KR20010106106A

KR20010106106A - 디지털 전자 제어 장치

Info

Publication number: KR20010106106A
Application number: KR1020007011863A
Authority: KR
Inventors: 바트나가르라지브
Original assignee: 바르마 에스.디.; 바슈 테크 리미티드
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-11-29
Also published as: ATE291753T1; EP1114362A1; JP2003501772A; DE69924393D1; GB0022076D0; WO2001006335A1; CA2323065A1; CN1318162A; AU5064099A; DE69924393T2; GB2358486A; EP1114362B1; BR9909082A

Abstract

본 발명은 복수의 선형 및 비선형 센서(2a - 2d), 아날로그 멀티플렉서(3), 아날로그-디지털 변환기(4), 선형성·오프셋·감도 보정 회로(5), 중앙 제어 유닛(6), 디지털 노이즈 필터(7), 디지털 디멀티플렉서(8), 제어 래치(9a -9f) 및 비휘발성 메모리(17)를 포함하는 가정용 및 상업용 전기 기기를 동작시키기 위한 디지털 전자 제어 장치에 관한 것이다. 디지털 전자 제어 장치는 중앙 제어 유닛의 입력단에 연결되는 실시간 클록(C), 원격 제어 인터페이스(R), 네트워크 인터페이스(N) 중에서 적어도 하나를 포함한다. 본 발명에 의한 전자 제어 장치를 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 형태로 구현함으로써 소형이며 경비 면에서 효율적인 제어를 제공할 수 있다.

Description

디지털 전자 제어 장치 {DIGITAL ELECTRONIC CONTROL UNIT}

산업용 및 상업용 전기 기기에서 사용되는 현대의 대부분의 제어 시스템은 다음과 같은 특징을 가진다.

1) 실시간 클록(현재 시간)에 기초한 제어 동작

2) 네트워크를 통해 장치에 원격 액세스하고 자원 또는 데이터를 공유하기 위해 여러 가지 소자와 네트워킹함

3) 휴대용 원격 제어기를 사용한 원격 제어

제어 시스템에 컴퓨터를 사용하게 됨에 따라, 구내통신(intercommunications)에 대한 필요성이 더 증대되었다. 인터넷의 급속 성장과 발전에 따라, 가정과 사무실은 "네트워크로 연결된 사회"를 향하여 이동하고 있으며, 가까운 장래에는 인터네트워킹(internetworking)에 대한 필요성이 여러 가지로 생성될 것으로 예상된다. 이들 발전에 의해 가정에서 사용되는 일반적인 장치에서조차 통신 기능을 요구하게 되었다. 따라서 가정용 전기 기기도 이러한기능을 요구할 것으로 예상된다.

이러한 기능을 가지는 대부분의 장치의 설계는 제어를 위한 중요 구성요소로 마이크로컴퓨터 또는 마이크로콘트롤러를 활용한다. 이러한 방법은 아주 유효하지만, 다수의 경우에는 대부분 비용 면에서 효율적이지 못하거나 능률적이지 못하다. 특히 비용에 민감한 대량 생산되는 가정용 전기 기기의 경우에는 AC 전원 스위칭 소자와 같은 특별한 인터페이스 회로를 필요로 하는데, 이런 이유로 마이크로콘트롤러를 사용하려면 추가 하드웨어가 필요하다. 추가 하드웨어는 전기 기기를 제어하는데 소요되는 경비 및 제어 장치의 크기를 상당히 많이 증가시킨다. 특별 주문형의 하드웨어를 사용하는 것이 좀 더 나은 해결 방법이긴 하지만, 현재 설계되고 있는 이러한 특별 주문형 하드웨어는 특수한 경우 또는 특수한 전기 기기에 특화되어 있다. 따라서 각각의 전기 기기에 대하여 전용 주문형 하드웨어를 설계해야 한다.

가장 바람직한 해결 방법은 전체 범위의 전기 기기에 적합하도록 특수하게 설계된 하드웨어를 각각의 특별한 제품에서 사용될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 설계를 통하여 소요 경비 및 크기가 작으며 마이크로프로세서에 기초한 설계를 다양하게 구현할 수 있다.

