KR20200053878A - 차량 램프의 고장 진단 장치 - Google Patents

차량 램프의 고장 진단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 램프의 고장 진단 장치에 관한 것이다. 릴레이들은 입력단들이 차량 전원과 연결되고 출력단들이 차량 램프들과 각각 연결된 상태에서 제어단들을 통해 제어 신호를 입력 받음에 따라 차량 전원을 차량 램프들에 공급하도록 작동한다. 전류 센서들은 차량 램프들에 각각 흐르는 전류를 측정한다. 마이크로 컨트롤러 유닛은 진단 시작 신호에 따라 릴레이들의 각 제어단에 제어 신호를 출력해서 릴레이들을 작동시키며, 전류 센서들로부터 각각 출력되는 전류 신호를 입력 받아 차량 램프들의 고장 여부를 판단한다. 알림 수단은 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 차량 램프들의 고장 상태를 전달받아 외부로 알려준다.

Description

차량 램프의 고장 진단 장치{Apparatus for diagnosing fault of vehicle lamp}
본 발명은 차량 램프의 고장 진단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 전방과 후방에 장착되어 야간에 운전자의 시야 등을 확보하는 기능을 하는 램프의 고장을 진단하는 기술에 관한 것이다.
램프는 차량의 전방과 후방에 장착되어 야간에 운전자의 시야를 확보하는 기능은 물론, 운전자가 보행자 및 다른 차량에 탑승한 운전자와 의사소통을 할 수 있도록 하고, 운전이 용이하지 않은 악천후 등의 환경에서 주행 중일 때도 운전자의 시야를 안정적으로 확보할 수 있도록 하여, 안전 주행에 반드시 필요한 장치 중 하나이다. 차량 램프는 차량의 전방에 장착되는 헤드 램프와, 차량의 후방에 장착되는 테일 램프와 브레이크 램프로 구성된다.
그런데, 안전 불감증으로 테일 램프나 브레이크 램프가 고장 난 사실을 신경 쓰지 못하고 방치하거나, 고의가 아니더라도 야간에 전조등을 점등하지 않고 주행하는 등의 경우가 있다. 이러한 경우, 현행법에 따라 범칙금이 부과된다.
또한, 사용자가 시동을 걸면 자동으로 켜지는 클러스터를 보고 헤드 램프가 켜진 것으로 착각함으로 인해, 헤드 램프를 켜지 않고 주행하는 차량, 일명 스텔스 차량이 흔하게 보기도 한다. 이러한 상황에 테일 램프나 브레이크 램프가 켜지지 않아, 후방 차량 운전자는 언제든지 아찔한 순간을 맞닥뜨리게 되어 교통사고가 유발될 가능성이 높다. 따라서, 법규 준수와 안전한 야간 운전을 위해 차량 램프들이 제대로 작동하고 있는지 확인이 필요하다.
본 발명의 과제는 차량 주행 전에 차량 램프의 고장을 자동 진단하여 운전자가 차량 램프의 고장을 쉽게 인식할 수 있게 하는 차량 램프의 고장 진단 장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 램프의 고장 진단 장치는 릴레이들과, 전류 센서들과, 마이크로 컨트롤러 유닛, 및 알림 수단을 포함한다. 릴레이들은 입력단들이 차량 전원과 연결되고 출력단들이 차량 램프들과 각각 연결된 상태에서 제어단들을 통해 제어 신호를 입력 받음에 따라 차량 전원을 차량 램프들에 공급하도록 작동한다. 전류 센서들은 차량 램프들에 각각 흐르는 전류를 측정한다. 마이크로 컨트롤러 유닛은 진단 시작 신호에 따라 릴레이들의 각 제어단에 제어 신호를 출력해서 릴레이들을 작동시키며, 전류 센서들로부터 각각 출력되는 전류 신호를 입력 받아 차량 램프들의 고장 여부를 판단한다. 알림 수단은 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 차량 램프들의 고장 상태를 전달받아 외부로 알려준다.
