KR20180122558A - 차량 전기 시스템을 위한 진단 시스템 - Google Patents

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Abstract

제1 진단 애플리케이션 및 제2 진단 애플리케이션을 가지는 차량 전기 시스템을 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 제1 진단 애플리케이션은, 제1 차이값이 제1 임계 차이값보다 커서 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서 중 적어도 하나가 오작동 중인 것을 나타내는 경우, 컨택터를 열린 동작 위치로 전환하도록 하이 사이드 드라이버 회로 및 로우 사이드 드라이버 회로에게 명령한다. 상기 제2 진단 애플리케이션은, 제2 차이값이 상기 제1 임계 차이값보다 커서 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서 중 적어도 하나가 오작동 중인 것을 나타내는 경우, 상기 컨택터를 상기 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로에게 명령한다.

Description

차량 전기 시스템을 위한 진단 시스템{DIAGNOSTIC SYSTEM FOR A VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM}
본 발명은, 차량 전기 시스템에 포함되는 아날로그 멀티플렉서를 진단하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 5월 3일자로 출원된 미국가출원번호 제62/500,816호 및 2018년 4월 11일자로 출원된 미국정규출원번호 제15/950,377호를 우선권 주장하며, 그에 대한 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
차량 전기 시스템은, 컨택터와 관련된 전압 및 전류를 나타내는 신호들을 선택적으로 측정하기 위하여 적어도 하나의 아날로그 멀티플렉서를 이용한다.
그런데, 아날로그 멀티플렉서가 오작동하는 경우, 컨택터의 전압 상태 또는 전류 상태를 정확히 파악할 수 없게 되어, 상기 차량 전기 시스템에 포함된 배터리 및 주변 회로가 손상을 입을 위험이 있다.
본 발명의 발명자들은, 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서 중 적어도 하나가 오작동 중이면, 컨택터를 열린 동작 위치로 각각 전환할 수 있는 제1 및 제2 진단 애플리케이션 이용하는 차량 전기 시스템을 위한 개선된 진단 시스템의 필요성을 인식하였다.
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 차량 전기 시스템을 위한 진단 시스템이 제공된다. 상기 차량 전기 시스템은, 배터리 모듈, 컨택터, 하이 사이드 드라이버 회로, 로우 사이드 드라이버 회로 및 전압 레귤레이터를 가진다. 상기 전압 레귤레이터는 제1 전압을 출력한다. 상기 진단 시스템은, 상기 제1 전압에 응답하여 제2 전압을 출력하는 전압 클램핑 회로를 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 전압 클램핑 회로로부터의 상기 제2 전압을 수신하는 입력 포트를 가지는 제1 아날로그 멀티플렉서를 더 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 전압 레귤레이터로부터의 상기 제1 전압을 수신하는 입력 포트를 가지는 제2 아날로그 멀티플렉서를 더 포함한다. 상기 진단 시스템은, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서의 출력 포트 및 상기 제2 아날로그 멀티플렉서의 출력 포트에 전기적으로 결합되는 아날로그 디지털 컨버터를 더 포함한다. 상기 아날로그 디지털 컨버터는, 마이크로 컨트롤러에 전기적으로 더 결합된다. 상기 아날로그 디지털 컨버터는, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 제1 및 제2 시간에 각각 수신하고, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압 각각을 기초로 마이크로 컨트롤러에 의해 수신되는 제1 전압값 및 제2 전압값을 각각 출력한다. 상기 마이크로 컨트롤러는, 제1 진단 애플리케이션 및 제2 진단 애플리케이션을 가진다. 상기 제1 진단 애플리케이션은, 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터의 상기 제1 전압값 및 상기 제2 진단 애플리케이션으로부터의 상기 제2 전압값을 수신한다. 상기 제1 진단 애플리케이션은, 상기 제1 및 제2 전압값을 기초로 제1 차이값을 결정한다. 상기 제1 진단 애플리케이션은, 상기 제1 차이값이 제1 임계 차이값보다 커서 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서 중 적어도 하나가 오작동 중인 것을 나타내는 경우, 상기 컨택터의 컨택트를 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로에게 명령한다.
상기 제1 차이값은, 다음의 방정식: 상기 제1 차이값 = (상기 제1 전압값 - 상기 제2 전압값)의 절대값
을 이용하여 결정될 수 있다.
