WO2012091436A2 - 차량제어장치의 통신오류탐지 방법 - Google Patents

차량제어장치의 통신오류탐지 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a communication error detection method of a vehicle control unit (VCU), and more particularly, by detecting the ID (ID) of the message that is stopped transmission from the device that the vehicle control unit is monitoring A method of detecting a communication error between electronic devices.
  • VCU vehicle control unit
  • VCU vehicle control unit
  • Electronic controllers exchange information with other controllers using automotive communication protocols such as local interconnect network (LIN), controller area network (CAN), and FlexRay.
  • automotive communication protocols such as local interconnect network (LIN), controller area network (CAN), and FlexRay.
  • LIN local interconnect network
  • CAN controller area network
  • FlexRay FlexRay
  • a controller that receives a lot of information from a lower electronic control device such as a VCU, and determines and operates, when a problem occurs in the vehicle communication system, a situation such as stopping a vehicle operation may occur. Therefore, error or abnormal condition diagnosis of vehicle communication is an important problem to be considered when developing a vehicle controller.
  • Most vehicle communication modules provided in the electronic control apparatus have a function of detecting a bad frame, so that a defect of a communication line or a defect of a communication module thereof can be detected.
  • the electronic control device monitoring other devices should be able to detect communication defects in the form of a fault in the communication line and its own communication module, in which an error occurs in another device and the message is no longer transmitted from the device.
  • the controller needs to provide a function that can detect a message whose transmission is stopped.
  • the present invention detects a communication error between the electronic devices in the vehicle by monitoring the various electronic devices installed in the vehicle, by detecting the ID (ID) of the message from which the transmission is stopped. Accordingly, the purpose is to improve the driving stability of the vehicle.
  • the vehicle control apparatus detects whether or not a vehicle communication error by checking whether the message from each of the electronic control apparatus installed in the vehicle, (a) in the data storage unit, Various data for error detection including a last reception time data table for each message, a data table indicating whether each message has been received, and a data table for storing the maximum time allowed for error detection for each message type.
  • the allowed maximum time for each message may be set to a value larger than the transmission period of the message.
  • the data table indicating the reception status of each message may be set to an 'off' value indicating the data not received.
  • step (e) may further comprise the step of performing a predetermined response to the message set to 'off'.
  • a method for detecting a vehicle communication abnormality by checking whether or not a vehicle control device receives a message from each of the electronic control devices installed in the vehicle, (a) in the data storage, Initializing various types of data for error detection, including a data table indicating a reception status; (b) when a specific message is received, setting a data table indicating a reception status of the message to an 'on' value; And (c) checking an unreceived message by checking a data value indicating whether or not each message has been received when an inspection period for detecting an unreceived message has elapsed.
  • the data table indicating the reception status of each message may be set to an 'off' value indicating the data not received.
  • step (d) may further comprise the step of performing a predetermined response to the message set to 'off'.
  • step (c) the check period for detecting the unreceived message may be set to a value larger than the largest value among the transmission periods of each message.
  • the vehicle control device monitors various electronic devices installed in the vehicle, and detects communication IDs between electronic devices in the vehicle by detecting IDs of messages that have been stopped from the devices. Therefore, there is an effect to improve the driving stability of the vehicle.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle control apparatus.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of detecting, by a vehicle control apparatus, a message reception state based on a transmission period for each message.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method in which a vehicle control apparatus detects a message reception state by uniformly applying a transmission period of a message having a maximum transmission period.
  • the vehicle electronic control device transmits status information periodically, and the communication method between communication nodes such as message type and format, transmission period and transmission speed of each electronic control device is defined as the communication protocol of the vehicle system.
  • the types of messages are generally identified by identification (ID) in the vehicle system. If the electronic control unit (ECU) to the communication node serves the N present ECU i (1 ⁇ i ⁇ N) is defined in the communication protocol in the following forms.
  • the identification number notation of a message will be described.
