KR101927082B1 - 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 다중전압 온보드 전기 시스템(3)을 위한 제어장치(1)를 제시하며, 상기 온보드 전기 시스템(3)은 제1 공급전압을 갖고 제1 전압 공급원(311)에 의해 작동되도록 형성된 제1 서브시스템(31)과 제2 공급전압을 갖고 제2 전압 공급원(321)에 의해 작동되도록 형성된 제2 서브시스템(32)을 포함한다. 제어장치(1)는 하기사항을 포함한다: 제1 서브시스템(31)의 제1 접지단자(316)를 통해 접지로 스위칭되고 제1 서브시스템(31)의 통신 컴포넌트(312)와 통신하도록 형성된 트랜시버(11); 제2 서브시스템(32)의 제2 접지단자(326)를 통해 동일한 접지로 스위칭되고 제2 서브시스템(32)의 전력 컴포넌트(322, 323)를 제어하도록 형성된 제어유닛(12); 제어유닛(12)의 신호 출력단(12-1)을 트랜시버(11)의 신호 입력단(11-1)으로 연결하고, 제어유닛(12)에 의해 신호 출력단(12-1)에 제공된 제어신호를 트랜시버(11)의 신호 입력단(11-1)까지 전송하도록 형성된 송신 경로(13); 송신 경로(13) 내에 배치되고 자체의 캐소드 단자(131-1)가 제2 접지단자(326)로 연결된 다이오드(131). 또한, 본 발명에는 복수의 전계효과 트랜지스터(132, 133)가 제공되며, 이 복수의 전계효과 트랜지스터(132, 133)는 송신 경로(13)를 한편에서는 제1 전압 공급원(311) 그리고/또는 제2 전압 공급원(321)으로 연결하고, 다른 편에서는 제1 접지단자(321) 그리고/또는 제2 접지단자(326)로 연결한다.

Description

다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치
본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따른 차량의 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치 및 특허 청구항 제8항의 전제부에 따른 차량의 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치에 관한 것이다.
때때로 예컨대 승용차, 화물차, 기차 등의 차량에는 다중전압 전기 시스템이 장착되어 있다. 다중전압 온보드 전기 시스템은 적어도 제1 서브시스템 및 제2 서브시스템을 포함한다. 제1 서브시스템은 예컨대 12V의 제1 공급전압을 갖는 제1 전압 공급원에 의해 작동되도록 형성된다. 제2 서브시스템은 예컨대 48V의 제2 공급전압을 갖는 제2 전압 공급원에 의해 작동되도록 형성된다.
이와 같은 유형의 다중전압 온보드 전기 시스템 내에는 때때로 제어장치가 사용되고, 이 제어장치는 제1 서브시스템뿐만 아니라, 제2 서브시스템으로도 연결될 수 있다. 그 결과, 제어장치 내에는 두 개의 서브시스템의 두 개의 전압 레벨이 존재할 수 있다.
예컨대, 이와 같은 유형의 제어장치는 하나의 트랜시버를 포함하고, 상기 트랜시버는 제1 접지단자를 통해 접지로, 예컨대 차량 접지로 스위칭되고 제1 서브시스템의 통신 컴포넌트와 통신하도록 형성된다. 예컨대, 상기 트랜시버는 소위 LIN(로컬 상호 네트워크) 트랜시버이다.
그 밖에, 이런 유형의 제어장치는 하나의 제어유닛을 포함할 수 있고, 이 제어유닛은 제2 서브시스템의 제2 접지단자를 통해 접지로, 예컨대 차량 접지로 스위칭되고 제2 서브시스템의 전력 컴포넌트를 제어하도록 형성된다.
통상 트랜시버는 제어유닛으로 연결된다. 예컨대, 이런 목적을 위해 복수의 제어신호 경로들이 제공된다. 송신 경로는 예컨대 제어유닛의 신호 출력단을 트랜시버의 신호 입력단으로 연결하고, 반대 방향에서는 수신 경로가 트랜시버의 신호 출력단을 제어유닛의 신호 입력단으로 연결할 수 있다.
이런 유형의 제어장치에서의 문제점은, 특히 제1 서브시스템 및/또는 제2 서브시스템 내 작동전압 공급부에 결함이 있는 경우에, 두 서브시스템 사이에 깔끔하게 분리한다는 점에 있다.
본 발명의 과제는, 제어신호가 트랜시버와 제어장치의 제어유닛 사이에서 확실하게 전송될 수 있는 방식으로, 트랜시버와 제어유닛 사이에서의 연결을 형성하는 것에 있다.
제1 양태에 따라 특허 독립 청구항 제1항의 제어장치가 제안된다. 제2 양태에 따라 특허 독립 청구항 제8항의 제어장치가 형성된다.
바람직한 실시형태들의 특징들은 종속 청구항들 내에 기재된다. 종속 청구항들을 통해 정의하는 특징들은, 이 특징들이 상호 간의 대안으로서 명백하게 기재되지 않는 한, 추가 실시예들의 형성을 위해 서로 조합될 수 있다.
제1 양태의 제어장치의 경우, 송신 경로는 제어유닛의 신호 출력단을 트랜시버의 신호 입력단으로 연결한다. 송신 경로는 제어유닛에 의해 신호 출력단에 제공된 제어신호를 트랜시버의 신호 입력단까지 전송하도록 형성된다. 송신 경로 내에는 자체의 캐소드 단자가 제2 접지단자로 연결된 다이오드가 배치된다. 또한, 복수의 전계 효과 트랜지스터가 제공되고, 이 복수의 전계 효과 트랜지스터는 송신 경로를 한편으로는 제1 전압 공급원 그리고/또는 제2 전압 공급원으로 연결하고, 다른 한편으로는 제1 접지단자 그리고/또는 제2 접지단자로 연결한다. 예컨대 송신 경로 내에 배치된 다이오드는 복수의 전계 효과 트랜지스터 중 하나의 전계 효과 트랜지스터를 통해 제2 접지단자로 연결된다.
제2 양태의 제어장치의 경우, 수신 경로는 트랜시버의 신호 출력단을 제어유닛의 신호 입력단으로 연결한다. 수신 경로는 트랜시버에 의해 신호 출력단에 제공된 제어신호를 제어유닛의 신호 입력단까지 전송하도록 형성된다. 수신 경로 내에는 자체의 캐소드 단자가 제2 접지단자로 연결된 다이오드가 배치된다. 또한, 제2 양태의 제어장치의 경우 복수의 트랜지스터가 제공되고, 이 복수의 트랜지스터는 수신 경로를 한편으로는 제1 전압 공급원 그리고/또는 제2 전압 공급원으로 연결하고, 다른 한편으로는 제1 접지단자 그리고/또는 제2 접지단자로 연결한다. 예컨대, 수신 경로 내에 배치된 다이오드는 복수의 트랜지스터를 통해 제2 접지단자로 연결된다.
앞서 설명된 두 양태는 상호 조합될 수 있다. 그러므로 제어장치의 일 실시형태의 경우, 트랜시버와 제어유닛은 언급된 수신 경로와 언급된 송신 경로를 통해 서로 연결된다.
제1 양태의 제어장치의 일 실시형태의 경우, 송신 경로 내에 배치된 다이오드는 제1 서브시스템으로부터 제2 서브시스템으로의 전류 흐름을 송신 경로를 통해 차단하도록 형성된다. 이와 관련하여 송신 경로 내에 배치된 다이오드는 두 서브시스템의 분리를 수행할 수 있다.
제2 양태의 제어장치의 일 실시형태의 경우, 수신 경로 내에 배치된 다이오드는 제2 서브시스템으로부터 제1 서브시스템으로의 전류 흐름을 수신 경로를 통해 차단하도록 형성된다. 이와 관련하여 수신 경로 내에 배치된 다이오드는 두 서브시스템의 분리를 수행할 수 있다.
