KR102620301B1 - 차량용 로드 밸런싱 시스템 및 방법 - Google Patents

차량용 로드 밸런싱 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 로드 밸런싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 프로세서가, 신규 부하의 제어 명령이 입력되면 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력에 신규 부하의 소비 전력을 합하여 허용 전력을 초과하는지 확인하는 확인 단계와, 허용 전력의 초과 시 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고 선별된 동작 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 수행하는 밸런싱 단계와, 동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하도록 하는 동작 단계를 구비함으로써, IMU의 허용 전력 내에서 안정적으로 전동기 부하들을 제어하여 IMU 손상이나 화재 발생을 방지할 수 있다.

Description

차량용 로드 밸런싱 시스템 및 방법{Load balancing system and method for vehicle}
본 발명은 차량용 로드 밸런싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 에어컨 팬, 도어 및 램프(Ramp) 등을 동작시키는 전동기들이 탑재되며, 이러한, 전동기들을 통합적으로 제어하기 위한 제어기로서 IMU(Intergrated Moving control Unit)가 탑재되고 있다.
또한, 국제적인 추세에 따라 기존의 부하들도 전동기로 대체되는 전동화가 이루어지면서 IMU에 종속되는 전동기들이 증가하고 있는 실정이다.
한편, 종래의 IMU는 허용된 전력 내에서 전동기들을 동작시키거나 제어해야 하는데, 전동기의 수가 증가하면서 전동기들에 의한 소비 전력이 허용 전력을 초과하는 상황이 발생하는 문제점이 있다.
이때, 전동기들에 의한 소비 전력이 IMU가 공급할 수 있는 허용 전력을 초과하는 경우 과전력 소비로 인하여 IMU 손상이나 화재가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, IMU의 허용 전력 내에서 우선순위와 그룹에 따라 전동기 부하들을 제어할 수 있는 차량용 로드 밸런싱 시스템 및 방법을 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 프로세서가, 신규 부하의 제어 명령이 입력되면, 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력에 신규 부하의 소비 전력을 합하여 허용 전력을 초과하는지 확인하는 확인 단계; 허용 전력의 초과 시, 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 수행하는 밸런싱 단계; 및 동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하도록 하는 동작 단계;를 포함하는, 차량용 로드 밸런싱 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 밸런싱 단계는, 동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하지 않을 때까지 반복 수행된다.
바람직한 실시예에 있어서, 동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하고, 우선순위가 가장 높은 대기 부하의 소비 전력에 의해 허용 전력이 초과되는지 확인한 후 동작 부하로 전환하는 전환 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 동작 부하열에 신규 부하가 추가되면, 상기 부하 파라미터에 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측하고, 연속 부하의 제어 명령을 기설정된 시간 동안 대기하는 대기 단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 대기 단계는, 기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하면서 우선순위를 가장 높게 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 부하 파라미터는, 신규 부하, 동작 부하, 대기 부하 또는 연속 부하로 기능하는 전동기 부하들의 이름, 각 전동기 부하의 설치 위치 및 용도에 따른 우선순위, 연속 동작 여부와 관련성에 의해 결정되는 그룹 및 각 전동기 부하의 소비전력 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명은 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 신규 부하의 제어 명령이 입력되면, 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력에 신규 부하의 소비 전력을 합하여 허용 전력을 초과하는지 확인하고, 허용 전력의 초과 시, 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 수행하며, 동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하도록 하는, 차량용 로드 밸런싱 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하지 않을 때까지 로드 밸런싱을 반복 수행한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하고, 우선순위가 가장 높은 대기 부하의 소비 전력에 의해 허용 전력이 초과되는지 확인한 후 동작 부하로 전환한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 동작 부하열에 신규 부하가 추가되면, 상기 부하 파라미터에 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측하고, 연속 부하의 제어 명령을 기설정된 시간 동안 대기한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하면서 우선순위를 가장 높게 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 부하 파라미터는, 신규 부하, 동작 부하, 대기 부하 또는 연속 부하로 기능하는 전동기 부하들의 이름, 각 전동기 부하의 설치 위치 및 용도에 따른 우선순위, 연속 동작 여부와 관련성에 의해 결정되는 그룹 및 각 전동기 부하의 소비전력 중 적어도 하나를 포함한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하는지 확인하고, 허용 전력의 초과 시 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 대기 부하로 전환한 후, 동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하게 함으로써, IMU의 허용 전력 내에서 안정적으로 전동기 부하들을 제어하여 IMU 손상이나 화재 발생을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측하고, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하면서 우선순위를 가장 높게 설정하며, 동작 부하의 동작이 완료되면, 우선순위가 가장 높은 대기 부하가 동작 부하로 전환되게 함으로써, 전동기 부하별로 설정된 우선순위와 그룹에 따라 효율적으로 전동기 부하들을 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템의 프로세서에 의해 수행되는 기능을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 신규 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력과 허용 전력을 설명하기 위한 도면.
