KR102360169B1 - 차량의 고장 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태(OFF 상태)에서 상기 전장부하의 전압에 기초하여 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인(Circuit)에서 발생하는 고장 여부를 진단함으로써, 차량의 전장부하를 작동시키지 않고도 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인에서 발생하는 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 차량의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 고장 진단 장치에 있어서, 차량 내 전장부하를 구동시키는 구동부; 및 상기 전장부하가 작동하지 않는 상태에서, 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압에 기초하여 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 진단하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 고장 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING FAILURE OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태에서 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인에서 발생하는 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 정확도 높게 진단해 내는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에서는 램프류나 바디전장부품, 멀티미디어기기, 모터구동장치와 같이 차량에서 전기를 소모하는 각종 전기장치에 배터리 전원을 공급하기 위한 정션박스가 사용되고 있다.
통상의 정션박스는 외부 회로에 과전류나 과부하가 전달되는 것을 방지하기 위한 다수의 퓨즈나 전원 공급을 개폐하는 릴레이들이 설치되어 배터리 전원의 공급 및 분배, 와이어 보호 등의 기능을 수행하고, 내부에 탑재되는 각종 소자(퓨즈, 릴레이 등)들에 대한 수납 및 보호, 신속한 방열을 통한 작동 효율 유지 등의 기능을 한다.
최근에는 릴레이와 퓨즈를 대체하는 반도체 스위치를 이용하여 배터리 전류를 전기부하에 공급하고 부하 제어 및 과전류 차단, 부하 전류 감지 등을 수행하는 스마트 정션박스(Smart Junction Box, SJB), ICU(Integrated Central Unit) 등이 도입되고 있다.
ICU는 반도체 스위치 소자의 일종인 지능형 파워 스위치(Intelligent Power Switch, 이하 'IPS'라 칭함)와, 상기 IPS를 제어하기 위한 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)을 포함하고, MCU의 제어신호에 따라 동작하는 IPS에 의해 전기부하에 인가되는 전원이 제어된다.
IPS는 전기적 스트레스에 굉장히 취약하여, 쇼트(Short) 발생 시 내부적으로 전기적 스트레스에 의한 진행성 불량이 발생할 수 있다.
이에 모든 IPS 제품은 AEC-Q100-012 Short Circuit Reliability 항목에 대한 시험을 진행하고 있으며 그 시험결과를 개발사에 제공하고 있다. 즉, Short 또는 과전류 노출 시 보증할 수 있는 횟수에 대한 평가결과를 개발사에 제공하고 있다.
ES91820-07 기준 Short 검출을 위한 PCL(과전류 또는 Short 진단 시 제어 알고리즘) 제어 방법에 따르면, 각 램프 제어 IPS에 PCL(Programmed Current Limitation) 판단을 위해 최소 12회에서 최대 24회까지 과전류 또는 Short 상태가 반복적, 지속적으로 발생하는 경우, 램프를 Off 시키고 DTC(Diagnostic Trouble Code)를 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 전체 300ms 중 초기 150ms 동안 과전류의 지속 여부를 파악하고, 이후 150ms 동안은 12.5ms 진단 주기로 IPS를 짧은 시간 동작시켜 과전류 감지 횟수를 파악한다. 이후 과전류 감지 횟수가 임계치를 초과하면 램프를 오프 시키고 DTC를 발생한다.
이와 같이 문제 발생이 지속적인 Short 또는 과전류 상태인 경우, 마이컴 제어에 의해 Latch-off 시킴으로써, 소자 발화에 의한 화재를 예방할 수 있고 DTC를 통해 운전자에게 경고할 수 있다.
이러한 IPS를 이용하여 차량 전원을 제어하는 시스템과 방법에 관해서는 한국등록특허공보 제10-1459946호(2014.11.3)에 개시되어 있다.
