KR20160079507A

KR20160079507A - 릴레이 구동 회로 상태진단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160079507A
Application number: KR1020140190985A
Authority: KR
Inventors: 이순종; 라기만; 이상진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-06
Also published as: KR101806996B1

Abstract

본 발명은, 릴레이 구동 회로의 상태를 진단할 수 있는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 개시한다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 릴레이가 구동되기 전에 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하고, 릴레이 구동 회로에 대한 상태를 진단하는 과정에서 안전사고가 발생하지 않도록 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 개시한다.
본 발명의 일 측면에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치는, 릴레이 코일, 일단이 상기 릴레이 코일의 일단과 연결된 제1 선로, 일단이 상기 릴레이 코일의 타단과 연결된 제2 선로, 일단이 상기 제1 선로의 타단과 연결된 제1 스위치, 일단이 상기 제2 선로의 타단과 연결된 제2 스위치 및 상기 제1 스위치의 타단과 상기 상기 제2 스위치의 타단에 연결되어 상기 릴레이 코일로 전류를 흐르게하는 전원부를 포함하는 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 장치로서, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 전압측정부; 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하는 스위치제어부; 및 상기 스위치제어부의 제어에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴 온되거나 턴 오프된 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 전압측정부가 측정한 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 진단부를 포함한다.

Description

릴레이 구동 회로 상태진단 장치 및 방법{State diagnosis apparatus and method for relay drive circuit}

본 발명은 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 릴레이 코일을 여기(energize)시켜 릴레이를 작동시키는 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

한편, 이러한 이차 전지는 단일의 배터리 셀로 사용되는 경우도 있지만, 고전압 및/또는 대용량의 전력저장장치에 사용되기 위해 복수의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 팩의 형태로 사용되는 경우가 많다.

이러한 배터리 팩은, 전기 차량(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle: HEV), 전력저장장치(Electric Storage System: ESS) 등에 탑재되어 전기 모터, 인버터 등과 같은 부하(load)로 전력을 공급한다.

일반적으로, 배터리 팩과 부하 사이의 전력공급선로 상에는 릴레이가 구비되고, 상기 릴레이는, 선택적으로 폐회로를 형성하는 기능을 수행한다. 그리고, 상기 릴레이는, 스위칭 동작을 위해, 릴레이 코일을 포함한 릴레이 구동 회로를 구비할 수 있다. 여기서, 릴레이 구동 회로는, 릴레이 코일과 연결되어 릴레이 코일을 여기(energize)시키는 동작을 수행한다. 즉, 릴레이 구동 회로는, 릴레이 코일을 여기(energize)시켜 릴레이가 턴 온되도록 하고, 릴레이 코일을 비여기(de-energize)시켜 릴레이가 턴 오프되도록 한다. 일반적으로, 릴레이 구동 회로가 릴레이 코일을 여기 또는 비여기시키는 동작은, 릴레이 코일에 연결된 스위치를 턴 온시키거나 턴 오프시키는 스위치 제어 동작에 의해 수행된다. 그런데, 릴레이 코일에 연결된 스위치가 제대로 동작하지 않을 경우, 예를 들어, 스위치가 단락 또는 개방 고장 상태인 경우에는 릴레이가 제대로 작동하지 않는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 릴레이의 상태, 특히, 릴레이 구동 회로의 상태를 판단 내지 진단하는 것은 매우 중요하다고 할 것이다.

한편, 릴레이 구동 회로의 상태 진단은, 릴레이를 구동하기 전에 수행될 필요가 있다. 즉, 릴레이 구동 회로의 상태 진단은, 릴레이가 턴 온되기 전에 수행될 필요가 있다. 왜냐하면, 릴레이가 턴 온된 이후에는 릴레이 구동 회로에 대한 상태 진단이 곤란할 뿐만 아니라, 릴레이 구동 회로의 상태 이상이 발견되더라도 릴레이를 턴 오프시킬 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 이로 인해, 안전사고가 발생할 우려가 있기 때문이다.

다른 한편, 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 과정에서 릴레이 구동 회로를 제어하는 동작이 수행될 수 있는데, 이와 같은 릴레이 구동 회로의 제어 동작이 수행되는 도중에도 안전사고가 발생할 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 목적은, 릴레이 구동 회로의 상태를 진단할 수 있는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 릴레이가 구동되기 전에 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하고, 릴레이 구동 회로에 대한 상태를 진단하는 과정에서 안전사고가 발생하지 않도록 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치는, 릴레이 코일, 일단이 상기 릴레이 코일의 일단과 연결된 제1 선로, 일단이 상기 릴레이 코일의 타단과 연결된 제2 선로, 일단이 상기 제1 선로의 타단과 연결된 제1 스위치, 일단이 상기 제2 선로의 타단과 연결된 제2 스위치 및 상기 제1 스위치의 타단과 상기 상기 제2 스위치의 타단에 연결되어 상기 릴레이 코일로 전류를 흐르게하는 전원부를 포함하는 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 장치로서, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 전압측정부; 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하는 스위치제어부; 및 상기 스위치제어부의 제어에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴 온되거나 턴 오프된 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 전압측정부가 측정한 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 진단부를 포함한다.

