KR20120000840A - 차량의 제동 제어시스템 및 제동 제어방법 - Google Patents

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Abstract

우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템 및 그 방법이 개시된다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 전동식 브레이크를 각 휠(wheel)에 구비한 차량의 제동 제어시스템에 있어서, 제동신호를 수신하여 좌 전륜(front-left)에 배치된 제1 전동식 브레이크 및 우 전륜(front-right)에 배치된 제2 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제1 제어 유닛 및 제동신호를 수신하여 좌 후륜(rear-left)에 배치된 제3 전동식 브레이크 및 우 후륜(rear-right)에 배치된 제4 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제2 제어 유닛을 포함하는 차량의 제동 제어 시스템으로서, 제1 및 제2 제어 유닛 중 어느 하나에 장애(fail)가 발생한 경우 다른 하나의 제어 유닛이 미리 결정된 로직에 따라 제1 내지 제4 전동식 브레이크 중 적어도 어느 하나 이상을 선택하여 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

차량의 제동 제어시스템 및 제동 제어방법{Braking Control System for The Vehicle and Method of The same}
본 발명은 브레이크 바이 와이어(brake-by-wire)식 차량의 제동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전동식 브레이크를 휠(wheel)마다 구비하여 전자 제어 유닛에 의해 제동이 이루어지는 제동 시스템에 있어서, 제어 유닛의 장애(fail) 또는 각 휠에 구비된 전동식 브레이크의 장애에 대응하여 적응적으로 차량의 제동을 달성하는 기술에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 브레이크 바이 와이어(brake-by-wire)식 차량의 제동장치의 장애에 대비하기 위한 기술 즉, 제동시스템의 fail-safe 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이크 바이 와이어(brake-by-wire)는 "바이 와이어"라는 전기제어에 의하여 많은 부품이 생략되고 조립이 간소화되도록 하려는 일련의 최근 차량 신기술의 한 종류이다. 즉, 종래의 유압 브레이크를 대체하여 전자적 시그널을 통하여 브레이크력을 제어한다는 개념으로, 브레이크 페달부분과 휠 실린더 등의 브레이크 액추에이터가 분리된 구조이다.
브레이크 바이 와이어 제동장치는 오퍼레이션 페달 유닛(operation pedal unit), 브레이크 제어부 및 브레이크 액츄에이터로 이루어진다. 오퍼레이션 페달 유닛은 종래 유압브레이크의 페달 부분과 유사하지만 마스터실린더 및 부스터에 의한유압에 의한 신호 대신에 통상 페달스트로크센서에 의한 전기적 신호가 발생된다. 브레이크 제어부는 전자제어회로이고 상기 오퍼레이션 페달 유닛의 신호가 입력되고 페달 답압력 및 스트로크 등에 의하여 적정 브레이크 압력이 산출되어 작동신호가 출력된다. 그리고 브레이크 액츄에이터는 휠실린더, 디스크브레이크의 캘리퍼 또는 전기모터 등으로 이루어지며 브레이크 제어부의 작동신호에 따라 차량의 휠을 제동하게 된다.
이러한 브레이크 바이 와이어 제동장치(이하, 전동식 브레이크라 함)와 종래의 유압식 브레이크를 간략히 비교 소개한다.
유압식 브레이크는 제동시 유압을 이용하여 패드를 강하게 디스크 쪽으로 밀어 주는 방식으로 구현됨에 따라, 페달 조작력을 배력하는 부스터를 통해 작동되어 유압을 발생하는 마스터 실린더와 휠 실린더 쪽으로 이어지는 유압 라인은 물론, 이들을 제어하고 보조하는 각종 장치들로 복잡한 구성이 이루어질 수밖에 없고, 이러한 구성의 복잡함과 유압 사용에 따른 제동 성능의 신뢰성가 안정성 강화등에 어느 정도 한계성이 있을 수밖에 없는 취약성이 있다.
이에 비해, 전동식 브레이크는 유압식 브레이크(hydraulic brake)가 갖지 못하는 구성의 단순함을 가져오고 제동 성능의 신뢰성 강화와 주차 브레이크 작용도 함께 구현할 수 있음과 더불어, ABS(Anti Brake System)의 응답성과 성능 향상과 더 나아가 통합 샤시 제어를 최적으로 구현할 수 있다. 특히 최근에는 일반 EMB(Electro Mechanical Brake)의 약한 제동력을 보상하기 위해 제동 시, 액츄에이터를 통해 작동되는 웨지 조립체를 이용하여 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 가압함에 따라 마찰시킴으로써 제동 작용을 구현하는 방식인 전자 웨지 브레이크(EWB, Electro Wedge Brake) 시스템을 사용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 EWB는 12V의 전압(Voltage)을 사용하는 모터(Motor)를 이용하더라도 유압식 브레이크가 갖는 제동력을 구현할 수 있게 되는데, 이는 EWB가 웨지(Wedge)현상을 이용한 자체 힘 배력(Self-Energizing)작용을 구현하기 때문이다. 즉, 웨지 구조를 채용하여 액츄에이터의 구동에 따라 웨지가 이동해 패드를 가압함과 더불어 패드와 디스크간 마찰력이 추가적인 입력(Input Force)으로 작용하게 되어 모터에 의한 힘이 작더라도 큰 제동력을 구현할 수 있는 것이다.
