KR20050091134A - Ｃａｎ 통신을 이용한 차량 원격 제어 시스템 - Google Patents

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KR20050091134A
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최영석
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Abstract

본 발명은 CAN 통신을 이용하여 차량을 원격 제어하는 시스템에 관한 것으로서, 차량 내의 제어 장치들이 CAN 컨트롤러에 연결되고 상기 CAN 컨트롤러가 제어 명령을 포함하는 CAN 메시지를 전달하여 상기 제어 장치들을 작동시키는 차량을 원격으로 제어하기 위해, 차량 내의 특정한 제어 장치에 대한 사용자의 제어 명령에 응답하여 상기 제어 명령을 무선으로 송신하는 리모콘과, 차량 내의 CAN 컨트롤러에 구비된 CAN 단자에 접속하여 CAN 메시지를 입출력하기 위한 CAN 인터페이스 수단을 구비하는 송수신기를 포함하며, 상기 송수신기는 상기 리모콘으로부터 상기 제어 명령을 무선으로 수신하고 상기 특정한 제어 장치에 대한 제어 명령을 포함하는 CAN 메시지를 생성하며 상기 CAN 인터페이스 수단을 통해 상기 생성된 CAN 메시지를 상기 CAN 컨트롤러에게 전달한다. 한편, 상기 리모콘은 태그 ID가 저장된 RFID 트랜스폰더를 포함하고, 상기 송수신기는 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신하는 RFID 리시버를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 차량 원격 제어 시스템 설치에 따른 배선 작업의 어려움을 극복할 수 있으며, 차량 도난에 대비한 이모빌라이저의 기능을 제어하거나 대체할 수 있다.

Description

ＣＡＮ 통신을 이용한 차량 원격 제어 시스템{REMOTE CONTROL SYSTEM FOR CONTROLLING A VEHICLE WITH CAN NETWORK}
본 발명은 차량의 원격 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 CAN(Control Area Network) 통신을 이용하여 차량을 원격 제어하는 시스템에 관한 것이다.
종래의 원격 경보기("리모콘"이라고도 칭하며, 원격 시동 기능을 선택적으로 구비할 수 있음)는 차량에 장착된 송수신기와 무선으로 차량 제어 명령 및 차량 상태 정보를 송수신한다.
이 때, 차량 제어 명령이란 사용자의 리모콘 조작에 의하여 차량의 도어 잠금(도어록) 및 해제, 도어 개폐, 윈도우 개폐, 시동 등을 제어하는 조작 명령을 의미하며, 차량 상태 정보란 차량의 각종 상태, 예컨대 도어 잠금 상태, 도어 개폐 상태, 윈도우 개폐 상태, 시동 잠금 상태, 엔진 이상 유무 및 시동 상태 등을 포함한다.
사용자의 리모콘 조작에 따라 차량 제어 신호를 수신한 송수신기는 릴레이(Relay)에 의해 각 접점(스위치)을 온/오프하여 차량의 각종 제어 장치의 동작, 예컨대 엔진 시동, 도어 잠금, 트렁크 개폐 등을 수행하도록 구성되어 있다.
이러한 종래의 구성에 의하면, 송수신기와 각종 제어 장치간에는 개별적 배선을 통해 연결되므로, 제어하고자 하는 장치의 수량에 비례하여 배선의 양이 배가된다. 더욱이, 제어 장치의 구성 방식이 메이커별로 상이할 뿐만 아니라 동일한 메이커라 하더라도 차량 모델별로도 차이가 있기 때문에 송수신기와 제어 장치간에 배선을 수행하는 데 상당한 어려움이 있었다.
최근 들어서는 자동차 전장 기술의 발달과 마이크로 컨트롤러 성능 향상으로 마이크로 컨트롤러를 탑재한 제어 장치가 차량 내에 보편적으로 채용되고 있다. 이에 따라 자동차에 탑재되는 전자 제어 장치의 효율적 제어를 위해 네트워크 기반 제어 시스템이 활발히 연구되고 있으며, 이러한 네트워크 기반 제어 시스템을 구성하는 프로토콜의 일례로서 CAN 프로토콜이 있다.
CAN 프로토콜은 독일의 자동차 전장품 개발 업체인 BOSCH 社에 의해 최초로 제안되었으며, 1993년 ISO 11898(고속 애플리케이션용) 및 ISO 11519(저속 애플리케이션용)로 표준이 정립되었다. 이러한 CAN 프로토콜의 설계 목적은 자동차의 각종 ECU 및 차량 센서 사이에 정보를 공유하고, Noise가 많은 차량 환경에 적합한 통신 방식을 제공하는 데 있다. 응용 분야에 있어서는 주로 자동차 분야에서 센서 및 기타 정보의 공유를 목적으로 활발히 채용되고 있으며, 그 외에 기계 설비 분야에 채용하는 사례도 점점 증가하고 있다.
