KR102615259B1 - 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 브레이크 페달의 구비 여부와 무관하게 압력 센서의 오프셋(offset)이 검출될 수 있는 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법에 있어서, 제1 브레이크부, 상기 제1 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 제1 압력 센서 및 상기 제1 브레이크부에 구비되는 제1 컷 밸브의 개방 시 상기 제1 압력 센서의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태가 제1 기준 시간 이상 유지되는 경우 상기 제1 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 제1 오프셋 판단부를 포함하는, 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법을 개시한다.

Description

차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법{Vehicle braking system and control method of the same}
본 발명은 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템에 있어서 압력 센서의 오프셋(offset)이 검출될 수 있는 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
차량 제동 시스템이란, 주행 중인 차량의 속도를 감속하거나 정지시키는 시스템을 의미한다. 통상의 차량 제동 시스템은, 바퀴의 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어함으로써 휠 실린더의 회전을 허용하거나 제한한다.
압력 조절 시의 목표 제동 압력이 설정되기 위하여, 차량 제동 시스템은 압력 센서를 필요로 한다. 만약, 압력 센서에 오프셋(offset)이 발생되어 압력 센서에 실제 압력보다 큰 압력이 입력되는 경우에는, 목표 제동 압력이 실제 목표 제동 압력보다 작게 설정되어 차량 제동 시스템의 정상 작동에 오류가 발생될 수 있다.
종래의 차량 제동 시스템은, 압력 비제어 상태 및 브레이크 페달의 비제동 상태에서 압력 센서 측정값이 일정 이상인 경우, 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단한다. 다만, 브레이크 페달이 존재하지 않는 완전 자율 주행 차량은 브레이크 페달의 제동 및 비제동 상태의 판단이 불가능하다. 이에 따라, 완전 자율 주행 차량은 기존과 동일한 방법으로 압력 센서의 오프셋 검출이 불가하다.
따라서, 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템에 적용될 수 있는 압력 센서의 오프셋 검출 방법의 개발이 고려될 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1656961호는 차량의 압력 센서 고장 진단 방법을 개시한다. 구체적으로, 공압식 자동화수동변속기 차량의 압력 센서 고장을 진단 및 경고하는 차량의 압력 센서 고장 진단 방법을 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 고장 진단 방법은, 차량의 주차 브레이크가 체결되고 변속단이 중립에 있는 상태에서만 실시될 수 있는 바, 브레이크 체결 및 변속단과 대응되는 구성 요소가 구비되지 않는 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템에 적용되는 데 어려움이 있다.
한국공개특허공보 제10-2015-0046867호는 차량 브레이크의 마스터실린더 압력 오프셋값 재설정 방법을 개시한다. 구체적으로, 브레이크 페달 스위치의 고장 시에도 오프셋값 설정이 가능한 마스터실린더 압력 오프셋값 재설정 방법을 개시한다.
그런데, 이러한 유형의 압력 오프셋값 재설정 방법은, 브레이크 페달이 밟히고 시동이 켜진 상태에서의 마스터실린더 압력값이 요구된다. 즉, 브레이크 페달의 존재를 전제로 한다. 따라서, 브레이크 페달이 존재하지 않는 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템에 적용되는 데 한계가 있다.
한국등록특허공보 제10-1656961호 (2016.09.12.) 한국공개특허공보 제10-2015-0046867호 (2015.05.04.)
본 발명의 일 목적은, 브레이크 페달의 구비 여부와 무관하게 압력 센서의 오프셋(offset)이 검출될 수 있는 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 압력 센서의 오프셋 검출 성능 및 신뢰성이 보다 향상된 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 일부 브레이크부의 고장 시에도 정상 제동이 가능한 차량 제동 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제동 시스템은, 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템으로, 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제1 컷 밸브를 포함하는 제1 브레이크부; 상기 제1 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 제1 압력 센서; 및 상기 제1 컷 밸브의 개방 시, 상기 제1 압력 센서의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태가 제1 기준 시간 이상 유지되는 경우 상기 제1 압력 센서에 오프셋(offset)이 발생된 것으로 판단하는 제1 오프셋 판단부를 포함한다.
또한, 상기 제1 오프셋 판단부에서 상기 제1 압력 센서의 오프셋 발생이 판단되면, 상기 제1 브레이크부로 오프셋 대응을 위한 지시 및 제어 신호를 송출하는 오프셋 대응부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 대응부는, 상기 제1 오프셋 판단부에서 상기 제1 압력 센서의 오프셋 발생이 판단된 이후, 상기 제1 브레이크부의 내부 압력 추정값을 토대로 상기 제1 브레이크부의 피드백 압력을 연산하는 피드백 압력 연산부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 피드백 압력 연산부는, 모터 포지션 센서(motor position sensor)에서 추정한 상기 제1 브레이크부의 내부 압력값을 토대로 상기 제1 브레이크부의 피드백 압력을 연산할 수 있다.