상기 제2 진단 애플리케이션은, 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터의 상기 제2 전압값 및 상기 제1 진단 애플리케이션으로부터의 상기 제1 전압값을 수신할 수 있다. 상기 제2 진단 애플리케이션은, 상기 제1 및 제2 전압값을 기초로 제2 차이값을 결정할 수 있다. 상기 제2 진단 애플리케이션은, 상기 제2 차이값이 상기 제1 임계 차이값보다 커서 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플펙서 중 적어도 하나가 오작동 중인 것을 나타내는 경우, 상기 컨택터의 상기 컨택트를 상기 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로에게 명령할 수 있다.
상기 제2 차이값은, 다음의 방정식: 상기 제2 차이값 = (상기 제1 전압값 - 상기 제2 전압값)의 절대값
을 이용하여 결정될 수 있다.
상기 아날로그 디지털 컨버터는, 단일 채널 아날로그 디지털 컨버터일 수 있다.
상기 컨택트는, 상기 배터리 모듈과 전기 부하의 사이에 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 하이 사이드 드라이버 회로는, 상기 컨택터 코일의 하이 사이드 엔드에 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 로우 사이드 드라이버 회로는, 상기 컨택터 코일의 로우 사이드 엔드에 전기적으로 결합될 수 있다.
상기 제1 전압은, 실질적으로 3.3Vdc일 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 상기 차량 전기 시스템에 포함된 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서 중 적어도 하나가 오작동 중이면, 컨택터를 열린 동작 위치로 전환함으로써, 상기 차량 전기 시스템에 포함된 배터리 및 주변 회로를 보호할 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 1a 및 도 1b은 차량 전기 시스템을 가지는 차량 및 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 시스템의 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1a 및 도 1b의 상기 진단 시스템에 의해 이용되는 진단 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.
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(또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 차량(10)이 제공된다. 상기 차량(10)은, 차량 전기 시스템(30) 및 일 실시예에 따른 진단 시스템(40)을 포함한다.
상기 차량 전기 시스템(30)은, 배터리 모듈(60), 컨택터(70), 하이 사이드 드라이버 회로(80), 로우 사이드 드라이버 회로(82), 전기 라인들(100, 102, 104, 106, 107, 108), 전압 레귤레이터(110) 및 전압 레귤레이터(112)를 포함한다.
상기 진단 시스템(40)의 장점은, 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서(301, 302) 중 적어도 하나가 오작동 중이면, 상기 컨택터(70)를 열린 동작 위치로 각각 전환할 수 있는 제1 및 제2 진단 애플리케이션을 상기 시스템(40)이 이용한다는 것이다.
이해를 돕기 위해, 노드란 전기 회로 내의 영역 또는 위치이다.
"실질적으로(substantially"라는 용어는, 값의 ±5%의 범위를 뜻한다. 예컨대, 값 A가 값 B와 실질적으로 동일하다는 것은, 값 A가 값 B의 105% 이하이고 값 B의 95% 이상임을 뜻한다.
상기 배터리 모듈(60)은, 양극 단자(180) 및 음극 단자(182)를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 배터리 모듈(60)은, 상기 양극 단자(180)와 상기 음극 단자(182) 사이에서 실질적으로 48Vdc를 생성한다. 상기 양극 단자(180)는, 상기 컨택터(70)의 노드(234)에 전기적으로 결합된다. 상기 음극 단자(182)는, 전기 그라운드에 전기적으로 결합된다.
상기 컨택터(70)는, 컨택트(230), 컨택터 코일(232), 제1 노드(234) 및 제2 노드(236)를 가진다. 상기 제1 노드(234)는, 상기 전기 라인(100)을 이용하여 상기 배터리 모듈(60)의 상기 양극 단자(180)에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 노드(236)는, 상기 전기 라은(106)을 이용하여 상기 전기 부하(90)에 전기적으로 결합된다. 상기 마이크로 컨트롤러(314)가 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82) 각각에 의해 수신되는 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 경우, 상기 컨택터 코일(232)은 전원이 공급(engized)되어 상기 컨택트(230)을 닫힌 동작 상태로 전환한다. 반대로, 상기 마이크로 컨트롤러(314)가 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82) 각각에 의해 수신되는 제3 및 제4 제어 신호를 생성하는 경우, 상기 컨택터 코일(232)은 전원이 차단(de-energized)되어 상기 컨택트(230)을 열린 동작 상태로 전환한다. 일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 제어 신호 각각은 그라운드 전압 레벨일 수 있다.
