WO2019088423A1 - 차량 제어 장치 - Google Patents

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WO2019088423A1
WO2019088423A1 PCT/KR2018/009493 KR2018009493W WO2019088423A1 WO 2019088423 A1 WO2019088423 A1 WO 2019088423A1 KR 2018009493 W KR2018009493 W KR 2018009493W WO 2019088423 A1 WO2019088423 A1 WO 2019088423A1
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WO
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power supply
unit
vehicle control
voltage
supply line
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PCT/KR2018/009493
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이승형
노영우
박철수
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
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    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers

Definitions

  • An embodiment relates to a vehicle control device.
  • the rotary shaft of the motor is connected to the actuator to transmit the driving force.
  • the motor and the actuator can be integrally manufactured according to the characteristics of the actuator.
  • the motor and the actuator may be implemented in the same housing, or the driving shaft of the actuator and the rotation shaft of the motor may be integrated by using a tube-shaped rotor.
  • a control unit for controlling the motor according to the state of the actuator may be provided.
  • the motor operates with the voltage supplied from the battery but the power supply in the vehicle control unit can not provide the battery voltage to each unit when the battery voltage is lower than a certain voltage.
  • the unstable power supply state in which driving of the vehicle control apparatus is determined depending on the battery voltage is maintained.
  • the control device when the battery power supply line for supplying power is disconnected, the control device is turned off and the motor can be freewheeling. Further, there is a problem that information such as a turn count value immediately before the control device is turned off may be lost.
  • a vehicle control device for controlling the clutch actuator of the vehicle can be implemented.
  • a vehicle control device for controlling the clutch actuator of the vehicle can be implemented.
  • a vehicle control device for preventing dark current can be manufactured.
  • a vehicle control apparatus includes: a power supply unit that receives power from a battery; A buck-boost converter disposed between the battery and the power supply unit for boosting or reducing the level of the power supply to output a first output value; A power controller configured to determine whether the buck-boost converter is boosted according to a level of the power source; And a regulator for reducing the first output value and outputting a plurality of second output values.
  • the first output value may be greater than the second output value.
  • the power control unit includes:
  • Boost converter when the level of the power supply on the power supply line is lower than the reference power supply level.
  • the first output value is a first output value
  • the power level can be lowered.
  • And may be stepped down at the reference power supply level when the level of the power supply on the power supply line is less than the reference power supply level.
  • the buck-boost converter includes:
  • a boost unit for boosting the level of the power supply on the power supply line, and a buck unit for outputting the first output value.
  • a vehicle includes a battery; A vehicle control device that receives power from the battery; And a motor provided with an output from the vehicle control device, wherein the vehicle control device includes: a power supply device supplied with power from a battery; A buck-boost converter disposed between the battery and the power supply unit for boosting or reducing the level of the power supply to output a first output value; A power controller configured to determine whether the buck-boost converter is boosted according to a level of the power source; And a regulator for reducing the first output value and outputting a plurality of second output values.
  • the vehicle control apparatus includes a micro control unit (MCU), a power source driving unit for controlling on / off of the micro control unit, an ignition line for applying a starting signal to the power source driving unit, a battery line And at least one component to which power is supplied through the power source driving unit or the battery line. When the battery line is disconnected, power is supplied to the power source driving unit or the at least one component through the ignition line .
  • MCU micro control unit
  • a power source driving unit for controlling on / off of the micro control unit
  • an ignition line for applying a starting signal to the power source driving unit
  • a battery line And at least one component to which power is supplied through the power source driving unit or the battery line.
  • the at least one component may include a multi-turn (MT) sensor that senses the number of revolutions of the motor and recognizes the position of the actuator.
  • MT multi-turn
  • the MT sensor may be a volatile device.
  • the at least one component may further include a single-turn (ST) sensor for sensing a rotation angle of the motor.
  • ST single-turn
  • the at least one component may further include a CAN communication unit connected to a system in the vehicle to perform data communication.
  • a vehicle control apparatus includes: a vehicle control module that receives power from a battery; A first power supply line interposed between the battery and the vehicle control module; A second power supply line branched at a first node on the first power supply line and connected between the first power supply line and the vehicle control module; A key switch unit disposed on the second power supply line; And a charge discharge portion disposed between the first node and the vehicle control module on the first power supply line, wherein the vehicle control module detects a first voltage between the charge discharge portion and the vehicle control module A first sensing unit; A second sensing unit sensing a second voltage on the second power supply line; A motor control unit for receiving the power supply and controlling the motor; And a controller for sensing a disconnection of the first power supply line when the difference between the first voltage and the second voltage is greater than a predetermined value.
  • the control unit may transmit a signal to the motor control unit to stop the operation of the motor.
  • the first power supply line may supply a constant power to the vehicle control module.
  • the second power supply line may supply power to the vehicle control module when the key switch unit is turned on.
  • a relay portion may be disposed between the first node and the charge discharge portion.
  • the charge / discharge unit includes: a capacitor located on the first power supply line, the capacitor being located between the vehicle control module and the fuse; And a fuse switch disposed between the capacitor and the vehicle control module, wherein the first voltage may be a voltage between the capacitor and the vehicle control module.
  • the controller may determine that the first power supply line is not disconnected when the second voltage is 0V.
  • a vehicle includes a battery; A vehicle control device that receives power from the battery; And a motor provided with an output from the vehicle control device, wherein the vehicle control device includes: a vehicle control module that receives the power from the battery; A first power supply line interposed between the battery and the vehicle control module; A second power supply line branched at a first node on the first power supply line and connected between the first power supply line and the vehicle control module; A key switch unit disposed on the second power supply line; And a charge discharge portion disposed between the first node and the vehicle control module on the first power supply line, wherein the vehicle control module detects a first voltage between the charge discharge portion and the vehicle control module A first sensing unit; A second sensing unit sensing a second voltage on the second power supply line; A motor control unit for receiving the power supply and controlling the motor; And a controller for transmitting a signal to the motor controller to stop the operation of the motor when the difference between the first voltage and the second voltage is greater than a predetermined value.
  • a vehicle control device for controlling the clutch actuator of the vehicle can be implemented.
  • a vehicle control device for controlling the clutch actuator of the vehicle can be implemented.
  • a vehicle control device for preventing dark current can be manufactured.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a vehicle control device, a battery, and a motor according to an embodiment
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a vehicle control apparatus according to an embodiment
  • FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the vehicle control apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a buck-boost converter according to an embodiment
  • FIG. 7 is a view showing a control signal operating in a buck-boost converter according to an embodiment
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a regulator according to the embodiment
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram schematically showing a vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart sequentially illustrating a vehicle control method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing a control procedure using a vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a vehicle control device, a battery and a motor according to still another embodiment
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining a control method of the vehicle control apparatus according to still another embodiment.
  • the terms including ordinal, such as second, first, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • the clutch actuator according to the embodiment of the present invention may include a motor (corresponding to 10 in Fig. 1), a cover, a piston, and a lead screw. (Other components are not shown)
  • the screw can rotate.
  • the piston can move linearly.
  • An accommodating space for the fluid can be disposed inside the cover, and the piston can be placed in the accommodating space.
  • the clutch actuator may be mounted and driven in the vehicle, and is not limited to this type, but may be applied to various driving devices requiring driving force.
  • the motor may include a housing, a vehicle control device, a stator assembly, a rotor, a rotating shaft, and an external sensor connection.
  • the housing may have a cylindrical shape and may include a space in which a stator assembly, a rotor, and the like may be mounted.
  • the housing can be fastened to the cover.
  • a metal material which can withstand high temperatures can be selected because of its nature to be mounted on a vehicle.
  • a part of the housing, that is, the front side of the housing to which the actuator is connected may be made of aluminum.
  • the entire housing may be made of aluminum.
  • An actuator may be coupled to the front side of the housing, and a clutch actuator vehicle control device may be coupled to the rear side of the housing.
  • a mounting slot into which the external sensor connection portion is detachably inserted may be disposed on the rear side of the housing.
  • a center hole is formed in the center of the housing to define a space through which the rotary shaft is connected, and a mounting slot may be formed below the center hole.
  • the vehicle control apparatus controls the driving of the motor based on the state of the actuator received from the external sensor connection unit and the external driving signal.
  • a clutch actuator vehicle control apparatus may be disposed at the rear of the housing and may be formed integrally with the housing, the rear cover being formed of a housing.
  • a magnet and a current sensor may be coupled to one side of the motor.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a vehicle control device, a battery, and a motor according to an embodiment.
  • a vehicle control apparatus 200 may be disposed between a battery 90 and a motor 10.
  • FIG. The vehicle control apparatus 200 can receive power from the battery 90.
  • the vehicle control device 200 and the battery 90 may be electrically connected through a plurality of lines.
  • the battery 90 may be disposed outside the clutch actuator in the vehicle, but is not limited thereto.
  • the battery 90 and the vehicle control device 200 may be electrically connected through the external sensor connection portion.
  • a first power supply line L1, a second power supply line L2 and a third power supply line L3 may be disposed between the vehicle control device 200 and the battery 90. [ However, the present invention is not limited to these numbers.
  • the first power supply line L1, the second power supply line L2, and the third power supply line L3 refer to electrical lines.
  • the first power supply line L1 can supply the power supplied from the battery 90 to the vehicle control device 200.
  • a fuse switch S1 may be disposed on the first power supply line L1.
  • the fuse switch S1 may be disposed between the battery 90 and the interface 210.
  • the first power supply line L1 may supply a voltage of 12 V provided from the battery 90 to the vehicle control device 200.
  • the first power supply line L1 may be KL30.
  • the first power supply line L1 may be connected to the vehicle control module 220 through the interface unit 210 and the charging unit 230.
  • the first power supply line L1 may be a constant power supply line that always supplies power to the vehicle control device 200.
  • the battery 90 supplies power to the vehicle control module 220 through the first power supply line L1 and the vehicle control module 220 boosts or depressurizes the supplied power supply, (Hereinafter referred to as " motor control section ").
  • the second power supply line L2 may be branched at the first node N1 of the first power supply line L1 and disposed between the vehicle control module 220 and the first power supply line L1.
  • a key switch unit (not shown) may be disposed on the second power supply line L2.
  • the key switch unit (not shown) may be ignited by starting. For example, when the driver of the vehicle turns on the starter, the key switch unit (not shown) in the battery 90 can flow current. In addition, a high current and a high voltage may be generated by the primary and secondary coils of the key switch unit (not shown). As a result, the high voltage can ignite the mixer (not shown).
  • the second power supply line L2 may be KL15.
  • the second power supply line L2 may provide the voltage of the battery 90 supplied through the first node N1 to the vehicle control device 200.
  • the second power supply line L2 may supply power supplied from the battery to the vehicle control device 200 in accordance with the operation of the key switch unit (not shown).
  • the third power supply line L3 can perform grounding.
  • the third power supply line L3 may be electrically connected to the first power supply line L1 and the second power supply line L2 and serve as a ground.
  • the third power supply line L3 may be KL31.
  • a plurality of power supply lines may be disposed between the battery 90 and the vehicle control device 200.
  • the plurality of power supply lines L1, L2 and L3 may electrically connect the battery 90 and the power controller 200 through a plurality of ports of the interface unit 210.
  • Fig. 2 is a conceptual diagram of a vehicle control device according to an embodiment
  • Fig. 3 is a circuit configuration diagram of a vehicle control device according to an embodiment.
  • the vehicle control module 220 can receive power from the battery through the first power supply line L1 and the second power supply line L2.
  • the vehicle control apparatus 200 includes an interface unit 210, a vehicle control module 220, a first power supply line L1, a second power supply line L2 and a third power supply line L3 .
  • the interface unit 210 includes a first power supply line L1, a second power supply line L2 and a third power supply line L3, which are disposed between the battery and the vehicle control device 200, Can be connected.
  • a reverse protection (PT) and a charging part 230 may be disposed between the vehicle control module 220 and the interface unit in the first power supply line L1.
  • the reverse polarity protection unit PT may be connected to the first power supply line L1.
  • the reverse polarity protection unit PT may perform disconnection to protect the circuit when the polarity of the voltage supplied to the vehicle control module 220 is different from the predetermined polarity. For example, a positive voltage should be provided to the vehicle control module 220 via the first power supply line L1, but if a negative voltage is provided, a disconnection may be performed to protect the vehicle control circuit 220.
