KR102329633B1 - 등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법 - Google Patents

등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 부하의 구동을 위해 전압이 충전되는 커패시터의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)을 진단하기 위한 진단 전류를 커패시터로 인가하는 방식을 이용하여 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 모듈, 및 부하의 구동과, ASIC 모듈을 통한 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단 여부를 제어하는 제어부를 포함하고, 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서, 제어부에 의해 파악되는 ASIC 모듈의 외부 고장, 또는 ASIC 모듈에 의해 파악되는 ASIC 모듈의 내부 고장으로 인해 ASIC 모듈의 리셋(reset)이 발생하지 않도록, ASIC 모듈의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 진단 전류가 조절되어 커패시터로 인가되는 것을 특징으로 한다.

Description

등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING EQUIVALENT SERIAL RESISTANCE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부하의 구동을 위한 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)은 커패시터에서 전극에 의한 저항 성분으로 유전체 재료에 의한 유전 손실이 합해져 나타나는 기생 직렬 저항 성분을 의미한다. 이러한 등가 직렬 저항은 커패시터에 충전되는 전압의 저하를 야기하기 때문에, 커패시터를 이용한 부하 구동 시스템에서 부하의 정상적인 구동을 방해하는 요인이 된다.
에어백 시스템의 경우, 부하로 기능하는 에어백 모듈(점화소자, squib)을 구동하기 위한 점화전류를 공급하기 위해 에어백 점화 커패시터가 구비되며, 에어백 점화 커패시터의 등가 직렬 저항이 증가하게 될 경우 커패시터의 충전 전압이 저하되어 결과적으로 에어백의 미전개로 이어질 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1171557호(2012.08.09. 공고)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 목적은 에어백 시스템의 경우와 같이 부하의 구동을 위해 구비되는 커패시터의 등가 직렬 저항을, ASIC 모듈의 리셋과 같은 부수적인 문제점이 수반되지 않는 범위에서 정확하게 진단할 수 있는 등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치는 부하의 구동을 위해 전압이 충전되는 커패시터의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)을 진단하기 위한 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하는 방식을 이용하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 모듈, 및 상기 부하의 구동과, 상기 ASIC 모듈을 통한 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단 여부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서, 상기 제어부에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 외부 고장, 또는 상기 ASIC 모듈에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 내부 고장으로 인해 상기 ASIC 모듈의 리셋(reset)이 발생하지 않도록, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 상기 진단 전류가 조절되어 상기 커패시터로 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 ASIC 모듈은, 상기 진단 전류가 상기 커패시터로 인가되기 이전 및 이후 각각의 상기 커패시터의 충전 전압과, 상기 진단 전류를 기반으로 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단을 개시하기 전, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 미리 설정된 기준 전류로 설정하고, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 상기 ASIC 모듈의 외부 고장에 대응하여 미리 설정된 제1 설정 전류로 설정하되, 상기 제1 설정 전류는 상기 기준 전류보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장의 발생 여부에 따라 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 조절하여 상기 커패시터로 인가함으로써 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하고, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류보다 작은 제2 설정 전류를 상기 커패시터로 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 ASIC 모듈은, 전원부로부터 상기 커패시터로 연결되는 노드에 병렬 접속된 복수의 스위치를 포함하는 진단 전류 조절 회로를 포함하며, 상기 진단 전류 조절 회로에 포함된 각 스위치의 온오프를 제어하여 상기 진단 전류를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 ASIC 모듈은, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서 내부의 소모 전류로 인한 바이어스(bias) 변화가 미리 정의된 고장 조건을 충족하는 경우에도 리셋되지 않도록, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 동안 상기 바이어스 변화를 무시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 ASIC 모듈 및 상기 제어부는 에어백 시스템을 구성하고, 상기 부하는 에어백 모듈이며, 상기 커패시터는 에어백 점화 커패시터이고, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장 및 내부 고장은 각각 샤시 그라운드 시프트 및 ASIC 내부 고온 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 등가 직렬 저항 진단 방법은 부하의 구동을 위해 전압이 충전되는 커패시터의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)을 진단하기 위한 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하는 방식을 이용하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 모듈, 및 상기 부하의 구동과, 상기 ASIC 모듈을 통한 