KR102312590B1 - 차량의 인명 보호 장치로 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량(105)의 인명 보호 장치(130)로 에너지를 공급하는 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 확인하기 위한 방법(600)에 관한 것이다. 이 방법에서 인명 보호 장치(130)는 충전 유닛(110)을 포함하며, 이 충전 유닛은, 일차 인터페이스(135)에 의해 전력 공급망(100)와 연결되고, 이차 인터페이스(140)에 의해서는 인명 보호 장치(130)의 인명 보호 수단들(130)을 활성화하고 전력 공급망(100)로부터 분리된 이후에는 인명 보호 장치(130)로 공급하기 위한 에너지를 중간 저장하기 위한 에너지 중간 저장 장치(ER, 120)와 연결된다. 상기 방법(600)은 이차 인터페이스(140)에 제1 충전 전류값[IER(t1)]을 인가하는 단계(610)와, 이 인가 단계(610) 동안 일차 인터페이스(135)에서 제1 전류 및/또는 제1 전압을 검출하는 단계(620)를 포함한다. 또한, 상기 방법(600)은 이차 인터페이스(140)에 제1 충전 전류값[IER(t1)]과 상이한 제2 충전 전류값[IER(t5)]을 인가하는 단계(630)도 추가로 포함한다. 또한, 상기 방법(600)은 상기 인가 단계 동안 일차 인터페이스(135)에서 제2 전류 및/또는 제2 전압을 결정하는 단계(640)와, 검출된 제1 전류와 제2 전류, 및/또는 제1 전압과 제2 전압을 이용하여 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 확인하는 단계(650)도 추가로 포함한다.

Description

차량의 인명 보호 장치로 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR ASCERTAINING AN INNER RESISTANCE OF A SUPPLY NETWORK FOR SUPPLYING ENERGY TO A PERSONAL PROTECTION DEVICE OF A VEHICLE}

본 발명은, 차량의 인명 보호 장치로 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항을 확인하기 위한 방법, 상응하는 제어 유닛 또는 상응하는 장치, 그리고 상응하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

에어백 제어 유닛으로의 확실한 에너지 공급을 위해, 차량 섀시에서의 최대한 신뢰성 있는 접지 연결부가 이용된다. 제어 유닛 측에서는 일반적으로, 제공된 섀시 접지가 중복 전기 연결부들(예: 나사 연결부들, 압입 연결부들)을 통해 인쇄회로기판과 연결된다. 인쇄회로기판으로의 압입 또는 납땜 단자와 조합되는, 하나 또는 복수의 플러그 커넥터에 의한 에어백 접속 케이블을 통한 접지 연결부의 변형도 적용된다.

양극 공급 라인(KL15R, KL15, UBAT 등)은 일반적으로 단독으로, 또는 인쇄회로기판으로의 압입 또는 납땜 단자와 조합되는 하나 또는 복수의 플러그 커넥터에 의해 에어백 접속 케이블을 통해 중복되어 공급된다. 에어백 전원 공급 연결부의 전기적 특성들에 대해, 제어 유닛 공급 전압이 충분히 높은 경우, 확실한 자가 진단(self diagnosis)은 실시되지 않는다. 특히 제어 유닛에 의해 출력이 더 많이 요구될 때, 공급 전압이 어떻게 거동하는지에 대한 정보가 부족하다. 결함이 없는 전원 공급 단자들은 보통 (100...400)mΩ의 공급 내부 저항들을 보장한다. 이들 공급 내부 저항은 실질적으로 공급 라인들의 구리 저항 및 접점 저항에 의해 결정된다. 차량 배터리 또는 발전기(발전기 제어기)의 내부 저항들에 의해 유발되는 비율은 매우 낮다(약 10%).

현재 에어백 전력 공급망에서의 에러 인식은, 발전기 제어기 결함, 배터리 결함 및 공급 라인 차단과 같은 극단적 에러로 국한된다. 이는, 부족 전압 및 초과 전압 시 에러 인식을 이용한 공급 전압의 지속적인 모니터링을 통해, 그리고 차량 섀시상의 접지 연결부들의 점검을 제공하는 정비 중 조치들을 통해 수행된다.

이러한 배경에서, 본원에 소개된 접근법에 의해, 독립 청구항들에 따른 차량 인명 보호 장치의 전력 공급망의 내부 저항을 확인하기 위한 방법, 또한 상기 방법을 이용하는 장치 또는 제어 유닛, 그리고 마지막으로 상응하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제안된다. 바람직한 구현예들은 각각의 종속 청구항들 및 하기 기재내용에서 제시된다.

본 발명에 따라, 차량의 인명 보호 장치로 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항을 확인하기 위한 방법이 제안되며, 인명 보호 장치는 충전 유닛을 포함하고, 이 충전 유닛은 일차 인터페이스에 의해 전력 공급망과 연결되고, 이차 인터페이스에 의해서는 인명 보호 장치의 인명 보호 수단들을 활성화하고 전력 공급망으로부터 분리된 후에는 인명 보호 장치로 공급하기 위한 에너지를 중간 저장하기 위한 에너지 중간 저장 장치와 연결되며, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다.

- 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값을 인가하는 단계,

- 상기 인가 단계 동안 일차 인터페이스에서 제1 전류 및/또는 제1 전압을 검출하는 단계,

- 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값과 상이한 제2 충전 전류값을 인가하는 단계,

- 상기 인가 단계 동안 일차 인터페이스에서 제2 전류 및/또는 제2 전압을 결정하는 단계, 및

- 제1 전류와 제2 전류, 및/또는 제1 전압과 제2 전압을 이용하여 전력 공급망의 내부 저항을 확인하는 단계.

인명 보호 장치의 전력 공급망의 내부 저항은 복수의 부분 저항으로 구성되는 저항을 의미할 수 있다. 상기 부분 저항들은, 발전기 및/또는 배터리, 공급 회로에서 이용되는 모든 접촉 유닛의 접점 저항들, 및 공급 회로 내 전달 저항들(Cu 라인들; 차량 섀시)에 의해 형성된다.

인명 보호 장치의 전력 공급망은, 상기 인명 보호 장치로 전기 작동 에너지를 공급하도록 형성된 전기 회로망을 의미할 수 있다. 전체 전력 공급망은 차량 내 여러 위치에 있는 다른 전기 부하장치들로 향하는 전력 공급망들도 포함할 수 있다.

충전 유닛은 예컨대, 인명 보호 장치의 제어 유닛 내 전력 공급망에서 공급되는 전기 에너지로 에너지 중간 저장 장치를 충전하는 전류 컨트롤러 또는 전압 컨트롤러를 의미할 수 있다. 인명 보호 장치는, 차량 내부 또는 차량 외부에서 사람의 상해를 최소화하거나 방지하기 위해, 정의된 이벤트, 예컨대 충돌 발생 시 내부 및 외부 센서들과 협력하여 다양한 유형의 보호 부재들(장치들)을 적합한 방식으로 활성화하는 제어 유닛(들)으로 구성된 시스템을 의미할 수 있다.

에너지 중간 저장 장치는, 전력 공급망으로부터 전기 에너지를 공급받으면서 에너지 중간 저장 장치에 저장된 에너지로 에너지 공급이 차단된 경우(자율성)에도 소정의 시간에 걸쳐 인명 보호 장치로의 에너지 공급을 보장할 뿐만 아니라, 개별 인명 보호 부재들(에어백; 안전벨트 프리텐셔너; ...)의 활성화를 위한 에너지를 공급할 수 있는, 예컨대 커패시터 또는 축전지와 같은 전기 저장 부재를 의미할 수 있다.

일차 인터페이스는, 전력 공급망에서 유출되는 전기 출력을 저장하기 위한 충전 유닛의 인터페이스를 의미할 수 있고, 이와 반대로 이차 인터페이스는 에너지 중간 저장 장치로 전기 출력 및 에너지를 방출하기 위한 충전 유닛의 인터페이스를 의미할 수 있다. 충전 전류값의 인가는 이차 인터페이스에서 (0암페어의 값 역시도 포함하는) 특정 값을 갖는 전류 흐름의 설정을 의미할 수 있다.

