KR20220123627A - 차량 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 배터리로부터 전원을 공급받는 변속 제어 장치; 및 상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 및 상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 변속 제어 장치 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인;을 포함하고, 상기 변속 제어 장치는, 상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치된 제2 노드와 연결되는 모터 스위칭부; 및 상기 제1 전원 공급 라인 및 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제3 노드와 연결되는 전원 공급 장치;를 포함하고, 상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 배치되는 제1 정류부; 및 제3 노드와 연결되고 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 정류부를 더 포함하는 차량 제어 장치를 개시한다.

Description

차량 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR VEHICLE}
실시예는 차량 제어 장치에 관한 것이다.
모터의 회전축은 액추에이터와 연결되어 구동력을 전달한다. 이때, 액추에이터의 특성에 따라 모터와 액추에이터는 일체로 제작될 수 있다. 예를 들어, 동일한 하우징에 모터와 액추에이터를 같이 구현하거나 튜브 형태의 로터를 이용하여 액추에이터의 구동축과 모터의 회전축이 일체화 되도록 형성할 수 있다. 그리고, 액추에이터의 상태에 따라 모터를 제어하는 제어유닛이 마련될 수 있다.
종래의 액추에이터는 전원을 공급하는 배터리 전원 라인이 단선되었지에 대한 정확한 판단이 어려운 문제가 존재한다.
또한, 배터리 전원 라인이 단선되는 경우 모터와 배터리 전원 라인에 흐르는 고전류에 의해 회로가 손상되는 한계점이 존재한다.
실시 예는 과전류로부터 선로를 보호하는 차량 제어 장치를 제공한다.
또한, 모터의 역기전력에 의한 전류를 차단하는 차량 제어 장치를 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
실시예에 따른 차량 제어 장치는 배터리로부터 전원을 공급받는 변속 제어 장치; 및 상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 및 상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 변속 제어 장치 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인;을 포함하고, 상기 변속 제어 장치는, 상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치된 제2 노드와 연결되는 모터 스위칭부; 및 상기 제1 전원 공급 라인 및 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제3 노드와 연결되는 전원 공급 장치;를 포함하고, 상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 배치되는 제1 정류부; 및 제3 노드와 연결되고 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 정류부를 더 포함한다.
상기 제1 정류부는 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제2 정류부는 제2 다이오드를 포함하며, 상기 제1 다이오드 및 상기 제2 다이오드는 캐소드가 상기 제3 노드와 연결될 수 있다.
상기 제1 다이오드는 애노드가 상기 제2 노드와 연결될 수 있다.
상기 제1 전원 공급 라인 상에서 상기 제1 노드와 상기 변속 제어 장치 사이에 배치되는 충방전부;를 더 포함할 수 있다.
상기 모터 스위칭부는,
복수 개의 스위칭 소자를 포함하고 모터와 연결될 수 있다.
상기 변속 제어 장치는,
상기 제3 노드와 연결되는 모터 제어부를 더 포함하고,
상기 모터 제어부는,
상기 모터의 3상을 제어하는 제어 신호를 송신할 수 있다.
상기 제3 노드는 상기 전원 공급 장치와 상기 제2 노드 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 차량은 배터리; 상기 배터리로부터 전원을 공급 받는 차량 제어 장치; 및 상기 차량 제어 장치로부터 출력을 제공받는 모터;를 포함하고, 상기 차량 제어 장치는, 배터리로부터 전원을 공급받는 변속 제어 장치; 상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 및 상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 변속 제어 장치 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인;을 포함하고, 상기 변속 제어 장치는, 상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치된 제2 노드와 연결되는 모터 스위칭부; 및 상기 제1 전원 공급 라인 및 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제3 노드와 연결되는 전원 공급 장치;를 포함하고, 상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 배치되는 제1 정류부; 및 제3 노드와 연결되고 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 정류부를 더 포함한다.
실시 예에 따르면, 과전류로부터 선로를 보호하는 차량 제어 장치를 구현할 수 있다.
또한, 모터의 역기전력에 의한 전류를 차단하는 차량 제어 장치를 제작할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1는 실시예에 따른 차량 제어 장치, 배터리 및 모터를 도시한 개념도이고,
도 2는 실시예에 따른 차량 제어 장치의 개념도이고,
도 3는 실시예에 따른 차량 제어 장치의 회로 구성도이고,
도 4은 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어를 설명하는 도면이고,
도 5는 실시예에 따른 차량 제어 장치에서 변속 제어 장치와 제1 전원 공급 라인 및 제2 전원 공급 라인의 연결을 설명하는 회로도이고,
도 6은 실시예에 따른 차량 제어 장치의 효과를 설명하는 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 차량 제어 장치의 효과를 설명하는 다른 차량 제어 장치의 회로도이고,
도 8는 도 7의 차량 제어 장치에서 문제점을 설명하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 클러치 액추에이터에 대한 것으로, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분를 설명한다. 다만, 이러한 설명은 다양한 변형이 예상되며, 특정 설명에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다. 본 발명의 실시예에 따른 클러치 액추에이터는 본 발명의 실시예에 따른 클러치 액추에이터는 모터(이하 도 1에서 (10)에 해당), 커버, 피스톤, 리드스크류을 포함할 수 있다.(각 엘리먼트는 미도시됨) 모터가 작동하면, 리드스크류가 회전할 수 있다. 그리고 리드스크류가 회전함에 따라 피스톤은 직선 이동할 수 있다. 커버 내측에는 유체의 수용공간이 배치될 수 있으며, 피스톤은 수용공간에 위치할 수 있다. 여기서, 클러치 액추에이터는 차량 내에 장착되어 구동될 수 있으며, 이러한 종류에 한정되는 것이 아니라 구동력을 요하는 다양한 구동 장치에 적용될 수 있다.
