KR100482611B1 - 차량의 회로 이상 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

차량의 회로 이상 검출 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 자기 진단을 수행하는 것으로, 부하 전류에 비례하는 센싱 전류 (Sensing Current)를 출력하는 IPS(Intelligent Power Switch)의 특성을 이용하여 차량의 각 부하 회로에 대한 이상 여부를 능동적으로 검출 및 경보하는 것으로,
MCU는 수신되는 CAN 통신 데이터를 분석하여 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되는지를 판단하는 과정과, 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되면 IPS의 스위칭을 통해 해당 부하를 작동시키는 과정과, 선택된 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 검출하여 검출되는 센싱 전류가 설정된 최소 전류 이하의 값을 갖으면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 단선으로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정과, 피드백 센싱 전류가 최소 전류 이상이면 설정된 최대 전류 이상의 값을 갖는지를 판단하는 과정과, 최대 전류 이상의 값을 갖으면 그 유지시간이 설정시간 이상이면 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정 및, 최대 전류 이상의 값이 간헐적으로 검출되면, 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 간헐적인 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정을 포함한다.

Description

차량의 회로 이상 검출 시스템 및 방법{FAULT CIRCUIT DETECTION SYSTEM OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 자기 진단에 관한 것으로, 더 상세하게는 부하 전류에 비례하는 센싱 전류(Sensing Current)를 출력하는 IPS(Intelligent Power Switch)의 특성을 이용하여 차량의 각 부하 회로에 대한 이상 여부를 능동적으로 검출 및 경보하도록 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발전과 사용자의 요구에 따라 차량에는 다양한 편의장치 및 안전장치가 장착되는데, 이러한 각 장치들은 전자제어에 의해 그 동작이 실행된다.
따라서, 이들 장치에 대한 회로를 보호하기 위해서는 퓨즈(Fuse)가 장착되고, 이들 장치에 대하여 동작을 실행시키는 스위치 역할을 위해서는 릴레이(Relay)가 장착되고 있다.
이와 같이 차량에 장착되는 각 장치들을 보호하고, 적정한 스위칭 동작이 수행될 수 있도록 장착되는 퓨즈 및 릴레이는 실제 부하의 미작동이나 퓨즈의 소손 현상이 발생한 후에서야 고장 상태를 인지할 수 있는 단점을 갖고 있다.
특히, 예를 들어 후진 램프나 스톱 램프 등과 같은 부하에 대해서는 운전자가 미작동 여부에 대하여 쉽데 인지하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 회로상에서 임의의 부하에 대한 간헐적인 쇼트(Short)와 같은 경우 퓨즈가 소손되는 대신에 와이어(Wire)의 소손이 발생되는 현상이 빈번하며, 이러한 현상에 대하여 운전자 및 정비사가 판단할 수 있는 방법이 현재로서는 전무한 상태이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 차량에서 임의의 부하를 동작시키는 경우 해당 작부하 전류에 비례하는 센싱 전류를 출력하는 지능형 전력 스위치 수단인 IPS의 특성을 이용하여 동작이 선택된 해당 부하의 미작동과 간헐 쇼트 및 완전 쇼트 등 회로의 이상 여부를 능동적으로 검출하여 이를 운전자에게 지시함으로써 신속한 복구가 수행될 수 있도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 차량에 대한 제반적인 동작을 제어하며, CAN 통신으로 검출되는 임의의 부하 작동 선택 신호에 따라 해당 부하의 동작을 제어하는 신호를 출력하며, 해당 부하의 작동에 따라 피드백 검출되는 센싱 전류의 분석으로 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 이상 여부를 검출하는 MCU와; 상기 MCU의 부하 작동 신호에 따라 스위칭되어 해당 부하측에 전원을 공급하며, 해당 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 신호로 출력하는 IPS와; 상기 차량내 장착되는 각 장치로부터의 피드백 센싱 전류를 다중화하며, 상기 MCU에서 인가되는 선택신호에 따라 해당 부하에 대한 센싱 전류를 선택 출력하는 먹스/디먹스와; 상기 MCU와 CAN 통신으로 연결되며, 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 이상 여부 진단 정보를 표시하는 표시부를 포함한다.
