KR102304670B1 - 자동차용 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법 - Google Patents

자동차용 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 브레이크 시스템(1), 이러한 브레이크 시스템(1)을 작동하기 위한 방법 및 이러한 브레이크 시스템(1)을 구비한 자동차에 관한 것으로, 상기 브레이크 시스템(1)은 1차 시스템(2)과 2차 시스템(3)을 포함하고, 상기 시스템들은 각각, 비상 기능에 따라 자동차를 정지 상태로 자동으로 제동한 다음, 정지 상태에서 고정하도록 설계된다. 적어도 1차 시스템(2)은, 자동차의 자율 제어 또는 원격 조작을 위해 설계된 차량 기능(12)에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 실행하도록 설계된다. 2차 시스템(3)은, 1차 시스템(2)에 추가 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 수행하도록 설계된다.

Description

자동차용 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법
본 발명은 자동차용 브레이크 시스템, 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법 및 이러한 브레이크 시스템을 구비한 자동차에 관한 것이다.
현재 자동차에 표준으로 설치되는 다수의 운전자 보조 기능의 경우, 자동차의 운전자는 비상 시, 예를 들어 운전자 보조 기능의 기술적 결함 시 폴 백(fall back)으로서 참작된다. 즉, 운전자 보조 기능의 작동 중에 오류가 발생하면, 운전자에게 해당 메시지가 출력되고, 운전자는 해당 운전자 보조 기능의 작업을 인계받아야 한다.
그러나 향후에는 운전자 보조 기능이 자동차의 자율 제어 또는 원격 조작을 위해 설계되면 운전자가 항상 폴 백으로서 참작될 수는 없는데, 그 이유는 자동차의 운전자가 예를 들어 더 이상 자동차 내에 있지 않거나 시간 지연 후에야 개입할 수 있기 때문이다.
DE 10 2014 221 007 A1호에, 트래픽 잼 파일럿(Traffic Jam Pilot)으로서 이용되는 운전자 보조 기능의 경우에 표준 설정 궤도 외에 추가적인 비상 작동 설정 궤도가 결정되는 것이 공개되어 있다. 이를 위해, 트래픽 잼 파일럿은 항상 자동차의 환경 데이터에 기초하여 2개의 표준 설정 궤도를 결정하고, 이러한 2개의 설정 궤도는 서로 비교되어 2개의 설정 궤도 중 하나가 선택되고, 이에 기초하여 차량은 적어도 반자동으로 안내된다. 이러한 과정에 의해, 트래픽 잼 파일럿의 처리 장치 중 하나에 오류가 있거나 자동차의 부품에 오류가 있는 경우에, 선택되지 않은 다른 표준 설정 궤적이 이용될 수 있는 것과 이러한 비상 작동 설정 궤적에 따라 자동차가 계속해서 안내될 수 있는 것이 가능해진다.
자동차의 적어도 반자동화된 안내를 가능하게 하는 다수의 운전자 보조 기능의 경우, 운전자 보조 기능 또는 자동차의 다른 제어 유닛에 자동차가 계속해서 조향되는 비상 계획이 존재한다는 사실이, 비상 시에는 그렇게 중요하지 않다. 오히려, 비상 시 가급적 신속하게 그리고 필요한 경우 현재 교통 상황을 고려하여 자율 제어되는 자동차를 정지 상태로 제동한 다음 정지 상태에서 고정할 수 있는 시스템 및 과정을 규정하는 것이 중요해진다.
따라서, 본 발명의 과제는 자율 또는 원격 제어식 차량 기능을 가지는 자동차의 작동을 특히 확실하게 구현하는 자동차용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 과제는 1차 시스템과 2차 시스템을 포함하고, 상기 시스템들은 각각, 비상 기능에 따라 자동차를 정지 상태로 자동 제동한 다음, 정지 상태에서 고정하도록 설계되며, 적어도 1차 시스템은, 자동차의 자율 제어 또는 원격 조작을 위해 설계된 차량 기능에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 수행하도록 설계되고, 상기 2차 시스템은, 1차 시스템에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 수행하도록 설계된 자동차용 브레이크 시스템에 의해 달성된다. 따라서 본 발명에 따라 제안된 브레이크 시스템은 2개의 서브 브레이크 시스템으로 구성된 브레이크 시스템이다. 2개의 서브 브레이크 시스템, 즉 1차 시스템으로 지칭되는 메인 브레이크 시스템 및 2차 시스템으로 지칭되는 보조 브레이크 시스템은, 소정 제동 루틴에 따라 자동차를 정지시키도록 그리고 롤링에 대해 고정되도록 설계된다.
또한, 1차 시스템은, 차량 기능에 오류가 발생하면, 소정 제동 루틴을 실행할 수 있다. 차량 기능은 이 경우, 자동차의 독립적인 또는 원격 통제식 제어를 가능하게 하는 운전자 보조 기능이다. 또한, 차량 기능의 오류 시 및 1차 시스템에 오류가 추가로 발생하는 경우 2차 시스템이 거기에 소정 제동 루틴에 따라 자동차를 정지시키고 정지 상태에서 유지하도록 브레이크 시스템이 설계되는 것이 제공된다.