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 등가 직렬 저항 진단 장치를 통해 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 등가 직렬 저항 진단 방법으로서, 상기 제어부가, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장의 발생 여부를 판단하는 단계, 상기 제어부에 의해 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단이 개시된 이후, 상기 ASIC 모듈이, 상기 ASIC의 내부 고장의 발생 여부를 판단하는 단계, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서, 상기 제어부에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 외부 고장, 또는 상기 ASIC 모듈에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 내부 고장으로 인해 상기 ASIC 모듈의 리셋(reset)이 발생하지 않도록, 상기 ASIC 모듈이, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 상기 진단 전류를 조절하여 설정하는 단계 및 상기 ASIC 모듈이, 상기 설정된 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제어부가, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 미리 설정된 기준 전류로 설정하는 단계, 및 상기 제어부가, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 상기 ASIC 모듈의 외부 고장에 대응하여 미리 설정된 제1 설정 전류로 설정하는 단계를 더 포함하되, 상기 제1 설정 전류는 상기 기준 전류보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 진단 전류를 조절하여 설정하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장의 발생 여부에 따라 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 조절하여 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 재설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 진단 전류를 조절하여 설정하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 유지하고, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류보다 작은 제2 설정 전류를 상기 커패시터로 인가될 진단 전류로 재설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은, 상기 진단 전류가 상기 커패시터로 인가되기 이전 및 이후 각각의 상기 커패시터의 충전 전압과, 상기 진단 전류를 기반으로 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서 내부의 소모 전류로 인한 바이어스(bias) 변화가 미리 정의된 고장 조건을 충족하는 경우에도 리셋되지 않도록, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 동안 상기 바이어스 변화를 무시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 부하 구동을 위한 커패시터로 진단 전류를 인가하는 방식으로 등가 직렬 저항을 진단함으로써, 커패시터의 충전과 등가 직렬 저항의 진단이 동시에 수행되어 시스템의 초기 안정화 시간을 단축시킬 수 있고, 진단 전류를 조절하여 커패시터로 인가하는 구성을 채용함으로써, 진단 과정에서 ASIC 모듈의 리셋이 야기되지 않는 상태에서 등가 직렬 저항을 정확하게 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치가 적용될 수 있는 에어백 시스템을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치에서 등가 직렬 저항을 진단하는 방법을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치에서 ASIC 모듈의 외부 고장 및 내부 고장에 따른 소모 전류로 인해 ASIC 모듈의 리셋이 발생하는 현상을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치에서 ASIC 모듈의 구조를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 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 등가 직렬 저항 진단 장치가 적용될 수 있는 에어백 시스템을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치에서 등가 직렬 저항을 진단하는 방법을 보인 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치에서 ASIC 모듈의 외부 고장 및 내부 고장에 따른 소모 전류로 인해 ASIC 모듈의 리셋이 발생하는 현상을 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치에서 ASIC 모듈의 구조를 보인 예시도이다.
본 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 에어백 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서 설명하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 모듈(100) 및 제어부(200)는 도 1에 도시된 것과 같이 에어백 시스템을 구성할 수 있으며, 이에 따라 부하는 에어백 모듈(점화소자, squib)에 해당하고 커패시터(C)는 에어백 점화 커패시터에 해당할 수 있다. 즉, 전압원(부스트 레귤레이터(미도시))으로부터의 전압을 통해 에어백 점화 커패시터가 충전되고, 제어부(200)에 의한 에어백 구동 여부의 제어 하에, ASIC 모듈(100)의 점화회로에 의해 High-Side Switch 및 Low-Side Switch의 온오프가 제어되어 점화전류가 에어백 모듈로 공급됨으로써 에어백이 구동될 수 있다.
이하에서는 에어백 시스템에 적용되는 실시예로서 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.
ASIC 모듈(100)은 부하의 구동을 위해 전압이 충전되는 커패시터(C)의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)을 진단하기 위한 진단 전류를 커패시터(C)로 인가하는 방식을 이용하여 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 ASIC 모듈(100)은 진단 전류를 커패시터(C)로 인가하여 커패시터(C)를 충전시킴과 동시에 등가 직렬 저항을 진단하며, 이에 따라 에어백 시스템의 초기 안정화 시간이 단축될 수 있다.
제어부(200)는 부하의 구동을 전체적으로 제어하는 MCU로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 ASIC 모듈(100)을 통한 커패시터(C)의 등가 직렬 저항의 진단 여부를 제어할 수 있다.
