KR19980075983A - 구동력 제어장치의 전자 제어회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로콘트롤러의 감시기능과 다수의 안전회로를 이용하여 구동력 제어장치의 안전을 이중으로 보장하는 구동력 제어장치의 전자 제어회로에 관한 것으로, 구동력제어 알고리즘의 계산을 수행하는 제1마이크로 콘트롤러(1), 모터구동신호를 직류서보모터 구동회로에 출력하여 직류서보모터의 구동을 제어하는 제2마이크로 콘트롤러(2), 차륜속도센서의 정현파 신호를 구형파 신호로 변환시키는 차륜속도센서 인터페이스회로(3), 엔진회전속도 신호처리부에서 발생되는 구형파 신호를 마이크로콘트롤러 입력수준에 적합하도록 변환시키는 엔진 회전속도 인터페이스회로(4), 드로틀 밸브의 회전각도센서 신호를 정형하여 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)로 출력시키는 드로틀밸브 회전각도센서 인터페이스 회로(5), 직류서보모터 구동회로에 전원을 공급하는 릴레이 집적회로(6), 공급전원 및 직류모터 구동회로상의 결함조건을 탐지시에 릴레이 집적회로(6)의 작동을 차단하는 앤드게이트(7), 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)의 펄스신호를 입력받아 저 혹은 고논리수준 신호를 출력시키는 안전회로(8), 각 회로에 전원을 공급하는 전압조정회로(9), 상기 전압조정회로(9)로부터 발생되는 전원을 스위칭온/오프시키는 스위칭부(10), 직류서보모터(M)를 구동하는 직류서보모터 구동회로(11)로 이루어진다.
Description
본 발명은 차량에 관한 것으로, 특히 두 개의 마이크로콘트롤러의 감시기능과 다수의 안전회로를 이용하여 구동력 제어장치의 안전을 이중으로 보장할 수 있도록 한 구동력 제어장치의 전자 제어회로에 관한 것이다.
일반적으로 구동력 제어시스템의 전자제어 드로틀은 직류 서보 모터에 의하여 직접 작동된다.
구동력제어시 드로틀 밸브의 미세한 개폐에 따라 엔진출력이 많은 영향을 받으므로 전자제어기가 신속 정확하게 드로틀 밸브를 제어해 주어야 한다.
또한, 드로틀 밸브의 개폐에 따라 차량이 가감속되므로 드로틀 밸브 전자제어의 안전성은 차량의 운행 및 운전자의 안전에 직접 관련된다.
만일 전자제어기의 공급전원이 불안정하거나 직류모터 내부의 단선 및 단락과 같은 기능 부조, 혹은 모터의 과전류 상태를 탐지시에 구동력 제어 시스템의 전자제어기가 직류 모터 구동부의 공급전력을 차단함으로써 드로틀 밸브의 오동작을 방지하여 차량 및 운전자의 안전을 보장할 수 있다.
또한, 직류모터 구동부의 공급전력이 차단되면 드로틀 밸브는 가속페달로 직접 작동되어 차량의 가감속 주행은 전자제어기에 의하여 제어되지 않고 운전자에 의하여 직접 수행된다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 마이크로 콘트롤러의 오동작 혹은 불량상태, 직류서보모터 코일의 단선, 단락같은 전기적 결함을 탐지시 직류 서보 모터의 작동을 중단시켜 전자제어 드로틀 밸브의 오동작을 방지하여 구동력 제어장치의 안전을 도모할 수 있는 구동력 제어장치의 전자 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명 구동력 제어장치의 전자 제어회로도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1, 2:아미크로콘트롤러3:차륜속도센서 인터페이스회로
4:엔진 회전속도 인터페이스 회로
5:드로틀밸브 회전각도 인터페이스 회로
6:릴레이 집적회로7:앤드게이트
8:안전회로9:전압조정회로
10:스위칭부11:직류서보모터 구동회로
