KR20160121639A - 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치에 관한 것으로, 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에 있어서, 상기 전자 제어 시스템에서 발생되는 기설정된 고장 이벤트 유형에 따라 각각의 디지털 고장 신호정보를 생성하는 고장신호 생성부와, 상기 고장신호 생성부로부터 생성된 디지털 고장 신호정보를 기설정된 디바운싱 시간동안 검출하여 디바운스 처리하는 디바운스 처리부와, 상기 디바운스 처리부로부터 디바운스 처리된 디지털 고장 신호정보를 바탕으로 고장 여부를 판별하는 고장 판별부를 포함함으로서, 디지털 고장신호의 바운스 현상으로 인한 고장신호의 오동작을 미연에 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치{FAULT SIGNAL DEBOUNCING APPARATUS OF ELECTRONIC CONTROL SYSTEM}

본 발명은 전자 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에서 발생되는 디지털 고장신호를 일정 시간동안 검출하여 디바운스 처리함으로써, 디지털 고장신호의 바운스 현상으로 인한 고장신호의 오동작을 미연에 효과적으로 방지할 수 있도록 한 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치에 관한 것이다.

최근 전자 제어 시스템(Electronic Control System)에는 회로의 동작 또는 시스템의 동작에 대한 각종 고장을 진단하기 위하여, 고장 진단기능을 갖는 장치가 구비되어 있다.

종래 기술의 전자 제어 시스템에서 고장 진단기능을 갖는 장치는, 고장신호를 디지털로 수신할 때, 수신된 디지털 고장신호의 바운스(bounce) 현상(또는 채터링 현상)으로 인해 이를 고장 상태로 감지하는 문제점이 있다.

즉, 실제 고장이 발생했을 때에도 바운스 현상 때문에 한번의 고장이 여러 번 고장이 발생한 것으로 인식하는 데, 이는 고장 상태로 진입하거나 고장을 비휘발성 메모리에 기록할 때 전자 제어 시스템의 이상 동작을 야기할 수 있는 문제점이 있다.

이러한 디지털 고장신호의 바운스 현상은, 실제로는 한번 발생한 고장 이벤트가 여러 개의 고장신호로 감지되거나, 또는 발생하지 않은 고장 이벤트의 고장신호가 감지되는 현상이다.

즉, 전자 제어 시스템에서 고장신호를 디지털로 수신할 경우, 바운스 현상에 의해 고장이 발생하지 않았음에도 고장으로 인식하는 문제가 발생할 수 있다. 이로 인해 전자 제어 시스템이 고장 상태로 진입할 경우, 불안정성을 야기하고 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에서 발생되는 디지털 고장신호를 일정 시간동안 검출하여 디바운스 처리함으로써, 디지털 고장신호의 바운스 현상으로 인한 고장신호의 오동작을 미연에 효과적으로 방지할 수 있도록 한 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에 있어서, 상기 전자 제어 시스템에서 발생되는 기설정된 고장 이벤트 유형에 따라 각각의 디지털 고장 신호정보를 생성하는 고장신호 생성부; 상기 고장신호 생성부로부터 생성된 디지털 고장 신호정보를 기설정된 디바운싱 시간동안 검출하여 디바운스 처리하는 디바운스 처리부; 및 상기 디바운스 처리부로부터 디바운스 처리된 디지털 고장 신호정보를 바탕으로 고장 여부를 판별하는 고장 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치를 제공하는 것이다.

여기서, 상기 고장 판별부는, 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 한번의 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 복수개로 발생될 경우, 해당 특정 고장 이벤트에 대해 한번의 고장으로 판별함이 바람직하다.

바람직하게, 상기 고장 판별부는, 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 특정 고장 이벤트정보 없이 디지털 고장신호만 발생될 경우, 해당 디지털 고장신호의 오동작으로 판별할 수 있다.

바람직하게, 상기 디바운싱 시간은 5ms 내지 15ms 범위로 설정될 수 있다.

바람직하게, 상기 전자 제어 시스템은, 전기 자동차의 DC/DC 컨버터 시스템으로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치에 따르면, 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에서 발생되는 디지털 고장신호를 일정 시간동안 검출하여 디바운스 처리함으로써, 디지털 고장신호의 바운스 현상으로 인한 고장신호의 오동작을 미연에 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 디지털 고장신호를 디바운스 처리하면 일정 시간동안 디지털 고장신호를 관찰하기 때문에, 실제 고장으로 인한 디지털 고장신호인지 고장 발생빈도가 어느 정도인지 판단이 용이해지며, 이를 통해 고장에 대한 오감지가 효과적으로 줄어들 뿐만 아니라 전자 제어 시스템의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 처리 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 방법을 설명하기 위한 전제적인 흐름도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 또한, 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 처리 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에서는 전자 제어 시스템에서 고장이 발생한 경우, 디지털 고장신호를 생성시키는 고장신호 생성부(10)와 이를 감지하여 고장 상태를 출력하는 고장 감지부(20)로 구성되어 있으며, 전체적인 전자 제어 시스템이 고장 상태에 진입하여 위험 동작을 하지 않도록 설계되어 있다.

