KR100812816B1 - 휴대용 차량진단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대용 차량진단장치에 관한 것으로, 그 목적은 진단프로그램을 구비한 컴퓨터와 휴대용 차량진단 단말기 사이를 무선통신모듈을 통해 인터페이스함으로써, 차량측 전원 노이즈에 의한 영향을 받지 않으면서 보다 안정적으로 차량의 상태를 진단할 수 있는 휴대용 차량진단장치를 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 차량진단장치에서는 자동차에 대하여 용이하게 진단하도록 휴대 가능하게 제작되는 휴대용 차량진단 단말기(100)와 측정된 다양한 데이터를 분석하여 고장 진단하는 진단 프로그램을 탑재한 컴퓨터(300) 사이를 데이터전송수단(200)으로 연결한다. 데이터전송수단(200)은 휴대용 차량진단 단말기(100)에서 컴퓨터(300)로 데이터를 전송하는 하나의 통신 채널과 컴퓨터(300)에서 휴대용 차량진단 단말기(100)로 데이터를 전송하는 다른 하나의 통신 채널을 포함하여 쌍방향으로 통신할 수 있으며, 각각의 통신 채널에 제공되는 외부와 고립된 칩 내부의 포토 스위칭 소자를 통하여 데이터를 광전 변환하여 전송한다. 포토 스위칭 소자의 양측에 전기적으로 분리된 상태로 데이터를 송수신하게 함으로서 전원 노이즈 등에 의한 에러를 방지하여 안정적으로 데이터 전송할 수 있다.
차량진단, 컴퓨터, 인터페이스, 무선통신, 데이터

Description

휴대용 차량진단장치{POTABLE DIAGNOSIS DEVICE FOR AUTOMOBILEC}
본 발명은 휴대용 차량진단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검진프로그램을 갖춘 컴퓨터와 휴대용 차량진단 단말기 사이를 인터페이스하여 차량의 이상 유무를 진단할 수 있는 휴대용 차량진단장치에 관한 것이다.
최근 대부분의 자동차는 운행 성능과 사용 편의성을 개선하기 위한 다양한 기능이 부가되고 있고, 이를 구현하기 위하여 전자 제어 기술을 적용하여 복합적인 기계구조와 전자제어유닛들을 구비하고 있다.
이러한 다수의 전자제어유닛들은 마이크로 컴퓨터를 이용한 자기진단 기능(self diagnosis function)을 가지고 있어서, 진단대상 장치의 기능에 대한 상태를 검출한 다음 그에 대응하는 진단코드를 내부의 메모리에 저장하고 있으며, 전자제어유닛에 저장된 진단코드는 스캐너 또는 스코프 등과 같은 차량 진단장치를 통해 출력되도록 되어 있다.
일반적으로 차량 진단장치는 자동차 정비를 전문으로 하는 대규모 서비스 센터에서 이용되는 고가의 측정 장비 이외에도, 개인이나 소규모 카센터에서 사용할 수 있는 휴대용 차량 진단단말기로도 활발하게 개발되고 있는 실정이다.
또한, 근래에는 컴퓨터(PC, 노트북, PDA 등)를 기반으로 하여 자동차의 각종 기능을 고장 진단할 수 있도록 진단 프로그램을 탑재한 컴퓨터에 연결하는 진단장치가 있다.
한국 등록실용신안 20-0419137호에는 자동차의 진단 터미널에서 출력되는 정보를 무선 통신을 통하여 제공받아 차량의 고장 진단이 가능하도록 하는 휴대형 무선 차량 고장진단 시스템이 개시되어있다. 이와 같은 기존의 고장진단 시스템에서는 무선 통신을 위한 무선 통신 장치를 구성하여야 하므로 경제적 부담이 있다. 또한 컴퓨터와는 유선으로 케이블을 연결하고 있는 등 유선과 무선이 복합적으로 적용되어 고장 진단하는 방법을 적용하고 있기 때문에 복잡하고 많은 구성 부품을 필요로 한다.
자동차를 고장 진단하는 방법으로서, 앞서와 같이 자동차의 진단터미널에 접속하여 진단 프로그램을 이용하여 정한 순서와 절차에 따라 자동으로 고장 진단하는 기술 이외에 테스트용 프로브(probe)를 조작하여 검사를 원하는 부위의 성능을 측정하여 진단하는 기술이 있다.
