KR20150077723A - 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법 - Google Patents

전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 4륜 구동의 변속 액추에이터에 전원 공급을 위한 4 개의 스위치를 각각 구비하고, 각 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따른 스위치 각 지점의 동작 신호들을 조합한 것에 근거해 변속기의 단선이 구동 모터의 단선인지, 모터 상부측 단선인지, 모터 하부측 단선인지를 감지할 수 있도록 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치는, 4륜에 회전력을 출력하는 액추에이터부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치에 있어서, 상기 전원 공급부로부터 상기 액추에이터부로의 전원 공급을 각각 단속하기 위한 제1스위치회로(S1)와 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4); 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제1 입력단(INH_1); 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제2 입력단(INH_2); 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제3 입력단(IN_3); 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제4 입력단(IN_4); 상기 전원 공급부로부터 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로를 통해 상기 액추에이터부에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제1전압 검출부(V1); 상기 전원 공급부로부터 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로를 통해 상기 액추에이터부에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제2전압 검출부(V2); 상기 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로 및 제4스위치회로에 흐르는 전류의 출력 레벨을 검출하는 전류 검출부(IS); 및 상기 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로, 제4스위치회로, 제1 입력단과 제2 입력단, 제3 입력단, 제4 입력단, 제1전압 검출부, 제2전압 검출부 및 전류 검출부의 신호 조합에 따라 정상 상태인지, 모터 단선인지, 브릿지 단락인지, 그라운드(GND) 단락인지를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법{Electronic four wheel driver transmission device and method for sensing the snapping of a wire}
본 발명은 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 4륜 구동의 변속 액추에이터에 전원 공급을 위한 4 개의 스위치를 각각 구비하고, 각 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따른 스위치 각 지점의 동작 신호들을 조합한 것에 근거해 구동 모터의 단선인지, 모터 상부측 단선인지, 모터 하부측 단선인지를 감지할 수 있도록 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동 변속기의 하우징 일측에 장착되는 인히비터 스위치(inhibitor switch)는, 시프트 레버(shift lever)의 각 변속단 위치를 검출하여 자동 변속기의 제어부에 전달하는 스위치로서, 시프트 레버의 위치가 N 레인지와 P 레인지 이외에 있을 경우에는 엔진이 시동되지 않도록 하고, 시프트 레버의 위치 확인 램프 및 R 레인지에서의 후진 램프를 점등하는 등의 역할을 한다.
이러한 인히비터 스위치는, 스위치 바디와 이 스위치 바디에 각기 이격 배치되어 고정된 복수의 변속단 감지 고정접점과 전원공급용 고정접점과 시프트 레버에 연동하는 컨트롤 레버와 이 컨트롤 레버의 작동에 연동하여 복수의 변속단 감지 고정접점 및 컨트롤 레버의 일측에 설치되고 전원공급용 고정접점들 간에 슬라이드되어 접촉점이 가변하는 가동 접점을 포함하여 이루어진다.
변속 제어 장치는, 인히비터 스위치의 가동 접점과 각 변속단 감지 고정접점이 접촉함에 따라 발생하는 위치 감지 신호가 변속기 제어부로 입력되고, 변속기 제어부는 인히비터 스위치로부터 인가되는 신호에 의해 변속단을 감지하여 자동 변속기를 제어하도록 구성되어 있다. 변속기 제어부는 인히비터 스위치로부터 신호가 입력되지 않으면, 인히비터 스위치가 단선된 것으로 판정하여 비상 운전 모드에 따라 자동변속기를 제어함과 더불어 단선 감지신호를 출력한다.
