KR20230135776A - 전자 제어 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

전자 제어 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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제규영
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Abstract

본 발명은 회로의 구성이 단순화될 수 있고, 제조 비용이 저감되며, 또한 회로의 고장 발생 가능성이 낮아질 수 있는 차량 조향 보조 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 모터(300); 및 외부로부터의 제어 신호를 근거로 상기 모터(300)의 중성점에 대응되는 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 서로 연결하거나 또는 분리하는 하나의 스위치부(400)를 포함한다.

Description

전자 제어 장치 및 이의 구동 방법{ELECTRONIC CONTROL UNIT AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 전자 제어 장치에 관한 것으로, 특히 전류 센서의 오프 셋 전압을 정확하게 검출할 수 있는 전자 제어 장치 및 이의 구동 방법에 대한 것이다.
통상적인 전동식 조향 장치는 발생 토크, 차속, 조향각 등을 이용하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 운행 상황 등을 파악하고 종합적으로 고려하여 조향 보조력을 생성한 후, 조향 컬럼, 랙바, 랙앤 피니언 등으로 전달함으로써 운전자로 하여금 더욱 쉽게 운전할 수 있도록 하고, 자동차가 더욱 안전하게 운행할 수 있도록 한다.
전동식 조향 장치는 많은 기계 부품과 전자 부품들로 구성되지만, 가장 핵심적인 구성으로서는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit)가 있다. 전자 제어 장치는 외부의 각종 센서로부터 전달되는 전기적인 신호를 분석하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 주행 상황 등을 파악하고, 구비된 각종 로직(Logic)을 이용하여 모터를 제어하는 전동식 조향 장치의 핵심 장치이다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0030501호 (2019년 3월 22일 공개)
본 발명은 전류 센서의 오프 셋 전압을 정확하게 검출할 수 있는 전자 제어 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 제어 장치는, 전원 공급부(100)와 모터(300) 사이에 연결된 인버터(260); 상기 인버터(260)와 상기 모터(300) 사이에 연결된 전류 센서(CS1, CS2); 및 상기 전류 센서(CS1, CS2)의 오프 셋 전압을 검출하는 제어부(220)를 포함하며, 상기 전류 센서(CS1, CS2)의 오프 셋 전압을 검출할 때(Pd), 상기 제어부(220)는 상기 전류 센서(CS1, CS2)가 상기 전원 공급부(100) 및 접지(GND) 중 어느 하나에 연결되도록 상기 인버터(260)의 동작을 제어한다.
상기 인버터는, 상기 인버터의 출력 단자와 상기 전원 공급부(100) 사이에 연결된 제 1 스위치(IT1, IT2, IT3); 및, 상기 인버터의 출력 단자와 접지 사이에 연결된 제 2 스위치(IT4, IT5, IT6)를 포함한다.
상기 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출할 때, 상기 제어부는 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치 중 어느 하나를 턴-온시키고, 다른 하나를 턴-오프시킨다.
상기 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출할 때의 검출 기간(Pd) 동안, 상기 제어부는 상기 제 1 스위치에 제 1 스위치 제어 신호(PWM1, PWM2, PWM3)를 공급하고, 상기 제 2 스위치에 상기 제 1 스위치 제어 신호와 다른 레벨을 갖는 제 2 제어 스위치(PWM4, PWM5, PWM6)를 공급한다.
상기 검출 기간 동안, 상기 제 1 스위치 제어 신호는 턴-온 레벨(VH) 및 턴-오프 레벨(VL) 중 어느 하나의 레벨로 고정되며, 상기 검출 기간 동안, 상기 제 2 스위치 제어 신호는 상기 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 다른 하나의 레벨로 고정된다.
상기 전류 센서는, 상기 인버터의 출력 단자와 상기 모터(300) 사이에 접속된 저항기(Rs1); 및 상기 저항기에 연결된 증폭기(AP1)를 포함한다.
상기 제어부는 상기 전류 센서가 상기 전원 공급부(100) 및 접지 중 어느 하나에 연결된 상태에서 상기 전류 센서를 이용하여 상기 오프 셋 전압을 검출한다.
상기 제어부는 상기 검출된 오프 셋 전압을 저장한다.
상기 모터(300)의 구동 시, 상기 제어부는 상기 저장된 오프 셋 전압을 근거로 상기 인버터의 동작을 제어한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 제어 장치의 구동 방법은, 인버터와 모터(300) 사이에 연결된 전류 센서를 포함하는 전자 제어 장치(200)의 구동 방법에 있어서, 상기 전류 센서가 상기 전원 공급부(100) 및 접지 중 어느 하나에 연결되도록 상기 인버터의 동작을 제어하는 단계; 및 상기 전류 센서가 상기 전원 공급부(100) 및 접지 중 어느 하나에 연결된 상태에서, 상기 전류 센서를 이용하여 상기 전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계를 포함한다.
상기 인버터는, 상기 인버터의 출력 단자와 상기 전원 공급부(100) 사이에 연결된 제 1 스위치; 및, 상기 인버터의 출력 단자와 접지 사이에 연결된 제 2 스위치를 포함한다.
전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계는, 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치 중 어느 하나를 턴-온시키고, 다른 하나를 턴-오프시키는 단계를 포함한다.
전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계가 수행되는 검출 기간 동안, 상기 제 1 스위치에 제 1 스위치 제어 신호를 공급되고, 상기 제 2 스위치에 상기 제 1 스위치 제어 신호와 다른 레벨을 갖는 제 2 제어 스위치 신호를 공급된다.
상기 검출 기간 동안, 상기 제 1 스위치 제어 신호는 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 어느 하나의 레벨로 고정되며, 상기 검출 기간 동안, 상기 제 2 스위치 제어 신호는 상기 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 다른 하나의 레벨로 고정된다.
전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계는, 상기 전류 센서가 상기 전원 공급부(100) 및 접지 중 어느 하나에 연결된 상태에서 상기 전류 센서를 이용하여 상기 오프 셋 전압을 검출하는 단계를 포함한다.
상기 검출된 오프 셋 전압을 저장하는 단계를 더 포함한다.
상기 모터(300)의 정상 구동 시, 상기 저장된 오프 셋 전압을 근거로 상기 인버터의 동작을 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 전자 제어 장치 및 이의 구동 방법은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
첫째, 검출 기간 동안 하이 사이드 인버터 스위치 및 로우 사이드 인버터 스위치 중 어느 한 사이드의 인버터 스위치들이 모두 턴-오프 상태이므로, 그 검출 기간 동안에 모터 구동 전류는 실질적으로 발생되지 않는다. 따라서 검출 기간 동안 모터 구동 전류에 의한 간섭이 발생되지 않는다.
둘째, 검출 기간 동안에 전류 센서는 플로팅(floating)되지 않고 접지 또는 전원 공급부에 연결된다. 따라서, 전류 센서의 단자의 전압이 정확히 정의될 수 있다.
셋째, 검출 기간 동안 인버터 스위치들에 공급되는 펄스폭 변조 신호들이 일정한 크기(예를 들어, 턴-온 레벨 또는 턴-오프 레벨)로 고정될 수 있으므로, 스위칭 노이즈가 발생되지 않는다.
이와 같이, 모터 구동 전류에 의한 간섭이 발생되지 않고, 전류 센서의 단자 전압이 정확히 정의되고, 그리고 스위칭 노이즈가 발생되지 않으므로, 그 검출 기간 동안 전류 센서의 오프 셋 전압이 정확하게 검출될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 2는 도 1의 전류 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출하기 위한 인버터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 인버터에 공급되는 펄스폭 변조 신호를 나타낸 도면이다.
