KR20240077976A - 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러 - Google Patents

기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러에 관한 것으로서, 상세하게는, 산업차량의 복수의 아날로그 장치로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하는 아날로그 신호 믹싱부, 산업차량의 복수의 디지털 장치로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하는 디지털 신호 믹싱부, 상기 아날로그 신호 믹싱부 및 디지털 신호 믹싱부로부터 전달된 각 입력신호에 따른 상기 제어신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러, 각 부로 전력을 공급하는 전력공급부 및 각 부의 신호 또는 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하는 산업차량용 통합 컨트롤러에 있어서, 상기 산업차량용 통합 컨트롤러는, 일정 주기 마다 주기신호를 생성하는 주기생성부; 상기 전력공급부로부터 전력을 공급받은 후 상기 통합 컨트롤러 내에서 사용 가능한 전력으로 변환시키며, 상기 통합 컨트롤러 내의 각 구성에 대한 오류를 외부로 출력하는 SBC부 및 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력된 제어신호에 대한 리턴신호를 생성하는 오류확인부를 더 포함할 수 있다.

Description

기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러{Integrated controller for industrial vehicles with functional safety and error detection}
본 발명은 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러에 관한 것으로, 특히 아날로그 신호를 전송하는 아날로그 장치나 디지털 신호를 전송하는 디지털 장치에 관계없이 범용으로 사용하여 산업차량을 제어하는 통합 컨트롤러에 아날로그 장치, 디지털 장치 및 마이크로 컨트롤러의 기능 안전과 오류를 자가 감지할 수 있는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러에 관한 것이다.
지게차 등과 같은 산업차량은 종래에는 아날로그 입력 장치들로부터 아날로그 입력 신호를 전달 받아 각종 ECU들로 전송하여 제어가 되도록 형성되었다가, 디지털 장치의 발전으로 인해 최근에는 디지털 입력 장치들이 아날로그 입력 장치들과 혼용되거나 디지털 입력 장치들로만 사용되도록 발전되었다.
여기서, 종래의 산업차량을 제어하는 산업차량용 컨트롤러는, 아날로그 입력 장치에 맞추어 제작 되었기 때문에 아날로그 입력 신호만 받도록 구성되어 있어, 디지털 입력 장치에 맞추기 위해서는 디지털 입력 신호를 받을 수 있는 컨트롤러를 따로 구성하여 사용하였다.
즉, 산업차량에 아날로그 입력 장치와 디지털 입력 장치가 있는 경우, 아날로그 입력 장치에 맞춰진 컨트롤러와 디지털 입력 장치에 맞춰진 컨트롤러를 각각 마련하여 이 둘을 연동시켜 사용하였다.
그러나, 이러한 방식은 각 컨트롤러 간의 호환이 이루어져야 하고, 서로 데이터들을 따로 처리하도록 구성되기 때문에 데이터 처리가 정확하지 않고 느린 단점이 있었다.
특히, 각 산업차량의 방식에 따라 따로 맞추어 제작이 되어야 하는 번거로움이 있었으며, 각 데이터 처리에 따른 기능의 안전과 오류를 감지할 수 없는 문제가 있었다.
