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KR102494004B1 - 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

차량용 제어 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR102494004B1
KR102494004B1 KR1020160084756A KR20160084756A KR102494004B1 KR 102494004 B1 KR102494004 B1 KR 102494004B1 KR 1020160084756 A KR1020160084756 A KR 1020160084756A KR 20160084756 A KR20160084756 A KR 20160084756A KR 102494004 B1 KR102494004 B1 KR 102494004B1
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vehicle
clock
clock frequency
driving state
control
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김진
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현대자동차주식회사
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Abstract

차량용 제어 장치는 클럭 제어 신호에 대응하는 주파수의 클럭을 생성하는 클럭 생성기, 주행 상태와 상기 주행 상태에 대응하는 클럭 주파수를 포함하는 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 메모리, 상기 클럭 주파수 변환 맵을 이용하여 차량의 주행 상태에 대응하는 상기 클럭 주파수를 판단하고, 상기 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호를 상기 클럭 생성기로 출력하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

차량용 제어 장치 및 그 제어 방법{CONTROL APPARATUS FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
게시된 발명은 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 클럭 주파수를 조절할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단을 의미한다.
이러한 차량은 시동을 걸거나 주행하기 위하여 전기 에너지를 이용할 수 있으며, 전기 에너지를 저장하기 위한 배터리를 포함할 수 있다.
차량은 운전자의 안전을 확보하거나 운전자에게 편의를 제공하기 위한 다양한 전기 장치를 포함하며, 전기 장치는 차량의 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용한다.
최근 차량의 전기 장치는 점점 증가하는 반면, 배터리는 그 개수나 전기 에너지의 저장 용량인 한정되어, 주차 중에 차량의 배터리가 모두 방전되는 일이 빈번히 발생하고 있다.
그 결과, 차량 내의 전기 에너지의 소비를 관리하여야 하는 필요성이 크게 대두되고 있다.
게시된 발명의 일 측면은 주행 상태에 따라 소비 전력을 최소화할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
게시된 발명의 다른 일 측면은 주행 상태에 따라 서로 다른 클럭 주파수로 동작할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
게시된 발명의 또 다른 일 측면은 주행 상태에 따라 소비 전력을 최소화할 수 있는 클럭 주파수로 동작할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
게시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 제어 장치는 클럭 제어 신호에 대응하는 주파수의 클럭을 생성하는 클럭 생성기, 주행 상태와 상기 주행 상태에 대응하는 클럭 주파수를 포함하는 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 메모리, 상기 클럭 주파수 변환 맵을 이용하여 차량의 주행 상태에 대응하는 상기 클럭 주파수를 판단하고, 상기 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호를 상기 클럭 생성기로 출력하는 프로세서를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 차량에 포함된 다른 제어 장치로부터 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 수신하는 송수신기를 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 프로세서는 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 기초로 상기 차량의 주행 상태를 판단할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 주행 상태는 상기 차량의 주차 상태, 상기 차량의 정차 상태, 상기 차량의 주행 상태 및 상기 차량의 후진 상태를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 프로세서는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능을 처리하기 위한 처리 시간을 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 메모리는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능 및 상기 제어 기능을 처리하기 위한 처리 시간을 포함하는 제어 기능별 처리 시간 테이블을 저장할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 프로세서는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능이 수행될 수 있는 주행 상태를 판단할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 메모리는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능 및 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능이 수행될 수 있는 주행 상태를 포함하는 제어 기능별 주행 상태 테이블을 저장할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 프로세서는 상기 처리 시간을 기초로 상기 주행 상태에서 수행될 수 있는 모든 제어 기능의 총 처리 시간을 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 메모리는 상기 주행 상태 및 상기 주행 상태에서 수행될 수 있는 모든 제어 기능의 총 처리 시간을 포함하는 주행 상태별 처리 시간 정보를 저장할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 프로세서는 상기 총 처리 시간을 기초로 상기 클럭 주파수를 판단할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 프로세서는 상기 판단된 클럭 주파수를 기초로 상기 메모리에 저장된 클럭 주파수 변환 맵을 갱신할 수 있다.
게시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 제어 장치의 제어 방법은 주행 상태와 상기 주행 상태에 대응하는 클럭 주파수를 포함하는 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계, 상기 클럭 주파수 변환 맵을 이용하여 차량의 주행 상태에 대응하는 상기 클럭 주파수를 판단하는 단계, 상기 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호를 상기 클럭 생성기로 출력하는 단계 및 상기 클럭 제어 신호에 대응하는 주파수의 클럭을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 클럭 주파수를 판단하는 단계는, 상기 차량에 포함된 다른 제어 장치로부터 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 클럭 주파수를 판단하는 단계는, 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 기초로 상기 차량의 주행 상태를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 주행 상태는 상기 차량의 주차 상태, 상기 차량의 정차 상태, 상기 차량의 주행 상태 및 상기 차량의 후진 상태를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능을 처리하기 위한 처리 시간을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능이 수행될 수 있는 주행 상태를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 처리 시간을 기초로 상기 주행 상태에서 수행될 수 있는 모든 제어 기능의 총 처리 시간을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 총 처리 시간을 기초로 상기 클럭 주파수를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
게시된 발명의 일 측면에 따르면, 주행 상태에 따라 소비 전력을 최소화할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
게시된 발명의 다른 일 측면에 따르면, 주행 상태에 따라 서로 다른 클럭 주파수로 동작할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
게시된 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 주행 상태에 따라 소비 전력을 최소화할 수 있는 클럭 주파수로 동작할 수 있는 차량용 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시한다.
도 2은 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 장치를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치의 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 제어부의 구성을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 클럭 생성기의 구성을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치의 클럭 주파수 설정 동작의 일 예를 도시한다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 메모리에 저장된 데이터의 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치의 클럭 주파수 설정 동작의 다른 일 예를 도시한다.
도 10 내지 도 13은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 메모리에 저장된 데이터의 다른 일 예를 도시한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 게시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 게시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.
예를 들어, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 표현하고자 하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합의 추가적인 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는다.
