KR101621973B1 - 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 ｆｅｔ의 단락시의 보호회로. - Google Patents

주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 ｆｅｔ의 단락시의 보호회로. Download PDF

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Abstract

본 발명은 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET가 단락될 때 하드웨어적으로 즉시 FET를 오프하여, 단락시의 FET가 온이 됨에 따라 과전류가 흘러 모터 또는 FET가 손실되는 것을 방지하는 보호회로에 관한 것이다.
마이크로 컨트롤 유닛과 구동 전원에 의해 제어되는 4개의 FET에 의해 구동되는 모터와; 상기 모터의 제1 구동 방향을 제어하는 2개의 FET의 게이트에 연결된 제1 스위치 소자와; 상기 모터의 제2 구동 방향을 제어하는 나머지 2개의 FET의 게이트에 연결된 제2 스위치 소자와; 상기 제1 및 제2 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 단자에 연결되고 모터 또는 FET가 단락 상태인지에 의해 온/오프 되는 제3 스위치 소자를 구비한다.

Description

주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 ＦＥＴ의 단락시의 보호회로. {Protection circuit for AGCS ECU motor or FET ground short}
본 발명은 주행안전제어시스템(Active Geometry Control Suspension, AGCS) 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로에 관한 것으로, 특히 상기 모터 및 상기 FET의 단락시에 상기 모터 또는 상기 FET에 단락에 의한 과전류가 흘러 소자가 소손되는 현상을 하드웨어적으로 컨트롤하여, 단락시에 즉시 소자를 자동으로 오프하여 소손을 방지하는 회로에 관한 것이다.
도 1은, 종래의 주행안전제어시스템 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로에 관한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 주행안전제어시스템 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로는 모터(102)와, 모터의 제1 구동 방향을 제어하는 제1 FET(103)와 제4 FET(106), 모터의 제2 구동방향을 제어하는 제3 FET(104)와 제2 FET(105), 모터 또는 FET의 단락을 체크하는 마이크로 컨트롤 유닛(101) 및 구동 전압원(107)을 구비한다.
모터(102)가 구동시에 마이크로 컨트롤 유닛(101)에서 구동부의 모터(102)의 단락을 체크하거나, FET(103,104,105,106)의 단락을 체크하여 단락이 발생시에는 흐르는 과전류를 차단하기 위하여 마이크로 컨트롤 유닛(101)은 각 FET(103,104,105,106)의 게이트 단자를 제어하고, 이에 따라서 각 FET(103,104,105,106)를 오프로 함으로써 전원단의 단락에 의한 과전류가 모터(102) 또는 FET(103,104,105,106)에 흘러들어가는 것을 방지하여, 소자의 손실을 방지하고 있다.
하지만 종래의 보호회로에서는, 마이크로 컨트롤 유닛이 10ms당 체크를 하고 있기 때문에 FET를 오프하기까지 일정 시간이 걸리게 되고, 이 시간 동안은 FET가 계속 온 된 상태로 되기 때문에 단락에 의한 과전류가 계속 흐르게 된다. 즉, 짧은 시간일지라도 일정 시간동안 손실을 입게 되어 모터 또는 FET의 손실의 문제가 발생되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 마이크로 컨트롤 유닛 대신 하드웨어적인 제어를 함으로써, FET 또는 모터가 단락시에 자동으로 FET를 오프하여 과전류에 의한 모터 또는 FET의 손실을 방지하고, 효과적인 대응을 하는 회로를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예의 주행안전제어시스템 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET 보호회로는 마이크로 컨트롤 유닛과, 주행안전제어시스템 엔진 컨트롤 유닛 모터(이하 소자 설명시에는 모터라 한다.), 상기 모터의 제1 구동방향을 제어하는 제1 FET와 제4 FET, 상기 모터의 제2 구동방향을 제어하는 제2 FET와 제3 FET, 상기 제1 구동방향을 제어하는 상기 각 FET의 게이트단에 연결되어 상기 각 FET의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하는 제1 스위치 소자, 상기 제2 구동방향을 제어하는 상기 각 FET의 게이트단에 연결되어 상기 각 FET의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하는 제2 스위치 소자, 상기 제1 및 제2 스위치 소차의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하고, 모터 또는 FET의 단락 여부에 따라서 온/오프되는 제3 스위치 소자, 구동 전압원, 및 스위칭 회로 전압원을 구비한다.
상기 마이크로 컨트롤 유닛은 모터의 제1 구동방향 및 제2 구동방향의 구동을 제어하며, 상기 3개의 스위치 소자는 상기 4개의 FET의 온/오프를 제어하여 모터 및 FET의 손실을 방지한다.
본 발명의 실시 예에 따른 주행안전제어시스템 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET 보호회로는 모터 또는 FET가 단락시에, 전원의 단락에 따라서 상기 모터 또는 FET에 과전류가 흘러 각 소자가 손실되는 것을 하드웨어적으로 제어하여, 마이크로 컨트롤 유닛에 의한 제어에서 일정 짧은 시간이라도 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 보호회로에 의해, 소자의 손실을 방지하고, 모터 및 FET의 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
