KR20180067132A - An Apparatus and A Method For Testing A Motor Driving IC - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a device to diagnose the malfunction of a motor driving IC, in a motor controller including a microcontroller unit, a driving IC, and a power device module. The driving IC includes: an operating part controlling the power device module by receiving a driving control signal from the microcontroller unit; a high side (HS) malfunction detecting part detecting an abnormality of a drain-source voltage of an HS driving switch of the power device module; a low side (LS) malfunction detecting part detecting an abnormality of a drain-source voltage of an LS driving switch of the power device module; a feedback malfunction detecting part detecting a voltage abnormality of a shunt resistor connected in series between the power device module and a ground connection; and a malfunction determining part determining whether the abnormalities of the HS malfunction detecting part, the LS malfunction detecting part, and the feedback malfunction detecting part last for no less than a predetermined time.

Description

모터 구동 IC 고장진단 장치 및 방법{An Apparatus and A Method For Testing A Motor Driving IC}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 모터 구동 IC 고장진단 장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 모터 구동 IC에서 전력 소자의 드레인-소스 전압을 인식하여 션트 저항을 통한 피드백 회로만으로 고장 판단이 어려울 경우에도 고장을 판단할 수 있는 모터 구동 IC 고장진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a fault in a motor drive IC, and more particularly, to a motor drive IC capable of detecting a drain-source voltage of a power device in a motor drive IC, And more particularly, to an apparatus and method for diagnosing a fault in a motor drive IC.

최근, 자동차 기술에 전기전자, 정보 통신 기술 등의 접목이 활발하게 이루어짐에 따라 엔진, 동력전달계(Powertrain), 변속장치(Transmission) 등 다양한 자동차의 부품들을 제어하는 차량용 제어기(ECU, Electronic control Unit)의 수요가 날로 증가하고 있다. 이에 따라 차량용 제어기의 성능도 크게 향상되고 있으며, 차량용 제어기를 통하여 차량의 성능을 극대화하기 위한 다양한 방법들이 고안되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, automotive technologies have been actively applied to electric, electronic, and information communication technologies. Accordingly, electronic control units (ECUs) for controlling various automobile components such as engines, powertrains, Demand is increasing day by day. Accordingly, the performance of the vehicle controller has been greatly improved, and various methods for maximizing the performance of the vehicle through the vehicle controller have been devised.

또한, 이러한 수요를 만족시키기 위하여 차량 내부에 상당한 수의 전자 장치들이 설치 됨으로써, 차량 내부 전자 장치들에 대한 안정성이 점점 중요해지고 있다.Further, in order to satisfy such a demand, a considerable number of electronic devices are installed inside the vehicle, so that the stability of the electronic devices inside the vehicle becomes more and more important.

그러나, 제어기 내 전자 부품들의 증가로 인하여 과전류로 인한 고장 등의 문제로 인해 차량 안전에 영향을 줄 수 있는 경우가 많아지고 있다. 특히 단선, 배터리 단락, 그라운드 단락 등으로 인하여 제어기에 손상을 입힐 수 있다. 따라서, 이러한 과전류 이상에 대비하여 제어기 내 고장진단 회로 사용의 필요성이 요구되었다.However, due to the increase in the number of electronic components in the controller, problems such as failure due to an overcurrent may increase the safety of the vehicle. In particular, damage to the controller may be caused by disconnection, short-circuiting of the battery, and short-circuiting of the ground. Therefore, there is a need to use a fault diagnosis circuit in the controller in order to overcome such an overcurrent abnormality.

종래기술은 이러한 제어기의 안정성을 강화하기 위하여 전류를 지속적으로 피드백 하여 제어기의 고장을 판단하였다. 하지만, 이는 전류 피드백이 불가능한 경로를 통해 과전류가 흐르는 경우는 진단이 불가능하며, 이로 인해 제어기에 과전류가 흐르게 될 경우, 제어기의 손상 위험이 발생할 수 있었다.In order to enhance the stability of the controller, the conventional art continuously feedbacks the current to determine the failure of the controller. However, this can not be diagnosed when an overcurrent flows through a path where current feedback is not possible, which may cause damage to the controller if an overcurrent flows through the controller.

본 발명은 상술한 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 전력 소자의 드레인-소스 전압을 인식하여 고장상황을 인지하고 고장 유지 시간이 기준 시간 이상일 경우 고장을 확정하는 모터 구동 IC 고장진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fault diagnosis method for a motor driving IC that recognizes a drain-source voltage of a power device and recognizes a fault condition and determines a fault when the fault holding time is equal to or longer than a reference time .

본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 IC 고장 진단 장치는, 마이크로컨트롤러 유닛; 구동 IC; 및 전력 소자 모듈을 포함하는 모터 제어기에 있어서, 상기 구동 IC는, 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 구동 제어 신호를 수신하여 상기 전력 소자 모듈을 제어하는 구동부; 상기 전력 소자 모듈의 HS(High Side) 구동 스위치의 드레인-소스 전압의 이상을 검출하는 HS 고장 검출부; 상기 전력 소자 모듈의 LS(Low Side) 구동 스위치의 드레인-소스 전압의 이상을 검출하는 LS 고장 검출부; 상기 전력 소자 모듈과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있는 션트 저항의 전압 이상을 검출하는 피드백 고장 검출부; 및 상기 HS 고장 검출부, 상기 LS 고장 검출부 및 상기 피드백 고장 검출부의 전압 이상이 기준 시간 이상 지속되는지 판단하는 고장 판단부를 포함할 수 있다.A motor drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a micro controller unit; Driving IC; And a power device module, wherein the driving IC includes: a driving unit for receiving a driving control signal from the microcontroller unit and controlling the power device module; An HS fault detection unit for detecting an abnormality of a drain-source voltage of an HS (High Side) drive switch of the power device module; An LS failure detection unit for detecting an abnormality of a drain-source voltage of a LS (Low Side) drive switch of the power device module; A feedback failure detector for detecting a voltage abnormality of the shunt resistor connected in series between the power device module and the ground; And a failure determination unit for determining whether a voltage abnormality of the HS failure detection unit, the LS failure detection unit, and the feedback failure detection unit continues for a reference time or more.

이 경우, 상기 구동 IC는 연결 진단부를 더 포함하며, 상기 연결 진단부는 상기 모터 구동이 시작되기 전에 또는 상기 모터 구동이 중지되어 있을 때에 상기 모터와 상기 구동 IC 사이의 연결 상태 이상을 진단하도록 구성될 수 있다.In this case, the driving IC further includes a connection diagnosing unit, and the connection diagnosing unit is configured to diagnose abnormality of the connection state between the motor and the driving IC before the motor driving starts or when the motor driving is stopped .

또한, 상기 피드백 고장 검출부는 상기 모터의 구동 중에 상기 션트 저항에 걸리는 전압과 제 1 기준 전압을 비교하여 이상을 검출할 수 있다.The feedback failure detecting unit may detect an abnormality by comparing the voltage applied to the shunt resistor with the first reference voltage during driving of the motor.

또한, 상기 HS 고장 검출부는 상기 모터의 구동 중에 상기 HS 구동 스위치의 드레인-소스 전압과 제 2 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하고, 상기 LS 고장 검출부는 상기 모터의 구동 중에 상기 LS 구동 스위치의 드레인-소스 전압과 제 3 기준 전압을 비교하여 이상을 검출할 수 있다.The HS fault detecting unit detects an abnormality by comparing the drain-source voltage of the HS driving switch and the second reference voltage during driving of the motor, and the LS fault detecting unit detects a fault when the drain of the LS driving switch - The error can be detected by comparing the source voltage with the third reference voltage.

