KR20210126714A - 모터 제어 장치 및 이것을 사용한 전동 브레이크 장치, 그리고 모터 제어 방법 및 이 제어 방법을 이용한 전동 브레이크 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 부품 개수 및 접속 신호선 수의 증가를 억제하여 용장화를 실현할 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은, 모터의 회전 각도를 검출하는 각도 센서(102, 103)와, 스트로크 센서(117)에 기초하여 모터를 제어함과 함께 각도 센서(102)의 검출값을 수신하는 MPU(107)와, 스트로크 센서(117)에 기초하여 모터를 제어함과 함께 각도 센서(103)의 검출값을 수신하는 MPU(108)와, MPU(107, 108)의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 통신부(115, 116)를 구비한다. MPU(107)는, 각도 센서(102)의 검출값과, 통신부(115)를 통해 수신한 각도 센서(103)의 검출값과, 스트로크 센서(117)에 따라 생성된 모터의 제어각으로부터, 각도 센서(102, 103)의 고장을 검출하는 각도 센서 고장 검출부(114)를 구비한다.

Description

모터 제어 장치 및 이것을 사용한 전동 브레이크 장치, 그리고 모터 제어 방법 및 이 제어 방법을 이용한 전동 브레이크 제어 방법
본 발명은, 모터 제어 장치 및 이것을 사용한 전동 브레이크 장치, 그리고 모터 제어 방법 및 이 제어 방법을 이용한 전동 브레이크 제어 방법에 관한 것이다.
근년, 자동차의 전동화가 진행되고 있어, 브레이크나 스티어링 등의 전동화에 의한 모터 제어의 적용이 확대되고 있다. 그 때문에 모터 뿐만 아니라, 모터의 동작 상태를 검출하는 센서나 제어를 행하는 MPU 등의 전기 전자계의 신뢰성 향상이 중요한 과제로 되어 있다. 특히, 제어계의 동작 상태를 검출하는 센서의 고장 진단 기능은 중요하다.
센서의 고장 진단 기술로서는, 예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재와 같은 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 1에는, 모터 로터의 회전 위치(각도)를 검출하는 모터 위치 센서와, 모터의 출력축의 회전 각도를 검출하는 2개의 출력축 센서를 마련하고, 2개의 출력축 센서의 차가 소정 이상인 경우에는, 출력축 센서 중 어느 하나 혹은 양쪽이 이상이라고 판정하고, 다음으로 모터 위치 센서의 이상 유무를 판정하고, 모터 위치 센서가 이상이면 모터 제어를 정지하고, 모터 위치 센서가 정상이면, 모터 위치 센서로부터 출력축 회전 각도를 연산하도록 한 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 2개의 온도 센서를 각각 다른 MPU에 접속하여 서브MPU가 메인 MPU와 그것에 접속하는 온도 센서를 진단하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 제6340658호 공보 일본 특허 제4997219호 공보
특허문헌 1에서는, 2개의 출력축 센서 진단을 위해서, 다른 종류인 모터 위치 센서를 준비하고, MPU에 접속하고 있으므로, 부품 개수 및 센서와 MPU를 접속하는 접속 신호선이 증가하고, 증가된 부품의 고장이나 신호선의 단선과 같은 가능성이 있어, 신뢰성이 저하된다고 하는 과제가 있었다.
