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KR19990087417A - 전기적 액튜에이터 구동단을 테스트하는 방법 및 회로 - Google Patents

전기적 액튜에이터 구동단을 테스트하는 방법 및 회로 Download PDF

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KR19990087417A
KR19990087417A KR1019980706835A KR19980706835A KR19990087417A KR 19990087417 A KR19990087417 A KR 19990087417A KR 1019980706835 A KR1019980706835 A KR 1019980706835A KR 19980706835 A KR19980706835 A KR 19980706835A KR 19990087417 A KR19990087417 A KR 19990087417A
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KR
South Korea
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drive stage
stage
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actuator
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KR1019980706835A
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English (en)
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KR100415322B1 (ko
Inventor
러셀 윌슨-존즈
존 마이클 아이론사이드
Original Assignee
스테펀 록우드
루카스 인더스트리즈 퍼블릭 리미티드 컴퍼니
브레단 피터 코노어
티알더블유 루카스베리티 일렉트릭 스티어링 리미티드
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

EPAS ( Electric Power Assisted Steering ) 시스템의 모터 (1) 와 같은 액튜에이터의 구동단 (2) 을 테스트하는 회로가 제공되어 있다. 동력 공급회로는 정상 구동단 전류를 공급하는 접점 (16) 및 정상 전류가 공급되기전에 감소된 구동단 전류를 공급하는 레지스터 (30) 를 포함한다. 측정회로 ( 3, 25, 26 ) 는 공급전압과 같은 구동단 전기적 파라메타를 측정하고 비교기 (3) 는 이를 허용값과 비교한다. 측정된 파라메타가 기대값과는 다른 구동단 (2) 을 통한 전류에 해당하는 경우, 고장상태라는 신호가 표시되며 접점 (16) 은 폐쇄되는 것이 저지된다.

Description

전기적 액튜에이터 구동단을 테스트하는 방법 및 회로
본 발명은 전기적 액튜에이터 동력 전자 구동단을 테스트하는 방법 및 회로에 관한 것이다. 그러한 회로는 차량의 구동단을 테스트하는 데, 예를들면 전기 동력에 의한 스티어링 ( electric power assisted steering ; EPAS ) 시스템의 전기 모터를 구동하는 데 사용될 수 있다.
독일 특허 제 2,751,116 호에는 차량 조명 회로를 테스트하는 테스트 장치가 개시되어 있다. 정전류원은 기대된 부하에 따른 전류를 상이한 조명 회로에 공급하도록 스위칭된다. 그러한 조명 회로 양단에 걸린 전압은 측정되고 상기 전압이 미리 설정된 기대값보다 큰 경우 고장 상태가 표시된다. 그러므로, 이러한 장치는 그러한 조명 회로에서 전구 고장을 검출한다.
독일 특허 제 3,842,921 호에는 전류 부하에 의해 유도된 전류를 감시하는 장치가 개시되어 있다. 그러한 부하 전류는 전류 감지용 레지스터를 부하 회로로 스위칭하고 상기 레지스터 양단에 걸린 전압을 측정함으로써 측정된다. 이러한 전압은, 부하 전류가 허용가능한 지의 여부를 나타내는 한계값과 비교된다.
독일 특허 제 4,338,462 호에는 모터 차량에서의 전기 소모 요소용 제어 장치가 개시되어 있다. 동력은, 단시간동안 바테리 전압을 차단 상태로 스위칭하는 동안 정전류원을 거쳐 전기 소모 요소에 인가된다. 상기 소모요소 양단에 걸린 전압은 감시되며 정전류원이 바테리 전압대신에 접속될 때 상기 소모요소 양단에 걸린 전압이 단시간동안 허용가능하지 않은 값을 지니는 경우에 고장 상태가 표시된다.
본 발명의 제 1 실시태양에 의하면, 액튜에이터 구동단을 테스트하는 회로가 제공되는 데, 상기 회로는 상기 구동단에 정상 전류를 공급하기 전에 상기 구동단에 감소된 전류를 공급하는 동력 공급 회로, 상기 구동단에 내재하는 전기적 파라메타를 측정하는 측정회로, 및 상기 측정된 파라메타가 기대값과는 상이한 구동단을 통한 전류에 해당하는 경우 고장 상태라는 신호를 나타내도록 상기 측정된 파라메타를 허용값과 비교하는 비교기를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 동력 공급 회로는 정상 전류를 공급하는 접점 및 상기 접점이 닫히기 전에 감소된 전류를 공급하도록 상기 접점과 병렬로 접속된 최소한 하나의 레지스터를 포함한다. 상기 레지스터는 직렬로 접속된 2 개이상의 개별 구성요소로 구성될 수 있다. 상기 접점으로 부터 최소한 하나의 레지스터를 단선시키는 스위치가 제공될 수 있다.
