KR101271407B1

KR101271407B1 - 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법

Info

Publication number: KR101271407B1
Application number: KR1020110134331A
Authority: KR
Inventors: 김형수; 김해진; 김형관
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-10

Abstract

본 발명은 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 연료펌프용 모터에 구동전원을 인가하는 전원공급부, 상기 모터의 입출력측 전류를 감지하는 전류감지부, 상기 구동전원을 스위칭하여 모터를 구동하는 모터 구동부, 상기 전류감지부로부터 감지된 출력측 전류와 미리 설정된 기준전류를 비교한 결과에 기초하여 PWM 신호를 모터 구동부에 전달하는 비교부, 상기 모터의 구동을 제어하도록 상기 PWM 신호를 발생하고 상기 전류감지부로부터 감지된 감지전류를 이용해 과전류 발생 여부를 판단하는 중앙처리장치 및 차량의 메인제어부와 CAN 통신을 수행하여 목표압력을 수신하고 상기 과전류 발생시 고장 발생 사실을 상기 메인제어부로 송신하는 CAN 통신부를 포함하고, 상기 모터구동부는 상기 PWM 신호에 기초하여 스위칭 동작하는 제1 모터구동회로와 상기 제1 모터구동회로의 고장 발생시 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 모터를 미리 설정된 최저모드로 구동하도록 스위칭 동작하는 제2 모터구동회로를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 제1 모터구동회로의 고장 발생시 제2 모터구동회로를 동작시켜 모터를 최저모드로 동작시키고, 연료압력 감지부의 단선이나 단락 발생시 차량의 메인제어부로 고장 발생 사실을 통지한다.

Description

모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법{APPARATUS FOR MOTOR DRIVE CONTROL AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료펌프용 모터의 구동을 제어하는 제어장치의 고장진단을 수행하고 고장발생시 차량의 다른 제어장치로 전달하는 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

자동차용 연료펌프는 연료탱크에 저장되어 있는 가스나 가솔린, 디젤과 같은 연료를 펌핑하여 엔진에 공급하는 역할을 한다.

즉, 종래의 연료펌프 제어장치는 자동차의 속도 등을 고려하여 연료펌프의 회전속도를 제어함으로써 엔진에 공급되는 연료의 양을 조절한다.

본 출원인은 대한민국 특허등록번호 제10-885683호(2009년 2월 26일 공고, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 및 제10-0894657호(2009년 4월 24일 공고, 이하 '특허문헌 2'라 함)에 브러시형 직류 모터 구동 제어장치를 개시하여 등록받은 바 있다.

특허문헌 1은 역기전력을 이용해 브러시형 직류 모터의 알피엠(rpm)을 측정하여 연료펌프에 공급하는 유량을 일정하게 유지하고, 브러시형 직류 모터의 이상상태 여부를 진단하여 그에 따라 경보음 등으로 사용자에게 알려준다.

특허문헌 2는 브러시형 직류 모터에 공급되는 전류 또는 역기전력을 이용하여 브러시형 직류 모터의 알피엠을 측정하고, 이를 통해 브러시형 직류 모터에 공급되는 전압을 가변 제어하여 설정 속도를 유지한다.

한편, 특허문헌 1에는 모터 구동을 제어하는 기능과 함께 과전류 검출 유무와 모터의 회전수를 이용해 모터의 고장 여부를 판단하는 기능을 제공하고 있지만, 모터의 기계적인 정지상태, 모터에 전원을 공급하는 (+)단자나 (-)단자의 단락 여부, 단자의 개방 여부 등을 다양한 모터의 이상 발생을 진단하기에는 한계가 있었다.

일반적으로 차량에는 제어수단으로서 엔진 제어 유닛(Engine Control Unit, 이하 'ECU'라 함), 모터 제어 유닛(Motor Control Unit, 이하 'MCU'라 함), 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, 이하 'TCU'라 함) 등을 구비한다.

하지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 차량의 TCU와 중앙처리장치 사이에서 하드 와이어로 구비되는 TCU 연결선를 이용한 PWM 제어신호의 송수신 기능만을 제공함에 따라, 상기한 타 제어장치들과의 통신기능을 제공하지 않아 오일펌프용 모터의 이상 발생을 진단하더라도 이를 타 제어장치로 전달할 수 있는 방법이 없었다.

또한 특허문헌 1 및 특허문헌 2가 적용된 차량에서는 연료구동 제어장치에서 연료압력을 감지하고 감지된 연료압력에 따라 연료장치를 제어함에 따라 연료펌프용 모터의 정밀한 제어를 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 특허출원번호 제10-2010-00119389호(2010년 11월 29일 출원, 이하 '특허문헌 3'이라 함)에 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법을 개시하여 출원한 바 있다.

특허문헌 3은 모터 구속, 그라운드 단락, 전원 단락, 개방, 고전압, 저전압, 고온, CAN 타임아웃, CAN 버스 오프 및 연료압력 이상상태와 같은 다양한 조건의 고장진단을 수행하고, 고장진단시 진단된 정보를 CAN 통신을 통해 타 제어장치로 신속하게 통지하여 공유함으로써 연료펌프용 모터를 안전하고 정밀하게 제어하도록 구성된다.

