KR20190139619A - Driving Apparatus for electric load, electric vehicle including the same and method for open fault detection of the electric load - Google Patents

Driving Apparatus for electric load, electric vehicle including the same and method for open fault detection of the electric load Download PDF

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Abstract

Provided are a driving apparatus for an electric load, an electric vehicle including the same, and a method for detecting an open fault in the electric load. One end of the electrical load is connected to a first power terminal through a first power line, and the other end of the electric load is connected to a second power terminal through a second power line. According to an embodiment of the present invention, a driving apparatus includes: a plurality of low-side drivers connected to the second power terminal; and a master controller operatively coupled to each of the low-side drivers. Each low-side driver includes: a low-side switch connected between the second power terminal and a ground; a diagnostic circuit having a diagnostic switch and a current source connected in series with each other, and connected between the second power terminal and a reference node; and a slave controller controlling the low-side switch and the diagnostic switch in response to a message from the master controller. Thus, the method can detect the open fault in the electric load by using the plurality of low-side drivers.

Description

전기 부하를 위한 구동 장치, 그것을 포함하는 전기 자동차 및 전기 부하의 오픈 고장을 검출하는 방법{Driving Apparatus for electric load, electric vehicle including the same and method for open fault detection of the electric load}Driving Apparatus for Electric Loads, Electric Vehicles Containing the Same, and Methods for Detecting Open Faults of Electric Loads Including the Same and Method for Open Fault Detection of the Electric Loads

본 발명은 전기 부하와 접지 사이의 전기적인 연결을 제어하기 위한 복수의 로우 사이드 드라이버를 포함하는 구동 장치, 그것을 포함하는 전기 자동차 및 전기 부하의 오픈 고장을 검출하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a drive device comprising a plurality of low side drivers for controlling an electrical connection between an electrical load and ground, an electric vehicle comprising the same, and a method for detecting an open fault of an electrical load.

전기 자동차 등과 같은 다양한 전기 제품은, 배터리로부터 공급되는 전력을 전기 부하에 공급하여 전기 부하를 동작시키도록 구성된 구동 장치를 포함한다. 전기 부하로는, 예컨대 컨택터의 코일, 발광 소자, 발열 저항 등이 있다. 전기 부하에 전력을 선택적으로 공급하거나 차단하기 위하여, 일반적으로 구동 장치에는 하이 사이드 드라이버 및 로우 사이드 드라이버 중 적어도 한가지가 포함된다. Various electrical appliances, such as electric vehicles, include drive devices configured to operate an electrical load by supplying power supplied from a battery to the electrical load. Examples of the electrical load include a coil of a contactor, a light emitting element, a heat generating resistor, and the like. In order to selectively supply or cut power to the electrical load, the drive device generally includes at least one of a high side driver and a low side driver.

하이 사이드 드라이버는, 전기 부하와 전원 사이에 설치되어, 온 상태에서는 전기 부하의 고전위 단자를 전원에 전기적으로 연결하고 오프 상태에서는 전기 부하의 고전위 단자를 전원으로부터 전기적으로 분리한다. 로우 사이드 드라이버는, 전기 부하와 접지 사이에 설치되어, 온 상태에서는 전기 부하의 저전위 단자를 접지에 전기적으로 연결하고 오프 상태에서는 전기 부하의 저전위 단자를 접지으로부터 전기적으로 분리한다.The high side driver is provided between the electrical load and the power supply, and electrically connects the high potential terminal of the electrical load to the power supply in the on state and electrically disconnects the high potential terminal of the electrical load from the power supply in the off state. The low side driver is provided between the electrical load and the ground to electrically connect the low potential terminal of the electrical load to ground in the on state and electrically disconnect the low potential terminal of the electrical load from the ground in the off state.

그런데, 구동 장치에 포함된 로우 사이드 드라이버가 단 하나일 경우, 해당 로우 사이드 드라이버가 고장나버리면 전기 부하를 적절히 동작시키는 것이 곤란하다.However, when there is only one low side driver included in the driving device, it is difficult to properly operate the electric load if the low side driver fails.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전기 부하의 저전위 단자에 공통적으로 전기적으로 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버를 포함하는 구동 장치 및 그것을 포함하는 전기 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다. Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a driving apparatus including a plurality of low side drivers electrically connected to a low potential terminal of an electrical load and an electric vehicle including the same. It is done.

또한, 본 발명은 복수의 로우 사이드 드라이버를 이용하여 전기 부하의 오픈 고장을 검출하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a method for detecting an open fault of an electrical load using a plurality of low side drivers.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.Various embodiments of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치는, 일단이 제1 전원 라인을 통해 제1 전원 단자에 연결되고 타단이 제2 전원 라인을 통해 제2 전원 단자에 연결되는 전기 부하를 구동하기 위한 것이다. 상기 구동 장치는, 상기 제2 전원 단자에 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버; 및 상기 각 로우 사이드 드라이버에 동작 가능하게 결합되는 마스터 컨트롤러를 포함한다. 상기 각 로우 사이드 드라이버는, 상기 제2 전원 단자와 접지 사이에 연결되는 로우 사이드 스위치; 서로 직렬로 연결되는 진단 스위치 및 전류원을 구비하고, 상기 제2 전원 단자와 기준 노드 사이에 연결되는 진단 회로; 및 상기 마스터 컨트롤러로부터의 메시지에 응답하여, 상기 로우 사이드 스위치 및 상기 진단 스위치를 제어하도록 구성된 슬레이브 컨트롤러를 포함한다.The driving apparatus according to an embodiment of the present invention is for driving an electrical load, one end of which is connected to a first power terminal through a first power line and the other end of which is connected to a second power terminal through a second power line. The driving device includes: a plurality of low side drivers connected to the second power supply terminal; And a master controller operatively coupled to each of the low side drivers. Each of the low side drivers may include: a low side switch connected between the second power terminal and a ground; A diagnostic circuit having a diagnostic switch and a current source connected in series with each other, the diagnostic circuit being connected between the second power supply terminal and a reference node; And a slave controller configured to control the low side switch and the diagnostic switch in response to a message from the master controller.

상기 슬레이브 컨트롤러는, 상기 마스터 컨트롤러로부터의 제1 요청 메시지에 응답하여 상기 전기 부하에게 전력을 공급하기 위한 제1 동작 모드에서 동작하는 동안, 상기 로우 사이드 스위치에게 제1 제어 신호를 출력하고 상기 진단 스위치에게 제2 제어 신호의 출력을 중단하도록 구성된다. 상기 각 로우 사이드 스위치는, 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 온 상태를 가진다. 상기 각 진단 스위치는, 상기 제2 제어 신호의 출력이 중단되는 것에 응답하여, 오프 상태를 가진다.The slave controller outputs a first control signal to the low side switch and operates the diagnostic switch while operating in a first mode of operation for powering the electrical load in response to a first request message from the master controller. Stop the output of the second control signal. Each low side switch has an on state in response to the first control signal. The respective diagnostic switches have an off state in response to the output of the second control signal being interrupted.

