KR101914127B1

KR101914127B1 - Monitoring apparatus for fail of a motor

Info

Publication number: KR101914127B1
Application number: KR1020110123853A
Authority: KR
Inventors: 한종규
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2018-11-01
Also published as: KR20130057883A

Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크를 작동시키기 전에 H-브리지 회로와 모터의 오픈 또는 모터의 쇼트와 같은 고장을 감지할 수 있도록 하는 모터의 고장 감지 장치에 관한 것으로서, 전자식 주차 브레이크(EPB)를 작동시키지 않더라도 모터 또는 H-브리지 회로의 트랜지스터(FET)의 고장을 미리 감지하여 그로 인하여 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention relates to a fault detection apparatus for a motor which can detect a fault such as an H-bridge circuit and a motor open or a motor short before activating an electronic parking brake, It is possible to detect a failure of a transistor (FET) of a motor or an H-bridge circuit in advance to prevent an accident that may occur.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a motor fault detection apparatus,

본 발명은 전자식 주차 브레이크(EPB) 시스템에 관한 것으로, 전자식 주차 브레이크를 작동시키기 전에 테스트 신호를 인가하여 모터의 고장을 감지하는 모터의 고장 감지 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electronic parking brake (EPB) system, and more particularly, to a fault detection apparatus for a motor that detects a failure of a motor by applying a test signal before activating an electronic parking brake.

일반적으로 단일 전원을 사용하여 모터의 회전 방향을 바꾸고 싶을 경우, H-브리지(H-Bridge) 회로를 이용하여 모터를 정회전 또는 역회전으로 구동시킨다. Generally, if you want to change the direction of rotation of the motor by using a single power source, you can drive the motor in forward or reverse rotation by using H-bridge circuit.

도 1은 종래의 H-브리지 회로를 이용한 모터 구동 장치의 구성을 보인 예시도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 H-브리지 회로는 모터(M)의 정상 동작을 감지하기 위해 전류 검출 회로(100)를 포함한다. 1, the H-bridge circuit includes a current detection circuit 100 (see FIG. 1) for detecting the normal operation of the motor M. The H- ).

이러한 전류 검출 회로(100)를 이용하면 모터(M)를 구동시킨 후, 전류가 흐르지 않으면 모터가 오픈(open) 상태이고, 전류량이 일정하면 모터가 쇼트(short) 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이 모터(M)의 상태를 감지하여 경고등을 켜 줌으로써 사고를 예방할 수 있다.When the current detection circuit 100 is used, it can be determined that the motor is open when the current does not flow after the motor M is driven, and that the motor is in a short state when the amount of current is constant. In this way, the accident can be prevented by detecting the state of the motor M and turning on the warning light.

그러나 종래의 전류 검출 회로(100)를 이용하는 경우, 운전자가 전자식 주차 브레이크(EPB)를 작동시키기 전에는 모터의 이상 유무를 인지할 수 없다. However, when the conventional current detection circuit 100 is used, it is not possible to recognize the abnormality of the motor before the driver operates the electronic parking brake EPB.

따라서, 운전자가 모터가 오픈된 상태에서 경사진 지역에 주차를 하거나, 주행 중 차량을 정지시키고 오토홀드(AVH; Auto Vehicle Hold) 기능이 작동할 것이라 생각하여 브레이크 페달을 놓을 경우, 불의의 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다. Therefore, if the driver parks in a sloping area with the motor open, stops the vehicle while driving, and places the brake pedal on the assumption that the Auto Vehicle Hold (AVH) function will work, There is a problem that can occur.

참고로, 오토홀드(AVH) 기능은 신호 대기시나 차량 정체 시에 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼어도 브레이크 유압을 유지하여 정차 상태를 유지시켜주며, 25% 이상의 경사로에 정차했을 경우에도 앞뒤 방향의 가속도 센서에 의해 작동되어 차량이 뒤로 밀리는 부담을 덜어주는 기능으로서, 운전자가 가속 페달을 밟으면 자동으로 종료된다. For reference, the auto hold (AVH) function keeps the brake pedal oil pressure maintained even when the driver releases his or her foot from the brake pedal during signal stall or vehicle stagnation. Even when stopped at a ramp of 25% or more, It is a function that is operated by the acceleration sensor and relieves the burden of the vehicle being pushed backward, and is automatically terminated when the driver depresses the accelerator pedal.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개공보 제10-2005-0045547호 (2005.05.17)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0045547 (2005.05.17).

