KR20010051048A

KR20010051048A - 전자 시스템에 사용하기 위한 전자 구동 회로 및 방법

Info

Publication number: KR20010051048A
Application number: KR1020000060688A
Authority: KR
Inventors: 스펙스빌; 스트렉케르마르쿠스; 에르케르트리카르도; 바레일히아스프랑코이제
Original assignee: 비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨; 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2001-06-25
Also published as: DE60025980T2; EP1093226B1; JP2001168695A; EP1093226A1; US6353296B1; DE60025980D1

Abstract

자동차용 전자 시스템9101, 102)은 전자 제어 유닛(10)과, 이에 부착된 것으러 대안적으로 수동 부하(11) 또는 능동 논리부(12)중 어느 하나를 갖는다. 제어 유닛(10)은 부하(11) 및 논리부(12)를 위해 구동 신호를 제공할 수 있는 푸쉬풀 장치(20)와, 대안적으로, 상기 장치(20)에 버스 신호의 부하 구동 신호를 전송하는 멀티플렉서(45)와, 모드 신호를 저장하는 레지스터(90)를 포함한다. 또한, 제어 유닛(10)은 부하(11) 또는 논리부(12)중 어느 것이 부착되어 있는지의 여부를 전기 파라미터를 분석함으로써 자동적으로 결정한다.

Description

전자 시스템에 사용하기 위한 전자 구동 회로 및 방법{Electronic driver circuit for use in an electronic system, and method}

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 전자 회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구동 회로 및 그를 위한 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

근래의 자동차에 있어 전자 회로는 필수적이다. 자동차 전자학은 예컨대 자동차 관리 시스템, 점화 및/또는 분사 시스템, 안티로크(antilock) 브레이크 시스템, 기어 쉬프팅 등의 분야에서 볼 수 있다. 근래에는 "메카트로닉스(mechatronics)"이란 용어로 알려진 기계적 및 전자적 부품들의 조합은 그 역할이 계속 중요해지고 있다.

제한할 의도없이 단지 설명을 위한 목적으로, 예를 들자면, 백미러는 차내측에 위치한 키를 누름으로써 조정될 수 있다. 상기 미러는 전기적 작동기를 구비하여 그 위치를 변화시킨다(예컨대, X 방향 및 Y 방향으로). 통상적으로, 제어 명령은 전자 제어 유닛(ECU)에 의해 미러 작동기와 통신된다. 또한, 상기 미러는 겨울에 미러 유리의 결빙을 방지하기 위하여 히터를 구비할 수 있다. 선택적으로, 사용자 지정 미러 위치는 ECU에 의해 저장될 수 있다. 어떤 경우에는, 미러가 또다른 기능을 가질 수 있다. 예를 들면, 실제 미러 위치가 측정되어 ECU와 다시 통신될 수 있다.

그러나, 더 많은 기능들이 요구되므로, 예컨대 자동차의 레스트(rest) 및 미러 간에 보다 많은 접속 단자들을 구비해야 한다. 자동차 조립 라인에서, 자동차에 미러를 전기적으로 접속하도록 하는 방법은 미러 유형마다 다를 수 있다. 소정의 미러를 모든 유형에 대해 공통적인 커넥터에 플러그하고나서 즉각적으로 미러 동작을 개시할 수 있는 성능이 요망되고 있다.

본 발명은 종래 기술의 상기 및 기타 다른 문제점과 제약들을 완화시키거나 방지하게 하는 전자 제어 회로 및 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 부하에 연결된 전자 회로를 갖는 본 발명에 따르는 전자 시스템을 도시한 도면.

도 2는 논리부에 연결된 도 1의 전자 회로를 갖는 본 발명에 따르는 전자 시스템을 도시한 도면.

도 3은 제어기 및 푸시풀 장치를 갖는 도 1 및 도 2의 전자 회로를 도시한 도면.

도 4는 수신기 및 버스 신호 출력을 더 포함하는 전자 회로를 도시한 도면.

도 5는 검출기 및 레지스터를 더 포함하는 전자 회로를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 양호한 실시예에서 전자 회로, 부하, 논리부를 갖는 도 1 및 도 2의 시스템을 도시한 도면.

