KR20120060394A - 차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법 - Google Patents

차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

통합 ECU의 메인 MCU 부가 고장인지를 판단하고, 메인 ECU가 고장인 경우 서브 MCU 부가 메인 MCU 부를 대신하여 차량의 구동과 관련된 메인 액추에이터를 구동함으로써 메인 MCU 부가 고장인 경우에도 차량의 안전성을 향상시킬 수 있는 차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법을 개시한다.

Description

차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법{ELECTRONIC CONTROL IN A CAR AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 듀얼 마이크로컨트롤러 유닛을 가진 전자제어유닛을 제어하는 차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법에 관한 것이다.
ESC 시스템은 차량의 주행자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 제동시에 차바퀴의 잠김을 막는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System ; ABS)의 차세대 장치이다. ESC 시스템은 차량이 미끄러지려고 할 때 안전성을 유지하기 위해 순간적으로 네 바퀴를 각각 독립적으로 제어하여 건조한 노면, 빗길, 자갈길, 눈길 등에서 주행안전성을 강화해 준다.
EPB 시스템은 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 장치로, 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시킨다.
EPB 시스템은 후륜에 주차 제동력을 발생시킬 수 있도록 EPB 액추에이터와 EPB ECU를 포함한다. EPB 액추에이터는 EPB ECU의 제어신호에 따라 후륜에 주차 제동력을 발생시키는 기계식 장치로서, 정역 회전하는 모터를 포함하고 이 모터를 정회전 또는 역회전시킴으로써 후륜에 주차 제동력이 발생되게 하거나, 후륜에 발생된 주차 제동력이 해제되게 한다.
최근에는 ESC 시스템과 EPB 시스템을 하나의 시스템으로 통합하는 추세에 있다.
두 개의 시스템이 한 개의 시스템으로 통합됨에 따라 각 시스템을 전반적으로 제어하는 각각의 전자제어유닛(Electronic Control Unit ; ECU)도 한 개의 통합 ECU로 통합되고 있다.
이러한 통합 ECU는 차량 제동과 직접적으로 관련된 액추에이터를 구동하기 위한 제어로직 및 센서/데이터 입출력 및 외부 스위치 입출력을 담당하는 메인 마이크로컨트롤로유닛(Main Micro Controller Unit ; 메인 MCU 부)와, 차량 제동과 직접적인 관련이 없는 센서나 스위치에 대한 잉여 체크(redundancy check)만을 담당하는 서브 마이크로컨트롤러유닛(Sub Micro Controller Unit ; 서브 MCU 부)의 듀얼 MCU 부로 구조로 이루어져 있다.
하지만, 기존에는 메인 MCU 부가 차량 제동과 직접적으로 관련된 액추에이터를 구동하기 위한 구동하기 위한 제어 로직을 제어하고, 서브 MCU 부는 차량 제동과 직접적인 관련이 없는 센서 및 스위치에 대한 잉여 체크만을 수행하기 때문에 메인 MCU 부가 고장인 경우 이를 대체할 만한 수단이 없는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 듀얼 MCU 부를 가진 통합 ECU의 메인 MCU 부가 고장인 경우, 서브 MCU 부가 메인 MCU 부를 대신하여 차량 제동과 직접적으로 관련된 액추에이터를 구동할 수 있도록 구성함으로써 차량의 안전성을 향상시킬 수 있는 차량용 전자제어유닛 및 그 제어방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 전자제어유닛은 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동시키는 메인 MCU 부와, 상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링하고, 모니터링결과 상기 메인 MCU 부가 고장인지를 판단하고, 상기 메인 MCU 부가 고장인 경우 상기 메인 MCU 부를 대신하여 상기 액추에이터를 구동시키는 서브 MCU 부를 포함한다.
또한, 상기 서브 MCU 부는 상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링할 수 있도록 상기 메인 MCU 부와 SPI 통신 연결된 것을 포함한다.
또한, 상기 액추에이터는 EPB 시스템에서 후륜에 제동력을 발생시키는 액추에이터 또는 ESC 시스템에서 구동륜에 제동력을 발생시키는 유압모듈레이터 중 적어도 하나인 것을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 전자제어유닛의 제어방법은 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동시키는 메인 MCU 부와, 상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링하는 서브 MCU 부를 포함하는 차량용 전자제어유닛의 제어방법에 있어서, 상기 서브 MCU 부는, 상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링하고, 상기 모니터링결과 상기 메인 MCU 부가 고장인지를 판단하고, 상기 메인 MCU 부가 고장인 경우 상기 메인 MCU 부를 대신하여 상기 액추에이터를 구동시키는 것을 포함한다.
또한, 상기 액추에이터 구동에서 상기 서브 MCU 부는 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터를 구동시키는 것을 포함한다.
또한, 상기 액추에이터 구동에서 상기 서브 MCU 부는 EPB 시스템에서 후륜에 제동력을 발생시키는 액추에이터 또는 ESC 시스템에서 구동륜에 제동력을 발생시키는 유압모듈레이터 중 적어도 하나를 구동시키는 것을 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 측면에 따르면, 통합 ECU의 메인 MCU 부가 고장인지를 판단하고, 메인 ECU가 고장인 경우 서브 MCU 부가 메인 MCU 부를 대신하여 차량 제동과 직접적으로 관련된 액추에이터를 구동함으로써 메인 MCU 부가 고장인 경우에도 차량의 안전성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛이 적용되는 전자제어식 브레이크 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛의 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛에서 메인 MCU 부가 고장인 경우 서브 MCU 부가 고장인 메인 MCU 부를 대신하여 차량 제동과 직접적으로 관련된 메인 액추에이터를 구동하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛의 제어방법을 보인 제어흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛은 적어도 하나의 시스템이 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 두 개의 시스템이 한 개로 통합된 시스템의 전자제어유닛이고, 이 전자제어유닛이 차량 제동과 직접적으로 관련된 액추에이터를 구동하는 메인 MCU 부와, 차량 제동과 직접적인 관련이 없는 액추에이터를 제어하는 서브 MCU 부로 이루어진 듀얼 MCU 부 구조인 전자제어유닛을 대상으로 한다.