그런데, 시프트 레버가 뻑뻑할 경우 변속단 사이의 공백구간에 멈춰져 있는 경우가 있고, 이 경우 인히비터 스위치로부터 변속단 감지신호가 출력되지 않음에 따라 변속기 제어부가 인히비터 스위치의 단선 상태로 판정하고 단선 감지 신호를 출력하는 오동작이 발생한다. 이러한 오동작으로 인해, 정상상태인 인히비터 스위치가 빈번하게 교체되고 소비자의 불만이 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 4륜 구동 변속기의 경우에는 변속 액추에이터에 전원을 공급한 후 스위치 회로에 의해 구성되는 전류를 검지함으로써 단선이나 단락을 감지하게 되는데, 이때 오배선 및 액추에이터의 고장 시에는 단선 및 단락 회로가 발생하여 제어기가 소손되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제0836347호(등록일: 2008년06월02일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 4륜 구동의 변속 액추에이터에 전원 공급을 위한 4 개의 스위치를 각각 구비하고, 각 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따른 스위치 각 지점의 동작 신호들을 조합한 것에 근거해 변속기의 단선이 구동 모터의 단선인지, 모터 상부측 단선인지, 모터 하부측 단선인지를 감지할 수 있도록 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 4륜에 회전력을 출력하는 액추에이터부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치에 있어서, 상기 전원 공급부로부터 상기 액추에이터부로의 전원 공급을 각각 단속하기 위한 제1스위치회로(S1)와 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4); 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제1 입력단(INH_1); 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제2 입력단(INH_2); 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제3 입력단(IN_3); 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제4 입력단(IN_4); 상기 전원 공급부로부터 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로를 통해 상기 액추에이터부에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제1전압 검출부(V1); 상기 전원 공급부로부터 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로를 통해 상기 액추에이터부에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제2전압 검출부(V2); 상기 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로 및 제4스위치회로에 흐르는 전류의 출력 레벨을 검출하는 전류 검출부(IS); 및 상기 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로, 제4스위치회로, 제1 입력단과 제2 입력단, 제3 입력단, 제4 입력단, 제1전압 검출부, 제2전압 검출부 및 전류 검출부의 신호 조합에 따라 정상 상태인지, 모터 단선인지, 브릿지 단락인지, 그라운드(GND) 단락인지를 판단하는 제어부를 포함하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치가 제공된다.
또한, 상기 제1전압 검출부는, 상기 제1스위치회로와 상기 제2스위치회로의 연결점에서 상기 액추에이터부까지의 연결 라인과, 상기 제2스위치회로에서 접지까지의 연결 라인 사이에 다이오드와 저항이 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1전압 검출부와 상기 제어부 사이에, 상기 액추에이터부에 공급되는 전압을 상기 제어부의 입력레벨에 맞게 신호를 변환하는 신호 변환부와, 불필요한 잡음 및 상기 액추에이터부의 구동에 의한 전압강하를 보상하는 필터부가 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2전압 검출부는, 상기 제3스위치회로와 상기 제4스위치회로의 연결점에서 상기 액추에이터부까지의 연결 라인과, 상기 제4스위치회로에서 접지까지의 연결 라인 사이에 다이오드와 저항이 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2전압 검출부와 상기 제어부 사이에, 상기 액추에이터부에 공급되는 전압을 상기 제어부의 입력레벨에 맞게 신호를 변환하는 신호 변환부와, 불필요한 잡음 및 상기 액추에이터부의 구동에 의한 전압강하를 보상하는 필터부가 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 가능(1)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 억제(0)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 억제(0)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 가능(1)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이고 상기 제2스위치회로(S2)가 OFF(0)이며 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 사용하지 않고(X), 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제4스위치회로(S4)가 OFF(0)이며 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)가 일정 기준보다 높은 하이레벨(H) 전압을 출력하고, 나머지 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)가 일정 기준보다 낮은 로우레벨(L) 전압을 출력하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환되고 상기 제1스위치회로(S1)는 하이레벨(H)의 전압을 출력하며, 상기 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)의 전압을 출력하고 상기 제1스위치회로(S1)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환된 전압을 출력하는 경우에, 모터 단선인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 장치의 오프(OFF) 모드에서 상기 제1 입력단(INH_1)이 억제(0)이고 상기 제2 입력단(INH_2)도 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)은 사용하지 않고(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변환된 전압을 검출하는 경우에, 브릿지 단락(VS)인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)를 사용하지 않고(X), 상기 전류 검출부에서 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 모두 일정 기준 이상의 하이레벨(H)의 전류를 검출하는 경우에, 그라운드(GND) 단락인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액추에이터부와 전원 공급부, 