KR102206607B1 - 구동 전압 라인 진단 장치 - Google Patents

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KR102206607B1
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주식회사 엘지화학
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    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00

Abstract

본 발명에 따른 구동 전압 라인 진단 장치는 릴레이 장치로 구동 전압을 공급하는 구동 전압원과 상기 릴레이 장치를 전기적으로 연결시키는 구동 전압 라인의 고장을 진단하기 위한 장치로써, 접지와 상기 구동 전압 라인 사이에 전기적으로 연결되는 측정 저항부; 상기 측정 저항부에 인가되는 측정 전압을 측정하는 센싱부; 상기 구동 전압 라인과 전기적으로 연결된 진단 전압 라인을 통해 상기 구동 전압 라인으로 진단 전압을 공급하는 진단 전압원; 상기 진단 전압 라인 상에 설치되어 상기 진단 전압 라인을 통전 또는 차단시키는 진단 전압 제어부; 및 상기 센싱부 및 상기 진단 전압 제어부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 릴레이 장치와 상기 진단 전압 제어부 중 하나 이상의 동작 상태를 제어하고, 상기 릴레이 장치와 상기 진단 전압 제어부 중 하나 이상의 제어에 따른 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단하고, 상기 구동 전압 라인의 고장 원인을 진단할 수 있다.

Description

구동 전압 라인 진단 장치{Apparatus for diagnosing operation voltage line}
본 발명은 구동 전압 라인 진단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 릴레이 장치와 구동 전압원 사이를 전기적으로 연결하여 릴레이 장치로 구동 전압을 전달하는 구동 전압 라인을 진단하는 구동 전압 라인 진단 장치에 관한 것이다.
최근의 자동차는 개별기능 중심에서 통합시스템 중심으로 기술 패러다임이 변화하고 있다. 예를 들어, IT, 전기/전자, 환경, 재료기술 등 이종 기술간의 융합을 통하여 안전성, 편의성을 향상시키고 있다. 특히, 전기/전자와 관련한 기술의 성장이 뚜렷한데, 전자부품은 차량 배터리의 전원을 공급받아 동작하는 전기, 전자 부품 및 저항이나 콘덴서와 같은 소자들로 이루어진 작은 기판들뿐만 아니라 차량용 릴레이 장치 등을 포함한다.
전자 부품 중 차량용 릴레이 장치는 전기적으로 연결된 구동 전압 라인에 입력되는 구동 전압이 어떤 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치로서 운전자의 안전, 차량의 유지 보수를 위해 그 중요성이 점차 높아지고 있다.
이에 따라, 차량용 릴레이 장치의 구동 전압 라인의 전기적 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 전기적 결함의 발생 여부를 진단하는 것은 중요하다.
도 1 및 도 2는 종래의 릴레이 시험 장치(10)를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 릴레이 시험 장치(10)를 설명하면, 구동 전압원(11)과 외부 기기(15)를 전원 라인을 통해 연결시키고 전원 라인 상에 릴레이(14)를 설치한다. 또한, 릴레이(14)의 양단 전압차를 측정하는 전압 센서(12)를 릴레이(14)의 양단에 설치한다.
이후, 제어부(13)를 통해 릴레이(14)의 동작 상태를 제어하고, 릴레이(14)의 동작 상태에 따라 전압 센서(12)로부터 측정되는 양단 전압차에 기초하여 릴레이(14)를 진단한다.