또한, "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위하여 사용되며, 하나의 구성요소들을 한정하지 않는다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array)/ ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장되는 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 게시된 발명의 일 실시예가 상세하게 설명된다. 첨부된 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시하고, 도 2은 일 실시예에 의한 차량의 전자 장치를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 각종 구성 부품을 수용하는 차체(10)와 차량(1)을 이동시키는 차륜(20)을 포함한다.
차체(10)는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간을 형성하기 위하여, 후드(hood) (11), 프런트 펜더(front fender) (12), 루프 패널(roof panel) (13), 도어(door) (14), 트렁크 리드(trunk lid) (15), 쿼터 패널(quarter panel) (16) 등을 포함할 수 있다. 또한, 운전자의 시야를 확보하기 위하여, 차체(10)의 전방에는 프런트 윈도(front window) (17)가 설치되고, 차체(10)의 측면에 사이드 윈도우(side window) (18)가 설치 될 수 있다. 또한, 차체(10)의 후방에는 리어 윈도우(rear window) (19)가 설치될 수 있다.
차륜(20)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(21), 차량의 후방에 마련되는 후륜(22)을 포함하며, 차량(1)은 차륜(20)의 회전에 의하여 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다.
또한, 차량(1)이 주행할 수 있도록, 차체(10)의 내부에는 동력 생성 장치, 동력 전달 장치, 조향 장치, 제동 장치 등이 마련될 수 있다. 동력 생성 장치는 차륜(3)의 회전력을 생성하며, 엔진, 연료 공급 장치, 냉각 장치, 배기 장치, 점화 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 동력 전달 장치는 동력 생성 장치에 의하여 생성된 회전력을 차륜(20)으로 전달하며, 클러치, 변속 레버, 변속기, 차동 장치, 구동축 등을 포함할 수 있다. 또한, 조향 장치는 차량(1)의 주행 방향을 제어하며, 조향 휠, 조향 기어, 조향 링크 등을 포함할 수 있다. 또한, 제동 장치는 차륜(20)의 회전을 정지시키며, 브레이크 페달, 마스터 실린더, 브레이크 디스크, 브레이크 패드 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 기계 장치뿐만 차량(1)은 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 위한 다양한 차량(1)의 전자 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진 제어 유닛(engine control unit) (31), 미션 제어 유닛(transmission control unit) (32), 전자 제동 장치(electronic braking system) (33), 전동 조향 장치(electric power steering) (34), AVN (Audio/Video/Navigation) 장치(35), 주행 보조 장치(Advanced driver assistance systems, ADAS) (36), 주차 보조 장치(parking assistance system, PAS) (37) 및 바디 컨트롤 모듈(38) 등을 포함할 수 있다.
엔진 제어 유닛(31)은 연료분사 제어, 연비 피드백 제어, 희박 연소 제어, 점화 시기 제어 및 공회전수 제어 등을 수행할 수 있다.
미션 제어 유닛(32)은 변속 제어, 댐퍼 클러치 제어, 마찰 클러치 온/오프 시의 압력 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다.
전자 제동 장치(33)은 차량(1)의 제동 장치를 제어할 수 있으며, 대표적으로 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 등을 포함할 수 있다.
전동 조향 장치(34)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키는 등 사용자의 조향 조작을 보조할 수 있다.
AVN 장치(35)는 운전자의 입력에 따라 음악 또는 영상을 출력하거나, 운전자가 입력한 목적지까지의 경로를 표시할 수 있다.
주행 보조 장치(36)는 운전자의 차량 운행을 보조하며, 전방 충돌 회피, 차선 이탈 경고, 사각 지대 감시, 후방 감시 등을 수행할 수 있다. 예를 들어, 주행 보조 장치(36)는 전방 충동 경고 장치(Forward Collision Warning System, FCW), 자동 비상 제동 장치(Advanced Emergency Braking System, AEBS), 적응 순항 제어 장치(Adaptive Cruise Control, ACC), 차선 이탈 경고 장치(Lane Departure Warning System, LDWS), 차선 유지 보조 장치(Lane Keeping Assist System, LKAS), 시각지대 감시 장치(Blind Spot Detection, BSD), 후방 충동 경고 장치(Rear-end Collision Warning System, RCW) 등을 포함할 수 있다.
주차 보조 장치(37)는 운전자의 주차를 보조하며, 주차를 위한 후방 감시, 주차를 위한 조향 보조 등을 수행할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(38)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전자 제어 장치의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(38)은 파워 윈도우, 도어 잠금 장치, 와이퍼, 헤드 램프, 실내 램프, 썬 루프, 파워 시트 및 시트 열선 등의 동작을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 바디 컨트롤 모듈(38)은 주행 보조 장치(36) 및 주차 보조 장치(37)와 통신하며, 주행 보조 장치(36) 및 주차 보조 장치(37)의 동작을 제어할 수도 있다.
이때, 차량(1) 포함된 전자 제어 장치(100)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다.
예를 들어, 엔진 제어 모듈(31), 동력 전달 제어 모듈(32), 전자 제동 모듈(33), 전동 조향 모듈(34), AVN 장치(35), 주행 보조 장치(36), 주차 보조 장치(37) 및 바디 컨트롤 모듈(38)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 차량용 통신 네트워크(NT)는 최대 24.5Mbps(Mega-bits per second)의 통신 속도를 갖는 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 최대 10Mbpas의 통신 속도를 갖는 플렉스레이(FlexRay), 125kbps(kilo-bits per second) 내지 1Mbps의 통신 속도를 갖는 캔(CAN, Controller Area Network), 20kbps의 통신 속도를 갖는 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 또한, 차량용 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플렉스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.
이상에서 설명된 차량용 제어 장치(100)는 차량(1)에 설치되는 전자 장치의 예시에 불과할 뿐이다. 차량(1)에는 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(100)와 다른 명칭의 전자 장치가 설치되거나, 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(100) 이외에 추가적인 전자 장치가 설치되거나, 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(100) 중 일부가 생략될 수 있다.