본원에서 제안되는 접근법은, 충전 유닛 또는 이 충전 유닛의 인터페이스들에서 검출되는 매개변수들에 대한, 기술적으로 매우 간단하게 구현되는 추가 평가 가능성을 통해 추가적인 안전 기능이 구현될 수 있다는 지식에 기반한다. 특히 이차 인터페이스로부터 에너지 중간 저장 장치로의 전류 흐름의 변동 시 일차 인터페이스에서 전류 및/또는 전압을 검출하는 것을 통해 전력 공급망에서 에너지 인출 동안 부하 또는 부하 변화가 야기될 수 있다. 그런 다음, 상기 부하 변화를 통해, 전력 공급망의 내부 저항에 대한 귀납적 추론이 수행되며, 이런 귀납적 추론은 접속 라인들의 단자들에서 부적합한 전기 연결부에 대한 지시를 가능하게 한다.

본원에서 제안되는 접근법은, 추가 센서의 요구 없이, 대개 이미 제공되어 있거나 측정 가능한 매개변수들의 바람직한 연산을 통해, 충전 유닛 또는 이 충전 유닛을 장착한 인명 보호 장치의 접속 라인들에서 전기 연결부의 품질을 점검하는 가능성이 존재하게 된다는 장점이 있다. 이 경우, 전기 연결부의 특정 품질로부터, 예컨대 전력 공급망의 내부 저항이 특정 임계값을 초과한다면, 부식된 단자들의 존재가 추론될 수 있다. 이런 경우에, 상기 결함을 해결하도록, 예컨대 부식된 연결부를 교환하거나 청소하도록, 차량 사용자에게 정비소에 방문하게끔 동기를 부여하기 위해 에러 메시지가 송출될 수 있다.

확인하는 단계에서, 내부 저항이 충전 유닛의 효율을 이용하여 결정되고, 일차 전류 변화량은 제1 이차 충전 전류값에서 제2 이차 충전 전류값으로 전이 시 결정되는 본 발명의 실시형태가 유리하다. 본 발명의 상기 실시형태는, 측정된 소수의 매개변수만을 기반으로 전력 공급망의 내부 저항의 확인을 가능하게 한다. 이런 방식으로, 측정 오류를 기반으로 내부 저항이 오류가 있는 것으로 검출될 확률이 실질적으로 감소한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 제1 이차 충전 전류값을 검출하는 단계에서, 그리고/또는 제2 이차 충전 전류값을 인가하는 동안 검출하는 단계에서, 전압은 일차 인터페이스에서 저역 통과 필터링될 수 있다. 본 발명의 상기 실시형태는, 측정 동안 전류 및/또는 전압의 단기간 변동은 경미하게 유지됨으로써 전력 공급망의 내부 저항이 오류가 있는 방식으로 결정되는 확률은 유의적으로 감소된다는 장점을 제공한다.

또한, 제1 충전 전류값보다 더 큰 제2 이차 충전 전류값이 인가되는 본 발명의 실시형태도 생각해볼 수 있다. 이 경우, 특히 제2 충전 전류값은, 제1 충전 전류값에 비해, 이차 측에서 충전 전류값 1로부터 상대적으로 더 높은 충전 전류값 2로 전이 시 일차 인터페이스에서의 전압 변화량 및/또는 검출된 전류 변화량으로부터, 결정하는 단계에서, 결함이 없는 경우에 전력 공급망의 미리 결정된 내부 저항보다 더 낮아야 하는 내부 저항이 결정될 수 있는 방식으로 선택된다.

본 발명의 상기 실시형태는 전력 공급망의 내부 저항의 특히 정확한 결정 가능성의 장점을 제공한다. 특히, 제1 충전 전류값과 관련한 제2 충전 전류값의 선택을 통해, 일차 인터페이스에서 각각의 전류 변화량 및/또는 각각의 전압 변화량이 (에러가 있는 경우에) 충분히 큰 점이 달성될 수 있으며, 그럼으로써 전력 공급망의 내부 저항의 작은 값들도 충분히 정확하게 구할 수 있다.

본 발명의 추가 실시형태에 따라, 제2 이차 충전 전류값의 사전 설정은 제1 이차 충전 전류값의 사전 설정을 위한 미리 결정된 시간 간격에 따라 수행될 수 있다. 예컨대 제2 충전 전류값은 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값을 인가한 후에 1밀리 초 내지 100밀리 초의 시간 간격 이내에 생성될 수 있다. 본 발명의 상기 실시형태는, 전력 공급망의 내부 저항의 변동을 수반하는 배터리 온도의 증가와 같은 전력 공급망의 매개변수들의 변동을 최대한 낮게 유지한다는 장점이 있다.

결정 단계에서는 내부 저항이 룩업 테이블(look-up table)을 이용하여 결정되고, 그리고/또는 검출 단계에서는 일차 인터페이스에서의 전류 및/또는 전류 변화량이 룩업 테이블을 이용하여 결정되는 본 발명의 실시형태는 기술적으로 매우 간단하게 구현될 수 있다. 본 발명의 상기 실시형태에서는, 수치상으로 또는 회로 기술적으로 시간 소모적이면서도 에너지 소모적인 수학적 연산의 실행이 배제될 수 있다.

또한, 본 발명의 한 실시형태에 따라서, 제1 이차 전류의 사전 설정 동안 검출하는 단계와 제2 이차 전류값의 사전 설정 동안 검출하는 단계는 시간상 연속해서 여러 번 실행될 수 있으며, 최종적으로 저장된 부분 결과들로부터 수학적 알고리즘[평균화; 이상값(outlier) 배제 등]에 따라서 최종 내부 저항을 결정하는 내부 저항 계산이 각각의 부분 단계에 따라서 수행될 수 있거나, 또는 내부 저항 계산은 직접적으로 부분 단계들의 일차 전류 및 일차 전압의 저장된 원시값들로부터 수학적 알고리즘(평균화; 이상값 배제 등)에 따라서 실행된다. 본 발명의 상기 실시형태는, 전력 공급망의 내부 저항의 결정 동안, 예컨대 오랜 차량 정지 시간 후 돌발적인 간섭들 또는 특별 현상들이 최대한 배제될 수 있다는 장점을 제공한다.

특히 바람직한 경우는, 특히 인명 보호 장치의 전자 제어 유닛으로, 차량의 인명 보호 장치의 정적 에너지 공급을 위한 전력 공급망의 오작동에 대한 정보 제공을 위한 에러 메시지의 송출을 위한 방법으로서의 본 발명의 실시형태이며, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다.

- 본원에서 제안되는 변형예에 따른 방법의 단계들; 및

- 내부 저항이 저항 임계값에 대해 미리 결정된 관계가 있다면, 에러 메시지를 공급하는 단계.

본 발명의 상기 실시형태는, 내부 저항이 특정 기준을, 또는 저항 임계값에 대한 미리 결정된 관계를 충족한다면, 예컨대 전력 공급망의 내부 저항이 저항 임계값보다 더 크다면, 조기 경고의 장점을 제공한다. 그런 다음, 이런 방식으로, 예컨대 전력 공급망의 플러그 또는 접속 접점에서 전기 연결부의 부적합한 품질에 대한 귀납적 추론이 수행될 수 있으며, 그럼으로써, 필시, 예컨대 "접지 편이(Ground Shift)"를 통한 점화 회로 단락의 경우 견고성 저하, 또는 전력 공급망으로부터 인명 보호 수단들(에어백, 안전벨트 프리텐셔너 등과 같은 장치들)의 중복 활성화 성능 저하와 같은 인명 보호 장치의 전자 제어 유닛의 기능은 더 이상 올바르게 실행될 수 없게 된다.

또한, 바람직한 경우는, 차량의 인명 보호 장치로 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항을 확인하기 위한 장치로서의 본 발명의 실시형태이다. 이 경우, 상기 인명 보호 장치의 전자 제어 유닛은 충전 유닛을 포함할 수 있으며, 이 충전 유닛은 일차 인터페이스에 의해 전력 공급망과 연결될 수 있고, 이차 인터페이스에 의해서는 예컨대 충돌사고 시 인명 보호 장치의 자율 공급을 위한 에너지를 중간 저장할 뿐만 아니라, 전력 공급망으로부터 인명 보호 장치(여기서는 전자 제어 유닛)의 분리 후에는 인명 보호 장치의 인명 보호 수단들의 활성화 에너지를 공급하기 위한 에너지 중간 저장 장치와 연결될 수 있다. 본원의 장치는 하기 특징들을 포함한다.

