KR100394639B1 - 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그방법 - Google Patents

자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, 상기 진단방법은, 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치가 장착된 차량에서 배터리 백업 라인의 모니터링 조건이 확인되는 경우, ECU는 스탠바이 전력을 MCU의 설정된 단자로 인가하는 단계와; 상기 MCU의 단자로 배터리 백업 라인의 전력이 인가되면, ECU는 상기 배터리 백업 라인의 모니터링 전압을 설정된 기준전압과 비교하고, 상기 모니터링 전압이 상기 기준전압에 미달되는 상태가 설정된 임계시간 동안 유지되는 경우에 모니터링 대상 배터리 백업 라인의 오류 판정을 확정하는 단계를 포함하여 이루어져, EC 및 북미 OBD-2 법규를 만족시키고 시스템 및 결선의 단순화를 달성할 수 있다.

Description

자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ERROR OF STANDBY POWER BY BATTERY FOR A VEHICLE}
본 발명은 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 시동키 오프시에 배터리에서 ECU(Electronic Control Unit)로 공급되는 스탠바이 전력의 오류 여부를 진단하여 배터리 백업 라인의 고장발생을 사용자에게 통지하기 위한 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 장착되는 ECU는 전기적 동력에 의해 기동되어 차량내 각 감지수단에 의해 검출되는 신호를 인가받아 최적의 엔진 제어를 위한 제어신호를 생성한다. 상기 생성된 제어신호는 전기적 신호에 따라 그 변위의 정도가 조정되는 엑츄에이터 등의 구동수단을 구동시켜 목표한 엔진 제어가 수행되도록 한다.
이러한 ECU는 배터리의 전원을 공급받는다. 그리고 상기 ECU에서 엔진 제어를 적정하게 수행하기 위해서는 차량의 감지수단의 검출신호의 이력과 상기 검출신호에 근거하여 수행된 제어 동작의 이력을 보유하고 있게 된다.
그래서 ECU는 메모리와 같은 저장매체를 구비하고 있으며, 엔진 제어를 수행하는 과정에서 발생되거나 처리되는 데이터들을 상기 저장매체에 저장한다.
상기 저장매체는 전원의 공급 중단시 보유된 데이터를 유실하는 휘발성 메모리와, 전원의 공급 중단시에도 그 저장된 데이터를 계속적으로 유지할 수 있는 비휘발성 메모리로 구분될 수 있는데, 상기 비휘발성 메모리는 휘발성 메모리에 비해 고가이기 때문에 ECU에는 휘발성 메모리가 장착되는 것이 일반적이다.
즉, 상기 저장매체의 데이터가 유지되도록 하기 위하여 시동키 오프시에도배터리로부터 ECU로 최소한의 전원은 지속적으로 공급되어야 한다. 그러면 ECU는 엔진 제어에 관련된 각 부품의 고장상태 및 고장횟수 등을 시동키 오프시에도 배터리의 전원을 이용하여 최소의 전력을 소비하면서 유지할 수 있게 된다.
도1에는 종래기술에 의한 자동차용 스탠바이 전력의 공급장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.
도1에 따르면, 배터리(11)에서 공급되는 DC 전력은 다양한 시스템으로 인가된다. 즉, 배터리(11)는 ECU(20) 이외에 TCU(Transmission Control Unit)(13) 또는 ABS(Anti-Lock Brake System)(14) 등의 외부 시스템으로도 전원을 공급한다.
상기 외부 시스템들은 해당 시스템에 내재되어 있는 제어기가 학습 등을 통해 구성한 데이터를 저장할 필요가 있는 시스템들이다. 이러한 외부 시스템(13, 14)으로 공급되는 배터리 전원은 전력 연결 퓨즈(12)에 의해 연결 또는 차단된다.
더불어 배터리(11)의 공급 전원은 퓨즈박스(15)를 거쳐 파워 릴레이나 에어컨 또는 시동키 뭉치(16)로 전달된다. 상기 시동키 뭉치(16)의 온/오프 스위칭 상태에 따라 ECU(20)로 전원이 공급되거나 차단된다.
