KR100811092B1 - Smart junction box - Google Patents

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KR100811092B1
KR100811092B1 KR1020070053026A KR20070053026A KR100811092B1 KR 100811092 B1 KR100811092 B1 KR 100811092B1 KR 1020070053026 A KR1020070053026 A KR 1020070053026A KR 20070053026 A KR20070053026 A KR 20070053026A KR 100811092 B1 KR100811092 B1 KR 100811092B1
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junction box
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KR1020070053026A
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방순영
권오민
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동해전장 주식회사
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Abstract

A smart junction box having a function for diagnosing failure is provided to display operations of a first and a second sensing element output from a microcontroller to allow a driver to take a corrective action in case of failure. A smart junction box capable of diagnosing failure has a plurality of fuses which interrupt power distributed from a battery(110) of a vehicle, a first sensing element(127) which senses connectivity of a fuse element(121), an FET(Field Effect Transistor) switching element(122) which selectively applies power distributed from the battery to an electrical load, a second sensing element(128) which senses connectivity of the switching element, a microcontroller(123) which receives operational signals of electronic devices transmitted through communication in a vehicle and controls operation of the FET switching element with recording operations of the fuse element and the FET switching element through the first and second sensing elements, and a display element to indicate operational status of the first and second elements.

Description

고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스{SMART JUNCTION BOX}Smart junction box with fault monitoring function {SMART JUNCTION BOX}

도 1은 종래 기술이 적용된 버스바 타입의 정션박스를 나타내는 도면. 1 is a view showing a bus bar type junction box to which the prior art is applied.

도 2는 종래 기술이 적용된 PCB 타입의 정션박스를 나타내는 도면. 2 is a view showing a junction box of the PCB type to which the prior art is applied.

도 3은 본 발명이 적용된 스마트 정션박스를 나타내는 도면. 3 is a view showing a smart junction box to which the present invention is applied.

도 4는 본 발명이 적용된 스마트 정션박스의 동작을 설명하기 위한 블록도. Figure 4 is a block diagram for explaining the operation of the smart junction box to which the present invention is applied.

도 5는 본 발명의 스마트 정션박스가 적용되는 차량내 통신 구조를 설명하기 위한 도면. 5 is a view for explaining an in-vehicle communication structure to which the smart junction box of the present invention is applied.

도 6은 본 발명의 소자 모니터링 구조를 설명하기 위한 도면. 6 is a view for explaining the device monitoring structure of the present invention.

도 7은 본 발명의 소자 상태 표시 구조를 설명하기 위한 도면.7 is a view for explaining the device state display structure of the present invention.

본 발명은 고장 진단 기능을 갖춘 스마트 정션박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정션박스내 퓨즈와 스위칭 소자의 동작 여부를 센싱하고 해당 동작 여부를 해당 정션박스에 또는 차량 운적석에 가시적으로 표시하여 운전자가 직접 고장 모듈을 시각적으로 확인할 수 있어 즉각적인 안전대처가 가능하게 되고 원인규명 및 신속한 후속처리가 가능하게 되는 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스에 관 한 것이다. The present invention relates to a smart junction box with a fault diagnosis function, and more particularly, to sense the operation of the fuse and the switching element in the junction box and to visually display the operation on the junction box or the vehicle driver seat. It is about a smart junction box with fault monitoring, which allows the user to visually identify the fault module directly, enabling immediate safety measures, identifying the cause, and enabling rapid follow-up.

통상적으로 자동차의 전기장치는 신경계통에 비유할 수 있으며, 전기장치가 정상적으로 작동하여야만 비로소 자동차는 그 성능을 제대로 발휘할 수 있게 된다. In general, the electric device of the vehicle can be compared to the nervous system, and the electric vehicle can only properly exhibit its performance until the electric device is normally operated.

이와 같은 자동차의 전기장치는 기관측 전기장치와 차체측 전기장치로 나눌 수 있는데, 기관측 전기장치는 점화코일, 배전기 고압 케이블, 점화 플러그 등으로 이루어지는 점화장치 및 발전기, 조정기로 이루어지는 충전장치로 되어 있고, 차체측 전기장치는 축전지를 비롯하여 조명용, 표지용, 신호용으로 이루어지는 등화장치, 인스트루먼트 패널에 설치되는 계기류 경고 표시장치 및 냉/난방장치 등이 있다. The electric device of such a vehicle can be divided into an engine-side device and a vehicle-side device. The engine-side device includes an ignition device consisting of an ignition coil, a distributor high voltage cable, a spark plug, and a charging device including a generator and a regulator. In addition, the vehicle-side electric device includes a battery, a lighting device for lighting, a sign, a signal, an instrument warning display device and an air conditioner / heating device installed in an instrument panel, and the like.

이러한 자동차의 전기장치들은 모두 와이어로 자동차의 엔진룸 내부에서 전자제어장치용 컴퓨터(Electronic Control Unit: ECU)와 연결되어 있는데, 이때 이들 와이어와 ECU를 서로 연결하는 중간 매개체로써 정션박스(Junction Box)가 사용된다. All of the vehicle's electrical devices are wired and connected to the electronic control unit (ECU) in the engine room of the vehicle. At this time, a junction box is used as an intermediate medium for connecting the wires and the ECU to each other. Is used.