이하에서는 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(100)의 구체적인 구성이 설명된다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치의 구성을 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량용 제어 장치(100)는 송수신부(transceiver) (120), 감지부(130), 작동부(140) 및 제어부(110)를 포함할 수 있다.
송수신부(120)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 다른 차량용 제어 장치로부터 데이터를 수신하거나, 다른 차량용 제어 장치에 데이터를 전송할 수 있다. 송수신부(120)는 모스트 통신, 캔 통신, 또는 린 통신 등의 통신 규격에 따라 데이터를 변조하고, 변조된 데이터를 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 전송할 수 있다.
또한, 송신수부(120)는 통신을 위한 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(120)는 차량용 통신 네트워크(NT)와 연결되는 통신 인터페이스, 데이터를 통신 신호로 변조하거나 통신 신호를 데이터로 복조하는 변조기(modulator), 차량용 통신 네트워크(NT)를 통한 통신을 제어하는 컨트롤러 등을 포함할 수 있다.
감지부(130)는 차량(1)의 내부 또는 외부의 다양한 물리량을 감지하고, 감지된 물리량에 대응하는 전기적 신호를 제어부(110)로 출력할 수 있으며, 차량용 제어 장치(100)에 따라 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 엔진 제어 모듈(31)의 감지부(130)는 가속 페달의 위치를 감지하는 페달 포지션 센서, 스로틀 밸브(throttle valve)의 개방 정도를 감지하는 스로틀 밸브 포지션 센서, 엔진의 회전 속도를 감지하는 엔진 회전 속도 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 주차 보조 장치(37)의 감지부(130)는 차량(1)의 전방에 설치되는 전방 초음파 센서, 차량(1)의 측면에 설치되는 측면 초음파 센서 또는 차량(1)의 후방에 설치되는 후방 초음파 센서 등을 포함할 수 있다.
경우에 따라 차량용 제어 장치(100)는 감지부(130)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(38)은 버튼 또는 스틱을 통한 운전자의 명령에 따라 파워 윈도우, 도어 잠금 장치, 와이퍼, 헤드 램프, 실내 램프, 썬 루프, 파워 시트 및 시트 열선 등의 동작을 제어할 뿐 별도의 센서를 포함하지 않을 수 있다.
작동부(140)는 제어부(110)가 출력하는 제어 신호에 따라 물리적인 동작을 수행할 수 있으며, 차량용 제어 장치(100)에 따라 다양한 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 엔진 제어 모듈(31)의 작동부(140)는 엔진에 공급되는 연료의 양을 조절하는 스로틀 밸브를 포함하고, 동력전달 제어 모듈(32)의 작동부(140)는 운전자가 설정한 변속 기어 상태에 따라 동력 전달을 조절하는 변속기를 포함할 수 있다. 또한, 전자 제동 모듈(33)의 작동부(140)는 브레이크 유압을 생성하는 펌프를 포함하고, 전동 조향 모듈(34)의 작동부(140)는 조향력을 생성하기 위한 모터를 포함할 수 있다.
경우에 따라 차량용 제어 장치(100)는 작동부(140)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 주행 보조 장치(36)는 카메라 또는 초음파 센서 등을 통하여 획득한 정보를 기초로 엔진 제어 모듈(31) 또는 전자 제동 모듈(33)에 제어 요청 신호를 송신하며, 별도의 액추에이터를 포함하지 않는다.
제어부(110)는 ECU (electronic control unit) 또는 MCU (micro controller unit) 등으로 불리기도 한다.
제어부(110)는 감지부(130)가 수집한 정보 또는 송수신부(120)를 통하여 수신된 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따른 제어 신호를 작동부(140)로 출력하거나 제어 데이터를 송수신부(120)를 통하여 다른 제어 장치로 전송할 수 있다.
예를 들어, 엔진 제어 모듈(31)의 제어부(110)는 페달 포지션 센서, 스로틀 밸브 포지션 센서 또는 엔진 회전 속도 센서의 출력을 처리하고, 처리 결과에 따라 스로틀 밸브의 개방 정도를 조절하는 제어 신호를 엔진에 출력할 수 있다. 또한, 주행 보조 장치(36)의 제어부(110)는 카메라 또는 초음파 센서 등을 통하여 획득한 정보를 처리하고, 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 엔진 제어 모듈(31) 또는 전자 제동 모듈(33)에 제어 요청 신호를 송신할 수 있다.
제어부(110)는 클럭(clock)에 동기화되어 동작한다. 예를 들어, 제어부(110)는 클럭에 동기화되어 송수신부(120)로부터 데이터를 획득하거나 감지부(110)가 출력하는 전기적 신호를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 클럭에 동기화되어 데이터를 처리할 수 있다.
그 결과, 제어부(110)는 클럭 주파수에 따라 처리 속도와 소모 전력이 달라질 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 클럭 주파수가 높아질수록 처리 속도가 빨라지는 반면, 클럭 주파수가 높아질수록 전력 소모는 증가한다.
또한, 전력 소모를 조절하기 위하여, 제어부(110)는 처리 속도에 따라 클럭 주파수를 적절히 제어할 수 있다.
제어부(110)가 클럭 주파수를 적절히 조절하는 것은 아래에서 자세하게 설명한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 제어부의 구성을 도시하고, 도 5는 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 클럭 생성기의 구성을 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 특정한 주파수의 클럭(clock)을 생성하는 클럭 생성기(113), 클럭(clock)의 주파수를 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리(112), 클럭(clock)의 주파수를 제어하기 위한 클럭 제어 신호(contr)를 생성하는 프로세서(111)를 포함할 수 있다.
클럭 생성기(113)는 프로세서(111)가 출력하는 클럭 제어 신호(contr)에 따라 정해진 주파수의 클럭(clock)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 클럭 생성기(113)는 미리 정해진 주파수의 펄스 파형을 출력하는 수정 발진기(113a)를 포함할 수 있으며, 수정 발진기(Quartz Crystal Oscillator) (113a)가 출력하는 펄스 파형의 주파수를 조절함으로써 클럭 제어 신호(contr)에 따라 정해진 주파수의 클럭(clock)을 생성할 수 있다.
