KR20200085630A - 차량용 ecu 보조 장치 - Google Patents

차량용 ecu 보조 장치 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 차량에 사용되는 ECU를 보조하는 장치에 관한 것으로써, ECU의 신뢰성을 향상시키고, 사용자에게 정확한 차량정보를 전달할 수 있는 장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 차량에 사용되는 ECU와 결합하는 제1결합구, 케이블을 수용하는 제2결합구, 상기 ECU가 전달받는 신호와 전달하는 신호를 저장하는 신호저장부 및 상기 ECU가 전달하는 신호의 정상유무를 판단하는 이상신호검출부를 포함하는 차량용 ECU 보조 장치를 일 실시 예로 제시한다.

Description

차량용 ECU 보조 장치 {ECU auxiliary apparatus for vehicle}
개시된 내용은 차량에 사용되는 ECU를 보조하는 장치에 관한 것으로써, ECU의 신뢰성을 향상시키고, 사용자에게 정확한 차량정보를 전달할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
초기의 차량은 구동부와 제어부를 기계적으로 연결하여 구조적으로 단순하였으나, 차량에 적용되는 기술이 발전해가면서, 차량에 사용되는 전자장치들 또한 다양하고 복잡해졌다. 이러한 전자장치들을 제어하는 장치로 ECU(Electronic controlled Unit)가 있다. ECU는 차량의 주요 전자장치를 제어함에 따라 결함이 발생하거나 오작동하는 경우에 치명적인 사고로 이어질 수 있다.
대표적으로 차량 급발진이 있다. 급발진의 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 주요원인으로 ECU의 결함 또는 오작동을 의심하고 있다.
급발진이란, 시동상태에서 운전자의 가속 페달 조작행위가 없는 상태 또는 브레이크를 밟은 상태에서 차량이 스스로 전진 또는 후진하는 것을 말한다.
자동차 급발진은 지금까지의 신고 접수결과를 살펴보면 국내외를 막론하고 자동 변속 차량에서만 발생하며, 과거 쓰로틀 밸브를 케이블로 연결하여 엔진 동력을 조절할 때는 급발진 신고 사례가 거의 없었으나, 전자식 쓰로틀 도입 및 차량에 각종 전자장비의 비중이 높아지면서 급발진 신고 사례가 증가하기 시작하여 ECU의 결함을 주요원인으로 보고 있는 것이다.
하지만 급발진 피해자가 차량결함에 의해 발생한 것이라는 사실을 입증하기에는 현실적으로 문제가 있다. 피해자 스스로가 자신은 가속패달을 밟지 않았고, 감속패달을 밟고 있었다는 사실을 입증해야 하는데, 현실적으로 해당 사실을 입증할 증거수집이 어렵다. 가장 명확한 방법으로는 ECU의 데이터를 확인하는 것이다. ECU 내에는 전자장치의 사용내역을 기록하는 EDR(Event Data Recorder, 사고기록장치)이 있다. EDR을 살펴보면, 피해자가 가속패달을 밟았는지, 감속패달을 밟았는지 또는 쓰로틀이 열렸는지 여부에 대한 정보를 확인할 수 있다.
그러나 차량제조업자는 EDR은 회사고유자산이라 주장하며 개인이 내부정보를 열람할 수 없어 급발진 여부에 대한 입증이 사실상 곤란하다. 차량 외부의 상황은 블랙박스 등을 사용하여 사용자의 과실여부를 명확하게 판단할 수 있으나, 차량 내부의 정보를 알지 못하는 상황에서는 사용자의 과실유무와 제조업자의 과실유무의 명확한 판단이 어려워진다.
또한, 급발진을 예방하기 위한 방안으로, 한국특허공보 제10-1594538호에서는 자동차에 설치되는 급발진 사고 방지를 위한 토크컨버터를 게시하고 있다. 그러나, 상기 토크컨버터는 차량내부에 직접적으로 설치되는 것으로, 기존 차량에 적용하기에는 어려움이 있어 범용성이 낮다는 문제점이 있다.
따라서, 차량 내부의 전자장비의 사용정보를 사용자가 스스로 수집할 수 있고, 사용자의 입력과는 다른 이상출력이 발생한 경우에 해당 출력을 차단할 수 있으며, 기존 차량에도 쉽게 적용가능한 장치의 필요성이 요구되고 있다.
1. 한국특허공보 제10-1594538호
차량용 ECU를 지원하는 장치에 관한 것으로써, ECU의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 차량제어정보를 손쉽게 확인할 수 있으며, 범용성이 높은 차량용 ECU 지원 장치를 제공하고자 한다.
