KR100767074B1

KR100767074B1 - 차량제어시스템의 고장감지장치

Info

Publication number: KR100767074B1
Application number: KR1020067016593A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 히라노; 료 이토
Original assignee: 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2005-01-04
Publication date: 2007-10-15
Also published as: EP1706292A1; RU2006129914A; CN1906061A; DE602005005631D1; US20070156310A1; JP4155198B2; KR20060114369A; CA2544289C; EP1706292B1; US7630800B2; JP2005199951A; RU2340479C2; WO2005068262A1; CA2544289A1; DE602005005631T2; ES2302179T3; CN100431876C; BRPI0506944A

Abstract

본 발명에 따른 차량제어시스템은 하부제어계층레벨에 배치되는 동력전달제어유닛(100), 조향제어유닛(110) 및 제동제어유닛(120)의 기본적인 제어유닛들과, 중간제어계층레벨에 배치되는 차량모션제어관리유닛(200), 및 상부제어계층레벨에 배치되는 구동지원제어유닛(300)으로 구성된다. 상기 기본적인 제어유닛들은 입력 데이터를 중간제어계층레벨의 차량모션제어관리유닛(200) 및/또는 상부제어계층레벨의 구동지원제어유닛(300)에 전달하고, 차량모션제어관리유닛(200) 및/또는 구동지원제어유닛(300)에서 소정의 계산 공식으로 치환되는 입력 데이터의 계산 결과를 수신한다. 만일 상기 입력 데이터 및 계산 결과 데이터가 일치하지 않는다면, 차량모션제어관리유닛(200) 및/또는 구동지원제어유닛(300)에 고장이 발생하였다고 결정하게 된다.

Description

차량제어시스템의 고장감지장치{FAILURE SENSING DEVICE OF VEHICLE CONTROL SYSTEM}

본 발명은 차량제어시스템에 관한 것으로, 특히 복수의 제어 컴퓨터들이 네트워크를 통해 연결되어 있는 제어시스템의 고장감지기술에 관한 것이다.

최근에는, 고성능 마이크로프로세서들이 개발되어, 자동차와 같은 차량 내에 수많은 마이크로프로세서들을 포함하는 컴퓨터유닛(ECU; Electronic Control Unit)이 통합되어 왔다. 상기 ECU는 구동성능, 안전성, 편안함, 자원절약, 에너지절약 등을 추구하기 위한 것으로, 그 동력전달시스템, 차체시스템, 안전시스템, 정보시스템 등을 제어하기 위하여 차량 내에 통합되어 있다.

차량모션시스템으로서 엔진, 브레이크, 조향장치, 현가장치, 및 변속기를 각각 제어하는 ECU들과(단일의 ECU가 집적적으로 이들 중 일부 또는 모두를 제어하기도 한다), 차체시스템으로서 파워도어, 파워시트, 에어컨디셔너, 및 조명을 각각 제어하는 ECU와, 안전시스템으로서 에어백 및 충돌센서를 각각 제어하는 ECU와, 정보시스템으로서 카내비게이션장치 및 카오디오장치를 각각 제어하는 ECU가 있다. ECU의 개수의 증가로 수반되는 와이어 하니스(wire harness)를 줄이기 위해 차량내 네트워크(in-vehicle network)가 채택되어 왔다.

이러한 차량내 네트워크에 연결되는 ECU들로 구성되는 차량제어시스템에서는, 차량의 기본적인 동작인 "주행" 동작에 상응하는 동력전달시스템ECU와, "정지" 동작에 상응하는 제동시스템ECU, 및 "회전" 동작에 상응하는 조향시스템ECU가 서로 독립적인 방식으로 작동가능하게 제공된다. 이러한 기본적인 제어유닛들 이외에, 차량 주변에 상응하는 구동작동, 운전자를 위한 구동지원, 및 차량역동모션제어가 병렬 방식으로 자동으로 행해질 수 있도록 처리유닛이 제공된다. 이러한 처리유닛 및 기본적인 제어유닛들은 상부-하부레벨관계에 의해 구성될 수도 있고, 또는 상부-하부레벨계층을 구성하지 않고도 구성될 수 있다.

이러한 차량제어시스템에서는, 수많은 ECU들 가운데 하나에서 발생하는 고장이 정확하게 감지되어야 하는데, 그렇지 않으면 여러 문제점들이 초래될 수도 있다. 이에 따라, 신뢰성을 높이기 위하여 차량의 각 부분에서의 고장을 검출하기 위한 고장검출프로그램이 차량 내에 통합되어 왔다. 구체적으로는, 고장 시에 적절한 사이클에 의해 컴퓨터부, 센서 등의 작동상태를 자동으로 점검하고, 진단코드(diagcode) 등을 저장하기 위한 것이다. 따라서, 유지보수자가 전용툴을 연결하여 전자제어유닛에 저장된 진단코드를 판독하고, 고장이 일어난 위치를 지정하게 된다.

