KR20080030753A - Safety system for interception of electric shock of high voltage vehicle - Google Patents

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KR20080030753A
KR20080030753A KR1020060097007A KR20060097007A KR20080030753A KR 20080030753 A KR20080030753 A KR 20080030753A KR 1020060097007 A KR1020060097007 A KR 1020060097007A KR 20060097007 A KR20060097007 A KR 20060097007A KR 20080030753 A KR20080030753 A KR 20080030753A
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이승재
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/17—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass by means of an auxiliary voltage injected into the installation to be protected

Abstract

A safety system for preventing electric shock of a high voltage vehicle is provided to shut the main power or the power of problem in case that the leakage current and the insulation resistance are determined to abruptly changes. A safety system for preventing electric shock of a high voltage vehicle includes a detector(10), a microcomputer(11), and an ECU(Electronic Control Unit)(12). The detector is installed on the wire of peripheral components connected with high voltage components and detects leakage current and insulation resistance. The microcomputer is inputted with the detection signal from the detector and determines the leakage generation by comparing the detection value, the pre-input current, and the permissible resistance. The ECU sends a main power cutoff signal and an MCU sleep command signal to an HCU(Hybrid Control Unit) and a BMS(Battery Management System) in case that microcomputer determines that the leakage current and the insulation resistance abruptly changes.

Description

고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치{Safety system for interception of electric shock of high voltage vehicle}Safety system for interception of electric shock of high voltage vehicle

도 1은 인체가 느끼는 감전상태의 검출 원리를 설명하기 위한 도면이고, 1 is a view for explaining the principle of detecting the electric shock state the human body,

도 2는 본 발명에 따른 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치의 일실시예를 나타내는 구성도이고,2 is a configuration diagram showing an embodiment of an electric shock prevention safety protection device of a high voltage vehicle according to the present invention;

도 3는 본 발명에 따른 고전압 차량의 전원 제어 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a power control method of a high voltage vehicle according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 검출기 11 : 마이콤10 detector 11 microcomputer

12 : ECU 13 : 릴레이12 ECU 13 Relay

14 : ACC/IG 온 스위치 15 : 도어스위치14: ACC / IG On Switch 15: Door Switch

16 : 윈도우 제어스위치 17 : 선루프 개폐스위치16: window control switch 17: sunroof switch

18 ; 차속센서 19 : 엔진18; Vehicle Speed Sensor 19: Engine

20 : 스타터 21 : HCU20: Starter 21: HCU

22 : BCM 23 : MCU22: BCM 23: MCU

24 : 고전압 배터리 25 : LDC24: high voltage battery 25: LDC

26 : 보조배터리 27 : HEV 모터26: auxiliary battery 27: HEV motor

본 발명은 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, 누설전류 및 절연저항의 변화를 감지하는 검출기와 이 검출기에 연결된 마이콤으로 구성되어, 인체의 감전위험을 모니터링하는 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to a safety protection device for preventing an electric shock of a high voltage vehicle, and more particularly, to a detector for detecting a change in leakage current and insulation resistance in a vehicle using a high voltage such as a fuel cell vehicle or a hybrid vehicle. It is composed of a microcomputer, and relates to a safety protection device for preventing electric shock of a high-voltage vehicle for monitoring the risk of electric shock of the human body.

일반적으로 고전압차량(하이브리드차, 연료전지차)은 비상사태 발생시 자동적으로 메인 고전압 밧데리의 전원을 차단하는 시스템을 갖추고 있다.In general, high voltage vehicles (hybrid cars, fuel cell vehicles) are equipped with a system that automatically shuts off the main high voltage battery in the event of an emergency.

상기 비상사태라 함은 관련부품의 노후화에 의한 과도한 누전, 절연파괴 등과 외부적인 충격에 의한 부품파괴로 생겨나는 쇼트에 의해 발생하는 과도한 누전, 절연파괴 등을 말한다.The emergency refers to excessive leakage, insulation breakdown, etc., caused by a short circuit generated due to excessive leakage, insulation breakdown, etc. due to aging of related parts, and external shocks.

