KR102640428B1 - Ecu 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템 - Google Patents

Ecu 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 개시는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시에 따른 ECU 보호회로는 ECU에 포함된 인버터의 전압을 검출하고, 검출된 전압과 기준전압을 입력단을 통해 입력받아 전압과 기준전압을 비교하고, 비교결과에 대응되는 비교신호를 출력단을 통해 출력하는 비교기 및 비교신호의 상태에 기초하여, ECU에 포함된 공급전압 스위치를 제어하는 스위치 제어신호를 공급전압 스위치에 출력하는 스위치 제어기를 포함한다.

Description

ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템{Circuit for protecting Electronic Controller Unit, Electronic Controller Unit thereof, and system for assisting steering}
본 개시는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템에 관한 것이다.
차량의 조향 보조 시스템은 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 보조하는 시스템이며, 운전자가 원하는 주행 방향에 대하여 조향 보조력을 발생시켜 차량을 보다 쉽게 운행할 수 있도록 보조하는 시스템이다.
이러한 조향 보조 시스템은 유압식 동력 보조 조향 장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)와 전자식 동력 보조 조향 장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)등으로 구현된다.
최근 조향 보조 시스템에는 시스템에 포함된 특정 구성이 페일(fail)인 경우를 대비하여, 특정 구성과 동일한 구성을 추가한 리던던트 시스템을 적용하고, 이러한 리던던트 시스템에 기반하여 페일 세이프티(fail safety)를 구현하고 있다.
그러나, 리던던트 시스템에 기반하여 페일 세이프티가 구현될 때, 조향 보조 시스템에 포함된 조향모터에서 역기전압(Back ElectroMotive Force)이 발생할 수 있고, 이 경우, 역기전압에 의해 조향모터를 제어하는 전자 제어 유닛(Electronic controller unit)이 소손될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 조향모터에서 역기전압이 발생하는 경우, 이를 효과적으로 방지하기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.
이러한 배경에서, 본 개시는 리던던트 시스템에 기초한 페일 세이프티를 구현하면서도 조향모터의 역기전압을 방지할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 간단한 회로를 이용하여 조향모터의 역기전압을 효과적으로 방지하여 ECU를 보호할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 보다 안정적으로 페일 세이프티를 구현함으로써 주행 안정성을 제공하는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 ECU(Electronic Controller Unit) 보호회로에 있어서, ECU에 포함된 인버터의 전압을 검출하고, 검출된 전압과 기준전압을 입력단을 통해 입력받아 전압과 기준전압을 비교하고, 비교결과에 대응되는 비교신호를 출력단을 통해 출력하는 비교기 및 비교신호의 상태에 기초하여, ECU에 포함된 공급전압 스위치를 제어하는 스위치 제어신호를 공급전압 스위치에 출력하는 스위치 제어기를 포함하되, 공급전압 스위치는, 턴온되면, 배터리의 공급전압을 인버터에 도통시키는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 턴온되면, 배터리의 공급전압을 도통시키는 공급전압 스위치와, 조향모터의 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 인버터와, 인버터의 전압을 검출하고, 검출된 전압에 기초하여 조향모터에서 역기전압이 발생하는지 여부를 판단하고, 역기전압이 발생하면, 배터리의 공급전압이 인버터로 도통되도록 공급전압 스위치를 제어하는 ECU 보호부 및 공급전압 스위치, 인버터 및 ECU 보호부 각각을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)을 포함하는 전자 제어 유닛을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 제1 공급전압 스위치, 제1 MCU 및 제1 인버터를 포함하는 제1 ECU와, 제2 공급전압 스위치, 제2 MCU 및 제2 인버터를 포함하는 제2 ECU와, 제1 ECU 및 제2 ECU에 전원을 공급하는 배터리와, 제1 ECU 또는 제2 ECU에 의해 제어되는 싱글 와인딩(Single winding) 조향모터 및 제1 ECU와 제2 ECU 사이에서 조향모터를 제어하는 제어권이 천이되는 경우, 제어권이 천이된 ECU에 포함된 인버터의 전압에 기초하여 조향모터에서 역기전압이 발생하는지 여부를 판단하고, 역기전압이 발생하면, 배터리의 공급전압이 인버터로 도통되도록 ECU에 포함된 공급전압 스위치를 제어하는 ECU 보호모듈을 포함하는 조향 보조 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 본 개시는 리던던트 시스템에 기초한 페일 세이프티를 구현하면서도 조향모터의 역기전압을 방지할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 간단한 회로를 이용하여 조향모터의 역기전압을 신속하고 효과적으로 방지하여 ECU를 보호할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 보다 간단한 회로를 이용함으로써, 소자가 차지하는 공간을 최소화하고, 고집적화에 이바지하며, 제조단가를 최소화하는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 보다 안정적으로 페일 세이프티를 구현함으로써 주행 안정성을 제공하는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 배터리의 암전류에 최적화된 회로를 적용함으로써 배터리를 효율적으로 이용할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 조향 보조 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템에서 ECU가 Fail인 경우에 나타나는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 조향 보조 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템의 제2 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템의 제3 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 개시에 따른 ECU와 ECU 보호회로 간의 연결관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 개시에 따른 ECU와 ECU 보호회로 및 조향모터 간의 연결관계를 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 개시에 따른 ECU 보호회로의 일 실시예를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 9는 역기전압에 따른 스위치 제어기의 스위치 제어신호와 리셋신호의 파형 도면이다.
도 10은 본 개시에 따른 스위치 제어기의 입출력 결과를 나타낸 표이다.
도 11은 본 개시에 따른 ECU의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 차량의 조향을 보조하는 시스템을 의미한다.
이러한 조향 보조 시스템(100)은 배터리(110)와, 제1 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU, 120), 제2 전자 제어 유닛(130), 조향모터(140) 및 센서(150) 등을 포함할 수 있다.
