KR20200107672A - 전자제어유닛 - Google Patents

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KR20200107672A
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Abstract

전자제어유닛이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛은 모터를 구동시키기 위한 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판에 모터를 접속시키는 커넥터 및 커넥터 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기를 포함한다.

Description

전자제어유닛{ELECTRONIC CONTROL UNIT}
본 발명은 전자제어유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 장착된 모터를 제어하는 전자제어유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 제동을 전자적으로 수행하는 전자식 브레이크 시스템 중에는 모터의 회전력을 이용하여 피스톤을 이동시켜 액압을 발생시키는 액압 공급장치를 가진 전자식 브레이크 시스템이 있다.
이러한 전자식 브레이크 시스템은 전자제어유닛이 브레이크 페달 변위에 따라 모터를 구동시켜 액압을 발생시키고 각종 밸브를 구동시켜 발생된 액압이 전달되는 경로를 형성하여 액압을 각 바퀴에 전달시킴으로써 각 바퀴를 제동시킨다.
전자제어유닛은 모터에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출기로서 션트 저항을 이용한다. 전자제어유닛에는 션트 저항이 인쇄회로기판상에 실장되어 있다. 인쇄회로기판에는 션트 저항 외에도 모터에 전류를 출력할 수 있도록 모터와의 전기적인 접속을 위한 커넥터가 마련되어 있다.
이와 같이, 전자제어유닛에는 션트 저항과 커넥터가 인쇄회로기판상에 실장되어 있다.
하지만, 기존에는 션트 저항과 커넥터를 각각 별도로 인쇄회로기판상에 실장하기 때문에 실장 면적을 작게 할 수 없어 인쇄회로기판을 소형화하기 어려운 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2012-0079093호(2012.07.11.공개) 일본공개특허공보 특개평7-7994호(1995.01.10.공개) 일본공개특허공보 특개2002-199791호(2002.07.12.공개)
본 발명의 실시예는 인쇄회로기판의 소형화를 구현할 수 있는 전자제어유닛을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모터를 구동시키기 위한 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 상기 모터를 접속시키는 커넥터; 및 상기 커넥터 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기를 포함하는 전자제어유닛이 제공될 수 있다.
또한, 상기 커넥터는 금속 재질로 이루어진 커넥터 본체를 포함하고, 상기 커넥터가 상기 션트 저항으로 기능하도록 상기 커넥터 본체 상의 2개 지점이 각 도선에 의해 상기 연산 증폭기에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호를 수신하는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호에 따라 상기 모터에 흐르는 전류를 인식할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 모터를 구동시키기 위한 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 상기 모터를 접속시키는 금속재질의 커넥터 본체를 가진 커넥터; 상기 커넥터 본체 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기; 및 상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호에 따라 상기 모터에 흐르는 전류를 인식하는 마이크로프로세서를 포함하는 전자제어유닛이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 모터를 가진 전자식 브레이크 시스템에서 상기 모터를 제어하는 전자제어유닛에 있어서, 상기 모터를 구동시키는 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 상기 모터를 접속시키는 금속재질의 커넥터 본체를 가진 커넥터; 상기 커넥터 본체 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기; 및 상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호에 따라 상기 모터에 흐르는 전류를 인식하는 마이크로프로세서를 포함하는 전자제어유닛이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예는 션트 저항과 커넥터의 구성을 복잡하게 하지 않고 실장이 용이하게 함으로써 실장 면적을 작게 줄일 수 있어 인쇄회로기판을 소형화할 수 있고 인쇄회로기판의 공간 활용성 및 방열 성능을 향상시키며 제조비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛의 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛의 커넥터가 션트 저항으로 기능하게 하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달할 수 있도록 하기 위해 예로서 제공하는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화할 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장하여 표현할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛은 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System), 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System) 또는 차량 자세 제어(ESC: Electronic Stability Control) 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 제어장치일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛은 모터의 회전력을 이용하여 피스톤을 이동시켜 액압을 발생시키는 액압 공급장치를 가진 전자식 브레이크 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 제어장치일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛은 상기한 시스템들 외에도 차량에 마련된 다양한 시스템 중 모터를 포함하는 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 제어장치일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛의 제어블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛(10)은 전자식 브레이크 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 알고리즘 또는 이 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리 및 이 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전자식 브레이크 시스템의 제어에 필요한 동작을 수행하는 마이크로프로세서로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