이러한 중복 브레이크 시스템은 예를 들어 주차 보조 장치 또는 적응형 크루즈 컨트롤과 같은 차량 기능과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 고객 기능에 따라 운전자가 탑승하지 않은 자동차의 독립적인 주차가 요구되면, 브레이크 시스템은, 예를 들어 운전자의 원격 제어부와 차량 기능의 제어 장치 사이의 무선 접촉이 중단되는 것과 같이 해당하는 차량 기능의 고장 시, 자동차가 1차 시스템에 의해 제동되어 정지 상태에서 고정되는 것을 가능하게 한다. 1차 시스템에 추가적인 기술적 오류 시, 차량은 2차 시스템에 의해서도, 즉 2차 시스템의 소정 제동 루틴에 기초하여 정지될 수도 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 비상 기능은 자동차의 속도가 소정 속도 미만일 때, 완전 제동을 수행한 다음, 자동차를 정지 상태에서 고정하는 것을 제공하는 것이 고려된다. 자동차가 소정의 최대 속도보다 느리게 주행하고 자동차의 제동 후에 정지 상태에서 자동차의 고정을 위한 언급된 조건 중 적어도 하나가 충족되는 경우에, 소정 제동 루틴에 따라, 자동차가 가능한 한 신속하게 정지 상태로 제동된 다음 롤링에 대해 고정되는 것이 제공된다. 자동차가 예를 들어, 원격 제어식 주차 보조 장치를 이용해서 실행되는 주차 과정 중에 있으면, 소정 제동 루틴에 따라 자동차의 급제동이 이루어질 수 있다. 비상 기능에 따라 실행되는 완전 제동은 자동차의 일종의 비상 정지와 같다. 이러한 비상 정지 기능은, 차량이 원격 제어되어 차량 기능에 의해 주차되면, 즉 차량 운전자가 비상 시 차량을 직접 제동할 수 없으면, 또는 운전자의 지연 개입 없이 자동차의 가능한 한 신속한 정지가 중요한 개방된 도로에서 차량 기능에 의해 차량이 안내되면, 특히 바람직하다. 이러한 비상 정지 기능이 제공되는 속도 범위는 자동차의 주차 이동 범위 이내이고, 즉 바람직하게 15 ㎞/h 이하의 속도이다.
본 발명에 따라 제안된 브레이크 시스템의 다른 바람직한 실시예는, 비상 기능은 자동차의 속도가 소정 속도 이상일 때 현재의 교통 상황을 고려하여 자동차를 정지 상태로 제동한 다음, 정지 상태에서 고정하는 것을 제공하는 것을 고려한다. 따라서 소정의 최대 속도부터, 소정 제동 루틴에 기초하여 현재의 교통 상황이 고려되고 자동차는 이러한 교통 상황에 맞게 제동된 다음 롤링에 대해 고정되는 것이 제공된다. 예를 들어 차량 기능에 의해 차량이 완전 자율로 고속도로로 안내되는 경우, 비상 기능의 활성화 시 자동차의 갑작스러운 완전 제동이 이루어지는 것이 아니라, 현재 속도 및 현재 교통량에 맞게 조정된 제동 과정이 이루어진다. 이 경우 제동 루틴은 정지할 때까지 자동차가 특정 속도로 제동되는 시간과 거리를 미리 정할 수 있다. 비상 기능을 결정하기 위해, 현재의 교통 상황을 모니터링할 수 있는 다양한 센서, 예를 들어 자동차의 외부 카메라의 정보가 이를 위해 이용될 수 있다. 비상 기능은 C2C 통신 또는 C2X 통신의 데이터를 고려하여 결정될 수도 있다. 더 높은 차량 속도에서, 즉 일반적으로 바람직하게는 15 ㎞/h의 속도부터, 차량 기능 또는 1차 시스템의 오작동 시, 정의된 비상 작동에 따라 자동차를 제동한 다음 정지 상태에서 고정하는 것이 제공된다. 현재의 교통 상황에 맞게 조정된 자동차의 이러한 제동에 의해, 예를 들어 다른 도로 사용자의 후방 충돌로 인한 2차 사고의 확률이 비상 정지 과정에 비해 감소할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 1차 시스템과 2차 시스템은, 비상 기능을 실행하는 과정 중에 차량 기능의 적어도 하나의 부분 기능을 수행하도록 형성되는 것이 제공된다. 2개의 서브 브레이크 시스템 중 하나가 활성화되면, 소정 제동 루틴 외에 차량 기능의 작업이 계속해서 실행될 것이다. 예를 들어, 차량 기능의 부분 기능이 자동차의 제동을 제어하는 기능인 경우, 이러한 기능은 1차- 또는 2차 시스템에 의해 실행될 수도 있다. 그러나 1차- 및/또는 2차 시스템이 예를 들어 자동차의 조향에도 작용할 수 있거나 자동차의 속도에 영향을 줄 수 있는 브레이크 시스템인 경우, 비상 기능은 비상 작동 궤도일 수도 있다. 차량 기능은 이를 위해 지속적으로 업데이트된 궤도를 1차- 및 2차 시스템으로 전송할 수 있으며, 차량 기능에 오류가 발생하는 경우 자동차는 이러한 궤도에 기초해서 조향 및 제동될 수 있다. 1차- 및 2차 시스템이 차량 기능의 부분 기능을 인계받을 수 있음으로써, 이들은 차량 기능의 보완을 의미하며, 이는 비상 시 자동차의 안전한 정지에 특히 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 다른 바람직한 실시예는, 2차 시스템은, 차량 기능에 오류가 발생하지 않았더라도, 1차 시스템의 오류 발생 시 이미 비상 기능을 수행하도록 설계되는 것을 제공한다. 