KR102454010B1

KR102454010B1 - 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법

Info

Publication number: KR102454010B1
Application number: KR1020160135226A
Authority: KR
Inventors: 정현석
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2022-10-17
Also published as: KR20180042887A; KR102454010B9

Abstract

본 발명은 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법에 관한 것으로, 각각 대응하는 캘리퍼를 구동하여 차량의 제동력을 발생하는 복수개의 모터를 포함하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 복수개의 접지 전원을 접지 노드에 병렬로 인가받아 통합 접지 전원을 생성하여 모터 구동부 및 이를 제어하는 제어부의 ECU에 인가하고, 상기 ECU에서 인가되는 복수개의 접지 감지 제어 신호 각각에 응답하여 상기 접지 노드로 인가되는 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 차단함으로써, 상기 복수개의 접지 전원 각각의 단선 상태를 감지할 수 있도록 하는 접지 전원 공급부; 및 복수개의 배터리 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받고, 상기 복수개의 배터리 전원으로부터 복수개의 모터 구동 전원을 생성하며, 상기 복수개의 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원을 상기 복수개의 모터에 인가함으로써 상기 어느 하나의 접지 전원이 단선되더라도 상기 복수개의 모터를 함께 구동하는 모터 구동부;를 포함한다.

Description

캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법{CIRCUIT AND METHOD FOR MONITORING GROUND CONNECTION OF CALIPER ATTACHING TYPED ELECTRICAL PARKING BRAKE SYSTEM}

본 발명은 접지 상태 감지 회로 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접지 전원의 단선 여부를 감지 할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원에 단선이 발생하더라도 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동할 수 있도록 하여 페일 세이프 기능을 제공할 수 있는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake : 이하 EPB) 시스템은 전자식으로 제어되는 주차 브레이크 시스템으로, EPB 스위치 및 차량의 상태(정지 또는 주행)에 따라 자동으로 주차 제동력을 발생시키는 시스템을 의미한다.

상기 EPB 시스템은 차량이 서 있을 때는 자동으로 주차 브레이크를 체결하는 기능을 가지고 있다. 따라서 정차 중에는 운전자가 브레이크를 밟고 있지 않더라도 주차 브레이크가 풀릴 염려가 없는 반면, 차량을 출발시킬 때는 주차 브레이크가 잠긴 상태에서 가속 페달만 밟으면 자동으로 풀리기 때문에 그대로 출발하면 되므로, 차량의 안전성과 편의성을 높여준다.

최근 EPB 시스템은 캘리퍼(caliper) 일체형으로 구성되며, EPB를 위해 구비되는 ECU(Electronic Control Unit)가 모터(MT)를 구동함으로써, 캘리퍼가 휠디스크에 압력을 가하는 방식으로 구현된다.

도 1 및 도 2는 종래의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템을 나타낸다.

도 1은 종래의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서 복수개의 모터(MT1, MT2)와 모터 구동부(MTD)를 나타내며, 도 2는 접지 전원 공급부(GNDS)를 나타낸다.

먼저 도 1을 참조하면, 종래의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템은 차량의 바퀴를 각각 개별적으로 제동할 수 있도록 복수개의 모터(MT1, MT2)와 상기 복수개의 모터(MT1, MT2)를 개별적으로 구동하기 위한 모터 구동부(MTD)를 구비한다.

상기 모터 구동부(MTD)는 상기 복수개의 모터(MT1, MT2)의 개수에 대응하는 개수로 구비되어 대응하는 모터(MT1, MT2)를 구동하는 복수개의 모터 제어부(MTC1, MTC2) 및 상기 복수개의 모터 제어부(MTC1, MTC2)를 제어하기 위한 제어부(CON)를 포함한다.

상기 복수개의 모터 제어부(MTC1, MTC2) 각각은 대응하는 배터리 전원(BATT1, BATT2)을 인가받고, 상기 제어부(CON)의 ECU(ECU)의 제어에 따라 인가된 배터리 전원(BATT1, BATT2)을 대응하는 모터(MT1, MT2)에 공급하여 구동한다.

상기 제1 모터 제어부(MTC1)는 풀 다운 저항(R11)을 통해 인가되는 ECU 접지 전원(EGND)에 응답하여 제1 배터리 전원(BATT1)을 제1 모터 구동 전원(MPW1)으로써 구동 회로부(DR1)에 전달하는 전원 트랜지스터(T1)와, 상기 제1 모터 구동 전원(MPW1)과 제1 접지 전원(GND1)을 인가받고, ECU(ECU)의 제어에 따라 인가된 제1 모터 구동 전원(MPW1)과 제1 접지 전원(GND1)을 이용하여 제1 모터(MT1)를 구동하는 구동 회로부(DR1), 및 2개의 분배 저항(R12, R13)을 이용하여 제1 모터 구동 전원(MPW1)과 제1 접지 전원(GND1) 사이에서 전압 분배하여, 제1 구동 전원 모니터링 신호(M1P)를 발생하는 모니터링부(MN1)를 구비한다.

상기 제2 모터 제어부(MTC2) 또한 제1 모터 제어부(MTC1)과 동일한 구성으로, 풀 다운 저항(R21)을 통해 인가되는 ECU 접지 전원(EGND)에 응답하여 제2 배터리 전원(BATT2)을 제2 모터 구동 전원(MPW2)으로써 구동 회로부(DR2)로 전달하는 전원 트랜지스터(T2)와, 상기 제2 모터 구동 전원(MPW2)과 제2 접지 전원(GND2)을 인가받고, ECU(ECU)의 제어에 따라 인가된 제2 모터 구동 전원(MPW2)과 제2 접지 전원(GND2)을 이용하여 제2 모터(MT2)를 구동하는 구동 회로부(DR2), 및 2개의 분배 저항(R22, R23)을 이용하여 제2 모터 구동 전원(MPW2)과 제2 접지 전원(GND2) 사이에서 전압 분배하여, 제2 구동 전원 모니터링 신호(M2P)를 발생하는 모니터링부(MN2)를 구비한다.

여기서 상기 제1 및 제2 전원 트랜지스터(T1, T2)는 각각 대응하는 배터리 전원(BATT1, BATT2)과 상기 제1 및 제2 모터 제어부(MTC1, MTC2) 사이에서 역극성이 인가되는 것을 방지하기 위한 역극성 방지(Reverse-polarity protection) 트랜지스터이다.

그리고 상기 제어부(CON)는 2개의 다이오드(D1, D2)와 레귤레이터(RG) 및 ECU(ECU)를 구비한다. 상기 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)는 각각 상기 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2) 중 대응하는 배터리 전원을 인가받아 일방향으로 상기 레귤레이터(RG)로 인가한다.

