KR20170024817A - 제어라인 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비교적 저렴한 비용으로 구동부하의 제어라인의 상태를 진단할 수 있는 장치를 제공하면서도, 정확하게 제어라인의 상태를 진단할 수 있는 장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치는, 구동스위치가 턴온될 경우 제어라인을 통해 제1고전위노드에서 제1저전위노드 방향으로 전류가 흘러 구동부하를 구동시키는 구동회로로서, 상기 구동스위치의 전위가 상기 구동부하의 전위보다 높은 구동회로의 상기 제어라인을 진단하는 장치로서, 일단이 상기 제어라인 상에 형성된 제1노드에 연결되고, 타단이 제2고전위노드에 연결되며, 서로 직렬 연결된 제1저항, 제2저항 및 제1다이오드를 구비하는 제1진단라인; 일단이 상기 제1노드에 연결되고, 타단이 제2저전위노드에 연결되며, 제3저항을 구비하는 제2진단라인; 상기 제1저항과 상기 제2저항 사이에 형성된 제2노드의 전압을 측정하는 전압측정부; 및 상기 구동스위치를 제어하여 소정 동작모드를 설정하고, 상기 설정된 동작모드에서 상기 전압측정부가 측정한 상기 제2노드의 전압값을 이용하여 상기 제어라인의 상태를 진단하는 제어부;를 포함하고, 상기 제1다이오드는, 상기 제2고전위노드에서 상기 제1노드방향으로의 전류의 흐름을 허용하도록 상기 제1진단라인에 구비될 수 있다.

Description

제어라인 진단 장치{Apparatus for diagnosing state of control line}
본 발명은 선택적으로 전류를 도통시켜 구동부하에 대한 구동을 제어하는 제어라인의 상태를 진단하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 제어라인에 발생할 수 있는 다양한 고장 상태를 진단할 수 있는 제어라인 진단 장치에 관한 것이다.
실생활 등에 널리 사용되고 있는 전기제품은 제어라인을 통해 전류가 흐르면, 전류의 도통에 따라 구동되도록 구성된다. 일 예로, 계전기(릴레이, relay)는, 계전기에 구비된 제어라인을 통해 전류가 흐를 경우 전기 회로를 닫고(close), 상기 제어라인을 통해 전류가 흐르지 않을 경우 전기 회로를 열도록(open) 구성된다. 그런데, 어떠한 원인에 의해 상기 제어라인이 단락되거나 단선되면, 제어라인을 통한 전류의 흐름은 고착되어 구동부하를 제어할 수 없게 된다.
보다 구체적인 예로서, 전기자동차에 사용되는 릴레이를 대표적인 예로 들 수 있다. 최근 전세계적인 관심이 높아지고 있는 전기자동차는, 이차전지와 전기모터 사이의 전기적인 연결을 제어하기 위해 릴레이를 구비하고 있다. 상기 릴레이는, 전기자동차의 제어시스템에 의해 제어되고, 상기 제어시스템은 릴레이 제어 라인의 상태를 진단하기 위한 자체 진단 기능을 구비하고 있다. 그런데, 상기 제어시스템에 구비된 자체 진단 기능은, 제어라인에 전류가 흐르는지 여부를 판단하기 위해 전류 센싱 회로를 추가로 구비하거나, 별도로 값비싼 소자를 구비하여 수행되었다. 그런데, 근래에 릴레이 제어기능을 BMS로 이전하고자 하는 요구가 증가하고 있으며, 이러한 요구에 따라 BMS가 릴레이 제어라인을 자체적으로 진단할 필요성이 증가하고 있다. BMS가 자체적으로 릴레이 제어라인의 상태를 진단할 수 있도록 하기 위해서는 비교적 값싸고 컴팩트한 진단 장치가 필요하다.
본 출원인은, 비교적 저렴한 비용으로 제어라인의 상태를 진단할 수 있는 장치에 대한 필요성을 인식하였다. 본 발명은 상기 필요성으로부터 창안된 것으로서, 비교적 저렴한 비용으로 구동부하의 제어라인의 상태를 진단할 수 있는 장치를 제공하면서도, 정확하게 제어라인의 상태를 진단할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
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 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 제어라인 진단 장치는, 구동스위치가 턴온될 경우 제어라인을 통해 제1고전위노드에서 제1저전위노드 방향으로 전류가 흘러 구동부하를 구동시키는 구동회로로서, 상기 구동스위치의 전위가 상기 구동부하의 전위보다 높은 구동회로의 상기 제어라인을 진단하는 장치로서, 일단이 상기 제어라인 상에 형성된 제1노드에 연결되고, 타단이 제2고전위노드에 연결되며, 서로 직렬 연결된 제1저항, 제2저항 및 제1다이오드를 구비하는 제1진단라인; 일단이 상기 제1노드에 연결되고, 타단이 제2저전위노드에 연결되며, 제3저항을 구비하는 제2진단라인; 상기 제1저항과 상기 제2저항 사이에 형성된 제2노드의 전압을 측정하는 전압측정부; 및 상기 구동스위치를 제어하여 소정 동작모드를 설정하고, 상기 설정된 동작모드에서 상기 전압측정부가 측정한 상기 제2노드의 전압값을 이용하여 상기 제어라인의 상태를 진단하는 제어부;를 포함하고, 상기 제1다이오드는, 상기 제2고전위노드에서 상기 제1노드방향으로의 전류의 흐름을 허용하도록 상기 제1진단라인에 구비될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동스위치가 턴 온된 동작모드에서 측정한 상기 제2노드의 전압값과, 상기 구동스위치가 턴 오프된 동작모드에서 측정한 상기 제2노드의 전압값을 미리 작성된 진단테이블에 기록된 값과 비교하여 상기 제어라인의 상태를 진단할 수 있다.