차량에 비상사태가 발생되면 BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)나 HCU(HYBRID CONTROL UNIT)등 고전압 부품을 제어하는 상위의 부품에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 내려 전원을 단속하게 된다.When an emergency occurs in the vehicle, the power is interrupted by issuing a command to shut down the main power from the upper part that controls high voltage components such as BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) or HCU (HYBRID CONTROL UNIT).

상기 고전압 관련 부품은 전원을 연결해 주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링하여 정상범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되 거나 허용치 이상의 누설전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연저항 파괴등이 있는 경우에 CAN 통신 또는 시그날 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.The high voltage-related parts monitor the voltage and current of the line connecting the power through a series of programs or sensors to detect voltages, currents outside the normal range, leakage currents above the allowable value, and breakdown of insulation resistance above the allowable value. In this case, the main power is cut off via CAN communication or signal transmission.

그러나, 종래의 고전압 차량은 사람이 사용함에도 불구하고 시스템의 이상을 일으킬 수 있는 과도 누설전류, 과도전압/전류, 과다한 절연저항의 파괴상태일 경우에만 메인전원을 차단하고, 인체가 감전되었는지 여부에 대해서는 전혀 고려하고 있지 못하다.However, the conventional high voltage vehicle shuts down the main power supply only when the leakage state of excessive leakage current, transient voltage / current, and excessive insulation resistance, which may cause an abnormality of the system despite human use, is determined whether the human body is electric shocked or not. I don't think about it at all.

상기 인체가 느끼는 감전여부는 사람에 따라 정도가 다르고 주변 상황에 따라 각각 다르기 때문에 시스템의 프로그램으로는 문제가 되는 수준인지 아닌지를 판단하기가 어렵다.Since the degree of electric shock felt by the human body is different depending on the person and depending on the surrounding situation, it is difficult to determine whether or not it is a problem level with the program of the system.

현재 12V 차량에서도 정전기에 의한 불편함을 호소하고 있는 경우가 있기 때문에 고전압 차량에서는 더욱 인체가 느끼는 감전에 대한 대비가 필요하나 대책이 없는 실정이다.Currently, 12V vehicles may complain of discomfort due to static electricity. Therefore, in high voltage vehicles, it is necessary to prepare for an electric shock felt by the human body, but there is no countermeasure.

한편, 일본공개특허공보 제1996-149601호에는 전지의 누설을 검출하는 수단과, 누설 검출시 주행성능을 저하시키는 수단으로 구성된 전기자동차의 주행제어장치가 개시되어 있다.On the other hand, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1996-149601 discloses a traveling control apparatus for an electric vehicle, which is composed of a means for detecting a leak of a battery and a means for lowering running performance in detecting a leak.

그런데, 상기 전기자동차의 주행제어장치는 시동시 누전을 검출하는 수단과 누설 감지시 운행을 제어하는 수단을 구비하나, 정차시, 도어, 창 등이 열리는 때 등을 실시간으로 모니터링하기 위해서는 별도의 구성이 필요하다.By the way, the driving control apparatus of the electric vehicle is provided with a means for detecting a short circuit at start-up and a means for controlling the operation at the time of leakage detection, but in order to monitor in real time when the stop, door, window, etc. are opened in a separate configuration This is necessary.

공개특허공보 제2001-103998호에는 고장전류 감지단자와, 배터리의 충전량을 감지하는 전자제어장치와, 변압기 퓨즈 자동차단장치로 구성되어, 누설전류가 발생 될 경우에 퓨즈를 차단하는 하이브리드 자동차의 누전차단장치가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-103998 includes a fault current detecting terminal, an electronic control unit for sensing a charge amount of a battery, and a transformer fuse cut-off device, and a short circuit of a hybrid vehicle which cuts the fuse when a leakage current occurs. A blocking device is disclosed.

