KR20190143588A - Electric brake system - Google Patents

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KR20190143588A
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Abstract

An electronic brake system is disclosed. According to an embodiment of the present invention, in the electronic brake system generating a braking force in a wheel using the rotational force of a motor, the motor includes a three-phase coil, at least one of the three-phase coils includes a plurality of wires connected in parallel, and a current detector for detecting a flowing current is connected to any one of the plurality of wires.

Description

전자식 브레이크 시스템{ELECTRIC BRAKE SYSTEM}Electronic brake system {ELECTRIC BRAKE SYSTEM}

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 brake system, and more particularly to an electronic brake system including a motor operated by an electrical signal corresponding to the displacement of the brake pedal.

최근에는 모터의 회전력을 이용하여 차륜에 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템이 개발되고 있다.Recently, an electronic brake system for generating a braking force on a wheel by using a rotational force of a motor has been developed.

이러한 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달로부터 운전자의 제동의지를 감지하여 모터의 위치 및 전류제어를 통해 제동력을 발생시킨다.The electronic brake system senses the driver's braking intention from the brake pedal to generate braking force through the position and current control of the motor.

예를 들면, 전자식 브레이크 시스템은 진공을 이용하여 브레이크 페달을 밟는 힘을 높이는 부스터(Booster)를 대신하여, 모터를 이용하여 고압의 브레이크 압력을 생성하고 이를 이용하여 제동력을 생성시킨다. 전자식 브레이크 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.For example, an electronic brake system uses a motor to generate a high pressure brake pressure using a vacuum to generate a braking force instead of a booster that boosts the brake pedal force using a vacuum. The electronic brake system senses when the driver presses the brake pedal and opens or closes each valve to create a path through which pressure is delivered, and generates braking force by using a motor to create high pressure hydraulic pressure that is transmitted to each wheel.

일본공개특허공보 제2014-019344호에 개시된 차량용 제동력 발생 장치는 모터의 제어를 위해 전류 센서로서 모터 권선으로 가는 전류 경로 상에 션트 저항을 설치하고, 이 션트 저항 양단의 전압을 측정하는 방식을 이용하여 모터 권선에 흐르는 상전류를 모니터링한다.The vehicle braking force generating device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-019344 uses a method of installing a shunt resistor on the current path to the motor winding as a current sensor for controlling the motor and measuring the voltage across the shunt resistor. To monitor the phase current flowing through the motor windings.

하지만, 기존방식과 같이 션트 저항을 모터 권선으로 가는 전류 경로 상에 삽입하여 전류를 모니터링하는 것은 상대적으로 소전류가 흐르는 소용량 모터일 경우 유용한 방식이지만, 상대적으로 대전류가 흐르는 대용량 모터일 경우 션트 저항의 발열량이 상당히 증가하고 션트 저항 패키지의 크기도 커지기 때문에 별도의 방열 대책이 추가적으로 필요하고 션트 저항 패키지가 설치되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board ; PCB)의 크기도 상대적으로 켜져 시스템을 소형화할 수 없는 문제점이 있다.However, monitoring current by inserting a shunt resistor in the current path to the motor winding as in the conventional method is useful for small-capacity motors with relatively small currents, but for large-capacity motors with relatively large currents, Since the amount of heat generation increases considerably and the size of the shunt resistor package increases, additional heat dissipation measures are required, and the size of the printed circuit board (PCB) where the shunt resistor package is installed is also relatively large, making it impossible to miniaturize the system. There is this.

일본공개특허공보 제2014-019344호(2014.02.03.공개)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-019344 (2014.02.03.)

본 발명의 실시예는 모터의 상전류를 검출하기 위한 션트 저항의 발열량 및 저항 패키지 크기를 줄일 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an electronic brake system that can reduce the amount of heat generated by the shunt resistor and the size of the resistor package for detecting the phase current of the motor.

본 발명의 일 측면에 따르면, 모터의 회전력을 이용하여 차륜에 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 상기 모터는 3상 코일을 포함하고, 상기 3상 코일 중 적어도 하나의 코일은 병렬 연결된 복수의 권선을 포함하고, 상기 복수의 권선 중 어느 하나의 권선에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기가 연결된 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the electronic brake system for generating a braking force on the wheel by using the rotational force of the motor, the motor includes a three-phase coil, at least one of the three-phase coil is a plurality of parallel connected An electronic brake system including a winding and connected to a current detector for detecting a current flowing in any one of the plurality of windings may be provided.

