KR102522177B1

KR102522177B1 - 입출력 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR102522177B1
Application number: KR1020210053708A
Authority: KR
Inventors: 이진우; 김세민
Original assignee: 현대트랜시스 주식회사
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2023-04-14
Also published as: DE102022110045A1; US20220344117A1; CN115250118A; DE102022110045B4; KR20220146889A; US11640888B2

Abstract

리미트 스위치로부터 포워드 신호를 입력 받거나 센서로 파워를 출력하는 제1 입출력 단자; 리미트 스위치로부터 백워드 신호를 입력 받거나 센서로부터 센싱 신호를 입력받는 제2 입출력 단자; 및 제1 입출력 단자 및 제2 입출력 단자를 통해 신호를 교환하는 통신 대상을 판단하고, 판단 결과에 기반하여 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 통합 회로부; 를 포함하는 입출력 장치 및 그 제어방법이 소개된다.

Description

입출력 장치 및 그 제어방법 {INPUT/OUTPUT DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE INPUT/OUTPUT DEVICE}

본 발명은 입출력 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 커넥터에서 필요한 부품만을 판별하고 이를 선택적으로 스위칭함으로써 커넥터에 사용되는 하우징, 터미널 등의 부품의 수를 최소화하고, 이를 통해 커넥터가 포함된 제어기의 패키징 사이즈를 줄이고 제어기 패키징의 설계 자유도를 늘일 수 있는 입출력 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기나 냉장고 등의 가전제품뿐만 아니라 산업용, 차량용의 각종 전기기기에서 전선을 접속하기 위한 전기접속수단으로 커넥터가 광범위하게 사용되고 있다. 이 중 차량용 커넥터는 하우징, 터미널 등을 포함하여 구성되고, 전기부품에 접속되는 수커넥터와 전선이 접속되는 암커넥터로 구분되어 체결되어 전기적 접속이 이루어진다. 이 경우, 암커넥터와 수커넥터는 터미널을 포함할 수 있다.

특히 커넥터는 차량에 장착되는 제어기 패키지의 비중에서 큰 요인으로 작용한다. 즉, 커넥터의 사이즈에 따라 제어기의 일정 사이즈가 정해진다. 그런데 제어기의 사이즈가 커지면 차량의 경량화, 조립성이 약화되고 제어기 패키지의 설계 자유도가 감소될 수 있다. 그런데 전기모터를 구동원으로 하는 전기자동차나, 연료전지나 배터리를 동력원으로 하는 연료전지 자동차와 같이 다수의 고전압 전기부품들이 연결되는 고전압 배터리상에서는 커넥터의 수에 따른 부품 수가 과다하고 가격이 고가인 문제점을 갖는다. 따라서, 본 기술분야에서는 커넥터의 사이즈를 줄이는 방향의 기술개발이 요구된다.

상기 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-1339279 B1

본 발명은 위 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 커넥터에서 필요한 부품만을 판별하고 이를 선택적으로 스위칭함으로써 커넥터에 사용되는 하우징, 터미널 등의 부품의 수를 최소화하고, 이를 통해 커넥터가 포함된 제어기의 패키징 사이즈를 줄이고 제어기 패키징의 설계 자유도를 늘일 수 있는 입출력 장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함이다.

본 발명에 따른 입출력 장치는, 리미트 스위치로부터 포워드 신호를 입력 받거나 센서로 파워를 출력하는 제1 입출력 단자; 리미트 스위치로부터 백워드 신호를 입력 받거나 센서로부터 센싱 신호를 입력받는 제2 입출력 단자; 및 제1 입출력 단자 및 제2 입출력 단자를 통해 신호를 교환하는 통신 대상을 판단하고, 판단 결과에 기반하여 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 통합 회로부; 를 포함한다.

통합 회로부는, 제1 입출력 단자에 공통으로 연결된 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로와 센서 파워 생성 회로를 갖는 제1 회로; 제2 입출력 단자에 공통으로 연결된 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로와 센싱 신호 입력 회로를 갖는 제2 회로; 및 통신 대상이 리미터 스위치인 경우 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로 및 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로를 활성화하고, 통신 대상이 센서인 경우 센서 파워 생성 회로 및 센싱 신호 입력 회로를 활성화하는 컨트롤러를 포함한다.