도 5는 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출하기 위한 인버터의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 인버터에 공급되는 펄스폭 변조 신호를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 제어 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치 및 이의 구동 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)의 회로 구성도이고, 도 2는 도 1의 전류 센서를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전자 제어 장치(200; ECU; Electronic Control Unit)는, 도 1에 도시된 하나의 예와 같이, 전원 공급부(100)와 모터(300)에 연결될 수 있다. 한편, 이 전자 제어 장치(200)는, 예를 들어, 차량 조향 보조 장치의 전자 제어 장치일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)는, 도 1에 도시된 하나의 예와 같이, 공급 전원 제어부(210), 배터리 감지부(240), 인버터 감지부(250), 마이크로 제어부(220), 게이트 드라이버(230), 제 3 커패시터(C3), 인버터(260), 제 1 전류 센서(CS1), 제 2 전류 센서(CS2), 모터(300) 및 출력 제어부(400)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(100)는 전술된 전자 제어 장치(200)로 전원을 공급할 수 있다. 이와 같은 전원 공급부(100)는, 예를 들어, 배터리(BAT), 제 1 인덕터(L1), 제 2 인덕터(L2), 레귤레이터(150) 및 제 1 저항기(R1)를 포함할 수 있다.
배터리(BAT)는 직류 레벨의 공급 전원을 제공할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 배터리(BAT)는 직류 전압을 제공하는 직류 전원을 포함할 수 있다.
제 1 인덕터(L1)는 배터리(BAT)의 제 1 단자(예를 들어, 양극 단자)와 레귤레이터(150)의 제 1 입력 단자(T1) 사이에 접속될 수 있다.
제 2 인덕터(L2)는 배터리(BAT)의 제 2 단자(예를 들어, 음극 단자)와 레귤레이터(150)의 제 2 입력 단자 사이(T2)에 접속될 수 있다.
제 1 저항기(R1)는 레귤레이터(150)의 제 1 입력 단자(T1)와 공급 전원 제어부(210) 사이에 접속될 수 있다. 구체적으로, 제 1 저항기(R1)의 제 1 단자는 레귤레이터(150)의 제 1 입력 단자(T1)에 접속되며, 그리고 그 제 1 저항기(R1)의 제 2 단자는 공급 전원 제어부(210)에 접속될 수 있다. 제 1 저항기(R1)는 배터리(BAT)로부터의 공급 전원에 의한 돌입 전류(inrush current)를 방지할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(100)가 전자 제어 장치(200)에 연결되는 순간, 배터리(BAT)로부터의 공급 전원에 의해 발생된 돌입 전류가 턴-오프된 역전압 보호 스위치(RT)의 바디 다이오드(BD)를 통해 제 3 커패시터(C3)로 공급될 수 있는 바, 이와 같은 경우 그 돌입 전류로 인해 제 3 커패시터(C3)가 손상될 수 있다. 제 1 저항기(R1)는 그러한 돌입 전류의 발생을 억제함으로써 전자 제어 장치(200)의 내부 소자를 보호할 수 있다.
레귤레이터(150)는 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 인덕터(L2)를 통해 배터리(BAT)로부터 공급 전원을 공급받고, 그리고 그 공급받은 공급 전원을 감압하여 전자 제어 장치(200)의 구성 요소들(예를 들어, 마이크로 제어부(220))의 구동에 필요한 각종 구동 전원을 생성할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(150)는 12 V의 공급 전원을 감압하여 3.3 V의 구동 전원 및 5 V의 구동 전원을 생성할 수 있는 바, 여기서 3.3 V의 구동 전원은 마이크로 제어부(220)에 공급될 수 있다.
제 1 커패시터(C1)는 배터리(BAT)의 음극 단자와 접지(GND) 사이에 접속될 수 있다. 여기서, 접지(GND)는, 예를 들어, 샤시(chassis) 접지(GND)일 수 있다.
모터(300)는 운전자의 조향을 보조하는 조향 보조력을 발생시키는 조향 보조 모터(300)일 수 있다. 이와 같은 모터(300)는 전자 제어 장치(200)에 의해 제어될 수 있다. 모터(300)는, 예를 들어, U단자, V단자 및 W단자를 포함하는 3상 조향 보조 모터(300)일 수 있다. 또한, 싱글 와인딩(single winding) 방식의 조향 보조 모터(300)일 수 있다.
마이크로 제어부(220)는 토크 센서 등을 포함한 각종 다양한 센서들로부터 그 센서들의 감지 결과들로서 출력된 각종 감지 신호들을 입력 받고, 그 입력 받은 신호들에 따라 조향 장치의 조작력을 조절하기 위한 펄스폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 신호를 생성할 수 있다. 또한, 마이크로 제어부(220)는 토크 센서로부터 수신한 토크 센서 출력값을 디지털 값으로 변환하여 토크 센서 출력 전압을 생성하고, 그리고 그 생성된 토크 센서 출력 전압에 따른 모터(300)의 회전 방향 및 힘을 반영하여 펄스폭 변조 신호를 출력할 수 있다. 이 펄스폭 변조 신호에 의해, 차량의 조향에 필요한 모터 구동 신호(예를 들어, 모터 구동 전류)가 모터(300)에 공급될 수 있다.
한편, 전술된 토크 센서는 차량의 조향 장치(예를 들어, 스티어링 휠(steering wheel))의 조향 토크(예를 들어, 조향각, 토크 등의 조향 정보)를 감지하고, 이 감지 결과로서 토크 센서 출력 전압을 출력할 수 있다. 토크 센서로부터 출력된 토크 센서 출력 전압은 전자 제어 장치(200)로 전송될 수 있다. 여기서, 토크 센서의 검출 범위, 예컨대 토크 센서 출력 전압의 범위는 0 V 내지 5 V로서, 이에 대한 디지털 값은 0 내지 1024 디지트(digit)로 환산될 수 있다. 만약, 센서로부터 검출된 토크 센서 출력 전압이 0 V보다 크거나 같고 2.5 V보다 작을 때(예를 들어, 0 디지트보다 크거나 같고 512 디지트보다 작을 때), 전자 제어 장치(200)는 조향 장치가 반시계 방향으로 회전된 것(예를 들어, 차량이 좌측 방향으로 조향된 것)으로 판단할 수 있다. 그리고, 그 검출된 토크 센서 출력 전압이 2.5 V(예를 들어, 512 디지트)일 때, 전자 제어 장치(200)는 조향 장치가 중립 상태인 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 그 검출된 토크 센서 출력 전압이 2.5 V보다 크고 5 V보다 작을 때(예를 들어, 512 디지트 보다 크고 1024 디지트 보다 작을 때), 전자 제어 장치(200)는 조향 장치가 시계 방향으로 회전된 것(예를 들어, 차량이 우측 방향으로 조향된 것)으로 판단할 수 있다.
배터리 감지부(240)는 배터리(BAT)의 전압을 감지(또는 검출)할 수 있다. 이와 같은 배터리 감지부(240)는 제 2 저항기(R2), 제 3 저항기(R3) 및 제 2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.
제 2 저항기(R2)는 레귤레이터(150)의 제 1 입력 단자(T1)와 제 1 아날로그-디지털 변환기의 입력 단자(ADT1) 사이에 접속될 수 있다.
제 3 저항기(R3)는 제 1 아날로그-디지털 변환기의 입력 단자(ADT1)와 접지(GND) 사이에 접속될 수 있다.
제 2 커패시터(C2)는 제 1 아날로그-디지털 변환기의 입력 단자(ADT1)와 접지(GND) 사이에 접속될 수 있다.
이와 같은 배터리 감지부(240)로부터 검출된 아날로그 신호의 배터리 감지 전압은 제 1 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털 신호로 변환되어 마이크로 제어부(220)로 전송될 수 있다.
공급 전원 제어부(210)는 전원 공급부(100)로부터 제공된 공급 전원(예를 들어, 배터리(BAT)로부터의 전원)의 전자 제어 장치(200)로의 공급 여부를 제어한다. 예를 들어, 전원 공급부(100)의 전원 제어 스위치(SW)가 턴-온되면, 전원 공급부(100)로부터의 공급 전원이 전자 제어 장치(200)로 공급될 수 있다. 반면, 전원 공급부(100)의 전원 제어 스위치(SW)가 턴-오프되면, 전원 공급부(100)로부터 전자 제어 장치(200)로의 공급 전원이 차단되어 전원 공급부(100)는 공급 전원을 공급받지 못한다. 이와 같은 공급 전원 제어부(210)는 전술된 전원 제어 스위치(SW)로서 배터리 차단 스위치(BT) 및 역전압 보호 스위치(RT)를 포함할 수 있다.
