KR102644538B1 - 모터 제어를 위한 pwm 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템 - Google Patents

모터 제어를 위한 pwm 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터의 토크 및 속도 제어에 사용되는 PWM 듀티 연산 수행이 인터럽트 수행 타이밍 내에서 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 고장 진단을 실시할 수 있도록 함으로써, 모터 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템을 제공한다.

Description

모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템{SYSTEM MONITORING COMPUTATIONAL PROCEDURE OF PWM DUTY FOR CONTROLLING MOTOR}
본 발명은 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행이 정상적으로 수행되는지 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 고장 진단을 실시하여, 모터 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 모터의 토크 혹은 속도제어를 수행하기 위해 3상 인버터에 의한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고 있다.
즉, 상기 모터 제어 유닛(인버터)에서 PWM의 듀티(duty)를 연산하고, 연산된 듀티에 따라 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써, 모터의 토크 혹은 속도가 제어될 수 있다.
특히, 상기 모터 제어 유닛에서 PWM 제어 주기마다 듀티를 결정해야 하는데, 이때의 듀티는 모터 제어 유닛(MCU, Motor Control Unit)에 포함된 전류제어기의 출력 전류값과 상전류 센싱값 등을 기반으로 연산된다.
상기 PWM의 듀티는 반드시 PWM 제어 주기마다 다시 연산되어야 하는데, 이때 연산 오류에 의해 PWM의 듀티가 주기마다 정확하게 연산되지 않을 경우, 모터에 대한 전류 제어의 불안정성을 야기하게 되고, 이는 곧 모터의 토크 혹은 속도제어를 수행함에 있어서 불안정성을 초래하여 모터 제어의 품질 저하 및 모터 고장을 일으키는 원인이 된다.
따라서, 상기 PWM의 듀티가 PWM 주기마다 연산되어 정상적으로 업데이트되고 있는지 여부를 확인하는 것이 모터 제어 안정성 유지에 있어서 중요하다 할 것이다.
상기 PWM의 듀티를 업데이트하는 과정은 상기와 같이 전류제어기의 출력 전류값과 상전류 센싱값 등을 기반으로 연산된 PWM 듀티를 모터 제어 유닛에 포함된 PWM 생성 모듈에 전달하는 과정과, 전달받은 듀티를 바탕으로 PWM 생성 모듈에서 물리적인 PWM 신호를 생성하는 과정으로 이루어진다.
이때, 상기 PWM 생성 모듈은 전달받은 듀티에 따라 PWM 신호를 생성하는 시간이 필요로 하여, 업데이트 이전의 PMW 주기가 끝나는 시점 전에 새로운 듀티를 반드시 업데이트해야 하는 최소 기준 시간을 설정해 놓게 되며, 이를 PWM 업데이트 시간이라 한다.
그러나, 상기 모터 제어 유닛에서 PWM의 듀티를 연산하는 과정은 인터럽트(interrupt) 함수 내에서 수행되는데, PWM 듀티를 연산하기 위한 인터럽트 함수가 종료되어 PWM의 듀티를 연산하는 시간이 상기 PWM 업데이트 시간을 초과할 경우, 정상적으로 PWM의 듀티가 정상적으로 업데이트되지 않게 되므로, 결국 모터 제어 안정성의 저하를 초래하게 된다.
