KR20120123506A - 외부충전을 이용한 차량 - Google Patents

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도모카즈 마스다
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Abstract

본 차량은 충전 케이블(450)을 통해 외부의 급전장치(600)로부터 전력을 받아 충전가능하고, 입구(220), 상기 입구(220)를 보호하기 위한 리드(250), 및 축전장치(110)를 포함한다. 상기 입구(220)는, 상기 급전장치(600)에 대한 접속을 검출하기 위한 C 단자(227) 및 상기 차량(100)의 바디 어스에 접속되는 G 단자를 포함한다. 상기 리드(250)는, 상기 리드(250)가 폐쇄되는 경우, C 단자(227)와 G 단자(223) 사이에 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다. 상기 차량(100)은, C 단자(227)의 전압에 의거하여, 상기 리드(250)의 개폐 여부를 검출하는 PLG-ECU(350)를 더 포함한다.

Description

외부충전을 이용한 차량{VEHICLE WITH EXTERNAL CHARGING}
본 발명은 차량에 관한 것으로, 특히 차량 외부의 외부전원으로부터 공급되는 전력에 의하여 충전가능한 차량의 제어에 관한 것이다.
최근, 환경을 배려한 차량으로서, 이차전지나 커패시터 등과 같은 축전장치가 탑재되고, 상기 축전장치에 축적된 전력에 의해 발생되는 구동력을 이용하여 주행하는 차량이 주목을 받고 있다. 이러한 차량의 예로는, 순수한 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 및 연료전지 자동차를 포함한다. 고효율로 발전되는 상용 전원을 이용하여 이들 차량들에 탑재되는 축전장치들을 충전하기 위한 기술들이 제안되어 있다.
하이브리드 자동차들의 경우에도, 순수한 전기 자동차들의 경우에서와 같이, 차량 외부의 전원(이하, 단순히 "외부전원"이라고도 함)에 의해 상기 차량에 탑재된 축전장치가 충전(이하, 단순히 "외부 충전 동작"이라고도 함)가능한 차량들이 있다. 예를 들면, 가옥 내의 아웃렛(outlet), 또는 파워 포인트(power point)에 대하여 상기 차량에 설치된 충전구(charging port)를 충전 케이블을 통해 접속함으로써, 일반 가정의 전원에 의해 축전장치가 충전가능한 이른바 "플러그인 하이브리드차(plug-in hybrid vehicle)"가 알려져 있다. 하이브리드 자동차의 연료 소비/효율을 향상시키는 것으로 기대할 수 있다.
일본특허출원공보 제2009-227218호(JP-A-2009-227218)는, 하이브리드 자동차들의 경우에서와 같이 복수의 에너지원들에 의해 구동될 수 있고, 급유구 및 충전구 등과 같은 복수의 에너지 공급구들을 가지는 차량에 있어서, 1개의 에너지 공급구의 리드(lid)가 개방되는 경우, 다른 에너지 공급구의 리드가 개방되는 것을 방지하도록 제어가 행하여지는 구성을 개시하고 있다. 제2009-227218호에 따르면, 휘발성이 높은 연료를 급유하기 위한 급유 작업(refueling operation)과 불꽃(spark)들을 발생시킬 수 있는 충전 작업이 동시에 행하여지는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 복수의 충전구들을 통해 충전이 동시에 행하여지는 상황이 발생하는 것을 방지할 수도 있다. 따라서, 복수의 에너지 공급구들을 가지는 차량에 있어서, 안전하면서도 원활하게 에너지를 공급하기 위한 동작을 행할 수 있게 된다.
복수의 에너지 공급구들을 가지는 차량에 있어서는, 1개의 충전구를 통해 외부 에너지원으로부터의 충전이 행하여지는 경우, 다른 충전구의 접속 단자들에 이러한 충전 동작 시에 가해지는 고압이 인가되는 경우가 있다. 일반적으로, 개폐 도어(openable door)와 같은 충전구를 보호하기 위한 보호부(protection portion)가 상기 충전구에 설치되는 경우가 있다. 상기 충전구의 접속 단자들에 고압이 인가된 상기 보호부가 개방된 채로 남아 있는 경우에는, 예컨대 비바람으로 인하여 단자 부분에 수분 및/또는 이물질들이 침입할 수 있는데, 이는 누전(a leakage of electricity) 및/또는 지락(ground fault)의 원인이 될 수 있다. 이는 기기의 고장이 발생하거나 및/또는 주위에 영향을 끼칠 우려가 있다.
충전구(들)과 급유구의 개폐 도어들 각각의 개폐 상태를 체크하기 위한 검출기, 및 1개의 개폐 도어가 개방되는 경우, 다른 개폐 도어가 개방되는 것을 방지하기 위한 로크 기구(lock mechanism)가 설치되는 JP-A-2009-227218에 개시된 구성이 채택되는 경우, 이러한 구성은 수많은 추가 기기를 필요로 하므로, 복잡한 시스템을 초래하게 된다.
본 발명은 차량 외부의 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 충전가능하고, 복잡한 시스템 없이 충전구를 보호하기 위한 보호부가 개폐되는 지의 여부를 검출하는 차량을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 차량은, 충전 케이블을 거쳐 외부의 급전장치로부터의 전력을 받아 충전가능하고, 제1입구, 보호부, 및 축전장치를 포함한다. 상기 제1입구에는 상기 충전 케이블의 커넥터가 접속된다. 상기 보호부는 상기 제1입구를 보호하면서, 개방 및 폐쇄될 수 있다. 상기 축전장치는 상기 제1입구에 전기적으로 접속되어, 상기 급전장치로부터 공급되는 전력에 의해 충전이 가능하다. 상기 제1입구는, 상기 급전장치로부터의 전력을 받기 위한 전력단자, 및 상기 전력단자와는 다른 제1단자 및 제2단자를 포함한다. 상기 차량은, 제1단자 및 제2단자 간의 접속 상태에 의거하여, 상기 보호부가 개폐되는 지의 여부를 판정하도록 구성된 제어장치를 추가로 포함한다.
상기 형태에 있어서는, 상기 제1단자가 충전 케이블을 거쳐 차량의 상기 급전장치로의 접속을 검출하기 위한 신호를 수신하는 단자이고; 제2단자는 상기 차량의 바디 어스(body earth)에 접속되며; 상기 보호부는, 보호부가 폐쇄될 때, 상기 제1단자와 상기 제2단자 간에 전기적으로 접속하도록 구성된 접속부를 포함하는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 보호부가 폐쇄될 때, 상기 보호부는 상기 접속부에 포함되는 접속부 저항을 통해 제1단자와 제2단자 사이에 접속되는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 상기 제어장치는, 풀-업 저항(pull-up resistor)을 거쳐 상기 바디 어스의 전압보다 큰 전압을 상기 제1단자에 공급하는 전압접속부, 및 상기 제1단자의 전압을 검출하는 전압검출부를 포함하고; 상기 전압검출부에 의해 검출된 검출 전압이 제1전압보다 낮은 경우, 상기 제어장치는 차량이 급전장치에 접속되어 있는 것으로 판정하고; 상기 검출 전압이 제1전압보다도 높으면서 상기 제1전압보다 높은 제2전압보다 낮은 경우, 상기 제어장치는 상기 보호부가 폐쇄된 것으로 판정하고; 상기 검출 전압이 제2전압보다 높은 경우, 상기 제어장치는 상기 보호부가 개방되고 상기 차량이 상기 급전장치에 접속되지 않은 것으로 판정하는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 제2전압은, 상기 전압접속부가 상기 접속부 저항 및 상기 풀-업 저항을 거쳐 접지되는 경우, 상기 전압접속부의 전압보다 낮을 수도 있고, 상기 전압접속부의 전압, 상기 접속부 저항의 저항값, 및 상기 풀-업 저항의 저항값에 의해 결정되는 전압보다 높을 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 상기 차량은 전력단자와 축전장치 간에 연결되는 전력 라인에 배치되어, 전환장치가 폐쇄될 때에는 도통되도록 구성되고, 전환장치가 개방될 때에는 도통되지 않도록 구성되어 있어서, 상기 급전장치로부터 공급되는 전력의 공급과 차단(cutoff) 간에 전환 가능한 전환장치를 더 포함하여 이루어지며,상기 제어장치는 상기 축전장치가 충전될 때에 상기 전환장치를 폐쇄시킨다.