상기 레귤레이터(RG)는 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)를 통해 전달되는 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2)이 병렬로 결합된 ECU 전원(ECUPW)과 접지 전원 공급부(GNDS)에서 생성된 ECU 접지 전원(EGND)을 인가받아 구동되며, ECU(ECU)를 구동하기 위한 전원 전압(Vcc)을 생성한다. 상기 ECU(ECU)는 전원 전압(Vcc)과 ECU 접지 전원(EGND)을 인가받아 구동되어, 상기 제1 및 제2 모터 제어부(MTC1, MTC2)의 구동 회로부(DR1, DR2)를 제어한다.

상기 ECU(ECU)는 또한 접지 전원 공급부(GNDS)를 제어하고, 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 판별하기 위한 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 접지 전원 공급부(GNDS)로 인가한다.

여기서 상기 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2)을 병렬로 결합하여 ECU 전원(ECUPW)으로 이용하는 것은, 상기한 바와 같이, 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2) 중 어느 하나가 단선되더라도 나머지 하나에 의해 ECU가 정상 동작이 가능하도록 하여, EPB 시스템의 안전성과 신뢰성을 높이기 위해서이다.

도 1의 모터 구동부(MTD)는 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2) 및 ECU 접지 전원(EGND)을 각각 구분하여 사용한다는 특징이 있다.

즉 기본적으로 상기 제1 모터(MT1)를 구동하기 위한 회로에는 제1 접지 전원(GND1)을 사용하고, 상기 제2 모터(MT2)를 구동하기 위한 회로에는 제2 접지 전원(GND2)을 사용한다. 그리고 ECU 접지 전원(EGND)은 상기 제어부(CON) 및 상기 제1 및 제2 모터 제어부(MTC1, MTC2)의 일부 회로(예 : 전원 트랜지스터(T1, T2)의 게이트)에 공통으로 사용된다.

한편 도 2에 도시된 접지 전원 공급부(GNDS)는, 상기 제1 접지 전원(GND1)과 제2 접지 전원(GND2) 각각이 단선 되었는지 여부를 판별하기 위한 제1 접지 감지부(G1OP) 및 제2 접지 감지부(G2OP)를 통해 전달된 제1 접지 전원(GND1)과 제2 접지 전원(GND2)을 병렬 연결하여 ECU 접지 전원(EGND)을 획득한다. 즉 각각 상기 제1 접지 전원(GND1)과 제2 접지 전원(GND2)을 인가받는 상기 제1 및 제2 접지 감지부(G1OP, G2OP)가 ECU 접지 전원(EGND)을 생성하기 위해 접지 노드(NDG)에서 병렬로 연결된다.

상기 제1 및 제2 접지 감지부(G1OP, G2OP) 각각은 풀 업 저항인 제1 저항(R31, R41)을 통해 게이트로 인가되는 ECU 전원(ECUPW)에 응답하여 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)을 접지 노드(NDG)로 전달하는 접지 트랜지스터(F1, F2)와, 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)의 게이트와 접지 노드(NDG) 사이에 연결되고, 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)가 제3 저항(R33, R43)을 통해 베이스로 인가되는 감지 트랜지스터(Q1, Q2)을 구비한다.

상기 감지 트랜지스터(Q1, Q2)는 상기 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)에 응답하여 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)를 온/오프 하는 트랜지스터이다.

즉 상기 ECU(ECU)는 상기 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 이용하여 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)를 온/오프를 제어한다. 그리고 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)가 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)을 상기 접지 노드(NDG)를 통해 ECU 접지 전원(EGND)으로 연결하는 구성이므로, 결과적으로 상기 ECU(ECU)는 상기 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 이용하여 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)을 개별적으로 ECU 접지 전원(EGND)으로 인가하거나 차단하는 제어를 수행할 수 있다.

또한 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)의 게이트와 소스 사이에 연결되고 상기 제1 저항(R31, R41)과 함께 ECU 전원(ECUPW)을 전압 분배하여, 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)의 게이트-소스 전압차를 유발함으로써 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)가 선형 영역에서 동작하도록 하는 제2 저항(R32, R42)과, 상기 감지 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스와 에미터 사이에 연결되고 제3 저항(R33, R43)과 함께 상기 ECU(ECU)에서 인가되는 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 전압 분배하여, 감지 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스-에미터 전압차를 유발함으로써 상기 감지 트랜지스터(Q1, Q2)가 선형 영역에서 동작하도록 하는 제4 저항(R34, R44)을 구비한다.

그러나 상기 종래의 회로(도 1 및 도 2)는 GND Open 감지가 되지 않던 기존의 회로(미도시)를 개선하여 접지 전원의 단선 여부를 감지 할 수 있도록 개선한 것이나, 오히려 접지 전원의 단선 감지가 되지 않던 기존의 회로는 어느 하나의 접지 전원에 단선이 발생하더라도 2개의 모터(MT1, MT2) 구동이 가능했던 반면, 이를 개선한 종래의 회로(도 1 및 도 2)는 어느 하나의 접지 전원에 단선이 발생할 경우 오히려 1개의 모터만 구동이 가능하게 되는 문제점이 있다.

