KR100194279B1 - 전기 자동차의 통합 배선 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 자동차의 통합 배선 시스템에 관한 것으로, 전기 자동차의 전원선만을 이용하여 통합 배선 시스템을 구축함에 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 전원 공급 장치와 상기 각종 전장품을 전기적으로 접속시키는 전원선과, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 송신하고, 상기 전원선을 통해 수신된 각종 ECU의 제어 신호를 복조하는 복수의 다중 노드부와, 상기 전원선에 접속되어 상기 전기 자동차에 장착되는 각종 ECU에 전원을 분배하여 제공하는 전원 분배부와, 상기 전원선을 통해 수신된 상기 감지 신호를 복조하여 상기 각종 ECU에 제공하며, 상기 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 다중 배선부를 구비한 본 발명에 의한 전기 자동차의 통합 배선 시스템에 따르면, 전원선만을 통해 전원과 감지 신호 및 제어 신호를 송수신하게 할 수 있으므로, 전기 자동차 배선을 단순화시키는 이점과, 전원 분배부를 통해 경제적인 ECU를 설계하는 것이 가능하다.

Description

전기 자동차의 통합 배선 시스템.

본 발명은 전기 자동차의 통합 배선 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주파수 변조 및 복조를 실시하여 전원선을 통해 정보를 송수신하는 복수의 다중 노드부를 구비함에 따라 별도의 신호선을 사용하지 않고 전원선만으로 전기 자동차의 배선 체계를 구현함으로써 전기 자동차 배선에 이용되는 전선을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 전기 자동차에 사용되는 각종 전자 제어 장치(ECU Electronic Control Unit)들에 다양한 전원을 분배하여 공급함으로써 각종 전자 제어 장치의 용적을 줄일 수 있고 관련 시스템의 원가를 절감시킬 수 있는 전기 자동차의 통합 배선 시스템에 관한 것이다.

오늘날 사람들에게 있어서 자동차는 일반 생활에 꼭 필요한 생활 필수품이 되고 있다. 이처럼 자동차가 사람들에게 많이 보급되어 생활에 중요한 위치를 차지하게 됨에 따라 사람들은 더욱 편리하고 신속하게 이동할 수 있었다.

그러나, 이와 같은 내연 자동차의 증가는 자동차에서 배출되는 배기가스의 증가로 인해 심각한 환경오염의 원인이 되었다.

이에, 최근 들어 대기 오염 문제를 해결하기 위해 청정 연료인 전기를 사용한 전기 자동차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 한편 이와 같은 기술이 적용된 제품들이 출시되고 있다.

일반적으로, 전기 자동차에는 배터리와 같이 전기를 공급하는 전장품과, 조명등, 신호등, 경고등, 표시등과 같은 등화 장치, 전기 자동차에 이동성을 제공하는 직류 모터, 자동차의 실내 공간의 온도를 조절하는 냉난방 장치 그리고 경음기, 와이퍼(wiper) 등과 같이 전기를 사용하는 전장품과, 충돌 및 안전 계통, 경보 및 편의 계통, 주행계, 브레이크 계통 등을 제어하는 전자 제어 장치와 같은 제어용 전장품과, 상기 각종 전장품들에 신호 정보를 송수신하는 스위치 및 센서와 같은 전장품등 각종 전장품이 장착되고 있다.

상기와 같은 각종 전장품들은 전원 또는 각종 신호 정보 등을 제공하거나 제공받기 위해 상호간에 연결되고 있는데, 이들 전장품들 간에 상호 전기적 접속 관계를 설정해주는 것이 전기 자동차의 배선이다.

자동차의 배선은 2개 또는 그 이상의 전선이 한데 묶여서 형성된 형태로 이용되는데, 이를 자동차에서는 와이어 하니스(wire harness)라 한다.