또한, 상기 고장 판단부는 타이밍 필터를 포함하여 상기 HS 고장 검출부, 상기 LS 고장 검출부 및 상기 피드백 고장 검출부의 전압 이상이 기준 시간 이상 지속되는지 판단할 수 있다.The failure determination unit may include a timing filter to determine whether a voltage abnormality of the HS fault detection unit, the LS fault detection unit, and the feedback failure detection unit is maintained for a reference time or longer.

또한, 상기 고장 판단부는 제 1 레지스터, 논리 연산부, 타이밍 필터 및 제 2 레지스터를 포함하며, 상기 HS 고장 검출부의 전압 이상 신호가 상기 제 1 레지스터에 입력되고, 상기 논리 연산부는 상기 제 1 레지스터에 저장된 신호와 기준 클럭과 상기 HS 구동 스위치의 게이트 제어 신호를 논리 연산하여 상기 타이밍 필터에 출력하고, 상기 타이밍 필터는 상기 논리 연산된 신호를 카운팅하여 카운팅된 회수가 기준 회수에 도달할 때에 고장 신호를 상기 제 2 레지스터에 인가할 수 있다.The fault determination unit may include a first register, a logic operation unit, a timing filter, and a second register, a voltage abnormality signal of the HS fault detection unit is input to the first register, and the logic operation unit stores And a gate control signal of the HS driving switch and outputs the signal to the timing filter. The timing filter counts the logically calculated signal, and when the counted number reaches a reference number of times, And can be applied to the second register.

또한, 상기 논리 연산부는 앤드(AND) 연산을 수행하도록 구성될 수 있다.In addition, the logic operation unit may be configured to perform an AND operation.

또한, 상기 제 1 레지스터 및 상기 제 2 레지스터는 D-플립플롭일 수 있다.Also, the first register and the second register may be D-flip flops.

또한, 상기 제 1 레지스터의 출력(Q)은 상기 논리 연산부에 입력되고, 상기 제 1 레지스터의 역상출력(/Q)은 상기 타이밍 필터에 입력되며, 상기 타이밍 필터는 상기 역상출력(/Q)에 의하여 초기화될 수 있다.The output (Q) of the first register is input to the logic operation unit, the inverted phase output (/ Q) of the first register is input to the timing filter, and the timing filter outputs the inverted phase output .

한편, 본 발명에 따른 모터 구동 IC 고장 진단 방법은, 마이크로컨트롤러 유닛; 구동 IC; 및 전력 소자 모듈을 포함하는 모터 제어기에서, 상기 마이크로컨트롤러 유닛의 구동 제어 신호를 상기 구동 IC가 수신하여 상기 전력 소자 모듈을 구동하는 단계; 상기 전력 소자 모듈의 HS(High Side) 구동 스위치의 드레인-소스 전압을 측정하여 상기 HS 구동 스위치의 전류 이상을 판단하는 단계; 상기 전력 소자 모듈과 직렬로 연결되는 션트 저항에 걸리는 전압을 측정하여 피드백 전류 이상을 판단하는 단계; 상기 HS 구동 스위치의 전류 이상 또는 상기 피드백 전류 이상이 기준 시간 이상 지속되는지를 판단하는 단계; 및 상기 기준 시간 이상 지속되는 경우에 모터의 구동을 중단하고 고장 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, a motor drive IC failure diagnosis method according to the present invention includes: a micro controller unit; Driving IC; And a motor controller including a power device module, the driving IC receiving the driving control signal of the microcontroller unit to drive the power device module; Determining a current abnormality of the HS driving switch by measuring a drain-source voltage of a HS (High Side) driving switch of the power device module; Measuring a voltage across a shunt resistor connected in series with the power device module to determine a feedback current error; Determining whether the current error of the HS drive switch or the feedback current is longer than a reference time; And stopping the driving of the motor and diagnosing whether the motor is in a failure state if it continues for more than the reference time.

이 경우, 상기 구동하는 단계 전에 상기 모터와 상기 구동 IC 사이의 연결 상태의 정상 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, it may further include determining whether the connection state between the motor and the driving IC is normal before the driving step.

또한, 상기 피드백 전류 이상을 판단하는 단계는 상기 모터의 구동 중에 상기 션트 저항에 걸리는 전압과 제 1 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining the feedback current abnormality may include detecting an abnormality by comparing the voltage applied to the shunt resistor with the first reference voltage during driving of the motor.

또한, 상기 HS 구동 스위치의 고장을 검출하는 단계는 상기 모터의 구동 중에 상기 HS 구동 스위치의 드레인-소스 전압과 제 2 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The detecting of the failure of the HS driving switch may include detecting an abnormality by comparing the drain-source voltage of the HS driving switch with the second reference voltage during driving of the motor.

또한, 상기 HS 구동 스위치의 전류 이상 또는 상기 피드백 전류 이상이 기준 시간 이상 지속되는지를 판단하는 단계는, HS 구동 스위치의 전류 이상 신호 또는 피드백 전류 이상 신호와, 기준 클럭과, 상기 HS 구동 스위치의 게이트 제어 신호를 논리 연산하여 출력하는 단계; 상기 논리 연산한 출력을 카운팅하여 카운팅된 회수가 기준회수에 도달하면 고장 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The determining whether the current abnormality of the HS driving switch or the feedback current abnormality continues for more than a reference time may include determining whether a current abnormality signal or a feedback current abnormality signal of the HS driving switch, Logic-calculating and outputting a control signal; And counting the logical output and generating a fault signal when the counted number reaches the reference count.

또한, 상기 논리 연산하여 출력하는 단계는 앤드(AND) 연산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of performing logical operation and outputting may include performing an AND operation.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 모터 구동 IC 고장진단 장치 및 방법은 고장 발생으로 인해 전류 피드백이 불가능한 경로를 통해 과전류가 흐르는 경우 고장진단이 불가능한 기존 방식 대비, 전력 소자의 드레인-소스 전압을 기준 전압과 비교할 때에 기준 전압을 정상 동작 전압 범위에 가깝게 설정할 수 있어서 보다 정확한 고장 인식이 가능하다. 또한, 이로 인해 고장으로 인한 제어기의 손상을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The apparatus and method for fault diagnosis of a motor drive IC according to the present invention as described above are designed such that a drain-source voltage of a power device is compared with a conventional method in which a fault can not be diagnosed when an overcurrent flows through a path, Compared with the voltage, the reference voltage can be set close to the normal operating voltage range, enabling more accurate fault recognition. In addition, it is possible to prevent the controller from being damaged due to the failure. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 IC 고장진단 장치에 대한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 IC 고장진단 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연결 진단부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 고장 검출부 및 고장 진단부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피드백 고장 검출부 및 고장 진단부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 HS 고장 검출부 및 고장 진단부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 종래 기술의 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a circuit diagram of a motor drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for diagnosing a fault in a motor drive IC according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a detailed configuration of a connection diagnosis unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph for explaining an effect according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a detailed configuration of a feedback failure detecting unit and a failure diagnosis unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a detailed configuration of a feedback failure detecting unit and a failure diagnosis unit according to still another embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a detailed configuration of an HS fault detection unit and a fault diagnosis unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph for explaining the influence of the prior art.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not.

또한, 이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.In addition, in the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning.