한편, 스마트 정션박스 또는 ICU를 통해 전원을 인가받는 전기부하로서 자동차에는 각종 램프가 설치되는데, 자동차의 램프로는 헤드램프, 포그램프, 테일램프, 턴 시그 램프, 스탑램프 등을 들 수 있다.
이러한 차량용 램프의 제어 방법과 관련한 선행기술문헌으로는 한국 등록특허공보 제10-1382848호(2014.4.1), 일본공개특허공보 제2004-355887호(2004.12.16), 일본공개특허공보 제2011-225055호(2011.11.10)를 들 수 있다.
종래의 기술로서, 차량의 전장부하 또는 상기 전장부하와 연결된 전원 공급라인(회로)에서 발생하는 고장(단락, 단선 등)을 진단하는 기술은, 차량의 전장부하를 작동시킨 후 상기 전장부하로 흐르는 전류를 모니터링하여 고장 여부를 진단해 낸다.
이러한 종래의 고장 진단 기술은 차량의 전장부하를 작동시킨 상태에서만 상기 전장부하 또는 상기 전장부하와 연결된 전원 공급라인에서 발생하는 고장 여부를 진단해 낼 수 있다.
또한, 종래의 고장 진단 기술은 IPS를 이용하여 전류(전장부하의 단락 또는 단선을 모니터링하는데 이용되는 전류)를 감지하는데, IPS의 특성상 허용오차(Tolerance)가 커서 소모전류가 작은 전장부하(LED 램프 등)의 단락 또는 단선을 진단해 낼 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태(OFF 상태)에서 상기 전장부하의 전압에 기초하여 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인(Circuit)에서 발생하는 고장 여부를 진단함으로써, 차량의 전장부하를 작동시키지 않고도 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인에서 발생하는 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 차량의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량의 고장 진단 장치에 있어서, 차량 내 전장부하를 구동시키는 구동부; 및 상기 전장부하가 작동하지 않는 상태에서, 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압에 기초하여 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 진단하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 측정된 전압이 기준전압 이하이면 정상으로 진단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 슬립모드 상태에서 주기적으로 깨어 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 측정된 전압이 임계전압 이상이면 B+ 단락이 발생한 것으로 진단할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 측정된 전압이 연속으로 임계전압 이상인 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 B+ 단락으로 진단할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 B+ 단락이 발생했음을 메모리에 기록했다가 IGN ON 시 B+ 단락이 발생했음을 디스플레이에 표시할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 측정된 전압이 임계범위에 포함되면 단선이 발생한 것으로 진단할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 측정된 전압이 연속으로 임계범위에 포함되는 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 단선으로 진단할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 단선이 발생했음을 메모리에 기록했다가 IGN ON 시 단선이 발생했음을 디스플레이에 표시할 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량의 고장 진단 방법에 있어서, 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태에서 상기 전장부하와 상기 전장부하를 구동시키는 구동부 사이의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전압에 기초하여 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 진단하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 측정 단계는 슬립모드 상태에서 주기적으로 깨는 제어부가 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정할 수 있다.
또한, 상기 진단 단계는 상기 측정된 전압이 기준전압 이하이면 정상으로 진단하는 단계; 상기 측정된 전압이 임계전압 이상이면 B+ 단락이 발생한 것으로 진단하는 제1 진단단계; 및 상기 측정된 전압이 임계범위에 포함되면 단선이 발생한 것으로 진단하는 제2 진단단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 진단단계는 상기 측정된 전압이 연속으로 임계전압 이상인 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 B+ 단락으로 진단할 수도 있다. 또한, 상기 제2 진단단계는 상기 측정된 전압이 연속으로 임계범위에 포함되는 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 단선으로 진단할 수도 있다.
