KR101325994B1 - Apparatus and Method for Controlling Electric Conductivity Sensor - Google Patents
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Abstract
전기전도도 센서를 제어하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일면에 따른 전기전도도 센서 제어장치는, 제어장치에 전원을 공급하는 입력단과, 전기전도도 및 온도를 측정하기 위한 전극부와, 측정된 전기전도도 및 온도 신호를 CAN 통신 프로토콜에 해당하는 데이터로 변환하여 출력하기 위한 출력단을 포함하되, 상기 입력단과 상기 출력단은 상기 전극부와 전기적으로 절연된 상태의 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 전극부는 전기전도도 측정을 위한 교류신호를 발생시키는 교류 신호 발생부, 상기 교류신호를 냉각수에 흘려주어 전기전도도를 검출하는 전기전도도 신호 출력 측정부, 냉각수의 온도를 검출하기 위한 온도 신호 측정부를 포함한다.An apparatus and method for controlling an conductivity sensor is disclosed. Electrical conductivity sensor control device according to an aspect of the present invention, the input terminal for supplying power to the control device, the electrode unit for measuring the electrical conductivity and temperature, the measured electrical conductivity and temperature signal data corresponding to the CAN communication protocol And an output terminal for outputting the converted output circuit, wherein the input terminal and the output terminal have a structure in a state of being electrically insulated from the electrode unit.
Here, the electrode unit AC signal generating unit for generating an AC signal for measuring the conductivity, an electrical conductivity signal output measuring unit for detecting the electrical conductivity by flowing the AC signal to the coolant, a temperature signal measuring unit for detecting the temperature of the cooling water Include.
Description
본 발명은 전기전도도 센서에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 연료전지 스택을 냉각하는 냉각수의 전기전도도를 측정하는 전기전도도 센서를 제어하기 위한 장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical conductivity sensor, and more particularly to an apparatus and a control method for controlling the electrical conductivity sensor for measuring the electrical conductivity of the coolant for cooling the fuel cell stack.
일반적으로, 연료전지차량은 연료의 화학에너지를 전기에너지로 변환시켜 차량을 구동시키므로, 연료전지 스택에서 열이 발생한다. 따라서, 연료전지차량은 연료전지 스택을 냉각시키는 냉각수를 사용한다.In general, the fuel cell vehicle drives the vehicle by converting chemical energy of the fuel into electrical energy, so that heat is generated in the fuel cell stack. Thus, the fuel cell vehicle uses cooling water to cool the fuel cell stack.
그런데, 연료전지 스택은 금속이온으로 인해 내구성과 성능이 저하되므로, 연료전지차량의 냉각수는 금속이온이 제거된 전기전도도(Conductivity) 일정 전기 전도도 이하의 증류수를 사용해야 한다. 따라서, 연료전지차량은 전도도센서를 사용하여 냉각수 배관에 흐르는 냉각수의 전기전도도를 측정 및 관리하고 있다.However, since the fuel cell stack is deteriorated in durability and performance due to metal ions, the coolant of the fuel cell vehicle should use distilled water having a constant electrical conductivity of which metal ions have been removed. Therefore, the fuel cell vehicle uses a conductivity sensor to measure and manage the electrical conductivity of the cooling water flowing in the cooling water pipe.
종래의 산업용 전도도센서는 각기 구비된 전극봉과 트랜스미터(Transmitter)를 전선으로 연결하여 구성되었고, 트랜스미터를 통해 측정한 전기전도도를 컴퓨터 등으로 전송하였다.Conventional industrial conductivity sensor was configured by connecting the electrode and the transmitter (Transmitter) provided with each wire, and transmitted the electrical conductivity measured through the transmitter to a computer.
