KR20200052746A

KR20200052746A - 차량 게이트웨이 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20200052746A
Application number: KR1020180136113A
Authority: KR
Inventors: 이해성; 장영은
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-15

Abstract

차량 게이트웨이 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 시스템은, 차량의 외부 장치와 무선통신으로 연결되어 메시지를 송수신하는 외부 인터페이스, 차량 내 CAN 통신라인을 통해 각종 제어기(Electronic Control Unit, ECU)와 연결되어 메시지를 송수신 하는 내부 인터페이스, 메시지 수신이 시작되면 중재 필드(Arbitration Field)의 메시지 ID를 확인하여 규정된 프로그래밍 메시지인지 여부를 파악하는 메시지 분석부 및 CAN 통신 특성에 따른 전체 메시지를 수신 후 구분 및 재구성 처리과정을 통해 목적지의 ECU로 전송하되, 상기 메시지 분석부를 통해 상기 프로그래밍 메시지의 수신이 확인되면 상기 전체 메시지의 구분 및 재구성 처리과정을 생략하고 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 게이트웨이 시스템 및 그 제어 방법{VEHICLE GATEWAY SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 게이트웨이 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 내 제어기의 프로그래밍을 위한 차량 게이트웨이 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 기계적인 이동수단에서 승차감, 환경규제, 편리성, 경제성 및 안정성 등의 차별화된 수단으로 발전되는 과정에서 고도화된 IT 기술이 융합되어 전자화 가속되고 있다.

이에 차량에는 멀티미디어 장치(Audio Video Navigation, AVN)는 물론 엔진, 브레이크, 변속기, 공조기, 램프 및 주행 조작 장치와 같은 기계적 장치까지 전자화되고 있으며, 이를 위해 수 많은 제어기(Electronic Control Unit, 이하 "ECU"라 명명함)가 장착되고 있다.

실제로 차량은 수십 대의 컴퓨터와 수억 줄의 코드로 작성된 각종 소프트웨어를 내장하고 있으며, 이들은 차량 내부 통신망뿐 아니라 외부 통신망을 통해 연결되어 있다.

한편, 차량의 게이트웨이(Gateway)는 다양한 외부 통신망과 차량 내 여러 ECU간의 CAN(Controller Area Network) 통신 연결을 위해 적용되어 CAN 통신의 기본 특성에 따른 일대 다(One-to-Many) 형태의 통신 구조에 적합하게 개발되었다.

반면, 차량 게이트웨이는 상기 CAN 통신의 기본 특성상 일대 일(One-to-Many) 통신 연결에는 취약한 동작 특성을 가지고 있으며, 이로 인한 ECU 프로그래밍 데이터의 전송 시 문제점을 아래의 도면을 통해 구체적으로 설명한다.

도 1은 종래의 차량 게이트웨이와 다수의 ECU간 연결구성과 메시지 전달 경로의 예시를 나타낸다.

첨부된 도 1을 참조하면, 차량 게이트웨이는 다양한 CAN 통신 라인과 차량 내 여러 ECU간의 일대 다 통신 연결을 위해 송수신되는 메시지(관련 데이터를 포함함)를 중계하는 역할을 한다.

이 때, 차량 게이트웨이는 다양한 통신 라인간 통신 방식의 차이로 인한 통신 불가 문제를 해결하는 라우팅(Routing) 기능과 통신 라인간 필요한 메시지만 전달하여 통신 부하를 최소화하는 필터링(Filtering) 기능을 수행한다. 또한, 게이트웨이는 위의 메시지 처리 기능을 이용하여 차량의 출고 전 공장 내 시스템 검사기(Tester)와 연동하여 차량 내 각종 ECU의 프로그래밍 작업을 수행할 수 있다.

한편, 게이트웨이는 도 1에서 CAN1 통신라인의 ECU#2에서 송신된 메시지a를 CAN2 통신라인에 연결된 ECU들로 전달하기 위하여 도 2와와 같이 동작될 수 있다.

도 2는 종래에 차량 게이트웨이의 메시지 중계 절차에서의 동작 특성을 나타낸다.

