KR20030013890A - Relay driving circuit using power and mcu check of electric control apparatus for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 전자제어장치(Electronic Control Unit : ECU)의 전원 및 MCU(MiCro processer Unit) 감시를 이용한 릴레이 구동회로에 관한 것으로, 특히차량용 전자제어장치의 전원과 MCU의 오동작을 감시하여 MCU 오동작시 트랜지스터와 다이오드에 의해 형성되는 전류 경로를 통해 MCU의 릴레이 구동신호를 제어함으로써 릴레이의 구동을 확실하게 차단시킬 수 있도록 한 차량용 전자제어장치의 전원 및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a relay driving circuit using a power supply of an electronic control unit (ECU) for a vehicle and monitoring a MCU (MiCro processer Unit). In particular, when the MCU malfunctions by monitoring a power supply of the electronic control device for a vehicle and a malfunction of the MCU. The present invention relates to a relay driving circuit using MCU monitoring and a power supply of an electronic control device for a vehicle that can reliably block driving of a relay by controlling a relay driving signal of a MCU through a current path formed by a transistor and a diode.
일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자제어장치가 구비되어 있다.BACKGROUND ART In general, a vehicle includes an electronic control apparatus for a vehicle that receives electrical signals detected by various input sensors and outputs digital control signals for driving various actuators on the output side.
이러한 차량용 전자제어장치에 있어서, 도 1은 종래 차량용 전자제어장치의 릴레이 구동회로를 보인 도면으로서, 하이(High) 또는 로우(Law)의 릴레이 구동신호를 출력하는 MCU(1)와, 상기 MCU(1)의 디지털 출력단에 연결되어 상기 MCU(1)에서 출력되는 릴레이 구동신호에 따라 턴 온/오프(Turn On/Off) 동작하는 제1 트랜지스터(TR1)와, 상기 제1 트랜지스터(TR1)가 턴 온 동작되는 경우에 구동되고, 상기 제1 트랜지스터(TR2)가 턴 오프 동작되는 경우에 구동되지 않는 릴레이(2)로 구성된다.In such an electronic control apparatus for a vehicle, FIG. 1 is a diagram illustrating a relay driving circuit of a conventional electronic control apparatus for a vehicle. The MCU 1 outputs a high or low relay driving signal, and the MCU ( The first transistor TR1 connected to the digital output terminal of 1) and turning on / off according to the relay driving signal output from the MCU 1 and the first transistor TR1 are turned on. It is composed of a relay 2 which is driven when it is turned on and which is not driven when the first transistor TR2 is turned off.
이때, 상기 MCU(1)의 디지털 출력단과 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 병렬로 연결된 제1 및 제2 저항(R1,R2)은 전압 분배용 저항이고, 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터단에 연결되면서 상기 릴레이(2)의 코일단자에 연결된 제1 다이오드(D1)는 역전류 방지용 다이오드이다.At this time, the first and second resistors R1 and R2 connected in parallel to the digital output terminal of the MCU 1 and the base terminal of the first transistor TR1 are voltage distribution resistors. The first diode D1 connected to the coil terminal of the relay 2 while being connected to the collector terminal is a reverse current preventing diode.
상기와 같이 구성된 릴레이 구동회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the relay driving circuit configured as described above are as follows.
상기 MCU(1)의 디지털 출력단으로부터 하이의 릴레이 구동신호가 출력되면,이 릴레이 구동신호가 제1 및 제2 저항(R1,R2)을 거쳐 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 입력된다.When a high relay driving signal is output from the digital output terminal of the MCU 1, the relay driving signal is input to the base terminal of the first transistor TR1 via the first and second resistors R1 and R2.
이어, 상기 제1 트랜지스터(TR1)는 npn형 트랜지스터로서 상기 MCU(1)의 하이의 릴레이 구동신호에 따라 턴 온 동작된다.Subsequently, the first transistor TR1 is an npn type transistor and is turned on according to a high relay driving signal of the MCU 1.
이후, 상기 릴레이(2)의 코일단자에 VB의 전압이 인가되어 코일이 여자되면서 접점단자가 닫혀 릴레이(2)가 구동되게 된다.Thereafter, a voltage of V B is applied to the coil terminal of the relay 2 so that the coil is excited to close the contact terminal to drive the relay 2.
