KR20210019638A

KR20210019638A - 브레이크 고장 감지 방법

Info

Publication number: KR20210019638A
Application number: KR1020190098369A
Authority: KR
Inventors: 김원규; 노영우
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2019-08-12
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2021-02-23

Abstract

일 실시예에 따른 브레이크 고장 감지 방법은 제1방식으로 모터의 작동을 제어하는 하이 사이드 브레이크(High Side Brake) 모드 의 정상 작동 유무를 판단하는 제1단계, 제2방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 하이 사이드 브레이크(High Side Brake) 모드의 정상 작동 유무를 판단하는 제2단계 및 상기 제1방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 로우 사이드 브레이크(Low Side Brake) 모드의 정상 작동 유무를 판단하는 제3단계를 포함할 수 있다.

Description

브레이크 고장 감지 방법{Brake failure detection method}

본 발명은 브레이크 고장 감지 방법에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 차량의 시동을 켠 후, 브레이크를 작동하기 전에 테스트 신호를 인가하여 하이 사이드 브레이크 모드(High Side Brake Mode)와 로우 사이드 브레이크 모드(Low Side Brake Mode)가 정상적으로 작동하고 있는지 검출하는 기술에 관한 발명이다.

브레이크(Brake)는 자동차, 전동차, 또는 엘리베이터와 같이 운동하고 있는 기계의 속도를 감속하거나 정지시키는 장치를 가리키며, 제동장치로 불리기도 한다.

그리고 자동차 브레이크는 차량의 속도를 줄이거나 정지시키는 기능을 하는 장치를 의미하며, 자동차 브레이크는 일반적으로 바퀴와 함께 회전하는 디스크 양쪽에 패드를 압착할 때 발생하는 마찰력을 이용해 운동 에너지를 열 에너지 등으로 바꾸어 제동 작용을 일으키는 방식으로 작동한다.

전자식 주차 브레이크(EPB: Electronic Parking Brake) 시스템은 운전자가 차량을 정차하거나 멈추면 브레이크를 자동으로 작동시키고 출발 시 액셀러레이터 페달을 밟으면 브레이크가 자동으로 풀리는 장치다. 주차 브레이크를 사용한 비상 제동 상황에서 차량 스핀 방지 등 제어 기능이 향상된다.

전자식 주차 브레이크는 기존의 와이어 방식과 달리 전자식으로 제어되는 주차 브레이크 시스템으로, 차량이 서 있을 때는 컴퓨터가 차량의 속도와 엔진의 회전, 브레이크의 동작 유무를 판단해 운전자가 브레이크를 밟은 깊이만큼 잠겨 있게 된다.

따라서, 브레이크가 정상적으로 작동할 수 있는 판단하는 기능은 매우 중요한 요소에 해당하므로, 일반적으로 차량에는 모터의 정상 동작을 감지할 수 있는 전류 검출 회로를 포함하고 있는 브릿지 회로가 모터와 연결되어 있다.

이러한 전류 검출 회로를 이용하면 모터를 구동시킨 후, 전류가 흐르지 않으면 모터가 오픈(open) 상태이고, 전류량이 일정하면 모터가 쇼트(short) 상태인 것으로 판단할 수 있다. 그리고 이와 같이 모터의 상태를 감지한 후, 모터에 이상이 있다고 판단된 경우 디스플레이 등을 이용하여 경고등을 켜줌으로써 사용자가 사고를 사전에 예방할 수 있다.

그리고 브레이크의 작동 모드는 모터와 연결되어 있어 모터의 작동의 제어하는 회로에 따라 크게 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크 모드로 나누어지는데, 종래 기술의 경우 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 효과적으로 검출할 수 없는 문제가 존재하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같이 종래 기술이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크의 모드 정상 작동 유무를 효과적으로 정확하게 검출할 수 있는 브레이크 고장 감지 방법을 제공하기 위함이다.

상기 제1방식 또는 제2방식은, 상기 모터에 연결되어 있는 적어도 하나의 삼상 회로를 ON/OFF 하는 방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 방식을 포함할 수 있다.

상기 제1방식은, 컨트롤러에서 송출되는 신호에 기초하여 상기 삼상 회로의 스위치를ON/OFF 하는 방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 방식을 포함할 수 있다.

상기 제2방식은, 상기 삼상 회로의 스위치와 연결되어 있는 드라이브의 저항을 이용하여 물리적으로 상기 삼상 회로의 스위치를 ON/OFF 시키는 방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 방식을 포함할 수 있다.

