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KR101650838B1 - 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트 및 상기 유니트를 웨이크-업 하는 방법 - Google Patents

캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트 및 상기 유니트를 웨이크-업 하는 방법 Download PDF

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KR101650838B1
KR101650838B1 KR1020100081620A KR20100081620A KR101650838B1 KR 101650838 B1 KR101650838 B1 KR 101650838B1 KR 1020100081620 A KR1020100081620 A KR 1020100081620A KR 20100081620 A KR20100081620 A KR 20100081620A KR 101650838 B1 KR101650838 B1 KR 101650838B1
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KR
South Korea
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vehicle
controller
unit
transceiver
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임상언
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명의 차량용 전장 유니트에서는, 전원 변환부가 캔 트랜시버로부터의 제1 전원 관리 신호와 컨트롤러로부터의 제2 전원 관리 신호 및 차량 신호가 논리 연산된 연산결과를 인가받고, 상기 연산 결과에 응답하여 상기 암전류를 최소화하도록 상기 내부 전원의 출력을 제어한다. 또한 상기 전원 변환부가 상기 내부 전원을 출력하지 못하는 경우에도 상기 연산 결과에 응답하여 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 상기 내부 전원의 출력하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시킨다.

Description

캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트 및 상기 유니트를 웨이크-업 하는 방법{A ELECTRONIC UNIT OF VEHICLE CONNECTED TO CAN BUS AND METHOD FOR WAKING-UP THE ELECTRONIC UNIT OF VEHICLE}
본 발명은 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트 및 상기 유니트를 웨이크-업 하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캔(CAN:Controller Area Network) 버스(Bus)에 의하여 서로 통신하며 차량의 전장품을 제어하는 각 차량용 전장 유니트 및 각 차량용 전장 유니트를 웨이크-업시키는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 사용하는 전기장치에는 시스템을 오프시키면 장치의 기본적인 작동과 관련한 전원은 오프되지만, 나중에 다시 온 시키는 경우에 그 온작동이 즉각적으로 이루어지게 함과 더불어 전기장치의 기본적인 작동이 지속적으로 이루어지게 하기 위한 각종 컨트롤러 등에 전류의 공급이 이루어지게 되는데, 이러한 전류를 암전류(dark current)라 한다.
한편, 캔(CAN:Controller Area Network) 버스(Bus)에 의하여 서로 통신하는 캔 통신용 컨트롤러 및 마이콤 그리고 버스 송수신기를 포함하는 전장 유니트를 포함한 차량에서는, 상기 차량의 시동을 정지시키면 배터리에서 시동장치 및 라디오 등과 같은 각종 액세서리 장치에 공급되는 전류의 흐름은 차단시키지만, 즉각적인 시동을 위한 전류의 공급 및 상기한 각종 컨트롤러 등과 같은 장치에는 배터리의 전류가 지속적으로 공급되게 된다.
따라서, 차량을 생산한 후에 고객에게 인도되기 전까지 소요되는 긴 시간 동안 또는 수출을 위해 긴 시간 동안 운송되는 경우 또는 차량을 장시간 사용하지 않는 경우에는 위에서 설명한 암전류로 인한 배터리의 전류가 완전히 소모되거나, 잔존해 있는 전류량이 충분하지 못하여, 배터리의 전류가 지속적으로 공급되어야 할 필요가 있는 즉각적인 시동을 위한 전류의 공급 및 상기한 각종 컨트롤러를 구동시키는데 있어, 문제를 일으키는 현상이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 기술이 최근에 개발된 바 있다.
도 1은 기존의 차량용 전장 유니트의 암전류 최소화 방법을 실현하기 위한 시스템의 개략적인 회로도이다.
