KR102281672B1 - Electronic control apparatus and method for eps - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EPS 전자제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 본 장치는, 모터에 제공되는 구동전원을 제어하는 인버터부; 인버터부와 모터 사이에 연결되어 인버터부로부터의 구동전원 공급을 온오프하는 컷오프 스위칭부; 모터의 구동을 위한 구동회로에서 모터의 쇼트를 유발할 수 있는 시스템 에러를 감지하고, 시스템 에러의 감지시 스오프 스위칭부로 에러신호를 제공하는 복수의 감시부를 포함한다. 이에 의해, 모터의 쇼트시 또는 모터의 쇼트 발생가능성이 있는 경우, 컷오프 제어가 정확하고 신속하게 수행될 수 있도록 하며, 회로구성을 간단화하고 원가를 절감할 수 있다. The present invention relates to an EPS electronic control device and a control method, comprising: an inverter unit for controlling driving power provided to a motor; a cut-off switching unit connected between the inverter unit and the motor to turn on/off the driving power supply from the inverter unit; A driving circuit for driving the motor detects a system error that may cause a short circuit of the motor, and includes a plurality of monitoring units that provide an error signal to the shut-off switching unit when the system error is detected. Accordingly, when the motor is short-circuited or there is a possibility that the motor may be short-circuited, the cut-off control can be performed accurately and quickly, and the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.

Figure R1020150046890
Figure R1020150046890

Description

ＥＰＳ 전자제어장치 및 제어방법{ELECTRONIC CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR ＥＰＳ}ELECTRONIC CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR EPS

본 발명은 EPS 전자제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전압 레귤레이터, MCU 및 게이트 드라이버에서 감지된 결과를 이용하여 컷오프 스위칭부의 온오프를 제어함으로써, 모터의 쇼트시 컷오프 제어가 정확하고 신속하게 수행될 수 있도록 하는 EPS 전자제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an EPS electronic control device and a control method, and more particularly, by controlling the on/off of the cut-off switching unit using the results detected by the voltage regulator, MCU and gate driver, the cut-off control when the motor is short-circuited is accurate. And it relates to an EPS electronic control device and control method that can be quickly performed.

일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자제어장치(Electronic Control Unit; 이하, 'ECU'라 칭함)가 구비되어 있다.In general, a vehicle is provided with an electronic control unit for a vehicle (hereinafter referred to as 'ECU') that receives electrical signals detected from various input sensors and outputs digital control signals for driving various actuators on the output side. .

이와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 스티어링 휠의 조작력을 가감하는 전동식 파워 조향 (EPS: Electric Power Steering, 이하'EPS'라 칭함) 시스템은, 모터의 구동에 의해 어시스트량을 조절함으로써, 운전자의 스티어링 휠 조작을 보조한다. An electric power steering (EPS: Electric Power Steering, hereinafter referred to as 'EPS') system that uses such an ECU to increase or decrease the operating force of the steering wheel according to the speed of the vehicle, by controlling the assist amount by driving the motor, assists in steering wheel operation.

이러한 EPS에서는 3상 브러시리스 모터를 사용하고 있으며, 모터와 모터 구동을 위한 전자제어장치 간의 발생할 수 있는 역기전력을 방지하기 위해, 컷오프 기능을 수행하는 복수의 스위치 소자가 설치되어 있다. 이에 따라, 역기전력의 발생시 스위치 소자가 턴오프되어 컷오프 기능을 수행하도록 하고 있다.In this EPS, a three-phase brushless motor is used, and a plurality of switch elements performing a cut-off function are installed in order to prevent a counter electromotive force that may occur between the motor and an electronic control device for driving the motor. Accordingly, when a counter electromotive force is generated, the switch element is turned off to perform a cut-off function.

도 1은 종래의 EPS 전자제어장치의 개략적 구성블록도이다. 1 is a schematic block diagram of a conventional EPS electronic control device.

종래의 EPS 전자제어장치는, 컷오프 스위칭부(150)를 제어하기 위해, 별도의 컷오프 드라이버(160)를 구비하고 있다. 컷오프 스위칭부(150)는 3상 모터(200)의 각 상에 연결되는 3개의 스위치 소자(151,152,153)를 포함하며, 컷오프 드라이버(160)로부터의 신호에 따라 온오프된다. The conventional EPS electronic control device includes a separate cut-off driver 160 to control the cut-off switching unit 150 . The cut-off switching unit 150 includes three switch elements 151 , 152 , and 153 connected to each phase of the three-phase motor 200 , and is turned on and off according to a signal from the cut-off driver 160 .

