KR101396508B1 - 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스에 관한 것으로, 퓨즈의 동작에 관한 정보를 입력받아 퓨즈의 단선을 판단하는 MCU(Micro Controller Unit) 및 MCU의 판단에 따라 퓨즈의 상태를 출력하는 출력부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 퓨즈의 동작 상태를 감시하여 단선된 퓨즈 번호를 운전자에게 알려줌으로써, 운전자는 교환이 필요한 퓨즈가 무엇인지 인식하고 직접 교환할 수 있다.

Description

퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스{JUNCTION BOX CAPABLE OF DETECTING OPERATION CONDITION OF FUSE}
본 발명은 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단선이 발생한 퓨즈를 운전자가 인지할 수 있도록 하고, 해당 퓨즈를 현장에서 교체한 후 운행이 가능하도록 하는, 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 각종 전장부품 측으로 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 일정 수치 이상의 전류가 흐르면 단선됨으로써 회로를 차단하는 퓨즈 및 입력되는 값이 일정 값에 도달하는 경우에 작동되어 다른 회로를 개폐하는 릴레이가 수납되는 졍션박스가 구비된다.
이 졍션박스는 회로보호를 목적으로 엔진룸과 차량 내측에 장착되며, 타 부품과의 간섭 및 소음방지를 목적으로 차체패널에 고정시킨다.
현재의 정션 박스는 자동차 배선을 보호하기 위해서 단순히 퓨즈로만 구성되어 있으며, 각종 전장부품 측으로 과도한 전류가 흐를 경우에 퓨즈가 단선되는 방식으로 전기 배선을 보호한다.
퓨즈가 단선되면 단선된 퓨즈에 의해 배터리와 연결되어 있던 전장부품으로는 전원 공급이 차단되기 때문에 해당 전장부품은 동작하지 않고, 퓨즈를 새로 교체해 주어야 동작이 가능하다.
그런데 단선된 퓨즈만 새로 교체하면 전장부품을 다시 정상적으로 동작시킬 수 있음에도 불구하고, 종래에는 퓨즈가 단선되면 복수의 퓨즈 중에서 어느 퓨즈가 단선되었는지 일반 운전자는 확인할 방법이 없어서 차량을 서비스센터에 맡겨야 하는 불편이 있었다.
즉, 운전자는 퓨즈에 단선이 발생한 경우에 여분의 퓨즈를 가지고 있더라도, 어느 퓨즈에 단선이 발생했는지를 알 수 없기 때문에 퓨즈를 교체하기 위한 것만으로 차량을 서비스센터에 맡기고 수리가 끝날 때까지 차량을 이용할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 10-2002-0009889 호(2002.02.02.공개, 발명의 명칭 : 자동차의 릴레이와 퓨즈 시험용 회로박스)가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 퓨즈에 단선이 발생하는 경우에 해당 퓨즈 번호를 클러스터를 통해서 운전자가 확인할 수 있도록 출력함으로써, 단선이 발생한 퓨즈를 운전자에게 쉽게 인지시키는, 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스는 퓨즈의 동작에 관한 정보를 입력받아 퓨즈의 단선을 판단하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 MCU의 판단에 따라 퓨즈의 상태를 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명에서 상기 MCU는 상기 퓨즈의 동작에 관한 정보를 입력받아 논리 연산하는 논리 연산부; 및 상기 논리 연산부의 출력을 디코딩하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 MCU는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해서 상기 디코딩 결과를 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 디코더는 BCD(Binary Coded Decimal)-to-세븐세그먼트(7 segment) 디코더인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 출력부는 세븐세그먼트 출력부인 것을 특징으로 하여, 상기 디코딩에 따라 단선된 퓨즈의 번호를 출력하여 경고하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 출력부는 기설정된 기준시간동안 점, 소등을 반복하여 상기 단선된 퓨즈의 번호를 출력하고, 상기 기준시간 이후에 계속해서 상기 단선된 퓨즈의 번호를 점등하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 퓨즈의 동작 상태를 감시하여 단선된 퓨즈 번호를 운전자에게 알려줌으로써, 운전자는 교환이 필요한 퓨즈가 무엇인지 인식하고 직접 교환할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 서비스 센터에 차량의 수리를 맡길 필요가 없으므로 수리 지연으로 인한 불편을 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션박스를 통하여 3번 퓨즈의 단선시에 이를 출력하는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스는 MCU(Micro Controller Unit)(20) 및 출력부(30)를 포함한다.