본 발명은 세탁기, 냉장고, 식기 세척기, 전기 오븐 등과 같은 가정용 및 상업용 전기 기기의 기능을 제어할 수 있는, 실시간 클록 기반 제어, 원격 제어 및 네트워킹이 가능한 디지털 전자 제어 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 사용자 가변 입력을 제공하기 위해 전위차계를 사용하며, 실시간 클록, 원격 제어 인터페이스 및 네트워크 인터페이스를 포함하는 디지털 전자 제어 장치를 예시하는 도면이다.

도 2는 사용자 가변 입력을 제공하기 위해 스위치를 사용하는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자 제어 장치를 예시하는 도면이다.

도 3은 전원, 외부 감지 소자, 사용자 가변 수단 및 외부 스위칭 소자를 제외하고, 실시간 클록, 원격 제어 인터페이스 유닛 및 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하는 전체 디지털 전자 제어 회로가 응용 주문형 집적회로(ASIC)로 구현되는 실시예를 예시하는 도면이다.

도 4는 비휘발성 메모리가 ASIC의 외부에 위치하는 ASIC 형태의 다른 실시예를 예시하는 도면이며, 이러한 구성에 의해 큰 용량의 비휘발성 메모리를 쉽게 사용할 수 있다.

도 5는 출력 구동·보호 회로의 내부 구조를 예시하는 도면이다.

도 6은 전자 제어 장치에 전력을 공급하기 위해 사용되는 변압기가 없는 전원(transformer less power-supply)을 예시하는 도면이다.

도 7은 세탁기에 응용된 전자 제어 장치를 예시하는 도면이다.

도 8은 냉장고에 응용된 전자 제어 장치를 예시하는 도면이다.

본 발명의 목적은 가정용 및 상업용 전기 기기에 사용되는 다양한 디지털 전자 제어 장치를 제공하며, 실시간 기반 제어, 원격 제어 및 네트워킹의 기능을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 디지털 전자 제어 장치는

감지된 파라미터를 전기 신호로 변환하는 외부 감지 소자를 각각 구동하는 복수의 센서 구동 회로;

감지 소자로부터 신호를 수신하고 이들 신호 중의 하나를 그 출력단으로 선택적으로 라우팅(routing)하는 아날로그 멀티플렉서;

아날로그 멀티플렉서의 출력단에 연결되어, 아날로그 멀티플렉서의 출력을 디지털 형태로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;

아날로그-디지털 변환기의 출력단에 연결되어, 비휘발성 메모리에 저장된 센서 교정 데이터를 사용하여 아날로그-디지털 변환기로부터 수신한 디지털 값을 보정하는 선형성·오프셋·감도 보정 회로;

선형성·오프셋·감도 보정 회로로부터 보정된 출력을 수신하고, 비휘발성 메모리가 공급하는 제어 데이터를 사용하여 전기 기기의 동작에 필요한 제어 신호 및 아날로그 멀티플렉서를 제어하기 위한 선택 신호를 생성하는 중앙 제어 유닛;

중앙 제어 유닛의 출력단에 연결되어, 노이즈(spurious outputs)를 제거하는 디지털 노이즈 필터;

디지털 노이즈 필터의 출력단에 연결되고, 중앙 제어 유닛의 제어 하에 디지털 노이즈 필터로부터의 입력이 연결될 출력단을 선택하는 디지털 디멀티플렉서(de-multiplexer);

디지털 디멀티플렉서의 하나의 출력단에 각각 연결되며, 디지털 디멀티플렉서로부터 수신한 디지털 데이터를 저장하고 감지된 파라미터를 보정하기 위해 전기기기의 필요한 부분을 동작시키는 복수의 제어 래치;

중앙 제어 유닛, 선형성·오프셋·감도 보정 회로 및 출력 구동·보호 회로의 동작에 필요한 데이터 및 제어 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 및

디지털 전자 제어 장치의 필요 회로의 동작에 필요한 타이밍 신호를 공급하는 클록 발진기

를 포함한다.

