KR20070060510A

KR20070060510A - 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치

Info

Publication number: KR20070060510A
Application number: KR1020050120084A
Authority: KR
Inventors: 이진구; 최성호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-13

Abstract

본 발명은 차량의 소음을 저감하기 위하여 모터의 속도를 제어하는 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치에 관한 것으로, 펄스폭 변조를 이용하여 모터의 속도를 제어하기 위한 모터 구동신호를 결정하는 전자제어유닛을 포함한다. 본 발명은 전자제어유닛의 제어주기보다 짧고 인터럽트 처리를 위한 인터럽트 제어 주기보다 크게 설정한 모터 구동신호를 출력하여 모터 속도를 제어할 수 있어서 하드웨어의 추가 없이도 차량 소음을 더욱 저감할 수 있으며, 검출한 모터 구동전류의 역기전력과 기준값을 비교하여 모터를 제어하므로 모터의 부하 변화를 충실하게 반영하여 속도를 제어할 수 있다.

Description

차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치{Motor Control Apparatus For Electric Braking System In A Vehicle}

도 1은 일반적으로 적용하는 차량의 유압 회로이다.

도 2는 종래 기술에 따라 모터를 제어하기 위한 구동신호와 구동전류를 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 전자식 제동 시스템의 모터 제어 장치의 블록도이다.

도 4는 본 발명에 따라 모터를 제어하기 위한 구동신호와 구동전류를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

130 : 전자제어유닛

140 : 모터구동부

150 : 검출부

160 : 모터

본 발명은 차량의 소음을 저감하기 위하여 모터의 속도를 제어하는 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 유압회로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 브레이크 페달(10)의 동작을 유압으로 변환하는 마스터실린더(11)와, 각 휠 실린더(12)를 연결하는 유로에 설치되어 휠 실린더(12)로 유입되는 유압을 제어하는 노멀 오픈 밸브(13)와, 휠 실린더(12)의 출구 측의 유로에 설치되어 휠 실린더(12)에서 유출되는 유압을 제어하는 노멀 클로즈 밸브(14)와, 노멀 클로즈 밸브(14)의 출구 측의 유로에 설치된 저압 어큐뮬레이터(15)와, 저압 어큐뮬레이터(15)의 유로에 설치된 모터(16), 모터(16)에 의해 생성된 유압을 마스터 실린더 및 휠 실린더 측으로 유입시키는 유압펌프(17), 고압 어큐뮬레이터(18)를 구비한다.

차량의 소음 방지 성능에 대한 요구가 커짐에 따라 차량의 전자식 제동시스템에 사용되는 모터의 경우 소음 저감을 위해 제동 상황에 따라 모터 속도를 제어한다.

종래 기술에 따르면 모터 속도를 가변적으로 제어함에 있어서 모터 구동을 위한 하드웨어를 별도로 추가하지 않는 경우, 즉 기존의 모터 구동 회로를 그대로 이용하는 경우, 차량을 전반적으로 제어하는 차량제어유닛(ECU)의 제어주기(일예로 5ms~7ms)를 기본 단위로 하여 그것의 배수를 모터 속도의 제어 주기로 한다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 모터 속도 제어 주기가 차량제어유닛의 주기의 5배수로 하고, 모터 속도를 60%로 하는 구동신호의 경우 그 모터 속도 제어 주기에서 차량제어유닛의 제어주기의 3배수에 대응하는 구간에서 모터 구동전류가 인가되고 차량 제어유닛의 제어주기의 2배수에 대응하는 구간에서 모터 구동전류가 인가되지 않도록 한다. 그런데 전자제어유닛의 제어주기를 기본 단위로 사용함에 따라 선택할 수 있는 속도 범위가 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% 등으로 제한되었다. 이 제한으로 인하여 차량 소음을 저감하는데 한계를 초래하였다.