이에, 종래 기술로서 상기 모터 제어 유닛의 PWM 듀티를 연산하는 과정이 인터럽트(interrupt) 함수 내에서 정상적으로 수행되고 있는지 여부를 감시하고자, 일반적으로 와치독 칩을 모터 제어 유닛에 별도로 탑재하는 방법이 사용되고 있으나, 와치독 칩에서 최대로 빠르게 감시할 수 있는 주기가 일반적으로 수십 ms에 불과하여, 일반적인 PWM 주기인 수십 us의 인터럽트 수행 타이밍을 감시하기에는 턱없이 느려 인터럽트 수행 감시 용도로는 부적합한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 모터의 토크 및 속도 제어에 사용되는 PWM 듀티 연산 수행이 기준 인터럽트 수행 타이밍 내에서 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 고장 진단을 실시할 수 있도록 함으로써, 모터 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 모터 제어를 위한 PWM 듀티를 연산하고, PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되는지 여부를 판정하기 위한 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 감지 및 고장 진단 회로로 출력하는 모터 제어 유닛; 및 상기 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 기반으로, PWM 듀티의 연산 수행 및 업데이트가 정상적으로 수행되고 있는지 여부를 판정한 고장 판정 신호를 출력하는 감지 및 고장 진단 회로; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템을 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 모터 제어 유닛은: 모터를 위한 PWM 제어 주기마다 듀티를 연산하는 PWM 듀티 제어부; PWM 듀티 제어부에서 연산된 듀티를 전달받아 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성 모듈; PWM 생성 모듈로부터 PWM 듀티 연산 트리거 신호를 전달받은 후, PWM 듀티 제어부에 대하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 출력하라는 인터럽트 신호를 생성하여 전달하는 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러; 및 감지 및 고장 진단 회로에서 판정된 고장 판정 신호를 입력받아서 고장 정보만을 추출하여 메모리에 저장시키는 고장 정보 판정부 포함하여 구성된다.
바람직한 구현예로서, 상기 상기 감지 및 고장 진단 회로는: 외부의 오실레이터로부터 클럭 신호를 입력 받아 카운터 생성기에 필요한 클럭 신호를 생성하는 클럭 PLL 회로; 모터 제어 유닛의 디지털 출력부로부터 출력되는 PWM 듀티 연산 수행 신호 및 클럭 PPL 회로에서 출력되는 클럭 신호를 입력받아서, PWM 듀티 연산 및 업데이트에 대한 고장 판정에 필요한 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 생성하여 출력하는 카운터 생성기; 카운터 생성기로부터 출력되는 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 기반으로, PWM 듀티 연산 수행 및 업데이트에 대한 고장 유무를 판정한 신호로서 제1고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정신호)와 제2고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정신호)를 모터 제어 유닛의 고장 정보 판정부로 출력하는 고장 판정 회로; 를 포함하여 구성된다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 모터 제어를 위한 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간 및 주기)를 감지하고, 이 감지된 신호를 기반으로 모터 제어 유닛에 대한 고장 진단을 실시함으로써, 모터 제어 안정성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 모터 제어 유닛에서 PWM 제어 주기마다 연산되는 PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되는지 여부를 판정할 수 있도록 함으로써, 모터 제어 유닛의 고장 유무를 정확하게 판정할 수 있다.
셋째, PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되지 않는 고장 판정 후, 경고를 하여 모터 제어 유닛에 대한 정비를 유도할 수 있다.
도 1은 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 업데이트 타이밍을 도시한 그래프,
도 2는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행 과정 및 업데이트 과정에서 발생하는 고장 케이스를 도시한 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템의 구성 중 카운터 생성기의 동작을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템의 구성 중 고장 판정 회로의 동작을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템의 동작에 따른 고장 판정 로직을 도시한 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이, 상기 모터 제어 유닛에서 PWM 제어 주기마다 듀티를 결정해야 하는데, 이때의 듀티는 모터 제어 유닛(MCU, Motor Control Unit)에 포함된 PWM 듀티 제어부에서 전류제어기의 출력 전류값과 인버터에서 모터로 출력되는 상전류 센싱값 등을 기반으로 연산하게 된다.
상기 PWM의 듀티가 모터의 토크 혹은 속도제어를 위한 PWM 제어 주기마다 연산되어 정상적으로 업데이트되고 있는지 여부를 확인하는 것은 모터 제어 안정성 유지를 위한 중요한 요소 중 하나이다.
상기 PWM의 듀티를 업데이트하는 과정은 상기와 같이 전류제어기의 출력 전류값과 상전류 센싱값 등을 기반으로 연산된 PWM 듀티를 모터 제어 유닛에 포함된 PWM 생성 모듈에 전달하는 과정과, PWM 생성 모듈에서 PWM 듀티 제어부로부터 전달받은 듀티를 바탕으로 물리적인 PWM 신호를 생성하는 과정으로 이루어진다.
