KR20180067129A

KR20180067129A - An Apparatus And A Method For Testing A Resolver

Info

Publication number: KR20180067129A
Application number: KR1020160168548A
Authority: KR
Inventors: 권순백; 신동하
Original assignee: 현대오트론 주식회사
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-20
Also published as: KR101897640B1

Abstract

According to an embodiment of the present invention, an apparatus for diagnosing a fault of a resolver comprises: a motor unit including a resolver; a resolver fault detection circuit including an input unit for receiving output of the resolver, an output voltage adjustment unit for amplifying the output of the resolver, and a PWM signal generation unit for generating a PWM signal based on the output of the output voltage adjustment unit; and a microcontroller unit for determining whether the resolver is abnormal based on a duty ratio of an output signal of the PWM signal generation unit. Thus, according to the present invention, it is possible to distinguish and check a normal operation of the resolver, a ground short-circuit abnormality, a disconnection failure, and an abnormality of the resolver through subdivision for fault diagnosis compared to the prior art, thereby protecting a vehicle through the subdivided fault diagnosis and improving safety of the vehicle.

Description

[0001] The present invention relates to a resolver fault diagnosis apparatus and method,

본 발명은 레졸버 고장 진단장치 및 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 고장진단 모드에서 레졸버의 단락/단선 고장을 진단하는 레졸버 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resolver failure diagnosis apparatus and method, and more particularly, to a resolver failure diagnosis apparatus and method for diagnosing a short circuit / disconnection failure of a resolver in a failure diagnosis mode.

하이브리드 자동차 및 전기자동차의 보급이 확대되기 시작하면서, 자동차의 부품을 이루는 모터의 수와 이들이 가지는 역할이 나날이 증가하고 있다. 특히, 고급차에는 모터가 더욱 많이 장착되는 경향을 보이고 있어 자동차 부품으로서의 차량용 모터의 위상이 계속 높아지고 있다. 따라서, 모터 제어 기술은 자동차의 핵심기술로서 자리를 잡고 있다.As the spread of hybrid and electric vehicles begins to expand, the number of motors and their role in automobile parts is increasing day by day. Particularly, in a luxury car, more motors tend to be mounted, so that the phase of automotive motors as automobile parts is continuously increasing. Therefore, motor control technology has become a core technology of automobiles.

모터 제어를 위하여 전기자동차에서는 속도센서를 이용하여 전동기 속도를 측정하는 기술을 사용하고 있다. 특히, 높은 신뢰성이 요구되는 하이브리드 자동차, 전기 자동차의 모터의 속도 측정을 위하여 기계적 강도가 높고 내환경성이 우수한 레졸버를 많이 사용하고 있다.In order to control the motor, an electric vehicle uses a speed sensor to measure the motor speed. Especially, in order to measure the speed of motors of hybrid automobiles and electric automobiles which require high reliability, Resolver which has high mechanical strength and excellent environmental resistance is widely used.

도 8은 기존 레졸버의 구성을 도시하고 있다. 기존 레졸버는 고장 진단 방법의 경우 별도의 고장 진단 회로 없이 레졸버의 입력 전압 값을 연산한 후, 이상 여부를 판단하도록 구성되어 있다. 하지만, 상술한 고장 진단을 통해 확인 시에 단선, 접지 단락 등 세부적인 고장 종류를 알 수 없고, 단순히 이상 유무 만을 알 수 있다.Fig. 8 shows the configuration of an existing resolver. In the case of the fault diagnosis method, the existing resolver is configured to calculate the input voltage value of the resolver without a separate fault diagnosis circuit, and then to judge the abnormality. However, through the above-described fault diagnosis, detailed fault types such as disconnection and ground fault can not be known at the time of confirmation, and it is possible to know only the abnormality.

그러나, 고장에 대한 세부적인 진단 방법에 대한 요구가 높아지고 있어, 기존과 같이, 고장 유무를 진단하는 방식이 아닌 다양하고 세부적인 고장 종류를 파악할 수 있는 기술이 절실히 요청되고 있다. However, there is an increasing demand for a detailed diagnosis method for failures. Therefore, there is a desperate need for a technique capable of identifying various types of failures, rather than a method of diagnosing whether a failure has occurred.

본 발명은 상술한 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 단선/접지 불량 등 다양한 고장을 구별할 수 있는 레졸버 고장 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a resolver failure diagnosis apparatus and method capable of distinguishing various failures such as disconnection / ground failure.

