KR100387113B1

KR100387113B1 - 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법

Info

Publication number: KR100387113B1
Application number: KR10-2001-0032063A
Authority: KR
Inventors: 김진성
Original assignee: 씨멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2003-06-12
Also published as: KR20020093347A

Abstract

호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따른 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법은, 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비로부터 전송되는 제어 데이터를 수신하기 위한 프로그램을 가지는 전자 제어 장치는, a) 상기 외부 진단 장비에서 전자 제어 장치로 제공된 초기화 데이터를 수신하여 수신 버퍼에 저장하는 단계; b) 상기 수신 버퍼에 저장된 값이 제1 설정 치인지를 체크하여 제1 설정 치라고 판단되면, 제1 설정 치에 대응되는 제 1 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비와 제어 데이터를 송수신하는 단계; 및 c) 상기 수신 버퍼에 저장된 값이 제1 설정 치가 아닌 제2 설정 치라고 판단되면, 상기 제2 설정 치에 대응되는 제 2 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비와 제어 데이터를 송수신하는 단계 순으로 이루어지므로, 외부 진단 장비가 원하는 통신 프로토콜을 하드웨어의 제약과는 동일한 하드웨어하에서 다른 종류의 통신 프로토콜을 가지고 외부 진단 장비와 전자 제어 장치 간의 통신이 가능한 효과를 얻는다.

Description

호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법{FIXATION METHOD FOR COMMUNICATING PROTOCOL OF CAR HAVING COMPATIBILITY}

본 발명은 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 진단 장비로부터 공급되는 초기화 데이터 전송 속도에 따라 통신 프로토콜을 결정하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 각 주행 상태에 따른 정확한 엔진 및 기타 장치의 동작을 제어하기 위하여 엔진 제어기를 포함하여 많은 전자 제어 장치들이 자동차에 적용되며, 이들의 동작이나 내장되는 데이터(DATA)를 각각 설정하여 적절한 전자 제어 장치들의 제어 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

따라서 새로운 자동차를 개발할 경우 뿐만 아니라 개발이후 판매되어 사용자에 의해 운행되고 있는 자동차의 동작을 알고 필요한 조치를 취하기 위해서는 엔진을 포함하는 전자 제어 장치들의 동작 상태를 외부 시험자들이 외부 진단 장비를 통하여 확인할 필요가 있다.

그러므로, 각 제어 동작을 통해 발생되는 데이터를 인식하고 문제가 발생된 부분이나 오류를 발생 시킨 원인 등을 찾아서 외부 시험자가 필요한 조치를 취할 수 있도록 하기 위하여 외부 진단 장비는 엔진 제어장치를 비롯하여 자동차에 사용되고 있는 모든 제어장치와 통신을 통하여 제어 데이터들을 주고 받게 된다.

상기와 같은 필요 동작에 따라 엔진 제어기를 포함하는 전자 제어 장치에 내장되어 있는 메모리(MEMORY)의 데이터를 모니터링(MONITORING)하여 데이터의 상태를 확인하고 새로운 데이터로의 변경 동작을 실해할 경우엔, 전자 제어 장치와 외부에 장착되는 외부 진단 장비를 포함하는 컴퓨터간의 통신 동작이 필요하다.

그리고, 상기와 같은 컴퓨터간의 통신을 위해서는 각 통신 규약(통신 프로토콜)이 필요하다.

상기와 같은 국제 통신 프로토콜은 제어 데이터의 전송 방식에 따라 여러 가지로 구분이 될 수 있으나 현재는 크게 ISO9141(International Standard Organization 9141) "Road Vehicle Diagnostic systems Requirements for interchange of digital information" - 와 ISO14230 "Road Vehicles Diagnostic Systems Key Word Protocol 2000" - 2000 프로토콜만이 자동차 내의 전자 제어 장치와 외부 진단 장비와의 통신에 사용될 수 있도록 국제 규약에 의하여 허용되고 있다.

북미나 유럽의 경우 자동차 하나 적용되는 모든 전자 제어 장치, 예를 들어 엔진 제어기, 트랜스미션 제어기, ABS 제어기 등에는 하나의 통신 프로토콜로만 설정되어야 한다는 규약을 가지고 있다. 참고 문헌 : SAE J1978 "OBD-II Scan tool"

만일 하나의 자동차에서 기 존재하는 전자 제어 장치들은 ISO9141의 통신 프로토콜을 지원하고 있고 새로 개발하여 적용하고자 하는 전자 제어 장치는 ISO9141 통신 규약에서 요구하는 5-baud의, 즉, 1초에 5 비트의 데이터를 전송할 수 있는, 새로운 마이크로프로세서를 사용하거나 또는 5-baud의 통신을 지원하는 외부 디바이스를 별도로 설치하여야 한다.