도 7은 상기 회로를 동작시키는 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 전자 회로 11 : 부하

12 : 논리부 20 : 푸쉬풀 장치

23 : 수신기 30 : 단자

44 : 구동 신호 45 : 멀티플렉서

80 : 검출기 101, 102 : 시스템

양호한 실시예의 상세한 설명

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것은 본 발명에 따른 전자 시스템(101, 102)으로서, 상술한 전자 제어 유닛(ECU)의 기능을 갖는 전자 회로(10) 및 선택적으로는 부하(10) 또는 논리부(12)(집합적으로 "부착물(11, 12)")를 포함하고 있다. 부착물(11, 12)은 작동기의 기능을 갖는다. 바람직하게는, 회로(10)는 단자 배선 장치(30-33)에 의해 시스템(101, 102)의 조립 도중에 부착물(11/12)에 연결된다. 회로(10)는 복수의 제어 신호("제어(CONTROL)")를 수신한다.

도 1은 부하(11)에 연결된 전자 회로(10)를 갖는 본 발명에 따른 전자 시스템(101)을 도시한다. 부하(11)는 회로(10)에 전기 에너지를 공급 못하게 하지 않는다는 점에서 수동적이다. 부하(11)가 시스템(101)의 일부인 경우, 회로(10)는 제 1 동작 모드로 동작한다.

도 2는 대안적인 부하(13)에 더 연결되는 논리부(12)와 연결된 전자 회로(10)를 갖는 본 발명에 따른 전자 시스템(102)을 도시하고 있다. 논리부(12)가 시스템(102)의 일부인 경우, 회로(10)는 제 2 동작 모드로 동작한다. 논리부(12)는 회로(10)로부터 전기 에너지를 필요로 하지 않는다(버스 신호들과 통신하는데 필요한 에너지는 제외)는 점에서 능동적이다.

시스템(102)에서, 장치(30-33)는 적어도 하나의 버스 라인을 포함한다. 회로(10) 및 논리부(12)를 버스 네트워크의 노드 소자들로 하여도 가능하다.

다르게 언급하면, 도 1 및 도 2는 회로(10)가 직렬 버스 인터페이스(도 2의 시스템(102)에서) 또는 부하의 출력 구동 스테이지(도 1의 시스템(101)에서)중 어느 하나로서 동작하도록 구성가능하다. 회로(10)의 동작 모드는 부착물의 유형에 의존한다.

도 3은 제어기(40) 및 푸쉬풀 장치(20)(점선 표시된 프레임들)를 갖는 전자 회로(10)를 도시한다. 제어기는 멀티플렉서(45)를 포함한다. 장치(20)는 스위치(28, 29)를 포함한다. 멀티플렉서(45)는 부하 제어 입력(44), 버스 신호 입력 및 모드 입력(43)(모드 제어 신호 "모드(MODE)")을 갖는다. 양호한 신호 흐름은 화살표로 도시되어 있다. 입력(44, 41, 43)에서의 신호들은 신호 "제어(CONTROL)"에 대응한다(도 1 및 도 2 비교).

제 1 동작 모드에 있어서, 장치(20)는 입력(44)에서의 신호에 따라 단자(30)를 통해 부하(10)를 구동하고, 제 2 동작 모드에 있어서는 장치(20)는 입력(41)에서의 버스 신호(TXD)에 따라 논리부(12)로 버스 신호를 전송한다.

스위치(28, 29)는 각각의 라인(48, 49)들에서의 제 1 주전극들, 단자(30)와 함께 연결되는 제 2 주전극들, 멀티플렉서(45)로부터 신호를 수신하는 제어 전극들을 갖는 트랜지스터들로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 대로 스위치(28, 29)의 연결은 단순화되어 있다. 당업자들은 추가적인 소자들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터들은 제어 전극으로서의 게이트와 주전극으로서의 드레인 및 소스를 갖는 전계 효과 트랜지스터(FET)들일 수 있고, 또는 바이폴라 트랜지스터(에미터, 컬렉터, 베이스)들일 수 있고, 또는 기타 다른 반도체 소자들일 수 있다. 트랜지스터들은 양 동작 모드에서 발생하는 최대 전압 및 전류를 수용해야 한다.

부하(11)가 라인들(48, 49) 간의 전위로 단자(30) 및 또다른 기준(예컨대 접지) 사이에 연결되는 경우(제 1 모드), 장치(20)는 대안적인 전류 방향으로 구동 신호들을 제공할 수 있다. 이것은 예를 들어 모터를 전후로 구동하는데 편리하지만, 본 발명에 필수적인 것은 아니다.

