KR20230016095A - Pwm 신호의 고장 진단 장치 및 방법 - Google Patents

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류창석
강민수
김주연
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 모터의 토크나 속도를 제어하기 위한 PWM 신호를 프로세서(CPU)에서 생성하여 게이트 드라이버로 전송하고 게이트 보드에서 전송되는 PWM 피드백 신호를 수신하여 오류의 존부를 판정하며 상기 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하여 고장으로 판정될 경우 상기 프로세서에서 PWM 신호의 생성을 차단하는 제어보드와, 상기 PWM 신호를 수신한 게이트 드라이버에서 IGBT의 게이트 입력단으로 PWM 신호를 인가하고 상기 게이트 드라이버의 출력단에 연결되어 IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 고장 여부를 판정하기 위한 PWM 피드백 신호로 획득하여 상기 제어보드로 전송하는 게이트 보드를 포함함으로써, 소프트웨어나 프로세서의 오류로 인한 PWM 신호의 오류 여부를 정확하게 진단할 수 있게 한 PWM 신호의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

PWM 신호의 고장 진단 장치 및 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING FAILURE OF PWM SIGNAL AND METHOS THEREOF}
본 발명은 모터의 토크나 속도 제어를 위해 인가되는 PWM 신호의 이상 유무를 진단할 수 있는 PWM 신호의 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기 자동차의 동력을 발생시키는 모터의 토크나 속도 제어를 위하여 3상 인버터를 통한 펄스 폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation) 제어를 수행하곤 한다.
이러한 펄스 폭 변조(이하 'PWM'이라 함) 제어에서는 PWM 신호의 듀티(DUTY)를 계산하여 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써, 모터에서 발생되는 토크나 속도를 제어하게 된다.
이때, PWM 신호는 제어보드에 구비된 프로세서(CPU : Central Processing Unit)에서 생성된 후 버퍼와 라인 드라이버를 거쳐 게이트 드라이버(Gate Driver)로 입력된다. 그리고 게이트 드라이버로 입력된 PWM 신호는 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)의 게이트단으로 인가되어 IGBT의 온/오프 스위칭을 수행할 수 있게 된다.
일반적으로 모터 구동용 인버터는 6개의 IGBT 스위치로 구성되며, 2개의 IGBT 스위치가 하나의 페어(pair)를 형성함으로써 3상의 출력을 수행하도록 구성된다.
이때, 하나의 페어를 형성하는 IGBT 스위치 2개는 PWM 신호를 상보적으로 처리하도록 구성되어야 한다. 즉, IGBT의 윗상과 아랫상의 온/오프(on/off) 타이밍이 서로 교차되도록 구현되어야 한다.
만약, 하나의 페어를 이루고 있는 2개의 IGBT 스위치에 윗상과 아랫상을 동시에 턴온(turn on)시키는 신호가 인가되어 단락 회로(short circuit)를 형성하게 되면, IGBT에 매우 큰 전류가 인가되면서 IGBT의 손상을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.
그에 따라, IGBT를 온/오프시키는 PWM 신호에 윗상과 아랫상을 동시에 턴온시키는 고장을 초래할 오류가 있는지 여부 등 PWM 신호의 이상 유무를 정확하게 진단하여, IGBT를 비롯한 장치의 손상을 방지하고 모터 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 수단에 대한 필요성은 여전하다.
본 발명의 실시예는, 모터의 토크나 속도를 제어하기 위한 PWM 신호를 프로세서(CPU)에서 생성하여 게이트 드라이버로 전송하고 게이트 보드에서 전송되는 PWM 피드백 신호를 수신하여 오류의 존부를 판정하며 상기 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하여 고장으로 판정될 경우 상기 프로세서에서 PWM 신호의 생성을 차단하는 제어보드와, 상기 PWM 신호를 수신한 게이트 드라이버에서 IGBT의 게이트 입력단으로 PWM 신호를 인가하고 상기 게이트 드라이버의 출력단에 연결되어 IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 고장 여부를 판정하기 위한 PWM 피드백 신호로 획득하여 상기 제어보드로 전송하는 게이트 보드를 포함함으로써, 소프트웨어나 프로세서의 오류로 인한 PWM 신호의 오류 여부를 정확하게 진단할 수 있게 한 PWM 신호의 고장 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 PWM 신호의 고장 진단 장치는, 모터의 토크나 속도를 제어하기 위한 PWM 신호를 프로세서(CPU)에서 생성하여 게이트 드라이버로 전송하고, 게이트 보드에서 전송되는 PWM 피드백 신호를 수신하여 오류의 존부를 판정하며, 상기 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하여 고장으로 판정될 경우 상기 프로세서에서 PWM 신호의 생성을 차단하는 제어보드; 및 상기 PWM 신호를 수신한 게이트 드라이버에서 IGBT의 게이트 입력단으로 PWM 신호를 인가하고, 상기 게이트 드라이버의 출력단에 연결되어 IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 고장 여부를 판정하기 위한 PWM 피드백 신호로 획득하여 상기 제어보드로 전송하는 게이트 보드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어보드는, 상위 제어기로부터 수신한 토크 또는 속도 지령에 의해 PWM 신호를 생성하고, 상기 게이트 보드로부터 수신한 PWM 피드백 신호에 오류가 존재함을 나타내는 PWM 고장 신호가 수신되면 미리 설정된 페일 세이프(Fail Safe) 기능을 실행하는 프로세서; 및 PWM 신호의 한 주기 동안 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수를 카운팅하거나, PWM 신호의 한 주기 동안 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출되는 엣지 발생 개수를 카운팅하여 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하는 고장 감시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 고장 감시부에서 전송되는 데드 타임 설정 고장 신호와 PWM 출력 고장 신호를 입력 받아 상기 IGBT로 인가되는 PWM 신호에 오류를 초래하는 고장이 발생하였는지 여부를 판정하고, 고장으로 판정될 경우 상기 PWM 생성기에서의 PWM 신호 생성을 중단하고 고장 정보를 메모리에 저장하도록 설정된 페일 세이프(Fail Safe) 기능을 실행하는 고장 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고장 감시부는, 상기 게이트 보드로부터 오류의 존부 판단을 위한 대상인 PWM 피드백 신호를 수신하고, 상기 프로세서로부터 PWM 신호의 주기를 구분하기 위한 PWM 주기 구분 신호를 수신하는 신호 입력부; 오실레이터에서 생성된 클럭 신호를 수신하여 고장 감시부 내부의 클럭 신호로 제공하는 클럭 PLL(Phase Locked Loop) 회로; 상기 PWM 주기 구분 신호와 클럭 신호를 입력 받아 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수와, PWM 신호의 윗상 엣지 및 아랫상 엣지 각각의 개수를 카운팅하는 카운터 생성기; PWM 피드백 신호의 한 주기동안 상기 카운터 생성기에서 누적 카운팅된 데드 타임(Dead time) 개수와, PWM 신호의 윗상 엣지 및 아랫상 엣지 각각의 개수를 미리 설정된 고장 기준과 비교하여 고장신호의 생성 여부를 결정하는 고장 판단부; 및 상기 고장 판단부에서 생성된 고장신호를 상기 프로세서에 구비된 고장 제어부로 전송하는 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카운터 생성기는, 상기 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수를 카운팅하는 데드 타임 카운터; 윗상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 또는 폴링 엣지의 개수를 카운팅하는 PWM 윗상 엣지 카운터; 및 아랫상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 또는 폴링 엣지의 개수를 카운팅하는 PWM 아랫상 엣지 카운터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카운터 생성기는, 상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호를 상기 클럭 PLL 회로에서 전송되는 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 후, 나누어진 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호 구간마다 데드 타임이 발생하였는지 여부를 판단하거나, 라이징 엣지 또는 폴링 엣지가 검출되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데드 타임 카운터는, 상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호의 