KR20230014488A - 자동차용 pn 릴레이 제어 장치 - Google Patents

자동차용 pn 릴레이 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230014488A
KR20230014488A KR1020210095887A KR20210095887A KR20230014488A KR 20230014488 A KR20230014488 A KR 20230014488A KR 1020210095887 A KR1020210095887 A KR 1020210095887A KR 20210095887 A KR20210095887 A KR 20210095887A KR 20230014488 A KR20230014488 A KR 20230014488A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
side driver
battery voltage
low
voltage
resistor
Prior art date
Application number
KR1020210095887A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102526974B1 (ko
Inventor
박승필
Original Assignee
비테스코 테크놀로지스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 filed Critical 비테스코 테크놀로지스 게엠베하
Priority to KR1020210095887A priority Critical patent/KR102526974B1/ko
Publication of KR20230014488A publication Critical patent/KR20230014488A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102526974B1 publication Critical patent/KR102526974B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/005—Electro-mechanical devices, e.g. switched
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/08—Range selector apparatus
    • F16H59/10—Range selector apparatus comprising levers
    • F16H59/105—Range selector apparatus comprising levers consisting of electrical switches or sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

자동차용 PN 릴레이 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 배터리 전압을 출력하는 하이 사이드 드라이버; 배터리 전압에 따라 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시키는 로우 사이드 드라이버(Low Side Driver); 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 제어신호를 출력하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 MCU의 출력과 상기 하이 사이드 드라이버의 출력에 따라 상기 로우 사이드 드라이버에 배터리 전압을 전달하는 배터리 전압 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 PN 릴레이 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING PN RELAY FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 PN 릴레이 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 전압으로 직접 로우 사이드 스위치를 제어하여 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시키는 자동차용 PN 릴레이 제어 장치에 관한 것이다.
PN 릴레이는 자동차 시동시 안전성 확보를 위해 기어 레버가 P단 또는 N단에 있을 때에만 시동이 걸리도록 단속한다.
PN 릴레이는 자동차 시동시 기어의 레버가 P 또는 N단에 있는 것을 변속 제어기가 확인하고, 이때 기어의 레버가 P단 또는 N단에 있으면 P/N 릴레이를 온(ON)시키고, 그렇지 않을 시 오프(OFF)시키게 되어 있다.
종래에는 PN 릴레이를 제어하기 위해, 마이컴의 출력전압으로 캐패시터 전압을 충전시켜서 로우 사이드 스위치(Low side switch)를 제어하여 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시킨다. 그러나, 이러한 방식은 캐패시터의 용량에 따라 로우 사이드 스위치가 턴온되는 시간이 결정되어 자동차 배터리가 저전압인 상황에서 오랜시간 동안 PN 릴레이를 동작시키려고 하면, 캐패시터가 커져야 하는 문제점이 있었다. 이는 전반전인 PCB(Printed Circuit Board)의 사이즈와 제품의 원가를 상승시키는 요인이 될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허특허공보 10-1744772(2017.06.01)의 '자동차용 PN 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 배터리 전압으로 직접 로우 사이드 스위치를 제어하여 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시키는 자동차용 PN 릴레이 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 배터리 전압을 출력하는 하이 사이드 드라이버; 배터리 전압에 따라 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시키는 로우 사이드 드라이버(Low Side Driver); 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 제어신호를 출력하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 MCU의 출력과 상기 하이 사이드 드라이버의 출력에 따라 상기 로우 사이드 드라이버에 배터리 전압을 전달하는 배터리 전압 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 배터리 전압 공급부는 상기 MCU의 출력에 따라 배터리 전압을 상기 로우 사이드 드라이버에 전달하는 제2 배터리 전압 전달부; 배터리로부터의 배터리 전압을 상기 제2 배터리 전압 전달부에 전달하는 제1 배터리 전압 전달부; 및 상기 하이 사이드 드라이버(High Side Driver)로부터 출력된 배터리 전압에 따라 상기 제1 배터리 전압 전달부를 제어하는 배터리 전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 배터리 전압 공급부로부터 상기 로우 사이드 드라이버의 게이트로 전달되는 배터리 전압을 조절하여 상기 로우 사이드 드라이버를 보호하는 전압 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 전압 보호부는 상기 로우 사이드 드라이버의 게이트로 전달되는 배터리 전압을 상기 로우 사이드 드라이버의 게이트의 절대 정격 전압(Absolute Rating Voltage) 이하로 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 로우 사이드 드라이버의 동작 상태를 모니터링하는 로우 사이드 드라이버 모니터링부를 더 포함하고, 상기 MCU는 상기 로우 사이드 드라이버 모니터링부로부터의 출력에 따라 상기 로우 사이드 드라이버의 스위치 온 또는 스위치 오프 상태를 확인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 로우 사이드 드라이버 모니터링부는 상기 로우 사이드 드라이버의 게이트 전압을 모니터링하는 게이트 전압 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 로우 사이드 드라이버 모니터링부는 상기 로우 사이드 드라이버의 드레인 전압을 모니터링하는 드레인 전압 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 하이 사이드 드라이버를 통과한 배터리 전압으로 직접 로우 사이드 스위치를 제어하여 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시킴으로써, MCU가 노멀 상태(Normal state)에서 PN 릴레이를 한번이라도 동작시키면 순간적으로 배터리 전압이 저전압으로 내려가는 콜드 스타트 펄스 조건(Cold Start pulse 조건(VB= 11V -> 3.2V for 19ms)에서도 PN 릴레이가 스위치 온 상태를 유지할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 로우 사이드 드라이버의 드레인 전압과 게이트 전압을 모니터링하여 로우 사이드 스위치가 정상동작하고 있는지 진단할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치의 회로도이다.
