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[국내논문] R-BENCH TOOL을 이용한 상용차용 정전용량 방식의 연료 센서의 소프트웨어 검증 평가
Capacitance Fuel Sensor for Commercial Vehicle Software Verification Through R-BENCH TOOL 원문보기

대한기계학회 논문집. C, 산업기술과 혁신, v.2 no.1, 2014년, pp.1 - 8  

김상우 (타타대우상용차(주)) ,  이주형 (타타대우상용차(주)) ,  손정현 (대우전자부품(주)) ,  이수호 (BTS 테크놀로지스(주)) ,  이덕진 (군산대학교)

초록
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최근 차량이 기계장치 중심에서 전기전자 장치 중심으로 발전하고 있으며, 상용차량 역시 전기전자 장치가 증대되고 있다. 정전용량 방식의 연료 센서는 연료의 레벨을 정전용량 값으로 측정하여 센서 내 MCU 를 통해 연산과정을 거쳐 최종 전압값의 신호로 출력해 주는 센서이다. 기존의 세라믹 저항을 이용한 센서보다 내구성이나 연료 측정 정확성이 향산된 진보된 센서로 센서에 대한 소프트웨어 검증을 위하여 가변 커패시터 보드를 제작하여 R-BENCH TOOL 을 통해 test case 를 자동으로 생성시킨 후 연료 센서의 소프트웨어 검증을 시도하였다. 또한 결론으로 98% 이상의 높은 소프트웨어의 신뢰도가 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently vehicle development trend changes from machinery vehicle to the electrical and electronic devices. As well the electrical and electronic devices commercial vehicles are increasing more than machinery system. The capacitance fuel sensor is a sensor that, by measuring the capacitance value of...

주제어

#Capacitance Fuel Sensor   #R-BENCH   #Programmable Capacitor Board   #HILS  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 시스템을 구성하고 있는 개발 단계에서 저비용으로 하드웨어 및 소프트웨어 신뢰성을 확보하기 위한 모델을 제시하고자 HILS 기반의 R-BENCH TOOL을 사용하여 정전용량 방식의 연료 센서의 시뮬레이션 검증을 시도하였다.
  • 상기 그림과 같이 연료 탱크 내 연료량에 의한 정전용량 값은 연산과정을 거쳐 전압 값의 신호로 출력하게 된다. 입력된 전압 값을 통해 Meter Cluster 내 연료 게이지에 연료량을 표현하여 운전자에게 알린다. 연료량을 측정하는 Capacitance 데이터는 250 ㎲ 주기로 MCU 에 입력된다.

대상 데이터

  • R-BENCH TSG를 이용한 테스트 케이스를 자동으로 생성을 하니 총 120개의 테스트 케이스가 생성이 되었다. 그리고 Fig.
  • 가변 커패시터를 활용하여 연료 변화와 유사하게 모델링한 보드를 제작하면 HILS 구현이 용이하고 문제점에 대한 Feed back도 빠르게 진행할 수 있다. 가변 커패시터는 MAXIM사의 MAX1474를 활용하였고, MCU는 ATMEL사의 ATMega128를 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Impedance는 무엇인가? 모든 물질은 전기적인 에너지를 어느 한 지점에서 다른 지점으로 흐르지 못하게 하는 힘, 즉 Impedance를 가지고 있다. 이러한 Impedance 중에는 Capacitance 즉 정전용량은 물질의 고유 상수인 유전율에 ε에 의해서 결정된다.
정전용량 방식의 연료 센서는 어떤 방식을 사용하는가? 정전용량 방식의 연료 센서의 경우 Floater의 움직임에 의한 세라믹 저항의 Resistance 변화에 의해 측정되는 방식이 아니라 알루미늄 관에 유입되는 유량에 따라 변화하는 Capacitance data를 측정하는 방식이기 때문에 연료 센서의 내구성 및 정확성이 향상된다.
대형 상용차량의 연료 탱크에 요구되는 것은 무엇인가? 대형 상용차량의 연료 탱크의 경우 연료량 즉 연료 체적 공간이 크기 때문에 연료 탱크 높이에 따른 연료량의 변화는 승용차량보다 크다. 또한 순간 연비, 구간 연비, 평균 연비 등 다양한 연비 측정이 상용차량에서 더욱 필요하기 때문에 무엇보다도 연료 센서의 내구성과 정확성이 상용차량에서 더욱 요구 된다.
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참고문헌 (6)

  1. Han, T.M. and Cho, J.H., 2010, "Technology Trends in Automotive Electronic Control Units" Electronics and Telecommunication Trends Vol. 25, No. 4, pp. 69-81. 

  2. Cho, S.C., Dong, D.H., Yoon, M.K. and Ryu, J.I., 2002, "A Development Capacitance Sensor for Stability Measurement of W/O Type Emulsified Fuel," The Korean Society of Automotive Engineers conference, pp. 1525-1530. 

  3. Yang, S.I. and Lee, N.H., 2012, "The Case Study of ISO26262 Product Requirements Analysis applying Requirements Engineering," The Korean Society of Automotive Engineers conference, pp. 2609-2615. 

  4. Baxter, L. K., 1997, "Capacitive Sensors / Designs and Application," Institute of Electrical and Electronics Engineers, pp.1-2. 

  5. Hayt, W. H. Jr. and Buck, J. A., 2012, "Engineering Electromagnetic" McCraw Hill Korea, pp.151-163 

  6. Lee, R.D., 1989, "The Application and Principle of an Improved Capacitive Level Sensor" Journal of Korea Electric Association Vol.148 pp.37-41 

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