상기와 같이 각종 전장품을 연결하여 전원 및 신호 정보를 제공하고 또는 제공받도록 하는 자동차의 배선, 즉, 와이어 하니스는 각종 전장품들의 연결 상태(회로구성)에 따라 와이어 하니스를 구성하는 전선의 수와 그 부피가 결정되는데, 최근의 전기 자동차에는 첨단 전자 제어 장치가 많이 장착되고 있기 때문에 와이어 하니스의 구성이 매우 복잡해지고 이에 따라 그 수 및 부피도 비례적으로 증가하고 있다.

즉, 전기와 관련된 새로운 전기 자동차 부품이 추가될 때 마다 이를 위한 새로운 와이어 하니스 또는 전선의 추가가 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 종래에는 상기와 같이 복잡해지고 그 수와 부피가 증가하고 있는 와이어 하니스를 차량에 장착하기 위한 공간의 확보가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 또한, 복잡하게 장착된 와이어 하니스의 유지 보수가 상당히 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 와이어 하니스의 문제점을 해결하기 위한 자동차의 배선 시스템이 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 다중 배선(multiplex wiring) 시스템인데, 이는 각종 전장품에 관련된 전원선(31)과 신호선(통신선)(33)(35)을 공통으로 사용하고 이 전원선(31)과 통신선(33)(35)을 통해 전달되는 전원 및 신호 정보를 각각 해석하여 이를 해당 전장품들(미도시)에 제공하는 다수 개의 다중 배선 노드부(37a,37b,....,37n)를 구비하여 이루어진다.

도 1을 참조하면, 종래 전기 자동차의 다중 배선 시스템에 있어서, 소정의 전원은 전원선(31)을 통해 각각의 다중 배선 노드부(37)에 인가되고, 소정의 각종 신호는 수신 통신선(Rx 35)을 통해 상기 각각의 다중 배선 노드부(37)에 인가된다. 상기와 같이 전원과 각종 신호가 다중 배선 노드부(37)에 인가되면, 이들 다중 배선 노드부들(37a,37b,....,37n)은 인가된 각종 신호를 해석하여 해당 전장품에 필요한 정보를 송신 통신선(Tx 3)을 통해 전달한다. 다중 배선 노드부들(37a,37b,....,37n)에 의해 상기 필요한 정보가 해당 전장품에 인가되면, 해당 전장품은 인가된 정보에 따른 역할을 수행하게 된다.

한편, 최근 들어, 전자산업의 비약적인 발전에 힘입어 각종 전자 제어 장치(이하, ECU라 약칭한다)가 전기 자동차에 보편적으로 장착되고 있다.

이러한 ECU는 각종 센서들로부터 정보를 입력받아 각종 회로와 시스템을 구동 제어시키는 것인데, 그 종류로는 주행계와 관련된 ACC(Auto Cruise Control) ECU, 브레이크 계통과 관련된 ABS(Anti-lock Brake System) ECU, 충돌 및 안전과 관련된 에어백 ECU, 경보 및 편의성과 관련된 BCM(Body Control Module) ECU 등이 있다.

상기와 같은 ECU들은 각종 전기 전자 부품, 예를 들면 마이크로컴퓨터 IC(Integrated Circuit) 트랜지스터, 다이오드와 같은 능동소자 저항, 콘덴서와 같은 수동소자 외부와의 접속을 위한 커넥터 들이 인쇄회로기판(PCB Print Circuit Board)상에 솔더링(soldering)되어 유기적으로 연결 결합된 것인데, 이들 각 부품들은 전기 회로적으로 그들 고유의 기능을 발휘하여 전기 자동차의 각 계통을 제어한다.

