KR20090116854A - Subway control system using can communication - Google Patents

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KR20090116854A
KR20090116854A KR1020080042631A KR20080042631A KR20090116854A KR 20090116854 A KR20090116854 A KR 20090116854A KR 1020080042631 A KR1020080042631 A KR 1020080042631A KR 20080042631 A KR20080042631 A KR 20080042631A KR 20090116854 A KR20090116854 A KR 20090116854A
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최정균
윤천주
서명식
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서울특별시도시철도공사
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Abstract

PURPOSE: A subway control system is provided to easily perform installation and wiring design inside a subway by using a CAN(Controller Area Network) communication. CONSTITUTION: A subway control system includes a TC(Train Computer)(100), a CC(Car Computer)(200), and a plurality of control units. The TC is operated as a main control device of a subway. The CC communicates with the TC through one CAN bus. The CC controls each vehicle of the subway. The control units communicate with the CAN bus branched from the CC. A CAN driver is installed in the TC, the TC, or the control unit. The CAN driver controls various units by loading data on the CAN bus.

Description

ＣＡＮ 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템{SUBWAY CONTROL SYSTEM USING CAN COMMUNICATION}Electric control system using CAN communication {SUBWAY CONTROL SYSTEM USING CAN COMMUNICATION}

본 발명은 CAN(Controller Area Network) 통신을 이용한 전동차의 종합제어시스템에 관한 것으로, 전동차의 각종 제어 유닛, 즉 CC, ATC, ATO, TWC, DU, PA, PIS, 인터폰, 열차무선, 제동장치, 냉방장치, 출입문(Door), 보조전원장치, 난방장치, 인버터장치, 공기압축기, 각종 감시장치 등을 관리, 제어하는 종합제어시스템을 CAN 버스로 상호 연결하여, 배선 배관의 설계를 단순화하고, 제작원가를 절감하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a comprehensive control system for a train using CAN (Controller Area Network) communication, and various control units of the train, that is, CC, ATC, ATO, TWC, DU, PA, PIS, interphone, train radio, braking device, Simplify the design of wiring piping by interconnecting a total control system that manages and controls air-conditioning devices, doors, auxiliary power supplies, heating devices, inverter devices, air compressors, and various monitoring devices via a CAN bus. The present invention relates to an electric vehicle total control system using CAN communication that reduces cost.

CAN 통신은 하나의 케이블, 즉 단지 2개의 선(Twist pair cable)으로 여러가지 ECU(Electronic Control Unit)들이 병렬로 연결되어 각각의 ECU들과 서로 정보교환이 원활히 이루어져 우선순위대로 처리하는 방식의 통신기술로 효율적으로 여러가지 제어 유닛을 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다.CAN communication is a communication technology in which various ECUs (Electronic Control Units) are connected in parallel with one cable, that is, only two wires (Twist pair cable), so that information can be exchanged with each ECU smoothly and processed according to priorities. It has the advantage of being able to control various control units efficiently.

또한, CAN 통신은 Twist pair cable의 장점인 노이즈(Noise)에 강하기 때문에 고 신뢰성을 제공하며, 네트워크상의 각 디바이스마다 CAN 컨트롤러 칩이 내장 되어 있으므로 매우 지능적이다. 또한, 모든 메시지는 우선순위가 있으므로 두 개의 노드가 동시에 메시지를 전송할 경우, 우선순위에 따라 메시지를 전송하게 된다.In addition, CAN communication provides high reliability because it is strong against noise, which is the advantage of twisted pair cable, and is very intelligent because a CAN controller chip is embedded in each device on the network. In addition, since all messages have priority, when two nodes transmit a message at the same time, the message is transmitted according to the priority.

또한, CAN 통신은 전송되는 각종 제어데이터의 오류여부를 검사하는 오류제어기능을 가지고 있어 데이터의 신뢰성을 제공할 수 있는 통신방식이다.In addition, CAN communication is a communication method that has an error control function that checks whether various control data are transmitted or not, thereby providing reliability of data.

이러한 CAN 통신기술은 초창기 자동차 산업 분야에 적용하기 위한 네트워크 방식으로 개발되었으며, 그 적용범위가 다른 산업분야로 점점 확대되고 있으나, 현재 전동차 종합제어시스템에 적용되고 있는 사례는 없다.The CAN communication technology was developed as a network method for the automotive industry in the early days, and its scope of application is gradually expanding to other industries, but there is no case that is currently being applied to a comprehensive electric vehicle control system.