또한, 특허문헌 2에서는, 서브의 MPU측이 고장난 경우에, 메인의 MPU측의 진단을 할 수 없기 때문에, 처리가 정지해버린다고 하는 과제가 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하여, 부품 개수 및 접속 신호선 수의 증가를 억제하여 용장화를 실현할 수 있는 모터 제어 장치 및 이것을 사용한 전동 브레이크 장치, 그리고 모터 제어 방법 및 이 제어 방법을 이용한 전동 브레이크 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 특징으로 하는 부분은, 모터의 회전 각도를 검출하는 제1 각도 센서 및 제2 각도 센서와, 명령값에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제1 각도 센서의 검출값을 수신하는 제1 제어 회로부와, 상기 명령값에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제2 각도 센서의 검출값을 수신하는 제2 제어 회로부와, 상기 제1 제어 회로부와 상기 제2 제어 회로부의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 통신부를 구비하고, 상기 제1 제어 회로부는, 상기 제1 각도 센서의 검출값과, 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제2 각도 센서의 검출값과, 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각으로부터, 상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서의 고장을 검출하는 각도 센서 고장 검출부를 구비하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 부품 개수 및 접속 신호선 수의 증가를 억제하여 용장화를 실현할 수 있는 모터 제어 장치 및 이것을 사용한 전동 브레이크 장치, 그리고 모터 제어 방법 및 이 제어 방법을 이용한 전동 브레이크 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 브레이크 제어 장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 각도 센서의 고장 검출 방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 한쪽의 MPU만으로 모터 제어를 행하는 경우의 고장 진단을 실행하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 제어부(109)의 블록 구성도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 블록 구성도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각도 센서 고장 검출부(113)의 블록 구성도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각도 센서 고장 검출부의 판정예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동 브레이크 제어 장치의 블록 구성도.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 본 발명은 모터 제어 장치에 관한 것으로, 그 일례로서 전동 브레이크 제어 장치에 적용한 예로 이하 설명한다.
본 발명의 각종 구성 요소는 반드시 각각 독립된 존재일 필요는 없으며, 하나의 구성 요소가 복수의 부재로 이루어질 것, 복수의 구성 요소가 하나의 부재로 이루어질 것, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 일부일 것, 어떤 구성 요소의 일부와 다른 구성 요소의 일부가 중복될 것 등을 허용한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 브레이크 제어 장치의 블록 구성도이다. 도 1에 있어서, 전동 캘리퍼(101)는, 차량 타이어의 디스크 브레이크를 구성하는 부품이며, 브레이크 디스크를 사이에 끼우는 브레이크 패드의 개폐를 모터로 제어하는 기능을 구비하고 있다.
본 실시예에서는, 모터로서 2권선 브러시리스 DC 모터를 사용한다.
전동 캘리퍼(101)에 구비된 각도 센서(102)(제1 각도 센서), 각도 센서(103)(제2 각도 센서)는, 2권선 브러시리스 DC 모터(104)의 샤프트 회전 각도를 검출하는 수단이며, 일반적으로 리졸버 등이 알려져 있다.
전동 캘리퍼(101)의 구동부인 2권선 브러시리스 DC 모터(104)는, 회전자의 주변에 배치되는 3개의 코일의 권선을 각각 2계통화한 것이며, 1계통의 권취선이 단선되어도, 다른 1계통의 권취선으로 통전함으로써, 모터의 회전 정지를 방지할 수 있다. 그 때문에, 각각의 코일에 대하여 2계통의 3상 전류를 입력한다. 제어 예로서, 통상 시에는 2개의 코일이 각각 50％의 회전력을 발생하고, 합계 100％의 회전력을 발생시키지만, 한쪽이 고장난 경우, 다른 한쪽에서 100％의 회전력을 발생시킴으로써 회전력의 저하를 방지하도록 하고 있다.
모터 드라이버(105, 106)는, 제1 제어 회로부로서의 MPU(107)(마이크로컴퓨터 유닛)에 구비된 모터 제어부(109), 및 제2 제어 회로로서의 MPU(108)에 구비된 모터 제어부(110)로부터의 제어 신호에 따라서 모터를 구동하기 위해 필요한 3상의 전류를 출력하는 수단이다.
MPU(107, 108)는, 스트로크 센서(117)로부터의 입력 신호를 받아서, 그 신호에 따라 전동 캘리퍼 내의 모터를 제어하고 전동 브레이크를 동작시키는 수단이다. 본 실시예에서는, 1 페일 오퍼레이셔널(1 Fail Operational)을 실현하기 위해서 2개의 MPU에 의한 용장 구성으로 하고 있다. 1 페일 오퍼레이셔널은, 시스템을 구성하는 기간 부품의 하나가 고장이 나서 기능을 상실했을 때에, 다른 부품이 그 기능의 일부를 대체하여, 일정 시간 운전을 계속하는 것이다.
모터 제어부(109, 110)는, 스트로크 센서(117)로부터의 입력 신호에 따른 각도만큼 모터를 회전시키는 수단이다. 모터 제어부(109, 110)의 구성에 대해서는, 도 4를 이용하여 후술한다.
