KR101449157B1

KR101449157B1 - 전동 브레이크 차량의 제어 방법

Info

Publication number: KR101449157B1
Application number: KR1020120143264A
Authority: KR
Inventors: 김인수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-10-08
Also published as: JP2014114005A; KR20140075177A; CN103863292A; DE102013207874A1; US20140163834A1

Abstract

본 발명은 운전자의 주행의지를 감지하여 브레이크 페달 신호가 발생하기 전에 전동 브레이크의 제어부를 자동 초기화하고, 차량 주행 중 전동 브레이크 고장을 허용한 정상상태의 제동이 가능하도록 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 운전자의 주행의지를 감지하여 판단하는 단계; 운전자의 주행의지를 인지하면 EMB 초기화를 시작하고, EMB 작동 가능 신호의 발생 여부를 판단하는 단계; EMB 작동 가능 신호가 발생하면 EMB 제어가 가능함을 인지하고, EMB ECU의 고장 발생 여부를 판단하는 단계; 어느 하나의 EMB라도 고장이 발생하면 차량 정차 여부를 판단하여, 주행중이면 미고장 상태의 EMB를 이용하여 정상적인 제동을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법을 제공한다.

Description

전동 브레이크 차량의 제어 방법 {Control method of EMB vehicle}

본 발명은 전동 브레이크 차량의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자의 주행의지를 감지하여 브레이크 페달 신호가 발생하기 전에 전동 브레이크의 제어부를 자동 초기화하고, 차량 주행 중 전동 브레이크 고장을 허용한 정상상태의 제동이 가능하도록 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유압 브레이크는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더에서 유압이 생성되고 이 유압이 휠에 있는 캘리퍼에 도달하게 되는 동시에 브레이크 패드가 디스크를 수직방향으로 가압하여 제동을 수행한다.

기존에는 이러한 기계식 유압 브레이크를 통해 제동력을 발생시켜 차량을 제동하는 것이 일반적이었으나, 최근에는 전기 모터의 회전력에 의해 제동력을 발생시키는 전동 브레이크(EMB, Electro-Mechanical Brake system)가 다양하게 개발되고 있다.

전동 브레이크는 유압을 이용하지 않기 때문에 친환경적이고, 모터의 빠른 응답 특성으로 인해 유압 브레이크보다 응답속도가 빠르며 전류센서를 통하여 모터의 토크를 정확히 알 수 있으므로 바퀴의 제동력을 각각 제어할 수 있어 정확도가 높다는 장점이 있다.

이러한 전동 브레이크는 기존 유압 브레이크와 달리 전자식으로 작동되기 때문에 EMB 액추에이터를 구동하기 위해서는 ECU가 계속 작동되어야 한다.

그러나, 종래의 전동 브레이크 차량의 경우 차량을 주차하는 등 장시간 동안 전동 브레이크를 작동하지 않는 경우에도 계속 ECU가 작동됨으로 인해 전력 소비가 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 전동 브레이크 차량의 경우 차량 주행 중 EMB 고장이 발생하는 경우 정상적인 차량 제동이 수행되지 못하는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로서, 운전자의 주행의지를 감지/판단하여 운전자가 브레이크 페달을 밟기 전에 EMB를 자동으로 초기화할 수 있도록 함으로써 EMB ECU의 온/오프 모드를 자동 구현가능하게 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차량 주행 중 EMB 고장이 발생할 시, 차량이 정차하기 전까지 EMB를 통한 차량 제동이 계속 진행될 수 있도록 하여 EMB 고장을 허용한 정상상태의 EMB 제동을 가능하게 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법을 제공하는데도 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 운전자의 주행의지를 감지하여 판단하는 단계; 운전자의 주행의지를 인지하면 EMB 초기화를 시작하고, EMB 작동 가능 신호의 발생 여부를 판단하는 단계; EMB 작동 가능 신호가 발생하면 EMB 제어가 가능함을 인지하고, EMB ECU의 고장 발생 여부를 판단하는 단계; 어느 하나의 EMB라도 고장이 발생하면 차량 정차 여부를 판단하여, 주행중이면 미고장 상태의 EMB를 이용하여 정상적인 제동을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법을 제공한다.

