KR100721111B1 - Circuit for determining status and fault diagnosis of three state switch - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 3상 스위치의 상태판별 및 고장진단 회로에 관한 것으로, 6개의 접점을 구비하고, 상기 접점 중 특정 접점으로 풀(pull) 혹은 푸시(push)하는 동작을 통하여 논리신호를 출력하는 스위치모듈부; 상기 스위치모듈부와 모니터링부로 각각 순차적으로 신호를 출력하고, 신호판별 유지신호가 입력되면 특정 접점으로만 신호를 출력하는 신호판별유지부; 상기 스위치모듈부와 상기 신호판별유지부로부터 출력되는 신호를 입력받아 중복되는 조합신호가 있는가를 검출하여 그에 따라 검출신호 또는 조합신호를 출력하는 모니터링부; 및 상기 모니터링부로부터 입력되는 조합신호에 따라 시스템 제어를 수행하거나 검출신호에 따라 상기 신호판별유지부로 신호판별 유지를 위한 제어신호를 출력하는 마이크로 제어장치(MCU)로 구성한 장치를 제공함으로써, 스위치에서 접점의 고장이 발생하는 경우 다른 접점의 조합을 통해서 현재 스위치의 상태를 판단할 수 있도록 하여 시스템의 작동 블능을 방지하며, 실시간으로 스위치의 상태를 모니터링하여 사용자에게 이상 발생시 조치를 취하도록 하는 등의 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a state discrimination and fault diagnosis circuit of a three-phase switch of a vehicle, comprising six contacts, and outputting a logic signal through an operation of pulling or pushing to a specific one of the contacts. Switch module unit; A signal discrimination holding unit which sequentially outputs signals to the switch module unit and the monitoring unit, respectively, and outputs a signal only to a specific contact point when a signal discrimination maintaining signal is input; A monitoring unit which receives a signal output from the switch module unit and the signal discrimination holding unit and detects whether there is a duplicate combination signal and outputs a detection signal or a combination signal accordingly; And a micro control unit (MCU) configured to perform system control according to the combined signal input from the monitoring unit or to output a control signal for maintaining signal discrimination to the signal discrimination maintaining unit according to a detection signal. In the event of a contact failure, it is possible to determine the current switch state through a combination of other contacts, preventing the system's inoperability, and monitoring the state of the switch in real time so that the user can take action when an error occurs. It works.
3상 스위치, 논리신호, 고장진단 3-phase switch, logic signal, fault diagnosis
Description
도 1은 종래 차량의 3상 스위치의 구성의 일예를 보인 회로도. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a three-phase switch of a conventional vehicle.
도 2는 도 1에 따른 진리표. 2 is a truth table according to FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3상 스위치의 상태판별 및 고장진단 회로의 구성을 간략하게 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing a brief configuration of the status determination and fault diagnosis circuit of the three-phase switch according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스위치모듈부의 구성을 보인 회로도.4 is a circuit diagram showing a configuration of a switch module unit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3상 스위치의 동작을 보인 진리표.5 is a truth table showing the operation of the three-phase switch in accordance with an embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 설명 ****** Description of the main parts of the drawing ***
100 : 스위치 110, 500 : 마이크로 제어장치(MCU)100:
200 : 스위치모듈부 210 ~ 260 : 스위치200:
300 : 신호판별유지부 400 : 모니터링부300: signal discrimination holding unit 400: monitoring unit
본 발명은 차량의 3상 스위치의 상태판별 및 고장진단 회로에 관한 것으로, 특히, 6개의 다중 접점을 가진 3상 스위치를 사용하여 특정 접점의 고장 유무와 관 계없이 스위치의 상태판별이 가능하게 하고, 고장시에는 사용자에게 그 정보를 제공하도록 하는 회로에 관한 것이다. The present invention relates to the status discrimination and fault diagnosis circuit of a three-phase switch of a vehicle. In particular, by using a three-phase switch having six multi-contacts, it is possible to determine the status of a switch regardless of a specific contact failure. In the event of a fault, the circuitry provides the user with the information.
현대의 많은 차량들은, 사이드 뷰 미러 같은 모터 구동체용 메모리 세팅을 포함한다. 구동장치가 메모리 세팅을 선택할 때, 마이크로 제어장치(MCU)는 미러들을 구동장치에 이미 선택된 저장된 각으로 세트한다. 미러들도 일반적으로 조이스틱인, 스위치를 사용하여 수동으로 조정될 수 있다. 각 미러는 미러각을 상,하로 조정하는 모터와 미러각을 좌우로 조정하는 모터를 포함한다. 각 모터는 모든 모터들에 공통인 공통 입력 및 각 모터를 제어하기 위해 이용될 수 있는 모터입력을 지닌다. 공통 입력이 로우(우 또는 하로 기울인다), 하이(좌 또는 상으로 기울인다)또는 개방 회로(무동작)가 될 수 있다.Many modern vehicles include memory settings for motor drives, such as side view mirrors. When the drive selects a memory setting, the microcontroller MCU sets the mirrors to a stored angle already selected for the drive. The mirrors can also be adjusted manually using a switch, which is typically a joystick. Each mirror includes a motor that adjusts the mirror angle up and down and a motor that adjusts the mirror angle from side to side. Each motor has a common input common to all motors and a motor input that can be used to control each motor. The common input can be low (lean right or down), high (lean left or top) or open circuit (no operation).