또한, 이러한 EWB는 패드의 마모 시 자동적으로 패드 마모를 보정 즉, 웨지 조립체 부위를 패드 쪽으로 이동시켜 마모된 패드로 인한 간격을 조정해주는 기능을 부여할 수 있는 등의 장점이 있다.
그러나, 전동식 브레이크 시스템의 많은 장점에도 불구하고, 전동식 브레이크는 휠에 적용된 차량은 유압식 브레이크를 구비한 차량에 비해 안전성이 취약하다는 지적이 있다. 이는 전동식 브레이크는 전자 제어 유닛(ECU, Electronic Control Unit)에 의해 제동력이 산출되고 시그널 라인 및 액츄에이터를 구동하는 구동모터에 전원을 제공하는 기본구조를 갖음에 따라 제어 유닛의 장애, 오작동 등 예기치 않은 상황이 발생하는 경우 차량을 제동할 수 있는가의 문제이다.
이에 대해 차량의 제동장치로서 전동식 브레이크를 사용하는 경우 그 장애(fail)에 대처하기 위한 방법들이 종종 제시되어 왔다. 이를 도 1을 통해 설명한다.
도 1은 종래의 제동 시스템을 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 제동 시스템(1)은 페달 유닛(300), 각 휠에 구비된 전동식 브레이크(110,120,210,220), 상기 전동식 브레이크를 제어하기 위한 로컬 제어 유닛(WCU, Wheel Control Unit, 11,12,21,22), 제1 ECU(100) 및 제2 ECU(200)를 포함한다.
종래의 제동 시스템(1)은 차량의 중앙부에 2개의 제1 및 제2 ECU(100,200)를 구비하여 페달 유닛(300)으로부터 전송되는 제동신호(이것은 일반적으로 전기적 신호임)를 각각 수신한다. 제1 및 제2 ECU(100,200)를 중복하여 구비한 이유는 둘 중 어느 하나의 ECU에 장애가 발생한 경우에도 다른 ECU에 의해 비상 제동을 가능하게 하기 위함이다. 한편, 상기 제1 ECU(100)은 제1 전동식 브레이크(110) 및 제4 전동식 브레이크를 제어하는 로컬 제어 유닛(11,22)로 제어 신호를 전송하는데, 이른바 X-split구조로 신호연결라인을 형성하여 비상 제동시에 안전도를 높이고자 하였다.
그러나 이러한 종래의 제동 시스템에서는 예를 들어 제1 전동식 브레이크(110)의 제어를 담당하는 로컬 제어 유닛(WCU,11)과 제2 제어 유닛(200)에 함께 fail이 발생하게 되면, 결과적으로 후륜의 제4 전동식 브레이크(220)만에 의해 제동이 이루어지게 되어 운전자에게 큰 위험을 주는 문제점이 있다.
종합하면, 종래의 제동 시스템은 2개의 중앙 제어 유닛(ECU)과 4개의 로컬 제어 유닛(WCU)를 구비하게 되어 제조 단가가 상승하는 문제점과, 이러한 중복 구조의 제동 시스템에 의해서도 각 WCU 및 ECU가 담당하는 전동식 브레이크가 고정되어 있어 효율적인 제동을 할 수 없는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명에 따른 제동 제어 시스템은 각 휠에 구비된 로컬 제어 유닛을 생략하고 중앙 제어 유닛 2개에 의해서 전동식 브레이크를 제어하되 비상시(fail)를 대비하여 제동의 우선순위를 고려하여 전동식 브레이크를 선택적으로 제어하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제는 구체적으로, 제동신호를 수신하여 좌 전륜(front-left)에 배치된 제1 전동식 브레이크 및 우 전륜(front-right)에 배치된 제2 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제1 제어 유닛 및 제동신호를 수신하여 좌 후륜(rear-left)에 배치된 제3 전동식 브레이크 및 우 후륜(rear-right)에 배치된 제4 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제2 제어 유닛을 포함하는 차량의 제동 제어 시스템으로서, 제1 및 제2 제어 유닛 중 어느 하나에 장애(fail)가 발생한 경우 다른 하나의 제어 유닛이 제1 내지 제4 전동식 브레이크 중 적어도 어느 하나 이상을 선택적으로 제어하는 것에 의해 달성된다.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 전동식 브레이크를 각 휠(wheel)에 구비한 차량의 제동 제어시스템은, 제동신호를 수신하여 제1 전동식 브레이크 및 제2 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제1 제어 유닛 및 상기 제동신호를 수신하여 제3 전동식 브레이크 및 제4 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제2 제어 유닛을 포함하는 차량의 제동 제어 시스템으로서, 상기 제1 및 제2 제어 유닛 중 어느 하나에 장애(fail)가 발생한 경우 다른 하나가 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크 중 적어도 어느 하나 이상을 선택 제어한다.
