KR101704787B1 - 제어기의 이중화 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액티브(active) 상태로 운영되는 2개의 이중화 제어기로부터 수신된 제어신호를 분석하여 제어기의 이상여부를 확인하고 정상상태의 제어기로 운영하도록 하는 제어기의 이중화 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제어기의 이중화 시스템은, 기설정된 각각의 기능을 수행하는 다수의 하위 모듈; 및 상기 다수의 하위 모듈을 각각 제어하는 제1 및 제2 제어기; 를 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어기는 상기 하위 모듈로 제어신호를 전송하고 상기 하위 모듈은 상기 전송받은 두 제어신호의 에러발생 여부를 판단하여 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행한다.

Description

제어기의 이중화 시스템{DUAL APPARATUS FOR CONTROLLER}
본 발명은 제어기의 이중화 시스템에 관한 것으로서, 특히 액티브(active) 상태로 운영되는 2개의 이중화 제어기로부터 수신된 제어신호를 다수의 하위 모듈에서 분석하여 제어기의 에러발생 여부를 확인하고 정상상태의 제어기로 운영하도록 하는 제어기의 이중화 시스템에 관한 것이다.
최근 전력 계통연계형 시스템에 대한 지속적인 기술개발이 이루어지고 있다. 이러한 계통연계형 시스템에는 인버터뿐만 아니라 고전압 직류(HVDC:High Voltage Direct Current)시스템, 무효전력보상기(STATCOM:Static synchronous compensator)시스템, 전력변환시스템(PCS:Power Conditioning System) 등이 있다.
일반적으로 모듈러 멀티레벨 컨버터(MMC:Modular Multilevel Converter)를 이용한 HVDC시스템과 STATCOM 등에서는 시스템 운용의 안정성을 높이기 위해 제어기를 이중화하여 사용한다. 이중화 제어기는 하나의 제어기에 장애가 발생하거나 유지보수시에 다른 제어기로 시스템을 운전할 수 있기 때문에 시스템의 중단없이 안정적인 운전이 가능하다는 장점이 있다.
하지만, 종래의 제어기 이중화 시스템은 메인제어기가 동작할 때 서브제어기는 메인제어기에 고장이 발생하는지를 항상 감시해야 한다. 이를 위하여 종래에는 메인제어기와 서브제어기 간에 상태를 감시하기 위한 모듈이 설치되어야 한다. 예컨대, 공개특허 제10-2012-0020867호에는 메인제어기와 서브제어기 간에 제어신호 데이터를 공유하기 위한 공유메모리가 별도로 설치된다.
이러한 번거로움을 해결하기 위해 최근에 메인제어기의 제어신호를 이용하여 메인제어기의 고장여부를 판단하는 기술이 예컨대 등록특허 제10-0964070호에 개시되어 있다. 상기 등록특허 제10-0964070호에서는 메인제어기가 복수의 구동기로 통신데이터를 전송한 후 메인제어기가 복수의 구동기로 다시 통신데이터를 전송하는 경과시간을 서브제어기가 카운트하고, 그 카운트한 경과시간이 미리 설정된 시간 이상일 경우에 메인제어기의 고장으로 판단하도록 한다.
