KR20200029473A - 자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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오다 림바흐
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Abstract

본 발명은, 브레이크 시스템의 ABS 장치를 작동하기 위한 제1 제어 유닛(3) 및 브레이크 시스템의 브레이크 부스터 장치를 작동하기 위한 제2 제어 유닛(4)을 구비한, 자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 제어 장치(3, 4)가 사용자 전용 집적 회로(5, 6)로서 형성되고, 이들 회로의 제어를 위해 마이크로프로세서(2)와 연결되는 구성이 제안되며, 이 경우 마이크로프로세서(2)는 각각의 회로(5, 6)를 위해 고유의 스위치 오프 경로(15, 16)를 구비한다.

Description

자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치 및 방법
본 발명은, 브레이크 시스템의 ABS 장치를 작동하기 위한 제1 제어 유닛 및 브레이크 시스템의 브레이크 부스터 장치를 작동하기 위한 제2 제어 유닛을 갖는, 자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 전술한 장치를 이용해서 자동차의 브레이크 시스템을 작동하는 방법과도 관련이 있다.
서두에 언급된 유형의 장치 및 방법은 종래 기술로부터 공지되어 있다. 오늘날의 자동차는, 흴 잠김 방지를 위한 ABS 장치뿐만 아니라 브레이크 작동을 용이하게 하기 위한 브레이크 부스터 장치도 포함하는 브레이크 시스템을 구비한다. 한편, 브레이크 페달의 작동 시, 종래의 진공 브레이크 부스터에 의해 운전자를 지원하지 않고 전동기 방식으로 또는 전자기 방식으로 운전자를 지원하는 브레이크 부스터 장치가 공지되어 있다. 이 장치를 위해서는, 브레이크 페달의 작동에 따라 브레이크 시스템의 동작을 개회로 제어하거나 폐회로 제어하는 추가 제어 유닛이 필요하다. ABS 장치에는 고유 제어 유닛이 할당되며, 이 제어 유닛이 휠 브레이크에 작용하는 유압을 필요 시 감소시키기 위해 브레이크 시스템 내에 있는 하나 또는 복수의 밸브를 제어함으로써, 제동력이 감소하고, 잠길 상황에 임박한 휠이 잠김 방지된다. 지금까지, 차량 내 ABS 장치 및 브레이크 부스터 장치의 기능들은 상호 분리된 제어 장치에 의해서 실현되었다. 제어 시스템의 단일화 및 단순화 과정에서, 두 가지 기능, 즉, ABS 제어 기능과 브레이크 부스팅 기능을 자체 통합하는 제어 장치가 요구된다.
청구항 1의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 장치는, 서브 시스템들 중 하나, 즉, 예를 들어 ABS 장치 내에서 또는 브레이크 부스터 장치 내에서 고장 또는 오작동이 발생하는 경우에도, 기능은 저하되더라도 자동차 및 특히 브레이크 시스템의 작동 지속이 가능하다는 장점이 있다. 장치들 중 하나 또는 서브 시스템의 고장이 바람직하게는 자동차의 운전자 또는 탑승자에게 디스플레이됨으로써, 상기 장치 또는 서브 시스템을 핸들링할 수 있고, 예를 들어 다음 정비소를 제어할 수 있다. 브레이크 시스템이 전체적으로 고장나게 되면, 이러한 조작은 경우에 따라 더 이상 불가능할 수도 있을 것이다. 이로 인해, 본 발명에 따른 장치를 통해서는 자동차의 바람직한 작동 지속 또는 비상 작동이 가능해지며, 비록 하나의 공통 브레이크 시스템 제어 장치일지라도 두 가지 기능 또는 2개의 장치를 모두 제어한다. 이는,본 발명에 따라 제어 유닛들이 사용자 전용 집적 회로로서 형성되고, 이들의 제어를 위해 마이크로프로세서와 연결됨으로써 달성되며, 이 경우 마이크로프로세서는 각각의 회로를 위해 고유의 스위치 오프 경로를 구비한다. 따라서, 언급된 2개의 장치는 개별 사용자 전용 집적 회로(ASIC)에 의해 상호 독립적으로 작동되며, 이 경우 회로들이 마이크로프로세서에 대해 각각 고유의 스위치 오프 경로를 구비함으로써, 이들 회로는 개별 장치 또는 기능의 지속적인 작동을 방지하기 위한 목적으로 마이크로프로세서에 의해 상호 독립적으로 비활성화될 수 있다. 나머지 제어 유닛이 자신에 할당된 장치들을 계속 작동시킴으로써, 적어도 비상 작동 모드에서 브레이크 시스템이 계속 사용될 수 있다. 바람직하게는 회로들(ASIC)이 공통 인쇄회로기판 상에, 바람직하게는 공통 하우징 내에 배열된다.