상기 형태에 있어서, 충전 케이블은 축전장치를 충전하기 위한 전력을 전달 하는 전력케이블, 급전장치로부터의 제1제어용전원전압을 전달하는 전원 라인, 및 급전장치에서 접지되는 접지 라인을 포함하고; 제1입구는 충전 케이블이 제1입구에 접속되는 경우, 전원 라인 및 접지 라인이 각각 접속되는 제3단자 및 제4단자, 및 차량 내부의 제2제어용전원전압에 접속되는 제5단자를 더 포함하며; 전환장치는, 제3단자가 전원전압에 접속되어, 제4단자가 접지되는 경우에 폐쇄되고; 보호부는, 상기 보호부가 폐쇄될 때에 제3단자와 제5단자 간에 전기적으로 접속함과 함께, 제2단자와 제4단자 간에 전기적으로 접속하도록 구성되는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 충전 케이블은 축전장치를 충전하기 위한 전력을 전달 하는 전력케이블, 급전장치로부터의 제1제어용전원전압을 전달하는 전원 라인, 및 급전장치에서 접지되는 접지 라인을 포함하고; 제1입구는 충전 케이블이 제1입구에 접속되는 경우, 전원 라인 및 접지 라인이 각각 접속되는 제3단자 및 제4단자를 더 포함하며; 전환장치는 제3단자가 전원전압에 접속되어, 제4단자가 접지되는 경우에 폐쇄되고; 차량은 제3단자와 제어장치 간에 연결되는 제1배선 및 제4단자와 제어장치 간에 연결되는 제2배선을 더 포함하며; 제어장치는 전원 노드, 제1스위치가 동작될 때에 제1배선과 전원 노드 간에 전기적으로 접속하는 제1스위치, 및 제2스위치가 동작될 때에 제2배선과 바디 어스 간에 전기적으로 접속하는 제2스위치를 포함하고; 제어장치는 보호부가 폐쇄된 것을 검출하는 경우, 제1스위치 및 제2스위치를 동작시키는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 보호부가 개방되는 것으로 검출하는 경우, 상기 제어장치는 상기 전환장치를 통해 흐르는 전류가 문턱값 미만으로 떨어진 후, 제1스위치 및 제2스위치 중 적어도 하나의 동작을 정지시키는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 급전장치는 직류(DC)전력을 차량에 공급하고; 상기 차량은 외부전원으로부터의 교류(AC)전력을 받기 위한 제2입구, 및 상기 제2입구와 상기 전환장치 사이에 접속되어, 상기 외부전원으로부터 공급되는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 축전장치를 충전하기 위한 충전장치를 더 포함하며; 축전장치는 급전장치로부터 공급되는 DC 전력 및 충전장치로부터 공급되는 DC 전력 중 하나에 의해 충전되는 구성이 채택될 수도 있다.
상기 형태에 있어서, 상기 제어장치는, 차량이 급전장치에 접속되어 상기 급전장치로부터 공급되는 전력에 의해 축전장치가 충전되는 경우, 또는 보호부가 폐쇄되어 외부전원으로부터 공급되는 전력에 의해 축전장치가 충전되는 경우에 상기 전환장치를 폐쇄시킬 수도 있다.
본 발명에 따르면, 차량 외부의 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 충전가능한 차량에 있어서, 복잡한 시스템없이 충전구를 보호하기 위한 보호부가 개폐되는 지의 여부를 검출할 수 있게 된다.
본 발명의 상기 및 추가 목적, 특징 및 장점들은 동일한 도면부호들이 동일한 요소들을 나타내는데 사용되는 첨부 도면들을 참조하여 후술하는 예시적인 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 차량의 전체 블록도;
도 2는 제1실시예에 있어서의 입구의 단자들의 배치를 설명하기 위한 도면;
도 3은 제1실시예에 있어서 입구의 리드가 닫힌 상태를 도시한 도면;
도 4는 제1실시예에 있어서 입구의 리드가 닫힌 경우의 전기적인 접속을 설명하기 위한 도면;
도 5는 제1실시예에 있어서 PLG-ECU에 의해 처리가 실행되는 충전 가부의 판정 제어 처리를 설명하기 위한 플로우차트;
도 6은 단자전압의 크기와 차량의 상태를 설명하기 위한 도면;
도 7은 제2실시예를 따른 차량의 전체 블록도;
도 8은 제2실시예에 있어서의 입구의 단자들의 배치를 설명하기 위한 도면;
도 9는 제2실시예에 있어서 입구의 리드가 닫힌 상태를 도시한 도면;
도 10은 제2실시예에 있어서 입구의 리드가 닫힌 경우의 전기적인 접속을 설명하기 위한 도면; 및
도 11은 제2실시예에 있어서 PLG-ECU에 의해 처리가 실행되는 충전 가부의 판정 제어 처리를 설명하기 위한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 또한, 도면들에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분들은 동일한 참조부호로 표시되어 그 설명을 반복하지 않는다는 점에 유의한다.
제1실시예
도 1은 제1실시예를 따른 차량(100)의 전체 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 차량(100)은 축전장치(110), 시스템 메인 릴레이(SMR), 구동장치로서 기능하는 PCU(power control unit)(120), 모터 제너레이터(130), 동력 전달 기어(140), 구동륜(150), 및 HV-ECU(hybrid-vehicle electronic control unit)(300)을 포함한다.
상기 축전장치(110)는 충방전이 가능하도록 구성되는 전력저장유닛이다. 상기 축전장치(110)는, 예를 들면 리튬-이온 전지, 니켈-수소 전지 또는 연축 전지(lead-acid battery) 등의 이차전지, 또는 전기이중층 커패시터(electric double layer capacitor) 등의 축전소자를 포함한다.
상기 축전장치(110)는 전력 라인 PL1 및 접지 컨덕터 NL1을 통해 PCU(120)에 접속되어 있다. 상기 축전장치(110)는, 상기 차량(100)의 구동력을 발생시키기 위한 전력을 상기 PCU(120)에 공급한다. 상기 축전장치(110)는 상기 모터 제너레이터(130)에 의해 발전된 전력을 축전한다. 상기 축전장치(110)의 출력은, 예를 들면 200V 정도이다.
상기 시스템 메인 릴레이(SMR)에 포함되는 릴레이들은, 상기 축전장치(110) 및 PCU(120) 간에 접속하는 전력 라인 PL1 및 접지 컨덕터 NL1 각각에 배치되어 있다. 상기 시스템 메인 릴레이 SMR은, HV-ECU(300)로부터의 제어신호 SE1에 의해 제어되어, 상기 축전장치(110)와 상기 PCU(120) 간의 전력의 공급 및 차단을 전환시킨다.
도면들에는 도시되어 있지 않지만, 상기 PCU(120)는 상기 축전장치(110)로부터 공급되는 전원전압을 승압하는 컨버터 및 상기 컨버터에 의해 승압된 직류(DC)전력을 상기 모터 제너레이터(130)를 구동하는데 사용되는 교류(AC)전력으로 변환시키는 인버터를 포함한다.
이들 컨버터 및 인버터는, HV-ECU(300)로부터 공급되는 제어신호 PWC 및 PWI에 의해 각각 제어된다.
상기 모터 제너레이터(130)는 AC 회전 전기 기계이며, 예를 들면 영구자석들이 매설되는 로터(rotor)가 제공된 영구자석형 동기 전동기(permanent magnet-type synchronous electric motor)이다.
