KR100587923B1

KR100587923B1 - 전자제어유닛의 센서 전원 제어 회로

Info

Publication number: KR100587923B1
Application number: KR1020040053918A
Authority: KR
Inventors: 송동철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-06-08
Also published as: KR20060005057A

Abstract

본 발명은 차량내의 각종 센서에서 감지된 감지전압에 따라 엔진 엑츄에이터를 제어하며, 상기 센서의 전원단이 연결되는 센서전원단과 배터리전원으로 상기 센서의 구동전압을 생성하는 전압공급회로를 구비한 전자제어유닛에 관한 것으로서, 상기 센서전원단과 상기 전압공급회로 사이에 마련된 스위칭부와, 상기 센서전원단의 전류를 감지하는 센서전류감지회로와, 기준전류를 인가하는 기준전류 공급회로와, 상기 기준전류와 상기 센서전류감지회로에서 감지된 센서전류를 비교하여 상기 기준전류를 벗어나면 상기 스위칭부를 오프시키는 전압 차단회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 전자제어유닛의 센서전원단에 이상전원이 발생하면 센서로 공급되는 전원을 차단하여 전자제어유닛의 오동작을 예방하고, 전자제어유닛의 소손을 방지할 수 있다.

전자제어유닛, 센서전압, 보호, 회로

Description

전자제어유닛의 센서 전원 제어 회로{circuit for controlling power of sensors in ECU}

도 1은 종래의 전자제어유닛과 각종 센서의 연결구성도,

도 2는 종래의 전자제어유닛의 센서전압의 이상 판단방법의 순서도,

도 3은 본 발명에 따른 전자제어유닛과 각종 센서의 연결구성도,

도 4는 도 3의 전자제어유닛내에 마련되는 센서 전원 제어 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 전자제어유닛의 센서전압 제어 방법의 순서도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 센서 3 : 센서전원단

4 : 감지전압 입력단 10 : 전자제어유닛

11 : 마이컴 20 : 전압공급회로

30 : 기준전압 공급회로 40 : 센서전류감지회로

50 : 전압 차단회로

본 발명은 전자제어유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량내 각종 센서에 전원을 공급하는 전원회로를 구비한 전자제어유닛에 관한 것이다.

전자제어유닛(ECU : Electronic Control Unit)은 차량에 장착되는 각종 센서의 출력전압에 의해 운전자 의지 및 차량 상태를 판단하여 최적으로 동작되도록 제어한다.

종래의 전자제어유닛(110)은 도 1에 도시된 바와 같이, 센서전원단을 통해 센서(102)에 5V의 전압을 공급하고, 감지전압 입력단을 통해 센서(102)의 감지전압을 입력받는다. 그리고 전자제어유닛(110)은 도 2에 도시된 제어순서와 같이, 감지전압 입력단으로 입력되는 센서전압을 체크하여, 센서전압이 전압 상한치보다 크고 전압 하한치보다 작으면 최소 운행(Limp-Home)모드로 진입하고, 센서전압이 전압 상한치와 전압 하한치사이의 값이면 센서전압에 기초하여 센서에 관련된 각종 엑츄에이터(미도시)를 구동시킨다. 여기서, 최소 운행 모드는 전자제어유닛(110)에 미리 입력된 인젝터등의 엑츄에이터 구동값에 의해 최소한의 운행을 하는 상태를 의미한다.

그러나, 만일 각 센서 부품에 이상이 생기거나 전원단의 단선, 배터리 단락(short) 및 그라운드의 단락과 같은 전원단의 문제가 발생할 경우, 전자제어유닛(110)은 각 센서로부터 비정상적인 신호를 감지하고, 이에 상응하는 비정상적인 제어를 하게 된다. 이에 따라, 차량은 운전자의 의지와 무관한 작동이 되거나 과전류에 의해 전자제어유닛(110)이 소손되어 차량이 오동작될 수 있는 최악의 상황이 발생될 수 있다.

