KR20190041617A - Electric brake system - Google Patents

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KR20190041617A
KR20190041617A KR1020170133050A KR20170133050A KR20190041617A KR 20190041617 A KR20190041617 A KR 20190041617A KR 1020170133050 A KR1020170133050 A KR 1020170133050A KR 20170133050 A KR20170133050 A KR 20170133050A KR 20190041617 A KR20190041617 A KR 20190041617A
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조범래
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주식회사 만도
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Abstract

An electric brake system is disclosed. According to an embodiment of the present invention, the electric brake system generates a braking force using a rotational force of a motor, and comprises: a pedal displacement detection unit detecting operation and displacement of a brake pedal; and an electric control unit determining a minimum drive current required to rotate the motor based on a speed command according to the displacement of the brake pedal during an initial start of the motor in a state in which the motor is stopped, and supplying the determined minimum drive current to drive the motor.

Description

전자식 브레이크 시스템{ELECTRIC BRAKE SYSTEM}[0001] ELECTRIC BRAKE SYSTEM [0002]

본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic braking system, and more particularly to an electronic braking system including a motor operated by an electrical signal corresponding to a displacement of a brake pedal.

일반적으로, 전자식 브레이크 시스템, 일예로 IDB (Integrated Dynamic Brake) 시스템은 부스팅(Boosting)력과 제동력을 하나의 모터로 발생시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템으로서, 브레이크 페달로부터 운전자의 제동의지를 감지하여 모터의 위치 및 전류제어를 통해 제동압력을 발생시킨다.In general, an electronic brake system, for example, an IDB (Integrated Dynamic Brake) system, is an electronic brake system capable of generating a boosting force and a braking force by a single motor. The brake system detects the driver's braking effort from the brake pedal, The braking pressure is generated through position and current control.

이러한 IDB 시스템은 진공을 이용하여 브레이크 페달을 밟는 힘을 높이는 부스터(Booster)를 대신하여, 하나의 모터를 이용하여 고압의 브레이크 압력을 생성하고 이를 이용하여 제동력을 생성시킨다. IDB 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 이를 감지하고 각 밸브를 개방 또는 폐쇄시켜 압력이 전달되는 경로를 만들고, 모터를 이용하여 고압의 유압을 만들어 각 바퀴에 전달되게 함으로써 제동력을 생성한다.Such an IDB system generates a high-pressure brake pressure by using a single motor instead of a booster which increases the force of depressing the brake pedal by using a vacuum, and generates a braking force by using the same. The IDB system senses when the driver depresses the brake pedal, opens or closes each valve to create a path through which the pressure is transmitted, and generates a high-pressure hydraulic pressure by using the motor to generate braking force by being transmitted to each wheel.

하지만, 정지 상태에 있는 모터는 코깅 토크(Cogging torque)와 기구부가 갖는 마찰력으로 인해 초기 기동시 특정 전류 이상의 값을 갖지 않는 경우 속도 추종성능의 열화를 갖는다. 속도 추종성능의 열화가 발생하는 경우, 운전자 제동 이질감 및 급한 기울기의 제어 목표를 갖는 긴급제동장치의 성능 열화를 발생시킬 수 있다.However, the motor in the stopped state has a deterioration in the speed tracking performance when the cogging torque and the frictional force of the mechanism part do not have a value exceeding the specific current at the time of the initial start-up. When the deterioration of the speed follow-up performance occurs, the performance of the emergency braking device having the control objective of the driver braking disturbance and the steep slope can be deteriorated.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0059043호(2017.05.30.공개)Korean Patent Publication No. 10-2017-0059043 (published on May 30, 2017)

본 발명의 실시예는 모터 초기 기동시 속도 추종 성능을 보다 효과적으로 확보하는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an electronic brake system that more effectively secures speed following performance at the time of initial starting of a motor.

본 발명의 일 측면에 따르면, 모터의 회전력을 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 브레이크 페달의 작동 및 변위를 감지하는 페달변위감지부; 및 상기 모터가 정지된 상태에서 모터 초기 기동시 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령을 근거로 상기 모터를 회전시키는 데 필요한 최소구동전류를 결정하고, 상기 결정된 최소구동전류를 공급하여 상기 모터를 구동시키는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic brake system for generating a braking force using a rotational force of a motor, the electronic brake system comprising: a pedal displacement detection unit for detecting an operation and a displacement of a brake pedal; And a controller for determining a minimum drive current required to rotate the motor based on a speed command corresponding to a displacement of the brake pedal when the motor is initially started in a state where the motor is stopped and supplying the determined minimum drive current to drive the motor An electronic braking system including an electronic control unit capable of providing an electronic control unit can be provided.