배터리 차단 스위치(BT)는 마이크로 제어부(220)로부터의 제어 신호에 따라 제어되며, 레귤레이터(150)의 제 1 입력 단자(T1)와 제 1 저항기(R1)의 제 2 단자 사이에 접속될 수 있다. 이때, 배터리 차단 스위치(BT)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
역전압 보호 스위치(RT)는 마이크로 제어부(220)로부터의 제어 신호에 따라 제어되며, 제 1 저항기(R1)의 제 2 단자와 제 3 커패시터(C3)의 제 1 단자(예를 들어, 노드 Na) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 역전압 보호 스위치(RT)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
한편, 배터리 차단 스위치(BT)의 제어 단자와 역전압 보호 스위치(RT)의 제어 단자는 제 4 저항기(R4)를 통해 마이크로 제어부(220)에 연결될 수 있다. 마이크로 제어부(220)는 제 4 저항기(R4)를 통해 배터리 차단 스위치(BT)의 제어 단자와 역전압 보호 스위치(RT)의 제어 단자로 전원 제어 신호를 공급할 수 있다.
마이크로 제어부(220)로부터의 전원 제어 신호(예를 들어, 배터리 차단 스위치(BT) 및 역전압 보호 스위치(RT)의 각 문턱 전압보다 높게 설정된 활성화 상태의 전원 제어 신호)에 의해 배터리 차단 스위치(BT) 및 역전압 보호 스위치(RT)가 턴-온되면, 그 턴-온된 배터리 차단 스위치(BT) 및 역전압 보호 스위치(RT)를 통해, 배터리(BAT)로부터의 공급 전원이 제 3 커패시터(C3)에 공급되어 충전될 수 있다.
제 3 커패시터(C3)는 배터리(BAT)로부터의 공급 전압을 저장하는 스토리지 커패시터일 수 있다. 제 3 커패시터(C3)는 역전압 보호 스위치(RT)의 소스 단자(또는 드레인 단자; 예를 들어, 노드 Na)와 레귤레이터(150)의 제 2 입력 단자(T2) 사이에 접속될 수 있다.
인버터 감지부(250)는 인버터(260)의 출력, 즉 인버터(260)의 전압을 감지(또는 검출)할 수 있다. 이와 같은 인버터 감지부(250)는 제 5 저항기(R5), 제 6 저항기(R6) 및 제 4 커패시터(C4)를 포함할 수 있다.
제 5 저항기(R5)는 제 3 커패시터(C3)의 제 1 단자(Na)와 제 2 아날로그-디지털 변환기(882)의 입력 단자(ADT2) 사이에 접속될 수 있다.
제 6 저항기(R6)는 제 2 아날로그-디지털 변환기(882)의 입력 단자(ADT2)와 접지(GND) 사이에 접속될 수 있다.
제 4 커패시터(C4)는 제 2 아날로그-디지털 변환기(882)의 입력 단자(ADT2)와 접지(GND) 사이에 접속될 수 있다.
이와 같은 인버터 감지부(250)로부터 검출된 아날로그 신호의 인버터 감지 전압은 제 2 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털 신호로 변환되어 마이크로 제어부(220)로 전송될 수 있다. 한편, 마이크로 제어부(220)는 전술된 제 1 아날로그-디지털 변환기로부터의 배터리 감지 전압과 전술된 제 2 아날로그-디지털 변환기로부터의 인버터 감지 전압을 근거로 전자 제어 장치(200)에서의 이상 여부(예를 들어, 역기전압의 발생 여부, 회로의 단락 여부 등)를 판단할 수 있다.
게이트 드라이버(230)는, 예를 들어, 마이크로 제어부(220)로부터의 펄스폭 변조 신호를 근거로 서로 다른 위상(phase)의 펄스폭 변조 신호들을 생성할 수 있다. 구체적인 하나의 예로서, 모터(300)가 3상 모터(300)일 때, 서로 다른 위상의 펄스폭 변조 신호들은 3상의 펄스폭 변조 신호들일 수 있다. 다시 말하여, 제 1 게이트 드라이버(230)는 모터(300)의 위상에 대응되도록 각 위상별 펄스폭 변조 신호들을 생성할 수 있다.
인버터(260)는 전원 공급부(100)로부터 제공된 공급 전원(즉, 직류 레벨의 공급 전원)을 교류 레벨인 모터 구동 신호로 변환할 수 있다. 구체적으로, 인버터(260)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호들에 따라 내부의 인버터 스위치들의 턴-온 및 턴-오프 동작을 제어함으로써 그 펄스폭 변조 신호들에 대응되는 모터 구동 신호를 출력할 수 있다. 더욱 구체적인 예로서, 인버터(260)는 전술된 펄스폭 변조 신호들(예를 들어, 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호들)에 따라 인버터 스위치들(IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT6)의 턴-온 및 턴-오프 동작을 제어함으로써 전술된 전원 공급부(100)로부터 제공된 공급 전원을 교류 레벨인 모터 구동 신호로 변환할 수 있다.
한편, 모터 구동 신호는, 예를 들어, 서로 다른 상의 모터 구동 신호들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 상의 모터 구동 신호들은 3상의 모터 구동 신호들(구체적인 예로서, 제 1 상(또는 U상)의 모터 구동 신호, 제 2 상(또는 V상)의 모터 구동 신호 및 제 3 상(또는 W상)의 모터 구동 신호)일 수 있다.
인버터(260)는 인버터(260)의 출력 단자를 통해 3상의 모터 구동 신호들을 출력할 수 있는 바, 이를 위한 하나의 예로서, 인버터(260)의 출력 단자는 제 1 상 출력 단자(P1), 제 2 상 출력 단자(P2) 및 제 3 상 출력 단자(P3)를 포함할 수 있다. 이와 같은 인버터(260)는 제 1 인버터 스위치(IT1), 제 2 인버터 스위치(IT2), 제 3 인버터 스위치(IT3), 제 4 인버터 스위치(IT4), 제 5 인버터 스위치(IT5) 및 제 6 인버터 스위치(IT6)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 내지 제 3 인버터 스위치들(IT1 내지 IT3)은 인버터(260)의 하이 사이드 인버터 스위치에 해당하며, 그리고 제 4 내지 제 6 인버터 스위치들(IT4 내지 IT6)은 인버터(260)의 로우 사이드 인버터 스위치에 해당할 수 있다.
제 1 인버터 스위치(IT1)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호(예를 들어, +U상의 펄스폭 변조 신호)에 따라 제어되며, 제 3 커패시터(C3)의 제 1 단자(Na)와 인버터(260)의 제 1 상 출력 단자(P1) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 1 인버터 스위치(IT1)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드(BD)를 포함할 수 있다.
제 2 인버터 스위치(IT2)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호(예를 들어, +V상의 펄스폭 변조 신호)에 따라 제어되며, 제 3 커패시터(C3)의 제 1 단자(Na)와 인버터(260)의 제 2 상 출력 단자(P2) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 2 인버터 스위치(IT2)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
제 3 인버터 스위치(IT3)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호(예를 들어, +W상의 펄스폭 변조 신호)에 따라 제어되며, 제 3 커패시터(C3)의 제 1 단자(Na)와 인버터(260)의 제 3 상 출력 단자(P3) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 3 인버터 스위치(IT3)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
제 4 인버터 스위치(IT4)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호(예를 들어, -U상의 펄스폭 변조 신호)에 따라 제어되며, 인버터(260)의 제 1 상 출력 단자(P1)와 제 3 커패시터(C3)의 제 2 단자(예를 들어, 노드 T2a) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 4 인버터 스위치(IT4)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
제 5 인버터 스위치(IT5)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호(예를 들어, -V상의 펄스폭 변조 신호)에 따라 제어되며, 인버터(260)의 제 2 상 출력 단자(P2)와 제 3 커패시터(C3)의 제 2 단자(예를 들어, T2) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 5 인버터 스위치(IT5)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
제 6 인버터 스위치(IT6)는 게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호(예를 들어, -W상의 펄스폭 변조 신호)에 따라 제어되며, 인버터(260)의 제 3 상 출력 단자(P3)와 제 3 커패시터(C3)의 제 2 단자(예를 들어, T2a) 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 6 인버터 스위치(IT6)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
한편, 전술된 인버터(260)의 제 1 상 출력 단자(P1)는 모터(300)의 제 1 코일(CL1)을 통해 모터(300)의 제 1 상 단자(NP1)에 연결될 수 있으며, 인버터(260)의 제 2 상 출력 단자(P2)는 모터(300)의 제 2 코일(CL2)을 통해 그 모터(300)의 제 2 상 단자(NP2)에 연결될 수 있으며, 그리고 인버터(260)의 제 3 상 출력 단자(P3)는 모터(300)의 제 3 코일(CL3)을 통해 그 모터(300)의 제 3 상 단자(NP3)에 연결될 수 있다. 여기서, 제 1 코일(CL1), 제 2 코일(CL2) 및 제 3 코일(CL3)은 각각 인덕터로서 모터(300)의 스테이터(stator)에 권선(winding)된다.
