KR102303674B1 - 제어 유닛을 위한 전력 공급 디바이스 및 전력 공급 모니터링 방법 - Google Patents

제어 유닛을 위한 전력 공급 디바이스 및 전력 공급 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량(100)을 위한 제어 유닛(102)에 대해 전력을 공급하기 위한 디바이스(104)에 관한 것으로서, 제 1 연결부(110), 제 2 연결부(112) 및 스타 포인트(star point)(114), 제 1 연결부(110)와 스타 포인트(114) 사이에 연결된 제 1 스위치(116), 제 2 연결부(112)와 스타 포인트(114) 사이에 연결된 제 2 스위치(118), 제 1 측정 접점(120), 제 2 측정 접점(122), 디바이스(104)의 테스트 상태에 응답하여, 스위치(116, 118) 중 하나를 개방 상태로 유지하고 스위치(116, 118) 중 다른 하나를 폐쇄 상태로 유지하도록 설계되는 제어 장치(124), 및 디바이스(104)가 테스트 상태에 있을 때 제 1 측정 값(264) 및 제 2 측정 값(266)을 사용하여 모니터링 신호(130)를 제공하도록 설계되는 모니터링 장치(126)를 포함한다.

Description

제어 유닛을 위한 전력 공급 디바이스 및 전력 공급 모니터링 방법
본 발명은 제어 유닛을 위한 전력 공급 디바이스, 제어 유닛 및 전력 공급 모니터링 방법에 관한 것이다.
차량은 예를 들어 안전 관련 기능을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. 이러한 제어 유닛은 안정적인 에너지 공급을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 제어 유닛을 위한 개선된 전력 공급 디바이스, 개선된 제어 유닛 및 개선된 전력 공급 모니터링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 독립 청구항의 특징을 포함하는 제어 유닛을 위한 전력 공급 디바이스, 제어 유닛 및 전력 공급 모니터링 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 개선예는 후속하는 종속 청구항으로부터 명백해질 것이다.
차량용 제어 유닛을 위한 전력 공급 디바이스는 다음의 특징들:
제 1 전력 공급 경로를 위한 제 1 연결부, 제 2 전력 공급 경로를 위한 제 2 연결부, 및 제 1 전력 공급 경로와 제 2 전력 공급 경로를 연결하기 위한 스타 포인트(star point);
제 1 접점 및 제 2 접점을 갖는 제 1 스위치 - 제 1 접점은 제 1 연결부에 연결되고 제 2 접점은 스타 포인트에 연결됨 - , 및 제 1 접점 및 제 2 접점을 갖는 제 2 스위치 - 제 1 접점은 제 2 연결부에 연결되고 제 2 접점은 스타 포인트에 연결됨 - ;
제 1 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 1 측정 값을 검출하기 위한 제 1 측정 접점, 및 제 2 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 2 측정 값을 검출하기 위한 제 2 측정 접점;
디바이스의 테스트 상태에 응답하여, 스위치 중 하나를 개방 상태로 유지하고 스위치 중 다른 하나를 폐쇄 상태로 유지하도록 설계되는 제어 장치; 및
디바이스가 테스트 상태에 있을 때, 제 1 측정 값 및 제 2 측정 값을 사용하여 모니터링 신호를 제공하도록 설계되는 모니터링 장치를 포함한다.
차량은 예를 들어 승객을 운송하거나 또는 물품을 운송하기 위한 차량일 수 있다. 예를 들어, 차량은 자동차, 전기 차량 또는 철도 차량일 수 있다. 제어 유닛은 예를 들어 인터페이스를 통해 센서 신호를 판독하고 센서 신호를 사용하여 인터페이스를 통해 차량의 기능을 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있는 전기 유닛일 수 있다. 두 개의 전력 공급 경로는 중복 전력 공급 경로를 나타낼 수 있다. 따라서, 제어 유닛의 작동에 필요한 공급 전압은 제 1 연결부 및 제 2 연결부 모두에 인가될 수 있거나, 또는 제어 유닛의 작동에 필요한 공급 전류는 제 1 연결부 및 제 2 연결부 모두를 통해 흐를 수 있다. 스위치는 폐쇄 상태에서 스위치의 접점들 사이에 전류 흐름을 허용할 수 있고, 개방 상태에서는 이러한 전류 흐름을 차단할 수 있다. 측정 값은 전압 값일 수 있다. 전압 값은 대응하는 전력 공급 경로의 전압 전위에 대응하거나 또는 전압 전위에 의존할 수 있다. 디바이스의 테스트 상태에서, 전력 공급 경로 또는 전력 공급 경로 중 적어도 하나는 예를 들어 단락에 의해 야기되는 고장의 존재에 대해 검사될 수 있다. 스위치를 구동하기 위해, 제어 장치는 스위치에 대한 인터페이스에 적어도 하나의 제어 신호를 제공하도록 설계될 수 있다. 모니터링 장치는 전력 공급 경로 중 적어도 하나에서 고장의 존재를 검출할 수 있기 위해 측정 값을 평가하도록 설계될 수 있다. 이를 위해 측정 값은 서로 결합될 수 있다. 모니터링 신호는 전력 공급 경로 중 적어도 하나에서 고장이 없는 상태 또는 고장을 표시하도록 설계될 수 있다. 테스트 상태는 예를 들어 기동 전에 또는 디바이스의 작동 중에 잠시 동안 디바이스에 의해 취해질 수 있다.
