KR20030050115A - 하이브리드 전기 자동차의 진단장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 분석 진단장치로 하이브리드 전기 자동차의 제어기 구성 요소간에 CAN 통신으로 송수신되는 제어 데이터를 시리얼 인터페이스로 수집하여 PC 기반의 진단장치를 통해 진단 분석할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 제어 데이터 요구 정보에 제어기 식별자 정보를 포함하여 셋팅하는 과정과, 시스템 초기화 이후 타이머 카운터의 인터럽트 주기에 따라 제어 데이터 요구 신호를 전송하는 과정과, 설정된 시간 내에 제어 데이터의 수신이 검출되면 전송 에러 체크와 식별자 정보의 분석으로 수신된 제어 데이터가 정상인지를 판단하는 과정과, 수신 데이터가 요구된 제어 데이터로 정상 수신된 것으로 판단되면 데이터 프레임을 체크하여 이상 여부를 진단하는 과정과, 진단된 결과를 메모리 수단에 저장함과 동시에 디스플레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 전기 자동차의 진단장치 및 방법{DIAGNOSIS SYSTEM ON HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 데이터 분석 진단장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 하이브리드 전기 자동차의 제어기 구성 요소간에 CAN 통신방식으로 송수신되는 제어 데이터를 시리얼 인터페이스로 수집하여 PC 기반의 진단장치를 통해 진단 분석할 수 있도록 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치 및 방법에 관한 것이다.

연료 절감과 배기가스 저감을 위한 목적으로 개발되고 있는 하이브리드 전기 자동차는 가솔린 엔진과 전기 모터 두종류의 동력원을 구성되며 각각의 주행상황에 대응하여 엔진의 연비가 가장 높게 운전되도록 제어되고 제동시와 감속시에 운동 에너지를 전기 에너지로 회수함으로써 기존 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있으며 배기가스 배출도 줄일 수 있는 특징이 있다.

이러한 하이브리드 전기 자동차는 순간적으로 높은 출력 요구에 충분한 전력을 공급할 수 있는 배터리의 작동 영역내에서 배터리의 관리와 충전상태 예측, 전류 전압 감시 등을 수행하여 배터리를 최적의 조건으로 유지시키는 BMS(Battery Management System)와, 하이브리드 동력 전달계의 전반적으로 제어하는 HCU(Hybrid Control Unit)와, 동력원에 대한 출력 정보를 전달하여 변속비를 제어하고 회생 제동량을 결정하는 TCU(Torque Control Unit)와, 모터 토크 명령의 전송, 발전 및 배터리가 최적의 충전 상태를 유지할 수 있도록 제어하는 MCU(Motor Control Unit)와, 엔진의 기동시키고 ETC(Electronic Throttle Control)를 통해 공기 흡입량을 조절하여 엔진 출력을 제어하는 ECU(Engine Control Unit) 등 여러개의 제어 시스템으로 구성되며, 이 제어 시스템들은 CAN 통신을 통해 제어 데이터의 송수신을 수행한다.

상기와 같이 하이브리드 전기 자동차의 각 제어 시스템간에 CAN 통신방식으로 송수신되는 제어 데이터를 수집하여 분석하기 위해서는 분석장치의 별도 개발이 필요하거나 상용의 분석장치를 별도로 구입하여야 한다.

그러나, 상용의 분석장치 경우 상당히 고가의 장비이며, 장시간 CAN 통신 방식의 데이터를 저장 및 분석할 수 없으며 디스플레이 역시 많은 정보를 제공하지 못하여 일반 PC의 화면을 통해 수집된 데이터의 분석을 하는 경우 신호들간의 구분이 명확하지 못하여 CAN 데이터의 분석에 신뢰성이 결여되며, 고가의 장비이므로 정비 업소 등에서 자동차의 시험용으로 사용하는데 적합하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 하이브리드 전기 자동차의 각 제어 시스템들간에 CAN 통신 방식으로 송수신되는 제어 데이터를 시리얼 데이터로 수집한 다음 PC 기반의 진단장치를 통해 분석하여 각 제어 시스템들간 제어 데이터의 이상여부의 진단과 제어 데이터의 다양한 응용에 활용하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 진단장치 구성도.