또한, 이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.It is also to be understood that the term " comprising " or " including " in the following embodiments means that a feature or element described in the specification is present and does not preclude the possibility of one or more other features or components being added .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 IC 고장진단 장치에 대한 회로도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 IC 고장진단 장치는 구동 IC(180), 마이크로컨트롤러 유닛(170)을 포함한다.1 is a circuit diagram of a motor drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a motor drive IC failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a drive IC 180 and a microcontroller unit 170.

전력 소자(100)는 구동 IC(180)으로부터 출력되는 게이트 신호에 기초하여 부하(105)에 전류를 공급하기 위한 스위칭 소자이다. 전력 소자(100)는 HS(High Side) 구동 스위치부(102) 및 LS(Low Side) 구동 스위치부(104)를 포함하며, 전류는 전원(VMOT)부터 HS 구동 스위치부(102), 부하(105) 및 LS 구동 스위치부(104)를 순차적으로 통과하여 션트저항(110)으로 흐른다.The power device 100 is a switching device for supplying current to the load 105 based on the gate signal output from the driving IC 180. [ The power device 100 includes a high side drive switch unit 102 and a low side drive switch unit 104. The current flows from the power source V MOT to the HS drive switch unit 102, (105) and the LS drive switch unit (104) and flows to the shunt resistor (110).

한편, HS 구동 스위치부(102)의 각 트랜지스터의 드레인-소스간 전압은 측정을 위하여 구동 IC(180)의 HS 진단부(113)로 출력된다. 또한, LS 구동 스위치부(104)의 각 트랜지스터의 드레인-소스간 전압은 구동 IC(180)의 LS 진단부(115)로 출력된다.On the other hand, the drain-source voltage of each transistor of the HS driving switch unit 102 is output to the HS diagnosis unit 113 of the driving IC 180 for measurement. The drain-source voltage of each transistor of the LS drive switch unit 104 is output to the LS diagnosis unit 115 of the drive IC 180. [

션트저항(110)은 부하(105)에 흐르는 전류를 검출하기 위하여 설치된다. 여기서, 부하(105)는 모터 등이 될 수 있다. 구동 IC(180)는 션트 저항(110)에 걸린 전압값에 기초하여 부하(105)에 과전류가 흐르는지 여부를 알 수 있다. 예컨대, 구동 IC(180)는 션트저항(110)에 걸린 전압값이 기준 전압값 보다 클 경우 고장으로 인지할 수 있다.The shunt resistor 110 is installed to detect the current flowing in the load 105. Here, the load 105 may be a motor or the like. The drive IC 180 can know whether or not an overcurrent flows in the load 105 based on the voltage value caught by the shunt resistor 110. [ For example, the drive IC 180 can recognize a failure when the voltage value across the shunt resistor 110 is greater than the reference voltage value.

한편, 구동 IC(180)는 연결 진단부(150), 고장 판단부(120), 구동부(140), 제어부(130), 통신부(160), 전원부(165), HS(High Side) 검출부, LS(Low Side) 검출부 및 피드백 고장 검출부(118)를 포함하며, 션트저항(110), 전력 소자(100) 및 마이크로컨트롤러 유닛(170)과 연결된다. The driving IC 180 includes a connection diagnosis unit 150, a failure determination unit 120, a driving unit 140, a control unit 130, a communication unit 160, a power supply unit 165, an HS (High Side) (Low Side) detecting unit and a feedback failure detecting unit 118, and is connected to the shunt resistor 110, the power device 100, and the microcontroller unit 170.

연결 진단부(150)는 구동 IC(180) 외부의 제1 연결 진단 회로(106) 및 제 2 연결 진단 회로(107)를 포함하며, 부하(105)가 구동되지 않을 때에 부하(105)와 전력 소자 및 구동 IC(180) 사이의 연결상태를 진단할 수 있다. The connection diagnosis unit 150 includes a first connection diagnosis circuit 106 and a second connection diagnosis circuit 107 outside the driving IC 180. When the load 105 is not driven, The connection state between the element and the driving IC 180 can be diagnosed.

도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 전력 소자(100)의 각 트랜지스터들을 턴오프(Turn-off) 시킨 상태에서 마이크로컨트롤러 유닛(170)은 연결 진단 신호(Check_On_1, Check_On_2)를 인가한다. 이 때, 인가된 전압에 의하여 제 1 연결 진단 회로(106) 및 제 2 연결 진단 회로(107)에 포함된 트랜지스터가 턴온(Turn-on)된다. 이 때, 제 1 연결 진단 회로(106) 및 제 2 연결 진단 회로(107)에 연결된 각 전압 분배기의 분압 전압값이 연결 진단 신호(Check_Level_1, Check_Level_2)로 연결 진단부(150)에 인가되게 된다.3, the microcontroller unit 170 applies the connection diagnosis signals Check_On_1 and Check_On_2 in a state where the respective transistors of the power device 100 are turned off. At this time, the transistors included in the first connection diagnostic circuit 106 and the second connection diagnostic circuit 107 are turned on by the applied voltage. At this time, the divided voltage value of each voltage divider connected to the first connection diagnostic circuit 106 and the second connection diagnostic circuit 107 is applied to the connection diagnosis unit 150 by the connection diagnosis signals Check_Level_1 and Check_Level_2.

이 경우, 연결 진단부(150)는 연결 진단 신호(Check_Level_1, Check_Level_2)에 기초하여 연결 상태가 정상인지 여부 및 고장 종류, 예를 들어, 배터리 단락(SCB), 접지 단락(SCG) 및 단선 고장을 판단할 수 있다.In this case, the connection diagnosis unit 150 determines whether or not the connection state is normal and the type of failure such as a battery short circuit (SCB), a ground short circuit (SCG), and a short circuit failure based on the connection diagnosis signals Check_Level_1 and Check_Level_2 It can be judged.

다시, 도 1을 참조하면, 제어부(130)는 마이크로컨트롤러 유닛 (170)으로부터 제어 신호를 수신하여 고장판단부(120), 구동부(140), 연결 진단부(150), 통신부(160) 및 전원부(165)를 제어할 수 있다.1, the control unit 130 receives a control signal from the microcontroller unit 170 and transmits the control signal to the malfunction determination unit 120, the driving unit 140, the connection diagnosis unit 150, the communication unit 160, It is possible to control the control unit 165.

구동부(140)는 마이크로컨트롤러 유닛(170)으로부터 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 등 구동 신호를 수신하여 모터 등 부하(105)를 구동할 수 있다.The driving unit 140 may receive a driving signal such as a PWM (Pulse Width Modulation) signal from the microcontroller unit 170 and may drive the load 105 such as a motor.

HS 고장 검출부(113)는 전력 소자(100)의 HS 구동 스위치부(102)와 연결되고, HS 구동 스위치부(102)의 각 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 인가받아 고장 판단부(120)에 전달한다. The HS fault detection unit 113 is connected to the HS drive switch unit 102 of the power device 100 and receives the drain-source voltage of each transistor of the HS drive switch unit 102 and transmits the drain- do.

LS 고장 검출부(115)는 전력 소자(100)의 LS 구동 스위치부(104)와 연결되고, LS 구동 스위치부(104)의 각 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 인가받아 고장 판단부(120)에 전달한다. The LS failure detecting unit 115 is connected to the LS driving switch unit 104 of the power device 100 and receives the drain-source voltage of each transistor of the LS driving switch unit 104 and transmits the same to the failure determining unit 120 do.

