KR102469486B1 - 전압 공급 라인을 통한 차량 제어 장치의 보정 방법 및 그에 상응하게 보정 가능한 차량 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 데이터 교환이 수행되는, 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위한 방법; 및 차량 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위해, 공급 전압으로 변조된 통신 신호(전력선 통신)를 이용하여 데이터 교환을 수행하도록 구성된 차량 제어 장치(10);에 관한 것이다. 상응하는 측정 및 보정 시스템도 본 발명의 대상이다.

Description

전압 공급 라인을 통한 차량 제어 장치의 보정 방법 및 그에 상응하게 보정 가능한 차량 제어 장치

본 발명은 차량 제어 장치를 보정하기 위한 방법, 차량 제어 장치, 상기 차량 제어 장치를 구비한 차량, 그리고 측정 및 보정 시스템에 관한 것이다.

오늘날의 기술적 시퀀스들이 컴퓨터 유닛들, 이른바 제어 장치들을 통해 제어되는 한, 상기 컴퓨터 유닛들은 양산 성숙도(series maturity)를 달성하기 위해 보정될 수 있다(이른바 애플리케이션). 이 경우, 제어 장치 소프트웨어의 상이한 매개변수들은 방대한 측정 및 설정 작업을 통해 예컨대 차량에서의 구체적인 사용 목적에 맞게 조정된다. 특히 기능 알고리즘들(개루프 제어, 폐루프 제어 및 진단 기능들)의 매개변수들은, 계산 루틴들(calculation routine)이 변경될 필요 없이, 상이한 차량 모델들 또는 차량 버전들에 매칭된다. 이와 동시에, 제어 장치들, 차량 버스들 및 측정 장치들에 의해 신호들이 검출되며, 그럼으로써 설정의 효과들이 점검될 수 있다.

매개변수들이 직렬 장치들에 기록될 수 없다면, 애플리케이션을 위해, 그 밖의 경우 보호되는 영역들에 대한 기록 액세스를 허용하는 이른바 애플리케이션 패턴 제어 장치들도 이용될 수 있다.

보정 중 데이터 교환을 위해 적합한 인터페이스로서, 상기 목적을 위해 최적화되고 실질적으로 상기 목적을 위해서만 형성된 예약 인터페이스(reserved interface)가 사용될 수 있다.

예컨대 측정값들을 판독하고, 그리고/또는 제어 장치를 프로그래밍하거나 보정하기 위해, 다시 말하면 제어 장치의 정규 작동을 위해 필요한 데이터를 제어 장치로 공급하거나 복사하기 위해 이용되는 인터페이스들이 제공되고 최적화될 수 있으며, 상기 유형의 인터페이스들은 보정 완료 후에 보통 추가의 사용을 위해 연속으로 제공되지 않는다. 그에 따라, 예약 인터페이스들은, 예컨대 제어 장치의 보정과 같이 자신들에 할당된 임무들을 높은 속도로 수행하고, 그에 따라 단시간에 제어 장치의 성공적인 보정을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 그러나 상기 예약 인터페이스들은, 예컨대 제공되어 있는 커넥터들 내의 예약 핀들(reserved pin)을 이용해서, 또는 자신의 커넥터 또는 케이블을 이용해서 제어 장치로부터도 인출되어야 한다. 그러나 이는 보통 높은 시간 및 작업 비용과 결부될 수 있는 제어 장치의 기계적 개조를 요구한다.

그 대안으로, 제어 장치를 보정하기 위해 직렬 인터페이스, 다시 말해 예컨대 CAN과 같이 연속으로 가용한 인터페이스, 다시 말해 제어 장치의 정규 작동 동안 통신 신호들 또는 데이터의 수신 및/또는 송신을 위해 이용될 수 있는 인터페이스도 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 유형의 인터페이스들은 자신들의 정규 사용을 위해 최적화될 수 있으며, 그로 인해 상기 인터페이스들은 상황에 따라 제어 장치의 보정을 위한 사용을 위해 부분적으로만 적합하고, 제어 장치의 보정은 그러한 연속 가용 인터페이스들에 의해 상황에 따라 매우 복잡하고, 그리고/또는 느리며, 그리고/또는 단지 제한된 기능 범위를 위해서만 이용될 수 있다.

