KR101417103B1 - 차량 네트워크 시스템 - Google Patents

차량 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 통신결함에 의해 중대한 문제가 생길 수 있는 차량의 제어기는 듀얼 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하고, 통신결함에 의해 문제가 생기지 않는 제어기는 싱글 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하는 기술에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 차량 네트워크 시스템은 통신결함 시 차량의 안전에 문제를 발생시키는 적어도 하나의 제1제어기; 통신결함 시 차량의 안전에 문제를 발생시키지 않는 적어도 하나의 제2제어기; 및 상기 제1제어기와 플렉스레이의 듀얼 채널을 통해 제어신호를 동시에 송수신하고, 상기 제2제어기와 플렉스레이의 싱글 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하는 제1게이트웨이를 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
플렉스레이, 캔통신, 듀얼, 제어신호, 대용량, 전송, 정적, 동적, 안전, 통신, 불능

Description

차량 네트워크 시스템{NETWORK SYSTEM USIN FLEXRAY NETWORK FOR CAR}
본 발명은 듀얼 채널을 지원하는 차량 네트워크 시스템에 관한 것이다.
현재 발전 중에 있는 통신 프로토콜인 플렉스레이 통신은 정적 세그먼트에 대한 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식 및 동적 세그먼트에 대한 FTDMA(Flexible Time-Division Multiple-Access) 배열을 사용하는 것으로 규정된다.
상기 플렉스레이는 0∼254 바이트의 크기를 가지는 제어신호를 특정 노드가 자신에게 할당된 시간에만 보내도록 하는 정적영역(static slot) 방식 및 기존의 CAN 통신과 같이 우선순위에 기반한 동적영역(dynamic slot) 방식으로 네트워크에 제어신호를 전송한다. 또한 상기 플렉스레이는 듀얼 채널을 지원하여 동일한 제어신호를 두개의 채널로 동시전송할 수 있다.
따라서 상기 플렉스레이 통신의 듀얼 채널을 이용하여 통신결함에 의해 중대한 문제가 생길 수 있는 차량의 제어기는 듀얼 채널을 이용하고, 통신결함에 의해 문제가 생기지 않는 제어기는 싱글 채널을 이용하여 자원 낭비 없이 효과적으로 플렉스레이 통신을 이용할 필요성이 대두된다.
본 발명은 통신결함에 의해 중대한 문제가 생길 수 있는 차량의 제어기는 듀얼 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하고, 통신결함에 의해 문제가 생기지 않는 제어기는 싱글 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하는 차량 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 차량 네트워크 시스템은 통신결함 시 차량의 안전에 문제를 발생시키는 적어도 하나의 제1제어기; 통신결함 시 차량의 안전에 문제를 발생시키지 않는 적어도 하나의 제2제어기; 및 상기 제1제어기와 플렉스레이의 듀얼 채널을 통해 제어신호를 동시에 송수신하고, 상기 제2제어기와 플렉스레이의 싱글 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하는 제1게이트웨이를 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
여기서 본 발명의 상기 제1게이트웨이는 캔 네트워크 용 제4제어기와 연결되어 이종 통신 간에 제어신호가 상호 연동되도록 지원한다.
한편 본 발명의 상기 제1게이트웨이/제4제어기와 캔 네트워크로 연결되되, 상기 제1게이트웨이/제4제어기 및 LIN(Local Interconnect Network) 네트워크용 제3제어기의 사이에 마련되어 이종 통신 간에 제어신호가 상호 연동되도록 지원하는 제2게이트웨이를 더 포함한다.
한편 본 발명의 상기 제1제어기는 EMS(Engine Management System), TCU(Transmission Control Unit) 또는 ESP(Electronic Stability Program) 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 제2제어기는 EPB(electronic parking brake) 또는 ECS(electronic controlled suspension)로 이루어지며, 상기 제3제어기는 M/F(male/ Female) 스위치, 센서부 또는 액추에이터 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 제4제어기는 도어시스템 또는 바디시스템으로 이루어진다.