본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 장치는, 레졸버를 포함하는 모터부; 상기 레졸버의 출력을 수신하는 입력부, 상기 레졸버의 출력을 증폭하는 출력 전압 조정부, 및 상기 출력 전압 조정부의 출력에 기초하여 PWM 신호를 생성하는 PWM 신호 생성부를 포함하는 레졸버 고장 검출 회로; 및 상기 PWM 신호 생성부의 출력 신호의 듀티비에 기초하여 상기 레졸버의 이상 여부를 판단하는 마이크로컨트롤러 유닛을 포함할 수 있다.A resolver trouble diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a motor section including a resolver; A resolver failure detecting circuit including an input for receiving an output of the resolver, an output voltage adjusting unit for amplifying the output of the resolver, and a PWM signal generating unit for generating a PWM signal based on the output of the output voltage adjusting unit. And a microcontroller unit for determining whether the resolver is abnormal based on a duty ratio of the output signal of the PWM signal generating unit.

이 경우, 상기 입력부는 NOT 버퍼 및 접지 단락 검출 트랜지스터를 포함하며, 접지 단락 고장 시 상기 NOT 버퍼는 상기 접지 단락 검출 트랜지스터를 턴-온시켜 상기 출력 전압 조정부에 접지 전압을 입력할 수 있다.In this case, the input unit includes a NOT buffer and a ground short detection transistor. When the ground short is present, the NOT buffer turns on the ground short detection transistor to input the ground voltage to the output voltage adjustment unit.

또한, 상기 출력 전압 조정부는 바이어스 전압, 연산 증폭기를 포함하며, 상기 레졸버의 출력은 상기 바이어스 전압에 의하여 바이어싱되며 상기 연산 증폭기에 의하여 증폭되어 상기 PWM 신호 생성부에 인가될 수 있다.The output voltage adjuster includes a bias voltage and an operational amplifier. The output of the resolver is biased by the bias voltage, amplified by the operational amplifier, and applied to the PWM signal generator.

또한, 상기 PWM 신호 생성부는 기준 전압 생성부 및 비교기를 포함하며, 상기 비교기의 제 1 입력으로 상기 출력 전압 조정부의 출력이 인가되며 상기 비교기의 제 2 입력으로 상기 기준 전압 생성부에서 생성한 기준 전압이 인가될 수 있다.The PWM signal generator includes a reference voltage generator and a comparator. The output of the output voltage adjuster is applied to a first input of the comparator, and the reference voltage generated by the reference voltage generator is input to a second input of the comparator. Can be applied.

또한, 상기 PWM 신호 생성부는 상기 기준 전압과 상기 제 1 입력의 전압을 비교할 수 있다.The PWM signal generator may compare the reference voltage with the voltage of the first input.

또한, 상기 PWM 신호 생성부는 상기 기준 전압보다 상기 제 1 입력의 전압이 높을 경우 논리값 "1"인 전압을 출력하고, 상기 기준 전압보다 상기 제 1 입력의 전압이 낮을 경우 논리값 "0"인 전압을 출력할 수 있다.The PWM signal generating unit may output a voltage having a logic value "1" when the voltage of the first input is higher than the reference voltage, and a logic "0" when the voltage of the first input is lower than the reference voltage. Voltage can be output.

상기 마이크로컨트롤러 유닛은, 상기 듀티비에 따라 적어도 제 1 구간, 제 2 구간, 제 3 구간 및 제 4 구간으로 레졸버 회로의 상태를 분류하도록 구성되며, 상기 제 1 구간 내지 제 4 구간은 크기가 작은 것부터 크기 순서대로인 구간이며,The microcontroller unit is configured to classify the state of the resolver circuit by at least a first section, a second section, a third section, and a fourth section according to the duty ratio, and the first section through the fourth section are classified into a size It is a section from small to large in size,

또한, 상기 제 1 구간은 접지 단락 이상 구간이고, 상기 제 2 구간은 레졸버 자체 이상 구간이며, 상기 제 3 구간은 정상 구간이고, 상기 제 4 구간은 단선 고장 구간일 수 있다. Also, the first section may be a short-circuited-to-ground fault section, the second section may be a fault-exceeding section, the third section may be a normal section, and the fourth section may be a short-circuit fault section.

또한, 상기 마이크로프로세서 유닛은 상기 듀티비가 10% 이하인 경우에 상기 레졸버가 접지 단락 고장인 것으로 판단하며, 상기 듀티비가 10% 이상 40% 이하인 경우에 상기 레졸버가 이상인 것으로 판단하며, 상기 듀티비가 50%이상 90% 이하인 경우에 상기 레졸버가 정상인 것으로 판단하며, 상기 듀티비가 90% 이상인 경우에 상기 레졸버가 단선 고장인 것으로 판단할 수 있다.Further, the microprocessor unit determines that the resolver is a short-circuit fault when the duty ratio is 10% or less, and determines that the resolver is abnormal when the duty ratio is 10% to 40% It is determined that the resolver is normal when the duty ratio is equal to or more than 50% and equal to or less than 90%. When the duty ratio is equal to or greater than 90%, the resolver can determine that the solenoid is broken.