도 1을 참조하면, 기존 차량의 각 전장 유니트는 캔통신용 컨트롤러(10)를 포함하는 마이콤(12)과, 이 마이콤(12)에 입출력 데이타 신호를 송수신하는 버스 트랜시버(14: Bus Transceiver)와, 배터리와 연결되어 상기 마이콤(12)의 필요전압을 일정하게 유지시켜주는 전압 조정기(16)를 포함한다. 이러한 기존의 전장 유니트에서는, 상기 버스 트랜시버(14)에 INH(Inhibit)단자(18)를 구비하여 상기 전압 조정기(16: Voltage Regulator)에 신호 전달 가능하게 연결하고, 상기 마이콤(12)에는 암전류 최소화를 위한 모드인 슬립 모드를 부가적으로 입력 저장하여, 이 슬립 모드 명령신호를 버스 송수신기(14)에 전송할 수 있도록 한다. 따라서, 차량의 시동 오프 후, 캔 하이 통신 라인(CAN-H)과 캔 로우 통신 라인(CAN-L) 통해 인가되는 각종 운행 정보와 관련한 데이터의 수신이 캔 통신용 컨트롤러(10)에서 감지되지 않으면, 상기 마이콤(12)의 슬립 모드(sleep mode) 명령 신호가 상기 버스 트랜시버(14)에 전송된다.
즉, 기존의 암전류를 최소화하는 시스템에서는, 버스 트랜시버에 INH(Inhibit) 단자를 구비하여 전압 조정기(16)에 신호전달 가능하게 연결하고, 마이콤에 암전류 최소화를 위한 모드인 슬립 모드를 부가적으로 입력 저장한다.
그런데, 이러한 기존의 암전류를 최소화하는 시스템에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
1. 도 1에 도시된 바와 같은 시스템은 전체 캔 버스에 연결되어 있는 유니트를 웨이크-업(wake-up) 할 수 있는 호스트(HOST) 기능을 제공할 수 없어, 캔 버스를 사용하는 슬레이브 유니트(Slave unit)만 사용할 수 있다. 즉 CAN 신호를 보내는 마스터 유니트(master unit 또는 HOST 유니트)이 없을 경우에는, 전원 턴-온(turn-on)이 되지 않아서, 유니트 스스로 웨이크-업(wake-up) 할 수 없다.
2. CAN 신호만으로 유니트 내부 시스템을 제어하므로, 실 시간 제어에 문제가 있다. CAN 신호의 경우는 최대 100 ms의 시간 지연이 발생하므로 예를 들어 화면을 디스플레이하는 유니트에서의 전원 변동 시(예컨대, 차량 시동 시) 화면 깜박임 현상이 발생하고, 소리를 출력하는 앰프(AMP) 유니트에서의 전원 변동 시, POP 노이즈(전원 on/off 시에 발생하는 노이즈)를 발생한다.
3. CAN OFF시 전원이 OFF 되므로, 유니트의 최종 동작을 기억할 수가 없다. 이로 인하여 사용자가 설정 값을 재조정해야 하는 불편함이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 CAN을 이용하는 모든 전장품에 사용 가능하고, CAN 신호 전달 딜레이를 보완하여 비디오 깜박임 또는 엠프의 POP 노이즈를 개선할 수 있는 차량용 전장 유니트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 차량용 전장 유니트를 웨이크-업 시키는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트는, 상기 캔 버스와 연결되어 캔 통신을 수행하고, 암전류를 최소화하기 위한 제1 전원 관리 신호를 출력하는 캔 트랜시버(CAN Tranceiver)와, 상기 캔 트랜시버를 제어하고, 차량의 시동과 관련된 차량 신호에 응답하여 상기 암전류를 최소화하기 위한 제2 전원 관리 신호를 출력하는 컨트롤러, 및 외부 전원을 인가받아서 내부 전원으로 변환하고, 상기 내부 전원을 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러에 출력하여 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시키는 전원 변환부를 포함한다. 여기서, 상기 전원 변환부는 상기 제1, 제2 전원 관리 신호 및 상기 차량 신호가 논리 연산된 연산결과를 인가받고, 상기 연산 결과에 응답하여 상가 암전류를 최소화하도록 상기 내부 전원의 출력을 제어하고, 상기 내부 전원을 출력하지 못하는 경우에도 상기 연산 결과에 응답하여 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 상기 내부 전원의 출력을 제어하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 상기 차량용 전장 유니트를 웨이크-업 시키는 방법은, 상기 캔 버스와 연결되어 캔 통신을 수행하고, 상기 캔 트랜시버가 암전류를 최소화하기 위한 제1 전원 관리 신호를 출력하는 단계와, 상기 컨트롤러가 차량의 시동과 관련된 차량 신호에 응답하여 상기 암전류를 최소화하기 위한 제2 전원 관리 신호를 출력하는 단계 및 상기 전원 변환부가 내부 전원을 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 출력하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 웨이크-업 시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 웨이크-업 시키는 단계에서, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러가 상기 내부 전원을 공급받지 못하는 상황에서도 상기 제1, 제2 전원 관리 신호 및 상기 차량 신호가 논리 연산된 연산결과를 인가받아서, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 상기 내부 전원을 출력하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, CAN을 이용하는 모든 전장품에 사용 가능하고, CAN 신호 전달 딜레이를 보완하여 비디오 깜박임 또는 엠프의 POP 노이즈를 개선할 수 있다.