여기서, 상기 전자 제어 시스템은 예측 가능한 고장들에 대한 디지털 고장신호가 발생하도록 설계한다. 이 때문에 고장신호 생성부(10)를 어떻게 설계하고 고장을 정의하느냐에 따라 실제 고장이 발생했을 때 이를 감지하는 능력과 고장이 발생하지 않았을 때 이를 잘못 감지하는 능력이 다르게 구현될 수 있다.

그리고, 고장 감지부(20)는 디지털적(또는 소프트웨어적)으로 또는 하드웨어적으로 설계될 수 있다. 디지털적으로 설계할 경우 수정이 용이하다는 장점이 있으며, 하드웨어적으로 설계할 경우 고장의 감지를 빠르게 할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 고장 감지부(20)는 디지털 고장신호를 분석하여 실제로 고장이 발생했는지 여부를 판단할 수 있다. 실제로 고장이 발생하지 않았지만 노이즈(noise)가 발생한 고장신호일 수 있으며, 고장 상태로 판별이 모호한 상태에서 발생한 고장신호도 고장 감지부(20)에서 고장 상태로 전자 제어 시스템을 진입시킬지 판단한다.

만약, 고장 상태로 진입하면 전자 제어 시스템의 위험요소들을 모두 비활성화시키고 고장 상태의 종류에 따라 회복을 시도한다. 회복 시도가 불가능할 경우 고장 상태에서 벗어나지 않고 대기하거나 전자 제어 시스템의 재기동을 기다린다.

한편, 상기 전자 제어 시스템에 따라 고장 상태에서 제한적 동작이 가능한 경우도 있지만 안전상의 문제가 예상되는 전자 제어 시스템의 경우 동작하지 않도록 제어해야 하며, 고장 발생을 비휘발성 메모리에 기록을 해야 한다.

그러나, 종래 기술에서는 디지털 고장신호의 바운스(bounce) 현상(또는 채터링 현상)이 발생했을 때 이를 고장 상태로 감지하는 문제점이 있다. 즉, 실제 고장이 발생했을 때에도 바운스 현상 때문에 한번의 고장이 여러 번 고장이 발생한 것으로 인식하는 문제점도 있으며, 이는 고장 상태로 진입하거나 고장을 비휘발성 메모리에 기록할 때 전자 제어 시스템의 이상 동작을 야기할 수 있다.

이러한 바운스 현상은 실제로는 한번 발생한 고장 이벤트가 여러 개의 고장신호로 감지되거나 발생하지 않은 고장 이벤트의 고장신호가 감지되는 현상으로 전장품에서 흔히 발생하는 현상이다.

즉, 고장신호를 디지털로 수신할 경우 바운스 현상에 의해 고장이 발생하지 않았음에도 고장으로 인식하는 문제가 발생할 수 있다. 이로 인해 전자 제어 시스템이 고장 상태로 진입할 경우, 불안정성을 야기하고 제품의 신뢰성이 저하된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전자 제어를 수행하는 모든 시스템에서 디지털로 발생되는 각종 고장신호를 일정 시간동안 검출하고 이를 디바운스(debounce) 처리함으로써, 전자 제어 시스템에서 발생되는 각종 디지털 고장신호에 대하여 고장 상태를 정확하게 판별할 수 있는 특징적인 기술이다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치를 적용하면, 종래 기술에서 디지털 고장신호의 바운스(bounce) 현상(또는 채터링 현상)이 발생했을 때 이를 고장 상태로 감지 즉, 실제 고장이 발생했을 때에도 바운스 현상 때문에 한번의 고장이 여러 번 고장이 발생한 것으로 인식하거나, 발생하지 않은 고장 이벤트에 대하여 고장신호만이 감지되어 고장 상태로 인식하는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 고장 오감지가 줄어들고 종래의 바운스 현상으로 이한 오동작이 효과적으로 없어질 수 있다. 즉, 신호의 오인을 줄이는 신뢰성 효과와 신호로 인한 오동작을 줄이는 안정성 효과를 동시에 얻을 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치는, 크게 고장신호 생성부(100), 디바운스 처리부(200) 및 고장 판별부(300) 등을 포함하여 이루어진다.

여기서, 고장신호 생성부(100)는 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에서 발생되는 기설정된 고장 이벤트 유형에 따라 각각의 디지털 고장 신호정보를 생성하여 디바운스 처리부(200)로 전송하는 기능을 수행한다.

디바운스 처리부(200)는 고장신호 생성부(100)로부터 생성된 디지털 고장 신호정보를 기설정된 디바운싱 시간동안 검출하여 디바운스 처리하고 이를 고장 판별부(300)로 전송하는 기능을 수행한다.

