KR19980079944A - 모터의 고장진단방법 및 모터의 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

저코스트로 스텝핑모터의 고장판정을 하여, 스텝핑모터를 섬세하고 치밀히 운전제어한다.

보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 소자(27)를 사용하여 스텝핑모터(9∼11, E)의 구동을 위한 제어유니트(12)를 구성하여, 고장판정을 인텔리전트 하이사이드 소자(27)의 입출력의 상태로부터 행한다. 이 고장판정 결과를 이용하여, 고장으로 판정된 스텝핑모터에 대해서만 구동을 금지한다. 또한, 정상이라고 판정된 스텝핑모터에 대해서만 초기화를 한다.

Description

모터의 고장진단방법 및 모터의 운전제어방법

본 발명은, 복수의 모터를 1개의 보호회로를 통해 제어하도록 한 모터운전시스템에 있어서의 모터의 고장진단방법 및 이것을 이용한 모터의 운전제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 차량용 공기조절장치와 같이 스텝핑모터를 사용하고 있는 장치에 있어서, 이것들의 모터를 구동제어하기 위한 구동회로를 모터에 내장되어 있는 코일의 수만큼 설치하여, 이 구동회로에 의해서 모터내의 복수의 코일을 제어하는 방법이 채용되어 왔다. 이러한 모터제어시스템에 있어서는, 자동제어 유니트에서부터 모터로 출력되는 전원과 모터를 접속하는 와이어장치(wire harness)가 접지사고를 발생하면 거기에 과전류가 흘러 자동제어 유니트내의 소자가 손상될 염려가 생긴다. 또한, 모터의 코일이 단락한 경우, 과전류가 흘러 마지막 스위칭소자의 파손이 생기게 된다. 이러한 사고의 발생을 미연에 방지하기 위해서, 종래부터 각종의 고장진단방법이 제안되어 왔다.

특개 평2-162117호 공보에는, 액츄에이터의 실제위치와 목표위치와의 차의 절대치가 소정량을 넘는 상태가 소정시간 계속될 경우에 액츄에이터를 고장으로 판정하는 구성이 개시되어 있다. 또한, 특개 평7-20186호 공보에는, 전기회로에 미약전압을 인가하여 출력단자의 전위를 측정하는 것에 의해 그 단락사고를 검출하도록 한 고장진단을 위한 구성이 개시되어 있다.

그러나, 전자의 구성에 의하면 사용되는 액츄에이터가 위치검출신호가 없을 경우에는 실제위치의 검출을 할 수가 없기 때문에 이것을 채용할 수가 없다. 따라서, 일반적으로 위치검출신호를 가지지 않은 스텝핑모터를 사용하고 있는 차량용 공기조절장치에 있어서 이 구성을 사용할 수 없다. 또한, 후자의 구성에 의하면, 구동신호나 전원라인의 단선, 단락에 의한 이상고장을 검출하는 회로는 펄스구동에 대응할 필요가 있기 때문에, 이를 위한 전용의 회로구성을 필요로 하여, 단가의 상승을 초래하게 된다.

또한, 복수의 모터를 1개의 보호회로를 통해 제어하는 시스템에 있어서의 고장진단의 경우, 고장진단결과에 응해서 보호회로를 작동시키는 구성으로 하고자 하면, 예컨대 복수의 모터중에 있는 1개의 모터의 코일이 단락되어 있고, 그 모터를 구동시킬 때에만 과전류가 흐르는 경우만으로도, 그 진단결과에 응답하여 보호회로에 의해서 그 다른 정상적인 모터로의 전원도 차단되어 버린다고 하는 문제가 생긴다.

또한, 동시에 초기화 구동할려고할 때, 어떤 1개의 모터가 단락되어 있으면, 모든 모터로의 전원출력이 차단되어 버리기 때문에, 다른 정상적인 모터도 작동불량으로 되어, 구동회로에서 인식되는 각 모터의 위치와 실제의 위치와의 사이에 어긋남이 생겨 최종적으로, 스텝 어긋남을 생긴다고 하는 문제를 생긴다.

본 발명의 목적은, 따라서, 위치검출신호를 가지지 않은 복수의 스텝핑모터를 1개의 보호회로를 통해 제어하도록 한 모터제어시스템에 있어서도 코스트의 상승없이 모터의 고장진단을 할 수 있도록 한 모터의 고장진단방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고장진단결과에 따라서 모터회로의 단락보호등을 하는 경우에, 보호작동중의 모터의 스텝 어긋남을 방지하여, 정상적인 모터의 구동을 가능하게 하도록 한 모터의 운전제어방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 별도의 목적은, 고장진단결과에 따라서 모터회로의 단락보호를 하는 경우에, 초기화때의 스텝핑모터의 스텝 어긋남을 방지할 수가 있도록 한 모터의 운전제어방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 제1항의 발명의 특징은, 복수의 스텝핑모터의 각 한쪽의 단자와 전원과의 사이에 설치된 단락보호 및 진단의 인텔리전트 기능부의 하이사이드 파워 스위치소자와, 상기 복수의 스텝핑모터의 각 다른쪽의 단자와 각각 접속되어 상기 복수의 스텝핑모터의 각 운전을 제어하는 구동회로를 구비하여 이루어지는 모터제어시스템에 있어서의 모터의 고장진단방법에 있어서, 상기 구동회로에 의해서 상기 스텝핑모터를 구동하여, 이때 상기 하이사이드 파워 스위치소자로부터 얻어지는 자기진단검출 출력에 응답하여 상기 스텝핑모터의 고장진단을 하도록 한 점에 있다.