상기 전동 브레이크 차량의 제어 방법은, 상기 미고장 상태의 EMB를 이용하여 정상적인 제동을 수행하는 단계 이후에는, 차량 정차 여부를 다시 판단하여 차량이 정차 중이면 고장발생알림수단을 통해 운전자에게 EMB ECU의 고장을 알리고, 고장이 발생한 EMB의 초기화를 시작한다.

또한 상기 전동 브레이크 차량의 제어 방법은, 상기 운전자의 주행의지를 감지하여 판단하는 단계에서는, IG ON 신호, 도어 오픈 신호와 동시 발생하는 시트 하중센서 신호, EPB 해제신호, 변속레버 조작신호를 조합하여 운전자의 주행의지를 인지한다.

또한 상기 전동 브레이크 차량의 제어 방법은, 상기 EMB 작동 가능 신호가 미발생한 경우에는 EMB 초기화가 진행 중인 것으로 판단하여 구동모터제어기를 통해 구동모터의 구동을 차단한다.

본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어 방법은 운전자의 주행의지 감지를 통해 EMB ECU가 자동 초기화되도록 함으로써 EMB ECU를 절전모드에서 작동모드로 자동 변경되게 할 수 있고, 이에 EMB를 차량 시동을 오프하는 등 장시간 사용하지 않는 경우 EMB ECU의 절전모드를 통한 전력 소비 절감이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 전동 브레이크 차량의 제어 방법은 차량 주행 중 EMB 고장이 발생하게 될 때에도 차량이 정차하기 전까지 정상적인 EMB 제동이 진행 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어 시스템을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어를 위한 브레이크 중앙제어기의 입/출력 신호를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어 방법을 나타낸 순서도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

본 발명은 전동 브레이크를 장착한 차량의 제어 방법에 관한 것으로, 운전자의 주행의지를 감지/인지하여 운전자가 브레이크 페달을 밟기 전에 전동 브레이크의 제어부(EMB ECU)를 자동 초기화하고, 차량 주행 중 전동 브레이크 고장을 허용한 정상상태의 EMB 제동을 가능하도록 한다.

이에 본 발명에서는 시동 오프시 EMB ECU를 절전모드로 오프했다가 운전자의 주행의지를 감지하는 순간 EMB ECU가 자동으로 초기화되어 작동모드로 온(ON) 되므로, 차량 시동을 오프하는 등 장시간 동안 EMB를 사용하지 않는 경우 EMB ECU의 전원절전모드를 통해 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

또한, EMB를 초기화하는 과정에서는 드래그 발생 방지를 위해 브레이크 디스크와 패드 사이의 간격을 유지하고, 모터 고장 여부와 센서 입/출력 및 캔 통신 고장 여부 등을 확인해야 하므로 일정 시간이 소요되는데, 본 발명에서는 운전자의 주행의지를 감지함으로써 운전자가 브레이크 페달을 밟기 이전에 EMB를 초기화 완료하게 되므로 EMB 작동성을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어를 위한 시스템 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 전동 브레이크 차량에는 차량 전후 및 좌우의 4륜 휠에 각각 연결되는 전동 브레이크(EMB)(1)와, 상기 각 전동 브레이크(1)의 ECU를 통제하는 브레이크 중앙제어기(2)가 장착 구성되어 있다.

상기 브레이크 중앙제어기(2)는 각 전동 브레이크(1)의 ECU와 통신 가능하게 연결되어, EMB ECU를 통해 EMB의 제반적인 동작을 통제하고, 차량의 각종 센서류와 통신 가능하게 연결되어 신호를 입력받을 수 있게 된다.

예를 들어, 상기 센서류로는 시트 하중센서, 휠속 센서 등이 있다.

또한, 브레이크 중앙제어기(2)는 차량의 구동모터를 제어할 수 있는 구동모터제어기(3)와 통신 가능하게 네트워트로 연결되어, 구동모터의 동작을 제어할 수 있게 된다.