상기 스위치제어부는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 모두 턴 오프시켜 제1 진단 회로를 형성하고, 상기 진단부는, 상기 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 단락 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제1 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제1 단자의 전압을 비교하여, 상기 제1 스위치의 단락 여부를 진단하고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 단락 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제1 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제1 스위치가 단락 고장인 것으로 진단하고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제2 스위치가 단락 고장인 것으로 진단할 수 있다.

상기 스위치제어부는, 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고 상기 제2 스위치를 턴 온시켜 제2 진단 회로를 형성하고, 상기 진단부는, 상기 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나가 개방 고장인 것으로 진단할 수 있다.

상기 진단부는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 진단부는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않은 경우, 상기 제2 스위치가 개방 고장인 것으로 진단할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 자동차는, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 릴레이 코일, 일단이 상기 릴레이 코일의 일단과 연결된 제1 선로, 일단이 상기 릴레이 코일의 타단과 연결된 제2 선로, 일단이 상기 제1 선로의 타단과 연결된 제1 스위치, 일단이 상기 제2 선로의 타단과 연결된 제2 스위치 및 상기 제1 스위치의 타단과 상기 상기 제2 스위치의 타단에 연결되어 상기 릴레이 코일로 전류를 흐르게하는 전원부를 포함하는 릴레이 구동 회로를 준비하는 단계; 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 전압측정부 및 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하는 스위치제어부를 준비하는 단계; 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하여 진단 회로를 형성하는 단계; 및 상기 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계를 포함한다.

상기 진단 회로를 형성하는 단계는, 상기 스위치제어부를 이용해 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 모두 턴 오프시켜 제1 진단 회로를 형성하는 단계이고, 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계는, 상기 전압측정부를 이용해, 상기 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 단락 고장 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 릴레이 구동 회로의 단락 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압과, 상기 제1 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제1 단자의 전압을 비교하여, 상기 제1 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계; 및 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제2 선로의 전압과, 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제1 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제1 스위치가 단락 고장인 것으로 진단하고, 상기 제2 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제2 스위치가 단락 고장인 것으로 진단할 수 있다.

상기 진단 회로를 형성하는 단계는, 상기 스위치제어부를 이용해 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고, 상기 제2 스위치를 턴 온시켜 제2 진단 회로를 형성하는 단계이고, 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계는, 상기 전압측정부를 이용해, 상기 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하고, 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나가 개방 고장인 것으로 진단할 수 있다.

상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않은 경우, 상기 제2 스위치가 개방 고장인 것으로 진단할 수 있다.

본 발명에 의하면, 간단한 스위칭 동작을 통해 릴레이 구동 회로의 상태 이상여부를 진단할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 릴레이를 턴 온시키지 않고도 릴레이 구동 회로의 상태 이상여부를 진단할 수 있으므로, 릴레이 구동 회로에 대한 상태진단 과정에서 안전사고가 발생할 우려가 없다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 일련의 진단 프로세스를 통해 스위치의 단락 및 개방 고장 여부 및 릴레이 코일 등의 단선 여부를 모두 진단하는 것이 가능하다.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로와 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치의 연결 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 도 2의 릴레이 구동 회로의 제1 스위치 및 제2 스위치가 모두 턴 오프된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는, 제1 스위치가 단락 고장인 상태에서 스위치제어부가 제1 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 2의 릴레이 구동 회로의 제1 스위치는 턴 오프되고 제2 스위치는 턴 온된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은, 릴레이 코일이 단선된 상태에서 스위치제어부가 제2 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은, 제2 스위치가 개방 고장인 상태에서 스위치제어부가 제2 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템은, 배터리 어셈블리(10), 부하(20), 전력공급선로(50), 릴레이(30)를 포함한다.

상기 배터리 어셈블리(10)는, 적어도 하나의 배터리 셀(C)을 포함한다. 즉, 상기 배터리 어셈블리(10)는, 단위 배터리 셀(C) 또는 배터리 셀(C)의 집합체를 의미한다. 상기 배터리 어셈블리(10)가 2 이상의 배터리 셀(C)의 집합체로 구현될 경우, 2이상의 배터리 셀(C)은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다.

상기 부하(20)는, 상기 배터리 어셈블리(10)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 일 예로, 상기 부하(20)는, 전기 차량, 하이브리드 차량 등에 구비되는 전기 모터 또는 인버터일 수 있다. 다만, 이러한 전기 모터나 인버터는 부하(20)의 일 예로서, 이외의 다른 전기 장치가 부하(20)로 채용될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 배터리 시스템에서 상기 부하(20)는, 배터리 어셈블리(10)로 전력을 공급하는 충전 장치로 대체될 수도 있다.

상기 전력공급선로(50)는, 상기 배터리 어셈블리(10)와 상기 부하(20) 사이에 전류가 흐를 수 있는 경로를 형성한다. 상기 전력공급선로(50)는, 일반적으로 사용되는 전선(electric line)으로 구현될 수 있다.

상기 릴레이(30)는, 상기 전력공급선로(50) 상에 구비되어 상기 배터리 어셈블리(10)와 상기 부하(20) 사이의 전기적 연결을 형성하거나 차단할 수 있다. 즉, 상기 릴레이(30)는, 일종의 스위치로서, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다. 또한, 상기 릴레이(30)는, 릴레이 코일(100)을 포함하는 릴레이 구동 회로(40)를 구비할 수 있다. 상기 릴레이(30)는, 릴레이 구동 회로(40)의 동작에 의해 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프될 수 이 있다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로와 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치의 연결 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로(40)는, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400), 제2 선로(500), 제1 스위치(200), 제2 스위치(300) 및 전원부(600)를 포함한다.