하이사이드 파워 스위치소자는, 보호, 진단의 인텔리전트 기능부이고, 구동회로에 의해서 구동된 스텝핑모터에 단선, 단락등의 고장이 생기면, 전원보호를 위해 듀티작동을 하는 등하여 부하인 스텝핑모터로의 전력의 공급을 제한하여 전원회로의 보호를 꾀함과 동시에, 부하에 고장이 생기고 있는 것을 나타내는 신호를 출력한다. 따라서, 구동회로에 의해서 스텝핑모터를 1개씩 구동할 때에, 상기 신호의 내용을 체크하는 것에 의해, 어떤 스텝핑모터가 고장나 있을까를 진단할 수가 있다. 또한, 고장내용을 판별하는 구성으로 하는 것도 된다.

제2항의 발명의 특징은, 복수의 스텝핑모터의 각 한쪽의 단자와 전원과의 사이에 설치된 단락보호 및 진단의 인텔리전트 기능부의 하이사이드 파워 스위치소자와, 상기 복수의 스텝핑모터의 각 다른쪽의 단자와 각각 접속되어 상기 복수의 스텝핑모터의 각 운전을 제어하는 구동회로를 구비하여 이루어지는 모터제어시스템에 있어서의 모터의 운전제어방법에 있어서, 상기 하이사이드 파워 스위치소자로부터 그때 구동된 스텝핑모터에 고장이 생긴 것을 나타내는 신호가 얻어질 경우, 구동회로에서 해당 스텝핑모터의 구동을 위한 구동제어신호의 출력을 금지하도록 한 점에 있다.

구동제어신호의 출력의 금지상태는, 일단 전원을 오프하여 다시 전원을 온으로 한 시점에서 해제되는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 두 번째 전원온의 경우에 해당 스테핑모터의 과전류등의 고장의 유무를 적당한 수단으로 판정하여, 고장이 없을 때는 정상복귀로 판단하여 원점리셋을 하고, 그후에는 통상 구동가능하게 할 수 있다. 한편, 두 번째 전원온의 경우에도 고장이 있다고 판단된 경우에는 해당 스텝핑모터가 고장상태로 있다고 판단하여, 구동제어신호의 출력을 금지한 채로 할 수 있다.

이 구성을 사용하여, 예컨대 통풍경로의 변경이든지 방풍온도의 조절을 복수의 스텝핑모터로 행하도록 구성된 공기조절장치에 있어서, 복수의 스텝핑모터중 어떤 특정한 스텝핑모터를 구동시킬 때에 고장을 검출하는 경우, 그 스텝핑모터로의 구동제어신호의 출력만을 금지하여, 다른 스텝핑모터는 구동가능하게 하는 구성으로서도 적합하다. 이 상태에 있어서 전원을 일단 오프하여, 그후 전원을 온으로 한 경우의 처리에 관해서는 전번의 경우와 같이 할 수가 있다. 즉, 두 번째 전원온의 경우에 해당 스텝핑모터로의 과전류 등의 고장의 유무를 하이사이드 파워 스위치소자로써 판정하여, 고장이 없을 때는 정상복귀로 판단하여 원점리셋을 하고, 그후에는 통상 구동가능하게 할 수 있다. 한편, 두 번째 전원온의 경우에도 고장이 있다고 판단된 경우에는 해당 스텝핑모터가 고장상태로 있다고 판단하여, 구동제어신호의 출력을 금지한 채로 할 수 있다.

제3항의 발명의 특징은, 복수의 스텝핑모터의 각 한쪽의 단자와 전원과의 사이에 설치된 단락보호 및 진단의 인텔리전트 기능부의 하이사이드 파워 스위치소자와, 상기 복수의 스텝핑모터의 각 다른쪽의 단자와 각각 접속되어 상기 복수의 스텝핑모터의 각 운전을 제어하는 구동회로를 구비한 모터제어시스템에 있어서의 모터의 운전제어방법에 있어서, 스텝핑모터의 초기화작동이 지시될 때에는, 초기화 전에 각 스텝핑모터로 순차 구동신호를 공급하여, 이때의 고장진단 결과로부터 각 스텝핑모터가 정상인지 고장인지를 판단하여, 정상이다고 판단된 스텝핑모터만 초기화를 하도록 한 점에 있다.

또한, 상기 처리후 전원을 오프로 하고, 그후 다시 전원을 온으로 할 경우, 고장으로 판단된 스텝핑모터에만 순차 구동신호를 공급하고, 이때의 고장진단 결과로부터 스텝핑모터가 정상으로 복귀하였는지 고장상태로 있는지를 판단하여, 정상으로 복귀하였다고 판단된 스텝핑모터에 관해서는 초기화를 하도록 하더라도 좋다.

어느 쪽의 경우에 있어서도, 고장으로 판단되어 초기화를 하지 않는 스텝핑모터에 대해서는, 구동신호를 공급하지 않도록 제어하는 구성으로 할 수 있다.

도 1은 제1항의 발명을 차량용 공기조절장치에 적용한 경우의 실시의 형태의 일례를 나타내는 개략적인 구성도.