CAN은 지점-대-지점(Poin-to-Point) 방식에 기한 종래의 제어 시스템 구성과는 달리 버스 방식에 의하여 네트워크를 구성하며, 버스 제어와 관련하여 멀티 마스터(Multi-Master) 방식을 채택하고 있다.
즉, 각각의 컨트롤러 또는 프로세서는 우선 순위(Priority)가 존재하지만, 각자 마스터(Master) 또는 슬레이브(Slave)가 될 수 있으며, 어느 한 컨트롤러(프로세서)가 보낸 데이터는 필요에 따라 다수의 컨트롤러(프로세서)가 공유할 수 있으며, 이에 따라 차량 센서의 공유에 매우 적합하다.
CAN 버스는 정(+)과 부(-)의 두 개 라인(CAN_H, CAN_L)으로 이루어진 직렬 타입(Serial Type)으로 구성되므로, 외부 전자파나 노이즈가 CAN_H 및 CAN_L 두 라인에 동일하게 영향을 끼치더라도 두 라인의 위상차에는 영향이 없다. 따라서, 여타의 통신 방식에 비하여 외부 전자파나 노이즈에 강인한 특징을 갖게 된다.
이론적으로는 하나의 단일 네트워크에서 최대 2,032개의 디바이스들이 한 개의 CAN 버스에 연결될 수 있으나, 하드웨어의 현실적인 제한으로 인해 실제로는 한 개의 단일 네트워크에 최대 110개 노드까지 허용되기도 한다.
CAN은 최대 1 Mbps 의 데이터 통신을 제공하여 실시간 제어를 지원하며, 오류 제한(Error Confinement) 및 오류 검출(Error Detection) 기능도 제공된다.
어드레싱과 관련하여, CAN 프로토콜 메시지는 소스 혹은 목적지 주소를 포함하지 않고, 대신에 소스 혹은 목적지 주소들의 함수 및/또는 우선순위와 관련된 식별자(ID; identifier)를 포함한다.
CAN 규격으로는 표준 CAN(버전 2.0A)과 확장 CAN(버전 2.0B)이 존재한다. 표준 CAN에서는 식별자의 길이가 11비트이며, 확장 CAN에서는 식별자의 길이가 29비트이다. 한편, 확장 CAN은 표준 CAN에 대한 호환성을 갖는다.
도 1은 CAN 시스템 및 이모빌라이저 시스템을 포함한 차량 제어 시스템을 개략적으로 도시한 것으로서, 차량 내의 각종 ECU 및 전장 모듈(장치), 예컨대 엔진 ECU(엔진 제어 장치)(110), 미션 ECU(120), 도어 제어 장치(130), 윈도우 제어 장치(140) 등의 각종 제어 장치가 두 개의 라인(CAN_H, CAN_L)에 의해 CAN 컨트롤러(100)에 연결되어 있다. 도 1에서 CAN 네트워크를 구성하는 CAN 버스는 CAN 컨트롤러(100)에 포함될 수 있어서 별도로 도시하지 않았다.
한편, 상기 열거한 장치들은 예시를 위한 것으로서, 이외에도 트렁크 개폐, 헤드라이트 점등, 지시등 점등 등의 기능을 수행하는 장치가 존재할 수 있으며, 이러한 장치들은 설치 위치 및 기능에 따라 상호 통합되거나 다수의 장치로 분리될 수 있다.
이모빌라이저(150)는 차량 도난에 대비하고자, 트랜스폰더가 내장된 키로부터 무선으로 전송되는 암호 코드를 수신하여 일련의 인증 절차를 수행하며, 암호 코드의 인증 여부에 따라 엔진의 시동 잠금을 유지 또는 해제하기 위한 신호가 점선으로 표시된 선을 거쳐 엔진 ECU(110)에 전달된다.
그런데, 차량 내의 각종 전장 모듈 또는 장치 등의 제어가 CAN 통신에 의하여 이루어지는 차량이 증가하면서, 릴레이 방식(또는 접점 방식)에 의해 차량 내 각종 모듈 또는 장치를 제어하는 기존 경보기는 제어 방식의 차이로 인하여 전술한 CAN 통신 차량에는 적용할 수가 없다.
특히, 이모빌라이저를 채용한 차량의 경우 원격 시동 기능이 구비된 경보기를 설치하더라도 이모빌라이저에 의해 엔진의 시동 잠금 상태가 유지되기 때문에 원격 시동이 불가능하다. 따라서, 차량 도난에 대비하기 위한 이모빌라이저 장치와 사용자 편의를 위한 무선 경보기 및 원격 시동 장치가 기술적으로 제대로 조화되지 못하고 있다.
이러한 문제를 해결하고자 이모빌라이저 설정을 무단으로 변경할 경우 차량 제어 기능에 문제를 야기할 소지가 있으므로, 차량 메이커에서는 이모빌라이저 채용 차량에 대하여 원격 시동 기능을 구비한 종래의 원격 시동 경보기를 설치하지 말 것을 권고하고 있다.