4륜의 휠에 연결되는 각각의 전동 브레이크(1)는 제동 동작을 수행하기 위한 EMB 액추에이터와 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 EMB ECU를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 EMB ECU는 브레이크 중앙제어기(2)와 통신 가능하게 네트워트로 연결되어 각종 정보를 상호 교환할 수 있게 되며, 브레이크 중앙제어기(2)의 신호를 받아 EMB 액추에이터를 제어하게 된다.

후술하는 본 발명의 제반적인 제어 과정은 상기 브레이크 중앙제어기(2)를 통해 이루어진다.

도 2는 본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어를 위한 브레이크 중앙제어기의 입/출력 신호를 나타낸 개략도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 브레이크 중앙제어기는 후술하는 제어 과정의 수행을 위하여 운전자의 시동키 입력신호, 변속레버 조작신호, 도어 스위치 신호, 운전자의 탑승 여부를 감지/확인 가능하도록 하기 위한 시트 하중센서 신호, 운전자의 EPB(전동식 주차 브레이크) 스위치 조작신호를 입력받을 수 있게 되어 있고, 또한 휠속 센서와 페달 센서의 신호를 입력받을 수 있게 되어 있다.

브레이크 중앙제어기는 상기와 같은 신호들을 입력받아 운전자가 브레이크 페달을 밟기 전에 EMB를 초기화하는데 이용하고, 또한 차량 주행 중 EMB ECU의 고장 발생시 정상상태에 있는 EMB를 이용하여 운전자 요구 제동력을 보상 제어한다.

다시 말해, 4개의 EMB ECU 중 어느 하나라도 주행 중 고장이 발생하는 경우, 브레이크 중앙제어기는 정상상태에 있는 EMB를 이용하여 운전자가 요구하는 제동력을 형성하여 정상적인 제동을 수행할 수 있도록 한다.

이렇게 EMB ECU의 고장 발생시, 미고장 상태의 EMB를 이용하여 운전자 요구 제동력을 보상 제어하는 방법은 공지된 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

브레이크 중앙제어기는 상기의 신호들을 직접 수신하거나 또는 상기 신호들을 수신하는 차량 내 제어기와 통신 가능하게 네트워크로 연결되어서 신호를 입력받을 수 있게 된다.

도 3에는 본 발명에 따른 전동 브레이크 차량의 제어 과정이 도시되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 전동 브레이크 차량의 제어 과정은 먼저 운전자의 주행의지를 감지/판단하는 과정을 거치게 된다(S10).

운전자의 주행의지를 감지/판단할 수 있는 신호로는, IG ON 신호(시동키 입력신호), 도어 오픈 신호(도어 스위치 신호)와 동시 발생하는 시트 하중센서 신호, EPB 해제신호, 변속레버 조작신호 등이 있다.

다시 말해, 운전자가 차량 주행을 위해 시동을 걸어(혹은 IG ON 하여) IG ON 신호를 발생시키거나, 또는 차량 도어를 오픈하여 도어 오픈 신호를 발생시키는 동시에 운전석에 앉아서 시트 하중센서 신호를 발생시키거나, 또는 EPB를 해제시켜 EPB 해제신호를 발생시키거나, 또는 변속레버를 조작하여 변속레버 조작신호를 발생시키는 등에 의해 운전자의 주행의지를 감지할 수 있게 된다.

브레이크 중앙제어기는 이렇게 운전자의 주행의지를 감지하게 되면 EMB 초기화를 시작하고, 동시에 EMB 초기화 이전에 운전자가 가속페달을 밟아 주행하고자 하는 경우를 방지하기 위해 구동모터제어기를 통해 구동모터의 구동을 방지하여 차량 주행을 차단한다(S11).

다음, 브레이크 중앙제어기는 EMB 작동 신호(혹은 EMB 작동 가능 신호)의 발생을 감지하여 EMB의 초기화 완료를 판단한다(S13).