따라서 접지 전원의 단선 여부를 감지 할 수 있도록 하면서, 아울러 어느 하나의 접지 전원에 단선이 발생하더라도 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동할 수 있도록 하여 페일 세이프(Fail Safe) 성능을 향상시킬 필요가 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0023236호(2016.03.03.공개, 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 접지 전원의 단선 여부를 감지 할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원에 단선이 발생하더라도 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동할 수 있도록 하여 페일 세이프 기능을 제공할 수 있는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로는, 각각 대응하는 캘리퍼를 구동하여 차량의 제동력을 발생하는 복수개의 모터를 포함하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 복수개의 접지 전원을 접지 노드에 병렬로 인가받아 통합 접지 전원을 생성하여 모터 구동부 및 이를 제어하는 제어부의 ECU에 인가하고, 상기 ECU에서 인가되는 복수개의 접지 감지 제어 신호 각각에 응답하여 상기 접지 노드로 인가되는 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 차단함으로써, 상기 복수개의 접지 전원 각각의 단선 상태를 감지할 수 있도록 하는 접지 전원 공급부; 및 복수개의 배터리 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받고, 상기 복수개의 배터리 전원으로부터 복수개의 모터 구동 전원을 생성하며, 상기 복수개의 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원을 상기 복수개의 모터에 인가함으로써 상기 어느 하나의 접지 전원이 단선되더라도 상기 복수개의 모터를 함께 구동하는 모터 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 모터 구동부는, 상기 복수개의 배터리 전원을 병렬로 연결하여 생성되는 ECU 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받아, 상기 ECU를 구동하기 위한 전원 전압을 생성하는 레귤레이터와, 상기 ECU 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받아 구동되는 상기 ECU를 포함하는 제어부; 및 상기 복수개의 모터에 대응하는 개수로 구비되고, 각각 상기 복수개의 배터리 전원 중 대응하는 배터리 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받고, 상기 ECU의 제어에 따라 인가된 상기 배터리 전원을 상기 모터 구동 전원으로써, 상기 복수개의 모터 중 대응하는 모터로 인가하는 복수개의 모터 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 접지 전원 공급부는, 풀 업 저항인 제1 저항을 통해 게이트로 인가되는 상기 ECU 전원에 응답하여, 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 상기 접지 노드로 전달하는 접지 트랜지스터; 상기 접지 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 연결되어, 상기 접지 트랜지스터가 선형 영역에서 동작하도록 하는 제2 저항; 상기 접지 트랜지스터의 게이트와 상기 접지 노드 사이에 연결되고, 제3 저항을 통해 베이스로 인가되는 상기 복수개의 접지 감지 신호 중 대응하는 접지 감지 제어 신호에 응답하여, 상기 ECU 전원을 상기 접지 트랜지스터의 게이트가 아닌 상기 접지 노드로 전송하는 감지 트랜지스터; 및 상기 감지 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결되어 상기 감지 트랜지스터가 선형 영역에서 동작하도록 하는 제4 저항;을 구비하는 복수개의 접지 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 접지 트랜지스터는, 역극성 방지(Reverse-polarity protection) 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 ECU는, 상기 복수개의 접지 전원의 단선 여부를 검사하지 않는 경우, 상기 복수개의 접지 감지 제어 신호를 기 설정된 제1 레벨로 상기 복수개의 접지 감지부로 인가하고, 상기 복수개의 접지 전원의 단선 여부를 검사하는 접지 검사 모드 시에 상기 복수개의 접지 전원 중 단선 여부를 감지하고자 하는 접지 전원에 대응하는 상기 접지 감지 제어 신호의 신호 레벨을 기 설정된 제2 레벨로 천이하여, 상기 복수개의 접지 감지부 중 대응하는 접지 감지부로 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 ECU는, 복수개의 모니터링부 각각으로부터 상기 모니터링 신호를 인가받아 전압 값을 판별하고, 상기 제2 레벨로 천이된 상기 접지 감지 제어 신호에 대응하는 상기 모니터링 신호의 전압 값이 상기 접지 감지 제어 신호가 상기 제2 레벨로 천이되기 이전보다 상승한 것으로 판별되면, 상기 복수개의 접지 전원 중 상기 모니터링 신호에 대응하는 접지 전원이 단선된 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 ECU는, 상기 복수개의 접지 전원 중 적어도 하나의 접지 전원이 단선된 것으로 판별되면, 페일 세이프 모드로 진입하고, 상기 모니터링 신호의 전압 값이 상승되지 않으면, 상기 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템에 다른 오류가 발생한 것으로 판단하여, 기 설정된 오류 검사 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 ECU는, 상기 복수개의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원이 단선될 경우, 상기 모터 구동부를 통해 어느 하나의 모터에 대한 무부하 구동을 하는 시점에서 기 지정된 시간차를 두고 나머지 하나의 모터의 구동을 곧바로 시작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 방법은, 각각 대응하는 캘리퍼를 구동하여 차량의 제동력을 발생하는 복수개의 모터를 포함하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태를 감지하는 방법에 있어서, 정상 동작 시, 접지 전원 공급부가 복수개의 접지 전원을 접지 노드에 병렬로 인가받아 통합 접지 전원을 생성하고, 모터 구동부의 복수개의 모터 제어부 각각이 대응하는 배터리 전원과 통합 접지 전원을 인가받아 모터 구동 전원을 생성하고, 상기 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원을 상기 ECU의 제어에 따라 상기 복수개의 모터 중 대응하는 모터로 인가하여 상기 복수개의 모터를 구동하는 단계; 상기 복수개의 접지 전원의 단선 여부를 검사하는 접지 검사 모드 시, 상기 ECU가 상기 복수개의 접지 전원 중 단선 여부를 감지하고자 하는 접지 전원에 대응하는 접지 감지 제어 신호의 신호 레벨을 가변하여 상기 접지 전원 공급부에 구비된 복수개의 접지 감지부 중 대응하는 접지 감지부로 인가하여, 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원이 상기 접지 노드에 인가되는 것을 차단하는 단계; 상기 ECU가 복수의 배터리 전원을 병렬 연결하여 생성된 ECU전원과 상기 접지 전원 사이에 구비되는 복수개의 모니터링부에서 상기 ECU 전원과 대응하는 상기 접지 전원 사이의 전압차를 전압 분배하여 발생하는 모니터링 신호를 인가받아 분석하는 단계; 및 상기 ECU가 상기 모니터링 신호의 전압 값의 변화에 기초하여 대응하는 상기 접지 전원의 단선 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 모터를 구동하는 단계는, 상기 복수개의 접지 감지부 각각에서 접지 트랜지스터가 게이트에 연결된 풀 업 저항인 제1 저항과 상기 접지 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 연결된 제2 저항을 통해 인가되는 상기 ECU 전원에 응답하여, 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 상기 접지 노드로 전달하여 상기 통합 접지 전원을 생성하는 단계; 상기 모터 구동부가 레귤레이터를 더 구비하고, 상기 레귤레이터가 상기 복수개의 배터리 전원을 병렬로 연결하여 생성되는 ECU 전원과 상기 ECU 접지 전원을 인가받아 상기 ECU를 구동하기 위한 전원 전압을 생성하는 단계; 상기 ECU가 상기 ECU 전압과 상기 통합 접지 전원을 인가받아 상기 복수개의 접지 감지 제어 신호를 기 설정된 제1 레벨로 상기 복수개의 접지 감지부로 인가하고, 상기 복수개의 모터 제어부를 제어하는 단계; 상기 복수개의 모터 제어부 각각에서 상기 배터리 전원을 모터 구동 전원으로 생성하는 단계; 상기 복수개의 모터 제어부 각각에서 구동 회로부가 상기 ECU의 제어에 따라 대응하는 상기 모터 구동 전원 및 상기 통합 접지 전원을 대응하는 모터로 인가하는 단계; 및 상기 복수개의 모터 제어부 각각에서 상기 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원 사이에 구비되는 모니터링부가 기 설정된 분압비로 상기 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원 사이의 전압차를 전압 분배하여, 모터 구동 전원을 모니터링하기 위한 구동 전원 모니터링 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 접지 노드에 인가되는 것을 차단하는 단계는, 상기 복수개의 접지 감지부 각각에서 상기 접지 트랜지스터의 게이트와 상기 접지 노드 사이에 연결되는 감지 트랜지스터가 베이스에 연결된 제3 저항과 상기 베이스와 상기 감지 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결된 제4 저항을 통해 인가되는 상기 접지 감지 제어 신호에 응답하여, 상기 ECU 전원을 상기 접지 트랜지스터의 게이트가 아닌 상기 접지 노드로 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 ECU는, 상기 복수개의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원이 단선될 경우, 모터 구동부를 통해 어느 하나의 모터에 대한 무부하 구동을 하는 시점에서 기 지정된 시간차를 두고 나머지 하나의 모터의 구동을 곧바로 시작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 ECU와 복수개의 모터 각각에 대응하는 복수개의 모터 제어부로 별도의 접지 전원을 인가하고, 접지 전원 공급부가 ECU의 제어에 따라 복수개의 접지 전원 각각의 단선 여부를 복수의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원에 단선이 발생하더라도 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동할 수 있도록 하여 페일 세이프 기능을 제공할 수 있도록 한다.

