KR102655008B1 - 전원 시스템 및 전원 시스템을 제어하는 방법 - Google Patents

전원 시스템 및 전원 시스템을 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 출력단에 연결된 모터에 전원을 전달하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)와 제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단부와 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단하는 온도비교 판단부 및 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치가 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 제1전자제어장치가 전원을 비전달하도록 제어하고 제2전자제어장치가 전원을 전달하도록 제어하는 제어부를 포함하는 전원 시스템에 관한 것이다.

Description

전원 시스템 및 전원 시스템을 제어하는 방법{POWER SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING}
본 실시예들은 모터에 전원을 제어하는 전원 시스템에 관한 것이다.
차량이 전자화됨에 따라, 기존에는 기계나 유압에 의해 제어되던 것이 모터에 의한 동력 전달에 의해 제어되어 가고 있다.
하지만, 모터에 의해 제어되는 차량은 기계나 유압에 의해 제어되는 차량과 달리 고온에 취약하다는 단점이 있다.
이러한 이유로, 고온에 따른 고장을 방지하는 차원에서 모터에 의해 제어되는 차량은 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 온도센서로부터 고장을 야기할 수 있는 고온이 감지되면 상기 모터의 출력을 제한한다.
한편, 상기 모터는 차량의 조향을 보조하는 조향모터이거나, 차량을 움직이는 엔진모터일 수 있다.
이러한 조향모터 및 엔진모터의 동작은 차량에 있어서 중요한 동작을 수행하기 때문에, 고장방지 차원에서 조향모터 또는 엔진모터의 출력을 제한하는 것은 자칫 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예들의 목적은, 고온에 따른 고장을 방지하며, 모터의 출력을 유지할 수 있는 전원 시스템을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 실시예는 출력단에 연결된 모터에 전원을 전달하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)와 제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단부와 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단하는 온도비교 판단부 및 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치가 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 제1전자제어장치가 전원을 비전달하도록 제어하고 제2전자제어장치가 전원을 전달하도록 제어하는 제어부를 포함하는 전원 시스템을 제공한다.
다른 일 측면에서, 본 실시예는 출력단에 연결된 모터에 전원을 전달하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 포함하는 전원 시스템을 제어하는 방법으로서, 제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단단계와 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단하는 온도비교 판단단계 및 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치가 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 제1전자제어장치가 전원을 비전달하도록 제어하고 제2전자제어장치가 전원을 전달하도록 제어하는 제어단계를 포함하는 전원 시스템을 제어하는 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예들에 의하면, 고온에 따른 고장을 방지하며, 모터의 출력을 유지할 수 있는 전원 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템의 동작에 따른 모터전원에 대한 파형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전원 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전원 시스템의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전원 시스템에 포함되는 전자제어장치의 구성에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전원 시스템에 포함되는 전자제어장치 및 릴레이의 구성에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전원 시스템의 동작에 따른 모터전원에 대한 파형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전원 시스템을 제어하는 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
이하, 일부 실시예들은 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술적 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)은 입력단에 연결된 배터리(10)의 전원을 모터(20)에 전달하는 전자제어장치(110, Electronic Control Unit, ECU)와 전자제어장치(110)의 고장과 관련된 온도정보를 감지하는 온도센서(120)와 감지된 온도정보에 기초하여 전자제어장치(110)의 고장위험을 판단하는 판단부(130) 및 판단된 고장여부에 따라 상기 전자제어장치를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)에 포함되는 전자제어장치(110)는 배터리(10)의 특성 및 모터(20)의 특성에 따라 컨버터(Converter) 또는 인버터(Inverter) 등의 전원전달장치일 수 있다.
일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)에 포함되는 온도센서(120)는 전자제어장치(100)의 고장과 관련된 온도정보를 감지할 수 있는 센서로서, 어떠한 방식의 온도센서를 사용해도 무방하다
일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)에 포함되는 판단부(130)는 온도센서(120)로부터 입력된 온도정보에 기초하여 전자제어장치(110)의 고장위험을 판단할 수 있다.