게이트 드라이버(230)로부터의 펄스폭 변조 신호들에 의해 제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)은 미리 설정된 조합으로 턴-온됨으로써 모터(300)에 공급되는 모터 구동 신호(예를 들어, 모터 구동 전류)의 방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 구동 기간 동안 제 1 인버터 스위치(IT1) 및 제 6 인버터 스위치(IT6)가 선택적으로 턴-온되고, 제 2 구동 기간 동안 제 2 인버터 스위치(IT2) 및 제 6 인버터 스위치(IT6)가 선택적으로 턴-온되고, 제 3 구동 기간 동안 제 2 인버터 스위치(IT2) 및 제 4 인버터 스위치(IT4)가 선택적으로 턴-온되고, 제 4 구동 기간 동안 제 3 인버터 스위치(IT3) 및 제 4 인버터 스위치(IT4)가 선택적으로 턴-온되고, 제 5 구동 기간 동안 제 3 인버터 스위치(IT3) 및 제 5 인버터 스위치(IT5)가 선택적으로 턴-온되고, 그리고 제 6 구동 기간 동안 제 1 인버터 스위치(IT1) 및 제 5 인버터 스위치(IT5)가 선택적으로 턴-온될 수 있다. 여기서, 각 구동 기간에서 선택되지 않은 인버터 스위치들은 턴-오프 상태를 유지한다. 예를 들어, 제 1 구동 기간 동안 제 2 내지 제 5 인버터 스위치들(IT2 내지 IT5)은 턴-오프 상태를 유지한다.
출력 제어부(400)는 인버터(260)로부터 출력된 모터 구동 신호의 모터(300)로의 공급 여부를 제어할 수 있다. 이를 위해, 하나의 예로서, 출력 제어부(400)는 모터(300)의 중성점에 대응되는 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 서로 연결하거나 또는 그 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 서로 분리할 수 있다. 구체적인 예로서, 마이크로 제어부(220)로부터의 출력 제어 신호에 응답하여, 출력 제어부(400)는 그 모터(300)의 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3)를 서로 전기적(및/또는 물리적)으로 연결하거나 또는 전기적(및/또는 물리적)으로 분리할 수 있다. 출력 제어부(400)에 의해 서로 전기적(및/또는 물리적)으로 연결된 모터(300)의 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3)는 그 모터(300)의 중성점을 이룰 수 있다. 마이크로 제어부(220)는 모터(300) 등으로부터의 이상 발생을 감지하였을 때, 전술된 모터(300)의 모든 상 단자들(예를 들어, 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3))이 서로 전기적(및/또는 물리적)으로 분리될 수 있도록 출력 제어부(400)를 제어함으로써 모터(300)로 공급되는 모터 구동 신호를 차단할 수 있다. 이하, 별도의 언급이 없는 한 “전기적 연결”은 “물리적 연결”로 대체되거나 또는 그 “물리적 연결”을 포함할 수 있음을 밝힌다.
한편, 출력 제어부(400)는 정상(normal) 상태에서 모터(300)의 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 전기적으로 연결된 상태로 유지하며, 외부로부터의 제어 신호(예를 들어, 마이크로 제어부(220)로부터의 출력 제어 신호)에 따라 상 단자들(NP1, NP2, NP3) 간의 전기적인 연결을 분리하는 방식으로 동작하는 노멀리 온 타입(normally on type)의 스위치일 수 있으며, 이와 반대로 정상 상태에서 모터(300)의 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 전기적으로 분리된 상태로 유지하며, 전술된 동작 제어 신호에 따라 상 단자들(NP1, NP2, NP3) 간의 전기적인 연결을 유지하는 방식으로 동작하는 노멀리 오프 타입(normally off type)의 스위치일 수 있다.
출력 제어부(400)는 차량의 시동 시점을 기준으로 다른 타입으로 동작될 수 있다. 예를 들어, 시동 시점의 이전에 출력 제어부(400)는 노멀리 오프 타입으로 동작하고, 그리고 시동 시점 이후부터 출력 제어부(400)는 노멀리 온 타입으로 동작할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 출력 제어부(400)는 시동 시점 이전에 노멀리 온 타입으로 동작하고, 시동 시점 이후에 노멀리 오프 타입으로 동작할 수도 있다. 또한, 출력 제어부(400)는, 시동 시점 이전 및 이후에 관계없이, 항상 어느 하나의 타입으로 동작할 수도 있다. 이러한 출력 제어부(400)의 동작 타입은 그 출력 제어부(400)가 사용되는 장치의 컨셉(concept)에 따라 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 본 발명의 전자 제어 장치(200)는 모터(300)를 정밀하게 제어하기 위해 모터(300)에 흐르는 전류(예를 들어, 전술된 모터 구동 전류)를 측정할 수 있다. 이를 위해, 하나의 예로서, 전자 제어 장치(200)는 전류 센서(CS1, CS2)를 이용하여 모터(300)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 예를 들어, 모터(300)가 3상의 전원으로 구동되는 모터(300)일 때, 3상 중 2개의 상(예를 들면, U상, V상 및 W상 중 U상과 W상)에 대응되는 2개의 출력 단자들(예를 들어, 제 1 상 출력 단자(P1) 및 제 3 상 출력 단자(P2))에 전류 센서들(CS1, CS2)이 부착될 수 있는 바, 전자 제어 장치(200)는 이 전류 센서들(CS1, CS2)을 이용하여 그 2개의 상(예를 들어, U상 및 W상)의 전류를 측정하고, 측정한 각 상의 전류를 이용하여 나머지 1개 상(예를 들어, V상)의 전류를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제 1 및 제 2 전류 센서들(CS1, CS2)은 인버터(260)와 모터(300) 사이에 연결되어 인버터(260)를 통해 모터(300)로 공급되는 전류(예를 들어, 전술된 모터 구동 전류)의 크기를 감지할 수 있다. 제 1 전류 센서(CS1)는 인버터(260)의 제 1 상 출력 단자(P1)와 모터(300)의 제 1 코일(CL1) 사이에 연결될 수 있으며, 그리고 제 2 전류 센서(CS2)는 인버터(260)의 제 3 상 출력 단자(P3)와 모터(300)의 제 2 코일(CL2) 사이에 연결될 수 있다.
한편, 인버터(260)의 제 2 상 출력 단자(P2)와 모터(300)의 제 2 코일(CL2) 사이에 제 3 전류 센서가 더 연결될 수도 있다.
제 1 전류 센서(CS1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 감지 저항기(Rs1) 및 제 1 증폭기(AP1)를 포함할 수 있다. 한편, 제 1 전류 센서(CS1)는 제 1 아날로그-디지털 변환기(881)를 더 포함할 수도 있다.
제 1 감지 저항기(Rs1)는 제 1 상 출력 단자(P1)를 통해 모터(300)로 공급되는 모터 구동 전류를 감지할 수 있다. 이를 위해, 하나의 예로서, 제 1 감지 저항기(Rs1)는 제 1 상 출력 단자와 모터(300)의 제 1 코일(CL1) 사이에 연결될 수 있다. 정상 상태에서, 제 1 감지 저항기(Rs1)는 회로의 전류 흐름에 영향을 주지 않도록 작은 저항을 가질 수 있다.