값이 동시에 오프(off) 상태에 있는 것이 감지되면 데드 타임 설정 확인 신호를 1로 발생시키는 데드 타임 감지부를 더 포함하고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생된 횟수를 데드 타임의 개수로 누적 카운팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PWM 윗상 엣지 카운터는, 윗상의 PWM 피드백 신호에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지가 존재하는지 여부를 검출하는 윗상 엣지 트리거 디텍터를 더 포함하고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 윗상의 PWM 피드백 신호에서 검출된 라이징 엣지와 폴링 엣지의 개수를 합하여 윗상 엣지를 누적 카운팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PWM 아랫상 엣지 카운터는, 아랫상의 PWM 피드백 신호에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지가 존재하는지 여부를 검출하는 아랫상 엣지 트리거 디텍터를 더 포함하고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출된 라이징 엣지와 폴링 엣지의 개수를 합하여 아랫상 엣지를 누적 카운팅하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고장 판단부는, 상기 데드 타임 카운터로부터 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 수신한 후, 미리 설정되어 있는 데드 타임 설정 고장 기준과 비교하여 데드 타임 설정 고장신호의 생성 여부를 결정하는 데드 타임 고장 판단부; 및 상기 PWM 윗상 엣지 카운터와 PWM 아랫상 엣지 카운터에서 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수와 아랫상 엣지의 개수를 수신한 후, 미리 설정되어 있는 PWM 윗상 고장 기준 및 PWM 아랫상 고장 기준과 비교하여 PWM 출력 고장신호의 생성 여부를 결정하는 PWM 고장 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데드 타임 고장 판단부는, 상기 데드 타임 카운터로부터 수신하는 누적 카운팅된 데드 타임의 개수가, 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 데드 타임의 총 개수로 설정된 데드 타임 설정 고장 기준보다 적을 경우, 데드 타임 설정에 오류가 있는 것으로 판단하여 데드 타임 설정 고장신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PWM 고장 판단부는, 상기 PWM 윗상 엣지 카운터와 PWM 아랫상 엣지 카운터로부터 수신하는 누적 카운팅된 윗상 엣지와 아랫상 엣지의 개수가, 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 윗상 엣지와 아랫상 엣지 각각의 총 개수와 일치하지 않을 경우, 윗상의 PWM 피드백 신호 또는 아랫상의 PWM 피드백 신호에 오류가 있는 것으로 판단하여 PWM 출력 고장신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM 신호의 고장 진단 방법은, 모터의 토크나 속도를 제어하기 위해 제어보드에 구비된 프로세서에서 생성된 후, IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 게이트 드라이버의 출력단에서 획득하여 고장 진단을 위한 PWM 피드백 신호를 획득하는 단계; 상기 PWM 피드백 신호를 수신한 제어보드에 구비된 고장 감시부에서 한 주기 동안의 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임의 개수를 카운팅하거나, 한 주기 동안 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출되는 엣지 발생 개수를 카운팅하며 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계; 상기 PWM 피드백 신호를 분석한 결과를 미리 설정되어 있는 고장 기준과 비교하여 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하고 고장 신호의 발생여부를 결정하는 고장 판단단계; 및 상기 고장 기준과의 비교 결과를 수신한 제어보드에서 상기 PWM 신호의 생성을 차단시키는 페일 세이프를 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계는, 상기 프로세서로부터 수신한 PWM 주기 구분 신호와 오실레이터로부터 수신한 클럭 신호를 이용하여, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계; 윗상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 엣지 또는 폴링 엣지를 검출하여, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 윗상 PWM 피드백 신호에서 검출되는 윗상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계; 및 아랫상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 엣지 또는 폴링 엣지를 검출하여, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 아랫상 PWM 피드백 신호에서 검출되는 아랫상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계에서는, 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 구간마다 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호의 값이 동시에 오프(off) 상태가 되는 타이밍에 데드 타임 설정 확인 신호를 1로 발생시키고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생될 때마다 데드 타임의 개수를 1씩 누적 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고장 판단단계는, 상기 PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 미리 설정되어 있는 데드 타임 설정 고장 기준과 비교하여 데드 타임 설정 고장신호를 생성하는 단계; 및 상기 PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수 및 아랫상 엣지의 개수를 미리 설정되어 있는 PWM 윗상 고장 기준 및 PWM 아랫상 고장 기준과 비교하여 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 IGBT의 게이트단으로 입력되는 PWM 신호와 동일한 PWM 피드백 신호를 오류를 진단하기 위한 대상으로 활용함으로써, 프로세서 자체의 오류로 인해 PWM 신호가 왜곡 생성되는 경우뿐만 아니라, 제어보드와 게이트보드에서 처리되는 동안 발생될 수 있는 소프트웨어에 의한 PWM 신호의 왜곡 여부를 정확하게 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 PWM 신호의 오류를 정확하게 진단하고, 오류 진단시 PWM 신호의 생성을 차단하는 페일 세이프가 자동으로 실행되게 함으로써, IGBT의 손상이나 모터의 손상을 방지할 수 있어, 수리비용을 절감시킬 수 있음은 물론 차량의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 PWM 신호의 고장 진단 장치의 블록 구성도.
도 2는 모터 인버터의 개략 구성도.
도 3은 PWM 신호의 오류 케이스를 나타내는 파형의 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 PWM 신호의 고장 진단 장치의 상세 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 카운터 생성기의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 고장 판단부의 구성도.
도 7은 본 발명에 따라 데드 타임이 미적용된 오류를 진단하는 것을 나타내는 예시도.
도 8은 본 발명에 따라 듀티 설정 오류를 진단하는 것을 나타내는 예시도.
도 9는 본 발명에 따라 PWM 신호의 출력이 발생되지 않는 오류를 진단하는 것을 나타내는 예시도.
도 10은 본 발명에 따라 PWM 신호의 파형이 깨진 오류를 진단하는 것을 나타내는 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 PWM 신호의 고장 진단 방법의 구성도.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 PWM 신호의 고장 진단 장치는, 모터의 토크나 속도를 제어하기 위한 PWM 신호를 프로세서(CPU)에서 생성하여 게이트 드라이버로 전송하고 게이트 보드에서 전송되는 PWM 피드백 신호를 수신하여 오류의 존부를 판정하며 상기 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하여 고장으로 판정될 경우 상기 프로세서에서 PWM 신호의 생성을 차단하는 제어보드(100)와, 상기 PWM 신호를 수신한 게이트 드라이버에서 IGBT의 게이트 입력단으로 PWM 신호를 인가하고 상기 게이트 드라이버의 출력단에 연결되어 IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 고장 여부를 판정하기 위한 PWM 피드백 신호로 획득하여 상기 제어보드로 전송하는 게이트 보드(200)를 포함할 수 있다.
