KR20140087367A - 도어 드라이브 모듈 및 이를 적용한 도어 제어 장치 - Google Patents

도어 드라이브 모듈 및 이를 적용한 도어 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이버 모듈은, 도어의 구동을 위한 소자들이 집적화된 집적 회로; 상기 집적 회로와 별개로 구비되며 상기 집적 회로에 명령어를 제공하는 마이크로 컨트롤러(micro-controller, MCU); 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 트랜시버; 및 상기 집적 회로와 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 직병렬 인터페이스(serial-parallel interface, SPI)를 포함한다.

Description

도어 드라이브 모듈 및 이를 적용한 도어 제어 장치{DOOR DRIVE MODULE AND DOOR CONTROL SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 도어 드라이브 모듈 및 이를 적용한 도어 제어 시스템에 관한 것으로서, 회로 구조를 단순화할 수 있는 도어 드라이브 모듈 및 이를 적용한 도어 제어 시스템에 관한 것이다.
자동차 산업과 전자 산업이 급속도로 발전하여 결합됨에 따라 운전자 등의 탑승자의 안전 및 편의를 위한 다양한 전자 장치들이 개발되어 자동차에 적용되고 있다.
이러한 전자 장치로는 차량의 도어, 윈도우 등을 작동하는 도어 드라이브 모듈(door drive module)이 있다. 기존에는 도어 드라이브 모듈을 구현하는 반도체가 여러 가지 서브 블록을 포함하고 있어, 공용성이 낮아 여러 차종에 적용하는 데 한계가 있으며 이에 따라 개발 기간이 길어질 수 있다. 또한, 도어 드라이브 모듈의 입출력이 최적화되지 않아 불필요한 인라인 회로 및 배선이 존재하게 되어, 품질 관리 및 커넥터 체결 작업에 어려움이 있다. 또한, 불필요한 인라인 회로 및 배선에 의하여 비용이 상승하는 문제가 있었다.
본 발명은 회로 구조를 단순화하여 품질 관리 및 작업성을 향상할 수 있고 공용성을 향상할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 도어 드라이브 모듈 및 이를 적용한 도어 제어 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이버 모듈은, 도어의 구동을 위한 소자들이 집적화된 집적 회로; 상기 집적 회로와 별개로 구비되며 상기 집적 회로에 명령어를 제공하는 마이크로 컨트롤러(micro-controller, MCU); 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 트랜시버; 및 상기 집적 회로와 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 직병렬 인터페이스(serial-parallel interface, SPI)를 포함한다.
상기 집적 회로는, 웨이크업 신호에 의하여 상기 집적 회로를 구성하는 입출력 인터페이스부; 차량의 램프를 구동하는 램프 구동부; 상기 차량의 아웃사이드 미러의 위치 및 폴드, 그리고 상기 차량의 윈도우 중 적어도 하나를 구동하는 모터 구동부; 및 공급된 전압을 상기 MCU를 위한 전압으로 변경하는 전압 조정기(voltage regulator)를 포함할 수 있다.
상기 집적 회로는, 상기 램프 구동부는 하이-사이드 부하에 의하여 상기 램프를 구동하고, 상기 모터 구동부는 로우-사이드 또는 하프-브리지 부하에 의하여 상기 아웃사이드 미러 또는 윈도우를 구동할 수 있다.
상기 집적 회로는 상기 집적 회로를 보호하는 보호 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 보호 회로는 감시 계기를 포함할 수 있다.
상기 SPI가 상기 집적 회로 내에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도어 제어 시스템은, 도어의 구동을 위한 소자들이 집적화된 집적 회로; 상기 집적 회로와 별개로 구비되며 상기 집적 회로에 명령어를 제공하는 마이크로 컨트롤러(micro-controller, MCU); 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 트랜시버; 및 상기 집적 회로와 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 직병렬 인터페이스(serial-parallel interface, SPI)를 포함하는 도어 드라이버 모듈; 그리고 상기 도어 드라이버 모듈과 CAN에 의하여 통신하며, 조수석 또는 뒷좌석의 도어를 릴레이 직구동에 의하여 구동하는 스마트 정션 박스를 포함한다.