이 같이, 종래의 산업용 전도도센서는 전극봉 및 트랜스미터 분리형이어서, 제조 공정이 번거로웠고, 구조상 냉각수 배관의 연료봉이 끼워지는 부위에 누수가 발생하기 쉬웠으며, 그로 인해 고장 나기도 했다.As described above, the conventional industrial conductivity sensor is an electrode and a transmitter separated type, which makes the manufacturing process cumbersome, and in terms of structure, leakage occurs easily in the fuel rod portion of the cooling water pipe, thereby causing a breakdown.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 전극봉, 그 제어부 및 송신부를 하나의 기구(Housing) 내에 일체형으로 구성 가능한 전기전도도 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in the technical background as described above, and an object thereof is to provide an electrical conductivity measuring apparatus which can be integrally configured in one housing.
본 발명은 스프링에 의해 각 전극봉과 제어부를 전기적으로 연결할 수 있는 전기전도도 측정 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrical conductivity measuring device capable of electrically connecting each electrode and the control unit by a spring.
본 발명의 또 다른 목적은 측정된 온도 및 전기전도도 신호를 CAN 인터페이스를 통한 디지털 신호로 전송하기 위한 전기전도도 센서의 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a control device and a control method of a conductivity sensor for transmitting measured temperature and conductivity signals as digital signals through a CAN interface.
본 발명의 일면에 따른 전기전도도 센서 제어장치는, 제어장치에 전원을 공급하는 입력단과, 전기전도도 및 온도를 측정하기 위한 전극부와, 측정된 전기전도도 및 온도 신호를 CAN 통신 프로토콜에 해당하는 데이터로 변환하여 출력하기 위한 출력단을 포함하되, 상기 입력단과 상기 출력단은 상기 전극부와 전기적으로 절연된 상태의 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.Electrical conductivity sensor control device according to an aspect of the present invention, the input terminal for supplying power to the control device, the electrode unit for measuring the electrical conductivity and temperature, the measured electrical conductivity and temperature signal data corresponding to the CAN communication protocol And an output terminal for outputting the converted output circuit, wherein the input terminal and the output terminal have a structure in a state of being electrically insulated from the electrode unit.
여기서, 전극부는 전기전도도 측정을 위한 교류신호를 발생시키는 교류 신호 발생부, 상기 교류신호를 냉각수에 흘려주어 전기전도도를 검출하는 전기전도도 신호 출력 측정부, 냉각수의 온도를 검출하기 위한 온도 신호 측정부를 포함한다.Here, the electrode unit AC signal generating unit for generating an AC signal for measuring the conductivity, an electrical conductivity signal output measuring unit for detecting the electrical conductivity by flowing the AC signal to the coolant, a temperature signal measuring unit for detecting the temperature of the cooling water Include.
전기전도도 신호 출력 측정부는 검출된 전기전도도에 대하여 건식 보정 알고리즘을 이용하여 교정을 수행한다.The conductivity signal output measurement unit performs calibration on the detected conductivity using a dry correction algorithm.
또한, 본 발명에 따른 전기전도도 센서 제어장치는 상기 교류 신호 발생부, 상기 전기전도도 신호 출력 측정부 및 상기 온도 신호 측정부의 이상 여부를 검출하기 위한 자가 진단부를 더 포함할 수 있다.In addition, the conductivity sensor control apparatus according to the present invention may further include a self-diagnostic unit for detecting the abnormality of the AC signal generator, the conductivity signal output measurement unit and the temperature signal measurement unit.
자가 진단부는 상기 교류 신호 발생부, 상기 전기전도도 신호 출력 측정부 및 상기 온도 신호 측정부 각각에 자가 진단을 메시지를 송신하고, 송신된 메시지에 대한 회신 메시지의 개수를 카운트하여 자가 진단을 수행한다.The self-diagnosis unit transmits a self-diagnosis message to each of the AC signal generator, the electric conductivity signal output measuring unit, and the temperature signal measuring unit, and performs a self-diagnosis by counting the number of reply messages to the transmitted message.
