KR100537461B1 - Tilt/Tele moter control system that use Smart ECU - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 스티어링 칼럼에 설치되는 틸트장치와 텔레스코픽장치의 제어를 LIN통신 프로토콜과 스마트 파워 모스펫(SMART Power MOSFET)을 적용한 스마트 ECU를 이용하여 분산 제어함으로써, 시스템의 와이어(Wire) 부하를 줄이고, 자가 진단의 기능을 수행하여 시스템의 신뢰성 향상 및 유지보수를 용이하게 하는 스마트 ECU를 이용한 틸트/텔레 모터 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention reduces the wire load of the system by decentralized control of the tilt device and the telescopic device installed in the steering column of the vehicle by using the smart ECU applying the LIN communication protocol and the smart power MOSFET, The present invention relates to a tilt / tele motor control system using a smart ECU that performs a function of self-diagnosis to improve the reliability and maintenance of a system.
이러한 본 발명은, 스티어링 축의 경사각과 스티어링 칼럼을 신축시키는 틸트 모터 및 텔레모터를 제어함에 있어서, 상기 틸트 모터 및 텔레모터의 정역회전의 신호를 출력하는 외부 동작 스위치 입력부와, 상기 외부동작 스위치 입력부에서 입력신호가 주어지면 그 신호에 따라 해당 모터를 제어하도록 명령하고, 수신된 신호를 분석하여 고장여부를 판단하는 마스터 모듈과, 상기 마스터 모듈로부터의 송신 에디터를 수신하고 분석하여 아이디가 일치하는 경우에는 자신의 상태 데이터를 LIN통신을 통하여 전송하고 또 수신 아이디가 명령 아이디일 경우에는 그 명령에 따라 동작을 수행하여 상기 틸트 또는 텔레 모터를 선택 제어하는 다수의 스마트 ECU와, 상기 틸트모터와 텔리모터를 직접제어하기 위해 상기 틸트 스마트 ECU와 텔레 스마트 ECU를 직접 제어하는 직접 매뉴얼 스위치입력부와, 상기 마스터 모듈의 제어신호를 하나의 LIN 통신선을 이용하여 틸트 스마트 ECU와 텔레 스마트 ECU로 인가시키는 LIN 인터페이스부 로 구성된다.The present invention, in controlling the tilt angle of the steering shaft and the tilt motor and telemotor to stretch the steering column, the external operation switch input unit for outputting the signal of the forward and reverse rotation of the tilt motor and telemotor, and in the external operation switch input unit When an input signal is given, the controller controls the corresponding motor according to the signal, analyzes the received signal to determine whether there is a failure, and receives and analyzes the transmission editor from the master module. When the status ID is transmitted through the LIN communication and the reception ID is a command ID, a plurality of smart ECUs for selecting and controlling the tilt or tele motor by performing an operation according to the command, and the tilt motor and the tele motor Directly control the tilt smart ECU and the tele smart ECU for direct control A direct manual switch input unit for controlling and a LIN interface unit for applying the control signal of the master module to the tilt smart ECU and the tele smart ECU using a single LIN communication line.
Description
본 발명은 차량용 스티어링 칼럼에 설치되는 틸트장치와 텔레스코픽장치의 제어를 LIN통신 프로토콜과 스마트 파워 모스펫(SMART Power MOSFET)을 적용한 스마트 ECU를 이용하여 분산 제어함으로써, 시스템의 와이어(Wire) 부하를 줄이고, 자가 진단의 기능을 수행하여 시스템의 신뢰성 향상 및 유지보수를 용이하게 하는 스마트 ECU를 이용한 틸트(Tilt)/텔레 모터(Tele morter) 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention reduces the wire load of the system by decentralized control of the tilt device and the telescopic device installed in the steering column of the vehicle by using the smart ECU applying the LIN communication protocol and the smart power MOSFET, The present invention relates to a tilt / tele morter control system using a smart ECU that performs a function of self-diagnosis to improve the reliability and maintain the system.
