KR20050018519A - Fault circuit detection system of vehicle and method thereof - Google Patents
Fault circuit detection system of vehicle and method thereofInfo
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 자기 진단에 관한 것으로, 더 상세하게는 부하 전류에 비례하는 센싱 전류(Sensing Current)를 출력하는 IPS(Intelligent Power Switch)의 특성을 이용하여 차량의 각 부하 회로에 대한 이상 여부를 능동적으로 검출 및 경보하도록 하는 차량의 회로 이상 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a self-diagnosis of a vehicle. More particularly, the present invention relates to an error of each load circuit of a vehicle by using an characteristic of an intelligent power switch (IPS) that outputs a sensing current proportional to the load current. A circuit abnormality detection system and method of a vehicle for actively detecting and alerting.
전자 기술의 발전과 사용자의 요구에 따라 차량에는 다양한 편의장치 및 안전장치가 장착되는데, 이러한 각 장치들은 전자제어에 의해 그 동작이 실행된다.According to the development of electronic technology and the demands of the user, the vehicle is equipped with various convenience devices and safety devices, each of which is operated by electronic control.
따라서, 이들 장치에 대한 회로를 보호하기 위해서는 퓨즈(Fuse)가 장착되고, 이들 장치에 대하여 동작을 실행시키는 스위치 역할을 위해서는 릴레이(Relay)가 장착되고 있다.Therefore, fuses are mounted to protect circuits for these devices, and relays are mounted to serve as switches for performing operations on these devices.
이와 같이 차량에 장착되는 각 장치들을 보호하고, 적정한 스위칭 동작이 수행될 수 있도록 장착되는 퓨즈 및 릴레이는 실제 부하의 미작동이나 퓨즈의 소손 현상이 발생한 후에서야 고장 상태를 인지할 수 있는 단점을 갖고 있다.As such, the fuses and relays installed to protect the devices mounted on the vehicle and perform the appropriate switching operation have a disadvantage in that the fault condition can be recognized only after the actual load is not operated or the fuse burns out. have.
특히, 예를 들어 후진 램프나 스톱 램프 등과 같은 부하에 대해서는 운전자가 미작동 여부에 대하여 쉽데 인지하지 못하는 문제점이 있다.In particular, for a load such as a reverse lamp or a stop lamp, there is a problem that the driver cannot easily recognize whether or not the vehicle is inoperative.
또한, 회로상에서 임의의 부하에 대한 간헐적인 쇼트(Short)와 같은 경우 퓨즈가 소손되는 대신에 와이어(Wire)의 소손이 발생되는 현상이 빈번하며, 이러한 현상에 대하여 운전자 및 정비사가 판단할 수 있는 방법이 현재로서는 전무한 상태이다. In addition, in the case of an intermittent short on an arbitrary load in the circuit, a phenomenon in which the wire is burned out instead of the fuse is frequently burned, which can be determined by the driver and the mechanic. There is no method at this time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 차량에서 임의의 부하를 동작시키는 경우 해당 작부하 전류에 비례하는 센싱 전류를 출력하는 지능형 전력 스위치 수단인 IPS의 특성을 이용하여 동작이 선택된 해당 부하의 미작동과 간헐 쇼트 및 완전 쇼트 등 회로의 이상 여부를 능동적으로 검출하여 이를 운전자에게 지시함으로써 신속한 복구가 수행될 수 있도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to use the characteristics of the intelligent power switch means IPS outputs a sensing current proportional to the load current when operating any load in the vehicle Active recovery is detected by instructing the driver to detect the abnormality of the circuit, such as the operation of the selected load, the intermittent short and the complete short.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 차량에 대한 제반적인 동작을 제어하며, CAN 통신으로 검출되는 임의의 부하 작동 선택 신호에 따라 해당 부하의 동작을 제어하는 신호를 출력하며, 해당 부하의 작동에 따라 피드백 검출되는 센싱 전류의 분석으로 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 이상 여부를 검출하는 MCU와; 상기 MCU의 부하 작동 신호에 따라 스위칭되어 해당 부하측에 전원을 공급하며, 해당 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 신호로 출력하는 IPS와; 상기 차량내 장착되는 각 장치로부터의 피드백 센싱 전류를 다중화하며, 상기 MCU에서 인가되는 선택신호에 따라 해당 부하에 대한 센싱 전류를 선택 출력하는 먹스/디먹스와; 상기 MCU와 CAN 통신으로 연결되며, 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 이상 여부 진단 정보를 표시하는 표시부를 포함한다.The present invention for realizing the above object controls the overall operation of the vehicle, and outputs a signal for controlling the operation of the load in accordance with any load operation selection signal detected by CAN communication, the operation of the load An MCU for detecting an abnormality of the load and the wire connecting the load by analyzing the sensing current detected by the feedback; An IPS switched according to the load operation signal of the MCU to supply power to the load side, and outputting a sensing current according to the operation of the load as a feedback signal; A mux / demux for multiplexing feedback sensing currents from each device mounted in the vehicle and selectively outputting sensing currents for a corresponding load according to a selection signal applied from the MCU; Connected to the MCU and CAN communication, and includes a display unit for displaying the diagnostic information whether the load and the wire connecting the load.