또한, 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제2 컷 밸브를 포함하고, 상기 모터 포지션 센서의 정상 작동이 불가한 경우 차량 제동을 수행하는 제2 브레이크부를 더 포함할 수 있다.
또한, 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제2 컷 밸브를 포함하고, 상기 제1 오프셋 판단부에서 상기 제1 압력 센서의 오프셋(offset) 발생이 판단된 경우 차량 제동을 수행하는 제2 브레이크부를 더 포함할 수 있다.
또한, 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제2 컷 밸브 및 제2 릴레이 밸브를 포함하는 제2 브레이크부; 상기 제2 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 제2 압력 센서; 및 상기 제2 압력 센서의 오프셋 발생 여부를 판단하는 제2 오프셋 판단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 브레이크부는, 상기 제2 컷 밸브의 개방 시 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태가 제2 기준 시간 이상 유지되면, 상기 제2 릴레이 밸브가 개방되어 잔압이 제거되고, 상기 제2 오프셋 판단부는, 상기 제2 브레이크부의 잔압이 제거된 후 상기 제2 압력 센서의 오프셋 발생 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제2 오프셋 판단부는, 제3 기준 시간동안 상기 제2 브레이크부의 잔압이 제거된 후 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태로 제4 기준 시간 이상 유지되는 경우 상기 제2 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제2 기준 압력과 상기 제4 기준 압력은 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 기준 시간과 상기 제4 기준 시간은 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 오프셋 판단부에서 상기 제2 압력 센서의 오프셋 발생이 판단된 이후, 상기 제2 압력 센서를 폴백(fall-back) 상태로 전환하고 이를 외부로 출력하는 폴백 전환부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템의 제어 방법으로, (a) 제1 압력 센서가 제1 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 단계; (b) 상기 제1 압력 센서의 제1 컷 밸브가 개방되고 상기 제1 압력 센서의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태로 제1 기준 시간 이상 유지되는 경우, 제1 오프셋 판단부가 상기 제1 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계; 및 (c) 제2 브레이크부가 차량 제동을 수행하는 단계를 포함하는, 차량 제동 시스템의 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (c) 단계 이전에, (c0) 피드백 압력 연산부가 모터 포지션 센서에서 추정한 상기 제1 브레이크부의 내부 압력값을 토대로 상기 제1 브레이크부의 피드백 압력을 연산하는 단계가 수행되고, 상기 (c0) 단계에서, 상기 모터 포지션 센서의 정상 작동이 불가한 경우 곧바로 상기 (c) 단계가 수행될 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계 이후, (d) 제2 오프셋 판단부가 제2 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계; 및 (e) 폴백 전환부가 상기 제2 압력 센서를 폴백 상태로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 제2 압력 센서의 제2 컷 밸브가 개방되고 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태로 제2 기준 시간 이상 유지되는 단계; (d2) 상기 제2 브레이크부의 잔압이 제3 기준 시간동안 제거되는 단계; 및 (d3) 상기 제2 컷 밸브가 개방되고 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태로 제4 기준 시간 이상 유지되는 경우, 상기 제2 오프셋 판단부가 상기 제2 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 효과 중, 상술한 해결 수단을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 차량 제동 시스템은 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템으로, 브레이크부, 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 압력 센서 및 압력 센서의 오프셋(offset) 발생 여부를 판단하는 오프셋 판단부를 포함한다.
오프셋 판단부는 브레이크부에 구비되는 컷 밸브의 개방 시, 압력 센서의 측정값이 기준 압력을 초과한 상태가 기준 시간 이상 유지되는 경우 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단된다. 즉, 오프셋 발생 판단 시 브레이크 페달의 제동 여부가 요구되지 않는다.
따라서, 브레이크 페달의 구비 여부와 무관하게 압력 센서의 오프셋이 검출될 수 있다.
또한, 브레이크부는 제1 브레이크부 및 제2 브레이크부를 포함한다. 제2 브레이크부는 폐회로 구조로 형성되는 바, 모터의 비정상 구동 시 추가 압력이 발생될 수 있다.
이러한 점을 고려하여, 제2 브레이크부의 내부 압력 측정 시의 오프셋 발생 여부를 판단하는 제2 오프셋 판단부는, 오프셋이 의심되는 경우 제2 브레이크부의 잔압을 제거한 뒤 다시 제2 브레이크부의 압력을 측정하여 오프셋 발생 여부를 판단한다.
따라서, 압력 센서의 오프셋 검출 성능이 보다 향상될 수 있다. 더 나아가, 오프셋 검출 신뢰성이 보다 증가될 수 있다.