따라서, 아날로그 신호와 디지털 신호를 이용하여 각각의 아날로그 장치와 디지털 장치의 기능 안전과 오류를 감지할 수 있는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러의 개발이 요구되는 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2021-0024627호 "차량용 통합 컨트롤러 및 차량" 한국공개특허공보 제10-2022-0064475호 "전기자동차용 통합 모터 컨트롤러 시스템"
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 통합 컨트롤러 내에 아날로그 장치, 디지털 장치 및 마이크로 컨트롤러의 기능 안전과 오류를 자체적으로 감지 가능하며, 시각적으로 간편하게 고장 여부를 출력할 수 있는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러를 제공하는 데에 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러는 산업차량의 복수의 아날로그 장치로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하는 아날로그 신호 믹싱부, 산업차량의 복수의 디지털 장치로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하는 디지털 신호 믹싱부, 상기 아날로그 신호 믹싱부 및 디지털 신호 믹싱부로부터 전달된 각 입력신호에 따른 상기 제어신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러, 각 부로 전력을 공급하는 전력공급부 및 각 부의 신호 또는 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하는 산업차량용 통합 컨트롤러에 있어서, 상기 산업차량용 통합 컨트롤러는, 일정 주기 마다 주기신호를 생성하는 주기생성부; 상기 전력공급부로부터 전력을 공급받은 후 상기 마이크로 컨트롤러에서 사용 가능한 전력으로 변환시키며, 상기 마이크로 컨트롤러로부터 적어도 하나 이상의 신호를 전달 받고, 상기 신호에 따라 각 부의 오류를 확인하는 SBC부 및 상기 SBC부에서 확인된 오류에 대한 리턴신호를 생성하여 각 부에 대한 정상 또는 오작동 여부를 외부로 출력하는 오류확인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 아날로그 신호 믹싱부 및 디지털 신호 믹싱부로부터 전달된 각 입력신호에 따른 상기 제어신호 및 상기 주기생성부가 생성한 주기신호에 맞춰 상기 SBC부로 전달되는 오류확인신호를 출력하는 신호출력부; 상기 입력신호 전달 시 사용되는 전력량을 측정하여 전력량에 대한 신호를 생성하는 오류감지부 및 상기 마이크로 컨트롤러 작동의 오류를 자체 진단하는 자가진단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력공급부는, 상기 아날로그 장치 및 디지털 장치에서 사용 가능한 전력으로 변환시키는 제1전력변환부 및 상기 SBC 및 오류확인부에서 사용 가능한 전력으로 변환시키는 제2전력변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 SBC부는 상기 전력공급부로부터 전력을 공급 받은 후, 상기 전력을 상기 마이크로 컨트롤러에서 사용 가능한 전력으로 변환시키는 제3전력변환부; 상기 마이크로 컨트롤러와 연동되어, 각 부로 상기 마이크로 컨트롤러 또는 SBC부에서 요구되는 신호 또는 데이터를 전달하는 CAN통신부 및 상기 마이크로 컨트롤러로부터 전달 받은 신호를 통해 각 부의 작동 또는 오작동 여부를 확인하는 내부확인부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오류확인부는, 상기 SBC부로부터 확인된 각 부의 작동 또는 오작동 여부에 따른 상기 리턴신호를 생성하고, 상기 리턴신호에 따라 상기 마이크로 컨트롤러, 아날로그 장치 및 디지털 장치의 오작동을 출력할 수 있다.
또한, 상기 오류확인부는, 상기 리턴신호를 F신호, N신호 및 R신호로 나눠 출력할 수 있으며, 상기 F신호, N신호, R신호 중 둘 이상이 ON으로 출력될 경우, 상기 F신호, N신호 및 R신호의 출력이 상기 마이크로 컨트롤러에서 지정한 신호와 다를 경우, 상기 F신호, N신호, R신호가 모두 OFF로 출력될 경우, 중 적어도 하나 이상의 경우로 출력될 시 상기 산업차량용 통합 컨트롤러를 고장으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 산업차량용 통합 컨트롤러는, 상기 전력공급부로부터 상기 아날로그 장치, 디지털 장치, 마이크로 컨트롤러, SBC부 및 오류확인부로 각각 전달되는 전류의 전압을 감지하는 전압감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러는 아날로그 장치, 디지털 장치 및 마이크로 컨트롤러에서 이용하는 전력을 통해 각 구성의 기능 안전 및 오류를 감지함으로써, 각 구성에 대한 오작동 또는 고장을 보다 빠르게 감지할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러는 위에서 언급된 본 발명의 실시예에 따른 효과에 대해 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러의 구성을 개략화한 블록도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 컨트롤러에 대한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1의 전력공급부에 대한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 1의 SBC부에 대한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러에 전력이 공급될 시의 구성을 나타낸 예시도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되진 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 및 "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러의 구성을 개략화한 블록도이고, 도 2는 도 1의 마이크로 컨트롤러에 대한 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 도 1의 전력공급부에 대한 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 도 1의 SBC부에 대한 구성을 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러에 전력이 공급될 시의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러(1)는 아날로그 신호 믹싱부(10), 디지털 신호 믹싱부(20), 마이크로 컨트롤러(30), 전력공급부(40), 메모리부(50), 주기생성부(60), SBC부(70) 및 오류확인부(80)를 포함할 수 있다.
