KR100789975B1 - Circuit for providing electric power use for vehicle's electronic control unit - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 종래 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로의 블럭 다이어그램,1 is a block diagram of a power supply circuit for an electronic control unit of a conventional vehicle;
도 2 는 본 발명의 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로의 블럭 다이어그램,2 is a block diagram of a power supply circuit for an electronic control unit of a vehicle of the present invention;
도 3 은 본 발명의 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로의 일례이다.3 is an example of a power supply circuit for an electronic control unit of a vehicle of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10; 키 스위치 입력부10; Key switch input
20; 배터리 전원부20; Battery power
30; 정전압부30; Constant voltage
31; ECU 정전압부31; ECU constant voltage section
32; 타겟보드 정전압부32; Target Board Constant Voltage
40; 아이들 모드 제어부40; Idle Mode Control
50; 상시 전원부50; Always power supply
100; 전자제어유닛100; Electronic control unit
200; 타겟 보드200; Target board
본 발명은 전원 공급회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 시동을 끄더라도 차량의 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로 공급되는 전원 공급이 즉시 차단되지 않고 소정 시간동안 지속적으로 유지되는 상태인 아이들 모드(Idle mode) 상태를 수행하는 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply circuit, and more particularly, a state in which a power supply supplied to an electronic control unit (ECU) of a vehicle is not immediately interrupted and continuously maintained for a predetermined time even if the driver turns off the ignition. The present invention relates to a power supply circuit for an electronic control unit of a vehicle performing an in idle mode state.
일반적으로, 차량의 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)이란 차량의 구동 계통, 제동 계통, 조향 계통, 표시 계통, 센서 계통 등을 전자적으로 제어하는 장치를 가리킨다.In general, an electronic control unit (ECU) of a vehicle refers to an apparatus for electronically controlling a driving system, a braking system, a steering system, a display system, a sensor system, and the like of a vehicle.
이러한 전자제어유닛은 CAN(Controller Area Network) 통신 방식 등을 이용한 데이터 통신 선로에 의하여 연결되는 타겟 보드(Target Board)의 구동을 제어하는데, 통상적으로 고속의 마이크로프로세서유닛(MPU)을 사용하여 타겟 보드로부터 입출력되는 데이터를 분석하고 그 분석 결과에 따른 타겟보드의 구동 제어를 수행하고, 타겟 보드는 전자제어유닛의 제어에 따라서 차량의 구동 계통(엔진, 자동변속기 등), 제동 계통(브레이크, ABS 등), 조향 계통(조향용 모터,유압발생장치 등), 표시 계통(계기판 등), 센서 계통(유량 센서 등) 등을 작동시킨다.Such an electronic control unit controls the driving of a target board connected by a data communication line using a controller area network (CAN) communication method, and typically, a target board using a high speed microprocessor unit (MPU). Analyze the data input and output from the controller and perform drive control of the target board according to the analysis result, and the target board is controlled by the electronic control unit of the vehicle drive system (engine, automatic transmission, etc.), braking system (brake, ABS, etc.). ), Steering system (steering motor, hydraulic generator, etc.), display system (eg, instrument board), sensor system (flow sensor, etc.) are operated.
위와 같은 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로로서, 종래 도 1 에 도시된 바와 같은 전원공급회로가 이용되었다.As a power supply circuit for the electronic control unit of the vehicle as described above, a power supply circuit as shown in FIG. 1 has been conventionally used.