또한, 상기 전류검출기는 상기 복수의 권선 중 어느 하나에 직렬 연결된 션트 저항을 포함할 수 있다.In addition, the current detector may include a shunt resistor connected in series to any one of the plurality of windings.

또한, 상기 션트 저항의 양단 전압을 이용하여 해당 권선에 흐르는 전류를 산출하고, 해당 코일에서 병렬 연결된 권선들의 임피던스를 이용하여 해당 코일에 흐르는 상전류를 산출하는 전자제어유닛을 포함할 수 있다.The control unit may further include an electronic control unit that calculates a current flowing through the winding using the voltage across the shunt resistor, and calculates a phase current flowing through the coil using impedances of the windings connected in parallel in the coil.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 모터의 회전력을 이용하여 피스톤을 이동시켜 액압을 발생시키고 발생된 액압을 각 차륜에 마련된 휠 실린더에 공급하는 액압 공급장치를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 상기 모터는 3상 코일을 포함하고, 상기 3상 코일 중 적어도 하나의 코일은 병렬 연결된 복수의 권선을 포함하고, 상기 복수의 권선 중 어느 하나의 권선에 흐르는 전류를 검출하는 션트 저항이 직렬 연결될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the electronic brake system comprising a hydraulic pressure supply device for generating a hydraulic pressure by moving the piston by using the rotational force of the motor and supplying the generated hydraulic pressure to the wheel cylinder provided on each wheel, wherein the motor is A three-phase coil, wherein at least one coil of the three-phase coil includes a plurality of windings connected in parallel, the shunt resistor for detecting a current flowing in any one of the plurality of windings may be connected in series.

또한, 상기 션트 저항의 양단 전압을 이용하여 상기 션트 저항에 연결된 권선에 흐르는 전류를 산출하고, 해당 코일에서 병렬 연결된 권선들의 임피던스를 이용하여 해당 코일에 흐르는 상전류를 산출하는 전자제어유닛을 포함할 수 있다.The control unit may further include an electronic control unit that calculates a current flowing through the winding connected to the shunt resistor using the voltage across the shunt resistor, and calculates a phase current flowing through the coil using impedances of the windings connected in parallel in the coil. have.

본 발명의 실시예는 모터의 상전류를 검출하기 위한 션트 저항의 발열량 및 저항 패키지 크기를 줄일 수 있다.Embodiments of the present invention can reduce the amount of heat generated by the shunt resistor and the size of the resistor package for detecting the phase current 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 모터의 권선 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 모터의 권선에 마련된 션트 저항을 이용하여 모터의 상전류를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a schematic configuration 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 showing a winding structure of a motor in an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the detection of the phase current of the motor using the shunt resistor provided in the winding of the motor in the 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 introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. Parts not related to the description are omitted in the drawings in order to clearly describe the present invention, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

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

도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 리저버(10), 마스터 실린더(20), 휠 실린더(30), 액압 공급장치(40), 유압 제어장치(50) 및 전자제어유닛(ECU)(60)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the electronic brake system 1 includes a reservoir 10, a master cylinder 20, a wheel cylinder 30, a hydraulic pressure supply device 40, a hydraulic control device 50, and an electronic control unit (ECU). 60 may be included.

마스터 실린더(20)는 리저버(10)와 연결되고 브레이크 페달(P)의 답력에 따라 오일을 토출한다.The master cylinder 20 is connected to the reservoir 10 and discharges oil according to the stepping force of the brake pedal P. FIG.

휠 실린더(30)는 전달된 액압에 의해 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행한다.The wheel cylinder 30 performs braking of each wheel RR, RL, FR, FL by the transmitted hydraulic pressure.

액압 공급장치(40)는 마스터 실린더(20)와 연결되고 모터의 회전력을 이용하여 피스톤을 이동시켜 액압을 발생시킨다.The hydraulic pressure supply device 40 is connected to the master cylinder 20 to generate a hydraulic pressure by moving the piston using the rotational force of the motor.