전자제어유닛(10)은 마이크로프로세서(11), 콘덴서(12), 인버터(13), 커넥터(14) 및 연산 증폭기(15)을 포함할 수 있다.
마이크로프로세서(11)는 전자제어유닛(10)의 전반적인 제어를 수행한다.
콘덴서(12)와 인버터(13)는 모터(20)를 구동시키는 모터구동부(12,13)를 이룬다.
콘덴서(12)는 차량용 배터리(B)에 병렬로 접속된다. 콘덴서(C)는 차량용 배터리(B)로부터 공급된 전력을 평활한다. 콘덴서(12)에 의해 평활된 전력은 인버터(13)에 공급된다.
인버터(13)에는 직류 전원인 차량용 배터리(B)와 신호를 평활하는 콘덴서(12)가 전기적으로 연결될 수 있다.
인버터(13)는 차량용 배터리(B)의 직류 전원을 펄스 폭 변조(Pulse Width Modualation; PWM)를 통해 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류로 바꾸어 모터(20)를 구동할 수 있다.
인버터(13)가 6개의 전력 스위칭소자(Q1-Q6) 및 6개의 다이오드(D1-D6)를 포함할 수 있다. 전력 스위칭소자(Q1-Q6)는 마이크로프로세서(11)의 제어신호에 의해 온 또는 오프될 수 있다.
인버터(13)는 마이크로프로세서(11)에 의해 출력된 제어신호에 따라 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)를 턴온 또는 턴오프시킴으로써 차량용 배터리(B)로부터 공급된 전류를, 직류 전류로부터 교류 전류로 변환하여 모터(20)에 공급한다.
커넥터(14)는 전자제어유닛(10)을 모터(20)와 연결하여 전기 회로를 구성하는 접속 부재로서 전자제어유닛(10)을 모터(20)와 착탈 가능하게 접속시킨다.
커넥터(14)는 저항을 가지므로 션트 저항의 용도로 사용될 수 있다. 따라서, 커넥터(14)에 걸리는 전압을 이용하여 모터(20)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
연산 증폭기(OP-amp)(15)는 2개의 차동 입력과 1개의 단일 출력을 가지는 직류 연결형 고이득 전압 증폭기일 수 있다.
연산 증폭기(15)는 커넥터(14)에서 2개 지점의 양단 전압을 증폭한다. 연산 증폭기(15)에 의해 증폭된 전압신호는 마이크로프로세서(11)에 전달된다.
모터(20)는 고정자와 회전자를 포함하여 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다.
모터(20)는 3상 모터일 수 있다. 모터(20)의 각 위상단자는 인버터(13)에 연결되어 있다. 예를 들면, 모터(20)는 a상 코일, b상 코일 및 c상 코일의 3개의 코일을 가진다. 이 a상 코일, b상 코일 및 c상 코일은 Y 결선을 구성할 수 있다. 모터(20)는 120도 위상 차이를 가진 교류 전류가 각 코일에 통전될 수 있다. 이것에 의해, 모터(20)의 회전축이 회전할 수 있다.
모터(20)는 마이크로프로세서(11)의 제어신호에 의해 회전력을 발생시킨다.
마이크로프로세서(11)는 인버터(13)를 통해 모터(20)를 구동시킨다.
마이크로프로세서(11)는 인버터(13)의 각 전력 스위칭소자(Q1-Q6)의 턴온과 턴오프를 제어하여 모터(20)를 제어한다.
마이크로프로세서(11)는 커넥터(14)의 양단 전압을 증폭하는 연산 증폭기(15)로부터 입력된 전압신호에 따라 모터 전류를 인식하고, 인식된 모터 전류에 따라 모터(20)의 구동을 제어한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어유닛의 커넥터가 션트 저항으로 기능하게 하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전자제어유닛(10)은 마이크로프로세서(11), 콘덴서(12), 인버터(13), 커넥터(14) 및 연산 증폭기(15)가 인쇄회로기판(10a) 상에 마련된다. 마이크로프로세서(11), 콘덴서(12), 인버터(13), 커넥터(14) 및 연산 증폭기(15)는 인쇄회로기판(10a)에 인쇄된 배선에 의해 전기적으로 연결된다.
커넥터(14)는 다수의 커넥터 핀이 인쇄회로기판(10a)에 연결되는 방식으로 인쇄회로기판(10a)에 전기적으로 연결된다.
커넥터(14)는 금, 은, 구리, 동, 철, 알루미늄 등 금속 재질로서 저항을 가진다.
커넥터(14)와 션트 저항은 금속 재질이라는 점, 매우 작은 저항값을 가진다는 점 및 전류가 흐른다는 점에서 공통점이 있다.
따라서, 커넥터(14)는 션트 저항의 용도로 사용될 수 있어 모터(20)에 흐르는 전류를 검출하는 션트 저항의 기능을 수행할 수 있다.
커넥터(14)의 커넥터 본체(14a)의 소정거리 이격된 2개 지점 간의 저항이 션트 저항으로서 기능할 수 있다. 즉, 커넥터(14)의 일부를 션트 저항으로 형성하거나 이용할 수 있다.
커넥터 본체(14a)의 소정거리 이격된 2개 지점의 양단 전압을 검출함으로써 모터(20)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
커넥터(14)의 커넥터 본체(14a)의 2개 지점에 도선(W1)(W2)을 각각 연결하고, 이 도선들(W1,W2)을 인쇄회로기판(10a)에 연결시킨다. 이때, 각 도선들(W1, W2)은 인쇄회로기판(10a)에 연결된 연산 증폭기(15)의 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)에 각각 연결된다.
마이크로프로세서(11)는 연산 증폭기(15)에 의해 증폭된 양단 전압으로부터 모터(20)에 흐르는 전류를 인식할 수 있다.
이상과 같이, 커넥터(14)를 본래의 모터 연결 기능 외에 션트 저항으로도 기능하게 구성함으로써 본래의 커넥터 기능을 수행함은 물론 션트 저항 기능도 함께 수행할 수 있다. 이로 인해, 기존처럼 션트 저항을 인쇄회로기판(10a)에 실장할 필요가 없어 인쇄회로기판(10a) 및 전자제어유닛(10)을 소형화할 수 있고, 인쇄회로기판(10a)의 공간 활용성을 향상시킬 수 있으며, 커넥터 구조상 방열에 효과적이어서 방열 성능을 향상시킬 수 있고, 션트 저항을 별도로 설치할 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있다.
10 : 전자제어유닛 10a : 인쇄회로기판
11 : 마이크로프로세서 12 : 콘덴서
13 : 인버터 14 : 커넥터
14a: 커넥터 본체 15 : 연산 증폭기

