KR20220120230A - 통합 전자제동장치 및 그 제어방법 - Google Patents

통합 전자제동장치 및 그 제어방법 Download PDF

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박재현
이주호
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 통합 전자제동장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 통합 전자제동장치는, 제1 영역에 구성되며, 부제어부에서 발생되는 부제어 감시신호에 따라 페달센서, 실린더 압력센서 및 휠 스피드센서의 값과 EPB 신호 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 제동모터를 구동하고 부가제동을 위한 부가제동 밸브를 구동하며 주제어 감시신호를 발생시키는 주제어부; 제2 영역에 구성되며, 주제어부에서 발생되는 주제어 감시신호에 따라 페달센서 및 휠 스피드센서의 값 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 차량의 제동을 위한 주제동 밸브와 제동모터를 구동하고 부가제동 밸브의 전원을 제어하며 부제어 감시신호를 발생시키는 부제어부; 및 하나의 박스에 탑재된 제1 영역과 제2 영역을 연결하여 주제어부와 부제어부 간 송수신 신호를 전달하는 연결버스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

통합 전자제동장치 및 그 제어방법{INTEGRATED ELECTRONIC BRAKE APPARATUS FOR CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 통합 전자제동장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통합 전자제동장치의 제어모듈을 두 개의 독립된 영역에 각각 주제어부와 부제어부로 구성하여 내부 연결버스를 이용하여 하나의 박스에 구성하고, 주제어부와 부제어부가 실시간 정보교류로 상호 협조를 통해 주제동 구현을 위한 제어권을 서로 이양하면서 주제어부 고장 시 부제어부에서 부가제동을 위한 부가제동 밸브의 전원을 차단하여 오작동을 방지할 뿐만 아니라 주제동 밸브와 제동모터를 제어하여 주제동을 구현하고, 부제어부 고장 시 주제어부에서 제동모터와 EPB를 제어하여 주제동을 구현하는 통합 전자제동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
자동차에는 브레이크 시스템이 반드시 필요하다. 멈출 수 없는 자동차는 달릴 수 없기 때문이다. 따라서 승객의 안전을 위해서는 브레이크 시스템의 안정성을 아무리 강조해도 지나치지 않다.
따라서 종래 유압식 시스템 대신 전자식 마스터 부스터를 사용하여 제동 유압을 배력하여 제공하고 있으며, 급제동 시 타이어 잠김을 방지하고 위험 회피를 위한 급격한 조향휠의 조작을 회피하여 제동거리를 짧게 하는 브레이크 잠김 방지 시스템(ABS: Anti-lock Brake System)과 차량이 미끄러지는 위험상황에서 차량의 제동력과 엔진출력을 조절하여 차량의 자세를 안정적으로 유지하기 위한 전자식 주행 안정화 제어 시스템(ESC: Electric Stability Control) 및 차량이 정차인 경우나 언덕 출발 시 차량이 뒤로 밀리지 않도록 정차되었을 때 브레이크가 자동으로 잠기고 출발할 때 자동으로 풀리는 전자식 주차 브레이크(EPB; Electronic Parking Brake)가 채용되고 있다.
최근에는 자율주행 자동차나 전기 자동차에 대한 관심이 높아지면서 브레이크 시스템 또한 보다 강한 제동력과 안정성이 요구되면서 이러한 전자제어 제동장치들을 조합하여 적용하고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1417863호(2014.07.09 공고, 전자제어식 브레이크 시스템)에 개시되어 있다.
이와 같이 전자제어 제동장치를 조합하여 제동을 구현하기 위해서는 각각의 장치들을 작동시키기 위한 수많은 배선이 필요한 문제점이 있다.
또한 각각의 전자제어 제동장치를 장착하기 위해서는 각 장치를 장착하기 위한 장착위치가 필요하여 차량 내 공간 확보의 문제점이 있다.
