KR900002871B1 - 차량의 유도무선 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

차량의 유도무선 제어장치

제 1 도는 본 발명의 일실시예를 도시한 블록도.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 실시예의 차량 구성을 나타낸 블록도.

제 3 도는 제 1 도에 도시한 실시예의 지상국의 구성을 나타낸 블록도.

제 4 도는 제 1 도에 도시한 실시예의 송수신 유닛을 나타낸 블록도.

제 5 도는 제 1 도에 도시한 실시예의 라인결합 유닛을 나타낸 블록도.

제 6 도 내지 제 8 도는 제 1 도에 도시한 실시예의 운전제어장치의 동작을 나타낸 플로우챠트.

본 발명은 유도무선(INDUCTIVE RADIO)장치에 의하여 정해진 구간을 주행하는 복수대의 차량을 무인운전하는 차량의 유도무선 제어장치에 관한 것이다.

예컨대 공장이나 작업장내에서는 미리 정해진 루트를 주행하는 무인 운전의 차량에 의하여 제품을 반송하는 것이 있다. 이러것들은 복수의 차량위치를 지상에서 파악하고 전자계산기, 시퀀스 컨트롤등으로 미리 계획한 차량의 행선에 따라 차량의 운행을 관리한다.

각 차량과 지상의 제어장치 사이에는 정보전송장치를 갖게되고, 이 제어장치에서 차량으로 주행 지령정보를, 차량에서 제어장치로는 차량정보를 전송하고 있다.

이러한 경우, 정보전송장치로써는 종래부터 유도무선장치를 사용하고 있으며, 주행로의 전선(全線)을 따라 유도 트롤러를 부설하고, 제어장치와 차량 사이에서 항상 정보를 전송하는 방식을 취하고 있었다.

그러나 주행로의 포인트부, 일반도로나 기타 궤도와의 교차부에 있어서는 유도 트롤러의 부설이 곤란하다.

그러므로 주행로의 포인트부나 건널목 등에 있어서는 유도 트롤러를 갈라 놓지 않을수 없다. 그리고 유도 트롤러를 갈라 놓은 경우, 각 유도 트롤러에 대응하는 송수신 장치가 필요하게 된다. 또 각 유도 트롤러 사이에 있어서의 정보의 연속성을 확보하기 위해서는, 유도 트롤러의 부설방법, 각 트롤러 사이의 정보절환 장치도 필요하게 된다.

따라서 복잡한 주행로의 경우에는 정보전송장치가 복잡하게 되고 단가가 높아지게 되며 신뢰성도 저하한다는 결점이 있었다.

또 이러한 것에서는 차량의 위치를 검출하기 위해 별도로 위치검출기를 필요로 하거나 시발점에서의 차륜의 회전에 의하여 주행 거리를 얻어 차량의 위치를 추정할 수밖에 없었다.

그러나, 전자의 경우에는 설비에 소요되는 단가가 매우 상승하게 되고, 후자의 경우에는 주행거리가 증대함에 따라 오차가 누적되며 위치정밀도가 저하한다.

이에 대한 대책으로서 주행로를 따라 단속적으로 복수의 루프안테나를 배치하고 차량이 이 루프안테나의 위를 통과할때에 차량과 지상 사이에서 정보 전송을 하는 것이다.

그리고 루프안테나 위로 차량의 정지지령 또는 다음의 루프안테나로의 주행지령을 한다음, 이를 기억시켜 차량을 주행시킨다.

따라서 이러한 정보전송장치에서는 각 루프안테나에 각가 유도무선의 송수신 유닛을 형성하면 되지만, 지상의 루프안테나의 수에 비하여 차량의 수가 적을 경우에는 실제로 동작하는 송수신 유닛은 최대가 되고 가동차량수와 동수임에도 불구하고 그 이상의 송수신 유닛을 필요로 하기 때문에 고가이고 광범위한 시스템이 되고 만다.

또 이러한 시스템에서 송수신 유닛이 고장나면 대응하는 루프안테나와 차량 사이에 정보전송을 할수 없을뿐만 아니라 시스템의 신뢰성도 낮아진다.

또 고장난 송수신 유닛의 루프안테나가 차량의 정지위치에 있을 경우는 무인운전 시스템 전체가 붕괴될 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 시스템의 구성이 간단하고 단가가 저렴하며 신뢰성이 우수한 차량의 유도무선 제어장치를 제공하고자 하는 것으로, 본 발명은 특히 지상 유닛의 구성을 간단히하며 송수신 유닛의 수를 최소한으로 할수 있어 단가가 저렴할 뿐만아니라 신뢰성이 높은 유도무선 제어장치를 제공한다.