첨부된 도 2를 참조하면, 게이트웨이는 일반적으로 차량 내 CAN 통신망 사이의 메시지 전달을 위하여 ①메시지 수신 ②메시지 구분 ③메시지 재구성 ④메시지 송신의 단계를 거친다.

일반적으로 CAN 통신은 메시지의 수신으로 통신라인에 일정 통신량(예; 60%) 이상의 부하가 점유된 상태에서는 다른 메시지의 수신이 불가능한 기본 특성을 갖고 있어 메시지 전송이 지연된다.

또한, 게이트웨이는 메시지의 수신이 모두 완료된 이후에 메시지의 구분 및 재구성 처리를 수행하며, 수신된 메시지의 송신완료 전까지는 다른 메시지의 수신이 어렵기 때문에 일대 일(One-to-Many) 통신 연결에 취약한 단점이 있다.

예컨대, 도 3은 종래에 차량 게이트웨이의 메시지 중계 지연 누적상태를 나타낸다.

첨부된 도 3을 참조하면, 종래의 차량 게이트웨이가 메시지a를 수신하여 처리 중 다음 메시지b 및 메시지c가 연속적으로 수신되는 경우 각 메시지(a, b, c) 별 지속적인 메시지 지연시간이 누적된다.

즉, 종래의 차량 게이트웨이는 메시지 수신 완료 시점에서 메시지를 송신 완료하기까지 메시지 구분 및 재구성하기 위한 메시지 처리 시간이 요구되며, 이에 따른 지연 발생이 불가피한 단점이 있다.

이로 인해, 검사 라인의 차량 시스템 검사장비가 게이트웨이와 연결하여 다양한 ECU별 프로그래밍 메시지를 송신하고자 하는 경우 이전에 전송중인 메시지가 존재하면 메시지 전송 실패나 지연시간이 누적되는 문제가 있다.

특히, 공장에서는 시스템 검사를 위한 차량 진입시간에 비해 차량에 적용된 다양한 ECU별 프로그래밍을 위한 메시지의 전송시간이 늘어나 검사대기 차량이 적체되는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 차량의 CAN 통신에 있어서 프로그래밍 메시지를 식별하기 위해 사전에 규정된 메시지 ID가 확인되면 즉시 수신중인 메시지를 목적 CAN 노드로 전송하는 차량 게이트웨이 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 게이트웨이 시스템은, 차량의 외부 장치와 무선통신으로 연결되어 메시지를 송수신하는 외부 인터페이스; 차량 내 CAN 통신라인을 통해 각종 제어기(Electronic Control Unit, ECU)와 연결되어 메시지를 송수신 하는 내부 인터페이스; 메시지 수신이 시작되면 중재 필드(Arbitration Field)의 메시지 ID를 확인하여 규정된 프로그래밍 메시지인지 여부를 파악하는 메시지 분석부; 및 CAN 통신 특성에 따른 전체 메시지를 수신 후 구분 및 재구성 처리과정을 통해 목적지의 ECU로 전송하되, 상기 메시지 분석부를 통해 상기 프로그래밍 메시지의 수신이 확인되면 상기 전체 메시지의 구분 및 재구성 처리과정을 생략하고 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 외부 인터페이스는 공장 내 차량 시스템 검사기와 진단통신을 연결하는 OBD 또는 외부의 텔레매틱스 서버와의 무선통신을 위한 텔레매틱스 통신 모듈과 연결될 수 있다.

상기 메시지 분석부는 전체 메시지 중에서 시작 필드의 1bit와 규정된 중재 필드의 3bit를 합한 총4bit만을 확인하여 상기 프로그래밍 메시지 여부를 파악할 수 있다.

또한, 상기 메시지 분석부는 상기 메시지의 프레임 시작 필드를 확인한 후 중재 필드 중 먼저 입력된 3개의 bit가 모두 1일 경우 상기 프로그래밍 메시지로 판단할 수 있다.

