KR20080083963A - 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한액추에이터 구동 시스템 - Google Patents

스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한액추에이터 구동 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 센서에서 검출된 센서 신호를 입력받아 액추에이터(Actuator)를 구동하기 위한 액추에이터 구동 시스템에 있어서, 센서, 센서 입력부 및 제어부를 포함하는 스마트(Smart) 센서 모듈; 구동 출력부 및 액추에이터를 포함한 스마트 액추에이터 모듈; 및 상기 스마트 센서 모듈 및 상기 스마트 액추에이터 모듈에 전원을 각각 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 종래 ECU를 센서, 센서 입력부 및 제어부를 포함한 스마트 센서 모듈 및 구동 출력부 및 액추에이터를 포함한 스마트 액추에이터 모듈로 분리하여 구성하고, 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 케이블로 연결하기 때문에 스마트 액추에이터 모듈에서 발생하는 노이즈 또는 열이 스마트 센서 모듈에 전달되지 않고, 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈 중에서 어느 하나가 고장 나면 고장 난 모듈만을 교체할 수 있고, 센서의 사양이 변경되면 스마트 센서 모듈만을 설계 변경하고 액추에이터의 사양이 변경되면 스마트 액추에이터 모듈만을 설계 변경할 수 있는 효과가 있다.
ECU, 모듈, 차량용 센서, 액추에이터

Description

스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템{Actuator Dive System with Smart Sensor Module and Smart Actuator Module}
도 1은 도 1은 종래의 차량용 ECU를 포함한 액추에이터 구동 시스템을 간략하게 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템을 간략하게 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 종래 ECU 200: 액추에이터 구동 시스템
110, 210: 센서 입력부 112, 212: 센서 인터페이스
114, 214: 센서/MCU 전원 공급부 116: 센서 연결 커넥터
220: 제어부 120, 222: MCU
224: 액추에이터 모듈 연결 커넥터 140, 230: 센서
240: 스마트 센서 모듈 130, 250: 구동 출력부
132, 252: 메인 파워 소자 134, 254: 드라이브 회로
136, 256: 방열판 138: 액추에이터 연결 커넥터
258: 센서 모듈 연결 커넥터 150, 260: 액추에이터 270: 스마트 액추에이터 모듈 160, 280: 배터리
본 발명은 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구동 출력부 및 액추에이터를 하나의 스마트 액추에이터 모듈로 구성하고, 센서, 센서 입력부 및 제어부를 하나의 스마트 센서 모듈로 구성해서 스마트 액추에이터 모듈과 스마트 센서 모듈을 연결 케이블로 연결하는 액추에이터 구동 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 각종 차량용 센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력 측의 각종 액추에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)를 포함한 액추에이터 구동 시스템이 구비되어 있다.
여기서, ECU는 차량 내부에 장착된 각종 센서로부터 수신한 신호를 통해 모터, 솔레노이드 등의 액추에이터를 구동하여 자동변속기 제어를 비롯한 구동계통, 제동계통, 조향계통 등을 제어한다.
도 1은 ECU를 포함한 액추에이터 구동 시스템을 간략하게 나타낸 도면이다.
ECU(100)의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 센서 인터페이스(112), 센서/MCU(Micro Controller Unit) 전원 공급부(114), 센서 연결 커넥터(116)를 포함한 센서 입력부(110), MCU(120) 및 메인 파워 소자(Main Power Device)(132), 드라이 브 회로(Drive Circuit)(134), 방열판(136) 및 액추에이터 연결 커넥터(138)를 포함한 구동 출력부(130) 등을 포함하고, 액추에이터 구동 시스템은 ECU(100), 차량용 센서(140) 및 액추에이터(Actuator)(150) 등을 포함한다.
센서 입력부(110)는 센서 연결 커넥터(116)를 통해 차량 내부에 장착된 센서(140)와 연결되고, 센서(140)로부터 입력받은 다양한 형태의 신호를 MCU(120)에서 처리할 수 있는 값으로 변환하는 회로인 센서 인터페이스(112) 및 배터리(160)로부터 공급된 전원을 센서(140) 및 MCU(120)의 정격 전원인 센서 전원 및 MCU 전원으로 변환하여 센서(140) 및 MCU(120)에 공급하는 센서/MCU 전원 공급부(114)를 포함하여 센서(140)에 센서 전원을 공급하고, 센서(140)로부터 입력받은 신호를 MCU(120)로 전달하는 기능을 수행한다.
MCU(120)는 센서 인터페이스(112)에서 변환된 신호를 센서 입력부(110)로부터 수신하여 센서 신호와 액추에이터(150)로부터 피드백되는 제어량 신호를 조합 및 연산해서 액추에이터(150)를 제어하기 위한 저전력의 제어신호를 출력한다.
한편, MCU(120)의 전원은 센서/MCU 전원 공급부(114)로부터 공급받는다.
