KR102669841B1 - 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트 및 방법 - Google Patents

전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 과제는 안전 잠금장치에서 비용 효율적이고 강력한 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 회로의 전체적인 복잡성이 감소되는 해결책을 제공하는 것이다. 어레인지먼트 측면에서, 상기 과제는 분리 회로가 연속적이고 값이 이산적인 신호(11)를 생성하는 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 연결되어 있음으로써 달성된다. 방법 측면에서, 상기 과제는 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 제공되는 연속적이고 값이 이산적인 신호(11)를 이용하여 상기 회로의 모니터링이 수행됨으로써 해결되며, 이 경우 상기 회로를 통한 상기 신호의 전송은 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 평가된다.

Description

전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트 및 방법
본 발명은 고전압 전선을 구비한 커넥터를 포함하는 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트에 관한 것으로서, 이 경우 상기 커넥터 내에는 인터로크 브리지(interlock bridge)가 배치되어 있고, 상기 인터로크 브리지는 상기 커넥터가 고전압 부품에 적절히 연결된 경우 분리 회로의 제1 섹션 및 분리 회로의 제2 섹션에 연결되어 있다.
본 발명은 또한, 안전 잠금장치의 회로의 모니터링이 수행되는 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법과도 관련이 있으며, 이 경우 상기 회로는 분리 회로의 제1 섹션과 분리 회로의 제2 섹션 및 커넥터 내에 배치되는 인터로크 브리지가 제공된다.
특히, 본 발명은 60V 또는 그 이상의 범위의 DC 전압이 전기 어셈블리의 작동에 사용되는 차량에 사용되는 전기 안전 잠금장치에 관한 것이다. 이러한 것은, 예를 들어 차량에 사용되는 인버터의 경우이며, 상기 인버터는 예를 들어 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 데 필요하다.
본 발명은 또한, 전기 구동 차량 또는 소위 하이브리드 드라이브를 구비한 차량에 사용되는 안전 잠금장치와도 관련이 있다.
특히 60V를 초과하는 온보드(on-board) 전압을 가진 차량에서, 고전압으로 전기 모터를 구동하기 위해 인버터가 사용되는 경우, 자동차 분야에서는 소위 고전압 애플리케이션(HV 애플리케이션)이라고도 언급된다. 이러한 고전압 애플리케이션 또는 고전압 부품은 예를 들면, 차량의 전동식 냉매 압축기용 인버터이다.
이 경우에는 고전압 부품으로서 인버터가, 예를 들면 60V 또는 그 이상의 범위의 DC 전압으로부터 냉매 압축기의 전기 모터를 작동시키기 위해 필요한 AC 전압을 제공하고, 이때 상기 전기 모터는 또한 다중 위상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 고전압 애플리케이션(> 60VDC)을 구비한 전기 구동 차량에서는 안전 잠금장치가 사용된다. 이러한 안전 잠금장치의 목적은, 고전압 부품들이 연결된 고전압 회로의 작동 상태를 모니터링하고, 특히 상기와 같은 고전압 회로의 모든 커넥터 또는 플러그인 커넥터가 단단히 삽입/연결되어 있는지 확인하는 것이다.
예를 들어, 전기 냉매 압축기의 고전압 회로에서 고전압(> 60VDC)이 인가되기 전에 커넥터 또는 플러그인 커넥터의 안전한 연결이 확인된다. 이러한 확인은 개별 커넥터 또는 플러그인 커넥터 및 복수의 커넥터 또는 플러그인 커넥터 모두에 대해 수행될 수 있다.
종래 기술에 따르면, 상기와 같은 안전 잠금장치에 대한 몇 가지 솔루션이 공지되어 있다.
종래 기술에 따른 상기와 같은 안전 잠금장치의 일 예는 커넥터 또는 플러그인 커넥터 내에 고전압 부품으로 고전압이 공급될 때 통과하는 인터로크 브리지를 사용하는 것이 고려된다.
커넥터 또는 플러그인 커넥터가 적절히 연결된 경우, 이러한 인터로크 브리지에 의해 분리 회로가 폐쇄된다. 고전압 회로로부터 분리되거나 전기적으로 절연된, 모니터링을 위해 제공되는 분리 회로의 이러한 폐쇄는 안전 잠금장치의 적절한 평가 유닛에 의해 검출되고, 이어서 고전압이 인가된다.
분리 회로를 모니터링함으로써 안전하게 폐쇄된 고전압 회로를 검출하기 위한 평가 유닛은 예를 들면, 차량의 전자 장치 어셈블리, 즉 차량 전자 장치 내에 배치된다.