또한, 상기 메시지 분석부는 복수의 메시지가 연속 수신되는 경우 전체 메시지를 수신하지 않은 상태에서 각 메시지 별 시작 필드와 메시지 ID 부분만을 미리 추출하여 프로그래밍 메시지의 존재 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 복수의 메시지 연속 수신으로 메시지가 누적되면 누적방지를 위한 통신지연예방 기능에 따라 삭제하되, 대기중인 상기 프로그래밍 메시지가 존재하면 삭제되지 않도록 상기 누적방지 기능을 제한할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 복수의 메시지 연속 수신으로 대기중인 상기 프로그래밍 메시지가 존재하는 경우 일반 메시지에 비해 프로그래밍 메시지의 우선순위를 높게 설정하여 우선 전송되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 프로그래밍 메시지 수신 중에는 프로그램전송 이벤트로 판단하여 상기 메시지 ID가 동일한 메시지만을 확인하여 상기 목적지 ECU로 전달하고, 이외에 다른 메시지는 무시할 수 있다.

또한, 상기 프로그래밍 메시지는 상기 ECU의 펌웨어, 프로그램 업데이트 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 공장 내 차량 검사 시스템에 설비된 검사기와 연동되는 차량 게이트웨이 시스템의 제어 방법은, a) 외부 인터페이스에 연결된 OBD를 통해 상기 검사기와의 무선 진단 통신을 연결하는 단계; b) 상기 검사기로부터 메시지 수신이 시작되면 중재 필드의 일부 메시지 ID 를 확인하여 규정된 프로그래밍 메시지인지 여부를 판단하는 단계; 및 c) 상기 프로그래밍 메시지의 수신이 확인되면, CAN 통신 특성에 따른 전체 메시지의 수신을 통한 메시지 구분 및 재구성 처리과정을 생략하고, 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 메시지의 시작 필드 이후에 수록된 초기 중재 필드의 3bit가 모두 "1"이면 상기 프로그래밍 메시지로 판단하는 단계; 또는, 상기 초기 중재 필드의 3bit 중 어느 하나라도 "0"이면 일반 메시지로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 메시지 수신 시 복수의 메시지가 연속 수신되어 지연되는 경우 각 메시지 별 시작 필드의 1bit와 메시지 ID의 3bit만을 미리 추출하여 프로그래밍 메시지를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 판별된 상기 프로그래밍 메시지를 일반 메시지에 비해 우선순위를 높게 설정하여 우선 전송되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 프로그래밍 메시지를 통신지연 누적 방지를 위한 삭제 목록에서 제외하여, 누적방지를 위해 삭제되지 않도록 제한하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 차량 게이트웨이가 프로그래밍 메시지를 식별하기 위해 사전에 규정된 메시지 ID 부분만 확인되면 즉시 메시지를 복사하여 목적 노드로 전송함으로써 기존 메시지 전체를 수신 ID 구분에 처리되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 프로그래밍 메시지에 대하여 기존 메시지를 재구성 과정을 생략함으로써 메시지 재구성이 필요한 처리요구 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 프로그래밍 메시지 수신 시 메시지 ID의 시작이 동일한 메시지만을 확인하여 전달하고 이외의 다른 메시지는 무시함으로써 프로그래밍 이외의 메시지 처리로 인한 방해 및 지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량 게이트웨이와 다수의 ECU간 연결구성과 메시지 전달 경로의 예시를 나타낸다.
도 2는 종래에 차량 게이트웨이의 메시지 중계 절차에서의 동작 특성을 나타낸다.
도 3은 종래에 차량 게이트웨이의 메시지 중계 지연 누적상태를 나타낸다.
도 4는 일반적인 메시지 중계 지연 누적 방지를 위한 메시지 삭제 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제어기(ECU)의 프로그래밍을 위한 검사 시스템을 개략적으로 나타낸다.
6은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 CAN 메시지의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프로그래밍 메시지 전송 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본격적인 본 발명을 설명하기에 앞서, 상술한 메시지 지연 누적 문제를 해결하기 위해 종래의 차량 게이트웨이에 적용된 통신지연예방 기능에 대해서 설명하도록 한다.

일반적으로 차량 게이트웨이는 상기 도 3과 같이 지속적인 메시지 전송지연을 줄이기 위하여 누적된 메시지를 삭제하는 통신지연예방 기능을 적용하고 있다.

예컨대, 도 4는 일반적인 메시지 중계 지연 누적 방지를 위한 메시지 삭제 방법을 나타낸다.

