KR20230048236A

KR20230048236A - 전자식 주차 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20230048236A
Application number: KR1020220087337A
Authority: KR
Inventors: 김민호
Original assignee: 에이치엘만도 주식회사
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-04-11
Also published as: US20230106917A1; CN115923748A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서, 휠에 구동력을 제공하는 복수의 모터에 각각 연결되어 상기 복수의 모터를 제어하는 제1ECU(Electronic Control Unit) 및 제2ECU를 포함하고, 상기 제2ECU는, 배터리로부터 공급받은 전원을 저장하는 파워 리저브 시스템; 상기 제1ECU의 동작 상태에 기초하여 상기 복수의 모터를 상기 제1ECU 또는 상기 제2ECU로 연결하도록 스위칭하는 스위치; 상기 제1ECU의 동작 상태를 식별하고, 상기 동작 상태가 비활성화 상태인 것에 기초하여 상기 복수의 모터를 상기 제1ECU에서 상기 제2ECU로 연결하도록 상기 스위치를 제어하고, 상기 파워 리저브 시스템에 저장된 전원을 통해 상기 복수의 모터를 제어하는 제2MCU;를 포함한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템{Electronic Parking Brake System}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템에 관한 것이다.

최근 자율주행 자동차나 전기 자동차에 대한 관심이 높아지면서 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 브레이크 시스템이 개발되었다. 예를 들어, 종래 유압식 시스템 대신 전자식 마스터 부스터를 사용하고, 브레이크 잠김 방지 시스템(ABS: Anti-lock Brake System)과 전자식 주행 안정화 제어 시스템(ESC: Electric Stability Control)이 통합되어 구축된 통합 전자 브레이크 시스템(IDB: Integrated Dynamic Brake)이 개발되었다.

특히, IDB 시스템은 일반 주행 중 동작되는 서비스 브레이크(service brake)뿐 아니라, 파킹 브레이크(parking brake)를 모두 제어할 수 있으므로, 브레이크 시스템의 소형화와 경량화가 가능 해졌고 다양한 기능을 제공하면서도 안정성 또한 대폭 향상되는 결과를 가져왔다.

전자식 주차 브레이크 시스템은 많은 부분이 전자장비로 이루어져 있기 때문에 시스템의 동작에 대한 신뢰성을 증가시키기 위해 전자식 주차 브레이크 시스템의 리던던시를 구현할 수 있는 다양한 기술이 제안되어 오고 있다.

본 발명의 목적은 ECU에 대한 리던던시를 구현할 뿐 아니라, 배터리에 대한 리던던시를 확보할 수 있어 더욱 안정적인 전자식 주차 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 보다 효율적이고, 경제적인 파워 리저브 시스템을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템 제공하는 것이다.

상기 파워 리저브 시스템은, 상기 배터리로부터 공급받은 제1전원을 충전하고, 파워 공급 신호에 기초하여 상기 제1전원을 방전하는 슈퍼 캐패시터를 포함할 수 있다.

상기 스위치는 제1스위치이고, 상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 파워 공급 신호를 수신하여 온 상태로 전환하는 제2스위치를 포함하고, 상기 제2MCU는, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어할 수 있다.

상기 스위치는 제1스위치이고, 상기 파워 공급 신호는 제1파워 공급 신호 및 제2파워 공급 신호를 포함하고, 상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 제1파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 제동력을 인가하는 제1상태 또는 상기 제2파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 인가된 제동력을 해제하는 제2상태로 전환하는 제3스위치를 포함하고, 상기 제2MCU는, 상기 제1파워 공급 신호 또는 상기 제2파워 공급 신호를 상기 제3스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어할 수 있다.

상기 파워 리저브 시스템은, 상기 슈퍼 캐패시터에 일정한 제1전원을 공급하도록 하는 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.

상기 제2MCU는, 브레이크 제동 신호를 수신하면 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고, 상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송할 수 있다.

상기 제2ECU는 ASIC을 더 포함하고, 상기 ASIC은, 브레이크 제동 신호를 수신함에 따라 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고, 상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송할 수 있다.

상기 슈퍼 캐패시터는, 상기 제1파워 공급 신호에 기초하여 상기 제1전원을 방전하고, 상기 제2파워 공급 신호에 기초하여, 상기 배터리로부터 상기 제1전원을 충전할 수 있다.