본 발명에 따라, 특허 독립 청구항들의 특징들을 갖는, 차량 제어 장치의 보정 방법, 차량 제어 장치, 및 상기 차량 제어 장치를 포함한 차량이 제안된다. 상응하는 측정 및 보정 시스템도 본 발명의 대상이다. 바람직한 구현예들은 종속 청구항들 및 하기 설명의 대상이다.

본 발명은, 제어 장치에 연결된 전압 공급 라인을 통해 차량 제어 장치(다시 말해 차량 내의 제어 장치)를 보정하기 위해 데이터 교환을 수행하는 조치를 다룬다. 달리 표현하면, 제어 장치는, 전압 공급 라인을 통해 그에 연결된 다른 가입자, 특히 예컨대, 이를 위해 경우에 따라 필요한 하드웨어 적응 기능을 보유 INCA(Integrated Calibration and Application Tool)와 같은 측정 및 보정 시스템과 통신할 수 있다. 예컨대 이를 위해 제어 장치는 커플링 모듈을 포함하고, 커플링 모듈은 제어 장치와 연결된 전압 공급 라인을 통해 통신 신호를 수신하고 바람직하게는 역시 송신하도록 형성되며, 제어 장치는 전압 공급 라인을 통해 전기 에너지를 공급받는다.

보정은, 제어 장치의 정규 작동에 필요한 데이터가 제어 장치에 도달하게 하는 하나 또는 복수의 단계를 포함한다. 특히 보정은, 제어 장치 소프트웨어의 하나 이상의 매개변수, 특히 제어 장치 소프트웨어의 하나 이상의 기능 알고리즘을 설정하는 단계와; 제어 장치 소프트웨어를 프로그래밍하는 단계, 다시 말해 제어 장치의 판독 전용 메모리에 프로그램 코드를 덮어쓰는 단계;를 포함하는 그룹에서 선택된 하나 이상의 단계를 포함한다. 이는, 래피드 프로토타이핑(rapid prototyping) 제어 장치의 경우, 예컨대 자극 단계(stimulating)도 포함할 수 있다. 제어 장치들의 경우, 대개 "래피드 프로토타이핑" 또는 "(외부) 바이패싱"은, 제어 장치 내에 프로그래밍된 기능 코드를 변경할 필요 없이, 제어 장치 소프트웨어 자체의 기능 및 제어 알고리즘들이 "외부"로부터 대체됨을 의미한다. 그에 따라, 소프트웨어 기능의 시험 목적으로 부분적으로 다른 거동이 인가될 수 있다. 이는, 예컨대 의도한 거동이 설정되도록 일측 기능의 출력 변수인 동시에 후속 기능의 입력 변수인 형태인 소프트웨어 변수들이 변경(자극)됨으로써 수행될 수 있다.

이와 더불어, 데이터 교환은 바람직하게 차량에서 다른 가입자에게 신호, 특히 제어 장치들 또는 차량 버스들의 신호를 전송하기 위해서도 이용될 수 있다. 그에 따라, 제어 장치는 오직 전압 공급 라인을 통해서만 측정 및 보정 시스템과 연결될 수 있다.

