KR101495812B1 - 무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법 - Google Patents

무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무접점 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무접점 스위치 기능을 위한 자계 검출값을 온도에 따라 보정하고, 자계 검출을 위한 내부 구성들의 오류 여부를 검사하고, 오류 발생 시 오류 해제를 위한 오류 처리 동작을 자동으로 수행하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 주기적으로 검출되는 온도에 따라 브레이크의 눌림 정도를 판단할 수 있는 자계량에 대한 기준치를 보정함으로써 온도에 의한 자계량의 변화에 대해 보다 정확한 스위칭 동작을 수행할 수 있는 효과를 가진다.

Description

무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법{Self-diagnosis apparatus and method in non-contacting switch}
본 발명은 무접점 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무접점 스위치 기능을 위한 자계량을 온도에 따라 보정하고, 자계 검출을 위한 내부 구성들의 오류 여부를 검사하고, 오류 발생 시 오류 해제를 위한 오류 처리 동작을 자동으로 수행하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 전자장치에 스위치가 적용되고 있다. 통상 스위치는 물리적인 두 접점의 접촉 여부에 의해 전기적인 신호를 통과 또는 차단하는 역할을 수행한다.
그러나 최근에는 물리적인 두 접점의 물리적인 접촉 없이 스위치의 역할을 하는 무접점 스위치가 개발되어 다양한 전자장치에 적용되고 있다.
도 1은 일반적인 무접점 스위치가 자동차의 브레이크 등 점등 장치에 구성된 경우를 나타낸 도면이다. 이하 도 1을 참조하여 무접점 스위치가 차량에 설치된 경우를 설명한다.
무접점 스위치는 브레이크 페달(10)의 본체(11)와 회전축(15)에 의해 연결되어 페달(13)에 전달되는 힘의 여부에 따라 A와 A'왕복 이동하고 브레이크 페달 샤프트(12)에 일체로 구성되는 자성체 금속(14)과, 브레이크 페달(10)의 본체(11)에서 상기 자성체 금속(14)과 인접한 위치로 연장되는 스위치 연결부(16)의 끝단에 고정 결합되어 상기 자성체 금속(14)에 의해 생성되는 자계의 검출 여부에 따라 브레이크 등 점등 온/오프 신호를 출력하는 스위칭 감지부(20)로 구성된다.
예를 들어 설명하면, 페달(13)에 힘이 가해지지 않은 상태에서는 브레이크 페달 샤프트(12)의 자성체 금속(14)이 스위칭 감지부(20)에 인접하여 위치하므로 일정 크기 이상의 자계가 감지된다. 이때 스위칭 감지부(20)는 브레이크 등 점등 오프 신호를 브레이크 등 제어 회로(미도시)로 출력하여 브레이크 등을 오프 상태로 유지시킬 것이다. 그러나 페달(13)에 힘이 가해져 브레이크 페달 샤프트(12)가 A 위치에서 A'위치로 이동하면 스위칭 감지부(20)는 자성체 금속(14)에서 생성된 자계가 검출되지 않으므로 브레이크가 눌린 것으로 판단하여 브레이크 등 점등 온 신호를 브레이크 등 제어 회로로 출력하여 브레이크 등을 점등시킨다.
그러나 스위칭 감지부(20)에 구성되는 자장 검출 센서는 온도에 따라 그 자계 검출 성능이 변화되어 무접점 스위치가 오동작을 하는 문제점이 있었다. 예를 들어, 무접점 스위치가 브레이크 페달에 적용된 경우, 무접점 스위치의 오동작으로 브레이크 페달을 밟지 않았거나 살짝만 밟았음에도 브레이크 등이 점등되거나 브레이크 페달을 밟았음에도 브레이크 등이 점등되지 않을 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 자성체 금속간의 거리에 의한 스위칭을 감지하기 위한 자계량 기준값이 무접점 스위치의 생산 시 고정되어 출하되므로 무접점 스위치가 적용되는 제품에 적용 시 적용 제품의 동작과 맞지 않는 상황이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 이 경우, 설치자는 새로운 기준값을 적용한 무접점 스위치를 요구하여 제품에 적용하여야 하므로 교체에 많은 시간이 소요되고 번거로운 문제점이 있었다.