센서 출력 기댓값 생성부(111, 112)는, 각도 센서(102, 103)의 출력이 정상인지 여부를 판정하기 위한 출력 기댓값을 생성하는 수단이다. 센서 출력 기댓값 생성부(111, 112)의 구성에 대해서는, 도 5를 이용하여 후술한다.
각도 센서 고장 검출부(113, 114)는, 각도 센서가 정상인지 여부를 판정하는 수단이다. 각도 센서 고장 검출부(113, 114)의 구성에 대해서는, 도 6을 이용하여 후술한다.
통신부(115, 116)는, MPU(107 및 108)의 사이에서 데이터의 송수신을 행하는 수단이다. 예를 들어 자동차용 통신 규격인 CAN 통신 방식 등으로 실현한다.
스트로크 센서(117)는, 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때의 답입량을 검출하는 수단이다. 용장 구성으로 하기 위해서, 내부에 답입량 검출부를 2개 갖고, 각 출력은 각각 MPU(107) 및 MPU(108)에 접속한다.
다음으로, 도 1에 도시한 블록도의 동작에 대하여 설명한다. 제1 실시예의 모터 제어 장치를 포함하는 전동 브레이크를 탑재한 자동차가 주행 중, 운전자가 브레이크 페달을 답입하면, 스트로크 센서(117)가 답입 변위량을 검출하고, MPU(107)와 MPU(108) 내의 모터 제어부(109) 및 모터 제어부(110)가 검출값을 수신한다. 모터 제어부(109) 및 모터 제어부(110)에서는, 단위 시간당 답입 변위량에 따른 모터의 회전량과 회전 속도를 제어하고, 전동 캘리퍼(101) 내의 2중 권선식 브러시리스 DC 모터(104)를 회전 동작시킨다. 모터의 제어 단위 시간당 회전 각도를 각도 센서(102) 및 각도 센서(103)에 의해 검출하고, 그 검출값을 MPU(107) 및 MPU(108)가 수신하여 모터 제어부(109) 및 모터 제어부(110)로 피드백한다. 상기 제어에 의해, 전동 캘리퍼 내의 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간의 마찰력을 제어함으로써 브레이크 동작을 행한다.
다음으로 각도 센서의 고장 검출 방법에 대하여, 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각도 센서의 고장 검출 방법의 흐름도이며, 주행 개시 시 및 정상 동작 시의 흐름도이다.
2권선 브러시리스 DC 모터(104)의 각도를 각도 센서(102)로 검출하고, 그 출력값(검출값)을 MPU(107) 내의 각도 센서 고장 검출부(113)로 입력한다(스텝 S10). 다시 말해서 MPU(107)는 각도 센서(102)의 검출값을 수신한다.
2권선 브러시리스 DC 모터(104)의 각도를 각도 센서(103)로 검출하고, 그 출력값(검출값)을 MPU(108)에서 수신하고, MPU(108)의 통신부(116)와 MPU(107)의 통신부(115)를 통해 MPU(107) 내의 각도 센서 고장 검출부(113)로 입력한다(스텝 S11).
센서 출력 기댓값 생성부(111)는, 스트로크 센서(117)에 따른 모터의 제어각을 생성하고, 각도 센서 고장 검출부(113)로 입력한다(스텝 S12).
각도 센서 고장 검출부(113)에서는, 각도 센서(102), 각도 센서(103) 및 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 3개의 출력과 판정 임계값을 비교하고, 고장 진단을 실행한다(스텝 S13). 판정 임계값은, 고장 진단의 유무를 판정하는 기준이 된다. 고장 진단은, 후술하는 각도 센서 고장 검출부(113)의 판정부(408)로부터의 출력에 따라 이하의 처리를 실행한다.
3개의 출력차가 임계값 내이면 2개의 각도 센서 및 모터(104), MPU(107 및 108)로 구성하는 모터 제어계는 정상이라고 판정한다(스텝 S14의 "아니오"). 3개의 출력차가 임계값 외이면, 2개의 각도 센서 및 모터(104), MPU(107 및 108)로 구성하는 모터 제어계는 이상이라고 판정하고(스텝 S14의 "예"), MPU(107)와 MPU(108)에 의한 모터 제어를 정지한다(스텝 S15).