하지만, 종래의 릴레이 시험 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 사고, 회로의 오연결 등으로 릴레이(14)와 외부 기기(14) 사이가 접지와 단락되거나 혹은 개방되는 경우, 릴레이(140)의 고장 여부만을 진달할 뿐, 구체적으로 릴레이(140) 및 릴레이(140)와 연결된 회로 중 어디에서 고장이 발생했는지 여부, 발생된 고장의 종류까지 진단하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 릴레이 장치와 전기적으로 연결된 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단하고, 판단 결과 고장이 발생되면 진단 전압을 구동 전압 라인에 인가시켜 발생된 고장의 고장 원인을 진단할 수 있는 구동 전압 라인 진단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 구동 전압 라인 진단 장치는 릴레이 장치로 구동 전압을 공급하는 구동 전압원과 상기 릴레이 장치를 전기적으로 연결시키는 구동 전압 라인의 고장을 진단하기 위한 장치로써, 접지와 상기 구동 전압 라인 사이에 전기적으로 연결되는 측정 저항부; 상기 측정 저항부에 인가되는 측정 전압을 측정하는 센싱부; 상기 구동 전압 라인과 전기적으로 연결된 진단 전압 라인을 통해 상기 구동 전압 라인으로 진단 전압을 공급하는 진단 전압원; 상기 진단 전압 라인 상에 설치되어 상기 진단 전압 라인을 통전 또는 차단시키는 진단 전압 제어부; 및 상기 센싱부 및 상기 진단 전압 제어부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 릴레이 장치와 상기 진단 전압 제어부 중 하나 이상의 동작 상태를 제어하고, 상기 릴레이 장치와 상기 진단 전압 제어부 중 하나 이상의 제어에 따른 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단하고, 상기 구동 전압 라인의 고장 원인을 진단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 구동 전압 라인에 상기 진단 전압이 공급되지 않도록 상기 진단 전압 제어부를 제어하고, 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 측정 전압이 제1 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 구동 전압 라인에 고장이 발생한 것으로 판단되면, 상기 구동 전압 라인에 상기 진단 전압이 공급되도록 상기 진단 전압 제어부를 제어하고, 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 원인을 진단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 측정 전압이 제2 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인이 단락된 것으로 진단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 측정 전압이 제3 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인이 개방된 것으로 진단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 진단 전압을 기준으로 상기 제3 기준 전압 범위를 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 상기 구동 전압 라인 진단 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 상기 구동 전압 라인 진단 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 릴레이 장치와 전기적으로 연결된 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단하고, 판단 결과 고장이 발생되면 진단 전압을 구동 전압 라인에 인가시켜 발생된 고장의 고장 원인을 진단함으로써, 구동 전압 라인에 발생된 고장의 고장 원인에 대응하여 2차 고장이 발생되지 않도록 구동 전압 라인의 회로 구성을 변경할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 종래의 릴레이 시험 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치의 구성 요소와 구동 전압 라인 진단 장치와 연결된 릴레이 장치(R)를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치와 릴레이 장치의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치 및 단락 고장이 발생한 구동 전압 라인의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치 및 개방 고장이 발생한 구동 전압 라인의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치 와 릴레이 장치의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100)의 구성 요소와 구동 전압 라인 진단 장치(100)와 연결된 릴레이 장치(R)를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100)와 릴레이 장치(R)의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100)는 릴레이 장치(R)로 구동 전압을 공급하는 구동 전압원(Vo)와 릴레이 장치(R)를 전기적으로 연결시키는 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단하고, 고장 원인을 진단할 수 있다.
여기서, 구동 전압원(Vo)은 릴레이 장치(R)의 동작 상태가 턴 온 또는 턴 오프로 제어되기 위해 필요한 전압인 구동 전압을 출력할 수 있다. 이때, 구동 전압 라인(Lo)은 구동 전압원(Vo)과 릴레이 장치(R) 사이를 전기적으로 연결시켜 구동 전압원(Vo)에서 출력된 구동 전압을 릴레이 장치(R)로 인가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100)는 측정 저항부(110), 측정 라인(Lm), 진단 전압원(Vd), 진단 전압 라인(Ld), 진단 전압 제어부(SWd), 센싱부(120), 메모리부(130), 프로세서(140), 및 알림부(150)를 포함할 수 있다.
