KR102559727B1

KR102559727B1 - 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102559727B1
Application number: KR1020210066148A
Authority: KR
Inventors: 안국진; 정동민
Original assignee: 니덱모빌리티코리아 주식회사
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2023-07-25
Also published as: KR20220158401A

Abstract

본 발명은 아이들스탑앤고(Idle Stop and Go: ISG), 오토스탑(Auto Stop) 등으로 불리는 공회전제한시스템이 적용된 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공회전제한시스템의 동작 중 저전압 직류-직류 변환 장치에서 출력되는 출력전원의 전류가 기준치보다 큰 경우 동작모드에 따라 메인전원을 차단하거나 바이패스 모드로 전환하여 자신 및 저전압 직류-직류 변환 장치에 연결된 부하인 외부기기가 과전류에 의해 고장 나는 것을 방지하는 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

Description

과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법{Low voltage dc to dc converter for vehicles with over-current output shut-off function and control method thereof}

본 발명은 아이들스탑앤고(Idle Stop and Go: ISG), 오토스탑(Auto Stop) 등으로 불리는 공회전제한시스템이 적용된 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공회전제한시스템의 동작 중 저전압 직류-직류 변환 장치에서 출력되는 출력 전원의 전류가 기준치보다 큰 경우 동작모드에 따라 메인전원을 차단하거나 바이패스 모드로 전환하여 자신 및 저전압 직류-직류 변환 장치에 연결된 부하인 외부기기가 과전류에 의해 고장 나는 것을 방지하는 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

최근, 공회전을 줄여 발생되는 배기가스를 줄이고 연료를 절약할 수 있는 아이들스탑앤고(Idle Stop and Go: ISG), 오토스탑 등으로 불리는 공회전제한시스템이 적용되는 차량이 증가하고 있다.

통상적으로 공회전제한시스템이 적용되어 공회전제한 동작이 구동된 후 재시동 시 등과 같이 배터리의 전원의 전압이 떨어지는 현상이 발생한다.

이러한 전원 전압의 전압 강하 현상은 차량 시스템의 배터리 전원을 인가받아 동작하는 부하인 오디오 네비게이션, 앰프(AMP) 등의 외부기기가 오동작을 하게 하거나 외부기기의 고장을 발생시킬 수 있다.

이를 방지하기 위해 공회전제한시스템에는 부하인 오디오, 네비게이션, 앰프(AMP) 등의 외부기기에 공급되는 전압이 낮아지는 것을 보상하기 위해 저전압 직류(DC)-직류(DC) 변환 장치(Converter)가 함께 구성되고 있다.

일반적으로 저전압 직류-직류 변환 장치는 이그니션 전원을 모니터링하여 정상이면 배터리로부터 입력되는 메인전원을 출력전원으로 그대로 출력하는 바이패스 모드로 동작하고, 입력되는 이그니션 전원에 전압 강하가 발생되면 부스트 모드로 동작하여 강하된 전압을 부스트, 즉 승압한 부스트 전원을 배터리 전원으로 출력한다.

종래 저전압 직류-직류 변환 장치는 바이패스 모드에서 차량 내부 전원 시스템에 이상이 발생하여 과전류의 출력전원을 출력할 수 있고, 부스트 모드에서 전원을 부스팅하는 부스트 수단의 이상으로 과전류의 출력전원을 부하로 출력할 수 있는 문제점이 있었다.

