KR101354758B1 - 모터의 다중 센서 고장 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터의 다중 센서 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 모터에 부착되어 속도를 측정하는 다수의 타코미터; 및 상기 다수의 타코미터에 각각 직접 접속하여 측정한 회전 속도를 전송받아 다수의 직접 획득 회전 속도를 확보하고, 획득한 회전 속도를 서로 공유하여 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하며, 상기 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 이용하여 상기 다수의 타코미터의 대한 고장 진단을 수행하는 다수의 프로세서를 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치와 그 방법이 제공된다.

Description

모터의 다중 센서 고장 진단 장치 및 그 방법{Fault Diagnosis apparatus for motor multi-sensor and method thereof}
본 발명은 모터의 다중 센서 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 다양한 분야의 산업 설비에서 동력을 전달하기 위해 널리 사용되고 있으며, 최근 각종 공정설비를 정교하게 제어할 수 있는 기술에 대한 요구가 증대되고 있는 추세에 따라 모터의 회전속도를 오차 없이 보다 정확하게 측정하기 위한 기술에 대한 연구의 필요성 또한 증가하고 있다.
종래의 모터 회전속도 측정장치는 정밀 제어를 필요로 하지 않는 경우, 벡터제어 알고리즘(Vector Control Algorithm)에 의해 모터의 회전속도를 계산하고 있다. 이는 모터 전류와 운전속도의 특성 직선을 이용하여 모터의 회전속도를 측정하는 기술로서, 모터 회전속도 측정오차가 큰 관계로 정밀 제어가 요구되는 설비에 적용하기에는 부적절하다.
따라서 정밀한 회전속도의 측정이 요구되는 경우에는 모터의 회전체에 부가적으로 타코미터(Tachometer)를 부착하여 모터 등의 회전체 속도를 계산하고 있다.
이 경우에 모터의 회전체에 다수의 타코미터를 부착하여 부착된 타코미터들 중에서 어느 하나의 타코미터의 고장이 발생하는 경우에도 다른 타코미터에서 획득한 회전체의 회전 속도를 이용할 수 있도록 하여 다양한 상황에서도 상황 변화에 능동적으로 대처하여 회전체의 회전 속도를 측정할 수 있도록 하고 있다.
하지만, 이러한 종래 기술에 따른 타코미터의 고장 진단은 각각의 타코미터에 대해 개별적으로 수행하여 신뢰성있는 고장 진단을 제공하기 어렵다는 문제점이 있었다.
일본특허공개공보 2001-312314호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 타코미터의 고장 등을 정확하게 진단하여 신속하게 대응할 수 있도록 하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터에 부착되어 속도를 측정하는 다수의 타코미터; 및 상기 다수의 타코미터에 각각 직접 접속하여 측정한 회전 속도를 전송받아 다수의 직접 획득 회전 속도를 확보하고, 획득한 회전 속도를 서로 공유하여 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하며, 상기 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 이용하여 상기 다수의 타코미터의 대한 고장 진단을 수행하는 다수의 프로세서를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 다수의 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도의 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력한다.
또한, 본 발명은 상기 다수의 프로세서의 각각에 대응되어 각각의 프로세서에서 출력하는 전류 지령을 입력받아 소정의 중심 주파수의 신호 성분을 감쇠시켜서 출력하는 다수의 필터; 및 상기 다수의 필터의 각각에 대응되어 각각의 필터에서 출력되는 전류 지령에 따라 모터 전류를 제어하는 다수의 인터페이스를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 다수의 프로세서는 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도에 대하여 설정된 정상 범위에 벗어나면 고장으로 진단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 다수의 프로세서는 고장으로 진단된 회전 속도가 존재하는 경우에 마스터 기능을 수행할 때에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 고장 진단된 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력한다.
또한, 본 발명의 상기 다수의 프로세서는 고장으로 진단된 회전 속도가 존재하고, 고장 진단된 회전속도가 동일한 타코미터에서 획득한 직접 획득 회전 속도와 간접 획득 회전속도인 경우에 마스터 기능을 수행할 때에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 고장 진단된 타코미터의 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력한다.
또한, 본 발명의 상기 다수의 프로세서는 고장으로 진단된 회전 속도가 존재하고, 고장 진단된 회전속도가 동일한 프로세서에서 획득한 회전 속도인 경우에 해당 프로세서를 고장으로 진단한다.
