KR102174402B1 - 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 출력하는 충전부와, 커넥터 체결 정보가 수신되면 배터리 충전량을 모니터링하고 그 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송하는 배터리 관리부 및 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어하는 충전 인디케이터 제어부;를 구비하므로, 충전량 정보의 전송 과정에서 발생하는 오류의 검출 및 확인이 가능하며, 오류에 의해 하나의 경로에서 충전량 정보가 전송되지 않더라도 다른 경로를 통해 동일한 충전량 정보를 전송받을 수 있는 이중화 설계를 구현할 수 있다.

Description

전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법{Battery charging status indicator system for electric vehicle and control method for the same}
본 발명은 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기자동차에는 배터리를 충전하거나 배터리 충전이 완료된 이후의 배터리 충전량에 대한 정보를 충전 인디케이터 램프를 이용하여 표시하는 충전 인디케이터 시스템이 구비되어 있다.
이러한, 종래의 충전 인디케이터 시스템은 전기차동차 내부의 대쉬보드와 충전 커넥터가 체결되는 충전구에 충전 인디케이터 램프를 구비하고, 배터리 충전량에 따라 충전 인디케이터 램프를 온오프하거나 색상을 변화시켜서 배터리 충전량을 표시하고 있다.
한편, 종래의 충전 인디케이터 시스템은 전기자동차에 탑재된 탑재형 충전장치(On-Board Charger, OBC) 또는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)로부터 배터리 충전량에 대한 정보를 수신하여 충전 인디케이터 램프를 제어하게 되는데, 네트워크 고장이나 오류가 발생하게 되면 배터리 충전량에 대한 정보를 수신하지 못하기 때문에 충전 인디케이터 램프를 통해 배터리 충전량을 표시하지 못하는 문제점이 있다.
이때, 종래의 충전 인디케이터 시스템은 네트워크 고장이나 오류를 검출하거나 외부에 표시하지 못하므로, 운전자가 정비 센터를 통해 정비를 받기 전까지 어떠한 문제로 인해 충전 인디케이터 시스템이 동작하지 않는지 확인할 수 없었다.
아울러, 종래의 충전 인디케이터 시스템은 충전 인디케이터 램프에 단선 또는 단락이 발생하더라도, 이를 검출하거나 외부에 표시하지 못하며, 배터리 충전량에 대한 정보를 다른 대체수단을 이용하여 표시할 수도 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 통신 오류나 충전 인디케이터 램프 자체의 고장이 발생하더라도 배터리 충전량에 대한 정보를 송수신하거나 표시할 수 있도록 이중화 설계를 구현한 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보의 전송 과정에서 발생하는 각종 오류를 검출하여 운전자가 즉시 확인할 수 있도록 한 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면, 그 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 출력하는 충전부; 상기 충전부로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면, 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하고, 그 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송하는 배터리 관리부; 및 상기 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고, 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어하는 충전 인디케이터 제어부;를 포함하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 하나의 경로로서, P-CAN 통신을 기반으로 충전량 정보가 전송되는 제 1통신 라인; 및 상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 다른 경로로서, 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호가 전송되는 제 2통신 라인;을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 인디케이터 제어부는, 상기 제 2통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신될 때 상기 제 1통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신되지 않거나, 상기 제 2통신 라인에서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호의 하이 또는 로우 상태가 소정의 시간 동안 유지되면, 통신 오류가 발생한 것으로 판정하여 전기자동차의 클러스터에 통신 오류의 발생 여부를 표시한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 인디케이터 제어부는, 상기 제 1통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 2통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력하고, 상기 제 2통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 1통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 인디케이터 제어부는, 상기 제 1통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보와 상기 제 2통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보를 서로 비교하여 임계치 이상의 오차가 존재하면, 상기 배터리 관리부에 이상이 발생한 것으로 판정하고 전기자동차의 클러스터에 상기 배터리 관리부의 이상 여부를 표시하며, 오차 발생 이전에 수신된 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 인디케이터 제어부로부터 출력되는 램프 제어 신호를 수신하고, 그 램프 제어 신호에 따라 충전 인디케이터 램프를 구동하며, 충전 인디케이터 램프에 단선이 발생하면 상기 충전 인디케이터 제어부에 단선 신호를 출력하는 램프 구동부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 인디케이터 제어부는, 충전 인디케이터 램프에 단선 또는 단락이 발생하면, 전기자동차의 클러스터에 충전 인디케이터 램프의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전량 정보에 따라 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시한다.