한편, 피드백 고장 검출부(118)는 구동 IC 외부의 션트저항(110)과 연결되고, 션트저항에 걸린 전압을 인가받아 고장 판단부(120)에 전달한다. On the other hand, the feedback failure detecting unit 118 is connected to the shunt resistor 110 outside the driving IC, receives the voltage across the shunt resistor, and transmits the voltage to the failure determining unit 120.

한편, 고장 판단부(120)는 HS(High Side) 검출부(113), LS 고장 검출부(115) 및 피드백 고장 검출부(118)와 연결되며, 각 검출부(113, 115, 118)에서 인가하는 전압값을 기준 전압과 비교하여 부하(105) 구동 중에 과전류 고장 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, the failure determination unit 120 is connected to the HS (High Side) detection unit 113, the LS failure detection unit 115, and the feedback failure detection unit 118, and detects a voltage value Can be compared with a reference voltage to determine whether an overcurrent failure occurs during driving of the load 105. [

이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 고장 판단부(120), 피드백 고장 검출부(118), HS 고장 검출부(113) 및 LS 고장 검출부(115)의 상세 회로 및 동작에 관하여 설명한다.Detailed circuits and operations of the failure determination unit 120, the feedback failure detection unit 118, the HS failure detection unit 113, and the LS failure detection unit 115 will be described below with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 고장 검출부(118) 및 고장 판단부(120)의 세부 구성을 나타낸다.5 shows a detailed configuration of the feedback failure detection unit 118 and the failure determination unit 120 according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 피드백 고장 검출부(118)는 제 1 기준 전압원(310) 및 비교부(315)를 포함하고, 고장 판단부(120)는 제 1 레지스터(410), 논리 연산부(420), 타이밍 필터(430) 및 제 2 레지스터(440)을 포함할 수 있다.5, the feedback failure detection unit 118 includes a first reference voltage source 310 and a comparison unit 315. The failure determination unit 120 includes a first register 410, a logic operation unit 420, A timing filter 430, and a second register 440.

부하(105)가 구동하기 시작하면, 션트저항(110)에 전류가 흐르기 시작하고, 션트저항(110)에 걸리는 전압이 피드백 고장 검출부(118)에 인가된다.When the load 105 starts to be driven, a current starts to flow in the shunt resistor 110, and a voltage across the shunt resistor 110 is applied to the feedback failure detecting portion 118.

이 때, 피드백 고장 검출부(118)의 비교기(315)는 제 1 기준 전압원(310)의 제 1 기준 전압과 션트저항(110)에 걸린 전압을 비교하여, 션트저항(110)에 걸린 전압이 제 1 기준 전압보다 큰 경우에 과전류 신호를 제 1 레지스터(410)으로 출력한다.The comparator 315 of the feedback failure detector 118 compares the first reference voltage of the first reference voltage source 310 with the voltage of the shunt resistor 110 to determine whether the voltage applied to the shunt resistor 110 And outputs the overcurrent signal to the first register 410 when the voltage is greater than one reference voltage.

출력된 전압은 시스템 클럭(f_sys)에 따라 제 1 레지스터(410)에서 논리 연산부(420) 및 타이밍 필터(420)으로 출력된다.The output voltage is output to the logic operation unit 420 and the timing filter 420 in the first register 410 according to the system clock f_sys.

보다 상세하게는, 제 1 레지스터(410)는 예컨대, D-플립플롭으로 구현되며, 제 1 레지스터(410)의 출력(Q) 및 역상 출력(/Q)은 각각 논리 연산부(420) 및 타이밍 필터(420)으로 출력된다.The output Q of the first register 410 and the inverted phase output / Q of the first register 410 are input to the logic operation unit 420 and the timing filter 420, respectively, (420).

한편, 논리 연산부(420)는 기준 클럭(Ref_Clock) 및 게이트 제어 신호(Gate_ON) 및 제 1 레지스터(410)의 출력(Q)를 입력으로 수신하여 논리 연산을 수행한다. 이 경우, 게이트 제어 신호(Gate_ON) 신호는 구동부(140)에서 전력 소자(100)의 HS 구동 스위치(102)의 게이트를 턴온 시키는 신호와 실질적으로 동일한 타이밍과 듀티비를 가지는 신호로서, 상술한 논리 연산부(420)의 입력 전압 범위에 맞도록 가공된 신호일 수 있다. 또는 게이트 제어 신호(Gate_ON) 신호는 마이크로컨트롤러 유닛(170)에서 상기 HS 구동 스위치(102)의 게이트를 턴온시키기 위한 구동 제어 신호일 수 있다.The logic operation unit 420 receives the reference clock Ref_Clock, the gate control signal Gate_ON, and the output Q of the first register 410 as input, and performs a logical operation. In this case, the gate control signal Gate_ON signal is a signal having substantially the same timing and duty ratio as the signal for turning on the gate of the HS driving switch 102 of the power device 100 in the driving unit 140, And may be a signal processed to match the input voltage range of the operation unit 420. Or the gate control signal Gate_ON signal may be a drive control signal for turning on the gate of the HS drive switch 102 in the microcontroller unit 170. [

그 후, 논리 연산부(420)는 상기 입력들을 앤드(AND) 연산하여 타이밍 필터(430)로 출력한다. 따라서, 논리 연산부(420)는 HS 구동 스위치(102)의 게이트가 턴온되면서 일정 크기 이상의 전류가 흐르는 경우에 기준 클럭(Ref_Clock)에 따라 카운팅할 수 있는 카운팅 신호를 타이밍 필터(430)에 출력하게 된다.Thereafter, the logic operation unit 420 ANDs the inputs and outputs the result to the timing filter 430. Accordingly, when the gate of the HS driving switch 102 is turned on and the current of a predetermined level or more flows, the logic operation unit 420 outputs a counting signal to the timing filter 430 that can be counted according to the reference clock Ref_Clock .

타이밍 필터(430)는 상기 카운팅 신호를 카운팅한 회수가 기준 회수(x)에 도달하게 되면 시스템 클럭(f_sys)에 따라 제 2 레지스터(440)에 고장 신호를 인가하게 된다. 이 때, 제 2 레지스터(440)는 예컨대 D-플립플롭으로 구현될 수 있다.The timing filter 430 applies a failure signal to the second register 440 according to the system clock f_sys when the number of counts of the counting signal reaches the reference count x. At this time, the second register 440 may be implemented as a D-flip-flop, for example.

출력된 고장 신호는 제 2 레지스터(440)에서 예를 들어, 마이크로컨트롤러 유닛(170)에 출력하여 고장 여부를 송신할 수 있다. 마이크로컨트롤러 유닛(170)은 고장 여부에 따라 상기 구동 제어 신호를 통하여 상기 HS 구동 스위치(102) 또는 LS 구동 스위치(104)의 구동을 중단시키거나 또는 림프홈 모드와 같은 고장시 제어 방법에 따라 상기 HS 구동 스위치(102) 또는 LS 구동 스위치(104)의 구동시킬 수 있다.The output failure signal may be output to the microcontroller unit 170, for example, in the second register 440 to transmit a failure signal. The microcontroller unit 170 stops the driving of the HS driving switch 102 or the LS driving switch 104 through the driving control signal in response to a failure, The HS drive switch 102 or the LS drive switch 104 can be driven.