그리고, 상기 제1 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되, 선택의 순위는 하기의 우선순위에 의하는 것이 바람직하다.
[우선순위]
1. 전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
2. 전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크와 X자 대응되는 후륜의 어느 하나의 전동식 브레이크를 선택 제어.
3. 후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
또한, 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제2 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되, 선택의 순위는 하기의 우선순위에 의하는 것이 바람직하다.
[우선순위]
1. 전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
2. 전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크와 X자 대응되는 후륜의 어느 하나의 전동식 브레이크를 선택 제어.
3. 후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
여기서, 상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상호 간 장애 발생 여부를 탐지하고, 각각 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부에 대한 신호를 수신하는 것이 좋다.
또한, 상기 제1 제어 유닛과 상기 제1 및 제2 전동식 브레이크 간, 상기 제2 제어 유닛과 상기 제3 및 제4 전동식 브레이크 간, 상기 제1 제어 유닛과 상기 제2 제어 유닛 간에는 외부에서 공급되는 전원이 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크로 공급되도록 전원선으로 연결되는 것도 좋다.
그리고, 상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크에 상기 전원을 선택적으로 공급하기 위해 상기 전원선의 연결 경로를 스위칭시키는 것도 좋다.
한편, 상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 각 휠(wheel)에 전동식 브레이크가 구비된 차량의 제동 제어방법은, 제1 전동식 브레이크 및 제2 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제1 제어 유닛과, 제3 전동식 브레이크 및 제4 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제2 제어 유닛에 제동신호가 수신되는 단계 및
상기 제1 및 제2 제어 유닛 중 어느 하나에 장애(fail)가 발생한 경우 다른 하나가 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크 중 적어도 어느 하나 이상을 선택 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제2 제어 유닛은, 상기 제1 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되, 선택의 순위는 하기의 우선순위에 의하는 것이 바람직하다.
[우선순위]
1. 전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
2. 전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크와 X자 대응되는 후륜의 어느 하나의 전동식 브레이크를 선택 제어.
3. 후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
또한, 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제2 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되, 선택의 순위는 하기의 우선순위에 의하는 것이 바람직하다.
[우선순위]
1. 전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
2. 전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크와 X자 대응되는 후륜의 어느 하나의 전동식 브레이크를 선택 제어.
3. 후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
그리고, 상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상호 간 장애 발생 여부를 탐지하고, 각각 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부에 대한 신호를 수신하는 것이 좋다.
또한, 상기 제1 제어 유닛과 상기 제1 및 제2 전동식 브레이크 간, 상기 제2 제어 유닛과 상기 제3 및 제4 전동식 브레이크 간, 상기 제1 제어 유닛과 상기 제2 제어 유닛 간에는 외부에서 공급되는 전원이 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크로 공급되도록 전원선으로 연결되는 것도 좋다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크에 상기 전원을 선택적으로 공급하기 위해 상기 전원선의 연결 경로를 스위칭시킬 수 있을 것이다.
본 명세서를 통해 파악되는 본 발명에 따른 차량의 제동 제어시스템에 의하면, 각 휠에 구비된 로컬 제어 유닛을 생략하고 중앙 제어 유닛 2개에 의해서 전동식 브레이크를 제어하되 비상시(fail)를 대비하여 제동의 우선순위를 고려하여 전동식 브레이크를 선택적으로 제어하게 되므로, fail된 제어 유닛 및 fail된 전동식 브레이크의 위치 및 그 기능에 따라, 전륜의 전동식 브레이크로만 비상 제동을 하거나, X-split 형태로 배치된 전동식 브레이크를 제어하여, 제동 안전성을 확보하는 것이 가능하다.
또한, 각 휠에 구비된 전자 제어 유닛의 개수를 줄일 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있으며, 차량의 경량화에 기여할 수 있어 경제적이다.