  • the ECU message i is described by Message ID ip. Where 1 ⁇ p ⁇ A.
  • ECU j When there are B kinds of messages, ECU j 'S message is Message ID jq Is described. Where 1 ⁇ q ⁇ B to be. At this time Message ID ip ⁇ Message ID jq Each ECU is defined as a unique message identification number within the vehicle system. Therefore, messages sent and received in the entire vehicle system are Message ID k (1 ⁇ k ⁇ T), where to be.
  • each message Message ID ip of ECU i is represented by transmission period Frequency ip .
  • Table 1 protocol CAN2.0B Communication speed 250 kbps Data format Word data is Intel (little-endian) method
  • MCU Motor Control Unit
  • BMS Battery Management System
  • the characteristics of the communication packet of the vehicle system is as follows.
  • the transmission time per bit and the transmission time of the maximum length of message can be calculated, and the maximum transmission length of the message is defined for each vehicle communication protocol.
  • the maximum data length that can be limited is 8 bytes.
  • Table 4 shows the time taken to transmit the maximum length of messages by transmission rate for CAN communication and the maximum number of transmittable messages in the communication system.
  • the communication load is designed such that even if the maximum number of transmittable messages is large, only necessary state values can be shared among the electronic controllers. Therefore, each message defined in the vehicle communication protocol is transmitted within a range that does not deviate significantly from the frequency ip when the transmission period Frequency ip is determined.
  • the vehicle communication message is usually transmitted periodically, and it can be seen that a message having a periodicity is transmitted without large deviation from a defined period value.
  • FIG. 1 the configuration of the vehicle control apparatus 100 (FIG. 1) for detecting a state in which a message to be transmitted is not transmitted as described above (FIG. 1) and an algorithm for detecting the ID of an unreceived message by the vehicle control apparatus 100 (FIG. 2, FIG. 3).
  • VCU vehicle control unit
  • the control unit 101 controls each component of the vehicle control apparatus 100 and performs a series of processes related to detecting a vehicle communication error by detecting an ID of an unreceived message.
  • the data storage unit 102 stores various data for detecting a message reception error. Such data includes the last received time data table for each message, a data table indicating whether a message has been received, a maximum time data table allowed for error detection for each message type, and the like.
  • the initialization module 103 is a module for initializing the respective data of the data storage unit.
  • the reception time storing table LastRcv [] may be initialized to the program start time
  • the message reception state table IdFlag [] may be initialized to ' off' state.
  • the transmission period of the Message ID k Frequency k (1 ⁇ k ⁇ T) when La, Message ID k allow maximum time MaxGap [k] is a value greater than the transmission period Frequency k, i.e. the MaxGap [k]> Frequency k Can be set to a satisfactory value.
  • the message receiving processing module 104 receives a message from each of the electronic controllers and processes the message accordingly. For example, when a new message is received, the value of the reception time storage table LastRcv [k] corresponding to Message ID k is updated to the message reception time, and the message reception status table IdFlag [k] is displayed to indicate that the message has been received. It is responsible for updating to the ' on ' state.
  • the reception error detection module 105 checks whether there is a message reception error according to a predetermined algorithm. This message reception error check method will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method in which a vehicle control unit (VCU) 100 detects a message reception state based on a transmission period for each message.
  • VCU vehicle control unit
  • the set data table data storage section for storing a last received time for all Message ID k (1 ⁇ k ⁇ T ) , and is referred to this LastRcv [].
  • T is the total number of message types.
  • IdFlag [] a data table of a data storage unit for storing the maximum time allowed for error detection is set for each message type, and this is called MaxGap [] (S201).
  • the reception time storing table LastRcv [] is initialized to the program start time, and the message reception status table IdFlag [] is initialized to ' off' state (S202).
  • the value of the reception time storage table LastRcv [k] corresponding to Message ID k is updated to the message reception time (S203).
