KR20120012430A - 차량용 충전 디바이스 및 차량 - Google Patents

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유이치 히라야마
미츠구 고바야시
미츠히로 마부치
고지 히카
히로키 도가노
다카시 오가와
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

차량용 충전 디바이스는 디바이스-측 전력 라인 통신 (PLC) 모뎀, 디바이스-측 제어 파일롯 (CPLT) 신호 생성 회로, 디바이스-측 CPLT 신호 검출 회로 및 디바이스-측 로우 패스 필터 (LPF) 를 포함한다. 디바이스-측 PLC 모뎀은 차량과 충전 디바이스 간의 PLC 에 이용된다. 디바이스-측 CPLT 신호 생성 회로는 CPLT 신호들을 생성하는데 이용된다. 디바이스-측 CPLT 신호 검출 회로는, 차량이 충전 준비가 되었는지 아닌지 여부 및 충전이 완료되었는지 아닌지 여부를 결정하기 위해 신호 라인을 통해 차량으로부터 송신된 CPLT 신호들을 검출하는데 이용된다. 디바이스-측 LPF 는, 디바이스-측 CPLT 신호 검출 회로의 입력에 접속되고, CPLT 신호들이 디바이스-측 LPF 를 통과하는 것을 허용하지만 PLC 에 이용된 주파수 대역 내의 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는다.

Description

차량용 충전 디바이스 및 차량{CHARGING DEVICE FOR VEHICLE AND VEHICLE}
본 발명은 차량용 충전 디바이스 및 차량에 관한 것이다.
전기 차량 및 플러그-인 하이브리드 차량의 인기와 함께, 차량용 충전 설비가 점점 더 필요해진다. 일본 공개특허공보 제 2010-93891 은 충전 케이블을 통해 외부 전원으로부터 배터리를 충전하기 위한 제 1 충전 라인, 차량 아웃렛을 통해 배터리로부터 전력을 공급하기 위한 제 1 공급 라인, 및 충전 케이블 및 차량 아웃렛을 통해 전력을 공급하기 위한 제 2 공급 라인을 갖는 플러그-인 하이브리드 차량을 개시한다. 이 공개특허공보에 따르면, 차량과 충전 케이블의 접속 상태가 검출되고, 선택된 공급 라인 및 차량 아웃렛을 통해 전력을 공급하기 위해 검출된 접속 상태에 따라 제 1 공급 라인이나 제 2 공급 라인 중 하나가 선택된다.
제어 파일롯 (CPLT) 신호들은 충전 케이블을 통해 충전 디바이스와 플러그-인 하이브리드 차량 사이에서 송신되고, 충전 디바이스 및 플러그-인 하이브리드 차량은 이러한 CPLT 신호들을 검색하므로, 차량의 상태가 모니터링되고 이에 따라 차량에 대한 충전이 제어되는 것으로 알려져 있다.
인용된 공개특허공보의 플러그-인 하이브리드 차량에서, 근접도 검출 (proximity detection; PD) 신호는 충전 케이블의 플러그와 차량의 리셉터클 (receptacle) 간의 접속 상태를 검출하기 위해 이용된다. CPLT 신호를 검출하기 위한 CPLT 신호 검출 회로가 충전 디바이스 및 플러그-인 하이브리드 차량에 각각 제공되고, PD 신호 검출 회로는 플러그-인 하이브리드 차량에 제공된다.
한편, 충전 디바이스와 플러그-인 하이브리드 차량 간의 통신이 전력 라인 통신 (PLC) 에 의해 수행되는 것이 제안되고 있다. 그러나, CPLT 신호 검출 회로와 PD 신호 검출 회로를 갖는 차량과 CPLT 신호 검출 회로를 갖는 충전 디바이스 간의 통신이 PLC 에 의해 수행되는 경우, CPLT 신호 검출 회로 및 PD 신호 검출 회로가 전력 라인을 통해 또는 그라운드 라인을 통해 송신된 PLC 신호들로 인해 오작동이 있을 수도 있다는 우려가 존재한다.
본 발명은 충전 디바이스 및 차량에 제공된 CPLT 신호 검출 회로가 PLC 의 영향으로 인해 고장나는 것을 방지하도록 다이렉팅된다.
본 발명에 따르면, 차량용 충전 디바이스는 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀, 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로, 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로 및 디바이스-측 로우 패스 필터를 포함한다. 충전 케이블은 전력 라인, 그라운드 라인 및 신호 라인을 포함한다. 전력 라인을 통해 충전 디바이스로부터 차량으로 전력이 공급된다. 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀은 차량과 충전 디바이스 간의 전력 라인 통신에 이용된다. 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로는 제어 파일롯 신호들을 생성하는데 이용된다. 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로는, 차량이 충전 준비가 되었는지 아닌지, 그리고 충전이 완료되었는지 아닌지를 결정하기 위해 신호 라인을 통해 차량으로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하는데 이용된다. 디바이스-측 로우 패스 필터는 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로의 입력에 접속되고, 제어 파일롯 신호들이 디바이스-측 로우 패스 필터를 통과하는 것을 허용하지만 전력 라인 통신에 이용된 주파수 대역 내의 주파수를 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는다.
