KR101970988B1 - 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법에 관한 것으로, a) 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나 이상이 고장신호로 출력되며, 상기 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계와, b) 상기 검출신호들(P1,P2) 모두 정상적인 검출신호이면, 검출신호들(P1,P2)의 차를 구하여 그 차가 설정값 이상이며, 상기 설정값 이상의 차가 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계와, c) 상기 a) 단계에서 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되는 경우 또는 b) 단계에서 설정값 이상의 차가 설정시간 이상 지속되는 경우, 센서고장신호와 함께 진단정보를 출력하는 단계를 포함한다.

Description

센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법{Sensor fault detection method using SENT protocol}

본 발명은 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 센서의 검출결과인 압력 또는 온도 검출결과를 이용하여 센서의 이상을 검출하기 위한 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 메인 실린더의 압력을 검출하는 센서, 유압을 검출하는 센서, 엔진 등 주요 장치의 온도를 검출하는 센서 등 다양한 센서들이 설치되어 있다.

종래의 센서들은 압력이나 온도 등 외부 조건에 따른 전압의 변화를 이용하여 해당 조건인 압력이나 온도를 검출하는 것으로, 센서 자체의 이상을 검출하는 방법으로는 출력되는 전압 범위가 측정범위를 벗어난 범위인지를 판단하거나(Out of Range), 오픈(Open) 또는 쇼트(Short)가 발생하였는지의 여부 등 한정적인 고장 정보만을 제공하게 된다.

즉, 센서에서 출력되는 전압의 범위가 검출 범위 이내의 값으로 출력되면, 실제로 센서가 오동작하는 상태에서도 센서의 고장 진단을 할 수 없는 경우가 발생하게 된다.

공개특허 10-2007-0060772호(공개일자 2007년 6월 13일, 차량의 마스터 실린더 압력 센서의 고장 검출 장치 및 방법)에는 마스터 실린더의 압력을 검출하고, 전원 공급이 개시되면 미리 설정된 전기적 특성을 갖는 파워 온 스타트-업 출력 파형의 출력신호를 발생시키는 압력센서와, 상기 출력 신호를 설정된 시간 마다 확인하여, 예상되는 출력 신호의 전기적 특성과 비교하여 오차 범위 이상의 차이가 있으면, 압력 센서의 고장으로 판단하는 장치 및 방법이 기재되어 있다.

그러나 이와 같은 방법으로는 압력센서 자체의 고장인지, 압력센서에 입력되는 전원의 이상인지, 오픈 또는 쇼트의 발생인지 확인할 방법이 없어 적절한 대응을 하기가 어려운 문제점이 있었다.

위의 문제점을 고려하여 최근에는 센트(SENT, Single-Edge Nibble Transmission) 프로토콜을 적용한 센서들이 적용되고 있다.

도 1은 일반적인 센트 프로토콜의 프레임 구조도이다.

도 1을 참조하면 센트 출력 핀을 포함하는 센서에서는 검출 정보를 프레임 단위로 상기 센트 출력 핀을 통해 출력하게 된다.

먼저 동기화 니블(Synchronization nibble, 10)은 한 프레임의 틱타임(tick time)을 정의하는 부분이며, 따라서 동기화 니블(10)에 의하여 프레임의 길이가 가변된다.

또한 상태 니블(Status nibble, 20)은 슬로우 채널 정보를 전송하며, 상기 슬로우 채널 정보는 18개의 상태 니블 프레임을 통해 출력된다.

패스트 채널1(30)과 패스트 채널2(40)는 각각 압력신호1과 압력신호2를 뜻한다. 여기서 측정대상에 따라 압력신호1과 압력신호2는 온도 등의 다른 요소로 변경될 수 있다.

그 다음, CRC(50)는 센트 데이터의 수신이 정상적으로 이루어졌는지 확인하기 위한 것이다.

도 2는 상기 슬로우 채널의 구조도이다.

