KR100536302B1 - A Electronic control unit of anti-lock brake system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안티록 브레이크 시스템의 전자제어장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 ABS의 ECU에서 일부 장치를 주문형 반도체로 구현함으로써 노이즈의 간섭을 배제하여 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 ABS의 ECU를 제공함에 있다.The present invention relates to an electronic control device of an anti-lock brake system, and an object of the present invention is to implement an ABS ECU that can improve the reliability of the device by eliminating interference of noise by implementing some devices as custom semiconductors in the ECU of the ABS. In providing.
이를 위해 본 발명은 휠의 속도를 감지하는 휠 속도센서와, 상기 휠의 회전상태에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와, 상기 휠 속도센서에서 발생된 신호를 상기 제어부에 전달하는 휠 속도센서 인터페이스와, 상기 휠 속도센서의 동작에 오류가 있는 지를 감지하는 센서 오류 감지부를 포함하되, 상기 휠 속도 센서 인터페이스 및 상기 센서 오류 감지부는 주문형 반도체로 구현된다.To this end, the present invention is a wheel speed sensor for detecting the speed of the wheel, a controller for controlling the brake hydraulic pressure to increase or decrease according to the rotational state of the wheel, and a wheel for transmitting the signal generated by the wheel speed sensor to the controller A speed sensor interface and a sensor error detection unit for detecting whether there is an error in the operation of the wheel speed sensor, wherein the wheel speed sensor interface and the sensor error detection unit is implemented by a custom semiconductor.
Description
본 발명은 안티록 브레이크 시스템의 전자제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주문형 반도체로 구현된 구성요소를 포함하는 안티록 브레이크 시스템의 전자제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic control apparatus of an anti-lock brake system, and more particularly, to an electronic control apparatus of an anti-lock brake system including a component implemented by a custom semiconductor.
일반적으로, 안티록 브레이크 시스템(Anti-lock brake system: 이하에서 ABS라 한다)은 바퀴의 잠김정도에 따라 휠실린더의 증압, 감압동작을 제어하는 장치이다. ABS의 구성장치는 ABS를 제어하는 전자제어장치(Electronic control unit:이하에서 ECU라 한다), ECU로부터의 신호에 의해 휠 실린더에 가하는 유압을 제어하는 모듈레이터, 그리고 노면조건과 속도를 감지하는 센서(예를 들면 휠스피드센서)로 구성되어 있다.In general, the anti-lock brake system (hereinafter referred to as ABS) is a device that controls the increase and decrease of the wheel cylinder according to the locking degree of the wheel. The components of the ABS include an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) to control the ABS, a modulator to control the hydraulic pressure applied to the wheel cylinder by a signal from the ECU, and a sensor to detect road conditions and speed ( For example, a wheel speed sensor).
이러한 ABS에서 ECU는 휠 속도 센서로부터 전송된 휠 속도신호에 의해 차체 속도를 추정하고 아울러 각 휠의 회전상황을 감지하여 도로면의 상태에 적합한 최적의 제동력을 얻을 수 있도록 브레이크 유압의 증압 또는 감압의 제어지령을 모듈레이터에 보내는 중요한 역할을 하는 장치이다.In this ABS, the ECU estimates the body speed based on the wheel speed signal transmitted from the wheel speed sensor and detects the rotation of each wheel to obtain the optimum braking force suitable for the road surface condition. It is an important device to send control commands to the modulator.
도 1을 참조하여 종래의 ABS ECU를 설명한다.A conventional ABS ECU will be described with reference to FIG. 1.
종래의 ABS ECU는 각 휠의 속도를 감지하기 위한 휠 속도센서(10), 휠 속도센서(10)에서 감지한 차속신호를 디지털 신호로 변환하는 휠 속도센서 인터페이스(11), 휠 속도센서 인터페이스(11)의 출력을 전송받아 센서의 오류여부를 감지하는 센서 오류 감지부(12), 휠 속도센서(10)에서 감지된 휠 속도에 대한 정보를 입력받아 제어신호를 각 장치에 전달하는 메인 마이크로컴퓨터(14)와 메인 마이크로컴퓨터(14)의 기능을 보조하는 서브 마이크로컴퓨터(13)를 포함한다.Conventional ABS ECU is a wheel speed sensor 10 for detecting the speed of each wheel, a wheel speed sensor interface 11 for converting the vehicle speed signal detected by the wheel speed sensor 10 into a digital signal, the wheel speed sensor interface ( 11) the main microcomputer which receives the output of 11) and receives information on the wheel speed detected by the sensor error detection unit 12 and the wheel speed sensor 10 which detects whether the sensor has an error or not and transmits a control signal to each device 14 and the sub-microcomputer 13 that assists the functions of the main microcomputer 14.