차량은 충전 케이블의 플러그에 접속되고 있는 리셉터클을 갖는다. 충전 케이블은 그라운드 라인, 전력 라인 및 신호 라인을 포함한다. 전력 라인을 통해 충전 디바이스로부터 차량으로 전력이 공급된다. 차량은 차량-측 전력 라인 통신 모뎀, 차량-측 근접도 검출 신호 회로, 제 1 차량-측 로우 패스 필터, 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로 및 제 2 차량-측 로우 패스 필터를 포함한다. 차량-측 전력 라인 통신 모뎀은 충전 디바이스와 차량 간의 전력 라인 통신에 이용된다. 차량-측 근접도 검출 신호 회로는 차량의 리셉터클과 충전 케이블의 플러그 간의 접속 상태를 나타내는 신호들을 검출하는데 이용된다. 제 1 차량-측 로우 패스 필터는 차량-측 근접도 검출 신호 회로의 입력에 접속되고, 전력 라인 통신에 이용된 주파수 대역 내의 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는다. 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로는 신호 라인을 통해 충전 디바이스로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하는데 이용된다. 제 2 차량-측 로우 패스 필터는 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로의 입력에 접속되고, 제어 파일롯 신호들이 제 2 차량-측 로우 패스 필터를 통과하는 것을 허용하지만 전력 라인 통신에 이용된 주파수 대역 내의 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는다.
차량용 충전 디바이스는 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀, 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로 및 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로를 포함한다. 충전 케이블은 전력 라인, 그라운드 라인 및 신호 라인을 포함한다. 전력 라인을 통해 충전 디바이스로부터 차량으로 전력이 공급된다. 차량은 차량-측 전력 라인 통신 모뎀을 포함한다. 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀은 차량과 충전 디바이스 간의 전력 라인 통신에 이용된다. 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로는 제어 파일롯 신호들을 생성하는데 이용된다. 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로는 신호 라인을 통해 차량으로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하는데 이용된다. 제어 파일롯 신호에 대한 검출은, 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀과 차량-측 전력 라인 통신 모뎀 사이에 전력 라인 통신이 없는 때에 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로에서 수행된다.
차량은 충전 케이블의 플러그에 접속되고 있는 리셉터클을 갖는다. 충전 케이블은 그라운드 라인, 전력 라인 및 신호 라인을 포함한다. 전력 라인을 통해 충전 디바이스로부터 차량으로 전력이 공급된다. 충전 디바이스는 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀을 포함한다. 차량은 차량-측 전력 라인 통신 모뎀, 차량-측 근접도 검출 신호 회로 및 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로를 포함한다. 차량-측 전력 라인 통신 모뎀은 충전 디바이스와 차량 간의 전력 라인 통신에 이용된다. 차량-측 근접도 검출 신호 회로는 리셉터클과 플러그 간의 접속 상태를 나타내는 신호들을 검출하는데 이용된다. 근접도 검출 신호에 대한 검출은, 차량-측 전력 라인 통신 모뎀과 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀 사이에 전력 라인 통신이 없는 때에 차량-측 근접도 검출 신호 회로에서 수행된다. 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로는 신호 라인을 통해 충전 디바이스로부터 송신된 검출 제어 파일롯 신호들에 이용된다. 제어 파일롯 신호에 대한 검출은, 차량-측 전력 라인 통신 모뎀과 차량-측 전력 라인 통신 모뎀 사이에 전력 라인 통신이 없는 때에 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로에서 수행된다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은 본 발명의 원리들을 예시의 방식으로 설명하는 첨부된 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
신규한 것으로 여겨지는 본 발명의 특성들은 첨부된 청구범위에서의 특수성 (particularity) 을 갖고 설명된다. 그 목적 및 이점과 함께 본 발명은 첨부된 도면들과 함께 바람직한 실시형태들의 다음의 설명을 참조하여 최선으로 이해될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 충전 디바이스 및 차량을 나타내는 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 충전 디바이스 및 차량에서의 CPLT 신호 제어 회로 및 PD 신호 검출 회로를 나타내는 구성도이다.
도 3 은 도 1 의 로우 패스 필터 (LPF) 를 나타내는 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태에 따른 충전 디바이스 및 차량을 나타내는 구성도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 충전 디바이스 및 차량을 나타내는 구성도이다.
