KR102270453B1 - Integrated control system of combat vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전투차량의 통합형 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated control system for a combat vehicle.
전투차량의 운용배경을 살펴보면, 차세대 전투차량인 K2전차는 입체고속 기동전을 고려하여 설계됨에 따라, 1500 마력의 고성능 디젤엔진과 제어식 자동변속기를 장착하여 우수한 가속성과 조향성을 갖추고 있다. 주간 주행뿐 아니라 야간 주행 시 조종수의 관측 능력을 증대시키기 위해, 야간잠망경을 장착함으로써 주야간 및 전천후 기후에서도 전투 능력을 확보하였다. 또한, 차량제어컴퓨터를 제어장치로 적용함으로써 차체시스템의 운용과 통제 및 데이터 관리 기능을 갖추고 있다. 데이터 버스(CAN, 1553B)로부터 차량정보 수집이 가능하며, 각종 부하에 대한 PMS(Power Management System) 제어를 할 수 있다. 이를 통해 운용자는 데이터 정보 및 전력관리에 대한 결과를 조종수 전시기를 통해 모니터링할 수 있다.Looking at the operational background of the combat vehicle, the K2 tank, a next-generation combat vehicle, was designed in consideration of three-dimensional high-speed mobile warfare, and is equipped with a high-performance diesel engine of 1500 horsepower and a controlled automatic transmission, and has excellent acceleration and steering characteristics. In order to increase the observation ability of the driver during night driving as well as daytime driving, by installing a night periscope, combat capability was secured in both day and night and all-weather climates. In addition, by applying the vehicle control computer as a control device, it is equipped with the functions of operating and controlling the body system and data management. It is possible to collect vehicle information from the data bus (CAN, 1553B) and to control PMS (Power Management System) for various loads. This allows the operator to monitor data information and results of power management through the driver display.
하지만, K2전차는 차량마다 파워팩(엔진+변속기)과 야간잠망경의 구성이 혼재되어 있으며, 두 장치의 구성에 따라 차량제어컴퓨터의 소프트웨어 버전이 다수 존재하고 있다. 운용자는 소프트웨어 버전을 식별하여 차량제어컴퓨터에 장입해야 하나, 외부 형상이 동일해 잘못된 실행파일을 장입할 수 있다. 차량의 구성품과 맞지 않는 소프트웨어를 업로드할 시, 기본 운용에는 문제가 없으나, 실 고장 내용과 다른 BIT(Bulit In Test, 주의경고) 메시지가 발생하여 운용 및 정비에 혼란이 야기될 수 있다.However, the K2 tank has a mixed configuration of a power pack (engine + transmission) and a night periscope for each vehicle, and there are many software versions of the vehicle control computer depending on the configuration of the two devices. The operator must identify the software version and load it into the vehicle control computer, but the wrong executable file may be loaded due to the same external shape. When you upload software that does not match the components of the vehicle, there is no problem in basic operation, but BIT (Bulit In Test, caution warning) messages different from the actual failure may occur, causing confusion in operation and maintenance.
따라서, 본 발명의 목적은 차량의 구성품을 자동적으로 식별할 수 있는 통합형 제어시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an integrated control system capable of automatically identifying components of a vehicle.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 엔진, 변속기, 열상잠망경의 종류(모드)가 각각 독립적으로 상이한 전투차량의 제어시스템으로서, 제어시스템은 통합형 소프트웨어를 탑재한 차량제어컴퓨터를 포함하고, 통합형 소프트웨어는 차량제어컴퓨터로 수신되는 통신 데이터를 통해 엔진, 변속기, 열상잠망경의 종류를 구분하며, 통합형 소프트웨어는 BIT(Bulit In Test, 주의경고) 메시지를 읽는 함수를 포함하여 메시지 구조체를 검색하고 인덱스를 찾는 구조를 가지는 전투차량의 제어시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a control system for a combat vehicle having an engine, a transmission, and a type (mode) of a thermal periscope independently different from each other, wherein the control system includes a vehicle control computer equipped with integrated software, and an integrated type The software classifies the types of engine, transmission, and thermal periscope through communication data received from the vehicle control computer, and the integrated software searches the message structure, including a function to read BIT (Bulit In Test, caution warning) messages, and indexes A control system for a combat vehicle having a search structure is provided.