상기 제2ECU는 ASIC을 더 포함하고, 상기 ASIC은, 브레이크 제동 신호를 수신함에 따라 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고, 상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 제1파워 공급 신호를 상기 제3스위치로 전송할 수 있다.

상기 제2MCU는, 상기 동작 상태에 관한 정보를 상기 제1ECU로부터 수신하여, 상기 동작 상태를 식별하고, 상기 동작 상태에 따라 상기 스위치로 스위칭 전환 신호를 전송할 수 있다.

상기 스위치는 제1스위치이고, 상기 제1ECU는, 상기 복수의 모터에 각각 연결되어 상기 복수의 모터를 제어하는 복수의 액츄에이터를 구동하는 모터 구동 회로; 브레이크 제동 신호를 수신한 것에 기초하여 상기 모터 구동 회로를 통해 상기 복수의 모터를 제어하는 제1MCU;를 포함할 수 있다.

상기 제2MCU는 상기 제1MCU와 데이터 버스를 통해 주기적으로 또는 실시간으로 통신을 수행할 수 있다.

상기 파워 리저브 시스템은, 상기 슈퍼 캐패시터에 일정한 제1전원을 공급하도록 하는 전원 보호 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 파워 리저브 시스템은, 상기 슈퍼 캐패시터에 충전되는 제1전원을 상기 제1전원보다 높은 제2전원으로 전압을 상승시키는 스텝 업 컨버터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠에 구동력을 제공하는 복수의 모터에 각각 연결되어 상기 복수의 모터를 제어하는 제1ECU(Electronic Control Unit) 및 제2ECU를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 배터리로부터 공급받은 전원을 상기 제2ECU의 파워 리저브 시스템에 저장하는 단계; 상기 제1ECU의 동작 상태를 식별하는 단계; 상기 동작 상태가 비활성화 상태인 것에 기초하여 상기 복수의 모터를 상기 제1ECU에서 상기 제2ECU로 연결하도록 스위치를 제어하는 단계; 상기 제2ECU에 저장된 전원을 통해 상기 복수의 모터를 제어하는 단계;를 포함한다.

상기 스위치는 제1스위치이고, 상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 파워 공급 신호를 수신하여 온 상태로 전환하는 제2스위치를 포함하고, 상기 복수의 모터를 제어하는 단계는, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 스위치는 제1스위치이고, 상기 파워 공급 신호는 제1파워 공급 신호 및 제2파워 공급 신호를 포함하고, 상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 제1파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 제동력을 인가하는 제1상태 또는 상기 제2파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 인가된 제동력을 해제하는 제2상태로 전환하는 제3스위치를 포함하고, 상기 복수의 모터를 제어하는 단계는, 상기 제1파워 공급 신호 또는 상기 제2파워 공급 신호를 상기 제3스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 모터를 제어하는 단계는, 브레이크 제동 신호를 수신하면 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하는 단계; 상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU에 대한 리던던시를 구현할 뿐 아니라, 배터리에 대한 리던던시를 확보할 수 있어 더욱 안정적인 브레이크 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 리저브 시스템의 전원 공급에 대한 추가 제어를 포함함으로써 파워 리저브 시스템을 효율적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파워 리저브 시스템에 일정 전압을 충전하도록 할 뿐만 아니라, 슈퍼 캐패시터를 포함하는 파워 리저브 시스템이 안정적으로 구동되도록 함으로써, 리던던시 구현에 있어 안정성을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제1ECU를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 파워 리저브 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 파워 리저브 시스템을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1의 전자식 주차 브레이크 시스템(1)(이하 시스템(1)이라 한다.)은 제1ECU(Electronic Control Unit)(100), 제2ECU(200), 모터(10), 배터리(20)를 포함한다.