도 6a 는 도 5 의 충전 디바이스에서의 CPLT 신호 검출 회로의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6b 는 도 5 의 차량에서의 PD 신호 검출 회로 및 CPLT 신호 검출 회로의 동작을 나타내는 흐름도이다.
다음은 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태를 설명한다. 도 1 은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 충전 디바이스 (11) 및 차량 (12) 을 나타내고, 여기서 충전 디바이스 (11) 의 교류 (AC) 전력이 차량 (12) 에 공급된다. 충전 디바이스 (11) 는 릴레이 (14), 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로로서 기능하는 제어 파일롯 (CPLT) 신호 생성 회로 (15), 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로로서 기능하는 CPLT 신호 검출 회로 (16), 디바이스-측 로우 패스 필터로서 기능하는 로우 패스 필터 (LPF; 17), 디바이스-측 전력 통신 모뎀으로서 기능하는 전력 라인 통신 (PLC) 모뎀 (18) 및 대역 통과 (BPF) 필터 (19) 를 갖는다.
릴레이 (14) 는 전력 라인들 (23, 24) 을 통해 AC 전원 (13) 으로부터 차량 (12) 으로 AC 전력을 공급하기 위해 이용되고, 충전 케이블 (20) 은 전력 라인들 (23, 24), 신호 라인 (25) 및 그라운드 라인 (26) 을 포함한다. CPLT 신호 생성 회로 (15) 는 구형파 (square wave) 펄스를 갖는 CPLT 신호들을 생성한다. CPLT 신호 생성 회로 (15) 는 또한, CPLT 신호의 온 (ON)-펄스의 펄스 폭을 변형하고, 이에 의해 차량 (12) 에 이용 가능한 전력량을 차량 (12) 에 보고하도록 동작 가능하다. CPLT 신호들은 신호 라인 (파일롯 라인)(25) 을 통해 차량 (12) 으로 송신된다.
CPLT 신호 검출 회로 (16) 는 신호 라인 (25) 상의 전압을 검출하고, 이에 의해 차량 (12) 이 충전 준비가 되었는지 아닌지 그리고 또한 충전이 완료되었는지 아닌지 여부를 결정한다. PLC 모뎀 (18) 은 차량 (12) 에 제공된 차량-측 전력 라인 통신 모뎀으로서 기능하는 PLC 모뎀 (37) 에 PLC 신호들을 송신하기 위해 그라운드 라인 (26) 내에 접속된다.
LPF (17) 는 CPLT 신호들이 LPF 를 통과하는 것을 허용하지만, PLC 에 이용된 주파수 대역의 하한인 미리결정된 레벨보다 큰 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는다.
CPLT 신호 검출 회로 (16) 는, PLC 에 이용된 주파수 대역에서의 신호가 LPF (17) 에 의해 제거되는 것으로부터 CPLT 신호들의 전압 레벨을 검출한다. BPF (19) 는 PLC 에 대한 신호들만이 BPF 를 통과하는 것을 허용하기 위해 전력 라인들 (23, 24) 과 그라운드 라인 (26) 사이에 접속된다.
차량 (12) 은 리셉터클 (커넥터)(22), 충전 제어 디바이스 (27), 충전기 (28) 및 충전 가능한 배터리 (29) 를 갖는다. 차량 (12) 의 리셉터클 (22) 은 충전 디바이스 (11) 로부터 차량 (12) 으로 AC 전력을 공급하기 위해 충전 케이블 (20) 의 플러그 (21) 에 접속된다.
충전 제어 디바이스 (27) 는 CPLT 신호 제어 회로 (31), 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로로서 기능하는 CPLT 신호 검출 회로 (32), 제 1 차량-측 로우 패스 필터로서 기능하는 LPF (33), 제 2 차량-측 로우 패스 필터로서 기능하는 LPF (35), 차량-측 근접도 검출 신호 검출 회로로서 기능하는 PD 신호 검출 회로 (34), BPF (36) 및 PLC 모뎀 (37) 을 포함한다.
CPLT 신호 제어 회로 (31) 는 신호 라인 (25) 을 통해 송신된 CPLT 신호들의 전압 레벨을 제어한다. CPLT 신호 검출 회로 (32) 는 PLC 에 대한 주파수 대역에서 LPF (33) 신호들에 의해 CPLT 신호로부터 제거된 CPLT 신호들의 온-펄스의 펄스 폭 및 전압 레벨을 검출한다. BPF (36) 는 단지 PLC 에 대한 신호들 만이 BPF 를 통과하는 것을 허용하기 위해 전력 라인들 (23, 24) 과 그라운드 라인 (26) 사이에 접속된다.