또한, 본 발명의 상기 고장 진단된 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 제어권을 다른 프로세서로 넘겨주는 주는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 (A) 다수의 프로세서가 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하는 단계; 및 (B) 다수의 프로세서는 상기 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 이용하여 상기 다수의 타코미터의 대한 고장 진단을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (A) 단계는, (A-1) 다수의 프로세서가 다수의 타코미터에 각각 직접 접속하여 측정한 회전 속도를 전송받아 다수의 직접 획득 회전 속도를 확보하는 단계; 및 (A-2) 다수의 프로세서가 획득한 회전 속도를 서로 공유하여 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 (C) 상기 다수의 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도의 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 (B) 단계에서 고장 진단 과정은, 상기 다수의 프로세서가 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도에 대하여 설정된 정상 범위에 벗어나면 고장으로 진단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 (D) 상기 다수의 프로세서는 고장으로 진단된 회전 속도가 존재하는지 판단하는 단계; 및 (E) 상기 다수의 프로세서는 고장으로 진단된 회전 속도가 존재하면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 고장 진단된 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 (F) 상기 다수의 프로세서는 동일 타코미터에서 획득한 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지를 판단하는 단계; 및 (G) 상기 다수의 프로세서는 고장으로 진단된 타코미터가 존재하면, 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 고장 진단된 타코미터의 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 (H) 상기 다수의 프로세서는 동일 프로세서가 획득한 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지를 판단하는 단계; (I) 상기 다수의 프로세서는 동일 프로세서가 획득한 회전 속도가 정상 범위를 벗어나면 해당 프로세서를 고장으로 진단하는 단계; 및 (J) 상기 고장 진단된 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 제어권을 다른 프로세서로 넘겨주는 주는 단계를 더 포함한다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 타코미터의 고장 등을 정확하게 진단하여 신속하게 대응이 가능하도록 한다.
즉, 본 발명에 따르면, 타코미터에서 직접 획득한 회전 속도와 다중화된 구조에서 이웃한 프로세서를 경유하여 획득한 회전 속도를 이용하여 고장 진단을 판단함으로 좀더 정확하고 신뢰성있는 고장 진단이 가능하도록 한다.
이에 따라, 전기 자동차 등에 사용되는 모터를 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 다중 센서 고장 진단 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 다중 센서 고장 진단 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명이 이용하는 회전속도들 모두가 정상범위에 있는 경우를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명이 이용하는 회전속도들중 어느 하나의 회전속도가 정상범위를 벗어난 경우를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명이 이용하는 회전속도들중 어느 하나의 회전속도가 정상범위를 벗어난 경우를 나타내는 다른 예에 따른 도면이다.
도 6은 본 발명이 이용하는 회전속도들중 동일 타코미터에서 획득한 2개의 회전속도가 정상범위를 벗어난 경우를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명이 이용하는 회전속도들중 동일 프로세서에서 획득한 2개의 회전속도가 정상범위를 벗어난 경우를 나타내는 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 다중 센서 고장 진단 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 다중 센서 고장 진단 장치는 한쌍의 버스 인터페이스(11, 12)와, 한쌍의 프로세서(21, 22)와, 한쌍의 필터(31,32)와, 한쌍의 인터페이스(41,42) 및 한쌍의 타코미터(51, 52)를 구비하여 다중화된 구조를 가지고 있다.
상기 도 1에서는 편의상 구성요소들이 한쌍을 이루는 경우를 개시하고 있지만, 2개 이상의 다수의 경우에도 동일한 방식으로 구현될 수 있으며 이하의 설명은 다수의 경우에도 동일하게 적용된다.
먼저, 한쌍의 버스 인터페이스(11, 12)는 모터(1)가 설치되는 전기 자동차 등의 주제어부(미도시)와 해당 프로세서(21,22) 간의 통신 경로를 제공하기 위한 것으로 다수의 전송 데이터를 확보할 수 있도록 이와 같은 버스 구조를 채용하고 있다.
그리고, 한쌍의 프로세서(21, 22)는 그중 어느 하나가 마스터 기능을 수행하여(일예로, 프로세서(21)(이하에서는 마스터 프로세서라고 한다)) 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받아 해당 속도 지령 신호에 따라 모터(1)를 구동하기 위한 전류 지령을 출력한다.