ECU는 P-Lock 스위치, EPB(Electric Parking Brake) 스위치로부터 들어오는 신호나, PTS(Pedal Travel Sensor), MPS(Motor Position Sensor), WSS(Wheel Steering Sensor) 등이 감지한 감지신호에 기초하여 시스템(1)의 전반적인 제어를 수행하는 구성으로, ECU의 제어 판단에 따라 차량에 제동력을 가하기 위해 모터(10)를 제어할 수 있다. 이하 발명에서, 모터(10)를 제어하는 것이라 함은, 복수의 모터(10)에 각각 연결된 액츄에이터를 구동하여 제동력을 인가 혹은 해제하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템(1)은 메인 ECU인 제1ECU(100)와 시스템(1)의 리던던시 구현을 위한 서브 ECU인 제2ECU(200)를 포함한다. 이때, 제1ECU(100)와 제2ECU(200)는 서로 분리되어 구현될 수 있고, 하나의 박스에 구현될 수 있으며 어느 하나에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터(10)는, 차량의 복수의 휠에 장착되어 주차 브레이크에 제동력을 인가하는 장치로써, 주로 차량의 후방의 휠 양쪽에 장착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2ECU(200)는 제1ECU(100)의 동작 상태에 기초하여 복수의 모터(10)를 제1ECU(100) 또는 제2ECU(200)로 연결하도록 스위칭하는 스위치(220)를 포함한다(이하, 이를 제1스위치(220)라 한다.). 이때, 제1스위치(220)는 기계식 릴레이 스위치일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제1스위치(220)는 기본적으로 제1ECU(100)와 연결되도록 설정되며, 제2ECU(200)가 제1ECU(100)의 동작 상태를 감지하여 필요에 따라 제1스위치(220)가 제2ECU(200)에 연결되도록 제어할 수 있다.

이하 본 발명에서, 제1ECU(100)의 동작 상태는 크게 활성화 상태, 비활성화 상태로 나누어 설명한다. 특히, 비활성화 상태는 제1ECU(100)가 정상적으로 시스템(1)의 제어를 수행하지 못하는 상태로, 제1ECU(100)의 내부 구성 중 어느 하나의 오류, 통신상의 오류, 제1ECU(100)에 전원을 공급하는 배터리(20)에 문제가 생긴 경우 등을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2ECU(200)는 제1ECU(100)가 비활성화 상태인 것에 기초하여, 제1스위치(220)가 제2ECU(200)와 연결되도록 제어하고, 제1스위치(220)가 제2ECU(200)와 연결된 상태에서 복수의 모터(10)를 제어한다.

이때, 제1ECU(100)와 제2ECU(200)는 배터리(20)로부터 전원을 공급받는데, 동일한 배터리로부터 공급되거나, 서로 분리된 배터리로부터 공급받는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2ECU(200)는 배터리(20)로부터 공급받은 전원을 저장하는 파워 리저브 시스템(210)을 포함한다. 파워 리저브 시스템(210)은 전원을 저장해 두었다가, 배터리(20)에 문제가 생기거나, 제2ECU(200)의 구조상 모터(10)를 제어하기 위한 전원을 배터리(20)로부터 공급받지 못하는 경우 등 다양한 상황에서 모터(10)로 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템(1)은 파워 리저브 시스템(210)을 포함하는 제2ECU(200)를 통해 브레이크의 리던던시를 확보할 수 있다.

이하, 시스템(1)에서 파워 리저브 시스템(210)과 관련하여 차량의 리던던시를 확보하는 다양한 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제1ECU를 도시한 도면이다.

도 2에서는 시스템(1)의 제1ECU(100)에 대해 구체적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1ECU(100)는 제1MCU(110), 모터 구동 회로(120)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1MCU(110)는 P-Lock 스위치, EPB(Electric Parking Brake) 스위치로부터 들어오는 신호 등 주차 브레이크를 제동하기 위한 신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 PTS(Pedal Travel Sensor), MPS(Motor Position Sensor), WSS(Wheel Steering Sensor) 등이 감지한 감지신호에 기초하여 모터 구동 회로(120)를 제어할 수 있다. 제1MCU(110)의 동작은 도 2에 도시되지는 않았으나, 모터 드라이버 IC, 배터리(20)로부터 들어오는 전원을 관리하기 위한 ASIC, PMIC 등이 추가되어 동작할 수 있다. 이때, 제1스위치(220)는 제1ECU(100)와 연결된 것으로 가정한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 구동 회로(120)는 모터(10)에 연결된 액츄에이터들을 구동하는 회로를 포함한다. 모터 구동 회로(120)는 복수의 모터(10)에 제동력을 인가(apply)하는 제1상태 또는 복수의 모터(10)에 인가된 제동력을 해제(release)하는 제2상태로 전환하는 스위치를 포함할 수 있으며, 이 스위치는 도 2에 도시된 바와 같이 브릿지 회로 형태로 구현될 수 있다.