한편, 자동차의 주행 중 고장이 발생하여 전자제어 제동장치가 작동하지 않는 상태가 된다면 큰 사고로 이어질 수 있어서 전자제어 제동장치의 작동불능 상태에 대한 대비가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 통합 전자제동장치의 제어모듈을 두 개의 독립된 영역에 각각 주제어부와 부제어부로 구성하여 내부 연결버스를 이용하여 하나의 박스에 구성하고, 주제어부와 부제어부가 실시간 정보교류로 상호 협조를 통해 주제동 구현을 위한 제어권을 서로 이양하면서 주제어부 고장 시 부제어부에서 부가제동을 위한 부가제동 밸브의 전원을 차단하여 오작동을 방지할 뿐만 아니라 주제동 밸브와 제동모터를 제어하여 주제동을 구현하고, 부제어부 고장 시 주제어부에서 제동모터와 EPB를 제어하여 주제동을 구현하는 통합 전자제동장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 통합 전자제동장치는, 제1 영역에 구성되며, 부제어부에서 발생되는 부제어 감시신호에 따라 페달센서, 실린더 압력센서 및 휠 스피드센서의 값과 EPB 신호 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 제동모터를 구동하고 부가제동을 위한 부가제동 밸브를 구동하며 주제어 감시신호를 발생시키는 주제어부; 제2 영역에 구성되며, 주제어부에서 발생되는 주제어 감시신호에 따라 페달센서 및 휠 스피드센서의 값 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 차량의 제동을 위한 주제동 밸브와 제동모터를 구동하고 부가제동 밸브의 전원을 제어하며 부제어 감시신호를 발생시키는 부제어부; 및 하나의 박스에 탑재된 제1 영역과 제2 영역을 연결하여 주제어부와 부제어부 간 송수신 신호를 전달하는 연결버스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주제어 감시신호는, 주제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부제어 감시신호는, 부제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제1 영역에 탑재되어 주제어부와 주변장치를 접속하기 위한 제1 커넥터; 및 제2 영역에 탑재되어 부제어부와 주변장치를 접속하기 위한 제2 커넥터;를 더 포함하는 것을 특징을 한다.
본 발명에서 주제어부와 부제어부는 각각 주제어부에서 입력된 페달신호와 부제어부에서 입력된 페달신호의 유효성을 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주제어부는, 페달센서로부터 페달 스트로크값을 입력받는 제1 페달신호 입력부; 실린더 압력센서로부터 실린더 압력값을 입력받는 실린더 압력 입력부; 휠 스피드센서로부터 휠 스피드값을 입력받아 디코딩하는 제1 휠 스피드 입력부; EPB 신호를 입력받는 EPB 신호 입력부; 주차브레이크를 작동시키는 EPB 구동부; 부가제동을 위한 부가제동 밸브를 구동하는 부가제동 밸브 구동부; 제동모터를 구동시키는 제1 모터 구동부; 와치독 신호를 발생시키는 제1 와치독 발생부; 및 부제어 감시신호에 따라 제1 페달신호 입력부, 실린더 압력 입력부, 제1 휠 스피드 입력부 및 EPB 신호 입력부 중 어느 하나 이상으로부터 입력되는 신호에 기초하여 부가제동 밸브 구동부, 제1 모터 구동부 및 EPB 구동부를 제어하는 제1 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부가제동 밸브는, ABS 및 ESC 구동을 위해 휠 실린더로 공급되는 액압을 제어하기 위한 인렛밸브와 아웃렛밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주제어부는, 차량 내 통신으로 주변 제어장치와 통신하기 위한 제1 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제1 페달신호 입력부는, 페달센서의 제1 채널 출력에 의한 페달 스트로크값을 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주제어부는, 브레이크등을 작동시키는 제1 브레이크등 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부제어부는, 페달센서로부터 페달 스트로크값을 입력받는 제2 페달신호 입력부; 휠 스피드센서로부터 휠 스피드값을 입력받아 디코딩하는 제2 휠 스피드 입력부; 차량의 제동을 위한 주제동 밸브를 구동시키는 주제동 밸브 구동부; 제동모터를 구동시키는 제2 모터 구동부; 부가제동 밸브의 전원을 스위칭하는 부가제동 밸브 전원스위치; 와치독 신호를 발생시키는 제2 와치독 발생부; 및 주제어 감시신호에 따라 제2 페달신호 입력부 및 제2 휠 스피드 입력부 중 어느 하나 이상으로부터 입력되는 신호에 기초하여 부가제동 밸브 전원스위치, 주제동 밸브 구동부와 제2 모터 구동부를 제어하는 제2 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부제어부는, 차량 내 통신으로 주변 제어장치와 통신하기 위한 제2 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제2 페달신호 입력부는, 페달센서의 제2 채널 출력에 의한 페달 스트로크값을 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부제어부는, 브레이크등을 작동시키는 제2 브레이크등 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제2 MCU는, 주제어부의 제1 MCU 대비 저성능 사양인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 통합 전자제동장치의 제어방법은, 제1 