하지만, 이러한 종래기술은 고장을 판단하기 위해서는 일정한 시간이 필요하기 때문에 HVDC나 STATCOM 시스템과 같이 고속 데이터 처리가 필요한 시스템에서는 적용하기가 어렵다. 또한, 상기한 종래기술에서는 액티브(active) 상태인 메인제어기가 동작하고 스탠바이(standby)상태인 서브제어기는 대기상태에 있다가 메인제어기에 고장이 발생한 경우에 동작하게 되는데, 두 제어기가 모두 액티브 상태로 운용하는 이중화 시스템에서는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2012-0020867호 등록특허공보 제10-0964070호
본 발명은 액티브 상태로 운영되는 2개의 이중화 제어기로부터 수신된 제어신호를 하위 모듈에서 분석하여 제어기의 에러발생 여부를 확인하고 정상상태의 제어기로 운영하도록 하는 제어기의 이중화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이중화 제어기에서 하나의 제어기에서 고장이 발생하더라도 다른 제어기에서 고속 신호처리가 가능한 제어기의 이중화 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템은,
각각의 기능을 수행하는 다수의 하위 모듈; 및 상기 다수의 하위 모듈을 각각 제어하는 제1 및 제2 제어기를 포함하고,상기 제1 및 제2 제어기는 각각 액티브(active) 상태로 운영되며 동일한 제어신호를 상기 하위 모듈로 각각 전송하고, 상기 하위 모듈은 상기 전송받은 두 제어신호에 대해 에러발생 여부를 판단하여 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행하며, 상기 에러가 발생한 제어신호가 있음을 알리는 메시지를 상기 제1 및 제2 제어기로 피드백하고, 정상상태의 제어기에서 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고 상기 에러발생이 재확인되면 상기 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단한다.
삭제
본 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템은, 기설정된 주기에 따라 클럭을 발생하는 클럭발생부를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어기는 상기 클럭발생부에서 발생된 클럭에 따라 상기 하위 모듈로 제어신호를 전송한다.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 제어기는 동시에 또는 상기 클럭의 동일한 주기 내에서 시간간격으로 두고 상기 제어신호를 전송한다.
본 발명에서, 상기 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기는 다음주기의 클럭부터 제어신호를 전송하지 않도록 한다.
본 발명에서, 정상상태의 제어기에서 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고 상기 에러발생이 재확인되면 상기 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단한다.
본 발명에서, 상기 에러발생 여부의 판단은 상기 제어신호가 기설정된 최소값 및 최대값 범위를 벗어나는 경우 에러발생으로 판단한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템은,
각각의 기능을 수행하는 다수의 하위 모듈; 상기 다수의 하위 모듈을 각각 제어하는 제1 및 제2 제어기; 상기 제1 및 제2 제어기와 상기 다수의 하위 모듈 간의 정보를 중계 및 차단하는 중계부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어기는 각각 액티브(active) 상태로 운영되며 동일한 제어신호를 상기 중계부를 통해 상기 다수의 하위 모듈로 각각 전송하고, 상기 다수의 하위 모듈은 상기 전달받은 두 제어신호에 대해 에러발생 여부를 판단하여 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행하며 상기 제어신호에 에러가 발생했음을 알리는 메시지를 상기 중계부를 통해 상기 제1 및 제2 제어기로 피드백하고, 상기 중계부는 상기 제1 및 제2 제어기와 상기 하위 모듈 간에 제어신호 및 메시지를 상호 전달하고 상기 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기에 대한 제어신호는 중계를 차단하며, 정상상태의 제어기에서 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고 상기 에러발생이 재확인되면 상기 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단한다.
본 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템은, 기설정된 주기에 따라 클럭을 발생하는 클럭발생부를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어기는 상기 클럭발생부에서 발생된 클럭에 따라 상기 하위 모듈로 제어신호를 전송한다.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 제어기는 동시에 또는 상기 클럭의 동일한 주기 내에서 시간간격으로 두고 상기 제어신호를 전송한다.
삭제
본 발명에서, 상기 중계부는 상기 다수의 하위 모듈 중 상기 제어신호에 에러가 발생했음을 알리는 메시지를 전송한 하위 모듈의 개수가 기설정된 기준치 이상인 경우에 상기 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기에 대한 정보의 중계를 차단한다.