이에 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해소하고자, 리모콘에 의한 도어 잠금 해제, 창문 개폐, 원격 시동 등에 있어 차량에 설치된 CAN 네트워크를 이용함으로써 설치가 용이하고 차량이 각 부분에 대한 다양한 제어가 가능한 원격 제어 시스템을 구현하는데 그 목적이 있다.
한편, 기존 리모콘(무선 경보기)의 기능 중에서 접점 방식의 전기 컨트롤러에 의해 구동되는 차량 상태 정보(예컨대, 각종 알람)의 감지 부분과 FM 무선 통신 부분은 동일하게 사용할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 목적은 CAN 통신과 더불어 RFID 기술을 이용하여, 리모콘을 조작하지 않더라도 사용자가 차량으로부터 소정의 거리에 도달하게 되면 자동적으로 도어 잠금 및/또는 엔진 제어가 가능하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이모빌라이저가 장착된 차량에 있어서 리모콘에 의해 원격 시동 기능을 구현할 수 없는 문제점을 개선하여, 이모빌라이저의 기능을 제어하여 원격 시동이 가능하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 용이하게 차량 상태 정보를 모니터링할 수 있는 원격 제어 시스템을 구현하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 원격 제어 시스템은 차량 내의 제어 장치들이 CAN 컨트롤러에 연결되고 상기 CAN 컨트롤러가 제어 명령을 포함하는 CAN 메시지를 전달하여 상기 제어 장치들을 작동시키는 차량을 원격으로 제어하기 위해, 차량 내의 특정한 제어 장치에 대한 사용자의 제어 명령에 응답하여 상기 제어 명령을 무선으로 송신하는 리모콘과, 차량 내의 CAN 컨트롤러에 구비된 CAN 단자에 접속하여 CAN 메시지를 입출력하기 위한 CAN 인터페이스 수단을 구비하는 송수신기를 포함한다. 그리고, 상기 송수신기는 상기 리모콘으로부터 상기 제어 명령을 무선으로 수신하고, 상기 특정한 제어 장치에 대한 제어 명령을 포함하는 CAN 메시지를 생성하며, 상기 CAN 인터페이스 수단을 통해 상기 생성된 CAN 메시지를 상기 CAN 컨트롤러에게 전달한다.
이 때, 상기 송수신기는 상기 CAN 인터페이스 수단을 통해 입력되는 CAN 메시지 중에서 차량 상태 정보를 포함하는 CAN 메시지를 수신하고, 상기 수신된 CAN 메시지에 포함된 차량 상태 정보를 상기 리모콘에 무선으로 전송하며, 상기 리모콘은 상기 송수신기로부터 무선으로 전송되는 차량 상태 정보를 수신하여 사용자에게 통보하는 것이 바람직하다.
상기 송수신기는 차량 내의 엔진 제어 장치에 대하여 엔진 시동을 지시하는 제어 명령을 상기 리모콘으로부터 수신하면 차량에 장착된 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하고 엔진을 시동하도록 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달할 수 있으며, 상기 송수신기의 CAN 인터페이스 수단이 연결되는 CAN 컨트롤러의 CAN 단자는 CAN 진단 단자인 것이 바람직하다.
본 발명이 다른 특징에 따라, 상기 리모콘은 태그 ID가 저장된 RFID 트랜스폰더를 포함하며, 상기 송수신기는 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신하는 RFID 리시버를 포함하며, 상기 리모콘으로부터 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하면 도어 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달한다.
이 때, 상기 송수신기는 차량 내의 엔진 제어 장치에 대하여 엔진 시동을 지시하는 제어 명령을 상기 리모콘으로부터 수신하면, 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID가 수신되고 상기 수신된 태그 ID가 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하는 경우에만 엔진 시동을 지시하는 CAN 메시지를 상기 CAN 컨트롤러에 전달할 수 있다.
또한, 상기 송수신기는 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하면 상기 차량에 장착된 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달할 수 있다.
또는 대안으로서, 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신할 수 없는 경우에 차량 내의 엔진 제어 장치에 대하여 엔진 시동을 지시하는 제어 명령을 상기 리모콘으로부터 수신하면 차량에 장착된 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하고 엔진을 시동하도록 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명토록 하며, 후술하는 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 차량 원격 제어 시스템을 포함하는 차량 제어 시스템의 구성을 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 차량 원격 제어 시스템은 RFID 트랜스폰더(210)를 내장한 리모콘(200)과, 리모콘(200)으로부터 차량 제어 신호/차량 상태 정보를 송수신하는 송수신기(250)로 구성되어 있으며, 송수신기(250)는 CAN 컨트롤러(100)에 접속되어 있다. 송수신기(250)의 설치 편의를 고려할 때 송수신기(250)는 차량의 CAN 네트워크 진단용으로 제공되는 CAN 진단 단자에 설치되는 것이 바람직하다.
