KR102219065B1 - 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 그것의 단락 진단 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치는, 모터의 제어를 위한 PWM 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 PWM 제어 신호에 응답하여 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링을 반복 수행하는 구동부, 및 상기 하이사이드 프리휠링과 상기 로우사이드 프리휠링이 멈춘 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 전압을 검출하고 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 모터의 상태와 관련한 비교결과를 출력하는 비교부를 포함한다.

Description

단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 그것의 단락 진단 방법{MOTOR CONTROL APPARATUS WITH SHORT CIRCUIT DIAGNOSIS FUNCTION AND SHORT CIRCUIT DIAGNOSIS METHOD THEREOF}
본 발명은 모터 제어 장치에 관한 것으로, 일례로 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 그것의 단락 진단 방법에 관한 것이다.
차량용 모터의 경우, 와이어를 통해 모터 구동 회로에 연결되어 모터 구동 회로에 의해 동작한다.
이러한 와이어가 피복이 벗겨지거나 끊어질 경우, 배터리 단락(SCB: short circuit to battery) 또는 그라운드 단락(short circuit to ground) 고장이 발생할 수 있다.
특히 모터 구동 중에 배터리 단락 또는 그라운드 단락 고장이 발생하는 경우, 과전류 상황이 발생하게 되어 이로 인해 발열문제와 제어기 소손이 발생할 수 있다.
모터 구동 회로를 제어하는 대부분의 제어기의 경우, 단락 고장 발생에 따른 문제 해결을 위해 단락 진단 기능을 구비하고 있다.
종래 단락 진단 기술은, 전류센서 또는 션트저항을 통해 인식된 전류값에 따라 과전류 상황을 감지하고, 감지된 과전류 상황에 따라 단락 고장으로 판단하는 방식과, 모터 구동 스위치(FET: Field Effect Transistor)의 드레인-소스 전압(VDS)을 통해 인식된 전압값에 따라 과전류 상황을 감지하고, 감지된 과전류 상황에 따라 단락 고장으로 판단하는 방식이 있다.
전류센서 또는 션트저항을 통해 과전류 상황을 감지하는 방식의 경우, 전류센서 또는 션트저항이 위치하는 지점이 아닌 다른 지점에 과전류가 흐르는 과전류 상황을 감지할 수 없는 문제가 있으며, 모터 구동 스위치(FET)의 드레인-소스 전압(VDS)을 통해 과전류 상황을 감지하는 방식의 경우, 모터 구동 스위치(FET)의 구동을 제어하는 PWM 제어 신호의 듀티(Duty)에 따라 과전류 상황을 감지하지 못하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1224635호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, PWM 제어 신호의 듀티에 관계없이 과전류 상황을 감지하여 단락 여부를 진단할 수 있는 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 그것의 단락 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치는, 모터의 제어를 위한 PWM 제어 신호를 생성하는 제어부; 상기 PWM 제어 신호에 응답하여 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링을 반복 수행하는 구동부; 및 상기 하이사이드 프리휠링과 상기 로우사이드 프리휠링이 멈춘 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 전압을 검출하고 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 모터의 상태와 관련한 비교결과를 출력하는 비교부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 비교결과를 전달받아 미리 마련된 룩업 테이블과 비교하여 단락 진단을 수행할 수 있다.
상기 룩업 테이블은, 데드타임별 정상 전압, 배터리 단락 전압, 및 그라운드 단락 전압을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 검출된 상기 모터의 전압에 따른 상기 비교부의 제1 비교결과를 이용하여 배터리 단락 진단을 수행할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 비교결과와 룩업 테이블의 배터리 단락 전압이 일치하는 경우, 배터리 단락 고장으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 검출된 상기 모터의 전압에 따른 상기 비교부의 제2 비교결과를 이용하여 그라운드 단락 진단을 수행할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 비교결과와 룩업 테이블의 그라운드 단락 전압이 일치하는 경우, 그라운드 단락 고장으로 판단할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치의 단락 진단 방법은, 모터 제어 장치의 단락 진단 방법에 있어서, 모터를 제어하기 위한 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 제1 전압을 검출하고, 검출되는 제1 전압과 기준 전압을 비교하는 제1 비교 단계; 및 상기 제1 비교 단계의 제1 비교결과를 이용하여 상기 모터의 단락 진단을 수행하는 단락 진단 단계;를 포함한다.