디바이스는 제 1 연결부와 스타 포인트 사이의 제 1 스위치에 대해 병렬로 연결되는 다이오드(예를 들어, FETs의 바디 다이오드)를 포함할 수 있다. 따라서, 디바이스는 제 2 연결부와 스타 포인트 사이의 제 2 스위치에 대해 병렬로 연결되는 다른 다이오드(예를 들어, FETs의 바디 다이오드)를 포함할 수 있다. 다이오드는 각각의 스위치가 개방되어 있는 경우에도 스타 포인트와 각각의 연결부 사이에 전류가 흐르는 것을 가능하게 한다. 다이오드는 개별 요소로서 형성될 수 있거나 또는 다이오드 및 각각의 스위치를 포함하는 회로 장치의 일부로서 형성될 수 있다.
제어 장치는 디바이스의 기동에 응답하여 스위치를 폐쇄하도록 설계될 수 있다. 이러한 방식으로, 스타 포인트와 연결부들 사이의 저항이 최소화된다. 디바이스가 정지되면 제어 장치는 스위치를 개방하도록 설계될 수 있다.
제어 장치는 테스트 상태의 제 1 단계 동안 제 1 스위치를 개방 상태로 유지하고 제 2 스위치를 폐쇄 상태로 유지하도록 설계될 수 있다. 테스트 상태의 제 2 단계 동안, 제어 장치는 제 1 스위치를 폐쇄 상태로 유지하고 제 2 스위치를 개방 상태로 유지하도록 설계될 수 있다. 제 1 단계 및 제 2 단계는 임의의 순서로 시간적으로 직접 연속될 수 있거나 또는 시간적으로 서로 이격될 수 있다. 제 1 스위치 및 제 2 스위치가 교호식으로 개방되고 각각의 다른 스위치는 폐쇄됨으로써, 전력 공급 경로는 교호식으로 검사될 수 있다.
스타 포인트는 제어 유닛의 전기 회로에 대한 접지 연결부를 나타낼 수 있다. 따라서, 전력 공급 경로는 접지 전력 공급 경로, 소위 GND 전력 공급 경로 또는 짧은 GND 경로일 수 있다. 대안적으로 스타 포인트에는 다른 전압 전위가 할당할 수도 있다.
모니터링 장치는 전력 공급 경로의 전압 전위 사이의 편차를 결정하기 위해 제 1 측정 값과 제 2 측정 값을 서로 비교하도록 설계될 수 있다. 이 경우 모니터링 신호는 편차를 나타낼 수 있다. 비교를 통해, 전력 공급 경로 중 하나에 의도된 전압 전위가 없다는 것이 간단한 방식으로 확인될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 측정 접점은 제 1 연결부와 제 1 스위치의 제 1 접점 사이의 제 1 연결 라인 상에 배치될 수 있다. 그에 상응하게, 제 2 측정 접점은 제 2 연결부와 제 2 스위치의 제 1 접점 사이의 제 2 연결 라인 상에 배치될 수 있다. 이는 매우 간단한 구현을 가능하게 한다.
디바이스는 전압 전위를 제공하기 위한 제 3 연결부를 포함할 수 있다. 또한, 디바이스는 적어도 제 1 저항 및 제 1 다이오드를 포함하고 제 3 연결부를 제 1 연결부에 연결하는 제 1 스터브(stub), 및 적어도 제 2 저항 및 제 2 다이오드를 포함하고 제 3 연결부를 제 2 연결부에 연결하는 제 2 스터브를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제 1 측정 접점은 제 1 스터브 상에 배치되고 제 2 측정 접점은 제 2 스터브 상에 배치될 수 있거나, 또는 대응되는 스터브와 결합될 수 있다. 저항은 제 1 연결부와 제 3 연결부 사이의 그리고 제 2 연결부와 제 3 연결부 사이의 전압차를 검출하는 것을 가능하게 한다. 전력 공급 경로가 고장 나지 않았다면, 개별 경로에서의 저항 및 전류의 크기가 동일한 경우, 전압차는 동일해야 한다.
차량을 위한 제어 유닛은 제어 유닛에 전력을 공급하기 위한 위에서 설명한 디바이스를 포함할 수 있다. 디바이스는 이 경우 제어 유닛에 통합될 수 있는데, 예를 들어 제어 유닛을 둘러싸는 하우징 내부에 배치될 수 있다. 유리하게는, 디바이스를 사용하여, 제어 유닛의 에너지 공급에 고장이 있는 때가 검출되어 디스플레이될 수 있다.