반면에, 상기 MCU(1)의 디지털 출력단으로부터 로우의 릴레이 구동신호가 출력되면, 이 릴레이 구동신호가 제1 및 제2 저항(R1,R2)을 거쳐 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 입력되고, 이에 따라 상기 제1 트랜지스터(TR1)는 상기 MCU(1)의 로우의 릴레이 구동신호에 따라 턴 오프 동작된다.On the other hand, when a low relay driving signal is output from the digital output terminal of the MCU 1, the relay driving signal is input to the base terminal of the first transistor TR1 via the first and second resistors R1 and R2. Accordingly, the first transistor TR1 is turned off according to the relay driving signal of the row of the MCU 1.
이후, 상기 릴레이(2)는 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 턴 오프 동작에 따라 구동되지 않게 된다.Thereafter, the relay 2 is not driven according to the turn-off operation of the first transistor TR1.
한편, 종래에는 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원에 이상이 있거나 프로그램 이상 등, 기타 외부 조건에 의해 상기 MCU(1)가 오동작하는 경우 이를 감시하기 위한 별도의 장치가 없었다.On the other hand, conventionally, there was no separate device for monitoring the malfunction of the MCU 1 due to an external condition such as an abnormality in power supplied to a vehicle electronic control device or a program error.
따라서, 상기 MCU(1) 오동작시 MCU(1)에서 출력되는 로우의 릴레이 구동신호에 따라 상기 릴레이(2)의 구동을 차단시켜야 함에도 불구하고 상기 MCU(1)에서 출력되는 릴레이 구동신호가 확실하게 로우상태로 보장되지 못하므로 상기 릴레이(2)가 구동되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.Therefore, the relay drive signal output from the MCU 1 is surely output even when the operation of the relay 2 is to be interrupted according to the relay drive signal of the row output from the MCU 1 when the MCU 1 malfunctions. Since the low state is not guaranteed, the relay 2 is driven.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 차량용 전자제어장치의 전원과 MCU의 오동작을 각각 감시하여 MCU 리셋신호를 발생하고, MCU 오동작시 상기 발생된 MCU 리셋신호에 따라 턴 온 동작되는 트랜지스터와 다이오드에 의해 형성되는 전류 경로를 통해 MCU의 릴레이 구동신호가 접지되도록 제어함으로써 릴레이의 구동을 확실하게 차단시킬 수 있도록 한 차량용 전자제어장치의 전원 및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to monitor the malfunction of the power supply and the MCU of the vehicle electronic control unit to generate a MCU reset signal, when the MCU malfunctions turn on according to the generated MCU reset signal Provides a relay drive circuit using the power supply of the vehicle electronic control device and the MCU monitoring to control the relay drive signal to be grounded by controlling the relay drive signal of the MCU to be grounded through the current path formed by the operating transistor and diode. It's there.
도 1은 종래 차량용 전자제어장치의 릴레이 구동회로를 보인 도면,1 is a view showing a relay driving circuit of a conventional vehicle electronic control apparatus,
도 2는 본 발명에 의한 차량용 전자제어장치의 전원 및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로를 보인 도면.Figure 2 is a view showing a relay drive circuit using a power supply and MCU monitoring of the vehicle electronic control apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : MCU2 : 릴레이1: MCU2: Relay
2 : 전원 및 MCU 감시부4 : 전원 감시부2: power and MCU monitoring unit 4: power monitoring unit
5 : 워치독 타이머6 : 리셋신호 발생부5: watchdog timer 6: reset signal generator
R1,R2 : 제1,제2 저항TR1,TR2 : 제1,제2 트랜지스터R1, R2: first and second resistors TR1, TR2: first and second transistors
D1,D2 : 제1,제2 다이오드D1, D2: first and second diodes
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 전자제어장치의 전원 및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로는, 하이 또는 로우의 릴레이 구동신호를 출력하는 MCU와, 상기 MCU의 디지털 출력단에 연결되어 상기 MCU에서 출력되는 릴레이 구동신호에 따라 턴 온/오프 동작하는 제1 트랜지스터와, 상기 제1 트랜지스터가 턴 온 동작되는 경우에 구동되고, 상기 제1 트랜지스터가 턴 오프 동작되는 경우에 구동되지 않는 릴레이와, 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원과 상기 MCU의 오동작을 감시하여 MCU 오동작시 리셋신호를 발생하고, 이 발생된 리셋신호에 따라 상기 MCU의 릴레이 구동신호를 제어함으로써 상기 릴레이의 구동을 차단하는 전원 및 MCU 감시부와, 상기 MCU 오동작시 상기 전원 및 MCU 감시부의 제어동작에 따라 상기 MCU에서 출력되는 하이의 릴레이 구동신호에 의해 턴 온 동작되어 상기 릴레이의 구동을 차단하는 제2 다이오드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a relay driving circuit using power and MCU monitoring of an electronic control apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention may include a MCU for outputting