상기 측정 저항부(110)는 구동 전압 라인(Lo)과 제1 접지(GND1)를 전기적으로 연결시키는 측정 라인(Lm) 상에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 측정 저항부(110)는 일단이 제1 접지(GND1)과 전기적으로 연결되고, 타단이 측정 라인(Lm) 상에 위치하는 제1 노드(N1)와 전기적으로 연결되는 제1 측정 저항 소자(111)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 측정 저항부(110)는 일단이 측정 라인(Lm) 상에 위치하는 제1 노드(N1)와 전기적으로 연결되고, 타단이 구동 전압 라인(Lo) 상에 위치하는 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결되는 제2 측정 저항 소자(112)를 구비할 수 있다.
제1 측정 저항 소자(111)와 제2 측정 저항 소자(112)에는 제1 접지(GND1)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되는 전압이 각각 저항값에 비례하여 분배될 수 있다.
보다 구체적으로, 전압분배법칙에 따라 제1 측정 저항 소자(111)와 제2 측정 저항 소자(112) 각각의 저항값에 비례하여 제1 접지(GND1)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되는 전압이 분배되어 제1 측정 저항 소자(111)와 제2 측정 저항 소자(112) 각각에 인가될 수 있다.
예를 들어, 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생하지 않은 경우, 구동 전압원(Vo)에서 출력되는 구동 전압은 제1 접지(GND1)와 제2 노드(N2) 사이에 인가되고, 인가된 구동 전압은 제1 측정 저항 소자(111)와 제2 측정 저항 소자(112) 각각의 저항값에 비례하여 제1 측정 저항 소자(111)와 제2 측정 저항 소자(112) 각각에 분배될 수 있다.
상기 진단 전압원(Vd)는 구동 전압 라인(Lo)과 전기적으로 연결된 진단 전압 라인(Ld)을 통해 구동 전압 라인(Lo)으로 진단 전압을 공급할 수 있다. 이를 위하여, 상기 진단 전압 라인(Ld)은 일단이 상기 진단 전압원(Vd)와 전기적으로 연결되고, 타단이 구동 전압 라인(Lo) 상에 위치하는 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 진단 전압원(Vd)에서 출력되는 진단 전압은 진단 전원 라인(Ld)를 통해 구동 전압 라인(Lo)에 인가될 수 있다.
상기 진단 전압 제어부(SWd)는 상기 진단 전압 라인(Ld) 상에 설치되어 상기 진단 전압 라인(Ld)을 통전 또는 차단시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 진단 전압 제어부(SWd)는 상기 프로세서(140)의 제어 신호에 대응하여 동작 상태가 턴 온 또는 턴 오프로 변경됨으로써, 상기 진단 전압 라인(Ld)을 통전 또는 차단시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 진단 전압 제어부(SWd)는 모스펫 스위치 소자일 수 있다.
상기 센싱부(120)는 상기 프로세서(140)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(120)는 상기 프로세서(140)로 전기적 신호를 송신하거나 상기 프로세서(140)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 상기 프로세서(140)에 접속될 수 있다.
상기 센싱부(120)는 상기 프로세서(140)가 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단하고, 고장 원인을 진단하는데 이용되는 측정 데이터를 측정할 수 있다.
이를 위하여, 상기 센싱부(120)는 미리 설정된 주기마다 측정 저항부(110)에 인가되는 측정 전압을 반복하여 측정하고 측정된 측정 전압을 나타내는 측정 신호를 상기 프로세서(140)로 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 센싱부(120)는 제1 접지(GND1)와 제2 노드(N2) 사이에 위치하는 제1 측정 저항 소자(111)에 인가되는 측정 전압을 측정하기 위하여 제2 노드(N2)에 인가되는 전압을 측정할 수 있다.