일본국 특허 공개 공보 제2003-019931호(문헌 1)에는, 차량내 네트워크를 통해 연결되는 복수의 전자제어유닛들의 협동 작업에 의해 야기되는 문제점의 적절한 판정, 및 고장 위치의 즉각적인 지정을 가능하게 하는 고장진단시스템이 개시되어 있다. 상기 고장진단시스템은, 차량내 네트워크를 통해 연결되어 제어목표를 제어 할 때 차량의 고장을 검출하기 위한 고장검출프로그램을 구비한 복수의 전자제어유닛들과, 차량고장관리를 수행하도록 차량내 네트워크를 통해 전자제어유닛들과 통신하는 차량관리장치를 포함한다. 상기 차량관리장치는: 차량내 네트워크를 통과한 전자제어유닛의 데이터를 토대로 문제점의 발생을 판정하기 위한 문제판정수단; 문제 발생이 상기 문제판정수단에 의해 판정될 때 상기 문제점에 상응하여 사전에 미리 준비된 테스트진단프로그램을 획득하기 위한 프로그램획득수단; 상기 프로그램획득수단에 의해 얻어진 테스트진단프로그램을 실행하여, 상응하는 전자제어유닛이 어드레싱 프로세스(addressing process)를 수행하도록 하고, 상기 전자제어유닛으로부터 전달되는 정보를 토대로 고장 위치를 지정하기 위한 고장위치지정수단; 및 상기 고장위치지정수단에 의한 프로세스 결과를 토대로 고장과 관련된 고장정보를 출력하기 위한 정보출력수단을 포함한다.

상기 고장진단시스템에 따르면, 문제 발생이 네트워크를 통해 전해지는 전자제어유닛의 데이터를 토대로 판정되기 때문에, 전자제어유닛들간의 협동 작업과 관련된 문제 발생 또한 판정될 수 있다. 부가적으로는, 예컨대 사전에 미리 준비된 테스트진단프로그램이 사용되어, 예를 들어 적용가능한 전자제어유닛이 특정 제어 시에 내부 변수를 전달하도록 함으로써 고장 위치가 지정되기 때문에, 고장 위치가 즉시 지정될 가능성이 매우 높다.

다른 한편으로, 문헌 1의 내용에 따르면, 차량관리ECU는 차량내 네트워크 상의 각각의 ECU들의 데이터를 모니터링하여 고장을 판정한다. 다시 말해, 각각의 ECU에서 실행되는 고장검출프로그램에 의한 고장검출결과데이터, 및 상기 차량관리 ECU를 통해 상기 ECU들간에 교환되는 데이터로부터 상기 ECU들간의 협동 제어와 관련된 문제점을 판정한다. 상기 차량관리ECU는, 예컨대 클라이언트서버로부터 문제점에 상응하는 테스트진단프로그램을 획득하고, 얻어진 테스트진단프로그램을 실행하여 상응하는 ECU가 어드레싱 프로세스를 수행하도록 하며, 상기 상응하는 ECU가 특정 제어 시에 내부 변수를 전달하도록 함으로써 고장 위치를 지정한다. 그러므로, 상기 차량관리ECU는 수많은 ECU들을 모니터링하는 기능 이외에, 원래의 차량관리장치로서의 기능에 의해 구현되어야 한다. 따라서, 차량관리ECU의 계산 부하가 증가하고, 상기 ECU는 고도로 신뢰성이 있으면서 고속 계산이 가능하며 고성능을 갖는 컴퓨터를 필요로 한다. 이러한 ECU는 고가이므로 비용이 증가하게 된다. 나아가, 상기 기능들을 차량관리ECU에 집중시키는 것은, 차량관리ECU에 고장이 발생하는 경우(고부하로 인한 고장, 하드웨어 트러블 등으로 인한 고장을 포함함), 상기 차량관리ECU에 의해 관리되는 차량의 기본적인 동작인 "주행" 동작에 상응하는 동력전달시스템ECU와, "정지" 동작에 상응하는 제동시스템ECU, 및 "회전" 동작에 상응하는 조향시스템ECU의 기능이 저하될 수도 있다.