도 2는 도 1에 나타낸 제어유니트의 상세한 구성을 나타내는 블럭도.

도 3은 도 2에 나타낸 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 소자의 작동을 나타내는 진리값 표를 도시한 도면.

도 4는 인텔리전트 하이사이드 소자의 자기진단기능을 이용하여 스텝핑모터의 운전제어를 하도록 한 제2항의 발명의 실시의 형태를 설명하기 위한 플로우챠트.

도 5는 인텔리전트 하이사이드 소자의 자기진단기능을 이용하여 스텝핑모터의 운전제어를 하도록 한 제3항의 발명의 실시의 형태를 설명하기 위한 플로우챠트.

도 6은 도 5에 나타낸 플로우챠트중의 스텝핑모터의 체크스텝의 처리를 설명하기 위한 상세한 플로우챠트.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 제어유니트 9∼11 : E스텝핑모터

21 : 공통구동회로 22∼25 : 구동 트랜지스터

26 : 전원

27 : 인텔리전트 하이사이드 스위치소자

27A : 전원입력단자 27 : B출력단자

27 : C접지단자 27 : D입력단자

27 : E자기진단 검출단자

K11∼K14, K21∼K24, K31∼K34, K41∼K44 : 구동제어신호

KS : 키스위치

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태의 일례에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 제1항의 발명을 차량용 공기조절장치에 적용한 경우의 실시의 형태의 일례를 나타내는 개략적인 구성도이다. 차량용 공기조절장치(1)는, 덕트(2)내에 송풍기(3), 증발기(4), 히터코어(5)가 도시와 같이 배치되어 있다. 6은 흡입도어, 7은 혼합도어, 8은 모우드도어이고, 이들은 스텝핑모터(9, 10, 11)와 각각 링크결합되어 있다. 제어유니트(12)는, 내기센서(13), 외기센서(14), 일사센서(15), 온도설정기(16), 및 수온센서(17)로부터의 각 출력에 응답하여, 스텝핑모터(9, 10, 11) 및 송풍기(3)로 각각 구동신호를 공급하여, 이것에 의하여 송풍기(3) 및 스텝핑모터(9, 10, 11)의 각 운전제어를 하는 시스템구성으로 되어 있다.

또, 제어유니트(12)로부터의 구동신호에 의해 스텝핑모터(9, 10, 11)를 구동하여 흡입도어(6), 믹스도어(7), 모우드도어(8)를 조작하여, 차량용 공기조절장치(1)의 운전을 제어하는 구성된 자체는 공지되었기 때문에, 여기서는 그 구성에 관해서 더 이상 자세한 설명을 생략한다.

도 2에는, 제어유니트(12)의 상세한 구성을 나타내는 블럭도가 표시되어 있다. 제어유니트(12)는, 스텝핑모터(9∼11) 및 도 1에 있어서는 도시하지 않은 스텝핑모터(E)를 구동하기 위한 공통구동회로(21)를 가져, 공통구동회로(21)로부터는, 4세트의 구동제어신호(K11∼K14, K21∼K24, K31∼K34, 및 K41∼K44)가 출력되고, 각 세트의 구동제어신호는 대응하는 구동 트랜지스터회로(XA∼XD)로 입력된다. 스텝핑모터(9∼11 및 E)는 구동 트랜지스터회로(XA∼XD)와, 도시한 바와 같이 접속되어 있다. 구동 트랜지스터회로(XA)는 스텝핑모터(9)의 각 코일로의 구동전류를 제어하기 위한 구동 트랜지스터(22∼25)를 가지고, 이것들의 구동 트랜지스터(22∼25)는 구동제어신호(K11∼K14)에 의해 각각 온, 오프제어되는 구성이다. 다른 구동 트랜지스터회로(XB∼XD), 및 스텝핑모터(10, 11, E)도 같은 구성이기 때문에, 도 2에 있어서는 그 세부를 도시하는 것을 생략하고 있다. 26은 공통구동회로(21) 및 스텝핑모터(9, 10, 11, E)에 전력을 공급하기 위한 전원, 27은 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자이다. 도 2에서는, 차량용 공기조절장치(1)의 운전에 필요한 것 외의 제어를 위한 기능을 하는 구성은 도시가 생략되어 있다. 공통구동회로(21)는 마이크로 컴퓨터로 구성되어, 여기서 소정의 구동제어 프로그램이 실행되는 것에 의해, 소요의 기능을 다할 수 있는 구성으로 되어 있다.

스텝핑모터(9)는 코일의 각 한쪽 끝은 공통에 접속되고, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 통해 전원(26)의 출력단에 접속되어 있다. 다른 스텝핑모터(10, 11, E)도 마찬가지다. 전원(26)은 키스위치(key switch:KS)를 통해 배터리(B)에 접속되어 있고, 키스위치(KS)를 온으로 함에 따라 배터리(B)에서의 전압이 전원(26)에 있어서 소정의 일정 직류전압이 되고, 이 일정 직류전압이 제어유니트(12)내의 각부 및 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)에 공급된다.