도 5는 동작 부하를 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 설명하기 위한 도면.
도 6은 동작 부하의 동작 완료 시 대기 부하를 동작 부하로 전환하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8은 연속 부하를 대기 부하 또는 동작 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 방법을 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 9를 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)은 차량에 구비되어 전동기 부하들을 통합적으로 제어하는 IMU(Intergrated Moving control Unit, 10)에 탑재될 수 있다.
여기서, 전술한 IMU(10)는 차량의 배터리(20)에 연결되고, 도어(31), 램프(32)(Ramp) 및 에어컨 팬(33)을 포함하는 전동기 부하가 연결되며, 도어 스위치(41), 램프 스위치(42) 및 팬 스위치(43)를 포함하는 스위치가 연결될 수 있다.
이러한, IMU(10)는 각각의 스위치에서 출력되는 전동기 부하의 동작 신호 또는 제어 명령에 따라, 배터리(20)의 전원을 인가하여 전동기 부하를 동작시키거나 제어하게 된다.
그러나, 복수의 전동기 부하가 동시에 동작하여 전동기 부하들에 의한 소비 전력이 IMU(10)의 입력 전력을 초과하면, 과전력 소비로 인하여 손상이나 화재가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)은 입력 전력에 대한 소정 비율의 허용 전력으로 설정하고, 복수의 전동기 부하가 동시에 동작하는 상황이 발생하면, 전동기 부하별 우선순위와 그룹에 따라 적어도 일부의 전동기 부하는 먼저 동작을 시키고, 적어도 일부의 다른 전동기 부하는 대기를 하도록 제어함으로써, 전동기 부하들의 소비 전력이 허용 전력을 넘지 않도록 운용하여 IMU(10)의 손상이나 화재 발생을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 전술한 전동기 부하는 에어컨 팬(33), 도어(31) 및 램프(32) 이외에도, 모터가 이용되는 다양한 장치들을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)의 하드웨어 구성에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)은 프로세서(110), 통신부(120) 및 메모리(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
프로세서(110)는 하나 이상으로 포함될 수 있고, 메모리(130)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션 또는 프로그램들을 실행할 수 있으며, 아울러, 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어할 수도 있다.
통신부(120)는 전동기 부하의 제어 명령을 출력하는 제어기 또는 스위치들과의 통신을 위한 것으로, 하드 와이어 또는 차량용 네트워크를 통해 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다.
메모리(130)는 프로세서(110)에 의해 실행 가능한 하나 이상의 인스트럭션을 저장하거나 프로세서(110)에 의해 실행되는 프로그램들을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 저장할 수도 있다.