본 발명에서 통신 데이터는 엔진의 경우 연료 압력 값이고, 변속기의 경우 냉각 팬 속도이며, 열상잠망경의 경우 통신 속도일 수 있다.In the present invention, the communication data may be a fuel pressure value in the case of an engine, a cooling fan speed in the case of a transmission, and a communication speed in the case of a thermal periscope.
본 발명에서 수신된 통신 데이터에 따라 엔진 또는 변속기의 종류를 구분한 후, 해당 엔진 또는 변속기 종류에 적합한 BIT 메시지를 할당할 수 있다.After classifying the engine or transmission type according to the communication data received in the present invention, a BIT message suitable for the corresponding engine or transmission type may be allocated.
본 발명에서 열상잠망경은 최초 8초 이내 통신불량이 발생하면, 통신속도를 변경해 재시도함으로써 모드 구분이 이루어질 수 있다.In the present invention, when a communication failure occurs within the first 8 seconds of the thermal periscope, mode classification can be made by changing the communication speed and retrying.
또한, 본 발명은 상술한 제어시스템을 포함하는 전투차량을 제공한다.In addition, the present invention provides a combat vehicle including the above-described control system.
본 발명에 따르면, 소프트웨어 버전 통합에 따라 장비의 유지보수에 효율적이고, BIT 메시지를 별도 파일로 분리해 실행크기를 감소시킬 수 있으며, 유사장비 개발 시 적용 가능하다.According to the present invention, it is possible to reduce the execution size by separating the BIT message into a separate file, and it is applicable when developing similar equipment.
도 1은 차량제어컴퓨터의 기능을 나타낸 것이다.
도 2는 차량제어컴퓨터의 차량장착 위치(차체 승무원실 내부)를 나타낸 것이다.
도 3은 기존 제어시스템의 기본 개념도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제어시스템의 기본 개념도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 엔진 메시지 할당 및 모드 구분 알고리즘을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 열상잠망경 메시지 할당 및 모드 구분 알고리즘을 나타낸 것이다.1 shows the function of a vehicle control computer.
Figure 2 shows the vehicle mounting position (inside the cabin crew room) of the vehicle control computer.
3 shows a basic conceptual diagram of an existing control system.
4 shows a basic conceptual diagram of a control system according to the present invention.
5 shows an engine message allocation and mode classification algorithm according to the present invention.
6 shows a thermal periscope message allocation and mode classification algorithm according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 차량제어컴퓨터의 기능을 나타낸 것으로, 차량제어컴퓨터는 차체시스템의 전반적인 운용 및 통제 기능을 수행하는 장치로써, 전력관리 및 부체계 장치의 상태 관리 기능을 수행한다. 전차 내에 있는 부체계 제어기로부터 차량정보(시스템 전압, 압력, 연료량, 유압유 온도 등)를 CAN(Controller Area Network) 통신으로 수신하여 차량 운용과 관련된 정보를 처리한다. 수신된 메시지를 처리한 후에는, 도 1과 같이 VGA(Video Graphics Array) 신호를 발생하여 승무원이 차량상태를 확인할 수 있도록, GUI(Graphic User Interface)를 통해 조종수 종합전시기에 상태 정보를 출력하게 된다.1 shows the functions of a vehicle control computer, which is a device that performs overall operation and control functions of a vehicle body system, and performs power management and state management functions of subsystems. It receives vehicle information (system voltage, pressure, fuel amount, hydraulic oil temperature, etc.) from the subsystem controller in the vehicle through CAN (Controller Area Network) communication and processes information related to vehicle operation. After processing the received message, as shown in FIG. 1, a VGA (Video Graphics Array) signal is generated to output the status information to the driver's comprehensive display through the GUI (Graphic User Interface) so that the crew can check the vehicle status. .
