The fuel injection amount and timing along with the ignition timing for the gasoline engine of a racing car were adjusted using an electronic control unit (ECU), and the engine performance was evaluated through an acceleration test. The fuel map for the fuel injection amount and ignition map for the ignition timing were derived. Using the transient throttle control, the air-fuel ratio could be maintained at a constant value even in the case of a sudden throttle operation. In the flat shift, ignition blocking was more effective than fuel blocking. In a 75 m acceleration test, the required duration without and with ECU control was 4.47 s and 3.99 s, respectively. Notably, the acceleration could be improved by approximately 10.7% when the ECU control was implemented.
본 논문에서는 자동차의 내부 통신망(CAN)에 대한 보안 매커니즘이 매우 미비하여 외부로부터 위협 가능성이 높은 점을 검증하기 위한 방법으로 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 자동차의 ECU(Electric Control Unit)을 이용하여 테스트 환경을 구축하여 CAN 메시지를 획득한 다음 자동차의 실제 ECU에 적용시켜 공격을 시도하는 방법을 제안한다. 최근 연구들 중에서는 자동차에서 누구나 쉽게 평문 상태의 CAN 메시지를 볼 수 있어 외부로부터 공격에 취약한 것을 보이기 위하여 실제 자동차에서 데이터를 분석한 내용을 가지고 공격을 성공시켰으나 차를 구입하여 고정시킨 상태에서 CAN 메시지를 추출하고, 이를 분석하여 공격을 시도함으로 공간적, 금전적, 시간적 비용을 발생시키는 단점을 가진다. 본 논문에서는 자동차의 외부 위협 가능성을 검증하기 위한 실험을 수행하기 위해 자동차의 ECU를 통해 찾아낸 CAN 메시지를 실제 자동차에 적용하되 무선 네트워크 환경을 갖추어 실험한 결과 제안한 방법을 통해 자동차에 공격이 가능함을 확인한다. 그 결과 기존 연구에서 발생하는 비용을 줄임과 동시에 자동차의 정보가 전혀 없는 상태에서 자동차 ECU의 공격 가능성을 보인다.
자동차 ECU(Electronic Control Unit)는 날이 갈수록 더욱 복잡해지고 많은 기능을 요구하고 있다. 대표적으로 power windows switch, LCM(Light Control Module), mirror control system, seat memory등 운전자 편의 시스템이 개발되어 양산 중에 있다. 또한 현재 업계에서 많은 연구개발이 진행되고 있는 운전자 편의를 위한 DIS(Driver Information System)도 있다. 하지만 이러한 시스템을 운전 중 조작하게 되면 많은 위험이 따른다. 따라서 본 논문에서는 이러한 자동차 편의장치를 음성으로 조작 가능한 음성인식 시스템을 구현하였으며 자동차 잡음환경에서 인식률 향상을 위한 전처리 필터를 적용하여 양호한 인식결과 얻었다.
과거, 자동차 보안은 'Door Lock'과 같은 물리적인 접근을 방지하는 것이었다. 그러나 시대가 발달함에 따라, 자동차 보안의 트렌드는 이러한 물리적인 보안에서 굉장히 지능적으로 바뀌었다. 이러한 변화는 해커들로 하여금 차량 통신 시스템을 공격할 계기를 만들게 되었고 현재 차량 통신 시스템은 몇 가지 취약점이 존재하는 CAN Protocol을 사용하고 있다. 첫 째로 ID 스푸핑, 둘 째로 서비스 분산 공격, 셋 째로 안드로이드 좀비 어플리케이션이다. 현재 자동차들은 엔진 제어나, 도어 락 제어, 그리고 핸들의 제어를 위해 수많은 ECU들을 사용하고 있다. 그리고 CAN Protocol은 신호를 Broad - Cast 방식으로 제공하기 때문에 해커들은 굉장히 쉽게 그 신호에 접근 가능하다. 그리고 차량 통신 시스템을 공격하기 위해 Android나 IOS와 같은 범용성이 높은 어플리케이션을 자주 이용한다. 차량의 소유주가 블루투스 동글을 통해 신호를 넓게 퍼뜨리게 되면 해커는 이 신호에 쉽게 접근하게 되고, 해당 데이터를 수집해 분석하고 그들은 차량의 ECU를 공격하기 위해 특정한 데이터를 만들고 ECU에 전송해 ECU를 제어하게 된다. 그래서 본인은 인증 시스템과 안드로이드의 말단에서 이러한 공격을 막을 방법을 제시한다.
본 연구에서는 자동차가 정지하면 지정된 수초이내에 자동차의 공회전 상태를 자동적으로 정지시키고, 운전자가 출발하고자 할 때는 약속된 전기신호로 엔진의 시동을 거는 차량용 공회전 자동정지 제어시스템을 개발하였다. 이 장치는 다수의 선별된 엔진제어유닛과 변속기제어유닛의 전기신호를 입력신호로 하는 마이크로프로세서와 기타 주변 전자회로로 구성되어 있으며 자동차의 운전상태를 인식할 뿐 아니라 냉각수 온도에 따라 그 작동을 조정하고 재시동시 연료분사스킵 기법을 적용하여 자동차의 연료절약 및 유해배출가스를 저감하는 효과를 가지고 있다. 국내의 자동차 연비 및 유해배출가스측정 공인기관에서 ECE15+EUDC모드에서 본 제어시스템 장착차량의 주행시험을 실시하여 그 효과를 확인하였고 실차 적용가능성을 확보하였다.