한편, 본 발명에 따른 레졸버의 고장 진단 방법은, 레졸버로부터 출력 신호를 인가받는 단계; 입력부에서 상기 레졸버의 출력 신호가 정상일 경우에 출력 전압 조정부에 레졸버의 출력 신호를 출력하고, 상기 레졸버의 출력 신호가 접지 고장에 의하여 접지 신호인 경우에 접지 전압을 출력하는 단계; 상기 입력부에서 출력된 신호를 증폭하는 단계; 상기 증폭된 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성하는 단계; 및 상기 PWM 신호 생성부의 출력 신호의 듀티비에 기초하여 상기 레졸버의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fault diagnosis method for resolvers, comprising: receiving an output signal from a resolver; Outputting the output signal of the resolver to the output voltage adjusting unit when the output signal of the resolver is normal in the input unit and outputting the ground voltage when the output signal of the resolver is a ground signal due to a ground fault; Amplifying a signal output from the input unit; Generating a PWM signal based on the amplified signal; And determining the abnormality of the resolver based on the duty ratio of the output signal of the PWM signal generating unit.

또한, 상기 레졸버의 이상 여부를 판단하는 단계는 상기 듀티비에 따라 적어도 제 1 구간, 제 2 구간, 제 3 구간 및 제 4 구간으로 레졸버 회로의 상태를 분류하도록 구성되며, 상기 제 1 구간 내지 제 4 구간은 크기가 작은 것부터 크기 순서대로인 구간이며, 상기 제 1 구간은 접지 단락 이상 구간이고, 상기 제 2 구간은 레졸버 자체 이상 구간이며, 상기 제 3 구간은 정상 구간이고, 상기 제 4 구간은 단선 고장 구간일 수 있다.The step of determining whether the resolver is abnormal may be configured to classify the state of the resolver circuit by at least a first section, a second section, a third section, and a fourth section according to the duty ratio, Wherein the first section is a ground short-circuit abnormal section, the second section is a section of the resolver itself itself, the third section is a normal section, the fourth section is a normal section, The 4th section may be a break fault section.

또한, 상기 레졸버의 이상 여부를 판단하는 단계는 상기 듀티비가 10% 이하인 경우에 상기 레졸버가 접지 단락 고장인 것으로 판단하는 단계, 상기 듀티비가 10% 이상 40% 이하인 경우에 상기 레졸버가 이상인 것으로 판단하는 단계, 상기 듀티비가 50%이상 90% 이하인 경우에 상기 레졸버가 정상인 것으로 판단하는 단계, 및 상기 듀티비가 90% 이상인 경우에 상기 레졸버가 단선 고장인 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining whether the resolver is abnormal may include determining that the resolver has a short-circuit fault when the duty ratio is 10% or less, and when the duty ratio is 10% to 40% Determining that the resolver is normal when the duty ratio is equal to or greater than 50% and equal to or less than 90%; and determining that the resolver is a solid line fault when the duty ratio is 90% or more have.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 로우 사이드 출력회로 고장진단 장치 및 방법에 따르면, 기존 대비 고장 진단에 대한 세분화를 통해 레졸버 정상작동, 접지 단락 이상, 단선 고장 및 레졸버 이상을 구분해서 확인 할 수 있다. 따라서 세분화된 고장 진단을 통해 차량을 보호할 수 있으며, 차량의 안전을 개선시킬 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the apparatus and method for diagnosing the low side output circuit fault according to the present invention as described above, the normal operation of the resolver, the fault of the ground short circuit, the fault of the short circuit, and the resolver abnormality can be distinguished . Therefore, it is possible to protect the vehicle through detailed fault diagnosis and improve the safety of the vehicle. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 레졸버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 검출 회로의 상세한 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 검출 회로의 정상 상태에서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 검출 회로의 단선 고장 상태에서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 검출 회로의 접지 단락 고장 상태에서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 종래 기술의 레졸버 출력부의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a resolver failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing a configuration of a resolver. Fig.
3 is a detailed circuit diagram of a resolver failure detection circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the operation of the resolver failure detection circuit in a steady state according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the operation of the resolver failure detection circuit in the single-wire failure state according to the embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing the operation of the resolver failure detection circuit in a ground short fault state according to the embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a resolver failure diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a configuration of a resolver output section of the prior art.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. In addition, for convenience of explanation, components may be exaggerated or reduced in size.