본 발명에 의하면 메인제어기가 액티브 상태로 운영되고 서브제어기가 스탠바이 상태로 대기하고 있다가 메인제어기가 고장날 때 서브제어기가 절체하여 액티브 상태로 운영되는 종래기술과는 달리 두 개의 제어기가 액티브 상태로 운영되기 때문에 어느 하나의 제어기에 고장이 발생하더라도 절체과정이 없기 때문에 신호처리가 빠르게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 제어신호를 받아 동작하는 다수의 하위 모듈에서 두 제어기의 에러발생 여부를 판단하므로 제어기의 에러발생 여부를 판단하기 위한 별도의 장비가 필요하지 않다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 동작과정을 설명한 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템에서 이상발생 제어기의 처리과정을 설명하는 흐름도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 동작과정을 설명하는 흐름도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템에서 이상발생 제어기의 처리과정을 설명하는 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템(100)은 다수의 하위 모듈(110)과, 상위의 제1 및 제2 제어기(120,130)를 포함하여 구성된다.
다수의 하위 모듈(110)과 상위의 제1 및 제2 제어기(120,130)는 서로 통신을 수행한다. 상위의 제1 및 제2 제어기(120,130)는 다수의 하위 모듈(110)을 제어하고 다수의 하위 모듈(110)은 각각 이러한 제어에 따라 기설정된 자신의 기능을 수행한다. 예컨대, HVDC 시스템에서 하위 모듈(110)은 다수의 서브모듈(sub-module)이 될 수 있으며, 제1 및 제2 제어기(120,130)는 서브모듈 제어기가 될 수 있다.
제1제어기(120)와 제2제어기(130)는 이중화로 구성되어 동일한 기능을 수행한다. 특히, 본 실시 예에서는 두 제어기(120,130) 모두 액티브(active) 상태로 운영된다. 다시 말하면, 하나는 액티브 상태이고 다른 하나는 스탠바이(standby) 상태로 운영되어 액티브 상태의 제어기가 동작하는 동안 스탠바이 상태의 제어기는 대기하였다가 액티브 상태의 제어기에 고장이 발생한 경우 절체하여 운영에 참가하는 종래기술과는 달리, 본 실시 예에서는 두 제어기(120,130)가 동시에 액티브 상태로 운영되는 것이다.
제1 및 제2 제어기(120,130)는 다수의 하위 모듈(110)을 제어하기 위한 제어신호를 각 하위 모듈(110)로 각각 전송한다. 그러면 각 하위 모듈(110)은 이러한 제어신호에 따라 해당 기능을 수행하게 된다. 여기서, 제1제어기(120)와 제2제어기(130)는 서로 동일한 제어신호를 각각 전송한다. 하지만, 두 제어신호가 어느 제어기에서 전송하였는지를 구별할 수 있도록 한다. 예컨대, 각각의 제어신호에 제1 및 제2 제어기(120,130)의 식별정보를 포함시킴으로써 동일한 두 제어신호를 어느 제어기에서 보냈는지 구별할 수 있도록 한다.
이때, 각 하위 모듈(110)은 제1 및 제2 제어기(120,130)로부터 전송받은 두 제어신호를 검사하여 제어신호에 에러발생 여부를 확인한다. 이러한 제어신호의 검사는 다양하게 수행될 수 있다. 예컨대, 제어신호 내에 포함된 데이터의 범위가 기설정된 기준범위 내에 있는지 또는 벗어나는지를 판단하도록 설정할 수 있다. 만약, 제1 및 제2 제어기(120,130)로부터 각각 수신된 두 개의 제어신호 중 어느 하나라도 에러가 발생한 제어신호가 있다면, 제어신호에 에러가 발생하였음을 알리는 메시지를 제1 및 제2 제어기(120,130)로 전송한다.
이로써, 제1 및 제2 제어기(120,130)는 다수의 하위 모듈(110)로부터 전송받은 메시지로부터 자신이 전송한 제어신호에 에러가 발생하였는지를 각각 확인하고, 자신이 보낸 제어신호에 에러가 발생한 경우에는 더 이상 제어신호를 전송하지 않도록 한다. 이를 위하여 예컨대, 이상발생 제어기로 인가되는 전원을 차단할 수도 있다. 물론, 에러가 발생하지 않은 정상적인 제어기는 제어신호를 계속 하위 모듈(110)로 전송하도록 한다.