도 1과 도 2는 종래의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템을 보인 예시도.
도 4는 상기 도 3에 도시된 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서 접지 전원 공급부의 구성을 보인 예시도.
도 5 내지 도 8은 상기 도 3과 도 4에 도시된 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서 접지 전원 공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템의 접지 상태 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10과 도 11은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서 2개의 모터를 구동할 경우에 흐르는 전류 차이를 설명하기 위한 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템을 보인 예시도로서, 도 1에 도시된 종래의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템과 비교하면, 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템은, 제1 및 제2 전원 트랜지스터(T1, T2)를 포함하지 않음으로써, 제1 배터리 전원(BATT1)을 제1 모터 구동 전원(MPW1)으로서 구동 회로부(DR1)에 곧바로 전달하고, 또한 제2 배터리 전원(BATT2)을 제2 모터 구동 전원(MPW2)으로서 구동 회로부(DR2)에 곧바로 전달한다는 점에서 차이가 있다.

또한 제1 모터(MT1) 및 제2 모터(MT2)를 구동하기 위한 상기 복수의 구동 회로부(DR1, DR2)에 통합된 접지 전원(GND)을 사용하고, 상기 통합된 접지 전원(GND)을 2개의 모터 제어부(MTC1, MTC2)와 제어부(CON)에 전송되며, 상기 제1 모터 구동 전원(MPW1)을 모니터링 하는 제1 구동 전원 모니터링 신호(M1P)를 발생하는 모니터링부(MN1) 및 제2 모터 구동 전원(MPW2)을 모니터링 하는 제2 구동 전원 모니터링 신호(M2P)를 발생하는 모니터링부(MN2)에서 통합된 접지 전원(GND)을 사용한다는 점에서 차이가 있다.

도 4는 상기 도 3에 도시된 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서 접지 전원 공급부의 구성을 보인 예시도로서, 도 2에 도시된 종래의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템의 접지 전원 공급부와 비교하면, 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템의 접지 전원 공급부(GNDS)는, 상기 제1 접지 전원(GND1)과 제2 접지 전원(GND2) 각각이 단선 되었는지 여부를 판별하기 위한 제1 접지 감지부(G1OP) 및 제2 접지 감지부(G2OP)를 통해 전달된 제1 접지 전원(GND1)과 제2 접지 전원(GND2)을 병렬 연결하여 통합된 접지 전원(GND)을 획득한다는 점에서 차이가 있다.

즉 각각 상기 제1 접지 전원(GND1)과 제2 접지 전원(GND2)을 인가받는 상기 제1 및 제2 접지 감지부(G1OP, G2OP)가 접지 노드(NDG)에서 병렬로 연결되어 통합된 접지 전원(GND)을 생성하는 점에서 차이가 있다.

여기서 도 4에 도시된 접지 모니터링부(GMN1, GMN2)는 각각 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)에 연결되는 구성으로서, 각각 2개의 분배 저항((R51, R52), (R61, R62))에 의해 ECU 전원(ECUPW)이 전압 분배된 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 접지 모니터링 신호로서 출력한다.

이때 상기 접지 모니터링부(GMN1, GMN2)가 복수의 접지 전원(GND1, GND2)에 대한 단선을 감지하기 위하여 ECU 전원(ECUPW)을 이용하여 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 생성하는데, 이에 한정하지 않고 다른 실시예에서는 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 다른 종류의 전원을 이용하여 생성하는 것도 가능하다.

여기서 상기 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)는 ECU(ECU)가 감지 트랜지스터(Q1, Q2)를 제어하는 신호이고, 상기 감지 트랜지스터(Q1, Q2)의 온/오프에 의해서 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)의 온/오프가 제어된다. 또한 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)는 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 모니터링 하는 신호로써, 상기 ECU(ECU)의 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)에 의해 값이 변하게 된다.

한편 본 실시예에서 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)을 접지 노드(NDG)로 전달하는 접지 트랜지스터(F1, F2)는 어느 하나의 접지 전원의 단선 시 2개의 모터를 동시에 구동할 수 있을 정도의 전류가 흐를 수 있을 만큼 전류량이 큰 트랜지스터가 적용되어야 하는데, 기존 회로에 적용된 트랜지스터를 단순 대체할 경우에는 원가 상승이 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 실시예는 역극성 방지(Reverse-polarity protection) 트랜지스터인 제1 및 제2 전원 트랜지스터(T1, T2)를 회로에 포함하지 않는 대신, 상기 접지 트랜지스터(F1, F2)에 역극성 방지(Reverse-polarity protection) 트랜지스터를 적용함으로써 원가 상승을 방지하는 효과를 얻는다.

도 5 내지 도 8은 상기 도 3과 도 4에 도시된 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서 접지 전원 공급부의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

도 5 내지 도 8에서는 본 발명의 캘리퍼 일체형 EPB 시스템이 접지 모니터링부(GMN1, GMN2)를 통해 출력되는 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 이용하여 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 판별하는 방법을 설명한다.

도 5는 캘리퍼 일체형 EPB 시스템의 접지 전원 공급부(GNDS)에 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)이 정상적으로 인가되는 상태에서, 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 검사하지 않고, 동작을 수행할 때의 전류 경로를 나타낸다.

도 5에서는 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 검사하지 않기 때문에, ECU(ECU)는 제1 레벨(여기서는 일예로 로우 레벨)의 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 제1 및 제2 접지 감지부(G1OP, G2OP)로 인가한다.

이에 상기 감지 트랜지스터(Q1, Q2)는 모두 오프 상태를 유지하고, 접지 트랜지스터(F1, F2)는 ECU 전원(ECUPW)에 의해 온 된다.