모터는 하우징, 차량 제어 장치, 스테이터 조립체, 로터와, 회전축과, 외부 센서 연결부를 포함할 수 있다.
하우징은 원통 형상으로 형성되어 내부에 스테이터 조립체와 로터등이 장착될 수 있는 공간을 포함할 수 있다. 하우징은 커버와 체결될 수 있다. 이때, 하우징의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 차량에 장착되는 특성상 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다. 예를 들어, 하우징의 일부 즉, 액추에이터가 연결되는 하우징의 전면 측이 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 또는 하우징 전체가 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
하우징의 전면 측에는 액추에이터가 결합되며, 하우징의 후면 측에는 클러치 액추에이터 차량 제어 장치가 결합될 수 있다. 그리고, 하우징 후면측에는 외부 센서 연결부 가 탈착 가능하게 삽입되는 장착슬롯이 배치될 수 있다.
하우징의 중심에는 회전축이 위치하며 리드스크류가 연결되는 공간을 형성하는 중심홀이 마련되며, 장착슬롯은 이 중심홀의 아래쪽에 형성될 수 있다.
차량 제어 장치는 외부 센서 연결부에서 전송 받은 액추에이터의 상태와 외부 구동신호에 기초하여 모터의 구동을 제어한다. 이러한 클러치 액추에이터 차량 제어 장치는 하우징의 후방에 배치되어 하우징의 후면 덮개로 구성되어 하우징과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 모터의 일측에는 마그넷과 전류 센서가 결합될 수 있다.
*37도 1는 실시예에 따른 차량 제어 장치, 배터리 및 모터를 도시한 개념도이다.
도 1를 참조하면, 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는 배터리(90)와 모터(10) 사이에 배치될 수 있다. 차량 제어 장치(200)는 배터리(90)로부터 전원을 공급 받을 수 있다. 이를 위해, 차량 제어 장치(200)와 배터리(90) 사이에 복수 개의 라인을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 배터리(90)는 차량 내에서 클러치 액추에이터 외부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 배터리(90)와 차량 제어 장치(200)는 외부 센서 연결부(600)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
차량 제어 장치(200)와 배터리(90) 사이에 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 전원 공급 라인(L3)이 배치될 수 있다. 다만, 이러한 개수에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 전원 공급 라인(L3)은 전기적 선로를 의미한다.
제1 전원 공급 라인(L1)은 배터리(90)로부터 제공된 전원을 차량 제어 장치(200)으로 공급할 수 있다. 제1 전원 공급 라인(L1) 상에 퓨즈 스위치(S1)가 배치될 수 있다. 퓨즈 스위치(S1)는 배터리(90)와 인터페이스부(210) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 전원 공급 라인(L1)은 배터리(90)로부터 제공된 12V의 전압을 차량 제어 장치(200)로 공급할 수 있다. 예컨대, 제1 전원 공급 라인(L1)은 KL30일 수 있다. 또한, 제1 전원 공급 라인(L1)은 인터페이스부(210) 및 충방전부(230)를 통해 변속 제어 장치(220)와 연결될 수 있다. 제1 전원 공급 라인(L1)은 차량 제어 장치(200)로 전원을 상시 공급하는 상시 전원 공급 라인일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 배터리(90)는 제1 전원 공급 라인(L1)을 통해 변속 제어 장치(220)에 전원을 공급하고, 변속 제어 장치(220)는 공급 받은 전원을 승압 또는 감압하여 모터(10)를 구동하는 제어 회로(이하 모터 제어부)를 구동할 수 있다.
제2 전원 공급 라인(L2)은 제1 전원 공급 라인(L1)의 제1 노드(N1)에서 분지되어 변속 제어 장치(220)와 제1 전원 공급 라인(L1) 사이에 배치될 수 있다. 제2 전원 공급 라인(L2) 상에 키 스위치부(미도시됨)가 배치될 수 있다. 키 스위치부(미도시됨)는 시동에 의해 점화(ignition)가 일어 날 수 있다. 예컨대, 차량의 운전자가 시동을 켜면, 배터리(90)에서 키 스위치부(미도시됨)는 전류가 흐를 수 있다. 그리고 키 스위치부(미도시됨)는 1, 2차 코일에 의해 고전류 및 고전압이 발생할 수 있다. 이로 인해, 고전압은 혼합기(미도시됨)를 점화할 수 있다. 예를 들어, 제2 전원 공급 라인(L2)은 KL15일 수 있다.
제2 전원 공급 라인(L2)은 제1 노드(N1)를 통해 공급된 배터리(90)의 전압을 차량 제어 장치(200)로 제공할 수 있다. 예컨대, 제2 전원 공급 라인(L2)은 키 스위치부(미도시됨)의 동작에 따라 차량 제어 장치(200)로 배터리로부터 제공된 전원을 공급할 수 있다.
제3 전원 공급 라인(L3)은 접지를 수행할 수 있다. 예컨대, 제3 전원 공급 라인(L3)은 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2)과 전기적으로 연결되고 그라운드 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 제3 전원 공급 라인(L3)은 KL31일 수 있다.