컷오프 드라이버(160)는 MCU(140)로부터 에러신호를 전달받아 컷오프 스위칭부(150)를 제어한다. MCU(140)는 컷오프 스위칭부(150)의 각 스위치 소자가 이상작동하거나, 전압 레귤레이터(130)로부터 제공받은 전자제어장치 내부의 전압과 모터(200)로부터의 전압이 상이한 경우, 즉, 모터(200)에 쇼트가 발생한 경우, 게이트 드라이버(120)를 통해 인버터부(미도시)의 스위치 소자를 오프시키라는 신호를 전달한다. 이와 동시에, MCU(140)는, 컷오프 드라이버(160)로 신호를 전달하여 컷오프 스위칭부(150)의 각 스위치 소자가 오프되도록 한다. The cut-off driver 160 receives the error signal from the MCU 140 and controls the cut-off switching unit 150 . When each switch element of the cut-off switching unit 150 operates abnormally, or the voltage inside the electronic control device provided from the voltage regulator 130 and the voltage from the motor 200 are different, that is, the motor ( 200), a signal to turn off the switch element of the inverter unit (not shown) is transmitted through the gate driver 120 . At the same time, the MCU 140 transmits a signal to the cut-off driver 160 so that each switch element of the cut-off switching unit 150 is turned off.

이러한 종래의 EPS 전자제어장치에서는 컷오프 드라이버(160)가 MCU(140)로부터 신호를 받아 동작하므로, 컷오프 드라이버(160)가 고장날 경우 컷오프 스위칭부(150)를 제어할 방법이 없다는 문제점이 있다. 또한, 별도의 컷오프 드라이버(160)를 마련함에 따라, 회로구성이 복잡해지고 원가가 상승한다는 단점이 있다.In this conventional EPS electronic control device, since the cut-off driver 160 operates by receiving a signal from the MCU 140 , there is a problem in that there is no way to control the cut-off switching unit 150 when the cut-off driver 160 fails. In addition, as a separate cut-off driver 160 is provided, the circuit configuration becomes complicated and the cost increases.

본 발명은, 전압 레귤레이터, MCU 및 게이트 드라이버에서 감지된 결과를 이용하여 컷오프 스위칭부의 온오프를 제어함으로써, 모터의 쇼트시 또는 모터의 쇼트 발생가능성이 있는 경우, 컷오프 제어가 정확하고 신속하게 수행될 수 있도록 하며, 회로구성을 간단화하고 원가를 절감할 수 있는 EPS 전자제어장치 및 제어방법 제안한다. The present invention controls the on/off of the cut-off switching unit using the results detected by the voltage regulator, MCU, and gate driver, so that when the motor is short-circuited or there is a possibility of the motor short-circuit, the cut-off control can be performed accurately and quickly. We propose an EPS electronic control device and control method that can simplify the circuit configuration and reduce costs.

상기 목적은, 모터에 제공되는 구동전원을 제어하는 인버터부; 상기 인버터부와 상기 모터 사이에 연결되어 상기 인버터부로부터의 구동전원 공급을 온오프하는 컷오프 스위칭부; 및 상기 모터의 구동을 위한 구동회로에서 상기 모터의 쇼트를 유발할 수 있는 시스템 에러를 감지하고, 상기 시스템 에러의 감지시 상기 컷오프 스위칭부로 에러신호를 제공하는 복수의 감시부를 포함하는 EPS 전자제어장치에 의해서 달성될 수 있다. The above object, the inverter unit for controlling the driving power provided to the motor; a cut-off switching unit connected between the inverter unit and the motor to turn on/off the supply of driving power from the inverter unit; and a plurality of monitoring units for detecting a system error that may cause a short circuit of the motor in a driving circuit for driving the motor, and providing an error signal to the cut-off switching unit when the system error is detected. can be achieved by

상기 목적은, 모터의 구동을 위한 구동전원이 공급되는 단계; 상기 모터의 구동을 위한 구동회로에서 상기 모터의 구동 및 구동전원 공급에 관여하는 복수의 감시부에서 상기 모터의 쇼트를 유발할 수 있는 시스템 에러를 감지하는 에러감지단계; 및 상기 복수의 감시부 중 적어도 하나에서 상기 시스템 에러를 감지하면, 상기 모터로 제공되는 구동전원이 차단되는 차단단계;를 포함하는 EPS 전자제어방법에 의해서도 달성될 수 있다. The above object, the step of supplying driving power for driving the motor; an error detection step of detecting a system error that may cause a short circuit of the motor in a plurality of monitoring units involved in driving the motor and supplying driving power in a driving circuit for driving the motor; And when at least one of the plurality of monitoring unit detects the system error, a blocking step of cutting off the driving power provided to the motor; it can also be achieved by the EPS electronic control method comprising a.

본 발명에서는 기존에 구비되어 있는 전압 레귤레이터, MCU, 게이트 드라이버에서 모터의 쇼트 및 전원 이상을 감지하고, 감지된 결과를 컷오프 제어에 사용하도록 함으로써, EPS 전자제어장치의 에러를 보다 정확하고 신속하게 감지할 수 있다. 이에 따라, 모터에 이상전원이 인가되어 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 운전자의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 종래에서처럼 별도의 컷오프 드라이버를 구비하지 않아도 되므로, 회로구성을 간단화할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있다. In the present invention, the error of the EPS electronic control device is detected more accurately and quickly by detecting a short circuit and power supply abnormality of the motor in the existing voltage regulator, MCU, and gate driver, and using the detected result for cut-off control. can do. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit due to an abnormal power being applied to the motor, thereby improving the safety of the driver. In addition, in the present invention, since it is not necessary to provide a separate cut-off driver as in the prior art, the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.