- 영(무전류)을 포함하여, 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값을 인가하기 위한 유닛과,

- 상기 인가 동안 일차 인터페이스에서 전류 및/또는 전압을 검출하기 위한 유닛과,

- 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값과 상이한 제2 충전 전류값을 인가하기 위한 유닛과,

- 제2 이차 충전 전류값을 인가하는 동안 일차 인터페이스에서 전류 및/또는 전압을 검출하기 위한 유닛과,

- 제1 이차 전류값을 인가하는 단계 동안, 검출된 전류, 또는 물리적 관계를 통해, 인가된 이차 전류의 레벨의 정보로부터 확인된 일차 전류, 또는 설계에 따른 오프셋으로의 일차 전류의 변화량, 및/또는 검출된 전압을 이용하여, 그리고 제2 이차 전류값을 인가하는 단계 동안, 검출된 전류, 또는 물리적 관계를 통해, 인가된 이차 전류의 레벨의 정보로부터 확인된 일차 전류, 또는 설계에 따른 오프셋으로의 일차 전류의 변화량, 및/또는 검출된 전압을 이용하여 전력 공급망의 내부 저항을 결정하기 위한 유닛.

그에 따라, 본원에서 제안되는 접근법은, 본원에서 제안되는 방법의 변형예의 단계들을 상응하는 유닛들에서 실행하거나 구현하도록 형성되는 장치를 추가로 제공한다. 장치의 형태인 본 발명의 상기 실시 변형예를 통해서도, 본 발명의 기초가 되는 과제는 신속하면서도 효율적으로 해결될 수 있다.

장치는, 본원에서, 센서 신호들을 처리하고 이에 따라서 제어 및/또는 데이터 신호들을 송출하는 전기 유닛(인명 보호 장치의 전자 제어 유닛)을 의미할 수 있다. 본원의 장치는, 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 따라 형성될 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 하드웨어에 따른 형성 시, 인터페이스들은 예컨대 본원의 장치의 매우 다양한 기능들을 포함하는 이른바 시스템 ASIC의 부분일 수 있다. 그러나 인터페이스들은 고유의 집적 회로들일 수도 있거나, 적어도 부분적으로 이산 소자들로 구성될 수도 있다. 소프트웨어에 따른 형성 시, 인터페이스들은 예컨대 다른 소프트웨어 모듈들과 더불어 하나의 마이크로컨트롤러 상에 제공되어 있는 소프트웨어 모듈들일 수 있다.

또한, 바람직한 경우는, 반도체 메모리, 하드디스크 저장장치, 또는 광학 메모리와 같은 기계 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있으며, 프로그램 제품이 컴퓨터 또는 장치에서 실행되면 앞서 기재한 실시형태들 중 어느 하나의 실시형태에 따른 방법의 실행을 위해 이용되는 프로그램 코드를 가진 컴퓨터 프로그램 제품이다. 그에 따라, 본 발명은, 한 실시형태에 따라, 프로그램 제품이 장치에서 실행될 경우, 본원에 제안된 변형예에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드를 가진 컴퓨터 프로그램 제품도 제공한다.

본원에서 제안되는 접근법은 하기에서 첨부한 도면들에 따라 예시로서 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 장치를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 장치를 도시한 회로도이다.
도 3은 차내 전기 시스템(On-board electric system)의 저항 측정을 위해 필요한 신호들의 신호 특성곡선으로서 전압들 또는 전류들의 시간 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 추가 실시예에서의 이용을 위한 에너지 공급 회로를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 에너지 중간 저장 장치를 위해 적합한 충전 전류원, 또는 에너지 공급 회로를 도시한 회로도이다.
도 6은 방법으로서의 본 발명의 한 실시예를 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시예들의 하기 기재내용에서, 다양한 도면들에 도시되고 유사하게 작용하는 요소들을 위해 동일하거나 유사한 도면부호들이 이용되며, 상기 요소들의 반복되는 기재는 배제된다.

본 발명의 한 양태는, 예컨대 (차량의 전력 공급망으로서, 여기서는 인명 보호 장치의 안전 관련 전력 공급망으로서) 차내 전기 시스템(부분 전력 공급망)의 너무 높은 공급 내부 저항의 검출을 통해, 정비 또는 유지보수를 위해 정비소에 목표한 바대로 강제로 머무르게 하고, 특히 (예컨대 완전 플라스틱 하우징, 탄소 섀시 등의 경우에 해당하는 것처럼) 중복 전원 공급 연결부를 포함하지 않은 시스템들의 경우 안전 관련 영향을 배제하는 가능성을 제공한다는 점에서 확인된다. 이 경우, 일반적으로, 부식에 노출되는 접지 연결부가 중요 결함원이다.

예컨대 차량 에어백 전원 공급 장치의 임계의(즉, 너무 높은) 내부 저항들의 검출을 통해, 시스템 결함에 대한 시스템의 내구성은 증가될 수 있다. 특히 점화 회로에서 단락에 대한 에어백 전원 공급 장치의 너무 높은 접지 저항의 부정적인 작용(프라이머를 통한 결함 전류)은 방지된다. 그 결과, 중복 전원 공급 경로들이 필요하지 않으면서도, 높은 전류 소모량을 갖는 대형 에어백 시스템들, 특히 통합된 안전 유닛들의 견고성은 점화 회로들에서의 분로들(shunt)과 관련하여 오늘날의 소형 에어백 시스템들의 상태에 제공될 수 있다.

에어백 시스템들은 예컨대 특히 접지의 중복 전원 공급 연결부를 배제할 수 있다. 이는, (예컨대 완전 플라스틱이거나, 또는 탄소 소재의 섀시에서 플러그 커넥터를 통한 접지 연결부의 이용 등을 통해) 하우징 구조에 대한 장점들을 제공한다. 동일한 방식으로, (에너지 저장 장치가 아닌) 차량 배터리에서부터 안전 구속 수단 활성화(restraint means activation)[전개(firing)]를 위한 백업 구조들이 유효한지 그 여부가 적시에 식별된다.

도 1에는, 예컨대 인명 보호 장치의 부분으로서의 전자 제어 유닛인 인명 보호 유닛(130)의 에너지 중간 저장 장치(120)의 충전 유닛(110)과 연결되어 있는 차량(105)의 전력 공급망(100)의 예시의 회로도가 도시되어 있다. 이 경우, [여기서는 에어백 (제어 유닛) 전원 공급 ASIC의 부분으로서 형성되는] 충전 유닛(110)은 단자점들(A 및 B)을 갖는 일차 인터페이스(135)를 통해 전력 공급망(100)와 연결된다. 또한, 충전 유닛(110)은 이차 인터페이스(140)에 의해 에너지 중간 저장 장치(120)와 연결되며, 이 에너지 중간 저장 장치는 충전 유닛(110)과 함께 공통 인쇄회로기판(PCB) 상에 배치된다. 상기 인쇄회로기판(PCB)은 플로어 패널(145) 상에 배치될 수 있다. 전력 공급망(100)는 발전기(G)와, 발전기 내부 저항기(RG)와, 발전기 제어기(GR)를 포함하며, 이들은 배터리(BAT)(예컨대 차량 배터리로서의 축전지)를 소정의 전압으로 충전한다.

그 외에, 도 1에는, 본원에서 소개된 접근법으로 어떤 차내 전기 시스템 저항이 결정되어야 하는지의 개요가 도시되어 있다. 여기서는 제어 유닛 또는 충전 유닛(110)의 양극 단자(A)와 접지 단자(B) 사이에서 모든 저항의 합이 결정된다. 다른 말로 표현하면, 전력 공급망(100)의 내부 저항은 일차 인터페이스(135)에서 결정된다. 이런 내부 저항은 지점들(A 및 B) 사이에서 모든 저항의 합을 포함한다. 그에 따라, 특히 접지 경로(150)를 따라서 결정되는 내부 저항은 하기 저항들을 포함한다.

R1: 제어 유닛 양극 전원 공급 장치의 플러그에서부터 에어백 (제어 유닛) 회로 전원 공급 장치까지 PCB 상의 모든 R의 Σ(예: 트랙 저항; 등),

R2: 인쇄회로기판으로 향하는 플러그 커넥터 UBAT(예: 플러그 접점; 압입 접점)의 모든 접점 저항의 Σ,

R3: 배터리 양극 단자에서부터 에어백 제어 유닛 UBAT + 플러그 핀까지 케이블 UBAT 결선의 모든 Cu 저항의 Σ,

R4: 공급 라인에서 퓨즈들의 모든 저항의 Σ,

R5: 배터리로 향하는 UBAT-+ 결선(점화 스위치; 메인 퓨즈 ...)에서 모든 접점 저항의 Σ,

R6/RG: (유효 저항은 R6임) (엔진 오프, 발전기 정지 상태인 경우) 차량 배터리의 저항, 또는 (엔진 온, 발전기 작동 중인 경우) 발전기의 RG 내부저항,

R7: 섀시로 향하는 배터리/발전기 접지 단자의 전이 저항(transition resistance),

R8: 섀시 내부 저항,

R9: 제어 유닛 플로어 패널로 향하는 차량 섀시의 전이 저항,

R10: PCB 접지 단자로 향하는 제어 유닛 플로어 패널의 모든 접점 저항의 Σ,

R11: PCB 접지 단자에서부터 전원 공급 회로의 접지 전원 공급 장치까지 모든 R의 Σ(예: 트랙 저항 ..., ...).