상기 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)는, 상기 컨택터 코일(232)에 전원을 공급 또는 차단하도록 제공된다. 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80)는, 상기 전기 라인(107)을 이용하여 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 전기적으로 결합된다. 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80)는, 상기 전기 라인(102)을 이용하여 상기 컨택터 코일(232)의 제1 엔드에 전기적으로 더 결합된다. 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80)가 상기 마이크로 컨트롤러(314)로부터의 제어 신호를 수신하는 경우, 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80)는 상기 컨택터 코일(232)에게 전원을 공급한다.
상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)는, 상기 전기 라인(108)을 이용하여 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 전기적으로 결합된다. 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)는, 상기 전기 라인(104)을 이용하여 상기 컨택터 코일(232)의 제2 엔드에 전기적으로 더 결합된다. 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)가 상기 마이크로 컨트롤러(314)로부터의 제어 신호를 수신하는 경우, 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)는 상기 컨택터 코일(232)에게 전원을 공급하기 위해 그것을 통해 상기 전기 그라운드로 전류를 도통하도록 구성된다.
상기 전기 부하(90)는, 상기 컨택터(70)의 상기 제2 노드(236)에 전기적으로 결합된다. 상기 컨택터(70)가 닫힌 동작 위치를 가지는 경우, 상기 전기 부하(90)에 전원을 공급하기 위해 상기 배터리 모듈(60)로부터의 양(positive)의 전압이 상기 전기 부하(90)에게 인가된다. 상기 컨택터(70)가 열린 동작 위치를 가지는 경우, 상기 배터리 모듈(60)의 상기 양의 전압은 상기 전기 부하(90)로부터 제거됨으로써 상기 전기 부하(90)로의 전원을 끊는다.
상기 전압 레귤레이터(110)는, 제1 전압(예, 실질적으로 3.3Vdc)를 출력하는 출력 단자를 가진다. 상기 전압 레귤레이터(110)의 상기 출력 단자는, 상기 전압 레귤레이터(110)의 상기 출력 단자로부터의 상기 제1 전압을 각각 수신하는 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 입력 포트(IN1_2), 상기 전압 분배 회로(286) 및 상기 전압 클램핑 회로(282)에 전기적으로 결합된다. 상기 전압 레귤레이터(110)의 상기 출력 단자는, 상기 마이크로 컨트롤러(314)에게 전기적으로 더 결합된다.
상기 전압 레귤레이터(112)는, 제2 전압(예, 실질적으로 5.0Vdc)을 출력하는 출력 단자를 가진다. 상기 전압 레귤레이터(112)의 상기 출력 단자는, 상기 전압 레귤레이터(112)의 상기 출력 단자로부터의 상기 제2 전압을 각각 수신하는 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 입력 포트(IN3_1), 상기 전압 분배 회로(294) 및 상기 전압 분배 회로(298)에 전기적으로 결합된다.
상기 진단 시스템(40)은, 하이 사이드 전압 측정 회로(270), 로우 사이드 전류 측정 회로(274), 전압 클램핑 회로(282), 전압 분배 회로(286), 전압 분배 회로(294), 전압 분배 회로(298), 제1 아날로그 멀티플렉서(301), 제2 아날로그 멀티플렉서(302) 및 마이크로 컨트롤러(314)를 포함한다.
상기 하이 사이드 전압 측정 회로(270)는, 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 입력 포트(IN1_1)에 전기적으로 결합된다. 상기 하이 사이드 전압 측정 회로(270)는, 상기 컨택터(70)의 상기 컨택터 코일(232)에게 인가되는 하이 사이드 전압에 대응하는 하이 사이드 전압 레벨 신호(HS_VOLTAGE)를 생성한다. 상기 하이 사이드 전압 레벨 신호(HS_VOLTAGE)는, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 입력 포트(IN1_1)에 의해 수신된다.