구체적으로, 메모리(130)는 프로세서(110)의 적어도 하나의 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(130)는 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 및/또는 어플리케이션 프로그램 등을 포함할 수 있다. 커널, 미들웨어, 또는 API의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어, API, 또는 어플리케이션 프로그램)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스, 프로세서, 또는 메모리 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널은 미들웨어, API, 또는 어플리케이션 프로그램에서 서버의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)에서 프로세서(110)에 의해 수행되는 기능들을 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템의 프로세서에 의해 수행되는 기능을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 신규 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력과 허용 전력을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 동작 부하를 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 동작 부하의 동작 완료 시 대기 부하를 동작 부하로 전환하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 연속 부하를 대기 부하 또는 동작 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 3에 도시된 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능을 실행하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 도 3에 도시된 블록들이 수행하는 기능들은, 하나 이상의 마이크로프로세서에 의해 구현되거나, 해당 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 도 3에 도시된 블록들의 일부 또는 전부는 프로세서(110)에서 실행되는 다양한 프로그래밍 언어 또는 스크립트 언어로 구성된 소프트웨어 모듈일 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)의 프로세서(110)는 소비 전력 확인부(111), 밸런싱 제어부(112), 부하 제어부(113) 및 연속 부하 예측부(114)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 소비 전력 확인부(111)는 신규 부하의 제어 명령이 입력되면, 배터리(20)의 전원을 인가하여 신규 부하를 동작시킬 경우의 전체 소비 전력이 허용 전력을 초과하는지 확인한다.
이러한, 소비 전력 확인부(111)는 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값으로 전체 소비 전력을 계산하고, 계산된 전체 소비 전력과 허용 전력을 비교하여 대소를 확인할 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 프론트 도어(Front Door), 프론트 램프(Front Ramp), 에어컨 팬 1(Fan 1) 및 에어컨 팬 n(Fan n)이 동작 부하열에 속한 동작 부하로 동작하는 상태에서, 신규 부하로서 미드 도어(Mid Door)의 제어 명령이 입력되면, 프론트 도어, 프론트 램프, 에어컨 팬 1 및 에어컨 팬 n의 소비 전력과 미드 도어의 소비 전력을 모두 합하여 전체 소비 전력을 계산하고, 이를 허용 전력과 비교할 수 있다.
여기서, 전술한 신규 부하와 동작 부하는 모두 전동기 부하를 의미하는 것으로, 실질적으로, 에어컨 팬(33), 도어(31) 및 램프(32) 중 어느 하나일 수 있으며, 신규 부하는 새로 제어 명령이 입력된 전동기 부하를 의미하고, 동작 부하는 배터리(20)의 전원을 공급받아 동작을 하고 있는 전동기 부하를 의미한다.
그 외에도, 후술하는 대기 부하는 제어 명령을 입력받았으나 대기 부하열에서 대기하는 전동기 부하를 의미하며, 연속 부하는 신규 부하와 동일한 그룹에 속한 전동기 부하를 의미한다.
한편, 소비 전력 확인부(111)는 사전에 저장된 부하 파라미터를 이용하여 전동기 부하 각각의 소비 전력과, 우선순위 및 그룹을 확인할 수 있는데, 이러한, 부하 파라미터는 신규 부하, 동작 부하, 대기 부하 또는 연속 부하로 기능하게 될 전동기 부하 각각의 이름과, 각 전동기 부하의 설치 위치 및 용도에 따른 우선순위, 연속 동작 여부와 관련성에 의해 결정되는 그룹 및 각 전동기 부하의 소비전력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 부하 파라미터는 아래의 표 1과 같은 데이터 테이블 형태로 구축되어 저장될 수 있다.
우선순위 그룹 부하 이름 소비 전력
1 1 Front Door 10W
2 1 Front Ramp 10W
3 2 Mid Door 10W
4 2 Mid Ramp 10W
5 3 Rear Door 10W
6 3 Rear Ramp 10W
7 4 Fan 1 5W
... ... ... ...
N 4 Fan n 5W
참고로, 표 1에 도시된 전동기 부하의 소비 전력은 설명의 편의를 위해 예시적으로 기재된 것이며, 각각의 전동기 부하가 실제로 동작할 때 소모된 전력을 측정한 값으로 대체 적용함이 바람직하다.이러한, 소비 전력 확인부(111)는 신규 부하의 제어 명령이 입력될 때 이외에, 대기 중인 전동기 부하를 동작시켜야 할 때에도 허용 전력의 초과 여부를 확인할 수 있다.
이 경우, 소비 전력 확인부(111)는 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력과, 대기 부하열에서 우선순위가 가장 높은 대기 부하의 소비 전력을 합한 값으로 전체 소비 전력을 계산하고, 이를 근거로 허용 전력의 초과 여부를 확인할 수 있다.