마이크로컨트롤러와 같은 컨트롤러는 고장상태라는 신호가 없는 경우 상기 접점을 닫도록 제공될 수 있다. 상기 컨트롤러는 감소된 전류가 구동단에 공급되는 동안 구동단의 최소한 하나의 능동 디바이스를 온상태로 스위칭하도록 배치될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 감소된 전류의 공급시, 구동단의 최소한 일부를 온상태로 스위칭하며, 구동단을 오프상태로 스위칭하고, 구동단 출력 전압이 미리 결정된 시간주기미만에서 한계값미만으로 낮아지는 경우에 액튜에이터에서 고장상태라는 신호를 표시하도록 배치될 수 있다.
상기 측정회로는 구동단의 공급 전압을 측정하는 회로를 포함할 수 있다. 상기 측정회로는 구동단의 출력 전압을 측정하는 회로를 포함할 수 있다. 상기 측정회로는 전위 분할기를 포함할 수 있으며, 전위 분할기의 출력은 아날로그 - 디지탈 변환기에 접속되어 있고, 아날로그 - 디지탈 변환기는 컨트롤러내에 제공될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시태양에 의하면, 액튜에이터 구동단을 테스트하는 방법이 제공되어 있는 데, 상기 방법은 상기 구동단에 정상 전류를 공급하기 전에 상기 구동단에 감소된 전류를 공급하는 단계, 상기 구동단에 내재하는 전기적 파라메타를 측정하는 단계, 측정된 파라메타가 기대값과는 다른 상기 구동단을 통한 전류에 해당하는 경우 고장상태라는 신호를 표시하는 단계, 및 고장상태라는 신호를 표시하지 않는 경우 상기 구동단에 정상 전류를 공급하는 단계를 포함한다.
따라서, 정상 또는 완전 동력이 액튜에이터 구동단에 공급되기전에 상기 구동단에서나 상기 구동단에 접속된 액튜에이터에서 고장상태라는 신호를 표시하는 장치를 제공하는 것이 가능하다. 그러므로, 예를들면 상기 구동단 또는 상기 액튜에이터에서의 단락회로로 부터 생기는 과전류는, 액튜에이터 구동단에 고장상태가 내재하는 경우, 예를들면 전자 (電磁) 식 릴레이의 접점에 의해 차단되는 것이 필요치 않다. 더구나, 액튜에이터의 예비 작동시 검출된 고장표시의 기억에 의존하는 것이 필요치 않다.
이하 예를들어 첨부된 도면을 참고로 본 발명을 기술한다.
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 EPAS 시스템 일부의 회로 다이어그램이다.
도 2 는 본 발명의 한 실시예를 구성하는 회로를 포함하는 EPAS 시스템의 회로 다이어그램이다.
도 3 내지 6 은 도 2 에 도시된 회로에 대한 가능한 변형예들을 예시하는 회로 다이어그램이다.
도 7 은 도 1 에 도시된 회로에 의해 이행될 수 있는 테스트를 예시하는 시간에 대한 전압의 그래프이다.
도면중 유사한 참조번호는 유사한 부품으로 언급한다.
도 1 은 차량에서 사용하는 전형적인 EPAS 시스템의 일부를 예시한 것이다. 3 상 성형접속된 무브러쉬 영구자석 모터 (1) 는 기어 구동을 통해 차량 스티어링 시스템 ( 도시되지 않음 ) 의 스티어링 칼럼 또는 래크 ( rack ) 에 접속된다. 차량 구동기에 의해, 예를들면 스티어링 휘일에 가해지는 토크는 측정되어 차량의 스티어링에 도움을 주도록 상기 모터 (1) 에 공급된 전류를 제어하는 데 사용된다.