이러한 ECU들은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 기본적으로 전기 자동차의 전원에서 발생되는 역기전력과 같은 역극성 전압이 ECU(10)의 다른 회로부내로 입력되는 것을 방지하는 역극성 접속 보호부(1)와, 상기 전기 자동차의 전원에 포함되어 입력되는 노이즈를 제거하는 필터부(2), 전기 자동차의 과전압 및 저전압이 ECU(10)내의 다른 회로부에 입력되는 것을 방지하는 과전압 보호부(3)와 저전압 보호부(4), 전기 자동차의 전원을 입력받아 소정의 안정된 정전압으로 변환하여 출력하는 정전압 발생부(5)와, 상기 전기 자동차의 각 계통에 해당되는 미도시된 스위치 및 센서로부터의 신호를 입력받는 입력부(6), 상기 전기 자동차의 각 계통에 해당되는 제어를 행하는 제어부(7), 상기 전기 자동차의 각 계통에 해당되는 제어 대상에 신호를 출력하여 이들을 구동시키는 출력부(8) 등을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 정전압 발생부(5)는 12볼트 정전압, 10볼트 정전압, 8볼트 정전압 및 5볼트 정전압 등을 바람직하게 출력하는 것으로 하고, 부재번호 10으로 지시된 ECU는 일반적인 전기 자동차용 ECU들인 것으로 한다.

상기와 같이 구성되는 ECU(10)에 있어서, 역극성 접속 보호부(1)와 필터부(2), 과전압 보호부(3), 저전압 보호부(4), 정전압 발생부(5)로 이루어지는 전원 제공부(20)는, 전기 자동차 해당 계통에서 특수하게 개별적으로 매칭되는 입력부(6)와 제어부(7) 및 출력부(8)와는 달리 각각의 ECU에 유사한 구성 형태로 필수불가결하게 적용된다.

그런데, 상기와 같은 종래 전기 자동차의 다중 배선 시스템은 전원선 이외에 2선 또는 1선(송신선과 수신선을 공통으로 사용하는 경우)의 신호선(통신선)이 필요하게 되어 구성이 복잡해지는 문제점과 통신선간의 간섭 및 통신선과 전원선의 간섭이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

한편, 종래의 ECU에 있어서, 상기와 같이 유사하게 구성되며, 동일한 작용을 하는 전원 제공부(20)가 각각의 모든 ECU에 개별적 독립적으로 적용되고 있어, 다음과 같은 문제점을 발생시키고 있다.

첫째, 전기 자동차에 적용되는 개별 ECU의 사이즈를 크게 한다.

둘째, 상기 개별적으로 마련되는 전원 제공부에서 잉여 용량이 발생되기 때문에 전원이 비효율적으로 사용된다.

셋째, 상기 개별적으로 마련되는 전원 제공부의 정전압 발생부에 포함되는 레귤레이터(regulator)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 구성으로 인하여 과도한 비용 및 공수가 투입되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소정의 신호에 대한 주파수 변조 및 복조를 하고 이를 전원선을 통해 송수신시키는 복수의 다중 노드부들을 구비함으로써 별도의 신호선을 사용하지 않고 전원선만으로 전기 자동차의 배선 체계를 구현할 수 있는 전기 자동차의 다중 배선 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 즉, 본 발명의 목적은 전기 자동차 배선에 이용되는 전선을 효과적으로 감소시킬 수 있는 전기 자동차의 통합 배선 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적으로는 각각의 개별 ECU들에 적용되는 전원 제공과 관련된 회로부들을 통합하여 회로의 중복 사용을 방지하고 개별 ECU의 사이즈를 감소시킬 수 있도록 함으로써 효율적인 전원 제공 효과를 달성하고 ECU의 원가 절감 및 성능 향상을 도모할 수 있도록 한 전기 자동차의 통합 배선 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전기 자동차의 다중 배선(multiplex wiring) 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 전기 자동차에 장착되는 전자 제어 장치(ECU)의 회로구성을 개략적으로 도시한 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 전기 자동차의 전원 분배 장치를 도시한 구성도,

도 4는 본 발명에 이용되는 다중 배선 노드장치를 도시한 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 전기 자동차의 통합 배선 시스템을 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 역극성 접속 보호부 12 : 필터부

