KR101309510B1 - 차량의 전자식 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 브레이크를 제어하는 제어 유닛; 제어 유닛과 일체로 마련되고 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서를 가지는 센서 모듈을 포함한다.
본 발명은 차량의 전자식 제어 장치의 제어 유닛과 센서모듈을 하나의 케이스 안에 일체화시킴으로써 제조 단가를 줄일 수 있고, 차량에 설치 시 배선이 간소화되어 작업이 용이한 장점이 있다.

Description

차량의 전자식 제어 장치{Electronic control unit of automobile}
본 발명은 차량의 전자식 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 기능을 일체화시킨 차량의 전자식 제어 장치에 관한 것이다.
차량에 장착되는 브레이크 시스템은 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지 상태를 유지하기 위한 것으로, 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동 작용을 수행한다.
이러한 브레이크 시스템은 주행할 때 주로 사용하는 주브레이크와 자동차를 주차할 때 사용하는 주차 브레이크로 분류되고, 주브레이크는 브레이크페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동시키도록 된 유압식 브레이크와, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하도록 된 배력식 브레이크 및, 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키도록 된 공기브레이크로 분류되며, 유압식 브레이크에는 휠과 함께 회전되는 디스크의 양쪽에서 제동패드를 유압에 의해 눌러서 제동하도록 된 디스크 브레이크가 있다.
최근에는 차량의 안정적인 제동을 위해 차량에 각종 센서 모듈이 장착된다. 이러한 센서 모듈은 각각 별도의 케이스에 담겨 제조되고, 이와 같이 제조된 센서모듈은 감지하고자 하는 목적 대상에 설치되며, 전자식 제어 장치와 연결된 후 목적 대상을 감지하여 감지 데이터를 전자식 제어 장치로 전송한다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전자식 제어 장치(ECU: 10)는 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서를 가지는 센서 모듈(20)과 각각의 케이스에 마련되어 제조 단가가 높아지는 문제점이 있고, 이러한 전자식 제어 장치(10)는 센서모듈(20)과 차량의 서로 다른 위치에 설치되어 서로 간의 배선 연결이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 센서 모듈과 전자식 제어 장치를 일체화시켜 제조 단가의 절감 및 배선 연결의 간소화가 가능한 차량의 전자식 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 수단은 차량의 브레이크를 제어하는 제어 유닛; 제어 유닛과 일체로 마련되고 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서를 가지는 센서 모듈을 포함한다.
제어 유닛은 차량의 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서로부터 데이터를 수신하는 서브 마이크로 컨트롤러; 서브 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 전송된 데이터를 기초로 차량의 브레이크를 제어하는 메인 마이크로 컨트롤러;를 포함한다.
제어 유닛은 다른 제어 유닛으로 데이터를 전송하는 캔 모듈을 포함하고, 다른 제어 유닛은, 트랙션 제어 시스템, 안티 록 브레이크 시스템 또는 차량 자세 안정 제어 시스템에 마련된다.
제어 유닛은 차량의 브레이크를 작동시키기는 모터의 회전을 제어하는 모터 구동부;를 더 포함한다.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 따르면 차량의 전자식 제어 장치의 제어 유닛과 센서모듈을 하나의 케이스 안에 일체화시킴으로써 제조 단가를 줄일 수 있고, 차량에 설치 시 배선이 간소화되어 작업이 용이한 장점이 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 디스크 브레이크 시스템에 마련된 전자식 제어 장치의 구성도이다.
디스크 브레이크 시스템의 전자식 제어 장치(100)는 하나의 케이스 안에 차량의 각 차륜의 제동을 제어하는 제어 유닛(110)과 차량의 상태를 감지하는 센서 모듈(120)을 일체화시킨 구조로 형성된다.
즉 디스크 브레이크 시스템의 전자식 제어 장치(100)는 각 차륜의 디스크 브레이크의 제동을 제어하되, 센서 모듈을 통해 차량의 상태 감지를 감지하여 차량이 안정적으로 주행할 수 있도록 각 차륜의 제동 및 자세를 안정적으로 제어한다. 여기에서 전자식 제어 장치의 제어 유닛(110)에 일체화된 센서 모듈(120)은 설치 위 치에 구애를 적게 받는 요 레이트 및 횡 가속도 센서를 포함한다.
즉, 본 실시예의 디스크 브레이크 시스템의 전자식 제어 장치(100)는 제 1 전원부(111), 메인 MCU(112), 모터구동부(113), 캔모듈(114), 힘센서(Force sensor: 115), 전류센서(116), 스위치부(117), 요 레이트 센서(122), 2축 가속도 센서(123) 및 서브 MCU(124)를 포함한다.
제 1 전원부(111)는 각 구성부의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
메인 MCU(메인 컨트롤러: 112)는 서브 MCU(서브 컨트롤러: 124)에서 전송된 데이터를 기초로 차륜의 디스크 브레이크(미도시)의 제동 및 엔진의 출력을 제어한다. 즉, 메인 MCU(112)는 요 레이트 센서 및 2축 가속도 센서의 데이터를 기초로 각 차륜의 디스크 브레이크에 연결된 모터(미도시)의 회전 명령을 모터 구동부(113)로 전송한다.