상기 센싱부(120)는 제1 측정 저항 소자(111)에 인가되는 측정 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 제2 노드(N2) 즉, 제1 측정 저항 소자(111)에 인가된 측정 전압 각각의 디지털 값을 결정하고 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
상기 메모리부(130)는 반도체 메모리 소자로서, 상기 프로세서(140)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단하고, 고장 원인을 진단하기 위해 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 상기 메모리부(130)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.
상기 메모리부(130)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 메모리부(130)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 상기 메모리부(130)는 상기 프로세서(140)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 상기 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 상기 메모리부(130)는 상기 프로세서(140)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 상기 프로세서(140)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.
상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120) 및 상기 메모리부(130)와 동작 가능하게 결합될 수 있다.
상기 프로세서(140)는 상기 진단 전압 제어부(SWd)의 제어에 따른 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단하고, 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 원인을 진단할 수 있다.
여기서, 상기 구동 전압 라인(Lo)에 발생할 수 있는 고장은 구동 전압 라인(Lo)이 개방되는 개방 고장 또는 구동 전압 라인(Lo)이 단락되는 단락 고장을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상술된 단락 고장은 구동 전압 라인(Lo)과 접지가 전기적으로 연결되는 고장을 의미할 수 있다.
우선, 상기 프로세서(140)는 상기 구동 전압 라인(Lo)에 진단 전압이 공급되지 않도록 상기 진단 전압 제어부(SWd)를 제어하고, 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(140)는 진단 전압 제어부(SWd)의 동작 상태를 턴 오프로 제어하는 제어 신호를 출력하여 진단 전압 제어부(SWd)를 턴 오프 상태로 제어할 수 있다.
이에 따라, 진단 전압 라인(Ld)은 전기적 연결 상태가 차단되고, 진단 전압원(Vd)에서 출력되는 진단 전압은 구동 전압 라인(Lo) 상의 제2 노드(N2)에 인가되지 않을 수 있다.
이후, 상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정된 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정된 측정 전압이 제1 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
반대로, 상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정된 측정 전압이 제1 기준 전압 범위 내에 포함되지 않으면 상기 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제1 기준 전압 범위는 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단하는데 기준이 되는 전압 범위일 수 있으며, 예를 들어, 제1 기준 전압 범위는 10mV 내지 0V일 수 있다.
실제 상기 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생하면 제2 노드(N2) 즉, 측정 저항부(110)와 릴레이 장치(R)에는 구동 전압이 인가되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 구동 전압 라인(Lo)에 개방 고장 및 단락 고장 중 어느 하나의 고장이 발생하더라도 측정 저항부(110)와 릴레이 장치(R)에는 구동 전압이 인가되지 않을 수 있다.
이에 따라, 상기 센싱부(120)는 상기 구동 전압 라인(Lo)에 개방 고장 및 단락 고장 중 어느 하나의 고장이 발생하더라도 측정 전압을 0V로 측정할 수 있다.
이로 인해, 상기 프로세서(140)는 진단 전압 제어부(SWd)를 턴 오프 상태로 제어한 상태에서, 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부만을 판단할 수 있을 뿐, 어떠한 고장이 발생했는지 고장 원인을 진단할 수 없다.
이에, 상기 프로세서(140)는 상기 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생한 것으로 판단되면, 상기 구동 전압 라인(Lo)에 진단 전압이 공급되도록 상기 진단 전압 제어부(SWd)를 제어하고, 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(140)는 진단 전압 제어부(SWd)의 동작 상태를 턴 온으로 제어하는 제어 신호를 출력하여 진단 전압 제어부(SWd)를 턴 온 상태로 제어할 수 있다.
이에 따라, 진단 전압 라인(Ld)은 전기적 연결 상태가 통전되고, 진단 전압원(Vd)에서 출력되는 진단 전압은 구동 전압 라인(Lo) 상의 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다.
이후, 상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정된 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인(Lo)의 고장 원인을 진단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(140)는 측정 전압이 제2 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인(Lo)이 단락된 것으로 진단할 수 있다.