컨트롤러는, 제1 회로의 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로와 센서 파워 생성 입력 회로를 선택적으로 활성화하고, 활성화 시 측정된 제1 입출력 단자의 부하에 따른 전압값을 측정하여 통신 대상이 리미터 스위치인지 센서인지 판단할 수 있다.

컨트롤러는, 활성화 시 측정된 제1 입출력 단자의 부하에 따른 전압값이 사전 설정된 범위를 벗어 나는 경우 사전 설정된 회수 만큼 제1 입출력 단자의 부하를 재측정할 수 있다.

본 발명에 따른 입출력 장치의 제어방법은, 컨트롤러에서 제1 입출력 단자 및 제2 입출력 단자를 통해 신호를 교환하는 대상을 판단하는 단계; 및 판단하는 단계의 판단 결과에 기반하여, 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 단계; 를 포함한다.

판단하는 단계는, 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값을 측정하여 대상을 판단할 수 있다.

판단하는 단계는, 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값이 사전 설정된 범위를 벗어난 경우 사전 설정된 횟수만큼 제1입출력 단자의 부하를 재측정할 수 있다.

본 발명의 컨버터 제어장치 및 제어방법에 따르면, 커넥터에서 필요한 부품만을 판별하고 이를 선택적으로 스위칭함으로써 커넥터에 사용되는 하우징, 터미널 등의 부품의 수를 최소화하고, 이를 통해 커넥터가 포함된 제어기의 패키징 사이즈를 줄이고 제어기 패키징의 설계 자유도를 늘일 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 일 메커니즘을 나타낸 도면.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치와 통합회로부의 회로를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법을 나타낸 순서도.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 메커니즘을 나타낸 도면이며, 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치와 통합회로부의 회로를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.

리미트 스위치(L)와 센서(S)를 함께 연결하고 이를 스위칭 신호로 제어하는 입출력장치의 제어 패키지 시스템에서, 종래 입출력 장치는 각 리미트 스위치(L)와 각 센서(S)가 별도의 회로와 별도의 입출력 단자를 통해 스위칭 신호를 입출력하였다. 여기서 리미트 스위치(L) 중 위치 리미트 스위치는 차량의 시트 등에 설치되어 접촉시 포워드 신호 또는 백워드 신호의 스위칭 신호를 2개의 제1, 제2단자를 통해 전달하여 시트의 전진 또는 후진을 지시한다. 또한, 종래 입출력장치는 차량의 시트 등을 구동하는 모터를 제어하는 컨트롤러(C)와 연결될 수 있다. 컨트롤러(C)는 제1, 제2단자를 통해 포워드 신호 또는 백워드 신호를 입력받는 리미트 스위치 입력부, 입력부의 신호에 따라 릴레이를 구동하여 모터를 구동시키는 모터 구동부, 제1, 제2단자를 통해 센서 파워를 입력하는 센서 구동부, 및 센싱 신호를 카운트하여 시트의 이동거리를 산출하는 마이크로컨트롤러;를 포함한다. 센서(S)는 센서의 파워를 인가받는 제3단자와 감지한 것을 전기적 신호로 변환한 펄스를 출력하는 제4단자가 입출력 장치인 커넥터로 연결된다.