도 1 에 도시된 종래의 전원공급회로는 차량의 운전자가 키(Key)를 차량 시 동장치(미도시)에 삽입하고 키를 회동시켜 키 스위치가 ON 되면 차량의 시동이 걸리도록 하는 키 스위치 입력부(10)와, 상기 키 스위치 입력부(10)에서의 키 입력 신호를 전달받아 전원을 인가하는 배터리 전원부(20)와, 상기 배터리 전원부(20)로부터 인가된 전원을 전자제어유닛(100) 및 타겟보드(200)에 적합한 전압으로 변환하여 출력하는 정전압부(30)로 구성되고, 상기 정전압부(30)는 전자제어유닛(100)에 전원을 인가하는 전자제어유닛 정전압부(31)와, 타겟보드(200)에 전원을 인가하는 타겟보드 정전압부(32)로 이루어진 구성이다. In the conventional power supply circuit shown in FIG. 1, a driver of a vehicle inserts a key into a vehicle starter (not shown) and rotates the key so that the vehicle starts when the key switch is turned on. 10, the battery
상기와 같이 구성된 종래 전원공급회로에 의한 전원 공급의 동작 모드(mode)는 크게 나누어 운전 모드(drive mode) 및 셧다운 모드(shutdown mode)의 2 가지 동작 모드를 가진다. 즉, 운전 모드는 키 스위치 입력부(10)의 키 스위치의 ON 입력에 의하여 배터리 전원부(20)가 활성화되면서 전자제어유닛(100) 및 타겟보드(200)들에 전원이 공급되어 모든 계통이 작동을 하는 모드이며, 셧다운 모드는 키 스위치의 OFF 입력에 의하여 배터리 전원부(20)가 비활성화되면서 전자제어유닛(100)과 타겟 보드(200)들에 전원 공급이 차단되어 모든 계통이 작동을 중지하는 모드이다.The operation mode of the power supply by the conventional power supply circuit configured as described above is roughly divided into two operation modes, a drive mode and a shutdown mode. That is, in the operation mode, the battery
이때, 전자제어유닛(100)은 셧다운 모드에서 운전 모드로 전환되면서 전자제어유닛(100)에 연결된 모든 하드웨어 자원을 검색하여 각 하드웨어와 부합되는 기본값을 처음부터 다시 셋팅하고, 윈도우 또는 리눅스 등의 운영 체제(O/S)를 활성화시켜 제어 프로그램이 실행될 수 있는 환경을 구축하는 소위 부팅(booting) 과정을 수행한다. (이와 같이 전원이 차단된 상태의 전자제어유닛(100)에 새롭게 전원 이 공급되면서 부팅이 처음부터 시작되는 것을 콜드 부팅(cold booting)이라 한다.)At this time, the
그런데, 이렇게 운전 모드로 전환되기 위한 전자제어유닛(100)의 부팅 시간이 통상적으로 40-60 초 동안 소요되기 때문에, 현장에서 운전자가 일시적으로 시동을 꺼 놓은 경우나 차량 점검을 위하여 시동을 자주 꺼야하는 경우 등에 있어서, 운전자는 시동을 걸 때마다 전자제어유닛(100)이 부팅되는 비교적 긴 시간(적어도 40-60 초) 동안을 매번 기다려야만 하는 번거로운 문제점이 있었으며, 이는 작업 능률의 저하를 초래하였다.However, since the booting time of the
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 운전자가 시동을 끈뒤 운전자가 다시 시동을 걸 경우에 전자제어유닛의 부팅 시간을 단축시킬 수 있는 전원 공급회로를 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and provides a power supply circuit that can shorten the booting time of the electronic control unit when the driver turns off after starting the driver. have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 운전자가 시동을 끄더라도 차량의 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로 공급되는 전원 공급이 즉시 차단되지 않고 소정 시간동안 지속적으로 유지되는 상태인 아이들 모드(Idle mode) 상태를 수행하는 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로의 구성을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a state in which the power supply to the electronic control unit (ECU) of the vehicle is continuously maintained for a predetermined time even if the driver turns off the engine. Characterized in that the configuration of the power supply circuit for the electronic control unit of the vehicle performing the in idle mode (Idle mode) state.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of a preferred embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 차량의 전자제어유닛용 전원 공급회로의 블럭 다이어그램으로서, 도 1 과 중복되는 구성 요소에 대한 도면 부호는 상호 동일하다.FIG. 2 is a block diagram of a power supply circuit for an electronic control unit of a vehicle of the present invention, in which reference numerals for components overlapping with FIG. 1 are the same.
