KR101996854B1 - 차량, 전자 제어 장치 및 전자 제어 장치 제어방법 - Google Patents

차량, 전자 제어 장치 및 전자 제어 장치 제어방법 Download PDF

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Abstract

게시된 발명의 일 측면은 전자제어장치에 마련된 코일의 저항을 이용하여 온도를 도출하고, 코일의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우 코일의 온도를 제어 할 수 있는 전자제어장치 및 전자제어장치 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 전자 제어장치는, 상시 전압이 공급되는 코일부; 상기 코일부에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일부에 공급되는 코일 전압을 측정하는 센서부; 스위칭 신호를 입력 받고, 상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 코일 전류를 공급하는 스위칭부; 및 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 입력하고, 상기 스위칭 신호, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량, 전자 제어 장치 및 전자 제어 장치 제어방법{VEHICLE, ELECTRONIC CONTROL UNIT AND METHOD OF CONTROLLING THE ELECTRONIC CONTROL UNIT}
게시된 발명은 전자 제어 장치 및 전자 제어 장치 제어방법에 관한 관한 것으로써, 전자제어장치에 마련된 코일의 온도를 도출하고 이를 기초로 제어할 수 있는 기술에 관한 것이다.
전자제어장치(Electrical Control Unit, ECU)는 차량 내의 각종 전기 신호를 기초로 차량에 구비된 여러 구성을 제어하는 프로세서이다.
전자제어장치에 마련된 코일에 전류를 흘려주면 자기력이 형성되어 벨브를 구동 시킬 수 있는데, 이때 전류에 의해 코일의 온도가 올라가면 코일 내부의 저항이 변하게 되어 제어에 영향을 미친다. 따라서 코일의 온도를 추정 할 필요가 있다.
즉, 벨브 구동을 위하여 코일에 전류가 흐르게 되면 열이 발생하는데, 과열 될 경우 코일이 손상될 수 있다. 따라서 과열 되지 않게 하기 위하여 동작 시간에 따른 코일의 온도를 도출할 필요가 있고, 이렇게 도출된 온도를 기초로 전자제어장치를 제어할 필요가 있는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 전자제어장치를 구성하는 코일의 온도를 검출하기 위한 연구가 계속되고 있다.
게시된 발명의 일 측면은 전자제어장치에 마련된 코일의 저항을 이용하여 온도를 도출하고, 코일의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우 코일의 온도를 제어 할 수 있는 전자제어장치 및 전자제어장치 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 전자 제어장치는, 상시 전압이 공급되는 코일부; 상기 코일부에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일부에 공급되는 코일 전압을 측정하는 센서부; 스위칭 신호를 입력 받고, 상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 코일 전류를 공급하는 스위칭부; 및 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 입력하고, 상기 스위칭 신호, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 기초로 상기 코일부의 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 이용하여, 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산할 수 있다.
상기 제어부는, 미리 저장된 상기 코일부의 기준 저항 및 상기 코일 저항을 이용하여 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산할 수 있다.
상기 스위칭 신호는, 펄스 신호를 포함하고, 상기 펄스 신호의 폭의 변조가 가능하고, 상기 펄스 신호의 폭에 기초한 듀티 정보를 포함하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)신호를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 듀티 정보, 상기 상시 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 기초로 상기 코일 온도를 계산할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우,
상기 스위칭 신호를 변경하여, 상기 코일 전류를 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우, 상기 듀티 정보를 변경하여, 상기 코일 전압을 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스위칭 신호를 제어하여 상기 코일부와 전자기적으로 연결된 벨브의 개폐를 제어 할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 제어장치 제어방법은, 코일부에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일부에 공급되는 코일 전압을 측정하고, 스위칭 신호에 기초하여 상기 코일 전류를 공급하고, 상기 스위칭 신호, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것을 포함한다.
상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것은, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 기초로 상기 코일부의 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 이용하여, 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것은, 미리 저장된 상기 코일부의 기준 저항 및 상기 코일 저항을 이용하여 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 신호는, 펄스 신호를 포함하고, 상기 펄스 신호의 폭의 변조가 가능하고, 상기 펄스 신호의 폭에 기초한 듀티 정보를 포함하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)신호를 포함할 수 있다.
