KR100871857B1 - 차량 내부의 네트워크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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전재욱
서석현
문태윤
김진호
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 차량 내부의 네트워크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 네트워크 시스템은 제 1 액츄에이터 및 적어도 하나의 제 2 액츄에이터와; 센싱 결과에 따른 센싱값을 출력하는 적어도 하나의 공유센서와; 상기 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하고, 상기 공유센서로부터 수신되는 상기 센싱값에 대응하는 제 1 서브 센싱값을 출력하는 제 1 서브 전자제어부와; 상기 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하고, 상기 공유센서로부터 수신되는 상기 센싱값에 대응하는 제 2 서브 센싱값을 출력하는 제 2 서브 전자제어부와; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부와 시분할 방식의 통신 프로토콜에 따라 통신하며, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로부터 각각 출력되는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 기 설정된 오차범위를 벗어나는 경우 상기 제 1 서브 전자제어부와 상기 제 2 서브 전자제어부 중 어느 하나의 이상으로 판단하는 메인 전자제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 네트워크로 연결된 각각의 서브 전자제어부들이 상호 보완적인 역할을 수행함으로써 오류에 대한 강인성을 높일 수 있다.

Description

차량 내부의 네트워크 시스템 및 그 제어방법{NETWORK SYSTEM OF IN-VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 메인 전자제어부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 1 서브 전자제어부 및 제 2 서브 전자제어부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 메인 전자제어부 21 : 제 1 서브 전자제어부
22 : 제 2 서브 전자제어부 23 : 제 3 서브 전자제어부
31 : 제 1 액츄에이터 32 : 제 2 액츄에이터
33 : 제 3 액츄에이터 41 : 제 1 공유센서
42 : 제 2 공유센서 51 : 제 1 개별센서
52 : 제 3 개별센서 60 : 버스
본 발명은 차량 내부의 네트워크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크로 연결된 각각의 서브 전자제어부들이 상호 보완적인 역할을 수행함으로써 오류에 대한 강인성을 높일 수 있는 네트워크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
승용차, 버스와 같은 일반 차량이나, 군사용 차량(이하, '차량'이라 함)이 점차 고기능/고급화되어가는 추세에 따라 차량의 지능화 기술의 개발이 증대되고 있다.
일반적으로 지능화 차량(Intelligent vehicle)을 구현하기 위해서는 차량의 위치나 속도와 같은 상태정보와 차량 외부의 환경정보가 실시간으로 인식 및 검출되어야 하며, 차량이 반자동 또는 사고를 피하기 위하는 등 자동으로 제어될 수 있어야 한다.
이러한 이유로 지능화 차량에서는 운전자의 편의를 위하여 차량 일부를 제어하는 운전자 보조 시스템(Driver assistance system)이나 운전자에게 정보를 제공하고 위험 상황을 경고하는 충돌경고시스템 등과 같은 다양한 지능형 센싱 및 제어 알고리즘이 요구되고 있다. 특히, 차량의 지능화가 높은 수준으로 진화됨에 따라 차량의 가속도 센서, 온도 센서, 레이더 센서, 각종 제어용 모터 등과 같이 부가적인 전자 부품의 수도 급속히 증가되어 가는 추세이다.
초기의 지능화 차량에서는 센서나 액추에이터 등의 전자 부품, 전자제어 부(Electronic Control Unit : ECU) 또는 스위치 등이 전선을 이용하여 일대일로 연결되는 차량 배선 시스템(Harness system)이 적용되었는데, 전자부품이나 스위치의 증가는 케이블의 기하급수적인 증가를 초래하여 배선 체계의 복잡성을 유발하였고, 차량 정비나 새로운 기능의 추가를 어렵게 하는 한편, 중량을 증가시켜 주행성능을 저하시키는 문제점을 야기시켰다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것이, 전자부품, 전자제어부 및 스위치 등을 간 가닥의 공유된 전선으로 연결하려는 차량 내부 네트워크 시스템(In-vehicle network system)이 연구되었고, 그 결과로 차량 제어용 네트워크 프로토콜인 LIN(Local Interconnect Network) 프로토콜, CAN(Controller Area Network) 프로토콜이 개발되었으며, 근래에 FlexRay 프로토콜이 개발되었다.