이하, 도면을 참조하여 종래 전동차 종합제어시스템의 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the structure of the conventional electric vehicle comprehensive control system is demonstrated with reference to drawings.

도 1은 종래 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a conventional electric vehicle comprehensive control system.

도 1을 참조하면, 종래의 전동차 종합제어시스템은 주제어장치인 TC(Train Computer;10)에서 각 전동차 차량의 CC(Car Computer;20)로 연결되고 각 차량의 CC(20)에서 전동차 객실내 각 제어 유닛 단위의 시스템까지 유닛 별로 별도의 케이블로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, a conventional electric vehicle comprehensive control system is connected to a CC (Car Computer) 20 of each electric vehicle by a TC (Train Computer) 10, which is a main control device, and each of the electric vehicle cabins in the CC 20 of each vehicle. Each unit up to a system of control units consists of a separate cable.

일반적으로 전동차의 전자화 및 자동화 추세에 따라 ATC(Automatic Train Control;31), ATO(Automatic Train Operation;32), TWC(Train Wayside Communication;33), DU(Display Unit;34), PA(Public Announce;35), PIS(Passenger Information System;36), 인터폰, 제동장치(41), 냉방장치(42), 출입문(43), 보조전원장치(44), 난방장치, 인버터장치(45), 공기압축기, 각종 감시장치 등과 같은 다양한 유닛들이 전동차 내에 구비되고 있다.In general, according to the trend of electronic and automation of electric vehicles, Automatic Train Control (ATC) 31, Automatic Train Operation (ATO) 32, Train Wayside Communication (33), Display Unit (34), and Public Announce (PA); 35) PIS (Passenger Information System) 36, interphone, braking device 41, air conditioner 42, door 43, auxiliary power supply 44, heating device, inverter device 45, air compressor, Various units such as various monitoring devices are provided in the electric vehicle.

이때, 상기 TC(10)에서 직접 제어하거나 통신하는 ATC(31), ATO(32), TWC(33), DU(34), PA(35), PIS(36), 인터폰 등까지의 연결 또한 각 유닛 별로 별도의 케이블로 구성되어 있고, PA(35), PIS(36), 인터폰, 열차무선 등은 각 유닛 별로 별도의 케이블이 전부 운전실에서부터 후부 운전실까지 개별적 배선으로 연결되어 있다. At this time, the connection to the ATC (31), ATO (32), TWC (33), DU (34), PA (35), PIS (36), interphone, etc. directly controlled or communicated by the TC (10) Each unit is composed of separate cables, and in the PA 35, PIS 36, interphone, and train radio, all the separate cables for each unit are connected by individual wiring from the cab to the rear cab.

이러한 시스템 구성은 전동차 내의 각종 제어 유닛들이 각각 개별적 배선으로 연결되는 이른바 하드와이어 연결의 직구동 방식을 사용하고 있다.This system configuration uses a so-called direct drive method of hard wire connection in which various control units in the electric vehicle are connected by individual wires.

따라서 상기 TC(10)나 CC(20)로부터 차량 내의 각종 유닛이 각각 개별적으로 연결되어야 하므로 전동차 내에 배선되는 케이블의 수가 증가하게 되어 배선설계 및 설치가 복잡해지고 배관, 배선이 차지하는 공간 및 중량으로 인해 전동차의 유지보수가 어려워진다. 또한, 전체 전동차의 제작비용 및 중량이 증가하며, 제어 유닛의 신, 증설시 새로운 배관, 배선을 해야 하고 종래에 구성된 네트워크는 표준화된 통신방식을 사용하지 않아 신, 증설된 제어 유닛을 종래의 네트워크와 연결이 어려워 별도의 네트워크를 구성해야 하는 문제점이 있다.Therefore, since the various units in the vehicle must be individually connected from the TC 10 or the CC 20, the number of cables to be wired in an electric vehicle increases, which leads to complicated wiring design and installation and space and weight occupied by piping and wiring. Maintenance of electric cars becomes difficult. In addition, the production cost and weight of the entire electric vehicle increases, and new piping and wiring must be done when the control unit is newly added or expanded. The conventionally constructed network does not use a standardized communication method. There is a problem in that it is difficult to connect with a separate network.

도 2는 전동차 객실 및 운전실내 종래 전동차 종합제어시스템의 배선도를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a wiring diagram of a conventional electric vehicle comprehensive control system in an electric vehicle cabin and a cab.