또한, 브레이크부는 제1 브레이크부 및 제1 브레이크부의 고장 시 이를 보조하는 제2 브레이크부를 포함한다. 제1 브레이크부에 오프셋이 발생되는 경우, 제2 브레이크부가 제1 브레이크부를 대신하여 차량 제동을 수행 가능하다.
따라서, 제1 브레이크부의 정상 작동이 어려운 경우에도 제2 브레이크부에 의한 제동이 가능하다. 즉, 일부 브레이크부의 고장 시에도 차량의 정상 제동이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제동 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 차량 제동 시스템에 구비되는 제어부 및 구동부를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 2의 구동부에 구비되는 제동 장치를 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 1의 차량 제동 시스템에 구비되는 구동부, 센서부 및 오프셋 판단부를 도시하는 개략도이다.
도 5는 도 1의 차량 제동 시스템에 구비되는 센서부, 오프셋 판단부 및 오프셋 대응부를 도시하는 개략도이다.
도 6은 도 5의 오프셋 판단부에 구비되는 제1 오프셋 판단부의 오프셋 판단 과정을 도시하는 개념도이다.
도 7은 도 5의 오프셋 판단부에 구비되는 제2 오프셋 판단부의 오프셋 판단 과정을 도시하는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 주행 시스템의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 9는 도 8의 S100의 구체적인 단계를 도시하는 순서도이다.
도 10은 도 8의 S200의 구체적인 단계를 도시하는 순서도이다.
도 11은 도 8의 S400의 구체적인 단계를 도시하는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제동 시스템(1) 이의 제어 방법을 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르기 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제동 시스템(1)에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 차량 제동 시스템(1)은 주행 중인 차량의 속도를 감속하거나 정지시키는 시스템으로, 특히, 브레이크 페달이 생략될 수 있는 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템에 관한 것이다.
차량 제동 시스템(1)은 바퀴(2)의 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어함으로써 휠 실린더의 회전을 허용하거나 제한한다. 이때, 압력 조절 시의 목표 제동 압력이 설정되기 위하여, 현재 압력이 측정될 필요가 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
차량 제동 시스템(1)은 제어부(10), 구동부(20), 센서부(30), 오프셋(offset) 판단부(40) 및 오프셋 대응부(50)를 포함한다.
제어부(10)는 구동부(20)의 각 구성 요소를 제어한다. 이를 위해, 제어부(10)는 구동부(20)와 통전 가능하게 연결된다.
도시된 실시 예에서, 제어부(10)는 모터 제어부(11) 및 제동 장치 제어부(12)를 포함하고, 구동부(20)는 모터(21) 및 제동 장치(22)를 포함한다. 또한, 모터 제어부(11) 및 제동 장치 제어부(12)는 각각 모터(21) 및 제동 장치(22)와 통전 가능하게 연결된다.
모터 제어부(11) 및 제동 장치 제어부(12)는, 차량이 목표 속력으로 주행될 수 있도록 각각 모터(21) 및 제동 장치(22)를 제어한다. 모터 제어부(11) 및 제동 장치 제어부(12)는 차량의 현재 속력 및 목표 속력을 비교하고, 차량의 속력을 가속 또는 감속시킨다.
이때, 제동 장치(22)는 차량의 바퀴(2)의 회전을 허용하거나 제한함으로써 차량의 주행 속력을 감속시킬 수 있다.
제동 장치(22)는 휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어한다. 이에 따라, 휠 실린더의 왕복 이동이 유도될 수 있다. 결과적으로, 차량 바퀴(2)의 회전을 허용하거나 제한할 수 있다.
제동 장치(22)는 브레이크액 저장조(221), 제1 브레이크부(222) 및 제2 브레이크부(223)를 포함한다.
브레이크액 저장조(221)는 내부에 브레이크액이 수용되는 공간이 형성된다.
제1 브레이크부(222)는 휠 실린더로 공급되는 브레이크액의 공급량을 1차적으로 조절한다.
제1 브레이크부(222)는 브레이크액 저장조(221)와 연결되어, 브레이크액 저장조(221)로부터 브레이크액을 공급받는다. 이때, 제1 브레이크부(222)의 브레이크액 목표 공급량에 따라 요구되는 제1 브레이크부(222)의 내부 압력이 변화될 수 있다.
제1 브레이크부(222)의 내부 압력은, 제1 브레이크부(222)에 구비되는 유량 조절 밸브(222a), 제1 릴레이 밸브(relay valve)(222b) 및 제1 컷 밸브(cut valve)(222c)의 개폐 상태에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 상태의 경우, 압력 생성 유닛이 가동되어도 브레이크액 저장조(221)로 압력이 모두 이동되어 제1 브레이크부(222)의 내부 압력이 일정 압력을 초과하지 않는다.
