KR20040022887A - Electro Mechanical Brake System with fail safe function - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An electro-mechanical brake system with fail-safe function is provided to pull over the vehicle safely by performing fail-safe function for the engine brake with controlling engine rpm and engine torque in failure of the brake system from wrong operation of a pedal stroke displacement sensor during traveling at high speed. CONSTITUTION: An electro-mechanical brake system comprises a pedal stroke displacement sensor(2), a brake lamp switch(14), an electro-mechanical brake control unit(12), an engine control unit(13) and an actuator. The electro-mechanical brake control unit performs fail-safe function by receiving signals from the pedal stroke displacement sensor and the brake lamp switch in abnormally operating the electro-mechanical brake system from wrong operation of the pedal stroke displacement sensor during high speed traveling, and the engine control unit functions as the engine brake by controlling engine rpm and engine torque of a vehicle with receiving the control signal from the electro-mechanical brake control unit.

Description

페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치 {Electro Mechanical Brake System with fail safe function}Electromagnetic brake system with fail safe function {Electro Mechanical Brake System with fail safe function}

본 발명은 자동차용 전자기(電子機) 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페일 세이프(fail safe)기능이 구비된 전자기 제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake System)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic brake system for automobiles, and more particularly, to an electromagnetic brake system (EMB) equipped with a fail safe function.

일반적으로 자동차용 전자기 제동장치는 차세대 브레이크 개념으로 운전자의 제동의지를 페달 시뮬레이터(pedal simulator)를 통하여 센싱한 후 모터(motor)등의 액츄에이터를 이용하여 각 휠의 제동 압력을 조절하는 시스템이다.BACKGROUND ART In general, an electromagnetic brake device for automobiles is a next generation brake concept. After sensing the braking intention of a driver through a pedal simulator, a brake pressure of each wheel is adjusted using an actuator such as a motor.

상기 장치는 일반제동기능, ABS(Anti Lock Brake System), VDC(Vehicle Dynamic Control)기능은 물론, 향후 지능형 정속주행장치 등에서 요구하는 자동제동기능에 이르기까지 모든 지능형 제동역할을 가능하게 한다.The device enables all the intelligent braking roles from general braking function, anti-lock brake system (ABS), vehicle dynamic control (VDC) function, to automatic braking function required by intelligent cruise control system in the future.

이와 같은 제동시스템에서 점차 다양한 요구의 성능이 필요해짐에 따라 기존의 제동 유압회로에 필요한 펌프, 밸브 등을 추가하거나 변경해 오고 있는데, 향후 지능형 정속주행장치 등의 차량에서 사용하려면 또 다시 사양 변경을 할 수밖에 없다. 따라서 기존의 ABS, VDC에서 사용하고 있는 기존 제동시스템의 기능을 간결하고 다양한 기능을 할 수 있도록 하는 노력이 기울여지고 있는데 대표적인 것이 브레이크 바이 와이어시스템(Brake By Wire System)이다.As the braking system needs more and more various performances, we have added or changed pumps and valves necessary for the conventional braking hydraulic circuit.In the future, it is necessary to change the specifications again for use in vehicles such as intelligent cruise control systems. There is no choice but to. Therefore, efforts are being made to simplify the functions of the existing braking system used in the existing ABS and VDC and to perform various functions. A representative example is the brake by wire system.

브레이크 바이 와이어시스템은 전자적인 시그널을 통하여 브레이크 압력을 제어하는 개념으로 운전자의 페달 스트로크 센서 등의 신호에 따라 컨트롤러(controller)가 적정한 제동력을 계산하고, 상기 결과에 따라 제동력을 조절하게 된다. 이와 같은 브레이크 바이 와이어시스템은 선진국에서 전동력(motor force)을 직접 이용하는 다양한 형태의 전자기 제동장치를 개발되고 있다.The brake by wire system is a concept of controlling brake pressure through an electronic signal, and a controller calculates an appropriate braking force according to a signal of a driver's pedal stroke sensor and the like, and adjusts the braking force according to the result. Such brake-by-wire systems have developed various types of electromagnetic braking devices that directly use motor force in developed countries.

