KR20200073448A - 게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체 - Google Patents

게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체 Download PDF

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KR20200073448A
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권지헌
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Abstract

실시예는 CAN 메시지 수신부; 이더넷 메시지 수신부; 상기 CAN 메시지 수신부와 이더넷 메시지 수신부로부터 신호를 수신하는 차량 상태 모니터링/인지부; 상기 차량 상태 모니터링/인지부로부터 신호를 수신하는 상태별 전원 관리 판단부; 및 상기 상태별 전원 관리 판단부로부터 신호를 수신하는 ECU 전원 제어 어플리케이션 실행부를 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서를 제공한다.

Description

게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체{GATEWAY PROCESSOR, CONTROLLING LOGIT FOR THE SAME, PROGRAM AND RECORDING MEDIUM}
실시예는 게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 전력 제어를 유연하게 하는 게이트웨이 프로세서, 그 제어로직, 프로그램 및 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 첨단 기술이 적용되어 그 기동성과 유용성이 향상됨으로써 현대사회에서 필수적인 제품이 되고 있다.
최근 차량 내 안전/편의 기능 확대 적용으로 ECU(electronic control unit)의 수가 증가하고 이로 인한 차량 내 전력 소모가 증가하는 추세이다. 자동차에 대한 이산화탄소 배출 규제의 정책은 향후 유럽, 미주, 아시아 지역 등 전 세계적으로 도입을 검토하고 있고, 이를 극복하기 위한 연비 향상과 전력 관리에 대한 중요성이 확대되고 있다.
현재 차량 혹은 향후 전개될 자율 주행 환경 등의 복합 상태에서의 전력을 차량에 적용되는 네트워크를 이용하여 제어하고, 그 구현은 차량 내 거의 모든 네트워크와 연결되어 게이트웨이에서 실행될 수 있다.
차량에 탑재되어 있는 다수의 ECU는 차량의 상태 예를 들면, 주차/주행, 주간/야간, 저온/고온 및 운전자의 조작에 따라 전력 공급이 필요한 ECU 그리고 전력 공급이 꺼져도 무방한 ECU로 구분되고, 다수의 ECU는 네트워크로 연결된다.
이러한 다수의 ECU를 제어할 수 있는 게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직이 필요하다.
실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량에 구비된 다수의 ECU를 제어할 수 있는 게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체를 제공하고자 한다.
실시예는 CAN 메시지 수신부; 이더넷 메시지 수신부; 상기 CAN 메시지 수신부와 이더넷 메시지 수신부로부터 신호를 수신하는 차량 상태 모니터링/인지부; 상기 차량 상태 모니터링/인지부로부터 신호를 수신하는 상태별 전원 관리 판단부; 및 상기 상태별 전원 관리 판단부로부터 신호를 수신하는 ECU 전원 제어 어플리케이션 실행부를 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서를 제공한다.
차량의 게이트웨이 프로세서는 CAN 메시지 수신부에 신호를 전달하는 복수 개의 CAN ID 필터들을 더 포함할 수 있다.
차량의 게이트웨이 프로세서는 CAN 메시지 수신부와 복수 개의 CAN ID 필터들에 신호를 전달하는 CAN DB를 더 포함할 수 있다.
차량의 게이트웨이 프로세서는 CAN ID 필터들에 각각 신호를 전달하는 복수 개의 CAN 트랜시버들을 더 포함할 수 있다.
차량의 게이트웨이 프로세서는 이더넷 메시지 수신부에 신호를 전달하는 이더넷 메시지 필터를 더 포함할 수 있다.
차량의 게이트웨이 프로세서는 이더넷 메시지 수신부와 이더넷 메시지 필터에 신호를 전달하는 이더넷 DB를 더 포함할 수 있다.
차량의 게이트웨이 프로세서는 이더넷 메시지 필터에 신호를 전달하는 복수 개의 이더넷 PHY들; 및 상기 이더넷 PHY들과 상기 이더넷 메시지 필터 사이의 이더넷 스위치를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는 차량 CAN 메시지 또는 차량 이더넷 메시지 중 적어도 하나를 수신하는 단계; 상기 수신된 메시지로부터 차량 상태 분석 필요 데이터가 있는지 판단하는 단계; 상기 차량 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들을 실행하는 단계; ECU들의 전원 제어 조건들을 확인하는 단계; 및 상기 확인된 전원 제어 조건들에 따라, 상기 ECU들의 전원을 제어하는 단계를 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직을 제공한다.
차량 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들은, 주변 환경 판단로직과 주행 상태 판단로직 및 차량 상태 판단로직을 포함할 수 있다.
주변 환경 판단로직은, 주/야간 또는 고온/저온을 판단할 수 있다.
주행 상태 판단 로직은, 주차 상태 또는 정차 상태 또는 저속 주행 또는 고속 주행을 판단할 수 있다.
차량 상태 판단로직은, 차량 상태 변경 메시지가 수신된 경우 실행될 수 있다.