배터리(110)는 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130)에 공급전원을 공급할 수 있다. 여기서, 공급전원은 공급전압 또는 공급전류일 수 있다. 즉, 공급전원이 공급된다는 것은 공급전압 또는 공급전류가 공급된다는 의미할 수 있다. 그리고, 전압과 전류는 옴(Ohm)의 법칙으로 깊은 연관이 있으므로, 이하에서 전압이 도통되어 특정 구성, 소자 등에 인가, 전달되는 것은 전류가 흘러 특정 구성, 소자 등에 인가, 전달되는 것과 동일한 의미일 수 있다.
일 예로, 배터리(110)는 일체형으로 구성되어, 공급전원을 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130)에 모두 공급할 수 있고, 특정 상태에서 하나의 ECU에만 공급전원을 공급하고, 상태가 변경되면 다른 ECU에 공급전원을 공급할 수 있다.
다른 예로, 배터리(110)는 2 이상의 배터리 모듈(미도시)로 구성되어, 각각의 배터리 모듈이 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 각각에 연결되어, 공급전원을 공급할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 조향모터(140)에 전기적 신호를 출력하는 2개 이상의 ECU를 포함하여 리던던트 시스템(Redundant System)을 구현할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130)를 포함하여 리던던트 시스템을 구현한다.
여기서, 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130)는 센서(150)로부터 조향정보를 입력받고, 조향정보에 기초하여 조향모터(140)를 제어하는 제어신호를 계산하며, 계산한 제어신호를 조향모터(140)에 출력할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 운전자가 스티어링 휠을 잡고 조작하면, 센서(150)는 스티어링 휠에서 발생된 회전각(조향각)을 감지하고, 이에 대응되는 조향각정보를 ECU(120, 130)에 입력하며, ECU(120, 130)는 입력받은 조향각정보에 기초하여 제어신호를 출력한다.
이러한 ECU(120, 130)는 입력된 배터리(110)의 공급전압을 변환하고, 제어신호의 공급을 차단하거나 재개하는 등 각각의 기능을 수행하는 복수의 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 ECU(120)는 제1 공급전압 스위치(121), 제1 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU, 122), 인버터(Inverter, 123), 제1 PCO(Phase Cut Off) 스위치(124) 등을 포함하며, 제2 ECU(130)도 제1 ECU(120)와 동일하게 제2 공급전압 스위치(131), 제2 MCU(132), 제2 인버터(133), 제2 PCO 스위치(134) 등을 포함할 수 있다.
공급전압 스위치(121, 131)는 배터리(110)의 공급전압을 도통시킬 수 있다. 구체적으로, 공급전압 스위치(121, 131)가 턴오프되면, 배터리(110)의 공급전압이 차단되고, 공급전압 스위치(121, 131)가 턴온되면, 배터리(110)의 공급전압이 ECU(120, 130)로 도통될 수 있다.
인버터(123, 133)는 직류(DC)인 배터리(110)의 공급전압을 교류(AC)로 전환하고, 교류전압(또는 교류전류)을 조향모터(140)에 인가할 수 있다. 구체적으로, 인버터(123, 133)는 배터리(110)의 공급전압을 교류로 전환하여, 교류전압을 조향모터(140)의 각 상에 인가할 수 있다.
PCO 스위치(124, 134)는 인버터(123, 133)로부터 출력되는 교류전압이 조향모터(140)에 도통시키거나 차단할 수 있다. 구체적으로, PCO 스위치(124, 134)가 턴오프되면, 교류전압이 차단되고, PCO 스위치(124, 134)가 턴온되면, 교류전압이 조향모터(140)의 각 상에 인가될 수 있다.
MCU(122, 132)는 공급전압 스위치, 인버터(123, 133) 및 PCO 스위치 각각의 턴온/턴오프를 제어할 수 있다.
여기서, 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 중 어느 하나가 메인(Main) ECU로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 ECU(120)가 메인 ECU로 동작하는 경우, 제1 ECU(120)가 제어신호를 계산하여 조향모터(140)에 출력하고, 제1 ECU(120)가 동작하는 동안에 제2 ECU(130)는 동작하지 않는다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 ECU(130)가 메인 ECU로 동작할 수도 있다.
한편, 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130)는 모두 메인(Main) ECU로 동작할 수 있다. 이때, 두 ECU(120, 130)는 목표 제어신호를 나누어 계산하여 출력하고, 두 ECU(120, 130) 각각에 의해 출력된 복수의 제어신호가 통합되어 최종적으로 조향모터(140)에 인가될 수 있다.
조향모터(140)는 ECU(120, 130)로부터 제어신호를 입력받아 구동할 수 있다. 구체적으로, ECU(120, 130)로부터 제어신호에 대응되는 지령전류를 입력받으면, 조향모터(140)는 지령전류에 대응되는 회전속도, 토크(Torque)로 구동할 수 있다.
센서(150)는 스티어링휠의 조향각, 토크 등 조향정보를 감지하고, 이에 대응되는 감지신호를 ECU에 출력할 수 있다. 이러한 센서(150)는 예를 들어, 스티어링휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서, 토크를 감지하는 토크 센서 등을 의미할 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의상 2개의 ECU를 이용하여 실시예를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 3개 이상의 ECU의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 리던던트 시스템에 기반한 페일 세이프(Fail Safe)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 간에는 버스로 연결되어 내부 통신을 수행하고, 각자의 ECU(120, 130)의 상태에 대한 정보를 내부 통신을 통해 전달함으로써, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 리던던트 시스템에 기반한 페일 세이프티를 수행한다.
이하에서는 리던던트 시스템에 기반한 페일 세이프티를 수행하는 방법과, 이때 나타날 수 있는 현상을 설명한다.
