KR20130065411A - Method for hall sensor error detection of motor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A hall sensor a motor malfunction judgment method of a motor is provided to improve reliability by enabling normal operation of a motor in case of a partial malfunction of a hall sensor. CONSTITUTION: A signal value of hall sensors(A,B,C) is monitored(S101) and whether all the signal values of the all hall sensors are detected for a predetermined reference time(T) as 0 or 1 is judged(S102). If the signal value of all the hall sensors is detected as 1, all the hall sensors are judged as malfunction (S103). Unless the signal value of all the hall sensors is detected as 0 or 1, an output value of all hall sensors is judged (S104). Variation of a signal value of the rest two hall sensors while the signal value of the hall sensor selected as the reference changes among 1, 0, 1 after determining one hall sensor in which the signal value of the hall sensor normally varying as a reference is checked. It is determined whether a hall sensor with no variation of the signal value exists (S105). If the hall sensor with no variation of the signal value is detected, the hall sensor is judged as malfunction and emergency operation is performed based on a location of the hall sensor judged as malfunction (S106). [Reference numerals] (AA) Start; (BB,EE) Yes; (CC,DD) No; (FF) Finish; (S101) Hall sensor signal monitoring; (S102) Predetermined reference time is 0 or 1?; (S103) All hall sensors are malfunctioned; (S104) All hall sensor signals are judged; (S105) Hall sensor with signal changes exists?; (S106) Emergency mode

Description

모터의 홀센서 고장 판단방법{METHOD FOR HALL SENSOR ERROR DETECTION OF MOTOR}How to determine hall sensor failure of motor {METHOD FOR HALL SENSOR ERROR DETECTION OF MOTOR}

본 발명은 친환경 차량에서 각종 모터의 회전수를 측정하는 홀센서의 고장 여부를 판정하고, 홀센서의 고장이 판정되면 회전자 위치와 회전각을 추정하여 비상운전이 제공될 수 있도록 하는 모터의 홀센서 고장 판단방법에 관한 것이다.The present invention determines whether or not the failure of the Hall sensor for measuring the rotational speed of the various motors in an environment-friendly vehicle, and if the failure of the Hall sensor is determined by estimating the position of the rotor and the rotation angle of the motor hole to provide emergency operation It relates to a sensor failure determination method.

연료전지 자동차, 전기자동차, 하이브리드 자동차, 플러그인 전기자동차 등을 포함하는 친환경 차량에는 다수개의 모터가 장착되고, 이들 모터의 구동을 보다 정밀하게 제어하기 위하여 각 모터의 회전수를 검출하는 홀센서가 장착된다. Eco-friendly vehicles, including fuel cell vehicles, electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in electric vehicles, etc., are equipped with a plurality of motors, and are equipped with hall sensors that detect the rotational speed of each motor in order to more precisely control the driving of these motors. do.

도 1은 통상적으로 모터와 홀센서의 장착 상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a mounting state of the motor and the hall sensor in general.

도 1을 참조하면, 모터의 소정 위치에 3개의 홀센서(A,B,C)가 120°간격으로 장착되어 회전자(R)가 회전함에 따라 3개의 홀센서(A,B,C)는 온/오프의 디지털 신호를 발생하여 회전자(R)의 위치 정보를 알려준다.Referring to FIG. 1, three Hall sensors A, B, and C are mounted at predetermined positions of the motor at intervals of 120 ° so that the three Hall sensors A, B, and C are rotated as the rotor R rotates. The digital signal of the on / off is generated to inform the position information of the rotor (R).

상기 3개의 홀센서(A,B,C)의 신호로부터 도 2와 같은 서로 다른 6개의 신호 조합이 만들어지고 이를 통해 하기의 표 1과 같이 60°의 측정 정밀도를 가지고 모터의 회전자 위치를 확인할 수 있으며, 이를 바탕으로 모터의 구동제어가 실행될 수 있도록 한다.Six different signal combinations as shown in FIG. 2 are made from the signals of the three Hall sensors A, B, and C, and the rotor position of the motor is confirmed with a measurement accuracy of 60 ° as shown in Table 1 below. The drive control of the motor can be executed based on this.