본 발명의 방법은 상기 B+ 단락 또는 상기 단선이 발생했음을 메모리에 기록하는 단계; 및 IGN ON 시 상기 B+ 단락 또는 상기 단선이 발생했음을 디스플레이에 표시하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 차량의 고장 진단 방법에 있어서, IGN ON 상태에서 임계시간 동안 차량의 전장부하를 작동시키는 단계; 상기 전장부하와 상기 전장부하를 구동시키는 구동부 사이의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전압에 기초하여 그라운드 단락을 진단하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 진단단계는 상기 측정된 전압이 연속으로 기준치 이상인 횟수가 임계횟수를 초과하면 정상으로 진단하는 단계; 및 상기 측정된 전압이 연속으로 기준치 미만인 횟수가 임계횟수를 초과하면 그라운드 단락으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 방법은 상기 그라운드 단락을 진단결과로서 운전자에게 알리는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명은, 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태(OFF 상태)에서 상기 전장부하의 전압에 기초하여 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인(Circuit)에서 발생하는 고장 여부를 진단함으로써, 차량의 전장부하를 작동시키지 않고도 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인에서 발생하는 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태(OFF 상태)에서 상기 전장부하의 전압에 기초하여 상기 전장부하와 상기 전장부하에 연결된 전원 공급라인(Circuit)에서 발생하는 고장 여부를 진단함으로써, 소모전류가 작은 전장부하(LED 램프 등)의 단락 또는 단선도 진단해 낼 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 이용되는 LED 헤드램프의 일실시예 정면도,
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치가 B+ 단락을 진단해 내는 과정을 나타내는 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치가 단선을 진단해 내는 과정을 나타내는 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치가 그라운드 단락을 진단해 내는 과정을 나타내는 일예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 7 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치는, 전장부하(10), 배터리(20), 구동부(30), 전압 측정부(40), 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 전장부하(10)는 차량에 탑재되어 배터리(20)의 전원에 의해 작동하는 모든 전자 및 전기 장치를 의미하며, 일례로 램프류나 바디전장부품, 멀티미디어기기, 모터구동장치 등을 포함하며, 특히 램프류는 헤드램프, 포그램프, 테일램프, 턴 시그 램프, 스탑램프 등을 포함할 수 있다. 이때, 램프는 HID(High Intensity Discharge) 램프, LED 램프를 포함한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 이용되는 LED 램프의 구조에 대해 살펴보기로 한다.
도 2 는 본 발명에 이용되는 LED 헤드램프의 일실시예 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 LED 헤드램프는, 다수개의 LED 램프가 집속되어 형성되고 헤드램프(10)의 외곽부에 위치되는 로우 빔 조사부(100), 다수개의 LED 램프가 상하로 집속되어 형성되고 헤드램프(10)의 중간부에 위치되어 로우 빔 조사부(100) 동작시 연동하는 광폭 조사부(200), 다수개의 LED 램프가 집속되어 형성되고 헤드램프(10)의 내측 부위에 위치되는 하이빔 조사부(300)로 구성되어 있다.
로우 빔 조사부(100)는 7개의 LED 램프(110)가 집속되어 형성되고 헤드램프(10)의 최외곽부에 위치한다.
로우 빔 조사부(100)는 각각의 LED 램프(110)가 베이스 플레이트에 고정되어 형성되고, 각각의 LED 램프(110)는 램프의 조사각도가 서로 다르게 설치되도록 하여, 전원이 인가되어 LED 램프(110)가 점등되었을 때 여러 부위를 비추도록 함으로서 차량 좌우의 시인성 증대 기능을 수행하도록 한다. 이때, LED 램프(110)가 설치되는 베이스 플레이트는 금속 재질로 형성되고, 베이스 플레이트의 배면에는 제1 방열핀이 형성되도록 한다. 또한, LED 램프(110)가 설치될 때 플레이트 형태로 제작된 제1 방열판을 이용하도록 한다. 즉, 제1 방열판은 LED 램프(110)를 베이스 플레이트에 연결하여 지지하도록 하고, LED 램프(110)의 도선과는 별도로 설치된다. 이때 제1 방열판은 열의 전달과 발열이 용이하도록 금속 재질을 제작되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, LED 램프(110)의 동작시 발생하는 열은 제1 방열판을 통해 방열되고, 방열되지 못한 열은 베이스 플레이트로도 전달되도록 한 후 베이스 플레이트의 제1 방열핀에 의해서도 방열되도록 한다.
