KR101282006B1 - 통합 차량 안정성 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통합 차량 안정성 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 센서 클러스터의 마이크로 컨트롤 유닛이 차량 안정성 제어 시스템의 서브 마이크로 컨트롤 유닛의 기능을 대체함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 통합 차량 안정성 제어 시스템을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 통합 차량 안정성 제어 시스템은 차량 안정성 제어 시스템에 요레이트 센서 및 가속도 센서 등을 포함하는 센서 클러스터를 통합한 통합 안정성 제어 시스템에 있어서, 상기 차량 안정성 제어 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 제 1 MCU; 상기 센서들로부터 정보를 입력 받아 처리하거나, 상기 센서들의 상태를 모니터링하기 위한 제 2 MCU; 상기 제 1 및 제 2 MCU 간의 정보 교환을 위해 마련되는 캔 통신부를 포함하되, 상기 제 1 MCU는 상기 캔 통신부를 통해 상기 센서 클러스터로부터 전송받은 정보값을 이용하여 리던던시(redundancy)를 확보한다.

Description

통합 차량 안정성 제어 시스템{Electronic Stability Control Integrated System}
본 발명은 통합 차량 안정성 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센서 클러스터의 마이크로 컨트롤 유닛이 차량 안정성 제어 시스템의 서브 마이크로 컨트롤 유닛의 기능을 대체함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 통합 차량 안정성 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전자 제어 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System;이하, ABS라 한다)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동 휠의 슬립을 방지하는 트랙션 제어시스템(Traction Control System;이하, TCS라 한다)과, ABS와 TCS를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행 안정성을 향상시켜주는 차량 안정성 제어 시스템(Electronic Stability Control System; ESC System) 등이 개시되어 있다.
이 중에서, 차량 안정성 제어 시스템은 기본적으로 차량의 요(Yaw) 거동을 제어하기 위한 것으로, 차량의 선회 주행 시 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 운전 상황에서 브레이크와 엔진을 제어하여 운전자가 원하는 궤적으로 선회가 가능 하도록 유도해주는 장치이다.
또한 통합 차량 안정성 제어 시스템(Electronic Stability Control Integrated System; ESCi System)은 도 1에 도시한 바와 같이 차량 안정성 제어 시스템(100)에 요레이트 센서 및 가속도 센서(Yaw & G sensor) 등을 포함하는 센서 클러스터(200)를 통합한(integrated) 시스템을 의미한다.
이러한 차량 안정성 제어 시스템(100)에는 일반적으로 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 메인 마이크로 컨트롤 유닛(Main Micro Contro Unit; Main MCU)과 Main MCU에 장애(고장)가 발생할 경우를 대비하여 여분의(redundanct) 서브 마이크로 컨트롤 유닛(Sub Micro Contro Unit; Sub MCU, redundancy)을 구비하게 된다.
또한 센서 클러스터(200)에도 각종 센서들로부터 정보를 입력 받아 처리하거나, 센서의 상태를 모니터링하기 위한 별도의 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)가 마련되어 있다.
이러한 종래 통합 차량 안정성 제어 시스템의 경우 차량 안정성 시스템(100) 내에 Main MCU 이외에 별도의 Sub MCU를 구비함에 따라 통합 차량 안정성 제어 시스템의 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 센서 클러스터의 마이크로 컨트롤 유닛이 차량 안정성 제어 시스템의 서브 마이크로 컨트롤 유닛의 기능을 대체함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 통합 차량 안정성 제어 시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통합 차량 안정성 제어 시스템은 차량 안정성 제어 시스템에 요레이트 센서 및 가속도 센서 등을 포함하는 센서 클러스터를 통합한 통합 안정성 제어 시스템에 있어서, 상기 차량 안정성 제어 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 제 1 MCU; 상기 센서들로부터 정보를 입력 받아 처리하거나, 상기 센서들의 상태를 모니터링하기 위한 제 2 MCU; 상기 제 1 및 제 2 MCU 간의 정보 교환을 위해 마련되는 캔 통신부를 포함하되, 상기 제 1 MCU는 상기 캔 통신부를 통해 상기 센서 클러스터로부터 전송받은 정보값을 이용하여 리던던시(redundancy)를 확보한다.
