KR20170114579A - 전압 제어 방법 및 그 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 전압 제어 시스템 및 그 제어 방법이 제공된다. 본 발명의일 실시예에 따른 전압 제어 시스템은 차량의 배터리 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부와 배터리로부터 인가된 전압을 각종 센서에 공급하는 센서 구동부와 센서 구동부에 요구되는 요구 전압값을 확보하기 위하여 인가된 전압을 감압하거나, 승압하는 제어부를 포함한다.

Description

전압 제어 방법 및 그 제어 시스템{VOLTAGE CONTROL METHOD AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 전압 제어 방법 및 그 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내 사용되는 센서에 요구되는 일정한 전압을 공급하기 위한 전압 제어 방법 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 장착된 배터리는 차량의 상태에 따라서 전압값이 일정하지 못하고 변동하게 된다.
다만, 차량에 포함된 전자 제어 유닛 (ECU:Electronic Control Unit)는 배터리로부터 센서의 정격 전압에 맞는 전압값을 확보하여야 정확한 동작을 할 수 있다
예를 들어, 차량이 제동 제어를 수행하는 경우, 휠 속도 센서(Wheel speed sensor), 휠 압력 센서 등으로부터 측정된 센서값을 기초로 전자 제어 유닛이 적절한 제동 제어를 수행하기 위하여 필요한 제어 압력을 산출할 수 있다.
이 때, 휠 속도 센서, 휠 압력 센서 등에서 확보하는 센서값은 배터리로부터 센서의 정격 전압에 맞는 전압값이 확보되어야 정확한 센서값을 확보할 수 있다.
다만, 종래 차량의 상태에 따라서 배터리에서 인가되는 전압값이 일정하지 못하고 변동하게 되는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
이 때, 예를 들어, 센서의 정격전압보다 고전압이 인가된 경우, 레귤레이터(regulator)를 이용하여 감압 제어를 통하여 센서의 정격전압에 맞는 전압값을 확보할 수 있으나, 센서의 정격전압보다 저전압이 인가되는 경우, 센서 동작이 다소 어려워 입력된 전압을 무시하고, 정확히 센서가 동작할 수 없게 된다.
본 발명의 실시 예는 센서의 정격 전압에 맞는 전압값을 확보하기 위하여 배터리로부터 공급받은 전압값을 일정하게 유지하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 전압 제어를 위하여 하나의 제어 시스템을 확보하여 다양한 센서에 대하여 중복 사용이 가능하여 생산 단가를 절감하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 배터리 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부;와 상기 배터리로부터 인가된 전압을 각종 센서에 공급하는 센서 구동부;와 상기 센서 구동부에 요구되는 요구 전압값을 확보하기 위하여 인가된 전압을 감압하거나, 승압하는 제어부;를 포함하는 차량의 전압 제어 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 인가된 전압을 감압하는 감압회로;와 상기 인가된 전압을 승압하는 승압회로; 및 상기 감압회로 또는 승압회로를 통과한 전압의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량의 배터리 전압을 측정하는 단계;와 상기 측정된 배터리 전압과 센서에서 요구하는 요구 전압을 비교하는 단계;와 상기 배터리로부터 인가된 전압을 감압하거나 승압하여 상기 요구 전압을 확보하는 단계;를 포함하는 차량의 전압 제어 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 요구 전압을 확보하는 단계는 상기 인가된 전압이 상기 요구전압보다 낮으면 승압하거나, 상기 인가된 전압이 상기 요구전압보다 높으면 감압하는 단계; 및 상기 인가된 전압의 노이즈를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 센서의 정격 전압에 맞는 전압값을 확보하기 위하여 배터리로부터 공급받은 전압값을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 전압 제어를 위하여 하나의 제어 시스템을 확보하여 다양한 센서에 대하여 중복 사용이 가능하여 생산 단가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 제어 시스템을 포함한 차량에 포함된 각종 전자 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 제어 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 시스템을 포함한 차량에 포함된 각종 전자 장치를 도시한 블록도이다.