또한, 상기 모터의 회전속도를 감지하는 속도감지부를 포함하고, 상기 전자제어유닛은 상기 브레이크 페달의 작동이 감지되면, 상기 속도감지부를 통해 상기 모터의 회전속도를 감지하고, 상기 감지된 모터 회전속도와 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령을 비교하고, 상기 비교결과와 상기 속도지령을 근거로 하여 상기 모터가 정지된 상태에서 모터 초기 기동이 필요한지를 판단할 수 있다.The electronic control unit may further include a speed sensing unit that senses a rotation speed of the motor. When the operation of the brake pedal is sensed, the electronic control unit senses the rotation speed of the motor through the speed sensing unit, And the speed command according to the displacement of the brake pedal are compared with each other. Based on the comparison result and the speed command, it is possible to determine whether the motor is required to be started in the stopped state.

또한, 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령별로 그에 대응하는 최소구동전류가 각각 저장된 저장부를 포함할 수 있다.The controller may further include a storage unit that stores a minimum drive current corresponding to a speed command corresponding to the displacement of the brake pedal.

또한, 상기 저장부에 저장된 최소구동전류는 속도지령이 높을수록 커지도록 저장될 수 있다.In addition, the minimum driving current stored in the storage unit may be stored such that the minimum driving current increases as the speed command increases.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액압을 각 차륜에 마련된 휠 실린더로 전달하는 유압제어장치; 모터와, 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 동력변환유닛을 포함하고 상기 모터의 회전력에 의해 액압을 발생시켜 상기 유압제어장치에 공급하는 액압공급장치; 브레이크 페달의 작동 및 변위를 감지하는 페달변위감지부; 및 상기 모터가 정지된 상태에서 모터 초기 기동시 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령을 근거로 상기 모터를 회전시켜 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 동력변환유닛을 작동시키는 데 필요한 최소구동전류를 결정하고, 상기 결정된 최소구동전류를 공급하여 상기 모터를 구동시키는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control apparatus for transmitting hydraulic pressure to a wheel cylinder provided in each wheel; A hydraulic pressure supply device that includes a motor and a power conversion unit connected to the motor to convert a rotary motion of the motor into a linear motion and generates a hydraulic pressure by a rotational force of the motor and supplies the generated hydraulic pressure to the hydraulic control device; A pedal displacement detection unit for detecting the operation and displacement of the brake pedal; And a minimum drive required to operate the power converting unit for rotating the motor based on a speed command corresponding to the displacement of the brake pedal during initial starting of the motor in the state where the motor is stopped, And an electronic control unit for determining the current and supplying the determined minimum drive current to drive the motor.

또한, 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령별로 그에 대응하는 최소구동전류가 각각 저장된 저장부를 포함할 수 있다.The controller may further include a storage unit that stores a minimum drive current corresponding to a speed command corresponding to the displacement of the brake pedal.

본 발명의 실시예는 모터 초기 기동시 속도 추종 성능을 확보함으로써 운전자의 제동 이질감을 줄일 수 있고 제동 성능을 빠르게 확보할 수 있다.The embodiment of the present invention can reduce the braking feeling of the driver and secure the braking performance by securing the speed follow-up performance at the time of initial starting of the motor.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 개략적인 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 전자제어유닛의 저장부에 저장된 속도지령-최소구동전류 맵을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 모터 정지 상태에서 초기 구동시 모터 작동을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 제어흐름도이다.1 is a schematic block diagram of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic control block diagram of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a speed command-minimum drive current map stored in the storage unit of the electronic control unit in the electronic brake system according to the embodiment of the present invention.
4 is a timing chart for explaining the operation of the motor in the initial operation in the motor stop state in the electromagnetic brake system according to the embodiment of the present invention.
5 is a control flowchart of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달할 수 있도록 하기 위해 예로서 제공하는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화할 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장하여 표현할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments to be described below are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components are exaggerated for the sake of convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic block diagram of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템은 마스터 실린더(10)와, 이 마스터 실린더(10)와 연결되고 모터(31)의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치(30)와, 이 액압 공급장치(30)에 의해 발생된 액압을 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련된 휠 실린더로 전달하는 유압 제어장치(40)와, 브레이크 페달(20)의 변위정보와 각 휠 실린더의 압력정보를 이용하여 액압 공급장치(30)와 유압 제어장치(40)를 제어하는 전자제어유닛(50)을 포함할 수 있다.1, an electronic brake system includes a master cylinder 10, a hydraulic pressure supply device 30 connected to the master cylinder 10 and generating a hydraulic pressure using the rotational force of the motor 31, A hydraulic pressure control device 40 for transmitting the hydraulic pressure generated by the device 30 to a wheel cylinder provided in each of the wheels RR, RL, FR and FL; a control device 40 for controlling the displacement of the brake pedal 20, And an electronic control unit 50 for controlling the hydraulic pressure supply device 30 and the hydraulic control device 40 using the information.

액압 공급장치(30)는 액압 제공유닛(31), 모터(32) 및 동력 변환유닛(33)을 포함한다.The hydraulic pressure supply device 30 includes a hydraulic pressure providing unit 31, a motor 32 and a power converting unit 33. [

액압 제공유닛(31)은 각 휠 실린더로 전달되는 오일 압력을 제공한다.The hydraulic pressure providing unit 31 provides the oil pressure delivered to each wheel cylinder.