회로(10)가 논리부(12)에 연결되는 경우(제 2 모드), 장치(20)는 라인(49)의 전위(예컨대 제로에서의 접지)에서의 제 2 논리 값 및 라인(48)의 전위(예컨대 5볼트)에서의 제 1 논리 값을 갖는 이진 논리 신호를 편리하게 제공한다.

스위치(28, 29)는 가변 저항에 의해 각각 대체도리 수 있다. 또는, 다른 한편으로는 스위치들(28, 29)을 실행시키는 트랜지스터들은 연속적인 신호들에 의해 제어될 수 있다. 선택적으로는, 스위치(48, 49)는 양 모드들(예컨대, 전력 구동기로서의 느린 스위칭 대 버스 인터페이스로서의 빠른 스위칭)에 대해 상이한 스위칭 시간을 수용한다.

또한, 회로(10)의 선택적 변형예들은 하기에서 설명되어진다. 도 4는 수신기(23) 및 버스 신호 출력(42)(버스 신호 RXD)을 더 포함하는 전자 회로(10')를 도시한다. 장치(20) 및 멀티플렉서(45)(제어기(40')의 일부)는 도 3의 것들과 유사하며 따라서 상세하게 도시되어 있지는 않다. 수신기(23) 및 장치(20)(송신기로서 도시되어 있음)와 더불어, 회로(10')는 양방향 버스 인터페이스로서 제 2 모드에서 동작한다. 다르게 언급하자면, 제 2 모드는 제 1 서브모드(예컨대, 논리부(12)로의 전송) 및 제 2 서브모드(예컨대 논리부(12)로부터의 수신)로 분류될 수 있다. 제 2 모드에 있어서, 장치(20)(송신기) 및 수신기(23)는 버스 송수신기를 형성한다. 송신기(20) 및 수신기(23)의 대안적인 동작을 대등하게 하는 것은 기술적으로 널리 공지되어 있다.

도 5는 선택적으로 제공된 검출기(80) 및 레지스터(90)(제어기(40")의 일부)를 더 포함하는 전자 회로(10")를 도시한다. 검출기(80)는 멀티플렉서(45)의 모드 제어 입력(43)으로 진행하는 출력 및 단자(30)에서의 입력을 갖는다. 검출기(80)는 부착물(11, 12)의 전기적 파라미터들을 분석하고 그것에 의해 어떤 유형의 장치(11, 12)가 회로(10)에 연결되는가를 결정한다(예컨대, 부착물(11, 12)의 임펄스 응답을 분석하는 것에 의해). 따라서, 검출기(80)ssm 회로(10)의 동작 모드("모드(MODE)")를 설정한다. 선택적으로는, 레지스터(90)(멀티플렉서(45)에 연결된)가 제공되어 모드 제어 신호("모드(MODE)")를 저장할 수 있다. 레지스터(90)는 예를 들어 검출기(80)로부터 "모드(MODE)"를 얻을 수 있고, 또는 시스템(101, 102) 제조 중에 프로그램될 수 있다. 바람직하게는, 레지스터(90)는 비휘발성 메모리(예컨대, EEPROM)에 의해 실행될 수 있다.

이런 실행의 이점은 회로(10")가 자동적으로 부하(11) 또는 논리부(12)중 어느 것이 부착될 것 인지의 여부를 결정한다.

검출기(80)는 부하(11) 또는 논리부(120에서 통상적으로 발생하는 전압 및/또는 전류 레벨을 소정의 기준 레벨과 비교하는 비교기(도시하지 않음)에 의해 실행도리 수 있다. 예를 들면, 부하(10)가 모터를 포함하는 경우에, 검출기는 모터 코일 인덕턴스에 의해 야기된 저납 및 전류의 상승 및/또는 하강 패턴에서의 차를 검출할 수 있다. 또는 검출기(80)는 논리부(12)에 의해 출력된 이진 신호들의 소정의 시퀀스를 검출할 수 있다. 바람직하게는, 검출기(80)는 장치(20)가 일시적으로 고장날 때 동작되고, 그것은 스위치(28)만 또는 스위치(29)만 또는 스위치(28 및 29) 모두가 함께 비도전 상태인 경우를 의미한다(개방 부하 조건). 당업자는 여기서 추가적으로 설명할 필요없이 다른 수단에 의해서 또는 그와 유사하게 검출기(80) 및 레지스터(90)를 제공할 수 있다. 비록 개별적인 기능적 그룹으로서 설명되어 잇지만, 검출기(80) 및 레지스터(90)는 회로(10)(또는 회로(10"))의 다른 소자들과 함께 실행될 수 있다. 예를 들면, 검출기(80)는 수신기(23)의 몇몇 부품들을 사용할 수 있다(도 4 비교).