모터를 제어하기 위한 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 제2 전압을 검출하고, 검출되는 제2 전압과 기준 전압을 비교하는 제2 비교 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 단락 진단 단계는, 상기 제2 비교 단계의 제2 비교결과를 이용하여 상기 모터의 단락 진단을 수행할 수 있다.
상기 단락 진단 단계는, 상기 제2 비교결과와 미리 마련된 룩업 테이블을 비교하여 그라운드 단락 여부를 진단할 수 있다.
상기 단락 진단 단계는, 상기 제1 비교결과와 미리 마련된 룩업 테이블을 비교하여 배터리 단락 여부를 진단할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치 및 그것의 단락 진단 방법에 의하면, PWM 제어 신호의 듀티에 관계없이 과전류 상황을 감지하여 단락 여부를 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안정적이고 정확한 진단이 가능하며, 이를 통해 제어기 소손과 같은 문제를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치의 개략적인 회로도이다.
도 3은 도 2의 모터 제어 장치의 로우사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 4는 도 3의 모터 제어 장치의 로우사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 5는 도 4의 모터 제어 장치의 하이사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 6은 도 5의 모터 제어 장치의 하이사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비교부를 보여주는 도면이다.
도 8은 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링 별 데드타임 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 제어 장치의 단락 진단 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치의 개략적인 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치는, 모터(200)의 동작 중에 단락 진단이 가능한 것으로서, 제어부(110), 구동부(120), 및 비교부(130)를 포함한다.
제어부(110)는 구동부(120)를 제어하여 모터(200)를 동작시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제어부(110)는 구동부(120) 제어를 위한 PWM 제어 신호를 생성할 수 있다. PWM 제어 신호는 구동부(120)의 하이사이드 프리휠링 제어를 위한 제2 PWM 제어 신호와, 구동부(120)의 로우사이드 프리휠링 제어를 위한 제1 PWM 제어 신호를 포함할 수 있다. 제어부(110)는 단락 진단을 위해 구동부(120)의 로우사이드 프리휠링과 하이사이드 프리휠링을 제어할 수 있다.
구동부(120)는 제어부(110)의 PWM 제어 신호에 응답하여 모터(200)를 구동할 수 있다. 구동부(120)는 제1 PWM 제어 신호에 응답하여 스위칭 동작하는 제1 하이사이드 스위치(S1)와 제1 로우사이드 스위치(S3)를 포함하고, 제2 PWM 제어 신호에 응답하여 스위칭 동작하는 제2 하이사이드 스위치(S2)와 제2 로우사이드 스위치(S4)를 포함할 수 있다.
하이사이드 스위치(S1, S2)와 로우사이드 스위치(S3, S4)는 N채널 모스펫(MOSFET)일 수 있다.
하이사이드 스위치(S1, S2)는 배터리(VMOT)에 드레인단이 연결되고, 모터의 제 1 상(A)에 소스단이 연결되는 제1 하이사이드 스위치(S1)와, 배터리(VMOT)에 드레인단이 연결되고, 모터의 제 2 상(B)에 소스단이 연결되는 제2 하이사이드 스위치(S2)를 포함할 수 있다.
로우사이드 스위치(S3, S4)는 모터(200)의 제 1 상(A)에 드레인단이 연결되고, 접지에 소스단이 연결되는 제1 로우사이드 스위치(S3)와, 모터(200)의 제 2 상(B)에 드레인단이 연결되고 접지에 소스단이 연결되는 제2 로우사이드 스위치(S4)를 포함할 수 있다. 여기서, 접지와 제1 로우사이드 스위치(S3) 사이에, 및 접지와 제2 로우사이드 스위치(S4) 사이에 저항(R)이 연결될 수 있다.