이때 상기 마스터 프로세서(21)는 한쌍의 타코미터(51,52)에서 출력되는 회전 속도(좀 더 엄밀히 말하면 회전 속도에 대응되는 전압값이며, 서로 비례하기 때문에 이하에서는 혼용해서 사용한다)를 이용하여 이러한 제어를 수행하게 되는데, 신뢰성 있는 제어를 제공하기 위하여 한쌍의 타코미터(51,52)에서 직접 입력되는 2개의 회전속도(이하에서는 "2개의 직접 획득 회전 속도"라고 한다)와 다른 프로세서(22)를 경유하여 입력된 2개의 회전 속도(이하에서는 "2개의 간접 획득 회전 속도"라고 한다)를 이용한다.
한편, 한쌍의 필터(31, 32)는 프로세서(21,22)에서 출력하는 전류 지령을 입력받아 소정의 중심 주파수의 신호 성분을 감쇠시켜서 출력한다.
그리고, 한쌍의 인터페이스(41, 42)는 필터(31,32)의 출력인 전류 지령에 근거하여 모터 전류를 제어함으로써, 모터(1)에 소정의 토크를 발생시켜서, 이에 의해 모터(1)를 회전시킨다.
다음으로, 상기 타코미터(51, 52)는 모터(1)에 설치되어 모터의 회전 속도를 측정하여 한쌍의 프로세서(21, 22)에 동시에 제공한다.
이와 같은 구성의 모터의 이중 센서 고장 진단 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 한쌍의 프로세서(21, 22)중에서 마스터 기능을 수행하는 마스터 프로세서(21)는 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받아 해당 속도 지령 신호에 따라 모터(1)를 구동하기 위한 전류 지령을 출력한다.
이때 상기 마스터 프로세서(21)는 한쌍의 타코미터(51,52)에서 직접 입력되는 2개의 직접 획득 회전 속도와 다른 프로세서(22)를 경유하여 입력된 2개의 간접 획득 회전 속도를 이용하게 되는데, 상기 마스터 프로세서(21)는 2개의 직접 획득 회전 속도와 2개의 간접 획득 회전 속도가 정상 범위 영역에 있는지를 판단하여 4개의 회전 속도가 정상 범위에 있으면 4개의 회전속도의 평균값을 이용하여 제어를 수행한다.
이러한 마스터 프로세서(21)의 기능은 다수의 타코미터인 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 상기 마스터 프로세서(21)는 다수의 타코미터인 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 다수의 타코미터로부터 획득한 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도의 평균값을 이용하여 제어를 수행한다.
여기에서, 정상 범위란 이전에 사용한 회전속도에서 허용되는 범위를 말한다. 이 정상 범위를 벗어나면 오류 범위에 있다고 말할 수 있다.
이와 달리 상기 마스터 프로세서(21)는 2개의 직접 획득 회전 속도와 2개의 간접 획득 회전 속도에서 어느 1개의 회전 속도가 정상 범위 영역을 벗어나 오류 영역에 있게 되면 벗어난 1개의 회전 속도를 무시하고 나머지 3개의 회전 속도의 평균값을 이용하여 제어를 수행한다.
이러한 마스터 프로세서(21)의 기능은 다수의 타코미터인 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 상기 마스터 프로세서(21)는 다수의 타코미터인 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 다수의 타코미터로부터 획득한 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 정상 범위를 벗어난 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 제어를 수행한다.
한편, 상기 마스터 프로세서(21)는 2개의 직접 획득 회전 속도와 2개의 간접 획득 회전 속도에서 어느 2개의 회전 속도가 정상 범위 영역을 벗어나 오류 영역에 있게 되면 동일한 타코미터(51 또는 52)에서 획득된 것이면 타코미터(51 또는 52)의 오류로 판단하여 나머지 타코미터(51 또는 52)에서 획득한 회전 속도를 이용한다.
이러한 마스터 프로세서(21)의 기능은 다수의 타코미터인 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 상기 마스터 프로세서(21)는 다수의 타코미터인 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 다수의 타코미터로부터 획득한 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 정상 범위를 벗어난 타코미터의 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 제어를 수행한다.
또한, 상기 마스터 프로세서(21)는 2개의 직접 획득 회전 속도와 2개의 간접 획득 회전 속도에서 어느 2개의 회전 속도가 정상 범위 영역을 벗어나 오류 영역에 있고, 벗어난 2개의 회전 속도가 동일한 프로세서(21 또는 22)에서 획득된 것이면 프로세서(21 또는 22)의 오류로 판단하여 판단된 프로세서(21 또는 22)가 자기자신인 경우에 제어권을 다른 프로세서(22), 즉 슬레이브 프로세서(22)로 넘겨 제어 상태가 유지되도록 한다.