상기 도어 드라이버 모듈은 운전석 아웃사이드 미러와 연결되고, 조수석 아웃사이드 미러와 로컬 연결 상호망(local interconnect network, LIN)에 의하여 통신하여 운전석 기억 시스템(integrated memory system, IMS)을 구현할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 인라인 회로 및 배선을 줄여 품질 관리 및 커넥터 체결 작업성을 개선할 수 있다. 그리고 공용화가 가능하여 다양한 차종에 적용되도록 하여 개발 시간을 단축할 수 있다. 이에 따라 비용을 크게 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈(door drive module, DDM)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로 및 이에 의하여 구동되는 다양한 장치 등을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈이 적용된 도어 제어 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈이 적용된 도어 제어 시스템의 다른 예를 도시한 구성도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈(door drive module, DDM)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈(100)은, 명령어에 따라 도어, 윈도우 등을 구동하는 집적 회로(10)와, 집적 회로(10)와 별개로 구비되는 마이크로 컨트롤러(micro-controller, MCU)(20) 및 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 트랜시버(30)을 포함한다. 즉, 본 실시예에서는 도어, 윈도우 등을 구동하는 서브 블록들을 집적 회로(10)로 구현하고, MCU(20) 및 CAN 트랜시버(30)의 기능을 수행하는 서브 블록을 집적 회로(10)와 분리하여 형성한다. 그리고 집적 회로(10)와 MCU(20)의 통신을 위하여 직병렬 인터페이스(serial-parallel interface, SPI)(40)를 구비하게 된다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
집적 회로(10)는 MCU(20)로부터 받은 명령어에 따라 도어, 윈도우 등을 구동하는 역할을 한다. 일례로, 본 실시예에서 집적 회로(10)는, 입출력 인터페이스(input/output interface)부(11), 램프 구동부(lamp driver)(13), 모터 구동부(motor driver)(15) 및 전압 조정기(voltage regulator)(17)를 포함할 수 있다. 이 외에도 집적 회로(10)는 보호 회로(19)를 더 구비할 수 있다.
입출력 인터페이스부(11)는 웨이크업(wakeup) 신호에 의하여 집적 회로(10)의 동작 모드를 대기 모드(sleep mode)에서 정상 모드로 변경하여 집적 회로(10)를 구동한다.
램프 구동부(13)는 퍼들 램프(puddle lamp), 핸들-포켓 라이트(handle-pocket light), 심미적 특성을 향상하기 위한 무드 조명(mood lamp), 커티시 램프(courtesy lamp) 등의 하이-사이드(high-side) 부하를 구동하는 역할을 한다. 이와 함께 부하의 보호 기능을 함께 수행할 수도 있다.
퍼들 램프라 함은 야간이나 어두운 곳에 승차나 하차를 할 경우 도로의 이물질 여부를 확인할 수 있도록 아웃사이드 미러 하단에 장착하는 램프를 말한다. 커티시 램프라 함은 야간이나 어두운 곳에서 승강 시에, 발 밑을 밝게 비추기 위하여 도어의 내장 하부에 장착되어 있는 램프를 말한다.
모터 구동부(15)는 로우-사이드(low-side) 및 하프-브리지(half-bridge) 부하를 구동하는 역할을 하며, 부하의 보호 기능을 함께 수행할 수도 있다. 로우-사이드 부하로는 스위치에 의하여 차량의 윈도우를 올리거나 내리는 파워 윈도우(power window) 등을 들 수 있다. 하프-브리지 부하로는 아웃사이드 미러의 위치(Xj) 조정, 락/언락을 위한 도어 래치 등을 들 수 있다.
전압 조정기(17)는 공급된 전압을 MCU(20)에 적절한 전압으로 변경하는 역할을 한다. 즉, 배터리 전원으로부터 두 가지 전원이 나오면 하나의 전원은 전압 조정기(17)에 인가되어 MCU(20)의 전원으로 사용된다. 다른 하나의 전원은 램프 구동부(13) 및 램프 구동부(15)의 전원으로 사용된다.
보호 회로(19)는 과전류, 과전압, 부족 전압, 개방 부하(open load), 고온도로부터 집적 회로(10)를 보호한다.
집적 회로는 그 외에도 전류 센서, 자동 MUX(auto MUX), 로직 등을 포함할 수 있다.
이러한 집적 회로(10)로는 주문형 집적회로(application specific integrated circuit)일 수 있다. 집적회로(10)는 MCU(20)로부터 제공되는 명령어를 SPI(40)을 이용하여 받아서 이 명령에 따라 동작된다. 도 1에서는 SPI(40)가 집적 회로(10)의 외부에 별도로 구성된 것을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 안이다. 따라서, SPI(40)를 위한 구성이 집적 회로(10) 내에 위치할 수도 있다.
