KR20170020035A - Plc 제어 방법 - Google Patents

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KR20170020035A
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정명선
조현용
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박준서
이영종
이원곤
김명식
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현대자동차주식회사
주식회사 유라코퍼레이션
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 전기자동차와 전원공급장치 간에 PLC(Power Line Communication) 통신을 이용하되, 급속 충전 시 충전 커넥터의 접촉 감지를 제어하여 전기자동차의 PLC 제어부와 전원공급장치 간에 통신 연결 실패 또는 오작동을 방지하기 위한 PLC 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어 방법은 PLC 제어부에 전원이 인가되면, PLC 제어부가 대기 모드로 진입되는 단계, 상기 PLC 제어부는 PLC 통신 상태가 슬립(sleep) 상태인지 여부를 확인하는 단계, 상기 PLC 제어부가 PLC 통신 상태의 슬립 상태 여부를 확인한 후, 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단하는 단계, 상기 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)가 초기화되는 단계, 상기 PLC 제어부가 제어 파일럿(Control Pilot) 신호를 측정하는 단계, 상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계, 상기 PLC 제어부가 상기 PWM 주기를 완속 충전기(OBC) 또는 배터리 제어 시스템(BMS)에 송신하는 단계, 상기 배터리 제어 시스템(BMS)이 PWM 주기를 최종 판단하여 상기 PLC 제어부에 PLC 충전 여부를 승인하는 단계 및 상기 PLC 제어부가 PLC 충전 모드를 시작하는 단계를 포함한다.

Description

PLC 제어 방법{Method for controlling Power Line Communication}
본 발명은 PLC 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PLC 통신을 이용하여 전기 차량과 전원공급장치 간의 충전을 제어하는 기술에 관한 것이다.
지구의 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있는 요즈음 무공해 에너지의 사용은 날로 중요성을 더해가고 있다.
특히, 대도시의 대기오염 문제는 날로 심각해지고 있는데, 차량의 배기가스는 그 주요원인 중의 하나이다.
이와 같은 상황에서 무공해 에너지인 전기를 동력원으로 사용하는 이른바 전기 차량을 실용화하기 위한 연구가 근래 들어 활발하게 진행되고 있다. 전기 차량은 외부로부터 전기 에너지를 공급받아 이를 배터리에 충전한 후, 배터리에 충전된 전압으로 차륜과 결합된 모터를 통해 기계적 에너지인 동력을 얻는다.
즉, 전기 차량은 배터리에 충전된 전압으로 모터를 구동시켜야 하기 때문에 대용량의 충전식 배터리를 사용하며, 이러한 대용량의 충전식 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전장치를 구비하고 있다.
배터리 충전장치는 충전시간에 따라 급속 충전기와 완속 충전기로 구분할 수 있으며, 차량 탑재 여부에 따라 탑재형 및 거치형으로 구분될 수 있다. 급속 충전기는 주유소와 같이 주행 중 긴급하게 충전하기 위한 장소에 설치되고 충전시간은 약 20분 정도 소요된다. 반면, 완속 충전기는 주차장이나 쇼핑몰 등 장시간 주차가 예상되는 장소에 설치되고 충전시간은 약 5시간 정도 소요된다.
이러한 전기 차량은 긴급 충전 또는 완속 충전 시에 충전 제어 신호를 처리하는 제어부에서 불필요한 전기 에너지가 소비되고, 노이즈가 발생할 수 있고, 제어부가 전기 차량이 충전 중이 아닌 경우에도 지속적으로 동작함으로써 불필요한 전기 에너지가 소비되고, 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.
[특허문헌]한국공개특허 2013-0081973호.
