KR102322858B1

KR102322858B1 - 초음파센서의 고장 진단 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102322858B1
Application number: KR1020170058784A
Authority: KR
Inventors: 황순철; 정지현; 황인철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사; 엘에스오토모티브테크놀로지스 주식회사
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2021-11-08
Also published as: KR20180124382A; CN108872969B; CN108872969A; US20180326945A1; US10252698B2

Abstract

본 발명은 초음파센서의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 초음파센서의 송신기를 활성화한 후 상기 초음파센서의 수신기에 의해 수신된 파형을 기반으로 서지 전압(Surge Voltage)의 발생 여부를 판단하여 초음파센서의 고장 여부를 진단함으로써, 초음파센서의 수신 파형이 유동적으로 변하는 환경에서도 초음파센서의 고장 여부를 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 초음파센서의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 초음파센서의 고장 진단 장치에 있어서, 초음파를 송수신하는 초음파센서; 상기 수신된 초음파의 전압을 측정하는 전압센서; 및 상기 측정된 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 초음파센서의 고장 여부를 진단하는 제어기를 포함한다.

Description

초음파센서의 고장 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING MALFUNCTION OF ULTRASONIC SENSOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 초음파센서의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파센서의 수신 파형이 유동적으로 변하는 환경(일례로, 차량의 실내)에서도 초음파센서의 고장 여부를 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 초음파센서는 약 20kHz 이상의 높은 주파수의 소리를 발생시킨 후 물체에 반사되어 돌아오는 소리와의 시간차를 측정해서 거리나 장애물의 존재 여부를 알려주는 센서로서, 거리측정 시스템, 장애물 감지 시스템, 적설량 감지 시스템 등 다양한 시스템에 적용되고 있다.

이러한 초음파센서는 'Trig' 핀에 연결된 압전소자에 전압을 가해서 초음파를 발생시키고, 물체에 반사되어 되돌아오는 음파를 'Echo' 핀을 통해 수신하여 전압을 발생시키는 구조를 갖는다.

종래의 기술로서, 초음파센서의 고장 진단 방법은 초음파센서의 송신기를 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 천이한 후 수신기에 수신되는 파형의 전압이 기준치를 초과하면 정상으로 판단하고, 기준치를 초과하지 않으면 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 판단한다. 이때, 고장 진단 과정은 기 설정된 시간(일례로, 500ms) 이내에 수행된다.

이러한 종래의 기술은 실내 공간이 넓은 상용차와 같이, 실내 대류현상에 의해 초음파센서의 수신 파형이 유동적으로 변하는 환경에서는 수신 파형이 기준치를 넘나드는 경우가 발생하여 초음파센서의 고장 여부를 정확하게 진단해 내지 못하는 문제점이 있다.

예를 들어, 종래의 기술은 초음파센서가 실제로 정상이지만 대류현상으로 인해 수신 파형의 일부 구간이 기준치를 초과하지 못하는 경우가 발생하여 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하거나, 반대로 초음파센서가 실제로 고장이지만 대류현상으로 인해 수신 파형의 일부 구간이 기준치를 초과하는 경우가 발생하여 초음파센서를 정상으로 진단하는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2003-0074749호

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 초음파센서의 송신기를 활성화한 후 상기 초음파센서의 수신기에 의해 수신된 파형을 기반으로 서지 전압(Surge Voltage)의 발생 여부를 판단하여 초음파센서의 고장 여부를 진단함으로써, 초음파센서의 수신 파형이 유동적으로 변하는 환경에서도 초음파센서의 고장 여부를 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 초음파센서의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 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 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 초음파센서의 고장 진단 장치에 있어서, 초음파를 송수신하는 초음파센서; 상기 수신된 초음파의 전압을 측정하는 전압센서; 및 상기 측정된 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 초음파센서의 고장 여부를 진단하는 제어기를 포함한다.

여기서, 상기 제어기는 상기 서지 전압이 발생하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 서지 전압이 발생하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하고, 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 평균값을 산출하며, 상기 산출된 평균값에 튜닝 값을 더하여 임계치를 결정하고, 상기 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 추출한 전압 값을 저장할 수도 있다.

또한, 상기 제어기는 차량 도어의 락 신호가 입력되면 상기 서지 전압의 발생 여부를 판단할 수도 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 진단 결과를 시각적 또는 청각적으로 출력할 수도 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 초음파센서의 고장 진단 방법에 있어서, 초음파센서가 초음파를 송수신하는 단계; 전압센서가 상기 수신된 초음파의 전압을 측정하는 단계; 및 제어기가 상기 측정된 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 초음파센서의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 진단 단계는 상기 서지 전압이 발생하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 서지 전압이 발생하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단할 수 있다.