상기 제어라인의 상태는, 상기 제어라인이 상기 제1고전위노드와 단락된 고전위단락상태, 상기 제어라인이 상기 제1저전위노드와 단락된 저전위단락상태, 상기 제어라인이 단선된 단선상태 및 정상상태 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1진단라인은, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 제1진단스위치를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제어라인을 진단하기 위해 상기 제1진단스위치를 턴 온되도록 제어할 수 있다.
상기 제2진단라인은, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 제2진단스위치를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제어라인을 진단하기 위해 상기 제2진단스위치를 턴 온되도록 제어할 수 있다.
상기 제1저전위노드 및 상기 제2저전위노드는 접지에 연결될 수 있다.
상기 제2고전위노드의 전위는 상기 제1고전위노드의 전위 이하일 수 있다.
상기 구동부하는 릴레이일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 BMS(Battery Management System)는 상기 제어라인 진단 장치를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은 상기 제어라인 진단 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 비교적 저렴한 비용으로 구동부하의 제어라인의 상태를 진단하면서도, 정확하게 제어라인의 상태를 진단할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 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 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5는, 구동회로에 구비된 제어라인의 4가지 상태를 각각 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는, 구동스위치가 턴 온된 동작모드에서 제어라인이 놓여질 수 있는 4가지 상태를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 13은, 구동스위치가 턴 오프된 동작모드에서 제어라인이 놓여질 수 있는 4가지 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 테이블을 나타낸 도면이다.
도 15는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '제어부'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치(200)는 구동회로(100)에 구비된 제어라인(140)의 상태를 진단한다. 도 1의 실시예에서, 상기 제어라인 진단 장치(200)는, 배터리 팩(10)과 부하를 전기적으로 연결하는 릴레이(110)의 제어라인(140)의 상태를 진단한다. 도 1에서 부하는 전기모터(30)로서 전기모터(30)와 배터리 팩(10)은 인버터(20)를 사이에 두고 전기적으로 연결된다.
상기 배터리 팩(10)은, 적어도 하나 이상의 배터리 셀(1)과 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함한다.
상기 배터리 셀(1)은, 에너지 저장 소자로서, 바람직하게는, 리튬 이차 전지일 수 있다. 다만, 상기 배터리 셀(1)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 배터리 셀(1)은 직렬 또는 병렬 연결되어 모듈화될 수도 있다. 즉, 배터리 셀(1)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 직렬 및 병렬로 연결될 수도 있다. 도 1의 실시예에서, 배터리 셀(1)은, 다수의 배터리 셀(1)이 직렬 연결되어 있으나, 배터리 셀(1)의 개수 및 연결관계가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 배터리 관리 시스템(BMS)은, 각 배터리 셀(1)의 상태 및 배터리 팩(10)의 전반적인 상태를 모니터링하고, 다양한 제어 기능을 수행한다.
상기 구동회로(100)는, 구동부하(110), 제1고전위노드(120), 제1저전위노드(130), 제어라인(140) 및 구동스위치(150)를 포함한다. 도 1의 실시예에서, 구동회로(100)는 릴레이(110)를 구동하는 회로이고, 구동부하(110)는, 릴레이(110)라고 할 수 있다.
상기 제어라인(140)은, 구동부하(110)와 구동스위치(150) 사이에 연결되며, 구동스위치(150)가 턴 온될 경우 전류가 흐를 수 있는 경로를 제공한다.
상기 구동스위치(150)는, 제어라인(140)의 일단에 연결되며, 제어신호에 따라 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 스위칭소자일 수 있다. 상기 구동스위치(150)는, 다양한 스위칭소자로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 구동스위치(150)는, MOSFET으로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 상기 구동스위치(150)는, 후술할 제어부로부터 제어신호를 수신하여 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
상기 제1고전위노드(120)는, 상기 제1저전위노드(130)보다 높은 전위를 가져 상기 구동스위치(150)가 턴온되는 경우에 상기 제어라인(140)을 통해 제1고전위노드(120)로부터 제1저전위노드(130) 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 한다. 제1고전위노드(120)에는 전원(Vcc1)이 연결되어 제1저전위노드(130)보다 높은 전위를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전원(Vcc1)은 배터리 팩(10)으로부터 공급된 것일 수 있다.