따라서 2차 시스템은, 차량 기능이 제대로 작동할 때, 즉 활성화된 운전자 보조 기능이 제대로 작동할 때, 1차 시스템에 결함이 있는 경우, 거기에 소정 제동 루틴에 기초하여 자동차를 정지한 다음 롤링에 대해 고정할 수 있다. 자동차가 예를 들어 주차장에서 원격 제어식 주차 보조 장치를 사용하여 천천히 이동하고 1차 시스템이 예상치 않게 고장날 경우, 2차 시스템에 의해 차량의 즉시 정지가 이루어진다. 이것은 특히, 자동차 내에 운전자가 있지 않고, 원격으로 차량 기능이 자동차를 제어하는 상황에서, 자동차의 특히 안전한 주행을 가능하게 한다. 그와 달리, 예를 들어 다차선 고속도로에서 소정 속도 이상의 속도보다 높은 속도일 때 자동차가 적응형 크루즈 컨트롤에 의해 자율 제어되는 경우, 1차 시스템의 결함 시 2차 시스템에 제공된, 현재 교통 상황에 맞게 조정된 비상 기능이 2차 시스템에 의해 실행되고, 차량도 시간 지연 방식으로 제동되어 정지 상태에서 고정된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 1차 시스템은, 차량 기능에 오류가 발생하지 않았더라도, 2차 시스템의 오류 발생 시 이미 비상 기능을 수행하도록 설계되는 것이 제공된다. 따라서, 차량 기능이 제대로 작동할 때, 보조 브레이크 시스템의 결함만이 보고되면, 메인 브레이크 시스템은 거기에 소정 제동 루틴을 이미 작동하는 것이 제공된다. 예를 들어 차량 기능이 주차장에서 원격 제어되어 사용되는 주차 보조 장치인 경우, 1차 시스템과 차량 기능도 여전히 제대로 작동하더라도, 2차 시스템의 고장 시 자동차는 비상 정지 기능을 이용하여 즉시 정지된다. 이로 인해 자동차의 자율 제어 또는 원격 조작을 위한 차량 기능으로 주행 시 추가적인 보호가 가능해지는데, 그 이유는 자동차의 제동을 위해 및 정지 상태에서 고정을 위해 2개의 시스템이 이용 가능해야 한다는 것이, 해당하는 차량 기능을 작동하기 위한 전제이기 때문이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 1차 시스템은, 차량의 제동을 위해 및/또는 정지 상태에서 고정을 위해 설계된 모든 수단을 제어하도록 설계된다. 따라서, 1차 시스템의 제어 장치가 차량의 브레이크 또는 홀딩 메커니즘의 모든 액추에이터, 즉 그들의 제어 장치 및 트리거 메커니즘에 액세스할 수 있는 것이 제공된다. 따라서 오류가 없는 상태에서도, 예를 들어 전자 제어 주행 안전 장치(ESC; Electronic Stability Control)의 기능 소프트웨어인 1차 시스템의 기능 소프트웨어는 자동차의 제동 또는 고정을 위해 제공된 다른 모든 차량 구성요소를 제어할 수 있다. 이러한 다른 구성요소는, 예를 들어 전기식 주차 브레이크(EPB; Electric Parking Brake), 전기 브레이크 부스터(eBKV) 또는 주차 잠금 장치일 수 있다. 개별 오류의 경우, 예를 들어 대응하는 통신 버스의 고장 시, 1차 시스템은 자동차의 제동 또는 고정을 위해 제공되는, 2개의 서브 브레이크 시스템의 결함이 없는 개별 차량 구성요소에 계속해서 액세스할 수 있다. 예를 들어 1차 시스템의 홀딩 메커니즘에 결함이 있는 경우, 자동차가 제동된 후에, 1차 시스템은 2차 시스템의 홀딩 메커니즘을 사용하여 자동차를 정지 상태에서 고정할 수 있을 것이다. 이는, 1차 시스템의 제어 장치에 의해 브레이크 시스템의 우선적인 제어를 가능하게 하여, 비상 시 브레이크 시스템의 특히 신속한 반응이 가능해진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는, 2차 시스템은, 전기 브레이크 부스터를 작동시킴으로써 차량을 제동하도록 설계되는 것을 제공한다. 차량이 2차 시스템에 의해 제동되면, 이는 전기 브레이크 부스터(eBKV)를 사용하여 이루어진다. 브레이크의 액추에이터로서 전기 브레이크 부스터 외에, 전기식 주차 브레이크(EPB; Electic Parking Brake) 또는 다른 브레이크도 고려될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 2차 시스템은, 주차 잠금 장치를 작동시킴으로써 차량을 정지 상태에서 고정하도록 설계되는 것이 제공된다. 따라서, 2차 시스템은 정지 상태에서 자동차를 고정하기 위해 기어 잠금 장치를 사용하는 것이 제공된다. 그러나 전기식 주차 브레이크(EPB; Electric Parking Brake) 또는 다른 주차 브레이크도 홀딩 메커니즘으로서 적합할 수 있다. 이러한 홀딩 메커니즘에 의해, 자동차가 제동된 후에, 정지 상태에서 확실하게 유지되어 가능한 롤링에 대해 고정되는 것이 달성될 수 있다.