차량을 위한 제어 유닛에 대한 전력 공급을 모니터링하기 위한 방법으로서, 이러한 전력 공급은 제 1 전력 공급 경로를 위한 제 1 연결부, 제 2 전력 공급 경로를 위한 제 2 연결부 및 제 1 전력 공급 경로와 제 2 전력 공급 경로를 연결하기 위한 스타 포인트, 그리고 제 1 접점 및 제 2 접점을 갖는 제 1 스위치 - 제 1 접점은 제 1 연결부에 연결되고 제 2 접점은 스타 포인트에 연결됨 - , 및 제 1 접점 및 제 2 접점을 갖는 제 2 스위치 - 제 1 접점은 제 2 연결부에 연결되고 제 2 접점은 스타 포인트에 연결됨 - , 그리고 제 1 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 1 측정 값을 검출하기 위한 제 1 측정 접점, 및 제 2 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 2 측정 값을 검출하기 위한 제 2 측정 접점을 사용하여 수행되고, 상기 방법은 다음 단계들:
스위치 중 하나를 개방 상태로 유지하고 스위치 중 다른 하나를 폐쇄 상태로 유지하도록 적어도 하나의 제어 신호를 스위치에 대한 인터페이스에 제공하는 단계; 및
제 1 측정 값 및 제 2 측정 값 판독하는 단계; 및
측정 값을 사용하여 모니터링 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 제시된 접근 방법의 실시예들은 도면에 도시되어 있고, 다음의 상세한 설명에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스를 구비한 제어 유닛을 구비하는 차량의 개략도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스를 구비하는 제어 유닛의 회로도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스의 회로도를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스의 회로도를 도시한다.
도 5는 일 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서, 다양한 도면에 도시되어 유사하게 작용하는 요소들에 대해서는 동일하거나 또는 유사한 참조 번호가 사용되며, 여기서 이러한 요소들에 대한 반복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스(104)를 구비한 제어 유닛(102)을 구비하는 차량(100)의 개략도를 도시한다. 예를 들어, 제어 유닛(102)은 운전 보조 기능 또는 차량(100)을 작동시키기 위해 필요한 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(104)는 제 1 전력 공급 경로를 위한 제 1 연결부(110), 제 2 전력 공급 경로를 위한 제 2 연결부(112) 및 제 1 전력 공급 경로와 제 2 전력 공급 경로를 연결하기 위한 스타 포인트(114)를 포함한다. 연결부(110, 112)는 이 실시예에 따르면 제어 유닛(102)과 전기적으로 접촉하기 위한 인터페이스로서 설계된다. 스타 포인트(114)는 제어 유닛(102) 내부에 배치된다.
디바이스(104)는 제 1 연결부(110)와 스타 포인트(114) 사이에 연결되는 제 1 스위치(116) 및 제 2 연결부(112)와 스타 포인트(114) 사이에 연결되는 제 2 스위치(118)를 더 포함한다.
제 1 측정 접점(120)은 여기서 예를 들어 제 1 연결부(110)를 제 1 스위치(116)에 연결하는 라인 상에 배치되며, 제 2 측정 접점(122)은 예를 들어 제 2 연결부(112)를 제 2 스위치(118)에 연결하는 라인 상에 배치된다.
디바이스(104)는 제어 장치(124) 및 모니터링 장치(126)를 더 포함한다. 제어 장치(124) 및 모니터링 장치(126)는 예를 들어 별도의 유닛들로서 구현되거나, 하나의 유닛으로 결합되거나, 또는 제어 유닛(102)의 기능을 제공하기 위해 회로(128)에 통합될 수 있다.
디바이스(104)는 전력 공급 경로가 검사되는 테스트 상태를 취할 수 있다. 테스트 상태에 응답하여 또는 테스트 상태 동안, 제어 장치(124)는 스위치들(116, 118) 중 하나를 개방 상태로 유지하고 다른 스위치들(116, 118)을 폐쇄 상태로 유지하도록 구성된다.
모니터링 장치(126)는 제 1 측정 접점(120)을 통해 제 1 측정 값을 판독하고 제 2 측정 접점(122)을 통해 제 2 측정 값을 판독하며 제 1 측정 값 및 제 2 측정 값을 사용하여 모니터링 신호(130)를 제공하도록 설계된다. 일 실시예에 따르면, 모니터링 신호(130)는, 측정 값들 사이의 편차가 검출될 때, 전력 공급 경로들 중 하나에 고장이 존재한다는 것을 표시한다. 모니터링 신호(130)는 일 실시예에 따르면 차량(100)의 경고 장치(132)에 제공된다.
일 실시예에 따르면, 스타 포인트(114)에 인가된 전압 전위는 회로(128)를 동작시키기 위해 사용된다.
도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스(104)를 갖는 제어 유닛(102)의 회로도를 도시한다. 이것은 여기서 도 1을 참조하여 설명된 제어 유닛(102)의 예시적인 실시예일 수 있다.
도 1을 참조하여 이미 설명된 특징들 이외에도, 본 실시예에 따른 디바이스(104)는 제 1 스위치(116)에 대해 병렬로 연결된 다이오드(240) 및 제 2 스위치(118)에 대해 병렬로 연결된 추가의 다이오드(242)를 포함한다. 다이오드(240, 242)의 애노드는 본 실시예에 따라 스타 포인트(114)에 연결된다.