또한, 바람직하게는, 전기식으로, 특히 전자기식으로 작동 가능한 브레이크 시스템의 유압 밸브들을 제어하기 위해, 회로들이 각각 하나 이상의 출력단, 바람직하게는 복수의 출력단을 구비한다. 상기 출력단들을 통해, 유압 밸브들 또는 이들 유압 밸브의 액추에이터 장치에 개방 또는 폐쇄를 수행하기에 충분한 에너지가 공급됨으로써, 예를 들어 휠의 잠김을 방지하기 위하여 유압이 감소하거나, 브레이크 시스템의 작동 시 자동차 운전자를 지원하기 위하여 유압이 증가하게 된다.
또한, 바람직하게는, 개별 스위치 오프 경로에 의해서 개별 출력단이 비활성화될 수 있다. 이로써 스위치 오프 경로가 출력단들에 작용하여, 개별 출력단이 마이크로프로세서에 의해 비활성화되어 개별 유압 밸브에 대한 추가 전력 공급이 중단될 수 있게 한다.
또한, 바람직하게는, 각각의 회로에 작동 가능한 스위치가 할당되며, 이 스위치에 의해 개별 회로가 공급 전압원과 연결될 수 있거나 공급 전압원으로부터 분리될 수 있다. 개별 스위치가 닫혀 있으면 출력단이 공급 전압원과 연결됨으로써, 공급 전압은 마이크로프로세서 또는 개별 회로에 의해서 제어될 수 있다. 스위치가 개방되면, 공급 전압원으로의 전기 접속이 끊어지고, 출력단은 더 이상 작동할 수 없게 된다. 이로 인해, 개별 스위치가 개방될 때 장치들 중 하나, 특히 유압 밸브들 중 하나의 오기능 또는 오작동이 확실하게 방지된다.
마이크로프로세서는 바람직하게, 브레이크 시스템을 오작동에 대해 모니터링하고, 검출된 오작동에 따라 회로들 중 적어도 하나를 개별 스위치 오프 경로에 의해 비활성화하도록 설계된다. 특히, 앞에서 이미 언급한 바와 같이, 스위치 오프에 의해 개별 출력단이 비활성화되고, 특히 바람직하게는 공급 전압원으로부터 분리된다. 시스템을 오작동에 대해 모니터링하는 마이크로프로세서는 기본적으로 공지되어 있으므로, 여기서는 마이크로프로세서에 대해 더 이상 상세하게 논의하지 않는다. 본 발명의 중요한 의미는, 오작동이 검출되면, 개별 장치 또는 개별 회로를 비활성화하기 위해 마이크로프로세서가 스위치 오프 경로들 중 하나 또는 둘 모두를 제어한다는 점이다.
특히, 마이크로프로세서는, 검출된 오작동에 따라 하나 이상의 스위치를 제어하도록 설계된다. 앞에서 이미 언급한 바와 같이, 스위치의 작동에 의해 개별 출력단이 공급 전압원으로부터 분리되고, 이로 인해 오작동 또는 오작동의 영향이 억제된다.
또한, 바람직하게는, 오작동이 검출되면 회로들 중 하나만 비활성화되고, 선택적으로는 상기 회로에 할당된 스위치가 공급 전압원으로부터 상기 회로를 분리하도록 제어된다. 오작동에 따라, 마이크로프로세서는, 선택된 장치 및 이와 더불어 브레이크 시스템의 오작동을 전체적으로 방지하고 비상 작동을 가능하게 하기 위해, 회로만 제어되면 되는지 아니면 상기 회로에 할당된 스위치까지도 제어되어야 하는지를 결정한다.
또한, 바람직하게는, ABS 장치의 오작동이 검출되면 제1 회로 및 선택적으로 제1 스위치가 비활성화된다. 그에 상응하게, 바람직하게는, 브레이크 부스터 장치의 오작동이 검출되면 마이크로프로세서에 의해 제2 회로만 비활성화되고, 제2 스위치는 공급 전압원으로부터 출력단을 분리하도록 제어된다. 이로 인해, 앞에서 이미 언급한 장점들이 나타난다.
청구항 10의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 방법은, ABS 장치 및 브레이크 부스터 장치가 오작동에 대해 모니터링되고, 검출된 오작동에 따라 제어 유닛들 중 적어도 하나가 마이크로프로세서에 의해 개별 스위치 오프 경로를 통해 비활성화되는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 앞에서 이미 언급된 장점들이 나타난다.