도 1은 기존의 차량용 전장 유니트의 암전류 최소화 방법을 실현하기 위한 시스템의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 캔 버스(CAN BUS)에 연결된 전장 유니트의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 차량용 전원 장치가 차량으로부터 입력받는 차량 신호와 내부 전원의 신호 변화를 함께 보여주는 파형도이다.
도 4는 도 2에 도시된 ACC 신호에 의해서 웨이크-업(WAKE-UP)하는 방식에서, 캔 버스에 연결된 유니트들 중 호스트(HOST)를 담당하는 한 개의 유니트에 의해 나머지 유니트들(슬레이브 유니트들)이 웨이크-업되는 개념을 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 캔 버스(CAN BUS)에 연결된 전장 유니트의 내부 구성을 보여주는 블록도로서, 설명의 이해를 돕기 위하여 도 2에 표시된 점선의 왼쪽은 차량(10: CAR) 부분이고, 상기 점선의 오른쪽은 본 발명의 일실시예에 따른 전장 유니트를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전장 유니트(100)는 전원 변환부(110), 캔 트랜시버(120: CAN Tranceiver), 컨트롤러(130: Controller), 리셋부(140: RESET) 및 메모리(150: MEMORY)를 포함한다.
전원 변환부(110)는 차량(10)의 배터리(11)로부터 배터리 전원(예컨대, 12V)을 입력받아서 내부 전원으로 변환하는 모듈로서, 상기 내부 전원으로서, 다출력의 내부 전원 및 단일 출력의 내부 전원을 포함하고, 도 2의 실시예에서는 제1 내지 제3 내부 전원으로 이루어진 다출력의 내부 전원이 예시된다.
전원 변환부(110)는 다출력의 내부 전원의 출력을 제어하기 위하여, 제1 인에이블 단자(EN1), 제2 인에이블 단자(EN2) 및 제3 인에이블 단자(EN3)로 이루어진 다수의 인에이블 단자를 포함하고, 제1 출력 단자(OUT1), 제2 출력 단자(OUT2) 및 제3 출력 단자(OUT3)를 포함하는 다수의 출력 단자를 구비한다. 이러한 전원 변환부(110)는 제1 내지 제3 인에이블 단자(EN1 ~ EN3)에 각각 입력되는 전원 관리 신호들의 논리 상태에 따라 제1 내지 제3 출력 단자(OUT ~ OUT3)를 통해 출력되는 다출력의 내부 전원의 출력을 제어한다.
구체적으로, 제1 인에이블 단자(EN1)는 제2 다이오드(D2)를 통해 캔 트랜시버(120)의 INH 단자(INH)와 연결되고, 제3 다이오드(D3)를 통해 컨트롤러(130)의 제4 인에이블 단자(EN4)와 전기적으로 연결된다. 따라서 제1 인에이블 단자(EN1)에는 캔 트랜시버(120)의 INH 단자(INH)로부터 출력되는 전원 관리 신호와 컨트롤러(130)의 제4 인에이블 단자(EN4)를 통해 컨트롤러(130)로부터 출력되는 전원 관리 신호가 입력되어, 제1 내부 전원(V1)을 출력하기 위한 전원 관리 신호로서 사용된다. 이때, 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)가 제1 인에이블 단자에 병렬로 연결되어 있어, OR 연산을 수행한다. 즉, 캔 트랜시버(120)의 전원 관리 신호와 컨트롤러(130)로부터의 전원 관리 신호가 오아 연산된다. 따라서, 전원 변환부(110)는 캔 트랜시버(120)의 전원 관리 신호와 컨트롤러(130)로부터의 전원 관리 신호가 OR 연산된 연산 결과에 따라 제1 내부 전원의 출력을 제어하게 된다.