제 1 측정 접점(120)은 제 1 연결부(110)를 제 1 스위치(116)의 제 1 접점(244)에 연결하는 라인(250) 상에 배치되고, 제 2 측정 접점(122)은 제 2 연결부(112)를 제 2 스위치(118)의 제 1 접점(246)과 연결하는 라인(252) 상에 배치된다. 라인(250, 252)은 이 실시예에 따르면 2 개의 저항(254, 256)으로 이루어진 직렬 회로를 통해 연결된다. 제 3 연결부(258)는 저항(254, 256)을 연결시키는 라인과 결합된다.
일 실시예에 따르면, 전압 전위(GND 1)가 제 1 연결부(110)에 인가되고, 전압 전위(GND 2)는 제 2 연결부(112)에 인가되고 전압 전위(VDD)는 제 3 연결부(258)에 인가된다. 제어 유닛(102)의 고장 없는 동작에서, 전압 전위(GND 1, GND 2)는 크기가 동일하고, 전압 전위(VDD)와는 상이하다. 따라서, 저항(254, 256)은 각각 풀업(pull-up) 및 풀다운(pull-down) 저항으로서 기능한다.
제어 장치(124) 및 모니터링 장치(126)는 이 실시예에 따르면 마이크로 제어기에서 결합된다.
제어 장치(124)는 제 1 스위치(116)의 제어 입력에 제 1 제어 신호(260)를 제공하고 제 2 스위치(118)의 제어 입력에 제 2 제어 신호(262)를 제공하도록 설계된다. 디바이스(104)의 도시된 상태에서, 제어 신호(260, 262)는, 예를 들어 실제 신호 레벨로 인해, 스위치(116, 118)를 개방 위치에 유지하기에 적합하다.
모니터링 장치(126)는 제 1 측정 접점(120)을 통해 제 1 측정 값(264)을 판독하고 그리고 제 2 측정 접점(122)을 통해 제 2 측정 값(266)을 판독하도록 설계된다. 제 1 측정 값(264)은 제 1 라인(250)에 인가된 전압 전위를 형성하고, 제 2 측정 값(266)은 제 2 라인(252)에 인가된 전압 전위를 형성한다.
스타 포인트(114)는 이 실시예에 따르면 저항(268)과 연결되며, 이는 또한 저항(RL)으로도 지칭된다.
일 실시예에 따르면, 여기에 설명된 접근 방법은 안전이 중요한 시스템에서 중복 전력 공급을 위해 위한 극성 반전 방지(inverse-polarity protection)를 위해 사용된다.
자동차 기술, 특히 ABS/EBS/ESP/기어 박스 액추에이터와 같은 안전이 중요한 시스템에서는, 이러한 시스템을 가능한 한 영구적으로 사용할 수 있도록, 안정적이고 안전하게 전력을 공급하기 위한 디바이스에 점점 더 중점을 둔다. 이러한 이유로, 이러한 시스템에는 중복 전력 공급에 대한 필요성이 존재한다. 예를 들어 도시된 제어 유닛(102)에 대응하는 유닛은 여기서 배터리 전압(UB) 및 접지(GND)를 위해 각각 완전히 분리되어 자립형으로 안내되는 2 개의 리드(lead)를 갖고, 이들은 연결부(110, 112)를 통해, ECU로도 지칭될 수 있는 제어 유닛(102)으로 안내된다. 여기에서 이들 2 개의 중복 라인은 스타 포인트(114)에서 예를 들어 다시 공통 공급 장치로 함께 안내될 수 있다.
중복 전력 공급의 기능을 보장할 수 있기 위해, 개별 리드의 특별한 모니터링이 필요하다. 리드, 커넥터, 퓨즈 등의 오류는 예를 들어 모니터링 신호(130)를 통해 신뢰 가능하게 검출되고 표시되어야 한다. 오류가 발생하면 이러한 경우 예를 들어 제어 유닛(102)을 통한 전류의 영구적인 통과를 방지하기 위해, 전력 공급 경로가 스위칭 오프될 수 있다. 이러한 경우 전력 공급은 남아있는 손상되지 않은 전력 공급 경로를 통해 여전히 완벽하게 작동 가능하다. 따라서, 제어 유닛(102)에서 병합되는 2 개의 개별 리드를 갖는 준-중복 시스템이 구현될 수 있다.
이를 위해 2 개의 중복 전력 공급 경로, 여기서 상태가 진단될 수 있는 GND 전력 공급 경로가 존재한다. 전력 공급 경로에 결함이 있는 오류가 발생하는 경우, 다른 여전히 손상되지 않은 전력 공급 경로를 통해 전체 유닛(102)의 전력 공급은 가능하다.
원칙적으로, 설명된 접근 방법에 따르면, 2 개의 독립적인 전력 공급 경로가 존재한다. 완전히 기능이 가능한 정상 작동 중에는, 두 개의 전력 공급 경로가 병렬로 연결되므로, 시스템의 전체 전력 소비량은 이러한 두 개의 전력 공급 경로 상으로 이상적으로는 균일하게 분할된다.
