KR100751240B1 - 주문형 반도체로 구현된 주변장치를 포함하는안티록브레이크시스템의 전자제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안티록브레이크시스템의 전자제어장치에 관한 것으로, 특히 주문형 반도체(ASIC)로 구현된 주변장치를 포함하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 안티록브레이크시스템를 제어하는 주제어부와 한개 이상의 주변장치를 갖는 주문형 반도체(ASIC)를 포함한다. 또한 상기 주문형 반도체(ASIC)은 주제어부의 기능을 보조하는 보조제어부의 기능을 수행하도록 한다.

본 발명에 의할 경우 개별소자들을 주문형 반도체(ASIC)로 구현하여 종전에 비해 노이즈의 영향에 의한 오류가능성이 감소되어 회로의 신뢰성이 향상되고 개별소자들 각각으로 구성될 경우 많은 면적을 차지했던 것과 달리 작은 공간상에서도 동일한 기능을 나타내는 회로를 구성할 수 있게 된다.

Description

주문형 반도체로 구현된 주변장치를 포함하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치{ECU of ABS comprising ASIC which circumference apparatus is integrated}

도 1은 종래의 개별적인 소자로 구성된 안티록브레이크시스템의 전자제어장치이다.

도 2는 주문형 반도체(ASIC)으로 구현된 주변장치를 갖는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

1:메인마이크로컴퓨터 2:서브마이크로컴퓨터

3:휠스피드센서오류모니터 4:휠스피드센서인터페이스

5:전압조정기 6:차지펌프

7:솔레노이드드라이버 8:WLP드라이버

50:주문형 반도체(ASIC) 51:휠스피드센서오류감지모듈

52:직력주변장치인터페이스(SPI)모듈

53:페일세이프티릴레이(FSR)셧다운출력

54:휠스피드카운터

55:램프드라이브전계효과트랜지스터(FET)

56:디지털드라이브전계효과트랜지스터(FET)

57:펄스폭변조(PWM)드라이브전계효과트랜지스터(FET)

58:페일세이프티릴레이(FSR)전계효과트랜지스터(FET)모니터입력

59:워치독 및 리셋 60:Vdd, Vcc입력전압감지

본 발명은 자동차의 안티록브레이크시스템(ABS, 이하에서 ABS라 한다)의 전자제어장치(ECU, 이하에서 ECU라고 한다)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주문형 반도체(ASIC, 이하에서 ASIC이라 한다)로 구현된 주변장치를 포함하는 ABS의 ECU에 관한 것이다. ABS는 바퀴의 록크정도에 따라 휠실린더의 증압, 감압동작을 제어하는 장치이다. ABS의 구성장치는 ABS를 제어하는 ECU(도1의 1), ECU로부터의 신호에 의해 휠 실린더에 가하는 유압을 제어하는 모듈레이터(미도시) , 그리고 노면조건과 속도를 감지하는 센서(예를 들면 휠스피드센서)로 구성되어 있다

ECU(도면 1참조)는 ABS의 동작을 제어하는 메인마이크로컴퓨터(1)와 그 외의 주변장치로 구성된다. 주변장치 중의 하나인 서브마이크로컴퓨터(2)는 메인마이크로컴퓨터(1)의 기능을 보조하여 휠스피드센서(11)에서 감지한 값을 입력받아서 ABS에 이상이 있는 지 여부를 판별하거나 전압조정기(5)출력값이 적정범위인지를 판단 하는 데 ABS제어시 메인마이크로컴퓨터(1)에 오류가 있을 때 안전한 제어를 하기 위해 메인마이크로컴퓨터(1)외에 별도로 구성한 장치이다. 전압조정기(5)는 메인마이크로컴퓨터(1)와 보조마이크로컴퓨터(2)에 일정전력을 공급하기 위해 입력전압을 조정한다.

마이크로컴퓨터(1)는 차지펌프(6)에 명령을 전송하고 그 경우 차지펌프(6)는 출력에서 전압을 증가시켜 모터드라이버(14)와 페일세이프티릴레이(FSR, 이하 FSR이라 한다) 드라이버(15)를 작동시킨다. 휠스피드센서인터페이스(4)는 휠스피드센서(11)와 메인마이크로컴퓨터(1)를 상호접속시키고 휠스피드센서오류모니터(3)는 휠스피드센서(11)에 이상이 있는 지 여부를 감지한다.