또한, 본 발명은 MCU는 수신되는 CAN 통신 데이터를 분석하여 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되는지를 판단하는 과정과; 임의의 부하를 작동 선택하는 신호가 검출되면 IPS의 스위칭을 통해 해당 부하를 작동시키는 과정과; 상기 선택된 부하의 작동에 따른 센싱 전류를 피드백 검출하여 검출되는 센싱 전류가 설정된 최소 전류 이하의 값을 갖는지를 판단하는 과정과; 상기에서 최소 전류 이하의 값을 갖으면 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 단선으로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정과; 상기에서 피드백 센싱 전류가 최소 전류 이상이면 설정된 최대 전류 이상의 값을 갖는지를 판단하는 과정과; 상기에서 최대 전류 이상의 값을 갖으면 그 유지시간이 설정시간 이상이면 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정 및; 최대 전류 이상의 값이 간헐적으로 검출되면, 해당 부하 혹은 부하를 연결하는 와이어의 간헐적인 쇼트로 판단하여 표시부를 통해 해당 메시지를 지시하는 과정을 포함한다.In addition, the present invention is a process for the MCU to analyze the received CAN communication data to determine whether a signal for operating any load selection is detected; Activating the load by switching the IPS when a signal for activating an arbitrary load is detected; Determining whether the detected current has a value less than or equal to a set minimum current by feedback detecting a sensing current according to the operation of the selected load; Determining a disconnection of a corresponding load or a wire connecting the load if the value is less than the minimum current and indicating a corresponding message through the display unit; Determining whether the feedback sensing current has a value equal to or greater than a set maximum current when the feedback sensing current is equal to or greater than the minimum current; If it has a value greater than or equal to the maximum current, determining that the load is short or a wire connecting the load and indicating a corresponding message through the display unit if the holding time is longer than the set time; If a value greater than or equal to the maximum current is intermittently detected, it is determined that the load is intermittent short of the load or the wire connecting the load, and the corresponding message is displayed through the display unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 회로 이상 검출 시스템은 MCU(10)와 IPS(20), 부하(30), 먹스/디먹스(40), 표시부(50), 트랜지스터(TR), 다이오드(D), 제너다이오드(ZD) 및 복수개의 저항(R1-R3)으로 구성된다.As can be seen in Figure 1, the circuit abnormality detection system of the vehicle according to the present invention is MCU 10, IPS 20, load 30, mux / demux 40, display unit 50, transistor ( TR), a diode D, a zener diode ZD and a plurality of resistors R1-R3.
