KR20180066565A

KR20180066565A - 멀티단자 진단회로

Info

Publication number: KR20180066565A
Application number: KR1020160167560A
Authority: KR
Inventors: 김성일
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-19
Also published as: KR101889947B1

Abstract

본 발명은 차량에 장착된 멀티단자와 AVN(Audio-Visual Navigation) 사이를 연결하는 USB 케이블의 연결상태를 진단하기 위한 장치로 상기 USB 케이블 연결에 따라 공급되는 전원 및 멀티단자의 AUX 커넥터 삽입 미삽입에 따른 전위를 이용하여 상기 USB 케이블의 연결상태를 진단할 수 있는 멀티단자 진단회로에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 AUX 잭 삽입 유무로 차량의 멀티단자와 AVN을 연결하는 USB 케이블의 연결상태를 진단하기 위한 멀티단자 진단회로에 있어서, 상기 USB 케이블과 접속되어 상기 USB 케이블에 USB전원을 공급하는 제1접속부; 상기 USB 케이블을 통해 제1접속부와 접속되는 제2접속부; 일측이 상기 제2접속부와 직렬 연결된 제1저항; 상기 제1저항의 타측을 접지와 연결시킨 상태에서 AUX 잭이 삽입되면 상기 제1저항의 타측과 접지의 연결을 해제시키는 제3접속부; 상기 제1저항의 타측과 상기 제3접속부의 중간점에 연결되는 제2저항; 상기 제2접속부에 직렬 연결되고 상기 제1저항과 병렬 연결된 제3저항; 상기 제2저항에 흐르는 전류에 의해 상기 제3저항을 통해 공급되는 전원을 출력으로 스위칭하는 스위치; 일측이 접지와 연결되어 있으며, 타측이 상기 스위치의 출력에 병렬 연결된 제4저항; 및 상기 제3접속부의 상기 AUX 잭 삽입 여부에 따라 상기 스위치의 출력 전압 레벨을 감지하여 상기 USB 케이블의 연결 상태를 판단하는 판단부; 를 포함한다.

Description

멀티단자 진단회로 {MULTI-TERMINAL CHECKING CIRCUIT}

본 발명은 차량에 장착된 멀티단자와 AVN(Audio-Visual Navigation) 사이를 연결하는 USB 케이블의 연결상태를 진단하기 위한 장치로 상기 USB 케이블 연결에 따라 공급되는 전원 및 멀티단자의 AUX 커넥터 삽입 미삽입에 따른 전위를 이용하여 상기 USB 케이블의 연결상태를 진단할 수 있는 멀티단자 진단회로에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 AVN은 멀티단자와 연결되어 있으며, 상기 멀티단자에는 외부 멀티미디어기기(휴대용 MP3, CD PLAYER)를 연결시킬 수 있는 외부입력단자(AUX JACK)와 USB기기를 연결시킬 수 있는 USB단자 등이 구비되어 있다.

따라서 차량용 멀단자는 차량의 AVN 시스템을 통해 외부 멀티미디어기기나 USB기기를 사용할 수 있는 확장성을 제공한다.

이러한 멀티단자와 AVN은 차량의 내부에서 케이블로 연결되며, 이 케이블은 차량 제작시 작업자에 의해 조립되는데 이러한 내부 케이블의 체결 여부는 종래기술에서는 확인할 수 없었다.

외부입력단자인 AUX 잭의 경우, AUX_DETECT 기능이 있어, 3.5파이 스테레오 단자 체결 시 HIGH 신호, 미체결시 LOW 신호를 주는 로직구조가 구성되어 있었으나, 이러한 기능은 멀티단자와 AVN 간의 내부 USB 케이블 체결 여부와는 관련이 없이 동일하게 검출되도록 구현되어 있어 내부 USB 케이블 체결 여부를 진단할 수 있는 방법은 제공되지 않았다.

따라서 완성품 차량 출고 시 멀티단자 내부의 USB 케이블 조립 불량을 확인하지 못한 채 차량이 출고될 수도 있는 단점이 있었다.