또한, 본 발명은 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템에서 수행되는 제어방법으로서, (1) 충전부가, 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면 그 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 출력하는 단계; (2) 충전 인디케이터 제어부가, 상기 충전부로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하는 배터리 관리부로부터, 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송되는 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 수신하는 단계; 및 (3) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고, 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어하는 단계;를 포함하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (2)단계에서 충전량 정보는, 상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 하나의 경로로서, P-CAN 통신을 기반으로 충전량 정보가 전송되는 제 1통신 라인과, 상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 다른 경로로서, 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호가 전송되는 제 2통신 라인을 통해 상기 충전 인디케이터 제어부에 전송된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3)단계는, (3-1) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 제 2통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신될 때 상기 제 1통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신되지 않거나 상기 제 2통신 라인에서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호의 하이 또는 로우 상태가 소정의 시간 동안 유지되면, 통신 오류가 발생한 것으로 판정하는 단계; 및 (3-2) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 전기자동차의 클러스터에 통신 오류의 발생 여부를 표시하는 단계;를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3-2)단계 이후에, (3-3) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 제 1통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 2통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력하고, 상기 제 2통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 1통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하는 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3-1)단계 이후에, (3-4) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 제 1통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보와 상기 제 2통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보를 서로 비교하여 임계치 이상의 오차가 존재하면, 상기 배터리 관리부에 이상이 발생한 것으로 판정하는 단계; (3-5) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 전기자동차의 클러스터에 상기 배터리 관리부의 이상 여부를 표시하는 단계; 및 (3-6) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 오차 발생 이전에 수신된 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하는 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3)단계 이후에, (4) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 충전 인디케이터 램프를 모니터링하여 단선 및 단락의 발생 여부를 판정하는 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (4)단계 이후에, (5) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 충전 인디케이터 램프에 단선 또는 단락이 발생하면, 전기자동차의 클러스터에 충전 인디케이터 램프의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전량 정보에 따라 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시하는 단계;를 더 포함한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면 이의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 출력하는 충전부와, 충전부로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하고 그 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송하는 배터리 관리부 및 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어하는 충전 인디케이터 제어부를 구비하므로, 충전량 정보의 전송 과정에서 발생하는 오류의 검출 및 확인이 가능하며, 오류에 의해 하나의 경로에서 충전량 정보가 전송되지 않더라도 다른 경로를 통해 동일한 충전량 정보를 전송받을 수 있는 이중화 설계를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 램프 구동부를 구비하여 충전 인디케이터 램프를 구동시키면서 단선 또는 단락의 발생 여부를 감지하고, 충전 인디케이터 램프의 단선 또는 단락이 발생하면 충전 인디케이터 제어부가 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시함으로써, 충전 인디케이터 램프의 고장이 발생하더라도 충전량 정보의 표시가 가능한 이중화 설계를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법에 따른 오류 검출과정을 설명하기 위한 도면.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템은 충전부(110), 배터리 관리부(120), 제 1통신 라인(130), 제 2통신 라인(140) 및 충전 인디케이터 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템은 전기자동차에 탑재되고, 배터리 충전량에 대한 정보에 따라 충전 인디케이터 램프(10)를 온오프하거나 색상을 변화시켜 표시하도록 구현될 수 있다.
아울러, 전술한 충전 인디케이터 램프(10)는 벌브(bulb) 타입으로 구비되어 전기자동차의 충전 커넥터가 체결되는 충전구와 전기자동차 실내의 대쉬보드에 각각 설치될 수 있으며, 복수 개로 구비되어 순차적으로 턴온되거나 배터리 충전량에 따라 색상 변화가 발생하거나 이들을 혼합한 형태로 구비될 수 있다.