그런데, 상기 하이브리드 자동차의 누전차단장치는 누전을 감지하는 수단을 구비하여, 누전 감지시 배터리를 차단하나, 누전을 감지하여 배터리를 차단하는 이외에 누전위험이 있는 시점마다 모니터링을 수행하기 위해서는 별도의 구성이 필요하다.By the way, the ground fault interrupting device of the hybrid vehicle includes a means for detecting a ground fault, and blocks the battery when the ground fault is detected. This is necessary.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, BMS 또는 HCU가 고전압 계통에 설치된 각 검출기의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있도록 한 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and in a vehicle using a high voltage such as a fuel cell vehicle or a hybrid vehicle, the leakage current and the insulation resistance of the corresponding part from the signal of each detector installed in the high voltage system of the BMS or the HCU. If it is determined that the voltage fluctuates more than a certain level, it is determined that an electric shock has occurred through the vehicle body, and the main power is cut off or the power is cut off at the position where the sudden fluctuation occurs. It is an object of the present invention to provide a safety protection device for preventing electric shock of a high voltage vehicle to prevent physical damage or driving accidents caused by the vehicle.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치에 있어서,The present invention for achieving the above object in the electric shock prevention safety protection device of a high voltage vehicle,

고전압 부품의 배선상에, 그리고 고전압 부품이 연결된 주변 부품의 배선상 에 설치되어 누설전류 및 절연저항을 감지하는 검출기와; 상기 검출기(10)로부터 감지신호를 입력받아 검출값과 기입력된 전류 및 저항의 허용값을 비교하여 감전발생여부를 판단하는 마이콤과; 상기 마이콤으로부터 신호를 입력받아 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단된 경우 HCU 및 BMS에 메인 전원 차단신호 및 MCU 슬립(SLEEP) 명령신호를 보내는 ECU;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A detector installed on the wiring of the high voltage component and on the wiring of the peripheral component to which the high voltage component is connected to detect a leakage current and an insulation resistance; A microcomputer that receives the detection signal from the detector 10 and compares the detected value with the allowable values of the current and resistance input to determine whether an electric shock occurs; And a ECU which sends a main power cutoff signal and an MCU sleep (SLEEP) command signal to the HCU and the BMS when it is determined that the leakage current and the insulation resistance are rapidly changed by a predetermined level after receiving the signal from the microcomputer. do.

바람직한 구현예로서, 상기 ECU는 누설전류 및 절연저항이 일정 수준이상 급격히 변동하는 것으로 판단된 경우 엔진에 감속신호를 보내는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the ECU transmits a deceleration signal to the engine when it is determined that the leakage current and the insulation resistance change rapidly by a certain level or more.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 ECU는 누설전류 및 절연저항이 일정 수준이상 급격히 변동하는 것으로 판단된 경우 스타터(STARTER)에 시동불능 신호를 보내는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the ECU is characterized in that the start signal (STARTER) to start the starter (STARTER) is characterized in that it is determined that the leakage current and insulation resistance suddenly fluctuates more than a certain level.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 관한 것으로서, 고전압 차량에서 사용자가 감전이라고 느끼는 상태를 검출기(10)를 통해 검출하여 전원을 차단시켜 줌으로써, 사용자가 감전상태로부터 신속히 벗어날 수 있도록 하는 것에 주안점이 있는 것이다.The present invention relates to a method for controlling a power supply of a high voltage vehicle by detecting an electric shock, and by detecting a state that the user feels an electric shock in the high voltage vehicle through the detector 10 to cut off the power, the user can quickly escape from the electric shock state. The point is to make sure that

이에 따라, 본 발명에서는 인체가 느끼는 감전상태를 검출하는 과정이 주요한 과정이 되며, 인체가 느끼는 감전상태의 검출 원리를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Accordingly, in the present invention, a process of detecting an electric shock state felt by the human body becomes a main process, and the principle of detecting the electric shock state felt by the human body will be described with reference to FIG. 1.