홀센서 신호값Hall sensor signal value 실제각(°)Actual angle (°) 2(010)2 (010) -30 ~ 30-30 to 30 3(011)3 (011) 30 ~ 9030 to 90 1(001)1 (001) 90 ~ 15090 to 150 5(101)5 (101) 150 ~ 210150 to 210 4(100)4 (100) 210 ~ 270210 to 270 6(110)6 (110) 270 ~ 360270 to 360

또한, 모터의 회전속도(ωt)는 60°간격으로 변화되는 홀센서의 신호값에서 60°간격으로 변화하는 시간(△T)를 측정하여 모터의 회전속도(ωt)를 하기의 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.In addition, the rotational speed (ω t ) of the motor is measured by changing the time (△ T) from the signal value of the Hall sensor that is changed at 60 ° intervals by 60 ° intervals to obtain the rotational speed (ω t ) of the motor. Can be calculated as

Figure pat00001
Figure pat00001

친환경 차량에서 모터의 회전수를 검출하는 홀센서의 고장이나 신호라인의 단선 단락으로 인해 신호가 정상적으로 전달되지 않는 경우 모터의 회전수 계산 및 회전자의 위치가 파악되지 않아서 모터의 제어에 심각한 문제가 발생할 수 있다. If the signal is not transmitted normally due to the failure of the Hall sensor that detects the rotational speed of the motor in an eco-friendly vehicle or the disconnection of the signal line, the calculation of the rotational speed of the motor and the location of the rotor are not known, which is a serious problem in controlling the motor. May occur.

도 2에 도시된 바와 같이, 모든 홀센서(A,B,C)가 정상적인 경우 홀센서(A,B,C)의 신호값이 60°회전 간격으로 변화하지만 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어 홀센서(B)의 신호가 고장인 경우 홀센서(B)의 신호가 검출되지 않으므로, ⓛ번 회전구간(330° ~ 30°)에서 센서 신호값이 "0"으로 나타나므로, 이를 정리하면 하기의 표 2와 같이 된다.As shown in FIG. 2, when all the Hall sensors A, B, and C are normal, the signal values of the Hall sensors A, B, and C change at 60 ° rotation intervals, but as shown in FIG. For example, if the signal of the Hall sensor (B) is broken, the signal of the Hall sensor (B) is not detected. Therefore, the sensor signal value is displayed as "0" in the rotation section (330 ° to 30 °). It becomes as Table 2 below.

홀센서 신호값Hall sensor signal value 실제각(°)Actual angle (°) 0(000)0 (000) ?? 1(001)1 (001) ?? 1(001)1 (001) ?? 5(101)5 (101) ?? 4(100)4 (100) ?? 4(100)4 (100) ??

상기의 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 ②회전구간(30° ~ 90°)과 ③회전구간(90° ~ 150°), 그리고 ⑤회전구간(210° ~ 270°)와 ⑥회전구간(270° ~ 330°)에서는 홀센서에서 출력되는 신호값이 같아져 두 구간을 구분할 수 없어져서 모터의 회전수를 계산할 수 없는 문제가 발생한다.As can be seen in Table 2 above, ② the rotation section (30 ° ~ 90 °) and ③ rotation section (90 ° ~ 150 °), ⑤ rotation section (210 ° ~ 270 °) and ⑥ rotation section (270 °) ~ 330 °), the signal value output from the Hall sensor is the same, the two sections can not be distinguished and the number of revolutions of the motor cannot be calculated.

따라서, 종래의 친환경 차량에서는 홀센서의 고장이나 신호라인의 단선이 발생하여 정상적인 신호가 검출되지 않는 경우 모터의 구동을 정지시키거나 센서리스(Sensorless) 제어로 전환하여 모터의 구동을 제어하고 있다.Therefore, in the conventional eco-friendly vehicle, when the hall sensor is broken or the signal line is disconnected and a normal signal is not detected, the driving of the motor is controlled by stopping the driving of the motor or switching to the sensorless control.

상기 홀센서의 고장이 검출되는 경우 모터의 구동을 정지하는 방식은 제어가 단순하다는 장점은 있지만 하나의 홀센서 신호 고장에 의해서 전체 시스템이 구동 정지된다는 관점에서 제품의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제가 발생한다.The method of stopping the driving of the motor when the failure of the Hall sensor is detected has the advantage that the control is simple, but the problem of reducing the reliability of the product in terms of the entire system is stopped by one Hall sensor signal failure occurs. .