상기 모터 제너레이터(130)로부터 출력되는 토크는, 감속기(speed reducer) 및 동력 분할 기구(power distributing mechanism)를 포함하는 동력 전달 기어(140)를 통해 상기 구동륜(150)들에 전달되어, 상기 차량(100)을 주행시킨다. 상기 모터 제너레이터(130)는, 상기 차량(100)의 회생 제동(regenerative braking) 시, 상기 구동륜(150)들의 회전력을 이용하여 발전할 수 있다. 상기 발전된 전력은, 상기 PCU(120)에 의해 상기 축전장치(110)를 충전하기 위한 충전 전력으로 변환된다.
또한, 도 1에는 단 하나의 모터 제너레이터가 제공되는 구성이 도시되어 있지만, 모터 제너레이터들의 수는 이것으로 한정되지 않고, 복수의 모터 제너레이터들이 제공될 수도 있다는 점에 유의한다.
상기 모터 제너레이터(130) 이외에 엔진(도시되지 않음)이 탑재된 하이브리드 자동차에 있어서, 상기 엔진 및 상기 모터 제너레이터(130)를 협조적으로 동작시킴으로써 필요한 차량 구동력이 발생된다. 이 경우에 있어서는, 엔진의 회전을 이용하여 발전되는 전력을 이용함으로써, 상기 축전장치(110)를 충전하는 것도 가능하다.
요약하면, 상기 제1실시예에 따른 차량(100)은 차량 구동력 발생을 위한 전동기가 탑재된 차량으로, 그 예로는 엔진 및 전동기를 이용하여 차량 구동력을 발생시키는 하이브리드 자동차, 및 엔진이 탑재되지 않은 순수한 전기 자동차 및 연료 전지 자동차 등을 들 수 있다.
도 1에는 도시되어 있지 않지만, 상기 HV-ECU(300)는 중앙처리유닛(CPU), 메모리, 및 입출력 버퍼(input/output buffer)를 포함하고, 각종 센서들로부터의 신호들을 수신하며, 각종 기기들로 제어 신호들을 출력하고, 상기 차량(100) 및 각종 기기들을 제어한다. 또한, 이들 제어 동작들을 수행하기 위한 수단은 소프트웨어에 의한 처리에 한정되지 않고, 전용의 하드웨어 장치(전자 회로)를 이용하여 처리될 수도 있다는 점에 유의한다.
상기 HV-ECU(300)는, 상기 PCU(120), 상기 시스템 메인 릴레이 SMR 등을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성하여 출력한다. 또한, 상기 HV-ECU(300)는, 상기 축전장치(110)에 포함되는 센서(도시되지 않음)들에 의해 검출되는 축전장치(110)의 전압 VB 및 전류 IB를 수신하고, 상기 축전장치(110)의 충전 상태(SOC)를 연산한다.
또한, 도 1에는 HV-ECU(300)가 단 하나의 제어장치인 구성이 도시되어 있지만, 예를 들면 상기 HV-ECU(300)는 PCU(120)용 제어장치 및 축전장치(110)용 제어장치 등과 같이, 기능마다 또는 제어대상 기기마다 별도의 제어장치들을 포함하도록 구성될 수도 있다는 점에 유의한다.
상기 차량(100)은, 저전압시스템(보조기계)의 구성요소들로서, DC/DC 컨버터(160), 보조기계 배터리(170), 및 보조기계 부하(180)를 포함한다.
상기 DC/DC 컨버터(160)는, 전력 라인 PL1 및 접지 컨덕터 NL1에 접속되어, 상기 HV-ECU(300)로부터의 제어 신호 PWD를 토대로 상기 축전장치(110)로부터 공급되는 DC 전압을 강압(steps down)시킨다. 상기 DC/DC 컨버터(160)는, 전력 라인 PL3을 통해 보조기계 배터리(170), 보조기계 부하(180) 및 HV-ECU(300) 등의 차량 전체의 저전압시스템에 전력을 공급한다.
상기 보조기계 배터리(170)는 통상적으로 연축전지를 포함한다. 상기 보조기계 배터리(170)의 출력 전압은 상기 축전장치(110)의 출력 전압보다 낮은, 즉 예를 들면 12V 정도이다. 상기 보조기계 부하(180)는, 예를 들면 램프, 와이퍼, 히터, 및 오디오 기기 등을 포함한다.
상기 차량(100)은, 차량 외부로부터 공급되는 전력에 의해 상기 축전장치(110)를 충전하기 위한 구성으로서, 입구(210, 220), 충전장치(200), 충전 릴레이 RY1, 및 플러그 ECU(PLG-ECU)(350)를 포함한다.
제1실시예에 있어서, 상기 차량(100)은 AC 전력을 공급하는 외부전원(500)으로부터 공급되는 전력을 이용하여 그리고 DC 전력을 공급하는 급전장치(600)로부터 공급되는 전력을 이용하여 상기 축전장치(110)의 충전이 가능하게 하는 2개의 충전 시스템들을 구비한다. 또한, 상기 충전 시스템은 이들 2개의 시스템들로 한정되지 않고; 즉, 상기 차량(100)은 3개 이상의 충전 시스템들을 구비할 수도 있고 또는 단 하나의 충전 시스템을 구비할 수도 있다는 점에 유의한다.
상기 입구(210)는 상기 외부전원(500)으로부터 AC 전력을 받기 위하여 상기 차량(100)의 바디 상에 제공된다. 상기 입구(210)에는 충전 케이블(400)의 충전 커넥터(410)가 접속된다. 상기 충전 케이블(400)의 플러그(420)가 상용 전원과 같은 상기 외부전원(500)의 리셉터클, 또는 포인트(510)에 접속되는 경우, 상기 외부전원(500)으로부터의 AC 전력이 상기 충전 케이블(400)의 전선부(430)를 통해 상기 차량(100)에 전달된다.
상기 충전장치(200)는, 전력 라인 ACL1 및 ACL2를 통해 상기 입구(210)에 접속된다. 상기 충전장치(200)는 또한 충전 릴레이 RY1을 통해 전력 라인 PL2 및 접지 컨덕터 NL2에 의해 상기 축전장치(110)에도 접속된다.
상기 충전장치(200)는, 상기 PLG-ECU(350)로부터의 제어 신호 PWE에 의해 제어되어, 상기 입구(210)를 통해 공급되는 AC 전력을 상기 축전장치(110)를 충전하기 위한 전력으로 변환시킨다.
상기 충전 릴레이 RY1은 전력 라인 PL2 및 접지 컨덕터 NL2에 배치된다. 상기 충전 릴레이 RY1은, 상기 PLG-ECU(350)로부터의 제어 신호 SE2에 의해 제어되어, 상기 축전장치(110)와 상기 충전장치(200) 간의 전력의 공급과 차단 간에 전환시킨다.
상기 입구(210)와 유사하게, 상기 입구(220)는 상기 급전장치(600)로부터의 DC 전력을 받기 위하여 상기 차량(100)의 바디 상에 제공된다. 상기 입구(220)에는 상기 충전 케이블(450)의 수전측 커넥터(460)가 접속된다. 상기 충전 케이블(450)의 급전측 커넥터(470)가 상기 급전장치(600)의 급전 접속부(610)에 접속되는 경우, 상기 급전장치(600)로부터의 DC 전력이 상기 충전 케이블(450)의 전선부(480)를 통해 상기 차량(100)에 전달된다. 상기 입구(220)에는, 충전을 행하지 않을 때에 상기 입구(220)를 보호하기 위한 보호부로서 기능하는 개폐 도어(이하, "리드(lid)"라고도 함)(250)가 제공된다. 상기 보호부의 형태는, 개폐 도어 대신에, 커버 또는 캡일 수도 있다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 입구(210)에도 보호부가 제공되는 것이 바람직하다.
