KR20140130945A

KR20140130945A - 자동 출입문 제어 장치

Info

Publication number: KR20140130945A
Application number: KR20130049566A
Authority: KR
Inventors: 노준형; 조흥엽
Original assignee: 한국산업은행
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2014-11-12
Also published as: KR101490022B1

Abstract

본 발명은 자동 출입문 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 출입문의 도어를 개폐시키는 장치의 고장시 도어의 개폐에 대한 제어권을 서로 전환하는 발명에 관한 것이다. 이를 위해 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 개폐 명령신호를 입력받는 입력부, 인접 도어제어유닛의 고장 신호를 모니터링하는 고장신호 모니터링부, 및 개폐 명령신호에 의해 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 도어 개폐 구동신호를 생성하고, 인접 도어제어유닛의 고장 여부에 따라 인접 도어제어유닛에 접속된 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치가 개시된다.

Description

자동 출입문 제어 장치{Apparatus for controlling automatic door}

본 발명은 자동 출입문 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 출입문의 도어를 개폐시키는 장치의 고장시 도어의 개폐에 대한 제어권을 서로 전환하는 발명에 관한 것이다.

일반적으로, 전동차나 PSD(Platform Screen Door)는 복수의 차량으로 구성된다. 이때 하나의 차량에는 복수의 출입문 시스템이 포함되며, 하나의 출입문 시스템은 도어 제어 장치, 모터, 모터의 회전력을 전달하는 엔진부 및 도어 패널을 포함할 수 있다. 또한, 출입문 시스템은 출입문 시스템에 요구되는 필수 기능과 설계자에 의해 특화된 운행 메커니즘을 구현하기 위한 각종 센서 및 액추에이터(actuator) 등을 더 포함할 수 있다.

도어 제어 장치는 출입문 시스템에 포함된 각 구성부들을 유기적으로 동작시킬 수 있는 제어 알고리즘을 포함하고 있다. 도어 제어 장치는 상위 시스템(일례로 열차제어 감시장치, Train Control Monitoring System) 혹은 운전자의 지령으로부터 열림/닫힘 명령을 수신한 후, 내부적인 신호처리 과정 및 모터를 구동하기 위한 연산 과정 등을 수행하여 출입문의 개폐를 자동으로 제어한다. 각각의 도어 제어 장치들은 인통선을 포함하는 네트워크로 연결되어 있으며 이를 바탕으로 한쪽 측면의 출입문이 일괄적으로 열리고 닫히게 된다.

모든 출입문의 정상 닫힘이 수행되면 직렬로 연결된 폐회로가 구성되며, 이 신호는 상위 시스템으로 전송되어 다음 열림 조건 신호인 저속도 신호 및 열림 조건 신호(Enable Signal)를 생성할 수 있게 한다.

차량 이동 중 비상 핸들 조작에 의한 수동 개방이 시도되는 경우에, 도어 제어 장치는 안전 사고의 방지를 위하여, 저속도 신호가 발생하는 경우에만 수동 개방이 가능하도록 제어한다. 또한, 도어 제어 장치는 도어 패널 사이에 낀 물체를 감지하여 적절한 동작을 취할 수 있으며, 차량이 이동 중일 경우, 도어를 닫힘 방향으로 제어한다.

도어 제어 장치는, 데이터 처리 또는 제어 처리 과정에서 발생할 수 있는 오류에 대해서 자체적인 진단이 가능하도록 "회로망 운영 자가 테스트 기능(Circuit Operation Self Test)", "CPU에 주요 오류 상태의 저장" 및 "소프트웨어적인 감시 및 재처리 기능" 등을 사용하여 일시적인 연산 오류에 대하여 복구 가능하게 하는 결함 검출 논리를 포함할 수 있다. 따라서 출입문시스템의 명확한 고장 진단이 가능하며, 시스템 운영 기간 동안 수리 및 유지 보수가 용이하다.

출입문 시스템의 고장 유형은, 도어 제어 장치의 자체적인 고장과 도어 시스템을 구성하는 도어 제어 장치의 외적 요소(기구부)의 고장으로 구분될 수 있다. 출입문 시스템에 더 이상 제어가 불가능한 심각한 장애 상황이 발생하여 결함의 복구가 어렵게 되는 경우, 출입문 시스템의 정상 동작을 보장할 수 없으므로 도어 제어 장치는 고장 상태를 표시하고 바이패스 단계가 수행되기를 기다리게 된다.

