KR102371990B1 - 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
차량용 제어기 전력 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 차량용 제어기 전력 제어 방법은 마스터 제어기가 수집된 정보에 따라 차량 제어전략을 판별하는 단계; 마스터 제어기가 차량 제어전략에 따라 적어도 하나의 슬레이브 제어기를 포함하는 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하는 단계; 및 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 마스터 제어기와 슬레이브 제어기 각각이 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 여러 제어기에 분산 실행되는 연계 제어 기능 또는 차량 운영 전략에 따라 각 제어기의 파워 모드를 선택적으로 제어하여 각 제어기의 전력 소모를 최소화한, 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 제어기(Electronic Control Unit;ECU)의 소비 전력 저감을 위하여, 정상적으로 운영되는 네트워크에서 일부 제어기의 동작을 정지시키고 슬립 상태의 제어기를 깨우는 기능으로 Partial Networking이 ISO 및 AUTOSAR 표준에 의해 제안되었다.
Partial Networking 기능을 사용하는 제어기는 Partial Networking 기능을 지원하는 통신 트랜시버(transceiver) 하드웨어 및 소프트웨어를 사용해야 한다. 그 결과, PN 기능을 적용하는 모든 제어기는 하드웨어 변경 및 관련 소프트웨어 추가 개발이 필요하다.
Partial Networking 적용을 위한 통신 트랜시버 변경없이 선택적으로 제어기를 웨이크 업시키기 위한 방법으로 Pretended Networking 방식이 제시되었다. 그러나, Pretended Networking 방식은 Partial Networking 대비 전력 저감 효과가 크지 않다.
또한, Pretended Networking 방식은 지정된 웨이크 업(Wake-up) 메세지 신호 감지를 위한 기능을 MCU에서 처리하기 위한 방법으로 고안되었기에 기능 단위의 활성화 방법 및 비활성화 방법은 고려되지 않았다.
소비전력 저감을 위한 다른 방식으로, GMLAN에서는 버스 통신 중에 일부 제어기만 선택적으로 슬립시킬 수 있는 Virtual Networking 기능을 지원한다. Virtual Networking 기능을 사용하기 위해서는 이에 특화된 네트워크 관리 소프트웨어 모듈이 사용되어야 하고, 대상 네트워크 전체 제어기에 대해 적용해야 하므로, AUTOSAR 표준을 따르는 네트워크 관리 모듈과 혼합하거나 관련 기능을 확장해서 사용하기에는 한계가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2010-0029662호(2010.03.17)의 '차량의 전장기기 제어시스템'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 차량에 구비된 복수 개의 제어기를 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 선택적 파워 네트워크 클러스터(Selective Power Network Cluster;SPNC)로 클러스터링하여 각 제어기별로 사전에 설정된 파워 모드로 동작하도록 한, 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 제어기 전력 제어 방법은 마스터 제어기가 수집된 정보에 따라 차량 제어전략을 판별하는 단계; 상기 마스터 제어기가 상기 차량 제어전략에 따라 적어도 하나의 슬레이브 제어기를 포함하는 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하는 단계; 및 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기 각각이 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 상기 차량 제어전략별로 사전에 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는 단일 버스 또는 복수의 버스 내에 존재하는 중복되지 않은 제어기의 집합으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는 개별 버스마다 게이트웨이 기능을 수행하는 액티브 SPNC 코디네이터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는 상기 차량 제어전략별로 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차량 제어전략은 차량의 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는 차량의 기능이나 동작 모드, 차량 상태, 주행 상태, 주변 환경 중 적어도 하나에 따라 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마스터 제어기는 상기 차량 제어전략에 따라 상기 슬레이브 제어기를 검출하여 상기 슬레이브 제어기 각각에 SPNC(Selective Power Network Cluster) 관리 메세지를 송신하여 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마스터 제어기는 상기 슬레이브 제어기에 상기 SPNC 관리 메세지를 주기적으로 송신하고 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드에 따라 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 슬레이브 제어기는 상기 마스터 제어기로부터 상기 SPNC 관리 메세지가 주기적으로 수신되는 동안 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드에 따라 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 SPNC 관리 메세지는 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 수행 정보와 상기 슬레이브 제어기 각각의 파워 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 파워 모드는 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기마다 각각 개별적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 제어기는 마스터 제어기; 및 슬레이브 제어기를 포함하되, 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 차량 제어전략에 따라 선택적 파워 네트워크 클러스터(Selective Power Network Cluster)를 구성하고, 상기 마스터 제어기는 정보를 수집하고 수집된 정보에 따라 상기 차량 제어전략을 판별하여 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하며, 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기 각각은 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 상기 차량 제어전략별로 사전에 