보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)는 시판의 기능 IC소자를 사용하여 구성되어, 그 전원입력단자(27A)에 인가된 전압이 그 온작동에 의해서 출력단자(27B)에서 출력되어, 스텝핑모터(9, 10, 11, E)에 인가된다. 이 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)는, 출력단자(27B)가 외부의 회로를 통해 접지단자(27C)와의 사이에서 단락하는 등으로 소정레벨 이상의 부하전류가 흐르는 상태가 되면, 이것을 그 내부에 설치된 검지유니트로 검출하여, 출력단자(27B)의 출력이 듀티작동을 하여 소자가 손상되는 일이 없도록 출력단자(27B)에서의 전압출력을 듀티제어하는 구성으로 되어 있다.

입력단자(27D)는 전원입력단자(27A)에 인가된 전압을 출력단자(27B)로 출력할 것인지 아닌지를 제어하기 위한 입력신호를 인가기 위한 단자이고, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)는 입력단자(27D)로의 입력에 응답하여 출력단자(27B)에 접속되는 부하로의 전압인가를 온, 오프할 수 있는 하이사이드스위치로서 작동한다. 27E는 자기진단 검출단자이고, 예컨대 입력단자(27D)가「H」되어 출력온의 상태일 때에 부하가 단락상태가 되면 「L」레벨이 된다. 입력단자(27D), 자기진단 검출단자(27E)는 공통구동회로(21)에 접속되어 있다.

도 3에는, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 작동을 나타내는 진리값 표가 표시되어 있다. 이 표로부터, 출력단자(27B), 입력단자(27D), 자기진단 검출단자(27E)의 각 레벨상태를 비교하는 것에 의해, 그 출력측이 「정상」,「부하단락」,「부하오픈」,「과열」중 어느 쪽의 상태인가를 판정할 수 가 있다. 또, 이러한 구성의 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)에서는, 예컨대 도시바제의 TDP1008S를 사용할 수가 있다. 공통구동회로(21)는, 부하의 상태를 입력단자(27D)와 자기진단 검출단자(27E)와의 레벨상태로부터 판정할 수 있는 기능을 가지고 있다.

공통구동회로(21)는, 스텝핑모터(9, 10, 11, E)중 어느 1개를 선택적으로 구동하기 위해서, 선택구동하여야 할 스텝핑모터에 대응한 구동제어신호를 출력하여, 대응하는 구동 트랜지스터를 온하면서 동시에 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 입력단자(D)에「H」레벨의 신호를 출력하여 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 온상태로 한다. 이것에 의해, 선택된 원하는 스텝핑모터만이 구동된다.

다음에 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 자기진단기능을 이용하여 스텝핑모터(9, 10, 11, E)의 고장진단을 하는 방법에 관해서 설명한다. 우선, 공통구동회로(21)로부터 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 입력단자(27D)에 대하여「H」레벨의 신호를 공급하고, 구동제어신호(K11∼K14)만을「H」레벨상태로 한다. 이때, 스텝핑모터(9)가 정상이면 자기진단 검출단자(27E)의 단자는「H」상태이지만, 만약, 스텝핑모터(9)가 단락사고를 일으키고 있으면 자기진단 검출단자(27E)는「L」레벨로 된다. 따라서, 자기진단 검출단자(27E)의 출력을 항상 모니터하고 있는 공통구동회로(21)는 구동제어신호(Kl1∼K14)을 출력한 시점에서 스텝핑모터(9)가 정상인지, 고장인지를 판정할 수가 있다. 이후, 같은 모양으로 구동제어신호(K21∼K24, K31∼K34, K41∼K44)를 출력하여, 그때의 자기진단 검출단자(27E)의 레벨상태를 체크하는 것으로써 스텝핑모터(9, 10, 11, E) 모두에 대해서의 고장진단을 할 수 있다.

이와 같이, 각 스텝핑모터에 구동제어신호를 공급하여, 이때의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 소정의 각 단자의 레벨상태로부터, 각 스텝핑모터가 정상운전, 부하단락운전, 부하오픈운전, 과열운전중 어느 쪽인가를 판정할 수가 있다. 따라서, 그 판정결과를 예컨대 코드로 대체하여 점멸표시 시킬 수 있다.

이 점멸표시를 구체예로 설명한다. 공통구동회로(21)가 고장진단 모우드에 들어가면 공통구동회로(21)의 표시부(21A)에 1초간만「3」을 표시하여, 이 사이에 각 스텝핑모터(9, 10, 11, E)의 고장진단을 한다. 1초 경과후, 고장이 없을 경우에는「30」을 표시한다. 고장이 있을 경우에는, 그 스텝핑모터의 고유의 표시(예컨대, 각 스텝핑모터(9, 10, 11, E)에 대응하는 숫자(31, 32, 33, 34)를 작은 순서로 2회씩 점멸표시한다. 여기서, 부하오픈 운전으로 되어 있는 개방고장의 경우에는 그 스텝핑모터에 고유의 숫자만 점멸표시 하고, 부하단락 운전으로 되어있는 단락고장의 경우에는 고유의 숫자에「-」의 부호를 붙인 것을 점멸표시로 하여, 고장내용을 알 수 있도록 할 수가 있다.