모터(32)는 전자제어유닛(50)의 제어신호에 의해 회전력을 발생시킨다. 전자제어유닛(50)은 브레이크 페달(20)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(21)의 감지신호에 따라 모터(31)를 구동시킨다. 모터(32)는 고정자와 회전자를 포함하여 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 모터(32)의 회전 각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(32)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The motor 32 generates a rotational force by a control signal of the electronic control unit 50. The electronic control unit 50 drives the motor 31 in accordance with the detection signal of the pedal displacement sensor 21 that senses the displacement of the brake pedal 20. The motor 32 may include a stator and a rotor to generate rotational force in a forward or reverse direction. The rotation angular velocity and the rotation angle of the motor 32 can be precisely controlled. Since such a motor 32 is a well-known technology, a detailed description thereof will be omitted.

동력 변환유닛(33)은 모터(32)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 액압 제공유닛(31)에 전달한다.The power converting unit (33) converts the rotational motion of the motor (32) into a linear motion and transfers it to the hydraulic pressure providing unit (31).

액압 공급장치(30)는 모터(32)가 회전하면 동력 변환유닛(33)에 의해 모터(32)의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 액압 제공유닛(31)에 전달시킴으로써 액압을 발생시킨다.The hydraulic pressure supply device 30 converts the rotational motion of the motor 32 into a linear motion by the power converting unit 33 when the motor 32 rotates and transmits the linear motion to the hydraulic pressure providing unit 31 to generate the hydraulic pressure.

전자제어유닛(50)은 전자식 브레이크 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 알고리즘 또는 이 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리 및 이 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전자식 브레이크 시스템의 제어에 필요한 동작을 수행하는 마이크로프로세서로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.The electronic control unit 50 performs an operation necessary for controlling the electronic brake system using an algorithm for performing overall control of the electronic brake system or a memory for storing data for a program reproducing the algorithm or the data stored in the memory And the like. At this time, the memory and the processor may be implemented as separate chips. Alternatively, the memory and the processor may be implemented on a single chip.

운전자가 브레이크 페달(20)을 밟으면, 브레이크 페달(20)에 변위가 발생한다. 페달 변위센서(21)는 브레이크 페달(20)의 변위를 감지하여 전자제어유닛(50)에 전달한다.When the driver depresses the brake pedal 20, the brake pedal 20 is displaced. The pedal displacement sensor 21 senses the displacement of the brake pedal 20 and transmits it to the electronic control unit 50.

전자제어유닛(50)은 페달 변위센서(21)를 통해 브레이크 페달(20)의 변위를 인식하여 브레이크 페달(20)의 변위가 변화하면, 모터(32)를 일방향으로 구동시켜 액압을 발생시킨다.The electronic control unit 50 recognizes the displacement of the brake pedal 20 via the pedal displacement sensor 21 and generates the hydraulic pressure by driving the motor 32 in one direction when the displacement of the brake pedal 20 is changed.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 개략적인 제어블록도이다.2 is a schematic control block diagram of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전자식 브레이크 시스템은 전자제어유닛(50)의 출력측에는 인버터부(60)가 전기적으로 연결된다. 전자제어유닛(50)의 입력측에는 페달변위감지부(70), 전류감지부(80), 속도 및 위치감지부(90)가 전기적으로 연결된다. 전자제어유닛(50)의 입출력측에는 저장부(100)가 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 2, the electronic brake system is electrically connected to the inverter unit 60 at the output side of the electronic control unit 50. The pedal displacement detection unit 70, the current detection unit 80, and the speed and position sensing unit 90 are electrically connected to the input side of the electronic control unit 50. On the input / output side of the electronic control unit 50, the storage unit 100 is electrically connected.

인버터부(60)에는 직류 전원인 차량용 배터리(B)와 신호를 평활하는 콘덴서(C)가 전기적으로 연결될 수 있다.The inverter unit 60 may be electrically connected to the vehicle battery B, which is a DC power source, and a capacitor C, which smoothes the signal.

콘덴서(C)는 차량용 배터리(B)에 병렬로 접속된다. 콘덴서(C)는 차량용 배터리(B)로부터 공급된 전력을 평활한다. 콘덴서(C)에 의해 평활된 전력은 인버터(90)에 공급된다.The capacitor C is connected in parallel to the vehicle battery B. The capacitor C smoothes the electric power supplied from the vehicle battery B. The power smoothed by the capacitor C is supplied to the inverter 90. [

인버터(60)는 차량용 배터리(B)의 직류 전원을 펄스 폭 변조(Pulse Width Modualation; PWM)를 통해 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류로 바꾸어 모터(32)를 구동하기 위한 것으로, 복수 개의 전력 스위칭소자 및 복수 개의 다이오드를 포함한다. 설명의 편의를 위해, 인버터(60)가 6개의 전력 스위칭소자(Q1-Q6) 및 6개의 다이오드(D1-D6)를 포함하는 것을 예로 들어 설명한다.The inverter 60 is for driving the motor 32 by changing the direct current power of the vehicle battery B into a pulse-like three-phase alternating current having an arbitrary variable frequency through pulse width modulation (PWM) A plurality of power switching elements and a plurality of diodes. For convenience of explanation, it is assumed that the inverter 60 includes six power switching elements Q1-Q6 and six diodes D1-D6.

