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KR101827706B1 - 차량 및 차량의 제어 방법 - Google Patents

차량 및 차량의 제어 방법 Download PDF

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KR101827706B1
KR101827706B1 KR1020160119862A KR20160119862A KR101827706B1 KR 101827706 B1 KR101827706 B1 KR 101827706B1 KR 1020160119862 A KR1020160119862 A KR 1020160119862A KR 20160119862 A KR20160119862 A KR 20160119862A KR 101827706 B1 KR101827706 B1 KR 101827706B1
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KR
South Korea
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signal
unit
external
signals
vehicle
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이병현
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현대자동차주식회사
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Publication date
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Abstract

차량 및 차량의 제어 방법에 관한 것으로, 차량은 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하고, 상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 통합 신호를 출력하는 안테나부, 상기 안테나부와 전기적으로 연결되고 상기 통합 신호를 전송하는 단일 피더 케이블 및 상기 단일 피더 케이블과 전기적으로 연결되고 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하고, 상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 및 차량의 제어 방법{VEHICLE AND CONTROL METHOD FOR THE VEHICLE}
차량 및 차량의 제어 방법에 관한 것이다.
차량용 안테나는 차량 내부에 장착된 방송/통신용 송수신기가 외부와 무선 통신이 가능할 수 있도록 무선 신호를 송수신하는 기능을 수행하는 장치를 말한다.
이러한 차량용 안테나의 경우, 차량의 헤드 유닛과 피더 케이블을 통해 물리적으로 연결되어 있다. 따라서, 안테나와 헤드 유닛은 이러한 피더 케이블을 통해 신호를 주고 받거나 전원을 공급받기도 한다.
이러한 피더 케이블의 경우, 재료비가 높기에 차량 생산 비용을 절감하기 위해 피더 케이블의 개수를 최소화할 필요가 있다. 또한, 피더 케이블의 최소화로 인한 차량용 안테나와 차량 내부의 헤드 유닛과의 통신 성능에 문제 없도록 해야 한다.
안테나부를 통해 수신된 복수의 신호를 수신하고, 이를 통합하여, 단일 피더 케이블을 통해 제어부로 전달하는 차량 및 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 단일 피더 케이블 통해 제어부로 전달된 신호를 분리하여 분리된 신호에 대응되는 모듈로 전송하는 차량 및 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에 따른 차량은 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하고, 상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 통합 신호를 출력하는 안테나부, 상기 안테나부와 전기적으로 연결되고 상기 통합 신호를 전송하는 단일 피더 케이블 및 상기 단일 피더 케이블과 전기적으로 연결되고 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하고, 상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 단일 피더 케이블은, 상기 안테나부의 포트 및 상기 제어부의 포트를 연결하고, 상기 안테나부 및 상기 제어부 사이에서 상기 통합 신호를 전달할 수 있다.
상기 안테나부는, 제1 외부 신호를 수신하는 제1 외부 신호 수신 모듈 및 상기 제1 외부 신호와 상이한 제2 외부 신호를 수신하는 제2 외부 신호 수신 모듈를 포함할 수 있다.
상기 안테나부는, 상기 제1 외부 신호 수신 모듈로부터 수신한 상기 제1 외부 신호를 증폭하는 제1 증폭부를 포함하고, 상기 제2 외부 신호 수신 모듈로부터 수신한 상기 제2 외부 신호를 증폭하는 제2 증폭부를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 차량은 상기 단일 피더 케이블을 통해 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부 각각에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부 각각에 동일한 전압을 공급할 수 있다.
상기 안테나부는, 증폭된 상기 제1 외부 신호 및 증폭된 상기 제2 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 생성하는 신호 통합 필터부를 포함할 수 있다.
상기 신호 통합 필터부는, 하이 패스 필터 및 로우 패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 신호 통합 필터부에 의해 생성된 상기 통합 신호를 증폭된 상기 제1 외부 신호 및 증폭된 상기 제2 외부 신호 각각에 대응하는 각각의 신호로 분리하고, 상기 각각의 신호를 상기 각각의 신호에 상응하는 모듈로 전달하는 신호 분리 필터부를 포함할 수 있다.
상기 신호 분리 필터부는, 하이 패스 필터 및 로우 패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 외부 신호는, 방송 통신 신호 및GPS 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 차량의 제어 방법은 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하는 단계, 상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 통합 신호를 출력하는 단계, 상기 통합 신호를 단일 피더 케이블을 통해 전송하는 단계, 상기 단일 피더 케이블을 통해 전송 받은 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하는 단계 및 상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단일 피더 케이블은, 상기 안테나부의 연결 포트 및 상기 제어부의 연결 포트를 연결할 수 있다.
상기 통합 신호를 상기 단일 피더 케이블을 통해 전송하는 단계는, RF신호를 포함하는 상기 통합 신호를 통과시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하는 단계는, 제1 외부 신호를 수신하는 단계 및 상기 제1 외부 신호와 상이한 제2 외부 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 출력하는 단계는, 상기 제1 외부 신호를 증폭하는 단계 및 상기 제2 외부 신호를 증폭하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 출력하는 단계는, 증폭된 상기 제1 외부 신호 및 상기 제2 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단일 피더 케이블을 통해 전송 받은 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하고, 상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 단계는, 생성된 상기 통합 신호를 증폭된 상기 제1 외부 신호 및 증폭된 상기 제2 외부 신호에 대응하는 각각의 신호로 분리하는 단계 및 분리된 상기 각각의 신호를 상기 각각의 신호에 상응하는 각각의 모듈로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 차량의 제어 방법은 상기 단일 피더 케이블을 통해 전원을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 외부 신호는, 방송 통신 신호 및GPS 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 차량 및 차량의 제어 방법에 의하면, 차량용 안테나 및 차량 내부의 헤드 유닛 사이의 무선 통신 및 전원 공급에 이용되는 피더 케이블을 단일화하여 차량 생산 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 내부를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량에 포함된 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 4은 일 실시예에 따른 차량 구성의 블록도이다.
도 5은 일 실시예에 따른 안테나부 구성의 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 기존의 피더케이블 연결 방식을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 단일 피더 케이블의 연결 방식으로 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 복수의 피더 케이블의 연결 방식과 단일 피더 케이블의 연결 방식의 차이점을 표로 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 단일 피더 케이블의 연결 방식에 따른 전원 공급 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 단일 피더 케이블에 의한 신호 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 도 1 내지 도 10을 참조하여 차량 및 차량의 제어 방법의 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 의한 차량 내부를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 스크린(windscreen)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13) 및 차량(1)의 전방에 위치하는 앞바퀴(21), 차량(1)의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함할 수 있고, 이러한 앞바퀴(21), 뒷바퀴(22)를 통틀어 차륜이라고 할 수 있다.
윈드 스크린(11)은 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도어(13)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다.
