KR100415322B1 - 전기적액튜에이터구동단을테스트하는방법및회로 - Google Patents

전기적액튜에이터구동단을테스트하는방법및회로 Download PDF

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티알더블유 루카스베리티 일렉트릭 스티어링 리미티드
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Abstract

EPAS(Electric Power Assisted Steering) 시스템의 모터(1)와 같은 액튜에이터의 구동 단(2)을 테스트하는 회로가 제공되어 있다. 동력 공급 회로는 정상의 구동 단 전류를 공급하는 접점(16) 및 정상 전류가 공급되기 전에 감소된 구동 단 전류를 공급하는 저항기(30)를 포함한다. 측정 회로(3,25,26)는 공급 전압과 같은 구동 단 전기 파라미터를 측정하고 비교기(3)는 이를 기대값과 비교한다. 측정된 파라미터가 기대값과는 다른, 상기 구동 단(2)을 통해 흐르는 전류에 대응하는 경우, 고장 상태의 신호가 표시되며 접점(16)은 닫혀지지 않게 된다.

Description

전기적 액튜에이터 구동 단을 테스트하는 방법 및 회로{METHOD OF AND CIRCUIT FOR TESTING AN ELECTRICAL ACTUATOR DRIVE STAGE}
독일 특허 제2,751,116호에는 차량의 조명 회로를 테스트하는 테스트 장치가 개시되어 있다. 정전류원은 기대 부하에 따른 전류를 상이한 조명 회로에 공급하도록 스위칭된다. 그러한 조명 회로의 양단에 걸린 전압이 측정되고 상기 전압이 미리 설정된 기대값보다 큰 경우 고장 상태의 신호가 표시된다. 그러므로, 이러한 장치는 그러한 조명 회로로 전구의 고장을 검출한다.
독일 특허 제3,842,921호에는 전기 부하에 의해 인출된 전류를 감시하는 장치가 개시되어 있다. 그러한 부하 전류는 부하 회로내의 전류 감지용 저항기를 스위칭하여 상기 저항기의 양단에 걸린 전압을 측정함으로써 측정된다. 이러한 전압은, 부하 전류가 허용가능한 지의 여부를 나타내는 한계값과 비교된다.
독일 특허 제4,338,462호에는 자동 차량의 전기 소비부용 제어 장치가 개시되어 있다. 동력은, 단시간 동안 바테리 전압을 오프(off) 상태로 스위칭하는 동안 정전류원을 거쳐 전기 소비부에 인가된다. 전기 소비부의 양단에 걸린 전압은 감시되며 정전류원이 바테리 전압 대신에 접속될 때 전기 소비부의 양단에 걸린 전압이 단시간 동안 허용가능하지 않은 값을 지니는 경우 고장 상태의 신호가 표시된다.
본 발명은 전기적 액튜에이터 동력 전자 구동 단을 테스트하는 방법 및 회로에 관한 것이다. 그러한 회로는 차량의 구동 단을 테스트하는 데 사용될 수 있는데, 예를들면 전기 동력에 의한 스티어링(Electric Power Assisted Steering;EPAS)시스템의 전기 모터를 구동하는 데 사용될 수 있다.
도1은 본 발명이 적용될 수 있는 EPAS 시스템 일부의 회로도이다.
도2는 본 발명의 한 실시예를 구성하는 회로를 포함하는 EPAS 시스템의 회로도이다.
도3 내지 도6은 도2에 도시된 회로에 대한 가능한 변형예들을 보여주는 회로도이다.
도7은 도1에 도시된 회로에 의해 이행될 수 있는 테스트를 보여주는 시간에 대한 전압의 그래프이다.
