KR20190072009A - 자동차 진단 시스템을 이용한 전자제어유닛 프로그래밍 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 부품에 포함되어 있는 전자제어장치(ECU)의 프로그래밍 방법에 관한다.
본 발명에 따른 ECU 프로그래밍 방법은, 자동차 진단시스템을 이용하여 ECU 소프트웨어 설치 및 업데이트를 진행하는데, 미리 정해진 포맷의 데이터 프레임을 이용하여 서버로부터 해당 차량의 ECU 소프트웨어 및 캘리브레이션 데이터를 전송 받아 설치 및 업데이트를 진행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 ECU 프로그래밍 방법에 따르면 동일한 부품 모듈에 쓰이는 ECU에 같은 종류의 하드웨어(MCU)를 사용하기 때문에 대량주문에 따른 비용절감 및 소프트웨어 관리의 용이성 등의 효과도 가진다.

Description

자동차 진단 시스템을 이용한 전자제어유닛 프로그래밍 방법 {METHOD FOR PROGRAMMING ELECTRONIC CONTROL UNIT USING VEHICLE DIAGNOSTIC SYSTEM}

본 발명은 자동차의 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)에 관한 것으로, 특히 전자제어유닛을 진단하고 프로그래밍하는 방법에 관한 것이다.

자동차는 수많은 부품으로 이루어지고 부품들간의 결합관계와 제어에 의해 움직일 수 있다. 과거의 자동차들은 모든 부품들이 기계식으로 제어되었으나 최근 자동차들은 전자식으로 제어되는 부품의 비중이 높아지고 있다.

부품들을 전자식으로 제어하기 위해서는 전자제어기술이 필요한데 이때 사용되는 부품이 전자제어유닛(ECU)이다. ECU는 다양한 부품들에 사용되고 있고, 특히 운전자보조시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System), 전자식 파워 스티어링(EPS: Electric Power Steering), 텔레매틱스 유닛(TU: Telematics Unit) 등 전자제어기술을 사용하는 기능들이 채택됨에 따라 ECU의 수 또한 증가하는 추세이다.

ECU는 제어를 위한 모듈에 함께 장착되어 완성자동차업체로 공급된다. 예를 들어 에어백 ECU는 에어백을 위한 다른 부품들과 함께 에어백 모듈에 포함되어 완성자동차업체에 공급되는 것이다. 그런데 자동차의 부품들은 대부분 완성자동차업체에서 제조하는 것이 아니라 모듈화되어 부품제조업체에서 공급받는 것이 일반적이다. 따라서 각 모듈에 포함된 ECU도 모두 다른 종류가 사용되고 ECU를 제어하는 소프트웨어 역시 모듈 별로 달라진다.

또한, 동일한 부품 모듈이라도 사용되는 기능이나 차량의 옵션 등급에 따라 수행하는 기능이 달라지게 되므로 완성자동차업체 또는 부품제조업체는 사용 가능한 기능별 옵션 별로 다른 하드웨어(MCU)와 소프트웨어를 탑재한 모듈을 채용하게 된다. 예를 들어 레이더 모듈은 전방차량감지, 보행자감지, 긴급제동, 자동순항제어 등의 다양한 기능에 사용될 수 있는데 이러한 기능별 또는 옵션 별로 다른 MCU와 소프트웨어가 사용되므로 부품가격의 상승과 더불어 관리의 어려움도 발생하는 것이다.

종래 기술 중 하나인 대한민국 특허 출원번호 제10-2013-0137095호 발명은 ECU 업데이트 방법에 관한 것으로, 서버에 보관된 에러 없는 ECU 데이터와 자동차에 탑재된 ECU 데이터를 비교하여 다른 경우 디버깅을 실시하고 ECU를 업데이트 하는 발명이다. 하지만 이러한 종래 발명에 의해서도 부품 별로 다른 ECU의 소프트웨어 버전을 관리하는 방법에 대해서는 해결책이 없다.

본 발명의 발명자들은 이러한 종래 기술의 ECU 소프트웨어 관리방법 문제를 해결하기 위해 연구 노력해 왔다. 이를 위해 동일한 부품 모듈에는 같은 ECU 하드웨어를 사용하고 ECU에 올라가는 소프트웨어를 하나의 서버에서 중앙집중적으로 관리함으로써 효율적으로 ECU 및 ECU 소프트웨어를 관리할 수 있는 ECU 프로그래밍 방법을 완성하기 위해 많은 노력 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 부품 모듈 별로 다른 종류의 ECU를 사용함으로써 발생하는 관리의 어려움을 해결하는 데 있다.