본 발명에 따르면, 전극봉, 제어부 및 송신부를 하나의 기구에 포함하고, 스프링에 의해 전극봉과 제어부를 전기적으로 연결할 수 있어, 납땜 및 케이블 공정을 수행했던 종래의 조립/제조 공정의 불편과 불량률을 개선할 수 있고, 제품 크기를 경량화할 수 있으며, 구현 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, the electrode, the control unit and the transmission unit are included in one mechanism, and the electrode and the control unit can be electrically connected by a spring, thereby improving the inconvenience and the defective rate of the conventional assembly / manufacturing process that performed the soldering and cable process. Can reduce the size of the product, reduce the cost of implementation.
또한, 본 발명은 결합홀에 연접하여 결합홀의 틈새를 막는 고무재질의 오링을 추가하여 결합홀을 통한 냉각수 누출을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can be connected to the coupling hole to prevent the leakage of the coolant through the coupling hole by adding an O-ring made of a rubber material blocking the gap of the coupling hole.
뿐만 아니라, 본 발명은 냉각수의 온도를 함께 적용하여 별도로 온도센서를 구비할 필요가 없으며, 전기전도도를 차량 네트워크를 통해 차량으로 송신하여 노이즈에 강인할 수 있으며, 진단정보(Diagnosis)를 용이하게 송수신할 수 있다.In addition, the present invention does not need to be equipped with a temperature sensor by applying the temperature of the cooling water together, and transmit electrical conductivity to the vehicle through the vehicle network to be robust to noise, and easily transmit and receive diagnostic information (Diagnosis) can do.
또한, 측정된 온도 및 전기전도도를 CAN 인터페이스를 통한 디지털 신호로 전송함으로써, 노이즈에 대한 내성이 증가되고, ECU 내부의 아날로그 전류 측정을 위한 별도의 회로 구성이 불필요하므로 시스템 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, by transmitting the measured temperature and conductivity as a digital signal through the CAN interface, noise immunity is increased, and a separate circuit configuration for analog current measurement in the ECU is not required, thereby reducing system production costs. It works.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 장착 예.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기전도도 센서의 제어장치를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기전도도 센서의 제어방법을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명에서 전기전도도 센서의 대표특성 곡선을 추출하기 위한 방법의 일 예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에서 트리밍 공정의 일 예를 도시한 도면.1 is a block diagram showing an electrical conductivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electrical conductivity measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of an electrical conductivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a mounting example of the conductivity measurement device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing a control device of the conductivity sensor according to another embodiment of the present invention.
6 is a flow chart showing a control method of the conductivity sensor according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example of a method for extracting a representative characteristic curve of the conductivity sensor in the present invention.
8 is a view showing an example of a trimming process in the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.