또한, 로우 빔 조사부(100)의 전면에는 LED 램프(110)에서 조사되는 광원이 램프의 전방으로 집속되도록 하는 램프 갓이 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 램프 갓은 베이스 플레이트의 형태와 동일한 원형으로 형성되고, 내측으로는 LED 램프(110)의 설치 위치에 램프홀이 형성되도록 한다. LED 램프(110)가 위치되는 램프홀은 원통형으로 형성되도록 하고, LED 램프(110)는 원통형의 램프홀 내측에 위치될 수 있도록 하여 LED 램프(110)에서 발광되는 빛이 전방으로만 확산되도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 로우 빔 조사부(100)의 베이스 플레이트의 하부에는 액츄에이터가 연결되어 있어, 액츄에이터에 의해 로우 빔 조사부(100)의 베이스 플레이트가 좌우로 회전 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
액츄에이터는 차량의 스티어링 휠의 조작 방향과 연동되도록 구성하여, 차량 운전자가 자신이 주행하고자 하는 방향에 따라 스티어링 휠을 좌측 또는 우측으로 조작하면, 스티어링 휠의 동작 방향을 감지하는 감지센서는 감지신호를 출력한다. 센서에서 출력되는 감지신호는 제어기로 입력되고 제어기는 감지신호가 나타내는 스티어링 휠의 조작 방향으로 로우 빔 조사부(100)가 향하도록 액츄에이터 동작 제어 신호를 출력한다.
로우 빔 조사부(100)의 측면 즉, 헤드램프(10)의 중간부에는 로우 빔 조사부(100)와 연동하는 광폭 조사부(200)가 설치되도록 한다. 광폭 조사부(200)는 다수개의 LED 램프(110)가 상하로 설치되어 구성되어 있다. 광폭 조사부(200)를 구성하는 제1 본체(220)는 금속 재질로 형성되어 있고, LED 램프(110)가 제1 본체에 연결되도록 하는 제1 소켓부는 제1 본체와 일체로 형성되도록 하여 각각의 LED 램프(110) 동작시 발생하는 열의 방열이 용이하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 열의 방열을 용이하게 하기 위해 제2 방열핀이 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되어 있는 광폭 조사부(200)는 로우 빔 조사부(100)의 측면에 설치되어 있고, 로우 빔 조사부(100)와 연동하여 동작되어 로우 빔 조사부(100)에서 조사된 광선이 비추는 곳의 측면을 비추어 헤드램프(10)의 조사범위가 확장되도록 하여 운전자의 시인성이 증가하도록 한다.
헤드램프(10)의 내측에 설치되는 하이 빔 조사부(300)는 다수개의 LED 램프(110)가 집속 설치되어 구성되어 있고, 각각의 LED 램프(110)는 동일 방향을 향하도록 설치되어 있다.
하이 빔 조사부(300)를 구성하고 있는 각각의 LED 램프(110)가 동일 방향을 향하여 설치되어 있고, 하이 빔 조사부(300)의 광선 조사 방향은 변동되지 않으며 운전자에 의해 하이 빔 조사부(300)가 동작되는 경우 각각의 LED 램프(110)에서 조사되는 빛은 한곳으로 집중되어 운전자의 시인성이 향상되도록 한다.
또한, 각각의 LED 램프(110)가 설치되는 제2 본체의 후면에는 제3 방열핀이 형성되어 있고, 하이 빔 조사부(300)에는 LED 램프(110)가 제2 본체에 연결되도록 하는 제2 소켓부가 제2 본체와 일체로 형성되도록 하여 각각의 LED 램프(110) 동작시 발생하는 열이 제3 방열핀으로 용이하게 전달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 배터리(20)는 일례로 12V 리튬이온 배터리(저전압 배터리)로서, 차량의 전장부하에서 요구되는 전원을 공급한다. 이러한 배터리(20)는 납산 전지로 구현될 수도 있다.