일반적으로 차량용 스티어링 칼럼은 스티어링 휠에서 발생되는 회전력을 기어박스를 통해 바퀴에 전달해줄 수 있도록 운전석의 내부측에 설치되는데, 운전자의 신체조건이나 운전습관에 따라 스티어링 휠의 위치를 운전자에 맞게 조절할 수 있도록 경사방향 조절을 위한 틸트장치와 축방향 조절을 위한 텔레 스코픽 장치가 설치되어 있다. In general, the steering column for a vehicle is installed at the inside of the driver's seat to transmit the rotational force generated from the steering wheel to the wheels through the gearbox, and the steering wheel position can be adjusted according to the driver's physical condition or driving habit. Tilt device for tilt direction adjustment and telescopic device for axial adjustment are installed.
틸트장치의 구성은 개략적으로 축의 경사각을 조절하는 구동모터와, 이 구동모터의 회전력을 축에 전달하는 기어장치로 구성되어 조절버튼의 조작에 의해 간단하게 조절할 수 있도록 되어 있고, 텔레 스코픽 장치는 텔레 모터와 그 회전력의 전달을 위한 기어 등을 구비하여 버튼의 조작으로 스티어링 칼럼을 간단히 신장 및 수축시킬 수 있도록 되어 있다.The tilt device is composed of a drive motor that roughly adjusts the inclination angle of the shaft, and a gear device that transmits the rotational force of the drive motor to the shaft, so that the tilt device can be easily adjusted by the operation of the adjustment button. A motor and a gear for transmitting the rotational force are provided so that the steering column can be easily extended and contracted by the operation of a button.
그러나 상기한 종래의 틸트장치와 텔레 스코픽 장치는 릴레이(Relay)를 사용한 통합 제어방식을 채택하고 있기 때문에 고장이 발생할 경우 상대적으로 높은 수리 비용이 발생하였을 뿐만 아니라 와이어를 이용하여 직구동함으로써 와이어 부하증가에 따른 차량의 무게가 증가하고 고장시 진단이 어려운 단점이 있었다.However, since the conventional tilt device and the telescopic device adopt an integrated control method using a relay, a relatively high repair cost is generated when a failure occurs, and wire load increases by directly driving the wire. Due to the increase in the weight of the vehicle and the diagnosis was difficult disadvantages.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 틸트장치와 텔레 스코픽 장치를 LIN 통신을 통해 제어하도록 하여 통신에 의한 서로간의 정보교환을 통해 고장이나 자가 진단 및 그를 통한 시스템의 유지보수가 용이해 지도록 함과 아울러 수리비용 절감과 소음을 줄이도록 함과 동시에 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 스마트 ECU를 이용한 틸트(Tilt)/텔레(Tele)모터 제어 시스템을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of which is to control the tilt device and the telescopic device through the LIN communication, the failure or self-diagnosis and the system through the exchange of information between each other by communication To provide a tilt / tele motor control system using smart ECUs to improve the stability of the system while reducing maintenance costs and reducing noise while making maintenance easier. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은The present invention for achieving the above object
스티어링 축의 경사각과 스티어링 칼럼을 신축시키는 틸트 모터 및 텔레모터를 제어함에 있어서,In controlling the tilt angle of the steering shaft and the tilt motor and telemotor which stretch the steering column,
상기 틸트 모터 및 텔레모터의 정역회전의 신호를 출력하는 외부 동작 스위치 입력부와,An external operation switch input unit for outputting a signal of forward and reverse rotation of the tilt motor and the tele motor;
상기 외부동작 스위치 입력부에서 입력신호가 주어지면 그 신호에 따라 해당 모터를 제어하도록 명령하고, 수신된 신호를 분석하여 고장여부를 판단하는 마스터 모듈과,A master module for controlling a corresponding motor according to the signal when an input signal is provided from the external operation switch input unit, and analyzing the received signal to determine whether a failure occurs;
상기 마스터 모듈로부터의 송신 에디터를 수신하고 분석하여 아이디가 일치하는 경우에는 자신의 상태 데이터를 LIN통신을 통하여 전송하고 또 수신 아이디가 명령 아이디일 경우에는 그 명령에 따라 동작을 수행하여 상기 틸트 또는 텔레 모터를 선택 제어하는 다수의 스마트 ECU와,Receives and analyzes the transmission editor from the master module, and transmits its own state data through LIN communication if the ID matches, and if the received ID is the command ID, operates according to the command to perform the tilt or tele A number of smart ECUs for selective control of motors,
상기 틸트모터와 텔리모터를 직접제어하기 위해 상기 틸트 스마트 ECU와 텔레 스마트 ECU를 직접 제어하는 직접 매뉴얼 스위치입력부와,A direct manual switch input unit for directly controlling the tilt smart ECU and the tele smart ECU to directly control the tilt motor and the tele motor;
상기 마스터 모듈의 제어신호를 하나의 LIN 통신선을 이용하여 틸트 스마트 ECU와 텔레 스마트 ECU로 인가시키는 LIN 인터페이스부LIN interface unit for applying the control signal of the master module to the tilt smart ECU and the tele smart ECU using one LIN communication line
로 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that consisting of.