그에 따라, 저항들의 모든 변화량이 검출된다. 실제로, 특히 접점 저항들은 결함원이며, 특히 (예컨대 차량 섀시에 대한 접지 연결부들과 같은) 증가된 부식에 노출되는 접점 저항들이다.

도 2에는, 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 충전 유닛(110)을 포함한 에너지 공급 회로(200)의 회로도이다. 충전 유닛(110)은, 이차 인터페이스(140)를 통해, 기호 ER로도 지칭될 수 있는 에너지 중간 저장 장치(120)와 연결된다. 일차 인터페이스(135)는 도 1에서 왼쪽에 도시되어 있다. 순수 전압 측정(UB)은 저역 통과 필터(Mux + ADC)를 통해 수행된다. 순수 전압 측정(UB) 외에도, 일차 전류와 이차 전류 간의 관계가 도표를 통해 저장될 수 없는 복잡한 경우, 일차 전류 측정이 필요하다면, 여기서는 분로가 일차 공급 라인으로 삽입되고, 추가 전압 측정 채널은 동일한 제2 저역 통과 필터를 경유하여 ADC의 제2 MUX 채널로 이어진다. 이 경우, 에너지 공급 회로(200)는, 예컨대 PSI 표준에 상응하게 센서 인터페이스로의 공급을 위해 필요한 시스템 전압(VA S)의 생성을 위한 제어 가능한 감압 컨버터(Dn-Converter), 에너지 저장 장치의 최적의 에너지 저장을 위해 높은 전압 레벨(VUP = 20V ...50V)의 공급을 위한 제어 가능한 승압 컨버터(Up-Converter), 하나 이상의 가속도 센서(A_센서), 마이크로컨트롤러(μC), SPI 인터페이스(SPI)와 같은 복수의 유닛을 포함한다. 이 경우, 에너지 공급 회로들은 보통 ηx의 효율을 나타낸다(예: 승압 컨버터의 경우 η_up, VAS 감압 컨버터의 경우 η_dn, 등).

또한, 충전 유닛(110)은, 예컨대 중앙 멀티플렉서+ADC와 같은 추가 ASIC 기능 블록들에 접속되어 있는 ASIC 내부 버스(210)를 통해 SPI 인터페이스(Serial Peripheral Interface, 245)와 연결된다.

또한, 아날로그 측정 변수들(신호들), 특히 에너지 예비 전압 및 선택적으로는 충전 유닛의 충전 전류가 멀티플렉서+ADC(240)로 제공된다.

전력 공급망(100)로부터 공급되는 전기 에너지는 극성 반전 보호 다이오드(D1)를 통해 승압 컨버터 및 이 승압 컨버터의 외부 컴포넌트들(예: L1 및 D2), 충전 유닛(110), 그리고 병렬로 VAS 감압 컨버터로 공급될 수 있다. 동일한 방식으로, 전력 공급망에서, 인명 부호 수단들의 활성화를 위한 중복 전원 공급 경로가 제어 유닛 내 단자(UB)로부터 분기될 수 있다.

에너지 공급 장치(200)를 포함하는 제어 유닛의 단자(UB)는, 예컨대 단자점(A)과 접지 전위(B) 사이에 커패시터를 포함한 저항 분압기를 통해 형성되는(에어백 제어 유닛 시스템 ASIC 내에 통합되거나 부분 통합되는) 저역 통과 필터(220)를 통해, 연결되어 있는 멀티플렉서 + ADC(240)를 경유하는 공급 전압(UB)을 검출한다. 그 결과, UB 전압 측정값은 ASIC 내부 버스(210) 및 μC의 SPI 인터페이스를 경유하여 μC의 SPI 명령부로 전송된다.

선택에 따라, 멀티플렉서의 추가 입력 측정 채널들을 통해, 다이오드(D1)의 전방 또는 그 후방에서 UB/VZP 라인에 직렬로 접속되는 저오옴 분로를 통해 차동 전압 측정 역시도 실행될 수 있고, 그에 따라 공급 전류는 차동 전압 측정으로부터 직접 결정될 수 있다. 공급 전압(UB) 및 선택적으로 측정되는 입력 전류의 측정치로부터는, 전력 소모량 또는 에너지 소모량이 μC 내에서의 시간에 걸친 적분을 통해 결정된다.

선택적인 전류 측정이 제공되지 않는다면, 제어 유닛 구성에 의해 VAS 감압 컨버터를 통한 전류 요구량이 일정하게 유지되는 점이 보장되는 점에 한해, 일차 전류 소모량의 변화량은 승압 컨버터의 효율(η_up)을 통해 충전 유닛(110)의 전류 출력의 변화량으로부터 결정될 수 있다. 이런 경우, 그에 따라, 최종적으로 전력 공급망으로부터 전력 소모량의 변화량이 결정될 수 있다.

이를 위해, 충전 유닛(110)은, 상이한 충전 전류값들(IER)이 상이한 시점들에 이차 인터페이스(140)에 인가될 수 있는 방식으로, 프로그래밍 될 수 있거나, 또는 제어될 수 있다. 이는, 충전 유닛(110)이, 이차 인터페이스(140)를 통해 상이한 정도의 전류들이 에너지 중간 저장 장치(120) 내로 유입되고 그에 따라 충전 속도가 증가하거나 감소하는 방식으로 제어된다는 점을 의미한다. 예컨대 이차 인터페이스(140)에서 상기 전류 충전 거동의 프로그래밍 또는 제어는 μC의 I/O들과 병렬로 연결되어 있는 복수의 프로그래밍 단자(250)를 통해 수행될 수 있거나, 또는 충전 유닛으로 전송되는 μC SPI 명령들을 통해, 또는 충전 유닛으로 제공되는 μC의 각각 다른 유형의 명령 전송을 통해 수행될 수 있다. 이처럼 이차 인터페이스의 상이한 충전 전류값들(IER)은, D1으로 향하는 UB 공급 라인 내의 일차 인터페이스 상에서도 상이한 시점들에 [저역 통과 필터링되는 아날로그 측정 채널들(135)을 통해 관찰되는] 상이한 전류들(IBAT) 및/또는 전압들(UBAT)이 발생하는 것을 통해 작용한다.

공급 내부 저항(R)의 확인을 위해서는,

의 입력 전류 조건에서, 그리고

의 입력 전류 조건에서 시점들(t1 및 t2)에 시간상 가깝게 서로 나란히 위치하는 방식으로 일차 인터페이스(135)에서 에어백 제어 유닛 공급 전압 측정이 실행되어야 한다. 입력 전류들(I1, I2)의 차는, 관련 저항들[0.5... 1.5)Ω]이 분해될 수 있을 정도로 선택되어야 한다. 분해 한계는 에어백 시스템들의 경우 100mΩ이하(<= 100mΩ)이다.

간섭 전압들, 차내 전기 시스템 내 부하 교번 등으로부터 측정치의 보호를 위해, 상기 측정치는 적합하게 필터링된다. 이를 위한 조치는, 저역 통과 필터(220) 외에도, 예컨대 측정 전후 입력 전압의 점검과 함께 측정을 수회(>=3) 빠르게 반복하는 것에 있다.

또한, 다수의 시동 과정을 통한 에러의 필터링은, 오랜 차량 정지 시간 후 돌발적인 간섭들 또는 특별 현상들을 배제하기 위해 적합하다.

본 발명의 제1 실시예에 따라서, 전력 공급망의 내부 저항은 매우 바람직하게 검출될 수 있다. 이 경우, 극성 반전 보호되는 차량 전압[VZP(5...20)V]에서 제어되는 출력 전압[VUP(20...50)V], 예컨대 33V의 생성을 위한 승압 컨버터를 포함하고, 이로부터 한편으로 감압 컨버터를 통해 필요한 시스템 전압들(5V; 3.3V; 1.2V...등)의 추가의 손실 적은 생성을 위해 제어되는 출력 전압[VAS(6...8)V], 예컨대 6.7V를 공급하며, 다른 한편으로는 VUP에서 ER의 충전을 위한 온/오프 스위칭 가능한 에너지 저장 장치 충전 전류 제어기를 포함하는 에어백 제어 유닛들이 공지된 해결책의 기초를 형성한다.