개시된 내용은 차량에 사용되는 ECU와 결합하는 제1결합구, 케이블을 수용하는 제2결합구, 상기 ECU가 전달받는 신호와 전달하는 신호를 저장하는 신호저장부 및 상기 ECU가 전달하는 신호의 정상유무를 판단하는 이상신호검출부를 포함하는 차량용 ECU 보조 장치를 일 실시 예로 제시한다.
개시된 실시 예에 따르면, ECU의 신호정보를 사용자가 손쉽게 수집할 수 있고, ECU의 고장 및 오작동을 대비한 안전장치를 제공할 수 있다. 또한, 사용자의 운전습관과 차량내부정보를 분석하여 연비를 향상시킬 수 있는 정보를 제공할 수 있으며, 다양한 차량에 쉽게 적용할 수 있는 ECU 보조장치를 제공할 수 있다.
본 실시 예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 차량용 ECU 보조 장치의 구성도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 차량용 ECU 보조 장치의 사용상태도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 어답터의 사용상태도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 통합제어장치의 개요도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들을 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 개선된 차량용 ECU 보조 장치의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 명세서에 개시된 발명의 일 실시 예로써, 차량용 ECU 보조 장치(10)는 차량에 사용되는 ECU(30)와 결합하는 제1결합구(21), 케이블(31)을 수용하는 제2결합구(22), 상기 ECU(30)가 전달받는 신호와 전달하는 신호를 저장하는 신호저장부(11) 및 상기 ECU(30)가 전달하는 신호의 정상유무를 판단하는 이상신호검출부(12)를 포함한다.
일반적으로 차량에는 하나 이상의 ECU(30)가 사용되고 있으며, 차량에 사용되는 전자장치들과 케이블(31)을 통해 신호를 주고 받는다. 본 발명은 상기 케이블(31)과 ECU(30) 사이를 매개하며, 주고 받는 신호를 저장하고 분석하는 역할을 할 수 있다.
상기 ECU(30)는 차량 제조사 또는 차량 종류에 따라 상이할 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, ECU(30)와 케이블(31)이 연결되는 소켓에 상호 결합될 수 있도록 제1결합구(21)와 제2결합구(22)를 구비할 수 있다. 상기 제1결합구(21)와 제2결합구(22)는 차량용 ECU 보조 장치(10)의 양단에 위치하여, 제1결합구(21)는 ECU(30)와 결합할 수 있고, 제2결합구(22)는 ECU(30)에 연결되어 있던 케이블(31)과 결합할 수 있다. 이를 통해 ECU(30)로 전달되던 신호는 차량용 ECU 보조 장치(10)를 거치게 되고, ECU(30)에서 출력되는 신호 또한 차량용 ECU 보조 장치(10)를 거치게 된다.
상기 제1결합구(21)와 제2결합구(22)는 다양한 차량에 적용 가능해야 하므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1결합구(21)와 제2결합구(22)는 규격화되지 않은 다수의 전기적 채널로 형성될 수 있으며, 상기 채널과 결합하는 어답터를 더 포함할 수 있다. 상기 어답터는 제1결합구(21)와 결합하는 제1어답터(21-1)와 제2결합구(22)와 결합하는 제2어답터(22-1)를 포함할 수 있으며, 각 어답터의 일측은 상기 제1결합구(21)와 제2결합구(22)의 전기적 채널과 대응되는 형상을 가지고, 타측은 ECU(30)마다 고유의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 어답터를 통해 다양한 ECU(30)에도 적용할 수 있는 확장성을 갖을 수 있다.
상기 신호저장부(11)는 ECU(30)가 전달받는 신호와 ECU(30)가 전달하는 신호를 저장할 수 있다. ECU(30)가 전달받는 신호는 사용자의 조향정보, 출력정보, 차량의 자세정보 및 상태정보 등으로써, ECU(30)가 전달받아 처리가 필요한 모든 신호를 포함할 수 있다. ECU(30)가 전달하는 신호는 상기 전달받은 신호에 대해 ECU(30)가 미리 설정된 처리방법에 의해 가공된 신호를 의미한다. 예를 들면, 사용자가 조향장치를 조작하여 좌측으로 틀었을때, 사용자의 조향정보는 ECU(30)가 전달받는 신호가 되고, ECU(30)는 사용자의 조향정보에 따라 타이어의 각도를 조절하는 신호를 전달한다. 여기서 타이어 각도 조절 신호가 ECU(30)가 전달하는 신호이다.