13 : 과전압 보호부 14 : 저전압 보호부

15 : 정전압 발생부 40 : 전원선

50 : 논리부 70a,70b,...., 70n : 다중 노드부

71 : 제 1 변조부 72 : 제 1 복조부

73 : 전원부 74 : 마이크로 컴퓨터

100 : 각종 ECU 200 : 전원 분배부

300 : 다중 배선부 320 : 제 2 복조부

330 : 신호 다중화부 310 : 제 2 변조부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기 자동차의 통합 배선 장치는 전기 자동차의 각종 전장품에 전원 및 신호를 제공하기 위한 배선 시스템에 있어서, 전원 공급 장치와 상기 각종 전장품을 전기적으로 접속시키는 전원선 상기 전원선에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 송신하고, 상기 전원선을 통해 수신된 각종 ECU의 제어 신호를 복조하는 복수의 다중 노드부 상기 전원선에 접속되어 상기 전기 자동차에 장착되는 각종 ECU에 전원을 분배하여 제공하는 전원 분배부 및 상기 전원선을 통해 수신된 상기 감지 신호를 복조하여 상기 각종 ECU에 제공하며, 상기 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 다중 배선부를 포함하는 것이 특징이다.

본 발명의 특징에 있어서, 상기 다중 노드부는 상기 전원선에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 다중 배선부로 제공하는 제 1 변조부와, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 각종 ECU로부터 제공되는 제어 신호를 복조하는 제 1 복조부와, 상기 제 1 변조부 및 상기 제 1 복조부의 변복조 신호를 제어하여 송수신시키는 제어부와, 전원을 인가받아 상기 각 부들에 전원을 제공하는 전원부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전원 분배부는 상기 전원선에서 발생되는 역극성 전원을 방지하는 역극성 접속 보호부와, 상기 역극성 접속 보호부를 경유한 전원에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터부와, 상기 필터부를 경유한 전원의 과전압이 후단의 소정 회로부에 입력되는 것을 방지하는 과전압 보호부와, 상기 필터부를 경유한 전원의 저전압이 후단의 소정 회로부에 입력되는 것을 방지하는 저전압 보호부, 및 상기 필터부를 경유한 전원을 입력받아 소정의 정전압을 출력하여 상기 각종 ECU에 분배 제공하는 정전압 발생부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다중 배선부는 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 다중 노드부에서 출력된 감지 신호를 복조하는 제 2 복조부와, 상기 제 2 복조부의 출력을 역다중화하여 상기 각종 ECU에 제공하고 상기 각종 ECU의 출력을 다중화하는 신호 다중화부와, 상기 신호 다중화부에서 다중화된 상기 각종 ECU의 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 제 2 변조부로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 마이크로컴퓨터이며, 상기 제 1 변조부 및 제 2 변조부는 주파수 변조를 하며, 상기 제 1 복조부 및 제 2 복조부는 전원 성분을 제거하는 역할을 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 과전압 보호부와 저전압 보호부에서 출력되는 과전압 또는 저전압 신호에 따라 상기 각종 ECU에 입력되는 상기 정전압 발생부의 전원을 공급 또는 차단하는 논리부를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전기 자동차의 전원 분배 장치에서 출력되는 전원을 분배 제공받는 상기 각종 ECU에는 상기의 각 구성부재를 포함하지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 역극성 접속 보호부와 필터부는 직렬 접속되며, 상기 과전압 보호부와 저전압 보호부 및 정전압 발생부는 병렬 접속된다. 그리고, 상기 정전압 발생부는 5볼트 정전압, 8볼트 정전압, 10볼트 정전압, 12볼트 정전압을 바람직하게 출력한다.

이하, 본 발명에 따른 전기 자동차의 통합 배선 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3~도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전기 자동차의 통합 배선 시스템은 도 3~도 5에 도시한 바와 같이, 단지 전원선만을 이용하여 전원과 감지 신호 및 제어 신호를 동시에 전달하고 송수신할 수 있도록 한 것으로써, 전기 자동차의 각종 전장품에 전원 및 신호를 제공하기 위한 배선 시스템에 있어서, 전원 공급 장치(미도시)와 상기 각종 전장품(미도시)을 전기적으로 접속시키는 전원선(40) 상기 전원선(40)에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단(미도시)에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 전원선(40)을 통해 송신하고, 상기 전원선(40)을 통해 수신된 각종 ECU(100)의 제어 신호를 복조하는 복수의 다중 노드부(70a,70b,...., 70n) 상기 전원선(40)에 접속되어 상기 전기 자동차에 장착되는 각종 ECU(100)에 전원을 분배하여 제공하는 전원 분배부(200) 및 상기 전원선(40)을 통해 수신된 상기 감지 신호를 복조하여 상기 각종 ECU(100)에 제공하며, 상기 제어 신호를 변조하여 상기 전원선(40)을 통해 복수의 상기 다중 노드부(70a,70b,...., 70n)에 제공하는 다중 배선부(300)로 구성된다.