커패시터(C)의 등가 직렬 저항은, 진단 전류가 커패시터(C)로 인가되기 이전 및 이후 각각의 커패시터(C)의 충전 전압과, 진단 전류를 기반으로 산출될 수 있다. 즉, 도 2를 참조할 때, 진단 전류가 커패시터(C)로 인가되기 이전의 충전 전압을 V①, 진단 전류가 커패시터(C)로 인가된 이후의 충전 전압을 V②, 진단 전류를 I②라 할 때, 등가 직렬 저항은 다음의 수식으로 산출될 수 있다.
ESR = (V② - V①) / I②
한편, 본 실시예는 커패시터(C)로 진단 전류를 인가하는 방식을 통해 등가 직렬 저항을 진단하기 때문에, 등가 직렬 저항의 진단 과정에서 ASIC 모듈(100)에 순간적인 큰 소모 전류가 야기될 수 있으며, 이 경우 ASIC 모듈(100)의 자체적인 리셋 로직으로 인해 ASIC 모듈(100)이 리셋되는 부수적인 문제점이 야기될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 것과 같이 ASIC 모듈(100)의 외부 고장(에어백 시스템의 경우, 샤시 그라운드 시프트 등) 및 내부 고장(ASIC 모듈(100)의 내부 고온 상태 등)이 발생한 경우 ASIC 모듈(100)에 더 큰 소모 전류가 야기되기 때문에, 등가 직렬 저항의 진단 과정에서 소모 전류에 의한 ASIC 모듈(100)의 리셋을 방지하기 위해서는, 소모 전류에 반영되는 진단 전류의 크기를 조절할 필요가 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 ASIC 모듈(100)의 리셋이 발생하지 않는 범위 내에서 진단 전류를 조절하여 커패시터(C)로 인가하는 방식을 통해 등가 직렬 저항을 진단하는 방식을 채용한다.
즉, 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서, 제어부(200)에 의해 파악되는 ASIC 모듈(100)의 외부 고장, 또는 ASIC 모듈(100)에 의해 파악되는 ASIC 모듈(100)의 내부 고장으로 인해 ASIC 모듈(100)의 리셋(reset)이 발생하지 않도록, 본 실시예에서는 ASIC 모듈(100)의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 진단 전류가 조절되어 커패시터(C)로 인가될 수 있다. 만약, ASIC 모듈(100)의 외부 고장 및 내부 고장이 모두 발생하지 않은 경우, 미리 설정된 크기를 갖는 진단 전류(예: 700mA, 이하 기준 전류로 표기한다)가 커패시터(C)로 인가되도록 설계되어 있을 수 있다.
상기 구성에 대하여 구체적으로 설명하면, 먼저 제어부(200)는 커패시터(C)의 등가 직렬 저항의 진단을 개시하기 전, ASIC 모듈(100)을 통해 ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생하였는지 판단할 수 있으며, ASIC 모듈(100)의 외부 고장은, 에어백 시스템의 경우 샤시 그라운드 시프트일 수 있다. 도 4에 도시된 ASIC 모듈(100)의 고장 검출 회로(120)는 샤시 그라운드 전압이 기준치(예: -0.3V) 이하로 감소하였는지 여부를 검출하도록 동작하며, 제어부(200)는 고장 검출 회로(120)에 의한 ASIC 모듈(100)의 외부 고장 검출 결과를 전달받을 수 있다. ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 제어부(200)는 커패시터(C)로 인가될 진단 전류를 미리 설정된 기준 전류로 설정할 수 있고, ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 커패시터(C)로 인가될 진단 전류를 ASIC 모듈(100)의 외부 고장에 대응하여 미리 설정된 제1 설정 전류로 설정할 수 있다. 제1 설정 전류는 ASIC 모듈(100)의 외부 고장에 따른 소모 전류의 영향을 감소시켜야 하므로 상기한 기준 전류보다 작은 크기로 설정되어 있을 수 있다.
이후, 제어부(200)에 의한 등가 직렬 저항 진단 명령이 수신됨에 따라, ASIC 모듈(100)은 진단 전류를 인가하기 전 커패시터(C)의 전압을 측정하고, ASIC 모듈(100)의 내부 고장이 발생하였는지 판단할 수 있다. ASIC 모듈(100)의 내부 고장은, 에어백 시스템의 경우 ASIC 모듈(100)의 내부 고온 상태일 수 있으며, 소정의 온도 센서를 통해 획득된 ASIC 모듈(100)의 내부 온도가 미리 설정된 상한 온도를 초과하면 ASIC 모듈(100)의 내부 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이때, ASIC 모듈(100)은 내부 고장의 발생 여부에 따라 제어부(200)에 의해 설정된 진단 전류(즉, 기준 전류 또는 제1 설정 전류)를 조절하여 커패시터(C)로 인가함으로써 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단할 수 있다. 즉, ASIC 모듈(100)은 ASIC 모듈(100)의 내부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 제어부(200)에 의해 설정된 진단 전류를 커패시터(C)로 인가하고, ASIC 모듈(100)의 내부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 제어부(200)에 의해 설정된 진단 전류보다 작은 제2 설정 전류를 커패시터(C)로 인가할 수 있다.