다음으로, 각도 센서(102)의 출력과 각도 센서(103)의 고장을 판정한다. 통신부(116, 115)를 통해 얻어진 각도 센서(103)의 출력값과 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 출력값과의 출력차가 소정의 임계값 외이면, 그 각도 센서(103)는 고장이라고 판정한다(스텝 S16의 "예"). 각도 센서(103)가 고장이라고 판정되면, MPU(108)에 의한 모터 제어를 정지시키고, MPU(107)만으로 모터 제어를 실행한다(스텝 S17). 이 경우, 각도 센서 고장 검출부(113)는, 통신부(115)를 통하여 MPU(108)의 모터 제어부(110)에 정지 명령을 출력한다.
한편, 통신부(116, 115)를 통해 얻어진 각도 센서(103)의 출력값과 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 출력값과의 출력차가 임계값 내이면, 그 각도 센서(103)는 정상이라고 판정한다(스텝 S16의 "아니오").
다음으로, 각도 센서(102)의 출력값과 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 출력값과의 출력차가 임계값 외이면, 그 각도 센서(102)는 고장이라고 판정한다(스텝 S18의 "예"). 각도 센서(102)가 고장이라고 판정되면, MPU(108)만으로 모터 제어를 실행한다(스텝 S19).
한편, 각도 센서(102)의 출력값과 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 출력값과의 출력차가 임계값 내이면, 그 각도 센서(102)는 정상이라고 판정한다(스텝 S18의 "아니오").
다음으로, 2개의 센서(각도 센서(102, 103))의 출력차가 임계값 내이며, 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 출력과 출력차가 임계값 외이면, 모터 제어계가 고장이라고 판정한다(스텝 S20의 "예"). 모터 제어계가 고장이라고 판정되면, MPU(108)만으로 모터 제어를 실행한다(스텝 S19).
한편, 2개의 센서(각도 센서(102, 103))의 출력차가 임계값 내이며, 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 출력과 출력차가 임계값 내이면, 모터 제어계는 정상이라고 판정하고(스텝 S20의 "아니오"), 모터 제어를 계속한다.
이상의 스텝은, 모터가 동작 중, 소정의 시간 간격(예를 들어 1㎳)으로 실행된다.
다음으로 도 3을 이용하여, MPU(108)만으로 모터 제어를 행하는 경우의 고장 진단에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 한쪽의 MPU만으로 모터 제어를 행하는 경우의 고장 진단을 실행하는 흐름도이다.
도 2의 스텝 S18에 있어서, MPU(108)만으로 모터 제어를 실행하는 경우, 이하의 흐름에 따라서, 고장 진단을 실행한다.
도 3에 있어서, 2권선 브러시리스 DC 모터(104)의 각도를 각도 센서(103)로 검출하고, 그 출력값을 MPU(108) 내의 각도 센서 고장 검출부(114)로 입력한다(스텝 S30). 다시 말해서 MPU(108)는 각도 센서(103)의 검출값을 수신한다.
센서 출력 기댓값 생성부(112)는, 스트로크 센서(117)에 따른 모터의 제어각을 생성하고, 각도 센서 고장 검출부(114)로 입력한다(스텝 S31).
각도 센서 고장 검출부(114)에서는, 각도 센서(103) 및 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 2개의 출력과 판정 임계값을 비교하고, 고장 진단을 실행하고(스텝 S32), 각도 센서 고장 검출부(114)로부터 판정 결과를 출력한다(스텝 S33). 고장 진단은, 후술하는 각도 센서 고장 검출부(114)의 판정부로부터 출력에 따라 이하의 처리를 실행한다.
각도 센서(103)의 출력값과 센서 출력 기댓값 생성부(112)의 출력의 차분이 판정 임계값 범위 외이면, 각도 센서(103) 및 모터 제어계의 고장이라고 판정하고(스텝 S34의 "예"), MPU(108)에 의한 모터 제어를 정지한다(스텝 S35).
한편, 각도 센서(103)의 출력값과 센서 출력 기댓값 생성부(112)의 출력의 차분이 판정 임계값 범위 내이면, 각도 센서(103) 및 모터 제어계는 정상이라고 판정하고(스텝 S34의 "아니오"), MPU(108)에 의한 모터 제어를 계속한다.