도어의 바이패스는, 상위 시스템을 통한 장애 판정 과정이 종료되고, 잠금 장치에 의해 자동으로 출입문의 락킹(Locking)이 체결되며, 장애가 발생한 도어의 위치 정보가 모니터를 통해 표시됨으로써 승무원에 의하여 장애 발생 도어의 위치 정보가 인지된 이후 승무원이 수동으로 바이패스 스위치를 작동하는 과정을 통해 수행되며, 이러한 과정 중에 지연 시간이 발생한다. 이러한 지연 시간 동안 열차 운행의 지연 또는 안전상의 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 출입문 시스템에 있어서, 출입문이 완전히 열리거나 닫히지 않은 상태에서 도어 제어 장치가 제어 기능을 상실하게 되어 닫힘 방향으로의 자동 제어가 불가능한 상황이 발생할 수 있다.

일반적인 도어 제어 장치에 포함되는 제어부 및 주변 회로는 단일 구조로 설계되어 있으며, 요구되는 기능을 수행하기 위한 명령어 처리 계통 역시 하나의 경로로 설계된다. 이때, 내부 연산 오류로 인하여 출입문의 제어가 원활치 않을 경우, 일시적인 장애가 발생할 수 있으며 이 경우 자가 테스트 이후 결함 검출을 통한 자체 복구 기법 또는 시스템 감시를 통한 전원 초기화 방법 등을 통하여 회복 가능하다.

일반적인 도어 제어 장치에 포함되는 제어부는 구현이 단순하다는 장점을 가지고 있으나 도어 제어 장치에 결함이 발생하는 경우, 고장 유무를 결정짓는 판단 근거가 불충분하며 자체 회복이 가능한 일시적인 장애의 경우에도 바이패스 단계로 진입할 확률이 높아지는 단점이 있다. 따라서, 도어 제어 장치는 고장 상태로 천이되는 횟수가 많아져 바이패스 단계를 수행하는 비율이 높아지므로 가용도에 대한 정량적인 목표수치를 만족하기 어렵다.

따라서, 종래의 기술에 의해서는 바이패스 단계로 진입하는 확률이 높아짐에 따라 운행이 지연되고 승객의 안전이 문제되는 상황이 자주 발생되어 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술의 도입이 필요하게 되었다.

선행기술문헌인 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0011872(발명의 명칭 : 이중 제어부를 포함하는 자동 출입문 제어 시스템, 이하 제1선행문헌) 및 대한민국 등록특허공보 제10-1201357(발명의 명칭 : 열차의 이중 도어제어장치, 이하 제2선행문헌)에 따르면 이중화 장치를 적용하여 하나의 도어 제어 유닛이 고장난 경우 다른 도어 제어 유닛으로 도어의 개폐를 제어할 수 있는 발명이 개시되어 있다. 그러나 상술한 제1선행문헌 및 제2선행문헌에 의해서는 1개의 케이스에 2개의 프로세서가 들어 있어(즉 하나의 도어 개폐를 위해 도어 제어 유닛에 2개의 프로세서를 사용함) 전기적 외란, 외부 장애에 같이 노출되어 있어 동시에 고장날 우려가 있다. 특히, 제2선행문헌은 하나의 도어를 개폐하기 위해 2개의 도어 제어 유닛(11,12)이 동일한 케이스(10)에 들어 있다. 따라서 제1 도어 제어 유닛(11)이 동작 중인 경우에는 제2 도어 제어 유닛(12)은 동작하지 않으며, 이에 따라 제2 도어 제어 유닛(12)에 제공되는 전원도 차단된다. 이와 같이 제2선행문헌은 2개의 제어부(31,81)와 2개의 모터 드라이버부(21,71)로 구성되며, 도어 제어 유닛(11,21)이 서로 독립적이지도 않다. 이러한 점은 본원발명과 차이점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 각각의 도어를 개폐하는 서로 인접한 도어 제어 유닛을 한 쌍으로 구성하여 제1 도어 제어 유닛이 고장난 경우 정상동작하고 있는 제2 도어 제어 유닛으로 고장난 도어 제어 유닛에 접속된 도어를 동시에 제어하는 도어 개폐 제어권 전환에 대한 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 개폐 명령신호를 입력받는 입력부, 인접 도어제어유닛의 고장 신호를 모니터링하는 고장신호 모니터링부, 및 개폐 명령신호에 의해 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 도어 개폐 구동신호를 생성하고, 인접 도어제어유닛의 고장 여부에 따라 인접 도어제어유닛에 접속된 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 제어부는, 자동 출입문이 복수로 마련되어 있는 경우 일측 방향에 그룹지어 있는 자동 출입문의 도어 중 바로 옆의 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제어부는, 자동 출입문이 복수로 마련되어 있는 경우 양측 방향에 그룹지어 있는 자동 출입문의 도어 중 마주 보는 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 도어제어유닛의 자체 상태를 감지하여 도어제어유닛의 고장에 따른 고장 신호를 생성하는 자체 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 도어제어유닛은 복수로 구성되며, 복수의 도어제어유닛이 서로 한 쌍으로 이루어져 어느 하나의 고장시 다른 하나가 고장난 도어제어유닛에 접속된 도어의 개폐 신호와 자신의 도어 개폐 신호를 같이 생성함으로써 도어 개폐에 대한 제어권을 전환하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 서로 독립된 도어 제어 유닛에서 도어 개폐에 대한 제어권이 서로 전환됨으로써 외부 외란에 독립적인 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 도어 제어 장치의 전체 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 한 쌍의 도어 제어 유닛과 이와 접속되는 구동부 및 도어의 구성을 나타내는 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 차량제어감시장치와 도어 제어 유닛간의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 4는 한쪽 방향으로 도어 제어 유닛을 한 쌍으로 그룹화한 도면이고,
도 5는 서로 마주보는 방향으로 도어 제어 유닛을 한 쌍으로 그룹화한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