종래 기술에 따른 상기와 같은 안전 잠금장치의 다른 변형 예에서, 모니터링을 위해 제공된 분리 회로의 상기와 같은 검사는 각각이 상응하는 인터로크 브리지를 나타내는 복수의 커넥터 또는 플러그인 커넥터에 걸쳐 연장된다. 모든 커넥터 또는 플러그인 커넥터의 모든 인터로크 브리지에 걸쳐 연장되는 분리 회로(인터로크 루프(interlock loop))가 폐쇄된 경우에만, 예를 들면 인버터와 같은 상응하는 고전압 부품에 고전압이 인가된다.
이러한 종래 기술의 단점은 커넥터/플러그인 커넥터 중 하나 또는 모니터링에 사용되는 분리 회로에서 단락이 발생할 수 있다는 것이며, 이 경우 평가 유닛은 이러한 상태를 적절히 폐쇄된 연결로서 해석할 수 있다.
상기와 같이 잘못된 검출을 피하기 위해, 종래 기술에는 또 다른 방법들이 공지되어 있으며, 이에 의해서는 고전압 회로의 잘못된 검출 또는 모니터링을 방지할 수 있다.
US 7 557 460 B2호에는 자동차용 전기 에너지원이 공지되어 있다. 그 목적은 인터로킹 와이어의 분리 상태를 검출하고, 필요에 따라 작동 전압을 공급할 때 안전을 확보하기 위해 접촉기를 비활성화하는 인터로킹 회로에 중점을 둔다.
따라서 인터로킹 회로는 다이오드를 통해 검출 가능한 전류를 인터로킹 와이어로 출력하는 전류 출력 회로를 포함한다. 또한, 인터로킹 와이어 및 다이오드를 통해 전류 출력 회로에 연결된 제1 전류 감지 서브 회로, 전류 출력 회로와 다이오드 사이에 작동 가능하게 배치된 연결 지점에 연결된 제2 전류 감지 서브 회로 및 평가 회로가 제공된다.
검출 가능한 전류가 제2 전류 감지 서브 회로에서 검출되고 인터로킹 회로의 제1 전류 감지 서브 회로에서 감지되지 않는 경우, 평가 회로는 인터로킹 와이어가 분리된 상태라고 판단하고, 접촉기를 비활성화하여 고전압 공급을 중단한다.
US 10 139 443 B2호에는 인터로크 루프의 상태를 결정하기 위한 스위칭 장치 및 방법이 설명되어 있다. 해결해야 할 문제는 차량의 고전압 부품과 관련한 위험으로부터 사람과 동물을 확실하게 보호하는 것이다.
이를 해결하기 위해, 전기 인터로크 도체 루프(electrical interlock conductor loop), 특히 차량, 구체적으로 하이브리드 또는 순수 전기 자동차의 접촉 보호 회로의 상태를 검출하기 위한 스위칭 장치가 제공되며, 이 경우 상기 인터로크 도체 루프는 차량의 하나 이상의 고전압 부품을 모니터링하도록 설치되어 있다.
하지만, 안전 잠금장치의 기능을 개선하기 위한 공지된 상기 해결책들은, 특히 아날로그 변수를 측정하기 위해 복잡한 회로 장치를 필요로 하고, 따라서 제조 비용을 증가시키는 단점을 갖는다. US 7 557 460 B2호에 따른 시스템에서는, 2개의 전류 검출 서브 회로가 필요하다.
또한, 이러한 안전 잠금장치에서는 전압 및/또는 전류와 같은 낮은 진폭을 갖는 아날로그 변수들이 측정되어야 한다. 그러나 이러한 측정은 변수들의 낮은 진폭 때문에 간섭에 매우 민감하여 기능과 견고성이 제한된다.
또한, 오류 발생 시, 어떠한 영역에서 어떤 오류가 발생했는지 진단하는 것이 불가능하다.
따라서, 특히 차량에서 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 개선된 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명의 과제는, 안전 잠금장치에서 비용 효율적이고 강력한 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 회로의 전체적인 복잡성이 감소되는 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립항 중 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 대상에 의해 해결된다. 개선 예들은 종속항들에 기재되어 있다.
상기 과제는 또한, 독립항 중 청구항 5에 따른 특징들을 갖는 방법에 의해 해결된다. 개선 예들은 종속항들에 기재되어 있다.
차량 내 고전압 회로의 안전한 작동을 감시하기 위해, 종래 기술에 공지된 바와 같이 커넥터 또는 플러그인 커넥터는 인터로크 브리지를 구비하여 제공된다.
적절한 어레인지먼트에 의해, 신호는 시간에 따라 정해진 방식대로 변화하는 신호 레벨로 발생되고, 상기 신호는 분리 회로를 위해 배치된 라인, 특히 커넥터 또는 플러그인 커넥터의 인터로크 브리지를 통해 전송된다. 이러한 신호는 예를 들면, 생성하기 쉬운 비트 패턴일 수 있다. 2개 이상의 스위칭 상태를 갖는 대체 신호가 또한 사용될 수 있다.