예를 들어, ⅰ)ASIC 모듈(100)의 외부 고장 및 내부 고장이 모두 발생하지 않은 경우 진단 전류는 기준 전류로 설정되어 커패시터(C)로 인가되고, ⅱ)ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생한 상태로서 내부 고장이 발생하지 않은 경우 진단 전류는 제1 설정 전류로 설정되어 커패시터(C)로 인가되며, ⅲ)ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생하지 않은 상태로서 내부 고장이 발생한 경우 진단 전류는 기준 전류보다 작은 제2 설정 전류로 설정되어 커패시터(C)로 인가되고, ⅳ)ASIC 모듈(100)의 외부 고장 및 내부 고장이 모두 발생한 경우 진단 전류를 제1 기준 전류보다 작은 제2 설정 전류로 설정되어 커패시터(C)로 인가될 수 있다. 위 ⅰ) 내지 ⅳ)의 경우의 각각 설정되는 진단 전류를 전류 1 내지 전류 4라고 할 경우, 그 크기는 전류 4 < 전류 2, 3 < 전류 1이 된다(전류 2 및 전류 3 간의 대소는 실험적 결과에 기초하여 결정될 수 있다). 이에 따라, ASIC 모듈(100)의 외부 고장 및 내부 고장의 발생 상태에 대한 조합에 따라 진단 전류가 단계적으로 조절되어 커패시터(C)로 인가됨으로써, 고장 상태에서 야기될 수 있는 소모 전류에 대한 진단 전류의 영향이 감소되어 ASIC 모듈(100)의 리셋이 방지될 수 있다.
전술한 진단 전류의 조절은 도 4에 도시된, ASIC 모듈(100)에 구비되는 진단 전류 조절 회로(110)에 의해 수행될 수 있다. 진단 전류 조절 회로(110)는 전원부(예: 부스트 레귤레이터)로부터 커패시터(C)로 연결되는 노드에 병렬 접속된 복수의 스위치를 포함할 수 있으며, 이에 따라 ASIC 모듈(100) 내의 프로세서는 진단 전류 조절 회로(110)에 포함된 각 스위치의 온오프를 제어하여 진단 전류를 조절할 수 있다. 즉, 진단 전류 조절 회로(110)는 전류 미러 타입으로 구현되어 오프되는 스위치가 증가할수록 진단 전류를 감소시키도록 동작할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 것과 같이 ASIC 모듈(100)은 바이어스(bias) 리셋 회로(130)를 포함할 수 있다. 종래 ASIC 모듈에 구비된 바이어스 리셋 회로는 ASIC 모듈에서 사용되는 주요 바이어스(예: ASIC 모듈(100)이 생성하는 모든 전압의 기초가 되는 BGR(Band Gap Reference), ASIC 모듈(100)의 내부 사용 전압인 VINT, 및 MCU와 연계되는 VCC 등) 중 하나 이상이 미리 정의된 고장 조건을 충족할 경우(예: 바이어스 변화가 미리 정의된 기준치를 초과할 경우) POR(Power On Reset) 노드의 전압이 그라운드 레벨로 변화되어 ASIC 모듈을 리셋하도록 동작한다. 반면, 본 실시예에서 채용된 바이어스 리셋 회로(130)는 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서 내부의 소모 전류로 인한 바이어스 변화가 미리 정의된 고장 조건을 충족하는 경우에도 리셋되지 않도록, 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단하는 동안 바이어스 변화를 무시하도록 동작할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 것과 같이 종래의 바이어스 리셋 회로에서 그라운드로 연결되는 노드 상에 스위치 및 드라이버를 부가하여 바이어스 리셋 회로(130)를 재구성함에 따라, 등가 직렬 저항이 진단되는 과정에서 ASIC 모듈(100)의 프로세서로부터 ESR 진단전류 인가 신호가 드라이버로 입력되어 스위치가 오프됨으로써, 바이어스 변화로 인한 ASIC 모듈(100)의 리셋이 방지되고 등가 직렬 저항의 진단이 정상적으로 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 등가 직렬 저항 진단 방법을 설명하면, 먼저 제어부(200)는 ASIC 모듈(100)의 외부 고장을 진단하도록 하는 명령을 ASIC 모듈(100)로 전달하고(S10), ASIC 모듈(100)의 고장 검출 회로(120)를 통해 ASIC 모듈(100)의 외부 고장의 발생 여부를 판단한다(S20).