차량-측 근접도 검출 회로로서 기능하는 PD 회로 (38) 는 플러그 (21) 와 리셉터클 (22) 간의 접속 상태를 나타내는 PD 신호들을 생성하기 위해 플러그 (21), 리셉터클 (22) 및 충전 제어 디바이스 (27) 에 걸쳐 접속된다. LPF (35) 는 PD 신호들이 LPF (35) 를 통과하는 것을 허용하지만, PLC 에 대한 주파수 대역에서 하한인 미리결정된 값보다 큰 주파수를 갖는 신호들을 PD 신호들로부터 제거하는 주파수 특징을 갖는다.
PD 신호 검출 회로 (34) 는 PLC 에 대한 주파수 대역에서 LPF (35) 신호들에 의해 PD 신호로부터 제거된 PD 신호들의 전압 레벨을 검출한다. PLC 모뎀 (37) 은 그라운드 라인 (26) 을 통해 충전 디바이스 (11) 에 제공된 PLC 모뎀 (18) 과 함께 PLC 에 대한 그라운드 라인 (26) 에 접속된다.
도 2 는 CPLT 신호 생성 회로 (15), CPLT 신호 제어 회로 (31) 및 PD 회로 (38) 의 예를 나타낸다. 충전 디바이스 (11) 의 CPLT 신호 생성 회로 (15) 는 구형파 펄스를 갖는 신호들을 생성하는 오실레이터 (41) 및 일단에서 오실레이터 (41) 에 접속되고 타단에서 신호 라인 (25) 에 접속되는 저항기 (R1) 를 포함한다.
PLC 모뎀 (18) 은 프라이머리 및 세컨더리 와인딩을 갖는 커플링 변압기 (42) 를 통해 그라운드 라인 (26) 에 직렬로 접속된다. 차량 (12) 내의 CPLT 신호 제어 회로 (31) 는 CPLT 신호들의 전압 레벨을 변경하는데 이용된다. CPLT 신호 제어 회로 (31) 는 신호 라인 (25) 에 접속된 다이오드 (D1), 일단에서 다이오드 (D1) 의 캐소드에 접속된 저항기들 (R2, R3), 및 일단에서 저항기 (R3) 에 직렬로 접속된 스위치 (SW1) 를 포함한다. 저항기 (R2) 및 스위치 (SW1) 의 타단은 차량 (12) 의 바디에 접지된다. 트랜지스터는 임의의 중앙 처리 장치 (CPU)(미도시) 에 의해 트랜지스터를 스위칭함으로써 CPLT 신호들의 전압 레벨을 변경하기 위한 스위치 (SW1) 로서 이용될 수도 있다.
스위치 (SW1) 가 온-상태일 때, CPLT 신호 제어 회로 (31) 의 출력 전압의 레벨은, CPLT 신호 제어 회로 (31) 의 병렬의 저항기들 (R2, R3) 및 CPLT 신호 생성 회로 (15) 의 저항기 (R1) 의 총 저항으로 나누어진 CPLT 신호 생성 회로 (15) 내의 오실레이터 (41) 의 출력 전압에 의해 결정된다.
스위치 (SW1) 가 오프-상태일 때, CPLT 신호 제어 회로 (31) 의 출력 전압의 레벨은 저항기 (R1, R2) 의 총 저항으로 나누어진 오실레이터 (41) 의 출력 전압에 의해 결정된다.
따라서, CPLT 신호들의 전압 레벨은 스위치 (SW1) 를 턴온 또는 턴오프함으로써 변경되므로, 충전 디바이스 (11) 에는 차량 (12) 의 충전의 준비 완료 또는 완료가 통지된다.
CPLT 신호 검출 회로 (32) 는 PLC 에 대한 주파수 대역에서의 LPF (33) 신호들에 의해 CPLT 신호로부터 제거한 CPLT 신호들의 전압 레벨을 검출하므로, CPLT 신호 검출 회로 (32) 가 오작동이 방지된다.
PD 회로 (38) 는 플러그 (21) 와 리셉터클 (22) 간의 접속을 나타내는 신호들을 생성하기 위해 플러그 (21), 리셉터클 (22) 및 충전 제어 디바이스 (27) 에 걸쳐 접속된다.
구체적으로, 일단에서 그라운드 라인 (26) 에 접속된 저항기 (R4), 저항기 (R4) 에 병렬로 접속된 스위치 (SW2), 및 저항기 (R4) 에 직렬로 접속된 저항기 (R5) 는 PD 회로 (38) 의 일부분으로서 제공된다. 스위치 (SW2) 는, 플러그 (21) 가 리셉터클 (22) 안으로 단단히 삽입되어 록킹된 상태가 될 때 턴온 되고, 그렇지 않은 경우 턴 오프되는 기계 또는 전기 스위치이다.
