KR101809716B1 - 스마트 부스터 파워업 장치 및 방법 - Google Patents

스마트 부스터 파워업 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 부스터 파워업 장치에 있어서 차량의 최초 시동이 켜진 상태의 경우, VCC 및 리셋 신호를 출력하는 전압정류기 및 상기 VCC 및 리셋 신호에 의해 초기화 되고 정상모드로 진입하여 상기 전압정류기의 동작 유지를 위한 홀드업-하이 신호를 출력하며, 차량의 시동이 꺼진 상태인 경우 홀드업 신호 출력단자와 트리거 신호 입력단자만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입하는 마이컴을 포함하며, 상기 마이컴은 상기 트리거 신호 입력단자로 정상 신호가 입력될 때, 스마트 부스터 제동 시스템을 활성화 시키는 스마트 부스터 파워업 장치 및 방법 그리고 브레이크-앵글 입력 값은 축차 비교형 AD컨버터로 결정되는 것을 특징으로 하는 스마트 부스터 파워업 방법으로 차량의 시동이 꺼진 상태에서 운전자가 브레이크를 밟고 시동을 거는 경우 스마트 부스터 제동 시스템의 초기화 과정에서 오류 가능성이 생기고, 운전자의 요구제동력을 반영할 수 없는 문제를 해결하는 효과를 발휘한다.

Description

스마트 부스터 파워업 장치 및 방법{Smart Booster Power Up Device and Method}
본 발명은 주로 하이브리드(Hybrid) 차량에서 이용되는 스마트 부스터 파워업 장치 및 방법(Smart Booster Power Up Device and Method)으로서, 더욱 상세하게는 시동이 켜지지 않는 상태에서도 일정조건이 충족될 때 스마트 부스터 제동 시스템을 ON시키는 스마트 부스터 파워업 장치 및 방법에 관한 것이다.
스마트 부스터 제동 시스템(Smart Booster Brake System)은 전동기 기반의 부스터를 이용한, 하이브리드 차량의 회생제동시 협조제어가 가능한 능동형 제어 시스템이다. 스마트 부스터 파워업 장치는 상기 스마트 부스터 제동 시스템의 ON/OFF 제어를 수행한다.
도 1은 종래의 스마트 부스터 파워업 장치(100)이다. 먼저 스마트 부스터 제동 시스템(130)이 활성화 되기 위해서는 전압정류기(110)의 INH단자(112)에 홀드업-하이 신호가 입력되어, RO단자(114)로부터 리셋신호가 출력되어야 한다. 차량의 시동 전원이 꺼진 상태의 경우, 상기 전압정류기(110)의 INH단자(112)에 홀드업-로우 신호가 입력되어, 상기 전압정류기(110)의 전원 공급이 차단되게 된다.
즉, 시동이 걸린 상태에서만 스마트 부스터 파워업 장치(100)가 정상 동작하게 되므로, 시동이 꺼진 상태에서, 운전자가 브레이크를 밝고 시동을 거는 경우, 스마트 부스터 제동 시스템(130)의 초기화 과정에서 오류 발생 가능성이 있고, 상기 스마트 부스터 제동 시스템(130)이 운전자의 요구 제동력을 반영할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 시동의 전원이 꺼진 상태에서도 일정 요건이 충족되면 스마트 부스터 제동 시스템을 ON시켜 안정적으로 스마트 부스터 제동 시스템을 초기화시킴으로써, 운전자의 요구 제동력을 적절히 반영할 수 있는 스마트 부스터 파워업 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일면에 따른 스마트 부스터 파워업 장치는 차량의 최초 시동이 켜진 상태의 경우, VCC 및 리셋 신호를 출력하는 전압정류기; 및 상기 VCC 및 리셋 신호에 의해 초기화되고 정상모드로 진입하여 상기 전압정류기의 동작 유지를 위한 홀드업-하이 신호를 출력하며, 차량의 시동이 꺼진 상태인 경우 홀드업 신호 출력단자와 트리거 신호 입력단자만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입하는 마이컴을 포함하며, 상기 마이컴은 상기 트리거 신호 입력단자로 정상 신호가 입력될 때, 스마트 부스터 제동 시스템을 활성화 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 스마트 부스터 파워업 방법은 차량의 시동이 꺼진 상태인 경우, 홀드업 신호 출력단자와 트리거 신호 입력단자만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입하는 단계와 트리거 신호가 상기 트리거 신호 입력단자로 입력되면 브레이크-앵글 신호 입력단자를 