또한 차량(1)은 루프 패널(15)에 마련되고, 라디오 신호, 방송 신호, 위성 신호, GPS 신호 중 적어도 하나를 수신하고, 다른 차량, 지능형 교통 시스템의 서버, 기지국과 신호를 송수신하기 위한 안테나부(100)를 더 포함한다. 여기서 안테나부(100)는 외부 장치로부터 복수의 신호를 수신할 수 있는 신호 수신 장치를 의미한다. 또한, 안테나부(100)는 안테나 장치라고도 정의내릴 수 있다.
안테나부(100)는 차량(1)의 외부에 장착될 수 있다. 좀 더 구체적으로 안테나부(100)는 초소형, 저자세로 구현되기 때문에, 루프 패널(15) 위에 장착될 수도 있고, 프론트 패널 위에 장착될 수도 있으며, 그 위치에 제한이 없다.
또한, 안테나부(100)는 루프 패널(15)의 후방 측, 즉 리어 윈도 글래스(16)의 상측에 열선과 함께 일체형으로 구현되는 것도 가능하다. 또한, 안테나부(100)가 루프 패널(15)에 설치되어 있는 경우, 그 형태는 마이크로폴 안테나(Micropole Antenna) 형태 또는 샤크핀 안테나(Shark Fin Type Antenna) 형태일 수도 있다. 다만, 도 1에 도시된 안테나는 샤크 안테나 장치의 외관으로 도시된 안테나부(100)의 일례이다.
안테나부(100)는 차량(1) 내 구비되어 운전자의 조작 명령에 따라 경로 안내 정보를 비롯하여 오디오 기능, 비디오 기능 및 TV 기능 등을 제공하기 위한 AVN 장치(130)와 연결될 수 있다. 또한, 안테나부(100)는 차량(1)의 장치에 대해 전반적인 제어 명령을 하는 제어부(220)와 다양한 신호를 주고 받을 수 있다. 또한, 안테나부(100)는 RF 신호, AM/FM 신호, DBM 신호, LTE/3G 신호, GPS 신호, SXM 신호, DAB 신호, eCall 신호, GNSS 신호 및 Baidu 신호 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 여기서 GPS 신호를 제외한 나머지 신호를 방송 통신 신호로 정의할 수 있다.
제어부(220)는 안테나부(100)로부터 수신된 신호를 전기적 신호 형태로 차량(1) 내 여러 가지 장치 및 모듈 중 적어도 하나에 전달할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 차량(1) 내 장치로 신호 분배 역할 뿐만 아니라 차량(1) 내 장치에 대한 제어명령에 대한 신호를 각 장치로 전달할 수 있다. 비록 제어부(220)라고 표현하였으나, 이는 넓은 의미로 해석되기 위한 표현일 뿐 이에 제한되지 않는다. 이러한 신호는 제어부(220)와 안테나부(100)를 물리적으로 연결하고, 신호 송수신의 통로 또는 전원 공급의 통로 기능을 하는 단일 피더 케이블(14)를 통해 주고 받을 수도 있다.
보통 차량 내에서 피더 케이블은, 안테나부(100)를 통해 수신된 복수의 신호를 각각에 대응하는 차량 내 모듈로 신호를 전달하기 위해 복수 개로 구성된다. 이러한 피더 케이블(14)의 경우, 재료비가 높고 복수 개의 단일 피더 케이블로 인해 차량 내 배선 설정에 어려움이 있을 수 있다.
이러한 복수 개의 피더 케이블을 단일 피더 케이블(14)로 통합하는 경우, 복잡한 라인 설정을 피할 수도 있고 차량 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 복수의 피더 케이블을 이용하지 않고 단일 피더 케이블(14)를 이용하는 경우, 하나의 케이블을 통해 복수의 신호를 각 모듈로 전송해야 한다.
위에 기술한 바와 같이, 안테나부(100) 및 제어부(220)는 복수의 신호를 통합하여 제어부(220)에 전송하고, 이러한 신호를 다시 분리하여 각각의 모듈로 보낼 수 있어야 한다. 따라서, 복수의 신호를 통합하거나 분리하기 위해, 단일 피더 케이블(14)을 이용하는 경우, 신호 통합 필터나 신호 분리 필터가 필요하다. 이러한 필터를 추가함으로써 발생될 수 있는 삽입 손실(insertion loss)의 경우, 안테나부(100)의 증폭부(103)의 이득(gain)으로 커버가 가능할 수 있다.
안테나부(100) 및 제어부(220)는 단일 피더 케이블(14)를 이용하여 서로 신호를 송수신할 수 있고 전원을 공급하거나 공급받을 수 도 있다. 단일 피더 케이블(14)을 통한 각 모듈로의 신호 송수신 과정 및 전원 공급 과정에 대해서는 도 6 및 도 7을 이용하여 구체적으로 후술한다.
또한, 안테나부(100)는 전원 공급부(240)로부터 단일 피터 케이블(14)을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 또한, 제어부(220)는 안테나부(100)로부터 신호를 수신할 수도 있다.
즉, 안테나부(100)와 제어부(220)는 단일 피더 케이블(14)을 통해 외부 신호를 주고 받거나, 전원을 공급할 수 있다는 것을 의미한다. 이때, 단일 피더 케이블(14)을 통한 신호 송수신 과정이나 전원 공급 과정은 선택적으로 이루어 질 수 있다. 이에 대한 구체적 설명은 도 6 및 도 7과 함께 후술한다.
도 2를 참조하면, 차체의 내장(120)은 탑승자가 앉는 시트(121: 121a, 121b)와, 대시 보드(122)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향전환 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 자동변속 선택레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉 클러스터, 123)과, 차량의 진행 방향을 조작하는 스티어링 휠(124)과, 오디오 장치와 공기 조화 장치의 조절판이 있는 센터 페시아(125)를 포함한다.
시트(121)는 운전자가 앉는 운전석(121a), 동승자가 앉는 조수석(121b), 차량 내 후방에 위치하는 뒷좌석을 포함한다.
클러스터(123)는 디지털 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 디지털 방식의 클러스터는 차량 정보 및 주행 정보를 영상으로 표시한다.
센터 페시아(125)는 대시 보드(122) 중에서 운전석(121a)과 조수석(121b) 사이에 위치하고, 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선을 제어하는 헤드 유닛(126)을 포함한다.
여기서 헤드 유닛(126)은 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선의 동작 명령을 입력받기 위한 복수의 버튼부를 포함할 수 있다.
센터 페시아(125)에는 송풍구, 시거잭 등이 설치될 수 있고 멀티단자(127) 등이 설치될 수 있다.
여기서 멀티단자(127)는 헤드 유닛(126)과 인접한 위치에 배치될 수 있고, USB 포트, AUX단자를 포함하고, SD슬롯을 더 포함할 수 있다.
차량(1)은 각종 기능의 동작 명령을 입력받기 위한 입력부(128)를 더 포함할 수 있고 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 표시부(129)를 더 포함할 수 있다.