그리고, 센서리스(Sensorless)로 전환하는 제어방식은 홀센서의 고장이 발생된 상태에서 모터의 구동이 가능한 장점은 있지만 고속 운전시 제어 불안정성이 증가하고 모터의 구동 효율이 정상상태에 비해 떨어지며, 회전자 위치를 추정하는 연산시간이 오래 소요되어 제어기의 계산 점유율이 상승하는 문제가 발생한다.In addition, the control method of switching to sensorless has the advantage that the motor can be driven in a state where a hall sensor failure occurs, but the control instability increases at high speed and the driving efficiency of the motor is lower than the normal state. The computation time for estimating the electronic position takes a long time, causing a problem in that the calculation occupancy rate of the controller increases.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 회전수 측정을 2개 이상의 홀센서가 장착된 모터에서 일부 홀센서의 고장 혹은 와이어 단선 단락에 의해서 신호가 검출되지 않는 경우 정상 상태를 유지하는 다른 홀센서 신호만으로 모터 회전수 및 회전자의 위치를 정확하게 계산할 수 있도록 하여 안정적인 모터 운전을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-described problems, the object of the present invention is to maintain the normal state when the number of revolutions in the motor equipped with two or more Hall sensors is not detected by some Hall sensor failure or wire break short circuit It is intended to provide stable motor operation by accurately calculating the number of motor revolutions and the position of the rotor using only other Hall sensor signals.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 모터에 설치된 홀센서의 신호값을 모니터링하여 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되는지 판단하는 과정; 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장으로 판정하는 과정; 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되지 않으면 홀센서의 신호값 변화를 분석하여 고장이 발생된 홀센서를 검출하는 과정; 고장이 발생된 홀센서가 검출되면 고장으로 검출된 홀센서의 위치를 바탕으로 비상운전을 실행하는 과정을 포함하는 모터 홀센서 고장 판단방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a process of monitoring signal values of a hall sensor installed in a motor and determining whether signal values of all hall sensors are detected as "0" or "1" during a set reference time T; Determining that all hall sensors have a failure when signal values of all hall sensors are detected as "0" or "1"; If the signal values of all the Hall sensors are not detected as "0" or "1", analyzing the change in the signal values of the Hall sensors and detecting the Hall sensors in which a failure occurs; When a hall sensor having a failure is detected, a method for determining a motor hall sensor failure including providing an emergency operation based on the position of the hall sensor detected as a failure is provided.

상기 모든 홀센서의 신호값이 "0"으로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단선으로 판정하고, 모든 홀센서의 신호값이 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단락으로 판정할 수 있다.If the signal values of all the Hall sensors are detected as "0", it is determined that all the Hall sensors are faulty or the disconnection of signal lines. It can be determined.

상기 홀센서의 신호값이 변화되지 않는 홀센서가 검출되면 홀센서 신호값이 정상적으로 변화되는 어느 하나의 홀센서를 기준으로 선정하고, 기준으로 선정된 홀센서의 신호값이 1 → 0 → 1 로 변화하는 동안 나머지 2개 홀센서의 신호값 변화를 확인하여 신호값의 변화가 없는 홀센서를 고장이 발생된 홀센서로 판정할 수 있다.When a Hall sensor is detected in which the signal value of the Hall sensor does not change, the Hall sensor signal value is changed based on one Hall sensor that is normally changed, and the signal value of the selected Hall sensor is 1 → 0 → 1. During the change, the change in the signal value of the other two Hall sensors can be checked to determine that the Hall sensor without change in the signal value is the Hall sensor having a failure.

상기 비상운전은 고장난 홀센서의 위치와 정상적인 홀센서의 신호값으로 회전자 전기각 범위를 검출하여 회전각을 추출하고, 홀센서 신호값이 변화하는 시간(△T)을 측정하여 모터의 회전속도를 계산하여 비상운전을 제공할 수 있다.The emergency operation extracts the rotation angle by detecting the electric angle range of the rotor by the position of the faulty Hall sensor and the signal value of the normal Hall sensor, and measures the time (△ T) at which the Hall sensor signal value changes to rotate the speed of the motor. The emergency operation can be provided by calculating.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 모터에 설치된 홀센서의 신호값을 모니터링하여 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되는지 판단하는 과정; 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장으로 판정하는 과정; 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되지 않으면 60°회전간격에 따른 홀센서 신호값의 변화순서를 분석하여 고장 여부를 검출하는 과정; 60°회전간격에 따른 홀센서 신호값이 정상적인 순서로 변화되는지 않으면 홀센서의 고장으로 판정하는 과정; 홀센서 신호값의 변환순서를 분석하여 고장이 발생된 홀센서를 확인하고, 확인된 홀센서의 위치를 바탕으로 비상운전을 실행하는 과정을 포함하는 모터 홀센서 고장 판단방법이 제공된다.In addition, a feature according to another embodiment of the present invention is to monitor the signal value of the Hall sensor installed in the motor to determine whether the signal value of all the Hall sensor is detected as "0" or "1" during the set reference time (T) ; Determining that all hall sensors have a failure when signal values of all hall sensors are detected as "0" or "1"; If the signal values of all Hall sensors are not detected as "0" or "1", analyzing the change order of Hall sensor signal values according to a 60 ° rotation interval to detect whether there is a failure; Determining that the hall sensor is out of order if the Hall sensor signal values of the 60 ° rotation intervals do not change in a normal order; There is provided a motor hall sensor failure determination method including analyzing a conversion order of hall sensor signal values, identifying a hall sensor in which a failure has occurred, and executing an emergency operation based on the identified hall sensor position.

상기 모든 홀센서의 신호값이 "0"으로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단선으로 판정하고, 모든 홀센서의 신호값이 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단락으로 판정할 수 있다.If the signal values of all the Hall sensors are detected as "0", it is determined that all the Hall sensors are faulty or the disconnection of signal lines. It can be determined.