차량(1)은 이상에서 설명한 기계 장치와 함께 다양한 전자 장치(100)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 차량(1)은 AVN (Audio/Video/Navigation) 장치(110), 입출력 제어 시스템(120), 엔진 제어 시스템(Engine Management System, EMS) (130), 변속 제어 시스템(Transmission Management System: TMS) (140), 제동 제어 장치(brake-by-wire) (150), 조향 제어 장치(steering-by-wire) (160), 운전 보조 시스템(170), 전압 제어 시스템(180),및 기타 차량 센서(200) 등을 포함할 수 있다.
다만, 도 1에 도시된 전자 장치(100)는 차량(1)에 포함된 전자 장치의 일부에 불과하며 차량(1)에는 더욱 다양한 전자 장치가 마련될 수 있다.
또한, 차량(1) 포함된 각종 전자 장치(100)는 차량 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 차량 통신 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.
AVN 장치(110)는 운전자의 제어 명령에 따라 음악 또는 영상을 출력하는 장치이다. 구체적으로, AVN 장치(110)는 운전자의 제어 명령에 따라 음악 또는 동영상을 재생하거나 내비게이션 시스템(미도시)으로부터 수신한 목적지까지의 경로를 안내할 수 있다.
이와 같은 AVN 장치(110)는 운전자에게 영상을 표시하는 AVN 디스플레이(111), 운전자의 제어 명령을 수신하는 AVN 버튼 모듈(113), 차량(1)의 지리적 위치 정보를 획득하는 GPS (Global Positioning System) 모듈(115)을 포함할 수 있다. 여기서, AVN 디스플레이(111)는 운전자의 터치 입력을 수신할 수 있는 터치 감지 디스플레이(예를 들어, 터치 스크린)을 채용할 수 있다. 또한, AVN 디스플레이(111)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등을 채용할 수 있다.
또한, GPS 모듈(115)은 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 차량(1)의 위치를 산출하기 위한 정보를 수신하고, GPS 위성으로부터 수신된 정보를 기초로 차량(1)의 위치를 판단할 수 있다.
입출력 제어 시스템(120)은 버튼을 통한 운전자의 제어 명령을 수신하고, 운전자의 제어 명령에 대응하는 정보를 표시한다. 입출력 제어 시스템(120)는 대시 보드에 마련되어 영상을 표시하는 클러스터 디스플레이(121), 영상을 윈드 스크린에 투영하는 헤드업 디스플레이(122) 및 스티어링 휠에 설치되는 휠 버튼 모듈(123)을 포함할 수 있다.
클러스터 디스플레이(121)는 대시 보드에 마련되어 영상을 표시한다. 특히, 클러스터 디스플레이(121)는 윈드 스크린에 인접하여 마련됨으로써 운전자의 시선이 차량(1)의 전방으로부터 크게 벗어나지 않은 상태에서 운전자(U)가 차량(1)의 동작 정보, 도로의 정보 또는 주행 경로 등을 획득할 수 있도록 한다. 이와 같은 클러스터 디스플레이(121)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등을 채용할 수 있다.
헤드업 디스플레이(122)는 영상을 윈드 스크린에 투영시킬 수 있다. 구체적으로, 헤드-업 디스플레이(122)에 의하여 윈드 스크린에 투영되는 영상은 차량(1)의 동작 정보, 도로의 정보 또는 주행 경로 등을 포함할 수 있고, 내비게이션 시스템으로부터 수신한 정보를 기초로 사용자에게 위치 정보를 안내하거나 경고할 수도 있다.
엔진 제어 시스템(130)는 연료분사 제어, 연비 피드백 제어, 희박 연소 제어, 점화 시기 제어 및 공회전수 제어 등을 수행한다. 이러한 엔진 제어 시스템(140)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 있다.
변속 제어 시스템(140)는 변속점 제어, 댐퍼 클러치 제어, 마찰 클러치 온/오프 시의 압력 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행한다. 이러한 변속 제어 시스템(140)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 있다.
제동 제어 장치(150)는 차량(1)의 제동을 제어할 수 있으며, 대표적으로 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 등을 포함할 수 있다. 조향 제어 장치(160)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시킴으로써 운전자의 조향 조작을 보조한다.