이때 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)이 단선되지 않은 정상 상태인 것으로 가정하였으므로, 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)은 접지 노드(NDG)의 통합된 접지 전원(GND)과 연결된다.

그리고 상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)이 정상인 상태이므로, 접지 모니터링부(GMN1, GMN2) 각각 2개의 분배 저항((R12, R13), (R22, R23))에 의해 ECU 전원(ECUPW)이 전압 분배된 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 출력한다.

만일 상기 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2)의 전압 값이 서로 동일하고, 2개의 분배 저항((R51, R52), (R61, R62))의 저항값에 따른 분압비가 서로 동일하다면, 정상 상태에서 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)는 동일한 전압 값을 갖게 된다.

도 6은 접지 전원 공급부(GNDS)에 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)이 정상적으로 인가되는 상태에서, ECU(ECU)가 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 검사하고자 하는 경우의 전류 경로를 나타낸다.

도 5의 경우와 달리, 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 검사하기 위해 ECU(ECU)는 제2 레벨(여기서는 일예로 하이 레벨)의 제1 접지 감지 제어 신호(G1S)를 제1 접지 감지부(G1OP)로 인가한다. 이때, 제2 접지 감지 제어 신호(G2S)는 제1 레벨(여기서는 일예로 로우 레벨)로 제2 접지 감지부(G2OP)에 인가된다.

이에 제1 접지 감지부(G1OP)의 감지 트랜지스터(Q1)가 턴 온되고, ECU 전원(ECUPW)은 접지 트랜지스터(F1)의 게이트가 아닌 감지 트랜지스터(Q1)를 통해 접지 노드(NDG)로 인가된다. 상기 접지 노드(NDG)로 인가된 ECU 전원(ECUPW)은 제2 접지 감지부(G2OP)의 접지 트랜지스터(F2)를 통해 제2 접지 전원(GND2)에 연결된다. 그리고 ECU 전원(ECUPW)이 접지 트랜지스터(F1)의 게이트로 인가되지 않게 됨에 따라 접지 트랜지스터(F1)는 턴 오프 된다.

따라서 제1 접지 전원(GND1)이 단선 없이 정상적으로 연결된 상태라면, 접지 모니터링부(GMN1)는 2개의 분배 저항(R51, R52)에 의해 ECU 전원(ECUPW)이 전압 분배된 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)를 출력한다.

즉 제1 접지 전원(GND1)이 단선없이 정상적으로 연결된 상태에서는 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압값이 도 5의 경우와 동일하게 출력된다. 그리고 제2 접지 단선 감지 신호(GND2_OPEN)의 전압값 또한 제2 접지 감지부(G2OP)의 전류 경로에 변화가 없으므로, 도 5와 동일하게 출력된다.

도 7은 접지 전원 공급부(GNDS)에 제1 접지 전원(GND1)이 정상적으로 인가되지 않는 단선 상태에서, 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 검사하지 않는 경우의 전류 경로를 나타낸다.

상기 제1 및 제2 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 검사하지 않기 때문에, 도 5에서와 마찬가지로, ECU(ECU)가 제1 레벨(여기서는 일예로 로우 레벨)의 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 제1 및 제2 접지 감지부(G1OP, G2OP)로 인가하여, 감지 트랜지스터(Q1, Q2)는 모두 오프 상태를 유지하고, 접지 트랜지스터(F1, F2)는 ECU 전원(ECUPW)에 의해 온 된다.

즉 감지 트랜지스터(Q1, Q2)와 접지 트랜지스터(F1, F2)는 도 5와 동일한 상태로 유지된다.

그러나 도 5와 달리 상기 제1 접지 전원(GND1)이 단선된 상태이므로, 접지 모니터링부(GMN1)는 제1 접지 전원(GND1)과 연결되지 않고, 접지 노드(NDG) 및 제2 접지 감지부(G2OP)를 통해 제2 접지 전원(GND2)과 연결된다.

따라서 비록 상기 접지 모니터링부(GMN1)가 제1 접지 전원(GND1)과 연결되지 않더라도 제2 접지 전원(GND2)과 연결됨에 따라 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압 값에 변화가 발생하지 않는다. 제2 접지 단선 감지 신호(GND2_OPEN)의 전압 값 또한 변화가 발생하지 않는다.

도 8은 상기 접지 전원 공급부(GNDS)에 제1 접지 전원(GND1)이 정상적으로 인가되지 않는 단선 상태에서, 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 검사하는 경우의 전류 경로를 나타낸다.

상기 ECU(ECU)는 상기 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 검사하기 위해 제2 레벨(여기서는 일예로 하이 레벨)의 제1 접지 감지 제어 신호(G1S)를 제1 접지 감지부(G1OP)로 인가하고, 제1 레벨(여기서는 일예로 로우 레벨)의 제2 접지 감지 제어 신호(G2S)를 제2 접지 감지부(G2OP)로 인가한다.

상기 제1 접지 감지부(G1OP)의 감지 트랜지스터(Q1)는 제2 레벨(여기서는 일예로 하이 레벨)의 제1 접지 감지 제어 신호(G1S)에 응답하여 턴 온되고, ECU 전원(ECUPW)은 접지 트랜지스터(F1)의 게이트가 아닌 감지 트랜지스터(Q1)를 통해 접지 노드(NDG)로 인가된다. 그리고 상기 접지 노드(NDG)로 인가된 ECU 전원(ECUPW)은 제2 접지 감지부(G2OP)의 접지 트랜지스터(F2)를 통해 제2 접지 전원(GND2)에 연결된다. 이에 접지 트랜지스터(F1)는 턴 오프된다.

이때 상기 제1 접지 전원(GND1)이 단선되어 제1 접지 감지부(G1OP)에 제1 접지 전원(GND1)이 인가되지 않는 상태이므로, 접지 모니터링부(GMN1)에는 분배 저항(R51, R52)에 의한 전압 분배가 발생하지 않는다. 즉 ECU 전원(ECUPW)이 그대로 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)로서 출력된다. 이때 상기 ECU 전원(ECUPW)은 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2)이 병렬로 결합된 전압 레벨을 가지므로, 결과적으로 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)는 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2)이 병렬로 결합된 전압 값을 갖게 된다. 즉 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압 레벨이 상승하게 된다.

따라서 모니터링 수단(미도시)은 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압 레벨을 감지하여 제1 접지 전원(GND1)이 단선되었음을 판별할 수 있다. 여기서 상기 모니터링 수단은 별도의 회로로 구현될 수도 있으나, 경우에 따라서는 ECU(ECU)가 활용될 수 있다.