차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직은 판단에 따라 상기 ECU의 전원을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 판단은, 유저가 설정한 전원 제어 조건에 의하여 진행될 수 있다.
ECU의 전원 제어는, 전원 온(on) 또는 전원 오프(off) 또는 전원 슬립(sleep) 중 하나일 수 있다.
또 다른 실시예는 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 상술한 게이트웨이 프로세서의 제어 로직을 실행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록된 프로그램를 제공한다.
또 다른 실시예는 상술한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
실시예에 따른 게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체는 따라서, 차량 전원 제어의 유연한 구성 가능이 가능하고, 종래의 차량 전원 제어의 경우 정적인 구조로 차량 초기 설계 이후 변경이 불가하나, 다양한 시나리오별 전원 제어가 추가 비용 없이 네트워크를 활요하여 구현할 수 있으므로 능동적인 전원 제어가능하므로, 차량 내 소모 전력을 낮추면 결국 연비 상승, 배기 가스등 유해 물질 억제할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 차량의 게이트웨이를 나타낸 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 차량의 게이트웨이의 프로세서를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직을 나타낸 도면이고,
도 4는 도 2의 차량의 게이트웨이 프로세서를 통하여 제어되는 ECU를 나타낸 도면이고,
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직에 의한 차량 내의 전력 제어를 나타낸다.
이하의 실시예에서 개시되는 방법과 차량 제어기들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에서 개시되는 용어들은 단지 특정한 일례를 설명하기 위하여 사용된 것이지 이들로부터 제한되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예에서 개시되는 '포함하다', '구비하다', '배치하다' 또는 '이루어지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 실시예에서 개시되는 실시예의 설명 및 특허청구범위에 사용되는 단수 표현인 '상기'는 아래위 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현도 포함하는 것으로 이해될 수 있으며, '또는/및'은 열거되는 관련 항목들 중 하나 이상의 항목에 대한 임의의 및 모든 가능한 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에 따른 게이트웨이 프로세서, 그 제어 로직, 프로그램 및 기록매체는, 반드시 자동차에 한정되지 않으며 자동차 외에 속력를 가지고 움직이는 이동 수단 예를 들면 이륜차나 오토바이나 격납고 내의 비행기 등에도 사용될 수도 있다.
도 1은 실시예에 따른 차량의 게이트웨이를 나타낸 도면이다. 차량에서 CAN이나 이더넷(ethernet) 통신 메시지의 다수는 주로 ECU 간의 차량 제어 메시지, 상태 메시지 등으로 구성되어 있고, 게이트웨이는 수집되는 통신 데이터로부터 차량의 상태, 운행 정보, 주변 환경을 판단할 수 있다.
CAN 통신 또는 이더넷 등의 통신라인을 통하여 연결되어 있는 ECU는 차량의 통신을 제어/모니터링하는 게이트웨이와 연결되어 있으며, 차량 내에 적용되어 있는 CAN의 경우 CAN 메시지를 통하여, 이더넷의 경우 포트(Port) 에너지를 통하여 ECU의 전원 모드를 제어할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 차량의 게이트웨이의 프로세서를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 차량의 게이트웨이 프로세서(1100)는 CAN 메시지 수신부(1230)와 이더넷 메시지 수신부(1340)와, CAN 메시지 수신부와 이더넷 메시지 수신부로부터 신호를 수신하는 차량 상태 모니터링/인지부(1400)와, 차량 상태 모니터링/인지부로부터 신호를 수신하는 상태별 전원 관리 판단부(1500), 및 상태별 전원 관리 판단부(1500)로부터 신호를 수신하는 ECU 전원 제어 어플리케이션 실행부(1600)를 포함할 수 있다.
또한, 차량의 게이트웨이 프로세서(1100)는 CAN 메시지 수신부(1230)에 신호를 전달하는 복수 개의 CAN ID 필터들(1220~1222)와, CAN 메시지 수신부(1230)와 복수 개의 CAN ID 필터들(1220~1222)에 신호를 전달하는 CAN DB(1240)와, CAN ID 필터들(1220~1222)에 각각 신호를 전달하는 복수 개의 CAN 트랜시버들(1210~1212)와, 이더넷 메시지 수신부(1340)에 신호를 전달하는 이더넷 메시지 필터(1320)와, 이더넷 메시지 수신부(1340)와 이더넷 메시지 필터(1320)에 신호를 전달하는 이더넷 DB(1330)와, 이더넷 메시지 필터에 신호를 전달하는 복수 개의 이더넷 PHY들(1310~1312) 및 이더넷 PHY들(1310~1312)과 이더넷 메시지 필터(1320) 사이의 이더넷 스위치(1315)를 더 포함할 수 있다.
여기서, CAN 트랜시버(1210~1212)는 CAN 데이터 송수신을 진행할 수 있고, CAN ID 필터(1222)는 기정의된 CAN 메시지를 필터링할 수 있고, CAN 메시지 수신부(1230)는 CAN 데이터 통신의 수신 메시지를 수신할 수 있고, 이더넷 스위치(switch)는 이더넷을 송수신하기 위한 이더넷 PHY(1310~1312)를 포함할 수 있고, 이더넷 메시지 필터(132)는 이더넷 메시지 중 차량 상태 관련 메시지만을 분리할 수 있다. 여기서, CAN 또는 이더넷 통신을 통하여 수신된 메시지는 차량의 상태를 판단하고, 각 ECU의 전원 제어가 필요할 경우 해당 제어기에 전원 천이에 대한 명령을 수행하라 수 있다.