이러한 종래의 ABS ECU에서 휠 속도센서(10)와 관련된 동작을 보면 먼저 휠 속도센서(10)에서 각 휠의 속도를 감지한다. 휠 속도센서(10)에서 감지된 각 휠의 속도값은 ECU에 포함된 휠 속도센서 인터페이스(11)에 입력된다. 휠 속도센서 인터페이스(11)에 입력된 각 휠의 속도값은 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환되어 메인 마이크로컴퓨터(14)에 전송된다. 메인 마이크로컴퓨터(14)는 각 휠의 속도에 대한 정보가 입력되면 다른 센서(예를 들면 요레이트 센서 등)에서 감지한 감지결과를 함께 고려하여 각 휠에 제어명령을 전송한다. 또한 종래의 ECU는 센서 오류 감지부(12)를 이용하여 휠 센서의 오류를 감지한 후 그 감지결과를 메인 마이크로컴퓨터(14)에 전송한다.Looking at the operation associated with the wheel speed sensor 10 in this conventional ABS ECU first detects the speed of each wheel in the wheel speed sensor 10. The speed value of each wheel detected by the wheel speed sensor 10 is input to the wheel speed sensor interface 11 included in the ECU. The speed value of each wheel input to the wheel speed sensor interface 11 is converted into an analog signal into a digital signal and transmitted to the main microcomputer 14. When the information on the speed of each wheel is input, the main microcomputer 14 transmits a control command to each wheel in consideration of the detection result detected by another sensor (for example, a yaw rate sensor). In addition, the conventional ECU detects an error of the wheel sensor using the sensor error detection unit 12 and transmits the detection result to the main microcomputer 14.
이러한 종래의 ABS의 ECU는 휠 속도센서 인터페이스(11) 및 센서 오류 감지부(12) 및 메인 마이크로컴퓨터(14)를 연결하는 라인에 노이즈가 발생하여 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.The ECU of the conventional ABS has a problem in that reliability occurs because noise occurs in a line connecting the wheel speed sensor interface 11, the sensor error detection unit 12, and the main microcomputer 14.
또한 휠 속도센서 인터페이스(11) 및 센서 오류 감지부(12)를 메인 마이크로컴퓨터(14)와 연결하기 위해 메인 마이크로컴퓨터(14)에 많은 포트를 필요로 하는 문제점이 있었다. In addition, in order to connect the wheel speed sensor interface 11 and the sensor error detection unit 12 with the main microcomputer 14, there is a problem that a large number of ports are required in the main microcomputer 14.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 ABS의 ECU에서 일부 장치를 주문형 반도체로 구현함으로써 노이즈의 간섭을 배제하여 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 ABS의 ECU를 제공함에 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an ABS ECU that can improve the reliability of the device by eliminating the interference of noise by implementing some devices in a custom semiconductor in the ECU of the ABS. .
또한 본 발명의 목적은 센서의 오류를 감지한 결과를 저장수단에 저장하고 저장수단을 제어부와 연결시켜 사용되는 포트의 수를 최소한으로 줄일 수 있는 ABS의 ECU를 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide an ECU of the ABS that can store the result of detecting the error of the sensor in the storage means and connect the storage means with the control unit to reduce the number of ports used to a minimum.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휠의 속도를 감지하는 휠 속도센서와, 상기 휠의 회전상태에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와, 상기 휠 속도센서에서 발생된 신호를 상기 제어부에 전달하는 휠 속도센서 인터페이스와, 상기 휠 속도센서의 동작에 오류가 있는 지를 감지하는 센서 오류 감지부를 포함하되, 상기 휠 속도 센서 인터페이스 및 상기 센서 오류 감지부는 주문형 반도체로 구현되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a wheel speed sensor for detecting the speed of the wheel, a controller for controlling the brake hydraulic pressure to increase or decrease according to the rotational state of the wheel, and the signal generated from the wheel speed sensor A wheel speed sensor interface for transmitting to the control unit, and a sensor error detection unit for detecting whether there is an error in the operation of the wheel speed sensor, wherein the wheel speed sensor interface and the sensor error detection unit is characterized in that it is implemented by a custom semiconductor. .
