KR20110071560A - Monitoring apparatus and method for fail of a pump-motor driver - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Device and method for sensing failure of the driving unit of a pump motor are provided to enhance the running stability of a vehicle since if failure is sensed, the failure of the driving unit of a pump motor can be early sensed without noise. CONSTITUTION: A device for sensing failure of the driving unit of a pump motor comprises a micro control unit(21), a pre-driver(22) and a motor driving FET(23). The micro control unit outputs an ultra short pulse of a pump-motor driving command. The pre-driver amplifies the pump-motor driving command. The motor driving FET is switched according to the pump-motor driving command amplified from the pre-driver to supply motor-driving voltage to the pump motor. The micro control unit senses the failure of the pump-motor driving unit from the motor-driving voltage by the pump-motor driving command.

Description

펌프모터 구동부의 고장 감지장치 및 방법{Monitoring apparatus and method for fail of a pump-motor driver}Monitoring apparatus and method for fail of a pump-motor driver

이 발명은 안티락브레이크 및 차량자세제어 시스템에 적용되는 펌프모터 구동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펌프모터를 구동하지 않고도 고장 여부를 감지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pump motor driving device applied to an anti-lock brake and a vehicle attitude control system, and more particularly, to an apparatus and a method capable of detecting a failure without driving a pump motor.

최근의 차량에는 주행 안정성 향상 및 제동 안정성을 위하여 다양한 장치가 설치된다. 이러한 다양한 장치로서 휠의 슬립을 방지하기 위한 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량자세제어시스템(ESP: Electronic Stability Program) 등이 있다.Recently, various vehicles are installed to improve driving stability and braking stability. Such various devices include an anti-lock brake system (ABS), a collision control system (TCS), and an electronic stability program (ESP) to prevent wheel slip. .

이러한 장치들이 주행 안정성 향상 및 제동을 위한 정확한 연산을 할 수 있으려면 차량의 주행 상태에 대한 정확한 정보와 연산이 필요하다. 이를 위해 차량에는 ABS, TCS, ESP 등의 시스템에서 요구되는 연산을 수행하는 마이크로제어유닛(MCU)이 구비된다.In order for these devices to perform accurate calculations for improved driving stability and braking, accurate information and calculations about driving conditions of the vehicle are required. To this end, the vehicle is provided with a micro control unit (MCU) for performing the operation required in the system, such as ABS, TCS, ESP.

도 1은 안티락브레이크 & 차량자세제어 시스템에서의 펌프모터 구동 및 고장감지회로를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a pump motor driving and fault detection circuit in an anti-lock brake & vehicle attitude control system.

도 1을 참조하면, 안티락브레이크 & 차량자세제어 시스템의 펌프모터 구동회로는 하이-사이드 드라이브(high-side drive) 방식으로 구성되는 바, 마이크로제어유닛(MCU)(11)과, 차지펌프(charge pump)(12)와, 파워스위칭소자(power MOSFET)(13)로 이루어진다. 파워스위칭소자(13)가 펌프모터(M)의 양극에 전원을 공급한다.Referring to FIG. 1, the pump motor driving circuit of the anti-lock brake and vehicle attitude control system is configured in a high-side drive type, and includes a micro control unit (MCU) 11 and a charge pump ( a charge pump 12 and a power MOSFET 13. The power switching element 13 supplies power to the positive electrode of the pump motor M.

마이크로제어유닛(11)이 차지펌프(12)에 구동신호를 출력하지 않으면, 파워스위칭소자(13)가 턴오프되며 배터리전원(VBATT)과 펌프모터(M) 사이가 차단된다. 그러면, 파워스위칭소자(13)와 펌프모터(M)의 접점은 그라운드레벨이 되고, 마이크로제어유닛(11)은 이를 저역통과필터(15)를 통해 입력받아 펌프모터(M)가 구동하지 않음을 확인할 수 있다.If the micro control unit 11 does not output a drive signal to the charge pump 12, the power switching element 13 is turned off and the battery power source (V BATT ) and the pump motor (M) is cut off. Then, the contact between the power switching element 13 and the pump motor (M) is the ground level, the micro-control unit 11 is input through the low pass filter 15, the pump motor (M) is not driven You can check it.

