KR101038212B1 - 액츄에이터 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액츄에이터 구동장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전하펌프 IC의 신호접지선의 전압레벨에 따라 작동하여 솔레노이드 코일과 모터 등의 액츄에이터에 인가되는 각각의 배터리전압을 스위칭하는 스위칭소자를 오프시킬 수 있는 스위칭소자를 각각 마련하고, 전하펌프 IC의 신호접지선의 전압레벨이 미리 설정된 수준이상으로 상승하면, 각각의 스위칭소자를 오프시킴으로서 전하펌프 IC의 비정상적인 출력을 차단시켜 솔레노이드 밸브와 모터의 오동작 및 소손을 방지한다.
이를 위해 본 발명은 솔레노이드코일에 인가되는 배터리전압을 스위칭하는 제1스위칭소자와, 모터에 인가되는 배터리전압을 스위칭하는 제2스위칭소자와, 입력펄스에 비례하는 전압을 제공하여 제1스위칭소자와 제2스위칭소자를 구동시키는 전하펌프 IC와, 전하펌프 IC의 신호접지선의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 제1스위칭소자를 오프시키는 제3스위칭소자와, 전하펌프 IC의 신호접지선의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 제2스위칭소자를 오프시키는 제4스위칭소자와, 전하펌프 IC를 제어하는 마이컴을 포함한다.

Description

액츄에이터 구동장치 {DEVICE FOR DRIVING ACTUATOR}
도 1은 종래 액츄에이터 구동장치의 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 구동장치의 제어블록도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
40 : ECU 41 : 제1스위칭소자
42 : 제2스위칭소자 43 : 전하펌프 IC
44 : 마이컴 45 : 제3스위칭소자
46 : 제4스위칭소자 47 : 전류제한소자
50 : 솔레노이드코일 51 : 모터
60 : 신호접지선 61 : 전원접지선
70 : 역전압방지소자
본 발명은 액츄에이터 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자제어유닛의 오동작을 방지할 수 있는 액츄에이터 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 브레이크 시스템 일예로, 안티록 브레이크 시스템(anti-lock brake system ; 이하 ABS라 칭함)을 장착한 차량에서는 각 차륜의 휠 실린더에 가해지는 브레이크 액압을 감압, 유지 또는 증압하여 브레이크 성능을 향상시키면서도 조향을 안정적으로 유지시킨다.
이러한 안티록 브레이크 시스템에서는 각 휠 실린더의 유입 또는 유출측의 유압선 상에 각 휠 실린더에서의 브레이크 액압을 조절할 수 있도록 솔레노이드 밸브들과 각 휠 실린더로 브레이크액을 펌핑하여 공급하기 위한 모터 등과 같은 액츄에이터가 설치되어 있다.
종래의 액츄에이터 구동장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전반적인 제어를 수행하는 전자제어유닛(10)(Electronic Control Unit ; 이하 ECU 라 칭함)과, ECU(10)의 제어신호에 따라 작동하는 액츄에이터로서의 모터(20)를 구비한다. 이 전자제어유닛(10) 내에는 모터(20)에 인가되는 배터리전압을 스위칭하기 위한 스위칭소자(11)(FET)와, 이 스위칭소자들을 구동시키는 신호드라이버로서의 전하펌프(charge pump) IC(12)와, 이 전하펌프 IC(12)를 제어하는 마이컴(13)을 구비한다.
그리고, 전원접지(power GND ; PGND)의 노이즈성분이 전하펌프 IC(12)에 영향을 주지 않도록 전하펌프 IC(12)는 전원접지선(31)과 독립적으로 분리된 신호접지선(30)(signal GND ; SGND)에 연결되어 있고, 모터(20)는 전원접지선(31)에 연결되어 있다.