상기 슬로우 채널은 앞서 설명한 바와 같이 18개의 상태 니블 정보가 순차적으로 조합된 것으로, 상기 18개의 상태 니블 각각은 4비트의 데이터를 포함한다. 이때 4비트의 데이터(상태 비트0 내지 상태 비트3)의 구성을 살펴보면, 상태 비트0(Bit 0)과 비트1(Bit 1)은 오류 검출을 위한 유보영역이고, 상태 비트2(Bit 2)는 6비트의 CRC와 12비트의 데이터를 포함하고, 비트3은 8비트 ID를 포함한다.

이와 같은 구조의 슬로우 채널은 두 개의 온도 검출신호와 진단 메시지를 출력하게 되는데 상기 비트 3의 8비트 ID가 0x10일 때 첫 번째 온도 검출신호를 출력하고, 0x15일 때, 두 번째 온도 검출신호를 출력하고, 0x01일 때 진단정보를 상기 12비트 데이터로 출력한다. 상기 12비트 데이터는 센서의 고장 원인을 제공하는 역할을 하는 것으로 센서 내부의 ASIC에서 보내는 진단 메시지이다.

앞서 설명한 패스트 채널1과 패스트 채널2를 통해 압력신호가 출력되고, 압력신호가 고장시 발생되는 특정한 신호일 때 위의 진단정보를 포함하는 슬로우 채널이 출력된다.

이처럼 종래에는 패스트 채널1(30)과 패스트 채널2(30)를 통해 특정한 고장신호가 발생되었을 때 슬로우 채널이 출력되도록 함으로써, 순간적인 오동작에도 고장신호가 발생하고, 그 진단정보를 출력하도록 구성되어 고장원인을 알 수 없다는 진단정보가 출력되는 경우가 발생할 수 있으며, 이는 신뢰성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 발명의 목적으로 한다.

먼저, 센트 프로토콜의 고장 진단을 이용하여 고장 원인을 쉽게 알 수 있도록 하며, 검출된 압력 또는 온도 등의 이상을 더 정확하게 판단할 수 있는 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법은, a) 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나 이상이 고장신호로 출력되며, 상기 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계와, b) 상기 검출신호들(P1,P2) 모두 정상적인 검출신호이면, 검출신호들(P1,P2)의 차를 구하여 그 차가 설정값 이상이며, 상기 설정값 이상의 차가 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계와, c) 상기 a) 단계에서 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되는 경우 또는 b) 단계에서 설정값 이상의 차가 설정시간 이상 지속되는 경우, 센서고장신호와 함께 진단정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 검출신호들(P1,P2)의 정보를 각각 포함하는 패스트 채널들과 상기 진단정보를 포함하는 슬로우 채널에 대하여 CRC 체크를 수행하여, 상기 패스트 채널 또는 상기 슬로우 채널에 CRC 오류가 있고, CRC 오류가 설정시간 이상 지속되는 경우 상기 c) 단계를 수행하는 d) 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 a) 단계는, 상기 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나가 고장신호인지 판단하는 단계와, 상기 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나가 고장신호로 판단된 상태가 설정시간 이상 지속되는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 b) 단계는, 상기 검출신호들(P1,P2)의 차를 구하고, 그 차가 설정값 이상인지 판단하는 단계와, 상기 검출신호들(P1,P2)의 차가 설정값 이상인 상태가 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 진단정보는, 사용자가 임의의 정보를 출력하도록 설정할 수 있다.

본 발명 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법은, 센서에서 출력되는 패스트 채널1과 패스트 채널2의 출력값이 센서 이상을 나타내는 경우에도, 그 센서 이상의 지속 여부에 따라 고장정보를 출력하도록 함으로써, 순간적인 오동작에 의한 진단정보의 출력에 따른 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 패스트 채널1과 패스트 채널2를 통해 출력되는 측정 압력 또는 온도 정보를 검출하여, 상기 패스트 채널1과 패스트 채널2를 통해 각각 출력된 압력 또는 온도 정보를 비교하여 그 차가 설정된 값 이상이면 센서의 이상으로 판단하여, 전적으로 센서에서 출력되는 고장정보에 의존하지 않음으로써, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 센트 프로토콜의 프레임 구조도이다.
도 2는 슬로우 채널의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법의 순서도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법은, 센서에서 출력되는 센트 프로토콜에서, 패스트 채널1과 패스트 채널2 각각을 통해 출력되는 검출신호(P1,P2)가 고장신호인지 판단하고, 그 검출신호가 고장신호이면 고장신호의 출력이 설정시간 지속되는지 판단하는 단계(S10)와, 상기 S10단계에서 고장신호가 발생되지 않으면, 상기 검출신호(P1,P2)의 값을 비교하여 그 차이가 설정된 값 이상인지 판단하는 단계(S20)와, 상기 S10단계에서 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되거나, 상기 S20단계에서 차이가 설정된 값 이상이면 센서고장신호와 함께 진단정보를 출력하는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법의 구성과 작용에 대하여 더 상세히 설명한다.