그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다. 레졸버 고장 진단 장치는 모터부(300), 레졸버 고장 검출 회로(100), 마이크로컨트롤러 유닛(200)을 포함할 수 있다.1 is a diagram showing the overall configuration of a resolver failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention. The resolver failure diagnosis apparatus may include a motor unit 300, a resolver failure detection circuit 100, and a microcontroller unit 200. [

모터부(300)는 모터의 회전 속도 검출을 위하여 레졸버를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하여 레졸버에 대하여 상세히 설명한다. The motor unit 300 may include a resolver for detecting the rotational speed of the motor. The resolver will be described in detail with reference to Fig.

레졸버는 1차측 여자권선(Exciting Winding, R1-R2, 320)에 특정 주파수의 정현파를 인가하고, 2차측 유기권선(Output Windings, S1-S3(330), S2-S4(340))을 통해 출력된 90도 위상각을 가지는 2종류의 정현파(sin,cos)로부터 전동기의 회전속도 및 회전각, 이상 상태여부를 확인하는 구성이다. 이 때, 2차측 유기권선들은 서로 90도의 위상각을 가지도록 구성된다. The resolver applies a sinusoidal wave of a specific frequency to the primary excitation windings R1-R2 and 320 and outputs the sinusoidal waves of the specific frequency to the output windings S1-S3 (330) and S2-S4 (340) (Sin, cos) having a phase angle of 90 degrees and checking the rotation speed and rotation angle of the motor and whether or not the motor is abnormal. At this time, the secondary side organic windings are configured to have a phase angle of 90 degrees with each other.

예컨대, 1차측 여자권선에 Esinωt의 정현파가 인가되었을 때(단, E는 정현파의 진폭, ω는 각속도, t는 시간), 제 1 유기 권선에는 KEsinωt-sinθ(단, K는 권선비에 따른 진폭비, θ는 모터의 회전각)의 파가 유기되며, 제 2 유기 권선에는 KEsinωt-cosθ의 파가 유기된다. 따라서, 유기권선들에 유기된 파형을 통하여 모터의 회전각을 연산할 수 있다.For example, when a sinusoidal wave Esinωt is applied to the primary excitation winding (where E is amplitude of sinusoidal wave, ω is angular velocity, t is time), KEsinωt-sinθ (K is amplitude ratio according to winding ratio, θ is the rotation angle of the motor), and a wave of KE sin ωt-cos θ is generated in the second organic winding. Therefore, the rotation angle of the motor can be calculated through the waveform induced in the organic windings.

다시 도 1을 참조하면, 레졸버 고장 검출 회로(100)는 레졸버의 2차측 유기권선의 출력(REZ_S1 입력, REZ_S2 입력, REZ_S3 입력 및 REZ_S4 입력)을 입력 받아 이를 PWM(Pulse Width Modulation) 신호(REZ_MON_S1, REZ_ MON_S2, REZ_ MON_S3 및 REZ_ MON_S4)로 변환하여 출력한다. Referring again to FIG. 1, the resolver failure detection circuit 100 receives the outputs (REZ_S1 input, REZ_S2 input, REZ_S3 input, and REZ_S4 input) of the secondary side organic winding of the resolver and applies it to a pulse width modulation REZ_MON_S1, REZ_ON_S2, REZ_ON_S3, and REZ_ON_S4) and outputs the converted signals.

출력된 PWM 신호는 마이크로컨트롤러 유닛(200)에 입력된다. 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 PWM 신호의 듀티비에 기초하여 레졸버 출력의 고장여부를 확인할 수 있다.The output PWM signal is input to the microcontroller unit 200. The microcontroller unit 200 can check whether the resolver output is faulty based on the duty ratio of the PWM signal.

이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 검출 회로(100)를 상세히 설명한다.Hereinafter, the resolver failure detection circuit 100 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

레졸버 고장 검출 회로(100)는 입력부(110), 출력 전압 조정부(120) 및 PWM 신호 생성부(130)를 포함할 수 있다.The resolver failure detection circuit 100 may include an input unit 110, an output voltage adjustment unit 120, and a PWM signal generation unit 130.

입력부(110)는 입력 커패시터(C1), NOT 버퍼(112), 접지 단락 검출 트랜지스터(114)를 포함할 수 있으며, 레졸버 출력 중 어느 하나를 입력으로 수신하여 출력 전압 조정부(120)에 전달한다. The input unit 110 may include an input capacitor C1, a NOT buffer 112 and a ground short detection transistor 114. The input unit 110 receives one of the resolver outputs as an input and transmits the received resolver output to the output voltage adjuster 120 .

