KR20230049314A - 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 센서 통합 관리 장치는, 차량의 시동상태를 입력받는 시동상태 입력부; 차량 내 센서와 물리적으로 연결하는 센서 인터페이스부; 선택적으로 센서에 배터리 전원을 공급하는 전원 공급부; 주변 제어장치와 접속되어 센서의 감지 데이터를 전송하는 시스템 인터페이스부; 시동상태에 따라 작동되는 센서의 매칭정보를 저장하는 저장부; 및 시동상태 입력부에 입력된 시동상태에 따라 저장부에 저장된 매칭정보에 기초하여 전원 공급부를 통해 선택된 센서에 전원을 공급하고, 센서 인터페이스부를 통해 입력되는 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성한 후 시스템 인터페이스부를 통해 감지 데이터를 주변 제어장치로 전송하는 통합 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR INTEGRATED MANAGEMENT OF VEHICLE SENSOR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 내 다수의 제어장치에서 사용하는 다수의 센서를 통합하여 시동상태에 따라 사용되는 센서에 대해 선택적으로 전원을 공급하여 관리하고 감지결과를 가공하여 각 제어장치로 공급하는 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 안전과 편의를 향상시키기 위한 다양한 연구와 기술 개발이 진행되고 있다. 일례로, 운전자의 부담을 경감시켜주고 편의를 증진시켜주기 위하여 차량 상태, 운전자 상태, 및 주변 환경에 대한 정보를 능동적으로 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assist System; ADAS)이 차량이 탑재되고 있다.
최근에는 자율주행 기술에 대한 관심이 급증하고 있다. 자율주행과 관련하여 미국 SAE에서는 자율주행 5단계를 정의하고 단계별로 운전자의 자유도와 자율주행 시스템과의 운전 주도권 전환 관계를 설명하고 있다.
이러한 ADAS 기술이나 자율주행 기술에 있어서는 차량의 위치, 차량의 내부 상태, 외부 환경 및 운전자 등의 상태를 센싱하는 센서가 매우 중요한 요소가 되고 있다. 차량 위치 인식과 관련해서는, 관성측정센서(IMU), 위치항법센서(GPS), 카메라, 라이다(LIDAR) 등이 사용될 수 있고, 외부 환경이나 물체 인식 또는 거리 측정을 위하여 카메라, 라이다, 레이더, 초음파 센서 등이 사용되고 있다.
또한, 차량 내부 상태를 판단하기 위해서도 다양한 센서가 차량에 탑재되고 있으나 카메라나 레이더와 같은 센서도 복수의 센서가 차량에 탑재되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0076756호(2021.06.24. 공개, 차량의 센서 퓨전 장치)에 개시되어 있다.
이와 같이 동일 또는 유사한 물리량을 측정하는 센서가 중복 사용될 경우 각각의 센서로부터 센서 신호를 입력받기 위한 포트와 케이블이 중복 사용되고 있어 제조비용이 증가하고 차량 내 공간이 낭비되는 문제점이 있다.
또한, 각 센서의 물리량을 다수의 제어장치에서 입력받아 처리할 경우, 각 제어장치에서 중복으로 유효성을 확인하고 가공하여 사용할 뿐만 아니라 센서에 이상이 발생하더라도 다수의 제어장치에서 모두 경고처리를 수행하고 있어 소프트웨어나 통신 부하율이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 차량 내 다수의 제어장치에서 사용하는 다수의 센서를 통합하여 시동상태에 따라 사용되는 센서에 대해 선택적으로 전원을 공급하여 관리하고, 감지결과를 가공하여 각 제어장치로 공급함으로써, 센서의 중복 사용을 줄일 수 있고, 차량 내 소프트웨어나 통신의 부하율을 개선할 수 있으며, 암전류 소비 개선으로 차량의 연비 효율을 증대시킬 수 있는 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 센서 통합 관리 장치는, 차량의 시동상태를 입력받는 시동상태 입력부; 차량 내 센서와 물리적으로 연결하는 센서 인터페이스부; 선택적으로 센서에 배터리 전원을 공급하는 전원 공급부; 주변 제어장치와 접속되어 센서의 감지 데이터를 전송하는 시스템 인터페이스부; 시동상태에 따라 작동되는 센서의 매칭정보를 저장하는 저장부; 및 시동상태 입력부에 입력된 시동상태에 따라 저장부에 저장된 매칭정보에 기초하여 전원 공급부를 통해 선택된 센서에 전원을 공급하고, 센서 인터페이스부를 통해 입력되는 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성한 후 시스템 인터페이스부를 통해 감지 데이터를 주변 제어장치로 전송하는 통합 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 시동상태 입력부는, 시동 오프상태나 충전상태, 액세서리 