또한, 본 발명은 MCU는 수신되는 CAN 통신 데이터를 분석하여 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되는지를 판단하는 과정과; 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되면 IPS의 스위칭을 통해 해당 부하를 작동시키는 과정과; 상기 선택된 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 검출하여 검출되는 센싱 전류가 설정된 최소 전류 이하의 값을 갖는지를 판단하는 과정과; 상기에서 최소 전류 이하의 값을 갖으면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 단선으로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정과; 상기에서 피드백 센싱 전류가 최소 전류 이상이면 설정된 최대 전류 이상의 값을 갖는지를 판단하는 과정과; 상기에서 최대 전류 이상의 값을 갖으면 그 유지시간이 설정시간 이상이면 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정 및; 최대 전류 이상의 값이 간헐적으로 검출되면, 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 간헐적인 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 회로 이상 검출 시스템은 MCU(10)와 IPS(20), 부하(30), 먹스/디먹스(40), 표시부(50), 트랜지스터(TR), 다이오드(D), 제너다이오드(ZD) 및 복수개의 저항(R1-R3)으로 구성된다.
상기에서 MCU(10)는 CAN 인터페이스부(11)와, 제1 I/O부(12), 제2 I/O부(13) 및 아날로그 입력부(14)를 포함하며, 차량에서 제반적인 동작을 수행하는 메인 콘트롤 유닛(Main Control Unit)으로, CAN 인터페이스부(11)를 통해 CAN통신으로 입력되는 임의의 부하(30)를 구동시키기 위한 제어 신호를 분석하여 제1 I/O부(12)를 통하여 해당 부하(30) 구동을 위한 제어신호를 출력하고, 제2 I/O부(13)를 통해 해당 부하(30)에 대한 피드백 신호(Feedback Signal)의 검출을 선택하며, 아날로그 입력부(14)를 통해 검출되는 해당 부하(30)에 대한 센싱 전류의 분석을 통해 해당 부하(30)에 대한 이상 여부를 진단하여 그에 대한 정보를 출력한다.
IPS(20)는 지능형 스위칭 소자로 상기 MCU(10)에서 입력단(21)으로 인가되는 부하(30) 구동 신호에 따라 스위칭 동작하여 출력단(22)을 통해 선택된 부하(30)의 구동이 수행되도록 하고, 부하(30) 구동에 대한 센싱 전류를 출력단(23)을 통해 출력하여 피드백 전류의 검출이 수행될 수 있도록 한다.
먹스/디먹스(40)는 상기 MCU(10)의 제2 I/O부(13)에서 인가되는 구동 부하(30) 선택 신호에 따라 해당 부하(30)에 대한 피드백 전류를 선택 검출하여 그에 대한 아날로그 신호를 MCU(10)의 아날로그 입력부(14)에 인가한다.
트랜지스터(TR)는 스위칭 소자로 상기 MCU(10)의 제1 I/O부(12)에서 임의의 부하(30) 구동을 위한 신호가 출력되어 베이스 단자에 인가되는 경우 턴 온 되어 IPS(20)의 입력단(21)에 액티브 로우(Active Low)의 신호로 해당 부하(30)의 구동 선택 신호를 인가한다.
다이오드(D)는 상기 트랜지스터(TR)가 턴 오프의 상태를 유지하는 경우 저항(R1)을 통해 그라운드의 하이 전원을 IPS(20)의 입력 전위를 IPS(20)의 입력단(21)에 인가한다.
저항(R2)과 제너다이오드(ZD) 및 저항(R3)은 IPS(20)에서 임의의 부하(30)에 대한 구동을 스위칭하는 경우 해당 부하(30)로부터 검출되는 센싱 전류를 조정하여 피드백 신호로 전송한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 회로 이상 여부를 검출하는 동작은 다음과 같다.