활성화시켜 브레이크-앵글 신호의 입력을 대기하는 단계 및 상기 브레이크-앵글 신호의 입력값이 미리 정의된 임계값 이상이면 정상모드에 진입하여 스마트 부스터 제동 시스템을 활성화하고, 상기 입력값이 임계값 미만이면 상기 절전 모니터링 모드로 진입하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 마이컴이 절전 모니터링 모드로 진입하므로, 브레이크-앵글 신호의 입력값이 미리 정의된 임계값 이상이면 상기 마이컴이 정상모드에 진입하여 스마트 부스터 제동 시스템을 활성화시켜 운전자의 요구 제동력을 얻을 수 있고, 스마트 부스터 제동 시스템의 초기화 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 종래의 스마트 부스터 파워업 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 방법에서의 축차 비교형 AD 컨버터의 구성의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 방법에서의 축차 비교형 AD컨버터의 알고리즘 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 장치(200)이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 장치(200)는 배터리부(240), 전압정류기(210) 및 마이컴(220)를 포함한다.
배터리부(240)는 상기 전압정류기(210)에 전원을 공급하는 회로로서, 내부에 다이오드(D1)와 커패시터들(C1, C2, C3)을 포함한다. 상기 다이오드(D1)는 전류의 방향을 일정하게 유지하고, 상기 커패시터들(C1, C2, C3)은 상기 배터리부(240)의 전압을 일정하게 유지한다.
전압정류기(210)는 INH 단자(212)에 홀드업-하이 신호가 입력될 때 정상동작하고, INH 단자(212)에 홀드업-로우 신호가 입력될 때는 VCC를 출력하지 않는다.
출고후 차량의 최초 시동이 켜지면 전압정류기(210)는 OUT단자(214)와 RST_OUT단자(216)로부터 VCC 및 리셋 신호를 출력한다. 마이컴(220)은 VCC 및 리셋 신호를 입력받아 초기화 된후 정상모드로 진입하여 전압정류기(210)의 동작 유지를 위한 홀드업-하이 신호를 출력한다.
이후의 차량 운행 과정에서 차량의 시동이 꺼진 상태인 경우 마이컴(220)은 홀드업 신호 출력단자(222)와 트리거 신호 입력단자(224)만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입한다. 따라서 전압정류기(210)는 차량의 시동이 꺼진 후에도 마이컴(220)으로부터 입력되는 홀드업-하이 신호에 의해 정상동작 상태를 유지한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 차량 출고 후 최초 시동이 켜지면 SENSE_IG 신호에 의해 INH(212)단자에 홀드업-하이 신호가 입력되어 전압정류기(210)는 VCC 및 리셋 신호를 출력하고, VCC 및 리셋 신호를 입력받은 마이컴(220)은 출고시 최초로 초기화되어 정상 모드로 진입하고 GPIO단자(222)에서 홀드업-하이 신호를 출력한다. 이 경우 전압정류기(210)는 입력 신호가 하이 또는 로우인지를 알 수 없는 플로팅(Floating) 상태에 진입하는데, 다이오드 D2(252)와 D3(221)가 독립적으로 작용하므로 상호 신호에는 영향이 없다. 그 결과, 전압정류기(210)의 INH 단자(212)에는 항상 하이가 입력된다. 마이컴(220)은 AD채널을 통하여 SENSE_IG(254)이 적정 전압을 유지하는지 모니터링을 한다.
차량의 시동이 꺼지면, 마이컴(220)은 SENSE_IG(254)값이 미리 정의된 임계값 미만일 때, 차량의 시동이 꺼진 상태임을 인식한다. 다이오드 D2(252)은 저전압이 되지만, 다이오드 D2(252)와 D3(221)가 독립적으로 작용하므로, 상호 신호에는 영향이 없다. 마이컴(220)은 홀드-업 하이 신호를 송신하고, 전압정류기(210)의 INH 단자(212)는 계속 하이 상태를 유지하게 된다. 또한 전압정류기(210)는 계속해서 정상동작을 하고 차량과 시스템 상황을 외부 메모리에 저장한다. 이때, 마이컴(220)은 시스템 OFF가 아닌 최소전력만을 소비하며, 홀드업 신호 출력단자와 트리거 신호 입력단자만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입하게 된다.
