KR20150055353A - 모터 상태 감지회로 - Google Patents

Abstract

모터 상태 감지회로에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 모터 상태 감지회로는 모터 프리드라이버로부터 출력되는 PWM신호에 따라 모터 릴레이 스위치가 온오프되는 모터구동부와 상기 모터 릴레이 스위치에 의해 턴온되는 스위치부가 구비되며, 상기 스위치부가 턴온되면 상기 모터구동부에 의해 발생된 역기전압을 출력하는 역기전압 출력조정부 및 상기 역기전압 출력조정부를 통해 출력된 역기전압으로 모터의 오픈 여부를 감지하는 상태판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 상태 감지회로{MOTOR STATUS DETECT CIRCUIT}

본 발명은 모터 상태 감지회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 구동 오프시 발생하는 역기전압을 이용하여 모터의 상태를 감지하는 모터 상태 감지회로에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 자세 제어장치(Electronic Stability Control ; 이하 ESC 장치)는 차량의 주행자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 제동시에 차바퀴의 잠김을 막는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System ; ABS)의 차세대장치이다.

이러한 ESC 장치는 차량이 미끄러지려고 할 때 안정성을 유지하기 위해 순간적으로 네 바퀴를 각각 독립적으로 제어하여 건조한 노면, 빗길, 자갈길, 눈길 등에서 주행안정성을 강화해 준다.

또한, ESC 장치는 휠 속도센서, 압력센서, 조향각센서, 횡가속도센서 등과 같은 차량의 센서로부터 추정된 운전자가 원하는 요레이트(Yaw rate)값과, 요레이트센서를 통해 감지된 차량의 실제 요레이트값을 비교하여 차량의 상태가 차량이 선회하는 방향의 내측으로 쏠리게 되는 오버스티어인지, 차량이 선회되는 방향의 바깥쪽으로 벗어나게 되는 언더스티어인지를 판단하여 오버스티어시에는 차량이 선회되는 방향의 외측 바퀴에 제동력을 가하고, 언더스티어시에는 선회 내측 바퀴에 제동력을 가하여 브레이크 액압을 가압하여 차량의 자세제어를 수행함으로서 차량의 안정성을 확보한다.

즉, 오버스티어시에는 전륜 선회 외측 바퀴에 제동력을 가하여 차량의 바깥쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량의 조정성 상실을 방지하고, 언더스티어시에는 후륜 선회 내측 바퀴에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지한다.

이러한 ESC 또는 ABS 작동시 사용되는 펌프모터는 캘리퍼로부터 유압을 빼내기 위한 중요한 구성부품으로, 모터 고장으로 인한 비정상 동작시에는 ESC 또는 ABS의 정상 작동이 불가능하게 된다.

따라서, 모터의 비정상 동작을 막기 위한 모터 상태 감지 장치의 개발이 필요하다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1995-0012978호(1995. 05. 17. 공개, 발명의 명칭 : 모터 고장 검출 장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터 구동 오프시 발생하는 역기전압을 이용하여 모터의 상태를 감지하는 모터 상태 감지회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 베이스단이 모터 전원입력 라인으로 연결되는 스위치의 출력신호를 통해 모터의 상태를 감지하는 모터 상태 감지회로를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 모터 상태 감지회로는, 모터 프리드라이버로부터 출력되는 PWM신호에 따라 모터 릴레이 스위치가 온오프되는 모터구동부; 상기 모터 릴레이 스위치에 의해 턴온되는 스위치부가 구비되며, 상기 스위치부가 턴온되면 상기 모터구동부에 의해 발생된 역기전압을 출력하는 역기전압 출력조정부; 및 상기 역기전압 출력조정부를 통해 출력된 역기전압으로 모터의 오픈 여부를 감지하는 상태판단부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 모터구동부는 상기 모터 릴레이 스위치가 오프되면 상기 역기전압을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 상태판단부는 상기 역기전압이 OP앰프에 의해 ADC 가능 범위로 변환되어 상기 모터의 오픈 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 모터 릴레이 스위치는 FET(field effect transistor)이고, 상기 제1스위치는 PNP형 트랜지스터이며, 상기 제2스위치는 NPN형 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 베이스단이 모터 전원 입력 라인으로 연결되는 제3스위치의 온오프에 따른 출력신호를 통해 상기 모터의 오픈 여부를 감지하는 모터오픈감지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 모터 상태 감지회로는 모터 구동 오프시 발생하는 역기전압을 이용하여 모터의 상태를 감지함으로써, 모터의 상태를 감지하기 위해 모터 릴레이를 턴온시킬 필요가 없고, 모터의 부하 상태나 듀티비를 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은 베이스단이 모터 전원입력 라인으로 연결되는 스위치의 출력신호만으로도 모터 상태를 감지할 수 있어, 간편하고 신속하게 모터 오픈여부를 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 상태 감지회로를 나타낸 회로구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 모터 상태 감지회로를 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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 상태 감지회로를 나타낸 회로구성도이다.