입력 커패시터(C1)는 레졸버의 정현파 출력 중 직류성분을 차단할 수 있으며, 해당 레졸버 출력에 고장이 없는 경우, 레졸버의 정현파 출력는 입력 커패시터(C1)을 통하여 출력 전압 조정부(120)에 전달된다. The input capacitor C1 may block the DC component of the sinusoidal output of the resolver. If there is no failure in the resolver output, the sinusoidal output of the resolver is transmitted to the output voltage adjuster 120 through the input capacitor C1 .

NOT 버퍼(112), 접지 단락 검출 트랜지스터(114)는 해당 레졸버 출력에 접지 단락 고장이 있는 경우에, 접지 전압을 출력 전압 조정부(120)에 전달할 수 있게 한다. The NOT buffer 112 and the ground short detection transistor 114 enable the ground voltage to be transmitted to the output voltage regulator 120 when there is a ground short fault at the corresponding resolver output.

보다 상세하게는, 접지 단락 고장이 없는 상태에서는, NOT 버퍼(112)에 전압이 인가되어 접지 단락 검출 트랜지스터(114)가 턴-온되지 않는다. 그러나, 접지 단락 고장이 있는 경우에는 NOT 버퍼(112)에 전압이 인가되지 않으므로, NOT 버퍼(112)의 출력으로 "1"이 출력되고, 접지 단락 검출 트랜지스터(114)가 턴-온된다. 이 경우, 출력전압 조정부(120)의 입력 노드가 접지와 직접 연결되게 되고, 따라서, 입력부(110)는 접지 전압을 출력 전압 조정부(120)에 전달할 수 있다. More specifically, in a state in which there is no short-circuit fault, the voltage is applied to the NOT buffer 112, so that the short-circuit detection transistor 114 is not turned on. However, when there is a short-circuited-to-ground fault, no voltage is applied to the NOT buffer 112, so that "1" is output to the output of the NOT buffer 112 and the ground short detection transistor 114 is turned on. In this case, the input node of the output voltage adjusting unit 120 is directly connected to the ground, so that the input unit 110 can transmit the ground voltage to the output voltage adjusting unit 120.

한편, 출력 전압 조정부(120)는 복수의 저항(R1 내지 R4) 및 연산 증폭 기(OP-AMP, 126)를 포함하며, 복수의 저항(R1 내지 R4)의 크기에 따라 증폭비를 조정하여 PWM 신호 생성부(130)에 조정된 전압을 출력할 수 있다.The output voltage adjusting unit 120 includes a plurality of resistors R1 to R4 and an operational amplifier OP-AMP 126. The output voltage adjusting unit 120 adjusts the amplification ratio according to the size of the plurality of resistors R1 to R4, And can output the adjusted voltage to the signal generating unit 130.

PWM 신호 생성부(130)는 기준 전압 생성부(132) 및 비교기(134)를 포함하며, 출력 전압 조정부(120)로부터 수신한 조정된 전압에 기초하여 PWM 신호를 생성할 수 있다.The PWM signal generating unit 130 includes a reference voltage generating unit 132 and a comparator 134 and is capable of generating a PWM signal based on the adjusted voltage received from the output voltage adjusting unit 120.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 장치의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the resolver failure diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG.

도 4는 고장이 없는 정상 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 장치의 동작을 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing the operation of the resolver failure diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention in a normal state without a failure.

도 4를 참조하면, 정상상태에서는 레졸버의 출력 신호로서 사인 파형, 즉 정현파가 입력된다. 정상 상태에서는 NOT 버퍼(112)에 의하여 접지 단락 검출 트랜지스터(114)가 턴-온되지 않는다. 따라서, 입력 커패시터(C1)를 통하여 정현파가 출력 전압 조정부(120)으로 입력된다.Referring to FIG. 4, in the steady state, a sinusoidal wave, that is, a sine wave, is inputted as an output signal of the resolver. The ground short detection transistor 114 is not turned on by the NOT buffer 112 in the normal state. Therefore, the sinusoidal wave is inputted to the output voltage adjusting unit 120 through the input capacitor C1.

출력 전압 조정부(120)에서는 바이어스 전압(V1), 저항(R1, R2)에 의하여 바이어스 전압(V1)만큼의 옵셋(Offset)을 가지는 정현파가 연산 증폭기(126)의 입력에 인가된다. 연산 증폭기(126)의 입력에 인가되는 제 1 옵셋 전압은 수학식 1과 같다.In the output voltage adjusting unit 120, a sinusoidal wave having an offset of the bias voltage V1 is applied to the input of the operational amplifier 126 by the bias voltage V1 and the resistors R1 and R2. The first offset voltage applied to the input of the operational amplifier 126 is expressed by Equation (1).