여기서, 상기 다중 노드부(70a,70b,...., 70n)는 도 3에 도시한 바와 같이, 전원과 감지 신호 및 제어 신호를 동시에 송수신하는 전원선(40)과 이 전원선(40)에 각각 병렬로 다수개가 접속되어 전원선(40)을 통해 제공되는 전원을 입력받고, 이 전원선(40)을 통해 감지 신호를 송신하며, 이 전원선(40)을 통해 입력되는 제어 신호를 수신한다.

이때, 상기 다중 노드부의 구성을 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴 보면, 상기 전원선(40)에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단(미도시)에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 다중 배선부(300)로 제공하는 제 1 변조부(71)와, 상기 전원선(40)에 병렬로 접속되어 상기 각종 ECU(100)로부터 제공되는 제어 신호를 복조하는 제 1 복조부(72)와, 상기 제 1 변조부(71) 및 상기 제 1 복조부(72)의 변복조 신호를 제어하여 송수신시키는 마이크로 컴퓨터(74)와, 전원을 인가받아 상기 각 부들(71, 72, 74)에 전원을 제공하는 전원부(73)로 구성된다.

상기 제 1 변조부(71)는 감지 신호를 주파수 변조하여 이를 전원선(40)에 실어보내며, 제 1 복조부(72)는 전원선(40)을 통해 수신된 전원과 제어 신호에서 전원 성분을 제거하여 필요한 제어 신호만을 취하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전원 분배부(200)는 전기 자동차의 각종 ECU(100)에 필요한 전원을 분배하여 제공하는 것으로써, 전원에서 발생되는 역극성 전원을 방지하는 역극성 접속 보호부(11)와, 상기 역극성 접속 보호부(11)를 경유한 전원에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터부(12)와, 필터부(12)를 경유한 전원의 과전압이 후단의 소정 회로부에 입력되는 것을 방지하는 과전압 보호부(13)와, 필터부(12)를 경유한 전원의 저전압이 후단의 소정 회로부에 입력되는 것을 방지하는 저전압 보호부(14)와, 필터부(12)를 경유한 전원을 입력받아 소정의 정전압, 예를 들면 5볼트, 8볼트, 10볼트, 12볼트의 정전압을 출력하여 각종 ECU(100), 자동 변속기 ECU(100b), 에어백 ECU(100n) 등에 분배 제공하는 정전압 발생부(15)를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 과전압 보호부(13) 및 저전압 보호부(14)에서 출력되는 과전압 또는 저전압 신호에 따라 상기 각종 ECU(100)에 입력되는 정전압 발생부(15)의 전원을 공급 또는 차단하는 논리부(50)를 더 포함하며, 상기 전원 분배부(200)에서 출력되는 전원을 분배 제공받는 상기 각종 ECU(100)에는 본 발명의 전원 분배부(200)에 포함되는 각 구성부재를 포함하지 않게 된다.

그리고, 상기 전원 분배부(200), 역극성 접속 보호부(11)와 필터부(12)는 직렬 접속되며, 과전압 보호부(13)와 저전압 보호부(14) 및 정전압 발생부(15)는 상기 필터부(12)의 출력단에 바람직하게 병렬 접속된다.