상기 릴레이 코일(100)은, 후술할 전원부(600)로부터 전력을 공급받아 여기(energize)될 수 있다. 즉, 상기 릴레이 코일(100)은, 전원부(600)로부터 전력을 공급받아 자기장을 발생시킬 수 있다. 선택적으로, 상기 릴레이 코일(100)은, 내부에 철심(magnetic core)을 구비하여 자기력선이 집중되도록 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 릴레이 코일(100)은, 전원부(600)로부터 전력을 공급받아 여기되어, 릴레이(30)에 구비된 가동접점(31)이 고정접점(32)과 연결되도록 유도할 수 있으며, 전력공급이 중단될 경우 비여기되어, 릴레이(30)에 구비된 가동접점(31)과 고정접점(32)의 연결이 끊어지도록 유도할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 릴레이 코일의 일단(101)은 제1 선로의 일단(401)에 연결되고, 상기 릴레이 코일의 타단(102)은 제2 선로의 일단(501)에 연결될 수 있다.

상기 제1 선로(400)는, 상기 릴레이 코일(100)과 후술할 제1 스위치(200) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 선로의 일단(401)은 상기 릴레이 코일의 일단(101)과 연결되고, 상기 제1 선로의 타단(402)은 상기 제1 스위치의 일단(201)과 연결될 수 있다.

상기 제2 선로(500)는, 상기 릴레이 코일(100)과 후술할 제2 스위치(300) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 상기 제2 선로의 일단(501)은 상기 릴레이 코일의 타단(102)과 연결되고, 상기 제2 선로의 타단(502)은 상기 제2 스위치의 일단(301)과 연결될 수 있다.

상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)는, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프될 수 있다. 상기 스위치들은, 알려진 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 스위치들은, 접합형 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor: BJT), 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor: FET) 등으로 구현될 수 있다.

상기 제1 스위치(200)는, 상기 릴레이 코일(100)과 후술할 전원부(600) 사이에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 스위치(200)는, 상기 제1 선로(400)를 통해 상기 릴레이 코일의 일단(101)과 연결될 수 있고, 도 2에 도시된 제3 선로(700)를 통해 전원부(600)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1 스위치의 일단(201)은, 상기 제1 선로의 타단(402)과 연결되고, 상기 제1 스위치의 타단(202)은, 제3 선로(700)를 통해 전원부(600)의 제1 단자(601)와 연결될 수 있다.

상기 제2 스위치(300)는, 상기 릴레이 코일(100)과 후술할 전원부(600) 사이에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 스위치(300)는, 상기 제2 선로(500)를 통해 상기 릴레이 코일(100)과 연결될 수 있고, 도 2에 도시된 제4 선로(800)를 통해 전원부(600)와 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 스위치의 일단(301)은, 상기 제2 선로의 타단(502)과 연결되고, 상기 제1 스위치의 타단(202)은, 제4 선로(800)를 통해 전원부(600)의 제2 단자(602)와 연결될 수 있다.

상기 전원부(600)는, 릴레이 코일(100)로 전류를 흐르게한다. 즉, 상기 전원부(600)는, 상기 제1 스위치의 타단(202)과 상기 제2 스위치의 타단(302)에 연결되어, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)가 모두 턴 온될 경우 릴레이 코일(100)로 전류가 흐를 수 있도록 전력을 공급한다. 보다 구체적으로, 상기 전원부(600)의 제1 단자(601)는 제3 선로(700)를 통해 제2 스위치의 타단(302)에 연결되고, 상기 전원부(600)의 제2 단자(602)는 제4 선로(800)를 통해 제1 스위치의 타단(202)에 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전원부(600)는, 전압소스(620) 및 그라운드(610)로 구현될 수 있다. 이때, 그라운드(610)는 제1 단자(601)와 연결되고, 전압소스(620)는 제2 단자(602)와 연결될 수 있다.

상기 릴레이 구동 회로(40)는, 전원부(600), 제1 스위치(200), 제1 선로(400), 릴레이 코일(100), 제2 선로(500), 제2 스위치(300), 전원부(600)의 순서(또는 이와 반대의 순서)로 전류가 흐를 수 있도록 구성되어, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)가 턴온됨에 따라 릴레이 코일(100)로 전류가 흐를 수 있도록 한다. 그리고, 상기의 경로를 통해 전류가 도통됨에 따라 릴레이 코일(100)이 여기되고, 릴레이 코일(100)의 여기에 의해 릴레이의 가동접점(31)이 이동한다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 전압측정부(1100), 스위치제어부(1200) 및 진단부(1300)를 포함한다.

상기 전압측정부(1100)는, 상기 제1 선로(400)의 전압과 상기 제2 선로(500)의 전압을 측정할 수 있다. 상기 제1 선로(400)의 전압은, 상기 제1 선로(400) 상의 임의의 노드의 전압과 같기 때문에, 상기 전압측정부(1100)는, 상기 제1 선로(400) 상의 임의의 노드의 전압을 측정함으로써, 제1 선로(400)의 전압을 측정할 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 선로(500)의 전압은, 상기 제2 선로(500) 상의 임의의 노드의 전압과 같기 때문에, 상기 전압측정부(1100)는, 상기 제2 선로(500) 상의 임의의 노드의 전압을 측정함으로써, 제2 선로(500)의 전압을 측정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전압측정부(1100)는, 상기 제1 선로의 타단(402)에 형성된 노드 및 상기 제2 선로의 타단(502)에 형성된 노드의 전압을 측정하도록 구성되는 것이 좋다.