그러면, 연산 증폭기(126) 및 저항(R3, R4)에 의하여 증폭된 신호가 비교기(134)의 제 1 입력으로 인가된다. 제 1 입력에 입력되는 진단 전압(A 신호)의 파형은 도 4의 A 신호로 도시한 바와 같다. 그리고 비교기(134)의 제1 입력의 옵셋 전압은 수학식 2와 같다.The signal amplified by the operational amplifier 126 and the resistors R3 and R4 is then applied to the first input of the comparator 134. The waveform of the diagnostic voltage (A signal) input to the first input is as shown by the A signal in FIG. And the offset voltage of the first input of the comparator 134 is given by Equation (2).

한편, 기준 전압 생성기(132)는 저항(R5, R6)에 의하여 형성되는 전압 분배기(Voltage Divider)에 의한 전압이 인가된다. 기준 전압(B 신호)은 수학식 3과 같다.Meanwhile, the reference voltage generator 132 is applied with a voltage by a voltage divider formed by resistors R5 and R6. The reference voltage (B signal) is shown in Equation (3).

이 때 비교기(134)는 기준 전압과 제 2 옵셋 전압과 레졸버 출력 전압이 합성된 진단 전압(A 신호)을 비교하여 도 4의 C 신호와 같은 PWM 신호를 생성한다. 이 경우, 진단 전압(A 신호)이 제 2 옵셋 전압(B 신호) 보다 낮은 경우에는 논리 값 "0" 인 신호가 출력되고, 진단 전압(A 신호)이 제 2 옵셋 전압(B 신호) 보다 높은 경우에는 논리 값 "1" 인 신호가 출력된다.At this time, the comparator 134 compares the reference voltage, the second offset voltage, and the resolver output voltage with the synthesized diagnostic voltage (A signal) to generate the same PWM signal as the C signal of FIG. In this case, when the diagnostic voltage (A signal) is lower than the second offset voltage (B signal), a signal of logic value "0" A signal having a logical value "1" is output.

설계시에는 제 1 옵셋 전압>기준 전압>제 2 옵셋 전압의 관계가 형성되도록 기준 전압을 설계한다. 이 경우, PWM 신호(C 신호)는 50% 이상의 듀티비를 가지게 된다.In designing, the reference voltage is designed so that the relation between the first offset voltage> the reference voltage> the second offset voltage is formed. In this case, the PWM signal (C signal) has a duty ratio of 50% or more.

한편, 레졸버의 출력과 레졸버 고장 진단 회로(100) 사이의 배선은 커넥터 불량, 배선의 끊어짐 등 다양한 이유에서 단선될 수 있다. 이하에서는 도 5를 참조하여 단선 고장 진단의 경우를 설명한다. On the other hand, the wiring between the resolver output and the resolver failure diagnosis circuit 100 can be disconnected for various reasons such as connector failure, wiring breakage, and the like. Hereinafter, the case of the single-wire fault diagnosis will be described with reference to FIG.

도 5를 참조하면, 단선 고장이 발생한 경우에, 입력단(110)은 플로팅(Floating) 상태가 되고, 연산 증폭기(126)의 입력으로 바이어스 전압(V1)이 인가되게 된다.5, the input terminal 110 is in a floating state and a bias voltage V1 is applied to the input of the operational amplifier 126 when a single wire failure occurs.

이 경우, 비교기(134)의 제 1 입력으로 인가되는 진단 전압은 수학식 4와 같다.In this case, the diagnostic voltage applied to the first input of the comparator 134 is given by Equation (4).

이 때 진단 전압은 수학식 3에서 표현한 기준 전압보다 항상 높으므로, 비교기(134)의 출력은 도 5의 C 신호와 같게 듀티비 100%인 PWM 신호가 된다.Since the diagnostic voltage at this time is always higher than the reference voltage expressed by Equation (3), the output of the comparator 134 becomes a PWM signal having a duty ratio of 100% as the C signal of FIG.

한편, 레졸버의 출력과 레졸버 고장 진단 회로(100) 사이의 배선은 커넥터 불량, 배선 피복의 벗겨짐 등 다양한 이유에서 접지 단락 고장이 발생할 수 있다. 이하에서는 도 6를 참조하여 접지 단락 고장 검출을 설명한다.On the other hand, the wiring between the output of the resolver and the resolver failure diagnosis circuit 100 may cause a short to ground due to various reasons such as connector failure, peeling of the wiring cover, and the like. Hereinafter, the ground short fault detection will be described with reference to FIG.