제1 컷 밸브(222c)의 개방 여부는 제1 컷 밸브(222c)의 통전 전류 측정을 통해 판단될 수 있다. 제1 컷 밸브(222c)의 개방 시, 제1 컷 밸브(222c)에 통전되는 전류는 소정의 전류값을 초과하지 않는다. 일 실시 예에서, 제1 컷 밸브(222c)의 통전 전류는 제1 컷 밸브(222c)의 개방 시 100mA를 초과하지 않는다.
제1 브레이크부(222)의 정상 작동이 어려운 경우에는, 제2 브레이크부(223)에 의하여 차량 제동이 수행될 수 있다.
제2 브레이크부(223)는 제1 브레이크부(222)의 휠 실린더로 공급되는 브레이크액의 공급량 조절을 보조한다. 따라서, 제1 브레이크부(222)의 고장 시에도 차량의 정상 제동이 가능하다.
도시된 실시 예에서, 제2 브레이크부(223)는 제1 브레이크부(222)에 대한 리던던시(redundancy) 회로로 형성된다.
제2 브레이크부(223)는 브레이크액 저장조(221) 및 제1 브레이크부(222)와 연결되어, 브레이크액 저장조(221) 및 제1 브레이크부(222) 중 적어도 어느 하나로부터 브레이크액을 공급받는다. 이때, 제2 브레이크부(223)의 브레이크액 목표 공급량에 따라 요구되는 제2 브레이크부(223)의 내부 압력이 변화될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 브레이크부(223)는 정상 닫힘 밸브(NC valve, Normally Closed valve)로 형성되는 가압 밸브(apply valve)(223a), 제2 릴레이 밸브(222b) 및 제2 컷 밸브(222c)를 포함한다. 가압 밸브(223a), 제2 릴레이 밸브(222b) 및 제2 컷 밸브(222c)의 개폐 상태에 따라 제2 브레이크부(223)의 내부 압력이 결정될 수 있다.
예를 들어, 제2 컷 밸브(222c)가 개방된 상태의 경우, 압력 생성 유닛이 가동되어도 브레이크액 저장조(221)로 압력이 모두 이동되어 제1 브레이크부(222)의 내부 압력이 일정 압력을 초과하지 않는다.
제2 컷 밸브(222c)의 개방 여부는 제2 컷 밸브(222c)의 통전 전류 측정을 통해 판단될 수 있다. 제2 컷 밸브(222c)의 개방 시, 제2 컷 밸브(222c)에 통전되는 전류는 소정의 전류값을 초과하지 않는다. 일 실시 예에서, 제2 컷 밸브(222c)의 통전 전류는 제2 컷 밸브(222c)의 개방 시 100mA를 초과하지 않는다.
구동부(20)의 가동 상태에 관한 데이터는 센서부(30)에 의하여 수집된다. 이를 위하여, 센서부(30)는 모터(21) 및 제동 장치(22)와 통전 가능하게 연결된다.
도시된 실시 예에서, 센서부(30)는 모터 포지션 센서(MPS, Motor Position Sensor)(31) 및 압력 센서(32)를 포함한다.
모터 포지션 센서(31)는 모터(21)의 가동 상태에 관한 데이터를 수집한다. 특히, 압력 생성을 담당하는 모터(21)의 가동 상태에 관한 데이터를 수집한다. 이를 위하여, 모터 포지션 센서(31)는 모터(21)와 통전 가능하게 연결된다.
압력 센서(32)는 제동 장치(22)의 압력 데이터를 수집한다.
압력 센서(32)는 제동 장치(22)의 압력 조절 시의 목표 제동 압력 연산에 필요한 현재 압력 데이터를 제공한다. 만약, 압력 센서(32)에 오프셋이 발생되어 압력 센서(32)에 실제 압력보다 큰 압력이 입력되는 경우에는, 목표 제동 압력이 실제 목표 제동 압력보다 작게 설정되어 차량 제동 시스템(1)의 정상 작동에 오류가 발생될 수 있다.
압력 센서(32)는 제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)를 포함한다. 제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)는 각각 제1 브레이크부(222) 및 제2 브레이크부(223)와 통전 가능하게 연결되어, 제1 브레이크부(222) 및 제2 브레이크부(223)의 내부 압력을 측정한다.
제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)는 그 구조 및 기능이 유사하지만, 일부 구조에 차이가 존재한다.
제1 압력 센서(321)는 제1 브레이크부(222)의 압력 제어가 OFF 상태에서 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 경우 이상 압력이 형성될 가능성이 낮다. 이는, 제1 브레이크부(222)의 압력 제어가 OFF 상태에서 제1 컷 밸브(222c)가 개방됨에 따라 브레이크액 저장조(221)로 압력이 이동되는 점에서 기인한다.