이러한 표시부(129)의 표시 패널은 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 패널 등을 채용할 수 있다
입력부(128)는 헤드 유닛(126) 및 센터페시아(125)에 마련될 수 있고, 각종 기능의 동작 온 오프 버튼, 각종 기능의 설정값을 변경하기 위한 버튼 등과 같은 적어도 하나의 물리적인 버튼을 포함한다.
이러한 입력부(128)는 버튼의 조작 신호를 전자 제어 유닛(ECU), 헤드 유닛(126) 내의 제어부(220) 또는 AVN 장치(130)에 전송할 수 있다.
입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 일체로 마련된 터치 패널을 포함할 수 있다. 이러한 입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 버튼 형상으로 활성화되어 표시될 수 있고 이때 표시된 버튼의 위치 정보를 입력 받는다.
입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 표시된 커서의 이동 명령 및 선택 명령 등을 입력하기 위한 조그 다이얼(미도시) 또는 터치 패드를 더 포함하는 것도 가능하다. 여기서 조그 다이얼 또는 터치 패드는 센터페시아 등에 마련될 수 있다.
좀 더 구체적으로 입력부(128)는 운전자가 직접 차량을 운전하는 수동 주행 모드와 자율 주행 모드 중 어느 하나를 입력 받는 것도 가능하고, 자율 주행 모드가 입력되면 자율 주행 모드의 입력 신호를 전자 제어 유닛(ECU)에 전송한다.
또한, 입력부(128)는 내비게이션 기능 선택 시 목적지의 정보를 입력 받고 입력된 목적지의 정보를 AVN 장치(130)에 전송하며, DMB 기능 선택 시 채널 및 음량 정보를 입력 받고 입력된 채널 및 음량 정보를 AVN 장치(130)에 전송한다.
센터 페시아(125)에는 사용자로부터 정보를 입력 받고 입력된 정보에 대응하는 결과를 출력하는 AVN 장치(130)가 마련될 수 있다.
AVN 장치(130)는 내비게이션 기능, 디엠비 기능, 오디오 기능, 비디오 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행하고 자율 주행 모드 시 도로의 환경 정보 및 주행 정보 등을 표시할 수 있다.
이러한 AVN 장치(130)는 대시 보드 상에 거치식으로 설치될 수도 있다.
차량의 차대는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 전후좌우의 휠 등을 더 포함한다. 또한, 차량은 운전자 및 탑승자의 안전을 위한 여러 가지 안전장치들을 더 포함한다.
차량의 안정장치로는 차량 충돌 시 운전자 등 탑승자의 안전을 목적으로 하는 에어백 제어 장치와, 차량의 가속 또는 코너링 시 차량의 자세를 차량자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control) 등 여러 종류의 안전장치들이 있다.
이외에도 차량(1)은 후방 또는 측방의 장애물 내지 다른 차량을 감지하는 근접센서, 강수 여부 및 강수량을 감지하는 레인 센서, 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 센서, 차량의 횡 가속도를 검출하는 횡가속도 센서, 차량의 각속도의 변화를 검출하는 요레이트 센서, 자이로 센서, 차량의 스티어링 휠의 회전을 검출하는 조향각 센서 등의 검출 장치를 더 포함하는 것도 가능하다.
이러한 차량(1)은 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 여러 가지 안전 장치 및 각종 센서들의 구동을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)을 포함한다. 이러한 전자 장치에 대한 구체적인 설명은 도 3과 함께 후술한다.
또한 차량(1)은 운전자의 편의를 위해 설치된 핸즈프리 장치, GPS, 오디오 기기 및 블루투스 장치, 후방 카메라, 단말 장치 충전 장치, 하이패스 장치 등의 전자 장치를 선택적으로 포함할 수 있다.
이러한 차량(1)은 시동모터(미도시)에 동작 명령을 입력하기 위한 시동 버튼을 더 포함할 수 있다.
즉 차량(1)은 시동 버튼이 온 되면 시동모터(미도시)를 동작시키고 시동 모터의 동작을 통해 동력 발생장치인 엔진(미도시)을 구동시킨다.
차량(1)은 단말 장치, 오디오 기기, 실내 등, 시동 모터, 그 외 전자장치들에 전기적으로 연결되어 구동 전력을 공급하는 배터리(미도시)를 더 포함한다. 이러한 배터리는 주행 중 자체 발전기 또는 엔진의 동력을 이용하여 충전을 수행한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전자 장치를 도시한 도면이다.
차량(1)은 차량(1)이 움직일 수 있도록 동력을 생성하는 동력 생성 장치(power system) (미도시), 동력 생성 장치(미도시)에서 생성된 동력을 차륜으로 변속 전달하는 동력 전달 장치(power train) (미도시), 차량(1)의 이동 방향을 제어하는 조향 장치(steering system) (미도시), 차륜의 회전을 정지시키는 제동 장치(brake system) (미도시), 차량(1)의 진동을 감쇄시키는 현가 장치(suspension system) (미도시), 차량(1)에 포함된 각각의 구성을 전기적으로 제어하는 전자 장치(1000)를 포함할 수 있다.
동력 생성 장치는 엔진, 연료 장치, 냉각 장치, 배기 장치, 점화 장치 등을 포함할 수 있으며, 동력 전달 장치는 클러치, 변속기, 차동 장치, 구동축 등을 포함할 수 있다.
조향 장치는 조향 휠, 조향 기어, 조향 링크 등을 포함할 수 있으며, 제동 장치는 브레이크 디스크, 브레이크 패드, 마스터 실린더 등을 포함할 수 있고, 현가 장치는 쇼크 업소버(shock absorber) 등을 포함할 수 있다.
차량(1)은 이상에서 설명한 기계 장치와 함께 다양한 전자 장치(1000)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)은 AVN (Audio/Video/Navigation) 장치(130), 입출력 제어 시스템(140), 엔진 제어 시스템(Engine Management System, EMS) (150), 변속 제어 시스템(Transmission Management System: TMS) (160), 제동 제어 장치(brake-by-wire) (170), 조향 제어 장치(steering-by-wire) (180), 운전 보조 시스템(Driver Assistance system, DAS) (190), 무선 통신 시스템(200) 등을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 전자 장치(1000)는 차량(1)에 포함된 전자 장치의 일부에 불과하며 차량(1)에는 더욱 다양한 전자 장치가 마련될 수 있다. 또한, 차량(1)은 도 3에 도시된 전자 장치(1000)를 반드시 모두 포함하는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 전자 장치는 생략될 수 있다.
차량(1) 포함된 각종 전자 장치(1000)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 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) 내지1Mbps의 통신 속도를 갖는 캔(CAN, Controller Area Network), 20kbps의 통신 속도를 갖는 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 이와 같은 차량용 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플레스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.