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 회로도로, 차륜속도신호, 엔진회전속도신호, 드로틀밸브 회전각도신호를 입력받아 구동력제어 알고리즘의 계산을 수행하는 제1마이크로 콘트롤러(1)와, 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)와 상호 신호를 교환하며, 모터구동신호를 직류서보모터 구동회로에 출력하여 직류서보모터를 구동하고 드로틀 밸브의 회전각을 제어하는 제2마이크로 콘트롤러(2)와, 차륜속도센서로부터 발생되는 정현파 신호를 입력받아 구형파 신호로 변환시켜 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)로 출력시키는 차륜속도센서 인터페이스회로(3)와, 엔진회전속도 신호처리부에서 발생되는 구형파 신호를 마이크로콘트롤러 입력수준에 적합하도록 변환된 구형파 신호로 변환시켜 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)로 출력시키는 엔진 회전속도 인터페이스 회로(4)와, 드로틀 밸브의 회전각도센서 신호를 정형하여 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)로 출력시키는 드로틀 밸브 회전각도센서 인터페이스 회로(5)와, 직류서보모터 구동회로에 전원을 공급하는 릴레이 집적회로(6)와, 상기 릴레이 집적회로(6)에 접속되며 공급전원 및 직류모터 구동회로상의 결함조건을 탐지시에 릴레이 집적회로(6)의 작동을 차단하여 직류서보모터 구동회로에 공급되는 전원을 차단하는 앤드게이트(7)와, 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)로부터 발생되는 펄스신호를 입력받아, 저 혹은 고논리수준 신호를 상기 앤드게이트(7)로 출력시키는 안전회로(8)와, 12v의 축전지 전압을 입력받아 5v 전압을 발생하여 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2), 직류서보모터 구동회로(11) 및 각종 인터페이스 회로에 전원을 공급하는 전압조정회로(9)와, 상기 전압조정회로(9)로부터 발생되는 전원을 스위칭온/오프시키는 저항(R1)(R2), 트랜지스터(Q1)(Q2)로 된 스위칭부(10)와, 직류서보모터(M)를 구동하며 모터 구동전류를 측정하여 제2마이크로 콘트롤러(2)에 구동전류신호를 출력하는 직류서보모터 구동회로(11)로 구성된 것이다.
이와같이 구성된 본 발명은 릴레이 집적회로(6)의 전원입력단자(VCC)에 축전지 전압이 연결된 상태에서 입력단자(IN)가 하이일 때 출력단자(OUT)가 온되어 전원입력단자(Vcc)에 입력되는 축전지 전압이 그대로 출력단자(OUT)로 출력되며, 상기와 반대로 입력단자(IN)가 로우일 때에는 출력단자(OUT)는 오프된다.
그리고 개방 드레인 출력단자(MON)는 진단 작용을 하며, 릴레이 집적회로(6)가 정상작동중일 때 진단단자(MON)는 하이상태가 된다.
그러나, 입력단자(IN)에 입력되는 전압이 저전압 혹은 고전압인 결함조건을 나타내거나, 출력단자(OUT)에 연결된 부하가 단락되어 과전류가 흘러서 릴레이 집적회로(6)가 고온상태로 되거나 출력단자(OUT)에 연결된 부하가 개방되었을 때와 같은 결함조건을 탐지시에는 진단단자(MON)의 신호가 로우상태로 된다.
앤드게이트(7)는 안전소자로서 작동하며, 안전회로(8)의 출력단자(SAC)가 로우일 때 혹은 릴레이 집적회로(6)의 진단단자(MON)이 로우일 때 앤드게이트(7)는 로우신호를 출력하여 직류서보모터 구동회로(11)에 공급되는 전력을 차단한다.
즉, 릴레이 집적회로(6)가 전원부나 모터구동부의 결함조건을 탐지할때 혹은 안전회로(8)의 위험신호에 의하여 직류모터(M)가 비작동된다.
제1마이크로 콘트롤러(1)는 계산루프시간(time 1)으로 구동력제어 알고리즘의 계산을 수행하며, 제2마이크로 콘트롤러(2)는 계산루프시간(time 2)으로 직류 서보 모터 제어 알고리즘의 계산을 수행한다.
제2마이크로 콘트롤러(2)의 계산루프시간(time 2)은 제1마이크로 콘트롤러(1)의 계산루프시간(time 1)보다 작아서 직류 서보모터(M)가 정밀하게 제어될 수 있다.