  • the message reception status table IdFlag [k] is updated to a ' on ' state to indicate that the message has been received (S204).
  • the scan interval for Missing ID detection is t
  • the value of the receiving time storage table LastRcv [k] and the receiving state storage table IdFlag [k] is detected every t time as follows: Perform a check for
  • VCU vehicle control unit
  • IdFlag [k] (1 ⁇ k ⁇ T ) S301.
  • IdFlag [k] (1 ⁇ k ⁇ T )
  • IdFlag [k] (1 ⁇ k ⁇ T )
  • test period t is set to a value larger than the largest value among the transmission period Frequency k (1 ⁇ k ⁇ T ), that is, a value satisfying t > MAX ( Frequency k ).

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Abstract

본 발명은 차량제어장치(VCU, vehicle control unit)의 통신오류탐지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량제어장치가 모니터링하고 있는 장치로부터 전송이 중단된 메시지의 아이디(ID)를 탐지해냄으로써 차량내 전자장치들 간의 통신오류를 탐지하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 차량제어장치가, 차량에 설치되어 있는 각종 전자장치들을 모니터링하여, 그 장치들로부터 전송이 중단된 메시지의 아이디(ID)를 탐지해냄으로써 차량내 전자장치들 간의 통신오류를 탐지하고, 이에 따라 차량의 운행 안정성을 향상 시킬 수 있도록 한다.

Description

차량제어장치의 통신오류탐지 방법
본 발명은 차량제어장치(VCU, vehicle control unit)의 통신오류탐지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량제어장치가 모니터링하고 있는 장치로부터 전송이 중단된 메시지의 아이디(ID)를 탐지해냄으로써 차량내 전자장치들 간의 통신오류를 탐지하는 방법에 관한 것이다.
전기자동차의 경우 디젤 엔진이나 가솔린 엔진을 사용하는 오토사이클 방식의 자동차보다 먼저 고안되었으나 1920년대 원유 발견으로 내연기관의 대량생산 체제가 구축됨에 따라 휘발유자동차가 자동차 시장에 급부상하여 오늘날까지 자동차 시장에서 휘발유 자동차가 대부분을 점유해오고 있다.
그러나, 1990년대 환경오염문제가 대두되면서 지구 온난화의 주범인 탄소 배출량을 감소시키기 위해 오늘날 전 세계적으로 저탄소 녹색성장 정책이 펼쳐지고 있으며 그 중에서도 자동차의 배기가스 감축을 위한 FCEV, PHEV, PEV, OLEV와 같은 친환경 자동차의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
이와 함께, 사용자의 다양한 요구에 대응하고 차량의 에너지 효율을 향상시키기 위해 점점 더 많은 차량 전장품이 전자제어장치(ECU: electronic control unit)로 제어가 이루어지고 있으며, 전자제어장치들은 독립된 구성요소로 동작하거나 제어로직에 반영하기 위하여 다른 장치의 상태를 지속적으로 모니터링하면서 동작한다. 차량의 안정적 운행과 주행효율 증가를 위해 다수의 차량 구성요소들을 모니터링하고 제어할 수 있는 차량제어장치 (VCU: Vehicle Control Unit)를 상위제어기로 둘 수 있다.
전자제어장치들은 다른 제어장치들과 LIN (local interconnect network), CAN (controller area network), FlexRay와 같은 차량용 통신프로토콜을 이용하여 정보를 교환한다. VCU와 같이 하위 전자제어장치로부터 많은 정보를 수신하여 판단하고 동작하는 제어기의 경우, 차량 통신 시스템에 문제가 발생하면 차량 운행 중단과 같은 대응이 필요한 상황이 생길 수 있다. 따라서 차량 통신의 오류 혹은 비정상 상태 진단은 차량 제어기 개발시 고려되어야 할 중요한 문제이다.