다음으로 도 4를 이용하여, 모터 제어부(109)의 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 제어부(109)의 블록 구성도이다.
변위량 검출부(201)는, 스트로크 센서(117)로부터의 입력 신호로부터 브레이크 페달의 변위량을 검출하는 수단이다. 스트로크 센서(117)로부터의 입력 신호는 모터를 제어하기 위한 명령값으로 된다.
각도 연산부(202)는, 스트로크 센서의 변위량을 모터의 회전으로 실현하는 목표 각도(제어각)로 변환하는 수단이다.
차분 연산부(203)는, 각도 센서(102)로부터 입력된 현재의 각도 정보와 각도 연산부(202)에서 구한 목표 각도의 차분을 계산하는 수단이다.
PID 제어부(204)는, 차분 연산부(203)의 차분량에 따라서, 모터에 가하는 힘을 제어하는 수단이며, 모터에서 발생하는 토크량을 제어 주기마다 연산으로 구한다.
3상 제어부(205)는, PID 제어부(204)의 출력에 따라 3상의 펄스 출력의 주파수와 위상 및 펄스의 듀티를 제어하고, 또한 펄스 수를 카운트하여 제어 주기마다 합계 카운트 수를 출력하는 수단이다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 모터 제어부(110)도 상기와 동일한 구성이다.
다음으로, 도 5를 이용하여, 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 구성에 대하여 설명한다. 도 5는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 출력 기댓값 생성부(111)의 블록 구성도이다.
기억부(301)는, 1 제어 주기 전의 각도 센서(102)의 출력을 기억하는 수단이다.
각도 연산부(302)는, 1 제어 주기 전의 각도와 금회의 제어로 모터로 출력한 펄스 수로부터 금회의 모터 제어로 회전한 각도를 연산으로 구하는 수단이다. 이 값을 각도 센서의 출력 기댓값으로 한다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 센서 출력 기댓값 생성부(112)도 상기와 동일한 구성이다.
다음으로, 도 6을 이용하여, 각도 센서 고장 검출부(113)의 구성에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각도 센서 고장 검출부(113)의 블록 구성도이다.
차분 검출부(401, 404 및 406)는, 2개의 입력값의 차를 구하고, 또한 그 절댓값을 구하여 출력하는 수단이다.
판정 임계값 기억부(402)는, 각도 센서(102)가 정상인지 여부의 판정을 위한 임계값을 기억하는 수단이다.
2치화부(403, 405 및 407)는, 판정 임계값 기억부(402)에 기억된 임계값과 차분 검출부(401, 404 및 406)로부터의 입력을 각각 비교하고, 차분 검출값이 판정 임계값 이하의 값이면 정상을 의미하는 "1"을 출력하고, 그 이외이면 고장을 의미하는 "0"을 출력한다.
판정부(408)는, 3개의 2치화부(403, 405 및 407)로부터의 입력값에 따라서 각도 센서(102 및 103) 및 MPU(107)와 모터 드라이버(105)와 모터(104)로 이루어지는 모터 제어계(MPU(107)와 모터 드라이버(105)와 모터(104))가 정상인지 고장인지의 판정을 행하는 수단이다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 각도 센서 고장 검출부(114)도 상기와 동일한 구성이다.
다음으로 도 7을 이용하여, 각도 센서 고장 검출부(113, 114)의 판정부(408)에 있어서의 판정예를 설명한다. 도 7은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 각도 센서 고장 검출부의 판정예를 나타내는 도면이다. 도 7에서는, 입력 A, B, C에 대한 출력 Y의 출력 결과를 나타내고 있다.
도 7에 있어서, Y의 내역은, 각도 센서(102), 각도 센서(103) 및 모터 제어계의 3개이다. 판정부(408)에 입력되는 2치화부(403, 405, 407)로부터의 입력 A, B, C가 모두 "1"인 경우에는, 모두 정상이라고 판정한다. 또한, 입력 A, B, C가 모두 "0"인 경우에는, 2개의 각도 센서와 모터 제어계가 모두 고장이라고 판정한다.