상기 밸런싱 제어부(112)는 복수의 동작 부하를 동작시키고 있는 상태에서, 신규 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력이 허용 전력을 초과하는 것으로 확인되면, 동작 부하를 대기 부하로 전환하여 허용 전력의 여유분을 확보하는 로드 밸런싱을 수행한다.
이러한, 밸런싱 제어부(112)는 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하에 공급될 전원을 차단하여 동작을 정지시키면서 동작 부하열에서 제거한 후 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환함으로써, 동작 부하열에서 제거된 동작 부하의 소비 전력만큼 허용 전력의 여유분을 확보할 수 있다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸런싱 제어부(112)는 프론트 도어(Front Door), 프론트 램프(Front Ramp), 에어컨 팬 1(Fan 1) 및 에어컨 팬 n(Fan n)의 우선 순위와, 미드 도어(Mid Door)의 우선 순위를 확인하고, 우선 순위가 가장 낮은 에어컨 팬 n을 동작 부하열에서 제거하면서 대기 부하로 전환하며, 미드 도어를 동작 부하열에 추가할 수 있다.
또한, 밸런싱 제어부(112)는 부하 파라미터로부터 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 우선순위와 신규 부하의 우선순위를 획득할 수 있고, 이들을 비교하여 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별한다.
이때, 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하가 2개 이상이면, 이 중에서 가장 우선순위가 낮은 동작 부하가 선별될 수 있다.
이와 같은, 밸런싱 제어부(112)는 동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하지 않을 때까지 로드 밸런싱을 반복 수행할 수 있다.
한편, 밸런싱 제어부(112)는 적어도 하나의 동작 부하가 제어 명령에 따른 동작을 완료하면, 동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하면서 그 동작 부하에 인가되는 전원을 차단하고, 대기 부하열에 속한 대기 부하 중에서 우선순위가 가장 높은 대기 부하를 동작 부하로 전환할 수도 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 프론트 램프(Front Ramp)가 정해진 동작을 모두 완료한 경우, 밸런싱 제어부(112)는 프론트 램프를 동작 부하열에서 제거하고, 대기 부하열에 속한 에어컨 팬 n을 동작 부하로 전환할 수도 있다.
이때, 대기 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력이 허용 전력을 초과하는지 확인한 결과에 따라 동작 부하로의 전환 여부가 결정된다.
상기 부하 제어부(113)는 동작 부하열에 추가된 신규 부하에 배터리(20)의 전원이 공급되도록 제어함으로써, 신규 부하가 동작 부하로서 동작할 수 있게 한다.
이러한, 부하 제어부(113)는 전동기 부하와 배터리(20) 간의 전원 공급 경로에 배치된 스위칭 소자를 제어하여 배터리(20)의 전원을 전동기 부하에 공급하거나 차단하게 되는데, 예를 들어, 신규 부하가 동작 부하열에 추가되면 그 신규 부하에 배터리(20)의 전원이 공급되도록 스위칭 소자를 턴온할 수 있고, 동작 부하가 동작 부하열에서 제거되면 그 동작 부하에 배터리(20)의 전원이 공급되지 않도록 스위칭 소자를 턴오프할 수 있다.
한편, 부하 제어부(113)는 대기 부하열에 속한 대기 부하가 동작 부하열에 추가되면, 그 대기 부하에 배터리(20)의 전원이 공급되게 하여 동작 부하로 동작시킬 수도 있다.
상기 연속 부하 예측부(114)는 동작 부하열에 신규 부하가 추가되면, 신규 부하와 관련되는 연속 부하를 예측하고 연속 부하의 제어 명령을 기설정된 시간 동안 대기한다.
이러한, 연속 부하 예측부(114)는 부하 파라미터로부터 신규 부하가 속한 그룹을 확인하고, 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측할 수 있다.
그리고, 연속 부하 예측부(114)는 기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하면서 우선순위를 가장 높게 설정할 수 있다.