저항기 (R6) 는 PD 회로 (38) 의 일부분으로서 리셉터클 (22) 내에 제공된다. 저항기 (R6) 의 일단은 도 2 의 PD 회로 (38) 에 도시된 화살표로 나타내어진 리셉터클 (22) 의 접속 포인트에 접속된다. 리셉터클 (22) 및 플러그 (21) 는 서로 접속되고, 저항기들 (R5, R6) 은 서로 접속된다. 저항기 (R6) 의 타단은 리셉터클 (22) 및 플러그 (21) 의 접속 포인트를 통해 플러그 (21) 측 상의 그라운드 라인 (26) 에 접속된다.
일단에서 전력 공급기 전압 (Vd) 에 접속된 저항기 (R7) 는 PD 회로 (38) 의 일부분으로서 충전 제어 디바이스 (27) 내에 제공된다. 저항기 (R7) 의 타단은 리셉터클 (22) 의 접속 포인트에 접속되는 저항기 (R6) 의 일단에 접속된다.
플러그 (21) 가 리셉터클 (22) 에 삽입되지만 리셉터클 (22) 에 불충분하게 접속될 때, 스위치 (SW2) 는 오프 상태에 있다. 이 경우, 도 2 의 플러그 (21) 및 리셉터클 (22) 에서의 화살표로 나타내어진 2 쌍의 접속 포인트들은 서로 전기적으로 접속되고, 저항기들 (R4 내지 R6) 의 저항은 저항기 (R6) 및 저항기 (R6) 에 병렬로 접속된 직렬의 저항기들 (R4, R5) 의 저항에 의해 결정된다.
플러그 (21) 가 리셉터클 (22) 내에 단단히 삽입되어 록킹된 상태가 될 때, 스위치 (SW2) 는 온 상태에 있다. 이 경우, 저항기 (R4) 는 단락 (short) 되기 때문에, 저항기들 (R4 내지 R6) 의 총 저항은 병렬의 저항기들 (R5, R6) 에 의해 결정된다.
플러그 (21) 와 리셉터클 (22) 간의 접속 상태에 따라, 상기 총 저항이 변화되고, 이에 따라 저항기들 (R6, R7) 간의 접속 포인트에서의 전압 또는 PD 회로 (38) 의 출력 신호인 PD 신호의 전압 레벨이 변화된다.
플러그 (21) 및 리셉터클 (22) 이 접속되지 않을 때, 저항기들 (R4, R5) 은 저항기 (R6) 로부터 분리되므로, 전력 공급기 전압 (Vd) 을 저항기들 (R6, R7) 로 나눔으로써 획득된 전압은 PD 신호 검출 회로 (34) 로 출력된다.
따라서, PD 신호 검출 회로 (34) 에 의해 PD 회로 (38) 의 출력 신호의 전압 레벨을 검출하는 것은 플러그 (21) 와 리셉터클 (22) 간의 접속 상태, 즉 플러그 (21) 와 리셉터클 (22) 이 서로 단단히 접속되어 록킹된 상태가 되는지, 단지 불충분하게 접속되는지, 또는 접속되지 않는지 여부를 판정한다.
PLC 에 대한 주파수 대역에서의 신호들을 PD 신호들로부터 제거한 PD 신호들의 전압 레벨을 검출하는 PD 신호 검출 회로 (34) 는 오작동이 방지된다.
도 3 은 LPF (17, 33 또는 35) 를 상세히 나타낸다. LPF (17) 는 저항기 (R11) 및 캐패시터 (C11) 를 포함한다. 저항기 (R11) 는 그 일단에서 CPLT 신호 또는 RD 신호들을 수신하고, 그 타단에서 캐패시터 (C11) 의 일단 및 CPLT 신호 검출 회로들 (16, 32) 또는 PD 신호 검출 회로 (34) 의 입력 단자에 접속된다. 캐패시터 (C11) 의 타단은 접지된다.
저항기 (R11) 의 저항 및 캐패시터 (C11) 의 캐패시턴스는, LPF (17) 가 PLC 에 대한 주파수 대역 (예를 들어, 100kHz 이상) 에서의 신호들을 제거하고 CPLT 에 대한 주파수 대역 (예를 들어, 수 kHz) 에서의 신호들이 LPF (17) 를 통과하는 것을 허용하는 주파수 특징을 갖는다. LPF (17) 는 PLC 에 대한 주파수 대역에서의 신호들을 제거하는 주파수 특징만을 가질 수도 있다.
본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따르면, 충전 디바이스 (11) 와 차량 (12) 간의 통신이 PLC 에 의해 수행되고, CPLT 신호들이 신호 라인 (25) 을 통해 송신 및 수신될 때, CPLT 신호 검출 회로들 (16, 32) 및 PD 신호 검출 회로 (34) 는 PLC 신호들의 입력에 의한 고장으로부터 방지된다.