차량의 엔진이나 자동 변속기 등을 제어하는 상위 제어기(예를 들어, 전자제어장치(ECU : Electronic Control Unit) 등)에서 전송되는 토크 또는 속도 지령을 기반으로 생성된 PWM 신호에 의해 모터를 제어하는 모터-인버터 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이 모터 제어기와, IGBT 파워 스택, 및 모터로 구성될 수 있다.
상기 모터 제어기는 토크 또는 속도 지령에 기반하여 PWM 신호를 생성하는 모터 제어 알고리즘이 적용되어 있는 프로세서(CPU)가 구비된 제어보드(100)와, 상기 제어보드에서 생성된 PWM 신호를 IGBT로 인가하는 게이트 드라이버가 구비된 게이트 보드(200)로 구성될 수 있다.
이러한 모터-인버터 시스템에서 모터 제어기와 IGBT 파워 스택이 합쳐져 인버터가 되며, 상기 인버터에서 생성되는 상전압으로 모터를 제어하게 된다.
이때, 상기 인버터는 IGBT의 온/오프(on/off) 타이밍을 제어하여 3상 전압을 발생시키며, 상기 IGBT의 온/오프 타이밍은 PWM 신호의 듀티(Duty)를 조절하여 제어될 수 있다.
상기 PWM 신호는 모터 제어기에 구비된 프로세서(CPU)에서 생성되며, 상기 프로세서(CPU)에서 연산한 각 상의 전압을 이용하여 3개의 PWM 신호 각각의 듀티(Duty)를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서에서 결정된 듀티(Duty)를 바탕으로 PMW 신호를 생성하여 IBGT로 인가하게 된다.
즉, 상기 프로세서(CPU)는 상위 제어기의 토크 지령 또는 속도 지령을 바탕으로 내부에 구비된 전류 제어기를 통하여 상전압 지령을 생성한다. 상기 상전압 지령에 의해 결정된 듀티(Duty)를 갖는 PWM 신호가 IGBT로 인가되어 모터 제어를 수행하게 된다.
이때, 상기 프로세서(CPU)에서 생성되어 IGBT로 인가되는 PWM 신호에 오류가 발생될 경우 IGBT를 비롯한 하드웨어의 손상을 초래할 수 있으며, 이처럼 하드웨어의 손상을 초래할 수 있는 PWM 신호의 일반적인 오류는 도 3에 도시된 바와 같은 4개의 케이스로 분류할 수 있다.
도 3의 Case 1 에서는 IGBT의 한 페어(pair)에 인가되는 PWM 신호에 데드 타임(Dead time)이 적용되지 않아 윗상과 아랫상이 동시에 턴온될 수 있는 '데드 타임 미적용 오류'를 나타낸다.
또한, Case 2 에서는 윗상을 나타내는 PWM 신호의 듀티가 과도하게 크거나 아랫상을 나타내는 PWM 신호의 듀티가 과도하게 작게 설정되는 등 윗상과 아랫상의 동기가 깨져 윗상과 아랫상이 동시에 턴온될 수 있는 구간이 존재하게 되는 '듀티 설정 오류'를 나타낸다.
또한, Case 3 에서는 정상적인 제어 수행 도중 회로나 제어 로직의 이상 등으로 인하여 윗상이나 아랫상을 나타내는 PWM 신호가 오프(off) 상태를 유지하게 되는 '출력 미발생 오류'를 나타낸다.
또한, Case 4 에서는 윗상이나 아랫상을 나타내는 PWM 신호가 온(on) 출력 도중 회로 또는 제어 로직의 이상 등으로 인하여 일시적으로 오프(off) 상태로 전환되었다가 온(on) 상태로 회복되는 '파형 깨짐 오류'를 나타낸다.
이처럼 다양한 유형으로 발생될 수 있는 PWM 신호의 오류 여부를 신속하고 정확하게 진단하기 위하여, 본 발명에서는 상기 게이트 드라이버에서 IGBT로 인가되는 PWM 신호를 고장 여부를 판정하기 위한 PWM 피드백 신호로 활용할 수 있다.
이를 위하여, 상기 게이트 보드(200)는, 입력단이 상기 PWM 신호를 IGBT의 게이트단으로 전송하는 게이트 드라이버(Gate Driver Chip) (210)의 출력단에 연결되어 있고, 출력단이 상기 PWM 신호에 오류가 존재하는지 여부를 진단하여 PWM 고장 신호를 생성하는 고장 감시부(130)에 연결되어 있는 PWM 피드백 버퍼(220)를 포함할 수 있다.
모터 제어를 위해 상기 프로세서(CPU) (110)에서 생성된 PWM 신호는 PWM 버퍼(buffer) (120)를 거쳐 상기 게이트 보드에 구비된 게이트 드라이버 칩(Gate Drive Chip) (210)으로 입력되고, 상기 게이트 드라이버 칩에서 IBGT의 제어가 가능한 전압 레벨로 변환된 후 상기 IBGT(300)의 게이트단으로 인가된다.
상기 PWM 피드백 버퍼(220)는, 상기 게이트 드라이버의 출력단으로부터 획득한 PWM 피드백 신호를 상기 제어보드에 구비된 고장 감시부(130)로 전송하여, 상기 고장 감시부에서 IGBT로 인가되는 PWM 신호에 오류가 존재하는지 여부를 진단할 수 있게 한다. 이때 상기 PWM 피드백 신호는 PWM 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하기 위해 이용되는 신호로서 IBGT로 입력되는 PWM 신호와 동일한 신호이다.
또한, 상기 제어보드(100)는, 상위 제어기로부터 토크 또는 속도 지령을 수신하여 PWM 신호를 생성하고 상기 게이트 보드로부터 수신한 PWM 피드백 신호에 오류가 존재함을 나타내는 PWM 고장 신호가 수신되면 미리 설정된 페일 세이프(Fail Safe) 기능을 실행하는 프로세서(CPU) (110)와, 한 주기 동안의 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수를 카운팅하거나 한 주기 동안 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출되는 엣지 발생 개수를 카운팅하여 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하는 고장 감시부(130)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(CPU) (110)는 PWM 신호를 생성하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 토크/전류 맵 또는 속도 제어기(111)와, 전류 제어기(112)와, SVPWM(Space　Vector　Pulse　Width　Modulation) (113)와, PWM 생성기(114)를 포함할 수 있다.
그에 따라, 상기 프로세서(CPU) (110)는, 상위 제어기로부터 수신한 토크 지령 또는 속도 지령을 이용하여 속도 제어기(111)에서 전류 지령을 생성한다. 즉, 토크 지령에 대응하여 상기 토크/전류 맵에 매칭되어 있는 전류 지령을 생성하거나, 속도 지령에 대응하여 상기 속도 제어기에서 전류 지령을 생성할 수 있다.
상기 전류 제어기(112)에서는 상기 전류 지령을 수신하여 그에 대응되는 전압 지령을 생성하고, 상기 SVPWM(113)에서는 전압 지령을 수신하여 그에 대응되는 3상의 PWM 듀티를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 PWM 생성기(114)는 PWM 듀티를 이용하여 상기 IGBT로 전송할 PWM 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 프로세서(CPU) (110)는, 상기 고장 감시부에서 전송되는 데드 타임 설정 고장 신호와 PWM 출력 고장 신호를 입력 받아 상기 IGBT로 인가되는 PWM 신호에 오류를 초래하는 고장이 발생하였는지 여부를 판정하고, 고장으로 판정될 경우 상기 PWM 생성기에서의 PWM 신호 생성을 중단하고 고장 정보를 메모리에 저장하도록 설정된 페일 세이프(Fail Safe) 기능을 실행하는 고장 제어부(115)를 포함할 수 있다.