도 2는 본 발명에 따라 하이브리드 전기 자동차의 진단을 수행하는 일 실시예의 흐름도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 차량의 CAN 통신방식의 제어 데이터를 분석 진단하는 진단장치와, 상기 차량의 각 제어기와 CAN 통신 버스를 통해 연결되고, 진단장치와 시리얼 인터페이스를 통해 연결되어 제어 데이터 송수신의 동기를 일치시켜 주는 인터페이스장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 제어 데이터 요구 정보에 제어기 식별자 정보를 포함하여 셋팅하는 과정과, 시스템 초기화 이후 타이머 카운터의 인터럽트 주기에 따라 제어 데이터 요구 신호를 전송하는 과정과, 설정된 시간 내에 제어 데이터의 수신이 검출되면 전송 에러 체크와 식별자 정보의 분석으로 수신된 제어 데이터가 정상인지를 판단하는 과정과, 상기 수신 데이터가 요구된 제어 데이터로 정상 수신된 것으로 판단되면 데이터 프레임을 체크하여 이상 여부를 진단하는 과정과, 상기 진단된 결과를 메모리 수단에 저장함과 동시에 디스플레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 진단장치는 하이브리드 모터 콘트롤 유닛(HMCU)과 배터리 관리 시스템(BMS), 엔진제어유닛(ECU), 전자 스로틀 제어장치(ETC), 토크 콘트롤 유닛(TCU)등으로 구성되는 하이브리드 전기 자동차의 제어 시스템(10)과 CAN 통신버스를 통해 연결되고, PC 기반의 진단장치(30)와 시리얼 인터페이스를 통해 연결되는 인터페이스장치(20)로 구성된다.

상기 인터페이스장치(20)는 진단장치(30)에서 시리얼 인터페이스로 요구되는 임의의 제어 시스템(10)에 대한 제어 데이터의 수집요구를 CAN 통신방식으로 변환하여 해당 제어 시스템측(10)에 전송하고, 해당 제어 시스템(10)에서 CAN 통신방식으로 수신되는 제어 데이터를 시리얼 인터페이스로 진단장치(30)에 전송하는 기능을 수행한다.

상기 진단장치(30)는 PC 기반으로 이루어지며, 인터페이스장치(20)를 통해 수신되는 하이브리드 전기 자동차에 구성되는 각 제어 시스템(10)의 제어 데이터를 분석 진단하여 제어 데이터의 이상 여부의 판단을 수행하여 그에 대한 정보를 메모리 수단에 저장함과 동시에 진단 작업자가 인식할 수 있도록 디스플레이 한다.

상기한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에서 하이브리드 전기 자동차의 각 제어 시스템에 대한 제어 데이터 분석 진단을 수행하는 동작은 다음과 같다.

먼저, PC 기반으로 이루어지는 진단장치(30)는 하이브리드 전기 자동차의 제어 시스템 각각에 대한 제어 데이터의 진단 분석을 위한 데이터 수신을 위해 제어데이터의 요구 정보를 해당 시스템의 식별자 정보와 함께 셋팅한다,

이후 하이브리드 전기 자동차의 각 제어 시스템에 대한 제어 데이터를 분석 진단하기 위하여 시스템을 초기화 한 다음(S101) 제어 데이터 요구 신호의 인터럽트 주기를 결정하여 주는 타이머 카운터 시작하여 설정된 시간이 경과하였는지를 판단한다(S102)(S103).

상기에서 타이머 카운터가 설정된 시간이 경과한 것으로 판단되면 임의의 제어 시스템을 지정하는 식별자 정보가 포함된 제어 데이터의 요구 신호를 엑세스하여 버퍼에 일시 저장한 다음 진단장치(30)에 구비되어 있는 시리얼 통신 포트를 통해 인터페이스장치(20)에 전송한다.

이때, 인터페이스장치(20)는 진단장치(30)의 시리얼 통신 포트를 통해 수신되는 제어 데이터 요구신호를 CAN 통신방식으로 변경하여 제어 시스템(10)측에 전송한다(S104).

상기와 같이 PC 기반의 진단장치(30)의 제어 데이터 요구 신호에 따라 제어 시스템(10)내의 제어기는 제어 데이터 요구 신호에 포함되어 있는 식별자를 확인한 후 자신에 대한 제어 데이터의 요구인 것으로 판단되면 해당 제어기는 제어 데이터에 자신의 식별자 정보를 포함시켜 인터페이스장치(20)에 전송하면 인터페이스장치 (20)는 임의의 제어기로부터 CAN 통신방식으로 수신되는 제어 데이터를 시리얼 인터페이스로 진단장치(30)에 전송한다.