전력 스위칭소자(Q1-Q6)는 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT), 금속산화물반도체 전계효과트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor; MOS FET) 또는 트랜지스터(Transistor; Tr) 등을 포함할 수 있다. 전력 스위칭소자(Q1-Q6)는 전자제어유닛(50)의 제어신호에 의해 온 또는 오프된다. 다이오드(D1-D6)는 전력 스위칭 소자가 IGBT인 경우, IGBT의 이미터측으로부터 컬렉터측에 전류를 흘리도록 각 IGBT에 각각 병렬로 접속된다.The power switching elements Q1 to Q6 may be an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOS FET), or a transistor (Tr) . The power switching elements Q1 - Q6 are turned on or off by the control signal of the electronic control unit 50. The diodes D1 to D6 are connected in parallel to the respective IGBTs to flow a current from the emitter side to the collector side of the IGBT when the power switching element is an IGBT.

6개의 전력 스위칭소자(Q1-Q6)는 2개가 직렬로 한 쌍을 이루어 모터(32)의 위상단자에 각각 접속된다. 상부 스위칭소자(Q1,Q3,Q5)는 직류 전원의 (+) 단자에 연결되고, 하부 스위칭소자(Q2,Q4,Q6)는 직류 전원의 (-) 단자에 연결되어 있다. 즉, a상, b상, c상의 각 상과 대응하도록 제1 전력 스위칭소자(Q1)와 제2 전력 스위칭소자(Q2)가, 제3 전력 스위칭소자(Q3)와 제4 전력 스위칭소자(Q4)가, 제5 전력 스위칭소자(Q5)와 제6 전력 스위칭소자(Q6)가, 각각 직렬로 접속되어 있다.Two of the six power switching elements Q1 to Q6 are connected in series to one another to the phase terminals of the motor 32, respectively. The upper switching elements Q1, Q3 and Q5 are connected to the (+) terminal of the DC power source and the lower switching elements Q2, Q4 and Q6 are connected to the (-) terminal of the DC power source. That is, the first power switching element Q1 and the second power switching element Q2 correspond to the phases of the a phase, the b phase and the c phase, and the third power switching element Q3 and the fourth power switching element Q4 , And the fifth power switching device (Q5) and the sixth power switching device (Q6) are connected in series.

인버터(60)는 전자제어유닛(50)에 의해 출력된 제어신호에 따라 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)를 턴온 또는 턴오프시킴으로써 차량용 배터리(B)로부터 공급된 전류를, 직류 전류로부터 교류 전류로 변환하여 모터(32)에 공급한다. 이때, 차량용 배터리(B)의 전압을 컨버터에 의해 승압하여 인버터(60)에 공급할 수 있다.The inverter 60 converts the current supplied from the vehicle battery B by turning on or off each of the power switching elements Q1-Q6 according to the control signal output by the electronic control unit 50 from a direct current to an alternating current And supplies it to the motor 32. At this time, the voltage of the vehicle battery B can be boosted by the converter and supplied to the inverter 60. [

모터(32)는 3상 모터로서, 영구자석 동기모터(Parmanent Magnet Synchronous Motor ; PMSM)이다. 모터(32)는 고정자와 회전자를 가진다. 모터(32)의 각 위상단자는 인버터(60)에 연결되어 있다.The motor 32 is a three-phase motor, and is a PMSM (Parmanent Magnet Synchronous Motor). The motor 32 has a stator and a rotor. Each phase terminal of the motor 32 is connected to an inverter 60.

모터(32)는 a상 코일, b상 코일 및 c상 코일의 3개의 코일을 가진다. 이 a상 코일, b상 코일 및 c상 코일은 Y 결선을 구성할 수 있다. 모터(32)는 120도 위상 차이를 가진 교류 전류가 각 코일에 통전된다. 이것에 의해, 모터(32)의 회전축이 회전한다.The motor 32 has three coils: an a-phase coil, a b-phase coil, and a c-phase coil. The a-phase coil, the b-phase coil, and the c-phase coil can constitute a Y-connection. The motor 32 is energized with an alternating current having a phase difference of 120 degrees. As a result, the rotation axis of the motor 32 rotates.

페달변위감지부(70)는 페달변위센서(21)를 포함하고, 이 페달변위센서를 통해 브레이크 페달(20)의 작동 및 변위를 감지한다.The pedal displacement detection unit 70 includes a pedal displacement sensor 21 and detects the operation and displacement of the brake pedal 20 via the pedal displacement sensor.