두 개의 전력 공급 경로에서 순환적 교번 테스트 펄스를 사용하여, 전력 공급 경로의 품질이 검출될 수 있다. 오류가 발생한 경우, 예를 들어 경고 장치(132)를 사용하여 차량의 운전자에게 경고될 수 있고, 시스템은 안전한 스위칭 오프 상태가 될 수 있다. 두 개의 중복 전력 공급 경로는 스위칭 가능한 다이오드(240, 242) 및 측정 값(264, 266)을 사용하는 포지티브/네거티브 전압 측정을 포함한다.
설명된 접근 방법은 다른 실시예에 따르면 복수의 장점을 포함한다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 네거티브(GND) 브랜치에 대해 2 개의 독립적인 전력 공급 경로(중복)가 제공된다. 이는 테스트될 수 있고 스위칭 가능한 극성 반전 방지 다이오드가 사용된다. GND 전력 공급 경로에서의 중단이 검출된다. 또한, 제어 유닛(102)을 통한 고 전류의 영구적인 통과를 방지하기 위해, 배터리 전압에 대한 단락을 검출하고 이러한 전력 공급 경로를 스위칭 오프하는 것이 가능하다. 내부 접지 전위와 외부 접지 전위(GND) 간의 단락을 검출하는 것이 가능하다. 또한, 회로 차단기에는, 그렇지 않다면 필요한 극성 반전 방지 다이오드의 생략이 제공된다. 제어 유닛(102)은 스타 포인트(114)에 인가되는 내부 접지 전위로부터 연결부(110, 112) 중 하나의 형태의 결함 있는 GND 입력을 분리함으로써 여전히 진단 가능한 상태로 유지되고, 차량 내의 다른 시스템에 오류 상태를 통신할 수 있다. 이를 통해 기능 안전성이 보장될 수 있다.
도 3은 하나의 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스(104)의 회로도를 도시한다. 여기서 이는 도 2를 참조하여 설명된 디바이스의 일 실시예일 수 있다.
이러한 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 스위치(116) 및 다이오드(240)는 제 1 트랜지스터 장치에 의해 구현되고, 제 2 스위치(118) 및 추가의 다이오드(242)는 제 2 트랜지스터 장치에 의해 구현된다.
스위치(116, 118)를 구동하기 위해, 이 실시예에 따른 디바이스(104)는 제 4 연결부(370), 제 1 트랜지스터(371), 제 2 트랜지스터(372), 제 3 트랜지스터(373), 제 4 트랜지스터(374), 제 3 저항(375), 제 4 저항(376), 제 5 저항(377) 및 제 6 저항(378)을 포함한다. 제 4 연결부(370)에는, 디바이스(104)의 동작 동안 전압 전위(VDD10)가 인가되고, 이 전압 전위(VDD10)는 예를 들어 제 3 연결부(258)에 인가되는 전압 전위, 여기서 예를 들어 VDD5와 상이하다.
제 1 제어 신호(260)는 제 2 트랜지스터(372)의 제어 입력과 접지 연결부 사이에 연결되는 제 1 트랜지스터(371)의 제어 입력에 제공될 수 있다. 제 2 트랜지스터(372)는 제 4 연결부와 제 3 저항(375)의 제 1 접점 사이에 연결될 수 있다. 제 3 저항(375)의 제 2 접점은 제 1 스위치(116)의 제어 연결부 및 제 4 저항(376)의 제 1 접점에 연결된다. 제 4 저항(376)의 제 2 접점은 스타 포인트(114)에 연결된다.
제 2 제어 신호(262)는 제 4 트랜지스터(374)의 제어 입력과 접지 연결부 사이에 연결되는 제 3 트랜지스터(373)의 제어 입력에 제공될 수 있다. 제 3 트랜지스터(373)는 제 4 연결부와 제 5 저항(377)의 제 1 접점 사이에 연결될 수 있다. 제 5 저항(377)의 제 2 접점은 제 2 스위치(118)의 제어 연결부 및 제 6 저항(378)의 제 1 접점에 연결된다. 제 6 저항(378)의 제 2 접점은 스타 포인트(114)에 연결된다.
제 3 연결부(258)는 이 예시적인 실시예에 따르면 제 1 저항(254) 및 제 1 다이오드(380)를 통해 제 1 라인(250)에 연결된다. 따라서, 본 실시예에 따르면 제 3 연결부(258)는 제 2 저항(256) 및 제 2 다이오드(381)를 통해 제 2 라인(252)에 연결된다.
제 1 측정 값(264)은 이 예시적인 실시예에 따르면 제 1 저항(254) 및 제 1 다이오드(380)를 연결하는 연결 라인 상에 배치되는 제 1 측정 지점(120)으로부터 제 7 저항(382)을 통해 판독된다. 제 2 측정 값(266)은 이에 대응하게 제 2 저항(256) 및 제 2 다이오드(381)를 연결하는 연결 라인 상에 배치되는 제 2 측정 지점(122)으로부터 제 8 저항(383)을 통해 판독된다.