이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치를 도시한 구성도이다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram showing an electrical conductivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치(10)는 제1 및 제2 전극봉(111, 112), 제1 및 제2 스프링(121, 122), 제1 및 제2 접속부(131, 132), 제어부(140), 온도센서(150), 송신부(160) 및 커넥터(170)를 포함한다. 이때, 제1 및 제2 접속부(131, 132), 제어부(140), 온도센서(150), 송신부(160) 및 커넥터(170)는 인쇄회로기판(180)에 실장된 구성요소일 수 있다.As shown in FIG. 1, the
제1 및 제2 전극봉(111, 112)은 냉각수 배관의 냉각수에 담기며, 제어부(140)와 제1 및 제2 스프링(121, 122), 제1 및 제2 접속부(131, 132)를 통해 전기적으로 연결된다.The first and
제1 및 제2 스프링(121, 122)의 일단은 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 냉각수에 담기는 일단에 대응되는 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 타단에 각기 접하며, 제1 및 제2 스프링(121, 122)의 타단은 제1 및 제2 접속부(131, 132)에 각기 접한다.One end of the first and
제1 및 제2 스프링(121, 122)은 전도성 재질로 구성된 환형 스프링일 수 있으며, 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 타단 및 제1 및 제2 접속부(131, 132)에 각기 접하면, 제1 및 제2 전극봉(111, 112)과 제어부(140)의 해당 인터페이스를 전기적으로 연결한다.The first and
제1 및 제2 접속부(131, 132)는 인쇄회로기판(180)의 패드(PAD)일 수 있으며, 제어부(140)의 제1 및 제2 전극봉 인터페이스와 전기적으로 연결된다.The first and second connectors 131 and 132 may be pads PAD of the
제어부(140)는 제1 및 제2 접속부(131, 132)와 제1 및 제2 스프링(121, 122)을 통해 제1 및 제2 전극봉(111, 112)에 교류전압을 공급하여 냉각수의 저항 값(R)을 측정하고, 하기의 수학식 1에 의하여 냉각수의 전기전도도(L)를 측정하여 송신부(160)로 전달한다.The
여기서, ρ[Ωm]는 비저항(고유저항)이며, l은 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 간격[m]이며, S는 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 단면적[㎡]이다.Where ρ [Ωm] is the specific resistance (intrinsic resistance), l is the spacing [m] of the first and
송신부(160)는 예컨대, CAN(Controller Area Network) 트랜시버로서, 제어부(140)로부터 전달받은 냉각수의 전기전도도를 차량 네트워크용 데이터로 변환하여 커넥터(170)를 통해 차량 네트워크로 송신한다.The transmitter 160 is, for example, a controller area network (CAN) transceiver. The transmitter 160 converts electrical conductivity of the coolant received from the
커넥터(170)는 인쇄회로기판(180)에 실장되어, 케이블을 통해 차량 네트워크와 송신부(160) 간을 연결한다.The
온도센서(150)는 냉각수의 온도를 측정하여 제어부(140) 또는 송신부(160)를 통해 차량 네트워크로 전달한다. 여기서, 전기전도도 측정 장치(10)가 전기전도도만 측정하도록 구성된 경우, 온도센서(150)는 생략될 수 있다.The temperature sensor 150 measures the temperature of the coolant and transmits the temperature to the vehicle network through the
한편, 차량은 냉각수의 전기전도도 또는 온도를 수신하여 기설정된 기준으로 벗어나면, 기설정된 제어(예컨대, 새로운 냉각수 공급 등)를 수행할 수 있다.Meanwhile, when the vehicle receives the electrical conductivity or temperature of the coolant and deviates from the preset reference, the vehicle may perform predetermined control (eg, supply of new coolant).
이하, 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 구조에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 단면도이며, 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 사시도고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치의 장착 예이다.Hereinafter, the structure of an electrical conductivity measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 is a cross-sectional view of the electrical conductivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of the electrical conductivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an electrical conductivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention Is an example of mounting.