상기 제1저전위노드(130)는, 상기 제1고전위노드(120)보다 낮은 전위를 가져 상기 구동스위치(150)가 턴온되는 경우에 상기 제어라인(140)을 통해 제1고전위노드(120)로부터 제1저전위노드(130)방향으로 전류가 도통될 수 있도록 한다. 바람직하게는, 제1저전위노드(130)에는 상기 전원(Vcc1)보다 낮은 전위를 갖는 접지(GND1)가 연결될 수 있다.
상기 구동부하(110)는, 제어라인(140)의 타단에 연결되어 제어라인(140)을 통해 전류가 흐르면 구동하도록 구성된다. 도 1의 실시예에서, 상기 구동부하(110)는 릴레이(110)로서, 제어라인(140)을 통해 전류가 흐르면 접점이 연결되어 배터리 팩(10)과 부하 사이의 전기적 연결이 이루어지도록 한다.
한편, 상기 구동스위치(150)는 제1저전위노드(130)에 인접하게 연결되고, 상기 구동부하(110)는 상기 제1고전위노드(120)에 인접하게 연결된다. 즉, 상기 구동부하(110)의 전위는 상기 구동스위치(150)의 전위보다 높은 값을 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동스위치(150)는, 이른바 로우 사이드 스위치로서, 구동부하(110)와 제1저전위노드(130) 사이에 구비된다. 상기 로우 사이드 스위치는, 제1고전위노드(120)와 구동부하(110) 사이에 구비되는 하이 사이드 스위치와 구별된다.
한편, 전술한 구동회로(100)는 릴레이 구동회로(100)로서, 구동회로(100)에 구비된 제어라인(140)은 릴레이(110)를 구동하는데 사용되는 것이나, 이는 하나의 실시예로서, 릴레이(110) 이외의 다른 구동회로를 구동하는데 사용될 수도 있음은 물론이다. 즉, 본 명세서에 개시된 구동회로(100)는, 릴레이(110) 이외에 배터리를 냉각시키기 위한 냉각 팬, 냉각 펌프 등을 구동시키는 데에도 적용될 수 있으며, 배터리 기술 이외의 다른 기술에도 적용될 수 있음은 물론이다. 이와 마찬가지로, 후술할 제어라인 진단 장치(200) 또한 릴레이 구동회로(100)에 구비된 제어라인(140)뿐만 아니라, 이외의 다양한 구동회로에 구비된 제어라인(140)의 상태를 진단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치(200)는, 전술한 구동회로(100)에 구비된 제어라인(140)의 상태를 진단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치(200)는, 제1진단라인(210), 제2진단라인(220), 전압측정부(230) 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제1진단라인(210)은, 상기 제어라인(140)과 제2고전위노드(211) 사이에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1진단라인(210)의 일단은 상기 제어라인(140) 상에 형성된 제1노드(N1)에 연결되고, 상기 제1진단라인(210)의 타단은 상기 제2고전위노드(211)에 연결될 수 있다. 상기 제2고전위노드(211)는 후술할 제2저전위노드(221)와 비교할 때 고전위를 가진다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2고전위노드(211)에는 상기 전원(Vcc1)과 동일하거나 낮은 전위를 갖는 전원(Vcc2)이 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제1노드(N1)는, 구동부하(110)와 구동스위치(150) 사이에 형성된 전기 노드를 의미한다.
상기 제1진단라인(210) 상에는 제1저항(R1), 제2저항(R2) 및 제1다이오드(D1)가 구비될 수 있다. 상기 제1저항(R1), 제2저항(R2) 및 제1다이오드(D1)는 서로 직렬 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1저항(R1)과 상기 제2저항(R2) 사이에 형성된 전기 노드는 제2노드(N2)라고 명명될 수 있다. 상기 제2노드(N2)는, 후술할 전압측정부(230)가 전압을 측정하는 노드로 이용될 수 있다. 상기 제1다이오드(D1)는, 일방향으로 전류를 도통시키는 역할, 즉 정류작용을 하는 소자이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1다이오드(D1)는, 상기 제2고전위노드(211)에서 상기 제1노드(N1)방향으로의 전류의 흐름을 허용하고, 반대 방향으로의 전류의 흐름을 차단하도록 상기 제1진단라인(210)에 구비될 수 있다.
상기 제2진단라인(220)은, 상기 제어라인(140)과 제2저전위노드(221) 사이에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2진단라인(220)의 일단은 상기 제1노드(N1)에 연결되고, 상기 제2진단라인(220)의 타단은 상기 제2저전위노드(221)에 연결될 수 있다. 상기 제2저전위노드(221)는 상기 제2고전위노드(211)와 비교할 때 저전위를 가진다. 상기 제2저전위노드(221)에는 접지(GND2)가 연결될 수 있다. 상기 제2저전위노드(221)에 연결된 접지(GND2)는 제1저전위노드(130)에 연결된 접지(GND1)와 공통접지일 수도 있고, 제1저전위노드(130)에 연결된 접지(GND1)와는 구별되는 독립접지일 수도 있다.