상기 모터 (1) 는 마이크로컨트롤러 유니트 ( MCU ; 3 ) 에 의해 요구되는 구동 전류를 공급하도록 구동단 (2) 에 접속된다. 상기 MCU 는 예를들면 스티어링 시스템에서의 구동기 토크를 측정하는 토크 센서로 부터 신호를 수신하고, 아마도 스티어링 각도, 차량 속도, 및 기타 차량 파라메타와 관련된 신호를 수신하는 입력 ( 도시되지 않음 ) 을 지닌다. 상기 구동단 (2) 은 상기 모터 (1) 의 3 상 입력에 접속된 출력 ( 10, 11, 12 ) 을 갖는 3 상 브리지 구동회로로서 배치된 " 상부 ( top ) " 동력 디바이스 ( 4, 5, 6 ) 및 " 하부 ( bottom ) " 동력 디바이스 ( 7, 8, 9 ) 를 포함한다. 상기 동력 디바이스 ( 4 - 9 ) 각각은 바이폴라 또는 전계 효과 형태의 전력 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 상부 및 하부 동력 디바이스는 상부 및 하부 구동기 회로 ( 13, 14 ) 의 출력에 각각 접속되어 있으며, 상부 및 하부 구동기 회로 ( 13, 14 ) 의 입력은 상기 MCU (3) 의 출력에 접속되어 있다.
상기 구동단 (2) 의 제 1 동력 공급라인 (15) 은 릴레이의 접점 (16) 및 공급라인 (29) 을 거쳐 바테리와 같은 차량 공급원에 접속된다. 상기 릴레이는 상기 MCU (3) 의 출력에 접속된 전자식 코일 (17) 을 부가적으로 포함한다. 제 2 공급라인 (18) 은 전류감지용 레지스터 (19) 를 거쳐 상기 차량 공급원의 접지 접속부 (20) 에 접속된다. 차동 증폭기 (21) 는 상기 레지스터 (19) 양단에 접속된 차동 입력을 지니고 상기 MCU (3) 에 출력 신호를 공급하여 상기 구동단 (2) 을 통한 전류를 지닌다.
필터 회로 (22) 는 상기 차량 공급원으로 부터 유도된 전류를 평화화시키도록 상기 구동단 (2) 의 동력 공급라인 ( 15, 18 ) 사이에 접속된다. 상기 필터 회로 (22) 는 직렬접속된 레지스터 (23) 및 캐패시터 (24) 를 포함한다. 레지스터 ( 25, 26 ) 를 포함하는 전위 분할기는 상기 공급라인 ( 15, 20 ) 사이에 접속되어 있다. 상기 전위 분할기의 출력은 상기 MCU (3) 의 한 입력에 접속된다. 레지스터 ( 27, 28 ) 를 포함하는 부가적인 전위 분할기는 접지 및 상기 공급라인 (29) 사이에 접속되어 있다. 상기 전위 분할기의 출력은 상기 MCU (3) 의 다른 한 입력에 접속된다.
상기 MCU (3) 는 차량의 점화 키에 의해 온상태로 스위칭되는 공급라인을 통해 동력을 공급받을 수 있거나, 또는 차량 바테리로 부터 일정하게 전력을 공급받을 수 있다. 상기 MCU (3) 는 마이크로프로세서 및 관련 RAM 및 ROM, 상기 전위 분할기의 출력을 디지탈 코드로 변환시키는 아날로그 - 디지탈 변환기, 및 전류 요구 신호를 상기 구동기 회로 ( 13, 14 ) 에 공급하는 적합한 구동장치를 포함한다. 또한, 상기 MCU (3) 는 상기 전자식 릴레이의 코일 (17) 을 구동시키는 출력 인터페이스를 지닌다. 상기 MCU (3) 의 ROM 은 상기 EPAS 시스템의 작동을 제어하며 진단 테스트를 이행하는 소프트웨어를 저장한다.
차량 전기 시스템이 점화 키에 의해 온상태로 스위칭되는 EPAS 시스템의 정상작동시, MCU(3) 는 접점 (16) 을 닫도록 릴레이 (17) 에 동력을 공급한다. 그리하여, 동력은 상기 접점 (16) 을 거쳐 상기 구동단 (2) 에 공급된다. 공급전압은, 측정될 전압이 MCU (3) 에 대한 허용범위에 내재하는 것을 보장하는 레지스터 ( 27, 28 ) 을 포함하는 전위 분할기로 상기 MCU (3) 에 의해 측정된다. 마찬가지로, 상기 구동단 공급라인 ( 15, 20 ) 양단간의 전압은 레지스터 ( 25, 26 ) 를 포함하는 전위 분할기를 통해 측정되고 상기 구동단 (2) 을 통한 전류는 레지스터 (19) 및 증폭기 (21) 로 측정된다. 상기 모터 (1) 가 잘못 구동되고 있지 않은 지를 검사하도록 차량이 작동되고 있는 동안 진단 테스트가 이행된다.고장상태가 진단되는 경우, 상기 모터는 동력 디바이스 ( 4 - 9 ) 를 오프상태로 되게 하며 릴레이의 코일 (17) 로 부터 전력을 제거하여 접점 (16) 을 개방시킴으로써 절연된다. 그러므로, 동력 지원이 불가능해져서 바람직하지 못한 지원 토크에 대하여 차량 및 구동기를 보호한다.