상기의 경우 별도의 마이크로프로세서의 장착과 외부 디바이스에 따른 하드웨어의 제약과 외부 디바이스의 및 마이크로프로세서의 재 설계로 인한 가격이 상승되는 문제점이 발생하게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 통신 가능한 통신 프로토콜을 기반으로 간편하고 저렴하게 통신할 수 있는 호환성을 가지는 자동차의 통신 프로토콜을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법은,

어드레스 데이터의 읽기 위한 제1 시간을 설정하기 위한 타이머, 한 비트의 어드레스 데이터를 수신하기 위하여 카운팅하는 어드레스 카운터, 상기 읽은 어드레스 데이터의 비트 수를 저장하는 카운터, 및 상기 타이머의 설정 시간동안 어드레스 카운터의 카운팅될 때 마다 읽여진 어드레스 데이터를 전송하는 프로그램을 각각 가지는 다수개의 제어 장치로 이루어진 전자 제어 장치를 포함하고, 상기 각각의 제어 장치를 통해 출력되는 어드레스 데이터 및 제어 데이터를 상기 전자 제어 장치와 외부에 접속된 외부 진단 장비에 전송하는 자동차 통신 프로토콜에 있어서,

통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비로부터 전송되는 제어 데이터를 수신하기 위한 프로그램을 가지는 전자 제어 장치는,

a) 상기 외부 진단 장비에서 전자 제어 장치로 제공된 초기화 데이터를 수신하여 수신 버퍼에 저장하는 단계;

b) 상기 a)에서 수신된 값이 제1 설정치 인지를 체크하여 제1 설정 치라고 판단되면, 제1 설정 치에 대응되는 제 1 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비와 통신을 수행하는 단계; 및

c) 상기 a)에서 수신된 값이 제1 설정치가 아닌 제2 설정 치라고 판단되면,제2 설정 치에 대응되는 제 2 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비와 통신이 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 프로그램을 이용하여 간단하고 저렴하게 서로 다른 통신 규약을 동시에 만족하는 전자 제어 장치들을 개발함으로써, 국제 규약이 요구하고 있는 법규를 만족시켜 우리 나라 자동차의 수출 역량을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 외부 진단 장비와 전자 제어 장치 간의 통신 선로를 보인 도이다.

도 2는 도 1의 외부 진단 장비에서 출력되는 초기화 데이터의 구조를 보인 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 통신 과정을 보인 플로우챠트이다.

도 4는 도 3의 제2 통신 프로토콜의 어드레스 데이터를 읽는 과정을 보인 플로우챠트 이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 전자 제어 장치 12 : 외부 진단 장비

이하, 본 발명의 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 제어 장치와 외부 진단 장비 간의 통신 선로를 보인 도이다. 본 발명에 따른 통신 프로토콜 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진 제어기(ECU), 트랜스미션 제어기(TCU), 및 ABS 제어기(ABSCU) 등 다수의 제어 장치를 포함하는 전자 제어 장치(11)와 상기 전자 제어 장치(11)와 유선을 접속된 외부 진단 장비(13)로 구비된다.

여기서, 상기 외부 진단 장비(13) 는 현재 사용하고자 하는 통신 프로토콜에 대응되는 초기화 데이터를 전송하고, 이 초기화 데이터를 받은 전자 제어 장치(11)는 상기 초기화 데이터를 수신 버퍼에 저장한다. 상기 수신 버퍼에 저장된 값을 통해 상기 전자 제어 장치(11)는 외부 진단 장비(13)가 사용하기를 원하는 통신 프로토콜을 자동으로 감지하게 된다.

즉, 상기 ISO9141 통신 프로토콜에서는 초기화 데이터의 전송 속도가 5-Baud(1초 동안 5비트의 데이터의 전송 속도)로 정해져 있고 이 초기화 데이터에 통신을 원하는 전자 제어 장치의 어드레스를 보낸다. 그러나, ISO14230인 KWP2000 통신 프로토콜은 초기화 데이터의 전송 속도가 200-baud(1초 동안 200비트의 데이터의 전송 속도)로 정해져 있다. 상기와 같은 초기화 데이터에 사용되는 서로 다른 전송 속도를 이용하여 통신 프로토콜을 결정하게 된다.