제1마이크로 콘트롤러(1)는 차륜속도, 엔진회전속도 및 드로틀밸브 회전각도에 기준하여 구동력제어 알고리즘에 따라 구동력제어에 필요한 목표 드로틀밸브 개도를 계산하여 타임 3 주기마다 데이터교환선을 통하여 제2마이크로 콘트롤러(2)로 목표 드로틀밸브 개도를 전송한다.
제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)과 (2)는 각각 입력단자(AD3)를 통하여 드로틀밸브 회전각도신호(TPS)를 입력받아 계산처리하며, 계산처리된 드로틀밸브 회전각도를 타임3 주기마다 데이터교환선을 통하여 서로 교환한다.
제1마이크로 콘트롤러(1)는 직접 계산처리된 드로틀밸브 회전각도(TPS1)가 제2마이크로 콘트롤러(2)에서 계산처리된 드로틀밸브 회전각도(TPS2)와 일치하는지 여부를 비교하며, 반면에 제2마이크로 콘트롤러(2)는 직접 계산처리된 드로틀밸브 회전각도(TPS2)가 제1마이크로 콘트롤러(1)에서 계산처리된 드로틀밸브 회전각도(TPS1)와 일치하는지 여부를 비교한다.
제1마이크로 콘트롤러(1)는 계산처리된 드로틀밸브 회전각도(TPS1)와 (TPS2)가 일치할 때, 짧은 진폭의 펄스신호로 이루어지는 감시신호(WD1)를 타임3 경과시마다 안전회로(8)에 출력한다.
제2마이크로 콘트롤러(2)는 계산처리된 드로틀밸브 회전각도(TPS2)와 (TPS1)이 일치할 때, 짧은 진폭의 펄스신호로 이루어지는 감시신호(WD2)를 타임3 경과시마다 안전회로(8)에 출력한다.
안전회로(8)에는 감시신호(WD1)와 (WD2)의 주기를 감지하는 회로가 내장되어 감시신호(WD1)과 (WD2)의 주기가 모두 타임3인 경우에는 출력단자(SAC)로 안전신호인 하이신호를 출력하여 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)가 모두 정상적으로 동작됨을 앤드게이트(7)에 알린다.
그러나 감시신호(WD1)(WD2)중 어느 하나의 주기라도 타임3가 아닌 경우에는 출력단자(SAC)로 위험신호인 로우신호를 출력하며 제1마이크로 콘트롤러(1) 혹은 제2마이크로 콘트롤러(2)가 비정상적으로 동작됨을 앤드게이트(7)에 알리어 직류모터(M)가 비작동되도록 한다.
한편, 스위칭부(10)의 트랜지스터(Q2)가 오프일 경우에 트랜지스터(Q1)가 온되어 5V 전원을 직류 서보모터 구동회로(11)에 공급할 수 있으며, 반면에 트랜지스터(Q2)가 온일 경우에는 트랜지스터(Q1)가 오프되어 5V 전원이 직류 서보모터 구동회로(11)로부터 차단된다.
따라서 트랜지스터(Q1)(Q2)도 일종의 안전회로로서 작용한다.
직류 서보모터 구동회로(11)는 네개의 파우어 모스패트(power MOSFET)로 풀 브릿지 섹션(full bridge section)을 구성하여, 단극구동방식으로 직류모터(M)를 구동한다.
여기서 제2마이크로 콘트롤러(2)는 제1마이크로 콘트롤러(1)로부터 전송된 목표 드로틀밸브 개도를 기준으로, 직류 서보모터 제어 알고리즘의 계산을 수행하여 단자(PWM)로 직류모터(M)의 회전량인 가변구형파 진폭을 출력하며, 단자(DIR)로 직류모터(M)의 시계 혹은 반시계 회전방향을 출력한다.
직류 서보모터 구동회로(11)는 전류측정회로로서 직류모터(M)로 들어가는 모터 입력전류 ITOP과 직류모터(M)로부터 나오는 모터 출력전류 IBOTTOM을 측정한다.
전류측정회로는 측정된 모터 입력전류 ITOP를 전압신호 VmonT로 변환하여 제2마이크로 콘트롤러(2)의 아날로그 디지탈 변조부의 입력단자(AD1)로 출력하며, 측정된 모터 출력전류 IBOTTOM을 전압신호 VmonB로 변환하여 제2마이크로 콘트롤러(2)의 아날로그 디지탈 변조부의 입력단자(AD2)로 출력한다.