상기 제1단계, 제2단계 및 제3단계는, 상기 모터에 연결되어 있는 삼상 회로에 검출 신호를 송신한 후, 상기 삼상 회로에 의해 송신되는 응답 신호(High/Low)에 기초하여 정상 작동 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 삼상 회로에 검출 신호를 송신하는 단계는 상기 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase)에 연결되어 있는 스위치에 검출 신호를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 삼상 회로에 검출 신호를 송신하는 단계는, 상기 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase) 각각에 대해 검출 신호를 순차적으로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1단계는, 상기 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase)에 대해 검출 신호를 순차적으로 송신한 결과들을 비교하여 상기 하이 사이드 브레이크 모드에서의 어느 스위치가 고장이 발생하였는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는, 상기 3개의 상에 연결되어 있는 스위치에 통해 수신된 응답 신호 중 하이(High) 신호의 개수에 기초하여 생성된 GDO bit의 값에 따라 정상 작동 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는, 상기 3개의 상에 연결되어 있는 스위치에 통해 수신된 응답 신호 중 적어도 하나가 하이(High) 신호로 수신된 경우 GDO bit를 1로 할당하고, 모두 로우(Low) 신호로 수신된 경우 GDO bit를 0으로 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는, 상기 GDO bit가 1으로 할당된 스위치는 정상 작동으로 판단하고, 상기 GDO bit가 0 으로 할당된 스위치는 비정상 작동으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는, 비정상 작동이라고 판단된 스위치가 존재하는 경우, 비정상 작동으로 판단된 스위차와 연결되어 있는 사이드 브레이크 모드의 상태가 비정상 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1방식으로 모터의 작동을 제어하는 상기 로우 사이드 브레이크(High Side Brake)의 정상 작동 유무를 판단하는 단계는, 상기 로우 사이드 브레이크와 연결되어 있는 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase)에 대한 응답 신호가 모두 하이(High) 신호로 수신되는 경우, 상기 하이 사이드 브레이크가 정상적으로 작동 되고 있는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1단계는, 차량의 시동이 켜진 후, 상기 제1단계를 시행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 브레이크 고장 감지 방법은 브레이크의 상태가 비정상 상태라고 판단된 경우, 이를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 브레이크 고장 진단 방법의 경우, 사용자가 전자식 주차 브레이크(EPB)를 작동시키지 않더라도 H-브리지 회로에 구비되는 트랜지스터 및 모터의 고장을 미리 감지하여 그로 인하여 발생할 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 존재한다.

또한, 일 실시예에 따른 브레이크 고장 진단 방법의 경우 추가적으로 회를 구성하지 않고 단순히 검사 작동 방법의 순서 변경 만으로 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 정확하게 검출할 수 있어 설계의 자유도 또한 증가시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따라 하이 사이드 브레이크 모드의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따라 로우 사이드 브레이크 모드의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 방법을 설명하기 위한 표이다.
도 4는 로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 경우에 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 표이다.
도 5는 일 실시예에 따라, 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크의 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 방법을 설명하기 위한 표이다.
도6은 다른 실시예에 따라, 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크의 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 방법을 설명하기 위한 표이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 순서를 도시한 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따른, S/W하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 순서를 도시한 순서도이다.
도 9는 일 실시예에 따른, H/W하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 순서를 도시한 순서도이다.
도 10은 일 실시예에 따른, S/W로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 순서를 도시한 순서도이다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않으며, 본 명세서에서 사용한 "제 1", "제 2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

차량에 설치되어 있는 브레이크는 차량의 속도를 줄이거나 정지시키는 기능을 하므로, 사용자의 명령에 따라 정상적으로 작동을 해야 하는 것이 매우 중요하다.

특히, 긴급 상황이어서 자동차의 운행이 멈추어야 하는 경우임에도 불구하고 모터가 작동한다면 자칫 큰 사고가 발생할 수 있으므로 자동차의 브레이크가 정상적으로 작동하고 있는지 판단하는 것은 자동차를 제어함에 있어서 매우 중요하다. 따라서, 차량을 제어하는 프로세서에서 이상 동작이 발생한 경우, 의도치 않은 클러치의 이동을 방지하기 위하여 모터의 구동을 물리적으로 멈추는 브레이크 모드를 작동시킨다.

따라서, 일 실시예에 따른 브레이크 고장 방법은 이러한 브레이크 모드가 정상적으로 작동하고 있는지 판단할 수 있는 기술에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 전자식 브레이크를 작동하기 전에 테스트 신호를 인가하여 하이 사이드 브레이크 모드(High Side Brake Mode)와 로우 사이드 브레이크 모드(Low Side Brake Mode)가 정상적으로 작동하고 있는지 검출하는 기술에 관한 발명이다. 이하 도면을 통해 자세히 알아보도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따라 하이 사이드 브레이크 모드의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 일 실시예에 따라 로우 사이드 브레이크 모드의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로 차량의 제어기는 차량에 설치되어 있는 브레이크가 정상적으로 작동하고 있는지 판단하는 시퀀스를 가지고 있는데, 이를 스위치 오프 패스 체크(S/Witch off path check)라 부른다.