상기 비상운전은 고장난 홀센서의 위치와 정상적인 홀센서의 신호값으로 회전자 전기각 범위를 검출하여 회전각을 추출하고, 홀센서 신호값이 변화한 시점부터 다음 변화시점까지의 구간시간을 검출하며, 회전자 속도를 적용하여 회전자 위치를 계산하여 비상운전에 적용할 수 있다.The emergency operation extracts the rotation angle by detecting the electric angle range of the rotor by the position of the faulty Hall sensor and the signal value of the normal Hall sensor, and detects the segment time from the time when the Hall sensor signal value changes to the next change point. Using the rotor speed, the rotor position can be calculated and applied to emergency operation.

이와 같이 본 발명은 일부 홀센서 고장시에도 정상적으로 모터 운전이 가능하여 제품 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라 센스리스 운전 전략과 대비할 때 단순한 알고리즘을 바탕으로 정확한 모터 회전수 및 회전자 위치 계산이 이루어져 고속 운전시에도 안정적인 모터 제어가 가능할 수 있다.As described above, the present invention is capable of operating the motor normally even in the case of some Hall sensor failures, thereby improving product reliability as well as accurate motor rotation speed and rotor position calculation based on a simple algorithm when compared to a senseless driving strategy. Even stable motor control may be possible.

도 1은 통상적으로 모터와 홀센서의 장착 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 모터에 장착된 3개의 홀센서가 모두 정상 상태일 때 검출되는 신호를 도시한 도면이다.
도 3은 모터에 장착된 3개의 홀센서 중 일부 홀센서가 고장 상태일 때 검출되는 신호를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터에 장착된 3개의 홀센서 중 일부 홀센서가 고장 상태일 때 비상운전 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터 홀센서 고장 판단절차를 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터 홀센서 고장 판단절차를 도시한 흐름도이다.1 is a view showing a mounting state of the motor and the hall sensor in general.
2 is a diagram illustrating a signal detected when all three Hall sensors mounted on the motor are in a normal state.
3 is a diagram illustrating a signal detected when some Hall sensors among the three Hall sensors mounted on the motor are in a fault state.
4 is a diagram illustrating an emergency operation method when some of the three Hall sensors mounted on the motor according to an embodiment of the present invention is in a failure state.
5 is a flowchart illustrating a motor hall sensor failure determination procedure according to a first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a motor hall sensor failure determination procedure according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since each configuration shown in the drawings is arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 모터 홀센서 고장 판단절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating a motor hall sensor failure determination procedure according to a first embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명이 적용되는 친환경 차량의 운행이 개시되면 모터에 예를 들어 3개로 설치되는 홀센서(A,B,C)의 신호값을 모니터링하여(S101) 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서(A,B,C)의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되는지 판단한다(S102).Referring to FIG. 5, when the operation of the eco-friendly vehicle to which the present invention is applied starts, the reference time T set by monitoring signal values of three Hall sensors A, B, and C installed in the motor (S101), for example. It is determined whether the signal values of all Hall sensors A, B, and C are detected as "0" or "1" during step S102.

상기 S102에서 모든 홀센서(A,B,C)의 신호값이 "0"으로 검출되면 홀센서(A,B,C)로부터 아무런 신호가 들어오지 않는 상태이므로, 모든 홀센서(A,B,C)의 고장이나 신호선의 단선 고장으로 판정하고, 모든 홀센서(A,B,C)로부터 신호값이 "1"로 검출되면 모든 홀센서(A,B,C)의 고장이나 신호선의 단락 고장으로 판정하여 고장코드를 저장함과 동시에 표시수단을 통해 설정된 소정의 형식으로 출력한다(S103).When the signal values of all the Hall sensors A, B, and C are detected as “0” in S102, since no signal is input from the Hall sensors A, B, and C, all the Hall sensors A, B, and C are detected. ) Or a disconnection of the signal line, and if a signal value is detected as "1" from all Hall sensors (A, B, C), it may be caused by a failure of all Hall sensors (A, B, C) or short circuit of the signal line. It determines and stores the fault code and outputs it in a predetermined format set by the display means (S103).

상기 S102에서 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서(A,B,C)의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되지 않으면 홀센서(A,B,C)의 출력값을 판단한다(S104).If the signal values of all Hall sensors A, B, and C are not detected as "0" or "1" during the reference time T set in S102, the output values of the Hall sensors A, B, and C are determined ( S104).