그러나, 전하펌프 IC(12)의 신호접지선(30)이 단선(open)된 경우, 단선된 신호접지선(30)에 정의되지 않는 전압이 발생하고, 이 전압에 의해 전하펌프 IC(12) 가 온도 오프도 아닌 시츄에이션(Satuation)영역에 빠지게 된다. 이때, 전하펌프 IC(12)의 Vbat는 이그니션(IGN)전원이 연결되어 있으므로, 전하펌프 IC(12)의 출력전압이 Vbat의 2/3 정도의 전압을 유지하게 된다. 이로 인해, 계속적으로 모터(20)를 구동하기 때문에 전하펌프 IC(12)에 의해 구동되는 스위칭소자를 비롯한 모터(20)가 오동작하거나 심한 경우에는 모터(20) 및 ECU(10)가 소손될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 신호드라이버의 신호접지선의 단선시 신호드라이버의 비정상적인 출력을 차단시켜 액츄에이터의 오동작 및 소손을 방지할 수 있는 액츄에이터 구동장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액츄에이터 구동장치는 솔레노이드코일을 갖는 솔레노이드 밸브와 모터를 구동시키는 액츄에이터 구동장치에 있어서, 상기 솔레노이드코일에 인가되는 배터리전압을 스위칭하는 제1스위칭소자와, 상기 모터에 인가되는 배터리전압을 스위칭하는 제2스위칭소자와, 입력펄스에 비례하는 전압을 제공하여 상기 제1스위칭소자와 제2스위칭소자를 구동시키는 전하펌프 IC와,
상기 전하펌프 IC의 신호접지선의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 상기 제1스위칭소자를 오프시키는 제3스위칭소자와, 상기 전하펌프 IC의 신호접지선의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 상기 제2스위칭소자를 오프시키는 제4스 위칭소자와, 상기 전하펌프 IC를 제어하는 마이컴을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제3스위칭소자는 쌍극성 접합 트랜지스터이며, 상기 쌍극성 접합 트랜지스터의 베이스단은 상기 전하펌프 IC의 신호접지단에 연결되고, 컬렉터단은 상기 제1스위칭소자의 게이트단에 연결되고, 이미터단은 상기 제1스위칭소자의 소스단에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제4스위칭소자는 쌍극성 접합 트랜지스터이며, 상기 쌍극성 접합 트랜지스터의 베이스단은 상기 전하펌프 IC의 신호접지단에 연결되고, 컬렉터단은 상기 제2스위칭소자의 게이트단에 연결되고, 이미터단은 상기 제2스위칭소자의 소스단에 연결되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 구동장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 전반적인 제어를 수행하는 ECU(40)와, 솔레노이드 밸브 내의 솔레노이드 코일(L)(50)과 모터(M)(51) 등의 액츄에이터를 구비한다.
이 ECU(40) 내에는 솔레노이드 코일(50)에 인가되는 배터리전압(BAT1)을 스위칭하기 위한 제1스위칭소자(FET1)(41)와, 모터(51)에 인가되는 배터리전압(BAT2)을 스위칭하기 위한 제2스위칭소자(FET2)(42)와, 이 두개의 스위칭소자(41, 42)을 구동시키는 신호드라이버으로서의 전하펌프 IC(43)와, 이 전하펌프 IC(43)를 제어하는 마이컴(44)을 구비한다.
상기한 전하펌프 IC(43)는 마이컴(44)의 제어신호에 따른 입력펄스에 비례하 는 전압을 제공하여 제1스위칭소자(41)와 제2스위칭소자(42)를 온 또는 오프시키는 역할을 수행한다.
상기한 제1스위칭소자(41)와 제2스위칭소자(42)는 전계 효과 트랜지스터(Field-Effect Transistor ; FET)이다.
한편, 전하펌프 IC(43)과 솔레노이드 코일(50)은 전원접지선(61)(Power GND ; PGND)과 독립적으로 분리된 신호접지선(60)(Signal GND ; SGND)에 연결되어 있고, 모터(51)는 전원접지선(61)에 연결되어 있다.
상술한 바와 같이, 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)이 단선(open)된 경우에는 단선된 신호접지선(60)에 정의되지 않는 전압이 발생하고, 이 전압에 의해 전하펌프 IC(43)가 온도 오프도 아닌 시츄에이션(Satuation)영역에 빠지게 된다. 이때, 전하펌프 IC(43)의 Vbat는 이그니션(IGN)전원이 연결되어 있으므로, 전하펌프 IC(43)의 출력전압은 Vbat의 2/3 정도의 전압을 유지하게 된다. 이로 인해, 계속적으로 모터(51)를 구동하기 때문에 전하펌프 IC(43)에 의해 구동되는 제1스위칭소자(41)와 제2스위칭소자(42)를 비롯한 솔레노이드 밸브와 모터(51) 등의 액츄에이터가 오동작하거나 심한 경우에는 솔레노이드 밸브, 모터(51) 및 ECU(40)가 소손될 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는 이를 위해 도 2와 같이, 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 제1스위칭소자(41)를 오프시키는 제3스위칭소자(45)와, 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 제2스위칭소자(42)를 오프시키는 제4스위칭소자(46)를 구비한다.
