KR20180051525A - Dc-dc 전압 컨버터를 위한 진단 시스템 - Google Patents

Dc-dc 전압 컨버터를 위한 진단 시스템 Download PDF

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Abstract

DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 진단 시스템은, 고전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 제1 채널들의 뱅크 내의 제1 채널을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제1 출력 전압을 샘플링하는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 상기 마이크로 컨트롤러는 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 제1 출력 전압이 제1 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제1 개수를 결정한다. 상기 마이크로 컨트롤러는 제1 개수가 고전압 양방향 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정한다.

Description

DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템
본 발명은 DC-DC 전압 컨버터의 상태를 진단하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2016년 6월 20일자로 출원된 미국 출원번호 제62/352, 217호 및 2016년 8월 25일자로 출원된 미국 출원번호 제15/249,376호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
DC-DC 전압 컨버터는 입력 전압을 수신하고, 수신된 입력 전압과는 다른 레벨을 가지는 출력 전압을 생성하는 장치로서, 일반적으로 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 상기 DC-DC 전압 컨버터에 포함된 각각의 스위치는 여러 가지 원인(예, 과열, 통신 에러 등)으로 인해 정상적으로 동작하지 못하는 경우가 빈번히 발생한다.
또한, 상기 DC-DC 전압 컨버터에 포함된 각각의 스위치가 정상적으로 동작하는 중이라도, 각각의 스위치의 상태를 모니터링하는 데에 이용되는 구성(예, 온도 센서, 아날로그-디지털 컨버터 등)가 비정상적이라면, 각각의 스위치를 적절히 제어하는 것이 어렵다.
그런데, 현재까지 DC-DC 전압 컨버터가 정상적으로 동작 중인지 진단하고, 진단의 결과에 따라 DC-DC 전압 컨버터의 동작을 제어하는 기술에 대한 연구가 미흡한 실정이다.
본 발명의 발명자들은 DC-DC 전압 컨버터를 위한 개선된 진단 시스템의 필요성을 인식하였다. 상기 진단 시스템은, DC-DC 전압 컨버터 내의 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치 내의 과열 상태를 개별적으로 결정하기 위해, 아날로그-디지털 컨버터 내의 제1 채널들의 뱅크의 제1 채널을 이용하여 제1 온도 센서로부터의 제1 출력 전압을 샘플링한 다음, 아날로그-디지털 컨버터 내의 제2 채널들의 뱅크의 제1 채널을 이용하여 제2 온도 센서로부터의 제2 출력 전압을 샘플링하고, 만약 과열 상태라면 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 개별적으로 열린 동작 상태로 전이시키도록 유도함으로써, 진단 다양성을 얻고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터에 포함된 특정 스위치가 과열 상태로 판정되는 경우, 적어도 해당 특정 스위치를 열린 동작 상태로 전이시킴으로써, DC-DC 전압 컨버터의 파손을 방지하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터에 포함된 특정 스위치의 온도 레벨에 대응하는 출력 전압이 비정상적인 것으로 판정되는 경우, 적어도 해당 특정 스위치를 열린 동작 상태로 전이시킴으로써, DC-DC 전압 컨버터의 파손을 방지하고자 한다.
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 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는, 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 가진다.
상기 진단 시스템은, 상기 고전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 상기 아날로그-디지털 컨버터는, 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널들의 뱅크를 가진다. 상기 제1 채널들의 뱅크는 제1 채널을 포함하고, 상기 제2 채널들의 뱅크는 제2 채널을 포함한다. 상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결된다.
상기 마이크로 컨트롤러는, 제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 개수가 상기 고전압 양방향 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 개수가 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는, 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 가진다. 상기 진단 시스템은, 상기 고전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 제1 채널을 포함하는 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널을 포함하는 제2 채널들의 뱅크를 가지는 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결된다.
상기 마이크로 컨트롤러는, 제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터가 오동작 중임을 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터가 오동작 중임을 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는, DC-DC 컨버터 제어 회로 내의 제1 모스펫 스위치 및 제2 모스펫 스위치를 가진다. 상기 진단 시스템은, 상기 제1 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 제2 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 상기 아날로그-디지털 컨버터는, 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널들의 뱅크를 가진다. 상기 제1 채널들의 뱅크는 제1 채널을 포함한다. 상기 제2 채널들의 뱅크는 제2 채널을 포함한다.
상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결된다.
상기 마이크로 컨트롤러는, 제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 개수가 상기 제1 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 개수가 상기 제2 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 DC-DC 전압 컨버터는, DC-DC 컨버터 제어 회로 내의 제1 모스펫 스위치 및 제2 모스펫 스위치를 가진다. 상기 진단 시스템은, 상기 제1 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 제2 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 상기 아날로그-디지털 컨버터는, 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널들의 뱅크를 포함한다. 상기 제1 채널들의 뱅크는 제1 채널을 포함하고, 상기 제2 채널들의 뱅크는 제2 채널을 포함한다. 상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결된다.