예를 들면, 액압 공급장치(40)는 오일을 공급받아 저장되는 압력챔버가 형성되는 실린더블록(41)과, 이 실린더블록(41) 내에 수용되는 유압피스톤(42)과, 이 유압피스톤(42)의 후단에서 유압피스톤(42)으로 동력을 제공하는 모터(43)를 포함할 수 있다. 모터(43)는 전자제어유닛(60)의 제어신호에 의해 회전력을 발생시킨다. 모터(43)는 고정자(43a)와 회전자(43b)를 포함하여 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다.For example, the hydraulic pressure supply device 40 includes a cylinder block 41 in which a pressure chamber for receiving and storing oil is formed, a hydraulic piston 42 accommodated in the cylinder block 41, and the hydraulic piston 42. It may include a motor 43 for providing power to the hydraulic piston 42 at the rear end. The motor 43 generates a rotational force by the control signal of the electronic control unit 60. The motor 43 may include a stator 43a and a rotor 43b to generate rotational force in the forward or reverse direction.

또한, 액압 공급장치(40)는 모터(43)의 회전축과 일체로 형성된 웜샤프트(44)와, 이 웜샤프트(44)에 의해 회전하는 웜휠(45) 및 이 웜휠(45)의 회전에 의해 직선 이동하여 유압피스톤(42)을 실린더 블록(41) 내에서 슬라이딩 이동시키는 구동축(46)을 포함할 수 있다. 또한, 액압 공급장치(40)는 유로 전환을 위한 각종 밸브들을 포함할 수 있다.In addition, the hydraulic pressure supply device 40 is formed by the worm shaft 44 integrally formed with the rotation shaft of the motor 43, the worm wheel 45 rotating by the worm shaft 44, and the rotation of the worm wheel 45. It may include a drive shaft 46 for linearly moving to slide the hydraulic piston 42 in the cylinder block (41). In addition, the hydraulic pressure supply device 40 may include various valves for switching the flow path.

액압 공급장치(40)의 동작을 살펴보면, 브레이크 페달(P)에 변위가 발생하면 브레이크 페달(P)의 변위를 감지하는 페달 변위센서에 의해 감지신호가 전자제어유닛(ECU)에 전달된다. 전자제어유닛(60)은 모터(43)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(44)를 일 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(44)의 회전력은 웜휠(45)을 거쳐 구동축(46)에 전달되고, 구동축(46)과 연결된 유압피스톤(42)이 전진 이동하면서 실린더블록(111)의 압력챔버에 액압을 발생시킨다. 발생된 액압은 유로 전환을 위한 각종 밸브들의 작동에 의해 유압 제어장치(40)로 전달된다.Looking at the operation of the hydraulic pressure supply device 40, when a displacement occurs in the brake pedal (P), the detection signal is transmitted to the electronic control unit (ECU) by a pedal displacement sensor for detecting the displacement of the brake pedal (P). The electronic control unit 60 drives the motor 43 in one direction to rotate the worm shaft 44 in one direction. The rotational force of the worm shaft 44 is transmitted to the drive shaft 46 via the worm wheel 45, and the hydraulic piston 42 connected to the drive shaft 46 moves forward to generate hydraulic pressure in the pressure chamber of the cylinder block 111. . The generated hydraulic pressure is transmitted to the hydraulic control device 40 by the operation of various valves for switching the flow path.

유압 제어장치(40)는 액압 공급장치(30)에 의해 발생된 액압을 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련된 휠 실린더(30)로 전달한다. 유압 제어장치(40)는 유로 전환을 위한 각종 밸브를 포함한다. 이 밸브들은 전자제어유닛(60)에 의해 개폐된다.The hydraulic control device 40 transmits the hydraulic pressure generated by the hydraulic pressure supply device 30 to the wheel cylinders 30 provided on the respective wheels RR, RL, FR, and FL. The hydraulic controller 40 includes various valves for changing the flow path. These valves are opened and closed by the electronic control unit 60.

전자제어유닛(60)은 브레이크 페달(P)의 변위정보와 각 휠 실린더의 압력정보를 이용하여 액압 공급장치(40)와 유압 제어장치(50)를 제어할 수 있다.The electronic control unit 60 may control the hydraulic pressure supply device 40 and the hydraulic control device 50 using the displacement information of the brake pedal P and the pressure information of each wheel cylinder.

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 시스템(1)은 전반적인 제어를 수행하는 전자제어유닛(60)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the electronic brake system 1 may include an electronic control unit 60 that performs overall control.