도 1에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 모터 상태 감지회로는, 모터오픈감지부(10), 모터구동부(20), 역기전압 출력조정부(30) 및 상태판단부(40)를 포함한다.

모터오픈감지부(10)는 베이스(B)단이 모터 전원 입력 라인으로 연결되는 제3스위치(11)의 온오프 구동에 따른 출력신호를 통해 모터 오픈 여부를 감지한다.

자세히는, 모터가 연결되면 PGND에 연결되어 제3스위치(11)가 턴온되고, 이에 따라 출력신호는 High가 되어 MCU(미도시)에 전달되면 모터가 정상 연결된 것을 판단할 수 있고, 모터가 비장착되거나 오픈되면 제3스위치(11)가 오프되어 출력신호는 low가 된다.

따라서, 외부전원이 인가되지 않아도 모터의 역기전압에 의해 제3스위치(11)가 턴온되어 모터의 상태를 판단하는 것이 가능하고, 만약, 모터구동부(20)의 모터 릴레이 스위치(21)가 온되면 제3스위치(11) 역시 턴온되어 출력신호가 high가 나오게 된다.

이때, 제3스위치(11)는 PNP형 트랜지스터(도 1에서의 MMBT2907A)가 적용된다.

즉, 베이스단이 모터 전원입력 라인으로 연결되는 스위치의 출력신호만으로도 모터 상태를 감지할 수 있어, 간편하고 신속하게 모터 오픈여부를 판단할 수 있다.

모터구동부(20)는 모터 프리드라이버로부터 출력되는 PWM신호에 따라 모터 릴레이 스위치(21)가 온오프된다.

자세히는, 모터 프리드라이버로부터 PWM신호가 50%의 듀티비를 가지고 출력이 되면, PWM신호 출력에 맞춰 모터 릴레이 스위치(21)가 온오프되는데, 역기전압이 발생하는 경우는 모터 릴레이 스위치(21)가 오프되는 경우이므로, PWM신호 출력이 LOW일 때, 모터 릴레이 스위치(21)가 오프되어 역기전압을 발생시킨다.

이때, 모터 릴레이 스위치(21)는 FET(field effect transistor)가 적용된다.

역기전압 출력조정부(30)는 제2스위치가 턴온됨에 따라 제1스위치를 턴온시키는 스위치부(31)가 구비되며, 인버터의 출력신호에 따라 스위치부(31)를 턴온시켜 모터구동부(20)에 의해 발생된 역기전압을 출력한다.

이때, 스위치부(31)의 제1스위치는 PNP형 트랜지스터가 적용되고, 제2스위치는 NPN형 트랜지스터가 적용된다.

