KR100558055B1

KR100558055B1 - 직렬-병렬 인터페이스 방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로

Info

Publication number: KR100558055B1
Application number: KR1019990017771A
Authority: KR
Inventors: 권영철
Original assignee: 주식회사 현대오토넷
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2006-03-07
Also published as: KR20000074073A

Abstract

본 발명은 차량의 에어백 콘트롤러의 핵심인 점화회로를 직렬-병렬 인터페이스(SPI)방식을 이용하여 구현할 수 있도록 한 SPI방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로에 관한 것이다.

본 발명은 SPI방식을 이용한 점화회로의 마이컴 인터페이스 회로를 VRES,VCC,VBAT가 인가되는 인터페이스 회로(2)와, 상기 인터페이스 회로(2)와 신호를 주고 받는 마이컴(3)과, 상기 인터페이스 회로(2)에 연결된 안전센서(4)로 구성하고, SPI방식을 이용한 점화회로를, 스위치가 온될 때 점화 전류가 스퀴브를 통하여 흘러 에어백을 전개시키는 스퀴브 점화부(10)와, 스퀴브에 자주 발생되는 배터리쇼트/접지 여부를 진단하며, 폴트 발생시 해당 코드를 SPI부내의 폴트 레지스터로 전달하는 누수 감지부(20)와, 스퀴브 저항값을 측정하여 정상적인 값을 갖는지를 자가진단하는 기능을 수행하는 스퀴브 저항 측정부(30)와, 마이컴으로부터 전달받은 직렬 명령을 각단의 기능을 수행할 수 있도록 병렬 로직으로 변환하며 마이컴으로 전달되어야 하는 정보를 직렬 코드로 전달하여 주는 SPI부(40)로 구성한 것이다.

Description

직렬-병렬 인터페이스 방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로{Air bag lighting circuit of vehicle using series and parallel interface system}

도 1은 종래 점화회로의 마이컴 인터페이스 회로도

도 2는 본 발명의 SPI방식을 이용한 점화회로의 마이컴 인터페이스 회로도

도 3은 본 발명의 SPI방식을 이용한 점화회로의 블록도

4는 본 발명의 SPI회로의 블록도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:스퀴브 점화부 20:누수 감지부

30:스퀴브 저항 측정부 40:SPI부

본 발명은 차량의 에어백에 관한 것으로, 특히 차량의 에어백 콘트롤러의 핵심부분인 점화회로를 직렬-병렬 인터페이스(SPI:Serial Parallel Interface)방식을 이용하여 구현할 수 있도록 한 SPI방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로에 관한 것이다.

일반적으로 SPI방식은 스퀴브(Squib)라는 에어백의 점화단을 점화하는 것으 로, 회로진단 기능을 동시에 구현한다.

그 진단기능으로는 점화단 저항값을 측정하는 기능과 배터리/접지로의 누수여부 등을 진단하고, 그외에 파우어온리셋/과온도차단/파우어다운 검출기능과 세이핑 센서 클로우징 검출 기능을 갖는다.

종래에는 차량의 에어백에 상기와 같은 SPI방식을 사용하지 않으므로 기능 수행시 여러개의 콘트롤 포트가 필요하여 인터페이스 회로 설계가 복잡해지고 여러개의 스퀴브 구동시 SPI방식에 비하여 다소 제약을 받고 있다.

또한, 종래의 병렬 콘트롤 방식은, 점화회로 제어를 위하여 도 1과 같이 2개의 스퀴브를 제어 및 진단하기 위한 12개의 마이컴과의 입출력 포트(1-12)를 인터페이스회로(1)에 필요로 하게 된다.

따라서, 종래에는 점화제어를 위한 회로의 구성이 복잡하고, 8개의 A/D포트와 24개의 입출력 포트를 갖는 마이컴을 가정할 때 종래의 병렬 콘트롤 방식은 최대 4개의 스퀴브밖에 구동시킬 수 없는 결점이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은, SPI방식을 사용하여 점화회로를 설계함으로써 설계를 용이하게 하고, 콘트롤 핀수를 감소시킴으로써 확장성을 용이하게 할 수 있는 SPI방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로를 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음 과 같다.