일 예를 들어, 판단부(130)는 온도센서(120)로부터 입력된 온도정보가 미리 설정된 정상임계온도보다 작거나 같으면 전자제어장치(110)의 고장위험이 없는 것으로 판단하고, 상기 온도정보가 상기 정상임계온도보다 크면 전자제어장치(110)의 고장위험이 있는 것으로 판단할 수 있다. 상기 정상임계온도는 미리 알고 있는 전자제어장치(110)의 특성에 기초하여 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)에 포함되는 제어부(140)는 판단부(130)의 판단결과에 따라 전자제어장치(110)를 제어하는 제어신호(C)를 생성할 수 있다.
일 예를 들어, 전자제어장치(110)에 고장위험이 있으면, 제어부(140)는 전자제어장치(110)로 하여금 모터(20)에 전달되는 전원을 감소시키는 제어신호(C)를 생성할 수 있다. 이에, 전자제어장치(110)가 부담하는 전원이 감소되어 전자제어장치(110)의 고장위험은 낮아질 수 있다.
이와 달리, 전자제어장치(110)의 고장위험이 없으면, 제어부(140)는 전자제어장치(110)로 하여금 모터(20)에 전달되는 전원을 유지시키는 제어신호(C)를 생성할 수 있다. 이에, 모터(20)는 일반적으로 동작할 수 있다. 상기 일반적으로 동작함의 의미는, 모터(20)가 모터 시스템(미도시)의 제어에 따라 동작함을 의미할 수 있다.
자세히 설명하면, 일반적으로 모터(20)를 제어하는 모터 시스템(미도시)이 존재하고, 일반적인 전원 시스템(100)이 추가 연결되어 상기 모터(20)를 제어할 수 있다. 상기 모터 시스템은 일반적인 전원 시스템(100)과 전자제어장치(110)를 공유할 수 있으며, 모터 시스템에서 생성하는 제어신호와 전원 시스템(100)에서 생성하는 제어신호를 종합하여 상기 전자제어장치(110)에 입력함으로써 모터에 입력되는 전원을 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이 동작하는 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)은 도 2와 같은 모터전원에 대한 파형을 출력할 수 있다.
도 2는 일반적인 전원 시스템의 동작에 따른 모터전원에 대한 파형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 전원 시스템의 동작에 따른 모터전원의 파형(210)을 도시한다.
도 2의 파형(210)을 참조하면, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)은 전자제어장치(110)의 과열이 감지되지 않으면(t0 내지 t1 인 구간을 의미함), 모터(20)에 일반전원값(P1)의 전원(211)을 전달할 수 있다. 상기 과열이 감지됨은 미리 설정된 정상임계온도보다 큰 온도가 감지됨을 의미한다.
이와 달리, 전자제어장치(110)의 과열이 감지되면(t1 이후 구간을 의미함), 모터(20)에 일반전원값(P1)에서 서서히 감소하는 전원(211)을 전달할 수 있다.
일반적으로 전자제어장치(110)의 고장은 모터에 전달되는 전원의 크기가 클수록 위험할 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)은 전자제어장치(110)의 고장을 방지할 수 있는 효과가 있다.
하지만, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)은 전자제어장치(110)의 고장을 방지하는 동작에 의해 모터(20)가 정상적으로 동작할 수 없다는 단점이 있다.
일 예를 들어, 모터(20)가 조향을 보조하는 조향모터인 경우, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)이 전자제어장치(110)의 고장을 방지하는 동작에 의해, 차량의 조향은 운전자가 요구하는 조향보다 적게 조향되는 문제점을 초래할 수 있다.
다른 일 예를 들어, 모터(20)가 차량을 움직이는 엔진모터인 경우, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)이 전자제어장치(110)의 고장을 방지하는 동작에 의해, 차량은 운전자가 요구하는 속도보다 적은 속도로 이동하게 되는 문제점을 초래할 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 일 실시예에 따른 일반적인 전원 시스템(100)의 단점은 차량의 충돌위험을 야기할 수 있다는 점에서 결코 간과할 수 없다.