상기 전압측정부(230)는, 상기 제2노드(N2)의 전압을 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전압측정부(230)는, 전압 센서를 구비하여 제2노드(N2)의 전압을 측정할 수 있다(도 1 참조). 상기 전압측정부(230)는 측정한 제2노드(N2)의 전압을 후술할 제어부로 전송할 수 있다.
상기 제어부는, 구동스위치(150)의 스위칭동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 구동스위치(150)의 스위칭동작을 제어하여 동작모드를 설정할 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 설정된 동작모드에서 상기 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압값을 이용하여 상기 제어라인(140)의 상태를 진단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 구동스위치(150)를 턴 온시켜, 상기 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에서 상기 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압값과, 상기 구동스위치(150)를 턴 오프시켜, 상기 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에서 상기 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압값을 이용하여 상기 제어라인(140)의 상태를 진단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에서 측정한 제2노드(N2)의 전압값과, 상기 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에서 측정한 제2노드(N2)의 전압값을 미리 작성된 진단테이블에 기록된 값과 비교하여 제어라인(140)의 상태를 진단할 수 있다.
한편, 상기 제어라인(140)의 상태는 크게 정상상태와 고장상태로 구분될 수 있으며, 고장상태는, 상기 제어라인(140)이 제1고전위노드(120)와 단락된 고전위단락상태, 상기 제어라인(140)이 제1저전위노드(130)와 단락된 저전위단락상태, 상기 제어라인(140)이 단선된 단선상태로 세분화될 수 있다.
도 2 내지 도 5는, 구동회로에 구비된 제어라인의 4가지 상태를 각각 나타낸 도면이다. 도 2 내지 도 5는, 도 1의 구동회로를 나타낸 도면으로서, 제어라인이 놓일 수 있는 4가지 상태를 각각 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 정상상태에 놓인 제어라인(140)이 도시되어 있다(화살표 A 참조). 도 3을 참조하면, 단선상태에 놓인 제어라인(140)이 도시되어 있다(화살표 B 참조). 도 4를 참조하면, 고전위단락상태에 놓인 제어라인(140)이 도시되어 있다(화살표 C 참조). 도 5를 참조하면, 저전위단락상태에 놓인 제어라인(140)이 도시되어 있다(화살표 D 참조).
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 테이블이 작성되는 과정을 설명한다. 이어서, 본 발명의 일 실시예에 따라 소정 동작모드에서 측정한 제2노드의 전압값을 진단 테이블에 기록된 값과 비교하여 제어라인(140)의 상태를 진단하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 구동스위치가 턴 온된 동작모드에서 제어라인이 놓여질 수 있는 4가지 상태에서 제2노드의 전압을 산출하는 과정을 설명하도록 한다.
도 6 내지 도 9는, 구동스위치가 턴 온된 동작모드에서 제어라인이 놓여질 수 있는 4가지 상태를 나타낸 도면이다.
<구동스위치가 턴 온된 동작모드이고, 제어라인이 정상상태인 경우>
먼저, 도 6을 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 정상상태인 모습(화살표 A 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 온되어 있으므로, 제1노드(N1)는 제1저전위노드(130)에 연결된 접지(GND1)에 연결된다. 따라서, 전류는 도 6의 점선을 따라 흐르게 된다. 그 결과, 제2노드(N2)의 전압은, 제2저항(R2)에 인가된 전압과 제1다이오드(D1)에 인가된 전압의 합과 같다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 하기의 수학식과 같다.
V(N2) = V(D1) + V(R2)
= V(D1) + (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))
여기서, V(D1)은, 제1다이오드(D1)에 인가되는 전압이고, V(R2)는, 제2저항(R2)에 인가된 전압이다. 또한, 상기 수학식에서, V(R2)는, R1에 인가되는 전압과 R2에 인가되는 전압의 합을 저항의 크기에 따라 분배하여 산출될 수 있다. 즉, V(R2)는, (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))가 된다. 한편, 제1다이오드(D1)에 인가되는 전압인 V(D1)은 다이오드 소자의 사양에 따라 결정되는 것이므로 상수로 취급할 수 있다.
<구동스위치가 턴 온된 동작모드이고, 제어라인이 단선상태인 경우>
이어서, 도 7을 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 단선상태인 모습(화살표 B 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 온되어 있고, 제어라인(140)이 단선되어 있으므로, 제1노드(N1)는 제1저전위노드(130)에 연결된 접지(GND1)에 연결된다. 따라서, 전류는 도 7의 점선을 따라 흐르게 된다. 그 결과, 제2노드(N2)의 전압은, 제2저항(R2)에 인가된 전압과 제1다이오드(D1)에 인가된 전압의 합과 같다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 하기의 수학식과 같다.
V(N2) = V(D1) + V(R2)
= V(D1) + (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))
여기서, V(D1)은, 제1다이오드(D1)에 인가되는 전압이고, V(R2)는, 제2저항(R2)에 인가된 전압이다. 또한, 상기 수학식에서, V(R2)는, R1에 인가되는 전압과 R2에 인가되는 전압의 합을 저항의 크기에 따라 분배하여 산출될 수 있다. 즉, V(R2)는, (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))가 된다.