첨부한 도 1을 참조하면, 상기 PWM 듀티 제어부에서 PWM 듀티를 상전류 센싱값을 기반으로 연산(계산)하므로, PWM 듀티 제어부에서 PWM 듀티를 연산하기 시작하는 시점은 인버터에 출력되는 상전류를 센싱하는 인버터 출력 상전류 센싱 시점으로 볼 수 있다.
또한, 상기 인버터 출력 상전류 센싱 시점부터 PWM 듀티를 업데이트하기 위한 PWM 듀티 업데이트 시점까지의 시간(도 1에서 ⓑ로 지시됨)은 상기 PWM 듀티 제어부에서 이루어지는 PWM 듀티 연산 수행시간이 된다.
또한, 상기 인버터 출력 상전류 센싱 시점부터 상기 PWM 듀티 업데이트 기준 시점까지의 시간(도 1에서 ⓐ로 지시됨)은 PWM 듀티 업데이트 허용 시간이 된다.
첨부한 도 2의 좌측 부분을 참조하면, 상기 PWM 듀티 연산 수행시간(ⓑ)이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하지 않으면, 즉 상기 PWM 듀티 연산 수행시간(ⓑ)이 PWM 듀티 업데이트 허용 시간(a)을 초과하지 않으면 PWM 생성 모듈에서 정상적으로 PWM 듀티 업데이트 수행이 이루어진다.
반면, 첨부한 도 2의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 고장 케이스(fail case)의 일례로서 PWM 듀티 연산 수행시간(ⓑ)이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하거나, 고장 케이스의 다른 예로서 PWM 듀티 연산 수행 자체가 누락되면, PWM의 듀티가 정상적으로 업데이트되지 않게 되므로, 결국 모터 제어 안정성의 저하를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간 및 주기)를 감지하고, 이 감지된 신호를 기반으로 고장 진단을 실시함으로써, 모터 제어 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템을 도시한 하드웨어 구성도를 나타내며, 도면부호 100은 모터 제어 유닛을 지시하고, 도면부호 200은 감지 및 고장 진단 회로를 지시한다.
상기 모터 제어 유닛(100)은 모터 제어를 위한 PWM 듀티를 연산하고, PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되는지 여부를 판정하기 위한 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 감지 및 고장 진단 회로(200)로 출력하는 역할을 하고, 상기 감지 및 고장 진단 회로(200)는 모터 제어 유닛(100)으로부터 수신된 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 기반으로 PWM 듀티의 연산 수행 및 업데이트가 PWM 듀티 업데이트 기준 시점내로 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 판정한 고장 판정 신호를 출력하는 역할을 한다.
상기 모터 제어 유닛(100)은 PWM 제어 주기마다 듀티를 연산하는 PWM 듀티 제어부(110)와, PWM 듀티 제어부(110)에서 연산된 듀티를 전달받아 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성 모듈(120)을 포함한다.
상기 PWM 듀티 제어부(110)는 모터 제어 유닛에 포함된 전류제어기(미도시됨)의 출력 전류값과 인버터(미도시됨)에서 모터로 출력되는 상전류 센싱값 등을 기반으로 PWM 듀티를 연산하고, 상기 PWM 생성 모듈(120)은 PWM 듀티 제어부(110)에서 연산된 듀티를 전달받아 모터 제어에 필요한 PWM 신호를 생성하여 인버터로 출력한다.
이때, 상기 PWM 생성 모듈(120)과 PWM 듀티 제어부(110) 사이에는 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러(130)가 신호 전달 가능하게 연결된다.
상기 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러(130)는 PWM 생성 모듈(120)로부터 PWM 듀티 연산 트리거 신호(예를 들어, PWM 신호의 센터 타이밍과 일치하는 PWM 듀티 연산 수행 시작점에서 출력되는 트리거 신호)를 전달 받은 다음, 상기 PWM 듀티 제어부(110)에 대하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간, PWM 듀티 연산 수행주기)를 출력하라는 인터럽트 신호를 생성하여 전달한다.