또 다른 장점들 및 바람직한 특징부들 및 특징부 조합은 특히 전술한 내용 및 청구범위로부터 나타난다.
본 발명은, 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 이 목적을 위해, 단 하나의 도면인
도 1은 본 도면에 상세하게 도시되지 않은 자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치를 도시한 도면이다.
도 1은, 본 도면에 상세하게 도시되지 않은 자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치(1)를 보여준다. 여기서 장치(1)는 제어 장치로서 형성되어 있고, 다른 무엇보다 브레이크 시스템을 오작동에 대한 모니터링을 포함하는, 브레이크 시스템 작동 방법을 실행하는 마이크로프로세서(2)를 구비한다. 또한, 장치(1)는 제1 제어 유닛(3) 및 제2 제어 유닛(4)을 구비하며, 이들 제어 유닛은 각각 사용자 전용 집적 회로(5 또는 6)로서 형성된다. 이 경우, 제1 제어 유닛(3)은 ABS 장치(7)에 할당되고, 제2 제어 유닛(4)은 브레이크 시스템의 전기 브레이크 부스터 장치(8)에 할당된다. 상기 두 장치(7, 8)는 모두, 브레이크 시스템의 유압 회로 내에서 작용하는 하나 이상의 전기 작동식 유압 밸브를 각각 구비한다. ABS 장치(ABS = Antilock Brake System)의 유압 밸브는, 필요한 경우 유압을 감소시켜 제동 토크를 줄임으로써, 자동차의 하나 이상의 휠의 잠김이 방지되도록 하는 데 이용된다. 브레이크 부스터 장치의 유압 밸브(들)는, 예를 들어 브레이크 페달이 작동될 때 운전자를 지원하기 위해, 제어 시 브레이크 시스템 내의 유압을 증가시키기는 역할을 하며, 그럼으로써 브레이크 시스템 내에서 발생한 유체 동력(hydraulic power)이 오로지 운전자의 작동력에만 좌우되지 않게 된다. 이와 같은 브레이크 부스터 장치는 예를 들어 종래의 진공 부스터를 대체한다.
유압 밸브를 제어하기 위해, 회로(5 및 6)는 전압 공급원(U)과 연결되어 있는 출력단(9 및 10)을 각각 구비한다. 이 경우, 전압 공급원(U)에 대한 개별 연결부 내에 작동 가능한 스위치(11 또는 12)가 배치된다. 스위치(11, 12)는 바람직하게, 필요에 따라 전압 공급원(U)로부터 출력단(9, 10)을 분리하기 위하여, 마찬가지로 마이크로프로세서(2)에 의해 제어될 수 있다. 바람직하게, 회로들(5, 6)은 특히 출력단(9, 10)과 함께 하나의 하우징, 특히 제어 장치 하우징 내에 있는 하나의 공통 인쇄회로기판상에 배열된다.
마이크로컨트롤러(2)는, 각각 하나의 버스 시스템(13 또는 14), 특히 직렬 주변 인터페이스에 의해, 2개의 제어 유닛(3, 4)의 제어를 위해 이들과 연결된다.
더욱이, 마이크로컨트롤러는 스위치 오프 경로(15)에 의해 회로(5)와 연결되고, 스위치 오프 경로(16)에 의해 회로(6)와 연결된다. 또한, 마이크로컨트롤러는 스위치 오프 경로(17)에 의해 상기 두 회로(5 및 6) 모두와 연결된다.
소개된 장치(1)에 의해, 오작동이 발생하는 경우에도 브레이크 시스템의 가용성은 증대된다. 오작동이 전체 브레이크 시스템의 고장을 야기하는 상황이 방지된다. 이하에 기술되는 계단식 스위치 오프 컨셉을 통해 획득된 더 높은 가용성은, 운전자가 원하는 기능을 이용할 수 없는 상황에 이르는 일이 드물게 한다. 이를 위해서는, 마이크로컨트롤러(2)에 의해 브레이크 시스템을 모니터링하는 것이 특히 중요하다. 마이크로컨트롤러(2)는 먼저 시스템을 오작동에 대해 모니터링하고, 이어서 브레이크 시스템을 전체적으로 기능이 제한된 작동 모드에서, 즉, 비상 작동 모드에서 계속 작동시키기 위해, 각각 검출된 오작동을 분류한다.
상기와 같은 방식은, ABS 지원 및 브레이크 부스터의 주요 기능을 별도의 회로(5, 6)에 의해 실행하고 독립적인 스위치 오프 경로를 제공한다는 사상을 기반으로 한다. 2개의 회로(5, 6)는 유형적으로 동일하게 형성될 수 있으며, 회로(5, 6)에 대한 유압 밸브의 할당이 이들의 기능에 따라 이루어진다는 것이 중요하다.