<구동스위치가 턴 온된 동작모드이고, 제어라인이 고전위단락상태인 경우>
다음으로, 도 8을 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 고전위단락상태인 모습(화살표 C 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 온되어 있고, 제1고전위노드(120)와 제어라인(140)이 단락되어 있으므로, 제1노드(N1)의 전압은 제1고전위노드(120)에 연결된 전원(Vcc1)의 전압과 동일하다. 그리고, 제2고전위노드(211)에 연결된 전원(Vcc2)의 전위는 제1고전위노드(120)에 연결된 전원(Vcc1)의 전위 이하이고, 제1다이오드(D1)는 제2고전위노드(211)에서 제1노드(N1)방향으로만 전류가 흐를 수 있도록 구비된다. 따라서, 제2노드(N2)의 전압은 제2고전위노드(211)의 전압과 동일하다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 Vcc2이다.
<구동스위치가 턴 온된 동작모드이고, 제어라인이 저전위단락상태인 경우>
그 다음으로, 도 9를 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 저전위단락상태인 모습(화살표 D 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 온되어 있고, 제1저전위노드(130)와 제어라인(140)이 단락되어 있으므로, 제1노드(N1)는 접지(GND1, GND2)에 연결된다. 따라서, 전류는 도 9의 점선을 따라 흐르게 된다. 그 결과, 제2노드(N2)의 전압은, 제2저항(R2)에 인가된 전압과 제1다이오드(D1)에 인가된 전압의 합과 같다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 하기의 수학식과 같다.
V(N2) = V(D1) + V(R2)
= V(D1) + (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))
여기서, V(D1)은, 제1다이오드(D1)에 인가되는 전압이고, V(R2)는, 제2저항(R2)에 인가된 전압이다. 또한, 상기 수학식에서, V(R2)는, R1에 인가되는 전압과 R2에 인가되는 전압의 합을 저항의 크기에 따라 분배하여 산출될 수 있다. 즉, V(R2)는, (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))가 된다.
다음으로, 구동스위치가 턴 오프된 동작모드에서 제어라인이 놓여질 수 있는 4가지 상태에서 제2노드(N2)의 전압을 산출하는 과정을 설명하도록 한다.
도 10 내지 도 13은, 구동스위치가 턴 오프된 동작모드에서 제어라인이 놓여질 수 있는 4가지 상태를 나타낸 도면이다.
<구동스위치가 턴 오프된 동작모드이고, 제어라인이 정상상태인 경우>
먼저, 도 10을 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 정상상태인 모습(화살표 A 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 오프되어 있으므로, 제1노드(N1)는, 구동부하(110)를 통해 제1고전위노드(120)에 연결되고, 제2진단선로를 통해 제2저전위노드(221)에 연결된다. 여기서, 제2고전위노드(211)에 연결된 전원(Vcc2)의 전위는 제1고전위노드(120)에 연결된 전원(Vcc1)의 전위 이하이고, 제1다이오드(D1)는 제2고전위노드(211)에서 제1노드(N1)방향으로만 전류가 흐를 수 있도록 구비된다. 따라서, 제2노드(N2)의 전압은 제2고전위노드(211)의 전압과 동일하다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 Vcc2이다.
<구동스위치가 턴 오프된 동작모드이고, 제어라인이 단선상태인 경우>
이어서, 도 11을 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 단선상태인 모습(화살표 B 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 오프되어 있고, 제어라인(140)이 단선되어 있으므로, 제1노드(N1)는, 제2진단선로를 통해 제2저전위노드(221)에 연결된다. 따라서, 전류는 도 11의 점선을 따라 흐르게 된다. 이 경우, 제2노드(N2)의 전압은, 제3저항(R3)에 인가된 전압과 제1다이오드(D1)에 인가된 전압과 제2저항(R2)에 인가된 전압의 합과 같다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 하기의 수학식과 같다.
V(N2) = V(R3) + V(D1) + V(R2)
= V(D1) + V(R3) + V(R2)
= V(D1) + (Vcc2-V(D1))*((R2+R3)/(R1+R2+R3))
여기서, V(D1)은, 제1다이오드(D1)에 인가되는 전압이고, V(R2)는, 제2저항(R2)에 인가된 전압이며, V(R3)는 제3저항(R3)에 인가된 전압이다. 또한, 상기 수학식에서, V(R3) + V(R2)는, R1에 인가되는 전압과 R2 및 R3에 인가되는 전압의 합을 저항의 크기에 따라 분배하여 산출될 수 있다. 즉, V(R3) + V(R2)는, (Vcc2-V(D1))*((R2+R3)/(R1+R2+R3))가 된다.