이와 같이, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)가 가지는 자기진단기능을 이용하여 스텝핑모터(9, 10, 11, E)의 고장의 유무를 판정하여, 그 판정내용을 상기와 같이 하여 표시하기 때문에, 특별한 피드백신호를 추가하는 일없이 스텝핑모터(9, 10, 11, E)의 고장진단 및 그 내용표시가 가능해진다. 또한, 특별한 회로를 추가할 필요도 없고, 공통구동회로(21)에 세트되어 있는 소프트웨어의 변경만으로 충분하기 때문에, 코스트의 상승은 적고 경제적이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 차량용 공기조절장치(1)에서는, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 자기진단기능을 이용하여, 스텝핑모터(9, 10, 11, E)의 고장진단을 하여 그 결과를 표시하는 구성에 관해서 설명하였다. 그러나, 이 고장진단 결과를 이용하여 스텝핑모터(9, 10, 11, E)를 효율이 좋게 운전제어하는 것이 가능하다.

도 4에는 그와 같은 운전제어방법을 공통구동회로(21)에 있어서 실행시키기 위한 운전제어 프로그램을 나타내는 플로우챠트가 표시되어 있다. 도 4의 플로우챠트에 관해서 설명하면, 스텝(31)에서, 단락고장을 나타내는 플래그(F1)가 세워져 있는가 아닌가가 판별된다. 플래그 F1의 초기 설정은 F1=「0」이기 때문에, 단락고장을 생기지 않은 경우에는 스텝(31)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(32)에 들어 간다. 여기서 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 입력단자(27D)를「H」레벨로 하여, 이것에 의해 소요의 스텝핑모터에 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 통해 전압을 인가한다. 다음 스텝(33)에서는 자기진단 검출단자(27E)가「H」레벨로 되었는가 아닌가가 판별된다. 스텝(33)의 판별결과가 YES의 경우에는 스텝핑모터에 단락고장이 생기지 않은 것으로 되고(도 3참조), 스텝(34)로 진행한다.

스텝(34)에서는, 점화스위치(KS)의 오프상태에서부터 온상태로의 전환이 첫 회인가 아닌가를 나타내는 플래그(F2)가 세워져 있는가 아닌가가 판별된다. 플래그(F2)의 초기 설정은 F2=「0」이기 때문에, 점화스위치(KS)의 오프상태에서부터 온상태로의 전환이 첫회가 아닌 경우에는 F2=「0」이고, 스텝(34)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(35)으로 들어 간다. 스텝(35)에서는 스텝핑모터에 대한 통상제어가 실행되어, 스텝(36)에서 플래그(F1)를 리셋하여, 다음 제어로 진행한다.

한편, 스텝(31)의 판별결과가 YES로 된 경우(단락고장이 생기고 있는 경우)에는 스텝(37)에서 점화스위치(KS)의 오프상태에서부터 온상태로의 전환이 첫회인지 아닌지가 판별된다. 첫회의 전환인 경우에는 스텝(37)의 판별결과는 YES가 되어, 스텝(38)에 입력되어, 여기서 플래그(F2)가 세워지고 나서 스텝(32)으로 들어 간다. 원점 리셋은 점화오프에서부터 온의 첫회만 행하기 때문이다. 만약 첫회의 전환이 아닌 경우에는 스텝(37)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(39)으로 들어간다. 이것은, 점화스위치(KS)의 오프상태에서부터 온상태로의 전환이 첫회가 아닌 경우에는 자기진단의 필요가 없기 때문이다.

스텝(39)에서는 입력단자(27D)를「L」레벨상태로 하여 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 오프상태로 하여 스텝(40)에 들어가서, 여기서 지금 단락고장으로 판정된 스텝핑모터의 구동제어신호의 출력을 중지한다. 그리고, 다음 스텝(41)에서 플래그(F1)를 세워, 다음 제어로 진행한다.

즉, 스텝(31)에서 플래그(F1)가 세워져 있다고 판별된 경우, 점화스위치(KS)의 오프에서부터 온으로의 전환이 첫회인 경우에는 플래그(F2)를 세워 스텝(32)으로 들어가서, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 온으로 하고 이때 구동를 위해 선택된 스텝핑모터의 고장에 관해서 자기진단을 하여, 그 결과에 응해서 그 스텝핑모터를 통상운전 또는 구동중지로 한다. 그러나, 스텝(31)에서 플래그(F1)가 세워져 있다고 판별된 경우에 있어서, 점화스위치(KS)의 오프에서부터 온으로의 전환이 첫회가 아닐 때는, 자기진단을 하는 일없이 스텝(39)으로 진행하여, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 오프로 하여(스텝(39)), 그 스텝핑모터의 구동을 중지한다. 스텝(33)의 판별결과가 NO의 경우도, 스텝(39)으로 진행하여, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 오프로 하여(스텝(39)), 그 스텝핑모터의 구동을 중지한다.

스텝(34)의 판별결과가 YES로 된 경우에는, 즉, 스텝(37)에서 점화스위치(KS)의 오프상태에서부터 온상태로의 전환이 첫회라고 판별된 경우에는, 스텝(39)으로 들어가서, 여기서 원점리셋을 하여, 스텝(40)에서 플래그(F2)를 리셋하고 나서 스텝(35)으로 진행하여 통상제어가 행하여진다.

즉, 스텝(31)의 판별결과가 NO의 경우에는, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)를 온으로 하고 자기진단 검출단자(27E)의 레벨을 체크하여(스텝(32, 33)), 이 결과에 의해서 스텝핑모터가 단락고장인지 아닌지를 판단하여, 스텝핑모터가 단락고장의 경우에는 단락으로 판단된 스텝핑모터의 구동을 중지하는 구성이다. 따라서, 도 4에 나타낸 제어가 복수의 스텝핑모터에 대하여 순차적으로 실행되면, 복수의 스텝핑모터(9, 10, 11, E)중에서 단락고장으로 판정된 스텝핑모터만이 구동중지가 되고, 정상이라고 판단된 스텝핑모터에 대해서는 통상의 제어가 행하여진다.

