KR100325158B1 - 전자제어유닛의 오동작 진단용 아날로그/디지털 스캔장치 - Google Patents

Abstract

엔진을 제어하는 전자제어유닛이 정확한 제어연산을 하는지를 파악하기 위한 장치로서, 엔진의 여러 센서에서 출력되는 여러 채널의 아날로그 데이터를 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터로 변환하며, 작은 임피던스를 갖는 전원의 데이터를 입력받기 위한 채널의 측정범위를 조절할 수 있는 입력범위조절 논리회로부를 내장하는 아날로그/디지털 컨버터부와, 아날로그/디지털 컨버터와 연결되어 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터에 저장될 주소를 부여하고 전체적인 데이터의 흐름을 제어하며 전자제어유닛과 동일한 연산 알고리즘을 수행하는 CPU와, 이 CPU와 연결되어 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터를 CPU와 모니터링부의 제어에 따라 저장하고 모니터링부으로 출력하는 역할을 하는 모니터링 연결부로 이루어짐으로써, 전자제어유닛의 오동작을 신속하고 정확하게 파악할 수 있다.

Description

전자제어유닛의 오동작 진단용 아날로그/디지털 스캔장치{ A/D SCANNER for Checking Hindrance of ECU}

본 발명은 엔진 전자제어유닛(Electronic Control Unit)에서 정확한 제어연산이 이루어지는지 여부를 파악할 수 있는 장치에 관한 것이다.

최근 자동차에 적용되는 엔진은 엄격해진 배기규제 만족과 동력성능의 향상 및 연비향상의 요구를 충족시키기 위한 수단으로 전자제어가 이루어지고 있다.

이와 같이 엔진을 전자 제어하는데 있어서, 엔진을 포함하는 차량의 주요부에 배치된 각 센서들로부터 입력되는 전기적인 신호에 따라 연료계통, 흡기계통, 점화계통, 배출가스 제어계통등을 제어하게 된다.

이에 따라, 전자제어유닛은 오작동 없이 정확한 제어가 이루어져야만 차량이 최적의 상태를 유지하면서 최고의 성능을 발휘하게 된다.

따라서, 전자제어유닛의 정확한 제어가 매우 중요한 문제점으로 대두되는바, 제조 및 실차 적용 단계에서 오동작 진단을 실시하게 된다.

이와 같이, 전자제어유닛의 오동작을 진단함에 있어서, 종래에는 전자제어유닛에서 출력되는 제어 연산 데이터를 열전사용지에 프린트한 후, 엔진의 구동을 멈춘 후, 프린트된 데이터를 분석하는 수단으로 이루어지고 있다.

그러나, 상기와 같이 종래 방법으로 전자제어유닛의 오동작 진단을 하는 경우에는 열전사 용지에 프린트된 데이터를 엔진의 구동이 멈춘 후 분석하기 때문에 실시간으로 전자제어유닛의 동작을 분석할 수 없을 뿐만 아니라, 오동작이 일어나더라도 정확하게 어디에서 발생하였는지를 파악하는데 많은 시간과 노력이 필요하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 엔진의 전자제어유닛의 오작동 여부와 원인을 실시간으로 파악할 수 있는 전자제어유닛 오동작 진단용 아날로그/디지탈 스캔장치를 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 발명이 적용되는 전자제어유닛의 오동작 여부를 검출하기 위한 시스템 구성도.

도2는 본 발명인 디지탈/아날로그 스캔장치의 구성도

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진의 여러 센서에서 출력되는 여러 채널의 아날로그 데이터를 아날로그/디지털 컨버터부에서 입력받아 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터로 변환된다.

상기 아날로그/디지탈 컨버터부에서 변환된 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터는 아날로그/디지탈 컨버터부에 연결되어 있는 CPU에입력되는데, CPU는 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터가 저장될 주소를 부여하고, 전체적인 데이터의 흐름을 제어하며, 전자제어유닛과 동일한 연산 알고리즘을 수행한다.

상기 CPU와 연결되어 있는 모니터링 연결부는 전자제어유닛과 동일한 연산 알고리즘에 의하여 연산된 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터를 CPU와 모니터링부의 제어에 따라 저장하고 모니터링부으로 출력함으로써 전자제어유닛의 오동작 여부와 부위를 파악할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명이 적용된 전자제어유닛의 오동작 여부를 파악하기 위한 시스템의 구성도로서, 엔진(14)의 각 주요부에 배치된 센서(10)와, 상기 센서(10)는 병렬 연결된 아날로그/디지탈 스캔장치(11)와 전자제어유닛(12)과 연결되며, 이들 전자제어유닛(12)과 아날로그/디지털 스캔장치(11)가 모니터링부(13)와 전기적으로 연결되는 구성을 갖는다.

