KR100878942B1 - 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및그 제어방법 - Google Patents

하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기 차량의 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 전기모터의 토크 보조가 안되거나 많은 양의 모터 보조가 불가한 경우 또는 고속 주행시 스로틀 밸브 열림으로 진공 생성이 어려운 상황 등의 브레이크 페일 발생 조건에서, 안전하게 브레이크가 동작할 수 있도록 브레이크 부스터 라인에 흡기계로부터 전해지는 대기압을 차단하고 별도의 진공공급수단을 작동시켜 강제 진공압을 형성시켜 줌으로써, 종래와 같은 브레이크 페일 현상을 방지할 수 있고, 페일 발생 조건에서 브레이크를 안전하고 신속하게 동작시킬 수 있는 하이브리드 전기 차량의 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
브레이크, 페일 세이프, 진공

Description

하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법{Fail-safe system for brake of hybrid electric vehicle and method for controlling the same}
도 1과 도 2는 브레이크 장치의 작동원리 및 종래 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 브레이크 페일 세이프 시스템을 도시한 구성도로서, 도 3은 정상적인 진공 유지시 본 발명의 페일 세이프 시스템이 작동하지 않은 상태를, 도 4는 정상적인 진공 유지 불가시 본 발명의 페일 세이프 시스템이 작동하고 있는 상태를 나타낸 도면,
도 5는 브레이크 페일이 발생할 수 있는 조건에서 본 발명의 페일 세이프 작동상태 및 페일 세이프 해제시 작동상태를 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 브레이크 페달 2 : 브레이크 부스터
3 : 마스터실린더 11 : 흡기계
12 : 스로틀 밸브 13 : 흡기 매니폴드
14 : 흡기계 연결라인 15 : 부압센서
20 : ECU 21 : 제1압력차단 전자식 밸브
22 : 연결관 23 : 진공압제공수단
24 : 진공펌프 25 : 진공홀더
26 : 제2압력차단 전자식 밸브 27 : 제3압력차단 전자식 밸브
28 : 부압센서
본 발명은 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 브레이크 페일 발생 조건에서, 안전하게 브레이크가 동작할 수 있도록 브레이크 부스터 라인에 흡기계로부터 전해지는 대기압을 차단하고 별도의 진공공급수단을 작동시켜 강제 진공압을 형성시켜 줌으로써, 종래와 같은 브레이크 페일 현상을 방지할 수 있고, 페일 발생 조건에서 브레이크를 안전하고 신속하게 동작시킬 수 있는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)이라 부르고 있다.
최근 연비를 개선하고 보다 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 하이브리드 전기 차량에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.
하이브리드 전기 차량은 엔진과 전기모터를 동력원으로 하여 다양한 구조를 형성할 수 있는데, 현재까지 연구되고 있는 대부분의 차량은 병렬형이나 직렬형 중에서 하나를 채택하고 있다.
이 중에서 병렬형은 엔진이 배터리를 충전시키기도 하나 전기모터와 함께 차량을 직접 구동시키도록 되어 있는 것으로, 구조가 직렬형보다 상대적으로 복잡하고 제어로직이 복잡하다는 단점은 있지만, 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 동시에 사용할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다는 장점 때문에 승용차 등에 널리 채택되고 있는 구조이다.
특히, 엔진과 전기모터의 최적 작동영역을 이용하므로 구동 시스템 전체의 연비를 향상시킴은 물론 제동시에는 전기모터로 에너지를 회수하므로 효율적인 에너지의 이용이 가능하다.
그리고, 하이브리드 전기 차량에는 차량 전반의 제어를 담당하는 차량 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)가 탑재되어 있고, 또한 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있다.
예컨대, 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU), 전기모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(Transmission Control Unit, TCU), 배터리의 작 동을 제어하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS), 실내 온도 제어를 담당하는 에어컨 제어기(Full Auto Temperature Controller, FATC) 등이 구비되어 있다.
이러한 제어기들은 상위 제어기인 차량 제어기를 중심으로 고속 CAN 통신라인으로 연결되어, 제어기들 상호 간에 정보를 주고받으면서 상위 제어기는 하위 제어기에 명령을 전달하도록 되어 있다.