CAN 컨트롤러(100)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 실선으로 표시된 CAN 라인에 의해 엔진 ECU(110), 미션 ECU(120), 도어 제어 장치(130) 및 윈도우 제어 장치(140)에 연결되어, CAN 네트워크를 구성하고 있다.
한편, 이모빌라이저(150)는 전술한 바와 같이, 점선으로 표시된 라인에 의해 엔진 ECU(110)에 연결되어 시동 잠금 상태를 유지하거나 해제하기 위한 정보를 제공하며, CAN 컨트롤러(100)가 제공하는 CAN 단자에 추가로 접속될 수도 있다.
리모콘(200)은 도어 잠금 장치, 트렁크 개폐, 창문 개폐, 엔진 시동 등의 조작을 수행하기 위한 조작 버튼(스위치)를 구비할 수 있으며, 사용자가 조작 버튼을 누를 경우 해당하는 차량 제어 신호를 송수신기(250)에 전송한다. 리모콘(200)은 상기 차량 제어 신호 전송 기능과 더불어, 도어 잠김 여부, 알람 작동 여부, 시동 상태, 전등류 점등 여부 등의 차량 상태 정보를 수신하는 기능을 포함할 수 있다.
송수신기(250)는 리모콘(200)과 차량 제어 명령 및 차량 상태 정보를 교환하며, 변조 방식으로는 통상적인 FM 방식을 그대로 이용할 수 있다.
또한, 송수신기(250)는 CAN 컨트롤러(100)와 CAN 프로토콜에 따라 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 리모콘으로부터 차량 제어 명령을 수신할 경우 수신된 차량 제어 명령에 해당하는 CAN 메시지를 생성하여 CAN 컨트롤러(100)로 전송하게 되며, 적절한 차량 제어 장치 또는 ECU가 상기 CAN 메시지를 수신하여 제어를 수행한다. 반대로, 송수신기(250)는 CAN 컨트롤러(100)로부터 CAN 메시지, 예컨대 도난 경보, 도어록 설정 및 해제 통보 등을 수신할 수 있기 때문에 리모콘(200)으로 전송할 필요가 있는 CAN 메시지를 감지할 경우 이를 수신하여 해당하는 정보를 리모콘(200)으로 전송한다. 또한 송수신기(250)는 주기적으로 또는 사용자의 리모콘(200) 조작에 따라 차량 상태 정보를 요구하는 명령을 전송하여 CAN 컨트롤러(100)에 전달할 수 있고, 상기 요구에 따른 차량 상태 정보를 리모콘에 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리모콘(200)과 송수신기(250)에는 각각 RFID 트랜스폰더와 RFID 리시버가 내장되어 있다.
RFID(Radio Frequency Identification)는 무선 신호를 통해 비접촉식으로 태그를 식별하여 정보를 처리하는 시스템으로서, 태그 ID를 저장하고 전송하는 RF 트랜스폰더와, 이를 수신하여 판독하는 리시버로 구성된다.
RFID 트랜스폰더는 내부에 전지 포함 유무에 따라, 전지 없이 판독기의 신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는 수동식과 전원이 포함된 능동식으로 나눌 수 있다.
수동식 RFID에서는 리시버가 안테나를 통해 일정 주파수 신호를 방사하며, 리시버 근처에 태그가 있으면 트랜스폰더는 수신된 신호를 변경하여 반사파의 형태로 재전송하며, 이를 back-scatter 라고도 부른다. 상호유도 방식에서는 스위치를 이용하여 트랜스폰더 회로의 부하를 시간에 따라 변화시켜 판독기 안테나의 전압을 변화시키는 부하변조 방식이 많이 사용되고 있다. 리시버는 트랜스폰더에서 back-scatter된 신호를 복조하여 식별한다. 수동형 트랜스폰더에 많이 사용되는 상호유도 방식은 근접한 두 코일간에 자기 결합(magnetic coupling)에 의해 유도 전류가 흐르는 원리를 이용하며, 이렇게 생성된 유도 전류는 정류기 등을 통해 트랜스폰더의 전원으로 사용된다.
한편, 능동형 RFID는 트랜스폰더 자체에 내장되어 있는 전원부에서 동력을 얻으며, 3m 이상의 중장거리 판독도 가능하다.
도 2에서, 송수신기(250)의 RFID 리시버(220)는 RFID 트랜스폰더(210)로부터 태그 ID를 무선으로 수신하며, 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 ID와 수신된 ID가 일치하는 경우에 송수신기(250)가 도어록(도어 잠금) 상태를 해제하는 CAN 메시지를 CAN 컨트롤러(100)에 전송함으로써, 도어 제어 장치(130)가 도어 잠금 상태를 자동으로 해제할 수 있다. 반대로, RFID 리시버(220)가 태그 ID를 수신하여 일치함을 확인할 수 없는 경우에는 도어 잠금 상태로 전환하는 CAN 메시지를 전송함으로써 자동 도어 잠금 기능을 구현할 수도 있다.