도 1은 종래의 제동 시스템을 설명하기 위해 도시한 도,
도 2는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템에 관한도,
도 3은 본 발명의 제1 제어 유닛에서 전원선이 스위칭되는 모습을 설명하기 위한 도,
도 4는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제1 실시예에 관한 도,
도 5는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제2 실시예에 관한 도,
도 6은 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제3 실시예에 관한 도,
도 7은 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제4 실시예에 관한 도,
도 8은 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제5실시예에 관한 도,
도 9는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제6실시예에 관한 도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명에 따른 차량의 제동 제어시스템 및 그 방법에 대하여서 설명하기에 앞서, 본 명세서를 통해 서술되는 용어에 대해 간략하게 서술한다.
이하에서 사용되는 용어, ‘전동식 브레이크’는 브레이크 바이 와이어 기술에 관련된 브레이크로서 종래의 유압식 브레이크가 아닌 다양한 형태의 브레이크 장치를 의미한다. 예를 들면, EMB(electro mechamical brake), EWB(Electronic wedge brake)등을 지칭한다. 또, 차량의 휠(Wheel)은 일반적으로 전륜의 2개의 휠과 후륜의 2개의 휠로 구비된다는 전제하게 이하의 내용을 서술한다. 좌 전륜은 곧front-left wheel이며, 우 전륜은 front-right wheel이며, 좌 후륜은 rear-left wheel, 우 후륜은 rear-right wheel을 각각 지칭한다. 이하에서는 명세서의 간략한 기재를 위해 front-left wheel은 FL, front-right wheel은 FR, rear-left wheel은 RL, rear-right wheel은 RR로 지칭하여 설명됨에 유의하여야 할 것이다.
또한, 제1 제어 유닛 및 제2 제어 유닛은 ECU(Electonic Control Unit)을 의미한다. 그리고 제1 제어 유닛 및 제2 제어 유닛은 발명의 상세한 설명의 기재에서는 도면상의 기재와 일치시키기 위해 F-ECU(Front ECU), R-ECU(Rear ECU)로 기재될 것이나, 이것이 곧 각각 제1 제어 유닛, 제2 제어 유닛과 동일한 것이며, 도면에 기재된 참조부호 중 100*와 같이 표시된 것은 fail된 F-ECU 의미하는 것임에 유의하여야 한다.
또한, 각각의 휠에 구비된 전동식 브레이크(110,120,210,220)는 각각 고유한 참조부호를 지정하여 이하에서 계속될 설명의 편의를 도모하도록 한다. 즉, 제1 전동식 브레이크(110), 제2 전동식 브레이크(120), 제3 전동식 브레이크(210), 제4 전동식 브레이크(220)로 각각 고유한 도면상 참조부호를 지정한다.
도 2는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템에 관한 도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제동 제어시스템(2)은 각 휠에 구비된 전동식 브레이크(110,120,210,220), F-ECU(100) 및 R-ECU(200)을 포함한다.
먼저, 정상 모드(normal mode)에서 F-ECU(100)은 전륜의 제1 전동식 브레이크(110) 및 제2 전동식 브레이크(120)의 구동을 제어한다. R-ECU(200)은 후륜의 제3 전동식 브레이크(210) 및 제4 전동식 브레이크(220)의 구동을 제어한다.
F-ECU(100)과 R-ECU(200)은 운전자의 제동의지 즉, 운전자의 페달 답압력에 의해 페달 유닛(3O0)에서 생성되는 제동신호를 수신한다. 여기서 제동신호는 페달 유닛(300)에서 생성되는 전기적인 신호를 의미한다. F-ECU(100)과 R-ECU(200)은 상기 제동신호를 각자 수신하여 제동력을 산출하여 담당하고 있는 전동식 브레이크의 구동을 제어한다.
또한, F-ECU(100)와 R-ECU(200)상호간에는 전원선이 연결되며, F-ECU(100)와 제1 전동식 브레이크(110), F-ECU(100)와 제2 전동식 브레이크(120)간에도 전원선이 된다. 마찬가지로, R-ECU(200)와 제3 전동식 브레이크(210) 및 R-ECU(200)와 제4 전동식 브레이크(220) 간에도 전원선이 연결된다. 이러한 전원선은 제동 제어시스템(2)의 외부에 존재하는 배터리(battery)로부터 전동식 브레이크를 구동하기 위해 각 전동식 브레이크(110,120,210,220)에 공급되는 전원의 전달경로가 된다.
또한, F-ECU(100)는 각 전동식 브레이크(110,120,210,220)의 정상/비정상 작동여부를 탐지할 수 있도록 이들과 신호선에 의해 연결되며, 마찬가지로 R-ECU(200)도 각 전동식 브레이크(110,120,210,220)의 정상/비정상 작동여부를 탐지할 수 있도록 이들과 신호선으로 연결된다. 그리고, F-ECU(100)와 R-ECU(200) 상호간에도 신호선이 연결되어 서로 상대방 ECU의 fail여부를 탐지한다.