<차량 자동문의 이중화 제어 장치 구성 및 기능>

본 발명에 따른 자동 출입문 도어를 개폐하는 이중화 제어 장치는 대략적으로 상위 제어 감시 장치(10), 도어 제어 유닛(Door Control Unit, DCU, 100a,...,100h), 구동부(200a,...,200h) 및 도어부(300a,...,300h)로 구성되어 있다. 또한, 이에 부가하여 휴대 제어 감시 장치(20)가 필요에 따라 더 부가될 수도 있다. 이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 이중화 제어 장치의 구성을 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에서 설명되는 차량은 일반적으로 승객을 태우고 일정 노선을 정기적으로 운행하는 차량으로서, 승객을 승하차 시키기 위해 적어도 여러 개의 도어를 동시에 또는 일정 시간 간격으로 개폐하는 차량이다. 이러한 차량의 일예로서 지하철(전철), 경전철, 기차, 고속전철이 될 수 있다. 본 발명의 자동 출입문 제어 장치가 적용될 수 있는 다른 예로서 PSD(Platform Screen Door) 또는 엘리베이터 등이 될 수 있다. PSD의 자동 출입문은 전철 또는 열차의 진입 플렛폼에 마련되어 승객의 출입을 허용하도록 하는 문일 수 있고, 엘리베이터의 자동 출입문은 동시에 2대 이상의 엘리베이터가 운행되는 엘리베이터에 설치되는 문일 수 있다. 다만 상술한 일예에 한정되는 것은 아니며 승객을 승하차 시키기 위해 여러 개의 도어를 장착하고 있는 차량이나 또는 승객의 출입을 자동으로 제어하여 출입문을 개폐하는 자동문 출입 제어 장치에는 본 발명의 실시예에 모두 포함될 것이다.

이하에서는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위해 차량에 양측으로 복수개 설치된 자동문 개폐에 대한 제어를 중심으로 설명하기로 한다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상위 제어 감시 장치(10)는 도어 제어 유닛(100a,...,100h)에 도어의 개폐 명령신호를 전달하기 위한 입출력모듈(12)과 차량의 상태정보 및 고장정보를 요청하고 이에 응답한 정보를 전달받도록 통신모듈(11)이 구비되어 있다.

상위 제어 감시 장치(10)는 차량의 객차 내부의 각종 전자 제어 장치들의 상태 정보를 실시간으로 감시하고, 고장 이력 등을 저장하며, 이러한 정보들을 운전자에게 디스플레이 장치(일예로 LED 또는 모니터)를 통하여 표시하도록 한다.

차량의 출입문은 전동차 차량에서 승객의 승하차를 위한 요소로서 안전과 가장 직접적인 관계가 있다. 따라서 도어 시스템은 고려될 수 있는 모든 위험 요소로부터 배타적으로 설계되어야 한다. 이와 같은 도어 개폐와 관련된 신호는 안전을 위하여 상위 제어 감시 장치(10)와 도어 제어 유닛(100a,...,100h) 사이에는 하드 와이어(Hard Wire)를 이용하여 물리적으로 신호(Voltage Low 또는 High)를 주고 받도록 인터페이스 된다. 따라서 통신 프로토콜을 이용하여 출입문 제어 신호에 대한 데이터를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 입출력모듈(12)은 도어 개폐와 관련된 신호를 전송하도록 상위 제어 감시 장치(10)와 도어 제어 유닛(100a,...,100h) 사이에 하드 와이어(Hard Wire)로 인터페이스 된다.