그리고 ECU(20)의 내부에는 주전력 조정기(21)와 스탠바이 전력 조정기(22)가 구비된다. 상기 주전력 조정기(21)는 시동키 뭉치(16)에서 시동키 온 신호를 인가받아 MCU(Main Control Unit)(23)를 비롯한 각 회로장치의 구동에 필요한 전력을 분배하는 역할을 담당한다. 그리고 상기 예비 전력 조정기(22)는 시동키 오프시 배터리(11)에서 공급되는 전원(스탠바이 전력)을 인가받아 설정된 최소의 기능회로(예, MCU의 메모리 등)로 전력을 분배한다.
상기 배터리(11)에서 ECU(20)로 스탠바이 전력이 공급되는 경로상에는 ECU스탠바이 퓨즈(17)가 설치된다.
그런데, 이상 설명한 종래장치는, 배터리 백업 라인(스탠바이 전력이 배터리로부터 ECU로 공급되는 경로)의 탈거시 시동은 가능하지만, 배터리 백업 라인에 대한 모니터링 기능은 없기 때문에 OBD-2와 같은 규제법규를 만족시키지 못하는 문제점이 있다. 즉, OBD-2의 규정에 의하면, 현장에서 배터리 백업 라인 오류에 의한 배출가스 관련 부품 고장시에는 MIL등(Malfunction Indicator Light)을 점등시켜 운전자에게 차량의 이상상태를 통지하도록 되어 있는데, 상기 MIL등을 점등하지 못하게 된다. 그러면, 배출 관련 부품이 연속하여 2회 또는 3회 이상 고장 판정되는 경우에는 이상상태를 운전자에게 통지하도록 되어 있는 규정을 만족시키지 못하는 것이다.
따라서, 배터리 백업 라인의 모니터링 기능이 없는 경우에는 단품의 고장횟수 또는 기타의 모니터링 항목의 고장횟수는 매 시동시마다 항상 초기화되기 때문에 논리적으로 MIL등을 점등시킬 수 없게 된다. 그러면 공회전수 제어나 연료량 제어 또는 노킹 방지 제어를 위한 ECU의 학습치들을 시동키 오프시에도 유지하게 되는 배터리 백업 라인의 기능이 정상적으로 수행될 수 없게 되는 문제점이 있는 것이다.
더불어 전력 연결 퓨즈(12)의 탈거시에도 시동을 가능케 하기 위하여 ECU(20)만을 위한 ECU스탠바이 전력 퓨즈(17)를 사용하기 때문에 시스템 구성 및 결선이 복잡해져 원가상승 및 연비향상을 어렵게 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 시동키 오프시에 배터리에서 ECU로 공급되는 스탠바이 전력의 오류 여부를 진단하여 배터리 백업 라인의 고장발생을 사용자에게 통지하는 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치와 상기 오류 진단장치에 적용되는 자동차용 스탠바이 전력의 오류 진단방법을 제공하는 데 있다.
도1은 종래기술의 자동차용 배터리 스탠바이 전력 공급장치의 구성도.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치의 구성도.
도3은 도2에서 ECU의 상세 구성도.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단방법의 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31 : 배터리 32 : 전력 결합 퓨즈
33 : TCU 34 : ABS
35 : 퓨즈박스 36 : 시동키 뭉치
40 : ECU 41 : 주전력 조정부
42 : 스탠바이 전력 조정부
43 : MCU 44 : 배터리 백업 라인 모니터링부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치는, 배터리가 장착된 차량에서 설정된 전압 및 전류 범위내에서만 통전되어 상기 배터리의 인가전력을 ECU와 각 제어기로 공급하거나 차단하기 위한 전력 단속 수단과; 상기 배터리의 인가전력을 시동키의 온/오프 조작에 따라 상기 ECU로 공급하거나 차단하기 위한 시동키 뭉치와; 상기 전력 단속 수단 또는 상기 시동키 뭉치를 통과한 전력에 의해 구동되어 차량내 감지수단의 검출신호를 인가받아 상기 검출신호에 근거한 엔진 제어를 수행하는 ECU를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단방법은, 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치가 장착된 차량에서 배터리 백업 라인의 모니터링 조건이 확인되는 경우, ECU는 스탠바이 전력을 MCU의 설정된 단자로 인가하는 단계와; 상기 MCU의 단자로 배터리 백업 라인의 전력이 인가되면, ECU는 상기 배터리 백업 라인의 모니터링 전압을 설정된 기준전압과 비교하고, 상기 모니터링 전압이 상기 기준전압에 미달되는 상태가 설정된 임계시간 동안 유지되는 경우에 모니터링 대상 배터리 백업 라인의 오류 판정을 확정하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치의 구성도이고, 도3은 도2에서 ECU의 상세 구성도이며, 도4는 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단방법의 순서도이다.