본 발명은 동일한 부품 모듈의 ECU에 한 종류의 하드웨어를 사용함으로써 종래기술에서 동일한 부품 모듈임에도 불구하고 기능이나 옵션 별로 다른 종류의 하드웨어와 소프트웨어를 사용함으로써 하드웨어 및 소프트웨어 버전관리의 어려움이 있던 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명은 자동차 진단시스템을 이용하여 자동차의 전자제어유닛(ECU)을 프로그래밍하는 방법에 관한 것으로,

ECU 진단 모드에 진입하여 ECU 소프트웨어 설치여부를 판단하고, ECU 소프트웨어가 설치되어 있지 않으면 신규 ECU 소프트웨어를 설치하고,

ECU 소프트웨어가 설치되어 있으면 ECU 소프트웨어의 버전을 확인하여, 설치된 ECU 소프트웨어가 신규 ECU 소프트웨어와 다르면 상기 신규 ECU 소프트웨어로 교체 설치하되,

상기 자동차용 ECU는 둘 이상이고 동일한 하드웨어 프로세서(MCU: Micro Controller Unit)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ECU 진단모드에 진입한 후, 데이터 프레임(Data Frame)에 의해 구분되는 ECU 소프트웨어를 서버로부터 전송 받되, 상기 데이터 프레임은 차량 식별자(Product ID), 차량 옵션, ECU가 포함된 부품의 식별자 및 진단결과를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차는, 둘 이상의 복수의 부품모듈을 포함하고, 상기 부품모듈은 하나 이상의 전자제어유닛(ECU)을 포함하고, 상기 복수의 부품모듈에 포함되는 복수의 ECU는 모두 동일한 MCU를 사용하는 것을 특징으로 한다.

위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서 본 발명은 이미 구축되어 있는 진단 시스템을 이용하여 일괄적으로 ECU용 소프트웨어를 설치하고 업데이트 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 같은 부품이라도 기능 또는 옵션 별로 나뉘어져 있던 ECU 소프트웨어 버전 관리를 하나의 서버에서 통합적으로 관리할 수 있으므로 관리의 편의성을 높일 수 있고, 같은 부품 모듈이라면 공통의 하드웨어를 사용함으로써 대량 주문을 통한 단가 절감과 재고 관리의 편의성을 높일 수 있는 장점도 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전자제어유닛 프로그래밍 방법이 실시되는 전체 시스템의 대략적인 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전자제어유닛 프로그래밍 방법의 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 데이터 프레임의 한 예를 나타낸다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 ECU 프로그래밍 방법이 실시되는 전체 시스템의 대략적인 구조를 나타낸다.

전체 시스템은 자동차 진단시스템(10), 공장 서버(20) 및 자동차(30)로 이루어진다.

자동차 진단시스템(10)은 복수의 하드웨어/소프트웨어 장비를 포함하여 구성된다. 하드웨어 장비로는 1개 이상의 프로세서 유닛과, 1개 이상의 메모리를 포함하는 전자장치와 통신장치가 포함되고, 소프트웨어 장비로는 자동차의 고장여부를 진단하고 ECU 소프트웨어를 설치 또는 업데이트 하는 구성과 관련되는 데이터 매니지먼트, 데이터베이스 관리, 데이터 송수신 등에 관한 일체의 프로세스를 처리하는 복수의 소프트웨어를 포함한다. 자동차 진단 시스템(10)은 공장 서버(20)와 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다. 또한 점검 대상 자동차(30)와는 MDA(RF)방식의

자동차 진단시스템(10)은 데이터베이스(12)를 보유하고 관리한다. 데이터베이스(12)는 차종 별 차량 옵션 별로 달라지는 부품의 종류와, 각 부품에 포함된 ECU의 소프트웨어를 구분하여 저장한다. 자동차 진단시스템(10)은 공장 서버(20)에서 부품 별 ECU 소프트웨어를 전송 받아 데이터베이스(12)에 저장할 수 있다.