  • the charging unit 230 may include a charging device.
  • the charging device may include, but is not limited to, a capacitor.
  • the charging unit 230 can charge the voltage supplied from the battery. It can also be used with other devices to act as a filter.
  • the charging unit 230 may have one end connected to the battery and the other end connected to the vehicle control module 220.
  • the other end of the charging unit 230 may be connected to a power supply unit (PMIC).
  • PMIC power supply unit
  • a key switch unit (not shown) may be disposed in the second power supply line L2 as described above.
  • the vehicle control apparatus 200 includes a vehicle control module 220 and specifically includes a power supply unit PMIC, a first sensing unit 221, a second sensing unit 222, a motor control unit 223, (224).
  • the vehicle control apparatus 200 may include an internal sensor 225, an external sensor interface unit 226, a communication unit 227, a motor switching unit 228, and an interface module 229.
  • the power supply unit (PMIC) can control the power supply to the main elements in the vehicle control device 200.
  • the power supply unit (PMIC) can supply power supplied from the battery to each device in the vehicle control module 220. This will be described in detail below.
  • the first sensing unit 221 may be disposed in the vehicle control device 200.
  • the first sensing unit 221 may be disposed in the power supply unit (PMIC), but is not limited thereto.
  • the first sensing unit 221 may sense a first voltage that is a voltage at a rear end of the charging unit 230 on the first power supply line L1.
  • the first sensing unit 221 may include various voltage measuring devices.
  • the first sensing unit 221 may sense the first voltage a plurality of times at the rear end of the charging unit 230 on the first power supply line L1 of the charging unit 230.
  • the first sensing unit 221 may set a plurality of nodes on the first power supply line L1 and measure a voltage for each node. With this configuration, the first voltage measured at a plurality of nodes can be compared with the second voltage, so that the vehicle control apparatus 200 according to the embodiment can improve the stability.
  • the second sensing unit 222 may be disposed in the vehicle control device 200 in the same manner as the first sensing unit 221.
  • the second sensing unit 222 may be disposed in the power supply unit (PMIC), but is not limited thereto.
  • the second sensing unit 222 may sense a second voltage, which is a voltage at a rear end of the key switch unit (not shown), on the second power supply line L2.
  • the second sensing unit 222 may include various voltage measuring devices.
  • the motor control unit 223 may be disposed in the vehicle control device 200.
  • the motor control unit 223 may be electrically connected to the first power supply line L1.
  • the motor control unit 223 can receive power from the battery.
  • the motor control unit 223 can transmit a motor control signal for controlling the three phases (U, V, W) of the motor to the motor switching unit 228.
  • the motor switching unit 228 can switch a plurality of switches disposed therein according to the received motor control signal.
  • the motor can be driven by a desired output.
  • the control unit 224 may be disposed in the vehicle control device 200. [ The control unit 224 can receive power from the power supply unit (PMIC). The power supply unit PMIC boosts or depressurizes the battery voltage provided from the first power supply line L1 so as to control the internal sensor 225 or the external sensor interface 226, the communication unit 227, the control unit 224 to the motor control unit 223.
  • PMIC power supply unit
  • the control unit 224 may receive the first voltage P1 and the second voltage P2 from the first sensing unit 221 and the second sensing unit 222. Referring to Figure 13, When the difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 is greater than a preset value, the motor control unit 224 can transmit a signal for stopping the operation of the motor.
  • the control unit 224 also outputs a control signal for stopping the operation of the motor when the second voltage P2 is 0 V even if the voltage difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 is larger than a predetermined value It may not be transmitted to the motor control section 223.
  • the control unit 224 can determine that the user of the vehicle has turned off. Accordingly, the control unit 224 can determine the disconnection of the fuse switch (not shown) only when the vehicle is switched on. With such a configuration, when the ignition is turned on, the vehicle control apparatus 200 according to the embodiment can detect the disconnection of the fuse switch and block the freewheeling of the motor.
  • the control unit 224 analyzes the state of the motor and the clutch using the data received from the interface module 229, the external sensor interface unit 226 and the communication unit 227, Can be output.
  • the internal sensor 225 may include a temperature sensor, a pressure sensor, a multi-turn (MT) sensor (MT sensor 204 described later, FIG. 9), a single-
  • the internal sensor 225 may include various sensors, and the internal sensor 225 may receive power from the power supply circuit (PMIC).
  • PMIC power supply circuit
  • the temperature sensor can sense the temperature of the vehicle control device
  • the pressure sensor can sense the pressure of the vehicle control device.
  • the multi-turn sensor may transmit a signal to the control unit 224 to sense the number of revolutions of the motor. With this configuration, the controller 224 can sense the position of the actuator.
  • the external sensor interface unit 226 may be connected to an external sensor.
  • the external sensor interface unit 226 can receive power from the power supply unit (PMIC).
  • PMIC power supply unit
  • the external sensor interface unit 226 may provide the supplied power to the external sensor.
  • the external sensor interface unit 226 is electrically connected to the external sensor through the interface unit 210 and can supply power to the external sensor.
  • the communication unit 227 is connected to the ABS system in the vehicle to perform data communication.
  • the communication unit 227 may be electrically connected to the control unit 224.
  • the communication unit 227 can transmit the control signal received from the outside to the control unit 224.
  • the communication unit 227 may be connected to the outside through the interface unit 210.
  • the communication unit 227 may include a receiver and a transmitter for can communication so that can communication can be performed.
  • the motor switching unit 228 receives the control signal from the motor control unit 223 and can provide a desired three-phase output to the motor.
  • the motor switching unit 228 may include a plurality of switching elements.
  • the motor switching unit 228 may include six field effect transistors (FETs), but is not limited thereto.
  • FETs field effect transistors
  • the motor switching unit 228 controls on / off of a plurality of switching elements according to a control signal to provide various three-phase (U, V, W) outputs, and the motor can be driven according to the provided output.
  • the interface module 229 may output the frequency signal and the voltage signal to the control unit 224 using the current signal received from the current sensor.
  • FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to an embodiment
  • Fig. 6 is a circuit configuration of a buck-boost converter according to an embodiment
  • FIG. 7 is a view showing a control signal operating in a buck-boost converter according to an embodiment
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a regulator according to an embodiment.
  • the battery 90 and the vehicle control unit 200 are electrically connected to each other, and the power supply unit (PMIC) in the vehicle control unit 200 (or the vehicle control module 220)
  • PMIC power supply unit
  • the vehicle control module 220 may include a buck-boost converter 2100, a regulator 220, a power supply (PMIC), and a power control unit 2300.
  • the buck-boost converter 2100 is electrically connected to the battery 90 and can receive power from the battery 90.
  • Buck-boost converter 2100 may be located within vehicle control module 220 or within a power supply (PMIC). That is, the buck-boost converter 2100 is not limited to this position, and may be disposed between the battery 90 and the regulator 2200 in the vehicle control device 200 (or the vehicle control module 220).
  • buck-boost converter 2100 may be electrically connected to battery 90 via KL 30, KL 15.
  • the buck-boost converter 2100 can output the first output value by stepping up or reducing the power supplied from the battery 90.
  • the buck-boost converter 2100 may be supplied with power from 0 V to 32 V from the battery 90.
  • the present invention is not limited to such a voltage range.
  • the buck-boost converter 2100 can be determined whether to step up or down according to the level of the power supplied from the battery 90.
  • the buck-boost converter 2100 can boost the buck-boost converter to output the reference power level as the first output value when the level of the power supplied from the battery 90 is smaller than the reference power level. For example, when the level of the power supplied from the battery 90 to the buck-boost converter 2100 is 3V and the reference power level is 8V, the buck-boost converter 2100 boosts the reference power level to 8V, can do. With this configuration, the vehicle control apparatus according to the embodiment can maintain the operation even when the voltage provided by the battery 90 is lowered.
  • the buck-boost converter 2100 boosts the level of the supplied power to the first output value, . ≪ / RTI > For example, when the level of the power supplied from the battery 90 to the buck-boost converter 2100 is 13V and the reference power level is 8V, the buck-boost converter 2100 converts the level of the power supplied from the battery 90 13V can be output as the first output value. That is, the buck-boost converter 2100 may not perform the boosting. With such a configuration, the vehicle control apparatus according to the embodiment can perform the boosting only in the case of the discharge or the like of the battery 90, thereby improving the lifetime of the device.
  • the buck-boost converter 2100 can receive power from the battery 90 through a power supply line. That is, the power supply line may include a first power supply line and a second power supply line as described above.
  • the power supply line may be KL 30 or KL 15.
  • the buck-boost converter 2100 includes a boost unit 2110 for boosting the level of the power supply on the power supply line, a buck unit 2120 for outputting the first output value, . ≪ / RTI >
  • the boost unit 2110 may be disposed between the battery and the power supply unit (PMIC).
  • the boost unit 2110 may include a first charging unit 2111, a boosting switching unit 2112, and a second charging unit 2113.
  • the first charging unit 2111 and the second charging unit 2113 can respectively charge or charge the current according to the turn-on or turn-off of the step-up switching unit 2112.
  • the boost unit 2110 may be electrically connected to the battery 90 through the power supply terminal B +.
  • the power terminal (B +) can be electrically connected to the KL30. Thereby, the boost unit 2110 can boost the power supplied from the battery 90.
  • the step-up switching unit 2112 may include a transistor as a switching element.
  • the switching element may be a BJT (Bipolar Junction Transistor). However, it is not limited to this kind.
  • the first charging unit 2211 may be connected to the drain terminal NV1 of the boosting switching unit 2112 at the other terminal thereof.
  • One end of the second charging unit 2213 may be grounded, and the other end may be connected to a power supply unit (PMIC). That is, the second charging unit 2213 may supply a voltage by the charged charge to the power supply unit, or may provide power supplied from the battery through the power supply terminal B + that has passed through the first charging unit. (Here, the power supplied from the battery is the same as the drain terminal NV1 of the step-up switching unit 2112 when there is no power reduction by the device).
  • the first charging unit 2111 may include an inductor
  • 2 charging portion 2113 may include a capacitor.
  • the source terminal NV2 of the step-up switching unit 2112 may be connected to a power supply unit (PMIC).
  • PMIC power supply unit
  • the gate terminal NV3 of the step-up switching unit 2112 may be connected to the power supply unit (PMIC).
  • the power supply PMIC may control the turn-on or turn-off of the voltage-up switching unit 2112 by adjusting a voltage level applied to the gate terminal NV3.
  • the power supply unit (PMIC) may provide a signal output from the power control unit 2300 to the gate terminal NV3 of the step-up switch unit 2112.
  • the signal output from the power control unit 2300 may be a pulse width modulation (PWM) signal.
  • the power control unit 2300 may be disposed in the power supply unit (PMIC) or in the vehicle control module 220.
  • the power control unit 2300 controls the width of the pulse width modulation signal to control whether the buck-boost converter 2100 is stepped up. This will be described below.
  • the step-up switching unit 2112 can step up or maintain the level of the power source from the battery in accordance with the turn-on or turn-off. For example, when the level of the power supplied from the battery through the power terminal B + is lower than the reference power level, the boosting switching unit 2112 outputs a pulse width modulated signal having a longer turn-off period than the turn-on period from the power control unit 2300 . (See FIG. 7A, the turn-on period T1 is shorter than the turn-off period T2 in the whole period Tt), the first charging unit 2111 turns on the boost switching unit 2112 A larger current can flow for a longer period of time.
  • the other end of the first charging part 2111 may be electrically connected to the other end of the second charging part 2113 through the diode D6.
  • the diode D6 can be turned off by a large current flowing in the first charging unit 2111.
  • the charge charged in the second charging portion 2113 can be provided to the boost terminal VST of the power supply connected to the other end of the second charging portion 2113.
  • the boosting switching unit 2112 When the level of the power supplied from the battery is higher than the reference power level through the power terminal B +, the boosting switching unit 2112 outputs a pulse-width modulated signal having a longer turn-on period than the turn- Lt; / RTI > (See FIG. 7B, the turn-on period T1 is longer than the turn-off period T2 in the whole period Tt), the first charging unit 2111 turns on the boost switching unit 2112 A larger current can flow for a shorter time.