이 결과, 스텝핑모터가 1개 고장남으로써 다른 스텝핑모터도 구동할 수 없게 된다고 하는 불편함을 생기는 일이 없다. 그리고, 구동제어신호의 출력이 중지되어 있는 스텝핑모터에 대하여도, 점화스위치(KS)의 오프상태에서부터 온상태로의 전환이 첫회라고 판별된 경우에는 반드시 재체크를 하기 때문에(스텝(32, 33)), 이때 고장이 고쳐져 있으면 통상제어로의 복귀가 가능해진다. 또한, 스텝(34)에서 플래그(F2)의 체크를 하고 있고, 플래그(F2)가 세워져 있는 경우에는 원점리셋을 하도록하였기 때문에, 1개의 스텝핑모터가 고장나 있더라도 다른 정상적인 스텝핑모터는 적절히 초기화를 할 수 있다.

또, 여기서 스텝핑모터의 구동제어신호의 출력이 중지로 되어있는 경우에 있어서, 입력단자(27D)가「H」레벨로 자기진단 검출단자(27E)가「L」레벨이면, 공통라인이 접지와 단락하고 있다고 판단하여, 입력단자(27D)로의 입력을「L」레벨로 하여, 모든 스텝핑모터에 대한 구동제어신호의 출력을 중지하도록 구성하더라도 좋다.

또한, 어떤 스텝핑모터의 구동제어신호가 출력되어 있을 때만 입력단자(27D)가「H」레벨로 자기진단 검출단자(27E)가「L」레벨이면, 그 스텝핑모터의 코일이 단락되었다고 판단하여, 그 스텝핑모터로의 구동제어신호의 출력만을 중지하기 위해서, 입력단자(27D)로의 출력은「H」레벨로 한 채로, 그 스텝핑모터에 대한 구동제어신호의 출력만을 중지하도록 하더라도 좋다.

다음에, 도 5 및 도 6을 참조하여 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 자기진단기능을 이용하여, 공통구동회로(21)에 의해서 스텝핑모터(9, 10, 11, E) 초기화를 효율이 좋게 행할 수 있도록 한, 스텝핑모터(9, 11, 11, E)의 운전제어방법을 설명한다.

도 5는 그와 같은 운전제어를 공통구동회로(21)에서 실행시키기 위한 운전제어 프로그램을 나타내는 플로우챠트이고, 스텝(51)에 있어서 단락고장을 나타내는 플래그(F1)가 세워져 있는가 아닌가가 판별된다. 플래그(F1)의 초기 설정은 F1=「0」이기 때문에, 단락고장이 생기지 않을 경우에는 스텝(51)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(52)에 들어 간다. 스텝(52)에서는 초기화 작동지시가 발생되었는가 아닌가가 판별된다. 초기화 작동지시가 발생되어 있지 않은 경우에는 스텝(52)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(53)에 있어서 스텝핑모터의 통상제어가 실행된다. 한편, 스텝(52)에 있어서 초기화 작동지시가 발생되었다고 판별되면 스텝(52)의 판별결과는 YES가 되어, 스텝(54)에 들어 간다. 스텝(54)에서는 스텝핑모터(9, 10, 11, E)의 모두에 관해서 정상인지 아닌지의 체크가 행하여진다.

도 6에는, 스텝(54)에서 실행되는 스텝핑모터의 체크를 위한 처리를 나타내는 상세한 플로우챠트가 표시되어 있다. 스텝핑모터의 체크를 위한 처리(스텝(54))에 들어가면, 우선 스텝(71)에서 스텝핑모터(9, 10, 11, E)를 구동하기 위한 구동제어신호(K11∼K14, K21∼K24, K31∼K34, K41∼K44)를 순차적으로 출력한다. 다음 스텝(72)에서는 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 입력단자(27D)를「H」레벨로 할 때에 자기진단 검출단자(27E)의 레벨이「H」가 되는가 아닌가를 판별한다. 즉, 스텝(72)에서 그 스텝핑모터가 적어도 이상이 아닌 것이 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 자기진단기능을 이용하여 체크된다.

스텝(72)에 있어서 입력단자(27D)가「H」레벨의 때에 자기진단 검출단자(27E)도「H」레벨이라고 판정되면 스텝(72)의 판별결과는 YES가 되어, 스텝(73)으로 들어 간다. 스텝(73)에서는, 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 입력단자(27D)를「L」레벨로 했을 때에, 자기진단 검출단자(27E)의 레벨이「L」이 되는가 아닌가를 판별한다. 이 경우도, 또한 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 자기진단기능을 이용하여 스텝핑모터의 체크가 행하여진다.