조향 제어 장치(160)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시킴으로써 운전자의 조향 조작을 보조한다.
운전 보조 시스템(170)은 차량(1)의 주행을 보조하며, 전방 충돌 회피 기능, 차선 이탈 경고 기능, 사각 지대 감시 기능, 후방 감시 기능 등을 수행할 수 있다.
이러한 운전 보조 시스템(170)은 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들 포함할 수 있다. 예를 들어, 운전 보조 시스템(170)은 주행 차선의 전방에서 동일한 방향으로 주행 중인 자동차를 감지하여 전방 차량과의 충돌을 회피하기 위한 전방 충동 경고 장치(Forward Collision Warning System, FCW), 전방 차량과의 충돌이 불가피한 경우 충격을 완화시키는 자동 비상 제동 장치(Advanced Emergency Braking System, AEBS), 주행 차선의 전방에서 동일한 방향으로 주행 중인 차량을 감지하여 전방 차량의 속도에 따라 자동으로 가/감속하는 적응 순항 제어 장치(Adaptive Cruise Control, ACC), 주행 차로를 벗어나는 것을 방지하는 차선 이탈 경고 장치(Lane Departure Warning System, LDWS), 주행 차로를 이탈하는 것으로 판단되면 본 차로로 복귀하도록 제어하는 차선 유지 보조 장치(Lane Keeping Assist System, LKAS), 사각지대에 위치한 차량의 정보를 운전자에게 제공하는 시각지대 감시 장치(Blind Spot Detection, BSD), 주행 차선의 후방에 동일한 방향으로 주행 중인 차량을 감지하여 후방 차량과의 충동을 회피하는 후방 충동 경고 장치(Rear-end Collision Warning System, RCW) 등을 포함할 수 있다.
이러한 운전 보조 시스템(170)은 전후방 차량의 위치를 검출하는 레이더 모듈(171), 전후방 차량의 영상을 획득하는 카메라 모듈(172)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 레이더 모듈(171)은 전방 충동 경고 장치, 자동 비상 제동 장치, 적응 순항 제어 장치, 시각지대 감시 장치, 후방 충동 경고 장치 등 전후방 차량의 위치에 따라 동작하는 장치에 이용될 수 있다. 또한, 카메라 모듈(171)은 차선 이탈 경고 장치 및 차선 유지 보조 장치 등 전후방 차량 및 도로의 영상에 따라 동작하는 장치에 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전압 제어 시스템(180)은 상기 복수의 차량 전자 장치(100)에 사용되어 정확한 동작이 가능하도록 전압 제어를 수행할 수 있다. 이에 복수의 차량 전자 장치(100)에 사용되어 정확한 동작이 가능하기 위하여 다음의 기타 차량 센서(200)가 필요할 수 있따.
기타 차량 센서(200)은 차량(1)에 포함되어 차량의 주행 정보를 감지하기 위하여 가속도 센서(201), 요레이트 센서(202), 조향각 센서(203) 및 속도 센서(204) 등을 포함할 수 있다.
가속도 센서(201)는 차량의 가속도를 측정하는 것으로, 횡 가속도 센서(미도시)와 종가속도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
요레이트 센서(202)는 차량의 각 휠에 설치될 수 있으며, 실시간으로 요레이트값을 검출할 수 있다.
조향각 센서(203)는 조향각을 측정한다. 스티어링 휠(60)의 하단부에 장착되며, 핸들의 조향 속도, 조향 방향 및 조향각을 검출할 수 있다.
속도 센서(204)는 차량의 휠의 안쪽에 설치되어 차량 바퀴의 회전 속도를 검출할 수 있다.
이상에서는 차량(1)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 차량(1)에 포함된 전압 제어 시스템(180)의 구성 및 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전압 제어 시스템(180)은 차량에 포함된 배터리(BAT)와 연결되어, 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부(10)와, 측정된 전압에 따라 차량에 포함된 기타 차량 센서(200)를 구동하기 위한 센서 구동부(30) 및 센서 구동부(30)에 센서에 필요한 전압값을 전달하기 위한 제어부(20)를 포함한다.