먼저, 아날로그 신호 믹싱부(10)는 산업차량에 설치되는 복수의 아날로그 장치(11)로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하도록 구성될 수 있다. 여기서, 산업차량은 지게차와 같이 산업에 사용되는 차량일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 사항은 아니다. 본 명세서에서는 이해를 돕기 위하여 지게차에 한정하여 설명하기로 한다.
예를 들어, 산업차량이 지게차일 경우, 아날로그 장치(11)는 지게차의 전진과 중립, 후진을 담당하는 운전 레버이거나 지게차의 리프트를 상승 및 하강시키는 리프트 구동 레버일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 사항은 아니며, 지게차에 설치되면서 아날로그적으로 입력신호를 입력 받을 수 있는 모든 구성 또는 장치를 포함할 수 있다.
이러한 복수의 아날로그 장치(11)는 전력선 등으로 각기 아날로그 신호 믹싱부(10)에 연결되어 아날로그 신호 믹싱부(10)로 입력신호를 전달할 수 있으며, 아날로그 신호 믹싱부(10)에서는 이러한 입력신호들을 정렬하거나 믹싱하여 마이크로 컨트롤러(0로 전달할 수 있다. 여기서, 입력신호는 전압으로 구분되는 전력 신호일 수 있다.
디지털 신호 믹싱부(20)는 산업차량에 설치되는 복수의 디지털 장치(21)로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하도록 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 장치(21)는 지게차의 시동 on/off 장치나, 방전회로 등으로 마련될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 디지털 신호를 발생시키는 장치라면 한정되지 않고 구성될 수 있다
디지털 신호 믹싱부(20)는 이러한 디지털 장치(21) 복수로부터 전압으로 구분되는 입력신호 등을 전송 받아 믹싱하고, 마이크로 컨트롤러(30)로 전달할 수 있다.
마이크로 컨트롤러(30)는 아날로그 신호 믹싱부(10) 및 디지털 신호 믹싱부(20)로부터 전달된 각 입력신호에 따른 제어신호를 출력할 수 있으며, 마이크로 컨트롤러 작동의 오류를 자체 진단할 수 있다.
도 2를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(30)는 신호출력부(31), 오류감지부(32) 및 자가진단부(33)를 포함할 수 있다.
신호출력부(31)는 아날로그 신호 믹싱부(10) 및 디지털 신호 믹싱부(20)로부터 전달된 각 입력신호에 따른 제어신호를 출력할 수 있으며, 주기생성부(60)의 주기신호에 맞춰 SBC부(70)로 전달되는 오류확인신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 신호출력부(31)는 아날로그 신호 믹싱부(10)로부터 지게차의 전진, 후진 또는 중립에 대한 신호가 입력되어 전송될 경우 그에 맞는 전진, 후진 또는 중립에 대한 제어신호를 출력할 수 있다. 또한, 신호출력부(31)는 디지털 신호 믹싱부(20)로부터 지게차 시동 on에 대한 신호가 입력되어 전송될 경우 그에 맞는 시동 on에 대한 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤러(30)에서 출력된 제어신호는 후술될 SBC부(70)로 전달될 수 있으며, SBC부(70)의 CAN통신부(72)에서 각 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)로 전달될 수 있다.
오류확인신호는 주기생성부(60)의 주기신호에 맞춰 일정 주기마다 SBC부(70)로 전력량이 전달될 수 있어, SBC부(70)가 마이크로 컨트롤러(30)의 정상 작동 또는 오작동을 확인하는 데에 사용될 수 있다.
오류감지부(32)는 아날로그 신호 믹싱부(10)와 디지털 신호 믹싱부(20)에서 전달된 입력신호들의 전력량을 측정할 수 있다.
구체적으로, 오류감지부(32)는 각 입력신호들의 전력량을 측정하는 것으로, 각 아날로그 장치(11) 또는 디지털 장치(21)에서 전달되는 전력의 량을 알 수 있음에 따라, 저전력 또는 과전력으로 전달된 아날로그 장치(11) 또는 디지털 장치(21)를 선별할 수 있다.