상기 마이크로 컨트롤러는, 제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터가 오동작 중임을 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하도록 프로그램된다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제2 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터가 오동작 중임을 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터 내의 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치 내의 과열 상태를 개별적으로 결정하기 위해, 아날로그-디지털 컨버터 내의 제1 채널들의 뱅크의 제1 채널을 이용하여 제1 온도 센서로부터의 제1 출력 전압을 샘플링한 다음, 아날로그-디지털 컨버터 내의 제2 채널들의 뱅크의 제1 채널을 이용하여 제2 온도 센서로부터의 제2 출력 전압을 샘플링하고, 만약 과열 상태라면 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 개별적으로 열린 동작 상태로 전이시키도록 유도함으로써, 진단 다양성을 얻는 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터에 포함된 특정 스위치가 과열 상태로 판정되는 경우, 적어도 해당 특정 스위치를 열린 동작 상태로 전이시킴으로써, DC-DC 전압 컨버터의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, DC-DC 전압 컨버터에 포함된 각 스위치의 온도 레벨에 대응하는 출력 전압이 비정상적인 것으로 판정되는 경우, 해당 스위치를 열린 동작 상태로 전이시킴으로써, DC-DC 전압 컨버터의 파손을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터를 의한 진단 시스템을 가지는 차량과 진단 회로의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 DC-DC 전압 컨버터에 의해 이용되는 양방향 모스펫 스위치의 개략적인 구성도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 DC-DC 전압 컨버터의 제1 진단 테스트를 수행하기 위한 방법의 순서도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 DC-DC 전압 컨버터의 제2 진단 테스트를 수행하기 위한 방법의 순서도이다.
도 8 내지 도 10은 도 1의 DC-DC 전압 컨버터의 제3 진단 테스트를 수행하기 위한 방법의 순서도이다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 DC-DC 전압 컨버터의 제4 진단 테스트를 수행하기 위한 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1을 참조하면, 차량(10)은 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 전압 컨버터(160)를 위한 진단 시스템(30) 및 제어 회로(40)를 포함한다. 진단 시스템(30)의 이점은, 시스템(30)이 고전압 양방향 모스펫 스위치(340) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344) 내의 과열 상태를 개별적으로 결정하기 위해, 아날로그-디지털 컨버터(74) 내의 제1 채널들의 뱅크(76)의 제1 채널(94)을 이용하여 제1 온도 센서(400)로부터의 제1 출력 전압을 샘플링한 다음, 아날로그-디지털 컨버터(74) 내의 제2 채널들의 뱅크(78)의 제1 채널(96)을 이용하여 제2 온도 센서(404)로부터의 제2 출력 전압을 샘플링하고, 만약 과열 상태라면 고전압 양방향 모스펫 스위치(340) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)를 열린 동작 상태로 각각 전이시키도록 유도함으로써, 진단 다양성을 얻는다는 것이다.
이해를 돕기 위해, 노드란 전기 회로의 일 영역이거나 위치일 수 있다.
진단 시스템(30)은 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, DC-DC 전압 컨버터(160)에 대한 진단 테스트들을 수행하도록 제공된다. 진단 시스템(30)은 마이크로 컨트롤러(60), 전기 라인들(62, 64, 66, 68), 온도 센서(400), 온도 센서(404), 온도 센서(552) 및 온도 센서(562)를 포함한다.
마이크로 컨트롤러(60)는 마이크로 프로세서(70), 메모리(72) 및 아날로그-디지털 컨버터(74)를 포함한다. 마이크로 컨트롤러(60)는 메모리(172)에 저장된 소프트웨어 명령어들을 실행하는 마이크로 프로세서(70)를 이용하여 진단 단계들(본 명세서의 순서도들에 기술됨)을 수행하도록 프로그램된다. 마이크로 프로세서(70)는 아날로그-디지털 컨버터(74) 및 메모리(72)와 동작 가능하게 통신한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 아날로그-디지털 컨버터(74)는 제1 채널들의 뱅크(76, 이하에서는 'ADC 1'이라고도 지칭함)와 제2 채널들의 뱅크(78, 이하에서는 'ADC 2'라고도 지칭함)을 포함한다. 제1 채널들의 뱅크(76)는 채널(94)과 채널(95)를 포함한다. 제2 채널들의 뱅크(78)는 채널(96)과 채널(97)을 포함한다.
마이크로 컨트롤러(60)가 전압들을 샘플링하기 위해 제1 채널들의 뱅크(76)를 이용하는 경우, 채널들(94, 95)은 그들 각각의 입력 전압들을 샘플링하고 그들 각각의 입력 전압들에 대응하는 전압값들을 생성한다. 또한, 마이크로 컨트롤러(60)가 전압들을 샘플링하기 위해 제2 채널들의 뱅크(78)를 이용하는 경우, 채널들(96, 97)은 그들 각각의 입력 전압들을 샘플링하고 그들 각각의 입력 전압들에 대응하는 전압값들을 생성한다.