여기서, FlexRay 프로토콜은 차량의 안전성이나 연비의 향상을 위하여 엔진이나 브레이크 등 여러 가지 부품이 제어되게 되어 차내 네트워크에 접속되는 전자제어부의 수가 증가하면서 네트워크 상을 흐르는 정보량이 급증하는 현실을 반영하기 위해 개발된 것으로, CAN 프로토콜과 비교하여 10배의 속도(10메가비트/초)로 데이터 송수신이 가능하고 데이터 전송시의 신뢰성이 높은 것으로 평가되고 있다.
FlexRay 프로토콜은 시분할 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)의 통신 프로토콜로서, 일정한 통신 주기를 갖고 있으며, 이 주기 내에 몇몇의 타임 슬롯이 존재한다. 이 타임 슬롯은 메시지, 즉 데이터를 줄 수도 있고 받을 수도 있도록 설정된다.
여기서, 한 노드가 한 타임 슬롯 동안에 데이터를 보내도록 지정되어 있다 면, 다른 하나 이상의 노드는 같은 타임 슬롯 동안에 데이터를 수신하도록 지정된다. 즉, FlexRay는 네트워크로 연결된 모든 노드들과 동기화를 맞춘 후 동일한 타임 슬롯을 제공한다.
예를 들어, 한 주기 동안에 10개의 타임 슬롯이 존재한다고 가정하면, 첫 번째 타임 슬롯에서는 노드 1번은 데이터를 받고 노드 2번은 데이터를 수신하도록 설정된다. 이 주기가 지난 다음 노드 1번과 노드 2번은 동일한 동작을 하게 된다.
이와 같은 동작을 통해 정확한 시간에 데이터를 보낼 수 있고 네트워크 시스템의 동작 및 현상을 미리 예측할 수 있기 때문에 FlexRay 프로토콜은 신뢰성이 높은 통신 프로토콜로 인정받고 있다.
상기와 같은 차량 내 통신 프로토콜을 이용한 전자 제어의 가능성 및 활용도가 증가됨에 따라, 차량의 주행이나 안전, 기타 운전자의 편의를 도모하기 위한 다양한 형태의 센서들이 통신 프로토콜을 통해 전자제어부 및 액츄에이터와 연결되고 있다.
이러한 센서들의 감지 결과는 전자제어부가 액츄에이터의 구동을 제어하는데 중요한 정보를 제공하게 되는데, 센서들의 오류를 최소화하기 위한 다양한 연구가 지속되고 있으며, 센서 자치의 고장이나 오류 이외에 해당 센서로부터 센싱 결과를 받는 전자제어부가 센싱 결과를 잘못 인식하는데서 오는 오류 또한 보정할 수 있다면, 오류에 강인한 차량 내부의 네트워크 시스템을 구현할 수 있어 바람직할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 네트워크로 연결된 각각의 서브 전자제어부들이 상호 보완적인 역할을 수행함으로써 오류에 대한 강인성을 높일 수 있는 네트워크 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 차량 내부의 네트워크 시스템에 있어서, 제 1 액츄에이터 및 적어도 하나의 제 2 액츄에이터와; 센싱 결과에 따른 센싱값을 출력하는 적어도 하나의 공유센서와; 상기 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하고, 상기 공유센서로부터 수신되는 상기 센싱값에 대응하는 제 1 서브 센싱값을 출력하는 제 1 서브 전자제어부와; 상기 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하고, 상기 공유센서로부터 수신되는 상기 센싱값에 대응하는 제 2 서브 센싱값을 출력하는 제 2 서브 전자제어부와; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부와 시분할 방식의 통신 프로토콜에 따라 통신하며, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로부터 각각 출력되는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 기 설정된 오차범위를 벗어나는 경우 상기 제 1 서브 전자제어부와 상기 제 2 서브 전자제어부 중 어느 하나의 이상으로 판단하는 메인 전자제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 시분할 방식의 통신 프로토콜은 플렉스레이(FlexRay) 프로토콜을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브센싱값의 중간값을 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나로 전송하고; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부는 상기 메인 전자제어부로부터 전송되는 상기 중간값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 제 2 액츄에이터의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나의 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동에 대한 제어권을 인계받아 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부에 각각 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 재전송을 요청하고; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부는 각각 상기 공유센서로부터 상기 센싱값을 재입력받아 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값을 재생성하고, 재생성된 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값을 상기 메인 전자제어부로 재출력할 수 있다.
