KR101630540B1 - 차량용 디바이스의 오결선 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 관한 것으로, 다수의 디바이스; 상기 다수의 디바이스와 연결된 오픈 콜렉터 회로를 구성하여 상기 디바이스의 오결선 여부에 따라 하이신호 또는 로우신호를 출력하는 단선 검출부 및 상기 단선 검출부에서 출력된 신호를 레퍼런스 신호와 비교하여 상기 디바이스의 오결선 여부를 판단하는 제어부를 포함하며, 차량용 제어기 및 액츄에이터 등의 다수의 디바이스들에 대하여 오픈 콜렉터 회로를 포함하는 단선 검출부를 연결하여 오결선을 빠르고 정확하게 감지할 수 있고, 모터 제어 시스템에 있어서 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 더욱 정확한 단선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지할 수 있다.

Description

차량용 디바이스의 오결선 감지장치{Apparatus for detecting disconnection of a vehicle device}

본 발명은 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 제어기 및 액츄에이터 등의 다수의 디바이스들의 오결선(단선 및 단락을 포함한다)을 빠르고 정확하게 감지하기 위한 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 관한 것이다.

종래의 차량용 오결선 감지장치는 차량용 제어기 및 액츄에이터 등의 디바이스들의 단선을 감지하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.

일예로, 종래의 모터 제어 시스템에서는 차량용 모터를 구동제어하기 위한 구동회로를 모터에 내장되어 있는 코일의 수만큼 설치하여, 이 구동회로에 의해서 모터내의 복수의 코일을 제어하는 방법이 채용되어 왔다. 이러한 모터 제어 시스템에 있어서는, 자동제어 유니트에서부터 모터로 출력되는 전원과 모터를 접속하는 와이어장치(wire harness)가 접지사고를 발생하면 거기에 과전류가 흘러 자동제어 유니트내의 소자가 손상될 염려가 생긴다.

또한, 모터의 코일이 단락한 경우, 과전류가 흘러 마지막 스위칭소자의 파손이 생기게 된다. 이러한 사고의 발생을 미연에 방지하기 위해서, 종래부터 각종의 고장진단방법이 제안되어 왔다.

일본특개 평2-162117호 공보에는, 액츄에이터의 실제위치와 목표위치와의 차의 절대치가 소정량을 넘는 상태가 소정시간 계속될 경우에 액츄에이터를 고장으로 판정하는 구성이 개시되어 있다. 또한, 일본특개 평7-20186호 공보에는, 전기회로에 미약전압을 인가하여 출력단자의 전위를 측정하는 것에 의해 그 단락사고를 검출하도록 한 고장진단을 위한 구성이 개시되어 있다.

그러나 전자의 구성에 의하면 사용되는 액츄에이터가 위치검출신호가 없을 경우에는 실제위치의 검출을 할 수가 없기 때문에 이것을 채용할 수가 없다. 따라서, 일반적으로 위치검출신호를 가지지 않은 스테핑모터를 사용하고 있는 차량용 공기조절장치에 있어서 이 구성을 사용할 수 없다.

또한, 후자의 구성에 의하면, 구동신호나 전원 라인의 단선, 단락에 의한 이상고장을 검출하는 회로는 펄스구동에 대응할 필요가 있기 때문에, 이를 위한 전용의 회로구성을 필요로 하여 단가의 상승을 초래하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-1998-079944호(1998년11월25일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 차량용 제어기 및 액츄에이터 등의 다수의 디바이스들에 대하여 오픈 콜렉터 회로를 포함하는 단선 검출부를 연결하여 오결선을 빠르고 정확하게 감지하는 차량용 디바이스의 오결선 감지장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 모터 제어 시스템에 있어서 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 더욱 정확한 단선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지할 수 있는 차량용 디바이스의 오결선 감지장치를 제공하는 데에 그 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 있어서, 다수의 디바이스; 상기 다수의 디바이스와 연결된 오픈 콜렉터 회로를 구성하여 상기 디바이스의 오결선 여부에 따라 하이신호 또는 로우신호를 출력하는 단선 검출부 및 상기 단선 검출부에서 출력된 신호를 레퍼런스 신호와 비교하여 상기 디바이스의 오결선 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 차량용 디바이스의 오결선 감지장치를 제공한다.