본 발명은 상술된 문제점들을 해결하고자 고안되었으며, 본 발명의 목적은 네트워크를 통해 연결된 계산유닛(ECU)에서 발생하는 고장을 감지할 때, 지나친 부하 집중(undue load concentration)을 초래하지 않으면서 고장을 정확하게 감지할 수 있는 차량제어시스템의 고장감지장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 고장감지장치는, 차량의 구동상태를 제어하기 위한 작동 요청을 토대로 생성된 제어목표를 이용하여 상응하는 액추에이터를 조작함으로써 제어목표를 생성하는 제어유닛, 및 네트워크에 의해 상기 제어유닛에 연결되어, 필요에 따라, 상기 제어유닛에서, 상기 작동 요청 또는 상기 제어목표를 수정하는데 사용될 추가 정보를 생성하여 상기 제어유닛에 제공하기 위한 처리유닛을 포함하는 차량제어시스템에서의 고장을 감지한다. 상기 고장감지장치는 상기 제어유닛에 제공되고, 정보를 상기 처리유닛에 출력하는 출력부, 상기 정보에 상응하는 응답을 상기 처리유닛으로부터 수신하는 수신부, 및 상기 정보 및 상기 응답을 토대로, 상기 처리유닛에서의 고장을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 예컨대 처리유닛이 상부계층레벨에 배치되고 제어유닛이 하부계층레벨에 배치되는 계층적으로 구성된 차량제어시스템 및/또는 처리유닛 및 제어유닛이 계층적으로(hierarchically) 배치되지 않고 병렬로 배치된 차량제어시스템에서, 상기 처리유닛의 고장이 상기 제어유닛으로부터 감지될 수 있다. 상기 차량제어시스템에는, 운전자의 운전을 지원하고 차량의 동적 상태를 제어하기 위한 고등 기능(advanced function)들을 갖는 처리유닛, 차량의 기본적인 동작인 "주행" 동작에 상응하는 동력전달시스템제어유닛, "정지" 동작에 상응하는 제동시스템제어유닛, 및 "회전" 동작에 상응하는 조향시스템제어유닛이 제공된다. 각각의 제어 부하들이 작도록 기능들을 공유하는 상기 제어유닛들은 상기 처리유닛에서 고장을 감지한다. 따라서, 고등 기능들을 갖는 처리유닛에서의 계산 부하가 억제될 수 있다. 예를 들어, 상부-하부계층을 갖는 제어시스템의 경우에는, 고장감지기능이 하부계층레벨의 복수의 제어유닛들에 의해 공유되기 때문에, 상부계층레벨의 처리유닛에서의 계산부하가 억제될 수 있다. 또한, 상부계층레벨의 처리유닛의 고장이 발생한 경우에, 각각의 제어유닛이 처리유닛에 독자적으로 제어를 실행하도록 상부계층레벨의 처리유닛에 기능들이 집중되는 것을 방지하는 것도 가능하다. 그 결과, 네트워크를 통해 연결된 계산유닛(처리유닛)에서 발생하는 고장을 감지할 때, 지나친 부하 집중을 초래하지 않으면서도 고장을 정확하게 감지할 수 있는 차량제어시스템의 고장감지장치가 제공될 수 있다. 상기 처리유닛의 예로는 DSS(Driving Support System), VDM(Vehicle Dynamics Management) 등을 포함할 수도 있음에 유의한다.

상기 정보는 상기 처리유닛에서의 계산을 위한 입력 데이터이고, 상기 수신부는 응답으로서 상기 처리유닛에서 소정의 계산 공식으로 치환되는 상기 입력 데이터의 계산 결과를 수신하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 예컨대 입력 데이터는 하부계층레벨의 제어유닛으로부터 상부계층레벨의 처리유닛으로 출력된다. 상부계층레벨의 처리유닛에서 소정의 계산 공식으로 치환되는 입력 데이터의 계산 결과는 응답으로서 상부계층레벨의 처리유닛으로부터 하부계층레벨의 제어유닛으로 전달된다. 수신된 계산 결과가 정확하지 않은 경우에는, 하부계층레벨의 제어유닛이 상부계층레벨의 처리유닛에 고장이 발생하였다고 판정할 수 있다.

또한, 상기 제어유닛은 그 자체가 고장을 진단하는 진단부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 예컨대 상기 하부계층레벨의 제어유닛은 그 자체가 고장을 감지하기 때문에, 상부계층레벨의 처리유닛에서의 고장을 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 상기 제어유닛은 멀티플렉싱된 계산 유닛(multiplexed calculating unit)들로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 하부계층레벨의 제어유닛이 멀티플렉싱된 계산 유닛들로 구성되므로, 상기 제어유닛 자체가 고장나기는 쉽지 않고, 상부계층레벨의 처리유닛에서의 고장을 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 상기 제어유닛은, 상기 처리유닛의 고장이 상기 감지부에 의해 감지될 때, 상기 처리유닛으로부터의 추가 정보가 반영되는 제어의 인터럽션(interruption)을 결정하는 결정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 예컨대 상부계층레벨의 처리유닛에 고장이 발생한 경우, 하부계층레벨의 제어유닛은 국부적인 제어로 전환될 수 있어, 차량의 기본적인 기능들이 보존될 수 있다.

또한, 상기 제어유닛은 차량의 작동을 제어하는 복수의 제어유닛들로 구성되고, 상기 제어유닛은 상기 복수의 제어유닛에 포함된 감지부들로부터의 복수의 감지 결과들을 토대로, 상기 처리유닛에서의 고장을 감지하는 감지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 예컨대 하부계층레벨의 동력전달시스템제어유닛, 제동시스템제어유닛 및 조향시스템제어유닛이 각각의 감지수단에 의하여 상부계층레벨의 처리유닛의 고장을 감지한다. 여기서, 복수의 제어유닛들 가운데 절반 이상이 처리유닛에서의 고장을 감지하는 경우, 상기 처리유닛에서 고장이 발생하였다고 판정될 수 있다. 따라서, 처리유닛의 고장 판정 시에 신뢰성이 향상될 수 있게 된다.

