KR101298138B1 - 차량용 제동 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

차량 주행 중 브레이크 페달의 작동을 근거로 하여 전자식 주차 브레이크의 작동을 제어함으로서 후륜에 제동력을 발생시킬 수 있어 메인 제동시스템이 고장인 비상 상황에서도 차량을 안정적으로 제동시킬 수 있는 차량용 제동 시스템 및 그 제어방법을 개시한다.

Description

차량용 제동 시스템 및 그 제어방법{BRAKE SYSTEM FOR A VEHICLE AND CONTROL METHOD THE SAME}
본 발명은 차량용 제동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기모터에 의해 작동하여 주차 제동력을 발생시키는 전자식 주차 브레이크를 가진 차량용 제동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 제동 시스템의 일예인 전자식 주차 브레이크 시스템은 전동식 주차 브레이크를 이용하여 후륜에 주차 제동력을 발생시키는 시스템이다.
이러한 전자식 주차 브레이크 시스템은 운전자로부터 주차 명령을 입력받기 위한 주차 스위치가 온 되면 전기 모터에 의해 작동되는 전자식 주차 브레이크를 작동시킴으로써 후륜의 회전이 구속되게 하여 차량을 주차 상태로 유지시키고, 주차 스위치가 오프 되면 전자식 주차 브레이크의 작동을 해제시킴으로써 후륜의 구속이 해제되게 하여 차량의 주차 상태를 해제시킨다.
전자식 주차 브레이크 시스템은 기본적으로 주차 스위치의 입력에 의해서 작동 및 작동 해제가 이루어지게 구성되어 있다.
이때, 차량이 주차 상태인 경우, 주차 스위치가 고장이더라도 주차 작동 해제가 가능할 수 있도록 주차 스위치의 입력 대신에 가속 페달 값과 기어 상태를 모니터링하는 방식으로 주차 작동을 해제할 수 있다.
하지만, 차량이 주행 중인 경우, 주차 작동을 수행하기 위해서는 반드시 주차 스위치의 입력이 필요하다.
따라서 주행 중인 차량을 감속시키기 위해서는 반드시 주차 스위치 입력만을 참조하기 때문에 유압 시스템 등의 메인 제동 시스템의 고장과 주차 스위치의 고장이 동시에 발생한 경우라면 차량은 제동력이 발생되지 않아 사고의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 차량 주행 중 메인 제동 시스템이 고장인 경우 브레이크 페달의 작동에 기초하여 전자식 주차 브레이크를 동작시켜 차량을 제동시키는 차량용 제동 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 제동 시스템은 바퀴에 제동력을 발생시키도록 마련된 휠 액추에이터와, 상기 휠 액추에이터의 작동을 제어하는 제1 제동 제어 장치와, 상기 바퀴 중 후륜에 제동력을 발생시키는 전동식 주차 브레이크와, 상기 제1 제동 제어 장치와 연결되고 상기 전동식 주차 브레이크의 작동을 제어하는 제2 제동 제어 장치와, 바퀴의 속도를 감지하는 휠 속도센서와, 브레이크 페달의 이동거리를 감지하는 브레이크페달위치감지센서를 포함하고, 상기 제2 제동 제어 장치는 상기 휠 속도센서를 통해 감지된 바퀴의 속도에 기초하여 차량이 주행 중인지를 판단하고, 상기 차량이 주행 중이고 상기 제1 제동 제어 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우 상기 후륜을 제동시키도록 상기 브레이크페달위치감지센서를 통해 감지된 상기 브레이크 페달의 이동거리를 근거로 하여 상기 전동식 주차 브레이크의 작동을 제어하는 것을 포함하고, 상기 제2 제동 제어 장치는 상기 차량이 주행 중이고 상기 제1 제동 제어 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우, 상기 브레이크 페달의 이동거리에 대응하는 제동력을 발생시키도록 상기 전동식 주차 브레이크를 단속시키고, 상기 전동식 주차 브레이크의 단속에 의해 상기 차량이 정차한 후 상기 브레이크 페달의 이동거리가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 차량의 정차시간이 미리 설정된 시간 이하이면 상기 전동식 주차 브레이크의 단속을 해제시키는 것을 포함한다.
