KR20170002759A - 홀센서 고장진단방법 - Google Patents

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Abstract

본 기술의 홀센서 고장진단방법은 제어부에서 홀센서의 고장신호를 인지하는 고장인지단계(S100); 고장인지단계(S100) 수행결과, 고장신호를 인지한 경우, 오일펌프의 구동 듀티를 기설정된 설정값 상승시키는 듀티증가단계(S110); 및 듀티증가단계(S110) 후, 홀센서의 고장진단을 실시하는 고장진단단계(S120);를 포함할 수 있다.

Description

홀센서 고장진단방법 {FAILURE DIAGNOSIS METHOD FOR HALL SENSOR}
본 발명은 오일펌프 모터의 위치와 회전방향을 센싱하는 홀센서의 고장을 진단하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전동식 오일펌프(EOP:Electric Oil Pump)에는 브러시리스(BLDC:Brushless DC) 모터가 적용된다. 이러한 브러시리스 모터는 일반 3상 DC모터에서 정류자의 역할을 수행하는 브러시를 제거하면서도 3상 DC 모터의 특성을 유지할 수 있도록 개발된 것으로 영구자석으로 이루어진 회전자와 3개의 코일이 권선되어 있는 고정자로 구성되는 것을 특징으로 한다.
브러시리스 모터는 고정자에 권선되어 있는 U상, V상 및 W상 코일에 각각 3상 전류를 공급하고 그 공급한 3상 전류에 따라 U상, V상 및 W상 코일이 각각 자계를 발생하여 영구자석으로 이루어진 회전자를 회전시키도록 구성된다.
이때, 브러시리스 모터의 회전자의 회전속도를 정확히 제어하기 위해서는 회전자의 위치를 정확히 추정하는 것이 중요하다. 이를 위해 일반적으로 홀센서가 이용되는데, 홀센서는 홀 효과를 이용한 것으로 모터의 회전위치 및 방향을 측정하는데 사용된다. 구체적으로 홀센서는 로터의 영구자석에 의해 생긴 자계에 기초하여 고정자에 대한 로터의 상대위치를 검출할 수 있다.
하지만, 홀센서가 고장인 경우에는 로터의 위치를 정상적으로 검출할 수 없다. 즉, 각 상의 홀센서 중의 하나가 변화하지 않게 되기 때문에 원하는 모터의 회전 구동 제어를 할 수 없게 되어 버리는 문제가 있다.
이러한 홀센서 고장으로 인해 브러시리스 모터가 비정상적으로 동작되면 전동식 오일펌프는 원활히 유압을 형성할 수 없게 되고, 이에 따라 차량 주행이 불가하게 되는 문제점이 발생한다. 따라서, 종래에는 홀센서 고장이 인지될 시 모터를 관성회전하도록 방치한 상태에서 출력되는 홀센서의 출력신호에 기반하여 홀센서의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단하였다.
하지만, 전동식 오일펌프 내부의 오일 온도가 저온이거나 RPM이 낮은 경우에는 모터가 펌프 저항에 의해 원활히 관성회전하지 못하고 멈추는 현상이 발생하기 때문에 홀센서의 고장진단이 원활히 이루어지지 못한다는 문제점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 2012-135097 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 오일펌프 홀센서의 고장이 인지될 시, 모터의 구동듀티를 상승시킴으로써 홀센서의 고장진단이 수행되는 동안 모터가 관성회전상태를 유지할 수 있도록 하는 홀센서 고장진단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 홀센서 고장진단방법은 제어부에서 홀센서의 고장신호를 인지하는 고장인지단계; 상기 고장인지단계 수행결과, 상기 고장신호를 인지한 경우, 오일펌프의 구동 듀티를 기설정된 설정값 상승시키는 듀티증가단계; 및 상기 듀티증가단계 후, 상기 홀센서의 고장진단을 실시하는 고장진단단계;를 포함할 수 있다.
상기 고장신호는 홀센서의 3상 출력신호가 모두 0 또는 1인 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 고장진단단계 시, 상기 제어부는 홀센서의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 고장진단 결과에 기반하여 오일펌프가 정상구동 가능하도록 홀센서 가상신호를 산출하는 가상신호산출단계; 및 상기 홀센서 가상신호를 상기 오일펌프에 출력하는 가상신호출력단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 오일펌프유닛(OPU)이고, 상기 오일펌프는 전자식 오일펌프(EOP)인 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 홀센서 고장진단방법에 따르면 오일펌프의 구동 듀티(Duty)를 증가시킨 후 홀센서의 고장을 진단하는바, 홀센서 고장시 오일펌프가 멈춰 홀센서의 고장진단 및 차량 주행이 불가능해지는 상황을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 고장진단장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 고장진단방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀센서 고장진단방법에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 고장진단장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 고장진단방법을 도시한 순서도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 홀센서 고장진단방법은 제어부(10)에서 홀센서(25)의 고장신호를 인지하는 고장인지단계(S100); 상기 고장인지단계(S100) 수행결과, 상기 고장신호를 인지한 경우, 오일펌프(20)의 구동 듀티를 기설정된 설정값 상승시키는 듀티증가단계(S110); 및 상기 듀티증가단계(S110) 후, 상기 홀센서(25)의 고장진단을 실시하는 고장진단단계(S120);를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(10)는 오일펌프유닛(OPU:Oil Pump Unit)이고, 오일펌프(20)는 전자식 오일펌프(EOP:Electric Oil Pump)일 수 있다.
상기 홀센서(25)는 오일펌프(20)의 구동을 제어하기 위해 브러시리스 모터(23)의 회전상태를 센싱하는데, 본 기술에 의하면 상기 홀센서(25)의 3상 중 적어도 하나가 고장일 경우, 해당 고장상황을 원활하게 진단할 수 있다.
먼저, 제어부(10)는 홀센서(25)로부터 고장신호가 출력되는지 감지하는데, 여기서 고장신호는 홀센서(25)의 3상 출력신호가 모두 0 또는 1인 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 모터(23)가 회전할 시 홀센서(25)의 3상은 각각 일정주기에 따라 0과 1의 출력신호를 교번하여 출력하는데, 정상상태의 홀센서(25)는 PWM 전기각이 각각 60°차이로 형성된 3상 정현파형의 출력신호를 출력한다. 하지만, 홀센서(25)의 3상 중 고장인 상은 0 또는 1의 신호를 일정하게 출력하기 때문에 3상 출력신호 중 모두 0 또는 1인 신호가 포함되게 된다. 따라서, 제어부(10)는 홀센서(25)로부터 모두 0 또는 1인 출력신호를 수신할 경우, 홀센서(25)가 고장상황이라 인지할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 제어부(10)가 홀센서(25)의 고장상황을 인지한 경우, 홀센서(25)의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단할 필요가 있으나 그 이전에 오일펌프(20)의 구동 듀티를 상승시키는 제어를 실시할 수 있다(S110).
일반적으로 오일펌프(20)에 포함되는 홀센서(25)의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단하려면, 오일펌프(20)의 브러시리스 모터(23)는 관성에 의해 회전하는 상태를 유지하여야 한다. 하지만, 자동변속기오일(이하 ATF:Automatic Transmission Fluid)는 온도가 낮을수록 점도가 높아지는바, 오일펌프(20) 내부의 브러시리스 모터(23) RPM 및 관성회전을 유지시간이 줄어들게 된다.
따라서, 제어부(10)는 ATF 온도가 낮은 상태에서도 브러시리스 모터(23)의 관성회전이 유지될 수 있도록, 오일펌프(20)의 구동 듀티(Duty)를 기설정된 설정값 증가시킴으로써 브러시리스 모터(23)의 회전력을 강하게 할 수 있다. 이에 따라 제어부(10)가 홀센서(25)의 고장진단을 수행하는데 소요되는 시간을 확보하여 모터(23)의 회전정지로 인해 홀센서(25) 고장진단이 불가한 상황을 방지할 수 있다.
여기서, 기설정된 설정값은 10%로 설정될 수 있으나 이는 제작자, 차량 또는 주행환경에 따라 가변설정될 수 있는바 특정한 값으로 한정되어서는 안될 것이다.
상기 듀티증가단계(S110) 이후, 고장진단단계(S120) 시, 상기 제어부(10)는 홀센서(25)의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 듀티증가단계(S110)를 통해 브러시리스 모터(23)는 관성회전하고 있는 상태인바, 모터(23)의 회전에 의해 발생되는 홀센서(25)의 출력신호들에 기반하여 홀센서(25)의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단할 수 있다.
한편, 상기 제어부(10)는 고장진단단계(S120)를 통한 고장진단 결과에 기반하여 오일펌프(20)가 정상구동 가능하도록 홀센서(25) 가상신호를 산출하는 가상신호산출단계(S130); 및 상기 홀센서(25) 가상신호를 상기 오일펌프(20)에 출력하는 가상신호출력단계(S140);를 더 포함할 수 있다.
즉, 고장진단단계(S120)를 통해 홀센서(25)의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단하였다면, 제어부(10)는 해당 고장인 상에 대한 가상신호를 산출하고, 상기 가상신호를 오일펌프(20)에 출력함으로써 오일펌프(20)가 지속적으로 구동되어 차량의 주행이 멈추는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 홀센서 고장진단방법에 따르면 오일펌프의 구동 듀티(Duty)를 증가시킨 후 홀센서의 고장을 진단하는바, 홀센서 고장시 오일펌프가 멈춰 홀센서의 고장진단 및 차량 주행이 불가능해지는 상황을 방지할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 제어부 20: 오일펌프
23: 브러시리스 모터 25: 홀센서