또한, 고장 감지에 관한 우선순위들이 상기 복수의 제어유닛에 할당되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 예컨대 제어 부하가 보다 작거나, 또는 신뢰성이 보다 높은 제어유닛에 보다 높은 우선순위가 제공된다. 따라서, 상기 제어유닛의 감지수단이 처리유닛의 고장을 감지하는 경우, 상기 상부계층레벨의 처리유닛에서의 고장 감지가 확인될 수 있다. 다시 말해, 고장 진단의 우선순위가 보다 높은 제어유닛에 고장 판정을 최종적으로 확인할 수 있는 권한이 부여된다.

또한, 제어 부하들이 보다 작은 제어유닛들에 보다 높은 우선순위들이 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 예컨대 제어 부하가 보다 작은 제어유닛이 감지수단에 의해 감지 계산의 부하의 보다 큰 증가를 허용할 수 있기 때문에, 상기 처리유닛에서의 고장을 정확하면서도 즉각적으로 감지할 수 있다.

또한, 상기 차량제어시스템 내의 유닛들은 계층적으로 구성되어 있고, 상기 제어유닛은 상기 처리유닛보다 계층적으로 낮게 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상부계층레벨의 처리유닛에서의 고장이 하부계층레벨의 제어유닛으로부터 감지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량제어시스템의 제어블록들을 도시한 도면;

도 2는 도 1에 도시된 제어블록들의 동력전달제어유닛 및 구동지원제어유닛에 의해 실행되는 고장감지프로세스프로그램의 제어구성을 나타낸 흐름도; 및

도 3은 본 발명의 일 실시예의 수정예에 따른 차량제어시스템의 제어블록들을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면들을 참조하여 설명한다. 동일한 요소들은 동일한 도면 부호들을 할당하였다. 그 라벨 및 기능 또한 동일하다. 그러므로, 상세한 설명은 반복하지 않기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장감지장치를 포함하는 차량제어시스템의 블록도를 보여준다. 상기 차량제어시스템은, 예컨대 동력전달시스템제어유닛으로서 동력전달제어유닛(100), 조향시스템제어유닛으로서 조향제어유닛(110), 및 제동시스템제어유닛으로서 제동제어유닛(120)의 3가지 기본적인 제어유닛과, 처리유닛들로서 차량모션제어관리유닛(200) 및 구동지원제어유닛(300)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어시스템은 계층적으로 구조화된 제어구성을 가지되, 구동지원제어유닛(300)은 상부계층레벨에 배치되어 있고, 차량모션제어관리유닛(200)은 중간계층레벨에 배치되어 있으며, 동력전달제어유닛(100)과, 조향제어유닛(100) 및 제동제어유닛(120)은 하부계층레벨에 배치되어 있다. 제어명령기능은 상부계층레벨로부터 하부계층레벨을 향해 구현되고, 고장모니터기능은 하부계층레벨로부터 상부계층레벨을 향해 구현된다. 상기 고장모니터기능은, 소정의 샘플링 시간에, 상부계층의 처리유닛에 고장이 발생하였는 지의 여부를 감지하는 프로 세스를 실행하는 하부계층레벨의 제어유닛이다.

상기 동력전달시스템제어유닛인 동력전달제어유닛(100)에서는, 액셀러레이터 페달 조작에 상응하는 구동시스템의 제어목표가 운전자의 감지된 요청인 액셀러레이터 페달 조작에 기초한 구동기본드라이버모델을 이용하여 생성됨으로써, 액추에이터가 제어된다.

상기 조향시스템제어유닛인 조향제어유닛(110)에서는, 조향장치 조작에 상응하는 조향시스템의 제어목표가 운전자의 감지된 요청인 조향장치 조작에 기초한 조향기본드라이버모델을 이용하여 생성됨으로써, 액추에이터가 제어된다.

상기 제동시스템제어유닛인 제동제어유닛(120)에서는, 브레이크 페달 조작에 상응하는 제동시스템의 제어목표가 운전자의 감지된 요청인 브레이크 페달 조작에 기초한 제동기본드라이버모델을 이용하여 생성됨으로써, 액추에이터가 제어되게 된다.

상기 처리유닛의 예로는 구동지원제어유닛(300), 차량모션제어관리유닛(200) 등을 들 수 있다.

구동지원제어유닛(300)은 차량 주위의 주변 정보 또는 운전자와 관련된 정보를 토대로 각각의 제어유닛에서 사용될 정보를 생성하고, 제어명령을 각각의 제어유닛에 출력한다.