도 1은 종래 기술이 적용된 버스바 타입의 정션박스를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a bus bar type junction box to which the prior art is applied.

도 1에 도시된 바와 같이 정션박스(1)는 미니퓨즈, 미디퓨즈 및 S/B 퓨즈 등의 각종 퓨즈류(6)와 릴레이(7)를 포함하는 각종 소자가 꽂아지는 어퍼 케이스(2)가 구비되고, 입출력 커넥터(5)가 꽂아지는 로워 케이스(3)가 외부 케이스로 구비되게 되며, 해당 어퍼 케이스(2)와 로워 케이스(3)의 사이에는 여러층의 회로기판(4)이 적층되어 삽입됨으로써 구성된다.As shown in FIG. 1, the junction box 1 includes an upper case 2 into which various kinds of fuses 6, such as mini fuses, mid fuses, and S / B fuses, and various elements including the relays 7 are inserted. The outer case 3 is provided as an outer case, and the lower case 3 into which the input / output connector 5 is inserted, and the circuit board 4 of several layers is stacked between the upper case 2 and the lower case 3. It is configured by being inserted.

여기에서 해당 회로기판(4)은 하나의 절연판에 하나의 메탈버스 레이어(버스 바)가 면결합하게 됨으로써 해당 절연판의 사이사이에 입력된 전류를 분배하게 되며, 해당 케이스내에는 이러한 버스바 타입의 다수의 회로기판(4)이 여러층으로 적층되어 삽입되게 된다. In this case, the circuit board 4 distributes the current input between the insulating plates by coupling one metal bus layer (bus bar) to one insulating plate, and in the case, A plurality of circuit boards 4 are stacked and inserted in several layers.

하지만, 이러한 종래의 버스바 타입의 정션박스는 다수개의 층이 차지하는 부피가 크므로 차량에 장착되는 경우 공간을 많이 차지하며 제조시에 재료비가 상승하는 등의 문제점이 있었다. However, such a conventional bus bar type junction box has a large volume occupied by a plurality of floors, thus occupying a lot of space when mounted on a vehicle, and increasing material costs during manufacturing.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 PCB 층(8)을 통해 다수의 버스바 회로기판(4)을 대체하게 되는 PCB 타입의 정션박스가 개발된 바 있다. Accordingly, as shown in FIG. 2, a junction box of a PCB type, which replaces a plurality of busbar circuit boards 4 through a PCB layer 8, has been developed.

이러한 PCB 타입의 정션박스는 비록 PCB 층(8)의 채용을 통해 기존의 버스바 타입이 가지고 있던 문제점인 다층의 버스바 회로기판(4)들로 인한 부피 문제는 어느 정도 해결할 수 있지만, 릴레이(7)와 같은 아날로그 소자와의 결합을 위해 최상단에는 여전히 버스바 회로기판(4)을 채용하고 있어 큰 부피 감소로 이어지지 않았다. Although the junction box of the PCB type can solve the volume problem caused by the multilayer busbar circuit boards 4, which is a problem of the conventional busbar type through the adoption of the PCB layer 8, the relay ( The busbar circuit board 4 is still used at the top for coupling with an analog device such as 7), which does not lead to a large volume reduction.

특히, 이러한 PCB 타입의 정션박스에서도 여전히 아날로그 타입의 릴레이(7)를 스위칭소자로 활용하게 됨으로써 타 모듈과의 정보교환이 불가능해 최근 자동차 전장에서 요구되는 디지털 및 IT화에 대비할 수 없었다. In particular, the PCB type junction box still uses the analog type relay 7 as a switching element, so it is impossible to exchange information with other modules, thus preventing the digitalization and IT development required in the automotive field recently.