후자와 같은 방법에서는 휴대 가능한 측정 단말기에 연결한 프로브를 이용하여 측정하고, 측정 데이터를 유선 케이블을 통하여 컴퓨터로 전송하게 하고, 그 컴퓨터의 진단 프로그램에 따라 측정 데이터를 분석하여 고장 진단이 이루어진다. 측정 단말기와 진단용 컴퓨터 사이에는 측정 데이터의 송수신하기 위한 유선 케이블을 연결한다.
측정 단말기에 배터리를 내장하여 전원을 공급하게 할 수 있으나, 배터리를 교체하는 불편이 있고 측정 도중 배터리의 전원이 소모될 우려가 있어 장시간 측정에 적합하지 않다. 그래서 측정 단말기에는 차량의 전원을 공급하는 방법이 일반적으로 적용되고 있다.
그런데 측정 단말기에서 적용하는 전원 레벨은 차량의 상태에 따라 불안정하고 컴퓨터에서 사용하는 전원 레벨과 다를 수 있다. 이러한 경우 전원 노이즈에 취약하기 때문에 데이터의 전송 오류가 발생하거나 유선 케이블을 연결하는 연결 포트가 손상될 수 있는 등 데이터 전송에 좋지 않은 영향을 받는다.
더욱이, 고장 진단을 위한 시간을 단축하고 효율적으로 고장 진단하기 위해 고속으로 측정 데이터를 송수신하는 과정을 도입하고 있는데, 이 경우에서는 전원 노이즈에 의한 영향을 더 크게 받을 수밖에 없다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 진단프로그램을 구비한 컴퓨터와 휴대용 차량진단 단말기 사이를 무선통신모듈을 통해 인터페이스함으로써, 차량측 전원 노이즈에 의한 영향을 받지 않으면서 보다 안정적으로 차량의 상태를 진단할 수 있는 휴대용 차량진단장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 차량용 진단프로그램을 가지는 컴퓨터와; 차량을 진단하기 위한 휴대용 차량진단 단말기와; 상기 휴대용 차량진단 단말기와 상기 컴퓨터가 통신하도록 서로를 연결하며, 상기 휴대용 차량진단 단말기로부터 제공받은 제1전원과 상기 컴퓨터로부터 제공받으며 상기 제1전원과 전원 레벨이 다른 제2전원에 의해 구동되는 포토 고속 스위칭 소자를 이용하여 데이터를 광전 변환하여 전송하는 데이터전송수단을; 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 포토 고속 스위칭 소자가 포토 커플러로 이루어 진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 포토 고속 스위칭 소자가 통신 채널의 개수에 따라 복수로 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 포토 커플러가 상기 제1 및 제2전원 중 어느 하나에 연결되는 발광 소자와 상기 발광 소자에 연결되지 않은 다른 하나의 전원에 연결되는 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 데이터전송수단이 상기 휴대용 차량진단 단말기와 상기 컴퓨터 상호간 쌍방향 통신을 하기 위한 인터페이스 모듈과; 상기 휴대용 차량진단 단말기와 상기 인터페이스 모듈을 연결하는 제1연결 케이블과; 상기 컴퓨터와 상기 인터페이스 모듈을 연결하는 제2연결 케이블을; 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 인터페이스 모듈이 상기 제1연결 케이블을 통해 상기 휴대용 차량진단 단말기와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하고 제1전원을 제공받게 되며, 상기 제2연결 케이블을 통해 컴퓨터와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하고 제2전원을 제공받게 되며, 제1통신 채널을 형성하기 위한 적어도 하나의 포토 스위칭 소자를 가지는 제1변환부와; 제2통신 채널을 형성하기 위한 적어도 하나의 포토 스위칭 소자를 가지는 제2변환부를; 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 및 제2변환부는 외부와 고립되는 반도체 칩으로 이루어 진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 인터페이스 모듈이 상기 제1변환부 또는 상기 제2변환부에 의해 광전 변환되는 데이터에 대해 상기 제1전원과 제2전원의 전원 레벨의 차이를 보상하기 위해 전원 레벨을 설정하는 전원 레벨 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 휴대용 차량진단장치에 의하면; 차량진단 단말기와 진단 프로그램을 탑재한 컴퓨터 사이를 연결하는 데이터전송수단에서 광전 변환하여 데이 터를 고속 전송함으로써, 전원 노이즈에 의한 영향을 받지 않고 안정적으로 고장 진단을 수행할 수 있는 작용효과가 있다.