제1 양태의 제어장치의 추가의 일 실시형태의 경우, 복수의 전계 효과 트랜지스터는 제어유닛의 신호 출력단의 상태에 따라서 송신 경로 내에 신호레벨을 생성하도록 형성된다. 예컨대 제어유닛의 신호 출력단은 제어유닛이 선택적으로 상태들{"LOW(로우)", "HIGH(하이)" 또는 "HZ(고 오옴)}" 중 하나의 상태로 놓을 수 있는 단자이다. 제어유닛의 신호 출력단이 어떤 상태를 갖느냐에 따라 복수의 전계 효과 트랜지스터는 송신 경로 내에서 상응하는 신호레벨을 생성할 수 있다. 자체의 신호 입력단이 송신 경로로 연결된 트랜시버는 복수의 전계 효과 트랜지스터에 의해 생성된 신호레벨을 통해 제어유닛에 의해 제공된 제어신호를 수신할 수 있다.
제2 양태의 제어장치의 추가의 일 실시형태의 경우, 복수의 트랜지스터는 트랜시버의 신호 출력단의 상태에 따라서 송신 경로 상에 신호레벨을 생성하도록 형성된다. 예컨대, 트랜시버는 자체의 신호 출력단을 상태들("HIGH", "LOW" 또는 "HZ") 중 하나의 상태로 전환하도록 형성된다. 트랜시버의 신호 출력단이 어느 상태에 있느냐에 따라 복수의 트랜지스터는 수신 경로 내에서 상응하는 신호레벨을 생성할 수 있다. 자체의 신호 입력단이 수신 경로에 연결된 제어유닛은 복수의 트랜지스터에 의해 생성된 신호레벨을 통해 트랜시버에 의해 제공된 제어신호를 수신할 수 있다.
예컨대, 수신 경로 및 송신 경로 내의 전계 효과 트랜지스터들과 트랜지스터들의 구체적인 배선을 위해서는 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다.
하기에서는 우선 제1 양태의 제어장치 및 제2 양태의 제어장치의 추가의 특징들이 설명되어야 한다. 하기 사항은 명백히 제1 양태의 제어장치뿐만 아니라 제2 양태의 제어장치에도 적용된다. 그러므로 하기에서는 계속 "제어장치"에 대해서만 다뤄진다.
제어장치는 예컨대 차량의 다중전압 온보드 전기 시스템 내에 이용되도록, 예컨대 승용차의 다중전압 온보드 전기 시스템 내에 이용되도록 형성된다.
다중전압 온보드 전기 시스템은 예컨대 12V/48V-다중전압 온보드 전기 시스템이다. 다시 말해, 예컨대 제1 전압 공급원은 약 12V의 전압을 갖는 제1 공급전압을 공급하고, 제2 전압 공급원은 약 48V의 제2 공급전압을 공급한다.
그러므로 제2 공급전압은 제1 공급전압보다 더 클 수 있다.
제1 공급전압은 제1 접지단자와 관련하여 인가되고, 제2 공급전압은 제2 접지단자와 관련하여 인가된다.
제1 접지단자는 예컨대 제2 접지단자로부터 분리되어 배치되고, 두 접지단자는 동일한 접지로, 예컨대 차량 접지로 스위칭될 수 있다. 상기 두 접지단자는 예컨대 각각 하나의 접지 스터드를 포함할 수 있다. 통상 제1 접지단자와 제2 접지단자는 대략 동일한 전위를 유도한다. 그러나 작동전압 공급부가 결함이 있는 경우, 두 접지단자 사이에는 전위차가 발생할 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 좀 더 상세히 설명된다.
앞에서 이미 명시된 것처럼, 제1 공급전압은 DC 전압이며 그리고 제2 공급전압은 마찬가지로 DC 전압일 수 있다. 전압 공급원들은 예컨대 각각 하나의 DC 전압을 제1 및 제2 공급전압으로서 공급하는 정류기 어셈블리 및/또는 배터리를 포함한다.
예컨대, 제어장치는 제1 공급전압을 수신하기 위한 제1 공급접점, 제2 공급전압을 수신하기 위한 제2 공급접점, 제1 접지단자와 연결된 제1 접지접점 및 제2 접지단자와 연결된 제2 접지접점을 포함한다. 제어장치의 상기 접점들은 예컨대 제어장치의 하우징에 배치된다. 제1 공급접점과 제1 접지접점 사이에는 예컨대 제1 공급전압이 인가되고, 제2 공급접점과 제2 접지접점 사이에는 예컨대 제2 공급전압이 인가된다.
예컨대, 제어유닛뿐만 아니라 트랜시버도 제어장치의 하우징 내부에 배치된다.
트랜시버는 예컨대 LIN 트랜시버를 포함한다. 예컨대 트랜시버는 LIN 트랜시버이다.
트랜시버는 예컨대 제1 접지단자와 연결된 제1 접지포트를 포함한다. 이런 연결은 예컨대 제어장치의 상기 제1 접지접점을 통해 수행될 수 있다. 트랜시버는 제1 전압 공급원으로 연결된 제1 공급포트를 추가로 포함할 수 있다. 이런 연결은 예컨대 제어장치의 상기 제1 공급접점을 통해 수행될 수 있다. 이런 방식으로 트랜시버는 제1 전압 공급원에 의해 에너지를 공급받을 수 있다. 그러므로 예컨대 트랜시버에는 제1 공급전압시 전류가 공급된다. 자명한 사실로서 트랜시버의 공급포트를 제1 전압 공급원으로 연결하는 상응하는 공급경로 내에는 변압기도 제공될 수 있다.
트랜시버는 제1 서브시스템의 통신 컴포넌트와 통신하도록 형성된다. 이런 통신 컴포넌트는 예컨대 제어장치 외부에 배치된다. 통신 컴포넌트는 예컨대 차량 제어컴포넌트, 진단컴포넌트, 전자 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 예컨대 통신 컴포넌트는 LIN 기준에 따라 통신하도록 형성된다. 그러므로 일 실시형태에서는 트랜시버가 LIN 기준에 따라 통신 컴포넌트와 신호들을 교환하도록 형성된다. 이런 목적으로 트랜시버는 예컨대 제어장치의 복수의 통신 접점을 통해 제1 서브시스템의 통신 컴포넌트와 연결된 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 통신 인터페이스는 트랜시버의 하나 또는 복수의 핀을 포함할 수 있다. 마찬가지로 트랜시버의 신호 입력단 및 신호 출력단은 예컨대 각각 핀의 형상으로 형성될 수 있다.
제어유닛은 예컨대 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있다. 예컨대 제어유닛은 마이크로 컨트롤러이다.
제어유닛은 제2 서브시스템의 제2 접지단자를 통해 동일한 접지로, 예컨대 차량 접지로 스위칭된다. 제2 접지단자로의 이런 유형의 연결은 예컨대 제어장치의 상기 제2 접지접점을 통해 수행될 수 있다. 이를 위해, 예컨대 제어유닛의 제2 접지포트가 제2 접지접점과 연결된다. 제어유닛은 제2 공급포트를 포함할 수 있고, 상기 공급포트는 예컨대 제2 전압 공급원으로 연결되고, 그 결과 제어유닛은 제2 전압 공급원으로부터 에너지를 공급받을 수 있게 된다. 예컨대 상기 연결이 제어장치의 상기 제2 공급접점에 의해서 수행된다. 제어유닛의 제2 공급포트와 제2 공급접점 사이의 상응하는 공급경로 내에는 변압기가 제공될 수 있고, 이 변압기는, 제2 공급접점을 통해, 제2 전압 공급원에 의해 공급되는 제2 공급전압을 수신하고 이 제2 공급전압을 제어유닛을 위한 작동전압으로 변환한다.