상기 로우 사이드 전류 측정 회로(274)는, 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 입력 포트(IN2_2)에 전기적으로 더 결합된다. 상기 로우 사이드 전류 측정 회로(274)는, 상기 컨택터 코일(232)을 통해 흐르는 전류의 양에 대응하는 로우 사이드 전류 레벨 신호(LS_CURRENT)를 생성한다. 상기 로우 사이드 전류 레벨 신호(LS_CURRENT)는, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 입력 포트(IN2_2)에 의해 수신된다.
상기 전압 클램핑 회로(282)는, 상기 전압 레귤레이터(110)에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 입력 포트(IN2_1)에 전기적으로 더 결합된다. 상기 전압 클램핑 회로(282)는, 상기 전압 레귤레이터(110)로부터의 상기 전압(REG_3.3)을 수신하고, 그에 응답하여 전압(CLAMP_3.3)을 출력한다. 상기 전압(CLAMP_3.3)은, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 입력 포트(IN2_1)에 의해 수신된다.
상기 전압 분배 회로(286)는, 상기 전압 레귤레이터(110)에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 입력 포트(IN3_2)에 전기적으로 더 결합된다. 상기 전압 분배 회로(286)은, 상기 전압 레귤레이터(110)로부터 상기 전압(REG_3.3)을 수신하고, 그에 응답하여 전압(VD_3.3)을 출력한다. 상기 전압(VD_3.3)은, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 입력 포트(IN3_2)에 의해 수신된다. 상기 전압(VD_3.3)은, 상기 전압(REG_3.3)보다 작다.
상기 전압 분배 회로(294)는, 상기 전압 레귤레이터(112)에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 입력 포트(IN4_1)에 전기적으로 더 결합된다. 상기 전압 분배 회로(294)는, 상기 전압 레귤레이터(112)로부터 상기 전압(REG_5.0)을 수신하고, 그에 응답하여 전압(VD_5.0_1)을 출력한다. 상기 전압(VD_5.0_1)은, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 입력 포트(IN4_1)에 의해 수신된다. 상기 전압(VD_5.0_1)은, 상기 전압(REG_5.0)보다 작다.
상기 전압 분배 회로(298)는, 상기 전압 레귤레이터(112)에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 입력 포트(IN4_2)에 전기적으로 더 결합된다. 상기 전압 분배 회로(298)는, 상기 전압 레귤레이터(112)로부터 상기 전압(REG_5.0)을 수신하고, 그에 응답하여 전압(VD_5.0_2)을 출력한다. 상기 전압(VD_5.0_2)은, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 입력 포트(IN4_2)에 의해 수신된다. 상기 전압(VD_5.0_2)은, 상기 전압(REG_5.0)보다 작다.
상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)는, 상기 입력 포트들(IN1_1, IN2_1, IN3_1, IN4_1) 중 하나로부터의 한 신호를 상기 출력 포트(OUT_1)로 선택적으로 루팅하도록 제공된다. 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)는, 상기 입력 포트들(IN1_1, IN2_1, IN3_1, IN4_1), 상기 출력 포트(OUT_1), 선택 포트(SEL_1) 및 어드레스 포트들(A0_1, A1_1, A2_1)을 가진다. 상기 입력 포트(IN1_1)는, 상기 하이 사이드 전압 측정 회로(270)에 전기적으로 결합된다. 상기 입력 포트(IN2_1)는, 상기 전압 클램핑 회로(282)에 전기적으로 결합된다. 상기 입력 포트(IN3_1)는, 상기 전압 레귤레이터(112)에 전기적으로 결합된다. 상기 입력 포트(IN4_1)는, 상기 전압 분배 회로(294)에 전기적으로 결합된다. 상기 출력 포트(OUT_1)는, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)의 상기 입력 포트(AD_IN)에 전기적으로 결합된다. 상기 어드레스 포트들(A0_1, A1_1, A2_1)은, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)의 상기 어드레스 포트들(A0, A1, A2) 각각에 전기적으로 결합된다. 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 선택 포트(SEL_1)는, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)의 상기 선택 포트(SEL_1)에 전기적으로 결합된다.