또한, 종래 무접점 스위치는 내부의 발진기에서 생성된 발진 신호 및 로딩된 데이터에 대한 어떠한 검증도 수행하지 않으므로, 오류 발생 시 간단히 해결될 수 있는 오류임에도 불구하고, 무접점 스위치 및 무접점 스위치가 적용된 제품이 고장 난 것으로 판단하여 수리를 요청하게 되므로 불필요한 수리비용이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
공개특허 제10-2013-0013352호
따라서 본 발명의 목적은 무접점 스위치 기능을 위한 자계 검출값을 온도에 따라 보정하여 보다 정확한 스위칭 동작을 수행할 수 있는 무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자계 검출을 위한 내부 구성들의 오류 여부를 검사하고, 오류 발생 시 오류 해제를 위한 오류 처리 동작을 자동으로 수행하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무접점 스위치의 스위칭 동작 및 스위칭 인식 자계량을 설정할 수 있는 제어 프로그램을 저장하는 OTP 데이터 저장부를 구비하고, 무접점 스위치가 제품에 적용 시 OTP 데이터 저장부에 저장된 제어 프로그램과 무접점 스위치의 스위칭 동작을 위한 스위칭 인식 자계량 기준치를 OTP 롬에 라이팅할 수 있는 무접점 스위치의 자가 진단 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무접점 스위치의 자가 진단 장치는: 자성체 금속 및 소스전원을 입력받아 구동전원을 생성하여 출력하는 전원부를 포함하는 무접점 스위치에 있어서, 상온을 기준으로 한 일정 온도 단위별 자계량 보정값을 정의하고 있는 온도 보정 테이블을 저장하는 온도 보정 DB; 무접점 스위칭 동작을 위한 자계량 기준치에 대응하는 저속 RC 발진 신호를 생성하여 출력하는 저속 RC 발진기; 무접점 스위치가 설치된 주변의 온도를 측정하여 출력하는 온도 측정부; 상기 자성체 금속과의 거리에 의한 자계량에 대응하는 검출 신호를 출력하는 자장 검출부, 상기 검출 신호에 대응하는 LC 발진 신호를 출력하는 상기 LC 발진부, 및 상기 저속 RC 발진기에서 출력되는 저속 RC 발진 신호와 상기 LC 발진 신호를 비교하여 비교결과에 따른 스위칭 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 스위칭 검출부; 및 상기 온도 측정부에서 측정된 온도에 대응하는 자계량 보정값을 상기 온도 보정 테이블로부터 찾고, 찾아진 자계량 보정값을 상기 LC 발진부 및 RC 발진기에서 출력되는 발진 신호 중 하나에 적용하여 보정한 후 상기 비교부를 통한 비교 동작에 의해 스위칭 동작을 제어하는 온도 보정부를 포함하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: OTP 데이터를 저장하는 OTP 데이터 저장부; 상기 OTP 데이터가 라이팅 되는 OTP 롬; 및 외부기기와 연결되어 상기 OTP 데이터를 라이팅하기 위한 제어 데이터를 입출력하는 OTP 통신부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 OTP 통신부를 통해 OTP 라이팅 개시 및 자계량 기준치 설정 데이터의 입력 시 상기 자계량 기준치 설정 데이터를 반영한 상기 OTP 데이터를 상기 OTP 롬에 라이팅하는 OTP 라이팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: 상기 LC발진부에서 출력되는 LC 발진 신호 출력단에 연결되어 LC 발진 신호의 출력 여부를 모니터링하는 LC 발진 모니터링부를 더 포함하되, 상기 제어부는, LC 발진 트리거 생성 이벤트 발생 시 LC 발진 트리거를 발생하여 상기 LC 발진부로 출력하고, 상기 LC 발진 모니터링부를 통해 상기 LC 발진 트리거에 의해 LC 발진부로부터 LC 발진 신호가 출력되는지를 검사하고, LC 발진 신호가 출력되지 않으면 LC 발진 트리거를 주기적으로 재 출력하여 LC 발진 신호의 발생을 시도하는 오류 처리 동작을 수행하는 LC 발진 이상 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: 제어부로 고속 RC 발진 신호를 제공하는 고속 RC 발진기를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기로부터 발진 신호가 출력되는지를 모니터링하는 RC 발진 이상 검출부 및 상기 OTP 데이터 저장부에 저장된 OTP 데이터와 상기 OTP 데이터 라이팅 및 모드 전환 시 램에 저장되는 OTP 데이터의 CRC 검사 및 일정 주기로 램에 로딩된 OTP 데이터의 패리티 검사를 수행하여 OTP 데이터 저장부에 저장된 데이터와 일치하는지를 검사하는 OTP 데이터 이상 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 RC 발진 이상 검출부는, 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기들 중 하나라도 발진 신호가 출력되지 않으면 전원을 리셋하여 오류 처리 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 OTP 데이터 이상 검출부는, CRC 및 패리티 검사 결과 중 어느 하나라도 오류가 검출되면 해당 데이터를 램에 다시 로딩 후 CRC 또는 패리티 검사를 다시 수행하는 오류 처리 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무접점 스위치의 자가 진단 방법은: 제어부가 전원이 인가되면 온도를 측정하는 온도 측정 과정; 상기 제어부가 측정 온도에 대응하는 자계량 보정값을 온도 보정 테이블에 찾는 자계량 보정값 검색 과정; 상기 제어부가 상기 자계량 보정값을 LC 발진부 및 RC 발진기에서 출력되는 발진 신호 중 하나에 적용하여 보정하는 보정 과정; 및 상기 자계량의 보정 후 비교부를 통한 LC 발진 신호 및 저속 RC 발진 신호의 비교 동작에 의해 