<구동스위치가 턴 오프된 동작모드이고, 제어라인이 고전위단락상태인 경우>
다음으로, 도 12를 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 고전위단락상태인 모습(화살표 C 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 오프되어 있지만, 제1고전위노드(120)와 제어라인(140)이 단락되어 있으므로, 제1노드(N1)의 전압은 제1고전위노드(120)에 연결된 전원(Vcc1)의 전압과 동일하다. 또한, 제2고전위노드(211)에 연결된 전원(Vcc2)의 전위는 제1고전위노드(120)에 연결된 전원(Vcc1)의 전위 이하이고, 제1다이오드(D1)는 제2고전위노드(211)에서 제1노드(N1)방향으로만 전류가 흐를 수 있도록 구비된다. 따라서, 제2노드(N2)의 전압은 제2고전위노드(211)의 전압과 동일하다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 Vcc2이다.
<구동스위치가 턴 오프된 동작모드이고, 제어라인이 저전위단락상태인 경우>
그 다음으로, 도 13을 참조하면, 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에 있고, 제어라인(140)은 저전위단락상태인 모습(화살표 D 참조)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 오프되어 있고, 제1저전위노드(130)와 제어라인(140)이 단락되어 있으므로, 제1노드(N1)는 제1저전위노드(130)에 연결된 접지(GND1)에 연결된다. 따라서, 전류는 도 13의 점선을 따라 흐르게 된다. 제2노드(N2)의 전압은, 제2저항(R2)에 인가된 전압과 제1다이오드(D1)에 인가된 전압의 합과 같다. 즉, 제2노드(N2)의 전압은 하기의 수학식과 같다.
V(N2) = V(D1) + V(R2)
= V(D1) + (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))
여기서, V(D1)은, 제1다이오드(D1)에 인가되는 전압이고, V(R2)는, 제2저항(R2)에 인가된 전압이다. 또한, 상기 수학식에서, V(R2)는, R1에 인가되는 전압과 R2에 인가되는 전압의 합을 저항의 크기에 따라 분배하여 산출될 수 있다. 즉, V(R2)는, (Vcc2-V(D1))*(R2/(R1+R2))가 된다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 테이블을 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 도 6 내지 도 13을 통해 설명한 2가지 동작모드 및 4가지 동작상태에서 제2노드(N2)의 전압이 기록된 진단 테이블이 도시되어 있다.
진단 테이블에 나타나 있는 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작 모드에서는, 제2노드(N2)의 전압은 고전위단락상태를 제외하고는 모두 동일하므로, 정상상태, 단락상태 및 저전위단락상태 중 어느 하나의 상태인지 여부와 고전위단락상태인지 여부만 확인가능하다. 즉, 고전위단락상태 여부만 확인이 가능하고, 정상상태, 단락상태 및 저전위단락상태 중 어느 상태인지는 확인이 불가능하다.
한편, 진단 테이블에 나타나 있는 바와 같이, 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작 모드에서는, 제2노드(N2)의 전압은 정상상태 및 고전위단락상태를 제외하고는 모두 차이가 있으므로, 단선상태인지 여부, 저전위단락상태인지 여부 및 정상상태 또는 고전위단락상태인지 여부에 대한 확인이 가능하다. 즉, 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작 모드에서는, 정상상태 및 고전위단락상태 중 어느 상태인지는 확인이 불가능하다.
그러나, 상기 2가지 동작모드가 조합될 경우, 4가지 상태는 정확하게 진단될 수 있다. 즉, 구동스위치(150)가 턴 오프된 상태에서 단선상태인지 여부, 저전위단락상태인지 여부 및 정상상태 또는 고전위단락상태인지 여부에 대한 확인이 가능하다. 그리고, 구동스위치(150)가 턴 온된 상태에서 고전위단락상태인지 여부에 대한 확인이 가능하다. 다시 말해, 구동스위치(150)가 턴 오프된 상태에서는 제어라인(140)이 정상상태인지 고전위단락상태인지의 진단이 불가능하지만, 구동스위치(150)가 턴 온된 상태에서는 제어라인(140)이 고전위단락상태인지에 대한 진단이 가능하므로, 2가지 동작모드를 조합하면, 4가지 상태를 모두 진단하는 것이 가능해진다.
바꾸어 말하면, 제어부는, 2가지 동작모드 중 어느 하나의 동작모드에서 측정된 제2노드(N2)의 전압만으로도 제어라인(140)의 상태 진단이 가능한 경우에는 1가지 동작모드에서 측정된 결과를 이용하여 제어라인(140)의 상태를 진단하고, 1가지 동작모드에서의 결과만으로는 제어라인(140)의 상태 진단이 불가능한 경우에는 2가지 동작모드의 결과를 조합하여 제어라인(140)의 상태를 진단할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치가 미리 작성된 진단테이블을 이용하여 제어라인의 상태를 진단하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 제어부는, 구동스위치(150)를 턴 온시킨다. 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에서, 상기 제어부는, 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압을 측정한다. 이때, 상기 제어부는, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에서 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압을 저장수단 등에 저장할 수 있다.
