KR102573804B1 - 통합 제어 유닛, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

통합 제어 유닛, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

일 측면은 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어기의 발열을 최소화하는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어기의 온도가 지나치게 하강되지 않도록 제어하는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
이에, 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재되는 통합 제어기가 외부 온도에 민감하지 않도록 동작 가능한 구조로 제공하고 한다.
일 실시예에 따른 차량은 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System: ADAS)이 탑재된 통합 제어 유닛; 상기 차량의 내부로 공기를 유입시키고, 상기 공기의 흐름을 조절하는 공조 장치;를 포함하고, 상기 공조 장치는, 상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 공조 덕트를 분기시켜 상기 통합 제어 유닛으로 상기 공기를 전달한다.

Description

통합 제어 유닛, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법{INTEGRATED CONTROL UNIT VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 통합 제어 유닛, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 통합 제어기의 방열 성능을 확보하기 위한 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
차량은 도로나 선로를 주행하면서 사람이나 물건을 목적지까지 운반할 수 있는 장치를 의미한다. 차량은 주로 차체에 설치된 하나 이상의 차륜을 이용하여 여러 위치로 이동할 수 있다. 이와 같은 차량으로는 삼륜 또는 사륜 자동차나, 모터사이클 등의 이륜 자동차나, 건설 기계, 자전거 및 선로 상에 배치된 레일 위에서 주행하는 열차 등이 있을 수 있다.
최근에는 운전자의 부담을 경감시켜주고 편의를 증진시켜주기 위하여 차량 상태, 운전자 상태, 및 주변 환경에 대한 정보를 능동적으로 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System; ADAS)이 탑재된 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템의 일 예로, 전방 충돌 회피 시스템(Forward Collision Avoidance; FCA), 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Brake; AEB), 운전자 주의 경고 시스템(Driver Attention Warning, DAW) 등이 있다. 이러한 시스템은 차량의 주행 상황에서 대상체와의 충돌 위험을 판단하고, 충돌 상황에서 긴급 제동을 통한 충돌 회피 및 경고 제공 시스템이다.
특히, 첨단 운전자 보조 시스템을 동작 시키기 위하여 각종 센서를 탑재하여, 센서 퓨전 및 딥 러닝 영상 인식 기술을 적용하는 경우에 기존의 전자 유닛에 고성능의 AP(Application Processor) 나 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 칩이 추가되어 첨단 운전자 보조 시스템의 통합 제어기 개발이 진행 중이다.
다만, 다양한 칩이 추가된 통합 제어기의 경우 동작 시 발생하는 발열이 있어, 발생되는 발열을 최소화하고 효과적인 방열성능을 확보하기 위한 연구가 진행 중이다.
일 측면은 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어기의 발열을 최소화하는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어기의 온도가 지나치게 하강되지 않도록 제어하는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
이에, 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재되는 통합 제어기가 외부 온도에 민감하지 않도록 동작 가능한 구조로 제공하고 한다.
일 실시예에 따른 통합 제어 유닛은, 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System: ADAS)이 탑재된 통합 제어 유닛에 있어서, 상기 통합 제어 유닛은, 적어도 하나의 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판을 둘러쌓도록 배치된 방열핀 구조의 하우징; 상기 적어도 하나의 인쇄회로기판의 일면의 적어도 일부와 상기 하우징의 표면 중 적어도 일부에 마련된 서멀그리스(Thermal Grease); 및 상기 적어도 하나의 인쇄회로기판과 상기 하우징을 연결하는 볼트 체결부;를 포함한다.
상기 하우징은, 커버 하우징 및 베이스 하우징을 포함하고,
상기 인쇄회로기판은, 상기 커버 하우징 및 상기 베이스 하우징 중 적어도 하나의 내부에 배치되고,
상기 서멀그리즈는, 상기 인쇄회로기판과 상기 하우징 사이에 마련될 수 있다.
상기 방열핀 구조는, 상기 커버 하우징 상측의 적어도 일면에 돌출되어 마련되고, 상기 베이스 하우징의 하측의 적어도 일면에 돌출되어 마련될 수 있다.
일 실시예에 따른 차량은 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System: ADAS)이 탑재된 통합 제어 유닛; 상기 차량의 내부로 공기를 유입시키고, 상기 공기의 흐름을 조절하는 공조 장치;를 포함하고,
상기 공조 장치는, 상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 공조 덕트를 분기시켜 상기 통합 제어 유닛으로 상기 공기를 전달한다.
상기 통합 제어 유닛은, 상기 통합 제어 유닛의 온도를 측정하고, 상기 통합 제어 유닛의 방열이 필요한 경우로 판단한 경우, 방출이 필요한 열용량값을 산출하여, 산출된 열용량값을 상기 공조 장치로 전달할 수 있다.
상기 공조 장치는, 운전자의 공조 제어 값을 입력 받는 차량 공조 스위치; 상기 통합 제어 유닛으로 전달되는 상기 공기의 양을 조절하는 유량 제어 밸브; 및
상기 유량 제어 밸브를 제어하는 공조 제어 유닛;을 더 포함할 수 있다.
상기 공조 제어 유닛은, 상기 통합 제어 유닛이 산출한 열용량값을 전달받고, 상기 전달받은 열용량값과, 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 기초로 최종 출력 열용량값을 산출할 수 있다.