이에, 상기 PWM 듀티 제어부(110)는 인터럽트 신호에 의하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간, PWM 듀티 연산 수행주기)를 디지털 출력부(140)를 통하여 감지 및 고장 진단 회로(200)의 카운터 생성기(220)로 출력한다.
한편, 상기 모터 제어 유닛(100)은 감지 및 고장 진단 회로(200)에서 판정된 고장 판정 신호를 입력받아서, 고장 정보만을 추출하여 메모리(160)에 저장시키는 고장 정보 판정부(150)를 더 포함한다.
상기 고장 정보 판정부(150)는 후술하는 바와 같이 감지 및 고장 진단 회로(200)에서 판정된 고장 판정 신호(예, PWM 듀티 연산 수행시간이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하는지 여부를 판정한 신호 및 PWM 듀티 연산 수행의 유무를 판정한 신호)를 입력받아서, 고장 정보만을 추출하여 경고용으로 사용할 수 있도록 메모리(160)에 저장시킨다.
상기 감지 및 고장 진단 회로(200)는 PWM 듀티 제어부(110)로부터 전달된 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간, PWM 듀티 연산 수행주기를 기반으로 모터 제어용 PWM 신호 생성이 정상적으로 업데이트되고 있는지 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 고장 진단을 판정하는 역할을 한다.
즉, 상기 감지 및 고장 진단 회로(200)는 모터 제어 유닛(100)의 디지털 출력부(140)로부터 출력되는 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간, PWM 듀티 연산 수행주기)을 입력받아서, PWM 듀티 연산 수행시간이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하는지 여부 및 PWM 듀티 연산 수행 유무 등을 감지하고, 감지 결과에 따라 PWM 듀티 연산 및 업데이트 등에 대한 고장 여부를 판정하는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 감지 및 고장 진단 회로(200)는 클럭 PLL(Phase Locked Loop) 회로(210), 카운터 생성기(220), 고장 판정 회로(230), 고장 판정 회로(230)에서 출력되는 고장 신호를 모터 제어 유닛쪽으로 출력하는 디지털 출력부(240) 등을 포함하여 구성된다.
상기 클럭 PLL 회로(210)는 외부의 오실레이터(212)로부터 클럭 신호를 입력 받아 카운터 생성기(220)에 필요한 클럭 신호를 생성한다.
상기 카운터 생성기(220)는 모터 제어 유닛(100)의 디지털 출력부(140)로부터 출력되는 PWM 듀티 연산 수행 신호 및 클럭 PPL 회로(210)에서 출력되는 클럭 신호를 입력받아서, PWM 듀티 연산 및 업데이트 등에 대한 고장 판정에 필요한 두 종류의 카운터 신호로서 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 생성하여 출력한다.
상기 고장 판정 회로(230)는 카운터 생성기(220)로부터 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 전달받은 다음, 상기 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)를 제1고장 기준 레지스터(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호에 대한 고장 기준 레지스터)와 비교하는 동시에 상기 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 제2고장 기준 레지스터(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호에 대한 고정 기준 레지스터)와 비교한 후, 고장 유무를 판정한 신호로서 제1고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정신호)와 제2고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정신호)를 출력한다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 PWM 듀티 연산 수행을 감시하는 시스템에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 PWM 듀티 제어부(110)에서 PWM 제어 주기마다 PWM 듀티를 연산한 후, 연산된 PWM 듀티를 PWM 생성 모듈(120)에 전달한다.
이어서, 상기 PWM 생성 모듈(120)은 PWM 듀티 제어부(110)에서 연산된 PWM 듀티를 전달받아 모터 제어에 필요한 PWM 신호를 생성하여 인버터로 출력한다.