MCU와 제2 MCU와 협조하여 각각 주제동 밸브 구동부, 제1 모터 구동부, 제2 모터 구동부, EPB 구동부 및 부가제동 밸브 구동부를 제어하는 단계; 제1 MCU와 제2 MCU가 각각 주제어부에서 발생되는 주제어 감시신호와 부제어부에서 발생되는 부제어 감시신호를 감지하는 단계; 제2 MCU가 주제어 감시신호를 감지하면, 부가제동 밸브 전원스위치를 오프시키는 단계; 제2 MCU가 제2 페달신호 입력부 및 제2 휠 스피드 입력부로부터 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받는 단계; 제2 MCU가 페달 스트로크값과 휠 스피드값에 따라 주제동 밸브 구동부와 제2 모터 구동부를 제어하는 단계; 제1 MCU가 부제어 감시신호를 감지하면 제1 페달신호 입력부 및 제1 휠 스피드 입력부로부터 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받는 단계; 및 제1 MCU가 페달 스트로크값과 휠 스피드값에 따라 제1 모터 구동부와 EPB 구동부를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주제어 감시신호는, 주제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 부제어 감시신호는, 부제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제1 MCU와 제2 MCU가 제1 페달신호 입력부로부터 입력된 페달신호와 제2 페달신호 입력부로부터 입력된 페달신호의 유효성을 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제1 MCU와 제2 MCU가 페달 스트로크값이 입력될 경우 각각 제1 브레이크등 스위치와 제2 브레이크등 스위치를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주제동 밸브 구동부와 제2 모터 구동부를 제어하는 단계는, 제2 MCU가 제2 통신부를 통해 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제1 모터 구동부와 EPB 구동부를 제어하는 단계는, 제1 MCU가 제1 통신부를 통해 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 통합 전자제동장치 및 그 제어방법은 통합 전자제동장치의 제어모듈을 두 개의 독립된 영역에 각각 주제어부와 부제어부로 구성하여 내부 연결버스를 이용하여 하나의 박스에 구성하고, 주제어부와 부제어부가 실시간 정보교류로 상호 협조를 통해 주제동 구현을 위한 제어권을 서로 이양하면서 주제어부 고장 시 부제어부에서 부가제동을 위한 부가제동 밸브의 전원을 차단하여 오작동을 방지할 뿐만 아니라 주제동 밸브와 제동모터를 제어하여 주제동을 구현하고, 부제어부 고장 시 주제어부에서 제동모터와 EPB를 제어하여 주제동을 구현함으로써, 소형 자율주행 차량을 구현할 때 전자제동장치의 소형화 및 경량화가 가능할 뿐만 아니라 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치의 제어모듈 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 통합 전자제동장치 및 그 제어방법을 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치의 제어모듈 구조를 나타낸 예시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 통합 전자제동장치는, 주제어부(100), 부제어부(200) 및 연결버스(30)를 포함하여 구성할 수 있다.
주제어부(100)는 제1 영역(10)에 구성되며, 부제어부(200)에서 발생되는 부제어 감시신호에 따라 페달센서, 실린더 압력센서 및 휠 스피드센서의 값과 EPB 신호 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 제동모터를 구동하고 부가제동을 위한 부가제동 밸브를 구동하며 주제어 감시신호를 발생시킬 수 있다.
여기서, 주제어 감시신호는 주제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 주제어부의 진단결과에 따른 하드웨어의 페일신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
부제어부(200)는 제2 영역(20)에 구성되며, 주제어부(100)에서 발생되는 주제어 감시신호에 따라 페달센서 및 휠 스피드센서의 값 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 차량의 주제동을 위한 주제동 밸브와 제동모터를 구동하고 부가제동 밸브의 전원을 제어하며 부제어 감시신호를 발생시킬 수 있다.
여기서, 부제어 감시신호는 부제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 부제어부의 진단결과에 따른 하드웨어의 페일신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
연결버스(30)는 하나의 박스(50)에 탑재된 제1 영역(10)과 제2 영역(20)을 연결하여 주제어부(100)와 부제어부(200) 간 GPIO(General Purpose Input Output) 또는 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)를 통해 서로 송수신 신호를 전달할 수 있다.
예를 들어, 연결버스(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 영역(10)과 제2 영역(20)을 독립된 PCB에 구성하고 다층으로 배치하여 커넥터 형태로 연결할 수도 있고, 단층의 PCB에 제1 영역(10)과 제2 영역(20)을 구분한 후 패턴을 통해 연결할 수도 있다.
즉, 본 실시예에 따른 통합 전자제동장치의 제어모듈은 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 박스(50) 내에 주제어부(100)가 탑재된 제1 영역(10)과 부제어부(200)가 탑재된 제2 영역(20)이 독립된 PCB에 형성되어 연결버스(30)를 통해 연결되도록 구성되고, 주변장치와는 제1 커넥터(15)와 제2 커넥터(25)에 접속되는 와이어 하네스를 통해 연결되도록 구성할 수 있다.
또한, 단층 PCB에 제1 영역(10)과 제2 영역(20)을 구분하여 주제어부(100)와 부제어부(200)를 구성할 경우에는 제1 커넥터(15)와 제2 커넥터(25) 중 어느 하나의 커넥터를 통해 주변장치와 연결될 수 있으며 연결버스(30)를 통해 데이터와 전원을 각각 분리하여 공급할 수 있다.
여기서, 주제어부(100)와 부제어부(200)는 각각 주제어부(100)에서 입력된 페달신호와 부제어부(200)에서 입력된 페달신호의 유효성을 판단할 수 있다.
즉, 주제어부(100)와 부제어부(200)는 페달센서의 제1 채널 출력에 의한 페달 스트로크값과 제2 채널 출력에 의한 페달 스트로크값을 입력받아 페달신호의 유효성을 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 주제어부(100)는 제1 페달신호 입력부(122), 실린더 압력 입력부(110), 제1 휠 스피드 입력부(114), EPB(Electronic Parking Brake) 신호 입력부(116), EPB 구동부(118), 부가제동 밸브 구동부(106), 제1 모터 구동부(120), 제1 와치독 발생부(104) 및 제1 MCU(102)를 포함하여 구성할 수 있다.
제1 페달신호 입력부(122)는, 페달센서의 제1 채널 출력에 의한 페달 스트로크값을 입력받아 제1 MCU(102)에 전달할 수 있다. 따라서 제1 MCU(102)는 페달 스트로크값에 기초하여 운전자의 제동상태를 판단하여 제동제어를 수행할 수 있다.
실린더 압력 입력부(110)는 실린더 압력센서로부터 마스터 실린더 압력값 및 백업 실린더 압력값을 입력받아 제1 MCU(102)에 전달할 수 있다.
제1 휠 스피드 입력부(114)는 휠 스피드센서로부터 휠 스피드값을 입력받아 ASIC 칩에서 디코딩하여 제1 MCU(102)에 전달함으로써, 차량의 속도뿐만 아니라 각 휠의 속도를 입력받을 수 있다.
EPB 신호 입력부(116)는 주차브레이크를 작동시키기 위한 EPB 신호를 입력받아 제1 MCU(102)에 전달할 수 있다.
EPB 구동부(118)는 주차브레이크를 작동시킬 수 있다.
부가제동 밸브 구동부(106)는 ABS(Anti-lock Brake System)나 ESC(Electric Stability Control) 기능에 따른 부가제동을 위해 휠 실린더로 공급되는 액압을 제어하기 위한 인렛밸브와 아웃렛밸브를 포함하는 부가제동 밸브를 구동시킬 수 있다.
제1 모터 구동부(120)는 차량의 주제동을 위한 제동모터를 구동시킬 수 있다.
또한, 제동모터는 2중 권선화 모터를 채용하여 제1 모터 구동부(120)와 제2 모터 구동부(206)에 의해 독립적으로 구동될 수 있다.
제1 와치독 발생부(104)는 제1 MCU(102)와 통신하면서 정상여부를 카운트하여 고장 시 와치독 신호를 발생시킨다.
제1 MCU(102)는 부제어부(200)에서 발생된 부제어 감시신호에 따라 제1 페달신호 입력부(124), 실린더 압력 입력부(110), 제1 휠 스피드 입력부(114) 및 EPB 신호 입력부(116) 중 어느 하나 이상으로부터 입력되는 페달 스트로크값, 압력값, 휠스피드값 및 EPB 신호에 기초하여 부가제동 밸브 구동부(106), 제1 모터 구동부(120) 및 EPB 구동부(118)를 제어할 수 있다.
제1 통신부(108)는 차량 내 주변 제어장치와 P-CAN 이나 C-CAN을 통해 통신할 수 있다. 따라서 제1 MCU(102)는 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행할 수 있다.
제1 브레이크등 스위치(112)는 제1 MCU(102)에서 페달 스트로크값에 따라 브레이크등을 작동시킬 수 있다.
또한, 부제어부(200)는 제2 페달신호 입력부(212), 제2 휠 스피드 입력부(214), 주제동 밸브 구동부(208), 제2 모터 구동부(206), 부가제동 밸브 전원스위치(210), 제2 와치독 발생부(202) 및 제2 MCU(204)를 포함하여 구성할 수 있다.
제2 페달신호 입력부(212)는 페달센서의 제2 채널 출력에 의한 페달 스트로크값을 입력받아 제2 MCU(204)에 전달할 수 있다. 따라서 제2 MCU(204)는 페달 스트로크값에 기초하여 운전자의 제동상태를 판단하여 제동제어를 수행할 수 있다.
제2 휠 스피드 입력부(214)는 휠 스피드센서로부터 휠 스피드값을 입력받아 ASIC 칩에서 디코딩하여 제2 MCU(204)에 전달함으로써, 차량의 속도뿐만 아니라 각 휠의 속도를 입력받을 수 있다.
주제동 밸브 구동부(208)는 페달의 작동에 따라 차량의 주제동을 위해 마스터 실린더의 액압을 조절하기 위한 주제동 밸브를 구동시킬 수 있다.
제2 모터 구동부(206)는 차량의 주제동을 위한 제동모터를 구동시킬 수 있다.
부가제동 밸브 전원스위치(210)는 ABS(Anti-lock Brake System)나 ESC(Electric Stability Control) 기능에 따른 부가제동을 위해 휠 실린더로 공급되는 액압을 제어하기 위한 인렛밸브와 아웃렛밸브를 포함하는 부가제동 밸브의 전원을 스위칭하여 주제어부(100)의 고장 시 부가제동 밸브의 오동작을 방지할 수 있다.
제2 와치독 발생부(202)는 제2 MCU(204)와 통신하면서 정상여부를 카운트하여 고장 시 와치독 신호를 발생시킨다.
제2 MCU(204)는 주제어부(100)에서 발생된 주제어 감시신호에 따라 제2 페달신호 입력부(210) 및 휠 스피드 입력부(208) 중 어느 하나 이상으로부터 입력되는 페달 스트로크값과 휠 스피드값에 기초하여 차량의 주제동을 위한 주제동 밸브 구동부(120)와 모터 구동부(122)를 제어하고, 부가제동 밸브 전원스위치(210)를 오프시켜 부가제동 밸브의 동작을 방지할 수 있다.
제2 통신부(216)는 차량 내 주변 제어장치와 P-CAN 이나 C-CAN을 통해 통신할 수 있다. 따라서 제2 MCU(204)는 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행할 수 있다.
제2 브레이크등 스위치(218)는 제2 MCU(204)에서 페달 스트로크값에 따라 브레이크등을 작동시킬 수 있다.
또한, 제1 MCU(102)는 EPB와 부가제동 제어를 수행하고, 제2 MCU(204)는 주제동 제어만 수행함에 따라 제2 MCU(204)는 주제어부(100)의 제1 MCU(102) 대비 저성능 사양을 적용하여 경제적으로 절약할 수 있다.
이와 같이 제1 MCU와 제2 MCU가 실시간으로 정보를 교류하면서 상호 협조하여 정상상태에서는 하나의 MCU와 같이 주제동 밸브 구동부(208), 제1 모터 구동부(120), 제2 모터 구동부(206), EPB 구동부(118) 및 부가제동 밸브 구동부(106)를 제어하여 제동제어를 수행한다.
그러나, 제1 MCU(102)가 고장상태일 경우에는 주제동 구현을 위한 제어권을 서로 이양하여 제2 MCU(204)가 주제동 밸브 구동부(208), 제2 모터 구동부(206) 및 부가제동 밸브 전원스위치(210)를 제어하여 제동제어를 수행하고, 제2 MCU(204)가 고장상태일 경우에는 제1 MCU(102)가 제1 모터 구동부(120)와 EPB 구동부(118)를 제어하여 제동제어를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 통합 전자제동장치에 따르면, 통합 전자제동장치의 제어모듈을 두 개의 독립된 영역에 각각 주제어부와 부제어부로 구성하여 내부 연결버스를 이용하여 하나의 박스에 구성하고, 주제어부와 부제어부가 실시간 정보교류로 상호 협조를 통해 주제동 구현을 위한 제어권을 서로 이양하면서 주제어부 고장 시 부제어부에서 부가제동을 위한 부가제동 밸브의 전원을 차단하여 오작동을 방지할 뿐만 아니라 주제동 밸브와 제동모터를 제어하여 주제동을 구현하고, 부제어부 고장 시 주제어부에서 제동모터와 EPB를 제어하여 주제동을 구현함으로써, 소형 자율주행 차량을 구현할 때 전자제동장치의 소형화 및 경량화가 가능할 뿐만 아니라 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 전자제동장치의 제어방법에서는 먼저, 주제어부(100)의 제1 MCU(102)와 부제어부(200)의 제2 MCU(204)는 실시간 정보를 공유하면서 상호 협조제어를 통해 페달센서, 실린더 압력센서 및 휠 스피드센서의 값과 EPB 신호 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 주제동 밸브 구동부(208), 제1 모터 구동부(120), 제2 모터 구동부(206), EPB 구동부(118) 및 부가제동 밸브 구동부(106)를 제어하여 제동제어를 수행하며, 제1 와치독 발생부(104)와 제2 와치독 발생부(202)는 제1 MCU(102)와 제2 MCU(204)간에 각각 통신하면서 정상여부를 카운트하여 고장 시 와치독 신호를 발생시킬 뿐만 아니라 주제어부와 부제어부는 하드웨어 진단을 통해 진단결과에 따른 페일신호를 각각 발생시킨다(S10).
S10 단계에서 제1 MCU(102)와 제2 MCU(204)가 각각 협조 제어를 통해 제동제어를 수행하면서 제1 MCU(102)는 부제어부(200)에서 발생되는 부제어 감시신호가 발생하는지 감지하고, 제2 MCU(204)는 주제어부(100)에서 발생되는 주제어 감시신호가 발생하는지 감지한다(S20).
여기서, 주제어 감시신호는 주제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 주제어부의 진단결과에 따른 하드웨어의 페일신호 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 부제어 감시신호는 부제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 부제어부의 진단결과에 따른 하드웨어의 페일신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
S20 단계에서 주제어 감시신호나 부제어 감시신호를 감지한 후 주제어 감시신호가 감지되면 제2 MCU(204)는 주제어부(100)의 고장상태로 판단하고 부가제동 밸브 전원스위치(210)를 오프시킨다(S30).
따라서 ABS(Anti-lock Brake System)나 ESC(Electric Stability Control) 기능에 따른 부가제동을 위해 휠 실린더로 공급되는 액압을 제어하기 위한 인렛밸브와 아웃렛밸브를 포함하는 부가제동 밸브의 전원을 차단하여 주제어부(100)의 고장 시 부가제동 밸브의 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 제2 MCU(204)는 제2 페달신호 입력부(212) 및 제2 휠 스피드 입력부(214)로부터 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받는다(S40).
여기서, 제2 MCU(204)는 제2 페달신호 입력부(212)로부터 입력된 페달신호와 주제어부(100)의 제1 페달신호 입력부(122)로부터 입력된 페달신호의 유효성을 판단할 수 있다.
S40 단계에서 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받은 후 제2 MCU(204)는 페달 스트로크값과 휠 스피드값에 따라 주제동 밸브 구동부(208)와 제2 모터 구동부(206)를 제어하여 차량의 주제동을 구현한다(S50).
여기서, 제2 MCU(204)는 제2 통신부(216)를 통해 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행할 수도 있다.
S50 단계에서 차량의 주제동을 제어하면서 제2 MCU(204)는 제2 브레이크등 스위치(218)를 작동시켜 브레이크등을 점등시킨다(S60).
반면, S20 단계에서 주제어 감시신호와 부제어 감시신호를 감지한 후 부제어 감시신호가 감지되면 제1 MCU(102)는 부제어부(100)의 고장상태로 판단하고 제1 페달신호 입력부(122) 및 제1 휠 스피드 입력부(114)로부터 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받는다(S70).
여기서, 제1 MCU(102)는 제1 페달신호 입력부(122)로부터 입력된 페달신호와 부제어부(200)의 제2 페달신호 입력부(212)로부터 입력된 페달신호의 유효성을 판단할 수 있다.
S70 단계에서 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받은 후 제1 MCU(102)는 페달 스트로크값과 휠 스피드값에 따라 제1 모터 구동부(120)와 EPB 구동부(118)를 제어하여 차량을 제동한다(S80).
여기서, 제1 MCU(204)는 제1 통신부(108)를 통해 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행할 수도 있다.
S80 단계에서 차량을 제동하면서 제1 MCU(102)는 제1 브레이크등 스위치(112)를 작동시켜 브레이크등을 점등시킨다(S90).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 통합 전자제동장치의 제어방법에 따르면, 통합 전자제동장치의 제어모듈을 두 개의 독립된 영역에 각각 주제어부와 부제어부로 구성하여 내부 연결버스를 이용하여 하나의 박스에 구성하고, 주제어부와 부제어부가 실시간 정보교류로 상호 협조를 통해 주제동 구현을 위한 제어권을 서로 이양하면서 주제어부 고장 시 부제어부에서 부가제동을 위한 부가제동 밸브의 전원을 차단하여 오작동을 방지할 뿐만 아니라 주제동 밸브와 제동모터를 제어하여 주제동을 구현하고, 부제어부 고장 시 주제어부에서 제동모터와 EPB를 제어하여 주제동을 구현함으로써, 소형 자율주행 차량을 구현할 때 전자제동장치의 소형화 및 경량화가 가능할 뿐만 아니라 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 제1 영역 20 : 제2 영역
30 : 연결버스 50 : 박스
100 : 주제어부 102 : 제1 MCU
104 : 제1 와치독 발생부 106 : 부가제동 밸브 구동부
108 : 제1 통신부 110 : 실린더 압력 입력부
112 : 제1 브레이크등 스위치 114 : 제1 휠 스피드 입력부
116 : EPB 신호 입력부 118 : EPB 구동부
120 : 제1 모터 구동부 122 : 제1 페달신호 입력부
200 : 부제어부 202 : 제2 와치독 발생부
204 : 제2 MCU 206 : 제2 모터 구동부
208 : 주제동 밸브 구동부 210 : 부가제동 밸브 전원스위치
212 : 제2 페달신호 입력부 214 : 제2 휠 스피드 입력부
216 : 제2 통신부 218 : 제2 브레이크등 스위치

Claims (22)

  1. 제1 영역에 구성되며, 부제어부에서 발생되는 부제어 감시신호에 따라 페달센서, 실린더 압력센서 및 휠 스피드센서의 값과 EPB 신호 중 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 제동모터를 구동하고 부가제동을 위한 부가제동 밸브를 구동하며 주제어 감시신호를 발생시키는 주제어부;
    제2 영역에 구성되며, 상기 주제어부에서 발생되는 주제어 감시신호에 따라 상기 페달센서 및 상기 휠 스피드센서의 값 어느 하나 이상을 입력받아 페달의 작동에 따라 차량의 제동을 위한 주제동 밸브와 제동모터를 구동하고 상기 부가제동 밸브의 전원을 제어하며 부제어 감시신호를 발생시키는 부제어부; 및
    하나의 박스에 탑재된 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 연결하여 상기 주제어부와 상기 부제어부 간 송수신 신호를 전달하는 연결버스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 주제어 감시신호는, 상기 주제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부제어 감시신호는, 상기 부제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 영역에 탑재되어 상기 주제어부와 주변장치를 접속하기 위한 제1 커넥터; 및
    상기 제2 영역에 탑재되어 상기 부제어부와 주변장치를 접속하기 위한 제2 커넥터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주제어부와 상기 부제어부는 각각 상기 주제어부에서 입력된 페달신호와 상기 부제어부에서 입력된 페달신호의 유효성을 판단하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주제어부는,
    상기 페달센서로부터 페달 스트로크값을 입력받는 제1 페달신호 입력부;
    상기 실린더 압력센서로부터 실린더 압력값을 입력받는 실린더 압력 입력부;
    상기 휠 스피드센서로부터 휠 스피드값을 입력받아 디코딩하는 제1 휠 스피드 입력부;
    EPB 신호를 입력받는 EPB 신호 입력부;
    주차브레이크를 작동시키는 EPB 구동부;
    부가제동을 위한 상기 부가제동 밸브를 구동하는 부가제동 밸브 구동부;
    상기 제동모터를 구동시키는 제1 모터 구동부;
    와치독 신호를 발생시키는 제1 와치독 발생부; 및
    상기 부제어 감시신호에 따라 상기 제1 페달신호 입력부, 상기 실린더 압력 입력부, 상기 제1 휠 스피드 입력부 및 상기 EPB 신호 입력부 중 어느 하나 이상으로부터 입력되는 신호에 기초하여 상기 부가제동 밸브 구동부, 상기 제1 모터 구동부 및 상기 EPB 구동부를 제어하는 제1 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 부가제동 밸브는, ABS 및 ESC 구동을 위해 휠 실린더로 공급되는 액압을 제어하기 위한 인렛밸브와 아웃렛밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 주제어부는, 상기 차량 내 통신으로 주변 제어장치와 통신하기 위한 제1 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 제1 페달신호 입력부는, 상기 페달센서의 제1 채널 출력에 의한 상기 페달 스트로크값을 입력받는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 주제어부는, 브레이크등을 작동시키는 제1 브레이크등 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 부제어부는,
    상기 페달센서로부터 페달 스트로크값을 입력받는 제2 페달신호 입력부;
    상기 휠 스피드센서로부터 휠 스피드값을 입력받아 디코딩하는 제2 휠 스피드 입력부;
    상기 차량의 제동을 위한 주제동 밸브를 구동시키는 주제동 밸브 구동부;
    상기 제동모터를 구동시키는 제2 모터 구동부;
    상기 부가제동 밸브의 전원을 스위칭하는 부가제동 밸브 전원스위치;
    와치독 신호를 발생시키는 제2 와치독 발생부; 및
    상기 주제어 감시신호에 따라 상기 제2 페달신호 입력부 및 상기 제2 휠 스피드 입력부 중 어느 하나 이상으로부터 입력되는 신호에 기초하여 상기 부가제동 밸브 전원스위치, 상기 주제동 밸브 구동부와 상기 제2 모터 구동부를 제어하는 제2 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 부제어부는, 상기 차량 내 통신으로 주변 제어장치와 통신하기 위한 제2 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 제2 페달신호 입력부는, 상기 페달센서의 제2 채널 출력에 의한 상기 페달 스트로크값을 입력받는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 부제어부는, 브레이크등을 작동시키는 제2 브레이크등 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 제2 MCU는, 상기 주제어부의 제1 MCU 대비 저성능 사양인 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치.
  16. 제1 MCU와 제2 MCU와 협조하여 각각 주제동 밸브 구동부, 제1 모터 구동부, 제2 모터 구동부, EPB 구동부 및 부가제동 밸브 구동부를 제어하는 단계;
    상기 제1 MCU와 상기 제2 MCU가 각각 주제어부에서 발생되는 주제어 감시신호와 부제어부에서 발생되는 부제어 감시신호를 감지하는 단계;
    상기 제2 MCU가 상기 주제어 감시신호를 감지하면, 부가제동 밸브 전원스위치를 오프시키는 단계;
    상기 제2 MCU가 제2 페달신호 입력부 및 제2 휠 스피드 입력부로부터 페달 스트로크값과 휠 스피드값을 입력받는 단계;
    상기 제2 MCU가 상기 페달 스트로크값과 상기 휠 스피드값에 따라 상기 주제동 밸브 구동부와 상기 제2 모터 구동부를 제어하는 단계;
    상기 제1 MCU가 상기 부제어 감시신호를 감지하면, 제1 페달신호 입력부 및 제1 휠 스피드 입력부로부터 페달 스트로크값과 휠스피드값을 입력받는 단계; 및
    상기 제1 MCU가 상기 페달 스트로크값과 상기 휠 스피드값에 따라 상기 제1 모터 구동부와 상기 EPB 구동부를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 주제어 감시신호는, 상기 주제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 부제어 감시신호는, 상기 부제어부에서 발생되는 와치독 신호 및 페일신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 제1 MCU와 상기 제2 MCU가 상기 제1 페달신호 입력부로부터 입력된 페달신호와 상기 제2 페달신호 입력부로부터 입력된 페달신호의 유효성을 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 제1 MCU와 상기 제2 MCU가 페달 스트로크값이 입력될 경우 각각 제1 브레이크등 스위치와 제2 브레이크등 스위치를 작동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
  21. 제 16항에 있어서, 상기 주제동 밸브 구동부와 상기 제2 모터 구동부를 제어하는 단계는, 상기 제2 MCU가 제2 통신부를 통해 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 제1 모터 구동부와 상기 EPB 구동부를 제어하는 단계는, 상기 제1 MCU가 제1 통신부를 통해 차량 내 주변 제어장치와 연계하여 협력제어에 의한 제동제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 통합 전자제동장치의 제어방법.
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