특히, 차량측에서 발생된 고압노이즈가 컴퓨터 측으로 전달되는 것이 효과적으로 방지됨으로써, 데이터의 손실을 막고 컴퓨터측의 회로손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 차량진단장치의 사용을 예시하여 설명하기 위한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터전송수단의 인터페이스 모듈 블록도이다.
도 1을 참조하면; 본 발명에 따른 휴대용 차량진단장치는 차량진단 단말기(100)와, 진단 프로그램을 탑재한 컴퓨터(300), 및 차량진단 단말기(100)와 컴퓨터(300) 사이를 연결하고 고장 진단을 위한 데이터를 전송하는 데이터전송수단(200)를 포함한다.
휴대용 차량진단 단말기(100)는 프로브(101)(102), 전원 포트(103), 측정 상태와 기능 설정 등을 표시하기 위한 LCD(104)를 포함한다. 또한, 휴대용 차량진단 단말기(100)는 내부에 프로브(101)(102)를 통해 측정한 신호를 디지털 변환하여 소정의 통신 규격 예를 들어 UART, IEEE1394 등에 따라 변조한 직렬 패킷 데이터를 출력하기 위한 모뎀을 구비할 수 있다.
또한, 휴대용 차량진단 단말기(100)의 전원 포트(103)에는 차량 전원을 공급 하기 위한 차량 전원 케이블(103a)이 연결된다.
그리고 컴퓨터(300)의 예로는 노트북 컴퓨터(notebook computer)를 적용하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니고 진단 프로그램을 이용하여 각종 진단 프로세스를 수행할 수 있는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 피디에이(personal digital assistance; PDA)가 적용될 수 있다. 이러한 컴퓨터(300)는 진단 프로그램을 저장하는 내장 메모리(302)와, USB 포트(301)를 포함한다.
또한, 컴퓨터(300)는 USB 포트(301)를 통해 전송받은 측정 데이터를 분석하여 고장 진단하고 그 고장 진단 결과를 컴퓨터의 스크린에 디스플레이하거나, 측정 단말기(100)로 전달하여 LCD(104)에 디스플레이되게 한다.
한편, 데이터전송수단(200)은 휴대용 차량진단 단말기(100)와 컴퓨터(300) 상호간 쌍방향 통신을 하기 위한 제1연결 케이블(201)과, 제2연결 케이블(211), 및 인터페이스 모듈(220)을 포함한다.
제1연결 케이블(201)의 일측에는 인터페이스 모듈(220)에 연결하기 위한 접속핀(202)이 마련되고, 이의 타측에는 측정 단말기(100)에 연결하기 위한 연결잭(203)이 마련된다.
제2연결 케이블(211)의 일측에는 인터페이스 모듈(220)에 연결하기 위한 접속핀(212)아 마련되고, 이의 타측에는 컴퓨터(300)의 USB 포트(301)에 연결하기 위한 USB 연결잭(213)이 마련된다.
그리고 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 인터페이스 모듈(220)은 제1연결 케이블(201)을 통해 측정 단말기(100)와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하고 차량 전원(VDD)를 제공받게 되며, 아울러 제2연결 케이블(211)을 통해 컴퓨터(300)와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하고 컴퓨터 전원(VCC)을 제공받게 된다.
도 2를 참고하여 상술하면, 인터페이스 모듈(220)은 제1커넥터(230), 제1통신부(240), 제1변환부(250), 제2변환부(260), 제2통신부(270), 제2커넥터(280)를 포함한다.
제1커넥터(230)에는 제1연결 케이블(201)의 접속핀(202)이 접속되며, 이에 따라 제1커넥터(230)는 접속핀(202)을 통해 차량 전원 라인과 데이터의 송수신을 위한 데이터 전송 라인이 전기적으로 접속된다. 차량 전원 라인을 통해 제공되는 차량 전원(VDD)는 제1변환부(250)와 제2변환부(260)에 각각 인가된다. 데이터를 송신하거나 수신하기 위한 데이터 전송 라인은 제1통신부(240)에 연결되게 된다.
제2커넥터(280)에는 제2연결 케이블(211)의 접속핀(212)이 접속되게 되어서 그 접속핀(212)을 통해 컴퓨터 전원 라인과 데이터의 송수신을 위한 데이터 전송 라인이 전기적으로 접속된다. 컴퓨터 전원 라인을 통해 제공되는 컴퓨터 전원(VCC)은 제1변환부(250)와 제2변환부(260)에 각각 인가된다. 데이터를 송신하거나 수신하기 위한 데이터 전송 라인은 제2통신부(270)에 연결되게 된다.