제 1 증폭기(AP1)는 제 1 감지 저항기(Rs1)에 의해 감지된 전압을 증폭한다. 이를 위해, 하나의 예로서 제 1 증폭기(AP1)의 제 1 입력 단자는 제 1 상 출력 단자에 연결되며, 제 1 증폭기(AP1)의 제 2 입력 단자는 제 1 코일(CL1)에 연결되며, 그리고 제 1 증폭기(AP1)의 출력 단자는 제 1 아날로그-디지털 변환기(881)에 연결될 수 있다.
제 1 아날로그-디지털 변환기(881)는 제 1 증폭기(AP1)로부터 증폭된 감지 전압을 디지털 신호로 변환하여 마이크로 제어부(220)로 전송할 수 있다.
제 2 감지 저항기(Rs2)는 제 3 상 출력 단자(P3)를 통해 모터(300)로 공급되는 모터 구동 전류를 감지할 수 있다. 이를 위해, 하나의 예로서, 제 2 감지 저항기(Rs2)는 제 3 상 출력 단자(P3)와 모터(300)의 제 3 코일(CL3) 사이에 연결될 수 있다. 정상 상태에서, 제 2 감지 저항기(Rs2)는 회로의 전류 흐름에 영향을 주지 않도록 작은 저항을 가질 수 있다.
제 2 증폭기(AP2)는 제 2 감지 저항기(Rs2)에 의해 감지된 전압을 증폭한다. 이를 위해, 하나의 예로서 제 2 증폭기(AP2)의 제 1 입력 단자는 제 3 상 출력 단자에 연결되며, 제 2 증폭기(AP2)의 제 2 입력 단자는 제 3 코일(CL3)에 연결되며, 그리고 제 2 증폭기(AP2)의 출력 단자는 제 2 아날로그-디지털 변환기(882)에 연결될 수 있다. 한편, 제 2 전류 센서(CS2)는 제 2 아날로그-디지털 변환기(882)를 더 포함할 수도 있다.
제 2 아날로그-디지털 변환기(882)는 제 2 증폭기(AP2)로부터 증폭된 감지 전압을 디지털 신호로 변환하여 마이크로 제어부(220)로 전송할 수 있다.
전자 제어 장치(200)는 전술된 바와 같이 측정된 각 상의 전류를 이용하여 모터(300)에 발생한 토크와 그 토크에 따른 리플(Ripple) 즉, 토크 리플을 계산할 수 있다. 토크 리플은 전류 센서로부터 검출된 전류를 전달하는 경로 상의 오류, 또는 전류 센서에 인가된 인가 전압의 오차, 또는 그 전류 센서 자체의 오프 셋(예를 들어, DC 오프 셋) 등에 의해 발생할 수 있는 바, 이러한 토크 리플로 인해 모터(300)가 정확하게 제어될 수 없는 문제점이 발생될 수 있다.
여기서, 오프 셋이란 전류 센서를 동작시키기 위한 미량의 DC 전류이다. 전류 센서에서 모터(300)에 흐르는 전류를 측정할 때, 전류 센서를 동작하는데 필요한 미량의 전류가 흐르게 되고, 전류 센서로부터 출력되는 전류는 실제 구하고자 하는 모터(300)에 흐르는 전류와 전류 센서를 동작하는 데 필요한 미량의 전류의 합이다. 이때, 미량의 전류로 인해 측정하고자 하는 실제 모터(300)에 흐르는 전류의 값이 왜곡되게 된다. 이러한 오프 셋 전압은 모터(300)에 흐르는 전류를 측정하기 위해 반드시 필요하기 때문에 완전히 제거할 수 없으므로, 모터(300)에 흐르는 전류를 측정할 때 오프 셋을 고려해야 한다.
본 발명의 전자 제어 장치(200)는 전류 센서의 오프 셋을 정확하게 검출하기 위해, 그 오프 셋(예를 들어, 전류 센서의 오프 셋 전압) 검출 기간 동안 전류 센서가 전원 공급부(100) 및 접지(GND) 중 어느 하나에 연결된 상태로 유지되도록 인버터의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 제어부(220)는 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 전원 공급부(100) 및 접지(GND) 중 어느 하나에 연결시킨 후 제 1 및 제 2 전류 센서들(CS1, CS2)의 각 오프 셋 전압을 검출할 수 있다. 이를 도 3 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출하기 위한 인버터의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 인버터에 공급되는 펄스폭 변조 신호를 나타낸 도면이다. 한편, 도 3에서 상대적으로 두꺼운 선의 박스로 둘러싸인 스위치는 그 스위치가 턴-온 상태임을 의미하며, 반면 회색으로 채워진 점선 박스에 의해 둘러싸인 스위치는 그 스위치가 턴-오프 상태임을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로 제어부(220)는 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 접지(GND)에 연결시킨 후 제 1 및 제 2 전류 센서들(CS1, CS2)의 각 오프 셋 전압을 검출할 수 있다. 이를 위한 예로서, 마이크로 제어부(220)는 인버터(260)의 하이 사이드 인버터 스위치(예를 들어, 전원 공급부(100)에 연결된 제 1 내지 제 3 인버터 스위치들(IT1, IT2, IT3))를 턴-오프하는 반면, 인버터(260)의 로우 사이드 인버터 스위치(예를 들어, 접지(GND)에 연결된 제 4 내지 제 6 인버터 스위치들(IT4, IT5, IT6))을 턴-온할 수 있다. 이와 같은 경우, 제 1 전류 센서(CS1)는 턴-온된 제 4 인버터 스위치(IT4)를 통해 접지(GND)에 연결되며, 그리고 제 2 전류 센서(CS2)는 턴-온된 제 6 인버터 스위치(IT6)를 통해 접지(GND)에 연결될 수 있다.
제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)이 도 3에 도시된 바와 같이 동작하도록 그 제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)은 도 4에 도시된 바와 같은 스위치 제어 신호들(예를 들어, 펄스폭 변조 신호들)을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 검출하는 검출 기간(Pd) 동안, 마이크로 제어부(220)는 제 1 인버터 스위치(IT1)의 게이트 전극으로 제 1 펄스폭 변조 신호(PWM1)를 공급하고, 제 2 인버터 스위치(IT2)의 게이트 전극으로 제 2 펄스폭 변조 신호(PWM2)를 공급하고, 제 3 인버터 스위치(IT3)의 게이트 전극으로 제 3 펄스폭 변조 신호(PWM3)를 공급하고, 제 4 인버터 스위치(IT4)의 게이트 전극으로 제 4 펄스폭 변조 신호(PWM4)를 공급하고, 제 5 인버터 스위치(IT5)의 게이트 전극으로 제 5 펄스폭 변조 신호(PWM5)를 공급하고, 그리고 제 6 인버터 스위치(IT6)의 게이트 전극으로 제 6 펄스폭 변조 신호(PWM6)를 공급할 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 3 펄스폭 변조 신호들(PWM1, PWM2, PWM3)은, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 검출 기간(Pd) 동안 턴-오프 레벨(VL)로 유지될 수 있으며, 그리고 제 4 내지 제 6 펄스폭 변조 신호들(PWM4, PWM5, PWM6)은, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 검출 기간(Pd) 동안 턴-온 레벨(VH)로 유지될 수 있다. 예를 들어, 검출 기간(Pd) 동안 제 1 내지 제 3 펄스폭 변조 신호들(PWM1, PWM2, PWM3)은 각각 기준 전압(Vref)보다 더 낮은 턴-오프 레벨(VL)의 고정된 값을 가질 수 있으며, 그리고 그 검출 기간(Pd) 동안 제 4 내지 제 6 펄스폭 변조 신호들(PWM4, PWM5, PWM6)은 각각 기준 전압(Vref)보다 더 높은 턴-온 레벨(VH)의 고정된 값을 가질 수 있다. 여기서, 턴-오프 레벨(VL)은, 예를 들어, 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)의 문턱 전압보다 작은 값을 의미하며, 그리고 턴-온 레벨(VH)은, 예를 들어, 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)의 문턱 전압보다 큰 값을 의미할 수 있다.
