KR20200141206A - 차량 네트워크 관리 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

차량 네트워크 관리 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 네트워크 관리 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 제 1 네트워크를 관리하는 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치; 및 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 2 네트워크를 관리하는 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치;를 포함하고, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는 슬립 모드 진입을 동기화하여 수행하는 것을 포함할 수 있다.

Description

차량 네트워크 관리 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for management network of a vehicle, system having the same and method thereof}
본 발명은 차량 네트워크 관리 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 복합 네트워크에 대한 네트워크 관리 제어 기술에 관한 것이다.
ECU(electronic control unit, 전자 제어 장치)는 차량에 탑재되는 소형 컴퓨터로서, 차량의 엔진, 변속기, 파워스티어링, 에어컨 등에 장착되는 센서에 의해 감지된 신호를 수신 및 연산하여, idle 조정 장치, 연료 분사 장치, 가변 흡기 제어 장치 등의 액츄에이터(acturator)를 구동시키는 신호를 생성 및 전달하는 기능을 하는 장치이다.
차량에 탑재된 복수 개의 ECU는 네트워크 관리 메시지(network management message)를 상호간에 송수신 함으로써 차량의 네트워크 매니지먼트를 수행한다.
여기서 네트워크 관리(network management)는 차량 전원의 효율적인 관리를 위해 네트워크 통신이 필요하지 않은 경우, 네트워크에 연결된 복수의 ECU를 동시에 저 전력 모드(슬립 모드)로 변경하고, 다시 네트워크 통신이 필요할 경우 저 전력 모드에서 정상 모드로 변경하는 것을 말한다.
차량 기술의 발달로, 차량 내 네트워크가 복잡해지면서 이러한 네트워크의 관리가 중요한 이슈가 되고 있다.
본 발명의 실시예는 차량의 복합 네트워크에서 네트워크 관리 제어장치 간에 슬립 모드 진입(셧다운) 동기화를 수행하는 차량 네트워크 관리 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 제 1 네트워크를 관리하는 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치; 및 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 2 네트워크를 관리하는 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치;를 포함하고, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는 슬립 모드 진입을 동기화하여 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 3 네트워크를 관리하는 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는 최상위에 위치하고, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치의 하부에 위치하며, 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 하부에 위치하는 계층적 구조를 가지는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 상기 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드가 슬립 준비 상태인지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 상기 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드로부터 미리 정한 시간 동안 네트워크 관리 메시지가 수신되지 않으면 상기 슬립 준비 상태인 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 상기 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드가 상기 제 1 상기 슬립 준비 상태인 것으로 판단되면, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입을 통보하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치로 상기 슬립 모드 진입 통보를 전달하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 완료되면, 상기 제 3 네트워크의 버스 및 노드를 슬립 모드로 진입시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 완료되면, 상기 제 2 네트워크의 버스 및 노드를 슬립 모드로 진입시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머의 카운팅값이 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머의 카운팅값보다 작게 설정되어, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머와 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머가 동시에 종료되도록 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는 슬립 모드 진입 완료 시, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치 중 적어도 하나로 웨이크업 요청이 수신되거나, 상기 슬립 모드 진입 시 오류가 발생하는 경우 상기 슬립 모드 진입을 중단하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 장치는 차량 내 타 네트워크를 관리하는 상위 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보 받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 종료되면 자신의 네트워크 내의 버스 및 노드의 슬립 모드로 진입하는 프로세서; 및 상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅 값을 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅의 시작 시 하위 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 통보를 전달하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 슬립 모드로 진입한 경우, 상기 상위 네트워크 관리 제어장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 슬립 모드 진입 시 개별 버스로부터 웨이크업을 요청받거나 오류 발생 시, 상기 슬립 모드로의 진입을 중단하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 방법은 적어도 하나 이상의 차량 네트워크 관리 제어 장치를 포함하는 차량 네트워크 관리 제어 방법에 있어서, 상위 계층의 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받는 단계; 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하는 단계; 및 상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 종료 시 네트워크의 슬립 모드 진입을 수행하는 단계; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬립 모드 진입이 완료되면, 상기 상위 계층의 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 버스 또는 노드로부터 웨이크업 요청이 수신되거나, 상기 슬립 모드 진입 시 오류가 발생하는 경우 상기 슬립 모드 진입을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상위 계층의 차량 네트워크 관리 제어 장치가 버스 또는 노드로부터 미리 정한 시간 동안 네트워크 관리 메시지가 수신되지 않으면 슬립 모드 진입을 통보하는 것을 포함할 수 있다.