전류감지부(80)는 모터(32)의 각 상에 흐르는 전류를 감지한다.The current sensing unit 80 senses a current flowing on each phase of the motor 32.

속도 및 위치감지부(90)는 모터(32)의 회전속도와 회전위치를 감지한다.The speed and position sensing unit 90 senses the rotational speed and the rotational position of the motor 32.

페달변위감지부(70), 전류감지부(80) 및 속도 및 위치감지부(90)는 감지된 각각의 정보를 전자제어유닛(50)에 전송한다.The pedal displacement detection unit 70, the current sensing unit 80, and the speed and position sensing unit 90 transmit the sensed information to the electronic control unit 50.

전자제어유닛(50)은 페달변위감지부(70), 전류감지부(80) 및 속도 및 위치감지부(90)를 통해 감지된 각종 정보들을 근거로 하여 인버터부(60)를 작동시켜 모터(32)를 구동시킨다.The electronic control unit 50 operates the inverter unit 60 based on various information sensed by the pedal displacement sensing unit 70, the current sensing unit 80 and the speed and position sensing unit 90, 32.

전자제어유닛(50)은 인버터부(60)의 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)의 턴온과 턴오프를 제어하여 모터(32)를 제어한다. 이때, 전자제어유닛(50)은 PWM 제어에 의해 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)의 턴온 또는 턴오프를 제어한다.The electronic control unit 50 controls the motor 32 by controlling the turn-on and turn-off of each of the power switching elements Q1 to Q6 of the inverter unit 60. [ At this time, the electronic control unit 50 controls the turn-on or turn-off of each of the power switching elements Q1-Q6 by PWM control.

전자제어유닛(50)은 비례 적분 미분 제어(Proportional Integral Derivative Control: PID 제어) 방식의 속도제어기를 포함할 수 있다. 일반적으로 차량용 배터리(B)로부터 입력된 직류전력은 인버터부(60)에 의해 교류전력으로 변환된다. 이 교류전력이 모터(32)로 공급되는데 모터를 제어하는 것은 모터(32)로 공급되는 교류전력을 제어하는 것과 같다. 통상, 전류 벡터 알고리즘은 모터(32)의 속도를 피드백 받아 속도에 따라 운전요구사항에 맞게 전류벡터를 생성하는 알고리즘이다. 속도제어기는 PID 제어방식으로 모터(32)의 속도를 피드백받아 속도지령과 현재속도 간의 오차를 보정할 수 있도록 전류 벡터 알고리즘에서 적절한 전류벡터 지령을 출력하게 한다.The electronic control unit 50 may include a proportional integral derivative control (PID control) speed controller. Generally, the DC power input from the vehicle battery B is converted into AC power by the inverter unit 60. This AC power is supplied to the motor 32, and controlling the motor is the same as controlling the AC power supplied to the motor 32. Generally, the current vector algorithm is an algorithm that feeds back the speed of the motor 32 and generates a current vector according to the operating requirements according to the speed. The speed controller feeds back the speed of the motor 32 by the PID control method and outputs an appropriate current vector command in the current vector algorithm so that the error between the speed command and the current speed can be corrected.

저장부(100)에는 브레이크 페달(20)의 변위에 따른 속도지령 별로 그에 대응하는 최소구동전류가 저장되어 있다. 최소구동전류는 모터(32)가 정지상태에서 초기 기동할 때 정지상태에 있는 모터(32)를 회전시켜 이 모터(32)와 연결된 동력변환유닛(33)을 작동시키는 데 필요한 구동전류이다. 이 최소구동전류를 속도지령 별로 사전에 실험을 통해 구할 수 있다. 최소구동전류는 속도지령이 높을수록 커지도록 저장되어 있을 수 있다.In the storage unit 100, a minimum driving current corresponding to the speed command corresponding to the displacement of the brake pedal 20 is stored. The minimum drive current is a drive current required to rotate the motor 32 in a stopped state when the motor 32 is initially started in the stop state to operate the power conversion unit 33 connected to the motor 32. [ This minimum driving current can be obtained experimentally by the speed command in advance. The minimum drive current may be stored so that the higher the speed command is, the larger the drive current becomes.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 전자제어유닛의 저장부에 저장된 속도지령-최소구동전류 맵을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a speed command-minimum drive current map stored in the storage unit of the electronic control unit in the electronic brake system according to the embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 저장부(100)의 속도지령-최소구동전류 맵에는 속도지령과 최소구동전류가 서로 대응되게 저장되어 있다.Referring to FIG. 3, a speed command and a minimum driving current are stored in the speed command-minimum driving current map of the storage unit 100 so as to correspond to each other.

