KR102154278B1 - 고장 진단 회로를 구비한 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

고장 진단 회로를 구비한 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 제어기는, 배터리 전원단과 제 1 노드 사이에 연결되는 제어 트랜지스터, 상기 제어 트랜지스터의 턴-온/턴-오프를 제어하는 마이컴, 및 상기 마이컴으로부터 진단 신호를 수신하고, 저항 분배를 통하여 상기 부하의 고장 상태에 대응하는 피드백 전압을 상기 마이컴으로 전송하고, 상기 제 1 노드와 부하가 연결된 출력단 사이에 연결된 션트 저항에 흐르는 전류를 측정하는 고장 진단 회로를 포함할 수 있다.

Description

고장 진단 회로를 구비한 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법{CONTROLLER HAVING CIRCUIT FOR DIAGNOSISING FAULT OF VEHICLE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 고장 진단 회로 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
릴레이를 비롯한 상부 스위치(high side switch) 제어하는 차량 부하의 고장 발생시, 해당 부하를 제어하는 FET(field effect transistor)를 포함한 디스크리트 회로가 고장 유형을 식별이 못하는 고장 상황이 존재한다. 기존 FET를 이용한 상부 스위치 회로는 고장 발생시 고장 유형 식별뿐만 아니라 고장의 발생 여부를 마이컴(MICOM)에서 진단하지 못하고, 이 때문에 단가가 높은 스마트 IC(integrated circuit)로 회로를 구성하여 IC 내부 로직에 의한 진단으로 마이컴에서 고장을 진단하고 있다.
미국공개특허: US 2004-0221198, 공개일: 2003년 4월 17일, 제목: Automatic error diagnosis. 일본공개특허: JP 1996-220176, 공개일: 1995년 2월 17일, 제목: 고장 진단 시스템. 등록특허: 10-1887903, 등록일: 2016년 11월 11일, 제목: 저항성 센서의 고장 진단 회로 및 진단 방법.
본 발명의 목적은 저렴하면서 다양한 고장 유형을 식별하는 고장 진단 회로를 구비한 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기는, 배터리 전원단과 제 1 노드 사이에 연결되는 제어 트랜지스터; 상기 제어 트랜지스터의 턴-온/턴-오프를 제어하는 마이컴; 및 상기 마이컴으로부터 진단 신호를 수신하고, 저항 분배를 통하여 상기 부하의 고장 상태에 대응하는 피드백 전압을 상기 마이컴으로 전송하고, 상기 제 1 노드와 부하가 연결된 출력단 사이에 연결된 션트 저항에 흐르는 전류를 측정하는 고장 진단 회로를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 마이컴은 상기 피드백 전압 혹은 상기 측정된 전류를 수신하고, 상기 수신된 피드백 전압에 따라 상기 부하의 고장 상태를 진단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 진단 회로는, 배터리 전원단에 연결된 에미터를 갖고 상기 진단 신호에 응답하여 턴-온 되는 제 1 트랜지스터; 상기 제 1 트랜지스터의 콜렉터와 상기 제 1 노드 사이에 연결되는 제 1 저항; 상기 제 1 노드와 상기 피드백 전압을 출력하는 제 2 노드 사이에 연결된 제 2 저항; 및 상기 제 2 노드와 접지단 사이에 연결된 제 3 저항을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 진단 회로는, 상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결된 커패시터를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 진단 회로는, 내부 전원단에 연결된 콜렉터와 상기 제 1 트랜지스터의 베이스에 연결된 에미터, 및 상기 진단 신호를 전달 받는 베이스를 갖는 제 2 트랜지스터; 상기 마이컴으로부터 상기 진단 신호를 전달하는 제 4 저항; 및 상기 제 2 트랜지스터의 에미터와 상기 접지단 사이에 연결된 제 5 저항을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 진단 회로는 상기 제어 트랜지스터를 턴-오프 시킨 후에 상기 피드백 전압을 상기 마이컴으로 출력시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 마이컴은 상기 제어 트랜지스터의 턴-오프 시 로우 레벨의 상기 진단 신호를 상기 고장 진단 회로에 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 진단 회로는 상기 제어 트랜지스터를 턴-온 시킨 후에 상기 피드백 전압을 상기 마이컴으로 출력시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 마이컴은 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 시 하이 레벨의 상기 진단 신호를 상기 고장 진단 회로에 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어 트랜지스터는 MOSFET(metal on silicon field effect transistor)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기의 