본 기술은 차량의 복합 네트워크에서 네트워크 관리 제어장치 간에 슬립 모드 진입(셧다운) 동기화를 수행하여 차량의 슬립 모드 진입이 동시에 수행되도록 하여 차량 방전 등을 방지할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 단일 네트워크의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 복합 네트워크의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 복합 네트워크의 계층적 구조를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트웨이가 네트워크 관리 제어기로 구현된 복합 네트워크의 예시도이다.
도 5b는 도 5a의 복합 네트워크에서의 능동 제어 및 수동 제어 예를 나타내는 테이블이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크의 각 노드의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 네트워크 관리 메시지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 복수개의 네트워크 관리 제어 장치에 의해 관리되는 여러 네트워크들이 묶인 복합 네트워크에서 각 네트워크 관리 제어 장치간에 차량 슬립 모드 진입(셧다운)을 동기화하여 수행하는 기술을 개시한다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 단일 네트워크의 예시도이다.
NM(Network Management) 기능은 노드, 단일 버스 및 여러 버스 간에서 네트워크를 관리하는 것을 의미한다. 도 1을 참조하면, 하나의 네트워크 관리 코디네이터(Network management coordinator; NC)와, 네트워크 관리 코디네이터에 연결되는 각 노드(예, ECU)들 포함하는 여러 네트워크가 연결되어 있다. 이때, 각 네트워크들은 슬립 상태의 노드들(Sleep), 깨어 있는 상태의 노드들(Awake)로 구성될 수 있다.
네트워크 관리(Network management;NM)는 단일 버스에 대해 수행하는 네트워크 관리 기능을 활용하여, 일부 혹은 전체 버스에 대한 슬립 조정을 수행할 수 있다. 이러한 네트워크 관리(NM) 조정을 수행하는 제어기를 NM Coordinator(NC)라고 하며, NC는 여러 개의 버스로 묶인 NM Cluster(NMC)에 대해 동작하고, 개별 버스에서의 네트워크 관리를 연계하여 여러 버스간의 슬립 동기화 기능을 수행할 수 있다. 즉, NC는 본 발명의 차량 네트워크 관리 제어 장치에 해당한다. NMC는 NC에 의해 관리되는 여러 네트워크들의 묶음을 의미한다.
도 1과 같이, 여러 네트워크가 하나의 NC로 통제됨으로써 슬립 모드(셧다운) 등의 전체 네트워크를 관장하기 용이하다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 복합 네트워크의 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 복합 네트워크의 계층적 구조를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2에서는 이더넷 백본 및 분산형 제어가 확대되어, 여러 개의 NC가 구비되고 NC간의 복합 네트워크를 구성한 예를 개시한다. 즉, 차량의 셧다운을 관리하는 주체인 NC가 복수개로 구현됨에 따라, NC 간의 네트워크 간 셧다운 동기화를 위한 제어가 필요하다.
도 3에서는 NC인 DCU(Domain Control Unit)가 하부 CAN 제어기들(예, ECU)을 관장하고 DCU간 이더넷(Ethernet) 네트워크로 구성되어 있는 네트워크 구성도를 개시한다. DCU A/B/C는 하부 CAN 네트워크를 능동제어하고, DCU는 최상위 NC인 CCU(Central Computing Unit)에 의해 능동 제어된다.
즉 최상위 NC인 CCU가 하위 NC인 DCU A, DCU B, DCU C로 각각 슬립 모드 진입 시작을 통보하면, 각 DCU A, DCU B, DCU C는 각자의 슬립 딜레이 타이머를 동작시켜 카운트를 하고 카운트가 종료되면 각자 슬립 모드로 진입하고, 슬립 모드로 진입하였음을 최상위 NC인 CCU로 통보함으로써, 각 NC 간의 슬립 모드의 동기화가 가능하다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 제 1 네트워크를 관리하는 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치(예, CCU), 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 2 네트워크를 관리하는 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치(예, DCU A), 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 3 네트워크를 관리하는 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치(DCU B)를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치(CCU) 및 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치(DCU A) 및 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치(DCU B)는 슬립 모드 진입을 동기화하여 수행할 수 있다.