모터 구동부(113)는 각 차륜의 디스크 브레이크의 제동을 위해 메인 MCU(112)의 명령에 따라 모터 구동 전류를 모터로 인가한다.
캔 모듈(114)은 메인 MCU(112)와 다른 시스템(ABS, TCU, ESP) 연동 시 메인 MCU(112)와 다른 시스템 사이의 데이터를 송수신하는 통신 모듈이다. 즉, 캔 모듈(114)은 서브 MCU(124)로부터 전송된 데이터를 다른 시스템으로 전송하는 통신 모듈이다.
여기서 다른 시스템은 엔진제어시스템(EMS), 자동변속제어장치(TCU), 안티록 브레이크 시스템(ABS), 트랙션 제어 시스템(TCS) 또는 차량 자세 안정 제어 시스템(ESP) 중 적어도 하나이다.
힘센서(Force sensor: 115)는 디스크 브레이크에 가해진 힘을 감지한다. 이때 감지된 디스크 브레이크의 힘을 기초로 모터에 인가되는 전류를 보정한다.
전류센서(116)는 모터의 속도를 제어하기 위해 모터에 흐르는 전류를 감지한다.
스위치부(117)는 안티록 브레이크 시스템(ABS), 트랙션 제어 시스템(TCS) 또는 차량 자세 안정 제어 장치(ESP)를 선택(ABS 작동 시 ESP 및 TCS는 작동되지 않음)하는 모드 스위치(미도시)와 인터페이스하여 이 모드 스위치로부터 전송된 신호를 메인 MCU(112)로 전송한다. 또한 스위치부(117)는 운전자의 브레이크 페달 조작에 따라 온/오프 되는 브레이크 스위치(미도시)와 인터페이스하여 이 브레이크 스위치로부터 전송된 신호를 메인 MCU(112)로 전송한다.
제 2 전원부(121)는 요 레이트 센서(122) 및 2축 가속도 센서(123)의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
요 레이트 센서(122)는 차량이 수직축을 기준으로 회전할 때, 즉 Z축 방향을 기준으로 회전할 때 내부의 프레이트 포크가 진동 변화를 일으키면서 전자적으로 차량의 요 모멘트를 감지한다. 여기서 요 모멘트는 차체의 앞뒤가 좌우측 또는 선회할 때 안쪽 바깥쪽 차륜 쪽으로 이동하려는 힘이다.
2축 가속도 센서(123)는 차량의 횡 가속도(Lateral-G)를 감지하는 것으로, 주행 중 차량이 옆 방향으로 밀려나려고 하는 힘의 가속도를 감지한다.
서브 MCU(서브 컨트롤러: 124)는 요 레이트 센서(122) 및 2축 가속도 센서(123)의 감지 데이터를 메인 MCU(112)로 전송한다.
이와 같이, 디스크 브레이크의 전자식 제어 장치(100)는 디스크 브레이크의 제동을 제어하는 제어 유닛(110)에 센서 모듈(120)을 일체화시켜 형성시킨 후 하나의 케이스 안에 장착시킴으로써, 전체적인 케이스의 수를 줄일 수 있고 하나의 케이스에 통합된 디스크 브레이크의 전자식 제어 장치를 한 번에 차량에 설치하기 때문에 작업수를 줄일 수 있으며, 제어 유닛(110)과 센서 모듈(120) 사이의 배선을 간소화시킬 수 있다.
또한 도 1 및 2에 도시된 종래기술과 달리, 제어 유닛과 센서 모듈이 공통으로 가지는 캔 모듈을 하나로 통합시키고, 센서 모듈에 마련된 메인 MCU 대신 전자식 제어 장치의 제어 유닛에 마련된 서브 MCU를 센서 모듈의 MCU로 사용함으로써 기존의 센서 모듈에 마련된 캔 모듈 및 MCU를 없앨 수 있어 구성부품을 줄일 수 있고 이에 따라 제품의 단가 절감에 효과적이다.
아울러 제어 유닛과 센서모듈 각각의 케이스 제조 시 각 케이스에 노이즈 및 EMI 차폐 기술을 적용시켰으나 본 발명의 실시예에 의하면 하나의 케이스에만 노이즈 및 EMI 차폐 기술이 적용시키면 되어 케이스의 제조 작업 수도 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 실시예는 디스크 브레이크 시스템의 전자식 제어 장치에 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서가 마련된 센서 모듈을 일체화시켰으나, 차량 자세 안정 제어 시스템(ESP), 안티-록 브레이크 시스템(ABS) 또는 트랙션 제어 시스템(TCS)의 전자식 제어 장치에 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서가 마련된 센서 모듈을 일체화시키는 것도 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 전자식 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 센서 모듈의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈이 일체화된 전자식 제어 장치의 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
110: 제어유닛
120: 센서모듈

Claims (4)

  1. 요 레이트 센서 및 횡 가속도 센서로부터 공급되는 데이터를 수신하는 서브 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하는 센서 모듈;
    상기 서브 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 전송된 상기 데이터를 메인 마이크로 컨트롤 유닛에서 수신하고, 상기 메인 마이크로 컨트롤 유닛에서 상기 데이터를 기초로 하여 차량의 디스크 브레이크를 제어하도록 모터 구동부를 구동시키되, 상기 메인 마이크로 컨트롤 유닛에서 상기 디스크 브레이크에 가해진 힘을 감지하는 힘 센서와 상기 디스크 브레이크를 구동시킬 때에 모터의 구동 전류를 감지하는 전류센서로부터 공급되는 데이터를 기초로 하면서, 상기 모터 구동부에서 상기 모터의 회전을 제어하여 상기 차량의 디스크 브레이크를 제어하는 제어 유닛을 포함하는 차량의 전자식 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 다른 제어 유닛으로 데이터를 전송하는 캔 모듈을 포함하고,
    상기 다른 제어 유닛은, 트랙션 제어 시스템, 안티 록 브레이크 시스템 또는 차량 자세 안정 제어 시스템에 마련된 차량의 전자식 제어 장치.
  4. 삭제
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