도 2는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)에서 ECU가 Fail인 경우에 나타나는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)에서 2개 이상의 ECU 중 메인 ECU와 서브(Sub) ECU가 존재하고, 메인 ECU가 조향모터(140)를 제어하되, 차량의 상태나, 메인 ECU 등이 고장인 난 경우, 메인 ECU가 조향모터(140)를 제어하는 제어권을 서브 ECU로 천이함으로써, 조향 보조 시스템은 페일 세이프티를 수행할 수 있다.
예를 들면, 제1 ECU(120)가 메인 ECU이고, 제2 ECU(130)가 서브 ECU인 경우, 제1 ECU(120)가 차량의 조향에 필요한 목표 제어신호를 생성하여 조향모터(140)에 출력하고, 제2 ECU(130)는 대기한다. 만약, 제1 ECU(120)가 Fail인 경우, 제1 ECU(120)는 제어권을 제2 ECU(130)에게 천이하고, 제어권이 천이된 제2 ECU(130)는 목표 제어신호를 생성하여 조향모터(140)에 출력한다.
이때, 조향모터(140)는 일반적으로 높은 RPM(Revolutions Per Minute)으로 구동하고 있으므로, 메인 ECU로 동작하는 제1 ECU(120)가 Fail일 때, 조향모터(140)에서 역기전압(Back ElectroMotive Force; BEMF)이 순간적으로 발생하게 된다. 역기전압이 발생하면, 역기전압이 제2 ECU(130)로 인가되고, 제2 ECU(130)에 포함된 제2 공급전압 스위치(131), 제2 인버터(133)가 소손될 수 있다.
따라서, 리던던시 시스템에 기초한 페일 세이프티를 구현하면서도 ECU(120, 130)의 소손을 방지할 필요가 있다.
이하에서는 조향모터(140)의 역기전압에 의한 ECU(120, 130)의 소손을 방지하는 회로를 포함하는 조향 보조 시스템(100)을 설명한다.
도 3은 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)의 제1 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)의 제2 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)의 제3 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 제1 ECU(120), 제2 ECU(130), 배터리(110), 조향모터(140), 및 ECU 보호모듈(160) 등을 포함할 수 있다.
제1 ECU(120)와 제2 ECU(130)는 도 1 및 2를 참조하여 전술한 바와 동일하므로 생략한다.
배터리(110)는 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 및 ECU 보호모듈(160)에 전원을 공급할 수 있다.
조향모터(140)는 제1 ECU(120) 또는 제2 ECU(130)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 중 메인 ECU로 동작하는 하나의 ECU에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 ECU(120)가 메인 ECU로 동작하는 경우, 조향모터(140)는 제1 ECU(120)에 의해 우선적으로 제어되고, 제2 ECU(130)가 메인 ECU로 동작하는 경우, 조향모터(140)는 제2 ECU(130)에 의해 우선적으로 제어된다.
조향모터(140)가 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 중 메인 ECU로 동작하는 하나의 ECU에 의해 제어되므로, 바람직하게는 싱글 와인딩(Single winding) 모터일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
조향모터(140)는 u상, v상, w상을 갖는 3상 모터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 2상, 5상 등일 수 있다.
ECU 보호모듈(160)은 제1 ECU(120)와 제2 ECU(130) 사이에서 조향모터(140)를 제어하는 제어권이 천이되는 경우, 제어권이 천이된 ECU(120 또는 130)에 포함된 인버터(123 또는 133)의 전압에 기초하여 조향모터(140)에서 역기전압이 발생하는지 여부를 판단하고, 역기전압이 발생하면, 배터리(110)의 공급전압이 인버터(123 또는 133)로 도통되도록 ECU(120 또는 130)에 포함된 공급전압 스위치(121 또는 131)를 제어할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 제1 ECU(120)가 메인 ECU로 동작하는 경우, 제1 ECU(120)가 Fail이면 제1 ECU(120)의 제어권이 제2 ECU(130)로 천이되고, 이때, 조향모터(140)에서 역기전압이 발생하여 제2 ECU(130)에 인가되고, ECU 보호모듈(160)은 제2 ECU(130)에 포함된 제2 공급전압 스위치(131)를 턴온시킨다. 턴온된 제2 공급전압 스위치(131)는 배터리(110)의 공급전압을 제2 ECU(130)에 포함된 제2 인버터(133)로 도통시킨다.
여기서, ECU 보호모듈(160)은, 인버터(123, 133)의 전압을 검출하고, 검출된 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하고, 전압이 기준전압보다 크면, 역기전압이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이때, 기준전압은 조향모터(140)에서 역기전압이 발생하였는지 판단하기 위한 기준값이며, 제어권이 천이된 ECU(120, 130)의 내압에 기초하여 미리 설계될 수 있다. 즉, 기준전압은 ECU(120, 130)가 소손되지 않고 조향모터(140)에서 발생된 역기전압을 견딜 수 있는 최대전압에 기초하여 결정될 수 있다. 바람직하게는, 기준전압은 도 7을 참조하여 후술하는 ECU에 포함된 커패시터의 내압일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, ECU 보호모듈(160)은 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안 제어권이 천이된 ECU(120 또는 130)보다 우선적으로 공급전압 스위치(121 또는 131)를 턴온시키며, ECU(120 또는 130)는 일정기간 이후에 공급전압 스위치(121 또는 131)를 턴온시킬 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 7 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
한편, ECU 보호모듈(160)은 ECU(120, 130)로부터 리셋신호를 입력받아, 공급전압 스위치(121, 131)의 제어를 중단할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 6 내지 도 11을 참조하여 후술한다.
ECU 보호모듈은, 리셋신호를 입력받으면, 공급전압 스위치(121, 131)의 제어를 중단하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
조향모터(140)에서 역기전압이 발생할 때, ECU 보호모듈(160)에 의해 배터리(110)의 공급전압이 ECU(120, 130)로 도통되어, 배터리(110)와 ECU(120, 130) 및 조향모터(140)가 전기적으로 연결되면, 조향모터(140)에서 발생된 역기전압이 배터리로(110)로 흡수되어 점차 감소된다.