하지만, 특허문헌 3은 연료압력센서의 진단 및 모터구동회로의 손상시 모터를 정상적으로 구동할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록번호 제10-885683호(2009년 2월 26일 공고) 대한민국 특허등록번호 제10-0894657호(2009년 4월 24일 공고) 대한민국 특허출원번호 제10-2010-00119389호(2010년 11월 29일 출원)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연료펌프용 모터의 구동에 의해 펌핑된 연료의 압력을 감지하는 연료압력 감지부의 고장 진단을 수행할 수 있는 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모터 구동시 과전류가 발생하면 모터에 인가되는 전류를 미리 설정된 전류값 이하로 제어할 수 있는 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동전원을 스위칭하여 모터를 구동하는 모터 구동회로의 고장 발생시에도 연료펌프 모터를 정상적으로 구동하여 지속적으로 연료를 공급할 수 있는 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 연료펌프용 모터에 구동전원을 인가하는 전원공급부, 상기 모터의 입출력측 전류를 감지하는 전류감지부, 상기 구동전원을 스위칭하여 모터를 구동하는 모터 구동부, 상기 전류감지부로부터 감지된 출력측 전류와 미리 설정된 기준전류를 비교한 결과에 기초하여 PWM 신호를 모터 구동부에 전달하는 비교부, 상기 모터의 구동을 제어하도록 상기 PWM 신호를 발생하고 상기 전류감지부로부터 감지된 감지전류를 이용해 과전류 발생 여부를 판단하는 중앙처리장치 및 차량의 메인제어부와 CAN 통신을 수행하여 목표압력을 수신하고 상기 과전류 발생시 고장 발생 사실을 상기 메인제어부로 송신하는 CAN 통신부를 포함하고, 상기 모터구동부는 상기 PWM 신호에 기초하여 스위칭 동작하는 제1 모터구동회로와 상기 제1 모터구동회로의 고장 발생시 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 모터를 미리 설정된 최저모드로 구동하도록 스위칭 동작하는 제2 모터구동회로를 포함한다.

상기 중앙처리장치와 제2 모터구동회로 사이에는 초기 구동시 오프 동작하고, 상기 모터구동회로의 손상시 온 동작하여 상기 PWM 신호를 상기 제2 모터구동회로로 전달하는 스위치가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 전류감지부는 상기 모터의 입력측 전류를 감지하는 제1 전류감지부와 상기 모터의 출력측 전류를 감지하는 제2 전류감지부를 포함하고, 상기 중앙처리장치는 상기 제1 전류감지부로부터 감지된 전류값과 미리 설정된 한계전류값을 비교하고 비교 결과에 따라 과전류로 인한 제1 모터구동회로의 고장으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 비교부는 상기 제2 전류감지부로부터 감지된 감지전류와 미리 설정된 제1 기준전류를 비교하고 비교 결과에 따라 상기 제1 모터구동회로에 PWM 신호를 출력하는 제1 비교부 및 상기 감지전류와 미리 설정된 제2 기준전류를 비교하고 비교 결과에 따라 상기 제2 모터구동회로에 PWM 신호를 출력하는 제2 비교부를 포함하고, 상기 제2 기준전류는 상기 모터를 최저모드로 구동하도록 상기 제1 기준전류보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 비교부는 상기 제2 전류감지부의 감지전류와 제1 기준전류를 비교하는 제1 비교기 및 상기 제1 비교기의 출력신호에 따라 PWM 신호를 출력하는 제1 AND 게이트를 포함하고, 상기 제2 비교부는 상기 제2 전류감지부의 감지전류와 제2 기준전류를 비교하는 제2 비교기 및 상기 제2 비교기의 출력신호에 따라 PWM 신호를 출력하는 제2 AND 게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 모터의 구동에 의해 펌핑된 연료압력을 감지하는 연료압력 감지부를 포함하고, 상기 중앙처리장치는 상기 연료압력 감지부로부터 전달되는 연료압력 감지신호의 전압레벨에 기초하여 단락 및 단선 여부를 검사하는 것을 특징으로 한다.

상기 연료압력 감지부는 연료공급라인에 설치되어 연료펌프로부터 펌핑되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하는 압력센서와 상기 압력센서의 연료압력 전압레벨을 미리 설정된 전압레벨로 풀업(Pull-up)하는 풀업저항을 구비하고, 상기 중앙처리장치는 상기 연료압력 감지부의 연료압력 감지신호 전압레벨이 미리 설정된 유지시간 동안 미리 설정된 최대 전압값 또는 최소 전압값으로 유지되면 상기 연료압력 감지부의 단락으로 판단하고, 상기 연료압력 감지신호의 전압레벨이 상기 유지시간동안 상기 풀업저항의 전압레벨로 유지되면 상기 연료압력 감지부의 단선으로 판단하며, 상기 CAN 통신부를 통해 단락 또는 단선 발생 사실을 메인제어부로 통지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 연료펌프용 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 제어장치의 제어방법에 있어서, (a) 모터의 입력측과 출력측의 전류를 감지하는 단계, (b) 상기 (a)단계에서 감지된 모터의 입력측 전류값과 미리 설정된 한계전류값을 비교하여 과전류 발생 여부를 검사하는 단계, (c) 상기 (b)단계의 검사결과 정상 상태이면, 상기 (a)단계에서 감지된 모터의 출력측 감지전류에 기초해서 제1 모터구동회로를 동작시켜 모터를 구동하는 단계 및 (d) 상기 (b)단계의 검사결과 과전류 발생 상태이면, 상기 감지전류에 기초하여 상기 제1 모터구동회로 대신에 제2 모터구동회로를 동작시켜 모터를 최저모드로 구동하는 단계를 포함한다.