또한 상기 제1 인에이블 단자(EN1)에는 차량(12)에서 발생한 INT 신호와 ACC 신호가 각각 제1 다이오드(D1)와 제4 다이오드(D4)를 통해 각각 입력되어, 제1 내부 전원의 출력을 제어하는 전원 관리 신호로서 사용된다. 마찬가지로 제1 다이오드와 제4 다이오드가 제1 인에이블 단자에 병렬로 연결되어 있어, 전원 변환부(110)는 INT 신호와 ACC 신호가 OR 연산된 결과에 따라 제1 내부 전원(V1)의 출력을 제어하게 된다.
결과적으로 전원 변환부(110)는 제1 내지 제4 다이오드가 OR 연산기를 구성하여, 캔 트랜시버(120)의 전원 관리 신호와 컨트롤러(130)로부터의 전원 관리 신호가 OR 연산된 제1 연산 결과와 INT 신호와 ACC 신호가 OR 연산된 제2 연산 결과에 따라 최종적으로 암전류를 최소화할 수 있는 제1 내부 전원(V1)을 출력을 제어한다.
또한 위와 같은 제1 내부 전원을 출력을 제어하는 방식에 따라 본 발명의 차량용 전장 유니트(100)의 캔 트랜시버(120)가 자동으로(또는 스스로) 웨이크 업 상태로 전환될 수 있고, 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전장 유니트 이외에 다수의 전장 유니트가 캔 버스(CAN BUS)에 연결된 경우, 본 발명의 전장 유니트가 호스트 유니트의 기능을 수행할 수 있게 된다.
그 밖에, 전원 변환부에 구비된 제2 및 제3 출력 단자(OUT2, OUT3)는 IC 회로 블록들(IC1, IC2)과 전기적으로 연결되어 제2 내부 전원과 제3 내부 전원을 상기 IC 회로 블록들(IC1, IC2)로 각각 출력한다.
또한 캔 트랜시버(120)는 차량(12)의 CAN 버스와 연결되어 통신을 주고 받는 역할을 한다. 캔 트랜시버(120)는 컨트롤러(130)에 의해서 동작 제어되며, CAN 버스와 컨트롤러(130) 사이에서 CAN 통신을 전달하는 중간 매개체의 역할을 수행한다. 이러한 캔 트랜시버(120)는 상술한 바와 같이, INH 단자(INH)를 구비하여, 상기 차량(10)의 배터리로부터의 배터리 전원(12)을 공급받아서 INH 단자(INH)를 통해 전원 관리 신호를 출력하고, 출력된 전원 관리 신호는 전원 변환부(110)의 제1 인에이블 단자(EN1)로 인가되어, 상기 전원 변환부(110)로부터 출력되는 제1 내부 전원(V1)의 출력을 제어한다.
컨트롤러(130)는 상기 전원 변환부(110)와 상기 캔 트랜시버(120)를 제어하고, 차량(10)에서 발생한 차량 신호를 검출하는 기능을 수행한다. 또한 컨트롤러(130)는 사용자에 의해 설정된 최종 설정값을 ACC OFF시에 메모리(150)에 저장하는 역할을 한다.
이러한 컨트롤러(130)는 전원 변환부의 제1 내지 제3 인에이블 단자(EN1 ~ EN3)와 각각 연결되는 제4 내지 제6 인에이블 단자(EN4 ~ EN6)을 구비한다. 이 컨트롤러(130)는 위에서 언급한 바와 같이, 제1 인에이블 단자(EN1)와 연결된 제4 인에이블 단자(EN4)를 통해 전원 관리 신호를 전원 변환부(110)로 인가하여 제1 내부 전원(V1)을 출력을 제어하게 된다.