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 전자식 주차 브레이크(EPB)를 작동시키기 전에 테스트 신호를 인가하여 모터의 고장 또는 H-브리지 회로에 구비되는 트랜지스터의 고장을 미리 감지함으로써 불의의 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 모터의 고장 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an electronic parking brake (EPB) capable of detecting a malfunction of a motor or a transistor included in an H- And to prevent the occurrence of a fault in the motor.

본 발명의 일 측면에 따른 모터의 고장 감지 장치는 모터 구동을 위한 H-브리지 회로를 구성하는 각각의 트랜지스터(F1~F4) 양단 사이에 접속되는 저항(R1~R4) 및 모터의 전원 입력단(M1+, M1-)에 각각 접속되는 제1, 제2 고장 감지 회로를 포함하는 고장감지부; 및 트랜지스터(F1~F4) 및 H-브리지 회로를 온오프 시키는 트랜지스터(F5)에 테스트 신호를 입력하고, 테스트 신호에 따라 제1, 제2 고장 감지 회로에서 각각 출력되는 모니터 전압에 기초하여 모터 및 트랜지스터(F1~F5)의 고장 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함한다. The fault detection apparatus for a motor according to one aspect of the present invention includes resistors R1 to R4 connected between both ends of each of the transistors F1 to F4 constituting an H-bridge circuit for driving a motor, and a power input terminal (M1 + , M1-), respectively, and a second fault detection circuit And a transistor F5 which turns on and off the transistors F1 to F4 and the H-bridge circuit and supplies a test signal to the motor and the transistor F5 based on the monitor voltage output from the first and second fault detection circuits, And a control unit for determining whether or not a failure has occurred in the transistors F1 to F5.

본 발명에서 제어부는 트랜지스터에 테스트 신호를 순차적으로 입력한 후, 제1, 제2 고장 감지 회로에서 각각 출력되는 모니터 전압이 정상 모니터 전압과 다른 경우 테스트 신호가 입력된 트랜지스터의 고장으로 판단하고, 제1, 제2 고장 감지 회로에서 각각 출력되는 모니터 전압이 서로 다른 경우 모터가 오픈된 것으로 판단하고, 제1, 제2 고장 감지 회로에서 각각 출력되는 모니터 전압의 파형 모양이 상기 정상 모니터 전압과 다른 경우 모터가 쇼트된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit sequentially inputs test signals to the transistors, and when the monitor voltages output from the first and second fault detection circuits are different from the normal monitor voltage, 1, when the monitor voltages output from the second failure detection circuits are different from each other, it is determined that the motor is open, and when the waveform of the monitor voltage output from each of the first and second failure detection circuits is different from the normal monitor voltage It is determined that the motor is short-circuited.

본 발명에서 제1 또는 제2 고장 감지 회로는 상기 각 모터(M) 전원 입력단(M1+, M1-)에서 출력되는 전압을 일측으로 인가받는 저항(R25); 일측이 상기 저항(R25)의 타측에 접속되고 다른 일측이 접지된 커패시터(C1); 일측에 배터리 전원을 인가받는 저항(R20) 및 저항(R20)에 직렬 접속되고 타측이 접지되는 저항(R24); 캐소드가 배터리 전원을 인가받는 저항(R20)에 접속되는 다이오드(D1) 및 다이오드(D1)의 애노드에 캐소드가 접속되고 애노드가 접지된 다이오드(D2); 저항(R25)과 커패시터(C1)의 접속점 및 저항(R20, R24)의 접속점 및 다이오드(D1, D2)의 접속점이 공통 접속되고, 그 공통 접속점에서 모니터 전압이 출력되는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the first or second fault detection circuit includes: a resistor R25 receiving a voltage output from the power input terminals M1 + and M1- of the respective motors M; A capacitor (C1) having one side connected to the other side of the resistor (R25) and the other side grounded; A resistor R20 connected in series to the resistor R20 and a resistor R24 grounded on the other side; A diode D1 whose cathode is connected to a resistor R20 to which battery power is applied and a diode D2 whose cathode is connected to the anode of the diode D1 and whose anode is grounded; The connection point of the resistor R25 and the capacitor C1 and the connection point of the resistors R20 and R24 and the connection point of the diodes D1 and D2 are commonly connected and the monitor voltage is output at the common connection point.