본 발명의 차량 네트워크 시스템은 통신결함에 의해 중대한 문제가 생길 수 있는 차량의 제어기는 듀얼 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하고, 통신결함에 의해 문제가 생기지 않는 제어기는 싱글 채널을 이용하여 제어신호를 송수신 한다. 따라서 통신결함에 의해 중대한 문제가 생길 수 있는 차량의 제어기는 듀얼 채널로 외란에 강건한 통신구조를 갖게 하고 안전에 영향이 적은 제어기는 싱글 채널만을 사용함으로써 시스템 구축비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다.
도 1은 본 발명의 차량 네트워크 시스템(100)의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 네트워크 시스템(100)은 제1제어기(10), 제2제어기(12), 제3제어기(14), 제4제어기(16), 제1게이트웨이(20) 및 제2게이트웨이(30) 등을 포함한다.
우선 본 발명의 제3제어기(14) 및 제2게이트웨이(30) 간을 상호 연결하는 로컬 상호연결망(Local Interconnect Network, 이하 'LIN 네트워크'이라 한다)은 가격 대 성능비가 뛰어난 단선의 차량 LAN 통신표준이다. LIN 네트워크의 전송속도는 최대 20kbps이며 저속 통신이 문제가 되지 않는 바디(Body) 제어용으로 사용된다. 악조건에서도 정확하게 동작하기 때문에 신뢰성을 높다.
한편 본 발명의 제2게이트웨이(30), 제1게이트웨이(20) 및 제4제어기(16)간을 간을 상호 연결하는 차량용 근거리 통신망(Local Area Network, 이하 '캔 통신'이라 한다)은 차량의 표준 인터페이스(Interface)규격으로 가장 많이 보급되고 있다. 캔 통신의 전송속도는 최대 1Mbps로 단일 채널을 이용하며, 이벤트 트리거(Event Trigger) 형식으로 1개의 노드(Node)가 통신경로를 점거하여 지연이 발생할 수도 있는 단점을 갖는다.
이하 본 발명의 구성요소 별로 상세히 설명한다.
제1제어기(10)는 통신결함 시 차량의 안전에 문제가 되는 제어기로서, EMS(Engine Management System), TCU(Transmission Control Unit) 또는 ESP(Electronic Stability Program)로 이루어진다. 상기 제1제어기(10)는 후술하는 제1게이트웨이(20)와 듀얼 채널 즉, 제1채널 및 제2채널을 통해 연결되어 제어신호를 상호 송수신한다.
한편 제2제어기(12)는 통신결함 시 차량의 안전에 문제가 되지 않는 적어도 하나의 제어기로서, EPB(electronic parking brake) 또는 ECS(electronic controlled suspension)로 이루어진다. 상기 제1제어기(10)는 후술하는 제1게이트웨이(20)와 싱글 채널 즉 제1채널 또는 제2채널을 통해 연결되어 제어신호를 상호 송수신한다.
한편 제3제어기(14)는 M/F(male/ Female) 스위치, 센서부 또는 액추에이터 중 어느 하나로 이루어져 LIN 네트워크를 통해서 제2게이트웨이(30)와 연결되어 제어신호를 상호 송수신한다.
한편 제4제어기(16)는 도어시스템 또는 바디시스템 등으로 이루어져 캔 통신을 통해서 제1게이트웨이(20) 및 제2게이트웨이(30)와 연결되어 제어신호를 상호 송수신한다.
한편 제1게이트웨이(20)는 제2게이트웨이(30) 및 제4제어기(16)와 각각 캔 네트워크로 연결되어 상기 제2게이트웨이(30) 및 제1제어기(10)/제2제어기(12) 간의 이종 통신 간에 제어신호가 상호 연동되도록 지원한다.