도 3 은 콜드 스타트 펄스 파형도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치의 동작 파형을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치의 회로도이며, 도 3 은 콜드 스타트 펄스 파형도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치의 동작 파형을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 하이 사이드 드라이버(10), 배터리 전압 공급부(20), 전압 보호부(30), 로우 사이드 드라이버(40), 로우 사이드 드라이버 모니터링부(60), 및 MCU(Micro Controller Unit)(70)를 포함한다.
하이 사이드 드라이버(10)는 변속 레버가 P 혹은 N에 위치해 있을때만 배터리 전압을 출력으로 내보내며, 차량 주행시에는 배터리의 출력을 차단하여 PN 릴레이(50)가 동작하지 않도록 로우 사이드 드라이버(40)를 제어한다.
배터리 전압 공급부(20)는 MCU(70)의 출력이 하이 레벨(High Level)일 때, 로우 사이드 드라이버(40)에 배터리 전압을 전달한다.
배터리 전압 공급부(20)는 제1 배터리 전압 전달부(21), 배터리 전압 제어부(22), 및 제2 배터리 전압 전달부(23)를 포함한다.
제1 배터리 전압 전달부(21)는 배터리로부터 배터리 전압을 인가받아 로우 사이드 드라이버(40)에 전달한다.
제1 배터리 전압 전달부(21)는 제1 트랜지스터(Q1), 제1 저항(R1), 및 제2 저항(R2)을 포함한다.
제1 트랜지스터(Q1)는 에미터가 배터리와 연결되고, 컬렉터가 제2 배터리 전압 전달부(23)의 제5 트랜지스터(Q5)에 연결되며, 베이스가 제2 저항(R2)를 통해 배터리 전압 제어부(22)에 연결된다.
제1 저항(R1)은 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 에미터 사이에 연결된다.
제2 저항(R2)은 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터에 사이에 연결된다.
제1 트랜지스터(Q1)는 제2 트랜지스터(Q2)의 스위칭 상태에 따라 스위칭 온 또는 스위칭 오프된다.
배터리 전압 제어부(22)는 하이 사이드 드라이버(High Side Driver)(10)로부터 출력된 배터리 전압에 따라 제1 배터리 전압 전달부(21)를 제어한다. 이 경우, 배터리 전압 제어부(22)는 하이 사이드 드라이버(10)로부터 출력된 배터리 전압에 따라 제1 트랜지스터(Q1)를 스위칭 온 또는 스위칭 오프시킨다.
배터리 전압 제어부(22)는 제3 저항(R3), 제4 저항(R4), 제1 커패시터(C1), 및 제2 트랜지스터(Q2)를 포함한다.
제2 트랜지스터(Q2)는 베이스가 제3 저항(R3)을 통해 하이 사이드 드라이버(10)의 출력단과 연결되고, 컬렉터가 제2 저항(R2)을 통해 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 연결되며, 에미터가 접지와 연결된다.
제3 저항(R3)은 일측이 하이 사이드 드라이버(10)(High Side Driver; HSD)의 출력에 연결되고 타측이 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결된다.
제4 저항(R4)은 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 에미터 사이에 연결된다.
