센서와 ECU

ECU : 차량엔진 작동을 제어하고 모니터링 하는 전자제어 장치

ECS : ECU를 포함한 전체 장치로써 센서, 엑추에이터, 소프트웨어를 포함한 시스템

자동차 전자화 시스템의 상호관계로는
outside information -> sensor(유량,가스센서) -> ECU -> Actuator(모터, 계기판) -> Force / information

기초 전기전잪 소자 같은경우 조도에 따라 전도성이 되는 반도체를 이용하여 빛의세기에 따라 저항값이 변동 -> 조도센서
(회로 내부에서 발생하는 써지전압을 흡수하여 전자부품 보호)

• 압전소자 : 압전 / 역압전
• 포토커플러 -> ㄷ자로 생긱

조향핸들 각속도 센서

• LED와 포토트랜지스터 사이에 설치된 원판이 조향핸들의 회전운동에 따라 회전
• LED 빛이 통과여부에 따라 조향핸들의 회전속도 및 회전방향, 회전각도를 검출

차속 센서

• 홀소자 형식으로 변속기 드리븐 기어 상단부에 설치되어 여러 장치에서 가속 또는 감속도를 ECS ECU가 연산하기 위해 주행속도를 검출하는것

중력 가속도 센서

• 출력신호에 의하여 물체의 가속도, 진동 및 충격 등의 동적 힘을 측정하는 센서로 차체 프레임에 설치되어 있음
• 피치와 바운스 제어 신호를 위한 센서로 주행시 상하진동을 ECS, ECU에 전달

차고센서

• 자동차의 높이, 자세제어 중 피칭 및 바운싱, 스카이훅 제어를할대 차제의 상하 중력가속도를 검출하여 ECS, ECU 정보 제공
• 앞 차고센서는 로어암과 차체에, 뒤 차고센서는 리어 액슬과 차체에 연결
• 자동차 높이의 이동에 따라 로드가 움직이면 중심축이 회전하면서 출력전압이 변화

스카이훅 댐퍼

• 진동제어의 방법의 하나로서 억제하고자 하는 진동의 가속도를 적분하여 구한 절대 진동속도에 비교하는 조작력을 가하는 방법 정지 공간에 대하여 가상적인 댐퍼를 붙인 것과 등가되므로 이와 같이 부름

기타입력 요소

• 스로틀 위치 센서(TPS) : 폐달을 밟은 양과 속도를 ECU,ECS에 전달

오토 라이트 장치

• 조도센서를 이용하여 주위 조도변화에 따라 운전자가 라이트를 조작을 안하고 오토모드에서 자동으로 미등 및 전조등을 점등 또는 소등을 시킴

[조도검출 원리]

• 오토라이트 내부에 설치된 광전도 셀을 이용하여 빛의 밝기를 검출한다.
• 광전도셀이 빛의 강약에 따라 그 양 끝의 저항값이 변화하며 빛이 강할 경우에는 저항값이 감소하고 빛이 약할경우 저항값이 증가하는 특성있음

레인센서

• 깅우량에 따라 운전자가 왕이퍼 전동기의 구동시간을 조절하여야 하는 번거로움을 없애기 위해 레인센서 사용

[작동원리]

• 레인센서는 발광 다이오드와 포트다이오드에 의해 비의 양을 검출한다
• 발광다이오드로부터 적외선이 방출되면 유리 표면의 빗물에 의해 반사되어 돌아오는 적외선을 포트다이오드가 검출하여 비의 양을 검출한다.

후방경고 장치

• 후진할때 편의성과 안전성을 위하여 운전자가 변속레버를 후진으로 선택하면 후진경고 장치가 작동
• 자동차와 장애물과 거리에 따라 컴퓨터가 계산하여 부저의 경고음으로 운전자에게 알려주는 장치

[초음파센서]

• 초음파 센서는 초음파를 발산하여 물체에서 부딪쳐 되돌아올 때까지의 시간을 측정하여 물체까지의 거를 구한다.
• 초음파 센서를 하나또는 뚜개를 사용하여 송신과 수신을 하여 거리를 측정하는 방식이다

에어백의 작동원리(ACU - 에어백 장치)