상기와 같이, 배터리(90)와 차량 전원 제어부(200) 사이에는 복수 개의 전원 공급 라인이 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 전원 공급 라인(L1, L2, L3)은 인터페이스부(210)의 복수 개의 포트를 통해 배터리(90)와 전원 제어 장치(200) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 차량 제어 장치의 개념도이고, 도 3는 실시예에 따른 차량 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 변속 제어 장치(220)는 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2)을 통해 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(200)는 인터페이스부(210), 변속 제어 장치(220), 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 전원 공급 라인(L3)을 포함할 수 있다.
인터페이스부(210)는 앞서 설명한 바와 같이 배터리와 변속 제어 장치(220) 사이에 배치되고, 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 전원 공급 라인(L3)과 연결될 수 있다.
제1 전원 공급 라인(L1)에서 변속 제어 장치(220)와 인터페이스부(210) 사이에 역극성 보호부(Reverse protection, PT), 충방전부(230)가 배치될 수 있다.
역극성 보호부(PT)는 제1 전원 공급 라인(L1)과 연결될 수 있다. 역극성 보호부(PT)는 변속 제어 장치(220)로 공급되는 전압의 극성이 기 설정된 극성과 상이한 경우 회로를 보호하기 위해 단선을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 전원 공급 라인(L1)을 통해 양의 전압이 변속 제어 장치(220)로 제공되어야 하나, 음의 전압이 제공되는 경우 단선이 수행되어 차량 제어 장치(200)을 보호할 수 있다.
충방전부(230)는 충전 소자를 포함할 수 있다. 예컨대, 충전 소자는 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 충방전부(230)는 배터리로부터 제공되는 전압을 충전할 수 있다. 충방전부(230)는 일단이 인터페이스부(210)와 연결되고, 타단이 변속 제어 장치(220)와 연결될 수 있다. 예컨대, 충방전부(230)의 타단은 전원 공급 장치(PMIC)와 연결될 수 있다.
제2 전원 공급 라인(L2)에서 앞서 설명한 바와 같이 키 스위치부(미도시됨)가 배치될 수 있다.
그리고 변속 제어 장치(220)는 전원 공급 장치(PMIC), 제1 감지부(221), 제2 감지부(222), 모터 제어부(223) 및 제어부(224)를 포함할 수 있다. 또한, 변속 제어 장치(220)는 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226), 통신부(227), 모터 스위칭부(228)을 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(PMIC)는 변속 제어 장치(220) 내의 주요 소자들에게 전원 공급을 제어할 수 있다. 예컨대, 전원 공급 장치(PMIC)는 배터리로부터 제공된 전원을 변속 제어 장치(220) 내의 각 소자에 맞게 전원을 제공할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 4 내지 도 8에서 자세히 설명한다.
제1 감지부(221)는 변속 제어 장치(220) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 감지부(221)는 전원 공급 장치(PMIC) 내에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 감지부(221)는 제1 전원 공급 라인(L1) 상에서 충방전부(230) 후단에서 전압인 제1 전압을 감지할 수 있다. 제1 감지부(221)는 다양한 전압 측정 소자를 포함할 수 있다. 또한, 제1 감지부(221)는 충방전부(230) 제1 전원 공급 라인(L1) 상에서 충방전부(230) 후단에서 복수 회 제1 전압을 감지할 수 있다. 예컨대, 제1 감지부(221)는 제1 전원 공급 라인(L1) 상에서 복수 노드를 설정하고 각 노드 별 전압을 측정할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 복수 노드에서 측정된 제1 전압을 하기 제2 전압과 비교할 수 있어, 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는 안정성을 개선할 수 있다.
제2 감지부(222)는 제1 감지부(221)와 마찬가지로 변속 제어 장치(220) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 감지부(222)는 전원 공급 장치(PMIC) 내에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 감지부(222)는 제2 전원 공급 라인(L2) 상에서 키 스위치부(미도시됨) 후단에서 전압인 제2 전압을 감지할 수 있다. 제2 감지부(222)는 다양한 전압 측정 소자를 포함할 수 있다.
모터 제어부(223)는 변속 제어 장치(220) 내에 배치될 수 있다. 변속 제어 장치(223)은 제1 전원 공급 라인(L1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이로서, 모터 제어부(223)는 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있다. 예컨대, 모터 제어부(223)는 모터의 3상(U, V, W)를 제어하기 위한 모터 제어 신호를 모터 스위칭부(228)에 송신할 수 있다. 이에 따라, 모터 스위칭부(228)는 수신한 모터 제어 신호에 따라 내부에 배치된 복수 개의 스위치를 스위칭할 수 있다. 이에 따라, 원하는 출력만큼 모터의 구동이 이루어질 수 있다.
제어부(224)는 변속 제어 장치(220) 내에 배치될 수 있다. 제어부(224)는 전원 공급 장치(PMIC)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 전원 공급 장치(PMIC)는 제1 전원 공급 라인(L1)으로부터 제공된 배터리 전압을 승압 또는 감압하여 내부 센서(225) 또는 외부 센서 인터페이스(226), 통신부(227), 제어부(224), 모터 제어부(223)로 제공할 수 있다.
제어부(224)는 제1 감지부(221)와 제2 감지부(222)로부터 제1 전압 및 제2 전압을 수신할 수 있다. 그리고 제어부(224)는 제1 전압과 제2 전압의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 모터 제어부(224)에 모터의 동작을 중지하는 신호를 송신할 수 있다.