따라서, 리미트 스위치(L)과 센서(S)를 사용하기 위해서는 리미트 포워드 신호에 대한 스위치 인식을 입출력하는 제1단자, 리미트 백워드 신호에 대한 스위치 인식을 하는 입출력하는 제2단자, 센서의 센싱신호를 출력하는 제3단자, 센서의 파워를 입력받는 제4단자의 총 4개의 핀이 필요하다. 또한 여기에 더하여, 종래 전동 시트에 메모리 위치 제어기능이 추가되는 경우에는 위치 제어를 위한 모터의 회전수와 회전방향을 검출하기 위해 90도의 위상차를 갖는 2개의 펄스파형을 생성하고자 엔코더가 필요하므로 2개의 핀이 추가로 필요하다. 그러므로, 종래 입출력 장치와 이를 포함한 시트는 각 리미트 스위치(L)와 센서(S)의 개수에 비례하여, 그리고 각종 기억 제어 등 제어장치가 늘어날 때마다 더욱 커지게 된다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치는 종래 입출력 장치의 이러한 문제점을 해결하고자 각 리미트 스위치(L)과 센서(S)의 회로를 통합한 통합 회로부(I)를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치를 나타낸 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치는 리미트 스위치(L)로부터 포워드 신호를 입력 받거나 센서(S)로 파워를 출력하는 제1 입출력 단자(T1); 리미트 스위치(L)로부터 백워드 신호를 입력 받거나 센서로부터 센싱 신호를 입력받는 제2 입출력 단자(T2); 및 제1 입출력 단자(T1) 및 제2 입출력 단자(T2)를 통해 신호를 교환하는 통신 대상을 판단하고, 판단 결과에 기초하여 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 통합 회로부(I);를 포함한다.

도 1의 일 실시예에 따른 입출력 장치는 총 각 2개의 제1 입출력단자(T1)과 제2 입출력단자(T2)를 기반으로 각 리미트 스위치(L)과 센서(S)를 연결한다. 이러한 제어가 가능한 이유는, 제1 입출력단자(T1) 및 제2 입출력단자(T2)를 통해 신호를 교환하는 통신 대상이 센서(S)인지 리미트 스위치(L)인지를 판단하는 새로운 원리가 부가되었기 때문이다. 도 1의 일 실시예는 위 판단 결과에 기반하여 통합회로부(I)에서 리미트 스위치(L)와 센서(S)의 입출력 신호를 선택적으로 수신하거나 출력한다. 이러한 통합회로부(I)는 리미트 스위치(L)와 센서(S)의 각 장치를 구별, 판단한 결과를 바탕으로 각 장치만의 트렌지스터와 같은 스위칭 소자를 활성화 또는 비활성화시키는 제어를 통해 입출력 신호를 선택적으로 수신하거나 출력할 수 있다.

이러한 제어는 컨트롤러(C)를 통해 수행될 수 있고, 컨트롤러(C)는 위 신호를 모터에 전달하여 전진 또는 후진의 슬라이드(Slide)를 지시할 수 있다. 또는, 컨트롤러(C)는 기억된 또는 수동으로 조절하고자 하는 시트의 형상을 만들기 위해 접촉에 의해 시트를 원하는 형태로 동작시키는 전기적 신호를 모터에 전달하여 지시할 수 있다. 다른 예로, 컨트롤러(C)는 시트에 앉는 접촉이나 그로 인한 센서 등를 통해 시트의 열선과 같은 가열장치나 시트 주변의 에어컨과 같은 냉각장치에 온오프 신호를 전달하여 이를 지시할 수 있다.

이에 반해, 종래 입출력장치는 기본적으로 총 각 4개의 단자를 기반으로 각 리미트 스위치(L)와 센서(S)를 연결하고 컨트롤러(C)를 통해 온오프가 제어된다. 이러한 입출력 장치의 크기에 따라 이를 포함하는 제어기 패키지와 설치되는 시트의 크기가 결정된다. 그러므로, 본 일 실시예에 따른 입출력 장치는 최소 총 각 2개의 입출력단자(T1,T2)룰 기반으로 연결함으로써 제어기 패키징의 설계 자유도를 늘일 수 있다. 이를 통해, 본 일 실시예에 따른 입출력 장치는 시트가 설치되는 한정된 차량의 공간을 최대한 활용하고 운전자의 편의를 증대시킬 수 있다. 특히, 자율주행 차량의 시트의 경우 본 일 실시예에 따른 입출력 장치는 시트의 슬림화, 경량화를 통해 운전자가 아닌 탑승자의 편의만을 위한 탑승공간, 실내공간, 편의 공간 등 다양한 활용 공간을 제공할 수 있다.

