KR20210060113A - 모터 제어 장치 및 이를 이용한 고장 진단 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 의한 모터 제어 장치 및 이를 이용한 고장 진단 방법이 개시된다. 상기 모터 제어 장치는 제1 신호 라인을 통해 제1 입력 신호를 수신하는 제1 수신회로; 제2 신호 라인을 통해 제2 입력 신호를 수신하는 제2 수신회로; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 감지회로; 및 상기 감지회로로부터 출력된 상태 출력값을 수신하고, 상기 수신된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

모터 제어 장치 및 이를 이용한 고장 진단 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING MOTOR AND FAULT DIAGONOSIC METHOD USING THE SAME}
실시예는 모터 제어 장치 및 이를 이용한 고장 진단 방법에 관한 것이다.
차량에 장착되는 모터는 센서 장치 예컨대, 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)를 회전시키는 구동원으로 이용될 수 있다. 모터의 정상적인 구동이 센서 장치의 성능을 확보하는데 중요한 요소일 수 있다.
이러한 모터를 동작시키기 위한 동작 신호를 인가하는 과정에서 노이즈나 입력 신호 라인 오픈 등의 문제가 발생하여 입력 신호가 정상적으로 전달되지 못할 수 있다.
입력 신호에 따라 모터의 동작 모드가 결정되기 때문에 입력 신호가 정상적으로 전달되지 못할 경우 모터의 오동작을 야기할 수 있다. 특히 입력 신호 라인 오픈이 발생하여 입력 신호가 정상적으로 전달되지 못할 경우 실제로 고장(fault) 처리가 되어야 하지만 정상적인 전압이 입력되는 상태로 처리될 수도 있다.
따라서 입력 신호 라인의 오픈 상태를 정확히 감지할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
실시예는, 모터 제어 장치 및 이를 이용한 고장 진단 방법을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 모터 제어 장치는 제1 신호 라인을 통해 제1 입력 신호를 수신하는 제1 수신회로; 제2 신호 라인을 통해 제2 입력 신호를 수신하는 제2 수신회로; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 감지회로; 및 상기 감지회로로부터 출력된 상태 출력값을 수신하고, 상기 수신된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제2 신호 라인이 오픈되어 있는 경우 상기 제1 신호 라인과 연결되지 않아 상기 상태 출력값으로 '0'을 출력하고, 상기 제2 신호 라인이 오픈되지 않은 경우 상기 제1 신호 라인과 연결되어 상기 상태 출력값으로 '1'을 출력할 수 있다.
상기 감지회로는 n 채널 MOSFET를 포함하고, 상기 n채널 MOSFET의 게이트는 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 n 채널 MOSFET의 소스는 상기 제1 신호 라인에 연결될 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 및 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제2 감지회로를 포함할 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 및 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 제2 감지회로를 포함할 수 있다.
상기 제2 감지회로는 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호가 모두 정상 신호인 경우 상기 비교 출력값으로 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위 이내의 값을 출력하고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호가 이상 신호인 경우 상기 비교 출력값으로 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 값을 출력할 수 있다.
상기 제2 감지회로는 반전 증폭기를 포함하고, 상기 반전 증폭기의 반전 입력단에 상기 제1 신호 라인이 연결되고, 상기 반전 증폭기의 비반전 입력단에 상기 제2 신호 라인이 연결되어, 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력할 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제2 감지회로; 및 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 제3 감지회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 입력 신호는 상기 제어부를 웨이크업(wake up)하기 위한 전압 신호이고, 상기 제2 입력 신호는 구동 모터의 속도를 제어하기 위한 전압 신호일 수 있다.