한국등록특허 제10-1396177호 (실용신안문헌 0001) 한국공개실용신안 제20-2009-0002068호

이에 본 발명은 차량용 멀티단자와 AVN 간의 케이블이 연결됨에 따라 멀티단자로 공급되는 전원과 상기 멀티단자의 AUX 커넥터 삽입 미삽입에 따른 전위를 이용하여 상기 USB 케이블의 연결상태를 진단할 수 있는 멀티단자 진단회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 AUX 잭 삽입 유무로 차량의 멀티단자와 AVN을 연결하는 USB 케이블의 연결상태를 진단하기 위한 멀티단자 진단회로에 있어서, 상기 USB 케이블과 접속되어 상기 USB 케이블에 USB전원을 공급하는 제1접속부; 상기 USB 케이블을 통해 제1접속부와 접속되는 제2접속부; 일측이 상기 제2접속부와 직렬 연결된 제1저항; 상기 제1저항의 타측을 접지와 연결시킨 상태에서 AUX 잭이 삽입되면 상기 제1저항의 타측과 접지의 연결을 해제시키는 제3접속부; 상기 제1저항의 타측과 상기 제3접속부의 중간점에 연결되는 제2저항; 상기 제2접속부에 직렬 연결되고 상기 제1저항과 병렬 연결된 제3저항; 상기 제2저항에 흐르는 전류에 의해 상기 제3저항을 통해 공급되는 전원을 출력으로 스위칭하는 스위치; 일측이 접지와 연결되어 있으며, 타측이 상기 스위치의 출력에 병렬 연결된 제4저항; 및 상기 제3접속부의 상기 AUX 잭 삽입 여부에 따라 상기 스위치의 출력 전압 레벨을 감지하여 상기 USB 케이블의 연결 상태를 판단하는 판단부; 를 포함한다.

본 발명에서 상기 판단부는 상기 제3접속부에 상기 AUX 잭이 삽입되었을 때 상기 출력 전압 레벨이 HIGH이고, 상기 AUX 잭이 삽입되지 않았을 때 상기 출력 전압 레벨이 LOW이면 상기 USB 케이블의 연결 상태가 정상인 것으로 판단한다.

본 발명에서 상기 판단부는 상기 제3접속부에 상기 AUX 잭이 삽입되었을 때와 상기 AUX 잭이 삽입되지 않았을 때 모두 상기 출력 전압 레벨이 LOW이면 상기 USB 케이블의 연결 상태가 불량인 것으로 판단한다.

본 발명에서 상기 스위치는 상기 제2저항에 게이트단이 연결되고, 상기 제3저항에 소스단이 연결되고, 상기 제4저항에 드레인단이 연결된다.

본 발명에서 상기 제1접속부는 상기 AVN에 구비되고, 상기 제2접속부와 상기 제3접속부는 멀티단자에 구비된다.

본 발명에 따른 멀티단자 진단회로는 사용자가 외부에서 멀티단자와 AVN 간 USB 케이블의 연결상태를 확인할 수 있도록 하여 내부 케이블 연결 불량상태로 차량이 출고되는 것을 방지하여 완성차의 조립신뢰도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티단자와 AVN의 개략적인 연결 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티단자 진단회로의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티단자 진단회로의 제3접속부 동작 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 USB 케이블이 연결된 상태에서의 멀티단자 진단회로의 동작을 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티단자와 AVN의 개략적인 연결 구성도이다.

도 1을 참조하면 멀티단자(20)와 AVN(10)은 USB 케이블과 하네스 케이블을 통해 차량 내부에서 연결되어 있으며, 멀티단자(20)의 사용자측에는 USB 장치가 연결되는 USB 단자(21) 및 AUX 잭이 삽입되는 AUX 단자(22)가 구비되어 있다.

차량을 이용하는 사용자는 멀티단자(20)의 사용자측에 구비된 USB 단자(21)에 USB 장치를 꽂아 미디어 파일을 AVN에 전달하거나, AUX 단자(22)에 AUX 잭을 삽입하여 오디오 파일을 AVN에 전달할 수 있다.

AVN(10)에는 USB 장치를 통해 전달되는 데이터를 처리하기 위한 USB관련 회로가 구비되어 있으며, 이 회로에서 USB 장치에 필요한 USB전원을 생성하여 USB단자(21)에 공급한다.

즉, AVN(10)에서 공급되는 USB전원은 USB 케이블을 통해 멀티단자(20)에 전달되고, 멀티단자(20)에 구비된 USB 단자(21)를 통해 USB 장치에 공급된다.

한편, AUX 단자(22)에는 AUX 잭 삽입여부를 판단할 수 있는 간단한 회로가 구비되어 있다. AUX 잭이 삽입되지 않았을 때 AUX 단자(22)의 AUX 잭 확인 핀은 접지와 연결되지만 AUX 잭이 삽입되면, AUX 잭 확인 핀은 접지로부터 분리되어 플로팅 상태가 된다.