전자제어장치에 제공되는 대부분의 차량통신모듈은 오류 프레임(bad frame)을 탐지하는 기능을 구비하고 있어서 통신회선의 결함이나 자신의 통신모듈결함을 탐지할 수 있다. 다른 장치를 모니터링하고 있는 전자제어장치는 통신회선의 결함, 자신의 통신모듈 결함 외에도 다른 장치에 이상이 발생하여 그 장치로부터 메시지가 더 이상 전송되지 않는 형태의 통신결함도 탐지할 수 있어야 한다. 그러나 이와 같은 통신 결함을 자동으로 탐지하는 상용 통신모듈은 존재하지 않으므로 제어기는 전송이 중단된 메시지를 탐지할 수 있는 기능을 마련할 필요가 있다.
본 발명은 차량제어장치가, 차량에 설치되어 있는 각종 전자장치들을 모니터링하여, 그 장치들로부터 전송이 중단된 메시지의 아이디(ID)를 탐지해냄으로써 차량내 전자장치들 간의 통신오류를 탐지하고, 이에 따라 차량의 운행 안정성을 향상 시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량제어장치가, 차량에 설치된 각 전자제어장치들로부터의 메시지 수신여부 체크를 통하여 차량통신 이상 여부를 탐지하는 방법은, (a) 데이터 저장부에서, 각 메시지에 대한 마지막 수신시간 데이터 테이블, 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블 및 각 메시지 종류마다 오류 탐지를 위해 허용된 최대 시간을 저장하는 데이터 테이블을 포함하는, 오류탐지를 위한 각종 데이터를 초기화 하는 단계; (b) 특정 메시지가 수신되면, 해당 메시지에 대한 마지막 수신시간 데이터 테이블의 값을 메시지 수신 시간으로 갱신하고, 해당 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블을 'on' 값으로 설정하는 단계; (c) 미수신 메시지 탐지를 위한 검사주기가 경과된 경우, 각 메시지를 마지막으로 수신한 시간과 현재 시간의 차이를 계산하여, 그 메시지에 대하여 허용된 최대 시간보다 큰 지를 체크하는 단계; 및 (d) 허용된 최대 시간보다 큰 경우, 그 메시지 수신 오류가 생긴 것으로 판단하여 해당 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블 값을 'off'로 설정하고, 허용된 최대 시간보다 작은 경우는 'on'으로 설정하는 단계를 포함한다.
상기 단계(a)에서, 각 메시지에 대하여 상기 허용된 최대 시간은, 그 메시지의 전송주기보다 큰 값으로 설정될 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블은, 데이터 미수신을 나타내는 'off'값으로 설정될 수 있다.
상기 단계(d) 이후, (e) 'off'로 설정된 메시지에 대하여 기 설정된 대응조치를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량제어장치가, 차량에 설치된 각 전자제어장치들로부터의 메시지 수신여부 체크를 통하여 차량통신 이상 여부를 탐지하는 방법은, (a) 데이터 저장부에서, 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블을 포함하는, 오류탐지를 위한 각종 데이터를 초기화 하는 단계; (b) 특정 메시지가 수신되면, 해당 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블을 'on' 값으로 설정하는 단계; 및 (c) 미수신 메시지 탐지를 위한 검사주기가 경과된 경우, 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 값을 체크하여 미수신된 메시지를 파악하는 단계를 포함한다.
상기 단계(a)에서, 상기 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블은, 데이터 미수신을 나타내는 'off'값으로 설정될 수 있다.
상기 단계(c) 이후, (d) 'off'로 설정된 메시지에 대하여 기 설정된 대응조치를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(c)에서, 상기 미수신 메시지 탐지를 위한 검사주기는, 각 메시지의 전송주기들 중 가장 큰 값보다 큰 값으로 설정될 수 있다.