상기 공조 제어 유닛은, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 보상하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 작으면, 상기 유량 제어 밸브를 개방 제어할 수 있다.
상기 기준값은, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값으로 상기 차량의 내부 공조 제어가 가능한 임계값을 의미할 수 있다.
상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값은, 운전자의 설정 온도 또는 설정 풍량을 더 포함하고,
상기 공조 제어 유닛은, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 설정 온도를 낮추거나, 상기 설정 풍량을 증가시킬 수 있다.
상기 공조 장치는, 상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 공조 덕트를 분기시켜 상기 통합 제어 유닛으로 냉각된 공기 또는 온열(heating)된 공기를 전달할 수 있다.
상기 통합 제어 유닛은, 상기 통합 제어 유닛의 온열이 필요한 경우로 판단한 경우, 온열이 필요한 열용량값을 산출하여, 산출된 열용량값을 상기 공조 장치로 전달할 수 있다.
상기 공조 장치는, 상기 전달받은 열용량값과, 입력 받은 운전자의 공조 제어값을 기초로 상기 최종 출력 열용량값을 산출하고, 상기 최종 출력 열용량값에 기초하여 상기 공조 장치를 온열 구동시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 공조 장치가 차량의 내부로 공기를 유입시키거나, 상기 공기의 흐름을 조절하고; 상기 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System: ADAS)이 탑재된 통합 제어 유닛이 동작하고; 상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 분기된 공조 덕트를 통과하여 상기 통합 제어 유닛으로 상기 공기를 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 상기 통합 제어 유닛이 상기 통합 제어 유닛의 온도를 측정하고;
상기 통합 제어 유닛이 상기 통합 제어 유닛의 방열이 필요한 경우로 판단한 경우, 방출이 필요한 열용량값을 산출하여, 산출된 열용량값을 상기 공조 장치로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 운전자의 공조 제어 값을 입력 받는 것;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 상기 통합 제어 유닛이 산출한 열용량값을 전달받고, 상기 전달받은 열용량값과, 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 기초로 최종 출력 열용량값을 산출하는 것;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 보상하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 작으면, 유량 제어 밸브를 개방 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 기준값은, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값으로 상기 차량의 내부 공조 제어가 가능한 임계값을 의미할 수 있다.
상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값은, 운전자의 설정 온도 또는 설정 풍량을 더 포함하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 보상하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 작으면, 유량 제어 밸브를 개방 제어하는 것;은,
상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 설정 온도를 낮추거나, 상기 설정 풍량을 증가시키는 것;을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어기의 발열을 최소화할 수 있다.
또한, 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어기의 온도가 지나치게 하강되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재되는 통합 제어기가 외부 온도에 민감하지 않도록 동작 가능한 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 차량의 차체의 내장 예시도이다.
도 2은 일 실시 예에 따른 차량에 포함되는 공조 장치 및 통합 제어기의 위치 관계를 나타낸 예시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 차량의 각종 전장 장치의 상호 관계를 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 통합 제어기의 측면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 통합 제어기와 공조 장치의 상호 동작을 설명하는 개략도이다.
도 6은 다른 일 실시 예에 따른 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 다른 일 실시 예에 따른 통합 제어기와 공조 장치의 상호 동작을 설명하는 개략도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 통합 제어기와 공조 장치의 상호 동작을 설명하는 개략도이다.
도 9는 다른 일 실시 예에 따른 통합 제어기의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 차량의 차체의 내장 예시도이며, 도 2는 차량의 차체 내장 예시도의 내부에 장착되는 공조 장치 및 통합 제어 장치를 포함하는 각종 전장 장치의 위치 관계를 설명하는 블록도이다.
차량은, 도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 내장(120)은 탑승자가 앉는 시트(121)와, 대시 보드(122)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향전환 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 변속 레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉 클러스터, 123)과, 공기조화기의 송풍구와 조절판이 배치된 센터 페시아(124)와, 센터 페시아(124)에 마련되고 오디오 기기와 공기 조화기의 동작 명령을 입력받는 헤드유닛(125)과, 센터 페시아(124)에 마련되고 시동 명령을 입력받는 시동부(126)를 포함한다.
차량(100)은 센터페시아(124)에 마련되고 조작 위치를 입력받는 변속 레버와, 변속 레버의 주변 또는 헤드 유닛(125)에 위치하고 전자식 주차 브레이크 장치(미도시)의 동작 명령을 입력받는 주차 버튼(EPB 버튼)을 더 포함할 수 있다.
차랑(100)은 각종 기능의 동작 명령을 입력받기 위한 입력부(127)를 더 포함할 수 있다.
입력부(127)는 헤드 유닛(125) 및 센터페시아(124)에 마련될 수 있고, 각종 기능의 동작 온 오프 버튼, 각종 기능의 설정값을 변경하기 위한 버튼 등과 같은 적어도 하나의 물리적인 버튼을 포함할 수 있다.
입력부(127)는 사용자 인터페이스(129)의 표시부에 표시된 커서의 이동 명령 및 선택 명령 등을 입력하기 위한 조그 다이얼(미도시) 또는 터치 패드(미도시)를 더 포함하는 것도 가능하다.
여기서 조그 다이얼 또는 터치 패드는 센터페시아 등에 마련될 수 있다.
차랑(100)은 헤드 유닛(125)에 마련되고, 차량에서 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 표시부(128)를 더 포함할 수 있다.