전후 및 좌우의 차륜 휠에 연결된 4개의 EMB가 모두 초기화 완료되면, 브레이크 중앙제어기는 EMB 제동을 위한 EMB ECU의 제어가 가능함을 인지하고, 동시에 차량 주행이 가능하도록 구동모터제어기에 신호를 보내 구동모터의 구동을 가능하게 하여(구동모터의 구동차단신호를 해제하여) 차량 주행을 가능하게 한다(S14).

EMB 작동 신호가 미발생한 경우에는 EMB 초기화가 진행 중인 것으로 판단하여 구동모터제어기를 통해 구동모터의 구동을 차단하고 차량 주행을 방지한다(S15).

상기 브레이크 중앙제어기는 실시간으로 각 EMB의 ECU 고장 발생 여부를 확인 및 판단하며(S16), 4개의 EMB 중 어느 하나라도 EMB ECU의 고장이 발생한 경우에는 경고등과 경고음(고장발생알림수단)을 통해 운전자에게 EMB ECU의 고장을 알리는데, 운전자에게 EMB ECU의 고장을 알리기 전에 먼저 휠속 센서를 통해 차속을 확인하여 차량 주행 또는 정차 여부를 감지한다(S17).

EMB ECU의 고장이 발생한 경우 차속 확인 결과 차량이 주행 중이면, 브레이크 중앙제어기는 미고장 상태의 EMB를 이용하여 운전자 요구 제동력을 보상 제어함으로써 정상적인 EMB 제동을 가능하도록 하며, 차량이 정지하기 전까지는 정상상태의 EMB 제동을 계속한다(S18).

이때 브레이크 경고등은 점멸 상태를 유지하며, 브레이크 경고음 역시 발생시키지 않는다(S18).

다음, 브레이크 중앙제어기는 휠속 센서 신호를 통해 차량이 주행을 정지한 것으로 판단되면(S19), 브레이크 경고등을 점등하고 경고음을 발생시키며, 동시에 EMB 액추에이터의 제어를 중단하고 구동모터제어기를 통해 차량 주행을 차단한다(S20).

상기 브레이크 중앙제어기는 고장이 발생한 EMB를 오프시킨 뒤 다시 온 시켜 초기화하며(S20), EMB 초기화가 완료된 것으로 판단되면(S21) 다시 EMB ECU의 제어가 가능함을 인지하고 차량 주행이 가능하도록 구동모터제어기에 신호(구동모터 구동 차단 해제신호)를 보낸다.

EMB 초기화가 미완료된 것으로 판단되면, 브레이크 중앙제어기는 브레이크 경고등의 점등을 유지하고 EMB 제어 및 차량 주행을 계속 차단한다.

1 : 전동 브레이크
2 : 브레이크 중앙제어기
3 : 구동모터제어기

Claims

운전자의 주행의지를 감지하여 판단하는 단계;
운전자의 주행의지를 인지하면 EMB 초기화를 시작하고, EMB 작동 가능 신호의 발생 여부를 판단하는 단계;
EMB 작동 가능 신호가 발생하면 EMB 제어가 가능함을 인지하고, EMB ECU의 고장 발생 여부를 판단하는 단계;
어느 하나의 EMB라도 고장이 발생하면 차량 정차 여부를 판단하여, 주행중이면 미고장 상태의 EMB를 이용하여 정상적인 제동을 수행하는 단계;
를 포함하고,
상기 EMB 작동 가능 신호가 미발생한 경우에는 EMB 초기화가 진행 중인 것으로 판단하여 구동모터제어기를 통해 구동모터의 구동을 차단하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 미고장 상태의 EMB를 이용하여 정상적인 제동을 수행하는 단계 이후에는, 차량 정차 여부를 다시 판단하여 차량이 정차 중이면 고장발생알림수단을 통해 운전자에게 EMB ECU의 고장을 알리고, 고장이 발생한 EMB의 초기화를 시작하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 운전자의 주행의지를 감지하여 판단하는 단계에서는,
IG ON 신호, 도어 오픈 신호와 동시 발생하는 시트 하중센서 신호, EPB 해제신호, 변속레버 조작신호를 조합하여 운전자의 주행의지를 인지하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 차량의 제어 방법.
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