또한, 이러한 종래의 정션박스에는 정션박스의 내부 고장시 적절한 고장 파악을 위한 기능이 없어 잔고장시에도 원인 부품에 대한 분석이 불가능해 정션박스 자체를 교환해야만 하는 문제점이 있으며, 이러한 종래 방식의 정션박스를 통해서는 각 차량마다 상이한 주행환경과 승차환경을 나타내기 때문에 다양한 원인으로 발생하게 되는 전장부품 및 정션박스의 고장에 대한 진단 및 분석 기능을 전혀 마련할 수 없었다. In addition, such a conventional junction box does not have a function for identifying a proper failure in the internal failure of the junction box, so even when a trouble occurs, it is not possible to analyze the cause component, and thus the junction box itself has to be replaced. Since the vehicle shows different driving and riding environments for each vehicle, it was not possible to provide a diagnosis and analysis function for the failure of the electrical components and junction boxes caused by various causes.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 정션박스내 퓨즈와 스위칭 소자의 동작 여부를 센싱하고 해당 동작 여부를 해당 정션박스에 또는 차량 운적석에 가시적으로 표시하여 운전자가 직접 고장 모듈을 시각적으로 확인할 수 있어 즉각적인 안전대처가 가능하게 되고 원인규명 및 신속한 후속처리가 가능하게 되는 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the object is to sense the operation of the fuse and the switching element in the junction box and to display the operation in the junction box or vehicle cockpit visible to the driver It provides a smart junction box with a fault monitoring function that enables immediate safety countermeasures with visual identification of fault modules directly, as well as cause identification and rapid follow-up.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스는, 차량용의 정션박스에 있어서, 차량용 배터리에서 출력되는 전원을 단속하는 다수의 퓨즈 소자; 상기 퓨즈 소자의 통전 여부를 감지하는 제 1 센싱 소자; 상기 배터리에서의 전원을 스위칭하여 차량내 부하에 전원을 인가하는 FET 스위칭 소자; 상기 FET 스위칭 소자의 스위칭 여부를 감지하는 제 2 센싱 소자; 차량내 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작 신호를 수신하여 상기 FET 스위칭 소자의 동작을 제어하며, 상기 제 1 및 제 2 센싱 소자로부터 퓨즈 소자 및 FET 스위칭 소자의 동작 여부를 감시하여 출력하는 마이크로 컨트롤러; 및 상기 마이크로 컨트롤러로부터 출력되는 제 1 및 제 2 센싱 소자의 동작 여부에 대한 출력 결과를 차량 내에 표시하는 상태 표시 소자; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. Smart junction box with a failure monitoring function according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in a junction box for a vehicle, a plurality of fuse elements for intermittent power output from the vehicle battery; A first sensing element detecting whether the fuse is energized; A FET switching element for switching the power in the battery to apply power to the on-vehicle load; A second sensing element detecting whether the FET switching element is switched; Receiving operation signals for various electronic devices transmitted through in-vehicle communication to control the operation of the FET switching device, and monitors and outputs the operation of the fuse device and the FET switching device from the first and second sensing devices. Microcontroller; And a status display device for displaying an output result of whether the first and second sensing devices output from the microcontroller are operated in the vehicle. Characterized in that it comprises a.

바람직하게는, 상기 마이크로 컨트롤러는 차량내 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작신호를 수신한 결과를 상기 상태 표시 소자를 통해 표시시키는 것을 특징으로 한다. Preferably, the microcontroller is characterized by displaying the result of receiving the operation signals for the various electronic devices transmitted through the in-vehicle communication through the status display element.

더욱 바람직하게는, 상기 센싱 소자는 션트 저항으로 구성되는 것을 특징으로 한다. More preferably, the sensing element is characterized by consisting of a shunt resistor.

한편, 본 발명의 다른 특징에 따른 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스는, 차량용 정션박스에 있어서, 상기 배터리에서의 전원을 스위칭하여 차량내 부하에 전원을 인가하는 FET 스위칭 소자; 차량내 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작 신호를 수신하여 상기 FET 스위칭 소자의 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤러; 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력되어 포토 커플러를 통해 상기 FET 스위칭 소자의 게이트 단으로 입력되는 마이크로 컨트롤러의 동작 신호를 해당 포토 커플러의 발광부의 일단에서 추출하여 해당 마이크로 컨트롤러로부터 입력되는 동작신호가 정상적으로 FET 스위칭 소자에 입력되었는지 여부를 표시하는 제 1 상태 표시 소자; 및 상기 FET 스위칭 소자의 게이트 단과 소스 단의 사이에 접속되어, 상기 해당 FET 스위칭 소자가 마이크로 컨트롤러로부터 입력되는 동작신호에 따라 정상적으로 스위칭되어 필요전원을 통전시켰는지 여부를 표시하는 제 2 상태 표시 소자; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the smart junction box with a failure monitoring function according to another aspect of the present invention, the junction box for a vehicle, FET switching element for switching the power from the battery to apply power to the vehicle load; A microcontroller configured to control operation of the FET switching element by receiving operation signals for various electronic devices transmitted through in-vehicle communication; The operation signal of the microcontroller output from the microcontroller and input to the gate terminal of the FET switching element through the photocoupler is extracted from one end of the light emitting part of the photocoupler, and the operation signal input from the microcontroller is normally applied to the FET switching element. A first status display element for displaying whether it has been input; And a second state display element connected between the gate end and the source end of the FET switching element to indicate whether the corresponding FET switching element is normally switched in accordance with an operation signal input from a microcontroller to energize a required power source. Characterized in that it comprises a.

바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 상태 표시 소자는 발광 LED 인 것을 특징으로 한다. Preferably, the first and second status display elements are light-emitting LEDs.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스를 설명한다. Hereinafter, a smart junction box having a failure monitoring function according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 3을 참조하면, 본 발명이 적용된 스마트 정션박스(120)에는 다수의 퓨즈 소자(121)와 다수의 스위칭 소자(122)가 배치되게 된다. Referring to FIG. 3, a plurality of fuse elements 121 and a plurality of switching elements 122 are disposed in the smart junction box 120 to which the present invention is applied.

