ECU 소프트웨어 탐색의 여정

ECU 소프트웨어 규모와 복잡성은 나날이 증가하고 있습니다. 이에 따라 SW 내부 신호의 흐름과 상호 의존성을 파악하는 작업 역시 까다로워졌으며, 이전에 비해 많은 시간을 투입해야 하는 과제가 되었습니다. ECU 캘리브레이션 분야에서 많은 OEM들은 ECU 소프트웨어의 작동 원리를 더 쉽고 빠르게 이해하기 위한 인터랙티브 문서로서 이타스의 EHANDBOOK을 활용합니다. 본 아티클에서는 Audi의 엔지니어인 Christophe Fauqueux와 Patrick Nohe, 그리고 이타스의 전문가 Christoph Nissle과 함께 EHANDBOOK이 어떻게 루틴화된 업무의 효율을 증진시키는지 알아봅니다.

최근 몇 년간 파워트레인에 사용되는 ECU SW의 규모와 복잡성은 지속적으로 증가했습니다. 이러한 트렌드는 늘어나는 ECU 기능뿐만 아니라, ECU 연결 기술의 도입, 그리고 친환경 전동화 및 하이브리드화라는 빠른 트렌드에 기인합니다. 차량 모델과 파생 라인업이 다양해지면서 캘리브레이션에 소요되는 시간과 노력 역시 늘어났습니다. 개발 유스케이스를 이해하기 위해선 ECU SW 작동원리를 세부적으로 파악해야 하는 만큼, 정확히 뒷받침할 수 있는 고도화된 문서 체계가 기능 및 SW 개발 부서에서 뒷받침되어야 합니다. Audi 역시 자체 개발한 SW 문서뿐만 아니라 협력사로부터 구매한 SW 컴포넌트에 대해서도 개별 공급업체가 제공하는 표준 규격의 문서를 필요로 합니다.

오랫동안 자동차 산업계에서는 PDF 문서가 ECU 소프트웨어 사양서의 표준 포맷으로 널리 사용되어 왔습니다. 그러나 페이지 수가 급격히 늘어나면서 기존의 PDF 파일 형식은 점차 관리가 불가능한 수준에 이르렀습니다. 특히 개별 문서의 분량이 수천 페이지에 달하는 상황에서, 여러 개의 PDF 파일을 동시에 열어놓고 분석하는 작업은 매우 까다롭고 비효율적이었습니다.

또한 개별 PDF 문서 간에 링크가 연결되어 있지 않아 검색을 하는 과정이 복잡했습니다. 소프트웨어의 그래픽 모델 정보(ASCET 또는 Simulink 모델 화면 캡처 등)가 일반적인 A4 포맷에 맞춰 여러 페이지로 나뉘어 되어 제공되기 때문에, 엔지니어들은 신호 경로를 추적하기 위해 여러 페이지를 위아래로 스크롤해야 했으며 이는 곧 시간 낭비로 이어졌습니다.

이타스의 EHANDBOOK 솔루션은 ECU 문서화에 대한 새로운 패러다임을 제시합니다. 수많은 엔지니어들이 EHANDBOOK의 압도적인 장점과 잠재력을 빠르게 체감하고 있습니다. ECU 소프트웨어의 모든 기능은 인터랙티브 그래픽 모델의 시각화 형태로 제공되므로, 사용자는 소프트웨어의 인과 관계를 훨씬 더 직관적으로 파악하고 신호 흐름을 손쉽게 추적할 수 있습니다. 또한 이타스의 정밀 계측 및 캘리브레이션 도구인 INCA 및 MDA 8과 긴밀하게 연동되어 표준 엔지니어링 프로세스를 매끄럽게 지원합니다. Audi는 2015년에 자사 ECU 소프트웨어 개발 환경에 EHANDBOOK을 최적화하여 도입하였으며, 이후 수많은 캘리브레이션 프로젝트의 표준 도구로 정착시켜 활용해 오고 있습니다.

Audi 네카르줄름(Neckarsulm) 공장의 베테랑 엔지니어인 Christophe Fauqueux와 Patrick Nohe는 오랫동안 EHANDBOOK을 활용하며 경험을 쌓아왔습니다. 최근 Audi가 혁신적인 파워트레인 라인업을 연이어 선보임에 따라 개발과정이 더 복잡해지는 것을 지켜봤습니다. Patrick Nohe는 하이브리드 구동계의 신규 제어 로직을 지속적으로 분석해야 하는 역할을 맡고 있으며, Christophe Fauqueux는 미래 친환경 기술인 수소 연료전지 개발을 위해 동료들과 협업하며 시스템을 기초 단계부터 새롭게 설계하고 캘리브레이션하는 핵심 프로젝트를 수행하고 있습니다.

개발에 있어 엔지니어들은 다양한 계측 신호의 명확한 정의값과 제어 파라미터 값을 실시간으로 조회해야 합니다. EHANDBOOK의 가장 큰 장점은 필요한 파라미터의 상세 정보에 매우 빠르게 접근할 수 있다는 것입니다. INCA 실험 화면을 열어 수동으로 변수를 검색해야 하던 기존 방식에서 벗어나, 이전 대비 25% 정도의 시간이면 필요한 변수들을 완벽하게 조회할 수 있습니다.