또한, 제어부(224)는 제1 전압과 제2 전압 간의 전압 차가 기 설정된 값보다 크더라도, 제2 전압이 0V인 경우에 모터의 동작을 중지하는 제어 신호를 모터 제어부(223)에 송신하지 않을 수 있다. 제2 전압이 0V인 경우, 제어부(224)는 차량의 사용자가 전원을 오프한 경우로 판단할 수 있다. 이에, 제어부(224)는 퓨즈 스위치(S1)의 단선을 차량의 스위치가 온이된 경우에만 판단할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는 시동이 켜진 경우, 퓨즈 스위치(S1)의 단선을 감지하여 모터의 프리 휠링(freewheeling)을 차단할 수 있다.
내부 센서(225)는 온도 센서, 압력 센서, 멀티 턴(multi-turn) 센서, 싱글 턴(single-trun) 센서를 포함할 수 있다. 내부 센서(225)는 이에 한정되지 않고 다양한 센서를 포함할 수 있다. 내부 센서(225)는 전원 공급 장치(PMIC)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
예컨대, 온도 센서는 차량 제어 장치의 온도를 감지할 수 있고, 압력 센서는 차량 제어 장치의 압력을 감지할 수 있다. 또한, 멀티 턴(multi-turn) 센서는 모터의 회전수를 감지하는 신호를 제어부(224)로 송신할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제어부(224)는 액추에이터의 위치를 감지할 수 있다.
외부 센서 인터페이스부(226)는 외부 센서와 연결될 수 있다. 외부 센서 인터페이스부(226)는 전원 공급 장치(PMIC)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 그리고 외부 센서 인터페이스부(226)은 공급받은 전원을 외부 센서로 제공할 수 있다. 외부 센서 인터페이스부(226)는 인터페이스부(210)를 통해 외부 센서와 전기적으로 연결되어, 외부 센서에 전원을 공급할 수 있다.
통신부(227)는 차량 내부의 ABS시스템과 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다. 통신부(227)는 제어부(224)와 전기적으로 연결될 수 있다. 통신부(227)는 외부로부터 수신한 제어 신호를 제어부(224)로 전송할 수 있다.
또한, 통신부(227)는 인터페이스부(210)를 통해 외부와 연결될 수 있다. 예컨대, 통신부(227)는 캔 통신이 수행할 수 있도록, 캔 통신을 위한 수신기와 송신기를 포함할 수 있다.
모터 스위칭부(228)는 모터 제어부(223)로부터 제어 신호를 수신하여, 모터에 원하는 3상 출력을 제공할 수 있다. 예컨대, 모터 스위칭부(228)는 복수 개의 스위칭 소자로 이루어질 수 있다. 예컨대, 모터 스위칭부(228)는 6개의 전계효과 트랜지스터(FET)을 포함할 수 있으나, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다. 모터 스위칭부(228)는 제어 신호에 따라 복수 개의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하여, 다양한 3상(U, V, W) 출력을 모터 제공하고, 모터는 제공된 출력에 따라 구동될 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 4에서 자세히 설명한다.
도 4은 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어를 설명하는 도면이다.
도 4을 참조하면, 실시예에 따른 차량 제어 장치는 제어부(224), 모터 제어부(223), 모터 스위칭부(228) 및 출력 조절 소자를 포함할 수 있다.
먼저, 모터(10)는 앞서 설명한 바와 같이 모터 스위칭부(228)의 6개의 스위칭 소자(FE1 내지 FE6)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 6개의 스위칭 소자(FE1 내지 FE6)의 온/오프를 제어하는 신호는 모터 제어부(223)(모터 내 게이트 드라이버 제어부에 해당) 의 6개의 단자(GHA, GHB, GHC, GLA, GLB, GLC)로부터 제공될 수 있다. 예컨대, 6개의 단자는 제1 단자(GHA) 내지 제6 단자(GLC)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 단자(GHA)는 제1 스위칭 소자(FE1)과 연결되고, 제2 단자(GHB)는 제2 스위칭 소자(FE2)과 연결되고, 제3 단자(GHC)는 제3 스위칭 소자(FE3)과 연결되고, 제4 단자(GLA)는 제4 스위칭 소자(FE4)과 연결되고, 제5 단자(GLB)는 제5 스위칭 소자(FE5)과 연결되고, 제6 단자(GLC)는 제6 스위칭 소자(FE6)과 연결될 수 있다. 그리고 제1 단자(GHA) 내지 제6 단자(GLC)는 각 스위칭 소자로 전달하는 신호에 따라 스위칭 소자의 온/오프가 제어될 수 있다.
또한, 제1 스위칭 소자(FE1)는 일단이 배터리(B+) 전압이 연결되고, 타단이 모터(10)의 U상과 연결될 수 있다. 제2 스위칭 소자(FE2)는 일단이 배터리(B+) 전압이 연결되고, 타단이 모터(10)의 V상과 연결될 수 있다. 제3 스위칭 소자(FE3)는 일단 배터리(B+) 전압이 연결되고, 타단이 모터(10)의 W상과 연결될 수 있다.
그리고 제4 스위칭 소자(FE4)는 일단이 접지와 연결되고, 타단이 모터(10)의 U상과 연결될 수 있다. 제5 스위칭 소자(FE5)는 일단이 접지와 연결되고, 타단이 모터(10)의 V상과 연결될 수 있다. 제6 스위칭 소자(FE6)는 일단이 접지와 연결되고, 타단이 모터(10)의 W상과 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 제1 스위칭 소자(FE1) 내지 제6 스위칭 소자(FE6)는 온/오프 조절될 수 있고, 제1 스위칭 소자(FE1) 내지 제6 스위칭 소자(FE6)의 온/오프 제어에 따라 모터(10)는 각 상에 상이한 전압이 제공될 수 있다.