온도 센서(400)는 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)에 근접하게 배치된다. 즉, 온도 센서(400)는 다른 온도 센서들보다 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)에 상대적으로 가깝게 배치될 수 있다. 온도 센서(400)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압(TEMP1)을 생성하는데, 제1 출력 전압은 전기 라인(62)을 통해 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제1 채널들의 뱅크(76)의 채널(94)에 의해 수신된다. 따라서, 채널(94)은 전기 라인(62)를 이용하여 온도 센서(400)에 전기적으로 연결된다.
온도 센서(404)는 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)에 근접하게 배치된다. 즉, 온도 센서(404)는 다른 온도 센서들보다 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)에 상대적으로 가깝게 배치될 수 있다. 온도 센서(404)는 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압(TEMP2)을 생성하는데, 제2 출력 전압은 전기 라인(64)을 통해 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제1 채널들의 뱅크(78)의 채널(96)에 의해 수신된다. 따라서, 채널(96)은 전기 라인(64)를 이용하여 온도 센서(404)에 전기적으로 연결된다.
온도 센서(552)는 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내에 배치된 모스펫 스위치(550)에 근접하게 배치된다. 즉, 온도 센서(552)는 다른 온도 센서들보다 모스펫 스위치(550)에 상대적으로 가깝게 배치될 수 있다. 온도 센서(552)는 모스펫 스위치(550)의 온도 레벨을 나타내는 제3 출력 전압(TEMP3)을 생성하는데, 제3 출력 전압은 전기 라인(66)을 통해 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제1 채널들의 뱅크(76)의 채널(95)에 의해 수신된다. 따라서, 채널(95)은 전기 라인(66)를 이용하여 온도 센서(552)에 전기적으로 연결된다.
온도 센서(562)는 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내에 배치된 모스펫 스위치(560)에 근접하게 배치된다. 즉, 온도 센서(562)는 다른 온도 센서들보다 모스펫 스위치(560)에 상대적으로 가깝게 배치될 수 있다. 온도 센서(562)는 모스펫 스위치(560)의 온도 레벨을 나타내는 제4 출력 전압(TEMP4)을 생성하는데, 제4 출력 전압은 전기 라인(68)을 통해 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제2 채널들의 뱅크(78)의 채널(97)에 의해 수신된다. 따라서, 채널(97)은 전기 라인(68)를 이용하여 온도 센서(562)에 전기적으로 연결된다.
도 1을 참조하면, 제어 회로(40)는 마이크로 컨트롤러(60), 배터리 스타터-제너레이터 유닛(156), DC-DC 전압 컨버터(160), 배터리(162) 및 전기 라인들(170, 172, 174, 176, 178, 180, 182)을 포함한다.
DC-DC 전압 컨버터(160)는 배터리 스타터-제너레이터 유닛(156)으로부터 전압을 수신하고, 배터리(162)에 DC 전압(예, 12Vdc)을 출력하도록 제공된다. DC-DC 전압 컨버터(160)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340), DC-DC 제어 회로(342) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)는 제1 노드(360, 예를 들어 입력 노드)와 제2 노드(362, 예를 들어 출력 노드)를 포함한다. 제1 노드(360)는 전기 라인(178)을 이용하여 배터리 스타터-제너레이터 유닛(156)에 전기적으로 연결된다. 제2 노드(362)는 DC-DC 제어 회로(342)의 제1 노드(370)에 전기적으로 연결된다. 일 실시예에서, 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)는 도 2에 도시된 바와 같이 MOSFET 스위치(500, 502)와 다이오드(504, 506)를 포함한다. 물론, 대안적 실시예에서는, 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)는 원하는 전압과 전류 용량(capabilities)을 가지는 다른 타입의 양방향 스위치로 대체될 수도 있다. 마이크로 컨트롤러(60)가 전기 라인(170)을 통해 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)에 의해 수신(또는 스위치(340)에 동작 가능하게 결합된 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 컨트롤러나 마이크로 프로세서에 의해 수신)되는 제1 제어 신호를 생성하는 경우, 스위치(340)는 닫힌 동작 상태(closed operational state)로 전이한다. 마이크로 컨트롤러(60)가 제1 제어 신호의 생성을 중단하면, 스위치(340)는 열린 동작 상태(open operational state)로 전이한다.
DC-DC 제어 회로(342)는 제1 노드(370, 예를 들어 입력 노드), 제2 노드(372, 예를 들어 출력 노드), 모스펫 스위치(550), 온도 센서(552), 모스펫 스위치(560) 및 온도 센서(562)를 가진다. 제1 노드(370)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 제2 노드(362)에 전기적으로 연결된다. 제2 노드(372)는 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)의 제1 노드(380)에 전기적으로 연결된다.