본 발명에 의하면 차량제어장치가, 차량에 설치되어 있는 각종 전자장치들을 모니터링하여, 그 장치들로부터 전송이 중단된 메시지의 아이디(ID)를 탐지해냄으로써 차량내 전자장치들 간의 통신오류를 탐지하고, 이에 따라 차량의 운행 안정성을 향상 시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 차량제어장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 차량제어장치가, 메시지별 전송주기에 기반하여 메시지 수신상태를 탐지하는 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 차량제어장치가, 최대 전송주기를 가지는 메시지의 전송주기를 일률적으로 적용하여 메시지 수신상태를 탐지하는 방법을 나타내는 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 전송중단 메시지 아이디 탐지(missing ID detection) 기법의 설명을 위해 차량 통신 프로토콜의 특성을 설명한다. 따라서 먼저 일반적 특성을 설명한 후, 가장 대표적인 차량용 통신 프로토콜인 CAN에 대해 실제 적용 예를 통하여 설명한다.
차량 전자제어장치는 보통 상태정보를 주기적으로 전송하며 각 전자제어장치의 메시지의 종류와 형식, 전송주기와 전송속도 등 통신 노드간의 통신방식은 차량 시스템의 통신프로토콜로 정의하고 있다. 메시지의 종류는 차량 시스템 내에서 일반적으로 식별번호 (ID: Identification)로 구별된다. 통신 노드 역할을 하는 전자제어장치(ECU)가 N개 존재할 경우 ECU i (1≤i≤N)는 다음과 같은 형태로 통신프로토콜에 정의된다.
먼저 메시지의 식별번호 표기에 대하여 설명한다. ECU i 의 메시지 종류가 A 개일 때, ECU i 의 메시지는 Message ID ip 로 기술된다. 여기서 1≤p≤A 이다.
i≠j 인 경우, ECU j 의 메시지의 종류가 B개일 때, ECU j 의 메시지는 Message IDjq로 기술된다. 여기서 1≤q≤B 이다. 이때 Message ID ip ≠ Message ID jq 로서, 각각의 ECU들은 차량 시스템 내에서 고유한(unique) 메시지 식별번호로 정의된다. 따라서 전체 차량 시스템에서 송수신되는 메시지는 메시지 고유번호에 따라 Message ID k (1≤k≤T)로 나타내어지고, 여기서
Figure PCTKR2011010197-appb-I000001
이다.
또한 메시지의 전송주기는, ECU i 의 각 메시지 Message ID ip 는 전송주기 Frequency ip 로 표기한다.
위와 같은 형태로 실제 차량 시스템에서 정의하여 사용하는 통신 프로토콜 중 대표적 프로토콜인 CAN 통신의 프로토콜 사용 예를 아래에 기술한다.
표 1
프로토콜 CAN2.0B
통신 속도 250 kbps
데이터 포맷 Word data는 Intel(little-endian) 방식
통신 규격
표 2
ID (전송주기) Index Data
0x0cf50064 (200mSec) 0 입력 전압
1
2 출력 전압
3
4 모터 출력 전력
5
6 입력 전력
7
0x0cf50164 (200mSec) 0 전동기 온도
1
2 인버터 온도
3
4 상태 정보
5
6 입력 정보
7
모터제어장치(MCU: Motor Control Unit) 메시지 정의
표 3
ID (전송주기) Index Data
0x18c0eff4 (200mSec) 0 Pack 전압
1
2 Pack 전류
3
4 배터리 온도
5 배터리 SOC
6 상태 정보
7
배터리관리장치(BMS: Battery Management System) 메시지 정의
한편, 차량 시스템의 통신패킷의 특성은 다음과 같다.
차량 통신시스템의 전송속도가 정해지면 한 비트 당 전송 소요시간 및 최대 길이의 메시지 전송 시 소요시간을 산출할 수 있으며 차량 통신 프로토콜 별로 최대 전송가능 메시지의 길이가 정의되는데 CAN 통신의 경우 한 번에 전송할 수 있는 최대 데이터길이는 8바이트로 제한되어 있다. 표 4는 CAN 통신에 대한 전송속도별 최대 길이의 메시지 전송에 소요되는 시간과 이에 따른 통신 시스템의 최대 전송가능 메시지의 수이다.