실시예에 따른 모터 제어 장치의 고장 진단 방법은 제1 입력 신호와 제2 입력 신호가 인가되는 제1 신호 라인과 제2 신호 라인에 연결된 회로로부터 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 단계; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 단계; 및 상기 출력된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하고, 상기 출력된 비교 출력값을 이용하여 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 상태 출력값이 '0'인 경우, 상기 제2 신호 라인이 오픈 상태라고 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 상태 출력값이 '1'인 경우, 상기 제2 신호 라인이 정상 상태라고 판단하고, 상기 비교 출력값이 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위 이내인지를 확인할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 비교 출력값이 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위를 벗어나면, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호가 이상 신호라고 판단할 수 있다.
실시예에 따른 모터 제어 장치는 제1 신호 라인을 통해 제1 입력 신호를 수신하는 제1 수신회로; 제2 신호 라인을 통해 제2 입력 신호를 수신하는 제2 수신회로; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 감지회로; 및 상기 감지회로로부터 출력된 상태 출력값을 수신하고, 상기 수신된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제2 신호 라인이 오픈되어 있는 경우 상기 제1 신호 라인과 연결되지 않아 상기 상태 출력값으로 '0'을 출력하고, 상기 제2 신호 라인이 오픈되지 않은 경우 상기 제1 신호 라인과 연결되어 상기 상태 출력값으로 '1'을 출력할 수 있다.
상기 감지회로는 n 채널 MOSFET를 포함하고, 상기 n채널 MOSFET의 게이트는 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 n 채널 MOSFET의 소스는 상기 제1 신호 라인에 연결될 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 및 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제2 감지회로를 포함할 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 및 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 제2 감지회로를 포함할 수 있다.
상기 제2 감지회로는 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호가 모두 정상 신호인 경우 상기 비교 출력값으로 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위 이내의 값을 출력하고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호가 이상 신호인 경우 상기 비교 출력값으로 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 값을 출력할 수 있다.
상기 제2 감지회로는 반전 증폭기를 포함하고, 상기 반전 증폭기의 반전 입력단에 상기 제1 신호 라인이 연결되고, 상기 반전 증폭기의 비반전 입력단에 상기 제2 신호 라인이 연결되어, 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력할 수 있다.
상기 감지회로는 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제2 감지회로; 및 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 제3 감지회로를 포함할 수 있다.
상기 제1 입력 신호는 상기 제어부를 웨이크업(wake up)하기 위한 전압 신호이고, 상기 제2 입력 신호는 구동 모터의 속도를 제어하기 위한 전압 신호일 수 있다.
실시예에 따른 모터 제어 장치의 고장 진단 방법은 제1 입력 신호와 제2 입력 신호가 인가되는 제1 신호 라인과 제2 신호 라인에 연결된 회로로부터 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 단계; 상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 단계; 및 상기 출력된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하고, 상기 출력된 비교 출력값을 이용하여 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 상태 출력값이 '0'인 경우, 상기 제2 신호 라인이 오픈 상태라고 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 상태 출력값이 '1'인 경우, 상기 제2 신호 라인이 정상 상태라고 판단하고, 상기 비교 출력값이 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위 이내인지를 확인할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 비교 출력값이 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위를 벗어나면, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호가 이상 신호라고 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 회로부의 실제 구현된 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 도 3에 도시된 종래의 회로부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c 도 5에 도시된 회로부의 구현된 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단을 위한 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
실시예에서는, ECU와 모터 제어 장치 간 2개의 입력 신호가 각각 전송되는 2개의 입력 라인 사이에 감지회로를 연결하고, 감지회로를 통해 입력 라인의 오픈 여부를 감지하거나 입력 신호의 이상 여부를 감지하도록 한, 새로운 방안을 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단을 위한 시스템을 나타내는 도면이고,
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단을 위한 시스템은 ECU(Electronic Control Unit)(100)와 모터 제어 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
ECU(100)는 구동 모터를 제어하기 위한 입력 신호를 제공할 수 있다. ECU(100)는 모터 제어 장치에 구동 모터를 제어하기 위한 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제공할 수 있다. 여기서 제1 입력 신호는 모터 제어 장치를 웨이크업(wake up)하기 위한 신호이고, 제2 입력 신호는 구동 모터의 속도를 제어하기 위한 신호일 수 있다.