이러한 마스터 프로세서(21)의 기능은 다수의 타코미터인 경우에도 동일하게 적용된다. 즉, 상기 마스터 프로세서(21)는 다수의 타코미터인 경우에 정상 범위를 벗어난 회전 속도가 동일 프로세서에서 획득한 회전 속도인 경우에 해당 프로세서를 고장으로 진단한다.
또한, 상기 마스터 프로세서(21)는 2개의 직접 획득 속도와 2개의 간접 획득 회전 속도가 모두 또는 3개가 정상 범위를 벗어난 경우에 한쌍의 타코미터(51,52)가 모두 고장이 난 것으로 판단하여 고장 발생을 운전자에게 알려주어 타코미터(51,52)를 교체할 수 있도록 한다.
이처럼 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 이용하면 타코미터(51,52)의 고장을 진단할 수 있을 뿐만 아니라 프로세서(21 또는 22)의 고장을 진단할 수 있고, 더 나아가 다수의 회전 속도중 어느 하나의 회전 속도에 노이즈가 인가된 경우와 같이 오류가 발생되는 경우에 해당 회전 속도를 검출하여 제거함으로써 신뢰성 있는 제어가 가능하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 모터의 다중 센서 고장 진단 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 모터의 다중 센서 고장 진단 방법은, 먼저 마스터 프로세서가 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보한다(S110).
여기에서, 마스터 프로세서는 직접 획득 회전 속도를 타코미터에 직접 접속하여 전송받는다. 그리고, 마스터 프로세서는 간접 획득 회전 속도를 이웃하는 슬래이브 프로세서로부터 타코미터에 접속하여 획득한 회전 속도를 전송받아 확보한다.
다음으로, 상기 마스터 프로세서는 확보한 회전속도들중에서 정상 범위를 벗어나 회전 속도가 있는지를 판단하여(S112), 판단 결과 다수의 회전 속도가 정상 범위에 있다고 판단되면 회전 속도들의 평균값을 산출하고(S160), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다(S162).
이러한 일예가 도 3에 도시되어 있는데 도면부호 51의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.6V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 15.1V이며, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 22의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.9V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 15.0V이다.
여기에서 이전 평균값이 15V이고, 정상범위가 0.5V일때 4개의 회전 속도는 모두 정상범위에 있다.
따라서, 마스터 프로세서는 4개의 회전 속도의 평균값을 산출하고(그 값은 14.95V임), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다.
한편, 상기 마스터 프로세서는 확보한 회전속도들중에서 정상 범위를 벗어나 회전 속도가 있는지를 판단한 결과 벗어나 회전 속도가 있다면 그 벗어난 회전속도의 개수나 종류등에 따라 다른 과정을 진행한다.
일예로, 상기 마스터 프로세서는 다수의 회전속도가 정상 범위에서 벗어나 있다고 판단되면(S114), 벗어난 1개의 회전 속도를 제외한 나머지 회전 속도들의 평균값을 산출하고(S120), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다(S122).
이러한 일예가 도 4에 도시되어 있는데 도면부호 51의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 15.2V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 13.8V이며, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 22의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.8V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.9V이다.
여기에서 이전 평균값이 15V이고, 정상범위가 0.5V일때 4개의 회전 속도에 대응하는 전압값중에서 13.8V는 정상 범위를 벗어나 있다.
따라서, 마스터 프로세서(21)는 13.8V를 제외한 3개의 회전 속도의 평균값을 산출하고(그 값은 14.85V임), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다.
또 다른 일예가 도 5에 도시되어 있는데 도면부호 51의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.6V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 15.1V이며, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 22의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.9V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 12.7V이다.
여기에서 이전 평균값이 15V이고, 정상범위가 0.5V일때 4개의 회전 속도에 대응하는 전압값중에서 12.7V는 정상 범위를 벗어나 있다.
따라서, 마스터 프로세서는 12.7V를 제외한 3개의 회전 속도의 평균값을 산출하고(그 값은 14.85V임), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다.