제1통신부(240)는 차량 전원(VDD)을 공통적으로 인가받는 수신부(241), 차량진단 단말기측 전원 레벨 설정부(242), 및 송신부(243)를 포함한다.
제2통신부(270)는 컴퓨터 전원(VCC)을 공통적으로 인가받는 송신부(271), 컴퓨터측 전원 레벨 설정부(272), 및 수신부(273)를 포함한다.
제1변환부(250)와 제2변환부(260)는 제1커넥터(230)와 제2커넥터(280)를 통 해 제공되는 차량 전원(VDD)과 컴퓨터 전원(VCC)을 각각 인가받는다. 이러한 제1변환부(250)와 제2변환부(260)는 실시예에서 외부와 고립되게 반도체 칩으로 구현한다. 이에 따라 자연광이나 형광등에 의한 간섭 현상을 배제시킬 수 있어서 안정적으로 전송동작을 수행할 수가 있다.
따라서 휴대용 차량진단 단말기(100)에서 컴퓨터(300)로 데이터 전송하기 위한 하나의 통신 채널을 형성하는 경우, 휴대용 차량진단 단말기(100)로부터의 데이터는 제1커넥터(230)에 연결된 제1통신부(240)를 통해 제1변환부(250)로 보내지고 그 제1변환부(250)를 거쳐 제2통신부(270)로 전달되며, 이후 제2커넥터(280)에 연결된 제2연결 케이블(211)의 USB 연결잭(213)을 통해 컴퓨터(300)로 전달된다.
수신부(241)는 제1커넥터(230)로부터 데이터를 수신한다. 차량진단 단말기측 전원 레벨 설정부(242)는 수신부(251)를 통해 전달받은 데이터 즉 휴대용 차량진단 단말기(100)로부터 전달받은 측정 데이터에 대해 컴퓨터측 전원 레벨에 대응하여 그 데이터의 레벨을 설정한 후 제1변환부(250)로 출력한다.
제1변환부(250)는 발광소자와 수광소자를 포함하는 포토 커플러(또는 포토 아이솔레이터)로 구현하여 데이터를 광전 변환하여 출력하는 것으로, 발광소자에 차량 전원(VDD)이 인가되고 수광소자에는 컴퓨터 전원(VCC)이 인가되게 함으로서 양측이 전기적으로 분리된다. 실시예에서는 포토 커플러를 적용하였으나 이에 한정하는 것은 아니며 데이터를 광전 변환하여 고속 스위칭하는 고속 포토 스위칭 소자를 적용할 수 있다.
제1변환부(250)로부터 출력되는 데이터는 제2통신부(270)의 송신부(271)에 전달된다.
컴퓨터측 전원 레벨 설정부(272)는 송신부(271)에 전달받은 데이터에 대해 컴퓨터 전원 레벨에 대응하여 그 데이터의 레벨을 설정한 후 제2커넥터(280)로 전달한다. 이후 제2연결 케이블(211)을 통해 컴퓨터(300)에 전달되어 고장 진단을 위한 분석 동작에 사용된다.
앞서와 다른 동작으로 컴퓨터(300)에서 휴대용 차량진단 단말기(100)로 데이터 전송하기 위한 다른 하나의 통신 채널을 형성하는 경우, 컴퓨터(300)로부터의 데이터는 제2커넥터(280)에 연결된 제2통신부(270)를 통해 제2변환부(260)로 보내지고 그 제2변환부(260)를 거쳐 제1통신부(240)로 전달되며, 이후 제1커넥터(230)에 연결된 제1연결 케이블(202)의 연결잭(203)을 통해 휴대용 차량진단 단말기(100)로 전달된다.
수신부(273)는 컴퓨터(300)로부터 제공되는 데이터를 제2커넥터(280)를 통하여 수신한다. 컴퓨터측 전원 레벨 설정부(272)는 수신부(273)를 통해 전달받은 데이터 즉 컴퓨터(300)로부터 전달받은 데이터에 대해 차량진단 단말기측 전원 레벨에 대응하여 그 데이터의 레벨을 설정한 후 제2변환부(260)로 출력한다.