브레이크 시스템의 다른 바람직한 개선예에서, 1차- 및/또는 2차 시스템은 차량 기능의 다음의 오류 중 적어도 하나의 발생 시 비상 기능을 실행하도록 설계된다: 차량 기능과의 통신 시 오류, 차량 기능에 의해 소정 차량 속도의 한계값의 초과, 차량 기능에 의한 비상 기능 실행의 요구. 활성화된 차량 기능의 동작에 있어서 다음의 결함 중 하나가 관찰되면, 1차- 및/또는 2차 시스템은 소정 제동 루틴에 따라 자동차의 제동을 시작할 것이다. 이러한 결함은 한편으로 1차- 및/또는 2차 시스템과 차량 기능 간의 데이터 교환 시 문제점일 수 있다. 다른 한편으로, 현재 차량 속도가 차량 기능에 의해 소정 최대 속도보다 높거나 차량 기능에 의해 비상 기능이 호출되는 것이 확인되면, 비상 기능이 트리거될 수 있다.
예를 들어, 대응하는 통신 버스가 고장나거나 1차- 및/또는 2차 시스템 또는 차량 기능의 제어 장치의 다른 부분들이 고장난 경우에, 차량 기능과의 통신 오류가 발생한다. 예를 들어, 차량 기능이 소정의 속도 범위, 예를 들어 0 ㎞/h 내지 10 ㎞/h 사이에서만 주차 과정을 실행하는 기준을 갖는 주차 보조 장치인 경우, 차량 기능에 의해 소정 한계값과 편차가 발생한다. 예를 들어 속도 조절 장치에서 오류로 인해, 속도값의 초과가 확인되면, 자동차의 소정 최대 속도와의 이러한 편차에 따라 주차 보조 장치에 의해 1차- 또는 2차 시스템을 통해 비상 정지가 야기될 수 있다. 다른 시나리오에서, 활성화된 차량 기능에 의해, 1차- 및/또는 2차 시스템이 비상 기능을 실행하도록 요구된다. 예를 들어, 다수의 원격 제어식 주차 보조 장치에서, 차량 키에 있는 또는 차량 기능에 연결된 스마트폰 앱의 버튼을 누를 때에만, 자동으로 차량이 안내되는 것이 제공된다. 이러한 활성화 요소가 더 이상 눌러지지 않으면, 해당 신호가 1차 시스템으로 전달되고, 1차 시스템의 비상 기능이 활성화되고, 즉, 자동차의 비상 정지가 실행된다. 차량 기능에 임의의 기술적 결함 시 1차- 및/또는 2차 시스템과의 통신 오류 및/또는 차량 기능의 소정 한계값과의 편차가 발생하기 때문에, 차량 기능의 고장 시 준비된 비상 기능에 따라 1차- 및/또는 2차 시스템을 이용해서 차량이 확실하게 정지되어 정지 상태에서 고정된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 1차- 및 2차 시스템은 각각의 시스템에서 다음 오류 중 적어도 하나의 발생 시 비상 기능을 실행하도록 설계되는 것이 제공된다: 1차- 및 2차 시스템 간의 통신 오류, 1차 시스템의 결함, 2차 시스템의 결함. 따라서 1차- 또는 2차 시스템은, 1차- 및 2차 시스템에서 다음 결함 중 하나가 확인되면, 자동차를 제동하고 정지 상태에서 자동차를 고정하기 위해 소정 제동 루틴을 트리거한다: 1차- 및 2차 시스템 사이의 데이터 교환에 문제가 발생하고, 1차 시스템의 시스템 구성요소에 고장이 발생하거나 또는 2차 시스템의 시스템 구성요소에 고장이 발생하면, 비상 기능이 활성화된다. 1차 시스템과 2차 시스템 사이의 통신 문제는, 예를 들어 각각의 제어 소프트웨어의 기능의 고장 시 발생하거나 2개의 서브 브레이크 시스템의 제어 장치의 기술적 결함으로 인해 또는 통신 버스의 단락과 같은 통신 루트 상의 장애로 인해 발생할 수 있다. 1차- 또는 2차 시스템의 결함은 예를 들어 해당 브레이크 및 홀딩 메커니즘의 기술적 장애 및 오류로 인해 발생한다. 따라서 2개의 서브 브레이크 시스템 중 하나의 고장이 확인되면, 다른 서브 브레이크 시스템으로 항상 자동차의 제동 및 고정이 시작되어, 자동차가 하나의 가용한 브레이크 시스템만으로 자율적으로 또는 원격 제어식으로 주행하는 것이 방지된다. 이는 자동차의 자율 및/또는 원격 제어식 작동 시 추가 보호 수단으로 이용된다.