여기서, 알림 수단은 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 차량 램프들의 고장 상태 신호를 수신해서 외부로 송신하는 무선 통신 모듈과, 무선 통신 모듈로부터 차량 램프들의 고장 상태 신호를 수신해서 화면에 차량 램프들의 고장 상태를 표시하는 모니터링 디바이스를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량 주행 전에 차량 램프의 고장을 진단하여 운전자가 차량 램프의 고장을 쉽게 인식할 수 있으므로, 차량의 안전 운행에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 램프의 고장 진단 장치에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 릴레이의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 차량 램프의 고장 진단 장치에 의해 차량 램프의 고장을 진단하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 램프의 고장 진단 장치에 대한 구성도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 릴레이의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 램프의 고장 진단 장치(100)는 릴레이(rely, 110)들과, 전류 센서(120)들과, 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit, 130), 및 알림 수단(140)을 포함한다.
릴레이(110)들은 입력단(111)들이 차량 전원(10)과 연결되고 출력단(113)들이 차량 램프(20)들과 각각 연결된 상태에서 제어단(114)들을 통해 제어 신호를 입력 받음에 따라 차량 전원(10)을 차량 램프(20)들에 공급하도록 작동한다. 여기서, 차량 램프(20)들은 차량의 전방에 장착되는 헤드 램프와, 차량의 후방에 장착되는 테일 램프 및 브레이크 램프로 구성될 수 있다.
각각의 차량 램프(20)는 차량 인스트루먼트 패널 상의 램프 스위치 조작에 따라 점등 또는 점멸되도록 기존 전원선(30)에 의해 차량 전원(10), 예컨대 차량 정션 박스의 전원 출력단에 연결되어 있는데, 이러한 기존 전원선(30)에 릴레이(110)가 연결된다.
구체적으로, 기존 전원선(30)은 절단되어 차량 전원(10)에 연결되는 제1 전원선(31)과, 차량 램프(20)에 연결되는 제2 전원선(32)으로 나뉜다. 여기서, 릴레이(110)의 제1 입력단(112)은 제1 전원선(31)에 연결되고, 릴레이(110)의 출력단(113)은 제2 전원선(32)에 연결된다. 릴레이(110)의 제2 입력단(111)은 신규 전원선(116)에 의해 차량 전원(10), 예컨대 차량 정션 박스의 다른 전원 출력단에 연결된다. 릴레이(110)의 제어단(114)은 마이크로 컨트롤러 유닛(130)에 연결되어 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로부터 제어 신호를 입력 받는다.
릴레이(110)는 제어단(114)을 통해 제어 신호를 입력 받지 않으면, 출력단(113)의 가동 접점(113a)을 제1 입력단(112)의 고정 접점(112a)에 접속시킨 상태로 유지함으로써, 차량 램프(20)가 기존 전원선(30)을 통해 전원을 공급받을 수 있게 한다.
릴레이(110)는 제어단(114)을 통해 제어 신호를 입력 받으면, 출력단(113)의 가동 접점(113a)을 제2 입력단(111)의 고정 접점(111a)에 접속시키도록 작동함으로써, 차량 램프(20)가 신규 전원선(116)을 통해 전원을 공급받을 수 있게 한다. 따라서, 차량 램프(20)의 고장 진단시, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)에 의해 릴레이(110)를 작동시킴에 따라 차량 램프(20)를 점등시킬 수 있게 된다.
전류 센서(120)들은 차량 램프(20)들에 각각 흐르는 전류를 측정한다. 일 예로, 전류 센서(120)는 홀 효과(Hall effect)를 이용한 홀 센서로 이루어질 수 있다. 홀 효과란 자기장이 전류가 흐르는 도체를 쇄교할 때 그 도체의 양단에 전위차가 생기는 물리 현상을 가리킨다. 홀 소자는 홀 효과로 인해 전압을 발생시키며, 발생된 전압을 전류로 환산하여 전류를 측정할 수 있게 한다.