상기 입구(220)는, 상기 급전장치(600)로부터의 DC 전력을 받기 위한 그리고 제어 신호(들)의 송수신을 위한 복수의 단자들을 구비한다. 상기 입구(220)는, 예를 들면 일본전동차량협회규격(JEVS; Japanese Electric Vehicle Association Standard)의 JEVS G105(전동차용 에코스테이션 급속충전시스템에 이용되는 커넥터(Connector used in Eco-station Quick Charge System for Electric Vehicle))에 순응하는 충전 커넥터가 접속가능한 입구이며, 도 2에 도시된 바와 같은 단자 배치를 가진다. 상기 제1실시예는 입구(220)가 JEVS에 순응하는 단자 배치를 가지는 경우를 일례로서 설명하고 있지만, 상기 입구(220)의 단자 배치는 JEVS에 순응하는 것으로 한정되지 아니한다. 구체적으로는, 상기 급전장치(600)와의 유사 신호들을 송수신할 수 있는 한, 상기 입구(220)가 또다른 단자 배치를 가질 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 입구(220)는 상기 축전장치(110)를 충전하기 위한 급전장치(600)로부터의 고압 DC 전력(예를 들면, 200V 정도)을 받기 위한, 정극측 DCLP 단자(221) 및 부극측 DCLN 단자(222)를 포함한다. 상기 DCLP 단자(221) 및 상기 DCLN 단자(222)는 전력 라인 PL2 및 접지 컨덕터 NL2에 접속된다. 따라서, 상기 급전장치(600)로부터 상기 충전 케이블(450)에 포함되는 전력 케이블(483)을 통해 공급되는 DC 전력이 충전 릴레이 RY1을 통하여 상기 축전장치(110)에 전달된다.
상기 입구(220)는 상기 PLG-ECU(350)와 제어 신호들을 송수신하는데 사용되는 단자들인, G 단자(223), S1 단자(224), P 단자(225), C 단자(227), A 단자(228), B 단자(229) 및 S2 단자(230)를 더 포함한다. 각각의 단자는, G 단자(223)를 제외하고, 제어 라인에 의해 PLG-ECU(350)에 접속된다.
상기 S1 단자(224) 및 상기 S2 단자(230)는 상기 급전장치(600)로부터 공급되는 충전 개시 및 충전 정지를 나타내는 제어 신호들을 받기 위한 단자들이다.
상기 S1 단자(224)는, 상기 충전 케이블(450)의 전원 라인(481) 및 상기 급전장치(600) 내의 릴레이 RY10을 통해 상기 급전장치(600) 내의 전원 노드(620)에 접속된다. 상기 전원 노드(620)의 전원전압은, 예를 들면 12V 정도이다. 상기 급전장치(600) 내의 릴레이 RY10이 폐쇄되는 경우, 상기 전원 노드(620)의 전원전압이 상기 차량(100)에 공급된다. 상기 S2 단자(230)는, 상기 충전 케이블(450)의 접지 라인(482) 및 상기 급전장치(600) 내의 릴레이 RY20을 통해 상기 급전장치(600) 내의 접지에 접속된다. 상기 급전장치(600) 내의 릴레이 RY20이 폐쇄되는 경우, 상기 S2 단자(230)가 접지에 접속된다.
상기 S1 단자(224) 및 상기 S2 단자(230)는, 제어 라인 SL1 및 SL2를 통해, 상기 PLG-ECU(350)에 포함된 제어부(355)에 접속된다. 상기 급전장치(600) 내의 릴레이 RY10 및 RY20이 폐쇄되어, 상기 S1 단자(224)에 전원전압이 공급되고, 상기 Ｓ2 단자(230)가 접지에 접속되는 경우, 상기 제어부(355)는 충전 릴레이 RY1을 폐쇄시킨다. 이러한 방식으로, 상기 급전장치(600)로부터의 DC 전력을 이용하여 상기 축전장치(110)의 충전이 개시된다. 상기 릴레이 RY10 및 RY20 중 어느 하나가 개방되는 경우, 상기 제어부(355)는 충전 릴레이 RY1을 개방시켜 충전을 정지시키게 된다.
상기 C 단자(227)는, 상기 차량(100) 및 상기 급전장치(600)가 상기 충전 케이블(450)을 통해 접속되어 있는 지의 여부를 확인하기 위한 접속 확인 신호를 받기 위한 단자이다. 상기 C 단자(227)는, 상기 충전 케이블(450)을 통해, 상기 급전장치(600)의 접지에 접속된다. 상기 C 단자(227)는 제어 라인 SL3을 통해 제어부(355)에 접속된다. 상기 PLG-ECU(350)에 있어서, 상기 제어 라인 SL3은 풀-업 저항(353)을 통해 전원 노드(352)에 접속되어 있다. 따라서, 상기 충전 케이블(450)을 통해 상기 차량(100) 및 상기 급전장치(600)가 서로 접속되어 있는 경우, 상기 제어 라인 SL3은 접지되어 그 전압이 실질적으로 제로가 된다. 다른 한편으로, 상기 충전 케이블(450)을 통해 상기 차량(100) 및 상기 급전장치(600)가 서로 접속되지 않은 경우, 상기 제어 라인 SL3에서는 상기 전원 노드(352)의 전원전압 및 상기 풀-업 저항(353)의 저항값에 의해 정해지는 전압이 발생한다. 따라서, 상기 제어 라인 SL3의 전압을 검출함으로써, 상기 차량(100) 및 상기 급전장치(600) 간의 접속을 확인할 수 있게 된다.
상기 G 단자(223)는 접지 단자로서, 상기 차량(100)의 바디 어스에 접속된다. 상기 G 단자(223)는 또한 상기 충전 케이블(450)을 통해 상기 급전장치(600) 내의 접지에도 접속된다.
상기 A 단자(228) 및 상기 B 단자(229)는 상기 차량(100)과 상기 급전장치(600) 간에 교환되는 통신 신호들을 송수신하기 위한 단자들이다.
상기 P 단자(225)는, 상기 차량(100)으로부터 상기 급전장치(600)에 대하여, 충전의 허가 또는 금지의 여부를 나타내는 제어 신호를 보내기 위한 단자이다. 상기 차량(100)이 충전을 허가하는 경우, 상기 PLG-ECU(350)는 예를 들면 P 단자로 전송될 제어 신호를 ON으로 설정한다. 이에 응답하여, 상기 급전장치(600)의 릴레이들과 컨버터들(도시되지 않음)이 제어되어, 상기 차량(100)에 DC 전력이 공급되게 된다. 다른 한편으로, 상기 축전장치(110)가 완전 충전 상태에 있는 경우 또는 상기 차량(100)측의 기기의 고장 때문에 충전이 금지되는 경우, 상기 PLG-ECU(350)는 예를 들면 P 단자로 전송될 제어 신호를 OFF로 설정함으로써, 상기 급전장치(600)로부터의 전력 공급을 정지시킨다.
상기 입구(220)는 또한 PIB 단자(226)를 더 포함한다. 이러한 단자가 JEVS에 있어서는 빈 단자(vacant terminal)이지만, 상기 제1실시예에 있어서는, 후술하는 리드(250)가 폐지될 때에 충전 릴레이 RY1의 개폐를 제어하기 위하여 상기 전력 라인 PL3이 상기 PIB 단자(226)에 접속된다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 HV-ECU(300)의 경우에서와 같이, 상기 PLG-ECU(350)는, 도시되지 않은 CPU, 메모리, 및 입출력 버퍼를 포함하고, 각종 센서들로부터의 신호들을 수신하며, 각종 기기들로 제어 신호들을 출력하고, 외부 충전 동작이 행해질 때에 충전 동작을 제어한다. 이들 제어 동작들을 행하기 위한 수단이 소프트웨어에 의한 처리에 한정되지 않지만, 전용의 하드웨어 장치(전자회로)를 이용하는 처리일 수도 있다는 점에 유의한다.
상기 PLG-ECU(350)는, 제어부(355), 전원 노드(352), 풀-업 저항(353) 이외에 전압검출부(354)를 더 포함한다.