도 3은 도 2의 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직을 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 3을 참조하여 실시예에 따른 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직을 설명한다.
실시예에 따른 차량의 게이트 웨이 프로세서의 제어 로직은, 먼저 차량 CAN 메시지를 수신하거나(S100a) 또는 차량 이더넷 메시지 중 적어도 하나를 수신한다(S100b). 그리고, 수신된 메시지로부터 차량 상태 분석 필요 데이터가 있는지 판단한다(S110). 만약, 수신된 메시지로부터 차량 상태 분석 필요 데이터가 없으면(No) 메시지를 삭제하고(S120), 수신된 메시지로부터 차량 상태 분석 필요 데이터가 포함되면(Yes) 차량의 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들을 실행할 수 있다.
상세하게는 ECU들의 전원 제어 조건들을 확인하고, 확인된 전원 제어 조건들에 따라 ECU들의 전원을 제어할 수 있다.
여기서, 차량 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들은, 예를 들면 주변 환경 판단로직(S131)과 주행 상태 판단로직(S132) 및 차량 상태 판단로직(S133)을 포함할 수 있다. 이때, 차량 상태 판단로직(S133)은, 차량 상태 변경(S140) 메시지가 수신된 경우 실행될 수 있다.
그리고, 주변 환경 판단로직(S131)은 주/야간(S141) 또는 고온/저온(S142)을 판단할 수 있고, 주행 상태 판단 로직(S132)은 주차 상태(S143) 또는 정차 상태(S144) 또는 저속 주행(S145) 또는 고속 주행(S146)을 판단할 수 있다.
그리고, 상술한 차량 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들의 판단에 따라, ECU의 전원을 제어할 수 있다. 여기서, 상기의 판단은 유저가 설정한 전원 제어 조건(S160)에 의하여 진행될 수 있으며, 즉 유저가 설정한 ECU 전원제어 조건을 확인하고(S151~S156), 그에 따라 ECU 전원 제어(S161~S166)를 진행할 수 있다. 그리고, 각각의 ECU의 전원 제어(S161~S166)는, 전원 온(on) 또는 전원 오프(off) 또는 전원 슬립(sleep) 중 하나로 진행될 수 있다.
상술한 게이트웨이 프로세서의 제어 로직은 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록되고, 이때 프로세서에 의하여 게이트웨이 프로세서의 제어 로직이 구현되는 프로그램으로 기록될 수 있다.
도 4는 도 2의 차량의 게이트웨이 프로세서를 통하여 제어되는 ECU를 나타낸 도면이다.
CAN을 적용하는 제어기의 경우 CAN 트랜시버에서 슬립(Sleep)의 기능이 제공되어야 하고, 특정 데이터(Wake up pattern)를 수신할 경우 전원을 온(on)시키거나 슬립 상태의 MCU(micro controller unit)를 노말 모드(Normal Mode)로 천이 시킬 수 있다. 그리고, 이더넷을 적용하는 제어기의 경우 이더넷 PHY를 통하여 CAN과 동일한 기능을 수행할 수도 있다.
도시된 게이트웨이는 연결된 네트워크의 메시지를 분석하고 현재의 차량의 운행 조건별 및 사용자 동작을 판단할 수 있고 사전에 정의된 전력제어 시나리오에 따라 해당 ECU의 전력을 제어할 수 있다. 그리고, 각 ECU의 전력제어 방법은 게이트웨이에서 해당 ECU에 슬립 명령을 전달하고 이를 수신한 ECU는 자체적으로 네트워크 대기 상태인 슬립 모드로 진입한다. 따라서, 복수 개의 ECU별로 구성된 기능, 반도체에 따라 소모되는 전류량은 다르지만, 슬립 모드로 천이 시에는 수 마이크로 암페어의 네트워크 대기모드로 진입함에 따라 상당한 소모전류를 줄일 수 있다.
따라서, 차량 전원 제어의 유연한 구성 가능이 가능하고, 종래의 차량 전원 제어의 경우 정적인 구조로 차량 초기 설계 이후 변경이 불가하나, 다양한 시나리오별 전원 제어가 추가 비용 없이 네트워크를 활요하여 구현할 수 있으므로 능동적인 전원 제어가능하므로, 차량 내 소모 전력을 낮추면 결국 연비 상승, 배기 가스등 유해 물질 억제할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직에 의한 차량 내의 전력 제어를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c에서 차량에 복수 개의 ECU가 구비되고, 여기서 청색으로 도시된 ECU는 비활성(non-active) ECU이고, 적색으로 도시된 ECU는 활성(active) ECU이며, 실선으로 CAN 통신이, 점선으로 이더넷 통신이 도시되고 있다.
이상에서 개시된 실시예들은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 전술한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 실시예의 범위에 포함된다.
1000: 차량 게이트웨이 1100: 게이트웨이 프로세서
1210~1212: CAN 트랜시버 1210~1222: CAN ID 필터
1230: CAN 메시지 수신부 1240: CAN DB
1310~1312: 이더넷 PHY 1315:이더넷 Switch
1320: 이더넷 메시지 필터 1330: 이더넷 DB
1340: 이더넷 메시지 수신부 1400: 차량 상태 모니터링 인지부
1500: 상태별 전원관리 판단부
1600: ECU 전원제어 어플리케이션 실행부