AVN 장치(130)는 운전자의 제어 명령에 따라 음악 또는 영상을 출력하는 장치이다. 구체적으로, AVN 장치(130)는 운전자의 제어 명령에 따라 음악 또는 동영상을 재생하거나 목적지까지의 경로를 안내할 수 있다.
입출력 제어 시스템(140)은 버튼을 통한 운전자의 제어 명령을 수신하고, 운전자의 제어 명령에 대응하는 정보를 표시한다. 입출력 제어 시스템(140)는 대시 보드에 마련되어 차량 속도, 엔진 회전 속도, 주유량 등을 표시하는 클러스터 디스플레이 및 조향 휠에 설치되는 휠 버튼 모듈 등을 포함할 수 있다.
엔진 제어 시스템(150)는 연료분사 제어, 연비 피드백 제어, 희박 연소 제어, 점화 시기 제어 및 공회전수 제어 등을 수행한다. 이러한 엔진 제어 시스템(150)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 있다.
변속 제어 시스템(160)는 변속점 제어, 댐퍼 클러치 제어, 마찰 클러치 온/오프 시의 압력 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행한다. 이러한 변속 제어 시스템(160)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 있다.
제동 제어 장치(170)는 차량(1)의 제동을 제어할 수 있으며, 대표적으로 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 등을 포함할 수 있다.
조향 제어 장치(180)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시킴으로써 운전자의 조향 조작을 보조한다.
운전 보조 시스템(190)은 차량(1)의 주행을 보조하며, 전방 충돌 회피 기능, 차선 이탈 경고 기능, 사각 지대 감시 기능, 후방 감시 기능 등을 수행할 수 있다.
운전 보조 시스템(190)은 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들 포함할 수 있다. 예를 들어, 운전 보조 시스템(190)은 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.
무선 통신 시스템(200)는 외부 차량, 외부 단말기 또는 통신 중계기 등과 통신할 수 있다.
무선 통신 시스템(200)는 다양한 통신 규약을 통하여 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템(200)는 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access: TDMA)과 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 등의 제2 세대(2G) 통신 방식, 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access: WCDMA)과 CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)과 와이브로(Wireless Broadband: Wibro)와 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: WiMAX) 등의 3세대(3G) 통신 방식, 엘티이(Long Term Evolution: LTE)와 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등 4세대(4G) 통신 방식을 채용할 수 있다. 뿐만 아니라, 무선 통신 시스템(200)는 5세대(5G) 통신 방식을 채용할 수도 있다. 이러한 무선 통신 시스템(200)은 내부 통신부(210) 및 무선 통신부(230)를 포함할 수 있다. 내부 통신부(210) 및 무선 통신부(230)에 대한 구체적인 설명은 도 4와 함께 후술한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량 구성의 블록도이다. 또한, 도 5는 일 실시예에 따른 안테나부 구성의 블록도이다. 이하 도 4 및 도 5을 참조하여, 차량 구성 및 안테나부 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
차량(1)은 입력부(128), 안테나부(100), 제어부(220), 전원 공급부(240), 저장부(250) 및 출력부(270)를 포함할 수 있다. 또한, 안테나부(100)와 제어부(220)를 물리적으로 연결하고, 복수의 신호 및 전원 공급의 통로 역할을 하는 단일 피더 케이블(14)를 더 포함할 수 있다.
사용자는 입력부(128)를 통해 차량(1)에 포함된 각종 전자 장치(1000)를 제어하는 명령이나 차량(1)에 포함된 각 구성요소를 제어하는 명령을 입력할 수 있다. 입력부(128)에 대해 도 2에서 구체적으로 설명한 바, 생략한다.
안테나부(100)는 외부 신호 수신부(101), 매칭부(102), 증폭부(103) 및 신호 통합 필터부(104)를 포함할 수 있다.
안테나부(100)는 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신할 수 있다. 적어도 둘 이상의 외부 신호는 방송 통신 신호 및 GPS 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 외부 장치는 외부 서버, 위성, 통신 가능한 단말기 등의 신호를 송신할 수 있는 모든 장치를 의미한다.
또한, 안테나부(100)는 외부 장치로부터 수신된 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 통합 신호로 생성할 수 있다. 예를 들어, GPS 신호 및 방송 통신 신호를 서로 영향을 주지 않고, 통합하여 하나의 신호로 생성할 수 있다. 이는 복수의 피더 케이블이 아닌 단일 피더 케이블을 이용하여 신호를 전달하기 위함이다.
일반적으로 안테나부(100)는 복수의 신호에 상응하는 신호 수신 모듈을 포함하고 있고, 이는 복수의 피더 케이블을 통해 제어부(220)의 각 신호 모듈과 연결되어 있다. 따라서, 안테나부(100)와 제어부(220) 사이에 복수의 신호를 송수신하기 위해서는 복수의 피더 케이블이 요구된다. 그러나, 복수의 신호를 통합하여 전달하고 이를 다시 분리하는 방식으로 각 모듈에 전달되는 경우 단일 피더 케이블(14)를 이용하여 신호를 송수신할 수 있게 된다.
단일 피더 케이블(14)는 안테나부(100)와 물리적, 전기적으로 연결되고, 통합 신호를 제어부(220)로 전달할 수 있다. 뿐만 아니라, 단일 피더 케이블(14)은 전원 공급부(240)로부터 공급되는 전원을 안테나부(100)의 증폭부(103)로 전달할 수도 있다.
이러한 단일 피더 케이블(14)은 안테나부(100)에 존재하는 연결 포트 및 제어부(220)에 존재하는 연결 포트를 서로 물리적으로 연결할 수 있다. 안테나부(100) 및 제어부(220)는 이러한 단일 피더 케이블(14)를 통해 통합 신호를 주고 받을 수 있다.
또한, 안테나부(100)는 생성된 통합 신호를 단일 피더 케이블(14)를 이용하여 제어부(220)로 출력할 수 있다.
외부 신호 수신부(101)는 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a) 및 제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 외부 신호 수신부(101)는 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a) 및 제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)뿐 만 아니라 더 많은 신호 수신 모듈을 포함할 수 있다. 외부 신호 신호부(101)는 외부 장치로부터 송신되는 복수의 신호를 수신할 수 있다. 앞서 기술한 것처럼 복수의 외부 신호는 외부 장치로부터 수신되는 모든 신호를 의미하고, RF 신호, GPS 신호, 방송 통신 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 외부 신호 수신 모듈(101a)은 외부 장치로부터 제 1 외부 신호를 수신할 수 있고, 여기서 제 1 외부 신호는 GPS 신호라고 가정할 수 있다. 또한, 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a)은 외부 장치로부터 수신한 제 1 외부 신호를 매칭부(102)내의 제 1 매칭부(102a)로 전기적 신호 형태로 전달할 수 있다.