본원에서 제안되는 접근법은, 하드웨어의 영역에서, 전원 공급 단자들에 완전하게 새로운 측정 유닛을 제공하지 않으면서, 도 1의 도면에 상응하게 공급 내부 저항(R)의 확인을 위한 요건을 충족하는 선택 가능한 신규 에너지 저장 장치 충전 전류값을 통해 상기 기초를 보충한다.

다시 말하면, 에너지 저장 장치 충전 전류 제어기[즉, 충전 유닛(110)]는, 비활성화(0의 충전 전류값) 시 적어도 2가지 충전 전류 제어 값이 선택될 수 있도록 실현된다. 하나의 값은 시스템 요건에 상응하게 에너지 저장 장치(120 또는 ER)의 정상적인 충전을 위해 이용되고, 제2 (예컨대 상대적으로 더 큰) 값은, 단기간의 이차적인 (상대적으로 더 신속한) 에너지 저장 장치 충전 외에도, 내부 저항 측정을 위한 전류값(I2)의 설정을 위해 에어백 공급 전류를 일차적으로 증가시키는 역할을 한다.

추가의 최적화에서, 충전 전류 제어기(110)의 제어 전류값은, 특정 단계 범위에서 프로그래밍 되고, 그 결과 다양한 요건들에 최적으로 매칭된다.

승압 컨버터의 입력단과 출력단 사이에서는 하기 관계식이 적용된다.

VUP = 승압 컨버터 출력 전압,

VZP = 승압 컨버터 입력 전압

P_vup = 승압 컨버터 출력 전력

P_vzp = 승압 컨버터 입력 전력

η_up = 컨버터의 효율.

제1 근사에서, 상기 관계식의 값은 일정하다. 그러나 실제 시스템들의 경우 상기 관계식의 값은 입력 전압 및 출력 전류에 따라서 결정된다.

에어백 제어 유닛 적용 사례의 경우에는 실질적인 전압 의존성을 고려하는 것만으로도 충분하다. 상기 전압 의존성은 특히 입력 전압이 낮은 경우(VZP = 5V...8V) 뚜렷해지며, 전압이 상대적으로 더 큰 경우(VZP > 8V), 상기 전압 의존성은 더욱 낮아진다.

에어백 적용 사례의 경우, 관계식 A)는 계속하여 세밀하게 구별되며, 그리고 최대 8개의 VZP 영역 내지 최소 3개의 VZP 영역의 분류로 매우 양호 내지 양호로 근사된다.

8개의 VZP 영역으로 분류:

A1)

3개의 VZP 영역으로 분류:

A2)

공급 내부 저항(R)의 결정을 위한 ER 충전 전류값의 정의를 위해서는 하기 사항이 주지된다.

일차 인터페이스(135)에서 영역 0...(24 ...30V)에서의 공급 전압 측정을 위해 예컨대 10비트 ADC(즉, 도 2의 ADC)의 이용을 통해, 숫자당

의 공급 전압 분해능이 달성된다. 이로부터,

의 내부 저항 분해능이 제공된다.

δRBAT <= 100mΩ이라면,

(<= 100mΩ)/이 필요하다. δIBAT는, UBAT 측정의 전압 분해능이 지정된 경우 공급 내부 저항을 요구에 따라 분해하기 위해,

에 따라서 I1의 필요한 전류 변화량이다.

이고,

인 경우,

이다.

이로부터, 이제는, 에너지 저장 장치(ER)의 신규 충전 전류 제어 값이 내부 저항(R)의 내부 저항 측정을 위해 이차 인터페이스(140)를 통해 결정된다.

측정을 목적으로 에어백 제어 유닛 또는 에너지 공급 회로(200)의 공급 전류의 증가를 목표한 바대로 시작하기 위해, 이는 에너지 저장 장치 충전 전류 회로(110)의 이용을 통해 실행하는 것이 전체 시스템을 위해 가장 적합하고 가장 경제적이다. 그 결과, 이미 제공되어 있는 유닛(110)이 단지 개량(비용)되기만 하면 되고, 증가된 에너지 소모량은 에너지 저장 장치 충전을 목적으로 이용된다.

전체 제어 유닛에 적용되는 승압 컨버터 관계식 A)는 하기 관계식으로 이어진다.

위의 식에서, p1은 극성 반전 보호 다이오드(D1)의 전력 손실이고, p2는 일차적으로 제어 유닛에 의해 보조 기능들을 위해 요구되는 UBAT 또는 VZP에서의 모든 소모량의 합이다[예: 측정 유닛(135)의 분압기 횡전류, 기준 전류, UBAT 및 VZP로 향하는 풀업 저항을 통한 통신 전류 등]. 일반적으로 상기 출력은 낮으며, 특히 이런 출력의 변동은 무시될 수 있다.

는, 각각의 작동 조건에서 에어백 시스템의 기능성 유지를 위해 VAS 감압 컨버터에서 출력되어야 하는 출력을 나타낸다. 에어백 기능성은 측정 동안 확대되지 않으며, 그럼으로써 p3는 일정한 것으로서 상정될 수 있다.

는, 에너지 저장 장치의 충전 동안, 특정 충전 전류를 달성하기 위해, 에어백 제어 유닛의 입력단에서 공급되어야 하는 출력을 나타낸다.

전류(IER)가 0에서 IER_TEST로 변경된다면, VZP에서, 그리고 그에 따라 UBAT에서 전류는

만큼 상승한다.

내부 저항 측정의 시점에, 차내 전기 시스템 전압이 예컨대 UBAT=16.5V이고, 승압 컨버터 출력 전압은 VUP = 33V라면, 극성 반전 보호되는 전압 VZP[쇼트키 다이오드의 이용 시]는, UBAT보다 Ud = 0.5V만큼 더 낮다.

B1) 및 A2)로부터,

-> 예컨대,

가 도출된다.

IER_TEST = 120mA의 선택에 의해, 추가 공차를 포함하면서, 에어백 제어 유닛의 입력 전류는, 예컨대 <=100mΩ의 차내 전기 시스템 공급의 특정 내부 저항 분해능을 달성하기 위해, 적어도 요구되는 값만큼 상승된다.

또 다른 요건들이 지정된다면, 설명한 관계식들에 상응하게, 에너지 저장 장치의 필요 충전 전류 급변이 존재할 수 있다.

하기에서는, 충전 유닛(110)의 예시의 제어 프로그램으로서 간주될 수 있는 차내 전기 시스템의 내부 저항 결정을 위한 예시의 측정 시퀀스가 제안된다.

1) 제어 유닛 또는 충전 유닛(110)은 INIT 위상의 상태에 있다[측정 루프 RAM 카운터는 제어 유닛의 시작 시에 열거되었다(= 0으로 세팅됨).].

2) 측정 루프 RAM 카운터(MS-RAM 카운터)의 검사(측정치가 평가될 수 없는 경우 강제로 최대 3회까지 연속적인 측정 실행을 수행한다).

MS-RAM 카운터 = MS-RAM 카운터 + 1 <=3? - 이에 대해, '예'인 경우 측정 실행, '아니오'인 경우 중단되고,

FLASH 또는 EEPROM 판독 전용 메모리 에러 카운터,"차내 전기 시스템의 내부 저항(R)이 너무 높음(BORDNETZINNENWIDERSTAND R zu hoch)"이 변경되지 않음; 에러 카운터 "차내 전기 시스템의 내부 저항(R)이 너무 높음(BORDNETZINNENWIDERSTAND R zu hoch)"의 검사를 포함하는 프로그램이 단계 21)로 속행.

3) VER의 타당성; 에너지 저장 장치가 검사되었지만, 완전히 충전되지 않음. VER(t0) <= 25V? - '예'인 경우 측정 시작 -> 4), '아니오'인 경우 중단 -> 21)

4) 준비: LIN/K 라인 통신 세팅.

모든 점화 회로 측정 세팅.

모든 외부 센서는 비활성화된다.

5) 에너지 저장 장치의 충전 전류 제어기를 스위치 오프한다[lup_ER(t1)=0].

6) 안정된 조건의 설정을 위한 대기 시간.