제1 커패시터(C1)는 제4 저항(R4)과 병렬로 연결된다.
이에, 제3 저항(R3)에 연결된 하이 사이드 드라이버(10)로부터 출력된 배터리 전압이 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결되어 동작한다. 배터리 전압이 제3 저항(R3)을 통해 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 에미터 간에 순방향 바이어스를 만들면, 제2 트랜지스터(Q2)는 스위치 온되고, 결국 제1 트랜지스터(Q1)도 스위치 온된다. 결과적으로 배터리 전압이 제2 배터리 전압 전달부(23)에 전달된다.
반면에, 배터리 전압이 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 에미터 간에 순방향 바이어스를 만들지 못하면, 제2 트랜지스터(Q2)가 스위치 오프되고, 제1 트랜지스터(Q1)도 스위치 오프되면서, 결과적으로 배터리 전압이 제2 배터리 전압 전달부(23)로 전달되지 않는다.
제2 배터리 전압 전달부(23)는 MCU(70)의 출력에 따라 제1 배터리 전압 전달부(21)로부터의 배터리 전압을 로우 사이드 드라이버(40)에 전달한다. 여기서, MCU(70)는 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 제어신호를 출력한다.
제2 배터리 전압 전달부(23)는 제5 저항(R5), 제6 저항(R6), 제2 커패시터(C2), 제3 트랜지스터(Q3), 제4 트랜지스터(Q4), 제7 저항(R7), 제8 저항(R8), 제3 커패시터(C3), 제9 저항(R9), 및 제5 트랜지스터(Q5)를 포함한다.
제5 트랜지스터(Q5)는 에미터가 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 연결되고, 베이스가 제7 저항(R7)을 통해 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터와 연결되며, 컬렉터가 제8 저항(R8)과 전압 보호부(30)의 제10 저항(R10) 사이에 연결된다.
제9 저항(R9)은 제5 트랜지스터(Q5)의 에미터와 베이스 사이에 연결된다.
제3 커패시터(C3)는 제9 저항(R9)과 병렬 연결된다.
제7 저항(R7)은 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터와 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스 사이에 연결된다.
제3 트랜지스터(Q3)는 베이스가 제4 트랜지스터(Q4)의 컬렉터와 연결되고 컬렉터가 제7 저항(R7)과 연결되며 에미터가 접지와 연결된다.
제5 저항(R5)은 일측이 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스와 연결되고 타측이 접지와 연결된다.
제4 트랜지스터(Q4)는 베이스가 제5 저항(R5)과 연결되고 컬렉터가 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스와 연결되며 에미터가 제6 저항(R6) 및 제2 커패시터(C2)와 연결된다.
제6 저항(R6)은 일측이 MCU(70)의 출력단과 연결되고 타측이 제4 트랜지스터(Q4)의 에미터 및 제2 커패시터(C2)와 연결된다.
제2 커패시터(C2)는 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스와 에미터 사이에 연결된다.
제8 저항(R8)은 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스와 제10 저항(R10) 사이에 연결된다.
이에 따라, MCU(70)의 출력이 하이(High)이면, 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스와 에미터 간에 역방향 바이어스가 형성되고, 제4 트랜지스터(Q4)는 스위치 온된다. 제4 트랜지스터(Q4)가 스위치 온되면, MCU(70)의 하이(High) 전압이 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스에 연결되어 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스와 에미터 간에 순방향 바이어스가 형성되어 제3 트랜지스터(Q3)가 스위치 온된다.
제3 트랜지스터(Q3)가 스위치 온되면, 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스와 에미터 간에 역방향 바이어스가 형성되고, 제5 트랜지스터(Q5)는 스위치 온되며, 제5 트랜지스터(Q5)의 에미터에 연결된 배터리 전압이 전압 보호부(30)에 전달된다.
전압 보호부(30)는 배터리 전압 공급부(20)로부터 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트로 전달되는 배터리 전압을 조절하여 로우 사이드 드라이버(40)를 보호한다.
전압 보호부(30)는 제10 저항(R10) 및 제너 다이오드(ZD1)를 포함한다.
제10 저항(R10)은 제5 트랜지스터(Q5)의 컬렉터와 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트 사이에 로우 사이드 드라이버(40)와 직렬 연결된다.
제너 다이오드(ZD1)는 캐소드가 제10 저항(R10)과 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트 사이에 연결되고 애노드가 접지와 연결된다.