복수의 퓨즈(10)는 복수의 전장부품들과 전원을 연결하여, 복수의 전장부품 측으로 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 일정 수치 이상의 전류가 흐르면 단락됨으로써 회로를 차단한다.
차량에는 많은 수의 전장부품들이 있기 때문에 각 전장부품들로 전원이 공급되는 경로마다 퓨즈(10)가 존재하므로 퓨즈(10) 또한 복수로 존재한다. 즉, 에어백, ABS(Anti-lock Brake System) 등의 동작에 필요한 전원이 공급되는 경로마다 별개의 퓨즈(10)가 존재한다.
MCU(20)는 퓨즈(10)의 동작에 따른 출력을 입력받아 퓨즈의 단선을 판단하며, 구체적으로 논리 연산부(22) 및 디코더(24)를 포함한다.
논리 연산부(22)는 퓨즈(10)의 동작에 따른 출력을 입력받아 논리 연산하며, 퓨즈(10)의 정상 동작과 단선 시에 각각 서로 다른 논리 연산 결과를 출력한다.
도 2에 도시된 바와 같이 논리 연산부(22)는 부정(NOT) 게이트 및 논리곱(AND) 게이트를 포함하며, 구체적으로 퓨즈(10)의 신호를 부정 게이트에서 입력받아 반전시켜 출력하고, 논리곱 게이트는 부정 게이트의 출력과 차량 전원 신호를 입력받아 논리 연산한다.
본 실시예에서 논리 연산부(22)의 논리 연산 출력은 아래와 같다.
차량 전원 퓨즈(10) 논리 연산부(22) 출력
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 0
이 때 차량에 전원이 온되면 차량 전원 신호는 1이 입력되고, 전원이 오프되면 차량 전원 신호는 0이 입력된다. 그리고 퓨즈(10)를 통과하여 정상적으로 전원이 전장부품으로 인가될 때 퓨즈(10)는 1을 출력하고, 퓨즈(10)가 단선되어 전원이 전장부품으로 인가되지 못하면 퓨즈(10)는 0을 출력한다.
전술한 대로 논리 연산부(22)의 최종 출력은 논리곱 게이트를 거치므로, 표 1에 나타난 바와 같이 차량 전원 신호로 1이 입력되고 퓨즈(10)로부터 0이 입력될 때만 논리 연산부(22)는 1을 출력한다.
디코더(24)는 논리 연산부(22)의 출력을 디코딩하며, 특히 본 실시예에서의 디코더(24)는 BCD(Binary Coded Decimal)-to-세븐세그먼트(7segment) 디코더인 것을 특징으로 한다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 A, B, C, D의 4비트로 구성된 BCD 값을 입력으로 받아들여 후술하는 출력부(30)에 필요한 a 내지 g의 신호로 디코딩한다.
출력부(30)는 디코더(24)의 디코딩 결과를 출력하며, 특히 본 실시예에서 출력부(30)는 차량의 클러스터(미도시)에 포함된 세븐세그먼트 출력부인 것을 특징으로 하여 디코딩에 따라 단선된 퓨즈(10)의 번호를 출력하여 경고한다.
즉, 본 실시예는 기존의 클러스터에 세븐세그먼트 출력부를 추가하는 형태로 수행되지만, 이에 한정되는 것은 아니므로 별도의 위치에 세븐세그먼트 출력부만을 추가하는 것도 가능하며, AVN(Audio Video Navigation)과 같은 오디오 장치를 통해서 퓨즈(10)가 단락되었음을 청각적으로 경고하는 형태로도 수행될 수 있다.
이 때 MCU(20)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해서 디코딩 결과를 출력부(30)로 전송한다. CAN 통신이란 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로컨트롤러나 장치들이 서로 통신하도록 설계된 표준 통신 규격으로, 차량의 전자 제어 장치들 간에 널리 이용되고 있기 때문에 본 실시예에서는 별도의 장치를 추가할 필요없이 퓨즈(10)의 단선 상태를 출력부(30)로 전송할 수 있다.