상기 (c)단계는 (c1) 상기 감지전류와 미리 설정된 제1 기준전류를 비교하는 단계, (c2) 상기 (c1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제1 기준전류 이하이면 중앙처리장치의 PWM 신호에 기초하여 모터를 구동하는 단계, (c3) 상기 (c1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제1 기준전류보다 크면 상기 제1 모터구동회로의 구동을 일시적으로 중지시켜 상기 모터에 인가되는 전류를 상기 제1 기준전류로 제한하는 단계를 포함하고, 상기 (c1) 내지 (c3)단계는 이그니션 키가 오프 조작될 때까지 지속적으로 반복 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (d)단계는 (d1) 상기 감지전류와 상기 제1 기준전류보다 작은 값으로 미리 설정된 제2 기준전류를 비교하는 단계, (d2) 상기 (d1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제2 기준전류 이하이면 중앙처리장치의 PWM 신호에 기초하여 모터를 구동하는 단계, (d3) 상기 (d1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제2 기준전류보다 크면 상기 제2 모터구동회로의 구동을 일시적으로 중지시켜 모터에 인가되는 전류를 상기 제2 기준전류로 제한하는 단계를 포함하고, 상기 (d1) 내지 (d3)단계는 이그니션 키가 오프 조작될 때까지 지속적으로 반복 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (d)단계는 (d4) 차량의 메인제어부와 CAN 통신을 수행하여 과전류 발생 사실을 메인제어부로 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 (e) 연료펌프에 의해 펌핑되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하는 단계, (f) 상기 (e)단계에서 감지된 연료압력과 차량의 메인제어부로부터 수신되는 목표압력에 기초하여 모터의 구동을 제어하는 단계, (g) 상기 (e)단계에서 감지된 연료압력 감지신호의 전압 레벨에 기초하여 연료압력 감지부의 단선 및 단락 여부를 검사하는 단계 및 (h) 상기 검사 결과 단선이나 단락이 발생한 경우, CAN 통신을 통해 메인제어부로 고장 발생 사실을 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

상기 (g)단계는 상기 연료압력 감지신호의 전압레벨이 미리 설정된 최대전류값 또는 최소전류값을 미리 설정된 유지시간 동안 유지하면 연료압력 감지부의 단락으로 판단하고, 상기 연료압력 감지신호의 전압레벨이 연료압력 감지부에 구비된 풀업저항에 의해 풀업되는 전압값을 상기 유지시간 동안 유지하면 연료압력 감지부의 단선으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 연료펌프용 모터를 구동하는 제1 모터구동회로 및 연료압력 감지부의 고장진단을 실시간으로 수행한다.

즉, 본 발명은 모터의 입력측 전류값이 한계전류값을 초과하면, 과전류로 인한 제1 모터구동회로의 고장 발생으로 판단하여 고장 발생 사실을 차량의 메인제어부로 통지하고, 제2 모터구동회로를 동작시켜 모터를 최저모드로 구동한다.

이에 따라, 본 발명은 제1 모터구동회로의 고장 발생시에도 모터를 구동하여 엔진에 연료를 지속적으로 공급함으로써 연료공급 중지로 인한 차량의 정지 및 안전사고를 방지할 수 있다.

그리고 본 발명은 연료압력 감지부의 전압레벨을 검사하여 단선 및 단락 여부를 검사하고, 단선이나 단락 발생시 신속하게 CAN 통신을 통해 고장 발생 사실을 차량의 메인제어장치로 통지하여 타 제어장치와 공유함으로써, 연료펌프용 모터를 안전하고 정밀하게 제어할 수 있다.

이 결과, 본 발명은 모터 구동 제어장치의 고장 발생을 실시간으로 검사하고, 검사 결과에 따라 모터의 구동을 중지시킴으로써, 모터 구동 제어장치의 고장 발생으로 인한 각 부품의 손상과 차량의 안전사고를 방지하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치의 블록 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 제1 비교부의 상세 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 제2 비교부의 상세 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치 및 그의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 비교부의 상세 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 제2 비교부의 상세 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료펌프용 모터(11)에 구동전원을 인가하는 전원공급부(10), 모터(11)의 입출력측 전류를 감지하는 전류감지부(12), 구동전원을 스위칭하여 모터(11)를 구동하는 모터 구동부(14), 모터(11)의 구동에 의해 펌핑된 연료압력을 감지하는 연료압력 감지부(13), 연료압력 감지부(13)로부터 감지된 전류와 미리 설정된 기준전류를 비교하고 비교 결과에 기초하여 PWM 신호를 모터 구동부(14)에 인가하는 비교부(15), 모터(11)의 구동을 제어하도록 PWM 신호를 발생하고 전류감지부(12)와 연료압력 감지부(13)의 압력감지신호에 기초하여 모터 구동부(14)와 연료압력 감지부(13)의 고장 진단을 수행하는 중앙처리장치(16) 및 차량의 메인 제어부(도면 미도시)와 CAN 통신을 수행하고 연료압력 감지부(13)의 고장 발생시 고장 발생 사실을 통지하는 CAN 통신부(17)를 포함한다.