제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는 최상위에 위치하고, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치의 하부에 위치하며, 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 하부에 위치하는 계층적 구조를 가질 수 있다.
제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드로부터 미리 정한 시간 동안 네트워크 관리 메시지가 수신되지 않으면 슬립 준비 상태인 것으로 판단하고, 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드가 슬립 준비 상태인 것으로 판단되면, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입을 통보할 수 있다.
이에 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치로 상기 슬립 모드 진입 통보를 전달할 수 있다. 이에 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 완료되면, 제 3 네트워크의 버스 및 노드를 슬립 모드로 진입시킬 수 있다. 또한, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치도 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 완료되면, 제 2 네트워크의 버스 및 노드를 슬립 모드로 진입시킬 수 있다.
이때, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머의 카운팅값이 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머의 카운팅값보다 작게 설정되어, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머와 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머가 동시에 종료되도록 설정될 수 있다.
또한, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는 슬립 모드 진입 완료 시, 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보할 수 있다.
또한, 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치, 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치 중 적어도 하나로 웨이크업 요청이 수신되거나, 슬립 모드 진입 시 오류가 발생하는 경우 슬립 모드 진입을 중단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
차량 네트워크 관리 제어 장치(100)는 차량 내 타 네트워크를 관리하는 상위 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보 받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 종료되면 자신의 네트워크 내의 버스 및 노드의 슬립 모드로 진입시킬 수 있다.
차량 네트워크 관리 제어 장치(100)는 통신부(110), 저장부(120), 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 캔(can) 통신, 린(LIN) 통신, 이더넷 통신 등을 통해 차량 내 통신을 수행하기 위한 하드웨어 장치이다.
저장부(120)는 차량 내부의 NC와 제어기들 간에 주고받는 정보 등을 저장할 수 있다. 저장부(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 통신부(110) 및 저장부(120) 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들을 전기적으로 제어할 수 있으며, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있으며, 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 차량 내 타 네트워크를 관리하는 상위 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보 받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 종료되면 자신의 네트워크 내의 버스 및 노드의 슬립 모드로 진입시킬 수 있다.
프로세서(130)는 슬립 딜레이 타이머의 카운팅의 시작 시 하위 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 통보를 전달할 수 있으며, 네트워가 슬립 모드로 진입한 경우, 상위 네트워크 관리 제어장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보할 수 있다.
프로세서(130)는 슬립 모드 진입 시 개별 버스로부터 웨이크업을 요청받거나 오류 발생 시, 슬립 모드로의 진입을 중단할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트웨이가 네트워크 관리 제어기로 구현된 복합 네트워크의 예시도이고, 도 5b는 도 5a의 복합 네트워크에서의 능동 제어 및 수동 제어 예를 나타내는 테이블이다.
도 5a를 참조하여 차량의 복합 네트워크에서 조정된 셧다운(Coordinated Shutdown)을 수행하는 방법을 설명하기로 한다.
도 5a에서 게이트웨이(GW1)가 최상위 NC(차량 네트워크 관리 제어 장치)로 구성되고, 게이트웨이(GW2) 및 게이트웨이(GW3)는 하위 NC로 구성된다. 게이트웨이(GW1)는 버스1 및 버스2와 각각 연결되고, 게이트웨이(GW2)는 버스 2와 버스 3과 연결되며, 게이트웨이(GW3)는 버스3 및 버스4와 연결된다.
이때, 최상위 NC인 게이트웨이(GW1)가 슬립 모드 시작을 통보하면 능동 채널(active)을 통해 버스 1 및 버스 2로 슬립 모드 시작이 통보되고, 버스 2를 통해 슬립 모드 시작 메시지를 수신한 게이트웨이(GW2)는 능동채널을 통해 버스 3으로 슬립 모드 시작 메시지를 전달하고 버스 3을 통해 슬립 모드 시작 메시지를 수신한 게이트웨이(GW3)는 능동 채널을 통해 버스4에 연결된 각 노드들로 슬립 모드 시작 메시지를 전달한다. 이때, 슬립 모드 시작 메시지는 도 7의 네트워크 관리 메시지 구조에서 NC 슬립 준비 비트(NM Coordinator Sleep Ready Bit)의 값이 1인 경우를 포함할 수 있다.