도 2를 참조하면, 종래 전동차 객실내 제어시스템 구성은 전동차 객실내 CC(20)와 각각의 제어 유닛들(난방기, 냉방기, 출입문, 표시기, 제동장치, 냉방장치, 보조전원장치, 인버터장치, 각종 감시장치 등)이 각각의 통신케이블을 통해 직 접 연결되어 제어되는 구조로 되어 있다. 그리고 전동차 운전실내 TC(10), ATC(31), CC(20)는 운전실 데스크의 각각 기기들(주간제어기, 스위치, 계기판, 표시등, 버튼, 부저 등)과의 입, 출력이 하드와이어로 연결되는 구조로 되어있다. Referring to FIG. 2, a conventional electric vehicle in-room control system configuration includes a CC 20 in an electric vehicle cabin and respective control units (heaters, air conditioners, doors, indicators, brakes, air conditioners, auxiliary power supplies, inverter devices, and various kinds of control units. Surveillance device, etc.) is directly connected through each communication cable and controlled. In addition, the TC 10, ATC 31, and CC 20 in the cab of the electric vehicle have a hardwire input and output with the devices (weekly controller, switch, instrument panel, indicator light, button, buzzer, etc.) of the cab desk. It is structured to be connected.

따라서 케이블이 배관, 배선이 많이 소요되며, 구성이 복잡하게 됨으로써 유지보수의 어려움이 있다.Therefore, the cable takes a lot of piping, wiring, and the configuration is complicated, there is a difficulty in maintenance.

종합하면, 종래의 전동차 종합제어시스템은 주제어장치와 각각의 ECU(Electronic Control Unit)들 간에 별도의 통신케이블을 포설하여 제어하는 통신방식으로 구성되어 있으며, 또한 전동차 제어를 위한 제어 유닛의 추가를 위해서는 종합제어장치와 제어 유닛간 별도의 통신케이블을 포설해야 하고 통신방식이 상이하기 때문에 구축시간 및 구축비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.In summary, the conventional electric vehicle comprehensive control system is composed of a communication method for installing and controlling a separate communication cable between the main control unit and each ECU (Electronic Control Unit), and to add a control unit for electric vehicle control Since a separate communication cable must be installed between the integrated control device and the control unit, and the communication method is different, there is a problem in that the construction time and the construction cost are excessively required.

또한 전동차 제작시 전동차의 종합제어장치와 각종 제어 유닛간 별도의 통신케이블 포설에 따른 배관, 배선의 공간과 케이블 무게로 인해 전동차 전체중량의 증가, 전동차 제작비용 증가와 전동차 유지보수 및 운영의 비효율성 문제가 발생되고 있는 실정이다.In addition, due to the piping and wiring space and the weight of the cable according to the installation of separate communication cables between the comprehensive control system and various control units of the electric vehicle, the total weight of the electric vehicle increases, the manufacturing cost of the electric vehicle increases, and the inefficiency of maintenance and operation of the electric vehicle. Problems are occurring.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 전동차 내의 각각의 유닛에 연결된 입, 출력 케이블들을 감소시켜 차량의 제작원가를 절감시키고 배관, 배선의 설계 및 설치작업의 효율성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention devised to solve the above problems is to reduce the input and output cables connected to each unit in the electric vehicle to reduce the manufacturing cost of the vehicle and improve the efficiency of the design and installation work of piping, wiring.

또한, 전동차 내에 배선되는 배선상태의 복잡성을 단순화시켜 차량의 유지보수가 용이하게 이루어지도록 한 각종 유닛 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide various unit control devices which simplify the complexity of the wiring state to be wired in an electric vehicle so that maintenance of the vehicle can be easily performed.

그리고 제어 유닛의 신, 증설 필요시 간편하게 제어 유닛의 추가환경을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide an additional environment for the control unit in a simple manner when new or additional control units are required.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전동차의 주제어장치로 동작하는 TC; 상기 TC와 하나의 CAN 버스(BUS)를 통하여 연결되어 통신하며, 각 차량에 형성되어 차량을 제어하는 CC; 및 상기 CC로부터 분기된 CAN 버스를 통하여 연결되어 통신하는 복수의 제어 유닛을 포함하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템을 제공한다.The present invention for achieving the above object, TC operating as the main controller of the electric vehicle; A CC connected to the TC via one CAN bus to communicate with each other and formed in each vehicle to control the vehicle; And a plurality of control units connected and communicated through the CAN bus branched from the CC.

