KR101998483B1 - 유도성 부하의 전류 흐름을 제어하는 차량 제어 장치 - Google Patents

유도성 부하의 전류 흐름을 제어하는 차량 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유도성 부하의 전류 흐름을 제어하는 차량 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치는 배터리와 선택적으로 연결되는 이그니션 전원으로부터 전원을 공급받아 구동되고, 상기 배터리와 연결된 배터리 전원으로부터 공급된 전원을 미리 설정된 크기의 내부 전원으로 변환하여 출력하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터에서 출력된 상기 내부 전원을 공급받아 구동되고, 유도성 부하의 구동을 제어하는 마이크로 프로세서; 및 상기 배터리 전원과 연결되고, 상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결 여부에 따라 상기 유도성 부하와 상기 레귤레이터 사이의 전류 흐름을 제어하는 전류 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

유도성 부하의 전류 흐름을 제어하는 차량 제어 장치{VEHICLE CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING CURRENT FLOW OF INDUCTIVE LOADS}
본 발명은 유도성 부하의 전류 흐름을 제어하는 차량 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레귤레이터와 유도성 부하 사이의 전류 흐름을 선택적으로 차단하는 차량 제어 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 차량 제어 장치를 설명하는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 차량 제어 장치(100)는 레귤레이터(110), 마이크로 프로세서(120), 이그니션(Ignition) 전원(140), 배터리 전원(150), 스위칭 소자(170)를 포함한다.
레귤레이터(110)는 배터리(160)와 연결된 이그니션 전원(140)으로부터 전원을 공급받아 구동된다. 다시 말해서, 레귤레이터(110)는 이그니션 전원(140)으로부터 신호를 공급받아 인에이블(Enable; 활성화)된다. 그리고, 이그니션 전원(140)은 배터리(160)와 연결된 배터리 전원(150)으로부터 공급된 전원을 미리 설정된 크기의 내부 전원(예를 들어, 5V)으로 변환하여 출력할 수 있다.
이그니션 전원(140)은 사용자의 조작 등에 따라 배터리(160)와 선택적으로 연결될 수 있다. 반면, 배터리 전원(150)은 일반적인 상황에서 배터리(160)와 연결된 상태를 유지하며, 배터리 전원(150)과 배터리(160) 간 연결은 특정 상황에서 차단될 수 있다.
배터리 전원(150)과 배터리(160)가 연결된 경우, 마이크로 프로세서(120)는 레귤레이터(110)에서 출력된 내부 전원을 공급받아 구동되고, 유도성 부하(130)의 구동을 제어한다. 구체적으로, 마이크로 프로세서(120)는 스위칭 소자(170)를 턴온(Turn On)시키거나 턴오프(Turn Off)시킴으로써 유도성 부하(130)에 흐르는 전류를 허용하거나 차단할 수 있다.
여기에서, 스위칭 소자(170)가 턴오프되는 경우, 유도성 부하(130)에 흐르는 전류가 차단되고, 이로 인해 역기전력이 발생하여 과전압이 야기될 수 있다. 과전압을 방지하기 위해, 차량 제어 장치(100)는 유도성 부하(130)와 레귤레이터(110) 사이에 전류가 흐르는 경로인 프리 휠링(Free Wheeling) 경로(180)를 구비할 수 있다.
이에 반해, 배터리(160)와 배터리 전원(150) 사이의 퓨즈가 고장나거나, 배터리(160)와 배터리 전원(150) 사이의 도선이 절단되거나, 개발자들이 차량의 단선을 시험하는 경우 등의 상황에서 배터리 전원(150)과 배터리(160) 간 연결이 차단될 수 있다.
배터리 전원(150)과 배터리(160) 간 연결이 차단된 경우, 프리 휠링 경로(180)는 유도성 부하(130) 및 레귤레이터(110)의 오작동을 야기할 수 있다.
구체적으로, 배터리(160)와 배터리 전원(150) 간의 연결이 차단되면, 레귤레이터(110)에 공급되는 배터리 전원(150)의 전원이 차단됨으로써 레귤레이터(110)의 출력이 차단되어야 한다. 다시 말해서, 내부 전원의 공급이 차단되고, 마이크로 프로세서(120) 및 유도성 부하(130)의 구동은 중단되어야 한다.