비트 패턴, 예를 들어 디지털 비트 패턴을 생성하기 위한 상기와 같은 어레인지먼트로서, 예를 들어 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서가 사용될 수 있다. 냉매 압축기용 인버터의 고전압 부품과 같은 많은 어셈블리에는 고전압 부품의 작동 모드를 자체적으로 제어하거나 조정하기 위해 마이크로 컨트롤러와 같은 지능형 제어 및 조정 유닛이 장착된다. 따라서 고전압 부품에 이미 존재하는 상기와 같은 마이크로 컨트롤러는 부가적인 회로 관련 비용을 야기하지 않고 디지털 비트 패턴과 같은 신호를 생성하는데 사용될 수 있다.
고전압 회로에서 고전압 부품의 삽입된 커넥터를 모니터링하기 위해, (디지털) 비트 패턴을 생성하기 위한 어레인지먼트에 의해 생성된 신호가 평가 유닛의 제2 신호 입력에 직접 제공된다. 또한, 디지털 비트 패턴을 생성하기 위한 어레인지먼트에 의해 생성된 신호는 전송 후 분리 회로를 통해 평가 유닛의 제1 신호 입력에 제공된다.
따라서 평가 유닛은 제1 신호 입력의 신호와 제2 신호 입력의 신호의 비교를 수행함으로써 고전압 부품의 커넥터가 올바르게 삽입되었는지 여부를 결정할 수 있다. 두 신호가 동일한 것으로 나타나는 경우, 평가 유닛은 고전압 부품을 위한 고전압을 활성화하는 신호를 발생시키고 출력하며, 그 결과 고전압이 연결된다.
또한, 디지털 비트 패턴을 생성하기 위한 어레인지먼트 및 평가 유닛이 마이크로 프로세서와 같은 신호 발생 및 평가 유닛으로서 단일 유닛 내에 제공된다.
예를 들어, 12V의 온보드 전압을 갖는 차량에 이미 내장된 온보드 시스템에 적합하게 조정하기 위해 신호 레벨을 조정할 수 있다. 이와 같은 신호 레벨의 조정은 신호 발생 및 평가 유닛에 의해 제공되고 예상되는 신호 레벨과 차량의 온보드 전압 시스템에서 분리 회로 및 인터로크 브리지를 통한 전송을 위한 상대적으로 높은 신호 레벨 사이에서 이루어진다.
상기와 같은 신호 레벨 조정의 또 다른 장점은 간섭 내성의 증가이다. 또한, 신호 발생 및 평가 유닛과 같은 마이크로 프로세서뿐만 아니라 상응하는 고전압 부품을 제어하기 위한 어셈블리에 전력을 공급하기 위해 사용되는 5V 전압 발생 유닛을 위한 관련 비용이 감소된다.
신호 레벨을 조정하기 위해서는, 예를 들어 5V의 신호 레벨을 12V의 신호 레벨로 또는 그 반대로 변환하는 복수의 레벨 컨버터가 사용된다.
신호 발생 및 평가 유닛의 제1 신호 입력에서 수신된 신호와 제2 신호 입력에서 송신된 신호를 비교하는 것은 2가지 이점을 제공한다. 우선, 고전압 부품의 커넥터가 알맞게 삽입되었는지 여부를 검출하는 것이 가능하다. 두번째로, 신호 발생 및 평가 유닛에 의해 접지 단락(GND) 또는 작동 전압과 같은 상태를 검출하는 것이 가능하다. 검출된 상태에 따라, 신호 발생 및 평가 유닛에 의해 상응하는 신호가 생성되고 출력된다.
신호 발생 및 평가 유닛에 의해 생성된 신호 또는 안전 잠금장치의 상태는 차량에 존재하는 데이터 버스를 통해 예를 들어 중앙 제어 유닛으로 전송되고, 이후 제어 유닛에서 알맞게 처리된다.
본 발명의 실시 예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 이루어지는 실시 예들의 하기 설명으로부터 드러난다. 다음을 표시한다:
도 1은 종래 기술의 안전 잠금장치를 도시하고,
도 2는 복수의 고전압 부품을 구비한 종래 기술의 안전 잠금장치를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 안전 잠금장치를 도시하고,
도 4는 본 발명에 따른 안전 잠금장치에 의해 검출될 수 있는 상태들에 대한 개요를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 안전 잠금장치의 레벨 컨버터를 위한 예시적인 회로 배치를 도시하고,
도 6은 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 1에는 종래 기술의 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트(1)가 도시되어 있다. 도 1에서 고전압(> 60VDC)에 의해 전력이 공급되는 고전압 부품(2)은 예를 들면, 냉매 압축기의 인버터(2)이며, 이 인버터는 도 1에 상세히 도시되지 않았다.
고압 회로의 고전압 전선(3)은 커넥터(4)에 의해 고전압을 공급하기 위한 인버터(2)에 연결되어 있다.