메모리 기능과 공존하도록, 스위치는 마이크로 제어장치(MCU) 또는 다른 디지털 레벨 논리 장치에 대한 입력이다. 스위치가 하이 또는 로우인 경우, 수동으로 조정되는 것을 나타내며, 마이크로 제어장치(MCU)는 메모리 세팅에 의해 미러를 움직이지 않을 것이다. 마이크로 제어장치(MCU)는 수동스위치가 개방회로 위치에 있을 때만 메모리 세팅에 의해 미러를 조정할 것이다. 마이크로 제어장치(MCU)가 2진 입력들만 수신하므로, 일반적으로 전압 분주기 회로와 연결된 아날로그/디지털 컨버터는 3상 스위치(하이,로우,개방)를 마이크로 제어장치(MCU)에 의해 판독가능한 2진 출력으로 변환한다. 그러나, 이 방법은 값비싼 아날로그/디지털 컨버터의 부가를 필요로 한다.To coexist with the memory function, the switch is an input to a microcontroller (MCU) or other digital level logic device. When the switch is high or low, it indicates manual adjustment and the microcontroller (MCU) will not move the mirror by the memory setting. The microcontroller (MCU) will adjust the mirror by memory setting only when the manual switch is in the open circuit position. Since the microcontroller (MCU) receives only binary inputs, the analog-to-digital converter typically connected to the voltage divider circuitry is a binary that can read a three-phase switch (high, low, open) by the microcontroller (MCU). Convert to output However, this method requires the addition of expensive analog / digital converters.
도 1은 종래 차량의 3상 스위치의 구성의 일예를 보인 회로도이고, 도 2는 도 1에 따른 진리표로서, 이에 도시된 바와 같이 스위치는 풀(Pull)-뉴트럴(Neutral)-*푸시(Push)의 3상을 가지며, 정상 동작의 경우 기계적으로 각 상이 동시에 일어날 수 없다. ⓐ, ⓑ 방향의 스위치 입력부는 무신호시의 노이즈나 오동작을 방지하기 위해서 안정 상태로 유지하도록 전원전압(Vcc)에 풀-업(Pull-up)되어 있으며, 저항 Ra, R1, R2와 저항 Rb, R3, R4의 조합으로 풀/푸시 접점이 열리고 닫힐 때 논리 로우(0)/하이(1)를 발생하도록 한다. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a three-phase switch of a conventional vehicle, and FIG. 2 is a truth table according to FIG. 1, and as shown therein, the switch is pull-neutral- * push. It has three phases, and in normal operation, each phase cannot occur mechanically. Ⓐ and ⓑ switch inputs are pulled up to the power supply voltage Vcc to maintain a stable state in order to prevent noise or malfunction in case of no signal, and the resistors Ra, R1, R2 and resistors Rb, The combination of R3 and R4 causes a logic low (0) / high (1) to occur when the pull / push contact opens and closes.