한편, ECU 보호모듈(160)은 하나 이상일 수 있고, 하나의 ECU 보호모듈(160)은 서브 ECU로 동작하는 ECU(120 또는 130)와 연결될 수 있다.
도 3을 참조하여 예를 들면, 제1 ECU(120)가 메인 ECU이고, 제2 ECU(130)가 서브 ECU인 경우, ECU 보호모듈(160)은 배터리(110)와 제2 ECU(130) 및 조향모터(140)와 전기적으로 연결된다.
도 4를 참조하여 다른 예를 들면, 제1 ECU(120)가 서브 ECU이고, 제2 ECU(130)가 메인 ECU인 경우, ECU 보호모듈(160)은 배터리(110)와 제1 ECU(120) 및 조향모터(140)와 전기적으로 연결된다.
도 5를 참조하여 또 다른 예를 들면, 제1 ECU 보호모듈(161)은 배터리(110)와 제1 ECU(120) 및 조향모터(140)와 전기적으로 연결되고, 제2 ECU 보호모듈(162)은 배터리(110)와 제2 ECU(130) 및 조향모터(140)와 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 ECU 보호모듈(161)은 제2 ECU(130)가 Fail인 경우에 동작 가능하며, 제2 ECU 보호모듈(162)은 제1 ECU(120)가 Fail인 경우에 동작 가능하다.
도시하지 않았지만, 도 3 내지 도 5에 도시된 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 도 1에 도시된 센서(150)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 개시에 따른 ECU 보호모듈(160)에 대응되는 ECU 보호회로(200)를 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 개시에 따른 ECU 보호회로(200)와 ECU(300) 간의 연결관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 따른 ECU 보호회로(200)는 비교기(210)와 스위치 제어기(220) 등을 포함할 수 있다.
비교기(210)는 ECU(300)에 포함된 인버터(320)의 양단 전압을 검출할 수 있다. 그리고, 비교기(210)는 검출된 인버터(320)의 양단 전압과 기준전압을 비교하여 비교결과에 대응되는 비교신호를 출력할 수 있다.
여기서, 기준전압(Reference voltage)은 기준전원으로부터 발생되어, 비교기(210)에서 인가될 수 있다.
여기서, 비교신호는 인버터(320)의 전압과 기준전압의 차이값에 따라 발생되는 신호일 수 있다. 즉, 비교기(210)는, 전압과 기준전압 간의 차이값에 기초하여 비교신호를 출력할 수 있다.
예를 들면, 인버터(320)의 전압이 기준전압보다 크면, 비교신호가 출력되고 인버터(320)의 전압이 기준전압 이하이면 비교신호가 출력되지 않는다.
다른 예를 들면, 인버터(320)의 전압이 기준전압보다 크면, 비교신호의 제1 상태가 출력되거나, 비교신호는 전압과 기준전압 간의 차이값에 기초하여 제1 상태 또는 제2 상태가 출력된다.
스위치 제어기(220)는 비교신호에 기초하여, ECU(300)에 포함된 공급전압 스위치(310)를 제어하는 스위치 제어신호를 공급전압 스위치(310)에 출력할 수 있다.
구체적으로, 스위치 제어기(220)는 비교신호의 상태에 따라 스위치 제어신호를 출력하여 공급전압 스위치(310)를 턴온시키거나 스위치 제어신호의 출력을 중단하여 공급전압 스위치(310)를 턴오프시킬 수 있다.
공급전압 스위치(310)가 턴온되면, 배터리(110)의 공급전압이 인버터(320)에 도통될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 ECU(300)는 도 1 내지 도 5에 도시된 제1 ECU(120) 또는 제2 ECU(130)일 수 있다.
ECU(300)에 포함된 인버터(330)와 PCO 스위치(330)는 MCU(340)에 의해 턴온 또는 턴오프 제어될 수 있다. 조향모터(140)에서 역기전압이 발생한 경우, 인버터(330)와 PCO 스위치(330)가 턴온된 상태에서, 공급전압 스위치(310)가 ECU 보호회로(200)에 의해 턴온되면, 역기전압이 배터리(110)로 흡수된다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 ECU 보호회로(200)는 조향모터(140)에서 발생한 역기전압을 저감함으로써 ECU(300)를 보호할 수 있는 효과를 제공한다.
이하에서는 ECU 보호회로(200)와 ECU(120, 130, 300) 및 조향모터(140) 간의 연결관계를 회로도를 이용하여 구체적으로 설명하되, 편의상 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 ECU(120)가 메인 ECU로 동작하는 조향 보조 시스템(100)을 기준으로 설명한다.
도 7은 본 개시에 따른 ECU(120, 130)와 ECU 보호회로(200) 및 조향모터(140) 간의 연결관계를 나타낸 회로도이다.
도 7을 참조하면, 본 개시에 따른 제1 ECU(120) 및 제2 ECU(130) 각각에 포함된 공급전압 스위치(121, 131), 인버터(123, 133), PCO 스위치(124, 134)는 모두 FET로 구현될 수 있다.
구체적으로, 공급전압 스위치(1221, 131)는 각각의 ECU(120, 130)마다 2개의 FET로 구현될 수 있다. 그리고, 조향모터(140)가 3상 모터인 경우, 조향모터(140)의 각 상에 대응되도록 인버터(123, 133)는 6개의 FET로 구현되고, PCO 스위치(124, 134)는 3개의 FET로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 ECU(120)에 포함된 제1 MCU(122)는 제1 공급전압 스위치(121)의 게이트, 제1 인버터(123)의 게이트(미도시) 및 제1 PCO 스위치(124)의 게이트(미도시)에 연결될 수 있다.
이와 유사하게, 본 개시에 따른 제2 ECU(130)의 제2 MCU(132)도 제2 공급전압 스위치(131)의 게이트, 제2 인버터(133)의 게이트(미도시) 및 제2 PCO 스위치(134)의 게이트(미도시)에 연결될 수 있다.
