KR101683374B1 - 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스위치로 공급되는 입력 전압을 전자제어유닛의 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선한 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치로서, 임의의 신호를 검출하는 적어도 하나 이상의 스위치와 연결되고, 상기 스위치에 일정 전압의 스위칭용 전압을 공급하는 스위치 전원 출력부; 및 상기 스위치 전원 출력부의 동작을 제어하고, 상기 스위치로부터 스위칭 신호가 입력되면 미리 설정된 임의의 동작이 실행되도록 제어하는 마이크로제어유닛을 포함한다. 따라서 본 발명은 스위치로 공급되는 입력 전압을 전자제어유닛의 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선하여 스위칭 신호를 별도의 전압 레벨 조정 없이 전자제어유닛으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

Description

스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING VOLTAGE LEVEL OF SWITCH SIGNAL}

본 발명은 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 스위치로 공급되는 입력 전압을 전자제어유닛의 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선한 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 탑승을 위해 개폐되는 한 개 이상의 도어가 형성되며 내부 섀시(chassiss)의 보호를 위해 섀시 프레임 상단에 설치되거나 현가장치에 직접 연결되어 사물 또는 화물을 적재 수용하도록 차체가 구비되고, 차체를 제외한 나머지 부분으로서 프레임, 엔진, 동력전달장치, 현가장치, 조향장치, 브레이크 장치 등을 포함하여 구성된다.

이러한 차량의 각 부품 또는 장치는 그 기능을 수행하거나 또는 제어하기 위한 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)을 각각 포함하여 구성된다.

상기 전자제어유닛에 의해 제어되는 기능은 해당 부품의 제어시스템에 따라 상이하지만, 전자제어유닛 내부의 각 처리회로는 차량의 어느 시스템에 있어서도 기본적으로 유사한 구성을 갖는다.

최근에는 운전자의 안전 기능 향상과 편의 기능 향상을 위한 다양한 장치들이 추가되어 차량에 설치되는 전자제어유닛의 수가 통상 20 ~ 100개 정도 설치되고 있으며, 이러한 전자제어유닛의 수는 더욱 증가할 것으로 예상된다.

상기 이러한 전자제어유닛은 기본적으로 아날로그 또는 디지털 신호가 입력되는 입력처리회로와, 상기 입력처리회로를 통해 수신된 데이터에 따라 해당 부품의 동작제어를 위한 제어값의 연산을 수행하는 마이크로제어유닛(Micro Controller Unit, MCU)과, 상기 마이크로 제어 유닛으로부터 출력되는 제어신호에 따라 여러 액추에이터의 구동 또는 램프의 점등 동작이 수행되도록 하는 출력회로를 포함하여 구성된다.

도 1은 일반적인 전자제어유닛의 구성과 연결상태를 나타낸 블록도로서, 차량 전원(10)과, 차량에 설치되어 운전자 등으로부터 온/오프 동작 신호(예를 들면, 창문의 업 신호/다운 신호/정지 신호, 도어의 잠금 신호/해제 신호 등)가 입력되면, 상기 차량 전원(10)이 전자제어유닛(30)으로 공급되도록 하는 스위치(20)와, 상기 스위치(20)로부터 입력되는 온/오프 동작 신호에 따라 미리 설정된 동작이 수행되도록 제어하는 전자제어유닛(30)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 전자제어유닛(30)은 차량 전원(10)과 연결된 스위치(20)로부터 출력되는 스위칭 신호의 전압 레벨을 상기 전자제어유닛(30)에 내재된 마이크로제어유닛(32)의 입력 전압 레벨로 변환시켜 출력하는 입력 전압 레벨 조정부(31)를 구비한다.

상기 입력 전압 레벨 조정부(31)는 스위치(20)를 통해 입력하는 운전자의 스위칭 신호가 12V로 출력되는 차량 전원(10)으로부터 입력되므로, 예를 들면, 3.3V의 전압으로 I/O 회로가 동작되도록 설계된 마이크로제어유닛(32)의 입력 전압 레벨로 변환시켜 출력되도록 한다.