상태, 시동 온상태나 주행상태 및 스타트상태 중 어느 하나를 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 통합 제어부는, 센서 인터페이스부에서 감지 신호에 대해 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우, 시스템 인터페이스부를 통해 센서 오류신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 통합 제어부는, 센서 인터페이스부에서 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우, 센서 리셋을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 통합 제어부는, 시동 오프상태에서 감지 신호에 이벤트가 감지된 경우 해당 주변 제어장치에 웨이크업 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 센서 통합 관리 방법은, 통합 제어부가 시동상태 입력부로부터 차량의 시동상태를 입력받는 단계; 통합 제어부가 시동상태에 따라 저장부에 저장된 매칭정보에 기초하여 센서를 선택하는 단계; 통합 제어부가 전원 공급부를 통해 선택된 센서에 전원을 공급하는 단계; 통합 제어부가 센서 인터페이스부를 통해 입력되는 센서의 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성하는 단계; 및 통합 제어부가 시스템 인터페이스부를 통해 감지 데이터를 주변 제어장치로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 시동상태를 입력받는 단계는, 시동 오프상태나 충전상태, 액세서리 상태, 시동 온상태나 주행상태 및 스타트상태 중 어느 하나를 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 감지 데이터를 생성하는 단계는, 통합 제어부가 센서 인터페이스부에서 감지 신호에 대한 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우, 시스템 인터페이스부를 통해 센서 오류신호를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 감지 데이터를 생성하는 단계는, 통합 제어부가 센서 인터페이스부에서 전기적 특성 유효성을 판단한 결과에 따라 오류가 발생한 경우, 센서 리셋을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 통합 제어부가 시동 오프상태에서 감지 신호에 이벤트가 감지된 경우 해당 주변 제어장치에 웨이크업 신호를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법은 차량 내 다수의 제어장치에서 사용하는 다수의 센서를 통합하여 시동상태에 따라 사용되는 센서에 대해 선택적으로 전원을 공급하여 관리하고 감지결과를 가공하여 각 제어장치로 공급함으로써, 센서의 중복 사용을 줄일 수 있고, 차량 내 소프트웨어나 통신의 부하율을 개선할 수 있으며, 암전류 소비 개선으로 차량의 연비 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 센서 통합 관리 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 센서 통합 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 센서 통합 관리 장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 센서 통합 관리 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 센서 통합 관리 장치는, 시동상태 입력부(10), 센서 인터페이스부(40), 전원 공급부(50), 시스템 인터페이스부(60), 저장부(20) 및 통합 제어부(30)를 포함할 수 있다.
시동상태 입력부(10)는 차량의 시동스위치(미도시)로부터 시동상태를 입력받을 수 있다.
여기서, 시동상태는 차량의 시동 오프상태나 충전상태, 액세서리 상태, 시동 온상태나 주행상태 및 스타트상태 중 어느 하나일 수 있다.
센서 인터페이스부(40)는 차량 내 센서(70)와 물리적으로 연결하여 센서(70)로부터 입력되는 물리적인 감지 신호를 입력받을 수 있다. 또한, 센서(70)로부터 입력되는 물리적인 감지 신호에 대한 전기적 특성 유효성을 판단할 수 있다.
전원 공급부(50)는 선택적으로 센서(70)에 배터리 전원을 공급하여 선택된 센서(70)만 구동되도록 할 수 있다.
시스템 인터페이스부(60)는 주변 제어장치(80)와 접속되어 센서(70)의 감지 데이터를 전송할 수 있다.
저장부(20)는 차량의 시동상태에 따라 작동되는 센서(70)의 매칭정보를 저장할 수 있다.
여기서, 매칭정보는 주변 제어장치(80)에서 제어기능을 수행할 때의 시동상태와 사용하는 센서(70)를 기반으로 구성할 수 있다.