스텝(73)에 있어서 입력단자(27D)가「L」레벨의 때에 자기진단 검출단자(27E)도「L」레벨이면, 스텝(73)의 판별결과는 YES가 되어, 스텝(74)에 입력되어, 여기서 그 스텝핑모터가 정상이라고 판정된다. 즉, 스텝(72, 73)의 판별결과가 어느 것이나 YES가 된 경우에는 스텝핑모터에 있어서 단락고장, 해방고장 및 과열이 발생되지 않았다고 판정된다(도 3참조). 다음 스텝(75)에서는, 스텝(74)에 있어서 정상이라고 판정된 스텝핑모터를 특정하기 위한 코드와 정상인 것을 나타내는 코드를 메모리에 기억하여 다음 스텝(55)으로 진행한다.

한편, 스텝핑모터에 어떠한 이상이 발생되어 있을 경우에는 스텝(72 또는 73)중 어느 한쪽에 있어서의 판별결과가 NO가 되어, 스텝(76)에 입력되어, 여기서 그 스텝핑모터가 어떠한 이상을 발생하고 있다고 판정된다. 그리고, 스텝(77)에 있어서 이상하다고 판정된 스텝핑모터를 특정하기 위한 코드와 정상인 것을 나타내는 코드를 메모리에 기억하여 다음 스텝(55)으로 진행한다.

도 5에 복귀하면, 스텝(55)에서는 스텝(75, 77)에 있어서의 기억작동의 결과에 근거하여 모든 스텝핑모터가 정상이었는지 아니었는지가 판별된다. 모든 스텝핑모터가 정상이었던 경우에는 스텝(56)으로 들어가서, 여기서 모든 스텝핑모터를 초기화하여, 다음 스텝(57)에서 플래그(F1)를 리셋하여 초기화 작동을 종료한다. 한편, 스텝(55)에 있어서 모든 스텝핑모터가 정상이지 않다고 판별된 경우에는, 스텝(55)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(58)에서 스텝(75)에 있어서 정상적인 스텝핑모터라고 기억된 스텝핑모터만을 초기화하여, 다음 스텝(59)에서 플래그(F1)를 리셋하여 초기화 작동을 종료한다.

또, 스텝(51)에 있어서 플래그(F1)가 세워져 있다고 판별된 경우에는, 즉 모든 스텝핑모터가 정상이지 않다고 판별된 경우에는, 스텝(60)으로 들어가서, 여기서, 점화스위치(KS)의 오프에서부터 온으로의 전환이 첫회인지 아닌지가 판별된다. 첫회가 아니다고 판별된 경우는 스텝(60)의 판별결과는 NO가 되어, 스텝(52)으로 들어 간다. 즉, 점화스위치(KS)의 오프에서부터 온으로의 전환이 첫회가 아닌 경우는 플래그(F1)가 세워져 있더라도 스텝(52)을 반드시 실행한다. 한편, 점화스위치(KS)의 오프에서부터 온으로의 전환이 첫회이면, 스텝(60)의 판별결과는 YES가 되어, 초기화의 작동지시의 유무에 불구하고 스텝(54)이 실행되는 것으로 된다. 또, 스텝(76)에서 이상하다고 판정된 스텝핑모터에 관해서는, 초기화를 하지 않는 것은 물론이거니와, 이후의 스텝에 있어서 구동을 금지하도록 구성하더라도 좋다.

도 5 및 도 6에 나타낸 초기화방법에 의하면, 인텔리전트 하이사이드 스위치소자(27)의 자기진단기능을 이용하여 모든 스텝핑모터에 관해서 미리 정상, 이상의 판정을 행해 놓고, 정상이다고 판정된 스텝핑모터에 관해서만 초기화를 하도록 하였기 때문에, 일부의 스텝핑모터에 있어서 이상이 발생한 경우에도 정상적인 스텝핑모터에 대해서는 초기화를 행하여, 공통구동회로(21)에서부터의 구동제어신호에 따라서 소요의 작동을 정상으로 실행시킬 수 있다. 또, 구동제어신호의 출력이 금지되어 있는 경우라도, 점화스위치(KS)를 오프에서부터 온으로 바꾼 경우에는 반드시 재체크를 하게 되기 때문에(스텝(60)), 통상제어로의 복귀가 가능하다. 따라서, 예컨대 어떠한 이유로 스텝핑모터에 과열등의 장해가 발생하였다고 해도, 시간의 경과에 의해 과열이 진정되면, 점화스위치(KS)를 두 번째 온으로 할 때에, 스텝(54)에서 정상이라고 판단되기 때문에, 이것에 의해 초기화가 되어 통상제어로의 복귀가 가능해 진다.

제1항의 발명에 의하면, 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 소자를 사용하여 스텝핑모터 구동을 위한 회로를 구성하여, 이 인텔리전트 하이사이드 소자의 자기진단기능을 이용하여 각 스텝핑모터의 고장판정을 하는 구성이기 때문에, 스텝핑모터에 특별한 피드백신호를 추가하지 않고서 스텝핑모터의 각각에 대해서 고장진단이 가능해진다. 또한, 고장판정은 보호, 진단기능부의 인텔리전트 하이사이드 소자의 입출력의 상태로부터 행할 수 있기 때문에, 특별한 회로의 부가도 불필요하고, 소프트웨어만으로 대응할 수 있기 때문에 코스트의 면에서도 지극히 유리하다.