동작 방법은: 마이컴에서 부하의 배터리 전압을 제공하는 제어 트랜지스터의 턴-오프 상태에서 저항 분배를 이용하여 제 1 피드백 전압을 수신하는 단계; 상기 마이컴에서 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 상태에서 저항 분배를 이용하여 제 2 피드백 전압을 수신하는 단계; 및 상기 마이컴에서 상기 제 1 혹은 제 2 피드백 전압에 따라 상기 부하의 고장 유형을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 마이컴에서 상기 제어 트랜지스터를 턴-온 혹은 턴-오프 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 유형이 SCG(short connected to ground)일 때, 상기 마이컴에서 상기 부하의 과전류 발생을 차단시키는 단계 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 마이컴에서 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 진단 신호를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 제어 트랜지스터와 상기 부하가 연결된 출력단 사이에 연결된 션트 저항에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전류를 측정하는 단계는, 상기 션트 저항의 전압 차이를 증폭시키는 단계; 및 상기 증폭된 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, 부하의 고장 발생시 고장 유형(Short connected to Battery, Short connected to Ground, Open Load)을 식별할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, FET를 이용한 디스크리스트 회로의 구성으로 스마트 IC의 사용 이상의 진단 기능을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, Open 진단을 위한 풀업 저항을 진단 할 때만 연결하여 정상 상황에서 미동작할 때, 전류 소모 경로를 차단시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, Smart IC(integrated circuit)를 이용한 회로 구성보다 가격적인 면에서 저렴하며, 저항 분압비를 이용하여 마이컴이 각 고장 상황을 식별하여 인지할 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 FET 턴-오프시 고장 진단 회로(120)의 진단 과정을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 FET 턴-온 시 고장 진단 회로(120)의 진단 과정을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 고장 진단 회로를 구비한 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, 량에서의 배터리 전압으로 High side 형태로 제어하는 부하의 고장 발생시, 풀업 저항과 출력단의 피드백 회로에 의한 고장별 전압 신호 발생하고, 제어기 마이컴에서 세부 고장 유형을 식별하고, 해당 부하 동작에 대한 조치 및 차량 사용자 상황 인지하여 부하 및 제어기의 소손을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 고장 진단 회로를 구비한 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, 부하의 고장 시 고장 유형(Short to Battery, Short to Ground, Open Load)을 식별할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 고장 진단 회로 및 그것의 동작 방법은, FET를 이용한 디스크리스트 회로의 구성으로 스마트 IC의 사용 이상의 진단 기능을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기 및 그것의 동작 방법은, Open 진단을 위한 풀업 저항을 진단 할때만 연결하여 정상 상황에서 미동작할 때, 전류 소모 경로를 차단시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 고장 진단 회로 및 그것의 동작 방법은, Smart IC(integrated circuit)를 이용한 회로 구성보다 가격적인 면에서 저렴하며, 저항 분압비를 이용하여 마이컴이 각 고장 상황을 식별하여 인지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 차량용 제어기(100)는 제어 트랜지스터(FET), 마이컴(110) 및 고장 진단 회로(120)를 포함할 수 있다.
제어 트랜지스터(FET)는 배터리 전원단(Vb)과 출력단 사이에 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제어 트랜지스터(FET)는 MOSFET(metal on silicon field effect transistor) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, FET는 n 채널 MOSFET를 포함할 수 있다.
마이컴(MICOM, 110)는 차량용 제어기(100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다.