상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것은, 상기 듀티 정보, 상기 상시 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 기초로 상기 코일 온도를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 제어장치 제어방법은, 상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우, 상기 스위칭 신호를 변경하여, 상기 코일 전류를 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 제어장치 제어방법은, 상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우, 상기 듀티 정보를 변경하여, 상기 코일 전압을 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 제어장치 제어방법은, 상기 스위칭 신호를 제어하여 상기 코일부와 전자기적으로 연결된 벨브의 개폐를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량은, 상시 전압이 공급되는 코일부; 상기 코일부에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일부에 공급되는 코일 전압을 측정하는 센서부; 스위칭 신호를 입력 받고, 상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 코일 전류를 공급하는 스위칭부; 및 상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 입력하고, 상기 스위칭 신호, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 기초로 상기 코일부의 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 이용하여, 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자제어장치 및 전자제어장치 제어방법은 전자제어장치에 마련된 코일의 저항을 이용하여 온도를 도출하고, 코일의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우 코일의 온도를 제어 할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 외관도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전방의 외관도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어블럭도이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 전자제어장치의 외관도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어장치의 회로도이다.
도 6a 및 도6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 신호를 나타낸 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
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.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 차량의 외관도이다.
도1을 참고하면, 도 1을 참조하면, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하는 차체(2), 차량(1)을 이동시키는 차륜(13, 14)를 포함한다. 차체(2)는 후드(3), 프런트 휀더(4), 도어(5), 트렁크 리드(6), 및 쿼터 패널(7) 등을 포함한다.
또한, 차체(2)의 외부에는 차체(2)의 전방 측에 설치되어 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 프런트 윈도(8), 측면의 시야를 제공하는 사이드 윈도(9), 도어(5)에 설치되어 차량(1) 후방 및 측면의 시야를 제공하는 사이드 미러(11, 12), 및 차체(2)의 후방 측에 설치되어 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 리어 윈도(10)가 마련될 수 있다.
차륜(13, 14)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(13), 차량의 후방에 마련되는 후륜(14)을 포함하며, 구동 장치(미 도시)는 차체(1)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 전륜(13) 또는 후륜(14)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 구동 장치는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 채용할 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 내부 구조도이다.
도2를 참고하면, 차량(1)의 내부는 탑승자가 앉는 시트(20)와, 대시 보드(33)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향전환 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 자동변속 선택레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉 클러스터, 30)과, 차량 방향을 조작하는 스티어링 휠(31)과, 공기조화기의 송풍구와 조절판이 배치되고 오디오 기기가 배치된 센터페시아(35)를 포함한다.
한편, 센터 콘솔(37)에는 죠그 셔틀 타입 또는 하드 키 타입의 센터 입력부가 마련될 수 있다. 센터 콘솔(37)은 운전석(21)과 조수석(22) 사이에 위치하여 기어조작 레버(38)와 트레이(40)가 형성된 부분을 의미한다.
시트(20)는 운전자가 앉는 운전석(21), 동승자가 앉는 보조석(22), 차량 내 후방에 위치하는 뒷좌석을 포함한다.
클러스터(30)는 디지털 방식으로 구현될 수 있다. 즉 디지털 방식의 클러스터(30)는 차량 정보 및 주행 정보를 영상으로 표시한다.
센터페시아(35)는 대시 보드(33) 중에서 운전석(21)과 보조석(22) 사이에 위치하는 부분으로, 센터페시아(35)에는 송풍구, 시거잭 등이 설치될 수 있다.
차량(1)의 내부에는 AVN 장치(Audio Video Navigation ,121)가 마련될 수 있다. AVN 장치(121)는 사용자에게 목적지까지의 경로를 제공하는 내비게이션 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 오디오, 및 비디오 기능을 통합적으로 제공할 수 있는 단말을 의미한다.
AVN 장치(121)는 디스플레이(120)를 통해 오디오 화면, 비디오 화면 및 내비게이션 화면 중 적어도 하나를 선택적으로 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 제어와 관련된 부가 기능과 관련된 화면을 표시할 수도 있다.
한편, 디스플레이(120)는 대시 보드(33)의 중앙 영역인 센터페시아(35)에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(120)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
센터 콘솔(37)에는 죠그 셔틀 타입 또는 하드 키 타입의 센터 입력부(39)가 마련될 수 있다. 센터 입력부(39)는 AVN 장치(121)의 전부 또는 일부 기능을 수행할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어블럭도이다.