스위칭 여부를 판단하는 스위칭 판단 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은: 상기 전원 인가 후 상기 제어부가 LC 발진 트리거 생성 이벤트 발생에 의한 LC 발진 트리거 발생 시 LC 발진부로 LC 발진 신호가 출력되는지를 검사하고, LC 발진 신호가 출력되고 있지 않으면 주기적으로 상기 발진 트리거를 발생시키는 오류 처리 동작을 수행하는 LC 발진 이상 검출 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은: 상기 전원 인가 시, 제어부가 OTP 롬에 OTP 데이터가 라이팅되어 있지 않으면 OTP 데이터 저장부로부터 OTP 데이터를 로딩하여 상기 OTP 롬에 라이팅하는 OTP 데이터 라이팅 과정을 더 포함하되, 상기 OTP 데이터 라이팅 과정은, 상기 전원 인가 시, 제어부가 OTP 롬에 OTP 데이터가 라이팅되어 있는지를 판단하는 OTP 데이터 라이팅 판단 단계; OTP 데이터가 라이팅되어 있지 않고, OTP 통신부를 통해 OTP 데이터 라이팅 개시 및 스위칭 판단을 위한 자성체 금속과의 거리 설정 정보가 입력되면 OTP 데이터 저장부로부터 OTP 데이터를 램에 로딩하는 로딩 단계; 및 상기 OTP 데이터를 상기 램에 로딩 후, 상기 OTP 롬에 라이팅하는 OTP 데이터 라이팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 OTP 데이터 라이팅 과정은: 상기 로딩 단계에서 OTP 데이터가 램에 로딩되면 CRC 검사를 수행하여 오류 검사를 수행하는 CRC 오류 검사 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은: 상기 제어부는 전원 모니터링부를 통해 전원부로부터 공급되는 구동 전압이 구동 전압 범위 내에 있는지를 모니터링하고 및 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기로부터의 발진 신호의 입력 여부를 검사하고, 오류 발생 시 발생된 오류에 대응하는 오류 처리 동작을 수행하는 상시 오류 검사 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 상시 오류 검사 과정에서 상기 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기 중 어느 하나에서 발진 신호가 출력되지 않으면 전원을 리셋하는 오류 처리 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주기적으로 검출되는 온도에 따라 스위칭 여부를 판단하기 위한 자계량을 보정함으로써 온도에 의한 자계량의 변화에 대해 보다 정확한 스위칭 동작을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 OTP 저장수단에 OTP 데이터를 저장하고, OTP 라이팅 수단을 통해 무접점 스위치가 적용되는 제품 또는 그 상위의 제품에 적용 시 자계량 기준값 등의 설정값을 설정할 수 있으므로 해당 적용 제품에 대한 스위칭 동작의 정확성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 상시 또는 이벤트 발생 시 무접점 스위치 내부에서 발생되는 발진 신호 및 데이터들의 오류를 검출하므로 무접점 스위치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 일반적인 무접점 스위치가 적용된 브레이크 페달의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 무접점 스위치의 자가 진단 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무접점 스위치의 자가진단 장치의 자가진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 상시 오류 검출에 따른 무접점 스위치의 자가진단 장치의 자가진단 방법을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 온도에 따른 자계량 기준치 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무접점 스위치의 자가진단 장치의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 장치에서의 자가진단 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무접점 스위치의 자가 진단 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 온도에 따른 자계량 기준치 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 2 및 도 5를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 무접점 스위치는 자가진단장치(100)와 자성체 금속(200)으로 구성된다.
본 발명의 자가진단장치(100)는 무접점 스위치 본체로서 자성체 금속(200)의 거리에 따른 자계량을 검출하고, 스위칭 동작을 수행하기 위해 미리 설정된 자계량 기준치(값)와 비교하고 그 결과에 따라 스위칭 동작을 수행하되, 실시간 온도를 검출하고, 상기 거리에 따라 검출된 자계량 또는 상기 자계량 기준치를 상기 검출된 온도에 대응하는 보정치를 적용하여 스위칭 여부를 판단하고, 판단 여부에 따른 스위칭 신호를 출력한다.
또한, 자가진단장치(100)는 자계량을 검출하기 위해 내부적으로 발생되는 발진기들의 발진 신호 및 데이터들의 오류 발생 여부를 모니터링하고, 오류 발생 시 오류가 발생된 부분에 대한 오류 처리 동작을 자동으로 수행한다.
이러한 자가진단장치(100)는 제어부(110), 저장부(120), 저속 RC 발진기(130), 고속 RC 발진기(140), 전원부(150), 전원 모니터링부(160), 스위칭 검출부(170), 온도 측정부(180), LC 발진 모니터링부(190) 및 OTP 입력부(190)를 포함한다.