한편, 본 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템(100)은 기설정된 주기에 따라 클럭을 발생시키는 클럭발생부(140)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 제어기(120,130)는 클럭발생부(140)에서 발생시키는 클럭에 따라 제어신호를 하위 모듈(110)로 전송한다. 이는 두 제어기(120,130)가 동일한 시점에 제어신호를 전송하도록 하기 위한 것이다. 이로써, 각 하위 모듈(110)에서 동일한 시점에 수신된 제어신호를 비교하여 검사하도록 한다. 만약, 동일한 시점에 전송하지 않는다면 서로 다른 제어신호를 비교하게 되고, 어느 제어신호를 서로 비교할지 불명확하여 이중화가 불가능하게 된다. 하지만, 실질적으로 시스템을 구성하는 소자나 전기적 노이즈 등으로 인해 두 제어기(120,130)에서 각각의 제어신호를 정확히 동시에 전송하기란 쉽지 않다. 따라서, 본 실시 예에서는 바람직하게는 동일한 주기 내에서 동시에 또는 일정한 시간간격을 두고 전송할 수도 있다. 이로써, 각 하위 모듈(110)은 기설정된 클럭 주기 동안에 수신된 두 제어신호를 서로 비교하여 둘 중에서 에러발생 여부를 판단하도록 할 수도 있다.
본 실시 예에서 에러발생 제어기에서 제어신호를 더 이상 전송하지 않도록 하기 전에 정상적인 제어기는 에러발생 제어기와 통신을 수행하여 이상여부를 재확인하고 이상이 발생한 것으로 재확인되면 그 에러발생 제어기로의 전원을 차단하도록 할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템(200)은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템(100)과 비교할 때 중계부(250)가 추가된다. 즉, 도 1에 도시된 하위 모듈(110), 제1제어기(120), 제2제어기(130), 클럭발생부(140)는 각각 도 2의 하위 모듈(210), 제1제어기(220), 제2제어기(230), 클럭발생부(240)에 각각 대응된다. 다만, 일부 기능에서 차이점이 있다. 이를 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템(200)은 다수의 하위 모듈(210), 상위의 제1 및 제2 제어기(220,230) 및 중계부(250)를 포함하여 구성된다. 중계부(250)는 상위의 제1 및 제2 제어기(220,230)와 하위 모듈(210) 간의 정보를 중계하거나 중계를 차단한다. 본 실시 예에서 이러한 제어기의 이중화 시스템(200)은 선택적으로 클럭발생부(240)를 더 포함할 수도 있다.
본 실시 예에서도 역시 두 제어기(220,230)가 모두 액티브(active) 상태로 운영되며 다수의 하위 모듈(110)을 제어하기 위해 동일한 제어신호를 중계부(250)로 각각 전송한다. 중계부(250)는 이와 같이 제1 및 제2 제어기(220,230)로부터 전송받은 제어신호를 다수의 하위 모듈(210)로 전달한다. 이때, 각 하위 모듈(110)은 중계부(250)로부터 전달받은 두 제어신호를 비교하여 검사함으로써 제어신호에 에러발생 여부를 확인한다. 만약, 중계부(250)로부터 각각 수신된 두 개의 제어신호 중 어느 하나라도 에러가 발생한 제어신호가 있다면, 각 하위 모듈(210)은 제어신호에 에러가 발생하였음을 알리는 메시지를 중계부(250)로 전송한다.