상기 충전부(110)는 전기자동차의 충전 시작을 알리기 위한 것으로, 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면 그 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 배터리 관리부(120)에 출력하는 기능을 수행한다.
이러한, 충전부(110)는 단순히 충전 케넥터를 감지하여 커넥터 체결 정보를 출력하는 센서로 구비될 수 있으나, 전기자동차에 탑재되어 충전 과정의 전반적인 제어를 수행하는 탑재형 충전장치(On-Board Charger, OBC)를 활용하면 별도의 센서를 더 설치할 필요없이 충전 커넥터가 충전구에 체결되는지 감지할 수 있으므로, 탑재형 충전장치에 커넥터 체결 정보를 배터리 관리부(120)에 출력하는 기능을 부가한 형태로 구비함이 바람직하다.
상기 배터리 관리부(120)는 전기자동차에 탑재된 배터리를 모니터링하여 그 배터리 충전량에 대한 정보를 충전 인디케이터 제어부(150)에 전송하는 것으로, 충전부(110)로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면, 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하고 그 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송하는 기능을 수행한다.
이러한, 배터리 관리부(120)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)으로 구비될 수 있으며, 전술한 충전량 정보는 후술할 제 1통신 라인(130)과 제 2통신 라인(140)을 통해 충전 인디케이터 제어부(150)에 전송된다.
한편, 배터리 관리부(120)는 전기자동차의 충전이 완료될 때까지 충전량 정보를 주기적으로 충전 인디케이터 제어부(150)에 전송함은 물론이고, 그 전기자동차의 충전이 완료된 이후에도 소정의 주기마다 충전량 정보의 전송을 수행하도록 하여, 전기자동차 실내의 대쉬보드에 배터리 충전량이 표시될 수 있게 함이 바람직하다.
아울러, 배터리 관리부(120)에는 충전량 정보를 P-CAN 통신 기반의 데이터 포맷으로 변환하여 제 1통신 라인(130)을 통해 전송하는 제 1통신 수단과, 동일한 충전량 정보를 PMW 신호로 변환하여 제 2통신 라인(140)을 통해 전송하는 제 2통신 수단이 더 구비될 수 있다.
상기 제 1통신 라인(130)은 배터리 관리부(120)의 제 1통신 수단과 충전 인디케이터 제어부(150)를 연결하여 배터리 관리부(120)와 충전 인디케이터 제어부(150) 간의 정보 전송을 위한 하나의 경로를 형성한다.
이러한, 제 1통신 라인(130)을 통해 배터리 관리부(120)의 제 1통신 수단으로부터 충전 인디케이터 제어부(150)로 P-CAN 통신의 기반으로 충전량 정보가 전송될 수 있다.
상기 제 2통신 라인(140)은 배터리 관리부(120)의 제 2통신 수단과 충전 인디케이터 제어부(150)를 연결하여 배터리 관리부(120)와 충전 인디케이터 제어부(150) 간의 정보 전송을 위한 경로를 형성함으로써, 전술한 제 1통신 라인(130)과 다른 경로를 통해 제 1통신 라인(130)에 전송된 충전량 정보와 동일한 정보를 제 2통신 라인(140)을 통해 전송하는 이중화 설계를 구현할 수 있다.
이러한, 제 2통신 라인(140)을 통해 배터리 관리부(120)의 제 2통신 수단으로부터 충전 인디케이터 제어부(150)로 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호가 전송된다.
상기 충전 인디케이터 제어부(150)는 충전 인디케이터 램프(10)를 제어하고 통신 오류를 포함하는 각종 오류의 검출을 위한 것으로, 배터리 관리부(120)로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하여 전기자동차 운전석의 클러스터(20)에 표시하고, 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프(10)를 제어하는 기능을 수행한다.