본 발명에 따른 자동차는 본 발명에 따른 브레이크 시스템 또는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 바람직한 실시예를 포함한다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 바람직한 실시예에서, 1차 시스템은 자동차의 자율 제어 및 원격 조작을 위해 설계된 차량 기능에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 실행하고, 1차 시스템에 오류가 발생하면, 2차 시스템이 그 대신 비상 기능을 실행한다. 따라서 브레이크 시스템은, 자동차의 원격 조작으로 제어되는 독립적인 주행을 가능하게 하는 차량 보조 기능과 같은 차량 기능의 오작동 시, 1차 시스템이 거기에 소정 제동 루트에 따라 자동차를 제동하고 정지 상태에서 고정하는 방식으로 작동되며, 1차 시스템에 결함이 있는 경우, 2차 시스템은 이러한 경우에 소정 제동 루틴을 활성화하여 자동차의 제동 및 후속해서 정지 상태에서 고정을 인계 받는다.
본 발명은, 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 추가 개선예와 관련하여 전술한 특징들을 갖는 본 발명에 따른 방법의 개선예도 포함한다. 이러한 이유로, 본 발명에 따른 방법의 대응하는 개선예는 여기서 다시 설명되지 않는다.
본 발명의 2개의 실시예들이 아래에 설명된다.
도 1은 소정 속도 미만의 자동차 속도에서 자동차의 브레이크 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 브레이크 시스템의 1차 시스템의 시스템 상태들의 개략도를 도시한 도면.
도 3은 브레이크 시스템의 2차 시스템의 시스템 상태들의 개략도를 도시한 도면.
도 4는 자동차의 속도가 소정 속도 이상일 때 브레이크 시스템의 개략도를 도시한 도면.
이하에 설명되는 2개의 실시예는 본 발명의 2개의 바람직한 실시형태이다. 실시예에서, 실시형태의 기술된 2개의 구성요소는 서로 무관하게 고려되어야 하는 본 발명의 각각의 개별적인 특징을 나타내며, 상기 특징들은 서로 독립적으로도 본 발명을 각각 개선하므로 개별적으로도 또는 제시된 조합과 다른 조합으로 본 발명의 일부로서 간주되어야 한다. 또한, 기술된 실시예들은 본 발명의 전술한 다른 특징에 의해서도 보완될 수 있다.
도면에서 동일한 기능을 갖는 요소에는 각각 동일한 참조 부호가 제공되었다.
도 1에 자동차용 브레이크 시스템(1)이 도시된다. 브레이크 시스템(1)은 1차 시스템(2)과 2차 시스템(3)을 갖는다. 예를 들어 전자 제어 주행 안전 장치인 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6) 및 전기식 주차 브레이크(7)일 수 있는 홀딩 메커니즘을 제어한다. 이와 유사하게, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 추가의 브레이크 액추에이터 시스템, 예를 들어 전기 브레이크 부스터(8)를 제어할 수 있다. 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에 의해 제어되는 홀딩 메커니즘으로서 예를 들어 주차 잠금 장치(9)가 제공될 수 있다. 상태 머신(state maschine)이라고도 할 수 있는, 1차- 및 2차 시스템의 제어 장치(4, 5)는 서로 상태 메시지를 교환한다. 이러한 데이터 교환은 2개의 화살표 10으로 표시된다.
1차- 및 2차 시스템(2, 3)의 제어 장치(4, 5)가 어느 정도까지 오류 없이 작동하는지는, 각각의 모니터링 유닛(11)에 의해 추가로 모니터링된다. 이러한 모니터링 유닛이, 예를 들어 결함이 있는 마이크로 컨트롤러에 의해 오류를 확인하면, 이러한 오류는 관련 서브 시스템의 제어 소프트웨어에 전달되고 비상 기능의 트리거를 야기할 수 있다. 비상 기능의 기준에 따라, 자동차는 정지 상태까지 제동된 후에 정지 상태에서 고정된다.
1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 또한, 예를 들어 고객 기능으로서 주차장에서 자동차의 원격 조작 주차와 같은 자동차의 사용자에 의해 설정된 작업을 수행하는 차량 기능(12)과 데이터를 교환한다. 차량 기능(12)에 의해 자동차의 비상 정지가 요구되면, 대응하는 데이터 신호(13)가 차량 기능(12)으로부터 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)로 전송된다. 또한, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 상태 데이터(10)를 차량 기능(12)으로 전송한다. 또한, 차량 기능(12)은 차량 기능(12)의 정상 기능(15)을 전자 제어 주행 안전 장치(6)에 전송한다. 이러한 정상 기능(15)은 예를 들어 차량의 최대- 또는 최저 속도 또는 설정 속도일 수 있다.
또한, 1차 시스템(2)은 그 제어 장치(4)를 이용해서 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6)을 통해 전기식 주차 브레이크(7)뿐만 아니라, 전기 브레이크 부스터(8) 및 주차 잠금 장치(9)를 제어할 수 있는 것이 제공된다. 이를 위해 해당하는 제어 신호(16, 17, 18)가 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6)을 통해 대응하는 홀딩 메커니즘, 전기 브레이크 부스터(8) 및 주차 잠금 장치(9) 및 전기식 주차 브레이크(7)로 전송될 수 있다.
도 1에 개략적으로 도시된 브레이크 시스템(1)에 의해, 자동차의 속도가 일반적으로 15 ㎞/h인 소정 속도 미만일 때 비상 기능에 따라 자동차의 완전 제동이 실행된 다음, 1차- 또는 2차 시스템(2, 3)의 제어 장치(4 또는 5)에 의해 또는 차량 기능(12)에 의해 제어되어, 정지 상태에서 자동차의 고정이 실행된다. 즉, 도 1에 비상 정지 브레이크 시스템이 개략적으로 도시된다.