상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)가 상기 선택 포트(SEL_1)에 의해 수신되는 하이 로직 레벨을 출력하는 경우, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)가 선택된다. 또한, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)는, 상기 입력 포트들(IN1_1, IN2_1, IN3_1, IN4_1) 중 어느 하나를 선택하여 그에 연관된 아날로그 신호를 상기 출력 포트(OUT_1)에게 루팅하기 위해, 상기 어드레스 포트들(A0_1, A1_1, A2_1) 각각에서 수신되는 상기 어드레스 신호들(A0, A1, A2)을 출력한다. 예를 들어, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301) 및 상기 입력 포트(IN1_1)가 선택되는 경우, 상기 신호(HS_VOLTAGE)가 상기 입력 포트(IN1_1)로부터 상기 출력 포트(OUT_1)로 루팅되고 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)에게 더 루팅된다. 또한, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는 상기 신호(HS_VOLTAGE)를 측정하고 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 의해 수신되는 연관된 전압값을 생성한다.
상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)는, 상기 입력 포트들(IN1_2, IN2_2, IN3_2, IN4_2) 중 어느 하나로부터의 한 신호를 상기 출력 포트(OUT_2)로 선택적으로 루팅하도록 제공된다. 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)는, 상기 입력 포트들(IN1_2, IN2_2, IN3_2, IN4_2), 상기 출력 포트(OUT_2), 선택 포트(SEL_2) 및 어드레스 포트들(A0_2, A1_2, A2_2)을 가진다. 상기 입력 포트(IN1_2)는, 상기 전압 레귤레이터(110)에 전기적으로 결합된다. 상기 입력 포트(IN2_2)는, 상기 로우 사이드 전류 측정 회로(274)에 전기적으로 결합된다. 상기 입력 포트(IN3_2)는, 상기 전압 분배 회로(286)에 전기적으로 결합된다. 상기 입력 포트(IN4_2)는, 상기 전압 분배 회로(298)에 전기적으로 결합된다. 상기 출력 포트(OUT_2)는, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)의 상기 입력 포트(AD_IN)에 전기적으로 결합된다. 상기 어드레스 포트들(A0_2, A1_2, A2_2)은, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)의 상기 어드레스 포트들(A0, A1, A2) 각각에 전기적으로 결합된다. 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 선택 포트(SEL_2)는, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)의 상기 선택 포트(SEL_2)에 전기적으로 결합된다.
상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)가 상기 선택 포트(SEL_2)에 의해 수신되는 하이 로직 레벨을 출력하는 경우, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)가 선택된다. 또한, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)는, 상기 입력 포트들(IN1_2, IN2_2, IN3_2, IN4_2) 중 어느 하나를 선택하여 그에 연관된 아날로그 신호를 상기 출력 포트(OUT_2)에게 루팅하기 위해, 상기 어드레스 포트들(A0_2, A1_2, A2_2) 각각에서 수신되는 상기 어드레스 신호들(A0, A1, A2)을 출력한다. 예를 들어, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302) 및 상기 입력 포트(IN1_2)가 선택되는 경우, 상기 신호(REG_3.3)가 상기 입력 포트(IN1_2)로부터 상기 출력 포트(OUT_2)로 루팅되고 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)에게 더 루팅된다. 또한, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는 상기 신호(REG_3.3)를 측정하고 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 의해 수신되는 연관된 전압값을 생성한다.
상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)는, 상기 마이크로 컨트롤러(314)로부터의 제어 신호에 응답하여, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)에게 신호를 루팅하기 위해 단일 시간에 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉시(301, 302) 중 하나를 선택하도록 제공된다. 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)는, 제어 포트(CT), 선택 포트(SEL_1), 선택 포트(SEL_2) 및 어드레스 포트들(A0, A1, A2)를 포함한다. 상기 제어 포트(CT)는, 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 전기적으로 결합된다. 상기 선택 포트(SEL_1)는, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 선택 포트(SEL_1)에 전기적으로 결합된다. 상기 선택 포트(SEL_2)는, 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 선택 포트(SEL_2)에 전기적으로 결합된다. 상기 어드레스 포트들(A0, A1, A2)은, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 어드레스 포트들(A0_1, A1_1, A2_1) 각각 및 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 어드레스 포트들(A0_2, A1_2, A2_2) 각각에 전기적으로 결합된다.