이어서, 상기 제어부는, 구동스위치(150)를 턴 오프시킨다. 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에서, 상기 제어부는, 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압을 측정한다. 상기 제어부는, 구동스위치(150)가 턴 오프된 동작모드에서 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압을 저장수단 등에 저장할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부는, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에서 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압과 실질적으로 동일한 전압을 진단 테이블에서 조회한다. 만약, 제2노드(N2)의 전압과, 진단 테이블에 기록된 고전위단락상태의 전압이 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어부는, 제어라인(140)의 상태가 고전위단락상태인 것으로 진단할 수 있다. 그러나, 이와 달리, 제2노드(N2)의 전압이 진단 테이블에 기록된 정상상태의 전압, 단선상태의 전압 및 저전위단락상태의 전압과 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어부는, 제어라인(140)의 상태가 정상상태, 단선상태 및 저전위단락상태 중 어느 하나의 상태인 것으로 진단할 수 있다.
그 다음으로, 상기 제어부는, 구동스위치(150)가 턴오프된 동작모드에서 전압측정부(230)가 측정한 제2노드(N2)의 전압과 실질적으로 동일한 전압을 진단 테이블에서 조회한다. 만약, 제2노드(N2)의 전압과, 진단 테이블에 기록된 단선상태의 전압이 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어부는, 제어라인(140)의 상태가 단선상태인 것으로 진단할 수 있다. 또한 만약, 제2노드(N2)의 전압과 진단 테이블에 기록된 저전위단락상태의 전압이 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어부는, 제어라인(140)의 상태가 저전위단락상태인 것으로 진단할 수 있다. 그러나, 이와 달리, 제2노드(N2)의 전압이 진단 테이블에 기록된 정상상태의 전압 및 고전위단락상태의 전압과 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어부는, 구동스위치(150)가 턴 온된 동작모드에서의 진단 결과를 통해 제어라인(140)이 정상상태인지 고전위단락상태인지 진단할 수 있다.
도 15는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치와 비교할 때, 제1진단라인(210) 상에 제1진단스위치(212)가 더 구비되어 있다는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치(200)는, 제1진단라인(210) 상에 제1진단스위치(212)가 더 구비되어 있다는 점에 차이가 있으며, 다른 구성에 대해서는 전술한 실시예에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
상기 제1진단스위치(212)는, 제1진단라인(210) 상에 설치되며, 제어신호에 따라 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 스위칭소자일 수 있다. 상기 제1진단스위치(212)는, 다양한 스위칭소자로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1진단스위치(212)는, MOSFET으로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1진단스위치(212)는, 제어부로부터 제어신호를 수신하여 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어라인(140)을 진단하고자 할 경우, 상기 제1진단스위치(212)를 턴 온시킬 수 있다. 반대로, 상기 제어부는, 상기 제어라인(140)에 대한 진단을 수행하지 않을 경우에는 상기 제1진단스위치(212)를 턴 오프시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부는, 평상시에는 제1진단라인(210)이 상기 제어라인(140)에 연결되지 않도록 상기 제1진단스위치(212)를 제어하여 제1진단라인(210)이 구동회로(100)에 영향을 미치는 것을 최소화하고, 진단을 수행하고자 할 때에는 상기 제1진단라인(210)이 상기 제어라인(140)에 연결되도록 상기 제1진단스위치(212)를 제어할 수 있다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치와 비교할 때, 제2진단라인(220) 상에 제2진단스위치(222)가 더 구비되어 있다는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치(200)는, 제2진단라인(220) 상에 제2진단스위치(222)가 더 구비되어 있다는 점에 차이가 있으며, 다른 구성에 대해서는 전술한 실시예에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
상기 제2진단스위치(222)는, 제2진단라인(220) 상에 설치되며, 제어신호에 따라 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 스위칭소자일 수 있다. 상기 제2진단스위치(222)는, 다양한 스위칭소자로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2진단스위치(222)는, MOSFET으로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2진단스위치(222)는, 제어부로부터 제어신호를 수신하여 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어라인(140)을 진단하고자 할 경우, 상기 제2진단스위치(222)를 턴 온시킬 수 있다. 반대로, 상기 제어부는, 상기 제어라인(140)에 대한 진단을 수행하지 않을 경우에는 상기 제2진단스위치(222)를 턴 오프시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부는, 평상시에는 제2진단라인(220)이 상기 제어라인(140)에 연결되지 않도록 상기 제2진단스위치(222)를 제어하여 제2진단라인(220)이 구동회로(100)에 영향을 미치는 것을 최소화하고, 진단을 수행하고자 할 때에는 상기 제2진단라인(220)이 상기 제어라인(140)에 연결되도록 상기 제2진단스위치(222)를 제어할 수 있다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 제어라인 진단 장치와 비교할 때, 제1진단라인(210) 상에 제1진단스위치(212)가 더 구비되어 있고, 제2진단라인(220) 상에 제2진단스위치(222)가 더 구비되어 있고 다는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어라인 진단 장치(200)는, 제1진단라인(210) 상에 제1진단스위치(212)가 더 구비되어 있고, 제2진단라인(220) 상에 제2진단스위치(222)가 더 구비되어 있다는 점에 차이가 있으며, 다른 구성에 대해서는 전술한 실시예에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
상기 제1진단스위치(212) 및 제2진단스위치(222)는, 각각 제1진단라인(210) 및 제2진단라인(220) 상에 설치되며, 제어신호에 따라 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 스위칭소자일 수 있고, 다양한 스위칭소자로 구현될 수 있으며, 제어부로부터 제어신호를 수신하여 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어라인(140)을 진단하고자 할 경우, 상기 제1진단스위치(212) 및 제2진단스위치(222)를 턴 온시킬 수 있다. 반대로, 상기 제어부는, 상기 제어라인(140)에 대한 진단을 수행하지 않을 경우에는 상기 제1진단스위치(212) 및 제2진단스위치(222)를 턴 오프시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부는, 평상시에는 제1진단라인(210) 및 제2진단라인(220)이 제어라인(140)에 연결되지 않도록 제1진단스위치(212) 및 제2진단스위치(222)를 제어하여 제1진단라인(210) 및 제2진단라인(220)이 구동회로(100)에 영향을 미치는 것을 최소화하고, 진단을 수행하고자 할 때에는 제1진단라인(210) 및 제2진단라인(220)이 상기 제어라인(140)에 연결되도록 제1진단스위치(212) 및 제2진단스위치(222)를 제어할 수 있다.
