KR101898204B1 - 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템 및 진단 방법 - Google Patents

범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템 및 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템 및 진단 방법에 관한 발명이다.
본 발명은 일 실시예로 본 발명은 스타터 릴레이의 고장 여부를 진단하고, 상기 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 송신하는 범용 칩이 구비된 제어부, 시동모터 동작 정보, 시동모터의 피드백 전압 정보 및 상기 제어부의 범용 칩에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 수신 및 송신하는 진단 정보 수집부, 상기 진단 정보 수집부에서 수신한 정보를 토대로, 일차적으로 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이를 고장 여부를 진단하는 제1고장 진단부 및 상기 제1고장 진단부 및 상기 진단 정보 수집부로부터 수신한 정보를 토대로, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 최종 진단하는 제2고장 진단부를 포함하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템을 제공한다. 상기의 진단 시스템 및 진단 방법을 제공함으로써, 범용 칩을 활용하면서도 로우 사이드 릴레이의 고장 유형을 명확하게 파악할 수 있고, 종래의 선행기술에 비하여 고장 진단 로직의 적용 범위가 넓다는 장점이 있다.

Description

범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템 및 진단 방법{A Diagnostic system and method for The Breakdown of Low Side Relay of Vehicle starter motor by using a widely used chip}
본 발명은 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이(Low Side Relay)의 고장 여부를 진단하는 시스템 및 그 진단 방법에 관한 발명으로, 보다 구체적으로는 EMS(Engine Management Systems) 업체별 전용 칩을 사용하지 않고, 범용 칩을 사용하면서도 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있는 시스템 및 그 시스템을 이용하는 고장 여부 진단 방법에 관한 발명이다.
차량의 시동모터는 ECU의 제어를 통해 스타터 릴레이에 구동 신호를 입력시키고, 상기 스타터 릴레이는 구동 신호의 전달에 의해, 자력(磁力)으로 스위치를 On 시켜, 시동모터에 전력을 공급하는 과정을 거쳐 구동된다.
스타터 릴레이는 로우 사이드 릴레이와 하이 사이드 릴레이와 전기적으로 연결되며, 로우 사이드 릴레이를 통해 전달되는 시동모터 구동 신호와 하이 사이드 릴레이를 통해 전달되는 시동모터 구동 신호를 모두 수신하는 경우에만 스위치 On 상태가 작동된다.
이로 인해, 로우 사이드 릴레이 혹은 하이 사이드 릴레이 중 어느 하나의 릴레이에 단선 또는 단락이 발생하면 시동모터가 구동될 수 없으므로, 시동모터가 구동되지 않는 경우에는 로우 사이드 릴레이와 하이 사이드 릴레이의 고장 여부를 판단하는 것이 중요하다.
다만, 차량의 시동모터는 차량의 시동을 걸기 위한 특수한 목적으로만 사용되므로, 차량 주행 중에 항상 작동하지 않고, 차량 주행 중 간헐적으로만 구동된다는 특수성이 있으며, 상기와 같은 특수성으로 인하여, 차량의 시동모터를 구동시키는 릴레이의 고장 여부 진단 과정은 다른 릴레이 진단과 달리 범용 칩에서 제공하는 고장 진단 정보가 구체적이지 않아, 제공하는 정보를 직접적으로 반영하기 어렵다.
이에 따라, 각 EMS업체는 차종 별 특수한 진단정보를 반영하기 위한 전용 칩을 제조하여 시동모터 릴레이의 고장 진단의 어려움을 해결하고 있고, EMS 별, 차종 별 전용 칩을 사용함에 따라, 고장 진단 판단 로직 또한 EMS 별, 차종 별 전용 칩에 맞추어 설계할 수 밖에 없었다.
즉, 종래에는 EMS 별, 차량 별로 별도의 전용 칩을 사용하고, 상기 전용 칩에 맞추어 ECU 및 고장 진단 로직을 설계하여 고장 여부를 진단함에 따라, 설계한 고장 진단 로직을 다른 차종의 시동 모터 릴레이 고장 진단에는 적용할 수 없어, 기 설계된 시동모터 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 방법이 활용될 수 있는 범위가 극히 제한되었다.