7) 승압 컨버터 출력 전압[VUP(t2)]의 측정.

8) 안정된 입력 전류(초기값)의 설정을 위한 대기 시간.

9) 에어백 공급 전압[UBAT(t3)]의 측정.

10) 에너지 저장 장치의 충전 전류 제어기를 스위치 온/프로그래밍한다[IER(t4)=IER_TEST].

11) 상대적으로 더 높고 안정된 입력 전류의 설정을 위한 대기 시간.

12) 에어백 공급 전압[UBAT(t5)]의 측정.

13) 에너지 저장 장치의 충전 전류 제어기를 스위치 오프한다[lup_ER(t6)=0].

14) 상대적으로 더 낮고 안정된 입력 전류(초기값)의 설정을 위한 대기 시간.

15) 에어백 공급 전압[UBAT(t7)]의 측정

16) 측정 동안 공급 전압의 불변성의 타당성 평가

- '예'인 경우 -> (J), '아니오'인 경우 (N).

(N) 전압 간섭이 존재하며, 측정은 실행될 수 없다. -> 중단하고 2)로 진행한다.

(J) 전압 간섭이 존재하지 않는다! 다음 프로그램 단계 17)로 진행한다.

17) 공급 전압의 전압차의 타당성 평가

- '예'인 경우 -> (JJ); '아니오'인 경우 (NN).

(NN) 측정이 매우 양호한 경우, 또는 평가 불가능한 경우 -> 중단하고 2)로 진행한다.

(JJ) 측정이 평가될 수 있으면, 다음 프로그램 단계 18)로 진행

18) 차내 전기 시스템의 내부 저항(R)을 검사하고 에러 카운터를 조정한다.

데이터 (판독 전용) 메모리(FLASH; EEPROM 등)에서 내부 저항 결함 한계의 판독 - 예: 1Ω:

결함 한계(저항 임계값)가 초과되지 않았는지 그 여부를 검사:

- 이에 대해, '예'인 경우 (JJJ); '아니오'인 경우 (NNN).

(NNN) 차내 전기 시스템의 내부 저항이 너무 높다. -> 19)로 진행한다.

내부 저항 검사 시 절차는 하기와 같다.

B2)에 의해 하기 관계식이 구해진다.

입력 변수[UBAT(t5)]를 포함하여 저장된 [데이터 (판독 전용) 메모리] 효율표에서 η_up(i) 추출(A2) 참조):

예:

5.9V < UBAT(t5) <= 7.4V인 경우, -> η_up(I) = 0.75,

7.4V < UBAT(t5) <= 9.4V인 경우, -> η_up(II) = 0.85,

9.4V < UBAT(t5)인 경우, -> η_up(III) = 0.9.

예: VUP = 33V; IER_TEST=120mA; Ud=0.5V;

인 조건에서:

R = 0.4V x (9V-0.5V) x 0.85 / 0.12A x 33V,

R = 2.89V² / 3.96AV = 0.73Ω <= 1Ω!

(JJJ) 에어백 전원 공급 장치로 향하는 차량의 차내 전기 시스템의 저항은 양호하다. -> 다음 프로그램 단계 20)으로 진행한다.

19) FLASH/EEPROM 에러 카운터 "차내 전기 시스템의 내부 저항이 너무 높음"을 (너무 높기 때문에) 1단계만큼 증분하고 프로그램을 단계 21)로 계속 진행한다.

20) FLASH/EEPROM 에러 카운터 "차내 전기 시스템의 내부 저항이 너무 높음"을 (너무 높지 않기 때문에)(>=1인 경우) 1단계만큼 감분하고 프로그램을 단계 21)로 계속 진행한다.

21) FLASH/EEPROM 에러 카운터를 검사한다.

에러 카운터 "차내 전기 시스템의 내부 저항 >= 1Ω" >=10? - 이에 대해, '예'인 경우 (JJJJ); '아니오"인 경우 (NNNN).

(NNNN) 경고 램프의 상태 변화가 없고, 증가되어 필터링된 차내 전기 시스템의 내부 저항이 존재하지 않는다. -> 23)으로 진행한다.

22) (JJJJ) 증가되어 필터링된 차내 전기 시스템의 저항이 존재한다.

에어백 경고 램프를 활성 상태(ON)로 설정하고 23)으로 진행한다.

23) '차내 전기 시스템의 저항 너무 높음'의 측정 프로그램 종료.

추가 프로그램을 계속 진행한다.

해결책 1a) 에러 카운터는 상이하게 증분되거나 감분될 수 있다.

도 3의 그래프에서는, 전압들 또는 전류들의 도시된 시간 곡선에 따라서, 차내 전기 시스템의 저항 측정을 위해 필요한 신호들의 정확한 신호 특성곡선이 도시되어 있다. 시작 시점에, 시스템은 에너지 공급 시작 후 에너지 저장 장치의 충전 위상 상태, 예컨대 IER=60mA 상태에 있다. 시점(t0)에, 내부 저항의 측정을 위해 여전히 충전 전류가 소모될 수 있도록 보장하기 위해, ER 전압(VER)이 검사된다. 시점(t1)에는, 에너지 저장 장치의 충전이 비활성화되며, 그럼으로써 VER은 더 이상 증가하지 않고 공급 전압은 제한된 내부 저항 조건에서 증가한다. 이제 제어 유닛은 최소의 공급 전류를 소모한다. 점검을 목적으로, 시점(t2)에, 또는 또 다른 적합한 위치에서, 승압 컨버터의 출력 전압이 측정될 수 있다(이는 대개 제어되기 때문에 변경될 수 없다). 그런 후에, 시점(t3)에 최소의 입력 전류[IBAT(t3)]의 조건에서 배터리 전압(UBAT)이 측정된다. 시점(t4)에는, ER 충전 전류 제어기가 높은 값으로, 예컨대 IER(t4) = 120mA으로 설정(프로그래밍 등)된다. 그 결과, 제어 유닛의 공급 전류는 정의된 방식으로 강하게 상승한다. 이와 반대로 배터리 전압은 제한된 내부 저항의 조건에서 감소한다. 시점(t5)에 UBAT가 측정된다.

UBAT(t3)와 UBAT(t5)의 차로부터, 이제는, [예컨대 각각의 측정된 값(UBAT(t5))에 대해 UBAT(t3) - UBAT(t5)에 대한 한계 값을 사전 설정하며 μC 내에 저장된 도표로] 내부 저항이 추론된다. 측정의 종료와 함께, ER 충전 전류 제어기(110)는, 측정시간 동안 간섭들을 검사하기 위해, 다시 비활성화된다(IER = 0mA). UBAT(t7) = UBAT(t3)이 적용되면, 간섭에 대한 지시는 존재하지 않는다. [시간(t7 ~ t3)은 작게 유지되어야 한다.]

그 외에도, 그래프에는, 하기 값들을 이용하는 차내 전기 시스템의 내부 저항 측정을 위한 예시가 도시되어 있다. 요컨대 VER(t0) < 25V가 측정된다. 예시로서 이용되는 설계에 따라, VAS 감압 컨버터의 VUP 입력단에서의 VAS = 6.7V 및 η_dn = 0.9로부터 100mA의 에어백 공급 전류에 대해 I_up_dn = 22.5mA의 전류가 요구된다. 외부 센서들은 아직 활성 상태가 아니다. 추가로, ER을 충전하기 위해, 여기서는 VUP에서 60mA가 인출된다. 그러므로 VUP에서 총 전류 부하는

이다. 상기 전류를 VUP에 인가하기 위해, UBAT(t0) = 12V에서, IBAT(t0) = 33V*82.5mA/(0.9*(12V - 0.5V)) = 263mA의 배터리 전류가 필요하다.

IER(t1) = ER 충전 전류는 60mA에서 0mA로 스위칭된다. VUP(t2) = 33V 및 UBAT(t3) = 12.2V가 측정된다. VUP에서의 전류는 단지 IVUP(t3) = I_up_dn = 22.5mA인 VAS에서의 에어백 공급 전류만을 충족하며, 이를 위해 배터리 측에서는 IBAT(t3) = 33V*22.5mA/(0.9*(12.2V - 0.5V) = 71mA가 필요하다(측정은 불필요하고, 고정된 오프셋 값만 필요하다). 또한, 설계에 따른 η_dn = 0.9와 쇼트키 극성 반전 보호 다이오드에서 유출되는 Ud = 0.5V가 추가로 적용된다. IER(t4) = ER_충전 전류는 0mA에서 제2 충전 전류값으로서의 120mA로 스위칭된다. IER(t5) = 120mA - [차내 전기 시스템의 내부 저항(R)에 대한 검사 전류]이다. 그런 다음, UBAT(T5) = 11.8V가 [예컨대 일차 인터페이스에서 저역 통과 회로(135)를 통해) 측정된다.