예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 미드 도어(Mid Door)가 동작 부하열에 추가된 상태에서 미드 도어와 동일한 그룹 2에 속한 연속 부하, 예컨대, 미드 램프(Mid Ramp)의 제어 명령이 입력되면, 미드 램프를 대기 부하열에 추가하면서, 대기 부하열에 있던 리어 도어(Rear Door)보다 미드 램프의 우선순위를 더 높게 설정할 수 있다.
이후에, 어느 하나의 동작 부하가 동작을 완료하여 허용 전력의 여유분이 발생하면, 대기 부하로 추가된 연속 부하, 즉, 미드 도어가 우선순위에 따라 가장 먼저 동작 부하로 전환될 수 있다.
한편, 연속 부하 예측부(114)는 연속 부하를 대기 부하열에 추가하는 것이 아니라, 동작 부하열에 추가하도록 구비될 수도 있다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 미드 도어(Mid Door)가 동작 부하열에 추가된 상태에서 미드 도어와 동일한 그룹 2에 속하는 미드 램프(Mid Ramp)의 제어 명령이 입력되면, 동작 부하들 중에서 미드 램프보다 우선 순위가 낮은 동작 부하, 예컨대, 에어컨 팬 1(Fan 1)을 대기 부하로 전환하고, 연속 부하인 미드 램프를 동작 부하열에 추가할 수 있다.
즉, 연속 부하 예측부(114)는 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 동작 부하들 중에서 연속 부하보다 우선 순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하를 대기 부하로 전환하여 확보할 수 있는 허용 전력의 여유분을 확인하며, 확인된 허용 전력의 여유분이 연속 부하의 소비 전력을 수용할 수 있으면, 선별된 동작 부하를 대기 부하로 전환하면서 연속 부하를 동작 부하로 전환하여 동작 부하열에 추가할 수 있다.
아울러, 연속 부하 예측부(114)는 기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 동작 부하가 동작을 완료할 경우, 대기 부하를 동작 부하로 전환하지 않고 정해진 시간 동안은 연속 부하의 입력을 대기할 수도 있다.
이와 같은, 본 발명은 프로세서(110)가 메모리(130)에 저장된 적어도 하나의 실행 가능한 명령어 또는 적어도 하나의 실행 가능한 프로그램을 실행함으로써 구현될 수 있으며, 후술하는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 방법의 경우에도 동일하게, 메모리(130)에 저장된 적어도 하나의 실행 가능한 명령어 또는 적어도 하나의 실행 가능한 프로그램을 프로세서(110)가 실행함으로써 구현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)에서 수행되는 차량용 로드 밸런싱 방법을 설명한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 로드 밸런싱 시스템(100)의 프로세서(110)는, 신규 부하의 제어 명령이 입력되면(S110), 신규 부하로 인해 허용 전력이 초과되는지 여부를 확인한다(S120).
S120 단계에서, 프로세서(110)는 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력에 신규 부하의 소비 전력을 합한 값, 즉, 전체 소비 전력을 계산하고, 계산된 전체 소비 전력과 허용 전력을 비교하여 신규 부하로 인해 허용 전력이 초과되는지 확인할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 사전에 저장된 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하 및 신규 부하의 소비 전력을 확인할 수 있다.
여기서, 전술한 부하 파라미터는 신규 부하, 동작 부하, 대기 부하 또는 연속 부하로 기능하는 전동기 부하들의 이름, 각 전동기 부하의 설치 위치 및 용도에 따른 우선순위, 연속 동작 여부와 관련성에 의해 결정되는 그룹 및 각 전동기 부하의 소비전력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 부하 파라미터는 전술한 표 1와 같은 데이터 테이블 형태로 구축되어 저장될 수도 있다.
그 다음, 프로세서(110)는 신규 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력이 허용 전력을 초과할 경우, 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고(S210), 선별된 동작 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 수행한다(S220).
S210 단계에서, 프로세서(110)는 부하 파라미터로부터 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 우선순위와 신규 부하의 우선순위를 획득한 후, 이들을 비교하여 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하가 존재하는지 확인할 수 있다.