  • the other end of the first charging part 2111 can be electrically connected to the other end of the second charging part 2113 through the diode D6.
  • the diode D6 can allow the current flowing in the first charging unit 2111 to flow for a long time, which is smaller than when the step-up switching unit 2112 is turned on. Thereby, the level of the power supply can be provided to the boost terminal (VST) of the power supply.
  • the buck part 2120 may be supplied with power from the boost terminal VST of the power supply unit, which is a reference power supply level or a power supply level.
  • the buck part (2120) can reduce the reference power level or the level of the power source to the first output value. That is, the level of the power supply or the reference power supply level passing through the boost unit 2120 may have a voltage value larger than the first output value.
  • the vehicle control apparatus can maintain the power supply of the power supply even if a power supply lower than the reference power supply level is supplied from the battery to the power supply.
  • the regulator 2200 can step down the first output value output from the buck-boost converter 2100 and output the second output value.
  • the second output value may be plural, and may be smaller than the first output value.
  • the regulator 2200 may provide a second output value to different devices.
  • the regulator 2200 may reduce the first output value and provide the second output value to the control unit 224, the internal sensor 225, the external sensor interface unit 226, and the communication unit 227.
  • the regulator 2200 can output a variety of second output values according to operating voltages of the control unit 224, the internal sensor 225, the external sensor interface unit 226, and the communication unit 227.
  • the regulator 2200 can output a second output value of 3V, 5V. Then, the regulator 2200 can supply a voltage of 3V to the control unit 224.
  • the regulator 2200 can supply a voltage of 5V to the control unit 224, the internal sensor 225, the external sensor interface unit 226, and the communication unit 227, respectively.
  • the control unit 224, the internal sensor 225, the external sensor interface unit 226, and the communication unit 227 can perform operations based on the power supply.
  • the regulator 2200 may be electrically connected to the control unit 224, the internal sensor 225, the external sensor interface unit 226, and the communication unit 227, respectively.
  • a second output node TP73 providing a second output value in the regulator 2200 may be branched and connected to a plurality of output channels, respectively.
  • FIG. 9 is a circuit diagram schematically showing a vehicle control apparatus according to another embodiment
  • FIG. 10 is a flowchart sequentially showing a clutch actuator control method using a vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • a vehicle control apparatus includes a power supply unit (PMIC), a first sensing unit 221, a second sensing unit 222, a motor control unit 223, and a control unit 224 can do.
  • the vehicle control module 220 may include an internal sensor 225, an external sensor interface 226, a communication unit 227, a motor switching unit 228, and an interface module 229.
  • the control unit 224 further analyzes the state of the motor and the clutch using data received from the interface module 229, the external sensor interface unit 226 and the communication unit 227, The control command according to the result can be outputted.
  • the interface module 229 can output the frequency signal and the voltage signal to the control unit 224 using the current signal received from the current sensor.
  • the power supply unit can be driven with a voltage of 12V supplied from the battery, and can control on / off of the vehicle control unit according to the start signal.
  • the external sensor interface unit 226 may be connected to a gear sensor, a pressure sensor, a speed sensor, and the like to receive various sensing signals.
  • the communication unit 227 is connected to the ABS system in the vehicle to perform data communication.
  • the vehicle control apparatus 200 includes an ignition line 201, a battery line 202, a control unit 224, a power supply unit (PMIC), and at least one component 204, 205, 227, 228, 223).
  • PMIC power supply unit
  • the ignition line 201 is connected to an ignition (IGN) to supply a start signal and a power source.
  • IGN ignition
  • the ignition line 201 may apply a start signal to the power supply (PMIC). That is, the vehicle control device 200 can be turned on / off via the ignition line 201.
  • PMIC power supply
  • the first voltage sensor 201a and the first current sensor 201b are installed in the ignition line 201 to measure the first voltage value and the first current value of the power source passing through the ignition line 201 have.
  • the battery line 202 supplies power to the power supply unit (PMIC) through a power supply line powered by a battery (not shown) of the vehicle. It is also possible to supply power directly to the MT (Multi-turn) sensor 204, the switching unit 228 and the motor driver unit 223 among the at least one component 204, 205, 227, 228, .
  • PMIC power supply unit
  • MT Multi-turn
  • the MT sensor 204 checks / senses the turn count of the motor 10 to sense the position of the actuator, and stores the previous rotation number.
  • the MT sensor 204 is constituted by a volatile element, and if the power supply is interrupted for a predetermined period or longer, the stored rotation number information may be lost.
  • a fuse (not shown) may be installed at the tip of the battery line 202, and the fuse may be cut off according to a predetermined situation to disconnect the battery line 202. Further, the battery line 202 may be broken by heat or impact.
  • a MT (Multi-Turn) sensor 204 When the battery line 202 is disconnected in the related art, a MT (Multi-Turn) sensor 204, a motor switching unit (B6 MOSET) 228 and a motor controller
  • the IC 223 is unintentionally turned off and the power supply unit PMIC is also turned off so that the control unit 224 and the ST -Turn sensor 205 and the communication unit (CAN transceiver) 227 are all unintentionally turned off.
  • the rotating motor 10 is in a free-wheeling state, so that the clutch actuator is not in a stopped state (a safe state) but a state in which an unintended operation is possible (an unsafe state).
  • the power of the motor control unit 223 must be turned on and the turn count value is sensed
  • the power of the MT sensor 204 must be turned on.
  • the control unit 224 must be turned on to enable all the arithmetic / control operations, but also the communication unit 227 for CAN communication must be turned on to inform the vehicle of the emergency situation.
  • a power supply unit (PMIC) for supplying power to them must be turned on.
  • a control switch 203 is provided at a point where the ignition line 201 and the battery line 202 meet, and a control switch 203 is provided between the power supply unit PMIC and the at least one of the components 204, 205, 227, 228, (Multi-Turn) sensor 204, the motor switching unit (B6 MOSET) 228, and the motor control unit 223.
  • the power supply line is changed through the control switch 203 so that the power of the ignition line 201 is supplied to the power supply unit PMIC and the at least one component 204, To the MT (Multi-Turn) sensor 204, the motor switching unit 228, and the motor control unit 223 of the control unit 205, 227, 228,
  • the brake actuator by supplying power to the main IC in the vehicle control device, the brake actuator enters the brake mode until the clutch actuator is in the safe state, stores the turn count value, and communicates with the host controller of the vehicle Can be implemented.
  • a method of controlling a clutch actuator using a vehicle control device includes a step (S10) of supplying battery power, a step (S20) of sensing a first voltage and / or a first current, (S30), determining whether the first voltage is 0 (S40), applying a first voltage (S50), stopping the motor (S60), and informing step (S70) do.
  • step S10 of supplying battery power the battery line 202 is connected to the power supply unit (PMIC) and at least one of the components 204, 205, 227, 228, and 223, And directly supplies power to the motor switching unit 228 and the motor control unit 223.
  • PMIC power supply unit
  • step S20 of sensing the first voltage and / or the first current a power supply (PMIC) and at least one component (204, 205, 227, 228, 223)
  • the first voltage sensor 201a provided in the ignition line 201 and the first voltage sensor 201b provided in the ignition line 201 are turned on in the process of supplying power to the sensor 204, the motor switching unit (B6 MOSET) 228 and the motor control unit 223,
  • the first voltage value and the first current value of the power source passing through the ignition line 201 can be sensed through the sensor 201b.
  • step S30 of determining whether the battery power line is disconnected if the abnormal peak occurs in the process of measuring the first voltage and / or the first current, it can be determined that the battery line 202 is disconnected.
  • FIG. 11 is a graph showing a control procedure using a vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a graph showing a control result using a vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the fuse of the battery line 202 is cut off and the battery line 202 is judged to be the cutoff time have.
  • the control switch 203 is driven to turn on the power supply line And the MT (Multi-Turn) sensor 204 of at least one of the components 204, 205, 227, 228 and 223 via the ignition line 201 and the motor switching unit 228 And the motor control unit 223 can be supplied with power.
  • the MT (Multi-Turn) sensor 204 of at least one of the components 204, 205, 227, 228 and 223 via the ignition line 201 and the motor switching unit 228 And the motor control unit 223 can be supplied with power.
  • step S60 of stopping the motor the power supply is not disconnected, and the control unit 224 is driven until the clutch actuator is in a safe state to enter the brake mode (Brake mode) -Turn) sensor 204 to store the turn count value.
  • the power supply is not disconnected, and the control unit 224 is driven until the clutch actuator is in the safe state, and the control unit 224 informs the host controller of the emergency state of the clutch actuator .
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a vehicle control device, a battery, and a motor according to still another embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a vehicle control device, a battery, and a motor according to the embodiment.
  • the vehicle control apparatus 200 can be disposed between the battery 90 and the motor 10.
  • the vehicle control apparatus 200 can receive power from the battery 90.
  • the vehicle control device 200 and the battery 90 may be electrically connected through a plurality of lines.
  • the battery 90 may be disposed outside the clutch actuator in the vehicle, but is not limited thereto.
  • the battery 90 and the vehicle control device 200 may be electrically connected through an external sensor connection portion.
  • a first power supply line L1, a second power supply line L2 and a third power supply line L3 may be disposed between the vehicle control device 200 and the battery 90.
  • the present invention is not limited to these numbers.
  • the first power supply line L1, the second power supply line L2, and the third power supply line L3 refer to electrical lines.
  • the first power supply line L1 can supply the power supplied from the battery 90 to the vehicle control device 200.
  • a fuse switch S1 may be disposed on the first power supply line L1.
  • the fuse switch S1 may be disposed between the battery 90 and the interface 210.
  • the first power supply line L1 may supply a voltage of 12 V provided from the battery 90 to the vehicle control device 200.
  • the first power supply line L1 may be KL30.
  • the first power supply line L1 may be connected to the vehicle control module 220 through the interface unit 210 and the charging unit 230.
  • the first power supply line L1 may be a constant power supply line that always supplies power to the vehicle control device 200.
  • the battery 90 supplies power to the vehicle control module 220 through the first power supply line L1 and the vehicle control module 220 boosts or depressurizes the supplied power supply, Can be driven.
  • the second power supply line L2 may be branched at the first node N1 of the first power supply line L1 and disposed between the vehicle control module 220 and the first power supply line L1.
  • the key switch unit S2 may be disposed on the second power supply line L2.
  • the key switch S2 may be ignited by starting. For example, when the driver of the vehicle turns on the ignition, the key switch portion S2 in the battery 90 can flow current. The high-current and high-voltage can be generated by the primary and secondary coils of the key switch S2. As a result, the high voltage can ignite the mixer.
  • the second power supply line L2 may be KL15.
  • the second power supply line L2 may provide the voltage of the battery 90 to the vehicle control device 200 via the first node N1. For example, the second power supply line L2 can supply power from the battery to the vehicle control device 200 in accordance with the operation of the key switch S2.
  • the third power supply line L3 can perform grounding.
  • the third power supply line L3 may be electrically connected to the first power supply line L1 and the second power supply line L2 and serve as a ground.
  • the third power supply line L3 may be KL31.
  • a plurality of power supply lines may be disposed between the battery 90 and the vehicle power control unit 200.
  • the plurality of power supply lines may electrically connect the battery 90 and the power controller 200 through a plurality of ports of the interface unit 210.
  • the contents of the present invention will be described focusing on the first power supply line L1, the second power supply line L2 and the third power supply line L3.
  • the vehicle control module 220 receives power from the battery through the first power supply line L1 and the second power supply line L2, as described above. have.
  • the vehicle control apparatus 200 may include an interface section 210, a vehicle control module 220, a first power supply line L1, a second power supply line L2 and a third power supply line L3 have.
  • the interface unit 210 is disposed between the battery and the vehicle control module 220 and includes a first power supply line L1, a second power supply line L2 and a third power supply line L3, Can be connected.
  • the reverse polarity protection portion PT and the charging portion 230 may be disposed between the vehicle control module 220 and the interface portion 210 in the first power supply line L1.
  • the reverse polarity protection unit PT may be connected to the first power supply line L1.