차량은 사용자의 사용 편의를 위한 사용자 인터페이스(129)를 더 포함한다.
사용자 인터페이스(129)는 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 것도 가능하다.
사용자 인터페이스(129)는 터치 패널과 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린으로 마련되어 입력기능과 표시 기능을 모두 수행하는 것도 가능하고, 디스플레이 패널만을 가지고 표시 기능만을 수행하는 것도 가능하다. 따라서, 사용자는 사용자 인터페이스(129)에 표시된 선택 가능한 기능에 대하여 터치 스크린의 터치 입력을 통하여 원하는 기능을 선택하는 것도 가능하다.
센터페시아(124)에는 공조 장치(131)가 설치될 수 있으며 공조 장치(131)는 차량(100) 내부의 온도, 습도, 공기의 청정도, 공기의 흐름을 조절하여 차량(100)의 내부를 쾌적하게 유지한다. 공조 장치(131)는 대시보드(122)의 외부인 센터페시아(124)에 설치되고 공기를 토출하는 적어도 하나의 토출구(131a)를 포함할 수 있으며, 추가적으로, 센터페시아(124)에는 공조 장치를 사용자가 동작시키기 위한 버튼이나 다이얼과 같은 공조 스위치(131b)를 더 포함할 수 있다. 센터페시아(130)에는 따라서, 운전자 등의 사용자는 센터페시아(124)에 배치된 버튼을 이용하여 공조 장치(131)를 제어할 수 있다.
이러한, 차량(100)은 대시 보드(122)의 내부에, 즉, 공기조화기의 토출구(131a)가 배치된 센터페시아(124)의 뒷편으로 각종 전장 장치를 포함할 수 있는 것으로, 도 2에서는 차량(100)의 차체 내장 예시도의 내부에 장착되는 공조 장치(131)의 일부 구성과 및 첨단 운전자 보조 시스템을 탑재하는 통합 제어 유닛(300)의 위치 관계를 설명하는 블록도이다.
다만, 도 2에 도시된 차량(100)의 대시 보드(122)의 내부에는 공조 장치(131) 및 통합 제어 유닛(300)이외의 추가적인 전자 장치가 더 탑재될 수 있다. 예를 들어, 통합 제어 유닛(300)은 공조 장치(131)에서 차량의 운전석 및 조수석 사이에 설치되는 센터 콘솔(Center Console)로 연결되는 공조 덕트를 분기하여, 통합 제어 유닛(300)의 상단부에 체결되도록 할 수 있어, 대시 보드(122) 내부에는 추가적인 공조 덕트가 더 포함될 수도 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 대시 보드(122)의 내부에는 공조 장치(131)와 통합 제어 유닛(300)이 탑재될 수 있는 것으로, 도 2에서는 공조 장치(131)가 하드웨어적으로 동작되기 위한 각 구성에 대하여 도시하였으며, 도 3에서는 공조 장치(131)를 소프트웨어적으로 동작시키는 공조 제어 유닛(132)의 구성에 대하여 더욱 자세히 설명한다. 뿐만 아니라, 도 4에서는 통합 제어 유닛(300)을 구성하는 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 공조 장치(131)는 센터페시아(124)에 설치되는 토출구(131a)로 순환되는 공기를 토출시키는 증발기/히터(138)를 포함하고, 증발기/히터(138)의 동작 전에 바람을 생성하는 구동부(139)를 포함한다.
이 때, 구동부(139)는 모터(136a)에 의하여 회전되는 팬(136)을 포함하고, 팬(136)이 구동됨에 따라 바람을 생성할 수 있다.
생성된 바람은 증발기/히터(138) 장치를 거쳐 토출구(131a) 또는 통합 제어 유닛(300)에 바람을 제공할 수 있는 것으로, 발생된 공기는 토출구(131a)를 통과하여 차량 내부에 공기를 공급할 수 있다.
특히, 공조 장치(131)는 도시되지는 않았으나, 차량의 센터 콘솔로 연결되는 공조 덕트의 일부가 통합 제어 유닛(300)으로 분기됨에 따라, 발생된 공기가 통합 제어 유닛(300)에 공기를 공급할 수 있다.
이 때, 공급되는 공기는 증발기가 동작한 경우 습기를 제거한 공기일 수 있으며, 히터가 동작한 경우 고온의 공기가 제공될 수 있다.
구체적으로, 이러한 공조 장치(131)는 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 공조 스위치(131b), 공조 제어 유닛(132), 유량 제어 밸브(135), 증발기/히터(138) 및 구동부(139)를 구성하는 팬(136) 과 모터(136a), 에어컨 컴프레서(137)를 포함한다.
공조 장치(131)를 구성하는 차량 공조 스위치(131b), 공조 제어 유닛(132)과, 유량 제어 밸브(135)는 상호간 차량 네트워크(NT)를 통하여 통신이 가능할 수 있다.
뿐만 아니라, 공조 장치(131)는 통합 제어 유닛(300)과도 상호간 차량 네트워크(NT)를 통하여 통신이 가능한 것으로, 따라서, 공조 장치(131)에 포함된 공조 제어 유닛(132)은 통합 제어 유닛(300)으로부터 수신한 신호에 따라서, 제어 신호를 생성할 수도 있다.
