KR20210086546A - Can 네트워크 에러 검출 장치 및 방법 - Google Patents

Can 네트워크 에러 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 장치는, 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 수집된 복수의 반응 데이터를 이용하여 상기 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성하는 에러 정보 생성부, 상기 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성하는 학습부, 및 CAN 네트워크 상에서 에러 메시지 발생시, 상기 에러 검출 모델을 이용하여 상기 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출하는 에러 검출부를 포함한다.

Description

CAN 네트워크 에러 검출 장치 및 방법{CAN NETWORK ERROR DETECTION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 CAN 네트워크 에러 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 차량 전장 기술의 발전으로 차량에 장착되는 제어기의 수가 크게 늘고 있다.
이러한 차량용 제어기 간의 데이터 통신을 위하여 CAN(Controller Area Network) 통신 방식이 주로 사용되고 있다.
CAN 통신 방식은 차량용 네트워크를 위해 고안된 시리얼 통신 네트워크의 통신 방식으로서, 2 개의 선으로 여러 가지 제어기를 병렬로 연결하여 제어기 상호간의 정보 교환을 우선순위대로 처리하는 방식을 말한다.
CAN 통신 방식의 주요 특징으로는 제어기에서 CAN 메시지를 브로드캐스트(Broadcast) 방식으로 전송하는 것이 있으며, CAN 메시지 전송의 우선순위는 CAN ID(IDentity)에 의해 결정되고 있다.
종래에는 이러한 CAN 메시지 우선순위로 인해 인해, 차량 제어기 중 일부 제어기에 에러가 발생하더라도, 해당 에러가 즉시 발생하지 못하는 문제가 있다. 또한, CAN 메시지의 중재(Arbitration) 및 발생 주기(예, 10ms, 20ms, 100ms)에 따라 에러 발생 순서를 특정할 수 없는 문제가 있다. 즉, 일반적인 버스 오프 또는 타임 아웃이 아니고 기존 CAN 제어기에서 에러가 발생할 경우, 해당 제어기의 에러에 의해 다른 제어기의 에러가 발생하거나, 또는 CAN 버스(BUS) 전체에 에러가 발생하므로, 어떠한 제어기에서 에러가 발생하였는지를 바로 확인하기 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1889049호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 실제 물리적 버스 문제에 의한 버스 오프 에러나 타임 아웃 에러를 진단하는 것이 아닌, CAN 네트워크상에서 에러 발생한 제어기를 검출하는 CAN 네트워크 에러 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 장치는, 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 수집된 복수의 반응 데이터를 이용하여 상기 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성하는 에러 정보 생성부; 상기 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성하는 학습부; 및 CAN 네트워크 상에서 에러 메시지 발생시, 상기 에러 검출 모델을 이용하여 상기 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출하는 에러 검출부;를 포함한다.
상기 반응 데이터는, 상기 차량 제어기의 주기성 CAN 메시지와 주기성 상기 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함할 수 있다.
상기 반응 데이터는, 상기 차량 제어기의 이벤트성 CAN 메시지와 이벤트성 상기 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함할 수 있다.
상기 에러 정보 데이터는, 상기 복수의 차량 제어기 각각으로부터 발생 가능한 에러 메시지의 데이터 값, 발생 시기, 및 감지 시간을 포함할 수 있다.
상기 학습부는, 미리 마련된 가우시안 프로세스 또는 LSTM(Long Short Term memory) 모델을 이용하여 상기 에러 정보 데이터를 학습할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 방법은, 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집하는 반응 데이터 수집 단계; 수집된 상기 반응 데이터를 이용하여 상기 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성하는 에러 정보 데이터 생성 단계; 상기 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성하는 학습 단계; 및 CAN 네트워크 상에서 에러 메시지 발생시, 상기 에러 검출 모델을 이용하여 상기 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출하는 검출 단계;를 포함한다.
상기 학습 단계는, 미리 마련된 가우시안 프로세스 또는 LSTM(Long Short Term memory) 모델을 이용하여 에러 정보 데이터를 학습할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 장치 및 방법에 의하면, 실제 물리적 버스 문제에 의한 버스 오프 에러나 타임 아웃 에러를 진단하는 것이 아닌, CAN 네트워크상에서 에러 발생한 제어기를 검출함으로써 후속 처리가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 장치의 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 장치(100)는, 차량 네트워크 상의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기 각각의 반응을 수집하고, 수집된 복수의 반응 데이터를 이용하여 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성하고, 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성하며, 에러 검출 모델을 이용하여 CAN 네트워크 상에서 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출하는 것을 특징으로 한다.
CAN 네트워크 에러 검출 장치(100)는, 데이터 수집부(110), 에러 정보 생성부(120), 학습부(130), 및 에러 검출부(140)를 포함한다.
데이터 수집부(110)는, 에러 발생 장치(200)로부터 발생한 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집할 수 있다. 여기서, 에러 발생 장치(200)는 차량 제어기의 주기성 CAN 메시지에 에러를 발생시킴으로써 주기성 모의 에러 메시지를 반복 발생시킬 수 있다. 에러 발생 장치(200)는 차량 제어기의 이벤트성 CAN 메시지에 에러를 발생시킴으로써 이벤트성 모의 에러 메시지를 발생시킬 수 있다. 에러 발생 장치(200)는 별도의 툴(TOOL)일 수 있다. 모의 에러 메시지의 종류로는 비트 에러(BIT Error), 스터프 에러(Stuff Error), CRC Error, FORM Error, 및 ACK 에러(ACKnowledgement Error) 등이 있다.
데이터 수집부(110)는 주기성 모의 에러 메시지의 경우, 메시지 수신 주기의 최소 2배 이상의 반응 데이터를 수집할 수 있다. 데이터 수집부(110)는 이벤트성 모의 에러 메시지의 경우, 최소 한 번 이상의 반응 데이터를 수집할 수 있다. 여기서, 반응 데이터는 주기성 CAN 메시지와 주기성 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함할 수 있다. 또한, 반응 데이터는 이벤트성 CAN 메시지와 이벤트성 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함할 수 있다.
에러 정보 생성부(120)는 수집된 복수의 반응 메시지를 이용하여 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성할 수 있다. 에러 정보 생성부(120)는 복수의 차량 제어기 각각으로부터 발생 가능한 에러 메시지의 데이터 값, 발생 시기, 및 감지 시간 등을 특성으로 하는 에러 정보 데이터를 생성할 수 있다.
학습부(130)는 에러 정보 생성부(120)로부터 에러 정보 데이터를 전달받을 수 있다. 학습부(130)는 미리 마련된 가우시안 프로세스(Gaussian Process)를 이용하여 에러 정보 데이터를 학습할 수 있다. 학습부(130)는 미리 마련된 RNN(Recurrent Neural Network) 계열의 모델, 특히 LSTM(Long Short Term Memory) 모델을 이용하여 에러 정보 데이터를 학습할 수도 있다.
학습부(130)는 주기적 CAN 메시지와 주기적 에러 메시지의 시간 차이를 고려하여 주기적 에러 메시지와 제어기 사이의 관계를 학습할 수 있다. 학습부(130)는 이벤트성 CAN 메시지와 이벤트성 에러 메시지의 시간 차이를 고려하여 이벤트성 에러 메시지와 제어기 사이의 관계를 학습할 수 있다.
학습부(130)는 에러 정보 데이터의 학습을 통해 에러 검출 모델을 생성할 수 있다. 학습부(130)는 에러 검출 모델을 에러 검출부(140)로 전달할 수 있다.
에러 검출부(140)는 별도의 송수신부를 통해 차량 네트워크 상의 CAN 메시지를 수신할 수 있다. 에러 검출부(140)는 별도의 버퍼(Buffer)에 CAN 메시지를 저장할 수 있다. 에러 검출부(140)는 버퍼에 저장된 CAN 메시지가 에러 메시지인 경우, 에러 검출 모델과 수신한 에러 메시지를 이용하여 에러 메시지가 발생한 차량 제어기를 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 방법의 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CAN 네트워크 에러 검출 방법은, 반응 데이터 수집 단계(S210), 에러 정보 데이터 생성 단계(S220), 학습 단계(S230), 및 검출 단계(S240)를 포함할 수 있다.
반응 데이터 수집 단계(S210)에서, 데이터 수집부(110)는, 에러 발생 장치(200)로부터 발생한 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집할 수 있다. 여기서, 반응 데이터는 차량 제어기의 주기성 CAN 메시지와 주기성 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함할 수 있다. 또한, 반응 데이터는 차량 제어기의 이벤트성 CAN 메시지와 이벤트성 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함할 수 있다.
에러 정보 데이터 생성 단계(S220)에서, 에러 정보 생성부(120)는, 수집된 복수의 반응 데이터를 이용하여 상기 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 에러 정보 데이터는 복수의 차량 제어기 각각으로부터 발생 가능한 에러 메시지의 데이터 값, 발생 시기, 및 감지 시간을 포함할 수 있다.
학습 단계(S230)에서, 학습부(130)는 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성할 수 있다. 학습부(130)는, 미리 마련된 가우시안 프로세스 또는 LSTM(Long Short Term memory) 모델을 이용하여 에러 정보 데이터를 학습할 수 있다.
검출 단계(S240)에서, 에러 검출부(140)는 CAN 네트워크 상에서 에러 메시지 발생시, 에러 검출 모델을 이용하여 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출할 수 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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
100: CAN 네트워크 에러 검출 장치
110: 데이터 수집부
120: 에러 정보 생성부
130: 학습부
140: 에러 검출부

Claims (7)

  1. 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
    수집된 복수의 반응 데이터를 이용하여 상기 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성하는 에러 정보 생성부;
    상기 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성하는 학습부; 및
    CAN 네트워크 상에서 에러 메시지 발생시, 상기 에러 검출 모델을 이용하여 상기 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출하는 에러 검출부;
    를 포함하는 CAN 네트워크 에러 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 데이터는,
    상기 차량 제어기의 주기성 CAN 메시지와 주기성 상기 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 CAN 네트워크 에러 검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 데이터는,
    상기 차량 제어기의 이벤트성 CAN 메시지와 이벤트성 상기 모의 에러 메시지의 수신 시간 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 CAN 네트워크 에러 검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에러 정보 데이터는,
    상기 복수의 차량 제어기 각각으로부터 발생 가능한 에러 메시지의 데이터 값, 발생 시기, 및 감지 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 CAN 네트워크 에러 검출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 학습부는,
    미리 마련된 가우시안 프로세스 또는 LSTM(Long Short Term memory) 모델을 이용하여 상기 에러 정보 데이터를 학습하는 것을 특징으로 하는 CAN 네트워크 에러 검출 장치.
  6. 모의 에러 메시지에 대한 복수의 차량 제어기의 반응 데이터를 수집하는 반응 데이터 수집 단계;
    수집된 상기 반응 데이터를 이용하여 상기 복수의 차량 제어기 각각의 에러 정보 데이터를 생성하는 에러 정보 데이터 생성 단계;
    상기 에러 정보 데이터를 학습하여 에러 검출 모델을 생성하는 학습 단계; 및
    CAN 네트워크 상에서 에러 메시지 발생시, 상기 에러 검출 모델을 이용하여 상기 에러 메시지가 발생한 제어기를 검출하는 검출 단계;를 포함하는 CAN 네트워크 에러 검출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 학습 단계는,
    미리 마련된 가우시안 프로세스 또는 LSTM(Long Short Term memory) 모델을 이용하여 에러 정보 데이터를 학습하는 것을 특징으로 하는 CAN 네트워크 에러 검출 방법.
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