제2 배터리 전압 연결부로부터 전달된 배터리 전압이 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트의 절대 정격 전압(Absolute rating voltage) 보다 더 커지면 로우 사이드 드라이버(40)가 고장날 수 있다. 따라서, 제10 저항(R10)과 제너 다이오드(ZD1)는 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트에 인가되는 배터리 전압을 절대 정격 전압 이하로 조절한다.
로우 사이드 드라이버(40)는 전압 보호부(30)로부터 입력된 배터리 전압에 따라 배터리 전압에 따라 PN 릴레이(50)를 스위치 온 또는 스위치 오프시킨다. 로우 사이드 드라이버(40)는 게이트가 전압 보호부(30)와 연결되고 드레인이 PN 릴레이(50)와 연결되며 소스가 접지와 연결된다. 이에, 로우 사이드 드라이버(40)는 배터리로부터 배터리 전압이 입력되면, PN 릴레이(50)를 스위치 온시킨다.
로우 사이드 드라이버(40)는 일반적으로 VGS Threshold가 작은 스마트 FET(Smart Field Effect Transistor)가 채용될 수 있다. 노멀 상태(Normal state)에서 PN 릴레이(50)가 한번이라도 동작하면 순간적으로 배터리 전압이 저전압으로 내려가는 콜드 스타트 펄스(Cold Start pulse) 조건에서, 콜드 스타트 펄스(Cold Start Pulse) 전압이 11V에서 3.2V까지 내려가도 로우 사이드 드라이버(40)가 동작하려면, VGS Threshold 전압은 배터리 전압보다 항상 크지 않아야 한다.
로우 사이드 드라이버 모니터링부(60)는 로우 사이드 드라이버(40)의 동작 상태를 모니터링한다.
로우 사이드 드라이버 모니터링부(60)는 게이트 전압 모니터링부(61)와 드레인 전압 모니터링부(62)를 포함한다.
게이트 전압 모니터링부(61)는 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트 전압을 모니터링한다.
게이트 전압 모니터링부(61)는 제13 저항(R13)과 제14 저항(R14) 및 제6 커패시터(Decoupling capacitor)(C6)를 포함한다.
제13 저항(R13)은 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트에 연결되고 타측이 제14 저항(R14)과 연결된다.
제14 저항(R14)은 일측이 제13 저항(R13)에 연결되고 타측이 접지와 연결된다.
제13 저항(R13)과 제14 저항(R14)은 직렬 연결된다.
제6 커패시터(C6)는 일측이 제13 저항(R13)과 제14 저항(R14) 사이에 연결되고 타측이 접지와 연결된다.
로우 사이드 드라이버(40)의 게이트 전압은 제13 저항(R13)과 제14 저항(R14)의 전압 분배비를 기준으로 모니터링될 수 있다. 즉, 로우 사이드 드라이버(40)의 게이트 전압은 제13 저항(R13)과 제14 저항(R14)에 의해 분배되어 MCU(70)에 ADC 포트로 입력된다. 아울러, 제13 저항(R13)과 제14 저항(R14)에 의해 분배된 전압은 제6 커패시터(C6)에 의해 노이즈가 제거된 후 MCU(70)에 입력된다. MCU(70)의 ADC(Analog Digital Converter)는 입력된 전압을 디지털 신호로 변환된다. MCU(70)는 ADC에 의해 변환된 신호를 토대로 로우 사이드 드라이버(40)가 스위치 온 상태인지 스위치 오프 상태를 확인할 수 있다.
드레인 전압 모니터링부(62)는 로우 사이드 드라이버(40)의 드레인 전압을 모니터링한다.
드레인 전압 모니터링부(62)는 제11 저항(R11)과 제12 저항(R12) 및 제5 커패시터(C5)를 포함한다.
제11 저항(R11)은 일측이 로우 사이드 드라이버(40)의 드레인에 연결되고 타측이 제12 저항(R12)과 연결된다.
제12 저항(R12)은 일측이 제11 저항(R11)에 연결되고 타측이 접지와 연결된다.
제11 저항(R11)과 제12 저항(R12)은 직렬 연결된다.
제4 커패시터(Decoupling capacitor)(C4)는 일측이 로우 사이드 드라이버(40)의 드레인에 연결되고 타측이 접지와 연결된다. 제4 커패시터(C4)는 로우 사이드 드라이버(40)가 온/오프될 때 발생하는 스위칭 노이즈를 제거한다.
