KR100816405B1 - 조향장치에서 전자제어장치의 과열방지를 위한 경고등구동회로 - Google Patents

조향장치에서 전자제어장치의 과열방지를 위한 경고등구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에서 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)의 과열을 방지하는 경고등(Warning Lamp) 구동회로에 관한 것이다.
본 발명은 자동차에 장착되는 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)의 경고등(Warning Lamp) 구동회로에 있어서, 전자제어장치의 고장을 경고하는 경고등; 경고등의 단락고장을 검출하는 감시회로부(Monitor Circuit); 단락고장이 검출된 경고등에 단락 방어를 수행하는 과전류 방지회로부; 및 단락 방어 후에 시간 측정을 시작하고, 측정된 시간이 설정시간 이상이면 전원으로부터 전류 공급을 차단하는 구동제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 과열을 방지하는 경고등 구동회로를 제공한다.
본 발명에 의하면, 전원으로부터 경고등 구동회로에 전류 공급을 차단하여 발열량을 줄일 수 있어 과열로 인한 회로소자의 고장을 방지할 수 있으며, 줄어든 발열량에 의해 경고등 드라이브 소자 및 PCB 면적 감소 등의 효과를 기대할 수 있다.
전자제어장치(ECU), 경고등, 과열, 단락, 단락방어, 경고등 구동회로, 페일세이프(Failsafe)

Description

조향장치에서 전자제어장치의 과열방지를 위한 경고등 구동회로{Warning Lamp Driving Circuit for Preventing ECU in the Power Steering Apparatus from Being Overheated}
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 경고등 구동회로를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 경고등 구동회로의 회로도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경고등 구동회로의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 경고등 구동회로 110: 구동제어부
120: 경고등 130: 감시회로부
140: 과전류 방지회로부
본 발명은 자동차의 조향장치에서 전자제어장치의 과열방지를 위한 경고등 구동회로에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 경고등 구동회로에서 전자제어장치의 단락이나 개방 고장을 검출하여 실시하는 단락방어 이후에도, 차단된 회로가 일정시간 이상 발열 상태가 유지되는가를 판별하여, 판별 후에 고장검출신호를 제어부에 전달하여, 경고등 구동회로에 전류를 인가하는 전원을 차단하여 전자제어장치 회로 내 발열을 억제하는 경고등 구동회로에 관한 것이다.
통상적으로 자동차의 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전기 모터를 이용한 전동식 조향장치(EPS: Electronic Power Steering Apparatus)가 점차 보편화하고 있다. 기존의 유압식 동력 조향장치는 동력을 보조해 주는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향 휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데 비해서 전동식 조향장치는 조향 휠이 회전하여 토크가 발생하면 전기 에너지로 구동되는 모터가 조향 보조 동력을 제공한다. 따라서 전동식 조향장치를 사용하는 경우 유압식 동력 조향장치에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 통상적인 전동식 조향장치는 발생 토크, 차속, 조향각 등을 이용하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 운행 상황 등을 파악하고 종합적으로 고려하여 조향 보조력을 생성한 후, 조향 컬럼, 랙바, 랙앤 피니언 등으로 전달함으로써 운전자로 하여금 더욱 쉽게 운전할 수 있도록 하고, 자동차가 더욱 안전하게 운행할 수 있도록 한다.
전동식 조향장치는 많은 기계 부품과 전자 부품들로 구성되지만, 가장 핵심 적인 구성 중의 하나로서 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)가 있다. 전자제어장치는 외부의 각종 센서로부터 전달되는 전기적인 신호를 분석하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 주행 상황 등을 파악하고, 구비된 각종 로직(Logic)을 이용하여 모터를 제어한다.
전동식 조향장치의 고장검출은 하드웨어(Hardware) 및 각종 로직을 이용하는 소프트웨어(Software)로 고장검출을 수행할 수 있다. 특히 페일세이프(Failsafe)를 이용하는 소프트웨어방식은, 배터리 전원, 각종 센서, 모터, 경고등, 전자제어장치 등의 고장을 검출한다.
경고등은 전자제어장치에서의 고장이 검출되면 운전자에게 그 고장 사실을 인지시켜, 고장으로 발생할 수 있는 위험을 방지할 수 있도록 경고한다. 경고등의 점등과정을 살펴보면, 전자제어장치에서의 고장이 페일세이프를 통하여 검출되면 페일세이프에서 경고등 구동회로에 경고등 점등신호를 송신하고, 경고등의 온/오프를 제어하는 경고등 구동회로에서 경고등을 점등한다.