이하 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주행안전제어시스템 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET 보호회로는, 마이크로 컨트롤 유닛(202)과, 구동 전압원(230)과, 모터(201)와, 모터의 구동방향을 제어하는 4개의 FET(203,204,205,206)와, 상기 4개의 FET(203,204,205,206)중 상기 모터의 제1 구동방향을 제어하는 2개의 FET(203,206)의 게이트에 연결된 제1 스위치 소자(221)와, 상기 4개의 FET중 상기 모터의 제2 구동방향을 제어하는 나머지 2개의 FET(204,205)의 게이트에 연결된 제2 스위치 소자(222)와, 상기 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)의 온/오프를 제어하는 단자에 연결되고, 상기 모터(201) 또는 상기 4개의 FET(203,204,205,206)의 단락 여부에 따라 온/오프되는 제3 스위치 소자(220)와, 스위칭 회로 전압원(231)을 구비한다. 도 2에서 연결된 캐패시터(209)는 신호의 노이즈를 줄이기 위해 연결될 수 있다. 또한 도 2에 도시된 실시 예에서는 스위치 소자들(220,221,222)는 BJT로 도시되고 있으나, 이하 설명할 기능의 한도에서 이에 한정되지는 않는다.
마이크로 컨트롤 유닛(202)은 모터(201)를 제어하며, 정상적인 동작 하에서 원하는 구동 방향에 따라 제1 구동방향을 제어하는 FET(203,206) 또는 제2 구동방향을 제어하는 FET(204,205)를 온/오프하는 것을 제어하는 신호를 송출한다. 제1 구동방향과 제2 구동방향은 서로 반대 방향으로 예를 들면 제1 구동방향이 시계방향, 제2 구동방향이 시계 반대 방향일 수 있다.
마이크로 컨트롤 유닛은 각 구동방향을 제어하는 FET(203,204,205,206)을 제어하여 전압원(230)의 전원을 모터(201)에 공급하고, 모터는 이 전압을 통해서 구동하게 된다. 정상적인 동작에 있어서, 모터(201)의 전압은 하이로 유지가 되고, 따라서 제3 스위치 소자(220)에 인가되는 전압은 하이가 된다. 이렇게 되면 제3 스위치 소자(220)는 온이 되고, 이때 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)의 입력단은 단락되어 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)는 오프가 된다. 따라서 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)는 FET(203,204,205,206)에 아무런 영향을 미치지 않게 된다.
하지만, 모터(201)가 단락되거나 FET(203,204,205,206)의 드레인과 소스 단자가 단락될 때, FET(203,204,205,206)이 온이 되거나 FET(203,204,205,206)의 드레인과 소스 단자가 단락되면, 전압원(230)과 그라운드가 단락됨을 의미하며, 이 경우 모터(201)나 FET(203,204,205,206)에 과전류가 흐르게 되어 모터(201)가 과열되고, FET(203,204,205,206)가 과열되어 화재가 발생하고, 결과적으로 각 소자가 손실될 위험이 있다.
따라서 이 경우 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따르면, 마이크로 컨트롤 유닛(202)에 상관 없이 모터(201) 및 FET(203,204,205,206)의 상태를 체크하는 도선이 제3 스위치 소자(220)의 온/오프를 제어하는 단자에 연결되어 있으므로, 모터(201) 또는 FET(203,204,205,206)가 단락되면 제3 스위치 소자(220)의 입력단에는 로우신호(예를 들어 0V)가 입력되어 제3 스위치 소자(220)는 오프된다. 이 경우 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)의 온/오프를 제어하는 단자에는 스위칭 전압원(231)의 전압이 인가되고, 따라서, 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)는 온이 된다. 이에 따라서 FET(203,204,205,206)의 게이트는 접지되어 게이트 전압이 0V가 되고, 따라서 FET(203,204,205,206)가 즉시 오프된다. 이렇게 됨에 따라서 FET(203,204,205,206)로는 전류가 도통이 되지 않아 그라운드 상태와 분리되고, 이에 따라서 모터(201) 또는 FET(203,204,205,206)에 과전류가 흐르는 것을 방지하게 된다.
본 발명의 다른 실시 예에서는, 구동시에 모터(201)의 구동 전압, FET(203,204,205,206), 및 각 스위치 소자(220,221,222)의 제어 필요 전압에 따라서 전압원과 접지 사이에 두개의 저항을 연결하고, 그 두 저항 사이를 제3 스위치 전압원에 연결하는 분압 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는, 구동시의 전류를 제한하기 위한 제 1 저항(208) 및 제 2 저항(212)을 포함할 수 있다. 제 1 저항(208)은 모터(201)와 제3스위치 소자(220) 사이에 연결되고, 제 2 저항(212)은 상기 제3스위치 소자(220)와 상기 제1 및 제2 스위치 소자(221,222)의 온/오프를 제어하는 단자 사이에 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는, 전압원(230)의 전압이 제3 스위치 소자(220)에 들어가게 될 때, 전압을 일정하게 유지하기 위하여(예를 들어 스위칭 전압원(231)의 전압과 같게 유지하기 위해), 스위칭 전압원(231)과 접지 사이에 2개의 다이오드(210,211)를 연결하는 데 있어서, 제1 다이오드(210)는 캐소드가 스위칭 전압을 향하고 있으며, 애노드는 제2 다이오드(211)의 캐소드에 연결되고, 제2 다이오드(211)의 애노드는 접지되어 있으며, 2개의 다이오드(210,211)의 사이는 제3 스위치 소자(220)의 온/오프를 제어하는 단자에 연결된 다이오드 회로(210,211)를 포함할 수 있다.
도 1은 종래의 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로를 개략적으로 나타내는 회로도이며,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로를 개략적으로 나타내는 회로도이다.