도 2는 본 발명의 SPI 방식을 이용한 점화회로의 마이컴 인터페이스 회로를 나타낸 것으로, VRES,VCC,VBAT가 인가되는 인터페이스 회로(2)와, 상기 인터페이스 회로(2)와 신호를 주고 받는 마이컴(3)과, 상기 인터페이스 회로(2)에 연결된 안전센서(4)를 포함하여 구성된다.

도 3은 본 발명의 회로도로, 하이/로우 사이드 스위치로 구성되어 스위치가 동시에 온될 때 점화 전류가 스퀴브를 통하여 흐르게 되어 에어백을 전개시키는 점화구동부인 스퀴브 점화부(10)와, 스퀴브에 자주 발생되는 배터리쇼트/접지 여부를 진단하며, 폴트 발생시 해당 코드를 SPI블록내의 폴트 레지스터로 전달하는 누수 감지부(20)와, 스퀴브 저항값을 측정하여 정상적인 값을 갖는지를 자가진단하는 기능을 수행하는 스퀴브 저항 측정부(30)와, 마이컴으로부터 전달받은 직렬(Serial)명령을 각단의 기능을 수행할 수 있도록 병렬(Parallel)로직으로 변환하며 마이컴으로 전달되어야 하는 정보를 직렬 코드로 전달하여 주는 SPI부(40)로 구성된 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, SPI제어방식이란, 마이컴이 DI를 통하여 헥스 코드(Hex Code)의 명령으로 점화회로를 구동하는 것이다.

즉, CS(Chip Selection)액티브와 클락(CLK) 액티브가 동시에 DI포트를 통하여 전달된 8비트 명령 데이터는 SPI부(40)내의 8비트 시프트 레지스터(41)에 실리고 다시 데이터/명령 레지스터(42)(43)를 통하여 각 기능블럭단을 제어한다.

이때, 피드백(Feedback)되는 데이터는 종류에 따라 제1폴트 레지스터(44) 또는 제2폴트 레지스터(45)에 각각 실리게 되며, 이 정보는 다시 CS액티브 하이시 8비트 시프트 레지스터(41)에 페치(fetch)됨과 동시에 마이컴으로 정보를 전달하게 되는데 여기서 A1내지 A4는 앤드 게이트를 나타낸다.

또한, 이때 다음 명령이 마치 피드백 데이터를 밀어내듯이 8비트 시프트 레지스터(41)로 순차적으로 들어오게 된다.

통상, 명령의 종류는 리드 폴트 레지스터 1/2, 스퀴브 레지스터 측정, 하이/로우 스위치 콘트롤 등을 들 수 있으며, 각각에 적당한 헥스 코드(Hex Code)를 부여한다.

또한, 어느 스퀴브인가를 지정할 필요가 있는 명령은 그것에 대해서도 별도의 헥스 데이터 코드(d)를 부여하면 된다.

리드 폴트 레지스터 명령인 $1X의 X는 돈캐어(don′t care)이다

도 3의 스퀴브 점화부(10)의 동작을 설명한다.

먼저, 도 2의 인터페이스 회로의 VRES는 에어백 점화전압으로 보통 25V이며, 이 전압은 충돌시 안전 센서(4)가 온되어 VR1,VR2로 연결되고 다시 점화회로 내부의 하이-사이드 스위치를 통한 후 점화를 거쳐 로우-사이드 스위치를 통하여 접지측으로 점화 루프를 형성한다.

이때, 흐르는 점화전류에 의하여 스퀴브가 점화되어 에어백을 전개시키는 에어백 제어기에 있어 가장 핵심이 되는 기능을 수행한다.

물론 충돌과 동시에 에어백 전개를 마이컴이 결정하고 동시에 DI를 통하여 하이/로우-사이드 스위치를 턴온시킨다.

한편, 누수 감지부(20)는 스퀴브에 자주 발생되는 배터리쇼트/접지 여부를 진단하는 기능을 수행한다.