전자제어유닛(60)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 60 performs an operation necessary for controlling the electronic brake system by using the memory for storing the data for the algorithm or the program that reproduces the algorithm and the data stored in the memory. It can be implemented with a microprocessor. In this case, the memory and the processor may be implemented as separate chips. Alternatively, the memory and the processor may be implemented in a single chip.

전자제어유닛(60)은 모터(43)를 포함하여 전자식 브레이크 시스템(1)에 포함된 각종 밸브들을 제어할 수 있다.The electronic control unit 60 may control various valves included in the electronic brake system 1 including the motor 43.

전자제어유닛(60)의 출력측에는 모터(43)를 구동시키기 위한 인버터(70)가 전기적으로 연결된다.An inverter 70 for driving the motor 43 is electrically connected to the output side of the electronic control unit 60.

전자제어유닛(60)의 입력측에는 브레이크 페달(P)의 변위를 검출하는 페달변위센서(80) 및 모터(43)에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기(90)가 전기적으로 연결된다.A pedal displacement sensor 80 for detecting displacement of the brake pedal P and a current detector 90 for detecting a current flowing in the motor 43 are electrically connected to an input side of the electronic control unit 60.

페달변위센서(80)는 브레이크 페달(P)에 마련되어 브레이크 페달(P)의 작동 및 변위를 검출한다. 페달변위센서(80)에 의해 검출된 페달변위정보는 전자제어유닛(60)에 전달된다.The pedal displacement sensor 80 is provided in the brake pedal P to detect the operation and displacement of the brake pedal P. The pedal displacement information detected by the pedal displacement sensor 80 is transmitted to the electronic control unit 60.

전류검출기(90)는 모터(43)의 3상 중 어느 한 상에 흐르는 전류를 검출한다. 전류검출기(90)에 의해 검출된 모터전류정보는 전자제어유닛(60)에 전달된다.The current detector 90 detects a current flowing in any one of three phases of the motor 43. Motor current information detected by the current detector 90 is transmitted to the electronic control unit 60.

전자제어유닛(60)은 제동 작동시 페달변위센서(80)를 통해 검출된 브레이크 페달 변위정보에 따라 모터(43)를 포함하여 전자식 브레이크 시스템(1)에 포함된 각종 밸브들을 제어한다.The electronic control unit 60 controls various valves included in the electronic brake system 1 including the motor 43 according to the brake pedal displacement information detected through the pedal displacement sensor 80 during braking operation.

전자제어유닛(60)은 모터(43)를 작동시키는 동안 전류검출기(90)를 통해 검출된 모터 전류에 따라 인버터(70)를 제어함으로써 모터(43)의 작동을 제어한다.The electronic control unit 60 controls the operation of the motor 43 by controlling the inverter 70 according to the motor current detected through the current detector 90 while operating the motor 43.

인버터(70)에는 직류 전원인 차량용 배터리(B+)와 신호를 평활하는 콘덴서(C)가 전기적으로 연결될 수 있다. 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 inverter 70 may be electrically connected to a vehicle battery B +, which is a DC power supply, and a capacitor C, which smoothes a signal. The capacitor C is connected in parallel to the vehicle battery B. The capacitor C smoothes the power supplied from the vehicle battery B +. The power smoothed by the capacitor C is supplied to the inverter 90.

인버터(70)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(43)를 구동하기 위한 것으로, 복수 개의 전력 스위칭소자 및 복수 개의 다이오드를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 인버터(70)가 6개의 전력 스위칭소자(Q1-Q6) 및 6개의 다이오드(D1-D6)를 포함하는 것을 예로 들어 설명한다.The inverter 70 is to drive the motor 43 by converting the DC power of the vehicle battery B into a pulse-shaped three-phase alternating current having an arbitrary variable frequency through pulse width modulation (PWM). It may include a plurality of power switching elements and a plurality of diodes. For convenience of description, the inverter 70 includes six power switching elements Q1 to Q6 and six diodes D1 to 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 include an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOS FET), a transistor (Tr), and the like. It may include. The power switching elements Q1 to Q6 are turned on or off by the control signal of the electronic control unit 50. The diodes D1-D6 are connected in parallel to each IGBT so as to flow current from the emitter side of the IGBT to the collector side when the power switching element is an IGBT.