반대로, 상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정된 측정 전압이 제2 기준 전압 범위 내에 포함되지 않으면 상기 구동 전압 라인(Lo)이 단락되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제2 기준 전압 범위는 상기 구동 전압 라인(Lo)에 발생된 고장이 단락 고장인지를 진단하는데 기준이 되는 전압 범위일 수 있으며, 예를 들어, 제2 기준 전압 범위는 10mV 내지 0V일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100) 및 단락 고장이 발생한 구동 전압 라인(Lo)의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 5을 더 참조하면, 상기 구동 전압 라인(Lo)이 제2 접지(GND2)와 연결되는 단락 고장이 발생하면, 구동 전압이 제2 접지(GND2)로 인가되어 제2 노드(N2) 즉, 측정 저항부(110)와 릴레이 장치(R)에는 인가되지 않을 수 있다. 또한, 상기 구동 전압 라인(Lo)이 제2 접지(GND2)와 연결되는 단락 고장이 발생하면, 진단 전압 제어부(SWd)가 턴 온 상태이더라도 진단 전압이 제2 접지(GND2)로 인가되어 제2 노드(N2) 즉, 측정 저항부(110)와 릴레이 장치(R)에는 인가되지 않을 수 있다.
이에 따라, 상기 센싱부(120)는 진단 전압 제어부(SWd)가 턴 온 상태에서 상기 구동 전압 라인(Lo)에 단락 고장이 발생하면, 측정 전압을 0V로 측정할 수 있다.
이를 이용하여, 상기 프로세서(140)는 측정 전압이 제2 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인(Lo)이 단락된 것으로 진단할 수 있다.
한편, 상기 프로세서(140)는 측정 전압이 제3 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인(Lo)이 개방된 것으로 진단할 수 있다.
반대로, 상기 프로세서(140)는 상기 센싱부(120)로부터 측정된 측정 전압이 제3 기준 전압 범위 내에 포함되지 않으면 상기 구동 전압 라인(Lo)이 개방되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제3 기준 전압 범위는 상기 구동 전압 라인(Lo)에 발생된 고장이 개방 고장인지를 진단하는데 기준이 되는 전압 범위일 수 있다. 이때, 상기 프로세서(140)는 진단 전압을 기준으로 제3 기준 전압 범위를 설정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프로세서(140)는 진단 전압, 제1 측정 저항 소자(111)의 저항값 및 제2 측정 저항 소자(112)의 저항값에 기초하여 제3 기준 전압 범위는 설정할 수 있다.
즉, 상기 프로세서(140)는 진단 전압이 제2 노드(N2)에 인가되는 경우, 제1 노드(N1), 제1 측정 저항 소자(111)에 인가되는 전압을 산출하고, 산출된 전압을 기준으로 제3 기준 전압 범위를 설정할 수 있다.
이를 위하여, 상기 프로세서(140)는 하기의 수학식 1을 이용하여 제3 기준 전압 범위를 설정할 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112018002271566-pat00001
여기서, V3r는 제3 기준 전압 범위이고, R1은 제1 측정 저항 소자의 저항값이고, R2는 제2 측정 저항 소자의 저항값이고, a는 오차 상수이다.
일 실시예에서 a는 10mv일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100) 및 개방 고장이 발생한 구동 전압 라인(Lo)의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 6을 더 참조하면, 상기 구동 전압 라인(Lo)이 개방되는 개방 고장이 발생하면, 구동 전압이 제2 노드(N2) 즉, 측정 저항부(110)와 릴레이 장치(R)에는 인가되지 않을 수 있다. 하지만, 상기 구동 전압 라인(Lo)이 개방되는 개방 고장이 발생하더라도 진단 전압 제어부(SWd)가 턴 온 상태이면, 진단 전압이 제2 노드(N2) 즉, 측정 저항부(110)와 릴레이 장치(R)에 인가될 수 있다.
