KR100842303B1 - 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 보호회로를 구비한모터 제어회로 - Google Patents

전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 보호회로를 구비한모터 제어회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로에 관한 것으로, EPS 시스템에서 모터를 구동 제어하는 모터 제어회로에 있어서, MCU에서 출력되는 모터전류제어명령에 따라 단상 H-브릿지 회로내 제1∼제4 FET를 스위칭 제어하는 FET 구동부와, 상기 제1∼제4 FET의 스위칭 동작에 따라 구동되는 모터와, 배터리 전원의 역삽입시 전원차단기능을 수행하고, 고장검출로 인하여 상기 MCU로부터 구동전원 차단신호 입력시 전원차단기능을 수행하는 고장검출 및 차단부로 구성되는 것을 특징으로 하며, EPS 시스템에서의 모터를 구동 제어하는 회로에 전원 역삽입에 대한 전원차단기능과 고장검출에 대한 전원차단기능을 갖는 보호회로, 즉 파워 MOSFET의 특성을 이용한 보호회로를 간단히 추가 구성하여 모터 제어회로내 모터 및 각종 회로소자의 파손 또는 손상을 미연에 방지하여 안전하게 보호할 수 있고, 모터가 잘못된 토오크를 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

Description

전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로 {MOTOR CONTROL CIRCUIT WITH PROTECTION CIRCUIT IN EPS SYSTEM}
도 1은 일반적인 EPS 시스템에서의 모터 제어회로를 보인 도면,
도 2는 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로를 보인 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : FET 구동부 12 : 모터
13 : 고장검출 및 차단부 Q1,Q2,Q3,Q4 : 제1∼제4 FET
TR1 : 트랜지스터 TR2 : 파워 MOSFET
BAT : 배터리
본 발명은 전자제어 파워 스티어링(Electric Power Steering ; 이하, 'EPS'라 칭함) 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로에 관한 것으로, 특히 EPS 시스템에서의 모터를 구동 제어하는 회로에 배터리 전원 역삽입에 대한 전원차단기능과 고장검출에 대한 전원차단기능을 갖는 보호회로를 추가 구성하여 모터 제어회로내 모터 및 각종 회로소자를 보호할 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자 제어 장치(Electronic Control Unit ; 이하, 'ECU'라 칭함)가 구비되어 있다.
상기와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 EPS 시스템은 차량의 속도를 검출하는 차속 센서, 운전자 핸들의 토오크를 검출하는 토오크 센서 등의 센서부와, 상기 센서부에서 검출되는 각종 입력신호에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 제어신호 및 구동신호를 출력하는 ECU와, 상기 ECU에서 출력되는 모터 제어신호 및 구동신호에 따라 모터의 구동을 제어하고, 모터의 구동에 따른 출력으로 스티어링 칼럼(Steering Column)을 구동시키는 모터 제어 및 구동부로 크게 이루어진다.
상기와 같이 구성된 EPS 시스템에서 실질적으로 모터를 구동 제어하는 것은 도 1에 도시된 바와 같이 4개의 FET로 구성된 단상 H-브릿지 회로로서, 이 단상 H-브릿지 회로를 구비하는 모터 제어회로는 상기 단상 H-브릿지 회로내의 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)와, 마이크로 제어 장치(Micro control Unit: MCU)(미도시)에서 출력되는 모터전류제어명령에 따라 상기 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)를 스위칭 제어하는 FET 구동부(11)와, 상기 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)의 스위칭 동작에 따라 구동되는 모터(12)로 구성되고, 상기 FET 구동부(11), 모터(12), 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)에는 배터리(BAT)의 전원이 공급된다.
상기와 같이 구성된 모터 제어회로에 있어서, 상기 FET 구동부(11)의 스위칭 제어동작에 따라 상기 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)가 턴 온(Turn On)/턴 오프(Turn Off) 동작함으로써 모터(12)를 구동하게 된다.
