KR20210018411A - 자동차를 위한 컨트롤러 장치 및 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자동차의 작동을 위한 컨트롤러(3)와; 전자기 간섭 필드 또는 전자기 간섭 신호로부터 컨트롤러(3)를 보호하기 위한 보호 장치(9);를 구비한 자동차, 특히 자율 주행 가능한 자동차를 위한 컨트롤러 장치에 관한 것이다. 이때, 보호 장치(9)는, 전자기 간섭 필드 또는 전자기 간섭 신호를 검출하기 위한 수신 장치(10); 수신 장치(10)를 통해 검출된 전자기 간섭 필드 또는 전자기 간섭 신호에 대한 정보를 제공하기 위한 처리 장치(11); 및 검출된 정보에 따라, 검출된 필드 및/또는 간섭 신호를 평가하는 컨트롤 유닛(8);을 포함한다.

Description

자동차를 위한 컨트롤러 장치 및 자동차

본 발명은 자동차의 작동을 위한 컨트롤러와; 전자기 간섭 필드 및/또는 전자기 간섭 신호로부터 컨트롤러를 보호하기 위한 보호 장치;를 구비한 자동차, 특히 자율 주행 가능한 자동차를 위한 컨트롤러 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 유형의 컨트롤러 장치를 구비한 자동차에 관한 것이다.

오늘날의 컨트롤러는 이미 설계 및 구성 단계에서 전자기 복사 또는 전자기 간섭에 대한 취약성과 관련한 안전 조치 및 테스트가 실행된다. 이 경우, 충족해야 할 요구 사항들은 법적 요구 사항들 및 추가적인 고객 요구 사항들로부터 발생한다. 컨트롤러는 이러한 요구 사항들 내에서 에러없이 또는 적어도 안전 작동 모드로 작동하거나, 폴백(fall back: 고장 시 조치)이 실행되어야 한다. 이 경우, 일반적으로 이러한 요구 사항들은, 대개 작동 중에 발생하는 전자기 간섭 필드를 커버하도록 선택된다. 예를 들어, 컨트롤러가 자동차 내에 그리고/또는 케이블 하네스에 배치됨으로써 발생하는 필드 증가(field enhancement)와 같은 특수한 경우에서는, 차체 구조 내에 금속이 생략되는 일이 늘어남으로써, 또는 의도적인 극단적 간섭 시도로 인해, 이러한 요구 사항들을 넘어서는 전자기 간섭 필드 및 전자기 간섭 신호가 발생할 수 있다. 이 경우, 공지된 보호 장치들은 이를 감지하기에도 충분하지 않다.

청구범위 제1항의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 컨트롤러 장치는, 전자기 간섭 필드가 더 양호하게 감지될 수 있음으로 인해, 개선된 안전 대책이 마련 가능함으로써, 컨트롤러 장치가 전자기 간섭 필드로부터 더 양호하게 보호된다는 장점을 갖는다. 본 발명에 따라, 보호 장치는 이를 위해, 전자기 간섭 필드를 검출하기 위한 수신 장치; 수신 장치를 통해 검출된 전자기 간섭 필드에 대한 정보를 제공하기 위한, 수신 장치와 연결된 처리 장치; 및 검출된 정보에 따라, 검출된 간섭 필드를 평가하는 컨트롤 유닛;을 포함한다. 간섭 필드의 평가에 의해서는, 시작되야 하거나 시작되지 않아야 하는 안전 조치들에 대한 결정을 내릴 수 있다. 분리된 수신 장치를 통해, 전자기 간섭 필드의 검출이 확실히 보장된다. 특히, 이러한 수신 장치는 컨트롤러의 하우징 외부에 배치되므로, 컨트롤러와는 무관한, 수신 장치의 최적의 배치가 가능하다. 간섭 필드 대신, 간섭 신호가 검출 및 평가될 수도 있다.

바람직하게, 컨트롤러는, 수신 장치에 의해 검출된 간섭 필드가 컨트롤 유닛에 의해 임계적인 것으로 평가되는 경우에, 안전 조치를 시작하도록 형성된다. 이와 같이, 예를 들어 임계적인 간섭 필드가 검출될 때, 컨트롤러의 필수 기본 기능들이 계속적으로 보장되는 컨트롤러의 폴백 단계가 활성화되고, 검출된 전자기 간섭 필드에 대해 민감하게 반응할 수도 있는 기능들은 비활성화되거나 안전 작동으로 전환된다. 마찬가지로, 다른 컨트롤러들과 결합된 용장성(redundancy)의 활용도 가능하다.

