KR20110023142A

KR20110023142A - 차량용 ｇ-센서 회로 장치

Info

Publication number: KR20110023142A
Application number: KR1020090080774A
Authority: KR
Inventors: 공승기; 임춘근; 심정민
Original assignee: 현대자동차주식회사; (주)모토닉; 기아자동차주식회사
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-03-08
Also published as: US20110054733A1; US8255111B2; KR101519665B1

Abstract

본 발명은 차량용 G-센서 회로 장치에 관한 것으로서, G-센서의 자기진단 기능, 영점 보정 기능, 디지털 출력 기능을 수행할 수 있도록 구성됨으로써, 정확한 센서 신호의 활용이 가능하도록 하고, 이를 통해 차량 안정성을 향상시킬 수 있으며, 차량 제어에 있어서 제어 정밀도 및 정확도를 높일 수 있는 차량용 G-센서 회로 장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 G-센서용 센서 칩이 탑재된 PCB의 단품 내에서 마이컴이 센서 고장 유/무를 자체 판정하고 고장으로 판정되면 고장신호를 단품 외부의 제어기에 출력하거나, 또는 단품 외부의 제어기가 직접 G 셀 상태의 고장 유/무를 감지할 수 있도록 G-센서와 상호 통신하여 자기진단을 수행한다. 또한 PCB 단품 내 마이컴이 영점 보정을 수행하거나, 차량에 기 탑재된 제어기가 G-센서와 상호 통신하여 영점 보정을 수행하게 된다.

G-센서, 자기진단, 영점 보정, 디지털 출력, 제어기, 마이컴

Description

차량용 Ｇ-센서 회로 장치{Gravity sensor circuit system for vehicle}

본 발명은 차량용 G-센서 회로 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에서 요 레이트 측정용, 가속도 측정용, 주행도로의 경사각 측정용, 충돌 감지용 등으로 사용되는 G-센서(중력센서)를 포함하는 회로 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 동력을 발생시키는 엔진과, 그 엔진에서 발생된 동력을 휠(wheel)의 회전력으로 변환하여 차량을 주행시키는 동력전달장치와, 차량의 주행 방향을 변경하는 조향장치와, 노면에서 받는 충격을 감쇠시켜 승차감 및 조정안정성을 향상시키는 현가장치와, 운전자의 조작에 따라 차량을 정지시키는 제동장치 등으로 구성된다.

과거의 차량에서는 이러한 구성부들이 단순히 기구적인 메커니즘에 의해서만 동작되었으나, 현재의 차량에서는 주행성, 안정성, 승차감, 편의성 등을 향상시키기 위하여 각종 전기 및 전자제어기구들에 의해 상술한 구성부들의 동작을 제어하고 있으며, 이와 같은 전기 및 전자제어기구들이 차량에서 차지하는 비중은 점점 높아져 가고 있다.

일 예로서, 차량의 전자제어장치에는 차량의 전/후 휠에 장착되어 차량의 자세를 감지하여 신호를 발생시키는 중력센서(Gravity sensor)(G-센서)가 구비되고 있다.

통상 G-센서의 영점(zero-point)은 차량이 수평인 상태에 있는 것으로 설정되고, 차량의 주행상태나 노면의 상태에 따라 영점이 변하여 G-센서의 측정값이 변화된다.

이러한 G-센서는 일반 내연기관 차량뿐만 아니라 하이브리드 차량, 연료전지 차량 등 현재 상용화되거나 개발되고 있는 모든 종류의 차량에서 널리 사용되고 있는데, G값(sensitivity), 단방향/양방향 등 형태는 적용장치에 따라 상이하나, ABS, ESP, ECS, 에어백 장치, 밀림방지제어장치 등 차량의 각종 전자제어장치에서 차량 자세나 경사각, 충돌 감지 등을 위해 사용되고 있다.

상기한 적용장치에서 G-센서로부터 출력되는 신호는 전자제어를 위한 로직에서 로직 수행을 위한 입력신호, 참조신호로 사용되고 있는 바, 요 레이트(yaw rate) 측정용(좌우 G값 이용), 가속도(acceleration rate), 경사각 측정용(전후 G값 이용), 충돌 감지 및 충격 강도 측정용 등으로 다양하게 사용되고 있다.