차량, 결과적으로는 EPAS 시스템의 차후 작동의 개시에서 문제들이 생길 수 있다. 구동단 (2) 이 단락 회로로 인해 고장난 경우, 릴레이가 온상태로 스위칭되는 경우 대량의 전류가 접점 (16) 을 통해 흐른다.이는 진단 테스트에 의해 검출되며 접점 (16) 은 개방된다. 그러나, 이는 대량의 전류가 흐르고 있는 경우 릴레이 접점을 개방시키는 것이 접점 (16) 에 손상을 주기때문에 바람직스럽지 못하다.
구동단 (2) 에서 상기 시스템의 예비 작동시 고장이 난 경우, 상기 MCU (3) 는 비휘발성 메모리에 고장 코드를 저장하고 상기 시스템이 접점 (16) 의 폐쇄를 방지하도록 다시 온 상태로 스위칭되는 경우 이를 인식하도록 배치될 수 있다. 그러나, 고장 진단은 안전성에 치우치는 데 필요하며 잘못된 진단이 생길 수 있는 데, 이 경우에는 어떠한 실제 고장이 없는 경우에도 상기 시스템이 오프상태로 된다. 더구나, 고장 진단이 잘 이행될 수 있었다 하더라도, 비휘발성 메모리는 고장날 수 있거나, 인적 서비스에 의해 잘못 리세트될 수 있으므로써, 접점 (16) 은 여전히 대량의 전류를 차단시키는 데 필요할 수 있으며 결과적으로는 손상을 입을 수 있다.
도 2 에 도시된 회로는 접점 (16) 이 폐쇄되기 전에 시스템 작동의 개시에서 단락 회로 및 기타 고장에 대해 구동단 (2) 을 테스트함으로써 이들 문제를 극복한다. 도 2 에 도시된 회로는 초기 진단 테스트동안 출력단 (2) 에 감소된 전류를 공급하도록 레지스터 (30) 가 릴레이 접점과 병렬로 접속되어 있다는 점에서 도 1 에 도시된 회로와 상이하다.
그러한 테스트는 여행의 개시전에 그러나 릴레이 접점 (16) 이 폐쇄돼버리기전에 시스템이 작동되어졌을때 이루어진다. 또한, 테스트는 여행의 종료 및 비휘발성 메모리에 저장된 결과로 이행되는 것이 가능 하다.
도 3 은 레지스터 (30) 가 직렬접속된 레지스터 ( 30a, 30b ) 에 의해 대체되는 가능한 변형예를 예시한 것이다. 이는 접점 (16) 을 단락 회로로 이루는 고장난 레지스터 (30) 의 위험성을 최소화시킨다.
도 4 는 레지스터 (30) 가 MCU (3) 에 의해 제어받는 바이폴라 또는 전계효과 트랜지스터와 같은 스위칭 디바이스 (31) 와 직렬로 접속된 다른 한 가능한 변형예를 예시한 것이다. 이러한 배치는 릴레이 작동상의 다른 테스트가 이행될 수 있도록 레지스터 (30) 가 단선되는 것을 허용한다. 예를들면, 그러한 테스트는 릴레이 스위칭 시간상의 검사를 포함할 수 있다.
도 5 는 구동단 (2) 의 개별 위상 또는 출력전압이 측정되는 것을 허용하는 다른 한 변형예를 예시한 것이다. 예를 들자면, 브리지 구동단의 단지 하나의 분기 ( lime ) 만이 동력 디바이스를 포함하는 것으로 도시되었다.
레지스터 (32) 는 동력 디바이스 (4) 양단에 접속되어 있는 반면에 레지스터 ( 33, 34 ) 를 포함하는 전위 분할기는 동력 디바이스 (7) 및 감지용 레지스터 (19) 양단에 접속되어 있다. 상기 전위 분할기의 출력은 MCU (3) 입력에 접속되어 있다. 레지스터 회로망 ( 32 - 34 ) 은 중심부 주변에 이러한 위상 전압을 바이어스시키는 데 사용되며 상기 전위 분할기는 MCU (3) 에 내재하는 아날로그 - 디지탈 변환기에 적합한 레벨로 상기 전압을 감소시킨다.