또한, 상기 진단 단계는 상기 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하는 단계; 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 평균값을 산출하는 단계; 상기 산출된 평균값에 튜닝 값을 더하여 임계치를 결정하는 단계; 상기 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하는 단계; 및 상기 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 진단 단계는 상기 추출한 전압 값을 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 진단 단계는 차량 도어의 락 신호가 입력되면 상기 서지 전압의 발생 여부를 판단할 수도 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 초음파센서의 고장 진단 장치에 있어서, 하나의 수신기와 제1 송신기 및 제2 송신기를 구비한 초음파센서; 상기 수신기에 수신된 초음파의 전압을 측정하는 전압센서; 및 제1구간에서는 제1 송신기를 활성화하고 제2구간에서는 제1 송신기와 제2 송신기를 모두 활성화하며, 각 구간에서 측정된 전압에 기초하여 구간별 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제1 송신기 또는 상기 제2 송신기의 고장 여부를 진단하는 제어기를 포함한다.

여기서, 상기 제어기는 상기 제1구간에서 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하고, 상기 제1구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제1 평균값을 산출하며, 상기 제1 평균값에 튜닝 값을 더하여 제1 임계치를 결정하고, 상기 제1구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제1 송신기를 정상으로 진단하고, 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제1 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 제1 송신기가 정상인 경우, 상기 제2구간에서 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하고, 상기 제2구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제2 평균값을 산출하며, 상기 제2 평균값에 튜닝 값을 더하여 제2 임계치를 결정하고, 상기 제2구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제2 송신기를 정상으로 진단하고, 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제2 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 제2 평균값을 상기 제1 평균값으로 나눈 결과가 임계범위에 포함되면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 임계범위에 포함되지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단할 수도 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 하나의 수신기와 제1 송신기 및 제2 송신기를 구비한 초음파센서의 고장 진단 방법에 있어서, 제어기가 제1구간에서 제1 송신기를 활성화하는 단계; 전압센서가 제1구간에서 상기 수신기에 수신된 초음파의 제1 전압을 측정하는 단계; 상기 제1 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제1 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계; 상기 제1 송신기가 정상인 경우, 상기 제어기가 제2구간에서 상기 제1 송신기의 활성화 상태를 유지하면서 상기 제2 송신기를 활성화하는 단계; 상기 전압센서가 제2구간에서 상기 수신기에 수신된 초음파의 제2 전압을 측정하는 단계; 및 상기 제2 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제2 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제1 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제1구간에서 측정된 제1 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하는 단계; 상기 제1구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제1 평균값을 산출하는 단계; 상기 제1 평균값에 튜닝 값을 더하여 제1 임계치를 결정하는 단계; 상기 제1구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제1 송신기를 정상으로 진단하는 단계; 및 상기 제1구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제1 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제2구간에서 측정된 제2 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하는 단계; 상기 제2구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제2 평균값을 산출하는 단계; 상기 제2 평균값에 튜닝 값을 더하여 제2 임계치를 결정하는 단계; 상기 제2구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제2 송신기를 정상으로 진단하는 단계; 및 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제2 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 상기 제2 평균값을 상기 제1 평균값으로 나눈 결과가 임계범위에 포함되면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 임계범위에 포함되지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명은, 초음파센서의 송신기를 활성화한 후 상기 초음파센서의 수신기에 의해 수신된 파형을 기반으로 서지 전압(Surge Voltage)의 발생 여부를 판단하여 초음파센서의 고장 여부를 진단함으로써, 초음파센서의 수신 파형이 유동적으로 변하는 환경에서도 초음파센서의 고장 여부를 정확도 높게 진단해 낼 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각종 차량에 탑재된 침입방지시스템(Intrusion Protection System)에 적용되어 외부인의 차량 침입 여부를 정확도 높게 검출할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하나의 송신기와 하나의 수신기로 이루어진 초음파센서는 물론, 복수의 송신기와 하나의 수신기로 이루어진 초음파센서의 고장 여부도 진단해 낼 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 초음파센서의 수신 파형에 대한 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 과정을 나타내는 다른 실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 방법에 대한 다른 실시예 흐름도,
도 6 은 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 장치에 대한 다른 실시예 구성도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 은 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 장치에 대한 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 장치는, 초음파센서(10), 전압센서(20), 제어기(30), 저장기(Storage)(40), 출력기(50)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 초음파센서(10)는 일례로 차량의 실내에 위치하여 외부인의 침입을 감지하는 시스템에 적용될 수 있으며, 이때 초음파센서(10)는 초음파를 송신하는 송신기(12)와 상기 송신기(12)를 통해 송신된 초음파 중 물체에 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 수신기(11)로 구성될 수 있다.