도 2에 도시하지는 않았으나, 제1ECU(100)는 이외에도 모터 드라이버 IC, ASIC, PMIC, WD(watch dog) 카운터 등을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 도 1 및 도 2에서 설명한 내용과 중복되는 구성은 도 1 및 도 2와 동일하게 적용되는 바, 이에 대해서 구체적인 설명은 생략한다.

도 3에서는 시스템(1)의 제2ECU(200)에 대해 구체적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2ECU(200)는 파워 리저브 시스템(210), 제1스위치(220), 제2스위치(230), 제2MCU(240)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파워 리저브 시스템(210)은 배터리(20)로부터 공급받은 전원을 저장한다. 본 발명의 시스템(1)은 파워 리저브 시스템(210)을 통해 시스템(1)의 리던던시를 확보할 수 있다.

보다 구체적으로, 파워 리저브 시스템(210)은 배터리(20)로부터 공급받은 제1전원을 충전하고, 파워 공급 신호에 기초하여 제1전원을 방전하는 슈퍼 캐패시터(211)를 포함한다. 이때, 파워 리저브 시스템(210)은 슈퍼 캐패시터(211)에 안정적으로 일정한 제1전원을 공급하도록 하는 레귤레이터(212)를 더 포함할 수 있다. 파워 리저브 시스템(210)에 관한 보다 자세한 내용은 도 7 및 도 8에서 서술한다.

여기서 파워 공급 신호란, 파워 리저브 시스템(210)에 저장된 전원을 모터(10)를 제어하기 위해 공급하도록 하는 제어 신호를 의미한다. 파워 공급 신호는 제2MCU(240)와 관련하여 아래에서 자세히 서술한다.

이때, 파워 리저브 시스템(210)은 앞서 서술한 바와 같이 전원을 충, 방전하는 슈퍼 캐패시터(211)를 포함하나, 슈퍼 캐패시터(211)를 그대로 두는 경우 제1스위치(220)가 제2ECU(200)에 연결되는 순간 방전하여 모터(10)에 제어가 필요하지 않은 상황에서도 모터(10)를 제어할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(1)은 파워 리저브 시스템(210)의 전원 공급을 제어하는 제2스위치(230)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2스위치(230)는 슈퍼 캐패시터(211)와 제1스위치(220) 사이에 배치되고, 파워 공급 신호를 수신하여 온 상태로 전환할 수 있다. 이때, 제2스위치(230)는 온 상태와 오프 상태로 동작하는 FET 스위치로 구현될 수 있다.

따라서, 제2스위치(230)는 오프 상태로 동작하여 파워 리저브 시스템(210)에 저장된 전원의 공급을 차단하다가, 제2MCU(240)가 파워 공급 신호를 제2스위치(230)로 전송하는 경우, 온 상태로 전환하여 파워 리저브 시스템(210)에 저장된 전원을 공급하도록 할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 파워 공급 신호는 제2스위치(230)를 온 상태로 전환하는 신호일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2MCU(240)는 제2ECU(200)의 전반적인 제어 동작을 수행하는 프로세서이다. 제2MCU(240)는 상기 도 2의 제1MCU(110)와 같은 동작을 수행하나, 제2MCU(240)는 제1ECU(100)가 활성화 상태인 경우 동작하지 않는다.

제2MCU(240)는 제1ECU(100), 보다 구체적으로 제1MCU(110)와 데이터 버스를 통해 주기적으로 또는 실시간으로 통신을 수행한다. 이를 통해, 제2MCU(240)는 제1ECU(100)의 동작 상태를 식별할 수 있다.

제2MCU(240)는 제1ECU(100)의 동작 상태에 관한 정보를 제1ECU(100)로부터 수신하여, 제1ECU(100)의 동작 상태를 식별할 수 있다. 이때, 동작 상태에 관한 정보는 제1ECU(100)의 비활성화 상태 여부에 관한 정보로써 얼라이브 신호를 포함할 수 있다.