좀더 상세히는, 밀림방지제어장치에서는 경사로에서 차량 정지 후 출발(HEV에서 ldle stop & go/일반 차량에서 stop & go)시 차량이 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위해 차량 정지시 G-센서의 신호를 참조하여 경사각 판정 후 제동 시스템을 제어하며, 에어백 장치에서는 에어백을 작동시키기 위한 충돌 신호로, 하이브리드 차 량의 충돌시 감전 방지를 위해 고전압 배터리의 메인 릴레이를 오프시키기 위한 판단 신호로, 목표 선회량과 비교하기 위해 안전성 판단 기준인 목표 요 모멘트를 계산하는 신호 등으로 사용된다.

상기와 같이 현재의 차량에서 G-센서는 다양한 목적으로 여러 장치에서 두루 사용되고 있는 매우 중요한 센서로, 이 센서에 고장 또는 이상이 생기거나 측정치에 문제가 생기면 차량 및 승객의 안전에 있어서 치명적인 위험을 초래한다.

그러나, 종래의 G-센서는 단품 내 자기진단(self-diagnosis) 기능이 없어 자체 고장 유/무를 판정하지 못한다.

또한 G-센서의 최초 장착시, 또는 제어 수행을 위해 G-센서와 통신하는 제어기의 최초 장착시, 제어기의 소프트웨어 업데이트시 등에 있어서 영점(예, 경사각 영점 보정 등)을 자체 보정하는 기능이 없다.

따라서, 영점 값이 불량인 상태로 사용될 수 있는 바, 이에 정확한 신호를 출력할 수 없고, 잘못된 측정치의 이용으로 정확한 차량 제어에 문제가 발생한다.

또한 종래의 G-센서는 신호 출력방식이 노이즈 측면에서 불리한 아날로그 출력방식이므로 정확도를 개선할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, G-센서의 자기진단(self-diagnosis) 기능, 영점 보정(zero-offset) 기능, 디지털 출력 기능을 수행할 수 있도록 구성되는 차량용 G-센서 회로 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 상태출력단자와 신호입력단자, 센서측정신호가 출력되는 신호출력단자를 구비한 G-센서와, 상기 G-센서의 상태출력단자와 신호입력단자에 접속되어 G-센서와 통신 가능하게 구비되는 PCB 마이컴을 포함하고, 상기 마이컴은, 상기 G-센서의 신호입력단자에 진단신호를 인가한 뒤, 이에 G-센서의 상태출력단자로부터 상태신호가 출력되면, 상기 상태신호를 입력받아 이를 토대로 G-센서의 고장 유/무를 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치를 제공한다.

여기서, 상기 마이컴은, 상기 G-센서의 신호출력단자에 접속되어, 외부로부터 인가되는 전기적인 신호 또는 차량에 탑재된 제어기의 옵셋명령신호를 인가받게 되면, G-센서의 신호출력단자로부터 출력되는 현재의 측정신호 값을 영점 값으로 세팅하고, 상기 세팅된 영점 값과 센서 고유의 스펙 영점 값의 편차를 이용해 G-센서의 센서측정신호 값을 보정하여 출력하는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상태출력단자와 신호입력단자, 센서측정신호가 출력되는 신호출력단자를 구비한 G-센서를 포함하되, 상기 G-센서의 상태출력단자와 신호입력단자가 차량에 탑재된 제어기와 접속되고, 상기 제어기가, 상기 G-센서의 신호입력단자에 진단신호를 인가한 뒤, 이에 G-센서의 상태출력단자로부터 상태신호가 출력되면, 상기 상태신호를 입력받아 이를 토대로 G-센서의 고장 유/무를 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치를 제공한다.

여기서, 상기 제어기는, 상기 G-센서의 신호출력단자에 접속되어, 외부로부터 인가되는 전기적인 신호를 입력받거나 차량의 정해진 조작상태를 감지하게 되면, G-센서의 신호출력단자로부터 출력되는 현재의 측정신호 값을 영점 값으로 세팅하고, 상기 세팅된 영점 값과 센서 고유의 스펙 영점 값의 편차를 이용해 G-센서의 센서측정신호 값을 보정하도록 구비될 수 있다.