상기 커넥터(4)에는 종래 기술에 공지된 인터로크 브리지(5)가 설치되어 있고, 상기 인터로크 브리지를 통해서는, 도 1에서만 표시된 분리 회로(6)를 이용하여 인버터(2)의 대응하는 소켓에 대한 커넥터(4)의 안전한 연결이 검사될 수 있다.
이러한 검사를 수행하기 위해서는 예를 들면, 인버터(2) 내에 배치된 평가 유닛(7)이 제공되며, 이때 상기 평가 유닛은 도 1에서 단지 상징적으로만 도시되어 있다.
인버터(2) 상에서 커넥터(4)에 의한 고전압 전선(3)의 안전한 연결을 검사하기 위해서는, 인터로크 브리지(5)를 통해 전류가 흐를 수 있고, 전류는 이후 인버터(2) 내에 배치된 평가 유닛(7)에 의해 검출될 수 있다.
이미 위에서 설명했듯이 상기와 같은 해결책은 제한적으로만 안전하고, 제한된 견고성만을 제공한다. 따라서 차량의 전기 안전 잠금장치의 신뢰성 있는 모니터링이 달성될 수 없다.
도 2는 복수의 고전압 부품(2)을 구비한 종래 기술의 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트(1)를 도시한다.
개별 커넥터(4)를 이용하여 개별 고전압 부품(2) 상에서 고전압 전선(3)의 안전한 연결을 검사하기 위해서는, 분리 회로(6) 및 인터로크 브리지(5)를 통해 전류가 흐르게 된다. 마찬가지로 분리 회로(6) 내에 배치되고 전류의 흐름을 허용하는 평가 유닛(7)을 이용하여 커넥터(4)의 안전한 부착이 검출된다.
상기와 같은 검출 결과가 괜찮으면, 모든 고전압 부품(2)을 위해 고전압 전선(3)들을 통해 고전압이 접속된다. 따라서 본 실시 예는 복수의 고전압 부품(2) 상에서 커넥터(4)의 안전한 연결을 동시에 모니터링할 수 있게 한다. 그러나 종래 기술에 공지된 단점들이 상기 실시 예에도 해당된다.
도 3에는 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 어레인지먼트(8)가 도시되어 있다. 인버터(2)와 같은 고전압 부품(2)에는, 예를 들면 인버터(2)의 작동을 제어하는 신호 발생 및 평가 유닛(9)이 배치되어 있다. 본 예에서 마이크로 프로세서(9)인 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 디지털 신호(11)를 출력하기 위한 출력(10)을 갖는다.
상기 신호(11)는 시간에 따라 변화하는 신호 레벨을 갖는 신호이다. 상기와 같은 신호로서, 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 예를 들면, 비트 패턴(11)이 발생될 수 있다.
상기 신호(11)는 2개의 전압 레벨만을 갖는 이진 신호일 수 있다. 그러나 상기 신호(11)를 단 2개의 전압 레벨로 제한하는 것은 아니다. 대안적으로 상기 신호(11)는 임의의 다른 값의 이산 및 연속 신호일 수도 있다.
비트 신호(11)와 같은 상기 신호(11)는 무작위 우연의 원리(random chance principle)에 따라 발생될 수 있을 뿐만 아니라 고정된 규정에 기반하여 발생될 수도 있다. 0과 1의 예시적인 시퀀스를 갖는 비트 패턴(11)은 출력(10)을 통해 출력된다.
이러한 비트 패턴(11)은 분리 회로의 제1 섹션(6a)을 통해 커넥터(4) 내 인터로크 브리지(5)로 전송된다. 커넥터(4)의 인터로크 브리지(5)로부터 비트 패턴(11)은 분리 회로의 제2 섹션(6b)을 통해 다시 신호 발생 및 평가 유닛(9) 및 제1 신호 입력(12)으로 되돌아간다.
이 경우 신호(11)의 신호 레벨 조정이 수행되고, 이러한 방식으로 고전압 부품(2) 상에서 고전압 전선(3)을 갖는 커넥터(4)의 확실한 부착을 검출할 때 간섭 저항이 향상된다. 상기와 같은 방식의 신호 레벨 조정을 수행하기 위해, 제1 레벨 컨버터(13)가 신호 발생 및 평가 유닛(9)의 출력(10)에 직접적으로 배치되는데, 이때 상기 제1 레벨 컨버터는 예를 들면, 출력(10) 상에서 5V의 신호 레벨을 갖는 신호(11)를 12V의 신호 레벨로 상승시키고, 그런 다음 상기 신호는 분리 회로(6)의 섹션(6a, 6b)들과 인터로크 브리지(5)를 통해 전송된다. 이 경우 제2 레벨 컨버터(14)는 제1 신호 입력(12) 바로 앞에 배치되고, 상기 제2 레벨 컨버터는 12V의 레벨을 갖는 분리 회로의 제2 섹션(6b)에 의해 수신되는 신호(11)를 5V의 레벨을 갖는 신호(11)로 변환하고, 상기 신호는 제1 신호 입력(12)에 공급된다.