결과적으로, 별도의 전용 칩을 활용하고, 이에 맞추어 제작된 시동모터 릴레이 고장 진단 로직을 활용하는 것은 릴레이 고장 진단의 어려움을 해결하기 위한 방안이라 보기는 어렵고, 시동 모터 구동 릴레이의 고장 여부 판단의 어려움을 궁극적으로 해결하기 위해서는 EMS 별, 차종 별 전용 칩을 활용하지 않고, 범용 칩을 사용하면서도 릴레이 고장 여부를 명확하게 판단할 수 있는 진단 방법이 요구된다.
일본등록특허(공개번호 : 2011-179398) “스타터 제어 장치” 일본등록특허(공개번호 : 2013-181458) “이상 진단 장치” 한국공개특허(출원번호 : 10-2012-0117767) “아이들 스탑 앤 고 차량에 구비된 스타터 릴레이의 하이 사이드부의 연결상태 진단방법”
본 발명은 종래에 시동 모터 릴레이의 고장(단선, 단락 등)의 판단을 위해 EMS별, 차종 별로 별도의 전용 칩을 활용하여 고장 여부를 진단함에 따라, 차종이 다르거나 EMS 업체가 달라지는 경우 기존에 설계한 고장 진단 로직을 확장 적용하여 고장 진단할 수 없었다는 종래 스타터 릴레이 고장 진단 방법의 한계를 극복하는 것을 목적으로 하며, 상기 목적 달성을 위하여 범용 칩을 활용하면서도 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 상황을 정확하게 진단할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 실시예로 범용 칩을 이용하여 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이(Low side Relay)의 고장 여부를 진단하는 시스템에 있어서, 차량의 시동단계에 변화에 대응되는 전압 변화 정보와 데이터화된 스타터 릴레이의 고장 발생 시 전압 정보를 비교하여 스타터 릴레이의 고장 여부를 진단하고, 상기 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 송신하는 범용 칩이 구비된 제어부; 시동모터 동작 정보, 고장 유형에 따라 달라지는 시동모터의 피드백 전압 정보 및 상기 제어부의 범용 칩에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 수신 및 송신하는 진단 정보 수집부; 상기 진단 정보 수집부에서 수신한 정보를 토대로, 로우 사이드 릴레이의 고장이 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장, 단선(Open) 고장 및 신호 오류(Invalid signal) 고장 중 어떤 고장 유형인지 여부를 일차적으로 진단하는 제1고장 진단부; 및 상기 제1고장 진단부 및 상기 진단 정보 수집부로부터 수신한 정보를 비교하여, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 최종 진단하는 제2고장 진단부;를 포함하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템을 제공한다.
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특히, 상기 제1고장 진단부는 상기 진단 정보 수집부에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보가 고장 조건인지 판단하고, 시동모터의 피드백 전압 정보가 고장 조건으로 판단된 경우에는 하이 사이드 릴레이에 동작 신호가 공급되는지 여부를 확인함으로써, 로우 사이드 릴레이의 단선 고장 여부를 진단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 제2고장 진단부는 상기 제1고장 진단부의 고장 진단 정보와 상기 진단 정보 수집부로부터 수신한 시동모터의 피드백 전압 정보를 비교함으로써, 로우 사이드 릴레이의 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장 및 단선(Open) 고장을 최종 진단할 수 있다.
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본 발명은 또 다른 실시예로, 로우 사이드 릴레이(Low side Relay)의 고장 여부를 진단하는 방법에 있어서, (a) 진단 정보 수집부에서 시동모터 동작 정보, 고장 유형에 따라 달라지는 시동모터의 피드백 전압 정보 및 제어부의 범용 칩을 통해 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 수집하는 진단 정보 수집 단계; (b) 상기 (a) 진단 정보 수집 단계에서 수집한 정보를 토대로, 제1고장 진단부에서 일차적으로 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 진단하는 제1고장 진단 단계; (c) 상기 (b) 제1고장 진단 단계에서 진단한 정보를 토대로, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 최종 진단하는 제2고장 진단 단계;를 포함하며, 상기 (b) 제1고장 진단 단계는 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장인지 확인하는 쇼트 투 배터리 진단 단계; 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장인지 확인하는 쇼트 투 그라운드 고장 진단 단계; 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 단선(Open) 고장인지 확인하는 단선 고장 진단 단계; 및 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 신호 오류(Invalid signal)인지 확인하는 신호 오류 고장 진단 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법을 제공한다.