또한, 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 ID와 수신된 ID가 일치하는 경우에 도어 열림을 지시하는 메시지를 CAN 컨트롤러(100)로 전송함으로써 자동으로 도어가 열리도록 구성할 수도 있다.
RFID 리시버(220)가 리모콘(200)의 RFID 트랜스폰더(210)로부터 전송되는 태그 ID를 수신하는 범위는 리시버와 트랜스폰더 사이의 신호 출력 레벨 등을 변경함으로써 조정이 가능하며, 예컨대 3 미터 범위 내에서 태그 ID 확인이 가능하도록 할 수 있다.
한편, 송수신기(250)는 릴레이 방식으로 차량의 장치를 제어하기 위한 회로부를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, CAN 통신을 지원하지 않는 차량 제어 장치는 종래의 방식에 의하여 결선함으로써 제어할 수 있다.
차량에 장착된 이모빌라이저(150)와 관련하여, 송수신기(250)는 리모콘(200)의 RFID 트랜스폰더(210)로부터 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 ID와 부합하는 경우에 시동 잠금 상태를 설정하거나 해제하도록 할 수 있다.
예컨대, 송수신기(250)는 RFID 리시버(220)가 RFID 트랜스폰더(210)로부터 태그 ID를 수신하여 확인한 경우에 이모빌라이저(150)를 디스에이블/인에이블하는 CAN 메시지 또는 시동 잠금을 해제/설정하도록 명령하는 CAN 메시지를 CAN 컨트롤러(100)에 전송함으로써 엔진 ECU(110) 또는 이모빌라이저(150)에 전달되도록 할 수 있다. 대안으로서, 송수신기(250)는 이모빌라이저(150)가 전술한 암호 코드의 일치 여부에 따라 엔진 ECU(110)에 전송하는 신호와 동일한 신호를 제공하는 출력부를 추가로 구비하여, 엔진 ECU(110)의 이모빌라이저 연결 단자와 연결할 수도 있다.
차량에 이모빌라이저가 장착되지 않은 차량의 경우에, 송수신기(250)는 리모콘(200)의 RFID 트랜스폰더로부터 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하는 경우에만 리모콘(200)으로부터의 시동 명령에 응답하여 시동을 지시하는 CAN 메시지를 CAN 컨트롤러(100)에 전달하여 원격 시동이 이루어지도록 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 RFID 트랜스폰더(210) 및 RFID(220)는 태그 ID가 일치하는 경우에만 원격 시동이 가능하도록 구현되기 때문에 실질적으로 이모빌라이저의 기능, 즉 시동 잠금의 설정 및 해제 기능을 수행할 수 있다.
도 3는 CAN 메시지의 구성을 도시한 것이다.
각 CAN 메시지는 송신측이나 수신측의 주소를 포함하지 않으며, 대신에 11 비트(CAN 2.0A) 또는 29 비트(CAN 2.0B)의 CAN ID(식별자)를 가지며 CAN 메시지의 맨 처음 시작부분에 위치한다. 또한 CAN ID는 메시지의 형태를 식별시켜 주는 역할과 함께 메시지의 우선 순위를 부여하는 역할을 한다. 통상적으로는 CAN ID의 숫자가 작은 경우가 우선순위가 높다.
4 바이트로 구성된 DLC(Data Length Code)는 데이터 프레임의 길이를 표시하는 필드로서, 후속하여 데이터 필드가 이어진다. CRC 필드 등의 기타 필드가 실제로는 존재하지만 도시하지 않았다.
도 2에서 송수신기(250)가 CAN 컨트롤러(100)를 거쳐 각종 장치에 전송하는 CAN 메시지의 ID 및 데이터 필드 값은 차량 메이커 및 차종에 따라 상이할 수 있으며, 특정한 차량의 매뉴얼 또는 CAN 컨트롤러 칩의 매뉴얼 등으로부터 입수할 수 있다. 대안으로서, CAN 진단 단자에 진단 장비, CAN 프로토콜 분석기(analyzer) 또는 CAN 인터페이스를 구비한 PC 등을 연결하여 CAN 메시지를 분석함으로써 입수할 수도 있다.
표 1은 CAN 메시지의 ID 및 데이터 필드 설정을 예시적으로 설명하고자 CAN 메시지의 ID 지정을 열거한 표이다.