이러한, 충전 인디케이터 제어부(150)는 제 2통신 라인(140)으로부터 충전량 정보가 수신될 때 제 1통신 라인(130)으로부터 충전량 정보가 수신되지 않거나, 제 2통신 라인(140)에서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호의 하이 또는 로우 상태가 소정의 시간 동안 유지되면 통신 오류가 발생한 것으로 판정하고, 전기자동차의 클러스터(20)에 통신 오류의 발생 여부를 표시할 수 있다.
이때, 충전 인디케이터 제어부(150)는 C-CAN 통신을 통해 클러스터(20)에 통신 오류를 포함하는 각종 정보를 송신할 수 있으며, 전술한 클러스터(20) 이외에도, 전기자동차에 탑재된 에이브이엔(Audio Video Navigation, AVN) 시스템으로 통신 오류를 포함하는 각종 정보를 송신할 수도 있다.
또한, 충전 인디케이터 제어부(150)는 제 1통신 라인(130)에 통신 오류가 발생하면 제 2통신 라인(140)을 통해 전송되는 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프(10)의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력할 수 있고, 제 2통신 라인(140)에 통신 오류가 발생한 경우에는 제 1통신 라인(130)을 통해 전송되는 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력할 수 있기 때문에, 충전량 정보의 전송 과정에서 발생한 통신 오류에 의해 충전 인디케이터 램프(10)의 제어가 불가능한 상태가 되거나 배터리 충전량을 표시하지 못하는 상황의 발생을 원천적으로 방지할 수 있으며, 검출된 통신 오류에 대한 정보까지 운전자가 확인할 수 있게 한다.
아울러, 충전 인디케이터 제어부(150)는 제 1통신 라인(130)으로부터 수신된 충전량 정보와 제 2통신 라인(140)으로부터 수신된 충전량 정보가 동일한 값인지 서로 비교한 다음 임계치 이상의 오차가 존재하면, 배터리 관리부(120)에 이상이 발생한 것으로 판정하고 전기자동차의 클러스터(20)에 배터리 관리부(120)의 이상 여부를 표시할 수도 있다.
이때, 충전 인디케이터 제어부(150)는 주기적으로 수신된 충전량 정보 중에서 임계치 이상의 오차가 발생하기 이전의 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 충전 인디케이터 제어부(150)는 충전 인디케이터 램프(10)의 전류값을 모니터링하여 단선 및 단락의 발생 여부를 판정할 수도 있다. 이때, 충전 인디케이터 제어부(150)는 아날로그디지털 변환기(ADC)를 이용하여 충전 인디케이터 램프(10)의 전류값을 읽어들일 수 있다.
아울러, 충전 인디케이터 제어부(150)는 충전 인디케이터 램프(10)에 단선 또는 단락이 발생한 것으로 판정되면, 전기자동차의 클러스터(20)에 충전 인디케이터 램프(10)의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전 인디케이터 램프(10)를 대신하여 턴 램프를 제어함으로써, 충전량 정보를 표시할 수 있다.
이때, 충전 인디케이터 제어부(150)는 충전량 정보에 따라 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어할 수 있으며, 아래의 수학식 1에 기초하여 턴 램프를 제어하도록 구비될 수 있다.
[수학식 1]
y = 0.4 + ((x - 1)× 0.027)
여기서, y는 턴 램프 제어 주기로서 단위는 초(sec) 단위이며, x는 충전량 정보에 따른 배터리 충전량을 뜻한다.
즉, 충전 인디케이터 제어부(150)는 충전량 정보에 기초하여, 배터리 충전량이 1% 인 경우에는 턴 램프가 0.4 초마다 점멸하여 1분에 150회 점멸되도록 제어하고, 배터리 충전량이 2% 이면 턴 램프가 0.427 초마다 점멸하도록 제어하여 1분에 140회 점멸되도록 제어하며, 배터리 충전량 3% 이면 턴 램프가 0.454 초마다 점멸하도록 제어하여 1분에 132회 점멸되도록 제어하는 방식으로, 배터리 충전량이 증가하면서 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수가 변화하도록 구비될 수 있으며, 배터리 충전량이 100% 가 되면 턴 램프의 점멸을 중지하고 턴 램프를 턴오프한 상태로 유지하거나 턴온한 상태로 유지하도록 구비될 수 있다.