이는, 센서의 신호선에 의한 전압값만을 전자제어유닛(110)에서 감지할 수 있는 시스템으로 되어 있기 때문이므로, 각 센서 부품이상이나 센서 전원단에 이상 이 있을 경우 이에 대한 적절한 판단을 수행하는 전자제어유닛이 필요하다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 전자제어유닛의 센서전원단에 이상전원이 발생하면 센서로 공급되는 전원을 차단하여 전자제어유닛의 오동작을 예방하고, 전자제어유닛의 소손을 방지하는 전자제어유닛의 센서 전원 제어 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량내의 각종 센서에서 감지된 감지전압에 따라 엔진 엑츄에이터를 제어하며, 상기 센서의 전원단이 연결되는 센서전원단과 배터리전원으로 상기 센서의 구동전압을 생성하는 전압공급회로를 구비한 전자제어유닛에 있어서, 상기 센서전원단과 상기 전압공급회로 사이에 마련된 스위칭부와, 상기 센서전원단의 전류를 감지하는 센서전류감지회로와, 기준전류를 인가하는 기준전류 공급회로와, 상기 기준전류와 상기 센서전류감지회로에서 감지된 센서전류를 비교하여 상기 기준전류를 벗어나면 상기 스위칭부를 오프시키는 전압 차단회로를 구비하는 것에 의해 달성된다.

상기 전압 차단회로는 상기 센서전류와 상기 기준전류를 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력측에 연결된 베이스와 상기 스위칭부에 연결된 에미터를 갖는 트랜지스터를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 마이컴은 상기 센서전류감지회로에서 감지된 센서전류를 입력받아 상기 센서전류가 미리 설정된 전류상한치 및 전류하한치를 벗어나면 상기 엔진 엑츄에이터를 최소 구동시키는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 센서의 감지전압을 입력받는 감지전압 입력단을 구비하며, 상기 마이컴은 상기 감지전압 입력단을 통해 입력된 센서감지전압이 미리 설정된 전압 상한치와 전압 하한치을 벗어나면 상기 엔진 엑츄에이터를 최소 구동시키는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전자제어유닛과 센서의 연결구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자제어유닛(ECU : Electronic Control Unit)(10)은 센서전원단(3)을 통해 센서(2)에 '5V' 전압을 공급하고, 감지전압 입력단(4)을 통해 센서(2)의 감지전압을 입력받는다. 여기서, 센서전원단(3)과 배터리전원 사이에는 후술할 전류 감지회로 및 전압 차단회로가 마련된다.

더 상세히 살펴보면, 전자제어유닛(10)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리전원을 공급받아 '5V'의 센서전압을 생성하는 전압공급회로(20)와, 센서전원단(3)의 전류를 감지하는 센서전류 감지회로(40)와, 기준전압을 인가하는 기준전압 공급회로(30)와, 센서전류가 기준전압을 벗어나면 센서(2)로 공급되는 전압을 차단하는 전압 차단회로(50)와, 센서전류 감지회로(40)에서 감지된 센서전류가 전류 하한치보다 작으면 최소 운행모드로 진입하는 마이컴(11)을 구비한다.

여기서, 마이컴(11)은 센서(2)로부터 입력되는 센서입력전압을 미리 설정된 전압 상한치 및 전압 하한치와 비교하여, 센서입력전압이 전압 상한치보다 크고 전압 하한치보다 작으면 최소 운행모드를 수행한다.

도 4는 도 3의 전자제어유닛(10)내에 마련되는 센서 전원제어 회로도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전압공급회로(20)는 센서전원단(3)과 배터리 전원사이에 마련되어 배터리(미도시)와의 연결을 온오프시키는 트랜지스터(24)와, 센서전원단(3)에 연결된 분압저항(21, 22)의 전압을 기준전압 공급회로(30)에서 공급되는 기준전압과 비교하는 비교기(23)를 구비하며, 비교기(23)의 출력단은 상기 트랜지스터(24)의 베이스에 접속된다.

기준전압 공급회로(30)는 배터리 전압을 분압저항들로 분압하여 기준전압을 생성한다.

센서전류감지회로(40)는 센서전원단(3)에 연결된 센서부품의 단선, 단락 등이 발생시 센서전원단(3)으로 흐르는 이상전류를 감지한다. 센서전류감지회로(40)는 센서전원단(3)과 마이컴(11)의 연결라인 사이에 배치된 다수의 저항(R1, R2, R3, R4)과, 비교기(41)로 구성된다.

전압 차단회로(50)는, 마이컴(11)의 출력단과 기준전압 공급회로(30)에 연결된 비교기(52)와, 비교기(52)의 출력측에 연결되어 비교기(52)의 출력전압에 의해 온/오프 스위칭되는 전원차단용 트랜지스터(53)를 구비하며, 전원차단용 트랜지스터(53)의 에미터는 상기 전압공급회로(20)의 트랜지스터(24)의 베이스에 연결된다. 전원차단용 트랜지스터(53)의 온오프에 따라 전압공급회로(20)의 트랜지스터(24)가 온오프되어 센서(2)로 배터리 전압이 공급되거나 배터리 전압이 차단된다.