신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 생성된 신호(11)는 또한 신호 발생 및 평가 유닛(9)의 제2 신호 입력(15)에 공급된다.
신호 레벨이 제1 레벨 컨버터(13)에 의해 12V의 신호 레벨로 상승되는 경우, 제2 신호 입력(15) 앞에는 제3 레벨 컨버터(16)가 배치되고, 이러한 제3 레벨 컨버터는 신호(11)의 신호 레벨을 제2 신호 입력(15)의 레벨에 적합하게 조정한다. 예를 들어, 제3 레벨 컨버터(16)에 의해 12V에서 5V로의 레벨 조정이 수행된다. 이러한 예에서 신호 발생 및 평가 유닛(9)이 사용되는데, 이 신호 발생 및 평가 유닛은 출력(10)과 같은 출력들에서 최대 5V의 전압을 공급하고, 제1 신호 입력(12) 및 제2 신호 입력(15)과 같은 입력들에서 최대 5V의 전압을 갖는 신호를 처리할 수 있다. 다른 신호 발생 및 평가 유닛(9)을 사용할 경우에는 물론 다른 전압들이 가능하다.
신호(11)를 발생시키는 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 제2 신호 입력(15)을 통해 상기 발생된 신호(11)를 출력(10)에서 제공된 형태 그대로 수신한다.
또한, 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 분리 회로(6)의 섹션(6a, 6b)들 및 인터로크 브리지(5)를 통해 신호(11)가 전송된 후에 신호(11)를 수신한다. 커넥터(4)가 적절하게 삽입된 경우, 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 제1 신호 입력(12) 및 제2 신호 입력(15)에서 신호들을 비교할 때 적어도 비트 패턴의 측면에서 상기 두 신호가 일치하는지 결정한다. 신호들의 진폭 혹은 레벨에서 차이가 있을 수 있으나 확실한 비교에 영향을 미치지는 않는다.
이런 식으로 신호가 일치하면, 커넥터(4)는 고전압 부품(2) 상에서 적절하게 삽입된 것이고, 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 고전압 전선(3)을 통해 고전압을 활성화하기 위한 신호를 발생시켜 출력할 수 있다. 그 결과 고전압이 연결된다.
커넥터(4)가 제대로 삽입되지 않고, 이에 따라 분리 회로(6)가 인터로크 브리지(5)에 의해 섹션(6a, 6b)들에 연결될 수 없는 경우, 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 제1 신호 입력(12) 및 제2 신호 입력(15)에서 신호들을 비교할 때 상기 신호들이 서로 일치하지 않는다는 것을 결정한다. 이 경우에는 고전압 전선(3)을 통한 고전압을 활성화하기 위한 신호가 발생 및 출력되지 않고, 고전압도 마찬가지로 연결되지 않는다. 이 경우, 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 상응하는 오류 신호가 발생되고 출력될 수 있다.
도 4에는 본 발명에 따른 안전 잠금장치에 의해 검출될 수 있는 상태들의 개요가 도시되어 있다.
제1 열은 신호(11)가 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 연속적으로 제공되고, 평가, 즉 제1 신호 입력(12) 및 제2 신호 입력(15)에서의 신호들 사이의 비교가 수행됨을 나타낸다.
제2 열에는 인터로크 브리지(5)와 함께 섹션(6a, 6b)들을 갖는 분리 회로(6)의 가능한 상태들이 도시되어 있다. 제3 열은 제2 신호 입력(15)의 관련 상태를 나타내고, 그리고 제4 열은 제1 신호 입력(12)의 관련 상태를 나타낸다.
도 4의 표의 제1 행에는 고전압 부품(2)에 대한 커넥터(4)의 적절한 연결이 도시되어 있다. 비트 패턴과 같은 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 연속적으로 제공되는 신호(11)는 제2 신호 입력(15) 및 제1 신호 입력(12) 모두를 통해 수신된다. 두 신호가 일치할 때, 신호 발생 및 평가 유닛(9)으로부터 고전압 전선(3)을 통해 고전압을 활성화하기 위한, 도면에 도시되지 않은 신호가 발생되고 출력된다.
제2 행에서, 커넥터(4)가 고전압 부품(2)에 적절하게 연결되어 있지 않다. 따라서 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 발생된 비트 패턴(11)은 제2 신호 입력(15)에서 수신된다. 제1 신호 입력(12)은 개방되어 비트 패턴(11)을 수신하지 않는다. 상기와 같이 개방된 제1 신호 입력(12)은 하이 레벨의 검출을 야기한다. 상기 신호들이 서로 일치하지 않는다는 사실은 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 검출되고, 고전압을 활성화하기 위한 신호는 제공되지 않는다. 이 상태에서 커넥터(4)의 개방된 플러그인 커넥터를 나타내는 오류 신호가 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 제공될 수 있다.