이러한 배터리(20)는 차량의 시동은 물론 각종 램프, 시스템, ECU(Electronic Control Units) 등과 같은 전기장치에 동작 전원을 공급하는 역할을 수행한다.
지금까지 차량의 배터리는 완전 방전이 되어도 다시 충전하여 사용할 수 있는 장점으로 인해 납산 축전지(lead-acid storage battery)가 주로 사용되었으나, 이러한 납산 축전지는 무겁고 충전밀도가 낮으며, 특히 납산은 환경오염 물질이기 때문에 리튬이온 배터리(lithium ion battery)로 대체되고 있다.
다음으로, 구동부(30)는 일종의 스위치로서 제어부(50)의 제어하에 배터리(20)의 전원을 전장부하에 공급 또는 차단하는 역할을 수행한다. 이때, 구동부(30)는 MOS FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 구현될 수도 있다.
또한, 구동부(30)는 제어부(50)의 제어하에 전장부하(10)를 작동시킬 수도 있다.
다음으로, 전압 측정부(40)는 전장부하(10)와 구동부(30) 사이의 전압을 측정하는 모듈로서, 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 모듈로 구현될 수도 있고, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(MCU, Micro Contol Unit)의 내부에 구현될 수도 있다. 즉, 제어부(40)가 전압 측정부(40)의 기능을 수행하도록 구현할 수도 있다.
다음으로, 제어부(50)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다.
특히, 제어부(50)는 차량의 전장부하(10)가 작동하지 않는 상태(OFF 상태)에서, 전압 측정부(40)에 의해 측정된 전압에 기초하여 상기 전장부하(10)와 상기 전장부하(10)에 연결된 전원 공급라인(Circuit)에서 발생하는 단락(Short circuit) 또는 단선(Open circuit)을 정확도 높게 진단할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 제어부(50)가 B+ 단락과 단선을 진단해 내는 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치가 B+ 단락을 진단해 내는 과정을 나타내는 일예시도이다.
도 3에서 제어부(50)는 MCU로 구현된 예를 나타내고, B+ 12V는 배터리(20)의 전압을 나타내며, 전압 측정부(40)의 기능은 제어부(50)에 의해 수행된다.
먼저, 제어부(50)는 전장부하(10)가 작동하지 않는 상태, 즉 IGN OFF 상태에서 슬립모드로 진입하게 되고, 슬립모드 상태에서 주기적(일례로, 500ms)으로 웨이크 업하게 되는데, 이렇게 웨이크 업한 상태에서 고장 진단 전압 모니터링 회로를 통해 전장부하(10)와 구동부(30) 사이의 전압을 측정한다. 이때, 전압 측정시간은 일례로 10ms의 시간이 소요된다. 이러한 전압 측정 프로세스는 슬립모드에 들어간 후 일정시간(일례로 1시간)이 경과한 후부터 수행되는 것이 바람직하다.
이후, 제어부(50)는 측정된 전압이 기준치(일례로 2.5V) 이하이면 전장부하(10) 및 전장부하(10)에 연결된 전원회로에 이상이 없다고 판단하고, 임계치(일례로, 10V)를 초과하면 B+ 단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 측정된 전압이 연속으로 임계치를 초과한 횟수가 임계횟수(일례로, 30회)를 초과하면 최종적으로 B+ 단락이 발생한 것으로 판단할 수도 있다.
이후, 제어부(50)는 자체 구비하고 있는 메모리(미도시)에 B+ 단락이 발생했음을 기록한다.