따라서, 제어부(20)는 스위치를 통하여 배터리로부터 확보한 전압값을 감압하는 감압회로(21) 또는 배터리로부터 확보한 전압값을 승압하는 승압회로(22)를 포함하며, 노이즈 신호를 제거하는 노이즈 필터(23)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 전압 측정부(10)는 차량(1)에 포함된 배터리(10)의 전압을 측정한다.
배터리의 전압은 차량의 상태에 따라서 달라질 수 있으므로, 측정된 전압값을 기초로 본 발명에 따른 승압 회로 또는 감압회로를 이용하여 각 센서에 일정한 전압을 전달할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 제어부는 도 3에 도시된 바에 따른 전압 제어 방법을 나타낸 순서도를 통하여 동작이 설명될 수 있다.
먼저, 차량(1)에 인가된 배터리(BAT)에 전원을 인가한다(S100). 이는 본원 발명에 따른 전압 제어 시스템(180)을 포함한 차량(1)에 시동이 걸린 경우에 배터리에 전원이 인가될 수 있다.
이 때, 전압 제어 시스템(180)은 인가된 전압을 측정한다(S200). 인가된 전압을 측정하는 것은 배터리의 전압을 이용하여 동작하는 차량(1)에 포함된 각종 센서가 정확한 센서값을 산출할 수 있기 때문이다.
따라서, 측정된 배터리의 인가 전압이 공급하고자 하는 복수의 장치 중 어느 한 장치에 필요한 요구 전압값보다 크면(S300의 예), 장치의 요구 전압값으로 전압을 내리기 위하여 도 2에 도시된 감압 회로(21)로 스위치가 동작하여 전압값을 내린다.
만일, 측정된 배터리의 인가 전압이 공급하고자 하는 복수의 장치 중 어느 한 장치에 필요한 요구 전압값보다 작으면(S400의 예), 장치의 요구 전압값으로 전압을 올리기 위하여 도 2에 도시된 승압 회로(21)로 스위치가 동작하여 전압값을 올린다.
이 때, 인가 전압과 요구 전압을 비교하는 경우 오차가 발생 할 수 있으며, 오차가 발생하는 것은 노이즈 제거하는 단계(S700)에서 노이즈를 줄임으로서 각종 센서에서 요구하는 요구 전압을 확보할 수 있게 된다.
따라서, 전압 제어 시스템(180)은 감압 회로(21)를 통하여 인가 전압을 요구 전압값으로 감압한 이후, 승압 회로(22)를 통하여 인가 전압을 요구 전압 값으로 승압한 이후에 노이즈를 제거한다(S700).
이 후, 센서 구동부(30)는 노이즈가 제거된 요구 전압을 센서에 인가하여 센서가 정확하게 동작할 수 있다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
1 : 차량
180: 전압 제어 시스템

Claims (4)

  1. 차량의 배터리 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부;
    상기 배터리로부터 인가된 전압을 각종 센서에 공급하는 센서 구동부;
    상기 센서 구동부에 요구되는 요구 전압값을 확보하기 위하여 인가된 전압을 감압하거나, 승압하는 제어부;를 포함하는 차량의 전압 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    인가된 전압을 감압하는 감압회로;
    상기 인가된 전압을 승압하는 승압회로; 및
    상기 감압회로 또는 승압회로를 통과한 전압의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터;를 포함하는 차량의 전압 제어 시스템.
  3. 차량의 배터리 전압을 측정하는 단계;
    상기 측정된 배터리 전압과 센서에서 요구하는 요구 전압을 비교하는 단계;
    상기 배터리로부터 인가된 전압을 감압하거나 승압하여 상기 요구 전압을 확보하는 단계;를 포함하는 차량의 전압 제어 시스템의 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 요구 전압을 확보하는 단계는
    상기 인가된 전압이 상기 요구전압보다 낮으면 승압하거나, 상기 인가된 전압이 상기 요구전압보다 높으면 감압하는 단계; 및
    상기 인가된 전압의 노이즈를 제거하는 단계;를 포함하는 차량의 전압 제어 시스템의 제어 방법.
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