제어유닛의 신호 출력단 및 신호 입력단은 예컨대 각각 핀의 형상으로 형성된다.
제어유닛은 제2 서브시스템의 전력 컴포넌트를 제어하도록 형성된다. 전력 컴포넌트는 예컨대 컨버터 어셈블리를 포함하며, 이 컨버터 어셈블리는 전기 모터를 위해 전력신호를, 예컨대 단상 또는 다상의 AC 전압신호를 제공한다. 예컨대 제어유닛은 컨버터 어셈블리의 드라이버를 제어하고, 컨버터 어셈블리는 드라이버 출력 신호들에 따라서 제어될 모터를 위한 전력신호를 제공한다. 제2 서브시스템의 전력 컴포넌트는 예컨대 제2 전압 공급원으로부터 에너지를 공급받는다. 예컨대 제어유닛은, 제어유닛이 제2 서브시스템의 전력 컴포넌트로 연결되는 제어신호 인터페이스를 포함한다.
트랜시버와 제어유닛은 작동 가능하게 서로 연결된다. 예컨대 이런 연결을 위해 각각 단방향성 제어신호 경로의 형상으로 형성될 수 있는 복수의 제어신호 경로가 제공되며, 상기 제어신호 경로들은 그에 따라 오직 하나의 방향으로만 제어신호의 전송을 허용한다.
제어유닛과 관련하여, 제어신호 경로들 중 적어도 일측 제어신호 경로는, 제어유닛에 의한 제어신호의 전송이 트랜시버까지 수행되게 하는 전술한 송신 경로이다. 제어유닛과 관련하여, 제어신호 경로들 중 타측 제어신호 경로는, 트랜시버에 의한 제어신호의 전송이 제어유닛까지 수행되게 하는 전술한 수신 경로이다.
제어장치의 추가의 특징들 및 장점들, 특히 송신 경로와 수신 경로의 추가의 특징들 및 장점들은 도면에 따라 후속하는 실시예들의 기술에서 명확해진다.
도 1은 하나 또는 복수의 실시형태에 따른 제어장치를 구비한 다중전압 온보드 전기 시스템의 일부분을 예시로서 도시한 개략도이다.
도 2는 하나 또는 복수의 실시형태에 따른 제어장치의 컴포넌트들을 예시로서 도시한 개략도이다.
도 3은 하나 또는 복수의 실시형태에 따른 제어장치의 컴포넌트들을 예시로서 도시한 개략도이다.
도 4는 하나 또는 복수의 실시형태에 따른 제어장치의 컴포넌트들을 예시로서 도시한 개략도이다.
도 1에는, 하나 또는 복수의 실시형태들에 따른 제어장치를 구비한 다중전압 온보드 전기 시스템(3)의 일부분의 개략도가 예시로서 도시되어 있다.
다중전압 온보드 전기 시스템(3)은 차량의, 예컨대 승용차의 다중전압 온보드 전기 시스템이다. 다중전압 온보드 전기 시스템(3)은 제1 서브시스템(31)과 제2 서브시스템(32)을 포함한다. 제1 서브시스템(31)은 제1 공급전압을 갖는 제1 전압 공급원(311)에 의해 작동되며, 제2 서브시스템(32)은 제2 공급전압을 갖는 제2 전압 공급원(321)에 의해 작동된다.
제1 전압 공급원(311)은 예컨대 제1 배터리 및/또는 제1 정류기 어셈블리를 포함한다. 예컨대, 제1 전압 공급원(311)은 약 12V의 DC 전압을 공급한다.
제2 전압 공급원(321)은 예컨대 제2 배터리 및/또는 제2 정류기 어셈블리를 포함한다. 예컨대 제2 전압 공급원(321)은 약 48V의 DC 전압을 공급한다.
제1 공급전압은 제1 접지단자(316)를 향해 인가되고, 제2 공급전압은 제2 접지단자(326)를 향해 인가된다.
두 개의 접지단자(316 및 326)는 각각 접지 스터드 또는 그와 비슷한 형상으로 놓일 수 있다. 통상 제1 접지단자(316)는 제2 접지단자(326)로부터 분리되어 배치된다. 두 접지단자(316 및 326)는 동일한 접지로, 예컨대 차량 접지로 스위칭된다. 통상 두 접지단자(316 및 326)는 동일한 전위를 이끈다. 그러나 작동전압 공급부가 결함이 있는 경우, 두 접지단자(316 및 326) 사이에는 전위차가 발생하는데, 이에 대해서는 하기에서 좀 더 상세히 설명된다.
또한, 제1 서브시스템(31)은 통신 컴포넌트(312)를 포함한다. 예컨대, 통신 컴포넌트(312)는 LIN 기준에 상응하게 신호를 제공하고 수신하도록 형성된다. 예컨대 통신 컴포넌트(312)는 차량 제어장치, 전자 데이터 처리 장치, 진단장치 및/또는 그와 동일한 장치를 포함한다.
제2 서브시스템(32)은 도 1에 도시된 예시에서 예컨대 전력전자 컨버터와 전력전자 컨버터의 제어를 위해 제공된 드라이브를 포함하는 컨버터 어셈블리(323) 및 전기 모터(322)를 포함한다. 컨버터 어셈블리(323)는 제2 전압 공급원(321)으로부터 에너지를 공급받는다. 예컨대 컨버터 어셈블리(323)는 제2 전압 공급원(321)에 의해 공급된 제2 공급전압을 공급하고, 이를 전기 모터(322)를 위해 예컨대 AC 전압신호인 전압신호로 변환한다.
제어장치(1)는 트랜시버(11)와 제어유닛(12)을 포함한다. 트랜시버(11)는 예컨대 LIN 트랜시버를 포함한다. 예컨대 트랜시버는 LIN 트랜시버이다. 제어유닛(12)은 예컨대 마이크로 컨트롤러(μC)를 포함한다. 예컨대 제어유닛(12)은 마이크로 컨트롤러이다.
트랜시버(11)와 제어장치(12)는 제어장치(1)의 하우징(19) 내에 배치될 수 있다. 제어장치(1)는 예컨대 제1 공급전압을 수신하기 위한 제1 공급접점(16a), 제2 공급전압을 수신하기 위한 제2 공급접점(16b), 제1 접지단자(316)와 연결된 제1 접지접점(17a) 및 제2 접지단자(326)와 연결된 제2 접지접점(17b)을 포함한다. 상기 접점들(16a, 16b, 17a 및 17b)은 제어장치(1)의 하우징(19)에 배치될 수 있다.
제1 공급접점(16a)과 제1 접지접점(17a) 사이에는 예컨대 제1 공급전압이 인가되고, 제2 공급접점(16b)과 제2 접지접점(17b) 사이에는 예컨대 제2 공급전압이 인가된다.
트랜시버(11)는 제1 전압 공급원(311)으로 연결된 제1 공급포트(111)를 포함한다. 이런 연결은 예컨대 상기 제1 공급접점(16a)을 통해 수행된다. 또한, 트랜시버(11)는 접지단자(316)에 연결된 제1 접지포트(112)를 포함한다. 이런 연결은 예컨대 제어장치(1)의 상기 제1 접지접점(17a)을 통해 수행된다. 이러한 방식으로 트랜시버(11)는 제1 전압 공급원(311)으로부터 에너지를 공급받을 수 있다. 제1 전압 공급원(311)과 제1 공급포트(111) 사이에는 도면에는 미 도시된 변압기가 제공될 수 있고, 이 변압기는 제1 공급원(311)에 의해 생성된 제1 공급전압을 트랜시버(11)를 위한 작동전압으로 변환한다.