첨부된 도 4를 참조하면, 게이트웨이는 메시지a를 처리 중 다음 메시지(b, c)가 수신되는 경우 지속적인 지연 상황이 발생되는 것을 방지하기 위하여 다음 메시지(b, c)를 삭제하여 고의 손실시킴으로써 지연을 최소화 하고 있다. 이는 일반적인 차량 통신의 특성상 메시지가 일부 손실되더라도 차량 주행에 큰 문제가 없기 때문에 가능한 것이다.

그러나, ECU의 프로그래밍 메시지는 데이터 하나만 손실 되더라도 프로그래밍 실행이 불가능하다. 또한, 프로그래밍 메시지는 데이터 손실이 발생될 경우 전송실패에 따른 재전송이 발생되어 더 큰 지연상태를 야기한다.

그러므로, 차량 게이트웨이가 상기 통신지연예방 기능을 수행함에 있어서 프로그래밍 메시지가 수신되는 경우 데이터 손실이 발생되지 않도록 그 메시지 삭제기능을 회피해야만 한다.

이에, 일반적인 프로그래밍 장치(예; 검사기 or TMS 서버)에서는 차량 통신에 적용된 메시지 삭제 방지 및 안정적인 전송을 위하여 메시지 송신 간격을 메시지 처리요구시간 이상으로 송부하는 방법으로 대응하고 있다.

그러나, 이러한 메시지 송신 간격에 추가 여유시간을 더 증가시키는 방법으로 프로그래밍 소요시간이 전송하는 데이터의 양에 비례하여 더 늘어나는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 차량 CAN 통신에 있어서 프로그래밍 메시지를 식별하기 위해 사전에 규정된 메시지 ID가 확인되면 즉시 수신중인 메시지를 복사하여 목적된 ECU로 전송하는 개선된 차량 게이트웨이 및 그 프로그래밍 메시지 전송을 위한 제어 방법을 제안한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제어기(ECU)의 프로그래밍을 위한 검사 시스템을 개략적으로 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

첨부된 도 5 및 도6을 참조하면, 공장 내 설비된 차량 검사 시스템은 차량에 탑재된 게이트웨이 시스템(이하, 편의상 "게이트웨이"라 명명함)(100)과 무선 진단 통신을 연결하여 차량에 적용된 각종 ECU의 프로그래밍을 위한 시스템 검사와 업데이트를 수행하는 검사기(200)를 포함한다.

차량은 컨베이어벨트 상에서 여러 생산라인을 따라 이동하면서 조립되고, 차량 내 설치된 ECU들의 프로그래밍를 위해 시스템 검사 공정라인으로 진입된다.

검사기(200)는 조립이 완성되어 시스템 검사 공정 라인으로 진입된 차량에 적용된 각종 ECU의 프로그램 버전을 검사하고, 최신버전으로의 펌웨어나 프로그램 업데이트를 위한 프로그래밍 메시지를 전송할 수 있다.

이 때, 검사기(200)는 스캐너를 통해 차대번호(VIN)를 검출하여 차량진입을 인식하고, 생산관리시스템(Manufacturing Execution System, MES)에 상기 차대번호에 기초한 차종정보와 차량에 장착된 OBD ID를 조회한다.

검사기(200)는 상기 차종정보에 기초하여 차량에 적용된 ECU들의 사양을 확인할 수 있으며, 상기 OBD ID에 기초하여 차량에 장착된 OBD와 무선 진단 통신을 연결한다. 이 때, 공정라인 상에는 상기 진단 통신을 연결하기 위한 송수신 안테나가 배치되어 OBD를 통한 무선통신을 연결할 수 있다.

검사기(200)는 연결된 진단 통신을 통해 차량의 ECU 설치 상태, ECU별 최신프로그램 업데이트 상태를 검사하여 상기 차량의 시스템 성능을 진단한다. 이 때, 검사기(200)는 차량 종류에 따라 적용된 ECU를 MES에서 확인하고 진단 통신을 통한 무선으로 차량 종류 별로 적용된 ECU의 최신업데이트 상태를 검사할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이(100)는 외부 인터페이스(110), 내부 인터페이스(120), 메시지 분석부(130), 필터링부(140), 라우팅부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.