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본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 제동 시스템의 제어방법은 전륜에 제동력을 발생시키는 휠 액추에이터와 후륜에 제동력을 발생시키는 전동식 주차 브레이크를 가진 차량용 제동 시스템에 있어서, 브레이크 페달의 이동거리를 감지하고, 상기 감지된 브레이크 페달의 이동거리를 근거로 하여 상기 전동식 주차 브레이크의 작동을 제어하는 것을 포함하고, 상기 전동식 주차 브레이크의 작동은, 상기 차량이 주행 중이고 상기 제동 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우, 상기 브레이크 페달의 이동거리에 대응하는 제동력을 발생시키도록 상기 전동식 주차 브레이크를 단속시키고, 상기 전동식 주차 브레이크의 단속에 의해 상기 차량이 정차한 후 상기 브레이크 페달의 이동거리가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 차량의 정차시간이 미리 설정된 시간 이하이면 상기 전동식 주차 브레이크의 단속을 해제시키는 것을 포함한다.
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삭제
이상에서 설명한 본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 주행 중 브레이크 페달의 작동을 근거로 하여 전자식 주차 브레이크의 작동을 제어함으로서 후륜에 제동력을 발생시킬 수 있어 메인 제동시스템이 고장인 비상 상황에서도 차량을 안정적으로 제동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량 주행 중 브레이크 페달의 작동여부에 따라 전자식 주차 브레이크를 작동시킨 후 차량이 정차하면 운전자가 주차 스위치를 조작할 필요없이 브레이크 페달을 밟는 것만으로도 전자식 주차 브레이크에 의한 주차 작동을 손쉽게 해제시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 제동 시스템의 개략적인 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 제동 시스템의 제어방법을 나타낸 제어흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 제동 시스템의 개략적인 제어블록을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 제동 시스템(10)는 브레이크 페달 또는 주차 브레이크를 작동함으로써 제어될 수 있다.
제동 시스템(10)는 2개의 제동 제어 장치(20,30)를 포함한다. 2개의 제동 제어 장치(20,30)는 예를 들면, 전자제어유닛(Electronic Control Unit ; ECU)이다.
제1 제동 제어 장치(20)는 유압 시스템, 전기 제동 시스템을 포함하는 차량의 메인 제동 시스템인 제1 제동 시스템의 환경 하에서 구동륜을 제동하기 위한 전자제어유닛이고, 제2 제동 제어 장치(30)는 전자식 주차 브레이크 시스템인 제2 제동 시스템의 환경 하에서 후륜을 주차시키기 위한 전자제어유닛이다.
제1 제동 제어 장치(20)는 신호 라인을 통해 차량의 구동륜(예를 들면, 전륜)의 바퀴에 할당된 휠 액추에이터(23a,23b)와 연결된다.
제1 제동 제어 장치(20)는 각 휠 액추에이터(23a,23b)에 제어신호를 출력한다. 각 휠 액추에이터(23a,23b)는 이 제어신호에 따라 작동되어 전륜(FR,FL)을 제동시킨다. 제1 휠 액추에이터 장치(23a)는 전륜 우측 바퀴의 제동 디스크를 제어하고, 제2 휠 액추에이터 장치(23b)는 전륜 좌측 바퀴의 제동 디스크를 제어한다.
각 휠 액추에이터(23a,23b)는 일반적인 제동 시스템의 모듈레이터 블록일 수 있다.
예를 들면, 모듈레이터 블록은 내부에 형성된 유로를 개폐하는 다수의 솔레노이드밸브와, 복귀하는 오일을 가압하기 위한 모터 및 유압펌프와, 유압펌프의 상류측 및 하류측 유로 상에 각각 배치되는 저압 어큐뮬레이터 및 고압 어큐뮬레이터를 포함한다. 이러한 구성 부품들은 모듈레이터블록 내부에 형성된 다수의 유로를 통해 상호 연결되어 있으며, 제1 제동 제어 장치(ECU1)(20)에 의해 각각 동작이 제어되면서 마스터실린더로부터 전방 측 휠 실린더로 전달되는 제동유압을 단속하는 기능을 수행한다. 여기서, 여기에서 유압펌프는 유압라인을 따라 저압 어큐뮬레이터 쪽으로 복귀한 브레이크 오일을 가압하여 전방 측 휠 실린더로 전달함으로써 바퀴의 단속적인 제동이 이루어지게 한다.
제1 제동 제어 장치(20)는 휠 속도센서(21)를 통해 휠 속도를 읽어 차량의 속도를 인식하고, 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 브레이크 페달의 이동거리를 인식한다. 이때, 휠 속도센서(21)는 구동륜(예를 들면, 전륜)의 회전속도를 감지하는 센서이고, 브레이크페달위치감지센서(22)는 브레이크 페달의 이동거리를 감지하는 센서이다.
제1 제동 제어 장치(20)는 휠 속도센서(21)를 통해 감지된 휠 속도 정보와 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 감지된 브레이크 페달 위치 정보를 근거로 하여 각 휠 액추에이터장치(23a,23b)를 제어하여 전륜에 제동력을 발생시킴으로써 차량을 제동시킨다.