도3을 참고하면 차량은 제어부(101), 센서부(102), 스위칭부(104) 및 코일부(103)를 포함하는 전자 제어장치(100)와 전자 제어장치(100)와 연결된 벨브를 포함할 수 있다.
코일부(103)는 솔레노이드 코일(Solenoid Coil)로 구비 될 수 있다. 코일부(103)는 전류가 흐르면 자기력을 형성 시킬 수 있다. 코일부(103)는 형성된 자기장을 이용하여 코일부(103)와 연결된 벨브를 제어하는데 이용할 수 있다. 한편, 벨브를 제어하기 위하여 코일부(103)에 전류가 흐르면 열을 발생시킬 수 있는데 열이 과도하게 발생하여 코일부(103)의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우, 코일부(103)를 손상 시킬 수 있다.
스위칭부(104)는 외부로부터 스위칭 신호를 수신하여 신호에 따라 스위칭부(104)를 온(On)또는 오프(Off)할 수 있으며, 스위칭부(104)가 온(On)이 되면 코일부(103)에 전류가 흐르도록 할 수 있다. 스위칭부(104)는 모스펫(MOSFET,201)을 포함 할 수 있는데 모스펫은 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 일반적인 전계효과 트랜지스터 (FET)로써, N형 반도체나 P형 반도체 재료의 채널로 구성되어 있고, 이 재료에 따라서 크게 엔모스펫 (NMOSFET)나 피모스펫(PMOSFET), 두 가지를 모두 가진 소자를 씨모스펫(cMOSFET, complementary MOSFET)으로 분류 할 수 있다. 모스펫은 게이트(gate), 소스(Source), 드레인(Drain)의 단자로 구성 될 수 있다.
모스펫은 게이트와 소스사이에 인가되는 전압의 양에 따라서 차단 상태, 선형 영역, 포화 영역으로 분류 할 수 있다. 차단 상태는 충분한 전압이 인가되지 않은 상태로써, 모스펫이 동작하지 않고 있는 상태이고, 선형 영역은 인가되는 전압에 비례하여 모스펫이 동작하는 상태이다. 포화 영역은 일정 수준 이상의 전압이 가해진 상태로써 일정한 전압을 전달하는 상태이다. 본 발명에서는 스위칭부(104)에 모스펫이 포함될 수 있다. 코일부(103)는 스위칭부(104)와 연결되며, 스위칭부(104)에 일정 이상의 전압이 가해지면 코일부(103)가 동작하게 된다. 이와 관련된 자세한 내용은 후술한다.
센서부(102)는 상술한 코일부(103)에 흐르는 전류 및 코일부(103)에 가해지는 전압을 획득 할 수 있다. 상술한 코일부(103)에는 상시 전압이 공급되며 스위칭부(104)의 동작에 따라 코일부(103)에 전류가 흐르거나 흐르지 않게 된다. 센서부(102)는 스위칭부(104)의 신호에 기초하여 코일부(103)에 전류가 흐르게 되면, 코일부(103)에 흐르는 전류를 획득할 수 있다. 또한, 센서부(102)는 코일부(103)에 전류가 흐르게 되면 코일부(103) 양단의 전압을 측정하여 코일부(103)에 가해지는 코일 전압도 획득할 수 있다. 센서부(102)가 획득한 코일 전류와 코일 전압은 제어부(101)에 전달 될 수 있으며, 제어부(101)는 이를 기초로 코일부(103)의 저항을 도출 할 수 있고, 코일부(103)의 저항을 기초로 코일부(103)의 온도를 도출 할 수 있다.
제어부(101)는 스위칭부(104)에 신호를 전달하여 스위칭부(104)를 동작시킬 수 있고 센서부(102)로부터 코일 전류 및 코일 전압의 정보를 전달 받을 수 있다. 제어부(101)는 전술 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램 및 이와 관련된 각종 데이터가 저장된 메모리와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서, MCU(Micro controller unit)등을 포함 할 수 있다. 구체적으로, 제어부(101)는 센서부(102)가 전달한 코일 전압 및 코일 전류를 기초로 코일 저항을 계산할 수 있고, 코일 저항을 이용하여 코일 온도를 도출할 수 있다. 제어부(101)가 코일부(103)에 온도를 도출하는데 있어서 미리 코일의 기준 저항을 저장 할 수 있고, 저장된 기준 저항과 도출한 코일의 저항을 이용하여 코일부(103)의 온도를 계산 할 수 있다.