이때, 상기 PWM 생성 모듈(120)은 PWM 듀티 연산 트리거 신호(예를 들어, PWM 신호의 센터 타이밍과 일치하는 PWM 듀티 연산 수행 시작점에서 출력되는 트리거 신호)를 상기 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러(130)에 전달한다.
연이어, 상기 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러(130)는 트리거 신호를 기반으로 상기 PWM 듀티 제어부(110)에 대하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간, PWM 듀티 연산 수행주기)를 출력하라는 인터럽트 신호를 생성하여 전달한다.
이에, 상기 PWM 듀티 제어부(110)는 인터럽트 신호에 의하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간 및 PWM 듀티 연산 수행주기를 포함하는 신호)를 디지털 출력부(140)를 통하여 감지 및 고장 진단 회로(200)의 카운터 생성기(220)로 출력한다.
또한, 상기 외부의 오실레이터(212)에서 카운터 생성기(220)에 대하여 카운터 신호 생성에 필요한 클럭 신호를 입력한다.
다음으로, 상기 카운터 생성기(220)에서 디지털 출력부(140)로부터 입력된 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간 및 PWM 듀티 연산 수행주기를 포함하는 신호)와 클럭 PPL 회로(210)로부터 입력되는 클럭 신호를 기반으로, PWM 듀티 연산 및 업데이트 등에 대한 고장 판정에 필요한 두 종류의 카운터 신호로서 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 생성하여 출력한다.
첨부한 도 4는 카운터 생성기의 구성 및 동작을 나타낸다.
도 4에서 보듯이, 상기 카운터 생성기(220)는 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호(PWM 듀티 연산 수행시간 및 PWM 듀티 연산 수행주기를 포함하는 신호)와 클럭 신호를 입력받은 후, 클럭 신호의 라이징 에지 트리거(rising edge trigger, 클럭(Clock)이 로우(Low)에서 하이(High)로 올라간 시점)마다 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 확인하는 연산을 수행한다.
이에, 상기 카운터 생성기(220)는 매 클럭마다 PWM 듀티 연산 수행시간 확인 카운터를 1씩 증가시키고, PWM 듀티 연산 수행 확인 신호가 0일 경우에는 PWM 듀티 연산 수행시간 확인 카운터를 리셋시키기 위해 엔드(AND) 연산을 취한다.
또한, 상기 PWM 듀티 연산 수행시간 확인 카운터가 1일 경우, PWM 듀티 연산 수행 확인 신호의 라이징 에지(rising edge) 시점을 의미하므로, 그 시점에 스위치를 제로(0)로 설정하여 PWM 듀티 연산 수행주기 확인 카운터를 리셋시키고, 그 외 조건에서는 PWM 듀티 연산 수행주기 확인 카운터를 클럭마다 1씩 증가시킨다.
위와 같은 카운터 생성기(220)의 동작에 의하여 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)가 생성된 후, 고장 판정 회로(230)로 출력된다.
다음으로, 상기 고장 판정 회로(230)는 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 기반으로, 고장 판정 연산을 한 후 제1고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정신호)와 제2고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정신호)를 출력한다.
이를 위해, 먼저 상기 고장 판정 회로(230)는 카운터 생성기(220)로부터 제1카운터 신호(A : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(A' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 전달받은 다음, 상기 제1카운터 신호(A : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)를 제1고장 기준 레지스터(B : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호에 대한 고장 기준 레지스터)와 비교하는 동시에 상기 제2카운터 신호(A' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 제2고장 기준 레지스터(B' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호에 대한 고정 기준 레지스터)와 비교한다.
비교 결과, 첨부한 도 5에서 보듯이 상기 제1카운터 신호(A : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)가 제1고장 기준 레지스터(B : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호에 대한 고장 기준 레지스터)을 초과하면, PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호를 1로 설정하고, 반면 상기 제1카운터 신호(A : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)가 제1고장 기준 레지스터(B : PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호에 대한 고장 기준 레지스터) 미만이면, PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호를 0로 설정한다.
이에, 상기 고장 판정 회로(230)에서 1로 설정된 PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호와, 0로 설정된 PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호를 포함하는 제1고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호)를 상기 모터 제어 유닛(100)에 포함된 고장 정보 판정부(150)로 출력한다.