제1 제동 제어 장치(20)는 안티록 브레이크 제어시스템(Anti-lock Brake System ; ABS), 차량 자세 제어장치(Electronic Stability Control ; ESC) 시스템 등의 유압 제동 시스템의 전자제어유닛일 수 있다. ESC 시스템은 차량의 주행 자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 차량이 미끄러지려고 할 때 안정성을 유지하기 위해 순간적으로 구동륜을 독립적으로 제어하여 건조한 노면, 빗길, 자갈길, 눈길 등에서 주행안정성을 강화해 준다.
제2 제동 제어 장치(30)는 데이터 버스(40)를 통해 제1 제동 제어 장치(20)와 연결된다. 데이터 버스(40)는 예를 들면, 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network 이하 CAN)이다. 제1 제동 제어 장치(20)와 제2 제동 제어 장치(30)는 캔 통신을 통해 정보를 교환한다. 예를 들면, 제1 제동 제어 장치(20)는 제2 제동 제어 장치(30)에 휠 속도 정보, 브레이크 페달 위치 정보, 제1 제동 제어 장치의 상태 및 고장 정보 등 각종 정보를 캔 통신을 통해 제2 제동 제어 장치(30)에 전달한다.
제2 제동 제어 장치(30)는 전자식 주차 브레이크 시스템(Electronic Parking Brake System)의 전자제어유닛이다. 전자식 주차 브레이크 시스템은 차량에는 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차량의 주차 상태를 유지시키는 장치이다.
제2 제동 제어 장치(30)는 신호 라인을 통해 후륜에 할당된 주차 브레이크(32)와 연결된다.
주차 브레이크(32)는 주차 액추에이터(33), 주차 케이블(34a,34b), 주차 브레이크 부속장치(35a,35b)를 포함한다.
주차 케이블(34a,34b)은 주차 액추에이터(33)와 일단이 연결되어 후륜 좌우바퀴(RR,RL)에 외력을 전달한다.
주차 브레이크 부속장치(35a,35b)는 주차 케이블(34a,34b)에 연결되며, 주차 케이블(34a,34b)의 타단에 연결되어 패드가 부착된 브레이크슈와, 이 브레이크슈를 드럼에 압착시켜서 제동력을 발생시키는 브레이크슈 레버를 포함한다.
주차 액추에이터(31)는 전동식으로 주차 케이블(34a,34b)을 당기거나 밀어 주차 브레이크 부속장치(35a,35b)를 작동시킨다. 이에 따라, 주차 브레이크 부속장치(35a,35b)가의 브레이크슈가 드럼에 압착되거나 압착 해제된다.
상기한 구성을 갖는 주차 브레이크(30)는 제2 제동 제어 장치(30)에 의해 구속되거나 구속 해제되어 후륜 좌우바퀴(RR,RL)에 주차 제동력을 발생하거나 주차 제동력을 제거한다.
제2 제동 제어 장치(30)는 신호 라인을 통해 주차 스위치(31), 휠 속도센서(21) 및 브레이크페달위치감지센서(22)와 연결되어 휠 속도 정보, 브레이크 페달 위치 감지정보, 주차 명령 등을 입력받을 수 있다. 이때, 주차 스위치(31)는 운전자에 의해 온 또는 오프되며, 운전자로부터 주차 브레이크(32)의 구속 상태를 해제시키기 위한 명령 또는 주차 브레이크(32)를 구속시키기 위한 명령을 입력받아 제2 제동 제어 장치(30)에 전달한다.
제2 제동 제어 장치(30)는 차량 정차시 주차 스위치(31)를 통해 입력된 운전자의 주차 명령에 따라 주차 브레이크(32)를 작동시켜 차량의 주차 동작을 제어한다.
제2 제동 제어 장치(30)는 데이터 버스(40)를 통해 제1 제동 제어 장치(20)로부터 제1 제동 제어 장치의 상태 및 고장 정보 등 각종 정보를 전달받는다. 참고로, 제2 제동 제어 장치(30)는 휠 속도센서(21) 및 브레이크페달위치감지센서(22)와 신호 라인으로 연결되지 않더라도 제1 제동 제어 장치(20)로부터 휠 속도 정보와 브레이크 페달 위치 감지 정보를 전달받는 것도 가능하다.
제2 제동 제어 장치(30)는 차량 주행시 (21)를 통해 감지된 휠 속도 정보와 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 감지된 브레이크 페달 위치 정보를 근거로 하여 각 휠 액추에이터장치(23a,23b)를 제어하여 전륜에 제동력을 발생시킴으로써 차량을 제동시킨다.