본 발명은 전기자동차와 전원공급장치 간에 PLC(Power Line Communication) 통신을 이용하되, 급속 충전 시 충전 커넥터의 접촉 감지를 제어하여 전기자동차의 PLC 제어부와 전원공급장치 간에 통신 연결 실패 또는 오작동을 방지하기 위한 PLC 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어 방법은 PLC 제어부에 전원이 인가되면, PLC 제어부가 대기 모드로 진입되는 단계, 상기 PLC 제어부가 PLC 통신 상태의 슬립 상태 여부를 확인한 후, 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단하는 단계, 상기 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)가 초기화되는 단계, 상기 PLC 제어부가 제어 파일럿(Control Pilot) 신호를 측정하는 단계, 상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계, 상기 PLC 제어부가 상기 PWM 주기를 완속 충전기(OBC) 또는 배터리 제어 시스템(BMS)에 송신하는 단계 및 상기 배터리 제어 시스템(BMS)이 PWM 주기를 최종 판단하여 상기 PLC 제어부에 PLC 충전 여부를 승인하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 PLC 통신 상태가 슬립 상태인지 여부를 확인하는 단계에서, 상기 PLC 통신 상태가 슬립 상태인지 여부는 상기 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)가 일정 시간을 주기적으로 체크하고, 캔 통신을 통해 일정 신호(활성화 신호)가 수신되는지에 따라 판단될 수 있다.
또한, 상기 PLC 제어부는 PLC 통신 상태를 모니터링하여 설정된 시간이 지나기 전에 일정 신호를 수신하면, 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 PLC 제어부는 PLC 통신 상태를 모니터링하여 설정된 시간이 지난 후에도 일정 신호를 수신하지 않으면, PLC 통신 슬립 모드를 실시하고, 각각의 제어부들의 PLC 통신을 비활성화할 수 있다.
또한, 상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계에서, 상기 PLC 제어부는 상기 PWM 주기가 감지되면, PWM 주기가 5% 이상 또는 이하 인지 여부를 판단하여 상기 완속 충전기 또는 상기 배터리 제어 시스템에 송신할 수 있다.
또한, 상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계에서, 상기 PLC 제어부는 상기 PWM 주기가 감지되지 않으면, 상기 PLC 제어부가 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 다시 판단할 수 있다.
또한, 상기 PLC 제어부에 PLC 충전 여부를 승인하는 단계 이후, 상기 PLC 제어부가 PLC 충전 모드를 시작하는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술은 전기차량의 급속 충전 시 충전 커넥터가 체결된 상태에서 PLC 통신이 유지되므로 충전 스케줄링 또는 부가 서비스가 제공될 수 있다.
아울러, 본 기술은 전기차량의 주행 중 PLC 통신은 비활성화되어 PLC 통신이 차량의 통신 제어부들에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 커넥터의 접촉상태가 정상상태 또는 이상상태인지 여부에 따른 PLC 제어 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나. 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1을 참조하면, PLC 제어부에 전원이 인가되면, PLC 제어부는 대기 모드가 된다(S100, S110).
다음으로, PLC 제어부는 PLC 통신 상태가 슬립(sleep) 상태인지 여부를 확인한다. PLC 통신 상태가 슬립 상태인지 여부는 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)가 일정 시간을 주기적으로 체크하여 캔 통신을 통해 일정 신호(활성화 신호)가 수신되었는지에 따라 판단된다(S120).
다음에는, PLC 제어부는 PLC 통신 상태를 모니터링하여 설정된 시간이 지나기 전에 일정 신호를 수신하면, 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단한다(S130).
그러나, PLC 제어부가 PLC 통신 상태를 모니터링하여 설정된 시간이 지난 후에도 일정 신호를 수신하지 않으면, PLC 통신 슬립 모드를 실시하고, 각각의 제어부들의 PLC 통신을 비활성화한다(S140, S150).
다음으로, PLC 제어부는 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단한 다음에 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)는 초기화된다(S160).
다음으로, PLC 제어부는 제어 파일럿(Control Pilot) 신호를 측정한다(S170).
다음에는, PLC 제어부는 PWM 주기가 감지되는지 확인한다(S180).
다음으로, PLC 제어부는 PWM 주기를 차량 내 완속 충전기(OBC) 또는 배터리 제어 시스템(BMS)에 송신한다(S190).
다음에는, 배터리 제어 시스템(BMS)는 PWM 주기를 최종 판단하여 PLC 제어부에 PLC 충전 여부를 승인한다(S200).