일 실시예에 따르면, 디바이스(104)를 구현하는 회로의 비-활성화 상태에서, 메인 스위치 또는 GND 스위치라고도 지칭될 수 있는 두 개의 스위치(116, 118)는 스위칭 온되지 않는다. 두 개의 스위치(116, 118)는, 여기서 스위치(116, 118)에 대해 바람직하게는 MOSFETs을 사용하는 바디 다이오드로서 구현되는 그 통합된 다이오드(240, 242)를 통해, 스위치(116, 118)의 스위칭 오프된 상태에서도 전도성이다.
스타 포인트(114)에 인가되는, 내부 GND라고도 지칭될 수 있는 내부 접지 전위(384)는 스위치(116, 118)가 실제로 활성화되었는지 여부에 관계없이 올바른 극성인 경우 항상 연결된다.
올바른 극성인 경우 전력 공급이 스위칭 온되는 즉시, 두 개의 스위치(116, 118)는 연결부(110, 112)에 인가되는 전위(GND1, GND2)를 검사한 후에 스위칭 온된다. 이를 통해, 스타 포인트(114)에 인가된 내부 접지 전위(384)와 두 개의 연결부(110, 112) 사이에 2 개의 다이오드(240, 242)를 통한 무시할만한 전위 오프셋만이 존재하는 것이 보장된다. 이를 통해, 스위치(116, 114) 및 각각의 다이오드(240, 242)에서 최소 전압 강하 및 최소 전력 손실을 발생하게 된다.
디바이스(124, 126)를 구비하는 마이크로 제어기는 테스트 목적으로 두 개의 스위치(116, 118)를 개별적으로 스위칭 온 및 스위칭 오프할 수 있다. 스위치(116, 118) 중 하나가 스위칭 오프되고 연결부(110, 112)에서 2 개의 입력 경로 중 하나에 서로에 대한 상당한 전위차가 존재하면, 즉 (예를 들어, 접지 오프셋을 통해) 연결부(110, 112)에 인가되는 전압이 상이하면, 풀업 저항들(254, 256) 및 피드백 방지 다이오드로도 지칭될 수 있는 다이오드들(380, 381)에서 전압차가 발생되며, 이는 피드백 입력으로도 지칭될 수 있는 2 개의 측정 지점(120, 122)을 통해 마이크로 제어기에 의해 검출될 수 있다. 만일의 존재할 수 있는 오류가 이에 따라 운전자에게 표시될 수 있다.
연결부(110, 112)에 인가된 두 개의 GNDs의 피드백은 연결부(110, 112)에서의 네거티브의 전압 및 포지티브의 전압이 모두 측정될 수 있는 방식으로 또한 수행될 수 있다. 따라서, 배터리 전압에 대한 단락, 내부 접지 전위(384)와 연결부(110, 112)에 인가된 외부 접지 전위 사이의 중단 및 단락을 검출하는 것이 가능하게 된다.
도 4는 일 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 디바이스(104)의 회로도를 도시한다. 여기서 이는 도 2를 참조하여 설명된 디바이스의 실시예일 수 있다. 도 4에 도시된 디바이스(104)는 도 3을 참조하여 도시된 디바이스에 대응하며, 차이점은 제 3 연결부(258) 및 측정 지점(120, 122)이 다르게 연결된다는 점이다.
이러한 실시예에 따르면, 제 3 연결부(258)는 제 1 다이오드(380), 제 1 저항(254) 및 제 9 저항(485)을 통해 제 1 라인(250)에 연결된다. 제 1 측정 값(264)은 제 1 저항(254)과 제 9 저항(485)을 연결하는 라인 상에 배치되는 제 1 측정 지점(120)으로부터 제 7 저항(382)을 통해 판독된다.
그에 대응하게, 제 3 연결부(258)는 제 2 다이오드(381), 제 2 저항(256) 및 제 10 저항(486)을 통해 제 2 라인(252)에 연결된다. 제 2 측정 값(266)은 제 2 저항(256)과 제 10 저항(486)을 연결하는 라인 상에 배치되는 제 2 측정 지점(122)으로부터 제 8 저항(383)을 통해 판독된다.
도 5는 하나의 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 상기 방법은 예를 들어 이전의 도면들을 참조하여 설명된 전력을 공급하기 위한 디바이스와 관련하여 수행될 수 있다.
단계(591)에서, 적어도 하나의 제어 신호가 스위치 중 하나를 개방 상태로 유지하고 스위치 중 다른 하나를 폐쇄 상태로 유지하기 위해 스위치에 대한 인터페이스에 제공된다. 단계(593)에서, 제 1 측정 값 및 제 2 측정 값이 판독된다. 단계(595)에서, 모니터링 신호가 측정 값을 사용하여 제공된다.
단계(591)는 예를 들어 위에서 설명한 제어 장치에 의해 수행될 수 있고, 단계(593, 595)는 위에서 설명한 모니터링 장치에 의해 수행될 수 있다.