상기 슬레이브 컨트롤러는, 상기 마스터 컨트롤러로부터의 제2 요청 메시지에 응답하여 상기 전기 부하에게 전력을 차단하기 위한 제2 동작 모드에서 동작하는 동안, 상기 로우 사이드 스위치에게 제1 제어 신호의 출력을 중단하고 상기 진단 스위치에게 제2 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 각 로우 사이드 스위치는, 상기 제1 제어 신호의 출력이 중단되는 것에 응답하여, 오프 상태를 가진다. 상기 각 진단 스위치는, 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 온 상태를 가진다.The slave controller stops outputting a first control signal to the low side switch while operating in a second mode of operation for shutting off power to the electrical load in response to a second request message from the master controller. And output a second control signal to the diagnostic switch. Each low side switch has an off state in response to the output of the first control signal being discontinued. Each said diagnostic switch has an ON state in response to the said 2nd control signal.

상기 마스터 컨트롤러는, 상기 슬레이브 컨트롤러가 상기 제2 동작 모드에서 동작하는 동안에 상기 제2 전원 단자의 전압을 측정하도록 구성된다. 상기 마스터 컨트롤러는, 상기 측정된 전압을 진단 전압과 비교하여, 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 중 적어도 하나에 오픈 고장이 발생하였는지 여부를 판정하도록 구성된다.The master controller is configured to measure the voltage of the second power supply terminal while the slave controller is operating in the second mode of operation. The master controller is configured to compare the measured voltage with a diagnostic voltage to determine whether an open fault has occurred in at least one of the first power line and the second power line.

상기 마스터 컨트롤러는, 하기의 수학식 1을 이용하여, 상기 진단 전압을 산출한다.The master controller calculates the diagnostic voltage using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, VD는 상기 진단 전압, VL은 상기 제1 전원 단자와 상기 접지 사이의 전압, N은 상기 로우 사이드 드라이버의 개수, ICS는 상기 전류원에 의해 싱크되는 전류, RL은 상기 전기 부하의 저항이다.In Equation 1, V D is the diagnostic voltage, V L is the voltage between the first power supply terminal and the ground, N is the number of the low side driver, I CS is the current sinked by the current source, R L is Is the resistance of the electrical load.

상기 마스터 컨트롤러는, 상기 측정된 전압이 상기 진단 전압 이하인 경우, 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 중 적어도 하나에 오픈 고장이 있음을 나타내는 제1 진단 메시지를 출력하도록 구성된다.The master controller is configured to output a first diagnostic message indicating that there is an open failure in at least one of the first power line and the second power line when the measured voltage is less than or equal to the diagnostic voltage.

상기 마스터 컨트롤러는, 상기 측정된 전압이 상기 진단 전압보다 높은 경우, 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 모두에 오픈 고장이 없음을 나타내는 제2 진단 메시지를 출력하도록 구성된다.The master controller is configured to output a second diagnostic message indicating that there is no open fault on both the first power line and the second power line when the measured voltage is higher than the diagnostic voltage.

상기 마스터 컨트롤러는, 상기 제2 동작 모드가 개시된 시점으로부터 소정 시간이 경과된 시점에 상기 제2 전원 단자의 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압을 상기 진단 전압과 비교하도록 구성된다.The master controller is configured to measure a voltage of the second power supply terminal at a time elapsed from a time point when the second operation mode is started, and compare the measured voltage with the diagnostic voltage.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차는, 상기 구동 장치를 포함한다.An electric vehicle according to another embodiment of the present invention includes the driving device.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 부하의 오픈 고장을 검출하기 위한 방법은, 마스터 컨트롤러가 상기 제2 전원 단자에 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버에게 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 각 로우 사이드 드라이버의 슬레이브 컨트롤러가 상기 요청 메시지에 응답하여 상기 각 로우 사이드 드라이버의 진단 스위치를 온 상태로 제어하는 단계; 상기 마스터 컨트롤러가 상기 요청 메시지가 전송된 후에 상기 제2 전원 단자의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 마스터 컨트롤러가 상기 측정된 전압과 진단 전압을 비교하여, 상기 전기 부하에 오픈 고장이 발생하였는지 여부를 판정하는 단계를 포함한다. 상기 각 진단 스위치는, 상기 제2 전원 단자와 기준 노드 사이에 연결된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting an open failure of an electric load, the method comprising: sending, by a master controller, a request message to a plurality of low side drivers connected to the second power terminal; Controlling, by the slave controller of each low side driver, the diagnostic switch of each low side driver to an on state in response to the request message; Measuring, by the master controller, the voltage at the second power terminal after the request message is transmitted; And comparing, by the master controller, the measured voltage with a diagnostic voltage to determine whether an open fault has occurred in the electrical load. Each diagnostic switch is connected between the second power supply terminal and a reference node.

상기 방법은, 상기 마스터 컨트롤러가 하기의 수학식 1을 이용하여, 상기 진단 전압을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include calculating, by the master controller, the diagnostic voltage using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 1에서, VD는 상기 진단 전압, VL은 상기 제1 전원 단자와 상기 접지 사이의 전압, N은 상기 로우 사이드 드라이버의 개수, ICS는 상기 전류원에 의해 싱크되는 전류, RL은 상기 전기 부하의 저항이다.In Equation 1, V D is the diagnostic voltage, V L is the voltage between the first power supply terminal and the ground, N is the number of the low side driver, I CS is the current sinked by the current source, R L is Is the resistance of the electrical load.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 전기 부하의 저전위 단자에 공통적으로 전기적으로 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버를 포함하기 때문에, 복수의 로우 사이드 드라이버 중 일부가 고장이어도 나머지 로우 사이드 드라이버를 이용하여 전기 부하를 동작시킬 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, a plurality of low side drivers are commonly electrically connected to the low potential terminal of the electrical load, so that even if some of the plurality of low side drivers fail, the remaining low side drivers may be replaced. Can be used to operate an electrical load.

또한, 전기 부하의 저전위 단자에 공통적으로 전기적으로 연결된 로우 사이드 드라이버의 개수에 따라, 전기 부하의 오픈 고장(open fault)를 검출하는 데에 이용되는 진단 전압을 조절할 수 있다.Further, according to the number of low side drivers commonly electrically connected to the low potential terminal of the electrical load, the diagnostic voltage used to detect an open fault of the electrical load can be adjusted.