MCU(20)는 입력되는 신호를 통하여 특정 스위치의 조작을 확인하여 스위치 조작에 해당하는 명령어를 발생하여 출력하며, CAN 트랜시버(30)을 이용하여 외부 시스템으로부터 해당 스위치의 조작을 외부 시스템으로 알리거나 외부 시스템으로부터 입력되는 신호를 판단한다. 또한 MCU(20)는 특정 스위치가 조작되는 조작에 해당되는 데이터를 내부 메모리(도시하지 않음)에 저장한 후에 명령어를 발생하며, 특정 스위치가 재조작되면 내부 메모리에 저장된 데이터와 비교한 후, 비교 결과에 따라 명령어를 생성한다.
CAN 트랜시버(30)는 MCU(20)로부터 출력되는 신호를 외부 시스템으로 전송하고 외부 시스템으로부터 입력되는 신호를 수신한다.
이와 함께 MCU(20) 및 CAN 트랜시버(30) 외에도 집적 회로(10) 외부에 별도로 데드 락을 위한 구성 및 다양한 스위치 등이 위치하게 된다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로(10)의 일 예를 좀더 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로(10) 및 이에 의하여 구동되는 다양한 장치 등을 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로(10)는, 전압 조정기(17)와 함께, 상술한 입출력 인터페이스부(11), 램프 구동부(13), 모터 구동부(15) 및 보호 회로(19)를 구성하기 위한 다양한 소자들을 구비한다. 그리고 본 실시예에서는 집적 회로(10)에 SPI(40)를 위한 구성이 내장되어 있다.
다양한 소자는, 외부의 신호 또는 명령어 등이 입력되는 입력 장치(111), 웨이크업 신호가 입력되는 웨이크업 입력 장치(113), 리셋에 관여하는 리셋 컨트롤(115) 등을 포함할 수 있다. 그리고 램프 구동부(13)에 의하여 구동되는 하이-사이드 부하(117)를 포함하여 램프(131)를 구동할 수 있다. 또한, 모터 구동부(15)에 의하여 구동되는 로우-사이드 릴레이 드라이버(119) 및 하프-브리지 부하(121)에 의하여 파워 윈도우 기능(133)을 제어하고, 아웃사이드 미러의 위치(135) 및 폴드(137)를 조절하고, 도어 락(139)을 제어할 수 있다. 또한 보호 회로(19)를 구성하는 감시 계기(123)을 포함할 수 있다. 그 외에도 비교 회로(125) 등을 더 포함할 수 있다.
이러한 집적 회로(10)의 구성은 일례로 제시한 것에 불과하며 다양하게 변형이 가능함은 물론이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈이 적용된 도어 제어 시스템을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈이 적용된 도어 제어 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 3의 실시예는 통합 운전석 기억 시스템(integrated memory system, IMS)가 적용되지 않은 경우이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 도어 제어 시스템은, 집적 회로(10)를 구비하는 도어 드라이브 모듈(100)이 CAN에 의하여 스마트 정션 박스(200)와 통신한다. 운전석 도어(또는 윈도우)(410) 및 아웃사이드 미러(310)는 도어 드라이브 모듈(100)에 연결되어 구동되며, 조수석 아웃사이드 미러(320), 조수석 도어(400) 및 뒷좌석 도어들(510, 520)은 스마트 정션 박스(200)에 의하여 릴레이 직구동 방식에 의하여 구동된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도어 드라이브 모듈이 적용된 도어 제어 시스템의 다른 예를 도시한 구성도이다. 도 4의 실시예는 통합 운전석 기억 시스템이 적용된 경우이다.
통합 운전석 기억 시스템은, 운전자에 맞는 최적의 운전 위치를 기억해 두었다가 운전자가 탑승하면 기억된 대로 운전 자세를 자동으로 조정해 주는 시스템을 말한다. 좀더 상세하게는, 운전자가 운전석에 앉아서 자신의 체형 또는 운전 습관에 맞는 최적의 핸들 위치, 시트의 높낮이와 앞뒤 위치, 와 조정하여 입력한다. 그러면 통합 운전석 기억 시스템이 입력 위치를 기억하고 있다가 기억된 대로 자동으로 위치를 조정해 준다. 특히 운전자의 위치나 자세가 바뀌더라도 기억 스위치만 조작하면 원상태로 자동 복귀되도록 설계되어 있다. 따라서 운전자가 일일이 수동으로 시트, 미러, 핸들 등의 위치를 조작할 필요가 없다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 도어 제어 시스템은, 집적 회로(10)를 구비하는 도어 드라이브 모듈(100)이 CAN에 의하여 스마트 정션 박스(200)와 통신한다. 운전석 도어(410) 및 아웃사이드 미러(310)는 도어 드라이브 모듈(100)에 연결되어 구동되며 조수석 아웃사이드 미러(320)는 로컬 상호 연결망(local interconnect network, LIN)을 통하여 구동된다. 조수석 도어(400) 및 뒷좌석 도어들(510, 520)은 스마트 정션 박스(200)에 의하여 릴레이 직구동 방식에 의하여 구동된다.