이러한 디바운스 처리부(200)는 디지털적(또는 소프트웨어적)으로 또는 하드웨어적으로 설계될 수 있다. 상기 디지털적으로 설계할 경우 디바운스 기능의 보정이 용이하며, 고장의 감지를 의도적으로 일정 시간동안 관찰하기 때문에 디지털적으로 설계하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 디바운싱 시간은 노이즈로 인한 순간적인 고장신호 등을 제거하기 위하여, 약 5ms 내지 15ms 범위(더욱 바람직하게, 약 10ms 정도)로 설정됨이 바람직하다.

고장 판별부(300)는 디바운스 처리부(200)로부터 디바운스 처리된 디지털 고장 신호정보를 바탕으로 고장 여부를 판별하는 기능을 수행한다.

또한, 고장 판별부(300)는 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 한번의 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 복수개로 발생될 경우, 해당 특정 고장 이벤트에 대해 한번의 고장으로 판별할 수 있다.

또한, 고장 판별부(300)는 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 특정 고장 이벤트정보 없이 디지털 고장신호만 발생될 경우, 해당 디지털 고장신호의 오동작으로 판별할 수도 있다.

한편, 고장 판별부(300)로부터 판별된 고장 여부에 대한 정보를 전자 제어 시스템의 전체적인 제어를 담당하는 제어부(미도시) 예컨대, 자동차의 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, ECU)로 전송하여 별도의 비휘발성 메모리에 저장되도록 할 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 전자 제어 시스템은, 전기 자동차의 DC/DC 컨버터 시스템으로 이루어짐이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 고장신호를 디지털로 수신하는 모든 전자 제어 시스템에 적용이 가능하다.

상기 전기 자동차의 DC/DC 컨버터 시스템은, 통상적으로 고전압 배터리로부터 메인 입력전원을 제공받아 차량 주행모드(정지/가속/감속/정속), 고전압 배터리 SOC(State Of Charge) 충방전 상태, 전장 부하량에 따라 저전압 DC/DC 컨버터(Low Voltage DC/DC Converter, LDC)의 출력 전압을 가변하여 12V 보조 배터리인 저전압 배터리를 충전하는 시스템으로 구성될 수 있다.

이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 방법을 설명하기 위한 전제적인 흐름도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 방법은, 먼저, 고장신호 생성부(100)를 통해 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에서 기설정된 고장 이벤트 유형에 따라 각각의 디지털 고장 신호정보를 생성한다(S100).

이후에, 디바운스 처리부(200)를 통해 상기 단계S100에서 생성된 디지털 고장 신호정보를 기설정된 디바운싱 시간동안 검출하여 디바운스 처리한다(S200).

이때, 상기 단계S200에서, 상기 디바운싱 시간은 약 5ms 내지 15ms 범위(더욱 바람직하게, 약 10ms 정도)로 설정함으로써, 노이즈 등으로 인한 순간적인 고장신호를 효과적으로 제거할 수 있다.

그런 다음, 고장 판별부(300)를 통해 상기 단계S200에서 디바운스 처리된 디지털 고장 신호정보를 바탕으로 고장 여부를 판별한다(S300).

이때, 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 한번의 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 복수개로 발생될 경우, 해당 특정 고장 이벤트에 대해 한번의 고장으로 판별함이 바람직하다.

또한, 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 특정 고장 이벤트정보 없이 디지털 고장신호만 발생될 경우, 해당 디지털 고장신호의 오동작으로 판별함이 바람직하다.

전술한 본 발명에 따른 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100 : 고장신호 생성부,
200 : 디바운스 처리부,
300 : 고장 판별부

Claims (5)

1. 고장 진단기능을 갖는 전자 제어 시스템에 있어서,
   상기 전자 제어 시스템에서 발생되는 기설정된 고장 이벤트 유형에 따라 각각의 디지털 고장 신호정보를 생성하는 고장신호 생성부;
   상기 고장신호 생성부로부터 생성된 디지털 고장 신호정보를 기설정된 디바운싱 시간동안 검출하여 디바운스 처리하는 디바운스 처리부; 및
   상기 디바운스 처리부로부터 디바운스 처리된 디지털 고장 신호정보를 바탕으로 고장 여부를 판별하는 고장 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 고장 판별부는, 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 한번의 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 복수개로 발생될 경우, 해당 특정 고장 이벤트에 대해 한번의 고장으로 판별하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 고장 판별부는, 상기 기설정된 디바운싱 시간동안 생성된 특정 고장 이벤트에 대한 디지털 고장신호가 특정 고장 이벤트정보 없이 디지털 고장신호만 발생될 경우, 해당 디지털 고장신호의 오동작으로 판별하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 디바운싱 시간은 5ms 내지 15ms 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 전자 제어 시스템은, 전기 자동차의 DC/DC 컨버터 시스템으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 제어 시스템의 고장신호 디바운스 장치.

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