즉, 모터(160)에 연결되어 있는 브레이크의 작동을 제어하는 각각의 스위치에 신호를 송신한 후, 돌아오는 신호를 체크하여 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 판단할 수 있다. 만약 신호에 따라 스위치의 상태가 ON 인 경우 정상적으로 작동하고 있는 것으로 판단할 수 있으나, 스위치의 상태가 OFF 인 경우에는 검출 신호에 따른 응답 신호가 존재하지 않으므로 비정상적으로 작동하고 있는 것으로 판단할 수 있다.

그리고 브레이크 모드는 모터(160)와 연결되어 있어 모터의 작동의 제어하는 회로에 따라 크게 하이 사이드 브레이크(High Side Brake)모드와 로우 사이드 브레이크(Low Side Brake) 모드로 나누어진다.

즉. 도 1에 도시되어 있는 것처럼 모터(160)와 연결되어 있는 제1회로(140)를 이용하여 모터(160)의 작동을 제어하는 경우에 하이 사이드 브레이크 모드가 작동되는 것이고, 제2회로(150)를 이용하여 모터(160)의 작동을 제어하는 경우에 로우 사이드 브레이크 모드가 작동될 수 있다.

그리고 일반적으로 모터(160)를 제어하는 회로는 삼상 회로가 사용되는데, 도 1에도 도시된 바와 같이 제1회로(140)와 제2회로(150)를 포함하고 있는 Bridge Mosfet(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor) 회로가 사용되어 진다.

구체적으로 제1회로(140)는 모터의 U상, W상, V상을 각각 제어하는 MOSFET으로 구성되는 제1스위치(141), 제2스위치(142) 및 제3스위치(143)를 를 포함하고 있고, 제2회로(150)는 는 모터의 U상, W상, V상을 각각 제어하는 MOSFET으로 구성되는 제4스위치(151)는, 제5스위치(152)는 및 제6스위치(153)를 포함하고 있다.

따라서, 브레이크 모드가 정상적으로 작동되기 위해서는 모터(160)의 각각의 상들을 제어하는 6개의 스위치(141, 142, 143, 151, 152, 153)가 정상적으로 작동을 해야 하는 것이고, 만약 한 개의 스위치라도 정상적으로 작동하지 않는 경우 사고가 발생한 가능성이 높아지므로, 스위치의 고장이 발생한 경우 고장이 발생한 스위치가 6개의 스위치 중 어느 스위치인지 정확하게 판단하는 기술은 매우 중요하다.

하이 사이드 브레이크 모드의 경우 브레이크 모드 구현 방법에 따라 제1방식과 제2방식으로 나누어 질 수 있는데, 제1방식은 S/W(Software) 방식으로 브레이크 모드를 구현하는 S/W 하이 사이드 브레이크(S/W High Side Brake)와 브레이크 모드를 포함할 수 있으며, 제2방식은 하드웨어(Hardware) 방식으로 브레이크 모드를 구현하는 H/W 하이 사이드 브레이크(H/W High Side Brake)와 브레이크 모드를 포함할 수 있다.

그리고 로우 사이드 브레이크 모드의 경우 제1방식으로 브레이크 모드를 구현할 수 있으며, 제1방식은 S/W(Software) 방식으로 브레이크 모드를 구현하는 S/W 로우 사이드 브레이크(S/W Low Side Brake) 방식을 포함할 수 있다.

구체적으로, S/W 하이 사이드 브레이크 모드는 제1스위치, 제2스위치 및 제3스위치(141, 142, 143)의 온/오프를 제어할 수 있는 컨트롤러(110)가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 각각의 스위치(141, 142, 143)에 송신하여 각각의 스위치 모두가 ON이 되게 하여 모터(160)의 작동을 정지시키기 하는 방식으로 이루어진다.

H/W 하이 사이드 브레이크는 컨트롤러(110)에서 출력되는 신호를 차단하는 방식으로 이루어지는데, 컨트롤러(110)에서 출력되는 신호가 차단되면 드라이버(120)에 연결되어 있는 저항들이 하이(High Impedance) 상태가 되므로, 드라이브(drive) 입력단에 있는 풀업, 풀다운 저항에 의하여 물리적으로 제1스위치, 제2스위치 및 제3스위치(각각의 스위치(141, 142, 143) 모두가 ON이 되므로, 이러한 방식으로 모터(160)의 브레이크 모드를 구현할 수 있다.