상기 S104에서 홀센서 신호값이 정상적으로 변화되는 하나의 홀센서를 기준으로 선정하고, 기준으로 선정된 홀센서의 신호값이 1 → 0 → 1 로 변화하는 동안 나머지 2개 홀센서의 신호값 변화를 확인하여 신호값의 변화가 없는 홀센서가 검출되면 해당 홀센서를 고장으로 판정하여 고장코드를 저장한다.In step S104, the hall sensor signal value is selected based on one hall sensor that is normally changed, and the signal value change of the other two hall sensors is changed while the signal value of the hall sensor selected as the reference is changed from 1 → 0 → 1. If the hall sensor without change of signal value is detected, it is determined that the hall sensor is faulty and the fault code is stored.

상기 S104에서 신호값의 변화가 없는 홀센서가 존재하는지 판단한다(S105).In step S104, it is determined whether there is a hall sensor without a change in signal value (S105).

상기 S105에서 신호값의 변화가 없는 홀센서가 검출되지 않으면 모든 홀센서(A,B,C)에 대하여 정상으로 판단하고 상기 S101의 과정으로 리턴되고, 신호값의 변화가 없는 홀센서가 검출되면 해당 홀센서를 고장으로 판정한 다음 고장으로 판정된 홀센서의 위치를 바탕으로 비상운전을 실행한다(S106).If the hall sensor without a change in the signal value is not detected in S105, all of the hall sensors A, B, and C are determined to be normal and returned to the process of S101. When the hall sensor without a change in the signal value is detected, After determining the hall sensor as a failure, the emergency operation is executed based on the position of the hall sensor determined as the failure (S106).

상기 비상운전에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The emergency operation will be described in detail as follows.

일부 홀센서 신호값에 고장이 발생하여도 하나 이상의 홀센서가 정상적으로 수신되는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 홀센서 신호값에 따른 회전자 전기각 범위를 알수 있다. When one or more Hall sensors are normally received even when a failure occurs in some Hall sensor signal values, the rotor electric angle range according to the Hall sensor signal values can be known as shown in FIG. 4.

물론 모든 홀센서의 신호가 정상적으로 수신되면 60°의 정밀도로 센서 신호값에 따른 각도 추정은 불가하지만 신호값에 따른 전기각 범위를 명확히 알고 있기 때문에 어느 홀센서가 고장인지가 판단되면 다음과 같은 방법으로 모터 회전수 및 회전자의 위치 계산이 가능하다.Of course, if the signals of all Hall sensors are normally received, it is impossible to estimate the angle according to the sensor signal value with the accuracy of 60 °, but since it is clearly known the electric angle range according to the signal value, It is possible to calculate the motor speed and the position of the rotor.

도 4에 도시된 바와 같이, 모터에 설치된 3개의 홀센서(A,B,C)중에서 홀센서(B)가 고장으로 판단된 상태에서 회전자 전기각의 범위는 표 3과 같다.As shown in FIG. 4, the ranges of the electric angles of the rotors in the state where the hall sensor B is determined to be faulty among the three hall sensors A, B, and C installed in the motor are shown in Table 3 below.

홀센서 신호값Hall sensor signal value 실제각(°)Actual angle (°) 0(000)0 (000) -30 ~ 30-30 to 30 1(001)1 (001) 30 ~ 15030 to 150 5(101)5 (101) 150 ~ 210150 to 210 4(100)4 (100) 210 ~ 330210 to 330

따라서, 정상상태를 유지하는 홀센서(A,C)의 신호값을 주기적으로 확인하여 신호값이 변화하는 시점이 확인되면 그 시점에서의 회전자 위치를 θ-1(210°), θ0(330°), θ1(30°), θ2(150°)와 같이 정확하게 확인할 수 있다.Therefore, when the signal values of the Hall sensors A and C maintaining the steady state are periodically checked and the time point of the signal value change is confirmed, the rotor position at the time point is θ −1 (210 °), θ 0 ( 330 °), θ 1 (30 °), θ 2 (150 °).

모터의 회전속도(ωt)는 전술한 종래기술에서 수학식 1을 통해 언급한 바와 같이 홀센서 신호값이 변화하는 시간(△T)을 측정하면 회전각을 알고 있기 때문에 회전속도를 계산할 수 있게 된다.The rotation speed of the motor (ωt) can be calculated because the rotation angle is known by measuring the time (ΔT) at which the Hall sensor signal value changes as mentioned in Equation 1 in the above-described prior art. .

그리고, 전술한 수학식 1을 통해 계산한 회전속도 (ωt) 정보와 홀센서 신호값이 변화한 시점(θ0)부터 다음 변화시점(θ1)까지의 구간 시간(Ts)을 바탕으로 회전자의 위치(θ)를 아래의 수학식 2을 이용하여 계산할 수 있다.Then, the rotor is based on the rotational speed (ωt) calculated by the above equation 1 and the interval time Ts from the time point at which the Hall sensor signal value changes (θ 0 ) to the next time point (θ 1 ). The position θ of may be calculated using Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터 홀센서 고장 판단절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating a motor hall sensor failure determination procedure according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명이 적용되는 친환경 차량의 운행이 개시되면 모터에 예를 들어 3개로 설치되는 홀센서(A,B,C)의 신호값을 모니터링하여(S201) 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서(A,B,C)의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되는지 판단한다(S202).Referring to FIG. 6, when the driving of the eco-friendly vehicle to which the present invention is applied starts, the reference time T set by monitoring signal values of three Hall sensors A, B, and C installed in the motor (S201), for example. In step S202, it is determined whether the signal values of all Hall sensors A, B, and C are detected as "0" or "1".