본 발명에 따르면, 전자식 주차 브레이크(EPB)를 작동시키지 않더라도 H-브리지 회로에 구비되는 트랜지스터 및 모터의 고장을 미리 감지하여 그로 인하여 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있다.
According to the present invention, even if an electronic parking brake (EPB) is not operated, a failure of a transistor and a motor provided in the H-bridge circuit can be detected in advance, thereby preventing an accident that may occur.

도 1은 종래의 H-브리지 회로를 이용한 모터 구동 장치의 회로구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치에서 고장감지부의 회로구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 5는 도 4의 고장감지부에서 출력되는 모니터 전압의 파형을 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 7은 도 6의 고장감지부에서 출력되는 모니터 전압의 파형을 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
도 9는 도 8의 고장감지부에서 출력되는 모니터 전압의 파형을 도시한 예시도이다.1 is a circuit diagram of a motor driving apparatus using a conventional H-bridge circuit.
2 is a block diagram of a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a fault detection unit in a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a first exemplary view for explaining a failure detection method of a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram showing a waveform of a monitor voltage output from the failure detection unit of FIG.
6 is a second exemplary view for explaining a failure detection method of a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram showing a waveform of a monitor voltage output from the failure detection unit of FIG.
8 is a third exemplary view for explaining a failure detection method of a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an exemplary diagram showing a waveform of a monitor voltage output from the failure detection unit of FIG. 8. FIG.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 블록구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치에서 고장감지부의 회로구성도이다. FIG. 2 is a block diagram of a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a fault detection unit in a fault detection apparatus for a motor according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치는 고장감지부(200) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the fault detection apparatus of a motor according to an embodiment of the present invention may include a fault detection unit 200 and a control unit 300.

고장감지부(200)는 동일한 구성을 가지는 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)를 포함하며, 도 3에 도시된 바와 같이, H-브리지 회로를 구성하는 각각의 트랜지스터(F1~F4) 양단 사이에 저항(R1~R4)이 연결되고, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)는 두 개의 모터(M) 전원 입력단(M1+, M1-)에 각각 접속된다. The fault detection unit 200 includes first and second fault detection circuits 201 and 202 having the same configuration. As shown in FIG. 3, each of the transistors F1 to F4 And the first and second fault detection circuits 201 and 202 are connected to the power input terminals M1 + and M1- of the two motors M, respectively.

이러한 고장 감지 회로는 각 모터(M) 전원 입력단(M1+, M1-)에서 출력되는 전압을 일측으로 인가받는 저항(R25)과, 일측이 저항(R25)의 타측에 접속되고 다른 일측이 접지된 커패시터(C1)와, 일측에 배터리 전원(예 : 5[V])을 인가받는 저항(R20) 및 그 저항(R20)에 직렬 접속되고 타측이 접지된 저항(R24)과, 캐소드가 배터리 전원(예 : 5[V])을 인가받는 저항(R20)에 접속되는 다이오드(D1) 및 상기 다이오드(D1)의 애노드에 캐소드가 접속되고 애노드가 접지된 다이오드(D2)와, 상기 저항(R25)과 커패시터(C1)의 접속점 및 상기 두 저항(R20, R24)의 접속점 및 상기 두 다이오드(D1, D2)의 접속점이 공통 접속되고, 그 공통 접속점에서 모니터 전압이 검출될 수 있다. The failure detection circuit includes a resistor R25 for receiving a voltage output from one of the power input terminals M1 + and M1- of each motor M and a capacitor R25 connected on the other side of the resistor R25, A resistor R20 receiving a battery power (for example, 5 [V]) on one side and a resistor R24 connected in series to the resistor R20 and grounded on the other side; A diode D2 connected to a resistor R20 to which a voltage of 5 V is applied and a diode D2 whose cathode is connected to the anode of the diode D1 and whose anode is grounded, The connection point of the two resistors R20 and R24 and the connection point of the two diodes D1 and D2 are commonly connected and the monitor voltage at the common connection point can be detected.

제어부(300)는 차량에 전원이 인가된 상태에서 모터(M)를 구동시키지 않을 때, H-브리지 회로에 구비된 각 트랜지스터(F1~F5)에 테스트 신호(PWM1~5)를 차례로 입력한다.The control unit 300 sequentially inputs the test signals PWM1 to PWM5 to the transistors F1 to F5 provided in the H-bridge circuit when the motor M is not driven in a state where power is applied to the vehicle.

