KR20230096678A - 스마트 와이어 하네스 및 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템 - Google Patents

스마트 와이어 하네스 및 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템은,전면 모듈, 후문 모듈, 좌측 전방 도어 모듈, 우측 전방 도어 모듈, 좌측 후방 도어 모듈, 후측 후방 도어 모듈을 포함한 차량내 모듈 및 주 제어 모듈 간에, 전기 신호, 제어 신호 및 전력을 전달하는 스마트 와이어 하네스를 포함한다.
여기서, 상기 스마트 와이어 하네스는, 주 제어 모듈 및 차량내 모듈이 CAN, LIN, 또는 flexRay를 포함한 유선 통신이 가능하도록 서로 연결되어 상기 주 제어 모듈로부터의 전기 신호나 제어 신호를 상기 차량내 모듈로 전달하고 상기 차량내 모듈로부터 센싱한 정보를 상기 주 제어 모듈로 전달하며, 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 상기 차량내 모듈로 각각 전달한다.
이와 같은 기술 구성을 통해서, 차량 내 케이블을 최소화하는 것이 가능하게 된다.

Description

스마트 와이어 하네스 및 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템{SMART WIRE HARNESS AND VEHICLE SYSTEM BASED ON SMART WIRE HARNESS}
본 발명은 차량 내 케이블을 최소화하는 것이 가능한 스마트 와이어 하네스 및 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 차량내 모듈, 즉 전면 모듈, 후문 모듈, 좌측 전방 도어 모듈, 우측 전방 도어 모듈, 좌측 후방 도어 모듈, 후측 후방 도어 모듈 등 차량내 각종의 모듈로, 전기 신호나 제어 신호, 전력을 전달하는 것이 가능한 스마트 와이어 하네스를 기반으로 하여, 케이블을 최소화하는 것이 가능한 차량 시스템에 관한 것이다.
미래 모빌리티 시대로의 전환점에 서있는 자동차 산업의 핵심에 있는 것이, 자동차의 신경망으로 불리우는 와이어 하네스이다. 내연기관 부품이 줄고 전장 부품이 늘어나며 와이어 하네스의 역할은 더욱 광범위해질 것이기 때문이다.
하지만, 현재의 와이어 하네스 및 와이어 하네스 관련 기술은, 미래 모빌리티 시대에 부응하지 못하는 수준이다. 예를 들어, 모 회사의 자동차의 경우, 와이어 하네스의 총 길이는 3,868미터, 주요 와이어 하네스는 580개, 와이어 하네스의 무게는 64kg, 커넥터의 수는 65개에 다다를 정도이다. 또한, 이와 같은 와이어 하네스를 제조하는 작업 및 설치하는 작업이 대부분 수작업으로 이루어지고 있다. 구체적으로 비정형 다발와이어용 중간 탈피 등과 같은 작업 등은 작업자가 하나씩 와이어를 집어서 중간 탈피기에 거치하는 방식을 채택하고 있는 실정이다. 나아가 전기차 시대에 차량 중량을 낮추는데 방해 요인이 되고 있다.
상술한 것과 같이, 비효율적이고 노동 집약적인 종래의 와이어 하네스 공정을 단순화하는 기술이 개발되어서, 최소한의 와이어 하네스만으로도 많은 차량 내 기기들을 호환할 수 있는 기술력을 확보할 수만 있다면, 와이어 하네스 시장에서 상당한 경쟁력을 발휘할 것으로 기대된다.
참고로, 도 1은 현재 사용되는 종래 와이어 하네스의 사진이다. 상술한 것처럼, 와이어 하네스는 다른 부품과 연결되어야 하고, 다른 부품의 영향도 받게 되며, 와이어 하네스 검사 공정은 사람이 일일이 확인하며 진행하여야 하는 등 매우 비효율적인 문제를 갖고 있다. 나아가 고장의 원인이 되는 경우도 많고, 문제 발생시 확인이나 해결에도 시간이 많이 걸리는 단점을 갖고 있었다.
관련해서, 종래 관련 특허문헌으로는, 대한민국 특허 제10-1826076호(2018.02.06. 공고, 발명의 명칭 : 스마트 차량용 와이어 하네스 구조 검사 시스템(WIRING HARNESS STRUCTURE TESTER SYSTEM FOR SMART VEHICLE, 이하 '종래 특허문헌1'이라 함) 등을 들 수 있다.
구체적으로, 종래 특허문헌1의 도 1에는 클립, 그로멧, 하우징, 프로텍터, 커넥터, 퓨즈박스 등을 포함하는 스마트 차량용 와이어 하네스의 사시도가 개시되어 있다. 참고로, 도 2는 종래 특허문헌1의 도 1로서, 종래 와이어 하네스를 알 수 있는 참고 도면이다.
하지만, 본원 발명과 같이, 차량 내 케이블을 최소화하는 것이 가능한 스마트 와이어 하네스, 또는 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 대한 문제의식은 전혀 없는 것으로 보인다.
대한민국 특허 제10-1826076호(2018.02.06. 공고, 발명의 명칭 : 스마트 차량용 와이어 하네스 구조 검사 시스템(WIRING HARNESS STRUCTURE TESTER SYSTEM FOR SMART VEHICLE)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 내 케이블을 최소화하는 것이 가능한 스마트 와이어 하네스 및 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템을 제공하는 것이다.