또한, 본 발명은 전동차의 주제어장치로 동작하는 TC; 및 상기 TC로부터 분기된 CAN 버스를 통하여 연결되어 통신하는 복수의 제어 유닛을 포함하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템을 제공한다.In addition, the present invention is TC; And a plurality of control units connected and communicated with each other via a CAN bus branched from the TC.

또한, 본 발명은 전동차의 주제어장치로 동작하는 TC; 상기 TC와 종래 디지털 통신방식으로 연결되어 통신하며, 각 차량에 형성되어 차량을 제어하는 CC; 및 상기 CC로부터 분기된 CAN 버스와 연결되는 복수의 제어 유닛을 포함하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템을 제공한다.In addition, the present invention is TC; A CC connected to the TC in a conventional digital communication scheme, the CC being formed in each vehicle to control the vehicle; And a plurality of control units connected to the CAN bus branched from the CC.

바람직하게는, 전, 후방 운전실에 형성되는 상기 TC 사이를 별도의 CAN 버스를 통해 연결함으로써 우회선로를 제공하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it is characterized by providing a bypass line by connecting between the TC formed in the front, rear cab via a separate CAN bus.

또한, 상기 TC, CC 또는 제어 유닛에는 CAN 드라이버(Driver)가 설치되어 상기 CAN 버스 상의 데이터를 로딩함으로써 상기 각종 유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the TC, CC or control unit is installed with a CAN driver (Driver) is characterized in that for controlling the various units by loading data on the CAN bus.

또한, 상기 TC, ATC, CC와 하드와이어로 연결되는 운전실 데스크의 각 기기 들을 CAN 버스를 통해 연결하여 입, 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized by controlling the input and output by connecting each device of the cab desk connected to the TC, ATC, CC and hardwire through a CAN bus.

더욱 바람직하게는, 상기 전동차량 내의 각종 유닛은 CAN 버스를 구성하는 정(+)과 부(-)의 두 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 CAN 드라이버와 연결되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the various units in the electric vehicle are connected to the CAN driver through two lines CAN_H and CAN_L, which are positive (+) and negative (-) constituting the CAN bus.

더더욱 바람직하게는, 상기 CAN 통신 버스는 정(+)과 부(-)의 두 라인(CAN_H, CAN_L)으로 이루어진 직렬 타입(Serial Type)으로 구성되어 외부 전자파나 노이즈가 두 라인의 위상차에 영향을 미치지 않는 것을 특징으로 한다.Even more preferably, the CAN communication bus is composed of a serial type consisting of two lines (CAN_H and CAN_L), positive and negative, so that external electromagnetic waves or noise affect the phase difference between the two lines. It is characterized by not falling.

또한, 통신 시 명령의 충돌을 피하기 위하여 상기 TC 또는 CC와 복수의 제어 유닛 사이의 통신은 상기 제어 유닛에 우선순위를 부여하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the communication between the TC or CC and a plurality of control units is performed by giving priority to the control unit in order to avoid collision of commands during communication.

더욱 바람직하게는, 상기 제어 유닛은 병렬로 연결되어 각 유닛들의 성격 및 중요도에 따라 우선순위를 지정하여 통신을 수행하며, 이를 통하여 전송 데이터의 오류제어기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the control unit is connected in parallel to specify the priority according to the nature and importance of each unit to communicate, characterized in that to provide an error control function of the transmission data.

또한, 새로운 제어 유닛의 추가 시 상기 CAN 버스 상에 노드를 추가 형성하고, 상기 노드에 추가되는 제어 유닛을 새로운 ID를 할당하여 연결함으로써 시스템을 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the system is configured by additionally forming a node on the CAN bus when adding a new control unit, and assigning and connecting a control unit added to the node with a new ID.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 CAN 통신기술을 이용하여 전동차 종합제어시스템을 구축함으로써 케이블 배관, 배선의 공간 절약, 전동차 제작비용 절감, 전동차 전체중량 감소, 제어시스템의 신, 증설의 용이, 각종 제어시스템의 유지보수 편의 등을 위한 효율적인 전동차 종합제어시스템을 구축할 수 있다.As described above, according to the present invention by using the CAN communication technology to build a comprehensive electric vehicle control system, cable piping, wiring space saving, electric vehicle manufacturing cost reduction, electric vehicle weight reduction, new control system, easy to expand, An efficient electric vehicle total control system can be constructed for the convenience of maintenance of various control systems.