도 1은 종래의 EPS 전자제어장치의 개략적 구성블록도,
도 2는 본 발명에 따른 EPS 전자제어장치의 구성도,
도 3은 도 2의 EPS 전자제어장치 중 모터 컷오프 제어에 관여하는 구성요소만을 도시한 개략적 구성블록도,
도 4는 본 발명에 따른 EPS 전자제어장치에서 컷오프 제어를 수행하는 과정을 보인 흐름도이다. 1 is a schematic block diagram of a conventional EPS electronic control device;
2 is a block diagram of an EPS electronic control device according to the present invention;
3 is a schematic block diagram showing only the components involved in motor cutoff control among the EPS electronic control device of FIG. 2;
4 is a flowchart illustrating a process of performing cutoff control in the EPS electronic control device according to the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It should be understood that elements may be “connected,” “coupled,” or “connected.”

본 명세서에서의 복수의 감시부는 게이트 드라이버, 전압 레귤레이터 및 MCU(Micro Controller Unit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는, 복수의 감시부를 구성할 수 있는 각 감시부를 게이트 드라이버, 전압 레귤레이터 및 MCU로 예를 들어 설명하며, 각 감시부의 동작 및 각 감시부의 상호 동작을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.The plurality of monitoring units in the present specification may include at least one of a gate driver, a voltage regulator, and a micro controller unit (MCU). Hereinafter, each monitoring unit that can constitute a plurality of monitoring units will be described as an example of a gate driver, a voltage regulator, and an MCU, and the operation of each monitoring unit and the mutual operation of each monitoring unit will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 EPS 전자제어장치의 구성도이고, 도 3은 도 2의 EPS 전자제어장치 중 모터 컷오프 제어에 관여하는 구성요소의 블럭도이다. 2 is a block diagram of an EPS electronic control device according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of components involved in motor cutoff control among the EPS electronic control devices of FIG. 2 .

본 발명에 따른 컷오프 제어 기능을 갖는 EPS 전자제어장치는, 게이트 드라이버(20), 전압 레귤레이터(30) 및 MCU(40) (Micro Controller Unit)에서 판단된 모터의 쇼트 또는 모터에 제공되는 전원의 이상여부에 따라 모터(100)의 컷오프 제어를 수행하는 컷오프 스위칭부(50)를 제어할 수 있다. In the EPS electronic control device having a cutoff control function according to the present invention, the short circuit of the motor determined by the gate driver 20, the voltage regulator 30 and the MCU 40 (Micro Controller Unit) or an abnormality in the power supplied to the motor Depending on whether the motor 100 is cut-off, the cut-off switching unit 50 that performs the cut-off control may be controlled.

본 발명에 따른 EPS 전자제어장치는, 배터리(5)로부터 모터(100)로 공급되는 전원을 제어하는 인버터부(10), 인버터부(10)의 동작을 제어하는 게이트 드라이버(20), 전자제어장치 내부의 전압을 제어하는 전압 레귤레이터(30), 각 센서에 전원을 공급하는 센서 레귤레이터(35), 전자제어장치의 동작을 제어하는 MCU(40), 인버터부(10)와 모터(100) 사이에 설치되어 모터(100)로 제공되는 전원을 제어하는 컷오프 스위칭부(50)를 포함할 수 있다. EPS electronic control device according to the present invention, the inverter unit 10 for controlling the power supplied from the battery 5 to the motor 100, the gate driver 20 for controlling the operation of the inverter unit 10, the electronic control Between the voltage regulator 30 for controlling the voltage inside the device, the sensor regulator 35 for supplying power to each sensor, the MCU 40 for controlling the operation of the electronic control device, and the inverter unit 10 and the motor 100 . It may include a cut-off switching unit 50 for controlling the power supplied to the motor 100 is installed.

인버터부(10)는 스티어링 휠의 구동을 지원하는 모터(100)에 제공되는 공급전원을 제어하며, 모터(100)가 3상의 브러시리스 AC모터로 구성됨에 따라, 인버터부(10)는 모터(100)의 각 상에 연결된 세 쌍의 스위치 소자를 포함한다. 인버터부(10)의 각 스위치 소자는 게이트 드라이버(20)로부터의 신호에 따라 온오프되어 모터(100)에 제공되는 전압을 제어하게 된다. The inverter unit 10 controls the power supplied to the motor 100 that supports driving of the steering wheel, and as the motor 100 is configured as a three-phase brushless AC motor, the inverter unit 10 controls the motor ( 100) includes three pairs of switch elements connected to each phase. Each switch element of the inverter unit 10 is turned on and off according to a signal from the gate driver 20 to control the voltage provided to the motor 100 .

여기서, 각 스위치 소자는 FET(Field Effect Transistor)로 형성되나, 이와 동일한 기능을 하는 BJT(Bipolar JunctionTransistor), SCR(Silicon-controlled rectifier), GTO사이리스터(Gate-Turn-Off Thyristor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등이 사용될 수 있음은 물론이다. Here, each switch element is formed of a FET (Field Effect Transistor), but a BJT (Bipolar Junction Transistor), SCR (Silicon-controlled rectifier), GTO Thyristor (Gate-Turn-Off Thyristor), and IGBT (Insulated Gate) that have the same function. Bipolar Transistor) and the like may be used, of course.