즉, 차량내 모듈, 즉 전면 모듈, 후문 모듈, 좌측 전방 도어 모듈, 우측 전방 도어 모듈, 좌측 후방 도어 모듈, 후측 후방 도어 모듈 등 차량내 각종의 모듈로, 전기 신호나 제어 신호, 전력을 전달하는 것이 가능한 스마트 와이어 하네스를 기반으로 하여, 케이블을 최소화하는 것이 가능한 차량 시스템을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템은, 전면 모듈, 후문 모듈, 좌측 전방 도어 모듈, 우측 전방 도어 모듈, 좌측 후방 도어 모듈, 후측 후방 도어 모듈을 포함한 차량내 모듈 및 주 제어 모듈 간에, 전기 신호, 제어 신호 및 전력을 전달하는 스마트 와이어 하네스;를 포함한다.
또한, 상기 스마트 와이어 하네스는, 주 제어 모듈 및 차량내 모듈이 CAN, LIN, 또는 flexRay를 포함한 유선 통신이 가능하도록 서로 연결되어 있는 버스부;를 포함하여, 상기 주 제어 모듈로부터의 전기 신호나 제어 신호를 상기 버스부를 통해서 상기 차량내 모듈로 전달하고, 상기 차량내 모듈로부터 센싱한 정보를 상기 주 제어 모듈로 전달하며, 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 상기 차량내 모듈로 각각 공급한다.
또한, 상기 전면 모듈에는, 차량의 전면에 위치하는 복수 개의 전면 조명 모듈이 연결되고, 상기 후문 모듈에는 차량의 후면에 위치하는 복수 개의 후면 조명 모듈이 연결된다.
또한, 상기 복수 개의 전면 조명 모듈의 끝단에 마련된 제 1 커넥터부를 통해서, 상기 전면 모듈과 접속하되, 플러그앤플레이 방식으로 상기 제 1 커넥터부를 접속하는 것만으로도 동작이 개시되도록 하며, 상기 복수 개의 후면 조명 모듈의 끝단에 마련된 제 2 커넥터부를 통해서, 상기 후문 모듈과 접속하되, 플러그앤플레이 방식으로 상기 제 2 커넥터부를 접속하는 것만으로도 동작이 개시되도록 한다.
또한, 상기 주 제어 모듈 또는 상기 차량내 모듈이, 버스부를 통해서 다른 차량내 모듈이나 상기 주 제어 모듈로 보내는 전기 신호 또는 제어 신호에서 추출한, 다른 차량내 모듈이나 주 제어 모듈에 할당된 고유한 ID에 기반하여, 해당 다른 차량내 모듈이나 상기 주 제어 모듈이 해당 전기 신호 또는 제어 신호를 수신하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 의하면,
첫째, 차량 내 케이블을 최소화하는 것이 가능하다. 종래 와이어 하네스 작업을 위해 낭비되던 작업자들의 시간, 노력 등이 절감되어서, 제조 공정의 효율을 제고하고, 제조 공정의 단가를 절감하는 것이 가능하다.
둘째, 차량내 모듈, 즉 전면 모듈, 후문 모듈, 좌측 전방 도어 모듈, 우측 전방 도어 모듈, 좌측 후방 도어 모듈, 후측 후방 도어 모듈 등 차량내 각종의 모듈로, 전기 신호나 제어 신호, 전력을 전달하는 것이 가능한 스마트 와이어 하네스를 기반으로 하여, 케이블을 최소화하는 것이 가능한 차량 시스템을 제공하는 것이 가능하다.
셋째, 스마트 와이어 하네스의 일단과 타단에서 커넥터부를 통해서 접속하는 것만으로도 동작을 개시하는, 즉 플러그앤플레이 방식으로 구현되는 것도 가능하다.
넷째, 차량의 전면 모듈에는, 차량의 전면에 위치하는 복수 개의 조명 모듈을 포함하고, 차량의 후문 모듈에는 차량의 후면에 위치하는 복수 개의 조명 모듈을 포함하여, 커넥터부를 접속하는 것만으로, 종래 복잡하게 연결하던 조명용 와이어 하네스를 단순하지만 효율적으로 조립하는 것이 가능하다.
다섯째, 심플한 조립을 통해서, 고장 발생시에 손쉽게 고장 원인을 확인하고, 수리를 위해서 교체하는 시간과 비용도 절감하는 것이 가능하며, 중량 절감, 이로 인한 연비 증대의 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 현재 사용되는 종래 와이어 하네스의 사진이다.
도 2는 종래 특허문헌1의 도 1로서, 종래 와이어 하네스를 알 수 있는 참고 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 대해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 대해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에서 적용될 수 있는 CAN 통신을 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명의 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에서 적용될 수 있는 CAN 통신이 사용한 경우와, CAN 통신이 사용되지 않은 경우를 서로 대비하여 와이어 하네스 구조의 복잡도를 설명한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 대해서 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에 대해서 개략적으로 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이, 와이어 하네스는 차량 내 각 시스템이나 모듈로 전기신호와 전력의 공급(전달)을 목적으로 하는 전선, 커넥터, 전력분배장치 등을 총칭하는 것으로, 자동차의 신경과 혈관에 비유할 수 있다. 최근 자동차 분야에서는, 기술이 점차 높은 수준으로 발전될 수록 각종 센서 및 모터, ECU 등 전자 부품의 수가 급속하게 증가하고 있다. 이와 같은 상황에서, 더욱 와이어 하네스의 기술의 중요성이 증대되고 있다.