상기 다중 배선부(300)는 상기 전원선(40)에 병렬로 접속되어 상기 다중 노드부(70a,70b,...., 70n)에서 출력된 감지 신호를 복조하는 제 2 복조부(320)와, 상기 제 2 복조부(320)의 출력을 역다중화하여 상기 각종 ECU(100)에 제공하고 상기 각종 ECU(100)의 출력을 다중화하는 신호 다중화부(330)와, 상기 신호 다중화부(330)에서 다중화된 상기 각종 ECU(100)의 제어 신호를 변조하여 상기 전원선(40)을 통해 복수의 상기 다중 노드부(70a,70b,...., 70n)에 제공하는 제 2 변조부(310)로 구성된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 자동차의 통해 배선 시스템의 작용을 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 전원선(40)을 통해 소정의 신호 정보를 실어 보내는 경우, 마이크로 컴퓨터(74)는 제 1 변조부(71)를 제어하여 제 1 변조부(71)로 하여금 상기 감지 정보를 대상으로 주파수 변조를 행하게 한다. 제 1 변조부(71)는 주파수 변조를 실시한 후, 이를 마이크로 컴퓨터(74)의 제어에 따라 상기 변조된 주파수 정보를 전원선(40)에 실어 보낸다.

그리고, 상기 제어 신호가 전원선(40)을 통해 다중 노드부(70)에 입력되면, 마이크로 컴퓨터(74)는 제 1 복조부(72)를 제어하여 제 1 복조부(72)로 하여금 상기 제어 신호에 포함된 전원 성분인 DC성분을 제거하고 상기 제어 신호만을 복조하도록 한다.

제 1 복조부(72)는 전원선(40)을 타고 들어온 정보를 복조한 다음, 이를 마이크로 컴퓨터(74)의 제어에 따라 원하는 전장품(미도시)에 제공하여 소정의 전기작동이 행하여지도록 한다.

이로써, 본 발명은 전원선 하나의 선을 통해 원하는 전장품에 전원을 제공하는 동시에 신호를 송수신하게 할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 다중 배선부(300)의 작용을 도 5에 도시한 세부 구성 요소를 들어 설명하면, 신호 다중화부(330)는 상기 제 2 복조부(320)의 출력을 역다중화하여 상기 각종 ECU(100)에 제공하고 상기 각종 ECU(100)의 출력을 다중화하고, 이때, 제 2 복조부(320)는 상기 전원선(40)에 병렬로 접속되어 상기 다중 노드부(70a,70b,...., 70n)에서 출력된 감지 신호를 복조하며, 제 2 변조부(310)는 상기 신호 다중화부(330)에서 다중화된 상기 각종 ECU(100)의 제어 신호를 변조하여 상기 전원선(40)을 통해 복수의 상기 다중 노드부(70a,70b,...., 70n)에 제공함으로써 전원선(40)을 통해 다중 배선 시스템을 구현할 수 있다.

그리고, 상기 전원 분배부(200)는 도 5에 도시한 바와 같이, 전기 자동차의 각종 원천 전원을 입력받아, 자동 변속기 ECU(100a), 에어백 ECU(100b), ACC(Auto Cruise Control) ECU(100c), ABS(Anti-lock Brake System) ECU(100d),...,BCM(Body Control Module) ECU(100n) 등과 같은 전기 자동차의 각종 ECU(100)에 요구되는 소정의 전원, 실질적으로는 5볼트, 8볼트, 10볼트, 12볼트의 정전압 전원을 제공한다.

이때, 상기 각종 ECU(100)에는 이들에 필요한 모든 전원이 전원 분배부 (200)에서 제공되기 때문에 종래와 같이 개별적인 전원 제공부(20 도 2)가 필요없게 된다.

여기서, 본 발명의 구성에 포함되는 개별적 소자들은 여러개의 각종 ECU(100)에 전원을 제공하는 작용을 하기 때문에 종래의 소자들보다 용량이 크게 되며, 그 소자의 종류 및 형상도 달라지게 된다.

정전압 발생부(15)에 포함되어 실질적으로 5볼트, 8볼트, 10볼트, 12볼트의 정전압을 출력하는 레귤레이터들도 여러개의 각종 ECU(100)에 정전압을 제공할 수 있는 대용량으로 구성할 수도 있으며, 각종 ECU(100)에 개별적으로 정전압을 제공하는 소용량으로도 구성할 수 있다.