이와 같이 ECU(30)가 전달받는 신호와 전달하는 신호를 상호 매칭하여 신호저장부(11)는 저장할 수 있다.
또한, 채널마다 전달받는 신호는 ECU(30)의 종류에 따라 상이할 수 있는데, 이는 ECU(30)의 설명서에 따라 설정할 수 있으며, 설명서가 공개되지 않은 경우에는 테스트를 통해 채널로부터 전달받는 신호의 정보를 추출하고, 데이터베이스화시킬 수 있다.
상기 신호저장부(11)는 전자정보를 저장할 수 있는 메모리로 구성될 수 있으며, 별도로 구성된 SD-card, HDD, SSD 등 저장매체로 이루어져 차량용 ECU 보조 장치(10)와 분리할 수 있도록 구성할 수 있다. 저장되는 신호들은 사용자가 식별할 수 있는 문자로 변환되어 저장할 수 있으며, 이 경우 상용화되어 쉽게 사용할 수 있는 HWP, DOC, PDF, xlsx 등의 문서파일로 저장할 수도 있다. 이를 통해, 차량 제조업체가 ECU(30)의 내부자료를 제공해주지 않아도, 차량 내부의 문제발생 원인을 손쉽게 입증할 수 있다. 정리하면, 상기 신호저장부(11)는 차량 내부정보의 블랙박스와 같은 역할을 할 수 있다.
상기 이상신호검출부(12)는 상기 ECU(30)가 전달하는 신호의 정상유무를 판단할 수 있다. 보다 상세하게는, 상술한 바와 같이 ECU(30)는 전달받은 신호에 따라 미리 설정된 처리방법에 의해 가공된 신호를 전달하게 되는데, 상기 전달받은 신호와 전달하는 신호가 상호 대응되는 것인지 판단하는 것이다. 정상신호인지 판단하는 기준은 사용되는 ECU(30)의 설명서에 따라 사전에 설정해둘 수 있으며, 또는 ECU(30)가 전달받는 신호와 전달하는 신호의 패턴을 분석하여 기준을 수립할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 가속페달을 일정한 힘으로 밟은 경우에 ECU(30)는 상기 힘에 대응하는 엔진출력 신호를 전달할 것이다. 이때 차량용 ECU 보조 장치(10)는 상기 패달입력 신호와 ECU(30)가 전달하는 엔진출력 신호의 정보를 축적 및 분석하여 상기 패달입력 신호와 엔진출력의 관계를 수립할 수 있다. 따라서, 만일 사용자가 밟은 가속페달 신호와 ECU(30)가 전달하려는 엔진출력 신호가 대응하지 않는다면, 상기 이상신호검출부(12)에서는 이상신호라고 판단할 수 있다. 따라서 상기 이상신호검출부(12)를 통해 ECU(30)의 오작동을 미리 검출할 수 있어 사용자의 안전을 보장할 수 있을 것이다. 예컨대, ECU(30)의 오작동으로 인해, 사용자가 의도하지 않은 급가속 즉, 급발진이 발생하는 경우, 상기 이상신호검출부(12)는 ECU(30)에 전달되는 신호와, ECU(30)가 전달하는 신호를 상호 비교하여 의도하지 않은 급가속이라는 점을 판단할 수 있다. 급가속이라고 판단되면 후술하는 신호보정부(14)를 통해 보정된 신호를 엔진에 전달할 수 있으며, 후술하는 통신부(15)를 통해 사용자에게 이상신호가 발생했다는 정보를 전달하여 사용자의 안전운행을 유도할 수도 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시 예는 상기 이상신호검출부(12)에서 판단된 이상신호를 정상신호로 보정하여 출력하는 신호보정부(14)를 더 포함할 수 있다. 상기 이상신호검출부(12)에서 이상신호라고 판단된 신호를 그대로 출력한다면 사고로 이어질 수 있기 때문이다. 상기 신호보정부(14)는 정상신호의 기준으로, 상기 이상신호검출부(12)에서 수립한 기준을 사용할 수 있으며, 수립된 기준에 따라 출력되었어야 할 신호로 보정하여 출력한다. 예를 들어 설명하면, 사용자가 가속패달을 밟은 신호에 대해 ECU(30)가 과도한 출력신호를 전달한다면, 이상신호검출부(12)는 이상신호라고 판단하고, 신호보정부(14)에서는 상기 사용자가 가속패달을 밟은 신호에 대응하는 출력신호로 보정하여 전달할 수 있다.