도 3 및 도 4에서 도시된 것처럼, 스마트 와이어 하네스(200)는 차량 내의 다양한 모듈, 예를 들어, 전면 모듈(120), 후문 모듈(130), 좌측 전방 도어 모듈(140), 우측 전방 도어 모듈(150), 좌측 후방 도어 모듈(160), 후측 후방 도어 모듈(170)을 포함한 각종의 차량내 모듈과 주 제어 모듈(110) 간에, 전기 신호, 제어 신호 등 실시간 정보 교환, 차량 상태나 차량 외부의 환경을 실시간으로 인식하고, 그리고 전력을 전달하는 매개체가 되는 구성이다.
이와 같은 스마트 와이어 하네스(200)는, 주 제어 모듈(110) 및 차량내 모듈(120~190)이 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 또는 FlexRay를 포함한 유선 통신이 가능하도록 서로 연결되어 있는 버스(bus)부를 포함한다. 예를 들어, 이와 같은 버스부를 통해서, 주 제어 모듈(110)로부터의 전기 신호나 제어 신호가 차량내 모듈인 전면 모듈(120) 등으로 전달되고, 차량내 모듈로부터 센싱한 정보를 주 제어 모듈(110)로 전달하며, 배터리 모듈(미도시)로부터 공급되는 전력을 차량내 모듈 각각에 공급한다.
여기서, 도 5 및 도 6을 이용하여, 차량내 통신을 위해서 CAN 통신을 사용하는 것을 설명하기로 한다. 참고로, 도 5는 본 발명의 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에서 적용될 수 있는 CAN 통신을 설명한 도면이고, 도 6은 본 발명의 스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템에서 적용될 수 있는 CAN 통신이 사용한 경우와, CAN 통신이 사용되지 않은 경우를 서로 대비하여 와이어 하네스 구조의 복잡도를 설명한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, CAN 통신을 이용하게 되면, 버스부를 통해서 서로 전기 신호 또는 제어 신호 등의 메시지, 정보를 주고 받게 된다. 도 6에 도시된 것처럼, CAN 통신이 이용하는 경우와, CAN 통신을 이용하지 않은 경우, 차량 내에서 사용하게 되는 와이어 하네스의 숫자나, 중량이 차이를 보이게 됨을 쉽게 알 수 있다.
이하에서는 차량의 전면 조명 모듈이나 후면 조명 모듈과 관련한 예를 이용하여 설명하기로 한다. 통상 차량의 전면 모듈에는, 차량의 전면에 위치하는 복수 개의 전면 조명 모듈이 연결되고, 차량의 후문 모듈에는 차량의 후면에 위치하는 복수 개의 후면 조명 모듈이 연결된다.
이 때, 복수 개의 전면 조명 모듈의 끝단에 마련된 제 1 커넥터부를 통해서, 전면 모듈과 접속하기만 하면, 바로 동작하는 플러그앤플레이(plug-n-play) 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 복수 개의 후면 조명 모듈의 끝단에 마련된 제 2 커넥터부를 통해서, 후문 모듈과 접속하기만 하면 바로 동작을 개시하는 플러그앤플레이 방식으로 구현될 수 있다.
이렇게 간단한 커넥터부를 통한 접속만으로도, 주 제어 모듈 또는 차량내 모듈은, 버스부를 통해서 전기 신호 또는 제어 신호를 다른 차량내 모듈이나 주 제어 모듈로 송신하고, 수신하는 것이 가능하다. 앞에서 기술한 바와 같이, CAN 통신 프로토콜 등을 통해서, 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이도 MCU나 장치 등의 모듈이 서로 통신하는 것이 가능하다. 전송되는 메시지를 포함하는 전기 신호나 제어 신호에서 ID를 추출하게 된다. 이 ID는 다른 차량내 모듈이나 주 제어 모듈에 할당된 고유한 ID이므로, 이를 이용해서 수신해야 하는 주 제어 모듈 또는 차량내 모듈은 자신에 대한 메시지를 포함하는 전기 신호나 제어 신호를 수신하는 것이 가능하다.
여기서 도 3과 같이 전면 조명 모듈(180)이 전면 모듈(120)에 연결되고, 후면 조명 모듈(190)이 후문 모듈(130)에 연결되는 구성도 가능하지만, 도 4와 같이, 전면 조명 모듈(180)이 전면 모듈(120)에 연결되지 않고 바로 스마트 와이어 하네스의 버스부(200)에 연결되고, 후면 조명 모듈(190)이 후문 모듈(130)에 연결되지 않고 바로 스마트 와이어 하네스의 버스부(200)에 연결되는 구성을 취할 수도 있다.
즉 도 4에서는 차량 전체가 CAN 통신으로 구현될 수도 있으나, 효율을 고려하여 도 3과 같이 구현할 지 도 4와 같이 구현할 지 정하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 바와 같이, CAN 통신이나 LIN 통신을 이용하여 구현하는 것도 가능하지만, 필요한 구성 사이에서는, Ethernet 통신 등을 이용하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
110...주 제어 모듈
120...전면 모듈
130...후문 모듈
140...좌측 전방 도어 모듈
150...우측 전방 도어 모듈
160...좌측 후방 도어 모듈
170...후측 후방 도어 모듈
180...전면 조명 모듈
190...후면 조명 모듈
200...스마트 와이어 하네스