도면을 참조하면, 본 발명 전원 공급회로는 도 1 의 종래의 전원 공급회로의 구성에 아이들 모드(idle mode) 제어부(40)와 상기 배터리전원부(20)와 별도로 이루어지고 아이들 모드 입력 상태시 상기 전자제어유닛(100)에 전원을 공급하는 상시 전원부(50)의 구성을 더 포함하여 이루어진다.Referring to the drawings, the power supply circuit of the present invention is formed separately from the idle
본 발명의 키 스위치 입력부(10)의 입력은 전술한 바와 같이 키의 삽입 위치에 따라서 운전 모드인 ON 입력와 셧다운 모드인 OFF 입력 뿐만 아니라, 아이들 모드(Idle mode)의 입력이 가능하다. 즉, 사용자가 운전 모드로 차량을 운전하다가 키 스위치 입력을 아이들 모드로 입력하면, 배터리 전원부(20)가 비활성화되면서 타겟보드 정전압부(32)로 인가되는 전원 공급은 차단되나, 아이들 모드 입력을 감지한 전자제어유닛(100)에 의하여 활성화되는 상시전원부(50)가 전자제어유닛(100)에 전원을 공급하여 전자제어유닛(100)을 활성화된 상태로 계속 유지시킨다. As described above, the input of the key
또한, 활성화된 상기 상시전원부(50)로부터 전원이 인가되어 아이들 모드 제어부(40)가 활성화되며, 아이들 모드 제어부(40)는 아이들 모드 상태하에서 전자제어유닛 정전압부(31)의 활성화 또는 비활성화를 제어한다.In addition, power is applied from the activated constant
이와 같이 아이들 모드에서는 상기 전자제어유닛(100)에 전원이 계속적으로 공급되고 있는 상태이므로, 운전자가 키 스위치를 상기 아이들 모드 입력으로부터 운전 모드로 입력하여 차량에 시동을 걸 경우, 전자제어유닛(100)이 이미 활성화된 상태에서 부팅이 진행되기 때문에, 전자제어유닛(100)에 연결된 모든 하드웨어 자 원의 검색, 각 하드웨어와 부합되는 기본값의 셋팅, 윈도우 또는 리눅스 등의 운영 체제(O/S)의 활성화 등의 부팅(booting)의 중요 과정을 재수행할 필요가 없어 전자제어유닛(100)이 비활성화된 상태에서 부팅이 이루어지는 것보다 더 빠르게 부팅이 이루어지는 이른바 웜 부팅(Warm Booting)을 수행하게 된다.Thus, since the power is continuously supplied to the
이하, 위와 같이 구성되는 본 발명 전원공급회로의 일례를 도 3 의 회로를 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an example of the power supply circuit of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the circuit of FIG.
도면을 참조하면, 본 발명 전원공급회로의 실시예의 구성은, 키(Key) 스위치 입력부(10)와, 상기 키 스위치 입력부(10)에서의 키 입력 신호를 전달받아 전원을 인가하는 배터리 전원부(20)와, 상기 배터리 전원부(20)로부터 인가된 전원을 전자제어유닛(100) 및 타겟보드(200)에 정전압 출력하는 전자제어유닛 정전압부(31)와 타겟보드 정전압부(32)를 가진 정전압부(30)를 가진다. 이때, 상기 키 스위치 입력부(10)는 상기 배터리 전원부(20)를 비활성화시키는 아이들 모드(Idle mode)를 선택할 수 있도록 형성된다. Referring to the drawings, the embodiment of the power supply circuit of the present invention includes a key
또한, 상기 키 스위치 입력부(10)의 입력이 아이들 모드가 되면 전자제어유닛(100)의 제어 신호(S1)에 의하여 활성화되어 상기 전자제어유닛 정전압부(31)에 전원을 공급하는 상시 전원부(50)와, 상기 상시 전원부(50)의 전원이 인가되어 구동되며 상기 전자제어유닛(100)의 제어 신호에 의하여 전자제어유닛 정전압부(31)의 활성화 상태를 제어하는 아이들 모드 제어부(40)를 포함한다. In addition, when the input of the key
상기 아이들모드 제어부(40)는, 상기 전자제어유닛(100)의 제어 신호에 의하여 활성화된 상시 전원부(50)의 출력 전원이 전자제어유닛(100)의 정전압 소자(U1) 의 전원입력단(Vcc)으로 공급되고, 상기 상시 전원부(50)의 출력 전원이 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스로 입력되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 출력은 정전압소자(U1)의 인터럽트 단자(INH)로 입력된다. The idle
또한, 상시전원부(50)의 출력 전원은 실리콘제어정류기(SCR)의 애노드(A)로 입력되고, 상기 전자제어유닛(100)의 제어신호(S2)가 상기 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트(G)로 입력되고, 상기 실리콘제어정류기(SCR)의 후단, 즉 캐소드(K)에는 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스가 연결된다. In addition, the output power of the continuous