이 때, 차량 네트워크(NT)는 최대 24.5Mbps(Mega-bits per second)의 통신 속도를 갖는 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 최대 10Mbpas의 통신 속도를 갖는 플렉스레이(FlexRay), 125kbps(kilo-bits per second) 내지 1Mbps의 통신 속도를 갖는 캔(CAN, Controller Area Network), 20kbps의 통신 속도를 갖는 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 이와 같은 차량 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플레스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.
먼저, 공조 장치(131)에 있어서, 차량 공조 스위치(131b)는 앞서 설명한 바와 같이, 운전자는 차량 공조 스위치(131b)를 조작하여 원하는 송풍량, 습도, 및 온도를 조절하는 것이 가능하다.
따라서, 공조 장치(131)는 운전자가 조작한 공조 스위치(131b)에 입력된 정보를 기초로 공조 장치(131)의 각종 구성을 총괄적으로 동작시키는 공조 제어 유닛(132)을 포함한다. 구체적으로, 공조 제어 유닛(132)은 제어 신호에 따라 유량을 조절하는 유량 제어 밸브(135)를 제어시키는 유량 밸브 제어부(133)와 공조량을 조절하는 공조 제어부(134)를 포함한다. 다만, 공조 제어 유닛(132)은 운전자가 조작한 공조 스위치(131b) 이외에 통합 제어 유닛(300)으로부터 수신한 입력 신호를 기초로 유량 밸브 제어부(133) 및 공조 제어부(134)가 제어 신호를 생성할 수 있다.
유량 밸브 제어부(133)는 차량 네트워크(NT)를 통과하여 유량 제어 밸브(135)를 구동할 수 있으며, 공조 제어부(134)는 직접 팬(136), 모터(136a)를 포함하는 구동부(139)와 에어컨 컴프레서(137), 증발기/히터(138)를 동작시킬 수 있다.
특히, 유량 밸브 제어부(133)는 분기된 공조 덕트를 통과하여 통합 제어 유닛(300)으로 전달되는 유량을 제어하기 위한 밸브인 유량 제어 밸브(135)를 구동시키기 위한 제어 신호를 생성하는 바, 통합 제어 유닛(300)의 발열량에 따라 유량 제어 밸브(135)의 개폐량을 조절한다.
예를 들어, 통합 제어 유닛(300)에서 내부적으로 측정한 내부 온도를 공조 장치(131)로 차량 네트워크(NT)를 통하여 전달한다. 이 때, 통합 제어 유닛(300)은 통합 제어 유닛이 정상적으로 작동하기 위하여 요구되는 기준 온도를 고려하여 방출이 필요한 열용량을 차량 네트워크(NT)를 통하여 공조 장치(131)로 전달한다.
공조 장치(131)의 공조 제어부(134)는 통합 제어 유닛(300)으로부터 전달받은 방출이 필요한 열용량과 차량 공조 스위치(131)를 통하여 운전자가 설정한 공조 설정값을 기준으로 전체 열용량을 산출한다.
또한, 공조 제어부(134)는 산출된 전체 열용량을 기초로, 유량 밸브 제어부(133)를 통해 요구되는 개폐량에 대한 신호를 생성하고, 생성된 개폐 정도 신호를 유량 제어 밸브(135)로 차량 네트워크(NT)를 통해 전달할 수 있으며, 공조 제어부(134)는 차량 공조 제어 신호를 구동부(139), 에어컨 컴프레서(137) 및 증발기/히터(138) 중 적어도 하나의 장치에 전달한다.
일 예로, 공조 제어부(134)는 통합 제어 유닛(300)으로부터 전달받은 방출이 필요한 열용량이 통합 제어 유닛(300)의 지속적인 동작으로 인하여 발열량이 증가할 경우, 유량 제어 밸브(135)의 개방 정도를 증대시키고, 추가적인 방열이 필요한 경우, 에어컨 컴프레서(137)의 가동량도 증가시킬 수 있다.
또한, 일 예로, 공조 제어부(134)는 통합 제어 유닛(300)으로부터 전달받은 방출이 필요한 열용량이 크지 않으면, 유량 제어 밸브(135)의 개방 정도를 최소로 하여 통합 제어 유닛(300)으로 전달되는 냉기를 최소화시킬 수 있다.
이 때, 공조 장치(131)는도 2에서 설명한 바와 같이, 구동부(139)는 모터(136a)에 의하여 회전되는 팬(136)을 포함하고, 팬(136)이 구동됨에 따라 바람을 생성할 수 있다.
생성된 바람은 증발기/히터(138) 장치를 거쳐 토출구(131a) 또는 통합 제어 유닛(300)에 바람을 제공할 수 있는 것으로, 발생된 공기는 토출구(131a)를 통과하여 차량 내부에 공기를 공급할 수 있다.
에어컨 컴프레서(137)는 냉매 압축기로서, 차량의 경우, 냉매와 오일이 섞여있는 상태로 작동하는 것이 일반적이다. 즉, 에어컨 컴프레서(137)는 회전 에너지를 실린더를 통해 왕복 에너지로 바꿔 냉매를 압축함에 따라 온도를 떨어뜨리고 열교환기를 통해 찬바람을 생성할 수 있다.
따라서, 일 예로, 공조 장치(131)는 구동부(139)를 통하여 생성된 바람이 에어컨 컴프레서(137)를 통하여 찬 바람으로 생성되어 증발기(138)를 거치면, 여름과 같은 고온 다습한 차량 실내 환경에 저온 저습의 공기를 제공할 수 있다.