S/W 로우 사이드 브레이크 모드는 도 2에 도시된 바와 같이 제4스위치, 제5스위치 및 제6스위치(151, 152, 153)의 온/오프를 제어할 수 있는 컨트롤러(110)가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 각각의 스위치(151, 152, 153)에 송신하여 각각의 스위치 모두가 ON이 되게 하여 모터(160)의 작동을 정지시키기 하는 방식으로 이루어진다.

도 3은 일 실시예에 따라, S/W 하이 사이드 브레이크 모드와 H/W 하이 사이드 브레이크의 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 방법에 대한 순서를 표로 표시한 도면이다.

도 3을 참고하면, S/W 하이 사이드 브레이크 모드와 H/W 하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 방법은 각각 7개의 단계를 포함할 수 있다.

S/W 하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 여부 검출 방법을 알아보면 첫 번째로, 순서 1단계에 기재되어 있는 것처럼 하이 사이드 브레이크에 연결되어 있는 모든 스위치 즉, 제1 스위치(141), 제2 스위치(142), 제3 스위치(143,)에 검출 신호를 송신한 후, 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호에 기초하여 스위치의 이상 작동 여부를 검출할 수 있다.

여기서 GD_SAL 출력은 제1스위치의 출력에 대응되고, GD_SBL의 출력은 제2스위치의 출력에 대응되고, GD_SCL의 출력은 제3스위치의 출력에 대응된다.

그리고 게이트 드라이버의 출력 신호의 특성상 3개의 스위치 중 적어도 하나의 신호가 하이 신호로 검출되는 경우 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)은 모두 하이 상태로 검출될 수 있다. 즉. 3개의 스위치가 모두 로우 신호로 검출되는 경우에만 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)은 모두 로오가 될 것이다.

그리고 도 3의 순서 1에 표시된 것처럼 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 3개의 출력이 모두 High 신호로 출력이 되었다면 2단계인 Freewheeling 단계를 거친 후, 3단계로 하이 사이드 브레이크에 연결되어 있는 제1스위치(PWM_H1)의 정상 작동 여부를 판단할 수 있는 검출 신호를 송신할 수 있다.

구체적으로, 제1스위치(141)에 하이 신호를 송신하는 것은 모터(160)와 연결되어 있는 U 상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 검출하는 단계에 해당하며, 제1스위치(141)가 정상적으로 작동을 한다면 제1스위치(140)의 출력 신호는 하이 신호가 될 것이므로 표에 도시된 바와 같이 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL) 신호는 모두 하이로 출력이 될 것이다.

그러나 만약, 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호가 모두 로우로 출력이 된다면, 1단계에서는 모두 하이 신호가 출력되었는데 3단계에서는 모두 로우 신호가 출력되었으므로 U 상과 관련이 있는 제1스위치(141)의 작동이 정상적이지 않은 것으로 판단할 수 있다.

만약, 3단계에서 게이트 드라이버의 3개의(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL) 출력 신호가 모두 하이로 출력이 되었다면 제1스위치(141)는 정상적으로 작동하고 있는 것으로 판단할 수 있으므로, 다음 단계인 4단계로 Freewheeling단계를 거친 후 5단계로 하이 사이드 브레이크에 연결되어 있는 제2스위치(142, PWM_H2)에 검출 신호를 송신할 수 있다.

구체적으로, 제2스위치(142)에 검출 신호를 송신하는 것은 모터(160)와 연결되어 있는 V 상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 검출하는 단계에 해당하며, 제2스위치(142)가 정상적으로 작동을 한다면 표에 도시된 바와 같이 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호는 모두 하이로 출력이 될 것이다.

만약, 이와 반대로 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호가 모두 로우로 출력이 된다면, 1단계에서는 모두 하이 신호가 출력되었는데 5단계에서는 모두 로우 신호가 출력되었으므로 V 상과 관련이 있는 제2스위치(142)의 작동이 정상적이지 않은 것으로 판단할 수 있다.

만약, 5단계에서 게이트 드라이버의 3개의(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL) 출력 신호가 모두 하이로 출력이 되었다면 제2스위치(142)는 정상적으로 작동하고 있는 것으로 판단할 수 있으므로, 다음 단계인 6단계로 Freewheeling단계를 거친 후 7단계로 하이 사이드 브레이크에 연결되어 있는 제3스위치(143, PWM_H3)에 검출 신호를 송신할 수 있다

구체적으로, 제3스위치(143)에 검출 신호를 송신하는 것은 모터와 연결되어 있는 W 상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 검출하는 단계에 해당하며, 제3스위치(143)가 정상적으로 작동을 한다면 표에 도시된 바와 같이 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호가 모두 하이로 출력이 될 것이다.