또한, 바람직하게 수신 장치는 하나 이상의 전기 라인을 포함하고, 이러한 전기 라인은 특히 저주파수 영역의 전자기 간섭 필드를 위한 수신 안테나로서, 적어도 섹션별로 자동차의 케이블 하네스를 따라 연장된다. 이로 인해, 수신 장치는 컨트롤러의 하우징 외부에 위치하며, 전자기 간섭 필드 및/또는 전자기 간섭 신호의 검출 개선을 가능하게 한다. 특히, 컨트롤러 외부의 배치로 인해, 대면적(large-surface)의 검출 및 이로 인한 바람직한 평가가 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 개선예에 따라, 수신 장치는 컨트롤러의 회로 기판 상에, 자기 커플링(magnetic coupling)을 위해 컨트롤러의 케이블 하네스용 접속 플러그를 둘러싼 하나 이상의 라인을 포함한다. 따라서, 컨트롤러가 케이블 하네스와 전기적으로 연결되는 지점에서, 자기 커플링을 통해 케이블 하네스 상의 특히 저주파수 영역의 발생 가능한 공통 모드 전류가 검출된다.

또한, 바람직하게 수신 장치는 컨트롤러의 회로 기판 상에, 수신 안테나로서 작용하는 하나 이상의 도체 구조를 포함하고, 이러한 도체 구조는 특히, 더 고주파수 영역의 전자기 필드를 검출하도록 형성된다. 이를 위해, 도체 구조는 특히 광대역으로 형성된다. 이 경우, 위치 및 배향이 상이한 복수의 도체 구조들의 조합을 통해, 상이한 공간 방향들로부터의 간섭 필드들의 감지와, 간섭 필드가 시작되는 공간 방향의 결정도 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 개선예에 따라, 처리 장치는 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기 또는 아날로그-디지털 컨버터를 포함한다. 수신 장치에 의해 제공되는 신호의 디지털화를 통해, 정보의 간단한 평가가 보장된다.

특히 바람직하게, 아날로그-디지털 변환기는 고주파 간섭 신호에 대한 주파수 선택 감도를 갖도록 형성된다.

본 발명의 바람직한 일 개선예에 따라, 대안적으로 또는 추가적으로, 처리 장치는 수신 장치에 의해 제공되는 신호의 평가를 위한 고주파 회로를 포함한다. 이러한 고주파 회로는 아날로그-디지털 변환기에 비해 다소 복잡하기는 하나, 예를 들어 대수 증폭기(logarithmic amplifier)를 사용하여 측정 가능 아날로그 전압을 고주파로부터 생성하기에 적합하다.

또한, 바람직하게 컨트롤 유닛은 하나 이상의 마이크로컨트롤러를 포함한다. 이러한 마이크로컨트롤러는 특히 처리 장치에 의해 제공된 정보를 평가하는 데 사용되며, 이러한 정보는, 검출된 간섭 필드 또는 간섭 신호나 정보들을 평가하기 위해 선택적으로 전처리 및 필터링된다. 상기에 이미 언급한 바와 같이, 제어 유닛은 평가에 따라, 필요한 경우에는 하나 또는 복수의 안전 조치를 시작한다.

청구범위 제10항의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 자동차는 본 발명에 따른 컨트롤러 장치를 특징으로 한다. 이로 인해, 이미 언급한 장점들이 얻어진다.

추가의 장점들 및 바람직한 특징들 및 특징들의 조합들은 특히 상기 설명 내용들과 청구범위들로부터 제시된다. 하기에 본 발명은 도면에 의하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 바람직한 컨트롤러 장치를 구비한 자동차를 단순하게 도시한 도면이다.

도 1에는, 자동차(1)의 구동 차륜들과 연결된 구동 장치(2)와; 자동차, 특히 구동 장치(2)의 작동을 위한 컨트롤러(3)와; 컨트롤러(3)를 자동차(1)의 구동 장치(2) 및 예를 들어 센서들, 냉난방 장치들, 조명 장치들, 안전 장치들 등과 같은 추가의 전기/전자 구성 요소들과 전기적으로 그리고 신호 기술적으로 연결하는 케이블 하네스(4);를 포함하는 자동차가 단순하게 도시되어 있다.

컨트롤러(3)는, 이 컨트롤러를 케이블 하네스(4)와 전기적으로 그리고 신호 기술적으로 연결하는 접속 플러그(5)를 포함한다. 컨트롤러(3)는 하나 이상의 회로 기판(7)이 내부에 배치된 하우징(6)을 포함하고, 이러한 회로 기판 상에는 특히 마이크로컨트롤러 형태의 하나 이상의 제어 유닛(8)이 배열된다.

또한, 컨트롤러(3)에는, 전자기 간섭이 발생할 때 컨트롤러(3)의 작동 안전성을 향상시키는 데 사용되는 보호 장치(9)가 할당된다.

보호 장치(9)는 수신 장치(10), 처리 장치(11), 및 컨트롤 유닛(8)을 포함한다. 본 실시예에 따라, 수신 장치(10)는 전기 라인(12)을 포함하고, 이러한 전기 라인은 컨트롤러(3)로부터 케이블 하네스(4)를 따라 연장되고, 저주파수 영역의 전자기 간섭 필드를 위한 수신 안테나(13)를 형성한다. 연결 플러그(5)를 통해, 라인(12)은 처리 장치(11)와 전기적으로 결합된다. 특히, 처리 장치(11)는 특히 고주파 간섭 신호에 대한 주파수 선택 감도를 갖는 아날로그-디지털 변환기(14)를 포함하고, 이러한 주파수 선택 감도는 전자기 필드를 감지하기 위해 저렴하게 활용될 수 있다. 특히, 예를 들어 "하이" 레벨 또는 "로우" 레벨의 바이어스 전압을 갖는 아날로그-디지털 변환기(14)의 상응하는 직렬 접속은, 아날로그-디지털 변환기의 비대칭 입력 특성 곡선의 의도한 대로의 활용을 유도하고, 이에 따라 신호 생성 및 감지를 유도한다.

