KR102047935B1 - 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법 - Google Patents

차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치는, 하이 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 하이 사이드 드라이버; 하이 사이드 드라이버의 출력전압을 감지하는 출력전압 감지부; 로우 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 로우 사이드 드라이버; 하이 사이드 드라이버의 입력전압을 풀다운 시키는 풀다운 스위치; 풀다운 스위치를 작동시키는 셧다운 드라이버; 및 하이 사이드 드라이버, 로우 사이드 드라이버 및 셧다운 드라이버를 셧다운 진단 순서에 따라 각각 작동시킨 후 출력전압 감지부로부터 출력전압을 입력받아 액추에이터의 셧다운을 진단하는 진단 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING ACTUATOR OF ELECTRONIC CONTROL UNIT FOR VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 긴급 상황에 대비할 수 있도록 크랭킹 단계에서 배터리 전압이 부족하더라도 액추에이터의 셧다운 진단이 가능한 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전자제어장치(ECU)는 엔진, 변속기, 브레이크, 냉각수 수온, 배기압 등에 구비된 각종 센서로부터 신호를 입력받아 운전자에게 상태를 전달하고, 운전자의 조작 명령을 입력받아 차량의 엔진, 변속기, 브레이크 및 각종 램프를 제어하게 된다.
이와 같은 전자제어장치는 연비, 안전성 또는 편의성을 높이기 위한 차량의 핵심 부품으로 다기능화 되고, 첨단화 되고 있다.
자동변속기에는 L/R(Low & Reverse Brake), 2ND(2ND Brake), U/D(Under Drive Clutch), O/D(Over Drive Clutch)의 동력 전달 수단이 제공되며, 이러한 각각의 동력 전달 수단은 밸브 바디에 제공되는 솔레노이드 밸브에 의해 그 작동이 절환되고, 솔레노이드 밸브는 전자제어장치인 TCU(Transmission Control Unit)에서의 구동신호에 의해 구동되어 변속이 이루어진다.
따라서, 이와 같은 전자제어장치의 상태를 진단하여 정상적으로 동작하는지 여부를 정기적으로 점검하는 것이 매우 중요하다. 즉, 주기적인 점검을 통해 차량 고장을 미연에 방지할 뿐만 아니라, 배기가스 등의 환경오염을 방지하는데 매우 유용하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제0577711호(2006.05.10. 공고, 자동 변속기의 고장 진단 방법)에 개시되어 있다.
차량의 전자제어장치에는 긴급 상황이 발생할 경우 안전 상태로 전환하기 위해 액추에이터를 셧다운(shut down) 시키는 동작을 수행하도록 구비되어 있다.
따라서 차량의 시동 시 크랭킹 단계에서 액추에이터의 셧다운 동작이 정상적으로 작동될 수 있는지 진단하는 과정을 수행하고 있다.
여기서 액추에이터의 셧다운 진단은 크랭킹 단계에서 액추에이터를 구동시키는 하이 사이드 드라이버를 통해 온/오프 시킨 후 그 결과를 입력받아 액추에이터의 셧다운을 진단하고 있으나, 소프트웨어 작업의 지연으로 크랭킹 작동 중 배터리 전압이 부족한 영역과 액추에이터의 셧다운 진단이 겹칠 경우에는 전압변화를 통해 진단할 수 없기 때문에 진단 결과를 무시하고 있어 정확한 진단이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
이와 같이 액추에이터를 구동시키는 로우 사이드 드라이버의 출력에는 개방 부하를 검출하기 위한 전류 바이어싱의 누설로 인해 액추에이터의 셧다운 진단을 위한 임계값을 낮출 수 없기 때문에 크랭킹과 같은 배터리 전압이 부족한 영역에서는 셧다운 진단이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 차량의 긴급 상황에 대비할 수 있도록 크랭킹 단계에서 배터리 전압이 부족하더라도 액추에이터의 셧다운 진단이 가능한 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치는, 하이 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 하이 사이드 드라이버; 하이 사이드 드라이버의 출력전압을 감지하는 출력전압 감지부; 로우 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 로우 사이드 드라이버; 하이 사이드 드라이버의 입력전압을 풀다운 시키는 풀다운 스위치; 풀다운 스위치를 작동시키는 셧다운 드라이버; 및 하이 사이드 드라이버, 로우 사이드 드라이버 및 셧다운 드라이버를 셧다운 진단 순서에 따라 각각 작동시킨 후 출력전압 감지부로부터 출력전압을 입력받아 액추에이터의 셧다운을 진단하는 진단 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 진단 제어부는, 셧다운 진단 순서에 따라 로우 사이드 드라이버, 하이 사이드 드라이버 및 셧다운 드라이버의 순서대로 순차적으로 작동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하이 