이 경우, 본 발명은, 전압 공급 라인을 통해 공급 전압이 인가될 수 있을 뿐만 아니라 통신 신호가 수신될 수도 있다는 장점을 제공한다. 이는, 특히 통신 신호 및 공급 전압의 수신을 위해 2개의 별도의 인터페이스가 형성되지 않아도 될뿐더러, 상기 목적을 위해 제어 장치에 또는 그 내에 바람직하게는 전압 공급 라인과의 연결을 위해 어차피 형성되어 있는 단자가 통신 신호의 수신을 위해서도 이용될 수 있기 때문에 바람직하다. 이런 방식으로, 제어 장치의 제조 복잡성 및 제조 비용이 감소할 수 있다. 특히 제어 장치는 콤팩트한 유닛으로서 제조될 수 있는데, 그 이유는 본 발명에 따라 제어 장치가 보정을 위해 통신 신호의 수신을 위한 예약 인터페이스를 반드시 포함하지 않아도 되기 때문이다. 이 경우, 바람직하게 본 발명은, 특히 반송 주파수 시스템들(CFS)에서 이용되는 것과 같은 반송 주파수 기술의 확정된 방법들, 예컨대 이른바 가정용 [PowerLAN 또는 Powerline Communication(PLC)으로도 알려져 있는] 전력선 기술을 이용한다. 상들 기술은 비록 상응하는 전송 안전성의 결핍 때문에, 그리고 예컨대 환경 요건들(온도, 진동, EMC ...) 뿐만 아니라 제어 장치 내에서의 구조 크기 및 양산 비용과 같은 자동차 분야에서의 특별한 요건들로 인해, 실질적으로 차량에서의 표준 적용에는 부적합하나, 본 발명의 범주에서 보정 과정은 상기 요건들이 적용되지 않으므로 바람직하게 수행될 수 있다는 점이 확인되었다.

또한, 본 발명은, 예컨대 케이블 부싱용 하우징 개구의 제조 또는 제어 장치 커넥터 핀들의 예약과 같이, 통신 신호의 수신을 위한 예약 인터페이스를 인출하기 위한 제어 장치의 기계적 개조가 불필요함으로써, 보정을 위해 제어 장치를 개장하기 위한 작업 비용이 현저하게 감소한다는 장점을 제공한다.

또한, 본 발명은, 제어 장치로의 접근 가능성이 예컨대 엔진룸과 같은 차량 내부의 특정 위치로만 제한될 필요가 없고, 원칙적으로 차량의 온보드 전압이 인가될 수 있거나, 탭핑될 수 있거나 접근될 수 있는 곳이면 어느 곳에서나 가능하다는 장점을 제공한다. 이는 예컨대 차량의 트렁크 내부 및/또는 객실 내에도 해당될 수 있다. 그에 따라, 바람직하게 제어 장치는 차량 내 거의 모든 위치에 배치될 수 있는데, 그 이유는 데이터 교환을 위해서는 온보드 전기 시스템 전압으로의 접근만으로도 충분하기 때문이다. 그에 상응하게, 통신 신호를 송신하거나 공급하거나 변조하기 위해 적합한 단자는 자동차 내에서 거의 모든 위치에 형성될 수 있다. 예컨대 측정 및 보정 시스템이 상응하는 커플링 모듈을 구비할 수 있으며, 이 커플링 모듈은 통신 신호를 송신하고, 그리고/또는 공급하고, 그리고/또는 공급 전압 내지 온보드 전기 시스템 전압으로 통신 신호를 변조하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게 제어 장치는 데이터 교환 중에 제어 장치에 연결된 전압 공급 라인을 통해, 특히 에너지원으로서의 차량 배터리 및/또는 차량 제너레이터로부터 에너지를 공급받는다. 그에 따라, 제어 장치는 특히 통신 동안 차량 내에 계속 잔존할 수 있다.