모스펫 스위치(550, 560)는 DC-DC 컨버터 제어 회로의 내부 콤포넌트들로서, 배터리 스타터-제너레이터 유닛(156)으로부터의 전압 페이즈(voltage phases)를 DC 전압 신호로 변환하도록 제공된다. 주목할 점은, 배터리 스타터-제너레이터 유닛(156)으로부터의 추가적인 전압 페이즈를 DC 전압 신호로 변환하기 위해, DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내에서 추가적인 모스펫 스위치들의 쌍들이 이용될 수 있다는 것이다. 다만, 단순화를 위해, 모스펫 스위치(550, 560)만을 도시하였다.
마이크로 컨트롤러(60)가 전기 라인(172)을 통해 모스펫 스위치(550)에 의해 수신(또는 스위치(550)에 동작 가능하게 결합된 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 컨트롤러나 마이크로 프로세서에 의해 수신)되는 제3 제어 신호를 생성하는 경우, 모스펫 스위치(550)는 닫힌 동작 상태로 전이한다. 마이크로 컨트롤러(60)가 제3 제어 신호의 생성을 중단하면, 모스펫 스위치(550)는 열린 동작 상태로 전이한다.
또한, 마이크로 컨트롤러(60)가 전기 라인(174)을 통해 모스펫 스위치(560)에 의해 수신(또는 스위치(560)에 동작 가능하게 결합된 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 컨트롤러나 마이크로 프로세서에 의해 수신)되는 제4 제어 신호를 생성하는 경우, 모스펫 스위치(560)는 닫힌 동작 상태로 전이한다. 마이크로 컨트롤러(60)가 제4 제어 신호의 생성을 중단하면, 모스펫 스위치(560)는 열린 동작 상태로 전이한다.
저전압 양방향 모스펫 스위치(344)는 제1 노드(380, 예를 들어 입력 노드) 및 제2 노드(382, 예를들어 출력 노드)를 포함한다. 제1 노드(380)는 DC-DC 제어 회로(342)의 제2 노드(372)에 전기적으로 연결된다. 제2 노드(382)는 전기 라인(182)을 이용하여 배터리(162)에 전기적으로 연결된다. 일 실시예에서, 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)는 도 2에 도시된 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)와 동일한 구조를 가진다. 물론, 대안적 실시예에서, 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)는 원하는 전압과 전류 용량을 가지는 다른 타입의 양방향 스위치로 대체될 수도 있다. 마이크로 컨트롤러(60)가 전기 라인(176)을 통해 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)에 의해 수신(또는 스위치(344)에 동작 가능하게 결합된 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 컨트롤러나 마이크로 프로세서에 의해 수신)되는 제2 제어 신호를 생성하는 경우, 스위치(344)는 닫힌 동작 상태로 전이한다. 마이크로 컨트롤러(60)가 제2 제어 신호의 생성을 중단하면, 스위치(344)는 열린 동작 상태로 전이한다.
배터리(162)는 양극 단자(410)와 음극 단자(412)를 포함한다. 일 실시예에서, 배터리(162)는 양극 단자(410)와 음극 단자(412) 사이에서 12Vdc를 생성한다.
이하에서는 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여, DC-DC 전압 컨버터(160)에 대한 제1 진단 테스트를 수행하고, 제1 진단 테스트의 결과에 기초하여 제어 단계들을 구현하기 위한 방법의 순서도에 대하여 설명하겠다.
단계 600에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 아래의 플래그들을 초기화한다.
제1 온도 진단 플래그 = 제1 초기화 값
제2 온도 진단 플래그 = 제2 초기화 값
단계 600 후에, 방법은 단계 602로 진행한다.
단계 602에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, DC-DC 전압 컨버터(160) 내에서 고전압 양방향 모스펫 스위치(340) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 닫힌 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. 단계 602 후에 방법은 단계 604로 진행한다.
단계 604에서, 제1 온도 센서(400)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성한다. 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 온도 레벨이 높을수록, 제1 온도 센서(400)에 의해 생성되는 제1 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 604 후에 방법은 단계 606로 진행한다.
단계 606에서, 제2 온도 센서(404)는 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성한다. 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)의 온도 레벨이 높을수록, 제2 온도 센서(404)에 의해 생성되는 제2 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 606 후에 방법은 단계 608로 진행한다.
단계 608에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제1 채널들의 뱅크(76) 내의 제1 채널(94)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제1 온도 센서(400)의 제1 출력 전압을 샘플링한다. 단계 608 후에 방법은 단계 610로 진행한다.
단계 610에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 제1 출력 전압이 제1 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제1 개수를 결정한다. 단계 610 후에 방법은 단계 612으로 진행한다.
단계 612에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 개수가 제1 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제1 개수가 제1 임계 개수보다 큰 것은, 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 과열 상태를 나타낸다. 단계 612의 값이 "yes"인 경우, 방법은 단계 620로 진행한다. 반대의 경우, 방법은 단계 622으로 진행한다.
단계 620에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 620 후에 방법은 단계 622로 진행한다.