여기서 중앙 제어 유닛의 입력단은

현재 시간 데이터를 제공하는 실시간 클록;

원격 제어기로부터의 사용자 입력을 수신할 수 있으며 원격 제어기를 통하여 사용자에게 응답하는 원격 제어 인터페이스 유닛; 및

디지털 전자 제어 장치와 다른 장치가 데이터를 쌍방향 전송할 수 있도록 하는 네트워크 인터페이스 유닛

중에서 적어도 하나와 추가로 연결된다.

원격 제어 인터페이스 유닛은 적외선 또는 초음파 또는 무선 주파수 원격 인터페이스 유닛이다.

네트워크 인터페이스 유닛은 인터넷 연결성(Internet connectivity)과 같은 TCP/IP(transport control protocol/internet protocol) 기반 네트워크를 위한 것이다.

네트워크 인터페이스 유닛은 CAN(controller area network) 버스 기반 네트워크를 위한 것이다.

감지 소자는 선형, 또는 비선형 트랜스듀서(transducer)가 될 수 있다.

제어 래치 각각의 출력은 출력 구동·보호 회로에 연결되어, 감지된 파라미터를 보정하기 위해 전기 기기의 필요한 부품을 동작시키도록 스위칭 소자를 구동시킨다.

원하는 값의 제어 파라미터를 정의하기 위한 사용자 지정 입력 및 선택을 공급하기 위해, 복수의 사용자 입력 수단은 아날로그 멀티플렉서, 아날로그-디지털 변환기 및 선형성·오프셋·감도 보정 회로를 통해 중앙 제어 유닛에 연결된다.

사용자 가변 수단은 전위차계(potentiometer) 또는 스위치이다.

디스플레이 구동 장치는 중앙 제어 유닛의 출력단에 연결되어, 감지된 파라미터 또는 사용자 입력 수단으로부터 수신된 사용자 지정 값 중에서 하나를 외부 디스플레이 장치 상에 선택적으로 디스플레이한다.

오디오 구동 장치는 중앙 제어 유닛의 출력단에 연결되어, 외부 오디오 트랜스듀서를 사용하여 사용자에게 경고하기 위한 오디오 신호를 생성한다.

디지털 전자 제어 장치에 전력을 공급하기 위한 전원은 저 손실 용량성 전압 강하 네트워크, 전압 클램핑 소자(voltage clamping device), 정류기, 및 필터 네트워크로 이루어지며, DC 전압을 공급한다.

전원, 감지 소자, 사용자 가변 수단 및 외부 스위칭 소자를 제외하고 실시간 클록, 원격 제어 인터페이스 유닛 및 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하는 전체 디지털 전자 제어 장치는 주문형(custom)의 응용 주문형 집적회로(application specific integrated circuit; ASIC)로 구현되어, 소형이며 경비 면에서 효율적인제어 소자를 제공한다. 또한 ASIC는 데이터 기억 용량을 크게 하기 위하여 비휘발성 메모리를 제외하지만, 외부 비휘발성 메모리와 연결하기 위한 메모리 인터페이스 블록을 포함한다.

출력 구동·보호 회로는 과열 보호 회로, 과전류 보호 회로, 과전압 보호 회로 및 초기의 시동 구간 동안에 부하에 대하여 시동 전압을 효과를 감소시키는 소프트 시동 회로(soft start circuit)를 포함한다.

클록 발진기의 주파수 범위는 32 ㎑ -25 ㎑이며, 바람직하게는 4 ㎒이다.

제1 실시예의 네트워크 인터페이스 유닛은 인터넷과 접속하는 것과 같은 TCP/IP 프로토콜 기초 네트워크와 접속하기 위한 것이다.

다른 실시예에서 네트워크 인터페이스 유닛은 CAN(Controller Area Network) 시스템에 접속하기 위한 것이다.

다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스 유닛은 케이블 네트워크를 연결하도록 설계된다.