도 2에 비상 정지 브레이크 시스템으로서 브레이크 시스템(1)의 작동과 관련해서, 즉 자동차의 속도가 소정 속도 미만일 때, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)의 개별 상태들이 도시된다. 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 이 경우 6개의 다양한 상태를 취할 수 있으며, 이러한 상태들 사이에서 도시된 화살표에 따라 상태 메시지, 데이터 또는 신호가 전송된다. 자동차의 기능 시작(30) 후에, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)가 초기화되어, "초기화" 상태(31)가 된다. 1차 시스템(2)의 모든 시스템 구성요소가 오류 없이 이용 가능하고, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)가 그것이 "이용 가능" 상태(32)인 것을 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)에 보고하면 [제2 시스템(3)의 제어 장치(5)의 상태에 대해 도 3 참조], 제1 시스템(2)의 제어 장치(4)는 "초기화" 상태(31)로부터 "이용 가능" 상태(32)로 변경한다.
브레이크 시스템(1)에 의해 그 기능의 모니터링을 요구하는 차량 기능(12)이 이제 활성화되면, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)의 상태 메시지가 여전히 "이용 가능" 상태(32)를 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)로 전송하는 경우 및 자동차의 현재 속도가 차량 기능(12)에 의해 소정 설정 속도 미만인 경우, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 "이용 가능" 상태(32)로부터 "2차 시스템 요구" 상태(33)로 변경한다. 이어서, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에 의해, 상기 2차 시스템이 "수동 모니터링" 상태(34)인 것이 보고되는 즉시, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 "2차 시스템 요구"(33) 상태로부터 "수동 모니터링" 상태(34)로 상태를 변경한다. "수동 모니터링" 상태(34)는 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)의 정상 상태에 해당한다.
차량 기능(12)이 올바르게 동작하는 경우, 차량 기능(12)이 종료되는 즉시, 시스템은 "수동 모니터링" 상태(34)로부터 "이용 가능" 상태(32)로 변경할 것이다. 예를 들어, 차량 기능(12)이 주차 보조 장치인 경우, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)의 시스템 상태는, 주차 과정이 종료되는 즉시, "이용 가능" 상태(32)로 다시 변경할 것이다.
2차 시스템(3)에서의 오류를 가리키는 신호, 예를 들어 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)가 "수동 모니터링" 상태(34)를 유발하는 것을 가리키는 신호가 전송되면 또는 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)와 데이터 교환 시 통신 오류가 발생하고, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)와 차량 기능(12) 사이에 통신 문제가 발생하고, 차량 기능(12)에 의해 전송된 설정 속도값의 초과가 확인되거나 차량 기능(12)이 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)에 의해 비상 정지를 요구하는 경우, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)의 상태는 "수동 모니터링" 상태(34)로부터 "활성화 트리거" 상태(35)로 변경된다.
"활성화 트리거" 상태(35)에서, 차량은 정지 상태까지 감속되어 정지 상태에서 고정된다. 차량이 정지 상태가 되는 즉시, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는, 기술적 결함이 없는 경우, 다시 "이용 가능" 상태(32)로 변경할 수 있다. 그러나 차량이 정지 상태이고, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)가 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)를 보고하는 것, 즉 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)와의 통신 오류가 존재하는 것이 추가로 확인되거나 1차 시스템(2)의 적어도 하나의 구성요소 및/또는 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6) 및/또는 전기식 주차 브레이크(7)에 결함이 있는 것이 확인된 경우, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 "활성화 트리거" 상태(35)로부터 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로 상태를 변경한다. 상기 결함 또는 오류 시 또한 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 즉시 "수동 모니터링" 상태(34)로부터 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로 변경할 수 있다.
1차 시스템(2)의 모든 구성요소, 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6) 및 전기식 주차 브레이크(7)가 다시 기능할 수 있고 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)가 "이용 가능" 상태(32)를 보고하는 즉시, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로부터 다시 "이용 가능" 상태(32)로 변경한다. 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)가 이미 "이용 가능" 상태(32)에서, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)가 "시스템 구성요소 결함" 상태이거나 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)와의 통신 오류가 발생한 것을 인식하면, 시스템은 "이용 가능" 상태(32)로부터 직접 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로 변경한다. "이용 가능" 상태(32) 및 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)에서, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)를 종료하는 것이 가능하다. 이러한 기능 종료(37)는 예를 들어 자동차의 전원 차단에 의해 이루어진다.
또한, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)로부터 피드백이 생기지 않는 경우, 예를 들어 1차- 및 2차 시스템(2, 3)의 제어 장치(4, 5) 사이의 통신에서 해당 오류가 발생하는 경우, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 차량 기능(22)의 종료에 의해 직접 또는 규정된 최대 지속 시간 후에 "2차 시스템 요구" 상태(33)로부터 "이용 가능" 시스템 상태(32)로 다시 변경하는 것이 제공된다.
도 3에 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)의 5개의 상이한 상태가 도시된다. 이러한 상태들 사이에서 상태 메시지, 데이터 및 신호가 표시된 화살표에 따라 전송된다. 2차 시스템(3)의 모든 구성요소, 전기 브레이크 부스터(8) 및 주차 잠금 장치(9)가 올바르게 기능하는 것이 보고되는 즉시, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "초기화" 상태(31)로부터 "이용 가능" 상태(32)로 변경한다. 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)가 "이용 가능" 상태(32)이고 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)에 의해 요구되는 즉시, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "이용 가능" 상태(32)로부터 "수동 모니터링" 상태(34)로 변경한다.