도어가 안전하게 개폐되기 위한 조건으로는 차량의 정차(Enable), 출입문 정상 상태, 개폐 명령이 도어 제어 유닛으로 인가될 때이다. 이중 한가지라도 만족되지 않는 경우 도어 제어 유닛은 출입문을 동작 시키지 않으며, 즉시 승무원에게 이에 대한 경고를 전송한다. 도어가 안전하게 개폐되기 위한 조건의 신호로서, 일예로 속도 제어 신호, 도어 열림 명령 신호, 도어 닫힘 명령 신호, 도어 닫힘 및 잠금(안전 루프, Safety Loop)에 대한 신호가 있을 수 있다.

만약, 모든 차량의 도어가 닫히면 차량의 도어 인터록 인통선이 폐로(Satety Loop) 되어 모든 문이 정상적으로 닫혔다는 신호를 상위 제어 감시 장치(10)로 보내준다. 이 신호는 차량 출발 및 출입문 확인을 위한 신호로 사용될 수 있다. 본 발명에서 설명되는 인통선은 도어 제어 지령을 입출력함에 있어 컴퓨터의 개입을 최소화하기 위해 직류 100볼트의 전압레벨을 사용하여 전기신호를 주고 받음으로써 통신 라인의 역할 수행이 가능한 것을 말한다. 이러한 인통선의 구현은 일예로서 릴레이 등의 전기신호 제어소자를 이용하여 구성할 수 있다.

이러한 도어의 개폐 명령 신호에 대한 예외로서 비상 수동 개폐 명령 신호가 차량에 마련되어 있다. 비상 수동 개폐 명령 신호는 비상시에 비상 수동 개방 장치의 작동에 의해 차량 정지 후 차량 저속 신호가 활성화되면 도어를 수동으로 열수 있다.

통신모듈(11)은 도어 제어 유닛(100a,...,100h)과 정보를 송수신하도록 바람직하게는 RS485 프로토콜을 이용한다. 다만, 이러한 시리얼 통신 프로토콜은 예를 들어 각각의 장치간에 거리가 짧아 노이즈에 의한 잡음이 적은 경우에는 RS232c를 사용할 수도 있다. 따라서 본 발명에서 설명되는 시리얼 통신 프로토콜은 어느 한 프로토콜에 한정될 수 없으며, 더군다나 필요에 따라 통신모듈(11)을 무선으로 구현할 수도 있다. 무선인 경우에는 와이 파이 또는 지그비 등의 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.

통신모듈(11)을 통하여 전달되는 정보는 차량의 상태정보와 차량의 고장정보일 수 있다. 차량의 상태정보는 상위 제어 감시 장치(10)가 도어 제어 유닛으로 상태정보의 요청 명령(일예로 SDR, Status Data Request)을 전송한 경우 이에 대한 응답으로서 도어 제어 유닛이 상위 제어 감시 장치(10)로 차량의 현재 상태에 관한 정보를 전송한다. 또한, 차량의 고장정보는 상위 제어 감시 장치(10)가 도어 제어 유닛으로 고장정보의 요청 명령(일예로 TDR, Trace Data Request)을 전송한 경우 이에 대한 응답으로서 도어 제어 유닛이 상위 제어 감시 장치(10)로 차량의 고장 상태에 관한 정보를 전송한다.

차량의 상태정보에 대한 일예는 도어 제어 유닛(도어 제어 유닛 자체 상태만을 의미함)의 현재 상태, 도어가 닫히지 않은 상태, 도어 차단 상태, 도어 완전 열림 상태, 도어 제어 유닛 고장 상태, 장애 감지 상태, EED(Emergency Egress Device) 내부 비상핸들 작동 상태, EAD(Emergency Access Device) 외부 비상핸들 작동 상태 등일 수 있다.

차량의 고장정보에 대한 일예는 도어 제어 유닛 중고장, 경고장, 모터 회로 고장, DLS(Door Locking Switch) 고장, DCS1(Door Closing Switch) 고장, DCS2 고장, 예상치 못한 잠김 풀림 고장, 도어의 잠김 실패 고장, 닫힘 중 장애감지 고장, 도어 열림 실패 고장, Trace 기록 수량(즉, 고장 횟수) 등일 수 있다.

이하 후술 되는 자체 진단부(170)에서 차량의 현재 상태와 고장에 대한 모니터링을 수행하며, 차량의 상태정보와 고장정보에 관한 내용은 자체 진단부(170)에서 취합하여 상위 제어 감시 장치(10)로 통신모듈(11)을 통하여 전송한다.

상술한 상위 제어 감시 장치(10)와 도어 제어 유닛(100a) 사이에는 필요에 따라 정보를 가공하여 전송하는 추가 수단이 더 부가될 수도 있다.