만약, 이와 반대로 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호가 모두 로우로 출력이 된다면, 1단계에서는 모두 하이 신호가 출력되었는데 7단계에서는 모두 로우 신호가 출력되었으므로 V 상과 관련이 있는 제3스위치(143)의 작동이 정상적이지 않음을 알 수 있다.

따라서, 사용자는 이러한 방법을 통해서 S/W하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 제1스위치 내지 제3스위치 중 어느 스위치가 정상적으로 작동하고 있지 않는지 판단할 수 있다. 또한, H/W 하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 여부 또한 표에 도시된 바와 같이 8단계 내지 14단계를 통해 H/W 하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 판단할 수 있다.

다만, S/W 로우 사이드 브레이크의 경우 앞서 설명한 방법으로는 게이트 드라이버의 특성상 브레이크의 정상 작동 유무를 판단할 수 없는 문제가 존재하는데 이를 도 4를 통해 알아보도록 한다.

도 4 는 S/W로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출하는 경우에 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 표이다.

이를 구체적으로 살펴보면 S/W 로우 사이드 브레이크 모드의 경우 모터(160)와 연결되어 있는 제2회로(150), 구체적으로 제4 스위치(151), 제5 스위치(152), 제6 스위치(153)의 정상 작동 여부를 판단해야 하는데, 로우 사이드 브레이크 모드의 경우 그 특성상 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 스위치들이 하이 신호를 송신하여도 게이트 드라이버의 3개(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 단자로부터 출력되는 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 모두 로우 신호로 출력이 되므로 어느 스위치의 작동에 문제가 있는지 알 수 없는 단점이 존재한다.ㅏ

즉, 3단계, 5단계 또는 7단계에서 어느 하나의 신호가 하이 신호로 출력이 되어야 이상 작동 여부를 검출할 수 있는데 S/W로우 사이드 브레이크 모드의 경우 그 특성상 로우 신호만이 검출되므로 어느 스위치에 이상이 있는지 판단할 수 가 없다.

따라서, 일 실시예에 따른 브레이크 고장 감지 방법은 하이 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무 뿐만 아니라 S/W 로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무까지 함께 검출할 수 있는 방법을 제공하여 사용자가 보다 용이하게 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 검출할 수 있는 방법을 제공하기 위함이다.

도 5은 일 실시예에 따라, GDO bit 라는 새로운 함수식을 이용하여 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무 검출 방법의 순서를 도시한 표이다.

GDO bit란 게이트 드라이버의 내부 기능으로서 6개의 스위치에 대한 출력 신호가 하나라도 ON이 되는 경우 0을 출력하고, 모두 OFF가 되는 경우 1이 출력되는 함수를 말한다.

예를 들어, 컨트롤러(110)의 검출 신호에 의해 제1스위치(141)가 ON이 되고 다른 모든 스위치들이 모두 OFF인 경우 제1스위치(141)가 ON이 됨으로 인해 하이 신호가 출력되므로 GDO bit는 0을 출력할 수 있다.

반대로 컨트롤러(110)의 검출 신호에 의해 제1스위치(141)와 제2스위치(142) 그리고 제3스위치(143)가 모두 ON이고 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)가 모두 OFF 인 경우에는 ON인 스위치가 존재하므로 이로 인해 하이 신호가 출력되므로 GDO bit는 0을 출력할 수 있다.

반대로 컨트롤러(110)의 검출 신호에 의해 제1스위치(141), 제2스위치(142), 제3스위치(143), 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)가 모두 OFF 인 경우에는 ON인 스위치가 존재하지 않으므로 GDO bit는 1을 출력할 수 있다.

따라서, 모든 스위치의 작동이 정상적으로 이루어진다면 표에 도시된 바와 같이S/W 하이 사이드 브레이크 모드의 검출 순서(1번 내지 7번)와 H/W 하이 사이드 브레이크의 모드의 검출 순서(8번 내지 14번)는 GDO bit가 1-0-1-0으로 계속 반복되는 것으로 검출될 것이다.

그러나 어느 하나의 스위치의 작동이 정상적이지 않으라면 그 단계에서의 GDO bit는 0이 출력될 것이므로 이를 통하여 어느 스위치에 고장이 발생하였는지 알 수 있다.

예를 들어, 1단계에서 GDO bit가 0으로 출력이 되었는데 3단계에서 GDO bit가 1로 출력이 되었다면 이를 통해서 제1스위치(141)가 고장난 것으로 판단할 수 있고, 1단계에서 GDO bit가 0으로 출력이 되었는데 7단계에서 GDO bit가 1로 출력이 되었다면 이를 통해서 제3스위치(143)가 고장난 것으로 판단할 수 있다.