외부 인터페이스(110)는 차량의 외부 장치와 유/무선통신이 연결되어 메시지를 송수신한다.

예컨대, 외부 인터페이스(110)는 차량의 출고 전 공장 내에서 혹은 출고 후 정비소에서 차량 검사기(200)와의 진단통신 연결을 위해 OBD(111)와 연결될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 차량이 출고 후 ECU의 펌웨어나 프로그램 업데이트가 필요 시 차량의 운용상태를 관리하는 텔레매틱스(Telematics, TMS) 서버(300)와의 통신을 위한 텔레매틱스 통신 모듈(112)과 연결될 수 있다.

내부 인터페이스(120)는 차량 내부 통신망(CAN 통신라인)을 통해 각종 노드(ECU)와 연결되어 메시지를 송수신한다.

메시지 분석부(130)는 외부 인터페이스(110) 및 내부 인터페이스(120)를 통해 게이트웨이(100)로 수신되는 메시지를 분석하여, 메시지의 식별정보, 메지의 길이, 데이터량 및 무결성 검증정보 등을 분석한다.

예컨대, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 CAN 메시지의 구조를 나타낸다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 메시지 분석부(130)는 게이트웨이(100)에서 수신된 메시지를 분석하여 Start-of-frame, Identifier Field, Control Field, Data Field, CRC Field, CRC delimiter, ACK Field 및 End-of-fram 등으로 각 필드를 구분할 수 있다.

여기서, Start-of-frame은 메시지 전송 시작을 알리는 프레임 시작 필드를 의미하고, End-of-frame는 프레임 종료 필드를 의미한다. 그 사이에 위치하는 중재 필드(Arbitration Field)는 메시지를 구분할 수 있는 식별자(Identifier, 이하, "메시지 ID"라 명명함)가 수록되고, 컨트롤 필드(Control Field)는 데이터 바이트(byte) 개수가 수록되며, 데이터 필드(Data Field)는 전송하고자 하는 데이터가 수록되고, CRC 필드(CRC Field)는 수신된 메시지의 무결성 검증을 위한 CRC(Cyclical Redundancy Check) 값이 수록되며, ACK 필드(ACK Field)는 메지지가 수신 노드(node)에 잘 전달되었는지의 응답(ack) 신호가 수록된다.

메시지 분석부(130)는 메시지 수신이 시작되면 중재 필드(Arbitration Field)의 메시지 ID를 확인하여 규정된 프로그래밍 메시지인지 여부를 파악한다.

구체적으로, 메시지 분석부(130)는 메시지의 프레임 시작필드를 확인한 후 상기 중재 필드(Arbitration Field) 중 먼저 입력된 3개의 비트(bit)가 모두 1일 경우 프로그래밍 메시지로 판단할 수 있다(ID10 * ID9 * ID8 = 1).

반대로, 메시지 분석부(130)는 상기 중재필드의 메시지 ID를 확인하여 먼저 입력된 3개의 비트(bit) 중 어느 하나라도 0일 경우 프로그래밍 메시지로 판단하지 않는다(ID10 * ID9 * ID8 = 0).

위와 같이, 메시지 분석부(130)는 전체 메시지인 108bit 중에서 시작 필드의 1bit와 규정된 중재 필드의 3bit를 합한 총4bit만을 확인하여 프로그래밍 메시지 여부를 파악할 수 있다.

따라서, 일반적인 CAN 통신에서 전체 메시지를 수신한 후 메시지를 구분하는데 필요한 데이터 양(시간)이 108bit(216㎲)이지만, 메시지 분석부(130)는 프로그래밍을 위한 메시지 구분에 필요한 데이터 양(시간)을 4bit(8㎲)로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

필터링부(130)는 프로그래밍 메시지가 아닌 일반 메시지의 전송 시 CAN 통신 라인간 또는 목적지 ECU에 필요한 메시지만 전달하여 통신 부하를 최소화한다.