또한, 복수의 로우 사이드 드라이버 간의 동작 타이밍 차이로 인한 잘못된 진단을 방지할 수 있다.In addition, erroneous diagnosis due to an operation timing difference between a plurality of low side drivers can be prevented.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치를 포함하는 전기 자동차의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 구동 장치가 전기 부하에게 전력을 공급하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 3은 도 1의 구동 장치가 전기 부하에게 전력을 차단하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 4는 도 1의 구동 장치가 전기 부하의 오픈 고장을 진단하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 5는 도 1의 구동 장치가 전기 부하의 오픈 고장을 진단하는 방법을 보여주는 순서도이다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
1 is a view showing the configuration of an electric vehicle including a drive device according to an embodiment of the present invention by way of example.
FIG. 2 is a diagram referred to for describing an operation of supplying power to an electric load by the driving device of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram referred to for explaining an operation in which the driving device of FIG. 1 cuts power to an electric load.
FIG. 4 is a diagram referred to for explaining an operation of diagnosing an open fault of an electric load by the driving device of FIG. 1.
5 is a flowchart illustrating a method of diagnosing an open failure of an electrical load by the driving device of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.Terms including ordinal numbers such as first and second are used for the purpose of distinguishing any one of the various components from the others, and are not used to limit the components by such terms.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the term <control unit> described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element in between. Include.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 장치(100)를 포함하는 전기 자동차(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.1 exemplarily illustrates a configuration of an electric vehicle 10 including a driving device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전기 자동차(10)는, 전기 부하(20), 제1 전원 라인(L1), 제2 전원 라인(L2), 정보 출력부(50) 및 구동 장치(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the electric vehicle 10 includes an electric load 20, a first power line L1, a second power line L2, an information output unit 50, and a driving device 100. .

전기 부하(20)의 일단(즉, 고전위 단자)은 제1 전원 라인(L1)을 통해 제1 전원 단자(N1)에 전기적으로 연결된다. 제1 전원 단자(N1)에는, 소정 범위의 전압(예, 12V~13V)이 공급된다. 전기 부하(20)의 타단(즉, 저전위 단자)은 제2 전원 라인(L2)을 통해 제2 전원 단자(N2)에 전기적으로 연결된다. One end (ie, the high potential terminal) of the electrical load 20 is electrically connected to the first power terminal N1 through the first power line L1. The voltage of a predetermined range (eg, 12 V to 13 V) is supplied to the first power supply terminal N1. The other end of the electrical load 20 (ie, the low potential terminal) is electrically connected to the second power supply terminal N2 through the second power supply line L2.

구동 장치(100)는, 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N) 및 마스터 컨트롤러(400)를 포함한다. 즉, N은 2 이상의 자연수라고 할 때, 구동 장치(100)는 N개의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)를 포함한다. 여기서, 참조부호 "200"과 함께 표시된 기호(예, "-1")은, N개의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)를 서로 구분하기 위한 것이다.The drive device 100 includes a plurality of low side drivers 200-1 to 200 -N and a master controller 400. That is, when N is a natural number of 2 or more, the driving device 100 includes N low side drivers 200-1 to 200 -N. Here, the symbol (for example, "-1") indicated with reference numeral "200" is for distinguishing the N low side drivers 200-1 to 200-N from each other.

로우 사이드 드라이버(200)는, 로우 사이드 스위치(310), 진단 회로(320) 및 슬레이브 컨트롤러(330)를 포함한다. The low side driver 200 includes a low side switch 310, a diagnostic circuit 320, and a slave controller 330.

로우 사이드 스위치(310)는, 제2 전원 단자(N2)와 접지 사이에 연결된다. 상세하게는, 로우 사이드 스위치(310)의 일단은 제2 전원 단자(N2)에 전기적으로 연결되고, 로우 사이드 스위치(310)의 타단은 접지에 전기적으로 연결된다. 예컨대, 드레인, 소스 및 게이트가 구비된 n채널 전계 효과 트랜지스터를 로우 사이드 스위치(310)로서 이용하는 경우, 드레인은 제2 전원 단자(N2)에 전기적으로 연결되고, 소스는 접지에 전기적으로 연결되고, 게이트는 슬레이브 컨트롤러(330)에 전기적으로 연결될 수 있다. The low side switch 310 is connected between the second power supply terminal N2 and the ground. In detail, one end of the low side switch 310 is electrically connected to the second power supply terminal N2, and the other end of the low side switch 310 is electrically connected to ground. For example, when using an n-channel field effect transistor provided with a drain, a source and a gate as the low side switch 310, the drain is electrically connected to the second power supply terminal N2, the source is electrically connected to ground, The gate may be electrically connected to the slave controller 330.

진단 회로(320)는, 진단 스위치(321)를 포함하고, 제2 전원 단자(N2)와 기준 노드(N3) 사이에 연결된다. 진단 회로(320)는, 전류원(322)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 진단 스위치(321) 및 전류원(322)는, 제2 전원 단자(N2)와 기준 노드(N3) 사이에서 서로 전기적으로 직렬로 연결된다.The diagnostic circuit 320 includes a diagnostic switch 321 and is connected between the second power supply terminal N2 and the reference node N3. The diagnostic circuit 320 may further include a current source 322. In this case, the diagnostic switch 321 and the current source 322 are electrically connected in series with each other between the second power supply terminal N2 and the reference node N3.

진단 스위치(321)의 일단은 제2 전원 단자(N2)에 전기적으로 연결되고, 진단 스위치(321)의 타단은 전류원(322)의 일단에 전기적으로 연결된다. 예컨대, 드레인, 소스 및 게이트가 구비된 n채널 전계 효과 트랜지스터를 진단 스위치(321)로서 이용하는 경우, 드레인은 제2 전원 단자(N2)에 전기적으로 연결되고, 소스는 전류원(322)의 일단에 전기적으로 연결되고, 게이트는 슬레이브 컨트롤러(330)에 전기적으로 연결될 수 있다. 기준 노드(N3)는, 제1 전원 단자(N1)의 전위보다 낮고 접지(예, 전기 자동차의 섀시)의 전위보다 높은 소정 전위를 가지는 노드일 수 있다. 일 예로, 기준 노드(N3)는, 구동 장치(100)를 구성하는 회로 기판의 접지에 전기적으로 연결될 수 있다.One end of the diagnostic switch 321 is electrically connected to the second power supply terminal N2, and the other end of the diagnostic switch 321 is electrically connected to one end of the current source 322. For example, when using an n-channel field effect transistor provided with a drain, a source, and a gate as the diagnostic switch 321, the drain is electrically connected to the second power supply terminal N2, and the source is electrically connected to one end of the current source 322. The gate may be electrically connected to the slave controller 330. The reference node N3 may be a node having a predetermined potential lower than the potential of the first power supply terminal N1 and higher than the potential of the ground (eg, the chassis of the electric vehicle). For example, the reference node N3 may be electrically connected to the ground of the circuit board constituting the driving device 100.

전류원(322)의 일단은 진단 스위치(321)의 타단에 전기적으로 연결되고, 전류원(322)의 타단은 기준 노드(N3)에 전기적으로 연결된다. 물론, 제2 전원 단자(N2)와 기준 노드(N3) 사이에서 진단 스위치(321)와 전류원(322)의 연결 순서는 서로 바뀌어도 무방하다.One end of the current source 322 is electrically connected to the other end of the diagnostic switch 321, and the other end of the current source 322 is electrically connected to the reference node N3. Of course, the connection order of the diagnostic switch 321 and the current source 322 may be changed between the second power supply terminal N2 and the reference node N3.