게이트 드라이버(20)는 모터(100)의 구동을 위한 PWM (Pulse Width Modulation) 신호를 MCU(40)로부터 제공받으며, PWM 신호의 듀티비에 따라 인버터부(10)로 게이트 구동신호를 제공한다. 이러한 게이트 드라이버(20)로부터의 신호에 따라 인버터부(10)의 각 스위치 소자가 온오프되어 설정된 듀티비에 따라 모터(100)로 전압을 제공하게 된다. The gate driver 20 receives a PWM (Pulse Width Modulation) signal for driving the motor 100 from the MCU 40 , and provides a gate driving signal to the inverter unit 10 according to a duty ratio of the PWM signal. Each switch element of the inverter unit 10 is turned on and off according to a signal from the gate driver 20 to provide a voltage to the motor 100 according to a set duty ratio.

이러한 게이트 드라이버(20)는 인버터부(10)의 각 스위치 소자의 온오프 상태를 감시할 수 있으며, 이에 따라, 게이트 드라이버(20)는 PWM 신호와 각 스위치의 온오프 상태를 비교하여, 인버터부(10)의 각 스위치 소자가 정상적으로 작동하는지 여부를 감지할 수 있다. 인버터부(10)의 각 스위치 소자 중 하나라도 정상적으로 작동하지 않는 경우, 모터(100)에 설정된 전압이 공급되지 못하게 되고, 이는 모터(100)가 쇼트나도록 하는 원인이 되므로, 모터(100)가 정상적으로 작동하지 못하여 스티어링 휠의 정상 조향이 불가하다. The gate driver 20 can monitor the on-off state of each switch element of the inverter unit 10, and accordingly, the gate driver 20 compares the PWM signal with the on-off state of each switch, and the inverter unit It can be detected whether each switch element in (10) operates normally. If any one of the switch elements of the inverter unit 10 does not operate normally, the set voltage is not supplied to the motor 100 , which causes the motor 100 to short-circuit, so that the motor 100 operates normally. Normal steering of the steering wheel is impossible because it does not work.

이에 따라, 게이트 드라이버(20)는 인버터부(10)의 각 스위치 소자 중 하나라도 정상작동하지 않는 경우, 해당 스위치 소자가 고장난 것으로 판단하고, 에러신호를 컷오프 스위칭부(50)로 전달한다. Accordingly, when any one of the switch elements of the inverter unit 10 does not operate normally, the gate driver 20 determines that the corresponding switch element has failed, and transmits an error signal to the cut-off switching unit 50 .

전압 레귤레이터(30)는 전자제어장치의 내부 전원인 정전압을 조절하여 MCU(40) 및 전자제어장치의 각 회로로 공급하며, 전압 레귤레이터(30)는 미리 설정된 크기의 정전압이 제대로 공급되는지 여부를 자가진단하여 전원오류를 판단할 수 있다. 또한 전압 레귤레이터(30)는 MCU(40)와 주기적으로 통신하여 전압 레귤레이터(30)의 작동상태에 대한 정보를 MCU(40)로 전달할 수 있다. The voltage regulator 30 regulates the constant voltage, which is the internal power source of the electronic control device, and supplies it to the MCU 40 and each circuit of the electronic control device, and the voltage regulator 30 determines whether a constant voltage of a preset size is properly supplied. Diagnosis can be made to determine the power failure. Also, the voltage regulator 30 may communicate with the MCU 40 periodically to transmit information on the operating state of the voltage regulator 30 to the MCU 40 .

이러한 전압 레귤레이터(30)는 전자제어장치에 설정된 전압이 공급되지 않은 것으로 감지되면, 전원에 오류가 발생한 것으로 판단하고 에러신호를 발생시켜 컷오프 스위칭부(50)로 전달한다. 이때, 전압 레귤레이터(30)는 에러신호를 MCU(40)로도 전송할 수 있으며, 이에 따라, 전압 레귤레이터(30)에서 에러신호를 받은 MCU(40)가 컷오프 스위칭부(50)로 에러신호를 전달할 수 있도록 함으로써, 전압 레귤레이터(30)에서 생성한 에러신호가 컷오프 스위칭부(50)로 전달되지 못할 가능성을 감소시킬 수 있다. When it is detected that the voltage set in the electronic control device is not supplied, the voltage regulator 30 determines that an error has occurred in the power supply and generates an error signal and transmits the error signal to the cut-off switching unit 50 . At this time, the voltage regulator 30 may also transmit the error signal to the MCU 40 , and accordingly, the MCU 40 receiving the error signal from the voltage regulator 30 may transmit the error signal to the cutoff switching unit 50 . By doing so, it is possible to reduce the possibility that the error signal generated by the voltage regulator 30 is not transmitted to the cutoff switching unit 50 .