여기서, 리미트 스위치(L)는 차량의 시트 등 인식하고자 하는 물체와 접촉함으로써 스위치가 달린 전원 장치의 위치 신호, 상하좌우 등의 이동에 대한 모터의 동작 신호 및 각종 장치의 온오프에 대한 작동 신호를 제어하는 전기적 신호로 변환하는 장치를 포함한다. 해당 접촉은 인간에 의한 것뿐만 아니라, 기계 장치에 의해 물리적으로 접촉되는 것을 포함하며, 단순히 압력에 의한 누름 동작 뿐만 아니라 열림과 닫힘, 펼침과 접힘 등의 물리적 접촉 현상을 포함한다.

따라서, 여기서의 리미트 스위치(L)는 차량의 시트 등이 안착하고자 하는 양 끝단의 위치에 설치되어 시트의 이동 중 접촉함으로써 자신의 위치에 대한 전기적 신호를 모터에 전달하여 전진 또는 후진(Slide)을 지시하는 위치 리미트 스위치를 포함한다. 그뿐만 아니라, 리미터 스위치(L)는 기억된 또는 수동으로 조절하고자 하는 시트의 형상을 만들기 위해 접촉에 의해 시트를 원하는 형태로 동작시키는 전기적 신호를 모터에 전달하여 틸트 앤 헤이드(Tilt & Height), 리클라이너(Recliner) 등을 지시하는 형상 리미트 스위치, 및 시트에 앉는 접촉이나 그로 인한 센서 등를 통해 시트의 열선과 같은 가열장치나 시트 주변의 에어컨과 같은 냉각장치에 온오프 신호를 전달하는 컨디셔너 리미트 스위치를 포함한다.

또한, 여기서의 센서(S)는 외부의 입력신호를 측정하고 이를 측정이 용이한 전기에너지와 같은 에너지로 바꾸어 증폭, 변환, 필터링 등을 거쳐 신호처리(processing)된 출력신호를 전달하는 장치를 포함한다. 특히, 여기서의 센서(S)는 차량의 시트 등에 설치되는 것으로, 홀 효과(Hall Effect)를 이용하여 모터의 회전방향, 회전속도 또는 회전수을 검출하여 시트가 트랙 중 어느 위치에 있는지 출력하는 워센서, 가상의 리미트 스위치로서 임의의 위치에 접근했는지를 출력하는 홀센서룰 포함한다. 마지막으로, 여기서의 센서(S)는 차량의 시트 등에 설치되는 것으로, 시트 등의 온도를 검출하는 NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance) 온도 센서, PTC(Positive Temperature Coefficient) 온도센서, IC(Intergrated) 온도 센서와 같은 온도 센서를 포함한다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치와 통합회로부의 회로를 나타낸 블록도이고, 통합 회로부(I)는, 제1 입출력 단자(T1)에 공통으로 연결된 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로와 센서 파워 생성 회로를 갖는 제1 회로(C1); 제2 입출력 단자에 공통으로 연결된 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로와 센싱 신호 입력 회로를 갖는 제2 회로(C2); 및 통신 대상이 리미터 스위치인 경우 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로 및 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로를 활성화하고, 통신 대상이 센서인 경우 파워 생성 회로 및 센싱 신호 입력 회로를 활성화하는 컨트롤러(C)를 포함한다. 즉, 본 일 실시예는 통신 대상을 판단하고 병렬 연결된 각 회로를 활성화시킴으로써 입출력을 제어한다.

도 3의 예를 들어, 리미트 스위치(L)만을 제어하는 회로로 구성하여 동작하고 싶은 경우를 가정해보자. 그렇다면, 통합 회로부(I)의 컨트롤러(C)는 통신 대상을 판단한 판단 결과인 리미트 스위치(L)로 판단한 다음. 이에 기반하여 제1입출력단자(T1)에 연결된 제1회로(C1) 중 리미트 스위치(L)의 포워드 신호를 입력받는 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로만을 작동시켜 포워드 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하도록 하기 위해 리미트 스위치의 스위칭 소자를 활성화한다. 이와 동시에, 통합 회로부(I)는 제1 회로(C1) 중 제1입출력단자(T1)에 연결된 센서(S)의 파워를 입력받는 파워 생성 회로와 연결된 스위칭 소자를 비활성화한다.