전류원(322)는, 제2 전원 단자(N2)로부터 기준 노드(N3)로 소정의 전류(예, 65마이크로암페어)를 싱크(sink)시키도록 구성된다. 전류원(322)는 진단 회로(320)로부터 제거될 수 있고, 이 경우 진단 스위치(321)의 타단은 기준 노드(N3)에 전기적으로 연결될 수 있다.The current source 322 is configured to sink a predetermined current (eg, 65 microamps) from the second power supply terminal N2 to the reference node N3. The current source 322 can be removed from the diagnostic circuit 320, in which case the other end of the diagnostic switch 321 can be electrically connected to the reference node N3.

슬레이브 컨트롤러(330)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다.The slave controller 330 may be configured in hardware such as application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and microprocessors. (microprocessors), electrical units for performing other functions may be implemented to include at least one.

슬레이브 컨트롤러(330)는, 통신 채널(30)을 통해 다른 슬레이브 컨트롤러(330) 및 마스터 컨트롤러(400)에 동작 가능하게 결합된다. 슬레이브 컨트롤러(330)는, 통신 채널(30)을 통해 마스터 컨트롤러(400)로부터의 메시지를 수신할 수 있다. 통신 채널(30)은, LAN(local area network), CAN(controller area network), 데이지 체인과 같은 유선 네트워크나 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 근거리 무선 네트워크를 이용하여 구현될 수 있다.The slave controller 330 is operatively coupled to the other slave controller 330 and the master controller 400 via the communication channel 30. The slave controller 330 may receive a message from the master controller 400 through the communication channel 30. The communication channel 30 may be implemented using a wired network such as a local area network (LAN), a controller area network (CAN), a daisy chain, or a short range wireless network such as Bluetooth, Zigbee, or Wi-Fi.

마스터 컨트롤러(400)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 마스터 컨트롤러(400)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 마스터 컨트롤러(400)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.The master controller 400 may be implemented in hardware by application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and microprocessors. (microprocessors), electrical units for performing other functions may be implemented to include at least one. The master controller 400 may include a memory device, and for example, a RAM, a ROM, a register, a hard disk, an optical recording medium, or a magnetic recording medium may be used as the memory device. The memory device may store, update and / or erase a program including various control logic executed by the master controller 400 and / or data generated when the control logic is executed.

마스터 컨트롤러(400)는, 전기 자동차(10)의 상태에 따라, 제1 요청 메시지 또는 제2 요청 메시지를 통신 채널(30)을 통해 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)에게 전송하도록 구성된다. 제1 요청 메시지는, 전기 부하(20)에게 전력을 공급할 것을 슬레이브 컨트롤러(330)에게 명령하는 메시지일 수 있다. 제2 요청 메시지는, 전기 부하(20)에게 전력을 차단할 것을 슬레이브 컨트롤러(330)에게 명령하는 메시지일 수 있다.The master controller 400 transmits the first request message or the second request message to the plurality of low side drivers 200-1 to 200 -N through the communication channel 30 according to the state of the electric vehicle 10. It is configured to. The first request message may be a message instructing the slave controller 330 to supply power to the electrical load 20. The second request message may be a message instructing the slave controller 330 to cut off power to the electrical load 20.

또한, 마스터 컨트롤러(400)는, 제2 요청 메시지가 전송된 시점 또는 해당 시점으로부터 소정 기간 내에 제2 전원 단자(N2)의 전압을 측정하도록 구성된다. 이를 위해, 마스터 컨트롤러(400)에는, 제2 전원 단자(N2)에 전기적으로 연결된 아날로그-디지털 컨버터(AD)가 포함될 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(AD)는, 아날로그 신호인 제2 전원 단자(N2)의 전압을 수신하고, 수신된 전압을 마스터 컨트롤러(400)가 인식 가능한 디지털 신호로 변환한다. 마스터 컨트롤러(400)는, 제2 전원 단자(N2)의 측정된 전압을 진단 전압과 비교하여, 전기 부하(20)의 오픈 고장을 검출할 수 있다. 여기서, 전기 부하(20)의 오픈 고장이란, 제1 전원 라인(L1) 및 제2 전원 라인(L2) 중 적어도 하나가 끊어진 것을 의미한다.In addition, the master controller 400 is configured to measure the voltage of the second power supply terminal N2 within a predetermined time period from the time when the second request message is transmitted or from the time. To this end, the master controller 400 may include an analog-to-digital converter (AD) electrically connected to the second power supply terminal (N2). The analog-to-digital converter AD receives the voltage of the second power supply terminal N2, which is an analog signal, and converts the received voltage into a digital signal that can be recognized by the master controller 400. The master controller 400 may detect an open failure of the electrical load 20 by comparing the measured voltage of the second power supply terminal N2 with a diagnostic voltage. Here, the open failure of the electrical load 20 means that at least one of the first power line L1 and the second power line L2 is disconnected.

도 2는 도 1의 구동 장치(100)가 전기 부하(20)에게 전력을 공급하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.FIG. 2 is a diagram referred to for describing an operation of supplying power to the electric load 20 by the driving device 100 of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이, 마스터 컨트롤러(400)는 전기 부하(20)에게 전력을 공급할 것을 슬레이브 컨트롤러(330)에게 명령하는 제1 요청 메시지를 통신 채널(30)을 통해 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)에게 전송한다.Referring to FIG. 2, as described above, the master controller 400 supplies a plurality of rows through the communication channel 30 with a first request message instructing the slave controller 330 to supply power to the electrical load 20. Send to the side drivers 200-1 to 200-N.