한편, 제어부(101)는 스위칭부(104)를 제어하는데 있어서 펄스 신호를 포함한 스위칭 신호로 제어할 수 있으며, 스위칭 신호는 펄스 폭 변조 신호(Pulse Width Modulation, PWM)로 구성될 수 있다. 이와 관련된 자세한 설명은 후술한다.
도 3에 도시된 전자 제어장치(100)의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 3에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 전자 제어장치(100)의 단면도이다.
도4를 참고하면, 전자 제어장치(100)는 제어부(101) 및 코일부(103)를 포함할 수 있고, 코일부(103)는 벨브와 결합 될 수 있다.
제어부(101)가 코일부(103)를 동작시키기 위하여 스위칭 신호를 입력하면 코일부(103)는 결합된 벨브를 이용하여 유압을 제어할 수 있다. 코일부(103)가 제어하는 벨브는 기본적으로 작동유 흐름의 방향을 제어하는 방향 제어 밸브, 과부하의 방지 및 유압 기기의 보호를 위하여 최고 출력을 규제하고 유압 회로 내의 필요 압력으로 유지하는 압력 제어 밸브, 유로의 단면적을 변화시켜 유량을 제어하고 액추에이터의 속도와 회전수를 변화시키는 유량 제어 밸브를 포함할 수 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어장치(100)의 회로도이다.
도5를 참고하면, 도5는 제어부(101)가 스위칭부(104)에 공급하는 스위칭신호(S), 코일부(103)에 흐르는 코일 전류(I) 및 코일에 공급되는 코일 전압(V)을 나타내고 있다. 제어부(101)는 스위칭부(104)에 스위칭신호를 공급할 수 있다. 도5에서는 스위칭신호가 펄스형태로 공급되는 것을 나타내고 있다. 제어부(101)가 공급하는 스위칭신호는 스위칭부(104)를 온(On)또는 오프(Off)하여 코일부(103)에 흐르는 코일 전류를 제어하기 위한 것이므로 스위칭 신호의 신호주기인 듀티(Duty)값에 의해 코일부(103)에 흐르는 코일 전류가 결정된다. 제어부(101)가 스위칭부(104)에 공급하는 스위칭 신호를 기초로 코일 전류를 결정하는 동작은 아래에서 자세하게 설명한다.
한편, 코일부(103)에는 상시 전압이 공급되고 있어 스위칭부(104)가 온(On)되면 전류가 흐를 수 있는데 이렇게 코일부(103)에 흐는 코일 전류 및 이로 인하여 코일부(103)에 인가되는 코일 전압은 센서부(102)에 의해서 제어부(101)로 전달 될 수 있다. 제어부(101)는 센서부(102)를 통하여 획득한 코일 전류 및 코일 전압을 이용하여 코일부(103)의 저항을 도출할 수 있다. 코일부(103)의 저항을 도출하는데 아래의 수학식이 이용될 수 있다.
Figure 112017063180415-pat00001
수학식1을 참고하면, R은 코일부(103)의 저항을 의미하고, V는 코일부(103)에 공급되는 전압을 의미하며, I는 코일부(103)에 흐르는 전류를 의미한다. 제어부(101)는 센서부(102)로부터 코일 전류와 코일 전압을 전달 받아 수학식1을 이용하여 코일 저항을 도출할 수 있다. 또한 제어부(101)가 도출한 코일 저항은 아래의 식을 기초로 코일부(103)의 온도를 도출하는데 이용될 수 있다.
Figure 112017063180415-pat00002
수학식2를 참고하면, T는 코일부(103)의 온도를 의미하고 R은 제어부(101)가 도출한 코일부(103)의 저항을 의미하며, R'은 제어부(101)에 미리 저장된 기준 저항을 의미한다. 기준 저항은 0°C에서의 코일부(103)의 저항을 의미한다. 제어부(101)는 상술한 바와 같이 코일부(103)의 저항을 계산하고 수학식2를 기초로 코일부(103)의 온도를 계산 할 수 있다.