단계(591, 593, 595)는 반복적으로 수행될 수 있으며, 이 경우 단계(591)에서 적어도 하나의 제어 신호는, 교호식으로 제 1 단계에서 제 1 스위치가 폐쇄되고 제 2 스위치는 개방되며 그리고 제 2 단계에서 제 1 스위치는 개방되고 제 2 스위치는 폐쇄되는 방식으로, 교호식으로 제공된다.
단계(591, 593, 595)는 디바이스의 테스트 상태 동안 수행될 수 있다. 디바이스의 기동 시에, 단계(591)는 그 자체로 단독으로 수행될 수 있으며, 이 경우 적어도 하나의 제어 신호는 두 개의 스위치가 폐쇄되도록 제공된다. 디바이스가 정지되는 경우, 단계(591)는 그 자체로 단독으로 수행될 수 있으며, 이 경우 적어도 하나의 제어 신호는 두 개의 스위치가 개방되도록 제공된다.
테스트 상태는 일 실시예에 따르면 디바이스의 기동 후 예를 들어 사전 결정된 시간 간격으로 복수 회 반복적으로 수행된다.
일 실시예가 제 1 특징과 제 2 특징 간에 "및/또는" 링크를 포함하는 경우, 이는 그 실시예가 일 실시예에 따라 제 1 특징뿐만 아니라 제 2 특징도 포함하고 그리고 다른 실시예에 따라 제 1 특징만을 포함하거나 또는 제 2 특징만을 포함하는 방식으로 읽혀져야 한다.
100 : 차량 102 : 제어 유닛
104 :디바이스 110 : 제 1 연결부
112 : 제 2 연결부 114 : 스타 포인트
116 : 제 1 스위치 118 : 제 2 스위치
120 : 제 1 측정 지점 122 : 제 2 측정 지점
124 : 제어 장치 126 : 모니터링 장치
128 : 회로 130 : 모니터링 신호
132 : 경고 장치 240 : 다이오드(바디 다이오드)
242 : 추가의 다이오드(바디 다이오드)
244 : 제 1 스위치의 제 1 접점
246 : 제 2 스위치의 제 1 접점
250 : 제 1 라인 252 : 제 2 라인
254 : 제 1 저항 256 : 제 2 저항
258 : 제 3 연결부 260 : 제 1 제어 신호
262 : 제 2 제어 신호 264 : 제 1 측정 값
266 : 제 2 측정 값 268 : 저항
370 : 제 4 연결부 371 : 트랜지스터
372 : 트랜지스터 373 : 트랜지스터
374 : 트랜지스터 375 : 저항
376 : 저항 377 : 저항
378 : 저항 380 : 제 1 다이오드
381 : 제 2 다이오드 382 : 저항
383 : 저항 384 : 내부 접지 전위
485 : 저항 486 : 저항
591 : 제어 신호 제공 단계 593 : 측정 값 판독 단계
595 : 모니터링 신호 제공 단계

Claims (10)

  1. 차량(100)용 제어 유닛(102)을 위한 전력 공급 디바이스(104)로서,
    제 1 전력 공급 경로를 위한 제 1 연결부(110), 제 2 전력 공급 경로를 위한 제 2 연결부(112), 및 상기 제 1 전력 공급 경로와 상기 제 2 전력 공급 경로를 연결하기 위한 스타 포인트(star point)(114) - 상기 두 개의 전력 공급 경로는 독립적인 전력 공급 경로를 구성하고, 상기 제어 유닛(102)의 작동에 필요한 공급 전류는 상기 두 개의 전력 공급 경로 중 적어도 하나를 통해 흐르는 것임 - ;
    제 1 접점(244) 및 제 2 접점을 갖는 제 1 스위치(116) - 상기 제 1 접점(244)은 상기 제 1 연결부(110)에 연결되고 상기 제 2 접점은 상기 스타 포인트(114)에 연결됨 - , 및 제 1 접점(246) 및 제 2 접점을 갖는 제 2 스위치(118) - 상기 제 1 접점(246)은 상기 제 2 연결부(112)에 연결되고 상기 제 2 접점은 상기 스타 포인트(114)에 연결됨 - ;
    상기 제 1 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 1 측정 값(264)을 검출하기 위한 제 1 측정 접점(120), 및 상기 제 2 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 2 측정 값(266)을 검출하기 위한 제 2 측정 접점(122);
    상기 디바이스(104)의 테스트 상태에 응답하여, 상기 스위치(116, 118) 중 하나를 개방 상태로 유지하고 상기 스위치(116, 118) 중 나머지 하나를 폐쇄 상태로 유지하도록 설계되는 제어 장치(124); 및
    상기 디바이스(104)가 상기 테스트 상태에 있을 때, 상기 제 1 측정 값(264) 및 상기 제 2 측정 값(266)을 사용하여 모니터링 신호(130)를 제공하도록 설계되는 모니터링 장치(126)