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4), 제1 입력단(INH_1), 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4), 제1전압 검출부(V1), 제2전압 검출부(V2), 전류 검출부(IS) 및 제어부를 포함하는 장치의 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법으로서, (a) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)의 상태를 검출하는 단계; (b) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제2 입력단(INH_2)의 상태를 검출하는 단계; (c) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제3 입력단(IN_3)의 상태를 검출하는 단계; (d) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태를 검출하는 단계; (e) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제1전압 검출부(V1)의 전압 레벨을 검출하는 단계; (f) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 단계; 및 (g) 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태 검출 결과와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨 검출 결과를 조합하여, 정상 상태와 모터 단선, 브릿지 단락 및 그라운드(GND) 단락을 판단하는 단계를 포함하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법이 제공된다.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 가능(1)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 억제(0)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 억제(0)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 가능(1)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이고 상기 제2스위치회로(S2)가 OFF(0)이며 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 사용하지 않고(X), 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제4스위치회로(S4)가 OFF(0)이며 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)가 일정 기준보다 높은 하이레벨(H) 전압을 출력하고, 나머지 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)가 일정 기준보다 낮은 로우레벨(L) 전압을 출력하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정; 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정; 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정; 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 일정 기준 이상의 하이레벨(H) 전압을 검출하며, 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3)이 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 상기 제1전압 검출부(V1)가 하이레벨(H)의 전압을 검출하고 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며, 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3)이 OFF(0)이며 상기 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 상기 제1전압 검출부(V1)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며, 상기 제2전압 검출부(V2)가 하이레벨(H) 전압을 검출하며, 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환되고 상기 제1스위치회로(S1)는 하이레벨(H)의 전압을 출력하며, 상기 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)의 전압을 출력하고 상기 제1스위치회로(S1)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환된 전압을 출력하는 경우에, 모터 단선인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 (g) 단계는, 장치의 오프(OFF) 모드에서, 상기 제1 입력단(INH_1)이 억제(0)이고 상기 제2 입력단(INH_2)도 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)은 사용하지 않고(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변환된 전압을 검출하는 경우에, 브릿지 단락(VS)인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 (g) 단계는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)를 사용하지 않고(X), 상기 전류 검출부에서 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 모두 일정 기준 이상의 하이레벨(H)의 전류를 검출하는 경우에, 그라운드(GND) 단락인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 의하면, 오배선 및 액추에이터의 고장에 의한 단선이나 단락의 발생시에도 안전하게 그 이상 유무를 감지하여 제어기 및 장치를 보호할 수 있다.
또한, 4륜 구동장치에 사용되는 변속 액추에이터의 단선이나 단락 등 비정상 상태를 감지함으로써 변속 제어기의 소손 및 구동장치의 오작동을 방지할 수 있다.
따라서, 구동 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전압 검출부와 제어부 사이의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 정상 상태인 경우 입력과 출력 신호의 조합 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 모터 단선과 브릿지 단선 및 그라운드 단선인 경우 입력과 출력 신호의 조합 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 두 스위치회로에 대한 제1 내지 제4 입력단의 상태와 제1 및 제2 전압 검출부의 출력전압 레벨을 조합하여 정상 상태를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 검지 감지 장치 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치(100)는, 차량의 4륜에 회전력을 출력하는 액추에이터부(110)와, 액추에이터부(110)에 전원을 공급하는 전원 공급부(120), 전원 공급부(120)로부터 액추에이터부(110)로의 전원 공급을 각각 단속하기 위한 제1스위치회로(S1)(132) 제2스위치회로(S2)(134), 제3스위치회로(S3)(136) 및 제4스위치회로(S4)를 포함한다.