상기 전압검출부(354)는, 제어 라인 SL3의 전압 VC를 검출하고, 상기 검출된 값을 상기 제어부(355)에 출력한다. 상기 제어부(355)는, 상기 전압 VC에 의거하여, 상술된 바와 같이 상기 급전장치(600)에 대한 접속을 확인하고, 후술하는 바와 같이 상기 리드(250)가 개폐되는 지의 여부를 판정한다. 상기 전압검출부(354)는 상기 제어부(355) 내에 포함될 수도 있다.
상기 PLG-ECU(350)는, 상기 충전 케이블의 접속 상태 및 상기 충전 기기의 상태에 관한 정보 ALM을 경고장치(warning device; 190)에 출력하여, 조작자에 대하여 이들 상태들을 통지한다. 상기 PLG-ECU(350)는, 상기 충전 케이블이 접속된 상태로 상기 차량(100)이 주행되는 것을 방지하기 위한 운전 금지 신호 INH를 상기 HV-ECU(300)에 출력한다.
도 1에 도시된 차량(100)과 같이, 복수의 충전구들로부터의 전력이 공급될 수 있고, 복수의 충전구들로부터 연장되는 전력 라인들이 충전 릴레이 RY1을 공유하는 한편, 예를 들면 상기 외부전원(500)로부터 공급되는 전력에 의해 상기 축전장치(110)가 충전되는 차량에 있어서는, 상기 입구(220)의 DCLP 단자(221) 및 DCLN 단자(222)에 고압의 전압(예를 들면, 200V)이 인가된다.
일반적으로, 이러한 입구는 안전을 위하여 단자의 충전 부분이 용이하게 터치될 수 없도록 하는 구조이다. 하지만, 상술된 바와 같이 상기 단자에 전압이 인가된 상태에서 리드가 개방된 상태로 남아 있는 경우, 비바람 등으로 인하여 단자 부분에 수분과 이물질들이 들어갈 수 있는데, 이는 누전 및/또는 지락의 원인이 될 수 있다. 이는 기기의 고장이 발생하거나 및/또는 주위에 영향을 끼칠 우려가 있다.
따라서, 제1실시예에 있어서는, 상술된 급전장치(600)와의 접속을 확인하는 기능을 이용함으로써, 상기 리드(250)가 개폐되는 지의 여부가 확인됨과 함께, 상기 리드(250)가 개방되어 상기 충전 케이블(450)이 접속되지 않은 경우, 외부 충전 동작을 금지하도록 상기 차량(100)이 제어된다.
도 3은 제1실시예에 있어서 상기 입구(220)의 리드(250)가 닫힌 상태를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 리드(250)가 폐쇄된 경우에 상기 입구(220)측을 향하는 상기 리드(250)의 내면에는, 상기 리드(250)가 폐쇄되는 경우에 소정의 단자들 간에 전기적으로 접속하기 위한 접속부(235, 236, 237)들이 배치되어 있다.
상기 접속부(235)는, 상기 리드(250)가 폐쇄된 경우에, G 단자(223)와 C 단자(227) 사이에 개재된 저항과 함께 상기 G 단자(223)와 상기 C 단자(227) 간에 접속되어 있다. 상기 접속부(236)는 상기 S1 단자(224) 및 상기 PIB 단자(226)를 단락시킨다. 상기 접속부(237)는 상기 G 단자(223) 및 상기 S2 단자(230)를 단락시킨다.
도 4는 상기 입구(220)의 리드(250)가 폐쇄되는 경우의 전기적인 접속을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 접속부(235)에 의해 G 단자(223) 및 C 단자(227)가 상기 G 단자(223)와 상기 C 단자(227) 사이에 개재된 저항과 함께 접속되는 경우에는, 상기 제어 라인 SL3에서는, 전원 노드(352)로부터 공급되는 전원전압, 풀-업 저항(353) 및 접속부(235)의 저항에 의해 결정되는 전압이 발생한다. 이러한 전압은, 상기 풀-업 저항(353)과 상기 접속부(235)의 저항의 저항값들을 적절하게 설정함으로써, 상기 G 단자(223)와 상기 C 단자(227) 간의 접속 상태가 개방되는 경우(즉, 리드가 개방되는 경우)에 발생하는 전압보다 낮아질 수 있고, 상기 G 단자(223) 및 상기 C 단자(227)가 단락되는 경우(즉, 충전 케이블(450)이 접속된 경우)에 발생하는 전압보다 높아질 수 있다. 따라서, 상기 전압검출부(354)에 의해 검출되는 제어 라인 SL3의 전압에 의거하여, 상기 리드(250)의 개폐 여부와 상기 급전장치(600)와의 접속 상태를 판정할 수 있게 된다.
상기 접속부(236)에 의해 상기 S1 단자(224) 및 상기 PIB 단자(226)가 단락되는 경우, 상기 전력 라인 PL3으로부터 상기 S1 단자(224)에 전원전압이 공급된다. 상기 접속부(237)에 의해 상기 G 단자(223) 및 상기 S2 단자(230)가 단락되는 경우, 상기 S2 단자(230)는 상기 차량(100)의 바디 어스(즉, 접지)에 접속된다. 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 PLG-ECU(350)는, 상기 S1 단자(224)에 전원전압이 공급되고, S2 단자(230)가 접지에 접속되는 것에 따라, 상기 충전 릴레이 RY1을 폐쇄시킨다. 따라서, 상술된 바와 같이, 상기 접속부(236)가 상기 S1 단자(224)를 단락시키고, 상기 PIB 단자(226) 및 상기 접속부(237)가 상기 G 단자(223) 및 상기 S2 단자(230)를 단락시키는 경우, 상기 충전 릴레이 RY1이 폐쇄된다.
다른 한편으로, 상기 리드(250)가 개방되어 상기 급전장치(600)가 접속되지 않은 경우, 상기 S1 단자(224)에 전원전압이 공급되지 않고, 상기 S2 단자가 접지에 접속되지 않으므로, 상기 PLG-ECU(350)는 상기 충전 릴레이 RY1을 개방함과 함께, 외부 충전 동작을 행할 수 없기 때문에 상기 충전장치(200)에 의한 전력 변환 동작도 정지시키게 된다. 따라서, 상기 리드(250)가 개방되어, 상기 급전장치(600)가 접속되지 않은 경우에는, 상기 외부전원(500)으로부터의 전력이 상기 입구(210)에 공급되는 경우에도, 상기 입구(220)의 DCLP 단자(221) 및 DCLN 단자(222)에 고압의 DC 전압이 인가되는 것이 방지된다.
도 5는 상기 PLG-ECU(350)에 의해 처리가 실행되는 충전 가부의 여부를 판정하기 위한 제어 처리를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 5 및 후술하는 도 11에 도시된 플로우차트의 단계들은, 메인 루틴에 의해 호출되는 사전에 미리 상기 PLG-ECU(350)에 저장된 프로그램에 의해 구현되고 소정 주기로 실행된다. 대안적으로는, 일부 단계들의 처리는 전용의 하드웨어 장치(전자 회로)를 구축하여 구현될 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 PLG-ECU(350)는, 단계(이하, "단계"는 "S"로 생략됨) 100에서, 상기 전압검출부(354)에 의해 검출된 제어 라인 SL3의 전압 VC를 문턱값 α1 및 α2와 비교함으로써, 상기 리드(250)의 개폐 여부 및 상기 급전장치(600)로의 접속 상태를 판정한다. 여기서, 상기 문턱값 α1은, 상기 차량(100)이 상기 급전장치(600)에 접속되어 있는 지의 여부를 판정하기 위한 문턱값이며, 제로에 가까운 값으로 설정된다. 상기 문턱값 α2는, 상기 리드(250)가 폐쇄된 경우에, 상기 풀-업 저항(353) 및 상기 접속부(235)의 저항에 의해 결정되는 제어 라인 SL3의 전압보다 약간 높은 값으로 설정된다. 구체적으로, 단계 S100에서는, 1) 차량(100)이 충전 케이블(450)을 통해 급전장치(600)에 접속되는 상태; 2) 리드(250)가 폐쇄되는 상태; 및 3) 리드(250)가 개방되어 차량(100)이 급전장치(600)에 접속되지 않은 상태들 가운데 어느 상태가 판정된다.