본 발명의 제1 실시태양에 의하면, 액튜에이터 구동 단을 테스트하는 회로가 제공되는 데, 상기 회로는 상기 구동 단에 정상 전류를 공급하기 전에 상기 구동 단에 감소된 전류를 공급하는 동력 공급 회로, 상기 구동 단 내의 전기 파라미터를 측정하는 측정회로, 및 상기 측정된 파라미터가 기대값과 비교하여, 상기 측정된 파라미터가, 상기 기대값과 다른, 상기 구동 단을 통해 흐르는 전류에 대응하는 경우, 고장 상태의 신호를 표시하는 비교기를 포함한다.
바람직하기로는, 상기 동력 공급 회로는 정상 전류를 공급하는 접점 및 상기 접점이 닫히기 전에 감소된 전류를 공급하도록 상기 접점과 병렬로 접속된 적어도 1개의 저항기를 포함한다. 이러한 저항기는 직렬로 접속된 2개 이상의 개별 부품으로 구성될 수 있다. 상기 접점으로부터 적어도 1개의 저항기를 단선시키는 스위치가 제공될 수 있다.
고장 상태의 신호가 표시되지 않는 경우에는 상기 접점을 닫도록 동작하는 마이크로컨트롤러와 같은 컨트롤러가 제공될 수 있다. 상기 컨트롤러는 감소된 전류가 상기 구동 단에 공급되는 동안 상기 구동 단의 적어도 1개의 능동 디바이스를 온(on) 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 감소된 전류의 공급시, 상기 구동단의 적어도 일부를 온 상태로 스위칭하며, 그후 상기 구동단을 오프(off) 상태로 스위칭하고, 상기 구동 단의 출력 전압이 미리 결정된 시간 내에서 한계값 이하로 떨어지는 경우에 액튜에이터가 고장난 상태라는 신호를 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 측정 회로는 상기 구동 단의 공급 전압을 측정하는 회로를 포함할 수 있다. 상기 측정 회로는 상기 구동 단의 출력 전압을 측정하는 회로를 포함할 수 있다. 상기 측정 회로는 분압기(potential divider)를 포함할 수 있는 데, 상기 분압기의 출력은 아날로그-디지털 변환기에 접속되고, 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 컨트롤러 내에 제공될 수 있다.
본 발명의 제2 실시태양에 의하면, 액튜에이터 구동 단을 테스트하는 방법이 제공되는 데, 상기 방법은 상기 구동 단에 정상 전류를 공급하기 전에 상기 구동 단에 감소된 전류를 공급하는 단계, 상기 구동 단 내의 전기 파라미터를 측정하는 단계, 측정된 파라미터가 기대값과는 다른, 상기 구동 단을 통해 흐르는 전류에 대응하는 경우 고장 상태의 신호를 표시하는 단계, 및 고장 상태의 신호를 표시하지 않는 경우 상기 구동 단에 정상 전류를 공급하는 단계를 포함한다.
따라서, 정상 또는 완전 동력이 액튜에이터 구동 단에 공급되기 전에 상기 구동 단에서나 상기 구동 단에 접속된 액튜에이터가 고장난 상태라는 신호를 표시하는 장치를 제공하는 것이 가능하다. 그러므로, 액튜에이터 구동 단에서 고장이 난 경우, 예를들면 상기 구동 단 또는 상기 액튜에이터의 단락 회로로부터 생기는 과전류는, 예를들면 전자(電磁)식 릴레이의 접점에 의해 차단되어야 할 필요가 없다. 또한, 액튜에이터의 예비 작동시 검출된 고장 표시의 기억을 신뢰할 필요가 없다.
이하 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명될 것이다.
첨부 도면 중 유사한 참조번호는 유사한 부품을 나타낸다.
도1은 차량에서 사용하기 위한 전형적인 EPAS 시스템의 일부를 예시한 것이다. 3상 성형 결선 무브러쉬 영구 자석 모터(1)는 기어 구동을 통해 차량 스티어링 시스템(도시되지 않음)의 스티어링 칼럼 또는 래크(rack)에 접속되어 있다. 차량 구동기에 의해, 예를들면 스티어링 휘일에 가해지는 토크는 측정되어 차량의 스티어링을 지원하도록 상기 모터(1)에 공급되는 전류를 제어하는 데 사용된다.