한편, 도 1에 도시된 휴대 제어 감시 장치(20)가 마련되어 있다. 휴대 제어 감시 장치(20)는 도어 제어 장치의 점검 및 모니터링을 수행하며, USB 통신 방식을 이용하여 도어 제어 장치와 접속될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서 설명되는 도어 제어 유닛 중 제1 내지 제4 도어 제어 유닛(100a,100b,100c,100d)은 차량의 오른쪽에 구비된 도어를 개폐하도록 하는 구동신호를 생성하는 유닛이다. 제5 내지 제8 도어 제어 유닛(100e,100f,100g,100h)은 차량의 왼쪽에 구비된 도어를 개폐하도록 하는 구동신호를 생성하는 유닛이다. 제1 내지 제8 도어 제어 유닛에 대응하는 구동부 및 도어부가 도 1에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 오른쪽 제1 도어(200a)의 문을 개폐하기 위한 제1 도어 제어 유닛(100a)과 제1 도어(200a) 바로 옆에 인접한 제2 도어(200b)의 문을 개폐하기 위한 제2 도어 제어 유닛(100b)이 도시되어 있다. 제1 도어 제어 유닛에는 이와 접속되어 제1 도어를 개폐시키도록 하는 제1 구동부(200a)가 접속되며, 제2 도어 제어 유닛에는 이와 접속되어 제2 도어를 개폐시키도록 하는 제2 구동부(200b)가 접속되어 있다.

제1 도어 제어 유닛(100a)과 제2 도어 제어 유닛(100b)의 구성은 동일하므로 서로 동일한 구성은 도면부호를 일치시켰으며 하나의 설명(제1 도어 제어 유닛)에 의해 다른 하나(제2 도어 제어 유닛)의 설명을 갈음하기로 한다. 다만, 서로 다른 구성 및 기능에 대해서만 본 발명에서는 설명한다.

제1 도어 제어 유닛에는 대략적으로 전원모듈(110), 입출력모듈(120), 통신모듈(130), 프로세서(140), 제1 모터드라이버(150), 제2 모터드라이버(160), 자체 진단부(170), 모니터링부(180)가 구성되어 있다. 전원모듈(110)은 도어 제어 유닛에 필요한 디지털 전원 및 아날로그 전원과 절연 및 비절연 전원 등 각종 전원을 생성하며, 모터 및 외부 스위치 전원 공급을 위해 필터링된 공급전원도 제공한다. 이러한 전원모듈(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 외부 전원 공급 장치(30)에서 전원을 공급받는다.

도 3에 도시된 바와 같이 입출력모듈(120)은 상위 제어 감시 장치의 입출력모듈(12)과 서로 인터페이스 되어 상술한 바와 같이 상위 제어 감시 장치(10)로부터 생성된 도어 개폐 명령 신호에 대한 물리적 신호를 전달받는다. 통신모듈(130)은 상위 제어 감시 장치의 통신모듈(11)에서 사용되는 프로토콜과 동일한 프로토콜이 사용되어 차량의 현재 상태정보와 고장정보를 상위 제어 감시 장치(10)로 전송한다. 입출력모듈(120)과 통신모듈(130)에 대한 신호의 정의는 아래의 표 1과 같다. 이때, 연결되는 신호는 전체 공통신호, 좌/우 공통, 좌/우 개별신호로 이루어져 있다. 전체 공통신호는 모든 도어 제어 유닛에 공통으로 1개씩만 접속되는 신호이며, 좌/우 개별신호는 차량 진행 방향으로 볼 때 좌측과 우측 방향이 있어서 도어 당 개별적으로 들어가는 신호이다.

따라서 이중계(한 쌍의 도어 제어 유닛)로 연결되는 신호는 한 쌍의 도어 제어 유닛에 자신문과 상대문의 신호도 함께 연결되어야 한다. 즉, 도 3에서 이중계간 연결되는 신호(S4)는 자신의 도어 엔진(이때 도어 엔진은 도어를 걔폐하기 위해 구비되는 전기 또는 기기 장치로서 행거장치, 락 장치, 스크류, 모터 등을 포함한다)으로부터 발생되는 신호를 상대편의 도어 제어 유닛으로 전달하는 신호이다. 따라서 도어 제어권이 상대편 도어 제어 유닛으로 전환되었을 때 상대편 도어의 문이 제대로 열고 닫혔는지 제어권을 넘겨받은 도어 제어 유닛이 알 수 있다.