모터 제어 장치(200)는 ECU(100)로부터 입력 신호를 제공 받고 제공받은 입력 신호를 기초로 구동 모터를 제어 예컨대, 구동 모터의 속도 등을 제어할 수 있다.
모터 제어 장치(200)는 제1 입력 라인을 통해 제1 입력 신호를 제공받고, 제2 입력 라인을 통해 제2 입력 신호를 제공 받을 수 있다. 모터 제어 장치(200)는 제1 입력 라인이나 제2 입력 라인이 오픈되거나 제1 입력 신호나 제2 입력 신호가 이상 신호라고 판단되는 경우 에러 신호를 ECU(100)에 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치(200)는 회로부(210), 제어부(MCU, Micro Control Unit)(220), 구동 모터(230)를 포함할 수 있다.
회로부(210)는 ECU로부터 서로 다른 신호 라인을 통해 제1 입력 신호 Sin1와 제2 입력 신호 in2를 각각 수신할 수 있다.
도 3은 종래의 회로부의 실제 구현된 회로를 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 내지 도 4b는 도 3에 도시된 종래의 회로부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 회로부(210)는 제1 수신회로(211)와 제2 수신회로(212)를 포함할 수 있다. 제1 수신회로(211)와 제2 수신회로(212)는 각각 특정 전압의 입력 신호가 입력되면 입력된 특정 전압의 입력 신호를 SATRT_STOP 단자와 SPEED_MODE 단자를 통해 제어부로 전달할 수 있다.
제1 수신회로(211)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3)을 포함하고, 제1 신호 라인에 직렬 연결된 제1 저항은 제1 입력 신호의 노이즈를 제거하는 역할을 하며, 제1 저항과 출력단자 사이에 병렬 연결되는 제2 저항과 제3 저항을 포함할 수 있다. 제2 저항은 풀업(pull up) 저항으로 일단에 전원단이 직렬 연결되고, 제3 저항은 제2 저항과 함께 전원단으로부터의 전압을 분배하는 역할을 한다.
제2 수신회로(212)는 제4저항(R4), 제5 저항(R5), 제6 저항(R6)을 포함하고, 제2 신호 라인에 직렬 연결된 제4 저항은 제2 입력 신호의 노이즈를 제거하는 역할을 하며, 제4 저항과 출력단자 사이에 병렬 연결되는 제5 저항과 제6 저항을 포함할 수 있다. 제5 저항은 풀업(pull up) 저항으로 일단에 전원단이 직렬 연결되고, 제6 저항은 제5 저항과 함께 전원단으로부터의 전압을 분배하는 역할을 한다.
도 4a를 참조하면, 정상적으로 동작하는 경우로, 제1 수신회로는 제1 신호 라인을 통해 3.3V의 제1 입력 신호를 전달하고, 제2 수신회로(212)는 제2 신호 라인을 통해 3.3V 제2 입력 신호를 전달할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 신호 라인이 오픈된 경우로, 제1 수신회로는 3.3V의 전원단으로부터 인가된 전압을 분배하여 2.72V를 전달하고, 제2 수신회로는 3.3V의 전원단으로부터 인가된 전압을 분배하여 2.72V를 전달할 수 있다.
제어부는 제1 수신회로 또는 제2 수신회로로부터 2.72V가 전달되면 해당 신호 라인이 오픈 상태임을 인식하여 고장 처리를 위해 ECU에 에러 정보를 전달할 수 있다.
이처럼 종래에는 입력 신호의 전압이 기준 3.3V가 아닌 2.72V로 감지되면 신호 라인이 오픈되었다고 인식하도록 구성되어 있으나 실제 입력 신호의 전압이 2.72V가 입력될 경우, 제어부에서는 신호 라인이 오프되지 않았더라도 오픈되었다고 인식하게 된다.