이를 위해 상기 제1게이트웨이(20)는 캔 통신형 제어신호를 중계하는 캔 송수신 트랜시버부(21), 캔 통신형 제어신호를 저장하는 캔 송수신 버퍼부(22), 상기 캔 통신형 제어신호를 플렉스레이 네트워크형 제어신호 포맷으로 변환하는 제어신호 변환부(23), 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 저장하는 플렉스레이 송수신 버퍼부(24), 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 제1채널 또는 제2채널로 전달하거나 제1채널 및 제2채널로 동시에 전달하도록 제어신호의 입출력 경로를 스위칭하는 스위칭부(25)와, 상기 스위칭부에 의해 스위칭된 입출력경로에 대응되는 채널을 통해 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 전달하는 플렉스레이 송수신 트랜시버부(26)로 구성된다. 여기서 상기 플렉스레이 송수신 트랜시버부(26)는 제1채널 또는 제2채널의 정적영역(static slot)을 이용하여 상기 제어신호를 전송한다.
한편 상기 제2게이트웨이(30)는 LIN 네트워크용 제3제어기(14) 및 캔 네트워크 용 제4제어기(16)의 이종 통신 간에 제어신호가 상호 연동되도록 지원한다.
이를 위해 상기 제2게이트웨이(30) LIN 네트워크형 제어신호를 중계하는 LIN 송수신 트랜시버부(31), LIN 네트워크형 제어신호를 저장하는 LIN 송수신 버퍼부(32), 상기 LIN 네트워크형 제어신호를 캔 통신형 제어신호 포맷으로 변환하는 제어신호 변환부(33), 캔 통신형 제어신호를 저장하는 캔 송수신 버퍼부(34), 캔 통신형 제어신호를 중계하는 캔 송수신 트랜시버부(35)로 구성된다.
이하 본 발명의 차량 네트워크 시스템(100)의 동작을 설명한다.
(실시예1)
실시예1은 제3제어기(14)에서 전달되는 LIN 네트워크형 제어신호가 제1제어기(10)로 전달되는 동작을 개시한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제3제어기(14)에서 전달되는 LIN 네트워크형 제어신호는 제2게이트웨이(30)의 LIN 송수신 트랜시버부(31)로 전달된다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 LIN 송수신 버퍼부(32)는 상기 LIN 네트워크형 제어신호를 저장한다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 제어신호 변환부(33)는 상기 LIN 네트워크 형 제어신호를 캔 통신형 제어신호 포맷으로 변환한다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 캔 송수신 버퍼부(34)는 상기 변환된 캔 통신형 제어신호 포맷을 저장한다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 캔 송수신 트랜시버부(35)는 상기 캔 통신형 제어신호를 캔 통신의 버스를 통해서 기 설정 목적지에 따라 제4제어기(16) 또는 제1게이트웨이(20)의 캔 송수신 트랜시버부(21)로 전달한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 캔 송수신 버퍼부(22)는 상기 캔 통신형 제어신호를 저장한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 제어신호 변환부(23)는 상기 캔 통신형 제어신호를 플렉스레이 네트워크형 제어신호 포맷으로 변환한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 플렉스레이 송수신 버퍼부(24)는 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 저장한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 스위칭부(25)는 상기 플렉스레이 네트워크형 제어신호의 목적지가 제1제어기(10)인지 아니면 제2제어기(12) 인지를 파악한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 스위칭부는 상기 제어신호의 목적지가 제1제어기(10)일 경우, 상기 플렉스레이 네트워크형 제어신호의 입출력 경로를 제1채널 및 제2채널로 스위칭한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 플렉스레이 송수신 트랜시버부(26)는 상기 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 제1채널 및 제2채널을 통해서 동시에 제1제어 기(10)로 전달한다. 이에 따라 상기 제1채널 및 제2채널에는 동일한 제어신호가 동시에 전송되므로 상기 제1채널 또는 제2채널 중 어느 하나의 채널이 불능이 되어도 정상적인 다른 채널이 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 신뢰성있게 전달할 수 있다.
한편 상기 제1제어기(10)에서 상기 제3제어기(14)로 플렉스레이 네트워크형 제어신호가 전달되는 것은 상기 동작의 역순이므로 상세한 설명은 생략한다.