멀티단자를 이를 감지할 수 있는 회로가 구비되어 사용자가 AUX 잭이 삽입되어 있는지 아닌지를 판단할 수 있도록 한다.

이러한 AUX 잭 삽입 여부를 판단하는 회로에 USB전원 및 추가 회로를 적용하여 AUX 잭 삽입 여부 뿐만 아니라 USB 케이블의 연결상태를 함께 진단할 수 있는 멀티단자 진단회로를 멀티단자(20)내부에 구성하였다.

이러한 멀티단자 진단회로를 도 2에서 자세히 알아보도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티단자 진단회로의 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티단자 진단회로(100)는 AUX 잭(30) 삽입 유물 차량의 멀티단자(20)와 AVN(10)을 연결하는 USB 케이블(1)의 연결상태를 진단하기 위한 회로이다.

AVN(10)에는 제1접속부(110)가 구비되고 멀티단자(20)에는 제2접속부(120)가 구비되며, 제1접속부(110)와 제2접속부(120)는 USB 케이블(1)을 통해 연결된다.

USB 케이블(1)을 통해 다양한 USB 관련 신호가 송수신되는데 멀티단자 진단회로(100)는 그 중에서 AVN(10) 내부에서 생성되어 멀티단자(10)에 공급되는 USB전원을 이용한다.

제2접속부(120)는 제1저항(R1)의 일측과 직렬로 연결되며, 제1저항(R1)에 병렬로 연결된 제3저항(R3)과도 직렬로 연결된다.

즉, 제2접속부(120)를 통해 USB전원이 공급되면, 제1저항(R1)과 제3저항(R3)에도 공급되는 것이다.

제1저항(R1)의 타측은 제3접속부(130)와 연결된다.

제3접속부(130)는 도 1에서 AUX 단자(22)에 해당하는 구성으로, AUX 잭(30)의 삽입 여부에 따라 제1저항(R1)의 타측을 접지와 연결하거나 연결 해제한다.

제3접속부(130)는 기본적으로 AUX 잭(30)이 삽입되지 않은 상태에서는 제1저항(R1)의 타측을 접지에 연결시키지만 AUX 잭(30)이 삽입되면 AUX 잭(30)의 삽입에 의해 제1저항(R1)의 타측과 접지에 연결된 부분이 연결해제되고 이에 따라 제1저항(R1)의 타측은 플로팅 상태가 된다.

이러한 제3접속부(130)의 AUX 잭(30) 삽입여부에 따른 동작을 도 3에 자세히 나타내었다.

도 3의 (a)를 참조하면, 제3접속부(130)에 연결된 두 개의 선 중 왼쪽 선은 제1저항(R1)의 타측에 연결되는 선이며, 오른쪽 선은 접지와 연결되는 선이다.

AUX 잭(30)이 아직 완전히 삽입되지 않았을 때, 제3접속부(130)의 내부에서 두 개의 선은 스위치와 같은 구조물을 통해 연결되어 있는 상태이다.

그러나 도 3의 (b)와 같이 AUX 잭(30)이 제3접속부(130)에 점점 더 깊게 삽입되면, 두 개의 선을 연결하고 있는 스위치는 AUX 잭(30)에 의해 밀려 연결이 해제된다.

이러한 제3접속부(130)의 AUX 잭 삽입여부에 따른 동작에 의해 제1저항(R1)의 타측은 접지와 연결이 되거나 플로팅 상태가 된다.

다시 도 2로 돌아와서 제1저항(R1)과 제3접속부(130)의 중간점에는 제2저항(R2)이 연결되고 제2저항(R2)은 다시 스위치(140)와 연결된다.

스위치(140)는 제3저항(R3)과도 연결되어, 제2저항(R2)에 기설정된 값 이상의 전류가 흐르면 턴 온(Turn-on)되어, 제3저항(R3)에 공급되는 전압을 출력에 공급한다.

스위치(140)의 출력에는 판단부(150)가 연결되어 있어 출력의 전압 레벨에 따라 USB 케이블(1) 연결상태를 진단한다.

스위치(140)의 출력과 판단부(150) 사이에는 제4저항(R4)이 풀 다운(Pull-down)되어 있어 스위치(140)가 동작하지 않는 상태에서는, 출력의 전압 레벨이 항상 LOW가 되도록 한다.