또한 본 발명은 G-센서의 신호출력단자로부터 출력되는 아날로그 전압 측정신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어기에 출력하는 A/D 변환 소자를 더 포함할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 차량용 G-센서 회로 장치에 의하면, G-센서의 자기진단 기능, 영점 보정 기능, 디지털 출력 기능을 수행할 수 있도록 구성됨으로써, 정확한 센서 신호를 활용할 수 있게 되면서 차량 안정성을 향상시킬 수 있고, 차량 제어에 있어서 제어 정밀도 및 정확도를 높일 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 차량에서 요 레이트(yaw rate) 측정용, 가속도 측정용, 주행도로의 경사각 측정용, 충돌 감지용 등으로 사용되는 G-센서(중력센서)를 포함한 회로 장치에 관한 것으로, 특히 G-센서의 자기진단(self-diagnosis) 기능, 영점 보정(zero-offset) 기능, 디지털 출력 기능을 수행할 수 있도록 구성되는 차량용 G-센서 회로 장치에 관한 것이다.

우선, 자기진단 기능의 구현이 가능한 회로 구성에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에서는 G-센서용 센서 칩이 탑재된 PCB의 단품 내에서 마이컴이 센서 고장 유/무를 자체 판정하고 고장으로 판정되면 고장신호를 단품 외부의 제어기에 출력하거나, 또는 단품 외부의 제어기가 직접 G 셀(cell) 상태의 고장 유/무를 감지할 수 있도록 G-센서와 상호 통신하여 자기진단을 수행하게 된다.

첨부한 도 1은 본 발명에서 G-센서의 자기진단 기능을 위한 구성을 개략 도시한 회로도로서, PCB 단품 내에서 신속한 진단 체크가 가능한 구성을 도시한 것으로, PCB에 탑재되어 G-센서용 센서 칩(10)과 통신 가능하게 접속되는 마이컴(Microcontroller)(11)이 구비된다.

상기 마이컴(11)과 G-센서(10)는 기본적으로 외부의 전원공급부(Power Supply)(30)로부터 전원을 공급받아 동작하며, G-센서(10)에는 상태출력단 자(STATUS)와 신호입력단자(ST)가 구비되어, 이들 단자가 마이컴의 단자에 접속된다.

이러한 상태에서 운전자가 차량 시동키(IG KEY)를 온(ON) 하면, 초기 진단모드에서 마이컴(11)은 G-센서(센서 칩)(10)의 신호입력단자(ST)에 진단신호, 즉 소정의 전압신호를 인가한다.

이때, 마이컴(11)은 미리 정해진 일정 전압(예, 5V) 또는 펄스 전압을 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 인가하게 된다.

첨부한 도 2는 본 발명에서 마이컴이 G-센서의 신호입력단자에 진단신호로서 펄스 전압을 인가하는 예를 도시한 것이다.

상기와 같이 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 전압신호가 인가되면, G-센서의 상태출력단자(STATUS)는 고장 유/무를 나타내는 상태신호를 출력하고, 이 상태신호를 마이컴(11)이 입력받아 G-센서의 고장 유/무를 판정하게 된다.

이 과정에서, G-센서(10)의 정상시에는 신호입력단자(ST)에 입력된 전압신호와 미리 정해진 오차범위 내로 일치하는 전압신호가 상태출력단자(STATUS)에서 출력되며, 이에 마이컴(11)이 상태출력단자(STATUS)의 전압신호, 즉 상태신호로부터 G-센서(10)의 고장이 없음을 판정할 수 있게 된다.

만약, G-센서(10)의 고장이 있는 경우라면, G-센서의 상태출력단자(STATUS)로부터 오차 범위를 벗어난 낮은 전압이 출력되는 바, 이러한 전압신호를 마이컴(11)이 입력받아 G-센서의 고장을 판정하게 된다.

이렇게 G-센서(10)의 고장을 판정한 경우, 마이컴(11)은 차량에 탑재된 단품 외부의 제어기(20)로 고장신호를 출력하고, 이에 제어기(20)가 G-센서(10)의 고장을 인식할 수 있는 바, G-센서 고장에 따른 별도의 정해진 제어모드로 차량을 제어하거나 경고수단을 통해 센서 고장을 표시하게 된다.