상기 단선 검출부는, 베이스단에 상기 제어부의 출력단이 연결되고, 이미터단이 접지된 오픈 콜렉터 회로로 구성된 트랜지스터; 상기 트랜지스터의 콜렉터단에 연결된 풀업 저항 및 일측이 상기 트랜지스터의 콜렉터단에 연결되고 타측이 상기 제어부의 입력단에 연결된 입력 버퍼를 포함한다.

상기 제어부는 MCU가 사용되고, I2C 시리얼 통신 방식이 적용되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 디바이스중 어느 하나의 디바이스는, 그레이 코드(Gray Code) 신호를 출력하는 변속 모터이고, 상기 제어부는 상기 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 오결선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지하는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 의하면, 차량용 제어기 및 액츄에이터 등의 다수의 디바이스들에 대하여 오픈 콜렉터 회로를 포함하는 단선 검출부를 연결하여 오결선을 빠르고 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 모터 제어 시스템에 있어서 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 더욱 정확한 단선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치의 일실시예를 나타낸 블록도,
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치를 더욱 상세히 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 모터의 그레이 코드 센서판의 일실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치의 일실시예를 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1의 본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치를 더욱 상세히 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 그레이 코드 센서판의 일실시예를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치는 제어부(100), 단선 검출부(200) 및 다수의 디바이스(300)를 포함한다. 또한, 단선 검출부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 입력 버퍼(210), 트랜지스터(220), 풀업 저항(230)을 포함한다.

본 발명에 따른 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 있어서, 단선 검출부(200)는 다수의 디바이스(300)와 연결된 오픈 콜렉터 회로를 구성하여 상기 디바이스(300)의 오결선 여부에 따라 하이신호 또는 로우신호를 출력한다.

제어부(100)는 상기 단선 검출부(200)에서 출력된 신호를 레퍼런스 신호와 비교하여 상기 디바이스(300)의 오결선 여부를 판단한다.

이를 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 단선 검출부(200)는, 베이스단(B)에 상기 제어부(100)의 출력단이 연결되고, 이미터단(E)이 접지된 오픈 콜렉터 회로로 구성된 트랜지스터(220); 상기 트랜지스터(220)의 콜렉터단(C)에 연결된 풀업 저항(230) 및 일측이 상기 트랜지스터(220)의 콜렉터단(C)에 연결되고 타측이 상기 제어부(100)의 입력단에 연결된 입력 버퍼(210)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 제어부의 출력단(Output)으로부터 트랜지스터(220)의 베이스단(B)으로 하이(High)신호가 들어오면 트랜지스터(220)는 온(ON)이 되면서 이미터단(E)의 출력은 접지(Gnd)와 연결되기 때문에　콜렉터단(C)의 출력은 로우(Low)신호가 출력된다.

한편, 트랜지스터(220)의 베이스단(B)으로 로우신호가 들어오면 트랜지스터(220)는 오프(OFF)가 되면서 때문에　콜렉터단(C)의 출력은 하이 임피더스(Hi-Impedence) 상태가 된다. 하이 임피던스란 저항이 높다는 뜻이며 로우나 하이신호 값을 가지지 않는 회로가 끊어진 상태를 의미한다. 이때, 본 발명의 콜렉터단(C)에 연결된 풀업 저항(230)이 출력값을　하이신호로 당기는　역할을 해서 트랜지스터(220)가 오프시 하이신호 상태를 유지하게 만들어 준다.

만약 트랜지스터(220)의　출력단, 즉 콜렉터단(C)에 달려 있는 다수의 디바이스(300)들 중에 하나라도　로우신호로 잡아당기면 콜렉터단(C)의 출력은 로우신호 값이 된다.