S20 단계에서 ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 제어부(200)는 커패시터(C)로 인가될 진단 전류를 미리 설정된 기준 전류로 설정하고(S30), S20 단계에서 ASIC 모듈(100)의 외부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 제어부(200)는 커패시터(C)로 인가될 진단 전류를 ASIC 모듈(100)의 외부 고장에 대응하여 미리 설정된 제1 설정 전류로 설정한다(S40). 제1 설정 전류는 기준 전류보다 작은 값을 갖는다.
이어서, 제어부(200)는 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단하도록 하는 명령을 ASIC 모듈(100)로 전달하고(S50), 그에 대응하여 ASIC 모듈(100)은 먼저 진단 전류를 커패시터(C)로 인가하기 전 커패시터(C)의 전압을 측정한다(S60).
이어서, ASIC 모듈(100)은 ASIC의 내부 고장의 발생 여부를 판단한다(S70).
이어서, ASIC 모듈(100)은 ASIC 모듈(100)의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 진단 전류를 조절하여 설정하며(S80), 즉 ASIC의 내부 고장의 발생 여부에 따라 S30 단계 또는 S40 단계에서 제어부(200)에 의해 설정된 진단 전류를 조절하여 커패시터(C)로 인가될 진단 전류를 재설정한다.
S80 단계에서, ASIC 모듈(100)의 내부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, ASIC 모듈(100)은 S30 단계 또는 S40 단계에서 제어부(200)에 의해 설정된 진단 전류를 유지하고(S81), ASIC 모듈(100)의 내부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, ASIC 모듈(100)은 S30 단계 또는 S40 단계에서 제어부(200)에 의해 설정된 진단 전류보다 작은 제2 설정 전류를 커패시터(C)로 인가될 진단 전류로 재설정한다(S82).
이어서, ASIC 모듈(100)은 S80 단계에서 최종적으로 설정된 진단 전류를 커패시터(C)로 인가하여 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단한다(S90). S90 단계에서, ASIC 모듈(100)은 진단 전류가 커패시터(C)로 인가되기 이전 및 이후 각각의 커패시터(C)의 충전 전압과, 진단 전류를 기반으로 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 산출하며, 이때 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서 내부의 소모 전류로 인한 바이어스(bias) 변화가 미리 정의된 고장 조건을 충족하는 경우에도 리셋되지 않도록, 커패시터(C)의 등가 직렬 저항을 진단하는 동안 바이어스 변화를 무시할 수 있다.
이후, ASIC 모듈(100)은 커패시터(C)로 인가되는 진단 전류를 해제하고(S100) 등가 커패시터(C)의 진단 결과를 제어부(200)로 전송한다(S110).
이와 같이 본 실시예는 부하 구동을 위한 커패시터로 진단 전류를 인가하는 방식으로 등가 직렬 저항을 진단함으로써, 커패시터의 충전과 등가 직렬 저항의 진단이 동시에 수행되어 시스템의 초기 안정화 시간을 단축시킬 수 있고, 진단 전류를 조절하여 커패시터로 인가하는 구성을 채용함으로써, 진단 과정에서 ASIC 모듈의 리셋이 야기되지 않는 상태에서 등가 직렬 저항을 정확하게 진단할 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 프로그래밍가능한 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: ASIC 모듈
110: 진단 전류 조절 회로
120: 고장 검출 회로
130: 바이어스 리셋 회로
200: 제어부

Claims (14)

  1. 부하의 구동을 위해 전압이 충전되는 커패시터의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)을 진단하기 위한 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하는 방식을 이용하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 모듈; 및
    상기 부하의 구동과, 상기 ASIC 모듈을 통한 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단 여부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장의 발생 여부를 판단하고,
    상기 제어부에 의해 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단이 개시된 이후, 상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장의 발생 여부를 판단하며,
    상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서, 상기 제어부에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 외부 고장, 또는 상기 ASIC 모듈에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 내부 고장으로 인해 상기 ASIC 모듈의 리셋(reset)이 발생하지 않도록, 상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 상기 진단 전류를 조절하여 설정하고,
    상기 ASIC 모듈은, 상기 설정된 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ASIC 모듈은, 상기 진단 전류가 상기 커패시터로 인가되기 이전 및 이후 각각의 상기 커패시터의 충전 전압과, 상기 진단 전류를 기반으로 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단을 개시하기 전, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 미리 설정된 기준 전류로 설정하고, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 상기 ASIC 모듈의 외부 고장에 대응하여 미리 설정된 제1 설정 전류로 설정하되, 상기 제1 설정 전류는 상기 기준 전류보다 작은 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장의 발생 여부에 따라 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 조절하여 상기 커패시터로 인가함으로써 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 ASIC 