바람직하게 공급 전압은 통신 신호에 의해 변조된다. 이는, 통신 신호가 공급 전압에 인가된다는 것을 의미한다. 예컨대 공급 전압의 상대 진폭은 통신 신호에 따라 변조될 수 있으며, 다시 말해 공급 전압의 진폭의 시간에 따른 변화량에 근거하여 통신 신호는 제어 장치로 공급될 수 있다. 상기 유형의 진폭 변조는 예컨대 바람직하게 공급 전압의 진폭의 20%를 초과하지 않는, 더 바람직하게는 10%를 초과하지 않는, 훨씬 더 바람직하게는 5%를 초과하지 않는, 훨씬 더 바람직하게는 2%를 초과하지 않는, 특히 바람직하게는 1%를 초과하지 않는 진폭을 가질 수 있다. 특히 통신 신호는, 절대 진폭 변조가 1V를 초과하지 않는, 바람직하게는 0.5V를 초과하지 않는, 더 바람직하게는 0.25V를 초과하지 않는, 훨씬 더 바람직하게는 0.1V를 초과하지 않는, 훨씬 더 바람직하게는 50mV를 초과하지 않는, 가장 바람직하게는 10mV를 초과하지 않는 방식으로, 공급 전압으로 변조될 수 있다. 상기 유형의 진폭 변조는 특히, 자동차들의 온보드 전기 시스템에서 일반적인 경우처럼 공급 전압이 DC 전압의 형태로 공급될 때 바람직할 수 있다.

특히 공급 전압이 AC 전압의 형태로 공급되는 경우에, 통신 신호에 의한 공급 전압의 변조는 주파수 변조에 의해서도 수행될 수 있다.

변조의 정확한 유형과 무관하게, 바람직하게 커플링 모듈은, 통신 신호를 공급 전압으로부터 복조하거나 상기 공급 전압으로 변조하도록 구성된다. 이런 방식으로, 커플링 모듈은 공급 전압으로부터 통신 신호를 추출하여 제어 장치로 공급할 수 있으며, 그럼으로써 제어 장치는, 바람직하게 상기 제어 장치가 통신 신호를 추가로 변형 또는 수정할 필요 없이 통신 신호를 처리할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 장점들 및 구현예들은 본원 명세서 및 첨부한 도면에 명시된다.

본 발명은 일 실시예에 따라 도면에 개략적으로 도시되고 하기에서 도면을 참조하여 기술된다.

도 1은 바람직한 실시예에 따른 차량 제어 장치의 개략도이다.

도 1에는, 차량(1), 예컨대 자동차 내에 한 바람직한 실시예에 따른 차량 제어 장치(10)가 개략도로 도시되어 있다. 차량 제어 장치(10)(이하 제어 장치)는 예컨대 연소 엔진을 제어하기 위한 엔진 제어 장치, 클러치를 제어하기 위한 클러치 제어 장치, 차량 배터리를 제어하기 위한 배터리 제어 장치, 전기 엔진을 제어하기 위한 E 제어 장치 등으로서 형성될 수 있다.

제어 장치는, 도시된 실시예에서, 제어 장치(10) 내에 통합되어 상기 방식으로 제어 장치(10)와 함께 하나의 구조 유닛을 형성하는 커플링 모듈(12)을 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따라, 커플링 모듈은 제어 장치(10)의 바깥쪽에도 배치될 수 있으며, 이는 예컨대 가용 공간이 적은 소형 제어 장치들을 위해 바람직할 수 있다. 더 나아가, 제어 장치(10)는 복수의 직렬 인터페이스(14)를 포함하며, 이들 직렬 인터페이스는 제어 장치(10)의 정규 작동 중에 신호들을 수신하고 그리고/또는 송신하기 위해 이용된다. 직렬 인터페이스들(14)은 특히 CAN, 플렉스레이, LIN 등의 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 추가 단자 신호들을 위한 도시되지 않은 추가 인터페이스들도 제공될 수 있다.

제어 장치(10)는, 전압 공급 라인들(16)을 통해, 차량 배터리(22)를 포함한 차량 온보드 전기 시스템으로부터 전압을 공급받으며, 제어 장치(10)는 도시된 예에서 커플링 모듈(12)을 통해 전압 공급 라인들(16)과 연결된다. 바람직하게 전압 공급 라인들(16)과 제어 장치(10) 내지 커플링 모듈(12)의 연결은 제어 장치(10)의 전압 공급 단자(16a)를 통해 수행된다.