고장 진단 회로(120)는 부하(200)의 고장 발생기 고장 유형을 식별할 수 있도록 구현될 수 있다. 고장 진단 회로(120)는 배터리 전원단(Vb)에 연결된 제 1 트랜지스터(T1), 제어기 내부 전원단(Vdd, 예를 들어 5V 전원단)에 연결된 제 2 트랜지스터, 제 1 트랜지스터(T1)의 콜렉터와 제 1 노드(N1) 사이에 연결된 제 1 저항(R1), 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결된 제 2 저항(R2), 제 2 노드(N2)와 접지단(GND) 사이에 연결된 제 3 저항(R3), 제 2 트랜지스터(T2)의 베이스에 연결된 제 4 저항(R4), 제 1 트랜지스터(T1)의 베이스단과 접지단(GND) 사이에 연결된 제 5 저항(R5), 부하에 포함된 제 6 저항(R6), 제 1 노드(N1)와 출력단(Output) 사이에 연결된 제 7 저항(R7) 및 제 2 노드(N2)와 접지단(GND) 사이에 연결된 제 1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 여기서 출력단(Output)에는 부하(200)가 연결되고, 제 2 노드(N2)는 마이컴(110)에 연결됨으로써 피드백 전압(Vfb)을 마이컴(110)으로 전송하고, 제 1 트랜지스터(T1)의 에미터는 배터리 전원단(Vb)에 연결되고, 제 2 트랜지스터(T2)의 에미터는 제어기 내부 전원단(Vdd)에 연결되고, 제 2 트랜지스터(T2)의 콜렉터는 제 1 트랜지스터(T1)의 베이스에 연결될 수 있다.
실시 예에 있어서, 제 1 트랜지스터(T1)는 P-N-P 트랜지스터를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 2 트랜지스터(T2)는 N-P-N 트랜지스터를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 7 저항(R7)은 션트(shunt) 저항으로써, 약 20mΩ 저항값을 가질 수 있다. 하지만 제 7 저항(R7)의 저항값이 여기에 제한되지 않을 것이다. 제 7 저항(R7)은 션트 전류를 측정하는데 필요한 저항값을 가지면 될 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)는 차량에서의 배터리 전압으로 high side 형태로 제어하는 부하의 고장 발생시, 풀업 저항과 출력단(Output) 의 피드백 회로에 의한 고장별 전압 신호를 발생하고, 마이컴(110)에서 세부 고장 유형을 식별하고, 해당 부하 동작에 대한 조치 및 차량 사용자 상황 인지함으로써 부하(200) 및 제어기(100)의 소손을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)는 부하(200)의 고장 발생시 고장 유형(SCB, SCG, OL 등)을 식별할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)는 FET를 이용한 디스크리스트 회로의 구성으로 smart IC의 사용 이상의 진단 기능을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 다른 차량용 제어기(100)는 오픈 진단을 위한 풀업 저항을 진단 시에만 연결함으로써 정상 상황에서 미동작할 때, 전류 소모 경로를 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)는 smart IC를 이용한 회로 구성 보다 가격적인 면에서 저렴하고, 저항 분배비 계산 및 션트 저항을 통한 전류 측정으로 마이컴(110)이 각 고장 상황을 식별하여 인지할 수 있다.
도 2는 FET 턴-오프시 고장 진단 회로(120)의 진단 과정을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 마이컴(110)은 FET의 게이트를 제어할 수 있다. 마이컴(110)은 FET 턴-오프 시 로우 레벨의 진단 신호(L)를 제 4 저항(R4)에 인가할 수 있다.
첫째로, 부하(200)의 고장 상황이 정상 상태일 때, 제 2 트랜지스터(T2)에 로우 레벨의 신호(L)이 인가된다. 따라서, 제 1 트랜지스터(T1)는 턴-온 될 수 있다. 이 때 피드백 전압(Vfb)은 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112018116635252-pat00001
여기서 R6은 부하에 대응하는 저항이다. 마이컴(110)은 수학식 1의 피드백 전압(Vfb)를 입력 받고, 정상 상태로 진단할 수 있다.
둘째로, 부하(200)의 고장 상황이 SCB(short connected to battery) 상태일 때, 마이컴(110)은 FET 턴-오프 시 로우 레벨의 진단 신호(L)를 제 4 저항(R4)에 인가되고, 로우 레벨의 신호(L)에 응답하여 제 1 트랜지스터(T1)는 턴-온 될 수 있다. 이때, 피드백 전압(Vfb)은 아래의 수학식을 만족할 수 있다.
Figure 112018116635252-pat00002
마이컴(110)은 수학식 2의 피드백 전압(Vfb)를 입력 받고 SCB 발생으로 진단할 수 있다.
셋째로, 부하(200)의 고장 상황이 SCG(short connected to ground) 상태 일 때, 마이컴(110)은 FET 턴-오프 시 로우 레벨의 진단 신호(L)를 제 4 저항(R4)에 인가되고, 로우 레벨의 신호(L)에 응답하여 제 1 트랜지스터(T1)는 턴-온 될 수 있다. 이 때 피드백 전압(Vfb)은 접지 레벨을 갖는다. 마이컴(110)는 접지 레벨의 피드백 전압(Vfb)을 입력 받고 SCG 발생으로 진단할 수 있다.