모터 제어부(223)는 앞서 설명한 바와 같이 복수 개의 스위칭 소자(FE1 내지 FE6)를 제어하는 모터(10) 제어 신호를 모터 스위칭부(228)로 제공할 수 있다. 그리고 모터 제어부(223)는 모터(10) 제어 신호를 제어부(224)로부터 제공되는 출력 신호에 따라 모터(10) 제어 신호를 결정할 수 있다. 예컨대, 제어부(224)는 모터 제어부(223)로 PWM 신호를 제공할 수 있다. PWM신호는 복수 개의 라인(C1 내지 C6)를 통해 전달될 수 있다. 그리고 앞서 설명한 바와 같이 모터 스위칭부(228)의 6개의 스위칭 소자(FE1 내지 FE6)에 대응하여 모터 제어부(223)는 6개의 출력 신호(HA 내지 LC)를 수신할 수 있다. 그리고 6개의 출력 신호(HA 내지 LC)는 6개의 라인(C1 내지 C6)통해 제어부(224)로부터 모터 제어부(223)에 전달될 수 있다. 예를 들어, 제어부(224)는 제1 라인(C1)을 통해 로우 신호를 모터 제어부(223)로 전달할 수 있다. 이 경우, 제1 출력 신호(HA)는 로우 신호가 되며, 제1 스위칭 소자(FE1)는 오프가 될 수 있다. 이를 위해, 모터 제어부(223)는 제1 단자(GHA)를 통해 제1 스위칭 소자(FE1)의 게이트 전극과 연결되어, 제1 스위칭 소자(FE1)가 오프되도록 적정한 전압 레벨 신호를 제1 스위칭 소자(FE1)로 제공할 수 있다. 이러한 제어 방식은 제2 라인(C2) 내지 제6 라인(C6)에 모두 동일하게 적용되어, 제2 스위칭 소자(FE2) 내지 제6 스위칭 소자(FE6)도 동일하게 동작한다.
모터 스위칭부(228)는 앞서 설명한 바와 같이 제1 단자(GHA) 내지 제6 단자(GLC)로부터 전달된 복수 개의 모터(10) 제어 신호에 의해 복수 개의 스위칭 소자(FE1 내지 FE6)가 온/오프를 수행할 수 있다.
그리고 복수 개의 출력 조절 소자는 복수 개의 라인 상에 배치될 수 있다. 복수 개의 출력 조절 소자(PU1 내지 PU3)는 일단이 동일한 전압과 연결된 복수 개의 스위칭 소자와 연결된 라인에 배치될 수 있다. 출력 조절 소자(PU1 내지 PU3)는 제1 라인(C1) 내지 제3 라인(C3)에 배치될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 출력 조절 소자(PU1 내지 PU3)은 제4 라인(C4) 내지 제6 라인(C6)에 각각 배치될 수 있다.
출력 조절 소자(PU1 내지 PU3)는 예컨대, 제4 라인(C4) 내지 제6 라인(C6)에 배치되어 각 라인에 플로팅 신호가 제공되는 경우에 하이 신호로 변형해줄 수 있다 (풀업 저항인 경우). 그리고 출력 조절 소자(PU1 내지 PU3)는 풀업 저항 또는 풀다운 저항일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 도 4에서 제4 라인(C4) 내지 제6 라인(C6)은 제4 스위칭 소자(FE4) 내지 제6 스위칭 소자(FE6)과 연결되며, 제4 스위칭 소자(FE4) 내지 제6 스위칭 소자(FE6)는 일단이 모두 접지 연결될 수 있다.
또한, 모터(10)는 제1 단자(GHA)로 하이, 제2 단자(GHB)로 로우, 제3 단자(GHC)로 로우, 제4 단자(GLA)로 로우, 제5 단자(GLB)로 하이, 제6 단자(GLC)로 하이인 경우에 전류가 흐를 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 모터(10)는 제1 단자(GHA)로 로우, 제2 단자(GHB)로 하이, 제3 단자(GHC)로 로우, 제4 단자(GLA)로 하이, 제5 단자(GLB)로 로우, 제6 단자(GLC)로 하이인 경우와 제1 단자(GHA)로 로우, 제2 단자(GHB)로 로우, 제3 단자(GHC)로 하이, 제4 단자(GLA)로 하이, 제5 단자(GLB)로 하이, 제6 단자(GLC)로 로우인 경우에 전류가 흐를 수 있다. 이와 같이, 스위칭 소자(FE1 내지 FE6)는 제어 신호가 변화함에 따라 모터(10)에 전류를 제공하여 3상 구동할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 차량 제어 장치에서 변속 제어 장치와 제1 전원 공급 라인 및 제2 전원 공급 라인의 연결을 설명하는 회로도이다.
도 5을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 제1 전원 공급 라인(L1) 및 제2 전원 공급 라인(L2)은 인터페이스부(210)와 전원 공급 장치(PMIC) 사이에 배치되고, 인터페이스부(210)와 전원 공급 장치(PMIC)를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
그리고 변속 제어 장치(220)는 앞서 설명한 바와 같이 모터 스위칭부(228), 전원 공급 장치(PMIC)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 대해서는 앞서 설명한 내용이 동일하게 적용된다.
구체적으로, 모터 스위칭부(228)은 제1 전원 공급 라인(L1) 상에 배치된 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결된다.