전자기 제동장치는 ABS, VDC 유압시스템의 수요를 점차 대치 가능할 것으로 보이며, 지능형 정속주행장치등 지능형 자동차의 제동 엑츄에이터(brake actuator)와 전기 자동차 등에서의 엑츄에이터로서의 수요도 충족시킬 수 있을 것으로 예상된다.Electromagnetic brakes are expected to replace the demands of ABS and VDC hydraulic systems, and are expected to meet the demands of brake actuators of intelligent vehicles such as intelligent cruise control systems and actuators of electric vehicles.

도 1은 브레이크 바이 와이어시스템과는 차이가 있는 종래의 실시예에 따른 전자식 유압 제동장치를 나타내고 있으며, 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟으면, 브레이크 페달(1)의 이동 변위는 페달 스트로크 변위 센서(2)에 감지되어 전자식 유압 제동장치의 컨트롤 유니트(3)로 제공된다. 한편, 브레이크 페달(1)의 변위는 기계적으로 마스터 실린더(4)에 제공되고, 압력 센서(5)는 마스터 실린더에 제공된 유압 정보를 컨트롤 유니트(3)에 송신한다.1 shows an electronic hydraulic brake apparatus according to a conventional embodiment which is different from a brake by wire system. When the driver steps on the brake pedal 1, the displacement of the brake pedal 1 may be a pedal stroke displacement sensor. 2) is detected and provided to the control unit (3) of the electronic hydraulic brake. On the other hand, the displacement of the brake pedal 1 is mechanically provided to the master cylinder 4, and the pressure sensor 5 transmits hydraulic pressure information provided to the master cylinder to the control unit 3.

마스터 실린더(4)는 브레이크 페달(1)을 통하여 가해진 운전자의 힘에 대응하는 유압을 라인(6)을 통하여 솔레노이드 밸브(7)에 제공하며, 솔레노이드 밸브(7)는 컨트롤 유니트(3)의 제어에 의하여 개폐된다.The master cylinder 4 provides the hydraulic pressure corresponding to the driver's force applied through the brake pedal 1 to the solenoid valve 7 via the line 6, and the solenoid valve 7 controls the control unit 3. Is opened and closed by.

여기에서, 컨트롤 유니트(3)는 페달 스트로크 변위 센서(2) 및 압력 센서(5)를 통하여 브레이크 페달(1)의 구동을 감지하여 솔레노이드 밸브(7)를 닫고 브레이크 페달(1)의 구동력에 대응하여 모터(8)를 구동시킨다. 모터(8)의 구동에 따라서 브레이크 압력 조절기(9)는 통로(6)를 통한 유압의 압력을 조절하여 휠 브레이크(11)에 제공한다.Here, the control unit 3 senses the drive of the brake pedal 1 through the pedal stroke displacement sensor 2 and the pressure sensor 5 to close the solenoid valve 7 and correspond to the driving force of the brake pedal 1. The motor 8 is driven. According to the driving of the motor 8, the brake pressure regulator 9 adjusts the pressure of the hydraulic pressure through the passage 6 and provides it to the wheel brake 11.

즉, 도시된 종래의 전자식 유압 제동장치에서는 브레이크 페달(1)이 구동되면 컨트롤 유니트(3)는 솔레노이드 밸브(7)를 닫고, 페달(1)의 구동력에 대응하여 모터(8)를 구동시킴으로써 브레이크 압력 조절기(9)를 통하여 휠 브레이크(11)에 제공되는 유압을 제어하며, 사용자가 적은 힘으로 페달을 구동시키는 경우에도 모터(8)에 의한 힘에 의하여 통로(6)를 통한 강한 유압이 휠 브레이크(11)에 제공된다.That is, in the conventional electric hydraulic braking device shown, when the brake pedal 1 is driven, the control unit 3 closes the solenoid valve 7 and drives the brake by driving the motor 8 in response to the driving force of the pedal 1. The hydraulic pressure provided to the wheel brake 11 is controlled through the pressure regulator 9, and even when the user drives the pedal with a small force, the strong hydraulic pressure through the passage 6 is driven by the force of the motor 8. To the brake 11.