디지털 전자 제어 장치는 본 출원인이 출원한 PCT 출원번호 제 PCT/IN99/00029호에 기재되어 있다. 본 출원은 네트워킹, 원격 제어 및 실시간 클록을 사용하는 현재 시간에 기초하는 제어를 위한 장비를 포함한다. PCT 출원번호 제 PCT/IN99/00029는 이들 장비에 대해 기재하고 있지 않다.

도면을 참조하여 설명하면, 도면 부호 1a - 1d는 외부 감지 소자(sensing element)를 나타낸다. 센서 구동 회로(sensor drive circuit)(2a-2d)는 센서에 바이어스 신호를 공급한다. 아날로그 멀티플렉서(analog multiplexer)(3)는 중앙 제어 유닛(central control unit)(6)으로부터의 선택 데이터(selection data)에 기초하여 하나의 감지 소자로부터 신호를 선택하며, 이 신호는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)(4)에 의해 디지털 형태로 변환된다. 선형성·오프셋·감도 보정 회로(linearity sensitivity and offset correction circuit)(5)는 비휘발성 메모리(17)로부터 디지털 형태로 보정 인자 데이터(correction factor data)를 수신하여, 이 디지털 출력의 센서 선형성·오프셋·감도를 조절한다. 보정된 디지털 출력은 데이터를 저장하는 중앙 제어 유닛(6)에 공급된다. 사용자 입력은 외부 전위차계(12a - 12c)에 수신되며, 중앙 제어 유닛(6)은 선형성·오프셋·감도 보정 회로(5)로부터 수신하여 저장한 디지털 데이터와 함께 이 사용자 입력을 사용하여 감지된 파라미터를 보정하기 위한 제어 신호를 생성한다. 이 제어 신호는 디지털 필터(digital filter)(7)를 통과하여 노이즈가 제거된 후, 디지털 디멀티플렉서(digital demultiplexer)(8)의 입력단에 인가되며, 디멀티플렉서(8)의 입력단은 중앙 제어 유닛(6)의 제어 하에 이 신호를 제어 래치(control latch)(9a-9f) 중에서 하나의 제어 래치로 라우팅(routing)한다. 제어 래치 각각의 출력은 출력 구동·보호 회로(output drive and protection circuit drives)(10a-10f)에 연결된다. 출력 구동·보호 회로 각각은 외부 스위칭 소자(11a-11f)를 구동하여 전기 기기의 해당 부품을 동작시킴으로써 감지된 파라미터를 보정한다. 중앙 제어 유닛(6)은 디스플레이 구동 소자(13)를 구동하여 사용자 입력 또는 감지된 파라미터 값을 외부 디스플레이 장치(external display unit)(14) 상에 디스플레이하고, 외부 오디오 트랜스듀서(external audio transducer)(16)를 통해 오디오 출력을 공급한다. 중앙 제어 유닛(6)은 현재 시간요구에 기초하여 제어하도록 인에이블(enable)되는 실시간 클록 장치(real-time-clock unit)(C)로부터 현재 시간의 데이터를 수신한다. 중앙 제어 유닛(6)에 연결된 원격 제어 인터페이스 유닛(remote-control interface unit)(R)은 휴대용 원격 제어기로부터 원격으로 사용자 입력 데이터를 수신할 수 있는 기능을 제공한다. 네트워크 인터페이스 유닛(network interface unit)(N)은 중앙 제어 유닛(6)을 외부 장치, 즉 다른 유사한 디지털 제어 유닛 또는 컴퓨터와 같은 다른 장치에 연결하여, 네트워크를 통해 여러 가지 장치 사이에서 데이터가 교환될 수 있도록 한다. 클록 회로(18) 및 비휘발성 메모리(17)는 표시한 것처럼 여러 가지 지점에 연결된다.

도 2에서, 사용자 가변 입력은 전위차계 대신에 외부 스위치(20a-20c)로부터 나온다.