마찬가지로, 통합회로부(I)의 컨트롤러(C)는 리미트 스위치(L)로 판단한 다음, 제2입출력단자(T2)에 연결된 제2 회로(C2) 중 리미트 스위치(L)의 백워드 신호를 입력받는 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로만을 작동시켜 백워드 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하도록 하고자 리미트 스위치의 스위칭 소자를 활성화 시킨다. 이와 동시에, 제2입출력단자(T2)에 연결된 제2 회로(C2) 중 센서(S)의 센싱 신호를 출력하는 센싱 신호 입력 회로와 연결된 스위칭 소자를 비활성화하여 센서(S)의 센서 파워 및 센싱 신호를 수신하거나 출력하지 않는다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력장치는 컨트롤러(C)상 통신 대상을 판단한 결과를 바탕으로 병렬적으로 연결된 제1 회로(C1)와 제2 회로(C2)에 각 연결된 리미트 스위치 회로와 센서 회로를 각각 NO((Normally Open)/ NC Normally Closed) 상태 또는 NC / NO 상태 중 어느 하나로 전환하는 형태로 신호의 입출력을 제어한다. 따라서, 본 일 실시예는 입출력단자(T1,T2)를 최소화하여 얻는 이점인 시트의 경량화와 슬림화의 효과를 회로(C1,C2)를 함께 간소화함으로써 극대화할 수 있다. 즉, 본 일 실시예는 시트가 설치되는 차량의 공간을 더욱 넓혀 운전자 및 탑승자의 편의를 증대시킬 수 있다. 특히 본 일 실시예는 통신 대상을 판단하여 각 회로를 활성화하는 컨트롤러(C)를 포함한다. 따라서, 본 일 실시예는 컨트롤러(C)가 전기적 신호로 통신 대상을 판단함과 동시에 전환 제어를 함으로써 더 신속하고 정확한 입출력 제어를 수행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 메커니즘을 나타낸 도면이고, 컨트롤러(C)는, 제1 회로(C1)의 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로와 파워 생성 입력 회로를 선택적으로 활성화하고, 활성화 시 측정된 제1 입출력 단자(T1)의 부하에 따른 전압값을 측정하여 통신 대상이 리미터 스위치(L)인지 센서(S)인지 판단할 수 있다. 즉, 본 일 실시예의 입출력 장치는 제1 입출력단자(T1)에 연결된 부하에 파워를 전달함으로써 측정되는 파라미터를 기반으로 통신대상을 판단할 수 있다.

도 2의 컨트롤러(C)는 (도 2에 미도시)제1 회로(C1) 중 리미트 스위치 포워드 신호 입력회로 인지 센서 파워 생성 입력 회로인지를 알 수 없는 상태이다. 따라서, 둘 중 어느 하나의 회로만을 선택적으로 활성화한다. 활성화에 따른 입력 전압은 내부 저항을 거쳐 제1입출력단자(T1)에 연결된 부하에 분배된다. 컨트롤러(C)는 리미터 스위치 내부 회로 또는 센서 내부 회로의 고유저항(Rsw,R)를 알고 있는 상태라면, 입력 전압에 따른 출력 전압의 비율값의 차이로서 리미터 스위치 포워드 신호 입력 회로인지 센서 파워 생성 입력 회로인지 판단할 수 있다. 이와 동시에, 도 2와 같이 제2 회로(C2)에 대해서도 컨트롤러(C)는 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로 인지 센싱 신호 입력 회로인지를 위와 같은 방법으로 판단할 수 있다.

도 2와 같이 통신대상을 판단하는 방법은 입력에 따른 출력의 차이를 기준으로 판단하는 방법이 대표적이다. 이 중, 물리적이거나 화학적인 방법이 아니라 전기적인 방법으로서 활성화시 입력전압에 따른 출력전압의 차이를 기준으로 판단하는 방법이 전기적 제어를 하는 본 일 실시예상 가장 신속할 것이다. 여기서 활성화는 각 회로의 스위칭 장치를 온오프하는 제어일 수 있다. 따라서, 본 일 실시예는 활성화 시 측정된 부하에 따른 전압을 측정하여 판단한다. 즉, 본 일 실시예는 리미트 스위치 내부 및 센서 내부의 각 고유 저항값의 차이에 대한 원리를 통신대상을 판단하는 데 활용한다.