Claims (5)

  1. 전면 모듈, 후문 모듈, 좌측 전방 도어 모듈, 우측 전방 도어 모듈, 좌측 후방 도어 모듈, 후측 후방 도어 모듈을 포함한 차량내 모듈 및 주 제어 모듈 간에, 전기 신호, 제어 신호 및 전력을 전달하는 스마트 와이어 하네스;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 와이어 하네스는,
    주 제어 모듈 및 차량내 모듈이 CAN, LIN, 또는 flexRay를 포함한 유선 통신이 가능하도록 서로 연결되어 있는 버스부;를 포함하여,
    상기 주 제어 모듈로부터의 전기 신호나 제어 신호를 상기 버스부를 통해서 상기 차량내 모듈로 전달하고, 상기 차량내 모듈로부터 센싱한 정보를 상기 주 제어 모듈로 전달하며, 배터리 모듈로부터 공급되는 전력을 상기 차량내 모듈로 각각 공급하는 것을 특징으로 하는,
    스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전면 모듈에는, 차량의 전면에 위치하는 복수 개의 전면 조명 모듈이 연결되고, 상기 후문 모듈에는 차량의 후면에 위치하는 복수 개의 후면 조명 모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는,
    스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 전면 조명 모듈의 끝단에 마련된 제 1 커넥터부를 통해서, 상기 전면 모듈과 접속하되, 플러그앤플레이 방식으로 상기 제 1 커넥터부를 상기 전면 모듈에 접속하는 것만으로도 상기 전면 조명 모듈의 동작이 개시되도록 하며,
    상기 복수 개의 후면 조명 모듈의 끝단에 마련된 제 2 커넥터부를 통해서, 상기 후문 모듈과 접속하되, 플러그앤플레이 방식으로 상기 제 2 커넥터부를 상기 후문 모듈에 접속하는 것만으로도 상기 후면 조명 모듈의 동작이 개시되도록 하는 것을 특징으로 하는,
    스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주 제어 모듈 또는 상기 차량내 모듈이, 버스부를 통해서 다른 차량내 모듈이나 상기 주 제어 모듈로 보내는 전기 신호 또는 제어 신호에서 추출한, 다른 차량내 모듈이나 주 제어 모듈에 할당된 고유한 ID에 기반하여, 해당 다른 차량내 모듈이나 상기 주 제어 모듈이 해당 전기 신호 또는 제어 신호를 수신하는,
    스마트 와이어 하네스 기반 차량 시스템.
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Citations (4)

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Title
대한민국 특허 제10-1826076호(2018.02.06. 공고, 발명의 명칭 : 스마트 차량용 와이어 하네스 구조 검사 시스템(WIRING HARNESS STRUCTURE TESTER SYSTEM FOR SMART VEHICLE)

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