ECU는 자동차의 앞/뒤바퀴의 스피드센서(11)와 브레이크스위치(13)에서 입력신호를 받아서 각 휠의 제동상태를 감지하고 모듈레이터에 신호를 보내 브레이크압력을 조절한다. ECU의 입력장치는 스피드센서(11), 브레이크스위치(13), 자기진단입력장치(12)가 있으며 출력으로는 솔레노이드밸브(미도시), ABS 경고등(미도시), 모터릴레이(미도시)가 있다.

ECU는 센서에서 측정한 휠속도의 입력과 계정된 감속 및 가속계수를 계산하여 예상차속을 결정한다. 기준속도는 차량속도와 가속계수를 계산하여 얻어진다. 휠의 속도와 가속치가 기준속도와 감속한계를 넘어서면 상기 ECU는 브레이크압력의 증압 및 감압명령을 내리게 되는데 감압주기는 바퀴의 속도가 기준속도 미만일때나 감속이 감속한계보다 클 때 작동되며 증압은 바퀴의 속도 혹은 가속이 기준속도나 가속한계를 초과할 때 작동된다.

상기와 같이 작동되는 ECU의 구성소자들이 종전에는 각각 개별소자로 구성되었다. 그리고 그러한 개별소자들은 메인마이크로컴퓨터(1)를 중심으로 상호연결되어 있었다. 그러나 상기와 같이 개별소자로 구성될 경우 각 소자들을 연결하는 라인에 노이즈가 발생하여 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었고 각 소자들이 차지하는 면적이 커서 전체적으로 ECU의 크기가 커지게 되었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 ABS의 ECU에서 제어부를 제외한 주변장치 중에서 기존의 개별소자로 구성되었던 한개 이상의 장치를 ASIC으로 대체하여 노이즈의 간섭을 배제하여 신뢰성이 향상되고 기존의 개별 소자들이 차지했던 면적을 줄여서 전체적으로 크기가 작은 ABS의 ECU를 제조하고자 하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와 상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 장치를 포함하되 상기 개별적인 장치는 상기 개별적인 장치를 한개 이상 포함하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형 반도체는 차량의 휠스피드를 감지하는 휠스피드카운터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형 반도체는 휠스피드센서가 접지에 대하여 개방되거나 단락될 경우를 감지하기 위한 휠스피드센서오류감지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형 반도체는 한개 이상의 비트의 데이터로 이루어진 직렬주변장치인터페이스(SPI)모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형 반도체는 솔레노이드밸브를 제어하기 위한 펄스폭변조 드라이브 전계효과트랜지스터와 디지털드라이브 전계효과트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형 반도체는 안티록브레이크시스템 경고램프를 온/오프시키는 램프드라이브 전계효과트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형반도체(ASIC)는 주제어부로부터 워치독토글이 없으면 주제어부의 초기화를 위해 주제어부를 리셋시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 주문형반도체(ASIC)는 전압조정기의 출력전압값이 제1최저기준값의 미만인지, 전압조정기의 입력전압값이 제2최저값의 미만이거나 최고기준값을 초과하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와 상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필 요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 장치를 포함하되

상기 개별적인 장치는 상기 개별적인 장치를 한개 이상 포함하고 주제어부의 기능을 보조하는 보조제어부의 역할을 수행하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 보조제어부의 역할은 차량의 휠스피드를 감지하는 휠스피드카운터와 상기 주제어부와 연결되고 한개 이상의 비트의 데이터로 이루어진 직렬주변장치인터페이스(SPI)모듈에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 보조제어부의 역할은 상기 주문형 반도체(ASIC)에서 페일세이프티릴레이 전계효과트랜지스터의 모니터값을 입력하고 오류발생시 페일세이프티릴레이 전계효과트랜지스터를 오프시키는 페일세이프티릴레이 셧다운출력을 갖도록 함으로써 수행되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명인 ASIC으로 구현된 주변장치를 포함하는 ABS의 ECU에서 휠스피드카운터(54)는 마이크로컴퓨터(64)와 ASIC(50)에서 휠스피드값을 비교하기 위해 휠스피드센서에서 감지된 휠스피드에 따라서 카운트를 한다. 마이크로컴퓨터(64)는 일정시간동안 ASIC(50)이 휠스피드를 카운트하도록 명령할 수 있고 그 시간동안 감지된 휠스피드는 ASIC(50)의 8bit카운터값을 증가시키고 동시에 마이크로컴퓨터(64) 의 카운트값을 증가시킨다.