또한, 상기 전압측정부(1100)는, 측정한 제1 선로(400) 및 제2 선로(500)의 전압을 후술할 진단부(1300)로 전송하여, 진단부(1300)가 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단할 수 있도록 할 수 있다.

상기 스위치제어부(1200)는, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)의 개폐를 제어할 수 있다. 즉, 상기 스위치제어부(1200)는, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)를 선택적으로 턴 온시키거나 턴 오프시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 스위치제어부(1200)는, 상기 스위치들로 제어신호 내지 명령신호를 전송하는 방식으로 상기 스위치들을 제어할 수 있다.

그리고, 상기 스위치제어부(1200)는, 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단하기 위해 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)를 제어할 수 있다. 여기서, 스위치제어부(1200)의 제어에 대응하여 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)가 각각 턴 온되거나 턴 오프된 회로는, 진단 회로라고 명명될 수 있다.

구체적으로, 상기 스위치제어부(1200)는, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)를 모두 턴 오프시킬 수 있다. 그리고, 이러한 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 형성된 릴레이 구동 회로(40)는, 제1 진단 회로라고 명명될 수 있다.

또한, 상기 스위치제어부(1200)는, 상기 제1 스위치(200)를 턴 오프시키고, 상기 제2 스위치(300)를 턴 온시킬 수 있다. 그리고, 이러한 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 형성된 릴레이 구동 회로(40)는, 제2 진단 회로라고 명명될 수 있다.

또한, 상기 스위치제어부(1200)는, 상기 제1 스위치(200)를 턴 온시키고, 상기 제2 스위치(300)를 턴 오프시킬 수 있다. 그리고, 이러한 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 형성된 릴레이 구동 회로(40)는, 제3 진단 회로라고 명명될 수 있다.

한편, 상기 스위치제어부(1200)는, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)를 모두 턴 온시킬 수도 있다. 다만, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)가 모두 턴 온되도록 구성된 릴레이 구동 회로(40)는, 진단 회로로 이용되지 않는 것이 바람직하다. 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)가 모두 턴 온되면, 릴레이 코일(100)이 여기되어 릴레이(30)가 턴 온되기 때문이다. 즉, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)가 모두 턴 온된 회로를 진단 회로로 사용할 경우, 릴레이 구동 회로(40)에 대한 상태를 판단하는 과정에서 안전 사고가 발생할 우려가 있으므로, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)가 모두 턴 온된 회로는 진단 회로로 사용되지 않는 것이 좋다.

상기 진단부(1300)는, 상술한 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 제1 선로(400)의 전압 및 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단할 수 있다. 즉, 상기 스위치제어부(1200)는 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)의 개폐를 조절하여, 소정의 진단 회로를 형성한다. 소정의 진단 회로가 형성되면, 상기 전압측정부(1100)는 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 측정한다. 상기 진단부(1300)는, 이와 같은 과정을 통해 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 진단부(1300)는, 릴레이 구동 회로(40)의 단락 고장 여부를 진단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 진단부(1300)는, 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 단락 고장 여부를 진단할 수 있다. 여기서, 릴레이 구동 회로(40)의 단락 고장은, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300) 중 적어도 하나의 스위치의 단락 고장이라고 할 수 있다. 그리고, 여기서, 단락 고장은, 융착 현상 등에 의해 스위치가 단락 상태에 놓여 스위치제어부(1200)의 턴 오프 명령 내지 턴 오프 제어에 응답하지 않는 상태를 의미한다고 할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여, 릴레이 구동 회로(40)의 단락 고장 여부를 진단하는 동작에 대해 설명하도록 한다.

도 3은, 도 2의 릴레이 구동 회로의 제1 스위치 및 제2 스위치가 모두 턴 오프된 모습을 나타낸 도면이다. 바꾸어 말하면, 도 3은, 제1 진단 회로가 형성된 모습을 나타낸 도면이라고도 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 릴레이 코일의 양단(101, 102)에 각각 제1 선로의 일단(401) 및 제2 선로의 일단(501)이 연결되어 있다. 또한, 제1 선로의 타단(402)은 제1 스위치의 일단(201)과 연결되어 있고, 제2 선로의 타단(502)은 제2 스위치의 일단(301)과 연결되어 있다. 또한, 제1 스위치의 타단(202)은 제3 선로(700)를 통해 전원부(600)의 제1 단자(601)와 연결되어 있고, 제2 스위치의 타단(302)은 제4 선로(800)를 통해 전원부(600)의 제2 단자(602)와 연결되어 있다. 여기서, 전원부(600)는, 전압소스(620)와 그라운드(610)로 구현되어 있고, 전원부(600)의 제1 단자(601)는 전압소스(620)와 연결되고, 전원부(600)의 제2 단자(602)는 그라운드(610)와 연결된다.

그리고, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)는, 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 모두 턴 오프되도록 제어된 상태이다. 즉, 스위치제어부(1200)는 제1 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 상태이다.

한편, 전압측정부(1100)는, 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 제1 선로(400)의 전압 및 제2 선로(500)의 전압을 측정한다.