상기 제 2 트랜지스터(TR2)의 출력단은 상기 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스로 입력되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 출력은 정전압소자(U1)의 인터럽트 단자(INH)로 입력되고, 정전압소자(U1)의 출력 전원이 전자제어유닛(100)에 공급된다. The output terminal of the second transistor TR2 is input to the base of the first transistor TR1, the output of the first transistor TR1 is input to the interrupt terminal INH of the constant voltage device U1, and the constant voltage device ( The output power of U1) is supplied to the
또한, 상기 배터리전원부(20)에서 공급된 전원이 저항(R11,R12)를 통하여 포토커플러(PC)와 연결되고, 상기 포토커플러(PC)의 출력단은 캐패시터(C3)를 통하여 접지되어 있다. In addition, the power supplied from the battery
상기와 같이 구성되는 본 발명 실시예의 전원공급회로의 동작을 설명한다. The operation of the power supply circuit of the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
먼저, 키 스위치 입력부(10)의 입력이 ON 되어 전원 공급이 운전 모드로 되어 있는 상태에서는 배터리 전원부(20)가 전자제어유닛 정전압부(31) 및 타켓보드 정전압부(32)에 전원을 공급하므로, 전자제어유닛(100)과 타겟보드(200)가 함께 구동되면서 차량은 운전 상태(Drive mode)가 된다.First, since the input of the key
이러한 상태에서 운전자가 키 스위치 입력부(10)의 입력을 아이들 모드(Idle mode)로 선택하면, 상기 배터리 전원부(20)가 비활성화되어 타겟보드정전압부(32)에 공급되는 전원이 차단되고, 아이들 모드 입력을 감지한 상기 전자제어유닛(100)이 상시 전원부(50)에 제어 신호(S1)를 출력하여 상시 전원부(50)를 활성화시킨다.In this state, when the driver selects the input of the key
전자제어유닛(100)의 제어 신호(S1)에 의하여 활성화된 상시 전원부(50)의 출력 전원은 다이오드(D2)를 경유하여 전자제어유닛(100)의 정전압 소자(U1)의 전원입력단(Vcc)으로 공급된다. The output power of the constant
또한, 상시전원부(50)의 출력 전원은 다른 다이오드(D3)와 저항(R1,R2)을 경유하여 저항(R3,R4)의 바이어스 회로로 이루어진 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스로 입력되고, 베이스 입력 신호로 인하여 제 1 트랜지스터(TR1)가 턴온(Turn On)되면서 에미터와 컬렉터에 상승 에지(edge)의 출력 신호가 생성되어 다이오드(D4)를 통하여 정전압 소자(U1)의 인터럽트 단자(INH)로 입력된다. 이때, 본 발명 실시예의 정전압 소자(U1)은 LS5973 의 정전압소자를 채용하여 상기 인터럽트 단자(INH)에 상승 에지의 신호가 입력되면 정전압 소자(U1)가 비활성화되어 정전압 출력은 정지된다.In addition, the output power of the constant
또한, 상시 전원부(50)의 출력 전원은 저항(R7,R8) 및 캐패시터(C2)를 경유하여 실리콘제어정류기(SCR)의 애노드(A)로 입력되고, 실리콘제어정류기(SCR)로 입력된 전원은 게이트(G)에 전압이 인가되지 않은 상태이므로 상기 실리콘제어정류기(SCR)은 개방(open)된 상태로 되어 있다. In addition, the output power of the continuous
이때, 상기 전자제어유닛(100)이 제어신호(S2)를 출력하면 저항(R5,R6)을 경 유하여 상기 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트(G)로 입력되고, 게이트 입력 신호가 인가된 실리콘제어정류기(SCR)가 활성화되어 애노드(A)와 캐소드(K)가 단락되면서 상기 실리콘제어정류기(SCR) 후단으로 전원이 인가된다. At this time, when the
실리콘제어정류기(SCR) 후단으로 인가된 전원은 저항(R9,R10)으로 이루어진 바이어스 저항을 통하여 제 2 트랜지스터(TR2)를 턴온시키고 이 제 2 트랜지스터(TR2)의 에미터와 컬렉터에 상승 에지(edge)의 출력 신호가 생성되어 다이오드(D5)를 통하여 출력된다. The power applied to the rear end of the silicon controlled rectifier SCR turns on the second transistor TR2 through a bias resistor composed of resistors R9 and R10, and has a rising edge at the emitter and collector of the second transistor TR2. Is generated and outputted through the diode D5.