사이드 드라이버의 출력단에 스위치 가능한 풀다운 저항;을 더 포함하고, 진단 제어부는 로우 사이드 드라이버와 함께 풀다운 저항을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 진단 제어부의 액추에이터 셧다운 진단결과를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법은, 진단 제어부가 로우 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 로우 사이드 드라이버를 구동시켜 누설전류를 제거하는 단계; 진단 제어부가 하이 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 하이 사이드 드라이버를 구동시켜 액추에이터에 하이신호를 출력하는 단계; 진단 제어부가 셧다운 드라이버를 구동시켜 하이 사이드 드라이버의 입력단에 접속된 풀다운 스위치를 턴온시키는 단계; 진단 제어부가 하이 사이드 드라이버의 출력전압을 출력전압 감지부로부터 입력받는 단계; 및 진단 제어부가 출력전압의 변화를 기반으로 액추에이터의 셧다운을 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 누설전류를 제거하는 단계는, 진단 제어부가 하이 사이드 드라이버의 출력단에 설치된 풀다운 저항을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 진단 제어부의 액추에이터 셧다운 진단결과를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법은 차량의 긴급 상황에 대비할 수 있도록 크랭킹 단계에서 배터리 전압이 부족하더라도 액추에이터의 누설전류를 제거함으로써, 셧다운 진단을 위한 임계값을 낮출 수 있어 액추에이터의 셧다운을 진단하기 위한 적용범위를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치에 의한 셧다운 진단 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치 및 그 방법을 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 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치에 의한 셧다운 진단 타이밍도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치는, 하이 사이드 드라이버(20), 출력전압 감지부(40), 로우 사이드 드라이버(30), 풀다운 스위치(50), 셧다운 드라이버(60) 및 진단 제어부(10)를 비롯하여 풀다운 저항(80)을 포함할 수 있다.
하이 사이드 드라이버(20)는 액추에이터(70)의 하이 사이드에서 액추에이터(70)에 하이신호를 인가하여 액추에이터(70)를 구동시킬 수 있다.
여기서, 액추에이터(70)는 전자제어장치에 의해 구동되는 자동변속기의 솔레노이드 밸브 등을 포함할 수 있다.
출력전압 감지부(40)는 하이 사이드 드라이버(20)의 출력전압을 감지하여 진단 제어부(10)에 제공함으로써, 진단 제어부(10)에서 출력전압의 변화를 통해 액추에이터(70)의 셧다운을 진단할 수 있도록 한다.
로우 사이드 드라이버(30)는 액추에이터(70)의 로우 사이드에서 액추에이터(70)에 로우신호를 인가하여 액추에이터(70)를 구동시킬 수 있다.
풀다운 스위치(50)는 하이 사이드 드라이버(20)의 입력전압을 풀다운 시켜 액추에이터(70)를 셧다운 시킬 수 있다.
셧다운 드라이버(60)는 과전압/과소전압 체크, 하드웨어 자체 점검, 통신 체크와 같은 안전 기능의 결과에 따라 풀다운 스위치(50)를 작동시켜 액추에이터(70)를 셧다운 시킬 수 있다.
진단 제어부(10)는 하이 사이드 드라이버(20), 로우 사이드 드라이버(30) 및 셧다운 드라이버(60)를 셧다운 진단 순서에 따라 각각 작동시킨 후 출력전압 감지부(40)로부터 출력전압을 입력받아 액추에이터(70)의 셧다운을 진단할 수 있다.
여기서 액추에이터(70)의 셧다운 진단 순서는 로우 사이드 드라이버(30), 하이 사이드 드라이버(20) 및 셧다운 드라이버(60)의 순서대로 순차적으로 작동시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치에 의한 셧다운 진단 타이밍도를 살펴보면, (A)와 같이 로우 사이드 드라이버(30)를 구동시켜 액추에이터(70)의 누설전류를 제거하여 저전압이 되도록 한 후 (B)와 같이 하이 사이드 드라이버(20)를 통해 하이신호를 출력한다. 이후 (C)와 같이 셧다운 드라이버(60)를 구동시켜 풀다운 스위치(50)를 통해 액추에이터(70)를 셧다운 시키게 될 경우 (D)와 같이 하이 사이드 드라이버(20)의 출력전압이 저전압으로 변동되는지 판단하여 액추에이터(70)의 셧다운 진단을 수행할 수 있다.
한편, 풀다운 저항(80)은 로우 사이드 드라이버(30)의 바이어싱 전류에 의한 누설전류를 제거하기 위해 하이 사이드 드라이버(20)의 출력단에 구비된 스위칭 가능한 저항으로써, FET(Field Effect Transistor)의 턴온 저항으로 형성할 수 있다.
따라서 크랭킹 단계에서 액추에이터(70)의 셧다운 진단 시 진단 제어부(10)에서 풀다운 저항(80)을 작동시킴으로써 방전 경로를 형성하여 누설전류를 제거할 수 있도록 한다.