구체적으로, 구동지원제어유닛(300)은 차량이 주행하고 있는 도로의 마찰 저항(μ 값), 차량 주위의 주변 정보로서 실외 온도 등을 토대로 차량동작속성에 대한 위험도를 나타내는 정보를 생성하고, 및/또는 운전자를 사진으로 찍을 때 운전 자의 피로 수준을 토대로 운전자의 조작에 대한 위험도를 나타내는 정보를 생성한다. 상기 위험도를 나타내는 정보는 각각의 제어유닛에 출력된다. 구동지원제어유닛(300)은 또한 차량의 자동 운전을 위한 자동순항기능을 구현하기 위한 정보도 생성한다. 상기 자동순항기능을 구현하기 위한 정보는 각각의 제어유닛으로 출력된다. 이러한 정보는 상기 구동지원제어유닛에서 일반화되도록 처리되어, 상기 정보가 여하한의 제어유닛에서도 사용될 수 있게 한다.

차량모션제어관리유닛(200)은 각각의 제어유닛들에서 사용될 정보를 생성하여, 상기 차량이 소정의 운전(behavior)을 실현하도록 하며, 제어명령을 각각의 제어유닛으로 출력한다.

구체적으로, 차량모션제어관리유닛(200)은 차량의 현재 동적 상태를 토대로 각각의 제어유닛들에서 사용될 정보를 생성하여 각각의 제어유닛들에 제공한다.

각각의 제어유닛에서는, 처리유닛으로부터 입력되는 정보(운전자의 요청 이외의 정보)가 차량의 모션제어에 반영되어야 하는 지의 여부와, 만일 반영되어야 한다면 어느 정도 반영되어야 하는 지의 여부를 결정하게 된다. 나아가, 제어목표가 보정되고, 및/또는 정보가 각각의 제어유닛들간에 전달된다. 각각의 제어유닛은 자율적으로 작동하기 때문에, 동력전달장치의 액추에이터, 제동장치의 액추에이터 및 조향장치의 액추에이터는 궁극적으로 운전자의 감지된 조작 정보, 처리유닛으로부터 입력된 정보, 및 각각의 제어유닛들간에 전달된 정보에 의해 계산된 최종 구동목표, 제동목표 및 조향목표를 토대로 각각의 제어유닛에서 제어된다.

상부제어계층레벨로부터 하부제어계층레벨을 향해 내려지는 상술된 제어명령 기능에 관한 역방향으로, 하부제어계층레벨로부터 상부제어계층레벨을 향해 내려지는 고장모니터기능이 구현된다. 이러한 고장모니터기능에서는, 하부계층레벨의 동력전달제어유닛(100), 조향제어유닛(110) 및 제동제어유닛(120)이 상부계층레벨의 구동지원제어유닛(300) 및/또는 차량모션제어관리유닛(200)에서 고장이 발생하였는 지의 여부를 감지한다. 이러한 고장모니터기능은 도 2의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다. 아래에는, 동력전달제어유닛(100)이 구동지원제어유닛(300)의 고장을 모니터링하는 경우를 설명한다. 본 발명은 이러한 경우에 국한되는 것은 아니며, 하부계층레벨의 유닛이 상부계층레벨의 유닛을 모니터링하는 어떠한 경우에도 적용가능하다.

단계(이하, 단계는 S라고 함) S100에서, 동력전달제어유닛(100)은 차량이 주행 중인 지에 관하여 결정한다. 만일 차량이 주행 중이라면(S100에서 YES이면), 프로세스는 S110으로 진행된다. 그렇지 않으면(S100에서 NO이면), 프로세스가 종료된다.

S110에서, 동력전달제어유닛(100)은 현시점이 고장모니터타이밍인 지에 관하여 결정한다. 만일 현시점이 고장모니터타이밍이라면(S110에서 YES이면), 프로세스는 S120으로 진행된다. 그렇지 않으면(S110에서 NO이면), 프로세스는 종료된다.

S120에서, 동력전달제어유닛(100)은 고장모니터계산을 위한 입력 데이터를 구동지원제어유닛(300)으로 전달한다.

S130에서, 동력전달제어유닛(100)은 계산 결과 데이터가 구동지원제어유닛(300)으로부터 수신되었는 지에 관하여 결정한다. 만일 계산 결과 데이터가 구동지 원제어유닛(300)으로부터 수신되었다면(S130에서 YES이면), 프로세스는 S150으로 진행된다. 그렇지 않으면(S130에서 NO이면), 프로세스는 S140으로 진행된다.

S140에서, 동력전달제어유닛(100)은 고장모니터계산을 위한 입력 데이터의 구동지원제어유닛(300)으로의 전달로부터 소정 시간 주기가 경과되었는 지의 여부를 결정한다. 만일 소정의 시간 주기가 경과되었다면(S140에서 YES이면), 프로세스는 S170으로 진행된다. 그렇지 않으면(S140에서 NO이면), 상기 프로세스는 S130으로 다시 돌아가고, 구동지원제어유닛(300)으로부터의 계산 결과 데이터를 기다리게 된다.

S150에서, 동력전달제어유닛(100)은 구동지원제어유닛(300)으로부터 수신되는 계산 결과가 정상적인지에 관하여 결정한다. 만일 구동지원제어유닛(300)으로부터 수신되는 계산 결과가 정상적이라면(S150에서 YES이면), 프로세스가 종료된다. 그렇지 않으면(S150에서 NO이면), 상기 프로세스는 S160으로 진행된다.