그러면, 중계부(250)는 다수의 하위 모듈(110)로부터 전송받은 메시지로부터 어느 제어기의 제어신호에 에러가 발생하였는지를 확인하고, 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기(이상발생 제어기)로부터 전송받은 제어신호의 중계를 차단한다. 이로써, 이상발생 제어기로부터 전송되는 제어신호를 더 이상 하위 모듈(210)로 전송되지 않는 것이다. 이를 위하여 예컨대, 이상발생 제어기로 인가되는 전원을 차단할 수도 있다. 물론, 중계부(250)는 에러가 발생하지 않은 정상적인 제어기로부터 전송된 제어신호를 계속해서 하위 모듈(110)로 전달하도록 한다. 여기서, 중계부(250)가 제1 및 제2 제어기(220,230) 중 어느 제어기의 제어신호에 에러가 발생하였는지를 확인하는 과정은 일례로 다수의 하위 모듈(110)이 어느 제어기의 제어신호에 에러가 발생하였는지에 대한 정보를 포함하는 메시지로부터 확인할 수도 있다. 또한, 다른 예로서 전체 하위 모듈(110) 중 제어신호에 에러가 발생했음을 알리는 메시지를 전송한 하위 모듈의 개수가 기설정된 기준치 이상인 경우에 그 에러가 발생한 제어신호에 대응하는 제어기에 에러가 발생한 것으로 판단하도록 할 수도 있다. 예컨대, 10개의 하위 모듈(110) 중 8개의 하위 모듈(110)에서 제2제어기에서 보낸 제어신호에 에러가 발생하였다는 메시지를 받으면 제2제어기에 에러가 발생할 것으로 판단할 수 있는 것이다.
한편, 제어기의 이중화 시스템(200)이 클럭발생부(240)를 선택적으로 더 포함하는 경우, 제1 및 제2 제어기(220,230)는 클럭발생부(240)에서 발생시키는 클럭에 따라 제어신호를 중계부(250)로 전송한다. 이는 도 1에서와 마찬가지로 두 제어기(220,230)가 동일한 시점에 제어신호를 전송하도록 하기 위한 것이다. 바람직하게는 동일한 주기 내에서 동시에 또는 일정한 시간간격을 두고 전송할 수도 있다. 이로써, 각 하위 모듈(110)은 기설정된 클럭 주기 동안에 수신된 두 제어신호를 서로 비교하여 둘 중에서 에러발생 여부를 판단하도록 할 수도 있다.
본 실시 예에서 에러발생 제어기에서 제어신호를 더 이상 전송하지 않도록 하기 전에 정상적인 제어기는 에러발생 제어기와 통신을 수행하여 이상여부를 재확인하고 이상이 발생한 것으로 재확인되면 그 에러발생 제어기로의 전원을 차단하도록 할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 동작과정을 설명한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시 예에서는 클럭발생부(140)에서 기설정된 주기로 클럭을 발생한다(S101). 액티브 상태로 운용되는 제1 및 제2 제어기(120,130)에서 동시에 또는 상기 클럭의 동일한 주기 내에서 제어신호를 다수의 하위 모듈(110)로 전송한다(S103). 만약 클럭발생부(140)가 선택적으로 구비되지 않은 경우에는 제1 및 제2 제어기(120.130)는 기설정된 주기마다 제어신호를 전송하도록 설정될 수도 있다. 이후에, 다수의 하위 모듈(110)은 제1 및 제2 제어기(120,130)로부터 전송된 두 제어신호를 수신하고(S105), 그 수신된 두 제어신호를 검사한다(S107). 이러한 검사에서 에러가 발생한 것으로 판단되면(S109), 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고(S111), 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행한다(S113). 상기 S109 단계에서의 에러발생 여부 판단에서는 두 제어신호 모두 에러가 발생하거나 둘 중 하나만 에러가 발생하거나 둘 다 정상적인 경우가 있다. 만약, 두 제어신호에 모두 에러가 발생하면 두 제어신호를 삭제하고(S111), 둘 중 하나만 에러가 발생하면 에러가 발생한 제어신호만 삭제하고(S111), 정상적인 제어신호는 해당 기능을 수행하도록 한다(S113). 모두 정상적인 제어신호인 경우에는 둘 다 동일한 제어신호이므로 그 제어신호에 따른 기능을 수행한다(S113).
