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전기차용 Module Modeling 및 검사 장비 제작 (Smart Key System)

  • 권도윤
  • 국립인천대학교
  • 작품구분일반형
  • 공개여부공개
  • 카테고리전자, 전기
  • 등록일2021-09-13
  • 팀원(공동개발자)권도윤, 안지영
  • 출품 경진대회2021. 공과대학 EATED 프로그램 연구성과 중간발표 행사

상세설명

1. 수행배경

  • 최근 전기차에 대한 관심이 높아지면서 내연기관 자동차와 전기 자동차의 시스템의 차이를 이해하고 설계할 수 있는 역량을 갖추는 것이 훌륭한 공학도로써 발전할 수 있는 길이라고 생각했습니다.
  • Reverse Engineering을 통한 부품 기능 및 선능을 정의하고 그에 따른 모델을 확보합니다. FPGA를 통한 부품의 모델링을 진행하고 모델링 되어진 부품을 모아 차량 전체 모델링을 진행합니다. 이를 통해 차량 시스템을 파악하고 효율적인 시스템을 만들 수 있습니다. 
  • 모델링된 시스템을 바탕으로 각 전장 부품의 검사 장비 또한 제작할 수 있습니다. 차량 제작사에서는 차량 생산과 함께 신속한 전장 부품 검사가 필요합니다. 또한 차량 출고 전 검수 과정의 중요성 또한 높아지고 있는 실정입니다. 

2. 수행기간

  • 4월 차량 제작사 방문 및 데이터 장비 실측을 시작.
  • 4월 데이터 검증 및 분석.
  • 5월 확보한 데이터를 바탕으로 Flow Chart 작성과 Block Diagram을 작성하여 연구 개발의 방향 설정.
  • 6월 Verilog언어를 통해 시스템을 구현하고 Model Sim Tool을 활용하여 검증.
  • 7월 Modeling된 시스템을 FPGA에 구현.
  • 7월 Modeling된 데이터를 바탕으로 Test Module을 설계 및 FPGA에 구현.
  • 8월 FPGA와 차량 전장 부품의 한계를 극복하기 위한 PCB설계.
  • 9월 사용자의 편의성과 제품의 안정성을 위한 LCD연결과 케이스 제작 
  • ...

3. 개발작품 설명

  • 구성
    • 스위치 6개, LCD화면, Smart Key System(이하 SMK) 연결 단자, 차량 도어 리모컨(이하 FOB)을 이용하여 SMK가 기능을 정상적으로 하는지 검사할 수 있다.
  • 검사를 하려는 SMK를 Test Module의 SMK 연결 단자에 연결한다.
  • FOB Mapping Mode
    • 최초로 p3,p2,p1,p0스위치를 모두 ON 시키고 Mode스위치를 ON 시키면 FOB Mapping Mode에 들어간다. 
    • FOB Mapping Mode 상태에서 검사 시작 스위치를 ON 시키면 FOB를 SMK와 Mapping할 수 있다. 
    • 부저가 2회 울린 후에, 연속으로 2회 부저가 울릴 때 FOB의 Unlock버튼을 누르면 FOB가 SMK와 Mapping된다.
  • Auto Check Mode
    • Mode 스위치를 OFF 시키면 Auto Check Mode에 들어간다.
    • FOB의 Unlock 버튼을 눌러 SMK의 Arming Mode와 Immobilizer를 해제한다.
    • 검사 시작 스위치를 ON 시켜서 검사를 진행한다.
    • 검사가 진행됨에 따라서 LCD화면에 기능 정상/비정상 여부를 사용자에게 표시한다.
    • 검사 과정에서 비정상적인 동작이 감지된다면, 해당 검사 번호의 문제가 있음을 LCD에 표시한 후 검사는 종료된다.
    • 검사 과정에서 모두 정상적인 동작이라고 판단하면, LCD에 "SMK Test Module All Clear"를 표시한후 검사는 종료된다.
  • Manual Check Mode
    • Mode 스위치를 ON 시키면 Manual Check Mode에 들어간다.
    • FOB의 Unlock 버튼을 눌러 SMK의 Arming Mode와 Immobilizer를 해제한다.
    • 원하는 검사 번호를 p3, p2, p1, p0를 이용하여 선택할 수 있다.
    • 검사 시작 스위치를 ON 시켜서 검사를 진행한다.
    • 검사가 진행됨에 따라서 LCD화면에 기능 정상/비정상 여부를 사용자에게 표시한다.
    • 검사 과정에서 비정상적인 동작이 감지된다면, 해당 검사 번호의 문제가 있음을 LCD에 표시한 후 검사는 종료된다.
    • 검사 과정에서 모두 정상적인 동작이라고 판단하면, LCD에 "SMK Test Module All Clear"를 표시한후 검사는 종료된다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 0, 0, 0이면 0번 검사(Key Position OFF 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 0, 0, 1이면 1번 검사(Key Position ACC 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 0, 1, 0이면 2번 검사(Key Position IGN 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 0, 1, 1이면 3번 검사(Key Position Engine Start 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 1, 0, 0이면 4번 검사(Key Position Engine Off 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 1, 0, 1이면 5번 검사(Emergency Engine Off 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 1, 1, 0이면 6번 검사(주행 중 Engine Off 방지 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 0, 1, 1, 1이면 7번 검사(Central Door Switch Lock 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 0, 0, 0이면 8번 검사(Central Door Switch Unlock 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 0, 0, 1이면 9번 검사(Engine Start 상태에서 충전기 연결 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 0, 1, 0이면 10번 검사(ACC 상태에서 충전기 연결 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 0, 1, 1이면 11번 검사(IGN 상태에서 충전기 연결 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 1, 0, 0이면 12번 검사(Key Position Engine Start 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 1, 0, 1이면 13번 검사(충전중 시동 방지 검사)를 시작한다.
    • p3, p2, p1, p0 가 각각 1, 1, 1, 0이면 14번 검사(Smart Immobilizer 기능 검사)를 시작한다.

4. 활용방안

  • 차량 전장 부품의 모델링을 진행한 데이터를 바탕으로 Test Module을 만듦으로써 차량 출고 전 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
  • 자동화된 검사과정을 통해서 신속성을 확보할 수 있다.
  • 차량 조립전에 고장 여부를 판단하여 정확하고 신속한 고장 대처가 가능하다.

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