또한 컨트롤러(130)는 구비된 제5 내지 제8 제어측 단자(CN5 ~ CN8)가 캔 트랜시버(120)에 구비된 제1 내지 제4 캔 측 단자(EN, STN, RX/TX, WAKE)와 각각 연결되어, 상기 캔 트랜시버(120)를 제어한다. 또한 컨트롤러(130)는 차량(10)에서 발생한 INT 신호, ACC 신호, IGN1 신호를 포함하는 차량 신호를 검출하기 위하여, 제1 내지 제3 검출 단자(INT DET, ACC DET, IGN DET)를 구비하고, 상기 제1 내지 제3 검출 단자(INT DET, ACC DET, IGN DET)를 통해 INT 신호, ACC 신호, IGN1 신호를 각각 입력받아서 이들(또는 이들의 신호 상태)을 검출한다. 더불어 상기 컨트롤러(130)는 제4 검출단자(BAT DET)를 통해 제1 저항(R1)의 저항값과 제2 저항(R2)의 저항값에 의해 분배된 차량(10)으로부터의 배터리 전원(12V)을 인가받아서, 이를 검출한다.
리셋부(140)는 상기 전원 변환부(110)로부터의 제1 내부 전원(V1)에 응답하여 상기 컨트롤러(130)에 구비된 리셋 단자(RST)로 리셋 신호를 입력하고, 상기 컨트롤러(130)에 전원 인가될 때, 상기 리셋 신호에 따라 컨트롤러(130)의 내부에 구비된 스위칭 모듈(미도시)를 스위칭시켜, 상기 컨트롤러(130)를 리셋시키는 역할을 수행한다.
메모리(150)는 컨트롤러(130)에 구비된 제9 제어단자(CN9)를 통해 상기 컨트롤러(130)에 의해 설정된 최종 설정값을 입력받아서 이를 저장하는 역할을 한다. 이 메모리(150)는 전원이 오프(OFF) 되기 전에 상기 컨트롤러(130)에 의해서 상기 최종 설정값을 데이터로서 저장하고, 전원이 다시 턴 온(ON) 되면, 상기 컨트롤러(130)가 상기 최종 설정값을 읽어들인다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 캔 버스(CAN BUS)와 연동하는 차량용 전원 장치의 동작 과정을 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 차량용 전원 장치가 차량으로부터 입력받는 차량 신호와 내부 전원의 신호 변화를 함께 보여주는 파형도이다. 설명의 이해를 돕기 위하여, 도 2를 함께 참조한다.
도 3을 참조하면, 차량(10)으로부터 입력되는 차량 신호는 배터리 전원과 CAN 통신 신호, ACC(ACCessories) 신호, IGN1 신호, 기타 인터럽트 신호(INT) 등을 포함한다.
차량 배터리 초도 인가 시 (1), 차량용 전장 유니트(100) 내부로 배터리 전원이 최초 인가된다. 이때 외부 전원(이하, "배터리 전원(BATT)"이라 한다)이 입력되면, CAN 트랜시버(120)의 INH(Inhibit) 단자는 하이(high)로 전환되어, 하이 레벨의 전원 관리 신호를 출력한다.
출력된 하이 레벨의 전원 관리 신호는 전원 변환부(110)의 제1 인에이블 단자(EN1)로 입력되어, 제1 인에이블 단자(EN1)는 논리 하이 상태로 된다. 그러면, 전원 변환부(110)는 제1 출력 단자(OUT1)를 통해 제1 내부 전원(V1)을 출력하게 된다.
전원 변환부(110)로부터 출력된 제1 내부 전원(V1)은 캔 트랜시버(120), 컨트롤러(130), 메모리(150)에 공급되고, 각 구성 블록들(120, 130, 150)을 동작 가능한 상태로 전환 시킨다.
제1 내부 전원(V1)이 컨트롤러(130)의 VCC 단자로 입력될 때, 동시에 리셋부(140)가 제1 내부 전원(V1)에 인가받아서 리셋 신호를 생성하여 컨트롤러(130)에 인가한다. 이 리셋 신호에 의해서 컨트롤러(130)가 동작을 개시한다.
(1)과 (2) 사이의 구간은, 컨트롤러가 차량(10)으로부터 로우 레벨의 ACC 신호와 IGN1 신호를 인가받는 구간으로서, 이 구간에서는, 컨트롤러(130)가 캔 트랜시버(120)를 슬립 모드(sleep mode)로 제어한다.
그러면, 캔 트랜시버(120)의 INH 단자를 로우(LOW) 상태로 전환시키고, 이에 따라 컨트롤러(130)의 제1 인에이블 단자(EN1)도 논리 레벨 로우(LOW) 상태로 된다. 이에 따라 전원 변환부(110)는 제1 내부 전원(V1)의 출력을 오프(OFF) 시킨다.