마이크로 제어부(220)는 검출 기간(Pd) 내에서 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 이용하여 그 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 검출할 수 있다. 이때, 검출 기간(Pd) 동안 하이 사이드 인버터 스위치(IT1, IT2, IT3) 및 로우 사이드 인버터 스위치(IT4, IT5, IT6) 중 어느 한 사이드의 인버터 스위치들(예를 들어, 제 1 내지 제 3 인버터 스위치들(IT1 내지 IT3))이 모두 턴-오프 상태이므로, 그 검출 기간(Pd) 동안에 모터 구동 전류는 실질적으로 발생되지 않는다. 따라서 검출 기간(Pd) 동안 모터 구동 전류에 의한 간섭이 발생되지 않는다. 또한 그 검출 기간(Pd) 동안에 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)는 플로팅(floating)되지 않고 접지(GND)에 연결된다. 따라서, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)의 단자의 전압이 정확히 정의될 수 있다. 또한, 그 검출 기간(Pd) 동안 제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)에 공급되는 펄스폭 변조 신호들(PWM1 내지 PWM6)이 일정한 크기(예를 들어, 턴-온 레벨(VH) 또는 턴-오프 레벨(VL))로 고정되어 있다. 따라서 스위칭 노이즈가 발생되지 않는다. 전술된 바와 같이, 모터 구동 전류에 의한 간섭이 발생되지 않고, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)의 단자 전압이 정확히 정의되고, 그리고 스위칭 노이즈가 발생되지 않으므로, 그 검출 기간(Pd) 동안 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압이 정확하게 검출될 수 있다. 다시 말하여, 그 검출 기간(Pd) 동안 마이크로 제어부(220)는 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 이용하여 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 정확하게 검출할 수 있다. 이는 결국, 그 검출 기간(Pd) 동안 제 1 전류 센서(CS1)로부터 감지된 전류 및 제 2 전류 센서(CS2)로부터 감지된 전류가 그 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 정확하게 반영하고 있음을 의미할 수 있다.
한편, 전술된 검출 기간(Pd)은, 예를 들어 전술된 모터(300)의 모든 상 단자들(예를 들어, 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3))이 서로 전기적(및/또는 물리적)으로 분리된 기간을 의미할 수 있다. 다시 말하여, 전술된 검출 기간(Pd)은 출력 제어부(400)와 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3)가 서로 분리된 상태의 기간을 의미할 수 있다.
또한, 이 검출 기간(Pd)은, 전자 제어 장치(200)가 모터(300)의 전류 제어를 수행하지 않는 기간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 검출 기간은 시동을 위한 초기 점검 기간(Ignition Start Initial Check), 페일 세이프티(Fail-Safety) 기간 및 파워 래치(Power Latch) 기간을 포함할 수 있다.
도 5는 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출하기 위한 인버터의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 인버터에 공급되는 펄스폭 변조 신호를 나타낸 도면이다. 한편, 도 5에서 상대적으로 두꺼운 선의 박스로 둘러싸인 스위치는 그 스위치가 턴-온 상태임을 의미하며, 반면 회색으로 채워진 점선 박스에 의해 둘러싸인 스위치는 그 스위치가 턴-오프 상태임을 의미한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로 제어부(220)는 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 접지(GND)에 연결시킨 후 제 1 및 제 2 전류 센서들(CS1, CS2)의 각 오프 셋 전압을 검출할 수 있다. 이를 위한 예로서, 마이크로 제어부(220)는 인버터(260)의 하이 사이드 인버터 스위치(예를 들어, 전원 공급부(100)에 연결된 제 1 내지 제 3 인버터 스위치들(IT1, IT2, IT3)) 및 공급 전원 제어부(210)의 스위치들(예를 들어, 배터리 차단 스위치(BT) 및 역전압 보호 스위치(RT))를 턴-온하는 반면, 인버터(260)의 로우 사이드 인버터 스위치(예를 들어, 접지(GND)에 연결된 제 4 내지 제 6 인버터 스위치들(IT4, IT5, IT6))을 턴-오프할 수 있다. 이와 같은 경우, 제 1 전류 센서(CS1)는 턴-온된 제 1 인버터 스위치(IT1) 및 공급 전원 제어부(210)의 스위치들을 통해 전원 공급부(100)의 제 1 입력 단자(T1)에 연결되며, 그리고 제 2 전류 센서(CS2)는 턴-온된 제 3 인버터 스위치(IT3) 및 공급 전원 제어부(210)의 스위치들을 통해 전원 공급부(100)의 제 1 입력 단자(T1)에 연결될 수 있다.
제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)이 도 5에 도시된 바와 같이 동작하도록 그 제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)은 도 6에 도시된 바와 같은 스위치 제어 신호들(예를 들어, 펄스폭 변조 신호들)을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 검출하는 검출 기간(Pd) 동안, 마이크로 제어부(220)는 제 1 인버터 스위치(IT1)의 게이트 전극으로 제 1 펄스폭 변조 신호(PWM1)를 공급하고, 제 2 인버터 스위치(IT2)의 게이트 전극으로 제 2 펄스폭 변조 신호(PWM2)를 공급하고, 제 3 인버터 스위치(IT3)의 게이트 전극으로 제 3 펄스폭 변조 신호(PWM3)를 공급하고, 제 4 인버터 스위치(IT4)의 게이트 전극으로 제 4 펄스폭 변조 신호(PWM4)를 공급하고, 제 5 인버터 스위치(IT5)의 게이트 전극으로 제 5 펄스폭 변조 신호(PWM5)를 공급하고, 그리고 제 6 인버터 스위치(IT6)의 게이트 전극으로 제 6 펄스폭 변조 신호(PWM6)를 공급할 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 3 펄스폭 변조 신호들(PWM1, PWM2, PWM3)는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 검출 기간(Pd) 동안 턴-온 레벨(VH)로 유지될 수 있으며, 그리고 제 4 내지 제 6 펄스폭 변조 신호들(PWM4, PWM5, PWM6)는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 검출 기간(Pd) 동안 턴-오프 레벨(VL)로 유지될 수 있다. 예를 들어, 검출 기간(Pd) 동안 제 1 내지 제 3 펄스폭 변조 신호들(PWM1, PWM2, PWM3)은 각각 기준 전압(Vref)보다 더 높은 턴-온 레벨(VH)의 고정된 값을 가질 수 있으며, 그리고 그 검출 기간(Pd) 동안 제 4 내지 제 6 펄스폭 변조 신호들(PWM4, PWM5, PWM6)은 각각 기준 전압(Vref)보다 더 낮은 턴-오프 레벨(VL)의 고정된 값을 가질 수 있다. 여기서, 턴-오프 레벨(VL)은, 예를 들어, 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)의 문턱 전압보다 작은 값을 의미하며, 그리고 턴-온 레벨(VH)은, 예를 들어, 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)의 문턱 전압보다 큰 값을 의미할 수 있다.
마이크로 제어부(220)는 검출 기간(Pd) 내에서 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 이용하여 그 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 검출할 수 있다. 이때, 검출 기간(Pd) 동안 하이 사이드 인버터 스위치(IT1, IT2, IT3) 및 로우 사이드 인버터 스위치(IT4, IT5, IT6) 중 어느 한 사이드의 인버터 스위치들(예를 들어, 제 4 내지 제 6 인버터 스위치들(IT4 내지 IT6))이 모두 턴-오프 상태이므로, 그 검출 기간(Pd) 동안에 모터 구동 전류는 실질적으로 발생되지 않는다. 따라서 검출 기간(Pd) 동안 모터 구동 전류에 의한 간섭이 발생되지 않는다. 또한 그 검출 기간(Pd) 동안에 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)는 플로팅(floating)되지 않고 전원 공급부(100)의 단자(예를 들어, 배터리(BAT)의 정극성 전압이 인가되는 단자(T1))에 연결된다. 따라서, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)의 단자의 전압이 정확히 정의될 수 있다. 또한, 그 검출 기간(Pd) 동안 제 1 내지 제 6 인버터 스위치들(IT1 내지 IT6)에 공급되는 펄스폭 변조 신호들(PWM1 내지 PWM6)이 일정한 크기(예를 들어, 턴-온 레벨(VH) 또는 턴-오프 레벨(VL))로 고정되어 있다. 따라서 스위칭 노이즈가 발생되지 않는다. 전술된 바와 같이, 모터 구동 전류에 의한 간섭이 발생되지 않고, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)의 단자 전압이 정확히 정의되고, 그리고 스위칭 노이즈가 발생되지 않으므로, 그 검출 기간(Pd) 동안 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압이 정확하게 검출될 수 있다. 다시 말하여, 그 검출 기간(Pd) 동안 마이크로 제어부(220)는 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 이용하여 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 정확하게 검출할 수 있다. 이는 결국, 그 검출 기간(Pd) 동안 제 1 전류 센서(CS1)로부터 감지된 전류 및 제 2 전류 센서(CS2)로부터 감지된 전류가 그 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 정확하게 반영하고 있음을 의미할 수 있다.