그러나 종래 저전압 직류-직류 변환 장치는 과전류의 출력전원이 출력되는 것을 알 수 없어 고장 나거나, 연결된 부하인 외부기기를 고장 낼 수 있는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2020-0133918호(2020.12.01.공개)

따라서 본 발명의 목적은 공회전제한시스템의 동작 중 저전압 직류-직류 변환 장치에서 출력되는 출력전원의 전류가 기준치보다 큰 경우 동작모드에 따라 메인전원을 차단하거나 바이패스 모드로 전환하여 자신 및 저전압 직류-직류 변환 장치에 연결된 부하인 외부기기가 과전류에 의해 고장 나는 것을 방지하는 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치는: 배터리 전원을 입력받고, 기본 온 상태로 유지되어 상기 배터리 전원을 출력하거나 제어를 받아 오프되어 상기 배터리 전원을 차단하는 메인전원 스위칭부; 상기 메인전원 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원을 인가받고, 오프 시 상기 배터리 전원을 차단하고, 온 시 상기 배터리 전원을 바이패스하여 배터리 전원 출력단으로 출력하는 바이패스 스위칭부; 상기 바이패스 스위칭부의 오프 시 온 되어 상기 메인전원 스위칭부로부터 상기 배터리 전원을 인가받아 승압하여 배터리 전원 출력단으로 출력하는 전원전압 부스터부; 이그니션 전원을 인가받아 이그니션 전원의 전압을 검출하여 이그니션 전원전압 검출 신호를 출력하는 전원전압 모니터링부; 상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 상기 배터리 전원의 전류를 검출하여 바이패스 전류 검출 신호를 출력하는 바이패스 전류 검출부; 및 차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호의 입력 시 상기 이그니션 전원 전압 검출 신호에 의해 차량 전원의 이상 여부를 판단하고, 정상인 경우 상기 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드를 설정하여 상기 배터리 전원을 바이패스하여 출력시키고, 차량 전원이 정상이 아닌 경우 상기 전원전압 부스터부를 구동하고, 상기 바이패스 스위칭부를 오프시켜 부스트 모드를 설정하여 상기 승압된 배터리 전원을 출력하되, 상기 바이패스 모드에서 상기 바이패스 전류 검출부로부터 출력되는 바이패스 전류 검출 신호에 대응하는 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 상기 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 상기 전원전압 부스터에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 검출하여 부스터 전류 검출 신호를 출력하는 부스트 전류 검출부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 부스트 모드에서 상기 부스트 전류 검출부로부터 입력되는 부스터 전류 검출 신호를 모니터링하여 승압된 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하고, 상기 승압된 배터리 전원이 상기 기준치 이상이면 전원전압 부스터부(60)를 오프하고, 상기 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 상기 전원전압 부스터부에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압을 검출하여 부스트 전압 검출 신호를 출력하는 출력전압 모니터링부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 부스트 모드에서 상기 출력전압 모니터링부로부터 입력되는 부스트 전압 검출 신호에 대한 승압된 배터리 전원의 전압과 미리 설정된 기준치를 비교하여, 상기 승압된 배터리 전원의 전압이 기준치 이상이면 바이패스 모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 액세서리(ACC) 전원, 상기 승압된 배터리 전원 및 바이패스된 배터리 전원 중 어느 하나를 입력받고, 액세서리 전원의 입력 시 액세서리 전원을 출력하고, 상기 액세서리 전원이 입력되지 않으면 상기 승압된 배터리 전원 및 바이패스 전원 중 어느 하나를 액세서리 전원 출력단으로 출력하는 ACC 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 제어 방법은: 제어부가 공회전제한상태에서 차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호가 입력되는지를 모니터링하는 공회전제한 해제 모니터링 과정; 상기 제어부가 공회전제한 해제 신호가 입력되면 이그니션 전원을 입력받아 이그니션 전원의 전압을 검출하여 차량 전원의 이상 여부를 판단하는 차량 전원 전압 이상 판단 과정; 상기 제어부가 차량 전원의 이상 여부 판단 결과 정상이면 배터리 전원을 입력받는 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드를 설정하여 상기 배터리 전원을 배터리 전원 출력단으로 출력시키는 바이패스 모드 설정 과정; 상기 제어부가 상기 차량 전원의 이상 여부 판단 결과, 차량 전원이 정상이 아닌 경우 바이패스 스위칭부를 오프하고 전원전압 부스터부를 구동하여 부스트 모드를 설정하여 상기 전원전압 부스터부에서 승압된 배터리 전원을 배터리 전원 출력단으로 출력하는 부스트 모드 설정 과정; 및 상기 제어부가 상기 바이패스 모드에서 바이패스 전류 검출부를 통해 상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원의 전류를 검출하고, 검출된 상기 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하는 과전류 차단 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 방법은: 상기 제어부가 부스트 전류 검출부를 통해 상기 전원전압 부스터에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 모니터링하는 승압 배터리 전원 모니터링 과정을 더 포함하되, 상기 과전류 차단 과정은, 상기 제어부가 상기 바이패스 모드에서 상기 바이패스 전류 검출부를 통해 상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원의 전류를 검출하고, 상기 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 상기 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하는 메인전원 차단 단계; 및 상기 제어부가 상기 부스트 모드에서 부스트 전류 검출부를 통해 상기 전원전압 부스터부로부터 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 검출하고, 상기 전류가 미리 설정된 기준치 이상이면 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드로 전환하는 모드 전환 과전류 차단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 방법은: 상기 제어부가 출력전압 모니터링부를 통해 상기 전원전압 부스터부에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압을 모니터링하는 출력전압 모니터링 과정을 더 포함하되, 상기 과전류 차단 과정은, 상기 제어부가 부스트 모드에서 상기 전원전압 부스터부로부터 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압이 기준치 이상이면 바이패스 모드로 전환하는 과전압 차단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 저전압 직류-직류 변환 장치의 동작 모드에 따라 출력되는 출력전원의 전류를 모니터링하여 과전류가 출력되는 경우 해당 동작 모드에 따라 메인전원을 차단하거나 바이패스 모드로 동작 모드 전환을 수행하므로 과전류로 인한 저전압 직류-직류 변환 장치의 고장을 방지하고, 저전압 직류-직류 변환 장치에 연결된 부하인 외부기기들을 과전류로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 장치의 제어 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치는 입력부(10), 출력부(20), 메인전원 스위칭부(30), 전원전압 모니터링부(40), 바이패스 스위칭부(50), 전원전압 부스터부(60), 바이패스 전류 검출부(80) 및 제어부(100)를 포함하고, 실시예에 따라 부스트 전류 검출부(90) 및 ACC 스위칭부(110)를 더 포함할 수 있을 것이다.