라우팅부(150)는 프로그래밍 메시지가 아닌 일반 메시지의 전송 시 다양한 통신 라인간 또는 다양한 노드 간의 이종 통신을 지원하기 위해 메시지를 재구성한다.

제어부(160)는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이(100)의 운용을 위해 상기 각부의 전반적인 동작을 제어하며, 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있다.

제어부(160)는 메시지 분석부(130)로부터 프로그래밍 메시지가 아닌 일반 메시지의 수신이 확인되면, 필터링부(130)와 라우팅부(150)를 통해 메시지를 구분 및 재구성하여 목적지의 ECU로 전송한다. 이 때, 제어부(160)는 누적된 일반 메시지가 존재하는 경우 통신지연 누적 방지를 위해 누적된 메시지를 삭제하고 재구성된 메시지를 전송할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른, 제어부(160)는 메시지 분석부(130)를 통해 프로그래밍 메시지의 수신을 확인하면, 상기 메시지의 구분 및 재구성과정을 생략하고 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송한다.

예컨대, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프로그래밍 메시지 전송 방법을 나타낸다.

첨부된 도 8을 참조하면, 앞선 도 7을 통한 설명에서와 같이, 게이트웨이(100)의 메시지 분석부(130)는 메시지a가 수신되는 시작 시점에서부터 4bit에 해당되는 8㎲의 메시지 구분시간 동안에 프로그래밍 메시지임을 판단한다.

그리고, 제어부(160)는 메시지 분석부(130)를 통해 프로그래밍 메시지를 식별하기 위해 사전에 규정된 메시지 ID 부분만 확인되면 즉시 수신중인 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송한다.

이 때, 제어부(160)는 ECU 프로그래밍 메시지의 경우 오류 방지를 위해 전체 메시지가 전송되어야 하는 특성상 메시지의 내용을 판단하거나 재구성할 필요 없으므로 즉시 목적 ECU로 전송함으로써 메시지 처리 요구시간을 줄일 수 있다.

또한, 메시지 분석부(130)는 복수의 메시지가 연속 수신되는 경우 전체 메시지를 수신하지 않은 상태에서 각 메시지 별 시작 필드와 메시지 ID 부분(3bit)만을 미리 추출하여 프로그래밍 메시지의 존재 여부를 판단할 수 있다.

그리고, 제어부(160)는 복수의 메시지 연속 수신으로 대기중인 프로그래밍 메시지가 존재하면 누적방지를 위해 삭제되지 않도록 통신지연예방 기능을 제한할 수 있다. 이때, 제어부(160)는 외부 인터페이스(110)를 통해 수신되는 메시지의 메시지 ID를 추출하여 프로그래밍 메시지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 제어부(160)는 복수의 메시지 연속 수신으로 대기중인 상기 프로그래밍 메시지가 존재하는 경우 일반 메시지에 비해 프로그래밍 메시지의 우선순위를 높게 설정하여 우선 전송되도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(160)는 상기 프로그래밍 메시지 수신 중에는 프로그램전송 이벤트로 판단하여 상기 메시지 ID가 동일한 메시지만을 확인하여 전달하고, 이외의 다른 메시지는 무시하여 전송을 제한한다.

한편, 전술한 차량 게이트웨이(100)의 구성을 바탕으로 하는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 제어 방법을 설명한다. 다만, 앞서 설명된 게이트웨이(100)의 세부구성은 기능에 따라 더 세분화되거나 하나의 시스템으로 통합될 수 있으므로 이하 차량 게이트웨이 제어방법을 설명함에 있어서 그 주체를 게이트웨이(100)로 하여 설명하도록 한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 제어 방법은 차량 내 탑재된 게이트웨이(100)가 공장 내 차량 검사 시스템에 설비된 검사기(200)와 연동되는 시나리오를 가정하여 설명한다.

게이트웨이(100)는 탑재 차량이 시스템 검사 공정에 진입되면, 외부 인터페이스(110)에 연결된 OBD를 통해 검사기(200)와의 무선 진단 통신을 연결한다(S10).