그리고, 진단부(1300)는, 상기 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 단락 고장 여부를 진단한다. 이때, 상기 진단부(1300)는, 전압측정부(1100)가 측정한 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 전압측정부(1100)로부터 전송받을 수 있다.

일 예로, 상기 진단부(1300)는, 제1 선로(400)의 전압과 전원부(600)의 제1 단자(601)의 전압을 비교하여 제1 스위치(200)의 단락 여부를 진단할 수 있다. 만약, 제1 스위치(200)가 정상 상태인 경우라면, 제1 스위치(200)는 턴 오프 제어된 상태이므로 제1 선로(400)의 전압과 제1 단자(601)의 전압은 달라야 한다. 이와 달리, 제1 스위치(200)가 단락 고장 상태인 경우에는, 제1 스위치(200)가 턴 오프 제어되더라도 제1 스위치(200)는 단락된 상태를 유지할 것이다.

도 4는, 제1 스위치가 단락 고장인 상태에서 스위치제어부가 제1 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 모습을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 제2 스위치(300)는 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 턴 오프되도록 제어되었으나, 제1 스위치(200)는 스위치제어부(1200)의 턴 오프 제어에 불구하고 단락 상태를 유지하고 있다. 이와 같이, 제1 스위치(200)가 단락 고장 상태인 경우에는, 제1 선로(400)의 전압과 제1 단자(601)의 전압은 동일하다(여기서, 동일하다는 의미는, 양 전압값이 완벽하게 일치하는 것뿐만 아니라 오차 범위 내에 있는 경우를 포함한다. 이하 같음). 따라서, 상기 진단부(1300)는, 제1 선로(400)의 전압과 제1 단자(601)의 전압을 비교하여, 제1 선로(400)의 전압이 제1 단자(601)의 전압과 동일한 경우, 제1 스위치(200)가 단락 고장인 것으로 진단할 수 있다.

다른 예로, 상기 진단부(1300)는, 제2 선로(500)의 전압과 전원부(600)의 제2 단자(602)의 전압을 비교하여 제2 스위치(300)의 단락 여부를 진단할 수 있다. 만약, 제2 스위치(300)가 정상 상태인 경우라면, 제2 스위치(300)는 턴 오프 제어된 상태이므로 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 달라야 한다. 이와 달리, 제2 스위치(300)가 단락 고장 상태인 경우에는, 제2 스위치(300)가 턴 오프 제어되더라도 제2 스위치(300)는 단락된 상태를 유지할 것이다. 따라서, 제2 스위치(300)가 단락 고장 상태인 경우에는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하다.

따라서, 상기 진단부(1300)는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하여, 제2 선로(500)의 전압이 제2 단자(602)의 전압과 동일한 경우, 제2 스위치(300)가 단락 고장인 것으로 진단할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 진단부(1300)는, 릴레이 구동 회로(40)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 진단부(1300)는, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 여기서, 릴레이 구동 회로(40)의 개방 고장은, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300) 중 적어도 하나의 스위치의 개방 고장뿐만 아니라 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나의 개방 고장을 포함한다. 그리고, 여기서, 스위치의 개방 고장은, 융착 현상 등에 의해 스위치가 개방 상태에 놓여 스위치제어부(1200)의 턴 온 명령 내지 턴 온 제어에 응답하지 않는 상태를 의미한다고 할 수 있다. 또한, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나의 개방 고장은, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나가 끊어진 상태를 의미한다고 할 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여, 릴레이 구동 회로(40)의 개방 고장 여부를 진단하는 동작에 대해 설명하도록 한다.

도 5는, 도 2의 릴레이 구동 회로의 제1 스위치는 턴 오프되고 제2 스위치는 턴 온된 모습을 나타낸 도면이다. 바꾸어 말하면, 도 5는, 제2 진단 회로가 형성된 모습을 나타낸 도면이라고도 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 릴레이 코일의 양단(101, 102)에 각각 제1 선로의 일단(401) 및 제2 선로의 일단(501)이 연결되어 있다. 또한, 제1 선로의 타단(402)은 제1 스위치의 일단(201)과 연결되어 있고, 제2 선로의 타단(502)은 제2 스위치의 일단(301)과 연결되어 있다. 또한, 제1 스위치의 타단(202)은 제3 선로(700)를 통해 전원부(600)의 제1 단자(601)와 연결되어 있고, 제2 스위치의 타단(302)은 제4 선로(800)를 통해 전원부(600)의 제2 단자(602)와 연결되어 있다. 여기서, 전원부(600)는, 전압소스(620)와 그라운드(610)로 구현되어 있고, 전원부(600)의 제1 단자(601)는 전압소스(620)와 연결되고, 전원부(600)의 제2 단자(602)는 그라운드(610)와 연결된다.

그리고, 제1 스위치(200)는, 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 턴 오프되도록 제어된 상태이고, 제2 스위치(300)는, 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 턴 온되도록 제어된 상태이다. 즉, 스위치제어부(1200)는, 제2 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 상태이다.

한편, 전압측정부(1100)는, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 제1 선로(400)의 전압 및 제2 선로(500)의 전압을 측정한다.

그리고, 진단부(1300)는, 상기 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 개방 고장 여부를 진단한다. 이때, 상기 진단부(1300)는, 전압측정부(1100)가 측정한 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 전압측정부(1100)로부터 전송받을 수 있다.