번호	항목	용도(기능)	비고
1	Enable 및 Zero Speed	열차 출발 가능 신호	전체 공통 신호(병렬)
2	Safety loop	문이 잠김 루프 확인	루프연결이 안되면 출발 못함
3	OPEN/CLOSE(+)	도어 열림/닫힘	좌/우 공통 신호(병렬)
4	OPEN/CLOSE(-)	미사용	좌/우 공통 신호(병렬)
5	RE-OPEN	도어 재 열림	좌/우 공통 신호(병렬)
6	DODBPS	장애감지 안 함	공통 신호(병렬)
7	Isolation(내부By pass)	고장 시 해당 문 By pass	좌/우 DCU 개별
8,9	DCS 2개	도어 닫힘 스위치 1, 2	좌/우 DCU 개별
10,11	DLS 1개	도어 락킹 스위치(기계적 잠금)확인	좌/우 DCU 개별
12,13	비상 2개	비상시 수동 열때 내부, 외부	좌/우 DCU 개별
14,15	통신 485 2개	관제모니터시스템과 통신	전체공통 신호(병렬)
16,17	모터 2개	모터 제어선	좌/우 DCU 개별
18,19	전원 2개	DC100V 메인 전원	전체공통 신호(병렬)

프로세서(140, Central Processor Unit)는 상위 제어 감시 장치(10)에서 전송되어 입출력모듈(120) 및 통신모듈(130)로 입력된 명령신호를 처리하고, 후술하는 자체 진단부(170) 및 모니터링부(180)에서 입력된 신호를 처리한다. 프로세서(140)에는 자체적으로 와치도그타이머(Watch Dog Timeer, WDT) 기능이 내장되어 있으며, 만약 이러한 기능이 내장되지 않은 프로세서(140)의 경우에는 외부에 이러한 기능을 구현할 수 있다. 와치도그타이머는 데이터를 처리 중인 프로세서(140)가 어떠한 원인에 의해 동작을 멈추는 경우 프로세서(140)를 리셋시켜 다시 재부팅이 가능하도록 하는 기능이다. 따라서 본원발명에서는 이러한 와치도그타이머 기능을 이용하여 프로세서 등이 이상 동작을 보여서 원활한 도어 개폐 명령을 생성하지 못하는 경우에 일차적으로 프로세서를 리셋시킴으로써 도어 개폐 구동 신호를 생성하도록 할 수 있다. 다만, 이러한 와치도그타이머 기능에 의해서도 도어 개폐 구동 신호가 제대로 생성되지 않는 경우에는 후술하는 바와 같이 본원발명의 특징인 인접 도어 제어 유닛을 이용한 도어 개폐 구동 신호를 생성하도록 한다.

프로세서(140)는 상위 제어 감시 장치(10)로부터 도어 개폐에 대한 명령 신호를 입출력모듈(12)로부터 입력받은 경우에 이에 상응하는 도어 개폐 구동신호를 생성한다. 도어 개폐 구동신호는 제1 모터드라이버(150)에 제공하기 위한 신호이다. 제1 모터드라이버(150)는 프로세서(140)로부터 펄스폭변조(PWM) 신호를 입력받아 제1 구동부(200a)에 구비된 모터의 원활한 구동을 위한 신호를 생성한다. 이때 생성되는 신호는 모터의 원활한 구동을 위해 전류가 증폭된 신호일 것이다. 제1 구동부(200a)의 모터 구동에 의해 제1 도어(300a)가 열리거나 닫힌다. 도어의 닫힘에 따른 안전은 상술한 바와 같이 최우선으로 해결되어야 하며, 도어에 이물질이 끼이거나 비정상적 동작을 하는 경우 승객의 안전을 보장할 수 있는 도어의 열림 또는 닫힘 조건이 구성될 수 있다. 이러한 조건은 일반적인 내용이며 필요에 따라 본 발명에 추가되어 설명될 수 있을 것이다.

제1 도어 제어 유닛(100a)의 제2 모터드라이버(160)는 제2 도어 제어 유닛(100b)이 고장인 경우 제2 도어(300b)를 개폐를 하기 위해 제2 구동부(200b)에 구동신호를 전달한다. 제2 모터드라이버(160)의 구동신호는 후술하는 제1 도어 제어 유닛(100a)의 모니터링부(180)에서 제2 도어 제어 유닛(100b)의 고장 신호를 감지함으로써 제1 도어 제어 유닛(100a)의 프로세서(140) 제어신호에 의해 생성된다.