전원공급부(10)는 차량의 이그니션 키 조작에 의해 배터리(도면 미도시)로부터 전원을 인가받아 각 장치에 구동전원을 공급한다.

이를 위해, 전원공급부(10)의 일측 출력단에는 미도시하고 있지만, 배터리로부터 인가되는 전원의 전압레벨, 예컨대 13.5V를 각 장치에 필요한 전압레벨, 예컨대 5V로 변환하는 전압 레귤레이터, 구동전원에 포함된 EMC 노이즈를 제거하는 EMC 필터 및 높은 서지전압을 흡수하며 역전압을 차단하는 고전력 제너다이오드가 설치된다.

전류감지부(12)는 모터(11)의 입력측 전류를 감지하는 제1 전류감지부(21)와 모터(11)의 출력측 전류를 감지하는 제2 전류감지부(22)를 포함한다.

모터 구동부(14)는 평상시 중앙처리장치(16)의 PWM 신호에 따라 구동전원을 스위칭하여 모터(11)를 구동하는 제1 모터구동회로(23) 및 제1 모터구동회로(23)의 손상 시 중앙처리장치(16)의 PWM 신호에 따라 구동전원을 스위칭하여 모터(11)를 미리 설정된 최저모드로 구동하는 제2 모터구동회로(24)를 포함한다.

연료압력 감지부(13)는 연료공급라인에 설치되어 연료펌프로부터 펌핑되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하는 압력센서(도면 미도시)와 압력센서의 감지신호 전압레벨을 미리 설정된 전압레벨로 풀업(Pull-up)하는 풀업저항(도면 미도시)을 구비한다.

비교부(15)는 제2 전류감지부(22)로부터 감지된 감지전류와 미리 설정된 제1 기준전류을 비교하고 비교 결과에 따라 제1 모터구동회로(23)에 PWM 신호를 출력하는 제1 비교부(25) 및 감지전류와 미리 설정된 제2 기준전류를 비교하고 비교 결과에 따라 제2 모터구동회로(24)에 PWM 신호를 출력하는 제2 비교부(26)를 포함한다.

제1 비교부(25)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 전류감지부(22)의 감지전류와 제1 기준전류를 비교하는 제1 비교기(27) 및 제1 비교기(27)의 출력신호에 따라 PWM 신호를 출력하는 제1 AND 게이트(28)를 포함한다.

여기서, 제1 비교기(27)는 감지전류가 제1 기준전류보다 크면 '0'을 출력하고, 감지전류가 제1 기준전류보다 작으면 '1'을 출력한다.

그리고 제1 AND 게이트(28)는 제1 비교기(27)의 출력신호가 '0'이면 '0'을 출력하고, 출력신호가 '1'이면 PWM 신호 그대로 출력한다.

즉, 제1 비교부(25)는 감지전류가 제1 기준전류보다 크면 '0'을 출력하고 감지전류가 제1 기준전류보다 작으면 PWM 신호를 출력함에 따라, 제1 모터구동회로(23)는 모터(11)에 인가되는 전류를 제1 기준전류로 제한한다.

제2 비교부(26)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 전류감지부(22)의 감지전류와 제2 기준전류를 비교하는 제2 비교기(29) 및 제2 비교기(29)의 출력신호에 따라 PWM 신호를 출력하는 제2 AND 게이트(30)를 포함한다.

제2 비교기(29)는 감지전류가 제2 기준전류보다 크면 '0'을 출력하고, 감지전류가 제2 기준전류보다 작으면 '1'을 출력한다.

그리고 제2 AND 게이트(30)는 제2 비교기(29)의 출력신호가 '0'이면 '0'을 출력하고, 출력신호가 '1'이면 PWM 신호 그대로 출력한다.

즉, 제2 비교부(26)는 감지전류가 제2 기준전류보다 크면 '0'을 출력하고 감지전류가 제2 기준전류보다 작으면 PWM 신호를 출력함에 따라, 제2 모터구동회로(24)는 모터(11)에 인가되는 전류를 제2 기준전류로 제한하여 최저모드로 작동시킨다.

여기서, 제1 기준전류는 모터(11)를 정상 동작시키도록 실험치에 의해 설정되는 값으로, 본 실시 예에서는 약 13A로 설정된다

그리고 제2 기준전류는 모터(11)를 최저모드로 동작시키도록 실험치에 의해 제1 기준전류보다 작은 값으로 설정된 값으로, 본 실시 예에서는 약 8A로 설정된다.