제2MCU(240)는 제1ECU(100)의 동작 상태가 비활성화 상태인 것을 식별하면, 제1스위치(220)로 스위칭 전환 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 제2ECU(200)는 시스템(1)을 제어하는 메인 ECU로써의 제어권을 넘겨받는다고 볼 수 있다.

따라서, 제2MCU(240)는 P-Lock 스위치, EPB 스위치로부터 들어오는 신호 등 주차 브레이크를 제동하기 위한 신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 PTS, MPS, WSS 등이 감지한 감지신호에 기초하여 모터(10)를 제어할 수 있다.

보다 구체적으로, 제2MCU(240)는 브레이크를 제동하기 위한 신호를 수신하면, WSS로부터 들어오는 감지 신호를 통해 휠 속도를 식별하는 동작을 수행할 수 있다. 브레이크를 적절하게 제동하기 위해서는 휠 속도가 일정 속도 이하이어야 하는 바, 감지 신호에 따라 식별한 휠 속도가 기 정의된 속도 이하, 예를 들어, 5km/h 이하인 경우, 제2MCU(240)는 모터(10)를 제어할 수 있다.

이때, 제2MCU(240)는 제2ECU(200)와 연결된 배터리(20)로부터 전원을 공급받아 모터(10)를 제어할 수 있다. 다만, 배터리(20)에도 이상 상황이 생겨 전원을 공급하지 못하는 경우 등에는 파워 리저브 시스템(210)을 이용할 수 있다.

파워 리저브 시스템(210)을 이용하는 경우, 제2MCU(240)는 파워 구동 신호를 제2스위치(230)로 전송하여 제2스위치(230)를 온 상태로 전환한다. 제2스위치(230)가 온 상태로 전환됨에 따라, 파워 리저브 시스템(210)의 슈퍼 캐패시터(211)는 배터리(20)로부터 공급받은 제1전원을 방전하고, 모터(10)는 제1전원에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1ECU(100)에 대한 리던던시를 구현할 뿐 아니라, 배터리(20)에 대한 리던던시를 확보할 수 있어 더욱 안정적인 브레이크 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 파워 리저브 시스템의 전원 공급에 대한 추가 제어를 포함함으로써 파워 리저브 시스템을 효율적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 브레이크 제어에 필요한 동작을 별도의 구성 없이 제2MCU가 통일적으로 제어함으로써 제2ECU를 소량화, 경량화할 수 있고, 경제적이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU(200)를 도시한 도면이다. 본 실시예에서 앞서 설명한 내용과 중복되는 구성은 동일하게 적용되는 바, 이에 대해서 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2ECU(200)는 ASIC(250)을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 ASIC(250)은 앞서 도 3에서 설명한 제2MCU(240)의 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제2MCU(240)가 제1ECU(100)와의 통신을 통해 제1ECU(100)의 동작 상태가 비활성화 상태인 것을 식별하면, ASIC(250)은 제1스위치(220)로 스위칭 전환 신호를 전송할 수 있다.

또한, 제2MCU(240)가 브레이크를 제동하기 위한 신호를 수신하면, ASIC(250)은 WSS로부터 들어오는 감지 신호를 통해 휠 속도를 식별하는 동작을 수행할 수 있다. 브레이크를 적절하게 제동하기 위해서는 휠 속도가 일정 속도 이하이어야 하는 바, 감지 신호에 따라 식별한 휠 속도가 기 정의된 속도 이하, 예를 들어, 5km/h 인 경우, ASIC(250)은 모터(10)를 제어할 수 있다.

파워 리저브 시스템(210)을 이용하는 경우, ASIC(250)은 파워 구동 신호를 제2스위치(230)로 전송하여 제2스위치(230)를 온 상태로 전환시킬 수 있다. 제2스위치(230)가 온 상태로 전환됨에 따라, 파워 리저브 시스템(210)의 슈퍼 캐패시터(211)는 배터리(20)로부터 공급받은 제1전원을 방전하고, 모터(10)는 제1전원에 의해 제어될 수 있다.