공장 서버(20)는 마찬가지로 복수의 하드웨어/소프트웨어 장비를 포함하여 구성되고, 하나 이상의 데이터베이스(22)를 보유한다. 하드웨어 장비로는 1개 이상의 프로세서 유닛과, 1개 이상의 메모리를 포함하는 전자장치와 통신장치가 포함되고, 데이터베이스(22)는 공장에서 생산하는 모든 차량의 차종 정보와 옵션 정보 등을 저장하여 차량 별로 달라지는 ECU의 하드웨어 번호, 소프트웨어 번호, 캘리브레이션(calibration) 번호 등의 정보를 저장하고 필요 시 자동차 진단시스템(10)으로 전송하여 사용한다.

일반적으로 자동차의 ECU는 부품들과 함께 모듈화되어 공급되고, 따라서 부품업체들이 ECU 하드웨어와 소프트웨어를 관리하게 된다. 완성자동차 업체에서는 각각의 부품에 따른 ECU의 하드웨어와 소프트웨어의 버전관리가 복잡하고 번거로운 측면이 있다. 따라서 본 발명에서는 ECU의 하드웨어로 쓰이는 프로세서(MCU: Micro Controller Unit)를 동일한 부품 모듈 별로 하나로 통일하고, 탑재되는 소프트웨어 또한 서버에서 일괄적으로 관리함으로써 MCU 대량 주문에 의한 단가 하락과 소프트웨어 관리 편의성을 얻을 수 있다.

도 2는 이와 같이 한 종류의 MCU를 ECU 하드웨어로 사용하기 위한 자동차 진단시스템에 의해 수행되는 ECU 프로그래밍 방법의 대략적인 흐름도이다.

진단시스템에 자동차가 접속하면 진단시스템은 진단모드에 진입한다(S110). 진단시스템에 의해 자동차의 진단은 물론 ECU 소프트웨어의 설치 또는 업데이트도 모두 진행되므로 진단모드로 접속을 시작한다.

진단 모드에 진입하면 자동차의 종류 및 옵션에 따른 데이터프레임을 서버에 전송한다. 데이터 프레임은 차량을 진단하고 ECU 소프트웨어를 설치 또는 업데이트 하기 위해 각 자동차 별 정보를 저장하기 위한 포맷이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 나타내고, 도 4는 실제 데이터 프레임의 한 예를 나타낸다.

데이터 프레임(40)는 차량 식별자(42), 차량옵션(44), 입력(input, 46), 출력(output, 48)의 네 필드로 구성될 수 있다.

차량 식별자(42)는 공장에서 생산되는 자동차의 식별 번호(Product ID)를 포함하며, VIN(Vehicle identification number)도 함께 포함할 수 있다.

차량옵션(44)은 자동차의 종류, 엔진 종류, 차량의 옵션을 나타내는 별칭 등으로 구성된다. 차량의 옵션을 나타내는 별칭은 LKAS(Lane Keeping Assist System), ABS(Anti-lock Brake System) 등 차량의 옵션을 나타내는 약칭, 별칭 등이 이에 해당한다. 차량옵션(44)에 의해 차량에 어떤 옵션들이 설치되어 있는지 알 수 있고, 그에 따라 필요한 ECU 소프트웨어 들을 미리 준비할 수 있다.

입력(46)은 ECU 이상유무 체크 및 ECU 프로그래밍을 위한 자동차의 ECM(Electronic Chromic Mirror), 에어백, 스티어링 등에 포함된 개별 ECU들의 하드웨어 번호와 소프트웨어 버전 등을 포함한다. 공장 서버는 데이터 프레임(40)의 입력(46) 필드에 의해 자동차에 설치된 옵션 부품들을 파악하고, ECU 하드웨어 번호에 맞춰 최신 버전의 ECU 소프트웨어를 준비하게 된다.

출력(48)은 차량의 진단을 마친 후의 진단 결과를 기록하기 위한 필드이다. 진단 후의 사후 서비스(AS)를 위해 자동차에 탑재된 하드웨어 번호와 소프트웨어 버전, 그리고 캘리브레이션 번호 등을 기록하여 둠으로써 추후 이용할 수 있도록 하는 것이다.

데이터 프레임(40)은 같은 차종, 같은 옵션을 가지는 차량끼리는 동일하므로 새로운 차종이 추가되거나 옵션이 변경되면 추가되는 ECU에 대한 초기 데이터 프레임(40)을 생성한다. 생성된 데이터 프레임(40)은 공장 서버에 전달되어 해당 차량의 ECU 하드웨어/소프트웨어를 체크하고 자동차 진단 시스템으로 필요한 소프트웨어와 캘리브레이션 정보를 전달한다.