또는 제어부(130)에 고장 신호를 전달하여 상기 HS 구동 스위치(102) 또는 LS 구동 스위치(104)의 구동을 중단 시킬 수 있다.Or may transmit a failure signal to the control unit 130 to stop the driving of the HS driving switch 102 or the LS driving switch 104. [

이러한 고장 신호는 고장 플래그(Flag)일 수 있다.Such a fault signal may be a fault flag (Flag).

한편, 피드백 고장 검출부(118)에서 고장 신호가 발생한 후 다시 정상 상태가 되어 고장이 멈추게 되면 제 1 레지스터의 역상 출력(/Q)은 타이밍 필터(430)의 카운팅 동작을 초기화 시키는 초기화 신호(SHUNT_CLEAR)를 타이밍 필터(430)에 출력하게 된다. 이 경우, 타이밍 필터(430)의 카운팅 동작이 초기화되면서 다시 고장이 발생한 이후에는 타이밍 필터(430)는 다시 처음부터 카운팅을 시작하게 된다. When the failure is detected in the feedback failure detecting unit 118 and then the failure is stopped, the reverse output (/ Q) of the first register is set to an initialization signal (SHUNT_CLEAR) for initializing the counting operation of the timing filter 430, To the timing filter 430. In this case, after the counting operation of the timing filter 430 is initialized and the trouble again occurs, the timing filter 430 starts counting from the beginning.

종래 기술에 따르면, 고장 상태가 아닌 부하(105)에 급격한 전류가 흐르는 경우에 오진단이 발생할 수 있었다. 예컨대, 시동 시 모터 부하에 듀티비가 높아지면서 대전류가 일시적으로 흐르는 경우, 또는 방향 전환을 위하여 모터 부하에 듀티비가 높아지면서 대전류가 일시적으로 흐르는 경우(도 4, 406 참조)에 션트저항(110)을 통과하는 피드백 전류가 제 1 기준 전압(도 4, Vth_F/B 참조)을 초과할 때 오진단이 발생할 수 있었다. According to the prior art, a false diagnosis may occur when a sudden current flows in the load 105 that is not in a fault state. For example, when the large current flows temporarily while the duty ratio of the motor load increases at the time of starting, or when the large current flows temporarily (see FIG. 4, 406) A false diagnosis could occur when the passing feedback current exceeds the first reference voltage (see FIG. 4, Vth_F / B).

본 발명에 따르면, 고장 진단부(120)의 타이밍 필터(430)을 통하여 일정시간 이상의 대전류가 흐를 경우에만 고장으로 인식할 수 있는 구성을 구비하여 차량운행시 오진단으로 인한 피해를 막을 수 있다.According to the present invention, it is possible to detect a fault only when a large current over a certain period of time flows through the timing filter 430 of the fault diagnosis unit 120, thereby preventing damage due to misdiagnosis at the time of vehicle operation.

도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피드백 고장 검출부(118) 및 고장 판단부(120)의 세부 구성을 나타낸다. 도 6의 회로는 기본적으로 도 5의 회로와 동일한 구성을 가진다. 이하에서는 설명의 간략화를 위하여 도 5와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.6 shows a detailed configuration of the feedback failure detector 118 and the failure detector 120 according to another embodiment of the present invention. The circuit of Fig. 6 basically has the same configuration as the circuit of Fig. Hereinafter, for the sake of simplicity, the description of the same components as those in Fig. 5 will be omitted.

도 6을 참조하면, 피드백 고장 검출부(118)과 션트저항(110) 사이에 앰프회로(313)을 구비할 수 있다. 이러한 앰프회로(313)는 션트저항(110)에 걸린 전압이 피드백 고장 검출부(118)에서 요구하는 입력 전압 범위 내의 전압을 출력하도록 구성된다.Referring to FIG. 6, an amplifier circuit 313 may be provided between the feedback failure detecting unit 118 and the shunt resistor 110. The amplifier circuit 313 is configured such that the voltage across the shunt resistor 110 outputs the voltage within the input voltage range required by the feedback failure detecting section 118. [

도 6에서는 앰프회로(313)가 구동 IC(180)의 외부에 구비되는 것으로 표시하였으나, 앰프회로(313)가 구동 IC(180)의 외부에 구비될 수 있다. 당업자는 앰프회로(313)의 위치를 구동 IC(180)의 스펙에 따라 적절히 구동 IC(180)의 내부 또는 외부에 구비하도록 설계를 변경할 수 있다.6, the amplifier circuit 313 is provided outside the driving IC 180, but the amplifier circuit 313 may be provided outside the driving IC 180. [ Those skilled in the art can change the design so that the position of the amplifier circuit 313 is appropriately provided inside or outside the driving IC 180 according to the specifications of the driving IC 180. [

도 7은 HS 구동 스위치(102)의 드레인-소스와 연결된 HS 고장 검출부(113) 및 HS 고장 검출부(113)와 연결된 고장 진단부(120) 부분을 나타내는 회로도이다.7 is a circuit diagram showing a portion of the fault diagnosis unit 120 connected to the HS fault detection unit 113 and the HS fault detection unit 113 connected to the drain-source of the HS drive switch 102. As shown in FIG.

기본적으로 고장 진단부(120)의 구성 및 동작은 도 5 및 도 6에서 도시한 고장 진단부(120)의 구성 및 동작과 동일하므로 설명을 생략한다.Basically, the configuration and operation of the fault diagnosis unit 120 are the same as the configuration and operation of the fault diagnosis unit 120 shown in Figs. 5 and 6, and thus the description thereof will be omitted.

도 7을 참조하면, HS 고장 검출부(113)는 제 2 기준 전압원(613) 및 제 2 비교부(615)를 포함하고, 고장 판단부(120)는 제 3 레지스터(610), 논리 연산부(620), 타이밍 필터(630) 및 제 4 레지스터(640)을 포함할 수 있다. 7, the HS failure detection unit 113 includes a second reference voltage source 613 and a second comparison unit 615. The failure determination unit 120 includes a third register 610, a logic operation unit 620, ), A timing filter 630, and a fourth register 640.

HS 구동 스위치(102)의 게이트에 전압이 인가되면, HS 구동 스위치(102)의 드레인단으로부터 소스단으로 전류가 흐르며, 이 때 HS 구동 스위치(102)의 내부 저항에 의해 드레인-소스에 걸리는 전압이 HS 고장 검출부(113)에 인가된다.When a voltage is applied to the gate of the HS drive switch 102, a current flows from the drain terminal to the source terminal of the HS drive switch 102. At this time, the voltage applied to the drain- Is applied to the HS fault detection unit 113.

이 때, HS 고장 검출부(113)의 비교기(615)는 제 2 기준 전압원(613)의 제 2 기준 전압과 HS 구동 스위치(102)의 드레인-소스에 걸린 전압을 비교하여, HS 구동 스위치(102)의 드레인-소스에 걸린 전압에 걸린 전압이 제 2 기준 전압보다 큰 경우에 과전류 신호를 제 3 레지스터(610)으로 출력한다.At this time, the comparator 615 of the HS fault detecting unit 113 compares the second reference voltage of the second reference voltage source 613 with the voltage across the drain-source of the HS driving switch 102, And the overcurrent signal is output to the third register 610 when the voltage applied to the drain-source voltage of the third transistor 610 is greater than the second reference voltage.

그 후의 고장진단부(120)의 동작은 도 5 및 도 6에서 도시한 고장 진단부(120)의 동작과 동일하므로 설명을 생략한다.The subsequent operation of the failure diagnosis unit 120 is the same as the operation of the failure diagnosis unit 120 shown in Figs. 5 and 6, and a description thereof will be omitted.