공급전압 극성이 잘못하여 반전되는 경우 구동단 (2) 에 전달되는 전류를 방지하기 위하여, 다이오드 (35) 는 도 6 에 도시된 바와같이 레지스터 (30) 또는 레지스터 ( 30a, 30b ) 와 직렬로 접속될 수 있다. MCU (3) 로의 동력공급은 개별적으로 보호받는다. 따라서, MCU (3) 가 동력을 공급받을 수 있다 하더라도, 공급라인 (29) 에 걸린 공급전압은 접점 (16) 이 폐쇄되지 않도록 MCU (3) 에 의해 감시되는 경우 정상 제한 값을 벗어나 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
접점이 폐쇄되기 전에 이행되는 진단 테스트는 입수가능한 측정값에 의존한다. 다음과 같은 측정의 변형 구성을 포함하는 다수의 다른 있을 수 있는 테스트 조합이 있다.
1. 라인 ( 29, 20 ) 양단에 걸린 공급전압 측정 ;
2. 라인 ( 15, 20 ) 양단에 걸린 구동단 공급전압 측정 ;
3. 라인 ( 10, 20 ; 11, 20 ; 12, 20 ) 양단에 걸린 모터 위상 전압 측정 ;
4. 공급 필터 회로망 발진 측정.
각각의 측정으로 이행될 수 있는 진단은 이하에 기술되어 있다. 필터 회로망 발진을 제외한 진단 모두는 다음과 같은 작동 순서를 기초로 한다.
a ) 어떠한 과도 현상이라도 정착하기를 대기한 다음 동력 디바이스 모두가 오프상태로 되고 릴레이 ( 16, 17 ) 가 오프상태로 되는 경우 측정된 전압이 정상 제한값에 내재하는 지를 검사함 ;
b ) 한 번에 하나씩 각각의 상부 동력 디바이스 ( 4, 5, 6 ) 를 온상 태로 되게 하며, 어떠한 과도 현상이라도 정착하기를 대기한 다음 측정된 전압이 정상 제한값에 내재하는 지를 검사함 ;
c ) 상부 디바이스 ( 4, 5, 6 ) 를 오프상태로 되게 한 다음 한번에 하나씩 각각의 하부 동력 디바이스 ( 7, 8, 9 ) 를 온상태로 되 게하고 ( 어떠한 과도 현상이라도 장착하기를 대기한 후 ) 측정 된 전압이 정상 제한값에 내재하는 지를 검사함 ;
d ) 직접적인 ( 슈트 - 스루 ( shoot - through ) 경로를 얻도록 한 번에 하나씩 각각의 상부 및 하부쌍 ( 4+7, 5+8, 6+9 ) 을 온상태로 되게 하고 과도적인 요동이 정착하기를 대기한 다음 측정된 전압이 제한값에 내재하는 지를 검사함.
완전한 테스트 순서를 이행하고 발생할 수 있는 고장모드중 어느 한 고장모드의 명확한 표시를 제공하도록 그 결과를 기록하는 것이 가능하다. 어느 한 고장모드가 발견되면 테스트를 중지하는 것이 더 낫다. 어느 경우든, 고장모드가 발견되면, 시스템은 동력 디바이스 모두를 오프상태로 되게 하며 릴레이 ( 16, 17 ) 의 작동을 제지함으로써 가능한 가장 안전한 상태로 복귀되어야 한다.
하기 표에서, VINK는 라인 ( 15, 20 ) 사이의 측정된 구동단 전압이며, Vph는 임의 측정된 위상 출력전압이고, Vsup는 측정된 공급전압이며, s/c 는 단락회로의 약어이고, o/c 는 개방회로의 약어이다.
