소프트웨어(SW)와 시스템(망:網) 차이
1. 자동차의 SW란 ?
요즘 자동차는 시동 출력가변, 기어변속 등 이 모든 동작을 제어하는 것은 SW입니다.
하지만 SW에는 운전모드에 해당하는 OS용 SW가 있고 센서들에서 들어오는 신호를 조합하여 출력으로 나오는 DB(데이터베이스)용 SW가 있습니다.
자동차는 이 DB용 SW가 문제가 생기면 OS SW까지 문제가 생겨 운행 중 시동꺼짐이나 급발진 같은 현상이 생기기도 합니다.
● 참고로 ECU를 업글 또는 맵핑한다는 것은 OS SW를 수정(뜯어 고침)함임
다음은 SW의 생성원리를 간단히 드리고자 합니다.
* 단 : 악셀신호 변화만 가지고 설명함을 꼭 유념 하시기를
2. SW 생성 원리
가. TPS방식 : 악셀을 밟기에 따라 밸브 각도가 0°~90°로 변하고 이에 따라 트로틀바디에 부착된 센서(TPS)가 각도와 연동하면서 0.3V(300mv) ~ 4.5V(4,500mv) 범위 내에서 수많은 신호를 만들어 ECU로 보냅니다.
그러면 ECU는 이 신호들을 OS(SW)로 연산하여 디지털신호(DB SW)로 바꾸어 출력신호로 내 보냅니다.
* 유의 : 아날로그신호는 전압 크기가 변하고, 디지털신호는 주기(전압은 일정)가 변함
수치를 가지고 예를 들면(가령) 아날로그신호(입력신호)가 0.3V(300mv)일 때에 디지털신호 (출력신호)1개로, 0.4V일 때에는 2개로 연산(계산)하도록 설계 하였다면 입력은 0.300V ~0.390V(99mv 대역)까지는 디지털 1개가 되고, 다음 0.400V~0.499V일 때는 디지털신호가 2개가 된다는 뜻으로 이런 방식을 전송공학에서는 양자화 한다고 하며 4사5입방식이라 하지요.
* 단 수치는 이해를 돕기 위한 것임
그래서 악셀을 밟으면 입력신호(입력전압) 크기에 따라 펄스수가 달라지고 이어서 인젝터 동작에 따라 엔진회전수가 결정되는 것입니다.
* ECU 맵핑은 펄스주기를 조정하기 위해 OS SW를 수정한다고 보시면 됨
나. APS 방식 : TPS는 공기밸브를 철선으로 직접 움직였다면 APS는 중간에 모터를 거쳐 2단계 방식으로 밸브를 움직이는 것이 다릅니다.
* 철선 역할 = 모터 역할
즉 모터에 공급하는 12V를 단속(斷續)하기 위해서는 악셀패달에 별도로 APS라는 센서를 부착하여 여기서 발생하는 신호전압(TPS와 같은 방식)을 ECU로 보내어 펄스신호로 변환한 후 모터를 동작 시키지요.
* TPS는 철선으로 트로틀 바디를 직접 동작시키고 , APS는 모터를 통하여 트로틀 바디를 간접 동작시킴.
따라서 양측 모두 장단점이 있지만 특히 APS는 2단계 제어를 하기 때문에 그만큼 신호전압(V)이 안정되어야 한다는 것입니다.
* 자동차 SW도 결국은 전압(V)으로 설명해야 하는 이유.
3. 시스템 망(網)
자동차 제어를 교통에 비유하면 “SW는 자동차, 망(網)은 도로”라고 보시면 됩니다.
또한 제어시스템은 ECU(CPU기능에 해당)를 기점으로 수십 개의 입력센서와 출력으로 연결되어 있습니다.
앞서 설명 드린 것처럼 ECU는 센서들로부터 들어온 아날로그 성 입력신호를 받아 디지털 출력신호로 변환 한 후 엔진을 기동하면서 전압, 연료 및 공기 등을 통제합니다.
그러므로 자동차의 제어시스템도 원리상 일반 컴퓨터와 별반 차이는 없지만 문제는 대기의 온. 습도 엔진 열 선로 노후화(분포정수 :Xc,Xl,Ro,절연상태 등)와 부품열화 등에 의해 소프트웨어가 간섭을 많이 받는다는 것이 다를 뿐입니다.
문제는 이들로부터 얼마나 간섭을 배제하는가가 차 성능을 가늠하는 지렛대가 되고 있다는 것입니다.
4. 결론
VAD는 도로망 즉 시스템기술입니다.
자동차는 SW가 좋아야 함은 재론의 여지가 없지만 이들을 정확하고 안정되게 생성하고 전송(공급)하는 것은 시스템 망이 담당하고 있습니다.
* SW = 자동차, 시스템 망 = 도로 망
따라서 VAD기술은 도로망(회로망)에 해당하므로 소프트웨어기술로 해석하거나 분석을 해서는 아니 된다는 것입니다.
즉 시스템 망(회로망)이 좋지 않으면 SW가 생성되고 전송되는 과정에 악 영향을 많이 받는다는 것을 상기시켜드리며 또한 신호단위는 전압(V)으로 표시하기 때문에 VAD기술도 전압으로 표시한다는 것을 아시면 VAD와 전압안정기는 동작원리가 전혀 다르다는 것을 이해하실 것입니다.
<제공 = VAD/ www.motorpower.co.kr >