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는 개별 버스마다 게이트웨이 기능을 수행하는 액티브 SPNC(Selective Power Network Cluster) 코디네이터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는 상기 차량 제어전략별로 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차량 제어전략은 차량의 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마스터 제어기는 상기 차량 제어전략에 따라 상기 슬레이브 제어기를 검출하여 상기 슬레이브 제어기 각각에 SPNC(Selective Power Network Cluster) 관리 메세지를 송신하여 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 슬레이브 제어기는 상기 마스터 제어기로부터 상기 SPNC 관리 메세지가 주기적으로 수신되는 동안 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드에 따라 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 SPNC 관리 메세지는 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 수행 정보와 상기 슬레이브 제어기 각각의 파워 모드에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 파워 모드는 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기마다 각각 개별적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법은 차량에 구비된 복수 개의 제어기를 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 선택적 파워 네트워크 클러스터로 클러스터링하여 각 제어기별로 사전에 설정된 파워 모드로 동작하도록 함으로써 차량의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법은 차량의 전력 사용 운영 전략을 세분화함으로써 효율적인 전력 사용이 가능하게 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 및 제어기별 파워모드를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 전력 제어 방법의 순서도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체적인 파워 모드의 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터에 따른 제어기별 파워 모드를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPNC 관리 메세지의 데이터 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 개별 버스 간 SPNC 관리 메세지 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPNC 관리 메세지 모니터링 기능을 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 제어기 동작 과정의 일 예를 도시한 순서도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 제어기 동작 과정의 다른 예를 도시한 순서도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 전력 제어 방법의 순서도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체적인 파워 모드의 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터에 따른 제어기별 파워 모드를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPNC 관리 메세지의 데이터 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 개별 버스 간 SPNC 관리 메세지 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPNC 관리 메세지 모니터링 기능을 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 제어기 동작 과정의 일 예를 도시한 순서도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 제어기 동작 과정의 다른 예를 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 및 차량용 제어기 전력 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 및 제어기별 파워모드를 나타낸 도면이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 전력 제어 방법의 순서도이다.
도 1 을 참조하면, 차량에 있어서, 게이트웨이는 여러 개의 CAN 통신 네트워크 버스와 분산 연결되고, 이들 CAN 통신 네트워크 버스 각각에는 적어도 하나 이상의 제어기(10)가 연결된다.
제어기(10)는 각기 다양한 제어 기능을 처리하도록 설계된다. 복잡한 제어 기능은 여러 개의 제어기(10)에 의해 분산 실행될 수 있다.
제어기(10)는 차량의 각종 제어 기능을 수행할 수 있는 전자 제어 장치나 디바이스일 수 있다. 제어기(10)는 ECU(Electronic Control Unit)나 MCU(Micro Controller Unit) 및 PLC(Programmable Logic Controller) 기반의 제어기 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 ECU를 예시로 설명한다.
본 실시예에서, 차량의 구비된 복수 개의 제어기(10)는 차량 제어전략, 예컨데 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 선택적 파워 네트워크 클러스터(Selective Power Network Cluster;SPNC)로 클러스터링된다.
연계 제어 기능 또는 운영 전략은 차량의 기능이나 동작 모드, 차량 상태, 주행 상태, 주변 환경 등을 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 제어기(10)가 독립적 또는 서로 연계하여 동작하는 단위로도 정의될 수 있다. 따라서, 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 복수 개의 제어기(10)가 클러스터링될 수 있다.
선택적 파워 네트워크 클러스터에는 상기한 바와 같이 복수 개의 제어기(10)가 포함될 수 있으며, 각 제어기(10)는 독립적으로 또는 서로 연계하여 동작할 수 있다.
클러스터링된 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 각 제어기(10)는 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 제어기(10)가 선택적 파워 네트워크 클러스터1(기능 그룹1)과 2(기능 그룹2)로 구분되는 경우, 이들 제어기(10) 각각은 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작한다. 이에 대해서는 후술한다.