소프트웨어 개발 단계에서는 ECU 로직이 엔지니어가 의도한 대로 작동하지 않는 경우가 종종 있습니다. 시스템 오작동을 유발하는 원인은 매우 다양하며, 실제 캘리브레이션 시험 단계에서 오류의 정확한 인과 관계를 추적하는 것은 까다로운 작업입니다. Christophe Fauqueux는 "원인을 알 수 없는 미지의 영역으로 직접 걸어 들어가는 것과 같다" 라는 문장으로 에러 발생시의 답답함에 대해 토로합니다.

EHANDBOOK-NAVIGATOR와 MDA 8 간의 연동을 통해 문제를 해결할 수 있습니다. 엔지니어들은 고성능 계측 하드웨어(FETK)를 활용해 실차 주행 시험 중 발생하는 방대한 양의 데이터를 확보합니다. 이후 계측된 원시 데이터 파일을 MDA 8 프로그램에 로드하고 오작동이 일어난 특정 타임스탬프 시점에 커서를 맞추면, 해당 시점의 정보가 실시간으로 EHANDBOOK 화면에 그대로 전송됩니다. 이와 동시에 EHANDBOOK 상의 그래픽 신호 경로 위에 해당 시점의 계측 데이터 값들이 수치로 자동 표시됩니다. 이를 통해 시스템 오작동이 기록된 출력 신호로부터 역방향으로 거슬러 올라가며 소프트웨어가 실시간으로 수행한 모든 연산 프로세스와 제어 판단 경로를 오차 없이 추적할 수 있습니다. 이 프로세스를 통해 문제 원인을 규명하는 트러블슈팅 시간이 최대 75%까지 단축됩니다.

현업에서는 자사의 여러 기능 개발 부서에서 설계한 로직뿐만 아니라 외부 공급업체로부터 납품받은 SW가 혼재된 환경에서 복합적인 캘리브레이션을 진행해야 하는 경우가 흔합니다. 이 경우 소프트웨어 사양서 역시 여러 파일로 나뉘어 개별 제공됩니다. Audi의 전문가들은 "수많은 PDF 파일들을 각각 열어놓고 차량 내부의 전체적인 제어 맥락을 짜 맞추는 것은 리소스를 크게 소모하는 일입니다. EHANDBOOK은 흩어져있는 여러 EHANDBOOK 파일들을 하나의 단일화된 작업 환경으로 병합하고 결합할 수 있어 엄청난 시너지를 냅니다"라고 설명합니다. 흩어져 있던 문서들을 통합된 하나의 화면으로 변환함으로써, 제어 기능들 사이에 존재하는 복잡한 교차 의존성을 아주 투명하고 직관적으로 파악할 수 있게 되며, 개발 단계에 따라 약 20%에서 최대 80%에 달하는 대대적인 투입 리소스 단축 효과를 가져다줍니다.

EHANDBOOK을 통해, 사용자는 줄어든 개발 시간이 주는 이점을 체감할 수 있습니다. ECU 소프트웨어 로직을 직관적이고 정확히 파악하며 개발 도중 발생할 수 있는 휴먼 에러를 미연에 차단할 수 있고, 이는 최종 캘리브레이션 결과물 품질의 향상으로 이어집니다.

Patrick Nohe와 Christophe Fauqueux는 EHANDBOOK이 제공하는 가장 강력한 기능으로 'ECU 소프트웨어의 고도화된 그래픽 시각화 기능'을 꼽습니다. 제어 로직 전반을 관통하는 신호 경로를 막힘없이 시각화하는 방식을 통해 엔지니어는 복잡한 시스템 간의 로직을 이해할 수 있습니다.

이들은 향후 모델 화면 저장 및 공유 기능 등 세부적인 엔지니어링 편의 기능의 개선을 제안하며 제품 고도화에 지속적으로 참여하고 있습니다. 향후 사용자 조사 및 개념 검증 단계에서 실제 현업에서의 생생한 피드백을 전달하여 EHANDBOOK 제품 성장을 적극적으로 지원할 예정입니다. Audi는 이미 기존의 파워트레인 제어 분야를 넘어 차량 내부의 다양한 제어 도메인 영역으로 EHANDBOOK 활용 범위를 넓혀가고 있으며, 자동차 업계의 수많은 글로벌 협력업체들 역시 EHANDBOOK 기술이 적용된 컨테이너 파일을 속속들이 공급하기 시작했습니다.

• Christophe Fauqueux - 아우디 AG, 캘리브레이션 및 연료전지 기능 개발 전문가
• Patrick Nohe - 아우디 AG, V형 디젤 엔진 드라이빙 비헤이비어 캘리브레이션 전문가
• Christoph Nissle - ETAS GmbH, EHANDBOOK 담당 수석 제품 매니저