종래의 회로부의 구성만으로는 2.72V 전압이 실제 신호 라인이 오픈되어서 입력되는 신호인지, 실제 입력되는 전압이 2.72V 인지를 판단 할 수 없다. 즉, 두 신호의 레벨 차이를 확인하여 차이가 있음을 알려줄 수 있는 메커니즘(mechanism)이 없다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 6a 내지 도 6c 도 5에 도시된 회로부의 구현된 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로부(210)는 제1 수신회로(211), 제2 수신회로(212), 감지회로(213)를 포함하도록 구성될 수 있다.
제1 수신회로(211)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3)을 포함할 수 있고, 제2 수신회로(212)는 제4저항(R4), 제5 저항(R5), 제6 저항(R6)을 포함할 수 있다.
감지회로(213)는 제1 신호 라인과 제2 신호 라인 사이에 연결되고, 제1 신호 라인과 제2 신호 라인의 오픈 여부나 제1 입력 신호와 제2 입력 신호의 이상 여부를 감지할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 실시예에 따른 감지회로(213)는 제1 감지회로(213a)와 제2 감지회로(213b)를 포함할 수 있고, 제1 감지회로(213a)는 제2 신호 라인의 오픈 여부를 감지하고, 제2 감지회로(213b)는 제1 신호 라인의 오픈 여부를 감지할 수 있다.
제1 감지회로(213a)와 제2 감지회로(213b)는 예컨대, n 채널 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)로 구현되는데 반드시 이에 한정되지 않는다.
제1 감지회로(213a)의 n 채널 MOSFET의 게이트는 제2 신호 라인에 연결되고, n 채널 MOSFET의 소스는 제1 신호 라인에 연결되는데, 게이트는 n 채널 MOSFET의 온/오프 역할을 한다. 따라서, 제2 신호 라인에 흐르는 제2 입력 신호가 게이트로 입력되는 경우 제1 신호 라인에 흐르는 제1 입력 신호가 소스를 거쳐 드레인으로 흐르게 되기 때문에 '1'의 값이 OPEN 단자를 통해 출력된다. 반면 제2 신호 라인이 오픈되어 제2 입력 신호가 게이트로 입력되지 못하는 경우 제1 신호 라인에 흐르는 제1 입력 신호가 소스를 거쳐 드레인으로 흐르지 못하기 때문에 '0'의 값이 OPEN 단자를 통해 출력될 수 있다.
따라서 제어부는 제1 감지회로(213a)로부터 '0'의 값이 출력되면 제2 신호 라인이 오픈되었다고 인식할 수 있다.
제2 감지회로(213b)의 n 채널 MOSFET의 게이트는 제1 신호 라인에 연결되고, n 채널 MOSFET의 소스는 제2 신호 라인에 연결되는데, 게이트는 n 채널 MOSFET의 온/오프 역할을 한다. 따라서, 제1 신호 라인에 흐르는 제1 입력 신호가 게이트로 입력되는 경우 제2 신호 라인에 흐르는 제2 입력 신호가 소스를 거쳐 드레인으로 흐르게 되기 때문에 '1'의 값이 OPEN 단자를 통해 출력된다. 반면 제1 신호 라인이 오픈되어 제1 입력 신호가 게이트로 입력되지 못하는 경우 제2 신호 라인에 흐르는 제2 입력 신호가 소스를 거쳐 드레인으로 흐르지 못하기 때문에 '0'의 값이 OPEN 단자를 통해 출력될 수 있다.
따라서 제어부는 제2 감지회로(213b)로부터 '0'의 값이 출력되면 제1 신호 라인이 오픈되었다고 인식할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 실시예에 따른 감지회로(213)는 제1 감지회로(213a)와 제2 감지회로(213b), 제3 감지회로(213c)를 포함할 수 있고, 제1 감지회로(213a)는 제2 신호 라인의 오픈 여부를 감지하고, 제2 감지회로(213b)는 제1 신호 라인의 오픈 여부를 감지하고, 제3 감지회로(213c)는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호의 이상 여부를 감지할 수 있다.