S160에서, 동력전달제어유닛(100)은 구동지원제어유닛(300)에서 고장이 발생하였는지를 판정하고(고장 판정), 제어명령을 인터럽트(interrupt)하도록 제어한다. 다시 말해, 구동지원제어유닛(300)으로부터 동력전달제어유닛(100)으로 전달되는 제어명령은 상기 동력전달장치의 제어에 반영되지 않을 것이다. 다시 말해, 동력전달제어유닛(100)은 구동지원제어유닛(300)에 독립하여 차량을 제어한다. 그 후, 프로세스는 종료된다.

S170에서, 동력전달제어유닛(100)은 통신의 고장이 있는지를 결정하고, 통신고장프로세스를 수행한다. 예를 들어, 상기 경우에 있어서, 동력전달제어유닛(100) 의 제어프로그램에서 구동지원제어유닛(300)으로부터 제어명령을 수신하기 위한 대기 상태의 프로세스에 관해서는, 상기 제어명령의 수신을 위한 대기 상태가 취소되고, 동력전달제어유닛(100)은 구동지원제어유닛(300)에 독립하여 차량을 제어한다.

S200에서, 구동지원제어유닛(300)은 입력 데이터가 동력전달제어유닛(100)으로부터 수신되는지에 관하여 결정한다. 만일 입력 데이터가 동력전달제어유닛(100)으로부터 수신된다면(S200에서 YES이면), 프로세스가 S210으로 진행된다. 그렇지 않으면(S200에서 NO이면), 프로세스는 S200으로 다시 돌아간다.

S210에서, 구동지원제어유닛(300)은 내부계산유닛을 이용하여, 상기 입력 데이터를 사전에 미리 저장된 고장모니터계산공식으로 치환하는 계산결과데이터를 계산한다.

S220에서, 구동지원제어유닛(300)은 상기 계산결과데이터를 구동전달제어유닛(100)으로 전달한다.

이제, 본 실시예에 따른 차량제어시스템의 고장감지장치의 작동을 상술된 구조 및 흐름도를 토대로 설명한다.

차량이 주행하고 있는 동안(S100에서 YES), 모든 고장모니터타이밍에서는(S110에서 YES), 고장모니터계산을 위한 입력 데이터는 동력전달제어유닛(100)으로부터 구동지원제어유닛(300)으로 전달된다(S120). 예를 들어, 상기 고장모니터타이밍은 수십 내지 수백 밀리 초(millisecond)의 간격으로 설정된다.

구동지원제어유닛(300)은 입력 데이터를 수신하고, 내부계산유닛을 이용하여 상기 입력 데이터를 사전에 미리 저장된 고장모니터계산공식으로 치환하는 계산결 과데이터를 계산한다(S210). 상기 계산결과데이터는 구동지원제어유닛(300)으로부터 동력전달제어유닛(100)으로 전달된다(S220).

고장모니터계산을 위한 입력 데이터의 구동지원제어유닛(300)으로의 전달로부터 소정의 시간 주기가 경과하지 전에, 동력전달제어유닛(100)은 구동지원제어유닛(300)으로부터 계산결과를 수신한다(S130에서 YES, S140에서 NO). 만일 계산결과가 정상적이지 않다면(S150에서 NO이면), 동력전달제어유닛(100)은 구동지원제어유닛(300)에 고장이 발생하였다고 판정한다. 이 때부터 구동지원제어유닛(300)으로부터 동력전달제어유닛(100)으로 전달되는 제어명령을 인터럽트하도록 제어가 실행된다.

만일 동력전달제어유닛(100)이 고장모니터계산을 위한 입력 데이터의 구동지원제어유닛(300)으로의 전달로부터 소정의 시간 주기가 경과하기 전에 구동지원제어유닛(300)으로부터 계산결과를 수신하지 못한다면(S130에서 NO, S140에서 YES), 동력전달제어유닛(100)과 구동지원제어유닛(300)간의 통신에 고장에 발생하였다고 판정하고, 통신고장프로세스가 수행된다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량제어시스템에 따르면, 상부계층레벨의 구동지원제어유닛 및/또는 차량모션제어관리유닛에서의 고장이 하부계층레벨의 제어유닛의 동력전달제어유닛, 조향제어유닛 및 제동제어유닛에 의해 감지될 수 있다. 그러므로, 상부계층레벨의 유닛은 집중 방식으로 하부계층레벨의 수많은 제어유닛들을 더이상 모니터링할 필요가 없게 되어, 상부계층레벨의 유닛들의 부하의 저감을 실현하게 된다. 그 결과, 네트워크를 통해 연결되는 상부계층레벨의 유닛에 발생하는 고장을 감지할 때, 지나친 부하 집중을 초래하지 않으면서도 하부계층레벨의 유닛을 이용하여 고장이 정확하게 감지될 수 있다.