그러나, 이러한 종래의 발명에서는 기존 차량의 유압을 제어하는 방식을 이용하고 있으며 상기한 페달 스트로크 변위 센서에 이상이 있는 경우 차량의 제동장치를 제어함에 있어서 오류가 발생할 가능성이 높고, 이는 차량의 주행시 안전상 심각한 문제를 야기할 수 있다.However, the conventional invention uses a method of controlling the hydraulic pressure of the existing vehicle, and if there is an abnormality in the pedal stroke displacement sensor, an error is likely to occur in controlling the braking device of the vehicle, which is a safety issue when driving the vehicle. It can cause serious problems.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 브레이크 바이 와이어시스템의 일종인 전자기 제동장치의 구성요소 중 페달 스트로크 변위 센서의 이상으로 인하여, 차량이 고속주행중인 상태에서 제동장치가 정상적으로 작동이 되지 않는 경우, 차량의 엔진회전수 및 엔진토크를 제어하여 엔진 브레이크상태를 발생시키는 페일 세이프 기능을 실행시킴으로써 차량이 안전하게 도로의 갓길 등에 이르게 할 수 있도록 하는 수단을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, due to the abnormality of the pedal stroke displacement sensor among the components of the electromagnetic braking device which is a kind of brake-by-wire system, the braking device is normally The purpose of the present invention is to provide a means for controlling the engine speed and engine torque of the vehicle to execute a fail safe function that generates an engine brake state so that the vehicle can safely reach the shoulder of the road.

도 1은 종래의 실시예에 따른 전자식 유압 제동장치를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing an electronic hydraulic brake device according to a conventional embodiment.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도.2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an electromagnetic braking apparatus having a fail safe function according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치의 작동상태를 나타내는 흐름도.Figure 3 is a flow chart showing the operating state of the electromagnetic brake device with a fail-safe function according to an embodiment of the present invention.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

1 : 브레이크 페달 2 : 페달 스트로크 변위 센서1: brake pedal 2: pedal stroke displacement sensor

3 : 전자식 유압 제동장치 컨트롤 유니트3: electronic hydraulic brake control unit

12 : 전자기 제동장치 컨트롤 유니트12: electromagnetic brake control unit

13 : 엔진 컨트롤 유니트13: engine control unit

14 : 브레이크 램프 스위치14: brake lamp switch

S101 : 브레이크 램프 스위치 작동상태 검출단계S101: Brake lamp switch operation state detection step

S103 : 페달 스트로크 변위 센서 작동상태 검출단계S103: Pedal stroke displacement sensor operation state detection step

S106 : 차량 엔진회전수 및 엔진토크 제어단계S106: vehicle engine speed and engine torque control step

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치는 페달 스트로크 변위 센서와, 브레이크 램프 스위치 등의 센서류와, 전자기 제동장치 컨트롤 유니트와, 액츄에이터로 구성이 되는 전자기 제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake System)에 있어서, 상기 페달 스트로크 변위 센서의 작동 불량으로 인하여 차량이 고속주행 중 제동장치가 정상적으로 작동이 되지 않는 경우, 상기 페달 스트로크 변위 센서와 브레이크 램프 스위치로부터의 신호를 입력받아 페일 세이프 기능을 실행하는 전자기 제동장치 컨트롤 유니트와, 상기 전자기 제동장치 컨트롤 유니트로부터의 제어신호를 입력받아 차량의 엔진회전수 및 엔진토크를 제어함에 의하여 엔진브레이크 기능을 실행하는 엔진 컨트롤 유니트로 구성이 되는 것을 특징으로 한다.Electromagnetic braking device provided with a fail-safe function according to the present invention for achieving the object as described above is composed of a pedal stroke displacement sensor, sensors such as brake lamp switch, electromagnetic braking device control unit, and an electromagnetic actuator In an electromechanical brake system (EMB), a signal from the pedal stroke displacement sensor and the brake lamp switch when the braking device does not operate normally while the vehicle is driving at high speed due to a malfunction of the pedal stroke displacement sensor. An electromagnetic brake control unit that executes a fail safe function by receiving a controller, and an engine control unit that executes an engine brake function by controlling engine speed and engine torque of the vehicle by receiving a control signal from the electromagnetic brake control unit. Being composed of It characterized.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the preferred embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도로서,2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an electromagnetic braking apparatus having a fail safe function according to an embodiment of the present invention.