이를 위해, 오류감지부(32)는 후술될 메모리부(50)로부터 각 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)가 정상 작동될 시의 전력량을 전달 받을 수 있으며, 정상 작동될 시의 전력량과 오작동 시의 전력량을 비교하는 것으로 아날로그 장치(11)와 디지털 장치(21)의 오작동을 감지할 수 있다.
상술된 바와 같이 오작동을 감지한 오류감지부(32)는 전력량에 대한 신호를 생성할 수 있으며, 전력량에 대한 신호를 SBC부(70)로 전달하는 것으로 각 부에 따른 정상 작동 또는 오작동의 여부를 SBC부(70)에서 확인 가능하도록 할 수도 있다.
자가진단부(33)는 마이크로 컨트롤러(30) 작동의 오류를 자체 진단할 수 있다.
구체적으로, 자가진단부(33)는 마이크로 컨트롤러(30)로 전달된 신호 또는 데이터들의 손상을 진단할 수 있으며, 내장 자체 시험을 통해 산업차량용 통합 컨트롤러(1)의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 내장 자체 시험은 마이크로 컨트롤러(30)가 스스로 테스트할 수 있게 하는 메커니즘으로, 마이크로 컨트롤러(30)가 설계된 로직 회로대로 동작이 되는 지 확인하는 시험이다. 이러한 시험은 통상적으로 사용되는 자체 테스트 회로 칩(chip) 또는 장비를 통해 이루어질 수 있어, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이를 위해, 자가진단부(33)는 신호 또는 데이터들의 손상을 진단하기 위하여 ECC메모리 장치가 설치될 수 있으며, 내장 자체 시험을 진행하기 위하여 BIST 장치가 설치될 수 있으나, 상술된 장치에 반드시 한정되는 사항은 아니며, 마이크로 컨트롤러(30) 내부 회로를 자체적으로 진단할 수 있는 모든 장치 또는 모듈로 마련될 수 있다.
전력공급부(40)는 본 발명을 구성하는 각 부로 전력을 공급하도록 구성되는 것으로, 산업차량의 배터리 등과 연결되거나 따로 배터리를 마련하여 전력을 본 발명의 각 부로 공급하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전력공급부(40)는 제1전력변환부(41) 및 제2전력변환부(42)를 포함할 수 있다.
제1전력변환부(41)는 산업차량의 배터리 등과 같은 발원지에서 전달 받은 전력을 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)에서 사용 가능한 전력으로 변환시킬 수 있다.
구체적으로, 제1전력변환부(41)는 상기의 발원지에서 전달된 전력을 10 내지 15V로 변환 시킬 수 있어, 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)에 전력을 공급할 수 있다. 가장 바람직하게는 12V로 변환 시키는 것으로 산업차량의 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)에 효율적인 전력을 공급할 수 있으나, 반드시 상술된 전력에 한정되는 것은 아니다.
제2전력변환부(42)는 SBC부(70) 및 오류확인부(80)에서 사용 가능한 전력으로 변환시킬 수 있다.
구체적으로, 제2전력변환부(42)는 상기의 발원지에서 전달된 전력을 4 내지 6V로 변환 시킬 수 있어, SBC부(70) 및 오류확인부(80)에 맞는 전력을 공급할 수 있다. 가장 바람직하게는 5V로 변환 시키는 것으로, SBC부(70) 및 오류확인부(80)에 효율적인 전력을 공급할 수 있으나, 반드시 상술된 전력의 범위에 한정되는 것은 아니다.
즉, 전력공급부(40)는 산업차량의 배터리 등과 연결되거나 따로 배터리를 마련하여 각 부로 전력을 공급할 시 적어도 둘 이상의 갈래를 통해 각 부에 맞는 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다.
메모리부(50)는 본 발명이 동작하는 과정에서 발생되거나 외부로부터 전송되는 신호 또는 데이터를 저장하기 위해 마련되는 것으로, 통상적으로 차량에 마련되는 메모리와 동일하므로 메모리부(50)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 메모리부(50)는 마이크로 컨트롤러(30), SBC부(70) 및 오류확인부(80)에서 산업차량용 통합 컨트롤러(1)의 기능 안전 및 오류 감지를 위한 정상 작동 시의 신호 또는 데이터가 기 저장되어 있을 수 있다.