이하에서는, 도 1 내지 도 2를 이용하여 설명한 일반적인 전원 시스템과 같이 전자제어장치의 고장을 방지하는 효과를 가지며, 모터를 정상적으로 동작시킬 수 있는 전원 시스템에 대해 자세히 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 전원 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 시스템(300)은 출력단에 연결된 모터(20)에 전원을 전달하는 제1전자제어장치(310)와 제2전자제어장치(320)를 포함하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)와 제1전자제어장치(310)에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서(320)로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단부(350)와 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2전자제어장치(330)에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서(340)로부터 입력된 제2온도정보보다 작은지 판단하는 온도비교 판단부(360) 및 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치(310)가 모터(20)에 전달되는 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 제1전자제어장치(310)가 모터(20)에 전원을 비전달하도록 제어하고 제2전자제어장치(330)가 모터(20)에 전원을 전달하도록 제어하는 제어부(370)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템(300)에 포함되는 제1전자제어장치(310) 및 제2전자제어장치(330)는 배터리(10)의 특성 및 모터(20)의 특성에 따라 컨버터(Converter) 또는 인버터(Inverter) 등의 전원전달장치일 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템(300)에 포함되는 제1온도센서(320) 및 제2온도센서(340) 각각은 제1전자제어장치(310)의 온도정보인 제1온도정보 및 제2전자제어장치(330)의 제2온도정보를 감지할 수 있다.
상기 제1온도정보 및 상기 제2온도정보 각각은 제1전자제어장치(310) 및 제2전자제어장치(330)의 고장과 관련된 정보를 의미할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 전원 시스템(300)은 온도정보가 아닌 제1전자제어장치(310) 및 제2전자제어장치(330)의 고장과 관련된 정보(일 예를 들어, 전류정보, 전압정보, 주파수정보 등)를 적용할 수도 물론이다.
일 실시예에 따른 전원 시스템(300)에 포함되는 온도구간 판단부(350)는 제1온도센서(320)로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단할 수 있다.
상기 정상구간은 제1전자제어장치(310)가 고장위험 없이 정상적으로 동작하는 경우에 제1온도정보가 해당할 수 있는 구간을 의미하며, 상기 경고구간은 제1전자제어장치(310)가 고장위험이 일부 있지만 정상적으로 동작하는 경우에 제1온도정보가 해당할 수 있는 구간을 의미하며, 상기 위험구간은 제1전자제어장치(310)가 고장위험이 있어 비정상적으로 동작하는 경우에 제1온도정보가 해당할 수 있는 구간을 의미할 수 있다. 일반적으로, 정상구간, 경고구간 및 위험구간은 겹치는 구간 없이 설정될 수 있다.
또한, 정상구간에 포함되는 정상온도정보, 경고구간에 포함되는 경고온도정보 및 위험구간에 포함되는 위험온도정보 각각은 다음 수학식 1의 관계에 있을 수 있다.
[수학식 1]
정상온도정보 < 경고온도정보 < 위험온도정보
이러한 정상구간, 경고구간 및 위험구간은 미리 수행한 제1전자제어장치(310)의 실험데이터에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템(300)에 포함되는 온도비교 판단부(360)는 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2온도센서(340)로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템(300)에 포함되는 제어부(370)는 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치(310)가 전원의 크기를 감소하도록 제어하는 제1제어신호(C1)을 생성하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면, 제1전자제어장치(310)가 전원을 비전달하도록 제어하는 제1제어신호(C1)를 생성하고 제2전자제어장치(330)가 전원을 전달하도록 제어하는 제2제어신호(C2)를 생성할 수 있다.
즉, 제1전자제어장치(310)에 고장위험이 일부 있고(경고구간에 해당하는 경우를 의미함) 제1전자제어장치(310)에서 발생되는 온도가 제2전자제어장치(330)에서 발생되는 온도보다 작거나 같으면, 제어부(370)는 제1전자제어장치(310)로 하여금 모터(20)에 전달되는 전원을 감소시키는 제어신호(C1)를 생성할 수 있다. 이에, 제1전자제어장치(310)가 부담하는 전원이 감소되어 제1전자제어장치(310)의 고장위험이 낮아질 수 있다.
이와 달리, 제1전자제어장치(310)에 고장위험이 일부 있고(경고구간에 해당하는 경우를 의미함) 제1전자제어장치(330)에서 발생되는 온도가 제2전자제어장치(310)에서 발생되는 온도보다 크면, 제어부(370)는 제1전자제어장치(310)로 하여금 모터(20)에 전달되는 전원을 0(제로)으로 만드는 제어신호(C1)를 생성하고, 제2전자제어장치(330)로 하여금 모터(20)에 전원을 전달하도록 하는 제어신호(C2)를 생성할 수 있다. 이에, 제1전자제어장치(310)가 부담하는 전원이 0(제로)가 되어 제1전자제어장치(310)의 고장위험이 낮아질 수 있으며, 제2전자제어장치(330)가 모터(20)에 전원을 전달하여 모터(20)는 정상적으로 동작할 수 있다.