이러한, 충전 인디케이터 제어부(150)는 통합 제어 유닛(Integrated Central control Unit, ICU)으로 구비될 수 있으며, 충전 인디케이터 램프(10)의 제어할 뿐만 아니라, 전기자동차에 탑재된 전장품들이 서로 데이터를 주고받을 수 있도록 데이터를 전달하는 게이트웨이의 기능과 전기자동차에 탑재된 램프와 고전류 부하의 고장 여부를 감시하고 고장 발생 시 부하를 차단하는 기능과 전기자동차에 탑재된 각종 제어기(ECU)와 스위치, 릴레이 등을 제어하는 기능을 수행하도록 형성된 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템은 벌브 타입의 충전 인디케이터 램프(10)를 구비한 것을 전제하여 설명되었으나, LED 타입의 충전 인디케이터 램프(10)가 사용될 수도 있는데, 이 경우, LED 타입의 충전 인디케이터 램프(10)에 흐르는 전류량이 작기 때문에 충전 인디케이터 제어부(150)에서 정상 상태의 전류값과 단선 상태의 전류값을 정확하게 구별하지 못하여 충전 인디케이터 램프(10)에 단선이 발생한 것을 판정하기 곤란할 수 있다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 충전 인디케이터 제어부(150)에 연결되는 램프 구동부(260)를 더 포함하여 구성할 수도 있다.
상기 램프 구동부(160)는 충전 인디케이터 제어부(250)로부터 출력되는 램프 제어 신호를 수신하고, 그 램프 제어 신호에 따라 충전 인디케이터 램프(10)를 구동하는 기능과, 충전 인디케이터 램프(10)에 단선이 발생하면 충전 인디케이터 제어부(150)에 단선 신호를 출력하는 기능을 수행하도록 구비될 수 있다.
이러한, 램프 구동부(260)는 램프 구동 모듈(Light Drive Module, LDM)로 구비될 수 있다.
그리고, 램프 구동부(160)와 충전 인디케이터 제어부(150)는 램프 제어 신호의 송수신을 위한 하나의 통신 라인(161)을 구비함은 물론이고, 램프 구동부(160)로부터 충전 인디케이터 제어부(150)에 단선 신호를 출력하기 위한 다른 통신 라인(162)을 더 구비하도록 형성함이 바람직하다.
아울러, 램프 구동부(160)는 충전 인디케이터 램프(10)가 정상인 경우 전술한 다른 통신 라인(162)을 통해 로우 레벨(Low Level)의 신호를 충전 인디케이터 제어부(150)에 출력하며, 충전 인디케이터 램프(10)에 단선이 발생하게 되면 하이 레벨(High Level)의 단선 신호를 충전 인디케이터 제어부(150)에 출력하도록 구비될 수 있다.
즉, 충전 인디케이터 제어부(150)는 램프 구동부(160)로부터 하이 레벨의 단선 신호가 입력되면, 충전 인디케이터 램프(10)에 단선이 발생한 것으로 판정하여 전기자동차의 클러스터(20)에 충전 인디케이터 램프(10)의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전 인디케이터 램프(10)를 대신하여 턴 램프를 제어함으로써, 충전량 정보를 표시할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템은 전기자동차에 탑재된 배터리의 배터리 충전량에 따라 충전 인디케이터 램프(10)를 제어하여 배터리 충전량을 표시하면서, 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 전송하는 과정에서 발생하는 오류들을 검출하고, 그 검출된 오류에 대한 정보를 클러스터(20)에 표시하여 운전자가 확인할 수 있게 할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템은 충전량 정보가 전송되는 경로를 이중화함으로써, 오류에 의해 하나의 경로에서 충전량 정보가 전송되지 않더라도 다른 경로를 통해 동일한 충전량 정보를 전송받을 수 있도록 하여, 오류가 발생하더라도 배터리 충전량의 표시가 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템은 충전 인디케이터 램프(10)에 단선 또는 단락이 발생하는 경우 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시함으로써, 충전 인디케이터 램프(10) 자체에 고장이 발생하더라도 충전량 정보의 표시가 가능한 이점이 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법에 따른 오류 검출과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템에서 수행되는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법을 설명한다.