여기서, 경고등 구동회로에도 개방이나 단락에 의하여 경고등이 꺼지거나 계속해서 켜지는 고장이 발생할 수 있다. 특히, 단락에 의한 고장이 경고등 구동회로에서 발생하여 경고등이 꺼지지 않고 계속해서 켜지는 경우에는, 단락 방어를 수행하여 과전류 방지회로에서 열을 방열시켜야 한다.
하지만, 이러한 과전류 방지회로에 의한 방열 구조도 경고등을 계속해서 점등상태로 하게 했던 전류를 차단하지는 못하고, 열이 경고등 구동회로의 다른 부분에서 발열되도록 제어할 뿐이어서, 단락방어 후에도 발열부분으로 전류가 계속해서 흐르게 되어 과다한 전력 소모와 과열로 인한 전자제어장치의 파손을 발생시킬 수 있다.
따라서, 과전류 방지회로에 열을 발산시키기 위한 방열 구조 설계가 추가로 필요하게 되는 단점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 경고등 구동회로에서 전자제어장치의 단락이나 개방 고장을 검출하여 실시하는 단락방어 이후에도, 차단된 회로가 일정시간 이상 발열 상태가 유지되는가를 판별하여, 판별 후에 고장검출신호를 제어부에 전달하여, 경고등 구동회로에 전류를 인가하는 전원을 차단하여 전자제어장치 회로 내 발열을 억제하는 경고등 구동회로를 제공하는데 주목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차에 장착되는 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)의 경고등(Warning Lamp) 구동회로에 있어서, 전자제어장치의 고장을 경고하는 경고등; 경고등의 단락고장을 검출하는 감시회로부(Monitor Circuit); 단락고장이 검출된 경고등에 단락 방어를 수행하는 과전류 방지회로부; 및 단락 방어 후에 시간 측정을 시작하고, 측정된 시간이 설정시간 이상이면 전원으로부터 전류 공급을 차단하는 구동제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 과열을 방지하는 경고등 구동회로를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 경고등 구동회로(Warning Lamp Driving Circuit)를 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 경고등 구동회로의 회로도이다.
경고등 구동회로(100)는 경고등(120), 감시회로부(130), 과전류 방지회로부(140) 및 구동제어부(110)를 포함하여 이루어진다.
경고등(120)은 전자제어장치의 고장이 검출되면 운전자에 고장 사실을 인지시켜 고장으로 인한 위험을 방지할 수 있도록 경고한다. 전자제어장치의 고장은 페일세이프(Failsafe)를 이용하여 검출할 수 있고, 전자제어장치의 고장이 검출되면 경고등 구동회로(100)의 구동제어부(110)로 경고등 점등제어 신호가 전달되고, 구동제어부(110)에서 경고등(120)의 점등을 수행한다.
감시회로부(Monitor Circuit)(130)는 경고등(120)에서 발생할 수 있는 단락이나 개방 등에 의한 고장을 검출한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시회로부(130)는 페일세이프를 이용하여 경고등(120)의 단락 고장을 검출한다.
페일세이프(Failsafe)는 소프트웨어적으로 전자기기의 고장을 검출할 수 있어, 배터리 전원, 각종 센서, 모터, 경고등, 전자제어장치 등의 고장을 검출하는데 이용된다. 이러한 페일세이프를 이용한 고장검출은 하나의 예시에 불과한 것이므 로, 기타 다양한 방법으로 전자제어장치 및 경고등의 고장을 검출할 수 있다.
과전류 방지회로부(140)에서는 감시회로부(130)에서 검출한 경고등(120)의 단락 고장에 대하여 과전류를 흐르는 것을 방지하는 단락 방어를 수행한다. 그 결과, 경고등(120)에는 전류가 차단되어 소등되지만, 경고등 구동회로(100)의 다른 부분에서 발열부분이 형성된다.
도 1b의 하단에 도시된 단락 방어 후의 발열부분에서 열이 발열된다. 발열부분의 발열은, 단락고장으로 인하여 발생할 수 있는 과전류에 의한 강력한 충격은 아니지만, 발열상태가 계속해서 유지되면 열에 민감한 전자제어장치에 손상을 줄 수 있고, 또한 계속되는 전류 인가로 전력 소모를 발생시킬 수 있다. 이러한 과전류 방지회로부(140)의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 단락 방어 후의 시간을 측정하여 설정시간 이상으로 판단되면, 경고등 구동회로(100)의 전원(150)을 완전히 차단하는 발명을 제안하는 것이다.