운전자가 차량에 장착되어 있는 임의의 부하(30)의 동작을 구동시키기 위하여 해당 부하(30) 작동 스위치의 접점을 온 하게 되면, CAN 통신 라인을 통해 접점 온에 대한 신호가 MCU(10)에 인가된다.
이때, MCU(10)내의 제어수단은 CAN 인터페이스부(11)를 통해 검출되는 신호를 분석하여(S101) 부하(30) 구동의 선택인지를 판단한다(S102).
상기의 판단에서 임의의 부하(30)를 작동시키고자 하는 신호의 입력으로 판단되면 MCU(10)는 IPS(20)를 통해 해당 부하(30)가 작동되도록 스위칭 온 하여 준다(S103).
즉, MCU(10)내의 제어수단은 제1 I/O부(12)를 통해 트랜지스터(TR)의 베이스단에 '하이' 신호를 인가하여 트랜지스터(TR)를 턴 온시키며, 이에 따라 액티브 로우 신호가 IPS(20)의 입력단에 인가되도록 하고, 동시에 제2 I/O부(13)를 통해 먹스/디먹스(40)측에 작동된 부하(30)를 선택하는 신호를 출력한다.
그러므로, IPS(20)는 스위칭 되어 출력단(22)을 통해 선택된 부하(30)측에 전원(Vbat)을 공급하여 해당 부하(30)가 작동되도록 한다.
이때, IPS(20)는 출력단(23)을 통해 작동되는 부하(30)의 센싱 전류, 즉 제너다이오드(ZD)를 통해 해당 부하(30)에 대한 그라운드 전위를 검출하여 피드백 라인을 통해 먹스/디먹스(40)측에 인가한다(S104).
따라서, MCU(10)내의 제어수단에는 먹스/디먹스(40)로부터 작동되는 해당 부하(30)에 대한 센싱 전류가 아날로그 입력부(14)를 통해 검출된다.
그러므로, MCU(10)내의 제어수단은 해당 부하(30)에 대하여 피드백 검출되는 센싱 전류를 분석하여 최소 부하 이하의 값을 갖고 있는지를 판단한다(S105).
상기에서 피드백 검출되는 센싱 전류가 최소 부하 이하의 값을 갖는 것으로 판단되면 작동 선택된 해당 부하(30)의 단선에 의해 미작동으로 판단하여(S106) CAN 인터페이스부(11)를 통해 해당하는 메시지를 CAN 통신으로 표시부(50)에 전송한다(S107).
따라서, 표시부(50)는 작동 선택된 부하(30)의 단선으로 인하여 미작동 되었음에 대한 메시지를 운전자에게 디스플레이 한다(S108).
상기 S105의 판단에서 피드백 검출되는 센싱 전류가 최소 부하 이상의 값을 갖는 것으로 판단되면, 센싱 전류가 최대 부하 전류 이상의 값을 갖는지를 판단한다(S109).
상기에서 센싱 전류가 최소 부하 이상, 최대 부하 전류 이하의 범위의 값을 갖는 것으로 판단되면, 선택된 해당 부하(30)는 정상적으로 작동되고 있는 것으로 판단하고, 최대 부하 이상의 전류상의 값을 갖는 것으로 판단되면 해당 값을 유지하는 시간이 설정된 일정시간 이상 지속되는지를 판단한다(S110).
상기에서 최대 부하 전류 이상으로 설정된 일정시간 이상 지속되면 선택된 해당 부하(30) 혹은 부하(30)를 연결하는 와이어의 쇼트로 인하여 과전류가 검출되는 것으로 판단하고(S111), 일정시간 이상 지속되지 않으면 해당 부하(30) 혹은 부하(30) 연결 와이어의 간헐적인 쇼트가 있는 것으로 판단한다(S112).