게이트웨이(100)는 검사기(200)로부터 상기 무선 진단 통신을 통한 메시지 수신이 시작되면(S20), 상기 메시지의 초기 4비트 메시지를 분석하여(S30), 프로그래밍 메시지 여부를 판단한다(S40). 게이트웨이(100)는 상기 메시지의 시작 필드(1bit)이후에 수록된 초기 중재 필드의 3bit가 모두 "1"이면 프로그래밍 메시지로 판단하고, 상기 초기 중재 필드의 3bit 중 어느 하나라도 "0"이면 일반 메시지로 판단할 수 있다.

이 때, 상기 S40 단계에서, 게이트웨이(100)는 상기 4비트 메시지의 분석결과 프로그래밍 메시지가 아닌 일반 메시지로 판단되면(S40; 아니오), 메시지 처리요구시간을 설정하고 메지지 재구성 처리절차를 실시한다(S50).

즉, 게이트웨이(100)는 전체 메시지를 수신한 후 메시지의 구성을 분석하고(S51), 분석된 메시지에서 목적지 ECU에 필요한 메시지만 추출하는 메시지 필터링을 수행하며(S52), 메시지 라우팅을 통해 이종통신 가능한 메시지로 재구성한다(S53).

게이트웨이(100)는 상기 재구성된 메시지를 해당 목적지의 ECU로 전송한다(S60).

반면, 상기 S40 단계에서, 게이트웨이(100)는 상기 4비트 메시지의 분석결과 프로그래밍 메시지로 판단되면(S40; 예), 상기 메시지 처리요구 시간을 생략하고, 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송한다(S70).

또한, 도 9에서는 생략되었으나, 게이트웨이(100)는 상기 메시지 수신 시 복수의 메시지가 연속 수신되어 지연되는 경우 각 메시지 별 시작 필드의 1bit와 메시지 ID의 3bit만을 미리 추출하여 프로그래밍 메시지를 판별할 수 있다.

이 때, 게이트웨이(100)는 판별된 프로그래밍 메시지를 일반 메시지에 비해 우선순위를 높게 설정하여 우선 전송되도록 제어할 수 있다.

또한, 게이트웨이(100)는 프로그래밍 메시지를 통신지연 누적 방지를 위한 삭제 목록에서 제외하여, 누적방지를 위해 삭제되지 않도록 제한할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량 게이트웨이가 프로그래밍 메시지를 식별하기 위해 사전에 규정된 메시지 ID 부분만 확인되면 즉시 메시지를 복사하여 목적 노드로 전송함으로써 기존 메시지 전체를 수신 ID 구분에 처리되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.

예컨대, 도 9에 도시한 본 발명의 실시 예에 따른 차량 게이트웨이 제어 방법은 차량 내 탑재된 게이트웨이(100)가 공장 내 차량 검사 시스템에 설비된 검사기(200)와 연동되는 시나리오를 가정하여 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며 도 6에 도시된 것과 같이, 출고된 차량의 게이트웨이(100)가 무선통신망을 통해 TMS 서버와 진단통신을 연결하고, TMS 서버에서 실시간으로 업데이트되는 프로그래밍 메시지를 수신할 수 있다.

즉, 게이트웨이(100)는 차량의 운행 중 차량 ECU의 보완 및 유지보수를 위해 TMS 서버에서 수신되는 프로그래밍 메시지가 식별되면, 별도의 재구성 과정을 생략하고 즉시 목적 ECU로 전송하여 안정적인 시스템 업데이트를 수행할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 게이트웨이 110: 외부 인터페이스
120: 내부 인터페이스 130: 메시지 분석부
140: 필터링부 150: 라우팅부
160: 제어부 200: 검사기
300: TMS 서버