구동제어부(110)는 경고등 구동회로(100)의 동작을 전체적으로 제어한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동제어부(110)는, 과전류 방지회로부(140)에서 과전류를 방지하기 위하여 실시한 단락 방어 후의 시간을 측정하여 미리 정해놓은 설정시간이상인지를 이용하여 판단하고, 설정시간 이상이면 경고등 구동회로(100)의 전원(150)을 완전히 차단한다.
또한 구동제어부(110)에서는 온도센서를 구비하여 발열부분의 발열상태를 감시할 수 있다. 즉, 구동제어부(110)에서의 단락 방어 후의 시간 측정에 대하여 온도센서를 통하여 발열부분의 온도를 감시하도록 하여, 그 온도가 설정온도 이상이 면 시간측정을 실행하도록 하거나, 또는 발열부분의 온도가 한계온도 이상이면 즉시 경고등 구동회로(100)에 전류를 공급하는 전원을 차단하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경고등 구동회로의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.
전자제어장치에서 고장이 검출되면 경고등이 점등된다(S210).
전자제어장치의 고장이 페일세이프를 통하여 검출되면, 경고등 구동회로의 구동제어부로 경고등 점등 신호가 전달되고, 구동제어부에서는 경고등 점등을 수행한다. 이렇게 전자제어장치의 고장을 인지시켜주는 경고등에도 개방 고장이나 단락 고장이 발생할 수 있어, 감시회로부에서 경고등의 고장을 감시한다.
감시회로부는 페일세이프를 이용하여 경고등의 단락 고장을 검출하고(S220), 과전류 방지회로부에서는 단락 고장에 의한 과전류를 방지하기 위하여 경고등에 단락방어를 수행한다(S230).
과전류 방지회로부의 단락방어로 인하여, 경고등으로 인가되는 전류는 차단되어 경고등은 소등되지만, 단락방어 수행으로 경고등 구동회로내의 다른 부분에 발열부분이 형성된다. 형성된 발열부분의 발열상태가 계속해서 유지되면 열에 민감한 전자제어장치에 손상을 초래할 수 있어, 이런 경우 자동차 전원에서 경고등 구동회로로의 전류 공급을 원천적으로 차단하는 것이 필요하다.
구동제어부에서는 단락방어 후의 시간을 측정하고(S240), 측정된 시간이 설정시간 이상인지 여부를 판단하여(S250), 설정시간 이상이면 전원으로부터 전류 공급을 차단한다(S260).
또한 구동제어부에서는 온도센서를 구비하여 발열부분의 발열상태를 감시할 수 있다. 즉, 구동제어부에서의 단락 방어 후의 시간 측정에 대하여 온도센서를 통하여 발열부분의 온도를 감시하도록 하여, 그 온도가 설정온도 이상이면 시간측정을 실행하도록 하거나, 또는 발열부분의 온도가 한계온도 이상이면 즉시 경고등 구동회로에 전류를 공급하는 전원을 차단하도록 할 수 있다.
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.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전원으로부터 경고등 구동회로에 전류 공급을 차단하여 발열량을 줄일 수 있어 과열로 인한 회로소자의 고장을 방지할 수 있으며, 줄어든 발열량에 의해 경고등 드라이브 소자 및 PCB 면적 감소 등의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

  1. 자동차에 장착되는 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)의 경고등(Warning Lamp) 구동회로에 있어서,
    상기 전자제어장치의 고장을 경고하는 경고등;
    상기 경고등의 단락고장을 검출하는 감시회로부(Monitor Circuit);
    상기 단락고장이 검출된 경고등에 단락 방어를 수행하는 과전류 방지회로부; 및
    상기 단락 방어 후에 시간 측정을 시작하고, 상기 측정된 시간이 설정시간 이상이면 전원으로부터 전류 공급을 차단하는 구동제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 과열을 방지하는 경고등 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감시회로부는,
    상기 경고등의 단락고장을 페일세이프(Failsafe)를 이용하여 검출하는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 과열을 방지하는 경고등 구동회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동제어부는,
    온도 센서를 구비하여 상기 단락 방어 후에 상기 경고등 구동회로의 온도를 감시하여, 설정온도이상이면 상기 시간 측정을 시작하는 것을 특징으로 하는 전자 제어장치의 과열을 방지하는 경고등 구동회로.
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