    를 포함하는, 전력 공급 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연결부(110)와 상기 스타 포인트(114) 사이에서 상기 제 1 스위치(116)에 대해 병렬로 연결되는 다이오드(240)를 포함하고, 상기 제 2 연결부(112)와 상기 스타 포인트(114) 사이에서 상기 제 2 스위치(118)에 대해 병렬로 연결되는 추가의 다이오드(242)를 포함하는 것인, 전력 공급 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치(124)는 상기 디바이스(104)의 기동에 응답하여 상기 스위치(116, 118)를 폐쇄하도록 설계되거나, 또는 상기 제어 장치(124)는 상기 디바이스(104)의 정지에 응답하여 상기 스위치(116, 118)를 개방하도록 설계되는 것인, 전력 공급 디바이스.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치(124)는 상기 테스트 상태의 제 1 단계 동안 상기 제 1 스위치(116)를 개방 상태로 유지하고 상기 제 2 스위치(118)를 폐쇄 상태로 유지하도록 설계되고, 상기 테스트 상태의 제 2 단계 동안 상기 제 1 스위치(116)를 폐쇄 상태로 유지하고 상기 제 2 스위치(118)를 개방 상태로 유지하도록 설계되는 것인, 전력 공급 디바이스.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스타 포인트(114)는 상기 제어 유닛(102)의 전기 회로에 대한 접지 연결부를 나타내는 것인, 전력 공급 디바이스.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 모니터링 장치(126)는 상기 전력 공급 경로들의 상기 전압 전위들 사이의 편차를 결정하기 위해, 상기 제 1 측정 값(264)과 상기 제 2 측정 값(266)을 서로 비교하도록 설계되고, 상기 모니터링 신호(130)는 상기 편차를 나타내는 것인, 전력 공급 디바이스.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 측정 접점(120)은 상기 제 1 연결부(110)와 상기 제 1 스위치(116)의 상기 제 1 접점(244) 사이의 제 1 연결 라인(250) 상에 배치되고, 상기 제 2 측정 접점(122)은 상기 제 2 연결부(112)와 상기 제 2 스위치(118)의 상기 제 1 접점(246) 사이의 제 2 연결 라인(252) 상에 배치되는 것인, 전력 공급 디바이스.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전압 전위를 제공하기 위한 제 3 연결부(258), 적어도 하나의 제 1 저항(254; 485) 및 제 1 다이오드(380)를 포함하고 상기 제 3 연결부(258)를 상기 제 1 연결부(110)에 연결하는 제 1 스터브(stub), 및 적어도 하나의 제 2 저항(256; 486) 및 제 2 다이오드(381)를 포함하고 상기 제 3 연결부(258)를 상기 제 2 연결부(112)에 연결하는 제 2 스터브를 포함하고, 상기 제 1 측정 접점(120)은 상기 제 1 스터브 상에 배치되고 상기 제 2 측정 접점(122)은 상기 제 2 스터브 상에 배치되는 것인, 전력 공급 디바이스.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전력 공급 디바이스(104)를 포함하는, 차량(100)용 제어 유닛(102).
  10. 차량(100)용 제어 유닛(102)을 위한 전력 공급을 모니터링하는 전력 공급 모니터링 방법으로서,
    상기 전력 공급은, 제 1 전력 공급 경로를 위한 제 1 연결부(110), 제 2 전력 공급 경로를 위한 제 2 연결부(112) 및 상기 제 1 전력 공급 경로와 상기 제 2 전력 공급 경로를 연결하기 위한 스타 포인트(114) - 상기 두 개의 전력 공급 경로는 독립적인 전력 공급 경로를 구성하고, 상기 제어 유닛(102)의 작동에 필요한 공급 전류는 상기 두 개의 전력 공급 경로 중 적어도 하나를 통해 흐르는 것임 - , 그리고 제 1 접점(244) 및 제 2 접점을 갖는 제 1 스위치(116) - 상기 제 1 접점(244)은 상기 제 1 연결부(110)에 연결되고 상기 제 2 접점은 상기 스타 포인트(114)에 연결됨 - , 및 제 1 접점(246) 및 제 2 접점을 갖는 제 2 스위치(118) - 상기 제 1 접점(246)은 상기 제 2 연결부(112)에 연결되고 상기 제 2 접점은 상기 스타 포인트(114)에 연결됨 - , 그리고 상기 제 1 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 1 측정 값(264)을 검출하기 위한 제 1 측정 접점(120), 및 상기 제 2 전력 공급 경로의 전압 전위를 나타내는 제 2 측정 값(266)을 검출하기 위한 제 2 측정 접점(122)을 사용하여 수행되고,
    상기 방법은,
    상기 스위치(116, 118) 중 하나를 개방 상태로 유지하고 상기 스위치(116, 118) 중 나머지 하나를 폐쇄 상태로 유지하도록, 적어도 하나의 제어 신호를 상기 스위치(116, 118)에 대한 인터페이스에 제공하는 단계(591);
    상기 제 1 측정 값(264) 및 상기 제 2 측정 값(266)을 판독하는 단계(593); 및
    상기 측정 값들(264, 266)을 사용하여 모니터링 신호(130)를 제공하는 단계(595)
    를 포함하는 것인, 전력 공급 모니터링 방법.
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