제1 감지회로(213a)와 제2 감지회로(213b)의 구성 및 역할은 도 6a와 동일하기 때문에 여기서는 생략한다.
제3 감지회로(213c)는 비교기 및 감산기의 역할을 하는 OP 앰프로 구현될 수 있다. 제3 감지회로(213c)는 예컨대, 반전 증폭기로 구현되는데, 반드시 이에 한정되지 않는다.
제3 감지회로(213c)의 반전 증폭기는 반전(-) 입력단에 제1 신호 라인이 연결되고, 비반전(+) 입력단에 제2 신호 라인인 연결되어, 제1 신호 라인에 흐르는 제1 입력 신호와 제2 신호 라인에 흐르는 제2 입력 신호 간의 차이값을 COMP 단자를 통해 출력할 수 있다.
이때, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호 간의 차이값이 '0'또는 오차 범위 이내인 경우 제1 입력 신호와 제2 입력 신호는 모두 정상적인 신호라고 인식할 수 있다. 예컨대, 오차 범위는 입력 신호의 전압 레벨 3.3V±5% 범위를 갖도록 설정할 수 있다.
반면, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호 간의 차이값이 '0'또는 오차 범위를 벗어난 경우 제1 입력 신호 또는 제2 입력 신호는 이상 신호라고 인식할 수 있다.
여기서, 이상 신호는 기준 전압 레벨 3.3V의 신호와 비교하여 저전압의 신호이거나 고전압의 신호를 포함할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 실시예에 따른 감지회로(213)는 제1 감지회로(213a)와 제3 감지회로(213c)를 포함할 수 있고, 제1 감지회로(213a)는 제2 신호 라인의 오픈 여부를 감지하고 제3 감지회로(213c)는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호의 이상 여부를 감지할 수 있다.
제1 감지회로(213a)와 제3 감지회로(213c)의 구성 및 역할은 도 6b와 동일하기 때문에 여기서는 생략한다.
제어부(220)는 회로부(210)로부터 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 제공받으면, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 기초로 구동 모터를 구동시킬 수 있다.
제어부(220)는 회로부(210)로부터 상태 출력값을 제공받고, 제공받은 상태 출력값을 기초로 제1 입력 라인 또는 제2 입력 라인의 오픈 여부를 판단하고, 그 판단한 결과로 제1 입력 라인 또는 제2 입력 라인이 오픈 상태인 경우 에러 정보 Serror를 피드백할 수 있다.
제어부(220)는 회로부(210)로부터 비교 출력값을 제공받고, 제공받은 비교 출력값을 기초로 제1 입력 신호 또는 제2 입력 신호의 이상 여부를 판단하고, 그 판단한 결과로 제1 입력 신호 또는 제2 입력 신호가 이상 신호인 경우 에러 정보 Serror를 피드백할 수 있다.
이상에서와 같이 실시예에서는 감지회로의 구성을 통해 입력 신호의 변동인지 신호 라인의 오픈에 의한 이상인지를 정확하게 구분하여 판단할 수 있고, 두 신호의 Redundancy(비교기능)를 이용하여 두 신호의 의도 파악 및 이상 유무를 감지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단을 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 모터 제어 장치에서 제어부는 제1 신호라인과 제2 신호 라인에 연결된 회로부로부터 상태 출력값과 비교 출력값을 수신하면(S710), 수신된 상태 출력값이 '0' 또는 오차 범위 이내인지를 확인할 수 있다(S711).
다음으로, 제어부는 상태 출력값이 '0' 또는 오차 범위 이내이면, 해당 신호 라인이 오픈 상태라고 판단할 수 있다(S712).
예컨대, 도 6b와 같이 1개의 상태값을 수신하는 경우 제어부는 감지회로로부터 수신된 상태 출력값이 '0' 또는 오차 범위 이내이면, 제2 신호 라인이 오픈 상태라고 판단한다.