6개의 전력 스위칭소자(Q1-Q6)는 2개가 직렬로 한 쌍을 이루어 모터(43)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, U상, V상, W상의 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.The six power switching elements Q1-Q6 are paired in series and connected to the phase terminals of the motor 43, respectively. The upper switching elements Q1, Q3 and Q5 are connected to the positive terminal of the DC power supply, and the lower switching elements Q2, Q4 and Q6 are connected to the negative terminal of the DC power supply. That is, the first power switching element Q1 and the second power switching element Q2 are the third power switching element Q3 and the fourth power switching element Q4 so as to correspond to the phases of the U phase, the V phase, and the W phase. The fifth power switching element Q5 and the sixth power switching element Q6 are connected in series, respectively.

인버터(70)는 3상 모터인 모터(43)의 각 위상단자에 연결되어 있다.The inverter 70 is connected to each phase terminal of the motor 43 which is a three-phase motor.

인버터(70)는 전자제어유닛(60)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(43)에 공급한다. 이때, 차량용 배터리(B+)의 전압을 컨버터에 의해 승압하여 인버터(70)에 공급할 수 있다.The inverter 70 turns on or off each power switching element Q1-Q6 in accordance with the control signal output by the electronic control unit 60 to convert the current supplied from the vehicle battery B + into a direct current from a direct current. Is converted to and supplied to the motor 43. At this time, the voltage of the vehicle battery B + may be boosted by the converter and supplied to the inverter 70.

전자제어유닛(60)은 페달변위센서(80) 및 전류검출기(90)를 통해 감지된 각종 정보들을 근거로 하여 인버터(70)를 작동시켜 모터(43)를 구동시킨다.The electronic control unit 60 drives the motor 43 by operating the inverter 70 based on various information detected by the pedal displacement sensor 80 and the current detector 90.

전자제어유닛(60)은 전류검출기(90)를 통해 검출된 모터 상전류를 근거로 인버터(70)의 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)의 턴온과 턴오프를 제어함으로써 모터(43)의 동작을 제어한다. 이때, 전자제어유닛(60)은 PWM 제어에 의해 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)의 턴온 또는 턴오프를 제어할 수 있다.The electronic control unit 60 controls the operation of the motor 43 by controlling the turn-on and turn-off of each power switching element Q1-Q6 of the inverter 70 based on the motor phase current detected by the current detector 90. To control. In this case, the electronic control unit 60 may control the turn on or turn off of each power switching element Q1 to Q6 by PWM control.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 모터의 권선 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 모터의 권선에 마련된 션트 저항을 이용하여 모터의 상전류를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view showing the winding structure of the motor in the electronic brake system according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a motor using a shunt resistor provided in the winding of the motor in the electronic brake system according to an embodiment of the present invention It is a figure for demonstrating detecting phase current of.

도 3 및 도 4를 참조하면, 모터(43)는 3상 모터로서, 각 위상단자는 인버터(70)에 연결되어 있다.3 and 4, the motor 43 is a three-phase motor, and each phase terminal is connected to the inverter 70.

모터(43)는 U상 코일(Lu), V상 코일(Lv) 및 W상 코일(Lw)을 포함한다. U상 코일(Lu), V상 코일(Lv) 및 W상 코일(Lw)가 Y 결선을 구성할 수 있다.The motor 43 includes a U-phase coil Lu, a V-phase coil Lv, and a W-phase coil Lw. The U-phase coil Lu, the V-phase coil Lv, and the W-phase coil Lw can form a Y connection.

모터(43)는 인버터(70)로부터 제공된 120도 위상 차이를 가진 교류전류가 각 상 코일 Lu, Lv 및 Lw에 통전된다. 이것에 의해, 모터(43)의 회전축이 회전한다.In the motor 43, an alternating current having a 120 degree phase difference supplied from the inverter 70 is energized to each phase coil Lu, Lv, and Lw. Thereby, the rotating shaft of the motor 43 rotates.

각 상 코일 Lu, Lv 및 Lw은 각각 병렬 권선으로 이루어진다.Each phase coil Lu, Lv and Lw consists of parallel windings respectively.