한편, 마이크로제어유닛(11)이 차지펌프(12)에 구동신호를 출력하면 파워스위칭소자(13)가 턴온되어 배터리전원(VBATT)이 펌프모터(M)에 공급된다. 이때, 파워스위칭소자(13)와 펌프모터(M)의 접점은 전원레벨이 되고, 마이크로제어유닛(11)은 이를 저역통과필터(15)를 통해 입력받아 펌프모터(M)가 구동하고 있음을 확인할 수 있다. 이때, 마이크로제어유닛(11)은 RPM 제어를 위해 펄스폭변조(PWM) 방식을 사용할 수 있다.On the other hand, when the micro control unit 11 outputs a drive signal to the charge pump 12, the power switching element 13 is turned on and the battery power source V BATT is supplied to the pump motor M. At this time, the contact point of the power switching element 13 and the pump motor (M) is the power supply level, the micro-control unit 11 receives the input through the low pass filter 15 that the pump motor (M) is driven. You can check it. At this time, the micro control unit 11 may use a pulse width modulation (PWM) method for the RPM control.

마이크로제어유닛(11)은 차지펌프(12)를 구동하여 펌프모터(M)를 동작시키고, 펌프모터 구동회로의 고장 발생 여부를 감지할 수 있는데, 파워스위칭소자(13)의 배터리전원(VBATT)을 저역통과필터(14)를 통과시켜 Vbat,F을 입력받아 이 Vbat,F로부터 배터리전원 휴즈단의 이상유무를 판단한다. 또한, 마이크로제어유닛(11)은 차지펌프(12)에 구동신호를 출력할 때 저역통과필터(15)를 통해 입력되는 신호가 전원 레벨인지 아니면 그라운드 레벨인지에 따라 파워스위칭소자(13)의 이상유무를 판단한다.The micro control unit 11 may drive the charge pump 12 to operate the pump motor M, and detect whether a failure of the pump motor driving circuit occurs, and the battery power V BATT of the power switching element 13 may be detected. ) for receiving the V bat, F is passed through a low pass filter 14 determines the abnormality of the battery power from the fuse end V bat, F. In addition, when the microcontrol unit 11 outputs a drive signal to the charge pump 12, the power switching element 13 may be abnormal depending on whether the signal input through the low pass filter 15 is a power level or a ground level. Determine the presence.

이와 같이 마이크로제어유닛(11)은 배터리전원 단의 이상유무는 이상 발생즉시 감지가 가능하다. 그러나, 파워스위칭소자의 경우에는 차지펌프(12)에 구동신호를 출력하여 펌프모터(M)를 강제로 구동시켜야지만 그 이상유무를 감지할 수 있다. 그러나, 펌프모터(M)를 강제로 구동할 경우 소음이 발생하기 때문에 종래에는 차속이 30kph 이상 가속될 경우 펌프모터(M)를 강제 구동시켜 파워스위칭소자의 고장 여부를 판단한다.As described above, the micro control unit 11 can immediately detect the abnormality of the battery power supply. However, in the case of the power switching device, it is necessary to output the drive signal to the charge pump 12 to force the pump motor M to detect the abnormality. However, since noise is generated when the pump motor M is forcibly driven, conventionally, when the vehicle speed is accelerated by 30 kph or more, the pump motor M is forcibly driven to determine whether the power switching device has failed.

따라서, 이러한 펌프모터 구동 및 고장감지회로는 차량이 30kph 이상으로 가속된 상태에서 펌프모터(M)를 강제 구동시켜 고장 여부를 판단하기 때문에 고장 감시 시기가 늦어지게 되며, 이로 인해 사고의 위험이 있고 안정성이 보장되지 못하는 문제점이 있다.Therefore, such a pump motor drive and fault detection circuit is forced to drive the pump motor (M) in the state in which the vehicle accelerated to more than 30kph to determine whether there is a failure, so the failure monitoring time is delayed, there is a risk of accident There is a problem that stability is not guaranteed.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 펌프모터를 강제 구동하지 않고도 펌프모터 구동부의 고장 여부를 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Disclosure of Invention The object of the present invention devised to solve the above-mentioned problems of the prior art is to provide an apparatus and a method capable of detecting a failure of a pump motor driving unit without forcibly driving a pump motor.