속도지령값이 V1* 일 때 최소구동전류는 I1값으로, 속도지령값이 V2* 일 때 최소구동전류는 I2값으로 저장되어 있는 등 속도지령별로 그에 대응하는 최소구동전류가 미리 저장되어 있다.When the speed command value is V1 * , the minimum drive current is I1 value. When the speed command value is V2 * , the minimum drive current corresponding to the equal speed command stored in I2 is stored in advance.

다시 도 2를 참조하면, 전자제어유닛(50)은 페달변위감지부(70)를 통해 검출된 브레이크 페달 변위 정보와, 속도 및 위치감지부(90)를 통해 검출된 모터 회전속도 정보를 근거로 모터(32)가 정지상태에서 초기 기동이 필요한지를 판단한다.Referring back to FIG. 2, the electronic control unit 50 calculates the brake pedal displacement based on the brake pedal displacement information detected through the pedal displacement detection unit 70 and the motor rotational speed information detected through the speed and position sensing unit 90 It is determined whether or not the motor 32 is in the stopped state and initial startup is necessary.

전자제어유닛(50)은 모터(32)가 정지상태에서 초기 기동이 필요한 것으로 판단되면, 저장부(100)에 저장된 속도지령-최소구동전류 맵에서 브레이크 페달 변위에 따른 속도지령에 대응하는 최소구동전류를 브레이크 페달 모터(32)의 초기 구동에 필요한 최소구동전류로 결정하고, 결정된 최소구동전류를 이용하여 모터(32)를 구동시킨다.The electronic control unit 50 determines whether or not the motor 32 is in the stop state and it is determined that the initial start is necessary, The current is determined as the minimum drive current required for the initial drive of the brake pedal motor 32, and the motor 32 is driven using the determined minimum drive current.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 모터 정지 상태에서 초기 구동시 모터 작동을 설명하기 위한 타이밍도이다.4 is a timing chart for explaining the operation of the motor in the initial operation in the motor stop state in the electromagnetic brake system according to the embodiment of the present invention.

먼저, 브레이크 페달(20)이 작동되면, T2 구간에서 모터(32)가 정지상태인지 아닌지를 판단한다. 이때, T2 구간에서 모터 회전속도를 감지하고, 감지된 모터 회전속도와 미리 설정된 속도를 비교하여 감지된 모터 회전속도가 미리 설정된 속도보다 낮으면, 모터 정지상태로 판단한다.First, when the brake pedal 20 is operated, it is determined whether or not the motor 32 is in the stop state in the T2 interval. At this time, the motor rotation speed is sensed in the T2 zone, and when the sensed motor rotation speed is lower than a predetermined speed by comparing the sensed motor rotation speed with a preset speed, the motor is judged as being in a stopped state.

T3 구간에서 모터 정지 상태에서 초기 기동이 필요한지를 판단한다. 이때, 브레이크 페달(20)이 작동된 상태이고 모터(32)도 정지상태이므로 모터 정지상태에서 초기 기동이 필요한 것으로 판단한다. 모터정지&초기기동의 T3 구간에서 상승펄스가 나타난 것은 모터 정지 상태에서 초기 기동이 필요한 것으로 판단되었음을 나타낸다.In step T3, it is determined whether initial start is necessary in the motor stop state. At this time, since the brake pedal 20 is in the operated state and the motor 32 is also in the stopped state, it is judged that the initial start is necessary in the motor stopped state. A rising pulse in the T3 section of the motor stop & initial start indicates that it is determined that initial start is necessary in the motor stop state.

모터 정지 상태에서 초기 기동이 필요하면, 속도지령-최소구동전류 맵에서 브레이크 페달 변위에 따른 속도지령에 대응하는 최소구동전류를 속도제어기에 적용함으로써 모터(32)를 구동시킨다.When initial start is required in the motor stop state, the motor 32 is driven by applying the minimum drive current corresponding to the speed command according to the brake pedal displacement in the speed command-minimum drive current map to the speed controller.

기존처럼 미리 설정된 전류(PID_Ui_Before)를 속도제어기에 적용하여 모터(32)를 구동시키는 대신에 최소구동전류(PID_Ui_After)를 속도제어기에 적용하여 모터(32)를 구동시킨 경우, Δt1과 같이, 모터 초기 동작지연은 유사한 수준이다.When the motor 32 is driven by applying the minimum drive current PID_Ui_After to the speed controller instead of driving the motor 32 by applying the preset current PID_Ui_Before to the speed controller, The operation delay is similar.

하지만, Δt2와 Δt3에서 확인할 수 있듯이, 모터(32)를 초기 기동시킨 후 모터속도를 추종하는 성능이 최소구동전류를 적용한 경우가 그렇지 않은 경우보다 월등히 개선되었음을 알 수 있다. Wrpm_Ref는 기준 모터속도, Wrpm_After는 최소구동전류를 적용한 경우 모터속도, Wrpm_Before는 최소구동전류를 적용하지 않고 기존처럼 미리 설정된 전류를 적용한 모터속도이다.However, as can be seen from .DELTA.t2 and .DELTA.t3, it can be seen that the performance in which the motor 32 follows the motor speed after the motor 32 is initially activated is significantly improved when the minimum driving current is applied. Wrpm_Ref is the reference motor speed, Wrpm_After is the motor speed when the minimum driving current is applied, and Wrpm_Before is the motor speed applying the preset current as before without applying the minimum driving current.