슬레이브 컨트롤러(330)는, 통신 채널(30)을 통해 마스터 컨트롤러(400)로부터 제1 요청 메시지를 수신할 수 있다. 슬레이브 컨트롤러(330)는, 제1 요청 메시지에 응답하여 전기 부하(20)에게 전력을 공급하기 위한 제1 동작 모드에서의 동작을 개시한다. 슬레이브 컨트롤러(330)는, 제1 동작 모드에서 동작하는 동안, 로우 사이드 스위치(310)에게 제1 제어 신호를 출력하고 진단 스위치(321)에게 제2 제어 신호의 출력을 중단한다. 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호는, 각각 서로 같거나 상이한 소정의 전압을 가지는 신호일 수 있다. 예컨대, n채널 전계 효과 트랜지스터를 로우 사이드 스위치(310)로서 이용하는 경우, 5V의 전압을 가지는 신호가 제1 제어 신호로서 슬레이브 컨트롤러(330)에 의해 출력되어 로우 사이드 스위치(310)의 게이트에 인가될 수 있다. 이와 유사하게, n채널 전계 효과 트랜지스터를 진단 스위치(321)로서 이용하는 경우, 5V의 전압을 가지는 신호가 제2 제어 신호로서 슬레이브 컨트롤러(330)에 의해 출력되어 진단 스위치(321)의 게이트에 인가될 수 있다. 로우 사이드 스위치(310)는, 제1 제어 신호에 응답하여, 온 상태가 된다. 진단 스위치(321)는, 제2 제어 신호의 출력이 중단된 것에 응답하여, 오프 상태가 된다.The slave controller 330 may receive the first request message from the master controller 400 through the communication channel 30. The slave controller 330 initiates operation in a first mode of operation for powering the electrical load 20 in response to the first request message. The slave controller 330 outputs a first control signal to the low side switch 310 and stops outputting the second control signal to the diagnostic switch 321 while operating in the first operation mode. The first control signal and the second control signal may be signals having predetermined voltages that are the same as or different from each other. For example, when the n-channel field effect transistor is used as the low side switch 310, a signal having a voltage of 5 V is output by the slave controller 330 as a first control signal and applied to the gate of the low side switch 310. Can be. Similarly, when using the n-channel field effect transistor as the diagnostic switch 321, a signal having a voltage of 5V is output by the slave controller 330 as a second control signal to be applied to the gate of the diagnostic switch 321. Can be. The low side switch 310 is turned on in response to the first control signal. The diagnostic switch 321 is turned off in response to the output of the second control signal being interrupted.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 동작 모드에서 동작하는 동안, 구동 장치(100) 내의 모든 로우 사이드 스위치(310)는 온 상태를 가지고 모든 진단 스위치(321)는 오프 상태를 가지므로, 구동 전류(I1)가 제1 전원 단자(N1)로부터 전기 부하(20)와 제2 전원 단자(N2)를 거쳐 로우 사이드 스위치(310)로 흐르면서 전기 부하(20)가 동작하게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 2, while operating in the first operation mode, all the low side switches 310 in the driving device 100 have an on state and all the diagnostic switches 321 have an off state. As the driving current I1 flows from the first power supply terminal N1 to the low side switch 310 via the electric load 20 and the second power supply terminal N2, the electric load 20 is operated.

도 3은 도 1의 구동 장치(100)가 전기 부하(20)에게 전력을 차단하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 이해를 돕기 위해, 도 3은 전기 부하(20)에 오픈 고장이 발생하지 않은 상태를 도시하였다.FIG. 3 is a diagram referred to for describing an operation in which the driving device 100 of FIG. 1 cuts power to the electric load 20. For ease of understanding, FIG. 3 shows a state in which no open fault has occurred in the electrical load 20.

도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이, 마스터 컨트롤러(400)는 전기 부하(20)에게 전력을 차단할 것을 슬레이브 컨트롤러(330)에게 명령하는 제2 요청 메시지를 통신 채널(30)를 통해 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)에게 전송한다.Referring to FIG. 3, as described above, the master controller 400 issues a second request message through the communication channel 30 to the slave controller 330 to cut off power to the electrical load 20. Send to the side drivers 200-1 to 200-N.

슬레이브 컨트롤러(330)는, 통신 채널(30)을 통해 마스터 컨트롤러(400)로부터 제2 요청 메시지를 수신할 수 있다. 슬레이브 컨트롤러(330)는, 제2 요청 메시지에 응답하여 전기 부하(20)에게 전력을 차단하기 위한 제2 동작 모드에서의 동작을 개시한다. 슬레이브 컨트롤러(330)는, 제2 동작 모드에서 동작하는 동안, 로우 사이드 스위치(310)에게 제1 제어 신호의 출력을 중단한다. 또한, 슬레이브 컨트롤러(330)는, 제2 동작 모드에서 동작하는 동안, 일시적으로 또는 계속적으로 진단 스위치(321)에게 제2 제어 신호를 출력한다. 예컨대, 슬레이브 컨트롤러(330)는, 제2 요청 메시지가 수신된 시점부터 제1 소정 시간(예, 1초) 동안 제2 제어 신호를 출력한 다음 제2 제어 신호의 출력을 중단할 수 있다.The slave controller 330 may receive a second request message from the master controller 400 through the communication channel 30. The slave controller 330 initiates operation in the second mode of operation to cut power to the electrical load 20 in response to the second request message. The slave controller 330 stops outputting the first control signal to the low side switch 310 while operating in the second operation mode. In addition, the slave controller 330 outputs a second control signal to the diagnostic switch 321 temporarily or continuously while operating in the second operation mode. For example, the slave controller 330 may output the second control signal for a first predetermined time (for example, 1 second) from the time when the second request message is received, and then stop the output of the second control signal.

로우 사이드 스위치(310)는, 제1 제어 신호의 출력이 중단된 것에 응답하여, 오프 상태가 된다. 진단 스위치(321)는, 제2 제어 신호에 응답하여, 온 상태가 된다.The low side switch 310 is turned off in response to the output of the first control signal being stopped. The diagnostic switch 321 is turned on in response to the second control signal.

이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 동작 모드에서 동작하는 동안, 구동 장치(100) 내의 모든 로우 사이드 스위치(310)는 오프 상태를 가지고 모든 진단 스위치(321)는 온 상태를 가지므로, 진단 전류(I2)가 제1 전원 단자(N1)로부터 전기 부하(20)와 제2 전원 단자(N2)를 거쳐 진단 스위치(321)로 흐른다.Accordingly, as shown in FIG. 3, while operating in the second operation mode, all the low side switches 310 in the driving device 100 have an off state and all the diagnostic switches 321 have an on state. The diagnostic current I2 flows from the first power supply terminal N1 to the diagnostic switch 321 via the electrical load 20 and the second power supply terminal N2.

도 4는 도 1의 구동 장치(100)가 전기 부하(20)의 오픈 고장을 진단하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.FIG. 4 is a diagram referred to for explaining an operation of diagnosing an open failure of the electric load 20 by the driving device 100 of FIG. 1.

도 4를 참조하면, 제1 전원 라인(L1)이 끊어져 있는바, 전기 부하(20)에 오픈 고장이 발생한 상태이다. 이 경우, 도 3와 동일하게 구동 장치(100) 내의 모든 진단 스위치(321)가 온 상태를 가지더라도, 도 3와 같은 진단 전류는 전기 부하(20)를 거쳐 진단 스위치(321)에 흐를 수 없게 된다. 따라서, 제1 전원 단자(N1)의 전압은 제2 전원 단자(N2)의 전압에 어떠한 영향도 끼치지 못한다.Referring to FIG. 4, the first power supply line L1 is broken, and an open failure has occurred in the electric load 20. In this case, even if all the diagnostic switches 321 in the driving apparatus 100 are in the same state as in FIG. 3, the diagnostic current as shown in FIG. 3 cannot flow to the diagnostic switch 321 through the electric load 20. do. Therefore, the voltage of the first power supply terminal N1 has no influence on the voltage of the second power supply terminal N2.