도 3은 외부 블록(1a-1d, 11a-11f, 12a-12c, 14, 16, 19, 20a-20c)을 제외하고 실시간 클록, 원격 제어 인터페이스 유닛 및 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하고 응용 주문형 집적회로(ASIC)(21)의 형태로 구현되어, 매우 작으며 경비 면에서 효율적인 해결방법을 제시하는 전자 제어 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

도 4는 ASIC(22)를 사용하는 다른 실시예를 나타낸 도면으로서 기억 장치의 용량을 크게 하기 위해 비휘발성 메모리가 ASIC의 외부에 위치한다. 외부 비휘발성 메모리(24)는 ASIC 내부의 비휘발성 메모리 인터페이스 블록(23)과 연결된다.

도 5는 출력 구동·보호 회로 각각의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 출력 구동·보호 회로 내부의 과전류 보호 회로(overcurrent protection circuit)(25),과열 보호 회로(over-heat protection circuit)(26) 및 과전압 보호 회로(over-voltage protection circuit)(27)는 외부 스위칭 소자(11a-11f) 각각의 출력단에서의 전기 상태를 감시하고, 과부하 상태가 검출되는 경우 구동을 제한하거나 차단(cut-off)한다. 또한 소프트 시동 구동 회로(soft-start drive circuit)(28)는 점진적으로 시동되는 구동 신호를 공급하여, 부하(전기 기기) 및 외부 스위칭 소자(11a-11f)에 가해지는 스트레스(stress)를 최소화한다.

도 6은 디지털 전자 제어 장치에 전력을 공급하기 위해 사용되는 전원(29)을 나타낸 것으로서 이 전원(29)은 2 내지 8 볼트의 변압기 없는(transformerless) 전원(29)이다. 용량성 전압 강하 네트워크(capacitive voltage dropping network)(30) 및 전압 클램핑 제너 다이오드(voltage clamping zener diode)(31)는 높은 전압의 입력 교류 전압을 낮은 값으로 감소시킨다. 낮은 값의 교류 전압은 다이오드(32)에 의해 정류되고 필터링된 후에 다시 커패시터(33)에 의해 필터링되어, 회로에 전력을 공급하는 낮은 전압 직류 전원이 된다.

도 7은 세탁기(34)에 사용되는 전자 제어 장치를 예시한 도면이다. 수조 내부에 위치하는 수위 감지 소자(water level sensing element)(35)는 수조 내부의 수위를 감지하고, 수조 내부의 온도 감지 소자(36)는 물의 온도를 감지하며, 세제 공급통 내부의 세제량 감지 소자(detergent level sensing element)(37)는 세제량을 감지한다. 전자 제어 장치(45)는 여러 가지 감지 소자 및 사용자 설정 스위치(44)로부터 수신한 신호에 기초하여 급수 밸브(38), 가열 코일(39), 세제 공급 밸브(40), 교반기 모터(41), 모터 역회전 스위치(42) 및 배수 밸브(43)를 제어한다. 상태 및 사용자 설정은 세탁기의 사용자 인터페이스 패널(46) 상에 디스플레이되며, 필요한 경우에는 오디오 장치(47)에서 경고음을 울린다. 또한 휴대용 원격 제어기(RC)는 원격으로 사용자 설정을 제어하고 상태 정보를 수신한다. 세탁기의 전면 패널 상의 실시간 클록(CL)은 현재 시간 정보를 디스플레이하며, 하루 중에서 프로그래밍된 시간에 세탁기를 작동시키고 그 동작을 중단하는 것과 같은 제어 동작을 설정하는 데 사용될 수 있다. 네트워크(NW)는 세탁기를 가정의 다른 전기 기기, 가정용 컴퓨터(도시 생략)에 연결하여, 가정 내에서 컴퓨터에 의해 그 동작을 제어하도록 한다.