제2 노드(N2)는 충방전부(230) 후단에 배치되어, 충방전부(230)의 후단과 동일한 노드일 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 노드(N2)는 모터 스위칭부(228), 충방전부(230) 이외에 제3 전원 공급 라인(L3)과 이하 제3 노드(N3)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 노드(N2)는 제1 전원 공급 라인(L1) 상에 배치되어, 제1 전원 공급 라인(L1) 상의 퓨즈 스위치가 단선되지 않는 다면 배터리로부터 인터페이스부(210)을 통해 모터 제어부(223), 전원 공급 장치(PMIC), 모터 스위칭부(228)에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 제2 노드(N2)는 모터 스위칭(228)에 연결된 모터(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 전원 공급 장치(PMIC)는 제1 전원 공급 라인(L1)과 제2 전원 공급 라인(L2) 상에 배치되는 제3 노드(N3)와 전기적으로 연결된다. 제3 노드(N3)는 제2 전원 공급 라인(L2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제3 노드(N3)는 제1 전원 공급 라인(L1), 모터 제어부(223), 전원 공급 장치(PMIC)와도 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제3 노드(N3)는 제1 전원 공급 라인(N1)과 제2 전원 공급 라인(N2)의 공통 노드일 수 있다. 이로써, 제1 전원 공급 라인(N1) 상의 퓨즈 스위치가 단선되는 경우, 제2 전원 공급 라인(N2)을 통해 전원 공급 장치(PMIC), 모터 제어부(223) 등으로 전원이 공급될 수 있다. 이에, 모터의 프리 휠링에도 멀티 턴 센서 등이 구동되어 모터의 구동 횟수를 저장할 수 있다.
또한, 제1 노드, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)는 제1 전원 공급 라인(L1) 상에 모두 배치될 수 있다. 그리고 제1 노드, 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)는 배터리에서 전원 공급 장치(PMIC)를 향해 순서대로 배치될 수 있다.
또한, 제1 정류부(DO1)는 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이에 배치될 수 있다. 제1 정류부(DO1)는 제2 노드(N2)에서 제3 노드(N3)로 전류가 흐르게 할 수 있다. 제1 정류부(DO1)는 다이오드를 포함할 수 있으나, 이러한 소자에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 정류부(DO1)는 제1 다이오드를 포함할 수 있다. 그리고 제1 다이오드의 애노드는 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 제1 다이오드의 캐소드는 제3 노드(N3)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 정류부(DO1)는 제2 전원 공급 라인(L2)를 통해, 제3 노드(n3)에서 제2 노드(N2)로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제1 정류부(DO1)는 퓨즈 스위치가 단선되는 경우, 제2 전원 공급 라인(L2)를 통해 전원이 전원 공급 장치(PMIC)를 향해 공급되며, 동시에 제2 전원 공급 라인(L2)의 허용 전류를 초과한 전류가 전원 공급 장치(PMIC)뿐만 아니라, 제2 노드(N2)를 통해 모터 스위칭부(228)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 제1 정류부(DO1)는 제2 전원 공급라인(L2)에서 제2 노드(N2)를 향한 전원 경로(CP1)를 차단할 수 있다. 여기서, 전원 경로는 전류가 흐를 수 있는 경로를 의미한다. 이로써, 퓨즈 스위치가 단선되는 경우에 모터 스위칭부(228)을 과전류로부터 보호할 수 있다.
제2 정류부(DO2)는 제2 전원 공급 라인(L2) 상에 배치될 수 있다. 제2 정류부(DO2)는 전원 공급 라인(L2)에서 제3 노드(N3)를 향해 전류가 흐르게할 수 있다. 제2 정류부(DO2)는 다이오드를 포함할 수 있으나, 이러한 소자에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제2 정류부(DO2)는 제2 다이오드를 포함할 수 있다. 그리고 제2 다이오드의 애노드는 인터페이스부(210)측에 연결되고, 제2 다이오드의 캐소드는 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다. 제2 다이오드는 제3 노드(N3)와 직접적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 정류부(DO2)는 퓨즈 스위치 단선 시, 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 노드(N3)를 향한 전원 경로(CP2)를 형성할 수 있다. 이로써, 제2 정류부(DO2)는 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 노드(N3)를 통해 모터 제어부(223), 전원 공급 장치(PMIC)에 전원을 공급할 수 있다. .
그리고 제2 정류부(DO2)는 제2 노드(N2)에서 제3 노드(N3)를 통해 제2 전원 공급 경로(L2)를 향한 전원 경로(CP3)를 차단할 수 있다. 이에 따라, 제2 정류부(DO2)는 퓨즈 스위치가 단선되면 모터 스위칭부(228)에 모터(10)의 구동을 브레이크(break)하는 제어 신호가 전달될 수 있다. 하지만, 모터(10)는 회전에 의한 관성을 가지며, 이에 의해 역기전력이 생성될 수 있다. 그리고 역기전력은 모터(10), 모터 스위칭부(228)을 통해 흐르는 전류를 생성할 수 있다. 역기전력에 의해 생성된 전류는 제2 노드(N2)를 통해 제3 노드(N3)로 제공될 수 있다. 이 경우, 제2 정류부(DO2)는 역기전력에 의해 생성된 전류가 제3 노드(N3)를 통해 제2 전원 공급 라인(L2)으로 제공되는 것을 차단할 수 있다. 이로써, 제2 정류부(DO2)는 제2 전원 공급 라인(L2)에 역기전력에 의한 전류가 흐르는 것을 방지하여, 제2 전원 공급 라인(L2)에 연결된 다른 소자로 전류가 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제2 정류부(DO2)는 퓨즈 스위치 단선 시 기전력에 의한 전류로 인해 회로 장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 차량 제어 장치의 효과를 설명하는 도면이다.