본 발명은 초음파센서(10)의 고장을 진단하는 기술로서, 이때 초음파센서(10)는 진단의 대상으로 종류, 사양, 주파수 특성에 상관없이 모든 초음파센서가 진단의 대상이 될 수 있다.

다음으로, 전압센서(20)는 수신기(11)에 의해 수신된 초음파(수신 파형)의 전압을 측정한다. 이렇게 측정된 수신 파형의 전압은 도 2에 도시된 바와 같다.

이하, 도 2를 참조하여 수신 파형에 대해 살펴보기로 한다.

도 2에서, '210'은 초음파센서(10)가 정상인 경우의 수신 파형(이하, 제1 수신 파형)을 나타내고, '220'은 초음파센서(10)가 고장인 경우의 수신 파형(이하, 제2 수신 파형)을 나타낸다. 이때, 제1 수신 파형(210)과 제2 수신 파형(220)은 모두 유동적으로 변화하고 있는 것을 알 수 있다.

이러한 상황에서 종래의 방식으로 초음파센서(10)의 고장을 진단할 경우, 제1 수신 파형(210)과 제2 수신 파형(220) 모두 기준치를 넘나드는 경우가 발생하기 때문에 초음파센서(10)의 고장 여부를 정확하게 진단해 낼 수 없다.

도 2를 자세히 살펴보면, 제1 수신 파형(210)의 경우 송신기(12)가 오프 상태에서 온 상태로 천이하는 시점에 서지 전압(213)이 발생하는 것을 알 수 있다. 그러나 제2 수신 파형(220)의 경우에는 서지 전압이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

본 발명은 이러한 원리에 기초하여, 초음파센서의 송신기를 활성화한 후 상기 초음파센서의 수신기에 의해 수신된 파형을 기반으로 서지 전압(Surge Voltage)의 발생 여부를 판단하여 초음파센서의 고장 여부를 진단한다. 이때, 서지 전압(213)의 발생 여부를 판단하는 과정에 대해서는 하기에서 상세히 살펴보기로 한다.

다음으로, 제어기(30)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다. 예를 들어, 제어기(30)는 초음파센서(10), 전압센서(20), 저장기(Storage)(40), 출력기(50) 각각의 활성화 시점을 개별적으로 결정할 수 있으며, 아울러 활성화에 필요한 각종 제어(전원 제어도 포함)를 수행할 수 있다. 이때, 제어기(30)는 차량 네트워크를 통해 차량 도어의 락 신호를 획득하면 상기 각 구성요소들을 활성화하면서 초음파센서(10)의 고장 진단 과정을 개시할 수 있다. 여기서, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented System Transport) 등을 포함할 수 있다.

특히, 제어기(30)는 전압센서(20)에 의해 측정된 수신 파형의 전압으로부터 소정의 시간 간격(일례로, 4ms)으로 전압 값을 추출한다. 이때, 제어기(30)는 추출한 전압 값을 저장기(40)에 저장할 수도 있다.

이하, 도 2를 참조하여 제어기(30)에 의해 수행되는 초음파센서(10)의 고장 진단 과정에 대해 살펴본다. 제1 수신 파형(210)을 예로 들어 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 서지 전압(213)의 발생 여부를 판단하여 초음파센서(10)의 고장 여부를 판단한다.

이를 위해, 제어기(30)는 제1 수신 파형(210)이 안정화된 이후, 즉 송신기(12)가 오프 상태에서 온 상태로 천이 된 상태에서 일정 시간이 경과 후에 추출된 전압 값의 평균값을 산출한다. 도 2에서 '211'은 이렇게 산출된 평균값을 나타낸다.

결국, 제어기(30)는 송신기(12)를 활성화한 후 전압센서(20)에 의해 측정된 수신 파형의 전압으로부터 소정의 시간 간격으로 전압 값을 추출하되, 송신기(12)가 활성화되고 소정 시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들을 이용하여 평균값을 산출한다.