본 발명의 진단 방법은 (d) 상기 (c) 제2고장 진단 단계에서 최종 진단한 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 결과를 수신하고,
경고등을 통해 상기 수신한 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 결과를 운전자에게 알릴 수 있는 리포팅 단계를 더 포함할 수 있다.
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특히, 상기 단선 고장 진단 단계는 상기 (a) 진단 정보 수집 단계에서 수집한 시동모터 피드백 전압 정보를 고장 조건인지 판단하고, 피드백 전압 정보가 고장 조건인 경우, 하이 사이드 릴레이로 구동 신호가 전달되는 지 여부를 확인함으로써, 로우 사이드 릴레이의 단선 고장 여부를 일차적으로 진단할 수 있다.
아울러, 상기 (c) 제2고장 진단 단계는 상기 제1고장 진단 단계의 로우 사이드 릴레이의 고장 진단 정보와 로우 사이드 릴레이의 고장 유형에 따라 각기 다른 특성을 보이는 상기 (a) 진단 정보 수집 단계에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보를 비교함으로써,
로우 사이드 릴레이의 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장 및 단선(Open) 고장을 최종적으로 진단할 수 있다.
본 발명은 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템 및 진단 방법을 제공함으로써, 종래와 달리 범용 칩을 활용하면서도 로우 사이드 릴레이의 고장 유형을 명확하게 파악할 수 있다. 또한, 범용 칩을 사용함에 따라 차종, EMS와 관계없이 본 발명의 진단 로직을 적용할 수 있어, 종래의 선행기술에 비하여 고장 진단 로직의 적용 범위가 넓다.
도 1은 종래의 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이 고장 여부 진단을 위한 회로도이다.
도 2는 일반적인 차량 시동모터의 구동 원리를 설명하는 도면으로, 도 2 (a)는 시동모터가 구동되지 않는 경우의 스타터 스위치를 나타낸 도면이며, 도 2 (b)는 시동모터가 구동되는 경우의 스타터 스위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이 고장 여부 진단을 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 로우 사이드 릴레이 고장 진단 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 로우 사이드 릴레이 고장 진단 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 로우 사이드 릴레이의 고장 유형을 진단하기 위한 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법에 관한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서, “포함하다.” 또는 “가지다.” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템에 관한 설명에 앞서, 도 1과 도 2를 참조하여 일반적인 차량 시동모터의 구동 원리를 살펴 본다.
도 1은 종래의 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이 고장 여부 진단을 위한 회로도이며, 도 2는 일반적인 차량 시동모터의 구동 원리를 나타낸 도면으로, 도 2 (a)는 시동모터가 구동되지 않는 경우의 시동모터 스위치를 나타낸 도면이며, 도 2 (b)는 시동모터가 구동되는 경우의 시동모터 스위치를 나타낸 도면이다.
차량의 시동모터(100)는 스타터 릴레이(300)에서 구동 신호가 발생하고, 상기 구동 신호가 스타터 스위치(400)로 전달되어, 스위치 On 상태가 됨으로써 구동될 수 있다.
이 때, 스타터 릴레이(300)는 하이 사이드 릴레이(HSR, 310)와 로우 사이드 릴레이(LSR, 320)의 2가지 릴레이로 구성되며, 제어부(200)의 제어에 의해 하이 사이드 릴레이(310)와 로우 사이드 릴레이(320) 각각에서 구동 신호가 발생되며, 하이 사이드 릴레이(310)와 로우 사이드 릴레이(320)는 상기 스타터 스위치(400)에 구동 신호를 전달함으로써 스위치 On 상태로 만들 수 있다.
이 때, 스타터 스위치(400)는 배터리(500)에서 시동모터(100)로의 전력 공급을 온오프(On/Off) 전환할 수 있는 스위치이며, 전력 공급 온오프 전환을 위하여 전자코일(410), 고정 접점(420) 및 가동 접점(430)을 구비한다.
또한, 상기 전자코일(410)은 스타터 릴레이(300)의 하이 사이드 릴레이(310)와 로우 사이드 릴레이(320)에 각각 연결되어, 상기 하이 사이드 릴레이(310)와 로우 사이드 릴레이(320)로부터 시동모터(100) 구동 신호를 수신할 수 있다.