이때, 조향모터(140)의 역기전압이 제2 ECU(130)에 연결된 배터리(110)로 흡수되도록, 제2 ECU(130)가 대기 상태인 경우에도 제2 인버터(133)와 제2 PCO 스위치(134)는 턴온될 수 있다. 반면에, 제2 ECU(130)가 대기 상태인 경우, 제2 공급전압 스위치(131)는 턴오프 상태를 유지하게 된다.
도시하지 않았지만, 도 7 내지 도 10을 참조하여 후술하는 바와 같이, 제2 MCU(132)는 제2 인버터(133)의 전압을 검출할 수 있다.
한편, ECU(120, 130)는 공급전압 스위치(121, 131)와 인버터(123, 133) 사이에 배치되고, 인버터(123, 133)와 병렬로 연결된 커패시터(125, 135)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 ECU(120)는 제1 공급전압 스위치(121)와 제1 인버터(123) 사이에 배치되고, 제1 인버터(123)와 병렬로 연결되는 제1 커패시터(125)를 포함하고, 제2 ECU(130)는 제2 공급전압 스위치(131)와 제2 인버터(133) 사이에 배치되고, 제2 인버터(133)와 병렬로 연결되는 제2 커패시터(135)를 포함한다.
커패시터(125, 135)는 배터리(110)의 공급전압(vbat)의 리플(Ripple)을 방지할 수 있다. 커패시터(125, 135)가 ECU(120, 130)에 포함됨으로써 배터리(110)의 공급전압(vbat)이 인버터(123, 133)에 일정하고 안정적으로 인가될 수 있다.
한편, 커패시터(125, 135)가 ECU(120, 130)에 포함된 상태에서 조향모터(140)에서 역기전압이 발생하는 경우, 커패시터(125, 135)는 역기전압에 의해 직접적으로 영향을 받게 되므로, 커패시터(125, 135)의 소손을 방지할 필요가 있다.
따라서, ECU 보호회로(200)는 제2 공급전압 스위치(131)의 게이트와 연결되고, 제2 인버터(133) 또는 제2 커패시터(135)의 전압(V)에 기초하여 역기전압의 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 제2 공급전압 스위치(131)의 온오프를 제어하는 스위치 제어신호를 출력할 수 있다.
구체적으로, 제1 ECU(120)가 Fail이고 조향모터(140)에서 역기전압이 발생하면, 제2 인버터(133) 또는 제2 커패시터(135)의 전압(V)은 증가하게 된다.
이 경우, 비교기(210)는 제2 인버터(133) 또는 제2 커패시터(135)의 전압(V)을 검출하고, 검출된 전압(V)과 기준전압(vref)을 입력받아 두 전압을 비교한다.
여기서, 기준전압(vref)은 ECU에 포함된 커패시터의 내압에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준전압(vref)은 제2 ECU(130)에 포함된 제2 커패시터(135)의 내압과 동일하게 결정되어 비교기(210)에 입력된다.
제2 인버터(133) 또는 제2 커패시터(135)의 전압(V)이 기준전압(vref)보다 크므로, 비교기(210)는 그 결과에 대응되는 비교신호를 출력한다.
그리고, 스위치 제어기(220)는 비교신호를 입력받아, 제2 공급전압 스위치(131)를 턴온시키는 스위치 제어신호를 출력하며, 턴온된 제2 공급전압 스위치(131)는 배터리(110)의 공급전압(vbat)을 도통시킨다.
한편, 스위치 제어기(220)는 MCU에 의해 제어되어 공급전압 스위치를 제어하는 제어 동작을 중단할 수 있다. 예를 들어, 스위치 제어기(220)는 제2 MCU(132)로부터 리셋신호를 입력받아 제어 동작을 중단한다. 이에 대한 설명은 도 8 내지 도 10를 참조하여 후술한다.
이하에서는 ECU 보호회로(200)에 대한 구체적인 회로도를 ECU 보호회로(200)의 동작을 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 개시에 따른 ECU 보호회로(200)의 일 실시예를 구체적으로 나타낸 회로도이고, 도 9는 역기전압에 따른 스위치 제어기(220)의 스위치 제어신호와 리셋신호의 파형 도면이며, 도 10은는 본 개시에 따른 스위치 제어기(220)의 입출력 결과를 나타낸 표이다.
도 8을 참조하면, 본 개시에 따른 비교기(210)는 복수의 저항(R1 내지 R4)와, OP Amp(211) 등으로 구현할 수 있다.
비교기(210)는 인버터(123, 133) 또는 커패시터(125, 135)에서 검출된 전압(V)과 기준전압(vref)을 입력단을 통해 입력받아 전압(V)과 기준전압(vref)을 비교하고, 비교결과에 대응되는 비교신호를 출력단을 통해 출력할 수 있다.
여기서, 비교신호의 상태는 제1 상태 또는 제2 상태일 수 있다. 예를 들어, 비교신호의 제1 상태는 Low이고, 비교신호의 제2 상태는 High일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, Low 상태는 0일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, Low 상태에 대응되는 값은 오프셋(offset)값에 따라 변경될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 예를 들면, 제2 인버터(133) 또는 제2 커패시터(135)에서 검출된 전압(V)이 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 의해 전압 분배되고, 분배된 전압인 입력전압(vi)이 OP amp(211)의 제1 입력단(예를 들어, +단)에 입력된다.
그리고, 외부에서 입력된 제1 외부전압(vcc1)이 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)에 의해 전압 분배되고, 분배된 전압인 기준전압(vref)이 OP amp(211)의 제2 입력단(예를 들어, -단)에 입력된다.
입력전압(vi)과 기준전압(vref)이 OP amp(211)의 두 입력단에 입력되면, OP amp(211)는 입력전압(vi)과 기준전압(vref)의 차이값에 게인(Gain)을 곱하여 계산한 출력전압(vo)을 출력단을 통해 출력한다.