그에 따라, 상기 프로세서(CPU) (110)는, 토크 또는 속도 지령에 따라 모터 제어를 위해 IGBT로 인가되는 PWM 신호를 생성할 뿐만 아니라, PWM 듀티를 결정하기 위해 프로세서 내부에서 실행되는 연산 로직의 오류나, 메모리 오류, 연산 유닛 오류 등 다양한 문제로 인하여 발생될 수 있는 PWM 신호의 오류를 진단하고, 미리 설정된 페일 세이프(Fail Safe)를 자동으로 실행하여 하드웨어에 심각한 손상이 초래되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 고장 감시부(130)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 PWM 피드백 버퍼로부터 오류의 존부 판단을 위한 대상인 PWM 피드백 신호를 수신하고 상기 프로세서로부터 PWM 신호의 주기를 구분하기 위한 PWM 주기 구분 신호를 수신하는 신호 입력부(131)와, 오실레이터에서 생성된 클럭 신호를 수신하여 고장 감시부 내부의 클럭 신호로 제공하는 클럭 PLL(Phase Locked Loop) 회로(133)와, 상기 PWM 주기 구분 신호와 클럭 신호를 입력 받아 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수와 PWM 신호의 윗상 엣지 및 아랫상 엣지 각각의 개수를 카운팅하는 카운터 생성기(132)와, PWM 피드백 신호의 한 주기동안 상기 카운터 생성기에서 카운팅된 데드 타임(Dead time) 개수와 PWM 신호의 윗상 엣지 및 아랫상 엣지 각각의 개수를 미리 설정된 고장 기준과 비교하여 고장신호의 생성 여부를 결정하는 고장 판단부(134)와, 상기 고장 판단부에서 생성된 고장신호를 상기 프로세서에 구비된 고장 제어부로 전송하는 신호 출력부(135)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 신호 입력부(131)는, 상기 PWM 피드백 버퍼(220)로부터 PWM 피드백 신호를 수신하고, 상기 PWM 생성기(114)로부터 PWM 주기 구분 신호를 수신할 수 있다.
도 4에서는 윗상의 PWM 피드백 신호(①)와 아랫상의 PWM 피드백 신호(②)를 모두 수신하며, 도 7 내지 도 10에서는 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호(①,②)를 각각 구분 도시하였다.
또한, 상기 신호 입력부(131)는 상기 PWM 주기 구분 신호(ⓐ)를 카운터 생성기(132)로 전송하여 상기 카운터 생성기에서 PWM 신호의 주기마다 카운팅 개수가 리셋될 수 있게 함으로써, 상기 고장 판단부(134)에서 고장 기준과의 비교가 PWM 신호의 주기 단위로 수행될 수 있게 한다.
또한, 상기 클럭 PLL 회로(133)는 위상 고정 루프(Phase Locked Loop)로서, 상기 고장 감시부의 외부에 있는 오실레이터로부터 수신한 클럭 신호를 이용하여 상기 고장 감시부(130) 내부의 클럭 신호를 생성하고 상기 카운터 생성기(132)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 카운터 생성기(132)는, 도 6에 도시된 바와 같이. 상기 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수(⑤)를 카운팅하는 데드 타임 카운터(1322)와, 윗상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 또는 폴링 엣지의 개수(⑥)를 카운팅하는 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)와, 아랫상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 또는 폴링 엣지의 개수(⑦)를 카운팅하는 PWM 아랫상 엣지 카운터(1324)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 카운터 생성기(132)는, 상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호를 상기 클럭 PLL 회로(133)에서 전송되는 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 후, 나누어진 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호 구간마다 데드 타임이 발생하였는지 여부를 판단하거나, 라이징 엣지 또는 폴링 엣지가 검출되었는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 데드 타임 카운터(1322)는, 상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호의 값이 동시에 오프(off) 상태(즉, 로우(LOW) 상태)에 있는 것이 감지되면, 데드 타임 설정 확인 신호를 1로 발생시키는 데드 타임 감지부 (1321)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 데드 타임 카운터(1322)는, 상기 PWM 주기 구분 신호에 의해 파악되는 PWM 신호의 한 주기 동안 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생된 횟수를 데드 타임의 개수로 누적 증가시켜 카운팅할 수 있다.
상기 데드 타임 카운터(1322)는 도 7에 도시된 바와 같이, 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호가 모두 오프가 되는 시점, 즉 아랫상의 PWM 피드백 신호가 온에서 오프로 전환된 상태에서 윗상의 PWM 피드백 신호가 오프에서 온으로 전환되지 않고 있는 클럭 신호 구간에 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생된 것으로 감지하여 1을 카운팅할 수 있다.
이후, 상기 데드 타임 카운터(1322)는 상기 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호 모두가 다시 오프가 되는 시점, 즉 윗상의 PWM 피드백 신호가 온에서 오프로 전환된 상태에서 아랫상의 PWM 피드백 신호가 오프에서 온으로 전환되지 않고 있는 클럭 신호 구간에, 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 다시 발생된 것으로 감지하여 1을 카운팅할 수 있다.
이때, 도 7에서는 윗상의 PWM 피드백 신호(①)와, 아랫상의 PWM 피드백 신호(②), 및 고장 감시부 내의 클럭 신호(③)를 나타냄과 아울러, 상기 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호가 동시에 오프(off) 상태에 있음을 감지하는 데드 타임(Dead time) 설정 확인 신호(④)를 나타내고 있다.
즉, 상기 데드 타임 감지부(1321)는, 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 구간마다 상기 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호를 판단하여 모두 오프인 상태(도 7의 파형에서 모두 LOW인 상태)가 되는 타이밍에 데드 타임 설정 확인 신호(④)를 하이(HIGH) 상태로 설정할 수 있다.
이와 같이 하이(HIGH) 상태로 설정된 데드 타임 설정 확인 신호를 입력 받은 카운팅 스위치가 스위칭되면서 상기 데드 타임 카운터로 1의 값이 입력되어, 상기 데드 타임 카운터에서는 데드 타임의 개수(⑤)를 1 증가시킬 수 있다.
이후, PWM 피드백 신호의 한 주기 내에서 다시 데드 타임 설정 확인 신호(④)가 하이(HIGH) 상태로 되면, 이를 수신한 카운팅 스위치가 다시 스위칭되면서 상기 데드 타임 카운터(1322)로 1의 값이 추가적으로 입력될 수 있다. 그에 따라, 상기 데드 타임 카운터(1322)는 도 7에 도시된 바와 같이 종전에 1이 증가된 상태에서 다시 1 이 누적 증가된 상태에 도달할 수 있다.
이와 같이 상기 데드 타임 카운터(1322)에서 카운팅 스위치의 스위칭이 이루어질 때마다 1의 값을 누적 증가시키던 중, 상기 PWM 주기 구분 신호(ⓐ)에 의해 PWM 피드백 신호의 한 주기가 새로 시작되면 이를 수신한 리셋 스위치에 의해 상기 데드 타임 카운터(1322)(⑤)가 0으로 리셋될 수 있다. 그에 따라, 도 7에서는 하이(HIGH) 상태의 PWM 주기 구분 신호가 입력되면 상기 데드 타임 카운터에서 누적되었던 카운팅 횟수가 다시 0으로 리셋되는 것을 나타내고 있다.
