본 논문은 FOTA 기반의 지능형 자동차를 위한 범용 ECU 시뮬레이터의 설계 및 개발에 대해 서술한다. 특정 목적용이 아닌 범용적인 ECU 시뮬레이터를 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼 두 부분으로 나눠 설계 및 개발 한다. 하드웨어는 32bit Atmel AVR의 코어를 장착하고 CAN/LIN 인터페이스 그리고 사용자를 위한 LCD화면과 터치 버튼을 설계하여 범용적인 지능형 자동차용 ECU의 조건을 만족시켰다. 소프트웨어는 설계/개발된 하드웨어의 모든 기능들을 지원하면서도 데이터를 효율적으로 처리하기 위하여 FSM의 구조로 개발했다. 설명된 방법으로 개발된 ECU 시뮬레이터의 유효성 검증을 위해 자동 업데이트 시스템의 데이터를 전달해주는 ECU 관리자를 추가 개발하여 테스트를 진행했다. 실험을 위하여 ECU와 DM간 상호 통신이 가능한 총 4가지의 시나리오를 지정해 업데이트 과정을 포함한 테스트를 진행했고, 결과적으로 모든 시나리오에서 ECU 시뮬레이터로서 동작의 유효성을 확인할 수 있었다.
Modern vehicle has a lot of ECU(Electronic Control Unit) products to control many parts such as engine, transmission, brake, body and so on. ECU quality is one of important factors related to vehicle quality and driver's safety. Based on Bath-tub curve which presents failure rate during product lifetime, we designed and applied Accelerated Run-in Test into manufacturing line by simulating stress amount to ECU and developing the required software and efficient test equipment for mass production. This test makes ECU products stressed through electrical and thermal stresses under excessive driving condition, which induce potential initial failure of components in the ECU during production. The outcome until these days proved that Acceleration Run-in Test have reduced initial failure rates and increased quality of ECU products in the field outstandingly.
자동차 내부 진단 데이터를 수집하기 위해서는 다양한 자동차 부품에 포함되어 있는 ECU(Electronic Control Unit)의 진단데이터를 수집하여야 한다. ECU의 진단데이터를 수집하기 위해서는 진단통신을 활용할 수 있다. 본 논문에서는 표준 진단 통신을 통해 ECU의 기능에 따른 진단데이터를 수집하는 방법과 진단통신 모듈에 대해서 분석하였다. 많은 자동차 제조사가 사용하는 자동차 전장 표준인 AUTOSAR의 표준 모듈 중에서 진단 통신 모듈에 대해서 연구하였으며, 진단데이터 처리가 ECU를 통해 처리되는 과정에 대해서 연구하였다.
통합 ECU를 구현할 시, 구현단계 이전에 어떤 코어를 적용 시킬지를 판단하여 추후 발생할 수 있는 비용, 성능, 소요 시간 등의 문제점을 미리 대비할 수 있는 방안이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 차량 통합ECU에서 싱글코어와 멀티코어 프로세서 중 어떤 프로세서를 적용하는 것이 효율적인 것인지 판단하는 연구를 진행했다. 통합 ECU의 기능이 결정된 경우, 구현이전의 설계 단계에서 기능적 요구 사항들을 고려하여 SW Task를 HW 모델에 적용했을 때의 효과를 분석했다. 분석 된 결과를 토대로 통합 ECU 모델의 싱글 및 멀티 코어 방식에 따른 성능을 비교했다. 본 논문에서 제안한 분석 방안을 적용하면 구현 단계 이전에 통합 ECU에 필요한 프로세서의 성능을 파악할 수 있다. 또한, 통합 ECU 구현 비용 및 개발 소요 시간을 줄일 수 있는 효과를 불러올 수 있을 것으로 예상한다.
In this paper. we present a new method for monitoring of ECU's self diagnostic signals of vehicle without wire. In order to measure the ECU's self diagnostic signals, the interfaced circuit is designed to communicate ECU and designed terminal according to the IOS, SAE regulation of communication protocol standard. Micro-processor 80C196KC is used for communicating ECU's self diagnositc signals and the results are sent to the wireless terminal and PC monitoring system. Wireless terminal is also developed by 80C196KC, LCD, RF module, and keypad. The command from the keypad is sent to ECU through RF module and the result show on the Graphic LCD in real time. Software on PC is developed to monitor the ECU's self diagnostic signals using the Visual C++ complier in which RS232 port is programmed by half duplex method. The algorithms for measuring the ECU's self diagnostic signals are verified to monitor both ECU and portable terminal state. At the same time, the information to fix the vehicle's problem can be shown on the developed software. The possibility for remote measurement of ECU self diagnostic signal is verified through the developed systems and algorithms.