이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 ECU를 이용한 틸트(Tilt)/텔레(Tele)모터 제어 시스템의 블럭도이다.1 is a block diagram of a tilt / tele motor control system using a smart ECU according to the present invention.
LIN 통신의 특성상 ONE MASTER/MULTI SLAVE이기 때문에 스마트 ECU외에도 각 슬레이브 ECU를 제어하는 마스터 ECU가 필요하다. Because of the nature of LIN communication, it is ONE MASTER / MULTI SLAVE, so besides smart ECU, master ECU to control each slave ECU is needed.
그러므로 본 발명의 구성은 상기한 도면에 도시된 바와 같이 마스터 모듈(10)과, 스티어링 축의 경사각과 스티어링 칼럼을 신축시키는 틸트 모터(22) 및 텔레모터(32)에는 마스터 모듈(10)에 의해 제어를 받는 각각 틸트 스마트 ECU(20)와 텔레 스마트 ECU(30)가 구성되며, 상기 마스터 모듈(10)과 틸트 스마트 ECU(20) 및 텔레 스마트 ECU(30)는 서로 LIN 인터페이스부(40)에 의해 LIN 통신으로 연결된다.Therefore, the configuration of the present invention is controlled by the master module 10 to the master module 10 and the tilt motor 22 and the telemotor 32 which stretch and contract the steering column as shown in the drawings. Each of the tilt smart ECU 20 and the tele smart ECU 30 is configured to receive the master module 10, the tilt smart ECU 20, and the tele smart ECU 30 by the LIN interface 40. Connected by LIN communication.
그리고 마스터 모듈(10)은 상기 틸트 모터(22) 및 텔레모터(32)의 정역회전의 신호를 출력하는 외부 동작 스위치 입력부(50)와 연결되고, 상기 틸트 스마트 ECU(20)와 텔레 스마트 ECU(30)는 별도의 매뉴얼 스위치 입력부(60)가 직접 제어하도록 구성된다.And the master module 10 is connected to the external operation switch input unit 50 for outputting the signal of the forward and reverse rotation of the tilt motor 22 and the tele motor 32, the tilt smart ECU 20 and the tele smart ECU ( 30 is configured to control a separate manual switch input unit 60 directly.
이러한 구성에 의해 상기 외부동작 스위치 입력부에서 입력신호가 주어지면 마스터 모듈(10)은 그 신호에 따라 해당 모터(22)(32)를 제어하도록 명령하고, 수신된 신호를 분석하여 고장 여부를 판단한다.With this configuration, when an input signal is given from the external operation switch input unit, the master module 10 instructs to control the corresponding motors 22 and 32 according to the signal, and analyzes the received signal to determine whether there is a failure. .
또한 틸트 스마트 ECU(20)와 텔레 스마트 ECU(30)는 상기 마스터 모듈(10)로부터의 송신 에디터를 수신하고 분석하여 아이디(ID)가 일치하는 경우에는 자신의 상태 데이터를 LIN 통신을 통하여 전송하고 또 수신 아이디가 명령 아이디일 경우에는 그 명령에 따라 동작을 수행하여 상기 틸트 또는 텔레 모터(22)(32)를 선택 제어한다.In addition, the tilt smart ECU 20 and the tele smart ECU 30 receive and analyze the transmission editor from the master module 10, and transmit their state data through the LIN communication when the IDs match. In addition, when the reception ID is a command ID, an operation is performed according to the command to select and control the tilt or tele motors 22 and 32.