상기 진단부(1300)는, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 진단부(1300)는, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하고, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하여 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 만약, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500)가 모두 정상 상태인 경우라면, 제1 스위치(200)는 턴 오프되고, 제2 스위치(300)는 턴 온된 상태이므로, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일해야 한다. 그리고, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압 또한 동일해야 한다. 즉, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500)가 모두 정상 상태인 경우라면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 단자(602)의 전압, 제2 선로(500)의 전압 및 제1 선로(400)의 전압은 모두 전압소스(620)의 전압과 동일한 전압값을 갖는다. 그러나, 이와 달리, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나가 단선된 경우, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하지 않다. 예를 들어, 릴레이 코일(100)이 단선된 경우, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하지 않다.

도 6은, 릴레이 코일이 단선된 상태에서 스위치제어부가 제2 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 모습을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 스위치(200)는 턴 오프되도록 제어되고, 제2 스위치(300)는 턴 온되도록 제어된 상태이다. 그리고, 릴레이 코일(100)은 단선되어 있다. 여기서, 제2 스위치(300)는 턴 온된 상태이므로, 제2 단자(602)의 전압과 제1 선로(400)의 전압은 전압소스(620)의 전압과 동일한 전압값을 갖는다. 그러나, 릴레이 코일(100)이 단선된 상태이므로, 제1 선로(400)의 전압은, 제2 단자(602)의 전압과 동일하지 않다. 진단부(1300)는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하지만, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일하지 않을 경우, 제1 스위치의 일단(201)과 제2 스위치의 일단(301) 사이에 구비된 구성요소에 단선이 있는 것으로 진단할 수 있다. 즉, 진단부(1300)는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하지만, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일하지 않을 경우, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나에 단선이 있는 것으로 진단할 수 있다.

또한, 상기 진단부(1300)는, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서, 제2 스위치(300)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 진단부(1300)는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하여, 제2 스위치(300)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 만약, 제2 스위치(300)가 정상 상태인 경우라면, 스위치제어부(1200)가 제2 진단 회로를 형성하였을 때, 제1 스위치(200)는 턴 오프되고, 제2 스위치(300)는 턴 온될 것이다. 따라서, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일할 것이다. 그러나, 이와 달리, 제2 스위치(300)가 개방 고장인 경우라면, 스위치제어부(1200)의 턴 온 제어에도 불구하고 제2 스위치(300)는 개방 상태를 유지할 것이다.

도 7은, 제2 스위치가 개방 고장인 상태에서 스위치제어부가 제2 진단 회로를 형성하도록 스위치들을 제어한 모습을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 제2 스위치(300)는 스위치제어부(1200)의 제어에 따라 턴 온되도록 제어되었으나, 제2 스위치(300)는 스위치제어부(1200)의 턴 온 제어에 불구하고 개방 상태를 유지하고 있다. 이와 같이, 제2 스위치(300)가 개방 고장 상태인 경우에는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하지 않다. 따라서, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압은 동일하지 않게 된다. 따라서, 진단부(1300)는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하여, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일하지 않을 경우, 제2 스위치(300)가 개방 고장인 것으로 진단할 수 있다.

상술한 제2 진단 회로를 이용한 설명은, 제3 진단 회로에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 스위치제어부(1200)는, 제3 진단 회로를 구성할 수 있고, 진단부(1300)는, 제3 진단 회로가 구성된 상태에서, 릴레이 구동 회로(40)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 즉, 진단부(1300)는, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나의 단선을 진단할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 스위치(200)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

한편, 본 명세서에서 제1, 제2라는 용어가 사용되었으나, 제1 및 제2는, 서로를 구별하기 위해 사용된 용어로서, 우선 순위 등을 나타내는 것으로 해석되지 않으므로, 제2 진단 회로를 이용한 진단과 제3 진단 회로를 이용한 진단은 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.

바람직하게는, 상술한 진단은, 순차적인 순서로 진행될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 상술한 다양한 고장 진단을 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 수행하도록 구현될 수도 있다.

일 예로, 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 먼저, 제1 진단 회로를 구성한 후 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)의 단락 고장 여부를 진단할 수 있다. 이어서, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 제2 진단 회로를 구성한 후 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500)의 단선 여부를 진단할 수 있다. 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 제2 진단 회로가 구성된 상태에서, 제2 스위치(300)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다. 마지막으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 제3 진단 회로를 구성한 후, 제1 스위치(200)의 개방 고장 여부를 진단할 수 있다.

선택적으로, 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 상술한 순서로 진단을 수행하면서, 각각의 진단 결과에 대한 플래그를 설정하여, 사용자로 하여금 진단 결과를 인지할 수 있도록 구현될 수도 있다. 또한, 상기 진단 결과에 대한 플래그 설정은, 이상 상태가 발견된 횟수가 기 설정된 임계값보다 큰 경우에 설정되도록 구현될 수 있다.

예를 들어, 상술한 순서에 따라 총 10회의 반복적인 진단이 수행되고, 각각의 진단별로 이상 상태가 발견될 때마다 각각의 진단에 대한 인덱스 넘버를 증가시키고, 인덱스 넘버가 기 설정된 임계값보다 클 경우 해당 진단에 대해 플래그를 설정하도록 구현될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 배터리 팩에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)는, 전기 자동차에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 자동차는, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)를 포함할 수 있다. 여기서, 전기 자동차는, 전기 에너지를 동력원으로 하는 운송 수단으로서, 순수 전기 자동차 뿐만 아니라 하이브리드 자동차를 포함한다.