메시지 DLC 응답시간(ms) 주기(ms) 메시지식별자 (ID) 소스 목적지
도어잠금 1 8.32 20 0x30 송수신기 도어제어장치
도어잠금 해제 1 8.32 20 0x31 송수신기 도어제어장치
도어 열림 1 8.84 20 0x32 송수신기 도어제어장치
도어 닫음 1 8.84 20 0x33 송수신기 도어제어장치
시동잠금 1 9.36 20 0x34 송수신기 엔진 ECU
시동잠금 해제 1 9.36 20 0x35 송수신기 엔진 ECU
윈도우 열림 1 9.88 20 0x36 송수신기 윈도우제어
윈도움 닫음 1 9.88 20 0x37 송수신기 윈도우제어
시동 1 10.40 20 0x38 엔진 ECU
도어잠금 상태 1 10.92 20 0x39 도어제어
시동잠금 상태 1 11.96 20 0x3A 엔진제어
윈도우 상태 1 12.48 20 0x3B 윈도우제어
표 1에 개시된 바와 같이, 각각이 메시지에는 메시지 ID가 설정되며, 1 바이트의 데이터 필드를 동일하게 갖는다. 데이터 필드는 제어하고자 하는 값, 예컨대 ON(1), OFF(0) 등을 가질 수 있으며, 표 1에는 도시되어 있지 않다. 주기는 동일하게 20 ms로 설정하였으며, 응답 시간은 메시지의 대기 시간과 실제 전송되는데 걸리는 시간의 합을 의미하는 것으로 0.52 ms 간격으로 설정하였다.
ID가 0x30 내지 0x37인 CAN 메시지는 기능별로 목적지가 결정되며, 소스는 도 2의 송수신기(250)가 된다. 한편, ID가 0x38 내지 0x3B인 CAN 메시지는 각 기능별로 소스가 정해져 있으며, 송수신기(250)는 상기 ID를 갖는 CAN 메시지를 감지하여 수신하며 이에 따라 상기 메시지에 해당하는 차량 상태 정보를 리모콘(200)으로 전송하게 된다.
본 발명에 따른 원격 제어 시스템을 실제 차량에 장착할 경우에는 전술한 방법에 의하여 파악된 CAN 메시지 ID 및 데이터 필드값 등을 송수신기(250)에 프로그래밍하여야 한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 리모콘 조작시에 차량의 원격 제어 흐름을 도시하고 있다.
리모콘에 배치된 어느 한 버튼이 작동되면 리모콘으로부터 차량 제어 명령이 전송되어(400), 송수신기부가 상기 신호를 수신하게 된다(410). 이어서, 송수신기는 수신된 신호에 대응하는 CAN 메시지를 생성하여 CAN 컨트롤러에 전송한다(420). CAN 컨트롤러를 거쳐 CAN 메시지가 제어 대상 장치로 전달되며(430), 상기 CAN 메시지의 목적지에 해당하는 차량 제어 장치는 CAN 메시지의 ID 및 데이터 필드값 등에 따라 제어를 실행하게 된다(440).
예컨대, 상기 리모콘으로부터 전송되는 제어 명령이 엔진 ECU(엔진 제어 장치)에게 엔진 시동을 지시하는 것이라면, 송수신기는 엔진 시동을 지시하는 CAN 메시지를 생성하여 CAN 컨트롤러에 전달하게 된다.
만약, 차량에 장착된 이모빌라이저에 의해 시동 잠금 상태가 유지되고 있다면, 엔진 시동을 지시하는 CAN 메시지 만으로는 엔진 시동이 불가능하다. 따라서, 전술한 바와 같이 시동 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 생성하여 CAN 컨트롤러에 전달하여 시동 잠금 상태를 해제하고, 이와 더불어 전술한 엔진 시동을 지시하는 CAN 메시지를 전달하면 엔진 시동을 가능하게 할 수 있다. 대안으로서, 시동 잠금을 해제하기 위한 CAN 메시지와 원격 시동을 지시하는 CAN 메시지를 하나의 CAN 메시지에 통합하여 전달하는 것이 가능하다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 RFID에 의한 차량의 원격 제어 흐름을 도시한 것이다.
먼저 RF ID 트랜스폰더에 의해 ID가 전송되면(450), RF ID 리시버는 이를 수신하여 태그 ID가 일치하는지 여부를 확인한다(460). 만약 태그 ID가 일치하는 것으로 확인되면 도어 잠금을 해제하는 CAN 메시지를 CAN 컨트롤러로 전송한다(470). CAN 컨트롤러는 상기 CAN 메시지를 해당 제어 장치로 전달하며(480), 이에 따라 해당 제어 장치는 도어 잠금을 해제한다(490). ID가 확인되는 경우에 추가로 도어 열림 메시지를 CAN 컨트롤러로 전송할 수 있으며, 이에 따라 도어 제어 장치에 의해 자동으로 도어가 개방될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 도어 잠금이 해제되었음을 알리는 CAN 메시지 및/또는 도어가 개방되었음을 알리는 CAN 메시지가 도어 제어 장치로부터 전송될 수 있으며 이 경우 송수신기는 상기 CAN 메시지를 수신하여 해당 정보를 리모콘으로 전송할 수 있다. 그러면, 리모콘은 송수신기로부터 해당 정보를 수신하여 사용자에게 시각적, 또는 청각적 방법 등으로 통보할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 근거리 원격 시동시에 차량의 원격 제어 흐름을 나타내고 있다.