먼저, 도 6a는 제2 전원 공급 라인(L2) 상의 일지점인 제1 포인트(P1)에서의 전압을 측정한 그래프이고, 도 6b는 제2 전원 공급 라인(L2) 상의 일지점인 제1 포인트(P1)에서의 전류를 측정한 그래프이고, 도 6c는 모터 스위칭부(228)와 모터(10) 사이의 각 상에 위치한 제2 포인트(P2)에서 전류를 측정한 그래프이고, 도 6d는 모터 스위칭부의 제어 신호를 도시한 그래프이다. 이하에서 ①은 퓨즈 스위치가 단선되는 시점이고, ②는 퓨즈 스위치의 단선으로 브레이크 모드(모터 동작이 break되도록 제1 내지 제3 스위칭 소자(High side FET)에 로우, 제4 내지 제6 스위칭 소자(low side FET)에 하이 신호를 가하여 모터의 각 상이 접지되는 동작으로 단선 이후 기 설정된 시간 이후에 수행됨)이며, x축은 시간이며, y축은 7a에서 전압, 7b 및 7c에서 전류, 7d에서 펄스 크기를 나타낸다.
먼저, 도 6a 및 7b를 참조하면, 퓨즈 스위치가 단선(①)되면, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 전원 공급 라인을 통한 전원이 공급되기 위해 점화(이그니션, ignition)가 일어나며, 고전류(E) 및 고전압이 발생하는 것을 나타낸다. 퓨즈 스위치의 단선 이후에, 제1 정류부와 제2 정류부는 제2 전원 공급 라인으로 고전류 및 모터의 역기전력에 의한 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고전류가 모터 제어부를 통해 모터로 제공되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 6c와 같이 모터 스위칭부를 통해 모터(10)에 제공되는 각 상의 전류의 변화가 짧은 시간에 사라진다. 또한, 도 6d와 같이 브레이크 모드(②)에서 모터 동작이 브레이크되도록 각 스위칭 소자에 제어 신호가 인가됨을 알 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 차량 제어 장치의 효과를 설명하는 다른 차량 제어 장치의 회로도이고, 도 8는 도 7의 차량 제어 장치에서 문제점을 설명하는 도면이다.
먼저 도 7을 참조하면, 제2 전원 공급 회로(L2)는 제2 노드(N2)를 통해 제1 전원 공급 라인(L1)과 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 전원 공급 회로(L2)는 제1 전원 공급 라인(L1) 상에 제2 노드(N2)와 충방전부(230) 전단에 연결될 수 있다.
이 경우, 퓨즈 스위치가 단선 되는 경우, 제2 전원 공급 라인(L2)을 통해 전원이 공급되고, 앞서 설명한 바와 같이 소정의 시간 이후에 브레이크 모드로 진입할 수 있다. 다만, 제1 전원 공급 라인(L1)을 통해 흐르는 전류가 제2 전원 공급 라인(L2)를 통해 모터 스위칭부(228)을 향하는 경로(CP4)로 흐르는 문제가 발생한다. (제1 전원 공급 라인(L1)은 변속 제어 장치(220) 전반에 전원을 공급하나, 제2 전원 공급 라인(L2)는 브레이크 모드를 위해 일부 소자 특히, 전원 공급 장치(PMIC)와 모터 제어부(223)에만 전원를 공급하므로, 제2 전원 공급 라인(L2)의 허용 전류는 제1 전원 공급 라인(L1)의 허용 전류보다 낮다)
또한, 브레이크 모드가 되면, 모터의 구동을 멈추기 위해 일예로, 제1 내지 제3 스위치 소자는 로우, 제4 내지 제6 스위치 소자에 하이 신호가 인가되나, 모터에는 역기전력이 발생하여 전류를 생성할 수 있다. 이러한 전류는 제2 전원 공급 라인(L2)에도 제공되는 문제가 존재한다.
도 8를 참조하면, 도 8a는 제2 전원 공급 라인(L2) 상의 일지점인 제1 포인트(P1)에서의 전압을 측정한 그래프이고, 도 8b는 제2 전원 공급 라인(L2) 상의 일지점인 제1 포인트(P1)에서의 전류를 측정한 그래프이고, 도 8c는 모터 스위칭부(228)와 모터(10) 사이의 각 상에 위치한 제2 포인트(P2)에서 전류를 측정한 그래프이고, 도 8d는 모터 스위칭부의 제어 신호를 도시한 그래프이다. 이하에서 ①은 퓨즈 스위치가 단선되는 시점이고, ②는 퓨즈 스위치의 단선으로 브레이크 모드(모터 동작이 break되도록 제1 내지 제3 스위칭 소자(High side FET)에 로우, 제4 내지 제6 스위칭 소자(low side FET)에 하이 신호를 가하여 모터의 각 상이 접지되는 동작으로 단선 이후 기 설정된 시간 이후에 수행됨)이며, x축은 시간이며, y축은 9a에서 전압, 9b 및 9c에서 전류, 9d에서 펄스 크기를 나타낸다.