제3 행에서는, 분리 회로의 섹션(6a 또는 6b) 또는 인터로크 브리지(5)가 접지 전위(earth potential)에 대한 연결을 갖는 결함 상태가 표시되어 있다. 이 경우 로우 레벨이 제2 신호 입력(15) 및 제1 신호 입력(12) 모두에서 검출되고, 고전압을 활성화하기 위한 신호는 제공되지 않는다. 여기서 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 접지 전위에 대한 단락을 나타내는 오류 신호가 제공될 수 있다.
제4 행에서는 분리 회로의 섹션(6a 또는 6b) 또는 인터로크 브리지(5)가 전압, 예를 들면 차량의 작동 전압과 같은 12V의 전압에 대한 연결부를 갖는 결함 상태가 표시되어 있다. 이 경우 하이 레벨이 제2 신호 입력(15) 및 제1 신호 입력(12) 모두에서 검출되고, 고전압을 활성화하기 위한 신호는 제공되지 않는다. 여기서 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 12V 작동 전압에 대한 단락을 나타내는 오류 신호가 제공될 수 있다.
레벨 컨버터(13, 14, 16)들은 상응하는 보호 회로와 함께 설계되어, 예를 들어 0V 또는 12V의 연속적인 입력 신호에서도 적절하게 계속 작동될 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 어레인지먼트(8)의 레벨 컨버터(13, 14, 16)에 대한 예시적인 회로 배치를 도시한다. 제1 레벨 컨버터(13), 제2 레벨 컨버터(14) 및 제3 레벨 컨버터(16)의 상기 실시 예는 예시이고 견고하지만, 본 발명을 상기 변형 예로 한정하지 않는다.
신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 발생되고 출력(10)을 통해 공급되는 5V의 레벨을 갖는 신호(11)는 트랜지스터 단을 포함하는 제1 레벨 컨버터(13)에 의해 예를 들어 12V의 레벨로 변환된 후 제1 연결부(17)를 통해 출력된다. 상기 분리 회로(6)의 섹션(6a)은 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(17)에 연결된다.
제1 연결부(17)에서 나타나고 예를 들어 12V로 측정되는 상기 레벨은 2개의 트랜지스터 단을 포함하는 제3 레벨 컨버터(16)에 직접 공급된다. 상기 제3 레벨 컨버터(16)에서는 제2 신호 입력(15)에 대해 5V의 레벨로 신호(11)가 공급되도록 레벨 조정이 다시 이루어진다. 시간 경과에 따른 신호(11)의 레벨, 예를 들어 비트 패턴, 즉 0과 1의 시퀀스는 레벨 컨버터(13, 14, 16)들에 의해 변경되지 않는다.
커넥터(4)가 적절히 삽입된 경우, 제1 연결부(17)에서 출력되는 신호(11)는 분리 회로의 제1 섹션(6a), 커넥터(4)의 인터로크 브리지(5) 및 분리 회로의 제2 섹션(6b)을 통해 제2 연결부(18)에 이르고, 그것에 의하여 제2 레벨 컨버터(14)의 입력에 이른다. 2개의 트랜지스터 단을 포함하는 제2 레벨 컨버터(14)는 제1 신호 입력(12)에 대해 5V의 레벨로 신호(11)가 공급되도록 레벨 조정을 수행한다.
제1 연결부(17) 및 제2 연결부(18)에는 각각 보호 회로(19)가 설치되어 있다. 이들 보호 회로(19)는 과전압 보호를 실현하여, 연결부(17, 18)들 및 분리 회로(6a, 6b)에서 고전압 및 고에너지 밸런싱 프로세스에 의해 야기되는 손상으로부터 레벨 컨버터(13, 14, 16)들의 전압에 민감한 부품들을 보호한다.
본 발명에 따른 방법은 신호(11)를 사용함으로써 간섭에 대한 높은 내성을 가지며, 신호(11)들의 2개의 신호 패턴들 또는 비트 패턴들의 기본적인 비교를 수행함으로써 고전압 부품(2)의 상응하는 소켓에 대한 커넥터(4)의 적절한 삽입을 확실하게 검출할 수 있게 한다.
다른 장점은 신호(11)의 상응하는 설계에 의해 에너지 절약이 이루어질 수 있다는 데 있다. 분리 회로의 제1 및 제2 섹션(6a, 6b)을 통한 전류의 영구적인 흐름이 더이상 필요하지 않으며, 높은 레벨의 신호(11)를 특징으로 하는 비트 패턴(11)에서 1들을 감소시킴으로써 추가적인 에너지 절약이 달성될 수 있다. 예를 들어, 신호(11)에서 반복되는 신호 패턴 내의 2개의 펄스는 커넥터(4)의 상태를 확실하게 검출하는 데 충분할 것이다. 또한, 이러한 비트 패턴(11)은 관련 전자 장치 내부의 열응력도 감소시킨다.
