KR100569147B1 - 캔 타임아웃 통신오류 진단방법 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 전기자동차에 장착되는 각 제어기간 CAN 통신에서 제어기의 고장이나 CAN 통신 라인의 단선으로 인한 타임아웃(Time Out) 에러를 진단하도록 하는 것으로,
상위 제어기는 각 하위 제어기의 메시지별로 타이머를 할당하는 과정과, 이그니션 온 이후 하위 제어기가 CAN 통신 진입을 준비하는 설정된 시간이 경과하였는지를 판단하는 과정과, 상기 이그니션 온 이후 하위 제어기의 CAN 통신 진입 시간이 경과하였으면 설정된 간격으로 카운터를 증가하는 과정과, 상기 타이머 카운터가 설정된 일정 값이 도달되는 시점까지 메시지 수신이 이루어지지 않는 경우 해당 메시지에 대해여 임시 타임아웃 에러가 발생된 것으로 판정하는 과정과, 상기의 임시 타임아웃 에러가 설정된 횟수 이상으로 검출되면 해당 메시지 에 대하여 타임아웃 완전 고장으로 인식하는 과정을 포함한다.
CAN, 전송에러, 타임아웃, 무효판정

Description

캔 타임아웃 통신오류 진단방법{A DIAGNOSIS METHOD OF CAN TIME OUT TELECOMMUNICATION ERROR}
도 1은 하이브리드 전기자동차에서 제어기간 CAN 통신 네트워크의 연결을 도시한 개략적 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 캔 타임아웃 통신 오류 진단을 실행하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예로 ECU 및 MCU에 대한 캔 타임아웃 통신 오류 진단을 실행하는 흐름도.
본 발명은 캔 통신(Controller Area Network)에 관한 것으로, 더 상세하게는 하이브리드 전기자동차에 장착되는 각 제어기간 CAN 통신에서 제어기의 고장이나 CAN 통신 라인의 단선으로 인한 타임아웃(Time Out) 에러를 진단하도록 하는 캔 타임아웃 통신 오류 진단방법에 관한 것이다.
통상적으로 하이브리드 전기자동차에는 각각 독립적인 기능을 수행하는 여러 제어기들이 장착되며, 이들은 캔 네트워크로 연결된다.
이는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전자의 각종 정보, 예를 들어 이그니션 스위치, 블로워 스위치, 브레이크 스위칭 등의 정보를 수집하여 차량의 제반적인 거동을 제어하는 최상위 제어기인 HCU(Hybrid Control Unit ; 10)와, 엔진의 제반적인 동작을 제어하는 ECU(Electric Control Unit ; 20), 모터의 구동을 제어하는 MCU(Motor Control Unit ; 30), TCU(Torque Control Unit ; 40) 및 동력원인 배터리의 상태를 관리하는 BMS(Battery Management System ; 50) 등으로 이루어지며, 이들 제어기는 캔 통신 버스(CAN_H)(CAN_L)를 통해 연결되며, 각 제어기에 포함되어 있는 CAN 컨트롤러에 의해 각 독립적인 제어 정보에 대한 메시지의 송/수신으로 차량의 거동이 최적의 상태로 유지될 수 있도록 하여 준다.
이때, 제어정보의 송/수신 도중에 오류(Bit Error, Form Error 등)가 발생하게 되면 재전송 혹은 수신 신호의 무시가 이루어진다.
이와 같이 CAN 통신버스를 통한 메시지의 송/수신에서 제어기의 고장 혹은 CAN 통신 라인의 단선 등으로 인하여 메시지의 송/수신이 불가한 경우가 발생되는데, 이런 고장을 통칭하여 "타임아웃"이라 한다.
이와 같이, CAN 통신버스를 통해 각 제어기간 메시지의 송/수신이 이루어지는 상태에서 수신측 제어기에 메시지의 수신이 이루어지지 않는 경우 수신측 제어기의 CAN 컨트롤러에서는 해당 메시지가 수신되기를 계속 기다리게 되며, 메시지의 수신이 이루어지면 통신이 재개된다.
따라서, 수신측 제어기에서 메시지가 수신되지 않는 타임아웃 상태가 지속되거나 빈번하게 발생하는 경우 고장으로 인식하고 처리하여야 하나, 이를 처리하는 하드웨어 혹은 로직이 결여되어 있어 차량의 거동을 능동적으로 제어하지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 하나의 제어기가 CAN 통신 버스를 점유함에 따라 버스의 활용에 있어 효율성이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 하이브리드 전기자동차에서 각 제어기간 CAN 통신에서 제어기의 고장이나 CAN 통신 라인의 단선으로 인하여 메시지의 송/수신이 이루어지지 않는 타임아웃 에러가 발생하는 경우 이를 진단하도록 하여, 제어기간 캔 통신에 있어 안정성을 제공하고, 각 제어기에서 CAN 버스의 사용에 있어 효율성을 제공하도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 제어기간 CAN 통신에 있어서, 상위 제어기는 각 하위 제어기의 메시지별로 타이머를 할당하는 과정과; 이그니션 온 이후 하위 제어기가 CAN 통신 진입을 준비하는 설정된 시간이 경과하였는지를 판단하는 과정과; 상기 이그니션 온 이후 하위 제어기의 CAN 통신 진입 시간이 경과하였으면 설정된 간격으로 카운터를 증가하는 과정과; 상기 타이머 카운터가 설정된 일정 값이 도달되는 시점까지 메시지 수신이 이루어지지 않는 경우 해당 메시지에 대해여 임시 타임아웃 에러가 발생된 것으로 판정하는 과정과; 상기의 임시 타임아웃 에러가 설정된 횟수 이상으로 검출되면 해당 메시지 에 대하여 타임아웃 완전 고장으로 인식하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 타임아웃 통신 오 류 진단방법을 제공한다.