제2변환부(260)는 발광소자와 수광소자를 포함하는 포토 커플러(또는 포토 아이솔레이터)로 구현하여 데이터를 광전 변환하여 출력하는 것으로, 발광소자에 컴퓨터 전원(VCC)이 인가되고 수광소자에는 차량 전원(VDD)이 인가되게 함으로서 양측이 전기적으로 분리된다. 실시예에서는 포토 커플러를 적용하였으나 이에 한정하는 것은 아니며 데이터를 광전 변환하여 고속 스위칭하는 고속 포토 스위칭 소자 를 적용할 수 있다.
제2변환부(260)로부터 출력되는 데이터는 제1통신부(240)의 송신부(243)에 전달된다.
차량진단 단말기측 전원 레벨 설정부(242)는 송신부(243)에 전달받은 데이터에 대해 차량 전원 레벨에 대응하여 그 데이터의 레벨을 설정한 후 제1커넥터(230)로 전달한다. 이후 제1연결 케이블(201)을 통해 측정 단말기(100)에 전달되어 고장 진단을 처리하는데 사용된다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 데이터 전송을 위해 휴대용 차량진단 단말기와 컴퓨터 사이를 연결하는 데이터전송수단을 이용하여 쌍방향으로 통신함에 있어서, 제1 및 제2변환부가 전기적으로 분리된 상태에서 광전 변환하여 데이터 전송하는 포토 스위칭 소자를 포함하고 있고 이러한 구성을 외부와 고립되는 반도체 칩으로 제작하여 자연광이나 형광등에 의한 영향을 받지 않도록 하여 고속 스위칭 동작을 안정적으로 실행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 차량진단장치의 사용을 예시하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터전송수단의 인터페이스 모듈 블록도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
100 : 휴대용 차량진단 단말기 200 : 데이터전송수단
201 : 제1 연결 케이블 211 : 제2 연결 케이블
220 : 인터페이스 모듈 230 : 제1커넥터
240 : 제1통신부 250 : 제1변환부
260 : 제2변환부 270 : 제2통신부
280 : 제2커넥터 300 : 컴퓨터

Claims (8)

  1. 차량용 진단프로그램을 가지는 컴퓨터(300)와;
    차량을 진단하기 위한 휴대용 차량진단 단말기(100)와;
    상기 휴대용 차량진단 단말기(100)와 일측이 연결되는 제1연결 케이블(201)과; 상기 컴퓨터(300)와 일측이 연결되는 제2연결 케이블(211)과; 일측은 상기 제1연결 케이블(201)의 타측과 접속되고 타측은 상기 제2연결 케이블(211)의 타측과 접속되어 상기 휴대용 차량진단 단말기(100)와 상기 컴퓨터(300)가 통신할 수 있도록 하며, 상기 휴대용 차량진단 단말기로(100)부터 제공받은 제1전원과 상기 컴퓨터(300)로부터 제공받으며 상기 제1전원과 전원 레벨이 다른 제2전원에 의해 구동되는 포토 고속 스위칭 소자를 이용하여, 상기 휴대용 차량진단 단말기(100)와 상기 컴퓨터(300) 상호간 쌍방향 통신이 가능하도록 데이터를 광전 변환하여 전송하는 인터페이스 모듈(220)을 포함하는 데이터전송수단(200)을; 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포토 고속 스위칭 소자는 포토 커플러로 이루어 진 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포토 고속 스위칭 소자는 통신 채널의 개수에 따라 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 포토 커플러는 상기 제1 및 제2전원 중 어느 하나에 연결되는 발광 소 자와 상기 발광 소자에 연결되지 않은 다른 하나의 전원에 연결되는 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 모듈(220)은;
    상기 제1연결 케이블(201)을 통해 상기 휴대용 차량진단 단말기(100)와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하고 상기 제1전원을 제공받게 되며, 상기 제2연결 케이블(211)을 통해 컴퓨터(300)와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하고 상기 제2전원을 제공받게 되며,
    제1통신 채널을 형성하기 위한 적어도 하나의 포토 스위칭 소자를 가지는 제1변환부(250)와;
    제2통신 채널을 형성하기 위한 적어도 하나의 포토 스위칭 소자를 가지는 제2변환부(260)를; 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2변환부(250)(260)는 외부와 고립되는 반도체 칩으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인터페이스 모듈(220)은,
    상기 제1변환부(250) 또는 상기 제2변환부(260)에 의해 광전 변환되는 데이터에 대해 상기 제1전원과 제2전원의 전원 레벨의 차이를 보상하기 위해 전원 레벨을 설정하는 전원 레벨 설정부(242)(272)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 차량진단장치.
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