종래에는 피드백 고장 검출부(118)만을 활용하여 과전류 여부를 확인하는 기술을 사용하였다. 다만, 이 경우에 피드백 고장 검출부(118) 만으로 예측이 어려운 경로, 예컨대, 모터와 연결된 상태에서 접지 단락(SCG)이 발생하는 경우에는 과전류가 션트저항(110)을 통과하지 않는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, HS 구동 스위치(102) 또는 LS 구동 스위치(104)에 과전류가 흐르게 되어 소자의 파손 또는 제어기의 파손위험이 있었다.Conventionally, a technique of checking whether an overcurrent has occurred by utilizing only the feedback failure detector 118 is used. However, in this case, when a ground short circuit (SCG) occurs in a path that is difficult to predict by only the feedback failure detecting unit 118, for example, in a state of being connected to a motor, a situation may occur in which the overcurrent does not pass through the shunt resistor 110 . Therefore, an overcurrent flows to the HS drive switch 102 or the LS drive switch 104, and there is a risk of breakage of the element or breakage of the controller.

또 다른 종래 기술은 HS 구동 스위치(102) 또는 LS 구동 스위치(104)의 드레인-소스 전압을 측정하여 고장 여부를 진단하였다. 그러나, 모터 시동 시 또는 방향 전환시에 순간적으로 듀티비가 커져서 대전류가 흐를 수 있으므로, 고장 판단의 기준이 되는 기준 전압을 높은 범위(401)에서 책정하였다. Another prior art has diagnosed the failure by measuring the drain-source voltage of the HS drive switch 102 or the LS drive switch 104. However, since the duty ratio instantaneously increases at the time of starting the motor or when changing the direction, a large current may flow, and therefore, the reference voltage serving as a criterion for determining the failure is set in the high range 401.

그러나, 시동 시나 방향 전환 시를 제외한 경우에 정상 동작을 할 때에는 낮은 범위에서 전류가 흐르게 된다. 도 4 및 도 8에서 정상 동작 영역(408)은 시동 시나 방향 전환 시 등 정상 상태임에도 불구하고 급격한 대전류가 흐를 수 있는 경우를 제외하고 일반적인 정상 동작 시의 정상 동작 전류 영역을 나타낸 것이다.However, in the case of normal operation except when starting or switching direction, a current flows in a low range. In FIGS. 4 and 8, the normal operation region 408 shows a normal operation current region during a normal operation, except when a sudden large current can flow in spite of a normal state, such as when starting or switching direction.

따라서, 실제로는 정상 동작 보다 높은 전류가 흐름에도 불구하고 오진단이 가능한 경우(409)가 발생할 수 있었다.Therefore, in spite of the fact that a current is higher than the normal operation, in practice (409), a false diagnosis can occur.

그러나, 도 5 내지 도 7에서 도시한 바와 같이 순간적인 대전류인지를 판단할 수 있는 구성, 예컨대 타이밍 필터(403)을 구비함으로써 도 4의 기준 전압(Vth_FET (본발명))과 같이 기준 전압을 낮출 수 있기 때문에 본 발명에 따른 구동 IC 고장 진단 장치는 오진단의 가능성을 크게 낮추었다. However, as shown in FIG. 5 to FIG. 7, by providing a configuration capable of determining instantaneous large current, for example, a timing filter 403, the reference voltage is lowered as in the reference voltage (Vth_FET The driving IC fault diagnosis apparatus according to the present invention greatly reduces the possibility of false diagnosis.

따라서, 본 발명에 따르면, 고장 진단부(120)의 타이밍 필터(430)을 통하여 일정시간 이상의 대전류가 흐를 경우에만 고장으로 인식할 수 있는 구성을 구비하여 차량 운행시 오진단으로 인한 피해를 막을 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to recognize a fault only when a large current over a certain period of time flows through the timing filter 430 of the fault diagnosis unit 120, have.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 IC 고장진단 방법에 대한 순서도이다.2 is a flowchart of a method for diagnosing a fault in a motor drive IC according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 먼저 모터를 구동하기 전에 구동 IC(180)의 연결 진단부(150)가 부하(105)와 구동 IC(180) 사이의 연결 상태를 판단한다. (단계 S200) Referring to FIG. 2, the connection diagnosis unit 150 of the driving IC 180 determines the connection state between the load 105 and the driving IC 180 before driving the motor. (Step S200)

이 경우, 전력 소자(100)의 각 트랜지스터들을 턴오프(Turn-off) 시킨 상태에서 마이크로컨트롤러 유닛(170)이 구동 IC(180) 외부의 제1 연결 진단 회로(106) 및 제 2 연결 진단 회로(107)에 연결 진단 신호(Check_On_1, Check_On_2)를 인가한다. 그 후, 제 1 연결 진단 회로(106) 및 제 2 연결 진단 회로(107)에서 출력되는 연결 진단 신호(Check_Level_1, Check_Level_2)에 기초하여 연결 상태가 정상인지 여부를 확인할 수 있다.In this case, the microcontroller unit 170 controls the first connection diagnosis circuit 106 and the second connection diagnosis circuit 160 outside the driving IC 180 in a state where the respective transistors of the power device 100 are turned off, (Check_On_1, Check_On_2) is applied to the connection terminal (107). Thereafter, it is possible to check whether the connection state is normal based on the connection diagnosis signals Check_Level_1 and Check_Level_2 output from the first connection diagnosis circuit 106 and the second connection diagnosis circuit 107. [

연결 상태가 정상일 경우, 모터(105)를 턴온(turn on)시키고(단계 S202), 모터 모니터링 모드에 진입한다. (단계 S204)If the connection state is normal, the motor 105 is turned on (step S202), and the motor monitoring mode is entered. (Step S204)

연결 상태가 정상이 아닐 경우에는, 다시 연결 상태의 고장 종류, 예를 들어, 배터리 단락(SCB), 접지 단락(SCG) 및 단선 고장을 판단할 수 있다. (단계 S212)If the connection status is not normal, it is possible to judge the type of failure in the re-connected state, for example, battery short circuit (SCB), ground short circuit (SCG) and break failure. (Step S212)

모터 모니터링 모드에서는, HS 고장 검출부(113) 및 LS 고장 검출부(115)는 HS 구동 스위치(102) 및 LS 구동 스위치(104)의 드레인-소스 전압에 각각 기초하여 과전류가 있다는 것을 인지하면, 즉, 상기 드레인-소스 전압이 제2 기준 전압보다 높은 경우에 고장 신호를 발생시켜 고장 판단부(120)로 출력한다. 또는 피드백 고장 검출부(118)는 션트저항(110)에 걸린 전압이 제 1 기준 전압보다 높은 경우에 고장 신호를 발생시켜 고장 판단부(120)로 출력한다. (단계 S206)In the motor monitoring mode, when the HS fault detection unit 113 and the LS fault detection unit 115 recognize that there is an overcurrent based on the respective drain-source voltages of the HS drive switch 102 and the LS drive switch 104, When the drain-source voltage is higher than the second reference voltage, a failure signal is generated and output to the failure determination unit 120. Or the feedback failure detecting unit 118 generates a failure signal when the voltage across the shunt resistor 110 is higher than the first reference voltage and outputs the failure signal to the failure determining unit 120. [ (Step S206)

고장 판단부(120)는 타이밍 필터(430, 630)을 적용하여 고장 상태가 기준 시간 이상 지속되는지 여부를 확인한다. (단계 S208) The failure determination unit 120 applies timing filters 430 and 630 to determine whether the failure state lasts longer than a reference time. (Step S208)

이 경우, HS 구동 스위치(102)의 전류 이상 또는 상기 피드백 전류 이상이 기준 시간 이상 지속되는지를 판단하는 단계는 HS 구동 스위치(102)의 전류 이상 신호 또는 피드백 전류 이상 신호와, 기준 클럭과, 상기 HS 구동 스위치의 게이트 제어 신호를 논리 연산하여 출력하는 단계 및 상기 논리 연산한 출력을 카운팅하여 카운팅된 회수가 기준회수에 도달하면 고장 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the step of determining whether the current abnormality of the HS driving switch 102 or the feedback current abnormality is continued for the reference time or longer may include a current abnormality signal or feedback current abnormality signal of the HS driving switch 102, A step of logically calculating and outputting the gate control signal of the HS drive switch, and a step of counting the logically calculated output to generate a failure signal when the counted number reaches the reference number of times.