( 레지스터 (25, 26) 를 사용하는 ) 구동단 전압 측정 진단
테스트 정상 결과 비정상 결과 가능한 원인
모든 동력디바이스오프상태 VINK고 (high) 레벨 VINK저 (low) 레벨 ㆍ모터 공급원 연결이접지에 대해 s/c 됨ㆍ모터 공급원 연결이o/c 됨ㆍVINK측정 상부 레지스터가 o/c 됨ㆍVINK측정 하부 레지스터가 s/c 됨ㆍ최소한 하나의 상부및 하나의 하부동력디바이스가 s/c 됨
단일 상부동력디바이스온상태 VINK고 레벨 VINK저 레벨 ㆍ모터 성형 포인트가접지에 대해 s/c 됨ㆍ하부 동력 디바이스가 s/c 됨ㆍVINK측정 상부 레지스터가 o/c 됨ㆍVINK측정 하부 레지스터가 s/c 됨
단일 하부동력디바이스온상태 VINK고 레벨 VINK저 레벨 ㆍ상부 동력 디바이스가 s/c 됨ㆍVINK측정 상부 레지스터가 o/c 됨ㆍVINK측정 하부 레지스터가 s/c 됨
단일 상부및 하부쌍온상태 VINK저 레벨 VINK고 레벨 ㆍ접지연결이 o/c 됨ㆍ상부 동력 디바이스가 o/c 됨ㆍ하부 동력 디바이스가 o/c 됨
( 레지스터 (32-34) 를 사용하는 ) 위상 전압 측정 진단
테스트 정상 결과 비정상 결과 가능한 원인
모든디바이스오프상태 Vph가 중심에모임 Vph가 고 레벨로 됨Vph가 저레벨로 됨 ㆍ접지 연결이 o/c 됨ㆍ모터 위상이 공급원에대해 s/c 됨ㆍ모터 성형 포인트가공급원에 대해 s/c 됨ㆍ상부 디바이스가 s/c 됨ㆍ모터 공급원 연결이 접지에대해 s/c 됨ㆍ모터 공급원 연결이 o/c 됨ㆍ모터 위상이 접지에 대해s/c 됨ㆍ모터 성형 포인트가 접지에대해 s/c 됨ㆍ하부 디바이스가 s/c 됨
단일 상부디바이스온상태 모든 Vph가고 레벨로 됨 모든 Vph가 중심에모임몇몇 Vph가 중심에모임Vph가 저 레벨로 됨 ㆍ상부 디바이스가 o/c 됨ㆍ모터 위상이 o/c 됨ㆍ모터 공급원 연결이접지에 대해 s/c 됨ㆍ모터 공급원 연결이 o/c 됨ㆍ모터 위상이 접지에 대해s/c 됨ㆍ모터 성형 포인트가 접지에대해 s/c 됨
단일 하부디바이스온상태 Vph가저 레벨로 됨 모든 Vph가 중심에모임몇몇 Vph가 중심에모임Vph가 고 레벨로 됨 ㆍ하부 디바이스가 o/c 됨ㆍ모터 위상이 o/c 됨ㆍ접지 연결이 o/c 됨
또한, 동력 디바이스에 대한 접속 및 위상 전압 측정 분할기 회로망에서의 고장을 인식하는 것이 가능하다.
연결 전압 측정 및 공급 전압 측정 진단
테스트 정상 결과 비정상 결과 가능한 원인
모든 디바이스오프 상태 VINK가 Vsup보다낮음 VINK가 Vsup와거의 동일함 ㆍ릴레이 접점이폐쇄 또는 s/c 됨
일단 캐패시터 (24) 가 충전되면, 접점 (16) 양단간의 전압 강하는 레지스터 (30), 및 레지스터 ( 25, 26 ) 또는 레지스터 ( 32 - 34 ) 와 같은 측정 레지스터 회로망을 포함하는 전위 분할기에 의해 결정된다. 측정된 구동단 전압 ( VINK) 및 측정된 공급전압 ( VSUP) 간의 차가 너무 작은 경우, 접점 (16) 이 예기치 않게 폐쇄되는 정도의 릴레이 (17) 상에서의 단락회로 고장은 시스템이 작동되기전에 진단될 수 있다. 그후, 정상 작동은 저지될 수 있으며 경보가 나타날 수 있다. 그러나, 이러한 테스트가 다음과 같은 잘못된 결과를 제공할 수 있는 2 가지 특수 상황이 존재한다.
공급전압이 충분한 시간동안 라인 (29) 에 접속되지 않은 경우, 캐패시터 (24) 는 대개의 예비 작동상태로 충분히 충전되지 않는다. 이는, 예를들면 정비사가 차량 바테리를 방금 재접속한 경우에 생길 수 있다. 접점 (16) 이 이러한 상태에서 폐쇄되는 경우, 비교적 많은 전류가 캐패시터 (24) 로 흐르는 데, 이는 접점 (16) 에 손상을 입힐 수 있다. 그러나, 이러한 상태는 대단히 높은 시동값으로 부터의 전압강하를 신속하게 낮춤으로써 검출될 수 있으며 접점 (16) 의 폐쇄는 전압강하가 충분히 낮아질 때까지 지연될 수 있다.