상기 모터(1)는 마이크로컨트롤러 유니트(MCU;3)에 의해 요구되는 구동 전류를 공급하도록 구동 단(2)에 접속되어 있다. 상기 MCU는, 예를들면 스티어링 시스템의 구동기 토크를 측정하는 토크 센서로부터의 신호를 수신하고, 아마도 스티어링 각, 차량의 속도, 및 기타 차량의 파라미터와 관련된 신호를 수신하는 입력(도시되지 않음)을 지닌다. 상기 구동 단(2)은 상기 모터(1)의 3상 입력에 접속된 출력(10,11,12)을 갖는 3상 브리지 구동 회로로서 구성되는 "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, 상기 상부 및 하부 구동기 회로(13,14)의 입력은 상기 MCU(3)의 출력에 접속되어 있다.
상기 구동 단(2)의 제1 동력 공급 라인(15)은 릴레이의 접점(16) 및 전원 라인(29)을 거쳐 바테리와 같은 차량 전원에 접속되어 있다. 상기 릴레이는 상기 MCU(3)의 출력에 접속되어 있는 전자식 코일(17)을 부가적으로 포함한다. 제2 동력공급 라인(18)은 전류 감지용 저항기(19)를 거쳐 상기 차량 전원의 접지 접속부(20)에 접속되어 있다. 차동 증폭기(21)는 상기 저항기(19)의 양단에 접속된 차동 입력을 지니고 상기 MCU(3)에 출력 신호를 공급하고, 상기 MUC(3)는 상기 구동 단(2)을 통해 흐르는 전류를 나타낸다.
필터 회로(22)는 상기 차량 전원으로부터 인출된 전류를 평활화시키도록 상기 구동 단(2)의 동력 공급 라인(15,18)사이에 접속되어 있다. 상기 필터 회로(22)는 직렬로 접속된 저항기(23) 및 커패시터(24)를 포함한다. 저항기(25,26)를 포함하는 분압기는 상기 동력 공급 라인(15) 및 상기 접지 접속부(20)사이에 접속되어있다. 상기 분압기의 출력은 상기 MCU(3)의 한 입력에 접속되어 있다. 저항기(27, 28)를 포함하는 부가적인 분압기는 상기 접지 접속부(20) 및 상기 전원 라인(29) 사이에 접속되어 있다. 상기 분압기의 출력은 상기 MCU(3)의 다른 한 입력에 접속되어 있다.
상기 MCU(3)는 차량의 점화 키에 의해 온 상태로 스위칭되는 동력 공급 라인을 통해 동력을 공급받을 수도 있고, 차량 바테리로부터 지속적으로 동력을 공급받을 수 있다. 상기 MCU(3)는 마이크로프로세서 및 관련 RAM 및 ROM, 상기 분압기의 출력을 디지털 코드로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기, 및 전류 요구 신호를 상기 구동기 회로(13,14)에 공급하는 적합한 구동 장치를 포함한다. 또한, 상기 MCU(3)는 상기 전자식 릴레이의 코일(17)을 구동시키는 출력 인터페이스를 지닌다. 상기 MCU(3)의 ROM은 상기 EPAS 시스템의 작동을 제어하며 진단 테스트를 이행하는 소프트웨어를 저장하고 있다.