제2 압력 센서(322)는 폐회로 구조로 형성된다. 또한, 전술한 바와 같이, 제2 브레이크부(223)의 가압 밸브(223a)는 정상 닫힘 밸브로 형성된다. 이에 따라, 압력 생성 유닛의 역기전력 또는 오제어 등에 의하여 제2 브레이크부(223)에 이상 압력이 발생될 수 있다. 따라서, 제2 압력 센서(322)의 측정 과정에서는 제2 브레이크부(223)의 이상 압력이 고려될 필요가 있다.
상기 차이에 의하여, 제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)는 오프셋 발생 판단 방법 또한 차이가 존재한다.
오프셋 판단부(40)는 제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 여부를 판단한다.
도시된 실시 예에서, 오프셋 판단부(40)는 제1 오프셋 판단부(41) 및 제2 오프셋 판단부(42)를 포함한다. 제1 오프셋 판단부(41) 및 제2 오프셋 판단부(42)는 각각 제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 여부를 판단한다.
제1 오프셋 판단부(41)는 제1 압력 센서(321)와 통전 가능하게 연결되고, 제1 브레이크부(222)의 압력 제어 상태를 판단하는 제1 제어 상태 판단부(411)를 구비한다.
제1 오프셋 판단부(41)는 제1 브레이크부(222)의 압력 제어가 OFF 상태이고 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 상태에서 제1 압력 센서(321)의 측정값이 일정 압력값을 초과하는 경우, 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생된 것으로 판단한다.
제2 오프셋 판단부(42)는 제2 압력 센서(322)와 통전 가능하게 연결되고, 제2 브레이크부(223)의 압력 제어 상태를 판단하는 제2 제어 상태 판단부(412)를 구비한다.
제2 오프셋 판단부(42)는 오프셋 발생 판단 시 제2 브레이크부(223) 내 이상 압력의 제거가 선행되어야 한다. 제2 오프셋 판단부(42)는, 제2 브레이크부(223) 내 잔압 제거 후에도 제2 브레이크부(223)의 압력 제어가 OFF 상태이고 제2 컷 밸브(222c)가 개방된 상태에서 제2 압력 센서(322)의 측정값이 일정 압력값을 초과하는 경우, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 판단한다.
따라서, 제2 압력 센서(322)의 오프셋 검출 성능이 보다 향상될 수 있고, 오프셋 검출 신뢰성이 보다 증가될 수 있다.
오프셋 판단부(40)의 오프셋 발생 판단 과정에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.
오프셋 판단부(40)에서 제1 압력 센서(321) 또는 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생이 판단되면, 오프셋 대응부(50)가 오프셋이 발생된 압력 센서(32)에 대응되는 브레이크부(222, 223)로 오프셋 대응을 위한 지시 및 제어 신호를 송출한다.
오프셋 대응부(50)는 압력 센서(32) 및 오프셋 판단부(40)와 각각 통전 가능하게 연결되어, 오프셋 판단부(40)로부터 오프셋 발생 신호를 수신하고 이에 대한 대응 지시 및 제어 신호를 압력 센서(32)로 송신한다.
도시된 실시 예에서, 오프셋 대응부(50)는 피드백 압력 연산부(51) 및 폴백(fall-back) 전환부(52)를 포함한다.
피드백 압력 연산부(51)는 브레이크부의 내부 압력 추정값을 토대로 브레이크부의 피드백 압력을 연산한다.
일 실시 예에서, 피드백 압력 연산부(51)는 모터 포지션 센서(31)에서 추정한 브레이크부의 내부 압력값을 토대로 브레이크부의 피드백 압력을 연산한다.
폴백 전환부(52)는 압력 센서(32)의 오프셋 발생이 판단된 이후, 오프셋이 발생된 압력 센서(32)를 폴백 상태로 전환하고 이를 외부로 출력한다. 예를 들어, 폴백 전환부(52)는 시각 신호 또는 청각 신호를 통하여 운전자에게 폴백 상태를 안내할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생되는 경우, 피드백 압력 연산부(51)에서 도출된 피드백 압력에 의하여 제1 브레이크부(222)의 압력이 제어된다. 상기 실시 예에서, 모터 포지션 센서(31)의 정상 작동이 불가한 경우에는, 제2 브레이크부(223)가 차량 제동을 수행한다.
다른 실시 예에서, 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생되는 경우, 오프셋 대응부(50)는 곧바로 차량의 제동 수행 주체를 제2 브레이크부(223)로 전환한다.
또 다른 실시 예에서, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생되는 경우, 폴백 전환부(52)는 제2 압력 센서(322)를 폴백 상태로 전환하고 이를 외부로 출력한다.