또한, 제1스위치회로(S1)(132) 및 제2스위치회로(S2)(134)의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제1 입력단(INH_1)(140)과, 제3스위치회로(S3)(136) 및 제4스위치회로(S4)(138)의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제2 입력단(INH_2)(142); 제1스위치회로(S1)(132) 및 제2스위치회로(S2)(134)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제3 입력단(IN_3)(144); 제3스위치회로(S3)(136) 및 제4스위치회로(S4)(138)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제4 입력단(IN_4)(146); 전원 공급부(120)로부터 제1스위치회로(S1)(132) 및 제2스위치회로(S2)(134)를 통해 액추에이터부(110)에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제1전압 검출부(V1)(152); 전원 공급부(120)로부터 제3스위치회로(S3)(136) 및 제4스위치회로(S4)(138)를 통해 액추에이터부(110)에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제2전압 검출부(V2)(154); 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로 및 제4스위치회로에 흐르는 전류의 출력 레벨을 검출하는 전류 검출부(IS)(148); 및 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로, 제4스위치회로, 제1 입력단과 제2 입력단, 제3 입력단, 제4 입력단, 제1전압 검출부, 제2전압 검출부 및 전류 검출부의 신호 조합에 따라 정상 상태인지, 모터 단선인지, 브릿지 단락인지, 그라운드(GND) 단락인지를 판단하는 제어부(160)를 포함한다.
또한, 제1전압 검출부(V1)(152)는, 제1스위치회로(S1)(132)와 제2스위치회로(S2)(134)의 연결점(a)에서 액추에이터부(110)까지의 연결 라인과, 제2스위치회로(S2)(134)에서 접지(GND)까지의 연결 라인 사이에 다이오드(D)와 저항(R)이 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 제1전압 검출부(V1)(152)와 제어부(160) 사이에, 도 2에 도시된 바와 같이 액추에이터부(110)에 공급되는 전압을 제어부(160)의 입력레벨에 맞게 신호를 변환하는 신호 변환부(210)와, 불필요한 잡음 및 액추에이터부의 구동에 의한 전압강하를 보상하는 필터부(220)가 연결될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전압 검출부와 제어부 사이의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
또한, 제2전압 검출부(V2)(154)는, 제3스위치회로(S3)(136)와 제4스위치회로(S4)(138)의 연결점(b)에서 액추에이터부(110)까지의 연결 라인과, 제4스위치회로(S4)(138)에서 접지(GND)까지의 연결 라인 사이에 다이오드(D)와 저항(R)이 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 제2전압 검출부(V2)(154)와 제어부(160) 사이에, 도 2에 도시된 바와 같이 액추에이터부(110)에 공급되는 전압을 제어부(160)의 입력레벨에 맞게 신호를 변환하는 신호 변환부(212)와, 불필요한 잡음 및 액추에이터부의 구동에 의한 전압강하를 보상하는 필터부(222)가 연결될 수 있다.
또한, 제어부(160)는, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 입력단(INH_1)에서 제1스위치회로(S1) 및 제2스위치회로(S2)가 가능(1)이고 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)는 억제(0)이며, 제2 입력단(INH_2)에서 제1스위치회로(S1) 및 제2스위치회로(S2)가 억제(0)이고 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)는 가능(1)이며, 제3 입력단(IN_3)에서 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이고 제2스위치회로(S2)가 OFF(0)이며 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)는 사용하지 않고(X), 제4 입력단(IN_4)에서 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 제4스위치회로(S4)가 OFF(0)이며 제1스위치회로(S1) 및 제2스위치회로(S2)는 사용하지 않으며(X), 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)에서 제1스위치회로(S1) 및 제3스위치회로(S3)가 일정 기준보다 높은 하이레벨(H) 전압을 출력하고, 나머지 제2스위치회로(S2) 및 제4스위치회로(S4)가 일정 기준보다 낮은 로우레벨(L) 전압을 출력하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 정상 상태인 경우 입력과 출력 신호의 조합 예를 나타낸 도면이다.