작동 예로서, 시동키 온(IG KEY ON) 시 마이컴(11)이 G-센서(10)에 5V 전압을 인가하면, G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)로부터 5V 전압이 출력되고, 이를 마이컴(11)이 입력받아 G-센서의 정상상태를 판정한다.

반면, G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)로부터 오차 범위를 벗어난 5V 미만의 전압이 입력되면, 마이컴(11)은 G-센서(10)의 고장상태로 판정하고, 제어기(20)에 고장신호를 출력하게 된다.

상기 마이컴(11)이 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 펄스 전압을 인가하는 경우라면, 하이(high) 신호(5V) 인가시 상태출력단자(STATUS)에서 마이컴(11)으로 5V가 입력될 때 정상으로, 오차 범위를 벗어나면 고장으로 판정하게 된다.

상기 제어기(20)는 하이브리드 차량의 경우 차량 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)가 될 수 있으며, 일반 내연기관 차량의 경우 엔진 ECU, 에어백 ECU 등 차량 내 탑재된 제어기가 될 수 있다.

그리고, 첨부한 도 3은 G-센서의 자기진단 기능을 위한 구성을 개략 도시한 회로도로서, G-센서(10)가 PCB 단품 외부의 제어기(예, HCU)(20)와 연동하여 자기진단을 수행하는 구성을 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, PCB 단품 내에 별도의 마이컴이 탑재되지 않고, 그 대신 G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)와 신호입력단자(ST)가 PCB 단품 외부의 제어 기(20)에 마련된 단자에 접속된다.

이러한 상태에서 G-센서의 진단 과정은 앞서 설명한 마이컴 이용시와 동일하다.

즉, 운전자가 차량 시동키(IG KEY)를 온(ON) 하면, 초기 진단모드에서 제어기가 G-센서(센서 칩)의 신호입력단자(ST)에 진단신호, 즉 소정의 전압신호를 인가하게 되며, 이때 미리 정해진 일정 전압(예, 5V) 또는 펄스 전압을 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 인가하게 된다.

이와 같이 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 전압신호가 인가되면, G-센서의 상태출력단자(STATUS)는 고장 유/무를 나타내는 상태신호를 출력하고, 이 상태신호를 제어기(20)가 입력받아 G-센서(10)의 고장 유/무를 판정하게 된다.

이 과정에서, G-센서(10)의 정상시에는 신호입력단자(ST)로 입력된 전압신호와 소정의 오차 범위 이내로 일치하는 전압신호가 상태출력단자(STATUS)에서 출력되며, 이에 제어기(20)가 G-센서의 고장이 없음을 판정할 수 있게 된다.

만약, G-센서(20)의 고장이 있는 경우라면, G-센서의 상태출력단자(STATUS)로부터 오차 범위를 벗어난 낮은 전압이 출력되는 바, 이러한 전압신호를 제어기(20)이 입력받아 G-센서의 고장을 판정하게 된다.

이렇게 G-센서(10)의 고장을 판정한 경우, 제어기(20)는 G-센서 고장에 따른 별도의 정해진 제어모드로 차량을 제어하거나 경고수단을 통해 센서 고장을 표시하게 된다.

그리고, G-센서(20)의 상태출력단자(STATUS)가 단자 내 EPROM 패리티 에러를 표시하도록 할 수 있으며, 이를 클리어(clear)하기 위해서는 마이컴(11) 또는 제어기(20)가 신호입력단자(ST)에 미리 정해진 짧은 시간 동안 하이(high) 신호를 인가한 뒤 오프(로우 신호 상태)시킨다.

다음으로, 영점 보정(zero-offset) 기능의 구현이 가능한 회로 구성에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 G-센서 회로 장치에서는 PCB 단품 내 마이컴이 영점 보정을 수행하거나, 차량에 기 탑재된 제어기가 G-센서와 상호 통신하여 영점 보정을 수행하게 된다.

센서의 영점 보정은 차량 출고 전 G-센서 또는 G-센서와 통신하는 제어기(예, HCU)의 최초 장착시, 또는 상기 G-센서 또는 제어기의 교체시, 또는 제어기의 소프트웨어 업데이트시 수행하게 된다.