보정 과정을 위한 제어 장치(10)와의 데이터 교환 동안, 다시 말해 제어 장치가 이 제어 장치(10)의 내부 데이터 메모리(18) 내로의 데이터 로딩을 통해 보정되거나 프로그래밍될 경우, 그리고/또는 내부 데이터 메모리(18)에 저장된 데이터에 액세스해야 하는 유지보수 작업 동안, 제어 장치(10) 내지 커플링 모듈(12)은 전압 공급 라인들(16)을 통해 통신 신호를 공급받는다. 바람직하게 통신 신호는, 전압 공급 라인들(16)에 의해 공급되는 공급 전압으로 변조된다.

커플링 모듈(12)은, 공급 전압 및 변조된 통신 신호를 포함하는 유입되는 신호를 복조하도록 구성되며, 그럼으로써 통신 신호는 공급 전압과 무관하게 제어 장치(10)로 공급되어 예컨대 내부 데이터 메모리(18) 내에 기록될 수 있고, 그리고/또는 제어 장치(10)로 하여금 계산 연산을 실행하게 하고 그리고/또는 자율 구성(self-configuration)을 실행하게 한다.

또한, 커플링 모듈(12)은 내부 전압 공급 단자들(20)을 포함할 수 있고, 상기 전압 공급 단자들에서 커플링 모듈은 전압 공급 라인들(16)을 통해 수신된 공급 전압을 적어도 부분적으로 관류시키거나, 상기 전압 공급 단자들을 통해 커플링 모듈(12)은 공급 전압을 제어 장치(10)로, 또는 제어 장치(10)의 다른 내부 컴포넌트들로 공급한다. 이 경우, 실질적으로 통신 신호는 계속 전압 공급 단자들(20)에 공급되는 전압으로 변조될 수 있다. 그 대안으로, 변조된 통신 신호는 전압 공급 단자들(20)에서 커플링 모듈(12)을 통해 제거되었거나 필터링되었을 수 있다.

대안의 구현예에서, 커플링 모듈은, 제어 장치(10)와 연결되어 있는 전압 공급 라인들과 유도성 또는 용량성으로도 연결될 수 있다.

특히 차량(1)은 차량 온보드 전기 시스템으로의 접근부(단자)를 가질 수 있으며, 그럼으로써 제어 장치(10)와, 측정 및 보정 시스템과 같은 애플리케이션 장치(30) 간의 통신이 가능해진다. 한 (도시되지 않은) 바람직한 실시예에 따라서, 애플리케이션 장치(30)는 상응하는 커플링 모듈도 포함한다. 예컨대 자동차는 객실 내에, 그리고/또는 트렁크 내에 상응하는 단자들을 구비할 수 있고, 이 단자들에 의해 통신 신호의 공급 및 판독이 가능해지며, 이때 제어 장치(10)가 배치되어 있는 자동차 엔진룸에 접근할 필요가 없다. 이를 위해, 바람직하게는 하나의 차량 소켓만으로도 충분하다.

Claims (18)