이러한 측정 방법에는 연속적인 직류 전압, 또는 교류 전압 등을 주고 그 출력 전압의 크기를 측정하는 방식이 있을 수 있다. 이 경우, 전압값은 다음 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, Vmcu는 측정되는 제1 입출력단자(T1)의 부하에 따른 전압값이고, VB+는 제1 회로의 선택적 활성화에 따라 인가되는 전압값이며, R은 부하의 저항, Rin은 제1 회로의 내부저항을 의미한다. 즉, 컨트롤러(C)는 R의 각 부하인 리미트 스위치와 센서의 고유저항을 알고 있다는 전제로, 전압 분배에 따른 전압값을 측정하여 통신대상을 판단할 수 있다.

물론, 측정 방법은 불연속적이거나 단발적인 스텝 전압이나 펄스 전압 등을 주고 그 출력 전압의 크기와 파형을 분석하여 통신대상을 판단할 수도 있다. 다만, 본 일 실시예에 따른 입출력장치는 컨트롤러(C)를 통해 부하에 따른 전압값만을 측정함으로써 간단한 판단을 통해 신속한 제어를 가능케 한다. 이를 통해, 본 일 실시예에 따른 입출력장치는 종래 각 장치마다 설치되는 4개의 단자와 비교하여도 2개의 단자를 최대한 활용하면서도 처리 지연을 최소화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 메커니즘을 나타낸 도면이고, 컨트롤러(C)는, 활성화 시 측정된 제1 입출력 단자(T1)의 부하에 따른 전압값이 사전 설정된 범위를 벗어 나는 경우 사전 설정된 횟수 만큼 제1 입출력 단자(T2)의 부하를 재측정할 수 있다. 즉, 본 일 실시예는 판단의 정확도를 판단횟수를 늘림으로써 높인다.

본 일 실시예의 입출력 장치의 통신 대상 판단방법은 입력 전압 대비 출력 전압을 측정하는 방법이고, 여기서 입력 전압은 전압 레귤레이터를 거쳐 낮은 수준의 연속적인 직류 전압를 주는 것이 에너지 효율이나 부하 면에서 효과적이다. 다만, 레귤레이터의 원리나 교류의 직류 변환상 완전히 직선형인 직류전압은 있을 수 없다. 따라서, 본 일 실시예의 판단방법인 입력 전압 대비 출력 전압의 비율값에 일정 범위내의 오차를 포함할 수 있고, 이는 리미터 스위치의 제1범위, 센서의 제2범위로서 상이하게 사전 설정될 수 있다. 다만, 본 전압값이 제1범위 내에도 또는 제2범위 내에도 해당되지 않는 경우 어느 하나의 장치로 판단하는 것은 잘못된 제어를 유발할 수 있다. 하지만, 그러한 판단이 일정 정확도에 이르면 제1횟수 이하로 제한하지 않는 것은 제어의 신속성상 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치는 사전 설정된 범위와 사전 설정된 횟수를 두고 적절한 재측정을 함으로써 제어의 정확성과 신속성을 조화한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고, 본 발명에 따른 입출력 장치의 제어방법은, 컨트롤러(C)에서 제1 입출력 단자(T1) 및 제2 입출력 단자(T2)를 통해 신호를 교환하는 대상을 판단하는 단계; 및 판단하는 단계의 판단 결과에 기반하여, 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 단계(S302,S304,S306); 를 포함한다.