먼저, 도 8a 및 9b를 참조하면, 퓨즈 스위치가 단선(①)되면, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 전원 공급 라인을 통한 전원이 공급되기 위해 점화(이그니션, ignition)가 일어나며, 고전류(E) 및 고전압이 발생하는 것을 나타낸다. 하지만, 퓨즈 스위치의 단선 이후에, 제1 정류부와 제2 정류부는 제2 전원 공급 라인으로 고전류 및 모터의 역기전력에 의한 전류가 흐른다(F). 이에 따라, 전압도 발생하며, 도 6c와 같이 브레이크 모드에 돌입하더라도 모터의 각 상에 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 또한, 도 8d와 같이 브레이크 모드(②)에서 모터 동작이 브레이크되도록 각 스위칭 소자에 제어 신호가 인가됨을 알 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터,데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 배터리로부터 전원을 공급받는 변속 제어 장치;
    상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 및
    상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제2 전원 공급 라인; 을 포함하고,
    상기 변속 제어 장치는,
    상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치된 제1 노드(N2)와 연결되는 모터 스위칭부; 및
    상기 제1 전원 공급 라인 및 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 노드(N3)와 연결되는 전원 공급 장치;를 포함하고,
    상기 제1 노드(N2)와 상기 제2 노드(N3) 사이에 배치되는 제1 정류부; 및
    상기 제2 노드(N3)와 연결되고 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 정류부를 포함하는 모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정류부는 제1 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 정류부는 제2 다이오드를 포함하며,
    상기 제1 다이오드 및 상기 제2 다이오드는 캐소드가 상기 제2 노드(N3)와 연결되는 모터 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 다이오드는 애노드가 상기 제1 노드(N2)와 연결되는 모터 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치되는 충방전부;를 포함하는 모터 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충방전부는 상기 제1 노드(N2)와 연결되는 모터 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 충방전부는 상기 제1 노드(N2) 전단에 위치하는 모터 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모터 스위칭부는,
    복수 개의 스위칭 소자를 포함하고 모터와 연결되는 모터 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변속 제어 장치는,
    상기 제2 노드(N3)와 연결되는 모터 제어부를 더 포함하고,
    상기 모터 제어부는,
    상기 모터의 3상을 제어하는 제어 신호를 송신하는 모터 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 노드(N3)는 상기 전원 공급 장치와 상기 제1 노드(N2) 사이에 배치되는 모터 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노드(N2)와 연결되는 제3 전원 공급 라인;을 포함하는 모터 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3 전원 공급 라인은 그라운드 라인인 모터 제어 장치.
  12. 배터리;
    상기 배터리로부터 전원을 공급 받는 모터 제어 장치; 및
    상기 모터 제어 장치로부터 출력을 제공받는 모터;를 포함하고,
    상기 모터 제어 장치는,
    배터리로부터 전원을 공급받는 변속 제어 장치;
    상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 및
    상기 배터리와 상기 변속 제어 장치 사이에 배선되는 제2 전원 공급 라인; 을 포함하고,
    상기 변속 제어 장치는,
    상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치된 제1 노드(N2)와 연결되는 모터 스위칭부 ; 및
    상기 제1 전원 공급 라인 및 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 노드(N3)와 연결되는 전원 공급 장치 ;를 포함하고,
    상기 제1 노드(N2)와 상기 제2 노드(N3) 사이에 배치되는 제1 정류부 ; 및
    상기 제2 노드(N3)와 연결되고 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 제2 정류부;를 포함하는 차량.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110083748A (ko) * 2008-12-19 2011-07-20 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 2차 전지 시스템용 전압 균형 장치
KR20120048154A (ko) * 2010-11-05 2012-05-15 엘지디스플레이 주식회사 전원 공급 장치, 이를 이용한 백 라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR20160087928A (ko) * 2011-08-22 2016-07-22 엔싱크, 아이엔씨. 공통 dc 버스에 연결된 아연-브롬 유동 배터리를 위한 가역 극성 작동 및 스위칭 방법
KR20160121640A (ko) * 2015-04-09 2016-10-20 엘에스산전 주식회사 전력 변환기를 이용한 배터리의 초기 충전시 과부하 방지 장치
KR20170133481A (ko) * 2016-02-05 2017-12-05 광동 오포 모바일 텔레커뮤니케이션즈 코포레이션 리미티드 단말기 충전 방법, 단말기 충전 시스템 및 전원 어댑터

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100534107B1 (ko) * 2003-02-14 2005-12-08 삼성전자주식회사 모터전원공급장치
KR102198730B1 (ko) * 2013-11-20 2021-01-05 현대모비스 주식회사 차량용 모터 구동 회로
KR101801970B1 (ko) * 2015-12-15 2017-11-28 현대다이모스(주) 모터구동회로
KR102660390B1 (ko) * 2017-11-01 2024-04-25 엘지이노텍 주식회사 차량 제어 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110083748A (ko) * 2008-12-19 2011-07-20 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 2차 전지 시스템용 전압 균형 장치
KR20120048154A (ko) * 2010-11-05 2012-05-15 엘지디스플레이 주식회사 전원 공급 장치, 이를 이용한 백 라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR20160087928A (ko) * 2011-08-22 2016-07-22 엔싱크, 아이엔씨. 공통 dc 버스에 연결된 아연-브롬 유동 배터리를 위한 가역 극성 작동 및 스위칭 방법
KR20160121640A (ko) * 2015-04-09 2016-10-20 엘에스산전 주식회사 전력 변환기를 이용한 배터리의 초기 충전시 과부하 방지 장치
KR20170133481A (ko) * 2016-02-05 2017-12-05 광동 오포 모바일 텔레커뮤니케이션즈 코포레이션 리미티드 단말기 충전 방법, 단말기 충전 시스템 및 전원 어댑터

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