하지만, 프리 휠링 경로(180)로 인해 배터리(160)가 유도성 부하(130)를 거쳐 레귤레이터(110)에 전원을 공급함으로써 레귤레이터(110)가 내부 전원을 출력하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 프리 휠링 경로(180)로 인해 유도성 부하(130)에 전류가 흐르게 되어 유도성 부하(130)가 오작동되는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이, 배터리(160)와 배터리 전원(150) 간의 연결이 차단되는 경우, 프리 휠링 경로(180)로 인한 문제가 발생할 수 있는 바, 프리 휠링 경로(180)를 제어할 필요성이 있다.
다만, 종래의 차량 제어 장치(100)는 배터리(160)와 배터리 전원(150) 간의 연결이 차단될 때 레귤레이터(110)와 유도성 부하(130) 사이의 전류 흐름을 차단할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 차량 제어 장치(100)가 외부에 별도의 프리 휠링 경로를 구비하여 레귤레이터(110)와 유도성 부하(130) 사이의 전류 흐름을 차단함으로써, 외부에 구비된 프리 휠링 경로로 인해 유도성 부하(130)에 연결된 도선의 길이가 길어지고, 공간을 추가로 차지하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 배터리와 배터리 전원 간의 연결 여부에 따라 레귤레이터와 유도성 부하 사이의 전류 흐름을 제어하는 전류 컨트롤러를 내부에 구비한 차량 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 차량 제어 장치는 배터리와 선택적으로 연결되는 이그니션 전원으로부터 전원을 공급받아 구동되고, 상기 배터리와 연결된 배터리 전원으로부터 공급된 전원을 미리 설정된 크기의 내부 전원으로 변환하여 출력하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터에서 출력된 상기 내부 전원을 공급받아 구동되고, 유도성 부하의 구동을 제어하는 마이크로 프로세서; 및 상기 배터리 전원과 연결되고, 상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결 여부에 따라 상기 유도성 부하와 상기 레귤레이터 사이의 전류 흐름을 제어하는 전류 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량 제어 장치는 배터리와 선택적으로 연결되는 이그니션 전원에 연결되고, 상기 배터리와 연결되는 배터리 전원에 연결되는 레귤레이터; 제1 스위칭 소자를 통해 차량 제어 장치 외부에 구비된 유도성 부하와 연결되고, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 유도성 부하 사이에 위치한 제1 노드를 통해 상기 레귤레이터와 상기 배터리 전원 사이에 위치한 제2 노드와 연결되는 마이크로 프로세서; 및 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 위치한 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 배터리 전원과 상기 제2 노드 사이에 위치한 제3 노드와 연결되는 전류 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량 제어 장치는 배터리와 배터리 전원 간의 연결 여부에 따라 레귤레이터와 유도성 부하 사이의 전류 흐름을 제어하는 전류 컨트롤러를 내부에 구비할 수 있다. 이에 따라, 배터리와 배터리 전원 간의 연결이 차단되는 특수한 상황에서 레귤레이터 및 유도성 부하의 오작동이 방지되는 바, 차량 고장으로 인한 사용자 부담을 줄일 수 있다. 또한, 차량 제어 장치의 외부에 별도의 프리 휠링 경로를 구비하지 않음으로써, 차량 내 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 종래의 차량 제어 장치를 설명하는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치를 설명하는 개략도이다.
도 3은 도 2의 차량 제어 장치를 설명하는 회로도이다.
도 4는 도 2의 차량 제어 장치에서 배터리 전원과 배터리 간의 연결이 된 경우의 동작을 설명하는 회로도이다.
도 5는 도 2의 차량 제어 장치에서 배터리 전원과 배터리 간의 연결이 차단된 경우의 동작을 설명하는 회로도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치를 설명하는 개략도이다. 도 3은 도 2의 차량 제어 장치를 설명하는 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 차량 제어 장치(200)는 레귤레이터(210), 마이크로 프로세서(220) 및 전류 컨트롤러(240)를 포함할 수 있다.