트랜시버(11)는 제1 서브시스템의 통신 컴포넌트(312)와 통신하도록 형성된다. 예컨대 트랜시버(11)는 제어장치(1)의 복수의 통신 접점(18)을 통해 제1 서브시스템(31)의 통신 컴포넌트(312)와 연결될 수 있는 통신 인터페이스(113)를 포함한다. 예컨대 통신 인터페이스(113)는 복수의 핀을 포함한다. 예컨대 트랜시버(11)는 통신 컴포넌트(312)와 LIN 기준에 따라 신호들을 교환한다. 그러므로 트랜시버(11)는 제1 서브시스템(31)에 할당될 수 있다.
제어유닛(12)은 제2 전압 공급원(321)에 연결된 제2 공급포트(121)를 포함한다. 예컨대 이런 연결은 제어장치(1)의 상기 제2 공급접점(16b)을 통해 수행된다. 제어유닛(12)의 제2 공급포트(121)와 제2 전압 공급원(321) 사이에는 제2 전압 공급원(321)에 의해 공급된 제2 공급전압을 제어유닛(12)을 위한 작동전압으로 변환하는 변압기(10)가 제공될 수 있다. 예컨대 변압기(10)는 변압기 출력단(16b)에 작동전압을 공급하는데, 다시 말하면, 변환된 제2 공급전압을 공급한다. 다른 한편으로 제어유닛(12)은 제2 접지단자(326)로 연결된 제2 접지포트(122)를 포함한다. 이런 연결은 예컨대 제어장치(1)의 상기 제2 접지접점(17b)를 통해 수행된다. 이런 방식으로 제어유닛(12)은 제2 전압 공급원(321)으로부터 에너지를 공급받을 수 있다.
제어유닛(12)은 제2 서브시스템(32)의 전력컴포넌트를 제어하도록, 예컨대 컨버터 어셈블리(323)에 의해 전기 모터(322)를 작동하도록 형성된다. 이런 목적을 위해, 제어유닛(12)은 예컨대 제어유닛(12)이 컨버터 어셈블리(323)를 제어할 수 있게하는, 예컨대 컨버터 어셈블리(323)의 드라이브를 제어할 수 있게 하는 제어신호 인터페이스(123)를 포함한다. 예컨대 컨버터 어셈블리(323)는, 제어신호 인터페이스(123)에 인가되는 신호들에 따라서, 전기 모터(322)를 위해 제2 전압 공급원(321)에 의해 생성된 제2 공급전압을 단상 또는 다상의 AC 전압으로 변환한다.
전기 모터(322)는 예컨대 차량의 구동을 위해, 예컨대 차량의 리프트 게이트(lift gate)의 개방 및 폐쇄를 위해, 차량 윈도우의 개방 및 폐쇄를 위해, 차량의 브레이크의 작동 또는 차량의 추진력 달성을 위해 이용된다.
트랜시버(11)와 제어장치(12)는 작동 가능하게 서로 연결된다. 이런 연결을 위해 복수의 제어신호 경로가 제공되고, 이런 제어신호 경로들 중에 도 1에서는 세 개의 제어신호 경로(13, 14 및 15)가 도시되며, 다른 실시형태에서는 3개의 제어신호 경로(13, 14 및 15)보다 많거나 적은 제어신호 경로가 제공될 수 있다.
각각의 제어신호 경로(13, 14 및 15)는 신호 출력단(각각 TX로서 표시됨)을 신호 입력단(각각 RX로서 표시됨)으로 연결한다. 제어신호 경로들(13, 14 및 15)은, 제어신호를 각각 하나의 신호 출력단으로부터 하나의 신호 입력단까지로만 전송하도록 형성되고 그 반대되는 방향으로는 전송되지 않도록 형성되는 각각 단방향성의 제어신호 경로일 수 있다.
예컨대 제1 제어신호 경로(13)는 제어유닛(12)의 제1 신호 출력단(12-1)을 트랜시버(11)의 제1 신호 입력단(11-1)으로 연결한다. 제어장치와 관련하여, 이런 제어신호 경로(13)는 송신 경로이다. 하기에서는 대부분 "송신 경로(13)"에 대해서 다뤄진다.
또한, 제2 제어신호 경로(14)는 트랜시버(11)의 제2 신호 출력단(11-2)을 제어유닛(12)의 제2 신호 입력단(12-2)으로 연결할 수 있다. 제어유닛(12)과 관련하여, 이 제어신호 경로(14)는 수신 경로이며, 상기 수신 경로는 하기에서 대부분 "제1 수신 경로(14)"로서 표시된다.
그 밖에, 예컨대 제3 제어신호 경로(15)는 트랜시버(11)의 제3 신호 출력단(11-3)을 제어유닛(12)의 제3 신호 입력단(12-3)으로 연결한다. 제어장치(12)와 관련하여, 이 제3 제어신호 경로(15)는 마찬가지로 수신 경로이며, 이 수신 경로는 하기에서 대부분 "제2 수신 경로(15)"로서 표시된다.
송신 경로(13)는, 예컨대 제어유닛(12)에 의해 제1 신호 출력단(12-1)에 제공된 제어신호를 트랜시버(11)의 제1 신호 입력단(11-1)까지 전송하도록 형성된다. 유사한 방식으로 제1 수신 경로(14)는 트랜시버(11)에 의해 제2 신호 출력단(11-2)에 제공된 제어신호를 제어유닛(12)의 제2 신호 입력단(12-2)까지 전송하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 수신 경로(15)는 트랜시버(11)에 의해 제3 신호 출력단(11-3)에 제공된 추가의 제어신호를 제어유닛(12)의 제3 신호 입력단(12-3)까지 전송하도록 형성될 수 있다.
제1 신호 입력단(11-1), 제2 신호 출력단(11-2) 및 제3 신호 출력단(11-3)은 예컨대 각각 핀의 형상으로, 예컨대 LIN 트랜시버의 핀의 형상으로 존재한다. 제어장치(12)의 제1 신호 출력단(12-1), 제2 신호 입력단(12-2) 및 제3 신호 입력단(12-3)은 예컨대 각각 핀의 형상으로, 예컨대 마이크로 컨트롤러의 핀의 형상으로 존재한다.
예컨대 트랜시버(11)는, 송신 경로(13)에 의해 전송된 제어신호를 수신하기 위해, 제1 신호 입력단(11-1)을 상태("HZ")로 전환하도록 형성된다. 또한, 트랜시버(11)는, 제어신호를 제1 수신 경로(14)에 의해 제어유닛(12)까지 전송하기 위해, 제2 신호 출력단(11-2)을 선택적으로 상태들("LOW", "HIGH", "HZ") 중 하나의 상태로 전환하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 트랜시버(11)는, 제어신호를 제2 수신 경로를 통해 제어유닛(12)까지 전송하기 위해, 제3 신호 출력단(11-3)을 선택적으로 상태들("LOW", "HIGH", "HZ") 중 하나의 상태로 전환하도록 형성될 수 있다.
예컨대 제어유닛(12)은, 제1 수신 경로(14) 및 제2 수신 경로(15)에 의해 전송된 제어신호를 수신하기 위해, 제2 신호 입력단(12-2) 및 제3 신호 입력단(12-3)을 각각 상태("HZ")로 전환하도록 형성된다. 또한, 제어유닛(12)은, 제어신호를 송신 경로(13)를 통해 트랜시버(11)로까지 전송하기 위해, 제1 신호 출력단(12-1)을 선택적으로 상태들("LOW", "HIGH", "HZ") 중 하나의 상태로 전환하도록 형성될 수 있다.
송신 경로(13)는 제1 회로 모듈(130)을 포함할 수 있다. 제1 수신 경로(14)는 제2 회로 모듈(140)을 포함할 수 있고, 제2 수신 경로(15)는 제3 회로 모듈(150)을 포함할 수 있다.