도 6은 본 발명의 양호한 실시예로 전자 회로(10"'), 부하(11') 및 논리부(12')(점선으로된 프렘임들)를 갖는 시스템(101, 102)를 도시한다. 예로서, 부하(11)는 모터(61, 62) 및 히터(63)를 갖는 "단순한 모터"로서 도시되어 있고, 논리부(12')는 모터(71-73) 및 히터(74)를 갖는 "복잡한 미러"로서 부하(13)와 조합하여 도시되어 있다. 두 미러 유형은 ECU(회로(10"'))에 적합하기 때문에, 제조 로지스틱스(logistics)는 단순화되고 ECU의 잘못된 프로그래밍으로 인한 기능 불량의 가능성이 감소된다.

도 6의 양호한 실시예에 대해 이제 보다 상세히 설명한다. 회로(10"')는 제어기(40"'), 장치(20), 수신기(23), 단자(30), 및 입력들(41-44)를 포함하며(도 3 및 도 4 비교), 부가적으로 또다른 단자(31, 32) 및 접지 단자(33)(예컨대, 라인(49)에서)에 연결된 장치(21, 22)(장치(20)와 유사) 및 수신기(24, 25)(수신기(23)와 유사)를 포함한다.

편의를 위해, 부하(11') 및 논리부(12')에서의 대응하는 단자들은 프라임 기호나 더블프라임 기호로 표시되어 있다.

예를 들어, 부하(10')에서 모터(61)는 단자(30') 및 단자(31') 사이에 연결되고, 모터(62)는 단자들(31', 32') 사이에 연결되며, 히터(63)는 단자들(31', 33')(접지) 사이에 연결된다.

예를 들면, 논리부(12')에서, 단자(30")는 제어기(52)의 일부인 버스 송수신기(51)로 진행하는 버스 라인 단자이다. 단자(31") 및 단자(33")(접지)는 제어기(52)에 전력을 제공한다(예컨대, 스위치(28)는 도전 상태이고, 스위치(29)는 비도전 상태)(도 3 비교). 바람직하게는 단자(32")는 사용되지 않는다. 논리부(12")는 부하(13")의 부품들(모터(71-73), 히터(74))를 구동하기 위해 전력 스위치들(도시하지 않음)을 포함한다.

개별적인 기능 블록들로 본 발명을 도시하는 것이 설명을 위해 편리하지만, 본 발명에 필요한 것은 아니다. 바람직하게는, 회로(10)는 하나의 칩에 모노리스식으로 집적화된다. 또한 마이크로프로세서 및 신호 변환기(예컨대, 수신기(23)에 대한 아날로그 디지털 변환기)에 의해 회로(10)를 구현할 수도 있다.

위에서 본 발명을 상세히 설명하였는데, 이제 본 발명은, 전자 제어 유닛(예컨대, 회로(10)) 및 작동기(예컨대, 부착물(11, 12))를 갖는 시스템(101, 102)으로서 요약되며, 상기 작동기는 대안적으로 제1 유형("부하(11)형") 또는 제 2 유형("논리부(12)형")으로 되어 있고, 상기 시스템은, 제어 유닛이, 작동기가 제 1 유형 또는 제 2 유형(즉, 전력 또는 논리 신호)인지의 여부와 상관없이 작동기를 위해 구동 신호를 제공할 수 있는 푸쉬풀 장치(장치(20)와 비교)와, 대안적으로, 제 1 유형의 작동기에 전력을 공급하는 푸쉬풀 장치에 구동 신호(예컨대, 입력(44)으로부터의)를 전송하는 제 1 모드, 또는 제 2 유형의 작동기(12)로 논리 신호(예컨대, 입력(41)으로부터의 TXD)를 전송하는 장치에 상기 논리 신호를 전송하는 제 2 모드의 멀티플렉서(45)와, 상기 멀티플렉서를 위해 모드 신호를 저장하는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 7은 구동 회로(10)를 동작시키도록 방법(200)의 흐름도를 간단하게 도시하고 있다. 방법(200)은 가금적 연속적 순서로, 연결 단계(210), 결정 단계(220), 저장 단계(230), 동작 단계(240)를 포함한다. 연결 단계(210)에서, 구동 회로(10)는 부하 유형(11) 또는 논리 유형(12)(아직 미공지되어 있음)중 어느 하나인 부착물(11, 12)에 연결된다. 결정 단계(220)에서, 검출기(80)는 바람직하게는 부착물(11, 12)의 전기적 특성들을 분석함으로써 부착물(11, 12)의 유형을 결정한다. 저장 단계(230)에서, 유형 결정 단계(220)에 대응하는 동작 모드가 예컨대 레지스터(90)에 저장된다. 마지막으로, 동작 단계(240)에서, 구동 회로(10)는 제 1 동작 모드에서 전력 신호를 부하(11)에 제공하거나, 제 2 동작 모드에서 논리 신호를 논리부(12)에 제공한다.