그러므로 모터 구동을 위한 별도의 하드웨어를 추가하지 않고도 차량 소음을 더욱 저감하기 위해서 모터 속도를 펄스폭 변조 방식으로 제어하는 방식이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 펄스폭 변조를 이용하여 모터 구동신호를 출력하고 모터 구동전류의 역기전력에 기초하여 추정한 모터 속도를 설정된 기준값과 비교한 결과에 따라 모터 속도를 제어할 수 있도록 한 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량을 제동하기 위하여 휠 실린더의 유압을 제어하는 유압 회로를 구비한 전자식 제동시스템에 있어서, 상기 유압 회로에 설치하는 모터; 상기 모터를 구동하기 위한 모터 구동부; 및 상기 모터의 속도를 제어하기 위한 모터 구동신호를 상기 모터 구동부에 출력하며, 상기 모터 구동 신호는 펄스폭 변조를 이용하여 결정하는 전자제어유닛을 포함한다.

상기 전자제어유닛은 상기 모터에 대한 모터 속도 제어 주기를 전자제어유닛 의 제어주기의 배수로 결정하고, 상기 모터 구동신호의 제어 주기는 상기 전자제어유닛의 제어주기 보다 짧고 상기 전자제어유닛의 인터럽트 주기보다 크게 설정한다.

상기 모터 구동부에 인가하는 모터 구동전류의 역기전력을 검출하는 검출부를 더 포함하고, 상기 전자제어 유닛은 상기 검출부에 의해 검출된 역기전력과 기준값을 비교하고 그 비교결과에 따라 모터 속도를 제어한다.

상기 전자 제어 유닛은 검출한 모터의 역기전력이 기준값 보다 크면 상기 모터에 인가되는 부하가 크지 않다고 판단하여 그 다음 모터 속도 제어 주기에서 모터의 구동 속도를 줄이고, 검출한 모터의 역기전력이 기준값 보다 크지 않으면 상기 모터에 인가되는 부하가 크다고 판단하여 그 다음 모터 속도 제어 주기에서 모터의 구동 속도를 증가한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어장치는, 도 1에 도시한 차량 유압회로를 대상으로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명은 차량에 대한 전반적인 동작을 제어하는 전자제어유닛(130)을 포함한다. 전자제어유닛(130)은 유압 회로에 설치한 유압 센서(110)를 통해 휠 실린더에 가해지는 유압을 검출하며, 속도 센서(120)를 통해 차속을 검출하고 차속으로부터 슬립률을 연산하여 에이비에스(ABS) 모드를 수행하는 역할을 한다.

전자제어유닛(130)은 유압 센서(110)와 속도센서(120)의 입력을 처리하고 차량의 연료량 분사 및 제동압 조절을 위한 인터럽트 처리를 수행하고 모터와 밸브 등의 액추에이터를 구동하기 위해 제어 명령에 대한 출력을 처리한다.

차량의 제동 상황에 따라 휠 실린더의 유압을 조절하기 위하여 전자제어유닛(130)은 유압 회로의 모터 속도를 제어하기 위한 모터 구동 신호를 모터 구동부(140)에 인가하며, 모터 구동부(140)는 전자제어유닛의 모터 구동신호에 따라 모터(160)에 구동 전류를 공급한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 전자 제어유닛(130)은 펄스폭 변조를 이용하여 모터 구동신호를 출력한다. 이때 모터 속도 제어 주기는 전자제어유닛(ECU)의 제어주기의 배수로 결정하고, 모터 구동신호의 제어 주기는 펄스폭 변조(PWM) 주기로 결정한다. 여기서 펄스폭 변조 주기는 전자제어유닛(ECU)의 주기보다 짧게 설정한다. 즉, 전자제어유닛의 제어주기에 한정하지 않는다. 모터 제어 주기가 짧으면 차량 소음을 용이하게 줄일 수 있게 된다. 이와 같이 모터 제어 주기가 짧아지면 사용할 수 있는 모터 속도의 범위도 넓어지고 모터에 인가하는 구동전류를 정밀하게 제어할 수 있어 소음 크기를 훨씬 작게 할 수 있다.