표 4
전송속도(kbps) 비트전송시간(μSec) 128bit frame전송시간(mSec) 전송주기 별 최대 전송 메시지 수
50mSec 100mSec 200mSec
10 100 12.8 3 7 15
125 8 1.024 48 97 195
250 4 0.512 97 195 390
500 2 0.256 195 390 781
1000 1 0.128 390 781 1562
CAN 전송속도와 메시지 수
차량 통신 시스템은 차량의 안정성과 밀접하게 관련이 있으므로 최대 전송가능 메시지 수가 크더라도 꼭 필요한 상태 값만 전자제어장치 간에 공유될 수 있도록 통신부하를 설계한다. 따라서 차량 통신 프로토콜에 정의된 각 메시지는 전송주기 Frequency ip 가 결정되면 Frequency ip 에서 크게 벗어나지 않는 범위에서 전송된다.
표 1 내지 표 3의 프로토콜의 경우 모터제어장치의 0x0cf50064 메시지와 배터리관리장치의 0x18c0eff4 메시지는 표 5 및 표 6과 같이 전송주기 200ms에서 크게 벗어나지 않음을 알 수 있다. 표 5 및 표 6은 전송주기 200msec 메시지의 수신정보 예를 나타낸다.
표 5
차량제어장치의 메시지 수신 순서번호 수신시간(mSec) 수신시간 간격(mSec)
11 45.5 -
46 258.1 212.6
87 470.6 212.5
124 683.1 212.5
160 895.6 212.5
198 1108.5 212.9
235 1321 212.5
271 1533.6 212.6
305 1745.8 212.2
... ... ...
모터제어장치(MCU)의 0x0cf50064 메시지의 수신상태정보
표 6
차량제어장치의 메시지 수신 순서번호 수신시간(mSec) 수신시간 간격(mSec)
30 174 -
66 374.2 200.2
101 574.3 200.1
136 774.4 200.1
171 974.4 200
206 1174.6 200.2
242 1374.7 200.1
277 1574.7 200
310 1775 200.3
... ... ...
배터리관리장치(BMS)의 0x18c0eff4 메시지의 수신상태정보
전술한 바와 같이 차량통신 메시지는 보통 주기적으로 전송이 이루어지며 주기성을 가지는 메시지는 정의된 주기값에 대해 큰 편차없이 메시지가 전송됨을 알 수 있다.
이하에서는 이와 같이 주기적 특성으로 전송되어야 할 메시지가 전송되지 않는 상태를 탐지하는 차량제어장치(100)의 구성(도 1) 및 차량제어장치(100)가 미수신된 메시지의 ID를 탐지하는 알고리즘(도 2, 도 3)을 제공한다.
도 1은 차량제어장치(VCU, vehicle control unit)(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
제어부(101)는 이하 차량제어장치(100)의 각 구성요소를 제어하여, 미수신된 메시지의 ID의 탐지를 통한 차량통신 이상여부 탐지에 관련된 일련의 처리를 수행한다.
데이터 저장부(102)는, 메시지 수신오류 탐지를 위한 각종 데이터를 저장한다. 이러한 데이터에는, 각 메시지에 대하여 마지막 수신된 시간 데이터 테이블, 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블, 각 메시지 종류마다 오류 탐지를 위해 허용된 최대 시간 데이터 테이블 등이 포함된다.
초기화 모듈(103)은 이와 같은 데이터 저장부의 각 데이터들을 초기화 하는 모듈이다. 예를 들어, 수신시간 저장용 테이블 LastRcv[]를 모두 프로그램 시작 시간으로 초기화하고, 메시지 수신여부 상태 테이블 IdFlag[]를 모두 'off' 상태로 초기화할 수 있다. 또한 Message ID k 의 전송주기가 Frequency k (1≤k≤T)라 할 때, Message ID k 의 허용 최대시간 MaxGap[k]는 전송주기 Frequency k 보다 큰 값, 즉 MaxGap[k] > Frequency k 를 만족하는 값으로 설정할 수 있다.