참고로, 차량 제어 장치(200)는 이그니션 전원(250), 배터리 전원(260), 제1 스위칭 소자(310), 제2 스위칭 소자(320), 제3 스위칭 소자(330), 제1 저항(410), 제2 저항(420), 제1 다이오드(510), 제2 다이오드, 제3 다이오드(530), 제4 다이오드(540) 및 제5 다이오드(550)를 더 포함할 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 차량 제어 장치(200)가 포함하는 레귤레이터(210), 마이크로 프로세서(220) 및 전류 컨트롤러(240)를 중심으로 설명하기로 한다.
구체적으로, 차량 제어 장치(200)는 차량 내에 구비된 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. 차량 제어 장치(200)는 차량 내에 구비된 다양한 장치들의 동작을 제어할 수 있다.
레귤레이터(210)는 배터리(270)와 선택적으로 연결되는 이그니션 전원(250)으로부터 전원을 공급받아 구동되고, 배터리(270)와 연결된 배터리 전원(260)으로부터 공급된 전원을 미리 설정된 크기의 내부 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.
여기서, 배터리(270)는 차량 내부에 구비된 차량용 배터리일 수 있다. 그리고, 배터리(270)는 차량 내의 장치들과 연결되고, 장치들이 구동되기 위한 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(270)는 13.5V의 직류 전원을 장치들에 공급할 수 있다. 또한, 배터리(270)는 이그니션 전원(250) 및 배터리 전원(260)과 연결될 수 있다.
이그니션 전원(250)은 배터리(270)와 선택적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 이그니션 전원(250)과 배터리(270)는 사용자의 조작에 따라 서로 연결되거나, 연결이 차단될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 스위치 조작을 통해 이그니션 전원(250)과 배터리(270)를 연결시킴으로써 차량에 시동을 걸 수 있다.
참고로, 제1 연결부(255)는 이그니션 전원(250)과 배터리(270) 간의 연결 관계를 설명하는 부분으로, 이그니션 전원(250)과 배터리(270) 사이의 일 지점을 나타낼 수 있다. 또한, 제1 연결부(255)는 사용자에 의해 조작되는 스위치일 수 있다. 개방된 제1 연결부(255)는 이그니션 전원(250)과 배터리(270) 간 일 지점에서 연결이 차단된 경우를 나타낸다. 그리고, 단락된 제1 연결부(255)는 이그니션 전원(250)과 배터리(270)가 연결이 된 경우를 나타낸다.
한편, 제2 연결부(265)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 사이의 연결 관계를 설명하는 부분으로, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 사이의 일 지점을 나타낼 수 있다. 개방된 제2 연결부(265)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 일 지점에서 연결이 차단된 경우를 나타낸다. 그리고, 단락된 제2 연결부(265)는 이그니션 전원(250)과 배터리(270)가 연결된 경우를 나타낸다.
이그니션 전원(250)이 배터리(270)와 연결되는 경우, 레귤레이터(210)는 이그니션 전원(250)으로부터 전원을 공급받아 구동될 수 있다. 다시 말해서, 이그니션 전원(250)은 레귤레이터(210)를 인에이블(enable)시키는 신호를 레귤레이터(210)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 이그니션 전원(250)은 13.5V의 직류 전원을 레귤레이터(210)에 공급할 수 있다.
그리고, 배터리 전원(260)은 배터리(270)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 배터리 전원(260)은 차량 제어 장치(200)가 구동되는 일반적인 상황에서 배터리(270)와 연결될 수 있다. 다시 말해서, 배터리 전원(260)은 일반적으로 배터리(270)와 연결되고, 이그니션 전원(250)이 배터리(270)와 선택적으로 연결됨으로써 차량 제어 장치(200)의 구동이 개시되거나 중단될 수 있다.
다만, 특정 상황에서 배터리 전원(260)과 배터리(270) 사이의 연결이 차단될 수도 있다. 예를 들어, 배터리(270)와 배터리 전원(260) 사이의 퓨즈가 고장나거나, 배터리(270)와 배터리 전원(260) 사이의 도선이 절단되거나, 개발자들이 차량의 단선을 시험하기 위해 배터리 전원(260)을 조작하는 경우, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 사이의 연결이 차단될 수 있다.