제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)은 외부 장치로부터 제 2 외부 신호를 수신할 수 있고, 여기서 제 2 외부 신호는 방송 통신 신호라고 가정할 수 있다. 또한, 제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)은 외부 장치로부터 수신 한 제 2 외부 신호를 매칭부(102)내의 제 2 매칭부(102b)로 전기적 신호 형태로 전달할 수 있다.
매칭부(102)는 외부 신호 수신부(101) 및 증폭부(103)를 전기적으로 연결하고, 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 매칭부(102)는 외부 신호 수신부(101)의 임피던스 및 증폭부(103)의 임피던스를 매칭시킬 수 있다.
또한, 매칭부(102)는 제 1 매칭부(102a) 및 제 2 매칭부(102b)를 포함할 수 있다.
제 1 매칭부(102a)는 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a)의 임피던스 및 제 1 증폭부(103a)의 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 또한, 제 2 매칭부(102b)는 제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)의 임피던스 및 제 1 증폭부(103b)의 임피던스를 매칭시킬 수 있다.
증폭부(103)는 외부 장치로부터 외부 신호 수신부(101)가 수신한 외부 신호를 증폭시킬 수 있다. 또한, 증폭부(103)는 제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)를 포함할 수 있다. 이러한 증폭부(103)는 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA)를 포함할 수 있고, 외부 신호 수신부(101)가 수신한 미약한 신호를 증폭시키고 신호에 포함된 노이즈(잡음)을 제거할 수 있다.
제 1 증폭부(103a)는 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a)로부터 수신한 제 1 외부 신호를 증폭시키고, 제 1 외부 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있다. 또한, 제 2 증폭부(103b)는 제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)로부터 수신한 제 2 외부 신호를 증폭시키고, 제 2 외부 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.
또한, 증폭부(103)는 증폭된 외부 신호를 신호 통합 필터부(104)에 전달할 수 있다.
신호 통합 필터부(104)는 증폭부(103)로부터 증폭된 복수의 외부 신호를 통합할 수 있다. 구체적으로, 신호 통합 필터부(104)는 제 1 증폭부(103a)로부터 증폭된 제 1 외부 신호를 수신하고, 제 2 증폭부(103b)로부터 증폭된 제 2 외부 신호를 수신하여 이를 통합한 통합 신호를 생성할 수 있다. 또한, 신호 통합 필터부(104)는 높은 주파수 대역을 통과시키는 하이 패스 필터(high pass filter) 및 낮은 주파수 대역을 통과시키는 로우 패스 필터(low pass filter)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 통합 필터부(104)는 다이플렉서 필터(diplexer filter)라고 볼 수도 있다.
따라서, 신호 통합 필터부(104)는 주파수 대역이 서로 다른 별개의 신호를 통합하되, 단일 피더 케이블을 통해 다른 두 신호를 통합 신호로 단일 피더 케이블(14)을 통해 제어부(220)로 전달할 수 있는 것이다.
이처럼 안테나부(100)는 신호 통합 필터부(104)를 통해 복수의 신호를 통합하여 제어부(220)로 전달할 수 있다. 따라서, 복수의 피더 케이블이 아니라 단일 피더 케이블(14)만으로도 안테나부(100)와 제어부(220) 사이의 신호 송수신이 가능하다. 또한, 복수의 피더 케이블이 아닌 단일 피더 케이블(14)을 이용하는 경우에도 앞서 언급한대로 안테나부(100)와 제어부(220) 사이의 통신 성능에도 문제되지 않기에 차량 생산의 비용 절감 효과가 발생할 수 있다.
제어부(220)는 신호 분리 필터부(221), 제 1 외부 신호 모듈(222) 및 제 2 외부 신호 모듈(223)을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 신호 통합 필터부(104)에 의해 생성된 통합 신호를 신호 분리 필터부(221)를 이용하여 각 모듈에 상응하는 신호로 분리할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 분리된 신호를 각 신호에 상응하는 모듈로 전달할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 차량 내 모든 장치에 대한 제어 명령을 전기적 신호 형태로 각 장치에 전달할 수 있다.
신호 분리 필터부(221)는 단일 피더 케이블(14)과 전기적으로 연결되고, 신호 통합 필터부(104)로부터 수신한 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하고, 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송할 수 있다. 구체적으로, 신호 분리 필터부(221)는 신호 통합 필터부(104)에 의해 생성된 통합 신호를 증폭된 제1 외부 신호 및 증폭된 제2 외부 신호로 분리하고, 각각의 신호를 각각의 신호에 상응하는 모듈로 전달할 수 있다.
다시 말해, 신호 분리 필터부(221)는 수신된 통합 신호를 제 1 외부 신호 및 제 2 외부 신호로 분리하여, 제 1 외부 신호는 이에 대응하는 제 1 외부 신호 모듈로 전송하고 제 2 외부 신호는 이에 대응하는 제 2 외부 신호 모듈로 전송할 수 있다.
또한, 신호 분리 필터부(221)는 높은 주파수 대역을 통과시키는 하이 패스 필터(high pass filter) 및 낮은 주파수 대역을 통과시키는 로우 패스 필터(low pass filter)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 분리 필터부(221)는 다이플렉서 필터(diplexer)를 포함할 수도 있다.
따라서, 신호 분리 필터부(221)는 단일 피더 케이블 통해 수신한 통합 신호를 다른 두 신호로 분리할 수 있는 것이다. 이는 각 신호마다 주파수가 상대적으로 다르기 때문에, 하이 패스 필터(high pass filter)를 이용하여 높은 주파수 대역의 신호를 통과시키고 로우 패스 필터(low pass filter)를 통해 낮은 주파수 대역의 신호를 통과시키는 방식을 이용하는 것이다.
제 1 외부 신호 모듈(222)은 통합 신호로부터 분리된 제 1 외부 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제 1외부 신호 모듈(222)은 수신된 신호에 포함된 정보를 출력부(270)을 통해 출력하거나 다른 장치로 정보를 송신할 수도 있다.
예를 들어, 제 1 외부 신호를 방송 통신 신호라 가정하면, 제 1 외부 신호 모듈(222)은 분리된 방송 통신 신호를 수신하여 출력부(270)에 해당하는 AVN 장치(130)로 전송할 수 있다. AVN 장치(130)는 방송 통신 신호을 수신하여 방송 통신 신호에 포함된 영상 및 음성 정보를 디스플레이 패널을 통해 출력할 수 있다.
제 2 외부 신호 모듈(223)은 통합 신호로부터 분리된 제 2 외부 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제 2 외부 신호 모듈(223)은 수신된 신호에 포함된 정보를 출력부(270)을 통해 출력하거나 다른 장치로 정보를 송신할 수도 있다.
예를 들어, 제 2 외부 신호를 GPS 신호라 가정하면, 제 2 외부 신호 모듈(222)은 분리된 GPS 신호를 수신하여, AVN 장치(130), 텔레매틱스 모뎀, 및 텔레매틱스 서버 중 적어도 하나에 GPS 신호를 송신할 수 있다.