통합 제어부(30)는 시동상태 입력부(10)에 입력된 차량의 시동상태에 따라 저장부(20)에 저장된 매칭정보에 기초하여 전원 공급부(50)를 통해 선택된 센서(70)에 전원을 공급하고, 센서 인터페이스부(40)를 통해 입력되는 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성한 후 시스템 인터페이스부(60)를 통해 감지 데이터를 주변 제어장치(80)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 온도센서의 경우 감지 신호를 가공하여 온도 단위로 감지 데이터를 생성할 수 있고, 차속센서의 경우 감지 신호를 가공하여 속도 단위로 감지 데이터를 생성할 수 있다.
여기서, 통합 제어부(30)는 센서 인터페이스부(40)에서 물리적인 감지 신호에 대해 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우, 시스템 인터페이스부(60)를 통해 센서 오류신호를 출력하여 제어장치(80)를 통해 경고를 출력하도록 할 수 있다.
또한, 통합 제어부(30)는 센서 인터페이스부(40)에서 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우 전원을 오프/온 시켜 센서 리셋을 수행할 수 있다.
한편, 통합 제어부(30)는 시동 오프상태에서 감지 신호에 이벤트가 감지된 경우 해당 주변 제어장치(80)에 웨이크업 신호와 함께 감지 데이터를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도난 방지장치에서 충격센서로부터 입력되는 이벤트를 확인하기 위해서는 항시 활성화된 상태에서 감지 신호를 판단해야 되지만, 본 실시예에서와 같이 충격센서로부터 이벤트가 발생한 경우에 웨이크업 신호와 함께 감지 신호가 입력되면, 도난 방지장치는 슬립모드를 유지한 상태에서 웨이크업 신호에 의해 활성화되어 도난 방지장치의 기능을 수행할 수 있어 소비전력을 개선할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 센서 통합 관리 장치에 따르면, 차량 내 다수의 제어장치에서 사용하는 다수의 센서를 통합하여 시동상태에 따라 사용되는 센서에 대해 선택적으로 전원을 공급하여 관리하고 감지결과를 가공하여 각 제어장치로 공급함으로써, 센서의 중복 사용을 줄일 수 있고, 차량 내 소프트웨어나 통신의 부하율을 개선할 수 있으며, 암전류 소비 개선으로 차량의 연비 효율을 증대시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 센서 통합 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 센서 통합 관리 방법에서는 먼저, 통합 제어부(30)가 시동상태 입력부(10)로부터 차량의 시동상태를 입력받는다(S10).
여기서, 시동상태는 차량의 시동 오프상태나 충전상태, 액세서리 상태, 시동 온상태나 주행상태 및 스타트상태 중 어느 하나일 수 있다.
S10 단계에서 차량의 시동상태를 입력받은 후 통합 제어부(30)는 시동상태에 따라 저장부(20)에 저장된 매칭정보에 기초하여 센서(70)를 선택한다(S20).
S20 단계에서 작동될 센서(70)를 선택하면 통합 제어부(30)는 전원 공급부(50)를 통해 선택된 센서(70)에 전원을 공급한다(S30).
S30 단계에서 선택된 센서(70)에 전원이 공급되어 센서(70)가 구동하면 센서 인터페이스부(40)는 입력되는 센서(70)의 물리적인 감지 신호에 대해 전기적 특성 유효성을 판단한다(S40).
S40 단계에서 센서 인터페이스부(40)를 통해 센서 유효성을 판단한 결과 센서(70)에 오류가 발생한 경우, 통합 제어부(30)는 시스템 인터페이스부(60)를 통해 센서 오류신호를 주변 제어장치(80)로 출력하여 경고를 출력할 수 있도록 한다(S60).
이때 통합 제어부(30)는 센서 인터페이스부(40)를 통해 센서 유효성을 판단한 결과 센서(70)에 오류가 발생한 경우 전원을 오프/온 시켜 센서 리셋을 수행할 수도 있다.
S40 단계에서 센서 유효성을 판단한 결과 센서(70)가 정상인 경우, 통합 제어부(30)는 센서 인터페이스부(40)를 통해 입력되는 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성한다(S70).
예를 들어, 온도센서의 경우 감지 신호를 가공하여 온도 단위로 감지 데이터를 생성할 수 있고, 차속센서의 경우 감지 신호를 가공하여 속도 단위로 감지 데이터를 생성할 수 있다.