접지 전위(GND) 또는 작동 전압에 대한 단락은 비트 패턴(11)과 다른 신호를 야기하기 때문에, 본 발명을 이용하여 상기와 같은 결함을 검출하는 것도 가능하다.
예에서 설명된 바와 같이, 고전압 부품(2)의 상응하는 소켓에 대한 커넥터(4)의 적절한 삽입의 검출은 고전압 부품(2) 내에 직접 배치된 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 실현된다. 따라서 차량에 배치될 별도의 제어 로직에 의한 모니터링을 생략할 수 있다.
또한, 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 검출된 상태는 차량에 이미 존재하는 차량 통신 버스를 통해 중앙 제어 유닛으로 전송된다. 따라서 각각의 고전압 부품(2)의 상태가 중앙 제어 장치에 보고된다. 상기와 같은 차량 통신 버스로는 LIN 버스(Local Interconnect Network) 또는 CAN 버스(Controller Area Network)와 같은 통상적인 시스템이 사용될 수 있다.
도 6은 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법에 대한 흐름도를 도시하며, 이 경우 하기 텍스트에 언급된 도 1 내지 5의 1 내지 19 범위의 참조 번호는 도 6에는 도시되지 않는다. 상기 모니터링 방법은 단계 20에서 시작한다. 단계 21에서는, 마이크로 프로세서일 수 있는 신호 발생 및 평가 유닛(9)이 시간에 따라 변화하는 신호를 생성하기 위해 사용되며, 이 신호는 예를 들어 비트 패턴(11)이고 출력(10)을 통해 출력된다.
이어서 단계 22에서는, 신호 발생 및 평가 유닛(9)의 제1 신호 입력(12)에 의해 비트 패턴(11)이 수신되는지 여부를 결정하기 위해 첫 번째 검사가 이루어진다. 이 검사는 비트 패턴(11)이 예를 들어, 출력(10)으로부터 분리 회로의 제1 섹션(6a), 인터로크 브리지(5) 및 분리 회로의 제2 섹션(6b)을 경유하여 제1 신호 입력(12)으로 전송되는 경우 긍정적인 결과를 전달한다. 여기서, 상기 전송은 제1 레벨 컨버터(13) 및 제3 레벨 컨버터(16)를 통해 이루어지고, 그리고/또는 비트 패턴(11)은 신호 레벨이 반전되어(inverted) 수신될 수도 있다.
상기 첫 번째 검사(22)의 결과가 긍정적이면, 상기 모니터링 방법은 단계 23에서 제2 신호 입력(15)에서의 비트 패턴(11) 수신에 대한 두 번째 검사와 입력(12, 15)들에서 수신된 비트 패턴(11)들의 비교를 계속한다.
2개의 비트 패턴(11)이 일치하면, 커넥터(4)의 적절하게 설정된 연결이 검출되고, "플러그인 연결 설정"과 같이 상응하는 긍정적인(포지티브) 신호가 단계 24에서 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 생성되고 출력된다. 상기 모니터링 방법은 단계 25에서 종료된다.
단계 23에서의 두 번째 검사동안 비트 패턴(11)들의 일치가 검출되지 않는 경우, 커넥터(4)의 적절하게 설정된 연결이 검출되지 않고, "플러그인 연결 개방"과 같이 상응하는 부정적인(네거티브) 신호가 단계 30에서 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 생성되고 출력된다. 이 경우에도 상기 모니터링 방법은 단계 25에서 종료된다.
단계 22의 첫 번째 검사동안 비트 패턴(11)이 신호 발생 및 평가 유닛(9)의 제1 신호 입력(12)에 의해 수신되지 않는 것이 확인되는 경우, 상기 모니터링 방법은 단계 26에서 제1 신호 입력(12)에서의 전압 레벨의 검사를 계속한다.
상기 검사 26동안 예를 들어 12V의 작동 전압 범위 내의 하이 레벨 신호가 검출되면, 제1 상태(27)가 검출되고, 이는 작동 전압에 대한 단락을 나타낸다.
상기 검사 26동안, 예를 들어 접지(GND) 영역 내의 로우 레벨의 신호가 검출되면, 제2 상태(28)가 검출되고, 이는 접지(GND)에 대한 단락을 나타낸다.
두 경우 모두, 상기 모니터링 방법이 단계 25에서 종료하기 전에 후속 단계 29에서 적어도 하나의 오류 신호가 출력된다. 이러한 오류 신호의 출력과 함께, 단계 29에서는 상응하는 제1 상태(27) 또는 제2 상태(28)가 함께 출력될 수도 있다.