이러한 공조 장치(131)로부터 공기를 제공 받는 통합 제어 유닛(300)은 도 4와 같은 구조로 형성될 수 있다.
즉, 도 4는 일 실시 예에 따른 통합 제어 유닛(300)의 측면도인 것으로, 다수의 방열핀으로 구성된 알루미늄 하우징(410, 414) 로 복수개의 인쇄회로기판(Printed Circuit Borad: PCB)(411a, 411b, 411c)를 덮는 구조로서 통합 제어 유닛(300)이 구성될 수 있다.
이 때, 복수개의 인쇄회로기판(411a, 411b, 411c)은 기존의 전자 유닛(Micro Controller Unit: MCU)에 고성능의 AP(Application Processor) 나FPGA(Field-Programmable Gate Array)이 탑재될 수 있는 것으로, 이는 첨단 운전자 보조 시스템을 동작 시키기 위하여 각종 센서를 탑재하여, 센서 퓨전 및 딥 러닝 영상 인식 기술을 적용하는 경우에 고성능, 고속도의 동작이 요구되기 때문이다.
따라서, 도 4에서, 제 1 인쇄회로기판(411a), 제 2 인쇄회로기판(411b), 및 제 3 인쇄회로기판(411c)는 MCU, AP, 및 FPGA 칩이 이에 해당될 수 있다. 이러한 인쇄회로기판(411:411a 내지 411c)는 고 발열소자인 것으로, 하우징(410,414)와 직접 마주치도록 설계되는 것이 일반적이며, 각 인쇄회로기판의 상단(411)에 서멀그리스(Thermal Grease)(412:412a 내지 412d)가 하우징(410,414)과 인쇄회로기판(411)을 연결하는 볼트 체결부(415:415a 내지 415c)에 도포되어 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
즉 서멀그리스(Thermal Grease, 412a 내지 412d)는 상기 적어도 하나의 인쇄회로기판의 일면의 적어도 일부와 하우징의 표면 중 적어도 일부에 마련되어, 인쇄회로기판과 하우징 사이에 마련될 수 있다.
또한 하우징은 커버 하우징(410) 및 베이스 하우징(414)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판은 커버 하우징 및 상기 베이스 하우징 중 적어도 하나의 내부에 배치되고 서멀그리즈는 인쇄회로기판과 하우징(410, 414) 사이 각각에 마련될 수 있다.
하우징에 마련된 방열핀 구조는(P41, P42) 커버 하우징(410) 상측의 적어도 일면에 돌출되어 마련될 수 있고 베이스 하우징(414)의 하측의 적어도 일면에 돌출되어 마련될 수 있다.
이 때, 도 4에서의 통합 제어 유닛(300)은 상하 하우징(410,414)을 방열핀을 적용하여 방열효과를 극대화하기 위하여 공조 장치(131)에서 센터 콘솔로 연결되는 공조 덕트를 분기하여 통합 제어 유닛(300)의 상단부에 체결되도록 구성하고, 특히, 상단부에는 공조 장치(131)의 유량 제어 밸브(135)를 위치시켜, 통합 제어 유닛(300)으로 전달되는 공기의 양을 조절하도록 형성할 수 있다. 이에 대한 구성은 도 5 및 도 7의 실시예에서 자세히 설명한다.
뿐만 아니라, 도 5에서 후술하는 바, 통합 제어 유닛(300)은 차량의 샤시 프레임의 상단에 위치되어 통합 제어 유닛(300)의 하부 하우징(414) 내부의 열이 샤시 프레임으로 전도되도록 설치될 수 있으며, 차량 주행 시, 차량 하부의 공기 유동에 의한 대류에 의해 샤시 프레임 및 통합 제어 유닛(300)의 열을 식히도록 설치될 수 있다.
구체적으로, 도 5는 일 실시 예에 따른 통합 제어기와 공조 장치의 상호 동작을 설명하는 개략도이고, 도 6은 다른 일 실시 예에 따른 차량의 제어 방법을 도시한 순서도인 것으로, 하절기의 에어컨이 동작되는 상황에서의 통합 제어 유닛(300)의 방열 성능을 최적화하기 위한 일 실시예이다.
예를 들어, 도 5와 같이, 통합 제어 유닛(300)은 상부 하우징(410) 위쪽으로 분기된 공조 덕트로부터 공기를 공급받을 수 있는 구조로 설치될 수 있으며, 공조 덕트로부터 전달받는 공기의 양을 제어하기 위한 제어 밸브(135)가 공조 덕트와 통합 제어 유닛(300)의 중간에 위치할 수 있다.
따라서, 유량 제어 밸브(135)는 공조 제어 유닛(132)의 유량 밸브 제어부(133)의 제어 신호에 따라, 통합 제어 유닛(300)으로 전달되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
또한, 통합 제어 유닛(300)의 하단에는 샤시 프레임(310)이 위치되어, 차량 주행 시, 차량 하부의 공기 유동에 의한 대류에 의해 샤시 프레임 (310) 및 통합 제어 유닛(300)의 열을 식힐 수 있다.
이 때, 유량 제어 밸브(135)를 제어하는 유량 밸브 제어부(133)는 차량 공조 스위치(131b)를 통하여 입력된 입력 신호와 통합 제어 유닛(300)의 온도 정보에 기초하여 유량 제어 밸브(135)의 개폐량을 조절한다.