도 4는 이러한 데이터 프레임(40)의 실제 구성 예를 나타낸다.

Production ID와 VIN은 차량 식별자를 나타낸다. CRITERIA(diversity)는 차량 옵션에 따른 차량 종류, 옵션의 종류들을 나타낸다. MNEMONICS(Input)는 점검을 위한 부품의 ECU 하드웨어 번호와 소프트웨어 버전, 캘리브레이션 값 등을 나타낸다. Traceability(Output)는 진단 결과와 캘리브레이션 결과 등을 포함한다.

진단모드 진입 후 ECU 하드웨어의 고장유무를 우선 판단한다(S120). ECU 하드웨어의 고장이나 불량이 있으면 ECU 하드웨어 자체의 교체를 진행한다(S122). 본 발명에서 ECU 하드웨어인 MCU는 모두 같은 부품 모듈이라면 같은 종류를 사용하므로 기능이나 옵션에 따라 일일이 부품 종류를 확인할 필요 없이 간편하게 교체가 가능하다. ECU 하드웨어의 교체 없이 수리가 가능한 경우라면 교체 대신 수리하는 것도 물론 가능하다.

ECU 하드웨어에 이상이 없다면 ECU 소프트웨어의 설치유무를 판단한다(S130). ECU가 포함된 부품모듈이 처음 자동차에 설치된 경우라면 종래기술과 달리 소프트웨어가 설치되어 있지 않은 상태이므로 신규 설치가 필요하므로 설치유무를 판단하고, 소프트웨어가 설치되어 있지 않은 초기상태라면 신규 소프트웨어를 ECU에 설치한다(S132).

ECU 소프트웨어가 이미 설치된 상태라면 ECU 소프트웨어의 이상유무를 판단한다(S140). ECU 소프트웨어가 손상되었거나 혹은 오래되어 최신버전이 아니라면 손상 없는 소프트웨어를 다시 설치하거나 최신버전으로 소프트웨어를 업데이트 해준다(S142). 신규 소프트웨어는 진단모드 진입 시 차종과 모델에 따라 생성된 데이터 프레임을 이용하여 공장 서버로부터 다운받아 사용한다.

이와 같이 다양한 부품이 들어가는 자동차의 ECU에 한 종류의 하드웨어를 사용하고 동일한 진단시스템을 통해 ECU의 소프트웨어를 설치하거나 업데이트 함으로써 생산과정을 간단히 할 수 있고, 고장 진단 및 수리도 일괄적으로 진행할 수 있는 효과가 있다.

참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 진단 시스템을 이용한 ECU 프로그래밍 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독가능매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독가능매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독가능매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체, 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급언어코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (3)

1. 하나 이상의 프로세서를 포함하는 자동차 진단 시스템에 의해 수행되는 자동차용 전자제어유닛(ECU) 프로그래밍 방법에 있어서,
   ECU 진단 모드에 진입하여 ECU 소프트웨어 설치여부를 판단하고, ECU 소프트웨어가 설치되어 있지 않으면 신규 ECU 소프트웨어를 설치하고,
   ECU 소프트웨어가 설치되어 있으면 ECU 소프트웨어의 버전을 확인하여, 설치된 ECU 소프트웨어가 신규 ECU 소프트웨어와 다르면 상기 신규 ECU 소프트웨어로 교체 설치하되,
   상기 자동차용 ECU는 둘 이상이고 동일한 하드웨어 프로세서(MCU: Micro Controller Unit)를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차 진단 시스템을 이용한 ECU 프로그래밍 방법
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 ECU 진단모드에 진입한 후, 데이터 프레임(Data Frame)에 의해 구분되는 ECU 소프트웨어를 서버로부터 전송 받되,
   상기 데이터 프레임은 차량 식별자(Product ID), 차량 옵션, ECU가 포함된 부품의 식별자 및 진단결과를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차 진단 시스템을 이용한 ECU 프로그래밍 방법
   
3. 둘 이상의 복수의 부품모듈을 포함하는 자동차에 있어서,
   상기 부품모듈은 하나 이상의 전자제어유닛(ECU)을 포함하고, 상기 복수의 부품모듈에 포함되는 복수의 ECU는 모두 동일한 MCU를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차.

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