KR101148289B1 - 차속 및 엔진속 신호의 단락 감지 기능을 제공하는전자제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차속 및 엔진속 신호의 단락 감지 기능을 제공하는 전자제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 차속 센서 및 엔진속 센서의 단락을 감지하는 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering)의 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)에 있어서, 상기 차속 센서로부터 입력되는 차속 신호의 출력이 상기 엔진속 센서의 엔진속 신호의 아이들(Idle) 수준의 펄스 신호로 일정 시간 동안 나오면, 상기 차속 신호와 상기 엔진속 신호가 단락된 것으로 판별하는 모터제어장치(MCU: Motor Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 및 엔진속 신호의 단락을 감지하는 전자제어장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 종래의 전자제어장치에서 차속 신호 및 엔진속 신호의 단락이나 이상 유무를 판별하는 로직이 엔진속 신호와 차속 신호가 모두 단락된 경우, 그 이상 유무를 판별할 수 없다는 문제점을 개선하여, 차속 신호 및 엔진속 신호가 단락되어도 이를 감지할 수 있는 효과가 있다.

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Description

차속 및 엔진속 신호의 단락 감지 기능을 제공하는 전자제어장치{Electronic Control Unit for Providing Short Sensing Function of Vehicle and Engine Speed Signal}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,

도 2는 정상적인 상황에서의 차속 신호 및 엔진속 신호의 출력 주파수를 나타낸 그래프,

도 3은 차속 신호와 엔진속 신호가 단락된 경우의 출력 주파수를 나타낸 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: 차속 센서 120: 엔진속 센서

130: ECU 140: MCU

150: 인버터 160: 모터

본 발명은 차속 및 엔진속 신호의 단락 감지 기능을 제공하는 전자제어장치 에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차속 센서로부터 입력되는 차속 신호의 출력이 엔진속 센서의 엔진속 신호의 아이들(Idle) 수준의 펄스 신호로 일정 시간 동안 나오면, 차속 신호와 엔진속 신호가 단락된 것으로 판별하는 전자제어장치에 관한 것이다.

통상적으로 자동차의 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전기 모터를 이용한 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering)가 점차 보편화하고 있다. 기존의 유압식 동력 조향장치는 동력을 보조해 주는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향 휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데 비해서 전동식 조향장치는 조향 휠이 회전하여 토크가 발생하면 전기 에너지로 구동되는 모터가 조향 보조 동력을 제공한다. 따라서 전동식 조향장치를 사용하는 경우 유압식 동력 조향장치에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

통상적인 전동식 조향장치는 발생 토크, 차속, 조향각 등을 이용하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 운행 상황 등을 파악하고 종합적으로 고려하여 조향 보조력을 생성한 후, 조향 컬럼, 랙바, 랙앤 피니언 등으로 전달함으로써 운전자로 하여금 더욱 쉽게 운전할 수 있도록 하고, 자동차가 더욱 안전하게 운행할 수 있도록 한다.

전동식 조향장치는 많은 기계 부품과 전자 부품들로 구성되지만, 가장 핵심적인 구성으로서는 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)가 있다. 전자제어장치는 차속 센서, 토크 센서, 조향각 센서 등 외부의 각종 센서로부터 전달되는 전기적인 신호를 분석하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 주행 상황 등을 파악하고, 구비된 각종 로직(Logic)을 이용하여 모터를 제어하는 전동식 조향장치의 핵심 장치이다.

이러한, 종래의 전동식 조향장치의 전자제어장치는 차속 신호 및 엔진속 신호의 단락이나 이상 유무를 판별하기 위해 다음과 같은 방법을 이용하였다.

우선, 차속 신호의 이상 유무를 판별하기 위해서는 엔진속 신호가 특정 rpm 이상인 경우, 일정 시간 동안 차속이 0으로 나오면 이를 차속 신호의 이상으로 판별하고, 엔진속 신호의 이상 유무를 판별하기 위해서는 엔진속 신호가 특정 rpm 이하인 경우, 일정 시간 동안 차속이 특정 속도 이상으로 나오면 이를 엔진속 신호의 이상 또는 엔진의 오프(Off)로 판단하였다.