또한 하이브리드 전기 차량에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리(메인 배터리)가 필수적으로 장착되는데, 차량 운행 중에 고전압 배터리는 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다.
모터 보조(Motor Assist)시에는 고전압 배터리가 전기에너지를 공급(방전)하고, 회생제동시나 엔진 구동시에 전기에너지를 저장(충전)하며, 이때 BMS는 배터리 충전 상태(State Of Charge; SOC), 가용 충전파워, 가용 방전파워 등을 HCU/MCU에 전송하여 배터리 안전 및 수명 관리 등을 수행한다.
그리고, 하이브리드 전기 차량의 경우에도 기존 일반 차량(엔진 차량)과 마찬가지로 차량의 감속 또는 정지시에 사용되는 브레이크 장치가 장착되어야 한다.
첨부한 도 1과 도 2는 브레이크 장치의 작동원리 및 종래 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 잘 알려진 바와 같이 자동차의 브레이크 장치에서는 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟게 되면 페달 가압력을 브레이크 부스터(2)에서 증폭시켜 이용하며, 증폭된 힘이 마스터실린더(3)에 가해지면 이때 생긴 유압의 힘에 의해 바퀴 제동을 위한 기구가 작동된다.
이때, 브레이크 부스터(2)는 진공압과 대기압의 차이를 이용, 입력축에 가해진 페달 가압력을 증폭시켜 출력축으로 전달하며, 흡기 매니폴드(13)의 부압을 이용하여 페달을 밟을 때 마스터실린더(3)에 가해지는 힘을 증폭시킨다.
이와 같이 흡기 매니폴드(13)의 부압을 이용하여 바퀴에 전달되는 힘을 증폭시키기 위해서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 흡기 매니폴드(13)를 포함하여 브레이크 부스터(2), 그리고 흡기 매니폴드(13)와 브레이크 부스터(2) 사이의 부압 제공이 이루어지는 흡기계 연결라인(14) 모두에서 진공상태를 형성해야 하며, 이를 위해서는 스로틀 밸브(12)를 어느 정도 닫아주어야 한다.
한편, 하이브리드 전기 차량에서는 Atkinson Cycle(기존 오토사이클 대비 팽창비를 크게 한 고효율 사이클), CVT 부하, 알터네이터 부하 등으로 인하여 브레이크 부압이 급격히 떨어질 수 있다.
따라서, 부압 개선을 위해 스로틀 밸브(12)를 닫아주게 되면 엔진 토크는 낮아지나 흡기 매니폴드(13)의 압력이 낮아지면서 브레이크 부압이 목표 부압 이하로 떨어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 스로틀 밸브(12)를 닫아 생긴 부족한 엔진 출력은 모터 토크 보조를 통해 보상하여 출력 열세를 만회한다.
그러나, 반대로 스로틀 밸브(12)가 많이 열릴수록 도 2에 나타낸 바와 같이 흡기 매니폴드(13)의 압력이 높아지면서(스로틀 밸브 열림으로 대기압 형성) 브레이크의 작동이 잘 안되며, 특히 모터 배터리가 없어 모터 보조가 안되거나 모터가 고장난 경우 또는 모터 열화로 인해 모터 보조가 적은 경우에는 차량 토크가 안나 오거나 울컥거리는 현상이 발생하고, 특히 고속시 압력 생성시간이 길어질 경우에 브레이크 밀림 현상이 발생하여 제동력 미확보로 인한 사고 확률이 매우 높아지게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 브레이크 페일 발생 조건에서, 안전하게 브레이크가 동작할 수 있도록 브레이크 부스터 라인에 흡기계로부터 전해지는 대기압을 차단하고 별도의 진공공급수단을 작동시켜 강제 진공압을 형성시켜 줌으로써, 종래와 같은 브레이크 페일 현상을 방지할 수 있고, 페일 발생 조건에서 브레이크를 안전하고 신속하게 동작시킬 수 있는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 흡기계와 브레이크 부스터 사이에서 흡기계로부터 브레이크 부스터로의 진공압 제공이 이루어지도록 연결된 흡기계 연결라인에 별도 분기되어 설치된 연결관과; 상기 연결관에 설치되어 이를 통해 상기 흡기계와는 별도로 진공압을 제공하기 위한 진공제공수단과; 상기 흡기계로부터 전해지는 압력을 차단할 수 있도록 상기 흡기계 연결라인에 설치되는 제1압력차단 전자식 밸브와; 브레이크 페일 발생 조건을 판단하여 브레이크 페일 발생 조건에서 흡기계로부터 전해지는 대기압을 