또한 상기 센서오류감지부는 복수의 비교기를 가지는 윈도우 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sensor error detection unit is characterized in that it comprises a window circuit having a plurality of comparators.
또한 상기 센서 오류 감지부는 복수의 비교기에서 출력된 비교결과를 저장하기 위한 저장수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the sensor error detection unit is characterized in that it comprises a storage means for storing the comparison results output from the plurality of comparators.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2를 참조하여 본 발명에 의한 ABS의 ECU를 설명한다.2, the ECU of the ABS according to the present invention will be described.
ABS의 ECU는 ABS의 동작을 제어하는 메인마이크로컴퓨터(140)와 그 외의 주변장치로 구성된다. 주변장치로는 서브 마이크로 컴퓨터(130), 휠 속도센서 인터페이스(110), 센서 오류 감지부(120), 전압조정기(21), 모터 드라이버(22), 솔레노이드 드라이버(23) 등이 있다. The ECU of the ABS consists of a main microcomputer 140 and other peripheral devices that control the operation of the ABS. Peripheral devices include a sub-microcomputer 130, a wheel speed sensor interface 110, a sensor error detector 120, a voltage regulator 21, a motor driver 22, a solenoid driver 23, and the like.
서브마이크로컴퓨터(130)는 메인마이크로컴퓨터(140)의 기능을 보조하여 ABS 제어시 메인마이크로컴퓨터(140)에 오류가 있을 때 안전한 제어를 하기 위해 메인 마이크로컴퓨터(140)외에 별도로 구성한 장치이다. The submicrocomputer 130 is a device configured separately from the main microcomputer 140 to safely control when there is an error in the main microcomputer 140 during ABS control by assisting the function of the main microcomputer 140.
휠 속도센서 인터페이스(110)는 휠 속도센서(100)에서 감지한 결과값을 입력받아 이를 디지털 신호로 변환한 후 메인 마이크로컴퓨터(140)에 전송한다. 여기에서 휠 속도센서 인터페이스(110)에 입력되는 휠 속도센서(100)의 감지값은 0.7V에서 1.4V의 범위를 가지는 구형파이고 출력되는 파형은 입력되는 파형에 대응하여 0V에서 5V의 크기를 가지는 구형파이므로 0V를 로우신호, 5V를 하이신호로 보아 출력파형을 디지털 신호로 볼 수 있다.The wheel speed sensor interface 110 receives a result value detected by the wheel speed sensor 100, converts it into a digital signal, and transmits the result to the main microcomputer 140. Here, the detected value of the wheel speed sensor 100 input to the wheel speed sensor interface 110 is a spherical pie having a range of 0.7V to 1.4V and the output waveform has a magnitude of 0V to 5V corresponding to the input waveform. Since it is a square wave, the output waveform can be viewed as a digital signal by viewing 0V as a low signal and 5V as a high signal.
센서 오류 감지부(120)는 휠 속도센서 인터페이스(110)의 출력을 전달받아 휠 속도센서(100)에 오류가 있는 지를 판단하며 두개의 비교기가 윈도우 회로로 구성된다. The sensor error detecting unit 120 receives the output of the wheel speed sensor interface 110 to determine whether there is an error in the wheel speed sensor 100, and two comparators are configured as window circuits.
윈도우 회로는 임계값이 다른 두 비교기의 입력을 접속하고 입력에 가하는 전압이 두 임계값 내에 있는 지를 판별하는 회로이다. 이러한 센서 오류 감지부(120)는 두개의 비교기를 구비하며 두개의 비교기 중에서 하나의 비교기에 있는 플러스 단자와 다른 비교기의 마이너스 단자가 서로 연결되어 있다. The window circuit connects the inputs of two comparators with different thresholds and determines whether the voltage applied to the input is within the two thresholds. The sensor error detecting unit 120 includes two comparators, and a positive terminal of one of the two comparators and a negative terminal of the other comparator are connected to each other.