1. 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위한 방법에 있어서, 데이터 교환이 상기 차량 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 온보드 전기 시스템에 연결된 애플리케이션 장치(30)에 의해 수행되고,
   상기 애플리케이션 장치(30)는, 상기 차량 제어 장치(10)의 제어 장치 소프트웨어의 적어도 하나의 매개변수를 설정하는 제1 단계 및 상기 제어 장치 소프트웨어를 프로그래밍하는 제2 단계를 포함한 상기 차량 제어 장치(10)의 보정 처리에 포함되는 단계의 그룹에서 선택된 적어도 하나의 단계를 수행하여 상기 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위한 데이터를 나타내는 통신 신호를 상기 전압 공급 라인(16)을 통해 송신하고,
   상기 통신 신호는, 상기 전압 공급 라인(16)과 연결된 커플링 모듈(12)에 의해 공급 전압으로부터 추출되어 상기 전압 공급 라인(16)을 통해 수신되며,
   상기 차량 제어 장치(10)는 수신된 상기 통신 신호를 처리하여 상기 차량 제어 장치(10)의 보정을 수행하는, 차량 제어 장치의 보정 방법.
2. 제1항에 있어서, 제어 장치(10)는 데이터 교환 중에 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 에너지를 공급받는, 차량 제어 장치의 보정 방법.
3. 제2항에 있어서, 제어 장치(10)는 데이터 교환 중에 차량 에너지원으로부터 에너지를 공급받는, 차량 제어 장치의 보정 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단계는 상기 제어 장치 소프트웨어의 적어도 하나의 기능 알고리즘을 설정하는 단계를 포함하고, 상기 제2 단계는 상기 차량 제어 장치(10)의 내부 데이터 메모리에 프로그램 코드를 덮어쓰는 단계를 포함하는, 차량 제어 장치의 보정 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 데이터 교환은 공급 전압으로 변조된 통신 신호에 의해 수행되는, 차량 제어 장치의 보정 방법.
6. 차량 제어 장치(10)로서, 상기 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위한 데이터 교환을 상기 차량 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 온보드 전기 시스템에 연결된 애플리케이션 장치(30)에 의해 수행되도록 구성되며,
   상기 애플리케이션 장치(30)는, 상기 차량 제어 장치(10)의 제어 장치 소프트웨어의 적어도 하나의 매개변수를 설정하는 제1 단계 및 상기 제어 장치 소프트웨어를 프로그래밍하는 제2 단계를 포함한 상기 차량 제어 장치(10)의 보정 처리에 포함되는 단계의 그룹에서 선택된 적어도 하나의 단계를 수행하여 상기 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위한 데이터를 나타내는 통신 신호를 상기 전압 공급 라인(16)을 통해 송신하도록 구성되고,
   상기 차량 제어 장치(10)는 상기 전압 공급 라인(16)과 연결되고, 공급 전압으로부터 상기 통신 신호를 추출하여 상기 전압 공급 라인(16)을 통해 상기 통신 신호를 수신하도록 구성된 커플링 모듈(12)을 포함하며,
   상기 차량 제어 장치(10)는 수신된 상기 통신 신호를 처리하여 상기 차량 제어 장치(10)의 보정을 수행하도록 구성된, 차량 제어 장치(10).
7. 삭제
8. 제6항에 있어서, 커플링 모듈(12)은 차량 제어 장치(10) 내에 통합되고, 그리고/또는 차량 제어 장치(10) 상에 배치되는, 차량 제어 장치(10).
9. 제6항 또는 제8항에 있어서, 커플링 모듈(12)은, 통신 신호를 공급 전압으로 변조하고 상기 공급 전압으로부터 복조하도록 구성되는, 차량 제어 장치(10).
10. 제6항 또는 제8항에 따른 차량 제어 장치(10)를 구비한 차량.
11. 제10항에 있어서, 차량 제어 장치를 위한 공급 전압은 자동차의 온보드 전기 시스템 전압으로서 공급되는, 차량.
12. 제11항에 있어서, 통신 신호는 온보드 전기 시스템 전압으로 변조되는, 차량.
13. 차량 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 제6항 또는 제8항 중 어느 한 항에 따른 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위해 데이터 교환을 수행하도록 구성되는 측정 및 보정 시스템.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서, 커플링 모듈은, 통신 신호를 공급 전압으로 변조하고 상기 공급 전압으로부터 복조하도록 구성되는, 측정 및 보정 시스템.
16. 제4항에 있어서, 데이터 교환은 공급 전압으로 변조된 통신 신호에 의해 수행되는, 차량 제어 장치의 보정 방법.
17. 제9항에 따른 차량 제어 장치(10)를 구비한 차량.
18. 차량 제어 장치(10)에 연결된 전압 공급 라인(16)을 통해 제9항에 따른 차량 제어 장치(10)를 보정하기 위해 데이터 교환을 수행하도록 구성되는 측정 및 보정 시스템.

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