구동부(120)는 제어부(110)의 PWM 제어 신호에 따라 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링을 반복 수행할 수 있다. 구동부(120)는 하이사이드 스위치(S1, S2)와 로우사이드 스위치(S3, S4)의 스위칭 동작을 통해 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링을 수행할 수 있다.
비교부(130)는 구동부(120)의 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링이 멈춘 데드타임 구간에서 모터(200)에 인가되는 전압을 검출하고, 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 모터(200)의 상태와 관련한 비교결과를 출력할 수 있다. 여기서, 구동부(120)는 데드타임 구간에서 하이사이드 스위치(S1, S2)와 로우사이드 스위치(S3, S4) 모두 턴 오프(Turn Off) 동작한다.
제어부(110)는 비교부(130)에서 출력되는 비교결과를 미리 마련된 룩업 테이블과 비교하여 단락 진단을 수행할 수 있다. 여기서, 룩업 테이블은 데드타임별 정상 전압, 배터리 단락 전압, 및 그라운드 단락 전압을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 노이즈로 인한 오진단을 방지하기 위해 진단 카운트를 이용하여 단락 진단을 수행할 수도 있다.
이하에서는, 데드타임 구간에서 검출된 모터 전압을 이용하여 단락 진단을 수행하는 방법을 상세히 설명한다.
도 3은 도 2의 모터 제어 장치의 로우사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 3을 참고하면, 제어부(110)는 로우사이드 프리휠링을 위한 제1 PWM 제어 신호를 제1 하이사이드 스위치(S1)와 제1 로우사이드 스위치(S3)에 인가한다. 이때 제어부(110)는 제2 하이사이드 스위치(S2)를 턴 오프(Turn Off) 제어하고, 제2 로우사이드 스위치(S4)를 턴 온(Turn On) 제어한다.
제1 하이사이드 스위치(S1)는 제1 PWM 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On) 동작하고, 제1 로우사이드 스위치(S3)는 제1 PWM 제어 신호에 따라 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이를 통해 도 3과 같은 로우사이드 프리휠링 전의 전류 흐름이 나타나게 된다.
도 4는 도 3의 모터 제어 장치의 로우사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 4를 참고하면, 제1 하이사이드 스위치(S1)는 제1 PWM 제어 신호에 따라 턴 오프(Turn Off) 동작하고, 제1 로우사이드 스위치(S3)는 제1 PWM 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On) 동작한다. 이를 통해 도 4와 같은 전류 흐름이 나타나게 되고, 로우사이드 프리휠링이 수행된다.
도 5는 도 4의 모터 제어 장치의 하이사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 5를 참고하면, 제어부(110)는 하이사이드 프리휠링을 위한 제2 PWM 제어 신호를 제2 하이사이드 스위치(S2)와 제2 로우사이드 스위치(S4)에 인가한다. 이때 제어부(110)는 제1 하이사이드 스위치(S1)를 턴 온(Turn On) 제어하고, 제1 로우사이드 스위치(S3)를 턴 오프(Turn Off) 제어한다.
제2 하이사이드 스위치(S2)는 제2 PWM 제어 신호에 따라 턴 오프(Turn Off) 동작하고, 제2 로우사이드 스위치(S4)는 제2 PWM 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On) 동작한다. 이를 통해 도 5와 같은 전류 흐름이 나타나게 된다.
도 6은 도 5의 모터 제어 장치의 하이사이드 프리휠링 방법을 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 6을 참고하면, 제2 하이사이드 스위치(S2)는 제2 PWM 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On) 동작하고, 제2 로우사이드 스위치(S4)는 제2 PWM 제어 신호에 따라 턴 오프(Turn Off) 동작한다. 이를 통해 도 6과 같은 전류 흐름이 나타나게 되고, 하이사이드 프리휠링이 수행된다.