입력부(10)는 차량의 배터리로부터 배터리 전원(B+)을 입력받는 배터리 전원 입력단, 이그니션(IGN) 전원을 인가받는 이그니션 전원 입력단, 공회전제한 해제 신호(ISG_START)를 입력받는 공회전제한 해제 신호 입력단, 액세서리(ACC) 전원을 인가받는 액세서리 전원 입력단을 포함한다.

출력부(20)는 배터리 전원 출력단 및 액세서리 전원 출력단을 포함한다.

상기 배터리 전원 출력단은 바이패스된 배터리 전원 및 승압된 배터리 전원 중 어느 하나를 입력받아 출력한다.

상기 액세서리 전원 출력단은 액세서리 전원, 바이패스된 배터리 전원, 승압된 배터리 전원 중 어느 하나를 입력받아 액세서리 전원으로써 출력한다.

메인전원 스위칭부(30)는 상기 입력부(10)를 통해 배터리 전원을 입력받는다. 상기 메인전원 스위칭부(30)는 기본적으로 온 상태이며, 상기 제어부(100)의 제어를 받아 오프된다. 상기 메인전원 스위칭부(30)는 온 시 상기 배터리 전원을 출력하고, 오프 시 상기 배터리 전원이 출력부(20)로 출력되는 것을 차단한다.

전원전압 모니터링부(40)는 상기 입력부(10)를 통해 이그니션 전원을 인가받아 이그니션 전원의 전압을 검출하고, 검출된 전압에 대응하는 이그니션 전원전압 검출 신호를 제어부(100)로 출력한다.