전압 VC가 문턱값 α1 이하인 경우(S100에서 VC ≤α1), 처리가 S110으로 진행되고, 상기 PLG-ECU(350)는 상기 차량(100)이 상기 충전 케이블(450)을 통해 상기 급전장치(600)에 접속된 상태가 발생하고 있는 것으로 판정한다.
S120에서, 상기 PLG-ECU(350)는, 충전 케이블(450)이 접속된 채로 차량(100)이 이동하는 것에 의한 상기 충전 케이블(450) 및 상기 입구(220) 등의 기기의 고장이나 파손 등을 방지하기 위하여, 상기 HV-ECU(300)에 대하여 운전 금지 신호 INH를 출력한다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 HV-ECU(300)는, 예를 들면 시스템 메인 릴레이 SMR의 폐쇄를 금지하거나 및/또는 상기 PCU(120) 내의 컨버터 또는 인버터(모두 도시되지 않음)를 정지시키기 위한 제어 신호를 출력함으로써, 상기 차량(100)의 운전을 금지시킨다.
다음으로, S125에서는, 상기 PLG-ECU(350)가 상기 축전장치(110)의 충전을 실행하는 지의 여부를 판정한다.
상기 축전장치(110)가 충전되는 경우(S125에서 YES), 상기 PLG-ECU(350)는 S130에서 제어 신호 SE2를 ON으로 설정하여 상기 제어 신호 SE2를 출력함으로써 상기 충전 릴레이 RY1을 폐쇄시킨다.
다른 한편으로, 상기 축전장치(110)가 완전-충전 상태에 있거나 또는 예컨대 충전 개시 시각에 도달하지 않기 때문에 충전이 바로 실행되지 않은 경우(S125에서 NO)에는, 처리가 S170으로 진행되어, 상기 PLG-ECU(350)가 제어 신호 SE2를 OFF로 설정하여 상기 제어 신호 SE2를 출력함으로써 상기 충전 릴레이 RY1을 개방시킨다.
전압 VC가 문턱값 α1 보다 높고, 문턱값 α2 이하인 경우(S100에서 α1 < VC ≤ α2)에는, 처리가 S140으로 진행되어, 상기 PLG-ECU(350)는 상기 리드(250)가 폐쇄된 상태가 발생하고 있는 것으로 판정한다.
그 후, 상기 처리가 S125로 진행되어, 상술된 바와 같이, 상기 PLG-ECU(350)는 충전을 실행할 것인 지의 여부에 관한 판정 결과에 따라 상기 충전 릴레이 RY1을 제어한다(S130 또는 S170).
전압 VC가 문턱값 α2 보다 높은 경우(S100에서 VC > α2), 상기 PLG-ECU(350)는, S150에서, 상기 리드(250)가 개방되어 상기 급전장치(600)가 접속되지 않은 상태가 발생하고 있는 것으로 판정한다. 상기 제어 라인 SL3이 단선된 경우에도 이러한 상태가 발생한다. 따라서, 이러한 경우에는, 상기 PLG-ECU(350)가 외부 충전 동작이 허가되어서는 안되는 것으로 판정한다.
다음으로, S160에서, 상기 PLG-ECU(350)는 상기 리드(250)가 개방되어 상기 급전장치(600)가 접속되지 않은 상태가 발생하고 있는 것을 조작자에게 통지하기 위하여 상기 경고장치(190)에 의해 알람을 출력한다.
상기 PLG-ECU(350)는 그 후에 S170에서 제어 신호 SE2를 OFF로 설정하여 상기 제어 신호 SE2를 출력함으로써 상기 충전 릴레이 RY1을 개방시킨다. 상기 리드(250)가 개방되어 상기 급전장치(600)가 접속되지 않은 경우에도, 상기 외부전원(500)에 대한 연결을 위해 사용되는 충전 케이블(400)이 상기 입구(210)에 접속되지 않은 경우에는, 즉시 차량(100)의 운전을 금지시킬 필요는 없기 때문에, 이 경우에는, 상기 HV-ECU(300)에 대하여 운전 금지 신호 INH가 출력되지 않는다.
상술된 처리에 따른 제어를 행함으로써, 상기 리드(250)의 개폐 여부와 상기 급전장치(600)로의 접속 상태를 판정할 수 있고, 그 판정 결과에 따라 상기 충전 릴레이 RY1의 개폐 제어를 행할 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 상기 리드(250)가 개방된 상태에서, 상기 입구(220)의 단자 부분에 고압의 DC 전압이 인가되는 것을 방지할 수 있으므로, 누전 및/또는 지락으로 인한 기기의 고장 및 주위에 대한 영향을 억제할 수 있게 된다.
상술된 전압 VC의 크기 및 상기 차량(100)의 상태의 표가 도 6에 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 전압 VC가 문턱값 α2 보다 높은 경우(VC < α2), 상기 차량(100)은 상기 리드(250)가 개방되어 상기 차량(100)이 급전장치(600)에 접속되지 않은 상태, 또는 제어 라인 SL3이 단선된 상태에 있다. 또한, 상기 경고장치(190)에는 조작자에게 경고를 주기 위한 표시가 제공된다. 이 경우, 운전 금지 신호 INH가 출력되지 않고, 차량(100)의 주행이 가능하다.
전압 VC가 문턱값 α1 보다 높고 또한 문턱값 α2 이하인 경우(α1 < VC ≤ α2), 상기 차량(100)은 상기 리드(250)가 폐쇄된 상태에 있다. 이 경우, 차량(100)의 주행이 가능하다. 상기 입구(220)의 S1 단자(224) 및 S2 단자(230)는 상기 리드(250)의 접속부(236, 237)들에 의해 상기 차량(100)측의 전원전압 및 바디 어스에 각각 접속된다.
전압 VC가 문턱값 α1 이하인 경우(VC ≤ α1), 상기 차량(100)은 상기 충전 케이블(450)을 통해 상기 급전장치(600)에 상기 차량(100)이 접속된 상태에 있다. 또한, 상기 경고장치(190)에는, 상기 충전 케이블(450)이 접속되어 있는 의미의 표시가 제공된다. 이 경우에는, 운전 금지 신호 INH가 출력되어, 상기 차량(100)의 운전이 금지된다. 이 경우, 상기 입구(220)의 S1 단자(224) 및 S2 단자(230)는, 상기 급전장치(600)측의 전원전압 및 접지에 각각 접속된다.
제2실시예
제1실시예에 있어서는, 상기 리드(250)가 폐쇄되는 경우, 상기 입구(220)의 접속부(236, 237)들에 의해 상기 입구(220)의 S1 단자(224) 및 S2 단자(230)가 전원전압 및 바디 어스에 각각 접속되는 구성이 설명되어 있다.
이러한 구성에 있어서는, 상기 리드(250)가 폐쇄되어 상기 외부전원(500)으로부터 공급되는 전력을 사용하여 충전 동작이 행하여지는 동안, 갑자기 상기 리드(250)가 개방되면, 상기 충전 릴레이 RY1을 통해 충전 전류가 흐르고 있는 동안에 상기 충전 릴레이 RY1의 접점이 개방될 가능성이 있다. 이는 충전 릴레이 RY1의 접점이 용착(melting and sticking)해 버릴 우려가 있다.