제2항의 발명에 의하면, 인텔리전트 하이사이드 소자의 자기진단기능을 이용하여 스텝핑모터의 고장판정을 하여, 고장으로 판정된 스텝핑모터에 대해서만 구동을 금지하는 구성이기 때문에, 정상적인 스텝핑모터로의 전원공급이 정지되어 버리는 일은 없고, 고장으로 판정된 스텝핑모터에 대하여 보호를 위한 회로작동이 실행되더라도, 정상적인 스텝핑모터에 있어서 스텝 어긋남을 발생시키는 일없이, 정상라고 판정된 스텝핑모터에 대해서는 통상의 제어를 지장없게 행할 수 있다.

제3항의 발명에 의하면, 스텝핑모터의 운전개시때에, 인텔리전트 하이사이드 소자의 자기진단기능을 이용하여 각 스텝핑모터의 고장판정을 하여, 정상이라고 판정된 스텝핑모터에 대해서만 초기화를 하기 때문에, 고장으로 판정된 스텝핑모터가 있더라도, 정상이라고 판정된 스텝핑모터에 대해서는 초기화를 행하여 통상운전이 가능해 진다.

Claims (9)

1. 복수의 스텝핑모터의 각 한쪽의 단자와 전원과의 사이에 설치된 단락보호 및 진단의 인텔리전트 기능부의 하이사이드 파워 스위치소자와, 상기 복수의 스텝핑모터의 각 다른쪽면의 단자와 각각 접속되어 상기 복수의 스텝핑모터의 각 운전을 제어하는 구동회로를 구비하여 이루어지는 모터제어시스템에 있어서의 모터의 고장진단방법에 있어서, 상기 구동회로에 의해서 상기 스텝핑모터를 구동하고, 이때 상기 하이사이드 파워 스위치소자로부터 얻어지는 자기진단 검출출력에 응답하여 상기 스텝핑모터의 고장진단을 하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 고장진단방법.
2. 복수의 스텝핑모터의 각 한쪽의 단자와 전원과의 사이에 설치된 단락보호 및 진단의 인텔리전트 기능부의 하이사이드 파워 스위치소자와, 상기 복수의 스텝핑모터의 각 다른쪽의 단자와 각각 접속되어 상기 복수의 스텝핑모터의 각 운전을 제어하는 구동회로를 구비하여 이루어지는 모터제어시스템에 있어서의 모터의 운전제어방법에 있어서, 상기 하이사이드 파워 스위치소자로부터 그때 선택구동된 스텝핑모터에 고장이 생긴 것을 나타내는 신호가 얻어질 경우, 구동회로에서 해당 스텝핑모터의 구동을 위한 구동제어신호의 출력을 금지하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
3. 복수의 스텝핑모터의 각 한쪽의 단자와 전원과의 사이에 설치된 단락보호 및 진단의 인텔리전트 기능부의 하이사이드 파워 스위치소자와, 상기 복수의 스텝핑모터의 각 다른쪽의 단자와 각각 접속되어 상기 복수의 스텝핑모터의 각 운전을 제어하는 구동회로를 구비한 모터제어시스템에 있어서의 모터의 운전제어방법에 있어서, 스텝핑모터의 초기화작동이 지시될 때에는, 초기화전에 각 스텝핑모터에 순차구동신호를 공급하여, 이때의 고장진단 결과로부터 각 스텝핑모터가 정상인지 고장인지를 판단하여, 정상이다라고 판단된 스텝핑모터만 초기화를 하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 구동제어신호의 출력의 금지상태가 생길 때에는, 일단 전원을 오프하여 다시 전원을 온으로 한 시점에서 스텝핑모터의 고장의 유무를 두 번째 판정하여, 고장이 없을 때는 그후에 통상 구동가능하게 하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 구동제어신호의 출력의 금지상태가 생길 때는, 일단 전원을 오프하여 다시 전원을 온으로 한 시점에서 스텝핑모터의 고장의 유무를 두 번째 판정하여, 고장이 없을 때는 정상복귀으로 판단하여 원점리셋을 하고, 그후는 통상 구동가능하게 하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 구동제어신호의 출력의 금지상태가 생길 때는, 일단 전원을 오프하여 다시 전원을 온으로 한 시점에서 스텝핑모터의 고장의 유무를 두 번째 판정하여, 고장이 없을 때는 그후는 통상 구동가능하게 하고, 한편, 두 번째 전원온의 경우에도 고장이 있다고 판단된 경우에는 해당 스텝핑모터가 고장상태에 있다고 판단하여, 구동제어신호의 출력을 금지한 채로 있도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 구동제어신호의 출력의 금지상태가 생길 때는, 일단 전원을 오프하여 다시 전원을 온으로 한 시점에서 스텝핑모터의 고장의 유무를 두 번째 판정하여, 고장이 없을 때는 정상복귀로 판단하여 원점리셋을 하여, 그후에는 통상 구동가능하게 하고, 한편 두 번째 전원온의 경우에도 고장있다고 판단될 경우에는 해당 스텝핑모터가 고장상태로 있다고 판단하여, 구동제어신호의 출력을 금지한 채로 있도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
8. 제3항에 있어서, 일단 전원을 오프하여 다시 전원을 온으로 한 시점에서 스텝핑모터의 고장의 유무를 두 번째 판정하여, 이때 고장이 있다고 판정된 스텝핑모터에 관해서는 초기화를 하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.
9. 제3항 또는 제8항에 있어서, 고장으로 판정된 스텝핑모터에 대해서는 구동신호를 공급하지 않게 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 운전제어방법.