이러한 예는 상기 마스터 프로세서가 다수의 회전속도가 정상 범위에서 벗어나 있다고 판단되면, 벗어난 회전 속도를 제외한 나머지 회전 속도들의 평균값을 산출하고, 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행할 수 있음을 보여준다. 즉, 상기 마스터 프로세서는 정상 범위에서 벗어난 회전속도가 동일 타코미터의 회전 속도인지, 다른 프로세서의 회전속도인지 판단하지 않고 제외하고 평균값을 산출하여 제어에 이용할 수 있다.
다음으로, 상기 마스터 프로세서는 2개의 회전속도가 정상 범위에서 벗어나 있다고 판단되면, 벗어난 2개의 회전 속도가 동일한 타코미터인지를 판단하여(S116), 동일한 타코미터이면 해당 타코미터의 회전 속도를 제외한 나머지 타코미터의 회전 속도들의 평균값을 산출하고(S130), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다(S132).
이러한 일예가 도 6에 도시되어 있는데 도면부호 51의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.2V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 16.2V이며, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 22의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.3V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 16.1V이다.
여기에서 이전 평균값이 15V이고, 정상범위가 0.5V일때 4개의 회전 속도에 대응하는 전압값중에서 16.2V와 16.1는 정상 범위를 벗어나 있으며 도면부호 52의 타코미터에서 획득한 회전 속도이다.
따라서, 마스터 프로세서는 도면부호 52의 타코미터에서 획득한 회전속도를 제외한 도면부호 51의 타코미터에서 획득한 회전 속도의 평균값을 산출하고(그 값은 14.25V임), 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행한다.
이러한 예는 상기 마스터 프로세서가 다수의 회전속도가 정상 범위에서 벗어나 있다고 판단되고, 벗어난 회전 속도를 동일한 타코미터에서 출력한 회전속도가 존재하는 경우에 해당 타코미터의 회전속도를 제외한 나머지 회전 속도들의 평균값을 산출하고, 산출된 회전 속도들의 평균값을 이용하여 모터의 속도 제어를 수행할 수 있음을 보여준다.
한편, 상기 마스터 프로세서(21)는 2개의 회전속도가 정상 범위에서 벗어나 있다고 판단되면, 벗어난 2개의 회전 속도가 동일한 프로세서인지를 판단하여(S118), 동일한 프로세서이면 프로세서 고장으로 판단하여(S140) 고장으로 판단된 프로세서가 자기자신인 경우에 이웃하는 프로세서로 제어권을 넘겨 속도 제어가 계속 수행되도록 한다(S142).
이러한 일예가 도 7에 도시되어 있는데 도면부호 51의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 15.1V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 14.6V이며, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 22의 프로세서로 전송하는 회전속도에 대응되는 전압값이 13.2V이고, 도면부호 52의 타코미터에서 도면부호 21의 프로세서로 전송되는 회전속도에 대응되는 전압값이 13.4V이다.
여기에서 이전 평균값이 15V이고, 정상범위가 0.5V일때 4개의 회전 속도에 대응하는 전압값중에서 13.2V와 13.4는 정상 범위를 벗어나 있으며 도면부호 22의 프로세서가 타코미터에서 획득한 회전 속도이다.
따라서, 마스터 프로세서는 도면부호 22의 프로세서가 고장으로 판단한다. 이 경우에는 고장난 프로세서가 마스터 프로세서가 아니기 때문에 제어권을 넘기는 동작을 불필요하다.
이러한 예는 상기 마스터 프로세서가 다수의 회전속도가 정상 범위에서 벗어나 있다고 판단되고, 벗어난 회전 속도를 동일한 프로세서에서 획득한 회전속도인 경우에 해당 프로세서를 고장으로 판단할 수 있음을 보여준다.
다음으로, 상기 마스터 프로세서는 2개의 직접 획득 속도와 2개의 간접 획득 회전 속도가 모두 또는 3개가 정상 범위를 벗어난 경우에 한쌍의 타코미터(51,52)가 모두 고장이 난 것으로 판단하여(S150) 고장 발생을 운전자에게 알려주어 타코미터(51,52)를 교체할 수 있도록 한다(S152).