따라서 캔 트랜시버(120)를 제외한 모든 구성 블록들(110, 130, 150)에 제1 내부 전원(V1)이 인가가 되지 않으므로, 차량의 시동과 관련된 ACC 신호와 IGN1 신호가 로우 레벨인 상태에서는 암전류가 최소인 상태가 된다.
(2) 시점은, ACC 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이되는 시점으로서, 캔 버스에 연결되는 유니트들이 웨이크-업(WAKE-UP) 되어야 한다. 이때, 캔 버스에 연결되는 유니트들이 웨이크-업(WAKE-UP)하는 방식에는 2가지가 있다.
하나는 ACC 신호에 의해 캔 트랜시버(120)가 액티브(Active)되어, 유니트들이 웨이크-업 하는 방식 즉, ACC 신호에 의해 캔 버스에 연결된 유니트들이 웨이크-업(WAKE-UP) 하는 방식이다.
다른 하나는 CAN 입력 신호에 의해 캔 트랜시버(120)의 INH 단자가 자동 HIGH가 되어, 유니트들이 웨이크-업(WAKE-UP) 하는 방식 즉, CAN 입력 신호에 의해 캔 버스에 연결된 유니트들이 웨이크-업(WAKE-UP) 하는 방식이다.
ACC 신호에 의해서 웨이크-업(WAKE-UP)하는 방식에서는, 캔 버스에 연결된 유니트들 중 호스트(HOST)를 담당하는 한 개의 유니트만 있으면 된다. 나머지 유니트들은 호스트를 담당하는 한 개의 유니트에 의해 캔 버스가 액티브(ACTIVE) 되므로, 캔 버스에 의해서 자동 웨이크-업(WAKE-UP)이 가능하다. 이러한 개념이 도 4에 나타난다.
도 4는 도 1에 도시된 ACC 신호에 의해서 웨이크-업(WAKE-UP)하는 방식에서, 캔 버스에 연결된 유니트들 중 호스트(HOST)를 담당하는 한 개의 유니트에 의해 나머지 유니트들(슬레이브 유니트들)이 웨이크-업되는 개념을 보여주는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 캔 버스를 액티브(ACTIVE) 시켜야 하는 유니트 1은 캔 호스트(CAN HOST) 역할을 수행하는 유니트로서, ACC 신호를 항상 검출해야 하므로, 다른 슬레이브(SLAVE) 유니트들 즉, 유니트 2, 유니트 3, 유니트 4보다는 암전류가 증가한다.
도 2에 도시된 바와 같은 ACC 신호를 인가받는 전원 변환부(110)의 제1 인에이블 단자(EN1)에 제4 다이오드(D4)를 연결하는 회로 설계방식에 따라 호스트 유니트 및 슬레이브 유니트 중 어느 하나의 유니트로 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제4 다이오드(D4)가 설계되면, 도 2의 전장 유니트(100)는 캔 호스트(CAN HOST) 유니트로 기능할 수 있고, 캔 호스트 유니트가 아닌 슬레이브 유니트로 기능하기 위해서는, 도 2에서 제4 다이오드(D4)를 삭제한다.
결론적으로, 도 3의 (2) 시점에서는, 캔 호스트(CAN HOST) 유니트는 차량의 ACC 신호에 의해서 웨이크-업(WAKE-UP) 되고, 다른 SLAVE 유니트는 캔 버스의 캔 입력 신호에 의해서 웨이크-업(WAKE-UP) 된다.
다시 도 3을 참조하면, 도 3의 (4) ~ (5) 구간에서는 차량이 시동하는 구간에서 나타는 신호 파형이 도시된다.
상기 (4) ~ (5) 구간에서, 차량 시동 조건을 실시간으로 확인하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량에서 발생한 ACC 신호, IGN1 신호가 컨트롤러(130)에 직접 인가되도록 설계된다.