출력부(90)는 진단 제어부(10)의 액추에이터(70) 셧다운 진단결과를 차량의 다른 전자제어장치로 출력하여 액추에이터(70)의 셧다운 진단결과에 이상이 발생할 경우 경고하고 시동이 걸리지 않도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치에 따르면, 차량의 긴급 상황에 대비할 수 있도록 크랭킹 단계에서 배터리 전압이 부족하더라도 액추에이터의 누설전류를 제거함으로써, 셧다운 진단을 위한 임계값을 낮출 수 있어 액추에이터의 셧다운을 진단하기 위한 적용범위를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법에서는 먼저, 크랭킹 단계에서 액추에이터(70)의 셧다운 진단을 위해 진단 제어부(10)가 로우 사이드에서 액추에이터(70)를 구동시키는 로우 사이드 드라이버(30)를 구동시켜 누설전류를 제거한다(S10).
여기서, 하이 사이드 드라이버(20)의 출력단에 스위치 가능한 풀다운 저항(80)이 구비된 경우, 진단 제어부(10)는 풀다운 저항(80)을 각동시켜 방전 경로를 형성함으로써 누설전류를 제거할 수도 있다.
S10 단계에서 누설전류를 제거한 후 진단 제어부(10)는 하이 사이드에서 액추에이터(70)를 구동시키는 하이 사이드 드라이버(20)를 구동시켜 액추에이터(70)에 하이신호를 출력한다(S20).
S20 단계에서 액추에이터(70)에 하이신호를 출력한 후 진단 제어부(10)는 셧다운 드라이버(60)를 구동시켜 하이 사이드 드라이버(20)의 입력단에 접속된 풀다운 스위치(50)를 턴온시켜 액추에이터(70)를 셧다운 시킨다(S30).
S30 단계에서 액추에이터(70)를 셧다운 시킨 후 진단 제어부(100는 하이 사이드 드라이버(20)의 출력전압을 출력전압 감지부(40)로부터 입력받는다(S40).
S40 단계에서 출력전압을 입력받은 후 진단 제어부(10)는 출력전압의 변화를 기반으로 액추에이터(70)의 셧다운을 진단하여 진단결과를 출력한다(S50).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법에 따르면, 차량의 긴급 상황에 대비할 수 있도록 크랭킹 단계에서 배터리 전압이 부족하더라도 액추에이터의 누설전류를 제거함으로써 셧다운 진단을 위한 임계값을 낮출 수 있어 액추에이터의 셧다운을 진단하기 위한 적용범위를 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 진단 제어부 20 : 하이 사이드 드라이버
30 : 로우 사이드 드라이버 40 : 출력전압 감지부
50 : 풀다운 스위치 60 : 셧다운 드라이버
70 : 액추에이터 80 : 풀다운 저항
90 : 출력부

Claims (7)

  1. 하이 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 하이 사이드 드라이버;
    상기 하이 사이드 드라이버의 출력전압을 감지하는 출력전압 감지부;
    로우 사이드에서 상기 액추에이터를 구동시키는 로우 사이드 드라이버;
    상기 하이 사이드 드라이버의 입력전압을 풀다운 시키는 풀다운 스위치;
    상기 풀다운 스위치를 작동시키는 셧다운 드라이버; 및
    상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버 및 상기 셧다운 드라이버를 셧다운 진단 순서에 따라 각각 작동시킨 후 상기 출력전압 감지부로부터 상기 출력전압을 입력받아 상기 액추에이터의 셧다운을 진단하는 진단 제어부;를 포함하되,
    상기 진단 제어부는, 셧다운 진단 순서에 따라 상기 로우 사이드 드라이버를 작동시켜 상기 액추에이터를 구동시켜 누설전류를 제거한 후 상기 하이 사이드 드라이버를 작동시켜 상기 액추에이터를 구동시킨 다음 상기 셧다운 드라이버를 구동시켜 상기 풀다운 스위치를 작동시켜 상기 액추에이터가 셧다운 되도록 순서대로 순차적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 하이 사이드 드라이버의 출력단에 스위치 가능한 풀다운 저항;을 더 포함하고,
    상기 진단 제어부는 상기 로우 사이드 드라이버와 함께 상기 풀다운 저항을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 진단 제어부의 상기 액추에이터의 셧다운 진단결과를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단장치.
  5. 진단 제어부가 로우 사이드에서 액추에이터를 구동시키는 로우 사이드 드라이버를 구동시켜 누설전류를 제거하는 단계;
    상기 진단 제어부가 하이 사이드에서 상기 액추에이터를 구동시키는 하이 사이드 드라이버를 구동시켜 상기 액추에이터에 하이신호를 출력하는 단계;
    상기 진단 제어부가 셧다운 드라이버를 구동시켜 상기 하이 사이드 드라이버의 입력단에 접속된 풀다운 스위치를 턴온시키는 단계;
    상기 진단 제어부가 상기 하이 사이드 드라이버의 출력전압을 출력전압 감지부로부터 입력받는 단계; 및
    상기 진단 제어부가 상기 출력전압의 변화를 기반으로 상기 액추에이터의 셧다운을 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 누설전류를 제거하는 단계는, 상기 진단 제어부가 상기 하이 사이드 드라이버의 출력단에 설치된 풀다운 저항을 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 진단 제어부의 상기 액추에이터의 셧다운 진단결과를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어장치의 액추에이터 진단방법.
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