메시지 수신 처리모듈(104)는 각 전자제어장치들로부터 메시지를 수신하여 그에 따른 처리를 한다. 예를 들어, 새로운 메시지가 수신되면 Message ID k 에 해당하는 수신시간 저장용 테이블 LastRcv[k]의 값을 메시지 수신 시간으로 갱신하고, 또한 메시지 수신여부 상태 테이블 IdFlag[k]를 메시지 수신되었음을 표시하도록 'on'상태로 갱신하는 역할을 담당한다.
수신오류 탐지모듈(105)은, 정해진 알고리즘에 따라 메시지 수신오류 여부를 체크한다. 이러한 메시지 수신오류 여부 체크 방법은 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
도 2는 차량제어장치(VCU, vehicle control unit)(100)가, 메시지별 전송주기에 기반하여 메시지 수신상태를 탐지하는 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 모든 Message ID k (1≤k≤T)에 대해 마지막 수신시간을 저장하는 데이터 저장부의 데이터 테이블을 설정하고, 이를 LastRcv[]라 한다. T는 총 메시지 종류의 갯수이다. 또한 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 저장부의 데이터 테이블을 설정하고, 이를 IdFlag[]라 한다. 한편, 메시지의 종류에 따라 전송주기가 다르므로, 각 메시지 종류마다 오류 탐지를 위해 허용된 최대 시간을 저장하는 데이터 저장부의 데이터 테이블을 설정하고, 이를 MaxGap[]라 한다(S201). 수신시간 저장용 테이블 LastRcv[]를 모두 프로그램 시작 시간으로 초기화하고, 메시지 수신여부 상태 테이블 IdFlag[]를 모두 'off' 상태로 초기화한다(S202). 새로운 메시지가 수신되면 Message ID k 에 해당하는 수신시간 저장용 테이블 LastRcv[k]의 값을 메시지 수신 시간으로 갱신한다(S203). 또한 메시지 수신여부 상태 테이블 IdFlag[k]를 메시지 수신되었음을 표시하도록 'on'상태로 갱신한다(S204).
Message ID k 의 전송주기가 Frequency k (1≤k≤T)라 할 때, Message ID k 의 허용 최대시간 MaxGap[k]는 전송주기 Frequency k 보다 큰 값, 즉 MaxGap[k] > Frequency k 를 만족하는 값으로 설정한다. 이와 같은 설정도 위 초기화 단계(S202)에서 함께 수행할 수 있다.
Missing ID 탐지용 검사주기가 t이면, t 시간 경과시마다 수신시간 저장용 테이블 LastRcv[k]과, 수신상태 저장용 테이블 IdFlag[k]의 값으로 다음과 같이 미수신 메지시 ID(missing ID) 탐지를 위한 검사를 수행한다.
즉, 각 메시지 Message ID k (1≤k≤T)에 대하여 그 메시지를 마지막으로 수신한 시간 LastRcv[k]과 현재 시간의 차이를 계산하여(S205), 허용된 최대 시간 MaxGap[k]보다 큰 지를 체크한다(S206), MaxGap[k]보다 큰 경우, 그 메시지 수신 오류가 생긴 것으로 판단하여 IdFlag[k] 값을 'off'로 설정하고(S207), MaxGap[k]보다 작은 경우, IdFlag[k] 값을 'on'으로 설정한다(S208). IdFlag[k] 값이 'off'로 설정된 경우 그 메시지 Message ID k 의 중요도에 따라 기 설정된 대응조치를 취한다(S209).