모듈은, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하고, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류보다 작은 제2 설정 전류를 상기 커패시터로 인가하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 ASIC 모듈은, 전원부로부터 상기 커패시터로 연결되는 노드에 병렬 접속된 복수의 스위치를 포함하는 진단 전류 조절 회로를 포함하며, 상기 진단 전류 조절 회로에 포함된 각 스위치의 온오프를 제어하여 상기 진단 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 ASIC 모듈은, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서 내부의 소모 전류로 인한 바이어스(bias) 변화가 미리 정의된 고장 조건을 충족하는 경우에도 리셋되지 않도록, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 동안 상기 바이어스 변화를 무시하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 ASIC 모듈 및 상기 제어부는 에어백 시스템을 구성하고, 상기 부하는 에어백 모듈이며, 상기 커패시터는 에어백 점화 커패시터이고, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장 및 내부 고장은 각각 샤시 그라운드 시프트 및 ASIC 내부 고온 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 장치.
  9. 부하의 구동을 위해 전압이 충전되는 커패시터의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Serial Resistance)을 진단하기 위한 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하는 방식을 이용하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 모듈; 및 상기 부하의 구동과, 상기 ASIC 모듈을 통한 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단 여부를 제어하는 제어부;를 포함하는 등가 직렬 저항 진단 장치를 통해 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 등가 직렬 저항 진단 방법으로서,
    상기 제어부가, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장의 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어부에 의해 상기 커패시터의 등가 직렬 저항의 진단이 개시된 이후, 상기 ASIC 모듈이, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장의 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서, 상기 제어부에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 외부 고장, 또는 상기 ASIC 모듈에 의해 파악되는 상기 ASIC 모듈의 내부 고장으로 인해 상기 ASIC 모듈의 리셋(reset)이 발생하지 않도록, 상기 ASIC 모듈이, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장 또는 내부 고장에 따라 상기 진단 전류를 조절하여 설정하는 단계; 및
    상기 ASIC 모듈이, 상기 설정된 진단 전류를 상기 커패시터로 인가하여 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 미리 설정된 기준 전류로 설정하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 ASIC 모듈의 외부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 상기 ASIC 모듈의 외부 고장에 대응하여 미리 설정된 제1 설정 전류로 설정하는 단계;를 더 포함하되,
    상기 제1 설정 전류는 상기 기준 전류보다 작은 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 진단 전류를 조절하여 설정하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은,
    상기 ASIC 모듈의 내부 고장의 발생 여부에 따라 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 조절하여 상기 커패시터로 인가될 진단 전류를 재설정하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진단 전류를 조절하여 설정하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은,
    상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류를 유지하고, 상기 ASIC 모듈의 내부 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 제어부에 의해 설정된 진단 전류보다 작은 제2 설정 전류를 상기 커패시터로 인가될 진단 전류로 재설정하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은,
    상기 진단 전류가 상기 커패시터로 인가되기 이전 및 이후 각각의 상기 커패시터의 충전 전압과, 상기 진단 전류를 기반으로 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 산출하는 것을 특징으로 등가 직렬 저항 진단 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 단계에서, 상기 ASIC 모듈은,
    상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 과정에서 내부의 소모 전류로 인한 바이어스(bias) 변화가 미리 정의된 고장 조건을 충족하는 경우에도 리셋되지 않도록, 상기 커패시터의 등가 직렬 저항을 진단하는 동안 상기 바이어스 변화를 무시하는 것을 특징으로 하는 등가 직렬 저항 진단 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101089937B1 (ko) * 2010-10-22 2011-12-05 영남대학교 산학협력단 Ｐｗｍ 컨버터용 전해 커패시터의 ｅｓｒ 추정 방법 및 그 시스템
DE102013203299A1 (de) * 2013-02-27 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh ESR-Bestimmung

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