전술한 바와 같이 동작하는 일 실시예에 따른 전원 시스템(300)은 제1전자제어장치(310)의 고장을 방지함에도 불구하고, 모터(20)에 전원을 정상적으로 전달함으로써 상기 모터(20)를 정상적으로 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
일반적으로, 제1전자제어장치(310) 및 제2전자제어장치(330)를 포함하는 전원 시스템(300)에서 제1전자제어장치(310)가 메인(main)으로 동작하고, 제2전자제어장치(330)가 서브(sub) 또는 백업(back up)로 동작할 수 있다. 이에, 일반적으로, 제1전자제어장치(310)에서 발생하는 온도가 제2전자제어장치(330)에서 발생하는 온도보다 크다.
이에, 일반적으로 제어부(370)는 제1전자제어장치(310)로 하여금 모터(20)에 전달되는 전원을 0(제로)으로 만드는 제어신호(C1)을 생성하고, 제2전자제어장치(330)로 하여금 모터(20)에 전원을 전달하도록 하는 제어신호(C2)를 생성할 것이다.
이러한 점을 고려할 때, 제안하는 일 실시예에 따른 전원 시스템의 특징인 제1전자제어장치(310)의 고장을 방지함에도 불구하고, 모터(20)에 전원을 정상적으로 전달하는 효과는 뚜렷할 것이다.
한편, 일 실시예에 따른 전원 시스템의 제어부는 분리되어, 제1전자제어장치를 제어하는 제1제어부와 제2전자제어장치를 제어하는 제2제어부를 포함할 수도 있다.
이에, 제1제어부는 제1전자제어장치가 전원을 비전달하도록 제어함에 대한 정보를 상기 제2제어부에 송신할 수 있다. 또한, 제2제어부는 제1제어부로부터 전원을 비전달하도록 제어함에 대한 정보를 수신하면 제2전자제어장치가 전원을 전달하도록 제어할 수 있다. 여기서, 제1제어부와 제2제어부는 CAN(Controller Area Network)를 활용하여 정보를 송신하거나 수신할 수 있다.
이하에서는 도 3에 도시한 일 실시예에 따른 전원시스템의 동작에 대해 자세히 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 전원 시스템의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 시스템의 제1전자제어장치가 모터에 전원을 전달할 수 있다(S400).
일 예를 들어, S400 단계에서 제1전자제어장치의 동작은 일 실시예에 따른 전원 시스템은 동작하지 않고, 모터 시스템에 의해 동작하는 것을 의미할 수 있다.
자세히 설명하면, 일반적으로 모터를 제어하는 모터 시스템이 존재하고, 일 실시예에 따른 전원 시스템이 추가 연결되어 상기 모터를 제어할 수 있다. 상기 모터 시스템은 일 실시예에 따른 전원 시스템과 제1전자제어장치를 공유할 수 있다. 또한, 모터 시스템에서 생성하는 제어신호와 일 실시예에 따른 전원 시스템(300)에서 생성하는 제어신호를 종합하여 상기 제1전자제어장치(310)에 입력함으로써 모터에 입력되는 전원을 제어할 수 있다.
S400 단계가 수행되면, 전원 시스템에 포함되는 제1온도센서가 제1전자제어장치의 온도정보를 감지할 수 있다(S410).
S410 단계가 수행되면, 전원 시스템에 포함되는 온도구간 판단부가 제1온도정보가 미리 설정된 경고구간에 해당하는지 판단할 수 있다(S420).
S420 단계에서, 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면(YES), 전원 시스템에 포함되는 제2온도센서가 제2전자제어장치의 온도정보를 감지할 수 있다(S430).
즉, 제2온도센서는 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면 온도를 감지할 수도 있다. 구체적으로, 제2온도센서는 동작을 결정하는 신호(일 예를 들어, 전원신호를 포함할 수 있음)를 온도구간 판단부로부터 입력받을 수 있다.
S430 단계가 수행되면, 전원 시스템에 포함되는 온도비교 판단부가 제1온도정보가 제2온도정보 이하인지 판단할 수 있다(S440).