이상으로, 차량 제동 시스템(1)의 각 구성 요소에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 6 내지 도 7을 참조하여 차량 제동 시스템(1)에 구비되는 압력 센서(32)의 오프셋 판단 과정에 대하여 설명한다.
도 6은 제1 오프셋 판단부(41)가 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 과정을 도시한다.
제1 오프셋 판단부(41)는 브레이크 페달의 입력 또는 해제 판정부가 요구되지 않으며, 제1 브레이크부(222)의 압력 제어가 OFF 상태인 경우 압력이 존재하지 않는 것으로 판정할 수 있다.
제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생 판단은 제1 브레이크부(222)의 압력 제어가 OFF 상태이고 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 상태임을 전제로 한다.
제1 압력 센서(321) 측정값이 제1 기준 압력(P1)을 초과하는 시점을 t=t0이라 한다. 이후 제1 압력 센서(321) 측정값이 제1 기준 압력(P1)을 초과한 상태가 t=t1 이후에도 유지되는 경우, 제1 오프셋 판단부(41)는 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생된 것으로 판단한다.
t=t0에서 t=t1까지의 시간을 제1 기준 시간이라 할 때, 제1 기준 시간은 차량 제동 시스템(1)의 가동 조건에 따라 변경될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 기준 압력(P1)은 15 bar이고, 제1 기준 시간은 1 sec이다.
정리하면, 제1 오프셋 판단부(41)는 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생 판단 시 브레이크 페달의 제동 여부를 필요로 하지 않는다. 따라서, 브레이크 페달의 구비 여부와 무관하게 제1 압력 센서(321)의 오프셋이 검출될 수 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여 제2 오프셋 판단부(42)가 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 과정에 대하여 설명한다.
제2 오프셋 판단부(42) 또한, 제1 오프셋 판단부(41)와 마찬가지로 브레이크 페달의 입력 또는 해제 판정부가 요구되지 않으며, 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 판단은 제2 브레이크부(223)의 압력 제어가 OFF 상태이고 제2 컷 밸브(222c)가 개방된 상태임을 전제로 한다.
제2 압력 센서(322) 측정값이 제2 기준 압력(P2)을 초과하는 시점을 t=t0이라 한다. 이후 제2 압력 센서(322) 측정값이 제2 기준 압력(P2)을 초과한 상태가 t=t2 이후에도 유지되는 경우, 제2 오프셋 판단부(42)는 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생이 의심되는 것으로 판단한다.
제2 오프셋 판단부(42)는 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생이 의심되는 경우, t=t3에 도달할 때까지 제2 브레이크부(223) 내부 잔압을 제거한다. 이때, 제2 브레이크부(223)는 가압 밸브(223a) 및 제2 릴레이 밸브(223b)가 개방됨에 따라 그 잔압이 제거될 수 있다.
이후 제2 압력 센서(322) 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태가 t=t4에 도달한 후에도 유지되는 경우, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 판단한다.
t=t0에서 t=t2까지의 시간, t=t2에서 t=t3까지의 시간 및 t=t3에서 t=t4까지의 시간을 각각 제2, 제3 및 제4 기준 시간이라 할 때, 제2, 제3 및 제4 기준 시간은 차량 제동 시스템(1)의 가동 조건에 따라 변경될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 기준 압력과 제4 기준 압력은 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제4 기준 압력은 모두 15 bar로 설정될 수 있다.
다른 실시 예에서, 제2, 제3 및 제4 기준 시간은 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2, 제3 및 제4 기준 시간은 모두 1 sec로 설정될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제동 시스템(1)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 8 내지 도 11을 참조하여, 차량 제동 시스템(1)의 제어 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량 제동 시스템(1)의 제어 방법은, 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 단계(S100), 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생에 대응하는 단계(S200), 제2 브레이크부(223)가 차량 제동을 수행하는 단계(S300), 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 단계(S400) 및 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생에 대응하는 단계(S500)를 포함한다.
먼저, 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 단계(S100)에 대하여 설명한다.
제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 단계(S100)는 제1 압력 센서(321)가 제1 브레이크부(222)의 내부 압력을 측정하는 단계(S110) 및 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계(S120)를 포함한다.
제1 압력 센서(321)가 제1 브레이크부(222)의 내부 압력을 측정하는 단계(S110) 이후, 제1 압력 센서(321)의 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 상태에서 제1 압력 센서(321)의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태로 제1 기준 시간 이상 유지되는 경우에는, 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계(S120)가 수행된다.
반대로, 제1 압력 센서(321)의 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 상태가 아니거나, 제1 압력 센서(321)의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태로 제1 기준 시간 이상 유지되지 않는 경우에는, 제1 압력 센서(321)에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계(S120)가 수행되지 않는다.