도 4에서 첫번째 단계로서, 판단하는 단계로서 본 일 실시예의 제어방법은 제1입출력단자(T1)의 부하에 따른 전압값을 측정하는 단계를 포함할 수 있다(S100). 이와 동시에 본 단계에서는 제2입출력단자(T2)의 부하에 따른 전압값을 측정할 수 있다. 그 다음 단계로서, 판단하는 단계로서 본 일 실시예의 제어방법은 전압값이 제1범위 또는 제2범위에 포함되는지 여부에 따라 신호를 교환하는 대상을 판단한다(S200). 두 범위 모두에 벗어나는 경우, 본 일 실시예의 제어방법은 다시 전압값을 측정하는 단계로 되돌아갈 수 있다(S100). 이 경우, 재측정횟수를 사전 설정된 제1횟수로 제한할 수 있다(S202). 이 제1횟수 초과의 재측정횟수 이후에는, 판단하는 단계로서 판단하지 못한 상태의 판별 불가(306) 단계를 포함할 수 있다. 판단 불가(306) 단계에서는 본 전자제어를 수행하지 않고, 다른 전자제어 또는 물리/화학적 제어를 통해 특정된 장치의 온오프가 제어될 수 있다. 신호를 교환하는 대상을 판단한 경우, 마지막 단계로 본 일 실시예에 따른 제어방법은 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 단계로서 그에 따른 각 장치의 온오프를 수행하는 회로를 활성화 또는 비활성화하는 단계(S302,304)를 포함할 수 있다.

신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 단계는 제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자에 각각 연결된 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로 및 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로(이하 '리미트 스위치 회로'), 또는 제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자에 각각 연결된 센서 파워 생성 회로와 센싱 신호 입력 회로('이하 센서 회로')를 선택적으로 활성화(S302,S304)하는 단계를 포함한다. 또한, 이 경우에도 판단하는 단계에서 둘 중 어느 회로인지 판단하지 못하는 판별 불가(S306) 단계를 포함한다. 위와 마찬가지로, 판단 불가(306) 단계에서는 본 제어방법에 따른 전자제어를 수행하지 않고, 다른 전자제어 또는 물리/화학적 제어를 통해 특정된 장치의 온오프가 제어될 수 있다.

종래 입출력장치의 제어방법은 기본적으로 총 각 4개의 단자와 연결된 각 장치의 온오프를 제어한다. 이러한 제어방법은 단자 수의 증가에 비례하여 제어되는 대상의 크기가 커지도록 한다. 그러므로, 본 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법은 최소 총 각 2개의 입출력단자(T1,T2)룰 기반으로 연결함으로써 제어 대상이 설치되는 한정된 차량 등의 공간을 최대한 활용할 수 있다. 이를 통해, 본 일 실시예의 제어방법은 제어 대상이 설치된 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다. 특히, 본 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법은 제어 대상의 슬림화, 경량화를 통해 제어 대상의 본래 용도에 따른 공간과 함께 실내공간, 편의 공간 등 다양한 활용 공간을 제공하는 효과를 갖는다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고, 판단하는 단계는, 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값을 측정하여 대상을 판단할 수 있다(S100). R의 각 부하인 리미트 스위치와 센서의 고유저항은 먼저 알 수 있다. 따라서, 본 일 실시예의 제어방법은 입력전압 분배에 따른 출력되는 전압값을 측정하여 통신대상을 판단할 수 있다. 이러한 제어방법은 그 출력 전압의 크기와 파형을 분석하여 통신대상을 판단하는 것과 비교하여 간단한 판단을 통해 신속한 제어를 가능케 한다. 이를 통해, 본 일 실시예에 따른 입출력장치의 제어방법은 종래 각 장치마다 설치되는 4개의 단자와 비교하여도 2개의 단자를 최대한 활용하면서도 처리 지연을 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고, 판단하는 단계는, 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값이 사전 설정된 범위를 벗어난 경우 사전 설정된 횟수만큼 부하를 재측정할 수 있다(S200,S202). 도 4와 같이 본 일 실시예의 입출력 장치의 제어방법은 통신 대상를 판단함에 있어서, 입력 전압 대비 출력 전압을 측정한다. 따라서, 본 일 실시예의 판단하는 단계는 입력 전압 대비 출력 전압의 비율값에 일정 범위내의 오차를 포함할 수 있고, 따라서, 본 전압값이 제1범위 내에도 또는 제2범위 내에도 해당되는 경우 어느 하나의 장치로 판단하는 것이 타당하다. 그러한 판단이 일정 정확도에 이르면 제1횟수 이하로 제한하는 것은 제어의 신속성상 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 장치의 제어방법은 사전 설정된 범위와 사전 설정된 횟수를 두고 적절한 재측정을 함으로써 제어의 정확성과 신속성을 조화한다.