도 1을 참조하여 설명하면, 센서측정신호가 출력되는 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)와 PCB에 탑재된 단품 내 마이컴(11)의 단자가 접속된다.

이러한 구성에서, G-센서(10)의 영점 값을 상기 마이컴(11)이 자체 보정하여 출력하게 된다.

즉, 마이컴(11)은 외부로부터 인가되는 전기적인 신호 또는 차량에 기 탑재된 제어기(20)의 옵셋명령신호를 인가받게 되면, G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 현재의 측정신호 값을 영점 값으로 세팅하고, 상기 세팅된 영점 값과 센서 고유의 스펙 영점 값의 편차를 이용해 G-센서(10)의 센서측정신호 값을 보정하여 출력한다.

센서의 영점 보정이 필요한 이유를 설명하면, 자체 센서 칩, 외곽 하우징, 장착 브라켓의 공차 등으로 인하여 정확히 영점(예, 2.5V) 세팅이 되지 않는다.

따라서, 차량 출고 전 또는 단품 출고 전 영점 값 편차를 제어기가 자체 보정하여 출력하도록 한다.

경사각 측정용 G-센서를 예로 하여 영점 보정의 과정을 설명하면, 영점 보정은 지대가 평평한 곳(경사각 0°)에서 실시되어야 하며, 차량이 평평한 지대에 놓인 상태에서 마이컴(11)이 차량에 탑재된 제어기(20)(예, HCU)로부터 옵셋명령신호를 입력받게 된다.

이때, 제어기(20)는 외부로부터 입력되는 전기적인 신호나 차량에 구비된 조작장치로부터 입력되는 조작신호를 입력받아 마이컴(11)으로 옵셋명령신호를 인가한다.

이렇게 마이컴(11)이 옵셋명령신호를 입력받게 되면, 마이컴은 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 전압 값을 읽어, 스펙(SPEC.) 영점 전압 값, 즉 경사각 0°에서의 전압 값과 현재의 측정 전압 값의 편차를 계산하고, 이 편차를 보상 값으로 기억한다.

즉, 평평한 곳에서 영점 보정이 수행될 때 마이컴(11)이 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력된 전압 값을 영점 값으로 세팅하게 되는 것이다.

이렇게 영점이 세팅되고 나면, 이후부터는 마이컴(11)이 G-센서(10)에서 출력되는 센서측정신호에 보상 값을 반영하여 자체 보정한 뒤 출력하게 되며, 이렇게 보정된 측정신호가 제어기(예, HCU나 전자제어장치의 관련 제어기)로 입력되어 전 자제어시 G-센서 신호로 사용된다.

영점 보정의 예로서, 경사각 0°에서 2.5V(SPEC. 값)가 출력되어야 하나, 영점 보정시 G-센서의 신호출력단자(Vout)로부터 2.8V가 출력되면, 2.8V를 영점 값으로 세팅하고, 이후 2.8V를 0°로 출력할 수 있도록 마이컴(11)은 G-센서(10)의 출력신호를 입력받아 보상 값 0.3V 만큼 자체 보정한 뒤 출력하게 된다(Programming Calibration).

그리고, 제어기(20)(예, HCU)가 G-센서(10)와 통신하여 영점 보정을 수행하는 구성에서는, 도 3에서와 같이 PCB 단품 내에 별도의 마이컴이 탑재되지 않고, 차량에 기 탑재된 제어기(20)의 단자에 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)가 접속된 상태에서, 제어기가 G-센서의 영점 값을 보정하게 된다.

이러한 상태에서 영점 보정 과정은 앞서 설명한 마이컴 이용시와 동일하다.

단, 별도의 마이컴이 PCB 단품 내 탑재되지 않으므로, 외부에서 인가되는 전기적인 신호 또는 차량에 구비된 조작장치로부터 입력되는 조작신호를 제어기(20)가 입력받게 되면 바로 영점 보정이 진행된다.