컨트롤 유닛(8), 특히 상술한 마이크로컨트롤러는, 처리 장치(11)에 의해 제공된 디지털 정보를 평가하고, 수신 안테나(13)에 의해 검출된 전자기 간섭 필드 또는 전자기 간섭 신호를 평가하며, 특히 이것이 임계적인 것으로 평가되어야 할지를 결정하도록 형성된다. 만약 임계적이라면, 컨트롤 유닛은, 예를 들어 컨트롤러(3)가 전자기 간섭에 민감하지 않은 안전 작동 모드로 전환되도록 하는 하나 이상의 안전 조치를 릴리즈한다. 선택적으로, 컨트롤 유닛은 자동차의 사용자 또는 다른 컨트롤러들에게 경고 신호를 송신하고 그리고/또는 이 이벤트를 추후 평가를 위해 컨트롤러(3)의 메모리에 저장한다.

라인(12)에 대안적으로 또는 추가적으로, 수신 장치(10)는 회로 기판(7) 상에 매립된 전기 라인(15)을 포함하고, 이러한 전기 라인은 접속 플러그(5)를 둘러싸고, 이와 같이 자기 커플링을 통해 케이블 하네스(4) 상의 특히 저주파수 영역의 발생 가능한 공통 모드 전류를 검출하고, 이로 인해 케이블 하네스(4)에 작용하는 전자기 필드도 검출한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수신 장치(10)는, 회로 기판(7) 상에 집적된 하나 이상의 도체 구조(16)를 포함하며, 이러한 도체 구조는 광대역에 걸쳐, 더 고주파수 영역의 간섭을 검출하기 위한 집적형 수신 안테나로서 사용된다. 이 경우, 위치 및 배향이 상이한 복수의 도체 구조들(16)의 조합을 통해, 상이한 공간 방향들로부터의 간섭 필드들의 감지도 보장된다.

아날로그-디지털 변환기(14)에 대안적으로, 예를 들어 대수 증폭기를 사용하여 측정 가능 아날로그 전압을 고주파로부터 생성하기에 적합한 고주파 회로를 구비한 처리 장치(11)를 형성하는 것도 고려 가능하다.

통상의 EMC 방출 측정(release measurement) 동안, 보호 장치(10)의 필터 임계값들 및 회로 부품들은, 전자기 간섭의 발생 시에 사양에 따라 아직 응답을 실행하지 않고, 이에 따라, 특성화된 매개변수들/요구 사항들을 벗어난 간섭의 검출을 구현하도록 조정될 수 있다.

Claims (10)

1. 자동차의 작동을 위한 컨트롤러(3)와; 전자기 간섭 필드 및/또는 전자기 간섭 신호로부터 컨트롤러(3)를 보호하기 위한 보호 장치(9);를 구비한 자동차, 특히 자율 주행 가능한 자동차를 위한 컨트롤러 장치에 있어서,
   보호 장치(9)는, 전자기 간섭 필드 또는 전자기 간섭 신호를 검출하기 위한 수신 장치(10); 수신 장치(10)를 통해 검출된 전자기 간섭 필드 또는 전자기 간섭 신호에 대한 정보를 제공하기 위한 처리 장치(11); 및 검출된 정보에 따라, 검출된 필드 및/또는 간섭 신호를 평가하는 컨트롤 유닛(8);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
2. 제1항에 있어서, 컨트롤 유닛(8)은, 검출된 간섭 필드 또는 간섭 신호가 임계적인 것으로 평가되는 경우에, 하나 이상의 안전 조치를 시작하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수신 장치(10)는 하나 이상의 전기 도체(12)를 포함하고, 상기 전기 도체는 전자기 필드 및/또는 전자기 간섭 신호를 위한 수신 안테나(13)로서, 적어도 섹션별로 자동차(1)의 케이블 하네스(4)를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수신 장치(10)는 컨트롤러(3)의 회로 기판(7) 상에, 자기 커플링(magnetic coupling)을 위해 컨트롤러(3)의 케이블 하네스(4)용 접속 플러그(5)를 둘러싼 하나 이상의 전기 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수신 장치(10)는 컨트롤러(3)의 회로 기판(7) 상에, 수신 안테나로서 작용하는 하나 이상의 도체 구조(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치(11)는 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 아날로그-디지털 변환기(14)는 주파수 선택 감도를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치(11)는 고주파 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 컨트롤 유닛(8)은 하나 이상의 마이크로컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차를 위한 컨트롤러 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 컨트롤러 장치를 특징으로 하는, 자동차, 특히 자율 주행 가능한 자동차.

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