• 자동차가 주행 중 충돌이 발생하였을 때 가속도 값(G값)이 충격 한계 이상이면 에어백을 전개시켜 운전자를 보호

1. 충격감지(ACU에 신호 전달)
2. 에어백 전개(ACU는 에어백 모듈에 신호 전달)
3. 에어백수축

ADAS : 지능형운전자보조시스템은 첨단 감지 센서와 GPS, 통신, 레이더 등을 이용하여 주행 중 일부 상황을 차량 스스로 인지하고 판단하는것

자율주행 자동차의 핵심센서

• 레이다

1. ADAS의 중요기술중 하나인 BSD는 운전자의 사각지역에 위치한 자동차에 대한 정보를 레이다로 획득하는 장치로 짧은 거리를 커버하는 24GHz 레이더 센서로 주로 쓰임
2. ACC는 전방애 장착된 레이더를 사용하여 앞차와의 간격을 적절하게 자동으로 유지하는 시스템 77GHz 레이더 센서를 쓰임

• 라이다
  레이저 펄스를 방출한후 반사되어 돌아오는 레이저 펄스를 수신모듈이 수힌하여 주변에 지형지물에 대한 정보를 얻는 센서

승객유무 검출 센서(PPD)

• 이 센서는 조수석에 탑승한 승객 유무를 검출하여 승객이 탑승하였으면 정상적으로 에어백을 전개하고 없으면 조수석 및 사이드 에어백을 전개하지 않는다.
• 압전소자를 설치하여 저항값으로 승객의 유무 파악

운전자 보조 장치

• DSM : 조향핸들의 압력을 체크하여 졸음운전을 하는지 파악하는것
• 운전자의 홍채 크기 변화와 눈과 얼굴의 움직임을 감지하여 졸음운전을 하지 않도록 유도

지능형 나이트 비전 시스템

• 근 원적외선 센서를 이용하여 전방 시야 확보
• 보행자를 감지하여 충돌 예상 시 후속 조치가 가능한 신호를 차량에 보내주는 기능

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휠 얼라인먼드의 개요

• 앞바퀴의 기하학적인 각도 관계를 말하며 캠버, 캐스터, 토인, 킹핀 경사각 등이 있다.

휠얼라인먼트 요소와 역할

• 앞 정면에서 볼 때 바깥쪽으로 경사지게 결합되어 있으며, 바퀴의 중심선과 노면에 대한 수직선에 이루는 각도를 '캠버'라 한다.

1. 조향 핸들의 조작을 가볍게 한다
2. 수직 방향의 하중의 의한 앞 차죽의 힘을 방지

킹핀

• 킹핀은 자동차의 조향너클을 앞 차축에 고정시키는 핀으로 각도를 주게 될때 이를 킹핀각이라고 한다

캐스터

• 핸들의 복원력이나 불안정한 주행 방향을 잡아줄 수 있다.
• 옆에서 볼 때 그 조향축의 중심선과 노면에 대한 타이어의 수직선이 이루는 각도를 '캐스터'라고 한다

토인

• 노면에서 받은 저항을 결정 짓는데 이 기울기가 심해지면 타이어 안쪽과 바깥쪽의 타이어 마모가 진행되어 주행 질감이 떨어짐
• 위에서 내려다 보면 바퀴 중심선 사이의 거리가 안쪽이 뒤쪽보다 약간 작게되어 있는데 이것을 토인이라고 함
• 앞쪽이 뒤쪽보다 약간 크게 되있는것을 토아웃

[캠버각, 킹핀각, 캐스터각이 함께 작용하여 바퀴의 복원력을 조정하여 조향장치를 안정시켜 조향을 쉽게 할수 있어 전륜의 진동현상을 방지]

선회성능

• 저속운전영역에서는 코너링 포스가 없기 때문에 애커먼 장토 방식의 조향이론에 가까운 조향을 하지만, 고속 운전영역에서는 원심력을 작용
• 원심력과 평형되는 코너링 포스가 발생하기 때문
• 사이드슬립으로 발생

선회 특성

• 언더 스티어 : 바깥쪽으로 튀어 나가려는 현상으로 승용자동차는 완만한 언더스티어가 되도록 처음부터 설계되어 급선회하여도 저절로 수정
• 오버 스티어 : 언더 스티어와 반대로 안쪽으로 말려 들어가려는 현상으로 이렇게 설정되면 자동차는 조절하기 매우 어렵
• 뉴트릴 스티어 : 원주위를 거의 정확하게 선회하는 현상
• 리버스 스티어 : 밖으로 튀어 나가려 하지만 도중에서부터 갑자기 안쪽으로 말려드는 현상