각 상 코일 Lu, Lv 및 Lw은 각각 병렬 연결된 복수의 권선을 포함한다. 예를 들면, 각 상 코일 Lu~Lw은 2개의 권선이 병렬 연결되어 있다. Lu 상 코일은 2개의 권선 Lu1과 Lu2가 병렬 연결되어 있다. Lv 상 코일은 2개의 권선 Lv1과 Lv2가 병렬 연결되어 있다. Lw 상 코일은 2개의 권선 Lw1과 Lw2가 병렬 연결되어 있다.Each phase coil Lu, Lv and Lw each comprises a plurality of windings connected in parallel. For example, in each phase coil Lu to Lw, two windings are connected in parallel. In the Lu phase coil, two windings Lu1 and Lu2 are connected in parallel. In the Lv phase coil, two windings Lv1 and Lv2 are connected in parallel. In the Lw phase coil, two windings Lw1 and Lw2 are connected in parallel.

전류검출기(90)는 션트 저항(91)과 차동증폭기(92)를 포함할 수 있다.The current detector 90 may include a shunt resistor 91 and a differential amplifier 92.

션트 저항(91)은 각 상 코일 Lu, Lv 및 Lw 중 어느 하나에 연결될 수 있다.The shunt resistor 91 may be connected to any one of each phase coil Lu, Lv, and Lw.

션트 저항(91)은 각 상 코일 Lu, Lv 및 Lw 중 어느 하나의 상 코일에 마련되되, 해당 상 코일의 복수의 권선 중에서 어느 하나의 권선에 연결될 수 있다.The shunt resistor 91 is provided in one of the phase coils Lu, Lv, and Lw, and may be connected to any one of the plurality of windings of the phase coil.

예를 들면, 션트 저항(91)은 U상 코일(Lu)의 제1 U상 권선(Lu1)과 제2 U상 권선(Lu2) 중 제2 U상 권선(Lu2)에 연결될 수 있다. 션트 저항(91)은 제2 U상 권선(Lu2)에 삽입되어 제2 U상 권선(Lu2)과 직렬 연결될 수 있다.For example, the shunt resistor 91 may be connected to the second U-phase winding Lu2 of the first U-phase winding Lu1 and the second U-phase winding Lu2 of the U-phase coil Lu. The shunt resistor 91 may be inserted into the second U-phase winding Lu2 and connected in series with the second U-phase winding Lu2.

차동증폭기(92)는 션트 저항(91)의 양단에 연결된다.The differential amplifier 92 is connected to both ends of the shunt resistor 91.

차동증폭기(92)는 션트 저항(91)의 양단 전압차를 증폭하는 구성으로 이루어진다. 차동증폭기(92)로부터 출력된 전압(V0)은 전자제어유닛(60)에 전달된다.The differential amplifier 92 is configured to amplify the voltage difference across the shunt resistor 91. The voltage V0 output from the differential amplifier 92 is transmitted to the electronic control unit 60.

전자제어유닛(60)은 차동증폭기(92)로부터 제공된 전압(V0)을 이용하여 션트 저항(91)에 흐르는 전류를 산출할 수 있다.The electronic control unit 60 may calculate the current flowing through the shunt resistor 91 using the voltage V0 provided from the differential amplifier 92.

전자제어유닛(60)은 션트 저항(91)에 흐르는 전류를 산출함으로써 모터(43)의 상전류를 산출할 수 있다.The electronic control unit 60 can calculate the phase current of the motor 43 by calculating the current flowing through the shunt resistor 91.

이하 션트 저항(91)를 이용하여 모터(43)의 상전류(I0)를 산출하는 것을 설명한다.Hereinafter, the calculation of the phase current I0 of the motor 43 using the shunt resistor 91 will be described.

도 4에서 U상 코일에서 점 a와 점 b 간의 임피던스는 Zab이고, 점 b와 점 c 간의 임피던스 Zbc이고, 점 a와 점 c 간의 임피던스를 Zac이고, V0는 차동증폭기(92)의 출력전압이고, AG는 차동증폭기의 게인이고, I0는 모터의 상전류이고, Ia는 제1 Lu 권선(Lu1)에 흐르는 전류이고, Ib는 제2 Lu 권선(Lu2)에 흐르는 전류이다.In FIG. 4, in the U-phase coil, the impedance between point a and point b is Zab, the impedance Zbc between point b and point c, the impedance between point a and point c is Zac, and V0 is the output voltage of differential amplifier 92. , AG is the gain of the differential amplifier, I0 is the phase current of the motor, Ia is the current flowing in the first Lu winding Lu1, Ib is the current flowing in the second Lu winding Lu2.