이때, 비교신호에 대응되는 출력전압(vo)은 입력전압(vi)과 기준전압(vref)의 차이값에 따라 제1 상태(예를 들어, Low) 또는 제2 상태(예를 들어, High)일 수 있다.
즉, 비교기(210)는 전압(V)이 기준전압(vref) 이하이면, 비교신호의 제1 상태를 출력하고, 전압(V)이 기준전압(vref)보다 크면, 비교신호의 제2 상태를 출력할 수 있다.
예를 들면, OP amp(221)는 전압(V)으로부터 분배된 입력전압(vi)이 기준전압(vref) 이하이면, Low 상태인 비교신호를 출력하고, 입력전압(vi)이 기준전압(vref)보다 크면, High 상태인 비교신호를 출력한다.
한편, 복수의 저항(R1 내지 R4)은 제1 입력전압(vcc1)에 의한 기준전압(vref)이 커패시터(125, 135)의 전압과 비교 가능하도록 설계자에 의해 설계될 수 있다.
스위치 제어기(220)는 비교신호의 상태에 기초하여 스위치 제어신호를 공급전압 스위치(121, 131)에 출력할 수 있다.
이러한, 스위치 제어기(220)는 래치(Latch, 221), 다이오드(223) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
래치(221)는 비교기(210)와 연결된 입력단(A)와, 공급전압 스위치(121, 131)와 연결된 출력단(Q) 및 ECU(120, 130)에 포함된 MCU(122, 132)와 연결된 리셋단(R) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 래치(221)는 비교기(210)로부터 비교신호에 대응되는 출력전압(vo)을 입력단(A)을 통해 입력받으면, 출력전압(vo)의 상태에 따라 스위치 제어신호를 출력단(Q)을 통해 출력할 수 있으며, 래치(221)에 포함된 출력단 중에서 공급전압 스위치(121, 131)와 연결되지 않는 출력단()는 개방될 수 있다.
여기서, 스위치 제어신호의 상태는 비교신호와 동일하게 제1 상태 또는 제2 상태일 수 있다. 예를 들어, 스위치 제어신호의 제1 상태는 Low이고, 스위치 제어신호의 제2 상태는 High일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 말해, 스위치 제어기(220)는 비교신호의 상태가 제2 상태에서 제1 상태로 전환되는 경우, 스위치 제어신호의 제1 상태를 출력하고, 비교신호의 상태가 제1 상태에서 제2 상태로 전환되는 경우, 스위치 제어신호의 제2 상태를 출력할 수 있다. 이때, 공급전압 스위치(121, 131)는 스위치 제어신호의 제1 상태가 인가되는 경우, 턴오프되고, 스위치 제어신호의 제2 상태가 인가되는 경우, 턴온될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 일 예를 들면, 비교신호에 대응되는 출력전압(vo)이 High 상태에서 Low 상태로 전환되면, 래치(221)는 Low 상태인 스위치 제어신호(또는 스위치 제어신호에 대응되는 전압)를 출력하고, 제2 공급전압 스위치(131)는 턴오프된다.
도 7 및 도 8을 참조하여 다른 예를 들면, 출력전압(vo)이 Low 상태에서 High 상태로 전환되면, 래치(221)는 High 상태인 스위치 제어신호(또는 스위치 제어신호에 대응되는 전압)를 출력하고, 제2 공급전압 스위치(131)는 턴온된다.
한편, 래치(221)는 1차 회로(222)에 의해 결정되는 시정수(Time constant)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이때, 1차 회로(222)는 예를 들어, 제1 외부전압(vcc2)에 연결된 RC회로일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 래치(221)가 미리 설정된 1차 회로(22)의 시정수를 포함하는 경우, 래치(221)에서 출력되는 스위치 제어신호는 펄스폭을 포함하는 펄스파일 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 예를 들면, 조향모터(140)에서 역기전압(BEMF)이 발생한 경우, 비교기(210)는 High 상태인 비교신호(예를 들어, 출력전압(vo))를 래치(221)에 출력하고, 래치(221)는 일정한 펄스폭(A)을 갖는 스위치 제어신호를 출력단(Q)를 통해 출력한다. 펄스폭(A)이 유지되는 동안, 제2 공급전압 스위치(131)는 턴온된다.
여기서, 펄스폭(A), 즉 펄스폭(A)이 유지되는 일정기간은 스위치 제어기(220)에 포함된 1차 회로(222)에 의한 시정수(τ=RtcCtc)와 상수(α)의 곱에 의해 결정되거나 미리 설정된다.
1차 회로(222)의 시정수에 의해 미리 설정된 펄스폭(A)이 유지되는 일정기간 동안, 스위치 제어기(220), 즉 래치(221)는 MCU보다 우선적으로 공급전압 스위치(121, 131)를 턴온시킬 수 있다.
한편, 스위치 제어기(220)는 ECU(120, 130)에 포함된 MCU(122, 132)로부터 리셋신호를 입력받고, 리셋신호를 입력받으면, 공급전압 스위치(121, 131)의 제어를 중단할 수 있다. 이때, MCU(122, 132)가 리셋신호를 스위치 제어기(220)에 출력하기 위해, MCU(122, 132)는 전술한 바와 같이, 인버터(123, 133) 또는 커패시터(125, 135)의 전압을 검출할 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 예를 들면, 래치(221)가 제2 MCU(132)와 연결된 리셋단(R)을 포함하는 경우, 제2 MCU(132)가 제2 인버터(133) 또는 제2 커패시터(135)의 전압(V)을 검출하고, 검출된 전압(V)이 비교기(210)의 입력단에 인가된 기준전압(vref) 이하이면, High 상태인 리셋신호를 래치(221)의 리셋단(R)으로 출력한다. 래치(221)가 리셋신호를 입력받으면, 래치(221)는 Low 상태인 스위치 제어신호를 출력단(Q)을 통해 출력한다.