제어부(110)는 본 발명에 따른 전반적인 동작을 수행한다. 특히, 제어부(110)는 정확한 스위칭 동작을 위한 실시간 온도 검출에 의한 자계량 보정, 원 타임 프로그래밍(One Time Programming: OTP) 라이팅(Writing) 및 오류 검출 및 그 제어를 위한 전반적인 동작을 제어한다.
저장부(120)는 본 발명에 따른 온도 보상에 의한 스위칭 검출 동작, OTP 라이팅 및 오류 검출 동작을 제어하기 위한 OTP 데이터를 저장하는 OTP 데이터 저장부(122), 상기 OTP 데이터 저장부(122)에 저장된 OTP 데이터가 라이팅되는 OTP 롬(ROM)(123), 제어 프로그램 수행 중 로딩된 OTP 데이터 또는 상기 OTP ROM(123)에 라이팅 시 라이팅될 OTP 데이터를 일시 저장하는 램(RAM)(124)을 포함한다. 상기 OTP 데이터는 검지 거리의 조정, 히스테리시스, 검지거리 범위 설정, 검지 필터 횟수 설정, 오류 검출 시 출력 설정, 출력 설정, LC 발진 안정대기시간 설정, 패리티 비트 및 CRC 데이터 설정 데이터를 포함한다. 또한, 상기 OTP 데이터는 상기 설정 데이터를 설정할 수 있는 제어 프로그램 설치 데이터까지 저장되어 있을 수도 있을 것이다. 후자의 경우, 제어부(110)가 상기 제어 프로그램 설치 데이터를 구동할 수 있는 펌웨어를 가지고 있어야 할 것이다.
저장부(120)는 상기 OTP 롬(123) 및 별도의 쓰고 지울 수 있는 메모리 중 하나에 온도별 자계량 보정값을 정의하고 있는 온도 보정 테이블을 저장하는 온도 보정 DB(121)를 저장한다. 온도 보정 DB(121)에 저장된 온도 보정 테이블은 도 5에서 보이는 바와 같이 상온(25도)을 기준으로 일정 온도 단위로 상하 온도 변화에 따른 보상 값들을 정의한다. 도 5를 예를 들면, 상온(25도)에서의 보상값은 0이고, 80도에서의 보상값은 0.15 감쇄이며, -40도에서의 보상값은 0.15 보상이 될 수 있을 것이다. 여기서는 본 발명에 따른 보상 예가 극명하게 나타나도록 온도 범위를 크게 하여 나타내었다.
저속 RC 발진기(130)는 저항과 커패시턴스를 사용하여 LC 발진부(172)에서 생성되는 LC 발진 신호의 주파수에 대응하는 저속(저주파수)의 발진 신호를 발생시키고, 상기 제어부(110)의 제어를 받아 발진 신호의 진폭을 조절하여 출력한다. 저속 RC 발진기(130)에서 생성되어 출력되는 발진 신호는 본 발명에 따른 자계량 기준치 신호로서 적용된다.
고속 RC 발진기(140)는 저항과 커패시턴스를 사용하여 고속(고주파수)의 발진 신호를 발생한다.
전원부(150)는 차량 배터리와 같은 소스전원을 인가받아 본 발명의 자가진단 장치(100)에 필요한 구동전원으로 변환하여 출력한다.
전원 모니터링부(160)는 상기 전원부(150)에서 출력되는 구동전원을 검출하여 제어부(110)로 출력한다.
스위칭 검출부(170)는 자성체 금속(200)과의 거리에 따른 자장을 검출하고, 그에 따른 검출 신호를 출력하는 자장 검출부(171), 인덕턴스와 커패시턴스를 사용하여 LC 발진 신호를 생성하되 상기 검출 신호에 대응하는 LC 발진 신호를 생성하여 출력하는 LC 발진부(172) 및 상기 LC 발진부(172)에서 출력되는 LC 발진 신호와 상기 저속 RC 발진기(130)에서 출력되는 저속 발진 진호를 입력받아 비교하고 그 결과에 따른 스위칭 신호를 제어부(110)로 출력하는 비교부(173)를 포함한다.
LC 발진 모니터링부(190)는 상기 LC 발진부(172)에서 발생되는 LC 발진 신호를 검출하여 제어부(110)로 출력한다.
온도 측정부(180)는 온도에 따라 저항값이 변하는 사이리스터 등에 의해 온도에 따른 온도 신호를 제어부(110)로 출력한다.
OTP 통신부(191)는 외부 기기와 연결되어 제어부(110)와 외부 기기간의 데이터 통신을 제공하며, 본 발명에 따라 OTP 데이터 저장부(122)에 저장된 제어 프로그램 설치 프로그램의 구동 및 구동 시 자성체 금속(200)과의 거리(자계량 기준치) 설정을 위한 데이터의 입출력을 제공한다. 상기 OTP 통신부(191)의 입출력단자로는 평상 시 IGN 전원과 연결되고, OTP 라이팅 시 데이터 입력단자로서 동작하는 STB(Standby Input Pin)단자가 이용될 수 있을 것이다.