제2마이크로 콘트롤러(2)는 아날로그 디지탈 변조부에 입력된 전압신호 VmonT와 VmonB에 전류측정회로 상수를 곱하여 모터 입력전류 ITOP과 모터 출력전류 IBOTTOM을 계산한다.
계산된 모터전류 ITOP과 IBOTTOM을 이용하여 제2마이크로 콘트롤러(2)는 직류모터(M)에 모터코일 단선 혹은 모터코일 단락과 같은 전기적인 결함이 발생하였는지 여부를 판단한다.
직류모터(M)가 전기적 결함이 없는 상태로 동작중일 때는 제2마이크로 콘트롤러(2)는 단자(EN)로 로우신호를 출력하여 트랜지스터(Q2)가 오프되므로 5V전원이 트랜지스터(Q1)를 통하여 직류 서보모터 구동회로(11)에 공급되며, 이에따라 직류모터(M)의 작동이 가능하게 된다.
제2마이크로 콘트롤러(2)가 직류모터(M)에 전기적 결함이 발생되었다고 판단할 경우에는 단자(EN)로 하이신호를 출력하여 트랜지스터(Q2)가 온되어 트랜지스터(Q1)는 오프되므로 5V전원이 직류 서보모터 구동회로(11)에 의해 차단되어 직류모터(M)가 작동되지 않는다.
한편, 직류모터(M)에 전기적 결함이 발생되었을 때 릴레이 집적회로(6)가 직류 서보모터 구동회로(11)에 공급되는 전력을 즉시 차단하여 직류모터(M)가 작동되지 않으므로 직렬 연결된 트랜지스터(Q1)(Q2)는 릴레이 집적회로(6)가 오동작하거나 전력차단이 지연될 경우에 효과적이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 구동력 제어 알고리즘과 직류 서보 모터 제어 알고리즘의 계산이 각각 별개의 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)에 의하여 수행되게 하므로 직류서보모터의 회전각이 정밀하게 제어될 수 있다.
또한, 안전회로(8)를 이용하여 마이크로콘트롤러의 오동작, 불량상태, 직류서보모터코일의 단선 및 단락같은 전기적 결함을 탐지시에 직류서보모터의 작동을 즉시 정지시켜 전자제어 드로틀밸브의 오동작을 방지함으로써 구동력제어장치의 안전을 보장할 수 있다.
그리고 릴레이 집적회로(6)의 감시기능이 결함을 보일 때는 제2마이크로 콘트롤러(2)가 독립적으로 감시기능을 수행할 수 있으며 제2마이크로 콘트롤러(2)와 감시기능에 결함이 있을 때에는 릴레이 집적회로(6)가 독립적으로 감시기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 차륜속도신호, 엔진회전속도신호, 드로틀밸브 회전각도신호를 입력받아 구동력제어 알고리즘의 계산을 수행하는 제1마이크로 콘트롤러(1)와, 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)와 상호 신호를 교환하며, 모터구동신호를 직류서보모터 구동회로에 출력하여 직류서보모터를 구동하고 드로틀 밸브의 회전각을 제어하는 제2마이크로 콘트롤러(2)와, 차륜속도센서로부터 발생되는 정현파 신호를 구형파 신호로 변환시켜 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)로 출력시키는 차륜속도 센서 인터페이스 회로(3)와, 엔진회전속도 신호처리부에서 발생되는 구형파 신호를 마이크로콘트롤러 입력수준에 적합하도록 구형파 신호로 변환시켜 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)로 출력시키는 엔진 회전속도 인터페이스 회로(4)와, 드로틀 밸브의 회전각도센서 신호를 정형하여 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)로 출력시키는 드로틀 밸브 회전각도센서 인터페이스 회로(5)와, 직류서보모터 구동회로에 전원을 공급하는 릴레이 집적회로(6)와, 상기 릴레이 집적회로(6)에 접속되며 공급전원 및 직류모터 구동회로상의 결함조건을 탐지시에 릴레이 집적회로(6)의 작동을 차단하여 직류서보모터 구동회로에 공급되는 전원을 차단하는 앤드게이트(7)와, 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)로부터 발생되는 펄스신호를 입력받아 저 혹은 고논리수준 신호를 상기 앤드게이트(7)로 출력시키는 안전회로(8)와, 12v의 축전지 전압을 입력받아 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2), 직류서보모터 구동회로(11) 및 각종 인터페이스 회로에 소정전원을 공급하는 전압조정회로(9)와, 상기 전압조정회로(9)로부터 발생되는 전원을 스위칭온/오프시키는 스위칭부(10)와, 직류서보모터(M)를 구동하며 모터 구동전류를 측정하여 제2마이크로 콘트롤러(2)에 구동전류신호를 출력하는 직류서보모터 구동회로(11)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자 제어 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제1마이크로 콘트롤러(1)가, 드로틀 밸브 회전각도를 독립적으로 계산처리하며, 구해진 목표 드로틀 밸브 개도를 데이타교환선을 통하여 통신주기마다 상기 제2마이크로 콘트롤러(2)로 전송하는 