제2실시예에 있어서는, 차량이 S1 단자(224) 및 S2 단자(230)와 PLG-ECU(350) 간에 각각 연결하는 제어 라인 SL1 및 SL2를, 전원전압 및 바디 어스에 각각 접속하는 복수의 스위치들을 포함하고, 상기 PLG-ECU(350)가 복수의 스위치들을 제어하는 구성이 설명된다. 이러한 구성에 의하면, 외부전원(500)으로부터 공급되는 전력을 사용하여 충전 처리가 행하여지는 동안에 상기 리드(250)가 개방되는 경우에도, 상기 PLG-ECU(350)가 상기 충전장치(200)로부터 출력되는 DC 전류를 저감시킨 후에 상기 충전 릴레이 RY1을 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 충전 릴레이 RY1의 접점의 용착을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 제2실시예를 따른 차량(100)의 전체 블록도이다. 도 7은 제1실시예의 도 1에 도시된 PLG-ECU(350)가 스위치 SW1 및 SW2, 그리고 스위치 제어부(356)를 더 포함한다. 도 1에 도시된 것에 대응하는 도 7에 도시된 구성요소들의 설명은 반복하지 않는다.
도 7을 참조하면, 상기 PLG-ECU(350)는 전원 노드(351) 및 스위치 SW1 및 SW2를 더 포함한다. 또한, 상기 PLG-ECU(350) 내의 제어부(355)는 스위치 제어부(356)를 포함한다.
상기 스위치 SW1은 상기 스위치 제어부(356)에 의해 구동되어, 제어 라인 SL1에 대한 전원 노드(351)로부터 공급될 전원전압의 공급과 차단을 전환시킨다. 또한, 상기 전원 노드(351)로부터의 전원전압에 대해서는, 상기 전원 노드(352)로부터의 전원전압이나 전력 라인 PL3으로부터의 전원전압이 사용될 수도 있다.
상기 스위치 SW2는 또한 스위치 제어부(356)에 의해 구동되어, 제어 라인 SL2 및 상기 차량(100)의 바디 어스 간의 접속과 차단을 전환시킨다.
상기 스위치 SW1 및 SW2가 상기 PLG-ECU(350) 내에 배치되어 있지만, 상기 스위치 SW1 및 SW2는 상기 PLG-ECU(350) 외부에 배치될 수도 있다.
상기 스위치 제어부(356)는, 상기 전압검출부(354)로부터의 제어 라인 SL3의 전압 VC의 검출값을 수신한다. 상기 스위치 제어부(356)는, 전압 VC에 의거하여, 상기 리드(250)가 폐쇄된 것을 검출하고, 또한 상기 외부전원(500)로부터의 전력을 사용하여 상기 축전장치(110)가 충전되는 경우, 상기 스위치 SW1 및 SW2를 턴 온시키기 위하여 상기 스위치 제어부(356)가 제어를 행한다. 이러한 방식으로, 상기 전원 노드(351)와 상기 제어 라인 SL1 사이에서 그리고 제어 라인 SL2와 바디 어스 사이에서 접속이 이루어진다.
상기 스위치 제어부(356)가, 전압 VC에 의거하여, 상기 리드(250)가 폐쇄된 것을 검출하는 경우에는, 상기 충전장치(200)의 전력 변환 동작을 정지시켜 DC 전류의 출력을 정지시키도록 제어 신호 PWE를 출력한다. 상기 충전장치(200)의 전력 변환 동작을 정지시키는 제어 신호 PWE의 출력으로부터 소정의 시간이 경과한 후, 상기 스위치 제어부(356)는 전류센서(도시되지 않음)에 의해 측정된 상기 충전장치(200)로부터 출력되는 DC 전류가 소정의 문턱값 이하인 것을 검출한 것에 따라, 상기 스위치 SW1 및 SW2를 턴 오프시키기 위하여 제어를 행한다. 이러한 방식으로, 전원 노드(351)와 제어 라인 SL1 간의 접속 및 제어 라인 SL2와 바디 어스 간의 접속이 차단(cut off)된다. 그 결과, 충전 전류를 저감시킨 후, 충전 릴레이 RY1을 개방시킬 수 있게 된다.
도 8은 제2실시예에 있어서 상기 입구(220)의 단자들의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서는, 제1실시예의 도 2에 도시된 PIB 단자(226)가 빈 단자인 점에서 차이가 있다.
도 9는 제2실시예에 있어서 상기 입구(220)의 리드(250)가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다. 제2실시예에 있어서, 상기 제어 라인 SL1 및 SL2는, 상기 스위치 SW1 및 SW2에 의해 전원전압 및 바디 어스에 접속되므로, 제1실시예의 도 3에 도시된 접속부(236, 237)들이 불필요하다. 따라서, 상기 리드(250)의 개폐 여부를 검출하기 위하여 상기 접속부(235)만이 배치되고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 리드(250)가 폐쇄되는 경우, 상기 입구(220)의 G 단자(223) 및 C 단자(227)가 상기 접속부(235)를 통해 서로 접속된다.
도 11은 상기 PLG-ECU(350)에 의해 처리가 실행되는 충전 가부 여부를 판정하기 위한 제어 처리를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 11에 도시된 플로우차트는, 제1실시예의 도 5에 도시된 플로우차트에 단계 S145, 및 S161 내지 S163을 추가하여 얻어진다. 도 5에 도시된 것에 대응하는 도 11에 도시된 단계들의 설명은 반복하지 않는다.
도 7 및 도 11을 참조하면, S100에서 전압 VC가 문턱값 α1 보다 높고 문턱값 α2 이하인 경우(α1 <ＶＣ≤α2), 즉 리드(250)가 폐쇄된 상태가 발생하고 있는 것으로 판정하는 경우(S140)에는, 상기 PLG-ECU(350)가, S145에 있어서, 스위치 SW1 및 SW2를 턴 온시켜 상기 제어 라인 SL1 및 SL2를 전원전압 및 바디 어스에 각각 접속시킨다. 이러한 방식으로, 충전 릴레이 RY1을 폐쇄하기 위한 조건이 충족된다.
그 후, S125로 처리가 진행되어, 제1실시예의 경우에서와 같이, 상기 PLG-ECU(350)는 충전을 실행할 것인 지의 여부에 관한 판정의 결과를 따라, 상기 충전 릴레이 RY1을 제어한다(S130 또는 S170).
S100에서, 전압 VC가 문턱값 α2 보다 높은 경우(VC > α2), 즉 상기 리드(250)가 개방되어 상기 급전장치(600)가 접속되지 않은 상태가 발생하고 있는 것으로 판정하는 경우(S150), 상기 PLG-ECU(350)는 S160에서 알람을 출력하고, S161에서 상기 충전장치(200)의 충전 종료 처리를 개시한다.
그 후, 상기 PLG-ECU(350)는, S162에 있어서 충전이 계속 중인 지의 여부를 판정한다. S162에 있어서, 충전이 계속 중인 지의 여부에 관한 판정은, 예를 들면 S161에 있어서 충전 종료 처리의 개시로부터 소정 시간이 경과하였는 지의 여부에 의거하여, 또는 전류센서(도시되지 않음)에 의해 측정된 상기 충전장치(200)로부터 출력되는 DC 전류가 소정값 이하로 된 지의 여부에 의거하여 행하여진다.
충전이 계속 중인 경우(S162에서 YES), 처리가 S162로 되돌아가고, 상기 PLG-ECU(350)는 충전 종료를 기다린다.
다른 한편으로, 충전 처리가 종료되는 경우(S162에서 NO)에는, 처리가 S163으로 진행되어, 상기 PLG-ECU(350)는 스위치 SW1 및 SW2를 턴 오프시킨다. 그리고, S170으로 처리가 진행되어, 상기 충전 릴레이 RY1이 개방된다.
이러한 처리에 따른 제어를 수행함으로써, 외부 충전 동작 시에 리드(250)가 개방되는 경우에도, 충전 전류를 저감시킨 후에 충전 릴레이 RY1을 개방시킬 수 있다. 따라서, 상기 충전 릴레이 RY1의 접점들의 용착을 방지할 수 있게 된다.