상기 전자코일(410)에 구동 신호가 입력되지 않는 경우에는 도 2 (a)와 같이 떨어져 있던 고정 접점(420)과 가동 접점(430)이 이격되어 있으나, 상기 전자코일(410)에 구동 신호가 입력되면, 상기 전자코일(410)에서 생성되는 자력에 의하여. 도 2 (b)와 같이 맞닿게 된다. 상기와 같이 고정 접점(420)과 가동 접점(430)이 맞닿게 되면, 배터리(440)로부터 시동모터(100)로 전력이 공급되어, 시동모터(100)가 구동될 수 있다.
이 때, 하이 사이드 릴레이(310)와 로우 사이드 릴레이(320) 2개의 릴레이에서 각각 구동 신호가 공급되지 않는다면 상기 전자코일(410)에서 자력이 발생하지 않으므로, 스타터 릴레이(300)의 어느 하나의 릴레이만 고장 나더라도 상기 스타터 스위치(400)를 On 상태로 만들 수 없다.
따라서, 차량의 시동을 걸어도 시동모터(100)가 동작하지 않는 경우에는, 스타터 릴레이(300)의 고장 여부를 우선적으로 진단해야 하며, 종래에는 도 1과 같이 제어부(200) 내에 EMS별, 차종 별 전용 칩(210)을 구비하여 스타터 릴레이(300)의 고장 여부를 진단하려는 시도가 있었다.
종래와 같이 EMS별, 차종 별 전용 칩(210)을 활용하는 경우 스타터 릴레이(300)의 고장 유형을 명확하게 진단할 수는 있으나, 차량이나 EMS의 종류가 다른 경우에는 스타터 릴레이(300) 고장을 판단할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 전용 칩(210)이 아닌 범용으로 사용되는 범용 칩(220)을 활용하여 스타터 릴레이(300)의 고장 여부를 진단하려는 시도도 있었는데, 상기 방식은 차량과 EMS 종류에 관계 없이 모든 스타터 릴레이(300)의 고장 여부를 진단할 수 있다는 장점이 있으나, 스타터 릴레이(300)의 고장의 유형(단락, 단선 등)을 정확하게 판단할 수 없다는 문제가 있었다.
다시 말해, 종래의 선행기술은 각기 장단점이 있어 스타터 릴레이(300)의 고장 여부 진단을 위한 궁극적인 해결책이라 보기 어려웠다.
본 발명은 차종, EMS와 관계없이 범용 칩을 이용하면서도, 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이(Low side Relay)의 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있는 시스템을 제공함으로써 종래 선행기술의 단점을 극복하기 위한 발명이다.
본 발명의 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템은 스타터 릴레이(300)의 고장 여부를 진단하고, 상기 스타터 릴레이(300)의 고장 여부 진단 정보(530)를 송신하는 범용 칩(220)이 구비된 제어부(200), 시동모터 동작 정보(510), 시동모터의 피드백 전압 정보(520) 및 상기 제어부의 범용 칩에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보(530)를 수신 및 송신하는 진단 정보 수집부(500), 상기 진단 정보 수집부(500)에서 수신한 정보를 토대로, 일차적으로 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이를 고장 여부를 진단하는 제1고장 진단부(600) 및 상기 제1고장 진단부(600) 및 상기 진단 정보 수집부(500)로부터 수신한 정보를 토대로, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 여부 및 고장 유형을 최종 진단하는 제2고장 진단부(700)을 포함한다.
도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 시스템의 각 구성에 대하여 살펴보면, 범용 칩(220)이 구비된 제어부(220)는 차량의 시동단계 변화에 대응되는 전압 변화 정보를 토대로, 스타터 릴레이(300)의 단선(Open Loop), 쇼트 투 배터리(Short to Battery), 쇼트 투 그라운드(Short to Ground), 신호 오류(Invalid signal) 등의 고장 여부를 진단하고, 진단 결과를 상기 진단 정보 수집부(500)로 송신한다.
고장이 발생한 경우의 전압 정보는 상기 제어부(200)에 사전에 데이터화되어 있어, 데이터화된 전압 정보를 토대로, 하이 사이드 릴레이(310) 및 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 여부를 진단할 수 있다.
이 때, 차량의 시동단계는 시동 On(Ignition On) 단계, 스타터 릴레이(300, 하이 사이드 릴레이 및 로우 사이드 릴레이) 전체에서의 구동 신호가 발생하는 단계, 로우 사이드 릴레이(320)에서만 구동 신호가 발생하는 단계, 시동 Off(Ignition Off) 단계 순서대로 변화한다.