F-ECU(100)와 R-ECU(200)가 차량의 제동 제어시스템(2)에서 배치되는 위치는 F-ECU(100)는 전륜의 전동식 브레이크(110,120)와 근접한 위치에 R-ECU(200)는 후륜의 전동식 브레이크(210,220)에 근접한 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 두 ECU(100,200)과 이들이 담당하는 전동식 브레이크와의 거리를 최소화하여 상술한 전원선의 길이에 따른 전압강하를 최소화하기 위함이다
다음으로, 비상 모드(abnormal mode, emergency mode)에서의 동작은 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 제어 유닛에서 전원선이 스위칭되는 모습을 설명하기 위한 도이다.
도 3의 (a)는 정상모드에서의 F-ECU(100), 전원선(101,102,103,104), 그리고 신호선(점선으로 도시)의 연결을 도시한 것이며, (b)는 비상모드의 일례에서F-ECU(100), 전원선(101,102,103,104), 그리고 신호선(점선으로 도시)의 연결을 도시한 것이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 정상모드에서 F-ECU(100)는 전원선(101)과 전원선(102)을 통해 제1 전동식 브레이크(110) 및 제2 전동식 브레이크(120)에 전원이 공급되도록 하여 제동한다.
그러나, 비상모드에서는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, F-ECU(100)는 전원선(101)과 전원선(104)을 통해 제1 전동식 브레이크(110)와 제4 전동식 브레이크(220)에 전원이 공급되도록 하여 제동한다. 이것은 소위 X-split 방식의 제어로 제1 전동식 브레이크(110)와 X자로 대향 마주하는 제4 전동식 브레이크(220)를 이용하여 안정적으로 제동한다.
이렇게, 비상모드에서 제동을 제어하기 위해 F-ECU(100)는 그 내부에서 전원선(101)과 전원선(104)이 연결되도록 전원선의 연결경로를 스위칭하여 정상모드에서 기능하던 전원선(102)에 전원이 공급되는 것을 차단시킨다. 따라서 정상모드에서 전원의 연결경로였던 전원선(102)은 기능이 종료되고, 새로운 전원 연결경로인 전원선(104)을 통해 제4 전동식 브레이크(220)에 전원이 공급되어 X-split 제어가 가능하게 된다.
도 3에서 설명한 F-ECU(100)에서의 전원선 스위칭은 일례로서 설명된 것으로, 본 발명의 R-ECU(2O0) 또한 이러한 기능을 수행할 수 있으며, 특히 전원선의 스위칭은 개개의 경우에 따라 변경이 가능한 것으로 이에 대한 설명은 후술한다.
이하에서는 비상 모드(abnormal mode, emergency mode)에서의 제동 제어시스템의 작동에 대한 설명을 각각의 실시예로서 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 4는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제1 실시예에 관한 도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예는 F-ECU(100*)에 fail이 발생한 경우이나, 제1 및 제2 전동식 브레이크에는 fail이 존재하지 않는 경우이다. 기본적으로 차량의 제동을 위해서는 4개의 휠을 모두 제동하는 것이 이상적이다.(정상 모드) 그러나, 예기치 못한 장애(fail)가 발생한 경우에도 제동은 달성되어야 하는데, 통상 전진 주행중인 차량을 2개의 전동식 브레이크를 이용하는 경우에 제동의 우선순위는 차례대로 다음과 같다.
1순위) 전륜의 전동식 브레이크(제1 및 제2 전동식 브레이크)를 이용한 제동.
2순위) X-split 제동(제1 및 제4 전동식 브레이크(110,220) 또는 제2 및 제3 전동식 브레이크(120,210)를 이용한 제동).
3순위) 후륜의 전동식 브레이크(제3 및 제4 전동식 브레이크)를 이용한 제동.
따라서, 도 4의 경우는 F-ECU(100*)에만 fail이 발생하였으므로 R-ECU(200)에 의해 FL 및 FR에 배치된 제1 및 제2 전동식 브레이크(110,120)를 구동하여 제동하도록 제어된다. 구체적으로 이러한 제어는 미리 결정된 우선순위 로직에 의해 정해진다. 미리 결정된 우선순위 로직이란 상기 제동의 우선순위에 따라 제어되어야 하는 전동식 브레이크를 선택하여 전원이 공급되도록 하는 로직으로서 각각의 ECU(100,200)에 프로그램 된다. 제1 실시예에서는 R-ECU(200)가 상술한 신호선으로 F-ECU(100*) 및 4개의 전동식 브레이크(110,120,210,220)와 교신하여 F-ECU(100*)에만 이상이 발생한 것을 인식하게 되므로 미리 결정된 우선순위 로직은 제1 및 제2 전동식 브레이크(110,120)를 이용하여 비상 제동하도록 전원선의 연결경로를 스위칭시킨다. 즉, 원래 R-ECU(200)가 담당하던 제3 및 제4 전동식 브레이크(210,220)를 이용한 제동은 포기되고 대신 제1 및 제2 전동식 브레이크(110,120)에 의해 제1 순위에 해당하는 비상제동이 이루어진다.