사람에 따라 인체가 감전되었음을 느끼는 정도는 다르나 감전이 되는 경우에 는 무의식적인 반응에 의해 근육이 수축, 이완된다.The degree to which the human body feels an electric shock varies from person to person, but when an electric shock occurs, muscles contract and relax by an unconscious reaction.

이때, 인체로 흘러드는 누설 전류치와 절연저항은 일정한 수준을 유지하는 것이 아니라 높아졌다 낮아지는 것을 반복하는 상태가 되며, 그 정도도 다르다.At this time, the leakage current value and the insulation resistance flowing into the human body are not maintained at a constant level, but are increased and decreased, and the degree is also different.

예를 들어, 고전압 관련부품의 자연적인 노후화에 의해 생기는 누설전류가 2mA이고 절연저항이 100㏀이라고 한다면 이 수치는 도 1에 나타낸 바와 같이 오랜 기간 유지된다.For example, if the leakage current caused by the natural aging of high voltage related components is 2 mA and the insulation resistance is 100 mA, this value is maintained for a long time as shown in FIG.

그러나, 인체가 차체 등을 통해 접촉하여 누설전류가 인체를 따라 흐르는 경우에는 짧은 순간에 누설전류와 절연저항이 2mA와 100㏀의 상하로 요동을 치게 된다.However, when the human body contacts through the vehicle body and the leakage current flows along the human body, the leakage current and the insulation resistance fluctuate up and down of 2 mA and 100 mA in a short time.

즉, 인체가 느끼지 못하는 정도의 누설전류는 별다른 변화없이 2mA와 100㏀을 유지하겠지만, 근육을 통해 무의식적으로 감전상태를 느낀다면 근육이 수축, 이완되면서 누설전류와 절연저항의 수치가 급격히 달라지는 것이다.In other words, the leakage current that the human body does not feel will maintain 2 mA and 100 mA without any change, but if the muscles are unconsciously sensed by electric shock, the contraction and relaxation of the muscles will cause the leakage current and insulation resistance to change dramatically.

결국, 짧은 시간 동안 순간적으로 변화되는 누설전류와 절연저항이 생긴다면 그 순간은 인체가 감전을 느낀다고 판단할 수 있으며, 이렇게 인체가 느끼는 감전상태를 검출하여 전원을 차단하게 되면 인체 감전의 문제를 최소화할 수 있게 된다.After all, if the leakage current and insulation resistance change momentarily for a short time, it can be judged that the human body feels electric shock at that moment.If the electric power is detected and the power is cut off, the problem of human electric shock is minimized. You can do it.

본 발명은 탑승자의 감전상태를 검출하기 위해 상기와 같은 원리를 이용하는 것으로, 누설전류와 절연저항의 변화를 실시간으로 모니터링하여 탑승자의 감전상태를 검출기(10)를 통해 감지하게 되면 전원을 차단시켜 사용자가 감전상태로부터 벗어나도록 하게 된다.The present invention uses the same principle as above to detect the electric shock state of the occupant, by monitoring the change in leakage current and insulation resistance in real time to detect the electric shock state of the occupant through the detector 10 to cut off the power Will release the electric shock.

본 발명에서 실제 탑승자가 감전을 느낄 수 있는 시점에 누설전류와 절연저항의 변화를 실시간으로 모니터링하는 것이 바람직한데, 차량 주행시나 주차시 등 전 시간에 대해 지속적인 실시간 모니터링을 할 수는 없으므로 실제 감전을 느낄 수 있는 시점, 예컨대 다음의 시점에서만 실시간 모니터링을 한다.In the present invention, it is desirable to monitor the change in leakage current and insulation resistance in real time at the time when the actual occupant can feel the electric shock. Real-time monitoring is performed only at the point of time that can be felt, for example.

1) 시동키 오프 상태의 파킹(parking)시에는 메인 전원이 차단되므로 감전 여부를 모니터링을 하지 않는다.1) The main power is cut off when the ignition key is turned off, so the electric shock is not monitored.