a high or low relay driving signal, and a MCU connected to a digital output terminal of the MCU. A first transistor that is turned on / off in response to a relay driving signal output from the first signal, a relay that is driven when the first transistor is turned on and is not driven when the first transistor is turned off; A power supply for monitoring the malfunction of the MCU and a power supply supplied to a vehicle electronic control device to generate a reset signal in case of a malfunction of the MCU, and controlling the relay driving signal of the MCU according to the generated reset signal to block driving of the relay; The high power output from the MCU according to the control operation of the MCU monitoring unit and the MCU monitoring unit when the MCU malfunctions. Is turned on and operated by the drive signal vector is characterized in that comprises a second diode that blocks the operation of the relay.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 차량용 전자제어장치의 전원및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the relay drive circuit using the power supply and MCU monitoring of the electronic control device for a vehicle according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 전자제어장치의 전원 및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로를 보인 도면으로서, 하이 또는 로우의 릴레이 구동신호를 출력하는 MCU(1)와, 상기 MCU(1)의 디지털 출력단에 연결되어 상기 MCU(1)에서 출력되는 릴레이 구동신호에 따라 턴 온/오프 동작하는 제1 트랜지스터(TR1)와, 상기 제1 트랜지스터(TR1)가 턴 온 동작되는 경우에 구동되고, 상기 제1 트랜지스터(TR1)가 턴 오프 동작되는 경우에 구동되지 않는 릴레이(2)와, 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원(VCC)과 상기 MCU(1)의 오동작을 감시하여 MCU(1) 오동작시 리셋신호를 발생하고, 이 발생된 리셋신호에 따라 상기 MCU(1)의 릴레이 구동신호를 제어함으로써 상기 릴레이(2)의 구동을 차단하는 전원 및 MCU 감시부(3)와, 상기 MCU(1) 오동작시 상기 전원 및 MCU 감시부(3)의 제어동작에 따라 상기 MCU(1)에서 출력되는 하이의 릴레이 구동신호에 의해 턴 온 동작되어 상기 릴레이(2)의 구동을 차단하는 제2 다이오드(D2)를 포함하여 구성된다.FIG. 2 is a diagram illustrating a relay driving circuit using power and MCU monitoring of an electronic control apparatus for a vehicle according to the present invention, wherein the MCU 1 outputs a high or low relay driving signal, and a digital output terminal of the MCU 1. A first transistor TR1 connected to the first transistor TR1 that is turned on / off according to a relay driving signal output from the MCU 1, and is driven when the first transistor TR1 is turned on; The relay 2 which is not driven when the transistor TR1 is turned off, the power supply VCC supplied to the vehicle electronic control device, and the malfunction of the MCU 1 are monitored to reset the signal when the MCU 1 malfunctions. And a power supply and MCU monitoring unit 3 for interrupting the driving of the relay 2 by controlling the relay driving signal of the MCU 1 according to the generated reset signal, and when the MCU 1 malfunctions. According to the control operation of the power supply and MCU monitoring unit (3) The second diode D2 is turned on by a high relay driving signal output from the MCU 1 to block driving of the relay 2.
상기 전원 및 MCU 감시부(3)는 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원(VCC)의 이상 유무를 감시하는 전원 감시부(4)와, 상기 MCU(1)의 오동작을 감시하는 워치독 타이머(Watchdog Timer)(5)와, 상기 전원 감시부(4)의 감시 결과 전원(VCC)에 이상이 있거나 상기 워치독 타이머(5)의 감시 결과 상기 MCU(1)의 오동작이 감시되는 경우에 하이의 리셋신호를 발생하는 리셋신호 발생부(6)와, 상기 리셋신호 발생부(6)에서 발생되는 하이의 리셋신호에 따라 턴 온 동작되는 제2 트랜지스터(TR2)로 구성된다.The power supply and the MCU monitoring unit 3 includes a power supply monitoring unit 4 for monitoring an abnormality of the power supply VCC supplied to the vehicle electronic control device, and a watchdog timer for monitoring a malfunction of the MCU 1. Reset of high when there is an error in the timer (5) and the monitoring result of the power supply (VCC) of the power monitoring unit (4) or when the malfunction of the MCU (1) is monitored as a result of the monitoring of the watchdog timer (5). The reset signal generator 6 generates a signal and the second transistor TR2 is turned on in response to a high reset signal generated by the reset signal generator 6.