본 발명에 따른 오픈 콜렉터 방식의 트랜지스터(220)는 베이스단(B)의 입력이 로우신호일 경우 풀업 저항(230) 때문에 콜렉터단(C)의 출력이 하이신호가 되며 트랜지스터(220)에 의해 연결이 끊어진 상태가 된다. 따라서 여러개의 디바이스(300) 가 연결되어도 신호의 충돌이 생기지 않는다.

이때, 상기 제어부(100)는 MCU가 사용되고, I2C 시리얼 통신 방식이 적용된다.

잘 알려진 바와 같이, I2C 시리얼 통신 방식은 칩(Chip)과 칩 간 주로 MCU와 다른 칩 간의 통신을 구성할 때 사용되며, 이때 SDA(데이터)와 SCL(클럭)의 통신라인이 사용된다.

I2C 시리얼 통신 방식의 일 예로서, I2C에서 마스터가 SDA로 슬레이브 어드레스(Slave Address)를 전송하고, 전송후 ACK(Acknowledgement;수신확인)를 기다립니다. 이때 여러개의 디바이스(300) 중에 슬레이브 어드레스에 해당하는 디바이스(300)가 SDA Line을 로우로 만들면　 마스터는 해당 디바이스(300)가 존재한다고 판단하게 되는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 디바이스(300)중 어느 하나의 디바이스(300)는, 그레이 코드(Gray Code) 신호를 출력하는 변속 모터이고, 상기 제어부(100)는 상기 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 오결선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 변속 모터에 연결된 그레이 코드 센서판은 각각의 호 영역은 반경 방향으로 가로질러 하나의 코드를 생성하는데, 예컨대 도시된 것처럼 호영역이 5개의 동심원으로 분할된 때는 가장 안쪽 열 기준영역으로 제외하면 가장 바깥쪽 열 안쪽으로 즉, 우측으로 한 열씩 총 4개의 열이 조합을 이루어 4비트의 그레이 코드를 형성함으로써 전체의 모터 패턴을 형성한다. 각각의 비트는 컴퓨터의 2진 체계와 같이 통전 부분은 1로, 단전부분은 0으로 표시할 수 있다. 따라서, 모터 패턴을 0과 1일 사용하여 2진수로 표현할 수 있다.

상기 제어부(100)는, 상기 그레이 코드 센서판이 변속 모터에 의해 회전할 때, 인코딩된 모터 패턴 코드를 4비트 단위로 판독함으로써, 모터 패턴 코드와 일대일 대응된 변속구간을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 제어부(100)는 상기 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 오결선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지할 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

100 : 제어부
200 : 단선 검출부
210 : 입력 버퍼
220 : 트랜지스터
230 : 풀업 저항
300 : 디바이스

Claims (4)

1. 차량용 디바이스의 오결선 감지장치에 있어서,
   다수의 디바이스;
   상기 다수의 디바이스와 연결된 오픈 콜렉터 회로를 구성하여 상기 디바이스의 오결선 여부에 따라 하이신호 또는 로우신호를 출력하는 단선 검출부; 및
   상기 단선 검출부에서 출력된 신호를 레퍼런스 신호와 비교하여 상기 디바이스의 오결선 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
   상기 다수의 디바이스중 어느 하나의 디바이스는, 그레이 코드(Gray Code)신호를 출력하는 그레이 코드 센서판에 연결된 변속 모터이고,
   상기 제어부는 상기 그레이 코드 신호와 오픈 콜렉터 신호를 비교하여 오결선 감지 및 모터의 오류 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 디바이스의 오결선 감지장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 단선 검출부는;
   베이스단에 상기 제어부의 출력단이 연결되고, 이미터단이 접지된 오픈 콜렉터 회로로 구성된 트랜지스터;
   상기 트랜지스터의 콜렉터단에 연결된 풀업 저항; 및
   일측이 상기 트랜지스터의 콜렉터단에 연결되고 타측이 상기 제어부의 입력단에 연결된 입력 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 디바이스의 오결선 감지장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 MCU가 사용되고, I2C 시리얼 통신 방식이 적용되는 것을 특징으로 하는 차량용 디바이스의 오결선 감지장치.
4. 삭제

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