그러나, 종래에는 단순히 사용자의 명령을 전기적 신호인 0, 1로 바꾸어 시스템에 전달하는 역할만 할 뿐이어서 스위치 접점에 고장이 발생시에는 이에 대한 대책이 없었다. 예를 들어 풀 혹은 푸시 접점이 고착된 상태를 유지한다면, 마이크로 제어장치(MCU)는 사용자가 풀 또는 푸시 작동명령을 내리지 않았음에도 오동작을 일으킬 수 있고, 이와 반대로 풀 또는 푸시 접점부가 고장 나거나 중간에 불순물이 유입되어 사용자가 풀 혹은 푸시 작동 명령을 내려도 접점이 붙지 않는 경우가 발생하여 사용자가 원하는 동작을 수행하기 불가능해지는 등의 문제점이 있었다. However, in the related art, it merely serves to transfer a user's command to 0, 1, which is an electrical signal, and transmits it to the system, and thus there is no countermeasure when a switch contact occurs. For example, if the pull or push contacts remain stuck, the microcontroller (MCU) can cause a malfunction even if the user has not issued a pull or push action command, whereas the pull or push contacts fail or are in the middle. There is a problem such that the contact does not stick even when the user is issued a pull or push operation command due to the inflow of impurities, making it impossible for the user to perform a desired operation.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 6개의 다중 접점을 가진 3상 스위치를 사용하여 특정 접점의 고장 유무와 관계없이 스위치의 상태판별이 가능하게 하고, 고장시에는 사용자에게 그 정보를 제공하도록 하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was devised to solve the above-mentioned conventional problems, and by using a three-phase switch having six multi-contacts, it is possible to determine the state of the switch regardless of whether a specific contact is broken or not. The purpose is to provide a device for providing the information to the user.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 3상 스위치의 상태판별 및 고장진단 회로는 6개의 접점을 구비하고, 상기 접점 중 특정 접점으로 풀(pull) 혹은 푸시(push)하는 동작을 통하여 논리신호를 출력하는 스위치모듈부; 상기 스위치모듈부와 모니터링부로 각각 순차적으로 신호를 출력하고, 신호판별 유지신호가 입력되면 특정 접점으로만 신호를 출력하는 신호판별유지부; 상기 스위치모듈부와 상기 신호판별유지부로부터 출력되는 신호를 입력받아 중복되는 조합신호가 있는가를 검출하여 그에 따라 검출신호 또는 조합신호를 출력하는 모니터링부; 및 상기 모니터링부로부터 입력되는 조합신호에 따라 시스템 제어를 수행하거나 검출신호에 따라 상기 신호판별유지부로 신호판별 유지를 위한 제어신호를 출력하는 마이크로 제어장치(MCU)로 구성한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the state discrimination and fault diagnosis circuit of the three-phase switch of the present invention includes six contacts, and outputs a logic signal through a pull or push operation to a specific one of the contacts. A switch module unit; A signal discrimination holding unit which sequentially outputs signals to the switch module unit and the monitoring unit, respectively, and outputs a signal only to a specific contact point when a signal discrimination maintaining signal is input; A monitoring unit which receives a signal output from the switch module unit and the signal discrimination holding unit and detects whether there is a duplicate combination signal and outputs a detection signal or a combination signal accordingly; And a micro controller (MCU) for performing system control according to the combined signal input from the monitoring unit or outputting a control signal for maintaining the signal discrimination to the signal discrimination maintaining unit according to the detection signal.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3상 스위치의 상태판별 및 고장진단 회로의 구성을 간략하게 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 6개의 접점(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ,ⓔ,ⓕ)을 구비하고, 상기 접점 중 특정 접점으로 풀(pull) 혹은 푸시(push)하는 동작을 통하여 논리신호를 모니터링부(400)로 출력하는 스위치모듈부(200)와; 상기 스위치모듈부(200)와 모니터링부(400)로 마이크로 제어장치(MCU, 500)의 제어에 따라 각각 순차적으로 신호를 출력하고, 신호판별 유지를 위한 제어신호가 입력되면 특정 접점으로만 신호를 출력하는 신호판별유지부(300)와; 상기 스위치모듈부(200)와 상기 신호판별유지부(300)로부터 출력되는 신호를 입력받아 중복되는 조합신호 가 있는가를 검출하여 중복신호가 있으면 검출신호를 출력하고, 중복신호가 없으면 조합신호를 출력하는 모니터링부(400); 및 상기 모니터링부(400)로부터 입력되는 조합신호에 따라 시스템 제어를 수행하거나 검출신호에 따라 상기 신호판별유지부(300)로 신호판별 유지를 위한 제어신호를 출력하는 마이크로 제어장치(MCU, 500)로 구성한다. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a status discrimination and failure diagnosis circuit of a three-phase switch according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, six contacts (ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ, ⓔ, ⓕ And a