본 발명은 루프안테나 각각에 대응하는 라인 결합모듈(module)을 형성하며 이 라인 결합모듈에 대하여 최대 가동 차량수와 같은수의 송수신 유닛을 차량의 주행위치에 맞추어 운전제어장치에 의하여 분할 설치한 유도무선 제어장치를 제공하는 것이다.

이하 본 발명의 일실시예를 제 1 도에 도시된 시스템 전체의 개략구성을 나타낸 블록도와, 제 2 도 내지 제 5 도에 도시된 각 부의 상세한 구성을 나타낸 블록도를 참조하여 설명한다.

한편, 이 시스템은 지상에 단속적으로 배치한 루프안테나와 차량의 송수신기 사이에서 유도무선에 의하여 100KHz전후의 반송파에 수백 Hz의 단일 또는 복수의 톤 신호를 FM변조한 신호로 정보전송을 하고, 지상에서 차량으로는 차량의 주행방향, 출발정지, 브레이크, 스피드 등의 지령신호를 주고, 차량에서 지상으로 차량위의 센서로 검출한 주행방향, 스피드, 브레이크, 주행모터 등의 상태를 전송하는 것이다.

그리고 차량측에는 가선(架線)에서 전기공급되는 부동(浮動)베터리, 이 베터리에 의하여 구동되는 주행모터, 브레이크기구 등을 설치하여 짧은 구간인 경우에는 가선에서 전기공급을 받지않고 베터리의 전력만으로 주행가능케하고 있다.

제 1 도에 있어서, 임의 주행구간에 주행로(1)를 설치하고, 이 주행로(1)위에 복수의 차량(2)를 배치하고 있으며, 주행로(1)에는 적당하게 포인트(3)를 설치하고, 각 포인트(3)에는 포인트 제어장치(4)를 부설하고 있다. 또 포인트 제어장치(4)는 운전제어장치(5)에 의한 차량의 운행계획에 맞추어 도시하지 않은 포인트 제어계를 통하여 절환제어된다.

또 주행로(1)에는 적당한 건널목(6)을 설치하고, 각 건널목(6)에는 건널목 제어장치(7)를 부설하고 있다.

이 건널목(7)도 운전제어장치(5)에 의한 차량의 운행계획에 맞추어 도시하지 않은 건널목 제어계를 통하여 제어한다.

주행로(1)에는 차량(2)과의 사이에서 정보전송을 하기 위한 지상 루프안테나(8-1-8-n)를 단속적으로 배치한다. 지상 루프안테나(8-1-8-n)는 차량의 운행계획을 고려하여 폐쇄구간의 입구, 보안상 필요한 포인트(3), 건널목(6)의 전후, 차량(2)의 정지할 위치, 즉 작업 위치 등에 설치된다. 또 각 지상 루프안테나(8-1-8-n)는 차량(2)의 당해 구간에 진입할 수 있는 최고 속도로 진입할때에 지상의 운전제어장치와의 사이에서 정보 수수를 하는 것이 가능하며, 또 정지지령으로 정지할 경우의 제동거리 및 정지후의 주행재개의 지령을 받기 위하여 필요한 여유를 감안할 길이로 한다.

그리고 각 지상 루프안테나(8-1-8-n)는 안테나 케이블(9) 및 지상극(10)을 통하여 운전제어장치(5)와 정보를 수수한다.

운전제어장치(5)는 상위 계산기(11)에서의 정보로 시스템전체를 관리한다(예를들면 생산관리등).

통상적으로 상위 계산기(11)에서 운전제어장치(5)에 작업계획등을 지령하며, 이 작업계획에 의거하여 운전제어장치(5)가 차량(2)의 운행을 제어한다.

한편, 상위계산기(11)와 운전제어장치(5)가 결합하고 있지 않을 경우, 또는 이 결합이 중단되었을때 혹은 인터럽트계획을 삽입할 경우는 계획장치(12)를 사용하여 운전제어장치(5)에 계획정보를 부여한다.

상기 구성요소중 포인트 제어장치(4), 건널목 제어장치(7), 상위 계산기(11), 그리고 계획장치(12)는 본 발명의 중요한 구성부분이 아니므로 더 이상 구체적이고 상세한 설명은 생략하기로한다.

제 2 도는 차량(2)의 구성을 나타낸 블록도이며, 주행로(1)에 배치한 루프안테나(8)는 안테나케이블(9)을 통하여 지상국(10)에 접속되며, 루프안테나(8)의 양단에는 선로 결합기(81) 및 종단저항기(82)이 설치되어 있다.