2) 시동키를 꽂고 ACC, IG ON, 이이들(idle)시는 운전자가 차문을 열고 외부의 차체와 접촉할 수 있는 상태가 되며, 또한 운전자가 아닌 차량 내부 및 외부의 사람도 차체와 접촉할 수 있는 상태가 되므로, 이 경우 감전 여부를 실시간 모니터링한다.2) With the ignition key in place, the ACC, IG ON, and idle will allow the driver to open the car door and make contact with the vehicle's exterior. In this case, real-time monitoring for electric shock.

3) 차량의 아이들 상태나, 신호대기상태와 같이 주행 간 정차한 상태, 또는 주행 중이더라도 운전자가 창문이나 선루프를 열고 팔을 창 밖으로 내미는 경우에는 감전 가능하므로 창문 및 선루프가 열린 상태에서는 감전 여부를 실시간 모니터링한다.3) Electric shock is possible when the driver opens the window or the sunroof and extends the arm out of the window even when the vehicle is in the idle state, the signal waiting state, or while driving. Monitor in real time.

4) 그리고, 도어가 열린 상태 역시 차체에 접촉할 가능성이 높으므로 모니터링한다.4) In addition, monitor the open state of the door because it is likely to contact the body.

물론, 전체 시간에 대한 모니터링이 가능하다면 시간에 대한 제약은 불필요하다.Of course, time constraints are unnecessary if monitoring of the entire time is possible.

한편, 본 발명에 따른 인체 감전 최소화를 위한 안전보호장치는 누설전류 및 절연저항의 변화를 감지하는 검출기(10)와, 이 검출기(10)에 연결된 마이콤(11)과, 마이콤(11)으로 부터 경고신호를 입력받아 메인 전원을 차단하는 제어신호를 각 부품에 보내는 ECU(12)로 구성되어 있다.On the other hand, the safety protection device for minimizing the electric shock according to the present invention is a detector 10 for detecting changes in leakage current and insulation resistance, from the microcomputer 11 and the microcomputer 11 connected to the detector 10 It consists of an ECU 12 which receives a warning signal and sends a control signal to each part to cut off the main power supply.

상기 검출기(10)는 고전압 부품의 배선상에, 그리고 고전압 부품이 연결된 주변 부품의 배선상에 설치되고, 검출기(10)의 입출력단에 설치된 전류 및 전압감지부에서 전류값 및 전압값의 차이가 발생하는 경우에 전류 및 전압이 누설됨을 감지하게 된다.The detector 10 is installed on the wiring of the high voltage component and on the wiring of the peripheral component to which the high voltage component is connected, and the difference between the current value and the voltage value is provided at the current and voltage sensing unit installed at the input / output terminal of the detector 10. In the event of this, current and voltage leaks are detected.

상기 마이콤(11)은 전원라인을 통해 릴레이(13)와 연결되어 있고, 릴레이(13)에는 ACC/IG ON 스위치(14), 도어 스위치(15), 윈도우 제어스위치(16), 선 루프 개폐스위치(17) 및 차속센서(18) 등이 연결되어 있다.The microcomputer 11 is connected to the relay 13 through a power line, and the relay 13 has an ACC / IG ON switch 14, a door switch 15, a window control switch 16, a sunroof open / close switch. 17 and vehicle speed sensor 18 are connected.

또한, 상기 마이콤(11)은 검출기(10)로부터 감지신호를 입력받아 검출값이 기입력된 누설전류 및 누설전압의 허용값 이상인 경우에 신호를 발생하여 ECU(12)에 송신한다.In addition, the microcomputer 11 receives the detection signal from the detector 10 and generates a signal when the detected value is equal to or greater than the allowable values of the leakage current and the leakage voltage, and transmits the signal to the ECU 12.