이 외에도 제2MCU(240)은 전원을 관리하는 PMIC의 역할을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 브레이크 제어에 필요한 동작을 ASIC이 분담하여 제2MCU의 데이터 송수신량 등 제어 부담을 덜어줄 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다. 본 실시예에서 앞서 설명한 내용과 중복되는 구성은 동일하게 적용되는 바, 이에 대해서 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2MCU(240)와 ASIC(250)은 배터리(20)로부터 전원을 공급받지 않고, 파워 리저브 시스템(210)에 의해 전원을 공급받는다고 가정한다. 이 경우, 제1ECU(100)의 비활성화 상태에 따라 제2ECU(200)가 동작하게 되면, 제2MCU(240)와 ASIC(250)은 파워 리저브 시스템(210)으로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다.

파워 리저브 시스템(210)의 슈퍼 캐패시터(211)는 제2MCU(240)와 ASIC(250)에 전원을 공급하기 위해 주기적으로 충, 방전을 수행하거나, 파워 리저브 시스템(210)과 제2MCU(240) 사이에 제2스위치(230)와 같은 전원 공급을 제어하는 장치를 추가로 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2ECU(200)의 구성이 배터리(20)로부터 지속적으로 전원을 공급받지 않아도 되고, 전원 라인의 미설치 등 시스템(1)의 리던던시를 위해 구비되는 제2ECU(200)의 제작 비용을 줄일 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제2ECU를 도시한 도면이다. 본 실시예에서 앞서 설명한 내용과 중복되는 구성은 동일하게 적용되는 바, 이에 대해서 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제2ECU(200)는 제2스위치(230) 대신 제3스위치(260)로 구현된 경우를 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제3스위치(260)는 슈퍼 캐패시터(211)와 제1스위치(220) 사이에 배치되고, 복수의 모터(10)에 제동력을 인가하는 제1상태 또는 복수의 모터(10)에 인가된 제동력을 해제하는 제2상태로 전환하는 스위치일 수 있으며, 이 스위치는 도 6에 도시된 바와 같이 브릿지 회로 형태로 구현될 수 있다.

제2MCU(240) 혹은 ASIC(250)은, 시스템(1)의 상황을 판단하여, 제3스위치(260)가 제1상태로 전환하는 제1파워 공급 신호 또는 제2상태로 전환하는 제2파워 공급 신호를 제3스위치(260)로 전송할 수 있다. 이때, 제1스위치(220)는 제2ECU(200)에 연결된 것을 가정한다.

보다 구체적으로, 제2MCU(240) 혹은 ASIC(250)은, 브레이크를 제동하기 위한 신호를 수신함에 따라 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고, 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 제1파워 공급 신호를 제3스위치(260)로 전송할 수 있다. 따라서, 제3스위치(260)는 제1파워 공급 신호를 수신하여 복수의 모터(10)에 제동력을 인가하는 제1상태로 전환한다.

제2MCU(240) 혹은 ASIC(250)은, 브레이크에 걸린 제동력을 해제하기 위한 신호를 수신함에 따라 제2파워 공급 신호를 제3스위치(260)로 전송할 수 있다. 제3스위치(260)는 제2파워 공급 신호를 수신하여 복수의 모터(10)에 인가된 제동력을 해제하는 제2상태로 전환한다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 캐패시터(211)는, 제1파워 공급 신호에 기초하여 제1전원을 방전하고, 제2파워 공급 신호에 기초하여, 상기 배터리로부터 제1전원을 충전할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2ECU를 통해 브레이크에 제동력을 인가하고 해제도 가능하게 됨으로써 반복적으로 파워 리저브 시스템(210)을 이용할 수 있어, 파워 리저브 시스템(210)을 효율적으로 활용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 파워 리저브 시스템(210)을 도시한 도면이다. 본 실시예에서 앞서 설명한 내용과 중복되는 구성은 동일하게 적용되는 바, 이에 대해서 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파워 리저브 시스템(210)은 슈퍼 캐패시터(211), 레귤레이터(212)를 포함하는 전원 보호 회로(213)으로 구성될 수 있다.

슈퍼 캐패시터(211)의 경우, 브레이크에 제동력을 인가하는데 소모되는 충분한 양의 전압을 충전할 수 있도록 복수의 캐패시터로 구성될 수 있으며, 그 개수에는 제한이 없다.