차량(2)에는 차량수신안테나(21) 및 차량송신안테나(22)가 각각 상기 루프안테나(8)에 대향하여 하면에 장치되어 있다.

수신안테나(21)에 유도된 신호는 수신 복조회로(23)에서 반송파성분을 제거하여 변조파 성분만을 복조한다.

그리고 이 변조파 성분은 톤 신호검지회로(24)에 주어져 톤 신호의 내용을 검지한다.

톤 신호의 검지결과는 차량 주행 제어장치(25)에 주어지며 톤 신호의 내용에 따라서 폐쇄기 등을 제어하고 차량의 주행을 제어한다.

또 주행모터, 브레이크, 주행속도 등의 상태를 적당한 센서로 검출하여 차량 주행제어장치(25)에 입력한다.

차량 주행 제어장치(25)는 검출한 상태에 따라 톤 신호의 선택신호를 톤 신호의 선택신호를 톤 신호 발생회로(26)에 부여한다.

톤 신호 발생회로(26)에서는 상기 선택신호에 따른 주파수의 단일 혹은 복수의 톤 신호를 발생하여 반송파송출회로(27)에 주어 반송파를 FM변조하고 송신안테나(22)에서 지상 루프안테나(8)로 송출한다.

제 3 도는 지상극(10)의 구성을 나타낸 블록도로써 각 루프안테나(8-1-8-n)를 대응하는 안테나 케이블(9)을 통하여 라인 결합 유닛(110-1-110)에 접속한다.

따라서 라인 결합 유닛(110-1-1-10-n)은 루프안테나(8-1-8-n)와 동수로 설치된다.

한편, 각 라인 결합 유닛(110-1-110-n)에 대한 입출력신호는 송신 분배기(120) 및 수신 분배기(130)를 통하여 송수신 유닛(140-1-140-m)에 접속된다.

여기서 송수신 유닛(140-1-140-m)의 수는 차량(2)의 최대 가동 대수와 같게 한다.

제 4 도는 송수신 유닛(140)을 나타낸 블록도로서 운전제어장치(5)에서 출력되는 차량제어신호(S11)를 기초로 톤신호를 톤신호 발진회로(141)에 부여하고, 발진된 톤신호를 반송파 송출회로(142)에 주어 변조하며, 변조된 반송파는 필터(143)를 통하여 송신 셀렉터 스위치(144)에 입력한다.

한편 수신 셀렉터 스위치(145)에 입력된 신호는 톤 신호 검지회로(146)에서 톤 신호로 검지하고, 차량 감시신호(S12)를 운전제어장치(5)에 부여한다.

상기 송신 셀렉터 스위치(144) 및 수신 셀럭터 스위치(145)는 운전제어장치(5)에서 출력되는 선택신호(S13)에 의하여 제어되고 차량제어신호(S11)를 송출하거나 차량감시신호(S12)를 수신하는 루프안테나(8)를 선택하도록 되어 있다.

따라서 송신 셀렉터 스위치(144)의 출력은 송신 분배기(120)를 통하여 선택한 루프안테나(8)에서 송출된다.

마찬가지로 선택된 루프안테나(8)로 수신된 신호는 수신 분배기(130) 및 수신셀렉터 스위치(145)를 통하여 송수신 유닛(140)에 입력한다.

또한 차량(2)과 루프안테나(8-1-8-n)의 결합은 차량(2)이 루프안테나(8-1-8-n)중의 어느하나위에 있을때에만 대응하는 차량(2)과 루프안테나(8-1-8-n)사이에서 정보 전송이 가능하다.

그리고 차량(2)은 루프안테나(8-1-8-n)이외의 위치에서는 직전에 통과한 루프안테나(8-1-8-n)에서 수신한 차량제어신호(S11)의 내용을 주행제어장치(25)에 유지시켜 주행한다. 제 5 도는 라인 결합 유닛(110)을 나타낸 블록도로, 송신분배기(120)의 출력은 송신반송파 검지회로(111)에 입력되고 이 검지 신호에 의거하여 릴레이 구동회로(112)를 통하여 질환릴레이(113)를 구동하고, 그 접점(S1, S2)의 동작으로 송신분배기(120)의 출력을 믹서회로(114) 및 안테나 케이블(9)를 통하여 루프안테나(8)에 송출한다.

또한 릴레이 구동회로(112)에서는 송신중임을 나타내는 송신 반송파 검지신호(S14)가 운전제어장치(5)에 보내진다.