바이패스 스위칭부(50)는 상기 메인전원 스위칭부(30)에서 출력부(20)로의 배터리 전원 라인 사이에 연결되고, 온 시 상기 메인전원 스위칭부(30)에서 입력되는 배터리 전원을 바이패스하여 출력부(20)의 배터리 전원 출력단으로 출력하고, 오프 시 상기 배터리 전원이 전원전압 부스터부(60)로 입력하도록 한다.

전원전압 부스터부(60)는 상기 제어부(100)의 제어를 받아 바이패스 스위칭부(50)가 오프된 상태에서 전압 강하된 배터리 전원을 인가받아 강하된 전압에 대응하도록 승압하여 승압 배터리 전원을 상기 출력부(20)의 배터리 전원 출력단으로 출력한다.

출력전압 모니터링부(70)는 상기 전원전압 부스터부(60)에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압을 검출하고, 검출된 배터리 전원의 전압에 대응하는 부스트 전압 검출 신호를 제어부(100)로 출력한다.

바이패스 전류 검출부(80)는 상기 바이패스 스위칭부(50)로부터 바이패스되어 출력되는 상기 배터리 전원의 전류를 검출하고, 검출된 배터리 전원의 전류에 대응하는 바이패스 전류 검출 신호를 제어부(100)로 출력한다.

부스트 전류 검출부(90)는 상기 전원전압 부스터부(60)로부터 출력되는 승압된 배터리 전원 전류를 검출하고, 검출된 배터리 전원의 전류에 대응하는 부스트 전류 검출 신호를 제어부(100)로 출력한다.

제어부(100)는 입력부(10)를 통해 차량 시스템(미도시)과 연결되어 공회전제한시스템 등의 차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호를 입력받는다. 상기 공회전제한 해제 신호는 공회전제한시스템의 공회전 제한에 따른 시동 오프 후 시동 재개시 출력되는 아이들 스탑 앤 고(Idle Stop and Go: ISG) 시작(Start) 신호일 수 있을 것이다.

상기 제어부(100)는 차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호의 입력 시 상기 전원전압 모니터링부(40)로부터 입력되는 이그니션 전원 전압 검출 신호에 의해 이그니션 전원의 전압을 모니터링하고, 이그니션 전원의 전압 모니터링에 따른 차량 전원의 이상 여부를 판단한다.

상기 제어부(100)는 상기 이그니션 전원이 정상인 경우 상기 바이패스 스위칭부(50)를 온시켜 바이패스 모드를 설정하여 기본 온 상태인 메인전원 스위칭부(30)로부터 출력되는 배터리 전원을 바이패스하여 출력부(20)의 배터리 전원 출력단으로 출력시킨다.

상기 제어부(100)는 차량 전원이 정상이 아닌 경우 상기 전원전압 부스터부(60)를 구동하고, 상기 바이패스 스위칭부(50)를 오프시켜 부스트 모드를 설정하여, 승압된 배터리 전원을 출력부(20)의 배터리 전원 출력단으로 출력한다.

상기 제어부(100)는 상기 바이패스 모드에서 상기 바이패스 전류 검출부(80)로부터 출력되는 바이패스 전류 검출 신호에 의해 바이패스되는 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 상기 메인전원 스위칭부(30)를 오프시켜 바이패스되는 배터리 전원을 차단한다.

또한, 상기 제어부(100)는 차량 전원이 정상이 아닌 경우, 즉, 부스트 모드에서 상기 부스트 전류 검출부(90)로부터 입력되는 부스터 전류 검출 신호를 모니터링하여 승압된 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하고, 승압된 배터리 전원이 기준치 이상이면 상기 바이패스 스위칭부(50)를 온시키고 전원전압 부스터부(60)의 구동을 종료하여 바이패스 모드로 전환한다.