마스터 컨트롤러(400)는, 통신 채널(30)을 통해 제2 요청 메시지를 전송한 시점으로부터 제2 소정 시간(예, 0.1초)이 경과된 시점에 제2 전원 단자(N2)의 전압을 측정할 수 있다. 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)는 마스터 컨트롤러(400)로부터의 명령에 대응하는 동작을 실행하기까지 소요되는 시간이 서로 상이할 수 있다. 즉, 모든 진단 스위치(321)가 동시에 온 상태가 되지 못할 수 있다. 따라서, 제2 소정 시간은, 모든 진단 스위치(321)가 온 상태를 가지는 때에 제2 전원 단자(N2)의 전압을 측정하기 위한 것이다.The master controller 400 measures the voltage of the second power supply terminal N2 when a second predetermined time (for example, 0.1 second) has elapsed from when the second request message is transmitted through the communication channel 30. Can be. The plurality of low side drivers 200-1 to 200 -N may be different from each other in time required to execute an operation corresponding to a command from the master controller 400. That is, all the diagnostic switches 321 may not be turned on at the same time. Therefore, the second predetermined time is for measuring the voltage of the second power supply terminal N2 when all the diagnostic switches 321 have the on state.

마스터 컨트롤러(400)는, 측정된 제2 전원 단자(N2)의 전압을 진단 전압과 비교하여, 제1 전원 라인(L1) 및 상기 제2 전원 라인(L2) 중 적어도 하나에 오픈 고장이 발생하였는지 여부를 판정할 수 있다. 마스터 컨트롤러(400)는, 다음의 수학식 1을 이용하여, 진단 전압을 산출할 수 있다.The master controller 400 compares the measured voltage of the second power supply terminal N2 with a diagnostic voltage to determine whether an open fault has occurred in at least one of the first power supply line L1 and the second power supply line L2. It can be determined. The master controller 400 may calculate a diagnostic voltage using Equation 1 below.

<수학식 1><Equation 1>

Figure pat00003
Figure pat00003

수학식 1에서, VL은 제1 전원 단자(N1)의 전압, N은 로우 사이드 드라이버(200)의 개수, ICS는 각 전류원(322)에 의해 싱크되는 전류, RL은 전기 부하(20)의 저항(resistance), VD는 진단 전압이다. 제1 전원 단자(N1)의 전압은, 제1 전원 단자(N1)와 접지 간의 전위차를 나타낼 수 있다. 제2 전원 단자(N2)의 전압은, 제2 전원 단자(N2)와 접지 간의 전위차를 나타낼 수 있다. VL, ICS 및 RL을 나타내는 데이터는, 마스터 컨트롤러(400)에 미리 저장되어 있을 수 있다.In Equation 1, V L is the voltage of the first power supply terminal (N1), N is the number of the low-side driver 200, I CS is the current sinked by each current source 322, R L is the electrical load 20 ), V D is the diagnostic voltage. The voltage of the first power supply terminal N1 may represent a potential difference between the first power supply terminal N1 and the ground. The voltage of the second power supply terminal N2 may represent a potential difference between the second power supply terminal N2 and the ground. Data representing V L , I CS, and R L may be stored in the master controller 400 in advance.

마스터 컨트롤러(400)는, 측정된 제2 전원 단자(N2)의 전압이 진단 전압 이하인 경우, 전기 부하(20)에 오픈 고장이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 마스터 컨트롤러(400)는, 제1 전원 라인(L1) 및 제2 전원 라인(L2) 중 적어도 하나에 오픈 고장이 있음을 나타내는 제1 진단 메시지를 출력할 수 있다.The master controller 400 may determine that an open failure has occurred in the electrical load 20 when the measured voltage of the second power supply terminal N2 is equal to or less than the diagnostic voltage. In this case, the master controller 400 may output a first diagnostic message indicating that there is an open failure in at least one of the first power line L1 and the second power line L2.

반면, 마스터 컨트롤러(400)는, 측정된 제2 전원 단자(N2)의 전압이 진단 전압보다 큰 경우, 전기 부하(20)에 오픈 고장이 발생하지 않은 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 마스터 컨트롤러(400)는, 제1 전원 라인(L1) 및 제2 전원 라인(L2) 모두에 오픈 고장이 없음을 나타내는 제2 진단 메시지를 출력할 수 있다.On the other hand, when the measured voltage of the second power supply terminal N2 is greater than the diagnostic voltage, the master controller 400 may determine that an open failure has not occurred in the electrical load 20. In this case, the master controller 400 may output a second diagnostic message indicating that there is no open failure in both the first power line L1 and the second power line L2.

마스터 컨트롤러(400)에 의해 출력된 각 진단 메시지에 대응하는 시각적 정보 및 청각적 정보 중 적어도 하나가 정보 출력부(50)에 의해 전기 자동차(10)의 사용자에게 제공될 수 있다. 정보 출력부(50)는, 예컨대 디스플레이, 스피커 등과 같이 정보를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 공지의 기기를 이용하여 구현될 수 있다.At least one of visual information and audio information corresponding to each diagnostic message output by the master controller 400 may be provided to the user of the electric vehicle 10 by the information output unit 50. The information output unit 50 may be implemented using a known device that visually or audibly outputs information, such as a display or a speaker.

도 5는 도 1의 구동 장치(100)가 전기 부하(20)의 오픈 고장을 진단하는 방법을 보여주는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of diagnosing an open failure of the electrical load 20 by the driving device 100 of FIG. 1.

도 1, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 단계 500에서, 마스터 컨트롤러(400)는, 제2 전원 단자(N2)에 연결된 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)에게 요청 메시지를 전송한다. 요청 메시지는, 통신 채널(30)을 통해 마스터 컨트롤러(400)로부터 각 로우 사이드 드라이버(200)에게 전송된다.1, 3, 4, and 5, in step 500, the master controller 400 may provide a plurality of low side drivers 200-1 to 200 -N connected to the second power terminal N2. Send the request message. The request message is sent from the master controller 400 to each low side driver 200 via the communication channel 30.

단계 510에서, 각 로우 사이드 드라이버(200)의 슬레이브 컨트롤러(330)는, 요청 메시지에 응답하여, 각 로우 사이드 드라이버(200)의 진단 스위치(321)를 온 상태로 제어한다. 이 경우, 각 로우 사이드 드라이버(200)의 로우 사이드 스위치(310)는 오프 상태로 제어된다.In operation 510, the slave controller 330 of each low side driver 200 controls the diagnostic switch 321 of each low side driver 200 to be in an on state in response to the request message. In this case, the low side switch 310 of each low side driver 200 is controlled to be in an off state.

단계 520에서, 마스터 컨트롤러(400)는, 제2 전원 단자(N2)의 전압을 측정한다. 즉, 마스터 컨트롤러(400)는, 요청 메시지가 전송된 후에 제2 전원 단자(N2)의 전압을 측정한다.In operation 520, the master controller 400 measures the voltage of the second power supply terminal N2. That is, the master controller 400 measures the voltage of the second power supply terminal N2 after the request message is transmitted.