선택할 특정 아날로그 멀티플렉서 및 상기 선택할 특정 아날로그 멀티플렉서 내의 특정 포트를 나타내는 제어 신호를 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)가 상기 제어 포트(CT)에서 수신하는 경우, 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)는 상기 선택 포트들(SEL_1, SEL_2) 중 하나에서 하이 로직 레벨을 생성하고, 대응하는 신호들을 상기 어드레스 포트들(A0, A1, A2) 내에 생성한다.
상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는, 입력 포트(AD_IN) 및 출력 포트(AD_OUT)를 가진다. 상기 입력 포트(AD_IN)는, 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 출력 포트(OUT_1) 및 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 출력 포트(OUT_2)에 전기적으로 결합된다. 상기 출력 포트(AD_OUT)은, 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 전기적으로 결합된다. 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는, 상기 입력 포트(AD_IN)에서의 신호를 측정하고 상기 입력 포트(AD_IN)에서의 상기 신호의 크기에 대응하는 값을 생성한다. 상기 입력 포트(AD_IN)에서의 상기 신호의 크기에 대응하는 상기 값은, 상기 출력 포트(AD_OUT)에서의 출력이고 상기 마이크로 컨트롤러(314)에 의해 수신된다. 일 실시예에서, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는, 단일 채널 아날로그 디지털 컨버터이다.
상기 마이크로 컨트롤러(314)는, 메모리 디바이스(402) 내에 저장된 소프트웨어 명령어들을 실행하는 상기 마이크로프로세서(400)를 이용하여 전압들을 모니터링하도록 프로그램된다. 상기 마이크로프로세서(400)는, 상기 메모리 디바이스(402), 상기 아날로그 디지털 컨버터(310), 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306), 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80), 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82) 및 상기 전압 레귤레이터(110)에 동작 가능하게 결합된다. 상기 마이크로 컨트롤러(314)는, 상기 컨택터(70)의 동작을 제어하기 위하여, 상기 드라이버 회로들(80, 82)에 의해 수신되는 제어 신호들을 출력한다. 상기 메모리 디바이스(402)는, 본 명세서에 기술된 방법들을 수행하기 위하여 본 명세서에 기술된 데이터, 테이블들 및 소프트웨어 애플리케이션들을 저장한다.
도 1a, 도 1b 및 도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기 차량 전기 시스템(30)을 위한 진단 방법의 순서도가 설명될 것이다. 상기 진단 방법은, 메인 애플리케이션(500), 제1 진단 애플리케이션(502) 및 제2 진단 애플리케이션(504)을 포함한다. 또한, 상기 진단 방법은, 두 신호(REG_3.3 및 CLAMP_3.3)을 이용한다.
도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하여, 상기 메인 애플리케이션(500)이 설명될 것이다.
단계 520에서, 상기 마이크로 컨트롤러(314)는, 컨택터(70)의 컨택트(230)를 닫힌 동작 위치로 전환하기 위해, 컨택터 코일(232)에게 전원을 공급하도록 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 로우 사이드 드라이버 회로(92)에게 명령한다. 단계 520 후, 상기 방법은 단계 522로 진행한다.
단계 522에서, 상기 전압 레귤레이터(110)는, 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 입력 포트(예, IN1_2)에 의해 수신되는 제1 전압(예, REG_3.3)을 출력한다. 단계 522 후, 상기 방법은 단계 524로 진행한다.
단계 524에서, 상기 전압 클램핑 회로(282)는, 상기 전압 레귤레이터(11)로부터 상기 제1 전압을 수신하고, 상기 제1 전압에 응답하여 제2 전압(예, CLAMP_3.3)을 출력한다. 상기 제2 전압은, 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 입력 포트(예, IN2_1)에 의해 수신된다. 단계 524 후, 단계 526과 단계 528은 멀티-스레딩(multi-threading) 기술을 이용하여 실질적으로 같은 시간에 수행될 수 있다.
단계 526에서, 상기 마이크로 컨트롤러(314)는, 제1 진단 애플리케이션(502)을 실행한다.
단계 528에서, 상기 마이크로 컨트롤러(314)는, 제2 진단 애플리케이션(504)을 실행한다.
도 1a, 도 1b 및 도 3을 참조하여, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)을 설명하겠다.