해당 배치되는 퓨즈 소자(121)는 미니퓨즈, 미디퓨즈 및 S/B 퓨즈이다. 이러한 퓨즈 소자들의 역할은 쇼트나 역전류에 의한 기기 파손 방지를 담당하게 되는데, 즉 기기에 이상이 발생하였을 때 2차 불량, 예를 들어 제품 내에 쇼트로 인한 화재나 장시간 과전류로 인한 주변부품 불량 등을 막기 위해 설정된 전류보다 높은 전류가 흐를때 내부에서 발생되는 열로 중간을 끊어버리는 역활을 하게 된다. The fuse elements 121 disposed therein are mini-fuse, mid-fuse, and S / B fuses. The role of these fuse elements is to prevent the device from being damaged by short or reverse current. That is, when an abnormality occurs in the device, a secondary failure, for example, a short-circuit caused by a short-circuit in the product or a peripheral component due to a long time overcurrent, etc. In order to prevent the current, when the current flows higher than the set current, the internally generated heat is cut off the middle.

따라서, 각각의 퓨즈 소자들은 사용제품의 정격전력보다 조금 높은 전류용량을 사용하게 되며, 이러한 자신의 퓨즈용량을 사용자가 쉽게 알아볼 수 있도록 표면상에 시각적으로 드러내게 된다. Therefore, each fuse element uses a current capacity slightly higher than the rated power of the product used, and its own fuse capacity is visually revealed on the surface for the user to easily recognize.

그리고 상기 스위칭 소자(122)들은 FET(field effect transistor) 소자로 구성된다. 이러한 스위칭 소자(122)들의 역할은 스위치로서, 하나의 회로(전압을 가한 회로)의 전류변동을 이용하여 다른 회로(스위치)의 통전상태를 원격조정하거나 자동제어하는 역활을 하게 된다. In addition, the switching elements 122 are configured as field effect transistor (FET) elements. The role of the switching elements 122 is a switch, which serves to remotely control or automatically control the energization state of another circuit (switch) by using a current variation of one circuit (a circuit to which a voltage is applied).

이러한 FET 스위칭 소자(122)들과 퓨즈 소자(121)들은 해당 정션박스(120)내에 마련된 PCB 기판(129)의 미리 인쇄된 도전성 패턴과 연결되어 하부에서 차량에 마련된 입출력 커넥터와 전기적으로 접속되게 된다. These FET switching elements 122 and fuse elements 121 are connected to a pre-printed conductive pattern of the PCB substrate 129 provided in the junction box 120 to be electrically connected to the input / output connector provided in the vehicle from below. .

여기에서 이러한 FET 스위칭 소자(122)들은 바람직하게는 MOS형 FET 소자로 서 고속의 스위칭 동작이 가능하게 되며, 기존의 릴레이를 대체하여 정션박스 내 마이크로 컨트롤러에서 간단하고 정확하게 그 스위칭 동작을 제어할 수 있어서 CAN(Controller Area Network) 통신과 같이 각종 전기신호와 센서 입출력의 제어가 필요한 차세대 통신 프로토콜에도 효과적으로 대응 가능하게 된다. Here, the FET switching elements 122 are preferably MOS type FET devices, which enables high-speed switching operation, and can replace the existing relays to control the switching operation simply and accurately in the microcontroller in the junction box. Therefore, it is possible to effectively cope with next-generation communication protocols requiring control of various electric signals and sensor input / output, such as controller area network (CAN) communication.

더군다나, 이러한 FET 스위칭 소자(122)를 릴레이를 대체하는 스위칭 소자로 채용함으로써 단순히 PCB 기판(129)으로 이룰 수 있는 정션박스의 소형화 이상의 소형화가 가능하게 된다. 즉, 기존의 스위칭용 릴레이는 그 부피가 대단히 크기 때문에 비록 PCB 기판(129)에 적용되더라도 정션박스의 전체적인 부피를 줄이는데 어려움이 많았지만, FET 스위칭 소자(122)는 그 스위칭 동작의 정확도와 함께 기존 릴레이의 크기에 비해 훨씬 작은 크기와 실장 부피를 차지하게 되므로 정션박스의 부피를 더욱 줄일 수 있게 된다. In addition, by employing such a FET switching element 122 as a switching element to replace the relay, it is possible to miniaturize more than the miniaturization of the junction box that can be achieved by the PCB substrate 129. That is, since the conventional switching relay is very large, it is difficult to reduce the overall volume of the junction box even if it is applied to the PCB substrate 129, the FET switching element 122 is the existing with the accuracy of the switching operation It takes much smaller size and mounting volume compared to the size of the relay, further reducing the volume of the junction box.

이때, 해당 PCB 기판(129)은 2층으로 구성되는데, 1층은 고전압 부분을 담당하고 2층은 저전압 부분을 담당하게 된다. 실제 1층의 고전압 부분에서 열이 많이 발생하기 때문에 이와 같은 2층 구조는 발열에 유리하며 고전압 부분과 저전압 부분간의 간섭을 방지하게 된다. At this time, the PCB substrate 129 is composed of two layers, one layer is responsible for the high voltage portion and the second layer is responsible for the low voltage portion. In fact, since a lot of heat is generated in the high voltage portion of the first layer, this two-layer structure is advantageous for heat generation and prevents interference between the high voltage portion and the low voltage portion.

이제, 해당 FET 스위칭 소자(122)가 PCB 기판(129)에 적용되는 본 발명의 정션박스에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. Now, the junction box of the present invention in which the FET switching element 122 is applied to the PCB substrate 129 will be described with reference to FIG.