입력 A, B, C 중 C가 "1"이고 그 이외가 "0"인 경우에는, 각도 센서(102)가 고장이라고 판정한다. 입력 A, B, C 중 B가 "1"이고 그 이외가 "0"인 경우에는, 각도 센서(103)가 고장이라고 판정한다. 입력 A, B, C 중 A가 "1"이고 그 이외가 "0"인 경우에는, 모터 제어계가 고장이라고 판정한다.
본 실시예에 의하면, 한쪽의 각도 센서, 모터 제어계가 고장난 경우라도, 다른 각도 센서, 모터 제어계를 사용하여 모터 제어를 계속할 수 있다. 그 때, 본 실시예에서는, 각도 센서 이외의 센서를 새롭게 사용하는 일이 없으므로, 부품 개수 및 접속 신호선 수의 증가를 억제하여 용장화를 실현할 수 있다.
실시예 2
다음으로 본 발명의 제2 실시예에 대하여, 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동 브레이크 제어 장치의 블록 구성도이다. 제2 실시예에 있어서, 제1 실시예와 다른 부분은 추력 센서(604, 605)를 구비하는 데 있다.
전동 캘리퍼(101)에는, 2권선 브러시리스 DC 모터(104)와, 이 2권선 브러시리스 DC 모터(104)의 샤프트의 회전 각도를 검출하는 각도 센서(102, 103)와, 추력 센서(604)(제1 추력 센서), 추력 센서(605)(제2 추력 센서)가 구비되어 있다. 추력 센서(604, 605)는 브레이크 디스크에 대한 브레이크 패드의 가압력을 검출하는 수단이다. 이 출력값에 의해 브레이크력을 판단한다.
제2 실시예의 2권선 브러시리스 DC 모터(104)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 회전자의 주변에 배치하는 3개의 코일의 권선을 각각 2계통화하고 있으며, 1계통의 권취선이 단선하여도, 다른 1계통의 권취선으로 통전함으로써, 모터의 회전 정지를 방지하는 것이다.
모터 제어부(610, 615)는, 스트로크 센서(117), 각도 센서(102, 103), 추력 센서(604, 605)의 입력에 의해 모터의 회전 각도와 회전 속도를 제어한다.
센서 출력 기댓값 생성부(611, 616)는, 각도 센서(102, 103) 및 추력 센서(604, 605)의 출력이 정상인지 여부를 판정하기 위한 출력 기댓값을 생성하는 수단이다.
센서 출력 기댓값 생성부(611, 616)에서는, 각도 센서 및 추력 센서의 각각의 센서에 대응하는 출력 기댓값을 생성한다. 또한, 센서 출력 기댓값 생성부(611, 616)에서는, 도 5에 도시한 각도 센서에 있어서의 센서 출력 기댓값 생성부(111)와 마찬가지로, 추력 센서(604, 605)에 대해서도 모터 제어부(109)의 펄스 수 입력과 1 제어 주기 전의 추력 센서(604, 605)의 출력값으로부터 현시점의 추력 센서(604, 605)의 출력 기댓값을 연산으로 구하여 출력한다.
센서 고장 검출부(612, 617)는, 각도 센서(102, 103) 및 추력 센서(604, 605)의 고장을 검출하는 수단이다. 제2 실시예의 센서 고장 검출부(612, 617)는, 각도 센서 고장 검출부로서의 기능, 및 추력 센서 고장 검출부로서의 기능을 구비하고 있다. 각도 센서(102, 103) 및 추력 센서(604, 605)의 고장 검출부에 있어서는, 도 6에 도시한 구성과 마찬가지의 처리로 실행한다. 이때, 추력 센서(604, 605)의 고장 검출에 있어서는, 도 6의 각도 센서(102)를 추력 센서(604)로 치환하고, 센서 출력 기댓값 생성부(111)에서는, 추력 센서의 출력 기댓값을 생성하도록 한다.
본 실시예에 의하면, 한쪽의 각도 센서, 추력 센서, 모터 제어계가 고장난 경우라도, 다른 각도 센서, 추력 센서, 모터 제어계를 사용하여 모터 제어를 계속 할 수 있다. 그 때, 본 실시예에서는, 부품 개수 및 접속 신호선 수의 증가를 억제하여 용장화를 실현할 수 있다.