EPAS 시스템의 정상 작동시, 차량의 전기 시스템이 점화 키에 의해 온 상태로 스위칭되는 경우, 상기 MCU(3)는 접점(16)을 닫도록 릴레이(17)에 동력을 공급한다. 그리하여, 동력은 상기 접점(16)을 거쳐 상기 구동 단(2)에 공급된다. 공급 전압은, 측정될 전압이 MCU(3)에 대한 허용가능한 범위에 있게 하는 저항기(27,28)을 포함하는 분압기에 의해 상기 MCU(3)에서 측정된다. 마찬가지로, 상기 구동 단의 동력 공급 라인(15) 및 상기 접지 접속부(20)의 양단 간의 전압은 저항기(25, 26)를 포함하는 분압기를 통해 측정되고 상기 구동 단(2)을 통해 흐르는 전류는 저항기(19) 및 차동 증폭기(21)에 의해 측정된다. 상기 모터(1)가 부정확하게 구동되고 있지 않은 지를 검사하도록 차량이 작동되고 있는 동안 진단 테스트가 이행된다. 고장 상태가 진단되는 경우, 상기 모터는, 동력 디바이스(4-9)를 오프 상태로 되게 하며 릴레이의 코일(17)로부터 동력을 제거하여 접점(16)을 개방시킴으로써 절연된다. 그러므로, 동력 지원이 불가능해져서 차량 및 구동기가 바람직하지 못한 지원 토크로부터 보호된다.
차량, 결과적으로는 EPAS 시스템의 차후 작동의 개시 부분에서 문제들이 생길 수 있다. 상기 구동 단(2)이 단락 회로로 인해 고장난 경우, 릴레이가 온 상태로 스위칭되는 경우 대량의 전류가 접점(16)을 통해 흐르게 된다. 이는 진단 테스트에 의해 검출되며 접점(16)은 개방된다. 그러나, 이는 대량의 전류가 흐르고 있는 경우 릴레이 접점을 개방시키는 것이 접점(16)에 손상시킬 수 있는 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 시스템의 예비 작동시 구동 단(2)에서 고장이 난 경우, 상기 MCU(3)는 비휘발성 메모리에 고장 코드를 저장하고 접점(16)을 닫지 않도록 상기 시스템이 다시 온 상태로 스위칭되는 경우 이를 인식하도록 구성될 수 있다. 그러나, 고장 진단은 안전성에 치중하는 데 필요할 뿐이며, 실제 고장이 없는 경우에도 상기 시스템이 오프 상태로 되는 잘못된 진단이 생길 수 있다. 더욱이, 고장 진단이 올바르게 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 가능성이 있다.
도2에 도시된 회로는 접점(16)이 닫히기 전에 시스템 작동의 개시 부분에서단락 회로 및 기타의 고장에 대해 상기 구동 단(2)을 테스트함으로써 이들 문제를 해결한다. 도2에 도시된 회로는, 초기 진단 테스트동안 구동 단(2)에 감소된 전류를 공급하도록 저항기(30)가 릴레이 접점과 병렬로 접속되어 있다는 점에서 도1에 도시된 회로와는 다르다.
주행 개시 전이지만, 릴레이 접점(16)이 닫히기 전에 상기 시스템이 작동되었을 때 그러한 초기 진단 테스트가 이루어진다. 또한, 상기 테스트가 주행의 종료 시점에서 이행되어 그 결과가 비휘발성 메모리에 저장되는 것도 가능하다.
도3은 저항기(30)가 직렬로 접속된 저항기(30a,30b)로 대체되는 가능한 변형예를 예시한 것이다. 이는 접점(16)을 단락 회로로 이루는 고장난 저항기(30)의 위험성을 최소화시킨다.
도4는 저항기(30)가 MCU(3)에 의해 제어되는 바이폴라 또는 전계 효과 트랜지스터와 같은 스위칭 디바이스(31)와 직렬로 접속되는 또 다른 변형예를 예시한 것이다. 이러한 구성에 의해, 저항기(30)는 릴레이의 동작에 따라 다른 테스트가 이행될 수 있도록 단선될 수 있다. 예를들면, 그러한 테스트는 릴레이 스위칭 시간에 관한 검사를 포함할 수 있다.
도5는 구동 단(2)의 개별 위상 또는 출력 전압이 측정될 수 있는 다른 한 변형예를 예시한 것이다. 예시의 목적으로, 브리지 구동단의 단지 하나의 분기(limb)만이 동력 디바이스(4,7)를 포함하는 것으로 도시되었다.