S440 단계에서, 제1온도정보가 제2온도정보 이하인 것으로 판단되면(YES), 전원 시스템에 포함되는 제어부는 제1전자제어장치가 모터에 감소된 전원을 전달하도록 제어할 수 있다(S450).
구체적인 일 예를 들어, 전원 시스템에 포함되는 제어부는 모터 시스템의 제어부가 출력하는 제어신호(제1전자제어장치에 입력되는 신호를 의미)를 변동하여(일 예를 들어, 게인을 적용하여 변동시킬 수 있음) 제1전자제어장치가 모터에 감소된 전원을 전달하도록 제어할 수 있다.
또는, 전원 시스템에 포함되는 제어부는 모터 시스템의 제어부가 출력하는 제어신호에 추가되는 제1제어신호를 연산하여 제1전자제어장치가 모터에 감소된 전원을 전달하도록 제어할 수 있다.
이와 달리 S440 단계에서, 제1온도정보가 제2온도정보 이하가 아닌 것으로 판단되면(NO), 전원 시스템에 포함되는 제어부는 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어할 수 있다(S460).
구체적인 일 예를 들어, 전원 시스템에 포함되는 제어부는 모터 시스템의 제어부가 출력하는 제어신호(제1전자제어장치에 입력되는 신호를 의미)를 변동시킴으로써(일 예를 들어, 0(제로)를 적용하여 0(제로)로 변동시킬 수 있음) 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어할 수 있다.
또는, 전원 시스템에 포함되는 제어부가 제1전자제어장치에 입력되는 제어신호를 오프(OFF)하여 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어할 수 있다.
이에 대해 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 전원 시스템에 포함되는 전자제어장치의 구성에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1전자제어장치(310)는 입력된 배터리(10)의 전원을 변환하여 모터(20)에 출력하는 전력변환회로(311)와, 입력된 제어신호(C1) 및 배터리(10)의 전원에 기초하여 스위치신호를 생성하고 상기 스위치신호를 전력변환회로(311)에 입력시키는 게이트드라이버(313)를 포함할 수 있다.
이에, 전원 시스템에 포함되는 제어부가 게이트드라이버(313)에 입력되는 제어신호(C1)을 오프(OFF)하여 스위치신호를 오프시킬 수 있다.
또는, 전원 시스템에 포함되는 제어부가 게이트드라이버(313)에 입력되는 배터리(10)의 전원을 오프(OFF)하여 스위치신호를 오프시킬 수 있다.
이로써, 제1전자제어장치(310)는 배터리(10)의 전원을 모터(20)에 비전달할 수 있다. 또한, 이와 같은 원리를 역으로 적용하여 제1전자제어장치(310)는 배터리(10)의 전원을 모터(20)에 전달할 수도 있다.
이와 달리, 전원 시스템에 포함되는 제어부는 제1전자제어장치에 입력되는 배터리의 전원을 오프(OFF)하여 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어할 수 있다.
이에 대해 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 전원 시스템에 포함되는 전자제어장치 및 릴레이의 구성에 대한 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 시스템은 제1전자제어장치(310)와 배터리(10) 사이에 위치하여 배터리(10)의 전원을 온(ON) 또는 오프(OFF)시키는 릴레이(380)를 더 포함할 수 있다.
이에, 전원 시스템에 포함되는 제어부가 릴레이(380)를 오프(OFF)시키는 릴레이 제어신호(C3)를 생성하여 제1전자제어장치(310)에 입력되는 배터리(10)의 전원을 오프(OFF)할 수 있다.
이로써, 제1전자제어장치(310)는 배터리(10)의 전원을 모터(20)에 비전달할 수 있다. 또한, 이와 같은 원리를 역으로 적용하여 제1전자제어장치(310)는 배터리(10)의 전원을 모터(20)에 전달할 수도 있다.
도 5 및 도 6은 제1전자제어장치에 대해 설명하였지만, 이와 유사하게 제2전자제어장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
S460 단계가 수행되면, 전원 시스템에 포함되는 제어부는 재2전자제어장치에 입력되는 제어신호를 생성하여 제2전자제어장치가 모터에 전원을 전달하도록 제어할 수 있다(S470).
이는, S460 단계에서 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어하는 원리를 역으로 적용할 수 있다.
한편, S420 단계에서 제1온도정보가 경고구간에 해당하지 않는 것으로 판단되면(NO), 전원 시스템에 포함되는 온도구간 판단부는 제1온도정보가 위험구간에 해당하는지 판단할 수 있다(S480).