상기 최저모드는 주 모터구동회로인 제1 모터구동회로(23)의 고장시 차량의 엔진 구동에 필요한 최소한의 연료를 공급하여 주행하는 상태로서, 이때 엔진에 공급되는 연료량 및 모터(11)의 회전수 등은 실험치에 의해 설정된다.

한편, 다시 도 1에서 제2 비교부(26)와 중앙처리장치(16) 사이에는 중앙처리장치(16)의 제어신호에 따라 온, 오프 동작하는 스위치(18)가 구비된다.

스위치(18)는 평상시에는 제어신호에 따라 오프 동작하고, 제1 모터구동회로(23)의 손상시 제어신호에 따라 온 동작하여 중앙처리장치(16)의 PWM 신호를 제2 비교부(26)로 전달하도록 전류통로를 형성한다.

CAN 통신부(17)는 ECU, TCU와 같은 메인 제어부(도면 미도시)와 CAN 통신라인으로 연결되어 메인 제어부로부터 제어신호를 수신하여 중앙처리장치(16)로 전달하고, 연료압력 감지부(13)와 모터 구동부(14)의 고장 발생시 중앙처리장치(16)의 제어에 따라 고장 발생 사실을 메인 제어부로 통지한다.

중앙처리장치(16)는 메인 제어부의 제어신호에 따라 제1 모터구동회로(23)를 구동하도록 PWM 신호를 발생한다.

그리고 중앙처리장치(16)는 제1 전류감지부(21)로부터 감지된 전류값과 미리 설정된 한계전류값을 비교하고, 비교결과 감지된 전류값이 상기 한계전류값, 예컨대 약 15A보다 크면, 과전류에 의한 제1 모터구동회로(23)의 손상으로 판단한다.

이에 따라, 중앙처리장치(16)는 스위치(18)를 온 동작시키도록 제어신호를 발생하고, 모터(11)를 최저모드를 구동하도록 제2 비교부(26)를 거쳐 제2 모터구동회로(24)에 PWM 신호를 전달한다.

또한 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지부(13)로부터 전달되는 연료압력 감지신호의 전압레벨에 따라 연료압력 감지부(13)의 고장 진단을 수행한다.

즉, 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지신호의 전압레벨이 미리 설정된 유지시간 동안 미리 설정된 최대 전압값 또는 최소 전압값으로 유지되면 연료압력 감지부(13)의 단락으로 판단한다.

상기 최대 및 최소 전압값과 유지시간은 연료압력 감지부(13)의 단락 상태를 검출하기 위해 실험에 의해 설정되는 값으로, 본 실시 예에서는 상기 최대 및 최소 전압값은 각각 약 12V 및 0V로 설정되고, 상기 유지시간은 약 1초로 설정된다.

반면, 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지신호의 전압레벨이 상기 유지시간 동안 상기 풀업저항의 전압레벨, 예컨대 약 5V로 유지되면 연료압력 감지부(13)의 단선으로 판단한다.

이와 같이, 연료압력 감지부(13)의 단락이나 단선으로 판단되면, 중앙처리장치(16)는 CAN 통신부(17)를 통해 메인 제어부로 고장 발생 사실을 통지하도록 제어한다.

다음, 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치의 제어방법을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 제어장치의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

먼저, 이그니션 키가 조작되어 엔진이 시동되면, 전원공급부(10)는 배터리로부터 인가되는 구동전원을 각 장치에 공급한다.

여기서, 중앙처리장치(16)는 구동전원을 공급받아 동작을 시작함과 동시에, 스위치(18)를 오프 동작시키도록 제어신호를 발생한다.

이에 따라, 제2 모터구동회로(24)는 오프 상태로 유지되고, 제1 모터구동회로(23)는 중앙처리장치(16)의 PWM 신호를 스위칭하여 모터(11)를 구동할 수 있게 된다.

이후, CAN 통신부(17)는 차량의 메인제어부와 CAN 통신을 지속적으로 수행하여 메인제어부로부터 수신되는 목표압력을 중앙처리장치(16)로 전달한다(S10).

이때, 제1 전류감지부(21)는 모터(11)에 인가되는 전류를 감지한다(S11).

이에 따라, 중앙처리장치(16)는 제1 전류감지부(21)로부터 감지된 전류값이 미리 설정된 한계전류값, 예컨대 15A를 비교하여 과전류 발생 여부를 판단한다(S12).

즉, S12 단계의 비교결과 감지된 전류값이 15A 미만이면, 중앙처리장치(16)는 정상적인 구동전원이 모터(11)에 인가되는 것으로 판단하고, 메인제어부로부터 수신된 목표압력에 기초해서 모터(11)를 구동하기 위한 PWM 신호의 듀티를 산출하고, 산출된 듀티값을 갖는 PWM 신호를 발생한다.

그러면, 제1 모터 구동회로(23)는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작하여 모터(11)를 구동한다(S13).

이때, 연료압력 감지부(13)는 연료공급라인을 통해 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하고, 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지부(13)에서 감지된 현재 압력과 메인제어부로부터 수신되는 목표압력에 기초하여 PWM 신호의 듀티를 변경해서 피드백 제어를 수행한다(S14)

이에 따라, 본 발명은 차량이 주행 상태에 따라 메인제어부로부터 수신되는 목표압력으로 연료를 공급하도록 연료펌프용 모터를 구동함으로써 엔진의 구동에 필요한 적정한 량의 연료를 공급할 수 있다.