그러나, 각각의 캐패시터는 그 특성상 충전 가능한 전압을 넘어서 충전이 되는 경우 고장이 나는 등 이상이 발생할 수 있다. 따라서, 전원 보호 회로(213)는 슈퍼 캐패시터(211)에 충전되는 전압이 일정하도록 하고, 안전 장치의 역할을 한다.

전원 보호 회로(213)는 오버 볼티지 컨트롤(over voltage control), 오버 로드 컨트롤(over load control), 밸런싱 앤 차지 컨트롤(balancing and charge control) 등의 구성을 포함할 수 있으며, 이 구성들이 안정적으로 동작하는지 모니터링하기 위한 페일 세이프 앤 모니터링(fail safe & monitoring)의 구성을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 슈퍼 캐패시터에 일정 전압을 충전하도록 할 뿐만 아니라, 슈퍼 캐패시터를 포함하는 파워 리저브 시스템이 안정적으로 구동되도록 함으로써, 리던던시 구현에 있어 안정성을 더욱 높일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 파워 리저브 시스템을 도시한 도면이다. 본 실시예에서 앞서 설명한 내용과 중복되는 구성은 동일하게 적용되는 바, 이에 대해서 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파워 리저브 시스템(210)은 도 7에서 설명한 파워 리저브 시스템을 보다 실용적으로 구현한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파워 리저브 시스템(210)에 들어가는 슈퍼 캐패시터(211)의 일부를 스텝 업 컨버터(step-up converter)(214)로 대체할 수 있다. 스텝 업 컨버터(214)는 슈퍼 캐패시터(211)보다 비용이 저렴하면서도, 파워 리저브 시스템(210)에 요구되는 전압을 맞출 수 있도록 전압을 상승시켜주는 역할을 한다.

따라서, 슈퍼 캐패시터(211)에 포함된 일부 캐패시터를 스텝 업 컨버터(214)로 대체하는 방안을 모색해볼 수 있다. 이때, 도 8에서 도시된 바와 같이 도 7의 파워 리저브 시스템과 비교하여 캐패시터를 두 개 줄이고, 그에 상응하는 전압을 스텝 업 컨버터(214)로 대체하였으나, 대체되는 캐패시터의 개수는 이에 한정된 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템(1)이 안정적으로 구동될 수 있도록 하는 파워 리저브 시스템의 비용절감 효과를 낼 수 있다.

1: 시스템
10: 모터
20: 배터리
100: 제1ECU
110: 제1MCU
120: 모터 구동 회로
200: 제2ECU
210: 파워 리저브 시스템
220: 제1스위치
230: 제2스위치
240: 제2MCU
250: ASIC
260: 제3스위치