로우 사이드 드라이버(40)의 드레인 전압은 제11 저항(R11)과 제12 저항(R12)의 전압 분배비를 기준으로 모니터링될 수 있다. 즉, 로우 사이드 드라이버(40)의 드레인 전압은 제11 저항(R11)과 제12 저항(R12)에 의해 분배되어 MCU(70)에 ADC 포트로 입력된다. 아울러, 제11 저항(R11)과 제12 저항(R12)에 의해 분배된 전압은 제5 커패시터(C5)에 의해 노이즈가 제거된 후 MCU(70)에 입력된다. MCU(70)의 ADC는 입력된 전압을 디지털 신호로 변환된다. MCU(70)는 ADC에 의해 변환된 신호를 토대로 로우 사이드 드라이버(40)가 스위치 온 상태인지 스위치 오프 상태를 확인할 수 있다.
MCU(70)는 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 제어신호를 출력한다. MCU(70)의 출력은 제6 저항(R6)을 통해 제4 트랜지스터(Q4)의 에미터에 입력됨으로써, 배터리 전압이 로우 사이드 드라이버(40)에 인가될 수 있도록 제2 배터리 전압 전달부(23)를 제어한다.
MCU(70)는 로우 사이드 드라이버 모니터링부(40)로부터의 입력에 따라 로우 사이드 드라이버(40)의 스위치 상태를 모니터링한다.
이 경우, MCU(70)는 게이트 전압 모니터링부(61)로부터 전압이 입력되면, 내부의 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하고, 이 디지털 신호를 토대로 로우 사이드 드라이버(40)가 스위치 온 상태인지 스위치 오프 상태인지를 판별한다.
또한, MCU(70)는 드레인 전압 모니터링부(62)로부터 전압이 입력되면, 내부의 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하고, 이 디지털 신호를 토대로 로우 사이드 드라이버(40)가 스위치 온 상태인지 스위치 오프 상태인지를 판별한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 하이 사이드 드라이버(10)를 통과한 배터리 전압으로 직접 로우 사이드 스위치를 제어하여 PN 릴레이(50)를 스위치 온 또는 스위치 오프시킴으로써, MCU가 노멀 상태(Normal state)에서 PN 릴레이를 한 번이라도 동작시키면 순간적으로 배터리 전압이 저전압으로 내려가는 콜드 스타트 펄스 조건(Cold Start pulse 조건(VB= 11V -> 3.2V for 19ms)에서도 도 4 에 도시된 바와 같이, PN 릴레이(50) 모듈이 스위치 온 상태를 유지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 PN 릴레이 제어 장치는 로우 사이드 드라이버의 드레인 전압과 게이트 전압을 모니터링하여 로우 사이드 스위치가 정상동작하고 있는지 진단할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 하이 사이드 드라이버 20: 배터리 전압 공급부
21: 제1 배터리 전압 전달부 22: 배터리 전압 제어부
23: 제2 배터리 전압 전달부 30: 전압 보호부
40: 로우 사이드 드라이버 50: PN 릴레이
60: 로우 사이드 드라이버 모니터링부
61: 게이트 전압 모니터링부 62: 드레인 전압 모니터링부
70: MCU

Claims (7)

  1. 변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 배터리 전압을 출력하는 하이 사이드 드라이버;
    배터리 전압에 따라 PN 릴레이를 스위치 온 또는 스위치 오프시키는 로우 사이드 드라이버(Low Side Driver);
    변속 레버가 P단 또는 N단에 있으면 제어신호를 출력하는 MCU(Micro Controller Unit); 및
    상기 MCU의 출력과 상기 하이 사이드 드라이버의 출력에 따라 상기 로우 사이드 드라이버에 배터리 전압을 전달하는 배터리 전압 공급부를 포함하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 전압 공급부는
    상기 MCU의 출력에 따라 배터리 전압을 상기 로우 사이드 드라이버에 전달하는 제2 배터리 전압 전달부;
    배터리로부터의 배터리 전압을 상기 제2 배터리 전압 전달부에 전달하는 제1 배터리 전압 전달부; 및
    상기 하이 사이드 드라이버(High Side Driver)로부터 출력된 배터리 전압에 따라 상기 제1 배터리 전압 전달부를 제어하는 배터리 전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 전압 공급부로부터 상기 로우 사이드 드라이버의 게이트로 전달되는 배터리 전압을 조절하여 상기 로우 사이드 드라이버를 보호하는 전압 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전압 보호부는
    상기 로우 사이드 드라이버의 게이트로 전달되는 배터리 전압을 상기 로우 사이드 드라이버의 게이트의 절대 정격 전압(Absolute Rating Voltage) 이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 로우 사이드 드라이버의 동작 상태를 모니터링하는 로우 사이드 드라이버 모니터링부를 더 포함하고,
    상기 MCU는 상기 로우 사이드 드라이버 모니터링부로부터의 출력에 따라 상기 로우 사이드 드라이버의 스위치 온 또는 스위치 오프 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 로우 사이드 드라이버 모니터링부는
    상기 로우 사이드 드라이버의 게이트 전압을 모니터링하는 게이트 전압 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 로우 사이드 드라이버 모니터링부는
    상기 로우 사이드 드라이버의 드레인 전압을 모니터링하는 드레인 전압 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 PN 릴레이 제어 장치.