도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기전도도 측정 장치(10)는 제1 및 제2 전극봉(111, 112), 고정부(210), 제1 및 제2 스프링(121, 122), 인쇄회로기판(180), 오링(O-ring)(230), 기구(220) 및 체결부(240)를 포함한다.As shown in Figures 2 to 4, the electrical
제1 및 제2 전극봉(111, 112)은 수직단면이 십자가 형태이며, 그 둘레는 원통형, 사각형, 다각형 등일 수 있다.The first and
제1 및 제2 전극봉(111, 112)은 그 상부는 십자가 가로에 의해 기구(220)에 안착되고, 제1 및 제2 스프링(121, 122)에 접하여 제1 및 제2 스프링(121, 122)과 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 상부는 십자가 가로 및 십자가 가로의 위쪽 부위이며, 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 하부는 십자가 가로의 아래쪽 부위라고 가정한다.The first and
제1 및 제2 전극봉(111, 112) 하부의 적어도 일부는 고정부(210)에 의해 감싸지고, 하부의 나머지는 고정부(210)의 하부에서 위치하여 고정부(210)의 일부와 함께 배관 내 냉각수에 잠긴다.At least a portion of the lower part of the first and
고정부(210)는 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 적어도 일부 둘레를 감싸며, 제1 및 제2 전극봉(111, 112)과 함께 배관의 결합홀(Hole)을 통과하여 배관에 끼워진다. 이때, 결합홀(250)은 고정부(210)가 끼워졌을 때 틈새를 줄일 수 있도록 고정부(210)의 둘레에 대응되는 형상으로 구성되는 것이 좋다.The fixing
고정부(210)는 기구(220)에 고정되며, 기구(220)와 동일한 재질로 구성될 수 있으며, 도 2와 같이, 오링(230)을 고정하는 홈을 포함할 수 있다.The fixing
오링(230)은 고정부(210)의 둘레를 감싸는 고무재질의 부재(예컨대, 고무링)이며, 고정부(210)와 결합홀(250) 간의 틈새를 막아, 냉각수가 틈새를 통해 누출되지 않도록 방어한다. 이때, 오링(230)은 고정부(210)의 오링(230)을 고정하는 홈에 끼워져 고정된다.O-
제1 및 제2 스프링(121, 122)은 전도성 재질의 탄성 부재로서, 일단은 제1 및 제2 전극봉(111, 112)의 상부에 끼워지고, 타단은 제1 및 제2 접속부(131, 132)에 접하여 제1 및 제2 전극봉(111, 112)과 제어부(140)를 전기적으로 연결한다.The first and
인쇄회로기판(180)은 제1 및 제2 접속부(131, 132), 제어부(140), 송신부(160) 및 커넥터(170)를 포함한다(도 1 참조).The printed
상세하게는, 제어부(140)는 제1 및 제2 접속부(131, 132) 및 제1 및 제2 스프링(121, 122)을 통해 제1 및 제2 전극봉(111, 112)과 연결되며, 제1 및 제2 전극봉(111, 112)에 교류를 공급하여 냉각수의 전기전도도를 측정하고, 송신부(160)를 통해 차량 네트워크용 프로토콜의 데이터로 변환하고, 커넥터(170)로 연결된 차량 네트워크로 송신한다.In detail, the
기구(220)는 고정부(210)와 결합하여 고정부(210)와 함께 제1 및 제2 전극봉(111, 112)을 고정하며, 인쇄회로기판(180), 제1 및 제2 스프링(121, 122)을 내부에 포함하고, 먼지 등으로부터 보호한다. 이때, 기구(220) 및 고정부(210)는 하나의 구성요소일 수도 있다.The
기구(220)는 전기전도도 측정 장치(10)를 외부에서 고정하는 고정부재(예컨대, 볼트)를 체결하는 체결부(240)(예컨대, 부시(Bush))를 포함한다.The
예컨대, 도 3과 같이, 기구(220)는 전체적으로 사각형상이고 사각형상의 측면에서 날개형상으로 외부로 연장되는 부위를 포함할 때, 체결부(240)는 날개형상으로 외부로 연장되는 부위의 상하를 관통하는 홀 내 너트이다. 따라서, 전기전도도 측정 장치(10)는 너트에 체결된 볼트에 의해 연료전지차량의 일 영역에 고정될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, when the
이와 같이, 본 발명은 전극봉, 제어부 및 송신부를 하나의 기구에 포함하고, 스프링에 의해 전극봉과 제어부를 전기적으로 연결할 수 있어, 납땜 및 케이블 공정을 수행했던 종래의 조립/제조 공정의 불편과 불량률을 개선할 수 있고, 제품 크기를 경량화할 수 있으며, 구현 비용을 절감할 수 있다.As described above, the present invention includes an electrode, a controller, and a transmitter in one mechanism, and electrically connects the electrode and the controller by a spring, thereby reducing the inconvenience and failure rate of the conventional assembly / manufacturing process in which the soldering and cable processes are performed. It can be improved, the product size can be reduced, and the implementation cost can be reduced.
