KR101744772B1 - 차량용 pn 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기 - Google Patents

차량용 pn 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기 Download PDF

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Abstract

차량용 PN 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로(100)는, 사용자가 시동을 걸었을 시에 변속 레버의 위치를 감지한 후 로우사이드 스위치(Low-side switch, 101)의 온오프(ON/OFF)를 컨트롤하는 차량용 PN 릴레이 제어 회로로서, 로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 그라운드(GND) 사이에 장착되는 캐패시터(110); 및 로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 MCU 출력포트(OUT) 사이에 장착되고, 전류의 방향은 MCU 출력포트(OUT)에서 로우사이드 스위치(101) 방향인 다이오드(120);를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 특정 위치에 캐패시터와 다이오드를 장착함으로써, 차량의 시동 시 스타터 모터의 동작에 의해 배터리가 저전압이 발생하여도 변속제어기는 PN 릴레이 온 상태를 일정시간 유지시킬 수 있다.

Description

차량용 PN 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기{P-N Relay Control Circuit for Vehicle, and Engine Shift Controller Having the Same}
본 발명은 차량용 PN 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배터리 저전압 발생 시에도 PN릴레이의 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있는 차량용 PN 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 차량에는, 시동 시 안전성 확보를 위해 기어 레버가 P 또는 N 단에 있을 때에만 시동이 걸리도록 단속해주는 용도로 P/N 릴레이가 장착된다.
차량의 시동 시 기어의 레버가 P 또는 N단에 있는 것을 변속제어기가 확인 하고 P 또는 N 단에 있을 시 P/N 릴레이를 온(ON) 시키고, 그렇지 않을 시 오프(OFF) 시키게 되어 있다.
차량의 시동 시 P/N 릴레이가 온(ON) 되면 스타터 모터가 동작하여 과전류가 발생하므로 배터리 전압이 순간적으로 크게 떨어진다.
차량의 시동 시 스타터 모터의 동작에 의해 배터리가 저전압이 발생하여도 변속제어기는 P/N 릴레이 온(ON) 상태를 일정시간 (대략 100 내지 200 msec) 유지해줘야 시동이 정상적으로 진행된다.
따라서, 변속제어기는 배터리 저전압 상태에서도 P/N 릴레이를 일정시간동안 온(ON) 상태를 유지해 주도록 요구사항이 주어진다.
종래 기술에서는, 변속제어기에서 배터리 저전압 시에도 P/N 릴레이를 제어하는 기능을 유지하기 위해 전원부에 용량이 큰 캐패시터를 추가하여 배터리 저전압 시에도 일정 시간 동안 제어기가 제어 기능을 유지하도록 하고 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 방법의 경우, 배터리 저전압 시에 제어 능력을 일정 시간 유기하기 위해 캐패시터의 용량이 과도하게 커지는 문제가 발생한다.
따라서, 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허공보 제1997-0002290호 (1997년 01월 24일 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 배터리 저전압 발생 시에도 PN릴레이의 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있는 차량용 PN 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 PN 릴레이 제어회로는, 사용자가 시동을 걸었을 시에 변속 레버의 위치를 감지한 후 로우사이드 스위치(Low-side switch)의 온오프(ON/OFF)를 컨트롤하는 차량용 PN 릴레이 제어 회로로서, 로우사이드 스위치의 게이트단과 그라운드(GND) 사이에 장착되는 캐패시터; 및 로우사이드 스위치의 게이트단과 MCU 출력포트 사이에 장착되고, 전류의 방향은 MCU 출력포트에서 로우사이드 스위치 방향인 다이오드;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 PN 릴레이 제어회로는, 로우사이드 스위치의 게이트단과 그라운드(GND) 사이에 캐패시터와 함께 병렬로 장착되는 저항을 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저항의 저항값은, 배터리 저전압 상태에서도 PN 릴레이를 100 내지 200 msec 동안 온 상태를 유지시킬 수 있는 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 PN 릴레이 제어회로는: 변속 레버가 P 또는 N 단에 있을 경우, MCU가 High 값을 출력하여 로우사이드 스위치를 온시켜 PN릴레이가 통전되도록 하고, 변속 레버가 P 및 N 단에 없을 시, MCU가 Low 값을 출력하여 로우사이드 스위치를 오프시켜 PN릴레이가 끊기도록 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 PN 릴레이 제어회로를 포함하는 변속제어기를 제공할 수 있다.
아울러, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 변속제어기는, 사용자가 시동을 걸었을 시에 변속 레버의 위치를 감지한 후, 변속 레버가 P 또는 N 단에 있을 경우 High 값을 출력하는 MCU(102);
상기 High 값을 수신하여 PN 릴레이를 구동시키는 로우사이드 스위치; 일단은 상기 MCU의 출력포트와 연결되고, 타단은 상기 로우사이드 스위치와 연결되어, 상기 MCU로 유입되는 전류를 제한하는 다이오드(120);