스위치(140)는 전류나 전압에 의해 제어되는 스위치로, 예컨대 게이트단(Gate)이 제2저항에 연결되고, 소스단(Source)이 제3저항에 연결되며, 드레인단(Drain)이 제4저항에 연결되는 반도체 스위치가 적용될 수 있다.

또는, 상기 스위치(140)로 제2저항에 베이스(Base)단이 연결되고, 상기 제3저항에 컬렉터(Collector)단이 연결되고, 제4저항에 에미터(Emitter)단이 연결되는 반도체 스위치가 적용될 수도 있다.

이러한 회로로 구성되는 멀티단자 진단회로의 동작에 대해 자세히 알아보기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 USB 케이블이 연결된 상태에서의 멀티단자 진단회로의 동작을 나타낸 도면이다.

USB 케이블(1)이 멀티단자(20)와 AVN(10) 사이에 정상적으로 연결된 상태에서는 제1접속부(110)와 제2접속부(120)가 USB 케이블(1)에 의해 접속되어 제1접속부(110)에 공급되는 USB전원이 USB 케이블(1)을 통해 제2접속부(120)에 정상적으로 공급된다.

이러한 상태에서 도 4의 (a)에는 제3접속부(130)에 AUX 잭(30)이 연결되지 않은 상태의 멀티단자 진단회로의 동작을 표시하였고, 도 4의 (b)에는 제3접속부(130)에 AUX 잭(30)이 연결된 상태의 멀티단자 진단회로의 동작을 표시하였다.

제2접속부(120)를 통해 공급되는 USB전원은 제1저항(R1)과 제3저항(R3)에 정상적으로 공급되므로 도 4의 (a)와 (b)에는 제2접속부(120)를 표현하지 않고 USB전원을 바로 표시하였다.

먼저 도 4의 (a)를 참조하면, USB 케이블이 정상적으로 연결된 상태에서 제3접속부(130)에 AUX 잭(30)이 연결되지 않으면, 제1저항(R1)은 제3접속부(130)를 통해 접지와 연결된다.

따라서 USB 케이블을 통해 공급된 USB전원은 제1저항(R1)을 통해 접지로 흐르게 되며, 제2저항(R2)에는 전류가 흐르지 않는다.

제2저항(R2)에 전류가 흐르지 않으므로 스위치(140)는 동작하지 않으며, 이에 따라 제3저항(R3)에 공급된 USB전원은 스위치(140)의 출력측에는 공급되지 않는다.

출력에는 제4저항(R4)이 접지에 풀 다운되어 있는 상태이므로, 스위치(140)가 동작하지 않는 상태에서 출력은 LOW로 감지된다.

도 4의 (b)를 참조하면, USB 케이블이 정상적으로 연결된 상태에서 제3접속부(130)에 AUX 잭(30)이 연결되면, 제1저항(R1)은 제3접속부(130)를 통해 접지와의 연결이 해제되어 플로팅 상태가 된다.

따라서 USB 케이블을 통해 공급된 USB전원은 제1저항(R1)을 통해 제2저항(R2)으로 흘러 스위치(140)를 동작시키게 된다.

이때, 스위치(140)의 종류에 따라 동작하기 위한 최소 필요 전류 기준이 존재하게 되며, USB전원의 레벨을 및 상기 스위치(140)에 따라 미리 설정된 동작 전류 기준을 참조하여 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)의 저항값이 선정되어야 한다.

제1저항(R1)과 제2저항(R2)을 통해 흐르는 전류에 의해 스위치(140)가 턴온(Turn-on)되면, 스위치(140)는 제3저항(R3)에 공급된 USB전원을 출력측으로 공급한다.

따라서 스위치(140)의 출력에는 USB전원이 제3저항(R3)과 제4저항(R4)에 의해 분압되어 제4저항(R4)에 걸리는 전압 레벨이 감지되며, 제4저항(R4)이 제3저항(R3)에 비해 값이 큰 경우, 판단부(150)가 충분히 HIGH로 인지할 수 있는 전압 레벨이 검출되게 된다.

즉, USB 케이블이 정상적으로 연결되어 있는 상태에서는 제3접속부(130)에 AUX 잭(30)이 삽입되지 않으면 출력은 LOW, AUX 잭(30)이 삽입되면 출력은 HIGH로 감지된다.