  • the reverse polarity protection unit PT may perform disconnection to protect the circuit when the polarity of the voltage supplied to the vehicle control module 220 is different from the predetermined polarity. For example, a positive voltage should be provided to the vehicle control module 220 through the first power supply line L1, but if a negative voltage is provided, a disconnection may be performed to protect the vehicle control device 200.
  • the charging unit 230 may include a charging device.
  • the charging device may include, but is not limited to, a capacitor.
  • the charging unit 230 can charge the voltage supplied from the battery.
  • the charging unit 230 may have one end connected to the interface unit 210 and the other end connected to the vehicle control module 220.
  • the other end of the charging part 230 may be connected to a power supply circuit (PMIC).
  • PMIC power supply circuit
  • the key switch unit S2 may be disposed in the second power supply line L2 as described above.
  • the vehicle control module 220 may include a first sensing unit 221, a second sensing unit 222, a motor control unit 223, and a control unit 224.
  • the vehicle control module 220 may include an internal sensor 225, an external sensor interface 226, a communication unit 227, and a motor switching unit 228.
  • the first sensing unit 221 may be disposed in the vehicle control module 220.
  • the first sensing unit 221 may be disposed in the power supply circuit (PMIC), but is not limited thereto.
  • the first sensing unit 221 may sense the first voltage P1 that is the voltage at the rear end of the charging unit 230 on the first power supply line L1.
  • the first sensing unit 221 may include various voltage measuring devices.
  • the first sensing unit 221 may sense the first voltage P1 a plurality of times at the rear end of the charging unit 230 on the first power supply line L1 of the charging unit 230.
  • the first sensing unit 221 may set a plurality of nodes on the first power supply line L1 and measure a voltage for each node. With this configuration, the first voltage P1 measured at a plurality of nodes can be compared with the second voltage P2, so that the vehicle control apparatus 200 according to the embodiment can improve the stability.
  • the second sensing unit 222 may be disposed in the vehicle control module 220 in the same manner as the first sensing unit 221.
  • the second sensing unit 222 may be disposed in the power supply circuit (PMIC), but is not limited thereto.
  • the second sensing unit 222 may sense the second voltage P2 that is the voltage at the end of the key switch unit S2 on the second power supply line L2.
  • the second sensing unit 222 may include various voltage measuring devices.
  • the motor control section 223 may be disposed within the vehicle control module 220.
  • the vehicle control module 223 may be electrically connected to the first power supply line L1.
  • the motor control unit 223 can receive power from the battery.
  • the motor control unit 223 can transmit a motor control signal for controlling the three phases (U, V, W) of the motor to the motor switching unit 228.
  • the motor switching unit 228 can switch a plurality of switches disposed therein according to the received motor control signal.
  • the motor can be driven by a desired output.
  • the control unit 224 may be disposed in the vehicle control module 220.
  • the control unit 224 can receive power from the power supply circuit (PMIC).
  • the power supply circuit PMIC boosts or depressurizes the battery voltage provided from the first power supply line L1 so as to control the internal sensor 225 or the external sensor interface 226, the communication unit 227, the control unit 224 to the motor control unit 223.
  • the control unit 224 may receive the first voltage P1 and the second voltage P2 from the first sensing unit 221 and the second sensing unit 222. [ If the difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 is greater than a preset value, the controller 224 may transmit a signal to the motor controller 224 to stop the operation of the motor.
  • the first voltage P1 is the voltage on the first power supply line L1 at the rear stage of the charging unit 230
  • the second voltage P2 is the voltage on the second voltage supply line L2.
  • the second power supply line L2 is branched from the first node N1 at the first power supply line L1 so that the second voltage P2 may have the same voltage as the previous stage of the charging unit 230.
  • the fuse switch S1 is disconnected, the voltage at the previous stage of the charging unit 230 is reduced to 0 V according to the disconnection.
  • the first voltage P1 may be decreased as the charge discharging of the charging unit 230 continues have.
  • the fuse switch S1 since the fuse switch S1 is not disposed on the second power supply line L2, the second voltage P2 can be kept constant.
  • the difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 may increase over time due to the decrease of the first voltage P1.
  • the controller 224 may determine that the fuse switch S1 is disconnected when the difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 becomes larger than a preset value.
  • the control unit 224 measures the second voltage P2 with the voltage on the second power supply path L2 and measures the same voltage as the voltage of the former stage of the charging unit 230 connected to the fuse switch S1, The leakage current due to the charging part 230 on the first power supply line L1 can be prevented and the disconnection of the fuse switch S1 can be determined without error.
  • the control unit 224 can provide a control signal for stopping the driving of the motor to the motor control unit 223. Thereby, the vehicle can enter the safety mode in which the rotation of the motor is stopped.
  • the first voltage P1 is reduced at 12V by the capacitor of the charging portion 230, but the second voltage P2 can be maintained at 12V without disconnecting the fuse switch S1.
  • the controller 224 determines that the voltage difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 is greater than 2V and the first power supply line L- It can be determined that the fuse switch S1 on the fuse switch S1 is disconnected.
  • the control unit 224 also outputs a control signal for stopping the operation of the motor when the second voltage P2 is 0 V even if the voltage difference between the first voltage P1 and the second voltage P2 is larger than a predetermined value It may not be transmitted to the motor control section 223.
  • the control unit 224 can determine that the user of the vehicle has turned off the power. Therefore, the control unit 224 can determine the disconnection of the fuse switch S1 only when the switch of the vehicle is turned on. With such a configuration, when the ignition is turned on, the vehicle control apparatus 200 according to the embodiment can detect the disconnection of the fuse switch and block the freewheeling of the motor.
  • the internal sensor 225 may include a temperature sensor, a pressure sensor, a multi-turn (MT) sensor (MT sensor 204 described above, FIG. 9), a single-
  • the internal sensor 225 may include various sensors, and the internal sensor 225 may receive power from the power supply circuit (PMIC).
  • PMIC power supply circuit
  • the temperature sensor can sense the temperature of the vehicle control device
  • the pressure sensor can sense the pressure of the vehicle control device.
  • the multi-turn sensor may transmit a signal to the control unit 224 to sense the number of revolutions of the motor. With this configuration, the controller 224 can sense the position of the actuator.
  • the external sensor interface unit 226 may be connected to an external sensor.
  • the external sensor interface unit 226 can receive power from the power supply circuit (PMIC).
  • the external sensor interface unit 226 may provide the supplied power to the external sensor.
  • the communication unit 227 is connected to the ABS system in the vehicle to perform data communication.
  • the motor switching unit 228 receives the control signal from the motor control unit 223 and can provide a desired three-phase output to the motor.
  • the motor switching unit 228 may include a plurality of switching elements.
  • the motor switching unit 228 may include six field effect transistors (FETs), but is not limited thereto.
  • FETs field effect transistors
  • the motor switching unit 228 controls on / off of a plurality of switching elements according to a control signal to provide various three-phase (U, V, W) outputs, and the motor can be driven according to the provided output.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining a control method of the vehicle control apparatus according to still another embodiment.
  • the control method of the vehicle control apparatus according to another embodiment will be described on the basis of the above description.
  • a method of controlling a vehicle control apparatus includes a step S110 of supplying battery power to a vehicle control device, a step S120 of sensing a first voltage and a second voltage, (S140), determining whether the second voltage is 0 (S140), and stopping the motor (S150).
  • the battery power can be supplied to the vehicle control device through the first power supply line and the second power supply line.
  • the battery power may be provided to a power supply circuit of the vehicle control module, a control unit, a motor control unit, a motor switching unit, an internal sensor, an external sensor interface unit, and a communication unit.
  • the first sensing unit may sense the voltage at the rear end of the charging and discharging circuit of the first power supply line.
  • the second sensing unit may sense the voltage of the second power supply line.
  • the second sensing unit can sense the voltage between the key switch unit and the vehicle control module. The first sensing unit and the second sensing unit sense the first voltage and the second voltage, respectively, and transmit the sensed voltages to the control unit.
  • the controller may determine that a disconnection has occurred between the battery and the vehicle control device in the first power supply line.
  • " part " used in this embodiment means a hardware component such as software or an FPGA (field-programmable gate array) or an ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors.
  • 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • the functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components.
  • the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.

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Abstract

실시예는 배터리로부터 전원을 공급받는 차량 제어 모듈; 상기 배터리와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 차량 제어 모듈 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인; 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 키 스위치부; 및 상기 제1 전원 공급 라인 상에서 상기 제1 노드와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 충방전부;를 포함하고, 상기 차량 제어 모듈은, 상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이의 제1 전압을 감지하는 제1 감지부; 상기 제2 전원 공급 라인 상의 제2 전압을 감지하는 제2 감지부; 상기 전원을 공급받아 모터를 제어하는 모터 제어부; 및 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 상기 제1 전원 공급 라인의 단선을 감지하는 제어부;를 포함하는 차량 제어 장치를 개시한다.

Description

차량 제어 장치
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.
이 대, 배터리로부터 공급되는 전원과 관련하여 다양한 문제가 존재한다.
일예로, 배터리로부터 제공되는 전압으로 모터가 동작을 수행하나, 배터리 전압이 일정 전압 이하인 경우 차량 제어 장치 내의 전원 공급 장치가 배터리 전압을 각 유닛에 제공하지 못하는 문제가 존재한다. 이에 따라, 배터리 전압에 의존하여 차량 제어 장치의 구동이 결정되는 불안정한 전원 공급 상태가 유지되는 한계가 존재한다.
또한, 종래의 액추에이터는 전원을 공급하는 배터리 전원 라인이 단선 되면, 제어장치가 오프되고, 모터는 프리 휠링(freewheeling)될 수 있다. 또한, 제어장치가 오프되기 직전의 회전수(Turn count) 값 등의 정보가 손실될 수 있는 문제가 있다.
또한, 종래의 액추에이터는 전원을 공급하는 배터리 전원 라인이 단선되었지에 대한 정확한 판단이 어려운 문제가 존재한다.
또한, 사용자의 시동 오프와 배터리 전원 라인의 단선을 구분하기 어려운 한계점이 존재한다.
실시예에 따르면, 차량의 클러치 액추에이터를 제어하는 차량 제어 장치를 구현할 수 있다.
또한, 배터리 전압에 비의존적인 안정적인 전압을 출력하는 차량 제어 장치를 제작할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 전원 라인이 단선 되어도 이그니션 라인에서 전원을 공급받아, 제어 장치 내의 주요 IC에 전원을 공급함으로써 클러치 액추에이터가 안전 상태(Safe state)가 될 때까지 브레이크 모드(Brake mode)로 진입, Turn count 값 저장, 차량의 상위 제어기와의 통신이 가능하도록 구현될 수 있다.
실시예에 따르면, 차량의 클러치 액추에이터를 제어하는 차량 제어 장치를 구현할 수 있다.
또한, 배터리 전원 라인의 단선을 감지하는 차량 제어 장치를 제작할 수 있다.
또한, 암전류를 방지하는 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.
실시예에 따른 차량 제어 장치는 배터리로부터 전원을 공급받는 전원 공급 장치; 상기 배터리와 상기 전원 공급 장치 사이에 배치되어 상기 전원의 레벨을 승압 또는 감압하여 제1 출력값을 출력하는 벅-부스트 컨버터; 상기 전원의 레벨에 따라 상기 벅-부스트 컨버터의 상기 승압 여부를 결정하는 전원제어부; 및 상기 제1 출력값을 강압하여 복수 개의 제2 출력값을 출력하는 레귤레이터;를 포함한다.
상기 제1 출력값은 상기 제2 출력값보다 클 수 있다.
상기 전원제어부는,
상기 전원 공급 라인 상의 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 작은 경우에 상기 벅-부스트 컨버터의 승압할 수 있다.
상기 제1 출력값은,
상기 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 큰 경우 상기 전원의 레벨에서 강압될 수 있다.
상기 제1 출력값은
상기 전원 공급 라인 상의 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 작은 경우 상기 기준 전원 레벨에서 강압될 수 있다.
상기 벅-부스트 컨버터는,
상기 전원 공급 라인 상의 전원의 레벨을 승압하는 부스트부와 상기 제1 출력값을 출력하는 벅부를 포함할 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 전원 공급 장치; 상기 배터리와 상기 전원 공급 장치 사이에 배치되어 상기 전원의 레벨을 승압 또는 감압하여 제1 출력값을 출력하는 벅-부스트 컨버터; 상기 전원의 레벨에 따라 상기 벅-부스트 컨버터의 상기 승압 여부를 결정하는 전원제어부; 상기 제1 출력값을 강압하여 복수 개의 제2 출력값을 출력하는 레귤레이터 를 포함한다.