또한, 상기 제2카운터 신호(A' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)가 제2고장 기준 레지스터(B' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호에 대한 고정 기준 레지스터)를 초과하면, PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호를 1로 설정하고, 반면 상기 제2카운터 신호(A' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)가 제2고장 기준 레지스터(B' : PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호에 대한 고정 기준 레지스터) 미만이면, PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호를 0로 설정한다.
이에, 상기 고장 판정 회로(230)에서 1로 설정된 PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호와, 0로 설정된 PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호를 포함하는 제2고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호)를 상기 모터 제어 유닛(100)에 포함된 고장 정보 판정부(150)로 출력한다.
이어서, 상기 고장 정보 판정부(150)는 제1고장판정신호와 제2고장판정신호를 분석하여, 고장으로 판정된 고장 정보만을 메모리(160)에 저장하고, 후속 조치로서 모터 제어 유닛(100)에서 메모리(160)에 저장된 고장 정보를 사용자(예를 들어, 모터가 탑재된 친환경 차량의 운전자)에게 경고하는 제어를 하게 된다.
상기 고장 정보 판정부(150)는 제1고장판정신호와 제2고장판정신호를 분석하여, 첨부한 도 6의 좌측 부분에 도시된 바와 같이 상기 PWM 듀티 연산 수행시간이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하지 않으면, 다시 말해서 상기 제1카운터 신호( PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)가 제1고장 기준 레지스터(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호에 대한 고장 기준 레지스터) 미만이면, PWM 듀티 업데이트가 정상적으로 이루어지는 것으로 판정하여 메모리(160)에 고장 정보를 저장하는 과정을 진행하지 않는다.
반면, 상기 고장 정보 판정부(150)는 첨부한 도 6의 중간 부분에 도시된 바와 같이, 고장 케이스(fail case)의 일례로서 PWM 듀티 연산 수행시간이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하면, 다시 말해서 상기 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)가 제1고장 기준 레지스터(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호에 대한 고장 기준 레지스터)를 초과하면, PWM의 듀티가 정상적으로 업데이트되지 않는 고장으로 판정하고, 이때의 고장 정보를 메모리(160)에 저장한다.
또한, 상기 고장 정보 판정부(150)는 첨부한 도 6의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 고장 케이스의 다른 예로서 PWM 듀티 연산 수행 자체가 누락되면, 다시 말해서 상기 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)가 제2고장 기준 레지스터(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호에 대한 고정 기준 레지스터)를 초과하면, PWM의 듀티가 정상적으로 업데이트되지 않는 고장으로 판정하고, 이때의 고장 정보를 메모리(160)에 저장한다.
한편, 상기 메모리(160)에 저장된 고장 정보를 모터 제어 유닛(100)에 의하여 통상의 경고 수단(디스플레이 등)를 통해 사용자(예를 들어, 모터가 탑재된 친환경 차량의 운전자)에게 경고함으로써, 모터 제어 유닛에 대한 정비를 유도할 수 있다.