도 5 내지 도 8의 상황별 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)과 신호 레벨에 따른 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값을 나타내면 아래의 표 1과 같다.

GND1	GND2	G1S	G2S	Q1	Q2	F1	F2	GND1_OPEN	GND2_OPEN
Normal	Normal	Low	Low	Off	Off	On	On	ECUPW * 분압비	ECUPW * 분압비
Normal	Normal	High	Low	On	Off	Off	On	ECUPW * 분압비	ECUPW * 분압비
Open	Normal	Low	Low	Off	Off	On	On	ECUPW * 분압비	ECUPW * 분압비
Open	Normal	High	Low	On	Off	Off	On	ECUPW	ECUPW * 분압비

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템에서는 제1 접지 감지 제어 신호(G1S)의 신호 레벨을 제어하고, 그에 따른 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압 값을 분석하여, 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 용이하게 판별할 수 있다.

비록 도 5 내지 도 8에서는 제2 접지 전원(GND2)의 단선 여부를 판별하기 위한 동작은 별도로 설명하지 않았으나, 상기 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 판별하는 동작과 동일한 방식으로 제2 접지 감지 제어 신호(G2S)의 신호 레벨을 제어하고, 그에 따른 제2 접지 단선 감지 신호(GND2_OPEN)의 전압값을 분석하여 수행할 수 있다. 즉 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 모두 판별할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 EPB 시스템의 접지 상태 감지 방법을 나타낸다.

이하 도 3 내지 도 8을 참조하여, 도 9의 접지 상태 감지 방법을 설명한다.

우선 캘리퍼 일체형 EPB 시스템이 구동되면, 모니터링 수단(예를 들면, ECU(ECU))이 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 인가받아 전압 값을 감지한다(S101). 이때 상기 ECU(ECU)는 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 여부를 검사하지 않기 때문에, 제1 레벨(여기서는 일예로 로우 레벨)로 제1 및 제2 접지 감지 제어 신호(G1S, G2S)를 출력한다.

그리고 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같은지 판별한다(S102).

여기서 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같은지 판별하는 것은 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 이외에 다른 오류가 발생하였는지를 판별하기 위한 것으로(S117), 여기서 다른 오류란 예를 들면, 제1 및 제2 배터리 전원(BATT1, BATT2)의 단선이나 모터 구동부(MTD)에 구비되는 소자의 파손 등에 의한 오류 등이 포함될 수 있다.

만일 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같으면, 상기 ECU(ECU)가 접지 단선 검사 모드로 진입한다(S103).

상기 접지 단선 검사 모드에서 상기 ECU(ECU)는 먼저 제1 접지 전원(GND1)의 단선 여부를 검사하기 위해 제1 접지 감지 제어 신호(G1S)를 제2 레벨로 천이하여 출력한다(S104).

그리고 모니터링 수단으로서 상기 ECU(ECU)는 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 인가받아 전압 값을 감지 감지한다(S105).

상기 ECU(ECU)는 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같은지 판별한다(S106).

만일 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같으면, 도 6 및 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 접지 전원(GND1)에 단선이 발생하지 않은 정상적으로 연결된 상태로 판별하고, 제1 접지 전원(GND1)에 단선 검사를 종료하기 위해 제1 접지 감지 제어 신호(G1S)를 다시 제1 레벨로 천이하여 출력한다(S107).

이후 제2 접지 전원(GND2)의 단선 여부를 검사하기 위해 제2 접지 감지 제어 신호(G2S)를 제2 레벨로 천이하여 출력한다(S108).

그리고 모니터링 수단으로서 상기 ECU(ECU)는 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)를 인가받아 전압 값을 감지 감지한다(S109).

상기 ECU(ECU)는 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같은지 판별한다(S110).

만일 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같으면, 제2 접지 전원(GND2)에 단선이 발생하지 않은 정상적으로 연결된 상태로 판별하고, 제2 접지 전원(GND2)에 대한 단선 검사를 종료하기 위해 제2 접지 감지 제어 신호(G2S)를 다시 제1 레벨로 천이하여 출력한다(S111).

한편, 상기 제1 접지 전원(GND1)에 대한 단선 검사 시 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같지 않으면(S106의 아니오), 상기 ECU(ECU)는 상기 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압 값이 이전보다 상승했는지 판별한다(S112). 상기 판별(S112) 결과, 상기 제1 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN)의 전압 값이 이전보다 상승한 것으로 판별되면(S112의 예), 상기 제1 접지 전원(GND1)이 단선된 것으로 감지한다(S113). 그리고 상기 제1 접지 전원(GND1)이 단선되었으므로, 상기 ECU(ECU)는 페일 세이프(Fail Safe : 이하 FS) 모드로 진입한다(S114). 상기 페일 세이프 모드에서 차량은 고장에 대비하여 안전을 확보할 수 있도록 기 설정된 동작을 수행한다.

반면, 상기 제2 접지 전원(GND1)에 대한 단선 검사 시 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같지 않으면(S110의 아니오), 상기 ECU(ECU)는 상기 제2 접지 단선 감지 신호(GND2_OPEN)의 전압 값이 이전보다 상승했는지 판별한다(S115). 상기 판별(S115) 결과, 상기 제2 접지 단선 감지 신호(GND2_OPEN)의 전압 값이 이전보다 상승한 것으로 판별되면, 상기 제2 접지 전원(GND2)이 단선된 것으로 감지한다(S116). 이에 상기 ECU(ECU)는 상기 제1 접지 전원(GND1)이 단선된 경우와 마찬가지로 페일 세이프(Fail Safe : 이하 FS) 모드로 진입한다(S114).

또한 상기 ECU(ECU)는 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같지 않은 것으로 판별되거나, 상기 제1 및 제2 접지 단선 감지 신호(GND1_OPEN, GND2_OPEN)의 전압 값이 같지 않고 이전보다 하강한 것으로 판별되면(S112 아니오, S115 아니오), 제1 및 제2 접지 전원(GND1, GND2)의 단선 이외에 다른 오류가 발생한 것으로 판단하고, 기 설정된 다른 오류 검사를 수행한다(S117).

이상으로 본 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로가 종래의 회로(도 1, 도 2 참조)와 같이 접지 전원의 단선 감지가 가능하다는 것이 확인되었다. 여기서 중요한 차이점은, 종래에는 어느 하나의 접지 전원이 단선될 경우 2개의 모터(MT1, MT2) 중 하나의 모터는 구동이 불가능(즉, 단선된 접지 전원에 연결된 모터의 구동을 차단) 하였으나, 본 실시예는 어느 하나의 접지 전원이 단선되더라도 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동할 수 있다는 점이다.