여기서, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
이후, 제어부(50)는 IGN ON 시 클러스터, AVN 시스템 등과 같은 디스플레이에 B+ 단락이 발생했음을 표시하여 운전자에게 알린다. 여기서, IGN ON이란 운전자가 스마트키를 소지하고 차량에 탑승한 상태, 금속열쇠를 키 박스에 넣고 ON 위치까지 돌린 상태를 의미한다.
도 4 는 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치가 단선을 진단해 내는 과정을 나타내는 일예시도이다.
도 4에서 제어부(50)는 MCU로 구현된 예를 나타내고, B+ 12V는 배터리(20)의 전압을 나타내며, 전압 측정부(40)의 기능은 제어부(50)에 의해 수행된다.
먼저, 제어부(50)는 전장부하(10)가 작동하지 않는 상태, 즉 IGN OFF 상태에서 슬립모드로 진입하게 되고, 슬립모드 상태에서 주기적(일례로, 500ms)으로 웨이크 업하게 되는데, 이렇게 웨이크 업한 상태에서 고장 진단 전압 모니터링 회로를 통해 전장부하(10)와 구동부(30) 사이의 전압을 측정한다. 이때, 전압 측정시간은 일례로 10ms의 시간이 소요된다. 이러한 전압 측정 프로세스는 슬립모드에 들어간 후 일정시간(일례로 1시간)이 경과한 후부터 수행되는 것이 바람직하다.
이후, 제어부(50)는 측정된 전압이 기준치(일례로 2.5V) 이하이면 전장부하(10) 및 전장부하(10)에 연결된 전원회로에 이상이 없다고 판단하고, 임계범위(일례로, 4.5V ~ 5V)를 만족하면 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 측정된 전압이 연속으로 임계치를 초과한 횟수가 임계횟수(일례로, 30회)를 초과하면 최종적으로 단선이 발생한 것으로 판단할 수도 있다. 이때, 단선은 전장부하(10) 내부에서 발생한 단선일 수도 있고, 전장부하(10)와 연결된 전원회로의 단선일 수도 있다.
이후, 제어부(50)는 자체 구비하고 있는 메모리(미도시)에 단선이 발생했음을 기록한다.
이후, 제어부(50)는 IGN ON 시 클러스터, AVN 시스템 등과 같은 디스플레이에 단선이 발생했음을 표시하여 운전자에게 알린다.
도 5 는 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 장치가 그라운드 단락을 진단해 내는 과정을 나타내는 일예시도이다.
도 5에서 제어부(50)는 MCU로 구현된 예를 나타내고, B+ 12V는 배터리(20)의 전압을 나타내며, 전압 측정부(40)의 기능은 제어부(50)에 의해 수행된다.
먼저, 제어부(50)는 IGN ON 상태에서 아주 짧은 시간(일례로 30ms) 전장부하(10)를 작동시킨다. 이는 매우 짧은 시간으로 전장부하(10)가 작동했다는 사실을 운전자가 인지하기 어렵다.
이후, 제어부(50)는 고장 진단 전압 모니터링 회로를 통해 전장부하(10)와 구동부(30) 사이의 전압을 측정한다. 이때, 전압 측정시간은 일례로 10ms의 시간이 소요된다.
이후, 제어부(50)는 측정된 전압이 기준치(일례로 5V) 이상이면 전장부하(10) 및 전장부하(10)에 연결된 전원회로에 이상이 없다고 판단하고, 기준치 미만이면 그라운드 단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 측정된 전압이 연속으로 기준치 이상인 횟수가 임계횟수(일례로, 2회)를 초과하면 최종적으로 정상으로 판단할 수도 있다. 또한, 제어부(50)는 측정된 전압이 연속으로 기준치 미만인 횟수가 임계횟수(일례로, 2회)를 초과하면 그라운드 단락이 발생한 것으로 판단할 수도 있다.
이후, 제어부(50)는 클러스터, AVN 시스템 등과 같은 디스플레이에 그라운드 단락이 발생했음을 표시하여 운전자에게 알린다.