제어부(110)의 상세 구성 및 동작을 설명하면, 제어부(110)는 온도 보정부(111), OTP 라이팅부(112), 오류 검출부(113)을 포함한다.
온도 보정부(111)는 온도 측정부(180)를 통해 외부의 온도를 실시간 모니터링하고, 온도 보정 DB(121)에 저장되어 있는 온도보정 테이블을 참조하여 온도에 따른 자계량 보정 여부를 판단하고, 보정 결정 시 저속 RC 발진기(130) 및 LC 발진부(172)를 제어하여 검출된 온도에 대응하는 보정값이 반영된 RC 발진 신호 또는 LC 발진 신호를 생성하도록 한다.
OTP 라이팅부(112)는 OTP 통신부(191)를 통해 연결된 외부기기로부터 OTP 라이팅 신호 및 설정 신호들이 입력되면 설정 신호에 대응하는 설정값을 반영한 OTP 데이터를 OTP 롬(123)에 라이팅한다. 상술한 바와 같이 OTP 데이터에 제어 프로그램 설치 데이터까지 포함되어 있는 경우, OTP 라이팅부는 상기 제어 프로그램 설치 데이터를 구동할 수 있는 펌웨어를 저장하고 있어야 할 것이다.
오류 검출부(113)는 저속 RC 발진기(130) 및 고속 RC 발진기(140)에서 출력되는 발진 신호의 입력 여부를 모니터링하고, 오류 발생 시 오류 처리 동작을 수행하는 RC 발진 이상 검출부(114), LC 발진부(172)로 트리거 인가 후 OTP 설정값들 중 발진 안정 대기 시간(INT_OSC_WAIT) 경과 후 발진 신호의 출력 여부를 검사하고, 출력 여부에 따른 오류 처리 동작을 수행하는 LC 발진 이상 검출부(115), 상기 전원 모니터링부(160)을 통한 전원전압의 이상여부를 상시 검사하는 전원전압 이상 검출부(116) 및 OTP 데이터의 라이팅 시 램(124)에 라이팅되는 OTP 임시 데이터와 OTP 데이터 저장부(122)에 저장된 OTP 데이터간의 패리티 및 CRC를 검사하여 일치하는지를 검사하고, 그 일치 여부에 따른 오류 처리 동작을 수행하는 OTP 데이터 이상 검출부(117)를 포함한다. 상기 OTP 데이터 이상 검출부(117)는 상기 OTP 라이팅부(112)에 포함될 수도 있을 것이다.
상기 오류 처리 동작은 RC 발진 이상 검출부(114)의 경우, 전원 리셋 등이 될 수 있으며, 표시부 및 부저 등의 오디오부가 구성되는 경우 저속 RC 발진기(130)의 오류인지 고속 RC 발진기(140)의 오류인지를 나타내는 오류 출력 동작 등이 될 수 있을 것이다.
그리고 LC 발진 이상 검출부(115)의 경우, 상기 오류 처리 동작은 정기적인 트리거의 LC 발진부(172)로 출력하여 LC 발진 신호의 재 발진시도 등이 될 수 있을 것이다.
그리고 OTP 데이터 이상 검출부(117)의 경우, 상기 오류 처리 동작은 OTP 데이터 저장부(122)로부터의 OTP 데이터를 램(124)에 재 로딩하는 동작이 될 수 있을 것이다.
도 2에서는 설명하지 않았으나 제어부(110)는 오류 검출 시 검출된 오류 신호에 대응하는 오류 통지 신호를 외부기기 제어수단(예: 차량의 표시장치 및 부저음 등과 같은 경보수단을 제어할 수 있는 전자제어유닛(ECU) 또는 차체제어모듈(BCM))으로 제공하고 외부기기를 통해 오류 정보를 출력하도록 구성될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 무접점 스위치의 자가진단 장치의 자가진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 도 3을 참조하면, 제어부(110)는 전원이 공급되면(S311) OTP 데이터가 OTP 롬(123)에 라이팅되었는지를 검사한다(S313).
검사 결과, OTP 데이터가 라이팅되지 않았으면 제어부(110)는 OTP 라이팅부(112)를 활성화하여 OTP 통신부(191)를 통해 OTP 데이터의 라이팅이 개시되는지, 모드 전환이 발생되는지를 검사한다(S315). 상기 모드 전환이란, STB 단자를 통해 이그니션(Ignition: IGN) 전원이 입력여부에 의한 노멀모드(IGN 전원 미 입력 시) 및 대기모드(IGN 전원 입력 시)의 상호 전환을 의미한다.
OTP 데이터의 라이팅 개시 명령 입력, 및 모드 전환 중 하나가 발생되면 OTP 라이팅부(112)는 OTP 데이터 저장부(122)에서 OTP 데이터를 램(124)으로 로드한(S317) 후, OTP 데이터 저장부(122)에 저장된 데이터와 램(124)에 로드된 데이터의 CRC(Cyclical Redundancy Check) 검사를 수행한다(S319).