상기 시간후에 마이크로컴퓨터(64)는 직렬주변장치인터페이스(SPI, 이하에서 SPI라 한다)(52)를 통하여 ASIC카운터의 값을 전송받고 마이크로컴퓨터(64)에서 감지한 카운트값과 SPI(52)를 통해서 받은 ASIC(50)의 휠스피드카운트값을 비교하여 양 값이 동일한 지를 판단한다. 마이크로컴퓨터가 휠스피드를 정확하게 감지하지 못할 경우 마이크로컴퓨터(64)의 카운트값은 ASIC(50)의 카운트값과 다르게 된다.

만약 이 값들이 다르다면 마이크로컴퓨터(64) 또는 ASIC(50)에 오류가 있음을 알 수 있고 양 카운트값이 동일하다면 마이크로컴퓨터(64)와 ASIC(50)는 정상적으로 작동하고 있는 것으로 볼 수 있다. 이는 종래의 서브마이크로컴퓨터(2)가 하던 기능을 ASIC(50)으로 구현한 휠스피드카운터(54)와 SPI(52)를 통해서 수행하는 것이다.

휠스피드센서오류감지모듈(51)은 휠스피드센서가 그라운드에 대해 개방되거나 단락될 경우 오류신호가 오류감지모듈의 입력부분에 전송되고 오류상태정보가 ASIC(50)의 8bit의 읽기레지스터 6에 래치된다. 마이크로컴퓨터(64)가 SPI(52)를 통해 ASIC(50)에 응답을 요구하면 ASIC(50)는 마이크로컴퓨터(64)에 휠스피드센서오류여부에 대한 감지결과를 전송한다. ASIC(50)은 ASIC(50)에 대한 정보를 저장하는 레지스터6을 가진다. 쉬프트레지스터(미도시)는 시리얼라인을 통해 마이크로컴퓨터로 정보를 보내기 위해 상기 ASIC(50)의 쉬프트레지스터에 저장된 정보를 래치할 수 있다.

차량이 안전하게 제동되기 위한 ABS기능에 문제가 있는 경우 전압을 배터리(61)로부터 차단하기 위해 모든 솔레노이드코일(66, 67)은 FSR FET(63)의 S단자와 연결되어 있고 솔레노이드오류를 감지하기 위해 5V정도의 전압이 20옴저항을 통해서 상기 S단자에 연결된다. 만약 오류가 발생하면 ASIC(50)는 FSR상태를 모니터하고 FSR FET(63)를 OFF시키기 위해 FSR FET(63)를 셧다운시킨다. 상기와 같은 FSR FET(63)의 작용에 의해 서브마이크로컴퓨터의 기능을 ASIC에서 수행할 수 있다.

시작스위치(62)가 on되면 초기화를 위해 마이크로컴퓨터(64)가 리셋된다. 마이크로컴퓨터(64)는 워치독지속시간내에 SPI(52)를 통하여 ASIC(50)로 워치독 토글신호를 전송한다. 마이크로컴퓨터(64)로부터 토글신호가 없으면 ASIC(50)는 초기화를 위해 마이크로컴퓨터(64)를 리셋시킨다.

전압조정기의 출력전압(Vcc)이 약 4.5V(제 1최저기준값)이하가 되면 ASIC는 마이크로컴퓨터(64)를 리셋시키고 전압조정기의 입력전압(Vdd)이 약 32V(최고기준값)를 넘거나 약 5.8V(제 2최저기준값)이하인 경우에는 ASIC(50)은 ASIC(50)의 모든 출력을 off시킨다.

ABS경고램프(미도시)와 EBD(Electronic Brake-force Distribution)경고램프(미도시)는 램프드라이브 FET(55)에 연결되어 있다. 램프드라이브 FET(55)는 램프를 on/off시키고 램프의 개방이나 단락, 과전류, 온도상승으로부터 램프를 보호한다. 오류가 발생하면 오류의 상태가 ASIC읽기레지스터에 래치된다.