선택적 파워 네트워크 클러스터는 상기한 바와 같이 복수 개의 제어기(10)가 클러스터링되는데, 이들 제어기(10) 중 어느 하나가 마스터 제어기가 되고 나머지는 슬레이브 제어기가 될 수 있다.
마스터 제어기는 차량 내 제어기(10) 중에서 복수 개가 구비될 수 있으며, 연계 제어 기능 또는 운영 전략별로 사전에 설정될 수 있다. 즉, 특정 연계 제어 기능 또는 운영 전략으로 동작하는 경우, 해당 특정 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 동작하는 복수 개의 제어기(10) 중 어느 하나가 마스터 제어기가 될 수 있다.
도 2 를 참조하면, 마스터 제어기 각각은 차량의 제어기(10) 또는 센서 등으로부터 정보를 수집한다(S110).
수집되는 정보에는 차량의 다른 제어기(10) 또는 센서 등에 의해 수집된 정보가 모두 포함될 수 있다. 정보에는 차량의 기능 정보, 동작 모드 정보, 차량 상태 정보, 주행 상태 정보, 및 주변 환경 정보 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마스터 제어기(10) 각각은 상기한 바와 같이 수집된 정보를 토대로 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 판별한다(S120).
이 경우, 연계 제어 기능 또는 운영 전략이 판별되면, 마스터 제어기(10)는 해당 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 수행할 제어기(슬레이브 제어기)(10)를 검출하고, 검출된 슬레이브 제어기를 클러스터하여 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성한다(S130). 슬레이브 제어기는 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 사전에 설정된다.
이와 같이, 선택적 파워 네트워크 클러스터가 생성됨에 따라, 마스터 제어기는 해당 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 각 슬레이브 제어기에 대해 전력 소모를 감소시킬 수 있는 파워 모드로 동작하도록 제어한다(S140).
즉, 마스터 제어기는 수집된 정보를 토대로 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 판별한다. 이어, 마스터 제어기는 판별된 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 수행하기 위한 슬레이브 제어기를 클러스터링하고, 클러스터링된 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 각 슬레이브 제어기가 기 설정된 파워 모드로 동작하도록 제어한다.
연계 제어 기능 또는 운영 전략은 상기한 바와 같이 차량의 기능이나 동작 모드, 차량 상태, 주행 상태, 주변 환경 등을 포함할 수 있으며, 선택된 적어도 하나 이상의 제어기(10)가 독립적으로 또는 서로 연계하여 동작하는 단위로도 정의될 수 있다.
예컨데, 차량이 내연 기관일 경우, 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터는, 배터리 SOC 충전 상태, 운전자 희망 전략(Stable, Efficient, Comfortable, Eco-pro), 주행 상태별로 설정될 수 있다.
차량이 전기 자동차일 경우, 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터는, 배터리 SOC 충전 상태, 리튬 배터리 온도(고온/저온), 고장 모드(fault), 차량 상태(주차/대기/주행) 별로 설정될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 구체적인 파워 모드의 예시도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터에 따른 제어기별 파워 모드를 나타낸 도면이다.
도 3 을 참조하면, SOC 충전상태, 주행 상태 및 외부 상태에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 운영 전략이 도시되었다.
파워 모드는 1차 레벨 저전력 모드, 2차 레벨 저전력 모드 및 3차 레벨 저전력 모드로 구분되며, 이들은 상대적으로 전력 소모량을 더욱 저감시킬 수 있다.
도 4 를 참조하면, SOC 충전 상태에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터는 1번 선택적 파워 네트워크 클러스터에서 5번 선택적 파워 네트워크 클러스터로 클러스터링(SPNC 1 내지 SPNC 5)될 수 있다.
일 예로, SOC 충전 상태가 60%이상 70%미만일 경우, 제어기(10)들 중 4번 제어기와 5번 제어기 및 7번 제어기(ECU 4, ECU 5, ECU 7)가 2번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 2)로 클러스터링될 수 있다.
이 경우, 4번 제어기는 1차 레벨 저전력 모드로 동작하고, 5번 제어기는 2차 레벨 저전력 모드로 동작하며, 7번 제어기는 2차 레벨 저전력 모드로 동작할 수 있다.
SOC 충전 상태가 40%미만일 경우, 제어기(10)들 중 3번 제어기와 4번 제어기 및 8번 제어기(ECU 3, ECU 4, ECU 8)가 5번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 5)로 클러스터링될 수 있다.