그러나 이러한 입력 전압 레벨 조정부(31)는 서로 다른 스위치 입력을 받는 개별 전자제어유닛마다 각각 설치되어야만 하여 전자제어유닛의 입력을 위한 회로부 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.

또한, 임의의 스위칭 신호를 출력하는 스위치n(20')과 연결된 포트(Port)의 경우 상기 입력 전압 레벨 조정부(31)가 구성되지 못하면 상기 스위칭 신호를 입력할 수 없는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2014-0015583호(발명의 명칭: 전원 시스템)에는 직류 전원과 복수의 스위칭 소자 및 리액터를 갖는 전력 변환기를 통해 2개의 직류 전원 각각의 출력 전압을 변환하여 부하로 공급하는 구성을 통해 별도의 전원으로 공급할 수 있는 구성이 개시되어 있지만, 전압을 변환하기 위한 구성이 전원 시스템과, 전자제어유닛에 중복 설치되는 문제점이 있다.

또한, 개별 전자제어유닛마다 동작하는 전압 레벨이 서로 다른 경우, 별도의 출력 전압 변환용 구성을 추가하거나 또는 전원 시스템에 추가 구성을 미리 구비해야만 하여 전원 시스템의 구성이 복잡해지고, 크기가 증가하는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2014-0015583호(발명의 명칭: 전원 시스템

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스위치로 공급되는 입력 전압을 전자제어유닛의 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선한 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치로서, 운전자가 전자제어유닛의 온/오프 동작을 입력하기 위한 적어도 하나 이상의 스위치와 연결되고, 상기 스위치에 일정 전압의 스위칭용 전압을 공급하는 스위치 전원 출력부; 및 상기 스위치 전원 출력부의 동작을 제어하고, 상기 스위치로부터 스위칭 신호가 입력되면 미리 설정된 임의의 동작이 실행되도록 제어하는 마이크로제어유닛을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 전압 레벨 제어 장치는 전자제어유닛에 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 스위치 전원 출력부는 3.3V 또는 5V 중 어느 하나의 전압을 출력하고, 바람직하게는 상기 스위치 전원 출력부의 출력 전압이 전자제어유닛의 동작 전압과 동일한 전압으로 출력되도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 마이크로제어유닛은 스위치 전원 출력부의 출력 제어용 신호를 출력하는 전원 출력 제어부; 및 상기 스위치로부터 스위칭 신호가 입력되면 미리 설정된 동작 제어용 신호를 출력하는 스위치 입력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 스위치로 공급되는 입력 전압을 전자제어유닛의 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선하여 스위칭 신호를 별도의 전압 레벨 조정 없이 전자제어유닛으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 GPIO 포트에서도 별도의 입력 전압의 레벨을 변경하는 과정이나 구성없이 스위칭 신호의 입력 처리가 가능한 장점이 있다.

도 1 은 일반적인 전자제어유닛의 구성과 연결상태를 나타낸 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치를 나타낸 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치는 스위치(200)로 공급되는 입력 전압을 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선하여 스위칭 신호를 별도의 전압 레벨 조정 없이 전자제어유닛으로 공급할 수 있도록 전자제어유닛(100)에 설치되는 스위치 전원 출력부(110)와, 마이크로제어유닛(120)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)은 임의의 동작을 수행하는 제어모듈로서, 스위치(200)로부터 임의의 스위칭 신호를 입력받는 입력처리회로(미도시)와, 상기 입력된 스위칭 신호에 따라 미리 설정된 동작, 예를 들면, 액추에이터의 구동이나 또는 램프의 점등 동작 등이 수행되도록 출력처리회로(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 스위치 전원 출력부(110)는 일정 전압을 출력하는 구성으로서, 전자제어유닛(100)에 설치되어 운전자가 전자제어유닛의 온/오프 동작을 입력하기 위한 스위치(200)와 연결되며, 상기 스위치(200)에 일정 전압 레벨을 갖는 스위칭 신호용 전원을 공급한다.

상기 스위치 전원 출력부(110)에서 출력되는 전압은 상기 스위치(200)로부터 입력 신호를 공급받는 전자제어유닛(100)의 동작 전압과 동일한 전압이 출력되도록 하는 것이 바람직하고, 3.3V 또는 5V 중 어느 하나의 전압이 출력되도록 하며, 더욱 바람직하게는 3.3V 전압 레벨을 갖는 전원이 출력되게 한다.