홀 센서는 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로부터 구동 전압을 인가 받으며, 차량 램프(20)에 흐르는 전류를 측정해서 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로 출력할 수 있다. 홀 센서는 제2 전원선(32) 또는 접지선에 설치되어 차량 램프(20)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 다른 예로, 전류 센서(120)는 저항 소자로 이루어질 수도 있다.
마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 진단 시작 신호에 따라 릴레이(110)들의 각 제어단(114)에 제어 신호를 출력해서 릴레이(110)들을 작동시킨다. 여기서, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 운전자가 차량을 시동할 때 출력되는 차량 시동 신호를 진단 시작 신호로 인식할 수 있다. 따라서, 운전자가 차량을 시동할 때마다 차량 램프(20)의 고장 진단이 자동 실행되므로, 차량 램프(20)의 고장 여부를 편리하게 확인할 수 있다. 다른 예로, 운전자가 별도의 진단 시작 버튼을 조작함에 따라 출력되는 신호를 진단 시작 신호로 인식할 수도 있다.
마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 전류 센서(120)들로부터 각각 출력되는 전류 신호를 입력 받아 차량 램프(20)들의 고장 여부를 판단한다. 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 전류 센서(120)로부터 출력되는 전류 신호를 기초로, 측정 전류값이 허용 오차 범위에서 영(zero)이라면 차량 램프(20)가 고장 상태인 것으로 판단하고, 측정 전류값이 허용 오차 범위에서 영(zero)이 아닌 기준 전류값이라면 차량 램프(20)가 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
즉, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 측정 전류값을 통해 차량 램프(20)의 점등 상태가 온(on)이면 하이(high) 값으로 판단하고, 차량 램프(20)의 점등 상태가 오프(off)이면 로우(low) 값으로 판단하여, 이러한 2가지 값을 XOR 연산하여 차량 램프(20)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 차량 램프의 고장 진단용 프로그램을 탑재한다. 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 크리스탈 발진자(XTAL, 131)와, 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter; ADC, 132)와, 유아트(Universal asynchronous receiver/transmitter; UART, 133), 및 중앙처리장치(Central Processing Unit; CPU, 134)를 포함할 수 있다.
크리스탈 발진자(131)는 진단 시작 신호에 따라 발진 신호를 생성해서 중앙처리장치(134)로 전송한다. 아날로그 디지털 변환기(132)는 전류 센서(120)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해서 중앙처리장치(134)로 전송한다. 유아트(133)는 중앙처리장치(134)와 무선 통신 모듈(141) 간에 데이터를 송수신하며, 중앙처리장치(134)로부터 처리된 차량 램프(20)의 고장 상태 데이터를 무선 통신 모듈(141)로 송신한다.
중앙처리장치(134)는 차량 램프의 고장 진단용 프로그램 명령어를 실행한다. 즉, 중앙처리장치(134)는 크리스탈 발진자(131)로부터 전송된 발진 신호에 따라 릴레이(110)들을 제어하기 위한 제어 신호를 릴레이(110)들로 출력하고, 아날로그 디지털 변환기(132)로부터 입력된 디지털 신호에 따라 차량 램프(20)의 고장 여부를 판단하며, 차량 램프(20)가 고장 상태인 것으로 판단되면 차량 램프(20)의 고장 상태 데이터를 유아트(133)를 통해 무선 통신 모듈(141)로 송신한다.
알림 수단(140)은 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로부터 차량 램프(20)들의 고장 상태를 전달받아 외부로 알려준다. 따라서, 운전자는 알림 수단(140)을 통해 차량 램프(20)들의 고장 상태를 알 수 있게 된다. 일 예로, 알림 수단(140)은 무선 통신 모듈(141)과, 모니터링 디바이스(142)를 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈(141)은 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로부터 차량 램프(20)들의 고장 상태 신호를 수신해서 외부로 송신하도록 마이크로 컨트롤러 유닛(130)에 의해 제어된다. 무선 통신 모듈(141)은 블루투스 통신 모듈 등으로 이루어질 수 있다.