주기생성부(60)는 일정 주기마다 주기신호를 생성하는 것으로, 마이크로 컨트롤러(30) 또는 SBC부(70)에서 오류를 감지할 타이밍을 나타낼 수 있다. 주기생성부(60)는 X-TAL장치로 마련되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되는 사항은 아니며, 본 발명의 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내에서 주기에 대한 신호를 생성할 수 있는 모든 장치 또는 모듈로 마련될 수 있다.
SBC부(70)는 상기 마이크로 컨트롤러(30)와 연동되는 것으로, 전력공급부(40)에서 공급 받은 전력을 마이크로 컨트롤러(30)에서 사용 가능한 전력으로 변환시킬 수 있다. 또한, SBC부(70)는 마이크로 컨트롤러(30)로부터 적어도 하나 이상의 신호를 전달 받을 수 있으며, 상기 신호에 따라 각 부의 오류를 확인할 수 있다.
도 4를 참조하면, SBC부(70)는 제3전력변환부(71), CAN통신부(72) 및 내부확인부(73)를 포함할 수 있다.
제3전력변환부(71)는 전력공급부(40)의 제1전력변환부(41)로부터 전달 받은 전력을 마이크로 컨트롤러(30)에서 사용 가능한 전력으로 변환시킬 수 있다.
예를 들어, 제3전력변환부(71)는 제1전력변환부(41)로부터 5V의 전력을 전달 받은 후, 3 내지 4V로 변환시킨 후 마이크로 컨트롤러(30)로 전달할 수 있다. 가장 바람직하게는 3.3V로 변환시킬 수 있으나, 반드시 이러한 전력에 한정되지 않으며, 마이크로 컨트롤러(30)에서 효율적으로 사용 가능한 모든 전력의 범위로 변환시킬 수 있다.
CAN통신부(72)는 마이크로 컨트롤러(30)와 연동될 수 있으며, 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)를 제외한 각 부에서 생성된 신호 또는 데이터를 마이크로 컨트롤러(30)와 SBC부(70)의 요구사항에 따라 각각의 부로 전달할 수 있다.
예컨대, CAN통신부(72)는 마이크로 컨트롤러(30)에서 출력된 제어신호를 아날로그 장치(11) 또는 디지털 장치(21)로 각각 해당 제어신호에 맞춰 전달할 수 있다.
또한, CAN통신부(72)는 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내에 마련된 각 부의 신호 또는 데이터를 전송하는 데에 사용될 수도 있다. 예컨대, SBC부(70)에서 각 부에 대한 오류를 확인하여 후술될 오류확인부(80)로 상기 오류를 전송할 시 CAN통신부(72)가 사용될 수도 있다.
이러한 CAN통신부(72)는 캔 트랜시버 장치를 통해 캔 통신이 수행하도록 구성될 수 있으며, 산업차량의 다수의 장치 중 설정에 따라 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)에 마련된 네트워크와 산업차량용 통합 컨트롤러(1)의 사이에서 송수신되는 데이터를 전기적 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
즉, 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)는 CAN통신부(72)를 통해 마이크로 컨트롤러(30)로부터 출력된 제어신호를 전송 받아 연결된 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.
이러한 CAN통신부(72)는 아날로그 장치(11) 또는 디지털 장치(21)의 일부에게만 전송하는 것으로 국한될 수도 있고, 전체 아날로그 장치(11) 및 디지털 장치(21)들 모두에게 전송할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 캔 통신을 통해 데이터를 각 부로 송수신 가능한 모든 장치 또는 모듈로 마련될 수도 있다.
내부확인부(73)는 마이크로 컨트롤러(30)로부터 전달 받은 신호를 통해 각 부의 작동 또는 오작동 여부를 확인할 수 있다. 이때, 신호는 아날로그 신호 믹싱부(10) 또는 디지털 신호 믹싱부(20)에서 전달된 입력신호이거나 마이크로 컨트롤러(30)로부터 주기신호마다 전달된 오류확인신호일 수 있다.