또한, 상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센 싱값의 편차가 상기 오차범위 내인 경우, 정상상태에 대한 정보를 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나에 통지하고; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부는 상기 메인 전자제어부로부터 상기 정상상태에 대한 정보가 수신되는 경우, 상기 공유센서의 센싱값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터의 구동을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 공유센서로부터 출력되는 상기 센싱값은 아날로그 신호 형태를 가지고, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값은 디지털 신호 형태를 가지며; 상기 제 1 서브 전자제어부는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값을 디지털 신호 형태의 상기 제 1 서브 센싱값으로 변환하는 제 1 A/D 컨버터를 포함하고; 상기 제 2 서브 전자제어부는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값을 디지털 신호 형태의 상기 제 2 서브 센싱값으로 변환하는 제 2 A/D 컨버터를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 차량 내부의 네트워크 시스템의 제어방법에 있어서, 공유센서로부터 센싱 결과에 따른 센싱값이 출력되는 단계와; 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하는 제 1 서브 전자제어부에 의해 상기 센싱값에 대응하는 제 1 서브 센싱값이 출력되는 단계와; 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 제 2 서브 전자제어부에 의해 상기 센싱값에 대응하는 제 2 서브 센싱값이 출력되는 단계와; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부와 시분할 방식의 통신 프로토콜에 따라 통신하는 메인 전자제어부에 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값이 입력되는 단계와; 상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 기 설정된 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 제 1 서브 전자제어부와 상기 제 2 서브 전자제어부 중 어느 하나의 이상으로 판단되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 시분할 방식의 통신 프로토콜은 플렉스레이(FlexRay) 프로토콜을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브센싱값의 중간값을 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나로 전송하는 단계와; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 상기 메인 전자제어부로부터 전송되는 상기 중간값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 전자제어부로 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나의 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동에 대한 제어권이 인계되어 상기 메인 전자제어부가 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동을 제어하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 전자제어부로부터 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로 각각 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 재전송이 요청되는 단계와; 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 각각 상기 공유센서로부터 상기 센싱값을 재입력받아 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값을 재생성하는 단계와; 재생성된 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값이 상기 메인 전자제어부로 재출력되는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 편차가 상기 오차범위 내인 것으로 판단된 경우, 상기 메인 전자제어부로부터 정상상태에 대한 정보가 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나로 통지되는 단계와; 상기 메인 전자제어부로부터 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로 상기 정상상태에 대한 정보가 수신되는 경우, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 상기 공유센서의 센싱값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 공유센서로부터 출력되는 상기 센싱값은 아날로그 신호 형태를 가지고, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값은 디지털 신호 형태를 가지며; 상기 제 1 서브 센싱값이 출력되는 단계는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값이 디지털 신호 형태의 상기 제 1 서브 센싱값으로 변환되어 출력되는 단계를 포함하고; 상기 제 2 서브 센싱값이 출력되는 단계는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값이 디지털 신호 형태의 상기 제 2 서브 센싱값으로 변환되어 출력되는 단계를 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 차량 내부의 네트워크 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 액츄에이터(31), 제 2 액츄에이터(32), 제 1 공유센서(41), 제 1 서브 전자제어부(21)(Electronic Control Unit : ECU, 이하 동일), 적어도 하나의 제 2 서브 전자제어부(22) 및 메인 전자제어부(10)를 포함한다.
제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)는 각각 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)의 제어에 따라 구동된다. 여기서, 제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)는 주행이나 브레이크와 같은 차량의 실질적인 운행과 관련된 구동에 사용되거나, 사용자의 운전의 편의를 위한 부품의 구동에 사용될 수 있다.