차단할 수 있도록 상기 전자식 밸브를 제어하는 동시에 상기 연결관 및 흡기계 연결라인을 통해 진공압이 제공되도록 상기 진공제공수단을 제어하는 ECU;를 포함하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 진공제공수단은, 상기 연결관 끝단에 설치되어 상기 ECU에 의해 구동이 제어되면서 연결관을 통해 진공압을 제공하는 진공펌프와; 상기 연결관 도중에 설치되어 상기 ECU에 의해 구동이 제어되면서 연결관 통로를 개폐하는 제2압력차단 전자식 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 진공제공수단은, 상기 제2압력차단 전자식 밸브와 상기 진공펌프 사이의 연결관 통로 도중에 설치되어 상기 진공펌프의 구동시에 연결관을 통해서 내부공간으로 진공압이 형성되도록 되어 있고, 상기 내부공간이 진공압으로 유지된 상태에서 진공펌프 구동 초기에 일시적으로 진공압을 제공하는 진공홀더와; 상기 진공홀더와 상기 진공펌프 사이의 연결관 도중에 설치되어 상기 ECU에 의해 구동이 제어되면서 연결관 통로를 개폐하는 제3압력차단 전자식 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 진공홀더에는 부압센서가 설치되고, 상기 부압센서의 신호를 ECU가 입력받아 진공홀더 내 진공압이 설정수준 이하로 떨어짐을 판단하면, ECU가 상기 제2압력차단 전자식 밸브를 개방한 상태에서 상기 진공펌프를 구동시켜 진공홀더 내 진공압이 설정수준에 도달하도록 진공압을 보충하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, (a)차량 주행상태에서 브레이크 온과 동시에 현재 차량 상태가 미리 설정된 조건을 만족하는 브레이크 페일 발생 조건인지를 판단하는 단계와; (b)브레이크 페일 발생 조건으로 판단되면, 흡기계와 브레이크 부스터 사이를 연결하는 흡기계 연결라인에 설치된 제1압력차단 전자식 밸브를 닫아주어, 흡기계로부터 브레이크 부스터로 전해지는 압력을 차단하는 단계와; (c)상기 흡기계 연결라인에서 분기되어 별도 진공압 제공이 가능하도록 설치된 연결관의 진공제공수단을 작동시키는 동시에, 상기 연결관 도중에 설치된 제2압력차단 전자식 밸브를 개방하여, 상기 진공제공수단에 의해 제공되는 진공압에 의해 브레이크 부스터의 진공상태가 유지되도록 하는 단계와; (d)브레이크 오프시에 상기 제2압력차단 전자식 밸브를 닫아주고, 상기 진공제공수단을 정지시키며, 상기 제1압력차단 전자식 밸브를 열어주는 단계;를 포함하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 제어방법을 제공한다.
또한 상기 (a) 단계에서, 스로틀 밸브 만개 상태, ISC 풀 듀티 상태, 차속이 기준속도 이상으로 고속인 상태에서 브레이크 온 신호가 입력되는 고속 급제동 상태일 때 브레이크 페일 발생 조건으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (a) 단계에서, 부압센서의 신호로부터 흡기계 부압이 설정압력보다 높은 상태, 모터 고장 상태, 모터 보조 불가 상태, 그리고 배터리 전압이 기준전압 이하로 낮은 상태에서 브레이크 온 신호가 입력되는 제동 상태일 때 브레이크 페일 발생 조건으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (c) 단계에서, 상기 진공제공수단의 진공펌프를 구동하고, 연결관 도중에 설치된 상기 제2압력차단 전자식 밸브와 함께 진공홀더와 진공펌프 사이의 연결관 도중에 설치된 제3압력차단 전자식 밸브를 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (d) 단계에서, 상기 제2압력차단 전자식 밸브와 함께 진공홀더와 진공펌프 사이의 연결관 도중에 설치된 제3압력차단 전자식 밸브를 닫아주고, 상기 진공제공수단의 진공펌프를 정지시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 전기모터의 토크 보조가 안되거나 많은 양의 모터 보조가 불가한 경우 또는 고속 주행시 스로틀 밸브 열림으로 진공 생성이 어려운 상황 등의 브레이크 페일 발생 조건에서, 안전하게 브레이크가 동작하도록 브레이크 부스터 라인에 대기압을 차단하고 강제 진공압을 형성하여, 브레이크를 안전하고 신속하게 동작하도록 만드는 페일 세이프 기술에 관한 것이다.