이하에서는 전자제어유닛(50)의 작동을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the electronic control unit 50 will be described in more detail.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 제어흐름도이다.5 is a control flowchart of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 전자제어유닛(50)은 페달변위감지부(70)를 통해 감지된 브레이크 페달(20)의 작동정보를 근거로 브레이크 페달(20)의 작동여부를 판단한다(200).5, the electronic control unit 50 determines whether the brake pedal 20 is operated based on operation information of the brake pedal 20 sensed by the pedal displacement sensing unit 70 (step 200) .

브레이크 페달(20)이 작동되면, 전자제어유닛(50)은 페달변위감지부(70)를 통해 브레이크 페달(20)의 변위를 감지한다(202).When the brake pedal 20 is operated, the electronic control unit 50 senses the displacement of the brake pedal 20 through the pedal displacement detection unit (202).

전자제어유닛(50)은 감지된 브레이크 페달 변위에 따라 속도지령을 생성한다(204). 속도지령은 브레이크 페달 변위에 대응하도록 미리 설정되어 있을 수 있다.The electronic control unit 50 generates a speed command according to the detected brake pedal displacement (204). The speed command may be preset to correspond to the brake pedal displacement.

이와 함께 전자제어유닛(50)은 속도 및 위치감지부(90)를 통해 모터(32)의 회전속도를 감지한다(206).At the same time, the electronic control unit 50 senses the rotational speed of the motor 32 through the speed and position sensing unit (206).

전자제어유닛(50)은 감지된 모터 회전속도를 모터 정지상태를 판단하기 위해 미리 설정된 속도와 비교한다(208).The electronic control unit 50 compares the detected motor rotation speed with a predetermined speed to determine a motor stop state (208).

전자제어유닛(50)은 작동모드 204에서 생성된 속도지령과 작동모드 208에서 비교한 속도 비교결과를 이용하여 모터 정지상태에서 모터 초기 기동이 필요한지를 판단한다(210). 속도 비교결과 감지된 모터 회전속도가 미리 설정된 속도보다 낮으면, 모터 정지상태로 판단할 수 있다. 이러한 모터 정지상태에서 생성된 속도지령이 미리 설정된 값보다 높으면 모터 초기 기동이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 속도지령 대신에 브레이크 페달 변위를 근거로 모터 초기 기동이 필요한지를 판단할 수 있다.The electronic control unit 50 determines whether an initial motor start is necessary in the motor stop state using the speed comparison result obtained in the operation mode 208 and the speed command generated in the operation mode 204 (210). If the detected motor rotation speed is lower than the preset speed as a result of the speed comparison, the motor can be determined to be in the stopped state. If the speed command generated in the motor stop state is higher than a preset value, it can be determined that the motor initial start-up is necessary. It is also possible to judge whether or not the initial motor start is necessary based on the brake pedal displacement instead of the speed command.

만약, 작동모드 210의 판단결과 모터 정지상태에서 모터 초기 기동이 필요한 것으로 판단되면, 전자제어유닛(50)은 생성된 속도지령에 기초하여 최소구동전류를 결정한다(212). 이때, 전자제어유닛(50)은 저장부(100)에 저장된 속도지령별 최소구동전류 맵에서 생성된 속도지령에 대응하는 최소구동전류를 찾고, 찾은 최소구동전류를 정지상태에 있는 모터(32)를 초기 기동시키기 위한 최소구동전류로 결정한다.If it is determined in the operation mode 210 that the motor is to be started in the stop state, the electronic control unit 50 determines a minimum drive current based on the generated speed command (212). At this time, the electronic control unit 50 finds the minimum drive current corresponding to the speed command generated in the minimum drive current map for each speed command stored in the storage unit 100 and outputs the minimum drive current to the motor 32 in the stopped state. Is determined as the minimum drive current for initial start-up.

전자제어유닛(50)은 결정된 최소구동전류를 이용하여 모터(32)를 구동시키는 모터 초기 기동 제어를 수행한다(214).The electronic control unit 50 performs motor initial start control for driving the motor 32 using the determined minimum drive current (214).

한편, 작동모드 210의 판단결과 모터 정지상태에서 모터 초기 기동이 필요한 것으로 판단되지 않으면, 미리 설정된 구동전류를 이용하여 모터(32)를 구동시키는 모터 일반 제어를 수행한다(216).On the other hand, if it is not determined that the motor initial start is required in the motor stop state as a result of the determination in the operation mode 210, the motor general control for driving the motor 32 using the preset drive current is performed (step 216).