전원 공급부(240)는 제어부(220)로부터 전원 인가 명령에 대한 신호를 전기적 형태로 수신하면, 차량(1)의 각 구성요소에 전원을 공급할 수 있다. 뿐만 아니라 전원 공급부(240)는 제어부(220)를 통하지 않고 직접 차량(1)내 각 구성요소로 전원을 인가할 수 도 있다. 또한, 전원 공급부(240)는 안테나부(100)내의 증폭부(103)에도 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급부(240)는 단일 피더 케이블(14)을 통해 제 1 증폭부(102a) 및 제 2 증폭부(102b) 각각에 전원을 공급할 수 있다. 이때의 전원 공급부(24)가 단일 피더 케이블(14)를 통해 공급하는 전원은 동일한 전압일 수도 있고 서로 상이한 전압일 수도 있다. 이때의 전원 공급 방식은 팬텀 피딩 방식으로 이루어진다. 팬텀 피딩 방식으로 이루어지는 전원 공급 방식은 도 6 및 도 7과 함께 구체적으로 후술한다.
저장부(250)는 제어부(220)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(250)는 차량(1)의 각종 전자 장치(1000)에 대한 설정 정보에 대해 저장할 수 있다. 또한, 차량(1)의 제어에 관한 소프트웨어에 대한 업데이트 정보를 저장할 수 있다.
저장부(250)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
출력부(270)는 음향 출력부(271) 및 영상 출력부(272)를 포함할 수 있다. 음향 출력부(271)는 차량 내 스피커 등을 이용하여 사용자에게 음향 정보를 출력할 수 있다. 또한 영상 출력부(272)는AVN 장치(130) 및 기타 여러 표시부를 통해 사용자에게 영상 정보를 출력할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 기존의 피더 케이블 연결 방식을 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 일 실시예에 따른 단일 피더 케이블의 연결 방식으로 도시한 도면이다. 이하 도 6 및 도 7을 참조하여, 기존의 피더 케이블 연결 방식과 단일 피더 케이블의 연결 방식의 차이점에 대해 설명한다. 또한, 아래에서 언급되는 제 1 외부 신호는 방송 통신 신호로 가정하고, 제 2 외부 신호는 GPS 신호로 가정하여 설명한다. 다만, 이는 설명을 위한 일례이며, 이에 제한되지 않고 어떠한 신호에도 적용될 수 있다. 또한, 도 4 및 도 5에서 다룬 내용에 대해서는 생략한다.
기존의 피더 케이블 연결 방식은 안테나부(100)를 통해 수신한 신호를 복수의 피더 케이블(F1, F2)을 이용하여 제어부(220)의 각 모듈로 신호를 전송하는 방식이다.
구체적으로 제 1 신호 송신 과정(A1) 및 제 1 전원 공급 과정(A1)을 살펴보면, 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a)은 외부 장치로부터 제 1 외부 신호를 수신한다. 여기서 제 1 외부 신호는 방송 통신 신호일 수 있다. 수신된 제 1 외부 신호는 제 1 매칭부(102a)를 통해 제 1 증폭부(103a)로 전달된다. 이때, 제 1 매칭부(102a)는 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a) 및 제 1 증폭부(103a) 사이의 임피던스를 매칭시킨다.
제 1 증폭부(103a)로 수신된 제 1 외부 신호의 경우, 신호 자체가 미약하거나 노이즈(잡음)이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 제 1증폭부(103a)는 제 1 외부 신호에 포함된 노이즈를 제거하고 미약한 신호를 증폭시킬 수 있다. 이때의 제 1증폭부(103a)는 저잡음증폭기(low noise amplifier, LNA)를 포함할 수 있다.
제 1 증폭부(103a)가 제 1 외부 신호에 포함된 노이즈를 제거하고 미약한 신호를 증폭하기 위해서는 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받아야 한다. 이때, 전원 공급부(240)는 제어부(220)의 전원 공급 명령에 따라 팬텀 피딩 방식으로 제 1 증폭부(103a)로 전원을 공급한다.
여기서 팬텀 피딩 방식이란, 제 1 피더 케이블(F1)을 거쳐 팬텀 전류(I1)을 제 1 증폭부(103a)로 공급할 때 있어서, 제 1 필터부(104a)로 전원이 공급되는 것을 막고, 제 1 증폭부(103a)으로만 전원이 공급되도록 하는 방식을 의미한다.
구체적으로, 전원 공급부(240)는 DC 레귤레이터를 거쳐 직류 전원(DC)을 공급할 수 있다. 이때, 제 1 필터부(104a)로의 전원공급은 제 1 캐패시터(C1)에 의해 차단되고, 제 1 증폭부(103a)로만 전원이 공급된다. 이는 직류 전원의 경우, 제 1캐패시터(C1)에 의해 전류가 차단되고, 제 1 인덕터(L1)는 회로에 아무런 영향을 주지 않아 전류를 통과시키는 원리를 이용한 것이다.
제 1 증폭부(103a)를 통해 증폭된 제 1 외부 신호는 제 1 필터부(104a)로 전달된다. 제 1 필터부(104a)는 보통 특정 대역의 주파수를 통과시키는 대역통과필터(band-pass filter)를 포함하고, 제 1 피터 케이블(F1)을 거쳐 제 1 외부 신호 모듈(222)로 전달된다.
제 2 신호 송신 과정(A2) 및 제 2 전원 공급 과정(A2) 역시 위에서 설명한 제 1 신호 송신 과정(A1) 및 제 1전원 공급 과정(A1)과 동일한 바 생략한다.
위에서 살펴본 바와 같이, 안테나부(100) 및 제어부(220)는 물리적, 전기적으로 연결된 제 1 피더 케이블(F1) 및 제 2 피더 케이블(F2)를 통해 신호를 주고 받거나, 전원을 공급하거나 공급받을 수 있다.
이하 단일 피더 케이블의 연결 방식을 설명하되, 앞서 기술한 공통된 설명 과정은 생략한다.
단일 피더 케이블 연결 방식은 안테나부(100)와 제어부(220) 사이의 신호 송수신 및 전원 공급에 있어서, 단일 피더 케이블을 이용하여 신호를 송수신하거나 전원을 공급하는 방식을 말한다.
우선 안테나부(100)와 제어부(220) 사이의 전원 공급 방식에 대해 설명한다.
제 1 증폭부(103a)는 제 1 외부 신호 수신 모듈(101a)로부터 수신한 제 1 외부 신호의 노이즈(잡음)을 제거하고 증폭시킬 수 있고, 이를 위해서는 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받아야 한다. 또한, 제 2 증폭부(103b)는 제 2 외부 신호 수신 모듈(101b)로부터 수신한 제 2 외부 신호의 노이즈(잡음)을 제거하고 증폭시킬 수 있고, 이를 위해서는 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받아야 한다.