다음에는, PLC 제어부는 PLC 충전 모드를 시작한다(S210).
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 커넥터의 접촉상태가 정상상태 또는 이상상태인지 여부에 따른 PLC 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 전기차량의 급속 충전 시, PLC 제어부는 충전 커넥터의 접촉 감지에 대한 정상 상태 또는 이상 상태 여부를 판단한다.
PLC 제어부는 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 전압 레벨 변동을 감지하여 충전 커넥터의 체결 및 탈거 상태를 포함하는 접촉 감지 여부를 판단할 수 있다.
즉, PLC 제어부는 충전 커넥터의 접촉이 정상상태 또는 이상상태인 경우에 전압 레벨의 변동을 감지한다.
예를 들어, PLC 제어부는 (i)과 같이 충전 커넥터의 접촉이 정상 상태인 경우에 충전 커넥터가 서로 체결(A)되면 근접 감지 신호의 전압 레벨을 로우(Low)로 설정하고, 충전 커넥터가 서로 탈거(B)되면 전압 레벨을 하이(High)로 설정할 수 있다.
그러나, PLC 제어부는 (ii)와 같이 충전 커넥터의 접촉이 이상 상태인 경우에 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 전압 레벨이 급격한 변동 또는 떨림으로 인하여 충전 커넥터의 체결(C) 및 탈거(D) 상태를 잘못 인식할 수 있다.
본 기술은 전기차량의 급속 충전 시 충전 커넥터가 체결된 상태에서 PLC 통신이 유지되므로 충전 스케줄링 또는 부가 서비스가 제공될 수 있다.
아울러, 본 기술은 전기차량의 주행 중 PLC 통신은 비활성화되어 PLC 통신이 차량의 통신 제어부들에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. PLC 제어부에 전원이 인가되면, PLC 제어부가 대기 모드로 진입되는 단계;
    상기 PLC 제어부가 PLC 통신 상태의 슬립 상태 여부를 확인한 후, 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단하는 단계;
    상기 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)가 초기화되는 단계;
    상기 PLC 제어부가 제어 파일럿(Control Pilot) 신호를 측정하는 단계;
    상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계;
    상기 PLC 제어부가 상기 PWM 주기를 완속 충전기(OBC) 또는 배터리 제어 시스템(BMS)에 송신하는 단계; 및
    상기 배터리 제어 시스템(BMS)이 PWM 주기를 최종 판단하여 상기 PLC 제어부에 PLC 충전 여부를 승인하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 PLC 통신 상태가 슬립 상태인지 여부를 확인하는 단계에서,
    상기 PLC 통신 상태가 슬립 상태인지 여부는 상기 PLC 제어부 내에 구비된 타이머(Timer)가 일정 시간을 주기적으로 체크하고, 캔 통신을 통해 일정 신호(활성화 신호)가 수신되는지에 따라 판단되는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 PLC 제어부는 PLC 통신 상태를 모니터링하여 설정된 시간이 지나기 전에 일정 신호를 수신하면, 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 PLC 제어부는 PLC 통신 상태를 모니터링하여 설정된 시간이 지난 후에도 일정 신호를 수신하지 않으면, PLC 통신 슬립 모드를 실시하고, 각각의 제어부들의 PLC 통신을 비활성화하는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계에서,
    상기 PLC 제어부는 상기 PWM 주기가 감지되면, PWM 주기가 5% 이상 또는 이하 인지 여부를 판단하여 상기 완속 충전기 또는 상기 배터리 제어 시스템에 송신하는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 PLC 제어부가 PWM 주기의 감지 여부를 확인하는 단계에서,
    상기 PLC 제어부는 상기 PWM 주기가 감지되지 않으면, 상기 PLC 제어부가 근접 감지(Proximity Detection) 신호의 감지 여부를 다시 판단하는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 PLC 제어부에 PLC 충전 여부를 승인하는 단계 이후,
    상기 PLC 제어부가 PLC 충전 모드를 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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