해당 정션박스(120)는 차량의 각종 전장품에 전원을 공급하는 차량용 배터리(110)와 연결되어 해당 배터리(110)의 전원 공급을 단속해 차량내 각종 부하(130)으로의 전원 인가를 제어함으로써 차량내의 각 전자장치를 동작시키게 된 다. The junction box 120 is connected to a vehicle battery 110 for supplying power to various electrical appliances of the vehicle to control the application of power to the various loads 130 in the vehicle by controlling the power supply of the battery 110. Each electronic device in the device is operated.

이때, 해당 정션박스(120)는 차량용 배터리(110)에서 출력되는 전원에서 과도한 전원의 흐름을 차단하기 위한 다수의 퓨즈 소자(121)와, 해당 퓨즈 소자(127)를 거친 전원을 스위칭하여 차량내 부하(130)에 전원을 인가하는 FET 스위칭 소자(122)와, 상기 FET 스위칭 소자(122)의 스위칭 동작을 제어하고 정션박스(120) 내 동작 기록을 수집하여 출력하는 마이크로 콘트롤러(123)로 구성된다. In this case, the junction box 120 switches a plurality of fuse elements 121 to block excessive flow of power from the power output from the vehicle battery 110, and the power passing through the fuse elements 127 in the vehicle. FET switching device 122 for applying power to the load 130, and microcontroller 123 for controlling the switching operation of the FET switching device 122 and collects and outputs the operation record in the junction box 120 do.

상기 마이크로 콘트롤러(123)는 도 5에 도시된 바와 같은 차량내 CAN 통신 네트워크의 하나의 노드(node)로서 작용하는 스마트 정션박스(120)의 전체적인 기능을 제어하여 타 노드(지역제어 ECU, 중앙제어 ECU)와 실시간 통신을 수행하고, 스마트 정션박스(120)의 하부에 위치하는 스마트 M/F(Multi Function) 스위치(140)에서 온/오프 신호를 입력받아 내부 FET 스위칭 소자(122)의 스위칭 동작을 제어하게 되며, 해당 내부 퓨즈 소자(121) 및 FET 스위칭 소자(122)의 동작 여부를 차량 운전석에 위치한 상태 표시 소자(150)로 출력시키게 된다. 이때, 해당 스마트 정션박스(120)는 LIN(Local-Interconnect Network) 통신의 마스터가 되고 상기 스마트 M/F 스위치(140) 및 다수의 상태 표시 소자(150)는 해당 LIN 통신의 슬래이브로서 동작하게 된다. The microcontroller 123 controls the overall function of the smart junction box 120 acting as one node of the in-vehicle CAN communication network as shown in FIG. Real-time communication with the ECU) and the switching operation of the internal FET switching element 122 by receiving an on / off signal from the smart M / F (Multi Function) switch 140 located below the smart junction box 120. And control whether the internal fuse element 121 and the FET switching element 122 are operated to the state display element 150 located in the driver's seat. At this time, the smart junction box 120 is the master of the local-interconnect network (LIN) communication and the smart M / F switch 140 and the plurality of status display elements 150 to operate as a slave of the LIN communication do.

따라서, 해당 스마트 정션박스(120)는 CAN 통신과 LIN 통신의 마스터 기능을 수행하고, 상기 M/F 스위치(140) 및 다수의 상태 표시 소자(150)는 해당 정션박스가 속한 LIN 통신의 슬래이브 기능을 수행하게 된다. Accordingly, the smart junction box 120 performs master functions of CAN communication and LIN communication, and the M / F switch 140 and the plurality of status display elements 150 are slaves of LIN communication to which the corresponding junction box belongs. It will perform the function.

구체적으로, 상기 마이크로 콘트롤러(123)는 상기 스마트 M/F 스위치(140)로 부터 LIN 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작신호와 상기 CAN 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작신호를 수신하여 상기 스위칭 소자(122)의 스위칭 동작을 제어하게 되는 것이다. In detail, the microcontroller 123 transmits operation signals for various electronic devices transmitted from the smart M / F switch 140 through LIN communication and operation signals for various electronic devices transmitted through the CAN communication. It receives and controls the switching operation of the switching device 122.

여기에서, 해당 마이크로 컨트롤러(123)는 상기 스마트 M/F 스위치(140)로부터 LIN 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작신호와 상기 CAN 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작신호를 상기 상태 표시 소자(150)에 출력하여 실시간으로 표시하게 된다. Here, the microcontroller 123 is a signal for the operation signal for the various electronic devices transmitted through the CAN communication and the operation signal for the various electronic devices transmitted through the LIN communication from the smart M / F switch 140 Output to the status display element 150 is displayed in real time.

예컨데, 스마트 M/F 스위치(140)을 통해 운전자가 명령한 와이퍼 구동에 관한 동작 신호는 이를 수신한 마이크로 컨트롤러(123)에 의해 담당 상태 표시 소자(150)에 표시되게 되는 것이다. For example, the operation signal related to the wiper driving commanded by the driver through the smart M / F switch 140 is displayed on the charge status display element 150 by the microcontroller 123 that receives the driver's command.