전원 공급부(240)는 앞서 기술한 팬텀 피딩 방식으로 단일 피더 케이블(14)을 통해 제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)로 전원을 동시에 공급할 수 있다. 이때, 전원 공급부(240)는 제 3 캐패시터(C3)에 의해 전류의 흐름이 차단되므로 신호 통합 필터부(104)로 전원이 공급되는 것을 방지하고, 제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)로 팬텀 전류(I3, I4)가 흐르도록 하여 팬텀 전원을 공급할 수 있다.
이하, 안테나부(100)와 제어부(220) 사이의 신호 송수신 방식에 대해 설명한다.
단일 피더 케이블 연결 방식은 기존과는 달리 제 1 필터부(104a) 및 제 2필터부(104a)를 제거하고 신호 통합 필터부(104)를 추가한다.
신호 통합 필터부(104)는 제 1 증폭부(103a)로부터 수신한 증폭된 제 1 외부 신호 및 제 2 증폭부(103b)로부터 수신한 증폭된 제 2 외부 신호를 통합하여 통합 신호를 생성할 수 있다.
또한, 신호 통합 필터부(104)는 생성된 통합 신호를 단일 피더 케이블(14)을 통해 제어부(220)로 전기적 신호 형태로 전달할 수 있다.
신호 분리 필터부(221)는 신호 통합 필터부(104)로부터 수신한 통합 신호를 제 1 외부 신호 및 제 2 외부 신호로 분리할 수 있다. 또한, 신호 분리 필터부(221)는 분리된 제 1 외부 신호를 이에 대응하는 모듈인 제 1 외부 신호 모듈(222)로 전달할 수 있다. 또한, 신호 분리 필터부(221)는 분리된 제 2 외부 신호를 이에 대응하는 모듈인 제 2 외부 신호 모듈(223)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 신호 분리 필터부(221)는 하이 패스 필터 및 로우 패스 필터를 포함하므로, 제 1 외부 신호가 높은 주파수 대역의 신호라고 가정하면 하이 패스 필터를 통해 높은 주파수 대역의 신호인 제 1 외부 신호를 통과 시켜 제 2 외부 신호와 분리하고, 분리된 제 1 외부 신호를 제 1 외부 신호 모듈(222)로 전달할 수 있다. 또한, 신호 분리 필터부(221)는 제 2 외부 신호가 낮은 주파수 대역의 신호라고 가정하면 로우 패스 필터를 통해 낮은 주파수 대역의 신호인 제 2 외부 신호를 통과시켜 제 1 외부 신호와 분리하고, 분리된 제 1 외부 신호를 제 1 외부 신호 모듈(223)로 전달할 수 있다.
제 1 외부 신호 모듈(222)은 신호 분리 필터부(221)로부터 수신한 제 1 외부 신호를 출력부(270) 또는 차량 내 장치로 송신할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 외부 신호 모듈(223)은 신호 분리 필터부(221)로부터 수신한 제 2 외부 신호를 출력부(270) 또는 차량 내 장치로 송신할 수 있다.
이상 안테나부(100) 및 제어부(220) 사이의 연결된 단일 피더 케이블을 이용하여 신호를 송수신하거나 전원을 공급하는 과정에 대해 설명하였다.
도 8은 일 실시예에 따른 복수의 피더 케이블의 연결 방식과 단일 피더 케이블의 연결 방식의 차이점을 표로 나타낸 도면이다. 또한, 도 9는 일 실시예에 따른 단일 피더 케이블의 연결 방식에 따른 전원 공급 과정을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 앞서 기술한 제 1 외부 신호 모듈(101a)을 GPS 모듈라고 가정하고, 제 2 외부 신호 모듈(102b)를 방송 통신 모듈이라고 가정하고 설명한다.
필터 및 피더 케이블 통합 전을 기준으로 도 6, 도 7 및 도 8 과 함께 설명하면, 제 1 전원 공급부(241)는 LDO(low drop out) 스위치를 거쳐 출력 전압을 5v에서 4v로 낮추고, 제 1 증폭부(도 6의 103a, 도 8의 LNA(low noise amplifier))로 4v의 전압을 공급할 수 있다. 또한, 이때 제 1 피더 케이블(F1)을 통해 공급되는 팬텀 전류(I1)는 50mA이다.
제 2 전원 공급부(242)는 LDO(low drop out) 스위치를 거쳐 출력 전압을 12v에서 4v로 낮추고, 제 2 증폭부(도 6의 103b, 도 8의 LNA(low noise amplifier))로 4v의 전압을 공급한다. 또한, 이때 제 2 피더 케이블(F2)을 통해 공급되는 팬텀 전류(I2)는 100mA이다.
위와는 달리 필터 및 피더 케이블 통합 후를 기준으로 도 6, 도 7 및 도 8과 함께 설명하면, 제 1 전원 공급부(241) 및 제 2 전원 공급부(242)는 전원 공급부(240)로 통합되고, 제 1 피더 케이블(F1) 및 제 2 피더 케이블(F2)는 단일 피더 케이블(14)로 통합될 수 있다.
통합 후 전원 공급부(240)는 LDO(low drop out) 스위치를 거쳐 출력 전압을 5v에서 4v로 낮추고, 제 1 증폭부(도 7의 103a, 도 8의 LNA(low noise amplifier)) 및 제 2 증폭부(도 7의 103b, 도 8의 LNA(low noise amplifier))로 동시에 4v의 전압을 공급할 수 있다. 또한, 이때 단일 피더 케이블(14)을 통해 공급되는 팬텀 전류는 150mA이다. 이러한 팬텀 전류는 다시 제 1 증폭부(103a)로 50mA가 공급되고, 제 2 증폭부(103b)로 100mA가 공급된다. 따라서, 피더 케이블 통합 전과 피더 케이블 통합 후에 기능을 똑같이 유지할 수 있다.
다만, 도 9를 참조하면, 필터 및 피더 케이블 통합 전의 경우에는 전원 공급부가 별개로 존재하였기에GPS 신호 수신 또는 방송 통신 신호 중 어느 하나를 수신하는 경우, 제 1 전원 공급부(241) 또는 제 2 전원 공급부(242)는 독립적으로 동작하여 각 신호에 해당하는 전원만 공급하는 것이 가능했다.
그러나, 필터 및 피더 케이블 통합 후의 경우에는 제 1 전원 공급부(241) 및 제 2 전원 공급부(242)가 하나의 전원 공급부(240)로 통합 되었기에 GPS 신호 또는 방송 통신 신호 중 하나만 수신하는 경우라도 전원 공급부(240)는 동작해야 한다. 도 9 는 이러한 내용을 표로 표현한 것이다.
도 10은 일 실시예에 따른 단일 피더 케이블에 의한 신호 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
안테나부(100)는 외부 장치로부터 차량(1)으로 복수의 신호를 수신할 수 있다.(2000) 이러한 복수의 신호는 GPS 신호, 방송 통신 신호, 및 RF 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 안테나부의 GPS 신호 수신 모듈은 GPS 신호를 수신할 수 있고, 안테나부의 방송 통신 신호 수신 모듈은 방송 통신 신호 모듈을 수신할 수 있다.