상기한 제3스위칭소자(45)는 쌍극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor ; BJT)이며, 이 쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)의 베이스단은 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)에 연결되고, 컬렉터단은 제1스위칭소자(41)의 게이트단에 연결되고, 이미터단은 제1스위칭소자(41)의 소스단에 연결된다.
또한, 상기 제4스위칭소자(46)는 쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)이며, 이 쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)의 베이스단은 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)에 연결되고, 컬렉터단은 제2스위칭소자(42)의 게이트단에 연결되고, 이미터단은 제2스위칭소자(42)의 소스단에 연결된다. 이에 따라, 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)의 단선시 발생된 전류에 의해 제3스위칭소자(46) 및 제4스위칭소자(45)가 온 되고, 이에 따라 제1스위칭소자(41)와 제2스위칭소자(42)를 오프시킴으로서 솔레노이드 밸브와 모터(51)의 오동작 및 소손을 방지하게 된다.
한편, 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)의 단선시 발생된 전류에 의해 제3스위칭소자(46) 및 제4스위칭소자(45)가 손상될 수 있기 때문에 전하펌프 IC(43)의 신호접지선(60)과 제3스위칭소자(45)의 베이스단 및 제4스위칭소자(46)의 베이스단사이에 전류를 제한시키는 전류제한소자(47)를 연결한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 전하펌프 IC의 신호접지선의 전압레벨에 따라 작동하여 솔레노이드 코일과 모터 등의 액츄에이터에 인가되는 각각의 배터리전압을 스위칭하는 스위칭소자를 오프시킬 수 있는 스위칭소자를 각각 마련하고, 전하펌프 IC의 신호접지선의 전압레벨이 미리 설정된 수준이상으로 상승 하면, 상승된 전압에 의해 각각의 스위칭소자를 오프시킴으로서 전하펌프 IC의 비정상적인 출력을 차단시킬 수 있어 솔레노이드 밸브와 모터의 오동작 및 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 고장감지회로 없이 단순히 쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)와 전계효과 트랜지스터(FET)의 특성을 이용하여 전하펌프 IC의 비정상적인 출력을 차단하는 장치를 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 솔레노이드코일을 갖는 솔레노이드 밸브와 모터를 구동시키는 액츄에이터 구동장치에 있어서,
    상기 솔레노이드코일에 인가되는 배터리전압을 스위칭하는 제1스위칭소자와,
    상기 모터에 인가되는 배터리전압을 스위칭하는 제2스위칭소자와,
    입력펄스에 비례하는 전압을 제공하여 상기 제1스위칭소자와 제2스위칭소자를 구동시키는 전하펌프 IC와,
    상기 전하펌프 IC의 신호접지선의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 상기 제1스위칭소자를 오프시키는 제3스위칭소자와,
    상기 전하펌프 IC의 신호접지선의 단선시 발생하는 전압에 의해 작동하여 상기 제2스위칭소자를 오프시키는 제4스위칭소자와,
    상기 전하펌프 IC를 제어하는 마이컴을 포함하는 액츄에이터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3스위칭소자는 쌍극성 접합 트랜지스터이며, 상기 쌍극성 접합 트랜지스터의 베이스단은 상기 전하펌프 IC의 신호접지선에 연결되고, 컬렉터단은 상기 제1스위칭소자의 게이트단에 연결되고, 이미터단은 상기 제1스위칭소자의 소스단에 연결되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구동장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제4스위칭소자는 쌍극성 접합 트랜지스터이며, 상기 쌍극성 접합 트랜지스터의 베이스단은 상기 전하펌프 IC의 신호접지선에 연결되고, 컬렉터단은 상기 제2스위칭소자의 게이트단에 연결되고, 이미터단은 상기 제2스위칭소자의 소스단에 연결되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구동장치.
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