CPLT 및 PD 신호들을 이용함으로써 플러그 (21) 와 리셉터클 (22) 간의 충전 및 접속 상태의 검출은 충전 동안 차량 사용자의 안전을 향상시키는 것을 돕는다. 또한, PLC 의 이용은 충전 디바이스 (11) 와 차량 (12) 간의 고속의 그리고 안전한 데이터 통신을 보장한다.
다음은 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태들을 설명한다. 도 4 는 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태에 따른 충전 디바이스 (51) 와 차량 (52) 의 구성도를 나타낸다. 도 4 에서, 동일한 참조 부호들은 도 1, 도 2 에서의 대응부들과 실질적으로 동일한 회로를 가리키고, 따라서 그 설명은 생략될 것이다. 제 2 바람직한 실시형태에 따르면, PLC 모뎀들 (18, 37) 은 각각의 커플링 변압기들 (42, 43) 을 통해 그라운드 라인 (26) 과 전력 라인 (23) 사이에 접속된다.
충전 디바이스 (51) 의 커플링 변압기 (42) 의 프라이머리 권선의 일단은 그라운드 라인 (26) 에 접속되고, 프라이머리 권선의 타단은 캐패시터 (C1) 를 지나 전력 라인 (23) 에 접속되고, 세컨더리 권선은 PLC 모뎀 (18) 에 접속된다. 따라서, 캐패시터 (C1) 는 전력 라인 (23) 과 그라운드 라인 (26) 사이에 접속된다.
차량 (52) 의 커플링 변압기 (43) 의 프라이머리 권선의 일단은 그라운드 라인 (26) 에 접속되고, 프라이머리 권선의 타단은 캐패시터 (C2) 를 지나 전력 라인 (23) 에 접속되며, 세컨더리 권선은 PLC 모뎀 (37) 에 접속된다. 따라서, 캐패시터 (C2) 는 전력 라인 (23) 과 그라운드 라인 (26) 사이에 접속된다.
전력 라인 (23) 과 그라운드 라인 (26) 간의 PLC 모뎀들 (18, 37) 의 접속에서, LPF (17) 는 충전 디바이스 (51) 의 CPLT 신호 검출 회로 (16) 의 입력에 접속되고, LPF (33) 는 차량 (52) 의 CPLT 신호 검출 회로 (32) 의 입력에 접속되며, LPF (35) 는 PD 신호 검출 회로 (34) 의 입력에 접속된다. 그렇게 함으로써, CPLT 신호 검출 회로들 (16, 32) 및 PD 신호 검출 회로 (34) 는 PLC 신호들의 영향으로 인한 오작동으로부터 방지된다.
다음은 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태를 설명한다. 도 5 는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 충전 디바이스 (61) 및 차량 (62) 의 구성도를 나타낸다. 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따르면, CPLT 신호 및 PD 신호의 검출은 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀으로서 기능하는 PLC 모뎀 (63) 이 신호를 송신 및 수신하지 않을 때 수행된다.
도 5 에서, 동일한 참조 부호들은 도 1 의 대응부와 실질적으로 동일한 회로들을 가리키고, 따라서 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 충전 디바이스 (61) 의 PLC 모뎀 (63) 은, PLC 신호들을 송신 및 수신할 시간인지 아닌지 여부를 나타내는 신호들을 CPLT 신호 검출 회로 (16) 에 대해 생성하기 위해 그라운드 라인 (26) 에 접속된다.
충전 디바이스 (61) 의 CPLT 신호 검출 회로 (16) 는, PLC 신호를 송신 및 수신할 시간이 아닌 것을 나타내는 신호가 수신되었는지 아닌지 여부를 결정하도록 동작 가능하다. 아니오 (NO) 이면 (또는 PLC 신호들을 송신할 시간이 아니면), CPLT 신호들에 대한 검출이 수행되고, 예이면 (또는 PLC 신호들을 송신할 시간이면) CPLT 신호들에 대한 검출이 수행되지 않는다.
차량-측 전력 라인 통신 모뎀으로서 기능하는 차량 (62) 의 PLC 모뎀 (64) 은 PLC 신호들을 송신 및 수신할 시간이 아닌 것을 나타내는 신호를 CPLT 신호 검출 회로 (32) 및 PD 신호 검출 회로 (34) 에 대해 생성한다.
CPLT 신호 검출 회로 (32) 는, 신호가 PLC 신호들을 송신 또는 수신할 시간이 아닌 것을 나타내는지 아닌지 여부를 결정한다. 예이면 (또는 PLC 신호들을 송신할 시간이 아니면), CPLT 신호들에 대한 검출이 수행되고, 아니오이면 (또는 PLC 신호들을 송신할 시간이면), CPLT 신호에 대한 검출이 수행되지 않는다.