도2에 따르면, 배터리(31)의 인가전원은 전력 단속 수단(32)을 거쳐 차량내 제어기인 TCU(33) 및 ABS(34)로 공급된다. 그리고 바람직하게는 상기 전력 단속 수단은 설정된 전압 또는 전류값에서 전력 공급 경로를 단선시키기 위한 전력 연결 퓨즈(32)를 이용하여 구현한다.
더불어 퓨즈박스(35)와 시동키 뭉치(36)를 거쳐 ECU(40)로 이어지는 경로는 정상 작동상태에서의 전력이 인가되는 경로로써, 시동키가 온 상태일 때 상기 경로를 통한 전력 공급이 이루어지며 시동키가 오프 상태일 때에는 상기 경로를 통한 전력 공급은 중단된다.
그러므로 구성상 ECU(40)로 인가되는 스탠바이 전력을 단속하기 위한 전용의 퓨즈는 불필요하게 된다.
또한, 상기 ECU(40)는 전원이 인가되는 경로에 따라 내부 회로에 대한 전력 공급을 조절하게 된다.
도3에는 이러한 ECU(40)의 상세 구성도가 도시되어 있다.
도3에 따르면, ECU(40)는 주전력과 스탠바이 전력을 인가받기 위한 기능부들을 구비한다. 상기 기능부의 하나는 시동키 뭉치(36)를 통과되어 인입되는 전력을 MCU(43)로 공급하기 위한 주전력 조정부(41)이며, 상기 기능부의 다른 하나는 배터리(31)로부터 전력 연결 퓨즈(32)를 거쳐 인가되는 스탠바이 전력을 MCU(43)로 인가하기 위한 스탠바이 전력 조정부(42)이다. 이때 주전력 조정부(41)와 스탠바이 전력 조정부(42)로의 전원 입력은 서로 접속되어 있다.
그리고 ECU(40)에는 상기 배터리(11)에서 스탠바이 전력 조정부(42)로 인입되는 전력을 분기시켜 배터리 백업 라인에 대한 모니터링을 수행한 후, 상기 모니터링 결과를 MCU(43)로 전달하기 위한 배터리 백업 라인 모니터링부(44)를 포함한다. 바람직하게는 배터리 백업 라인 모니터링부(44)에 의해 모니터링된 신호는 MCU(43)의 ADC(Analog Digital Converter) 단자로 입력되도록 한다.
상기 배터리 백업 라인의 모니터링부(44)는, 상기 시동키 뭉치(36)에서 공급되는 주전력이 역류하여 MCU(43)의 ADC 단자로 인가되는 경로를 차단하는 다이오드(D1)와, 2개의 저항(R1, R2)을 포함한다.
이상으로 본 발명에 의한 장치를 설명하였으며, 이하에서는 본 발명에 의한 방법을 설명한다.
도4에 따르면, 배터리가 장착된 차량에서 ECU(40)는 시동키가 온 되어 엔진이 시동되는지 여부를 확인한다(ST21).
그래서 엔진 시동 상태가 확인되면, ECU(40)는 배터리(31)의 출력 전압을 검출하여 설정된 전압 임계치를 초과하는지 여부를 판단한다. 바람직하게는 상기 전압 임계치는 표준 전압이 12V인 배터리에 대해 10V로 설정한다(ST22).
상기 단계 ST21의 판단 조건과 상기 단계 ST22의 판단 조건은 배터리 백업 라인의 모니터링을 개시하기 위한 조건에 해당한다. 그러므로 상기 모니터링 조건이 성립되는 경우에는 배터리 백업 라인의 모니터링 단계가 개시된다.
이어서, 배터리 백업 라인의 모니터링 조건이 성립됨에 따라, ECU(40)는 배터리에서 공급되는 스탠바이 전력을 분기시켜 MCU(43)의 ADC 단자로 인가한다(ST23).
더불어 ECU(40)는 배터리 백업 라인에서 MCU(43)의 ADC 단자로 입력되는 신호의 전압이 설정된 기준전압에 미달되는지 여부를 판단한다. 상기 기준전압은 배터리(31)의 전압을 BATT라 할 때, (((R2)*BATT)/(R1+R2))의 수식으로 결정되는 값으로 설정한다(ST24).