이후, 제어부(300)는 테스트 신호(PWM1~5)의 입력에 따라 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+), V(MON-)을 정상 모니터 전압(V(MON))과 비교하여 모터(M) 및 H-브리지 회로에 구비된 트랜지스터(F1~F5)의 고장을 검출한다.The control unit 300 then sets the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202 to normal Detects the failure of the transistors (F1 to F5) provided in the motor (M) and the H-bridge circuit in comparison with the monitor voltage (V (MON)).

즉, 제어부(300)는 H-브리지 회로의 트랜지스터 중 어느 하나에 테스트 신호(PWM1~5)를 입력하여 턴 온 시킨 후 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+), V(MON-))에 기초하여 해당 트랜지스터의 고장 여부, 모터(M)가 오픈 상태인지 여부 또는 모터(M)가 쇼트 상태인지 여부를 판단하여 고장을 검출할 수 있다. That is, the control unit 300 receives the test signals PWM1 to PWM5 and turns on the test signals PWM1 to PWM5 in one of the transistors of the H-bridge circuit, It is possible to detect a failure by determining whether the corresponding transistor is faulty, whether the motor M is in an open state, or whether the motor M is in a short state, based on V (MON +) and V (MON-).

이때, 제어부(300)에 의해 입력되는 테스트 신호(PWM1~5)는 펄스 폭 변조신호(PWM; Pulse Width Modulation) 신호 듀티비는 10[%]일 수 있고, 고장감지부(200)에 구비되는 트랜지스터(F1~F5)는 FET(Field Effect Transistor) 트랜지스터일 수 있다. At this time, the duty ratio of the pulse width modulation (PWM) signal of the test signals PWM1 to PWM5 inputted by the control unit 300 may be 10 [%] The transistors F1 to F5 may be FET (Field Effect Transistor) transistors.

모터(M)나 H-브리지 회로에 고장이 없을 경우, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)는 미리 설정된 정상 모니터 전압(V(MON))을 출력한다. When there is no failure in the motor M or the H-bridge circuit, the first and second failure detection circuits 201 and 202 output a preset normal monitor voltage V (MON).

하지만, 트랜지스터에 이상이 있을 경우, 통상적으로 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서는 정상 모니터 전압(V(MON))보다 더 작은 전압이 출력된다. However, when there is an abnormality in the transistor, in the first and second failure detection circuits 201 and 202, a voltage smaller than the normal monitor voltage V (MON) is output.

또한, 모터(M)가 오픈 상태인 경우, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 출력되는 모니터 전압(V(MON+), V(MON-))은 서로 다른 전압으로 출력된다. When the motor M is in an open state, the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second fault detection circuits 201 and 202 are output at different voltages.

마지막으로, 모터(M)가 쇼트 상태인 경우, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 출력되는 모니터 전압((V(MON+), V(MON-))의 파형 모양이 변화한다. Finally, when the motor M is in the short state, the waveforms of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second fault detection circuits 201 and 202 change .

따라서, 제어부(300)는 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 출력되는 모니터 전압((V(MON+), V(MON-))의 파형 모양이 정상 모니터 전압(V(MON))과 다르게 출력되는 경우 모터(M)가 쇼트 상태인 것으로 판단할 수 있다. Therefore, the control unit 300 determines whether the waveforms of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202 are equal to the normal monitor voltage V (MON) , It can be determined that the motor M is in the short state.

이하, 본 발명에 따른 모터의 고장 감지 장치에서 고장을 감지하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 이때, 모터(M)를 구동하기 위해 입력되는 배터리 전원은 12[V] 이고, 상기 고장 감지 회로에 입력되는 전원은 5[V] 인 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 모터(M)는 설명의 편의를 위하여 저항(R19)과 인덕터(L1)가 직렬 연결된 등가 회로로 구성하여 설명한다.Hereinafter, a method for detecting a fault in a fault detection apparatus of a motor according to the present invention will be described in detail. In this case, the battery power input to drive the motor M is 12 [V], and the power input to the failure detection circuit is 5 [V]. For convenience of explanation, the motor M is constructed by an equivalent circuit in which a resistor R19 and an inductor L1 are connected in series.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이고, 도 5는 도 4의 고장감지부에서 출력되는 모니터 전압의 파형을 도시한 예시도이다.FIG. 4 is a first exemplary view for explaining a method of detecting a failure of a motor fault detection apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating a waveform of a monitor voltage output from the failure detection unit of FIG. .