도 2는 차량제어컴퓨터의 차량장착 위치(차체 승무원실 내부)를 나타낸 것으로, 차량제어컴퓨터는 전원공급보드, 주제어보드, 메모리보드, CAN통신보드, 그래픽보드, 마더보드 등으로 구성되어 있으며, 차량의 장착위치는 차체 내부 승무원실에 도 2와 같이 설치되어 있다.Figure 2 shows the vehicle mounting position (inside the cabin crew room) of the vehicle control computer, and the vehicle control computer is composed of a power supply board, a main control board, a memory board, a CAN communication board, a graphic board, a motherboard, etc. is installed in the cabin crew room inside the vehicle body as shown in FIG. 2 .
기존 차량제어컴퓨터의 문제현상을 살펴보면, K2전차는 차량마다 파워팩과 야간잠망경의 구성이 혼재되어 있으며, 두 장치의 구성에 따라 소프트웨어 버전(Version)이 표 1과 같이 존재한다. 따라서, 운용자는 소프트웨어를 버전에 따라 관리해야 하며, 소프트웨어의 수정사항이 발생될 시, 운용자는 차량에 따라 실행파일을 구분하여 소프트웨어를 장입해 주어야 한다. 하지만, 차량제어컴퓨터의 외부 형상이 동일하기 때문에, 운용자는 차량의 구성품과 맞지 않는 소프트웨어를 장입하여 사용할 수 있다. 이에 따라 실 고장 내용과 다른 BIT 메시지가 전시되어 운용 및 정비에 혼란이 야기될 수 있다.Looking at the problem of the existing vehicle control computer, the K2 tank has a mixed configuration of a power pack and a night periscope for each vehicle, and the software version exists according to the configuration of the two devices as shown in Table 1. Therefore, the operator must manage the software according to the version, and when a software modification occurs, the operator must classify the executable file according to the vehicle and load the software. However, since the external shape of the vehicle control computer is the same, the operator can load and use software that does not match the components of the vehicle. As a result, BIT messages different from the actual faults are displayed, which may cause confusion in operation and maintenance.
앞서 언급한 바와 같이, 차량제어컴퓨터는 파워팩과 열상잠망경 종류에 따라 소프트웨어 버전이 다수 존재한다. 따라서, 유지보수 측면에서 관리가 번거로울 뿐만 아니라, 소프트웨어의 비정상적 장입이 야기될 수 있다. 물론, 버전이 다른 소프트웨어를 장입할 시에도 정상적 운용은 가능하나, 실 고장 내용과 다른 BIT 메시지가 전시됨으로써 운용 및 정비에 혼란이 야기될 수 있다.도 3은 기존 제어시스템의 기본 개념도를 나타낸 것으로, 여기서 vxworks는 미국의 윈드리버 시스템사가 만들어 판매하는 실시간 운영 체제(RTOS)이다. 도 3과 같이, 기존 제어시스템의 차량제어컴퓨터는 파워팩과 열상잠망경 종류(표 1의 3가지 유형)에 따라 복수(3개)의 운영 체제가 존재한다.As mentioned above, a number of software versions exist for the vehicle control computer depending on the type of power pack and thermal periscope. Accordingly, not only is it cumbersome to manage in terms of maintenance, but also abnormal loading of software may be caused. Of course, normal operation is possible even when software of a different version is loaded, but confusion may arise in operation and maintenance by displaying BIT messages different from the actual failure details. FIG. 3 shows a basic conceptual diagram of the existing control system. , where vxworks is a real-time operating system (RTOS) created and sold by Wind River Systems in the United States. As shown in FIG. 3, the vehicle control computer of the existing control system has a plurality of (three) operating systems according to the power pack and the type of thermal periscope (three types in Table 1).