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자 제어회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제2마이크로 콘트롤러(2)가 직류모터(M)의 입력 및 출력전류를 감시하여 직류모터(M)에 전기적 결함이 있을 경우 직류서보모터 구동회로(11)에 공급되는 전원을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자 제어회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)는 서로 다른 계산루프 시간으로 동작되며 제2마이크로 콘트롤러(2)의 계산루프시간이 제1마이크로 콘트롤러(1)의 계산루프시간보다 작은 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자 제어회로.
- 제1항에 있어서, 제1마이크로 콘트롤러(1)는 직접계산처리된 드로틀 밸브 회전각도와 제2마이크로 콘트롤러(2)로부터 계산처리되어 전송된 드로틀 밸브 회전각도가 일치할 때 통신주기마다 짧은 진폭의 펄스신호로 된 감시신호를 출력하고 제2마이크로 콘트롤러(2)는 직접계산처리된 드로틀밸브 회전각도와 제1마이크로 콘트롤러(1)로부터 계산처리되어 전송된 드로틀 밸브 회전각도가 일치할 때 통신주기마다 짧은 진폭의 펄스신호로 된 감시신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자 제어회로.
- 제1항에 있어서, 상기 릴레이 집적회로(6)는, 감시기능이 내장되어 축전지 공급전원에 결함발생시 혹은 전기적 결함 발생시 직류서보모터 구동회로(11)에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자 제어회로.
- 제1항에 있어서, 상기 안전회로(8)는, 제1, 제2마이크로 콘트롤러(1)(2)가 출력하는 감시신호의 주기와 통신주기를 비교하여 감시신호의 주기중의 어느 하나라도 통신주기와 다를 경우 위험신호를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동력 제어장치의 전자제어회로.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970012414A KR19980075983A (ko) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 구동력 제어장치의 전자 제어회로 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970012414A KR19980075983A (ko) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 구동력 제어장치의 전자 제어회로 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980075983A true KR19980075983A (ko) | 1998-11-16 |
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ID=65954560
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970012414A KR19980075983A (ko) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 구동력 제어장치의 전자 제어회로 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19980075983A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100753383B1 (ko) * | 2003-03-06 | 2007-08-30 | 다마가와 세이끼 가부시키가이샤 | 구동 회로 내장형 서보 모터의 구동 방법 |
| CN109914965A (zh) * | 2019-02-23 | 2019-06-21 | 邵阳兴达精密机械制造有限公司 | 一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统 |
-
1997
- 1997-04-03 KR KR1019970012414A patent/KR19980075983A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100753383B1 (ko) * | 2003-03-06 | 2007-08-30 | 다마가와 세이끼 가부시키가이샤 | 구동 회로 내장형 서보 모터의 구동 방법 |
| CN109914965A (zh) * | 2019-02-23 | 2019-06-21 | 邵阳兴达精密机械制造有限公司 | 一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统 |
| CN109914965B (zh) * | 2019-02-23 | 2024-01-26 | 邵阳兴达精密机械制造有限公司 | 一种电动气弹簧漏气失效保护集成系统 |
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