도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 H-브리지 회로의 하이 사이드(High Side)에 있는 트랜지스터 중 어느 하나(F1 or F3)에 테스트 신호(PWM1 or PWN3)를 인가하여 턴 온 시킨 후 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))을 검출한다. 4, the controller 300 applies a test signal (PWM1 or PWN3) to one of the transistors (F1 or F3) on the high side of the H-bridge circuit to turn on (V (MON +), V (MON-)) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202, respectively.

이후, 제어부(300)는 이와 같이 검출된 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))을 정상 모니터 전압(V(MON))과 비교하여 고장 발생 여부를 판단한다. Thereafter, the controller 300 compares the detected monitor voltages V (MON +) and V (MON-) with the normal monitor voltage V (MON) to determine whether a failure has occurred.

이때, 'MON+' 노드에서 키르히호프 전류법칙을 적용하여 산출되는 'MON+' 노드의 전압이 정상 모니터 전압(V(MON))이며, 아래의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다. At this time, the voltage of the 'MON +' node calculated by applying the Kirchhoff current rule at the 'MON +' node is the normal monitor voltage V (MON), which can be calculated by the following equation (1).

모터(M)나 H-브리지 회로에 고장이 없을 경우, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 파형이 도 5에 도시되어 있다. The waveforms of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second fault detection circuits 201 and 202, respectively, 5.

만약, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 최고 전압 레벨이 수학식 1에 의해 산출된 정상 모니터 전압(V(MON))과 다른 경우, 제어부(300)는 트랜지스터(F1 or F3)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.If the maximum voltage levels of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second fault detection circuits 201 and 202 are equal to the normal monitor voltage V (MON)), the controller 300 may determine that the transistor F1 or F3 is abnormal.

또한, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 최고 전압 레벨이 서로 다른 경우(V(MON+) ≠ V(MON-)), 제어부(300)는 모터(M)가 오픈 상태인 것으로 판단할 수 있다.When the maximum voltage levels of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202 are different from each other (V (MON +) ≠ V (MON -)), the control unit 300 can determine that the motor M is in an open state.

마지막으로, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 파형 모양이 정상 모니터 전압(V(MON))의 파형 모양과 다른 경우, 모터(M)가 쇼트 상태인 것으로 판단할 수 있다. Finally, the waveforms of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202 are the waveforms of the normal monitor voltage V (MON) , It can be determined that the motor M is in the short state.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 고장 감지 장치의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이고, 도 7은 도 6의 고장감지부에서 출력되는 모니터 전압의 파형을 도시한 예시도이다. FIG. 6 is a second exemplary view for explaining a method for detecting a fault in a motor fault detection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating a waveform of a monitor voltage output from the fault detection unit in FIG. .

도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 H-브리지 회로의 로우 사이드(Low Side)에 있는 트랜지스터 중 어느 하나(F2 or F4)에 테스트 신호(PWM2 or PWN4)를 인가하여 턴 온 시킨 후 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))을 검출한다. 6, the control unit 300 applies a test signal PWM2 or PWN4 to any one of the transistors on the low side of the H-bridge circuit (F2 or F4) to turn on (V (MON +), V (MON-)) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202, respectively.

이때, 'MON+' 노드에서 키르히호프 전류법칙을 적용하여 산출되는 'MON+' 노드의 전압이 정상 모니터 전압(V(MON))이며, 아래의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다. At this time, the voltage of the 'MON +' node calculated by applying the Kirchhoff current rule at the 'MON +' node is the normal monitor voltage V (MON), which can be calculated by the following equation (2).

모터(M)나 H-브리지 회로에 고장이 없을 경우, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 파형이 도 7에 도시되어 있다. The waveforms of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second fault detection circuits 201 and 202, respectively, 7.

만약, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 최고 전압 레벨이 수학식 2에 의해 산출된 정상 모니터 전압(V(MON))과 다른 경우, 제어부(300)는 트랜지스터(F2 or F4)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.If the maximum voltage level of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202 is equal to the normal monitor voltage V (MON)), the controller 300 may determine that the transistor F2 or F4 is abnormal.

또한, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))이 서로 다른 경우(V(MON+) ≠ V(MON-)), 제어부(300)는 모터(M)가 오픈 상태인 것으로 판단할 수 있다.When the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second fault detection circuits 201 and 202 are different from each other (V (MON +) ≠ V (MON-)), The control unit 300 can determine that the motor M is in an open state.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 고장 감지 장치의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 제3 예시도이고, 도 9는 도 8에서 검출된 모니터 전압의 파형을 보인 예시도이다. FIG. 8 is a third exemplary view for explaining a failure detection method of a motor fault detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an exemplary diagram showing a waveform of a monitor voltage detected in FIG.