제어부(110)는 구동부(120)의 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링 도중에 단락 진단이 가능하다.
표 1은 제어부(110)에서 프리휠링 별 단락 진단 가능한 상태를 나타낸다.
FW TYPE SHORT CIRCUIT A TO B B TO A
LS FW A SCG △ □
A SCB △ ○(LS-A)
B SCG □ △
B SCB ○(LS-B) △
HS FW A SCG ○(HS-A) △
A SCB □ △
B SCG △ ○(HS-B)
B SCB △ □
표 1에서, ○는 스위치의 드레인-소스단 전압(VDS)을 통한 단락 진단 가능한 상태를 나타내고, □는 단락 진단 불가능한 상태를 나타내고, △는 PWM 제어 신호의 듀티(DUTY)에 따라 진단 가능 여부가 달라지는 상태를 나타낸다.
제어부(110)는 표 1의 진단 불가 상태에 대해서는 하이사이드 프리휠링 또는 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 검출된 전압에 따른 비교부(130)의 비교결과를 통해 단락 진단이 가능하다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비교부를 보여주는 도면이다.
도 7을 참고하면, 비교부(130)는 제1 분기점(P1) 또는 제2 분기점(P2)에서 검출되는 전압(PHASE_A/B)과 기준 전압(Vth)을 비교하여 모터(200)의 상태와 관련한 비교결과(COMP_OUT_A/B)를 출력할 수 있다.
하기 표 2는 고장 상태 별 비교부(130)의 비교결과(COMP_OUT_A/B)로 나타날 수 있는 전압 레벨을 보여준다.
고장 상태(FAULT) LS-FW (#1) LS-FW (#2) HS-FW (#3) HS-FW (#4)
정상 상태(Normal) L L H H
배터리 단락 상태(SCB) H H H H
그라운드 단락 상태(SCG) L L L L
표 2에서, LS-FW (#1)와 LS-FW (#2)는 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간을 나타내고, HS-FW (#3)와 HS-FW (#4)는 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간을 나타낸다. 이는 도 8 내지 도 10을 통해 확인할 수 있다.
도 8은 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 구동부(120)의 PWM 제어시, 슛-스루(shoot through)를 방지하기 위한 데드타임 구간(t_dead)이 로우사이드 프리휠링을 위한 제1 PWM 제어 신호에 적용된다. 구동부(120)는 제1 PWM 제어 신호의 데드타임 구간(t_dead) 동안 하이사이드 스위치(S1, S2)와 로우사이드 스위치(S3, S4)가 모두 턴 오프(Turn off) 된다. 이때 로우사이드 스위치(S3, S4)의 바디 다이오드(body diode)를 통해 전류가 흐르게 된다. 이를 통해 구동부(120)의 출력 전압이 Vf 만큼 낮아지게 된다.
도 9는 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 구동부(120)의 PWM 제어시, 데드타임 구간(t_dead)이 하이사이드 프리휠링을 위한 제2 PWM 제어 신호에 적용된다. 구동부(120)는 제2 PWM 제어 신호의 데드타임 구간(t_dead) 동안 하이사이드 스위치(S1, S2)와 로우사이드 스위치(S3, S4)가 모두 턴 오프(Turn off) 된다. 이때 하이사이드 스위치(S1, S2)의 바디 다이오드(body diode)를 통해 전류가 흐르게 된다. 이를 통해 구동부(120)의 출력 전압이 Vf 만큼 높아지게 된다.
도 10은 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링 별 데드타임 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참고하면, 이러한 데드타임 구간(t_dead)에서 그라운드 단락(SCG) 또는 배터리 단락(SCB) 고장 발생시, 비교부(130)는 전압 레벨의 왜곡없이 전압을 정확히 인식할 수 있으며, 제어부(110)의 프리휠링(FW) 방식을 반복적으로 변화하여 제어하는 방식과, 데드타임 시점에 비교부(130)의 비교결과를 이용한 진단 컨셉을 적용한다면 모든 케이스에 대해 진단이 가능하다.