이하에서는 설명의 편의상 ESC 시스템과 EPB 시스템이 하나로 통합된 전자제어식 브레이크 시스템에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛이 적용되는 전자제어식 브레이크 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자제어식 브레이크 시스템은 주차 스위치(1)와, 이 주차 스위치(1)의 작동신호에 따라 전반적인 주행 제동력 발생과 주차 제동력 발생 등의 전반적인 전자식 브레이크 제어를 수행하는 전자제어유닛(ECU)(10)와, 이 전자제어유닛(ECU)(10)와, 이 전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 따라 작동하여 후륜에 주차 제동력을 발생시키는 액추에이터(차량 제동과 직접적인 관련이 있는 메인 액추에이터)(20)을 포함한다.
주차 스위치(1)는 운전자에 의해 온 또는 오프되어 후륜에 주차 제동력을 발생시키거나 후륜에 발생된 주차 제동력을 해제시키기 위한 명령을 전자제어유닛(ECU)(10)에 전달한다.
전자제어유닛(ECU)(10) 구동륜에 제동력을 발생시킬 필요가 있는 경우에는 구동륜에 제동력을 발생시키도록 유압모듈레이터(차량 제동과 직접적인 관련이 있는 메인 액추에이터 메인 액추에이터)를 제어하고, 후륜에 주차 제동력을 발생시킬 필요가 있는 경우에는 후륜에 주차 제동력을 발생시키도록 액추에이터(20)(메인 액추에이터)의 작동을 제어한다.
액추에이터(20)는 정역 회전 가능한 모터를 가지고, 전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 따라 이 모터를 정회전 또는 역회전시켜 후륜에 주차 제동력을 발생시키거나 발생된 주차 제동력을 해제시킨다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛의 제어블록을 나타낸 도면이다.
전자제어유닛(ECU)(10)는 메인 MCU 부(11)와 서브 MCU 부(12)를 포함한다.
메인 MCU 부(11)는 차량의 전반적인 제어를 수행하는 MCU 부로서, 특히 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 메인 액추에이터(20)와, 차량 제동과 직접적인 관련이 없는 보조 액추에이터(30)를 제어한다.
또한, 메인 MCU 부(11)는 서브 MCU 부(12)와 SPI(Serial Peripheral Interface Bus) 통신방식으로 연결되어 서브 MCU 부(12)에 자신의 상태정보를 전송함으로써 자신의 상태를 알려준다.
서브 MCU 부(12)는 메인 MCU 부(11)가 고장인지를 판단할 수 있도록 메인 MCU 부(11)로부터의 워치 독 신호(Watch dog signal)을 통해 메인 MCU 부(11)의 상태를 모니터링할 수 있고, 메인 MCU 부(11)가 고장인 경우 1차적으로 메인 CU(11)가 정상적으로 작동할 수 있도록 메인 MCU 부(11)를 리셋시키고, 이러한 리셋에 의해서도 메인 MCU 부(11)가 여전히 고장인 경우에는 메인 MCU 부(11)를 대신하여 차량의 안전을 위해 차량 제동에 필수적인 메인 액추에이터(20)를 제어한다.
또한, 서브 MCU 부(12)는 메인 MCU 부(11)가 고장인 경우 사용자가 메인 MCU 부(11)가 고장임을 알 수 있도록 표시장치(혹은 경고등)에 고장신호를 출력한다.
메인 액추에이터(20)는 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터이다. 예를 들면, EPB 시스템에서 후륜에 제동력을 발생시키는 액추에이터 혹은 ESC 시스템에서 구동륜에 제동력을 발생시키는 유압모듈레이터 등일 수 있다.
서브 액추에이터(30)는 차량 제동과 직접적인 관련이 없는 액추에이터이다. 예를 들면, 브레이크 등이나 각종 센서 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛에서 메인 MCU 부가 고장인 경우 서브 MCU 부가 고장인 메인 MCU 부를 대신하여 차량 제동과 직접적으로 관련된 메인 액추에이터를 구동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 서브 MCU 부(12)는 메인 MCU 부(11)가 고장인지를 판단하고, 메인 ECU(11)가 고장인 경우 메인 MCU 부(11)를 대신하여 차량 제동과 직접적으로 관련된 메인 액추에이터(20)를 구동함으로써 메인 MCU 부(11)가 고장인 경우에도 차량을 안전하게 제동시킨다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자제어유닛의 제어방법을 보인 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 4을 참조하면, 전자제어유닛의 서브 MCU 부(12)는 통신 연결된 메인 MCU 부를 모니터링한다(100).
메인 MCU 부(11)를 모니터링한 후 서브 MCU 부(12)는 메인 MCU 부(11)가 고장인지를 판단한다(102).
작동모드 102의 판단결과 메인 MCU 부(11)가 일시적인 고장인 경우 정상상태로 되돌릴 수 있도록 메인 MCU 부(11)를 리셋시킨다(104).
메인 MCU 부(11)를 리셋 시킨 후 서브 MCU 부(12)는 메인 MCU 부(11)가 고장인지를 다시 판단한다(106).
작동모드 106의 판단결과 메인 MCU 부(11)가 고장인 경우, 서브 MCU 부(12)는 메인 MCU 부(11)를 대신하여 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 메인 액추에이터(20)을 구동시킨다(108). 이에 따라, 메인 MCU 부(11)가 고장이더라도 차량을 안전하게 제동시킬 수 있다.
이와 함께 서브 MCU 부(12)는 사용자가 메인 MCU 부(11)가 고장임을 알 수 있도록 표시장치에 메인 MCU 부(11)가 고장임을 알리는 메시지를 표시시킨다(110).
10 : ECU 11 : 메인 MCU 부
12 : 서브 MCU 부 20 : 메인 액추에이터
30 : 보조 액추에이터