한편, 상기 퓨즈 소자(121)와 FET 스위칭 소자(122)에는 그 소자의 동작 여부를 모니터할 수 있는 제 1 센싱 소자(127) 및 제 2 센싱 소자(128)가 각각 구비된다. On the other hand, the fuse element 121 and the FET switching element 122 is provided with a first sensing element 127 and a second sensing element 128 to monitor the operation of the device, respectively.

즉, 해당 제 1 및 제 2 센싱 소자(127, 128)는 해당 퓨즈 소자(121)와 FET 스위칭 소자(122)에 이상이 발생했는지 여부를 진단할 수 있는 센싱 소자로서, 바람직하게는 션트(Shunt) 저항으로 간단히 구현될 수 있다. That is, the first and second sensing elements 127 and 128 are sensing elements capable of diagnosing whether an abnormality has occurred in the fuse element 121 and the FET switching element 122. Preferably, the shunt ) Can be simply implemented with a resistor.

일예로, 도 6에는 이러한 션트 저항을 이용한 전원 전달 및 소자 모니터링의 구성이 도시되어 있다. For example, FIG. 6 shows a configuration of power delivery and device monitoring using such a shunt resistor.

즉, 구동시 스위칭 소자인 FET 스위칭 소자(122)의 스위칭을 통해 전원 소스인 배터리(110)로부터 부하(130)까지 전력을 공급하고, 그 전원공급 상태를 션트 저항으로 모니터링 및 센싱하는 간단한 구성을 통해 이러한 센싱 소자(127, 128)가 구성가능하다. That is, a simple configuration of supplying power from the battery 110, which is the power source, to the load 130 through switching of the FET switching element 122, which is a switching element during driving, and monitoring and sensing the power supply state with a shunt resistor. Through such sensing elements 127 and 128 are configurable.

이때, 상기 퓨즈 소자(121)의 동작을 감지하는 제 1 센싱 소자(127)에 대하여 상기 마이크로 컨트롤러(123)는 그 통전 여부를 센싱하여 해당 통전 여부를 운전석의 담당 상태 표시 소자(150)에 출력하여 표시시키게 된다. 이때에는 통전 상태와 비통전 상태(고장)를 각각 다르게 표시할 수 있다. At this time, the microcontroller 123 senses whether the electricity is supplied to the first sensing element 127 that senses the operation of the fuse element 121 and outputs the electricity to the charge state display element 150 of the driver's seat. Will be displayed. At this time, the energized state and the non-energized state (fault) may be displayed differently.

마찬가지로, 상기 FET 스위칭 소자(122)의 동작을 감지하는 제 2 센싱 소자(128)에 대하여 상기 마이크로 컨트롤러(123)는 그 스위칭 여부를 센싱하여 해당 스위칭 여부를 운전석의 담당 상태 표시 소자(150)에 출력하여 표시시키게 된다. 이때에는 스위칭 상태와 비스위칭 상태(고장)를 각각 다르게 표시할 수 있다. Similarly, the microcontroller 123 senses whether the second sensing element 128 detects the operation of the FET switching element 122 and whether the switching is performed to the state display element 150 of the driver's seat. Will be printed and displayed. In this case, the switching state and the unswitching state (fault) may be displayed differently.

결과적으로, 운전석에서는 이러한 다수의 상태 표시 소자(150)를 통해 실행되는 전자장치의 동작신호 인가 상태와, 해당 동작과 관련된 퓨즈 소자(121) 및 FET 스위칭 소자(122)의 동작 여부 상태를 동시에 시각적으로 확인할 수 있게 되는 것이다. As a result, the driver's seat visually displays the operation signal application state of the electronic device executed through the plurality of state display elements 150 and the operation state of the fuse element 121 and the FET switching element 122 related to the operation. You will be able to check.

따라서, 운전자는 해당 동작이 제대로 이루어지지 않는 경우 즉시 어떠한 부분에서 고장이 발생하였는지 명확하게 파악할 수 있게 되며, 즉각적인 대처가 가능하게 된다. Therefore, when the driver does not perform the operation properly, the driver can immediately grasp the part where the failure has occurred, and can immediately deal with the problem.

한편, 이러한 각종 전자장치에 대한 동작신호 수신 여부와, 퓨즈 소자의 통전 여부와, FET 소자의 스위칭 여부는 모두 하나의 문자 표시 소자로 표출 가능하다(예컨데, 와이퍼 온, 와이퍼 퓨즈 굳, 와이퍼 스위칭 굳).On the other hand, whether the operation signal for the various electronic devices, whether the fuse element is energized, and whether the FET element is switched can be expressed by one character display element (for example, wiper on, wiper fuse, wiper switching, etc.). ).

이때, 이러한 문자 표시 소자는 7 세그먼트나 LCD로 구성가능하다. At this time, such a character display element may be composed of seven segments or LCD.

다른 방식으로, 이러한 동작신호 인가 상태와, 해당 동작과 관련된 정션박스의 동작 여부 상태는 차량의 내부가 아닌 정션박스(120)에 직접적으로 표시되도록 구성하는 것도 가능하다. Alternatively, the operation signal application state and the operation state of the junction box related to the operation may be configured to be displayed directly on the junction box 120 instead of the inside of the vehicle.