즉, 중첩된 하부 버스간의 슬립 조정을 위하여, 여러 개의 NC(NM Coordinator)들은 하부 버스 구조에 대한 조정 수행을 위한 계층 구조로 설정된다. 최상위 NC(게이트웨이 GW1)는 각 NMC(NM Cluster, NC에 의해 관리되는 여러 네트워크들의 묶음)를 구성하는 모든 채널에 대해 능동 역할을 수행하며, 전체 슬립 과정을 시작한다.
하부 NC(게이트웨이 GW2)는 수동 채널을 통해 최상위 NC(게이트웨이 GW1)로부터 슬립 시작 메시지를 수신한 후, 능동 채널을 통하여 연결된 다른 NC들(게이트웨이 GW3)에게 이 정보를 전달한다. 이때, NC가 수동 역할을 하는 채널에 NM 메시지를 송신하는 경우는, NC 노드가 NM 요청 보류 메시지를 가지고 있거나, 해당 NC가 능동 역할을 하는 채널에서 슬립 모드 준비가 되지 않은 경우에만 가능하도록 할 수 있다. 또한 수동 채널을 통해 송부되는 NM 메시지에 사용되는 NM Coordination ID값은 0x00을 사용한다.
최상위 NC는 NMC 내의 모든 노드들이 슬립 준비가 되었을 때, 능동채널을 통해 Coordinator Sleep Ready Bit = 1을 송신한다. 하부 NC는 수동 채널에서 슬립 통보를 받으면 능동 채널에 NM Coordinator Sleep Ready = 1로 송신해야 한다. 하부 NC는 수동 채널에서 슬립 취소가 발생할 때 모든 능동 채널에 NM Coordinator sleep Ready = 0으로 송신한다. 또한, 하부 NC는 수동 채널에서 Sleep Ready 비트를 설정하지 않으며, 수동 채널에서 수신된 NC 슬립 준비 비트(NM Coordinator Sleep Ready Bit) 상태의 변경을 능동채널에게 전달한다. NC는 Sleep Ready Bit = 1 값을 요청한 후, 조정된 셧 다운을 시작해야 한다.
NC는 조정된 셧 다운이 중단된 경우, 모든 능동 채널에서 NM Coordinator Sleep Ready = 0으로 설정할 수 있다. 이때, 버스들의 셧 다운은 NMC 마다 독립적으로 수행될 수 있다. NC 및 다른 제어기에서 버스를 요청하고 있으면, NC는 버스 별 NM에게 네트워크 요청을 하여 NMC 내의 모든 버스에 대하여 활성상태를 유지한다. NMC 내의 모든 버스가 슬립 준비가 되었거나 이미 버스 슬립 모드일 때, NC는 깨어있는 버스에 대하여 셧 다운을 시작할 수 있다. 이때, NC는 셧 다운 시작 조건과 시기를 항상 모니터링 할 수 있다.
셧 다운 시작 이후, 각 NC는 설정된 슬립 딜레이 타이머 시간 동안 타이머가 카운팅 되고, 각 NC의 슬립 딜레이 타이머의 카운트가 종료 후, 각 NC들은 각 네트워크에 대한 슬립 모드 진입(셧 다운)을 수행한다.
한편 각 NC(게이트웨이 GW1, GW2, GW3)는 개별 버스(버스1, 버스2, 버스3, 버스4)로부터 웨이크업 요청을 받으면 각 버스 별 NM으로 웨이크업 요청을 전달한다.
NC는 NMC에 대한 슬립 모드 진입이 시작된 후 모든 네트워크가 버스 슬립 모드로 진입되기 이전에, NMC 내의 특정 노드로부터 네트워크 요청을 받으면 슬립 모드 진입 과정을 중단하고 이미 버스 슬립 모드로 진입 한 네트워크를 포함한 모든 네트워크에 대해 네트워크 요청을 수행한다.
이때, 해당 NC는 슬립 모드 진입 중단을 위해서 Ready Sleep Bit를 0으로 설정한 NM 메시지를 송신하여, 이를 수신한 NC는 슬립 모드 진입을 중단한다. 또한, NC는 슬립 모드 진입이 시작된 후 네트워크 릴리즈 수행 시 오류가 발생하는 경우, 슬립 모드 진입 과정을 중단하고, 오류가 발생한 네트워크를 포함하여 네트워크 요청을 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크의 각 노드의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이다.