수신된 복수의 신호는 노이즈(잡음)을 포함하고 있고, 신호 자체가 매우 미약할 수 있다. 따라서, 복수의 신호에 포함된 노이즈(잡음)을 제거하고, 미약한 신호를 증폭시켜줄 수 있는 증폭부(103)가 필요하다.
이러한 증폭부(103)가 동작하기 위해서는 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받아야 한다.
따라서, 전원 공급부(240)는 제어부(220)의 전원 공급 명령의 제어 명령을 수신하면, 단일 피터 케이블(14)을 통해 제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)로 동시에 같은 전원을 공급할 수 있다.(2100)
제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)는 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 또한, 제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)는 각각 수신한 신호를 증폭시켜 신호 통합 필터부(104)로 신호를 전달할 수 있다.
신호 통합 필터부(104)는 제 1 증폭부(103a) 및 제 2 증폭부(103b)로부터 수신된 증폭된 각각의 신호를 통합하여 통합 신호를 생성할 수 있다. 또한, 신호 통합 필터부(104)는 생성된 통합 신호를 단일 피터 케이블(14)을 이용하여 통합 신호를 제어부(220)로 송신할 수 있다.(2200)
제어부(220)의 신호 분리 필터부(221)는 수신한 통합 신호를 각각의 신호로 분리하여(예를 들면, GPS 신호 및 방송 통신 신호), 각 신호에 상응하는 모듈(예를 들면, GPS 모듈 및 방송 통신 모듈)로 전달할 수 있다.(2300)
각각의 모듈은 이러한 신호를 수신하여 각 신호가 포함하는 정보를 출력부(270)를 통해 출력하거나 차량 내의 장치로 출력할 수 있다.
이상 본 명세서에서는 안테나부 및 제어부 사이의 신호 송수신이나 전원 공급에 있어서, 단일 피더 케이블을 이용하는 차량 및 차량의 제어 방법에 대해 설명하였다.
실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: 차량
100: 안테나부
220: 제어부
240: 전원 공급부
250: 저장부

Claims (20)

  1. 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하고, 상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 통합 신호를 생성 및 출력하는 신호 통합 필터부를 포함하는 안테나부;
    상기 안테나부와 전기적으로 연결되고 상기 통합 신호를 전송하는 단일 피더 케이블;
    상기 단일 피더 케이블과 전기적으로 연결되고 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하고, 상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 신호 분리 필터부를 포함하는 제어부; 및
    상기 단일 피더 케이블을 통해 상기 안테나부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 안테나부는,
    제1 외부 신호를 증폭하는 제1 증폭부;
    제2 외부 신호를 증폭하는 제2 증폭부; 및
    상기 단일 피더 케이블과 상기 신호 통합 필터부 사이에 배치되는 캐패시터를 더 포함하며,
    상기 캐패시터는 상기 전원 공급부로부터 상기 신호 통합 필터부로 공급되는 전원을 차단하여, 상기 전원 공급부가 팬텀 피딩 방식으로 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부에 전원을 공급하도록 하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단일 피더 케이블은,
    상기 안테나부의 포트 및 상기 제어부의 포트를 연결하고, 상기 안테나부 및 상기 제어부 사이에서 상기 통합 신호를 전달하는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는,
    제1 외부 신호를 수신하는 제1 외부 신호 수신 모듈; 및
    상기 제1 외부 신호와 상이한 제2 외부 신호를 수신하는 제2 외부 신호 수신 모듈를 포함하는 차량.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부 각각에 동일한 전압을 공급 하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 통합 필터부는,
    증폭된 상기 제1 외부 신호 및 증폭된 상기 제2 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 생성하는 차량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신호 통합 필터부는,
    하이 패스 필터 및 로우 패스 필터를 포함하는 차량.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 신호 분리 필터부는
    상기 신호 통합 필터부에 의해 생성된 상기 통합 신호를 증폭된 상기 제1 외부 신호 및 증폭된 상기 제2 외부 신호 각각에 대응하는 각각의 신호로 분리하고, 상기 각각의 신호를 상기 각각의 신호에 상응하는 모듈로 전달하는 차량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 분리 필터부는,
    하이 패스 필터 및 로우 패스 필터를 포함하는 차량.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 외부 신호는,
    방송 통신 신호 및 GPS 신호 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
  12. 안테나부가 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하는 단계;
    상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 통합 신호를 출력하는 단계;
    상기 통합 신호를 단일 피더 케이블을 통해 전송하는 단계;
    제어부가 상기 단일 피더 케이블을 통해 전송 받은 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하는 단계;
    상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 단계; 및
    상기 단일 피더 케이블을 통해 전원을 공급하는 단계;를 포함하고,
    상기 안테나부는,
    제1 외부 신호를 증폭하는 제1 증폭부;
    제2 외부 신호를 증폭하는 제2 증폭부; 및
    상기 단일 피더 케이블과 신호 통합 필터부 사이에 배치되는 캐패시터를 더 포함하며,
    상기 전원을 공급하는 단계는,
    상기 캐패시터에 의해 상기 안테나부에 포함된 신호 통합 필터부로 공급되는 전원을 차단하고, 팬텀 피딩 방식으로 상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부에 전원을 공급하는 차량의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단일 피더 케이블은,
    상기 안테나부의 연결 포트 및 상기 제어부의 연결 포트를 연결하는 차량의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 통합 신호를 상기 단일 피더 케이블을 통해 전송하는 단계는,
    RF신호를 포함하는 상기 통합 신호를 통과시키는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 외부 장치로부터 적어도 둘 이상의 외부 신호를 수신하는 단계는,
    제1 외부 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 외부 신호와 상이한 제2 외부 신호를 수신하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 출력하는 단계는,
    상기 제1 외부 신호를 증폭하는 단계; 및
    상기 제2 외부 신호를 증폭하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 출력하는 단계는,
    증폭된 상기 제1 외부 신호 및 상기 제2 외부 신호를 통합하여 상기 통합 신호를 생성하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 단일 피더 케이블을 통해 전송 받은 상기 통합 신호를 적어도 둘 이상의 신호로 분리하고, 상기 적어도 둘 이상의 신호를 각각에 상응하는 모듈로 전송하는 단계는,
    생성된 상기 통합 신호를 증폭된 상기 제1 외부 신호 및 증폭된 상기 제2 외부 신호에 대응하는 각각의 신호로 분리하는 단계; 및
    분리된 상기 각각의 신호를 상기 각각의 신호에 상응하는 각각의 모듈로 전달하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 외부 신호는,
    방송 통신 신호 및 GPS 신호 중 적어도 하나를 포함하는 차량의 제어 방법.
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