첨부한 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 브레이크 페일 세이프 시스템을 도시한 구성도이고, 여기서 도 3은 정상적인 진공 유지시 본 발명의 페일 세이프 시스템이 작동하지 않은 상태(브레이크 정상 작동 모드)를, 도 4는 정상적인 진공 유지 불가시 본 발명의 페일 세이프 시스템이 작동하고 있는 상태(브레이크 페일 세이프 작동 모드)를 나타낸다.
우선, 본 발명의 브레이크 페일 세이프 시스템에서는 흡기계(11)와 브레이크 부스터(2) 사이에서 흡기계(11)로부터 브레이크 부스터(2)로의 부압 제공이 이루어 지도록 연결된 흡기계 연결라인(14)에 별도의 연결관(22)을 설치하고, 이 연결관(22)에는 흡기계(11)와 별도로 ECU(20)의 제어하에 진공압을 연결관(22) 및 흡기계 연결라인(14)을 통해 브레이크 부스터(2)로 제공할 수 있도록 구비되는 진공압제공수단(23)이 설치된다.
또한 흡기계(11)와 브레이크 부스터(2) 사이를 연결하는 흡기계 연결라인(14)에는 제1압력차단 전자식 밸브(21)(예, 솔레노이드 밸브)가 설치되고, 이 제1압력차단 전자식 밸브(21)는 ECU(20)가 출력하는 제어신호에 의해 개폐작동이 제어된다.
상기 진공압제공수단(23)의 바람직한 구성예를 설명하면, 연결관(22)의 끝단에는 진공 형성을 위한 진공펌프(24)(예, 모터작동식)가 설치되고, 연결관(22)의 도중에는 진공펌프(24)의 흡입작동에 의해 내부공간이 진공상태를 형성 및 유지하는 진공홀더(25)가 설치된다.
또한 진공홀더(25)와 흡기계 연결라인(14) 사이의 연결관(22)에는 연결관(22) 통로를 개폐하기 위한 제2압력차단 전자식 밸브(26)(예, 솔레노이드 밸브)가 설치되고, 진공펌프(24)와 진공홀더(25) 사이의 연결관(22)에도 통로를 개폐하기 위한 제3압력차단 전자식 밸브(27)(예, 솔레노이드 밸브)가 설치된다.
여기서, 상기 진공펌프(24)는 ECU(20)가 출력하는 제어신호에 의해 구동이 제어되도록 되어 있으며, 상기 전자식 밸브의 개폐작동도 ECU(20)가 출력하는 제어신호에 의해 제어되도록 되어 있다.
상기 진공펌프(24)의 경우, ECU(20)의 제어신호에 의해 구동이 개시된 직후 에는, 바로 일정 수준 이상의 정상적인 진공압, 즉 브레이크 부스터(2)에서 요구되는 진공압의 제공이 어려우므로, 본 발명에서는 진공펌프(24) 구동 개시 직후 일정시간 동안 진공압을 제공하기 위한 진공홀더(25)를 설치하며, 진공펌프(24) 구동 개시 직후 일정시간 동안은 진공홀더(25)에서 브레이크 부스터(2)로 필요한 진공압이 제공되도록 한다.
따라서, 상기와 같이 진공압 제공을 보조하는 진공홀더(25)는 그 설치 목적에 맞게 항상 진공압 상태를 유지해야 한다.