상기 S202에서 모든 홀센서(A,B,C)의 신호값이 "0"으로 검출되면 홀센서(A,B,C)로부터 아무런 신호가 들어오지 않는 상태이므로, 모든 홀센서(A,B,C)의 고장이나 신호선의 단선으로 판정하고, 모든 홀센서(A,B,C)로부터 신호값이 "1"로 검출되면 모든 홀센서(A,B,C)의 고장이나 신호선의 단락으로 판정하여 고장코드를 저장함과 동시에 표시수단을 통해 설정된 소정의 형식으로 출력한다(S203).If the signal values of all the Hall sensors A, B, and C are detected as "0" in S202, since no signal comes from the Hall sensors A, B, and C, all the Hall sensors A, B, and C are detected. ) Is judged to be a failure or disconnection of the signal line, and if the signal value is detected as "1" from all Hall sensors (A, B, C), it is judged as a failure of all Hall sensors (A, B, C) or short circuit of the signal line. The fault code is stored and output in a predetermined format through the display means (S203).

상기 S202에서 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서(A,B,C)의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되지 않으면 홀센서(A,B,C)의 신호값의 변화를 확인하여(S104), 홀센서(A,B,C)의 신호값 변화가 정상적인 순서로 변화되는지 판단한다(S205).If the signal values of all the Hall sensors A, B, and C are not detected as "0" or "1" during the reference time T set in S202, the change of the signal values of the Hall sensors A, B, and C is detected. In operation S104, it is determined whether the change in the signal value of the hall sensors A, B, and C changes in the normal order (S205).

모터의 회전수를 측정하기 위해 설치된 3개의 홀센서(A,B,C)가 모두 정상인 경우 종래의 기술에서 도 2를 참조하여 언급한 바와 같이, 홀센서의 신호값은 60°회전간격에 따라 2(010) → 3(011) → 1(001) → 5(101) → 4(100) → 6(110) → 2(010)의 순서로 반복하여 변화된다.When all three Hall sensors A, B, and C installed to measure the number of rotations of the motor are normal, as mentioned with reference to FIG. 2 in the related art, the signal value of the Hall sensor depends on a 60 ° rotation interval. 2 (010) → 3 (011) → 1 (001) → 5 (101) → 4 (100) → 6 (110) → 2 (010).

그러나, 모터에 설치되는 3개의 홀센서 중에서 홀센서(B)의 고장이 발생한 경우 종래의 기술에서 도 3을 참조하여 언급한 바와 같이 홀센서의 신호값은 0(000) → 1(001) → 1(001) → 5(101) → 4(100) → 4(100) → 0(000)의 순서로 출력되어 정상상태와는 전혀 다른 신호가 수신되므로 고장 상태를 판단할 수 있다. However, in the case where a failure of the Hall sensor B occurs among the three Hall sensors installed in the motor, as described with reference to FIG. 3 in the related art, the signal value of the Hall sensor is 0 (000) → 1 (001) → 1 (001) → 5 (101) → 4 (100) → 4 (100) → 0 (000) are output in the order that a completely different signal from the normal state is received so that the failure state can be determined.

따라서, S205에서 홀센서(A,B,C)의 신호값 변화가 정상적인 순서로 변화되는지 않으면 비상운전모드로 진입한 다음 신호값의 분석을 통해 고장이 발생된 홀센서를 확인하고, 확인된 홀센서의 위치를 바탕으로 비상운전을 실행한다(S206).Therefore, when the signal value change of the hall sensors A, B, and C does not change in the normal order in S205, the system enters the emergency operation mode and then checks the hall sensor that has failed through analysis of the signal value, and confirms the confirmed hall The emergency operation is executed based on the position of the sensor (S206).

상기 S206에서 어느 하나의 홀센서가 고장이 발생하여도 다른 2개의 홀센서 신호값은 정상적으로 수신되므로, 도 4에 도시된 바와 같이 홀센서 신호값에 따른 회전자 전기각 범위를 알수 있다.In the case of any one Hall sensor failure in S206, since two other Hall sensor signal values are normally received, the rotor electric angle range according to the Hall sensor signal value can be known as shown in FIG. 4.