구동 출력부(130)는 릴레이(Relay), 커패시터(Capacitor), 파워 스위칭 소자(Power Switching Device)를 포함하는 메인 파워 소자(132), 드라이브 회로(134) 및 방열판(136) 등을 포함한다.
구동 출력부(130)는 MCU(120)로부터 수신한 저전력 제어신호를 증폭하여 드라이브 회로(134)를 통해 액추에이터(150)를 구동한다. 이때에 구동 출력부(130)는 배터리(160)로부터 공급된 전원을 메인 파워 소자(132)를 통해 DC-DC 또는 DC-AC로 변환하고, DC-DC 또는 DC-AC로 변환한 전원인 액추에이터 전원을 액추에이터(150)에 공급한다. 여기서, 구동 출력부(130)가 액추에이터(150)에 공급하는 액추에이터 전원은 고 전력의 전원이다.
한편, 구동 출력부(130)는 메인 파워 소자(132) 및 그 밖의 소자 중에서 열이 발생하는 소자의 열을 방출하기 위해서 방열판(136)을 열이 발생하는 소자에 부착한다. 이와 같은 구동 출력부(130)는 액추에이터 연결 커넥터(138)를 통해 액추에이터(150)와 연결된다.
상기와 같은 ECU(100)의 구성은 센서 입력부(110), MCU(120) 및 구동 출력부(130)가 일체형으로 되어 있기 때문에 고 전력을 취급하는 구동 출력부(130)에서 발생하는 노이즈 또는 열로 인해 센서 입력부(110) 또는 MCU(120)에서 오동작이 발생할 수 있는 확률이 높아지고, 센서 입력부(110), MCU(120) 및 구동 출력부(130) 중에서 어느 하나가 고장 나더라도 ECU(100), 즉 센서 입력부(110), MCU(120) 및 구동 출력부(130) 전체를 교체해야되기 때문에 차량의 생산 또는 수리 비용이 많이 들게 되는 문제점이 있다.
또한, 조향 토크 센서, 차속 센서, 냉각수 온도 센서, 휠 스피디 센서 등을 포함하는 센서(140) 또는 솔레노이드 및 모터 등을 포함하는 액추에이터(150)의 사양이 변경되면 ECU(100) 전체를 수정해야하기 때문에, 원가 상승 및 설계의 어려움이 발생하는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 구동 출력부 및 액추에이터를 하 나의 스마트 액추에이터 모듈로 구성하고, 센서, 센서 입력부 및 제어부를 하나의 스마트 센서 모듈로 구성해서 스마트 액추에이터 모듈과 스마트 센서 모듈을 연결 케이블로 연결하는 액추에이터 구동 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 센서에서 검출된 센서 신호를 입력받아 액추에이터(Actuator)를 구동하기 위한 액추에이터 구동 시스템에 있어서, 센서, 센서 입력부 및 제어부를 포함하는 스마트(Smart) 센서 모듈; 구동 출력부 및 액추에이터를 포함한 스마트 액추에이터 모듈; 및 상기 스마트 센서 모듈 및 상기 스마트 액추에이터 모듈에 전원을 각각 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템을 간략하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액추에이터 구동 시스템(200)은 스마트 센서 모듈(240), 스마트 액추에이터(270) 및 배터리(280) 등을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 센서 모듈(240) 및 스마트 액추에이터 모듈(270)의 구성 요소 및 스마트 센서 모듈(240) 및 스마트 액추에이터 모듈(270)을 포함한 액추에이터 구동 시스템(200)의 구성 요소 중에서 도 1에서 기 설명한 구성 요소의 자세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명에서는 설명의 편의상 스마트 센서 모듈(240)과 스마트 액추에이터 모듈(270)과의 연결을 수행하기 위한 연결 장치를 커넥터로 한정하여 설명하였지만, 본 발명을 실제로 적용할 때는 이에 한정되지 않고, 커넥터 이외의 연결 장치를 사용할 수 있다.
스마트 센서 모듈(240)은 센서 인터페이스(212), 센서/MCU(Micro Controller Unit) 전원 공급부(214)를 포함한 센서 입력부(210), 제어 신호를 출력하는 MCU(222), 액추에이터 모듈 연결 커넥터(224)를 포함한 제어부(220) 및 센서(230)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 센서 모듈(240)에서 센서 인터페이스(212)는 센서(230)와 연결된 회로를 통해 센서 전원을 차량용 센서(260)에 공급하거나 센서(230)로부터 센서 신호를 수신한다.
또한, 스마트 센서 모듈(240)은 스마트 액추에이터 모듈(270)과 접속하기 위해 액추에이터 모듈 연결 커넥터(224)를 구비하고, 이를 통해 액추에이터 모듈(270)의 센서 모듈 연결 커넥터(258)와 접속하여 스마트 액추에이터 모듈(270)로 제어 신호를 전송하고, 스마트 액추에이터 모듈(270)로부터 제어량 신호를 수신한 다. 여기서, 액추에이터 모듈 연결 커넥터(224)와 센서 모듈 연결 커넥터(258)는 케이블 양단에 액추에이터 모듈 연결 커넥터(224) 및 센서 모듈 연결 커넥터(258)와 접속하기 위한 커넥터를 구비한 연결 케이블로 접속된다.