또한, 제어부(160)는 도 3에서, 제1스위치회로(S1) 및 제3스위치회로(S3)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 일정 기준 이상의 하이레벨(H) 전압을 검출하며, 제1스위치회로(S1) 및 제4스위치회로(S4)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3)이 ON(1)이며, 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 제1전압 검출부(V1)가 하이레벨(H)의 전압을 검출하고 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며, 제2스위치회로(S2) 및 제3스위치회로(S3)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3)이 OFF(0)이며 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 제1전압 검출부(V1)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며, 제2전압 검출부(V2)가 하이레벨(H) 전압을 검출하며, 제2스위치회로(S2) 및 제4스위치회로(S4)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 도 3에서 장치가 오프(OFF) 모드일 때, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 억제(0)이고 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)을 사용하지 않으며(X), 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(160)는, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 입력단(INH_1)에서 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 제2 입력단(INH_2)에서 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 제3 입력단(IN_3)에서 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 제4 입력단(IN_4)에서 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 제1전압 검출부(V1)에서 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환되고 제1스위치회로(S1)는 하이레벨(H)의 전압을 출력하며, 제2전압 검출부(V2)에서 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)의 전압을 출력하고 제1스위치회로(S1)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환된 전압을 출력하는 경우에, 모터 단선인 것으로 판단할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 모터 단선과 브릿지 단선 및 그라운드 단선인 경우 입력과 출력 신호의 조합 예를 나타낸 도면이다.
또한, 제어부(160)는, 도 4에 도시된 바와 같이 장치의 오프(OFF) 모드에서 제1 입력단(INH_1)이 억제(0)이고 제2 입력단(INH_2)도 억제(0)이며, 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)은 사용하지 않고(X), 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변환된 전압을 검출하는 경우에, 브릿지 단락(VS)인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 입력단(INH_1)에서 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 제2 입력단(INH_2)에서 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 제3 입력단(IN_3)에서 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 제4 입력단(IN_4)에서 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 제3스위치회로(S3) 및 제1스위치회로(S1)에 대해 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)를 사용하지 않고(X), 전류 검출부에서 제3스위치회로(S3) 및 제1스위치회로(S1)에 대해 모두 일정 기준 이상의 하이레벨(H)의 전류를 검출하는 경우에, 그라운드(GND) 단락인 것으로 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치(100)는, 제어부(160)가 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제1 입력단(INH_1)의 상태를 검출한다(S510).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제2 입력단(INH_2)의 상태를 검출한다(S520).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제3 입력단(IN_3)의 상태를 검출한다(S530).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제4 입력단(IN_4)의 상태를 검출한다(S540).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제1전압 검출부(V1)의 출력전압 레벨을 검출한다(S550).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제2전압 검출부(V2)의 출력전압 레벨을 검출한다(S560).
이어, 제어부(160)는 제1 입력단(INH_1)과 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4)의 상태 검출 결과와, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)의 전압레벨 검출 결과를 조합하여, 정상 상태와 모터 단선, 브릿지 단락 및 그라운드(GND) 단락을 판단한다(S570).
여기서, 제어부(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 입력단(INH_1)에서 제1스위치회로(S1) 및 제2스위치회로(S2)가 가능(1)이고 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)는 억제(0)이며, 제2 입력단(INH_2)에서 제1스위치회로(S1) 및 제2스위치회로(S2)가 억제(0)이고 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)는 가능(1)이며, 제3 입력단(IN_3)에서 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이고 제2스위치회로(S2)가 OFF(0)이며 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4)는 사용하지 않고(X), 제4 입력단(IN_4)에서 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 제4스위치회로(S4)가 OFF(0)이며 제1스위치회로(S1) 및 제2스위치회로(S2)는 사용하지 않으며(X), 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)에서 제1스위치회로(S1) 및 제3스위치회로(S3)가 일정 기준보다 높은 하이레벨(H) 전압을 출력하고, 나머지 제2스위치회로(S2) 및 제4스위치회로(S4)가 일정 기준보다 낮은 로우레벨(L) 전압을 출력하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(160)는 정상적인 상태를 판단하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 제2스위치회로(S2) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제1 입력단(INH_1)과 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)의 출력전압 레벨을 검출한다(S610). 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 두 스위치회로에 대한 제1 내지 제4 입력단의 상태와 제1 및 제2 전압 검출부의 출력전압 레벨을 조합하여 정상 상태를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다.