따라서, 정상적인 홀센서의 신호값에 따른 전기각 범위를 알고 있으므로, 전기각의 범위를 적용하여 어느 홀센서가 고장인지를 판단할 수 있으며, 고장이 확인된 홀센서의 위치를 바탕으로 모터 회전수 및 회전자의 위치 계산이 가능하다.Therefore, since the electric angle range is known according to the signal value of a normal hall sensor, it is possible to determine which hall sensor is broken by applying the electric angle range, and based on the position of the hall sensor where the failure is confirmed, the motor rotation speed. And the position calculation of the rotor is possible.

도 4에 도시된 바와 같이, 모터에 설치된 3개의 홀센서(A,B,C)중에서 홀센서(B)가 고장으로 판단된 상태에서 회전자 전기각의 범위는 표 4와 같다.As shown in FIG. 4, the ranges of the electric angles of the rotors in the state where the hall sensor B is determined to be faulty among the three hall sensors A, B, and C installed in the motor are shown in Table 4 below.

홀센서 신호값Hall sensor signal value 실제각(°)Actual angle (°) 0(000)0 (000) -30 ~ 30-30 to 30 1(001)1 (001) 30 ~ 15030 to 150 5(101)5 (101) 150 ~ 210150 to 210 4(100)4 (100) 210 ~ 330210 to 330

따라서, 정상상태를 유지하는 홀센서(A,C)의 신호값을 주기적으로 확인하여 신호값이 변화하는 시점이 확인되면 그 시점에서의 회전자 위치를 θ-1(210°), θ0(330°), θ1(30°), θ2(150°)와 같이 정확하게 확인할 수 있다.Therefore, when the signal values of the Hall sensors A and C maintaining the steady state are periodically checked and the time point of the signal value change is confirmed, the rotor position at the time point is θ −1 (210 °), θ 0 ( 330 °), θ 1 (30 °), θ 2 (150 °).

모터의 회전속도(ωt)는 전술한 종래기술에서 수학식 1을 통해 언급한 바와 같이 홀센서 신호값이 변화하는 시간(△T)을 측정하면 회전각을 알고 있기 때문에 회전속도를 계산할 수 있게 된다.The rotation speed of the motor (ωt) can be calculated because the rotation angle is known by measuring the time (ΔT) at which the Hall sensor signal value changes as mentioned in Equation 1 in the above-described prior art. .

그리고, 전술한 수학식 1을 통해 계산한 회전속도 (ωt) 정보와 홀센서 신호값이 변화한 시점(θ0)부터 다음 변화시점(θ1)까지의 구간 시간(Ts)을 바탕으로 회전자의 위치(θ)를 아래의 수학식 3을 이용하여 계산할 수 있다.Then, the rotor is based on the rotational speed (ωt) calculated by the above equation 1 and the interval time Ts from the time point at which the Hall sensor signal value changes (θ 0 ) to the next time point (θ 1 ). The position θ of may be calculated using Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 모터의 회전수를 측정하기 위해 모터에 2개 이상 설치되는 홀센서의 고장 발생을 판단하고, 고장 발생이 판단되면 비상운전 알고리즘에 의해 모터 회전수 및 회전자 위치를 계산할 수 있다. As described above, the present invention determines the occurrence of a failure of two or more Hall sensors installed in the motor to measure the rotational speed of the motor, and if the failure is determined, the motor rotational speed and the rotor position are determined by an emergency operation algorithm. Can be calculated

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

Claims (7)