배터리 전원(260)이 배터리(270)와 연결되는 경우, 레귤레이터(210)는 배터리 전원(260)으로부터 공급된 전원을 미리 설정된 크기의 내부 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 배터리 전원(260)으로부터 공급된 전원이 13.5V의 직류 전원인 경우, 레귤레이터(210)는 13.5V를 5V의 내부 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.
여기서, 내부 전원은 차량 제어 장치(200) 내부의 소자들 및 장치들이 정상적으로 구동되기 위한 정격 전원일 수 있다. 레귤레이터(210)는 차량 제어 장치(200) 내부의 소자들 및 장치들에 연결되는 도선(미도시)을 통해 소자들 및 장치들에 내부 전원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(210)는 마이크로 프로세서(220)에 내부 전원을 출력할 수 있다.
마이크로 프로세서(220)는 레귤레이터(210)에서 출력된 내부 전원을 공급받아 구동되고, 유도성 부하(230)의 구동을 제어할 수 있다.
여기서, 유도성 부하(230)는 마이크로 프로세서(220)의 제어에 따라 구동하는 장치 또는 소자일 수 있다. 예를 들어, 유도성 부하(230)는 차량에 구비된 흡기 밸브, 배기 밸브, 릴레이 등일 수 있다.
마이크로 프로세서(220)는 제1 스위칭 소자(310)를 통해 유도성 부하(230)와 연결되고, 제1 스위칭 소자(310)와 유도성 부하(230) 사이에 위치하는 제1 노드(610)를 통해 레귤레이터(210)와 연결될 수 있다.
한편, 마이크로 프로세서(220)는 제1 스위칭 소자(310)를 턴온시키거나 턴오프 시킴으로써 유도성 부하(230)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 마이크로 프로세서(220)가 제1 스위칭 소자(310)를 턴온 시키는 경우, 유도성 부하(230)와 제1 스위칭 소자(310) 하단의 접지 사이에 전류가 흐름으로써 유도성 부하(230)가 구동될 수 있다.
반대로, 마이크로 프로세서(220)가 제1 스위칭 소자(310)를 턴오프 시키는 경우, 유도성 부하(230)의 구동은 중단되고, 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이에 전류가 흐를 수 있다. 다시 말해, 제1 스위칭 소자(310)가 턴오프되는 경우, 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이에 프리 휠링 경로(280)가 형성될 수 있다.
프리 휠링 경로(280)에서 전류 흐름은 전류 컨트롤러(240)에 의해 제어될 수 있다.
구체적으로, 전류 컨트롤러(240)는 배터리 전원(260)과 연결되고, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결 여부에 따라 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 제어할 수 있다.
그리고, 전류 컨트롤러(240)는 제2 스위칭 소자(320), 제3 스위칭 소자(330), 제1 저항(410), 제2 저항(420) 및 제3 다이오드(530)를 포함할 수 있다.
제2 스위칭 소자(320)는 제1 노드(610)와 레귤레이터(210) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제2 스위칭 소자(320)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결 여부에 따라 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 차단하거나 허용할 수 있다.
예를 들어, 제2 스위칭 소자(320)는 P-채널 모스펫(P-channel MOSFET)일 수 있다. 즉, 제2 스위칭 소자(320)의 게이트에 로우 레벨(Low Level; 예를 들어, 0) 신호가 입력되면 턴온되어 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 허용할 수 있다. 여기서, 로우 레벨 신호는 제2 스위칭 소자(320)의 Vsg가 제2 스위칭 소자(320)의 Vth 이상이 되는 신호일 수 있다.
그리고, 제2 스위칭 소자(320)의 게이트에 하이 레벨(High Level; 예를 들어, 1) 신호가 입력되면 턴오프되어 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 차단할 수 있다. 여기서, 하이 레벨 신호는 제2 스위칭 소자(320)의 Vsg가 제2 스위칭 소자(320)의 Vth 이하가 되는 신호일 수 있다.