S/W 로우 사이드 브레이크 모드 또한 표에 표시되어 있는 15번 내지 21번 순서에 따라 상기 설명한 원리에 기초하여 차례대로 검출될 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 순서 15번 단계에 따라 로우 사이드 브레이크와 연결되어 있는 제4스위치(151), 제5스위치(152) 및 제6스위치(153)에 검출 신호를 송신하면, 게이트 드라이버의 3개의 출력(GD_SAL, GD_SBL, GD_SCL)의 출력 신호를 검출할 수 있다.

여기서 GD_SAL 출력은 제4스위치(152)의 출력에 대응되고, GD_SBL의 출력은 제2스위치(152)의 출력에 대응되고, GD_SCL의 출력은 제3스위치(153)의 출력에 대응되며, 만약 모든 스위치가 정상적으로 작동하고 있다면 모든 스위치가 on 상태가 될 것이므로 이에 따라 하이 신호가 검출될 것이므로, GDO bit는 1로 출력이 될 수 있을 것이다.

그 GN 순서 16에 따라 freewheeling 단계를 거친 후, 17단계로 로우 사이드 브레이크에 연결되어 있는 제4스위치(PWM_L1,151)에 검출 신호를 송신할 수 있다.

구체적으로, 제4스위치(151)에 검출 신호를 송신하는 것은 모터(160)와 연결되어 있는 로우 사이드 브레이크 모드의 작동에 관여하는 W 상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 검출하는 단계에 해당하며, 제4스위치(151)가 정상적으로 작동을 한다면 검출 신호에 따라 GDO bit는 1로 출력이 될 것이다.

그러나 제4스위치(151)가 정상적으로 작동하지 않는다면 검출 신호를 송신하여도 제4스위치(151)는 ON이 되지 않으므로 하이 신호가 아닌 로우 신호가 검출될 것이므로 GDO bit는 0으로 출력이 될 것이다.

따라서, 제15단계에서는 GDO bit가 1으로 출력이 되었는데 제17단계에서는 GDO bit가 0으로 출력이 되었으므로 이를 통해 제4스위치(151)의 이상이 있음을 판단할 수 있다.

그리고 제17단계에 따라 제4스위치의 검출이 끝나면, 18 단계에 따라 freewheeling 단계를 거친 후, 19단계로 로우 사이드 브레이크에 연결되어 있는 제5스위치(PWM_L2. 152)에 검출 신호를 송신할 수 있다.

구체적으로, 제5스위치(152)에 검출 신호를 송신하는 것은 모터(160)와 연결되어 있는 V 상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 검출하는 단계에 해당하며, 제5스위치(152)가 정상적으로 작동을 한다면 제5스위치(152)는 ON 상태가 될 것인바 하이 신호가 출력될 것이므로 이에 따라 GDO bit는 1로 출력이 될 것이다.

그러나 제5스위치(152)가 정상적으로 작동하지 않는다면 검출 신호를 송신하여도 제5스위치(152)가 ON이 되지 않아 로우 신호가 출력될 것이므로 GDO bit는 0으로 출력이 될 것이다.

따라서 제15단계에서는 GDO bit가 0으로 출력이 되었는데 제19단계에서는 GDO bit가 0으로 출력이 되었으므로 이를 통해 제5스위치(152)의 이상이 있음을 판단할 수 있다.

제19단계에 따라 제5스위치(152)의 검출이 끝나면, 20 단계에 따라 freewheeling 단계를 거친 후, 21단계로 로우 사이드 브레이크에 연결되어 있는 제6스위치(PWM_L3,153)에 검출 신호를 송신할 수 있다.

구체적으로, 제6스위치(153)에 검출 신호를 송신하는 것은 모터(160)와 연결되어 로우 사이드 브레이크 모드의 작동을 제어하는 U 상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 검출하는 단계에 해당하며, 제6스위치(153)가 정상적으로 작동을 한다면 제6스위치(153)는 검출 신호에 따라 ON 상태가 될 것이고 이에 따라 GDO bit는 1로 출력이 될 것이다.

그러나 제6스위치(153)가 정상적으로 작동하지 않는다면 검출 신호를 송신하여도 제6스위치가 ON이 되지 않으므로 하이 신호가 아닌 로우 신호가 검출될 것이므로GDO bit는 0으로 출력이 될 것이다.

따라서 제15단계에서는 GDO bit가 1으로 출력이 되었는데 제21단계에서는 GDO bit가 0으로 출력이 되었으므로 이를 통해 제6스위치(153)의 이상이 있음을 판단할 수 있다.

