KR20110138058A - 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로 - Google Patents

전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로에 관한 것으로, 구동 모터가 구동될 경우에는 구동 모터의 양단전압을 통해 구동 모터의 단선 여부를 판단하고, 구동 모터가 구동되지 않을 경우에는 구동 모터의 일 단자에 연결된 트랜지스터들의 동작을 디스에이블 시키고, 디스에이블된 트랜지스터들과 병렬 연결된 고저항과, 구동 모터의 타 단자의 트랜지스터를 통해 미세 전류가 흐르는 폐회로를 형성하여, 구동 모터의 양단 전압을 측정하고 이를 통해 구동 모터의 단선 여부를 판단할 수 있으며, 구동 모터의 단선여부 판단을 위해 구동 모터가 구동되는 것을 방지할 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로{DISCONNECTION SENSING CIRCUIT OF DRIVING MOTOR FOR ELECTRICAL PARKING BRAKE SYSTEM}
본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 구동 모터의 구동 여부와 무관하게 구동 모터의 단선 여부를 판단할 수 있으며, 구동 모터 단선 여부 판단 전류에 의해서 구동 모터가 구동되는 것을 방지할 수 있다.
종래의 전자식 주차 브레이크는 운전자의 간단한 버튼 조작에 의해 주차 브레이크를 작동시킬 수 있으며, 2초 이상 풋 브레이크를 밟은 상태로 유지될 경우 자동으로 주차 브레이크를 작동시킴으로써, 차량 정체 등으로 인한 운전자의 피로감을 경감시킬 수 있다.
이러한 전자식 주차 브레이크는 일반적으로 구동 모터를 통해 주차 브레이크를 구동시키며, 이러한 구동 모터는 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 신호에 의해서 10A 내지 50A의 전류를 인가받으면 구동된다.
그러나 이러한 구동 모터는 전자 제어기의 구동 보드 열화, 배터리 불량 및 기계적인 마찰 등으로 인해 모터 단선이 발생될 경우에는 모터의 소손 및 오동작이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해서 전자 주차 브레이크의 구동 모터 단선 여부는 모니터링 되어야하는데, 구동 모터가 구동될 경우에는 구동 모터의 양 단자의 전압을 측정하여, 단선 여부를 판단할 수 있다.
그러나 구동 모터가 구동되지 않을 경우에는 배선 상에 구동 모터가 구동하지 않을 정도의 전류(2A)를 인가하여, 구동 모터의 단선여부를 판단할 수 있으나, 이러한 전류(2A)에 의해 구동 모터가 실질적으로 회전하지 않아도, 전류가 누적되어 발생되는 기계적인 미세 구동은 방지할 수 없다. 이와 같은 단선 여부 판단을 위한 전류 누적으로 구동 모터가 미세 구동되면, 급경사에 주차된 차량의 전자식 주차 브레이크가 해제되는 위험 등이 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구동 모터의 구동 여부와 무관하게 구동 모터의 단선 여부를 판단할 수 있으며, 구동 모터 단선 여부 판단 전류에 의해서 구동 모터가 구동되는 것을 방지할 수 있는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로는 구동 모터의 제1단자와 배터리 사이에 전기적으로 연결된 제1저항과, 상기 제1저항과 상기 구동 모터의 제1단자에 제1전극이 전기적으로 연결된 제2저항과, 상기 제1저항과 병렬로 연결된 제1트랜지스터와, 상기 제2저항과 병렬로 연결된 제2트랜지스터를 포함하는 제1제어모듈과, 상기 구동 모터의 제2단자와 상기 배터리 사이에 전기적으로 연결된 제3저항과, 상기 제3저항과 상기 구동 모터의 제2단자에 제1전극이 전기적으로 연결된 제4저항 및 상기 제3저항과 병렬로 연결된 제3트랜지스터와, 상기 제4저항과 병렬로 연결된 제4트랜지스터를 포함하는 제3제어모듈을 포함할 수 있다.