상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지장치는, 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 출력하는 마이크로제어유닛과, 상기 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 증폭하는 프리드라이버와, 상기 프리드라이버에서 증폭된 초단펄스의 펌프모터 구동명령에 따라 스위칭되어 펌프모터에 모터구동전압을 공급하는 모터구동FET를 포함하고, 상기 마이크로제어유닛이 상기 초단펄스의 펌프모터 구동명령에 의한 모터구동전압으로부터 펌프모터 구동부의 고장을 감지하는 것을 특징으로 한다.The failure detection device of the pump motor drive unit according to the present invention for achieving the above object includes a microcontrol unit for outputting a pump motor drive command of the ultra-short pulse, a pre-driver for amplifying the pump motor drive command of the ultra-short pulse; And a motor driving FET which switches according to the pump motor driving command of the ultra short pulse amplified by the predriver and supplies a motor driving voltage to the pump motor, wherein the micro control unit drives the motor by the pump motor driving command of the ultra short pulse. It is characterized by detecting the failure of the pump motor drive unit from the voltage.

또한, 이 발명에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지 방법은, 펌프모터 구동명령을 출력하는 마이크로제어유닛과, 상기 펌프모터 구동명령을 증폭하는 프리드라이버와, 상기 프리드라이버에서 증폭된 펌프모터 구동명령에 따라 스위칭되어 펌프모터에 모터구동전압을 공급하는 모터구동FET를 포함한 펌프모터 구동부에서, 상기 마이크로제어유닛이 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 출력하는 제1단계와, 상기 마이크로제어유닛이 상기 펌프모터에 공급되는 모터구동전압을 측정하는 제2단계와, 상기 마이크로제어유닛이 상기 측정된 모터구동전압이 임계값보다 크면 상기 펌프모터 구동부가 정상인 것으로 판단하고, 상기 측정된 모터구동전압이 임계값보다 크지 않으면 상기 펌프모터 구동부가 고장인 것으로 판단하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 한다.In addition, the failure detection method of the pump motor drive unit according to the present invention, the micro-control unit for outputting a pump motor drive command, a predriver for amplifying the pump motor drive command, and a pump motor drive command amplified by the predriver In the pump motor driving unit including a motor drive FET which is switched according to the supply of the motor driving voltage to the pump motor, the first step of the micro-control unit outputs the pump motor driving command of the ultra-short pulse, and the micro-control unit is the pump motor A second step of measuring a motor driving voltage supplied to the controller; and the microcontroller determines that the pump motor driving unit is normal if the measured motor driving voltage is greater than a threshold value, and the measured motor driving voltage is higher than a threshold value. If not large, characterized in that it comprises a third step of determining that the pump motor drive unit is a failure The.

이상과 같이 이 발명에 따르면, 펌프모터를 구동하지 않아도 되며 엔진이 가속될 때까지 기다릴 필요가 없기 때문에 고장 감지시 소음이 발생하지 않고 펌프모터 구동부의 고장 여부를 조기에 감지할 수 있어서, 차량의 주행 안정성이 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the pump motor does not need to be driven and there is no need to wait until the engine is accelerated, noise is not generated when a failure is detected, and the pump motor drive unit can be detected at an early stage. The driving stability is improved.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지장치 및 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a failure detection apparatus and method of a pump motor driving unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a failure detection device of the pump motor drive unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 이 발명에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지장치는 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 출력하는 마이크로제어유닛(MCU)(21)과, 상기 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 증폭하는 프리드라이버(PreDriver)(22)와, 상기 프리드라이버(22)에서 증폭된 초단펄스의 펌프모터 구동명령에 따라 스위칭되어 펌프모터의 펌프코일(24)에 모터구동전압을 공급하는 모터구동FET(23)와, 상기 펌프모터의 펌프코일(24)에 공급되는 모터구동전압을 필터링하여 마이크로제어유닛(21)에게 제공하는 저역통과필터(Low Pass Filter)(25)를 포함한다. 여기서, 프리드라이버(22)는 차지펌프와 실질적으로 동일하고, 모터구동FET(23)는 파워스위칭소자와 실질적으로 동일하다.Referring to FIG. 2, a failure detection device of a pump motor driving unit according to the present invention includes a micro control unit (MCU) 21 which outputs a pump motor driving command of an ultra short pulse, and amplifies the pump motor driving command of an ultra short pulse. A motor drive FET 23 which is switched according to a pre-driver 22 and a pump motor driving command of an ultra-short pulse amplified by the pre-driver 22 to supply a motor driving voltage to the pump coil 24 of the pump motor. And a low pass filter 25 for filtering the motor driving voltage supplied to the pump coil 24 of the pump motor and providing it to the micro control unit 21. Here, the predriver 22 is substantially the same as the charge pump, and the motor drive FET 23 is substantially the same as the power switching element.