그런데 모터 제어 주기가 과도하게 짧아지면 모터 구동부에 인가하는 모터 구동신호에 따라 작동하는 전기 부품(콘덴서, FET)이 받는 전기적 충격이 늘어난다. 이러한 전기적 충격을 피하려면 전기 부품의 용량을 크게 할 필요가 있지만, 그에 따라 제조 가격이 증가 한다. 이를 감안하여, 본 발명의 실시 예에서는, 전자제어유닛의 제어주기보다 짧게 하되 전자제어유닛의 인터럽트의 처리 주기(일예로 1ms)보다 크게 설정한다. 왜냐하면 전자제어유닛의 인터럽트 처리 주기보다 짧아지면 전기 부품에 가해지는 전기적 충격이 무시하기 어렵고, 이에 따라 큰 용량의 전기 부품을 사용해야 하기 때문이다.

검출부(150)는 모터에 인가하는 모터 구동전류의 역기전력을 펄스폭 변조 주기마다 검출하고 검출한 역기전력을 전자제어유닛(130)에 인가한다. 전자 제어 유닛(130)은 검출한 역기전력과 기준값을 비교하여 모터 구동신호를 결정하는데, 검출한 모터의 역기전력이 기준값 보다 크면 모터에 인가되는 부하가 크지 않다고 판단하여 그 다음 모터 속도 제어 주기에서는 모터의 구동 속도를 줄인다. 이와 달리 검출한 모터의 역기전력이 기준값 보다 크지 않으면 모터에 인가되는 부하가 크다고 판단하여 그 다음 모터 속도 제어 주기에서는 모터의 구동 속도를 증가한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 전자제어유닛의 제어주기보다 짧고 인터럽트 처리를 위한 인터럽트 제어 주기보다 크게 설정한 모터 구동신호를 출력하여 모터 속도를 제어할 수 있어서 하드웨어의 추가 없이도 차량 소음을 더욱 저감할 수 있으며, 검출한 모터 구동전류의 역기전력과 기준값을 비교하여 모터를 제어하므로 모터의 부하 변화를 충실하게 반영하여 속도를 제어할 수 있다.

Claims

차량을 제동하기 위하여 휠 실린더의 유압을 제어하는 유압 회로를 구비한 전자식 제동시스템에 있어서,

상기 유압 회로에 설치하는 모터;

상기 모터를 구동하기 위한 모터 구동부; 및

상기 모터의 속도를 제어하기 위한 모터 구동신호를 상기 모터 구동부에 출력하며, 상기 모터 구동 신호는 펄스폭 변조를 이용하여 결정하는 전자제어유닛을 포함하는 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자제어유닛은 상기 모터에 대한 모터 속도 제어 주기를 전자제어유닛의 제어주기의 배수로 결정하고, 상기 모터 구동신호의 제어 주기는 상기 전자제어유닛의 제어주기 보다 짧고 상기 전자제어유닛의 인터럽트 주기보다 크게 설정하는 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 모터 구동부에 인가하는 모터 구동전류의 역기전력을 검출하는 검출부를 더 포함하고, 상기 전자제어 유닛은 상기 검출부에 의해 검출된 역기전력과 기준값을 비교하고 그 비교결과에 따라 모터 속도를 제어하는 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은 검출한 모터의 역기전력이 기준값 보다 크면 상기 모터에 인가되는 부하가 크지 않다고 판단하여 그 다음 모터 속도 제어 주기에서 모터의 구동 속도를 줄이고, 검출한 모터의 역기전력이 기준값 보다 크지 않으면 상기 모터에 인가되는 부하가 크다고 판단하여 그 다음 모터 속도 제어 주기에서 모터의 구동 속도를 증가하는 차량용 전자식 제동시스템의 모터 제어 장치.