또한, 본 발명은 결합홀에 연접하여 결합홀의 틈새를 막는 고무재질의 오링을 추가하여 결합홀을 통한 냉각수 누출을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can be connected to the coupling hole to prevent the leakage of the coolant through the coupling hole by adding an O-ring made of a rubber material blocking the gap of the coupling hole.
뿐만 아니라, 본 발명은 냉각수의 온도를 함께 적용하여 별도로 온도센서를 구비할 필요가 없으며, 전기전도도를 차량 네트워크를 통해 차량으로 송신하여 노이즈에 강인할 수 있으며, 진단정보(Diagnosis)를 용이하게 송수신할 수 있다.In addition, the present invention does not need to be equipped with a temperature sensor by applying the temperature of the cooling water together, and transmit electrical conductivity to the vehicle through the vehicle network to be robust to noise, and easily transmit and receive diagnostic information (Diagnosis) can do.
상기와 같은 구성을 가지는 전기전도도 장치(또는, 전기전도도 센서)를 제어하기 위한 장치 및 그 방법에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기전도도 센서의 제어장치를 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기전도도 센서의 제어방법을 도시한 순서도이다.An apparatus and method for controlling the electroconductive device (or electroconductive sensor) having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. 5 is a block diagram showing a control device of the conductivity sensor according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a flow chart illustrating a control method of the conductivity sensor according to another embodiment of the present invention.
이하에서 설명되는 전기전도도 센서의 제어장치는 도 1에 도시된 제어부(140)의 구체적인 구성을 도시한 것으로 이해될 수 있을 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어장치는 교류 신호 발생부(141), 전기 전도도 출력 측정부(142), 온도 신호 측정부(143), 자가 진단부(144), CAN 통신 변환부(145)를 포함하여 구성된다.It will be understood that the control device of the conductivity sensor described below shows a specific configuration of the
제어장치에 전원을 공급하는 입력단(DC/DC 컨버터)과, 측정된 전기전도도 및 온도 신호를 CAN 통신 프로토콜에 해당하는 데이터로 변환하여 출력하는 출력단은 신호측정을 위한 전극부(예를 들어, 교류 신호 발생부(141), 전기 전도도 신호 출력 측정부(142), 온도 신호 측정부(143))와 절연된 상태이며, 이로 인해 전극부는 품질이 뛰어나고 안정적인 측정 신호를 획득할 수 있다.An input terminal (DC / DC converter) for supplying power to the control device, and an output terminal for converting the measured electrical conductivity and temperature signal into data corresponding to the CAN communication protocol and outputting the electrode unit (for example, AC It is insulated from the
교류 신호 발생부(141)는 전기전도도 측정을 위한 교류신호를 발생하여 제1 및 제2 전극봉(111, 112)에 공급한다(S610). 전극봉에 공급된 교류신호는 주기적으로 두 전극의 극성을 변환하여, 냉각수가 전기 분해되는 것을 방지하고, 양 전극봉의 표면이 분해된 이온 등으로 침착되는 것을 방지한다. The
교류신호를 전달 받은 제1 및 제2 전극봉(111, 112)에서 양 전극봉 사이를 통과하는 냉각수에 교류신호를 흘려주고, 이를 이용하여 전기 전도도 신호 출력 측정부 (142)는 전기전도도를 검출한다(S620). 전기전도도를 검출하는 방법은 수학식 1을 참조하여 전술하였으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.In the first and
전기 전도도 신호 출력 측정부(142)는 단품의 제조 공차, 제품의 조립 오차로 인한 오차 보정 및 출력 특성 편차를 줄이기 위하여 트리밍 공정(trimming process)을 수행한다(S630). 이 때, 전기 전도도 신호 출력 측정부(142)는 양 전극봉에서의 교류신호에 의해 얻어지는 전기전도도에 대한 디지털 신호의 원시 데이터(raw data)를 이용한다.The electrical conductivity signal
측정된 전기전도도에 대한 트리밍 공정은 사용된 전기전도도 센서의 대표특성 곡선을 이용한다. 대표특성 곡선은 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 특정 전기전도도 센서에 대하여 지정된 전도도 값의 전도도 용액 별 측정된 원시 데이터(digital data)를 평균하여 계산되는 특성 곡선으로써, 제조된 전기전도도 센서의 대표성을 나타내며, 양산을 위한 기본 특성곡선으로 사용된다. The trimming process for the measured conductivity uses the characteristic curve of the conductivity sensor used. As shown in FIG. 7, the representative characteristic curve is a characteristic curve calculated by averaging raw data measured for each conductivity solution of a specified conductivity value for a plurality of specific conductivity sensors. It is representative and used as a basic characteristic curve for mass production.