Claims (5)

  1. 모터를 구동시키기 위한 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 상기 모터를 접속시키는 커넥터; 및
    상기 커넥터 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기를 포함하는 전자제어유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 금속 재질로 이루어진 커넥터 본체를 포함하고,
    상기 커넥터가 상기 션트 저항으로 기능하도록 상기 커넥터 본체 상의 2개 지점이 각 도선에 의해 상기 연산 증폭기에 전기적으로 연결되는 전자제어유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호를 수신하는 마이크로프로세서를 포함하고,
    상기 마이크로프로세서는 상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호에 따라 상기 모터에 흐르는 전류를 인식하는 전자제어유닛.
  4. 모터를 구동시키기 위한 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 상기 모터를 접속시키는 금속재질의 커넥터 본체를 가진 커넥터;
    상기 커넥터 본체 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호에 따라 상기 모터에 흐르는 전류를 인식하는 마이크로프로세서를 포함하는 전자제어유닛.
  5. 모터를 가진 전자식 브레이크 시스템에서 상기 모터를 제어하는 전자제어유닛에 있어서,
    상기 모터를 구동시키는 모터구동부가 장착된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 상기 모터를 접속시키는 금속재질의 커넥터 본체를 가진 커넥터;
    상기 커넥터 본체 상의 2개 지점이 전기적으로 연결되는 연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기로부터 출력된 전압신호에 따라 상기 모터에 흐르는 전류를 인식하는 마이크로프로세서를 포함하는 전자제어유닛.
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