이후, 제어기(30)는 산출된 평균값에 튜닝 값(일례로, 0.16V)을 더하여 임계치를 결정한다. 도 2에서 '212'는 이렇게 결정된 임계치를 나타낸다.

이후, 제어기(30)는 상기 추출된 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면, 서지 전압(213)이 발생한 것으로 판단하여 초음파센서(10)를 정상으로 진단하고, 상기 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 초음파센서(10)에 고장이 발생한 것으로 진단한다.

이러한 초음파센서(10)의 고장 진단 과정을 예를 들어 설명하기로 한다.

고장 진단 과정이 개시되면, 100ms가 되는 시점까지는 준비상태로서 4ms 단위로 총 25개의 전압 값을 추출한다. 이렇게 추출된 25개의 전압 값을 'DATA1'이라 한다.

이후, 준비상태가 끝나는 시점부터 500ms 동안 4ms 단위로 총 125개의 전압 값을 추출한다. 이렇게 추출된 125개의 전압 값은 서지 전압의 발생 여부를 검출하는데 이용되는 실질적인 데이터(DATA2)이다.

이후, 제1 수신 파형(212)의 안정화 시간을 일례로 8ms라 하면, 평균값 산출에 이용되는 데이터는 123개가 된다. 이때, 안정화 시간은 테스트 환경에 따라 다르게 설정될 수 있다.

이후, 123개 데이터의 평균값에 튜닝 값을 더하여 임계치를 결정하고, 125개의 전압 값 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 초음파센서(10)를 정상으로 진단하고, 상기 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 초음파센서(10)에 고장이 발생한 것으로 진단한다.

한편, 제어기(30)는 차량에 탑재된 BCM(Body Control Module)으로부터 차량 도어의 락 신호가 입력되면 초음파센서(10)의 고장 진단 과정을 개시할 수도 있다.

다음으로, 저장기(40)는 각종 데이터를 저장할 수 있으며, 특히 제어기(30)의 제어하에 시간 인덱스를 갖는 전압 값들을 저장할 수도 있다.

다음으로, 출력기(50)는 제어기(30)의 제어하에 진단 결과를 출력한다. 일례로, 출력기(50)는 경보기로 구현되어 진단 결과에 따른 경보음을 출력할 수도 있고, 디스플레이로 구현되어 진단 결과를 표시할 수도 있다.

다른 실시 예로서, 도 3 및 도 6을 참조하여 초음파센서(10)가 하나의 수신기와 복수의 송신기를 구비한 경우, 상기 초음파센서(10)의 고장을 진단하는 과정에 대해 살펴보기로 한다. 이때, 본 발명은 복수의 송신기 중에서 어느 송신기에 고장이 발생했는지도 검출해 낼 수 있다.

도 3에서, '310' 구간은 제1 송신기(13)와 제2 송신기(14)가 모두 오프 상태인 구간, '320' 구간은 제1 송신기(13)는 온 상태이고 제2 송신기(14)는 오프 상태인 구간, '330' 구간은 제1 송신기(13)와 제2 송신기(14)가 모두 온 상태인 구간, '340'은 제1 송신기(13)와 제2 송신기(14)가 모두 오프 상태인 구간을 각각 나타낸다.

또한, '350'은 제1 임계치를 나타내고, '360'은 제2 임계치를 나타낸다.

또한, '370'은 제1 송신기(13)가 활성화된 후 수신기(11)에 의해 수신된 파형(이하, 제1 수신 파형)을 나타내고, '380'은 제1 송신기(13)의 활성화 상태가 유지된 상태에서 제2 송신기(14)가 활성화된 후 수신기(11)에 의해 수신된 파형(이하, 제2 수신 파형)을 나타낸다. 즉, '380'은 제1 송신기(13)와 제2 송신기(14)가 모두 활성화된 상태에서 수신기(11)에 의해 수신된 파형을 나타낸다.

먼저, 제어기(30)는 '310' 구간을 유지하다가 제1 송신기(13)를 온 상태로 천이하여 '320' 구간에 진입한다.

그러면, 전압센서(20)는 수신기(11)에 의해 수신된 제1 수신 파형(380)의 전압을 측정한다.

이후, 제어기(30)는 제1 송신기(13)를 활성화한 후 전압센서(20)에 의해 측정된 제1 수신 파형(370)의 전압으로부터 소정의 시간 간격으로 전압 값을 추출한다.

이후, 제어기(30)는 제1 송신기(13)가 활성화되고 소정 시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들을 이용하여 제1 평균값을 산출한다. 이렇게 하는 이유는 제1 수신 파형(370)의 안정화 시간을 고려하기 위함이다.

