KR20120030198A - 차량의 절연저항 감지 장치 - Google Patents

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류종현
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Abstract

본 발명은 고전압 밧데리를 사용하는 차량의 절연파괴 유무를 감지함으로써 누전으로 인한 인적 물적 피해를 최소화할 수 있도록 한 차량의 절연저항 감지 장치에 관한 것으로, 고전압 배터리와 차체 그라운드 사이에 위치한 절연저항과 직렬 연결된 저항의 양단 전압을 센싱하여 출력하는 증폭부; 상기 증폭부의 출력전압을 AD 값으로 변환하는 AD 컨버터; 및 상기 AD 값과 기 설정된 테이블 값을 비교하여 상기 절연저항 값을 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 절연저항 감지 장치{APPARATUS FOR DETECTING INSULATION RESISTANCE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 절연저항 감지 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 고전압 밧데리를 사용하는 차량의 절연파괴 유무를 감지함으로써 누전으로 인한 인적 물적 피해를 최소화할 수 있도록 한 차량의 절연저항 감지 장치에 관한 것이다.
고전압 밧데리를 사용하고 있는 차량에서 절연 저항의 개념은 다음과 같다.
고전압과 저전압이 공존하는 제어기 내에서는 각 전압은 분리된 그라운드(GND)를 가지고 동작해야 한다.
고전압 라인에서의 리플 전압은 저전압 라인의 리플 전압에 비해 매우 크기 때문이다.
고전압 라인에서의 리플 전압 변화량이 1% 변화하면, 저전압 라인에서는 그 변화량이 매우 크게 변화하기 때문에 회로의 오동작을 유발할 수 있다.
하이브리드 자동차와 전기자동차에는 고전압(일반적으로 200~400V)과 저전압(12V,5V) 라인이 공존하고 있으며, 특히 차체 그라운드는 저전압 라인의 기준이 되며, 고전압 라인의 그라운드 역할을 하는 고전압 배터리의 최하위 라인과는 별도로 분리되어 설계되어야 한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 고전압 밧데리를 사용하는 차량의 절연저항 측정을 통해 차량의 절연파괴 유무를 감지함으로써 누전으로 인한 인적 물적 피해를 최소화할 수 있도록 한 차량의 절연저항 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 차량의 절연저항 감지 장치는, 고전압 배터리와 차체 그라운드 사이에 위치한 절연저항과 직렬 연결된 저항의 양단 전압을 센싱하여 출력하는 증폭부; 상기 증폭부의 출력전압을 AD 값으로 변환하는 AD 컨버터; 및 상기 AD 값과 기 설정된 테이블 값을 비교하여 상기 절연저항 값을 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 테이블 값은 상기 절연저항 자리에 가변저항을 연결하여 차체 그라운드와 접지시킨 후 가변저항 값을 가변시키면서 측정되는 AD 값과 셋팅된 가변저항 값을 맵핑시켜 생성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 절연저항과 직렬 연결된 상기 저항과 상기 증폭부 사이에는 제1필터가 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 증폭부와 상기 AD 컨버터 사이에는 제2필터가 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 테이블 값을 저장하고 상기 제어부의 요청시 상기 테이블 값을 제공하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 고전압 밧데리를 사용하는 차량의 절연저항 측정을 통해 차량의 절연파괴 유무를 감지함으로써 누전으로 인한 인적 물적 피해를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 절연저항 감지 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 절연저항 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 절연저항 감지 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 절연저항 감지 장치는 증폭부(4)와 AD 컨버터(7)와 제어부(6)와 메모리(8)를 포함한다.
증폭부(4)는 고전압 배터리(1)와 차체 그라운드(GND) 사이에 위치한 절연저항(2)과 직렬 연결된 저항(RL)의 양단 전압을 센싱하여 AD 컨버터(7)로 출력한다. 여기서, 저항(RL)과 증폭부(4) 사이에는 제1필터(3)가 연결된다.