이때, 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하가 복수 개인 경우 가장 우선순위가 낮은 동작 부하가 선별되게 된다.
S220 단계에서, 프로세서(110)는 선별된 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하면서 전원의 공급을 차단하여 동작을 정지시킨 후 대기 부하열에 추가하게 되므로, 그 동작 부하의 소비 전력만큼 허용 전력의 여유분을 확보할 수 있게 된다.
이와 같은, S210 단계 및 S220 단계는 동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하지 않을 때까지 반복 수행될 수 있다.
한편, 전술한 S210 단계에서 신규 부하의 우선순위가 가장 낮은 경우에는, 신규 부하가 대기 부하열에 추가될 수도 있다.
그 다음, 프로세서(110)는 신규 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력이 허용 전력을 초과하지 않으면, 동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하도록 한다(S310).
S310 단계에서, 프로세서(110)는 새로 추가된 신규 부하에 전원이 공급되도록 하여 동작 부하로서 동작시킬 수 있으며, 제어 명령 또는 사전에 정의된 동작 로직에 따라 동작 부하를 제어하게 된다.
그 다음, 프로세서(110)는 동작 부하열에 신규 부하가 추가되면 신규 부하와 관련되는 연속 부하를 예측하고(S410), 연속 부하의 제어 명령을 기설정된 시간 동안 대기한다(S420).
S410 단계에서, 프로세서(110)는 부하 파라미터로부터 신규 부하가 속한 그룹을 확인하고, 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측할 수 있다.
즉, 연속 부하는 신규 부하와 동일한 그룹에 속한 전동기 부하일 수 있다.
그리고, S420 단계에서, 프로세서(110)는 기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 설정하면서 그 우선순위를 가장 높게 설정하게 된다.
이때, 프로세서(110)는 기존의 동작 부하들 중에서 연속 부하보다 우선 순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하를 대기 부하로 전환하여 확보할 수 있는 허용 전력의 여유분을 확인한 다음, 확인된 허용 전력의 여유분이 연속 부하의 소비 전력을 수용할 수 있으면, 선별된 동작 부하를 대기 부하로 전환하고 연속 부하는 동작 부하로 전환할 수도 있다.
한편, 프로세서(110)는 기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 동작 부하가 동작을 완료하더라도, 대기 부하를 동작 부하로 전환하지 않고 정해진 시간 동안은 연속 부하의 입력을 대기할 수도 있다.
그 다음, 프로세서(110)는 정해진 동작을 모두 완료한 동작 부하가 존재하는지 확인하여 적어도 하나의 동작 부하가 동작을 완료하면(S510), 동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하고(S520), 대기 부하열에 대기 부하가 존재하는지 확인하여 동작 부하로 전환하며(S530), 정해진 동작을 모두 완료한 동작 부하가 존재하지 않으면 새로운 제어 명령이 입력되는지 확인하게 된다(S540).
S520 단계에서, 프로세서(110)는 동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하면서 전원의 공급을 차단하여 동작을 정지시키므로, 동작 부하의 소비 전력만큼 허용 전력의 여유분을 확보할 수 있다.
S530 단계에서, 프로세서(110)는 대기 부하열에 복수의 대기 부하가 존재하면 그 중에서 우선순위가 가장 높은 대기 부하를 선택하며, 대기 부하의 소비 전력을 합한 전체 소비 전력이 허용 전력을 초과하는지 확인한 후 허용 전력을 초과하지 않으면 동작 부하로 전환하게 된다.
이때, 동작 부하는 배터리의 전원을 공급받아 제어 명령 또는 사전에 정의된 동작 로직에 따른 동작을 수행하게 된다.
한편, 프로세서(110)는 S530 단계에 따라 대기 부하를 동작 부하로 전환하면, 전술한 S510 단계를 다시 수행하여 정해진 동작을 모두 완료한 동작 부하가 존재하는지 확인하게 된다.
그리고, 프로세서(110)는 대기 부하의 소비 전력에 의해 허용 전력이 초과될 경우에는 동작 부하로 전환하지 않고 대기 상태를 계속 유지하면서 전술한 S510 단계를 다시 수행할 수도 있다.