즉, 15단계를 기준으로 각각의 검출 단계(17단계, 19단계, 21단계)를 통해 S/W 로우 사이드 브레이크 모드에 관여하는 스위치들의 정상 작동 여부를 검출할 수 있다.

또한, S/W 로우 사이드 브레이크 모드의 검출의 경우 S/W 로우 사이드 브레이크 모드의 검출하기 전에 S/W 하이 사이드 브레이크 모드와 H/W 하이 사이드 브레이크 모드의 검출을 수행하였다면 이를 이용하여 보다 빠르게 S/W 로우 사이드 브레이크 모드를 검출할 수 있다.

즉, 도 5와 도 6을 비교하면, 도 5에서 16단계 내지 21단계의 경우 1단계 내지 14단계에서 중복되는 단계가 존재하므로, 17단계만 수행한 후에 전 단계에서 수행한 결과들을 비교하여 S/W 로우 사이드 브레이크의 모드의 정상 작동 여부를 검출할 수 있다. 이러한 경우 시퀀스의 일부가 생략되므로 보다 빠르게 S/W 로우 사이드 브레이크 모드의 검출을 수행할 수 있는 효과가 존재한다.

도 7 내지 도 10은 일 실시예에 따른 브레이크 고장 감지 방법에 대한 제어 순서를 도시한 도면으로서, 도 7은 브레이크 고장 감지 방법의 전체 순서를, 도 8은 S/W 하이 사이드 브레이크 고장 감지 방법에 대한 순서를, 도 9는 H/W 하이 사이드 브레이크 고장 감지 방법에 대한 순서를, 도 10은 S/W 하이 사이드 브레이크 고장 감지 방법에 대한 순서를 도시한 도면이다.

도 7을 참고하면, 일 실시예에 따른 브레이크 고장 감지 방법은 S/W 하이 사이드 브레이크 모드 고장 감지 여부를 첫 번째로 판단한 후(S10), 두 번째로 H/W 하이 사이드 브레이크 모드 고장 여부를 판단하고(S20) 마지막으로 S/W 하이 사이드 브레이크 모드 고장 여부를 판단할 수 있다.

그리고 S/W 하이 사이드 브레이크 모드의 고장 감지 순서는 도 8에 도시된 바와 같이 하이 사이드 브레이크 모드와 연결되어 있는 모든 스위치에 검출 신호를 송신한 후(S11), Freewheeling 단계(S12)를 거친 후에 하이 사이드 브레이크 모드와 관련되어 모터(160)를 제어하는 각각의 스위치에 검출 신호를 송신할 수 있다.

구체적으로, U-상에 대한 스위치를 체크한 후(S13) Freewheeling 단계(S14)를 거쳐 U-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한다.

그 후, V-상에 대한 스위치를 체크한 후(S15) Freewheeling 단계(S16)를 거쳐 V-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한 후, 마지막으로 W-상에 대한 스위치를 체크한 후(S17) Freewheeling 단계(S18)를 거쳐 W-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 앞서 설명하였는바 생략하도록 한다.

도 9는 H/W 하이 사이드 브레이크 모드의 고장 감지 순서를 나타낸 도면으로서, 일반적으로 도 8에 따른 S/W 하이 사이드 브레이크 모드의 고장 감지 여부를 판단한 후에 이를 실시한다.

구체적으로, Freewheeling 단계를 거친 후(S21), U-상에 대한 스위치를 체크하여(S22) 거쳐 U-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한다.

그 후, 다시 Freewheeling 단계(S23)를 거쳐 V-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한 후(S24), 마지막으로 Freewheeling 단계(S25)를 다시 거친 후 W-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한다.(S26) 이에 대한 자세한 설명 또한 앞에서 설명하였는바 생략하도록 한다.

도 10은 마지막 단계로서, S/W 로우 사이드 브레이크 모드의 고장 감지 순서를 나타낸 도면으로서, 일반적으로 도 8 및 도9에 따른 하이 사이드 브레이크 모드의 고장 감지 여부를 판단한 후에 이를 실시한다.

구체적으로, Freewheeling 단계를 거친 후(S31), U-상에 대한 스위치를 체크하여(S32) 거쳐 U-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한다.

그 후, 다시 Freewheeling 단계(S33)를 거쳐 V-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한 후(S34), 마지막으로 Freewheeling 단계(S35)를 다시 거친 후 W-상에 대한 스위치가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단한다.(S36) 이에 대한 자세한 설명 또한 앞에서 설명하였는바 생략하도록 한다.

지금까지 도면을 통해 일 실시예에 따른 브레이크 고장 감지 방법에 대해 자세히 알아보았다.