도 9를 참조하면, 펄스폭(A)이 유지되는 일정기간 이후나 리셋신호가 리셋단(R)으로 입력된 이후 또는 인버터(123, 133) 또는 커패시터(125, 135)의 전압(V)이 기준전압(vref) 이하인 경우, MCU(122, 132)는 공급전압 스위치(121, 131)를 턴온시킬 수 있고, 조향모터(140)는 계속해서 구동될 수 있다.
도 8에 도시된 래치(221)의 입출력 결과는 도 10에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있으며, 이때, 리셋단(R)에서 High인 리셋신호가 인가되면, 비교신호의 상태와 무관하게, 래치(221)는 리셋된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 도 10에 도시된 비교신호 및 리셋신호 각각의 상태와 다른 논리연산으로 래치(221)의 입출력 결과를 나타낼 수도 있다.
한편, 스위치 제어기(220)에 포함된 다이오드(223)는 MCU(122, 132)로부터 출력되는 신호를 방지할 수 있다. 이와 유사하게, 도 7에 도시된 바와 같이, MCU(예를 들어, 제2 MCU(132))에 연결된 다이오드도 스위치 제어기(220)의 스위치 제어신호를 방지할 수 있다.
한편, 전술한 ECU 보호모듈(160), ECU 보호회로(200)는 ECU에 포함될 수 있으며, 이하에서는 전술한 ECU 보호모듈(160), ECU 보호회로(200)의 기능을 수행하는 구성을 포함하는 ECU를 구체적으로 설명한다.
도 11은 본 개시에 따른 ECU의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 개시에 따른 ECU(300)는 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 배터리(110)로부터 공급전원을 인가받고, 센서(150)로부터 입력받은 조향정보에 기초하여 조향모터(140)를 제어할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, ECU(300)는 공급전압 스위치(310)와, 인버터(320), PCO 스위치(330), MCU(340)를 포함한다. 여기서, 공급전압 스위치(310)는 턴온되면, 배터리의 공급전압을 도통시키고, 인버터(320)는 조향모터(140)의 동작을 제어하고, PCO 스위치(330)는 제어신호를 도통시키거나 차단하며, MCU(340)는 공급전압 스위치(310), 인버터(320), PCO 스위치(330) 등을 제어할 수 있다.
다만, 도 11에 도시된 ECU(300)는 도 1 내지 도 10을 참조하여 전술한 제1 ECU(120), 제2 ECU(130)와 다르게, ECU 보호부(Protection Unit; PU, 350)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 10을 참조하여 전술한 ECU 보호모듈(160), ECU 보호회로(200)와 동일하게, ECU 보호부(350)는 인버터의 전압을 검출하고, 검출된 전압에 기초하여 조향모터에서 역기전압이 발생하는지 여부를 판단하고, 역기전압이 발생하면, 배터리의 공급전압이 인버터로 도통되도록 공급전압 스위치를 제어할 수 있다.
여기서, 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이, ECU 보호부(350)는 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하고, 전압이 기준전압보다 크면, 역기전압이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이, ECU(300)가 공급전압 스위치(310)와 인버터(320) 사이에 배치되며 인버터와 병렬로 연결되는 커패시터(미도시)를 더 포함하는 경우, 기준전압은 커패시터의 내압에 기초하여 설정될 수 있다.
여기서, 도 8을 참조하여 전술한 바와 같이, ECU 보호부(350)는 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안 공급전압 스위치(310)를 턴온시킬 수 있으며, 이때, 일정기간은, ECU 보호부(350)에 포함된 1차 회로(미도시)의 시정수에 기초하여 설정될 수 있다.
여기서, 도 7 내지 도 10를 참조하여 전술한 바와 같이, ECU 보호부(350)는 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안만 MCU(340)보다 우선적으로 공급전압 스위치(310)를 턴온시킬 수 있고, MCU(340)는 일정기간 이후에 공급전압 스위치(310)를 턴온시킬 수 있다.
여기서, 도 8 내지 도 10을 참조하여 전술한 바와 같이, MCU(340)는 인버터(320)의 전압을 검출하고, 검출된 전압이 미리 설정된 기준전압 이하이면, 리셋신호를 ECU 보호부(350)에 출력할 수 있다. ECU 보호부(350)는 리셋신호를 입력받으면, 공급전압 스위치(310)를 제어하는 동작을 중단하게 된다. 그리고, MCU(340)는 전압이 기준전압 이하이면, 공급전압 스위치를 턴온시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 본 개시는 리던던트 시스템에 기초한 페일 세이프티를 구현하면서도 조향모터의 역기전압을 방지할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 간단한 회로를 이용하여 조향모터의 역기전압을 신속하고 효과적으로 방지하여 ECU를 보호할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 보다 간단한 회로를 이용함으로써, 소자가 차지하는 공간을 최소화하고, 고집적화에 이바지하며, 제조단가를 최소화하는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 보다 안정적으로 페일 세이프티를 구현함으로써 주행 안정성을 제공하는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 배터리의 암전류에 최적화된 회로를 적용함으로써 배터리를 효율적으로 이용할 수 있는 ECU 보호회로, 전자 제어 유닛 및 조향 보조 시스템을 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 과제 해결 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 조향 보조 시스템 110: 배터리
120: 제1 ECU 130: 제2 ECU
140: 조향모터 150: 센서
160: ECU 보호모듈 200: ECU 보호회로
210: 비교기 220: 스위치 제어기
300: ECU 310: 공급전압 스위치
320: 인버터 330: PCO 스위치
340: MCU 350: ECU 보호부

Claims (21)

  1. ECU(Electronic Controller Unit) 보호회로에 있어서,
    ECU에 포함된 인버터의 전압을 검출하고, 검출된 상기 전압과 기준전압을 입력단을 통해 입력받아 상기 전압과 상기 기준전압을 비교하고, 비교결과에 대응되는 비교신호를 출력단을 통해 출력하는 비교기; 및
    상기 비교신호의 상태에 기초하여, 상기 ECU에 포함된 공급전압 스위치를 제어하는 스위치 제어신호를 상기 공급전압 스위치에 출력하는 스위치 제어기를 포함하되,
    상기 공급전압 스위치는, 턴온되면, 배터리의 공급전압을 상기 인버터에 도통시키는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교기는, 상기 전압과 상기 기준전압 간의 차이값에 기초하여 상기 비교신호의 제1 상태 또는 제2 상태를 출력하는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비교기는,