펄스폭변조(PWM) 솔레노이드코일(66)과 디지털(DIG) 솔레노이드코일(67)은 솔레노이드 드라이브 FET(56, 57)에 연결되어 있다. 솔레노이드 드라이브 FET(56, 57)는 솔레노이드밸브를 on/off시키고 솔레노이드의 개방이나 단락, 과전류, 온도상승으로부터 시스템을 보호하는 기능을 가진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 ABS의 ECU에서 제어부를 제외한 주변장치 중 종전에는 개별적 소자로 구성되었던 한개 이상의 장치를 포함하여 ASIC으로 구현함으로써 종전에 비해 노이즈의 영향에 의한 오류가 감소되어 회로의 신뢰성이 향상되고 개별소자들 각각으로 구성될 경우 많은 면적을 차지했던 것과 달리 작은 공간상에서도 동일한 기능을 나타낼 수 있는 회로를 구성할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와;

   상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 주변장치를 포함하되,

   상기 개별적인 주변장치는 상기 개별적인 주변장치를 한개 이상 포함하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현되고,

   상기 주문형 반도체는 차량의 휠스피드를 감지하는 휠스피드카운터와 휠스피드센서가 접지에 대하여 개방되거나 단락될 경우를 감지하기 위한 휠스피드센서오류감지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 주문형 반도체는 한개 이상의 비트의 데이터로 이루어진 직렬주변장치인터페이스(SPI)모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
5. 제 4항에 있어서,

   상기 주문형 반도체는 솔레노이드밸브를 제어하기 위한 펄스폭변조 드라이브 전계효과트랜지스터와 디지털드라이브 전계효과트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
6. 제 5항에 있어서,

   상기 주문형 반도체는 안티록브레이크시스템 경고램프를 온/오프시키는 램프드라이브 전계효과트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
7. 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와;

   상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 주변장치를 포함하되,

   상기 개별적인 주변장치는 상기 개별적인 주변장치를 한개 이상 포함하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현되고,

   상기 주문형반도체는 주제어부로부터 워치독토글이 없으면 주제어부의 초기화를 위해 주제어부를 리셋시키는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
8. 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와;

   상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 주변장치를 포함하되,

   상기 개별적인 주변장치는 상기 개별적인 주변장치를 한개 이상 포함하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현되고,

   상기 주문형반도체는 전압조정기의 출력전압값이 제1최저기준값의 미만인지, 전압조정기의 입력전압값이 제2최저값의 미만이거나 최고기준값을 초과하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
9. 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와;

   상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 주변장치를 포함하되,

   상기 개별적인 주변장치는 상기 개별적인 주변장치를 한개 이상 포함하고 주제어부의 기능을 보조하는 보조제어부의 역할을 수행하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현되고,

   상기 보조제어부의 역할은 차량의 휠스피드를 감지하는 휠스피드카운터와 상기 주제어부와 연결되고 한개 이상의 비트의 데이터로 이루어진 직렬주변장치인터페이스(SPI)모듈에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치
10. 삭제
11. 안티록브레이크시스템에서 휠의 회전상황에 따라 브레이크 유압이 증압 또는 감압되도록 제어하는 제어부와;

    상기 제어부와 함께 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)를 형성하고 상기 안티록브레이크시스템의 전자제어유닛(ECU)에 전기적으로 연결되어 상기 안티록브레이크시스템의 제어에 필요한 데이터를 상기 전자제어유닛에 주거나 상기 전자제어유닛으로부터 받는 개별적인 주변장치를 포함하되,

    상기 개별적인 주변장치는 상기 개별적인 주변장치를 한개 이상 포함하고 주제어부의 기능을 보조하는 보조제어부의 역할을 수행하는 주문형 반도체(ASIC)로 구현되고,

    상기 보조제어부의 역할은 상기 주문형 반도체에서 페일세이프티릴레이 전계효과트랜지스터의 모니터값을 입력하고 오류발생시 페일세이프티릴레이 전계효과트랜지스터를 오프시키는 페일세이프티릴레이 셧다운출력을 갖도록 함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 안티록브레이크시스템의 전자제어장치

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