Claims

차량의 외부 장치와 무선통신으로 연결되어 메시지를 송수신하는 외부 인터페이스;
차량 내 CAN 통신라인을 통해 각종 제어기(Electronic Control Unit, ECU)와 연결되어 메시지를 송수신 하는 내부 인터페이스;
메시지 수신이 시작되면 중재 필드(Arbitration Field)의 메시지 ID를 확인하여 규정된 프로그래밍 메시지인지 여부를 파악하는 메시지 분석부; 및
CAN 통신 특성에 따른 전체 메시지를 수신 후 구분 및 재구성 처리과정을 통해 목적지의 ECU로 전송하되, 상기 메시지 분석부를 통해 상기 프로그래밍 메시지의 수신이 확인되면 상기 전체 메시지의 구분 및 재구성 처리과정을 생략하고 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송하는 제어부;
를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템.
제1항에 있어서,
상기 외부 인터페이스는
공장 내 차량 시스템 검사기와 무선통신을 연결하는 OBD 또는 외부의 텔레매틱스 서버와의 무선통신을 위한 텔레매틱스 통신 모듈과 연결되는 차량 게이트웨이 시스템.
제1항에 있어서,
상기 메시지 분석부는
전체 메시지 중에서 시작 필드의 1bit와 규정된 중재 필드의 3bit를 합한 총4bit만을 확인하여 상기 프로그래밍 메시지 여부를 파악하는 차량 게이트웨이 시스템.
제3항에 있어서,
상기 메시지 분석부는
상기 메시지의 프레임 시작 필드를 확인한 후 중재 필드 중 먼저 입력된 3개의 bit가 모두 1일 경우 상기 프로그래밍 메시지로 판단하는 차량 게이트웨이 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 메시지 분석부는
복수의 메시지가 연속 수신되는 경우 전체 메시지를 수신하지 않은 상태에서 각 메시지 별 시작 필드와 메시지 ID 부분만을 미리 추출하여 프로그래밍 메시지의 존재 여부를 판단하는 차량 게이트웨이 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
복수의 메시지 연속 수신으로 메시지가 누적되면 누적방지를 위한 통신지연예방 기능에 따라 삭제하되, 대기중인 상기 프로그래밍 메시지가 존재하면 삭제되지 않도록 상기 누적방지 기능을 제한하는 차량 게이트웨이 시스템.
제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 제어부는
복수의 메시지 연속 수신으로 대기중인 상기 프로그래밍 메시지가 존재하는 경우 일반 메시지에 비해 프로그래밍 메시지의 우선순위를 높게 설정하여 우선 전송되도록 제어하는 차량 게이트웨이 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 프로그래밍 메시지 수신 중에는 프로그램전송 이벤트로 판단하여 상기 메시지 ID가 동일한 메시지만을 확인하여 상기 목적지 ECU로 전달하고, 이외에 다른 메시지는 무시하는 차량 게이트웨이 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프로그래밍 메시지는
상기 ECU의 펌웨어, 프로그램 업데이트 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템.
공장 내 차량 검사 시스템에 설비된 검사기와 연동되는 차량 게이트웨이 시스템의 제어 방법에 있어서,
a) 외부 인터페이스에 연결된 OBD를 통해 상기 검사기와의 무선 진단 통신을 연결하는 단계;
b) 상기 검사기로부터 메시지 수신이 시작되면 중재 필드의 일부 메시지 ID 를 확인하여 규정된 프로그래밍 메시지인지 여부를 판단하는 단계; 및
c) 상기 프로그래밍 메시지의 수신이 확인되면, CAN 통신 특성에 따른 전체 메시지의 수신을 통한 메시지 구분 및 재구성 처리과정을 생략하고, 즉시 수신되는 메시지를 복사하여 목적지의 ECU로 전송하는 단계;
를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 메시지의 시작 필드 이후에 수록된 초기 중재 필드의 3bit가 모두 "1"이면 상기 프로그래밍 메시지로 판단하는 단계; 또는
상기 초기 중재 필드의 3bit 중 어느 하나라도 "0"이면 일반 메시지로 판단하는 단계;
를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템 제어 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 메시지 수신 시 복수의 메시지가 연속 수신되어 지연되는 경우 각 메시지 별 시작 필드의 1bit와 메시지 ID의 3bit만을 미리 추출하여 프로그래밍 메시지를 판별하는 단계를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 c) 단계는,
판별된 상기 프로그래밍 메시지를 일반 메시지에 비해 우선순위를 높게 설정하여 우선 전송되도록 제어하는 단계를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 프로그래밍 메시지를 통신지연 누적 방지를 위한 삭제 목록에서 제외하여, 누적방지를 위해 삭제되지 않도록 제한하는 단계를 포함하는 차량 게이트웨이 시스템 제어 방법.