회로 모듈들(130, 140 및 150)은, 신호 전송시 안전과 결부된 특정한 기능들 및/또는 신호품질에 관련한 요구사항들 및/또는 신호 타이밍과 관련한 요구사항들이 충족될 수 있게 하기 위해, 각각 적어도 하나의 다이오드 및 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
통상적으로 말해서, 각각의 회로 모듈(130, 140 및 150)은 제1 서브시스템(31) 및/또는 제2 서브시스템(32) 내의 결함 있는 작동전압 공급부를 근거로, 제어신호의 전송이 해당하는 제어신호 경로(13, 14 및 15)를 통해 중단된 블록킹 상태를 수용하도록 형성될 수 있다. 그러므로 예컨대 결함 있는 작동전압 공급부가 존재한다면, 각각의 회로 모듈(130, 140 및 150)은 상응하는 경로(13, 14 및 15)를 차단하고, 그 결과 신호전송이 중단되도록 형성될 수 있다.
이 경우, 결함 있는 작동전압 공급부는 예컨대 하기 사항 중 적어도 하나의 사항이 해당될 때 존재한다:
― 트랜시버(11)가 접지로 더 이상 스위칭되지 않는 경우;
― 제어유닛(12)이 접지로 더 이상 스위칭되지 않는 경우;
― 제1 서브시스템(31) 및/또는 제2 서브시스템(32) 내에 단락이 존재할 경우;
― 제1 접지단자(316)와 제2 접지단자(326) 사이의 전위차가 임계값을 초과할 경우.
마지막에 언급한 오류는 예컨대 접지 오프셋으로서 표시된다. 임계값은 예컨대 값에 따라 1V에 놓일 수 있다. 그러나 회로 모듈(130, 140 및 150)의 컴포넌트들의 상응하는 치수 설계를 통해 이런 값도 변경될 수 있다.
처음 언급된 두 오류들(트랜시버(11)가 접지로 더 이상 스위칭되지 않는 경우 및 제어유닛(12)이 접지로 더 이상 스위칭되지 않는 경우)은 때때로 접지파열로서도 표시된다.
특히 각각의 회로 모듈(130, 140 및 150)은, 상대적으로 더 높은 공급전압을 갖는 서브시스템, 예컨대 제2 서브시스템(32)으로부터 상대적으로 낮은 공급전압을 갖는 서브시스템, 예컨대 제1 서브시스템(31) 내로의 브레이크 다운을 해당하는 제어신호 경로(13, 14 및 15)를 통해 방지하도록 형성될 수 있다. 특히, 이런 목적을 위해 각각의 회로 모듈(130, 140 및 150)은 상기 다이오드를 포함할 수 있다.
제1 회로 모듈(130), 제2 회로 모듈(140) 및 제3 회로 모듈(150)의 구성들에 대한 구체적 예시들은 한편, 도 2에서 도 4까지를 참조하여 설명되어 있다.
도 2에는, 제1 회로 모듈(130)의 개략도가 예시로서 도시되어 있다. 제1 회로 모듈(130)은 적어도 부분적으로 송신 경로(13) 내에 배치된다.
제1 회로 모듈(130)은 자체의 캐소드 단자(131-1)가 제2 접지단자(326)로 연결된 하나의 다이오드(131)를 포함한다. 또한, 제1 회로 모듈(130)은 복수의 전계 효과 트랜지스터(132 및 133)를 포함하고, 이 경우 복수의 전계 효과 트랜지스터(132 및 133)는 송신 경로(13)를 한편에서는 제1 전압 공급원(311)으로 연결하고, 다른 한편에서는 제1 접지단자(321) 및 제2 접지단자(326)로 연결한다.
예컨대 송신 경로(13) 내에 배치된 다이오드(131)의 캐소드 단자(131-1)를 제2 접지단자(326)로 연결하는 것은 제2 전계 효과 트랜지스터(133)를 통해 수행되며, 이 경우 이를 위해 오옴 저항기(136)도 배치될 수 있다. 캐소드 단자(131-1)는 오옴 저항기(136)를 통해 제2 전계 효과 트랜지스터(133)의 제1 신호단자(133-1)에까지 이어진다.
제2 전계 효과 트랜지스터(133)의 제2 신호단자(133-2)는 제2 접지단자(326)로 스위칭되고, 이 경우 이런 연결은 예컨대 상기 제2 접지접점(17b)을 통해 수행될 수 있다. 제2 전계 효과 트랜지스터(133)의 제어단자(133-3)는 한편으로는 저항기(134)를 통해 제어유닛의 제1 신호 출력단(12-1)으로 연결된다. 다른 한편으로 제어단자(133-3)는 추가의 오옴 저항기(135)를 통해 제2 접지단자(326)로 연결된다. 이 두 오옴 저항기(134 및 135)는 선택사항이며, 요컨대 제어단자(133-3)는 제1 신호 출력단(12-1)과 직접 연결될 수도 있고 제2 접지단자(326)와 직접 연결될 수도 있다.
송신 경로(13)는 제1 전계 효과 트랜지스터(132)에 의해 제1 전압 공급원(311)으로 연결된다. 이런 연결은 예컨대 상기 제1 공급접점(16a)에 의해 수행된다.
다이오드(131)의 애노드 단자(131-2)는 한편으로는 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 제어단자(132-3)와 직접 연결되고, 다른 한편으로는 오옴 저항기(137)를 통해 제1 전압 공급원(311)과 연결되며, 더 자세히 말하면, 예컨대 제1 신호단자(132-1)로도 연결될 수 있는 상기 제1 공급접점(16a)을 통해 연결된다. 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 제2 신호단자(132-2)는 트랜시버(11)의 제1 신호 입력단(11-1)으로 예컨대 추가의 오옴 저항기(138)를 통해 연결되며, 이 경우 이런 오옴 저항기(138)는 선택사항이며, 요컨대 제2 신호단자(132-2)는 제1 신호 입력단(11-1)과도 직접 연결될 수 있다. 또한, 트랜시버(11)의 제1 신호 입력단(11-1)은 추가의 오옴 저항기(139)를 통해 제1 접지단자(316)와 연결된다.
송신 경로(13)와 두 접지단자(316 및 326) 사이의 연결은 특히 도 2 내에 미도시된 접지접점들(17a 및 17b)을 통해서도 가능하다.
다이오드(131)는 제2 서브시스템(32)으로부터 제1 서브시스템(31)까지의 전류흐름을 송신 경로(13)를 통해 차단하도록 형성될 수 있다. 제2 서브시스템(32)은, 언급된 것처럼, 상대적으로 더 높은 공급전압에 의해 작동되는 서브시스템일 수 있다.
두 전계 효과 트랜지스터(132 및 133)를 통해, 트랜시버의 제1 신호 출력단(12-1)에서부터 제1 신호 입력단(11-1)까지 전송되어야 하는 제어신호를 위한 레벨이 생성될 수 있다.
두 전계 효과 트랜지스터(132 및 133)에 의해 송신 경로(13)를 통해 전송될 제어신호를 위한 신호 레벨이 제공될 수 있다. 예컨대 제어유닛(12)은 제1 신호 출력단(12-1)을 상기 상태들("LOW", "HIGH" 또는 " HZ") 중 하나의 상태로 선택적으로 전환함으로써 두 전계 효과 트랜지스터(132 및 133)를 제어한다. 예컨대 이런 전계 효과 트랜지스터들(132 및 133)은 제1 신호 출력단(12-1)의 상태에 따라 스위치 온(전도)되거나 스위치 오프(차단)될 수 있다.
전계 효과 트랜지스터(132 및 133)는 비교 가능한 양극성 트랜지스터와 달리 비교적 신속히 스위칭될 수 있다는 장점을 갖는다.