제2 실시예
도 5는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제2 실시예에 관한 도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시예는 F-ECU(100*)와 제2 전동식 브레이크(120*)에 fail이 존재하는 경우이다.
이 경우는 상술한 제동의 우선순위에 대비하여 보면, 제1 순위인 전륜의 전동식 브레이크만을 이용한 제동이 불가능한 경우이다.
따라서, 도 5의 경우는 R-ECU(200)에 의해 FL에 배치된 제1 전동식 브레이크(110)와 RR에 배치된 제4 전동식 브레이크(220)를 구동하여 제동하도록 제어된다. 이러한 제어는 R-ECU(200)에 프로그램화된 미리 결정된 우선순의 로직에 따른다.
여기서, 미리 결정된 우선순위 로직은 상술한 바로 그 설명을 갈음한다. 제2 실시예에서는 R-ECU(200)가 상술한 신호선으로 F-ECU(100*) 및 4개의 전동식 브레이크(110,120*,210,220)와 교신하여 F-ECU(100*)와 제2 전동식 브레이크(120*)에 이상이 발생한 것을 인식하게 되므로 미리 결정된 우선순위 로직은 제1 및 제4 전동식 브레이크(110,220)를 이용하여 비상 제동하도록 전원선의 연결경로를 스위칭시킨다. 즉, 원래 R-ECU(200)가 담당하던 제3 전동식 브레이크(210)를 이용한 제동은 포기되고 대신 제1 및 제4 전동식 브레이크(110,120)에 의해 제2 순위의 비상제동이 이루어지게 된다.
제3 실시예
도 6은 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제3 실시예에 관한 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제3 실시예는 R-ECU(200*)와 제1 및 제2 전동식 브레이크(110*,120*)에 fail이 존재하는 경우이다.
이 경우는 상술한 제동의 우선순위에 대비하여 보면, 제 1순위 및 제 2순위의 제동이 모두 불가능한 경우이다.
따라서, 도 6의 경우는 F-ECU(100)에 의해 RL에 배치된 제3 전동식 브레이크(210)와 RR에 배치된 제4 전동식 브레이크(220)를 구동하여 제동하도록 제어된다. 이러한 제어는 F-ECU(100)에 프로그램화된 미리 결정된 우선순위 로직에 따른다.
여기서, 미리 결정된 우선순위 로직은 상술한 바로 그 설명을 갈음한다. 제3 실시예에서는 F-ECU(100)가 상술한 신호선으로 R-ECU(200*) 및 4개의 전동식 브레이크(110*,120*,210,220)와 교신하여 R-ECU(200*)와 제1 및 제2 전동식 브레이크(110*,120*)에 이상이 발생한 것을 인식하게 되므로 미리 결정된 우선순위 로직은 제3 및 제4 전동식 브레이크(210,220)를 이용하여 비상 제동하도록 전원선의 연결경로를 스위칭시킨다. 즉, 원래 F-ECU(100)가 담당하던 제1 및 제2 전동식 브레이크(110*,120*)를 이용한 제동은 포기되고 대신 제3 및 제4 전동식 브레이크(210,120)에 의해 제3 순위의 비상제동이 이루어지게 된다.
제4 실시예
도 7은 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제4 실시예에 관한 도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제4 실시예는 R-ECU(200*)와 제2 전동식 브레이크(120*)에 fail이 존재하는 경우이다.
이 경우는 상술한 제동의 우선순위에 대비하여 보면, 제 1순위의 제동이 불가능한 경우이다.
따라서, 도 7의 경우는 F-ECU(100)에 의해 FL에 배치된 제1 전동식 브레이크(110)와 RR에 배치된 제4 전동식 브레이크(220)를 구동하여 제동하도록 제어된다. 이러한 제어는 F-ECU(100)에 프로그램화된 미리 결정된 우선순위 로직에 따른다.
여기서, 미리 결정된 우선순위 로직은 상술한 바로 그 설명을 갈음한다. 제4 실시예에서는 F-ECU(100)가 상술한 신호선으로 R-ECU(200*) 및 4개의 전동식 브레이크(110,120*,210,220)와 교신하여 R-ECU(200*)와 제2 전동식 브레이크(120*)에 이상이 발생한 것을 인식하게 되므로 미리 결정된 우선순위 로직은 제1 및 제4 전동식 브레이크(110,220)를 이용하여 비상 제동하도록 전원선의 연결경로를 스위칭시킨다. 즉, 원래 F-ECU(100)가 담당하던 제2 전동식 브레이크(120*)를 이용한 제동은 포기되고 대신 제1 및 제4 전동식 브레이크(110,120)에 의해 제2 순위에 해당하는 비상제동이 이루어지게 된다.