이 경우, 3번 제어기는 3차 레벨 저전력 모드로 동작하고, 4번 제어기는 2차 레벨 저전력 모드로 동작하며, 8번 제어기는 3차 레벨 저전력 모드로 동작할 수 있다.
즉, 파워 모드는 제어기(10)마다 각각 개별적으로 설정되어 각 제어기(10) 마다 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
한편, 차량은 여러 개의 CAN 통신 네트워크 버스에 분산 연결되고 이들 CAN 통신 네트워크 버스 각각에는 적어도 하나 이상의 제어기(10)가 연결된다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 구성 예를 나타낸 도면이다.
하나의 선택적 파워 네트워크 클러스터는 도 5 에 도시된 바와 같이 단일 버스 또는 복수의 버스 내에 존재하는 중복되지 않은 제어기(10)들의 집합으로 구성되며, 이들 제어기(10)들은 하나의 마스터 제어기와 복수 개의 슬레이브 제어기로 구분된다.
각 제어기(10)는 복수 개의 선택적 파워 네트워크 클러스터에 가입될 수 있다. 각 제어기(10)는 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 마스터 제어기가 되거나 슬레이브 제어기가 될 수 있다.
이러한 구조를 바탕으로 차량 전체 네트워크에는 복수 개의 선택적 파워 네트워크 클러스터가 운영될 수 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPNC 관리 메세지의 데이터 구조를 나타낸 도면이고, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 개별 버스 간 SPNC 관리 메세지 전송 방법을 나타낸 도면이며, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPNC 관리 메세지 모니터링 기능을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8 을 참조하면, 선택적 파워 네트워크 클러스터에 있어서, 마스터 제어기는 시동 터미널 및 상시 전원에 연결되어 되며, 복수 개의 슬레이브 제어기와 연결될 수 있다.
마스터 제어기는 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 수행 정보 및 파워 모드가 포함된 SPNC 관리 메세지를 슬레이브 제어기에 송신한다.
예컨데, 마스터 제어기는 각 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 동작 시작이 필요한 시점(전력 운영 전략이 필요한 시점)부터 SPNC 관리 메세지 송신을 개시한다.
마스터 제어기는 SPNC 관리 메세지 송신시 해당 메세지의 Data 영역에 모든 제어기(10)들에 대한 시작명령과 중지명령을 포함하는 수행 정보, 및 파워 모드를 포함하는 비트 집합을 포함한다.
SPNC 정보 비트 집합 내의 1비트는 한 개의 독립적으로 운영되는 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대해서만 사용된다.
마스터 제어기는 선택적 파워 네트워크 클러스터 활성화를 시작하는 경우, 해당 SPNC 정보 비트를 ‘1’로 설정한다. 마스터 제어기는 SPNC 활성화를 중지할 때 해당 SPNC 정보 비트에 ‘0’ 을 설정한다.
선택적 파워 네트워크 클러스터에 참여된 모든 제어기(10)는 SPNC 관리 메세지를 받는 동안 활성화되어 해당 파워 모드로 제어 기능을 수행한다.
선택적 파워 네트워크 클러스터에 참여된 모든 제어기(10)는 일정 시간동안 참여된 SPNC 관리 메세지가 수신되지 않으면 해당 제어 기능을 중지한다.
선택적 파워 네트워크 클러스터에 참여된 모든 제어기(10)는 참여된 모든 선택적 파워 네트워크 클러스터들에 대하여 일정 시간 동안 비활성화 명령이 유지되면 통신을 중지한다.
도 6 에는 CAN 버스를 이용하는 SPNC 관리 메세지에서 송신되는 8 바이트 Data 영역이 도시되었다.
선택적 파워 네트워크 클러스터 활성화시, CAN 버스를 이용하는 SPNC 관리 메세지에서 송신되는 8 바이트 Data 영역은 도 6 에 도시된 바와 같은 구조로 정의될 수 있다.
도 6 을 참조하면, SPNC 컨트롤 벡터(SPNC Control Vector)에 있어서, SPNC 정보 플래그(SPNC Information Flag)가 1이면, SPNC 정보 비트 필드(SPNC Information Bit Field)를 사용하여 메세지를 전송하고, SPNC 정보 플래그가 0이면 SPNC 정보 비트 필드를 사용하지 않는다.