따라서, 아날로그/디지탈 스캔장치(11)와 전자제어유닛(12)은 엔진(14)의 상태를 검출하는 센서(10)들의 아날로그 신호를 다수 채널로 동시에 받게 된다.

이때, 전자제어유닛(12)은 센서(10)의 아날로그 신호를 이용하여 엔진(14)의 상태를 연산 제어하게 되며, 아날로그/디지털 스캔장치(11)는 상기 다수 채널에서 입력된 아날로그 신호를 전자제어유닛(12)에서 출력된 제어연산 데이터의 태스크와 동일한 디지탈 데이터로 변환하면서, 전자제어유닛(12)과 동일한 연산 알고리즘을수행하게 된다.

상기 전자제어유닛(12)과 아날로그/디지털 스캔장치(11)는 각각 모니터링부(13)에 연결되어 있으므로, 전자제어유닛(12)과 아날로그/디지털 스캔장치(11)에서 출력된 디지털 데이터를 모니터링부(13)에서 비교하게 된다.

전자제어유닛(12)과 아날로그/디지털 스캔장치(11)에서 모니터링부(13)에 출력된 데이터는 동일한 태스크로 동기화되어 있고, 동일한 연산 알고리즘을 수행한 결과이기 때문에 전자제어유닛(12)이 오동작을 하지 않는 한 같은 파형이 나와야 하므로 전자제어유닛의 오동작 여부와 부위를 실시간으로 파악할 수 있게 된다.

상기와 같이 연결되어 동작하는 아날로그/디지털 스캔장치를 도1과 도2를 보며 자세히 설명하면, 아날로그/디지털 스캔장치는 아날로그/디지털 컨버터부(20)와, CPU(30)와, 모니터링 연결부(40)로 이루어진다.

상기 아날로그/디지털 컨버터부(20)는 커넥터단(21)과, 입력범위조절 논리회로부(22)와, 아날로그/디지탈 컨버터(23)로 이루어지는데, 상기 커넥터단(21)은 엔진(14)상태를 검출하는 여러 센서(10)에서 출력된 N개 채널의 아날로그 데이터를 전송하는 케이블의 커넥터들과 연결된다.

상기와 같이 커넥터단(21)을 통하여 입력된 N개 채널의 아날로그 데이터는 그 성질에 따라 입력범위조절 논리회로부(22)를 거쳐 아날로그/디지탈 컨버터(23)로 입력되거나, 직접 아날로그/디지탈 컨버터(23)로 입력된다.

입력범위조절 논리회로부(22)는 배터리 전원과 같이 작은 임피던스를 가지며 그 측정범위가 다른 채널의 여러 배인 아날로그 데이터나 일반적인 측정 범위의 데이터 중에서 선택하여 측정할 수 있고, 선택에 대한 제어는 CPU(30)의하여 이루어지게 된다.

이 때, 입력범위조절 논리회로부(22)에 표시장치를 부착하여 현재 입력범위의 선택상황을 확인하게 할 수도 있다.

상기와 같이 커넥터단(21)과 입력범위조절 논리회로부(22)를 통하여 입력된 N개 채널의 아날로그 데이터는 아날로그/디지탈 컨버터(23)로 입력되는데, 상기 아날로그/디지탈 컨버터(23)는 입력받은 N개 채널의 아날로그 데이터를 전자제어유닛(12)에서 출력된 데이터와 동기화하기 위하여 전자제어유닛(12)의 제어연산 데이터와 동일한 태스크를 가지는 소정 해상도(resolution)의 디지털 데이터로 변환한다.

아날로그/디지탈 컨버터(23)에서 변환된 데이터는 CPU(30)로 입력되는데, 상기 CPU(30)는 입력범위조절 논리회로부(22)로 입력되는 아날로그 데이터의 측정범위의 조절을 제어하며, 아날로그/디지탈 컨버터(23)에서 대기하고 있는 소정 비트의 해상도와 소정 시간의 태스크로 변환된 디지털 데이터를 판독신호, 기록신호등의 제어신호로 그 흐름을 제어하면서 각각의 데이터들이 저장될 어드레스를 부여하게 된다.