모터에 설치된 홀센서의 신호값을 모니터링하여 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되는지 판단하는 과정;
모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장으로 판정하는 과정;
모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되지 않으면 홀센서의 신호값 변화를 분석하여 고장이 발생된 홀센서를 검출하는 과정;
고장이 발생된 홀센서가 검출되면 고장으로 검출된 홀센서의 위치를 바탕으로 비상운전을 실행하는 과정;
을 포함하는 모터 홀센서 고장 판단방법.Monitoring signal values of the Hall sensors installed in the motor to determine whether signal values of all Hall sensors are detected as "0" or "1" during the set reference time T;
Determining that all hall sensors have a failure when signal values of all hall sensors are detected as "0" or "1";
If the signal values of all the Hall sensors are not detected as "0" or "1", analyzing the change in the signal values of the Hall sensors and detecting the Hall sensors in which a failure occurs;
Executing an emergency operation based on a position of a hall sensor detected as a failure when a hall sensor having a failure is detected;
Motor Hall sensor failure determination method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 모든 홀센서의 신호값이 "0"으로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단선으로 판정하고, 모든 홀센서의 신호값이 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단락으로 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 홀센서 고장 판단방법.The method of claim 1,
If the signal values of all the Hall sensors are detected as "0", it is determined that all the Hall sensors are faulty or the disconnection of signal lines. Motor Hall sensor failure determination method, characterized in that the judging. 제1항에 있어서,
상기 홀센서의 신호값이 변화되지 않는 홀센서가 검출되면 홀센서 신호값이 정상적으로 변화되는 어느 하나의 홀센서를 기준으로 선정하고, 기준으로 선정된 홀센서의 신호값이 1 → 0 → 1 로 변화하는 동안 나머지 2개 홀센서의 신호값 변화를 확인하여 신호값의 변화가 없는 홀센서를 고장이 발생된 홀센서로 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 홀센서 고장 판단방법.The method of claim 1,
When a Hall sensor is detected in which the signal value of the Hall sensor does not change, the Hall sensor signal value is changed based on one Hall sensor that is normally changed, and the signal value of the selected Hall sensor is 1 → 0 → 1. Checking the change in the signal value of the remaining two Hall sensors while changing the Hall sensor failure determination method characterized in that the Hall sensor without a change in the signal value is determined as the Hall sensor is a failure. 제1항에 있어서,
상기 비상운전은 고장난 홀센서의 위치와 정상적인 홀센서의 신호값으로 회전자 전기각 범위를 검출하여 회전각을 추출하고, 홀센서 신호값이 변화하는 시간(△T)을 측정하여 모터의 회전속도를 계산하며, 홀센서 신호값이 변화한 시점부터 다음 변화시점까지의 구간 시간을 검출한 후 계산된 모터의 회전속도를 적용하여 회전자 위치를 계산하여 비상운전에 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 홀센서 고장 판단방법.The method of claim 1,
The emergency operation extracts the rotation angle by detecting the electric angle range of the rotor by the position of the faulty Hall sensor and the signal value of the normal Hall sensor, and measures the time (△ T) at which the Hall sensor signal value changes to rotate the speed of the motor. Motor hole, characterized in that the rotor position is calculated by applying the calculated rotational speed of the motor after detecting the section time from the time when the hall sensor signal value changes to the next change point. How to determine sensor failure. 모터에 설치된 홀센서의 신호값을 모니터링하여 설정된 기준시간(T) 동안 모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되는지 판단하는 과정;
모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장으로 판정하는 과정;
모든 홀센서의 신호값이 "0" 혹은 "1"로 검출되지 않으면 60°회전간격에 따른 홀센서 신호값의 변화순서를 분석하여 고장 여부를 검출하는 과정;
60°회전간격에 따른 홀센서 신호값이 정상적인 순서로 변화되는지 않으면 홀센서의 고장으로 판정하는 과정;
홀센서 신호값의 변환순서를 분석하여 고장이 발생된 홀센서를 확인하고, 확인된 홀센서의 위치를 바탕으로 비상운전을 실행하는 과정;
을 포함하는 모터 홀센서 고장 판단방법.Monitoring signal values of the Hall sensors installed in the motor to determine whether signal values of all Hall sensors are detected as "0" or "1" during the set reference time T;
Determining that all hall sensors have a failure when signal values of all hall sensors are detected as "0" or "1";
If the signal values of all Hall sensors are not detected as "0" or "1", analyzing the change order of Hall sensor signal values according to a 60 ° rotation interval to detect whether there is a failure;
Determining that the hall sensor is out of order if the Hall sensor signal values of the 60 ° rotation intervals do not change in a normal order;
Analyzing the conversion order of the hall sensor signal values to identify the hall sensor in which a failure occurs, and executing an emergency operation based on the identified hall sensor position;
Motor Hall sensor failure determination method comprising a. 제5항에 있어서,
상기 모든 홀센서의 신호값이 "0"으로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단선으로 판정하고, 모든 홀센서의 신호값이 "1"로 검출되면 모든 홀센서의 고장이나 신호선의 단락으로 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 홀센서 고장 판단방법.The method of claim 5,
If the signal values of all the Hall sensors are detected as "0", it is determined that all the Hall sensors are faulty or the disconnection of signal lines. Motor Hall sensor failure determination method, characterized in that the judging. 제5항에 있어서,
상기 비상운전은 고장난 홀센서의 위치와 정상적인 홀센서의 신호값으로 회전자 전기각 범위를 검출하여 회전각을 추출하고, 홀센서 신호값이 변화하는 시간(△T)을 측정하여 모터의 회전속도를 계산하며, 홀센서 신호값이 변화한 시점부터 다음 변화시점까지의 구간 시간에 상기 계산된 모터의 회전속도를 적용하여 회전자 위치를 계산하여 비상운전에 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 홀센서 고장 판단방법.The method of claim 5,
The emergency operation extracts the rotation angle by detecting the electric angle range of the rotor by the position of the faulty Hall sensor and the signal value of the normal Hall sensor, and measures the time (△ T) at which the Hall sensor signal value is changed to rotate the speed of the motor. The motor Hall sensor fault characterized in that the rotor position is calculated by applying the calculated rotational speed of the motor to the interval time from the time when the Hall sensor signal value changes to the next change point and applied to the emergency operation. Judgment method.
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