HCU, VCU 등등..
VCU는 전체 차량
HCU는 그중에서도 하이브리드 시스템에 집중.
HCU(Hybrid Control Unit)
하이브리드 차량의 동력 시스템을 제어하는 전용 유닛.
내연기관(ICE)과 전기모터의 협력을 조정해 연비와 성능 극대화.
예)
- 주행 상황(가속, 정지, 평지 주행 등)에 따라 내연기관과 전기모터 출력 조정
- 연비 향상, 배출가스 최소화
- 운전모드(EV, HEV모드), 엔진 모드 전환
- 회생 제동 제어(브레이크 시 전기모터 활용 배터리 충전)
- 배터리 상태(SOC, SOH 등) 모니터링
HCU 세부 구성
- MCU
- 하드웨어 기반 연산 장치로 센서 데이터 처리 및 제어 명령 실행
- 센서, 데이터 입력
- 속도, 토크, 배터리 상태, 온도 등 데이터를 HCU로 전달
- 제어 알고리즘
- 하이브리드 차량의 시스템 효율을 극대화하기 위한 모델 기반 제어 알고리즘 사용
- 통신 인터페이스
- CAN, FlexRay 등을 통해 VCU 및 다른 ECU와 데이터 교환
MCU(Motor Control Unit)
MCU는 온도, 모터 위치를 모니터링하여 HCU의 명령대로 모터 회전수 및 토크를 제어
인버터: 인버터 고전압 배터리 직류를 3상 교류 변환하여 하이브리드 모터에 공급한다
VCU(Vehicle Control Unit)
VCU는 차량 전체의 동력 및 시스템을 통합적으로 제어하는 중앙 제어 장치.
HCU는 하이브리드 동력 시스템에 집중하는 것과 달리,
VCU는 전기차와 내연기관 차량을 포함한 모든 차량 플랫폼에서 사용된다.
예)
- 차량 동력 시스템 통합 제어
- 엔진, 변속기, 모터, 배터리, 브레이크 시스템 등 각종 ECU와 협력하여 차량 성능 최적화 - 에너지 관리
- 전기차(EV)에서 배터리 충전 및 방전 관리, 회생 제동 에너지 활용 및 배터리 수명 최적화 - 다양한 ECU간 통신 조율
- 운전자 입력 반영
- 액셀, 브레이크, 기어, 주행 모드 데이터 처리 및 차량 제어 - 주행 안전성 제어
VCU 세부 구성
- 고성능 프로세서
- 다수의 제어 루프와 실시간 계산을 처리하기 위해 강력한 MCU나 SoC(System on Chip) 사용
- 통신 인터페이스
- CAN, Ethernet, LIN 등 다양한 통신 프로토콜을 지원하여 다른 ECU와 협력
- 소프트웨어 설계
- AUTOSAR와 같은 표준 플랫폼 기반으로 개발
VCU는 자동차의 두뇌, HCU는 하이브리드 시스템의 심장.
ECU(Electronic Control Unit)
자동차의 전자 제어 장치.
(수십 개에서 수백 개의 ECU가 탑재되며 차량의 다양한 시스템을 전자적으로 제어한다.)
ECU는 특정 차량 기능을 제어하는 소형 컴퓨터.
센서 데이터 처리, 제어 명령 생성, 실행 기기 제어
- 하드웨어 구성: 마이크로컨트롤러(MCU), 메모리(RAM, ROM, Flash), 입출력 장치, 통신 모듈(CAN, LIN 등)
- 소프트웨어 구성: 실시간 운영체제(RTOS), 제어 알고리즘, 통신 프로토콜, 진단 코드(DTC)
예)
파워트레인 제어 ECU
- PCM(Powertrain Control Module)
: 엔진과 변속기의 성능 관리(연료 분사, 점화 타이밍, 공기 흐름 제어, 변속 타이밍 등) - MCU(Motor Control Unit)
: 전기차의 모터를 제어 / 출력, 속도, 토크 최적화 및 회생 제동 제어 - TCU (Transmission Control Unit)
: 자동 변속기의 기어 변경을 전자적으로 제
차량 동적 제어 ECU
- VCU(Vehicle Control Unit)
: 전체 차량의 제어를 총괄(전기차 및 하이브리드 차량 중심) / 동력 분배, 브레이크, 배터리 관리, 회생 제동 조율 - ABS ECU(Anti-lock Braking System)
: 급제동 시 바퀴가 잠기지 않도록 제동 압력 조절 (ESC ECU와 통합되어 작동) - ESC ECU(Electronic Stability Control)
: 차량이 미끄러질 때 조향 및 브레이크를 조정해 차량 안정화
배터리 및 에너지 관리 ECU
- BMS(Battery Management System)
: 배터리 상태(SOC, SOH)를 모니터링 및 보호, 과충전/과방전 방지 및 셀 밸런싱 - EMS(Energy Management System)
: 에너지 흐름 최적화. 하이브리드/전기차에서 엔진-모터-배터리 간 에너지 분배 관리
이 외에도 편의 및 안정기능(ADAS, BCM(Body Control Module), SRS(에어백)), 인포테인먼트 및 통신(IVI, TCU) 등 존재.
ECU가 작동하는 원리는 간단. 센서로부터 데이터 읽어들여 현재 상태 계산 및 명령 생성, 명령을 액추에이터에 전달하여 동작 수행. 피드백 루프를 통해 동작 결과 모니터링 및 수정
AUTOSAR는 ECU 소프트웨어 표준 플랫폼임. ECU 개발을 위해 만들어진 거 ㅇㅇ