단계 530에서, 마스터 컨트롤러(400)는, 전기 부하(20)에 오픈 고장이 발생하였는지 여부를 판정한다. 구체적으로, 마스터 컨트롤러(400)는, 단계 520에서 측정된 전압을 진단 전압과 비교하여, 전기 부하(20)에 오픈 고장을 검출할 수 있다. 예를 들어, 측정된 전압이 진단 전압 이하인 경우, 전기 부하(20)에 오픈 고장이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 진단 전압은, 미리 정해진 것이거나, 전술한 수학식 1을 이용하여 마스터 컨트롤러(400)에 의해 산출되는 것일 수 있다. 단계 530의 값이 "YES"인 경우, 단계 540이 진행된다. 단계 530의 값이 "NO"인 경우, 단계 550이 진행된다.In step 530, the master controller 400 determines whether an open fault has occurred in the electrical load 20. In detail, the master controller 400 may detect an open failure in the electrical load 20 by comparing the voltage measured in operation 520 with the diagnostic voltage. For example, when the measured voltage is less than or equal to the diagnostic voltage, it may be determined that an open fault has occurred in the electrical load 20. The diagnostic voltage may be predetermined or may be calculated by the master controller 400 using Equation 1 described above. If the value of step 530 is "YES", step 540 proceeds. If the value of step 530 is "NO", step 550 proceeds.

단계 540에서, 마스터 컨트롤러(400)는, 제1 전원 라인(L1) 및 제2 전원 라인(L2) 중 적어도 하나에 오픈 고장이 있음을 나타내는 제1 진단 메시지를 출력한다.In operation 540, the master controller 400 outputs a first diagnostic message indicating that there is an open failure in at least one of the first power line L1 and the second power line L2.

단계 550에서, 마스터 컨트롤러(400)는, 제1 전원 라인(L1) 및 제2 전원 라인(L2) 모두에 오픈 고장이 없음을 나타내는 제2 진단 메시지를 출력한다.In operation 550, the master controller 400 outputs a second diagnostic message indicating that there is no open failure in both the first power supply line L1 and the second power supply line L2.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 전기 부하(20)의 저전위 단자에 공통적으로 전기적으로 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N)를 포함하기 때문에, 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N) 중 일부가 고장이어도 나머지 로우 사이드 드라이버를 이용하여 전기 부하(20)를 동작시킬 수 있다. 또한, 전기 부하(20)의 저전위 단자에 공통적으로 전기적으로 연결된 로우 사이드 드라이버(200)의 개수에 따라, 전기 부하의 오픈 고장(open fault)를 검출하는 데에 이용되는 진단 전압을 조절할 수 있다. 또한, 복수의 로우 사이드 드라이버(200-1~200-N) 간의 동작 타이밍 차이로 인한 잘못된 진단을 방지할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, since a plurality of low side drivers 200-1 to 200 -N are electrically connected to the low potential terminal of the electric load 20, the plurality of rows Even if some of the side drivers 200-1 to 200 -N fail, the electric load 20 can be operated using the remaining low side driver. In addition, according to the number of low side drivers 200 electrically connected to the low potential terminals of the electric load 20, the diagnostic voltage used to detect an open fault of the electric load may be adjusted. . In addition, erroneous diagnosis due to an operation timing difference between the plurality of low side drivers 200-1 to 200 -N can be prevented.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다. In addition, the present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes within the scope without departing from the spirit of the present invention for those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the above-described embodiments and attached Not limited by the drawings, all or part of the embodiments may be selectively combined to enable various modifications.

10: 전기 자동차
20: 전기 부하
30: 통신 채널
40: 전기 모터
50: 정보 출력부
100: 구동 장치
200: 로우 사이드 드라이버
310: 로우 사이드 스위치
320: 진단 회로
321: 진단 스위치
322: 전류원
330: 슬레이브 컨트롤러
400: 마스터 컨트롤러10: electric car
20: electrical load
30: communication channel
40: electric motor
50: information output unit
100: drive unit
200: low side driver
310: low side switch
320: diagnostic circuit
321: diagnostic switch
322: current source
330: slave controller
400: master controller

Claims (12)

일단이 제1 전원 라인을 통해 제1 전원 단자에 연결되고 타단이 제2 전원 라인을 통해 제2 전원 단자에 연결되는 전기 부하를 위한 구동 장치에 있어서,
상기 제2 전원 단자에 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버; 및
상기 각 로우 사이드 드라이버에 동작 가능하게 결합되는 마스터 컨트롤러를 포함하고,
상기 각 로우 사이드 드라이버는,
상기 제2 전원 단자와 접지 사이에 연결되는 로우 사이드 스위치;
서로 직렬로 연결되는 진단 스위치 및 전류원을 구비하고, 상기 제2 전원 단자와 기준 노드 사이에 연결되는 진단 회로; 및
상기 마스터 컨트롤러로부터의 메시지에 응답하여, 상기 로우 사이드 스위치 및 상기 진단 스위치를 제어하도록 구성된 슬레이브 컨트롤러를 포함하는, 구동 장치.
In a driving device for an electrical load, one end is connected to the first power terminal through the first power line and the other end is connected to the second power terminal through the second power line,
A plurality of low side drivers connected to the second power terminals; And
A master controller operatively coupled to each of the low side drivers,
Each low side driver,
A low side switch connected between the second power terminal and a ground;
A diagnostic circuit having a diagnostic switch and a current source connected in series with each other, the diagnostic circuit being connected between the second power supply terminal and a reference node; And
And a slave controller configured to control the low side switch and the diagnostic switch in response to a message from the master controller.
제1항에 있어서,
상기 슬레이브 컨트롤러는,
상기 마스터 컨트롤러로부터의 제1 요청 메시지에 응답하여 상기 전기 부하에게 전력을 공급하기 위한 제1 동작 모드에서 동작하는 동안, 상기 로우 사이드 스위치에게 제1 제어 신호를 출력하고 상기 진단 스위치에게 제2 제어 신호의 출력을 중단하도록 구성되고,
상기 각 로우 사이드 스위치는, 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 온 상태를 가지고,
상기 각 진단 스위치는, 상기 제2 제어 신호의 출력이 중단되는 것에 응답하여, 오프 상태를 가지는, 구동 장치.
The method of claim 1,
The slave controller,
While operating in a first mode of operation for powering the electrical load in response to a first request message from the master controller, a first control signal is output to the low side switch and a second control signal to the diagnostic switch. Is configured to stop the output of
Each of the low side switches has an on state in response to the first control signal,
And said each diagnostic switch has an off state in response to the output of said second control signal being interrupted.
제1항에 있어서,
상기 슬레이브 컨트롤러는,
상기 마스터 컨트롤러로부터의 제2 요청 메시지에 응답하여 상기 전기 부하에게 전력을 차단하기 위한 제2 동작 모드에서 동작하는 동안, 상기 로우 사이드 스위치에게 제1 제어 신호의 출력을 중단하고 상기 진단 스위치에게 제2 제어 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 각 로우 사이드 스위치는, 상기 제1 제어 신호의 출력이 중단되는 것에 응답하여, 오프 상태를 가지고,
상기 각 진단 스위치는, 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 온 상태가지는, 구동 장치.
The method of claim 1,
The slave controller,
While operating in a second mode of operation for shutting off power to the electrical load in response to a second request message from the master controller, the output of the first control signal to the low side switch is interrupted and the diagnostic switch to the second switch. Configured to output a control signal,
Each of the low side switches has an off state in response to the output of the first control signal being interrupted,
Each said diagnostic switch has an on state in response to the said 2nd control signal.
제3항에 있어서,
상기 마스터 컨트롤러는,
상기 슬레이브 컨트롤러가 상기 제2 동작 모드에서 동작하는 동안에 상기 제2 전원 단자의 전압을 측정하고,
상기 측정된 전압을 진단 전압과 비교하여, 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 중 적어도 하나에 오픈 고장이 발생하였는지 여부를 판정하도록 구성되는, 구동 장치.
The method of claim 3,
The master controller,
Measure the voltage of the second power supply terminal while the slave controller is operating in the second operation mode,
And compare the measured voltage with a diagnostic voltage to determine whether an open fault has occurred in at least one of the first power line and the second power line.
제4항에 있어서,
상기 마스터 컨트롤러는,
하기의 수학식 1을 이용하여, 상기 진단 전압을 산출하되,
[수학식 1]
Figure pat00004