수정 발진기(113a)는 고유의 공진 주파수를 가지는 수정 결정(수정 조각)을 포함하며, 수정 결정이 진동할 때 발생하는 기계적인 공명을 이용하여 미리 정해진 주파수의 구형파 신호를 생성할 수 있다.
이때, 수정 발진기(113a)가 출력하는 구형파 신호는 수십 kHz에서 수십 MHz의 주파수를 가지며 온도의 영향을 거의 받지 않는다. 즉, 수정 발진기(113a)는 온도의 변화에 관하여 일정한 주파수를 가지는 구형파 신호를 출력할 수 있다.
클럭 생성기(113)는 클럭 제어 신호(contr)에 따라 수정 발진기(113a)가 출력하는 구형파 신호의 주파수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 그 결과, 클럭 생성기(113)는 클럭 제어 신호(contr)에 따른 주파수를 갖는 클럭(clock)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 클럭 생성기(113)는 수정 발진기(113a), 위상 검출기(phase detector) (113b), 전하 펌프(charge pump) (113c), 루프 필터(loop filter) (113d), 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator, VCO) (113e) 및 주파수 제어기(113f)를 포함할 수 있다.
수정 발진기(113a)는 앞서 설명한 바와 같이 온도의 변화에 관하여 일정한 주파수를 가지는 기준 신호를 출력할 수 있다.
위상 검출기(113b)는 수정 발진기(113a)가 출력하는 기준 신호와 주파수 제어기(113f)가 출력하는 분주된 클럭 신호 사이의 차이를 검출하고, 검출된 차이에 따른 펄스를 출력한다. 예를 들어, 기준 신호와 분주된 클럭 신호 사이에 차이가 없으면 위상 검출기(113b)는 "0"을 나타내는 신호를 출력한다. 또한, 기준 신호가 "1"이고 분주된 클럭 신호가 "0"이면 위상 검출기(113b)는 "+1"을 나타내는 양의 펄스를 출력하고, 기준 신호가 "0"이고 분주된 클럭 신호가 "1"이면 위상 검출기(113b)는 "-1"을 나타내는 음의 펄스를 출력할 수 있다.
이때, 위상 검출기(113b)가 출력하는 양 또는 음의 펄스의 폭은 기준 신호와 분주된 클럭 신호 사이의 차이가 발생된 시간과 동일하다.
전하 펌프(113c)는 위상 검출기(113b)가 출력하는 펄스에 따라 음의 전류 또는 양의 전류를 루프 필터(113d)에 출력할 수 있다.
예를 들어, 위상 검출기(113b)가 양의 펄스를 출력하면 전하 펌프(113c)는 루프 필터(113d)에 양의 전류를 출력할 수 있다. 다시 말해, 전하 펌프(113c)는 루프 필터(113d)로 전류를 공급할 수 있다. 반면, 위상 검출기(113b)가 음의 펄스를 출력하면 전하 펌프(113c)는 루프 필터(113d)에 음의 전류를 출력할 수 있다. 다시 말해, 전하 펌프(113c)는 루프 필터(113d)로부터 전류를 당겨올 수 있다.
또한, 전하 펌프(113c)가 출력하는 전류의 크기는 위상 검출기(113b)가 출력하는 펄스의 폭에 비례한다. 다시 말해, 위상 검출기(113b)가 출력하는 펄스의 폭이 넓을수록 전하 펌프(113c)가 출력하는 전류의 크기가 커지고, 위상 검출기(113b)가 출력하는 펄스의 폭이 좁을수록 전하 펌프(113c)가 출력하는 전류의 크기가 작아질 수 있다.
루프 필터(113d)는 클럭 생성기(113)가 출력하는 클럭(clock)의 고조파(Harmonics) 성분 또는 클럭 생성기(113)의 동작 중에 발생할 수 있는 노이즈를 제거할 수 있다.
또한, 루프 필터(113d)는 고-주파수 성분의 신호를 제거하기 위한 캐패시터(capacitor)를 포함할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 전하 펌프(113c)와 루프 필터(113d)의 캐패시터를 통하여 전압 제어 발진기(113e)에 입력되는 전압이 제어될 수 있다. 다시 말해, 전하 펌프(113c)가 출력하는 양의 전류 또는 음의 전류에 의하여 루프 필터(113d)의 캐패시터에 저장된 전하가 변경되며, 캐패시터에 저장된 전하가 변경됨으로써 캐패시터가 출력하는 전압이 변화한다.
결국, 전하 펌프(113c)와 루프 필터(113d)는 위상 검출기(113b)가 검출한 수정 발진기(113a)의 기준 신호와 주파수 제어기(113f)의 분주 클럭 신호 사이의 차이에 따른 전압을 출력할 수 있다.
전압 제어 발진기(113e)는 입력되는 전압의 크기에 따른 주파수의 신호 즉 클럭(clock)을 출력할 수 있다. 다시 말해, 전압 제어 발진기(113e)가 출력하는 신호의 주파수는 전압 제어 발진기(113e)에 입력되는 전압의 크기에 의존한다.
이러한, 전압 제어 발진기(113e)는 출력 주파수의 범위에 따라 버렉터 다이오드(varator diode)와 인덕터(inductor)를 포함하거나 OPAMP (operational amplifier)와 트랜지스터(transistor)를 포함할 수 있다.
결국, 전하 펌프(113c), 루프 필터(113d)와 전압 제어 발진기(113e)는 위상 검출기(113b)가 검출한 수정 발진기(113a)의 기준 신호와 주파수 제어기(113f)의 분주 클럭 신호 사이의 차이에 따른 주파수를 갖는 신호 즉 클럭(clock)을 출력할 수 있다.
주파수 제어기(113f)는 프로세서(111)로부터 입력되는 클럭 제어 신호(contr)에 따라 클럭(clock)의 주파수를 분주한다. 즉, 주파수 제어기(113f)는 클럭(clock)의 주파수를 일정한 비율로 낮추고, 낮아진 주파수를 가지는 신호를 출력한다.