상기 제1제어모듈은 상기 제1트랜지스터를 온 시키고 상기 제2트랜지스터를 오프 시키거나, 제1트랜지스터를 오프 시키고 상기 제2트랜지스터를 온 시키거나, 디스에이블 신호를 인가하여 상기 제1트랜지스터 및 상기 제2트랜지스터를 모두 오프 시키는 제1제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2제어모듈은 상기 제3트랜지스터를 온 시키고 상기 제4트랜지스터를 오프 시키거나, 제3트랜지스터를 오프 시키고 상기 제4트랜지스터를 온 시키거나, 디스에이블 신호를 인가하여 상기 제3트랜지스터 및 상기 제4트랜지스터를 모두 오프 시키는 제2제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2저항의 제2전극과 상기 제4저항의 제2전극에 제1전극이 전기적으로 연결되고, 접지에 제2전극이 전기적으로 연결된 제5트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 제5트랜지스터는 전자 제어기에서 상기 구동 모터의 제1단자 및 제2단자의 전압을 통해 상기 구동 모터가 단선인 것으로 판단하여, 단선 판단 신호가 인가되면 턴 오프 되어 상기 구동 모터의 구동을 차단할 수 있다.
상기 제1저항, 제2저항, 제3저항 및 제4저항은 100㏀이상의 고저항일 수 있다.
본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로는 구동 모터의 구동 여부와 무관하게 구동 모터의 단선 여부를 판단할 수 있으며, 구동 모터 단선 여부 판단 전류에 의해서 구동 모터가 구동되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 도 1의 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로에서 구동 모터가 구동될 때 폐회로의 일예를 도시한 전류 흐름도이다.
도 3은 도 1의 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로에서 구동 모터가 정지하였을 때 폐회로의 일예를 도시한 전류 흐름도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로(10)는 제1저항(R1), 제2저항(R2), 제3저항(R3), 제4저항(R4), 제1제어모듈(CM1) 및 제2제어모듈(CM2)을 포함한다. 그리고 이러한 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로(10)는 제2저항(R2)의 제2전극(2)과 제4저항(R4)의 제2전극(2)에 제1전극(1)이 전기적으로 연결되고, 접지(GND)에 제2전극(2)이 전기적으로 연결된 제5트랜지스터(Q5)를 더 포함한다.
그리고 제1제어모듈(CM1)은 제1저항(R1)과 병렬로 연결된 제1트랜지스터(Q1)와, 제2저항(R2)과 병렬로 연결된 제2트랜지스터(Q2)를 포함한다. 그리고 제2제어모듈(CM2)은 제3저항(R3)과 병렬로 연결된 제3트랜지스터(Q3)와 제4저항(R4)과 병렬로 연결된 제4트랜지스터(Q4)를 포함한다.
우선 제1저항(R1)은 구동 모터(M)의 제1단자(m1)와 배터리(BAT) 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 제1저항(R1)은 제1전극(1)이 배터리(BAT)와 제3저항(R3)의 제1전극(1), 제1제어모듈(CM1)의 제1트랜지스터(Q1)의 제1전극(1) 및 제2제어모듈(CM2)의 제3트랜지스터(Q3)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다. 그리고 제1저항(R1)의 제2전극(2)이 구동 모터(M)의 제1단자(m1)와 제1제어모듈(CM1)의 제1트랜지스터(Q1)의 제2전극(2), 제2저항(R2)의 제1전극(1) 및 제1제어모듈(CM1)의 제2트랜지스터(Q2)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다.
그리고 제2저항(R2)은 제1저항(R1)과 구동 모터(M)의 제1단자(m1)에 제1전극(1)이 전기적으로 연결된다. 이러한 제2저항(R2)은 제1전극(1)이 제1저항(R1)의 제2전극(2), 구동 모터(M)의 제1단자(m1), 제1제어모듈(CM1)의 제1트랜지스터(Q1)의 제2전극(2) 및 제1제어모듈(CM1)의 제2트랜지스터(Q2)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다. 그리고 제2저항(R2)은 제2전극(2)이 제1제어모듈(CM1)의 제2트랜지스터(Q2)의 제2전극(2), 제4저항(R4)의 제2전극(2), 제2제어모듈(CM2)의 제4트랜지스터(Q4)의 제2전극(2) 및 제5트랜지스터(Q5)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다.