도 6을 참조하면, 접지 단락 고장이 발생한 경우에, 입력단(110)에 0V가 인가되게 된다. 이 경우, NOT 버퍼(112)에 의하여 접지 단락 검출 트랜지스터(114)가 턴-온 되면서 비교기(134)의 제 1 입력으로 수학식 2의 제 2 옵셋 전압이 입력되게 된다.Referring to FIG. 6, when a ground short fault occurs, 0 V is applied to the input terminal 110. In this case, the ground short detection transistor 114 is turned on by the NOT buffer 112, and the second offset voltage of Equation (2) is input to the first input of the comparator 134.

제 2 옵셋 전압은 항상 수학식 3의 기준 전압보다 낮으므로, 비교기(134)의 출력은 도 6의 C 신호와 같이 듀티비 0%인 PWM 신호가 된다.Since the second offset voltage is always lower than the reference voltage of Equation (3), the output of the comparator 134 becomes a PWM signal having a duty ratio of 0% like the C signal of FIG.

따라서, 도 4 내지 도 6에 도시한 진단 전압(C 신호)이 마이크로컨트롤러 유닛(200)에 입력되면, 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 입력된 신호의 듀티비에 기초하여 고장 여부 및 고장의 종류를 판단할 수 있게 된다.Therefore, when the diagnostic voltage (C signal) shown in FIGS. 4 to 6 is input to the microcontroller unit 200, the microcontroller unit 200 determines whether or not the failure has occurred based on the duty ratio of the input signal, It can be judged.

이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 레졸버 고장 진단 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a resolver failure diagnosis method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

최초, 시동과 함께 레졸버 고장 검출 회로(100)는 레졸버로부터 신호를 받게 된다. 즉, 레졸버는 여자 신호를 생성하고, 모터의 회전에 따른 출력신호를 레졸버 고장 진단 회로(100)에 출력한다(S710).Initially, upon startup, the resolver failure detection circuit 100 receives a signal from the resolver. That is, the resolver generates an excitation signal and outputs an output signal corresponding to the rotation of the motor to the resolver failure diagnosis circuit 100 (S710).

그 후, 레졸버 고장 검출 회로(100)는 레졸버로부터 수신한 레졸버의 출력 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성한다(S720).Thereafter, the resolver failure detection circuit 100 generates a PWM signal based on the output signal of the resolver received from the resolver (S720).

마이크로컨트롤러 유닛(200)은 생성된 PWM 신호를 수신하고, 듀티비에 따라 적어도 4개의 구간으로 나누고, 구간에 따라 레졸보의 상태를 확인한다.The microcontroller unit 200 receives the generated PWM signal, divides the generated PWM signal into at least four sections according to the duty ratio, and checks the state of the reso voltage according to the section.

제 1 구간은 접지 단락 이상으로 판단하는 구간, 제 2 구간은 레졸보 이상 구간, 제 3 구간은 정상 구간, 또한 제 4구간은 단선 고장 이상으로 판단할 수 있다. 이 4개의 구간은 듀티비 작은 것에서부터 큰 것까지 순서대로 나열된 구간이다. The first section may be judged to be a ground short circuit abnormality, the second section may be judged to be a resolvo abnormal section, the third section may be judged to be a normal section, and the fourth section may be judged to be a short circuit failure. These four sections are the sections arranged in order from the smallest to the largest duty ratio.

예컨대 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 듀티비가 50%에서 90% 사이일 경우, 정상으로 판단하고 검사를 종료한다(S730, S740).For example, if the duty ratio is between 50% and 90%, the microcontroller unit 200 determines that the duty ratio is normal and ends the inspection (S730, S740).

그 후, 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 듀티비가 0%에서 10% 사이일 경우, 접지 단락 이상으로 판단하고 검사를 종료한다(S750, S760).Thereafter, when the duty ratio is between 0% and 10%, the microcontroller unit 200 determines that the ground fault is present and ends the inspection (S750, S760).

그리고 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 듀티비가 90%에서 100% 사이일 경우, 단선 고장으로 판단하고 검사를 종료한다(S770, S780).If the duty ratio is between 90% and 100%, the microcontroller unit 200 determines that the wire breakage is a failure and terminates the inspection (S770 and S780).

그리고, 마이크로컨트롤러 유닛(200)은 듀티비가 10%에서 40% 사이일 경우, 레졸버가 이상상태라고 판단하고 검사를 종료한다(S770, S780).If the duty ratio is between 10% and 40%, the microcontroller unit 200 determines that the resolver is in an abnormal state and ends the inspection (S770, S780).