한편 루프안테나(8)로 수신된 신호는 안테나 케이블(9) 및 믹서회로(114)를 통하여 필터(115)에 입력되고, 다시 수신 복조회로(116)에서 복조되어 수신 분배기(130)를 통하여 송수신 유닛(140)에 보내진다.

또한 수신복조회로(116)에서는 수신중임을 나타내는 수신 반송파 검지신호(S15)가 운전제어장치(5)에 보내진다.

그런데 차량위의 유도무선 장치는 항상 동작 상태에 있으며, 지상측으로 차량감시신호(S12)를 발신하고 차량(2)은 루프안테나(8-1-8-n)위에 위치하고 있을때에 운전제어장치(5)에 차량(2)의 정보를 전달한다.

따라서 예컨대 지금 차량(2)이 루프안테나(8-1)위로 주행하여 오면, 차량감시신호(S12)는 차량 주행제어장치(25)에서 톤 신호 발생회로(26), 반송파 송출회로(27), 차량 송신안테나(22), 루프안테나(8-1), 선로 결합기(81), 믹서회로(114), 필터(115)를 거쳐 수신 복조회로(116)에 전달된다.

그리고 수신 복고조회로(116)에서 차량감시신호(S12)의 반송파가 검지되면, 수신 반송파 검지신호(S15)는 라인 결합 유닛(110-1)에서 운전제어장치(5)로 출력된다.

운전제어장치(5)는 라인 결합 유닛(110-1)에서 수신 반송파 검지신호(S15)를 수신함에 따라 루프안테나(8-1)위에 차량(2)이 존재함을 검지하고, 송수신 유닛(140-1-140-m)중의 어느 하나를 선택한다.

운전제어장치(5)에서는 각 송수신 유닛(140-1-140-m)의 사용 상황을 항상 파악하고 있으며, 상기 수신 반송파 검지신호(S15)를 라인 결합 유닛(110)에서 수신하면, 그 시점에서 사용하고 있지 않는 송수신 유닛(140-1-140-m)중의 어느 하나에 루프 선택신호(S13)를 출력한다.

예를들면, 지금 송수신 유닛(140-2)가 사용되고 있지 않다면, 운전제어장치(5)에서 송수신 유닛(140-2)에 루프 선택신호(S13)가 출력되고 송수신 유닛(140-2)에 셀렉터 스위치(144, 145) 및 분배기(120, 130)를 통하여 송수신 유닛(140-2)과 라인 결합 유닛(110-1)이 결합되며, 차량(2)과 운전제어장치(5)사이에서 정보 전송이 가능하게된다. 이 상태에서 차량으로부터 지상으로 반드시 응답이 있는 정보(예컨데 차량번호 등)에 대하여는 운전제어장치(5)에 의하여 차량감시신호(S12)에서 선택되어 체크된다.

이때, 정상적인 정보가 입력되면 해당 송수신 유닛(140-2)의 수신계를 정상으로 판단하고, 차량감시신호(S12)의 다른 정보도 정상적인 것으로 취급하고, 차량제어에 필요한 정보를 운전제어장치(5)에서 차량제어신호(S11)로 송수신 유닛(140-2)에 출력한다.

지상에서 송신된 차량제어신호(S11)는 송신 셀렉터 스위치(144) 및 분배기(120)를 거쳐 라인 결합 유닛(110-1)에 주어지고 송신 반송파 검지회로(111)에서 송신 반송파가 검지되고 절환 릴레이(113)가 여자되어 접점(S1, S2)이 절환됨에 따라 차량제어신호(S11)는 지상의 루프안테나(8-1)를 경유하여 차량으로 신호를 전송한다.

즉, 송신 반송파 검지회로(111)에서 반송파를 검지함으로써 송수신 유닛(140-2)의 송신계를 정상으로 판단하고, 릴레이 접점(S1, S2)을 동작시켜서 차량과 지상간의 정보 전송계를 확립한다.

또한 차량에서 예컨대 차량번호등의 송신 정보가 없을 경우 또는 이상이 있을 경우, 혹은 송신 반송파 검지회로(111)가 지상에서의 반송파를 검지하지 않았을 경우에는 운전제어장치(5)로부터의 루프선택신호(S13)를 오프로 함에 따라 송수신 유닛(140-2)을 단절시키며, 다른 사용하지 않는 송수신 유닛(140-1, 140-3-140-m)에서 하나를 선택하여 이 선택된 송수신 유닛에 루프 선택신호(S13)를 출력한다.