IBAT (t5) = 33V*142.5mA/(0.9*11.8V-0.5V) = 463mA

IBAT (t3)+33V*120mA/(0.9*11.8V-0.5V)

이로부터, 측정에서 결정되는 UBAT(t3) - UBAT(t5) = 0.4V, 및 ER 충전 전류(120mA)의 변화량 및 도표 또는 UBAT 라인 내 분로를 이용한 전류 측정에서 결정되는 IBAT(t3) - IBAT(t5) = 0.4A에 의해,

의 차내 전기 시스템의 내부 저항이 결정된다.

IER(t6) = ER 충전 전류는 0mA로 스위칭되고, 그런 다음 ER는 충전되지 않는다. 그런 다음, 타당성 검사로서, UBAT(t3) = UBAT(t7)가 적용되는지 그 여부가 점검될 수 있다.

도 4에는, 본 발명의 추가 실시예에서의 이용을 위한 에너지 공급 회로(200)의 회로도가 도시되어 있다. 승압 컨버터(Up-Converter)의 하류에는 제어 유닛 전원 공급 장치(외부 센서 장치 + 내부 전원 공급 장치)로 향하는 출력 단자(VAS)를 포함하는 감압 컨버터(Dn-Converter)가 연결된다.

마찬가지로 승압 컨버터의 하류에는 에너지 저장 장치(ER)를 위한 충전 유닛이 연결된다. 상기 충전 유닛(110)은 병렬 제어 라인들(250)을 통해, 또는 직렬 인터페이스(245)를 통해 제어될 수 있다.

도 2 및 도 4에는, 에어백 제어 유닛 내에서, 특히 적합한 매칭을 통해 차내 전기 시스템의 내부 저항 모니터링에 대한 요구를 충족할 수 있는 영역이 표시되어 있다. 변화는 ER 충전 전류 제어기(110), 및 일차 인터페이스(135)에서의 배터리 전압 검출에 집중된다. 충전 전류 제어기(110)는 프로그램 가능하게, 또는 제어 가능하게 실현되어야 하고, 일차 (UBAT) 측에서 내부 저항 측정(R)을 위해 충분한 전류 변화량을 야기할 수 있는 신규 제어 전류 레벨을 수신해야 한다.

또한, 차내 전기 시스템의 내부 저항(R)을 기반으로 공급 전류 변화량을 통해 야기되는 공급 전압 변화량을 검출(620)하기 위해, 저역 통과 필터(220)를 포함하는 적합한 UBAT 전압 모니터링이 ADC[일차 인터페이스(135)]에 제공된다.

도 5에는 적합한 ER 충전 전류원 또는 에너지 공급 회로(200)의 더 구체적인 회로도가 명시되어 있다. 에어백 시스템 컨트롤러는, 직렬 인터페이스(예: SPI) 또는 병렬 인터페이스를 통해 다양한 제어 전류 레벨들을 사전 설정할 수 있다. 상기 다양한 제어 전류 레벨들은 에너지 저장 장치(ER)를 충전하는 데 이용된다.

표준 에어백 시스템의 경우, 하나의 전류 레벨만으로도 충분하며, 이를 통해 통상 제어기(110)는 제어 라인들을 통해서만 스위치 온/오프된다. 내부 저항 측정(R)을 위해, 분명히 상대적으로 더 높은 충전 제어 전류값들이 사전 설정된다. 상기 충전 제어 전류값들은 통상 ER의 완전 충전에 이용되지 않는다(전류 소모량, 전력 소산이 너무 높음).

많은 제어 라인 또는 완전한 프로그래밍 가능성을 통해, 차내 전기 시스템(100)의 내부 저항 측정(R)을 위해, ER 충전 제어 전류는 시간에 따라 제한되어 높은 값들로 세팅된다. 이는, 도 5의 도면에 따라, 제어기 기준 전압의 변동을 통해 수행된다. 기준 전압이 더 높을수록, 이차 인터페이스(140)에서 더 높은 제어 전류가 야기된다.

한 대안 해결책에 따라, 전술한 접근법에서의 복잡한 수학(나눗셈, 곱셈)은 내부 저항(R)의 검사 시 뚜렷한 품질 저하 없이 (룩업) 테이블로 변환될 수 있다.

그 결과, 검사 시 절차는 하기와 같이 변경된다.

이런 경우, 프로그램 단계 18)에서의 검사는 여전히 δUBAT의 검사로 구성되며, 상기 δUBAT는 UBAT(t5)를 통해 결정된 도표 값보다 더 작으며, 검사는 20)으로 계속 진행되거나, 그렇지 않으면 19)로 계속 진행된다.

본 발명의 추가 실시예는 하기 기재내용에서 알 수 있다. 도표는 품질에 대한 뚜렷한 손실 없이 결함 검출로 축소된다.

공급 내부 저항의 확인을 위해서는,

의 입력 전류 조건에서, 그리고

의 입력 전류 조건에서 시간상 가깝게 서로 나란히 위치하는 방식으로 에어백 제어 유닛 공급 전압 측정이 실행되어야 한다. 입력 전류들(I1, I2)의 차는, 관련 저항들[0.5... 1.5)Ω]이 분해될 수 있을 정도로 선택되어야 한다. 분해 한계는 에어백 시스템들의 경우 100mΩ 이하이다(<= 100mΩ). 간섭 전압들, 차내 전기 시스템(100) 내 부하 교번 등으로부터 측정치의 보호를 위해, 상기 측정치는 적합하게 필터링된다. 이를 위한 조치는, 저역 통과 필터(220) 외에도, 측정 전후 입력 전압의 점검과 함께 측정을 수회(>=3) 빠르게 반복하는 것에 있다.

또한, 다수의 시작 과정을 통한 오류의 필터링은 오랜 차량 정지 시간 후 돌발적인 간섭들 또는 특별 현상들을 배제하기 위해 적합하다.

극성 반전 보호되는 차량 전압[VZP(5...20)V]에서 제어되는 출력 전압[VUP(20...50)V], 예컨대 33V의 생성을 위한 승압 컨버터를 포함하고, 이로부터 한편으로 감압 컨버터를 통해 필요한 시스템 전압들(5V; 3.3V; 1.2V...등) 및 외부 센서 전원 공급의 추가의 손실 적은 생성을 위해 제어되는 출력 전압[VAS(6...8)V], 예컨대 6.7V를 공급하며, 다른 한편으로는 대략 VUP로 ER의 충전을 위한 온/오프 스위칭 가능한 에너지 저장 장치 충전 전류 제어기를 포함하는 에어백 제어 유닛들이 공지된 해결책의 기초를 형성한다.

도 6에는, 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항을 확인하기 위한 방법(600)의 한 실시예의 흐름도가 도시되어 있다.

본원의 방법은 이차 인터페이스(140)에 제1 충전 전류값을 인가하는 단계(610)를 포함한다. 또한, 본원의 방법은, 적합한 측정 회로(135)를 통해, 에너지 공급 장치(ER)로 향하는 이차 인터페이스(140)에 제1 이차 충전 전류를 인가하는 단계(610) 동안, 일차 인터페이스(제어 유닛의 공급 유닛에 대한 UB 연결부)에서 전류 및/또는 전압을 검출(620)하거나 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 또한, 본원의 방법(600)은, 에너지 저장 장치(ER)로 향하는 이차 인터페이스(140)에 제1 이차 충전 전류와 다른 제2 이차 충전 전류를 인가하는 단계(630)와, 적합한 측정 회로를 통해 일차 인터페이스(UB)에서 전류 및/또는 전압을 다시 검출하거나 결정하는 단계(640)도 포함한다.

또한, 본원의 방법은, 인가 단계(610) 동안 검출되거나 결정된 전류 및/또는 검출된 전압을 이용하여, 그리고 인가 단계(630) 동안 검출되거나 결정된 전류 및/또는 검출(620)된 전압을 이용하여, 또는 이차 충전 전류값 2와 이차 충전 전류값 1 사이에서 결정된 전류차, 컨버터 특성값(효율), 및 선택 기준에 따라 측정된 일차 전압을 기반으로 하는 할당표를 통해 일차 인터페이스에서의 전류 변화량을 결정함으로써, 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 결정하는 단계(650)도 포함한다.