1: 종래 기술에 따른 안전 잠금장치 모니터링 어레인지먼트
2: 고전압 부품/인버터
3: 고전압 전선
4: 커넥터 또는 플러그인 커넥터
5: 인터로크 브리지
6: 분리 회로
6a, 6b: 분리 회로의 섹션
7: 평가 유닛
8: 본 발명에 따른 안전 잠금장치 모니터링 어레인지먼트
9: 신호 발생 및 평가 유닛/마이크로 프로세서
10: 출력
11: 신호/비트 패턴
12: 제1 신호 입력
13: 제1 레벨 컨버터
14: 제2 레벨 컨버터
15: 제2 신호 입력
16: 제3 레벨 컨버터
17: 제1 연결부
18: 제2 연결부
19: 보호 회로

Claims (10)

  1. 고전압 전선(3)을 구비한 커넥터(4)를 포함하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트(8)로서,
    상기 커넥터(4)는, 상기 커넥터(4)가 고전압 부품(2)에 연결되었을 때 분리 회로의 제1 섹션(6a) 및 분리 회로의 제2 섹션(6b)에 연결되는 인터로크 브리지(5)를 수용하며,
    상기 분리 회로는 연속적이고 값이 이산적인 신호(11)를 생성하는 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 연결되고,
    상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 상기 신호(11)를 출력하기 위한 출력(10)을 갖고, 상기 출력(10)은 상기 분리 회로의 제1 섹션(6a)에 적어도 간접적으로 연결되며, 상기 분리 회로의 제2 섹션(6b)은 제1 신호 입력(12)에 적어도 간접적으로 연결되고, 그리고 상기 출력(10)은 제2 신호 입력(15)에 적어도 간접적으로 연결되며,
    상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 제공되고 상기 출력(10)을 통해 출력되는 신호(11)가, 상기 인터로크 브리지(5)를 통과하지 않고 제1 경로에서 상기 제2 신호 입력(15)을 통해 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 수신되고, 상기 신호(11)가 상기 분리 회로의 제1 섹션(6a), 상기 인터로크 브리지(5), 상기 분리 회로의 제2 섹션(6b)을 통한 전송 후 제2 경로에서 상기 제1 신호 입력(12)을 통해 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 수신되며, 그리고 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로로부터의 2개의 수신된 신호들의 비교를 통해 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 상기 전기 안전 잠금장치의 모니터링이 수행되는 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트(8).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    제1 레벨 컨버터(13)가 상기 출력(10)과 상기 분리 회로의 제1 섹션(6a) 사이에 배치되고, 제3 레벨 컨버터(16)가 상기 제2 신호 입력(15)과 상기 분리 회로의 제1 섹션(6a) 사이에 배치되며, 그리고 제2 레벨 컨버터(14)가 상기 제1 신호 입력(12)과 상기 분리 회로의 제2 섹션(6b) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트(8).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)은 마이크로 프로세서인 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 어레인지먼트(8).
  5. 안전 잠금장치의 회로의 모니터링이 수행되는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법으로서,
    상기 회로는 분리 회로의 제1 섹션(6a)과 분리 회로의 제2 섹션(6b) 및 커넥터(4) 내에 배치된 인터로크 브리지(5)를 구비하여 제공되며,
    상기 회로의 모니터링은 연속적이고 값이 이산적인 신호(11)에 의해 이루어지고, 상기 신호는 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 제공되며, 그리고 상기 회로를 통한 상기 신호의 전송이 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 평가되며,
    상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 제공되고 출력(10)을 통해 출력되는 신호(11)가, 상기 인터로크 브리지(5)를 통과하지 않고 제1 경로에서 제2 신호 입력(15)을 통해 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 수신되고, 상기 신호(11)가 상기 분리 회로의 제1 섹션(6a), 상기 인터로크 브리지(5), 상기 분리 회로의 제2 섹션(6b)을 통한 전송 후 제2 경로에서 제1 신호 입력(12)을 통해 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 수신되며, 그리고 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로로부터의 2개의 수신된 신호들의 비교를 통해 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 상기 전기 안전 잠금장치의 모니터링이 수행되는 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 신호(11)가 상기 제2 경로 상에서 상기 분리 회로의 제1 섹션(6a), 상기 인터로크 브리지(5) 및 상기 분리 회로의 제2 섹션(6b)을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 경로 및 상기 제2 경로로부터의 상기 2개의 수신된 신호들을 비교하였을 때 서로 일치하는 것으로 검출되는 경우, 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 안전 잠금장치의 안전한 작동을 나타내는 신호가 출력되고, 그리고 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로로부터의 상기 2개의 수신된 신호들을 비교하였을 때 일치하지 않거나 오직 부분 일치하는 것으로 검출되는 경우, 상기 신호 발생 및 평가 유닛(9)에 의해 안전 잠금장치의 오작동(malfunction)을 나타내는 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 신호(11)는 이진 비트 패턴인 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 신호(11)의 레벨이 상기 분리 회로를 통한 전송 전에 그리고 상기 분리 회로를 통한 전송 후에 변경되는 것을 특징으로 하는, 전기 안전 잠금장치를 모니터링하기 위한 방법.
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