그에 따라, 제1 회로 모듈(130)을 포함한 송신 경로(13)는 특히 다이나믹한 신호들, 즉 자체의 레벨이 비교적 신속하고 끊임없이 변경되어야 하는 신호들의 전송에 적합하다.
두 전계 효과 트랜지스터(132 및 133)는 예컨대 각각 MOSFET(금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터)로서 수행된다. 제1 전계 효과 트랜지스터(132)는 예컨대 셀프로킹되는 p채널 MOSFET으로서 형성된다. 이런 변형에서 제1 신호단자(132-1)는 소스 단자, 제2 신호단자(132-2)는 드레인 단자 그리고 제어단자(132-3)는 게이트 단자이다. 제2 전계 효과 트랜지스터(132)는 예컨대 셀프로킹되는 n채널 MOSFET으로서 형성된다. 이런 변형의 경우, 제1 신호단자(133-1)는 드레인 단자로서, 제2 신호단자(133-2)는 소스 단자로서 그리고 제어단자(133-3)는 게이트 단자로서 형성된다.
도 3에는, 적어도 부분적으로 제1 수신 경로(14) 내에 배치된 제2 회로 모듈(140)의 개략도가 예시로서 도시되어 있다.
제2 회로 모듈(140)은 제1 수신 경로(14) 내에 배치되고 자체의 캐소드 단자(141-1)가 제2 접지단자(326)에 연결된 다이오드(141)를 포함한다. 또한, 제2 회로 모듈(140)은 복수의 트랜지스터(142 및 143)를 포함하고, 이 경우 복수의 트랜지스터(142 및 143)는 제1 수신 경로(14)를 한편으로는 제1 전압 공급원(311)과 제2 전압 공급원(321)에 연결하고, 다른 한편으로는 제2 접지단자(326)에 연결한다.
예컨대 캐소드 단자(141-1)는 오옴 저항기들(146 및 147)에 의해 제2 접지단자(326)로 연결된다. 오옴 저항기(147)와 제2 접지단자(326) 사이의 이런 연결은 재차 상기 제2 접지접점(17b)을 통해 수행될 수 있다.
제1 수신 경로(14)를 제1 전압 공급원(311)으로 연결하는 것은 예컨대 제1 트랜지스터(142)를 통해 수행되며, 상기 트랜지스터의 제1 신호단자(142-1)는 예컨대 상기 제1 공급접점(16a)으로 연결된다.
제2 전압 공급원(321)으로의 연결은 예컨대 오옴 저항기(148) 및 도 3에 미 도시되고 자체의 변압기 출력단(16b')에 변환된 제2 공급전압을 공급하는 변압기(10)에 의해 수행된다.
오옴 저항기(148)는 제어 유닛(12)의 제2 신호 입력단(12-2)뿐만 아니라 제2 트랜지스터(143)의 제1 신호단자(143-1)로도 연결된다. 제2 트랜지스터(143)의 제2 신호단자(143-2)는 제2 접지단자(326)로 직접 연결된다. 이런 연결은 재차 제2 접지접점((17b)에 의해 수행될 수 있다. 제어단자(143-3)는 이미 언급된 오옴 저항기(147)를 통해 마찬가지로 제2 접지단자(326)로 연결된다.
트랜시버(11)의 제2 신호 출력단(11-2)은 오옴 저항기(144)를 통해 제1 트랜지스터(142)의 제어단자(142-3)로 연결된다. 제1 트랜지스터(142)의 이미 언급된 제1 신호단자(142-1)는 아직 추가의 오옴 저항기(145)를 통해 제1 트랜지스터(142)의 제어단자(142-3)와 연결된다. 제2 신호단자(142-2)는 제1 수신 경로(14) 내에 배치된 다이오드(141)의 애노드 단자(141-2)와 직접 연결된다.
제1 수신 경로(14) 내에 배치된 다이오드(141)는 제2 서브시스템(32)에서부터 제1 서브시스템(31)까지의 전류를 제1 수신 경로(14)를 통해 차단하도록 형성될 수 있다. 제1 수신 경로(14)를 통한 전류흐름은 다이오드(141)로 인해 예컨대 반대 방향으로만 가능하다.
두 트랜지스터(142 및 143)에 의해 신호레벨은 제1 수신 경로(14)를 통해 전송된 제어신호를 위해 제공될 수 있다. 예컨대 트랜시버(11)는 제2 신호 출력단을 상기 상태들("LOW", "HIGH" 또는 "HZ") 중 하나의 상태로 선택적으로 전환함으로써 두 트랜지스터(142 및 143)를 제어한다. 예컨대 이 트랜지스터들(142 및 143)은 제2 신호 출력단(11-2)의 상태에 따라 스위치 온(전도)되거나 스위치 오프(차단)될 수 있다.
적어도 부분적으로 제1 수신 경로(14) 내에 배치된 제2 회로 모듈(140)은, 예컨대 웨이크업 신호와 같은, 예컨대 거의 다이나믹하지 않은 신호들의 전송에 적합하다. 예컨대 두 트랜지스터(142 및 143)는 각각 양극성 트랜지스터로서 형성된다. 제1 트랜지스터(142)는 예컨대 pnp 트랜지스터이다. 이런 변형에서 제1 신호단자(142-1)는 이미터 단자, 제2 신호단자(142-2)는 콜렉터 단자 그리고 제어단자(142-3)는 베이스 단자이다.
제2 트랜지스터(143)는 예컨대 npn 트랜지스터이다. 이런 변형에서 제1 신호단자(143-1)는 콜렉터 단자, 제2 신호단자(143-2)는 이미터 단자 그리고 제어단자(143-3)는 베이스 단자이다.
도 4에는, 적어도 부분적으로 제2 수신 경로(15)에 배치된 제3 회로 모듈(150)의 개략도가 예시로서 도시되어 있다.
제3 회로 모듈(150)은 제2 수신 경로(15) 내에 배치되고 자체의 캐소드 단자(151-1)가 제2 접지단자(326)로 연결된 다이오드(151)를 포함한다. 또한, 제3 회로 모듈(150)은 복수의 트랜지스터(152 및 153)를 포함하고, 이 경우 복수의 트랜지스터(152 및 153)는 제2 수신 경로(15)를 한편으로는 제1 전압 공급원(311) 그리고 제2 전압 공급원(321)으로 연결하고, 다른 한편으로는 제2 접지단자(326)로 연결한다.
예컨대 다이오드(151)의 캐소드 단자(151-1)는 오옴 저항기들(156 및 157)을 통해 제2 접지단자(326)로 연결되며, 이 경우, 오옴 저항기(156)는 선택사항이다. 선택적인 저항기(156)를 통해 다이오드(151)의 캐소드 단자(151-1)는 제2 트랜지스터(153)의 제어단자(153-3)로 연결된다. 오옴 저항기(156)가 제공되지 않는다면, 캐소드 단자(151-1)는 제어단자(153-3)와 직접 연결된다. 제2 트랜지스터(153)의 제어단자(153-3)는 상기 오옴 저항기(157)를 통해 제2 접지단자로 연결된다.
그 밖에, 제3 회로 모듈(150)의 배선은 기본적으로 도 3에서 예시적으로 도시된 제2 회로 모듈(140)의 배선에 상응한다. 이 점과 관련하여 전술한 사항이 참조된다.
그러므로, 예컨대 제2 수신 경로(15)는 제1 트랜지스터(152)를 통해 제1 전압 공급원(321)으로 연결되고, 이 경우 이런 연결은 특히 상기 제1 공급접점(16a)을 통해 수행될 수 있다.
제2 수신 경로(15)를 제2 전압 공급원(321)으로 연결하는 것은 예컨대 변압기 출력단(16b')으로 연결될 수 있는 추가의 오옴 저항기(158)를 통해 수행되고, 이 변압기 출력단(16b')은 변환된 제2 공급전압을 전달할 수 있다.