상기에서 MCU(10)는 CAN 인터페이스부(11)와, 제1 I/O부(12), 제2 I/O부(13) 및 아날로그 입력부(14)를 포함하며, 차량에서 제반적인 동작을 수행하는 메인 콘트롤 유닛(Main Control Unit)으로, CAN 인터페이스부(11)를 통해 CAN통신으로 입력되는 임의의 부하(30)를 구동시키기 위한 제어 신호를 분석하여 제1 I/O부(12)를 통하여 해당 부하(30) 구동을 위한 제어신호를 출력하고, 제2 I/O부(13)를 통해 해당 부하(30)에 대한 피드백 신호(Feedback Signal)의 검출을 선택하며, 아날로그 입력부(14)를 통해 검출되는 해당 부하(30)에 대한 센싱 전류의 분석을 통해 해당 부하(30)에 대한 이상 여부를 진단하여 그에 대한 정보를 출력한다.The MCU 10 includes a CAN interface unit 11, a first I / O unit 12, a second I / O unit 13, and an analog input unit 14, and performs general operations in a vehicle. The main control unit performs a main control unit, and analyzes a control signal for driving an arbitrary load 30 input through CAN communication through the CAN interface unit 11 to determine the first I / O unit 12. Outputs a control signal for driving the corresponding load 30, selects the detection of a feedback signal for the corresponding load 30 through the second I / O unit 13, and inputs the analog input unit 14. Through the analysis of the sensing current for the load (30) detected through the diagnosis of the abnormality of the load (30) and outputs information about it.
IPS(20)는 지능형 스위칭 소자로 상기 MCU(10)에서 입력단(21)으로 인가되는 부하(30) 구동 신호에 따라 스위칭 동작하여 출력단(22)을 통해 선택된 부하(30)의 구동이 수행되도록 하고, 부하(30) 구동에 대한 센싱 전류를 출력단(23)을 통해 출력하여 피드백 전류의 검출이 수행될 수 있도록 한다.The IPS 20 is an intelligent switching device that switches according to the load 30 driving signal applied from the MCU 10 to the input terminal 21 to drive the selected load 30 through the output terminal 22. The sensing current for driving the load 30 is output through the output terminal 23 so that the detection of the feedback current can be performed.
먹스/디먹스(40)는 상기 MCU(10)의 제2 I/O부(13)에서 인가되는 구동 부하(30) 선택 신호에 따라 해당 부하(30)에 대한 피드백 전류를 선택 검출하여 그에 대한 아날로그 신호를 MCU(10)의 아날로그 입력부(14)에 인가한다.The mux / demux 40 selects and detects a feedback current for the corresponding load 30 according to a driving load 30 selection signal applied from the second I / O unit 13 of the MCU 10. The analog signal is applied to the analog input unit 14 of the MCU 10.
트랜지스터(TR)는 스위칭 소자로 상기 MCU(10)의 제1 I/O부(12)에서 임의의 부하(30) 구동을 위한 신호가 출력되어 베이스 단자에 인가되는 경우 턴 온 되어 IPS(20)의 입력단(21)에 액티브 로우(Active Low)의 신호로 해당 부하(30)의 구동 선택 신호를 인가한다.The transistor TR is a switching element and is turned on when a signal for driving an arbitrary load 30 is output from the first I / O unit 12 of the MCU 10 and applied to the base terminal. The drive selection signal of the load 30 is applied to the input terminal 21 of the load 30 as an active low signal.
다이오드(D)는 상기 트랜지스터(TR)가 턴 오프의 상태를 유지하는 경우 저항(R1)을 통해 그라운드의 하이 전원을 IPS(20)의 입력 전위를 IPS(20)의 입력단(21)에 인가한다.The diode D applies a high power supply of the ground to the input terminal 21 of the IPS 20 through the resistor R1 when the transistor TR maintains the turn-off state. .
저항(R2)과 제너다이오드(ZD) 및 저항(R3)은 IPS(20)에서 임의의 부하(30)에 대한 구동을 스위칭하는 경우 해당 부하(30)로부터 검출되는 센싱 전류를 조정하여 피드백 신호로 전송한다.The resistor R2, the zener diode ZD, and the resistor R3 adjust the sensing current detected from the load 30 as a feedback signal when switching the driving of the arbitrary load 30 in the IPS 20. send.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 회로 이상 여부를 검출하는 동작은 다음과 같다.In the configuration of the present invention including the function as described above, the operation for detecting whether or not a circuit abnormality is as follows.