제 1 공유센서(41)는 자신의 센싱 결과에 따른 센싱값을 출력한다. 예컨대, 제 1 공유센서(41)가 차량의 가속도를 감지하는 센서인 경우, 제 1 공유센서(41)로부터 출력되는 센싱값은 주행 중인 차량의 가속도를 반영하게 된다.
여기서, 제 1 공유센서(41)는 차량 내부의 센서들 중 그 중요도가 높은 센서, 예컨대, 차량의 주행이나 브레이크와 같이 차량의 안전과 연관되는 센서를 본 발명에 따른 제 1 공유센서(41)로 할당할 수 있다.
그리고, 제 1 공유센서(41)로부터 출력되는 센싱값은 제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)에 입력된다. 여기서, 제 1 공유센서(41)로부터 출력되는 센싱값은 아날로그 신호 형태를 갖는 것을 일 예로 한다.
제 1 서브 전자제어부(21)는 제 1 액츄에이터(31)의 구동을 제어한다. 또한, 제 1 서브 전자제어부(21)는 제 1 공유센서(41)로부터 수신되는 센싱값에 대응하는 제 1 서브 센싱값을 출력한다. 여기서, 제 1 서브 센싱값은 디지털 신호 형태로 생성될 수 있으며, 이에 대응하여, 제 1 서브 전자제어부(21)는 아날로그 신호 형태의 센싱값을 디지털 신호 형태의 제 1 서브 센싱값으로 변환하는 제 1 A/D 컨버터를 포함할 수 있다.
제 2 서브 전자제어부(22)는 제 2 액츄에이터(32)의 구동을 제어한다. 또한, 제 2 서브 전자제어부(22)는 제 1 공유센서(41)로부터 수신되는 센싱값에 대응하는 제 2 서브 센싱값을 출력한다. 여기서, 제 2 서브 센싱값은 제 1 서브 센싱값과 동일하게 디지털 신호 형태로 생성될 수 있으며, 이에 대응하여 제 2 서브 전자제어부(22)는 아날로그 신호 형태의 센싱값을 디지털 신호 형태의 제 2 서브 센싱값으로 변환하는 제 2 A/D 컨버터를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22) 중 적어도 어느 하나는 제 1 공유센서(41)에 의해 감지된 센싱값에 기초하여 제 1 액츄에이터(31) 및/또는 제 2 액츄에이터(32)의 구동을 제어할 수 있다. 이는, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22) 모두가 제 1 공유센서(41)에 의해 감지된 센싱값에 기초하여 제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)의 구동을 제어하는 경우와, 제 1 서브 전자제어부(21)(또는 제 2 서브 전자제어부(22))만 제 1 공유센서(41)에 의해 감지된 센싱값에 기초하여 제 1 액츄에이터(31)(또는 제 2 액츄에이터(32))를 구동하고, 제 2 서브 전자제어부(22)(또는 제 1 서브 전자제어부(21))는 제 1 공유센서(41)의 중요도를 반영하고 후술할 메인 전자제어부(10)의 비교를 통해 제 1 서브 전자제어부(21)(또는 제 2 서브 전자제어부(22))의 오류를 검출하기 위해 제 1 공유센서(41)의 센싱값을 수신하는 경우를 포함하는 것이다. 이하에서는, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22) 모두가 제 1 공유센서(41)로부터의 센싱값에 기초하여 제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)의 구동을 제어하는 것을 예로 하여 살명한다.
메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)와 시분할 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)의 통신 프로토콜에 따라 통신한다. 또한, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)와 제 1 공유센서(41)는 시분할 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)의 통신 프로토콜에 따라 통신한다. 여기서, 본 발명에 따른 시분할 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)의 통신 프로토콜로는 FlexRay(플렉스레이) 프로토콜이 사용되는 것을 일 예로 하며, 시분할 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)에 따라 메인 전자제어부(10), 제 1 서브 전자제어부(21), 제 2 서브 전자제어부(22) 및 제 1 공유센서(41)가 동기화될 수 있으면 다른 통신 프로토콜이 적용 가능함은 물론이다.