따라서, 본 발명에 따르면, 기존 대비 고장 진단에 대한 세분화를 통해 레졸버 정상작동, 접지 단락 이상, 단선 고장 및 레졸버 이상을 구분해서 확인 할 수 있다. 따라서 세분화된 고장 진단을 통해 차량을 보호할 수 있으며, 차량의 안전을 개선시킬 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, according to the present invention, resolver normal operation, ground short fault, single wire fault, and resolver abnormality can be distinguished by subdividing the fault diagnosis into the existing fault. Therefore, it is possible to protect the vehicle through detailed fault diagnosis and improve the safety of the vehicle. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being limited to the embodiments described, and it is intended that the scope of the present invention encompasses not only the following claims, but also equivalents thereto.

100: 레졸버 고장 검출 회로
110: 입력부
120: 출력 전압 조정부
130: PWM 신호 생성부
200: 마이크로컨트롤러 유닛
300: 모터부
100: Resolver fault detection circuit
110: input unit
120: Output voltage adjuster
130: PWM signal generating unit
200: Microcontroller unit
300:

Claims

A motor section including a resolver;
A resolver failure detecting circuit including an input for receiving an output of the resolver, an output voltage adjusting unit for amplifying the output of the resolver, and a PWM signal generating unit for generating a PWM signal based on the output of the output voltage adjusting unit. And
And a microcontroller unit for determining whether the resolver is abnormal based on the duty ratio of the output signal of the PWM signal generating unit.
Resolver Fault Diagnosis Device.

The method according to claim 1,
Wherein the input buffer includes a NOT buffer and a short-circuit detection transistor, and when the short-circuit fault occurs, the NOT buffer turns on the short-circuit detection transistor to input a ground voltage to the output voltage regulation unit,
Resolver Fault Diagnosis Device.

The method according to claim 1,
Wherein the output voltage adjusting unit includes a bias voltage and an operational amplifier,
Wherein the output of the resolver is biased by the bias voltage, amplified by the operational amplifier, and applied to the PWM signal generator,
Resolver Fault Diagnosis Device.

The method according to claim 1,
The PWM signal generator includes a reference voltage generator and a comparator. The output of the output voltage adjuster is applied to the first input of the comparator, and the reference voltage generated by the reference voltage generator is applied to the second input of the comparator. felled,
Resolver Fault Diagnosis Device.

5. The method of claim 4,
Wherein the PWM signal generator compares the reference voltage with the voltage of the first input,
Resolver Fault Diagnosis Device.

5. The method of claim 4,
The PWM signal generating unit outputs a voltage having a logic value "1" when the voltage of the first input is higher than the reference voltage, and a voltage having a logic "0" when the voltage of the first input is lower than the reference voltage Outputting,
Resolver Fault Diagnosis Device.

The method according to claim 1,
The microcontroller unit is configured to classify the state of the resolver circuit by at least a first section, a second section, a third section, and a fourth section according to the duty ratio, and the first section through the fourth section are classified into a size It is a section from small to large in size,
Wherein the first section is a ground short-circuit abnormality section, the second section is a section of the resolver itself itself, the third section is a normal section, and the fourth section is a short-
Resolver Fault Diagnosis Device.

The method according to claim 1,
Wherein the microprocessor unit determines that the resolver is a short circuit fault when the duty ratio is 10% or less, and determines that the resolver is abnormal when the duty ratio is 10% to 40% And the duty ratio is greater than or equal to 90%, and determines that the resolver is a single-wire failure when the duty ratio is 90% or more.
Resolver Fault Diagnosis Device.

Receiving an output signal from the resolver;
Outputting the output signal of the resolver to the output voltage adjusting unit when the output signal of the resolver is normal in the input unit and outputting the ground voltage when the output signal of the resolver is a ground signal due to a ground fault;
Amplifying a signal output from the input unit;
Generating a PWM signal based on the amplified signal; And
And determining whether the resolver is abnormal based on the duty ratio of the output signal of the PWM signal generating unit.
Resolver fault diagnosis method.

10. The method of claim 9,
Wherein the step of determining whether the resolver is abnormal is configured to classify the state of the resolver circuit by at least a first section, a second section, a third section, and a fourth section according to the duty ratio, The four sections are in the order of the smallest to the largest,
Wherein the first section is a ground short-circuit abnormality section, the second section is a section of the resolver itself itself, the third section is a normal section, and the fourth section is a short-
Resolver fault diagnosis method.

10. The method of claim 9,
Wherein the step of determining whether the resolver has an abnormality includes the steps of: determining that the resolver has a short-circuit fault when the duty ratio is 10% or less; determining that the resolver is abnormal if the duty ratio is 10% Determining that the resolver is normal when the duty ratio is equal to or greater than 50% and equal to or less than 90%; and determining that the resolver is a solid line fault when the duty ratio is 90% or greater.
Resolver fault diagnosis method.