종래 기술의 경우 개별적으로 하이 사이드 브레이크 모드와 로우 사이드 브레이크 모드의 정상 작동 유무를 효과적으로 검출할 수 없는 문제가 존재하였다.

그러나 일 실시예에 따른 브레이크 고장 진단 방법의 경우, 사용자가 전자식 주차 브레이크(EPB)를 작동시키지 않더라도 H-브리지 회로에 구비되는 트랜지스터 및 모터의 고장을 미리 감지하여 그로 인하여 발생할 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 존재한다.

지금까지 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 실시 예들 및 특허 청구 범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

110: 컨트롤러
120: 드라이버
140: 제1회로
141: 제1스위치
142: 제2스위치
143: 제3스위치
150: 제2회로
151: 제4스위치
152: 제5스위치
153: 제6스위치
160: 모터

Claims

제1방식으로 모터의 작동을 제어하는 하이 사이드 브레이크(High Side Brake) 모드 의 정상 작동 유무를 판단하는 제1단계;
제2방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 하이 사이드 브레이크(High Side Brake) 모드의 정상 작동 유무를 판단하는 제2단계; 및
상기 제1방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 로우 사이드 브레이크(Low Side Brake) 모드의 정상 작동 유무를 판단하는 제3단계;를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1방식 또는 제2방식은,
상기 모터에 연결되어 있는 적어도 하나의 삼상 회로를 ON/OFF 하는 방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 방식을 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1방식은,
컨트롤러에서 송출되는 신호에 기초하여 상기 삼상 회로의 스위치를ON/OFF 하는 방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 방식을 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제2항에 있어서,
상기 제2방식은,
상기 삼상 회로의 스위치와 연결되어 있는 드라이브의 저항을 이용하여 물리적으로 상기 삼상 회로의 스위치를 ON/OFF 시키는 방식으로 상기 모터의 작동을 제어하는 방식을 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1단계, 제2단계 및 제3단계는,
상기 모터에 연결되어 있는 삼상 회로에 검출 신호를 송신한 후, 상기 삼상 회로에 의해 송신되는 응답 신호(High/Low)에 기초하여 정상 작동 유무를 판단하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 5항에 있어서,
상기 삼상 회로에 검출 신호를 송신하는 단계는,
상기 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase)에 연결되어 있는 스위치에 검출 신호를 송신하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 6항에 있어서,
상기 삼상 회로에 검출 신호를 송신하는 단계는,
상기 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase) 각각에 대해 검출 신호를 순차적으로 송신하는 단계를 더 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 7항에 있어서,
상기 제1단계는,
상기 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase)에 대해 검출 신호를 순차적으로 송신한 결과들을 비교하여 상기 하이 사이드 브레이크 모드에서의 어느 스위치가 고장이 발생하였는지 판단하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 8항에 있어서,
상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는,
상기 3개의 상에 연결되어 있는 스위치에 통해 수신된 응답 신호 중 하이(High) 신호의 개수에 기초하여 생성된 GDO bit의 값에 따라 정상 작동 유무를 판단하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 9항에 있어서,
상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는,
상기 3개의 상에 연결되어 있는 스위치에 통해 수신된 응답 신호 중 적어도 하나가 하이(High) 신호로 수신된 경우 GDO bit를 1로 할당하고, 모두 로우(Low) 신호로 수신된 경우 GDO bit를 0으로 할당하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 10항에 있어서,
상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는,
상기 GDO bit가 1으로 할당된 스위치는 정상 작동으로 판단하고, 상기 GDO bit가 0 으로 할당된 스위치는 비정상 작동으로 판단하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 11항에 있어서,
상기 정상 작동 유무를 판단하는 단계는,
비정상 작동이라고 판단된 스위치가 존재하는 경우, 비정상 작동으로 판단된 스위차와 연결되어 있는 사이드 브레이크 모드의 상태가 비정상 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 6항에 있어서,
상기 제1방식으로 모터의 작동을 제어하는 상기 로우 사이드 브레이크(High Side Brake)의 정상 작동 유무를 판단하는 단계는,
상기 로우 사이드 브레이크와 연결되어 있는 삼상 회로의 3개의 상(U-Phase, V-Phase, W-Phase)에 대한 응답 신호가 모두 하이(High) 신호로 수신되는 경우, 상기 하이 사이드 브레이크가 정상적으로 작동 되고 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1단계는,
차량의 시동이 켜진 후, 상기 제1단계를 시행하는 단계를 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.
제1항에 있어서,
상기 브레이크의 상태가 비정상 상태라고 판단된 경우, 이를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함하는 브레이크 고장 감지 방법.