주파수 제어기(113f)가 클럭(clock)의 주파수를 낮추는 비율은 프로세서(111)로부터 입력되는 클럭 제어 신호(contr)에 의존한다. 다시 말해, 주파수 제어기(113f)는 클럭 제어 신호(contr)에 따라 클럭(clock)의 주파수를 낮추고, 낮아진 주파수를 가지는 신호를 출력한다.
주파수 제어기(113f)가 출력하는 분주된 클럭 신호는 수정 발진기(113a)의 기준 신호와 비교되고 비교 결과에 따라 클럭(clock)의 주파수가 변경된다. 따라서, 주파수 제어기(113)가 출력하는 분주된 클럭 신호의 주파수에 따라 클럭(clock)의 주파수가 변경될 수 있으며, 나아가 프로세서(111)가 출력하는 클럭 제어 신호(contr)에 따라 클럭(clock)의 주파수가 변경될 수 있다.
이처럼, 클럭 생성기(113)는 클럭 제어 신호(contr)에 따른 주파수를 갖는 클럭(clock)을 생성할 수 있다.
메모리(112)는 차량용 제어 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 엔진 제어 모듈(31)의 메모리(112)는 페달 포지션 센서, 스로틀 밸브 포지션 센서, 엔진 회전 속도 센서 등의 출력을 기초로 스로틀 밸브의 개방을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(112)는 전력 소모를 조절하기 위하여 제어부(110)가 클럭 주파수를 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(112)는 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D랩(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리와 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM), 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(111)는 감지부(130)의 감지 데이터 또는 송신수부(120)의 수신 데이터를 메모리(112)에 저장된 프로그램 및 데이터에 따라 처리하고, 작동부(140)의 제어 신호 또는 송신수부(120)의 통신 신호를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(111)는 감지부(130)의 감지 데이터, 송신수부(120)의 수신 데이터 및 메모리(112)에 저장된 데이터 테이블을 기초로 클럭 주파수를 결정하고, 결정된 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호(contr)를 클럭 발생기(113)로 출력할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(111)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 다른 제어 장치로부터 차량(1)의 주행과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(111)는 송수신부(130)를 통하여 엔진 제어 모듈(31)로부터 엔진 회전 속도, 동력전달 제어 모듈(32)로부터 변속 기어 상태 및 주행 속도, 전자 제동 모듈(33)로부터 주차 브레이크 상태 등을 수신할 수 있다.
이후, 프로세서(111)는 차량(1)의 주행과 관련된 정보를 기초로 차량(1)의 주행 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(111)는 엔진 회전 속도, 주행 속도, 변속 기어 상태 및 주차 브레이크 상태를 기초로 차량(1)의 주행 상태를 판단할 수 있다.
이후, 프로세서(111)는 차량(1)의 주행 상태에 따라 클럭 주파수를 결정하고, 결정된 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호(contr)를 클럭 발생기(113)로 출력할 수 있다.
클럭 주파수를 결정하기 위한 제어부(110)의 동작은 아래에서 더욱 자세하게 설명한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치의 클럭 주파수 설정 동작의 일 예를 도시한다. 도 7 및 도 8은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 메모리에 저장된 데이터의 일 예를 도시한다.
도 6, 도 7 및 도 8과 함께, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수 설정 동작(200)이 설명된다.
차량용 제어 장치(100)는 차량(1)의 주행 상태(210)를 판단한다(210).
차량용 제어 장치(100)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 차량(1)의 주행 상태에 관한 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 엔진 제어 모듈(31)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 엔진 회전 속도를 전송하고, 동력전달 제어 모듈(32)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 변속 기어 상태 및 주행 속도를 전송할 수 있다. 또한, 전자 제동 모듈(33)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 주차 브레이크 상태를 전송할 수 있다.
또한, 차량용 제어 장치(100)의 제어부(110)는 송수신부(130)를 통하여 차량용 통신 네트워크(NT)로부터 엔진 회전 속도, 주행 속도, 변속 기어 상태 및 주차 브레이크 상태 등을 획득할 수 있다.
차량용 제어 장치(100)는 엔진 회전 속도, 주행 속도, 변속 기어 상태 및 주차 브레이크 상태 등의 차량(1)의 주행 상태에 관한 정보를 기초로 차량(1)의 주행 상태를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 주행 속도가 30km/h 이하이면 저속 주행으로, 주행 속도가 30km/h 내지 60km/h 이면 중속 주행으로, 주행 속도가 60km/h을 초과하면 고숙 주행으로 판단할 수 있다. 주행 속도가 "0"이고 변속 레버가 주차 상태이고 주차 브레이크가 인가되었으면 제어부(110)는 주차 상태로 판단할 수 있다. 또한, 주행 속도가 "0"이고, 변속 레버가 주차 상태가 아니고, 주차 브레이크가 인가되지 않았으면 제어부(110)는 정차 상태로 판단할 수 있다. 변속 레버를 통하여 후진 기어가 입력되면 제어부(110)는 후진 상태로 판단할 수 있다.
차량용 제어 장치(100)는 주행 상태에 대응하는 주파수의 클럭 생성한다(220).
주행 상태가 판단되면, 제어부(110)는 소모 전력을 최소화하기 위하여 주행 상태에 따른 주파수의 클럭을 생성하고, 생성된 클럭에 동기화되어 동작할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 차량용 제어 장치(100)의 성능 및 소모 전력은 클럭 주파수에 의존한다. 구체적으로, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수가 높아지면, 차량용 제어 장치(100)가 처리할 수 있는 데이터가 증가하므로 차량용 제어 장치(100)의 성능이 향상될 수 있다. 반면, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수가 높아지면, 차량용 제어 장치(100)의 소모 전력이 증가한다. 또한, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수가 낮아지면, 차량용 제어 장치(100)의 소모 전력이 감소할 수 있는 반면, 차량용 제어 장치(100)가 처리할 수 있는 데이터가 감소하므로 차량용 제어 장치(100)의 성능은 저감될 수 있다.