AD 컨버터(7)는 증폭부(4)의 출력전압을 AD 값으로 변환하여 제어부(6)로 출력한다. 여기서, 증폭부(4)와 ADC 컨버터(7) 사이에는 제2필터(5)가 연결된다.
제어부(6)는 AD 컨버터(7)로부터 출력되는 AD 값과 기 설정된 테이블 값을 비교하여 절연저항(2) 값을 측정한다.
메모리(8)는 테이블 값을 저장하고, 제어부(6)의 요청시 테이블 값을 제공한다.
여기서, 테이블 값은 절연저항(2) 자리에 가변저항을 연결하여 차체 그라운드(GND)와 접지시킨 후 가변저항 값을 가변시키면서 측정되는 AD 값과 셋팅된 가변저항 값을 맵핑시켜 생성한 값으로 메모리(8)에 저장된다. 한편, 이러한 테이블 값은 제어부(6) 내에 저장되어 구성할 수도 있다.
고전압 배터리(1)와 차체 그라운드(GND) 사이에 위치하는 절연저항(2) 값은 저항(RL) 양단 전압을 통해서 AD 값으로 인식된다(0V≤RL양단 전압≤5V).
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 절연저항 감지 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 절연저항 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참고하면, 먼저 증폭부(4)는 저항(RL)의 양단 전압을 센싱하여 AD 컨버터(7)로 출력한다(S1).
그러면, AD 컨버터(7)는 증폭부(4)로부터 출력되는 전압을 AD 값으로 변환하여 제어부(6)로 출력한다(S2).
이어서, 제어부(6)는 AD 컨버터(7)로부터 출력되는 AD 값과 테이블 값을 비교하여(S3) 절연저항(2) 값을 산출한다(S4). 여기서, 테이블 값은 절연저항(2) 자리에 가변저항을 연결하여 차체 그라운드(GND)와 접지시킨 후 가변저항 값을 가변시키면서 측정되는 AD 값과 셋팅된 가변저항 값을 맵핑시켜 생성한 값이다.
즉, 실제 구동시에 인식되는 AD 값은 작성된 테이블 값과의 비교를 통해 해당 저항 값이 절연저항 값이 된다. 따라서, 본 발명은 최단 시간에 과도 응답 요소 없이 절연 파괴 유무를 감지할 수 있다.
이 방법을 이용시에 측정 오차는 ±20%가 되며, 절연저항을 측정하기에는 충분한 오차값을 가지게 된다.
이와 같이 본 발명은 고전압 밧데리를 사용하는 차량의 절연저항을 직접 측정을 통해 차량의 절연파괴 유무를 감지함으로써 누전으로 인한 인적 물적 피해를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 과도 현상이 없기 때문에, 단발성으로 절연 파괴 유무 감지가 가능하고, 낮은 영역의 절연 저항값 감지가 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 고전압 밧데리 2 : 절연저항
3 : 제1필터 4 : 증폭부
5 : 제2필터 6 : 제어부
7 : AD 컨버터 8 : 메모리

Claims (5)

  1. 고전압 배터리와 차체 그라운드 사이에 위치한 절연저항과 직렬 연결된 저항의 양단 전압을 센싱하여 출력하는 증폭부;
    상기 증폭부의 출력전압을 AD 값으로 변환하는 AD 컨버터; 및
    상기 AD 값과 기 설정된 테이블 값을 비교하여 상기 절연저항 값을 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 절연저항 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 테이블 값은
    상기 절연저항 자리에 가변저항을 연결하여 차체 그라운드와 접지시킨 후 가변저항 값을 가변시키면서 측정되는 AD 값과 셋팅된 가변저항 값을 맵핑시켜 생성한 것을 특징으로 하는 차량의 절연저항 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항과 상기 증폭부 사이에는 제1필터가 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 절연저항 감지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭부와 상기 AD 컨버터 사이에는 제2필터가 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 절연저항 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이블 값을 저장하고, 상기 제어부의 요청시 상기 테이블 값을 제공하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연저항 감지 장치.
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