본 발명의 작동에서, 진공펌프(24)가 구동되고 상기 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27)가 개방된 상태라면, 진공펌프(24)가 구동하여 제공하는 진공압은 진공홀더(25)를 계속해서 진공압 상태로 유지시키면서 브레이크 부스터(2)에 제공된다.
또한 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27)가 동시에 폐쇄된 뒤 진공펌프(24)가 구동을 중지하더라도 진공홀더(25)는 두 전자식 밸브(26,27)에 의해 연결관(22)이 폐쇄된 상태이므로 계속해서 진공압 상태를 유지하게 된다.
이와 같이 진공홀더(25)가 진공압 상태를 유지한 상태에서 이후 페일 세이프 작동시에 다시 진공펌프(24) 구동이 개시되면 진공펌프(24)에 의해 요구되는 진공압의 형성이 가능할 때까지 진공홀더(25)는 진공압을 브레이크 부스터(2)에 일시적으로 제공하게 된다.
바람직하게는, 진공홀더(25)에 별도의 부압센서(28)를 설치하고, 이 부압센서(28)의 압력신호를 ECU(20)가 입력받도록 하여, 차량 주행 중에 진공홀더(25) 내 의 진공압이 설정된 수준 이하로 떨어질 경우에 진공홀더(25)와 진공펌프(24) 사이에 설치된 제2압력차단 전자식 밸브(26)만 잠시 열어주고 진공펌프(24)를 구동시켜, 진공홀더(25) 내 진공압이 설정된 수준에 도달하도록 진공압을 생성, 보충해준다.
물론, 이러한 경우 진공홀더(25) 내 설정된 수준의 진공압이 생성된 경우에는 ECU(20)가 열어주었던 상기 제2압력차단 전자식 밸브(26)를 다시 닫아주도록 구성한다.
그리고, 흡기계(11)와 브레이크 부스터(2) 사이를 연결하는 흡기계 연결라인(14)에는 제1압력차단 전자식 밸브(21)가 설치되고, 이 제1압력차단 전자식 밸브(21)도 ECU(20)가 출력하는 제어신호에 의해 개폐작동이 제어된다.
도 3과 도 4에서 도면부호 15는 흡기계 연결라인(14) 상에 기본 설치되는 부압센서(15)이다.
이와 같이 하여, 본 발명의 작동상태 및 시스템 제어 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3은 스로틀 밸브(12)가 닫힌 상태에서 흡기 매니폴드(13)를 포함하는 흡기계(11) 및 흡기계 연결라인(14), 브레이크 부스터(2) 영역이 정상적으로 진공상태로 유지되는 상태를 나타낸 것이다.
이 상태는 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27)를 폐쇄시킨 상태이고, 진공펌프(24)는 오프상태이나 진공홀더(25) 내에는 설정된 수준의 진공압 상태가 유지되며, 제1압력차단 전자식 밸브(21)는 열어준 상태이다.
이러한 상태에서는 흡기계(11)에서 제공되는 부압에 의해 브레이크가 정상적으로 작동될 수 있다.
반면, 도 4는 브레이크 페일이 발생할 수 있는 조건에서 브레이크 작동시에 본 발명의 페일 세이프 시스템이 작동하고 있는 상태를 나타내며, 도시된 예에서 스로틀 밸브(12)가 열려 있는 상태를 보여주고 있다.
이 상태에서는 페일 세이프 모드로의 진입, 즉 진공펌프(24)에 의한 부압 제어 모드로의 진입이 이루어지는 바, 제1압력차단 전자식 밸브(21)를 닫아서 흡기계 연결라인(14)을 차단하고, 진공펌프(24)를 구동시키는 동시에 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27)를 열어, 진공홀더(25)를 이용해 브레이크 부스터(2)의 진공 유지가 일시적으로 가능하도록 한 뒤 이후 모터에 의해 생성된 진공압에 의해 브레이크 부스터(2) 및 진공홀더(25)의 진공 유지가 가능하도록 한다.