따라서, 전력 소모를 최소화하기 위하여 제어부(110)는 요구되는 성능에 따라 적절한 클럭 주파수를 선택할 수 있다. 예를 들어, 빠른 데이터 처리가 요구되면 제어부(110)는 클럭 주파수를 상승시키고, 데이터 처리 시간에 여유가 있으면 제어부(110)는 클럭 주파수를 낮출 수 있다.
또한, 차량용 제어 장치(100)에 요구되는 성능은 차량(1)의 주행 상태에 따라 달라질 수 있다. 이는 차량(1)의 주행 상태에 따라 활성화되는 기능에 차이가 있기 때문이다. 예를 들어, 주행 보조 장치(36)는 차량(1)이 정차, 저속 주행, 중속 주행 또는 고속 주행일 때 동작되지만, 차량(1)이 주차 중일 때는 동작되지 않은 것일 일반적이다. 또한, 주차 보조 장치(37)는 차량(1)이 정차 또는 저속 주행 중일 때 동작되지만, 차량(1)이 주차, 중속 주행 또는 고속 주행일 때는 동작되지 않은 것이 일반적이다. 그 결과, 차량(1)의 주행 상태에 따라 차량용 제어 장치(100)가 처리할 데이터의 양이 변경된다.
이러한 이유로, 제어부(110)는 차량(1)의 주행 상태에 따라 클럭 주파수를 변경할 수 있으며, 주행 상태에 따른 클럭 주파수는 메모리(112)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 메모리(112)는 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)을 저장할 수 있다. 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)은 주행 상태에 따른 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수를 포함할 수 있다.
차량(1)의 주행 상태에 따른 바디 컨트롤 모듈(38)의 클럭 주파수를 도시한 도 8을 참조하면, 바디 컨트롤 모듈(38)은 차량(1)의 주차, 정차, 저속 주행, 중속 주행 및 후진 중에 서로 다른 클럭 주파수로 동작할 수 있다. 구체적으로, 차량(1)이 주차 중인 경우 바디 컨트롤 모듈(38)은 16MHz의 클럭 주파수로 동작하도록 설정될 수 있으며, 차량(1)이 정차 중인 경우 바디 컨트롤 모듈(38)은 32MHz의 클럭 주파수로 동작하도록 설정될 수 있다.
이처럼, 제어부(110)는 메모리(112)에 저장된 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)을 기초로 주행 상태에 따른 주파수의 클럭을 생성할 수 있다.
구체적으로, 차량(1)의 주행 상태가 변경되면 제어부(110)의 프로세서(111)는 도 7에 도시된 바와 같이 메모리(112)에 저장된 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)을 기초로 주행 상태에 따른 클럭 주파수를 판단하고, 판단된 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호(contr)를 클럭 생성부(113)로 출력할 수 있다. 클럭 생성부(113)는 프로세서(111)로부터 수신된 클럭 제어 신호(contr)에 따라 변경된 주파수의 클럭(clock)을 생성하고, 주파수가 변경된 클럭(clock)을 프로세서(111) 및 메모리(112)에 제공할 수 있다.
그 결과, 제어부(110)의 프로세서(111) 및 메모리(112)는 주행 상태에 따라 변경된 주파수의 클럭(clock)에 동기화되어 동작할 수 있다.
또한, 주행 상태가 변경되면, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수가 변경될 수 있다. 예를 들어, 주행 상태가 주차 상태에서 정차 상태로 변경되면, 바디 컨트롤 모듈(38)의 클럭 주파수는 16MHz에서 32MHz로 변경될 수 있다. 또한, 주행 상태가 정차 상태에서 저속 주행 상태로 변경되면, 바디 컨트롤 모듈(38)의 클럭 주파수는 32MHz에서 80MHz로 변경될 수 있다.
이상에 설명된 바와 같이, 차량용 제어 장치(100)는 미리 저장된 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)을 기초로 클럭 주파수를 판단하고, 클럭 주파수를 판단된 주파수로 변경할 수 있다. 또한, 차량용 제어 장치(100)는 변경된 주파수의 클럭에 동기화되어 동작할 수 있다.
그 결과, 차량용 제어 장치(100)는 주행 상태에 따라 요구되는 최적의 클럭 주파수로 동작할 수 있으며, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 차량용 제어 장치(100)는 실시간으로 클럭 주파수를 판단하고, 판단된 클럭 주파수를 기초로 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)을 갱신할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치의 클럭 주파수 설정 동작의 다른 일 예를 도시하고, 도 10 내지 도 13은 일 실시예에 의한 차량용 제어 장치에 포함된 메모리에 저장된 데이터의 다른 일 예를 도시한다.
도 6, 도 7 및 도 8과 함께, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수 설정 동작(300)이 설명된다.
차량용 제어 장치(100)는 차량(1)의 주행 상태(210)를 판단한다(310).
차량용 제어 장치(100)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 차량(1)의 주행 상태에 관한 정보를 획득하고, 획득된 차량(1)의 주행 상태에 관한 정보를 기초로 차량(1)의 주행 상태를 판단할 수 있다.
예를 들어, 차량용 제어 장치(100)의 제어부(110)는 송수신부(130)를 통하여 차량용 통신 네트워크(NT)로부터 엔진 회전 속도, 주행 속도, 변속 기어 상태 및 주차 브레이크 상태 등을 획득하고, 이를 기초로 차량(1)의 주차, 정차, 저속 주행, 중속 주행, 고속 주행 및 후진을 포함하는 주행 상태를 판단할 수 있다.
이후, 차량용 제어 장치(100)는 제어 기능별 처리 시간을 측정한다(320).
차량용 제어 장치(100)의 제어부(110)는 제어 기능별로 처리 시간을 실측하고, 실측된 처리 시간을 메모리(112)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 메모리(112)는 앞서 설명된 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)과 함께 제어 기능별 처리 시간 테이블(112b)를 더 저장할 수 있다. 제어 기능별 처리 시간 테이블(112b)는 제어 기능에 따른 처리 시간을 포함할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능과 그 처리 시간을 도시한 도 11을 참조하면, 바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능별 처리 시간 테이블(112b)는 바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능에 따른 처리 시간을 포함할 수 있다.