구동기가 짧은 오프상태 스위칭 간격후에 점화를 온상태로 방금 스위칭한 경우, 캐패시터 (24) 는 거의 공급 전압으로 여전히 충전될 수 있다. 이는 구동기가 점화를 오프상태로 스위칭하는 경우 타이머를 시동시킴으로써 검출될 수 있다. 구동기가 단지 짧은 간격후에 다시 점화를 온상태로 스위칭하는 경우, 어떠한 단락된 릴레이 접점의 진단도 이행되지 않는다.
연결 전압 측정 및 필터 회로망 발진 진단
상기 진단은 단락회로 모터 권선을 검출할 수 없다. 모터 권선 저항이 작기때문에, 대량의 전류는 측정가능한 전압강하를 얻는 데 필요 하다. 그러므로, 진단 테스트동안 레지스터 (30) 를 통해 흐르는 작은 전류로 모터 권선 저항을 측정하는 것이 어렵다.
저항을 측정하는 대신에, 필터 회로망 (22) 에 저장된 에너지를 사용하여 모터 권선의 인덕턴스의 효과를 측정하는 것이 가능하다. 필요한 작동들은 다음과 같다.
(ⅰ) 레지스터 ( 23, 30 ) 를 거쳐 필터 캐패시터 (24) 를 충전시키는 작동 ;
(ⅱ) 모터 (1) 를 통해 전류를 유도하도록 하나의 상부 디바이스 (4) 및 하나의 하부 디바이스 (8) 를 동시에 온상태로 되게 하는 작동 ;
(ⅲ) 단락회로 권선의 전압이 영으로 떨어지는 데 소요되는 시간동안 대기하는 작동 ;
(ⅳ) 구동단 공급원 ( VINK) 및/또는 위상 전압 ( Vph) 을 측정하는 작동 ;
(ⅴ) 모터 (1) 를 통한 각각의 경로에 대하여 단계 (ⅰ) 내지 (ⅳ) 를 반복하는 작동 ;
(ⅵ) 단계 (ⅲ) 에서 측정된 임의 전압이 영에 근접하는 경우, 진단 테스트는 단락회로 권선을 나타내며 릴레이 접점 (16) 은 폐쇄 되지 않아야 하는 작동.
모터 권선 인덕턴스가 존재하는 경우, 그러한 인덕턴스는 캐패시터 방전을 저지하여서 단락회로 권선이 영으로 감소되는 데 걸리는 시간후에 구동단 공급원 ( VINK) 및 위상 전압 ( Vph) 은 여전히 공급전압 ( Vsup) 에 근접한다.
이러한 진단 테스트는 도 7 에 예시되어 있으며, 도 7 은 곡선 (40) 에 따른 정상 모터권선양단간의 전압 감소 및 곡선 (41) 에 따른 단락 회로 권선양단간의 감소를 예시한 것이다. 단락회로 권선의 경우에, 전압은 시간 (t) 에서 영으로 감소하는 반면에 정상 권선양단에 걸린 전압은 휠씬 더 느리게 감소한다. 따라서, 단계 (ⅱ) 이후의 적합한 시간 지연후에 구동단 공급전압 또는 위상전압을 측정함으로써, 측정된 전압은 권선이 단락회로가 되어있는지의 표시를 나타낸다. 변형적으로는, 전압이 영으로 떨어지거나 영에 가깝게 떨어지는 데 걸리는 시간은 권선이 단락회로가 되어있는 지를 평가하도록 측정될 수 있다.
모터 인덕턴스의 효과를 측정하기전에, 필터회로 (22) 의 정확한 작동이 다음과 같이 진단될 수 있다. MCU (3) 는 캐패시터 (24) 를 방전시키려는 경향을 갖는 공급라인 ( 15, 18 ) 사이의 부하를 스위칭한다. 예를들면, 그러한 부하는 솔렌노이드 작동 클러치의 코일, 다른 한 릴레이의 코일, 또는 레지스터일 수 있다. 구동단 공급전압 ( VINK) 및 공급전압 ( Vsup) 사이의 전압차 ( 즉, 레지스터 (30) 양단간의 전압강하 ) 의 과도한 상승 비율은 저장용 캐패시터에서의 극히 적은 캐패시턴스 또는 과도한 부하를 나타낸다. 극히 작은 상승 비율은 극히 많은 캐패시턴스 또는 불충분한 부하를 나타낸다. 이러한 진단 테스트가 만족스럽게 이행되어 캐패시터 (24) 의 캐패시턴스가 정확하다는 것을 의미하는 경우, 모터 인덕턴스의 효과는 이전에 기술된 바와같이 측정될 수 있다.