구체적으로, 전기전도도 센서의 초기 샘플 제작 및 평가를 위하여 25 pcs의 제품과 10 points(3, 6, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 uS/cm )의 용액에 대하여 측정 된 원시 데이터의 평균을 취한 특성 곡선을 대표특성 곡선으로 추출하고, 대표 특성곡선의 검증을 위하여 추후 제작된 샘플에 대하여 추가적인 원시 데이터 측정 및 특성곡선 변동폭 확인을 통하여 검증을 실시한다.Specifically, measurements were made on 25 pcs of product and 10 points (3, 6, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 uS / cm) solutions for initial sample fabrication and evaluation of conductivity sensors. The characteristic curve obtained by averaging the original raw data is extracted as a representative characteristic curve, and the verification is performed by additionally measuring the original data and checking the variation of the characteristic curve in order to verify the representative characteristic curve.
도 8에 도시된 바와 같이, 측정된 전기전도도에 대한 트리밍 공정은 기 측정된 대표특성 곡선에 대하여 각각의 제품 제조 시 선정된 대표 전도도 용액(예를 들어, 3points)에 대한 전기전도도 원시 데이터를 측정하고, 대표 특성곡선에 대한 트리밍 팩터(trimming factor)를 계산한 후, 이에 해당하는 특정 곡선 보정값(trimming value)을 각각의 전도도센서에 프로그래밍하여 제품의 편차를 보정할 수 있는 출력신호를 완성한다.As shown in FIG. 8, the trimming process for the measured electrical conductivity measures the electrical conductivity raw data for a representative conductivity solution (eg, 3 points) selected at the time of manufacture of each product against the measured representative characteristic curve. After calculating the trimming factor for the representative characteristic curve, a specific trimming value corresponding to the characteristic curve is programmed into each conductivity sensor to complete an output signal for compensating the deviation of the product. .
온도 신호측정부(143)는 양 전극봉(111, 112) 사이를 통과하는 냉각수의 온도를 측정한다(S640).The temperature
자가 진단부(144)는 교류 신호 발생부(141), 전기 전도도 신호 출력 측정부(142), 온도 신호 측정부(143)의 이상 동작 여부를 검출하기 위한 것으로서, 이들 각각에 자가 진단을 메시지를 송신하고, 송신된 메시지에 대한 회신 메시지의 개수를 카운트하여, 자가 진단을 수행한다(S650).The self-
검출된 전기 전도도 신호, 온도 신호 및 자가 진단 신호는 CAN 통신 변환부(145)에서 CAN 통신을 위한 프로토콜 데이터로 변환된다(S660). 변환된 데이터는 송신부(160)를 통해 커넥터(170)로 연결된 차량 네트워크로 송신된다.The detected electrical conductivity signal, the temperature signal and the self-diagnosis signal are converted into protocol data for CAN communication by the CAN communication converter 145 (S660). The converted data is transmitted to the vehicle network connected to the
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.