한편, 제3 스위칭 소자(330)는 배터리 전원(260)과 레귤레이터(210) 사이에 위치하는 제3 노드(630)를 통해 배터리 전원(260)과 연결될 수 있다. 그리고, 제3 스위칭 소자(330)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결 여부에 따라 제2 스위칭 소자(320)를 턴온시키거나 턴오프시킬 수 있다.
예를 들어, 제3 스위칭 소자(330)는 NPN 트랜지스터일 수 있다. 즉, 제3 스위칭 소자(330)의 베이스에 하이 레벨 신호가 입력되면 턴온되어 제2 스위칭 소자(320)를 턴온시키고, 로우 레벨 신호가 입력되면 턴오프되어 제2 스위칭 소자(320)를 턴오프시킬 수 있다.
제1 저항(410)은 제3 노드(630)와 제3 스위칭 소자(330) 사이에 위치할 수 있다.
구체적으로, 제1 저항(410)은 제3 스위칭 소자(330)에 흐르는 전류를 제한하는 저항일 수 있다. 즉, 제1 저항(410)은 제3 스위칭 소자(330)에 과전류가 흐르지 않도록 할 수 있다.
제2 저항(420)은 배터리(270)와 연결되고, 제3 스위칭 소자(330)와 제2 스위칭 소자(320) 사이에 위치한 제4 노드(640)와 연결될 수 있다.
구체적으로, 제2 저항(420)은 제3 스위칭 소자(330)에 대한 풀 업 저항(Pull-up resistor)일 수 있다. 즉, 제3 스위칭 소자(330)가 턴오프되는 경우, 제2 저항(420)으로 인해 플로팅(floating) 현상이 발생하지 않으며, 제4 노드(640)에 배터리(270)의 전압이 인가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전류 컨트롤러(240)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결 여부에 따라 턴온/턴오프되는 제2 스위칭 소자(320) 및 제3 스위칭 소자(330)를 이용하여 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 간 전류 흐름을 제어할 수 있다.
참고로, 제1 다이오드(510)는 제2 노드(620)와 제3 노드(630) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제1 다이오드(510)는 제3 노드(630)에서 제2 노드(620)로 전류가 흐르도록 전류의 방향을 제한할 수 있다. 제2 다이오드(520)는 이그니션 전원(250)과 레귤레이터(210) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제2 다이오드(520)는 이그니션 전원(250)에서 레귤레이터(210)로 전류 가 흐르도록 전류의 방향을 제한할 수 있다. 제3 다이오드(530)는 제3 노드(630)와 제1 저항(410) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제3 다이오드(530)는 제3 노드(630)에서 제1 저항(410)으로 전류가 흐르도록 전류가 흐르는 방향을 제한할 수 있다. 제4 다이오드(540)는 제1 노드(610)와 제2 스위칭 소자(320) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제4 다이오드(540)는 제1 노드(610)에서 제2 스위칭 소자(320)로 전류가 흐르도록 전류의 방향을 제한할 수 있다. 제5 다이오드(550)는 제1 노드(610)와 제1 스위칭 소자(310) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제5 다이오드(550)는 제1 노드(610)에서 제1 스위칭 소자(310)로 전류가 흐르도록 전류의 방향을 제한할 수 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 도 2의 차량 제어 장치의 동작에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 전류 컨트롤러(240)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 된 경우 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 간 전류 흐름을 허용할 수 있다.
도 4는 도 2의 차량 제어 장치에서 배터리 전원과 배터리 간의 연결이 된 경우의 동작을 설명하는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 제1 연결부(255)가 단락된 상태이고, 제2 연결부(265)도 단락된 상태이다. 다시 말해서, 차량 제어 장치(200)에서 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 되고, 이그니션 전원(250)과 배터리(270) 간 연결이 된 상태이다.
배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 되면, 전류 컨트롤러(240)는 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 허용할 수 있다.
구체적으로, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 되면, 제3 스위칭 소자(330)가 턴온되고, 제4 노드(640)의 전압은 그라운드 레벨(Ground Level; 예를 들어, 0)이 될 수 있다. 그러면, 제2 스위칭 소자(320)의 게이트에 로우 레벨 신호가 인가되므로, 제2 스위칭 소자(320)도 턴온되어 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름이 허용될 수 있다.