이처럼 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 이용하면 타코미터의 고장을 진단할 수 있을 뿐만 아니라 프로세서의 고장을 진단할 수 있고, 더 나아가 다수의 회전 속도중 어느 하나의 회전 속도에 노이즈가 인가된 경우에 해당 회전 속도를 검출하여 제거함으로써 신뢰성 있는 제어가 가능하도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1 : 모터 11, 12 : 버스 인터페이스
21, 22 : 프로세서 31, 32 : 필터
41, 42 : 인터페이스 51, 52 : 타코미터

Claims (15)

  1. 모터에 부착되어 속도를 측정하는 다수의 타코미터; 및
    상기 다수의 타코미터에 각각 직접 접속하여 측정한 회전 속도를 전송받아 다수의 직접 획득 회전 속도를 확보하고, 획득한 회전 속도를 서로 공유하여 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하며, 상기 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도가 정상 범위을 벗어나 있는지 여부를 이용하여 상기 다수의 타코미터의 대한 고장 진단을 수행하는 다수의 프로세서를 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도의 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 다수의 프로세서의 각각에 대응되어 각각의 프로세서에서 출력하는 전류 지령을 입력받아 소정의 중심 주파수의 신호 성분을 감쇠시켜서 출력하는 다수의 필터; 및
    상기 다수의 필터의 각각에 대응되어 각각의 필터에서 출력되는 전류 지령에 따라 모터 전류를 제어하는 다수의 인터페이스를 더 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 프로세서는 정상 범위를 벗어난 회전 속도가 존재하는 경우에 마스터 기능을 수행할 때에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 정상 범위를 벗어난 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 프로세서는 정상 범위를 벗어난 회전 속도가 존재하고, 정상 범위를 벗어난 회전속도가 동일한 타코미터에서 획득한 직접 획득 회전 속도와 간접 획득 회전속도인 경우에 마스터 기능을 수행할 때에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 정상 범위를 벗어난 타코미터의 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 프로세서는 정상 범위를 벗어난 회전 속도가 존재하고, 정상 범위를 벗어난 회전속도가 동일한 프로세서에서 획득한 회전 속도인 경우에 해당 프로세서를 고장으로 진단하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 고장 진단된 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 제어권을 다른 프로세서로 넘겨주는 주는 것을 특징으로 하는 모터의 다중 센서 고장 진단 장치.
  9. (A) 다수의 프로세서가 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하는 단계; 및
    (B) 다수의 프로세서는 상기 다수의 직접 획득 회전 속도와 다수의 간접 획득 회전 속도가 정상 범위를 벗어나 있는지 여부를 이용하여 상기 다수의 타코미터의 대한 고장 진단을 수행하는 단계를 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    (A-1) 다수의 프로세서가 다수의 타코미터에 각각 직접 접속하여 측정한 회전 속도를 전송받아 다수의 직접 획득 회전 속도를 확보하는 단계; 및
    (A-2) 다수의 프로세서가 획득한 회전 속도를 서로 공유하여 다수의 간접 획득 회전 속도를 확보하는 단계를 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    (C) 상기 다수의 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 주제어부로부터 속도 지령 신호를 전송받으면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도의 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 단계를 더 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 9에 있어서,
    (D) 상기 다수의 프로세서는 정상 범위를 벗어난 회전 속도가 존재하는지 판단하는 단계; 및
    (E) 상기 다수의 프로세서는 정상 범위를 벗어난 회전 속도가 존재하면 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 정상 범위를 벗어난 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 단계를 더 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    (F) 상기 다수의 프로세서는 동일 타코미터에서 획득한 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지를 판단하는 단계; 및
    (G) 상기 다수의 프로세서는 동일 타코미터에서 획득한 회전속도가 정상 범위를 벗어났으면 해당 타코미터를 고장으로 진단하고, 상기 다수의 직접 획득 회전속도와 다수의 간접 획득 회전속도에서 고장 진단된 타코미터의 회전 속도를 제외하고 산출한 평균값을 이용하여 해당 속도 지령 신호에 따라 모터를 구동하기 위한 전류 지령을 출력하는 단계를 더 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    (H) 상기 다수의 프로세서는 동일 프로세서가 획득한 회전 속도가 정상 범위를 벗어나는지를 판단하는 단계;
    (I) 상기 다수의 프로세서는 동일 프로세서가 획득한 회전 속도가 정상 범위를 벗어나면 해당 프로세서를 고장으로 진단하는 단계; 및
    (J) 상기 고장 진단된 프로세서는 마스터 기능을 수행하는 경우에 제어권을 다른 프로세서로 넘겨주는 주는 단계를 더 포함하는 모터의 다중 센서 고장 진단 방법.
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