논리 회로부(50)는 과전압 보호부(13) 및 저전압 보호부(14)의 과전압 또는 저전압 신호에 따라 각종 ECU(100)의 요구성능에 적합하게 정전압 발생부(15)의 전원을 공급하기도 하고 차단하기도 하는 작용을 한다.

예를 들어, 저전압 보호부(14)에서 저전압 신호가 발생될 경우에서 각종 ECU(100)에 반드시 필요한 전원(예를 들면, 데이터 저장에 필요한 전원)만을 공급하는 작용을 하며, 이러한 전원 전압을 확보하기 위해 승압을 하는 작용도 한다.

상기와 같은 작용을 하는 전원 분배부(200)에 채용되는 각 구성부재들은 하나의 모듈(module)로 설계될 수 있으며, 차종 및 ECU의 장착 개수와 용량에 따라 정전압 발생부(15)의 레귤레이터의 용량을 증가시키거나 감소시킬 수도 있다.

또한, ECU내의 열 발생 원인 정전압 발생부(15)의 레귤레이터들이 본 발명의 전원 분배부(200)에 집중되기 때문에 상기 레귤레이터들을 소정의 케이스에 부착하는 방법으로 종합적인 방열 대책을 용이하게 강구할 수 있고, 각종 ECU(100)에는 상기와 같은 이유로 열적 스트레스가 존재하지 않게 된다.

상기 다중 배선부(300)는 상기 다중 노드부(70a, 70b, ...., 70n)와 유사한 동작 원리를 공유하는 데, 상기 전원선(40)에 병렬로 접속되어 제어 신호 및 감지 신호를 각각 송수신한다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 전기 자동차의 각종 전장품에 전원 및 신호를 제공하기 위한 배선 시스템에 있어서, 전원 공급 장치와 상기 각종 전장품을 전기적으로 접속시키는 전원선과, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 송신하고, 상기 전원선을 통해 수신된 각종 ECU의 제어 신호를 복조하는 복수의 다중 노드부와, 상기 전원선에 접속되어 상기 전기 자동차에 장착되는 각종 ECU에 전원을 분배하여 제공하는 전원 분배부와, 상기 전원선을 통해 수신된 상기 감지 신호를 복조하여 상기 각종 ECU에 제공하며, 상기 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 다중 배선부를 구비한 본 발명에 의한 전기 자동차의 통합 배선 시스템에 따르면, 첫째, 본 발명에 의한 전원 분배 장치로 인해 각종 ECU에는 전원 제공부가 제거되어 전체적인 전기 자동차의 원가 절감을 달성할 수 있으며, 각 ECU의 인쇄회로기판 사이즈를 줄일 수 있다.

둘째, 각종 ECU에 상관없이 본 발명 전원 분배 장치의 회로를 다양하게 구성할 수 있으므로 전기 자동차의 신뢰성이 향상되고, 회로설계와 부품선정이 용이해진다.

셋째, 각종 ECU내의 열 발생원이 제거되기 때문에 상기 ECU의 신뢰성 및 성능이 향상된다.

네째, 전원선만을 통해 전원과 감지 신호 및 제어 신호를 송수신하게 할 수 있으므로, 전기 자동차 배선을 단순화시키는 이점과, 전기 자동차의 경제성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Claims (17)