KR1020210095887A 2021-07-21 2021-07-21 자동차용 pn 릴레이 제어 장치 KR102526974B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210095887A KR102526974B1 (ko) 2021-07-21 2021-07-21 자동차용 pn 릴레이 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210095887A KR102526974B1 (ko) 2021-07-21 2021-07-21 자동차용 pn 릴레이 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230014488A true KR20230014488A (ko) 2023-01-30
KR102526974B1 KR102526974B1 (ko) 2023-04-27

Family

ID=85106284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210095887A KR102526974B1 (ko) 2021-07-21 2021-07-21 자동차용 pn 릴레이 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102526974B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005307851A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Denso Corp エンジン始動制御装置
JP2013220016A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Samsung Electronics Co Ltd ハイサイド・ゲートドライバ、スイッチングチップ及び電力装置
KR101744772B1 (ko) * 2015-12-15 2017-06-08 현대오트론 주식회사 차량용 pn 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기
KR20200145797A (ko) * 2018-02-21 2020-12-30 익시스, 엘엘씨 최소 전력 손실의 바디 다이오드를 가지는 스위칭 컨버터를 위한 게이트 드라이버

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005307851A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Denso Corp エンジン始動制御装置
JP2013220016A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Samsung Electronics Co Ltd ハイサイド・ゲートドライバ、スイッチングチップ及び電力装置
KR101744772B1 (ko) * 2015-12-15 2017-06-08 현대오트론 주식회사 차량용 pn 릴레이 제어회로 및 이를 포함하는 변속제어기
KR20200145797A (ko) * 2018-02-21 2020-12-30 익시스, 엘엘씨 최소 전력 손실의 바디 다이오드를 가지는 스위칭 컨버터를 위한 게이트 드라이버

Also Published As

Publication number Publication date
KR102526974B1 (ko) 2023-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1175320A (ja) 過電圧保護回路
WO2015076303A1 (ja) 電源分配装置及び電源分配システム
US20180075674A1 (en) Vehicular control device and method of controlling vehicular control device
US9444446B2 (en) Switching control circuit for target switching element
US20070073449A1 (en) Method and device for bidirectional single-wire data transmission
US20130062936A1 (en) Load control device
KR102526974B1 (ko) 자동차용 pn 릴레이 제어 장치
KR101952098B1 (ko) 전동식 부스터 시스템의 전원 안정화 장치 및 그 방법
KR20140106902A (ko) 전자식 브레이크 스위치
US10479299B2 (en) Method for controlling a consumer of a low-voltage on-board electrical system
CN214474502U (zh) 驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元
US20130076125A1 (en) Load control device
US10826486B2 (en) Switching driving circuit, switching circuit, and power supply device
US20170005653A1 (en) Load Drive Circuit
US11703121B2 (en) Actuator diagnostic apparatus of electronic control unit for vehicle and method therefor
KR20180112699A (ko) 차량용 안전 유닛을 위한 활성화 전압의 제공을 위한 장치 및 방법, 그리고 안전 장치
KR100559248B1 (ko) 차량 이씨유의 전원 입력회로
US9796275B2 (en) Electronic control device
CN214067627U (zh) 控制电路、pcb及电子装置
CN217824918U (zh) 车用传感器复位电路及复位系统
US20190294134A1 (en) Control device
CN213602629U (zh) Limphome电路、控制装置及汽车
CN216873180U (zh) 电压比较控制电路、线路板及终端
CN210693887U (zh) 一种车载电子设备开关机系统
EP3820007B1 (en) An overvoltage protection circuit and overvoltage protection method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant