KR20210050575A

KR20210050575A - 차량을 위한 제어 아키텍쳐

Info

Publication number: KR20210050575A
Application number: KR1020217010907A
Authority: KR
Inventors: 타마스 라프; 후바 네메스; 페터 젤; 크사바 코크레헬; 아담 바르도스
Original assignee: 크노르-브렘제 시스테메 퓌어 누츠파조이게 게엠베하
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-05-07
Also published as: WO2020057971A1; JP2021536723A; CN113015666A; BR112021003707A2; EP3626571A1; RU2767382C1; US20220009508A1; KR102488152B1; JP7271678B2; US11904874B2; EP3626571B1

Abstract

본 발명은 차량을 위한 제어 아키텍쳐(architecture)(10)에 관한 것이다. 제1 제어 유닛(3)을 제1 차량 통신망(1)에 접속시키는 것(110)이 설명된다. 제2 제어 유닛(4)은 제2 차량 통신망에 접속된다(120). 통신선(10, 11)을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 복수 개의 명령 수신 유닛(6, 7, 8, 9)에 의해 명령이 수신된다(130). 인터링크 통신선(5)이 제1 제어 유닛을 제2 제어 유닛에 접속시킨다(140).

Description

차량을 위한 제어 아키텍쳐

본 발명은 차량을 위한 제어 아키텍쳐(architecture) 및 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법에 관한 것이다.

자동차는 차량 동작을 함께 구현할 수 있는, 추진 및 트랜스미션 시스템, 조향 시스템, 제동 시스템과 같은 다수의 서브시스템을 포함하며, 각각의 서브시스템은 그 관련 제어 유닛에 의해 제어된다. 액추에이터에서 또는 개별 제어 시스템 레벨에서의 서브시스템의 고장은 차량의 추가의 동작을 방지할 수도 있고, 적어도 그 기능의 악화를 유발할 수도 있다. 자동 주행을 위해, 제동 및 조향과 같은 안전 관련 시스템들은 리던던트 셋업(redundant setup)과, 안전 관련 시스템들 간의 적절한 통신을 필요로 한다.

US9195232에는, 페일 오퍼레이셔널 시스템(fail operational system)에서의 통상의 고장을 보상하기 위한 방법 및 시스템이 설명되어 있다. 예시적인 시스템은 추진, 제동 및 조향과 같은 차량의 기능을 수행하도록 구성된 제1 제어기와, 제1 제어기에 대한 리던던트 구성으로 구성되는 제2 제어기를 포함할 수 있다. 제어기들은 서로의 크로스 체크를 수행할 수 있고, 각각 내부 자체 체크도 또한 수행할 수 있다. 추가로, 시스템은 결함 검출에 기초하여 제어기들 사이에서 차량의 제어를 전달하도록 구성되는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 제어 모듈은, 제어 모듈이 공통 결함 신호를 출력하게 하는 제어기들의 공통 결함을 검출할 수 있다. 이에 응답하여, 시스템은 제1 제어기로 다시 제어를 이전할 수 있을 때까지 차량 기능을 수행하도록 구성되는 안전 제어기로 제어를 이전할 수 있다.

US20160009257에는, 시스템이 제1 제동 모듈 및 제2 제동 모듈을 포함하는 자율 서브시스템을 포함하는 것이 설명되어 있다. 각각의 모듈은 프로세서와 메모리를 포함하며, 메모리는 결함을 검출하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 명령을 저장하고 있다. 시스템은 제2 제동 모듈에서 나온 신호에 응답하여 브레이크 기구를 활성화시키도록 프로그래밍된 브레이크 서브시스템을 더 포함한다. 자율 서브시스템은 결함이 검출되었는지의 여부에 따라 브레이크 기구에 신호를 제공하기 위해 제동 모듈들 중 어느 하나를 선택하도록 더욱 프로그래밍된다.

그러나, 개선된 시스템 리던던시(redundancy)를 제공하는 것이 필요하다.

따라서, 차량을 위한 개선된 시스템 리던던시를 갖는 것이 유리할 것이다.

본 발명의 목적은 독립 청구항의 보호 대상에 의해 달성되고, 추가의 실시예는 종속 청구항에 포함된다. 아래에서 설명되는 본 발명의 양태는 차량을 위한 제어 아키텍쳐와 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법에도 또한 적용된다.

제1 양태에서는, 차량을 위한 제어 아키텍쳐로서,

제1 제어 유닛;

제2 제어 유닛;

제1 차량 통신망 회로;

제2 차량 통신망 회로; 및

복수 개의 명령 수신 유닛을 포함하는 차량을 위한 제어 아키텍쳐가 제공된다.

제1 제어 유닛은 제1 차량 통신망에 접속된다. 제2 제어 유닛은 제2 차량 통신망에 접속된다. 복수 개의 명령 수신 유닛은 통신선을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 명령을 수신하도록 구성된다. 인터링크 통신선이 제1 제어 유닛을 제2 제어 유닛에 접속시킨다.

이러한 방식으로, 리던던시를 갖고, 이에 의해 안전 및 시스템 성능을 향상시키는 제어 시스템 아키텍쳐가 제공된다.

일례에서, 제어 아키텍쳐는 인터링크 통신선 사용을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하도록 구성된다. 제어 아키텍쳐는 또한 인터링크 통신선의 사용을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하도록 구성된다.

이러한 방식으로, 상기 통신들 중 어느 하나가 실패한 상황이 완화된다.

일례에서, 제1 제어 유닛은 복수 개의 명령 수신 구성요소 모두에 통신 가능하게 접속되고, 제2 제어 유닛은 복수 개의 명령 수신 구성요소 모두에 통신 가능하게 접속된다.

이에 따라, 제어 유닛들 중 어느 하나가 고장난 경우, 다른 제어 유닛이 계속해서 명령 수신 유닛 모두에 명령을 제공할 수 있다는 점에서 추가의 시스템 고장이 방지되고, 이것은 또한 통신망들 중 어느 하나가 고장난 경우에도 가능하다.

일례에 있어서, 제1 작동 모드에서, 제1 제어 유닛은 마스터(master) 제어기로서 기능하도록 구성되고, 제2 제어 유닛은 슬레이브(slave) 제어기로서 기능하도록 구성된다. 제2 작동 모드에서, 제2 제어 유닛은 마스터 제어기로서 기능하도록 구성되고, 제1 제어 유닛은 슬레이브 제어기로서 기능하도록 구성된다.

즉, 제어 유닛들은 마스터 역할이나 슬레이브 역할 중 어느 하나를 맡을 수 있고, 제어 유닛들 중 어느 하나가 마스터 역할을 맡으면, 다른 제어 유닛은 슬레이브 역할을 맡는다.

일례에서, 작동 모드의 결정은 인터링크 통신선을 통한 통신을 포함한다.

일례에서, 작동 모드의 결정은 알고리즘에 따라 수행되고 인터링크 통신선을 통해 조정된다.

일례에서, 작동 모드의 결정은 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛에 의해 수행된다.

일례에서, 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛은 제어 유닛들 사이에서 데이터를 전송하여 타당성 체크 및/또는 크로스 체크 임무를 수행하기 위해 인터링크 통신선을 활용하도록 구성된다.

제2 양태에서는, 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법으로서,

a) 제1 제어 유닛을 제1 차량 통신망에 접속시키는 단계;

b) 제2 제어 유닛을 제2 차량 통신망에 접속시키는 단계;

c) 통신선을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 복수 개의 명령 수신 유닛에 의해 명령을 수신하는 단계; 및

d) 인터링크 통신선을 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛 사이에 접속시키는 단계를 포함하는 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법이 제공된다.

일례에서, 상기 방법은

e) 인터링크 통신선을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 단계; 또는

f) 인터링크 통신선을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

상기 양태들과 예들은 이후에 기술되는 실시예를 참고함으로써 명백해질 것이고 설명될 것이다.

예시적인 실시예가 후술하는 도면을 참고하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 차량을 위한 제어 아키텍쳐의 예에 관한 개략도를 보여주고,
도 2는 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법을 보여준다.

도 1은 차량을 위한 제어 아키텍쳐(20)의 예에 관한 개략도를 보여준다. 제어 아키텍쳐는 제1 제어 유닛(3), 제2 제어 유닛(4), 제1 차량 통신망 회로(1), 제2 차량 통신망 회로(2) 및 복수 개의 명령 수신 유닛(6, 7, 8, 9)을 포함한다. 제1 제어 유닛은 제1 차량 통신망에 접속된다. 제2 제어 유닛은 제2 차량 통신망에 접속된다. 복수 개의 명령 수신 유닛은 통신선(10, 11)을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 명령을 수신하도록 구성된다. 인터링크 통신선(5)이 제1 제어 유닛을 제2 제어 유닛에 접속시킨다. 도시한 예는 2개의 제어 유닛을 갖지만, 제어 유닛이 2개를 상회할 수 있으며, 제어 유닛의 제1 세트는 제1 차량 통신망에 접속되고, 나머지(제2 세트)는 제2 차량 통신망에 접속된다. 인터링크 통신선은 또한 제어 유닛의 제1 세트를 제어 유닛의 제2 세트에 접속할 것이다.

일례에 따르면, 제어 아키텍쳐는 인터링크 통신선 사용을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하도록 구성된다. 제어 아키텍쳐는 또한 인터링크 통신선 사용을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하도록 구성된다.

일례에 따르면,제1 제어 유닛은 복수 개의 명령 수신 구성요소 모두에 통신 가능하게 접속되고, 제2 제어 유닛은 복수 개의 명령 수신 구성요소 모두에 통신 가능하게 접속된다.

일례에 따르면, 제1 작동 모드에서, 제1 제어 유닛은 마스터 제어기로서 기능하도록 구성되고, 제2 제어 유닛은 슬레이브 제어기로서 기능하도록 구성되며, 제2 작동 모드에서, 제2 제어 유닛은 마스터 제어기로서 기능하도록 구성되고, 제1 제어 유닛은 슬레이브 제어기로서 기능하도록 구성된다.

일례에서, 제어 유닛은 2개를 상회할 수 있고, 일부는 마스터로서 기능하고 나머지는 슬레이브로서 기능한다. 이에 따라, 2개의 제어 유닛이 존재하면, 상기 명명법을 사용하여, 3개의 작동 모드가 존재할 수 있으며, 각 모드에서 상이한 제어 유닛이 마스터로서 기능하고, 나머지가 슬레이브로서 기능한다. 이것은 또한 4개, 5개, 6개 제어 유닛에도 적용되며, 이 경우, 4개, 5개 및 6개 등의 작동 모드가 존재할 것이다.

일례에 따르면, 작동 모드의 결정은 인터링크 통신선을 통한 통신을 포함한다.

일례에 따르면, 작동 모드의 결정은 알고리즘에 따라 수행되고, 제어 유닛은 인터링크 통신선을 통해 조정된다.

일례에 따르면, 작동 모드의 결정은 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛에 의해 수행된다.

일례에 따르면, 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛은 제어 유닛들 사이에서 데이터를 전송하여 타당성 체크 및/또는 크로스 체크 임무를 수행하기 위해 인터링크 통신선을 활용하도록 구성된다.

도 2는 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법(100)을 그 기본 단계로 보여주며, 여기에서 선택적인 단계는 점선으로 도시되어 있다. 상기 방법(100)은

단계 a)라고도 하는 접속 단계 110에서, 제1 제어 유닛(3)을 제1 차량 통신망(1)에 접속시키는 것; 및

단계 b)라고도 하는 접속 단계 120에서, 제2 제어 유닛(4)을 제2 차량 통신망에 접속시키는 것; 및

단계 c)라고도 하는 수신 단계 130에서, 통신선(10, 11)을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 복수 개의 명령 수신 유닛에 의해 명령을 수신하는 것; 및

단계 d)라고도 하는 접속 단계 140에서, 인터링크 통신선(5)을 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛 사이에 접속시키는 것을 포함한다.

일례에 따르면, 상기 방법은

단계 e)라고도 하는 전송 단계 150에서, 인터링크 통신선을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 것; 또는

단계 f)라고도 하는 전송 단계 160에서, 인터링크 통신선을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 것을 포함한다.

일례에 있어서, 제1 작동 모드에서, 제1 제어 유닛은 마스터 제어기로서 기능하고, 제2 제어 유닛은 슬레이브 제어기로서 기능하며, 제2 작동 모드에서, 제2 제어 유닛은 마스터 제어기로서 기능하고, 제1 제어 유닛은 슬레이브 제어기로서 기능한다.

일례에서, 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛은 제어 유닛들 사이에서 데이터를 전송하여 타당성 체크 및/또는 크로스 체크 임무를 수행하기 위해 인터링크 통신선을 활용한다.

이제 도 1을 다시 이용하여 상세한 예가 기술된다. 이 상세한 예에서는, 각각 리던던트 차량 통신망 회로(1, 2) 중 어느 하나에 접속되는 2개의 제어 유닛(3, 4)을 갖는 리던던트 제어기 아키텍쳐가 제시된다. 제어 유닛들 사이에는 인터링크 통신선(5)이 있다. 각각의 제어 유닛은 추가의 제어 라인(10, 11)에 의해 일부 명령 수신 유닛(6, 7, 8, 9)에 접속되고, 각각의 제어 유닛은 도시한 바와 같이 각각의 명령 수신 유닛에 접속될 수 있다. 제어 유닛들 중 하나는 마스터 역할을 맡고, 다른 하나는 슬레이브 역할을 맡는다. 마스터-슬레이브 역할 분담에 관한 결정은 적절한 알고리즘에 따라 제어 유닛들에 의해 수행되고, 인터링크 통신선을 통해 조정된다.

이러한 방식으로, 제어 유닛들 사이에 인터링크 통신선이 마련됨으로써, 차량 통신망들 중 어느 하나가 실패하거나 고장난 상황을 완화하는 것이 가능해진다. 상기한 경우, 무손상(intact) 차량 통신망으로부터의 데이터가 인터링크 통신선을 통해 다른 제어 유닛으로 전송될수 있다. 인터링크 통신은 또한, 타당성 체크 또는 크로스 체크 임무를 수행하는 기회를 제공하여 안전도를 증가시킨다.

본 발명의 실시예는 상이한 보호 대상을 참고로 하여 기술되었음에 유념해야만 한다. 특히, 일부 실시예는 방법 타입 청구항을 참고로 하여 기술된 반면, 다른 실시예는 장치 타입 청구항을 참고로 하여 기술되었다. 그러나, 당업자라면 상기한 설명 및 후술하는 설명으로부터, 달리 언급하지 않는 한 하나의 타입의 보호 대상에 속하는 피쳐(feature)들의 임의의 조합뿐만 아니라, 상이한 보호 대상에 관한 피쳐들 간의 임의의 조합도 또한 본 출원에 의해 개시되는 것으로 간주된다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 모든 피쳐들이 조합되어 피쳐들의 단순한 결합 이상의 시너지 효과를 제공할 수 있다.

본 발명이 도면 및 전술한 설명에서 상세히 예시되고 설명되었지만, 상기한 예시 및 설명은 실례가 되거나 예시적인 것으로 고려되는 것이지 제한하는 것은 아니다. 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않는다. 도면, 개시 및 종속 청구항을 연구함으로써, 청구되는 발명을 실시하는 당업자라면 개시된 실시예에 대한 다른 변경을 이해할 수 있고 실시할 수 있을 것이다.

청구범위에서, “포함하는”이라는 용어는 다른 요소 또는 단계를 배제하는 것이 아니고, 단수 형태의 표현은 복수 형태도 포함한다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛이 청구범위에 인용된 다수의 아이템의 기능을 수행할 수 있다. 특정 조치가 서로 다른 종속 청구항에서 다시 인용된다는 단순한 사실은 이러한 조치의 조합을 사용하여 이점을 얻을 수 없다는 것을 의미하는 것은 아니다. 청구범위의 임의의 참조부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

20 : 차량을 위한 제어 아키텍쳐
1, 2 : 통신망 회로
3, 4 : 제어 유닛
5 : 인터링크 통신선
6, 7, 8, 9 : 명령 수신 유닛
10, 11 : 통신선
100 : 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법
110 : 제1 제어 유닛을 제1 차량 통신망에 접속시키는 단계
120 : 제2 제어 유닛을 제2 차량 통신망에 접속시키는 단계
130 : 통신선을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 복수 개의 명령 수신 유닛에 의해 명령을 수신하는 단계
140 : 인터링크 통신선을 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛 사이에 접속시키는 단계
150 : 인터링크 통신선을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 단계
160 : 인터링크 통신선을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 단계

Claims

차량을 위한 제어 아키텍쳐(architecture)(20)로서,
- 제1 제어 유닛(3);
- 제2 제어 유닛(4);
- 제1 차량 통신망 회로(1);
- 제2 차량 통신망 회로(2); 및
- 복수 개의 명령 수신 유닛(6, 7, 8, 9)
을 포함하고, 제1 제어 유닛은 제1 차량 통신망에 접속되며,
제2 제어 유닛은 제2 차량 통신망에 접속되고,
복수 개의 명령 수신 유닛은 통신선(10, 11)을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 명령을 수신하도록 구성되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐에 있어서,
인터링크 통신선(5)이 제1 제어 유닛을 제2 제어 유닛에 접속시키는 것을 특징으로 하는 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
제1항에 있어서, 제어 아키텍쳐는 인터링크 통신선의 사용을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하도록 구성되고, 제어 아키텍쳐는 인터링크 통신선의 사용을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하도록 구성되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 제어 유닛은 복수 개의 명령 수신 구성요소 모두에 통신 가능하게 접속되고,
제2 제어 유닛은 복수 개의 명령 수신 구성요소 모두에 통신 가능하게 접속되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 작동 모드에서, 제1 제어 유닛은 마스터(master) 제어기로서 기능하도록 구성되고, 제2 제어 유닛은 슬레이브(slave) 제어기로서 기능하도록 구성되며, 제2 작동 모드에서, 제2 제어 유닛은 마스터 제어기로서 기능하도록 구성되고, 제1 제어 유닛은 슬레이브 제어기로서 기능하도록 구성되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
제4항에 있어서, 작동 모드의 결정은 인터링크 통신선을 통한 통신을 포함하는 것인 제어 아키텍쳐.
제5항에 있어서, 작동 모드의 결정은 알고리즘에 따라 수행되고, 제어 유닛들은 인터링크 통신선을 통해 조정되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
작동 모드의 결정은 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛에 의해 수행되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛은 제어 유닛들 사이에서 데이터를 전송하여 타당성 체크 및/또는 크로스 체크 임무를 수행하기 위해 인터링크 통신선을 사용하도록 구성되는 것인 차량을 위한 제어 아키텍쳐.
차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법(100)으로서,
a) 제1 제어 유닛(3)을 제1 차량 통신망(1)에 접속시키는 단계(110);
b) 제2 제어 유닛(4)을 제2 차량 통신망에 접속시키는 단계(120); 및
c) 통신선(10, 11)을 통해 제1 제어 유닛 및/또는 제2 제어 유닛으로부터 복수 개의 명령 수신 유닛(6, 7, 8, 9)에 의해 명령을 수신하는 단계(130)
를 포함하는 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법에 있어서,
d) 인터링크 통신선(5)을 제1 제어 유닛과 제2 제어 유닛 사이에 접속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법은
e) 인터링크 통신선을 통해 제1 차량 통신망과 제2 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 단계(150); 또는
f) 인터링크 통신선을 통해 제2 차량 통신망과 제1 제어 유닛 사이에서 데이터를 전송하는 단계(160)를 포함하는 것인 차량의 제어 아키텍쳐를 위한 제어 방법.