먼저, 리모콘이 차량으로부터 소정 거리 내에 접근하면 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID가 자동으로 전송되게 되며(500), 리시버가 이를 수신하여 확인한다(510). 리시버가 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하면 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 생성하여 CAN 컨트롤러로 전송한다(520). 상기 CAN 메시지는 CAN 컨트롤러에 의해 엔진 ECU 또는 이모빌라이저에 전달되어 시동 잠금 상태를 해제하게 된다(530).
이 때, 사용자가 RFID 태그를 인식할 수 있는 리모콘 시동 버튼을 누르면 시동을 지시하는 차량 제어 명령이 리모콘으로부터 무선으로 전송되며(540), 송수신기가 이를 수신한다(550). 송수신기는 수신된 명령에 따라 시동을 지시하는 CAN 메시지를 생성하여 CAN 컨트롤러로 전송하며(560), CAN 컨트롤러에 의해 상기 CAN 메시지가 엔진 ECU로 전달된다(570). 전술한 단계(500 내지 530)에 의하여 시동 잠금 상태가 해제되었으므로 엔진 시동이 이루어진다(580).
도시하지는 않았으나, 만약 사용자가 RFID의 RFID 인식 범위를 벗어날 경우에는 송수신기는 RFID 태그를 수신할 수 없게 되고, 시동 잠금 상태를 설정하는 CAN 메시지를 전송하여 시동 잠금 상태로 환원된다. 따라서, 리모콘을 소지한 사용자가 RFID의 전송 거리를 이탈하는 장소에서 원격 시동 버튼을 조작할 경우에는 엔진이 시동 잠금 상태에 있기 때문에 엔진 시동이 이루어지지 않는다.
도 6은 본 발명의 대안적 실시예에 따라 원격 시동시에 차량의 원격 제어 흐름을 나타내고 있다. 본 실시예는 이모빌라이저가 탑재된 차량을 원격 시동하는 경우에 RFID의 인식 범위를 벗어나는 원거리에서 원격 시동을 시도하거나, RFID 트랜스폰더 및 리시버를 이용하지 않는 경우에 차량을 원격 시동할 때 적용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 리모콘을 소지한 사용자가 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신할 수 없는 원거리(예컨대, 차량으로부터 3 미터 이상의 거리)에서 리모콘의 시동 버튼을 누르면 시동을 지시하는 차량 제어 명령이 리모콘으로부터 무선으로 전송되며(610), 송수신기가 이를 수신한다(620). 이 때, 도 5를 참조하여 설명한 실시예에서는 송수신기가 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신할 수 없기 때문에 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 전송하지 않으며, 이에 따라 시동 잠금 상태가 해제되지 않는다.
따라서, RFID 인식 범위를 초과하는 원거리에서 시동 명령을 수신하는 경우에 송수신기는 전술한 시동 지시 CAN 메시지와 함께 시동 잠금 상태를 강제로 해제하는 CAN 메시지를 전송한다(630). 전술한 바와 같이 상기 시동 지시 CAN 메시지와 시동 잠금 해제 CAN 메시지는 하나의 CAN 메시지로 통합하여 전송될 수도 있다. 이에 따라, 원격 CAN 컨트롤러에 의해 상기 CAN 메시지가 전달되어(640), 시동 잠금 상태가 강제로 해제되고 엔진이 시동된다(650).
상기 대안적 실시예에서, 송수신기가 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신할 수 없는 원거리에서 원격 시동이 이루어지기 때문에, 차량 도난 등의 안전 문제에 대한 고려가 필요하다. 따라서, 원거리에서 원격 시동이 이미 이루어지고 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신할 수 없는 상황에서 만약 차량의 도어가 개방되면, 송수신기가 CAN 컨트롤러로부터 도어 개방 상태를 알리는 CAN 메시지를 수신하여 시동 잠금 상태를 설정하는 CAN 메시지를 다시 CAN 컨트롤러에 전송하거나 이모빌라이저가 정상적으로 동작하도록 하는 CAN 메시지를 전송할 수 있다. 이에 따라 엔진의 시동 잠금 상태가 설정되며 엔진을 정지시킬 수 있으므로 차량 도난에 대비할 수 있다.
상기 대안적 실시예에 따르면, 태그 ID를 수신하여 일치 여부를 확인할 수 없는 원거리에서 시동 잠금 상태의 해제와 함께 시동을 지시하기 때문에 이모빌라이저가 장착된 차량을 원거리에서 시동시킬 수 있다. 또한 태그 ID를 수신하여 일치 여부를 확인할 수 없는 원거리에서 원격 시동을 하는 경우는 RFID 시스템을 사용하지 않는 경우와 실질적으로 동일하기 때문에 RFID 시스템을 사용하지 않더라도 동일한 방법에 의해 이모빌라이저 장착 차량을 원격으로 시동시킬 수 있다.