운전자가 차량에 장착되어 있는 임의의 부하(30)의 동작을 구동시키기 위하여 해당 부하(30) 작동 스위치의 접점을 온 하게 되면, CAN 통신 라인을 통해 접점 온에 대한 신호가 MCU(10)에 인가된다.When the driver turns on the contact of the load 30 operation switch to drive the operation of any load 30 mounted on the vehicle, a signal for contact on is applied to the MCU 10 through the CAN communication line. do.
이때, MCU(10)내의 제어수단은 CAN 인터페이스부(11)를 통해 검출되는 신호를 분석하여(S101) 부하(30) 구동의 선택인지를 판단한다(S102).At this time, the control means in the MCU 10 analyzes the signal detected through the CAN interface unit 11 (S101) and determines whether the driving of the load 30 is selected (S102).
상기의 판단에서 임의의 부하(30)를 작동시키고자 하는 신호의 입력으로 판단되면 MCU(10)는 IPS(20)를 통해 해당 부하(30)가 작동되도록 스위칭 온 하여 준다(S103).If it is determined that the input of the signal to operate any load 30 in the above determination, the MCU 10 switches on to operate the load 30 through the IPS (20) (S103).
즉, MCU(10)내의 제어수단은 제1 I/O부(12)를 통해 트랜지스터(TR)의 베이스단에 '하이' 신호를 인가하여 트랜지스터(TR)를 턴 온시키며, 이에 따라 액티브 로우 신호가 IPS(20)의 입력단에 인가되도록 하고, 동시에 제2 I/O부(13)를 통해 먹스/디먹스(40)측에 작동된 부하(30)를 선택하는 신호를 출력한다. That is, the control means in the MCU 10 turns on the transistor TR by applying a 'high' signal to the base terminal of the transistor TR through the first I / O unit 12, thereby turning on the active low signal. Is applied to the input terminal of the IPS 20, and simultaneously outputs a signal for selecting the load 30 operated on the mux / demux 40 side through the second I / O unit 13.
그러므로, IPS(20)는 스위칭 되어 출력단(22)을 통해 선택된 부하(30)측에 전원(Vbat)을 공급하여 해당 부하(30)가 작동되도록 한다.Therefore, the IPS 20 is switched to supply the power Vbat to the selected load 30 side through the output terminal 22 so that the corresponding load 30 is operated.
이때, IPS(20)는 출력단(23)을 통해 작동되는 부하(30)의 센싱 전류, 즉 제너다이오드(ZD)를 통해 해당 부하(30)에 대한 그라운드 전위를 검출하여 피드백 라인을 통해 먹스/디먹스(40)측에 인가한다(S104).At this time, the IPS 20 detects the sensing current of the load 30 operated through the output terminal 23, that is, the ground potential of the load 30 through the zener diode ZD and detects the mux / de through the feedback line. It is applied to the mux 40 side (S104).
따라서, MCU(10)내의 제어수단에는 먹스/디먹스(40)로부터 작동되는 해당 부하(30)에 대한 센싱 전류가 아날로그 입력부(14)를 통해 검출된다.Therefore, in the control means in the MCU 10, the sensing current for the corresponding load 30 operated from the mux / demux 40 is detected through the analog input unit 14.
그러므로, MCU(10)내의 제어수단은 해당 부하(30)에 대하여 피드백 검출되는 센싱 전류를 분석하여 최소 부하 이하의 값을 갖고 있는지를 판단한다(S105).Therefore, the control means in the MCU 10 analyzes the sensing current detected by feedback with respect to the load 30 to determine whether it has a value below the minimum load (S105).
상기에서 피드백 검출되는 센싱 전류가 최소 부하 이하의 값을 갖는 것으로 판단되면 작동 선택된 해당 부하(30)의 단선에 의해 미작동으로 판단하여(S106) CAN 인터페이스부(11)를 통해 해당하는 메시지를 CAN 통신으로 표시부(50)에 전송한다(S107).If it is determined that the sensing current detected by the feedback has a value less than or equal to the minimum load, it is determined to be non-operation by disconnection of the corresponding load 30 selected for operation (S106), and a corresponding message is transmitted through the CAN interface unit 11. It transmits to the display part 50 by communication (S107).