구체적으로, 내부확인부(73)는 마이크로 컨트롤러(30)로부터 전달 받은 신호들의 전력량 또는 전압량을 확인하는 것으로, 마이크로 컨트롤러(30), 아날로그 신호 믹싱부(10) 및 디지털 신호 믹싱부(20) 중 오류 또는 오작동 된 구성을 확인할 수 있다.
또한, 내부확인부(73)는 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내의 구성의 신호를 각 주기 또는 시간마다 다르게 받는 것으로 오류 또는 오작동이 발생한 구성을 명확히 찾아낼 수 있는 장점이 있다.
이에, 내부확인부(73)는 오류 또는 오작동 발생 여부 및 해당 구성에 대한 데이터를 전기적 신호로 변환할 수 있으며, 이러한 전기적 신호는 오류확인부(80)로 전달되어 사용자에게 오류 또는 오작동 여부를 출력해줄 수 있다.
더욱 구체적으로, 오류확인부(80)는 SBC부(70)에서 확인된 오류 또는 오작동에 대한 전기적 신호를 전달 받을 수 있으며, 이러한 전기적 신호에 대한 리턴신호를 생성하는 것으로, 각 부에 대한 정상 또는 오작동 여부를 외부로 출력할 수 있다.
오류확인부(80)는 각 전기적 신호에 따라 F신호, N신호 및 R신호로 각각 나눠 출력할 수 있으며, 각 신호의 출력에 따라 사용자에게 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 또는 각 부의 고장 여부를 출력해줄 수 있다.
상기와 같은 출력을 위하여 오류확인부(80)는 F신호, N신호 및 R신호에 맞는 LED전구 또는 디스플레이가 설치된 출력장치일 수 있으나, 이는 예시적인 것이며, F신호, N신호 및 R신호에 따라 각 구성에 대한 오류 또는 오작동을 출력할 수 있는 모든 출력장치로 마련될 수 있다.
각 신호는 사용자의 설정에 따라 다른 구성을 가리키도록 마련되거나 오류확인부(80) 내에서 각 구성을 가리키도록 설정함에 따라 다르게 마련될 수 있으며, 반드시 상술된 예에 한정되는 것은 아니다.
하기에서는 설명의 용이성을 위하여 오류확인부(80)를 각 신호에 따른 LED전구가 마련된 장치인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
일 예로, F신호, N신호 및 R신호 중 둘 이상이 on으로 출력될 경우, 즉, F신호, N신호 및 R신호에 해당하는 각 LED전구 중 둘 이상이 켜질 경우 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내에 구성 중 적어도 하나의 구성에 고장이 발생하였다고 사용자가 판단하도록 할 수 있다.
다른 예로, F신호, N신호 및 R신호에 해당하는 각 LED전구의 출력이 마이크로 컨트롤러(30)에서 지정한 신호와 다를 경우에 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내에 구성 중 적어도 하나의 구성에 고장이 발생하였다고 사용자가 판단하도록 할 수 있다.
예컨대, 마이크로 컨트롤러(30)에서 지정한 신호는 F신호에 해당하는 LED전구가 켜지고, N신호에 해당하는 LED전구 및 R신호에 해당하는 LED전구가 꺼지는 것으로 지정하였으나, N신호에 해당하는 LED전구가 깜박이는 것으로 출력될 경우 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내에 구성 중 적어도 하나의 구성에 고장이 발생하였다고 사용자가 판단하도록 할 수 있다.
또 다른 예로, F신호, N신호 및 R신호에 해당하는 각 LED전구가 전부 OFF로 출력될 경우 산업차량용 통합 컨트롤러(1) 내에 구성 중 적어도 하나의 구성에 고장이 발생하였다고 사용자가 판단하도록 할 수 있다.
이에 따라, 오류확인부(80)는 상술된 세 가지의 경우로 F신호, N신호 및 R신호가 출력될 시 사용자에게 보다 빠르게 고장 여부를 알려줄 수 있는 장점이 있으며, 상술된 세 가지의 경우는 예로 들어 설명한 것으로, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량용 통합 컨트롤러(1)는 전압감지부(90)를 더 포함할 수 있다.