네트워크 관리는 구성 노드들 간의 연계 기능 관리를 위하여, 각 노드들에 대한 네트워크의 시작, 종료 및 오류 처리 기능을 수행할 수 있다.
도 6을 참조하면, NM이 적용된 모든 네트워크 노드는 도 6과 같이 정의된 상태를 이용하여 네트워크 활동을 수행할 수 있다. 모든 네트워크 노드는 주기적으로 전송되는 NM 메시지를 이용하여 네트워크 관리 기능을 수행하며, 각 노드에서 송신하는 NM 메시지는 클러스터 내의 모든 노드에서 수신될 수 있다.
NM 메시지 수신은 송신 노드가 현재 깨어있는 NM 클러스터 상태 유지를 원한다는 것을 의미한다. 만약 어떤 노드가 버스 슬립 모드로 진입 준비가 되었다면 NM 메시지 송신을 중지하고, 다른 노드들에서 송신되는 NM 메시지 수신은 유지하면서 버스 슬립 모드로의 천이를 대기한다.
결국 더 이상의 NM 메시지 수신이 없을 때, 슬립 모드 대기를 위해 할당된 타이머 시간이 경과하게 되고, 모든 노드는 버스 슬립 모드로 천이를 시작한다. 만약 버스 슬립 모드 중에서 NM 클러스터 내에 있는 어떤 노드가 통신을 요청하면, NM 메시지를 송신함으로써 NM 클러스터는 깨어나게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 네트워크 관리 메시지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 네트워크 관리 메시지는 8바이트의 메시지 길이를 가지며, 0바이트에 소스 노드 식별자(Source node Identifier)를 포함하고, 1바이트에 CBV(Control Bit Vector)로서 NC 슬립 준비 비트(NM Coordinator Sleep Ready Bit), NM coordinator ID를 포함한다. 나머지 바이트 2부터 바이트7까지 사용자 데이터를 포함할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 네트워크 관리 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 3의 차량 네트워크 관리 제어 장치(100)가 도 8의 프로세스를 수행하는 것을 가정하며, 도 5a의 게이트웨이들(GW1, GW2, GW3)이 차량 네트워크 관리 제어 장치(100)로서 구동된다. 또한, 도 8의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 차량 네트워크 관리 제어 장치(100)의 프로세서(130)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 게이트웨이(GW1)가 최상위 네트워크 관리 제어 장치로서 구동되고, 게이트웨이(GW2)는 게이트웨이(GW1)와 연결되는 하위 네트워크 관리 제어 장치이며, 게이트웨이(GW3)는 게이트웨이(GW2)와 연결되는 하위 네트워크 관리 제어 장치로서 구동되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 최상위 차량 네트워크 관리 제어 장치인 게이트웨이(GW1)는 자신이 속한 네트워크의 버스 및 노드가 슬립 준비 상태인지를 판단한다(S101). 게이트웨이(GW1)는 자신이 속한 네트워크의 노드들(예, ECU 등)로부터 네트워크 관리 메시지가 수신되지 않으면, 자신이 속한 네트워크의 버스 및 노드가 슬립 준비 상태인 것으로 판단할 수 있다.
이에 게이트웨이(GW1)는 하위 차량 네트워크 관리 제어 장치인 게이트웨이(GW2)로 슬립 모드 시작을 통보하고(S102), 게이트웨이(GW2)는 슬립 딜레이 타이머를 시작한다(S103).
이어 게이트웨이(GW1)는 하위 차량 네트워크 관리 제어 장치인 게이트웨이(GW3)로 슬립 모드(sleep mode) 시작을 통보하고(S104), 게이트웨이(GW2)는 슬립 딜레이 타이머를 시작한다(S105). 이때, 슬립 모드 시작은 버스를 구성하는 모든 노드들이 슬립 모드인 상태로 진입하기 시작한 상태를 의미한다.
이때, 도 8에서는 과정 S103에서 게이트웨이(GW2)의 슬립 딜레이 타이머 시작 후 게이트웨이(GW3)으로 슬립 모드 시작을 통보하는 순서로 개시되어 있으나, 과정 S103과 S104는 시간적으로 거의 동시에 병렬로 수행될 수 있다.