단계 622에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제2 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, 제2 채널들의 뱅크(78) 내의 제1 채널(96)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제2 온도 센서(404)의 제2 출력 전압을 샘플링한다. 단계 622 후에 방법은 단계 624로 진행한다.
단계 624에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제2 소정 개수의 전압 샘플들 내에서 제2 출력 전압이 제2 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제2 개수를 결정한다. 단계 624 후에 방법은 단계 626으로 진행한다.
단계 626에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제2 개수가 제1 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제2 개수가 제1 임계 개수보다 큰 것은, 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)의 과열 상태를 나타낸다. 단계 626의 값이 "yes"인 경우, 방법은 단계 628로 진행한다. 반대의 경우, 방법은 단계 630으로 진행한다.
단계 628에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 628 후에 방법은 단계 630로 진행한다.
단계 630에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 온도 진단 플래그가 제1 오류값과 동일한지 또는 제2 온도 진단 플래그가 제2 오류값과 동일한지 여부를 판정한다. 만약, 단계 630의 값이 "yes"와 동일하면, 방법은 단계 632로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 종료된다.
단계 632에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)와 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단한다. 단계 632 후, 방법은 종료된다.
이하에서는 도 1 및 도 5 내지 도 7을 참조하여, DC-DC 전압 컨버터(160)에 대한 제2 진단 테스트를 수행하고, 제2 진단 테스트의 결과에 기초하여 제어 단계들을 구현하기 위한 방법의 순서도에 대하여 설명하겠다.
단계 662에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 아래의 플래그들을 초기화한다.
제3 온도 진단 플래그 = 제3 초기화 값
제4 온도 진단 플래그 = 제4 초기화 값
단계 662 후에, 방법은 단계 664로 진행한다.
단계 664에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, DC-DC 전압 컨버터(160) 내에서 고전압 양방향 모스펫 스위치(340) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 닫힌 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. 단계 664 후에 방법은 단계 666로 진행한다.
단계 666에서, 제1 온도 센서(400)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성한다. 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 온도 레벨이 높을수록, 제1 온도 센서(400)에 의해 생성되는 제1 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 666 후에 방법은 단계 668로 진행한다.
단계 668에서, 제2 온도 센서(404)는 저전압 양방향 모스펫 스위치(340)의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성한다. 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)의 온도 레벨이 높을수록, 제2 온도 센서(404)에 의해 생성되는 제2 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 668 후에 방법은 단계 670로 진행한다.
단계 670에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제3 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제1 채널들의 뱅크(76) 내의 제1 채널(94)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제1 온도 센서(400)의 제1 출력 전압을 샘플링한다. 단계 670 후에 방법은 단계 672로 진행한다.
단계 672에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제3 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 제1 출력 전압이 제1 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제3 개수를 결정한다. 본 발명에서 비기능 전압(non-functional voltage)이란, 미리 정해진 전압 범위를 벗어나는 레벨의 전압을 의미할 수 있다. 단계 672 후에 방법은 단계 680로 진행한다.
단계 680에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제3 개수가 제2 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제3 개수가 제2 임계 개수보다 큰 것은, 아날로그-디지털 컨버터(74)가 오동작 중임을 나타낸다. 단계 680의 값이 "yes"인 경우, 방법은 단계 682로 진행한다. 반대의 경우, 방법은 단계 684로 진행한다.
단계 682에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제3 온도 진단 플래그를 제3 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 682 후에 방법은 단계 684로 진행한다.
단계 684에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제4 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제2 채널들의 뱅크(78) 내의 제1 채널(96)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제2 온도 센서(404)의 제2 출력 전압을 샘플링한다. 단계 684 후에 방법은 단계 686로 진행한다.
단계 686에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제4 소정 개수의 전압 샘플들 내에서 제2 출력 전압이 제2 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제4 개수를 결정한다. 단계 686 후에 방법은 단계 688으로 진행한다.
단계 688에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제4 개수가 제2 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제4 개수가 제2 임계 개수보다 큰 것은, 아날로그-디지털 컨버터(74)가 오동작 중임을 나타낸다. 단계 688의 값이 "yes"과 동일한 경우, 방법은 단계 690로 진행한다. 반대의 경우, 방법은 단계 692로 진행한다.
단계 690에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제4 온도 진단 플래그를 제4 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 690 후에 방법은 단계 692로 진행한다.
단계 692에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제3 온도 진단 플래그가 제3 오류값과 동일한지 또는 제4 온도 진단 플래그가 제4 오류값과 동일한지 여부를 판정한다. 만약, 단계 692의 값이 "yes"와 동일하면, 방법은 단계 694로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 종료된다.
단계 694에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)와 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단한다. 단계 694 후, 방법은 종료된다.
이하에서는 도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하여, DC-DC 전압 컨버터(160)에 대한 제3 진단 테스트를 수행하고, 제3 진단 테스트의 결과에 기초하여 제어 단계들을 구현하기 위한 방법의 순서도에 대하여 설명하겠다.
단계 720에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 아래의 플래그들을 초기화한다.