따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위해, 본 발명에서는 여러 버전의 소프트웨어를 일원화하여 통합형 제어시스템을 제안하고자 한다.Therefore, in order to prevent such a problem, the present invention intends to propose an integrated control system by unifying several versions of software.
본 발명에서는 파워팩과 열상잠망경 종류에 적합한 통신 프로토콜을 자동으로 인식함으로써, 하나의 실행파일을 통해 차량을 운용할 수 있다. 따라서, 유지보수작업이 단순해지고, 적합한 BIT 메시지 전시를 통해 차량 운용이 가능하다.In the present invention, the vehicle can be operated through a single executable file by automatically recognizing a communication protocol suitable for the type of power pack and the thermal periscope. Therefore, maintenance work is simplified, and vehicle operation is possible through appropriate BIT message display.
도 4는 본 발명에 따른 제어시스템의 기본 개념도를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 통합형 소프트웨어는 프로그램 초기화 시 BIT 메시지를 읽는 함수(도 4에서 점선 박스로 표시)를 추가함으로써, 메시지 구조체를 검색하고 인덱스를 찾는 구조를 가지고 있다. 즉, 도 4와 같이, 차량제어컴퓨터로 수신되는 통신 데이터(엔진은 연료 압력값, 변속기는 냉각 팬 속도, 열상잠망경은 통신 속도)를 통해 엔진, 변속기, 열상잠망경의 종류를 구분한다. 엔진, 변속기, 열상잠망경의 종류에 따라 각각 연료 압력값, 냉각 팬 속도, 통신 속도가 상이하여 종류(모드) 구분이 가능하다. 연료 압력값, 냉각 팬 속도, 통신 속도는 각각 엔진, 변속기, 열상잠망경에 설치된 압력센서, 속도센서 등으로부터 수신될 수 있다. BIT 메시지는 별도 파일로 분리해 실행크기를 감소시킬 수 있다.4 shows a basic conceptual diagram of a control system according to the present invention, and the integrated software according to the present invention adds a function for reading a BIT message (indicated by a dotted line box in FIG. 4) at the time of program initialization, thereby searching the message structure and indexing has a structure to find That is, as shown in FIG. 4 , the types of the engine, transmission, and thermal periscope are classified through the communication data (the fuel pressure value for the engine, the cooling fan speed for the transmission, and the communication speed for the thermal periscope) received from the vehicle control computer. Depending on the type of engine, transmission, and thermal periscope, fuel pressure value, cooling fan speed, and communication speed are different, so it is possible to classify the type (mode). The fuel pressure value, the cooling fan speed, and the communication speed may be received from an engine, a transmission, a pressure sensor installed in the thermal periscope, a speed sensor, and the like, respectively. BIT messages can be separated into separate files to reduce the execution size.
도 5는 본 발명에 따른 엔진 메시지 할당 및 모드 구분 알고리즘을 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 열상잠망경 메시지 할당 및 모드 구분 알고리즘을 나타낸 것으로, 메시지 할당 및 모드구분에 대한 자세한 알고리즘은 도 5 및 6과 같다.5 shows the engine message allocation and mode classification algorithm according to the present invention, and FIG. 6 shows the thermal periscope message allocation and mode classification algorithm according to the present invention. The detailed algorithm for message allocation and mode classification is shown in FIGS. 5 and equal to 6.
엔진의 경우, 도 5와 같이, 저장된 엔진모드 설정값을 차량제어컴퓨터의 EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)에서 읽어 들여 메시지 구조체에 할당하며, 수신된 통신 데이터(연료 압력값)에 따라 엔진 종류를 구별한다. 엔진 종류가 변경될 경우, EEPROM의 모드 값을 수정하고 BIT 메시지를 읽어 들여 모드를 변경할 수 있다. 요컨대, 연료 압력값에 따라 엔진 종류를 구분한 후, 해당 엔진 종류에 적합한 BIT 메시지를 할당하여 전시한다.In the case of the engine, as shown in FIG. 5, the stored engine mode setting value is read from the electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) of the vehicle control computer and assigned to the message structure, and the engine according to the received communication data (fuel pressure value) Distinguish the types When the engine type is changed, the mode can be changed by modifying the mode value of EEPROM and reading the BIT message. In other words, after classifying the engine type according to the fuel pressure value, a BIT message suitable for the corresponding engine type is allocated and displayed.