자체 진단부(170)는 앞서 설명한 차량의 상태정보 및 고장정보를 모니터링한다. 차량의 상태정보 또는 고장정보를 모니터링하기 위한 일예로서 만약 도어가 제대로 닫히지 않은 경우에는 물리적으로 High 또는 Low 신호를 생성할 수 있으며 이러한 신호를 입력받아 차량의 상태를 인식할 수 있다. 또한, 프로세서(140)가 정상적으로 작동하지 않고 있는 경우에는 프로세서의 특정 포트를 이용하여 정상 작동 유무에 관한 신호를 TTL 레벨로 출력하고, 이를 자체 진단부(17)가 인식함으로써 현재 도어 제어 유닛의 상태 또는 고장 정보를 알 수 있다. 자체 진단부(17)는 이러한 차량의 현재 상태정보 또는 고장정보를 취합하여 이를 프로세서(140)로 전달하고, 프로세서(140)는 이러한 정보를 다시 통신모듈(130)을 통하여 상위 제어 감시 장치(10)로 전달한다. 이러한 차량의 상태정보 및 고장정보는 운전자에게 차량의 현 상황에 대한 정보를 인식하도록 할 수 있다. 물론 자체 진단부(170)가 통신모듈(130)로 직접 차량의 상태정보 및 고장정보에 대한 내용을 전송할 수도 있을 것이다.

본 발명에서는 일차적으로 프로세서(140)에 내장된 와치도그타이머 기능을 이용하여 고장난 도어 제어 유닛(자체 진단부의 진단에 의해 고장이라고 판단한 경우)을 리셋시킨다. 고장난 도어 제어 유닛의 리셋은 각각의 도어 제어 유닛의 프로세서에 구비된 와치도그타이머에 의해 자체적으로 실행된다. 리셋 후 고장난 도어 제어 유닛이 정상 동작을 하는 경우에는 상관없으나 만약 리셋 후에도 고장난 도어 제어 유닛이 정상 동작을 하지 못한다고 판단한 경우(즉 자체 진단부의 진단에 의해 고장이라고 판단한 경우)에는 인접한 도어 제어 유닛으로 도어 개폐에 대한 제어권을 전환시킨다. 이러한 도어 개폐에 대한 제어권의 전환은 후술하기로 한다.

모니터링부(180)는 일례로 3개의 핀으로 구성되어 있으며, 첫번째 입력핀은 서로 인접한 도어 제어 유닛의 고장 정보를 물리적 신호(S3, 일예로 TTL 레벨 또는 인통선)로 입력 받는 핀이다. 또한, 두번째 출력핀은 도어 제어 유닛 자신의 고장에 대한 정보를 인접한 도어 제어 유닛으로 출력한다. 세번째 핀은 그라운드 핀이다. 제1 도어 제어 유닛의 모니터링부(180)와 제2 도어 제어 유닛의 모니터링부(180)는 서로 물리적으로 인터페이스될 수 있다. 제1 도어 제어 유닛(100a)은 모니터링부(180)의 인터페이스에 의해 인접 도어 제어 유닛(100b)의 고장 정보를 감지할 수 있으며, 제2 도어 제어 유닛(100b)의 고장정보에 따라 제2 도어(300b)를 개폐시킬 수 있다.

(인접한 도어 제어 유닛(100a,100b)끼리의 고장신호 모니터링 및 도어 개폐 제어권 전환 방법)

한편, 본 발명에서는 제1 도어 제어 유닛(100a)이 정상 동작이고 제2 도어 제어 유닛(100b)이 고장인 경우를 상정하여 제2 도어(300b)를 개폐시킬 수 있는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 도어 제어 유닛(100a) 및 제2 도어 제어 유닛(100b)의 각각 모니터링부(180)의 인터페이스에 의해 상대편의 고장 유무를 인지할 수 있다. 모니터링은 특정 주기를 설정하여 계속적으로 감지할 수도 있고, 인터럽트에 의해 감지될 수도 있다. 이때 인터럽트는 어떤 신호가 처음 상태의 신호에서 다른 상태의 신호로 전환되는 경우 이를 감지하여 기 프로그램된 내용으로 수행하도록 하는 것이다. 이러한 인터럽터 구현은 대부분의 프로세서(140)에 내장된 기능이다. 여기서는 제2 도어 제어 유닛(100b)이 고장이라고 했으므로 제1 도어 제어 유닛(100a)은 제2 도어 제어 유닛 고장 신호(S3)의 감지에 의해 제2 도어 제어 유닛(100b)의 고장을 감지한다.

제2 도어 제어 유닛(100b)의 고장을 감지한 제1 도어 제어 유닛(100a)은 제2 도어(300b)를 구동하기 위해 제2 모터드라이버(160)에 펄스폭 변조신호를 출력한다. 이와 연계되어 제2 모터드라이버(160)는 전류를 증폭하여 제2 구동부(200b)로 제어신호를 출력함으로써 모터를 구동시켜 제2 도어(300b)가 개폐되도록 한다. 이때, 제1 도어(300a)와 제2 도어(300b)를 제1 도어 제어 유닛(100a)이 동시에 제어한다. 따라서 이러한 동시 제어가 가능하도록 충분한 전원이 공급되어야 함은 당연하다.