다음으로, 상기 진단 정보 수집부(500)는 시동모터 동작 인식부로부터 사용자가 시동모터를 동작시켰는지 여부에 대한 시동모터 동작 정보(510), 스타터 릴레이(300)에서 구동신호가 발생됨에 따라 하이 사이드 릴레이(310) 및 로우 사이드 릴레이(320)에 걸리는 시동모터의 피드백 전압 정보(520) 및 상기 제어부(200)의 범용 칩(220)에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보(530)를 수신한다. 아울러, 상기 진단 정보 수집부(500)는 도 3과 같이 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 여부 진단 정보와 하이 사이드 릴레이(310)의 고장 여부 진단 정보를 모두 수집한다.
이 때, 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 유형(예를 들어, 단선, 단락 등)에 따라 상기 진단 정보 수집부(500)에서 수집하는 시동모터의 피드백 전압 정보(520)는 각기 달라지는 것이 특징이며, 상기의 시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 유형에 따라 달라지는 특성을 이용하여 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 여부 및 고장 유형을 파악할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
다음으로, 상기 제1고장 진단부(600)는 시동모터 동작 정보(510), 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 유형에 따라 달라지는 특성을 지닌 시동모터의 피드백 전압 정보(520) 및 상기 제어부의 범용 칩(220)에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보(530) 3가지 정보를 비교함으로써,
상기 로우 사이드 릴레이(320)가 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장, 단선(Open) 고장 및 신호 오류(Invalid signal) 고장 중 어떤 유형의 고장인지 일차적으로 진단할 수 있다.
다시 말해, 상기 제1고장 진단부(600)를 통해 범용 칩(220)에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보(530)가 올바른 정보인지 일차적으로 확인할 수 있다.
이 때, 시동모터가 구동되지 않는 경우와 단선(Open) 고장이 발생된 경우의 시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 동일하므로, 단선(Open) 고장 여부를 확인하기 위해서는 도 6과 같이 우선적으로 상기 진단 정보 수집부(500)에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 고장 조건인지 판단하고,
시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 고장 조건으로 판단된 경우에는 하이 사이드 릴레이(310)로 구동 신호가 전달되는 지 여부를 확인하여, 하이 사이드 릴레이(310)에 구동 신호가 전달된 것으로 판단되면, 시동모터(100)를 구동하기 위한 구동 신호는 전달된 것이므로, 로우 사이드 릴레이(320)의 단선 고장으로 진단할 수 있다.
다음으로, 상기 제2고장 진단부(700)는 상기 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 여부 및 고장 유형을 최종적으로 진단하는 구성요소로써, 상기 제1고장 진단부(600)에서 진단한 고장 진단 정보와 상기 진단 정보 수집부(500)에서 수신한 시동모터의 피드백 전압 정보(520) 중 하이 사이드 릴레이(310)에 걸리는 피드백 전압 정보(520a)를 비교한다.
이 때, 하이 사이드 릴레이(310)에 걸리는 피드백 전압 정보(520a)는 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 유형에 따라 달라지므로, 상기 제1고장 진단부(600)에서 진단한 고장 진단 정보와 하이 사이드 릴레이(310)에 걸리는 피드백 전압 정보(520a)를 비교함으로써,
로우 사이드 릴레이(320)의 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장 및 단선(Open) 고장을 최종적으로 진단할 수 있다.
상기 제2고장 진단부(700)에서 최종적으로 진단한 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 정보는 최종 판단부(800)에 전달되고, 상기 최종 판단부(800)는 로우 사이드 릴레이(320)의 진단 결과를 사용자에게 리포팅(Reportiong) 할 수 있다.
예를 들어, 차량 계기판에 경고등을 점등시켜 사용자에게 고장 진단 결과를 리포팅 할 수 있으나, 상기 예에 한정되는 것은 아니며 사용자에게 고장 진단 결과를 알릴 수만 있다면 어떠한 방식이라도 무관하다.