제2 제동 제어 장치(30)는 두 가지 모드를 수행할 수 있다. 제1 모드는 주차 모드로 차량 정차시 주차 스위치(31)를 통해 감지된 운전자의 주차 명령에 따라 주차 작동 또는 주차 작동 해제를 수행함으로써 차량이 정차 중 뒤로 밀리는 것을 방지한다.
제2 제동 제어 장치는 제1 모드시 주차 스위치(31)가 오프 상태이면, 주차 브레이크(32)의 구속 상태를 해제시키기 위한 명령으로 인식하여 주차 브레이크(32)의 주차 액추에이터(33)를 정회전 구동한다. 이에 따라, 주차 케이블(34a,34b)이 밀려 주차브레이크부속장치(35a,35b)의 브레이크슈가 드럼에 압착 해제되어 주차 브레이크(32)의 구속이 해제된다.
한편, 제2 제동 제어 장치는 제1 모드시 주차 스위치(10)가 온 상태이면, 주차 브레이크(32)를 구속시키기 위한 명령으로 인식하여 주차 브레이크(32)의 주차 액추에이터(33)를 역회전 구동한다. 이에 따라 주차 케이블(34a,34b)이 당겨져 주차브레이크부속장치(35a,35b)의 브레이크슈가 드럼에 재압착되어 주차 브레이크(30)가 구속된다.
한편, 제2 모드는 제동 모드로 차량 주행 중 제1 제동 제어 장치(20)으로부터 제1 제동 시스템의 고장 정보가 수신되면, 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 감지된 브레이크 페달의 이동거리를 근거로 하여 주차 브레이크(32)를 작동시켜 후륜에 제동력을 발생시킴으로써 차량을 안전하게 제동시킨다.
제2 제동 제어 장치는 제2 모드시 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 감지된 브레이크 페달의 이동거리에 대응하는 값으로 후륜에 제동력을 발생시킨다. 이때, 제어 중 노면의 마찰계수가 작아서 휠 슬립이 발생되는 경우에는 차량안정성 확보를 위해서 ABS 제어와 유사하게 일시적으로 후륜 제동력을 감소시키며, 휠 슬립이 사라지면 브레이크 페달의 이동거리에 대응하는 값으로 후륜에 제동력을 다시 발생시킨다.
또한, 제2 제동 제어 장치는 제2 모드에 의해 차량이 정차하는 경우, 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 감지된 브레이크 페달 위치 정보값이 미리 설정된 값 이상이거나 차량 정차 후 미리 설정된 시간이 경과하면 제2 모드를 주차 모드인 제1 모드로 전환한다. 즉, 차량 정차 후 운전자가 브레이크 페달을 밟거나 정차시간이 길어지면 주차 브레이크(32)의 주차 작동이 해제되게 할 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 제동 시스템은 차량 주행 중 제1 제동 제어 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우 브레이크 페달의 작동을 근거로 하여 주차 브레이크의 작동을 제어함으로서 후륜에 제동력을 발생시킬 수 있어 비상 상황에서도 차량을 안정적으로 제동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 제동 시스템의 제어방법을 나타낸 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 2를 살펴보면, 제2 제동 제어 장치(30)는 휠 속도센서(21)를 통해 구동륜의 휠 속도를 감지한다(100).
휠 속도를 감지한 후 제2 제동 제어 장치(30)는 휠 속도 정보로부터 차량이 주행 중인지를 판단한다(110).
만약, 작동모드 110의 판단결과 차량이 주행 중이면, 제2 제동 제어장치(30)는 브레이크페달위치감지센서(22)를 통해 브레이크 페달의 이동거리를 감지한다(120).
브레이크 페달의 이동거리를 감지한 후 제2 제동 제어 장치(30)는 브레이크 페달의 이동거리에 따라 운전자가 브레이크 페달을 밟았는지를 판단한다(130).
작동모드 130의 판단결과 브레이크 페달을 밟았으면, 제2 제동 제어 장치(30)는 제1 제동 제어 장치(20)에 의한 제동 작동이 고장인지를 판단한다(140). 이때, 제2 제동 제어 장치(30)는 제1 제동 제어 장치(20)로부터 제1 제동 제어 장치(20)에 의해 수행되는 제동 작동의 고장 정보를 수신하고, 이 고장 정보에 기초하여 제1 제동 제어 장치(20)에 의해 수행되는 제동 작동의 고장여부를 판단한다. 한편, 작동모드 130의 판단결과 브레이크 페달을 밟지 않았으면, 제2 제동 제어 장치(30)는 미리 설정된 루틴으로 리턴 한다.