Claims (17)

  1. CAN 메시지 수신부;
    이더넷 메시지 수신부;
    상기 CAN 메시지 수신부와 이더넷 메시지 수신부로부터 신호를 수신하는 차량 상태 모니터링/인지부;
    상기 차량 상태 모니터링/인지부로부터 신호를 수신하는 상태별 전원 관리 판단부; 및
    상기 상태별 전원 관리 판단부로부터 신호를 수신하는 ECU 전원 제어 어플리케이션 실행부를 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 CAN 메시지 수신부에 신호를 전달하는 복수 개의 CAN ID 필터들을 더 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 CAN 메시지 수신부와 복수 개의 CAN ID 필터들에 신호를 전달하는 CAN DB를 더 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 CAN ID 필터들에 각각 신호를 전달하는 복수 개의 CAN 트랜시버들을 더 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 이더넷 메시지 수신부에 신호를 전달하는 이더넷 메시지 필터를 더 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 이더넷 메시지 수신부와 이더넷 메시지 필터에 신호를 전달하는 이더넷 DB를 더 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 이더넷 메시지 필터에 신호를 전달하는 복수 개의 이더넷 PHY들; 및
    상기 이더넷 PHY들과 상기 이더넷 메시지 필터 사이의 이더넷 스위치를 더 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서.
  8. 차량 CAN 메시지 또는 차량 이더넷 메시지 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
    상기 수신된 메시지로부터 차량 상태 분석 필요 데이터가 있는지 판단하는 단계;
    상기 차량 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들을 실행하는 단계;
    ECU들의 전원 제어 조건들을 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 전원 제어 조건들에 따라, 상기 ECU들의 전원을 제어하는 단계를 포함하는 차량의 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 차량 상태 분석 필요 데이터로부터 차량 관련 판단로직들은, 주변 환경 판단로직과 주행 상태 판단로직 및 차량 상태 판단로직을 포함하는 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 주변 환경 판단로직은, 주/야간 또는 고온/저온을 판단하는 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 주행 상태 판단 로직은, 주차 상태 또는 정차 상태 또는 저속 주행 또는 고속 주행을 판단하는 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 차량 상태 판단로직은, 차량 상태 변경 메시지가 수신된 경우 실행되는 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 판단에 따라 상기 ECU의 전원을 제어하는 단계를 더 포함하는 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 판단은, 유저가 설정한 전원 제어 조건에 의하여 진행되는 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 ECU의 전원 제어는, 전원 온(on) 또는 전원 오프(off) 또는 전원 슬립(sleep) 중 하나인 게이트웨이 프로세서의 제어 로직.
  16. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 제8 항에 기재된 게이트웨이 프로세서의 제어 로직을 실행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록된 프로그램.
  17. 제16 항에 기재된 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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