이후, 제1 압력 센서(321)의 제1 컷 밸브(222c)가 개방된 상태에서 제1 압력 센서(321)의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태로 제1 기준 시간 이상 유지될 때까지 상기 과정이 반복된다.
제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생이 판단되면, 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생에 대응하는 단계(S200)가 수행된다.
모터 포지션 센서(31)가 정상 작동되는 경우, 모터 포지션 센서(31)에서 추정한 제1 브레이크부(222)의 내부 압력값을 토대로 제1 브레이크부(222)의 피드백 압력을 연산하는 단계(S210)가 수행된다.
반대로, 모터 포지션 센서(31)가 정상 작동되지 않는 경우에는, 제1 압력 센서(321)의 오프셋 발생에 대응하는 단계(S200)가 종료되고, 곧바로 제2 브레이크부(223)가 차량 제동을 수행하는 단계(S300) 및 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 단계(S400)가 수행된다.
제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생 여부를 판단하는 단계(S400)는 제2 압력 센서(322)가 제2 브레이크부(223)의 내부 압력을 측정하는 단계(S410), 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 의심하는 단계(S420), 제3 기준 시간동안 제2 브레이크부(223)의 잔압이 제거되는 단계(S430) 및 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계(S440)를 포함한다.
제2 압력 센서(322)가 제2 브레이크부(223)의 내부 압력을 측정하는 단계(S410) 이후, 제2 압력 센서(322)의 제2 컷 밸브(222c)가 개방된 상태에서 제2 압력 센서(322)의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태로 제2 기준 시간 이상 유지되는 경우, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 의심하는 단계(S420)가 수행된다.
반대로, 제2 압력 센서(322)의 제2 컷 밸브(222c)가 개방된 상태가 아니거나, 제2 압력 센서(322)의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태로 제2 기준 시간 이상 유지되지 않는 경우에는, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 의심하는 단계(S420)가 수행되지 않는다.
이후, 제2 압력 센서(322)의 제2 컷 밸브(222c)가 개방된 상태에서 제2 압력 센서(322)의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태로 제2 기준 시간 이상 유지될 때까지 상기 과정이 반복된다.
제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생이 의심되는 경우, 제3 기준 시간동안 제2 브레이크부(223)의 잔압이 제거되는 단계(S430)가 수행된다.
제3 기준 시간동안 제2 브레이크부(223)의 잔압이 제거되는 단계(S430)가 종료된 후, 제2 압력 센서(322)의 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태로 제4 기준 시간 이상 유지되는 경우에는, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계(S440)가 수행된다.
반대로, 제2 압력 센서(322)의 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태로 제4 기준 시간 이상 유지되지 않는 경우에는, 제2 압력 센서(322)에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계(S440)가 수행되지 않는다. 이 경우에는 제2 압력 센서(322)가 제2 브레이크부(223)의 내부 압력을 측정하는 단계(S410) 직후로 되돌아가 이후 과정을 반복한다.
제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생이 판단되면, 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생에 대응하는 단계(S500)가 수행된다. 일 실시 예에서, 제2 압력 센서(322)의 오프셋 발생이 판단되면, 오프셋 대응부(50)의 폴백 전환부(52)가 제2 압력 센서(322)를 폴백 상태로 전환하고 이를 외부로 출력한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명된 실시 예들의 구성에 한정되는 것이 아니다.
또한, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
더 나아가, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 차량 제동 시스템
10: 제어부
11: 모터 제어부
12: 제동 장치 제어부
20: 구동부
21: 모터
22: 제동 장치
221: 브레이크액 저장조
222: 제1 브레이크부
222a: 유량 조절 밸브
222b: 제1 릴레이 밸브(relay valve)
222c: 제1 컷 밸브(cut valve)
223: 제2 브레이크부
223a: 가압 밸브(apply valve)
223b: 제2 릴레이 밸브
223c: 제2 컷 밸브
30: 센서부
31: 모터 포지션 센서(MPS, Motor Position Sensor)
32: 압력 센서
321: 제1 압력 센서
322: 제2 압력 센서
40: 오프셋(offset) 판단부
41: 제1 오프셋 판단부
411: 제1 제어 상태 판단부
42: 제2 오프셋 판단부
421: 제2 제어 상태 판단부
50: 오프셋 대응부
51: 피드백 압력 연산부
52: 폴백(fall-back) 전환부
2: 바퀴

Claims (16)

  1. 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템으로,
    휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제1 컷 밸브 및 제1 릴레이 밸브를 포함하는 제1 브레이크부;