다음으로, 제어부는 상태 출력값이 '0' 또는 오차 범위를 벗어난 경우, 해당 신호 라인이 정상 상태라고 판단하고(S713), 수신된 차이값이 '0'인지를 확인할 수 있다(S720).
다음으로, 제어부는 비교 출력값이 '0'이면, 입력 신호가 정상 신호라고 판단할 수 있다(S721). 여기서 입력 신호는 제1 입력 신호와 제2 입력 신호를 모두 포함할 수 있다.
반면, 제어부는 비교 출력값이 '0'이 아니면, 제1 입력 신호 또는 제2 입력 신호가 이상 신호라고 판단할 수 있다(S723).
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: ECU
200: 모터 제어 장치
210: 회로부
220: 제어부
230: 구동 모터

Claims (13)

  1. 제1 신호 라인을 통해 제1 입력 신호를 수신하는 제1 수신회로;
    제2 신호 라인을 통해 제2 입력 신호를 수신하는 제2 수신회로;
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 감지회로; 및
    상기 감지회로로부터 출력된 상태 출력값을 수신하고, 상기 수신된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하는 제어부를 포함하는, 모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지회로는,
    상기 제2 신호 라인이 오픈되어 있는 경우 상기 제1 신호 라인과 연결되지 않아 상기 상태 출력값으로 '0'을 출력하고,
    상기 제2 신호 라인이 오픈되지 않은 경우 상기 제1 신호 라인과 연결되어 상기 상태 출력값으로 '1'을 출력하는, 모터 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지회로는,
    n 채널 MOSFET를 포함하고, 상기 n채널 MOSFET의 게이트는 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 n 채널 MOSFET의 소스는 상기 제1 신호 라인에 연결된, 모터 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지회로는,
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 및
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제2 감지회로를 포함하는, 모터 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지회로는,
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로; 및
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 제2 감지회로를 포함하는, 모터 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 감지회로는,
    상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호가 모두 정상 신호인 경우 상기 비교 출력값으로 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위 이내의 값을 출력하고,
    상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호가 이상 신호인 경우 상기 비교 출력값으로 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 값을 출력하는, 모터 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 감지회로는,
    반전 증폭기를 포함하고, 상기 반전 증폭기의 반전 입력단에 상기 제1 신호 라인이 연결되고, 상기 반전 증폭기의 비반전 입력단에 상기 제2 신호 라인이 연결되어, 상기 제1 입력 신호와 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는, 모터 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 감지회로는,
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제1 감지회로;
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 출력하는 제2 감지회로; 및
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결되고, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 출력하는 제3 감지회로를 포함하는, 모터 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 입력 신호는 상기 제어부를 웨이크업(wake up)하기 위한 전압 신호이고, 상기 제2 입력 신호는 구동 모터의 속도를 제어하기 위한 전압 신호인, 모터 제어 장치.
  10. 제1 입력 신호와 제2 입력 신호가 인가되는 제1 신호 라인과 제2 신호 라인에 연결된 수신회로로부터 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부에 따라 서로 다른 상태 출력값을 수신하는 단계;
    상기 제1 신호 라인과 상기 제2 신호 라인에 연결된 감지회로로부터 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호 간 비교 출력값을 수신하는 단계;
    상기 수신된 상태 출력값을 이용하여 상기 제2 신호 라인의 오픈 여부를 판단하고, 상기 수신된 비교 출력값을 이용하여 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 모터 제어 장치의 고장 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 상태 출력값이 '0'인 경우, 상기 제2 신호 라인이 오픈 상태라고 판단하는, 모터 제어 장치의 고장 진단 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 상태 출력값이 '1'인 경우, 상기 제2 신호 라인이 정상 상태라고 판단하고, 상기 비교 출력값이 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위 이내인지를 확인하는, 모터 제어 장치의 고장 진단 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 비교 출력값이 '0' 또는 미리 정해진 오차 범위를 벗어나면, 상기 제1 입력 신호 또는 상기 제2 입력 신호가 이상 신호라고 판단하는, 모터 제어 장치의 고장 진단 방법.
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