커넥터는 차량에 장착되는 경우 그 제어기 패키지의 비중에서 큰 요인으로 작용한다. 즉, 커넥터의 사이즈에 따라 제어기의 일정 사이즈가 정해진다. 그런데 제어기의 사이즈가 커지면 차량의 경량화, 조립성이 약화되고 제어기 패키지의 설계 자유도가 감소될 수 있다. 특히, 전기모터를 구동원으로 하는 전기자동차나, 연료전지나 배터리를 동력원으로 하는 연료전지 자동차와 같이 다수의 고전압 전기부품들이 연결되는 고전압 배터리상에서는 커넥터의 수에 따른 부품 수가 과다하고 가격이 고가인 문제점을 갖는다.

이러한 종래 커넥터의 문제점을 해결하고자, 본 일 실시예에 따른 입출력 장치와 그 제어방법은 최소 총 각 2개의 입출력단자(T1,T2)룰 기반으로 연결함으로써 제어되는 대상의 경량화, 조립성을 강화하고 가격 경쟁력과 설계 자유도를 높인다. 또한, 본 일 실시예에 따른 입출력 장치와 그 제어방법은 제어 대상이 설치되는 공간을 늘려 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.

발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

C : 컨트롤러 L : 리미트 스위치
I : 통합회로부 S : 센서
T1 : 제1 입출력단자 T2 : 제2 입출력단자
C1 : 제1 회로 C2 : 제2 회로

Claims

리미트 스위치로부터 포워드 신호를 입력 받거나 센서로 파워를 출력하는 제1 입출력 단자;
리미트 스위치로부터 백워드 신호를 입력 받거나 센서로부터 센싱 신호를 입력받는 제2 입출력 단자; 및
제1 입출력 단자 및 제2 입출력 단자를 통해 신호를 교환하는 통신 대상을 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값을 측정하여 판단하고, 판단 결과에 기반하여 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 통합 회로부;
를 포함하는 입출력 장치.
청구항 1에 있어서,
통합 회로부는,
제1 입출력 단자에 공통으로 연결된 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로와 센서 파워 생성 회로를 갖는 제1 회로;
제2 입출력 단자에 공통으로 연결된 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로와 센싱 신호 입력 회로를 갖는 제2 회로; 및
통신 대상이 리미트 스위치인 경우 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로 및 리미트 스위치 백워드 신호 입력 회로를 활성화하고, 통신 대상이 센서인 경우 센서 파워 생성 회로 및 센싱 신호 입력 회로를 활성화하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 입출력 장치.
청구항 2에 있어서,
컨트롤러는,
제1 회로의 리미트 스위치 포워드 신호 입력 회로와 센서 파워 생성 입력 회로를 선택적으로 활성화하고, 활성화 시 측정된 제1 입출력 단자의 부하에 따른 전압값을 측정하여 통신 대상이 리미트 스위치인지 센서인지 판단하는 것을 특징으로 하는 입출력 장치.
청구항 3에 있어서,
컨트롤러는,
활성화 시 측정된 제1 입출력 단자의 부하에 따른 전압값이 사전 설정된 범위를 벗어 나는 경우 사전 설정된 횟수 만큼 제1 입출력 단자의 부하를 재측정하는 것을 특징으로 하는 입출력 장치.
청구항 1의 입출력 장치를 제어하는 방법에 있어서,
컨트롤러에서 제1 입출력 단자 및 제2 입출력 단자를 통해 신호를 교환하는 대상을 판단하는 단계; 및
판단하는 단계의 판단 결과에 기반하여, 포워드 신호, 백워드 신호, 센서의 파워 및 센싱 신호를 선택적으로 수신하거나 출력하는 단계;
를 포함하는 입출력 장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
판단하는 단계는, 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값을 측정하여 대상을 판단하는 것을 특징으로 하는 입출력 장치의 제어방법.
청구항 6에 있어서,
판단하는 단계는, 제1 입출력 단자에 인가된 부하에 따른 전압값이 사전 설정된 범위를 벗어난 경우 사전 설정된 횟수로 제1 입출력 단자의 부하를 재측정하는 것을 특징으로 하는 입출력 장치의 제어방법.