예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(38)은 와이퍼의 동작 제어, 주차 보조 장치(37)에 의한 주차 조향 보조 제어, 주차 보조 장치(37)에 의한 전/후방 주차 보조 제어, 스마트 키에 의한 원격 잠금 제어 등을 처리할 수 있다. 또한, 와이퍼의 동작 제어의 처리 시간은 10ms, 주차 조향 보조 제어의 처리 시간은 20ms, 전/후방 주차 보조 제어의 처리 시간은 10ms, 원격 잠금 제어의 처리 시간은 15ms일 수 있다. 다만, 도 11에 도시된 처리 시간은 일 예에 불과하다.
제어 기능의 처리 시간이 실측되기 전에 제어 기능별 처리 시간 테이블(112b)는 차량(1)의 설계자에 의하여 사전에 저장된 처리 시간을 포함할 수 있으며, 제어 기능의 처리 시간이 실측된 이후 제어 기능별 처리 시간 테이블(112b)는 실측된 처리 시간을 저장할 수 있다. 다시 말해, 제어 기능의 처리 시간을 실측한 제어부(110)는 제어 기능별 처리 시간 테이블(112b)를 갱신할 수 있다.
이후, 차량용 제어 장치(100)는 주행 상태에 따른 총 처리 시간을 산출한다(330).
차량용 제어 장치(100)의 제어부(110)는 제어 기능이 처리될 수 있는 주행 상태를 판단하고, 판단된 주행 상태 별로 모든 제어 기능을 처리하기 위한 총 처리 시간을 산출한다.
특히, 제어부(110)는 제어 기능이 처리될 수 있는 주행 상태를 판단하기 위하여 메모리(112)를 참조할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 메모리(112)는 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)과 함께 제어 기능별 주행 상태 테이블(112c)를 더 저장할 수 있다. 제어 기능별 주행 상태(112c)는 모든 제어 기능에 대하여 제어 기능이 처리될 수 있는 주행 상태를 포함할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능과 주행 상태를 도시한 도 12를 참조하면, 바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능별 주행 상태(112c)는 바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능이 처리될 수 있는 1 또는 그 이상의 주행 상태를 포함할 수 있다.
예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(38)은 와이퍼의 동작 제어, 주차 보조 장치(37)에 의한 주차 조향 보조 제어, 주차 보조 장치(37)에 의한 전/후방 주차 보조 제어, 스마트 키에 의한 원격 잠금 제어 등을 처리할 수 있다. 또한, 와이퍼의 동작 제어는 정차, 저속 주행, 중속 주행 및 고속 주행 중에 처리될 수 있고, 주차 조향 보조 제어는 정차 및 저속 주행 중에 처리될 수 있다. 또한, 전/후방 주차 보조 제어는 정차, 저속 주행 및 후진 중에 처리될 수 있고, 원격 잠금 제어는 주차 중에 처리될 수 있다.
이처럼, 제어부(110)는 메모리(112)의 제어 기능별 주행 상태 테이블(112c)를 참조함으로써 제어 기능이 처리될 수 있는 주행 상태를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 주행 상태 별로 모든 제어 기능을 처리하기 위한 총 처리 시간을 산출할 수 있으며, 메모리(112)는 주행 상태에 따른 제어 기능의 총 처리 시간을 저장할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 메모리(112)는 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)과 함께 주행 상태 별 총 처리 시간 테이블(112d)를 더 저장할 수 있다. 주행 상태 별 총 처리 시간 테이블(112d)는 주행 상태 별로 모든 제어 기능을 처리하는데 필요한 처리 시간을 포함할 수 있다.
예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(38)의 주행 상태에 따른 총 처리 시간을 도시한 도 13을 참조하면, 주행 상태 별 총 처리 시간 테이블(112d)는 차량(1)의 주차, 정차, 저속 주행, 중속 주행, 고속 주행 및 후진에 대하여 각각 바디 컨트롤 모듈(38)의 제어 기능 처리 시간을 포함할 수 있다.
예를 들어, 차량(1)의 주차 중에 바디 컨트롤 모듈(38)이 처리할 수 있는 모든 제어 기능의 처리 시간의 총합은 100ms이고, 차량(1)의 정차 중에 바디 컨트롤 모듈(38)이 처리할 수 있는 모든 제어 기능의 처리 시간의 총합은 200ms일 수 있다. 또한, 차량(1)의 저속 주행 중에 바디 컨트롤 모듈(38)이 처리할 수 있는 모든 제어 기능의 처리 시간의 총합은 500ms이고, 차량(1)의 중속 주행 중에 바디 컨트롤 모듈(38)이 처리할 수 있는 모든 제어 기능의 처리 시간의 총합은 300ms일 수 있다. 또한, 차량(1)의 고속 주행 중에 바디 컨트롤 모듈(38)이 처리할 수 있는 모든 제어 기능의 처리 시간의 총합은 150ms 이고, 차량(1)의 후진 중에 바디 컨트롤 모듈(38)이 처리할 수 있는 모든 제어 기능의 처리 시간의 총합은 120ms 일 수 있다. 다만, 도 13에 도시된 총 처리 시간은 일 예에 불과하다.
제어 기능의 처리 시간이 실측되기 전에 주행 상태별 처리 시간 정보(112d)는 차량(1)의 설계자에 의하여 사전에 저장된 처리 시간을 포함할 수 있으며, 제어 기능의 처리 시간이 실측된 이후 주행 상태별 처리 시간 정보(112d)는 실측된 처리 시간이 반영될 수 있다. 다시 말해, 제어 기능의 처리 시간을 실측한 제어부(110)는 주행 상태별 처리 시간 정보(112d)를 갱신할 수 있다.
이후, 차량용 제어 장치(100)는 클럭 주파수를 판단한다(340).
차량용 제어 장치(100)의 제어부(110)는 주행 상태별 처리 시간 정보(112d)을 기초로 클럭 주파수를 판단할 수 있다.