S70 단계에서 감지 데이터를 생성한 후 통합 제어부(30)는 시스템 인터페이스부(60)를 통해 감지 데이터를 주변 제어장치(80)로 전송한다(S80).
여기서 통합 제어부(30)는 시동 오프상태에서 감지 신호에 이벤트가 감지된 경우 해당 주변 제어장치(80)에 웨이크업 신호와 함께 감지 데이터를 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 센서 통합 관리 방법에 따르면, 차량 내 다수의 제어장치에서 사용하는 다수의 센서를 통합하여 시동상태에 따라 사용되는 센서에 대해 선택적으로 전원을 공급하여 관리하고 감지결과를 가공하여 각 제어장치로 공급함으로써, 센서의 중복 사용을 줄일 수 있고, 차량 내 소프트웨어나 통신의 부하율을 개선할 수 있으며, 암전류 소비 개선으로 차량의 연비 효율을 증대시킬 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 시동상태 입력부 20 : 저장부
30 : 통합 제어부 40 : 센서 인터페이스부
50 : 전원 공급부 60 : 시스템 인터페이스부
70 : 센서 80 : 제어장치

Claims (10)

  1. 차량의 시동상태를 입력받는 시동상태 입력부;
    상기 차량 내 센서와 물리적으로 연결하는 센서 인터페이스부;
    선택적으로 상기 센서에 배터리 전원을 공급하는 전원 공급부;
    주변 제어장치와 접속되어 상기 센서의 감지 데이터를 전송하는 시스템 인터페이스부;
    상기 시동상태에 따라 작동되는 상기 센서의 매칭정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 시동상태 입력부에 입력된 상기 시동상태에 따라 상기 저장부에 저장된 상기 매칭정보에 기초하여 상기 전원 공급부를 통해 선택된 상기 센서에 전원을 공급하고, 상기 센서 인터페이스부를 통해 입력되는 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성한 후 상기 시스템 인터페이스부를 통해 상기 감지 데이터를 상기 주변 제어장치로 전송하는 통합 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시동상태 입력부는, 시동 오프상태나 충전상태, 액세서리 상태, 시동 온상태나 주행상태 및 스타트상태 중 어느 하나를 입력받는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 통합 제어부는, 상기 센서 인터페이스부에서 상기 감지 신호에 대해 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우, 상기 시스템 인터페이스부를 통해 센서 오류신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 통합 제어부는, 상기 센서 인터페이스부에서 전기적 특성 유효성을 판단한 결과 오류가 발생한 경우, 센서 리셋을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 통합 제어부는, 시동 오프상태에서 상기 감지 신호에 이벤트가 감지된 경우 해당 주변 제어장치에 웨이크업 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 장치.
  6. 통합 제어부가 시동상태 입력부로부터 차량의 시동상태를 입력받는 단계;
    상기 통합 제어부가 상기 시동상태에 따라 저장부에 저장된 매칭정보에 기초하여 센서를 선택하는 단계;
    상기 통합 제어부가 전원 공급부를 통해 선택된 상기 센서에 전원을 공급하는 단계;
    상기 통합 제어부가 센서 인터페이스부를 통해 입력되는 상기 센서의 감지 신호를 가공하여 감지 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 통합 제어부가 시스템 인터페이스부를 통해 상기 감지 데이터를 주변 제어장치로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 시동상태를 입력받는 단계는, 시동 오프상태나 충전상태, 액세서리 상태, 시동 온상태나 주행상태 및 스타트상태 중 어느 하나를 입력받는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 감지 데이터를 생성하는 단계는, 상기 통합 제어부가 상기 센서 인터페이스부에서 상기 감지 신호에 대한 전기적 특성 유효성을 판단한 결과에 따라 오류가 발생한 경우, 상기 시스템 인터페이스부를 통해 센서 오류신호를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 감지 데이터를 생성하는 단계는, 상기 통합 제어부가 상기 센서 인터페이스부에서 전기적 특성 유효성을 판단한 결과에 따라 오류가 발생한 경우, 센서 리셋을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 통합 제어부가 시동 오프상태에서 상기 감지 신호에 이벤트가 감지된 경우 해당 주변 제어장치에 웨이크업 신호를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 센서 통합 관리 방법.
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