또한 상기 제 2 MCU는 상기 센서들로부터 입력 받은 아날로그 신호 값들 및 상기 아날로그 신호 값들을 캔 통신 타입으로 변환한 값을 상기 제 1 MCU로 전달한다.
또한 상기 제 1 MCU는 상기 아날로그 신호 값 및 상기 캔 통신 타입으로 변환된 값을 비교함으로써 리던던시(redundancy)를 확보한다.
또한 상기 센서들에는 제 1 또는 제 2 MCU의 명령 신호를 입력 받아 상기 센서들의 장애 발생 여부를 판단하는 자가 진단 기능이 내재되어 있다.
본 발명에 의할 경우 센서 클러스터의 마이크로 컨트롤 유닛이 차량 안정성 제어 시스템의 서브 마이크로 컨트롤 유닛의 기능을 대체함으로써 제조 원가를 절 감할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 통합 차량 안정성 제어 시스템은 도 2에 도시한 바와 같이 크게 차량 안정성 제어 시스템(100)과 센서 클러스터(200)으로 구성된다.
여기서 차량 안정성 제어 시스템(100)은 전원부(110), 워치독(120), 마이크로 컨트롤 유닛(130, 이하 ‘제 1 MCU’라 한다), 구동부(140), 캔 통신부(150)을 포함하여 이루어진다.
전원부(110)는 교류 전원단(미도시)으로부터 공급되는 상용 교류 전압을 차량 안정성 제어 시스템(100)의 동작에 필요한 소정의(일정한) 직류 전압으로 변환하여 제 1 MCU(130) 및 캔 통신부(150)에 인가한다.
워치독 타이머(120)는 제 1 MCU(130)로부터 주기적으로 상승 및 하강하는 스캔펄스(Vs)를 수신하여, 제 1 MCU(130)가 정상적인 동작을 수행하고 있는지 여부를 확인한다.
제 1 MCU(130)은 전원부(110)로부터 출력되는 직류 전압을 인가받아 시스템을 초기화시킴은 물론, 차량 안정성 제어 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, ESC System(100)에 연결된 센서 클러스터(200)의 각종 센서(220, 230, 240)들의 센서 출력 정보들을 토대로 차량의 현 상태를 파악한 후 차량의 자세를 제어하 기 위해 엔진 출력을 증감한다든지 또는 각 차륜의 제동압을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.
구동부(140)는 제 1 MCU(130)의 엔진 출력 제어 신호 또는 제동 제어 신호에 따라 엔진 출력 액츄에이터(미도시)나 브레이크 액츄에이터(미도시)의 동작을 제어한다.
캔 통신부(150)는 제 1 MCU(130)로부터 정보를 입력 받아 센서 클러스터(200)의 MCU(250)으로 전달하거나, 반대로 센서 클러스터(200)의 MCU(250)으로부터의 정보를 입력 받아 제 1 MCU(130)로 전달하는 역할을 수행한다.
또한 센서 클러스터(200)는 전원부(210), 요레이트 센서(220), 횡가속도 센서(230), 종가속도 센서(240), 제 2 MCU(250, 차량 안정성 제어 시스템(100)의 MCU와 구별하기 위해 이하 ‘제 2 MCU’라 한다.), 캔 통신부(260)를 포함하여 이루어진다.
전원부(210)는 교류 전원단(미도시)으로부터 공급되는 상용 교류 전압을 센서 클러스터(200)의 동작에 필요한 소정의 직류 전압으로 변환하여 각종 센서(220, 230, 240)와 제 2 MCU(250) 및 캔 통신부(260)에 인가한다.
요레이트 센서(220), 횡가속도 센서(230) 및 종가속도 센서(240)는 각각 차량 주행 시의 요레이트(Yaw rate) , 횡가속도 및 종가속도 값을 감지하여, 감지 정보를 제 2 MCU(250)에 제공한다.
제 2 MCU(250)는 전원부(210)로부터 출력되는 직류 전압을 인가받아 시스템을 초기화시킴은 물론, 각종 센서들(220, 230, 240)로부터 정보를 입력 받아 처리 하거나, 센서들(220, 230, 240)의 상태를 모니터링한다.