본 발명은 도 7과 같이 또 다른 실시예로 로우 사이드 릴레이(Low side Relay)의 고장 여부를 진단하는 방법에 있어서, (a) 진단 정보 수집부(300)에서 시동모터 동작 정보, 시동모터의 피드백 전압 정보 및 제어부의 범용 칩을 통해 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 수집하는 진단 정보 수집 단계(S210), (b) 상기 (a) 진단 정보 수집 단계(S210)에서 수집한 정보를 토대로, 제1고장 진단부에서 일차적으로 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 진단하는 제1고장 진단 단계(S220) 및 (c) 상기 (b) 제1고장 진단 단계(S220)에서 진단한 정보를 토대로, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 최종적으로 진단하는 제2고장 진단 단계(S230)를 포함하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 고장 여부 진단 방법은 상기 (c) 제2고장 진단 단계(S230)에서 최종 진단한 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 결과를 수신하고, 계기판 상의 경고등을 통해 상기 수신한 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 결과를 운전자에게 알릴 수 있는 리포팅 단계(S240)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 사용자(운전자)에게 리포팅 방식이 상기 기술한 계기판 상의 경고등에 한정되는 것은 아니며, 사용자에게 로우 사이드 릴레이의 고장 여부를 알릴 수만 있다면 무관하다.
다음으로, 본 발명의 고장 여부 진단 방법의 핵심이 되는 제1고장 진단 단계(S220) 및 제2고장 진단 단계(S230)를 도 5 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 알아본다.
먼저, 상기 (b) 제1고장 진단 단계(S220)는 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장인지 확인하는 쇼트 투 배터리 진단 단계, 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장인지 확인하는 쇼트 투 그라운드 고장 진단 단계, 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 단선(Open) 고장인지 확인하는 단선 고장 진단 단계 및 로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 신호 오류(Invalid signal)인지 확인하는 신호 오류 고장 진단 단계를 포함하며,
앞서 기술한 바와 같이 상기 (a) 진단 정보 수집 단계(S210)에서 수집한 시동모터 동작 정보(510), 로우 사이드 릴레이(320)의 고장 유형에 따라 달라지는 특성을 지닌 시동모터의 피드백 전압 정보(520) 및 상기 제어부의 범용 칩(220)에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보(530) 3가지 정보를 비교함으로써, 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 일차적으로 진단할 수 있다.
시동모터가 구동되지 않는 경우와 단선(Open) 고장이 발생된 경우의 시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 동일하므로, 도 6과 같이 단선 고장 진단 단계는 우선적으로 상기 진단 정보 수집부에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 고장 조건인지 판단하고,
시동모터의 피드백 전압 정보(520)가 고장 조건으로 판단된 경우에는 하이 사이드 릴레이로 구동 신호가 전달되는 지 여부를 확인하여, 하이 사이드 릴레이에 구동 신호가 전달된 것으로 판단되면, 시동모터를 구동하기 위한 구동 신호는 전달된 것이므로, 로우 사이드 릴레이의 단선 고장으로 진단할 수 있다.
다음으로, 상기 (c) 제2고장 진단 단계(S230)는 상기 제1고장 진단 단계(S220)의 로우 사이드 릴레이의 고장 진단 정보와
로우 사이드 릴레이의 고장 유형에 따라 각기 다른 특성을 보이는 상기 (a) 진단 정보 수집 단계(S210)에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보 중 하이 사이드 릴레이에 걸리는 피드백 전압 정보를 비교함으로써, 로우 사이드 릴레이의 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장 및 단선(Open) 고장을 최종적으로 진단할 수 있다.