센서전류감지회로(40)에 의해 감지된 전류가 소정 단락전류(short전류)보다 크면 전압 차단회로(50)의 비교기(52)가 동작되어 전원차단용 트랜지스터(53)에 로우신호를 출력하여 전원차단용 트랜지스터(53)를 구동시킨다. 전원차단용 트랜지스 터(53)는 턴오프되어 전압공급회로(20)의 전원연결 트랜지스터(24)를 오프시켜 센서전원단(3)에 전압이 출력되지 않도록 한다.

센서전원단의 전류가 단락전류(정상전류의 수십배)이상 증가하는 경우는, 전자제어유닛(10)의 외부에서 배터리 단락 또는 그라운드 단락과 같은 단락이 발생한 것이므로, 전압 차단회로(50)가 센서전원단(3)으로 공급되는 전원을 차단하여, 과전류에 의한 전자제어유닛(10)의 소손을 방지한다.

마이컴(11)은 센서전류감지회로(40)의 감지전류를 감지하여 단락전류와 비교한다. 그리고, 마이컴(11)은 비교결과 감지전류가 단락전류보다는 작으나 전류상한치보다 큰 경우에는 센서전원단(3)이 단선되거나 배터리 또는 그라운드가 단락된 것으로 판단한다. 이에 따라, 전자제어유닛(10)은 센서전원단(3)의 전류가 전류 상한치(정상전류의 약 3배)이상 증가하는 경우는, 센서(2)에 이상이 발생한 것이므로 최소 운행(Limp-Home)모드를 수행한다.

한편, 전자제어유닛(10)이 센서전원단(3)에서 낮은 전류를 감지하는 경우는, 센서내부의 그라운드측 접촉저항이 증가하는 경우와, 전자제어유닛(10)의 센서전원단(3)에 연결되는 센서전원측에 접촉저항이 증가하는 경우가 있다.

첫 번째 경우는 센서(2)내부의 그라운드측 접촉저항이 증가한 경우, 감지전압 입력단(4)으로 입력되는 센서전압이 증가하여 전압 상한치보다 크므로 전자제어유닛(10)은 입력된 센서전압을 무시하고 최소 운행(Limp-Home) 모드를 수행한다.

두 번째 경우는 전자제어유닛(10)의 센서전원단(3)에 연결되는 센서전원측에 접촉저항이 증가한 경우, 감지전압 입력단(4)으로 입력되는 센서전압이 감소하여 전압 하한치보다 작으므로, 마이컴(11)에서 고장진단코드(Diagnosis Trouble Code) 가 발생된다. 고장진단코드는 전자제어유닛(10)에 진단장비를 연결하여, 진단장비가 고장진단코드에 기초하여 이상이 있는 센서를 감지하기 위한 것이다.

또한, 감지전압 입력단(4)으로 입력되는 센서(2)의 감지전압이 정상범위에 속하는 정상모드일 때, 전자제어유닛(10)은 감지전압 입력단(4)으로 입력되는 센서전압을 감지하여 차량 상태를 판단 및 센서의 감지전압에 기초하여 해당 엑츄에이터를 정상 제어한다.

도 5는 본 발명에 따른 전자제어유닛의 센서 전원 제어 방법의 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, S1단계에서 센서감지회로(40)에서 센서전류가 감지된다. S2단계에서 감지된 센서전류가 전압 차단회로(50)의 비교기(52)에 의해 소정의 단락(short)전류값과 비교된다. S2단계의 비교결과 센서전류가 단락전류값에 비해 크면 S3단계에서, 전압 차단회로(50)의 전원 차단용 트랜지스터(53)가 구동되어 전원연결 트랜지스터(24)를 턴오프시켜 센서(2)로 공급되는 전압을 차단한다. 그러나, S2단계의 비교결과 센서전류가 단락전류값에 비해 작으면, S4단계에서 마이컴(11)이 이를 감지하여, 센서전류를 전류 상한치와 비교한다. S4단계의 판단결과 센서전류가 전류 상한치보다 크면 S5단계에서 마이컴(11)은 센서 전원단(3)이 단선되거나 배터리/그라운드가 단락된 것으로 인식한다. 그리고, S7단계에서 최소 운행(Limp-Home)모드를 수행한다.

한편, S4단계의 판단결과 센서전류가 전류 상한치보다 작으면, S6단계에서 마이컴(11)은 센서전류가 전류 하한치보다 작은지 판단한다. 이와 동시에, 센서전류가 전류 하한치보다 작은 경우 마이컴(11)내부에서는 고장진단코드를 발생시키는 센서동작 진단 프로그램이 동작되어 고장진단코드(Diagnosis Trouble Code)를 출력 한다.