S480 단계에서 제1온도정보가 위험구간에 해당하는지 판단되면(YES), 전원 시스템에 포함되는 제어부는 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어하고(S460), 제2전자제어장치가 모터에 전원을 전달하도록 제어할 수 있다(S470).
일반적으로, 제1온도정보는 경고구간에 미리 해당되기 때문에(제1온도정보가 선형적으로 변화하고, 경고구간이 위험구간보다 낮은 온도정보들로 설정되므로), S420 단계에서 NO로 판단되고 S480 단계에서 YES로 판단되는 경우는 드물다.
하지만, S420 단계에서 NO로 판단되고 S480 단계에서 YES로 판단됨은 제1온도정보가 급격히 증가함을 의미하므로, 위험한 환경에 존재한 차량에서 발생할 수 있다. 일 예를 들어, 모터가 조향모터인 경우에 차량이 급격한 조향이 필요한 환경에 존재하는 상황일 수 있다. 반면, 모터가 엔진모터인 경우에 차량이 급격한 가속이 필요한 환경에 존재하는 상황일 수 있다.
이에, S420 단계에서 NO로 판단되고 S480 단계에서 YES로 판단되면, 제어부는 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 반영하지 않고 제2전자제어장치가 모터에 전원을 전달하도록 제어하여 차량이 위험한 환경을 벗어나도록 유도할 수 있다.
이와 같이, S420 단계에서 NO로 판단되고 S480 단계에서 YES로 판단되어 S460 단계 및 S410 단계를 수행함은 제1전자제어장치는 제2전자제어장치보다 중요하기 때문에 고장의 위험을 제1전자제어장치가 아닌 제2전자제어장치에 전가하는 것을 의미할 수 있다.
자세히 설명하면, 제1전자제어장치는 서브(sub) 또는 백업(back up)으로 동작하는 제2전자제어장치와 달리, 메인(main)으로 동작하기 때문이다. 즉, 제1전자제어장치는 전원 시스템뿐만 아니라 모터 시스템을 포함하는 타 시스템에 더 포함될 수 있기 때문이다. 또한, 제1전자제어장치는 제2전자제어장치보다 높은 성능을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이 동작하는 일 실시예에 따른 전원 시스템은 도 7과 같은 모터 전원에 대한 파형을 출력할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전원 시스템의 동작에 따른 모터전원에 대한 파형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 경우에 출력되는 제1파형(710)과 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 경우에 출력되는 제2파형(760)을 각각 도시한다.
도 7의 제1파형(710)을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 시스템은 제1전자제어장치의 과열이 감지되지 않으면(t0 내지 t1 인 구간을 의미함), 제1전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제1전원(711)은 일반전원값(P1)이고, 제2전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제2전원(712)은 0(제로)일 수 있다. 상기 일반전원값(P1)은 모터 시스템의 제어부가 출력하는 제어신호에 의해 제1전자제어장치가 동작하는 경우 모터에 전달되는 전원을 의미할 수 있다.
이러한 상황에서, 제1전자제어장치의 과열이 감지되면(t1 이후 구간을 의미함), 제1전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제1전원(711)은 일반전원값(P1)에서 서서히 감소되고, 제2전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제2전원(712)은 0(제로)로 유지될 수 있다.
이와 달리, 도 7의 제2파형(460)을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 시스템은 제1전자제어장치의 과열이 감지되지 않으면(t0 내지 t1 인 구간을 의미함), 제1전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제1전원(761)은 일반전원값(P1)이고, 제2전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제2전원(762)은 0(제로)일 수 있다.
이러한 상황에서, 제1전자제어장치의 과열이 감지되면(t1 이후 구간을 의미함), 제1전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제1전원(761)은 일반전원값(P1)에서 급격히 감소되어 0(제로)으로 되고, 제2전자제어장치에 의해 모터에 전달되는 제2전원(762)은 0(제로)에서 급격히 증가되어 일반전원값(P1)이 될 수 있다.
즉, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 경우에 일 실시예에 따른 전원 시스템은 제1전자제어장치의 고장을 방지하고, 모터에 전원을 정상적으로 전달하여 상기 모터를 정상적으로 동작시킬 수 있다.