페달 스트로크 변위 센서(2)는 브레이크 페달의 스트로크 변위를 측정하여 상기 결과를 아날로그신호로서 전자기 제동장치 컨트롤 유니트로 송신하고,The pedal stroke displacement sensor 2 measures the stroke displacement of the brake pedal and transmits the result as an analog signal to the electromagnetic brake control unit,

브레이크 램프 스위치(14)는 브레이크 페달을 밟았는지에 대한 정보를 스위치가 온, 오프(on, off)되는 것에 의하여 검출하고, 이를 전자기 제동장치 컨트롤 유니트에 송신한다.The brake lamp switch 14 detects information on whether the brake pedal is pressed by turning the switch on and off and transmits it to the electromagnetic brake control unit.

전자기 제동장치 컨트롤 유니트(12)는 상기 페달 스트로크 변위 센서(2)와 브레이크 램프 스위치(14)로부터의 입력신호를 기초로 페일 세이프 모드의 실행여부를 판단하고, 필요시 엔진 컨트롤 유니트에 제어신호를 송신한다.The electromagnetic brake control unit 12 determines whether to execute the fail safe mode on the basis of the input signals from the pedal stroke displacement sensor 2 and the brake lamp switch 14, and sends a control signal to the engine control unit if necessary. Send.

엔진 컨트롤 유니트(13)는 상기 전자기 제동장치 컨트롤 유니트로부터의 제어신호에 의하여 차량의 엔진회전수 및 엔진토크를 제어함으로써 엔진브레이크 기능을 실행하며, 엔진회전수 및 엔진토크는 차량이 안전하게 도로의 갓길 등에 이르게 할 수 있도록, 차량의 속도가 10~30 KPH 정도가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.The engine control unit 13 executes the engine brake function by controlling the engine speed and engine torque of the vehicle according to the control signal from the electromagnetic brake control unit, and the engine speed and engine torque are used to safely keep the vehicle off the road. It is preferable to control so that the speed of a vehicle may be about 10-30 KPH so that it may come to etc.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치의 작동상태를 나타내는 흐름도로서,3 is a flowchart illustrating an operating state of an electromagnetic brake device having a fail safe function according to an exemplary embodiment of the present invention.

전자기 제동장치에 있어서, 브레이크 램프 스위치의 작동상태를 검출하는 단계(S101)와,In the electromagnetic braking device, detecting the operating state of the brake lamp switch (S101),

상기 브레이크 램프 스위치의 작동상태를 검출한 후 작동상태가 양호한지 여부를 판단하는 단계(S102)로서, 이는 페달 스트로크 변위 센서로부터의 입력신호를 참조하여 브레이크 램프 스위치가 온 또는 오프될 수 있는 페달 스트로크 변위 범위를 일정 수준이상 벗어나는 지 여부로 판단하는 등의 방법을 택할 수 있다.Determining whether the operating state is good after detecting the operating state of the brake lamp switch (S102), which refers to the input signal from the pedal stroke displacement sensor, the pedal stroke that can be turned on or off the brake lamp switch The method may be used to determine whether the displacement range exceeds a certain level.

상기 브레이크 램프 스위치의 작동상태가 양호한 경우에 페달 스트로크 변위 센서의 작동상태를 검출하는 단계(S103)와,Detecting an operating state of a pedal stroke displacement sensor when the operating state of the brake lamp switch is good (S103);

상기 페달 스트로크 변위 센서의 작동상태를 검출한 후 작동상태가 양호한지 여부를 판단하는 단계(S104)로서, 이는 상기 브레이크 램프 스위치의 작동상태가 양호한지 여부를 판단하는 단계(S102)와 마찬가지로 브레이크 램프 스위치로부터의 입력신호를 참조하여 판단하는 등의 방법을 택할 수 있다.Determining whether the operation state is good after detecting the operating state of the pedal stroke displacement sensor (S104), which is the same as the step (S102) of determining whether the operating state of the brake lamp switch is good. A method such as judging with reference to an input signal from a switch can be selected.