한편, 종래에는 상기 배터리(BAT)의 전원이 역으로 삽입되는 경우 이를 차단하는 기능이 없어 상기 모터(12)는 물론 FET 구동부(11)내 각종 회로소자들이 역전류 및 역전압에 의해 파손 또는 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 배터리(BAT)의 전원이 역으로 삽입된 경우 이외에 별도의 고장이 발생하였을 경우에도 배터리(BAT)의 전원이 상기 모터(12) 및 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)에 입력되어 모터(12)가 잘못된 토오크를 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 EPS 시스템에서의 모터를 구동 제어하는 회로에 전원 역삽입에 대한 전원차단기능과 고장검출에 대한 전원차단기능을 갖는 보호회로를 추가 구성하여 모터 제어회로내 모터 및 각종 회로소자의 파손 또는 손상을 막고, 모터가 잘못된 토오크를 발생하지 않도록 하는 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로는, EPS 시스템에서 모터를 구동 제어하는 모터 제어회로에 있어서, MCU에서 출력되는 모터전류제어명령에 따라 단상 H-브릿지 회로내 제1∼제4 FET를 스위칭 제어하는 FET 구동부와, 상기 제1∼제4 FET의 스위칭 동작에 따라 구동되는 모터와, 배터리 전원의 역삽입시 전원차단기능을 수행하고, 고장검출로 인하여 상기 MCU로부터 구동전원 차단신호 입력시 전원차단기능을 수행하는 고장검출 및 차단부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로의 구성을 보인 도면으로서, MCU(미도시)에서 출력되는 모터전류제어명령에 따라 단상 H-브릿지 회로내 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)를 스위칭 제어하는 FET 구동부(11)와, 상기 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)의 스위칭 동작에 따라 구동되는 모터(12)와, 상기 배터리(BAT) 전원의 역삽입시 전원차단기능을 수행하고, 고장검출로 인하여 상기 MCU로부터 구동전원 차단신호 입력시 전원차단기능을 수행하는 고장검출 및 차단부(13)로 구성된다.
여기서, 종래의 모터 제어회로와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하였다.
상기 고장검출 및 차단부(13)는 상기 MCU의 구동전원 차단신호를 입력받아 스위칭 온동작하는 트랜지스터(TR1)와, 상기 배터리(BAT)의 양단 사이에 연결되어 배터리(BAT)의 전원 역삽입시 또는 상기 트랜지스터(TR1)의 스위칭 온동작시 스위칭 오프동작하여 상기 FET 구동부(11) 및 모터(12)로 공급되는 구동전원을 차단하 는 파워 MOSFET(TR2)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 EPS 시스템에서의 모터 제어회로의 동작을 설명하면, 상기 FET 구동부(11)는 MCU에서 출력되는 모터전류제어명령에 따라 구동되어 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)의 스위칭 동작을 제어하게 되는데, 즉 FET 구동부(11)의 스위칭 제어동작에 따라 상기 제1∼제4 FET(Q1∼Q4)가 턴 온(Turn On)/턴 오프(Turn Off) 동작함으로써 모터(12)를 구동하게 된다.
이때, 상기 배터리(BAT)의 전원이 역삽입된 경우가 발생하면, 상기 고장검출 및 차단부(13)내 파워 MOSFET(TR2)가 회로 특성상 스위칭 오프동작하게 되어 상기 FET 구동부(11) 및 모터(12)로 공급되는 구동전원을 차단한다.
그러므로, 모터(12)의 구동을 차단하고, 배터리(BAT)를 FET 구동부(11)로부터 차단하여, 모터(12)가 토오크를 발생하지 않도록 한다.
한편, 상기 MCU에서 모터 제어회로에 대한 고장검출이 발생되어 구동전원 차단신호가 출력되면, 상기 고장검출 및 차단부(13)내 트랜지스터(TR1)가 상기 구동전원 차단신호를 입력받아 스위칭 온동작하고, 이 트랜지스터(TR1)의 스위칭 온동작에 따라 상기 파워 MOSFET(TR2)도 스위칭 오프동작하여 상기 FET 구동부(11) 및 모터(12)로 공급되는 구동전원을 차단하게 된다.
상기와 같이 본 발명에서는 별도의 배터리 전원 역삽입을 감지하는 고장감지회로 없이 단순히 파워 MOSFET의 특성을 이용하여 간단하게 보호회로를 구성할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 EPS 시스템에서의 모터를 구동 제어하는 회로에 전원 역삽입에 대한 전원차단기능과 고장검출에 대한 전원차단기능을 갖는 보호회로, 즉 파워 MOSFET의 특성을 이용한 보호회로를 간단히 추가 구성하여 모터 제어회로내 모터 및 각종 회로소자의 파손 또는 손상을 미연에 방지하여 안전하게 보호할 수 있고, 모터가 잘못된 토오크를 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 전자제어 파워 스티어링(Electric Power Steering: EPS) 시스템에서 모터를 구동 제어하는 모터 제어회로에 있어서,
    마이크로 제어 장치(Micro control Unit: MCU)에서 출력되는 모터전류제어명령에 따라 단상 H-브릿지 회로내 제1∼제4 FET를 스위칭 제어하는 FET 구동부와,
    상기 제1∼제4 FET의 스위칭 동작에 따라 구동되는 모터와,
    배터리 전원의 역삽입시 전원차단기능을 수행하고, 고장검출로 인하여 상기 MCU로부터 구동전원 차단신호 입력시 전원차단기능을 수행하는 고장검출 및 차단부로 구성되며,
    상기 고장검출 및 차단부는 상기 MCU의 구동전원 차단신호를 입력받아 스위칭 온동작하는 트랜지스터와, 상기 배터리의 양단 사이에 연결되어 배터리의 전원 역삽입시 또는 상기 트랜지스터의 스위칭 온동작시 스위칭 오프동작하여 상기 FET 구동부 및 모터로 공급되는 구동전원을 차단하는 파워 MOSFET로 구성되는 것
    을 특징으로 하는 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 보호회로를 구비한 모터 제어회로.
  2. 삭제
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