101: 전동 캘리퍼
102: 각도 센서
103: 각도 센서
104: 2권선 브러시리스 DC
105: 모터 드라이버
106: 모터 드라이버
107: MPU
108: MPU
109: 모터 제어부
110: 모터 제어부
111: 센서 출력 기댓값 생성부
112: 센서 출력 기댓값 생성부
113: 각도 센서 고장 검출부
114: 각도 센서 고장 검출부
115: 통신부
116: 통신부
117: 스트로크 센서
201: 변위량 검출부
202: 각도 연산부
203: 차분 연산부
204: PID 제어부
205: 3상 제어부
301: 기억부
302: 각도 연산부
401: 차분 검출부
402: 판정 임계값 기억부
403: 2치화부
404: 차분 검출부
405: 2치화부
406: 차분 검출부
407: 2치화부
408: 판정부
604: 추력 센서
605: 추력 센서
610: 모터 제어부
611: 센서 출력 기댓값 생성부
612: 센서 고장 검출부
615: 모터 제어부
616: 센서 출력 기댓값 생성부
617: 센서 고장 검출부

Claims (16)

  1. 모터의 회전 각도를 검출하는 제1 각도 센서 및 제2 각도 센서와, 명령값에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제1 각도 센서의 검출값을 수신하는 제1 제어 회로부와, 상기 명령값에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제2 각도 센서의 검출값을 수신하는 제2 제어 회로부와, 상기 제1 제어 회로부와 상기 제2 제어 회로부의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 통신부를 구비하고,
    상기 제1 제어 회로부는,
    상기 제1 각도 센서의 검출값과, 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제2 각도 센서의 검출값과, 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각으로부터, 상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서의 고장을 검출하는 각도 센서 고장 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각도 센서 고장 검출부는, 고장 진단의 유무를 판정하는 판정 임계값을 구비한 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각도 센서 고장 검출부는, 상기 제2 각도 센서의 검출값과 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과의 출력차가 상기 판정 임계값 외이면, 상기 제2 각도 센서를 고장이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 각도 센서가 고장이라고 판정된 경우, 상기 각도 센서 고장 검출부는 상기 제2 제어 회로부를 정지시키고, 상기 제1 제어 회로부만으로 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 각도 센서 고장 검출부는, 상기 제2 각도 센서가 정상이라고 판정된 후, 상기 제1 각도 센서의 검출값과 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과의 출력차와, 상기 판정 임계값을 비교하고 상기 제1 각도 센서의 고장을 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 각도 센서가 고장이라고 판정된 경우, 상기 각도 센서 고장 검출부는 상기 제1 제어 회로부를 정지시키고, 상기 제2 제어 회로부만으로 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  7. 모터의 회전 각도를 검출하는 제1 각도 센서 및 제2 각도 센서와, 명령값에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제1 각도 센서의 검출값을 수신하는 제1 제어 회로부와, 상기 명령값에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제2 각도 센서의 검출값을 수신하는 제2 제어 회로부와, 상기 제1 제어 회로부와 상기 제2 제어 회로부의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 통신부를 구비하고,
    상기 제1 제어 회로부는,
    상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서의 고장을 검출하는 각도 센서 고장 검출부를 구비하고,
    상기 제1 각도 센서의 검출값을 상기 각도 센서 고장 검출부에 입력하는 스텝과, 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제2 각도 센서의 검출값을 상기 각도 센서 고장 검출부에 입력하는 스텝과, 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각을 상기 각도 센서 고장 검출부에 입력하는 스텝과, 상기 제1 각도 센서의 검출값, 상기 제2 각도 센서의 검출값, 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각 및 판정 임계값으로부터 고장 진단을 행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각도 센서 고장 검출부는, 고장 진단의 유무를 판정하는 판정 임계값을 구비하고, 상기 각도 센서 고장 검출부는, 상기 제2 각도 센서의 검출값과 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과의 출력차와, 상기 판정 임계값을 비교하고 상기 제2 각도 센서의 고장 판정을 실행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각도 센서 고장 검출부는, 상기 제2 각도 센서가 정상이라고 판정된 후, 상기 제1 각도 센서의 검출값과 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과의 출력차와, 상기 판정 임계값을 비교하여 상기 제1 각도 센서의 고장 판정을 실행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각도 센서 고장 검출부는, 상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서가 정상이라고 판정된 후, 상기 제1 각도 센서의 검출값과, 상기 제2 각도 센서의 검출값과, 상기 명령값에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과, 상기 판정 임계값으로부터 상기 제1 제어 회로부의 고장 판정을 실행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  11. 