    상기 제1 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 제1 압력 센서;
    상기 제1 컷 밸브의 개방 시, 상기 제1 압력 센서의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태가 제1 기준 시간 이상 유지되는 경우 상기 제1 압력 센서에 오프셋(offset)이 발생된 것으로 판단하는 제1 오프셋 판단부;
    휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제2 컷 밸브 및 제2 릴레이 밸브를 포함하는 제2 브레이크부;
    상기 제2 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 제2 압력 센서;
    상기 제2 압력 센서의 오프셋 발생 여부를 판단하는 제2 오프셋 판단부; 및
    상기 제2 압력 센서의 오프셋 발생한 이후, 상기 제2 압력 센서를 폴백(fall-back) 상태로 전환하고 이를 외부로 출력하는 폴백 전환부를 포함하는,
    차량 제동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 오프셋 판단부에서 상기 제1 압력 센서의 오프셋 발생이 판단되면, 상기 제1 브레이크부로 오프셋 대응을 위한 지시 및 제어 신호를 송출하는 오프셋 대응부를 포함하는,
    차량 제동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오프셋 대응부는,
    상기 제1 오프셋 판단부에서 상기 제1 압력 센서의 오프셋 발생이 판단된 이후, 상기 제1 브레이크부의 내부 압력 추정값을 토대로 상기 제1 브레이크부의 피드백 압력을 연산하는 피드백 압력 연산부를 포함하는,
    차량 제동 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피드백 압력 연산부는,
    모터 포지션 센서(motor position sensor)에서 추정한 상기 제1 브레이크부의 내부 압력값을 토대로 상기 제1 브레이크부의 피드백 압력을 연산하는,
    차량 제동 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제2 컷 밸브를 포함하고, 상기 모터 포지션 센서의 정상 작동이 불가한 경우 차량 제동을 수행하는 제2 브레이크부를 더 포함하는,
    차량 제동 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    휠 실린더에 전달되는 제동 유압을 제어하는 제2 컷 밸브를 포함하고, 상기 제1 오프셋 판단부에서 상기 제1 압력 센서의 오프셋(offset) 발생이 판단된 경우 차량 제동을 수행하는 제2 브레이크부를 더 포함하는,
    차량 제동 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 브레이크부는,
    상기 제2 컷 밸브의 개방 시 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태가 제2 기준 시간 이상 유지되면, 상기 제2 릴레이 밸브가 개방되어 잔압이 제거되고,
    상기 제2 오프셋 판단부는,
    상기 제2 브레이크부의 잔압이 제거된 후 상기 제2 압력 센서의 오프셋 발생 여부를 판단하는,
    차량 제동 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 오프셋 판단부는,
    제3 기준 시간동안 상기 제2 브레이크부의 잔압이 제거된 후 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태로 제4 기준 시간 이상 유지되는 경우 상기 제2 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는,
    차량 제동 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 기준 압력과 상기 제4 기준 압력은 동일하게 형성되는,
    차량 제동 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 기준 시간과 상기 제4 기준 시간은 동일하게 형성되는,
    차량 제동 시스템.
  12. 삭제
  13. 완전 자율 주행 차량의 제동 시스템의 제어 방법으로,
    (a) 제1 압력 센서가 제1 브레이크부의 내부 압력을 측정하는 단계;
    (b) 상기 제1 압력 센서의 제1 컷 밸브가 개방되고 상기 제1 압력 센서의 측정값이 제1 기준 압력을 초과한 상태로 제1 기준 시간 이상 유지되는 경우, 제1 오프셋 판단부가 상기 제1 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계;
    (c) 제2 브레이크부가 차량 제동을 수행하는 단계;
    (d) 제2 오프셋 판단부가 제2 압력 센서에 오프셋이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
    (e) 폴백 전환부가 상기 제2 압력 센서를 폴백 상태로 전환하는 단계를 포함하는,
    차량 제동 시스템의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이전에,
    (c0) 피드백 압력 연산부가 모터 포지션 센서에서 추정한 상기 제1 브레이크부의 내부 압력값을 토대로 상기 제1 브레이크부의 피드백 압력을 연산하는 단계가 수행되고,
    상기 (c0) 단계에서, 상기 모터 포지션 센서의 정상 작동이 불가한 경우 곧바로 상기 (c) 단계가 수행되는,
    차량 제동 시스템의 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 제2 압력 센서의 제2 컷 밸브가 개방되고 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제2 기준 압력을 초과한 상태로 제2 기준 시간 이상 유지되는 단계;
    (d2) 상기 제2 브레이크부의 잔압이 제3 기준 시간동안 제거되는 단계; 및
    (d3) 상기 제2 컷 밸브가 개방되고 상기 제2 압력 센서의 측정값이 제4 기준 압력을 초과한 상태로 제4 기준 시간 이상 유지되는 경우, 상기 제2 오프셋 판단부가 상기 제2 압력 센서에 오프셋이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하는,
    차량 제동 시스템의 제어 방법.
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