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템에서 이상발생 제어기의 처리과정을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시 예에서 다수의 하위 모듈(110)은 에러가 발생한 제어신호가 있으면 에러가 발생한 제어신호가 있음을 알리는 메시지를 제1 및 제2 제어기(120,130)로 전송한다(S201). 제1 및 제2 제어기(120.130)는 다수의 하위 모듈(110)로부터 수신된 메시지를 확인하여(S203) 에러발생 제어기는 다음주기의 클럭부터 제어신호를 전송하지 않는다(S205). 이어, 정상상태의 제어기는 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고(S207), 에러발생이 재확인되면(S209) 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단한다(S211).
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템의 동작과정을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시 예에서는 클럭발생부(240)에서 기설정된 주기로 클럭을 발생한다(S301). 액티브 상태로 운용되는 제1 및 제2 제어기(220,230)에서 동시에 또는 상기 클럭의 동일한 주기 내에서 제어신호를 중계부(250)로 전송한다(S303). 만약 클럭발생부(240)가 선택적으로 구비되지 않은 경우에는 제1 및 제2 제어기(220.230)는 기설정된 주기마다 제어신호를 중계부(250)로 전송하도록 설정될 수도 있다. 이후에, 중계부(250)는 제1 및 제2 제어기(220,230)로부터 전송받은 두 제어신호를 다수의 하위 모듈(210)로 중계한다(S305). 각 하위 모듈(210)은 중계부(250)로부터 수신된 두 제어신호를 검사한다(S307). 이러한 검사에서 에러가 발생한 것으로 판단되면(S309), 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고(S311), 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행한다(S313). 여기에서도, 상기 S309 단계에서의 에러발생 여부 판단에서는 두 제어신호 모두 에러가 발생하거나 둘 중 하나만 에러가 발생하거나 둘 다 정상적인 경우가 있다. 두 제어신호에 모두 에러가 발생하면 두 제어신호를 삭제하고(S311), 둘 중 하나만 에러가 발생하면 에러가 발생한 제어신호만 삭제하고(S311), 정상적인 제어신호는 해당 기능을 수행하도록 한다(S313). 모두 정상적인 제어신호인 경우에는 둘 다 동일한 제어신호이므로 그 제어신호에 따른 기능을 수행한다(S313).
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어기의 이중화 시스템에서 이상발생 제어기의 처리과정을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시 예에서 다수의 하위 모듈(110)은 에러가 발생한 제어신호가 있으면 에러가 발생한 제어신호가 있음을 알리는 메시지를 중계부(250)로 전송한다(S401). 중계부(250)는 다수의 하위 모듈(110)로부터 수신된 메시지를 확인하여(S403), 다음주기의 클럭부터 에러발생 제어기로부터 전송되는 제어신호가 다수의 하위 모듈(210)로 전송되는 것을 차단한다(S405). 이어, 정상상태의 제어기는 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고(S407), 에러발생이 재확인되면(S409) 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단한다(S411).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 제어기의 이중화 시스템에서는 액티브(active) 상태로 운영되는 2개의 이중화된 제어기가 제어신호를 동시에 다수의 하위 모듈로 각각 전송하고, 각 하위 모듈에서는 두 제어신호를 검사하여 에러가 발생한 제어기는 제어신호를 더 이상 전송하지 않도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 제어기의 이중화 시스템에서는 중계부가 2개의 이중화된 제어기와 다수의 하위 모듈 간의 정보 교환을 중계하되, 두 제어기에서 하위 모듈로 제어신호를 중계하고 하위 모듈로부터 각 하위 모듈에서는 두 제어신호를 검사하여 에러가 발생한 제어기의 제어신호를 중계부에서 차단하도록 함으로써 에러발생 제어기의 제어신호가 더 이상 전송되지 않도록 한다. 이처럼 본 발명에서는 두 개의 제어기 중 어느 하나에 에러가 발생하더라도 정상적인 제어기가 계속적으로 하위 모듈을 제어할 수 있도록 한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110,210 : 하위 모듈 120,220 : 제1제어기