PD 신호 검출 회로 (34) 는, 신호가 PLC 신호들을 송신 또는 수신할 시간이 아닌 것을 나타내는지 아닌지 여부를 결정한다. 예이면 (또는 PLC 신호를 송신할 시간이 아니면), CPLT 신호에 대한 검출이 수행되고, 아니오이면 (또는 PLC 신호를 송신할 시간이면), PD 신호들에 대한 검출이 수행되지 않는다.
도 6a 및 도 6b 는 CPLT 신호 검출 회로들 (16, 32) 및 PD 신호 검출 회로 (34) 의 동작을 나타내는 흐름도이다. 흐름도에 따른 절차들은 충전 디바이스 (61) 또는 차량 (62) 에 제공된 임의의 하드웨어 또는 CPU 에 의해 수행된다.
도 6a 를 참조하여, 다음은 충전 디바이스 (61) 의 CPLT 신호 검출 회로 (16) 의 동작을 설명한다. 단계 S11 에서, CPLT 신호를 검출할 시간인지 아닌지 여부가 결정된다. 단계 S11 에서 아니오이면, 단계 S11 이 반복된다.
단계 S11 에서 예이면, 단계 S12 에서 캐리어 신호로서 기능하는 PLC 신호가 PLC 모뎀 (63) 이 접속되는 통신 라인으로서 기능하는 전력 라인 또는 그라운드 라인에서 검출되었는지 아닌지 여부가 결정된다. 디바이스 자체에 의해 송신된 PLC 신호를 포함하는 PLC 신호에 대한 검출이 수행된다.
단계 S12 에서 예이면, 단계 S12 에서 PLC 신호에 대한 검출이 반복된다. 단계 S12 에서 아니오이면, 단계 S13 에서 CPLT 신호에 대한 검출이 수행된다.
도 6b 를 참조하면, 다음은 차량 (62) 에 제공된 CPLT 신호 검출 회로 (32) 및 PD 신호 검출 회로 (34) 의 동작을 설명한다. 단계 S21 에서, PD 또는 CPLT 신호를 검출할 시간인지 아닌지 여부가 결정된다. 단계 S21 에서 아니오이면, 단계 S21 이 반복된다.
단계 S21 에서 예이면, 단계 S22 에서 캐리어 신호로서 기능하는 PLC 신호가 검출되었는지 아닌지 여부가 결정된다. 단계 S22 에서 예이면, 단계 S22 가 반복된다.
단계 S22 에서 아니오이면, 단계 S23 에서 PD 또는 CPLT 신호에 대한 검출이 수행된다. 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따르면, PD 및 CPLT 신호에 대한 검출은 임의의 PLC 신호의 영향 없이 수행될 수도 있다. 따라서, PD 신호 검출 회로 (34) 및 CPLT 신호 검출 회로들 (16, 32) 은 PLC 신호로 인한 오작동으로부터 방지된다.
본 발명의 전술된 바람직한 실시형태들에서, AC 전력이 차량에 공급된다. 다르게는, 직류 (DC) 전력이 차량에 공급될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 차량용 충전 디바이스로서,
    충전 케이블은 전력 라인, 그라운드 라인 및 신호 라인을 포함하고, 상기 전력 라인을 통해 상기 충전 디바이스로부터 차량으로 전력이 공급되고,
    상기 충전 디바이스는,
    상기 차량과 상기 충전 디바이스 간의 전력 라인 통신을 위한 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀;
    제어 파일롯 신호들을 생성하기 위한 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로;
    상기 차량이 충전 준비가 되었는지 아닌지 그리고 상기 충전이 완료되었는지 아닌지 여부를 결정하기 위해 상기 신호 라인을 통해 상기 차량으로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하기 위한 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로; 및
    상기 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로의 입력에 접속되고, 상기 제어 파일롯 신호들이 디바이스-측 로우 패스 필터를 통과하는 것을 허용하지만 전력 라인 통신에 이용된 주파수 대역 내의 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징들을 갖는 상기 디바이스-측 로우 패스 필터를 포함하는, 차량용 충전 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀은 상기 그라운드 라인에 접속되는, 차량용 충전 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀은 상기 전력 라인과 상기 그라운드 라인 사이에 접속되는, 차량용 충전 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    대역 통과 필터가 상기 전력 라인과 상기 그라운드 라인 사이에 접속되어 전력 라인 통신용 신호들만이 상기 대역 통과 필터를 통과하는 것을 허용하는, 차량용 충전 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 라인과 상기 그라운드 라인 사이에 캐패시터가 접속되는, 차량용 충전 디바이스.