한편, 전술된 검출 기간(Pd)은, 예를 들어 전술된 모터(300)의 모든 상 단자들(예를 들어, 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3))이 서로 전기적(및/또는 물리적)으로 분리된 기간을 의미할 수 있다. 다시 말하여, 전술된 검출 기간(Pd)은 출력 제어부(400)와 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3)가 서로 분리된 상태의 기간을 의미할 수 있다.
또한, 이 검출 기간(Pd)은, 전자 제어 장치(200)가 모터(300)의 전류 제어를 수행하지 않는 기간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 검출 기간은 시동을 위한 초기 점검 기간(Ignition Start Initial Check), 페일 세이프티(Fail-Safety) 기간 및 파워 래치(Power Latch) 기간을 포함할 수 있다.
한편, 전술된 바와 같이 검출 기간(Pd) 동안 검출된 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압은, 예를 들어 메모리와 같은 저장부에 저장될 수 있다.
마이크로 제어부(220)는 저장부에 저장된 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 모터(300)가 정상적으로 구동되는 정상 상태일 때, 마이크로 제어부(220)는 그 저장부의 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작을 제어함으로써 모터(300)에 공급되는 모터 구동 전류를 더욱 정확하게 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)의 회로 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이 모터(300)의 외부에 배치된 인버터 출력 제어부(410)를 더 포함할 수 있다.
인버터 출력 제어부(410)는 인버터(260)로부터 출력된 모터 구동 신호의 모터(300)로의 공급 여부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 인버터 출력 제어부(410)는 전술된 정상 상태에서 인버터(260)의 모든 출력 단자(P1, P2, P3)와 모터(300)의 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 전기적으로 연결된 상태로 유지할 수 있으며, 전술된 검출 기간(Pd) 동안 인버터(260)의 모든 출력 단자(P1, P2, P3)와 모터(300)의 모든 상 단자들(NP1, NP2, NP3)을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 구체적인 예로서, 인버터 출력 제어부(410)의 제 1 내지 제 3 출력 제어 스위치들(PT1, PT2, PT3)이 턴-온되면, 인버터(260)로부터의 모터 구동 신호가 모터(300)로 공급될 수 있다. 반면, 인버터 출력 제어부(410)의 제 1 내지 제 3 출력 제어 스위치들(PT1, PT2, PT3)이 턴-오프되면, 인버터(260)로부터 모터(300)로의 모터 구동 신호가 차단되어 모터(300)는 그 인버터(260)로부터의 모터 구동 신호를 공급받지 못한다. 이와 같은 인버터 출력 제어부(270)는 제 1 출력 제어 스위치(PT1), 제 2 출력 제어 스위치(PT2) 및 제 3 출력 제어 스위치(PT3)를 포함할 수 있다.
제 1 출력 제어 스위치(PT1)는 마이크로 제어부(220)로부터의 출력 제어 신호에 따라 제어되며, 제 1 상 출력 단자(P1)와 모터(300)의 제 1 상 단자 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 1 출력 제어 스위치(PT1)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드(BD)를 포함할 수 있다.
제 2 출력 제어 스위치(PT2)는 마이크로 제어부(220)로부터의 출력 제어 신호에 따라 제어되며, 제 2 상 출력 단자(P2)와 모터(300)의 제 2 상 단자 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 2 출력 제어 스위치(PT2)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
제 3 출력 제어 스위치(PT3)는 마이크로 제어부(220)로부터의 출력 제어 신호에 따라 제어되며, 제 3 상 출력 단자(P3)와 모터(300)의 제 3 상 단자 사이에 접속될 수 있다. 이때, 제 3 출력 제어 스위치(PT3)는 이의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 접속된 바디 다이오드를 포함할 수 있다.
한편, 도 7의 모터(300)는 도 1(또는 도 2)의 제 1 코일(CL1), 제 2 코일(CL2), 제 3 코일(CL3) 및 출력 제어부(400)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 도 7의 모터(300)는 출력 제어부(400)를 포함하지 않을 수 있다. 다시 말하여, 도 7의 인버터 출력 제어부(410)는 전술된 출력 제어부(400)를 대체할 수 있다. 다만 이와 같은 경우, 모터(300)의 제 1 상 단자(NP1), 제 2 상 단자(NP2) 및 제 3 상 단자(NP3)는 연결된 상태로 유지될 수 있다. 다시 말하여, 제 1 코일(CL1), 제 2 코일(CL2) 및 제 3 코일(CL3)은 중성점에서 연결될 수 있다.
도 7에 도시된 예와 같이, 전술된 인버터 출력 제어부(410)는 전류 센서(CS1, CS2)와 모터(300) 사이에 배치될 수 있다. 구체적인 예로서, 인버터 출력 제어부(410)의 제 1 출력 제어 스위치(PT1)는 제 1 전류 센서(CS1)의 제 1 감지 저항기(Rs1)와 모터(300)의 제 1 코일(CL1) 사이에 접속될 수 있으며, 제 2 출력 제어 스위치(PT2)는 인버터(260)의 제 2 상 출력 단자(P2)와 모터(300)의 제 2 코일(CL2) 사이에 접속될 수 있으며, 그리고 제 3 출력 제어 스위치(PT3)는 제 2 전류 센서(CS2)의 제 2 감지 저항기(Rs2)와 모터(300)의 제 3 코일(CL3) 사이에 접속될 수 있다.
한편, 전술된 바와 같이 검출 기간(Pd) 동안 검출된 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압은, 예를 들어 메모리와 같은 저장부에 저장될 수 있다.
마이크로 제어부(220)는 저장부에 저장된 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 모터(300)가 정상적으로 구동되는 정상 상태일 때, 마이크로 제어부(220)는 그 저장부의 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작을 제어함으로써 모터(300)에 공급되는 모터 구동 전류를 더욱 정확하게 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)의 회로 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이 모터(300)의 외부에 배치된 인버터 출력 제어부(410)를 더 포함할 수 있다. 도 8의 인버터 출력 제어부(410)는 전술된 도 7의 인버터 출력 제어부(410)와 동일하다. 단 도 8의 인버터 출력 제어부(410)는 도 7의 인버터 출력 제어부(410)와 달리, 인버터(260)와 전류 센서(CS1, CS2) 사이에 배치될 수 있다.