작동모드 140의 판단결과 제1 제동 제어 장치(20)에 의한 제동 작동이 고장인 경우, 제2 제동 제어 장치(30)는 주차 브레이크(32)를 이용한 후륜 제동 제어를 수행한다(150). 즉, 주차 브레이크(32)를 작동시켜 주차 브레이크(32)이 구속되게 함으로써 후륜에 제동력을 발생시킨다. 이에 따라, 차량이 제동된다. 한편, 작동모드 140의 판단결과 제1 제동 제어 장치에 의한 제동 작동이 고장이 아니면, 제2 제동 제어 장치(30)는 미리 설정된 루틴으로 리턴 한다.
한편, 작동모드 110의 판단결과 차량이 주행 중이 아니면, 제2 제동 제어장치(30)는 차량이 정차 중이라고 판단하여 주차브레이크를 이용한 후륜 주차 제어를 수행한다(160). 즉, 제2 제동 제어 장치(30)는 주차 스위치(31)가 온 상태인지를 판단하고, 온 상태이면 주차 브레이크(32)를 구속시켜 후륜에 주차 제동력을 발생시키고, 주차 스위치(31)가 오프 상태이면 주차 브레이크(32)의 구속을 해제시켜 후륜에서 주차 제동력을 제거한다.
10 : 차량용 제동시스템 20 : 제1 제동 제어 장치
21 : 휠 속도센서 22 : 브레이크페달위치감지센서
23a,23b : 휠 액추에이터장치 30 : 제2 제동 제어 장치
31 : 주차스위치 32 : 주차 브레이크
33 : 주차 액추에이터 34a,34b : 주차 케이블
35a,35b : 주차 브레이크부속장치

Claims (5)

  1. 바퀴에 제동력을 발생시키도록 마련된 휠 액추에이터;
    상기 휠 액추에이터의 작동을 제어하는 제1 제동 제어 장치;
    상기 바퀴 중 후륜에 제동력을 발생시키는 전동식 주차 브레이크;
    상기 제1 제동 제어 장치와 연결되고 상기 전동식 주차 브레이크의 작동을 제어하는 제2 제동 제어 장치;
    바퀴의 속도를 감지하는 휠 속도센서;
    브레이크 페달의 이동거리를 감지하는 브레이크페달위치감지센서를 포함하고,
    상기 제2 제동 제어 장치는 상기 휠 속도센서를 통해 감지된 바퀴의 속도에 기초하여 차량이 주행 중인지를 판단하고, 상기 차량이 주행 중이고 상기 제1 제동 제어 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우 상기 후륜을 제동시키도록 상기 브레이크페달위치감지센서를 통해 감지된 상기 브레이크 페달의 이동거리를 근거로 하여 상기 전동식 주차 브레이크의 작동을 제어하는 것을 포함하고,
    상기 제2 제동 제어 장치는 상기 차량이 주행 중이고 상기 제1 제동 제어 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우, 상기 브레이크 페달의 이동거리에 대응하는 제동력을 발생시키도록 상기 전동식 주차 브레이크를 단속시키고, 상기 전동식 주차 브레이크의 단속에 의해 상기 차량이 정차한 후 상기 브레이크 페달의 이동거리가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 차량의 정차시간이 미리 설정된 시간 이하이면 상기 전동식 주차 브레이크의 단속을 해제시키는 것을 포함하는 차량용 제동 시스템.
  2. 삭제
  3. 전륜에 제동력을 발생시키는 휠 액추에이터와 후륜에 제동력을 발생시키는 전동식 주차 브레이크를 가진 차량용 제동 시스템에 있어서,
    브레이크 페달의 이동거리를 감지하고,
    상기 감지된 브레이크 페달의 이동거리를 근거로 하여 상기 전동식 주차 브레이크의 작동을 제어하는 것을 포함하고,
    상기 전동식 주차 브레이크의 작동은, 상기 차량이 주행 중이고 상기 제동 장치에 의한 제동 작동이 고장인 경우, 상기 브레이크 페달의 이동거리에 대응하는 제동력을 발생시키도록 상기 전동식 주차 브레이크를 단속시키고,
    상기 전동식 주차 브레이크의 단속에 의해 상기 차량이 정차한 후 상기 브레이크 페달의 이동거리가 미리 설정된 값 이하이거나 상기 차량의 정차시간이 미리 설정된 시간 이하이면 상기 전동식 주차 브레이크의 단속을 해제시키는 것을 포함하는 차량용 제동 시스템의 제어방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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