또한, 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)는, 윗상의 PWM 피드백 신호(①)에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지(Rising Edge)나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지(Falling Edge)가 존재하는지 여부를 검출하는 윗상 엣지 트리거 디텍터(Edge Trigger Detector) (1325)를 포함할 수 있다.
상기 윗상 엣지 트리거 디텍터(1325)는, 윗상의 PWM 피드백 신호(①)에서 라이징 엣지나 폴링 엣지가 검출될 경우 이를 카운팅 스위치로 전송하여, 상기 카운팅 스위치가 스위칭되면서 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)에서 PWM 피드백 신호의 윗상 엣지 개수(⑦)를 1 증가시킬 수 있다.
이후, 상기 윗상 엣지 트리거 디텍터(1325)에 의해 PWM 피드백 신호의 한 주기 내에서 라이징 엣지나 폴링 엣지가 다시 검출되면, 상기 카운팅 스위치가 스위칭 되면서 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)는 PWM 피드백 신호의 윗상 엣지 개수를 1 추가할 수 있다. 그에 따라, 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)는 도 9에 도시된 바와 같이 종전에 1 이 증가된 상태에서 다시 1 이 누적 증가된 상태에 도달할 수 있다.
이와 같이 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)에서 카운팅 스위치의 스위칭이 이루어질 때마다 1의 값을 누적 증가시키던 중, 상기 PWM 주기 구분 신호(ⓐ)에 의해 PWM 피드백 신호의 한 주기가 새로 시작되면 이를 수신한 리셋 스위치에 의해 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)가 0으로 리셋될 수 있다. 그에 따라, 도 9에서는 하이(HIGH) 상태의 PWM 주기 구분 신호가 입력되면 상기 PWM 윗상 엣지 카운터에서 누적되었던 카운팅 횟수가 다시 0으로 리셋되는 것을 나타내고 있다.
또한, 상기 PWM 아랫상 엣지 카운터(1324)는, 아랫상의 PWM 피드백 신호(②)에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지(Rising Edge)나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지(Falling Edge)가 존재하는지 여부를 검출하는 아랫상 엣지 트리거 디텍터(Edge Trigger Detector) (1326)를 포함할 수 있다.
상기 아랫상 엣지 트리거 디텍터(1326)에서, 아랫상의 PWM 피드백 신호로부터 라이징 엣지나 폴링 엣지가 검출될 경우 이를 카운팅 스위치로 전송하여, 상기 PWM 아랫상 엣지 카운터(1324)에서 PWM 피드백 신호의 아랫상 엣지 개수를 1씩 증가시키고, 이러한 아랫상 엣지 개수를 PWM 피드백 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅함은 상기 PWM 윗상 엣지 카운터의 경우와 동일하다.
또한, 상기 고장 판단부(134)는, 상기 데드 타임 카운터로부터 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 수신한 후 미리 설정되어 있는 데드 타임 설정 고장 기준과 비교하여 데드 타임 설정 고장신호의 생성 여부를 결정하는 데드 타임 고장 판단부(1341)와, 상기 PWM 윗상 엣지 카운터와 PWM 아랫상 엣지 카운터에서 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수와 아랫상 엣지의 개수를 수신한 후 미리 설정되어 있는 PWM 윗상 고장 기준 및 PWM 아랫상 고장 기준과 비교하여 PWM 출력 고장신호의 생성 여부를 결정하는 PWM 고장 판단부(1342)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 고장 판단부(134)는, PWM 피드백 신호의 한 주기마다 상기 카운터 생성기에서 누적 카운팅된 결과를 고장 기준과 비교하여야 하는바, PWM 주기 구분 신호가 하이(HIGH) 상태로 되면서 다음 주기가 시작되는지 여부를 감지하는 라이징 엣지 트리거(Rising Edge Trigger) (1343, 1344. 1345)를 더 포함할 수 있다.
그에 따라, 상기 고장 판단부(134)는, 상기 PWM 주기 구분 신호가 라이징 엣지 트리거에 의해 감지되는 시점 이후에만 상기 데드 타임 설정 고장신호나 PWM 출력 고장신호의 생성을 위한 판단이 이루어질 수 있다. 이로 인하여 PWM 신호의 주기가 끝나는 시점마다 PWM 신호에 대한 진단이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 데드 타임 고장 판단부(1341)는, PWM 피드백 신호에 설정되어 있는 데드 타임이 적절한지 여부를 판단하기 위한 데드 타임 설정 고장 기준을 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 데드 타임의 총 개수로 설정할 수 있다.
그에 따라, 상기 데드 타임 고장 판단부(1341)는, 상기 데드 타임 카운터(1322)로부터 수신하는 PWM 피드백 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수가 상기 데드 타임 설정 고장 기준보다 적을 경우 데드 타임 설정에 오류가 있는 것으로 판단하여 데드 타임 설정 고장신호(ⓑ)를 생성할 수 있다.
이러한 데드 타임 설정 고장신호가 생성되는 일 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 PWM 피드백 신호에 데드 타임이 미적용되는 오류가 발생될 경우, 데드 타임의 개수가 두 번 카운팅 되어야 함에도 불구하고, 데드 타임 미적용 구간의 오류로 인해 한 번만 카운팅될 수 있다.
상기 데드 타임 고장 판단부(1341)는, 이처럼 누적 카운팅된 데드 타임의 개수가 데드 타임 설정 고장 기준보다 적은 것으로 판단될 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 데드 타임 설정 고장신호(ⓑ)를 생성할 수 있다.
또한, 데드 타임 설정 고장신호가 생성되는 다른 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 PWM 피드백 신호의 듀티가 잘못 설정되는 오류가 발생될 경우(예를 들어, 아랫상의 PWM 피드백 신호가 윗상의 PWM 피드백 신호에 비해 지나치게 작게 설정된 경우)에도, 데드 타임의 개수가 데드 타임 설정 고장 기준보다 적은 것으로 판단되어 데드 타임 설정 고장신호(ⓑ)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 PWM 고장 판단부(1342)는, 윗상의 PWM 피드백 신호가 적절한지 여부를 판단하기 위한 PWM 윗상 고장 기준과, 아랫상의 PWM 피드백 신호가 적절한지 여부를 판단하기 위한 PWM 아랫상 고장 기준을 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 윗상 엣지와 아랫상 엣지 각각의 총 개수로 설정할 수 있다.
그에 따라, 상기 PWM 고장 판단부(1342)는, 상기 PWM 윗상 엣지 카운터(1323)로부터 수신하는 PWM 피드백 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수가 상기 PWM 윗상 고장 기준 상의 윗상 엣지 개수와 일치하지 않을 경우, 윗상의 PWM 피드백 신호에 오류가 있는 것으로 판단하여 PWM 출력 고장신호(ⓒ)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 PWM 고장 판단부(1324)는, 상기 PWM 아랫상 엣지 카운터(1324)로부터 수신하는 PWM 피드백 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 아랫상 엣지의 개수가 상기 PWM 아랫상 고장 기준 상의 아랫상 엣지 개수와 일치하지 않을 경우, 아랫상의 PWM 피드백 신호에 오류가 있는 것으로 판단하여 PWM 출력 고장신호(ⓒ)를 생성할 수 있다.