상기 ECU(12)는 클러스터에 설치된 경고등 및 경고벨에 작동신호를 보내어 경고등이 켜지거나 경고벨이 울리도록 한다.The ECU 12 sends an operation signal to a warning light and an alarm bell installed in the cluster so that the warning light is turned on or the alarm bell rings.

또한, 엔진회전수가 고속인 경우에는 엔진(19)에 감속신호를 보내어 차량의 감속을 유도하고, 스타터(20)에 시동이 걸리지 않도록 제어하고, HCU(21)에 회생제동 및 가속시 모터동작에 대한 제어명령과 함께 누설전류 불안정 정보를 보낸다.In addition, when the engine speed is high, a deceleration signal is sent to the engine 19 to induce a deceleration of the vehicle, the starter 20 is controlled so as not to start, and the HCU 21 controls the motor during regenerative braking and acceleration. Send leakage current instability information with control command.

상기 HCU(21)는 BMS(22)에 메인 릴레이 오프 및 MCU(23)(Motor Control Unit) 슬립 명령을 보내고, BMS(22)는 고전압 배터리(24), LDC(25)(저전압) 및 MCU(23)와 전기적으로 연결되어 메인 릴레이 오프 명령 및 HEV 모터(27) 슬립명령 을 보낸다.The HCU 21 sends a main relay off and a MCU 23 (Motor Control Unit) sleep command to the BMS 22, and the BMS 22 sends a high voltage battery 24, an LDC 25 (low voltage) and an MCU ( It is electrically connected to 23) to send main relay off command and HEV motor (27) sleep command.

도 4는 본 발명에 따른 고전압 차량의 전원 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 고전압 차량의 전원 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.4 is a flowchart illustrating a power control method of a high voltage vehicle according to the present invention. Referring to this, the power control method of the high voltage vehicle according to the present invention will be described as follows.

도 4는 인체가 감전을 느끼며 쇼크에 의해 운전이 불가능한 상태 또는 신체를 원하는 바대로 움직이지 못하는 정도의 감전상태에 대한 순서도이며, 약간의 충격 또는 불쾌감을 느끼는 정도의 모니터링 수치인 경우에는 경고등 점등 정도의 출력만 실시하고 메인 전원 차단 등의 긴박한 제어는 출력하지 않도록 수준을 정한다.Figure 4 is a flow chart for the electric shock state that the human body feels an electric shock and can not be driven by the shock or the body does not move as desired, the degree of warning light on the degree of monitoring a feeling of a slight shock or discomfort Set the level so that only the output of the power supply is activated and the tight control such as the main power supply is not output.

우선 시동키 인(KEY IN) 상태에서 시동키 위치가 ACC 또는 IG ON 상태이면 BMS 또는 HCU가 차량에 설치된 각 검출기(10)에서 CAN 통신을 통해 입력되는 신호로부터 인체 감전 여부를 모니터링하게 된다.First, if the ignition key position is ACC or IG ON state in the KEY IN state, the BMS or HCU monitors whether the human body is electric shock from a signal input through CAN communication from each detector 10 installed in the vehicle.

여기서, BMS 또는 HCU는 검출기(10)의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 안전치 이내일 경우 이후 운전자의 시동조작에 의해 시동이 걸릴 수 있게 하고, 그렇지 않을 경우 경고등을 점등시키는 동시에 시동을 금지하게 된다.Here, the BMS or the HCU may start the engine by the driver's starting operation when the leakage current and the insulation resistance calculated from the signal of the detector 10 are within a safe value. It will be banned.

그리고, 시동이 걸린 상태에서 모니터링을 계속 실시하며, 이후 아이들 상태인지 아니면 주행상태인지를 판단하여 아이들 상태라면 모니터링을 계속하고, 주행상태이면 모니터링을 중지한다.Then, monitoring is continuously performed in the state of starting, and afterwards, it is determined whether the vehicle is in the idle state or the driving state, and the monitoring continues if the idle state, and the monitoring is stopped if the driving state.