실시예에 따른 차량 제어 장치는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU), 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 온/오프를 제어하는 전원 구동부, 상기 전원 구동부에 시동 신호를 가하는 이그니션 라인, 상기 전원 구동부에 전원을 인가하는 배터리 라인 및 상기 전원 구동부 또는 상기 배터리 라인을 통해 전원을 인가받는 적어도 하나의 부품을 포함하고, 상기 배터리 라인이 단선(斷線) 되면, 상기 이그니션 라인을 통해 상기 전원 구동부 또는 상기 적어도 하나의 부품에 전원을 인가한다.
상기 적어도 하나의 부품은 모터의 회전수를 감지하여 액추에이터의 위치를 인식하는 MT(Multi-Turn) 센서를 포함할 수 있다.
상기 MT 센서는 휘발성 소자일 수 있다.
상기 적어도 하나의 부품은 상기 모터의 회전각 감지하는 ST(Single-Turn) 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 부품은 차량 내부의 시스템과 연결되어 데이터 통신을 수행하는 CAN 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 이그니션 라인에 배치되는 제1 전압 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전압 센서에서 측정된 제1 전압 값에서 이상 피크가 발생할 경우, 상기 상기 배터리 라인이 단선(斷線)된 것으로 판단할 수 있다.
상기 이그니션 라인에 배치되는 제1 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전류 센서에서 측정된 제1 전류 값에서 이상 피크가 발생할 경우, 상기 배터리 라인이 단선된 것으로 판단할 수 있다.
실시예에 따른 차량 제어 장치는 배터리로부터 전원을 공급받는 차량 제어 모듈; 상기 배터리와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 차량 제어 모듈 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인; 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 키 스위치부; 및 상기 제1 전원 공급 라인 상에서 상기 제1 노드와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 충방전부;를 포함하고, 상기 차량 제어 모듈은, 상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이의 제1 전압을 감지하는 제1 감지부; 상기 제2 전원 공급 라인 상의 제2 전압을 감지하는 제2 감지부; 상기 전원을 공급받아 모터를 제어하는 모터 제어부; 및 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 상기 제1 전원 공급 라인의 단선을 감지하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 상기 모터 제어부에 상기 모터의 동작을 중지하는 신호를 전송할 수 있다.
상기 제1 전원 공급 라인은 상기 차량 제어 모듈에 상시 전원을 공급할 수 있다.
상기 제2 전원 공급 라인은 상기 키 스위치부가 온되면 상기 차량 제어 모듈에 전원을 공급할 수 있다.
상기 제1 노드와 상기 충방전부 사이에 릴레이부가 배치될 수 있다.
상기 충방전부는, 상기 제1 전원 공급 라인 상에 상기 차량 제어 모듈과 상기 퓨즈 사이에 위치하는 커패시터; 및 상기 커패시터와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 퓨즈 스위치를 더 포함하고, 상기 제1 전압은 상기 커패시터와 상기 차량 제어 모듈 사이의 전압일 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 전압이 0V인 경우 상기 제1 전원 공급 라인의 단선이 아닌 것으로 판단할 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, 상기 배터리로부터 상기 전원을 공급받는 차량 제어 모듈; 상기 배터리와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인; 상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 차량 제어 모듈 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인; 상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 키 스위치부; 및 상기 제1 전원 공급 라인 상에서 상기 제1 노드와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 충방전부;를 포함하고, 상기 차량 제어 모듈은, 상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이의 제1 전압을 감지하는 제1 감지부; 상기 제2 전원 공급 라인 상의 제2 전압을 감지하는 제2 감지부; 상기 전원을 공급받아 모터를 제어하는 모터 제어부; 및 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 상기 모터 제어부에 상기 모터의 동작을 중지하는 신호를 전송하는 제어부;를 포함한다.
실시예에 따르면, 차량의 클러치 액추에이터를 제어하는 차량 제어 장치를 구현할 수 있다.
또한, 배터리 전압에 비의존적인 안정적인 전압을 출력하는 차량 제어 장치를 제작할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 전원 라인이 단선 되어도 이그니션 라인에서 전원을 공급받아, 제어 장치 내의 주요 IC에 전원을 공급함으로써 클러치 액추에이터가 안전 상태(Safe state)가 될 때까지 브레이크 모드(Brake mode)로 진입, Turn count 값 저장, 차량의 상위 제어기와의 통신이 가능하도록 구현될 수 있다.
실시예에 따르면, 차량의 클러치 액추에이터를 제어하는 차량 제어 장치를 구현할 수 있다.
또한, 배터리 전원 라인의 단선을 감지하는 차량 제어 장치를 제작할 수 있다.
또한, 암전류를 방지하는 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 1은 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 4는 실시예에 따른 전원 공급 장치의 구성 및 동작을 설명하는 도면이고,
도 5은 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로 구성도이고,
도 6은 실시예에 따른 벅-부스트 컨버터의 회로 구성도이고,
도 7은 실시예에 따른 벅-부스트 컨버터에서 동작하는 제어 신호를 도시한 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 레귤레이터를 설명하는 회로 구성도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 개략적으로 나타낸 회로 구성도이고,
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 이용한 제어 절차를 나타내는 그래프이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 이용한 제어 결과를 나타내는 그래프이고,
도 13은 또 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치, 배터리 및 모터를 도시한 개념도이고,
도 14는 또 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
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 발명은 클러치 액추에이터에 적용되는 것으로, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분을 먼저 설명한다. 다만, 이러한 설명은 다양한 변형이 예상되며, 특정 설명에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
본 발명의 실시예에 따른 클러치 액추에이터는 모터(이하 도 1에서 (10)에 해당), 커버, 피스톤, 리드스크류을 포함할 수 있다.(이외 각 구성요소는 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 연결부가 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.
도 1은 실시예에 따른 차량 제어 장치, 배터리 및 모터를 도시한 개념도이다.
도 1을 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 전술한 외부 센서 연결부을 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 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(220)에 전원을 공급하고, 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(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(ground) 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 제3 전원 공급 라인(L3)은 KL31일 수 있다.
상기와 같이, 배터리(90)와 차량 제어 장치(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, 차량 제어 모듈(220)은 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2)을 통해 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있다.
그리고 차량 제어 장치(200)는 인터페이스부(210), 차량 제어 모듈(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 차량 제어 장치(200) 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 차량 제어 모듈(220)와 인터페이스부 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 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(220)로 제공되어야 하나, 음의 전압이 제공되는 경우 단선이 수행되어 차량 제어 회로(220)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. 또한, 다른 소자와 함께 사용되어 필터 역할을 수행할 수도 있다. 충방전부(230)는 일단이 배터리와 연결되고, 타단이 차량 제어 모듈(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 차량 제어 장치(200)는 차량 제어 모듈(220)을 포함하고, 구체적으로 전원 공급 장치(PMIC), 제1 감지부(221), 제2 감지부(222), 모터 제어부(223) 및 제어부(224)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 제어 장치(200)는 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226), 통신부(227), 모터 스위칭부(228), 인터페이스 모듈(229)을 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(PMIC)는 차량 제어 장치(200) 내의 주요 소자들에게 전원 공급을 제어할 수 있다. 예컨대, 전원 공급 장치(PMIC)는 배터리로부터 제공된 전원을 차량 제어 모듈(220) 내의 각 소자에 맞게 전원을 제공할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.
제1 감지부(221)는 차량 제어 장치(200) 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 차량 제어 장치(200) 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 차량 제어 장치(200) 내에 배치될 수 있다. 모터 제어부(223)는 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)을 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 차량 제어 장치(200) 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(P1) 및 제2 전압(P2)을 수신할 수 있다.(도 13 참조) 그리고 제어부(224)는 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2)의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 모터 제어부(224)에 모터의 동작을 중지하는 신호를 송신할 수 있다.
또한, 제어부(224)는 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2) 간의 전압 차가 기 설정된 값보다 크더라도, 제2 전압(P2)이 0V인 경우에 모터의 동작을 중지하는 제어 신호를 모터 제어부(223)에 송신하지 않을 수 있다. 제2 전압(P2)이 0V인 경우, 제어부(224)는 차량의 사용자가 전원을 오프(off)한 경우로 판단할 수 있다. 이에, 제어부(224)는 퓨즈 스위치(미도시됨)의 단선을 차량의 스위치가 온(on)된 경우에만 판단할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는 시동이 켜진 경우, 퓨즈 스위치의 단선을 감지하여 모터의 프리 휠링(freewheeling)을 차단할 수 있다.
또한, 제어부(224)은 인터페이스 모듈(229), 외부 센서 인터페이스부(226) 및 통신부(227)로부터 수신한 데이터를 이용하여 모터 및 클러치의 상태를 분석하고, 스위칭부(228)를 통하여 분석 결과에 따른 제어명령을 출력할 수 있다.
내부 센서(225)는 온도 센서, 압력 센서, 멀티 턴(multi-turn, MT) 센서(후술하는 MT 센서(204), 도 9), 싱글 턴(single-trun, ST) 센서(후술하는 ST 센서(205, 도 9)를 포함할 수 있다. 내부 센서(225)는 이에 한정되지 않고 다양한 센서를 포함할 수 있다. 내부 센서(225)는 전원 공급 회로(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. 그리고 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. 또한, 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.
그리고 인터페이스 모듈(229)은 전류 센서로부터 수신한 전류 신호를 이용하여 주파수 신호 및 전압 신호를 제어부(224)으로 출력할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 전원 공급 장치의 구성 및 동작을 설명하는 도면이고, 도 5은 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로 구성도이고, 도 6은 실시예에 따른 벅-부스트 컨버터의 회로 구성도이고, 도 7은 실시예에 따른 벅-부스트 컨버터에서 동작하는 제어 신호를 도시한 도면이고, 도 8은 실시예에 따른 레귤레이터를 설명하는 회로 구성도이다.
도 4를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 배터리(90)와 차량 제어 장치(200)는 전기적으로 연결되고, 차량 제어 장치(200)(또는 차량 제어 모듈(220) 내의) 내의 전원 공급 장치(PMIC)는 배터리(90)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따른 차량 제어 모듈(220)은 벅-부스터 컨버터(2100), 레귤레이터(220), 전원 공급 장치(PMIC) 및 전원제어부(2300)를 포함할 수 있다.
벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)와 전기적으로 연결되어, 배터리(90)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 벅-부스트 컨버터(2100)는 차량 제어 모듈(220) 내부 또는 전원 공급 장치(PMIC) 내에 배치될 수 있다. 즉, 벅-부스트 컨버터(2100)는 이러한 위치에 한정되지 않으며, 차량 제어 장치(200)(또는 차량 제어 모듈(220)) 내에서 배터리(90)와 레귤레이터(2200) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 벅-부스트 컨버터(2100)는 KL 30, KL 15를 통해 배터리(90)와 전기적으로 연결될 수 있다.
벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 제공받은 전원을 승압 또는 감압하여 제1 출력값을 출력할 수 있다. 예컨대, 벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 0V 내지 32V의 전원을 제공받을 수 있다. 다만, 이러한 전압 범위에 한정되는 것은 아니다.
벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 공급되는 전원의 레벨에 따라 승압 여부가 결정될 수 있다. 벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 공급되는 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 작은 경우에 벅-부스트 컨버터는 기준 전원 레벨을 제1 출력값으로 출력하기 위하여 승압할 수 있다. 예컨대, 배터리(90)로부터 벅-부스트 컨버터(2100)에 공급되는 전원의 레벨이 3V이고 기준 전원 레벨이 8V인 경우, 벅-부스트 컨버터(2100)는 기준 전원 레벨을 제1 출력값인 8V로 승압할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 차량 제어 장치는 배터리(90)가 방전에 의해 제공하는 전압이 낮아지더라도 동작을 유지할 수 있다.