도 8은 냉장고(48)의 전자 제어 장치를 예시한 도면이다. 냉동실 내부에 위치하는 온도 감지 소자(49)는 냉각 코일(50) 부근의 온도를 감지하고, 냉장실 내부에 위치하는 다른 온도 감지 소자(51)는 냉장실 내부의 온도를 감지하고, 제3 온도 감지 소자(52)는 압축기 하우징(compressor housing)의 온도를 감지한다. 냉장고 문틀에 위치하는 문 스위치(53)는 냉장고 문의 개폐 상태를 감지한다. 디지털 전자 제어 장치(54)는 이들 감지 소자 각각으로부터 신호를 수신하고, 감지 소자 및 스위치 각각으로부터 수신한 신호에 기초하여 압축기(55), 순환 팬(56), 냉장고 조명(57) 및 문 열림 경보기(58)를 동작시킨다. 또한 냉장고는 전면 패널(FP) 상에 실시간 디스플레이를 위한 실시간 클록(RCL) 디스플레이를 구비하는데, 실시간 클록 디스플레이를 사용하여 하루 중의 소정의 시간에 제어 동작을 설정할 수 있다. 또한 디지털 전자 제어 장치 내부의 네트워크 인터페이스를 통해 냉장고를 가정 내의 네트워크(NET)와 연결하는데, 여기서 네트워크(NET)는 여러 가지 전기 기기를중앙 가정용 컴퓨터(도시 생략)에 연결하여 이들 전기 기기의 동작을 모니터링하고 제어한다.

동작:

감지 소자(1a - 1d)(선형 또는 비선형 트랜스듀서)는 센서 구동 회로(2a -2d)에 의해 구동되며, 감지된 파라미터에 응답하여 아날로그 전압 신호를 생성한다. 이들 아날로그 전압 신호는 아날로그 멀티플렉서(3)의 입력단에 인가된다. 아날로그 멀티플렉서(3)는 중앙 제어 유닛(6)으로부터 수신된 채널-선택 신호(channel-select signals)의 제어 하에서 하나의 감지 소자로부터의 신호를 아날로그-디지털 변환기(4)로 출력한다. 아날로그-디지털 변환기(4)는 그 입력단에 공급되는 아날로그 전압에 대응하는 디지털 출력을 생성한다. 선택된 감지 소자로부터 수신된 신호에 대응하는 이러한 디지털 출력은 선형성·오프셋·감도 보정 회로(5)에 의해 수신된다. 선형성·오프셋·감도 보정 회로(5)는 디지털 전자 제어 장치를 제조할 때 비휘발성 메모리(17)에 저장한 데이터를 사용하여 이 디지털 출력을 수정함으로써 감지 소자 출력의 비선형, 오프셋 및 감도 편차(deviation)를 보정한다. 이에 따라 감지되고 보정된 디지털 파라미터 값이 생성된다. 중앙 제어 유닛 및 선형성·오프셋·감도 보정 회로는 디지털 논리 회로이다.

중앙 제어 유닛(6)은 감지 소자 각각에 대한 이러한 감지되고 보정된 파라미터 값을 수신하여 저장한다. 또한 중앙 제어 유닛(6)은 전위차계(12a - 12c) 또는 스위치(20a - 20c)로부터 사용자 공급 입력을 수신한다. 비휘발성 메모리(17)가 공급하는 제어 데이터에 따라 중앙 제어 유닛(6)은 이들 입력 값 및 저장된 파라미터 값을 평가한다. 평가 결과는 디지털 값 형태로 결과가 전송될 출력단을 결정하는 선택 신호와 함께, 중앙 제어 유닛(6)으로부터 디멀티플렉서(7)의 입력단으로 출력된다. 디멀티플렉서의 출력 각각에 대하여 평가 시퀀스가 반복된다.

또한 중앙 제어 유닛(6)은 비휘발성 메모리(17)가 공급하는 제어 데이터에 따라 디스플레이 구동 장치(13) 및 오디오 구동 장치(15)를 구동하는 디지털 신호를 출력한다.

디멀티플렉서로부터의 출력은 중앙 제어 유닛(6)이 생성하는 선택 제어 신호에 기초하여 하나의 제어 래치(9a - 9f)에 저장되어, 대응하는 출력 구동·보호 회로(10a - 10f)를 인에이블/디스에이블하는 데 사용된다. 제어 래치(9a - 9f)가 대응하는 출력 구동·보호 회로(10a - 10f)를 인에이블하면, 출력 구동·보호 회로(10a - 10f)는 외부 스위칭 소자(11a - 11f)를 구동하는데 필요한 신호를 생성함으로써 전기 기기의 관련 부분을 동작시켜 감지된 파라미터를 보정한다. 또한 출력 구동·보호 회로(10a - 10f)는 부하 조건을 계속적으로 감시하다가, 과부하 조건이 발생하면 외부 스위칭 소자(11a - 11f)의 구동을 멈추게 한다.