또한 제어부(101)는 상술한 방법으로 도출한 코일부(103)의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우에는 코일부(103)가 과열된 것으로 판단할 수 있으며 이렇게 코일부(103)의 온도가 높은 것으로 판단되는 경우에는 코일부(103)에 흐르는 전류를 제어하여 코일부(103)의 온도를 변경 시킬 수 있다. 이와 관련된 자세한 설명은 후술한다. 한편 도5에서 설명한 동작은 본 발명이 코일부(103)의 저항 및 이를 기초로 코일부(103)의 온도를 계산하는 일 실시예에 불과하며, 코일 전류 및 코일 전압으로 코일의 온도를 도출할 수 있는 동작이라면 본 발명의 구성이 실시하는 동작은 그 종류를 제한하지 않는다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 신호를 도면이다.
도6을 참고하면, 제어부(101)가 스위칭부(104)에 공급하는 스위칭 신호는 펄스 신호를 포함 할 수 있다. 또한 제어부(101)는 스위칭부(104)에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)신호를 공급할 수 있다. 펄스 폭 변조 신호는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방식 중 하나로 주기에서 펄스폭을 변환 시키는 방식이다. 주기에서 펄스 신호가 차지하는 비율을 듀티(Duty)라고 하며, 듀티가 큰 스위칭신호가 공급되는 경우에는 스위칭부(104)가 온(On)인 상태가 더 많으므로 더 많은 전류가 코일부(103)로 공급 될 수 있다. 한편 스위칭 신호의 듀티와 코일 전압은 아래의 식으로 표현될 수 있다.
Figure 112017063180415-pat00003
수학식3을 참고하면, VS는 코일부(103)에 인가되고 있는 상시 전압을 의미하며, d는 스위칭 신호의 듀티를 의미한다. 즉 상시 전압에 듀티의 비율을 곱한 값 만큼 코일부(103)에 공급이 될 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 코일부(103)에 공급되는 전압에 비례하여 코일부(103)에 흐르는 코일 전류가 흐르므로, 코일 전압을 제어하여 코일 전류를 제어할 수 있으며, 코일 전압은 스위칭신호의 듀티에 의하여 조절 할 수 있으므로 스위칭 신호의 듀티를 조절하여 코일부(103)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
도6a및 도6b를 참고하면, 도6a는 듀티 레이트(Duty rate)가 50%인 스위칭 신호이고, 도6b는 듀티 레이트가 25%인 스위칭신호를 나타낸 것이다.
일 실시예에 따라 도6a에 나타난 스위칭신호를 이용하여 코일부(103)를 구동 시킬 수 있는 이 경우 코일부(103)의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우, 코일부(103)가 손상될 수 있으므로 코일부(103)에 흐르는 전류를 제어해야 할 필요성이 존재한다. 이 경우 제어부(101)는 스위칭 신호의 듀티 레이이트를 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어부(101)는 듀티레이트를 50%에서 25%로 감소 시킬 수 있다.
도6b는 상술한 동작에 결과에 따른 듀티레이트가 25%인 스위칭 신호를 나타낸 것이다. 도6a에 나타난 스위칭 신호보다 도6b에 나타난 스위칭 신호가 듀티레이트가 적으므로 코일부(103)에 적은 코일 전압을 가할 수 있고, 적은 코일 전류를 흐르게 하여 코일부(103)에 온도를 감소시킬 수 있다. 정리하면, 코일부(103)의 온도가 미리 결정된 온도 이상인 것으로 판단하면 제어부(101)는 스위칭 신호의 듀티 레이트를 변경하여, 코일부(103)에 흐르는 코일 전류를 변경하고, 코일부(103)의 온도를 감소 시킬 수 있다.
다만 도6a 및 도6b에 나타난 스위칭 신호는 본 발명의 일 실시예에 불과하며 제어부(101)가 스위칭부(104)에 공급하는 스위칭 신호의 형태 및 스위칭 신호의 듀티의 제한은 없다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 순서도이다.