(실시예2)
실시예2는 제3제어기(14)에서 전달되는 LIN 네트워크형 제어신호가 제2제어기(12)로 전달되는 동작을 개시한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제3제어기(14)에서 전달되는 LIN 네트워크형 제어신호는 제2게이트웨이(30)의 LIN 송수신 트랜시버부(31)로 전달된다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 LIN 송수신 버퍼부(32)는 상기 LIN 네트워크형 제어신호를 저장한다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 제어신호 변환부(33)는 상기 LIN 네트워크형 제어신호를 캔 통신형 제어신호 포맷으로 변환한다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 캔 송수신 버퍼부(34)는 상기 변환된 캔 통신형 제어신호 포맷을 저장한다.
이어서 상기 제2게이트웨이(30)의 캔 송수신 트랜시버부(35)는 상기 캔 통신 형 제어신호를 캔 통신의 버스를 통해서 기 설정 목적지에 따라 제4제어기(16) 또는 제1게이트웨이(20)의 캔 송수신 트랜시버부(21)로 전달한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 캔 송수신 버퍼부(22)는 상기 캔 통신형 제어신호를 저장한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 제어신호 변환부(23)는 상기 캔 통신형 제어신호를 플렉스레이 네트워크형 제어신호 포맷으로 변환한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 플렉스레이 송수신 버퍼부(24)는 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 저장한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 스위칭부(25)는 상기 플렉스레이 네트워크형 제어신호의 목적지가 제1제어기(10)인지 아니면 제2제어기(12) 인지를 파악한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 스위칭부(25)는 상기 제어신호의 목적지가 제2제어기(12)일 경우, 상기 플렉스레이 네트워크형 제어신호의 입출력 경로를 제1채널 또는 제2채널로 스위칭한다.
이어서 상기 제1게이트웨이(20)의 플렉스레이 송수신 트랜시버부(26)는 상기 플렉스레이 네트워크형 제어신호를 제1채널 또는 제2채널을 통해서 제2제어기(12)로 전달한다.
한편 상기 제2제어기(12)에서 상기 제3제어기(14)로 플렉스레이 네트워크형 제어신호가 전달되는 것은 상기 동작의 역순이므로 상세한 설명은 생략한다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 플렉스레이 통신을 이용한 제어신호 전송 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 플렉스레이 통신의 제어신호 포맷의 구성도.
도 3은 본 발명의 플렉스레이를 이용한 제어신호 전송에 따른 통신제어신호 포맷의 구조도.

Claims (4)

  1. 차량 네트워크 시스템으로서,
    통신결함 시 차량의 안전에 문제를 발생시키는 적어도 하나의 제1제어기;
    통신결함 시 차량의 안전에 문제를 발생시키지 않는 적어도 하나의 제2제어기; 및
    상기 제1제어기와 플렉스레이의 듀얼 채널을 통해 제어신호를 동시에 송수신하고, 상기 제2제어기와 플렉스레이의 싱글 채널을 이용하여 제어신호를 송수신하는 제1게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1게이트웨이는 캔 네트워크 용 제4제어기와 연결되어, 플렉스레이 네트워크와 캔 네트워크 간에 제어신호가 상호 연동되도록 지원하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1게이트웨이/제4제어기와 캔 네트워크로 연결되되, 상기 제1게이트웨이/제4제어기 및 LIN(Local Interconnect Network) 네트워크용 제3제어기의 사이에 마련되어, 캔 네트워크와 LIN 네트워크 간에 제어신호가 상호 연동되도록 지원하는 제2게이트웨이를 더 포함한 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1제어기는 EMS(Engine Management System), TCU(Transmission Control Unit) 또는 ESP(Electronic Stability Program) 중 어느 하나로 이루어지고,
    상기 제2제어기는 EPB(electronic parking brake) 또는 ECS(electronic controlled suspension)로 이루어지며,
    상기 제3제어기는 M/F(male/ Female) 스위치, 센서부 또는 액추에이터 중 어느 하나로 이루어지고,
    상기 제4제어기는 도어시스템 또는 바디시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 시스템.
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KR101641822B1 (ko) * 2015-03-06 2016-07-21 주식회사 와이즈오토모티브 차량용 이더넷 네트워크의 이중화 장치

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