넷째로, 부하(200)의 고장 상황이 OL(open load) 상태 일 때, 마이컴(110)은 FET 턴-오프 시 로우 레벨의 진단 신호(L)를 제 4 저항(R4)에 인가되고, 로우 레벨의 신호(L)에 응답하여 제 1 트랜지스터(T1)는 턴-온 될 수 있다. 이 때 피드백 전압(Vfb)은 아래의 수학식을 만족할 수 있다.
Figure 112018116635252-pat00003
마이컴(110)은 수학식 3의 피드백 전압(Vfb)을 입력 받고, OL 발생으로 진단할 수 있다.
도 3은 FET 턴-온 시 고장 진단 회로(120)의 진단 과정을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3를 참조하면, FET의 턴-온 시 마이컴(110)은 하이 레벨의 진단 신호(H)를 제 2 트랜지스터(T2)의 베이스에 인가할 수 있다. 이때 제 1 트랜지스터(T1)는 턴-오프 될 것이다.
부하(200)의 고장 상황이 정상 상태일 때, 피드백 전압(Vfb)은 아래의 수학식을 만족할 수 있다.
Figure 112018116635252-pat00004
마이컴(110)은 FET 턴-온 상태에서 수학식 4의 피드백 전압(Vfb)를 입력 받을 때, 정상 상태로 진단할 수 있다.
또한, 부하(200)의 고장 상황이 SCB(short connected to battery) 상태일 때, 피드백 전압(Vfb)은 수학식 4의 그것과 동일할 수 있다. 이때 션트 저항(R7)에 흐르는 동작 전류는 거의 0이기 때문에, 차동 증폭기(122)의 출력 전압도 거의 0 V이다. 이후에 FET를 턴-오프 시키고 피드백 전압(Vfb)을 확인하면, 피드백 전압(Vfb)은 여전히, 수학식 4의 그것과 동일할 것이다. 마이컴(110)은 이 상황을 SCB로 진단할 수 있다.
또한, 부하(200)의 고장 상황이 SCG(short connected to ground) 상태일 때, 마이컴(110)에서 제 2 트랜지스터(T2)로 하이 레벨의 진단 신호(H) 인가함으로써, 제 1 트랜지스터(T1)은 턴-오프 될 것이다. 이 때의 피드백 전압(Vfb)은 접지(GND) 레벨이 될 것이다. 마이컴(110)은 이 상황을 SCB 발생으로 진단하고, 과전류 발생을 차단하도록 조치할 것이다.
또한, 부하(200)의 고장 상황이 OL(open load) 상태일 때, 마이컴(110)에서 제 2 트랜지스터(T2)로 하이 레벨의 진단 신호(H) 인가함으로써, 제 1 트랜지스터(T1)은 턴-오프 될 것이다. 이때 피드백 전압(Vfb)은 수학식 4의 그것과 동일할 것이다. 이때 션트 저항(R7)에 흐르는 동작 전류는 거의 0이기 때문에, 차동 증폭기(122)의 출력 전압도 거의 0 V이다. 이후에 FET를 턴-오프 시키고 피드백 전압(Vfb)을 확인하면, 피드백 전압(Vfb)은 수학식 3의 그것과 동일할 것이다. 마이컴(110)은 이 상황을 OL로 진단할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)는, 저항 분배에 따른 피드백 전압(Vfb)과 션트 저항(R7)에 흐르는 전류를 측정함으로써, 부하의 고장 유형(정상, SCB, SCG, OL)을 식별할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어기(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 차량용 제어기(100)는 다음과 같이 부하 고장을 진단할 수 있다.
마이컴(110)은 FET를 턴-오프 시킨 후, 고장 진단 회로(120)에 로우 레벨의 진단 신호(L)를 인가하고, 저항 분배에 따른 제 1 피드백 전압(Vfb)을 수신할 수 있다(S110). 마이컴(110)은 FET를 턴-온 시킨 후, 고장 진단 회로(120)에 하이 레벨의 진단 신호(H)을 인가하고, 저항 분배에 따른 제 2 피드백 전압(Vfb)을 수신할 수 있다(S120). 마이컴(110)는 FEF의 턴-온/턴-오프에 따라 수신된 제 1 혹은 제 2 피드백 전압(Vfb)을 통하여 부하(200)의 다양한 고장 상태(SCB, SCG, OL 등)를 판별할 수 있다(S130).