세븐세그먼트 출력부는 0에서 9까지의 숫자를 표시하기 위해 만들어진 출력장치로, 막대모양의 발광 다이오드(a 내지 g) 7개가 8자 모양으로 배열되며, 각 발광 다이오드가 점, 소등 됨으로써 10진(Decimal) 숫자를 표시한다.
따라서 출력부(30)는 7개의 발광 다이오드(a 내지 g)의 온, 오프 제어를 위해서 MCU(20)로부터 7비트의 출력을 입력받고 그에 따른 숫자를 출력한다.
특히 본 실시예에서 출력부(30)는 기설정된 기준시간동안 점, 소등을 반복하여 단선된 퓨즈(10)의 번호를 출력하고, 기준시간 이후에는 계속해서 단선된 퓨즈(10)의 번호를 점등하여 출력한다.
즉, 퓨즈(10)의 단선이 발견된 초기에는 단선된 퓨즈(10)의 번호가 깜빡거리면서 출력되도록 하여 운전자의 눈에 더 잘 띄게 하고, 기준시간 이후에는 계속해서 퓨즈(10)가 단선되었음을 출력한다. 이 때 기준시간은 운전자가 자유롭게 설정 가능하다.
본 실시예에서는 디코더(24)로 BCD-to-세븐세그먼트 디코더를 사용하고, 출력부(30)로 세븐세그먼트를 사용함으로써, 저렴한 구성을 통해 단선된 퓨즈(10) 번호를 출력하는 것으로 기재하였으나, 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니므로 도트 매트릭스(Dot Matrix)와 같은 다양한 형태로 퓨즈(10) 번호를 출력할 수 있다.
구체적으로 디코더(24) 입력에 따른 디코딩과, 디코딩 결과를 CAN 통신으로 전송받아 출력부(30)에서 출력되는 숫자는 표 2와 같다. 디코더(24)의 입력단 비트 번호는 최상위 비트(MSB)를 D로, 최하위 비트(LSB)를 A로 설정하여 결정된다. 즉, A는 비트 번호 1, B는 비트 번호 2, C는 비트 번호 4 그리고 D는 8을 나타낸다.
또한 본 실시예에서 퓨즈(10)에 단선이 발생하면 해당 퓨즈(10) 번호를 출력함으로써, 운전자에게 단선된 퓨즈(10)의 교체를 인지시켜야 하므로 퓨즈(10)의 번호와 대응하는 비트 번호를 가진 디코더(24)의 입력단으로 해당 퓨즈(10)에 의한 논리 연산부(22)의 출력이 입력된다.
즉, 번호가 1인 퓨즈(10)에 의한 논리 연산부(22)의 출력은 디코더(24)의 A(0001)단과 연결되고, 번호가 2인 퓨즈(10)에 의한 논리 연산부(22)의 출력은 디코더(24)의 B(0010)단과 연결되며, 번호가 3인 퓨즈(10)에 의한 논리 연산부(22)의 출력은 디코더(24)의 A, B(0011)단 모두와 연결된다.
디코더(24) 입력
(D, C, B, A)		 a b c d e f g 출력부(30) 출력
0000 1 1 1 1 1 1 0 0
0001 0 1 1 0 0 0 0 1
0010 1 1 0 1 1 0 1 2
0011 1 1 1 1 0 0 1 3
0100 0 1 1 0 0 1 1 4
0101 1 0 1 1 0 1 1 5
0110 1 0 1 1 1 1 1 6
0111 1 1 1 0 0 0 0 7
1000 1 1 1 1 1 1 1 8
1001 1 1 1 1 0 1 1 9
표 2의 디코딩에 따른 출력부(30)의 출력의 일례로 디코더(24)의 최하위 비트인 A단과 연결된 번호가 1인 퓨즈(10)의 동작 상태를 출력하는 경우를 살펴보면, A단으로 1이 입력되고, 나머지 비트로는 0이 입력되면 디코딩 결과 디코더(24)의 출력단 b와 c단에서는 1을 출력하고, 나머지 출력단에서는 0을 출력한다.
디코딩 결과를 CAN 통신으로 전송받으면 도 2에 도시된 출력부(30)의 b와 c의 발광 다이오드가 점등되므로 숫자 1이 출력되고, 차량에 착석한 채로 운전자는 번호가 1인 퓨즈(10)가 단선되었음을 육안으로 확인할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션박스를 통하여 3번 퓨즈의 단선시에 이를 출력하는 도면이다.