센서 레귤레이터(35)는 토크센서(15)로 제공되는 공급 전원을 조절하여 토크센서(15)로 공급하며, 전압 레귤레이터(30)와 일체로 제작될 수도 있고, 전압 레귤레이터(30)와 별도로 제작될 수도 있다. 센서 레귤레이터(35)는 복수개로 마련될 수 있으며, 타 센서 레귤레이터는 각도센서 등으로 제공되는 공급 전원을 조절할 수 있다. The sensor regulator 35 regulates the power supplied to the torque sensor 15 and supplies it to the torque sensor 15 , and may be manufactured integrally with the voltage regulator 30 , or may be manufactured separately from the voltage regulator 30 . may be A plurality of sensor regulators 35 may be provided, and other sensor regulators may control power supplied to an angle sensor or the like.

MCU(40)는 토크센서(15)에서 감지된 토크값, 위치센서(55)에서 감지된 모터(100)의 회전자 위치, 인버터부(10)에서 측정된 전압값 등의 정보를 제공받으며, 이러한 정보들을 토대로 스티어링 휠의 구동력을 조절하기 위한 PWM 신호를 출력한다. MCU 40 receives information such as the torque value detected by the torque sensor 15, the rotor position of the motor 100 detected by the position sensor 55, and the voltage value measured by the inverter unit 10, Based on this information, a PWM signal for adjusting the driving force of the steering wheel is output.

MCU(40)는 전압 레귤레이터(30)와 통신하여 상호 오류를 감시하여 전원 공급에 이상이 발생하면 에러신호를 발생시켜 컷오프 스위칭부(50)로 전달한다. The MCU 40 communicates with the voltage regulator 30 to monitor mutual errors, and when an error occurs in the power supply, an error signal is generated and transmitted to the cut-off switching unit 50 .

일반적으로 MCU(40)는 서지전압으로 인해 전자제어장치로 공급되는 전원에 이상전압이 생성된 경우, 발진소자가 고장난 경우, 전원라인이 쇼트(Short)된 경우 중 어느 하나의 경우에는 전원 공급에 이상이 발생하였다고 판단한다. 또한, MCU(40)는 전압 레귤레이터(30)를 통해 공급된 전원전압과 모터(100)로 공급되는 전원전압을 비교하여 양자에 차이가 발생하는 경우, 모터(100)에 쇼트가 발생하였다고 판단할 수 있다.In general, the MCU 40 responds to the power supply in any one of the cases in which an abnormal voltage is generated in the power supplied to the electronic control device due to the surge voltage, the oscillation element fails, or the power line is shorted. It is judged that an error has occurred. In addition, the MCU 40 compares the power voltage supplied through the voltage regulator 30 with the power voltage supplied to the motor 100 , and when a difference occurs between the two, it is determined that a short circuit has occurred in the motor 100 . can

이렇게 전압 레귤레이터(30)나 MCU(40)에서 전원 공급에 이상이 발생하였음이 감지되면, 모터(100)에 설정된 전압이 공급되지 못하게 되므로, 모터(100)에 쇼트가 발생할 수 있다. When it is detected that an abnormality in power supply has occurred in the voltage regulator 30 or the MCU 40 , the voltage set to the motor 100 is not supplied, and thus a short circuit may occur in the motor 100 .

컷오프 스위칭부(50)는, 모터(100)의 3상에 각각 연결되는 3개의 스위치 소자(51,52,53)로 형성되며, 각 스위치 소자(51,52,53)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 전압 레귤레이터(30), 게이트 드라이버(20), MCU(40)로부터 신호를 제공받을 수 있다. 여기서, 각 스위치 소자(51,52,53)는 FET로 형성되나, BJT, SCR, GTO사이리스터, IGBT 등이 사용될 수 있음은 물론이다. The cut-off switching unit 50 is formed of three switch elements 51 , 52 , 53 respectively connected to three phases of the motor 100 , and each switch element 51 , 52 , 53 is shown in FIG. 3 . As described above, signals may be provided from the voltage regulator 30 , the gate driver 20 , and the MCU 40 , respectively. Here, each of the switch elements 51, 52, 53 is formed of FET, but of course, BJT, SCR, GTO thyristor, IGBT, etc. may be used.

상술한 전압 레귤레이터(30), 게이트 드라이버(20), MCU(40)는 각각 모터(100)로 이상전원이 제공되는 경우 및 모터(100)에 쇼트가 발생한 상황을 감지하여 에러신호를 생성할 수 있다. The above-described voltage regulator 30 , gate driver 20 , and MCU 40 may generate an error signal by detecting a case in which abnormal power is supplied to the motor 100 and a short circuit in the motor 100 , respectively. there is.