캔 통신부(260)는 제 2 MCU(250)로부터 정보를 입력 받아 ESC System(100)의 제 1 MCU(130)으로 전달하거나, 반대로 제 1 MCU(130)으로부터의 정보를 입력 받아 제 2 MCU(250)로 전달하는 역할을 수행한다.
상술한 구성을 갖춘 통합 차량 안정성 제어 시스템에서는 제 2 MCU(250)가 각종 센서들(220, 230, 240)로부터 입력 받은 아날로그 신호 값들을 캔(CAN) 통신 타입으로 변환한 뒤, 센서 클러스터(200)의 캔 통신부(260) 및 ESC System(100)의 캔 통신부(150) 간의 통신을 통해 제 1 MCU(130)에 전달하게 된다. 이 때, 제 2 MCU(250)는 각종 센서들(220, 230, 240)로부터 입력 받은 아날로그 신호 값들도 직접 제 1 MCU(130)에 전달한다.
이에 따라, 제 1 MCU(130)에서는 캔 통신 타입으로 전송 받은 값과 아날로그 상태로 전달받은 값을 비교함으로써, 제 1 MCU(130)의 redundancy를 확보할 수 있게 된다.
또한 센서 클러스터(200) 내의 센서들(220, 230, 240)에는 MCU(130, 250)의 명령 신호를 입력 받아 센서(220, 230, 240)의 장애(고장) 발생 여부를 모니터링(monitoring)하는 자가 진단(self-test)하는 기능이 내재되어 있다. 이 때, 자가 진단 명령을 두 개의 MCU(130, 250)가 교대로(번갈아) 주면서 센서들(220, 230, 240)로 하여금 장애 발생 여부를 자가 진단하도록 함으로써, 하나의 MCU에 장애(고장)가 발생하여도 다른 MCU를 이용하여 센서들(220, 230, 240)의 상태를 모니터링할 수 있게 된다.
도 1은 통합 차량 안정성 제어 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통합 차량 안정성 제어 시스템의 제어 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100 : 차량 안정성 제어 시스템 110 : 전원부
120 : 워치독 타이머 130 : 마이크로 컨트롤 유닛
140 : 구동부 150 : 캔 통신부
200 : 센서 클러스터 210 : 전원부
220 : 요레이트 센서 230 : 횡가속도 센서
240 : 종가속도 센서 250 : 마이크로 컨트롤 유닛
260 : 캔 통신부

Claims (4)

  1. 차량 안정성 제어 시스템에 요레이트 센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서 클러스터를 통합한 통합 안정성 제어 시스템에 있어서,
    상기 차량 안정성 제어 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 제 1 MCU;
    상기 요레이트 센서 및 상기 가속도 센서로부터 정보를 입력받아 처리하거나, 상기 요레이트 센서 및 상기 가속도 센서의 상태를 모니터링하는 제 2 MCU;
    상기 제 1 MCU 및 상기 제 2 MCU 간의 정보 교환을 위해 마련되는 캔 통신부를 포함하되,
    상기 제 1 MCU는 상기 캔 통신부를 통해 상기 센서 클러스터로부터 전송받은 정보값을 이용하여 아날로그 신호 값 및 캔 통신 타입으로 변환된 값을 비교함으로써 리던던시(redundancy)를 확보하고;
    상기 제 2 MCU는 상기 요레이트 센서 및 상기 가속도 센서로부터 입력받은 아날로그 신호 값들 및 상기 아날로그 신호 값들을 상기 캔 통신부에서 공급받아 캔 통신 타입으로 변환한 값을 상기 제 1 MCU로 전달하는 통합 차량 안정성 제어 시스템
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요레이트 센서 및 상기 가속도 센서에는 상기 제 1 MCU 또는 상기 제 2 MCU의 명령 신호를 입력 받아 상기 요레이트 센서 및 상기 가속도 센서의 장애 발생 여부를 판단하는 자가 진단 기능이 내재되어 있는 통합 차량 안정성 제어 시스템
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