제5 온도 진단 플래그 = 제5 초기화 값
제6 온도 진단 플래그 = 제6 초기화 값
단계 720 후에, 방법은 단계 722로 진행한다.
단계 722에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, DC-DC 전압 컨버터(160) 내에서 고전압 양방향 모스펫 스위치(340) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 닫힌 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. 단계 772 후에 방법은 단계 724로 진행한다.
단계 724에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, DC-DC 전압 컨버터(160)의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내에서, 제1 및 제2 모스펫 스위치(550, 560)가 개별적으로 닫힌 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제3 및 제4 제어 신호를 생성한다. 단계 774 후에 방법은 단계 726으로 진행한다.
단계 726에서, 제3 온도 센서(552)는, DC-DC 전압 컨버터(160)의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내의 제1 모스펫 스위치(550)의 온도 레벨을 나타내는 제3 출력 전압을 생성한다. 제1 모스펫 스위치(550)의 온도 레벨이 높을수록, 제3 온도 센서(552)에 의해 생성되는 제3 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 726 후에 방법은 단계 728로 진행한다.
단계 728에서, 제4 온도 센서(562)는 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내의 제2 모스펫 스위치(560)의 온도 레벨을 나타내는 제4 출력 전압을 생성한다. 제2 모스펫 스위치(560)의 온도 레벨이 높을수록, 제4 온도 센서(562)에 의해 생성되는 제4 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 728 후에 방법은 단계 730로 진행한다.
단계 730에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, 제5 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, DC-DC 전압 컨버터(160)의 제1 채널들의 뱅크(76)의 제2 채널(95)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제3 온도 센서(552)의 제3 출력 전압을 샘플링한다. 단계 730 후에 방법은 단계 740로 진행한다.
단계 740에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제5 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 제3 출력 전압이 제3 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제5 개수를 결정한다. 단계 740 후에 방법은 단계 742로 진행한다.
단계 742에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제5 개수가 제3 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제5 개수가 제3 임계 개수보다 큰 것은, 제1 모스펫 스위치(550)의 과열 상태를 나타낸다. 단계 742의 값이 "yes"인 경우, 방법은 단계 744로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 단계 746로 진행한다.
단계 744에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제5 온도 진단 플래그를 제5 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 744 후에 방법은 단계 746으로 진행한다.
단계 746에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제6 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제2 채널들의 뱅크(78) 내의 제2 채널(97)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제4 온도 센서(562)의 제4 출력 전압을 샘플링한다. 단계 746 후에 방법은 단계 748로 진행한다.
단계 748에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제6 소정 개수의 전압 샘플들 내에서 제4 출력 전압이 제4 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제6 개수를 결정한다. 단계 748 후에 방법은 단계 750으로 진행한다.
단계 750에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제6 개수가 제3 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제6 개수가 제3 임계 개수보다 큰 것은, 제2 모스펫 스위치(560)가 과열 상태임을 나타낸다. 단계 750의 값이 "yes"과 동일한 경우, 방법은 단계 752로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 단계 754로 진행한다.
단계 752에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제6 온도 진단 플래그를 제6 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 752 후에 방법은 단계 754로 진행한다.
단계 754에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제5 온도 진단 플래그가 제5 오류값과 동일한지 또는 제6 온도 진단 플래그가 제6 오류값과 동일한지 여부를 판정한다. 만약, 단계 754의 값이 "yes"와 동일하면, 방법은 단계 756로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 종료된다.
단계 756에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)와 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단한다. 단계 756 후, 방법은 단계 758로 진행한다.
단계 758에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 및 제2 모스펫 스위치(550, 560)가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제3 및 제4 제어 신호의 생성을 중단한다. 단계 758 후, 방법은 단계 758로 진행한다.
이하에서는 도 1 및 도 11 내지 도 13을 참조하여, DC-DC 전압 컨버터(160)에 대한 제4 진단 테스트를 수행하고, 제4 진단 테스트의 결과에 기초하여 제어 단계들을 구현하기 위한 방법의 순서도에 대하여 설명하겠다.
단계 782에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 아래의 플래그들을 초기화한다.
제7 온도 진단 플래그 = 제7 초기화 값
제8 온도 진단 플래그 = 제8 초기화 값
단계 782 후에, 방법은 단계 784로 진행한다.
단계 784에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, DC-DC 전압 컨버터(160) 내에서 고전압 양방향 모스펫 스위치(340) 및 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 닫힌 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. 단계 784 후에 방법은 단계 786으로 진행한다.
단계 786에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, DC-DC 전압 컨버터(160)의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내에서, 제1 및 제2 모스펫 스위치(550, 560)가 개별적으로 닫힌 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제3 및 제4 제어 신호를 생성한다. 단계 786 후에 방법은 단계 778으로 진행한다.