In this paper, we present a remote measurement system for the wireless monitoring of ECU Sensor Signals of vehicle. In order to measure the ECU sensor signals, the interface circuit is designed to communicate ECU and designed terminal wirelessly according to the ISO, SAE regulation of communication protocol standard. A micro-controller 80C196KC is used for communicating ECU sensor signals. ECU sensor signals are transmitted to the RF-wireless terminal that was developed using the micro controller 80386EX. LCD, and RF-module. 80386EX software is programmed to monitor the ECU sensor signals using the Borland C++ compiler in which the half duplex method was used for the RS232 communication. The algorithms for measuring the ECU sensor signals are verified to monitor ECU state. At the same time, the information to fix the vehicle's problem can be shown on the developed monitoring software. The possibility for remote measurement of ECU sensor signals using 80386EX is also verified through the developed systems and algorithms.
The technical development of electric vehicles has been actively proceeding because of the reduction of oil resources and need for eco-friendly vehicle technology. In particular, an electronic control unit is an important element in the technology of electric vehicles due to the motor drive system. This paper concerns an experimental study on the thermal analysis of the steering control ECU structure for an electric vehicle. The ECU unit is designed for eight heat sinks for the thermal analysis of the ECU structure. The thermal analysis characteristics of the ECU structure are evaluated by the temperature distribution, heat flow, von Mises stress, total translation, and external surface temperature measurement of the ECU unit.
In this paper, we present a new method for the monitoring of Electric Control Unit's(ECU) self-diagnostic and the sensor signals of vehicle through Web. In order to measure the ECU's self-diagnostic and sensor signals, the interfaced circuit is designed to communicate ECU and terminal according to the ISO, SAE regulation of communication protocol standard. Microprocessor 80C196KC is used for communicating ECU's self-diagnostic signals and the results are sent to the Embedded Linux System(ELS) through RF module. ELS is developed by SA1110, RF module, Embedded Linux. All commands related in ECU communication are executed through Web. The CGI program composed in web server is executed by user and will return sensor signals from ECU Software on Embedded Linux system is developed to monitor the ECU's sensor signals using the arm compiler tool chain in which RS232 port is programmed by half duplex method. The possibility for remote measurement of ECU sensor signal through Web is verified through the developed systems and algorithms.
AUOTSAR(Automotive Open system Architecture)는 자동차 ECU(Electronic Control Unit) 에 내장되는 소프트웨어에 대한 표준 구조로서, ECU 소프트웨어의 품질 향상은 물론, 개발 및 관리 비용의 절감에 기여하는 등 많은 장점을 갖는다. AUTOSAR 의 이런 장점 때문에 많은 자동차 회사들이 ECU 소프트웨어에 AUTOSAR 적용을 추진하고 있다. 이에 따라 기존 레거시 ECU 소프트웨어 시스템을 AUTOSAR 표준에 맞는 ECU 소프트웨어 시스템으로 변환하는 방법에 대한 관심도 높아지고 있다. 그 이유는 이미 많은 ECU 레거시 소프트웨어 시스템들이 개발되어 사용되고 있으며, 이들에게는 이미 기능 및 안정성 검증을 위하여 많은 시간과 비용이 투자하여 되어 있다. 따라서 ECU 소프트웨어 시스템에 AUTOSAR 를 적용하는 경우 기존의 레거시 소프트웨어 시스템을 재사용할 수 있으면 생산성 및 품질 면에서 많은 장점을 갖는다. 본 연구에서는 C 언어로 작성된 기존의 ECU 소프트웨어 시스템을 AUTOSAR 플랫폼에서 재사용할 수 있도록 하기 위하여, 기존의 레거시 ECU 소프트웨어 시스템을 AUTOSAR 플랫폼으로 마이그레이션하는 방법에 대하여 연구하였다. 마이그레이션 과정은 크게 두 단계로 나누어 지는데, 이는 레거시 소프트웨어 시스템을 분석하여 마이그레이션이 가능하도록 기능별로 분해하는 것과, 분해된 구성 요소들을 AUTOSAR 플랫폼에 맞는 구조로 재구성하는 과정이다. 본 논문에서는 이중 첫 번째 과정인 레거시 소프트웨어 시스템의 분석 및 기능별 분해 방법을 제시하고자 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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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