상기 CRC 검사 후, OTP 라이팅부(112)는 OTP 데이터 저장부(122)에 저장된 OTP 데이터와 램(124)으로 로드된 OTP 데이터의 CRC가 일치하는지를 검사하여 CRC 정상 여부를 판단한다(S321).
검사 결과, CRC가 일치하지 않으면 OTP 라이팅부(112)는 오류 처리 동작을 수행한다. 오류 처리 동작은 OTP 라이팅부(112)가 OTP 데이터 저장부(122)로부터 OTP 데이터를 램(124)으로 다시 로딩한 후 패리티 검사를 다시 수행한(S323) 후 상술한 바와 같이 램(124)에 로딩된 OPT 데이터의 패리티 검사 결과가 정상인지를 다시 판단하는 동작이 될 수 있을 것이다(S321).
판단결과, 정상이면 OTP 라이팅부(112)는 램(124)에 로딩된 OTP 데이터를 OTP 롬(123)에 라이팅한다(S325).
상기와 같이 OTP 데이터가 라이팅되거나 이전에 라이팅되어 있으면 제어부(110)는 LC 발진 트리거 생성 이벤트가 발생하는지를 검사한다(S327). 상기 LC 발진 트리거 생성 이벤트는 상기 전원 공급(S311) 시, OTP 데이터 라이팅(S325) 후, 후술할 상시 오류 검사에서 전원 차단 후 재공급 시 발생될 수 있을 것이다.
상기 LC 발진 트리거 생성 이벤트가 발생되면 제어부(110)는 LC 발진 이상 검출부(115)를 활성화하고, 활성화된 LC 발진 이상 검출부(115)는 LC 발진부(172)로 LC 발진 트리거를 출력한다(S328).
상기 LC 발진 트리거를 LC 발진부(172)로 출력한 후 LC 발진 이상 검출부(115)는 LC 발진 모니터링부(190)를 통해 LC 발진부(172)로부터 LC 발진 신호가 출력되고 있는지를 검사한다(S329).
검사 결과, LC 발진부(172)로부터 LC 발진 신호가 출력되고 있지 않으면 제어부(110)의 LC 발진 이상 검출부(115)는 LC 발진 모니터링부(190)를 통해 일정 횟수(예: 3회) LC 발진 신호의 출력 여부를 더 검사하고, 그래도 입력되지 않으면 오류 처리 동작, 즉 LC 발진부(172)로 LC 발진 트리거의 주기적인 출력 동작을 수행한다(S327).
반면, LC 발진부(172)로부터 발진 신호가 정상적으로 출력되면 제어부(110)는 오류 검출부(113)의 RC 발진 이상 검출부(114), 전원전압 이상 검출부(116)를 통한 오류 검사 및 오류 처리 루틴을 수행한다(S331). 상기 RC 발진 이상 및 전원전압 이상 검출 방법은 하기 도 4를 참조하여 설명한다.
상기와 같이 오류 검사가 완료되면 제어부(110)의 온도 보정부(111)는 온도 측정부(180)를 통해 온도를 검출하고(S333), 검출된 온도가 정상 동작 범위의 온도인지를 판단한다(S335).
판단결과, 정상 동작 범위의 온도가 아니면 온도 보정부(111)는 온도 보정 DB(121)의 온도 보정 테이블에서 검출된 온도에 대응하는 보정값을 로드하고, 로드된 보정값에 따라 LC 발진부(172)를 제어하여 LC 발진 신호의 진폭을 조절하여 보정하거나, 자계량 기준치에 대한 저속 RC 발진 신호를 출력하는 저속 RC 발진기(130)을 제어하여 RC 발진 신호의 진폭을 조절하여 자계량 기준치를 조절한다(S337).
상기 자계량의 보정 후 스위칭 검출부(170)를 통해 자성체 금속(200)과의 거리에 따른 자계량에 의한 스위칭 기능 동작을 수행하며(S339), 전원이 오프될 때까지(S341) 상기 상시 오류 검사 과정(S331) 이후의 과정을 반복 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 상시 오류 검출에 따른 무접점 스위치의 자가진단 장치의 자가진단 방법을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하여 상시 오류 검출 방법을 설명하면, 우선 제어부(110)는 상기 도 3에서와 같이 LC 발진 신호의 검사 이후, 정상이면 상시 오류 검출을 개시한다(S411).
우선, 제어부(110)는 전원전압 이상 검출부(116)를 활성화하고, 활성화된 전원전압 이상 검출부(116)는 전원 모니터링부(160)를 통해 전원부(150)로부터 공급되는 구동 전압을 측정하고(S413), 측정된 구동 전압이 정상인지를 판단한다(S414). 예를 들어, 구동 전압이 3.8ㅁ0.1[V] 이상일 때 정상 범위를 벗어난 것으로 판단할 수 있을 것이다.
정상이 아니면 전원전압 이상 검출부(116)는 전원부(150)를 제어하여 다른 구성들로의 구동전압 공급을 차단한다(S415).