또한, 벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 공급되는 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 큰 경우에 벅-부스트 컨버터(2100)는 공급되는 전원의 레벨을 제1 출력값으로 출력하기 위하여 승압을 수행하지 않을 수 있다. 예컨대, 배터리(90)로부터 벅-부스트 컨버터(2100)에 공급되는 전원의 레벨이 13V이고 기준 전원 레벨이 8V인 경우, 벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 공급되는 전원의 레벨인 13V를 제1 출력값으로 출력할 수 있다. 즉, 벅-부스트 컨버터(2100)는 승압을 수행하지 않을 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 차량 제어 장치는 배터리(90)의 방전 등의 경우에만 승압을 수행하여 소자의 수명 향상을 제공할 수 있다.
벅-부스트 컨버터(2100)는 배터리(90)로부터 전원 공급 라인을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 즉, 전원 공급 라인은 앞서 설명한 바와 같이 제1 전원 공급 라인 및 제2 전원 공급라인을 포함할 수 있다. 예컨대, 전원 공급 라인은 KL 30 또는 KL 15일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 벅-부스트 컨버터(2100)는 전원 공급 라인 상의 전원의 레벨을 승압하는 부스트부(Boost)(2110)와 상기 제1 출력값을 출력하는 벅부(Buck) (2120)를 포함할 수 있다.
일예로, 부스트부(2110)는 배터리와 전원 공급 장치(PMIC) 사이에 배치될 수 있다. 부스트부(2110)는 제1 충전부(2111), 승압스위칭부(2112) 및 제2 충전부(2113)을 포함할 수 있다. 제1 충전부(2111)와 제2 충전부(2113)는 승압스위칭부(2112)의 턴 온 또는 턴 오프에 따라 각각 전류가 흐르거나 전하를 충전할 수 있다.
부스트부(2110)는 전원단자(B+)를 통해 배터리(90)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 전원단자(B+)는 KL30과 전기적으로 연결될 수 있다. 이로써, 부스트부(2110)는 배터리(90)로부터 제공된 전원을 승압할 수 있다.
구체적으로, 제1 충전부(2211)는 일단이 전원단자(B+)와 연결될 수 있다. 그리고 제1 충전부(2211)는 타단이 승압스위칭부(2112)의 일단과 연결될 수 있다. 여기서, 승압스위칭부(2112)는 스위칭 소자로 트랜지스터를 포함할 수 있다. 예컨대, 스위칭 소자는 BJT(Bipolar Junction Transistor)일 수 있다. 다만, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 충전부(2211)는 타단이 승압스위칭부(2112)의 드레인 단자(NV1)와 연결될 수 있다.
그리고 제2 충전부(2213)는 일단이 그라운드 연결되고, 타단은 전원 공급 장치(PMIC)와 연결될 수 있다. 즉, 제2 충전부(2213)는 충전된 전하에 의한 전압을 전원 공급 장치로 제공하거나, 제1 충전부를 통과한 전원단자(B+)를 통해 배터리로부터 제공되는 전원을 제공할 수 있다. (여기서, 배터리로부터 제공되는 전원은 소자에 의한 전원 감소가 없는 경우 승압스위칭부(2112)의 드레인 단자(NV1)와 동일하다) 여기서, 제1 충전부(2111)는 인덕터를 포함할 수 있으며, 제2 충전부(2113)는 커패시터를 포함할 수 있다.
승압스위칭부(2112)의 소스 단자(NV2)는 전원 공급 장치(PMIC)와 연결될 수 있다. 승압스위칭부(2112)가 턴 온이 된 경우, 전원 공급 장치(PMIC)는 RSH 단자를 통해 배터리로부터 제공되는 전원의 레벨을 인지할 수 있다.
그리고 승압스위칭부(2112)의 게이트 단자(NV3)는 전원 공급 장치(PMIC)와 연결될 수 있다. 전원 공급 장치(PMIC)는 게이트 단자(NV3)에 인가되는 전압 레벨을 조절하여 승압스위칭부(2112)의 턴 온 또는 턴 오프를 제어할 수 있다. 예컨대, 전원 공급 장치(PMIC)는 전원제어부(2300)에서 출력되는 신호를 승압스위치부(2112)의 게이트 단자(NV3)에 제공할 수 있다. 전원제어부(2300)에서 출력되는 신호는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호일 수 있다. 여기서, 전원제어부(2300)는 전원공급장치(PMIC) 내 또는 차량 제어 모듈(220) 내에 배치될 수 있다. 전원제어부(2300)는 펄스 폭 변조 신호의 폭을 제어하여 벅-부스트 컨버터(2100)의 승압 여부를 제어할 수 있다. 이에 대해서는 이하 설명한다.
승압스위칭부(2112)는 턴 온 또는 턴 오프에 따라 배터리로부터의 전원의 레벨을 승압 또는 유지할 수 있다. 예컨대, 승압스위칭부(2112)는 전원단자(B+)를 통해 배터리로부터 제공되는 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 작은 경우 턴 온 기간보다 턴 오프 기간이 긴 펄스 폭 변조 신호를 전원제어부(2300)로부터 수신할 수 있다. (도 7의 (a)를 참조하면, 전체 주기(Tt)에서 턴 온 기간(T1)이 턴 오프 기간(T2)보다 짧다) 이로써, 제1 충전부(2111)는 승압스위칭부(2112)가 턴 온인 경우보다 큰 전류가 긴 시간 동안 흐를 수 있다. 그리고 제1 충전부(2111)의 타단은 제2 충전부(2113)의 타단과 다이오드(D6)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 다이오드(D6)는 제1 충전부(2111)에 흐르는 큰 전류에 의해 오프될 수 있다. 이로써, 제2 충전부(2113)에 충전된 전하가 제2 충전부(2113)의 타단과 연결된 전원 공급 장치의 부스트 단자(VST)로 제공될 수 있다.
이와 달리, 승압스위칭부(2112)는 전원단자(B+)를 통해 배터리로부터 제공되는 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 큰 경우 턴 오프 기간보다 턴 온 기간이 긴 펄스 폭 변조 신호를 전원제어부(2300)로부터 수신할 수 있다. (도 7의 (b) 참조하면, 전체 주기(Tt)에서 턴 온 기간(T1)이 턴 오프 기간(T2)보다 길다) 이로써, 제1 충전부(2111)는 승압스위칭부(2112)가 턴 온인 경우보다 큰 전류가 짧은 시간 동안 흐를 수 있다. 이로써, 제1 충전부(2111)의 타단은 제2 충전부(2113)의 타단과 다이오드(D6)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 다이오드(D6)는 제1 충전부(2111)에 흐르는 전류가 승압스위칭부(2112)가 턴 온인 경우보다 작은 전류가 오랜 시간 동안 흐를 수 있다. 이로써, 전원의 레벨이 전원 공급 장치의 부스트 단자(VST)로 제공될 수 있다.
그리고 벅부(2120)는 전원 공급 장치의 부스트 단자(VST)로부터 기준 전원 레벨 또는 전원의 레벨인 전원을 제공받을 수 있다. 그리고 벅부(2120)은 기준 전원 레벨 또는 전원의 레벨을 제1 출력값으로 강압할 수 있다. 즉, 부스트부(2120)을 통과한 전원의 레벨 또는 기준 전원 레벨은 제1 출력값보다 큰 전압값을 가질 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 차량 제어 장치는 기준 전원 레벨보다 낮은 전원이 배터리로부터 전원 공급 장치에 제공되더라도 전원 공급 장치의 전원 공급을 유지할 수 있다.
레귤레이터(2200)는 벅-부스트 컨버터(2100)으로부터 출력되는 제1 출력값을 강압하여 제2 출력값을 출력할 수 있다.
여기서, 제2 출력값은 복수 개일 수 있으며, 제1 출력값 보다 작을 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 8를 참조하면, 레귤레이터(2200)는 제2 출력값을 서로 다른 장치에 제공할 수 있다. 예컨대, 레귤레이터(2200)는 제1 출력값을 감압하여 제2 출력값을 제어부(224), 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226), 통신부(227)에 제공할 수 있다. 그리고 레귤레이터(2200)는 제어부(224), 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226), 통신부(227)의 각 동작 전압에 따라 다양한 제2 출력값을 출력할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(2200)는 3V, 5V의 제2 출력값을 출력할 수 있다. 그리고, 레귤레이터(2200)는 3V의 전압을 제어부(224)에 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 레귤레이터(2200)는 5V의 전압을 제어부(224), 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226) 및 통신부(227)에 각각 제공할 수 있다. 이로써, 제어부(224), 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226) 및 통신부(227)는 전원에 의한 동작을 수행할 수 있다.
레귤레이터(2200)는 제어부(224), 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226) 및 통신부(227)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 레귤레이터(2200)에서 제2 출력값을 제공하는 제2 출력 노드(TP73)가 분기되어 복수 개의 출력 채널에 각각 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 차량 제어 장치는 각 소자에 안정적인 전원을 공급할 수 있다. 또한, 일부 소자에서 발열 등에 의해 발생한 물리적 손상은 이외 소자에 대해 독립적일 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 개략적으로 나타낸 회로 구성도이고, 도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 이용한 클러치 액추에이터 제어 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
먼저, 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치는 전술한 바와 같이 전원 공급 장치(PMIC), 제1 감지부(221), 제2 감지부(222), 모터 제어부(223) 및 제어부(224)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 제어 모듈(220)는 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226), 통신부(227), 모터 스위칭부(228), 인터페이스 모듈(229)을 포함할 수 있다.
또한, 추가적으로 제어부(224)은 인터페이스 모듈(229), 외부 센서 인터페이스부(226) 및 통신부(227)로부터 수신한 데이터를 이용하여 모터 및 클러치의 상태를 분석하고, 스위칭부(228)를 통하여 분석 결과에 따른 제어명령을 출력할 수 있다.
인터페이스 모듈(229)은 전류 센서로부터 수신한 전류 신호를 이용하여 주파수 신호 및 전압 신호를 제어부(224)으로 출력할 수 있다.
전원 공급 장치(PMIC)는 배터리로부터 공급되는 12V의 전압으로 구동될 수 있으며, 시동 신호에 따라 차량 제어 장치의 온/오프를 제어할 수 있다.
외부 센서 인터페이스부(226)는 기어 센서, 압력 센서, 변속 센서 등과 연결되어 다양한 센싱 신호를 수신할 수 있다.
통신부(227)는 차량 내부의 ABS시스템과 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 차량 제어 장치(200)는 이그니션 라인(201), 배터리 라인(202), 제어부(224), 전원 공급 장치(PMIC) 및 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223)을 포함할 수 있다.
이그니션 라인(201)은 이그니션(IGN; Ignition)에 연결되어 시동 신호 및 전원을 공급한다.
정상 상태에서 이그니션 라인(201)은 전원 공급 장치(PMIC)에 시동 신호를 인가할 수 있다. 즉, 이그니션 라인(201)을 통해 차량 제어 장치(200)는 온/오프될 수 있다.
여기서, 이그니션 라인(201)에는 제1 전압 센서(201a) 및 제1 전류 센서(201b)가 설치되어, 이그니션 라인(201)을 통과하는 전원의 제1 전압 값 및 제1 전류 값을 측정할 수 있다.
배터리 라인(202)은 차량의 배터리(미도시)에서 전원을 공급받는 전원 공급 라인으로 전원 공급 장치(PMIC)에 전원을 공급한다. 또한, 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223) 중 MT(Multi-Turn) 센서(204), 스위칭부(228) 및 모터 제어부(Gate driver IC)(223)에는 직접 전원을 공급할 수 있다.
여기서, MT 센서(204)는 모터(10)의 회전수(turn count)를 체크/감지하여 액추에이터의 위치를 감지하며, 종전의 회전수를 저장한다. 다만, MT 센서(204)는 휘발성 소자로 구성되어, 일정 기간 이상 전원 공급이 차단되면 저장된 회전수 정보는 손실될 수 있다.
한편, 배터리 라인(202)의 선단에는 퓨즈(미도시)가 설치될 수 있으며, 퓨즈가 설정된 특정 상황에 따라 끊어져 배터리 라인(202)을 단절할 수 있다. 또한, 배터리 라인(202)은 열 또는 충격에 의해 단선(斷線)될 수 있다.