도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스를 통한 3번 퓨즈 단선시의 출력을 살펴본다.
차량 전원 온 상태에서 3번 퓨즈(10)가 단선된 경우에는 3번 퓨즈(10)로부터 0이 출력되어 논리 연산부(22)로 입력되고, 부정 게이트를 거치면서 1로 반전되므로 논리 연산부(22)는 1을 출력한다.
전술한 바와 같이 3번 퓨즈(10)에 의한 논리 연산부(22)의 출력은 3의 비트 번호를 갖는 디코더(24)의 입력단으로 입력되므로, 논리 연산부(22)의 출력은 A, B단과 연결되어 있다.
그리고 논리 연산부(22)로부터 디코더(24)의 A, B단으로 모두 1이 입력되므로 표 2에서와 같이 디코더(24)의 출력단 중 e, f단을 제외한 모든 단에서 1을 출력하도록 디코딩 되고, 디코딩 결과를 전송받아 도 3에 도시된 바와 같이 출력부(30)는 3을 출력함으로써 운전자에게 3번 퓨즈(10)가 단선되었음 인지시킨다.
구체적으로 출력부(30)는 기준시간 동안 점, 소등을 반복하여 3을 출력하고, 기준시간 이후에는 계속해서 3을 점등하여 출력함으로써 운전자에게 3번 퓨즈(10)가 단선되었음을 인지시킨다.
본 실시예에서 각 퓨즈(10)에 대응한 논리 연산부(22)의 출력은 디코더(24)의 각 입력단과 개별적으로, 구체적으로는 퓨즈(10) 번호에 대응되도록 논리 연산부(22)의 출력과 디코더(24)가 연결되어 있으므로 복수의 퓨즈(10) 중에서 단선이 발생하는 퓨즈(10) 번호를 감지할 수 있다.
또한 본 실시예에서는 단일 세븐세그먼트 출력부만을 예로 들고 있으나, 세븐세그먼트 출력부의 개수를 확장하여 퓨즈(10) 번호를 확장하는 것도 가능하다.
본 실시예에 따르면, 퓨즈(10)의 동작 상태를 감시하여 단선된 퓨즈(10) 번호를 운전자에게 알려줌으로써, 운전자는 교환이 필요한 퓨즈(10)가 무엇인지 인식하고 직접 교환할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 서비스 센터에 차량의 수리를 맡길 필요가 없으므로 수리 지연으로 인한 불편을 해소할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 퓨즈 20: MCU
22: 논리 연산부 24: 디코더
30: 출력부

Claims (6)

  1. 퓨즈의 동작에 관한 정보를 입력받아 퓨즈의 단선을 판단하는 MCU(Micro Controller Unit); 및
    상기 MCU의 판단에 따라 퓨즈의 상태를 출력하는 출력부를 포함하되, 상기 MCU는 상기 퓨즈의 동작에 관한 정보를 입력받아 논리 연산하는 논리 연산부 및 상기 논리 연산부의 출력을 디코딩하는 디코더를 포함하고, CAN(Controller Area Network) 통신을 통해서 상기 디코딩 결과를 상기 출력부로 전송하는 것을 특징으로 하는 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 디코더는 BCD(Binary Coded Decimal)-to-세븐세그먼트(7 segment) 디코더인 것을 특징으로 하는 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 디코딩에 따라 단선된 퓨즈의 번호를 출력하여 경고하는 세븐세그먼트 출력부이고, 상기 세븐세그먼트 출력부는 차량의 클러스터에 포함된 것을 특징으로 하는 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 출력부는 기설정된 기준시간동안 점, 소등을 반복하여 상기 단선된 퓨즈의 번호를 출력하고, 상기 기준시간 이후에는 계속해서 상기 단선된 퓨즈의 번호를 점등하여 출력하는 것을 특징으로 하는 퓨즈의 동작 상태 감지가 가능한 정션 박스.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0855559A (ja) * 1993-12-22 1996-02-27 Barney L Philips フューズ切断指示装置
KR0178152B1 (ko) * 1994-10-24 1999-04-01 정몽원 차량용 퓨즈 단선 표시장치

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