저항기(32)는 동력 디바이스(4)의 양단에 접속되어 있는 반면에, 저항기(33, 34)를 포함하는 분압기는 동력 디바이스(7) 및 감지용 저항기(19)의 양단에 접속되어 있다. 상기 분압기의 출력은 MCU(3)의 입력에 접속되어 있다. 저항기 회로망(32-34)은 중심부 주변에 이러한 위상 전압을 바이어스시키는 데 사용되며 상기 분압기는 MCU(3)에 내재하는 아날로그-디지털 변환기에 적합한 레벨로 상기 전압을 감소시킨다.
공급 전압 극성이 잘못되어 반전되는 경우, 구동 단(2)에 흐르는 전류를 방지하기 위하여, 도6에 도시된 바와같이, 다이오드(35)는 저항기(30) 또는 저항기(30a,30b)와 직렬로 접속될 수 있다. MCU(3)로의 동력 공급은 개별적으로 보호받는다. 따라서, MCU(3)가 동력을 공급받을 수 있다 하더라도, 접점(16)이 닫혀지지 않도록 공급 라인(29)에 걸린 공급 전압이 MCU(3)에 의해 감시되는 경우, 상기 공급 라인(29)에 걸린 공급 전압은 정상 범위외에 있다는 점을 알 수 있을 것이다.
접점이 닫히기 전에 이행되는 진단 테스트는 사용가능한 측정에 따라 결정된다. 다음과 같은 측정의 변형 구성을 포함하는 다수의 다른 가능한 테스트 조합이 있다.
1. 라인(29,20)의 양단에 걸린 공급 전압의 측정;
2. 라인(15,20)의 양단에 걸린 구동 단 공급 전압의 측정;
3. 라인(10,20;11,20;12,20)의 양단에 걸린 모터 위상 전압의 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 하고 있다.
a) 어떠한 과도 현상이라도 정착하기를 기다린 다음, 동력 디바이스 모두가 오프 상태로 되고 릴레이(16,17)가 오프 상태로 되는 경우 측정된 전압이 정상 한정값 내에 있는 지를 검사함;
b) 한 번에 하나씩 각각의 상부 동력 디바이스(4,5,6)를 온 상태로 되게 하며, 어떠한 과도 현상이라도 정착하기를 기다린 다음에, 측정된 전압이 정상 한정값 내에 있는 지를 검사함;
c) 상부 동력 디바이스(4,5,6)를 오프 상태로 되게 한 다음, 한번에 하나씩 각각의 하부 동력 디바이스(7,8,9)를 온 상태로 되게하고, (어떠한 과도 현상이라도 장착하기를 기다린 후에) 측정된 전압이 정상 한정값 내에 있는 지를 검사함;
d) 직접적인(슈트-스루(shoot-through)) 경로를 얻도록 한 번에 하나씩 각각의 상부 및 하부 동력 디바이스 쌍(4+7,5+8,6+9)을 온 상태로 되게 하고 과도 요동이 정착하기를 기다린 다음에, 측정된 전압이 한정값 내에 있는 지를 검사함.
완전한 테스트 순서를 이행하고 발생할 수 있는 고장 모드 중 어느 한 고장 모드를 명확하게 표시하도록 결과를 기록하는 것이 가능하다. 어떠한 고장 모드라도 발견되는 즉시 테스트를 중지하는 것이 바람직하다. 어느 경우든, 고장 모드가 발견되면, 시스템은 동력 디바이스 모두를 오프 상태로 되게 하며 릴레이(16,17)의 작동을 억제함으로써 가능한 가장 안전한 상태로 복귀되어야 한다.
하기 표에서, VINK는 라인(15,20) 사이에서의 측정된 구동 단 전압이며, Vph는 임의 측정된 위상 출력 전압이고, Vsup는 측정된 공급 전압이며, s/c는 단락 회로의약칭이고, o/c 는 개방 회로의 약칭이다.