다시 도 7을 참고하면, 로우사이드 프리휠링 및 하이사이드 프리휠링의 데드타임(Dead Time) 구간의 정상상태는, 제1 분기점(P1)과 제2 분기점(P2)이 배터리 및 접지에 연결되지 않은 오픈 상태(OPEN) 상태이다. 이때 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간(LS-FW #1, LS-FW #2)에서 비교부(130)에 입력되는 전압(PHASE_A/B)은 정상 전압이며, 기준 전압(Vth)보다 낮은 전압값을 가진다. 이를 통해 비교부(130)는 로우 레벨(L)의 비교결과를 출력할 수 있다. 또한, 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간(HS-FW #3, HS-FW #4)에서 비교부(130)에 입력되는 전압(PHASE_A/B)은 정상 전압이며, 기준 전압(Vth)보다 높은 전압값을 가진다. 이를 통해 비교부(130)는 하이 레벨(H)의 비교결과를 출력할 수 있다.
제어부(110)는 비교부(130)의 비교결과와 표 2와 같이 마련된 룩업 테이블을 비교하여 배터리 단락 또는 그라운드 단락 고장을 판단할 수 있다. 제어부(130)는 비교부(130)로부터 출력되는 하이 레벨(H)의 비교결과를 룩업 테이블의 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간(LS-FW #1, LS-FW #2) 및 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간(HS-FW #1, HS-FW #2) 별 전압과 비교하여 정상 상태로 판단할 수 있다.
로우사이드 프리휠링 및 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간의 배터리 단락 고장 상태(SCB Fault)는, 제1 분기점(P1) 또는 제2 분기점(P2)이 배터리에 연결된 클로즈(Close) 상태이다. 이때 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 비교부(130)에 입력되는 전압(PHASE_A/B)은 배터리 단락 전압이며, 기준 전압(Vth)보다 높은 전압값을 가진다. 이를 통해 비교부(130)는 하이 레벨(H)의 비교결과를 출력할 수 있다.
제어부(130)는 하이 레벨(H)의 비교결과를 룩업 테이블의 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간(LS-FW #1, LS-FW #2) 별 전압과 비교하여 배터리 단락 고장 상태로 판단할 수 있다.
로우사이드 프리휠링 및 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간의 그라운드 단락 고장 상태(SCG Fault)는, 제1 분기점(P1) 또는 제2 분기점(P2)이 접지에 연결된 클로즈(Close) 상태이다. 이때 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 비교부(130)에 입력되는 전압(PHASE_A/B)은 그라운드 단락 전압이며, 기준 전압(Vth)보다 낮은 전압값을 가진다. 이를 통해 비교부(130)는 로우 레벨(L)의 비교결과를 출력할 수 있다.
제어부(130)는 로우 레벨(H)의 비교결과를 룩업 테이블의 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간(HS-FW #1, HS-FW #2) 별 전압과 비교하여 그라운드 단락 고장 상태로 판단할 수 있다.
상술한 바와 같은 진단 방법을 적용하면, 본 발명의 모터 제어 장치(100)는, PWM 제어 신호의 듀티(Duty)와 상관없이 모든 단락 고장 상황에 대해 정확하고 안정적인 진단이 가능하며, 연속 또는 누적 카운트를 통해 노이즈로 인한 예상치 못한 오진단의 가능성도 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 모터 제어 장치(100)는, 종래의 드레인 소스단 전압(VDS)을 이용한 진단 방법의 불완전성(VDS 진단 전압에는 미치지 못하는 과전류(SC) 연속 발생)으로 인한 발열 및 스위치(FET) 파손의 위험성을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 제어 장치의 단락 진단 방법의 순서도이다.