제어 유닛(12) 측에는, 제3 신호 입력단(12-3)이 제2 트랜지스터(153)의 제1 제어단자(153-1)로 연결된다. 제2 트랜지스터(153)의 제2 신호단자(153-2)는 제2 접지단자(326)로 연결된다.
트랜시버(11) 측에는 제3 신호 출력단(11-3)이 오옴 저항기(154)를 통해 제1 트랜지스터(152)의 제어단자(152-3)로 연결된다. 추가의 오옴 저항기(155)는 제어단자(152-3)를 제1 트랜지스터(152)의 제1 신호단자(152-1)와 연결한다. 제2 신호단자(152-2)는 다이오드(151)의 애노드 단자(151-2)와 연결된다.
예컨대 두 트랜지스터(152 및 153)는 제2 수신 경로(15)를 통해 전송될 신호를 위한 레벨을 생성하도록 형성된다. 예컨대 트랜시버(11)는 제3 신호 출력단(11-1)을 상기 상태들("LOW", "HIGH" 또는 "HZ") 중 하나의 상태로 선택적으로 전환함으로써 두 트랜지스터(152 및 153)를 제어한다. 그 결과, 예컨대 트랜지스터들(152, 153)은 스위치 온(전도)되거나 스위치 오프(차단)된다.
제2 수신 경로(15)에 있어서, 제3 회로 모듈(150)의 두 트랜지스터(152 및 153)는 각각 전계 효과 트랜지스터로서, 예컨대 MOSFET로서 형성된다. 그에 따라, 제2 수신 경로(15)는 예컨대 비교적 다이나믹하고 자체의 레벨이 비교적 신속하고 끊임없이 변경되야 하는 제어 신호들의 전송에 적합하다.
제1 트랜지스터(152)는 예컨대 셀프로킹되는 p채널 MOSFET로서 형성된다. 이런 변형의 경우, 제1 신호단자(152-1)는 소스 단자, 제2 신호단자(152-2)는 드레인 단자 그리고 제어단자(152-3)는 게이트 단자이다.
제2 트랜지스터(153)는 예컨대 셀프로킹되는 n채널 MOSFET로서 형성된다. 이런 변형의 경우, 제1 신호단자(153-1)는 드레인 단자, 제2 신호단자(153-2)는 소스 단자 그리고 트랜지스터(153)의 제어단자(153-3)는 게이트 단자이다.
제어장치(1)의 일 실시형태의 경우, 트랜시버(11)와 제어유닛(12)은 적어도 송신 경로(13), 제1 수신 경로(14) 및 제2 수신 경로(15)를 통해 작동 가능하게 서로 연결되고, 이 경우 송신 경로(13) 내에 제1 회로 모듈(130)이 적어도 부분적으로 포함되며, 제1 수신 경로(14) 내에는 제2 회로 모듈(140)이 적어도 부분적으로 포함되고, 제2 수신 경로(15) 내에는 제3 회로 모듈(150)이 적어도 부분적으로 포함되며, 이 경우 제1 회로 모듈(130)은 예컨대 도 2에 도시된 것처럼 형성되고, 제2 회로 모듈(140)은 예컨대 도 3에 도시된 것처럼 형성되고, 제3 회로 모듈(150)은 예컨대 도 4에 도시된 것처럼 형성된다. 그 밖에 트랜시버(11)를 제어유닛(12)으로 작동 가능하게 연결하는 것을 이행하기 위하여 추가의 제어 신호 경로들이 제공될 수 있다.
앞에서는 계속해서 차량의 공지된 12V/48V의 다중전압 온보드 전기 시스템이 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 예시로서 시도되었다. 그러나 본 발명은 자명한 사실로서 그와 같은 유형의 다중전압 온보드 전기 시스템에만 제한되지 않는다. 오히려 다른 전압레벨들도 12V 레벨 또는 48V 레벨로서 적용될 수 있다.
1: 제어장치
10: 변압기
11: 트랜시버
11-1: 제1 신호 입력단
11-2: 제2 신호 출력단
11-3: 제3 신호 출력단
111: 제1 공급포트
112: 제1 접지포트
133: 통신 인터페이스
12: 제어유닛
12-1: 제1 신호 출력단
12-2: 제2 신호 입력단
12-3: 제3 신호 입력단
121: 제2 공급포트
122: 제2 접지포트
123: 제어신호 인터페이스
13: 송신 경로
130: 제1 회로 모듈
131: 다이오드
131-1: 다이오드의 캐소드 단자
131-2: 다이오드의 애노드 단자
132: 제1 전계 효과 트랜지스터
132-1: 제1 전계 효과 트랜지스터의 제1 신호단자
132-2: 제1 전계 효과 트랜지스터의 제2 신호단자
132-3: 제1 전계 효과 트랜지스터의 제어단자
133: 제2 전계 효과 트랜지스터
133-1: 제2 전계 효과 트랜지스터의 제1 신호단자
133-2: 제2 전계 효과 트랜지스터의 제2 신호단자
133-3: 제2 전계 효과 트랜지스터의 제어단자
134, 135, 136, 137, 138, 139: 오옴 저항기들
14: 제1 수신 경로
140: 제2 회로 모듈
141: 다이오드
141-1: 다이오드의 캐소드 단자
141-2: 다이오드의 애노드 단자
142: 제1 양극성 트랜지스터
142-1: 제1 양극성 트랜지스터의 제1 신호단자
142-2: 제1 양극성 트랜지스터의 제2 신호단자
142-3: 제1 양극성 트랜지스터의 제어단자
143: 제2 양극성 트랜지스터
143-1: 제2 양극성 트랜지스터의 제1 신호단자
143-2: 제2 양극성 트랜지스터의 제2 신호단자
143-3: 제2 양극성 트랜지스터의 제어단자
144, 145, 146, 147, 148: 오옴 저항기들
15: 제2 수신 경로
150: 제3 회로 모듈
151: 다이오드
151-1: 다이오드의 캐소드 단자
151-2: 다이오드의 애노드 단자
152: 제1 전계 효과 트랜지스터
152-1: 제1 전계 효과 트랜지스터의 제1 신호단자
152-2: 제1 전계 효과 트랜지스터의 제2 신호단자
152-3: 제1 전계 효과 트랜지스터의 제어단자
153: 제2 전계 효과 트랜지스터
153-1: 제2 전계 효과 트랜지스터의 제1 신호단자
153-2: 제2 전계 효과 트랜지스터의 제2 신호단자
153-3: 제2 전계 효과 트랜지스터의 제어단자
154, 155, 156, 157, 158: 오옴 저항기들
16a: 제1 공급접점
16b: 제2 공급접점
16b': 변압기 출력단
17a: 제1 접지접점
17b: 제2 접지접점
18: 통신신호 접점(들)
19: 하우징
3: 다중전압 온보드 전기 시스템
31: 제1 서브시스템
311: 제1 전압 공급원
312: 제1 서브시스템의 통신 컴포넌트
316: 제1 접지단자
32: 제2 서브시스템
321: 제2 전압 공급원
322: 전기 모터
323: 컨버터 어셈블리
326: 제2 접지단자

Claims (21)

  1. 차량의 다중전압 온보드 전기 시스템(3)을 위한 제어장치(1)로서, 다중전압 온보드 전기 시스템(3)은, 제1 공급전압을 갖는 제1 전압 공급원(311)에 의해 작동되도록 형성된 제1 서브시스템(31)과 제2 공급전압을 갖는 제2 전압 공급원(321)에 의해 작동되도록 형성된 제2 서브시스템(32)을 포함하고; 상기 제어장치(1)는
    ― 제1 서브시스템(31)의 제1 접지단자(316)를 통해 접지로 스위칭되고 제1 서브시스템(31)의 통신 컴포넌트(312)와 통신하도록 형성된 트랜시버(11);
    ― 제2 서브시스템(32)의 제2 접지단자(326)를 통해 동일한 접지로 스위칭되고 제2 서브시스템(32)의 전력 컴포넌트(322, 323)를 제어하도록 형성된 제어유닛(12);
    ― 제어유닛(12)의 신호 출력단(12-1)을 트랜시버(11)의 신호 입력단(11-1)으로 연결하고 제어유닛(12)에 의해 신호 출력단(12-1)에 제공된 제어신호를 트랜시버(11)의 신호입력단(11-1)까지 전송하도록 형성된 송신 경로(13); 및
    ― 송신 경로 내에 배치되고 자체의 캐소드 단자(131-1)가 제2 접지단자(326)로 연결된 다이오드(131)를 포함하는; 상기 제어장치(1)에 있어서,
    복수의 전계 효과 트랜지스터(132, 133)가 구비되며, 상기 복수의 전계 효과 트랜지스터(132, 133)는 상기 송신 경로(13)를 한편으로는 상기 제1 전압 공급원(311) 그리고/또는 상기 제2 전압 공급원(321)으로 연결하고, 다른 한편으로는 상기 제1 접지단자(316) 그리고/또는 상기 제2 접지단자(326)로 연결하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전계 효과 트랜지스터(132, 133)는 상기 송신 경로(13) 내에 배치된 제1 전계 효과 트랜지스터(132)를 포함하고, 상기 제1 전계 효과 트랜지스터는 상기 제1 전압 공급원(311)으로 연결된 제1 신호단자(132-1)와 상기 트랜시버(11)의 상기 신호 입력단(11-1)으로 연결된 제2 신호단자(132-2)를 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 전계 효과 트랜지스터(132, 133)는 상기 송신 경로(13) 내에 배치된 제2 전계 효과 트랜지스터(133)를 포함하고, 상기 트랜지스터(133)는:
    ― 상기 다이오드(131)의 상기 캐소드 단자(131-1)로 연결된 제1 신호단자(133-1);
    ― 상기 제2 접지단자(326)로 연결된 제2 신호단자(133-2); 및
    ― 상기 제어유닛(12)의 상기 신호 출력단(12-1)으로 연결된 제어단자(133-3)를 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다이오드(131)의 애노드 단자(131-2)는 상기 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 제어단자(132-3)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 상기 제1 신호단자(132-1)는 오옴 저항기(137)를 통해 상기 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 상기 제어단자(132-3)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 제어단자(132-3)는 다이오드(131)를 통해 상기 제2 전계 효과 트랜지스터(133)의 상기 제1 신호단자(133-1)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과 트랜지스터(132)의 상기 제2 신호단자(132-2)는 추가의 오옴 저항기(139)를 통해 상기 제1 접지단자(316)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  8. 차량의 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1)로서,
    다중전압 온보드 전기 시스템(3)은 제1 공급전압을 갖는 제1 전압 공급원(311)에 의해 작동되도록 형성된 제1 서브시스템(31)과 제2 공급전압을 갖는 제2 전압 공급원(321)에 의해 작동되도록 형성된 제2 서브시스템(32)을 포함하고; 상기 제어장치(1)는
    ― 제1 서브시스템(31)의 제1 접지단자(316)를 통해 접지로 스위칭되고 제1 서브시스템(31)의 통신 컴포넌트(312)와 통신하도록 형성된 트랜시버(11);
    ― 제2 서브시스템(32)의 제2 접지단자(326)를 통해 동일한 접지로 스위칭되고 제2 서브시스템(32)의 전력 컴포넌트(322, 323)를 제어하도록 형성된 제어유닛(12);
    ― 트랜시버(11)의 신호 출력단(11-2; 11-3)을 제어유닛의 신호 입력단(12-2; 12-3)으로 연결하고, 트랜시버(11)에 의해 신호 출력단(11-2; 11-3)에 제공된 제어신호를 제어유닛(12)의 신호 입력단(12-2; 12-3)까지 전송하도록 형성된 수신 경로(14; 15); 및
    ― 수신 경로(14; 15) 내에 배치되고 자체의 캐소드 단자(141-1; 151-1)가 제2 접지단자(326)로 연결된 다이오드(141; 151)를 포함하는; 상기 제어장치(1)에 있어서,
    복수의 트랜지스터(142, 143; 152, 153)가 구비되며, 상기 복수의 트랜지스터(142, 143; 152, 153)는 상기 수신 경로(14; 15)를 한편에서는 상기 제1 전압 공급원(311) 그리고/또는 상기 제2 전압 공급원(321)으로 연결하고, 다른 한편에서는 상기 제1 접지단자(316) 그리고/또는 상기 제2 접지단자(326)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 트랜지스터(142, 143; 152, 153)는 상기 수신 경로(14; 15) 내에 배치된 제1 트랜지스터(142; 152)를 포함하고, 상기 제1 트랜지스터(142; 152)는 상기 제1 전압 공급원(311)으로 연결된 제1 신호단자(142-1; 152-1) 및 상기 트랜시버(11)의 상기 신호 출력단(11-2; 11-3)으로 연결된 제어단자(142-3; 152-3)를 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 트랜지스터(142, 143; 152, 153)는 상기 수신 경로(14; 15) 내에 배치된 제2 트랜지스터(143; 153)를 포함하고, 상기 제2 트랜지스터는
    ― 상기 다이오드(141; 151)의 상기 캐소드 단자(141-1; 151-1)로 연결된 제어단자(143-3; 153-3);
    ― 상기 제어유닛(12)의 상기 신호 입력단(12-2; 12-3)으로 연결된 제1 신호단자(143-1; 153-1); 및
    ― 상기 제2 접지단자(326)로 연결된 제2 신호단자(143-2; 153-2)를 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  11. 제9항에 있어서,
    상기 다이오드(141; 151)의 애노드 단자(141-2; 151-2)는 상기 제1 트랜지스터(142; 152)의 제2 신호단자(142-2; 152-2)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터(142; 152)의 상기 제1 신호단자(142-1; 152-1)는 오옴 저항기(145; 155)를 통해 상기 제1 트랜지스터(142; 152)의 상기 제어단자(142-3; 152-3)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터(142; 152)의 제2 신호단자(142-2; 152-2)는 상기 다이오드(141; 151)를 통해 상기 제2 트랜지스터(143; 153)의 상기 제어단자(143-3; 153-3)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터(143; 153)의 상기 제어단자(143-3; 153-3)는 추가의 오옴 저항기(147; 157)를 통해 상기 제2 접지단자(326)로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  15. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어유닛(12)의 신호 입력단(12-2; 12-3)은 여전히 추가의 오옴 저항기(148; 158)를 통해 상기 제2 전압 공급원(321)으로 연결된, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  16. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어유닛(12)은 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  17. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랜시버(11)는 LIN 트랜시버를 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  18. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공급전압은 상기 제1 공급전압보다 더 큰, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  19. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공급전압은 상기 제1 접지단자(316)와 관련하고, 상기 제2 공급전압은 상기 제2 접지단자(326)와 관련하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  20. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어장치(1)는
    ― 상기 제1 공급전압을 수신하기 위한 제1 공급접점(16a);
    ― 상기 제2 공급전압을 수신하기 위한 제2 공급접점(16b);
    ― 상기 제1 접지단자(316)와 연결된 제1 접지접점(17a);
    ― 상기 제2 접지단자(326)와 연결된 제2 접지접점(17b)을 포함하는, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
  21. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접지는 차량 접지인, 다중전압 온보드 전기 시스템을 위한 제어장치(1).
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