초단펄스의 펌프모터 구동명령은 모터구동FET(23)를 짧은 시간동안 턴온시키되, 펌프모터는 구동시키지 않는 아주 짧은 시간(예컨대, 1 밀리세컨드 이하)의 구동신호이다.The pump motor driving command of the ultra-short pulse is a driving signal of a very short time (for example, 1 millisecond or less) which turns on the motor driving FET 23 for a short time but does not drive the pump motor.

마이크로제어유닛(21)은 안티락브레이크(ABS) & 차량자세제어(ESC) 제어를 수행하지 않는 동안, 전원 온될 때와 주기적으로 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 프리드라이버(22)에게 출력한다. 프리드라이버(22)는 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 증폭하고 모터구동FET(23)의 게이트단자에 공급하여 모터구동FET(23)가 턴온되도록 한다.The micro control unit 21 outputs the pump motor driving command of the ultra-short pulse to the predriver 22 periodically when the power is turned on while the anti-lock brake (ABS) and vehicle attitude control (ESC) control is not performed. The predriver 22 amplifies the pump motor driving command of the ultra-short pulse and supplies it to the gate terminal of the motor driving FET 23 so that the motor driving FET 23 is turned on.

모터구동FET(23)가 턴온되면 배터리전원(B)이 모터구동FET(23)를 통해 펌프코일(24)에 연결되어 펌프코일(24)에 모터구동전압이 공급된다.When the motor driving FET 23 is turned on, the battery power source B is connected to the pump coil 24 through the motor driving FET 23 so that the motor driving voltage is supplied to the pump coil 24.

그러나, 이 초단펄스의 펌프모터 구동명령은 매우 짧은 시간동안만 하이레벨로 출력되기 때문에 모터구동FET(23)는 매우 짧은 시간동안만 턴온되고, 따라 펌프코일(24)은 구동하지 않는다.However, since the pump motor driving command of the ultra-short pulse is outputted at a high level only for a very short time, the motor driving FET 23 is turned on only for a very short time, and thus the pump coil 24 is not driven.

하지만, 모터구동FET(23)가 턴온되는 동안 펌프코일(24)에 공급된 모터구동전압은 저역통과필터(25)를 통해 마이크로제어유닛(21)에게 입력되고, 마이크로제어유닛(21)은 저역통과필터(25)를 통해 입력되는 모터구동전압이 임계값 이상이면 모터구동FET(23)가 정상인 것으로 판단하고, 모터구동전압이 임계값보다 크지 않으면 모터구동FET(23)가 불량으로 고장이 발생한 것으로 판단한다.However, the motor driving voltage supplied to the pump coil 24 while the motor driving FET 23 is turned on is input to the micro control unit 21 through the low pass filter 25, and the micro control unit 21 is low-pass. If the motor drive voltage input through the pass filter 25 is greater than or equal to the threshold value, it is determined that the motor drive FET 23 is normal. If the motor drive voltage is not greater than the threshold value, the motor drive FET 23 is defective and a failure occurs. I think that.

마이크로제어유닛(21)은 모터구동FET(23)가 고장인 것으로 판단되면 고장코드를 기록하고 경고등을 발생하여 운전자가 이를 인지할 수 있도록 한다.If it is determined that the motor drive FET 23 is a failure, the micro control unit 21 records a failure code and generates a warning light so that the driver can recognize it.

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지방법을 도시한 동작 흐름도이다.3 is an operation flowchart illustrating a failure detection method of a pump motor driving unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 마이크로제어유닛(MCU)가 전원 온되면(S31), 마이크로제어유닛은 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 출력하고(S32), 모터코일에 공급되는 모터구동전압을 측정한다(S33). 측정된 모터구동전압이 임계값보다 크면(S34), 펌프모터 구동부가 정상인 것으로 판단한다(S35). 측정된 모터구동전압이 임계값보다 크지 않으면(S34), 모터 구동부가 고장인 것으로 판단한다(S36).First, when the micro control unit (MCU) is powered on (S31), the micro control unit outputs the pump motor driving command of the ultra-short pulse (S32), and measures the motor driving voltage supplied to the motor coil (S33). If the measured motor drive voltage is greater than the threshold (S34), it is determined that the pump motor drive unit is normal (S35). If the measured motor drive voltage is not greater than the threshold (S34), it is determined that the motor drive unit is a failure (S36).

검사주기가 되었는지를 감시하여(S37), 일정 검사주기마다 단계 S32부터 반복 수행한다.It is monitored whether the inspection period has been reached (S37), and the process is repeatedly performed from step S32 for every predetermined inspection period.