보다 상세히, 본 발명에 따르면 전동차의 고성능화, 전자화, 자동화 추세에 따라 전동차 내에 여러가지 제어 유닛들이 구비되면서 종래의 하드와이어 연결 직구동 방식에 의해 전동차 내의 각각의 제어 유닛들이 받아오던 입력선(통신케이블)들을 감소시켜 전동차의 제작원가를 절감시키며, 배선의 설계 및 설치작업의 효율성을 제공할 수 있다.In more detail, according to the present invention, various control units are provided in the electric vehicle according to the trend of high performance, electronicization, and automation of the electric vehicle. It can reduce the production cost of the electric vehicle and can provide the efficiency of wiring design and installation work.

또한, 상기 차량 내에 배선되는 케이블 수의 증가로 인한 배선상태의 복잡성을 단순화시켜 전동차의 유지보수가 쉽게 이루어지도록 하는 효과가 있다.In addition, there is an effect to simplify the maintenance of the electric vehicle by simplifying the complexity of the wiring state due to the increase in the number of cables to be wired in the vehicle.

또한 제어 유닛의 신, 증설 필요시 간편하게 제어 유닛의 추가환경을 제공하 는 효과가 있다.In addition, it is effective to provide additional environment of control unit easily when new or expansion of control unit is needed.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an electric vehicle comprehensive control system using CAN communication according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템은 전동차의 주제어장치인 TC(100)는 하나의 CAN 버스(BUS)를 통하여 각 전동차 차량의 CC(200)와 연결되어 상호 통신한다. 또한 각 차량의 상기 CC(200)에서 분기되는 각 제어 유닛 단위(제동장치(410), 냉방장치(420), 출입문(430), 보조전원장치(440), 인버터장치(450), 각종 감시장치 등)의 시스템까지 상기 CC(200)를 연결하도록 CAN 버스에 연결된다.Referring to FIG. 3, in the electric vehicle comprehensive control system using the CAN communication of the present invention, the TC 100, which is a main control device of the electric vehicle, is connected to the CC 200 of each electric vehicle vehicle through one CAN bus and communicates with each other. do. In addition, each control unit unit (braking device 410, cooling device 420, door 430, auxiliary power supply 440, inverter device 450, various monitoring devices branched from the CC 200 of each vehicle) Etc.) is connected to the CAN bus to connect the CC 200.

그리고 상기 TC(100)에서 직접 제어하거나 통신하는 ATC(310), ATO(320), TWC(330), DU(340), PA(350), PIS(360) 등까지의 연결 또한 상기의 CAN 버스를 통해 이루어져 제어된다. 또한 PA(350), PIS(360), 인터폰, 열차무선 등은 전, 후방 운전실간 하나의 CAN 버스에 각 기기 들을 연결하여 제어된다.In addition, the connection to the ATC 310, ATO 320, TWC 330, DU 340, PA 350, PIS 360, etc., which are directly controlled or communicated by the TC 100, may also be the CAN bus. Control is made through. In addition, PA 350, PIS 360, interphone, train radio, etc. are controlled by connecting each device to one CAN bus between the front and rear cab.

이러한 시스템 구성은 전동차 내의 각종 제어 유닛이 하나의 CAN 버스를 통해, 즉 하나의 Twist Pair Wire 케이블만으로 전동차 내의 각종 제어 유닛들을 연결 제어함으로써 배선설계 및 설치가 간단해지고 배관, 배선이 차지하는 공간 및 중량을 크게 감소시켜 전동차의 유지보수가 수월해지고, 전동차의 제작비용 및 전체중량이 감소하며, 제어 유닛의 신, 증설이 용이해 진다.This system configuration makes wiring design and installation simple and control space and weight occupied by piping and wiring by controlling various control units in a train through one CAN bus, that is, only one twisted pair cable. This greatly reduces the maintenance of the electric vehicle, reduces the production cost and overall weight of the electric vehicle, and facilitates the expansion and expansion of the control unit.

더 나아가 전, 후방 운전실 TC(100)간을 CAN 버스를 통해 추가 연결함으로써 전동차 객실내의 CC(200) 장애시 우회선로를 제공함으로서 2중화 구성을 제공할 수 있다.Furthermore, by additionally connecting the front and rear cab TC (100) via a CAN bus can provide a redundant configuration by providing a bypass line in the event of failure of the CC 200 in the electric vehicle cabin.