부연하면, 마스터 모듈(10)에 있는 마스터 ECU에서는 외부 스위치 입력을 받아서 LIN 통신을 통하여 슬레이브 ECU인 틸트 또는 텔레 스마트 ECU(20)(30)에 명령을 전달하고, 명령을 받은 틸트 또는 텔레 스마트 ECU(20)(30)는 그 명령을 분석하여 적절한 동작을 수행한다. 또한 스마트 FET의 전류 리카피(RECOPY) 기능 및 CPU의 PWM 기능을 이용하여, 틸트 및 텔레 모터(22)(32)의 상태 및 동작을 쉽게 제어할 수 있다. LIN 통신은 하나의 통신선 외에 ECU 전원 공급을 위한 +12V, GND 선을 포함하여 3선으로 동작한다.In other words, the master ECU in the master module 10 receives an external switch input and transmits a command to the tilt or tele smart ECU 20, 30, which is a slave ECU, through LIN communication, and receives the received tilt or tele smart ECU. (20) 30 analyzes the command and performs the appropriate operation. In addition, the state and operation of the tilt and tele motors 22 and 32 can be easily controlled by using the current RECIPY function of the smart FET and the PWM function of the CPU. LIN communication operates in three lines including + 12V and GND lines for ECU power supply in addition to one communication line.
만일 추가의 모터 구동이 필요하더라도, 기존의 마스터 ECU로 최대 64개의 슬레이브 ECU의 제어가 가능하기 때문에 별도의 마스터 ECU는 필요하지 않다.If additional motor drive is required, a separate master ECU is not necessary since the existing master ECU can control up to 64 slave ECUs.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 ECU의 구성을 나타낸 블럭도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a smart ECU according to the present invention.
스마트 ECU의 구성은 도시된 바와 같이 시스템의 제어를 위한 CPU부(22), 모터의 홀 센서 입력을 위한 모터 센서 입력부(23), 내부 CPU 전원과 외부 모터의 홀 센서 전원 공급을 위한 볼테이지 레귤레이터(VOLTAGE REGULATOR)부(24), LIN 통신을 지원하는 LIN 드라이버부(25), 모터의 구동 및 자기 진단을 위하여 스마트 MOSFET로 구성된 스마트 모터 출력부(26)로 구성된다.As shown in the figure, the smart ECU includes a CPU unit 22 for controlling a system, a motor sensor input unit 23 for inputting a hall sensor of a motor, and a voltage regulator for supplying internal CPU power and hall sensor power of an external motor. (VOLTAGE REGULATOR) section 24, LIN driver section 25 that supports LIN communication, and a smart motor output section 26 composed of smart MOSFETs for driving and self-diagnosis of the motor.
도 3은 본 발명의 제어 시스템의 플로우 차트이다.3 is a flow chart of the control system of the present invention.
도시된 바와 같이 LIN 통신 포로토콜은 마스터가 모든 통신을 제어한다. 즉, 메시지의 송수신은 마스터의 요구나 허락 없이는 불가능하다. 마스터는 외부 스위치 입력을 체크하여 LIN 통신 포맷(FORMAT)으로 슬레이브, 즉 틸트, 텔레 스마트 ECU에 명령 데이터를 송신한다. 마스터에서 송신된 데이터는 노드(NODE)에 물려있는 모듈에서 동시에 수신이 가능하며, 그 신호에 의해 슬레이브의 상태 신호 데이터는 마스터의 수신부로도 동시에 수신된다. 또한 마스터는 수신된 슬레이브의 상태 데이터를 수신받아 이를 분석 처리한다. As shown, the LIN communication protocol is controlled by the master. In other words, sending and receiving messages is impossible without the master's request or permission. The master checks the external switch input and sends command data to the slave, ie tilt, tele smart ECU, in LIN communication format (FORMAT). Data transmitted from the master can be simultaneously received by a module that is connected to the node NODE, and the signal of the slave's status signal is simultaneously received by the receiving unit of the master by the signal. In addition, the master receives the received status data of the slave and analyzes it.