스마트 액추에이터 모듈(270)은 메인 파워 소자(Main Power Device)(252), 드라이브 회로(Drive Circuit)(254), 방열판(256) 및 센서 모듈 연결 커넥터(258)를 포함하는 구동 출력부(250) 및 액추에이터(260)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 액추에이터 모듈(270)은 스마트 센서 모듈(240)의 액추에이터 모듈 연결 커넥터(224)에 연결된 연결 케이블의 커넥터와 센서 모듈 연결 커넥터(258)의 접속을 통해 스마트 센서 모듈(240)로부터 제어 신호를 수신하고, 액추에이터(260)에서 피드백되는 제어량 신호를 스마트 센서 모듈(240)로 전송한다.
또한, 스마트 액추에이터 모듈(270)에서 드라이브 회로(254)는 액추에이터(260)와 연결된 회로를 통해 드라이브 회로(254)에서 출력한 구동 신호 및 액추에이터 전원을 액추에이터(260)로 전송하고, 액추에이터(260)에서 피드백된 제어량 신호를 액추에이터(260)로부터 수신한다. 여기서, 액추에이터 전원은 스마트 액추에이터 모듈(270)이 배터리(280)로부터 공급된 전원을 액추에이터(260)에 공급하기 위해 메인 파워 소자(252)를 통해 DC-DC 또는 DC-AC로 변환한 전원으로서, 고 전력의 전원이다.
상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액추에이터 구동 시스템(200)은 도 1의 ECU(100)를 센서 입력부(210), 제어부(220) 및 센서(230)를 포함 한 스마트 센서 모듈(240)과 구동 출력부(250) 및 액추에이터(260)를 포함한 스마트 액추에이터 모듈(270)로 대체하였기 때문에 센서(230)의 사양이 변경되거나 스마트 센서 모듈(240)의 고장이 발생하면, ECU(100) 전체를 설계 변경 또는 교체하지 않고 스마트 센서 모듈(240)만을 설계 변경 또는 교체한다.
마찬가지로, 액추에이터(260)의 사양이 변경되거나 스마트 액추에이터 모듈(260)의 고장이 발생하면, ECU(100) 전체를 설계 변경 또는 교체하지 않고 스마트 액추에이터 모듈(270)만을 설계 변경 또는 교체한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 센서 모듈(240) 및 스마트 액추에이터 모듈(270)은 배터리(280)와의 전원 라인을 각각 구성한다.
이를 통해 배터리(280)는 스마트 센서 모듈(240) 및 스마트 액추에이터 모듈(270) 각각에 전원을 공급한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래 ECU를 센서, 센서 입력부 및 제어부를 포함한 스마트 센서 모듈 및 구동 출력부 및 액추에이터를 포함한 스마트 액추에이터 모듈로 분리하여 구성하고, 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 케이블로 연결하기 때문에 스마트 액추에이터 모듈에서 발생하는 노이즈 또는 열이 스마트 센서 모듈에 전달되지 않고, 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈 중에서 어느 하나가 고장 나면 고장 난 모듈만을 교체할 수 있고, 센서의 사양이 변경되면 스마트 센서 모듈만을 설계 변경하고 액추에이터의 사양이 변경되면 스마트 액추에이터 모듈만을 설계 변경할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 센서에서 검출된 센서 신호를 입력받아 액추에이터(Actuator)를 구동하기 위한 액추에이터 구동 시스템에 있어서,
    센서, 센서 입력부 및 제어부를 포함하는 스마트(Smart) 센서 모듈;
    구동 출력부 및 액추에이터를 포함한 스마트 액추에이터 모듈; 및
    상기 스마트 센서 모듈 및 상기 스마트 액추에이터 모듈에 전원을 각각 공급하는 배터리
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 입력부는 센서 인터페이스 및 센서/MCU(Micro Controller Unit) 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 MCU 및 액추에이터 모듈 연결 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 출력부는 메인 파워 소자(Main Power Device), 드라이브 회로(Drive Circuit), 방열판 및 센서 모듈 연결 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동 시스템은 액추에이터 모듈 연결 커넥터 및 센서 모듈 연결 커넥터와 접속하기 위한 커넥터를 양단에 각각 구비한 연결 케이블로 상기 스마트 센서 모듈 및 상기 스마트 액추에이터 모듈을 연결하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스마트 센서 모듈은 MCU에서 출력한 제어 신호를 상기 연결 케이블을 통해 상기 스마트 액추에이터 모듈로 전송하고, 상기 스마트 액추에이터 모듈은 액추에이터로부터 피드백된 제어량 신호를 상기 연결 케이블을 통해 상기 스마트 센서 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 모듈 및 스마트 액추에이터 모듈을 구비한 액추에이터 구동 시스템.
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