이에 반해, 구동 전압이 정상 범위 내에 있거나, 정상 범위 내로 복귀하면 전원전압 이상 검출부(116)는 전원부(150)를 제어하여 타 구성들로 구동전압을 제공한다(S416). 그러나 전원전압에 이상이 발생해도 전원을 차단하지 않고 지속적으로 모니터링만을 수행하도록 구성될 수도 있고, 부저음, 표시장치 등과 같은 경보수단을 구비하여 전원전압에 이상이 있음을 무접점 스위치 이용자에게 통지하도록 구성될 수도 있을 것이다.
상기 구동 전압의 공급이 개시되면, 제어부(110)는 RC 발진 이상 검출부(114)를 활성화하고, 활성화된 RC 발진 이상 검출부(114)는 저속 RC 발진기(130) 및 고속 RC 발진기(140) 각각으로부터 발진 신호가 입력되고 있는지를 검사한다(S417, S419).
검사 결과, 둘 중 하나라도 입력되지 않으면 RC 발진 이상 검출부(114)는 상기 두 RC 발진기(130, 140) 중 발진 신호를 출력하는 발진기를 이용하여 오류를 출력한 후 전원부(150)를 제어하여 전원을 리셋하는 오류 처리 동작을 수행한다(S421).
반면, 저속 및 고속 RC 발진기(130, 140) 모두로부터 발진 신호가 입력되면 제어부(10)는 OTP 데이터 이상 검출부(117)를 활성화한다.
활성화된 OTP 데이터 이상 검출부(117)는 램(124)에 로딩되어 있는 OTP 데이터 및 램(124)에 로딩된 OTP 데이터에 대응하는 OTP 데이터 저장부(122)의 OTP 데이터의 패리티를 검사하고(S423), 상기 두 패리티 검사결과가 일치하는지를 검사하여 램(124)에 저장되어 있는 OTP 데이터의 패리티가 정상인지를 판단한다(S427).
판단결과, 비정상이면, OTP 데이터 이상 검출부(117)는 OTP 데이터 저장부(122)로부터 해당 OTP 데이터를 다시 로딩하고, 패리티 검사를 다시 수행한(S429) 후, 정상 여부를 다시 판단한다(S427).
상기 도 4에서는 전원전압 오류, RC 발진기 오류, OTP 데이터 패리티 오류 등의 상시 오류 검사 항목들이 순차적으로 검사되는 경우를 설명하였으나, 순서는 변경될 수도 있고, 각각이 병렬적으로 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 자가 진단 장치 110: 제어부
111: 온도 보정부 112: OTP 라이팅부
113: 오류 검출부 114: RC 발진 이상 검출부
115: LC 발진 이상 검출부 116: 내부전압 이상 검출부
117: OTP 데이터 이상 검출부 120: 저장부
121: 온도 보정 DB 122: OTP 데이터 저장부
123: OTP ROM 124: RAM
130: 저속 RC 발진기 140: 고속 RC 발진기
150: 전원부 160: 전원 모니터링부
170: 스위칭 검출부 171: 자장 검출부
172: LC 발진부 173: 비교부
180: 온도 측정부 190: LC 발진 모니터링부
191: OTP 통신부 200: 자성체 금속

Claims (12)

  1. 자성체 금속 및 소스전원을 입력받아 구동전원을 생성하여 출력하는 전원부를 포함하는 무접점 스위치에 있어서,
    상온을 기준으로 한 일정 온도 단위별 자계량 보정값을 정의하고 있는 온도 보정 테이블을 저장하는 온도 보정 DB;
    무접점 스위칭 동작을 위한 자계량 기준치에 대응하는 저속 RC 발진 신호를 생성하여 출력하는 저속 RC 발진기;
    무접점 스위치가 설치된 주변의 온도를 측정하여 출력하는 온도 측정부;
    상기 자성체 금속과의 거리에 의한 자계량에 대응하는 검출 신호를 출력하는 자장 검출부,
    상기 검출 신호에 대응하는 LC 발진 신호를 출력하는 LC 발진부, 및
    상기 저속 RC 발진기에서 출력되는 저속 RC 발진 신호와 상기 LC 발진 신호를 비교하여 비교결과에 따른 스위칭 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 스위칭 검출부; 및
    상기 온도 측정부에서 측정된 온도에 대응하는 자계량 보정값을 상기 온도 보정 테이블로부터 찾고, 찾아진 자계량 보정값을 상기 LC 발진부 및 RC 발진기에서 출력되는 발진 신호 중 하나에 적용하여 보정한 후 상기 비교부를 통한 비교 동작에 의해 스위칭 동작을 제어하는 온도 보정부를 포함하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    OTP 데이터를 저장하는 OTP 데이터 저장부;
    상기 OTP 데이터가 라이팅 되는 OTP 롬; 및
    외부기기와 연결되어 상기 OTP 데이터를 라이팅하기 위한 제어 데이터를 입출력하는 OTP 통신부를 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 OTP 통신부를 통해 OTP 라이팅 개시 및 자계량 기준치 설정 데이터의 입력 시 상기 자계량 기준치 설정 데이터를 반영한 상기 OTP 데이터를 상기 OTP 롬에 라이팅하는 OTP 라이팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LC발진부에서 출력되는 LC 발진 신호 출력단에 연결되어 LC 발진 신호의 출력 여부를 모니터링하는 LC 발진 모니터링부를 더 포함하되,