이러한 고장 지속 여부 확인을 통하여, 고장 상태가 기준 시간 이상 지속되지 않는다고 판단하면, 다시, 제어부(130)는 모터 구동 및 고장 모니터링을 계속하면서, 단계(S204) 내지 단계 (S208)을 반복한다. If it is determined that the fault state is not maintained for the reference time, the controller 130 repeats steps S204 to S208 while continuing motor drive and fault monitoring.

고장 상태가 기준 시간 이상 지속되는 경우, 모터의 구동을 정지하고(단계 S210), 고장 진단 단계를 수행하여 고장 종류를 판단할 수 있다. (단계 S212)When the fault state continues for the reference time or longer, the driving of the motor is stopped (step S210), and the fault type can be determined by performing the fault diagnosis step. (Step S212)

고장 종류를 판단한 후에는 고장을 확정할 수 있다. (단계 S214) 고장 확정 후에는 전체 차량의 운행을 중지시키거나, 또는 림프홈 모드 등의 고장 모드로 진입하여 차량이 정비소까지 안전하게 이동할 수 있도록 구동할 수도 있다. After determining the fault type, the fault can be confirmed. (Step S214). After the fault has been confirmed, the entire vehicle may be stopped or a failure mode such as a limp-home mode may be entered so that the vehicle can be safely moved to the garage.

따라서, 본 발명에 따른 모터 구동 IC 고장진단 장치 및 방법은 고장 발생으로 인해 전류 피드백이 불가능한 경로를 통해 과전류가 흐르는 경우 고장진단이 불가능한 기존 방식 대비, 전력 소자의 드레인-소스 전압을 기준 전압과 비교할 때에 기준 전압을 정상 동작 전압 범위에 가깝게 설정할 수 있어서 보다 정확한 고장 인식이 가능하다. 또한, 이로 인해 고장으로 인한 제어기의 손상을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the apparatus and method for diagnosing a motor driving IC according to the present invention can compare a drain-source voltage of a power device with a reference voltage, compared with a conventional method that can not diagnose a fault when an overcurrent flows through a path where current feedback is impossible due to a fault. The reference voltage can be set to be close to the normal operating voltage range, thereby enabling more accurate fault recognition. In addition, it is possible to prevent the controller from being damaged due to the failure. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being limited to the embodiments described, and it is intended that the scope of the present invention encompasses not only the following claims, but also equivalents thereto.

100: 전력 소자
110: 션트저항
120: 고장 판단부
170: 마이크로컨트롤러 유닛
100: Power device
110: Shunt resistance
120: Fault determination unit
170: Microcontroller unit

Claims (15)