여기서, 상기 TC(100), 및 CC(200)를 CAN 통신을 이용하여 CAN 통신선을 통해 통신 버스 상에 데이터를 로딩함으로써 상기 전동차 내의 각종 유닛을 제어하는 제어부로 칭할 수 있으며, 상기 CAN 버스를 상기 제어부 및 각종 유닛을 연결시키는 배선부로 칭할 수 있다.Here, the TC 100 and the CC 200 may be referred to as a control unit for controlling various units in the electric vehicle by loading data on a communication bus through a CAN communication line using CAN communication. It may be referred to as a wiring unit connecting the control unit and various units.

전동차의 종합제어시스템의 구성요소, 즉 TC(100)에 해당하는 주제어장치 및 CC(200)에 해당하는 각 차량 내 제어장치, 그리고 각종 유닛 장치에는 CAN 드라이버가 설치되어 있어 CAN 통신선을 통해 통신 버스 상에 데이터를 로딩함으로써 상기 각종 유닛을 제어할 수 있다.The CAN driver is installed in the components of the comprehensive control system of the electric vehicle, that is, the main control unit corresponding to the TC (100), the control unit in each vehicle corresponding to the CC (200), and various unit devices. The various units can be controlled by loading data on the screen.

통신시 명령의 충돌을 피하기 위하여 TC(100) 또는 CC(200)에 연결된 각종 유닛과의 통신은 우선순위를 부여하여 이루어질 수 있고, 새로운 유닛의 추가 필요시 CAN 버스에 새로운 유닛을 ID를 할당하여 추가 연결하기만 하면 된다.Communication with various units connected to the TC 100 or the CC 200 may be prioritized in order to avoid conflict of commands during communication, and if a new unit needs to be added, a new unit ID may be assigned to the CAN bus. All you have to do is make additional connections.

또한 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 각각의 유닛들은 병렬로 연결하여 각 유닛들의 성격 및 중요도에 따라 우선순위를 지정하여 통신을 할 수 있으며, 이를 통하여 전송 데이터의 오류제어기능이 제공될 수 있다.In addition, each unit of the electric vehicle total control system using CAN communication can be connected in parallel to communicate by specifying the priority according to the characteristics and importance of each unit, through which error control of transmission data can be provided. .

상기 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템은 Point-to-Point 방식에 의한 종래의 제어시스템 구성과는 달리 버스 방식에 의하여 네트워크를 구성하므로 각각의 어느 한 프로세서가 보낸 데이터를 필요에 따라 다수의 프로세서가 공유할 수 있다.Unlike the conventional control system based on the point-to-point method, the electric vehicle integrated control system using the CAN communication forms a network by the bus method. Can share

따라서 CAN 통신방식은 여러가지 장치를 단지 2개의 선으로 컨트롤할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문에 전동차의 각종 제어 유닛들의 공유에 매우 적합하다. 즉, 상기 전동차량 내의 각종 유닛은 두 개의 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 CAN 드라이버에 연결될 수 있다.Therefore, the CAN communication method is very suitable for sharing various control units of an electric vehicle because it has the advantage that various devices can be controlled by only two wires. That is, the various units in the electric vehicle may be connected to the CAN driver through two lines CAN_H and CAN_L.

상기 CAN 통신 버스는 정(+)과 부(-)의 두 개 라인(CAN_H, CAN_L)으로 이루어진 직렬 타입(Serial Type)으로 구성되므로, 외부 전자파나 노이즈가 CAN_H 및 CAN_L 두 라인에 동일하게 영향을 끼치더라도 두 라인의 위상차에는 영향이 없다. 따라서, 여타의 통신 방식에 비하여 외부 전자파나 노이즈에 강인한 특징을 갖게 된다.Since the CAN communication bus is composed of a serial type consisting of two lines, positive and negative lines CAN_H and CAN_L, external electromagnetic waves or noise affect the two lines CAN_H and CAN_L equally. Even if it does, it does not affect the phase difference between the two lines. Therefore, it has a feature that is stronger to external electromagnetic waves and noise than other communication methods.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of an electric vehicle comprehensive control system using CAN communication according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 개시된 구성요소와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하며, 차이점을 중심으로 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템에서 CC(200)가 생략되며, TC(100)에서 ATC(310), ATO(320), TWC(330), DU(340), PA(350), PIS(360) 등과 객실 내 제어 유닛인 제동장치(410), 냉방장치(420), 출입문(430), 보조전원장치(440), 인버터장치(450), 각종 감시장치 등이 CAN 버스를 통하여 직접 연결되어 제어 관리한다.The description of the same parts as the components disclosed in FIG. 3 will be omitted, and the following description will be made based on differences. In the electric vehicle integrated control system using CAN communication according to the present invention, the CC 200 is omitted. In the TC 100, ATC 310, ATO 320, TWC 330, DU 340, PA 350, PIS 360, and the like, a braking device 410 and an air conditioner 420 which are in-room control units. ), The door 430, the auxiliary power supply 440, the inverter device 450, and various monitoring devices are directly connected through the CAN bus to control and control.