S6단계의 판단결과 센서전류가 전류 하한치보다 작으면 S8단계에서 마이컴(11)은 고장진단코드(Diagnosis Trouble Code)가 발생하는지 판단한다. S8단계에서 마이컴(11)은 고장진단코드가 발생된 경우 S10단계에서 전원측에 접촉저항이 증가된 것으로 판단하고 최소 운행(Limp-Home) 모드를 수행한다.

여기서, S8단계의 판단결과 고장진단코드가 발생하지 않으면 S12단계에서 마이컴(11)은 그라운드측 접촉저항이 증가된 것으로 판단하고 최소 운행(Limp-Home) 모드를 수행한다.

S6단계의 판단결과 센서전류가 전류 하한치보다 크면, S9단계에서 마이컴(11)은 센서 감지전압 입력단(4)으로 입력되는 전압의 절대값을 미리 설정된 전압 하한치와 비교한다. S9단계의 비교결과, 센서 입력전압의 절대값이 전압 하한치보다 작으면, S13단계에서 마이컴(11)은 최소 운행(Limp-Home) 모드를 수행한다. 그러나, S9단계의 비교결과 센서 입력전압의 절대값이 전압 하한치보다 크면, S11단계에서 마이컴(11)은 센서 입력전압의 절대값을 전압 상한치와 비교한다. S11단계의 비교결과 센서 입력전압의 절대값이 전압 상한치보다 크면, S13단계에서 마이컴(11)은 최소 운행(Limp-Home) 모드로 진입하고, 센서 입력전압의 절대값이 전압 상한치보다 작으면 S15단계에서 센서(2)로부터 입력되는 센서 입력전압에 기초하여 엑츄에이터를 구동시키는 정상제어를 수행한다.

이러한 구성에 의하여, 각 센서전원단의 전류이상시 센서전압을 차단하는 전압 차단회로를 전자제어유닛에 마련하여, 전자제어유닛의 단선이나 배터리/그라운드의 단락(short)으로 인한 마이컴의 소손을 방지하고, 전류감지회로에 의해 이상 전류를 감지하여 신속히 고장을 진단하여 마이컴의 비정상적인 제어를 방지할 수 있다. 또한, 센서전류의 이상시 신속한 최소 운행(Limp-Home)모드 진입으로 마이컴의 오동작을 방지할 수 있게 된다. 그리고, 센서전원단에서 과전류가 감지시 센서전원핀으로 공급되는 전원을 차단하여 전자제어유닛의 소손을 막아 차량의 오동작을 예방할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전자제어유닛의 센서전원단에 이상전원이 발생하면 센서로 공급되는 전원을 차단하여 전자제어유닛의 오동작을 예방하고, 전자제어유닛의 소손을 방지할 수 있다.

Claims

차량내의 각종 센서에서 감지된 감지전압에 따라 엔진 엑츄에이터를 제어하며, 상기 센서의 전원단이 연결되는 센서전원단과 배터리전원으로 상기 센서의 구동전압을 생성하는 전압공급회로를 구비한 전자제어유닛에 있어서,

상기 센서전원단과 상기 전압공급회로 사이에 마련된 스위칭부와,

상기 센서전원단의 전류를 감지하는 센서전류감지회로와,

기준전류를 인가하는 기준전류 공급회로와,

상기 기준전류와 상기 센서전류감지회로에서 감지된 센서전류를 비교하여 상기 기준전류를 벗어나면 상기 스위칭부를 오프시키는 전압 차단회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자제어유닛.
제1항에 있어서,

상기 전압 차단회로는 상기 센서전류와 상기 기준전류를 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력측에 연결된 베이스와 상기 스위칭부에 연결된 에미터를 갖는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자제어유닛.
제1항에 있어서,

상기 센서전류감지회로에서 감지된 센서전류를 입력받아 상기 센서전류가 미리 설정된 전류상한치 및 전류하한치를 벗어나면 상기 엔진 엑츄에이터를 최소 구동시키기 위한 마이컴을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어유닛.
제3항에 있어서,

상기 센서의 감지전압을 입력받는 감지전압 입력단을 구비하며,

상기 마이컴은 상기 감지전압 입력단을 통해 입력된 센서감지전압이 미리 설정된 전압 상한치와 전압 하한치을 벗어나면 상기 엔진 엑츄에이터를 최소 구동시키는 것을 특징으로 하는 전자제어유닛.