여기서, 종래에는 배터리 라인(202)이 단선 되면 배터리 라인(202)으로부터 직접 전원을 공급받는 MT(Multi-Turn) 센서(204), 모터 스위칭부(B6 MOSET)(228) 및 모터 제어부(Gate driver IC)(223)는 의도치 않게 모두 오프(off) 되고, 전원 공급 장치(PMIC)도 오프(off) 되므로, 전원 공급 장치(PMIC)에서 변환된 전원을 공급받는 제어부(224), ST(Single-Turn) 센서(205), 통신부(CAN transceiver)(227)는 의도치 않게 모두 오프(off) 된다.
이로 인해, 회전하던 모터(10)는 프리 휠링(free-wheeling) 상태가 되며, 결국 클러치 액추에이터는 멈춘 상태(안전상태)가 아니라 의도치 않는 동작이 가능한 상태(불안전상태)가 된다.
하지만, 배터리 라인(202)이 의도치 않게 갑자기 단선 되더라도 안전 상태인"brake mode"로 진입하려면, 모터 제어부(223)의 전원이 온(on)되어 있어야 되며, 턴 카운트(turn count) 값을 감지하기 위해 MT 센서(204)의 전원이 온(on)되어 있어야 된다. 또한, 모든 연산/제어가 가능하도록 제어부(224)이 온(on)되어 있어야 함은 물론이며, 차량에 비상상황을 알리기 위해 CAN 통신을 하는 통신부(227)가 온(on)되어 있어야 한다. 물론, 상술한 바와 같이 상기 부품들이 동작하기 위해서는 이들에게 전원을 공급하는 전원 공급 장치(PMIC)가 온(on)되어야 된다.
한편, 이그니션 라인(201)과 배터리 라인(202)이 만나는 지점에는 제어 스위치(203)가 설치되어, 전원 공급 장치(PMIC)와 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223) 중 MT(Multi-Turn) 센서(204), 모터 스위칭부(B6 MOSET)(228) 및 모터 제어부(223)에 전원을 공급하는 메인 라인을 변경할 수 있다.
즉, 배터리 라인(202)이 의도치 않게 갑자기 단선 되더라도 제어 스위치(203)를 통해 전원 공급 라인을 변경하여, 이그니션 라인(201)의 전원을 전원 공급 장치(PMIC)와 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223) 중 MT(Multi-Turn) 센서(204), 모터 스위칭부(228) 및 모터 제어부(223)에 공급할 수 있다.
이로써, 차량 제어 장치 내의 주요 IC에 전원을 공급함으로써 클러치 액추에이터가 안전 상태(Safe state)가 될 때까지 브레이크 모드(Brake mode)로 진입, Turn count 값 저장, 차량의 상위 제어기와의 통신이 가능하도록 구현될 수 있다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 이용한 제어 방법을 설명한다.
도 9 및 도 10을 함께 참조하면, 차량 제어 장치를 이용한 클러치 액추에이터 제어 방법은 배터리 전원을 공급하는 단계(S10), 제1 전압 및/또는 제1 전류를 센싱하는 단계(S20), 배터리 전원 라인의 끊어짐을 판단하는 단계(S30), 제1 전압이 0인지 판단하는 단계(S40), 제1 전압을 인가하는 단계(S50), 모터를 정지하는 단계(S60) 및 알림 단계(S70)를 포함한다.
배터리 전원을 공급하는 단계(S10)에서는 배터리 라인(202)을 전원 공급 장치(PMIC)와 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223) 중 MT(Multi-Turn) 센서(204), 모터 스위칭부(228) 및 모터 제어부(223)에는 직접 전원을 공급한다.
제1 전압 및/또는 제1 전류를 센싱하는 단계(S20)에서는 배터리 라인(202)을 통해 전원 공급 장치(PMIC)와 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223) 중 MT(Multi-Turn) 센서(204), 모터 스위칭부(B6 MOSET)(228) 및 모터 제어부(223)에 전원을 공급하는 과정에서, 이그니션 라인(201)에 설치된 제1 전압 센서(201a) 및 제1 전류 센서(201b)를 통해 이그니션 라인(201)을 통과하는 전원의 제1 전압 값 및 제1 전류 값을 센싱할 수 있다.
배터리 전원 라인의 끊어짐을 판단하는 단계(S30)에서는 제1 전압 및/또는 제1 전류를 측정하는 과정에서 이상 피크가 발생하면, 배터리 라인(202)이 단선 된 것이라 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 이용한 제어 절차를 나타내는 그래프이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치를 이용한 제어 결과를 나타내는 그래프이다.
여기서, 도 11을 함께 참조하면, 제1 전압 값 및/또는 제1 전류 값에서 이상 피크가 발생하는 순간이 배터리 라인(202)의 퓨즈가 끊어져, 배터리 라인(202)이 단선 시점이라 판단할 수 있다.
제1 전압이 0인지 판단하는 단계(S40)에서는 제1 전압 센서(201a)에서 측정된 제1 전압 값이 0이면, 사용자가 차량의 전원을 고의로 오프(off)한 상황으로 판단할 수 있어, 배터리 라인(202)이 단선 된 것으로 판단한 상황과는 무관하게 판단하여 차량 제어 장치의 구동을 종료할 수 있다.
제1 전압을 인가하는 단계(S50)에서는 제1 전압 센서(201a)에서 측정된 제1 전압 값이 0이 아닌 것으로 판단하여, 제어 스위치(203)를 구동하여 배터리 라인(202)의 전원 공급 라인을 차단하고, 이그니션 라인(201)을 통해 전원 공급 장치(PMIC)와 적어도 하나의 부품(204, 205, 227, 228, 223) 중 MT(Multi-Turn) 센서(204), 모터 스위칭부(228) 및 모터 제어부(223)에 전원이 공급될 수 있도록 한다.
여기서, 도 12을 참조하면, 배터리 라인(202)을 통해 제어부(224)에 전원을 공급하는 상태와 배터리 라인(202)의 전원 공급 라인을 차단하고, 이그니션 라인(201)을 통해 제어부(224)에 전원을 공급하는 상태를 비교하면, 제어부(224)에 공급되는 전원 소스를 변경하여도 제어부(224)이 정상 동작함을 확인할 수 있다.
모터를 정지하는 단계(S60)에서는 전원 공급이 단절되지 않도록 하여, 클러치 액추에이터가 안전 상태(Safe state)가 될 때까지 제어부(224)을 구동하여 브레이크 모드(Brake mode)로 진입하며, MT(Multi-Turn) 센서(204)에서 검출된 회전수(Turn count) 값을 저장할 수 있도록 한다.
또한, 알림 단계(S70)에서는 전원 공급이 단절되지 않도록 하여, 클러치 액추에이터가 안전 상태(Safe state)가 될 때까지 제어부(224)을 구동하여 통신부(227)를 통해 상위 제어기에 클러치 액추에이터의 비상 상황을 전달할 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치, 배터리 및 모터를 도시한 개념도이다.
도 13은 실시예에 따른 차량 제어 장치, 배터리 및 모터를 도시한 개념도이다.
도 13를 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 연결부을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 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 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(220)에 전원을 공급하고, 차량 제어 모듈(220)는 공급 받은 전원을 승압 또는 감압하여 모터(10)를 구동하는 제어 회로를 구동할 수 있다.
제2 전원 공급 라인(L2)은 제1 전원 공급 라인(L1)의 제1 노드(N1)에서 분지되어 차량 제어 모듈(220)와 제1 전원 공급 라인(L1) 사이에 배치될 수 있다. 제2 전원 공급 라인(L2) 상에 키 스위치부(S2)가 배치될 수 있다. 키 스위치부(S2)는 시동에 의해 점화(ignition)가 일어 날 수 있다. 예컨대, 차량의 운전자가 시동을 켜면, 배터리(90)에서 키 스위치부(S2)는 전류가 흐를 수 있다. 그리고 키 스위치부(S2)는 1, 2차 코일에 의해 고전류 및 고전압이 발생할 수 있다. 이로 인해, 고전압은 혼합기를 점화할 수 있다. 제2 전원 공급 라인(L2)은 KL15일 수 있다. 제2 전원 공급 라인(L2)은 제1 노드(N1)를 통해 배터리(90)의 전압을 차량 제어 장치(200)로 제공할 수 있다. 예컨대, 제2 전원 공급 라인(L2)은 키 스위치부(S2)의 동작에 따라 차량 제어 장치(200)로 배터리로부터의 전원을 공할 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 라인은 인터페이스부(210)의 복수 개의 포트를 통해 배터리(90)와 전원 제어부(200) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 이하에서는 상기 제1 전원 공급 라인(L1), 제2 전원 공급 라인(L2) 및 제3 전원 공급 라인(L3)을 중심으로 본 발명의 내용을 설명한다.
그리고 전술한 도 2 및 도 3을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 차량 제어 모듈(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), 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(220)와 인터페이스부(210) 사이에 역극성 보호부(PT), 충방전부(230)가 배치될 수 있다.
역극성 보호부(PT)는 제1 전원 공급 라인(L1)과 연결될 수 있다. 역극성 보호부(PT)는 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(220)와 연결될 수 있다. 예컨대, 충방전부(230)의 타단은 전원 공급 회로(PMIC)와 연결될 수 있다.
제2 전원 공급 라인(L2)에서 앞서 설명한 바와 같이 키 스위치부(S2)가 배치될 수 있다.
그리고 차량 제어 모듈(220)는 제1 감지부(221), 제2 감지부(222), 모터 제어부(223) 및 제어부(224)를 포함할 수 있다. 또한, 차량 제어 모듈(220)는 내부 센서(225), 외부 센서 인터페이스부(226), 통신부(227), 모터 스위칭부(228)을 포함할 수 있다.
제1 감지부(221)는 차량 제어 모듈(220) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 감지부(221)는 전원 공급 회로(PMIC) 내에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 감지부(221)는 제1 전원 공급 라인(L1) 상에서 충방전부(230) 후단에서 전압인 제1 전압(P1)을 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 전압(P1)을 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 전압(P1)을 하기 제2 전압(P2)과 비교할 수 있어, 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는 안정성을 개선할 수 있다.
제2 감지부(222)는 제1 감지부(221)와 마찬가지로 차량 제어 모듈(220) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 감지부(222)는 전원 공급 회로(PMIC) 내에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 감지부(222)는 제2 전원 공급 라인(L2) 상에서 키 스위치부(S2) 후단에서 전압인 제2 전압(P2)을 감지할 수 있다. 제2 감지부(222)는 다양한 전압 측정 소자를 포함할 수 있다.
모터 제어부(223)는 차량 제어 모듈(220) 내에 배치될 수 있다. 차량 제어 모듈(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 차량 제어 모듈(220) 내에 배치될 수 있다. 제어부(224)는 전원 공급 회로(PMIC)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 전원 공급 회로(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(P1) 및 제2 전압(P2)을 수신할 수 있다. 그리고 제어부(224)는 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2)의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 모터 제어부(224)에 모터의 동작을 중지하는 신호를 송신할 수 있다.
구체적으로, 제1 전압(P1)은 충방전부(230) 후단의 제1 전원 공급 라인(L1) 상의 전압이고, 제2 전압(P2)은 제2 전압 공급 라인(L2) 상에서의 전압이다. 제2 전원 공급라인(L2)은 제1 노드(N1)로부터 제1 전원 공급 라인(L1)에서 분지되므로, 제2 전압(P2)은 충방전부(230)의 전단과 동일한 전압을 가질 수 있다. 그리고 퓨즈 스위치(S1)가 단선이 된 경우, 충방전부(230) 전단은 전압은 단선에 따라 0V로 감소하나, 제1 전압(P1)은 충방전부(230)의 전하 방전이 지속되면서 감소할 수 있다. 이와 반면, 퓨즈 스위치(S1)가 제2 전원 공급 라인(L2) 상에 배치되지 않으므로, 제2 전압(P2)은 일정하게 유지될 수 있다. 이로써, 퓨즈 스위치(S1)의 단선 시, 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2) 간의 차이는 제1 전압(P1)의 감소로 시간이 경과하면서 커질 수 있다. 이에, 제어부(224)는 기 설정된 값보다 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2) 간의 차이가 커지는 경우 퓨즈 스위치(S1)가 단선된 경우로 판단할 수 있다. 제어부(224)는 제2 전원 공급 경로(L2) 상의 전압으로 제2 전압(P2)을 측정함에 따라 퓨즈 스위치(S1)와 연결된 충방전부(230) 전단의 전압과 동일한 전압을 측정하면서, 상시 구동되는 제1 전원 공급 라인(L1) 상의 충방전부(230)에 의한 누설 전류를 방지하여 퓨즈 스위치(S1)의 단선을 오류 없이 판단할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제어부(224)는 모터 제어부(223)로 모터의 구동을 중지하는 제어 신호를 제공할 수 있다. 이로써, 차량은 모터의 회전이 멈춘 안전 모드(safety mode)로 진입할 수 있다.