이와 같이 상기 PWM 고장 판단부(134)는 윗상 엣지나 아랫상 엣지의 개수 중 어느 하나만이 고장 기준과 일치하지 않을 경우에도 PWM 출력 고장신호를 생성하기 위하여, 윗상 엣지의 개수를 고장 기준과 비교한 결과와 아랫상 엣지의 개수를 고장 기준과 비교한 결과를 입력으로 하는 OR 게이트를 더 포함할 수 있다.
상기 PWM 출력 고장신호가 생성되는 일 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 윗상의 PWM 피드백 신호에서 출력이 나타나지 않는 오류가 발생될 경우, PWM 윗상 고장 기준과 같이 윗상 엣지가 두 번 카운팅 되어야 함에도 불구하고, 출력이 나타나지 않음으로 인해 윗상 엣지가 한 번도 카운팅되지 않을 수 있다.
그에 따라, 상기 PWM 고장 판단부(134)는, 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수가 PWM 윗상 고장 기준과 일치하지 않는 것으로 판단하게 되어, 도 9에 도시된 바와 같이 PWM 출력 고장신호(ⓒ)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 PWM 출력 고장신호가 생성되는 다른 예로서, 도 10에 도시된 바와 같이 PWM 피드백 신호의 파형이 깨지는 오류가 발생될 경우(예를 들어, 윗상의 PWM 피드백 신호가 오류에 의해 온(on) 출력 중 일시적으로 오프(off)로 빠졌다가 복구되는 경우)에는, 윗상 엣지가 두 번만 카운팅되어야 함에도 불구하고, 파형 깨짐에 의해 한 주기 동안 네 번 카운팅될 수 있다.
그에 따라, 상기 PWM 고장 판단부(134)는, 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수가 PWM 윗상 고장 기준과 일치하지 않는 것으로 판단하게 되어, 도 10에 도시된 바와 같이 PWM 출력 고장신호(ⓒ)를 생성할 수 있다.
이와 같이 상기 PWM 피드백 신호를 클럭 신호의 주기로 나누고, 나누어진 클럭 신호의 주기 단위로 데드 타임이 적절하게 설정되어 있는지 여부, PWM 신호에서 라이징 엣지와 폴링 엣지가 적절한 개수만큼 포함되어 있는지 여부를 판단하여, PWM 신호에 오류가 존재하는지 여부를 진단할 수 있다.
다음에는 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM 신호의 고장 진단 방법을 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PWM 신호의 고장 진단 방법은, 모터의 토크나 속도를 제어하기 위해 제어보드에 구비된 프로세서(CPU)에서 생성된 후 IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 게이트 드라이버의 출력단에서 획득하여 고장 진단을 위한 PWM 피드백 신호를 획득하는 단계(S100)와, 상기 PWM 피드백 신호를 수신한 제어보드에 구비된 고장 감시부에서 한 주기 동안의 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임의 개수를 카운팅하거나 한 주기 동안 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출되는 엣지 발생 개수를 카운팅하며 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계(S200)와, 상기 PWM 피드백 신호를 분석한 결과를 미리 설정되어 있는 고장 기준과 비교하여 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하고 고장 신호의 발생여부를 결정하는 고장 판단단계(S300)와, 상기 고장 기준과의 비교 결과를 수신한 제어보드(CPU)에서 상기 PWM 신호의 생성을 차단시키는 페일 세이프(Fail Safe)를 실행하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
차량에 구비된 전자제어장치(ECU) 등의 상위 제어기에서 전송되는 토크 또는 속도 지령을 기반으로 결정되는 듀티(Duty)를 갖도록 프로세서(CPU)에서 생성된 PWM 신호는 게이트 드라이버를 거쳐 IGBT로 인가되어 모터 제어를 수행할 수 있다.
이때, 상기 PWM 피드백 신호를 획득하는 단계(S100)에서는, 상기 게이트 드라이버의 출력단에 연결되어 있는 PWM 피드백 버퍼에서 상기 IGBT의 게이트단으로 입력되는 PWM 신호를 수신한 후 상기 고장 감시부로 전송할 수 있다.
그에 따라, 상기 PWM 피드백 신호를 획득하는 단계(S100)에서는, IGBT로 인가되는 PWM 신호와 동일한 PWM 피드백 신호를 오류가 존재하는지 여부를 판단하기 위한 신호로 획득할 수 있다.
상기 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계(S200)는, 상기 프로세서(CPU)로부터 수신한 PWM 주기 구분 신호와 오실레이터로부터 수신한 클럭 신호를 이용하여 PWM 신호의 한 주기 동안 상기 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계(S210)와, 윗상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 엣지 또는 폴링 엣지를 검출하여 PWM 신호의 한 주기 동안 상기 윗상 PWM 피드백 신호에서 검출되는 윗상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계(S220)와, 아랫상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 엣지 또는 폴링 엣지를 검출하여 PWM 신호의 한 주기 동안 상기 아랫상 PWM 피드백 신호에서 검출되는 아랫상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.
이를 위하여 상기 PWM 피드백 신호 분석 단계(S200)에서는, 상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호를 상기 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 후, 나누어진 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호 구간 마다 데드 타임(Dead Time)이 발생하였는지 여부를 판단하거나, 라이징 엣지 또는 폴링 엣지가 검출되었는지 여부를 판단할 수 있다.
이때, 상기 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계(S210)에서는, 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 구간마다 상기 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호를 판단하여, 상기 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호의 값이 동시에 오프(off) 상태(즉, 로우(LOW) 상태)가 되는 타이밍에 데드 타임 설정 확인 신호를 1로 발생시킬 수 있다.
그리고, 상기 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계(S210)에서는, 상기 PWM 주기 구분 신호에 의해 파악되는 PWM 신호의 한 주기 동안 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생될 때마다 카운팅 스위치가 스위칭되면서 데드 타임의 개수를 1씩 누적 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계(S210)에서는, 상기 PWM 주기 구분 신호에 의해 PWM 피드백 신호의 한 주기가 새로 시작되면 누적되었던 데드 타임의 개수를 0으로 리셋 시킴으로써, 상기 PWM 피드백 신호에 포함되어 있는 데드 타임의 누적 개수가 PWM 신호의 한 주기 단위로 비교될 수 있게 한다.
또한, 상기 윗상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계(S220)에서는, 윗상의 PWM 피드백 신호에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지(Rising Edge)나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지(Falling Edge)가 검출될 때마다, 카운팅 스위치가 스위칭되면서 PWM 피드백 신호의 윗상 엣지 개수를 1씩 누적 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 윗상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계(S220)에서는, 상기 PWM 주기 구분 신호에 의해 PWM 피드백 신호의 한 주기가 새로 시작되면 누적되었던 윗상 엣지의 개수를 0으로 리셋 시킴으로써, 상기 PWM 피드백 신호에서 검출되는 윗상 엣지의 누적 개수가 PWM 신호의 한 주기 단위로 비교될 수 있게 한다.