실시간 클록 유닛(C)은 현재 시간의 값에 기초하여 제어 동작을 인에이블하는 중앙 제어 유닛(6)에 현재 시간을 입력한다. 중앙 제어 유닛(6)에 연결된 원격 제어 인터페이스 유닛(R)은 사용자가 디지털 제어 장치의 전면 패널을 사용하지 않고, 자외선, 초음파 또는 무선 주파수 원격 제어 송수신기(transceiver) 등의 휴대용 원격 제어기를 사용하여 데이터를 원격으로 입력할 수 있도록 해준다. 중앙 제어 유닛(6)에 연결된 네트워크 인터페이스 장치(N)는 디지털 제어 장치를 다른 유사한 디지털 제어 장치 또는 컴퓨터와 같은 다른 장치에 연결하여 정보를 교환할 수 있는 기능을 제공한다.

32 ㎑ - 25 ㎒ 주파수 범위의 수정 발진기에 기초하는 클록 회로(16)는 회로 블록 각각을 동작시키는 데 필요한 모든 타이밍 신호를 생성하며, 전원 공급 장치(18)는 필요한 전압 및 전류를 전자 제어 장치의 회로 블록 각각에 공급한다.

디지털 전자 제어 장치는 본 출원인이 출원한 미합중국 특허 출원번호 제 호에 기재되어 있다. 본 발명은 네트워킹, 원격 제어 및 실시간 클록을 사용하는 현재 시간에 기초한 제어를 위한 장비를 포함한다. 이들 설비는 전술한 미합중국 특허 출원에 기재 또는 청구되어 있지 않다.

Claims

감지된 파라미터를 전기 신호로 변환하는 외부 감지 소자를 각각 구동하는 복수의 센서 구동 회로;

상기 감지 소자로부터 신호를 수신하고 이들 신호 중의 하나를 그 출력단으로 선택적으로 라우팅(routing)하는 아날로그 멀티플렉서;

상기 아날로그 멀티플렉서의 출력단에 연결되어, 상기 아날로그 멀티플렉서의 출력을 디지털 형태로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;

상기 아날로그-디지털 변환기의 출력단에 연결되어, 비휘발성 메모리에 저장된 센서 교정 데이터를 사용하여 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 수신한 디지털 값을 보정하는 선형성·오프셋·감도 보정 회로;

상기 선형성·오프셋·감도 보정 회로로부터 보정된 출력을 수신하고, 상기 비휘발성 메모리가 공급하는 제어 데이터를 사용하여 전기 기기의 동작에 필요한 제어 신호 및 상기 아날로그 멀티플렉서를 제어하기 위한 선택 신호를 생성하는 중앙 제어 유닛;

상기 중앙 제어 유닛의 출력단에 연결되어, 노이즈(spurious outputs)를 제거하는 디지털 노이즈 필터;

상기 디지털 노이즈 필터의 출력단에 연결되고, 상기 중앙 제어 유닛의 제어 하에 상기 디지털 노이즈 필터로부터의 입력이 연결될 출력을 선택하는 디지털 디멀티플렉서(de-multiplexer);

상기 디지털 디멀티플렉서의 하나의 출력단에 각각 연결되며, 상기 디지털 디멀티플렉서로부터 수신한 디지털 데이터를 저장하고 감지된 파라미터를 보정하기 위해 전기 기기의 필요한 부분을 동작시키는 복수의 제어 래치;

상기 중앙 제어 유닛, 선형성·오프셋·감도 보정 회로 및 출력 구동·보호 회로의 동작에 필요한 데이터 및 제어 파라미터를 저장하는 비휘발성 메모리; 및