Zac=Zab이고,Zac = Zab,

점 a와 점 c간의 전압 Vac 는 다음의 식 [1]에 의해 나타낼 수 있다.The voltage Vac between point a and point c can be expressed by the following equation [1].

Vac = (Zab+Zbc) * Ib = (Zac) * Ia - 식 [1]Vac = (Zab + Zbc) * Ib = (Zac) * Ia-equation [1]

Ia = Vac /Zac이고, Ib = Vac/(Zab+Zbc)이고, I0 = Ia + Ib이므로,Ia = Vac / Zac, Ib = Vac / (Zab + Zbc), I0 = Ia + Ib,

Zac와 Zbc의 임피던스 합 Zac∥Zbc는 [{(Zab+Zbc) *Zac}/(Zab+Zbc+Zac)]이고, Zbc=Zac 를 대입하면, Zac∥Zbc = {(Zab+Zbc) *Zbc+2Zbc}/(Zab+2Zbc)으로 나타낼 수 있다.The sum of the impedances of Zac and Zbc Zac ∥ Zbc is [{(Zab + Zbc) * Zac} / (Zab + Zbc + Zac)]. + 2Zbc} / (Zab + 2Zbc).

차동증폭기(92)의 출력전압(V0)은 전자제어유닛(60)에 입력되므로, 전자제어유닛(60)은 모터 상전류 I0를 다음의 식 [2]에 의해 산출할 수 있다.Since the output voltage V0 of the differential amplifier 92 is input to the electronic control unit 60, the electronic control unit 60 can calculate the motor phase current I0 by the following formula [2].

I0= V0 * AG * (Zab+Zbc)/(Zac∥Zbc ) - 식 [2]I0 = V0 * AG * (Zab + Zbc) / (Zac∥Zbc)-equation [2]

식 [1]의 Zac∥Zbc가 {(Zab+Zbc) *Zbc+2Zbc}/(Zab+2Zbc) 임을 식 [2]에 대입하면, 모터 상전류 I0는 다음의 식 [3]으로 정리할 수 있다.If the Zac ∥ Zbc in the formula [1] is {(Zab + Zbc) * Zbc + 2Zbc} / (Zab + 2Zbc) and substituted in the formula [2], the motor phase current I0 can be summarized by the following formula [3].

I0 = V0 * AG * (Zab+Zbc)*(Zab+2Zbc)/{(Zab+Zbc) *Zbc+2Zbc} - 식 [3]I0 = V0 * AG * (Zab + Zbc) * (Zab + 2Zbc) / {(Zab + Zbc) * Zbc + 2Zbc}-expression [3]

전자제어유닛(60)은 모터 상전류 IO를 모니터링하여 모터(43)의 전류를 제어함으로써, 액압 공급장치(40)의 유압피스톤(42)의 입출력에 의해 액압을 형성할 수 있어 제동성능을 확보할 수 있다.The electronic control unit 60 controls the current of the motor 43 by monitoring the motor phase current IO, thereby forming hydraulic pressure by the input / output of the hydraulic piston 42 of the hydraulic pressure supply device 40, thereby ensuring braking performance. Can be.

이상과 같이, 모터(43)의 상전류를 검출하기 위한 션트 저항(91)을 각 상 코일의 병렬 권선 중 어느 하나에 마련함으로써 션트 저항(91)에 흐르는 모터전류를 상대적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 션트 저항(91)의 소비전력을 줄일 수 있어 션트 저항(91)의 발열량을 대폭 감소시킬 수 있고 션트 저항 패키지의 크기를 줄일 수 있어 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있다. 이로 인해, 시스템을 소형화할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있다. 또한, 대용량 모터가 채용되는 대형차량의 전자식 브레이크 시스템에 적용함으로써 션트 저항 패키지의 크기 및 발열을 더욱 줄일 수 있어 보다 큰 효과를 기대할 수 있다.As described above, by providing the shunt resistor 91 for detecting the phase current of the motor 43 in any one of the parallel windings of the respective phase coils, the motor current flowing through the shunt resistor 91 can be relatively reduced. Therefore, the power consumption of the shunt resistor 91 can be reduced, so that the amount of heat generated by the shunt resistor 91 can be greatly reduced, and the size of the shunt resistor package can be reduced, thereby reducing the size of the printed circuit board. As a result, the system can be miniaturized and manufacturing costs can be reduced. In addition, by applying to the electronic brake system of a large vehicle employing a large-capacity motor can further reduce the size and heat generation of the shunt resistor package can be expected a greater effect.