이때, 상기 MCU(1)의 디지털 출력단과 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 병렬로 연결된 제1 및 제2 저항(R1,R2)은 전압 분배용 저항이고, 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터단에 연결되면서 상기 릴레이(2)의 코일단자에 연결된 제1 다이오드(D1)는 역전류 방지용 다이오드이다.At this time, the first and second resistors R1 and R2 connected in parallel to the digital output terminal of the MCU 1 and the base terminal of the first transistor TR1 are voltage distribution resistors. The first diode D1 connected to the coil terminal of the relay 2 while being connected to the collector terminal is a reverse current preventing diode.
그리고, 상기 제2 다이오드(D2)의 애노드(+)단은 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 연결되고, 캐소드(-)단은 상기 전원 및 MCU 감시부(3)내 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터단에 연결되며, 이때 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터단에 저항(R)을 통한 전원(VCC)이 입력된다.The anode terminal of the second diode D2 is connected to the base terminal of the first transistor TR1, and the cathode terminal of the second diode D2 is connected to the second transistor in the power supply and the MCU monitor 3. It is connected to the collector terminal of TR2, and at this time, the power supply VCC through the resistor R is input to the collector terminal of the second transistor TR2.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 전자제어장치의 전원 및 MCU 감시를 이용한 릴레이 구동회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the relay drive circuit using the power supply and MCU monitoring of the vehicle electronic control apparatus of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 상기 전원 및 MCU 감시부(3)내 전원 감시부(4)와 워치독 타이머(5)의 감시 결과, 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원(VCC)에 이상이 없거나 상기 MCU(1)가 오동작하지 않으면 리셋신호 발생부(6)에서 로우의 리셋신호가 발생되어 제2 트랜지스터(TR2)가 턴 오프 동작되게 된다.First, as a result of the monitoring of the power supply monitoring unit 4 and the watchdog timer 5 in the power supply and the MCU monitoring unit 3, the power supply VCC supplied to the vehicle electronic control apparatus has no abnormality or the MCU 1 If it is not malfunctioned, the reset signal generator 6 generates a low reset signal so that the second transistor TR2 is turned off.
이와 같이, 상기 제2 트랜지스터(TR2)가 턴 오프 동작되면 제2 다이오드(D2) 역시 턴 오프 동작되어 상기 MCU(1)에서 출력되는 릴레이 구동신호에 대한 어떠한 제어동작을 수행하지 않고 정상적인 릴레이(2) 구동 제어를 실시하게 된다.As such, when the second transistor TR2 is turned off, the second diode D2 is also turned off to perform a normal relay 2 without performing any control operation on the relay driving signal output from the MCU 1. ) Drive control is performed.
반면에, 상기 전원 및 MCU 감시부(3)내 전원 감시부(4)와 워치독 타이머(5)의 감시 결과, 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원(VCC)에 이상이 있거나 상기 MCU(1)가 오동작하면 리셋신호 발생부(6)에서 하이의 리셋신호가 발생되어 제2 트랜지스터(TR2)가 턴 온 동작되게 된다.On the other hand, as a result of the monitoring of the power supply unit 4 and the watchdog timer 5 in the power source and the MCU monitoring unit 3, there is an error in the power supply VCC supplied to the vehicle electronic controller or the MCU 1 When malfunction occurs, the reset signal generator 6 generates a high reset signal, thereby turning on the second transistor TR2.
이때, 차량용 전자제어장치에 공급되는 전원(VCC)에 이상이 있거나 상기 MCU(1)가 오동작하면 상기 MCU(1)에서 로우의 릴레이 구동신호를 출력하여 상기 릴레이(2)의 구동을 차단시켜야 함에도 불구하고 상기 MCU(1)에서는 계속해서 하이의 릴레이 구동신호를 출력하여 제1 트랜지스터(TR1)에 인가하게 된다.At this time, when the power supply (VCC) supplied to the vehicle electronic control device is abnormal or the MCU 1 malfunctions, the MCU 1 outputs a low relay driving signal to shut off the driving of the relay 2. Nevertheless, the MCU 1 continuously outputs a high relay driving signal and applies it to the first transistor TR1.