즉, 제어기(20)가 외부로부터 인가되는 전기적인 신호를 입력받거나 차량의 정해진 조작상태를 감지하게 되면, G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 현재의 측정신호 값을 영점 값으로 세팅하고, 상기 세팅된 영점 값과 센서 고유의 스펙 영점 값의 편차를 이용해 G-센서(10)의 센서측정신호 값을 보정한다.

이와 같이 마이컴에 의한 영점 보정과 비교할 때, 보정 주체가 마이컴에서 제어기가 되는 것 외에 그 과정은 동일하다.

하이브리드 차량의 예를 들어 영점 보정 실시를 위한 차량 조작의 일 예를 설명하면 다음과 같다.

우선, 영점 보정 전, 지대가 평평한 곳에 차량이 놓인 상태에서, 시동키의 IG ON 상태로 기어 N단, 엔진 오프, 공조장치(FATC) 오프, 차량 전장부하 오프하고, 이후 IG 오프 2초간 유지한다.

이후, 영점 보정을 위하여, 가속페달을 완전히 밟아준 상태에서, 공조장치의 블로워 단수를 최고단으로 올린 뒤 에어컨 스위치를 눌러주는 바, 이때 블로워 단수와 에어컨 스위치를 동시에 조작해야 하며, 조작 후 오토 스탑(Auto Stop) 램프가 깜빡거리는 것을 확인한다.

이렇게 오토 스탑 램프가 깜빡이는 상태로 5초간 유지하고, 이후 IG OFF상태로 2초간 유지하면 된다.

이러한 조작을 통해 제어기는 영점 보정을 위한 차량 조작을 감지하는 바, 이를 통해 마이컴 또는 제어기에 의한 G-센서의 영점 보정이 진행되게 된다.

한편, 본 발명의 G-센서 회로 장치는 종래의 아날로그 출력방식을 개선하여 디지털 신호를 출력하도록 구성된다.

첨부한 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회로 구성을 나타낸 도면으로, 도시된 바와 같이, G-센서용 센서 칩이 탑재되는 PCB에 G-센서로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하여 출력하는 A/D 변환 소자(12)가 구비된다.

이러한 G-센서 회로 구성은 충돌 감지용 센서 모듈을 구성하는데 유용하게 적용될 수 있는 것으로, 충돌 감지용 센서의 경우, 특정 각도 이상 또는 특정 강도 이상의 충돌 발생시 이를 감지하여 충돌 신호를 출력하면 되므로, 종래와 같은 아날로그 신호 대신 하이(high)/로우(low)(ON/FF) 신호 형태로 출력하도록 구성될 수 있다.

G-센서 고유의 출력은 아날로그 신호이나 이는 노이즈에 약한 특성이 있으므로, 특정 각도 또는 특정 강도 이상의 충돌 발생시 A/D 변환 소자를 이용하여 전압 출력(아날로그) 대신 디지털 신호로 출력하는 방식이 적용되면 정확도가 향상될 수 있게 된다.

도 4를 참조하면, A/D 변환 소자로서 비교기(12)를 추가할 수 있고, 이 비교기(12)가 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 아날로그 전압 측정신호를 참조 값과 비교하여 그 이상이면, 하이(Low/ON) 신호를, 그 이하면 로우(Low/OFF) 신호를 출력하게 된다.

이때, 특정 각도 또는 특정 강도 이상의 충돌 발생시 G-센서(10)로부터 출력되는 전압 신호를 하이 신호로 변환하여 출력하게 되는데, 이렇게 종래의 아날로그 전압 측정신호가 하이/로우(또는 온/오프) 형태의 디지털 신호로 변환하여 출력되면, 이를 차량 제어기(HCU) 또는 에어백 ECU가 충돌 신호로 감지하여 활용할 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 자기진단, 영점 보정, 디지털 신호 출력이 가능한 G-센서 회로 장치의 구성에 대해 상술하였는 바, 이를 차량에 적용하면 정확한 센서 신호를 활용할 수 있게 되면서 차량 안정성을 향상시킬 수 있고, 차량 제어에 있어서 제어 정밀도 및 정확도를 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에서 G-센서의 자기진단 기능을 위한 구성을 개략 도시한 회로도,