또한, CPU(30)는 전자제어유닛(12)에서의 연산 알고리즘을 똑같이 진행함으로써 전자제어유닛(12)에서 출력된 연산제어 데이터와 비교할 수 있는 데이터를 출력하게 된다.

CPU(30)에 의하여 어드레스가 부여된 디지탈 데이터는 모니터링 연결부(40)로 입력되는데, 상기 모니터링 연결부(40)는 램(RAM)(41)과, 제어논리회로(42)와, 포트(43)로 이루어진다.

상기 램(RAM)(41)은 CPU(30)에 의하여 어드레스가 지정된 소정 시간의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터를 저장하게 되며, 제어논리회로(42)의 제어신호에 따라 저장된 데이터를 포트(43)를 통하여 모니터링부(13)로 출력하게 된다.

상기 제어논리회로(42)는 모니터링부(13)에서 출력되는 판독신호, 기록신호, 래치신호등의 제어신호에 의하여 램(41)을 제어하는 기록신호나 판독신호를 출력하게 되는데, 이 때 EPP, SPP, ECP등의 포트 모드에 데이터의 출력을 제어하게 된다.

상기 포트(43)는 아날로그/디지탈 스캔장치(11)와 모니터링부(13)을 연결하여 아날로그/디지탈 컨버터(30)를 통하여 소정의 태스크로 동기화된 데이터를 모니터링부(13)로 출력한다.

이 때, 모니터링 연결부(40)의 램(41)을 듀얼 포트 램(Dual Port RAM)으로 사용할 경우, CPU(30)와 듀얼 포트 램(41) 그리고 모니터링부(13)과 듀얼 포트 램(41) 사이의 양방향에서 동시에 데이터의 교환이 이루어짐으로써 속도를 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 동작하는 아날로그/디지털 스캔장치는 엔진의 상태를 검출하는 센서에서 출력하는 아날로그 데이터를 소정의 채널을 통해 검출하여 전자제어유닛에서 출력된 제어연산 데이타와 동기화된 디지탈 데이터를 형성한 후, 상기 디지탈 데이터를 이용하여 전자제어유닛의 연산 알고리즘을 수행하여 모니터링부에 출력, 전자제어유닛에서 출력된 데이터와 비교하게 된다.

상기와 같이 작동하는 아날로그/디지탈 스캔장치로 인하여 전자제어유닛의 오동작 여부와 오동작 부위를 실시간으로 정확하게 파악할 수 있음으로써 엔진 전자제어유닛의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 전자제어유닛의 연구개발과 생산에 있어서 시간과 비용을 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 엔진의 여러 센서에서 출력되는 여러 채널의 아날로그 데이터를 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터로 변환하며, 작은 임피던스를 갖는 전원의 데이터를 입력받기 위한 채널의 측정범위를 조절할 수 있는 입력범위조절 논리회로부를 내장하는 아날로그/디지털 컨버터부와,

   상기 아날로그/디지털 컨버터부와 연결되어 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터에 저장될 주소를 부여하고, 전체적인 데이터의 흐름을 제어하며, 전자제어유닛과 동일한 연산 알고리즘을 수행하는 CPU와,

   상기 CPU와 연결되어 소정의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터를 CPU와 모니터링부의 제어에 따라 저장하고 모니터링부으로 출력하는 역할을 하는 모니터링 연결부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아날로그/디지털 스캔장치.
3. 청구항2에 있어서, 모니터링 연결부는 CPU에 의하여 어드레스가 지정된 소정 시간의 태스크와 소정 비트의 해상도를 가지는 디지털 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 출력하는 램과,

   상기 램과 연결되는 포트 모드에 따라 모니터링부에서 입력되는 판독신호, 기록신호, 래치신호등의 제어신호로 상기 램에 저장된 데이터를 기록하거나 판독하는 신호를 보내어 램에 저장되어 있는 데이터의 흐름을 제어하는 제어논리회로와,

   상기 램과 제어논리회로와 상기 모니터링부 상호간을 연결하는 포트로 이루어지는 모니터링 연결부를 특징으로 하는 아날로그/디지털 스캔장치.
4. 청구항2에 있어서, 램은 CPU와 램 그리고 램과 모니터링부의 데이터 교환을 동시에 양방향으로 할 수 있는 듀얼 포트 램인 것을 특징으로 하는 아날로그/디지털 스캔장치.