다만 이 경우(즉, 어느 하나의 접지 전원이 단선되더라도 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동하는 경우), 하나의 접지 전원 라인을 통해 2개의 모터(MT1, MT2) 구동을 위한 전류가 흐르기 때문에 페일 세이프 모드에서는 2개의 모터(MT1, MT2) 구동 시 하나의 접지 전원 라인에 흐르는 모터 구동 전류를 조절할 필요가 있다.

예컨대 종래 제1 모터(예 : RR Motor)와 제2 모터(예 : RL Motor)는 동시에 구동을 시작해서 동시에 구동이 끝나도록 제어되는데, 만약 제1 접지 전원(GND1)이 단선된 경우 종래의 제어 방식을 그대로 유지했을 경우, 제2 접지 전원(GND2)에 흐르는 전류(예 : Apply 전류, Release 전류)는 도 10에 도시된 바와 같다. 즉, 2개의 모터(MT1, MT2) 구동을 위한 전류가 하나의 접지 전원 라인을 통해 흐르게 되므로, 하나의 접지 전원 라인에서 감당해야 하는 전류는 2배가 되는 것이다.

상기와 같이 모터를 구동할 경우 커넥터(미도시)와 접지 와이어(GND Wire)의 전류 용량을 초과하게 된다. 그런데 EPB 시스템의 특성상, 모터가 구동을 시작하는 시점에서 가장 많은 전류가 흐르고, 어플라이(Apply) 종료 시점에서 그 다음으로 많은 전류가 흐른다. 따라서 만약 어느 하나의 접지 전원이 단선될 경우 제1 모터(예 : RR Motor)와 제2 모터(예 : RL Motor)의 구동 시작 시점의 조절을 통해 하나의 접지 전원 라인에 흐르는 피크(Peak) 전류를 감소시킬 필요가 있다.

예컨대 가장 간단한 방법으로서, 하나의 모터 구동이 완료된 상태에서 나머지 다른 모터의 구동을 시작할 수 있다. 하지만 이 방법은 구현이 간단한 반면 동작 시간이 2배로 증가한다는 단점이 있다. 즉, 브레이크 동작 시간이 2배로 길어진다는 것은 안전에 치명적일 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 실시예에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 모터(예 : RR Motor)가 무부하 구동을 하는 시점에서 기 지정된 시간차를 두고 나머지 하나의 모터(예 : RL Motor)의 구동을 곧바로 시작함으로써 브레이크 동작 시간이 증가되는 것을 최소화시킨다.

도 11을 참조하면, 모터의 사양과 배터리 전압에 따라서 약간의 차이는 있지만 대략 피크 전류(Ipeak)는 20~30(A) 수준이고, 최대 전류(Imax)는 10~20(A) 수준이며, 대기 전류(Iidle)는 1~2(A) 수준이라고 할 때, 상기와 같이 모터의 구동 시작 시점을 조절하여 2개의 모터를 구동할 경우, 피크 전류와 대기 전류의 합(Ipeak + Iidle)은 21~32(A) 수준으로서, 이는 하나의 모터를 구동할 경우와 거의 동일한 수준이 되며, 또한 브레이크 동작 시간은 접지 전원에 단선이 발생하기 전 정상 상태 대비 약 50% 정도 증가하는 것이다.

결과적으로 본 실시예는 하나의 접지 전원 라인에 흐르는 전류를 감소시키면서 브레이크 동작 시간의 증가를 최소화시킴으로써 페일 세이프 모드의 안전성을 더욱 향상시키는 효과를 얻게 된다.

상기와 같이 본 실시예에 따른 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로 및 방법은 ECU와 복수개의 모터 각각에 대응하는 복수개의 모터 제어부에 통합된 접지 전원을 인가하고, 접지 전원 공급부가 ECU의 제어에 따라 복수개의 접지 전원 각각의 단선 여부를 감지할 수 있도록 구성되며, 또한 종래와 달리 복수의 접지 전원 중 어느 하나라도 단선이 발생하면 페일 세이프 모드로 진입하여 2개의 모터(MT1, MT2)를 모두 구동할 수 있도록 한다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

MT1, MT2 : 모터
MTC1, MTC2 : 모터 제어부
MTD : 모터 구동부
CON : 제어부
DR1, DR2 : 구동 회로부
GMN1, GMN2 : 접지 모니터링부
G1OP, G2OP :접지 감지부