이상과 같이, 본 발명의 실시예는 모터 초기 기동시 최소구동전류를 적용하여 모터속도 추종 성능을 확보함으로써 운전자에 의해 요구된 제동력을 신속하게 발생시킬 수 있어 운전자의 제동 이질감을 줄일 수 있고 제동 성능을 빠르게 확보할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the minimum driving current is applied at the initial start of the motor to assure the motor speed tracking performance, so that the braking force required by the driver can be quickly generated to reduce the braking feeling of the driver, Can be secured quickly.

10 : 마스터실린더 20 : 브레이크 페달
30 : 액압공급장치 40 : 유압제어장치
50 : 전자제어유닛 60 : 인버터부
70 : 페달변위감지부 80 : 전류감지부
90 : 속도 및 위치감지부 100 : 저장부10: Master cylinder 20: Brake pedal
30: hydraulic pressure supply device 40: hydraulic pressure control device
50: Electronic control unit 60: Inverter unit
70: Pedal displacement detecting unit 80: Current sensing unit
90: speed and position sensing unit 100: storage unit

Claims (6)

모터의 회전력을 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
브레이크 페달의 작동 및 변위를 감지하는 페달변위감지부; 및
상기 모터가 정지된 상태에서 모터 초기 기동시 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령을 근거로 상기 모터를 회전시키는 데 필요한 최소구동전류를 결정하고, 상기 결정된 최소구동전류를 공급하여 상기 모터를 구동시키는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.An electronic brake system for generating a braking force using a rotational force of a motor,
A pedal displacement detection unit for detecting the operation and displacement of the brake pedal; And
Determines a minimum drive current required to rotate the motor based on a speed command corresponding to a displacement of the brake pedal when the motor is initially started in a state in which the motor is stopped and supplies the determined minimum drive current to drive the motor An electronic brake system comprising an electronic control unit. 제1항에 있어서,
상기 모터의 회전속도를 감지하는 속도감지부를 포함하고,
상기 전자제어유닛은 상기 브레이크 페달의 작동이 감지되면, 상기 속도감지부를 통해 상기 모터의 회전속도를 감지하고, 상기 감지된 모터 회전속도와 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령을 비교하고, 상기 비교결과와 상기 속도지령을 근거로 하여 상기 모터가 정지된 상태에서 모터 초기 기동이 필요한지를 판단하는 전자식 브레이크 시스템.The method according to claim 1,
And a speed sensing part for sensing a rotation speed of the motor,
Wherein the electronic control unit detects the rotation speed of the motor through the speed sensing unit when the operation of the brake pedal is sensed and compares the sensed motor rotation speed with a speed command according to the displacement of the brake pedal, And determines whether initial start of the motor is required in a state where the motor is stopped based on the result and the speed command. 제1항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령별로 그에 대응하는 최소구동전류가 각각 저장된 저장부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.The method according to claim 1,
And a storage unit for storing a minimum drive current corresponding to a speed command corresponding to the displacement of the brake pedal, respectively. 제2항에 있어서,
상기 저장부에 저장된 최소구동전류는 속도지령이 높을수록 커지도록 저장된 전자식 브레이크 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the minimum driving current stored in the storage unit is stored such that the minimum driving current stored in the storage unit increases as the speed command increases. 액압을 각 차륜에 마련된 휠 실린더로 전달하는 유압제어장치;
모터와, 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 동력변환유닛을 포함하고 상기 모터의 회전력에 의해 액압을 발생시켜 상기 유압제어장치에 공급하는 액압공급장치;
브레이크 페달의 작동 및 변위를 감지하는 페달변위감지부; 및
상기 모터가 정지된 상태에서 모터 초기 기동시 상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령을 근거로 상기 모터를 회전시켜 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 동력변환유닛을 작동시키는 데 필요한 최소구동전류를 결정하고, 상기 결정된 최소구동전류를 공급하여 상기 모터를 구동시키는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.A hydraulic pressure control device for transmitting hydraulic pressure to a wheel cylinder provided in each wheel;
A hydraulic pressure supply device that includes a motor and a power conversion unit connected to the motor to convert a rotary motion of the motor into a linear motion and generates a hydraulic pressure by a rotational force of the motor and supplies the generated hydraulic pressure to the hydraulic control device;
A pedal displacement detection unit for detecting the operation and displacement of the brake pedal; And
A minimum drive current required to operate the power conversion unit for rotating the motor based on a speed command corresponding to the displacement of the brake pedal during initial start of the motor in the state where the motor is stopped, And an electronic control unit which determines the minimum drive current and drives the motor by supplying the determined minimum drive current. 제5항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 변위에 따른 속도지령별로 그에 대응하는 최소구동전류가 각각 저장된 저장부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.6. The method of claim 5,
And a storage unit for storing a minimum drive current corresponding to a speed command corresponding to the displacement of the brake pedal, respectively.
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KR20220057759A (en) * 2020-10-30 2022-05-09 (주) 오토노머스에이투지 Braking robot for vehicle braking test

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