본 발명을 특정 구조, 장치, 방법들과 관련하여 기술하였지만, 당업자는 본 명세서의 기재 내용을 토대로 본 발명이 단순히 이러한 실시예들에 국한되지 않으며 본 발명의 전체 범위가 다음의 특허청구범위에 의해 결정됨을 이해할 것이다.

Claims

전기적 부하(11) 또는 논리부(12)를 대안적으로 갖는 전자 시스템(101, 102)에 사용하기 위한 전자 회로(10)에 있어서, 상기 회로는

제 1 기준 라인(48) 또는 제 2 기준 라인(49)으로 단자(30)를 대안적으로 구동하기 위한 푸쉬풀 장치(20)와,

구동 신호(44) 또는 제 1 버스 신호(41)를 수신하기 위한 멀티플렉서(45)를 포함하고, 상기 멀티플렉서는 모드 선택 신호(43)에 의해 제어되며, 상기 회로(10)는 제 1 동작 모드에서 상기 단자(30)에 연결된 상기 전기적 부하(11)를 구동하거나 또는 제 2 동작 모드에서 상기 단자(30)에 연결된 상기 논리부(12)와 상기 제 1 버스 신호를 통신하게 하는 전자 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 동작 모드에서 일시적으로 제 2 버스 신호를 수신하도록 상기 단자(30)에 연결된 입력을 갖는 수신기(23)와,

상기 부하(11) 또는 상기 논리부(12)가 상기 모드 선택 신호("모드(MODE)")를 적절하게 설정하는 상기 단자(30)에 연결되는지의 여부를 결정하는 검출기(80)를 더 포함하는 전자 회로.
제 2 항에 있어서,

상기 검출기는 디바이스가 상기 부하(11) 또는 상기 논리부(12)인지의 여부를 결정하도록 부착된 상기 디바이스의 임펄스 응답을 분석하고, 상기 검출기(80)는 상기 푸쉬풀 장치(20)가 일시적으로 기능 불량한 경우에 동작하는 전자 회로.
전자 제어 유닛(10) 및 대안적으로 제 1 유형(11) 또는 제 2 유형(12)인 작동기(11, 12)를 갖는 시스템(101, 102)에 있어서, 상기 제어 유닛(10)은

상기 작동기가 상기 제 1 유형(11) 또는 상기 제 2 유형(12)인지의 여부와 상관없이 상기 작동기를 위해 신호들을 제공할 수 있는 푸쉬풀 장치(20)와,

대안적으로, 제 1 모드에서 상기 제 1 유형의 상기 작동기(11)에 전력을 공급하는 상기 푸쉬풀 장치(20)에 구동 신호(44)를 전송하거나, 또는 제 2 모드에서 상기 제 2 유형(12)의 상기 작동기에 상기 논리 신호를 또한 전송하는 상기 푸쉬풀 장치920)에 논리 신호(41, TXD)를 전송하는 멀티플렉서(45)와,

상기 멀티플렉서를 위해 모드 신호를 저장하는 레지스터(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 작동기(11)는 자동차용 백미러를 구동하는 모터 장치(61, 62)인 시스템.
구동 회로(10)를 동작하기 위한 방법(200)에 있어서,

부하(11) 유형 또는 논리(12) 유형중 어느 하나인 부착물에 상기 구동 회로(10)를 연결하는 단계(210)와,

상기 검출기(80)에 의해 상기 부착물의 유형을 결정하는 단계(220)와,

상기 단계에서 결정된 유형에 대응하는 동작 모드를 저장하는 단계(230)와,

상기 부하(11)에 전력 신호를 제공하는 동작 모드 또는 상기 논리부(12)에 논리 신호를 제공하는 제 2 동작 모드중 어느 하나에서 상기 구동 회로(10)를 동작시키는 단계를 포함하는 구동 회로 동작 방법.