다만, 도 3 및 도 4에 도시된 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법에서 수행되는 기능은 모두 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템에서 수행되므로, 명시적인 설명이 없어도, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법에서 수행되고, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하는 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템에서 그대로 수행됨을 주의해야 한다.
먼저, 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면, 충전부가 그 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 배터리 관리부에 출력한다(S110).
그 다음, 충전부로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면, 배터리 관리부가 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하고, 그 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 적어도 두 개의 경로를 통해 충전 인디케이터 제어부에 주기적으로 전송한다(S120).
이때, 전술한 충전량 정보는 배터리 관리부와 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 하나의 경로로서 P-CAN 통신을 기반으로 충전량 정보가 전송되는 제 1통신 라인과, 배터리 관리부와 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 다른 경로로서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호가 전송되는 제 2통신 라인을 통해 충전 인디케이터 제어부에 전송될 수 있다.
그 다음에는, 충전 인디케이터 제어부가 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고, 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어한다(S130).
이때, 충전 인디케이터 제어부는 제 2통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신될 때 제 1통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신되지 않거나 제 2통신 라인에서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호의 하이 또는 로우 상태가 소정의 시간 동안 유지되는지 모니터링하여 통신 오류의 발생 여부를 판정하고(S131), 통신오류가 발생한 것으로 판정되면, 전기자동차의 클러스터에 통신 오류의 발생 여부를 표시한 다음(S132), 제 1통신 라인에 통신 오류가 발생한 경우 제 2통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력하고 제 2통신 라인에 통신 오류가 발생한 경우에는 제 1통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하게 된다(S133).
한편, 충전 인디케이터 제어부는 전술한 제 131단계에서 통신 오류가 발생하지 않고 제 1통신 라인과 제 2통신 라인이 모두 정상인 것으로 판정되면, 제 1통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보와 제 2통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보가 동일한 값인지 서로 비교한 다음, 임계치 이상의 오차가 존재하는 경우 배터리 관리부에 이상이 발생한 것으로 판정할 수 있으며(S134), 배터리 관리부에 이상이 발생하게 되면, 전기자동차의 클러스터에 상기 배터리 관리부의 이상 여부를 표시한 다음(S135), 오차 발생 이전에 배터리 관리부로부터 수신된 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하게 된다(S136).
아울러, 충전 인디케이터 제어부는 전술한 제 131단계에서 제 1통신 라인과 제 2통신 라인이 모두 정상인 것으로 판정되고 전술한 제 134단계에서도 제 1통신 라인의 충전량 정보와 제 2통신 라인의 충전량 정보가 동일한 값으로 비교되어 배터리 관리부에 이상이 발생하지 않은 것으로 판정되면, 그 동일한 값의 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력할 수 있다(S137).
이로 인해, 충전 인디케이터 램프가 순차적으로 턴온되거나 배터리 충전량에 대응하는 색상으로 변화하여 턴온될 수 있다.
그 다음에는, 충전 인디케이터 제어부가 충전 인디케이터 램프를 모니터링하여 단선 및 단락의 발생 여부를 판정한다(S140).
이때, 충전 인디케이터 제어부는 아날로그디지털 변환기(ADC)를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 전류값을 읽어들인 다음, 그 전류값에 기초하여 충전 인디케이터 램프에 단선이나 단락이 발생하였는지의 여부를 판정할 수 있다.