마이크로컨트롤러 유닛; 구동 IC; 및 전력 소자 모듈을 포함하는 모터 제어기에 있어서,
상기 구동 IC는,
상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 구동 제어 신호를 수신하여 상기 전력 소자 모듈을 제어하는 구동부;
상기 전력 소자 모듈의 HS(High Side) 구동 스위치의 드레인-소스 전압의 이상을 검출하는 HS 고장 검출부; 상기 전력 소자 모듈의 LS(Low Side) 구동 스위치의 드레인-소스 전압의 이상을 검출하는 LS 고장 검출부; 상기 전력 소자 모듈과 접지 사이에 직렬로 연결되어 있는 션트 저항의 전압 이상을 검출하는 피드백 고장 검출부; 및 상기 HS 고장 검출부, 상기 LS 고장 검출부 및 상기 피드백 고장 검출부의 전압 이상이 기준 시간 이상 지속되는지 판단하는 고장 판단부를 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
A microcontroller unit; Driving IC; And a motor controller including a power device module,
The driving IC includes:
A driving unit for receiving the driving control signal from the microcontroller unit and controlling the power device module;
An HS fault detection unit for detecting an abnormality of a drain-source voltage of an HS (High Side) drive switch of the power device module; An LS failure detection unit for detecting an abnormality of a drain-source voltage of a LS (Low Side) drive switch of the power device module; A feedback failure detector for detecting a voltage abnormality of the shunt resistor connected in series between the power device module and the ground; And a failure determination unit for determining whether or not a voltage abnormality of the HS fault detection unit, the LS fault detection unit, and the feedback failure detection unit is maintained for a reference time or more,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 IC는 연결 진단부를 더 포함하며, 상기 연결 진단부는 상기 모터 구동이 시작되기 전에 또는 상기 모터 구동이 중지되어 있을 때에 상기 모터와 상기 구동 IC 사이의 연결 상태 이상을 진단하도록 구성되는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the connection diagnosis unit is configured to diagnose an abnormality in a connection state between the motor and the driving IC before the motor driving starts or when the motor driving is stopped,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 피드백 고장 검출부는 상기 모터의 구동 중에 상기 션트 저항에 걸리는 전압과 제 1 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the feedback failure detecting section detects an abnormality by comparing the voltage applied to the shunt resistor with the first reference voltage during driving of the motor,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 HS 고장 검출부는 상기 모터의 구동 중에 상기 HS 구동 스위치의 드레인-소스 전압과 제 2 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하고,
상기 LS 고장 검출부는 상기 모터의 구동 중에 상기 LS 구동 스위치의 드레인-소스 전압과 제 3 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the HS fault detection unit detects an abnormality by comparing a drain-source voltage of the HS drive switch and a second reference voltage during driving of the motor,
Wherein the LS failure detection unit compares a drain-source voltage of the LS drive switch and a third reference voltage during driving of the motor to detect an abnormality,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 고장 판단부는 타이밍 필터를 포함하여 상기 HS 고장 검출부, 상기 LS 고장 검출부 및 상기 피드백 고장 검출부의 전압 이상이 기준 시간 이상 지속되는지 판단하는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the failure determination unit includes a timing filter to determine whether or not a voltage abnormality of the HS fault detection unit, the LS fault detection unit, and the feedback failure detection unit continues for a reference time or longer,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 1 항에 있어서,
상기 고장 판단부는 제 1 레지스터, 논리 연산부, 타이밍 필터 및 제 2 레지스터를 포함하며,
상기 HS 고장 검출부의 전압 이상 신호가 상기 제 1 레지스터에 입력되고,
상기 논리 연산부는 상기 제 1 레지스터에 저장된 신호와 기준 클럭과 상기 HS 구동 스위치의 게이트 제어 신호를 논리 연산하여 상기 타이밍 필터에 출력하고,
상기 타이밍 필터는 상기 논리 연산된 신호를 카운팅하여 카운팅된 회수가 기준 회수에 도달할 때에 고장 신호를 상기 제 2 레지스터에 인가하는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the failure determination unit includes a first register, a logic operation unit, a timing filter, and a second register,
A voltage abnormality signal of the HS fault detection unit is input to the first register,
Wherein the logic operation unit performs logic operation on a signal stored in the first register, a reference clock, and a gate control signal of the HS drive switch, and outputs the result to the timing filter,
Wherein the timing filter counts the logically calculated signal and applies a fault signal to the second register when the counted number reaches a reference number of times,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 6 항에 있어서,
상기 논리 연산부는 앤드(AND) 연산을 수행하도록 구성되는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the logic operation unit is configured to perform an AND operation,
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 레지스터 및 상기 제 2 레지스터는 D-플립플롭인,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the first register and the second register are D flip-
Motor drive IC fault diagnosis device.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 레지스터의 출력(Q)은 상기 논리 연산부에 입력되고, 상기 제 1 레지스터의 역상출력(/Q)은 상기 타이밍 필터에 입력되며,
상기 타이밍 필터는 상기 역상출력(/Q)에 의하여 초기화되는,
모터 구동 IC 고장 진단 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the output (Q) of the first register is input to the logic operation unit, the inverted phase output (/ Q) of the first register is input to the timing filter,
Wherein the timing filter is initialized by the inverted phase output (/ Q)
Motor drive IC fault diagnosis device.
마이크로컨트롤러 유닛; 구동 IC; 및 전력 소자 모듈을 포함하는 모터 제어기에서,
상기 마이크로컨트롤러 유닛의 구동 제어 신호를 상기 구동 IC가 수신하여 상기 전력 소자 모듈을 구동하는 단계;
상기 전력 소자 모듈의 HS(High Side) 구동 스위치의 드레인-소스 전압을 측정하여 상기 HS 구동 스위치의 전류 이상을 판단하는 단계;
상기 전력 소자 모듈과 직렬로 연결되는 션트 저항에 걸리는 전압을 측정하여 피드백 전류 이상을 판단하는 단계;
상기 HS 구동 스위치의 전류 이상 또는 상기 피드백 전류 이상이 기준 시간 이상 지속되는지를 판단하는 단계; 및
상기 기준 시간 이상 지속되는 경우에 모터의 구동을 중단하고 고장 여부를 진단하는 단계를 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 방법.
A microcontroller unit; Driving IC; And a motor controller including a power device module,
Receiving a drive control signal of the microcontroller unit by the drive IC to drive the power device module;
Determining a current abnormality of the HS driving switch by measuring a drain-source voltage of a HS (High Side) driving switch of the power device module;
Measuring a voltage across a shunt resistor connected in series with the power device module to determine a feedback current error;
Determining whether the current error of the HS drive switch or the feedback current is longer than a reference time; And
And stopping the driving of the motor and diagnosing whether or not the motor is faulty if the motor exceeds the reference time.
Motor drive IC fault diagnosis method.
제 10 항에 있어서,
상기 구동하는 단계 전에 상기 모터와 상기 구동 IC 사이의 연결 상태의 정상 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising determining whether the connection state between the motor and the driving IC is normal before the driving step.
Motor drive IC fault diagnosis method.
제 10 항에 있어서,
상기 피드백 전류 이상을 판단하는 단계는 상기 모터의 구동 중에 상기 션트 저항에 걸리는 전압과 제 1 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하는 단계를 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step of determining the feedback current abnormality includes comparing the first reference voltage with a voltage across the shunt resistor during driving of the motor to detect an abnormality.
Motor drive IC fault diagnosis method.
제 10 항에 있어서,
상기 HS 구동 스위치의 고장을 검출하는 단계는 상기 모터의 구동 중에 상기 HS 구동 스위치의 드레인-소스 전압과 제 2 기준 전압을 비교하여 이상을 검출하는 단계를 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step of detecting the failure of the HS drive switch includes comparing the second reference voltage with the drain-source voltage of the HS drive switch during driving of the motor to detect an abnormality.
Motor drive IC fault diagnosis method.
제 10 항에 있어서,
상기 HS 구동 스위치의 전류 이상 또는 상기 피드백 전류 이상이 기준 시간 이상 지속되는지를 판단하는 단계는,
HS 구동 스위치의 전류 이상 신호 또는 피드백 전류 이상 신호와, 기준 클럭과, 상기 HS 구동 스위치의 게이트 제어 신호를 논리 연산하여 출력하는 단계;
상기 논리 연산한 출력을 카운팅하여 카운팅된 회수가 기준회수에 도달하면 고장 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step of determining whether the current abnormality of the HS driving switch or the feedback current abnormality continues for more than a reference time,
Logic operation of a current abnormality signal or feedback current abnormality signal of the HS drive switch, a reference clock, and a gate control signal of the HS drive switch;
And counting the logical output to generate a failure signal when the counted number reaches the reference number of times.
Motor drive IC fault diagnosis method.
제 14 항에 있어서,
상기 논리 연산하여 출력하는 단계는 앤드(AND) 연산을 수행하는 단계를 포함하는,
모터 구동 IC 고장 진단 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the logic operation and outputting comprises performing an AND operation.
Motor drive IC fault diagnosis method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109031017A (en) * 2018-06-28 2018-12-18 上海英恒电子有限公司 Fault condition detection method applied to brushless motor
KR102074997B1 (en) * 2018-08-20 2020-03-17 현대오트론 주식회사 Over-current diagnosis method and over-current diagnosis apparatus using the same
EP3767315A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-20 Infineon Technologies Austria AG Short circuit detection and protection for a gate driver circuit and methods of detecting the same using logic analysis

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0274470A (en) * 1988-09-09 1990-03-14 Nissan Motor Co Ltd Fail-safe device of rear wheel steering motor
JP2000287484A (en) * 1999-03-29 2000-10-13 Nissan Motor Co Ltd Motor control system
JP2009159750A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Panasonic Corp Failure detector for motor
JP2010062675A (en) * 2008-09-01 2010-03-18 Hitachi Ltd Failure diagnosis device for electromagnetic load circuit
JP2015154659A (en) * 2014-02-18 2015-08-24 セイコーエプソン株式会社 Circuit device and electronic apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0274470A (en) * 1988-09-09 1990-03-14 Nissan Motor Co Ltd Fail-safe device of rear wheel steering motor
JP2000287484A (en) * 1999-03-29 2000-10-13 Nissan Motor Co Ltd Motor control system
JP2009159750A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Panasonic Corp Failure detector for motor
JP2010062675A (en) * 2008-09-01 2010-03-18 Hitachi Ltd Failure diagnosis device for electromagnetic load circuit
JP2015154659A (en) * 2014-02-18 2015-08-24 セイコーエプソン株式会社 Circuit device and electronic apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109031017A (en) * 2018-06-28 2018-12-18 上海英恒电子有限公司 Fault condition detection method applied to brushless motor
KR102074997B1 (en) * 2018-08-20 2020-03-17 현대오트론 주식회사 Over-current diagnosis method and over-current diagnosis apparatus using the same
EP3767315A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-20 Infineon Technologies Austria AG Short circuit detection and protection for a gate driver circuit and methods of detecting the same using logic analysis
US11183835B2 (en) 2019-07-16 2021-11-23 Infineon Technologies Austria Ag Short circuit detection and protection for a gate driver circuit and methods of detecting the same using logic analysis

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