만일 상부계층레벨의 유닛의 고장을 감지하는 하부계층레벨 자체의 제어유닛에 고장이 발생되었다면, 고장이 정확하게 감지될 수 없다. 나아가, 하부계층레벨의 제어유닛들은 차량의 기본적인 동작인 "주행" 동작에 상응하는 구동시스템제어유닛, "정지" 동작에 상응하는 제동시스템제어유닛, 및 "회전" 동작에 상응하는 조향시스템제어유닛에 대응하므로, 그들은 고도의 신뢰성을 가져야만 한다. 그러므로, 그 자체가 고장을 진단하는 기능을 갖는 하부계층레벨의 제어유닛을 제공한다면, 상부계층레벨의 유닛의 고장을 감지하는 정확성이 개선된다.

그 자체가 고장을 진단하는 기능을 제공하는 대신에, 유닛의 계산시스템이 멀티플렉싱될 수도 있다.

고장감지결정의 우선순위들은, 차량의 기본적인 동작인 "주행" 동작에 상응하는 구동시스템제어유닛, "정지" 동작에 상응하는 제동시스템제어유닛, 및 "회전" 동작에 상응하는 조향시스템제어유닛인 하부계층레벨의 제어유닛들에 할당될 수 있어, 계산부하가 보다 작거나 또는 신뢰성이 보다 높은 것에 보다 높은 우선순위가 부여되도록 할 수 있다. 따라서, 높은 우선순위의 제어유닛이 고장을 감지하면, 상기 상부계층레벨의 유닛의 고장을 나타내는 판정 결과가 확인될 수 있는데, 그 이유는 상기 고장 감지가 고도의 신뢰성을 가지기 때문이다.

상부계층레벨의 유닛에 대한 고장판정결과가 복수의 제어유닛들간에 변경되는 경우, 상부계층레벨의 유닛의 고장을 나타내는 판정은 상기 제어유닛들의 절반 이상이 고장이 있다고 판정하는 경우에 확인될 수도 있다.

기타 수정예

도 3은 도 1에 상응하는 차량제어시스템의 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차량제어시스템은 도 1에 도시된 것과 상이하고, 동력전달시스템제어유닛으로서 동력전달제어유닛(100), 조향시스템제어유닛으로서 조향제어유닛(110), 및 제동시스템제어유닛으로서 제동제어유닛(120)의 3가지 기본적인 제어유닛과, 처리유닛들로서 차량모션제어관리유닛(200) 및 구동지원제어유닛(300)으로 구성되어 있지만, 제어계층을 가지고 있지는 않다.

이러한 제어시스템에 의해서도, 전술된 실시예에서의 프로그램이 실행될 수 있어 동일한 효과가 달성될 수 있다.

지금까지 본 발명을 상세히 기술 및 예시하였지만, 본 발명은 단지 예시의 방법으로만 설명되었을 뿐, 그것을 제한하려는 의도는 전혀 없으며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위는 첨부된 청구범위의 항목들에 의해서만 제한된다는 점은 자명하다.

Claims

생성된 제어목표를 이용하여 상응하는 액추에이터를 조작함으로써 차량의 구동상태를 제어하기 위한 작동 요청을 토대로 제어목표를 생성하는 제어유닛(100, 110, 120), 및 네트워크에 의해 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 연결되어, 필요에 따라, 상기 제어유닛(100, 110, 120)에서, 상기 작동 요청 또는 상기 제어목표를 수정하는데 사용될 추가 정보를 생성하여 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공하기 위한 처리유닛(200, 300)을 포함하는 차량제어시스템의 고장감지장치에 있어서,

상기 고장감지장치는 제어 부하가 보다 작은 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공되고,

제어 부하가 보다 큰 상기 처리유닛(200, 300)에 정보를 출력하는 출력부,

상기 정보에 상응하는 응답을 상기 처리유닛(200, 300)으로부터 수신하는 수신부, 및

상기 정보 및 상기 응답을 토대로, 상기 처리유닛(200, 300)에서의 고장을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제1항에 있어서,

상기 정보는 상기 처리유닛(200, 300)에서의 계산을 위한 입력 데이터이고,

상기 수신부는 응답으로서 상기 처리유닛(200, 300)에서 소정의 계산 공식으로 치환되는 상기 입력 데이터의 계산 결과를 수신하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제1항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 그 자체가 고장을 진단하는 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제1항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 멀티플렉싱된 계산 유닛들(multiplexed calculating unit)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제1항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은, 상기 처리유닛(200, 300)의 고장이 상기 감지부에 의해 감지될 때, 상기 처리유닛(200, 300)으로부터의 추가 정보가 반영되는 제어의 인터럽션(interruption)을 결정하는 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제1항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 차량의 작동을 제어하는 복수의 제어유닛(100, 110, 120)들로 구성되고,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은, 상기 복수의 제어유닛(100, 110, 120)에 포함된 감지부들로부터의 복수의 감지 결과들을 토대로, 상기 처리유닛(200, 300) 에서의 고장을 감지하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제6항에 있어서,

고장 감지에 관한 우선순위들이 상기 복수의 제어유닛(100, 110, 120)에 할당되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제7항에 있어서,