이와 같은 구성을 통하여 TC와 CC가 각각 하나의 독립적인 CAN 버스를 통해 제어 유닛들을 제어, 관리할 수 있으며, 계속적으로 증가하는 제어 유닛들을 수용하기 위한 확장성을 제공할 수 있다.This configuration allows the TC and CC to control and manage the control units via one independent CAN bus, respectively, and provide scalability to accommodate ever-increasing number of control units.

여기서 전, 후방 기관사실 TC(100) 간을 CAN 버스를 통해 추가 연결함으로써 전동차 객실내의 TC(100) 장애시 우회선로를 제공함으로서 2중화 구성을 제공할 수 있다. Here, by additionally connecting the front and rear engine room TC (100) through the CAN bus can provide a redundant configuration by providing a bypass line in the event of a failure of the TC (100) in the passenger compartment.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면이다.5 is a view showing the configuration of a comprehensive electric vehicle control system using CAN communication according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템에서 TC(100)와 CC(200)간 통신은 종래 디지털 통신방식을 이용하고, TC(100)에서 ATC(310), ATO(320), TWC(330), DU(340), PA(350), PIS(360) 등을 CAN 통신으로 구성하며, CC(100)에서 제동장치(410), 냉방장치(420), 출입문(430), 보조전원장치(440), 인버터장치(450), 각종 감시장치 등 전동차 객실 내 제어 유닛들을 CAN 통신으로 구성할 수 있다.5, the communication between the TC 100 and the CC 200 in the electric vehicle integrated control system using the CAN communication of the present invention uses a conventional digital communication method, ATC 310, ATO ( 320, TWC 330, DU 340, PA 350, PIS 360, etc. are configured by CAN communication, the braking device 410, air conditioner 420, door 430 in the CC 100 ), The auxiliary power supply unit 440, the inverter device 450, the control unit in the passenger compartment such as various monitoring devices can be configured by CAN communication.

이와 같은 구성을 통하여 종래 디지털 통신 회선을 제거하고 CAN 버스를 새로이 설치해야 하는 추가 비용을 줄일 수 있다.This configuration reduces the additional cost of eliminating conventional digital communication lines and installing a new CAN bus.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 객실 및 운전실내 종합제어시스템의 배선도를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a wiring diagram of an electric vehicle cabin and an cab integrated control system using CAN communication according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, CAN 통신을 이용한 전동차 객실내 제어시스템은 전동차 객실내 CC(200)와 각각의 제어 유닛들(제동장치(410), 냉방장치(420), 출입문(430), 보조전원장치(440), 인버터장치(450), 난방기, 표시기, 각종 감시장치 등)이 하나의 CAN 버스를 통해 연결되어 제어되는 구조로 구성된다. 또한 전동차 운전실내 TC(100), ATC(310), CC(200)와 운전실 데스크의 각각 기기들(주간제어기, 스위치, 계기판, 표시등, 버튼, 부저 등)이 하나의 CAN 버스를 통해 연결되어 제어되는 구조로 구성된다.Referring to Figure 6, the electric vehicle cabin control system using CAN communication is the electric vehicle cabin CC 200 and the respective control units (braking unit 410, air conditioning unit 420, door 430, auxiliary power supply) 440, the inverter device 450, a heater, an indicator, various monitoring devices, etc.) is configured to be connected and controlled via a single CAN bus. In addition, each of the devices in the cab TC (100), ATC (310), CC (200) and the cab desk (day controller, switch, instrument panel, indicator, button, buzzer, etc.) is connected via a single CAN bus. It is composed of a controlled structure.