도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 H-브리지 회로의 로우 사이드(Low Side)에 있는 트랜지스터(F5)를 테스트 신호(PWN5)에 의해 턴 온 시킨 후 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))을 검출한다. 이때, 트랜지스터(F5)는 H-브리지 회로의 온/오프를 제어할 수 있다.8, the control unit 300 turns on the transistor F5 on the low side of the H-bridge circuit by the test signal PWN5, and then turns on the first and second fault detection circuits (V (MON +), V (MON-)) output from the microcomputers 201 and 202, respectively. At this time, the transistor F5 can control ON / OFF of the H-bridge circuit.

이후, 제어부(300)는 이와 같이 검출된 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))을 정상 모니터 전압(V(MON))과 비교하여 고장 발생 여부를 판단한다.Thereafter, the controller 300 compares the detected monitor voltages V (MON +) and V (MON-) with the normal monitor voltage V (MON) to determine whether a failure has occurred.

이때, 'M1+' 노드와 'M1-' 노드에서 키르히호프 전류법칙을 각각 적용하여 산출되는 'MON+' 노드의 전압이 정상 모니터 전압(V(MON))이며, 아래의 수학식 3의 (1)과 (2)를 연립하여 산출될 수 있다. In this case, the voltage of the 'MON +' node calculated by applying the Kirchhoff current rule at the 'M1 +' node and the 'M1-' node is the normal monitor voltage V (MON) And (2).

이때, 모터(M)나 H-브리지 회로에 고장이 없을 경우, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 파형이 도 9에 도시되어 있다. At this time, when there is no failure in the motor M or the H-bridge circuit, the waveforms of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202, Is shown in Fig.

만약, 제1, 제2 고장 감지 회로(201, 202)에서 각각 출력되는 모니터 전압(V(MON+),V(MON-))의 최고 전압 레벨이 수학식 3에 의해 산출된 정상 모니터 전압(V(MON))과 다른 경우, 제어부(300)는 트랜지스터(F5)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.If the maximum voltage level of the monitor voltages V (MON +) and V (MON-) output from the first and second failure detection circuits 201 and 202 is equal to the normal monitor voltage V (MON)), the control unit 300 can determine that the transistor F5 is abnormal.

이와 같이 모터를 구동시키는 H-브리지 회로에 구비되는 5개의 트랜지스터(F1~F5)에 차례로 테스트 신호를 입력함으로써 모터(M)를 구동하지 않는 상태에서 모터(M) 및 H-브리지 회로에 구비되는 트랜지스터의 고장을 감지할 수 있다.As described above, test signals are sequentially inputted to the five transistors F1 to F5 provided in the H-bridge circuit for driving the motor, so that the motor M and the H- It is possible to detect the failure of the transistor.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

201, 202 : 제1, 제2 고장 감지 회로
D1,D2 : 다이오드
F1~F5 : 트랜지스터
M : 모터201, 202: first and second fault detection circuits
D1, D2: Diode
F1 to F5: transistor
M: Motor

Claims

(R1 to R4) connected between both ends of each of the transistors (F1 to F4) constituting an H-bridge circuit for driving the motor and first and second A fault detection unit including a second fault detection circuit; And a transistor (F5) for turning on and off the transistors (F1 to F4) and the H-bridge circuit, and for generating a test signal based on a monitor voltage output from each of the first and second fault detection circuits And a controller for determining whether or not a fault has occurred in the motor and the transistors (F1 to F5)
The control unit sequentially inputs the test signals to the transistors F1 to F5, and when the monitor voltages output from the first and second failure detection circuits are different from the normal monitor voltage, It is determined that the motor is open when the monitor voltages outputted from the first and second fault detection circuits are different from each other and that the motor voltage of the monitor voltage outputted from the first and second fault detection circuits Determines that the motor is short-circuited when the waveform shape is different from the normal monitor voltage,
The first or second fault detection circuit may include: a resistor R25 receiving a voltage output from one of the power input terminals M1 + and M1- of the respective motors M; A capacitor (C1) having one side connected to the other side of the resistor (R25) and the other side grounded; A resistor R20 receiving a battery power on one side, a resistor R24 serially connected to the resistor R20 and grounded on the other side; A diode (D1) having a cathode connected to the resistor (R20) to which the battery power is applied, and a diode (D2) having a cathode connected to the anode of the diode (D1) and an anode grounded; The connection point of the resistor R25 and the capacitor C1 and the connection point of the resistors R20 and R24 and the connection points of the diodes D1 and D2 are connected in common and the monitor voltage is output at the common connection point,
If the transistor to which the test signal is input is one of the transistors on the high side,
Wherein the normal monitor voltage is calculated by Equation (1).
(1)