한편, 제1전자제어장치 및 제2전자제어장치를 포함하는 전원 시스템에서 제1전자제어장치가 메인(Main)으로 동작하고, 제2전자제어장치가 서브(Sub) 또는 백업(back up)으로 동작할 수 있다. 이에, 제1전자제어장치에서 발생하는 온도가 제2전자제어장치(330)에서 발생하는 온도보다 크다.
이러한 점을 고려할 때, 일 실시예에 따른 전원 시스템의 특징인 제1전자제어장치의 고장을 방지하며 모터에 전원을 정상적으로 전달하는 효과는 뚜렷할 것이다.
도 3 내지 도 7에서, 제안하는 전원 시스템을 설명함에 있어, 복수의 전자제어장치로서 제1전자제어장치 및 제2전자제어장치만을 도시하였으나, 이는 하나의 일 실시예로서 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제안하는 전원 시스템은 3개 이상의 전자제어장치를 포함할 수 있으며, 도 3 내지 도 7에서 설명한 동작과 유사할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 7을 이용하여 설명한 전원 시스템을 제어하는 방법에 대해서 간략하게 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 전원 시스템을 제어하는 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 출력단에 연결된 모터에 전원을 전달하는 제1전자제어장치와 제2전자제어장치를 포함하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 포함하는 전원 시스템을 제어하는 방법은 제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단단계(S800)와 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작은지 판단하는 온도비교 판단단계(S810) 및 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치가 모터에 전달되는 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 제1전자제어장치가 모터에 전원을 비전달하도록 제어하고 제2전자제어장치가 모터에 전원을 전달하도록 제어하는 제어단계(S820)를 포함할 수 있다.
복수의 전자제어장치에 포함되는 제1전자제어장치 및 제2전자제어장치는 배터리의 특성 및 모터의 특성에 따라 컨버터(Converter) 또는 인버터(Inverter) 등의 전원전달장치일 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템을 제어하는 방법의 온도구간 판단단계(S800)는 제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단할 수 있다.
상기 정상구간은 제1전자제어장치가 고장위험 없이 정상적으로 동작하는 경우에 제1온도정보가 해당할 수 있는 구간을 의미하며, 상기 경고구간은 제1전자제어장치가 고장위험이 일부 있지만 정상적으로 동작하는 경우에 제1온도정보가 해당할 수 있는 구간을 의미하며, 상기 위험구간은 제1전자제어장치가 고장위험이 있어 비정상적으로 동작하는 경우에 제1온도정보가 해당할 수 있는 구간을 의미할 수 있다. 일반적으로, 정상구간, 경고구간 및 위험구간은 겹치는 구간 없이 설정될 수 있다. 이러한 정상구간, 경고구간 및 위험구간은 미리 수행한 제1전자제어장치의 실험데이터에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템을 제어하는 방법의 온도비교 판단단계(S810)는 제1온도정보가 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 제1온도정보가 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 전원 시스템을 제어하는 방법의 제어단계(S820)는 제1온도정보가 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 제1전자제어장치가 전원의 크기를 감소하도록 제어하는 제1제어신호을 생성하고, 제1온도정보가 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면, 제1전자제어장치가 전원을 비전달하도록 제어하는 제1제어신호를 생성하고 제2전자제어장치가 전원을 전달하도록 제어하는 제2제어신호를 생성할 수 있다.
즉, 제1전자제어장치에 고장위험이 일부 있고(경고구간에 해당하는 경우를 의미함) 제1전자제어장치에서 발생되는 온도가 제2전자제어장치에서 발생되는 온도보다 작거나 같으면, 제어단계(S820)는 제1전자제어장치로 하여금 모터에 전달되는 전원을 감소시키는 제어신호를 생성할 수 있다. 이에, 제1전자제어장치가 부담하는 전원이 감소되어 제1전자제어장치의 고장위험이 낮아질 수 있다.
이와 달리, 제1전자제어장치에 고장위험이 일부 있고(경고구간에 해당하는 경우를 의미함) 제1전자제어장치에서 발생되는 온도가 제2전자제어장치에서 발생되는 온도보다 크면, 제어단계(S820)는 제1전자제어장치로 하여금 모터에 전달되는 전원을 0(제로)으로 만드는 제어신호를 생성하고, 제2전자제어장치로 하여금 모터에 전원을 전달하도록 하는 제어신호를 생성할 수 있다. 이에, 제1전자제어장치가 부담하는 전원이 0(제로)가 되어 제1전자제어장치의 고장위험이 낮아질 수 있으며, 제2전자제어장치가 모터에 전원을 전달하여 모터는 정상적으로 동작할 수 있다.