즉 차량의 시동이 꺼지더라도 전압정류기(210)는 정상동작하고 마이컴(220)은 절전 모니터링 모드로 진입하여 트리거 신호의 입력 여부를 감시한다. 차량의 시동 OFF 상태에서, 브레이크-라이트 출력신호(260), 도어 개폐 신호(280) 또는 운전자석 하중 센서(290)로부터의 신호가 트리거 신호로서 트리거 신호 입력단자(224)에 입력되면, 마이컴(220)은 브레이크-앵글 신호 입력단자(223)와 AD컨버터 단자(225)를 활성화시킨다. 마이컴(220)은 브레이크-앵글 신호 입력단자(223)에 브레이크-앵글 신호(270)를 입력으로 받을 수 있다.
마이컴(220)은 브레이크-앵글 신호 입력단자(223)로의 입력값을 미리 정의한 임계값과 비교하고, 입력값이 임계값 이상인 경우, 운전자가 실제로 브레이크 페달을 밟았음을 나타내는 정상 신호로 판단하여 마이컴(220)이 정상모드로 진입하고 마이컴(220)은 CONT(226)에서, 스마트 부스터 제동 시스템(230)을 활성화시키는 전기 신호를 출력한다. 입력값이 임계값 미만인 경우, 잡음이 입력된 것으로 판단하여, 마이컴(220)은 절전 모니터링 모드에 있게 된다.
도 3은 스마트 부스터 파워업 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하면, 차량의 시동이 꺼진 상태에서, 마이컴(220)은 최소 전력만을 소비하고, 홀드업 신호 출력단자(222)와 트리거 신호 입력단자(224)만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드에 진입한다(S310).
이어, 트리거 신호가 마이컴(220)에 입력된다(S320).
이어, 브레이크-앵글 신호 입력단자(223)가 활성화된다(S330).
이어, 브레이크-앵글 신호 입력값이 임계값 이상인 경우, 마이컴(220)은 정상모드에 진입하고 스마트 부스터 제동시스템(230)을 활성화시키고(S350), 브레이크-앵글 신호 입력값이 임계값 미만인 경우, 마이컴(220)은 다시 절전 모니터링 모드에 진입한다(S310).
마이컴(220)이 트리거링 된 후 브레이크-앵글 신호 입력값을 확인하는 이유는 운전자가 실제 브레이크 페달을 밟았는지 여부를 명확히 판단하기 위함이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 방법에서의 축차 비교형 AD컨버터의 블럭도이다.
브레이크-앵글 신호가 브레이크-앵글 신호 입력단자(223)에 입력되는 경우 AD컨버터(225)는 브레이크-앵글 신호를 디지털 신호로 변환된다. AD컨버터는 플래시형 AD컨버터, 축차비교형 AD컨버터, 2중적분형 AD컨버터, 델타시그마형 AD컨버터 등이 있는데, 본 발명은 축차비교형 AD컨버터를 사용한다.
축차비교형 AD컨버터(400)는 SAR(Successive Approximation Register)를 조합하여 최상위 비트로부터 순서대로 하위비트 쪽으로 수정하여 가는 SAR연산을 이용하여 아날로그-디지털 변환을 한다. 축차비교형 AD컨버터(400)는 DA컨버터(430)의 출력을 짧은 시간에 아날로그 입력 저항에 근사시켜, 아날로그-디지털 변환시간을 단축하고, 회로를 간단히 구현할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 부스터 파워업 방법에서의 축차비교형 AD 컨버터(400)는 아날로그 입력부(410), 기준전압 입력부(420), DA컨버터부(430), 비교부(440), SAR연산부(450), 디지털출력부(460)를 포함한다.