VD는 상기 진단 전압, VL은 상기 제1 전원 단자와 상기 접지 사이의 전압, N은 상기 로우 사이드 드라이버의 개수, ICS는 상기 전류원에 의해 싱크되는 전류, RL은 상기 전기 부하의 저항인, 구동 장치.
The method of claim 4, wherein
The master controller,
Using the following equation 1, the diagnostic voltage is calculated,
[Equation 1]
Figure pat00004

V D is the diagnostic voltage, V L is the voltage between the first power terminal and the ground, N is the number of the low side drivers, I CS is the current sinked by the current source, and R L is the resistance of the electrical load. Phosphorus drive device.
제4항에 있어서,
상기 마스터 컨트롤러는,
상기 측정된 전압이 상기 진단 전압 이하인 경우, 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 중 적어도 하나에 오픈 고장이 있음을 나타내는 제1 진단 메시지를 출력하도록 구성되는, 구동 장치.
The method of claim 4, wherein
The master controller,
And when the measured voltage is less than or equal to the diagnostic voltage, outputting a first diagnostic message indicating that there is an open fault in at least one of the first power line and the second power line.
제4항에 있어서,
상기 마스터 컨트롤러는,
상기 측정된 전압이 상기 진단 전압보다 높은 경우, 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 모두에 오픈 고장이 없음을 나타내는 제2 진단 메시지를 출력하도록 구성되는, 구동 장치.
The method of claim 4, wherein
The master controller,
And when the measured voltage is higher than the diagnostic voltage, output a second diagnostic message indicating that there is no open fault on both the first power line and the second power line.
제4항에 있어서,
상기 마스터 컨트롤러는,
상기 제2 동작 모드가 개시된 시점으로부터 소정 시간이 경과된 시점에 상기 제2 전원 단자의 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압을 상기 진단 전압과 비교하도록 구성되는, 구동 장치.
The method of claim 4, wherein
The master controller,
And measure a voltage of the second power supply terminal at a time point when a predetermined time elapses from the time point at which the second operation mode is started, and compare the measured voltage with the diagnostic voltage.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 구동 장치;
를 포함하는, 전기 자동차.
The drive device according to any one of claims 1 to 8;
Including, electric vehicle.
일단이 제1 전원 라인을 통해 제1 전원 단자에 연결되고 타단이 제2 전원 라인을 통해 제2 전원 단자에 연결되는 전기 부하의 오픈 고장을 검출하기 위한 방법에 있어서,
마스터 컨트롤러가 상기 제2 전원 단자에 연결되는 복수의 로우 사이드 드라이버에게 요청 메시지를 전송하는 단계;
상기 각 로우 사이드 드라이버의 슬레이브 컨트롤러가 상기 요청 메시지에 응답하여 상기 각 로우 사이드 드라이버의 진단 스위치를 온 상태로 제어하는 단계;
상기 마스터 컨트롤러가 상기 요청 메시지가 전송된 후에 상기 제2 전원 단자의 전압을 측정하는 단계; 및
상기 마스터 컨트롤러가 상기 측정된 전압과 진단 전압을 비교하여, 상기 전기 부하에 오픈 고장이 발생하였는지 여부를 판정하는 단계를 포함하되,
상기 각 진단 스위치는, 상기 제2 전원 단자와 기준 노드 사이에 연결되는, 전기 부하의 오픈 고장을 검출하기 위한 방법.
A method for detecting an open fault of an electrical load, one end of which is connected to a first power terminal via a first power line and the other end of which is connected to a second power terminal via a second power line,
Transmitting, by a master controller, a request message to a plurality of low side drivers connected to the second power terminal;
Controlling, by the slave controller of each low side driver, the diagnostic switch of each low side driver to an on state in response to the request message;
Measuring, by the master controller, the voltage at the second power terminal after the request message is transmitted; And
And comparing, by the master controller, the measured voltage with a diagnostic voltage to determine whether an open fault has occurred in the electrical load.
Each said diagnostic switch is connected between said second power supply terminal and a reference node.
제10항에 있어서,
상기 마스터 컨트롤러가 하기의 수학식 1을 이용하여, 상기 진단 전압을 산출하는 단계를 더 포함하되,
[수학식 1]
Figure pat00005

VD는 상기 진단 전압, VL은 상기 제1 전원 단자와 상기 접지 사이의 전압, N은 상기 로우 사이드 드라이버의 개수, ICS는 상기 전류원에 의해 싱크되는 전류, RL은 상기 전기 부하의 저항인, 전기 부하의 오픈 고장을 검출하기 위한 방법.
The method of claim 10,
The master controller further comprises the step of calculating the diagnostic voltage using Equation 1 below.
[Equation 1]
Figure pat00005

V D is the diagnostic voltage, V L is the voltage between the first power terminal and the ground, N is the number of the low side drivers, I CS is the current sinked by the current source, and R L is the resistance of the electrical load. A method for detecting an open fault of an electrical load.
제10항에 있어서,
상기 측정된 전압이 상기 진단 전압 이하인 경우, 상기 마스터 컨트롤러가 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 중 적어도 하나에 오픈 고장이 있음을 나타내는 제1 진단 메시지를 출력하는 단계; 및
상기 측정된 전압이 상기 진단 전압보다 높은 경우, 상기 마스터 컨트롤러가 상기 제1 전원 라인 및 상기 제2 전원 라인 모두에 오픈 고장이 없음을 나타내는 제2 진단 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는, 전기 부하의 오픈 고장을 검출하기 위한 방법.
The method of claim 10,
Outputting, by the master controller, a first diagnostic message indicating that there is an open failure in at least one of the first power line and the second power line when the measured voltage is less than or equal to the diagnostic voltage; And
If the measured voltage is higher than the diagnostic voltage, the master controller further comprises outputting a second diagnostic message indicating that there is no open fault on both the first power line and the second power line. Method for detecting an open fault of a circuit.
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