Claims

각각 대응하는 캘리퍼를 구동하여 차량의 제동력을 발생하는 복수개의 모터를 포함하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
복수개의 접지 전원을 접지 노드에 병렬로 인가받아 통합 접지 전원을 생성하여 모터 구동부 및 이를 제어하는 제어부의 ECU에 인가하고, 상기 ECU에서 인가되는 복수개의 접지 감지 제어 신호 각각에 응답하여 상기 접지 노드로 인가되는 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 차단함으로써, 상기 복수개의 접지 전원 각각의 단선 상태를 감지할 수 있도록 하는 접지 전원 공급부; 및
복수개의 배터리 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받고, 상기 복수개의 배터리 전원으로부터 복수개의 모터 구동 전원을 생성하며, 상기 복수개의 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원을 상기 복수개의 모터에 인가함으로써 상기 어느 하나의 접지 전원이 단선되더라도 상기 복수개의 모터를 함께 구동하는 모터 구동부;를 포함하되,
상기 ECU는,
상기 복수개의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원이 단선될 경우, 상기 모터 구동부를 통해 어느 하나의 모터에 대한 무부하 구동을 하는 시점에서 기 지정된 시간차를 두고 나머지 하나의 모터의 구동을 곧바로 시작하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 모터 구동부는,
상기 복수개의 배터리 전원을 병렬로 연결하여 생성되는 ECU 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받아, 상기 ECU를 구동하기 위한 전원 전압을 생성하는 레귤레이터와, 상기 ECU 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받아 구동되는 상기 ECU를 포함하는 제어부; 및
상기 복수개의 모터에 대응하는 개수로 구비되고, 각각 상기 복수개의 배터리 전원 중 대응하는 배터리 전원과 상기 통합 접지 전원을 인가받고, 상기 ECU의 제어에 따라 인가된 상기 배터리 전원을 상기 모터 구동 전원으로써, 상기 복수개의 모터 중 대응하는 모터로 인가하는 복수개의 모터 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
제 1항에 있어서, 상기 접지 전원 공급부는,
풀 업 저항인 제1 저항을 통해 게이트로 인가되는 ECU 전원에 응답하여, 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 상기 접지 노드로 전달하는 접지 트랜지스터;
상기 접지 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 연결되어, 상기 접지 트랜지스터가 선형 영역에서 동작하도록 하는 제2 저항;
상기 접지 트랜지스터의 게이트와 상기 접지 노드 사이에 연결되고, 제3 저항을 통해 베이스로 인가되는 상기 복수개의 접지 감지 신호 중 대응하는 접지 감지 제어 신호에 응답하여, 상기 ECU 전원을 상기 접지 트랜지스터의 게이트가 아닌 상기 접지 노드로 전송하는 감지 트랜지스터; 및
상기 감지 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결되어 상기 감지 트랜지스터가 선형 영역에서 동작하도록 하는 제4 저항;을 구비하는 복수개의 접지 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
제 3항에 있어서, 상기 접지 트랜지스터는,
역극성 방지(Reverse-polarity protection) 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
제 3항에 있어서, 상기 ECU는,
상기 복수개의 접지 전원의 단선 여부를 검사하지 않는 경우, 상기 복수개의 접지 감지 제어 신호를 기 설정된 제1 레벨로 상기 복수개의 접지 감지부로 인가하고,
상기 복수개의 접지 전원의 단선 여부를 검사하는 접지 검사 모드 시에 상기 복수개의 접지 전원 중 단선 여부를 감지하고자 하는 접지 전원에 대응하는 상기 접지 감지 제어 신호의 신호 레벨을 기 설정된 제2 레벨로 천이하여, 상기 복수개의 접지 감지부 중 대응하는 접지 감지부로 인가하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
제 5항에 있어서, 상기 ECU는,
복수개의 모니터링부 각각으로부터 모니터링 신호를 인가받아 전압 값을 판별하고, 상기 제2 레벨로 천이된 상기 접지 감지 제어 신호에 대응하는 상기 모니터링 신호의 전압 값이 상기 접지 감지 제어 신호가 상기 제2 레벨로 천이되기 이전보다 상승한 것으로 판별되면, 상기 복수개의 접지 전원 중 상기 모니터링 신호에 대응하는 접지 전원이 단선된 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
제 6항에 있어서, 상기 ECU는,
상기 복수개의 접지 전원 중 적어도 하나의 접지 전원이 단선된 것으로 판별되면, 페일 세이프 모드로 진입하고,
상기 모니터링 신호의 전압 값이 상승되지 않으면, 상기 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템에 다른 오류가 발생한 것으로 판단하여, 기 설정된 오류 검사 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 회로.
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각각 대응하는 캘리퍼를 구동하여 차량의 제동력을 발생하는 복수개의 모터를 포함하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태를 감지하는 방법에 있어서,
정상 동작 시, 접지 전원 공급부가 복수개의 접지 전원을 접지 노드에 병렬로 인가받아 통합 접지 전원을 생성하고, 모터 구동부의 복수개의 모터 제어부 각각이 대응하는 배터리 전원과 통합 접지 전원을 인가받아 모터 구동 전원을 생성하고, 상기 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원을 ECU의 제어에 따라 상기 복수개의 모터 중 대응하는 모터로 인가하여 상기 복수개의 모터를 구동하는 단계;
상기 복수개의 접지 전원의 단선 여부를 검사하는 접지 검사 모드 시, ECU가 상기 복수개의 접지 전원 중 단선 여부를 감지하고자 하는 접지 전원에 대응하는 접지 감지 제어 신호의 신호 레벨을 가변하여 상기 접지 전원 공급부에 구비된 복수개의 접지 감지부 중 대응하는 접지 감지부로 인가하여, 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원이 상기 접지 노드에 인가되는 것을 차단하는 단계;
상기 ECU가 복수의 배터리 전원을 병렬 연결하여 생성된 ECU전원과 상기 접지 전원 사이에 구비되는 복수개의 모니터링부에서 상기 ECU 전원과 대응하는 상기 접지 전원 사이의 전압차를 전압 분배하여 발생하는 모니터링 신호를 인가받아 분석하는 단계; 및
상기 ECU가 상기 모니터링 신호의 전압 값의 변화에 기초하여 대응하는 상기 접지 전원의 단선 여부를 판단하는 단계;를 포함하되,
상기 ECU는,
상기 복수개의 접지 전원 중 어느 하나의 접지 전원이 단선될 경우, 모터 구동부를 통해 어느 하나의 모터에 대한 무부하 구동을 하는 시점에서 기 지정된 시간차를 두고 나머지 하나의 모터의 구동을 곧바로 시작하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 방법.
제 9항에 있어서, 상기 복수개의 모터를 구동하는 단계는,
상기 복수개의 접지 감지부 각각에서 접지 트랜지스터가 게이트에 연결된 풀 업 저항인 제1 저항과 상기 접지 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 연결된 제2 저항을 통해 인가되는 상기 ECU 전원에 응답하여, 상기 복수개의 접지 전원 중 대응하는 접지 전원을 상기 접지 노드로 전달하여 상기 통합 접지 전원을 생성하는 단계;
상기 모터 구동부가 레귤레이터를 더 구비하고, 상기 레귤레이터가 상기 복수개의 배터리 전원을 병렬로 연결하여 생성되는 ECU 전원과 ECU 접지 전원을 인가받아 상기 ECU를 구동하기 위한 전원 전압을 생성하는 단계;
상기 ECU가 ECU 전압과 상기 통합 접지 전원을 인가받아 상기 복수개의 접지 감지 제어 신호를 기 설정된 제1 레벨로 상기 복수개의 접지 감지부로 인가하고, 상기 복수개의 모터 제어부를 제어하는 단계;
상기 복수개의 모터 제어부 각각에서 상기 배터리 전원을 모터 구동 전원으로 생성하는 단계;
상기 복수개의 모터 제어부 각각에서 구동 회로부가 상기 ECU의 제어에 따라 대응하는 상기 모터 구동 전원 및 상기 통합 접지 전원을 대응하는 모터로 인가하는 단계; 및
상기 복수개의 모터 제어부 각각에서 상기 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원 사이에 구비되는 모니터링부가 기 설정된 분압비로 상기 모터 구동 전원과 상기 통합 접지 전원 사이의 전압차를 전압 분배하여, 모터 구동 전원을 모니터링하기 위한 구동 전원 모니터링 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 방법.
제 9항에 있어서, 상기 접지 노드에 인가되는 것을 차단하는 단계는,
상기 복수개의 접지 감지부 각각에서 접지 트랜지스터의 게이트와 상기 접지 노드 사이에 연결되는 감지 트랜지스터가 베이스에 연결된 제3 저항과 상기 베이스와 상기 감지 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결된 제4 저항을 통해 인가되는 상기 접지 감지 제어 신호에 응답하여, 상기 ECU 전원을 상기 접지 트랜지스터의 게이트가 아닌 상기 접지 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 일체형 전자식 브레이크 시스템의 접지 상태 감지 방법.
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