이는 차량 내 운전자에게 이 같은 정보가 불필요하다고 느껴지는 경우나 운전석까지의 배선이 문제가 되는 경우도 있기 때문에 충분히 고려 가능하다. This can be considered sufficiently because the driver in the vehicle may feel that such information is unnecessary or the wiring to the driver's seat may be a problem.

도 3에 도시된 바와 같이, 각 소자별로 마련된 다수의 LED형 상태 표시 소자(150)와 중앙에 마련된 문자 표시 소자(152)를 통해서 구현될 수 있다. As shown in FIG. 3, a plurality of LED type status display elements 150 provided for each element and a letter display element 152 provided in the center may be implemented.

도 7에는 이러한 동작신호 인가 상태와 해당 동작과 관련된 FET 스위칭 소자(122)의 동작 여부 상태가 직접 정션박스 상에 표시할 수 있는 회로도의 일예가 도시되어 있다. FIG. 7 illustrates an example of a circuit diagram in which the operation signal application state and the operation state of the FET switching element 122 related to the operation can be directly displayed on the junction box.

해당 도 7을 참조하면, 마이크로 컨트롤러(123)의 정션박스 내 FET 스위칭 소자(122)에 대한 동작신호는 A 단자를 거쳐 포토커플러(ISO3)를 통해 해당 FET 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에 입력되고, 이에 따라 해당 FET 스위칭 소자(Q1)는 스위칭 되어 드레인 단과 소스 단이 통전되게 된다. Referring to FIG. 7, the operation signal for the FET switching element 122 in the junction box of the microcontroller 123 is input to the gate terminal of the corresponding FET switching element Q1 through the photocoupler ISO3 via the A terminal. As a result, the corresponding FET switching element Q1 is switched so that the drain terminal and the source terminal are energized.

이때, 마이크로 컨트롤러(123)의 동작신호가 입력되는 포토커플러(ISO3)의 발광부의 일단에는 별도의 LED형 상태 표시 소자(D2)가 접속되어 해당 마이크로 컨트롤러(123)로부터 입력되는 동작신호가 정상적으로 FET 스위칭 소자(Q1)에 입력되었는지 여부를 표시할 수 있게 된다. At this time, a separate LED type state display element D2 is connected to one end of the light emitting part of the photocoupler ISO3 to which the operation signal of the microcontroller 123 is input, so that the operation signal input from the microcontroller 123 is normally FET. It is possible to display whether or not it has been input to the switching element Q1.

또한, 상기 포토커플러(ISO3)를 통해 게이트 단으로 입력되는 동작신호에 따 라 드레인 단과 소스 단이 통전되는 FET 스위칭 소자(Q1)에는 그 게이트 단과 소스 단의 사이에 별도의 LED형 상태 표시 소자(D3)가 접속되어 해당 FET 스위칭 소자(Q1)가 마이크로 컨트롤러(123)로부터 입력되는 동작신호에 따라 정상적으로 스위칭되어 필요전원을 통전시켰는지 여부를 표시할 수 있게 된다. In addition, the FET switching element Q1 through which the drain and source terminals are energized in accordance with an operation signal input to the gate terminal through the photocoupler ISO3 has a separate LED type state display element between the gate and source terminals. D3) is connected so that the corresponding FET switching element Q1 is normally switched in accordance with the operation signal input from the microcontroller 123 to indicate whether the required power is supplied.

여기에서, 설명되지 않은 R3, R4, R5, R6은 저항소자이다. Here, R3, R4, R5, and R6, which are not described, are resistance elements.

즉, 다수의 LED형 상태 표시 소자(150)를 통해 마이크로 컨트롤러(123)로부터의 동작신호 인가 상태와 해당 동작과 관련된 FET 스위칭 소자(122)의 동작 여부 상태와, 각 퓨즈 소자(121)의 통전 여부가 직접 정션박스 상에 표시될 수 있게 되는 것이다. That is, the operation state of applying the operation signal from the microcontroller 123 and the operation state of the FET switching element 122 related to the operation and the energization of each fuse element 121 through the plurality of LED type state display elements 150. Whether or not can be displayed directly on the junction box.

다른 방식으로, 문자 표시 소자(152)를 통해 각 동작신호 수신 상태와 그에 따른 FET 스위칭 소자(122)의 스위칭 여부나 퓨즈 소자(121)의 통전 여부를 표시하는 것이다. 이는 역으로도 가능하며, 하나의 표시 소자로 통일시키는 것도 가능하다. Alternatively, the character display element 152 displays whether each operation signal is received and whether the FET switching element 122 is switched or whether the fuse element 121 is energized. This may be reversed, and it is also possible to unify it into one display element.