(저항기(25,26)를 사용하는) 구동 단 전압 측정에 의한 진단
(저항기(32-34)를 사용하는) 위상 전압 측정에 의한 진단
또한, 동력 디바이스에 대한 접속부 및 위상 전압 측정 분주기 회로망에서의 고장을 인식하는 것이 가능하다.
연결 전압 측정 및 공급 전압 측정에 의한 진단
일단 커패시터(24)가 충전되면, 접점(16)의 양단간의 전압 강하는, 저항기(30), 및 저항기(25,26) 또는 저항기(32-34)와 같은 측정 저항기 회로망을 포함하는 분압기에 의해 결정된다. 측정된 구동 단 전압(VINK) 및 측정된 공급 전압(VSUP) 간의 차가 상당히 작은 경우, 접점(16)이 예기치 않게 닫히도록 하는 릴레이(17) 상에서의 단락 회로의 고장은 시스템이 작동되기 전에 진단될 수 있다. 따라서, 정상 작동은 억제될 수 있으며 경보가 발생될 수 있다. 그러나, 이러한 테스트가 다음과 같은 잘못된 결과를 제공할 수 있는 2가지 특정의 경우가 있다.
공급 전압이 충분한 시간 동안 라인(29)에 접속되지 않은 경우, 커패시터(24)는 그의 통상의 예비 작동 상태에 이르기까지 충분히 충전되지 않는다. 이는, 예를들면 정비사가 차량 바테리를 방금 재접속한 경우에 생길 수 있다. 접점(16)이 이러한 상태에서 닫히게 되는 경우, 접점(16)을 손상시킬 수 있는 비교적 많은 전류가 커패시터(24)로 흐른다. 그러나, 이러한 상태는 극히 높은 시동 값으로부터의 전압 강하를 신속하게 낮춤으로써 검출될 수 있으며 접점(16)의 닫힘은 전압 강하가 충분히 낮아질 때까지 지연될 수 있다.
구동기가 짧은 오프 상태로의 스위칭 기간 후에 점화 장치를 온 상태로 방금스위칭한 경우, 커패시터(24)는 거의 공급 전압에 이르기까지 여전히 충전될 수 있다. 이는 구동기가 점화 장치를 오프 상태로 스위칭하는 경우 타이머를 시동시킴으로써 검출될 수 있다. 구동기가 단지 짧은 간격 후에 점화 장치를 다시 온 상태로 스위칭하는 경우, 단락된 릴레이 접점의 진단이 전혀 이행되지 않을 수 있다.
연결 전압 측정 및 필터 회로망 발진에 의한 진단
상기 진단은 단락 회로로 구성된 모터 권선을 검출할 수 없다. 모터 권선 저항이 작기 때문에, 대량의 전류는 측정가능한 전압 강하를 얻는 데 필요하다. 그러므로, 진단 테스트 동안 저항기(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 영향을 측정하는 것이 가능하다. 필요한 작동들은 다음과 같다.
(ⅰ) 저항기(23,30)를 거쳐 필터 커패시터(24)를 충전시키는 작동;
(ⅱ) 모터(1)를 통해 흐르는 전류를 인출하도록 하나의 상부 동력 디바이스(4) 및 하나의 하부 동력 디바이스(8)를 동시에 온 상태로 되게 하는 작동;
(ⅲ) 단락 회로로 구성된 권선의 전압이 영으로 떨어지는 데 소요되는 시간동안 대기하는 작동;
(ⅳ) 구동 단 공급 전압(VINK) 및/또는 위상 전압(Vph)을 측정하는 작동;
(ⅴ) 모터(1)를 통한 각각의 경로에 대하여 단계(ⅰ) 내지 (ⅳ)를 반복하는작동;
(ⅵ) 단계(ⅲ)에서 측정된 임의 전압이 영에 근접하는 경우, 진단 테스트는 단락 회로로 구성된 권선을 나타내며 릴레이 접점(16)은 닫혀지지 않아야 하는 작동.