디지털 전자 제어 장치의 필요 회로의 동작에 필요한 타이밍 신호를 공급하는 클록 발진기

를 포함하며,

상기 중앙 제어 유닛의 입력단은

현재 시간 데이터를 제공하는 실시간 클록;

원격 제어기로부터의 사용자 입력을 수신할 수 있으며 원격 제어기를 통하여 사용자에게 응답하는 원격 제어 인터페이스 유닛; 및

상기 디지털 전자 제어 장치와 다른 장치가 데이터를 쌍방향 전송할 수 있도록 하는 네트워크 인터페이스 유닛

중에서 적어도 하나와 연결되는

디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 원격 제어 인터페이스 유닛이 적외선 또는 초음파 또는 무선 주파수 원격 인터페이스 유닛인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 원격 제어 인터페이스 유닛이 무선 주파수 원격 인터페이스 유닛인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 원격 제어 인터페이스 유닛이 초음파 원격 인터페이스 유닛인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 네트워크 인터페이스 유닛이 인터넷 연결성 등을 위한 TCP/IP(transport control protocol/internet protocol) 기반 네트워크용인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 네트워크 인터페이스 유닛이 CAN(controller area network) 버스 기반 네트워크용인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 네트워크 인터페이스 유닛이 유선 네트워크용인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 감지 소자가 선형 또는 비선형 트랜스듀서인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 중앙 제어 유닛 및 상기 선형성·오프셋·감도 보정 회로가 디지털 논리 회로인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 제어 래치 각각의 출력이 출력 구동·보호 회로에 연결되어, 감지된 파라미터를 보정하기 위해 필요한 전기 기기의 부품을 활성화하도록 스위칭 소자를 구동하는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

원하는 값의 제어 파라미터를 정의하기 위한 사용자 지정 입력 및 선택을 제공하기 위해, 복수의 사용자 입력 수단이 상기 아날로그 멀티플렉서, 아날로그-디지털 변환기 및 선형성·오프셋·감도 보정 회로를 통해 상기 중앙 제어 유닛에 연결되는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 사용자 가변 수단이 전위차계 또는 스위치인 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 중앙 제어 유닛의 출력단에 연결되며, 감지된 파라미터 또는 사용자 입력 수단으로부터의 사용자 지정 값 중에서 하나를 외부 디스플레이 장치에 선택적으로 디스플레이하는 디스플레이 구동 유닛을 더 포함하는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 중앙 제어 유닛의 출력단에 연결되며, 외부 오디오 트랜스듀서를 사용하여 사용자 경고용 오디오 신호를 생성하는 오디오 구동 유닛을 더 포함하는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 디지털 전자 제어 장치에 전력을 공급하며 저손실 용량성 전압 강화 네트워크, 전압 클램핑 소자, 정류기 및 필터 네트워크로 이루어져 DC 전압을 제공하는 전원을 더 포함하는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

전원, 감지 소자, 사용자 가변 수단 및 상기 외부 스위칭 소자를 제외한 전체 디지털 전자 제어 장치가 주문형(custom)의 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC)로 구현되어, 소형이며 경비 면에서 효율적인 제어 소자를 제공하는 디지털 전자 제어 장치.
제16항에 있어서,

상기 ASIC가 데이터 기억 용량을 크게 하기 위하여 비휘발성 메모리를 제외하고, 상기 외부 비휘발성 메모리에 접속하기 위한 메모리 인터페이스 블록을 포함하는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 출력 구동·보호 회로가 과열 보호 회로, 과전류 보호 회로, 과전압 보호 회로 및 소프트 시동 회로를 포함하여, 상기 소프트 시동 회로는 초기 시동 구간 동안에 부하에 대한 시동 전압을 효과적으로 감소시키는 디지털 전자 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 클록 발진기의 주파수 범위가 32 ㎑ - 25 ㎒인 디지털 전자 제어 장치.
제19항에 있어서,

상기 클록 발진기의 주파수 범위가 바람직하게 4 ㎒인 디지털 전자 제어 장치.