일단은 상기 다이오드와 상기 로우사이드 스위치 사이에 연결되고, 타단은 그라운드(GND)에 연결되며, 상기 High 값을 수신하여 충전된 뒤에 상기 로우사이드 스위치로 전원을 공급하는 캐패시터(110); 상기 캐패시터(110)와 병렬로 연결되어 상기 캐패시터(110)의 전하 방전 패스를 구성하여 상기 캐패시터(110)가 상기 로우사이드 스위치로 설정 시간 동안 전원이 공급되도록 제공되는 저항(130);을 포함하는 구성일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 특정 위치에 캐패시터와 다이오드를 장착함으로써, 차량의 시동 시 스타터 모터의 동작에 의해 배터리가 저전압이 발생하여도 변속제어기는 PN 릴레이 온 상태를 일정시간 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 로우사이드 스위치의 게이트단과 그라운드(GND) 사이에 캐패시터와 함께 병렬로 장착되는 저항을 더 포함함으로써, 배터리 저전압 상태에서도 PN 릴레이를 소정 시간동안 온 상태를 유지시킬 수 있어, 안정적으로 PN 릴레이를 운용할 수 있고, 결과적으로 변속제어기를 안정적으로 운용할 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 전원부 캐패시터 사이즈를 감소시킬 수 있어, 전체 회로기판(PCB)이 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 고용량 캐패시터를 사용했던 종래 기술 대비 저용량 캐패시터를 적용할 수 있어, 생산단가를 현저히 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 캐패시터의 용량 또는 저항의 저항값을 변경시켜, 원하는 만큼 PN 릴레이 유지 시간을 변경하기 용이하다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 원치 않는 변속제어기 파워다운(power down) 상태가 발생하여 MCU의 출력이 불능(undefined state) 상태가 되더라도 다이오드를 통해 로우사이드 스위치는 온 상태를 유지할 수 있어, 더욱 안정적으로 PN 릴레이 제어회로를 운용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로를 나타내는 구성도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로를 나타내는 구성도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로(100)는, 사용자가 시동을 걸었을 시에 변속 레버의 위치를 감지한 후 로우사이드 스위치(Low-side switch, 101)의 온오프(ON/OFF)를 컨트롤하는 차량용 PN 릴레이 제어 회로로서, 캐패시터(110) 및 다이오드(120)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로(100)는: 변속 레버가 P 또는 N 단에 있을 경우, MCU(Microcontroller Unit, 102)가 High 값을 출력하여 로우사이드 스위치(101)를 온시켜 PN릴레이가 통전되도록 할 수 있다. 또한, 변속 레버가 P 및 N 단에 없을 시에는, MCU(102)가 Low 값을 출력하여 로우사이드 스위치(101)를 오프시켜 PN릴레이가 끊기도록 할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 특정 위치에 캐패시터(110)와 다이오드(120)를 장착함으로써, 차량의 시동 시 스타터 모터의 동작에 의해 배터리가 저전압이 발생하여도 변속제어기는 PN 릴레이 온 상태를 일정시간 유지시킬 수 있다.
여기서 MCU가 출력하는 High 값은 설정값 이상의 전압값 또는 전류값을 의미할 수 있고, Low 값은 설정값 이하의 전압값 또는 전류값을 의미할 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 구성을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 캐패시터(110)는 로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 그라운드(GND) 사이에 장착될 수 있다.
다이오드(120)는 로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 MCU 출력포트(OUT) 사이에 장착되고, 전류의 방향은 MCU 출력포트(OUT)에서 로우사이드 스위치(101) 방향일 수 있다.
이때, 릴레이 제어용 로우사이드 스위치(101)의 온/오프(ON/OFF)는 MCU의 출력 포트(OUT)로 제어할 수 있다.
경우에 따라서, 본 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로(100)는, 로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 그라운드(GND) 사이에 캐패시터(110)와 함께 병렬로 장착되는 저항(130)을 더 포함하는 구성일 수 있다.
이때, 저항(130)의 저항값은, 배터리 저전압 상태에서도 PN 릴레이(100)를 100 내지 200 msec 동안 온 상태를 유지시킬 수 있는 값일 수 있다. 즉, 전압 방전 지연을 위한 캐패시터(110)에 저항(130)을 삽입하여, 원하는 PN 릴레이 유지시간을 맞출 수 있도록, 게이트 전압 방전 타이밍을 조절할 수 있다.
상기 언급한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 PN 릴레이 제어회로에 따르면, MCU가 오프(OFF)되더라도 로우 스위치(101)의 게이트단(G)에 삽입된 캐패시터(110)에 전압이 충전된 상태로 남아 있다.
이때, MCU와 연결된 라인에 직렬로 다이오드(120)가 삽입되어 있어, 캐패시터(110)의 전하가 MCU 포트로 빠져나갈 수 없다.
전하가 오직 로우사이드 스위치(101)의 게이트 단(G)의 리키지(leakage) 전류로만 빠져나간다면 PN 릴레이 온(ON) 유지 시간이 너무 오래 지속될 수 있으므로, 캐패시터(110)에 병렬로 저항(130)을 삽입하여 방전 패스(path)를 만들어서 저항 값에 따라 원하는 시간동안 PN 릴레이 온(ON) 상태를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 특정 위치에 캐패시터와 다이오드를 장착함으로써, 차량의 시동 시 스타터 모터의 동작에 의해 배터리가 저전압이 발생하여도 변속제어기는 PN 릴레이 온 상태를 일정시간 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 로우사이드 스위치의 게이트단과 그라운드(GND) 사이에 캐패시터와 함께 병렬로 장착되는 저항을 더 포함함으로써, 배터리 저전압 상태에서도 PN 릴레이를 소정 시간동안 온 상태를 유지시킬 수 있어, 안정적으로 PN 릴레이를 운용할 수 있고, 결과적으로 변속제어기를 안정적으로 운용할 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 전원부 캐패시터 사이즈를 감소시킬 수 있어, 전체 회로기판(PCB)이 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 고용량 캐패시터를 사용했던 종래 기술 대비 저용량 캐패시터를 적용할 수 있어, 생산단가를 현저히 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 캐패시터의 용량 또는 저항의 저항값을 변경시켜, 원하는 만큼 PN 릴레이 유지 시간을 변경하기 용이하다.
또한, 본 발명의 PN 릴레이 제어회로에 따르면, 원치 않는 변속제어기 파워다운(power down) 상태가 발생하여 MCU의 출력이 불능(undefined state) 상태가 되더라도 다이오드를 통해 로우사이드 스위치는 온 상태를 유지할 수 있어, 더욱 안정적으로 PN 릴레이 제어회로를 운용할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: PN 릴레이 제어회로
101: 로우사이드 스위치(Low-side Switch)
102: MCU
110: 캐패시터
120: 다이오드
130: 저항