그리고 제3저항(R3)은 구동 모터(M)의 제2단자(m2)와 배터리(BAT) 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 제3저항(R3)은 제1전극(1)이 배터리(BAT)와 제1저항(R1)의 제1전극(1), 제1제어모듈(CM1)의 제1트랜지스터(Q1)의 제1전극(1) 및 제2제어모듈(CM2)의 제3트랜지스터(Q3)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다. 그리고 제3저항(R3)의 제2전극(2)이 구동 모터(M)의 제2단자(m2)와 제2제어모듈(CM2)의 제3트랜지스터(Q3)의 제2전극(2), 제4저항(R4)의 제1전극(1) 및 제2제어모듈(CM2)의 제4트랜지스터(Q4)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다.
그리고 제4저항(R4)은 제3저항(R3)과 구동 모터(M)의 제2단자(m2)에 제1전극(1)이 전기적으로 연결된다. 이러한 제4저항(R4)은 제1전극(1)이 제3저항(R3)의 제2전극(2), 구동 모터(M)의 제2단자(m2), 제2제어모듈(CM2)의 제3트랜지스터(Q3)의 제2전극(2) 및 제2제어모듈(CM2)의 제4트랜지스터(Q4)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다. 그리고 제4저항(R4)은 제2전극(2)이 제2제어모듈(CM2)의 제4트랜지스터(Q4)의 제2전극(2), 제2저항(R2)의 제2전극(2), 제1제어모듈(CM1)의 제2트랜지스터(Q2)의 제2전극(2) 및 제5트랜지스터(Q5)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결된다.
이러한 제1저항(R1), 제2저항(R2), 제3저항(R3) 및 제4저항(R4)은 단선 여부를 판단할 때, 전류 누적에 의해 구동 모터(M)가 구동되는 것을 방지하기 위해서, 100㏀이상의 고 저항을 이용한다.
그리고 제1제어모듈(CM1)은 제1트랜지스터(Q1)와 제2트랜지스터(Q2)의 동작을 제어하는 제1제어부(C1)를 더 포함한다. 이러한 제1제어부(C1)는 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 제1제어신호(MCa)에 의해서 제1제어모듈(CM1)의 제1트랜지스터(Q1) 및 제2트랜지스터(Q2)의 동작을 제어한다.
여기서 제1트랜지스터(Q1)는 P형 트랜지스터이고, 제2트랜지스터(Q2)는 N형 트랜지스터로 동일한 신호가 제1트랜지스터(Q1)와 제2트랜지스터(Q2)의 제어전극(3)으로 인가될 경우에, 제1트랜지스터(Q1)와 제2트랜지스터(Q2)는 서로 반대로 동작한다.
그리고 제2제어모듈(CM2)은 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)의 동작을 제어하는 제2제어부(C2)를 더 포함한다. 이러한 제2제어부(C2)는 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 제2제어신호(MCb)에 의해서 제2제어모듈(CM2)의 제3트랜지스터(Q3) 및 제4트랜지스터(Q4)의 동작을 제어한다.
여기서 제3트랜지스터(Q3)는 P형 트랜지스터이고, 제4트랜지스터(Q4)는 N형 트랜지스터로 동일한 신호가 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)의 제어전극(3)으로 인가될 경우에, 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)는 서로 반대로 동작한다.