이후, 제어기(30)는 산출된 제1 평균값에 튜닝 값(일례로, 0.16V)을 더하여 제1 임계치(350)를 결정한다.

이후, 제어기(30)는 제1 송신기(13)가 활성화된 이후에 추출된 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치(350)를 초과하는 값이 하나라도 존재하면, 서지 전압이 발생한 것으로 판단하여 제1 송신기(13)를 정상으로 진단하고, 상기 제1 임계치(350)를 초과하는 값이 존재하지 않으면 제1 송신기(13)에 고장이 발생한 것으로 진단한다.

이후, 제1 송신기(13)가 정상인 경우, 제어기(30)는 제1 송신기(13)의 활성화 상태를 유지한 상태에서 제2 송신기(14)를 활성화하여 '330' 구간에 진입한다.

이후, 제어기(30)는 제2 송신기(14)를 활성화한 후 전압센서(20)에 의해 측정된 제2 수신 파형(380)의 전압으로부터 소정의 시간 간격으로 전압 값을 추출한다.

이후, 제어기(30)는 제2 송신기(14)가 활성화되고 소정 시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들을 이용하여 제2 평균값을 산출한다. 이렇게 하는 이유는 제2 수신 파형(380)의 안정화 시간을 고려하기 위함이다.

이후, 제어기(30)는 산출된 제2 평균값에 튜닝 값(일례로, 0.16V)을 더하여 제2 임계치(360)를 결정한다.

이후, 제어기(30)는 제2 송신기(14)가 활성화된 이후에 추출된 전압 값들 중에서 상기 제2 임계치(360)를 초과하는 값이 하나라도 존재하면, 서지 전압이 발생한 것으로 판단하여 제2 송신기(14)를 정상으로 진단하고, 상기 제2 임계치(360)를 초과하는 값이 존재하지 않으면 제2 송신기(14)에 고장이 발생한 것으로 진단한다.

한편, 제어기(30)는 단순히 제2 평균값을 제1 평균값으로 나눈 결과가 임계범위(일례로, 1.9 ~ 2.1)에 포함되면 초음파센서(10)를 정상으로 진단하고, 상기 임계범위에 포함되지 않으면 초음파센서(10)에 고장이 발생한 것으로 진단할 수도 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 초음파센서(10)가 초음파를 송수신한다(401).

이후, 전압센서(20)가 상기 수신된 초음파의 전압을 측정한다(402).

이후, 제어기(30)가 상기 측정된 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 초음파센서의 고장 여부를 진단한다(403).

도 5 는 본 발명에 따른 초음파센서의 고장 진단 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.

먼저, 제어기(30)가 제1구간에서 제1 송신기(13)를 활성화한다(501).

이후, 전압센서(20)가 제1구간에서 상기 수신기(11)에 수신된 초음파의 제1 전압을 측정한다(502).

이후, 제어기(30)가 상기 제1 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제1 송신기(13)의 고장 여부를 진단한다(503).

이후, 상기 제1 송신기(13)가 정상인 경우, 상기 제어기(30)가 제2구간에서 상기 제1 송신기(13)의 활성화 상태를 유지하면서 상기 제2 송신기(14)를 활성화한다(504).

이후, 전압센서(20)가 제2구간에서 상기 수신기(11)에 수신된 초음파의 제2 전압을 측정한다(505).

이후, 제어기(30)가 상기 제2 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제2 송신기(14)의 고장 여부를 진단한다(506).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 초음파센서
20 : 전압센서
30 : 제어기
40 : 저장기
50 : 출력기