또한, 상기 과정에서 하위 제어기의 메시지별 타이머 카운터를 증가시키는 상태에서 임의의 CAN 메시지에 대하여 수신 인터럽트가 검출되는 경우 전송되는 해당 메시지에 대한 카운터를 리셋시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 타임아웃 통신 오류 진단방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
일 예를 들어 하이브리드 전기자동차에 장착되는 각 제어기간의 CAN 네트워크의 연결은 전술한 도 1의 구조를 갖는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 캔 통신 오류 검출방법은 일 예를 들어 하이브리드 전기자동차에서 최상위 제어기인 HCU는 각 제어기의 메시지별로 메시지 송/수신에 요구되는 시간에 대하여 타이머가 설정한다.
하이브리드 전기자동차가 시동 오프를 유지하고 있는 대기상태에서(S101) 이그니션 온이 검출되면 최상위 제어기인 HCU는 하위 제어기, 예를 들어 ECU, MCU, TCU, BMS 등은 이그니션 온에 따라 CAN 통신에 참여할 준비 시간이 요구된다.
따라서, 이그니션의 온이 검출되면 최상위 제어기인 HCU는 설정된 일정시간이 경과되었는지를 판단한다(S102).
상기에서 설정된 일정시간이 경과되지 않은 상태이면 대기 상태를 유지하고, 설정된 일정시간이 경과되었으면, 하위 제어기들이 CAN 통신에 참여할 준비 시간이 경과된 것으로 판단한다(S103).
이후, HCU는 각 하위 제어기의 메시지별로 할당된 타이머를 설정된 일정시간 간격으로 카운터 증가시킨다(S104).
상기와 같이 타이머 카운터를 증가시키는 상태에서 임의의 하위 제어기로부터 메시지 수신에 대한 인터럽트가 검출되는지를 판단한다(S105).
상기에서 메시지 수신 인터업트가 검출되면, 해당 메시지에 대한 타이머 카운터를 리셋한 다음 리턴된다(S106).
그러나, 상기에서 메시지 수신 인터럽트가 검출되지 않으면 타이머 카운터가 설정된 타임아웃 시간을 경과하였는지를 판단한다(S107).
상기에서 타임아웃 시간이 경과하지 않는 상태이면, 상기 S104의 과정으로 리턴되어 연속적인 타이머 카운터를 증가시키고, 타임아웃 시간이 경과된 것으로 판정되면 해당 메시지에 대하여 무효로 판정한다(S108).
상기와 같이 메시지의 무효가 판정되면, 상위 제어기는 해당 메시지를 출력하는 제어기 혹은 CAN 통신 라인의 임시 고장으로 판정한 다음 임시 고장의 발생에 따른 판정 횟수가 설정된 완전 고장 판정 횟수를 초과하였는지를 판단한다(S110).
상기에서 임시 고장 판정 횟수가 완정 고장 판정 횟수를 초과한 것으로 판단되면 상위 제어기인 HCU는 해당 메시지를 전송하는 제어기의 고장 혹은 CAN 통신 라인의 단선으로 인한 타임 아웃 완전 고장으로 판정한다(S111).
이후, 판정된 에러 메시지를 저장함과 동시에 표시수단을 통해 운전자에게 출력하여 신속한 조치가 이루어질 수 있도록 유도한다(S112).
상기한 과정에 대하여 도 3을 참조하여 이에 대한 예를 설명한다.
하이브리드 전기자동차가 시동 오프를 유지하고 있는 대기상태에서(S201) 이그니션 온이 검출되면 최상위 제어기인 HCU는 하위 제어기, 바람직하게는 ECU가 CAN 통신에 참여할 준비 시간이 경과되었는지를 판단한다(S202).
상기에서 ECU가 CAN 통신에 참여할 설정된 일정시간이 경과되지 않은 상태이면 대기 상태를 유지하고, 설정된 일정시간이 경과되었으면 그에 대한 플래그를 설정한 후(S203), HCU는 ECU의 제1, 제2메시지별로 할당된 타이머를 설정된 일정시간 간격으로 카운터 증가시킨다(S204).