초기에 전자 제어 장치(11)가 ISO14230인 KWP2000 통신 프로토콜의 초기화 데이터를 받기 위해 200-baud로 설정된 상태에서, 만약 상기 외부 진단 장비(13)가 ISO14230인 KWP2000 통신 프로토콜로 통신을 시작하기 위하여 초기화 데이터를 200-baud의 속도로 상기 전자 제어 장치(11)로 보내게 되면, 소정 시간 동안(0.05초) 00001111이 상기 전자 제어 장치(11)로 수신되므로, 상기 수신 버퍼에 저장된 값은 제1 설정치인 F0H이다. 그러므로 상기 전자 제어 장치(11)의 통신 프로토콜 제어기는 외부 진단 장비(13)에서 지정한 ISO14230인 KWP2000 통신 프로토콜을 이용하여 필요한 제어 데이터들을 주고 받을 수 있도록 한다.

반대로, 위와 동일하게 초기에 전자 제어 장치(11)가 ISO14230인 KWP2000 통신 프로토콜의 초기화 데이터를 받기 위한 200-baud로 열어 놓고 있는 상태에서, 상기 외부 진단 장비(13) 가 ISO1914-2 통신 프로토콜을 사용하기 위해 5-baud의 통신 속도로 초기화 데이터를 전자 제어 장치(11)로 보내면 , 소정 시간 동안(0.05초) 상기의 초기화 데이터의 시작 비트중의 일부인 00000000만이 상기 전자 제어 장치(11)에 수신되므로, 상기 수신 버퍼에 저장된 값은 제2 설정치인 00H 이다. 상기 5-baud의 통신 속도인 경우 한 비트의 시간 간격은 0.2초이다.

그리고, 상기 전자 제어 장치(11)의 각각의 제어 장치들은 통상적으로 어드레스 데이터를 수신하기 위한 시간을 설정하는 타이머(T), 한 비트의 어드레스 데이터를 읽는 시간을 카운팅하는 어드레스 카운터(C1), 읽혀진 어드레스 데이터의 비트 수를 카운팅하는 카운터( C2), 상기 타이머(T)의 설정 시간 내에 어드레스 카운터(C1) 동안 읽은 비트 수에 따라 읽혀진 어드레스 데이터를 상기 외부 진단 장비(13)로 전송하는 프로그램을 가지는 제어기(MICOM) 를 포함한다.

상기 제어기(MICOM)는, 제1 통신 프로토콜인 200 baud 통신 속도로 초기화 데이터를 읽은 경우에는 모든 초기화 데이터를 다 읽은 경우이나, 제2 통신 프로토콜인 5-baud 통신 속도로 초기화 데이터를 읽은 경우에는 상기 초기화 데이터의 일부만을 읽은 경우 이므로, 나머지 초기화 데이터중 8개의 어드레스 데이터 및 1개의 종료 데이터를 읽는 프로그램을 포함한다.

즉, 외부 진단 장비(13)에서 지정한 ISO9141 통신 프로토콜을 위하여 상기 제2 설정치 00H를 받은 상기 전자 제어 장치(11)는 수신된 5-baud속도의 초기화 데이터를 감지하기 위하여 상기 전자 제어 장치(11)의 제어기(MICOM)는 전자 제어 장치(11) 중 진단하고자 하는 전자 제어 장치의 종류를 나타내는 통상 8개의 어드레스 데이터와 1개의 종료 데이터를 읽는다.

상기 어드레스 데이터를 읽은 후 전자 제어 장치(11)는 외부 진단 장비(13)가 지정한 ISO9141의 통신 프로토콜을 이용하여 필요한 제어 데이터들을 주고 받을 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 초기화 데이터의 스타트 비트(start bit)와 제어 데이터(control data)를 보인 도이다. 즉, 도 2의 (가)에 도시된 바와 같이, 제어기(MICOM)의 통신 프로토콜이 ISO9141인 경우 스타트 비트의 일부분인00000000만이 전송되고, 도 2의 (나)에 도시된 바와 같이, 제어기(MICOM)의 통신 프로토콜이 ISO14230인 KWP2000인 경우는 초기화 데이터의 모든 비트 정보인 00001111 비트가 전송된다.