판단부(150)는 이러한 기준으로 미리 저장하고 있어, AUX 잭(30) 삽입/미삽입에 따라 출력의 전압 레벨이 HIGH/LOW로 변하는 것을 감지하면 멀티단자(20)와 AVN(10)사이를 연결하는 USB 케이블이 정상적으로 연결되어 있다고 판단한다.

그러나 만약 USB 케이블이 정상적으로 연결되지 않는다면, AVN(10)의 제1접속부(110)를 통해 출력되는 USB전원은 제2접속부(120)를 통해 공급되지 못하므로, 도 4에 표시된 회로에 전류가 아예 흐를 수 없는 상태가 된다.

따라서 스위치(140)는 제3접속부(130)에 AUX 잭(30)이 삽입되건 삽입되지 않건 제2저항(R2)을 통해 흐르는 전류가 없으므로 동작하지 않는다.

따라서 출력의 전압 레벨은 제4저항(R4)의 풀다운 상태에 의해 계속 LOW 상태에 머무르게 된다.

이에 따라 판단부(150)는 제3접속부(130)에 AUX 잭(30) 삽입/미삽입 여부에 따라 출력의 전압 레벨이 변하지 않고 계속 LOW 상태라면 멀티단자(20)와 AVN(10)사이의 USB 케이블 연결상태가 불량한 것으로 판단한다.

이러한 멀티단자 진단회로(100)를 통해 작업자는 멀티단자(20)가 차량에 조립이 완료된 상태에서도 AUX 잭(30)의 삽입/미삽입 동작을 반복하는 것만으로 멀티단자(20)와 AVN(10)간의 케이블 조립상태를 확인할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 멀티단자 진단회로 110 : 제1접속부
120 : 제2접속부 130 : 제3접속부
140 : 스위치 150 : 판단부
R1 : 제1저항 R2 : 제2저항
R3 : 제3저항 R4 : 제4저항
10 : AVN 20 : 멀티단자
30 : AUX 잭 1 : USB 케이블
2, 3 : USB 케이블 접속부

Claims

AUX 잭 삽입 유무로 차량의 멀티단자와 AVN을 연결하는 USB 케이블의 연결상태를 진단하기 위한 멀티단자 진단회로에 있어서,
상기 USB 케이블과 접속되어 상기 USB 케이블에 USB전원을 공급하는 제1접속부;
상기 USB 케이블을 통해 제1접속부와 접속되는 제2접속부;
일측이 상기 제2접속부와 직렬 연결된 제1저항;
상기 제1저항의 타측을 접지와 연결시킨 상태에서 AUX 잭이 삽입되면 상기 제1저항의 타측과 접지의 연결을 해제시키는 제3접속부;
상기 제1저항의 타측과 상기 제3접속부의 중간점에 연결되는 제2저항;
상기 제2접속부에 직렬 연결되고 상기 제1저항과 병렬 연결된 제3저항;
상기 제2저항에 흐르는 전류에 의해 상기 제3저항을 통해 공급되는 전원을 출력으로 스위칭하는 스위치;
일측이 접지와 연결되어 있으며, 타측이 상기 스위치의 출력에 병렬 연결된 제4저항; 및
상기 제3접속부의 상기 AUX 잭 삽입 여부에 따라 상기 스위치의 출력 전압 레벨을 감지하여 상기 USB 케이블의 연결 상태를 판단하는 판단부; 를 포함하는 멀티단자 진단회로.
제 1 항에 있어서,
상기 판단부는 상기 제3접속부에 상기 AUX 잭이 삽입되었을 때 상기 출력 전압 레벨이 HIGH이고, 상기 AUX 잭이 삽입되지 않았을 때 상기 출력 전압 레벨이 LOW이면 상기 USB 케이블의 연결 상태가 정상인 것으로 판단하는 멀티단자 진단회로.
제 1 항에 있어서,
상기 판단부는 상기 제3접속부에 상기 AUX 잭이 삽입되었을 때와 상기 AUX 잭이 삽입되지 않았을 때 모두 상기 출력 전압 레벨이 LOW이면 상기 USB 케이블의 연결 상태가 불량인 것으로 판단하는 멀티단자 진단회로.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치는 상기 제2저항에 게이트단이 연결되고, 상기 제3저항에 소스단이 연결되고, 상기 제4저항에 드레인단이 연결되는 반도체 스위치인 멀티단자 진단회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제1접속부는 상기 AVN에 구비되고, 상기 제2접속부와 상기 제3접속부는 멀티단자에 구비되는 멀티단자 진단회로.