즉, 게이트 드라이버(20)에서는 인버터부(10)의 각 스위칭 소자가 PWM 신호와 매칭되도록 정상 동작하지 않는 경우, 에러신호를 발생시켜 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)로 제공한다. 전압 레귤레이터(30)는 자가진단에 의해 전원오류로 판단된 경우, 에러신호를 발생시켜 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)로 제공한다. MCU(40)는 전압의 이상, 크리스털 고장, 전원라인 쇼트 등의 경우 에러신호를 발생시켜 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)로 제공한다. That is, when each switching element of the inverter unit 10 does not operate normally to match the PWM signal in the gate driver 20 , an error signal is generated to each switch element 51 , 52 , 53 of the cut-off switching unit 50 . ) is provided. When the voltage regulator 30 is determined to be a power supply error by self-diagnosis, it generates an error signal and provides it to each of the switch elements 51 , 52 , and 53 of the cut-off switching unit 50 . The MCU 40 generates an error signal in the case of an abnormal voltage, a crystal failure, a power line short, and the like, and provides it to each of the switch elements 51 , 52 , 53 of the cut-off switching unit 50 .

이렇게 게이트 드라이버(20), 전압 레귤레이터(30), MCU(40) 중 적어도 하나로부터 에러신호를 제공받으면, 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)는 턴오프되며, 이에 따라, 모터(100)로의 전원공급이 차단됨으로써, 이상전원 등에 의해 모터(100)가 쇼트되는 것을 방지할 수 있다. In this way, when an error signal is provided from at least one of the gate driver 20, the voltage regulator 30, and the MCU 40, the respective switch elements 51, 52, 53 of the cut-off switching unit 50 are turned off, and thus Accordingly, since the power supply to the motor 100 is cut off, it is possible to prevent the motor 100 from being short-circuited due to abnormal power or the like.

이러한 구성에 의한 EPS 전자제어장치에서 컷오프 스위칭부(50)를 이용하여 모터(100)에 제공되는 전원을 제어하는 과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. A process of controlling the power supplied to the motor 100 by using the cut-off switching unit 50 in the EPS electronic control device according to this configuration will be described with reference to FIG. 4 as follows.

차량의 엔진이 구동되고, EPS 전자제어장치에 배터리(5)로부터의 전원이 공급되면, 전자제어장치의 각 구성회로가 동작하기 시작한다(S400). 그러면, 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)는 전압 레귤레이터(30), MCU(40) 및 게이트 드라이버(20)로부터 신호를 제공받아 동작이 제어된다. When the engine of the vehicle is driven and power from the battery 5 is supplied to the EPS electronic control device, each component circuit of the electronic control device starts to operate (S400). Then, each of the switch elements 51 , 52 , and 53 of the cut-off switching unit 50 receives a signal from the voltage regulator 30 , the MCU 40 , and the gate driver 20 to control the operation.

전압 레귤레이터(30)는 배터리(5)로부터의 전원전압을 정전압으로 조절하여 전자제어장치의 각 구성회로로 전달하며, 자가진단을 통해 전원공급에 에러가 발생하였다고 판단되면(S410-Y), 에러신호를 생성하여 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)로 전달한다(S440). The voltage regulator 30 regulates the power supply voltage from the battery 5 to a constant voltage and transmits it to each component circuit of the electronic control device. When it is determined that an error has occurred in the power supply through self-diagnosis (S410-Y), an error A signal is generated and transmitted to each of the switch elements 51, 52, and 53 of the cut-off switching unit 50 (S440).

MCU(40)는 전압 레귤레이터(30)로부터 전원을 공급받아 작동하며, 서지전압으로 인해 전자제어장치로 공급되는 전원에 이상전압이 생성된 경우, 발진소자가 고장난 경우, 전원라인이 쇼트(Short)된 경우 등 전원 공급에 이상이 발생한 것으로 판단되면(S420-Y), 에러신호를 생성하여 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)로 전달한다(S440). The MCU 40 operates by receiving power from the voltage regulator 30, and when an abnormal voltage is generated in the power supplied to the electronic control device due to a surge voltage, when the oscillator fails, the power line is shorted. If it is determined that an abnormality has occurred in the power supply (S420-Y), an error signal is generated and transmitted to each switch element 51 , 52 , 53 of the cut-off switching unit 50 ( S440 ).

게이트 드라이버(20)는 MCU(40)로부터 PWM 신호를 제공받아 인버터부(10)의 각 스위치 소자(51,52,53)를 제어하며, 인버터부(10)의 스위치 소자(51,52,53)에 이상이 발생한 것으로 판단되면(S430-Y), 에러신호를 생성하여 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)로 전달한다(S440). The gate driver 20 receives the PWM signal from the MCU 40 to control each switch element 51 , 52 , 53 of the inverter unit 10 , and the switch elements 51 , 52 , 53 of the inverter unit 10 . ), when it is determined that an error has occurred (S430-Y), an error signal is generated and transmitted to each of the switch elements 51, 52, and 53 of the cut-off switching unit 50 (S440).

컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)는, 전압 레귤레이터(30), MCU(40) 및 게이트 드라이버(20) 중 하나라도 에러신호를 발생시키면, 컷오프 동작하여 턴오프된다(S450). 이에 따라, 모터(100)로 공급되는 전원이 차단됨으로써, 모터(100)의 이상동작을 방지할 수 있다. 반면, 컷오프 스위칭부(50)의 각 스위치 소자(51,52,53)는, 전압 레귤레이터(30), MCU(40) 및 게이트 드라이버(20) 모두에서 에러신호를 발생시키지 아니하면, 턴온되어 모터(100)로 전원을 공급한다(S460).Each switch element 51 , 52 , 53 of the cut-off switching unit 50 is turned off by performing a cut-off operation when any one of the voltage regulator 30 , the MCU 40 , and the gate driver 20 generates an error signal. (S450). Accordingly, the power supplied to the motor 100 is cut off, thereby preventing an abnormal operation of the motor 100 . On the other hand, each switch element 51 , 52 , 53 of the cut-off switching unit 50 is turned on if no error signal is generated from all of the voltage regulator 30 , the MCU 40 and the gate driver 20 , and the motor is turned on. Power is supplied to (100) (S460).

이와 같이, 본 발명에 따른 EPS 전자제어장치에서는 기존에 구비되어 있는 전압 레귤레이터(30), MCU(40), 게이트 드라이버(20)에서 모터(100)의 쇼트 및 전원 이상을 감지하고, 감지된 결과를 컷오프 제어에 사용하도록 한다. 따라서, 복수의 구성요소에서 EPS 전자제어장치의 시스템 에러를 감지함으로써, EPS 전자제어장치의 에러를 보다 정확하고 신속하게 감지할 수 있다. 이에 따라, 모터에 이상전원이 인가되어 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 운전자의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 종래에서처럼 별도의 컷오프 드라이버를 구비하지 않아도 되므로, 회로구성을 간단화할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있다. As described above, in the EPS electronic control device according to the present invention, the voltage regulator 30 , the MCU 40 , and the gate driver 20 detect a short circuit and a power abnormality of the motor 100 , and the detected result to be used for cutoff control. Accordingly, by detecting the system error of the EPS electronic control device in a plurality of components, it is possible to more accurately and quickly detect the error of the EPS electronic control device. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit due to an abnormal power being applied to the motor, thereby improving the safety of the driver. In addition, in the present invention, since it is not necessary to provide a separate cut-off driver as in the prior art, the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.

전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다. The standard contents or standard documents mentioned in the above-described embodiment are omitted to simplify the description of the specification and constitute a part of the present specification. Accordingly, it should be construed as falling within the scope of the present invention to add the contents of the standard contents and some of the standard documents to the present specification or to be described in the claims.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

5 : 배터리 10 : 인버터부
20 : 게이트 드라이버 30 : 전압 레귤레이터
40 : MCU 50 : 컷오프 스위칭부
100 : 모터 5: battery 10: inverter unit
20: gate driver 30: voltage regulator
40: MCU 50: cut-off switching unit
100: motor

Claims (9)