즉, 도 6은 하절기에 공조 장치(131)를 사용하여 통합 제어 유닛(300)을 방열시키는 차량 제어 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 차량(100)에 탑재된 통합 제어 유닛(300)과 공조 장치(131)는 차량의 시동이 온(On)된 상황에서 일 실시예에 따른 차량 제어를 시작한다(601, 610).
통합 제어 유닛(300)과 공조 장치(131)는 별개의 차량에 포함된 장치이나, 상호 차량 네트워크(NT)를 통하여 동작될 수 있는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 공조 장치(131)는 통합 제어 유닛(300)으로부터 통합 제어 유닛(300)이 산출한 방출이 필요한 열용량 값을 전달받을 수 있다.
통합 제어 유닛(300)과 공조 장치(131)는 각각 별도로 동작되는 바, 병렬적으로 동작하나, 설명의 편의상 통합 제어 유닛(300)의 동작 방법에 대하여 먼저 설명한다.
통합 제어 유닛(300)은 차량 시동이 On되면(601), 적어도 하나 이상의 칩으로 구성된 통합 제어 유닛 내부의 온도를 측정한다(602). 이 때, 내부적으로 적어도 하나 이상의 칩으로 구성된 통합 제어 유닛(300)의 제 1 인쇄회로기판(411a), 제 2 인쇄회로기판(411b), 및 제 3 인쇄회로기판(411c)는 MCU, AP, 및 FPGA 칩이 이에 해당될 수 있으며, 제 1 인쇄회로기판(411a)이 메인 인쇄회로기판인 경우에, 제 1 인쇄회로기판(411a)은 제 1 인쇄회로기판(411a)의 칩 온도와, 제 2 인쇄회로기판(411b)로부터 전달받은 제 2 인쇄회로기판(411b)의 칩 온도, 제 3 인쇄회로기판(411c)로부터 전달받은 제 3 인쇄회로기판(411c)의 칩 온도를 진단하여, 전체 통합 제어 유닛(300)의 정상 작동 온도 기준을 고려하여 방출이 필요한 열용량(A)를 산출한다(604). 이때, 통합 제어 유닛(300)은 미리 설정한 통합 제어 유닛(300)의 정상 작동 온도를 기준값으로 고려하여, 제어 유닛이 방열이 필요한지 여부를 판단한다(603). 따라서, 통합 제어 유닛(300)은 제어 유닛의 방열이 필요하다고 판단한 경우에(603의 예), 방출에 필요한 열용량(A)를 산출하고, 산출된 'A'값을 공조 장치에 전달한다.
다음으로, 공조 장치(131)는 차량 시동이 On 된 경우에, 운전자가 차량 공조 스위치(131b)에 입력한 차량 공조 설정값을 획득한다(611). 이 때, 운전자가 입력하는 차량 공조 설정값이란, 풍량, 온도 정보를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 공조 장치(131)는 차량 공조 설정값에 따른 공조값을 설정하기 위하여 차량 실내 온도를 획득한다(612).
통합 제어 유닛(300)으로부터 통합 제어 유닛(300)의 열방출에 필요한 열용량(A)를 전달받은 공조 장치(131)는 운전자가 설정한 차량 공조 설정값과 'A'값을 모두 고려하여 방출에 필요한 전체 열용량(B)를 산출한다(613). 만일, 전체 열용량(B)이 현재 운전자가 설정한 공조 설정값으로 차량 공조 제어가 가능한 수준인 기준치보다 크면(614의 예), 차량 공조 설정값을 보상한다(615). 일 예로, 차량 공조 장치(131)의 설정온도를 낮추고, 풍량을 높이도록 제어할 수 있다.
이와 달리, 전체 열용량(B)이 현재 운전자가 설정한 공조 설정값으로 차량 공조 제어가 가능한 수준인 기준치 보다 작으면 (614의 아니오), 공조 장치(131)는 유량 제어 밸브(135)를 제어하여 통합 제어 유닛(300)의 열을 발산시킬 수 있다. 즉, 통합 제어 유닛(300)은 유량 제어 밸브(135)를 개방 제어할 수 있다
앞서 설명한 도 5 및 도 6에서는 하절기에서 통합 제어 유닛(300)의 방열 성능을 최적화하기 위한 일 실시예이다.
후술하는 도 7 및 도 8에서는 동절기에서 통합 제어 유닛(300)의 온도가 지나치게 떨어지는 것을 방지하기 위하여 히팅된 공기를 유입하는 방법을 설명하는 실시예이다.
예를 들어, 도 5와 동일하게 도시된 도 7에 도시된 바와 같이, 통합 제어 유닛(300)은 상부 하우징(410) 위쪽으로 분기된 공조 덕트로부터 공기를 공급받을 수 있는 구조로 설치될 수 있으며, 공조 덕트로부터 전달받는 공기의 양을 제어하기 위한 제어 밸브(135)가 공조 덕트와 통합 제어 유닛(300)의 중간에 위치할 수 있다.
따라서, 공조 덕트로부터 절달받는 공기가 고온 바람인 경우에 통합 제어 유닛(300)은 제어 밸브(135)를 통과하는 고온 바람으로부터 열을 흡수할 수 있다.