단계 788에서, 제3 온도 센서(552)는, DC-DC 전압 컨버터(160)의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내의 제1 모스펫 스위치(550)의 온도 레벨을 나타내는 제3 출력 전압을 생성한다. 제1 모스펫 스위치(550)의 온도 레벨이 높을수록, 제3 온도 센서(552)에 의해 생성되는 제3 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 788 후에 방법은 단계 790로 진행한다.
단계 790에서, 제4 온도 센서(562)는 DC-DC 전압 컨버터(160) 내의 DC-DC 컨버터 제어 회로(342) 내의 제2 모스펫 스위치(560)의 온도 레벨을 나타내는 제4 출력 전압을 생성한다. 제2 모스펫 스위치(560)의 온도 레벨이 높을수록, 제4 온도 센서(562)에 의해 생성되는 제4 출력 전압의 크기는 증가할 수 있다. 단계 790 후에 방법은 단계 792로 진행한다.
단계 792에서, 마이크로 컨트롤러(60)는, 제7 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, DC-DC 전압 컨버터(160)의 제1 채널들의 뱅크(76)의 제2 채널(95)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제3 온도 센서(552)의 제3 출력 전압을 샘플링한다. 단계 792 후에 방법은 단계 794로 진행한다.
단계 794에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제7 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 제3 출력 전압이 제1 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제7 개수를 결정한다. 단계 794 후에 방법은 단계 800로 진행한다.
단계 800에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제7 개수가 제4 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제7 개수가 제4 임계 개수보다 큰 것은, 아날로그-디지털 컨버터(74)가 오동작 중임을 나타낸다. 단계 800의 값이 "yes"과 동일한 경우, 방법은 단계 802로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 단계 804로 진행한다.
단계 802에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제7 온도 진단 플래그를 제7 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 802 후에 방법은 단계 804로 진행한다.
단계 804에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제8 소정 개수의 전압 샘플들을 얻기 위해, 아날로그-디지털 컨버터(74)의 제2 채널들의 뱅크(78) 내의 제2 채널(97)을 이용하여 제1 샘플링 레이트로 제4 온도 센서(562)의 제4 출력 전압을 샘플링한다. 단계 804 후에 방법은 단계 806로 진행한다.
단계 806에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제8 소정 개수의 전압 샘플들 내에서 제4 출력 전압이 제2 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제8 개수를 결정한다. 단계 806 후에 방법은 단계 808로 진행한다.
단계 808에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제8 개수가 제4 임계 개수보다 큰지 판정한다. 제8 개수가 제4 임계 개수보다 큰 것은, 아날로그-디지털 컨버터(74)가 오동작 중임을 나타낸다. 단계 808의 값이 "yes"과 동일한 경우, 방법은 단계 810로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 단계 812로 진행한다.
단계 810에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제8 온도 진단 플래그를 제8 오류값과 동일하게 설정한다. 단계 810 후에 방법은 단계 812로 진행한다.
단계 812에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제7 온도 진단 플래그가 제7 오류값과 동일한지 또는 제8 온도 진단 플래그가 제8 오류값과 동일한지 여부를 판정한다. 만약, 단계 812의 값이 "yes"와 동일하면, 방법은 단계 820으로 진행한다. 그렇지 않으면, 방법은 종료된다.
단계 820에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 고전압 양방향 모스펫 스위치(340)와 저전압 양방향 모스펫 스위치(344)가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단한다. 단계 820 후, 방법은 단계 822로 진행한다.
단계 822에서, 마이크로 컨트롤러(60)는 제1 및 제2 모스펫 스위치(550, 560)가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제3 및 제4 제어 신호의 생성을 중단한다. 단계 822 후, 방법은 종료된다.
여기서 설명된 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템은, 다른 시스템 및 방법보다 개선된 상당한 이점을 제공한다. 특히, 진단 시스템은, DC-DC 전압 컨버터 내의 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치 내의 과열 상태를 개별적으로 결정하기 위해, 아날로그-디지털 컨버터 내의 제1 채널들의 뱅크의 제1 채널을 이용하여 제1 온도 센서로부터의 제1 출력 전압을 샘플링한 다음, 아날로그-디지털 컨버터 내의 제2 채널들의 뱅크의 제1 채널을 이용하여 제2 온도 센서로부터의 제2 출력 전압을 샘플링하고, 만약 과열 상태라면 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 개별적으로 열린 동작 상태로 전이시키도록 유도함으로써, 진단 다양성을 얻는다는 것이다.