이어, 제어부(160)는 제2스위치회로(S2) 및 제3스위치회로(S3)에 대한 제1 입력단(INH_1)과 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)의 출력전압 레벨을 검출한다(S620).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1) 및 제4스위치회로(S4)에 대한 제1 입력단(INH_1)과 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)의 출력전압 레벨을 검출한다(S630).
이어, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1) 및 제3스위치회로(S3)에 대한 제1 입력단(INH_1)과 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)의 출력전압 레벨을 검출한다(S640).
따라서, 제어부(160)는 두 스위치회로에 대한 제1 내지 제4 입력단의 상태와 제1 및 제2 전압 검출부의 출력전압 레벨을 조합하여 도 3에 도시된 바와 같이 정상 상태를 판단한다(S650).
즉, 제어부(160)는, 제1스위치회로(S1) 및 제3스위치회로(S3)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 일정 기준 이상의 하이레벨(H) 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 제1스위치회로(S1) 및 제4스위치회로(S4)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3)이 ON(1)이며, 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 제1전압 검출부(V1)가 하이레벨(H)의 전압을 검출하고 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 제2스위치회로(S2) 및 제3스위치회로(S3)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3)이 OFF(0)이며 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 제1전압 검출부(V1)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며, 제2전압 검출부(V2)가 하이레벨(H) 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 제2스위치회로(S2) 및 제4스위치회로(S4)에 대해, 제1 입력단(INH_1) 및 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 입력단(INH_1)에서 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 제2 입력단(INH_2)에서 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 제3 입력단(IN_3)에서 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 제4 입력단(IN_4)에서 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 제1전압 검출부(V1)에서 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환되고 제1스위치회로(S1)는 하이레벨(H)의 전압을 출력하며, 제2전압 검출부(V2)에서 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)의 전압을 출력하고 제1스위치회로(S1)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환된 전압을 출력하는 경우에, 모터 단선인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(160)는, 도 4에 도시된 바와 같이 장치의 오프(OFF) 모드에서, 제1 입력단(INH_1)이 억제(0)이고 제2 입력단(INH_2)도 억제(0)이며, 제3 입력단(IN_3) 및 제4 입력단(IN_4)은 사용하지 않고(X), 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변환된 전압을 검출하는 경우에, 브릿지 단락(VS)인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 입력단(INH_1)에서 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 제2 입력단(INH_2)에서 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 제3 입력단(IN_3)에서 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 제4 입력단(IN_4)에서 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 제3스위치회로(S3) 및 제1스위치회로(S1)에 대해 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)를 사용하지 않고(X), 전류 검출부에서 제3스위치회로(S3) 및 제1스위치회로(S1)에 대해 모두 일정 기준 이상의 하이레벨(H)의 전류를 검출하는 경우에, 그라운드(GND) 단락인 것으로 판단할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 4륜 구동의 변속 액추에이터에 전원 공급을 위한 4 개의 스위치를 각각 구비하고, 각 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따른 스위치 각 지점의 동작 신호들을 조합한 것에 근거해 변속기의 단선이 구동 모터의 단선인지, 모터 상부측 단선인지, 모터 하부측 단선인지를 감지할 수 있도록 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 4륜 구동의 변속 액추에이터에 전원 공급을 위한 4 개의 스위치를 각각 구비하고, 각 스위치의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따른 스위치 각 지점의 동작 신호들을 조합한 것에 근거해 변속기의 단선이 구동 모터의 단선인지, 모터 상부측 단선인지, 모터 하부측 단선인지를 감지할 수 있도록 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치 및 방법에 적용할 수 있다.