제2 스위칭 소자(320)가 턴온되고, 마이크로 프로세서(220)가 제1 스위칭 소자(310)를 턴오프시키면, 프리 휠링 경로(280)가 형성될 수 있다.
프리 휠링 경로(280)는 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 나타내는 경로일 수 있다. 구체적으로, 프리 휠링 경로(280)는 유도성 부하(230), 제1 노드(610), 제4 다이오드(540), 제2 스위칭 소자(320), 제2 노드(620)를 거쳐 레귤레이터(210)로 전류가 흐르는 경로일 수 있다.
전류 컨트롤러(240)는 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 허용하여 프리 휠링 경로(280)를 따라 전류가 흐르게 함으로써, 역기전력 발생으로 인한 과전압을 방지할 수 있다.
한편, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 차단된 경우, 전류 컨트롤러(240)는 프리 휠링 경로(280)를 차단할 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하면, 전류 컨트롤러(240)는 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 차단된 경우 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 간 전류 흐름을 차단할 수 있다.
도 5는 도 2의 차량 제어 장치에서 배터리 전원과 배터리 간의 연결이 차단된 경우의 동작을 설명하는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 제1 연결부(255)가 단락된 상태이고, 제2 연결부(265)도 단락된 상태이다. 다시 말해서, 차량 제어 장치(200)에서 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 차단되고, 차량 제어 장치(200)에서 이그니션 전원(250)과 배터리(270) 간 연결이 된 상태이다.
배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 차단되면, 레귤레이터(210)에 입력되는 전원이 없으므로 레귤레이터(210)는 내부 전원을 출력하지 않는다. 이에 따라, 차량 제어 장치(200) 내부에 위치한 마이크로 프로세서(220)와 같은 장치들의 구동이 중단될 수 있다.
그리고, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 차단되면, 전류 컨트롤러(240)는 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름을 차단할 수 있다.
구체적으로, 배터리 전원(260)과 배터리(270) 간 연결이 차단되면, 제3 스위칭 소자(330)가 턴오프되고, 제4 노드(640)에는 배터리(270)의 전압이 인가될 수 있다.
그러면, 제2 스위칭 소자(320)의 게이트에 하이 레벨 신호가 인가되므로, 제2 스위칭 소자(320)도 턴오프되어 유도성 부하(230)와 레귤레이터(210) 사이의 전류 흐름이 차단될 수 있다. 즉, 제2 스위칭 소자(320)가 턴오프되면, 프리 휠링 경로(280)가 차단될 수 있다.
또한, 유도성 부하(230)에 전류가 흐르지 않으므로 유도성 부하(230)의 구동은 중단될 수 있다. 다시 말해서, 전류 컨트롤러(240)는 프리 휠링 경로(280)를 차단함으로써 유도성 부하(230)의 오작동을 방지할 수 있다.
나아가, 전류 컨트롤러(240)는 프리 휠링 경로(280)를 차단함으로써 배터리(270)의 전원이 유도성 부하(230)를 통해 레귤레이터(210)에 공급되지 않도록 할 수 있다. 그러면, 레귤레이터(210)가 내부 전원을 출력하는 오작동을 방지할 수 있다.