예를 들어, 총 처리 시간이 길면 처리할 데이터가 상대적으로 많은 것을 의미하므로, 제어부(110)는 총 처리 시간이 증가함에 따라 클럭 주파수를 증가시킬 수 있다. 또한, 총 처리 시간이 짧으면 처리한 데이터가 상대적으로 적은 것을 의미하므로, 제어부(110)는 총 처리 시간이 감소함에 따라 클럭 주파수를 감소시킬 수 있다.
또한, 제어부(110)는 판단된 클럭 주파수를 기초로 주행 상태/클럭 주파수 변환 맵(112a)를 갱신할 수도 있다.
차량용 제어 장치(100)는 주행 상태에 대응하는 주파수의 클럭 생성한다(350).
클럭 주파수가 판단되면 소모 전력을 최소화하기 위하여 제어부(110)는 판단된 주파수의 클럭을 생성할 수 있다.
구체적으로, 차량(1)의 주행 상태가 변경되면 제어부(110)의 프로세서(111)는 도 10에 도시된 바와 같이 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호(contr)를 클럭 생성부(113)로 출력할 수 있다. 클럭 생성부(113)는 프로세서(111)로부터 수신된 클럭 제어 신호(contr)에 따라 변경된 주파수의 클럭(clock)을 생성하고, 생성된 클럭(clock)을 프로세서(111) 및 메모리(112)에 제공할 수 있다.
또한, 주행 상태가 변경되면, 차량용 제어 장치(100)의 클럭 주파수가 변경될 수 있다. 예를 들어, 주행 상태가 주차 상태에서 정차 상태로 변경되면, 바디 컨트롤 모듈(38)의 클럭 주파수는 16MHz에서 32MHz로 변경될 수 있다. 또한, 주행 상태가 정차 상태에서 저속 주행 상태로 변경되면, 바디 컨트롤 모듈(38)의 클럭 주파수는 32MHz에서 80MHz로 변경될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 차량용 제어 장치(100)는 주행 상태에 따라 실시간으로 클럭 주파수를 판단하고, 클럭 주파수를 판단된 주파수로 변경할 수 있다. 또한, 차량용 제어 장치(100)는 변경된 주파수의 클럭에 동기화되어 동작할 수 있다.
그 결과, 차량용 제어 장치(100)는 주행 상태에 따라 요구되는 최적의 클럭 주파수로 동작할 수 있다. 또한, 차량(1)의 전력 소모가 최소화될 수 있다.
이상에서는 게시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 게시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 게시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 게시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
1: 차량 100: 차량용 제어 장치
110: 제어부 120: 송수신부
130: 감지부 140: 작동부

Claims (20)

  1. 클럭 제어 신호에 대응하는 주파수의 클럭을 생성하는 클럭 생성기;
    주행 상태와 상기 주행 상태에 대응하는 클럭 주파수를 포함하는 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 메모리;
    상기 클럭 주파수 변환 맵을 이용하여 차량의 주행 상태에 대응하는 상기 클럭 주파수를 판단하고, 상기 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호를 상기 클럭 생성기로 출력하는 프로세서를 포함하는 차량용 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량에 포함된 다른 제어 장치로부터 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 수신하는 송수신기를 더 포함하는 차량용 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 기초로 상기 차량의 주행 상태를 판단하는 차량용 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주행 상태는 상기 차량의 주차 상태, 상기 차량의 정차 상태, 상기 차량의 주행 상태 및 상기 차량의 후진 상태를 포함하는 차량용 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능을 처리하기 위한 처리 시간을 산출하는 차량용 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능 및 상기 제어 기능을 처리하기 위한 처리 시간을 포함하는 제어 기능별 처리 시간 테이블을 저장하는 차량용 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능이 수행될 수 있는 주행 상태를 판단하는 차량용 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능 및 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능이 수행될 수 있는 주행 상태를 포함하는 제어 기능별 주행 상태 테이블을 저장하는 차량용 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 처리 시간을 기초로 상기 주행 상태에서 수행될 수 있는 모든 제어 기능의 총 처리 시간을 산출하는 차량용 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 주행 상태 및 상기 주행 상태에서 수행될 수 있는 모든 제어 기능의 총 처리 시간을 포함하는 주행 상태별 처리 시간 정보를 저장하는 차량용 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 총 처리 시간을 기초로 상기 클럭 주파수를 판단하는 차량용 제어 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 판단된 클럭 주파수를 기초로 상기 메모리에 저장된 클럭 주파수 변환 맵을 갱신하는 차량용 제어 장치.
  13. 주행 상태와 상기 주행 상태에 대응하는 클럭 주파수를 포함하는 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계;
    상기 클럭 주파수 변환 맵을 이용하여 차량의 주행 상태에 대응하는 상기 클럭 주파수를 판단하는 단계;
    상기 클럭 주파수에 대응하는 클럭 제어 신호를 클럭 생성기로 출력하는 단계; 및
    상기 클럭 제어 신호에 대응하는 주파수의 클럭을 생성하는 단계를 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클럭 주파수를 판단하는 단계는, 상기 차량에 포함된 다른 제어 장치로부터 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 수신하는 단계를 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 클럭 주파수를 판단하는 단계는, 상기 차량의 주행 속도 및 변속 기어 상태를 기초로 상기 차량의 주행 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 주행 상태는 상기 차량의 주차 상태, 상기 차량의 정차 상태, 상기 차량의 주행 상태 및 상기 차량의 후진 상태를 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능을 처리하기 위한 처리 시간을 산출하는 단계를 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 차량용 제어 장치의 제어 기능이 수행될 수 있는 주행 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 처리 시간을 기초로 상기 주행 상태에서 수행될 수 있는 모든 제어 기능의 총 처리 시간을 산출하는 단계를 더 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 클럭 주파수 변환 맵을 저장하는 단계는, 상기 총 처리 시간을 기초로 상기 클럭 주파수를 판단하는 단계를 더 포함하는 차량용 제어 장치의 제어 방법.
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