이에 따라, 상기 센싱부(120)는 진단 전압 제어부(SWd)가 턴 온 상태에서 상기 구동 전압 라인(Lo)에 개방 고장이 발생하면, 측정 전압을 진단 전압이 분대되어 제1 측정 저항 소자(111)에 인가된 전압으로 측정할 수 있다.
이를 이용하여, 상기 프로세서(140)는 측정 전압이 제3 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인(Lo)이 개방된 것으로 진단할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생했는지 여부를 판단할 뿐만 아니라, 고장이 발생하면 발생된 고장의 원인이 단락 고장인지 또는 개방 고장인지를 진단함으로써, 발생된 고장의 고장 원인에 따라 빠르고 신속하게 고장을 처리할 수 있다.
상기 프로세서(140)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 프로세서(140)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서(140)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
상기 알림부(150)는 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부를 판단한 결과 및 고장 원인의 진단 결과를 프로세서(140)로부터 입력받아 외부로 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 알림부(150)는 상술된 판단 결과 및 진단 결과를 기호, 숫자 및 코드 중 하나 이상을 이용하여 표시하는 디스플레이부 및 소리로 출력하는 스피커 장치 중 하나 이상을 구비할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100')에 대해 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100') 와 릴레이 장치(R)의 회로 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100')는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100) 대비 일부 구성 요소를 더 포함하고, 동일하게 포함된 구성 요소 중 일부 구성 요소의 역할만이 상이할 수 있다. 이에, 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 라인 진단 장치(100')는 제1 가변 저항부(RV1) 및 제2 가변 저항부(RV2)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 가변 저항부(RV1) 는 구동 전압 라인(Lo) 상에 설치되고, 상기 프로세서(140)의 제어 신호에 대응하여 저항값이 제어되는 가변 저항 소자일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1 가변 저항부(RV1) 는 일단이 구동 전압원(Vo)에 전기적으로 연결되고, 타단이 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 프로세서(140)는 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부 판단과 고장 원인 진단 전까지 상기 제1 가변 저항부(RV1)의 저항값을 제어 가능한 최저 저항값으로 제어할 수 있다.
상기 제2 가변 저항부(RV2) 는 진단 전압 라인(Ld) 상에 설치되고, 상기 프로세서(140)의 제어 신호에 대응하여 저항값이 제어되는 가변 저항 소자일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2 가변 저항부(RV2)는 일단이 진단 전압원(Vd)에 전기적으로 연결되고, 타단이 진단 전압 제어부(SWd)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 프로세서(140)는 구동 전압 라인(Lo)의 고장 여부 판단과 고장 원인 진단 전까지 상기 제2 가변 저항부(RV2)의 저항값을 제어 가능한 최저 저항값으로 제어할 수 있다.
상기 프로세서(140)는 구동 전압 라인(Lo)에 발생된 고장의 고장 원인에 대응하여 구동 전압원 (Vo) 및 상기 진단 전압원(Vd)가 방전되지 않도록 제1 가변 저항부(RV1) 및 제2 가변 저항부(RV2) 각각의 저항값을 변경시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(140)는 측정 전압에 기초하여 구동 전압 라인(Lo)에 고장이 발생한 것으로 판단하면, 진단 전압 제어부(SWd)를 턴 온 상태로 제어하고 측정 전압에 기초하여 발생된 고장의 고장 원인을 진단할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(140)는 구동 전압 라인(Lo)에 발생된 고장의 고장 원인이 구동 전압 라인(Lo)와 제2 접지(GND2)가 연결되는 단락 고장인 것으로 진단되면 상기 제1 가변 저항부(RV1)의 저항값과 상기 제2 가변 저항부(RV2)의 저항값을 각각 제1 기준 저항값과 제2 기준 저항값으로 제어할 수 있다.