이때, 진단장치(30)내의 프로세서는 시리얼 통신 포트를 통해 임의의 제어기로부터 제어 데이터의 수신이 검출되는지를 판단하여(S105), 제어 데이터의 수신이검출되면 수신되는 제어 데이터를 임시 메모리수단에 저장함과 동시에 식별자 정보와 전송 에러를 체크하여 요구된 제어 데이터의 수신인지를 검출한다(S106)(S107).

상기에서 요구된 제어 데이터의 수신인 것으로 판단되면 제어 데이터에 포함되어 있는 식별자 정보를 분석하여 수신된 제어 데이터를 사용하는 제어 시스템 (10)의 제어기를 확인한 다음 수신된 데이터 프레임을 검사하여 이상 여부를 진단함과 동시에 메모리 수단에 저장하고, 이를 표시수단을 통해 디스플레이하여 준다 (S108)(S109).

상기에서 수신 진단되는 제어 데이터의 디스플레이는 식별자 정보에 따라 해당 제어기를 지칭하는 정보와 함께 분석되는 제반적인 정보를 진단장치(30)의 사용자에게 표시하며, 메모리수단에 저장되는 제어 데이터의 분석 정보 역시 식별자 정보와 함께 저장되어 프로그램의 수정 및 다양한 응용에 적용할 수 있도록 한다.

상기에서 진단장치(30)의 제어 데이터 요구는 타이머로 카운터되는 인터럽트 주기에 따라 하이브리드 전기 자동차의 제어 시스템(10)을 구성하고 있는 각 제어기에 대하여 순차적 혹은 운용자의 설정에 따라 실행되도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하이브리드 전기 자동차의 제어 시스템을 구성하고 있는 각 제어기간에 CAN 통신방식 송수신되는 제어 데이터를 시리얼 인터페이스로 수집 분석할 수 있어 제어 데이터의 이상 여부 진단과 분석된 결과의 다양한 응용이 제공된다.

Claims (7)

1. 차량의 각 제어기간 송수신되는 CAN 통신방식의 제어 데이터를 분석 진단하는 진단장치와;

   상기 차량의 각 제어기와 CAN 통신 버스를 통해 연결되고, 진단장치와 시리얼 인터페이스를 통해 연결되어 제어 데이터 송수신의 동기를 일치시켜 주는 인터페이스장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인터페이스장치는 진단장치에서 시리얼 인터페이스로 수신되는 제어 데이터의 수집요구를 CAN 통신방식으로 변환하여 해당 제어기측에 전송하고, 해당 제어기에서 CAN 통신방식으로 수신되는 제어 데이터를 시리얼 인터페이스로 진단장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 진단장치는 PC 기반으로 이루어지며, 인터페이스장치를 통해 수신되는 제어 데이터의 이상 여부 진단과 저장 및 디스플레이를 처리하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 진단장치는 제어 데이터의 요구 정보에 지정되는 제어기의 식별자 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치.
5. 제어 데이터 요구 정보에 제어기 식별자 정보를 포함하여 셋팅하는 과정과;

   시스템 초기화 이후 타이머 카운터의 인터럽트 주기에 따라 제어 데이터 요구 신호를 전송하는 과정과;

   설정된 시간 내에 제어 데이터의 수신이 검출되면 전송 에러 체크와 식별자 정보의 분석으로 수신된 제어 데이터가 정상인지를 판단하는 과정과;

   상기 수신 데이터가 요구된 제어 데이터로 정상 수신된 것으로 판단되면 데이터 프레임을 체크하여 이상 여부를 진단하는 과정과;

   상기 진단된 결과를 메모리 수단에 저장함과 동시에 디스플레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제어 데이터 분석은 타이머로 카운터되는 인터럽트 주기에 따라 차량의 제어 시스템을 구성하고 있는 각 제어기에 대하여 순차적 혹은 운용자의 설정에 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 분석되는 진단 데이터는 해당 제어기에 대한 식별자 정보의 분석으로해당 제어기를 지칭하는 정보와 함께 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 진단방법.