Claims (5)

  1. 제어부에서 홀센서의 고장신호를 인지하는 고장인지단계(S100);
    상기 고장인지단계(S100) 수행결과, 상기 고장신호를 인지한 경우, 오일펌프의 구동 듀티를 기설정된 설정값 상승시키는 듀티증가단계(S110); 및
    상기 듀티증가단계(S110) 후, 상기 홀센서의 고장진단을 실시하는 고장진단단계(S120);를 포함하는 홀센서 고장진단방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장신호는 홀센서의 3상 출력신호가 모두 0 또는 1인 신호인 것을 특징으로 하는 홀센서 고장진단방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장진단단계(S120) 시, 상기 제어부는 홀센서의 3상 중 어느 상이 고장인지 진단하는 것을 특징으로 하는 홀센서 고장진단방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 고장진단 결과에 기반하여 오일펌프가 정상구동 가능하도록 홀센서 가상신호를 산출하는 가상신호산출단계(S130); 및
    상기 홀센서 가상신호를 상기 오일펌프에 출력하는 가상신호출력단계(S140);를 더 포함하는 홀센서 고장진단방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 오일펌프유닛(OPU)이고,
    상기 오일펌프는 전자식 오일펌프(EOP)인 것을 특징으로 하는 홀센서 고장진단방법.
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