예를 들어 구동 모터(M)의 구동을 위해서는 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 제1제어신호(MCa)에 의해서 제1제어부(C1)가 로우레벨의 제어신호(C1a, C1b)를 제1트랜지스터(Q1)와 제2트랜지스터(Q2)로 인가하고, 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 제2제어신호(MCb)에 의해서 제2제어부(C2)가 하이레벨의 제어신호(C2a, C2b)를 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)로 인가하면, 도 2에 도시된 바와 같이 제1트랜지스터(Q1)와 제4트랜지스터(Q4)가 턴온되어, 배터리(BAT), 제1트랜지스터(Q1), 구동 모터(M), 제4트랜지스터(Q4) 및 제5트랜지스터(Q5)를 통해 폐회로가 형성되어, 구동 모터(M)가 구동된다. 이때 구동 모터(M)의 양단의 전압을 측정하여, 구동 모터(M)의 단선여부를 판단할 수 있다.
그리고 이와 반대 방향으로 구동 모터(M)를 회전시키기 위해서는, 제1제어부(C1)가 하이레벨의 제어신호(C1a, C1b)를 제1트랜지스터(Q1)와 제2트랜지스터(Q2)로 인가하고, 제2제어부(C2)가 로우레벨의 제어신호(C2a, C2b)를 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)로 인가하면, 제2트랜지스터(Q2) 및 제3트랜지스터(Q3)가 턴온되어, 배터리(BAT), 제2트랜지스터(Q2), 구동 모터(M), 제3트랜지스터(Q3) 및 제5트랜지스터(Q5)를 통해 폐회로가 형성되어, 구동 모터(M)가 구동된다.
그리고 구동 모터(M)가 구동되지 않을 경우에, 구동 모터(M)의 단선 여부를 판단하기 위해서는 전자 제어기(ECU)가 제1제어모듈(CM1)이 디스에이블(disable)되도록 제1제어신호(MCa)를 인가하여, 제1제어모듈(CM1)의 구동을 차단한다.
그리고 이때, 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 제2제어신호(MCb)에 의해서 제2제어부(C2)가 하이레벨의 제어신호(C2a, C2b)를 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)로 인가하면, 도 3에 도시된 바와 같이 제4트랜지스터(Q4)가 턴온되어, 배터리(BAT), 제1저항(R1), 구동 모터(M), 제4트랜지스터(Q4) 및 제5트랜지스터(Q5)를 통해 폐회로가 형성된다. 그리고 구동 모터(M)의 제1단자(m1)와 제2단자(m2)의 전압을 감지하고, 감지된 양 단자의 전압이 상이할 경우 구동 모터(M)가 단선된 것으로 판단한다.
그리고 배터리(BAT), 제1저항(R1), 구동 모터(M), 제4트랜지스터(Q4) 및 제5트랜지스터(Q5)를 통해 형성된 폐회로에는, 100㏀ 이상의 고저항인 제1저항(R1)으로 인해서 미세 전류가 흐르게 된다. 그리고 일반적으로 구동 모터(M)의 구동 전류가 10A 내지 50A라면, 100㏀ 이상의 고저항인 제1저항(R1)을 통해 흐르는 미세전류는 100uA정도가 된다. 그러므로 미세전류가 누적되어도 전류 값이 너무 작기 때문에 구동 모터(M)를 기계적으로 구동시키지는 않는다.
그러므로 이와 같은 미세 전류를 통해 구동 모터(M)가 구동하지 않을 경우에도 구동 모터(M)의 단선 여부는 판단할 수 있으며, 고저항에 의해서 구동 모터(M)에 인가되는 전류가 미세 전류가 되므로, 구동 모터(M)의 단선 여부 판단을 실행할 때, 구동 모터(M)가 미세 구동되는 것을 방지할 수 있다.
또한 제2제어부(C2)가 로우레벨의 제어신호(C2a, C2b)를 제3트랜지스터(Q3)와 제4트랜지스터(Q4)로 인가하면, 제3트랜지스터(Q3)가 턴온되어, 배터리(BAT), 제2저항(R2), 구동 모터(M), 제3트랜지스터(Q3) 및 제5트랜지스터(Q5)를 통해 폐회로가 형성되며, 이때 구동 모터(M)의 제1단자(m1)와 제2단자(m2)의 전압을 감지하고, 감지된 양 단자의 전압이 상이할 경우 구동 모터(M)가 단선된 것으로 판단할 수 있다.