도 4 및 도 5에는 쌍으로 이루어진 도어 제어 유닛이 도시되어 있다. 먼저, 도 4에는 오른쪽 도어를 개폐시키도록 구비된 제1 도어 제어 유닛(100a)과 제2 도어 제어 유닛(100b)이 한 쌍(40a)으로 이루어져 있으며, 제3 도어 제어 유닛(100c)과 제4 도어 제어 유닛(100d)이 한 쌍(40b)으로 이루어져 있다.

마찬가지로, 왼쪽 도어를 개폐시키도록 구비된 제5 도어 제어 유닛(100e)과 제6 도어 제어 유닛(100f)이 한 쌍(40c)으로 이루어져 있으며, 제7 도어 제어 유닛(100g)과 제8 도어 제어 유닛(100h)이 한 쌍(40d)으로 이루어져 있다. 각각의 쌍으로 이루어진 도어 제어 유닛은 서로 간에 도어의 개폐에 대한 제어권을 전환할 수 있을 것이다.

도 5에는 도 4에서와 달리 서로 마주 보고 있는 도어에 대한 개폐 제어권을 전환할 수 있도록 한 쌍으로 묶은 것이다. 도어의 개폐에 대한 제어권을 동일한 측에 구성된 도어 제어 유닛과 한 쌍으로 구성하느냐(도 4) 또는 양측에 마주한 도어 제어 유닛과 한 쌍으로 구성(도 5) 하느냐의 차이일 뿐 그 기본적 개폐 제어권 전환 원리는 동일하다.

앞서의 설명은 제1 도어 제어 유닛이 정상이고 제2 도어 제어 유닛이 고장인 경우에 대하여 설명하였으나, 제2 도어 제어 유닛이 정상이고 제1 도어 제어 유닛이 고장인 경우에 대해서도 동일한 발명의 원리를 적용함으로써 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에서 설명의 편의를 위하여 그 기능을 분리하여 설명하였으나(일예로 각종 부로 기능이 나누어짐) 필요에 따라 그 기능이 합쳐져서 구현될 수도 있을 것이다. 또한, 본 발명에서 설명을 생략한 내용들은 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 그 필요에 따라 앞서 설명한 선행기술문헌의 내용을 인용할 수도 있을 것이다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

S1 : 인접 도어 개폐 구동신호
S2 : 인접 도어 개폐 구동신호
S3 : 인접 도어 제어 유닛 고장 신호
S4 : 이중계간 연결되는 신호
S5 : 전체 공통 신호, 좌/우 공통신호
10 : 상위 제어 감시 장치
11 : 통신모듈
12 : 입출력모듈(I/O모듈)
20 : 휴대 제어 감시 장치
30 : 전원 공급 장치
40a,...,40d : 한쌍의 도어 제어 유닛
100a,...,100h : 도어 제어 유닛(DCU)
110 : 전원모듈
120 : 입출력모듈(I/O모듈)
130 : 통신모듈
140 : 프로세서(CPU)
150 : 제1 모터드라이버
160 : 제2 모터드라이버
170 : 자체 진단부
180 : 모니터링부
200a,...,200h : 구동부
300a,...,300h : 도어부

Claims

자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 개폐 명령신호를 입력받는 입력부,
인접 도어제어유닛의 고장 신호를 모니터링하는 고장신호 모니터링부, 및
상기 개폐 명령신호에 의해 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 도어 개폐 구동신호를 생성하고, 상기 인접 도어제어유닛의 고장 여부에 따라 상기 인접 도어제어유닛에 접속된 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자동 출입문이 복수로 마련되어 있는 경우
일측 방향에 그룹지어 있는 상기 자동 출입문의 도어 중 바로 옆의 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 상기 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자동 출입문이 복수로 마련되어 있는 경우
양측 방향에 그룹지어 있는 상기 자동 출입문의 도어 중 마주 보는 자동 출입문의 도어를 개폐하도록 하는 상기 인접 도어 개폐 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도어제어유닛의 자체 상태를 감지하여 상기 도어제어유닛의 고장에 따른 고장 신호를 생성하는 자체 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도어제어유닛은 복수로 구성되며,
복수의 도어제어유닛이 서로 한 쌍으로 이루어져 어느 하나의 고장시 다른 하나가 고장난 도어제어유닛에 접속된 도어의 개폐 신호와 자신의 도어 개폐 신호를 같이 생성함으로써 도어 개폐에 대한 제어권을 전환하는 것을 특징으로 하는 자동 출입문 제어 장치.