이후, 게이트웨이(GW2, GW3) 각각은 슬립 딜레이 타이머가 종료되면 슬립 모드로 진입한다(S106, S107).
이어 게이트웨이(GW2, GW3) 각각은 슬립 모드로 진입하였음을 최상위 차량 네트워크 관리 제어 장치인 게이트웨이(GW1)로 통보한다(S108, S109).
이와 같이, 본 발명의 실시예는 차량의 고성능 제어기들이 늘어나고 그 하부에 캔 통신 제어기(노드)들이 연결되는 구조로 아키텍처가 개발되어 네트워크가 점점 계층화 됨에 따라 각각의 네트워크 관리 제어장치들이 관리하는 네트워크 셧다운을 동기화하여 관리할 수 있다.
즉 본 발명의 실시예는 점점 복잡화 되는 차량 네트워크 구조를 계층화하여 네트워크 관리 제어장치간의 능동 및 수동 제어를 통해 동기화 셧다운을 수행함으로써 차량 셧다운이 동기화되지 않아 발생할 수 있는 차량 방전 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 9를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 제 1 네트워크를 관리하는 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치; 및
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 2 네트워크를 관리하는 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치;를 포함하고,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는 슬립 모드 진입을 동기화하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치와 통신을 수행하며, 제 3 네트워크를 관리하는 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는 최상위에 위치하고, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치의 하부에 위치하며, 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 하부에 위치하는 계층적 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
    상기 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드가 슬립 준비 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
    상기 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드로부터 미리 정한 시간 동안 네트워크 관리 메시지가 수신되지 않으면 상기 슬립 준비 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
    상기 제 1 네트워크 내의 버스 또는 노드가 상기 제 1 상기 슬립 준비 상태인 것으로 판단되면, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입을 통보하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고,
    상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치로 상기 슬립 모드 진입 통보를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
    상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고,
    상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 완료되면, 상기 제 3 네트워크의 버스 및 노드를 슬립 모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치는,
    상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 완료되면, 상기 제 2 네트워크의 버스 및 노드를 슬립 모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머의 카운팅값이 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머의 카운팅값보다 작게 설정되어, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머와 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치의 슬립 딜레이 타이머가 동시에 종료되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치는 슬립 모드 진입 완료 시, 상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 차량 네트워크 관리 제어 장치, 상기 제 2 차량 네트워크 관리 제어 장치 및 상기 제 3 차량 네트워크 관리 제어 장치 중 적어도 하나로 웨이크업 요청이 수신되거나, 상기 슬립 모드 진입 시 오류가 발생하는 경우 상기 슬립 모드 진입을 중단하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  13. 차량 내 타 네트워크를 관리하는 상위 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보 받으면, 슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하고, 상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 종료되면 자신의 네트워크 내의 버스 및 노드의 슬립 모드로 진입하는 프로세서; 및
    상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅 값을 저장하는 저장부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅의 시작 시 하위 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 통보를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 슬립 모드로 진입한 경우, 상기 상위 네트워크 관리 제어장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 슬립 모드 진입 시 개별 버스로부터 웨이크업을 요청받거나 오류 발생 시, 상기 슬립 모드로의 진입을 중단하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 장치.
  17. 적어도 하나 이상의 차량 네트워크 관리 제어 장치를 포함하는 차량 네트워크 관리 제어 방법에 있어서,
    상위 계층의 차량 네트워크 관리 제어 장치로부터 슬립 모드 진입을 통보받는 단계;
    슬립 딜레이 타이머의 카운팅을 시작하는 단계; 및
    상기 슬립 딜레이 타이머의 카운팅이 종료 시 네트워크의 슬립 모드 진입을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    슬립 모드 진입이 완료되면, 상기 상위 계층의 차량 네트워크 관리 제어 장치로 슬립 모드 진입 완료를 통보하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    버스 또는 노드로부터 웨이크업 요청이 수신되거나, 상기 슬립 모드 진입 시 오류가 발생하는 경우 상기 슬립 모드 진입을 중단하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 상위 계층의 차량 네트워크 관리 제어 장치가 버스 또는 노드로부터 미리 정한 시간 동안 네트워크 관리 메시지가 수신되지 않으면 슬립 모드 진입을 통보하는 것을 특징으로 하는 차량 네트워크 관리 제어 방법.
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