또한 이와 반대로 제2제어모듈(CM2)을 디스에이블 시키고, 제1제어모듈(CM1)을 통해 제1트랜지스터(Q1) 및 제2트랜지스터(Q2)의 동작을 제어하고, 이때 구동 모터(M)의 양단 전압을 비교함으로써, 구동 모터(M)의 단선 여부를 판단할 수 있다.
그리고 이와 같은 단선 여부 판단은 구동 모터(M)의 양단에 장착된 전압 센서(미도시)를 통해 전압을 측정하고, 측정된 전압은 전자 제어기(ECU)로 전송되어, 전자 제어기(ECU)가 구동 모터(M)의 양단전압을 통해 구동 모터(M)가 단선여부를 판단할 수 있다. 또한 이러한 전자 제어기(ECU)는 구동 모터(M)가 단선인 것으로 판단하면, 제5트랜지스터(Q5)의 제어전극으로 단선 제어 신호(MCc)를 인가하여, 제5트랜지스터(Q5)를 턴 오프 시킴으로써, 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동을 차단하여, 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로(10)는 전자식 주차 브레이크 시스템이 구동되지 않을 때에도 구동 모터(M)의 단선 여부를 판단할 수 있으며, 구동 모터(M)의 단선여부 판단으로 인해 구동 모터(M)가 구동되는 것을 방지할 수 있다.
10; 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로
CM1; 제1제어모듈 CM2; 제2제어모듈
R1; 제1저항 R2; 제2저항
R3; 제3저항 R4; 제4저항

Claims (6)

  1. 구동 모터의 제1단자와 배터리 사이에 전기적으로 연결된 제1저항;
    상기 제1저항과 상기 구동 모터의 제1단자에 제1전극이 전기적으로 연결된 제2저항;
    상기 제1저항과 병렬로 연결된 제1트랜지스터와, 상기 제2저항과 병렬로 연결된 제2트랜지스터를 포함하는 제1제어모듈;
    상기 구동 모터의 제2단자와 상기 배터리 사이에 전기적으로 연결된 제3저항;
    상기 제3저항과 상기 구동 모터의 제2단자에 제1전극이 전기적으로 연결된 제4저항; 및
    상기 제3저항과 병렬로 연결된 제3트랜지스터와, 상기 제4저항과 병렬로 연결된 제4트랜지스터를 포함하는 제3제어모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1제어모듈은 상기 제1트랜지스터를 온 시키고 상기 제2트랜지스터를 오프 시키거나, 제1트랜지스터를 오프 시키고 상기 제2트랜지스터를 온 시키거나, 디스에이블 신호를 인가하여 상기 제1트랜지스터 및 상기 제2트랜지스터를 모두 오프 시키는 제1제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2제어모듈은 상기 제3트랜지스터를 온 시키고 상기 제4트랜지스터를 오프 시키거나, 제3트랜지스터를 오프 시키고 상기 제4트랜지스터를 온 시키거나, 디스에이블 신호를 인가하여 상기 제3트랜지스터 및 상기 제4트랜지스터를 모두 오프 시키는 제2제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2저항의 제2전극과 상기 제4저항의 제2전극에 제1전극이 전기적으로 연결되고, 접지에 제2전극이 전기적으로 연결된 제5트랜지스터를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제5트랜지스터는 전자 제어기에서 상기 구동 모터의 제1단자 및 제2단자의 전압을 통해 상기 구동 모터가 단선인 것으로 판단하여, 단선 판단 신호가 인가되면 턴 오프 되어 상기 구동 모터의 구동을 차단하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1저항, 제2저항, 제3저항 및 제4저항은 100㏀이상의 고저항인 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구동 모터의 단선 감지 회로.
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