1. 전기 자동차의 각종 전장품에 전원 및 신호를 제공하기 위한 배선 시스템에 있어서 전원 공급 장치와 상기 각종 전장품을 전기적으로 접속시키는 전원선 상기 전원선에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 송신하고, 상기 전원선을 통해 수신된 각종 전자 제어 장치(Electric Control Unit ECU)의 제어 신호를 복조하는 복수의 다중 노드부 및 상기 전원선을 통해 수신된 상기 감지 신호를 복조하여 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)에 제공하며, 상기 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 다중 배선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 노드부는, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 신호 감지 수단에서 감지한 상기 감지 신호를 변조하여 상기 다중 배선부로 제공하는 제 1 변조부 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)로부터 제공되는 상기 제어 신호를 복조하는 제 1 복조부 상기 제 1 변조부 및 상기 제 1 복조부의 변복조 신호를 제어하여 송수신시키는 제어부 및 전원을 인가받아 상기 각 부들에 전원을 제공하는 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 배선부는, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 다중 노드부에서 출력된 상기 감지 신호를 복조하는 제 2 복조부 상기 제 2 복조부의 출력을 역다중화하여 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)에 제공하고 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)의 출력을 다중화하는 신호 다중화부 및 상기 신호 다중화부에서 다중화된 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)의 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 제 2 변조부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 마이크로 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 변조부는 주파수 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 변조부는 주파수 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
7. 전기 자동차의 각종 전장품에 전원 및 신호를 제공하기 위한 배선 시스템에 있어서 전원 공급 장치와 상기 각종 전장품을 전기적으로 접속시키는 전원선 상기 전원선에 병렬로 접속되어 신호 감지 수단에서 감지한 감지 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 송신하고, 상기 전원선을 통해 수신된 각종 전자 제어 장치(Electric Control Unit ECU)의 제어 신호를 복조하는 복수의 다중 노드부 상기 전원선을 통해 수신된 상기 감지 신호를 복조하여 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)에 제공하며, 상기 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 다중 배선부 및 상기 전원선에 접속되어 상기 전기 자동차에 장착되는 각종 전기 제어 장치에 전원을 분배하여 제공하는 전원 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 다중 노드부는, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 신호 감지 수단에서 감지한 상기 감지 신호를 변조하여 상기 다중 배선부로 제공하는 제 1 변조부 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)로부터 제공되는 상기 제어 신호를 복조하는 제 1 복조부 상기 제 1 변조부 및 상기 제 1 복조부의 변복조 신호를 제어하여 송수신시키는 제어부 및 전원을 인가받아 상기 각 부들에 전원을 제공하는 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 다중 배선부는, 상기 전원선에 병렬로 접속되어 상기 다중 노드부에서 출력된 상기 감지 신호를 복조하는 제 2 복조부 상기 제 2 복조부의 출력을 역다중화하여 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)에 제공하고 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)의 출력을 다중화하는 신호 다중화부 및 상기 신호 다중화부에서 다중화된 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)의 제어 신호를 변조하여 상기 전원선을 통해 복수의 상기 다중 노드부에 제공하는 제 2 변조부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 전원 분배부는, 상기 전원선에서 발생되는 역극성 전원을 방지하는 역극성 접속 보호부 상기 역극성 접속보호부를 경유한 전원에 포함되는 노이즈를 제거하는 필터부 상기 필터부를 경유한 전원의 과전압이 후단의 소정 회로부에 입력되는 것을 방지하는 과전압 보호부 상기 필터부를 경유한 전원의 저전압이 후단의 소정 회로부에 입력되는 것을 방지하는 저전압 보호부 및 상기 필터부를 경유한 전원을 입력받아 소정의 정전압을 출력하여 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)에 분배 제공하는 정전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 제어부는 마이크로 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 변조부는 주파수 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 변조부는 주파수 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 과전압 보호부 및 상기 저전압 보호부에서 출력되는 과전압 또는 저전압 신호에 따라 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)에 입력되는 상기 정전압 발생부의 전원을 공급 또는 차단하는 논리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 자동차의 전원 분배 장치에서 출력되는 전원을 분배 제공받는 상기 각종 전자 제어 장치(ECU)는, 상기 역극성 접속 보호부, 상기 필터부, 과전압 보호부, 저전압 보호부 및 정전압 발생부를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
16. 제 10 항에 있어서, 상기 역극성 접속보호부와 상기 필터부는 직렬 접속되며, 상기 과전압 보호부와 상기 저전압 보호부 및 상기 정전압 발생부는 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.
17. 제 10 항에 있어서, 상기 정전압 발생부는 5볼트 정전압, 8볼트 정전압, 10볼트 정전압, 12볼트 정전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 통합 배선 시스템.