Claims (6)

  1. 마이크로 컨트롤 유닛에 각각 게이트가 연결되어 제어되는 4개의 FET에 의해 구동되는 모터와,
    상기 모터의 제1 구동 방향을 제어하는 2개의 FET의 게이트에 연결된 제1 스위치 소자와,
    상기 모터의 제2 구동 방향을 제어하는 나머지 2개의 FET의 게이트에 연결된 제2 스위치 소자와,
    상기 제1 및 제2 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 단자에 연결된 제3 스위치 소자를 포함하고,
    상기 제3 스위치 소자는 모터 또는 FET가 단락 상태인지에 의해 온/오프 되고,
    구동전원 및 접지 사이에 연결된 분압회로로서, 두 저항 사이가 제3 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 단자에 연결되는 분압회로를 포함하고,
    상기 제1 구동 방향을 제어하는 상기 FET중 2개는, 드레인이 상기 구동 전원에 연결되어 있고, 소스가 모터에 연결되어 있는 제1 FET와, 드레인이 모터에 연결되어 있고, 소스는 접지된 제4 FET이고, 상기 제2 구동 방향을 제어하는 상기 FET중 나머지 2개는, 드레인이 상기 구동 전원에 연결되어 있고, 소스가 모터에 연결되어 있는 제3 FET와, 드레인이 모터에 연결되어 있고, 소스는 접지된 제2 FET인 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 내지 제3 스위치 소자는 BJT인, 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 모터와 상기 제3스위치 소자 사이에 연결되어 전류를 제한하는 제1저항과,
    상기 제3스위치 소자와 상기 제1 및 제2 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 단자 사이에 연결되어 전류를 제한하는 제2저항을 더 포함하는, 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로.
  6. 청구항 1에 있어서, 스위칭 전압원과 접지 사이에 연결된 2개의 다이오드 회로에서, 2개의 다이오드 사이가 제3 스위치 소자의 온/오프를 제어하는 단자에 연결된, 주행안전제어시스템의 엔진 컨트롤 유닛 모터 또는 FET의 단락시의 보호회로.
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