본 논문에서는 사고 자동인식 서비스 제공과 위험 운전 여부 등을 통하여 운전자의 운전습관을 교정해 주고 사고 전후의 동영상을 재현하는 확장성이 높은 모바일 블랙박스 DVR (SMBD, Smart Mobile Blackbox DVR) 컴퓨터의 모델링 설계를 하였다. SMBD는 임베디드 시스템에 무선 기능을 탑재하여 차량이 휴면상태에서도 사고발생 지점과 영상정보를 무선통신을 이용하여 24시간 관제센터에 통보함으로써 긴급구난 서비스 및 교통정보를 제공 받을 수 있다. 또한 차량 ECU(Electronic Control Unit)의 차량정보 및 센서 데이터와 연동하여 무선 eCall (Emergency Call) 서비스를 실현할 수 있다.
지금까지 자동차에서의 기술 개발이 엔진 성능과 같은 기계 중점적으로 이루어졌다면 최근에는 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)를 활용하여 안전, 편의성, 비용 등을 개선하는 전자적 측면의 기술 개발이 활발하게 진행이 되고 있다. 또한, 자동차에 대한 소비자들의 선호가 빠른 속도로 변함에 따라 모델수가 다양해지고 첨단 서비스 개발로 인해 요구되는 소프트웨어의 복잡도가 크게 증가되었다. 이 같은 변화로 자동차 제조비용에서 소프트웨어 개발비용이 상당한 비중을 차지하게 되었고 자동차 업계는 이를 대응하기 위하여 응용 소프트웨어를 모듈별로 재사용할 수 있고 다른 제어장치에도 쉽게 이식할 수 있도록 자동차용 임베디드 시스템의 표준인 OSEK/VDX를 제정하였다.[8] 본고에서는 위의에서 언급한 급변하는 환경을 대응하기 위한 대안으로 제시된 OSEK/VDX표준을 살펴보고, 실제 OSEK/VDX를 이용한 실시간 OS구조에 대하여 알아보자 한다.
최근, 차량 사고로 인한 인명, 재산 손실 때문에 비행기에서 사용하고 있는 블랙박스와 비슷한 기능을 하는 차량용 블랙박스를 차량에 장착하여 사용되고 있다. 기존의 자동차 블랙박스들은 차량의 외부영상이나 이미지만 저장 되어 사고가 났을 때 차량의 주행상태를 알지 못한다. 자동차에는 차량의 상태를 알기 위하여 여러 가지 계측과 제어를 위한 센서를 탑재하고 있으며 이러한 장치들은 ECU(Electronic Control Unit)에 의하여 제어되고 ECU들 간의 통신을 위해 2006년도에 모든 차량에 의무탑재 되어진 OBD2(On-board diagnostics) 프로토콜이 사용되고 있다. OBD2 프로토콜의 사용으로 차량의 많은 ECU에서 발생되는 여러 주행 데이터를 블랙박스의 자료로 사용 할 수 있어서 운전자는 좀 더 확실한 정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 기존의 영상과 이미지 정보만 저장되는 것이 아닌, OBD2 프로토콜을 이용하여 차량의 정확한 주행 데이터를 사용한 스마트 블랙박스 시스템을 구현 하고자 한다.
자동차의 센서, 신호 등 데이터를 수집·처리하는 ECU 데이터가 공격에 의해 조작되면 운전자에게 피해를 줄 수 있다. 본 논문에서는 블록체인을 이용하여 자동차 ECU 데이터의 무결성을 검증하는 시스템을 제안한다. 자동차와 서버는 세션 키를 이용해 데이터를 암호화하여 송·수신하기 때문에 통신 과정에서 신뢰성을 보장한다. 서버는 해시 함수를 이용해 전송받은 데이터의 무결성을 검증한 후, 데이터에 이상이 없으면 블록체인과 off-chain인 분산저장소에 저장한다. ECU 데이터 해시값은 블록체인에 저장하여 변조할 수 없으며, 원본 ECU 데이터는 분산저장소에 저장한다. 해당 검증 시스템을 이용해 ECU 데이터에 대한 공격 및 변조를 사용자가 검증할 수 있으며, 악의적인 사용자가 ECU 데이터에 접근하여 데이터 변조 시 무결성 검증을 수행할 수 있다. 보험, 자동차 수리, 거래 및 판매 등의 상황에서 사용자의 필요에 따라 사용할 수 있다. 향후 연구로는 실시간 데이터 무결성 검증을 위한 효율적인 시스템 구축이 필요하다.
Due to environmental regulations (RoHS, WEEE and ELV) of the European Union, electronics and automotive electronics have to eliminate toxic substance from their devices and system. Especially, reliability issue of lead-free solder joint is increasing in car electronics due to ELV (End-of-Life Vehicle) banning from 2016. We have prepared engine control unit (ECU) modules soldered with Sn-40Pb and Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) solders, respectively. Degradation characteristics of solder joint strength were compared with various conditions of automobile environment such as cabin and engine room. Thermal cycle test (TC, $-40^{\circ}C$ ~ ($85^{\circ}C$ and $125^{\circ}C$), 1500 cycles) were conducted with automotive company standard. To compare shear strength degradation rate with eutectic and Pb-free solder alloy, we measured shear strength of chip components and its size from cabin and engine ECU modules. Based on the TC test results, finally, we have known the difference of degradation level with solder alloys and use environmental conditions. Solder joints degradation rate of engine room ECU is superior to cabin ECU due to large CTE (coefficient of thermal expansion) mismatch in field condition. Degradation rate of engine room ECU is 50~60% larger than cabin room electronics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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