따라서, 유량 제어 밸브(135)는 공조 제어 유닛(132)의 유량 밸브 제어부(133)의 제어 신호에 따라, 통합 제어 유닛(300)으로 전달되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
또한, 통합 제어 유닛(300)의 하단에는 샤시 프레임(310)이 위치되어, 차량 주행 시, 차량 하부의 공기 유동에 의한 대류에 의해 샤시 프레임 (310) 및 통합 제어 유닛(300)의 열이 방출될 수 있다.
이 때, 유량 제어 밸브(135)를 제어하는 유량 밸브 제어부(133)는 차량 공조 스위치(131b)를 통하여 입력된 입력 신호와 통합 제어 유닛(300)의 온도 정보에 기초하여 유량 제어 밸브(135)의 개폐량을 조절한다.
즉, 도 8은 동절기에 공조 장치(131)를 사용하여 통합 제어 유닛(300)의 온도가 지나치게 하강하는 것을 방지 시키는 차량 제어 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 차량(100)에 탑재된 통합 제어 유닛(300)과 공조 장치(131)는 차량의 시동이 온(On)된 상황에서 일 실시예에 따른 차량 제어를 시작한다(801, 810).
통합 제어 유닛(300)과 공조 장치(131)는 별개의 차량에 포함된 장치이나, 상호 차량 네트워크(NT)를 통하여 동작될 수 있는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 공조 장치(131)는 통합 제어 유닛(300)으로부터 통합 제어 유닛(300)이 산출한 방출이 필요한 열용량 값을 전달받을 수 있다.
통합 제어 유닛(300)과 공조 장치(131)는 각각 별도로 동작되는 바, 병렬적으로 동작하나, 설명의 편의상 통합 제어 유닛(300)의 동작 방법에 대하여 먼저 설명한다.
통합 제어 유닛(300)은 차량 시동이 On되면(801), 적어도 하나 이상의 칩으로 구성된 통합 제어 유닛 내부의 온도를 측정한다(802). 이 때, 내부적으로 적어도 하나 이상의 칩으로 구성된 통합 제어 유닛(300)의 제 1 인쇄회로기판(411a), 제 2 인쇄회로기판(411b), 및 제 3 인쇄회로기판(411c)는 MCU, AP, 및 FPGA 칩이 이에 해당될 수 있으며, 제 1 인쇄회로기판(411a)이 메인 인쇄회로기판인 경우에, 제 1 인쇄회로기판(411a)은 제 1 인쇄회로기판(411a)의 칩 온도와, 제 2 인쇄회로기판(411b)로부터 전달받은 제 2 인쇄회로기판(411b)의 칩 온도, 제 3 인쇄회로기판(411c)로부터 전달받은 제 3 인쇄회로기판(411c)의 칩 온도를 진단하여, 전체 통합 제어 유닛(300)의 정상 작동 온도 기준을 고려하여 흡열이 필요한 열용량(C)를 산출한다(804). 이때, 통합 제어 유닛(300)은 미리 설정한 통합 제어 유닛(300)의 정상 작동 온도를 기준값으로 고려하여, 제어 유닛이 흡열이 필요한지 여부를 판단한다(803). 따라서, 통합 제어 유닛(300)은 제어 유닛의 흡열이 필요하다고 판단한 경우에(803의 예), 필요한 열용량(C)를 산출하고, 산출된 'C'값을 공조 장치에 전달한다.
다음으로, 공조 장치(131)는 차량 시동이 On 된 경우에, 운전자가 차량 공조 스위치(131b)에 입력한 차량 공조 설정값을 획득한다(811). 이 때, 운전자가 입력하는 차량 공조 설정값이란, 풍량, 온도 정보를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 공조 장치(131)는 차량 공조 설정값에 따른 공조값을 설정하기 위하여 차량 실내 온도를 획득한다(812).
통합 제어 유닛(300)으로부터 통합 제어 유닛(300)이 필요한 열용량(C)를 전달받은 공조 장치(131)는 운전자가 설정한 차량 공조 설정값과 'C'값을 모두 고려하여 방출에 필요한 전체 열용량(B)를 산출한다(613). 만일, 전체 열용량(B)이 현재 운전자가 설정한 공조 설정값으로 차량 공조 제어가 가능한 수준인 기준치보다 크면(614의 예), 차량 공조 설정값을 보상한다(615). 일 예로, 차량 공조 장치(131)의 설정온도를 높이고, 풍량을 높여 고온 바람이 방출되도록 제어할 수 있다.
이와 달리, 전체 열용량(B)이 현재 운전자가 설정한 공조 설정값으로 차량 공조 제어가 가능한 수준인 기준치 보다 작으면 (614의 아니오), 공조 장치(131)는 유량 제어 밸브(135)를 제어하여 통합 제어 유닛(300)의 열을 발산시킬 수 있다. 즉, 통합 제어 유닛(300)은 유량 제어 밸브(135)를 개방 제어할 수 있다
즉, 도 8에 도시된 바에 따라, 동절기에 통합 제어 유닛(300)이 얼어버려 제대로 동작되지 않는 상태를 미연에 방지할 수 있다.
다음으로, 도 9는 또 다른 일 실시 예에 따른 통합 제어기의 측면도이다. 도 9에 도시된 통합 제어 유닛(300)의 경우, 즉, 도 4와 동일하게 다수의 방열핀으로 구성된 알루미늄 하우징(910, 914) 로 복수개의 인쇄회로기판(Printed Circuit Borad: PCB)(911a, 911b, 911c)를 덮는 구조로서 통합 제어 유닛(300)이 구성될 수 있다.