Claims (6)

  1. 사용자가 시동을 걸었을 시에 변속 레버의 위치를 감지한 후 로우사이드 스위치(Low-side switch, 101)의 온오프(ON/OFF)를 컨트롤하는 차량용 PN 릴레이 제어 회로로서,
    로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 그라운드(GND) 사이에 장착되는 캐패시터(110); 및
    로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 MCU 출력포트(OUT) 사이에 장착되고, 전류의 방향은 MCU 출력포트(OUT)에서 로우사이드 스위치(101) 방향인 다이오드(120);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 PN 릴레이 제어회로(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PN 릴레이 제어회로(100)는, 로우사이드 스위치(101)의 게이트단(G)과 그라운드(GND) 사이에 캐패시터(110)와 함께 병렬로 장착되는 저항(130)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PN 릴레이 제어회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저항(130)의 저항값은, 배터리 저전압 상태에서도 PN 릴레이(100)를 100 내지 200 msec 동안 온 상태를 유지시킬 수 있는 값인 것을 특징으로 하는 PN 릴레이 제어회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PN 릴레이 제어회로(100)는:
    변속 레버가 P 또는 N 단에 있을 경우, MCU(102)가 High 값을 출력하여 로우사이드 스위치(101)를 온시켜 PN릴레이가 통전되도록 하고,
    변속 레버가 P 및 N 단에 없을 시, MCU(102)가 Low 값을 출력하여 로우사이드 스위치(101)를 오프시켜 PN릴레이가 끊기도록 하는 것을 특징으로 하는 PN 릴레이 제어회로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 PN 릴레이 제어회로(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속제어기.
  6. 사용자가 시동을 걸었을 시에 변속 레버의 위치를 감지한 후, 변속 레버가 P 또는 N 단에 있을 경우 High 값을 출력하는 MCU(102);
    상기 High 값을 수신하여 PN 릴레이를 구동시키는 로우사이드 스위치;
    일단은 상기 MCU의 출력포트와 연결되고, 타단은 상기 로우사이드 스위치와 연결되어, 상기 MCU로 유입되는 전류를 제한하는 다이오드(120);
    일단은 상기 다이오드와 상기 로우사이드 스위치 사이에 연결되고, 타단은 그라운드(GND)에 연결되며, 상기 High 값을 수신하여 충전된 뒤에 상기 로우사이드 스위치로 전원을 공급하는 캐패시터(110);
    상기 캐패시터(110)와 병렬로 연결되어 상기 캐패시터(110)의 전하 방전 패스를 구성하여 상기 캐패시터(110)가 상기 로우사이드 스위치로 설정 시간 동안 전원이 공급되도록 제공되는 저항(130);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속제어기.
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