이하, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 또 다른 측면에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단하는 방법으로서, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법을 수행하는 각 단계의 주체는 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치의 각 구성요소일 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법에 대해서는, 상술한 릴레이 구동 회로 상태진단 장치에 대한 설명 등이 그대로 적용될 수 있으므로 반복적인 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법을 나타낸 순서도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 먼저, 릴레이 구동 회로(40)를 준비한다(S810). 상기 릴레이 구동 회로(40)는, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400), 제2 선로(500), 제1 스위치(200), 제2 스위치(300) 및 전원부(600)를 포함한다. 상기 제1 선로의 일단(401)은, 상기 릴레이 코일의 일단(101)과 연결된다. 상기 제2 선로의 일단(501)은, 상기 릴레이 코일의 타단(102)과 연결된다. 상기 제1 스위치의 일단(201)은 상기 제1 선로의 타단(402)과 연결된다. 상기 제2 스위치의 일단(301)은 상기 제2 선로의 타단(502)과 연결된다. 상기 전원부(600)는, 상기 제1 스위치의 타단(202) 및 상기 제2 스위치의 타단(302)과 연결된다. 상기 전원부(600)는, 상기 제1 스위치(200) 및 상기 제2 스위치(300)가 모두 턴 온될 경우, 상기 릴레이 코일(100)로 전류를 흘려, 상기 릴레이 코일(100)을 여기시킨다.

이어서, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)를 준비한다(S820). 즉, 상기 방법은, 전압측정부(1100), 스위치제어부(1200) 및 진단부(1300)를 준비한다. 여기서, 상기 전압측정부(1100)는, 상기 제1 선로(400) 및 상기 제2 선로(500)의 전압을 측정하도록 구성된다. 또한, 상기 스위치제어부(1200)는 상기 제1 스위치(200)와 제2 스위치(300)를 개폐를 제어하도록 구성된다.

다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 상기 스위치제어부(1200)를 이용하여, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)의 개폐를 제어함으로써 진단 회로를 형성한다(S830). 상기 진단 회로에는, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)가 모두 턴 오프되도록 제어된 제1 진단 회로, 제1 스위치(200)는 턴 오프되도록 제어되고, 제2 스위치(300)는 턴 온되도록 제어된 제2 진단 회로, 제1 스위치(200)는 턴 온되도록 제어되고, 제2 스위치(300)는 턴 오프되도록 제어된 제3 진단 회로가 있을 수 있다.

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단한다(S840).

도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법을 나타낸 순서도이다. 도 9는, 도 8의 순서도에서 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계가 세분화된 순서도를 나타낸 도면이라고 할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 먼저, 릴레이 구동 회로(40)를 준비한다(S910). 상기 릴레이 구동 회로(40)는, 릴레이 코일(100), 제1 선로(400), 제2 선로(500), 제1 스위치(200), 제2 스위치(300) 및 전원부(600)를 포함한다.

이어서, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 릴레이 구동 회로 상태진단 장치(1000)를 준비한다(S920). 즉, 상기 방법은, 전압측정부(1100), 스위치제어부(1200) 및 진단부(1300)를 준비한다.

다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 스위치제어부(1200)를 이용하여 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)를 모두 턴 오프시켜 제1 진단 회로를 형성한다(S930).

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 구동 회로(40)의 상태를 진단한다(S940). 보다 구체적으로, 제1 진단 회로가 형성된 상태에서의 릴레이 구동 회로(40)의 상태진단은, 제1 스위치(200) 및 제2 스위치(300)의 단락 고장 여부에 대한 진단이라고 할 수 있다. 즉, 본 단계는, 제1 진단 회로가 형성된 상태에서, 제1 선로(400)의 전압과 전원부(600)의 제1 단자(601)의 전압을 비교하여 제1 선로(400)의 전압과 제1 단자(601)의 전압이 동일한 경우, 제1 스위치(200)를 단락 고장인 것으로 진단한다. 그리고, 본 단계는, 제1 진단 회로가 형성된 상태에서, 제2 선로(500)의 전압과 전원부(600)의 제2 단자(602)의 전압을 비교하여 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일한 경우, 제2 스위치(300)를 단락 고장인 것으로 진단한다.

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 스위치제어부(1200)를 이용하여 제1 스위치(200)를 턴 오프시키고 제2 스위치(300)를 턴 온시켜 제2 진단 회로를 형성한다(S950).

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제2 선로(500)의 전압을 이용하여 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단한다(S960). 즉, 본 단계는, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하고, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교한다. 본 단계는, 제1 선로(400)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일하지 않고 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일한 경우 릴레이 코일(100), 제1 선로(400) 및 제2 선로(500) 중 적어도 하나가 개방 고장인 것으로 진단한다.

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압을 비교하여, 제2 스위치(300)의 개방 고장 여부를 진단한다(S970). 즉, 본 단계는, 제2 선로(500)의 전압과 제2 단자(602)의 전압이 동일하지 않은 경우 제2 스위치(300)가 개방 고장인 것으로 진단한다.

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 스위치제어부(1200)를 이용하여 제1 스위치(200)를 턴 온시키고 제2 스위치(300)를 턴 오프시켜 제3 진단 회로를 형성한다(S980).