이와 같이, 모터(11)를 구동하는 도중에, 제2 전류감지부(22)는 모터(11)의 출력측 전류를 감지하고(S15), 제1 비교부(25)의 제1 비교기(27)는 제2 전류감지부(22)로부터 감지된 감지전류와 미리 설정된 제1 기준전류를 비교한다(S16).

비교 결과, 감지전류가 제1 기준전류보다 크면, 제1 비교기(27)는 '0'을 출력하고(S17), 제1 AND 게이트(28)도 '0'을 출력하게 된다(S18).

이에 따라, 제1 모터구동회로(23)는 모터(11)에 인가되는 구동전원을 스위칭하여 모터(11)의 구동을 일시적으로 중지시킨다.

만약, S16 단계의 비교 결과, 감지전류가 제1 기준전류보다 크면 제1 비교기(27)는 '1'을 출력하고(S19), 제1 AND 게이트(28)는 PWM 신호를 출력한다(S20).

그래서 제1 모터구동회로(23)는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작하여 모터(11)를 정상적으로 구동한다.

이와 같이, 본 발명은 감지전류와 제1 기준전류를 비교한 결과에 따라 모터를 구동함으로써, 모터에 인가되는 전류를 제1 기준전류의 전류값으로 제한할 수 있다.

이후, 중앙처리장치(16)는 S21단계에서 이그니션 키가 오프 조작되는지 여부를 검사하고, 이그니션 키가 오프 조작될 때까지 S10 단계 내지 S21 단계를 반복 수행하여 지속적으로 모터(11)의 구동을 제어한다.

반면, S21 단계의 검사 결과 이그니션 키가 오프 조작되면, 중앙처리장치(16)는 모터 구동 제어장치의 구동을 종료하도록 제어한다.

한편, S12 단계의 비교결과 감지된 전류값이 상기 한계전류값, 즉 15A 이상이면, 중앙처리장치(16)는 모터(11)에 인가되는 구동전원의 과전류 발생으로 판단하고, CAN 통신부(17)를 통해 메인제어부로 제1 모터구동회로(23)의 고장 발생사실을 통지한다(S30).

이와 함께, 중앙처리장치(16)는 제2 모터구동회로(24)를 통해 모터(11)의 구동을 제어하기 위해 스위치(18)를 온 동작시키도록 제어신호를 발생한다(S31).

이에 따라, 중앙처리장치(16)는 미리 설정된 최저모드로 모터(11)를 구동하기 위한 PWM 신호의 듀티를 산출하여 산출된 듀티값을 갖는 PWM 신호를 발생한다.

그러면, 제2 모터구동회로(24)는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작하여 모터(11)를 최저모드로 구동한다(S32).

이때, 연료압력 감지부(13)는 연료공급라인을 통해 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하고, 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지부(13)에서 감지된 현재 압력과 메인제어부로부터 수신되는 목표압력을 비교하여 PWM 신호의 듀티를 변경하여 피드백 제어를 수행한다.

이에 따라, 본 발명은 제1 모터구동회로의 고장 발생시 차량의 메인제어부로 고장 발생 사실을 통지하고, 제2 모터구동회로를 동작시켜 연료펌프용 모터를 미리 설정된 최저모드로 구동함으로써 엔진에 지속적으로 연료를 공급하여 엔진을 구동할 수 있다.

이와 같이, 제2 모터 구동회로(24)를 동작시켜 모터(11)를 구동하는 도중에, 제2 전류감지부(22)는 모터(11)의 출력측 전류를 감지하고(S33), 제2 비교부(26)의 제2 비교기(29)는 제2 전류감지부(22)로부터 감지된 감지전류와 미리 설정된 제2 기준전류를 비교한다(S34).

비교 결과, 감지전류가 제2 기준전류보다 크면, 제2 비교기(29)는 '0'을 출력하고(S35), 제2 AND 게이트(30)도 '0'을 출력하게 된다(S36).

이에 따라, 제2 모터구동회로(24)는 모터(11)에 인가되는 구동전원을 스위칭하여 모터의 구동을 일시적으로 중지시킨다.

만약, S34 단계의 비교 결과 감지전류가 제1 기준전류보다 크면, 제1 비교기(27)는 '1'을 출력하고(S37), 제1 AND 게이트(28)는 PWM 신호를 출력한다(S38).

그래서 제2 모터구동회로(24)는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작하여 모터를 최저모드로 구동한다.

이와 같이, 본 발명은 감지전류가 제2 기준전류를 비교한 결과에 따라 모터를 구동함으로써, 모터에 인가되는 전류를 제2 기준전류의 전류값으로 제한하여 모터를 최저모드로 구동시킬 수 있다.

이후, 중앙처리장치(16)는 S39 단계에서 이그니션 키가 오프 조작되는지 여부를 검사하고, 이그니션 키가 오프 조작될 때까지 S32 단계 내지 S39 단계를 반복 수행하여 지속적으로 모터(11)의 구동을 제어한다.