100 : 모터 제어 유닛 110 : PWM 듀티 제어부
120 : PWM 생성 모듈 130 : PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러
140 : 디지털 출력부 150 : 고장 정보 판정부
160 : 메모리 200 : 감지 및 고장 진단 회로
210 : 클럭 PLL 회로 212 : 오실레이터
220 : 카운터 생성기 230 : 고장 판정 회로
240 : 디지털 출력부

Claims (10)

  1. 모터 제어를 위한 PWM 듀티를 연산하고, PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되는지 여부를 판정하기 위한 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 감지 및 고장 진단 회로로 출력하는 모터 제어 유닛; 및
    상기 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 기반으로, PWM 듀티의 연산 수행 및 업데이트가 PWM 듀티 업데이트 기준 시점내로 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 판정한 고장 판정 신호를 출력하는 감지 및 고장 진단 회로;
    를 포함하여 구성되고,
    상기 감지 및 고장 진단 회로는:
    외부의 오실레이터로부터 클럭 신호를 입력 받아 카운터 생성기에 필요한 클럭 신호를 생성하는 클럭 PLL 회로;
    모터 제어 유닛의 디지털 출력부로부터 출력되는 PWM 듀티 연산 수행 신호 및 클럭 PPL 회로에서 출력되는 클럭 신호를 입력받아서, PWM 듀티 연산 및 업데이트에 대한 고장 판정에 필요한 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 생성하여 출력하는 카운터 생성기;
    카운터 생성기로부터 출력되는 제1카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행시간을 확인한 카운터 신호)와 제2카운터 신호(PWM 듀티 연산 수행주기를 확인한 카운터 신호)를 기반으로, PWM 듀티 연산 수행 및 업데이트에 대한 고장 유무를 판정한 신호로서 제1고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정신호)와 제2고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정신호)를 모터 제어 유닛의 고장 정보 판정부로 출력하는 고장 판정 회로;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터 제어 유닛은:
    모터를 위한 PWM 제어 주기마다 듀티를 연산하는 PWM 듀티 제어부;
    PWM 듀티 제어부에서 연산된 듀티를 전달받아 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성 모듈; 및
    PWM 생성 모듈로부터 PWM 듀티 연산 트리거 신호를 전달받은 후, PWM 듀티 제어부에 대하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 출력하라는 인터럽트 신호를 생성하여 전달하는 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 PWM 듀티 제어부는 인터럽트 신호에 의하여 PWM 듀티 연산 수행시간과 PWM 듀티 연산 수행주기를 포함하는 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 디지털 출력부를 통하여 상기 감지 및 고장 진단 회로로 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 모터 제어 유닛은 감지 및 고장 진단 회로에서 판정된 고장 판정 신호를 입력받아서, 고장 정보만을 추출하여 메모리에 저장시키는 고장 정보 판정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1 있어서,
    상기 고장 판정 회로에서 1로 설정된 PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호와, 0로 설정된 PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호를 포함하는 제1고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행시간 고장 판정 신호)를 상기 모터 제어 유닛의 고장 정보 판정부로 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 판정 회로에서 1로 설정된 PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호와, 0로 설정된 PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호를 포함하는 제2고장판정신호(PWM 듀티 연산 수행주기 고장 판정 신호)를 상기 모터 제어 유닛의 고장 정보 판정부로 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 정보 판정부는 제1고장판정신호와 제2고장판정신호를 분석하여, 고장으로 판정된 고장 정보만을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 모터 제어 유닛은 메모리에 저장된 고장 정보를 사용자에게 경고하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
  10. 모터 제어를 위한 PWM 듀티를 연산하고, PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되는지 여부를 판정하기 위한 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 감지 및 고장 진단 회로로 출력하는 모터 제어 유닛; 및
    상기 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 기반으로, PWM 듀티의 연산 수행 및 업데이트가 PWM 듀티 업데이트 기준 시점내로 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 판정한 고장 판정 신호를 출력하는 감지 및 고장 진단 회로;
    를 포함하여 구성되고,
    상기 모터 제어 유닛은:
    모터를 위한 PWM 제어 주기마다 듀티를 연산하는 PWM 듀티 제어부;
    PWM 듀티 제어부에서 연산된 듀티를 전달받아 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성 모듈; 및
    PWM 생성 모듈로부터 PWM 듀티 연산 트리거 신호를 전달받은 후, PWM 듀티 제어부에 대하여 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 출력하라는 인터럽트 신호를 생성하여 전달하는 PWM 듀티 연산 인터럽트 컨트롤러;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 PWM 듀티 제어부는 인터럽트 신호에 의하여 PWM 듀티 연산 수행시간과 PWM 듀티 연산 수행주기를 포함하는 PWM 듀티 연산 수행 확인 신호를 디지털 출력부를 통하여 상기 감지 및 고장 진단 회로로 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어를 위한 PWM 듀티의 연산 수행을 감시하는 시스템.
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