도 2 및 도 11을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 제어 장치의 단락 진단 방법은, 제1 비교 단계(S1110), 제2 비교 단계(S1120), 및 단락 진단 단계(S1130)를 포함한다.
먼저, 제1 비교 단계(S1110)에서, 비교부(130)는, 제어부(110)의 제1 PWM 제어 신호에 따라 구동부(120)가 로우사이드 프리휠링을 수행하는 경우, 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 모터(200)에 인가되는 제1 전압을 검출하고, 검출되는 제1 전압과 기준 전압을 비교하여 제1 비교결과를 출력한다. 이때 제1 비교결과는 제어부(110)에 전달된다.
제2 비교 단계(S1120)에서, 비교부(130)는, 제어부(110)의 제2 PWM 제어 신호에 따라 구동부(120)가 하이사이드 프리휠링을 수행하는 경우, 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 모터(200)에 인가되는 제2 전압을 검출하고, 검출되는 제2 전압과 기준 전압을 비교하여 제2 비교결과를 출력한다. 이때 제2 비교결과는 제어부(110)에 전달된다.
단락 진단 단계(S1130)에서, 제어부(110)는 제1 비교결과 또는 제2 비교결과를 이용하여 모터의 단락 진단을 수행한다. 제어부(110)는 제1 비교결과의 전압레벨이 룩업 테이블의 배터리 단락 전압과 일치하는 경우, 배터리 단락 고장으로 판단할 수 있다. 제어부(110)는 제2 비교결과의 전압레벨이 룩업 테이블의 그라운드 단락 전압과 일치하는 경우, 그라운드 단락 고장으로 판단할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
100: 모터 제어 장치
110: 제어부
120: 구동부
S1, S2: 제1, 제2 하이사이드 스위치
S3, S4: 제1, 제2 로우사이드 스위치
130: 비교부
200: 모터

Claims (12)

  1. 모터의 제어를 위한 PWM 제어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 PWM 제어 신호에 응답하여 하이사이드 프리휠링과 로우사이드 프리휠링을 반복 수행하는 구동부; 및
    상기 하이사이드 프리휠링과 상기 로우사이드 프리휠링이 멈춘 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 전압을 검출하고 검출된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 모터의 상태와 관련한 비교결과를 출력하는 비교부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 검출된 전압에 따른 제1 비교결과로 배터리 단락을 진단하고,
    상기 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 검출된 전압에 따른 제2 비교결과로 그라운드 단락을 진단하는 것을 특징으로 하는 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비교결과를 전달받아 미리 마련된 룩업 테이블과 비교하여 단락 진단을 수행하는 것을 특징으로 하는 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은, 데드타임별 정상 전압, 배터리 단락 전압, 및 그라운드 단락 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 비교결과와 룩업 테이블의 배터리 단락 전압이 일치하는 경우, 배터리 단락 고장으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 비교결과와 룩업 테이블의 그라운드 단락 전압이 일치하는 경우, 그라운드 단락 고장으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단락 진단 기능을 구비한 모터 제어 장치.
  8. 모터 제어 장치의 단락 진단 방법에 있어서,
    모터를 제어하기 위한 로우사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 제1 전압을 검출하고, 검출되는 제1 전압과 기준 전압을 비교하는 제1 비교 단계;
    상기 제1 비교 단계의 제1 비교결과를 이용하여 상기 모터의 단락 진단을 수행하는 단락 진단 단계; 및
    모터를 제어하기 위한 하이사이드 프리휠링의 데드타임 구간에서 상기 모터에 인가되는 제2 전압을 검출하고, 검출되는 제2 전압과 기준 전압을 비교하는 제2 비교 단계;
    를 포함하고,
    상기 단락 진단 단계는,
    상기 제1 비교결과와 미리 마련된 룩업 테이블을 비교하여 배터리 단락 여부를 진단하고, 상기 제2 비교결과와 상기 룩업 테이블을 비교하여 그라운드 단락 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치의 단락 진단 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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