100 : 전자식 4륜 구동변속기 단선감지장치 110 : 액추에이터부
120 : 전원 공급부 132 : 제1스위치회로
134 : 제2스위치회로 136 : 제3스위치회로
138 : 제4스위치회로 140 : 제1 입력단
142 : 제2 입력단 144 : 제3 입력단
146 : 제4 입력단 148 : 전류 검출부
152 : 제1전압 검출부 154 : 제2전압 검출부
160 : 제어부 210, 212 : 신호 변환부
220, 222 : 필터부

Claims (16)

  1. 4륜에 회전력을 출력하는 액추에이터부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 상기 액추에이터부로의 전원 공급을 각각 단속하기 위한 제1스위치회로(S1)와 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4);
    상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제1 입력단(INH_1);
    상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로의 동작을 억제(Inhibit) 또는 가능(Enable)으로 하기 위한 제2 입력단(INH_2);
    상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제3 입력단(IN_3);
    상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키기 위한 제4 입력단(IN_4);
    상기 전원 공급부로부터 상기 제1스위치회로 및 상기 제2스위치회로를 통해 상기 액추에이터부에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제1전압 검출부(V1);
    상기 전원 공급부로부터 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로를 통해 상기 액추에이터부에 공급되는 전원의 출력전압 레벨을 검출하는 제2전압 검출부(V2);
    상기 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로 및 제4스위치회로에 흐르는 전류의 출력 레벨을 검출하는 전류 검출부(IS); 및
    상기 제1스위치회로와 제2스위치회로, 제3스위치회로, 제4스위치회로, 제1 입력단과 제2 입력단, 제3 입력단, 제4 입력단, 제1전압 검출부, 제2전압 검출부 및 전류 검출부의 신호 조합에 따라 정상 상태인지, 모터 단선인지, 브릿지 단락인지, 그라운드(GND) 단락인지를 판단하는 제어부;
    를 포함하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전압 검출부는, 상기 제1스위치회로와 상기 제2스위치회로의 연결점에서 상기 액추에이터부까지의 연결 라인과, 상기 제2스위치회로에서 접지까지의 연결 라인 사이에 다이오드와 저항이 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전압 검출부와 상기 제어부 사이에, 상기 액추에이터부에 공급되는 전압을 상기 제어부의 입력레벨에 맞게 신호를 변환하는 신호 변환부와, 불필요한 잡음 및 상기 액추에이터부의 구동에 의한 전압강하를 보상하는 필터부가 연결된 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2전압 검출부는, 상기 제3스위치회로와 상기 제4스위치회로의 연결점에서 상기 액추에이터부까지의 연결 라인과, 상기 제4스위치회로에서 접지까지의 연결 라인 사이에 다이오드와 저항이 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2전압 검출부와 상기 제어부 사이에, 상기 액추에이터부에 공급되는 전압을 상기 제어부의 입력레벨에 맞게 신호를 변환하는 신호 변환부와, 불필요한 잡음 및 상기 액추에이터부의 구동에 의한 전압강하를 보상하는 필터부가 연결된 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 가능(1)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 억제(0)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 억제(0)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 가능(1)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이고 상기 제2스위치회로(S2)가 OFF(0)이며 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 사용하지 않고(X), 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제4스위치회로(S4)가 OFF(0)이며 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)가 일정 기준보다 높은 하이레벨(H) 전압을 출력하고, 나머지 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)가 일정 기준보다 낮은 로우레벨(L) 전압을 출력하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환되고 상기 제1스위치회로(S1)는 하이레벨(H)의 전압을 출력하며, 상기 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)의 전압을 출력하고 상기 제1스위치회로(S1)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환된 전압을 출력하는 경우에, 모터 단선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 장치의 오프(OFF) 모드에서 상기 제1 입력단(INH_1)이 억제(0)이고 상기 제2 입력단(INH_2)도 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)은 사용하지 않고(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변환된 전압을 검출하는 경우에, 브릿지 단락(VS)인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)를 사용하지 않고(X), 상기 전류 검출부에서 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 모두 일정 기준 이상의 하이레벨(H)의 전류를 검출하는 경우에, 그라운드(GND) 단락인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 장치.