따라서, 특정 전자장치의 동작에 이상을 느낀 운전자는 즉시 해당 정션박스(120)를 통해 가시적으로 고장 부위를 직접 진단할 수 있고 즉각적인 안전대처가 가능하다. Therefore, a driver who feels abnormality in the operation of a specific electronic device can immediately diagnose a failure part directly through the corresponding junction box 120 and can immediately take safety measures.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawing.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 나타난 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스는, 버스바를 대체하는 PCB 기판으로 전원 및 신호선을 구성하고 릴레이를 대체하는 FET 스위칭 소자를 사용하여 전체적인 정션박스의 공간 활용도를 높임과 아울러 회로변경에 대한 대응성을 높이고 미래 CAN 통신과의 정보교환이 용이해 짐은 물론, 정션박스내 퓨즈와 스위칭 소자의 동작 여부를 감시할 수 있어서 운전자가 즉시 해당 고장 부위를 가시적으로 확인 및 진단할 수 있고 즉각적인 안전대처를 할 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, the smart junction box with a fault monitoring function according to the present invention uses a FET switching element that configures a power supply and a signal line as a PCB substrate to replace a bus bar and replaces a relay to improve the space utilization of the entire junction box. In addition to increasing the responsiveness to circuit changes and facilitating the exchange of information with future CAN communications, the operator can monitor the operation of fuses and switching elements in the junction box, allowing the operator to visually identify the faults immediately. It is effective in making it possible to diagnose and take immediate safety measures.

Claims (5)

차량용의 정션박스에 있어서, In a junction box for a vehicle, 차량용 배터리에서 출력되는 전원을 단속하는 다수의 퓨즈 소자;A plurality of fuse elements for intermittent the power output from the vehicle battery; 상기 퓨즈 소자의 통전 여부를 감지하는 제 1 센싱 소자;A first sensing element detecting whether the fuse is energized; 상기 배터리에서의 전원을 스위칭하여 차량내 부하에 전원을 인가하는 FET 스위칭 소자;A FET switching element for switching the power in the battery to apply power to the on-vehicle load; 상기 FET 스위칭 소자의 스위칭 여부를 감지하는 제 2 센싱 소자;A second sensing element detecting whether the FET switching element is switched; 차량내 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작 신호를 수신하여 상기 FET 스위칭 소자의 동작을 제어하며, 상기 제 1 및 제 2 센싱 소자로부터 퓨즈 소자 및 FET 스위칭 소자의 동작 여부를 감시하여 출력하는 마이크로 컨트롤러; 및Receiving operation signals for various electronic devices transmitted through in-vehicle communication to control the operation of the FET switching device, and monitors and outputs the operation of the fuse device and the FET switching device from the first and second sensing devices. Microcontroller; And 상기 마이크로 컨트롤러로부터 출력되는 제 1 및 제 2 센싱 소자의 동작 여부에 대한 출력 결과를 차량 내에 표시하는 상태 표시 소자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스. A status display element for displaying an output result of whether the first and second sensing elements output from the micro controller are operated in the vehicle; Smart junction box with a fault monitoring, characterized in that it comprises a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 마이크로 컨트롤러는 차량내 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작신호를 수신한 결과를 상기 상태 표시 소자를 통해 표시시키는 것을 특징으로 하는 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스. The micro-controller smart junction box with a failure monitoring function, characterized in that for displaying the result of receiving the operation signals for the various electronic devices transmitted through the in-vehicle through the status display element. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 센싱 소자는 션트 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 갖춘 스마트 정션박스. The sensing element is a smart junction box with a fault diagnosis function, characterized in that consisting of a shunt resistor. 차량용 정션박스에 있어서, In a junction box for a vehicle, 상기 배터리에서의 전원을 스위칭하여 차량내 부하에 전원을 인가하는 FET 스위칭 소자;A FET switching element for switching the power in the battery to apply power to the on-vehicle load; 차량내 통신을 통해 전달되는 각종 전자장치에 대한 동작 신호를 수신하여 상기 FET 스위칭 소자의 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤러; A microcontroller configured to control operation of the FET switching element by receiving operation signals for various electronic devices transmitted through in-vehicle communication; 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력되어 포토 커플러를 통해 상기 FET 스위칭 소자의 게이트 단으로 입력되는 마이크로 컨트롤러의 동작 신호를 해당 포토 커플러의 발광부의 일단에서 추출하여 해당 마이크로 컨트롤러로부터 입력되는 동작신호가 정상적으로 FET 스위칭 소자에 입력되었는지 여부를 표시하는 제 1 상태 표시 소자; 및The operation signal of the microcontroller output from the microcontroller and input to the gate terminal of the FET switching element through the photocoupler is extracted from one end of the light emitting part of the photocoupler, and the operation signal input from the microcontroller is normally applied to the FET switching element. A first status display element for displaying whether it has been input; And 상기 FET 스위칭 소자의 게이트 단과 소스 단의 사이에 접속되어, 상기 해당 FET 스위칭 소자가 마이크로 컨트롤러로부터 입력되는 동작신호에 따라 정상적으로 스위칭되어 필요전원을 통전시켰는지 여부를 표시하는 제 2 상태 표시 소자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 갖춘 스마트 정션박스.A second state display element connected between a gate end and a source end of the FET switching element, and displaying whether or not the corresponding FET switching element is normally switched according to an operation signal input from a microcontroller to energize a required power source; Smart junction box with a fault diagnosis function, characterized in that it comprises a. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제 1 및 제 2 상태 표시 소자는 발광 LED 인 것을 특징으로 하는 고장 감시 기능을 갖춘 스마트 정션박스. The first and second status display element is a smart junction box with a fault monitoring, characterized in that the light emitting LED.
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