또한, 상기 스위치 전원 출력부(110)는 GPIO(General Purpose Input Output) 포트로 스위칭 신호를 입력하는 스위치 n(210)과 연결되어, 상기 스위치 n(210)으로 스위칭 신호용 전원이 공급될 수 있도록 구성함으로써, 상기 GPIO 포트에 스위칭 신호의 입력 전압 레벨을 변경하는 과정이나 구성없이 상기 스위치 n(210)에 의한 스위칭 신호의 입력 처리가 가능할 수 있도록 한다.

상기 마이크로제어유닛(120, Micro Controller Unit; MCU)은 상기 스위치 전원 출력부(110)의 동작을 제어하고, 상기 스위치(200)로부터 스위칭 신호가 입력되면 미리 설정된 임의의 동작이 실행되도록 제어하는 구성으로서, 전자제어유닛(100)에 설치되어 전원 출력 제어부(121)와, 스위치 입력 제어부(122)를 포함하여 구성된다.

상기 전원 출력 제어부(121)는 상기 스위치 전원 출력부(110)가 동작하기 위한 출력 제어용 신호가 출력되도록 한다.

상기 스위치 입력 제어부(122)는 상기 스위치(200)로부터 온(On) 신호 및 오프(Off) 신호 등을 포함한 임의의 스위칭 신호가 입력되면, 액추에이터의 구동이나 또는 램프의 점등 동작 등이 수행되도록 미리 설정된 동작 제어용 신호가 출력되도록 한다.

상기 출력된 동작 제어용 신호는 전자제어유닛(100)에 내재된 출력회로를 통해 해당 장치로 출력된다.

상기 스위치(200), 스위치 n(210)은 운전자가 임의의 동작을 수행하기 위해 임의의 신호를 입력하는 경우 이를 검출하여 스위치 전원 출력부(110)에서 공급되는 스위칭 동작용 전압이 마이크로제어유닛(120)으로 입력되도록 한다.

따라서, 운전자가 스위치(200)를 조작하면, 상기 스위치(200)의 동작에 따라 전자제어유닛(100)으로 공급되는 입력 전압을 상기 전자제어유닛(100)의 동작 전압과 동일한 전압 레벨로 공급되도록 개선하여 스위칭 신호를 별도의 전압 레벨 조정 없이 상기 전자제어유닛(100)으로 공급할 수 있게 된다.

또한, 별도의 전압 레벨 조정회로가 없는 GPIO 포트에서도 상기 전자제어유닛(100)의 동작 전압과 동일한 전압 레벨를 입력받을 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)
110 : 스위치 전원 출력부
120 : 마이크로제어유닛(Micro Controller Unit, MCU)
121 : 스위치 입력 제어부
122 : 전원 출력 제어부
200 : 스위치
210 : 스위치 n

Claims (5)

1. 운전자가 전자제어유닛의 온/오프 동작을 입력하기 위한 적어도 하나 이상의 스위치(200)와 연결되고, 상기 스위치(200)에 일정 전압의 스위칭용 전압을 공급하는 스위치 전원 출력부(110); 및
   상기 스위치 전원 출력부(110)의 동작을 제어하고, 상기 스위치(200)로부터 스위칭 신호가 입력되면 미리 설정된 임의의 동작이 실행되도록 제어하는 마이크로제어유닛(120)을 포함하는 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전압 레벨 제어 장치는 전자제어유닛(100)에 설치한 것을 특징으로 하는 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스위치 전원 출력부(110)는 3.3V 또는 5V 중 어느 하나의 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 스위치 전원 출력부(110)의 출력 전압은 전자제어유닛(100)의 동작 전압과 동일한 전압인 것을 특징으로 하는 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 마이크로제어유닛(120)은 스위치 전원 출력부(110)의 출력 제어용 신호를 출력하는 전원 출력 제어부(121); 및
   상기 스위치(200)로부터 스위칭 신호가 입력되면 미리 설정된 동작 제어용 신호를 출력하는 스위치 입력 제어부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 신호의 전압 레벨 제어 장치.

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