  10. 액추에이터부와 전원 공급부, 제1스위치회로(S1), 제2스위치회로(S2), 제3스위치회로(S3) 및 제4스위치회로(S4), 제1 입력단(INH_1), 제2 입력단(INH_2), 제3 입력단(IN_3), 제4 입력단(IN_4), 제1전압 검출부(V1), 제2전압 검출부(V2), 전류 검출부(IS) 및 제어부를 포함하는 장치의 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법으로서,
    (a) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)의 상태를 검출하는 단계;
    (b) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제2 입력단(INH_2)의 상태를 검출하는 단계;
    (c) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제3 입력단(IN_3)의 상태를 검출하는 단계;
    (d) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태를 검출하는 단계;
    (e) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제1전압 검출부(V1)의 전압 레벨을 검출하는 단계;
    (f) 상기 제1스위치회로, 상기 제2스위치회로, 상기 제3스위치회로 및 상기 제4스위치회로에 대한 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 단계; 및
    (g) 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태 검출 결과와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨 검출 결과를 조합하여, 정상 상태와 모터 단선, 브릿지 단락 및 그라운드(GND) 단락을 판단하는 단계;
    를 포함하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 가능(1)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 억제(0)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)가 억제(0)이고 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 가능(1)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이고 상기 제2스위치회로(S2)가 OFF(0)이며 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제4스위치회로(S4)는 사용하지 않고(X), 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제4스위치회로(S4)가 OFF(0)이며 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제2스위치회로(S2)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)가 일정 기준보다 높은 하이레벨(H) 전압을 출력하고, 나머지 상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)가 일정 기준보다 낮은 로우레벨(L) 전압을 출력하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 (g) 단계는,
    상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정;
    상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정;
    상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정;
    상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대한 상기 제1 입력단(INH_1)과 상기 제2 입력단(INH_2), 상기 제3 입력단(IN_3), 상기 제4 입력단(IN_4)의 상태와, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)의 전압 레벨을 검출하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 일정 기준 이상의 하이레벨(H) 전압을 검출하며,
    상기 제1스위치회로(S1) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3)이 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 상기 제1전압 검출부(V1)가 하이레벨(H)의 전압을 검출하고 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며,
    상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제3스위치회로(S3)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3)이 OFF(0)이며 상기 제4 입력단(IN_4)이 ON(1)이며, 상기 제1전압 검출부(V1)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하며, 상기 제2전압 검출부(V2)가 하이레벨(H) 전압을 검출하며,
    상기 제2스위치회로(S2) 및 상기 제4스위치회로(S4)에 대해, 상기 제1 입력단(INH_1) 및 상기 제2 입력단(INH_2)이 가능(1)이고 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)이 OFF(0)이며, 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)의 전압을 검출하는 경우에, 정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제1전압 검출부(V1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환되고 상기 제1스위치회로(S1)는 하이레벨(H)의 전압을 출력하며, 상기 제2전압 검출부(V2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 하이레벨(H)의 전압을 출력하고 상기 제1스위치회로(S1)가 하이레벨(H)에서 로우레벨(L)로 변환된 전압을 출력하는 경우에, 모터 단선인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 장치의 오프(OFF) 모드에서, 상기 제1 입력단(INH_1)이 억제(0)이고 상기 제2 입력단(INH_2)도 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3) 및 상기 제4 입력단(IN_4)은 사용하지 않고(X), 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)가 로우레벨(L)에서 하이레벨(H)로 변환된 전압을 검출하는 경우에, 브릿지 단락(VS)인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 (g) 단계는, 상기 제1 입력단(INH_1)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 억제(0)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 가능(1)이며, 상기 제2 입력단(INH_2)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 가능(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)가 억제(0)이며, 상기 제3 입력단(IN_3)에서 상기 제3스위치회로(S3)는 사용하지 않고(X), 상기 제1스위치회로(S1)가 ON(1)이며, 상기 제4 입력단(IN_4)에서 상기 제3스위치회로(S3)가 ON(1)이고 상기 제1스위치회로(S1)는 사용하지 않으며(X), 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 상기 제1전압 검출부(V1) 및 상기 제2전압 검출부(V2)를 사용하지 않고(X), 상기 전류 검출부에서 상기 제3스위치회로(S3) 및 상기 제1스위치회로(S1)에 대해 모두 일정 기준 이상의 하이레벨(H)의 전류를 검출하는 경우에, 그라운드(GND) 단락인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 4륜 구동 변속기 단선 감지 방법.
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