또한, SPNC 정보 비트 필드(SPNC Information Bits Field)에 있어서, SPNC 정보 비트가 1은 SPNC 활성화 시작 및 유지 명령이고, SPNC 정보 비트가 0은 SPNC 활성화 중지 명령이다.
한편, 상기한 바와 같은 SPNC 관리 메세지를 전송하기 위해, 각 선택적 파워 네트워크 클러스터에는 적어도 1개의 액티브 SPNC 코디네이터(SC) 제어기가 구비될 수 있다.
도 7 을 참조하면, 단일 혹은 복수 버스에 있는 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 조정을 위해, 각 선택적 파워 네트워크 클러스터에는 개별 버스마다 게이트웨이 기능을 수행할 수 있는 1개의 액티브 SPNC 코디네이터 제어기가 지정된다.
여러 개의 채널에 대해 능동 역할을 수행하는 액티브 SPNC 코디네이터 제어기는 일부 채널에서 발생하는 SPNC 관리 메세지를 다른 버스에 전달해야 한다.
패시브 역할을 하는 버스에서 수신된 SPNC 관리 메세지는 액티브 SPNC 코디네이터 제어기에 의해서 액티브 역할을 하는 버스로 전달된다.
패시브 버스 내부로 SPNC 관리 메세지를 송신하는 경우, 액티브 SPNC 코디네이터 제어기가 패시브 버스 내부로 SPNC 요청 정보를 송신하는 것은, 능동 채널에서의 요청 등에 의해 SPNC 기능 중지를 요청하는 경우에만 가능하다.
도 7 에서, 1번 제어기(ECU 1)는 CAN1, CAN2, CAN3에 대해 액티브 SPNC 코디네이터 제어기 역할을 수행한다.
9번 제어기(ECU 9)는 CAN4 에 대해 액티브 SPNC 코디네이터 제어기 역할을 수행하고, CAN3 에 대해 패시브 SPNC 코디네이터 제어기 역할을 수행한다.
한편, 선택적 파워 네트워크 클러스터에 참여한 모든 제어기(10)는 개별 타이머, 즉, tCanSncTimeout 타이머에 따라 동작한다.
타이머(tCanSncTimeout 타이머)는 SPNC 관리 메세지에 참여된 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 요청 정보가 송신 혹은 수신될 때마다 리셋된다.
모든 제어기(10)는 각 선택적 파워 네트워크 클러스터 기능이 시작된 이후, tCanSncTimeout 타이머 시간이 경과하면, 해당 선택적 파워 네트워크 클러스터 기능 수행을 중지한다.
모든 제어기(10)는 SPNC 기능이 시작된 이후, tCanSncTimeout 시간 동안 제어기(10)와 연관된 SPNC 관리 메세지를 받지 못한 경우, 모든 SPNC 기능 수행을 중지하고 통신을 셧 다운한다. 이어, 해당 제어기(10)에 설정된 디폴트 파워 모드로 동작한다. 이를 도 8 을 참조하여 설명한다.
도 8 에서, 1번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 1)와 2번 선택적 파워 네트워크 클러스(SPNC 2)의 마스터 제어기는 ECU 1이다.
도 8 을 참조하면, SPNC 1 = {ECU4, ECU5, ECU7}이고, SPNC 2 = {ECU3, ECU4, ECU8}로 구성된 경우, 마스터 제어기(ECU 1)은 1번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 1)와 2번 선택적 파워 네트워크 클러스(SPNC 2)를 동작시키기 위해, 최초 '11', '11'의 SPNC 관리 메세지를 슬레이브 제어기에 설정시간이 경과할 때마다 주기적으로 송신한다.
이 경우, 마스터 제어기(ECU 1)이 SPNC 관리 메세지를 송신할 때마다, 마스터 제어기(ECU 1)의 SPNC 타임아웃 타이머는 리셋(tCanSpncTimeout Reset)되고 자신에게 설정된 파워모드로 동작한다.
또한, 슬레이브 제어기는 마스터 제어기(ECU 1)로부터 SPNC 관리 메세지를 수신할 때마다 내부의 SPNC 타임아웃 타이머는 리셋되고, 슬레이브 제어기는 자신에게 설정된 파워 모드로 동작한다.
한편, 상기한 과정에서 마스터 제어기(ECU 1)가 1번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 1)를 동작 해제(SPNC1 Release Event)시키기 위해 '10'의 SPNC 관리 메세지를 송신하면, 1번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 1)는 동작 해제된다.