전술한 바와 같이 동작하는 일 실시예에 따른 전원 시스템을 제어하는 방법은 제1전자제어장치의 고장을 방지함에도 불구하고, 모터에 전원을 정상적으로 전달함으로써 상기 모터를 정상적으로 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
이 외에도 전원 시스템을 제어하는 방법은 도 3 내지 도 7에 기초하여 설명한 전원 시스템이 수행하는 각 동작을 모두 수행하도록 제어할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 개시된 실시예들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 출력단에 연결된 모터에 전원을 전달하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU);
    제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단부;
    상기 제1온도정보가 상기 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 상기 제1온도정보가 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단하는 온도비교 판단부; 및
    상기 제1온도정보가 상기 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 상기 제1전자제어장치가 상기 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 상기 제1온도정보가 상기 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1전자제어장치가 상기 전원을 비전달하도록 제어하고 상기 제2전자제어장치가 상기 전원을 전달하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 정상구간, 경고구간 및 위험구간은,
    미리 설정되는 구간으로, 상기 제1전자제어장치의 정상 동작, 일부만 정상 동작 및 비정상 동작 여부에 따라 구분되고,
    상기 온도비교 판단부는,
    상기 제1온도정보가 상기 정상구간인 경우에는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서와의 온도 비교를 수행하지 않고, 상기 제1온도정보가 상기 경고구간에 해당되는 경우를 기준으로 온도비교를 수행하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1전자제어장치의 입력단에 연결된 릴레이를 오프하여 상기 전원을 비전달하도록 제어하거나, 상기 제2전자제어장치의 입력단에 연결된 릴레이를 온하여 상기 전원을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2온도센서는, 상기 제1온도정보가 상기 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1전자제어장치를 제어하는 제1제어부와 상기 제2전자제어장치를 제어하는 제2제어부를 포함하고,
    상기 제1제어부는, 상기 제1전자제어장치가 상기 전원을 비전달하도록 제어함에 대한 정보를 상기 제2제어부에 송신하고,
    상기 제2제어부는, 상기 제1제어부로부터 상기 전원을 비전달하도록 제어함에 대한 정보를 수신하면 상기 제2전자제어장치가 상기 전원을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1온도정보가 상기 위험구간에 해당하는 것으로 판단되면 상기 제1전자제어장치가 상기 전원을 비전달하도록 제어하고 상기 제2전자제어장치가 상기 전원을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1전자제어장치 및 상기 제2전자제어장치가 중복하여 상기 전원을 전달하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  9. 출력단에 연결된 모터에 전원을 전달하는 복수의 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 포함하는 전원 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    제1전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제1온도센서로부터 입력된 제1온도정보가 미리 설정된 정상구간, 경고구간 및 위험구간 중 어느 구간에 해당하는지 판단하는 온도구간 판단단계;
    상기 제1온도정보가 상기 경고구간에 해당하는 것으로 판단되면, 상기 제1온도정보가 제2전자제어장치에서 발생하는 온도를 감지하는 제2온도센서로부터 입력된 제2온도정보보다 작거나 같은지 판단하는 온도비교 판단단계; 및
    상기 제1온도정보가 상기 제2온도정보보다 작거나 같은 것으로 판단되면, 상기 제1전자제어장치가 상기 전원의 크기를 감소하도록 제어하고, 상기 제1온도정보가 상기 제2온도정보보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1전자제어장치가 상기 전원을 비전달하도록 제어하고 상기 제2전자제어장치가 상기 전원을 전달하도록 제어하는 제어단계;
    를 포함하며,
    상기 정상구간, 경고구간 및 위험구간은,
    미리 설정되는 구간으로, 상기 제1전자제어장치의 정상 동작, 일부만 정상 동작 및 비정상 동작 여부에 따라 구분되고,
    상기 온도구간 판단단계는,
    상기 제1온도정보가 상기 정상구간인 경우에는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서와의 온도 비교를 수행하지 않고, 상기 제1온도정보가 상기 경고구간에 해당되는 경우를 기준으로 온도비교를 수행하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템을 제어하는 방법.
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