마스터는 송신 데이터를 비교하여 통신에러를 체크하여, 에러 카운터(COUNTER)에 저장한다. 마스터는 통신 에러가 발생된 데이터는 재송신하게 되며, 계속해서 에러가 발생할 때에는 오동작 방지를 위하여 에러발생 데이터는 무시한다. 마스터는 노르말 상태에서는 위 과정을 반복한다.The master checks the communication error by comparing the transmission data and stores it in the error counter (COUNTER). The master will resend the data that caused the communication error. If the error continues, the master ignores the error data to prevent malfunction. The master repeats the above procedure in the normal state.
한편, 슬레이브는 마스터의 송신 데이터를 수신하고 분석하여 수신 아이디가 자신의 아이디와 일치하는 경우에는 자신의 상태 데이터를 LIN 통신을 통하여 전송한다. 수신 아이디가 마스터의 명령 아이디일 경우에는 그 명령에 따라 동작을 수행한다. 또한 모터의 상태를 스마트 MOS로부터 입력받아서 해당의 틸트 또는 텔레 모터(22)(32)의 동작을 제어하며, 마스터의 요구가 있을 시에 자신의 상태를 마스터에게 전송한다. 슬레이브는 슬립 상태가 아님에도 계속해서 수신 데이터가 없으면 슬립 상태로 진입한다. 그러나 모든 에러 처리는 설계자의 판단에 따라 변경 가능하다.On the other hand, the slave receives and analyzes the transmission data of the master and transmits its state data through the LIN communication when the reception ID matches its ID. If the received ID is the command ID of the master, the operation is performed according to the command. In addition, the state of the motor is input from the smart MOS to control the operation of the corresponding tilt or tele motors 22 and 32, and transmits its own state to the master when requested by the master. The slave goes to sleep if there is no received data even though it is not in sleep. However, all error handling can be changed at the designer's discretion.
이상에서 살펴본 본 발명은 틸트장치와 텔레 스코픽 장치를 LIN 통신을 통해 제어하도록 되어 있어 통신에 의한 서로간의 정보교환을 통해 고장이나 자가 진단 및 그를 통한 시스템의 유지보수가 용이해 지는 장점이 있다.The present invention as described above is to control the tilt device and the telescopic device through the LIN communication has the advantage that the failure or self-diagnosis and maintenance of the system through it through the exchange of information between each other by communication.
도한 분산 제어방식이기 대문에 고장시에도 고장부분의 스마트 ECU만을 교체하면 되기 때문에 수리비용을 줄일 수 있으며, 종래의 시스템에서 사용하던 릴레이 대신에 파워 MosFET를 사용하기 때문에 소음을 줄일 수 있음과 동시에 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, because of the distributed control method, even in the event of a failure, only the smart ECU of the defective part needs to be replaced, thereby reducing the repair cost. Also, the power MosFET is used instead of the relay used in the conventional system, thereby reducing the noise. There is an advantage to improve the stability.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 ECU를 이용한 틸트(Tilt)/텔레(Tele)모터 제어 시스템의 블럭도.1 is a block diagram of a tilt / tele motor control system using a smart ECU in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 ECU의 구성을 나타낸 블럭도.2 is a block diagram showing the configuration of a smart ECU according to the present invention.
도 3은 본 발명의 제어 시스템의 플로우 차트.3 is a flow chart of the control system of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
10 - 마스터 모듈 20 - 틸트 스마트 ECU10-Master Module 20-Tilt Smart ECU
22 - 틸트 모터 30 - 텔레 스마트 ECU22-tilt motor 30-tele smart ECU
32 - 텔레 모터 40 - LIN 인터페이스부32-Telemotor 40-LIN Interface
50 - 외부 동작 스위치 입력부 60 - 매뉴얼 스위치 입력부50-External operation switch input 60-Manual switch input
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20081215 Year of fee payment: 4 |
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