이후, 마스터 제어기(ECU 1)는 2번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 2)를 동작 해제(SPNC2 Release Event)시키기 위해 '00'의 SPNC 관리 메세지를 송신하면, 2번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 2)는 동작 해제된다.
이 경우, 마스터 제어기(ECU 1)는 SPNC 관리 메세지를 송신한 후 기 설정된 설정시간이 경과할 때까지 SPNC 관리 메세지를 송신하지 않는 경우, 디폴트 파워 모드인 3차 레벨 저전력 모드로 진입한다.
아울러, 2번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 2)를 동작 해제되어 SPNC 관리 메세지가 수신되지 않은 상태로 기 설정된 설정시간이 경과하면, 슬레이브 제어기(ECU 3)는 디폴트 파워 모드인 3차 레벨 저전력 모드로 진입한다.
5번 제어기(ECU 5)는 1번 선택적 파워 네트워크 클러스터(SPNC 1)가 동작 해제되어 SPNC 관리 메세지가 수신되지 않고 기 설정된 설정시간이 경과하면 디폴트 파워 모드인 2차 레벨 저전력 모드로 진입한다.
이러한 SPNC 관리 메세지를 바탕으로, 각 제어기(10)를 파워 모드를 제어하는 과정을 도 9 및 도 10 을 참조하여 설명한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 제어기 동작 과정의 일 예를 도시한 순서도이다.
제어기(10)는 차량의 기능이나 동작 모드에 대한 정보, 차량 상태에 대한 정보, 주행 상태에 대한 정보 및 주변 환경에 대한 정보를 토대로 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 판별한다(S210).
이 경우, 마스터 제어기는 해당 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 시작 및 중지 명령을 포함한 SPNC 관리 메세지를 슬레이브 제어기에 송신한다.
이에 따라, 슬레이브 제어기는 마스터 제어기로부터 전달받은 SPNC 관리 메세지가 수신되면(S220), 해당 SPNC 메세지에 따른 파워 모드로 동작한다(S230).
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 제어기 동작 과정의 다른 예를 도시한 순서도이다.
도 10 을 참조하면, 먼저 마스터 제어기는 내부의 SPNC 타임아웃 타이머가 카운트를 개시(S310)하고, 기 설정된 설정시간이 경과할 때마다 SPNC 관리 메세지를 슬레이브 제어기로 송신한다. 이 경우, 마스터 제어기는 SPNC 관리 메세지를 기 설정된 설정시간이 경과할 때마다 슬레이브 제어기에 주기적으로 송신하고, 해당 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 파워 모드로 동작한다.
여기서, SPNC 관리 메세지에는 해당 제어기(10)에 대한 수행 정보 및 파워 모드가 포함되는 비트 집합이 포함될 수 있다.
한편, 슬레이브 제어기는 마스터 제어기로부터 SPNC 관리 메세지가 수신되면(S320), 해당 슬레이브 제어기 내부의 SPNC 타임아웃 타이머는 리셋(S330)된다. 이 경우, 슬레이브 제어기는 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 파워 모드로 동작한다.
이후, 슬레이브 제어기는 마스터 제어기로부터 SPNC 관리 메세지가 수신되는지 판단하고(S350), SPNC 관리 메세지가 수신되면 내부의 SPNC 타임아웃 타이머가 리셋(S360)되면서 해당 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 파워 모드로 동작하는 과정(S340)을 반복적으로 수행한다.
반면에, 슬레이브 제어기는 설정시간이 경과할까지 SPNC 관리 메세지가 수신되지 않으면(S350,S370), 디폴트 파워 모드로 동작한다(S380).
한편, 마스터 제어기는 자신이 SPNC 관리 메세지를 송신하지 않으면 자신에게 기 설정된 디폴트 파워 모드로 동작한다.