모터 권선 인덕턴스가 존재하는 경우, 그러한 인덕턴스는 커패시터 방전을 억제하기 때문에, 단락 회로로 구성된 권선이 영으로 감소되는 데 걸리는 시간 후에도 구동 단 공급 전압(VINK) 및 위상 전압(Vph)은 여전히 공급 전압(Vsup)에 근접한다.
이러한 진단 테스트는 도7에 예시되어 있으며, 도7은 곡선(40)에 따른 정상 모터 권선의 양단 간의 전압의 감쇠 및 곡선(41)에 따른 단락 회로로 구성된 권선의 양단 간의 감쇠를 보여준다. 단락 회로로 구성된 권선의 경우에는 전압이 시간(t)에서 영으로 감쇠하는 반면에, 정상 권선의 양단에 걸린 전압은 그보다는 느리게 감쇠한다. 따라서, 단계(ⅱ)에 이은 적합한 시간 지연 후에 구동 단 공급 전압 또는 위상 전압을 측정함으로써, 측정된 전압은 권선이 단락 회로로 구성되어 있는지를 나타낸다. 변형적으로는, 전압이 영으로 떨어지거나 영에 가깝게 떨어지는 데 걸리는 시간은 권선이 단락 회로로 구성되어 있는 지를 평가하도록 측정될 수 있다.
모터 인덕턴스의 영향을 측정하기 전에, 필터 회로(22)의 정확한 작동이 다음과 같이 진단될 수 있다. MCU(3)는 커패시터(24)를 방전시키려는 경향을 갖는 동력 공급 라인(15,18) 사이의 부하를 스위칭한다. 예를들면, 이러한 부하는 솔레노이드 작동 클러치의 코일, 또 다른 릴레이의 코일, 또는 저항기일 수 있다. 구동 단 공급 전압(VINK) 및 공급 전압(Vsup) 사이의 전압 차(즉, 저항기(30)의 양단 간의 전압 강하)의 과도한 상승 비율은 저장용 커패시터(24)에서의 극히 적은 캐패시턴스 또는 과도한 부하를 나타낸다. 극히 작은 상승 비율은 극히 큰 캐패시턴스 또는 불충분한 부하를 나타낸다. 이러한 진단 테스트가 만족스럽게 이행되어 커패시터(24)의 캐패시턴스가 정확하다는 것을 의미하는 경우, 모터 인덕턴스의 영향은 앞서 언급한 바와 같이 측정될 수 있다.
다이오드(35)(존재할 경우)의 순방향 전압 강하 및 커패시터(24) 및 저항기(25,26,32,33,34)를 포함하는 침묵(quiescent) 부하 회로망의 시정수는 다음과 같은 회복 위상 동안 저항기(30)의 양단 간의 전압 강하(Vsup-VINK)의 측정으로부터 공제될 수 있다.
MCU(3)는, 전압 강하가 (VD1+VD1 마진)보다 높이 상승하면, 부하를 오프 상태로 스위칭하는 데, 이 경우, 예를들면 VD1=3볼트이고 VD1 마진=0.2볼트이다. 전압 강하가 VD1보다 낮아지면, 타이머가 시동된다. 타이머 값(TD2,TD3)은, 전압 강하가 각각 VD2 및 VD3보다 낮아지는 경우에 저장되는 데, 이 경우, 예를들면 VD2=2.37볼트이고 VD3=1.74 볼트이다.
따라서, 다음과 같은 식은 다이오드의 순방향 전압 강하(Vf) 및커패시터(24) 및 저항기의 시정수(TC)를 추정하는 데 사용될 수 있다.
여기서, BF는 구동 단 공급 전압(VINK)을 풀다운시키는 저항기(25,26,32-34)에 기인한 총체적인 부하에 나눈 저항기(30)의 저항과 동일한 바이어스 계수이다.