개별 스위치 오프 경로(15, 16)에 의해 특히 회로(5, 6)의 출력단(9, 10)이 스위치 오프될 수 있거나 비활성화될 수 있다. 스위치 오프 경로(17)를 통해 스위치 오프 명령이 수행되면, 2개의 출력단(9, 10)이 모두 스위치 오프된다. 이는, 예를 들어 오작동이 발생한 자동차 또는 브레이크 시스템의 안전한 작동이 더 이상 보장될 수 없을 정도로 오작동이 심각한 경우이다.
마이크로컨트롤러(2)가 예를 들어, 회로(5)에 의해 제어되는, ABS 제어에 필요한 유압 밸브 내에서 오작동을 검출하면, 상기 마이크로컨트롤러는 출력단(9)을 비활성화하기 위해 스위치 오프 경로(15)를 통해 회로(5)로 스위치 오프 명령을 송신한다. 추가로 마이크로프로세서(2)는 전압 공급원에 대한 연결을 분리하기 위해 스위치(11)를 제어한다. 제2 회로(6)는 계속 작동하고, 계속해서 제한되지 않은 브레이크 부스팅을 가능하게 한다.
그와 달리, 압력 증가를 위해 필요한 부품, 예를 들어 제동 압력 증가부에 할당된 유압 밸브가 고장이면, 상응하게 회로(6)가 비활성화되고, 특히 스위치(12)가 개방된다. 이 경우, 회로(5)에 의해 ABS 기능이 제한되지 않고 계속 제공될 수 있다.

Claims (10)

  1. 브레이크 시스템의 ABS 장치를 작동하기 위한 제1 제어 유닛(3) 및 브레이크 시스템의 브레이크 부스터 장치를 작동하기 위한 제2 제어 유닛(4)을 구비한, 자동차의 브레이크 시스템을 작동하기 위한 장치(1)에 있어서,
    상기 제어 장치(3, 4)가 사용자 전용 집적 회로(5, 6)로서 형성되고, 이들 회로의 제어를 위해 마이크로프로세서(2)와 연결되며, 상기 마이크로프로세서(2)는 각각의 회로(5, 6)를 위해 고유의 스위치 오프 경로(15, 16)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 회로(5, 6)가 특히 브레이크 시스템의 유압 밸브를 제어하기 위해 각각 하나 이상의 출력단(9, 10)을 구비한 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 개별 스위치 오프 경로(15, 16)에 의해 개별 출력단(9, 10)이 비활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 회로(5, 6)에 작동 가능한 스위치(11, 12)가 할당되며, 상기 스위치에 의해 개별 회로(5, 6)가 공급 전압원(U)과 연결될 수 있거나 공급 전압원으로부터 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로프로세서(2)는, 브레이크 시스템을 오작동에 대해 모니터링하고, 검출된 오작동에 따라 회로들(5, 6) 중 적어도 하나는 개별 스위치 오프 경로(15, 16)에 의해 비활성화하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로프로세서(2)는, 검출된 오작동에 따라 하나 이상의 스위치(11, 12)를 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 오작동의 검출 시, 회로들(5, 6) 중 하나만 비활성화되고, 선택적으로 상기 회로(5, 6)에 할당된 스위치(11, 12)가 공급 전압원(U)으로부터 상기 회로(5, 6)를 분리하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, ABS 장치의 오작동의 검출 시, 제1 회로(5)만 그리고 선택적으로 제1 스위치(11)가 공급 전압원(U)으로부터 상기 제1 회로(5)의 출력단(9)을 분리하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 브레이크 부스터 장치의 오작동의 검출 시, 제2 회로(6)만 비활성화되고, 선택적으로 제2 스위치(12)가 공급 전압원(U)으로부터 상기 제2 회로(6)의 출력단(10)을 분리하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템 작동 장치.
  10. ABS 장치가 제1 제어 유닛에 의해 제어되고, 브레이크 부스터 장치가 제2 제어 유닛에 의해 제어되는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 장치(1)를 이용해서 자동차 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법에 있어서,
    ABS 장치 및 브레이크 부스터 장치가 오작동에 대해 모니터링되고, 검출된 오작동에 따라 제어 유닛들(3, 4) 중 적어도 하나가 마이크로프로세서에 의해 개별 스위치 오프 경로를 통해 비활성화되는 것을 특징으로 하는, 자동차 브레이크 시스템의 작동 방법.
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