이 때, 복수개의 인쇄회로기판(911a, 911b, 911c)은 기존의 전자 유닛(Micro Controller Unit: MCU)에 고성능의 AP(Application Processor) 나FPGA(Field-Programmable Gate Array)이 탑재될 수 있는 것으로, 이는 첨단 운전자 보조 시스템을 동작 시키기 위하여 각종 센서를 탑재하여, 센서 퓨전 및 딥 러닝 영상 인식 기술을 적용하는 경우에 고성능, 고속도의 동작이 요구되기 때문이다.
다만, 도 9에서, 하부 하우징(910,914)은 샤시 프레임과의 열전도를 극대화하기 위하여 하단부분의 방열핀 끝단을 평평하게 형성할 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다.본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 차량 128: 표시부
129: 사용자 인터페이스 141: 차륜
142: 엔진143: 배터리

Claims (20)

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  4. 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System: ADAS)이 탑재된 통합 제어 유닛;
    상기 차량의 내부로 공기를 유입시키고, 상기 공기의 흐름을 조절하는 공조 장치;를 포함하고,
    상기 공조 장치는,
    상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 공조 덕트를 분기시켜 상기 통합 제어 유닛으로 상기 공기를 전달하고,
    상기 통합 제어 유닛은,
    상기 통합 제어 유닛의 온도를 측정하고, 상기 통합 제어 유닛의 방열이 필요한 경우로 판단한 경우, 방출이 필요한 열용량값을 산출하여, 산출된 열용량값을 상기 공조 장치로 전달하고,
    상기 공조 장치는,
    운전자의 공조 제어 값을 입력 받는 차량 공조 스위치;
    상기 통합 제어 유닛으로 전달되는 상기 공기의 양을 조절하는 유량 제어 밸브; 및
    상기 유량 제어 밸브를 제어하는 공조 제어 유닛;을 더 포함하고,
    상기 공조 제어 유닛은,
    상기 통합 제어 유닛이 산출한 열용량값을 전달받고,
    상기 전달받은 열용량값과, 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 기초로 최종 출력 열용량값을 산출하는 차량.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 공조 제어 유닛은,
    상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 보상하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 작으면, 상기 유량 제어 밸브를 개방 제어하는 차량.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준값은,
    상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값으로 상기 차량의 내부 공조 제어가 가능한 임계값을 의미하는 차량.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값은,
    운전자의 설정 온도 또는 설정 풍량을 더 포함하고,
    상기 공조 제어 유닛은,
    상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 설정 온도를 낮추거나, 상기 설정 풍량을 증가시키는 차량.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 공조 장치는,
    상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 공조 덕트를 분기시켜 상기 통합 제어 유닛으로 냉각된 공기 또는 온열(heating)된 공기를 전달하는 차량.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 통합 제어 유닛은,
    상기 통합 제어 유닛의 온열이 필요한 경우로 판단한 경우, 온열이 필요한 열용량값을 산출하여, 산출된 열용량값을 상기 공조 장치로 전달하는 차량.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공조 장치는,
    상기 전달받은 열용량값과, 입력 받은 운전자의 공조 제어값을 기초로 상기 최종 출력 열용량값을 산출하고, 상기 최종 출력 열용량값에 기초하여 상기 공조 장치를 온열 구동시키는 차량.
  14. 공조 장치가 차량의 내부로 공기를 유입시키거나, 상기 공기의 흐름을 조절하고;
    상기 차량의 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System: ADAS)이 탑재된 통합 제어 유닛이 동작하고;
    상기 통합 제어 유닛이 상기 통합 제어 유닛의 온도를 측정하고;
    상기 통합 제어 유닛이 상기 통합 제어 유닛의 방열이 필요한 경우로 판단한 경우, 방출이 필요한 열용량값을 산출하여, 산출된 열용량값을 상기 공조 장치로 전달하고;
    상기 공조 장치가 운전자의 공조 제어 값을 입력 받고;
    상기 공조 장치가 상기 통합 제어 유닛으로부터 산출한 열용량값을 전달받고;
    상기 공조장치가 상기 전달받은 열용량값과, 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 기초로 최종 출력 열용량값을 산출하고;
    상기 공조 장치가 상기 차량의 내부로 공기를 전달하는 통로인 분기된 공조 덕트를 통과하여 상기 통합 제어 유닛으로 상기 공기를 전달하는 것;을 포함하는 차량 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 보상하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 작으면, 유량 제어 밸브를 개방 제어하는 것;을 더 포함하는 차량 제어 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 기준값은,
    상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값으로 상기 차량의 내부 공조 제어가 가능한 임계값을 의미하는 차량 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 입력 받은 운전자의 공조 제어값은,
    운전자의 설정 온도 또는 설정 풍량을 더 포함하고,
    상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 입력 받은 운전자의 공조 제어 값을 보상하고, 상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 작으면, 유량 제어 밸브를 개방 제어하는 것;은,
    상기 최종 출력 열용량값이 기준값보다 크면, 상기 설정 온도를 낮추거나, 상기 설정 풍량을 증가시키는 것;을 더 포함하는 차량 제어 방법.
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