전술한 실시예들에서, 제어라인 진단 장치(200)는 BMS에 포함되어 BMS의 일부를 구성하는 것으로 설명되었다. 그러나, 이는 하나의 실시예로서, 제어라인 진단 장치(200)가 반드시 BMS에 포함되어 BMS의 일부를 구성하는 것으로 한정되지 않는다. 즉, 상기 제어라인 진단 장치(200)는, 별도의 장치로 구성될 수도 있고, BMS나 배터리 팩(10)이 아닌 다른 제어장치의 일부를 구성할 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에 개시된 내용에 있어서, 상기 제어부는 상술한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부의 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다.
상기 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다.
상기 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~부'라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기 보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.
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.
1: 배터리 셀 10: 배터리 팩
20: 인버터 30: 전기모터
100: 구동회로, 릴레이 구동회로
110: 구동부하, 릴레이
120: 제1고전위노드 130: 제1저전위노드
140: 제어라인 150: 구동스위치
Vcc1, Vcc2: 전원 GND1, GND2: 접지
200: 제어라인 진단 장치 210: 제1진단라인
211: 제2고전위노드 212: 제1진단스위치
220: 제2진단라인 221: 제2저전위노드
222: 제2진단스위치 230: 전압측정부
N1: 제1노드 N2: 제2노드
R1: 제1저항 R2: 제2저항
R3: 제3저항 D1: 제1다이오드

Claims (10)

  1. 구동스위치가 턴온될 경우 제어라인을 통해 제1고전위노드에서 제1저전위노드 방향으로 전류가 흘러 구동부하를 구동시키는 구동회로로서, 상기 구동스위치의 전위가 상기 구동부하의 전위보다 높은 구동회로의 상기 제어라인을 진단하는 장치에 있어서,
    일단이 상기 제어라인 상에 형성된 제1노드에 연결되고, 타단이 제2고전위노드에 연결되며, 서로 직렬 연결된 제1저항, 제2저항 및 제1다이오드를 구비하는 제1진단라인;
    일단이 상기 제1노드에 연결되고, 타단이 제2저전위노드에 연결되며, 제3저항을 구비하는 제2진단라인;
    상기 제1저항과 상기 제2저항 사이에 형성된 제2노드의 전압을 측정하는 전압측정부; 및
    상기 구동스위치를 제어하여 소정 동작모드를 설정하고, 상기 설정된 동작모드에서 상기 전압측정부가 측정한 상기 제2노드의 전압값을 이용하여 상기 제어라인의 상태를 진단하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제1다이오드는, 상기 제2고전위노드에서 상기 제1노드방향으로의 전류의 흐름을 허용하도록 상기 제1진단라인에 구비된 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 구동스위치가 턴 온된 동작모드에서 측정한 상기 제2노드의 전압값과, 상기 구동스위치가 턴 오프된 동작모드에서 측정한 상기 제2노드의 전압값을 미리 작성된 진단테이블에 기록된 값과 비교하여 상기 제어라인의 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어라인의 상태는, 상기 제어라인이 상기 제1고전위노드와 단락된 고전위단락상태, 상기 제어라인이 상기 제1저전위노드와 단락된 저전위단락상태, 상기 제어라인이 단선된 단선상태 및 정상상태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1진단라인은, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 제1진단스위치를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제어라인을 진단하기 위해 상기 제1진단스위치를 턴 온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2진단라인은, 선택적으로 턴 온되거나 턴 오프되는 제2진단스위치를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제어라인을 진단하기 위해 상기 제2진단스위치를 턴 온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1저전위노드 및 상기 제2저전위노드는 접지에 연결된 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2고전위노드의 전위는 상기 제1고전위노드의 전위 이하인 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동부하는 릴레이인 것을 특징으로 하는 제어라인 진단 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 제어라인 진단 장치를 포함하는 BMS(Battery Management System).
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 제어라인 진단 장치를 포함하는 배터리 팩.


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