상기와 같이 브레이크 페일이 발생할 수 있는 조건에서 ECU(20)는 모터 구동, 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27) 개방, 제1압력차단 전자식 밸브(21) 폐쇄의 상태로 제어하는 페일 세이프 모드 제어를 수행하게 된다.
첨부한 도 5는 브레이크 페일이 발생할 수 있는 조건에서 본 발명의 페일 세이프 작동상태 및 페일 세이프 해제시 작동상태를 나타낸 순서도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 페일 세이프 작동은 브레이크 페일이 발생할 수 있는 조건에서 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟아 브레이크를 작동(브레이크 온)시킬 때 개시되며, 반대로 브레이크 페달(1)에서 발을 뗄 때(브레이크 오프) 해제된다.
우선, ECU(20)는 차량 주행상태에서 브레이크 온과 동시에 현재 차량 상태가 미리 설정된 조건을 만족하는 브레이크 페일 발생 조건인지를 판단하게 된다.
ECU(20)는 브레이크 페일 발생 조건으로서 고속 급제동 조건과 전기모터 관련 시스템의 페일 상태에서의 제동 조건을 판단하게 된다.
고속 급제동인 조건을 판단하는 과정으로서, ECU(20)는 차량 주행상태에서 스로틀 밸브(12)의 만개 상태, ISC 풀 듀티 상태, 차속이 기준속도 이상으로 고속인 상태를 감지하고 이 상태에서 브레이크 온 신호를 입력받으면, 고속 급제동 조건으로 판단하여 페일 세이프 모드 제어를 개시한다.
그리고, 전기모터 관련 시스템의 페일 상태에서의 제동 조건을 판단하는 과정으로서, ECU(20)는 차량 주행상태에서 흡기계 연결라인(14)에 설치된 부압센서(15)의 출력신호를 토대로 흡기계(11) 부압이 설정압력보다 높은 상태이고 모터 고장 상태이며 모터 보조 불가 상태, 그리고 배터리 전압이 기준전압 이하로 낮은 상태를 판단하여 이 상태에서 브레이크 온 신호를 입력받으면, 전기모터 관련 시스템의 페일 상태에서의 제동 조건을 판단하여 페일 세이프 모드 제어를 개시한다.
페일 세이프 모드(브레이크 온 입력상태임) 제어 과정에서, ECU(20)는, 도 4에서 설명한 바와 같이, 페일 세이프 모드로 진입, 즉 진공펌프(24)에 의한 부압 제어 모드로 진입하여, 제1압력차단 전자식 밸브(21)를 닫아서 흡기계 연결라인(14)을 차단하고, 진공펌프(24)를 구동시키는 동시에 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27)를 열어, 진공홀더(25)를 이용해 브레이크 부스터(2)의 진공 유지가 일시적으로 가능하도록 한 뒤 이후 모터에 의해 생성된 진공압에 의해 브레이크 부스 터(2) 및 진공홀더(25)의 진공 유지가 가능하도록 한다.
이후, 페일 세이프 모드 해제 조건, 즉 브레이크 오프 신호가 입력되면, ECU(20)는, 진공펌프(24)에 의한 부압 제어 모드가 해제되어, 제2 및 제3압력차단 전자식 밸브(26,27)를 폐쇄시키고, 진공펌프(24)를 오프시키며, 제1압력차단 전자식 밸브(21)는 열어준다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 브레이크 페일 발생 조건에서, 안전하게 브레이크가 동작할 수 있도록 브레이크 부스터 라인에 흡기계로부터 전해지는 대기압을 차단하고 별도의 진공공급수단을 작동시켜 강제 진공압을 형성시켜 줌으로써, 종래와 같은 브레이크 페일 현상을 방지할 수 있고, 페일 발생 조건에서 브레이크를 안전하고 신속하게 동작시킬 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 흡기계와 브레이크 부스터 사이에서 흡기계로부터 브레이크 부스터로의 진공압 제공이 이루어지도록 연결된 흡기계 연결라인에 별도 분기되어 설치된 연결관과;
    상기 연결관에 설치되어 이를 통해 상기 흡기계와는 별도로 진공압을 제공하기 위한 진공제공수단과;
    상기 흡기계로부터 전해지는 압력을 차단할 수 있도록 상기 흡기계 연결라인에 설치되는 제1압력차단 전자식 밸브와;
    브레이크 페일 발생 조건을 판단하여 브레이크 페일 발생 조건에서 흡기계로부터 전해지는 대기압을 차단할 수 있도록 상기 전자식 밸브를 제어하는 동시에 상기 연결관 및 흡기계 연결라인을 통해 진공압이 제공되도록 상기 진공제공수단을 제어하는 ECU;