다만, 충전 인디케이터 램프를 벌브 타입으로 구비한 경우에는 충전 인디케이터 제어부에서 충전 인디케이터 램프의 단선 및 단락의 발생 여부를 판정할 수 있으나, LED 타입의 충전 인디케이터 램프가 사용되는 경우에는 LED 타입의 충전 인디케이터 램프에 흐르는 전류량이 작기 때문에 충전 인디케이터 제어부에서 정상 상태의 전류값과 단선 상태의 전류값을 정확하게 구별하지 못할 수 있다.
따라서, LED 타입의 충전 인디케이터 램프를 사용하고자 할 경우에는, 충전 인디케이터 램프에 단선이 발생하면 충전 인디케이터 제어부에 단선 신호를 출력하는 램프 구동부를 더 구비함이 바람직하다.
이러한, 램프 구동부는 램프 구동 모듈(Light Drive Module, LDM)로 구비될 수 있고, 충전 인디케이터 제어부의 램프 제어 신호를 수신하여 충전 인디케이터 램프를 구동하는 기능을 수행할 수 있으며, 충전 인디케이터 램프에 단선이 발생하게 되면 하이 레벨의 단선 신호를 출력할 수 있다.
그 다음에는, 충전 인디케이터 램프에 단선 또는 단락이 발생하면, 충전 인디케이터 제어부가 전기자동차의 클러스터에 충전 인디케이터 램프의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전량 정보에 따라 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시한다(S150).
이때, 충전 인디케이터 제어부는 아래의 수학식 2에 기초하여 턴 램프를 제어할 수 있다.
[수학식 2]
y = 0.4 + ((x - 1)× 0.027)
여기서, y는 턴 램프 제어 주기로서 단위는 초(sec) 단위이며, x는 충전량 정보에 따른 배터리 충전량을 뜻한다.
즉, 충전 인디케이터 제어부는 배터리 충전량이 1% 인 경우에는 턴 램프가 0.4 초마다 점멸하여 1분에 150회 점멸되도록 제어하고, 배터리 충전량이 증가하면 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 감소시켜서 배터리 충전량이 2% 이면 턴 램프가 0.427 초마다 점멸하도록 제어하여 1분에 140회 점멸되도록 제어하며, 배터리 충전량 3% 이면 턴 램프가 0.454 초마다 점멸하도록 제어하여 1분에 132회 점멸되도록 제어할 수 있다.
아울러, 충전 인디케이터 제어부는 배터리 충전량이 100% 가 되면 턴 램프의 점멸을 중지하고 턴 램프를 턴오프한 상태로 유지하거나 턴온한 상태로 유지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
110 : 충전부
120 : 배터리 관리부
130 : 제 1통신 라인
140 : 제 2통신 라인
150 : 충전 인디케이터 제어부
160 : 램프 구동부

Claims (14)

  1. 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면, 그 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 출력하는 충전부;
    상기 충전부로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면, 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하고, 그 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송하는 배터리 관리부; 및
    상기 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 각각의 경로를 통해 수신한 충전량 정보들을 서로 비교한 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고, 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어하는 충전 인디케이터 제어부;
    상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 하나의 경로로서, P-CAN 통신을 기반으로 충전량 정보가 전송되는 제 1통신 라인; 및
    상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 다른 경로로서, 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호가 전송되는 제 2통신 라인;을 포함하고,
    상기 충전 인디케이터 제어부는,
    상기 제 2통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신될 때 상기 제 1통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신되지 않거나, 상기 제 2통신 라인에서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호의 하이 또는 로우 상태가 소정의 시간 동안 유지되면, 통신 오류가 발생한 것으로 판정하여 전기자동차의 클러스터에 통신 오류의 발생 여부를 표시하며,
    상기 제 1통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보와 상기 제 2통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보를 서로 비교하여 임계치 이상의 오차가 존재하면, 상기 배터리 관리부에 이상이 발생한 것으로 판정하고 전기자동차의 클러스터에 상기 배터리 관리부의 이상 여부를 표시하며, 오차 발생 이전에 수신된 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 인디케이터 제어부는,
    상기 제 1통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 2통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력하고, 상기 제 2통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 1통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 충전 인디케이터 제어부로부터 출력되는 램프 제어 신호를 수신하고, 그 램프 제어 신호에 따라 충전 인디케이터 램프를 구동하며, 충전 인디케이터 램프에 단선이 발생하면 상기 충전 인디케이터 제어부에 단선 신호를 출력하는 램프 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템.