먼저, 센트 프로토콜은 앞서 설명한 바와 같이 슬로우 채널과 두 패스트 채널을 포함하고 있으며, 패스트 채널1과 패스트 채널2는 각각 검출 대상의 검출 값을 출력하며, 슬로우 채널은 진단정보를 포함하고 있다. 상기 센서의 센트 프로토콜은 자동차의 전자제어유닛 등의 제어부로 출력된다.

본 발명의 실시예에서는 압력을 검출하는 것으로 설명하지만, 압력이 아닌 온도를 검출하는 것에도 동일하게 적용될 수 있다.

즉, 상기 패스트 채널1을 통해 검출된 압력 검출신호(P1)와 패스트 채널2를 통해 검출된 압력 검출신호(P2)가 출력되는 것으로 설명한다.

먼저, S10단계는 상기 패스트 채널1과 패스트 채널2의 검출신호(P1,P2) 중 적어도 하나가 센서 제조사에서 설정한 고장신호로 출력되는지 확인하는 단계(S11)와, 상기 S11단계의 판단결과 고장신호가 출력되는 것이며, 그 고장신호가 설정시간 이상 유지되는지 확인하는 단계(S12)를 포함한다.

상기 S11단계에서는 검출신호(P1,P2)가 정상적인 압력 검출 데이터가 아닌 센서 제조사 또는 사용자가 설정한 고장신호의 값이 출력되는지 확인한다. 이때 두 검출신호(P1,P2) 모두가 고장신호인지 판단하지 않고, 적어도 하나의 검출신호에 고장신호가 있는지 확인하게 된다.

그 다음, S12단계에서는 상기 검출신호(P1,P2) 중 적어도 하나의 검출신호가 고장신호일 때, 그 고장신호로 출력되는 검출신호의 상태가 설정시간 이상 지속되는지 판단한다.

상기 S12단계의 판단결과 고장신호로 출력되는 검출신호의 상태가 설정시간 이상 지속되는 경우 S30단계와 같이 센서고장신호를 출력함과 아울러 진단정보를 출력하게 된다.

이때의 진단정보는 센서의 스펙에 따라 차이는 있으나 다양한 정보를 포함할 수 있으며, 특히 사용자가 직접 정의하여 임의의 정보를 출력하도록 설정할 수 있다. 이는 자동차에 설치된 센서 이상시 정확한 원인을 쉽게 알 수 있도록 한다.

또한 순간적인 이상의 발생에 의한 센서고장신호의 출력을 방지하여, 종래와 같이 진단정보가 원인 미상인 상태로 출력되는 것을 방지하여 신뢰성 저하를 방지할 수 있게 된다.

상기 S11단계의 판단결과 검출신호(P1,P2) 모두가 고장신호가 아닌 정상적인 압력 검출 값으로 출력되는 경우에는 S20단계를 수행한다.

상기 S20단계는, 상기 검출신호(P1,P2)의 값을 비교하여 그 차가 설정값 이상인지 확인하는 단계(S21)와, 검출신호(P1,P2)의 차가 설정값 이상이면 설정시간 이상 지속되는지를 판단하는 단계(S22)를 포함하여 구성된다.

상기 S21단계에서는 검출 압력의 값을 나타내는 검출신호(P1,P2)를 비교하여 그 차가 설정된 값 이상인지 확인한다. 상기 검출신호는 동일한 프레임의 센트 프로토콜에 포함된 패스트 채널1과 패스트 채널2의 값이며, 검출된 압력의 차가 큰 경우에는 센서의 이상으로 판단할 수 있다. 따라서 검출신호(P1,P2)의 압력차가 설정된 압력 이상인 경우에는 센서의 고장으로 의심할 수 있다.