따라서, 표시부(50)는 작동 선택된 부하(30)의 단선으로 인하여 미작동 되었음에 대한 메시지를 운전자에게 디스플레이 한다(S108).Accordingly, the display unit 50 displays a message to the driver that the vehicle is not operated due to the disconnection of the operation-selected load 30 (S108).
상기 S105의 판단에서 피드백 검출되는 센싱 전류가 최소 부하 이상의 값을 갖는 것으로 판단되면, 센싱 전류가 최대 부하 전류 이상의 값을 갖는지를 판단한다(S109).If it is determined in S105 that the sensing current detected by the feedback has a value greater than or equal to the minimum load, it is determined whether the sensing current has a value greater than or equal to the maximum load current (S109).
상기에서 센싱 전류가 최소 부하 이상, 최대 부하 전류 이하의 범위의 값을 갖는 것으로 판단되면, 선택된 해당 부하(30)는 정상적으로 작동되고 있는 것으로 판단하고, 최대 부하 이상의 전류상의 값을 갖는 것으로 판단되면 해당 값을 유지하는 시간이 설정된 일정시간 이상 지속되는지를 판단한다(S110).If it is determined that the sensing current has a value in the range of more than the minimum load, less than the maximum load current, it is determined that the selected load 30 is operating normally, and if it is determined that the sensing current has a value in the current phase above the maximum load, It is determined whether the time to maintain the value lasts for a predetermined time or more (S110).
상기에서 최대 부하 전류 이상으로 설정된 일정시간 이상 지속되면 선택된 해당 부하(30) 혹은 부하(30)를 연결하는 와이어의 쇼트로 인하여 과전류가 검출되는 것으로 판단하고(S111), 일정시간 이상 지속되지 않으면 해당 부하(30) 혹은 부하(30) 연결 와이어의 간헐적인 쇼트가 있는 것으로 판단한다(S112).If the predetermined time is set to the maximum load current or more, the overcurrent is determined to be detected due to the short of the wires connecting the selected load 30 or the load 30 (S111), and if it does not last longer than a predetermined time It is determined that there is an intermittent short of the load 30 or the load 30 connection wire (S112).
상기와 같이 부하(30) 혹은 부하(30)를 연결하는 와이어의 쇼트 혹은 간헐적인 쇼트로 판단되면 MCU(10)는 제1 I/O부(12)를 통해 로우 신호를 출력하여 트랜지스터(TR)를 턴 오프시킴으로써 IPS(20)를 스위칭 오프시킨다(S113).If it is determined as a short or intermittent short of the load 30 or the wire connecting the load 30 as described above, the MCU 10 outputs a low signal through the first I / O unit 12 to the transistor (TR) By turning off the IPS 20 is switched off (S113).
동시에 CAN 인터페이스부(11)를 통해 표시부(50)에 부하(30) 혹은 부하(30)를 연결하는 와이어의 쇼트 혹은 간헐적인 쇼트에 대한 정보를 전송하여(S114), 표시부(50)를 통해 해당 메시지가 출력되도록 한다(S115).At the same time, the information about the short or intermittent short of the wire connecting the load 30 or the load 30 to the display unit 50 through the CAN interface unit 11 (S114), the corresponding through the display unit 50 The message is output (S115).
따라서, 운전자는 표시부(50)를 통해 출력되는 메시지의 인식에 따라 신속한 복구를 수행한다.Therefore, the driver performs a quick recovery according to the recognition of the message output through the display unit 50.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 스위칭 수단으로 IPS가 적용되는 차량에서 부하 및 부하를 연결하는 와이어의 단선이나 단락 등에 의한 이상 여부를 검출 및 지시함으로써, 차량에 장착되는 각 회로에 대한 진단에 편리성 및 신뢰성을 제공한다. As described above, the present invention provides convenience for diagnosing each circuit mounted on the vehicle by detecting and instructing whether the load is broken or short-circuited in the vehicle to which the IPS is applied as a switching means. And reliability.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 회로 이상 검출 시스템에 대한 구성도.1 is a block diagram of a circuit abnormality detection system of a vehicle according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따라 차량에서 회로 이상을 검출하는 일 실시예의 흐름도. 2 is a flowchart of an embodiment of detecting a circuit fault in a vehicle in accordance with the present invention.
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