그리고 각 비교기의 다른 단자에는 각각 다른 값의 기준전압이 인가된다. 따라서 각 센서에서 감지된 결과(전압)를 양 비교기를 서로 연결하는 단자에 각각 인가하면 양 비교기는 인가된 전압과 양 비교기의 기준전압을 서로 비교한 후 그 결과를 출력한다. 여기에서 양 비교기의 결과가 다르면 휠 속도센서(100)에 오류가 있는 것으로 판단하고 양 비교기에서 출력된 결과가 같으면 휠 속도센서(100)는 정상인 것으로 볼 수 있다. Different reference voltages are applied to different terminals of each comparator. Therefore, when the result (voltage) sensed by each sensor is applied to the terminals connecting the two comparators, the both comparators compare the applied voltage with the reference voltage of the both comparators and output the result. Here, if the results of both comparators are different, it is determined that there is an error in the wheel speed sensor 100, and if the results output from both comparators are the same, the wheel speed sensor 100 may be regarded as normal.
예를 들어 만약 휠 속도센서(100)에서 입력되는 전압의 정상범위가 0V에서 5V 사이라면 두개의 비교기 중 제1비교기의 플러스 단자와 제2비교기의 마이너스 단자를 서로 연결하고 제1비교기의 마이너스 단자에 5V의 기준전압을 , 제2비교기의 플러스 단자에 0V의 기준전압을 인가한다. 이 상태에서 양 비교기를 서로 연결하는 단자에 휠 속도 센서 인터페이스로부터 출력된 6V가 인가되면 제1비교기의 출력은 하이가 되고 제2비교기의 출력은 로우가 된다. For example, if the normal range of the voltage input from the wheel speed sensor 100 is between 0V and 5V, the positive terminal of the first comparator and the second comparator of the two comparators are connected to each other and the negative terminal of the first comparator is connected. Apply a 5V reference voltage to 0V and a 0V reference voltage to the plus terminal of the second comparator. In this state, when 6 V output from the wheel speed sensor interface is applied to the terminal connecting both comparators, the output of the first comparator is high and the output of the second comparator is low.
이와 같이 휠 속도센서(100)의 입력이 정상범위를 벗어나면 센서 오류 감지부(120)의 양 비교기의 출력이 달라지게 되므로 양 비교기의 출력을 비교하여 휠 속도센서(100)의 오류여부를 판단할 수 있다. 센서 오류 감지부(120)에서 판단이 종료되면 그 결과는 레지스터에 저장되며 또한 메인 마이크로 컴퓨터(140)에 전송된다.As described above, when the input of the wheel speed sensor 100 is out of the normal range, the output of the both comparators of the sensor error detecting unit 120 is changed. can do. When the determination is completed by the sensor error detecting unit 120, the result is stored in a register and transmitted to the main microcomputer 140.
본 발명은 이러한 휠 속도센서 인터페이스(110)와 센서 오류 감지부(120) 내의 복수의 비교기 및 레지스터의 기능을 하나의 칩으로 구성된 를 주문형 반도체(Application specific integrated circuit)(20)로 구성하여 휠 속도센서 인터페이스(110)에서 센서 오류 감지부로 연결되는 통신라인을 칩안에 구성함으로써 외부 노이즈의 간섭을 배제하고, 레지스터에 저장된 센서 오류 판단 결과 데이터를 마이크로 프로세서에 직렬전송함으로써 마이크로 프로세서의 입력포트를 줄이도록 한다.According to the present invention, the wheel speed sensor interface 110 and the sensor error detection unit 120 configure a function of a plurality of comparators and registers in a chip, which is configured as an application specific integrated circuit 20, and the wheel speed. By configuring a communication line in the chip connected from the sensor interface 110 to the sensor error detector, the interference of external noise is eliminated, and the sensor error determination result data stored in the register is serially transmitted to the microprocessor to reduce the input port of the microprocessor. do.