상기 실시예들의 "입구(220)" 및 "입구(210)"는, 각각 본 발명의 "제1입구" 및 "제2입구"의 예시들이다. 상기 "C 단자(227)", "G 단자(223)", "S1 단자(224)", "S2 단자(230)", "PIB 단자(226)"는, 각각 본 발명의 "제1단자" 내지 "제5단자"의 예시들이다. 상기 실시예들의 "PLG-ECU(350)"는, 본 발명의 "제어장치"의 일례이다. 상기 실시예들의 "제어 라인 SL1" 및 "제어 라인 SL2"는 본 발명의 "제1배선" 및 "제2배선"의 예시들이다. 상기 실시예들의 "스위치 SW1" 및 "스위치 SW2"는, 본 발명의 "제1스위치" 및 "제2스위치"의 예시들이다. 상기 실시예들의 "전원 노드(352)"는 본 발명의 "전압접속부"의 일례이다.
여기서 개시된 실시예들은 단지 예시들로서, 제한적인 것으로 간주되어서는 아니된다. 본 발명의 범위는 상기 설명이 아니라 청구범위에 의하여 결정되는 것이며, 특허청구의 범위 및 그 균등한 의미 내에서의 모든 변경들을 포함하고자 의도되어 있다.

Claims (11)

  1. 충전 케이블을 거쳐 외부의 급전장치로부터의 전력을 받아 충전가능한 차량으로서,
    상기 충전 케이블의 커넥터와의 접속을 위하여, 상기 급전장치로부터의 전력을 받기 위한 전력단자, 및 상기 전력단자와는 다른 제1단자 및 제2단자를 포함하는 제1입구;
    상기 제1입구를 보호하면서 개폐가능한 보호부;
    상기 제1입구에 전기적으로 접속되어, 상기 급전장치로부터 공급되는 전력에 의해 충전될 수 있는 축전장치; 및
    상기 제1단자와 상기 제2단자 간의 접속 상태에 의거하여, 상기 보호부의 개폐 여부를 판정하도록 구성된 제어장치를 포함하여 이루어지는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단자는, 상기 충전 케이블을 거쳐 상기 차량이 상기 급전장치에 접속된 것을 검출하기 위한 신호를 수신하는 단자이고;
    상기 제2단자는 상기 차량의 바디 어스에 접속되며;
    상기 보호부는, 상기 보호부가 폐쇄될 때에, 상기 제1단자와 상기 제2단자 간에 전기적으로 접속하도록 구성된 접속부를 포함하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보호부가 폐쇄되는 경우, 상기 보호부는 상기 접속부에 포함되는 접속부 저항을 통해 상기 제1단자와 상기 제2단자 사이에 접속하는 차량.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 바디 어스의 전압보다 높은 전압을 풀-업 저항을 거쳐 상기 제1단자에 공급하는 전압접속부, 및 상기 제1단자의 전압을 검출하는 전압검출부를 포함하고;
    상기 전압검출부에 의해 검출된 검출 전압이 제1전압보다 낮은 경우, 상기 제어장치는 상기 차량이 상기 급전장치에 접속되어 있는 것으로 판정하고;
    상기 검출 전압이 상기 제1전압보다는 높으면서, 상기 제1전압보다 높은 제2전압보다는 낮은 경우, 상기 제어장치는 상기 보호부가 폐쇄된 것으로 판정하며;
    상기 검출 전압이 상기 제2전압보다 높은 경우, 상기 제어장치는 상기 보호부가 개방되고 상기 차량이 상기 급전장치에 접속되지 않은 것으로 판정하는 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2전압은, 상기 전압접속부가 상기 접속부 저항 및 상기 풀-업 저항을 거쳐 접지되는 경우, 상기 전압접속부의 전압보다는 낮고, 상기 전압접속부의 전압, 상기 접속부 저항의 저항값, 및 상기 풀-업 저항의 저항값에 의해 결정되는 전압보다 높은 차량.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력단자와 상기 축전장치 사이에 연결되어 있는 전력 라인에 배치되어, 전환장치가 폐쇄될 때에는 도통되도록 구성되고, 전환장치가 개방될 때에는 도통되지 않도록 구성되어 있어서, 상기 급전장치로부터 공급되는 전력의 공급과 차단 간의 전환이 가능한 전환장치를 더 포함하여 이루어지며,
    상기 제어장치는, 상기 축전장치가 충전될 때에 상기 전환장치를 폐쇄시키는 차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충전 케이블은, 상기 축전장치를 충전하기 위한 전력을 전달하는 전력케이블, 상기 급전장치로부터 제1제어용전원전압을 전달하는 전원 라인, 및 상기 급전장치에서 접지되는 접지 라인을 포함하고;
    상기 제1입구는, 상기 충전 케이블이 상기 제1입구에 접속되는 경우, 상기 전원 라인 및 상기 접지 라인이 각각 접속되는 제3단자 및 제4단자, 그리고 상기 차량 내부의 제2제어용전원전압에 접속되는 제5단자를 더 포함하며;
    상기 전환장치는, 상기 제3단자가 전원전압에 접속되고 상기 제4단자가 접지되는 경우에 폐쇄되고;
    상기 보호부는, 상기 보호부가 폐쇄되는 경우, 상기 제3단자와 상기 제5단자 간에 전기적으로 접속하고, 상기 제2단자와 상기 제4단자 간에 전기적으로 접속하도록 구성되는 차량.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 충전 케이블은, 상기 축전장치를 충전하기 위한 전력을 전달하는 전력케이블, 상기 급전장치로부터 제1제어용전원전압을 전달하는 전원 라인, 및 상기 급전장치에서 접지되는 접지 라인을 포함하고;
    상기 제1입구는, 상기 충전 케이블이 상기 제1입구에 접속되는 경우, 상기 전원 라인 및 상기 접지 라인이 각각 접속되는 제3단자 및 제4단자를 더 포함하며;
    상기 전환장치는, 상기 제3단자가 상기 전원전압에 접속되고 상기 제4단자가 접지되는 경우에 폐쇄되고;
    상기 차량은, 상기 제3단자와 상기 제어장치 사이에 연결되어 있는 제1배선 및 상기 제4단자와 상기 제어장치 사이에 연결되어 있는 제2배선을 더 포함하여 이루어지며;
    상기 제어장치는, 전원 노드, 제1스위치가 동작될 때에 상기 제1배선과 상기 전원 노드 사이에 전기적으로 접속하는 상기 제1스위치, 및 제2스위치가 동작될 때에 상기 제2배선과 상기 바디 어스 사이에 전기적으로 접속하는 상기 제2스위치를 포함하고;
    상기 제어장치는, 상기 보호부가 폐쇄된 것을 검출하는 경우, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 동작시키는 차량.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보호부가 개방된 것을 검출하는 경우, 상기 제어장치는, 상기 전환장치를 통해 흐르는 전류가 문턱값 미만으로 떨어진 후, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치 중 적어도 하나의 동작을 정지시키는 차량.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 급전장치는 직류(DC) 전력을 상기 차량에 공급하고;
    상기 차량은, 외부전원으로부터의 교류(AC) 전력을 받기 위한 제2입구, 및 상기 제2입구와 상기 전환장치 사이에 접속되어, 상기 외부전원으로부터 공급되는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 상기 축전장치를 충전시키는 충전장치를 더 포함하여 이루어지며;
    상기 축전장치는, 상기 급전장치로부터 공급되는 DC 전력 및 상기 충전장치로부터 공급되는 DC 전력 중 어느 하나에 의해 충전되는 차량.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 차량이 상기 급전장치에 접속되고 있고 상기 축전장치가 상기 급전장치로부터 공급되는 전력에 의해 충전되는 경우, 또는 상기 보호부가 폐쇄되고 상기 축전장치가 상기 외부전원으로부터 공급되는 전력에 의해 충전되는 경우, 상기 전환장치를 폐쇄시키는 차량.
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