    상기 제어부는,
    LC 발진 트리거 생성 이벤트 발생 시 LC 발진 트리거를 발생하여 상기 LC 발진부로 출력하고, 상기 LC 발진 모니터링부를 통해 상기 LC 발진 트리거에 의해 LC 발진부로부터 LC 발진 신호가 출력되는지를 검사하고, LC 발진 신호가 출력되지 않으면 LC 발진 트리거를 주기적으로 재 출력하여 LC 발진 신호의 발생을 시도하는 오류 처리 동작을 수행하는 LC 발진 이상 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    제어부로 고속 RC 발진 신호를 제공하는 고속 RC 발진기를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기로부터 발진 신호가 출력되는지를 모니터링하는 RC 발진 이상 검출부 및
    상기 OTP 데이터 저장부에 저장된 OTP 데이터와 상기 OTP 데이터 라이팅 및 모드 전환 시 램에 저장되는 OTP 데이터의 CRC 검사 및 일정 주기로 램에 로딩된 OTP 데이터의 패리티 검사를 수행하여 OTP 데이터 저장부에 저장된 데이터와 일치하는지를 검사하는 OTP 데이터 이상 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 RC 발진 이상 검출부는,
    저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기들 중 하나라도 발진 신호가 출력되지 않으면 전원을 리셋하여 오류 처리 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 OTP 데이터 이상 검출부는,
    CRC 및 패리티 검사 결과 중 어느 하나라도 오류가 검출되면 해당 데이터를 램에 다시 로딩 후 CRC 또는 패리티 검사를 다시 수행하는 오류 처리 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 장치.
  7. 삭제
  8. 제어부가 전원이 인가되면 온도를 측정하는 온도 측정 과정;
    상기 제어부가 측정 온도에 대응하는 자계량 보정값을 온도 보정 테이블에 찾는 자계량 보정값 검색 과정;
    상기 제어부가 상기 자계량 보정값을 LC 발진부 및 RC 발진기에서 출력되는 발진 신호 중 하나에 적용하여 보정하는 보정 과정; 및
    상기 자계량의 보정 후 비교부를 통한 LC 발진 신호 및 저속 RC 발진 신호의 비교 동작에 의해 스위칭 여부를 판단하는 스위칭 판단 과정을 포함하되,
    상기 전원 인가 후 상기 제어부가 LC 발진 트리거 생성 이벤트 발생에 의한 LC 발진 트리거 발생 시 LC 발진부로 LC 발진 신호가 출력되는지를 검사하고, LC 발진 신호가 출력되고 있지 않으면 주기적으로 상기 발진 트리거를 발생시키는 오류 처리 동작을 수행하는 LC 발진 이상 검출 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전원 인가 시, 제어부가 OTP 롬에 OTP 데이터가 라이팅되어 있지 않으면 OTP 데이터 저장부로부터 OTP 데이터를 로딩하여 상기 OTP 롬에 라이팅하는 OTP 데이터 라이팅 과정을 더 포함하되,
    상기 OTP 데이터 라이팅 과정은,
    상기 전원 인가 시, 제어부가 OTP 롬에 OTP 데이터가 라이팅되어 있는지를 판단하는 OTP 데이터 라이팅 판단 단계;
    OTP 데이터가 라이팅되어 있지 않고, OTP 통신부를 통해 OTP 데이터 라이팅 개시 및 스위칭 판단을 위한 자성체 금속과의 거리 설정 정보가 입력되면 OTP 데이터 저장부로부터 OTP 데이터를 램에 로딩하는 로딩 단계; 및
    상기 OTP 데이터를 상기 램에 로딩 후, 상기 OTP 롬에 라이팅하는 OTP 데이터 라이팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 OTP 데이터 라이팅 과정은,
    상기 로딩 단계에서 OTP 데이터가 램에 CRC 검사를 수행하여 오류 검사를 수행하는 CRC 오류 검사 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 전원 모니터링부를 통해 전원부로부터 공급되는 구동 전압이 구동 전압 범위 내에 있는지를 모니터링하고 및 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기로부터의 발진 신호의 입력 여부를 검사하고, 오류 발생 시 발생된 오류에 대응하는 오류 처리 동작을 수행하는 상시 오류 검사 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상시 오류 검사 과정에서 상기 저속 RC 발진기 및 고속 RC 발진기 중 어느 하나에서 발진 신호가 출력되지 않으면 전원을 리셋하는 오류 처리 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 무접점 스위치의 자가 진단 방법.
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