그리고 이 선택된 송수신 유닛에 대하여 상술한 바와같은 순서로 송신계 및 수신계의 정상 또는 고장을 체크하여 차량과 지상의 상호 정보 전송계를 확립한다.

라인 결합 유닛(110-1-110-n)의 각 절환 릴레이(113)의 동작상태는 운전제어장치(5)에 입력되어 필요한 시점에서 이 상태를 운전제어장치(5)에서 체크할 수 있도록 되어 있다.

제 6 도 내지 제 8 도는 운전제어장치(5)의 동작을 나타낸 플로우챠트로서, 제 6 도는 차량(2)에서 운전제어장치(5)로의 정보전송 루틴에 관한 것이다.

스타트후에, 운전제어장치(5)는 ST1에서 디지탈 입력을 독입하고 ST2에서 유도무선장치의 상태를 체크한다.

이어서 ST3에서 수신 반송파의 검지 체크를 하고 ST4에서 차량의 루프 진입 시퀀스를 체크한다.

그리고 상기 ST2-ST4의 각 체크 결과가 정상이면 ST5에서 해당 루프 안테나와 빈 송수신 유닛을 결합한다.

그리고 ST6에서 디지탈 입력신호를 독입하고, ST7에서 차량번호를 체크하며, 이어서 ST8에서 차량 감시 정보를 체크하며 ST9에서 차량 운행에 필요한 루프 안테나의 번호, 차량번호, 차량의 상태등의 정보를 기억시킨 후에 프로그램의 스타트로 되돌아간다.

또한 각 체크의 결과에 이상이 있을때는 별도 이상 처리 루핀을 실행한다.

제 7 도는 운전제어장치(5)에서 차량으로 차량제어 지령을 주는 루틴으로, ST11에서 차량제어 지령을 출력하고 ST12에서 반송파 송출지령을 출력한다.

그리고 ST13에서 디지탈 입력신호를 독입하고, ST14에서 송신반송파 검지를 체크한다. 이 체크결과 송신 반송파를 검지할 수 없을때는 ST15에서 송수신 유닛을 다시 다른 유닛에 할당시킨다.

그리고 ST16에서 제어정보에 대한 응답을 체크하고 ST17에서 차량 운행에 필요한 정보를 기억시키고 프로그램의 초기로 되돌아간다.

제 8 도는 차량(2)이 루프 안테나(8)에서 떨어졌을때 송수신 유닛을 분리하는 루틴으로, ST21에서 반송파송출 지령을 오프하고 ST22에서 차량제어 정보를 오프하며 ST23에서 루프 안테나의 선택 지령을 오프한다.

또한 ST24에서 사용중에 있는 송수신 유닛의 등록을 클리어(clear)한후 프로그램의 초기로 되돌아 간다.

그리고 상술한 실시예에서는 송신계 또는 수신계의 고장을 검지하면 다른 송수신 유닛에 점환되도록 했지만 정보 전송기능 그 자체에 대하여 고려할 경우에는 차량번호 검지와 같은 수신계의 고장 체크 기능과, 송신 방송파 검지, 점환 릴레이 회로등의 송신계의 고장 체크 기능은 반드시 사용하지 않아도 무방하다.

Claims (4)

1. 미리 정해진 주행로(1)를 주행하는 주행수단(2)과, 주행수단(2)의 주행을 제어하는 차량 제어신호(S11)및 주행수단(2)의 상태에 관한 차량 감시신호(S12)를 주행수단(2)과의 사이에서 전송하며 주행수단(2)의 최대 가동수와 같은 수의 송수신 수단(140)과, 주행로(1)에 단속적으로 배치한 루프안테나(8)를 주행수단(2)의 주행위치에 따라서 선택적으로 조합하여 유도무선에 의한 정보전송을 행하는 선택 수단(10)을 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 유도 무선 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 주행수단(2)과 송수신 수단(140)사이에서 정보 전송이 가능하게 되면, 주행수단(2)에서 반드시 응답이 있는 정보를 체크하여 그 응답이 없을때는 송수신 수단(140)을 다시 선택하는 차량의 유도 무선 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 주행수단(2)과 송수신 수단(140)사이에서 정보 전송이 가능하게 되면, 선택수단(10)에 형성된 송신측의 반송파 검지수단(111)에 의하여 반송파를 체크하고 반송파를 검지할 수 없을때는 송수신 수단(140)을 다시 선택하는 차량의 유도 무선 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 차량 제어신호(S11) 및 차량 감시신호(S12)는 반송파를 정보에 맞는 톤 신호로 변조한 신호를 사용하는 차량의 유도 무선 제어장치.

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