한편, S540 단계에서, 프로세서(110)는 새로운 제어 명령, 즉, 신규 부하의 제어 명령이 입력된 것이 확인되면 전술한 S120 단계를 수행하여 신규 부하로 인해 허용 전력이 초과되는지 여부를 확인하며, 신규 부하의 제어 명령이 입력되지 않으면 S510 단계에 따라 정해진 동작을 모두 완료한 동작 부하가 존재하는지 확인하는 과정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 상주할 수 있다.
본 발명의 구성 요소들은 비일시적 저장매체에 저장되고, 프로세서를 포함하는 컴퓨터에서 실행되어 전술한 방법 또는 알고리즘의 단계들을 수행하며, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 컴퓨터 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 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.
100 : 차량용 로드 밸런싱 시스템
110 : 프로세서
111 : 소비 전력 확인부 112 : 밸런싱 제어부
113 : 연속 부하 예측부 114 : 부하 제어부
120 : 통신부
130 : 메모리

Claims (12)

  1. 프로세서가, 신규 부하의 제어 명령이 입력되면, 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력에 신규 부하의 소비 전력을 합하여 허용 전력을 초과하는지 확인하는 확인 단계;
    허용 전력의 초과 시, 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 수행하는 밸런싱 단계; 및
    동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하도록 하는 동작 단계;를 포함하고,
    동작 부하열에 신규 부하가 추가되면, 상기 부하 파라미터에 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측하고, 연속 부하의 제어 명령을 기설정된 시간 동안 대기하는 대기 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸런싱 단계는,
    동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하지 않을 때까지 반복 수행되는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하고, 우선순위가 가장 높은 대기 부하의 소비 전력에 의해 허용 전력이 초과되는지 확인한 후 동작 부하로 전환하는 전환 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대기 단계는,
    기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하면서 우선순위를 가장 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 부하 파라미터는,
    신규 부하, 동작 부하, 대기 부하 또는 연속 부하로 기능하는 전동기 부하들의 이름, 각 전동기 부하의 설치 위치 및 용도에 따른 우선순위, 연속 동작 여부와 관련성에 의해 결정되는 그룹 및 각 전동기 부하의 소비전력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 방법.
  7. 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
    신규 부하의 제어 명령이 입력되면, 동작 부하열에 속한 동작 부하들의 소비 전력에 신규 부하의 소비 전력을 합하여 허용 전력을 초과하는지 확인하고,
    허용 전력의 초과 시, 부하 파라미터를 이용하여 동작 부하들 중에서 신규 부하보다 우선순위가 낮은 동작 부하를 선별하고, 선별된 동작 부하를 대기 부하열에 추가하여 대기 부하로 전환하는 로드 밸런싱을 수행하며,
    동작 부하열에 신규 부하를 추가하여 동작 부하로서 동작하도록 하며,
    동작 부하열에 신규 부하가 추가되면, 상기 부하 파라미터에 신규 부하가 속한 그룹을 근거로 연속하여 동작할 가능성이 있는 연속 부하를 예측하고, 연속 부하의 제어 명령을 기설정된 시간 동안 대기하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    동작 부하들과 신규 부하의 소비 전력을 합한 값이 허용 전력을 초과하지 않을 때까지 로드 밸런싱을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    동작을 완료한 동작 부하를 동작 부하열에서 제거하고, 우선순위가 가장 높은 대기 부하의 소비 전력에 의해 허용 전력이 초과되는지 확인한 후 동작 부하로 전환하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 시스템.
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 시간이 모두 경과하기 이전에 연속 부하의 제어 명령이 입력되면, 연속 부하를 대기 부하열에 추가하면서 우선순위를 가장 높게 설정하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 시스템.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 부하 파라미터는,
    신규 부하, 동작 부하, 대기 부하 또는 연속 부하로 기능하는 전동기 부하들의 이름, 각 전동기 부하의 설치 위치 및 용도에 따른 우선순위, 연속 동작 여부와 관련성에 의해 결정되는 그룹 및 각 전동기 부하의 소비전력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 로드 밸런싱 시스템.
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