도 3은 초기화 데이터를 수신 저장하는 전자 제어 장치(11)의 수신 버퍼에 저장된 값을 통해 외부 진단 장비(13)가 지정하는 통신 프로토콜을 감지하고, 감지된 통신 프로토콜을 기반으로 전자 제어 장치(11)와 외부 진단 장비(13) 간의 통신 과정을 보인 플로우챠트이다. 그리고, 도 4는 상기 전자 제어 장치(11)의 통신 프로토콜이 제2 통신 프로토콜로 설정된 경우나머지 어드레스 데이터를 읽는 과정(400)을 보인 도이다.

본 발명에 따른 전자 제어 장치(11)의 통신 제어기가 외부 진단 장비(13)가 지정한 통신 프로토콜을 감지하고, 감지된 통신 프로토콜을 기반으로 전자 제어 장치(11)와 외부 진단 장비(13) 간의 통신 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

우선, 상기 전자 제어 장치(11)는 KWD 2000 통신 프로토콜(제1 통신 프로토콜)의 초기화 데이터를 수신하도록 설정되어져 있다고 가정한다.

상기 전자 제어 장치(11)의 통신 제어기와 외부 진단 장비(13)를 유선으로 접속한 후 상기 외부 진단 장비(13)는 원하는 통신 프로토콜대로 통신을 시작하기 위하여 해당하는 초기화 데이터를 전자 제어 장치(11)로 보낸다(단계 301).

이때 상기 전자 제어 장치(11)는 상기 수신된 값이 FO H(16진수)인지를 체크하고(단계 303), 여기서 FO이면, 제어기의 통신 프로토콜이 KWP2000(제 1 통신 프로토콜) 이라고 판단한다(단계 305).

그리고, 상기 단계 305에서 판단된 KWD 2000 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비(13)와 통신을 하게 된다(단계 313). 그 후 통신이 종료되었는 지를 체크하고(단계 315), 통신이 종료되었다고 판단되면 본 프로그램을 종료한다.

한편, 상기 단계 303를 통해 수신 버퍼에 저장된 값이 00H(16진수)이면(단계 307), 제어기의 통신 프로토콜이 ISO 9141(제 2 통신 프로토콜) 이라고 판단하고(단계 309), 외부 진단 장비(13)에서 지정한 ISO9141 통신 프로토콜을 위하여 계속하여 보내지는 5-baud속도의 초기화 데이터를 감지하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전자 제어 장치(11)의 제어기(MICOM)내의 어드레스 데이터를 읽은 후 통신 초기화 과정을 실행한다(단계 400).

상기 어드레스 데이터를 읽는 과정(400)을 도4을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

상기 전자 제어 장치(11)의 타이머(T)는 제어기(MICOM)의 제어에 의해 초기화되고(단계 401), 상기 초기화된 타이머(T)는 초기화 데이터중 어드레스 데이터를 읽기 위한 제1 시간(통상 150ms)을 설정한다(단계 403).

그리고, 상기 8개의 어드레스 데이터와 1개의 종료 데이터를 읽기 위하여 어드레스 카운터(C1)는 제어기(MICOM)의 제어에 따라 소정치( 통상 9)로 설정되고, 동시에 어드레스 데이터의 비트 수는 0으로 초기화된다(단계 405).

그 후 상기 제어기(MICOM)는 어드레스 카운터(C1)가 0인지를 체크하고(단계 407) 여기서, 어드레스 카운터(C1)의 값이 0이 이라고 판단되면, 상기 첫번째 비트의 어드레스 데이터를 수신한다(단계 409). 그리고, 이 수신된 어드레스 데이터는 외부 진단 장비(13)로 전송된다.

이때 상기 제어기(MICOM)는 비트 수를 저장하는 카운터(C2)의 카운팅 값이 7인지를 체크하고(단계 411), 여기서, 카운팅 값이 7이라고 판단되면, 어드레스 데이터를 모두 읽은 것이나, 상기 단계 411에서 상기 비트 수가 7이 아니라고 판단되면, 제어기(MICOM)는 다음 비트의 어드레스 데이터를 읽기 위한 대기 상태로 설정하고, 카운터(C2)의 카운팅 수를 1증가한다(단계 413).

상기 단계 407에서 어드레스 카운터(c)의 카운팅 값이 0이 아니라고 판단되면, 카운팅 값이 소정치가 될 때 까지 카운팅한다(단계 415).

그 후 상기 ISO 9141 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비(13)와 통신을 하게 된다(단계 313). 그 후 통신이 종료되었는지를 체크하고(단계 315), 통신이 종료되었다고 판단되면 본 프로그램을 종료한다.