구체적인 예로서, 인버터 출력 제어부(410)의 제 1 출력 제어 스위치(PT1)는 인버터(260)의 제 1 상 출력 단자(P1)과 제 1 전류 센서(CS1)의 제 1 감지 저항기(Rs1) 사이에 접속될 수 있으며, 제 2 출력 제어 스위치(PT2)는 인버터(260)의 제 2 상 출력 단자(P2)와 모터(300)의 제 2 코일(CL2) 사이에 접속될 수 있으며, 그리고 제 3 출력 제어 스위치(PT3)는 인버터(260)의 제 3 상 출력 단자(P3)와 제 2 전류 센서(CS2)의 제 2 감지 저항기(Rs2) 사이에 접속될 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 제어 장치(200)의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 검출 기간(Pd) 동안, 전류 센서가 전원 공급부(300) 및 접지(GND) 중 어느 하나에 연결되도록 인버터(260)의 동작을 제어하는 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 제 1 전류 센서(CS1)는 턴-온된 제 4 인버터 스위치(IT4)를 통해 접지(GND)에 연결되며, 그리고 제 2 전류 센서(CS2)는 턴-온된 제 6 인버터 스위치(IT6)를 통해 접지(GND)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 하나의 예로서, 인버터(260)의 하이 사이드 인버터 스위치(예를 들어, 전원 공급부(100)에 연결된 제 1 내지 제 3 인버터 스위치들(IT1, IT2, IT3))은 턴-오프되는 반면, 인버터(260)의 로우 사이드 인버터 스위치(예를 들어, 접지(GND)에 연결된 제 4 내지 제 6 인버터 스위치들(IT4, IT5, IT6))은 턴-온될 수 있다. 이때, 검출 기간(Pd) 동안 제 1 내지 제 3 인버터 스위치들(IT1, IT2, IT3)에 각각 공급되는 제 1 내지 제 3 펄스폭 변조 신호들(PWM1, PWM2, PWM3)은 각각 기준 전압(Vref)보다 더 낮은 턴-오프 레벨(VL)의 고정된 값을 가질 수 있으며, 그리고 그 검출 기간(Pd) 동안 제 4 내지 제 6 인버터 스위치들(IT4, IT5, IT6)에 각각 공급되는 제 4 내지 제 6 펄스폭 변조 신호들(PWM4, PWM5, PWM6)은 각각 기준 전압(Vref)보다 더 높은 턴-온 레벨(VH)의 고정된 값을 가질 수 있다.
이어서, 전류 센서가 전원 공급부(300) 및 접지(GND) 중 어느 하나에 연결된 상태에서, 전류 센서를 이용하여 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출하는 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)가 접지(GND)에 연결되어 유지되는 검출 기간(Pd) 내에서, 제 1 전류 센서(CS1) 및 제 2 전류 센서(CS2)를 통해 그 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압이 각각 검출될 수 있다.
이후, 검출된 오프 셋 전압을 저장하는 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 검출 기간(Pd) 동안 검출된 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압은, 예를 들어 메모리와 같은 저장부에 저장될 수 있다.
다음으로, 모터(300)의 정상 구동 시, 저장된 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작을 제어하는 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 저장부에 저장된 제 1 전류 센서(CS1)의 오프 셋 전압 및 제 2 전류 센서(CS2)의 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작이 제어할 수 있다. 다시 말하여, 모터(300)가 정상적으로 구동되는 정상 상태일 때, 그 저장부의 오프 셋 전압을 근거로 인버터(260)의 동작이 제어될 수 있는 바, 이에 따라 모터(300)에 공급되는 모터 구동 전류가 더욱 정확하게 제어될 수 있다.
한편, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 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.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
260: 인버터 220: 마이크로 제어부
300: 모터 400: 출력 제어부
IT1: 제 1 인버터 스위치 IT2: 제 2 인버터 스위치
IT3: 제 3 인버터 스위치 IT4: 제 4 인버터 스위치
IT5: 제 5 인버터 스위치 IT6: 제 6 인버터 스위치
PWM1: 제 1 펄스폭 변조 신호 PWM2: 제 2 펄스폭 변조 신호
PWM3: 제 3 펄스폭 변조 신호 PWM4: 제 4 펄스폭 변조 신호
PWM5: 제 5 펄스폭 변조 신호 PWM6: 제 6 펄스폭 변조 신호
NP1: 제 1 상 단자 NP2: 제 2 상 단자
NP3: 제 3 상 단자 P1: 제 1 상 출력 단자
P2: 제 2 상 출력 단자 P3: 제 3 상 출력 단자
P4: 제 4 상 출력 단자 P5: 제 5 상 출력 단자
P6: 제 6 상 출력 단자 Na: 노드
GND: 접지 CS1: 제 1 전류 센서
CS2: 제 2 전류 센서 Rs1: 제 1 감지 저항기
AP1: 제 1 증폭기 CS2: 제 2 전류 센서
Rs2: 제 2 감지 저항기 AP2: 제 2 증폭기
CL1: 제 1 코일 CL2: 제 2 코일
CL3: 제 3 코일 BD: 바디 다이오드
881: 제 1 아날로그-디지털 변환기
882: 제 2 아날로그-디지털 변환기

Claims (17)

  1. 전원 공급부와 모터 사이에 연결된 인버터;
    상기 인버터와 상기 모터 사이에 연결된 전류 센서; 및
    상기 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출하는 제어부를 포함하며,
    상기 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출할 때, 상기 제어부는 상기 전류 센서가 상기 전원 공급부 및 접지 중 어느 하나에 연결되도록 상기 인버터의 동작을 제어하는 전자 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는,
    상기 인버터의 출력 단자와 상기 전원 공급부 사이에 연결된 제 1 스위치; 및,
    상기 인버터의 출력 단자와 접지 사이에 연결된 제 2 스위치를 포함하는 전자 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출할 때, 상기 제어부는 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치 중 어느 하나를 턴-온시키고, 다른 하나를 턴-오프시키는 전자 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류 센서의 오프 셋 전압을 검출할 때의 검출 기간 동안, 상기 제어부는 상기 제 1 스위치에 제 1 스위치 제어 신호를 공급하고, 상기 제 2 스위치에 상기 제 1 스위치 제어 신호와 다른 레벨을 갖는 제 2 제어 스위치를 공급하는 전자 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검출 기간 동안, 상기 제 1 스위치 제어 신호는 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 어느 하나의 레벨로 고정되며,
    상기 검출 기간 동안, 상기 제 2 스위치 제어 신호는 상기 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 다른 하나의 레벨로 고정되는 전자 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 센서는,
    상기 인버터의 출력 단자와 상기 모터 사이에 접속된 저항기; 및
    상기 저항기에 연결된 증폭기를 포함하는 전자 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류 센서가 상기 전원 공급부 및 접지 중 어느 하나에 연결된 상태에서 상기 전류 센서를 이용하여 상기 오프 셋 전압을 검출하는 전자 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출된 오프 셋 전압을 저장하는 전자 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 모터의 구동 시, 상기 제어부는 상기 저장된 오프 셋 전압을 근거로 상기 인버터의 동작을 제어하는 전자 제어 장치.
  10. 인버터와 모터 사이에 연결된 전류 센서를 포함하는 전자 제어 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 전류 센서가 상기 전원 공급부 및 접지 중 어느 하나에 연결되도록 상기 인버터의 동작을 제어하는 단계; 및
    상기 전류 센서가 상기 전원 공급부 및 접지 중 어느 하나에 연결된 상태에서, 상기 전류 센서를 이용하여 상기 전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계를 포함하는 전자 제어 장치의 구동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 인버터는,
    상기 인버터의 출력 단자와 상기 전원 공급부 사이에 연결된 제 1 스위치; 및,
    상기 인버터의 출력 단자와 접지 사이에 연결된 제 2 스위치를 포함하는 전자 제어 장치의 구동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계는,
    상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치 중 어느 하나를 턴-온시키고, 다른 하나를 턴-오프시키는 단계를 포함하는 전자 제어 장치의 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계가 수행되는 검출 기간 동안,
    상기 제 1 스위치에 제 1 스위치 제어 신호를 공급되고, 상기 제 2 스위치에 상기 제 1 스위치 제어 신호와 다른 레벨을 갖는 제 2 제어 스위치 신호를 공급되는 전자 제어 장치의 구동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 검출 기간 동안, 상기 제 1 스위치 제어 신호는 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 어느 하나의 레벨로 고정되며,
    상기 검출 기간 동안, 상기 제 2 스위치 제어 신호는 상기 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨 중 다른 하나의 레벨로 고정되는 전자 제어 장치의 구동 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    전류 센서의 오프셋 전압을 검출하는 단계는,
    상기 전류 센서가 상기 전원 공급부 및 접지 중 어느 하나에 연결된 상태에서 상기 전류 센서를 이용하여 상기 오프 셋 전압을 검출하는 단계를 포함하는 전자 제어 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 검출된 오프 셋 전압을 저장하는 단계를 더 포함하는 전자 제어 장치의 구동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 모터의 정상 구동 시, 상기 저장된 오프 셋 전압을 근거로 상기 인버터의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는 전자 제어 장치의 구동 방법.




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