Claims

전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서,
휠에 구동력을 제공하는 복수의 모터에 각각 연결되어 상기 복수의 모터를 제어하는 제1ECU(Electronic Control Unit) 및 제2ECU를 포함하고,
상기 제2ECU는,
배터리로부터 공급받은 전원을 저장하는 파워 리저브 시스템;
상기 제1ECU의 동작 상태에 기초하여 상기 복수의 모터를 상기 제1ECU 또는 상기 제2ECU로 연결하도록 스위칭하는 스위치;
상기 제1ECU의 동작 상태를 식별하고,
상기 동작 상태가 비활성화 상태인 것에 기초하여 상기 복수의 모터를 상기 제1ECU에서 상기 제2ECU로 연결하도록 상기 스위치를 제어하고,
상기 파워 리저브 시스템에 저장된 전원을 통해 상기 복수의 모터를 제어하는 제2MCU;를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 파워 리저브 시스템은,
상기 배터리로부터 공급받은 제1전원을 충전하고, 파워 공급 신호에 기초하여 상기 제1전원을 방전하는 슈퍼 캐패시터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 스위치는 제1스위치이고,
상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 파워 공급 신호를 수신하여 온 상태로 전환하는 제2스위치를 포함하고,
상기 제2MCU는,
상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 스위치는 제1스위치이고,
상기 파워 공급 신호는 제1파워 공급 신호 및 제2파워 공급 신호를 포함하고,
상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 제1파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 제동력을 인가하는 제1상태 또는 상기 제2파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 인가된 제동력을 해제하는 제2상태로 전환하는 제3스위치를 포함하고,
상기 제2MCU는,
상기 제1파워 공급 신호 또는 상기 제2파워 공급 신호를 상기 제3스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 파워 리저브 시스템은, 상기 슈퍼 캐패시터에 일정한 제1전원을 공급하도록 하는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제2MCU는,
브레이크 제동 신호를 수신하면 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고,
상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제2ECU는 ASIC을 더 포함하고,
상기 ASIC은,
브레이크 제동 신호를 수신함에 따라 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고,
상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 슈퍼 캐패시터는,
상기 제1파워 공급 신호에 기초하여 상기 제1전원을 방전하고, 상기 제2파워 공급 신호에 기초하여, 상기 배터리로부터 상기 제1전원을 충전하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2ECU는 ASIC을 더 포함하고,
상기 ASIC은,
브레이크 제동 신호를 수신함에 따라 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하고,
상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 제1파워 공급 신호를 상기 제3스위치로 전송하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2MCU는,
상기 동작 상태에 관한 정보를 상기 제1ECU로부터 수신하여, 상기 동작 상태를 식별하고,
상기 동작 상태에 따라 상기 스위치로 스위칭 전환 신호를 전송하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스위치는 제1스위치이고,
상기 제1ECU는,
상기 복수의 모터에 각각 연결되어 상기 복수의 모터를 제어하는 복수의 액츄에이터를 구동하는 모터 구동 회로;
브레이크 제동 신호를 수신한 것에 기초하여 상기 모터 구동 회로를 통해 상기 복수의 모터를 제어하는 제1MCU;를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제2MCU는 상기 제1MCU와 데이터 버스를 통해 주기적으로 또는 실시간으로 통신을 수행하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 파워 리저브 시스템은,
상기 슈퍼 캐패시터에 일정한 제1전원을 공급하도록 하는 전원 보호 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
제13항에 있어서,
상기 파워 리저브 시스템은,
상기 슈퍼 캐패시터에 충전되는 제1전원을 상기 제1전원보다 높은 제2전원으로 전압을 상승시키는 스텝 업 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
휠에 구동력을 제공하는 복수의 모터에 각각 연결되어 상기 복수의 모터를 제어하는 제1ECU(Electronic Control Unit) 및 제2ECU를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서,
배터리로부터 공급받은 전원을 상기 제2ECU의 파워 리저브 시스템에 저장하는 단계;
상기 제1ECU의 동작 상태를 식별하는 단계;
상기 동작 상태가 비활성화 상태인 것에 기초하여 상기 복수의 모터를 상기 제1ECU에서 상기 제2ECU로 연결하도록 스위치를 제어하는 단계;
상기 제2ECU에 저장된 전원을 통해 상기 복수의 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 제어방법.
제15항에 있어서,
상기 파워 리저브 시스템은,
상기 배터리로부터 공급받은 제1전원을 충전하고, 파워 공급 신호에 기초하여 상기 제1전원을 방전하는 슈퍼 캐패시터를 포함하는 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 스위치는 제1스위치이고,
상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 파워 공급 신호를 수신하여 온 상태로 전환하는 제2스위치를 포함하고,
상기 복수의 모터를 제어하는 단계는,
상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 스위치는 제1스위치이고,
상기 파워 공급 신호는 제1파워 공급 신호 및 제2파워 공급 신호를 포함하고,
상기 슈퍼 캐패시터와 상기 제1스위치 사이에 배치되고, 상기 제1파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 제동력을 인가하는 제1상태 또는 상기 제2파워 공급 신호를 수신하여 상기 복수의 모터에 인가된 제동력을 해제하는 제2상태로 전환하는 제3스위치를 포함하고,
상기 복수의 모터를 제어하는 단계는,
상기 제1파워 공급 신호 또는 상기 제2파워 공급 신호를 상기 제3스위치로 전송하여 상기 복수의 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 파워 리저브 시스템은, 상기 슈퍼 캐패시터에 일정한 제1전원을 공급하도록 하는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 복수의 모터를 제어하는 단계는,
브레이크 제동 신호를 수신하면 WSS로부터 수신한 감지신호에 기초하여 휠 속도를 식별하는 단계;
상기 휠 속도가 기 정의된 값 이하인 경우, 상기 파워 공급 신호를 상기 제2스위치로 전송하는 단계를 포함하는 제어방법.