따라서, 인버터의 출력신호에 맞춰 제2스위치(NPN형 트랜지스터)가 턴온되면, 모터 릴레이 스위치(21)의 Source 전압이 제1스위치(PNP형 트랜지스터)를 상태판단부(30)로 출력된다.

만약, 제2스위치(NPN형 트랜지스터)가 오프되면 제1스위치(PNP형 트랜지스터)도 오프되어 모터 릴레이 스위치(21)의 Source 전압이 상태판단부(30)로 출력되지 않는다.

즉, 모터 릴레이 스위치(21)에 입력되는 PWM신호가 high이면 제2스위치(NPN형 트랜지스터)와 제1스위치(PNP형 트랜지스터)가 오프되어 모터 릴레이 스위치(21)의 Source 전압이 상태판단부(40)의 OP앰프로 입력되지 않고, 모터 릴레이 스위치(21)에 입력되는 PWM신호가 low이면 제2스위치(NPN형 트랜지스터)와 제1스위치(PNP형 트랜지스터)가 턴온되어 모터에 발생하는 역기전압이 OP앰프로 입력된다.

상태판단부(40)는 역기전압 출력조정부(30)를 통해 출력된 역기전압이 OP앰프에 의해 반전되어 출력되면, 반전 출력된 역기전압으로 모터의 오픈 여부를 감지한다.

이때, 상태판단부(40)는 OP앰프에 의해 반전되어 ADC 가능 범위로 변환된 역기전압을 통해 모터의 오픈 여부와 부하상태 및 듀티비를 감지한다.

정리하자면, 모터 릴레이 스위치(21)에 입력되는 PWM신호를 활용하여 역기전압이 발생할 때, 즉 모터 릴레이 스위치(21)에 입력되는 PWM신호가 low일 때(모터 릴레이 스위치(21) 오프) 역기전압 출력조정부(30)를 턴온하여 역기전압을 입력 받을 수 있는 범위로 변환하고, 노이즈 값의 혼란을 줄이기 위한 옵셋 값을 적용하여 모터의 오픈 여부와 부하상태 및 듀티비와 같은 모터 상태를 확인 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 상태 감지회로는 모터 구동 오프시 발생하는 역기전압을 이용하여 모터의 상태를 감지함으로써, 모터의 상태를 감지하기 위해 모터 릴레이를 턴온시킬 필요가 없고, 모터의 부하 상태나 듀티비를 용이하게 확인할 수 있다.

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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 오픈감지부 11 : 제3스위치
20 : 모터구동부 21 : 모터 릴레이 스위치
30 : 역기전압 출력조정부 31 : 스위치부
40 : 상태판단부

Claims (5)

1. 모터 프리드라이버로부터 출력되는 PWM신호에 따라 모터 릴레이 스위치가 온오프되는 모터구동부;
   상기 모터 릴레이 스위치에 의해 턴온되는 스위치부가 구비되며, 상기 스위치부가 턴온되면 상기 모터구동부에 의해 발생된 역기전압을 출력하는 역기전압 출력조정부; 및
   상기 역기전압 출력조정부를 통해 출력된 역기전압으로 모터의 오픈 여부를 감지하는 상태판단부; 를 포함하는 모터 상태 감지회로.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 모터구동부는
   상기 모터 릴레이 스위치가 오프되면 상기 역기전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 모터 상태 감지회로.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 상태판단부는
   상기 역기전압이 OP앰프에 의해 ADC 가능 범위로 변환되어 상기 모터의 오픈 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터 상태 감지회로.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 모터 릴레이 스위치는 FET(field effect transistor)이고, 상기 제1스위치는 PNP형 트랜지스터이며, 상기 제2스위치는 NPN형 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 모터 상태 감지회로.
   
5. 제 1항에 있어서,
   베이스단이 모터 전원 입력 라인으로 연결되는 제3스위치의 온오프에 따른 출력신호를 통해 상기 모터의 오픈 여부를 감지하는 모터오픈감지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 상태 감지회로.

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