즉, 마스터 제어기는 슬레이브 제어기로 SPNC 관리 메세지를 주기적으로 송신하고, 슬레이브 제어기는 마스터 제어기로부터 SPNC 관리 메세지가 수신될 때마다 내부의 SPNC 타임아웃 타이머가 리셋되면서, 해당 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따른 파워 모드로 동작한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 전력 제어 방법은 차량에 구비된 복수 개의 제어기를 연계 제어 기능 또는 운영 전략에 따라 선택적 파워 네트워크 클러스터(Selective Power Network Cluster;SPNC)로 클러스터링하여 각 제어기별로 사전에 설정된 파워 모드로 동작하도록 함으로써 차량의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제어기 전력 제어 방법은 차량의 전력 사용 운영 전략을 세분화함으로써 효율적인 전력 사용이 가능하게 한다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 제어기
Claims (21)
- 마스터 제어기가 수집된 정보에 따라 차량 제어전략을 판별하는 단계;
상기 마스터 제어기가 상기 차량 제어전략에 따라 적어도 하나의 슬레이브 제어기를 포함하는 선택적 파워 네트워크 클러스터(Selective Power Network Cluster)를 생성하는 단계; 및
상기 선택적 파워 네트워크 클러스터 내 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기 각각이 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작하는 단계를 포함하고,
상기 파워 모드는 복수 개의 저전력 모드로 구분되고,
상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 상기 차량 제어전략에 따라 상기 복수 개의 저전력 모드 중 어느 하나로 동작하며
상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 상기 파워 모드가 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는
상기 차량 제어전략별로 사전에 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는
단일 버스 또는 복수의 버스 내에 존재하는 중복되지 않은 제어기의 집합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 3 항에 있어서, 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는
개별 버스마다 게이트웨이 기능을 수행하는 액티브 SPNC(Selective Power Network Cluster) 코디네이터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는
상기 차량 제어전략별로 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 차량 제어전략은
차량의 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는
차량의 기능이나 동작 모드, 차량 상태, 주행 상태, 주변 환경 중 적어도 하나에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 제어기는
상기 차량 제어전략에 따라 상기 슬레이브 제어기를 검출하여 상기 슬레이브 제어기 각각에 SPNC(Selective Power Network Cluster) 관리 메세지를 송신하여 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 8 항에 있어서, 상기 마스터 제어기는
상기 슬레이브 제어기에 상기 SPNC 관리 메세지를 주기적으로 송신하고 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드에 따라 동작하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 8 항에 있어서, 상기 슬레이브 제어기는
상기 마스터 제어기로부터 상기 SPNC 관리 메세지가 주기적으로 수신되는 동안 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드에 따라 동작하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 제 8 항에 있어서, 상기 SPNC 관리 메세지는
상기 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 수행 정보와 상기 슬레이브 제어기 각각의 파워 모드에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기 전력 제어 방법. - 삭제
- 마스터 제어기; 및
슬레이브 제어기를 포함하되,
상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 차량 제어전략에 따라 선택적 파워 네트워크 클러스터(Selective Power Network Cluster)를 구성하고,
상기 마스터 제어기는 정보를 수집하고 수집된 정보에 따라 상기 차량 제어전략을 판별하여 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하며,
상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기 각각은 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드로 동작하며,
상기 파워 모드는 복수 개의 저전력 모드로 구분되고,
상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 상기 차량 제어전략에 따라 상기 복수 개의 저전력 모드 중 어느 하나로 동작하며
상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는 상기 파워 모드가 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 13 항에 있어서, 상기 마스터 제어기와 상기 슬레이브 제어기는
상기 차량 제어전략별로 사전에 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 13 항에 있어서, 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는
개별 버스마다 게이트웨이 기능을 수행하는 액티브 SPNC(Selective Power Network Cluster) 코디네이터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 13 항에 있어서, 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터는
상기 차량 제어전략별로 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 13 항에 있어서, 상기 차량 제어전략은
차량의 연계 제어 기능 또는 운영 전략을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 13 항에 있어서, 상기 마스터 제어기는
상기 차량 제어전략에 따라 상기 슬레이브 제어기를 검출하여 상기 슬레이브 제어기 각각에 SPNC(Selective Power Network Cluster) 관리 메세지를 송신하여 상기 선택적 파워 네트워크 클러스터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 18 항에 있어서, 상기 슬레이브 제어기는
상기 마스터 제어기로부터 상기 SPNC 관리 메세지가 주기적으로 수신되는 동안 상기 차량 제어전략에 대해 설정된 파워 모드에 따라 동작하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 제 18 항에 있어서, 상기 SPNC 관리 메세지는
상기 선택적 파워 네트워크 클러스터에 대한 수행 정보와 상기 슬레이브 제어기 각각의 파워 모드에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어기. - 삭제
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