상기 단계 ST24에서 배터리 백업 라인의 전압이 상기 기준전압에 미달됨이 확인되는 경우, ECU(40)는 시간계수를 위한 타이머를 리셋하고 시간누산을 수행하게 된다. 이때 누산되는 시간을 T라 표기한다(ST25).
그리고 상기 누산된 시간 T가 설정된 임계시간을 경과하는지 여부를 판단한다. 바람직하게는 상기 임계시간은 10초로 설정한다(ST26).
상기 단계 ST26의 판단 결과, 상기 배터리 백업 라인의 전압이 상기 기준전압 이하인 상태가 10초 이상 지속됨이 확인되면, 해당 배터리 백업 라인에는 오류가 있는 것으로 판정할 수 있다. 그래서 오류가 판정되면, ECU(40)는 모니터링된배터리 백업 라인의 오류를 지시하기 위한 고장코드를 기억하고, 더불어 MIL등을 점등시켜 사용자에게 통지한다(ST27).
한편, 상기 단계 ST21과, 단계 ST22와, 단계 ST24 및 단계 ST26의 어느 적어도 어느 하나에서 해당 판단 조건이 성립되지 않는 경우에는 배터리 백업 라인에 대한 진단을 중단하고 메인루틴으로 복귀한다.
이상 설명한 본 발명의 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치 및 그 방법에 따르면, EC 및 북미 OBD-2 법규를 만족시키게 되는 효과가 있다.
그리고 불필요한 ECU스탠바이 전력 퓨즈를 삭제함으로써 시스템 및 결선의 단순화를 달성하고, 제작 및 정비 과정에서 작업성을 향상시키는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (6)

  1. 배터리의 인가전력을 ECU와 각 제어기로 공급하거나 차단하기 위한 전력 단속 수단과, 배터리의 인가전력을 시동키의 온/오프 조작에 따라 ECU로 공급하거나 차단하기 위한 시동키 뭉치와, 전력 단속 수단 또는 상기 시동키 뭉치를 통과한 전력에 의해 구동되어 차량내 감지수단의 검출신호를 인가받아 상기 검출신호에 근거한 엔진 제어를 수행하는 ECU를 포함하는 차량에 있어서,
    상기 ECU는 상기 시동키 뭉치를 통과되어 인입되는 전력을 MCU로 공급하기 위한 주전력 조정부와; 상기 배터리로부터 상기 전력 단속 수단을 통과하여 인입되는 스탠바이 전력을 상기 MCU로 공급하기 위한 스탠바이 전력 조정부를 구비하며,
    상기 배터리에서 스탠바이 전력 조정부로 인입되는 전력을 분기시켜 상기 배터리 백업 라인에 대한 모니터링을 수행한 후, 모니터링 결과를 상기 MCU로 전달하기 위한 배터리 백업 라인 모니터링부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치.
  2. 삭제
  3. (a) 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단장치가 장착된 차량에서 배터리 백업 라인의 모니터링 조건이 확인되는 경우, ECU는 스탠바이 전력을 MCU의 설정된 단자로 인가하는 단계와;
    (b) 상기 MCU의 단자로 배터리 백업 라인의 전력이 인가되면, ECU는 상기 배터리 백업 라인의 모니터링 전압을 설정된 기준전압과 비교하고, 상기 모니터링 전압이 상기 기준전압에 미달되는 상태가 설정된 임계시간 동안 유지되는 경우에 모니터링 대상 배터리 백업 라인의 오류 판정을 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서 상기 배터리 백업 라인의 모니터링 조건은,
    엔진 시동 온이 유지되고, 상기 배터리의 단자 전압이 설정된 전압 임계치를 초과하는 조건으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리의 스탠바이 전력의 오류 진단방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 상기 기준전압은, 상기 배터리 백업 라인상의 저항소자와 상기 배터리의 단자 전압에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 스탠바이 전력의 오류 진단방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서, 상기 오류 판정 확정시, 상기 ECU는 모니터링 대상 배터리 백업 라인의 오류를 지시하기 위한 고장코드를 저장매체에 저장하고, 해당 오류의 발생상태를 사용자에게 통지하기 위한 MIL등을 점등시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 스탠바이 전력의 오류 진단방법.
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