브레이크 디스크를 사이에 끼우는 브레이크 패드의 개폐를 행하는 모터와, 상기 모터의 회전 각도를 검출하는 제1 각도 센서 및 제2 각도 센서와, 브레이크 페달의 답입량을 검출하는 스트로크 센서와, 상기 스트로크 센서의 답입량에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제1 각도 센서의 검출값을 수신하는 제1 제어 회로부와, 상기 스트로크 센서의 답입량에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제2 각도 센서의 검출값을 수신하는 제2 제어 회로부와, 상기 제1 제어 회로부와 상기 제2 제어 회로부의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 통신부를 구비하고,
    상기 제1 제어 회로부는,
    상기 제1 각도 센서의 검출값과, 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제2 각도 센서의 검출값과, 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각으로부터, 상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서의 고장을 검출하는 센서 고장 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크에 대한 상기 브레이크 패드의 가압력을 검출하는 제1 추력 센서 및 제2 추력 센서를 구비하고,
    상기 센서 고장 검출부는,
    상기 제1 추력 센서의 검출값과, 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제2 추력 센서의 검출값과, 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각으로부터, 상기 제1 추력 센서 및 상기 제2 추력 센서의 고장을 검출하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 제어 장치.
  13. 브레이크 디스크를 사이에 끼우는 브레이크 패드의 개폐를 행하는 모터와, 상기 모터의 회전 각도를 검출하는 제1 각도 센서 및 제2 각도 센서와, 브레이크 페달의 답입량을 검출하는 스트로크 센서와, 상기 스트로크 센서의 답입량에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제1 각도 센서의 검출값을 수신하는 제1 제어 회로부와, 상기 스트로크 센서의 답입량에 기초하여 상기 모터를 제어함과 함께 상기 제2 각도 센서의 검출값을 수신하는 제2 제어 회로부와, 상기 제1 제어 회로부와 상기 제2 제어 회로부의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 통신부를 구비하고,
    상기 제1 제어 회로부는,
    상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서의 고장을 검출하는 센서 고장 검출부를 구비하고,
    상기 제1 각도 센서의 검출값을 상기 센서 고장 검출부에 입력하는 스텝과, 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제2 각도 센서의 검출값을 상기 센서 고장 검출부에 입력하는 스텝과, 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각을 상기 센서 고장 검출부에 입력하는 스텝과, 상기 제1 각도 센서의 검출값, 상기 제2 각도 센서의 검출값, 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각 및 판정 임계값으로부터 고장 진단을 행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서 고장 검출부는, 고장 진단의 유무를 판정하는 판정 임계값을 구비하고,
    상기 센서 고장 검출부는, 상기 제2 각도 센서의 검출값과 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과의 출력차와, 상기 판정 임계값을 비교하여 상기 제2 각도 센서의 고장 판정을 실행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서 고장 검출부는, 상기 제2 각도 센서가 정상이라고 판정된 후, 상기 제1 각도 센서의 검출값과 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과의 출력차와, 상기 판정 임계값을 비교하여 상기 제1 각도 센서의 고장 판정을 실행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센서 고장 검출부는, 상기 제1 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서가 정상이라고 판정된 후, 상기 제1 각도 센서의 검출값과, 상기 제2 각도 센서의 검출값과, 상기 스트로크 센서의 답입량에 따라 생성된 상기 모터의 제어각과, 상기 판정 임계값으로부터 상기 제1 제어 회로부의 고장 판정을 실행하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 제어 방법.
KR1020217029616A 2019-04-24 2020-03-18 모터 제어 장치 및 이것을 사용한 전동 브레이크 장치, 그리고 모터 제어 방법 및 이 제어 방법을 이용한 전동 브레이크 제어 방법 KR102555204B1 (ko)

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