도 2는 본 발명에서 마이컴이 G-센서의 신호입력단자에 진단신호로서 펄스 전압을 인가하는 예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에서 G-센서의 자기진단 기능을 위한 구성을 개략 도시한 회로도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회로 구성을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : G-센서 11 : 마이컴

12 : 비교기 20 : 제어기

30 : 전원공급부

Claims

상태출력단자(STATUS)와 신호입력단자(ST), 센서측정신호가 출력되는 신호출력단자(Vout)를 구비한 G-센서(10)와, 상기 G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)와 신호입력단자(ST)에 접속되어 G-센서(10)와 통신 가능하게 구비되는 PCB 마이컴(11)을 포함하고,

상기 마이컴(11)은,

상기 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 진단신호를 인가한 뒤, 이에 G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)로부터 상태신호가 출력되면, 상기 상태신호를 입력받아 이를 토대로 G-센서(10)의 고장 유/무를 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 마이컴(11)은 진단신호로서 미리 정해진 일정 전압 또는 펄스 전압 형태의 전압신호를 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 인가하고, G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)에서 상태신호로서 입력되는 전압신호를 진단신호로서 인가된 전압신호와 비교하여 고장 유/무를 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 마이컴(11)은 상태신호로 입력되는 전압신호를 진단신호로 인가된 전압신호와 비교하여 미리 정해진 오차범위 이내로 일치하면 G-센서(11)의 정상상태로, 상기 오차범위를 벗어나면 G-센서(10)의 고장상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마이컴(11)은 G-센서(10)의 고장상태로 판정되는 경우 제어기(20)로 고장신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 마이컴(11)은,

상기 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)에 접속되어,

외부로부터 인가되는 전기적인 신호 또는 차량에 탑재된 제어기(20)의 옵셋명령신호를 인가받게 되면, G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 현재의 측정신호 값을 영점 값으로 세팅하고,

상기 세팅된 영점 값과 센서 고유의 스펙 영점 값의 편차를 이용해 G-센 서(10)의 센서측정신호 값을 보정하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 현재의 측정신호 값과 상기 센서측정신호 값이 도로의 경사각에 따른 측정신호 값인 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
상태출력단자(STATUS)와 신호입력단자(ST), 센서측정신호가 출력되는 신호출력단자(Vout)를 구비한 G-센서(10)를 포함하되, 상기 G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)와 신호입력단자(ST)가 차량에 탑재된 제어기(20)와 접속되고,

상기 제어기(20)가,

상기 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 진단신호를 인가한 뒤, 이에 G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)로부터 상태신호가 출력되면, 상기 상태신호를 입력받아 이를 토대로 G-센서(10)의 고장 유/무를 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 제어기(20)는 진단신호로서 미리 정해진 일정 전압 또는 펄스 전압 형태의 전압신호를 G-센서(10)의 신호입력단자(ST)에 인가하고, G-센서(10)의 상태출력단자(STATUS)에서 상태신호로서 입력되는 전압신호를 진단신호로서 인가된 전압신호와 비교하여 고장 유/무를 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 8에 있어서,

상기 제어기(20)는 상태신호로 입력되는 전압신호를 진단신호로 인가된 전압신호와 비교하여 미리 정해진 오차범위 이내로 일치하면 G-센서(10)의 정상상태로, 상기 오차범위를 벗어나면 G-센서(10)의 고장상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치
청구항 7에 있어서,

상기 제어기(20)는,

상기 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)에 접속되어,

외부로부터 인가되는 전기적인 신호를 입력받거나 차량의 정해진 조작상태를 감지하게 되면, G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 현재의 측정신호 값을 영점 값으로 세팅하고,

상기 세팅된 영점 값과 센서 고유의 스펙 영점 값의 편차를 이용해 G-센서(10)의 센서측정신호 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 10에 있어서,

상기 현재의 측정신호 값과 상기 센서측정신호 값이 도로의 경사각에 따른 측정신호 값인 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 G-센서(10)의 신호출력단자(Vout)로부터 출력되는 아날로그 전압 측정신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어기(20)에 출력하는 A/D 변환 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 A/D 변환 소자는 아날로그 전압 측정신호를 참조 값과 비교하여 디지털 신호로 변환하는 비교기(12)인 것을 특징으로 하는 차량용 G-센서 회로 장치.