다이오드 (35) 의 순방향 전압강하 ( 존재할때 ) 및 캐패시터 (24) 및 레지스터 ( 25, 26, 32, 33, 34 ) 를 포함하는 침묵 ( quiescent ) 부하 회로망의 시정수는 다음과 같이 회복 위상동안 레지스터 (30) 양단간의 전압강하 ( Vsup- VINK) 의 측정으로 부터 공제될 수 있다.
MCU (3) 는 전압강하가 ( VD1 + VD1 마진 ) 보다 높이 상승하면 부하를 오프상태로 스위칭하는 데, 여기서 예를들면 VD1 = 3 볼트이고 VD1 마진 = 0.2 볼트이다. 전압강하가 VD1 미만으로 떨어지면, 타이머는 시동된다. 타이머 값 ( TD2, TD3 ) 은 전압강하가 각각 VD2 및 VD3 보다 낮게 떨어지는 경우 저장되는 데, 이 경우 예를들면 VD2 = 2.37 볼트이고 VD3 = 1.74 볼트이다.
그후, 다음과 같은 식은 다이오드의 순방향 전압강하 ( Vf ) 및 캐패시터 (24) 및 레지스터의 시정수 ( TC ) 를 평가하는 데 사용될 수 있다.
여기서, BF 는 구동단 공급전압 ( VINK) 을 풀다운시키는 레지스터 ( 25, 26, 32 - 34 ) 에 기인한 총체적인 부하에 의해 분할되는 레지스터 (30) 의 저항과 동일한 바이어스 인자이다.

Claims (11)

  1. 액튜에이터 구동단에 정상전류를 공급하기전에 상기 구동단에 감소된 전류를 공급하는 동력 공급회로, 상기 구동단에 내재하는 전기적 파라메타를 측정하는 측정회로, 및 상기 측정된 전기적 파라메타가 기대값과는 상이한 상기 구동단에 내재하는 전류특성에 해당하는 경우 고장상태라는 신호를 나타내도록 상기 측정된 전기적 파라메타를 허용값과 비교하는 비교기를 포함하는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 동력 공급회로는 상기 정상 전류를 공급하는 접점 및 상기 접점이 폐쇄되기전에 상기 감소된 전류를 공급하도록 상기 접점과 병렬로 접속된 최소한 하나의 레지스터를 포함하는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 스위치는 상기 최소한 하나의 레지스터를 상기 접점으로 부터 단선시키도록 제공되는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  4. 제 2 항에 있어서, 컨트롤러는 상기 고장표시가 없는 경우 상기 접점을 폐쇄시키도록 제공되는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 감소된 전류가 상기 구동단에 공급되는 동안 상기 구동단의 최소한 하나의 능동 디바이스를 온상태로 스위칭하도록 배치되어 있는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 감소된 전류가 상기 구동단에 공급되는 경우, 상기 구동단의 최소한 일부를 온상태로 스위칭한 다음, 상기 구동단을 오프상태로 스위칭하고, 상기 구동단의 출력 전압이 미리 결정된 시간주기미만에서 한계값보다 낮게 떨어지는 경우 액튜에이터 고장이라는 신호를 표시하도록 배치되어 있는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 감소된 전류가 상기 구동단에 공급되는 경우, 상기 구동단의 동력 공급 필터 양단에 부하를 접속시킨 다음, 상기 부하를 단선시키고, 시간에 대한 구동단 공급전압의 특성이 미리 결정된 특성과는 상이한 경우 필터고장이라는 신호를 표시하도록 배치되어 있는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 측정회로는 상기 구동단의 공급전압을 측정하는 회로를 포함하는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 측정회로는 상기 구동단의 출력전압을 측정하는 회로를 포함하는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 측정회로는 아날로그 - 디지탈 변환기에 접속된 출력을 지니는 전위 분할기를 포함하는 액튜에이터 구동단 테스트 회로.
  11. 액튜에이터 구동단에 감소된 전류를 공급하는 단계 ;
    상기 구동단에 내재하는 전기적 파라메타를 측정하는 단계 ;
    상기 측정된 전기적 파라메타가 기대값과는 상이한 상기 구동단을 통한 전류에 해당하는 경우 고장상태라는 신호를 표시하는 단계 ; 및
    상기 고장상태가 없는 경우 상기 구동단에 정상 전류를 공급하는 단계 ;
    를 포함하는 액튜에이터 구동단 테스트 방법.
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