상기 스위치모듈부(200)는 6개의 접점(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ,ⓔ,ⓕ)을 중복되지 않게 2 개씩 조합하고, 푸시 동작을 하는 스위치(240 ~ 260)와 풀 동작을 하는 스위치(210 ~ 230)들이 서로 연동하도록 한다. 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 풀 동작을 하는 스위치(210 ~ 230)은 모두 하나의 스위치가 풀 동작에 따라 위 접점으로 스위칭 되면 나머지 스위치들도 같이 위 접점으로 스위칭하는 동작을 하며, 푸시 동작을 하는 스위치(240 ~ 260)도 마찬가지로 동작을 한다. The
상기 모니터링부(400)는 중복되는 조합신호가 검출되는 경우 풀-업(pull-up)신호를 출력하는 전계효과 트랜지스터(FET)를 구비한다. The
상기 신호판별유지부(300)는 3개의 전계효과 트랜지스터(FET)로 구성하여 상기 마이크로 제어장치(MCU, 500)의 제어신호에 따라 턴-온(turn-on) 한다.The signal
이와 같이 구성한 본 발명의 실시예의 동작 과정을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the drawings the operation of the embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3상 스위치의 동작을 보인 진리표로서, 이에 도시한 바와 같이 스위치모듈부(200)에서 풀 동작을 하는 스위치(210 ~ 230)에는 전원전압(Vcc)의 풀-업 신호와 접지(GND)의 풀-다운(Pull-down) 신호를 인가하 고, 푸시 동작을 하는 스위치(240 ~ 260)는 상기 신호판별유지부(300)의 신호를 인가하도록 한다. 상기 신호판별유지부(300)는 상기 마이크로 제어장치(MCU, 500)로부터 제어신호를 받아 3개의 FET를 순차적으로 턴-온하여 하이신호를 출력하며, 상기 스위치모듈부(200)의 신호와 신호판별유지부(300)의 하이신호를 모니터링부(400)에서 입력받아 중복되는 신호가 있는가를 검출하여 마이크로 제어장치(MCU, 500)로 검출신호를 출력하게 되는데, 상기 스위치모듈부(200)에서 6개의 스위치들의 스위칭 동작에 따라 총 조합이 가능한 수는 '36'이다. 즉, '36'은 스위치 상태(푸시, 풀, 뉴트럴)와, 접점고장에 의한 수(6개의 접점*2개의 고장모드(접점고착, 접점불능))를 곱한 값이다.5 is a truth table showing the operation of the three-phase switch in accordance with an embodiment of the present invention, as shown in the pull-up of the power supply voltage (Vcc) to the
예를 들어 좀더 자세히 설명하면, 상기 스위치모듈부(200)의 스위치(210 ~ 230)가 위쪽 또는 아래쪽 접점으로 스위칭한 상태에서 스위치(240~260)가 위 또는 아래 접점으로 스위칭된 상태라면 도 5의 진리표에 도시한 바와 같이 000, 100, 010, 001의 4가지 논리레벨신호 중 하나가 출력되게 되는데, 만약 상기 스위치(210 ~ 230) 중 하나가 접점고착이던지 접점불능 상태가 되면 하나의 신호가 아닌 2개의 중복된 신호가 출력하게 되고, 이를 모니터링부(400)에서 검출하여 상기 마이크로 제어장치(MCU, 500)로 검출신호를 출력한다. 즉, 신호판별유지부(300)에서 스위치(260)로 신호를 출력하면 스위치(210)은 논리 하이신호를 출력하고 나머지 2개의 스위치(220, 230)은 논리 로우신호를 출력하면 정상 동작이지만, 상기 스위치(230)이 접점고착으로 인하여 아래 접점으로 스위칭 된 상태라면 논리 하이신호를 출력하게 된다. 이에 따라 상기 모니터링부(400)는 중복된 논리 하이신호를 입 력받게 되어 그에 따른 검출신호를 상기 마이크로 제어장치(MCU, 500)로 출력한다. For example, in more detail, in the state in which the
상기 마이크로 제어장치(MCU, 500)는 검출신호를 입력받으면 스위치(230)에 이상이 발생한 걸로 판단하여 상기 신호판별유지부(300)로 제어신호를 출력하게 되고, 이에 따라 상기 신호판별유지부(300)는 3개의 FET 중 스위치(250)에 연결된 FET만 턴-온시켜 신호를 출력하고, 스위치모듈부(200)는 상기 스위치(210, 220)를 아래 접점으로 스위칭하도록 하여 결국 스위치(210)에서만 논리 하이신호가 출력되도록 한다. The microcontroller (MCU) 500 determines that an abnormality has occurred in the
만약, 반대로 푸시 동작을 하는 스위치(240 ~ 260) 중 스위치(240)에 고장이 발생하는 경우에는 상기 방법과 같이 각 스위치의 스위칭을 조절하고 FET의 턴온을 조절하여 신호판별 동작을 유지하도록 제어한다. If, on the contrary, a failure occurs in the
또한, 상기 마이크로 제어장치(MCU, 500)는 제어신호를 상기 신호판별유지부(300)로 출력함과 동시에 운전자에게 특정 스위치에 이상이 발생하였음을 경고등 등을 통해 알려준다. In addition, the micro-control unit (MCU, 500) outputs a control signal to the signal
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 3상 스위치의 상태판별 및 고장진단 회로는 스위치에서 접점의 고장이 발생하는 경우 다른 접점의 조합을 통해서 현재 스위치의 상태를 판단할 수 있도록 하여 시스템의 작동 블능을 방지하며, 실시간으로 스위치의 상태를 모니터링하여 사용자에게 이상 발생시 조치를 취하도록 하는 등의 효과가 있다.As described above, the status determination and fault diagnosis circuit of the three-phase switch of the present invention prevents the operation of the system by determining the current state of the switch through a combination of other contacts in the event of a failure of the contacts in the switch. In addition, the status of the switch can be monitored in real time so that the user can take action when an abnormality occurs.
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