도 6 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 제어부(50)가 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태에서 상기 전장부하와 상기 전장부하를 구동시키는 구동부 사이의 전압을 측정한다(601).
이후, 제어부(50)가 상기 측정된 전압에 기초하여 단락 또는 단선을 진단한다(602).
도 7 은 본 발명에 따른 차량의 고장 진단 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.
먼저, 제어부(50)가 IGN ON 상태에서 구동부(40)를 통해 임계시간 동안 차량의 전장부하를 작동시킨다(701).
이후, 제어부(50)가 상기 전장부하와 상기 전장부하를 구동시키는 구동부 사이의 전압을 측정한다(702).
이후, 제어부(50)가 상기 측정된 전압에 기초하여 그라운드 단락을 진단한다(703).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 전장부하
20 : 배터리
30 : 구동부
40 : 전압 측정부
50 : 제어부

Claims (20)

  1. 차량 내 전장부하를 구동시키는 구동부; 및
    상기 전장부하가 작동하지 않는 상태에서 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정하고, 상기 전압이 기준치(A1) 이하이면 정상으로 진단하며, 상기 전압이 임계범위(A2~A3, A2>A1)에 포함되면 단선으로 진단하고, 상기 전압이 임계전압(A4, A4>A3) 이상이면 B+ 단락으로 진단하며,
    상기 전장부하가 작동중인 상태에서 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정하며, 상기 전압이 기준치(A3) 이상이면 정상으로 진단하고, 상기 전압이 기준치(A3) 미만이면 그라운드 단락으로 진단하는 제어부
    를 포함하는 차량의 고장 진단 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    슬립모드 상태에서 주기적으로 깨어 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 전압이 연속으로 임계전압 이상인 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 B+ 단락으로 진단하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 B+ 단락이 발생했음을 메모리에 기록하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    IGN ON 시 B+ 단락이 발생했음을 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 전압이 연속으로 임계범위에 포함되는 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 단선으로 진단하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 단선이 발생했음을 메모리에 기록하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    IGN ON 시 단선이 발생했음을 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 장치.
  12. 차량의 전장부하가 작동하지 않는 상태에서 상기 전장부하와 상기 전장부하를 구동시키는 구동부 사이의 제1 전압을 측정하는 단계;
    상기 제1 전압이 기준치(A1) 이하이면 정상으로 진단하는 단계;
    상기 제1 전압이 임계범위(A2~A3, A2>A1)에 포함되면 단선으로 진단하는 단계;
    상기 제1 전압이 임계전압(A4, A4>A3) 이상이면 B+ 단락으로 진단하는 단계;
    상기 전장부하가 작동중인 상태에서 상기 전장부하와 상기 전장부하를 구동시키는 구동부 사이의 제2 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 제2 전압이 기준치(A3) 이상이면 정상으로 진단하고, 상기 제2 전압이 기준치(A3) 미만이면 그라운드 단락으로 진단하는 단계
    를 포함하는 차량의 고장 진단 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 전압을 측정하는 단계는,
    슬립모드 상태에서 주기적으로 깨는 제어부가 상기 전장부하와 상기 구동부 사이의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 방법.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 B+ 단락으로 진단하는 단계는,
    상기 측정된 전압이 연속으로 임계전압 이상인 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 B+ 단락으로 진단하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 단선으로 진단하는 단계는,
    상기 측정된 전압이 연속으로 임계범위에 포함되는 횟수가 기준횟수를 초과하는 경우에 최종적으로 단선으로 진단하는 것을 특징으로 하는 차량의 고장 진단 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 B+ 단락 또는 상기 단선이 발생했음을 메모리에 기록하는 단계; 및
    IGN ON 시 상기 B+ 단락 또는 상기 단선이 발생했음을 디스플레이에 표시하는 단계
    를 더 포함하는 차량의 고장 진단 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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