상기와 같이 부하(30) 혹은 부하(30)를 연결하는 와이어의 쇼트 혹은 간헐적인 쇼트로 판단되면 MCU(10)는 제1 I/O부(12)를 통해 로우 신호를 출력하여 트랜지스터(TR)를 턴 오프시킴으로써 IPS(20)를 스위칭 오프시킨다(S113).
동시에 CAN 인터페이스부(11)를 통해 표시부(50)에 부하(30) 혹은 부하(30)를 연결하는 와이어의 쇼트 혹은 간헐적인 쇼트에 대한 정보를 전송하여(S114), 표시부(50)를 통해 해당 메시지가 출력되도록 한다(S115).
따라서, 운전자는 표시부(50)를 통해 출력되는 메시지의 인식에 따라 신속한 복구를 수행한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 스위칭 수단으로 IPS가 적용되는 차량에서 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 단선이나 단락 등에 의한 이상 여부를 검출 및 지시함으로써, 차량에 장착되는 각 회로에 대한 진단에 편리성 및 신뢰성을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 회로 이상 검출 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명에 따라 차량에서 회로 이상을 검출하는 일 실시예의 흐름도.

Claims (7)

  1. 차량에 대한 제반적인 동작을 제어하며, CAN 통신으로 검출되는 임의의 부하 작동 선택 신호에 따라 해당 부하의 동작을 제어하는 신호를 출력하며, 해당 부하의 작동에 따라 피드백 검출되는 센싱 전류의 분석으로 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 이상 여부를 검출하는 MCU와;
    상기 MCU의 부하 작동 신호에 따라 스위칭되어 해당 부하측에 전원을 공급하며, 해당 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 신호로 출력하는 IPS와;
    상기 차량내 장착되는 각 장치로부터의 피드백 센싱 전류를 다중화하며, 상기 MCU에서 인가되는 선택신호에 따라 해당 부하에 대한 센싱 전류를 선택 출력하는 먹스/디먹스와;
    상기 MCU와 CAN 통신으로 연결되며, 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 이상 여부 진단 정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는 CAN 통신 데이터를 인터페이스하는 CAN 인터페이스부와;
    상기 IPS측에 부하 작동 제어 신호를 출력하는 제1입출력부와;
    상기 먹스/디먹스측에 작동 부하에 대한 센싱 전류를 피드백 검출하기 위한 선택 신호를 출력하는 제2입출력부와;
    상기 먹스/디먹스로부터 아날로그 센싱 전류를 인가받는 아날로그 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MCU에서 출력되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 IPS측에 액티브 로우 및 하이 신호로 부하 작동 제어신호를 인가하는 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는 작동 선택된 부하에 대하여 피드백 검출되는 센싱 전류가 최소 부하 전류 이하의 값으로 판단되면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 단선으로 판단하여 그에 대한 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는 작동 선택된 부하에 대하여 피드백 검출되는 센싱 전류가 최대 부하 전류 이상으로 일정시간 이상 지속되면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 쇼트가 발생된 것으로 판단하여 그에 대한 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는 작동 선택된 부하에 대하여 피드백 검출되는 센싱 전류가 최대 부하 전류 이상으로 반복 검출되면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 간헐적인 쇼트가 발생된 것으로 판단하여 그에 대한 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템.
  7. MCU는 수신되는 CAN 통신 데이터를 분석하여 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되는지를 판단하는 과정과;
    임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되면 IPS의 스위칭을 통해 해당 부하를 작동시키는 과정과;
    상기 선택된 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 검출하여 검출되는 센싱 전류가 설정된 최소 전류 이하의 값을 갖는지를 판단하는 과정과;
    상기에서 최소 전류 이하의 값을 갖으면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 단선으로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정과;
    상기에서 피드백 센싱 전류가 최소 전류 이상이면 설정된 최대 전류 이상의 값을 갖는지를 판단하는 과정과;
    상기에서 최대 전류 이상의 값을 갖으면 그 유지시간이 설정시간 이상이면 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정 및;
    최대 전류 이상의 값이 간헐적으로 검출되면, 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 간헐적인 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회로 이상 검출방법.
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