반면, S39 단계의 검사 결과 이그니션 키가 오프 조작되면, 중앙처리장치(16)는 모터 구동 제어장치의 구동을 종료하도록 제어한다.

한편, 중앙처리장치(16)는 S11 단계 이후 지속적으로 연료압력 감지부(13)로부 전달되는 연료압력 감지신호의 전압 레벨에 따라 연료압력 감지부(13)의 단선 및 단락 여부를 검사한다.

즉, 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지신호의 전압 레벨이 미리 설정된 최대 전압값, 예컨대 약 12V 또는 미리 설정된 최소 전압값, 약 0V를 미리 설정된 유지시간, 예컨대 약 1초 동안 유지하면, 연료압력 감지부(13)의 단락으로 판단한다.

반면, 중앙처리장치(16)는 연료압력 감지신호의 전압레벨이 안 연료압력 감지부에 구비된 풀업저항의 전압레벨, 예컨대 약 5V를 상기 유지시간 동안 유지하면 연료압력 감지부(13)의 단선으로 판단한다.

그래서 연료압력 감지부(13)의 단락이나 단선으로 판단되면, 중앙처리장치(16)는 CAN 통신부(17)를 통해 메인 제어부로 고장 발생 사실을 통지하도록 제어한다.

이에 따라, 본 발명은 모터 구동 제어장치의 모터구동회로 및 연료압력 감지부의 고장 발생으로 인한 타 부품의 손상과 차량의 안전사고를 방지할 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 제1 모터구동회로의 고장 발생시 제2 모터구동회로를 동작시켜 모터를 최저모드로 동작시키고, 연료압력 감지부의 단선이나 단락 발생시 차량의 메인제어부로 고장 발생 사실을 통지한다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 연료펌프용 모터에 인가되는 구동전원의 과전압 발생으로 인한 제1 모터구동회로의 고장 발생시 제2 모터구동회로를 이용해 모터를 최저모드로 구동하는 분야에 적용된다.

그리고 본 발명은 연료펌프용 모터에 의해 펌핑되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하는 연료압력 감지부의 단선 및 단락 여부를 검사하여 차량의 메인제어부로 통지하는 분야에 적용된다.

10: 전원공급부 11: 모터
12: 전류감지부 13: 연료압력 감지부
14: 모터 구동부 15: 비교부
16: 중앙처리장치 17: CAN 통신부
18: 스위치 21: 제1 전류감지부
22: 제2 전류감지부 23: 제1 모터구동회로
24: 제2 모터구동회로 25: 제1 비교부
26: 제2 비교부 27: 제1 비교기
28: 제1 AND 게이트 29: 제2 비교기
30: 제2 AND 게이트