단계 550에서, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)은, 아날로그 디지털 컨버터(310)가 제1 시간에 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302)의 상기 출력 포트(OUT_2)으로부터의 상기 제1 전압(예, REG_3.3)을 수신하도록, 제1 시간에 상기 제2 아날로그 멀티플렉서(302) 및 그것의 상기 입력 포트(예, 입력 포트 IN1_2)를 선택할 것을 멀티플렉서 선택 디바이스(306)에게 명령한다. 단계 550 후, 상기 방법은 단계 552로 진행한다.
단계 552에서, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는, 상기 제1 전압(예, REG_3.3)을 기초로, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)에 의해 수신되는 제1 전압값을 출력한다. 단계 552 후, 상기 방법은 단계 554로 진행한다.
단계 554에서, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)은, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)으로부터 제2 전압값을 수신한다. 단계 554 후, 상기 방법은 단계 556으로 진행한다.
단계 556에서, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)은, 다음의 방정식: 제1 차이값 = (제1 전압값 - 제2 전압값)의 절대값
을 이용하여, 제1 차이값을 결정한다. 단계 556 후, 상기 방법은 단계 558로 진행한다.
단계 558에서, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)은, 제1 차이값이 제1 임계 차이값보다 큰지 여부를 결정한다. 상기 제1 차이값이 상기 제1 임계 차이값보다 큰 것은, 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서(301, 302) 중 적어도 하나가 오작동 중임을 나타낸다. 단계 558의 값이 "YES"인 경우, 상기 방법은 단계 560으로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 상기 메인 애플리케이션(500)으로 돌아간다.
단계 560에서, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)은, 상기 컨택터(70)의 상기 컨택트(230)를 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)에게 명령한다. 단계 560 후, 상기 방법은 상기 메인 애플리케이션(500)으로 돌아간다.
도 1a, 도 1b 및 도 4를 참조하여, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)을 설명하겠다.
단계 580에서, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)은, 아날로그 디지털 컨버터(310)가 제2 시간에 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301)의 상기 출력 포트(OUT_1)으로부터의 상기 제2 전압(예, CLAMP_3.3)을 수신하도록, 제2 시간에 상기 제1 아날로그 멀티플렉서(301) 및 그것의 상기 입력 포트(예, 입력 포트 IN2_1)를 선택할 것을 상기 멀티플렉서 선택 디바이스(306)에게 명령한다. 단계 580 후, 상기 방법은 단계 582로 진행한다.
단계 582에서, 상기 아날로그 디지털 컨버터(310)는, 상기 제2 전압을 기초로, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)에 의해 수신되는 제2 전압값을 출력한다. 단계 582 후, 상기 방법은 단계 584로 진행한다.
단계 584에서, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)은, 상기 제1 진단 애플리케이션(502)으로부터 상기 제1 전압값을 수신한다. 단계 584 후, 상기 방법은 단계 586으로 진행한다.
단계 586에서, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)은, 다음의 방정식: 제2 차이값 = (제1 전압값 - 제2 전압값)의 절대값
을 이용하여, 제2 차이값을 결정한다. 단계 586 후, 상기 방법은 단계 588로 진행한다.
단계 588에서, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)은, 상기 제2 차이값이 제1 임계 차이값보다 큰지 여부를 결정한다. 상기 제2 차이값이 상기 제1 임계 차이값보다 큰 것은, 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서(301, 302) 중 적어도 하나가 오작동 중임을 나타낸다. 단계 588의 값이 "YES"인 경우, 상기 방법은 단계 590으로 진행한다. 그렇지 않으면, 상기 방법은 상기 메인 애플리케이션(500)으로 돌아간다.
단계 590에서, 상기 제2 진단 애플리케이션(504)은, 상기 컨택터(70)의 상기 컨택트(230)를 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로(80) 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로(82)에게 명령한다. 단계 590 후, 상기 방법은 상기 메인 애플리케이션(500)으로 돌아간다.
차량 전기 시스템을 위하여 여기에 기술된 상기 진단 시스템은, 다른 시스템들에 비하여 상당한 장점을 제공한다. 특히, 여기에 기술된 상기 진단 시스템은, 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플렉서 중 적어도 하나가 오작동 중이면, 컨택터를 열린 동작 위치로 각각 전환시킬 수 있는 제1 및 제2 진단 애플리케이션을 이용한다.