이후 상기 ECU의 제1제2 메시지에 대하여 할당된 타이머 카운터가 설정된 타임아웃 시간을 경과하였는지를 판단한다(S205)(S206).
상기에서 ECU의 제1,제2 메시지에 대한 타임아웃 시간이 경과하지 않는 상태이면, 상기 S202의 과정으로 리턴되어 연속적인 타이머 카운터를 증가시키고, 타임아웃 시간이 경과된 것으로 판정되면 이전에 타임아웃이 발생되었는지를 판정하여(S207), 이전 타임아웃이 검출되었으면 타임아웃 발생에 대한 카운터 횟수를 증가시킨다(S208).
그리고, ECU의 제1,제2메시지의 수신에 대하여 무효로 판정한 다음(S209), ECU의 제1,제2메시지 전송을 임시 고장으로 판정한다(S210).
이후, 상기 ECU의 임시 고장 횟수를 판단하여 설정된 기준 횟수를 초과한 것으로 판단되면 ECU와 상위 제어기간 CAN 통신라인에 단선이 발생되었거나 ECU내 콘트롤러에 고장이 발생되어 상위 제어기인 HCU와 ECU간의 메시지 전송이 이루어지지 않는 것으로 판정하여 그에 대한 결과를 저장함과 동시에 표시수단을 통해 지시하 여 신속한 조치가 취해질 수 있도록 한다(S211)(S212).
이그니션 키의 온 이후의 경과 시간이 MCU가 CAN 통신에 참여할 설정된 일정시간이 경과되었는지를 판정하며(S301), 설정시간의 경과로 판정되면 그에 대한 플래그를 설정한 후(S302), HCU는 MCU의 제1, 제2메시지별로 할당된 타이머를 설정된 일정시간 간격으로 카운터 증가시킨다(S303).
이후 상기 MCU의 제1제2 메시지에 대하여 할당된 타이머 카운터가 설정된 타임아웃 시간을 경과하였는지를 판단한다(S304)(S305).
상기에서 MCU의 제1,제2 메시지에 대한 타임아웃 시간이 경과하지 않는 상태이면, 상기 S301의 과정으로 리턴되어 연속적인 타이머 카운터를 증가시키고, 타임아웃 시간이 경과된 것으로 판정되면 이전에 타임아웃이 발생되었는지를 판정하여(S306), 이전 타임아웃이 검출되었으면 타임아웃 발생에 대한 카운터 횟수를 증가시킨다(S307).
그리고, MCU의 제1,제2메시지의 수신에 대하여 무효로 판정한 다음(S308), MCU의 제1,제2메시지 전송을 임시 고장으로 판정한다(S309).
이후, 상기 MCU의 임시 고장 횟수를 판단하여 설정된 기준 횟수를 초과한 것으로 판단되면 MCU와 상위 제어기간 CAN 통신라인에 단선이 발생되었거나 MCU내 콘트롤러에 고장이 발생되어 상위 제어기인 HCU와 MCU간의 메시지 전송이 이루어지지 않는 것으로 판정하여 그에 대한 결과를 저장함과 동시에 표시수단을 통해 지시하여 신속한 조치가 취해질 수 있도록 한다(S310)(S311).
상기한 바와 같은 절차를 통해 하이브리드 전기자동차에 구비되는 전체 하위 제어기들에 대한 타임아웃을 체크한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 CAN 통신에서 상위 제어기는 하위 제어기와의 메시지 송/수신에 대하여 체크함으로써, CAN 통신에 대한 에러를 진단하며, 통신 에러의 자기 진단을 통해 차량의 안정성 및 신뢰성이 제공되고, CAN 통신 버스의 사용에 효율성을 제공한다.

Claims (3)

  1. 제어기간 CAN 통신에 있어서,
    상위 제어기는 각 하위 제어기의 메시지별로 타이머를 할당하는 과정과;
    이그니션 온 이후 하위 제어기가 CAN 통신 진입을 준비하는 설정된 시간이 경과하였는지를 판단하는 과정과;
    상기 이그니션 온 이후 하위 제어기의 CAN 통신 진입 시간이 경과하였으면 설정된 간격으로 카운터를 증가하는 과정과;
    상기 타이머 카운터가 설정된 일정 값이 도달되는 시점까지 메시지 수신이 이루어지지 않는 경우 해당 메시지에 대해여 임시 타임아웃 에러가 발생된 것으로 판정하는 과정과;
    상기의 임시 타임아웃 에러가 설정된 횟수 이상으로 검출되면 해당 메시지 에 대하여 타임아웃 완전 고장으로 인식하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 타임아웃 통신 오류 진단방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과정에서 하위 제어기의 메시지별 타이머 카운터를 증가시키는 상태에서 임의의 CAN 메시지에 대하여 수신 인터럽트가 검출되는 경우 전송되는 해당 메시지에 대한 카운터를 리셋시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 타임아웃 통신 오류 진단방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 하위 제어기의 메시지에 대한 타임 아웃 시간은 프로그래머의 설정에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 캔 타임아웃 통신 오류 진단방법.
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