상기 페달 스트로크 변위 센서의 작동상태가 양호하지 못한 경우에 전자기 제동장치 컨트롤 유니트에서 페일 세이프 기능을 실행하고 엔진 컨트롤 유니트에 엔진회전수 및 엔진토크제어신호를 송신하는 단계(S105)와,Performing a fail-safe function in the electromagnetic brake control unit and transmitting an engine speed and an engine torque control signal to the engine control unit when the operation state of the pedal stroke displacement sensor is not good (S105);

상기 단계 후 차량의 엔진 브레이크상태를 발생시킴으로써 차량이 안전하게 도로의 갓길 등에 이르게 할 수 있도록 엔진 컨트롤 유니트에서 차량의 엔진회전수 및 엔진토크를 제어하는 단계(S106)로 이루어지고 있으며,After the step of generating the engine brake state of the vehicle to control the engine speed and engine torque of the vehicle in the engine control unit so that the vehicle can safely reach the shoulder of the road, etc. (S106),

상기 단계 중 브레이크 램프 스위치의 작동상태가 양호하지 못한 경우 및 페달 스트로크 변위 센서의 작동상태가 양호한 경우는 종료단계로 이행하도록 이루어지고 있다.When the operation state of the brake lamp switch is not good and the operation state of the pedal stroke displacement sensor is satisfactory during the above steps, the process proceeds to the end step.

상기한 바와 같이, 본 발명에 관한 전자기 제동장치에 의하면, 전자기 제동장치의 구성요소 중 페달 스트로크 변위 센서의 이상으로 인하여, 차량이 고속주행중인 상태에서 제동장치가 정상적으로 작동이 되지 않는 경우, 차량의 엔진회전수 및 엔진토크를 제어하여 엔진 브레이크상태를 발생시키는 페일 세이프 기능을 실행시킴으로써 차량이 안전하게 도로의 갓길 등에 이르게 할 수 있도록 할 수 있다.As described above, according to the electromagnetic braking device according to the present invention, when the braking device does not operate normally while the vehicle is running at high speed due to an abnormality of the pedal stroke displacement sensor among the components of the electromagnetic braking device, By controlling the engine speed and engine torque, a fail safe function for generating an engine brake state can be performed so that the vehicle can safely reach the shoulder of the road.

Claims (1)

페달 스트로크 변위 센서와, 브레이크 램프 스위치 등의 센서류와, 전자기 제동장치 컨트롤 유니트와, 액츄에이터로 구성이 되는 전자기 제동장치에 있어서,In an electromagnetic braking device comprising a pedal stroke displacement sensor, sensors such as a brake lamp switch, an electromagnetic braking device control unit, and an actuator, 상기 페달 스트로크 변위 센서의 작동 불량으로 인하여 차량이 고속주행 중 제동장치가 정상적으로 작동이 되지 않는 경우, 상기 페달 스트로크 변위 센서와 브레이크 램프 스위치로부터의 신호를 입력받아 페일 세이프 기능을 실행하는 전자기 제동장치 컨트롤 유니트와,Electromagnetic brake control that executes a fail-safe function by receiving signals from the pedal stroke displacement sensor and the brake lamp switch when the vehicle does not operate normally during high-speed driving due to a malfunction of the pedal stroke displacement sensor. Unit, 상기 전자기 제동장치 컨트롤 유니트로부터 제어신호를 입력받아 차량의 엔진회전수 및 엔진토크를 제어함에 의하여 엔진브레이크 기능을 실행하는 엔진 컨트롤 유니트로 구성이 되는 것을 특징으로 하는 페일 세이프기능이 구비된 전자기 제동장치.Electromagnetic braking device having a fail-safe function, characterized in that the engine control unit for executing the engine brake function by controlling the engine speed and engine torque of the vehicle receiving the control signal from the electromagnetic braking device control unit .
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