한편, 이러한 거리 범위에서는 RFID 태그가 수신되지 않기 때문에 도어 잠금이 해제되거나 도어 개방이 이루어지지는 않으며, 단지 원격 시동이 가능하기 때문에 엔진 예열 등을 위해 원격 시동을 할 때 유용하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 CAN 통신 차량을 원격으로 제어할 수 있으며, 이러한 기능은 종래의 경보기로는 전혀 제공될 수 없다. 더욱이, 본 발명에 의하면 송수신기가 간단하게 CAN 버스에 연결되기 때문에, 종래 기술에 있어서 경보기 시스템 설치에 따른 배선 작업의 어려움을 극복할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 차량 도난에 대비하기 위해 이모빌라이저 장치가 설치된 차량에 대해서 원격 시동 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 이모빌라이저 자체를 대체할 수도 있으며, 이모빌라이저가 설치되지 않은 차량에 대해서는 이모빌라이저의 기능(시동 잠금 기능 및 해제 기능)을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 CAN 시스템 및 이모빌라이저 시스템을 포함하는 차량 제어 시스템의 개략적 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 원격 제어 시스템을 포함하는 차량 제어 시스템의 구성도.
도 3은 CAN 메시지의 구성도.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 리모콘 조작시에 차량의 원격 제어 흐름도.
도 4b는 본 발명의 일 실시에에 따라 RFID에 의한 차량의 원격 제어 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 근거리에서 원격 시동시에 차량의 원격 제어 흐름도.
도 6은 본 발명의 대안적 실시예에 따른 원격 시동시에 차량의 원격 제어 흐름도.

Claims (9)

  1. 차량 내의 제어 장치들이 CAN 컨트롤러에 연결되고, 상기 CAN 컨트롤러가 제어 명령을 포함하는 CAN 메시지를 전달하여 상기 제어 장치들을 작동시키는 차량을 원격으로 제어하기 위한 시스템으로서,
    차량 내의 특정한 제어 장치에 대한 사용자의 제어 명령에 응답하여 상기 제어 명령을 무선으로 송신하는 리모콘과,
    차량 내의 CAN 컨트롤러에 구비된 CAN 단자에 접속하여 CAN 메시지를 입출력하기 위한 CAN 인터페이스 수단을 구비하는 송수신기를 포함하며,
    상기 송수신기는 상기 리모콘으로부터 상기 제어 명령을 무선으로 수신하고, 상기 특정한 제어 장치에 대한 제어 명령을 포함하는 CAN 메시지를 생성하며, 상기 CAN 인터페이스 수단을 통해 상기 생성된 CAN 메시지를 상기 CAN 컨트롤러에게 전달하는 것
    을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기는 상기 CAN 인터페이스 수단을 통해 입력되는 CAN 메시지 중에서 차량 상태 정보를 포함하는 CAN 메시지를 수신하고, 상기 수신된 CAN 메시지에 포함된 차량 상태 정보를 상기 리모콘에 무선으로 전송하며,
    상기 리모콘은 상기 송수신기로부터 무선으로 전송되는 차량 상태 정보를 수신하여 사용자에게 통보하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 차량이 이모빌라이저 기능을 구비하는 경우에
    상기 송수신기는 차량 내의 엔진 제어 장치에 대하여 엔진 시동을 지시하는 제어 명령을 상기 리모콘으로부터 수신하면, 차량에 구비된 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하고 엔진을 시동하도록 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 송수신기의 CAN 인터페이스 수단이 연결되는 CAN 컨트롤러의 CAN 단자는 CAN 진단 단자인 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리모콘은 태그 ID가 저장된 RFID 트랜스폰더를 포함하며,
    상기 송수신기는 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신하는 RFID 리시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 송수신기는 상기 리모콘으로부터 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하면 도어 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 송수신기는 차량 내의 엔진 제어 장치에 대하여 엔진 시동을 지시하는 제어 명령을 상기 리모콘으로부터 수신하면, 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID가 수신되고 상기 수신된 태그 ID가 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하는 경우에 엔진 시동을 지시하는 CAN 메시지를 상기 CAN 컨트롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 차량이 이모빌라이저 기능을 구비하는 경우에
    상기 송수신기는 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 수신된 태그 ID를 확인하여 해당 차량에 부여된 태그 ID와 일치하면, 상기 차량에 구비된 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하는 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 차량이 이모빌라이저 기능을 구비하는 경우에
    상기 송수신기는 상기 리모콘의 RFID 트랜스폰더로부터 태그 ID를 수신할 수 없는 경우에 차량 내의 엔진 제어 장치에 대하여 엔진 시동을 지시하는 제어 명령을 상기 리모콘으로부터 수신하면, 차량에 구비된 이모빌라이저에 의한 시동 잠금 상태를 해제하고 엔진을 시동하도록 CAN 메시지를 생성하여 상기 CAN 컨트롤러에게 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 원격 제어 시스템.
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