또한, 상기 아랫상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계(S230)에서는, 아랫상의 PWM 피드백 신호에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지(Rising Edge)나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지(Falling Edge)가 검출될 때마다, 카운팅 스위치가 스위칭되면서 PWM 피드백 신호의 아랫상 엣지 개수를 1씩 누적 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 아랫상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계(S230)에서도, 상기 PWM 주기 구분 신호에 의해 PWM 피드백 신호의 한 주기가 새로 시작되면 누적되었던 아랫상 엣지의 개수를 0으로 리셋 시킴으로써, 상기 PWM 피드백 신호에서 검출되는 아랫상 엣지의 누적 개수를 PWM 신호의 한 주기 단위로 비교할 수 있다.
또한, 상기 고장 판단단계(S300)는, 상기 PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 미리 설정되어 있는 데드 타임 설정 고장 기준과 비교하여 데드 타임 설정 고장신호를 생성하는 단계(S310)와, 상기 PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수 및 아랫상 엣지의 개수를 미리 설정되어 있는 PWM 윗상 고장 기준 및 PWM 아랫상 고장 기준과 비교하여 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.
상기 데드 타임 설정 고장신호를 생성하는 단계(S310)에서는, 상기 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계(S200)에서 상기 PWM 신호의 한 주기동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 데드 타임 설정 고장 기준과 비교한다. 이를 위하여, PWM 피드백 신호에 설정되어 있는 데드 타임이 적절한지 여부를 판단하기 위한 데드 타임 설정 고장 기준을 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 데드 타임의 총 개수로 미리 설정할 수 있다.
그에 따라, 상기 데드 타임 설정 고장신호의 생성 여부를 결정하는 단계(S310)에서는, PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수가 상기 데드 타임 설정 고장 기준상에 설정되어 있는 데드 타임의 총 개수보다 적을 경우 데드 타임 설정에 오류가 있는 것으로 판단하여 데드 타임 설정 고장신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)에서는, 상기 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계(S200)에서 상기 PWM 신호의 한 주기동안 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수를 PWM 윗상 고장 기준과 비교하고, 누적 카운팅된 아랫상 엣지의 개수를 PWM 아랫상 고장 기준과 비교한다. 이를 위하여 윗상의 PWM 피드백 신호가 적절한지 여부를 판단하기 위한 PWM 윗상 고장 기준과, 아랫상의 PWM 피드백 신호가 적절한지 여부를 판단하기 위한 PWM 아랫상 고장 기준을 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 윗상 엣지와 아랫상 엣지 각각의 총 개수로 설정할 수 있다.
상기 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)에서는, PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수가 상기 PWM 윗상 고장 기준 상의 윗상 엣지 개수와 일치하지 않을 경우, 윗상의 PWM 피드백 신호에 오류가 있는 것으로 판단하여 PWM 출력 고장신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)에서도, PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 아랫상 엣지의 개수가 상기 PWM 아랫상 고장 기준 상의 아랫상 엣지 개수와 일치하지 않을 경우, 아랫상의 PWM 피드백 신호에 오류가 있는 것으로 판단하여 PWM 출력 고장신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)에서는 윗상 엣지나 아랫상 엣지의 개수 중 어느 하나만이 고장 기준과 일치하지 않을 경우에도 PWM 출력 고장신호를 생성할 수 있다. 그에 따라 윗상의 PWM 신호나 아랫상의 PWM 신호 중 어느 하나의 신호에서라도 라이징 엣지 또는 폴링 엣지의 개수가 고장 기준과 일치하지 않는 오류가 발생될 경우, 이를 정확하게 감지하여 PWM 출력 고장신호를 생성할 수 있다.
이러한 상기 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)에서는, 윗상이나 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 출력이 나타나지 않는 오류가 발생될 경우, 누적 카운팅되는 윗상 엣지 또는 아랫상 엣지의 개수가 고장 기준보다 적게 되어 PWM 출력 고장신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계(S320)에서는, 윗상이나 아랫상의 PWM 피드백 신호의 파형이 깨지는 오류가 발생될 경우, 누적 카운팅되는 윗상 엣지 또는 아랫상 엣지의 개수가 고장 기준보다 많게 되어 PWM 출력 고장신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 페일 세이프를 실행하는 단계(S400)에서, 상기 제어보드(CPU)는 상기 고장 감시부로부터 데드 타임 설정 고장신호나 PWM 출력 고장신호가 수신되면, IGBT로 전송되는 PWM 신호에 고장을 초래할 오류가 발생된 것으로 인지할 수 있다.
그에 따라, 상기 제어보드(CPU)는 PWM 신호의 오류로 인하여 고장신호가 수신될 경우에 대비하여 저장되어 있는 페일 세이프(Fail Safe)로서, 상기 PWM 신호의 생성을 차단하고 이러한 고장 정보를 메모리에 저장하도록 실행할 수 있다.
이와 같이 PWM 피드백 신호에 존재하는 오류를 감지하여 발생된 고장신호에 의해 PWM 신호의 생성을 차단하는 페일 세이프 기능을 실행함으로써, 예기치 않은 오류나 고장에 의해 발생된 PWM 신호의 오류로 인해 IGBT를 비롯한 하드웨어가 크게 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제어보드
110 : 프로세서(CPU) 111 : 토크/전류 맵 또는 속도제어기
112 : 전류 제어기 113 : SVPWM
114 : PWM 생성기 115 : 고장 제어부
116 : 메모리
120 : PWM 버퍼
130 : 고장 감시부 131 : 신호 입력부
132 : 카운터 생성기 133 : 클럭 PLL 회로
134 : 고장 판단부 135 : 신호 출력부
140 : 오실레이터
200 : 게이트 보드
210 : 게이트 드라이버 칩
220 : PWM 피드백 버퍼
300 : IGBT

Claims (16)

  1. 모터의 토크나 속도를 제어하기 위한 PWM 신호를 프로세서(CPU)에서 생성하여 게이트 드라이버로 전송하고, 게이트 보드에서 전송되는 PWM 피드백 신호를 수신하여 오류의 존부를 판정하며, 상기 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하여 고장으로 판정될 경우 상기 프로세서에서 PWM 신호의 생성을 차단하는 제어보드; 및
    상기 PWM 신호를 수신한 게이트 드라이버에서 IGBT의 게이트 입력단으로 PWM 신호를 인가하고, 상기 게이트 드라이버의 출력단에 연결되어 IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 고장 여부를 판정하기 위한 PWM 피드백 신호로 획득하여 상기 제어보드로 전송하는 게이트 보드;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어보드는,
    상위 제어기로부터 수신한 토크 또는 속도 지령에 의해 PWM 신호를 생성하고, 상기 게이트 보드로부터 수신한 PWM 피드백 신호에 오류가 존재함을 나타내는 PWM 고장 신호가 수신되면 미리 설정된 페일 세이프(Fail Safe) 기능을 실행하는 프로세서; 및
    PWM 신호의 한 주기 동안 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수를 카운팅하거나, PWM 신호의 한 주기 동안 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출되는 엣지 발생 개수를 카운팅하여 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하는 고장 감시부;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 고장 감시부에서 전송되는 데드 타임 설정 고장 신호와 PWM 출력 고장 신호를 입력 받아 상기 IGBT로 인가되는 PWM 신호에 오류를 초래하는 고장이 발생하였는지 여부를 판정하고, 고장으로 판정될 경우 상기 PWM 생성기에서의 PWM 신호 생성을 중단하고 고장 정보를 메모리에 저장하도록 설정된 페일 세이프(Fail Safe) 기능을 실행하는 고장 제어부;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 고장 감시부는,