130,230 : 제2제어기 140,240 : 클럭발생부
250 : 중계부

Claims (11)

  1. 각각의 기능을 수행하는 다수의 하위 모듈; 및
    상기 다수의 하위 모듈을 각각 제어하는 제1 및 제2 제어기를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 제어기는 각각 액티브(active) 상태로 운영되며 동일한 제어신호를 상기 하위 모듈로 각각 전송하고, 상기 하위 모듈은 상기 전송받은 두 제어신호에 대해 에러발생 여부를 판단하여 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행하며, 상기 에러가 발생한 제어신호가 있음을 알리는 메시지를 상기 제1 및 제2 제어기로 피드백하고, 정상상태의 제어기에서 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고 상기 에러발생이 재확인되면 상기 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단하는 제어기의 이중화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    기설정된 주기에 따라 클럭을 발생하는 클럭발생부를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 제어기는 상기 클럭발생부에서 발생된 클럭에 따라 상기 하위 모듈로 제어신호를 전송하는 제어기의 이중화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어기는 동시에 또는 상기 클럭의 동일한 주기 내에서 시간간격으로 두고 상기 제어신호를 전송하는 제어기의 이중화 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기는 다음주기의 클럭부터 제어신호를 전송하지 않도록 하는 제어기의 이중화 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에러발생 여부의 판단은 상기 제어신호가 기설정된 최소값 및 최대값 범위를 벗어나는 경우 에러발생으로 판단하는 제어기의 이중화 시스템.
  7. 각각의 기능을 수행하는 다수의 하위 모듈;
    상기 다수의 하위 모듈을 각각 제어하는 제1 및 제2 제어기;
    상기 제1 및 제2 제어기와 상기 다수의 하위 모듈 간의 정보를 중계 및 차단하는 중계부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 제어기는 각각 액티브(active) 상태로 운영되며 동일한 제어신호를 상기 중계부를 통해 상기 다수의 하위 모듈로 각각 전송하고, 상기 다수의 하위 모듈은 상기 전송받은 두 제어신호에 대해 에러발생 여부를 판단하여 에러가 발생한 제어신호는 삭제하고 정상적인 제어신호에 따라 기능을 수행하며 상기 제어신호에 에러가 발생했음을 알리는 메시지를 상기 중계부를 통해 상기 제1 및 제2 제어기로 피드백하고, 상기 중계부는 상기 제1 및 제2 제어기와 상기 하위 모듈 간에 제어신호 및 메시지를 상호 전달하고 상기 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기에 대한 제어신호는 중계를 차단하며, 정상상태의 제어기에서 이상상태의 제어기와의 통신을 통해 에러발생 여부를 재확인하고 상기 에러발생이 재확인되면 상기 이상상태의 제어기로 공급되는 전원을 차단하는 제어기의 이중화 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    기설정된 주기에 따라 클럭을 발생하는 클럭발생부를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 제어기는 상기 클럭발생부에서 발생된 클럭에 따라 상기 하위 모듈로 제어신호를 전송하는 제어기의 이중화 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어기는 동시에 또는 상기 클럭의 동일한 주기 내에서 시간간격으로 두고 상기 제어신호를 전송하는 제어기의 이중화 시스템.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 중계부는 상기 다수의 하위 모듈 중 상기 제어신호에 에러가 발생했음을 알리는 메시지를 전송한 하위 모듈의 개수가 기설정된 기준치 이상인 경우에 상기 에러가 발생한 제어신호를 전송한 제어기에 대한 정보의 중계를 차단하는 제어기의 이중화 시스템.
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