제어 부하들이 보다 작은 제어유닛(100, 110, 120)들에 보다 높은 우선순위들이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
차량제어시스템의 고장감지장치에 있어서,

생성된 제어목표를 이용하여 상응하는 액추에이터를 조작함으로써 차량의 구동상태를 제어하기 위한 작동 요청을 토대로 제어목표를 생성하는 제어유닛(100, 110, 120), 및 네트워크에 의해 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 연결되어, 필요에 따라, 상기 제어유닛(100, 110, 120)에서, 상기 작동 요청 또는 상기 제어목표를 수정하는데 사용될 추가 정보를 생성하여 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공하기 위한 처리유닛(200, 300)을 포함하고,

상기 고장감지장치는 제어 부하가 보다 작은 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공되고,

제어 부하가 보다 큰 상기 처리유닛(200, 300)에 정보를 출력하는 출력부,

상기 정보에 상응하는 응답을 상기 처리유닛(200, 300)으로부터 수신하는 수신부, 및

상기 정보 및 상기 응답을 토대로, 상기 처리유닛(200, 300)에서의 고장을 감지하는 감지부를 포함하며,

상기 차량제어시스템 내의 유닛들은 계층적으로(hierarchically) 구성되어 있고,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 상기 처리유닛(200, 300)보다 계층적으로 낮게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
차량제어시스템의 고장감지장치에 있어서,

생성된 제어목표를 이용하여 상응하는 액추에이터를 조작함으로써 차량의 구동상태를 제어하기 위한 작동 요청을 토대로 제어목표를 생성하는 제어유닛(100, 110, 120), 및 네트워크에 의해 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 연결되어, 필요에 따라, 상기 제어유닛(100, 110, 120)에서, 상기 작동 요청 또는 상기 제어목표를 수정하는데 사용될 추가 정보를 생성하여 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공하기 위한 처리유닛(200, 300)을 포함하고,

상기 고장감지장치는 제어 부하가 보다 작은 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공되고,

제어 부하가 보다 큰 상기 처리유닛(200, 300)에 정보를 출력하기 위한 출력수단,

상기 정보에 상응하는 응답을 상기 처리유닛(200, 300)으로부터 수신하는 수신수단, 및

상기 정보 및 상기 응답을 토대로, 상기 처리유닛(200, 300)에서의 고장을 감지하는 감지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제10항에 있어서,

상기 정보는 상기 처리유닛(200, 300)에서의 계산을 위한 입력 데이터이고,

상기 수신수단은 응답으로서 상기 처리유닛(200, 300)에서 소정의 계산 공식으로 치환되는 상기 입력 데이터의 계산 결과를 수신하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제10항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 그 자체가 고장을 진단하는 진단수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제10항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 멀티플렉싱된 계산 유닛들(multiplexed calculating unit)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제10항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은, 상기 처리유닛(200, 300)의 고장이 상기 감지수단에 의해 감지될 때, 상기 처리유닛(200, 300)으로부터의 추가 정보가 반영되는 제어의 인터럽션을 결정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제10항에 있어서,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 차량의 작동을 제어하는 복수의 제어유닛(100, 110, 120)들로 구성되고,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은, 상기 복수의 제어유닛(100, 110, 120)에 포함된 감지수단들로부터의 복수의 감지 결과들을 토대로, 상기 처리유닛(200, 300)에서의 고장을 감지하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제15항에 있어서,

고장 감지에 관한 우선순위들이 상기 복수의 제어유닛(100, 110, 120)에 할 당되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
제16항에 있어서,

제어 부하들이 보다 작은 제어유닛(100, 110, 120)들에 보다 높은 우선순위들이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.
생성된 제어목표를 이용하여 상응하는 액추에이터를 조작함으로써 차량의 구동상태를 제어하기 위한 작동 요청을 토대로 제어목표를 생성하는 제어유닛(100, 110, 120), 및 네트워크에 의해 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 연결되어, 필요에 따라, 상기 제어유닛(100, 110, 120)에서, 상기 작동 요청 또는 상기 제어목표를 수정하는데 사용될 추가 정보를 생성하여 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공하기 위한 처리유닛(200, 300)을 포함하는 차량제어시스템의 고장감지장치에 있어서,

상기 고장감지장치는 제어 부하가 보다 작은 상기 제어유닛(100, 110, 120)에 제공되며,

제어 부하가 보다 큰 상기 처리유닛(200, 300)에 정보를 출력하기 위한 출력수단,

상기 정보에 상응하는 응답을 상기 처리유닛(200, 300)으로부터 수신하기 위한 수신수단, 및

상기 정보 및 상기 응답을 토대로, 상기 처리유닛(200, 300)에서의 고장을 감지하기 위한 감지수단을 포함하고,

상기 차량제어시스템 내의 유닛들은 계층적으로(hierarchically) 구성되어 있으며,

상기 제어유닛(100, 110, 120)은 상기 처리유닛(200, 300)보다 계층적으로 낮게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템의 고장감지장치.