    상기 게이트 보드로부터 오류의 존부 판단을 위한 대상인 PWM 피드백 신호를 수신하고, 상기 프로세서로부터 PWM 신호의 주기를 구분하기 위한 PWM 주기 구분 신호를 수신하는 신호 입력부;
    오실레이터에서 생성된 클럭 신호를 수신하여 고장 감시부 내부의 클럭 신호로 제공하는 클럭 PLL(Phase Locked Loop) 회로;
    상기 PWM 주기 구분 신호와 클럭 신호를 입력 받아 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수와, PWM 신호의 윗상 엣지 및 아랫상 엣지 각각의 개수를 카운팅하는 카운터 생성기;
    PWM 피드백 신호의 한 주기동안 상기 카운터 생성기에서 누적 카운팅된 데드 타임(Dead time) 개수와, PWM 신호의 윗상 엣지 및 아랫상 엣지 각각의 개수를 미리 설정된 고장 기준과 비교하여 고장신호의 생성 여부를 결정하는 고장 판단부; 및
    상기 고장 판단부에서 생성된 고장신호를 상기 프로세서에 구비된 고장 제어부로 전송하는 신호 출력부;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 카운터 생성기는,
    상기 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임(Dead time)의 개수를 카운팅하는 데드 타임 카운터;
    윗상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 또는 폴링 엣지의 개수를 카운팅하는 PWM 윗상 엣지 카운터; 및
    아랫상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 또는 폴링 엣지의 개수를 카운팅하는 PWM 아랫상 엣지 카운터;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 카운터 생성기는,
    상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호를 상기 클럭 PLL 회로에서 전송되는 클럭 신호의 주기 단위로 나눈 후, 나누어진 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호 구간마다 데드 타임이 발생하였는지 여부를 판단하거나, 라이징 엣지 또는 폴링 엣지가 검출되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 데드 타임 카운터는,
    상기 윗상 및 아랫상의 PWM 피드백 신호의 값이 동시에 오프(off) 상태에 있는 것이 감지되면 데드 타임 설정 확인 신호를 1로 발생시키는 데드 타임 감지부를 더 포함하고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생된 횟수를 데드 타임의 개수로 누적 카운팅하는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 PWM 윗상 엣지 카운터는,
    윗상의 PWM 피드백 신호에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지가 존재하는지 여부를 검출하는 윗상 엣지 트리거 디텍터를 더 포함하고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 윗상의 PWM 피드백 신호에서 검출된 라이징 엣지와 폴링 엣지의 개수를 합하여 윗상 엣지를 누적 카운팅하는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 PWM 아랫상 엣지 카운터는,
    아랫상의 PWM 피드백 신호에 로우(LOW) 상태에서 하이(HIGH) 상태로 변하는 라이징 엣지나 하이(HIGH) 상태에서 로우(LOW) 상태로 변하는 폴링 엣지가 존재하는지 여부를 검출하는 아랫상 엣지 트리거 디텍터를 더 포함하고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출된 라이징 엣지와 폴링 엣지의 개수를 합하여 아랫상 엣지를 누적 카운팅하는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 고장 판단부는,
    상기 데드 타임 카운터로부터 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 수신한 후, 미리 설정되어 있는 데드 타임 설정 고장 기준과 비교하여 데드 타임 설정 고장신호의 생성 여부를 결정하는 데드 타임 고장 판단부; 및
    상기 PWM 윗상 엣지 카운터와 PWM 아랫상 엣지 카운터에서 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수와 아랫상 엣지의 개수를 수신한 후, 미리 설정되어 있는 PWM 윗상 고장 기준 및 PWM 아랫상 고장 기준과 비교하여 PWM 출력 고장신호의 생성 여부를 결정하는 PWM 고장 판단부;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 데드 타임 고장 판단부는,
    상기 데드 타임 카운터로부터 수신하는 누적 카운팅된 데드 타임의 개수가, 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 데드 타임의 총 개수로 설정된 데드 타임 설정 고장 기준보다 적을 경우, 데드 타임 설정에 오류가 있는 것으로 판단하여 데드 타임 설정 고장신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 PWM 고장 판단부는,
    상기 PWM 윗상 엣지 카운터와 PWM 아랫상 엣지 카운터로부터 수신하는 누적 카운팅된 윗상 엣지와 아랫상 엣지의 개수가, 한 주기 동안 누적 카운팅되어야 하는 윗상 엣지와 아랫상 엣지 각각의 총 개수와 일치하지 않을 경우, 윗상의 PWM 피드백 신호 또는 아랫상의 PWM 피드백 신호에 오류가 있는 것으로 판단하여 PWM 출력 고장신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 장치.
  13. 모터의 토크나 속도를 제어하기 위해 제어보드에 구비된 프로세서에서 생성된 후, IGBT의 게이트 입력단으로 인가되는 PWM 신호를 게이트 드라이버의 출력단에서 획득하여 고장 진단을 위한 PWM 피드백 신호를 획득하는 단계;
    상기 PWM 피드백 신호를 수신한 제어보드에 구비된 고장 감시부에서 한 주기 동안의 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임의 개수를 카운팅하거나, 한 주기 동안 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호에서 검출되는 엣지 발생 개수를 카운팅하며 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계;
    상기 PWM 피드백 신호를 분석한 결과를 미리 설정되어 있는 고장 기준과 비교하여 PWM 피드백 신호에 오류가 존재하는지 여부를 판단하고 고장 신호의 발생여부를 결정하는 고장 판단단계; 및
    상기 고장 기준과의 비교 결과를 수신한 제어보드에서 상기 PWM 신호의 생성을 차단시키는 페일 세이프를 실행하는 단계;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 PWM 피드백 신호를 분석하는 단계는,
    상기 프로세서로부터 수신한 PWM 주기 구분 신호와 오실레이터로부터 수신한 클럭 신호를 이용하여, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 PWM 피드백 신호에 존재하는 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계;
    윗상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 엣지 또는 폴링 엣지를 검출하여, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 윗상 PWM 피드백 신호에서 검출되는 윗상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계; 및
    아랫상의 PWM 피드백 신호에 존재하는 라이징 엣지 또는 폴링 엣지를 검출하여, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 아랫상 PWM 피드백 신호에서 검출되는 아랫상 엣지의 개수를 카운팅하는 단계;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 데드 타임의 개수를 카운팅하는 단계에서는,
    클럭 신호의 주기 단위로 나눈 구간마다 윗상과 아랫상의 PWM 피드백 신호의 값이 동시에 오프(off) 상태가 되는 타이밍에 데드 타임 설정 확인 신호를 1로 발생시키고, PWM 신호의 한 주기 동안 상기 데드 타임 설정 확인 신호가 발생될 때마다 데드 타임의 개수를 1씩 누적 증가시키는 것을 특징으로 하는 PWM 신호의 고장 진단 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 고장 판단단계는,
    상기 PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 데드 타임의 개수를 미리 설정되어 있는 데드 타임 설정 고장 기준과 비교하여 데드 타임 설정 고장신호를 생성하는 단계; 및
    상기 PWM 신호의 한 주기 동안 누적 카운팅된 윗상 엣지의 개수 및 아랫상 엣지의 개수를 미리 설정되어 있는 PWM 윗상 고장 기준 및 PWM 아랫상 고장 기준과 비교하여 PWM 출력 고장신호를 생성하는 단계;
    를 포함하는 PWM 신호의 고장 진단 방법.
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