1차 시스템(2)의 제어 장치(4)가 "이용 가능" 상태(32)로 변경하면, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "수동 모니터링" 상태(34)로부터 다시 "이용 가능" 상태(32)로 변경한다. 그러나 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)에 의해, 상기 제어부가 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)이거나 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)와의 통신 오류가 확인된 것이 보고되면, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "수동 모니터링" 상태(34)로부터 "활성화 트리거" 상태(35)로 변경한다.
"활성화 트리거" 상태에서, 차량은 정지 상태가 될 때까지 제동되고 정지 상태에서 고정된다. 자동차가 정지 상태가 되는 즉시, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "활성화 트리거" 상태(35)로부터 다시 "이용 가능" 상태(32)로 변경할 수 있다. 2차 시스템(3) 자체가, 자동차가 정지 상태에 있는지를 확인할 수 있는 어떠한 센서도 갖지 않는 경우, 최대 감속 지속 시간, 즉 최대 제동 지속 시간이 설정될 수 있고, 상기 지속 시간 후에 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "활성화 트리거" 상태(35)로부터 다시 "이용 가능" 상태(32)로 변경한다.
2차 시스템(3) 및/또는 전기 브레이크 부스터(8) 및/또는 주차 잠금 장치(9)의 구성요소에 결함이 있는 경우, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "수동 모니터링" 상태로부터 직접 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로 변경할 수 있거나 "활성화 트리거" 상태(35)로부터 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로 변경할 수 있다. 2차 시스템(3)의 모든 구성요소, 전기 브레이크 부스터(8) 및 주차 잠금 장치(9)가 제대로 기능하는 즉시, 즉 이용 가능한 즉시, 시스템 상태는 다시 "시스템 구성요소 결함"(36)으로부터 "이용 가능"(32)으로 변경한다. 이미 "이용 가능" 상태(32)에서 제어 장치(5)에 의해, 2차 시스템(3)의 구성요소 및/또는 전기 브레이크 부스터(8) 및/또는 주차 잠금 장치(9)에 결함이 있는 것이 확인되면, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)는 "이용 가능" 상태(32)로부터 직접 "시스템 구성요소 결함" 상태(36)로 변경한다.
1차 시스템(2)의 제어 장치(4)와 유사하게, 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에서도, 기능 시작(30)이, 예를 들어 엔진을 시동함으로써 기능을 활성화하는 것과, "이용 가능"(32) 또는 "시스템 구성요소 결함"(36) 시스템 상태로부터 기능 종료(37)로 변경에 의해 상기 기능이 종료될 수 있는 것이 제공된다.
도 4에 다시 브레이크 시스템(1)이 도시되지만, 도 1과 달리 자동차의 속도가 소정 속도 이상일 때 활성화되는 모든 데이터- 및 신호 경로가 추가로 표시된다. 일반적으로 속도 15 ㎞/h부터 차량 기능(12)에 의해 전송된 비상 기능에 따라 현재 교통 상황을 고려하여 정지 상태로 자동차의 제동 및 후속해서 정지 상태에서 자동차의 고정이 제공된다. 즉, 도 4에는 비상 작동 브레이크 시스템이 도시된다.
이러한 비상 작동 브레이크 시스템과 도 1에 도시된 비상 정지 브레이크 시스템(1)의 차이점은, 차량 기능(12)이 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)와 뿐만 아니라 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)와도 상태 메시지, 데이터 및 신호를 교환한다는 것이다. 비상 작동 브레이크 시스템에 따라 차량 기능(12)은 1차- 및 2차 시스템(2 및 3)에 대한 비상 기능을 결정하고, 상기 비상 기능에 따라 차량은 현재 교통 상황에 의존해서 제동된 다음, 정지 상태에서 고정된다. 이러한 비상 기능은 1차 시스템(2)의 제어 장치(4) 및 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에 전송되며, 이는 화살표 13에 의해 표시된다. 차량 기능(12)은 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)의 상태 메시지(해당 화살표 10 참조)와 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)의 상태 메시지(해당 화살표 10 참조)도 수신한다. 예를 들어, 차량의 설정 속도 또는 최대- 또는 최저 속도일 수 있는, 차량 기능(12)에 의해 소정 정상 기능(15)은 비상 작동 브레이크 시스템에 따라 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6)에 (해당 화살표 15 참조) 뿐만 아니라 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에 의해 제어되는 전기 브레이크 부스터(8)에 전송된다(해당 화살표 15 참조).
차량 기능(12)의 오류가 발생하는 경우, 1차 시스템(2)의 제어 장치(4)는 차량 기능(12)에 의해 상기 제어부에 마지막으로 전송된 비상 기능에 기초하여 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6)을 사용하여 자동차의 제동을 야기할 것이다. 차량 기능(12)의 오류에 추가하여, 1차 시스템(2)에도, 예를 들어 상기 시스템의 제어 장치(4) 및/또는 전자 제어 주행 안전 장치의 브레이크 액추에이터 시스템(6) 및/또는 전기식 주차 브레이크(7)에도 결함이 발생하는 경우, 자동차는 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에 전송된 비상 기능에 기초하여 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)에 의해 제어되는 전기 브레이크 부스터(8)에 의해 제동될 수 있다.