  6. 충전 케이블의 플러그에 접속되는 리셉터클 (receptacle) 을 갖는 차량으로서,
    상기 충전 케이블은 그라운드 라인, 전력 라인 및 신호 라인을 포함하고, 상기 전력 라인을 통해 충전 디바이스로부터 상기 차량으로 전력이 공급되며,
    상기 차량은,
    상기 충전 디바이스와 상기 차량 간의 전력 라인 통신을 위한 차량-측 전력 라인 통신 모뎀;
    상기 차량의 상기 리셉터클과 상기 충전 케이블의 상기 플러그 간의 접속 상태를 나타내는 신호들을 검출하기 위한 차량-측 근접도 검출 신호 검출 회로;
    상기 차량-측 근접도 검출 신호 검출 회로의 입력에 접속되고, 전력 라인 통신에 이용된 주파수 대역 내의 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는 제 1 차량-측 로우 패스 필터;
    상기 신호 라인을 통해 상기 충전 디바이스로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하기 위한 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로; 및
    상기 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로의 입력에 접속되고, 상기 제어 파일롯 신호들이 제 2 차량-측 로우 패스 필터를 통과하는 것을 허용하지만 전력 라인 통신에 이용된 주파수 대역 내의 주파수들을 갖는 신호들을 제거하도록 하는 주파수 특징을 갖는 상기 제 2 차량-측 로우 패스 필터를 포함하는, 차량.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 그라운드 라인에 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀이 접속되는, 차량.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 라인과 상기 그라운드 라인 사이에 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀이 접속되는, 차량.
  9. 제 6 항에 있어서,
    대역 통과 필터가 상기 전력 라인과 상기 그라운드 라인 사이에 접속되어 전력 라인 통신용 신호들만이 대역 통과 필터를 통과하는 것을 허용하는, 차량.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 라인과 상기 그라운드 라인 사이에 캐패시터가 접속되는, 차량.
  11. 차량용 충전 디바이스로서,
    충전 케이블은 전력 라인, 그라운드 라인 및 신호 라인을 포함하고, 상기 전력 라인을 통해 상기 충전 디바이스로부터 상기 차량으로 전력이 공급되고, 상기 차량은 차량-측 전력 라인 통신 모뎀을 포함하며,
    상기 차량용 충전 디바이스는,
    상기 차량과 상기 충전 디바이스 간의 전력 라인 통신을 위한 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀;
    제어 파일롯 신호들을 생성하기 위한 디바이스-측 제어 파일롯 신호 생성 회로; 및
    상기 신호 라인을 통해 상기 차량으로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하기 위한 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로로서, 상기 제어 파일롯 신호에 대한 검출은 상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀과 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀 간의 전력 라인 통신이 없는 때에 수행되는, 상기 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로를 포함하는, 차량용 충전 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀은 상기 디바이스-측 제어 파일롯 신호 검출 회로에 대해 상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀과 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀 간의 전력 라인 통신이 없는 때를 나타내는 신호들을 생성하는, 차량용 충전 디바이스.
  13. 충전 케이블의 플러그에 접속되는 리셉터클을 갖는 차량으로서,
    상기 충전 케이블은 그라운드 라인, 전력 라인 및 신호 라인을 포함하고, 상기 전력 라인을 통해 충전 디바이스로부터 상기 차량으로 전력이 공급되고, 상기 충전 디바이스는 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀을 포함하며,
    상기 차량은,
    상기 충전 디바이스와 상기 차량 간의 전력 라인 통신을 위한 차량-측 전력 라인 통신 모뎀;
    상기 차량의 상기 리셉터클과 상기 충전 케이블의 상기 플러그 간의 접속 상태를 나타내는 신호들을 검출하기 위한 차량-측 근접도 검출 신호 검출 회로로서, 근접도 검출 신호에 대한 검출은 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀과 상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀 간의 전력 라인 통신이 없는 때에 수행되는, 상기 차량-측 근접도 검출 신호 검출 회로; 및
    상기 신호 라인을 통해 상기 충전 디바이스로부터 송신된 제어 파일롯 신호들을 검출하기 위한 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로로서, 제어 파일롯 신호에 대한 검출은 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀과 상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀 간의 전력 라인 통신이 없는 때에 수행되는, 상기 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로를 포함하는, 차량.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀은 상기 차량-측 근접도 검출 신호 검출 회로 및 상기 차량-측 제어 파일롯 신호 검출 회로에 대해 상기 차량-측 전력 라인 통신 모뎀과 상기 디바이스-측 전력 라인 통신 모뎀 간의 전력 라인 통신이 없는 때를 나타내는 신호들을 생성하는, 차량.
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