따라서 구성이 간단하고 소요되는 케이블이 적어 유지보수가 수월하고 제어시스템 구성비용이 저렴하게 되며, 제어 유닛의 신, 증설이 용이하다는 장점을 가지게 된다.Therefore, the configuration is simple and requires less cables, which makes maintenance easier, control system configuration cost low, and the control unit can be easily added or expanded.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 종래 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of a conventional electric vehicle comprehensive control system.

도 2는 전동차 객실 및 운전실내 종래 전동차 종합제어시스템의 배선도를 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a wiring diagram of a conventional electric vehicle comprehensive control system in an electric vehicle cabin and a cab.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면.3 is a view showing the configuration of an electric vehicle integrated control system using CAN communication according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면.Figure 4 is a diagram showing the configuration of an electric vehicle integrated control system using CAN communication according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템의 구성을 도시한 도면.5 is a view showing the configuration of an electric vehicle comprehensive control system using CAN communication according to another preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CAN 통신을 이용한 전동차 객실 및 운전실내 종합제어시스템의 배선도를 도시한 도면.6 is a diagram illustrating a wiring diagram of an electric vehicle cabin and an cab integrated control system using CAN communication according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (7)

전동차의 주제어장치로 동작하는 TC;A TC operating as a main controller of the electric vehicle; 상기 TC와 하나의 CAN 버스(BUS)를 통하여 연결되어 통신하며, 각 차량에 형성되어 차량을 제어하는 CC; 및A CC connected to the TC via one CAN bus to communicate with each other and formed in each vehicle to control the vehicle; And 상기 CC로부터 분기된 CAN 버스와 연결되어 통신하는 복수의 제어 유닛을 포함하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.Comprehensive control system for electric vehicles using CAN communication comprising a plurality of control units communicated with the CAN bus branched from the CC. 전동차의 주제어장치로 동작하는 TC; 및A TC operating as a main controller of the electric vehicle; And 상기 TC로부터 분기된 CAN 버스를 통하여 연결되어 통신하는 복수의 제어 유닛을 포함하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.Comprehensive control system for electric vehicles using CAN communication including a plurality of control units connected to communicate via the CAN bus branched from the TC. 전동차의 주제어장치로 동작하는 TC;A TC operating as a main controller of the electric vehicle; 상기 TC와 종래 디지털 통신방식으로 연결되어 통신하며, 각 전동차에 형성되어 전동차를 제어하는 CC; 및A CC connected to the TC in a conventional digital communication scheme, the CC being formed in each electric vehicle to control the electric vehicle; And 상기 CC로부터 분기된 CAN 버스와 연결되어 통신하는 복수의 제어 유닛을 포함하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.Comprehensive control system for electric vehicles using CAN communication comprising a plurality of control units communicated with the CAN bus branched from the CC. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 전, 후방 기관사실에 형성되는 상기 TC 사이를 별도의 CAN 버스를 통해 연결함으로써 우회선로를 제공하는 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.Comprehensive control system for electric vehicles using CAN communication, characterized in that by providing a bypass line between the TC formed in the front and rear engine room via a separate CAN bus. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 TC, CC 또는 제어 유닛에는 CAN 드라이버가 설치되어 상기 CAN 버스 상의 데이터를 로딩함으로써 상기 각종 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.CAN driver is installed in the TC, CC or the control unit to control the various units by loading data on the CAN bus, the electric vehicle integrated control system using CAN communication. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전동차량 내의 각종 유닛은 CAN 버스를 구성하는 정(+)과 부(-)의 두 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 CAN 드라이버와 연결되는 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.The electric vehicle integrated control system using CAN communication, wherein the various units in the electric vehicle are connected to the CAN driver through two lines (CAN_H and CAN_L) of positive and negative lines constituting the CAN bus. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 새로운 제어 유닛의 추가 시 상기 CAN 버스 상에 노드를 추가 형성하고, 상기 노드에 추가되는 제어 유닛을 연결하여 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 CAN 통신을 이용한 전동차 종합제어시스템.When the addition of a new control unit is added to form a node on the CAN bus, the electric vehicle integrated control system using CAN communication, characterized in that to configure the system by connecting the control unit added to the node.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101015815B1 (en) * 2009-02-13 2011-02-22 한국철도기술연구원 Vehicle Control Unit for Bimodaltram

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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