Claims (7)
상기 전극부는 전기전도도 측정을 위한 교류신호를 발생시키는 교류 신호 발생부, 상기 교류신호를 냉각수에 흘려주어 전기전도도를 검출하는 전기전도도 신호 출력 측정부, 냉각수의 온도를 검출하기 위한 온도 신호 측정부와, 상기 교류 신호 발생부, 상기 전기전도도 신호 출력 측정부 및 상기 온도 신호 측정부의 이상 여부를 검출하기 위한 자가 진단부를 포함하되,
상기 자가 진단부는 상기 교류 신호 발생부, 상기 전기전도도 신호 출력 측정부 및 상기 온도 신호 측정부 각각에 자가 진단을 메시지를 송신하고, 송신된 메시지에 대한 회신 메시지의 개수를 카운트하여 자가 진단을 수행하는 것
인 전기전도도 센서 제어장치.And an input terminal for supplying power to the control device, an electrode unit for measuring electrical conductivity and temperature, and an output terminal for converting the measured electrical conductivity and temperature signal into data corresponding to a CAN communication protocol and outputting the data. And the output terminal is a device for controlling an conductivity sensor having a structure in a state of being electrically insulated from the electrode portion,
The electrode unit AC signal generating unit for generating an AC signal for measuring the electrical conductivity, an electrical conductivity signal output measuring unit for detecting the electrical conductivity by flowing the AC signal to the cooling water, a temperature signal measuring unit for detecting the temperature of the cooling water and And a self-diagnostic unit for detecting an abnormality of the AC signal generator, the electric conductivity signal output measuring unit, and the temperature signal measuring unit.
The self-diagnostic unit transmits a self-diagnosis message to each of the AC signal generator, the electric conductivity signal output measuring unit, and the temperature signal measuring unit, and performs self-diagnosis by counting the number of reply messages to the transmitted message. that
Conductivity sensor control device.
상기 전기전도도 센서의 대표 특성을 나타내는 기 구축된 대표특성 곡선에 대한 특정 곡선 보정값을 이용하여 검출된 전기전도도에 대하여 교정을 수행하는 것
인 전기전도도 센서 제어장치.The method of claim 2, wherein the electrical conductivity signal output measuring unit,
Performing calibration on the detected conductivity using a specific curve correction value for a built-in representative characteristic curve representing the representative characteristic of the conductivity sensor.
Conductivity sensor control device.
상기 교류 신호 발생부, 상기 전기전도도 신호 출력 측정부 및 상기 온도 신호 측정부의 이상 여부를 검출하기 위한 자가 진단 단계를 더 포함하되,
상기 자가 진단 단계는 상기 교류 신호 발생부, 상기 전기전도도 신호 출력 측정부 및 상기 온도 신호 측정부 각각에 자가 진단을 메시지를 송신하고, 송신된 메시지에 대한 회신 메시지의 개수를 카운트하여 자가 진단을 수행하는 것
인 전기전도도 센서 제어방법.Generating, by the AC signal generator, an AC signal for measuring electric conductivity; detecting, by the AC signal output measuring unit, the electric conductivity with respect to the coolant using the AC signal; and measuring the temperature of the coolant by the temperature signal measuring unit. A method for controlling an conductivity sensor, comprising: correcting the detected conductivity using the temperature detected by the conductivity signal output measuring unit;
Further comprising a self-diagnosis step for detecting whether the AC signal generating unit, the electric conductivity signal output measuring unit and the temperature signal measuring unit abnormality,
In the self-diagnosis step, a self-diagnosis message is transmitted to each of the AC signal generator, the electric conductivity signal output measuring unit, and the temperature signal measuring unit, and the self-diagnosis is performed by counting the number of reply messages to the transmitted message. To do
Phosphorous conductivity sensor control method.
검출된 전기전도도, 온도 신호 및 자가진단 신호를 CAN 통신 프로토콜에 해당하는 데이터로 변환하는 단계
를 더 포함하는 전기전도도 센서 제어방법.
The method according to claim 6,
Converting the detected conductivity, temperature signal and self-diagnosis signal into data corresponding to the CAN communication protocol
Electrical conductivity sensor control method further comprising.
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