ACC 스위칭부(110)는 입력부(10)의 액세서리 전원 입력단으로부터 액세서리 전원을 인가받고, 상기 바이패스 스위칭부(50)로부터 바이패스된 배터리 전원 및 전원전압 부스터부(60)로부터 승압된 배터리 전원 중 어느 하나를 입력받으며, 액세서리 전원의 입력 시 액세서리 전원을 출력부(20)의 출력단으로 출력하고, 액세서리 전원이 입력되지 않으면 상기 바이패스된 배터리 전원 및 승압된 배터리 전원 중 어느 하나를 액세서리 전원으로써 출력한다.

상기 ACC 스위칭부(110)는 상기 제어부(100)의 제어를 받아 바이패스된 배터리 전원 및 승압된 배터리 전원 중 어느 하나와, 입력부(10)로부터 입력되는 액세서리 전원 중 어느 하나를 선택적으로 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 상기 제어부(100)는 액세서리 전원의 입력 여부를 판단하기 위한 전류 검출 수단 또는 차량 시스템으로부터 액세서리 전원 공급에 따른 정보를 입력받아야 할 것이다.

또한, 전자의 경우 제어부(100)는 입력부(10)를 통해 입력되는 액세서리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치를 초과하는지를 더 검사하고, 기준치를 초과하는 경우 ACC 스위칭부(110)를 오프하여 액세서리 전원이 출력부(20)의 액세서리 출력단으로 출력되는 것을 차단하고, 상기 바이패스된 배터리 전원 및 승압된 배터리 전원 중 어느 하나가 출력부(20)의 액세서리 전원 출력단으로 출력되도록 제어할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 제어부(100)는 상기 부스트 모드에서 상기 출력전압 모니터링부(70)로부터 입력되는 부스트 전압 검출 신호에 대한 승압된 배터리 전원의 전압과 미리 설정된 기준치를 비교하여, 상기 승압된 배터리 전원의 전압이 기준치 이상이면 바이패스 모드로 전환하도록 구성될 수도 있을 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 제어부(100)는 입력부(10)를 통해 차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호인 ISG 시작 신호가 입력되는지를 모니터링한다(S111).

공회전제한 해제 신호가 입력되면 제어부(100)는 전원전압 모니터링부(40)를 통해 이그니션 전원의 전압을 검출하고(S113), 검출된 이그니션 전원의 전압이 정상인지를 판단한다(S115). 이그니션 전원 전압의 정상 여부는 상기 이그니션 전원 전압이 미리 설정된 전압 범위 내에 있으면 정상인 것으로 판단할 수 있을 것이다.

이그니션 전원의 전압이 정상이면 제어부(100)는 바이패스 스위칭부(50)를 온시켜 바이패스 모드를 설정하고, 입력부(10)의 배터리 전원 입력단을 통해 입력되는 배터리 전원을 그대로 출력부(20)의 배터리 전원 출력단으로 바이패스시킨다(S117).

상기 바이패스 모드가 설정되면 제어부(100)는 바이패스 전류 검출부(80)를 통해 바이패스되는 배터리 전원의 전류를 검출하고(S119), 검출된 배터리의 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단한다(S121).

판단 결과, 검출된 배터리의 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상이면 메인전원 스위칭부(30)를 오프하여 입력부(10)를 통해 입력되는 배터리 전원을 차단한다(S123).

제어부(100)는 ISG 오프 신호가 입력될 때, 즉 차량이 재시동을 완료할 때까지 상기 S115 이후의 과정을 반복 수행한다(S125).

반면, 전원전압 모니터링부(40)를 통해 검출되는 이그니션 전원의 전압이 정상이 아니면 제어부(100)는 바이패스 스위칭부(50)를 오프하고, 전원전압 부스터부(60)를 구동하여 부스트 모드를 설정한다(S127).

상기 부스트 모드에서 제어부(100)는 부스트 전류 검출부(90)를 통해 전원전압 부스터부(60)에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 검출하고(S129), 검출된 승압된 배터리 전원의 전류가 기준치 이상인지를 판단한다(S131).

판단결과, 승압된 배터리 전원의 전류가 기준치 이상이면 제어부(100)는 부스트 모드에서 바이패스 모드로 전환한다(S133).