Where V (BATT) is the battery power and V (MON) is the normal monitor voltage. VCC is the power applied to the first and second fault detection circuits.

delete

(R1 to R4) connected between both ends of each of the transistors (F1 to F4) constituting an H-bridge circuit for driving the motor and first and second A fault detection unit including a second fault detection circuit; And a transistor (F5) for turning on and off the transistors (F1 to F4) and the H-bridge circuit, and for generating a test signal based on a monitor voltage output from each of the first and second fault detection circuits And a controller for determining whether or not a fault has occurred in the motor and the transistors (F1 to F5)
The control unit sequentially inputs the test signals to the transistors F1 to F5. If the monitor voltages output from the first and second fault detection circuits are different from the normal monitor voltage, It is determined that the motor is open when the monitor voltages outputted from the first and second fault detection circuits are different from each other and that the motor voltage of the monitor voltage outputted from the first and second fault detection circuits Determines that the motor is short-circuited when the waveform shape is different from the normal monitor voltage,
The first or second fault detection circuit may include: a resistor R25 receiving a voltage output from one of the power input terminals M1 + and M1- of the respective motors M; A capacitor (C1) having one side connected to the other side of the resistor (R25) and the other side grounded; A resistor R20 receiving a battery power on one side, a resistor R24 serially connected to the resistor R20 and grounded on the other side; A diode (D1) having a cathode connected to the resistor (R20) to which the battery power is applied, and a diode (D2) having a cathode connected to the anode of the diode (D1) and an anode grounded; The connection point of the resistor R25 and the capacitor C1 and the connection point of the resistors R20 and R24 and the connection points of the diodes D1 and D2 are connected in common and the monitor voltage is output at the common connection point,
If the transistor to which the test signal is input is one of the transistors on the low side,
Wherein the normal monitor voltage is calculated according to Equation (2).
(2)

(R1 to R4) connected between both ends of each of the transistors (F1 to F4) constituting an H-bridge circuit for driving the motor and first and second A fault detection unit including a second fault detection circuit; And a transistor (F5) for turning on and off the transistors (F1 to F4) and the H-bridge circuit, and for generating a test signal based on a monitor voltage output from each of the first and second fault detection circuits And a controller for determining whether or not a fault has occurred in the motor and the transistors (F1 to F5)
The control unit sequentially inputs the test signals to the transistors F1 to F5, and when the monitor voltages output from the first and second failure detection circuits are different from the normal monitor voltage, It is determined that the motor is open when the monitor voltages outputted from the first and second fault detection circuits are different from each other and that the motor voltage of the monitor voltage outputted from the first and second fault detection circuits Determines that the motor is short-circuited when the waveform shape is different from the normal monitor voltage,
The first or second fault detection circuit may include: a resistor R25 receiving a voltage output from one of the power input terminals M1 + and M1- of the respective motors M; A capacitor (C1) having one side connected to the other side of the resistor (R25) and the other side grounded; A resistor R20 receiving a battery power on one side, a resistor R24 serially connected to the resistor R20 and grounded on the other side; A diode (D1) having a cathode connected to the resistor (R20) to which the battery power is applied, and a diode (D2) having a cathode connected to the anode of the diode (D1) and an anode grounded; The connection point of the resistor R25 and the capacitor C1 and the connection point of the resistors R20 and R24 and the connection points of the diodes D1 and D2 are connected in common and the monitor voltage is output at the common connection point,
When the transistor to which the test signal is input is the transistor F5 which turns on and off the H-bridge circuit,
Wherein the normal monitor voltage is calculated by a combination of Equation (1) and Equation (2) of Equation (3).
(3)

.............(One)

.............(2)
Where V (BATT) is the battery power and V (MON) is the normal monitor voltage. VCC is the voltage applied to the first and second fault detection circuits, and V (M1) is the voltage of the power input terminal (M1 + or M1-) of the motor M. [