도7을 참고하면, 센서부(102)가 코일부(103)에 흐르는 코일 전류 및 코일부(103)에 가해지는 코일 전압을 획득할 수 있다. 제어부(101)는 획득한 코일 전류 및 코일 전압을 기초로 코일의 저항을 계산 할 수 있다. 코일의 저항은 온도에 따라 달라지는 값이므로 제어부(101)에 미리 저장된 기준 저항 값과 코일 저항을 기초로 코일 온도를 도출할 수 있다. 도출한 코일의 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우에는 코일이 손상될 수 있으므로 제어부(101)는 코일부(103)에 흐르는 코일 전류를 감소시켜야 하는데 이 때 스위칭 신호를 변경하여 코일부(103)에 흐르는 코일 전류를 변경 시킬 수 있다. 구체적으로 스위칭 신호의 듀티레이트를 변경하여 코일부(103)에 흐르는 코일 전류를 감소시킬 수 있으며, 코일부(103)의 코일 전류가 감소되면 코일부(103)의 온도를 감소될 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1 : 차량
100 : 전자 제어장치
101 : 제어부
102 : 센서부
103 : 코일부
104 : 스위칭부
200 : 벨브

Claims (17)

  1. 상시 전압이 공급되는 코일부;
    상기 코일부에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일부에 공급되는 코일 전압을 측정하는 센서부;
    스위칭 신호를 입력 받고, 상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 코일 전류를 공급하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭 신호를 상기 스위칭부에 입력하고,
    상기 스위칭 신호, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 제어부;를 포함하고,
    상기 스위칭 신호는, 펄스 신호를 포함하고, 상기 펄스 신호의 폭의 변조가 가능하고, 상기 펄스 신호의 폭에 기초한 듀티 정보를 포함하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)신호를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 스위칭 신호의 상기 듀티를 감소시켜 상기 코일에 흐르는 전류를 증가시키거나 상기 스위칭 신호의 상기 듀티를 증가시켜 상기 코일에 흐르는 전류를 감소시켜 타겟 전류를 맞추고,
    상기 감소시키거나 증가시킨 듀티를 이용하여 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 기초로 상기 코일 온도를 계산하는
    전자 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 기초로 상기 코일부의 코일 저항을 계산하고,
    상기 코일 저항을 이용하여, 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산하는 전자 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 저장된 상기 코일부의 기준 저항 및 상기 코일 저항을 이용하여 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산하는 전자 제어장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우,
    상기 스위칭 신호를 변경하여, 상기 코일 전류를 감소시키는 전자 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우,
    상기 듀티 정보를 변경하여, 상기 코일 전압을 감소시키는 전자 제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스위칭 신호를 제어하여 상기 코일부와 전자기적으로 연결된 벨브의 개폐를 제어하는 전자 제어장치.
  9. 코일부에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일부에 공급되는 코일 전압을 측정하고,
    스위칭 신호에 기초하여 상기 코일 전류를 공급하고,
    상기 스위칭 신호, 상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 이용하여 상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것을 포함하고,
    상기 스위칭 신호는, 펄스 신호를 포함하고, 상기 펄스 신호의 폭의 변조가 가능하고, 상기 펄스 신호의 폭에 기초한 듀티 정보를 포함하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)신호를 포함하고,
    상기 상기 스위칭 신호의 상기 듀티를 감소시켜 상기 코일에 흐르는 전류를 증가시키거나 상기 스위칭 신호의 상기 듀티를 증가시켜 상기 코일에 흐르는 전류를 감소시키는 것을 포함하고,
    상기 감소시키거나 증가시킨 듀티를 이용하여 코일 저항을 계산하고, 상기 코일 저항을 기초로 상기 코일 온도를 계산하는
    전자 제어장치 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것은,
    상기 코일 전압 및 상기 코일 전류를 기초로 상기 코일부의 코일 저항을 계산하고,
    상기 코일 저항을 이용하여, 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산하는 것을 포함하는 전자 제어장치 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코일부의 코일 온도를 계산하는 것은,
    미리 저장된 상기 코일부의 기준 저항 및 상기 코일 저항을 이용하여 상기 코일부의 상기 코일 온도를 계산하는 것을 포함하는 전자 제어장치 제어방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우,
    상기 스위칭 신호를 변경하여, 상기 코일 전류를 감소시키는 것을 더 포함하는 전자 제어장치 제어방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 코일 온도가 미리 결정된 온도를 초과하는 경우,
    상기 듀티 정보를 변경하여, 상기 코일 전압을 감소시키는 것을 더 포함하는 전자 제어장치 제어방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭 신호를 제어하여 상기 코일부와 전자기적으로 연결된 벨브의 개폐를 제어하는 전자 제어장치 제어방법.
  17. 삭제
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