    를 포함하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템에 있어서,
    상기 진공제공수단은,
    상기 연결관 끝단에 설치되어 상기 ECU에 의해 구동이 제어되면서 연결관을 통해 진공압을 제공하는 진공펌프와;
    상기 연결관 도중에 설치되어 상기 ECU에 의해 구동이 제어되면서 연결관 통로를 개폐하는 제2압력차단 전자식 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2압력차단 전자식 밸브와 상기 진공펌프 사이의 연결관 통로 도중에 설치되어 상기 진공펌프의 구동시에 연결관을 통해서 내부공간으로 진공압이 형성되도록 되어 있고, 상기 내부공간이 진공압으로 유지된 상태에서 진공펌프 구동 초기에 일시적으로 진공압을 제공하는 진공홀더와;
    상기 진공홀더와 상기 진공펌프 사이의 연결관 도중에 설치되어 상기 ECU에 의해 구동이 제어되면서 연결관 통로를 개폐하는 제3압력차단 전자식 밸브;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 진공홀더에 설치되는 부압센서를 더 포함하고,
    상기 부압센서의 신호를 ECU가 입력받아 진공홀더 내 진공압이 설정수준 이 하로 떨어짐을 판단하면, ECU가 상기 제2압력차단 전자식 밸브를 개방한 상태에서 상기 진공펌프를 구동시켜 진공홀더 내 진공압이 설정수준에 도달하도록 진공압을 보충하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템.
  5. (a)차량 주행상태에서 브레이크 온과 동시에 현재 차량 상태가 미리 설정된 조건을 만족하는 브레이크 페일 발생 조건인지를 판단하는 단계와;
    (b)브레이크 페일 발생 조건으로 판단되면, 흡기계와 브레이크 부스터 사이를 연결하는 흡기계 연결라인에 설치된 제1압력차단 전자식 밸브를 닫아주어, 흡기계로부터 브레이크 부스터로 전해지는 압력을 차단하는 단계와;
    (c)상기 흡기계 연결라인에서 분기되어 별도 진공압 제공이 가능하도록 설치된 연결관의 진공제공수단을 작동시키는 동시에, 상기 연결관 도중에 설치된 제2압력차단 전자식 밸브를 개방하여, 상기 진공제공수단에 의해 제공되는 진공압에 의해 브레이크 부스터의 진공상태가 유지되도록 하는 단계;
    (d)브레이크 오프시에 상기 제2압력차단 전자식 밸브를 닫아주고, 상기 진공제공수단을 정지시키며, 상기 제1압력차단 전자식 밸브를 열어주는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 스로틀 밸브 만개 상태, ISC 풀 듀티 상태, 차속이 기준속도 이상으로 고속인 상태에서 브레이크 온 신호가 입력되는 고속 급제동 상태일 때 브레이크 페일 발생 조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 제어방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 부압센서의 신호로부터 흡기계 부압이 설정압력보다 높은 상태, 모터 고장 상태, 모터 보조 불가 상태, 그리고 배터리 전압이 기준전압 이하로 낮은 상태에서 브레이크 온 신호가 입력되는 제동 상태일 때 브레이크 페일 발생 조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 제어방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 진공제공수단의 진공펌프를 구동하고, 연결관 도중에 설치된 상기 제2압력차단 전자식 밸브와 함께 진공홀더와 진공펌프 사이의 연결 관 도중에 설치된 제3압력차단 전자식 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 제어방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 제2압력차단 전자식 밸브와 함께 진공홀더와 진공펌프 사이의 연결관 도중에 설치된 제3압력차단 전자식 밸브를 닫아주고, 상기 진공제공수단의 진공펌프를 정지시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템 제어방법.
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