특허 청구된 발명은 단지 제한된 수의 실시예들을 참조하여 자세하게 기술되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 오히려, 특허 청구된 발명은 본 발명의 정신과 범위에 부합되는 범위 내에서 여기에서 설명되지 않은 변형예, 대안예, 대체예 또는 등가예를 포함하도록 변형될 수 있다. 또한, 특허 청구된 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 실시예들 중에서 오직 일부만을 포함할 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 특허 청구된 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

Claims (8)

  1. 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템에 있어서,
    상기 고전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서;
    상기 저전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서; 및
    제1 채널을 포함하는 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널을 포함하는 제2 채널들의 뱅크를 가지는 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러;를 포함하되,
    상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결되며,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하며,
    상기 제1 개수가 상기 고전압 양방향 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하고,
    제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하며,
    상기 제2 개수가 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 제1 온도 진단 플래그가 상기 제1 오류값과 동일하거나, 상기 제2 온도 진단 플래그가 상기 제2 오류값과 동일한 경우,
    상기 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  3. 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 저전압 양방향 모스펫 스위치를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템에 있어서,
    상기 고전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서;
    상기 저전압 양방향 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서; 및
    제1 채널을 포함하는 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널을 포함하는 제2 채널들의 뱅크를 가지는 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러;를 포함하되,
    상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결되며,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하며,
    상기 제1 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터의 오동작을 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하고,
    제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하며,
    상기 제2 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터의 오동작을 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 제1 온도 진단 플래그가 상기 제1 오류값과 동일하거나, 상기 제2 온도 진단 플래그가 상기 제2 오류값과 동일한 경우,
    상기 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  5. DC-DC 컨버터 제어 회로 내의 제1 모스펫 스위치 및 제2 모스펫 스위치를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템에 있어서,
    상기 제1 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서;
    상기 제2 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서; 및
    제1 채널을 포함하는 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널을 포함하는 제2 채널들의 뱅크를 가지는 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러;를 포함하되,
    상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결되며,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하며,
    상기 제1 개수가 상기 제1 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하고,
    제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 임계 전압보다 큰 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하며,
    상기 제2 개수가 상기 제2 모스펫 스위치의 과열 상태를 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 제1 온도 진단 플래그가 상기 제1 오류값과 동일하거나, 상기 제2 온도 진단 플래그가 상기 제2 오류값과 동일한 경우, 상기 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단하고,
    상기 제1 온도 진단 플래그가 상기 제1 오류값과 동일하거나, 상기 제2 온도 진단 플래그가 상기 제2 오류값과 동일한 경우, 상기 제1 모스펫 스위치 및 상기 제2 모스펫 스위치가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제3 및 제4 제어 신호의 생성을 중단하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  7. 제1 모스펫 스위치 및 제2 모스펫 스위치를 가지는 DC-DC 전압 컨버터를 위한 진단 시스템에 있어서,
    상기 제1 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제1 출력 전압을 생성하는 제1 온도 센서;
    상기 제2 모스펫 스위치의 온도 레벨을 나타내는 제2 출력 전압을 생성하는 제2 온도 센서; 및
    제1 채널을 포함하는 제1 채널들의 뱅크 및 제2 채널을 포함하는 제2 채널들의 뱅크를 가지는 아날로그-디지털 컨버터를 가지는 마이크로 컨트롤러;를 포함하되,
    상기 제1 채널은, 상기 제1 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제1 온도 센서에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 채널은, 상기 제2 출력 전압을 수신하기 위해, 상기 제2 온도 센서에 전기적으로 연결되며,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    제1 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제1 채널들의 뱅크 내의 상기 제1 채널을 이용하여, 제1 샘플링 레이트로 상기 제1 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제1 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제1 출력 전압이 제1 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제1 개수를 결정하며,
    상기 제1 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터의 오동작을 나타내는 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제1 온도 진단 플래그를 제1 오류값과 동일하게 설정하고,
    제2 소정 개수의 전압 샘플들을 획득하기 위해, 상기 제2 채널들의 뱅크 내의 상기 제2 채널을 이용하여, 상기 제1 샘플링 레이트로 상기 제2 출력 전압을 샘플링하고,
    상기 제2 소정 개수의 전압 샘플들 중에서 상기 제2 출력 전압이 제2 비기능 전압과 동일한 전압 샘플들의 제2 개수를 결정하며,
    상기 제2 개수가 상기 아날로그-디지털 컨버터의 오동작을 나타내는 상기 제1 임계 개수보다 큰 경우, 제2 온도 진단 플래그를 제2 오류값과 동일하게 설정하도록 프로그램된, 진단 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 제1 온도 진단 플래그가 상기 제1 오류값과 동일하거나, 상기 제2 온도 진단 플래그가 상기 제2 오류값과 동일한 경우, 상기 고전압 양방향 모스펫 스위치 및 상기 저전압 양방향 모스펫 스위치가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제1 및 제2 제어 신호의 생성을 중단하고,
    상기 제1 온도 진단 플래그가 상기 제1 오류값과 동일하거나, 상기 제2 온도 진단 플래그가 상기 제2 오류값과 동일한 경우, 상기 제1 모스펫 스위치 및 상기 제2 모스펫 스위치가 개별적으로 열린 동작 상태로 전이하도록 유도하기 위해, 제3 및 제4 제어 신호의 생성을 중단하도록 프로그램된, 진단 시스템.
KR1020187006806A 2016-06-20 2017-03-07 Dc-dc 전압 컨버터를 위한 진단 시스템 KR102051107B1 (ko)

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US201662352217P 2016-06-20 2016-06-20
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