모니터링 디바이스(142)는 무선 통신 모듈(141)로부터 차량 램프(20)들의 고장 상태 신호를 수신해서 화면(142a)에 차량 램프(20)들의 고장 상태를 표시한다. 모니터링 디바이스(142)는 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트워치 등으로 이루어질 수 있으며, 램프 고장 진단용 어플리케이션을 통해 차량 램프(20)의 고장 상태를 화면(142a) 상의 팝업과 사용자 인터페이스(user interface)로 운전자에게 알려줄 수 있다. 다른 예로, 알림 수단(140)은 경고음을 내거나 경고등을 점등시켜 차량 램프(20)의 고장 상태를 운전자에게 알려주도록 구성될 수도 있다.
전술한 차량 램프의 고장 진단 장치(100)에 의해 차량 램프(20)의 고장을 진단하는 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 진단 시작 신호가 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로 입력되어 차량 램프(20)의 고장 진단이 시작된다. 이때, 차량 시동 신호가 진단 시작 신호로서 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로 입력될 수 있다.
그 다음, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 진단 시작 신호에 따라 릴레이(110)들의 각 제어단(114)에 제어 신호를 출력해서 릴레이(110)들을 작동시켜 차량 전원(10)을 차량 램프(20)들에 공급한다. 그 다음, 전류 센서(120)들은 차량 램프(20)들에 각각 흐르는 전류를 측정해서 마이크로 컨트롤러 유닛(130)으로 전송한다. 그 다음, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 전류 센서(120)로부터 측정된 전류값을 통해 차량 램프(20)의 점등 상태를 판단하여 차량 램프(20)의 고장 여부를 판단한다.
마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 차량 램프(20)가 고장 상태로 판단되면, 알림 수단(140)을 통해 차량 램프(20)들의 고장 상태를 운전자에게 알려준다. 이때, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 블루투스 통신 모듈 등의 무선 통신 모듈(141)을 통해 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트워치 등의 모니터링 디바이스(142)로 고장 상태 신호를 전송한다. 그러면, 모니터링 디바이스(142)는 차량 램프(20)들의 고장 상태 신호를 수신해서 화면(142a)에 차량 램프(20)들의 고장 상태를 표시함으로써, 차량 램프(20)의 고장 상태를 운전자에게 알려줄 수 있다. 한편, 마이크로 컨트롤러 유닛(130)은 차량 램프(20)가 정상 상태로 판단되면, 차량 램프(20)의 고장 진단을 종료한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 램프의 고장 진단 장치(100)에 의하면, 차량 주행 전에 차량 램프(20)의 고장을 진단하여 운전자가 차량 램프(20)의 고장을 쉽게 인식할 수 있으므로, 차량의 안전 운행에 도움을 줄 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10..차량 전원
20..차량 램프
110..릴레이
120..전류 센서
130..마이크로 컨트롤러 유닛
140..알림 수단
141..무선 통신 모듈
142..모니터링 디바이스

Claims (2)

  1. 입력단들이 차량 전원과 연결되고 출력단들이 차량 램프들과 각각 연결된 상태에서 제어단들을 통해 제어 신호를 입력 받음에 따라 차량 전원을 차량 램프들에 공급하도록 작동하는 릴레이들;
    상기 차량 램프들에 각각 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서들;
    진단 시작 신호에 따라 상기 릴레이들의 각 제어단에 제어 신호를 출력해서 상기 릴레이들을 작동시키며, 상기 전류 센서들로부터 각각 출력되는 전류 신호를 입력 받아 상기 차량 램프들의 고장 여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 상기 차량 램프들의 고장 상태를 전달받아 외부로 알려주는 알림 수단;
    를 포함하는 차량 램프의 고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알림 수단은,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 상기 차량 램프들의 고장 상태 신호를 수신해서 외부로 송신하는 무선 통신 모듈과,
    상기 무선 통신 모듈로부터 상기 차량 램프들의 고장 상태 신호를 수신해서 화면에 상기 차량 램프들의 고장 상태를 표시하는 모니터링 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 램프의 고장 진단 장치.
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