그 다음, S22단계에서는 상기 검출신호(P1,P2)의 검출 압력차이가 설정된 압력 이상인 상태가 설정시간 이상 지속되는지 확인한다. 이는 순간적인 외부 영향이나 실제 압력의 변화가 있었던 경우에 센서 이상으로 판단하지 않기 위하여 확인하는 과정으로 이해될 수 있다.

상기 S22단계의 판단결과 상기 검출신호(P1,P2)의 검출 압력차이가 설정된 압력 이상인 상태가 설정시간 이상 지속되면, S30단계와 같이 센서고장신호를 출력함과 아울러 진단정보를 출력하게 된다.

이처럼 본 발명은 센트 프로토콜을 사용하는 센서에서 종래와 같이 고장신호가 출력되면 이어서 진단정보를 직접 출력하지 않고, 고장신호의 지속 여부를 확인하여 진단정보를 출력하도록 함과 아울러 고장신호가 출력되지 않는 상황에서도 두 검출신호의 차이와 그 차이의 지속 여부에 따라 진단정보를 출력할 수 있도록 함으로써, 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법의 순서도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법은, 상기 도 3의 실시예의 구성에서 CRC를 체크하여 이상이 있는 경우 상기 S30단계를 수행하는 단계(S40)를 더 포함하여 구성된다.

상기 S40단계는 CRC를 체크하는 단계(S41)와, 상기 CRC 체크 결과 센트 프로토콜에 이상이 있다고 판단되는 경우, 그 센트 프로토콜 이상이 설정시간 이상 지속되는지 판단하는 단계(S42)를 포함한다.

상기 S41단계는 슬로우 채널과 두 패스트 채널 모두에 대하여 CRC 체크를 수행한다. CRC 체크는 수신된 CRC와 연산된 CRC를 비교하여 동일성 여부를 확인하는 것이며, CRC 체크 결과 센트 프로토콜에 이상이 있다고 판단되는 경우에는 S42단계를 수행하게 된다.

상기 S42단계는 CRC 오류가 일시적인 현상인지 확인하기 위한 것이며, 설정시간 이상 CRC 오류가 발생하게 되면, 상기 S30단계의 센서고장신호를 출력함과 아울러 진단정보를 출력하게 된다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. a) 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나 이상이 고장신호로 출력되며, 상기 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계;
   b) 상기 검출신호들(P1,P2) 모두 정상적인 검출신호인 경우, 검출신호들(P1,P2)의 차를 구하여 그 차가 설정값 이상이며, 상기 설정값 이상의 차가 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계;
   c) 상기 a) 단계에서 고장신호의 출력이 설정시간 이상 지속되는 경우 또는 b) 단계에서 설정값 이상의 차가 설정시간 이상 지속되는 경우, 센서고장신호와 함께 진단정보를 출력하는 단계; 및
   d) 상기 검출신호들(P1,P2)의 정보를 각각 포함하는 패스트 채널들과 상기 진단정보를 포함하는 슬로우 채널에 대하여 CRC 체크를 수행하여, 상기 패스트 채널 또는 상기 슬로우 채널에 CRC 오류가 있고, CRC 오류가 설정시간 이상 지속되는 경우 상기 c) 단계를 수행하는 단계를 포함하는 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 a) 단계는,
   상기 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나가 고장신호인지 판단하는 단계; 및
   상기 검출신호들(P1,P2) 중 적어도 하나가 고장신호로 판단된 상태가 설정시간 이상 지속되는지 판단하는 단계를 포함하는 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 b) 단계는,
   상기 검출신호들(P1,P2)의 차를 구하고, 그 차가 설정값 이상인지 판단하는 단계; 및
   상기 검출신호들(P1,P2)의 차가 설정값 이상인 상태가 설정시간 이상 지속되는지 확인하는 단계를 포함하는 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 진단정보는,
   사용자가 임의의 정보를 출력하도록 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법.
   

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