그 다음으로, 상기 릴레이 구동 회로 상태진단 방법은, 제3 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 제1 선로(400)의 전압과 제1 단자(601)의 전압을 비교하여, 제1 스위치(200)의 개방 고장 여부를 진단한다(S990). 즉, 본 단계는, 제1 선로(400)의 전압과 제1 단자(601)의 전압이 동일하지 않은 경우 제1 스위치(200)가 개방 고장인 것으로 진단한다.

선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치는, 상술한 순서로 진단을 수행하면서, 각각의 진단 결과에 대한 플래그를 설정하는 단계를 더 수행할 수도 있음은 전술한 바와 같다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

한편, 본 명세서에서 ~부 라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 각 구성 단위 간에 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것이 아니며, 각각의 구성 단위가 반드시 물리적으로 하나의 소자나 장치에 의해 구현되어야 하는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.

10: 배터리 어셈블리 20: 부하
30: 릴레이 40: 릴레이 구동 회로
50: 전력공급선로 100: 릴레이 코일
200: 제1 스위치 300: 제2 스위치
400: 제1 선로 500: 제2 선로
600: 전원부 601: 제1 단자
602: 제2 단자 610: 그라운드
620: 전압소스 700: 제3 선로
800: 제4 선로 1000: 릴레이 구동 회로 상태진단 장치
1100: 전압측정부 1200: 스위치제어부
1300: 진단부

Claims

릴레이 코일, 일단이 상기 릴레이 코일의 일단과 연결된 제1 선로, 일단이 상기 릴레이 코일의 타단과 연결된 제2 선로, 일단이 상기 제1 선로의 타단과 연결된 제1 스위치, 일단이 상기 제2 선로의 타단과 연결된 제2 스위치 및 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제2 스위치의 타단에 연결되어 상기 릴레이 코일로 전류를 흐르게하는 전원부를 포함하는 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 장치에 있어서,
상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 전압측정부;
상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하는 스위치제어부; 및
상기 스위치제어부의 제어에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 턴 온되거나 턴 오프된 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 전압측정부가 측정한 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 진단부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치제어부는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 모두 턴 오프시켜 제1 진단 회로를 형성하고,
상기 진단부는, 상기 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 단락 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제1 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제1 단자의 전압을 비교하여, 상기 제1 스위치의 단락 여부를 진단하고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제1 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제1 스위치가 단락 고장인 것으로 진단하고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제2 스위치가 단락 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치제어부는, 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고 상기 제2 스위치를 턴 온시켜 제2 진단 회로를 형성하고,
상기 진단부는, 상기 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 진단부는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나가 개방 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 진단부는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 개방 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 진단부는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않은 경우, 상기 제2 스위치가 개방 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 포함하는 배터리 팩.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 릴레이 구동 회로 상태진단 장치를 포함하는 전기 자동차.
릴레이 코일, 일단이 상기 릴레이 코일의 일단과 연결된 제1 선로, 일단이 상기 릴레이 코일의 타단과 연결된 제2 선로, 일단이 상기 제1 선로의 타단과 연결된 제1 스위치, 일단이 상기 제2 선로의 타단과 연결된 제2 스위치 및 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제2 스위치의 타단에 연결되어 상기 릴레이 코일로 전류를 흐르게하는 전원부를 포함하는 릴레이 구동 회로를 준비하는 단계;
상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 전압측정부 및 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하는 스위치제어부를 준비하는 단계;
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 개폐를 제어하여 진단 회로를 형성하는 단계; 및
상기 진단 회로가 형성된 상태에서 측정된 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 진단 회로를 형성하는 단계는, 상기 스위치제어부를 이용해 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 모두 턴 오프시켜 제1 진단 회로를 형성하는 단계이고,
상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계는,
상기 전압측정부를 이용해, 상기 제1 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 단계; 및
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 단락 고장 여부를 진단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 릴레이 구동 회로의 단락 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압과, 상기 제1 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제1 단자의 전압을 비교하여, 상기 제1 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계; 및
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제2 선로의 전압과, 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제1 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제1 선로의 전압과 상기 제1 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제1 스위치가 단락 고장인 것으로 진단하고,
상기 제2 스위치의 단락 고장 여부를 진단하는 단계는, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 제2 스위치가 단락 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 진단 회로를 형성하는 단계는, 상기 스위치제어부를 이용해 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고, 상기 제2 스위치를 턴 온시켜 제2 진단 회로를 형성하는 단계이고,
상기 릴레이 구동 회로의 상태를 진단하는 단계는,
상기 전압측정부를 이용해, 상기 제2 진단 회로가 형성된 상태에서 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로의 전압을 측정하는 단계; 및
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압 및 상기 제2 선로의 전압을 이용하여 상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하고, 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나의 개방 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 제1 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않고, 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일한 경우, 상기 릴레이 코일, 상기 제1 선로 및 상기 제2 선로 중 적어도 하나가 개방 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 스위치의 타단과 연결된 상기 전원부의 제2 단자의 전압을 비교하여, 상기 제2 스위치의 개방 고장 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 릴레이 구동 회로의 개방 고장 여부를 진단하는 단계는,
상기 제2 선로의 전압과 상기 제2 단자의 전압이 동일하지 않은 경우, 상기 제2 스위치가 개방 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 구동 회로 상태진단 방법.