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.
10: 차량
30: 차량 전기 시스템
40: 진단 시스템
60: 배터리 모듈
70: 컨택터
80: 하이 사이드 드라이버 회로
82: 로우 사이드 드라이버 회로
90: 전기 부하
110, 112: 전압 레귤레이터
270: 하이 사이드 전압 측정 회로
274: 로우 사이드 전류 측정 회로
282: 전압 클램핑 회로
286, 294, 298: 전압 분배 회로
301: 제1 아날로그 멀티플렉서
302: 제2 아날로그 멀티플렉서
306: 멀티플렉서 선택 디바이스
314: 마이크로 컨트롤러

Claims (7)

  1. 배터리 모듈, 컨택터, 하이 사이드 드라이버 회로, 로우 사이드 드라이버 회로 및 전압 레귤레이터-상기 전압레귤레이터는 제1 전압을 출력-를 가지는 차량 전기 시스템을 위한 진단 시스템에 있어서,
    상기 제1 전압에 응답하여 제2 전압을 출력하는 전압 클램핑 회로;
    상기 전압 클램핑 회로로부터의 상기 제2 전압을 수신하는 입력 포트를 가지는 제1 아날로그 멀티플렉서;
    상기 전압 레귤레이터로부터의 상기 제1 전압을 수신하는 입력 포트를 가지는 제2 아날로그 멀티플렉서;
    상기 제1 아날로그 멀티플렉서의 출력 포트 및 상기 제2 아날로그 멀티플렉서의 출력 포트에 전기적으로 결합되고, 마이크로 컨트롤러에 전기적으로 더 결합되고, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 제1 및 제2 시간에 각각 수신하고, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압 각각을 기초로 마이크로 컨트롤러에 의해 수신되는 제1 전압값 및 제2 전압값을 각각 출력하는 아날로그 디지털 컨버터; 및
    제1 진단 애플리케이션 및 제2 진단 애플리케이션을 가지는 상기 마이크로 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 제1 진단 애플리케이션은, 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터의 상기 제1 전압값 및 상기 제2 진단 애플리케이션으로부터의 상기 제2 전압값을 수신하고,
    상기 제1 진단 애플리케이션은, 상기 제1 및 제2 전압값을 기초로 제1 차이값을 결정하고,
    상기 제1 진단 애플리케이션은, 상기 제1 차이값이 제1 임계 차이값보다 커서 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플펙서 중 적어도 하나가 오작동 중인 것을 나타내는 경우, 상기 컨택터의 컨택트를 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로에게 명령하는, 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차이값은,
    다음의 방정식: 상기 제1 차이값 = (상기 제1 전압값 - 상기 제2 전압값)의 절대값
    을 이용하여 결정되는, 진단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 진단 애플리케이션은, 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터의 상기 제2 전압값 및 상기 제1 진단 애플리케이션으로부터의 상기 제1 전압값을 수신하고,
    상기 제2 진단 애플리케이션은, 상기 제1 및 제2 전압값을 기초로 제2 차이값을 결정하고,
    상기 제2 진단 애플리케이션은, 상기 제2 차이값이 상기 제1 임계 차이값보다 커서 상기 제1 및 제2 아날로그 멀티플펙서 중 적어도 하나가 오작동 중인 것을 나타내는 경우, 상기 컨택터의 상기 컨택트를 상기 열린 동작 위치로 전환하도록 상기 하이 사이드 드라이버 회로 및 상기 로우 사이드 드라이버 회로에게 명령하는, 진단 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 차이값은,
    다음의 방정식: 상기 제2 차이값 = (상기 제1 전압값 - 상기 제2 전압값)의 절대값
    을 이용하여 결정되는, 진단 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 디지털 컨버터는, 단일 채널 아날로그 디지털 컨버터인, 진단 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨택트는, 상기 배터리 모듈과 전기 부하의 사이에 전기적으로 결합되고,
    상기 하이 사이드 드라이버 회로는, 상기 컨택터 코일의 하이 사이드 엔드에 전기적으로 결합되며,
    상기 로우 사이드 드라이버 회로는, 상기 컨택터 코일의 로우 사이드 엔드에 전기적으로 결합되는, 진단 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은, 실질적으로 3.3Vdc인, 진단 시스템.
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