Claims

연료펌프용 모터에 구동전원을 인가하는 전원공급부,
상기 모터의 입출력측 전류를 감지하는 전류감지부,
상기 구동전원을 스위칭하여 모터를 구동하는 모터 구동부,
상기 전류감지부로부터 감지된 출력측 전류와 미리 설정된 기준전류를 비교한 결과에 기초하여 PWM 신호를 모터 구동부에 전달하는 비교부,
상기 모터의 구동을 제어하도록 상기 PWM 신호를 발생하고 상기 전류감지부로부터 감지된 감지전류를 이용해 과전류 발생 여부를 판단하는 중앙처리장치 및
차량의 메인제어부와 CAN 통신을 수행하여 목표압력을 수신하고 상기 과전류 발생시 고장 발생 사실을 상기 메인제어부로 송신하는 CAN 통신부를 포함하고,
상기 모터구동부는 상기 PWM 신호에 기초하여 스위칭 동작하는 제1 모터구동회로와
상기 제1 모터구동회로의 고장 발생시 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 모터를 미리 설정된 최저모드로 구동하도록 스위칭 동작하는 제2 모터구동회로를 포함하며,
상기 중앙처리장치는 상기 전류감지부로부터 감지된 모터의 입력측 전류값과 미리 설정된 한계전류값을 비교하고 비교 결과에 따라 과전류로 인한 상기 제1 모터구동회로의 고장으로 판단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 중앙처리장치와 제2 모터구동회로 사이에는 초기 구동시 오프 동작하고, 상기 제1 모터구동회로의 손상시 온 동작하여 상기 PWM 신호를 상기 제2 모터구동회로로 전달하는 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
제2항에 있어서,
상기 전류감지부는 상기 모터의 입력측 전류를 감지하는 제1 전류감지부와
상기 모터의 출력측 전류를 감지하는 제2 전류감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비교부는
상기 전류감지부에 마련된 제2 전류감지부로부터 감지된 감지전류와 미리 설정된 제1 기준전류를 비교하고 비교 결과에 따라 상기 제1 모터구동회로에 PWM 신호를 출력하는 제1 비교부 및
상기 감지전류와 미리 설정된 제2 기준전류를 비교하고 비교 결과에 따라 상기 제2 모터구동회로에 PWM 신호를 출력하는 제2 비교부를 포함하고,
상기 제2 기준전류는 상기 모터를 최저모드로 구동하도록 상기 제1 기준전류보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 비교부는 상기 제2 전류감지부의 감지전류와 제1 기준전류를 비교하는 제1 비교기 및
상기 제1 비교기의 출력신호에 따라 PWM 신호를 출력하는 제1 AND 게이트를 포함하고,
상기 제2 비교부는 상기 제2 전류감지부의 감지전류와 제2 기준전류를 비교하는 제2 비교기 및
상기 제2 비교기의 출력신호에 따라 PWM 신호를 출력하는 제2 AND 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
제4항에 있어서,
상기 모터의 구동에 의해 펌핑된 연료압력을 감지하는 연료압력 감지부를 포함하고,
상기 중앙처리장치는 상기 연료압력 감지부로부터 전달되는 연료압력 감지신호의 전압레벨에 기초하여 단락 및 단선 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
제6항에 있어서,
상기 연료압력 감지부는 연료공급라인에 설치되어 연료펌프로부터 펌핑되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하는 압력센서와
상기 압력센서의 연료압력 전압레벨을 미리 설정된 전압레벨로 풀업(Pull-up)하는 풀업저항을 구비하고,
상기 중앙처리장치는 상기 연료압력 감지부의 연료압력 감지신호 전압레벨이 미리 설정된 유지시간 동안 미리 설정된 최대 전압값 또는 최소 전압값으로 유지되면 상기 연료압력 감지부의 단락으로 판단하고, 상기 연료압력 감지신호의 전압레벨이 상기 유지시간동안 상기 풀업저항의 전압레벨로 유지되면 상기 연료압력 감지부의 단선으로 판단하며, 상기 CAN 통신부를 통해 단락 또는 단선 발생 사실을 메인제어부로 통지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치.
연료펌프용 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 제어장치의 제어방법에 있어서,
(a) 모터의 입력측과 출력측의 전류를 감지하는 단계,
(b) 상기 (a)단계에서 감지된 모터의 입력측 전류값과 미리 설정된 한계전류값을 비교하여 과전류 발생 여부를 검사하는 단계,
(c) 상기 (b)단계의 검사결과 정상 상태이면, 상기 (a)단계에서 감지된 모터의 출력측 감지전류에 기초해서 제1 모터구동회로를 동작시켜 모터를 구동하는 단계 및
(d) 상기 (b)단계의 검사결과 과전류 발생 상태이면, 상기 감지전류에 기초하여 상기 제1 모터구동회로 대신에 제2 모터구동회로를 동작시켜 모터를 최저모드로 구동하는 단계를 포함하고,
상기 (c)단계는 (c1) 상기 감지전류와 미리 설정된 제1 기준전류를 비교하는 단계,
(c2) 상기 (c1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제1 기준전류 이하이면 중앙처리장치의 PWM 신호에 기초하여 모터를 구동하는 단계,
(c3) 상기 (c1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제1 기준전류보다 크면 상기 제1 모터구동회로의 구동을 일시적으로 중지시켜 상기 모터에 인가되는 전류를 상기 제1 기준전류로 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치의 제어방법.
제8항에 있어서,
상기 (c1) 내지 (c3)단계는 이그니션 키가 오프 조작될 때까지 지속적으로 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 (d)단계는
(d1) 상기 감지전류와 상기 제1 기준전류보다 작은 값으로 미리 설정된 제2 기준전류를 비교하는 단계,
(d2) 상기 (d1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제2 기준전류 이하이면 중앙처리장치의 PWM 신호에 기초하여 모터를 구동하는 단계,
(d3) 상기 (d1)단계의 비교결과, 상기 감지전류가 제2 기준전류보다 크면 상기 제2 모터구동회로의 구동을 일시적으로 중지시켜 모터에 인가되는 전류를 상기 제2 기준전류로 제한하는 단계를 포함하고,
상기 (d1) 내지 (d3)단계는 이그니션 키가 오프 조작될 때까지 지속적으로 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치의 제어방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (d)단계는
(d4) 차량의 메인제어부와 CAN 통신을 수행하여 과전류 발생 사실을 메인제어부로 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
(e) 연료펌프에 의해 펌핑되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 감지하는 단계,
(f) 상기 (e)단계에서 감지된 연료압력과 차량의 메인제어부로부터 수신되는 목표압력에 기초하여 모터의 구동을 제어하는 단계,
(g) 상기 (e)단계에서 감지된 연료압력 감지신호의 전압 레벨에 기초하여 연료압력 감지부의 단선 및 단락 여부를 검사하는 단계 및
(h) 상기 검사 결과 단선이나 단락이 발생한 경우, CAN 통신을 통해 메인제어부로 고장 발생 사실을 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치의 제어방법.
제12항에 있어서, 상기 (g)단계는
상기 연료압력 감지신호의 전압레벨이 미리 설정된 최대전류값 또는 최소전류값을 미리 설정된 유지시간 동안 유지하면 연료압력 감지부의 단락으로 판단하고,
상기 연료압력 감지신호의 전압레벨이 연료압력 감지부에 구비된 풀업저항에 의해 풀업되는 전압값을 상기 유지시간 동안 유지하면 연료압력 감지부의 단선으로 판단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어장치의 제어방법.