그러나 이러한 종래의 전자제어장치에서 차속 신호 및 엔진속 신호의 단락이나 이상 유무를 판별하는 로직은 엔진속 신호와 차속 신호가 단락된 경우, 그 이상 유무를 판별할 수 없다는 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 차속 센서로부터 입력되는 차속 신호의 출력이 엔진속 센서의 엔진속 신호의 아이들(Idle) 수준의 펄스 신호로 일정 시간 동안 나오면, 차속 신호와 엔진속 신호가 단락된 것으로 판별하는 전자제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차속 센서 및 엔진속 센서의 단락 을 감지하는 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering)의 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)에 있어서, 상기 차속 센서로부터 입력되는 차속 신호의 출력이 상기 엔진속 센서의 엔진속 신호의 아이들(Idle) 수준의 펄스 신호로 일정 시간 동안 나오면, 상기 차속 신호와 상기 엔진속 신호가 단락된 것으로 판별하는 모터제어장치(MCU: Motor Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 및 엔진속 신호의 단락을 감지하는 전자제어장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 발명의 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit, 이하 'ECU'라 칭함)는 ECU(130)는 토크 센서(미도시), 조향각 센서(미도시), 차속 센서(110) 및 엔진속 센서(120) 등의 차량의 주행 상황을 파악하기 위한 각종 센서 및 모터(160)와 연결되어, 차속 센서(110) 및 엔진속 센서(120) 등으로부터 입력된 차속 신호 및 엔진속 신호 등을 분석하여 운전자에 의한 주행 상황을 감지하고, 주행 상황에 적합하도록 모터(160)의 구동 토크를 제어하는 공급 전류를 출력한다.

비록, 도 1에서는 ECU(130)에 차속 센서(110) 및 엔진속 센서(120)만이 연결된 것으로 도시했지만 실제로는 토크 센서, 조향각 센서 등 주행 상황을 감지하기 위한 다수의 센서와 연결될 수 있다. 모터(160)는 ECU(130)로부터 전달된 공급 전류에 따라 조향을 원활하게 하기 위한 보조 동력을 생성하여 전달한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ECU(130)는 모터제어장치(MCU: Motor Control Unit, 이하 'MCU'라 칭함)(140) 및 인버터(Inverter)를 포함한다.

MCU(140)는 차속 센서(110) 및 엔진속 센서(120)와 연결되어, 차속 센서(110) 및 엔진속 센서(120)로부터 차속 신호 및 엔진속 신호 등의 전기 신호를 수신하여, 그에 따른 모터 제어 전류를 인버터(150)를 통해 모터(160)에 인가하여 운전자의 조향 조작력을 어시스트해 준다.

한편, 차속 신호는 5V의 펄스 신호로 출력되고, 엔진속 신호는 12V의 펄스 신호로 출력되는데, 만약 두 신호가 단락(Short)되면 전압이 높은 쪽의 출력, 즉, 엔진속 신호인 12V의 펄스 신호가 출력되게 된다.

본 발명은 이러한 점에 착안하여 고안된 것으로, 차량이 극 저속 또는 정차를 한 경우에 엔진속의 rpm이 아이들(Idle) 수준으로 떨어지게 되는데, 만약, 엔진속 신호가 차속 신호와 단락이 된 상태라면, 차속 신호는 엔진속 신호의 아이들 수준의 rpm에 해당하는 펄스 신호의 출력을 보여 항상 약 30 kph 정도의 차속 신호의 출력을 보이게 된다.

따라서, 본 발명의 MCU(140)는 이와 같은 현상이 일정 시간 이상 지속 되면 차속 센서가 엔진속 센서와 단락이 되어 있는 것으로 판단한다.

도 2 및 도 3을 이용하여 보다 상세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 차량이 정상적인 상태에서는 차속 신호와 엔진속 신호의 출력 주파수가 모두 나타나게 되지만, 도 3에 도시된 바와 같이 차속 신호와 엔진속 신호가 단락된 경우에는 전압이 높은 쪽의 출력 주파수만이 나타나게 되어, 이러한 상태가 일정 시간 동안 지속되면 본 발명의 MCU(140)는 차속 및 엔진속 신호가 모두 단락된 것으로 판단한다.

인버터(150)는 직류를 교류로 변환하여 모터(160)로 전원을 공급하는 전원 공급 장치로서, MCU(140)의 제어에 따라 모터(160)로 공급 전류를 공급한다. 즉, 인버터(150)는 MCU(140)로부터 제어 전류가 전달되면 구비한 스위칭 소자를 제어 전류에 따라 스위칭하여 모터(160)로 공급하는 공급 전류를 가변함으로써, 모터(160)의 동작을 제어한다. 이때, 인버터(150)는 직류를 교류로 변환하여 모터(160)로 공급하기 때문에, 3상의 교류 전원을 모터(160)로 공급한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 전자제어장치에서 차속 신호 및 엔진속 신호의 단락이나 이상 유무를 판별하는 로직이 엔진속 신호와 차속 신호가 모두 단락된 경우, 그 이상 유무를 판별할 수 없다는 문제점을 개선하여, 차속 신호 및 엔진속 신호가 단락되어도 이를 감지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 차속 센서의 차속신호 및 엔진속 센서의 엔진속 신호의 단락을 감지하는 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering)의 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)에 있어서,

   상기 엔진속 센서의 엔진속 신호는 아이들(Idle) 수준인 12V의 펄스신호를 출력하며, 상기 차속 센서로부터 입력되는 차속 신호의 출력이 일정 시간 이상 상기 12V의 펄스 신호로 출력되면, 상기 차속 신호와 상기 엔진속 신호가 단락된 것으로 판단하는 모터제어장치(MCU: Motor Control Unit)

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 전자제어장치.
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