그리고, 전류 컨트롤러(240)는 차량 제어 장치(200) 내부에 구비되어 선택적으로 프리 휠링 경로(280)를 차단함으로써 차량의 외부 별도의 구별 경로를 형성할 필요가 없다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 제어 장치(200)는 배터리(270)와 배터리 전원(260) 간의 연결 여부에 따라 레귤레이터(210)와 유도성 부하(230) 사이의 전류 흐름을 제어할 수 있다. 이에 따라, 배터리(270)와 배터리 전원(260) 간의 연결이 차단되는 특수한 상황에서 레귤레이터(210) 및 유도성 부하(230)의 오작동이 방지되는 바, 차량 고장으로 인한 사용자 부담을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 차량 제어 장치(200)는 본 발명에 따른 차량 제어 장치(200)는 레귤레이터(210)와 유도성 부하(230) 사이의 전류 흐름을 선택적으로 제어할 수 있는 전류 컨트롤러(240)를 내부에 구비할 수 있다. 이에 따라, 차량 제어 장치(200)의 외부에 별도의 프리 휠링 경로를 구비하지 않음으로써, 차량 내 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
200: 차량 제어 장치
210: 레귤레이터
220: 마이크로 프로세서
240: 전류 컨트롤러

Claims (12)

  1. 배터리와 선택적으로 연결되는 이그니션 전원으로부터 전원을 공급받아 구동되고, 상기 배터리와 연결된 배터리 전원으로부터 공급된 전원을 미리 설정된 크기의 내부 전원으로 변환하여 출력하는 레귤레이터;
    상기 레귤레이터에서 출력된 상기 내부 전원을 공급받아 구동되고, 유도성 부하의 구동을 제어하는 마이크로 프로세서; 및
    상기 배터리 전원과 연결되고, 상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결 여부에 따라 상기 유도성 부하와 상기 레귤레이터 사이의 전류 흐름을 제어하는 전류 컨트롤러를 포함하고,
    상기 전류 컨트롤러는
    상기 레귤레이터와 상기 유도성 부하 사이에 연결되고, 상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결이 차단되면 턴 오프되어 상기 유도성 부하와 상기 레귤레이터 사이의 전류 흐름을 차단하고, 상기 배터리 전원과 상기 배터리가 연결되면 턴 온되어 상기 유도성 부하와 상기 레귤레이터 사이의 전류 흐름을 허용하는 제2 스위칭 소자를 포함하는
    차량 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는,
    제1 스위칭 소자를 통해 상기 유도성 부하와 연결되고, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 유도성 부하 사이에 위치하는 제1 노드를 통해 상기 레귤레이터와 연결되는
    차량 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는,
    상기 제1 스위칭 소자를 턴온(Turn On)시키거나 턴오프(Turn Off)시켜 상기 유도성 부하의 구동을 제어하는
    차량 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전류 컨트롤러는,
    상기 배터리 전원과 상기 레귤레이터 사이에 위치하는 제3 노드를 통해 상기 배터리 전원과 연결되는 제3 스위칭 소자를 더 포함하되,
    상기 제3 스위칭 소자는,
    상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결 여부에 따라 상기 제2 스위칭 소자를 턴온 시키거나 턴오프 시키는
    차량 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 소자는,
    상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결이 차단되는 경우, 상기 제2 스위칭 소자를 턴오프 시키는
    차량 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 소자는,
    상기 배터리 전원과 상기 배터리 간 연결이 된 경우, 상기 제2 스위칭 소자를 턴온 시키는
    차량 제어 장치.
  10. 배터리와 선택적으로 연결되는 이그니션 전원에 연결되고, 상기 배터리와 연결되는 배터리 전원에 연결되는 레귤레이터;
    제1 스위칭 소자를 통해 차량 제어 장치 외부에 구비된 유도성 부하와 연결되고, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 유도성 부하 사이에 위치한 제1 노드를 통해 상기 레귤레이터와 상기 배터리 전원 사이에 위치한 제2 노드와 연결되는 마이크로 프로세서; 및
    상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 위치한 제2 스위칭 소자를 포함하고, 상기 배터리 전원과 상기 제2 노드 사이에 위치한 제3 노드와 연결되는 전류 컨트롤러
    를 포함하는 차량 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전류 컨트롤러는,
    상기 제3 노드와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 위치한 제1 저항과,
    상기 제1 저항과 상기 제2 스위칭 소자 사이에 위치하고, 접지와 연결된 제3 스위칭 소자와,
    상기 배터리와 연결되고, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자 사이의 제4 노드와 연결된 제2 저항
    을 더 포함하는 차량 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 위치한 제1 다이오드;
    상기 이그니션 전원과 상기 레귤레이터 사이에 위치한 제2 다이오드;
    상기 제1 저항과 상기 제3 노드 사이에 위치한 제3 다이오드;
    상기 제2 노드와 상기 제1 노드 사이에 위치한 제4 다이오드; 및
    상기 제1 스위칭 소자와 상기 제1 노드 사이에 위치한 제5 다이오드
    를 더 포함하는 차량 제어 장치.
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