Claims

초음파를 송수신하는 초음파센서;
상기 수신된 초음파의 전압을 측정하는 전압센서; 및
상기 측정된 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 초음파센서의 고장 여부를 진단하는 제어기를 포함하되,
상기 제어기는,
상기 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하고, 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 평균값을 산출하며, 상기 산출된 평균값에 튜닝 값을 더하여 임계치를 결정하고, 상기 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 서지 전압이 발생하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 서지 전압이 발생하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 추출한 전압 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는,
차량 도어의 락 신호가 입력되면 상기 서지 전압의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 진단한 초음파센서의 고장 여부를 출력하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
초음파센서가 초음파를 송수신하는 단계;
전압센서가 상기 수신된 초음파의 전압을 측정하는 단계; 및
제어기가 상기 측정된 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 초음파센서의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함하되,
상기 진단 단계는,
상기 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하는 단계;
임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 평균값을 산출하는 단계;
상기 산출된 평균값에 튜닝 값을 더하여 임계치를 결정하는 단계;
상기 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하는 단계; 및
상기 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계
는 초음파센서의 고장 진단 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 진단 단계는,
상기 서지 전압이 발생하면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 서지 전압이 발생하지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 방법.
삭제
제 7 항에 있어서,
상기 진단 단계는,
상기 평균값을 산출하는 단계 이전에 상기 추출한 전압 값을 저장하는 단계
를 더 포함하는 초음파센서의 고장 진단 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 진단 단계는,
차량 도어의 락 신호가 입력되면 상기 서지 전압의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 진단한 초음파센서의 고장 여부를 출력하는 단계
를 포함하는 초음파센서의 고장 진단 방법.
하나의 수신기와 제1 송신기 및 제2 송신기를 구비한 초음파센서;
상기 수신기에 수신된 초음파의 전압을 측정하는 전압센서; 및
제1구간에서는 제1 송신기를 활성화하고 제2구간에서는 제1 송신기와 제2 송신기를 모두 활성화하며, 각 구간에서 측정된 전압에 기초하여 구간별 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제1 송신기 또는 상기 제2 송신기의 고장 여부를 진단하는 제어기를 포함하되,
상기 제어기는,
상기 제1구간에서 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하고, 상기 제1구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제1 평균값을 산출하며, 상기 제1 평균값에 튜닝 값을 더하여 제1 임계치를 결정하고, 상기 제1구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제1 송신기를 정상으로 진단하고, 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제1 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
삭제
제 13 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제1 송신기가 정상인 경우, 상기 제2구간에서 측정된 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하고, 상기 제2구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제2 평균값을 산출하며, 상기 제2 평균값에 튜닝 값을 더하여 제2 임계치를 결정하고, 상기 제2구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제2 송신기를 정상으로 진단하고, 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제2 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제2 평균값을 상기 제1 평균값으로 나눈 결과가 임계범위에 포함되면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 임계범위에 포함되지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 고장 진단 장치.
하나의 수신기와 제1 송신기 및 제2 송신기를 구비한 초음파센서의 고장 진단 방법에 있어서,
제어기가 제1구간에서 제1 송신기를 활성화하는 단계;
전압센서가 제1구간에서 상기 수신기에 수신된 초음파의 제1 전압을 측정하는 단계;
상기 제1 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제1 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계;
상기 제1 송신기가 정상인 경우, 상기 제어기가 제2구간에서 상기 제1 송신기의 활성화 상태를 유지하면서 상기 제2 송신기를 활성화하는 단계;
상기 전압센서가 제2구간에서 상기 수신기에 수신된 초음파의 제2 전압을 측정하는 단계; 및
상기 제2 전압에 기초하여 서지 전압의 발생 여부를 판단하고, 상기 서지 전압의 발생 여부에 따라 상기 제2 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함하되,
상기 제1 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 제1구간에서 측정된 제1 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하는 단계;
상기 제1구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제1 평균값을 산출하는 단계;
상기 제1 평균값에 튜닝 값을 더하여 제1 임계치를 결정하는 단계;
상기 제1구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제1 송신기를 정상으로 진단하는 단계; 및
상기 제1구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제1 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제1 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계
를 포함하는 초음파센서의 고장 진단 방법.
삭제
제 17 항에 있어서,
상기 제2 송신기의 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 제2구간에서 측정된 제2 전압으로부터 기 설정된 시간 간격으로 전압 값을 추출하는 단계;
상기 제2구간에서 임계시간이 경과 한 후부터 추출된 전압 값들의 제2 평균값을 산출하는 단계;
상기 제2 평균값에 튜닝 값을 더하여 제2 임계치를 결정하는 단계;
상기 제2구간에서 추출된 전체 전압 값들 중에서 상기 제2 임계치를 초과하는 값이 하나라도 존재하면 상기 제2 송신기를 정상으로 진단하는 단계; 및
상기 제2 임계치를 초과하는 값이 존재하지 않으면 상기 제2 송신기에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계
를 포함하는 초음파센서의 고장 진단 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 제2 평균값을 상기 제1 평균값으로 나눈 결과가 임계범위에 포함되면 상기 초음파센서를 정상으로 진단하고, 상기 임계범위에 포함되지 않으면 상기 초음파센서에 고장이 발생한 것으로 진단하는 단계
를 더 포함하는 초음파센서의 고장 진단 방법.