도 3은 차량제어장치(VCU, vehicle control unit)(100)가, 최대 전송주기를 가지는 메시지의 전송주기를 일률적으로 적용하여 메시지 수신상태를 탐지하는 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 모든 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 저장부의 데이터 테이블을 설정하고, 이를 IdFlag[k](1≤k≤T)라 한다(S301). IdFlag[k]를 모두 'off' 상태로 초기화한다(S302). 메시지 Message ID k 가 수신되면 Message ID k 에 해당하는 메시지 수신 상태 테이블 IdFlag[k]를, 메시지 수신되었음을 표시하도록 'on'상태로 갱신한다(S303). 미수신 메시지 ID(missing ID) 탐지 검사주기가 t이면, t 시간 경과시마다 각 메시지 Message ID k (1≤k≤T)에 대하여 IdFlag[k]를 체크하여, 'off' 상태인 경우(S304), 그 메시지 Message ID k 의 중요도에 따라 기 설정된 대응조치를 취한다(S305). 이때 검사주기 t는 전송주기 Frequency k (1≤k≤T)중 가장 큰 값보다 큰 값, 즉 t > MAX(Frequency k )를 만족하는 값으로 설정한다.

Claims (8)

  1. 차량제어장치가, 차량에 설치된 각 전자제어장치들로부터의 메시지 수신여부 체크를 통하여 차량통신 이상 여부를 탐지하는 방법으로서,
    (a) 데이터 저장부에서, 각 메시지에 대한 마지막 수신시간 데이터 테이블, 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블 및 각 메시지 종류마다 오류 탐지를 위해 허용된 최대 시간을 저장하는 데이터 테이블을 포함하는, 오류탐지를 위한 각종 데이터를 초기화 하는 단계;
    (b) 특정 메시지가 수신되면, 해당 메시지에 대한 마지막 수신시간 데이터 테이블의 값을 메시지 수신 시간으로 갱신하고, 해당 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블을 'on' 값으로 설정하는 단계;
    (c) 미수신 메시지 탐지를 위한 검사주기가 경과된 경우, 각 메시지를 마지막으로 수신한 시간과 현재 시간의 차이를 계산하여, 그 메시지에 대하여 허용된 최대 시간보다 큰 지를 체크하는 단계; 및
    (d) 허용된 최대 시간보다 큰 경우, 그 메시지 수신 오류가 생긴 것으로 판단하여 해당 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블 값을 'off'로 설정하고, 허용된 최대 시간보다 작은 경우는 'on'으로 설정하는 단계
    를 포함하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(a)에서,
    각 메시지에 대하여 상기 허용된 최대 시간은, 그 메시지의 전송주기보다 큰 값으로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(a)에서,
    상기 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블은, 데이터 미수신을 나타내는 'off'값으로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(d) 이후,
    (e) 'off'로 설정된 메시지에 대하여 기 설정된 대응조치를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  5. 차량제어장치가, 차량에 설치된 각 전자제어장치들로부터의 메시지 수신여부 체크를 통하여 차량통신 이상 여부를 탐지하는 방법으로서,
    (a) 데이터 저장부에서, 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블을 포함하는, 오류탐지를 위한 각종 데이터를 초기화 하는 단계;
    (b) 특정 메시지가 수신되면, 해당 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블을 'on' 값으로 설정하는 단계; 및
    (c) 미수신 메시지 탐지를 위한 검사주기가 경과된 경우, 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 값을 체크하여 미수신된 메시지를 파악하는 단계
    를 포함하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계(a)에서,
    상기 각 메시지의 수신여부 상태를 표시하는 데이터 테이블은, 데이터 미수신을 나타내는 'off'값으로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계(c) 이후,
    (d) 'off'로 설정된 메시지에 대하여 기 설정된 대응조치를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량통신 오류 탐지 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계(c)에서,
    상기 미수신 메시지 탐지를 위한 검사주기는,
    각 메시지의 전송주기들 중 가장 큰 값보다 큰 값보다 큰 값으로 설정되는 것
    을 특징으로 하는 차량통신 오류 탐지 방법.
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