이와 동일한 방법으로 단계 307에서 수신 버퍼에 저장된 값이 00H(16진수)이 아니면, 제 3 프로토콜로 확장해 나아 갈 수 있게 된다(단계 311). 만약 제 3 프로토콜을 지정할 수 없는 경우는 외부 진단 장비(13)가 원하는 통신 내용이 해당 사항이 없는 것으로 판단 통신을 종료한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜에 있어, 외부 진단 장비로부터 전송되는 초기화 데이터의 값에 따라 전자 제어 장치의 제어기가 능동적으로 통신 프로토콜을 판별하여 판별된 통신 프로토콜을 이용하여 통신함으로서, 저렴하고 간단하게 통신 프로토콜을 호환할 수 있는 효과를 얻는다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 다만 이하의 특허 청구 범위에 의해 한정되며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이도 당해 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태로 변형될 수 있다.

Claims

어드레스 데이터의 읽기 위한 제1 시간을 설정하기 위한 타이머, 한 비트의 어드레스 데이터를 수신하기 위하여 카운팅하는 어드레스 카운터, 상기 읽은 어드레스 데이터의 비트 수를 저장하는 카운터, 및 상기 타이머의 설정 시간동안 어드레스 카운터의 카운팅될 때 마다 읽여진 어드레스 데이터를 전송하는 프로그램을 각각 가지는 다수개의 제어 장치로 이루어진 전자 제어 장치를 포함하고, 상기 각각의 제어 장치를 통해 출력되는 어드레스 데이터 및 제어 데이터를 상기 전자 제어 장치와 외부에 접속된 외부 진단 장비에 전송하는 자동차 통신 프로토콜에 있어서,

통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비로부터 전송되는 제어 데이터를 수신하기 위한 프로그램을 가지는 전자 제어 장치 동작은,

a) 상기 외부 진단 장비에서 전자 제어 장치로 제공된 초기화 데이터를 수신하여 수신 버퍼에 저장하는 단계;

b) 상기 수신 버퍼에 저장된 값이 제1 설정치인지를 체크하여 제1 설정 치라고 판단되면, 제1 설정 치에 대응되는 제 1 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비와 제어 데이터를 송수신하는 단계; 및

c) 상기 수신 버퍼에 저장된 값이 제1 설정치가 아닌 제2 설정 치라고 판단되면, 제2 설정 치에 대응되는 제 2 통신 프로토콜을 기반으로 외부 진단 장비와 제어 데이터를 송수신하는 통신단계 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 b) 단계의 제1 통신 프로토콜의의 제1 설정치는 FOH(16진수)이고, 상기 c) 단계의 제2 통신 프로토콜의 제2 설정치가 00H(16진수)인 것을 특징으로 하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 b) 단계의 제1 통신 프로토콜의 초기화 데이터를 위한 전송 속도는 1초동안 5개의 데이터를 전송하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 c) 단계의 제2 통신 프로토콜의 초기화 데이터를 위한 전송 속도는 1초동안 200개의 데이터를 전송하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 c) 단계는,

c-1) 상기 제2 통신 프로토콜을 기반으로 어드레스 데이터를 읽는 단계; 및

c-2) 상기 c-1) 단계를 통애 어드레스 데이터의 수신 후 제어 데이터를 송수신하는 단계순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법.
제 5항에 있어서, 상기 c-1) 단계는,

d-1) 상기 타이머를 초기화시키는 단계;

d-2) 상기 초기화된 타이머를 어드레스 데이터의 수신 시간인 제1 시간을 설정하는 단계;

d-3) 한 비트의 어드레스 데이터를 수신하기 위하여 카운팅하는 어드레스 카운터를 소정치로 설정하고, 비트 수를 저장하는 상기 카운터를 초기화 하는 단계;

d-4) 상기 d-3) 에서 어드레스 카운터의 카운팅이 완료되었는 지를 체크하여 어드레스 카운터의 카운팅이 완료되었다고 판단되면, 한 비트의 어드레스 데이터를 읽고, 상기 어드레스 카운터의 카운팅이 완료되지 않았다고 판단되면, 상기 계속 카운팅하는 단계; 및

d-5) 상기 d-4) 단계에서 읽은 어드레스 데이터의 비트수를 카운팅하는 카운터의 수가 소정치 인지를 체크하고, 소정치라고 판단되면, 다음 비트의 어드레스 데이터를 수신하기 위한 대기 상태로 설정하는 단계순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 호환성을 가지는 자동차 통신 프로토콜 설정 방법.

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