그러면, 이미 턴온되어 있던 제 1 트랜지스터(TR1)에 베이스 입력 전류가 감소되어 제 1 트랜지스터(TR1)가 턴오프되고 다이오드(D4)를 통하여 정전압소자(U1)의 인터럽트 단자(INH)에 하강 에지의 출력 신호가 입력되어 정전압 소자(U1)의 정전압 출력이 개시되고 전자제어유닛(100)에 정전압을 공급한다.Then, the base input current is reduced in the first transistor TR1 that is already turned on so that the first transistor TR1 is turned off and the falling edge of the interrupt terminal INH of the constant voltage element U1 is passed through the diode D4. The output signal is input to start the constant voltage output of the constant voltage element U1 and supply the constant voltage to the
따라서, 위와 같은 본 발명 전원공급회로의 아이들 모드의 동작에 따라 전원이 계속적으로 공급되는 전자제어유닛(100)은 계속하여 활성화상태를 유지하게 된다.Therefore, according to the operation of the idle mode of the power supply circuit of the present invention as described above, the
이때, 위와 같이 아이들 모드에서 운전자가 다시 키 스위치의 입력을 ON 하여 운전 모드로 변환되면, 전자제어유닛(100)의 제어신호(S1)에 의하여 상시 전원부(50)가 비활성화되고, 배터리 전원부(20)가 활성화되면서 타겟보드 정전압부(32) 및 전자제어유닛 정전압부(31)에 전원이 인가되고, 트랜지스터(TR1,TR2)가 모두 턴오프되면서 정전압소자(U1)의 인터럽트 단자(INH)에 하강 에지의 출력 신호가 입력되면서 정전압소자(U1)가 활성화되어 전자제어유닛(100)에 전원을 공급한다. At this time, when the driver turns the input of the key switch back to the driving mode in the idle mode as described above, the
또한, 배터리전원부(20)가 공급된 전원이 저항(R11)을 통하여 포토커플러(PC)를 활성화시키고, 상기 포토커플러(PC)의 출력단과 연결된 캐패시터(C3)를 통하여 실리콘제어정류기(SCR)의 애노드(A)로 흐르는 전류가 접지를 통하여 방전되므로 애노드(A)에 전류 공급이 차단되어 차후 게이트(G)를 통하여 전자제어유닛(100)의 제어신호(S2)가 입력되기 전까지 상기 실리콘제어정류기(SCR)의 애노드(A)와 캐소드(K)는 개방된 상태로 있게 된다. In addition, the power supplied from the battery
한편, 본 발명의 전자제어유닛(100)이 상기와 같이 아이들 모드로 동작을 시작한지 소정 시간 후, 바람직하게는 48 시간 내지 72 시간 후에는 상시전원부(50)를 비활성화시켜 전자제어유닛(100)을 완전히 차단시키는 것이 좋다. 이는 소정 시간이 지나도록 운전 모드가 선택되지 않으면 차량의 운전이 당분간 없는 것으로 판단하여 전원을 완전히 끄는 것이 전력 사용면에서 보다 유리하기 때문이다. On the other hand, after a predetermined time after starting the operation of the
상기와 같이 구성된 본 발명의 전자제어유닛용 전원공급회로는, 운전 모드로 전환되는 부팅 시간을 대폭적으로 단축시킴으로써, 종래 부팅시 비교적 긴 시간(적어도 40-60 초) 동안 대기하여야 했던 번거로움이 해소되고 작업 능률이 향상되는 효과가 있다.The power supply circuit for the electronic control unit of the present invention configured as described above significantly reduces the booting time for switching to the operation mode, eliminating the inconvenience of having to wait for a relatively long time (at least 40-60 seconds) during conventional booting. And the work efficiency is improved.
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