상기 ECU(30)로부터 전달받은 사용자의 운전패턴 및 차량정보와 차량연비를 분석하여, 연비개선정보를 제공하는 연비정보처리부(13)를 더 포함할 수 있다. 차량연비는 사용자의 운전패턴과 차량정보와 매우 관련있다. 보다 상세하게는, 가속패달과 감속패달의 잦은 반복, 급출발 및 급제동, 연료잔량, 타이어 공기압, 오일교체주기 등에 따라 연비차이는 매우 크게 나타난다. 따라서, 상기 ECU(30)로부터 사용자의 운전패턴을 분석하여 연비를 향상시킬 수 있도록 운전습관에 관한 정보를 제공해줄 수 있다. 또한, 연료잔량, 타이어 공기압 및 오일교체주기 등에 관한 정보에 관하여도, 연비가 좋아질 수 있는 정보에 대해 함께 제공해줄 수 있다. 예를 들면, 차량의 연료잔량에 관한 정보로써, 너무 적으면 자주 주유소를 찾아야 하므로 불편하고, 지나치게 많으면 차량이 무거워져 연비효율이 낮아진다. 따라서, 연료잔량이 약 50% 정도일 때 연비 효율이 가장 좋다. 또한, 타이어 공기압의 경우 공기압이 낮으면 타이어의 접지면이 넓어져 안정성을 향상되나 연비 효율은 낮아진다. 반대로 공기압이 높아지면 연비는 향상될 수 있으나, 안정성이 안좋아진다. 따라서 적정 공기압을 유지하는 것이 가장 바람직하다. 적정 공기압은 차량마다 상이하므로, 차량에 맞는 적정 공기압을 사전에 설정해둘 수 있다. 상술한 바와 같이 연비를 향상시킬 수 있는 상태를 유지할 수 있도록 지속적으로 사용자에게 연비가 향상될 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
사용자의 단말기에 상기 구성요소들의 상태를 전송하는 통신부(15)를 더 포함할 수 있다. 사용자의 단말기는 디스플레이를 포함하여 사용자에게 시각적으로 정보를 제공할 수 있는 모든 장치를 포함하며, 바람직한 실시 예로는 차량의 센터페시아에 포함된 디스플레이장치일 수 있고, 또는 사용자의 스마트폰일 수 있다. 상기 통신부(15)는 유선통신과 무선통신을 모두 포함할 수 있으며, 호스트 컴퓨터 없이 상호 통신할 수 있는 CAN(Controller Area Network)통신을 사용할 수 있다. 또는 사용자의 스마트폰으로 정보를 전달할 수 있도록 WCDMA, CDMA, LTE 등 전자통신망을 사용할 수도 있다.
상기 통신부(15)는 사용자의 단말기로 상기 구성요소들의 상태를 전송하는데, 전송하는 상태정보로는 상기 신호저장부(11)에 저장된 신호정보, 상기 이상신호검출부(12)에서의 판단정보, 상기 신호보정부(14)에서의 보정된 신호정보 및 연비정보처리부(13)에서의 연비개선분석정보 등을 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시 예로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 ECU 보조 장치(10)는 차량에 설치된 ECU(30)마다 설치될 수 있으며, 모든 ECU 보조 장치(10)를 통합하여 제어하는 통합제어장치(40)를 더 포함하여 실시할 수도 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.
10 : ECU 보조 장치
11 : 신호저장부
12 : 이상신호검출부
13 : 연비정보처리부
14 : 신호보정부
15 : 통신부
21 : 제1결합구
21-1 : 제1어답터
22 : 제2결합구
22-1 : 제2어답터
30 : ECU
31 : 케이블
40 : 통합제어장치

Claims (4)

  1. 차량에 사용되는 ECU와 결합하는 제1결합구;
    케이블을 수용하는 제2결합구;
    상기 ECU가 전달받는 신호와 전달하는 신호를 저장하는 신호저장부; 및
    상기 ECU가 전달하는 신호의 정상유무를 판단하는 이상신호검출부; 를 포함하는 차량용 ECU 보조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 ECU로부터 전달받은 사용자의 운전패턴 및 차량정보와 차량연비를 분석하여, 연비개선정보를 제공하는 연비정보처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 ECU 보조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이상신호검출부에서 판단된 이상신호를 정상신호로 보정하여 출력하는 신호보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 ECU 보조 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자의 단말기에 상기 구성요소들의 상태를 전송하는 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 ECU 보조 장치.


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