제5 실시예
도 8은 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제5 실시예에 관한 도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제5 실시예는 R-ECU(200*)에만 fail이 존재하는 경우이다.
이 경우는 상술한 제동의 우선순위에 대비하여 보면, 제 1순위의 제동이 가능한 경우이다.
따라서, 도 8의 경우는 F-ECU(100)에 의해 FL에 배치된 제1 전동식 브레이크(110)와 FR에 배치된 제2 전동식 브레이크(220)를 구동하여 제동하도록 제어된다. 제5 실시예에서는 F-ECU(100)가 상술한 신호선으로 R-ECU(200*) 및 4개의 전동식 브레이크(110,120,210,220)와 교신하여 R-ECU(200*)에만 이상이 발생한 것을 인식하게 되므로 미리 결정된 우선순위 로직에 의한 전원선의 연결경로가 스위칭 됨 없이 원래 F-ECU(100)가 담당하던 제1 및 제2 전동식 브레이크(110,120)를 그대로 구동하여 제1 순위에 해당하는 비상제동이 이루어지게 된다.
제6 실시예
도 9는 본 발명에 따른 우선순위로 제어되는 차량의 제동 제어시스템의 제6 실시예에 관한 도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제6 실시예는 F-ECU(100*)와 제1 및 제2 전동식 브레이크(110*,120*)에 fail이 존재하는 경우이다.
이 경우는 상술한 제동의 우선순위에 대비하여 보면, 제 1순위 및 제 2순위의 제동이 모두 불가능한 경우이다.
따라서, 도 9의 경우는 R-ECU(200)에 의해 RL에 배치된 제3 전동식 브레이크(210)와 RR에 배치된 제4 전동식 브레이크(220)를 구동하여 제동하도록 제어된다. 제6 실시예에서는 R-ECU(200)가 상술한 신호선으로 F-ECU(100*) 및 4개의 전동식 브레이크(110*,120*,210,220)와 교신하여 F-ECU(100*)와 제1 및 제2 전동식 브레이크(110*,120*)에 이상이 발생한 것을 인식하게 되므로 미리 결정된 우선순위 로직에 의한 전원선의 연결경로가 스위칭 됨 없이 원래 R-ECU(100)가 담당하던 제3및 제4 전동식 브레이크(210,220)를 그대로 구동하여 제3 순위의 비상제동이 이루어지게 된다.
다른 실시예들
이하에서는 상술한 제1 내지 제6 실시예와는 다른 형태로 본 발명이 실시되는 예에 대해 설명을 개시한다. 그러나, 다른 실시예들이 실시되는 구체적인 내용은 상술한 내용들에서 크게 벗어나지 않으므로 그 상세한 설명은 대부분 생략됨에 유의하여야 한다.
상술한 실시예는 정상모드에서 제1 제어 유닛이 전륜의 2개의 전동식 브레이크를 담당하고, 제2 제어 유닛은 후륜의 2개의 전동식 브레이크를 담당한 상태에서, 비상모드에서 이들 제어 유닛이 전동식 브레이크를 선택 제어하는 방법 및 그 시스템에 대한 설명이었다.
이에 비해, 지금 설명하고자 하는 실시예는, 1) 정상모드에서 제1 제어 유닛이 좌-전륜(FL) 및 좌-후륜(RL)에 구비된 전동식 브레이크를 담당하고, 제2 제어 유닛은 우-전륜(FR) 및 우-후륜(RR)에 구비된 전동식 브레이크를 담당하는 경우에 대한 실시예와, 2) 정상모드에서 제1 제어 유닛이 좌-전륜(FL) 및 우-후륜(RR)의 전동식 브레이크를 담당하고, 제2 제어 유닛은 우-전륜(FR) 및 좌-후륜(RL)을 담당하는 경우(X-split 형태)에 대한 실시예에 대한 것이다.
제1 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 즉, 비상모드 발생(emergency mode occur)의 경우에, 제2 제어 유닛은 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되, 선택의 순위는 하기의 우선순위에 의해 선택 제어한다.
[우선순위]
1. 전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
2. 전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크와 X자 대응되는 후륜의 어느 하나의 전동식 브레이크를 선택 제어.
3. 후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크를 선택 제어.
로 이루어지며, 1.순위가 가능하면, 그에 의하고, 1. 순위가 불가능한 상태이면 2. 순위에 의하는 방식이다.