또한, 메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)로부터 각각 출력되는 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값의 편차를 산출한다. 그리고, 메인 전자제어부(10)는 산출된 편차가 기 설정된 오차범위를 벗어나는지 여부에 따라 제 1 서브 전자제어부(21) 및/또는 제 2 서브 전자제어부(22)의 이상 여부를 판단한다. 즉, 메인 전자제어부(10)는 산출된 편차가 기 설정된 오차범위를 벗어나는 경우 제 1 서브 전자제어부(21)와 제 2 서브 전자제어부(22) 중 적어도 어느 하나가 이상이 있는 것으로 판단한다.
여기서, 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값 간의 편차는 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)가 제 1 공유센서(41)로부터의 센싱값을 디지털 형태로 변환할 때 발생할 수 있는 편차이거나, 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값의 전송 과정에서 발생할 수 있는 편차 등과 같이 다양한 형태로 발생할 수 있다.
한편, 메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 오차범위를 벗어나는 경우, 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값의 중간값을 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)로 전송할 수 있다.
이 때, 메인 전자제어부(10)로부터 중간값을 전송받은 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)는 제 1 공유센서(41)로부터 센싱값이 아닌 수신된 중간값에 기초하여 제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)의 구동을 제어할 수 있다.
이와 같은 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)의 동작은 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 오차범위에 근접한 경우, 즉 큰 편차를 보이지 않는 경우에 적용될 수 있다.
또한, 메인 전자제어부(10)는 메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 오차범위를 벗어나는 경우, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22) 각각의 제 1 액츄에이터(31) 및 제 2 액츄에이터(32)의 구동에 대한 제어권을 인계받아 제 1 액츄에이터(31)와 제 2 액츄에이터(32)의 구동을 직접 제어할 수 있다.
이는 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 오차범위에서 많이 벗어나는 경우, 예컨대, 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값이 신뢰할 수 있는 정도를 벗어나는 경우에 적용될 수 있다. 여기서, 메인 전자제어부(10)에 의한 직접 제어는 메인 전자제어부(10)에 제 1 공유센서(41)에 대해 미리 설정된 디폴트값(Default value)에 기초하여 수행될 수 있다.
또한, 메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 오차범위를 벗어나는 경우, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22) 각각에 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값의 재전송을 요청할 수 있다.
이때, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)는 각각 제 1 공유센서(41)로부터 센싱값을 재입력받아 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값을 재생성한다. 그리고, 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)는 재생성된 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값을 메인 전자제어부(10)로 출력한다.
여기서, 메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전 자제어부(22)로부터 재출력된 제 1 서브 센싱값 및 제 2 서브 센싱값을 비교하여, 그 편차가 오차범위를 벗어나는지 여부를 판단한다. 이 때, 편차가 오차범위를 벗어나게 되는 경우, 메인 전자제어부(10)는 상술한 다른 2가지의 제어 과정 중 어느 하나를 수행할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 네트워크 시스템은 제 3 액츄에이터(33)의 구동을 제어하는 제 3 서브 전자제어부(23)를 더 포함할 수 있고, 제 3 서브 전자제어부(23)는 제 2 서브 전자제어부(22)와 제 2 공유센서(42)로부터 센싱값을 수신한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 네트워크 시스템은 복수의 공유센서(41,42)가 마련되고 복수의 서브 전자제어부(21,22,23)가 공유센서(41,42)로부터의 센싱값에 따라 서브 센싱값을 생성하여 메인 전자제어부(10)로 전송함으로써, 서브 전자제어부들이 상호 보완적인 역할을 수행함으로써, 오류에 대한 강인성을 높일 수 있게 된다.
도 1의 미설명 참조번호 51, 52, 각각 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 3 서브 전자제어부(23)가 제 1 액츄에이터(31) 및 제 3 액츄에이터(33)의 구동을 제어할 때 기초가 되는 센싱값을 출력하는 제 1 개별센서(51) 및 제 2 개별센서(52)로, 2 이상의 서브 전자제어부(21,22,23)에 의해 센싱값이 공유되지 않는 센서를 의미한다.