전압조정기(21)는 메인 마이크로컴퓨터(140)와 서브 마이크로컴퓨터(130)에 일정한 전력을 공급하기 위해 입력전압을 조정한다. The voltage regulator 21 adjusts the input voltage to supply constant power to the main microcomputer 140 and the submicrocomputer 130.
솔레노이드 드라이버(23)는 솔레노이드 밸브(미도시)를 턴온 시키거나 턴오프 시키고 모터 드라이버(22)는 펌프모터(24)를 온 또는 오프시킨다. The solenoid driver 23 turns the solenoid valve (not shown) on or off and the motor driver 22 turns the pump motor 24 on or off.
이하에서 본 발명에 의한 동작을 설명한다.The operation according to the present invention will be described below.
먼저 휠 속도센서(100)는 휠의 속도를 감지하여 그 결과를 휠 속도센서 인터페이스(110)에 전달한다. 휠 속도센서 인터페이스(110)는 그 값을 디지털 신호로 변환하여 메인 마이크로컴퓨터(140)에 전달하고 또한 센서 오류 감지부(120)에도 그 결과를 전송한다. First, the wheel speed sensor 100 detects the speed of the wheel and transmits the result to the wheel speed sensor interface 110. The wheel speed sensor interface 110 converts the value into a digital signal and transmits the value to the main microcomputer 140, and also transmits the result to the sensor error detection unit 120.
센서 오류 감지부(120)는 휠 속도센서 인터페이스(110)에서 전송된 휠 속도센서(100)의 감지결과를 기초로 휠 속도센서(100)에 오류가 있는 지를 판단한 후 그 결과를 레지스터에 저장한다. 센서 오류 감지부(120)의 판단결과는 메인 마이크로컴퓨터(140)로도 전송되어 휠 속도센서(140)에 오류가 있다면 오류에 대응하는 제어가 이루어지도록 한다.The sensor error detecting unit 120 determines whether there is an error in the wheel speed sensor 100 based on the detection result of the wheel speed sensor 100 transmitted from the wheel speed sensor interface 110 and stores the result in a register. . The determination result of the sensor error detecting unit 120 is also transmitted to the main microcomputer 140 so that if there is an error in the wheel speed sensor 140, control corresponding to the error is made.
휠 속도센서(100)에 오류가 없으면 메인 마이크로컴퓨터(140)는 휠 속도센서(100)에서 감지된 결과를 이용하여 각 휠의 제동상태를 감지하고 모듈레이터(미도시)에 신호를 보내 브레이크압력을 조절한다. If there is no error in the wheel speed sensor 100, the main microcomputer 140 detects the braking state of each wheel by using the result detected by the wheel speed sensor 100 and sends a signal to a modulator (not shown) to apply the brake pressure. Adjust
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 ABS의 ECU에서 일부 장치를 주문형 반도체로 구현함으로써 노이즈의 간섭을 배제하여 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described in detail above, the present invention can improve the reliability of the device by eliminating interference of noise by implementing some devices as a custom semiconductor in the ECU of the ABS.
또한 본 발명은 센서의 오류를 감지한 결과를 저장수단에 저장하고 저장수단을 제어부와 연결시켜 사용되는 포트의 수를 줄일 수 있다.In addition, the present invention can store the result of detecting the error of the sensor in the storage means and by connecting the storage means with the control unit can reduce the number of ports used.
도 1은 종래의 안티록 브레이크 시스템 전자제어장치의 일부분을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a part of a conventional anti-lock brake system electronic control apparatus.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템의 전자제어장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing an electronic control apparatus of the anti-lock brake system according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the code for the main functions of the drawings
10,100:휠 속도센서 11,110:휠 속도센서 인터페이스10,100: Wheel speed sensor 11,110: Wheel speed sensor interface
12,120:센서 오류 감지부 13,130:서브 마이크로컴퓨터12,120: sensor error detection unit 13,130: sub-microcomputer
14,140:메인 마이크로컴퓨터 20:주문형 반도체14,140: Main microcomputer 20: Custom semiconductor
21:전압조정기 22:모터 드라이버21: Voltage regulator 22: Motor driver
23:솔레노이드 드라이버 24:펌프 모터23: Solenoid driver 24: Pump motor
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