전압감지부(90)는 도 5에 도시된 바와 같이 산업차량용 통합 컨트롤러(1)의 내부에 형성될 수 있으며, 전력공급부(40)로부터 마이크로 컨트롤러(30), SBC부(70) 및 오류확인부(80)로 각각 전달되는 전류의 전압을 감지할 수 있으며, 각 구성에 따른 전압데이터를 생성할 수 있다.
하기에서는 도 5를 참조하여 전압감지부(90)의 작동의 일 예에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 전압감지부(90)는 전력공급부(40)에 공급되는 전류의 전압을 감지할 수 있다. 이때 전력공급부(40)에 들어오는 전류의 전압 또는 전력량이 전력공급부(40)에서 수용 불가능하도록 많은 전력량이거나 너무 적은 전류의 전압 또는 전력량일 경우 전압감지부(90)는 해당 전류의 전압 또는 전력량에 대한 전압데이터를 생성할 수 있다.
다음으로, 전력공급부(40)에서 공급된 전력은 제1전력변환부(41) 및 제2전력변환부(42)를 거쳐 각각 12V 및 5V로 변환될 수 있으며, 전압감지부(90)는 제1전력변환부(41)가 아날로그 장치(11) 또는 디지털 장치(21)로 전력을 공급할 시와 제2전력변환부(42)가 SBC부(70) 또는 오류확인부(80)로 전력을 공급할 시 전류의 전압 또는 전력량을 감지할 수 있다.
이때, 전압감지부(90)는 아날로그 장치(11), 디지털 장치(21), SBC부(70) 또는 오류확인부(80)에 전달되는 전류의 전압 및 전력량이 각 부에서 수용 불가능한 전류의 전압 또는 전력량일 시 각각의 구성에 해당하는 전압데이터를 적어도 하나 이상 생성할 수 있다.
예컨대, 제1전력변환부(41)에서 변환시킨 전력량이 16V 또는 9V일 경우, 전압감지부(90)는 아날로그 장치(11)와 디지털 장치(21)가 해당 전력량을 수용할 수 없다고 판단한 후 제1전력변환부(41)에 대한 전압데이터를 생성할 수 있다.
또한, 전압감지부(90)는 설정된 전력에서 소수점 자리의 오차는 무시할 수 있으며, 상술된 제1전력변환부(41) 또는 제2전력변환부(42)로부터 변환된 범위에 맞춰 전압 또는 전류량을 감지할 수 있다.
마지막으로, 전압감지부(90)는 상술된 방법과 동일하게 SBC부(70)에서 마이크로 컨트롤러(30)로 전달되는 전류의 전압 또는 전력량을 감지할 수 있어, SBC부(70)의 오류 또는 오작동 여부에 대한 전압데이터를 생성할 수 있다.
상술된 바와 같이 감지된 전류의 전압 또는 전력량에 대한 각각의 전압데이터는 전압감지부(90)를 통해 마이크로 컨트롤러(30)로 전달될 수 있으며, 마이크로 컨트롤러(30)에서 각 부에 대한 오류를 확인하기 위한 신호를 출력할 시에 더 이용될 수 있다.
예컨대, 마이크로 컨트롤러(30)에서 전압데이터의 결과에 따라 오류확인신호를 갱신하는 데에 사용하도록 할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 사항은 아니다.