LIN은 시스템 사이의 직렬 통신을 위한 시스템으로, 근거리에 있는 장치들끼리 연결하여 신호의 입력이나 출력 등 간단한 조작을 하는 역할을 한다. 이러한 LIN은 가격 대비 성능비가 뛰어난 장점이 있다. 이와 함께 통합 운전석 기억 시스템을 위한 스위치(610) 및 이를 제어하기 위한 제어기(620)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 스위치(610)의 조작에 따른 제어기(620)의 제어에 의하여 도어 드라이브 모듈(100)에 의하여 아웃 사이드 미러(320)의 위치 등을 조절할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 인라인 회로 및 배선을 줄여 품질 관리 및 커넥터 체결 작업성을 개선할 수 있다. 그리고 공용화가 가능하여 다양한 차종에 적용되도록 하여 개발 시간을 단축할 수 있다. 이에 따라 비용을 크게 절감할 수 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 도어 드라이브 모듈
10: 집적 회로
20: MCU
30: CAN 트랜시버

Claims (8)

  1. 도어의 구동을 위한 소자들이 집적화된 집적 회로;
    상기 집적 회로와 별개로 구비되며 상기 집적 회로에 명령어를 제공하는 마이크로 컨트롤러(micro-controller, MCU);
    상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 트랜시버; 및
    상기 집적 회로와 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 직병렬 인터페이스(serial-parallel interface, SPI)
    를 포함하는 도어 드라이버 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로는,
    웨이크업 신호에 의하여 상기 집적 회로를 구성하는 입출력 인터페이스부;
    차량의 램프를 구동하는 램프 구동부;
    상기 차량의 아웃사이드 미러의 위치 및 폴드, 그리고 상기 차량의 윈도우 중 적어도 하나를 구동하는 모터 구동부; 및
    공급된 전압을 상기 MCU를 위한 전압으로 변경하는 전압 조정기(voltage regulator)
    를 포함하는 도어 드라이버 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집적 회로는,
    상기 램프 구동부는 하이-사이드 부하에 의하여 상기 램프를 구동하고,
    상기 모터 구동부는 로우-사이드 또는 하프-브리지 부하에 의하여 상기 아웃사이드 미러 또는 윈도우를 구동하는 도어 드라이브 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로는 상기 집적 회로를 보호하는 보호 회로를 더 포함하는 도어 드라이브 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보호 회로는 감시 계기를 포함하는 도어 드라이브 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 SPI가 상기 집적 회로 내에 위치하는 도어 드라이브 모듈.
  7. 도어의 구동을 위한 소자들이 집적화된 집적 회로; 상기 집적 회로와 별개로 구비되며 상기 집적 회로에 명령어를 제공하는 마이크로 컨트롤러(micro-controller, MCU); 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 트랜시버; 및 상기 집적 회로와 상기 마이크로 컨트롤러의 통신을 위한 직병렬 인터페이스(serial-parallel interface, SPI)를 포함하는 도어 드라이버 모듈; 및
    상기 도어 드라이버 모듈과 CAN에 의하여 통신하며, 조수석 또는 뒷좌석의 도어를 릴레이 직구동에 의하여 구동하는 스마트 정션 박스
    를 포함하는 도어 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도어 드라이버 모듈은 운전석 아웃사이드 미러와 연결되고, 조수석 아웃사이드 미러와 로컬 연결 상호망(local interconnect network, LIN)에 의하여 통신하여 운전석 기억 시스템(integrated memory system, IMS)을 구현하는 도어 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108762234A (zh) * 2018-06-11 2018-11-06 北京经纬恒润科技有限公司 一种车身控制器及其控制方法
US10756091B2 (en) 2016-12-09 2020-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

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