Claims (10)

  1. 액튜에이터 및 그의 구동 단을 테스트하는 회로에 있어서, 상기 액튜에이터 및 구동단을 작동시키기 위한 구동 전류 및 상기 액튜에이터 및 구동 단 상에서의 진단 테스트를 이행하기 위한 감소된 전류를, 전류가 상기 액튜에이터에 공급되는 상기 액튜에이터 및 구동단의 입력에 선택적으로 연결시키고, 상기 감소된 전류가 공급되는 동안 상기 액튜에이터 및 구동 단의 적어도 일부를 온 상태로 스위칭하는 컨트롤러, 및 상기 액튜에이터 및 구동 단 내의 전기 파라미터를 측정하는 측정 회로를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 측정된 전기 파라미터를, 상기 액튜에이터 및 구동 단의 전류 특성에 대응하는 미리 결정된 값과 비교하여 상기 전기 파라미터가 상기 미리 결정된 값과 다른 경우에 고장 상태의 신호를 표시하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 전류는 접점이 닫힐 때 전원으로부터 공급되며, 상기 감소된 전류는 상기 접점이 개방될 때 상기 전원으로부터 상기 접점과 병렬로 연결된 적어도 하나의 저항기를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 저항기를 단선시키도록 상기 적어도 하나의 저항기에 직렬 회로 관계로 연결되는 스위치를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  4. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 고장 상태의 신호가 표시되지 않은 경우 상기 접점을 닫아서 상기 구동 전류를 상기 액튜에이터 및 구동 단에 연결시키는 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 감소된 전류가 상기 액튜에이터 및 구동 단에 공급될 때, 상기 액튜에이터 및 구동 단의 동력 공급 필터의 양단에 부하를 접속시킨 다음, 상기 부하를 단선시키고, 상기 측정 회로는 상기 액튜에이터 및 구동 단에 대한 공급 전압을 측정하여 시간에 대한 측정된 구동 단 공급 전압의 특성이 미리 결정된 특성과 다른 경우 필터 고장의 신호를 표시하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 측정 회로는 상기 액튜에이터 및 구동 단의 출력 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 측정 회로는 아날로그-디지털 변환기에 접속된 출력을 지니는 분압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
  8. 액튜에이터 및 구동 단을 테스트하는 방법에 있어서,
    구동 전류가 액튜에이터 및 구동단을 작동시키는 전류이고, 감소된 전류가 액튜에이터 및 구동 단 상에서의 진단 테스트를 이행하는 전류인 경우, 상기 액튜에이터 및 구동 단의 구동 전류와 상대적으로 감소된 전류를 공급하도록 전류가 상기 액튜에이터에 공급되는 상기 액튜에이터 및 구동 단의 입력에 전원을 연결하는 단계;
    상기 감소된 전류가 상기 액튜에이터 및 구동 단에 공급되는 동안 상기 액튜에이터 및 구동 단의 적어도 일부를 온 상태로 스위칭하는 단계;
    상기 액튜에이터 및 구동 단의 적어도 일부 내의 전기 파라미터를 측정하는 단계;
    상기 전기 파라미터가 상기 액튜에이터 및 구동 단의 전류 특성에 대응하는 미리 결정된 값과 다른 경우 고장 상태의 신호를 표시하는 단계; 및
    상기 고장 상태의 신호가 표시되지 않은 경우 상기 액튜에이터 및 구동 단에 상기 구동 전류를 공급하도록 상기 입력에 전원을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동단의 테스트 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액튜에이터 및 구동 단의 적어도 일부는 상기 액튜에이터 및 구동 단의 능동 부품인 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동단의 테스트 회로.
  10. 제6항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 액튜에이터 및 구동 단의 적어도 일부를 온 상태로 스위칭한 다음에 이를 오프 상태로 스위칭하여, 상기 액튜에이터 및 구동 단의 출력 전압이 미리 결정된 시간 내에서 한계값 이하로 떨어지는 경우 액튜에이터 고장 상태의 신호를 표시하는 것을 특징으로 하는 액튜에이터 및 구동 단의 테스트 회로.
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