이에 따라, 전압감지부(90)는 각 부에 전달되는 전력량을 확인하고, 각 부에 맞지 않은 범위의 전력량이 전달 될 시 해당 장치에 공급되는 전력을 차단할 수 있어, 전력 공급에 의한 장치 고장을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 산업차량용 통합 컨트롤러(1)는 각 부에 맞춰 전류를 보다 효율적으로 전달할 수 있어 산업차량 내의 구성에 대한 고장을 줄일 수 있음은 물론, 각 부에서 전달되는 전력량에 따라 각 부의 오류 또는 오작동 여부를 보다 빠르게 확인할 수 있는 효과가 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
1 : 산업차량용 통합 컨트롤러
10 : 아날로그 신호 믹싱부
11 : 아날로그 장치
20 : 디지털 신호 믹싱부
21 : 디지털 장치
30 : 마이크로 컨트롤러
31 : 신호출력부
32 : 오류감지부
33 : 자가진단부
40 : 전력공급부
41 : 제1전력변환부
42 : 제2전력변환부
50 : 메모리부
60 : 주기생성부
70 : SBC부
71 : 제3전력변환부
72 : CAN통신부
73 : 내부확인부
80 : 오류확인부
90 : 전압감지부

Claims (7)

  1. 산업차량의 복수의 아날로그 장치로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하는 아날로그 신호 믹싱부, 산업차량의 복수의 디지털 장치로부터 입력신호를 전달 받아 믹싱하는 디지털 신호 믹싱부, 상기 아날로그 신호 믹싱부 및 디지털 신호 믹싱부로부터 전달된 각 입력신호에 따른 상기 제어신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러, 각 부로 전력을 공급하는 전력공급부 및 각 부의 신호 또는 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하는 산업차량용 통합 컨트롤러에 있어서,
    상기 산업차량용 통합 컨트롤러는,
    일정 주기 마다 주기신호를 생성하는 주기생성부;
    상기 전력공급부로부터 전력을 공급받은 후 상기 마이크로 컨트롤러에서 사용 가능한 전력으로 변환시키며, 상기 마이크로 컨트롤러로부터 적어도 하나 이상의 신호를 전달 받고, 상기 신호에 따라 각 부의 오류를 확인하는 SBC부 및
    상기 SBC부에서 확인된 오류에 대한 리턴신호를 생성하여 각 부에 대한 정상 또는 오작동 여부를 외부로 출력하는 오류확인부를 더 포함하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 아날로그 신호 믹싱부 및 디지털 신호 믹싱부로부터 전달된 각 입력신호에 따른 상기 제어신호 및 상기 주기생성부가 생성한 주기신호에 맞춰 상기 SBC부로 전달되는 오류확인신호를 출력하는 신호출력부;
    상기 입력신호 전달 시 사용되는 전력량을 측정하여 전력량에 대한 신호를 생성하는 오류감지부 및
    상기 마이크로 컨트롤러 작동의 오류를 자체 진단하는 자가진단부를 포함하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급부는,
    상기 아날로그 장치 및 디지털 장치에서 사용 가능한 전력으로 변환시키는 제1전력변환부 및
    상기 SBC 및 오류확인부에서 사용 가능한 전력으로 변환시키는 제2전력변환부를 포함하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러
  4. 제1항에 있어서,
    상기 SBC부는
    상기 전력공급부로부터 전력을 공급 받은 후, 상기 전력을 상기 마이크로 컨트롤러에서 사용 가능한 전력으로 변환시키는 제3전력변환부;
    상기 마이크로 컨트롤러와 연동되어, 각 부로 상기 마이크로 컨트롤러 또는 SBC부에서 요구되는 신호 또는 데이터를 전달하는 CAN통신부 및
    상기 마이크로 컨트롤러로부터 전달 받은 신호를 통해 각 부의 작동 또는 오작동 여부를 확인하는 내부확인부를 포함하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오류확인부는,
    상기 SBC부로부터 확인된 각 부의 작동 또는 오작동 여부에 따른 상기 리턴신호를 생성하고, 상기 리턴신호에 따라 상기 마이크로 컨트롤러, 아날로그 장치 및 디지털 장치의 오작동을 출력하는 것을 특징으로 하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러
  6. 제4항에 있어서,
    상기 오류확인부는,
    상기 리턴신호를 F신호, N신호 및 R신호로 나눠 출력할 수 있으며,
    상기 F신호, N신호, R신호 중 둘 이상이 ON으로 출력될 경우,
    상기 F신호, N신호 및 R신호의 출력이 상기 마이크로 컨트롤러에서 지정한 신호와 다를 경우,
    상기 F신호, N신호, R신호가 모두 OFF로 출력될 경우,
    중 적어도 하나 이상의 경우로 출력될 시 상기 산업차량용 통합 컨트롤러를 고장으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산업차량용 통합 컨트롤러는,
    상기 전력공급부로부터 상기 아날로그 장치, 디지털 장치, 마이크로 컨트롤러, SBC부 및 오류확인부로 각각 전달되는 전류의 전압을 감지하는 전압감지부를 더 포함하는 기능 안전 및 오류 감지가 적용된 산업차량용 통합 컨트롤러

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