    상기 전압이 상기 기준전압 이하이면, 상기 비교신호의 제1 상태를 출력하고,
    상기 전압이 상기 기준전압보다 크면, 상기 비교신호의 제2 상태를 출력하는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준전압은, 상기 ECU에 포함된 커패시터의 내압에 기초하여 결정되고,
    상기 커패시터는, 상기 공급전압 스위치와 상기 인버터 사이에 배치되고, 상기 인버터와 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 제어기는,
    상기 비교신호의 상태가 제2 상태에서 제1 상태로 전환되는 경우, 상기 스위치 제어신호의 제1 상태를 출력하고,
    상기 비교신호의 상태가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 전환되는 경우, 상기 스위치 제어신호의 제2 상태를 출력하는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공급전압 스위치는,
    상기 스위치 제어신호의 상기 제1 상태가 인가되는 경우, 턴오프되고,
    상기 스위치 제어신호의 상기 제2 상태가 인가되는 경우, 턴온되는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 제어신호는, 펄스폭을 포함하는 펄스파이고,
    상기 펄스폭은, 상기 스위치 제어기에 포함된 1차 회로의 시정수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공급전압 스위치는, 상기 펄스폭이 유지되는 동안, 턴온되는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 제어기는,
    상기 ECU에 포함된 MCU(Micro Controller Unit)로부터 리셋신호를 입력받고,
    상기 리셋신호를 입력받으면, 상기 공급전압 스위치의 제어를 중단하는 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 제어기는,
    상기 비교기와 연결된 입력단과, 상기 공급전압 스위치와 연결된 출력단과, 상기 ECU에 포함된 MCU와 연결된 리셋단 및 미리 설정된 1차 회로의 시정수를 포함하는 래치(Latch)인 것을 특징으로 하는 ECU 보호회로.
  11. 턴온되면, 배터리의 공급전압을 도통시키는 공급전압 스위치;
    조향모터의 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 인버터;
    상기 인버터의 전압을 검출하고, 검출된 상기 전압에 기초하여 상기 조향모터에서 역기전압이 발생하는지 여부를 판단하고, 상기 역기전압이 발생하면, 상기 배터리의 상기 공급전압이 상기 인버터로 도통되도록 상기 공급전압 스위치를 제어하는 ECU 보호부; 및
    상기 공급전압 스위치, 상기 인버터 및 상기 ECU 보호부 각각을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)을 포함하는 전자 제어 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 ECU 보호부는, 상기 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하고, 상기 전압이 상기 기준전압보다 크면, 상기 역기전압이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 공급전압 스위치와 상기 인버터 사이에 배치되고, 상기 인버터와 병렬로 연결되는 커패시터를 더 포함하고,
    상기 기준전압은, 상기 커패시터의 내압에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 유닛.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 ECU 보호부는, 상기 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안 상기 공급전압 스위치를 턴온시키고,
    상기 일정기간은, 상기 ECU 보호부에 포함된 1차 회로의 시정수에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 유닛.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 ECU 보호부는, 상기 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안만 상기 MCU보다 우선적으로 상기 공급전압 스위치를 턴온시키고,
    상기 MCU는, 상기 일정기간 이후에 상기 공급전압 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 전자 제어 유닛.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 MCU는, 상기 인버터의 상기 전압을 검출하고, 검출된 상기 전압이 미리 설정된 기준전압 이하이면, 상기 ECU 보호부의 제어 동작을 중단하는 리셋신호를 상기 ECU 보호부에 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 유닛.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 MCU는, 상기 전압이 상기 기준전압 이하이면, 상기 공급전압 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 전자 제어 유닛.
  18. 제1 공급전압 스위치, 제1 MCU 및 제1 인버터를 포함하는 제1 ECU;
    제2 공급전압 스위치, 제2 MCU 및 제2 인버터를 포함하는 제2 ECU;
    상기 제1 ECU 및 상기 제2 ECU에 전원을 공급하는 배터리;
    상기 제1 ECU 또는 상기 제2 ECU에 의해 제어되는 싱글 와인딩(Single winding) 조향모터; 및
    상기 제1 ECU와 상기 제2 ECU 사이에서 상기 조향모터를 제어하는 제어권이 천이되는 경우, 상기 제어권이 천이된 ECU에 포함된 인버터의 전압에 기초하여 상기 조향모터에서 역기전압이 발생하는지 여부를 판단하고, 상기 역기전압이 발생하면, 상기 배터리의 공급전압이 상기 인버터로 도통되도록 상기 ECU에 포함된 공급전압 스위치를 제어하는 ECU 보호모듈을 포함하는 조향 보조 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 ECU 보호모듈은, 상기 인버터의 상기 전압을 검출하고, 검출된 상기 전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하고, 상기 전압이 기준전압보다 크면, 상기 역기전압이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 ECU 보호모듈은, 상기 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안 상기 제어권이 천이된 상기 ECU보다 우선적으로 상기 공급전압 스위치를 턴온시키고,
    상기 ECU는, 상기 일정기간 이후에 상기 공급전압 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 ECU 보호모듈은, 상기 역기전압이 발생하면, 미리 설정된 일정기간 동안 상기 제어권이 천이된 상기 ECU보다 우선적으로 상기 공급전압 스위치를 턴온시키고,
    상기 ECU는, 상기 일정기간 이후에 상기 공급전압 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
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