변속기는 냉각팬 속도를 통해 변속기 종류를 구분하며, 엔진과 동일한 알고리즘을 사용한다. 즉, 냉각 팬 속도에 따라 변속기 종류를 구분한 후, 해당 변속기 종류에 적합한 BIT 메시지를 할당하여 전시한다.The transmission classifies the transmission type through the cooling fan speed and uses the same algorithm as the engine. That is, after classifying the type of transmission according to the cooling fan speed, a BIT message suitable for the type of transmission is allocated and displayed.
마지막으로, 열상잠망경은 320급과 1024급에 따라 통신속도 차이가 발생하므로, 도 6과 같이, 통신속도를 통해 열상잠망경을 구분할 수 있다. 열상잠망경은 최초 8초 이내 통신불량이 발생하면, 통신속도를 변경해 재시도함으로써 모드 구분이 이루어진다.Finally, since the thermal periscope has a communication speed difference according to the 320 class and the 1024 class, as shown in FIG. 6 , the thermal periscope can be distinguished through the communication speed. In the thermal periscope, if communication failure occurs within the first 8 seconds, the mode is distinguished by changing the communication speed and retrying.
Claims (7)
제어시스템은 통합형 소프트웨어를 탑재한 차량제어컴퓨터를 포함하고,
통합형 소프트웨어는 차량제어컴퓨터로 수신되는 통신 데이터를 통해 엔진, 변속기, 열상잠망경의 종류를 구분하며,
통합형 소프트웨어는 BIT(Bulit In Test, 주의경고) 메시지를 읽는 함수를 포함하여 메시지 구조체를 검색하고 인덱스를 찾는 구조를 가지며,
통신 데이터는 엔진의 경우 연료 압력 값인 전투차량의 제어시스템.As a control system for combat vehicles with different engine, transmission, and thermal periscope types (modes) independently,
The control system includes a vehicle control computer equipped with integrated software,
The integrated software classifies the types of engine, transmission, and thermal periscope through communication data received from the vehicle control computer.
The integrated software has a structure to search the message structure and find the index, including a function to read the BIT (Bulit In Test, caution warning) message,
The communication data is the fuel pressure value in the case of the engine, the control system of the combat vehicle.
통신 데이터는 변속기의 경우 냉각 팬 속도인 전투차량의 제어시스템.According to claim 1,
The communication data is the control system of the combat vehicle, which in the case of the transmission is the cooling fan speed.
통신 데이터는 열상잠망경의 경우 통신 속도인 전투차량의 제어시스템.According to claim 1,
The communication data is the control system of the combat vehicle, which is the communication speed in the case of the thermal periscope.
수신된 통신 데이터에 따라 엔진 또는 변속기의 종류를 구분한 후, 해당 엔진 또는 변속기 종류에 적합한 BIT 메시지를 할당하는 전투차량의 제어시스템.According to claim 1,
A control system for combat vehicles that classifies the type of engine or transmission according to the received communication data and then allocates a BIT message suitable for the type of engine or transmission.
열상잠망경은 최초 8초 이내 통신불량이 발생하면, 통신속도를 변경해 재시도함으로써 모드 구분이 이루어지는 전투차량의 제어시스템.According to claim 1,
The thermal periscope is a control system for combat vehicles that distinguishes between modes by changing the communication speed and retrying if communication failure occurs within the first 8 seconds.
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|---|---|---|---|---|
| KR20170115603A (en) * | 2015-04-28 | 2017-10-17 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | Part information management system |
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2020
- 2020-01-14 KR KR1020200004799A patent/KR102270453B1/en active IP Right Grant
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