비상 작동 브레이크 시스템에 따라 또한, 1차- 및 2차 시스템(2, 3)의 모니터링 유닛들(11)은 통신 연결을 통해 각각 시스템 상태(19)를 교환하는 것이 제공된다. 차량 기능(12)은 1차 시스템(2)의 제어 장치(4) 및 2차 시스템(3)의 제어 장치(5)와 접속하기 때문에, 2개의 서브 브레이크 시스템 중 하나에 오류가 발생하는 경우, 차량 기능(12)은 여전히 오류 없는 서브 브레이크 시스템과 데이터를 교환할 수 있고, 예를 들어 각각의 서브 브레이크 시스템(2, 3)의 제어 장치(4 또는 5)에 지속적으로 업데이트된 비상 기능을 전송할 수 있다.
자동차의 제동 및 후속해서 정지 상태에서 자동차의 고정은 예를 들어 전자 제어 주행 안전 장치에 의해 제어되는 브레이크 액추에이터 시스템(6), 전기 브레이크 부스터(8), 전기식 주차 브레이크(7) 및 주차 잠금 장치(9)에 의해 설명되었으며, 이것은 다수의 구현 가능성 중 하나이다.
1 : 브레이크 시스템 2 : 1차 시스템
3 : 2차 시스템 4 : 제어 장치
5 : 제어 장치 6 : 브레이크 액추에이터 시스템
7 : 전기식 주차 브레이크 8 : 전기 브레이크 부스터
9 : 주차 잠금 장치 10 : 상태 메시지
11 : 모니터링 유닛 12 : 차량 기능
13 : 상태 메시지 15 : 정상 기능
16 : 제어 신호 17 : 제어 신호
18 : 제어 신호 19 : 시스템 상태
30 : 기능 시작 31 : "초기화" 상태
32 : "이용 가능" 상태 33 : "2차 시스템 요구" 상태
34 : "수동 모니터링" 상태 35 : "활성화 트리거" 상태
36 : "시스템 구성요소 결함" 상태 37 : 기능 종료

Claims (13)

  1. 자동차용 브레이크 시스템(1)으로서,
    - 1차 시스템(2)과 2차 시스템(3)을 포함하고, 상기 시스템들은 각각, 비상 기능에 따라 자동차를 정지 상태로 자동으로 제동한 다음 정지 상태에서 고정하도록 설계되고,
    - 적어도 상기 1차 시스템(2)은, 자동차의 자율 제어 또는 원격 조작을 위해 설계된 차량 기능(12)에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 실행하도록 설계되고, 상기 2차 시스템(3)은, 상기 1차 시스템(2)에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 실행하도록 설계되는 것인 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 비상 기능은 자동차의 속도가 미리 정해놓은 속도 미만일 때 완전 제동을 수행한 다음, 자동차를 정지 상태에서 고정하는 것을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 비상 기능은 자동차의 속도가 미리 정해놓은 속도 이상일 때 현재의 교통 상황을 고려하여 자동차를 정지 상태로 제동한 다음, 정지 상태에서 고정하는 것을 제공하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 1차 시스템(2)과 상기 2차 시스템(3)은, 비상 기능을 실행하는 중에 상기 차량 기능(12)의 적어도 하나의 부분 기능을 수행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 시스템(3)은, 상기 차량 기능(12)에 오류가 발생하지 않았더라도, 상기 1차 시스템(2)의 오류 발생 시 이미 비상 기능을 실행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 시스템(2)은, 상기 차량 기능(12)에 오류가 발생하지 않았더라도, 상기 2차 시스템(3)의 오류 발생 시 이미 비상 기능을 실행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 시스템(2)은, 차량의 제동을 위해 또는 정지 상태에서 고정을 위해 설계된 모든 수단을 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 시스템(3)은, 전기 브레이크 부스터(8)를 작동시킴으로써 차량을 제동하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 시스템(3)은, 주차 잠금 장치(9)를 작동시킴으로써 차량을 정지 상태에서 고정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차- 또는 2차 시스템(2, 3)은 차량 기능(12)의 다음의 오류 중 적어도 하나의 발생 시 비상 기능을 실행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템:
    - 상기 차량 기능(12)과의 통신 오류
    - 상기 차량 기능(12)에 의해 미리 정해놓은 차량 속도의 한계값의 초과
    - 상기 차량 기능(12)에 의한 비상 기능의 실행 요구.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차- 및 2차 시스템(2, 3)은 각각의 시스템에서 다음의 오류 중 적어도 하나의 발생 시 비상 기능을 실행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템:
    - 1차- 및 2차 시스템(2, 3) 간의 통신 오류
    - 1차 시스템(2)의 결함
    - 2차 시스템(3)의 결함
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 브레이크 시스템(1)을 구비한 자동차.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 브레이크 시스템(1)을 작동하기 위한 방법으로서, 1차 시스템(2)은 자동차의 자율 제어 또는 원격 조작을 위해 설계된 차량 기능(12)에 오류가 발생하는 경우 비상 기능을 실행하고, 상기 1차 시스템(2)에 오류가 발생하면, 그 대신 2차 시스템(3)이 비상 기능을 실행하는 것인 방법.
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