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
100: 차량용 제어기
110: 마이컴
120: 고장 진단 회로
R1 ~ R6: 저항
R7: 션트 저항
122: 차동 증폭기
C1: 커패시터
T1, T2: 트랜지스터
FET: 제어 트랜지스터
200: 부하

Claims (16)

  1. 배터리 전원단과 제 1 노드 사이에 연결되는 제어 트랜지스터;
    상기 제어 트랜지스터의 턴-온/턴-오프를 제어하는 마이컴; 및
    상기 마이컴으로부터 진단 신호를 수신하고, 저항 분배를 통하여 부하의 고장 상태에 대응하는 피드백 전압을 상기 마이컴으로 전송하고, 상기 제 1 노드와 부하가 연결된 출력단 사이에 연결된 션트 저항에 흐르는 전류를 측정하는 고장 진단 회로를 포함하고,
    상기 진단 신호는, 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 피드백 전압 혹은 상기 측정된 전류를 수신하고, 상기 수신된 피드백 전압에 따라 상기 부하의 고장 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고장 진단 회로는,
    배터리 전원단에 연결된 에미터를 갖고 상기 진단 신호에 응답하여 턴-온 되는 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터의 콜렉터와 상기 제 1 노드 사이에 연결되는 제 1 저항;
    상기 제 1 노드와 상기 피드백 전압을 출력하는 제 2 노드 사이에 연결된 제 2 저항; 및
    상기 제 2 노드와 접지단 사이에 연결된 제 3 저항을 더 포함하는 차량용 제어기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고장 진단 회로는,
    상기 제 2 노드와 상기 접지단 사이에 연결된 커패시터를 더 포함하는 차량용 제어기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 고장 진단 회로는,
    내부 전원단에 연결된 콜렉터와 상기 제 1 트랜지스터의 베이스에 연결된 에미터, 및 상기 진단 신호를 전달 받는 베이스를 갖는 제 2 트랜지스터;
    상기 마이컴으로부터 상기 진단 신호를 전달하는 제 4 저항; 및
    상기 제 2 트랜지스터의 에미터와 상기 접지단 사이에 연결된 제 5 저항을 더 포함하는 차량용 제어기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고장 진단 회로는 상기 제어 트랜지스터를 턴-오프 시킨 후에 상기 피드백 전압을 상기 마이컴으로 출력시키는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 제어 트랜지스터의 턴-오프 시 로우 레벨의 상기 진단 신호를 상기 고장 진단 회로에 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고장 진단 회로는 상기 제어 트랜지스터를 턴-온 시킨 후에 상기 피드백 전압을 상기 마이컴으로 출력시키는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 시 하이 레벨의 상기 진단 신호를 상기 고장 진단 회로에 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 트랜지스터는 MOSFET(metal on silicon field effect transistor)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기.
  11. 차량용 제어기의 동작 방법에 있어서,
    마이컴에서 부하의 배터리 전압을 제공하는 제어 트랜지스터의 턴-오프 상태에서 저항 분배를 이용하여 제 1 피드백 전압을 수신하는 단계;
    상기 마이컴에서 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 상태에서 저항 분배를 이용하여 제 2 피드백 전압을 수신하는 단계; 및
    상기 마이컴에서 상기 제 1 혹은 제 2 피드백 전압에 따라 상기 부하의 고장 유형을 판별하는 단계를 포함하고,
    상기 마이컴에서 상기 제어 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 진단 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마이컴에서 상기 제어 트랜지스터를 턴-온 혹은 턴-오프 시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 고장 유형이 SCG(short connected to ground)일 때, 상기 마이컴에서 상기 부하의 과전류 발생을 차단시키는 단계 더 포함하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    제어 트랜지스터와 상기 부하가 연결된 출력단 사이에 연결된 션트 저항에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전류를 측정하는 단계는,
    상기 션트 저항의 전압 차이를 증폭시키는 단계; 및
    상기 증폭된 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
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