폴트(Fault)발생시, 해당코드를 SPI부(40)의 폴트 레지스터(44)(45)로 전달하는데, 이는 2개의 비교기를 이용하여 스퀴브에 걸리는 전압이 일정전압 이상/이하를 분별하여 이상시 또는 이하시 그 결과를 즉시 SPI부(40)의 폴트 레지스터(44)(45)를 폴트 액티브 하이로 셋(Set)하여 누수 여부를 전달하며, 그 정보는 리드 폴트 레지스터 명령에 의하여 마이컴으로 전달된다.

한편, 스퀴브 저항 측정부(30)의 동작을 살펴보면, 스퀴브저항은 보통 2Ω정도로 작으며 그 저항값의 변화는 에어백 전개의 큰 영향을 줄 수 있으므로 그 저항값을 측정하여 정상적인 값을 갖는지를 자가진단하는 기능을 수행한다.

스퀴브 저항 측정 명령을 받으면 스퀴브 저항 측정부(30)가 동작을 시작한다.

배터리 전원(VBAT)으로부터 받은 정전압원 75mV가 점화 저항에 인가되어 모니터링 전류가 발생되며, 도 2의 핀(MR)을 통하여 임의의 저항으로 싱크(Sink)된다.

이때, 아날로그 먹스를 통하거나 또는 핀(MR)의 전압을 직접 A/D포트로 읽어 전압/저항 = 전류의 원리를 이용하여 발생된 모니터링 전류의 값을 알아내어 정전압/모니터링전류 = 점화저항값을 얻을 수 있다.

이러한 측정을 주기적으로 실시하여 스퀴브 저항값의 변화를 항시 진단한다.

즉, 본 발명은 예를들어, 8개의 A/D포트와 24개의 입출력 포트를 갖는 마이컴을 가정할 때 종래의 병렬 콘트롤 방식은 최대 4개의 스퀴브를 구동시킬 수 있는 반면 본 발명의 SPI방식을 이용하여 직렬 콘트롤 방식을 사용할 경우 최대 6개의 스퀴브를 구동시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 점화회로의 기능 및 진단을 위한 콘트롤 핀수를 감소시키므로 설계하기가 용이해지며, 확장성이 용이하여 점차적으로 증가하고 있는 사이드 에어백이나 벨트 프리텐션(Belt Pretension)의 점화등 현재의 기술적 요구에 큰 기술적 변화없이 단지 SPI블록만 삽입하여 적절히 대응할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

하이/로우 사이드 스위치로 구성되어 스위치가 동시에 온될 때 점화 전류가 스퀴브를 통하여 흐르게 되어 에어백을 전개시키는 점화구동부인 스퀴브 점화부와, 스퀴브에 자주 발생되는 배터리쇼트/접지 여부를 진단하며, 폴트 발생시 해당 코드를 직렬-병렬 인터페이스(SPI)블록내의 폴트 레지스터로 전달하는 누수 감지부와,

스퀴브 저항값을 측정하여 정상적인 값을 갖는지를 자가진단하는 기능을 수행하는 스퀴브 저항 측정부와,

마이컴으로부터 전달받은 직렬 명령을 각단의 기능을 수행할 수 있도록 병렬로직으로 변환하며 마이컴으로 전달되어야 하는 정보를 직렬 코드로 전달하여 주는 직력-병렬 인터페이스(SPI)부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 인터페이스 방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로.
제 1항에 있어서, 상기 직렬-병렬 인터페이스(SPI)부가,

칩실렉션(CS)액티브와 클락(CLK) 액티브가 동시에 디아이(DI)포트를 통하여 전달되며, 마이컴으로부터 입력되는 8비트 명령 데이터를 시프트시키는 8비트 시프트 레지스터와,

상기 8비트 시프트 레지스터로부터의 출력신호를 데이터와 명령으로 분리하여 각각 수행하는 데이터/명령 레지스터와,

상기 데이터/명령 레지스터로부터 피드백되는 데이터가 종류에 따라 실려 칩실렉션(CS)액티브 하이시 8비트 시프트 레지스터에 페치(fetch)되는 제1폴트 레지스터 및 제2폴트 레지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직렬-병렬 인터페이스 방식을 이용한 차량의 에어백 점화회로.