예컨대, 제1 전압(P1)은 충방전부(230)의 커패시터에 의해 12V에서 감소하나, 제2 전압(P2)은 퓨즈 스위치(S1) 단선과 무방하게 12V로 유지될 수 있다. 그리고 제어부(224)는 제1 전압(P1)이 10V보다 작은 경우, 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2) 간의 전압 차가 2V보다 커진 것으로 판단하여 제1 전원 공급 라인(L-1) 상의 퓨즈 스위치(S1)가 단선됨을 판단할 수 있다.
또한, 제어부(224)는 제1 전압(P1)과 제2 전압(P2) 간의 전압 차가 기 설정된 값보다 크더라도, 제2 전압(P2)이 0V인 경우에 모터의 동작을 중지하는 제어 신호를 모터 제어부(223)에 송신하지 않을 수 있다. 제2 전압(P2)이 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 스위치의 단선을 감지하여 모터의 프리 휠링(freewheeling)을 차단할 수 있다.
내부 센서(225)는 온도 센서, 압력 센서, 멀티 턴(multi-turn, MT) 센서(전술한 MT 센서(204), 도 9), 싱글 턴(single-trun, ST) 센서(전술한 ST 센서(205, 도 9)를 포함할 수 있다. 내부 센서(225)는 이에 한정되지 않고 다양한 센서를 포함할 수 있다. 내부 센서(225)는 전원 공급 회로(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)은 전원 공급 회로(PMIC)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 그리고 외부 센서 인터페이스부(226)은 공급받은 전원을 외부 센서로 제공할 수 있다.
통신부(227)는 차량 내부의 ABS시스템과 연결되어 데이터 통신을 수행할 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.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다. 도 다른 실시예에 다른 차량 제어 장치의 제어 방법은 전술한 내용을 바탕으로 설명한다.
도 14를 참조하면, 또 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어 방법은 배터리 전원을 차량 제어 장치로 공급하는 단계(S110), 제1 전압 및 제2 전압을 감지하는 단계(S120), 배터리 전원 라인의 단선을 판단하는 단계(S130), 제2 전압이 0인지 판단하는 단계(S140), 모터를 정지하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
배터리 전원을 공급하는 단계(S110)에서는 제1 전원 공급라인과 제2 전원 공급라인을 통해 차량 제어 장치로 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 배터리 전원은 차량 제어 모듈의 전원 공급 회로, 제어부, 모터 제어부, 모터 스위칭부, 내부 센서, 외부 센서 인터페이스부, 통신부로 제공될 수 있다.
제1 전압 및 제2 전압을 감지하는 단계(S120)에서는 제1 감지부가 제1 전원 공급 라인의 충방전 회로부 후단의 전압을 감지할 수 있다. 또한, 제2 감지부는 제2 전원 공급 라인의 전압을 감지할 수 있다. 구체적으로, 제2 감지부는 키 스위치부 와 차량 제어 모듈 사이의 전압을 감지할 수 잇다. 제1 감지부와 제2 감지부는 제1 전압과 제2 전압을 각각 감지하여, 제어부로 송신할 수 있다.
배터리 전원 라인의 단선을 판단하는 단계(S130)에서는 제1 전압과 제2 전압의 차이가 기 설정된 전압값보다 큰 경우 배터리 전원 라인에 단선이 발생하였음을 판단할 수 있다. 예컨대, 제어부는 제1 전압과 제2 전압의 차이가 기 설정된 전압값보다 큰 경우, 제1 전원 공급 라인에서 배터리와 차량 제어 장치 사이에 단선이 발생하였다고 판단할 수 있다.
제2 전압이 0인지 판단하는 단계(S140)에서는 제2 감지부에서 감지한 제2 전압이 0V인 경우, 사용자가 차량의 전원을 고의로 오프한 상황으로 판단할 수 있어, 제1 전원 공급 라인이 단선된 것으로 판단한 상황과는 무관하게 판단하여 차량 제어 장치의 구동을 종료할 수 있다.
모터를 정지하는 단계(S150)에서는 전원 공급이 단절되지 않도록 하여, 클러치 액추에이터가 안전 상태(Safe state)가 될 때까지 제어부를 구동하여 브레이크 모드(Brake mode)로 진입하여 모터의 프리휠링을 방지할 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 (20)

  1. 커넥터부;
    상기 커넥터부를 통하여 전원을 공급받는 차량 제어 모듈;
    상기 커넥터부와 상기 차량 제어 모듈을 연결하는 제1 전원 공급 라인 및 제2 전원 공급 라인;
    상기 제1 전원 공급 라인 상에 배치되고, 상기 커넥터부와 연결되는 충방전부;
    상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이에 상기 제1 전원 공급 라인의 제1 전압을 측정하는 제1 지점;
    상기 커넥터부와 상기 차량 제어 모듈 사이에 상기 제2 전원 공급 라인 상의 제2 전압을 측정하는 제2 지점; 및
    상기 제1 지점의 상기 제1 전압과 상기 제2 지점의 상기 제2 전압의 전압 차를 비교하는 제어부;를 포함하는 차량 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전압 차를 이용하여 릴레이부의 단선을 판단하는 차량 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 릴레이부는 퓨즈를 포함하고, 상기 릴레이부의 off 여부는 상기 퓨즈의 손상 여부를 감지하는 차량 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터부는 전원 공급 장치와 전기적으로 연결되고,
    상기 릴레이부는 상기 전원 공급 장치와 상기 커넥터부 사이에 배치되고,
    상기 제1 전원 공급 라인은 상기 릴레이부의 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전원 공급 라인은 상기 릴레이부의 입력단과 전기적으로 연결되는 차량 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 온/오프를 제어하는 전원 공급 장치;
    상기 전원 공급 장치에 시동 신호를 가하는 이그니션 라인;
    상기 전원 공급 장치에 전원을 인가하는 배터리 라인;
    상기 전원 공급 장치 또는 상기 배터리 라인을 통해 전원을 인가받는 적어도 하나의 부품; 및
    상기 배터리 라인이 단선되면, 상기 이그니션 라인을 통해 상기 전원 공급 장치 또는 상기 적어도 하나의 부품에 전원을 인가하는 제어 스위치;를 더 포함하는 차량 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이그니션 라인에 배치되는 제1 전압 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 전압 센서에서 측정된 제1 전압 값에서 이상 피크가 발생할 경우, 상기 배터리 라인이 단선 된 것으로 판단하는 차량 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어 모듈은,
    상기 커넥터부를 통해 전원을 공급받는 전원 공급 장치와 상기 커넥터부 사이에 배치되어 상기 전원의 레벨을 승압 또는 감압하여 제1 출력값을 출력하는 벅-부스트 컨버터;
    상기 전원의 레벨에 따라 상기 벅-부스트 컨버터의 상기 승압 여부를 결정하는 전원제어부; 및
    상기 제1 출력값을 강압하여 복수 개의 제2 출력값을 출력하는 레귤레이터;를 포함하는 차량 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 출력값은 상기 제2 출력값보다 크고,
    상기 전원제어부는,
    상기 전원 공급 라인 상의 전원의 레벨이 기준 전원 레벨보다 작은 경우에 상기 벅-부스트 컨버터의 승압하는 차량 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지점은 상기 커넥터부의 출력단에 위치하고, 상기 제1 지점은 상기 충방전부의 출력단에 위치하고,
    상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 스위치부;를 포함하고,
    상기 제1 지점의 상기 제1 전압을 측정하기 위해 상기 스위치부를 온하는 차량 제어 장치.
  10. 배터리로부터 전원을 공급받는 차량 제어 모듈;
    상기 배터리와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인;
    상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 차량 제어 모듈 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인;
    상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 키 스위치부; 및
    상기 제1 전원 공급 라인 상에서 상기 제1 노드와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 충방전부;를 포함하고,
    상기 차량 제어 모듈은,
    상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이의 제1 전압을 감지하는 제1 감지부;
    상기 제2 전원 공급 라인 상의 제2 전압을 감지하는 제2 감지부;
    상기 전원을 공급받아 모터를 제어하는 모터 제어부; 및
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 상기 제1 전원 공급 라인의 단선을 감지하는 제어부;를 포함하는 차량 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터 제어부에 상기 모터의 동작을 중지하는 신호를 전송하는 차량 제어 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전원 공급 라인은 상기 차량 제어 모듈에 상시 전원을 공급하는 차량 제어 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 전원 공급 라인은 상기 키 스위치부가 온되면 상기 차량 제어 모듈에 전원을 공급하는 차량 제어 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 노드와 상기 충방전부 사이에 릴레이부가 배치되는 차량 제어 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 충방전부는,
    상기 제1 전원 공급 라인 상에 상기 차량 제어 모듈과 상기 제1 노드 사이에 위치하는 커패시터; 및
    상기 커패시터와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 퓨즈 스위치를 더 포함하고,
    상기 제1 전압은 상기 커패시터와 상기 차량 제어 모듈 사이의 전압인 차량 제어 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 전압이 0V인 경우 상기 제1 전원 공급 라인의 단선이 아닌 것으로 판단하는 차량 제어 장치.
  17. 배터리;
    상기 배터리로부터 전원을 공급 받는 차량 제어 장치; 및
    상기 차량 제어 장치로부터 출력을 제공받는 모터;를 포함하고,
    상기 차량 제어 장치는,
    상기 배터리로부터 상기 전원을 공급받는 차량 제어 모듈;
    상기 배터리와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배선되는 제1 전원 공급 라인;
    상기 제1 전원 공급 라인 상의 제1 노드에서 분지되어 상기 제1 전원 공급 라인과 상기 차량 제어 모듈 사이에 연결되는 제2 전원 공급 라인;
    상기 제2 전원 공급 라인 상에 배치되는 키 스위치부; 및
    상기 제1 전원 공급 라인 상에서 상기 제1 노드와 상기 차량 제어 모듈 사이에 배치되는 충방전부;를 포함하고,
    상기 차량 제어 모듈은,
    상기 충방전부와 상기 차량 제어 모듈 사이의 제1 전압을 감지하는 제1 감지부;
    상기 제2 전원 공급 라인 상의 제2 전압을 감지하는 제2 감지부;
    상기 전원을 공급받아 모터를 제어하는 모터 제어부; 및
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차이가 기 설정된 값보다 큰 경우 상기 모터 제어부에 상기 모터의 동작을 중지하는 신호를 전송하는 제어부;를 포함하는 차량.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부의 온/오프를 제어하는 전원 공급 장치;
    상기 전원 공급 장치에 시동 신호를 가하는 이그니션 라인;
    상기 전원 공급 장치에 전원을 인가하는 배터리 라인;
    상기 전원 공급 장치 또는 상기 배터리 라인을 통해 전원을 인가받는 적어도 하나의 부품; 및
    상기 배터리 라인이 단선되면, 상기 이그니션 라인을 통해 상기 전원 공급 장치 또는 상기 적어도 하나의 부품에 전원을 인가하는 제어 스위치;를 더 포함하는 차량.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 이그니션 라인에 배치되는 제1 전압 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 전압 센서에서 측정된 제1 전압 값에서 이상 피크가 발생할 경우, 상기 배터리 라인이 단선 된 것으로 판단하는 차량.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 차량 제어 모듈은,
    상기 배터리로부터 전원을 공급받는 전원 공급 장치와 상기 배터리 사이에 배치되어 상기 전원의 레벨을 승압 또는 감압하여 제1 출력값을 출력하는 벅-부스트 컨버터;
    상기 전원의 레벨에 따라 상기 벅-부스트 컨버터의 상기 승압 여부를 결정하는 전원제어부; 및
    상기 제1 출력값을 강압하여 복수 개의 제2 출력값을 출력하는 레귤레이터;를 포함하는 차량.
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