다른 말로 표현하면, 도 6에는, 에너지를 공급하는 전력 공급망의 내부 저항을 확인하기 위한 방법(600)의 한 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 인명 보호 장치는 충전 유닛을 포함하며, 이 충전 유닛은 일차 인터페이스에 의해 전력 공급망과 연결되고, 이차 인터페이스에 의해서는 인명 보호 장치의 인명 보호 수단들을 활성화하고 전력 공급망으로부터의 분리 후에는 인명 보호 장치로 공급하기 위한 에너지를 중간 저장하기 위한 에너지 중간 저장 장치와 연결된다. 본원의 방법(600)은 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값을 인가하는 단계(610)를 포함한다. 또한, 본원의 방법은, 인가하는 단계(610) 동안 일차 인터페이스에서 제1 전류 및/또는 제1 전압을 검출하는 단계(620)를 추가로 포함한다. 또한, 본원의 방법(600)은 이차 인터페이스에 제1 충전 전류값과 상이한 제2 충전 전류값을 인가하는 단계(630)도 포함한다. 또한, 본원의 방법(600)은 인가하는 단계 동안 이차 인터페이스에서 제2 전류 및/또는 제2 전압을 결정하는 단계(640)도 포함한다. 마지막으로, 본원의 방법(600)은 제1 전류 및 제2 전류 및/또는 제1 전압 및 제2 전압을 이용하여 전력 공급망의 내부 저항을 확인하는 단계(650)를 포함한다.

기재하거나 도면들에 도시한 실시예들은 단지 예시로만 선택된 것이다. 상이한 실시예들은 완전하게, 또는 개별 특징들과 관련하여 서로 조합될 수 있다. 또한, 하나의 실시예는 하나의 추가 실시예의 특징들을 통해 보충될 수도 있다.

또한, 본원에서 제안되는 방법 단계들은 반복해서, 그리고 기재한 순서와 다른 순서로도 실행될 수 있다. 어느 한 실시예가 제1 특징과 제2 특징 사이에 "및(그리고)/또는"이라는 접속어를 포함한다면, 이는, 상기 실시예가 어느 실시형태에 따라서는 제1 특징뿐만 아니라 제2 특징도 포함하고, 또 다른 실시 형태에 따라서는 제1 특징만 또는 제2 특징만 포함한다는 의미로 해석되어야 한다.

Claims (12)

1. 차량(105)의 인명 보호 장치(130)로 에너지를 공급하는 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 확인하기 위한 방법(600)으로서, 인명 보호 장치(130)는 충전 유닛(110)을 포함하고, 이 충전 유닛은 일차 인터페이스(135)에 의해 전력 공급망(100)와 연결되며, 이차 인터페이스(140)에 의해, 인명 보호 장치(130)의 인명 보호 수단들을 활성화하고 전력 공급망(100)로부터 분리된 후에 인명 보호 장치(130)로 공급하기 위한 에너지를 중간 저장하기 위한 에너지 중간 저장 장치(ER, 120)와 연결되며,
   상기 방법(600)은,
   - 이차 인터페이스(140)에 제1 충전 전류값[IER(t1)]을 인가하는 단계(610)와;
   - 상기 인가 단계(610) 동안 일차 인터페이스(135)에서 제1 전류 및/또는 제1 전압을 검출하는 단계(620)와;
   - 상기 이차 인터페이스(140)에 제1 충전 전류값[IER(t1)]과 상이한 제2 충전 전류값[IER(t5)]을 인가하는 단계(630)와;
   - 상기 인가 단계(630) 동안 일차 인터페이스(135)에서 제2 전류 및/또는 제2 전압을 결정하는 단계(640)와;
   - 상기 제1 전류와 제2 전류, 및/또는 상기 제1 전압과 제2 전압을 이용하여 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 확인하는 단계(650)를; 포함하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
2. 제1항에 있어서, 상기 확인 단계(650)에서 내부 저항(R)은, 충전 유닛(110)의 효율(η), 제1 충전 전류값[IER(t1)], 및/또는 제2 충전 전류값[IER(t5)]을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출 단계(620)에서, 그리고/또는 상기 결정 단계(640)에서, 일차 인터페이스(135)에서의 제1 및/또는 제2 전류, 및/또는 제1 및/또는 제2 전압이 저역 통과 필터링되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이차 인터페이스(140)에 인가하는 단계(630)에서 제1 충전 전류값[IER(t1)]보다 더 큰 제2 충전 전류값[IER(t5)]이 인가되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이차 인터페이스(140)에 인가하는 단계(630)에서, 제2 충전 전류값[IER(t5)]은, 제1 충전 전류값[IER(t1)]의 인가 이후 미리 결정된 시간 간격 이내에 인가되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확인 단계(650)에서 내부 저항(R)은 룩업 테이블을 이용하여 결정되고, 그리고/또는 상기 검출 단계(620) 및/또는 결정 단계(640)에서 일차 인터페이스(135)에서의 제1 및/또는 제2 전압, 및/또는 제1 및/또는 제2 전류가 룩업 테이블을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인가 단계(610), 검출 단계(620), 인가 단계(630) 및 결정 단계(640)는 시간상 연속해서 여러 번 실행되고, 상기 확인 단계(650)에서는 내부 저항(R)이 인가 단계(610)에서 검출된 제1 전류들 및/또는 인가 단계(610)에서 검출된 제1 전압들에 따라, 그리고 상기 결정 단계(640)에서 검출된 제2 전류들 및/또는 제2 전압들을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
8. 차량(105)의 인명 보호 장치(130)로 에너지를 공급하는 전력 공급망(100)의 오작동에 대한 정보 제공을 위한 에러 메시지를 송출하기 위한 방법(700)으로서, 상기 방법(700)은,
   - 제1항 또는 제2항에 따른 방법(600)의 단계들과,
   - 내부 저항이 저항 임계값에 대해 미리 결정된 관계가 있다면, 상기 에러 메시지를 공급하는 단계(710)를 포함하는, 에러 메시지 송출 방법(700).
9. 차량(105)의 인명 보호 장치(130)로 에너지를 공급하는 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 확인하기 위한 장치(200)로서, 인명 보호 장치(130)는 충전 유닛(110)을 포함하고, 이 충전 유닛은 일차 인터페이스(135)에 의해 전력 공급망(100)와 연결되고, 이차 인터페이스(140)에 의해서는 인명 보호 장치(130)의 인명 보호 수단들을 활성화하고 전력 공급망(100)로부터 분리된 이후에는 인명 보호 장치(130)로 공급하기 위한 에너지를 중간 저장하기 위한 에너지 중간 저장 장치(ER, 120)와 연결되며,
   상기 장치(200)는,
   - 이차 인터페이스(140)에 제1 충전 전류값[IER(t1)]을 인가하기 위한 유닛(110, 140)과,
   - 상기 인가 동안 일차 인터페이스(135)에서 제1 전류 및/또는 제1 전압을 검출하기 위한 유닛(MUX, ADC, 135)과,
   - 이차 인터페이스에 상기 제1 충전 전류값[IER(t1)]과 상이한 제2 충전 전류값[IER(t5)]을 인가하기 위한 유닛(110, 140)과,
   - 상기 인가 동안 일차 인터페이스(135)에서의 제2 전류 및/또는 제2 전압을 결정하기 위한 유닛(MUX, ADC, 135)과,
   - 상기 제1 전류와 제2 전류, 및/또는 상기 제1 전압과 제2 전압을 이용하여 전력 공급망(100)의 내부 저항(R)을 확인하기 위한 유닛(110)을 포함하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 장치(200).
10. 프로그램 제품이 장치(200)에서 실행될 경우 제8항에 따른 방법(700)을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
11. 제4항에 있어서, 제2 충전 전류값[IER(t5)]은, 제1 충전 전류값[IER(t1)]에 비해, 상기 확인 단계(650)에서 일차 인터페이스(135)에서의 제1 및/또는 제2 전압, 및/또는 제1 및/또는 제2 전류로부터, 충전 유닛(110)의 효율(η)에 따라 전력 공급망(100)의 미리 결정된 내부 저항(R)보다 더 작은 내부 저항(R)이 결정될 수 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).
12. 제1항에 있어서, 내부 저항(R)은 충전 유닛(110)의 양극 단자와 접지 단자 사이의 모든 저항의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 공급망의 내부 저항 확인 방법(600).

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