아이들 상태에서 모니터링이 계속되는 동안 차량의 도어나 창문 또는 선루프가 열리게 되면 각 검출기(10)의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상으로 급격히 변동하는지를 판단하며, 일정 수준 이상 급격한 변동이 없다면 모니터링을 계속 실시하고, 만약 일정 수준 이상 급격한 변동이 있다면 ECU(12)는 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 경고등 점등 및 메인 전원을 차단하게 된다.If the door, window, or sunroof of the vehicle is opened while monitoring is performed in the idle state, it is determined whether the leakage current and the insulation resistance calculated from the signals of each detector 10 fluctuate more than a certain level. If not, monitoring is continued, and if there is a sudden change over a certain level, the ECU 12 determines that a human electric shock has occurred and turns off the warning lamp and cuts off the main power.

여기서, 마이콤(11)은 차량에 설치된 도어 스위치, 파워 윈도우 장치, 선루프 장치로부터 신호를 전송받아 도어 열림, 창문 열림, 선루프 열림을 인지하게 된다.Here, the microcomputer 11 receives a signal from the door switch, the power window device, and the sunroof device installed in the vehicle to recognize the door open, the window open, and the sunroof open.

한편, 차량이 주행상태인 경우에는 모니터링을 중지하고, 이후 신호대기를 위해 차량이 정차하는 경우 ECU(12)는 다시 인체 감전 여부를 모니터링을 실시한다.On the other hand, when the vehicle is in a driving state, monitoring is stopped, and when the vehicle stops for signal waiting thereafter, the ECU 12 again monitors whether or not an electric shock occurs.

물론, 모니터링하는 동안 다시 각 검출기(10)의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상으로 급격히 변동하는지를 판단하며, 일정 수준 이상 급격한 변동이 없다면 계속 정차상태일 경우 모니터링을 실시하고, 이후 차량이 다시 주행상태가 되면 모니터링을 중지한다.Of course, during monitoring, it is again determined whether the leakage current and insulation resistance calculated from the signal of each detector 10 suddenly fluctuate by a certain level or more. Monitoring stops when the vehicle is driven again.

만약 일정 수준 이상 급격한 변동이 있다면 마이콤(11)은 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 경고등 점등 및 메인 전원을 차단하게 된다.If there is a sudden change over a certain level, the microcomputer 11 determines that a human electric shock has occurred and turns off the warning lamp and the main power.

차량이 다시 주행상태가 되어 모니터링을 중지한 상태라 하더라도 이후 도어나 창문 또는 선루프가 열리게 되면 마이콤(11)은 다시 모니터링을 실시하며, 이때 각 검출기(10)의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상으로 급격히 변동하는지를 모니터링하여, 만약 일정 수준 이상 급격한 변동을 판단한 경 우 경고등 점등 및 SOS 모드로 진입한다.Even if the vehicle is stopped again and the monitoring is stopped, if the door, window or sunroof is opened, the microcomputer 11 monitors again, at this time, leakage current and insulation calculated from the signals of the respective detectors 10. By monitoring whether the resistance fluctuates more than a certain level, if it is determined that the resistance fluctuates more than a certain level, the warning lamp turns on and enters the SOS mode.

여기서, 연료전지 차량인 경우, 주행중임을 감안하여 미리 정해진 일정 시간 후에 메인 전원을 차단하고, 보조배터리(26)(12V)에 의해 브레이크 및 조향장치만 동작하도록 하며, 주행을 금지시킨다.Here, in the case of a fuel cell vehicle, the main power is cut off after a predetermined time in consideration of driving, and only the brake and the steering device are operated by the auxiliary batteries 26 (12V) and the driving is prohibited.

그리고, 하이브리드 차량인 경우, 주행중임을 감안하여 미리 정해진 일정 시간 후에 메인 전원을 차단하고, 연료 주행모드로 진입하여 최소 거리 주행이 가능하도록 한다.In the case of the hybrid vehicle, the main power is cut off after a predetermined time in consideration of driving, and the fuel vehicle enters the fuel driving mode so that the minimum distance driving is possible.