ACC 신호, IGN1 신호를 CAN 신호를 이용하여 입력 가능하지만, 이런 경우, 실시간 신호 제어가 필요한 유니트에는 여러 가지 문제점을 야기한다. 즉 캔 버스에 연결된 다수의 전장 유니트 중 특정 유니트가 비디오 신호를 처리하는 모니터 유니트인 경우, 차량(10)이 흔들리는 상태에서 신호 처리를 하므로, 화면 깜박임이 발생할 수 있고, 다른 특정 유니트가 오디오 신호를 처리하는 앰프 유니트인 경우, POP 노이즈가 발생할 수 있다.
따라서 차량의 내부 전원을 변동시키는 차량 신호 중, ACC 신호, IGN1 신호를 컨트롤러(130)가 직접 인가받음으로써, 타임 딜레이(time delay)를 방지할 수 있다. CAN 통신으로 ACC 신호와 IGN1 신호를 검출하는 경우, 통상적으로 최대 100ms의 타임 딜레이가 발생한다.
도 3의 (6) ~ (7) 구간에서는, 차량 배터리 전원이 갑자기 낮아지는 경우가 나타난다. 이때 본 발명의 전장 유니트(100)의 동작 신뢰성을 확보하기 위해서 차량 배터리의 LOW 전압을 검출할 수 있도록 설계된다. 즉, 컨트롤러(130)에서 이를 검출하여 내부 전원의 출력을 제어하고, 상기 컨트롤러(130)가 메모리(150)에 최종 사용자 조건을 저장할 수 있다.
도 3의 (8)은 ACC 신호가 OFF되는 시점으로서, 캔 버스가 비활성화(STOP)되는 시점이다. 이 시점에서는, 캔 트랜시버(120)의 INH 단자는 로우(LOW)가 된다. 하지만 컨트롤러(130)의 제1 인에이블 단자(EN1)에서는 계속 하이(HIGH) 상태를 유지하는 경우, 캔 버스의 동작(활성화) 유무에 상관없이 유니트를 계속 제어 가능하다. 즉 슬레이브 유니트의 경우에는 CAN 입력 신호에 의해서 웨이크-업(WAKE-UP) 하지만 한번 웨이크-업(WAKE UP)된 슬레이브 유니트는 CAN 신호와 상관없이 유니트 내부에서 전원 관리가 가능하다.
이를 위해서 회로에서 캔 트랜시버(120)에서 전원을 관리하는 신호와 컨트롤러(130)에서 전원을 관리하는 신호를 제1 인에이블 단자에 공통 연결된 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)를 통해서 OR 연산 처리한다.
컨트롤러(130)가 유니트의 슬립 조건이 되면 전원 제어 핀들(EN1, EN2, EN3)을 로우(LOW) 상태로 처리함으로써, 유니트 내부 전원은 모두 OFF가 되어 암전류 최소 상태가 된다.
모든 전원을 OFF하기 전에 메모리(150)에 최종 동작 관련 데이터인 최종 설정값을 저장하여, 다시 WAKE-UP하였을 때, 컨트롤러(130)가 메모리(150)에 저장된 최종 설정값을 다시 읽어들여 최종 설정값을 재 사용할 수 있다.
도 3의 (9)조건은 ACC 신호의 OFF 상태에서 유니트를 웨이크-업(WAKE-UP)하는 조건에서 사용된다. 예를 들어 차량 도어가 강제적으로 열렸을 경우 유니트가 WAKE UP하는 조건이다. 본 차량 신호는 옵션이므로 사용 유무는 유니트의 특성에 따라 결정된다.
CAN 신호 또는 ACC 신호의 ON 조건이 아니므로 유니트 내부에는 내부 전원을 턴온시키는 조건이 성립되지 않는다. 따라서 INT 신호가 전원을 턴 온하는 조건을 만들어 주어야 하므로, 제1 다이오드(D1)를 이용하여 전원을 턴온 시키는 조건에 "OR" 처리 한다.
INT 조건이 발생하면, 즉, 논리 하이레벨의 INT 신호가 본 발명의 전장 유니트(100)에 인가되면, 컨트롤러(130)에 전원(V1)이 공급되고, 컨트롤러(130)가 동작하면, INT 신호를 검출할 수 있다. INT 신호를 컨트롤러가 인지하며 해당 조건을 수행한다.