여기서, 제1 기준 저항값은 구동 전압 라인(Lo)와 제2 접지(GND2)가 연결되는 단락 고장이 발생하는 경우, 구동 전압 라인(Lo)이 무부하 상태가 되어 구동 전압원(Vo)이 방전되는 현상을 방지하기 위한 상기 제1 가변 저항부(RV1)의 제어 저항값일 수 있다.
또한, 제1 기준 저항값은 동 전압 라인(Lo)와 제2 접지(GND2)가 연결되는 단락 고장이 발생하는 경우, 진단 전압 라인(Ld)이 무부하 상태가 되어 진단 전압원(Vd)이 방전되는 현상을 방지하기 위한 상기 제2 가변 저항부(RV2)의 제어 저항값일 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면, 구동 전압 라인(Lo)에 발생된 고장의 고장 원인이 단락 고장인 경우, 상기 제1 가변 저항부(RV1)의 저항값과 상기 제2 가변 저항부(RV2)의 저항값을 각각 최소 제어 저항값에서 제1 기준 저항값과 제2 기준 저항값으로 제어함으로써, 제2 접지(GND2)와 전기적으로 연결된 구동 전압원(Vo)과 진단 전압원(Vd)가 방전되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 구동 전압 라인 진단 장치는 배터리 팩에 포함된 릴레이 장치의 구동 전압 라인을 진단할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은 본 발명에 따른 구동 전압 라인 진단 장치를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 구동 전압 라인 진단 장치는 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 구동 전압 라인 진단 장치를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
100: 구동 전압 라인 진단 장치 110: 측정 저항부
Lm: 측정 라인 Vd: 진단 전압원
Ld: 진단 전압 라인 SWd: 진단 전압 제어부
120: 센싱부 130: 메모리부
140: 프로세서 150: 알림부
RV1: 제1 가변 저항부 RV2: 제2 가변 저항부

Claims (9)

  1. 릴레이 장치로 구동 전압을 공급하는 구동 전압원과 상기 릴레이 장치를 전기적으로 연결시키는 구동 전압 라인의 고장을 진단하는 구동 전압 라인 진단 장치에 있어서,
    접지와 상기 구동 전압 라인 사이에 전기적으로 연결되는 측정 저항부;
    상기 측정 저항부에 인가되는 측정 전압을 측정하는 센싱부;
    상기 구동 전압 라인과 전기적으로 연결된 진단 전압 라인을 통해 상기 구동 전압 라인으로 진단 전압을 공급하는 진단 전압원;
    상기 진단 전압 라인 상에 설치되어 상기 진단 전압 라인을 통전 또는 차단시키는 진단 전압 제어부; 및
    상기 센싱부 및 상기 진단 전압 제어부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 릴레이 장치와 상기 진단 전압 제어부 중 하나 이상의 동작 상태를 제어하고, 상기 릴레이 장치와 상기 진단 전압 제어부 중 하나 이상의 제어에 따른 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단하고, 상기 구동 전압 라인의 고장 원인을 진단하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 구동 전압 라인에 상기 진단 전압이 공급되지 않도록 상기 진단 전압 제어부를 제어하고, 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 여부를 판단하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 측정 전압이 제1 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인에 고장이 발생한 것으로 판단하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 구동 전압 라인에 고장이 발생한 것으로 판단되면, 상기 구동 전압 라인에 상기 진단 전압이 공급되도록 상기 진단 전압 제어부를 제어하고, 상기 측정 전압에 기초하여 상기 구동 전압 라인의 고장 원인을 진단하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 측정 전압이 제2 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인이 단락된 것으로 진단하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 측정 전압이 제3 기준 전압 범위 내에 포함되면 상기 구동 전압 라인이 개방된 것으로 진단하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 진단 전압을 기준으로 상기 제3 기준 전압 범위를 설정하는 구동 전압 라인 진단 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 구동 전압 라인 진단 장치를
    포함하는 배터리 관리 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 구동 전압 라인 진단 장치를
    포함하는 배터리 팩.
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