상기 제어부(100)는 ISG 오프 신호가 입력될 때까지 상기 S115 이후의 과정을 반복 수행한다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

10: 입력부 20: 출력부
30: 메인전원 스위칭부 40: 전원전압 모니터링부
50: 바이패스 스위칭부 60: 전원전압 부스터부
70: 출력전압 모니터링부 80: 바이패스 전류 검출부
90: 부스트 전류 검출부 100: 제어부
110: ACC 스위칭부

Claims

배터리 전원을 입력받고, 기본 온 상태로 유지되어 상기 배터리 전원을 출력하거나 제어를 받아 오프되어 상기 배터리 전원을 차단하는 메인전원 스위칭부;
상기 메인전원 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원을 인가받고, 오프 시 상기 배터리 전원을 차단하고, 온 시 상기 배터리 전원을 바이패스하여 배터리 전원 출력단으로 출력하는 바이패스 스위칭부;
상기 바이패스 스위칭부의 오프 시 온 되어 상기 메인전원 스위칭부로부터 상기 배터리 전원을 인가받아 승압하여 배터리 전원 출력단으로 출력하는 전원전압 부스터부;
이그니션 전원을 인가받아 이그니션 전원의 전압을 검출하여 이그니션 전원전압 검출 신호를 출력하는 전원전압 모니터링부;
상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 상기 배터리 전원의 전류를 검출하여 바이패스 전류 검출 신호를 출력하는 바이패스 전류 검출부;
상기 전원전압 부스터에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 검출하여 부스터 전류 검출 신호를 출력하는 부스트 전류 검출부;
상기 전원전압 부스터부에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압을 검출하여 부스트 전압 검출 신호를 출력하는 출력전압 모니터링부; 및
차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호의 입력 시 상기 이그니션 전원 전압 검출 신호에 의해 차량 전원의 이상 여부를 판단하고, 정상인 경우 상기 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드를 설정하여 상기 배터리 전원을 바이패스하여 출력시키고, 차량 전원이 정상이 아닌 경우 상기 전원전압 부스터부를 구동하고, 상기 바이패스 스위칭부를 오프시켜 부스트 모드를 설정하여 상기 승압된 배터리 전원을 출력하되, 상기 바이패스 모드에서 상기 바이패스 전류 검출부로부터 출력되는 바이패스 전류 검출 신호에 대응하는 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 상기 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하고, 상기 부스트 모드에서 상기 부스트 전류 검출부로부터 입력되는 부스터 전류 검출 신호를 모니터링하여 승압된 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하고, 상기 승압된 배터리 전원이 상기 기준치 이상이면 전원전압 부스터부를 오프하고, 상기 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드로 전환하며, 상기 부스트 모드에서 상기 출력전압 모니터링부로부터 입력되는 부스트 전압 검출 신호에 대한 승압된 배터리 전원의 전압과 미리 설정된 기준치를 비교하여, 상기 승압된 배터리 전원의 전압이 기준치 이상이면 바이패스 모드로 전환하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치.
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배터리 전원을 입력받고, 기본 온 상태로 유지되어 상기 배터리 전원을 출력하거나 제어를 받아 오프되어 상기 배터리 전원을 차단하는 메인전원 스위칭부;
상기 메인전원 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원을 인가받고, 오프 시 상기 배터리 전원을 차단하고, 온 시 상기 배터리 전원을 바이패스하여 배터리 전원 출력단으로 출력하는 바이패스 스위칭부;
상기 바이패스 스위칭부의 오프 시 온 되어 상기 메인전원 스위칭부로부터 상기 배터리 전원을 인가받아 승압하여 배터리 전원 출력단으로 출력하는 전원전압 부스터부;
이그니션 전원을 인가받아 이그니션 전원의 전압을 검출하여 이그니션 전원전압 검출 신호를 출력하는 전원전압 모니터링부;