그러므로, 상기 전원 및 MCU 감시부(3)내 전원 감시부(4)와 워치독 타이머(5)에서 전원(VCC)의 이상이나 MCU(1)의 오동작을 감시하는 대로 상기 리셋신호 발생부(6)를 통해 하이의 리셋신호를 발생하여 제2 트랜지스터(TR2)를 턴 온 시키도록 하는 것이다.Therefore, the reset signal generation unit 6 is monitored as the power supply monitoring unit 4 and the watchdog timer 5 in the power supply and MCU monitoring unit 3 monitor the abnormality of the power supply VCC or the malfunction of the MCU 1. The second transistor TR2 is turned on by generating a high reset signal through?).
상기와 같이, 상기 제2 트랜지스터(TR2)가 턴 온 동작되고, 이와 동시에 상기 MCU(1)에서 출력되는 하이의 릴레이 구동신호에 따라 제2 다이오드(D2)가 턴 온동작되면서 상기 하이의 릴레이 구동신호가 제1 트랜지스터(TR1)에는 인가되지 않고 바로 상기 제2 다이오드(D2)와 제2 트랜지스터(TR2)에 의해 형성되는 전류 경로를 통해 접지됨으로써 상기 릴레이(2)의 구동을 완전히 차단시킬 수 있게 된다.As described above, the second transistor TR2 is turned on, and at the same time, the second diode D2 is turned on according to the high relay driving signal output from the MCU 1, thereby driving the high relay. The signal is not applied to the first transistor TR1 and is grounded through the current path formed by the second diode D2 and the second transistor TR2 so that the driving of the relay 2 can be completely shut off. do.
즉, 상기 MCU(1)가 오동작하여 상기 MCU(1)에서 하이의 릴레이 구동신호가 출력되어도 상기 제2 트랜지스터(TR2) 및 상기 제2 다이오드(D2)에 의해 형성되는 전류 경로를 통해 하이의 릴레이 구동신호가 접지로 인가되고, 이때 상기 하이의 릴레이 구동신호가 제1 트랜지스터(TR1)에 인가되지 않으므로 제1 트랜지스터(TR1)가 턴 오프 동작됨으로써 릴레이(2)의 구동을 확실하게 차단시킬 수 있게 되는 것이다.That is, even when the MCU 1 malfunctions and the relay driving signal of high is output from the MCU 1, the relay of high through the current path formed by the second transistor TR2 and the second diode D2. Since the driving signal is applied to the ground and the high relay driving signal is not applied to the first transistor TR1, the first transistor TR1 is turned off so that the driving of the relay 2 can be reliably shut off. Will be.
또한, 본 발명에서는 상기 워치독 타이머(5)의 감시 결과에 따라 리셋신호 발생부(6)에서 리셋신호가 발생되므로, 이 리셋신호를 통해 MCU(1)가 오동작하는 것을 판단하여 MCU(1)를 리셋시킬 수 있도록 한다.In addition, in the present invention, since the reset signal is generated by the reset signal generator 6 according to the monitoring result of the watchdog timer 5, the MCU 1 determines that the MCU 1 malfunctions through the reset signal. To reset it.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량용 전자제어장치의 전원과 MCU의 오동작을 각각 감시하여 MCU 리셋신호를 발생하고, MCU 오동작시 상기 발생된 MCU 리셋신호에 따라 턴 온 동작되는 제2 트랜지스터와 다이오드에 의해 형성되는 전류 경로를 통해 MCU의 릴레이 구동신호가 접지되도록 제어함으로써 MCU 오동작시 제1 트랜지스터를 턴 오프 동작시켜 릴레이의 구동을 확실하게 차단시킬 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a second transistor and a diode are generated by monitoring a power supply of a vehicle electronic control device and a malfunction of the MCU, respectively, and generating a MCU reset signal, and turning on in response to the generated MCU reset signal when the MCU malfunctions. By controlling the relay driving signal of the MCU to be grounded through the current path formed by the controller, the first transistor is turned off when the MCU malfunctions, so that the driving of the relay can be reliably shut off.
또한, 워치독 타이머의 MCU 감시 결과에 따라 발생되는 리셋신호를 통해 MCU가 오동작하는 것을 용이하게 판단하여 MCU를 리셋시킬 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, it is possible to easily determine the malfunction of the MCU through the reset signal generated according to the watchdog timer MCU monitoring results to reset the MCU.
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