또한, 도 1의 미설명 참조번호 60은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 각 구성들 간의 데이터 교환을 위한 버스로, 시분할 방식의 통신 네트워크, 예컨대 FlexRay 프로토콜을 지원한다.
이하에서는, 상기와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제어방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 제 1 서브 전자제어부(21)(또는 제 2 서브 전자제어부(22), 이하 동일)의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 먼저, 제 1 공유센서(41)의 감지 결과에 따른 센싱값이 제 1 공유센서(41)로부터 출력되는데(S10), 제 1 서브 전자제어부(21)는 현재의 타임슬롯이 센싱값을 수신하는 타임슬롯에 해당하는지 여부를 판단하고(S11), 센싱값을 수신하는 타임슬롯에 해당하는 경우 제 1 공유센서(41)로부터 센싱값을 수신한다(S12).
그리고, 제 1 서브 전자제어부(21)는 제 1 공유센서(41)로부터 수신된 센싱값에 기초하여 제 1 서브 센싱값(또는 제 2 서브 센싱값, 이하 동일)을 생성하여 출력한다(S13). 이 때, 제 1 서브 전자제어부(21)는 제 1 공유센서(41)로부터 수신된 센싱값에 기초한 제어 알고리즘을 동작시키는데(S14), 제 1 액츄에이터(31)(또는 제 2 액츄에이터(32), 이하 동일)의 구동 제어를 위한 최종 출력 전까지의 제어 알고리즘이 수행된다.
한편, 제 1 센싱값의 출력에 대응하여 메인 전자제어부(10)로부터 비교 결과가 수신되고(S15), 비교 결과가 정상상태로 인식되면(S16) 센싱값에 기초한 제어 알고리즘을 최종적으로 수행하여 제 1 액츄에이터(31)의 구동을 제어한다(S17).
반면, 비교 결과가 정상상태가 아닌 경우에는 상술한 바와 같이 메인 전자제어부(10)에 의한 제어가 이루어진다(S18).
도 3을 참조하여, 메인 전자제어부(10)의 동작 과정을 설명하면, 먼저, 메인 전자제어부(10)는 타임슬롯에 데이터 수신 상태인 경우(S20), 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)로부터 제 1 서스 센싱값 및 제 2 서브 센싱값을 수신한다(S21). 그런 다음, 메인 전자제어부(10)는 제 1 서브 센싱값 및 제 2 센싱값을 비교하여(S22) 그 편차를 산출한다.
그리고, 산출된 편차가 오차범위를 벗어나는지 여부를 판단하여(S23) 해당 비교 결과를 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)로 출력하는데(S24), 편차가 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상술한 바와 같은 방법으로 제 1 서브 전자제어부(21) 및 제 2 서브 전자제어부(22)를 제어한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 네트워크로 연결된 각각의 서브 전자제어부들이 상호 보완적인 역할을 수행함으로써 오류에 대한 강인성을 높일 수 있는 네트워크 시스템 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims (14)

  1. 차량 내부의 네트워크 시스템에 있어서,
    제 1 액츄에이터 및 적어도 하나의 제 2 액츄에이터와;
    센싱 결과에 따른 센싱값을 출력하는 적어도 하나의 공유센서와;
    상기 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하고, 상기 공유센서로부터 수신되는 상기 센싱값에 대응하는 제 1 서브 센싱값을 출력하는 제 1 서브 전자제어부와;
    상기 제 1 액츄에이터의 구동을 제어하고, 상기 공유센서로부터 수신되는 상기 센싱값에 대응하는 제 2 서브 센싱값을 출력하는 제 2 서브 전자제어부와;
    시분할 방식의 통신 프로토콜으로 통신에 따라 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 출력한 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값을 입력받고, 상기 제 1, 2 서브 센싱값의 편차가 기 설정된 오차범위를 벗어나는 경우 상기 제 1 서브 전자제어부와 상기 제 2 서브 전자제어부 중 어느 하나의 이상으로 판단하는 메인 전자제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시분할 방식의 통신 프로토콜은 플렉스레이(FlexRay) 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브센싱값의 중간값을 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나로 전송하고;
    상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부는 상기 메인 전자제어부로부터 전송되는 상기 중간값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나의 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동에 대한 제어권을 인계받아 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부에 각각 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 재전송을 요청하고;
    상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부는 각각 상기 공유센서로부터 상기 센싱값을 재입력받아 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값을 재생성하고, 재생성된 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값을 상기 메인 전자제어부로 재출력하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 편차가 상기 오차범위 내인 경우, 정상상태에 대한 정보를 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나에 통지하고;