Claims (6)

  1. 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터;
    상기 액추에이터를 구동시키는 메인 MCU 부;
    상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링하고, 모니터링결과 상기 메인 MCU 부가 고장인지를 판단하고, 상기 메인 MCU 부가 고장인 경우 상기 메인 MCU 부를 대신하여 상기 액추에이터를 구동시키는 서브 MCU 부를 포함하는 차량용 전자제어유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브 MCU 부는 상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링할 수 있도록 상기 메인 MCU 부와 SPI 통신 연결된 것을 포함하는 차량용 전자제어유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터는 EPB 시스템에서 후륜에 제동력을 발생시키는 액추에이터 또는 ESC 시스템에서 구동륜에 제동력을 발생시키는 유압모듈레이터 중 적어도 하나인 것을 포함하는 차량용 전자제어유닛.
  4. 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 구동시키는 메인 MCU 부와, 상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링하는 서브 MCU 부를 포함하는 차량용 전자제어유닛의 제어방법에 있어서,
    상기 서브 MCU 부는,
    상기 메인 MCU 부의 상태를 모니터링하고;
    상기 모니터링결과 상기 메인 MCU 부가 고장인지를 판단하고;
    상기 메인 MCU 부가 고장인 경우 상기 메인 MCU 부를 대신하여 상기 액추에이터를 구동시키는 것을 포함하는 차량용 전자제어유닛의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동에서 상기 서브 MCU 부는 차량 제동과 직접적인 관련이 있는 액추에이터를 구동시키는 것을 포함하는 차량용 전자제어유닛의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액추에이터 구동에서 상기 서브 MCU 부는 EPB 시스템에서 후륜에 제동력을 발생시키는 액추에이터 또는 ESC 시스템에서 구동륜에 제동력을 발생시키는 유압모듈레이터 중 적어도 하나를 구동시키는 것을 포함하는 차량용 전자제어유닛의 제어방법.
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