모터에 제공되는 구동전원을 제어하는 인버터부;
상기 인버터부와 상기 모터 사이에 연결되어 상기 인버터부로부터의 구동전원 공급을 온오프하는 컷오프 스위칭부; 및
상기 모터의 구동을 위한 구동회로에서 상기 모터의 쇼트를 유발할 수 있는 시스템 에러를 감지하고, 상기 시스템 에러의 감지시 상기 컷오프 스위칭부로 에러신호를 제공하는 복수의 감시부를 포함하며,
상기 컷오프 스위칭부는,
상기 모터의 3상에 연결되는 복수의 스위치 소자를 포함하며,
상기 복수의 감시부 중 적어도 하나로부터 에러신호가 수신되면, 상기 복수의 스위치 소자는 턴오프되며,
상기 복수의 감시부 모두로부터 에러신호가 수신되지 않으면, 상기 복수의 스위치 소자는 턴온되되,
상기 복수의 감시부는 게이트 드라이버, MCU 및 전압 레귤레이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어장치.an inverter unit controlling the driving power provided to the motor;
a cut-off switching unit connected between the inverter unit and the motor to turn on/off the supply of driving power from the inverter unit; and
a plurality of monitoring units for detecting a system error that may cause a short circuit of the motor in a driving circuit for driving the motor, and providing an error signal to the cut-off switching unit upon detection of the system error,
The cut-off switching unit,
It includes a plurality of switch elements connected to the three phases of the motor,
When an error signal is received from at least one of the plurality of monitoring units, the plurality of switch elements are turned off,
If an error signal is not received from all of the plurality of monitoring units, the plurality of switch elements are turned on,
The plurality of monitoring units EPS electronic control device, characterized in that it comprises at least one of a gate driver, MCU, and a voltage regulator. 제1항에 있어서,
상기 인버터부는 상기 모터의 각 상에 연결되는 복수쌍의 스위치 소자를 포함하며;
상기 복수의 감시부는 상기 게이트 드라이버이며,
상기 게이트 드라이버는 상기 복수쌍의 스위치 소자의 온오프 동작을 감시하여 상기 복수쌍의 스위치 소자 중 적어도 하나에 동작에러가 발생하면, 상기 컷오프 스위칭부로 에러신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어장치. According to claim 1,
the inverter unit includes a plurality of pairs of switch elements connected to each phase of the motor;
The plurality of monitoring units are the gate drivers,
The gate driver monitors on-off operations of the plurality of pairs of switch elements, and when an operation error occurs in at least one of the plurality of pairs of switch elements, the gate driver transmits an error signal to the cut-off switching unit. . 제1항에 있어서,
상기 복수의 감시부는 상기 MCU이며,
상기 MCU는 서지전압으로 인해 구동회로로 공급되는 구동전원에 이상전압이 생성된 경우, 발진소자가 고장난 경우 및 전원라인이 쇼트된 경우 중 하나 이상의 경우를 포함하는 상기 모터로 제공되는 구동전원의 이상을 감지하여 상기 컷오프 스위칭부로 에러신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어장치. According to claim 1,
The plurality of monitoring units is the MCU,
The MCU has an abnormality in the driving power provided to the motor, including at least one of a case in which an abnormal voltage is generated in the driving power supplied to the driving circuit due to a surge voltage, a case in which the oscillator fails, and a case in which the power line is short EPS electronic control device, characterized in that by detecting the transmission of an error signal to the cutoff switching unit. 제1항에 있어서,
상기 복수의 감시부는 상기 전압 레귤레이터이며,
상기 전압 레귤레이터는 상기 구동회로에 제공되는 구동전원의 전압 에러를 감지하여 상기 컷오프 스위칭부로 에러신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어장치. According to claim 1,
The plurality of monitoring units are the voltage regulators,
The voltage regulator detects a voltage error of the driving power provided to the driving circuit and transmits an error signal to the cut-off switching unit. 제1항에 있어서,
상기 복수의 감시부는 상기 게이트 드라이버, 상기 MCU 및 상기 전압 레귤레이터를 포함하는 EPS 전자제어장치. According to claim 1,
The plurality of monitoring units EPS electronic control device including the gate driver, the MCU and the voltage regulator. 모터의 구동을 위한 구동전원이 공급되는 단계;
상기 모터의 구동을 위한 구동회로에서 상기 모터의 구동 및 구동전원 공급에 관여하는 복수의 감시부에서 상기 모터의 쇼트를 유발할 수 있는 시스템 에러를 감지하는 에러감지단계; 및
상기 복수의 감시부 중 적어도 하나에서 상기 시스템 에러를 감지하면, 상기 모터로 제공되는 구동전원이 차단되는 차단단계;를 포함하며
상기 차단단계는,
상기 시스템 에러가 감지되면, 상기 모터의 3상에 연결되는 복수의 스위치 소자를 포함하는 컷오프 스위칭부로 에러신호가 전송되는 단계;
상기 에러신호에 따라 상기 복수의 스위치 소자가 턴오프되는 단계를 포함하고,
상기 컷오프 스위칭부는,
상기 모터의 3상에 연결되는 복수의 스위치 소자를 포함하며,
상기 복수의 감시부 중 적어도 하나로부터 에러신호가 수신되면, 상기 복수의 스위치 소자는 턴오프되며,
상기 복수의 감시부 모두로부터 에러신호가 수신되지 않으면, 상기 복수의 스위치 소자는 턴온되되,
상기 복수의 감시부는 게이트 드라이버, MCU 및 전압 레귤레이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어방법.supplying driving power for driving the motor;
an error detection step of detecting a system error that may cause a short circuit of the motor in a plurality of monitoring units involved in driving the motor and supplying driving power in a driving circuit for driving the motor; and
and a blocking step of cutting off the driving power provided to the motor when at least one of the plurality of monitoring units detects the system error.
The blocking step is
transmitting an error signal to a cutoff switching unit including a plurality of switch elements connected to three phases of the motor when the system error is detected;
and turning off the plurality of switch elements according to the error signal,
The cut-off switching unit,
It includes a plurality of switch elements connected to the three phases of the motor,
When an error signal is received from at least one of the plurality of monitoring units, the plurality of switch elements are turned off,
If an error signal is not received from all of the plurality of monitoring units, the plurality of switch elements are turned on,
The plurality of monitoring unit EPS electronic control method, characterized in that it comprises at least one of a gate driver, MCU, and a voltage regulator. 제6항에 있어서,
상기 에러감지단계는,
상기 게이트 드라이버가 상기 모터에 공급되는 구동전원을 제어하는 인버터부의 각 스위치 소자의 동작을 감시하여 상기 각 스위치 소자의 온오프 동작의 에러 발생 여부를 감지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어방법. 7. The method of claim 6,
The error detection step is
The step of detecting, by the gate driver, the operation of each switch element of the inverter unit that controls the driving power supplied to the motor to detect whether an error occurs in the on-off operation of each switch element; control method. 제6항에 있어서
상기 에러감지단계는,
상기 MCU가 상기 구동회로로 공급되는 구동전원에 이상전압이 생성된 경우, 발진소자가 고장난 경우 및 전원라인이 쇼트된 경우 중 하나 이상의 경우를 포함하는 상기 모터로 제공되는 구동전원의 이상을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS 전자제어방법. 7. The method of claim 6
The error detection step is
When an abnormal voltage is generated in the driving power supplied to the driving circuit by the MCU, when the oscillation element fails, and when the power line is short-circuited, an abnormality in the driving power provided to the motor is detected. EPS electronic control method comprising the step. 삭제delete
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