  7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 충전 인디케이터 제어부는,
    충전 인디케이터 램프에 단선 또는 단락이 발생하면, 전기자동차의 클러스터에 충전 인디케이터 램프의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전량 정보에 따라 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템.
  8. 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템에서 수행되는 제어방법으로서,
    (1) 충전부가, 전기자동차의 충전을 위한 충전 커넥터가 체결되면 그 충전 커넥터의 체결 여부를 알리는 커넥터 체결 정보를 출력하는 단계;
    (2) 충전 인디케이터 제어부가, 상기 충전부로부터 커넥터 체결 정보가 수신되면 전기 자동차의 배터리 충전이 시작되는 것으로 판정하여 배터리 충전량을 모니터링하는 배터리 관리부로부터, 적어도 두 개의 경로를 통해 주기적으로 전송되는 배터리 충전량에 대한 정보인 충전량 정보를 수신하는 단계; 및
    (3) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 배터리 관리부로부터 전송된 충전량 정보들의 정상 수신 여부와 각각의 경로를 통해 수신한 충전량 정보들을 서로 비교한 비교 결과를 이용하여 오류를 검출하고, 적어도 하나의 충전량 정보를 기초로 램프 제어 신호를 출력하여 충전 인디케이터 램프를 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 제 (2)단계에서 충전량 정보는,
    상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 하나의 경로로서, P-CAN 통신을 기반으로 충전량 정보가 전송되는 제 1통신 라인과, 상기 배터리 관리부와 상기 충전 인디케이터 제어부 간의 정보 전송을 위한 다른 경로로서, 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호가 전송되는 제 2통신 라인을 통해 상기 충전 인디케이터 제어부에 전송되며,
    상기 제 (3)단계는,
    (3-1) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 제 2통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신될 때 상기 제 1통신 라인으로부터 충전량 정보가 수신되지 않거나 상기 제 2통신 라인에서 충전량 정보에 대응하는 PWM 신호의 하이 또는 로우 상태가 소정의 시간 동안 유지되면, 통신 오류가 발생한 것으로 판정하는 단계;
    (3-2) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 전기자동차의 클러스터에 통신 오류의 발생 여부를 표시하는 단계;
    (3-4) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 제 1통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보와 상기 제 2통신 라인으로부터 수신된 충전량 정보를 서로 비교하여 임계치 이상의 오차가 존재하면, 상기 배터리 관리부에 이상이 발생한 것으로 판정하는 단계;
    (3-5) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 전기자동차의 클러스터에 상기 배터리 관리부의 이상 여부를 표시하는 단계; 및
    (3-6) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 오차 발생 이전에 수신된 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 (3-2)단계와 상기 제 (3-4)단계 사이에,
    (3-3) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 상기 제 1통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 2통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 충전 인디케이터 램프의 제어를 위한 램프 제어 신호를 출력하고, 상기 제 2통신 라인에 통신 오류가 발생하면 상기 제 1통신 라인의 충전량 정보를 이용하여 램프 제어 신호를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법.
  12. 삭제
  13. 제 8항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 제 (3)단계 이후에,
    (4) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 충전 인디케이터 램프를 모니터링하여 단선 및 단락의 발생 여부를 판정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 (4)단계 이후에,
    (5) 상기 충전 인디케이터 제어부가, 충전 인디케이터 램프에 단선 또는 단락이 발생하면, 전기자동차의 클러스터에 충전 인디케이터 램프의 고장 여부를 표시하는 한편, 충전량 정보에 따라 턴 램프의 점멸 속도 또는 점멸 횟수를 제어하여 충전량 정보를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 인디케이터 시스템의 제어방법.
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