도 1은 안티락브레이크 & 차량자세제어 시스템에서의 펌프모터 구동 및 고장감지회로를 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a pump motor driving and fault detection circuit in an anti-lock brake & vehicle attitude control system;

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지장치를 도시한 도면,2 is a view showing a failure detection device of the pump motor drive unit according to an embodiment of the present invention,

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 펌프모터 구동부의 고장 감지방법을 도시한 동작 흐름도이다.3 is an operation flowchart illustrating a failure detection method of a pump motor driving unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >     BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

21 : 마이크로제어유닛(MCU) 22 : 프리드라이버(PreDriver)21: Micro Control Unit (MCU) 22: PreDriver

23 : 모터구동FET 24 : 펌프코일23: motor drive FET 24: pump coil

25 : 저역통과필터(Low Pass Filter)25: Low Pass Filter

Claims (4)

초단펄스의 펌프모터 구동명령을 출력하는 마이크로제어유닛과,A micro control unit for outputting a pump motor drive command of an ultra-short pulse, 상기 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 증폭하는 프리드라이버와,A pre-driver for amplifying the ultra-short pulse pump motor driving command; 상기 프리드라이버에서 증폭된 초단펄스의 펌프모터 구동명령에 따라 스위칭되어 펌프모터에 모터구동전압을 공급하는 모터구동FET를 포함하고,And a motor driving FET which is switched according to the pump motor driving command of the ultra-short pulse amplified by the predriver to supply a motor driving voltage to the pump motor. 상기 마이크로제어유닛이 상기 초단펄스의 펌프모터 구동명령에 의한 모터구동전압으로부터 펌프모터 구동부의 고장을 감지하는 것을 특징으로 하는 펌프모터 구동부의 고장 감지장치.And the micro control unit detects a failure of the pump motor driving unit from the motor driving voltage caused by the pump motor driving command of the ultra-short pulse. 제1항에 있어서, 상기 펌프모터에 공급되는 모터구동전압을 필터링하여 상기 마이크로제어유닛에게 제공하는 저역통과필터를 더 포함한 것을 특징으로 하는 펌프모터 구동부의 고장 감지장치.The failure detection apparatus of claim 1, further comprising a low pass filter for filtering the motor driving voltage supplied to the pump motor and providing the filter to the micro control unit. 펌프모터 구동명령을 출력하는 마이크로제어유닛과, 상기 펌프모터 구동명령을 증폭하는 프리드라이버와, 상기 프리드라이버에서 증폭된 펌프모터 구동명령에 따라 스위칭되어 펌프모터에 모터구동전압을 공급하는 모터구동FET를 포함한 펌프모터 구동부에서,A micro control unit for outputting a pump motor driving command, a predriver for amplifying the pump motor driving command, and a motor driving FET which is switched according to the pump motor driving command amplified by the predriver and supplies a motor driving voltage to the pump motor In the pump motor drive unit, including 상기 마이크로제어유닛이 초단펄스의 펌프모터 구동명령을 출력하는 제1단계와,A first step of outputting a pump motor driving command of an ultra short pulse by the micro control unit; 상기 마이크로제어유닛이 상기 펌프모터에 공급되는 모터구동전압을 측정하는 제2단계와,A second step of measuring the motor driving voltage supplied to the pump motor by the micro control unit; 상기 마이크로제어유닛이 상기 측정된 모터구동전압이 임계값보다 크면 상기 펌프모터 구동부가 정상인 것으로 판단하고, 상기 측정된 모터구동전압이 임계값보다 크지 않으면 상기 펌프모터 구동부가 고장인 것으로 판단하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 펌프모터 구동부의 고장 감지방법.The micro-control unit determines that the pump motor driving unit is normal when the measured motor driving voltage is greater than a threshold value, and determines that the pump motor driving unit is defective when the measured motor driving voltage is not larger than a threshold value. Failure detection method of the pump motor drive unit characterized in that it comprises a step. 제 3 항에 있어서, 상기 제3단계에서 상기 펌프모터 구동부가 고장인 것으로 판단되면 상기 마이크로제어유닛은 고장코드를 기록하고 경고등을 점등하는 것을 특징으로 하는 펌프모터 구동부의 고장 감지방법.4. The method of claim 3, wherein if it is determined in the third step that the pump motor driving unit is faulty, the micro control unit records a fault code and lights a warning lamp.
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