상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 상기 배터리 전원의 전류를 검출하여 바이패스 전류 검출 신호를 출력하는 바이패스 전류 검출부; 및
차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호의 입력 시 상기 이그니션 전원 전압 검출 신호에 의해 차량 전원의 이상 여부를 판단하고, 정상인 경우 상기 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드를 설정하여 상기 배터리 전원을 바이패스하여 출력시키고, 차량 전원이 정상이 아닌 경우 상기 전원전압 부스터부를 구동하고, 상기 바이패스 스위칭부를 오프시켜 부스트 모드를 설정하여 상기 승압된 배터리 전원을 출력하되, 상기 바이패스 모드에서 상기 바이패스 전류 검출부로부터 출력되는 바이패스 전류 검출 신호에 대응하는 배터리 전원의 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 상기 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하는 제어부를 포함하되,
액세서리(ACC) 전원, 상기 승압된 배터리 전원 및 바이패스된 배터리 전원 중 어느 하나를 입력받고, 액세서리 전원의 입력 시 액세서리 전원을 출력하고, 상기 액세서리 전원이 입력되지 않으면 상기 승압된 배터리 전원 및 바이패스 전원 중 어느 하나를 액세서리 전원 출력단으로 출력하는 ACC 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치.
제어부가 공회전제한상태에서 차량 시스템으로부터 공회전제한 해제 신호가 입력되는지를 모니터링하는 공회전제한 해제 모니터링 과정;
상기 제어부가 공회전제한 해제 신호가 입력되면 이그니션 전원을 입력받아 이그니션 전원의 전압을 검출하여 차량 전원의 이상 여부를 판단하는 차량 전원 전압 이상 판단 과정;
상기 제어부가 차량 전원의 이상 여부 판단 결과 정상이면 배터리 전원을 입력받는 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드를 설정하여 상기 배터리 전원을 배터리 전원 출력단으로 출력시키는 바이패스 모드 설정 과정;
상기 제어부가 상기 차량 전원의 이상 여부 판단 결과, 차량 전원이 정상이 아닌 경우 바이패스 스위칭부를 오프하고 전원전압 부스터부를 구동하여 부스트 모드를 설정하여 상기 전원전압 부스터부에서 승압된 배터리 전원을 배터리 전원 출력단으로 출력하는 부스트 모드 설정 과정;
상기 제어부가 부스트 전류 검출부를 통해 상기 전원전압 부스터에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 모니터링하는 승압 배터리 전원 모니터링 과정;
상기 제어부가 출력전압 모니터링부를 통해 상기 전원전압 부스터부에서 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압을 모니터링하는 출력전압 모니터링 과정; 및
상기 제어부가 상기 바이패스 모드에서 바이패스 전류 검출부를 통해 상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원의 전류를 검출하고, 검출된 상기 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하는 과전류 차단 과정을 포함하되,
상기 과전류 차단 과정은,
상기 제어부가 상기 바이패스 모드에서 상기 바이패스 전류 검출부를 통해 상기 바이패스 스위칭부로부터 출력되는 배터리 전원의 전류를 검출하고, 상기 전류가 미리 설정된 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상이면 상기 메인전원 스위칭부를 오프시켜 상기 배터리 전원을 차단하는 메인전원 차단 단계;
상기 제어부가 상기 부스트 모드에서 부스트 전류 검출부를 통해 상기 전원전압 부스터부로부터 출력되는 승압된 배터리 전원의 전류를 검출하고, 상기 전류가 미리 설정된 기준치 이상이면 바이패스 스위칭부를 온시켜 바이패스 모드로 전환하는 모드 전환 과전류 차단 단계; 및
상기 제어부가 부스트 모드에서 상기 전원전압 부스터부로부터 출력되는 승압된 배터리 전원의 전압이 기준치 이상이면 바이패스 모드로 전환하는 과전압 차단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 출력 차단 기능을 가지는 차량의 저전압 직류-직류 변환 장치의 제어 방법.
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