정리하면, 본 발명은 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템 및 진단 방법을 제공함으로써, 범용 칩을 활용하면서도 로우 사이드 릴레이의 고장 유형을 명확하게 파악할 수 있으며, 아울러 차종, EMS의 종류와 관계없이 본 발명의 고장 진단 로직을 확장 적용할 수 있어, 종래에 비하여 고장 진단 로직의 적용 범위가 넓다는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 시동모터
200 : 제어부
220 : 범용 칩
300 : 스타터 릴레이
310 : 하이 사이드 릴레이
320 : 로우 사이드 릴레이
400 : 스타터 스위치
410 : 전자코일
420 : 고정 접점
430 : 가동 접점
440 : 배터리
500 : 진단 정보 수집부
600 : 제1고장 진단부
700 : 제2고장 진단부
800 : 최종 판단부

Claims (10)

  1. 범용 칩을 이용하여 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이(Low side Relay)의 고장 여부를 진단하는 시스템에 있어서,
    차량의 시동단계에 변화에 대응되는 전압 변화 정보와 데이터화된 스타터 릴레이의 고장 발생 시 전압 정보를 비교하여 스타터 릴레이의 고장 여부를 진단하고, 상기 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 송신하는 범용 칩이 구비된 제어부;
    시동모터 동작 정보, 고장 유형에 따라 달라지는 시동모터의 피드백 전압 정보 및 상기 제어부의 범용 칩에서 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 수신 및 송신하는 진단 정보 수집부;
    상기 진단 정보 수집부에서 수신한 정보를 토대로, 로우 사이드 릴레이의 고장이 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장, 단선(Open) 고장 및 신호 오류(Invalid signal) 고장 중 어떤 고장 유형인지 여부를 일차적으로 진단하는 제1고장 진단부; 및
    상기 제1고장 진단부 및 상기 진단 정보 수집부로부터 수신한 정보를 비교하여, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 최종 진단하는 제2고장 진단부;를 포함하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1고장 진단부는 상기 진단 정보 수집부에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보가 고장 조건인지 판단하고,
    시동모터의 피드백 전압 정보가 고장 조건으로 판단된 경우에는 하이 사이드 릴레이로 구동 신호가 전달되는 지 여부를 확인함으로써,
    로우 사이드 릴레이의 단선 고장 여부를 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2고장 진단부는 상기 제1고장 진단부의 고장 진단 정보와 상기 진단 정보 수집부로부터 수신한 시동모터의 피드백 전압 정보를 비교함으로써,
    로우 사이드 릴레이의 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장 및 단선(Open) 고장을 최종 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 시스템.
  6. 제 1항, 제 4항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 범용 칩을 통해 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이 고장 여부를 진단할 수 있는 시스템을 활용하여 로우 사이드 릴레이(Low side Relay)의 고장 여부를 진단하는 방법에 있어서,
    (a) 진단 정보 수집부에서 시동모터 동작 정보, 고장 유형에 따라 달라지는 시동모터의 피드백 전압 정보 및 제어부의 범용 칩을 통해 진단한 스타터 릴레이의 고장 여부 진단 정보를 수집하는 진단 정보 수집 단계;
    (b) 상기 (a) 진단 정보 수집 단계에서 수집한 정보를 토대로, 제1고장 진단부에서 일차적으로 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 진단하는 제1고장 진단 단계;
    (c) 상기 (b) 제1고장 진단 단계에서 진단한 정보를 토대로, 스타터 릴레이 중 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 및 고장 유형을 최종 진단하는 제2고장 진단 단계;를 포함하며,
    상기 (b) 제1고장 진단 단계는,
    로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장인지 확인하는 쇼트 투 배터리 진단 단계;
    로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장인지 확인하는 쇼트 투 그라운드 고장 진단 단계;
    로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 단선(Open) 고장인지 확인하는 단선 고장 진단 단계; 및
    로우 사이드 릴레이의 고장 유형이 신호 오류(Invalid signal)인지 확인하는 신호 오류 고장 진단 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    (d) 상기 (c) 제2고장 진단 단계에서 최종 진단한 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 결과를 수신하고,
    경고등을 통해 상기 수신한 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 결과를 운전자에게 알릴 수 있는 리포팅 단계;
    를 더 포함하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 단선 고장 진단 단계는 상기 (a) 진단 정보 수집 단계에서 수집한 시동모터 피드백 전압 정보를 고장 조건인지 판단하고,
    피드백 전압 정보가 고장 조건인 경우, 하이 사이드 릴레이로 구동 신호가 전달되는 지 여부를 확인함으로써,
    로우 사이드 릴레이의 단선 고장 여부를 일차적으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 (c) 제2고장 진단 단계는 상기 (b) 제1고장 진단 단계의 로우 사이드 릴레이의 고장 진단 정보와
    로우 사이드 릴레이의 고장 유형에 따라 각기 다른 특성을 보이는 상기 (a) 진단 정보 수집 단계에서 수집한 시동모터의 피드백 전압 정보를 비교함으로써,
    로우 사이드 릴레이의 쇼트 투 배터리(Short to Battery) 고장, 쇼트 투 그라운드(Short to Ground) 고장 및 단선(Open) 고장을 최종적으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 칩을 통한 차량 시동모터의 로우 사이드 릴레이의 고장 여부 진단 방법.
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