이상의 제어 과정에서, 인체 감전 발생시에 메인 전원을 차단하는 대신에, 마이콤(11) 누설전류 및 절연저항의 급격한 변동이 발생하는 것으로 판단되는 위치의 차단기를 작동시켜 해당 부위에 대해서만 독립적으로 전원을 차단시킬 수도 있다.In the above control process, instead of shutting off the main power supply when a human body electric shock occurs, the circuit breaker at the position where a sudden change in the leakage current and insulation resistance of the microcomputer 11 occurs is activated to cut off the power independently only for the corresponding part. You can also

이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, 마이콤(11)이 각 검출기(10)의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있는 효과가 있게 된다. In this way, according to the present invention, when the microcomputer 11 is determined that the leakage current and the insulation resistance of the corresponding site is rapidly changed by a certain level or more from the signal of each detector 10, it is determined that the human body electric shock through the vehicle body, etc. By cutting off the main power supply or cutting off the power supply at a location where a sudden change occurs, the human body is quickly escaped from the electric shock state, and there is an effect of preventing physical damage or driving accident due to electric shock.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상 을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be implemented without departing from the spirit.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치에 의하면, 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, BMS 또는 HCU가 고전압 계통에 설치된 각 검출기(10)의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the safety protection device for preventing electric shock of a high voltage vehicle according to the present invention, in a vehicle using a high voltage, such as a fuel cell vehicle or a hybrid vehicle, the BMS or HCU of each detector 10 installed in the high voltage system If it is judged that the leakage current and insulation resistance of the relevant area are suddenly changed by a certain level or more, it is determined that an electric shock has occurred through the vehicle body and the main power is cut off or the power is cut off at the position where the sudden change occurs. To quickly escape from the electric shock state, there is an effect that can prevent the body damage or driving accidents caused by the electric shock.

Claims (3)

고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치에 있어서,In the electric shock prevention safety protection device of a high voltage vehicle, 고전압 부품의 배선상에, 그리고 고전압 부품이 연결된 주변 부품의 배선상에 설치되어 누설전류 및 절연저항을 감지하는 검출기(10)와;A detector (10) installed on the wiring of the high voltage component and on the wiring of the peripheral component to which the high voltage component is connected to sense leakage current and insulation resistance; 상기 검출기(10)로부터 감지신호를 입력받아 검출값과 기입력된 전류 및 저항의 허용값을 비교하여 감전발생여부를 판단하는 마이콤(11)과;A microcomputer (11) which receives the detection signal from the detector (10) and compares the detected value with the allowable values of the current and resistance input to determine whether an electric shock occurs; 상기 마이콤(11)으로부터 신호를 입력받아 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단된 경우 HCU 및 BMS에 메인 전원 차단신호 및 MCU 슬립(SLEEP) 명령신호를 보내는 ECU(12);An ECU 12 which receives a signal from the microcomputer 11 and transmits a main power cutoff signal and a MCU sleep command signal to the HCU and BMS when it is determined that the leakage current and the insulation resistance change rapidly by a predetermined level or more; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치.Electric shock prevention safety protection device, characterized in that configured to include. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 ECU(12)는 누설전류 및 절연저항이 일정 수준이상 급격히 변동하는 것으로 판단된 경우 엔진(19)에 감속신호를 보내는 것을 특징으로 하는 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치.The ECU 12 sends a deceleration signal to the engine 19 when it is determined that the leakage current and the insulation resistance are rapidly changed by a predetermined level or more. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 ECU(12)는 누설전류 및 절연저항이 일정 수준이상 급격히 변동하는 것으로 판단된 경우 스타터(STARTER)에 시동불능 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 고전압 차량의 감전방지용 안전보호장치.The ECU 12 is a safety protection device for preventing electric shock of a high voltage vehicle, characterized in that for transmitting a start disable signal to the starter (STARTER) when it is determined that the leakage current and the insulation resistance suddenly changed by more than a certain level.
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