상기한 실시예에서는 모터의 회전력을 이용하여 피스톤을 이동시켜 액압을 발생시키는 액압 공급장치를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 대하여 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않으며, 모터의 회전력을 이용하여 차륜에 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템도 동일하게 적용할 수 있다.In the above embodiment, an electronic brake system including a hydraulic pressure supply device for generating a hydraulic pressure by moving a piston by using a rotational force of a motor is described, but is not limited thereto, and generates a braking force on a wheel by using a rotational force of a motor. The same applies to the electronic brake system.

10 : 리저버 20 : 마스터 실린더
30 : 휠 실린더 40 : 액압 공급장치
43 : 모터 50 : 유압 제어장치
60 : 전자제어유닛 70 : 인버터
80 : 페달변위센서 90 : 전류검출기
91 : 션트 저항 92 : 차동증폭기
10: reservoir 20: master cylinder
30: wheel cylinder 40: hydraulic pressure supply device
43: motor 50: hydraulic control device
60: electronic control unit 70: inverter
80: pedal displacement sensor 90: current detector
91: shunt resistor 92: differential amplifier

Claims (5)

모터의 회전력을 이용하여 차륜에 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
상기 모터는 3상 코일을 포함하고, 상기 3상 코일 중 적어도 하나의 코일은 병렬 연결된 복수의 권선을 포함하고,
상기 복수의 권선 중 어느 하나의 권선에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기가 연결된 전자식 브레이크 시스템.
In the electronic brake system for generating a braking force on the wheel by using the rotational force of the motor,
The motor comprises a three phase coil, at least one of the three phase coils comprises a plurality of windings connected in parallel,
And an electric current detector for detecting a current flowing in any one of the plurality of windings.
제1항에 있어서,
상기 전류검출기는 상기 복수의 권선 중 어느 하나에 직렬 연결된 션트 저항을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
The method of claim 1,
And the current detector includes a shunt resistor in series with one of the plurality of windings.
제2항에 있어서,
상기 션트 저항의 양단 전압을 이용하여 해당 권선에 흐르는 전류를 산출하고, 해당 코일에서 병렬 연결된 권선들의 임피던스를 이용하여 해당 코일에 흐르는 상전류를 산출하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
The method of claim 2,
And an electronic control unit configured to calculate a current flowing through the winding using the voltages across the shunt resistor, and calculate a phase current flowing through the coil using impedances of the windings connected in parallel in the coil.
모터의 회전력을 이용하여 피스톤을 이동시켜 액압을 발생시키고 발생된 액압을 각 차륜에 마련된 휠 실린더에 공급하는 액압 공급장치를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
상기 모터는 3상 코일을 포함하고, 상기 3상 코일 중 적어도 하나의 코일은 병렬 연결된 복수의 권선을 포함하고,
상기 복수의 권선 중 어느 하나의 권선에 흐르는 전류를 검출하는 션트 저항이 직렬 연결된 전자식 브레이크 시스템.
In the electronic brake system including a hydraulic pressure supply device for generating a hydraulic pressure by moving the piston using the rotational force of the motor and supplying the generated hydraulic pressure to the wheel cylinder provided on each wheel,
The motor comprises a three phase coil, at least one of the three phase coils comprises a plurality of windings connected in parallel,
And an shunt resistor connected in series to detect a current flowing in one of the plurality of windings.
제4항에 있어서,
상기 션트 저항의 양단 전압을 이용하여 상기 션트 저항에 연결된 권선에 흐르는 전류를 산출하고, 해당 코일에서 병렬 연결된 권선들의 임피던스를 이용하여 해당 코일에 흐르는 상전류를 산출하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
The method of claim 4, wherein
An electronic brake system including an electronic control unit that calculates a current flowing through a winding connected to the shunt resistor using voltages across the shunt resistor, and calculates a phase current flowing through the coil using impedances of windings connected in parallel in the coil. .
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