Claims (9)

  1. 캔 버스(CAN BUS)에 연결된 차량용 전장 유니트에 있어서,
    상기 캔 버스와 연결되어 캔 통신을 수행하고, 암전류를 최소화하기 위한 제1 전원 관리 신호를 출력하는 캔 트랜시버(CAN Tranceiver);
    상기 캔 트랜시버를 제어하고, 차량의 시동과 관련된 차량 신호에 응답하여 상기 암전류를 최소화하기 위한 제2 전원 관리 신호를 출력하는 컨트롤러; 및
    외부 전원을 인가받아서 내부 전원으로 변환하고, 상기 내부 전원을 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러에 출력하여 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시키는 전원 변환부를 포함하되,
    상기 전원 변환부는 상기 제1, 제2 전원 관리 신호 및 상기 차량 신호가 논리 연산된 연산결과를 인가받고, 상기 연산 결과에 응답하여 상기 암전류를 최소화하도록 상기 내부 전원의 출력을 제어하고, 상기 내부 전원을 출력하지 못하는 경우에도 상기 연산 결과에 응답하여 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 상기 내부 전원의 출력을 제어하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 캔 버스(CAN BUS)에 연결된 차량용 전장 유니트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캔 버스에 다수의 전장 유니트가 연결된 경우,
    상기 차량용 전장 유니트는,
    상기 전원 변환부가 상기 차량 신호를 인가받아서 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 상기 내부 전원을 출력함에 따라 상기 캔 버스를 액티브(ACTIVE) 시키는 캔 호스트(HOST) 유니트로 역할하고,
    상기 다수의 전장 유니트는,
    슬레이브(slave) 유니트로 역할하는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 전원 관리 신호 및 상기 차량 신호를 OR 연산하여 상기 연산결과를 상기 전원 변환부에 인가하는 OR 연산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 차량 신호는 ACC(ACCessories) 신호, IGN(IGNition) 신호 및 INT 신호(wake up)를 포함하고,
    상기 OR 연산기는,
    상기 INT 신호를 입력받는 제1 다이오드;
    상기 제1 전원 관리 신호를 입력받는 제2 다이오드;
    상기 제2 전원 관리 신호를 입력받는 제3 다이오드; 및
    상기 ACC 신호를 입력받는 제4 다이오드를 포함하고,
    상기 전원 변환부는 상기 제1 내지 상기 제4 다이오드의 출력단과 공통으로 연결된 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 전원 변환부가 상기 내부 전원의 출력 제어를 데이터 형태의 최종 설정값으로 생성하는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러에 의해 생성된 상기 최종 설정값을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 차량 신호가 오프된 후, 다시 온 되면, 상기 메모리 저장된 상기 최종 설정값을 읽어들여, 상기 최종 설정값에 따라 상기 전원 변환부로부터의 내부 전원의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전원 변환부로부터의 내부 전원에 응답하여 리셋 신호를 생성하는 리셋부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 리셋부로부터의 리셋 신호에 응답하여 리셋 되는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트.
  8. 캔 버스(CAN BUS)에 연결된 차량용 전장 유니트로서, 캔 트랜시버, 컨트롤러 및 전원 변환부를 구비한 상기 차량용 전장 유니트를 웨이크-업 시키는 방법에 있어서,
    상기 캔 버스와 연결되어 캔 통신을 수행하고, 상기 캔 트랜시버가 암전류를 최소화하기 위한 제1 전원 관리 신호를 출력하는 단계;
    상기 컨트롤러가 차량의 시동과 관련된 차량 신호에 응답하여 상기 암전류를 최소화하기 위한 제2 전원 관리 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 전원 변환부가 내부 전원을 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 출력하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 웨이크-업 시키는 단계를 포함하되,
    상기 웨이크-업 시키는 단계는,
    상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러가 상기 내부 전원을 공급받지 못하는 상황에서도 상기 제1, 제2 전원 관리 신호 및 상기 차량 신호가 논리 연산된 연산결과를 인가받아서, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러로 상기 내부 전원을 출력하여, 상기 캔 트랜시버 및 상기 컨트롤러를 동작 가능한 웨이크-업(wake-up) 상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트를 웨이크-업 시키는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 차량 신호는 ACC(ACCessories) 신호, IGN(IGNition) 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 버스에 연결된 차량용 전장 유니트를 웨이크-업 시키는 방법.
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