    상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부는 상기 메인 전자제어부로부터 상기 정상상태에 대한 정보가 수신되는 경우, 상기 공유센서의 센싱값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  7. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공유센서로부터 출력되는 상기 센싱값은 아날로그 신호 형태를 가지고, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값은 디지털 신호 형태를 가지며;
    상기 제 1 서브 전자제어부는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값을 디지털 신호 형태의 상기 제 1 서브 센싱값으로 변환하는 제 1 A/D 컨버터를 포함하고;
    상기 제 2 서브 전자제어부는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값을 디지털 신호 형태의 상기 제 2 서브 센싱값으로 변환하는 제 2 A/D 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  8. 차량 내부의 네트워크 시스템의 제어방법에 있어서,
    공유센서로부터 센싱 결과에 따른 센싱값이 출력되는 단계와;
    제 1 액츄에이터의 구동을 제어하는 제 1 서브 전자제어부에 의해 상기 센싱값에 대응하는 제 1 서브 센싱값이 출력되는 단계와;
    제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 제 2 서브 전자제어부에 의해 상기 센싱값에 대응하는 제 2 서브 센싱값이 출력되는 단계와;
    상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로부터 출력된 제1 서브 센싱값 및 제2 서브 센싱값은 시분할 방식의 통신 프로토콜에 따라 메인 전자제어부로 전달되는 단계와;
    상기 메인 전자제어부는 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 기 설정된 오차범위를 벗어나는 경우 상기 제 1 서브 전자제어부와 상기 제 2 서브 전자제어부 중 어느 하나의 이상으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시분할 방식의 통신 프로토콜은 플렉스레이(FlexRay) 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브센싱값의 중간값을 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나로 전송하는 단계와;
    상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 상기 메인 전자제어부로부터 전송되는 상기 중간값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 전자제어부로 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나의 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동에 대한 제어권이 인계되어 상기 메인 전자제어부가 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 적어도 어느 하나의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값 간의 편차가 상기 오차범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 전자제어부로부터 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로 각각 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 재전송이 요청되는 단계와;
    상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 각각 상기 공유센서로부터 상기 센싱값을 재입력받아 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값을 재생성하는 단계와;
    재생성된 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센상값이 상기 메인 전자제어부로 재출력되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 메인 전자제어부에 의해 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값의 편차가 상기 오차범위 내인 것으로 판단된 경우, 상기 메인 전자제어부로부터 정상상태에 대한 정보가 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부 중 적어도 어느 하나로 통지되는 단계와;
    상기 메인 전자제어부로부터 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부로 상기 정상상태에 대한 정보가 수신되는 경우, 상기 제 1 서브 전자제어부 및 상기 제 2 서브 전자제어부가 상기 공유센서의 센싱값에 기초하여 상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
  14. 제8항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공유센서로부터 출력되는 상기 센싱값은 아날로그 신호 형태를 가지고, 상기 제 1 서브 센싱값 및 상기 제 2 서브 센싱값은 디지털 신호 형태를 가지며;
    상기 제 1 서브 센싱값이 출력되는 단계는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값이 디지털 신호 형태의 상기 제 1 서브 센싱값으로 변환되어 출력되는 단계를 포함하고;
    상기 제 2 서브 센싱값이 출력되는 단계는 아날로그 신호 형태의 상기 센싱값이 디지털 신호 형태의 상기 제 2 서브 센싱값으로 변환되어 출력되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템의 제어방법.
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