구체적으로 브레이크-앵글 신호의 전압은 아날로그 입력부(410)에 입력된다.미리 정의된 디지털화된 기준 전압은 기준 전압 입력부(420)에 입력된다. DA컨버터부(430)는 미리 정의된 디지털화된 기준 전압을 아날로그 전압으로 변환한다. 비교부(440)는 아날로그 입력부(410)의 입력전압과 DA컨버터부(430)에서 변환된 아날로그전압을 비교한다. SAR연산부(450)는 비교부(440)의 출력을 입력으로 받아 SAR연산을 수행한다. SAR연산이 최하위비트에 도달하는 경우, 디지털출력부(460)는 SAR연산의 결과를 출력한다.
도 5는 스마트 부스터 파워업 방법에서 축차비교형 AD컨버터의 알고리즘 순서도이다.
도 5를 참조하면, 차량의 시동이 꺼진 상태에서, 운전자가 브레이크를 밟아 아날로그 브레이크-앵글 신호 입력 단자가 활성화된 경우
먼저 아날로그 브레이크-앵글 신호의 전압을 입력한다(S510).
이어, 기준 전압을 DA컨버터(430)에 입력한다(S520).
이어, 비교부(440)는 아날로그 브레이크-앵글 신호의 전압과 기준 전압을 비교하여 디지털 신호를 출력한다(S530).
이어, SAR연산부(450)는 최상위 비트로부터 하위 비트로 진행하며 연산을 수행한다 (S540).
이어, SAR연산부(450)가 최하위비트에 도달한 경우(S550), 디지털 신호를 출력하고(S560),
SAR연산부(450)가 최하위비트가 아닌 경우, 디지털 신호를 DA컨버터부(430)에 입력하여 위의 과정을 반복한다(S520).
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 차량의 최초 시동이 켜진 상태의 경우, VCC 및 리셋 신호를 출력하는 전압정류기; 및
    상기 VCC 및 리셋 신호에 의해 초기화 되고 정상모드로 진입하여 상기 전압정류기의 동작 유지를 위한 홀드업-하이 신호를 출력하며, 차량의 시동이 꺼진 상태인 경우 홀드업 신호 출력단자와 트리거 신호 입력단자만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입하는 마이컴;
    을 포함하고,
    상기 마이컴은 상기 트리거 신호가 입력되면, 브레이크-앵글 신호 입력단자를 활성화하고, 상기 브레이크-앵글 신호 입력단자로의 입력값을 미리 정의한 임계값과 비교하고,
    상기 입력값이 상기 임계값 이상인 경우, 정상신호로 판단하여 상기 마이컴이 상기 정상모드로 진입하고 스마트 부스터 제동 시스템을 활성화 시키고,
    상기 입력값이 상기 임계값 미만인 경우, 잡음이 입력된 것으로 판단하여, 상기 마이컴이 상기 절전 모니터링 모드에 있는 것을 특징으로 하는 스마트 부스터 파워업 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서 상기 트리거 신호는
    브레이크-라이트의 출력신호, 차량의 도어-락 센서의 출력신호 및 운전자석의 하중 센서의 출력신호 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 부스터 파워업 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전압정류기는,
    차량의 시동 전원이 꺼진 상태의 경우에도, 상기 홀드업-하이 신호에 의하여 정상 동작 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 스마트 부스터 파워업 장치.
  5. 스마트 부스터 파워업 장치에 포함된 마이컴이 수행하는 스마트 부스터 파워업 방법에 있어서,
    차량의 시동이 꺼진 상태인 경우, 홀드업 신호 출력단자와 트리거 신호 입력단자 만을 활성화 상태로 유지하는 절전 모니터링 모드로 진입하는 단계;
    트리거 신호가 상기 트리거 신호 입력단자로 입력되면 브레이크-앵글 신호 입력단자를 활성화시켜 브레이크 앵글 신호의 입력을 대기하는 단계; 및
    상기 브레이크-앵글 신호의 입력값이 미리 정의된 임계값 이상이면 정상모드에 진입하여 스마트 부스터 제동 시스템을 활성화하고,
    상기 입력값이 임계값 미만이면 상기 절전 모니터링 모드로 진입하는 단계
    를 특징으로 하는 스마트 부스터 파워업 방법.
  6. 제 5항에서,
    상기 입력값은 축차 비교형 AD컨버터를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 스마트 부스터 파워업 방법.
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