한편, 제2 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 즉, 비상모드 발생(emergency mode occur)의 경우 제1 제어 유닛은 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되, 선택의 순위는 상기한 우선 순위에 의한다.
이상의 다른 실시예들에서의 구체적인 제동 제어시스템의 동작방법에 대하여는 상술한 제1 내지 제6 실시예를 참조하여 쉽게 실시 내지는 변형실시가 가능하여 여기서는 명세서의 중복 기재를 피하기 위해 그 설명을 생략한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라, [k127] 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
11,12,21,22:로컬 제어 유닛 101,102:전원선
100:제1 제어 유닛 200:제2 제어 유닛
300:페달 유닛 110:제1 전동식 브레이크
120:제2 전동식 브레이크 210:제3 전동식 브레이크
220:제4 전동식 브레이크

Claims (14)

  1. 각 휠(wheel)에 전동식 브레이크가 구비된 차량의 제동 제어시스템에 있어서,
    제동신호를 수신하여 제1 전동식 브레이크 및 제2 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제1 제어 유닛; 및
    상기 제동신호를 수신하여 제3 전동식 브레이크 및 제4 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제2 제어 유닛을 포함하는 차량의 제동 제어 시스템으로서, 상기 제1 및 제2 제어 유닛 중 어느 하나에 장애(fail)가 발생한 경우 다른 하나가 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크 중 적어도 어느 하나 이상을 선택 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 제어 유닛은,
    상기 제1 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되,
    상기 선택은‘전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’,‘전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크의 위치와 X자 대응되는 위치의 후륜의 전동식 브레이크’ 또는 ‘후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’ 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 제어 유닛은,
    상기 제2 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되,
    상기 선택은‘전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’,‘전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크의 위치와 X자 대응되는 위치의 후륜의 전동식 브레이크’ 또는 ‘후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’ 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전동식 브레이크의 선택은 ‘전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’를 선택하는 것을 최선으로 하고, ‘전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크의 위치와 X자 대응되는 위치의 후륜의 전동식 브레이크’를 선택하는 것을 차선으로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상호간 장애 발생 여부를 탐지하고, 각각 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부에 대한 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 제어 유닛과 상기 제1 및 제2 전동식 브레이크 간, 상기 제2 제어 유닛과 상기 제3 및 제4 전동식 브레이크 간, 상기 제1 제어 유닛과 상기 제2 제어 유닛 간에는 외부에서 공급되는 전원이 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크로 공급되도록 전원선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크에 상기 전원을 선택적으로 공급하기 위해 상기 전원선의 연결 경로를 스위칭시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어시스템.
  8. 각 휠(wheel)에 전동식 브레이크가 구비된 차량의 제동 제어방법에 있어서,
    제1 전동식 브레이크 및 제2 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제1 제어 유닛과, 제3 전동식 브레이크 및 제4 전동식 브레이크의 구동을 제어하는 제2 제어 유닛에 제동신호가 수신되는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 제어 유닛 중 어느 하나에 장애(fail)가 발생한 경우 다른 하나가 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크 중 적어도 어느 하나 이상을 선택 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 제어 유닛은,
    상기 제1 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되,
    상기 선택은‘전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’,‘전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크의 위치와 X자 대응되는 위치의 후륜의 전동식 브레이크’ 또는 ‘후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’ 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 제어 유닛은,
    상기 제2 제어 유닛에 장애가 발생한 경우 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애여부를 고려하여 작동 가능한 전동식 브레이크를 선택 제어하되,
    상기 선택은‘전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’,‘전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크의 위치와 X자 대응되는 위치의 후륜의 전동식 브레이크’ 또는 ‘후륜(rear-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’ 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 전동식 브레이크의 선택은 ‘전륜(front-wheel)에 구비된 2개의 전동식 브레이크’를 선택하는 것을 최선으로 하고, ‘전륜의 어느 하나의 전동식 브레이크의 위치와 X자 대응되는 위치의 후륜의 전동식 브레이크’를 선택하는 것을 차선으로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상호간 장애 발생 여부를 탐지하고, 각각 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크의 장애 여부에 대한 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 제어 유닛과 상기 제1 및 제2 전동식 브레이크 간, 상기 제2 제어 유닛과 상기 제3 및 제4 전동식 브레이크 간, 상기 제1 제어 유닛과 상기 제2 제어 유닛 간에는 외부에서 공급되는 전원이 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크로 공급되도록 전원선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 유닛은 상기 제1 내지 제4 전동식 브레이크에 상기 전원을 선택적으로 공급하기 위해 상기 전원선의 연결 경로를 스위칭시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어방법.
KR1020100061325A 2010-06-28 2010-06-28 차량의 제동 제어시스템 및 제동 제어방법 KR101228492B1 (ko)

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