KR20170108456A

KR20170108456A - 파워 오버 데이터 라인 시스템의 전력 제어 방법

Info

Publication number: KR20170108456A
Application number: KR1020160032366A
Authority: KR
Inventors: 한정석; 김동옥; 윤진화
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-09-27
Also published as: DE102017204513A1; US20170272260A1; DE102017204513B4; US10887115B2; KR102525573B1

Abstract

파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Line; PoDL) 기능을 지원하는 전력공급구조를 구비한 시스템에 전력을 공급하는 방법이 개시된다. 전력을 공급하는 방법은, 기준전압보다 낮은 저전압을 검출하는 단계, 저전압 상태가 일시적인 전압강하 상태인지를 판별하는 단계, 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태가 아닌 경우 슬립준비(settle sleep)상태로 진입하는 단계, 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인 경우 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 링크는 유지하는 단계를 포함한다.

Description

파워 오버 데이터 라인 시스템의 전력 제어 방법{POWER CONTROL METHOD FOR POWER OVER DATA LINES SYSTEM}

본 발명은 PoDL(Power over data lines) 시스템의 전력 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에서 발생하는 불안정한 전력공급조건하에서 PoDL를 이용한 전력공급 방법에 관한 것이다.

차량용 부품의 전자화가 급속도로 진행됨에 따라 차량에 탑재되는 전자 장치의 종류와 수가 크게 증가되고 있다. 전자 장치는 크게 파워트레인(power train) 제어 시스템, 바디(body) 제어 시스템, 새시(chassis) 제어 시스템, 차량 네트워크(network), 멀티미디어(multimedia) 시스템 등에서 사용될 수 있다. 파워트레인 제어 시스템은 엔진 제어 시스템, 자동 변속 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 바디 제어 시스템은 바디 전장품 제어 시스템, 편의 장치 제어 시스템, 램프(lamp) 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 새시 제어 시스템은 조향 장치 제어 시스템, 브레이크(brake) 제어 시스템, 서스펜션(suspension) 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 차량 네트워크는 CAN(controller area network), 플렉스레이(FlexRay) 기반의 네트워크, MOST(media oriented system transport) 기반의 네트워크 등을 의미할 수 있다. 멀티미디어 시스템은 항법 장치 시스템, 텔레메틱스(telematics) 시스템, 인포테인먼트(infortainment) 시스템 등을 의미할 수 있다.

이러한 시스템들 및 시스템들 각각을 구성하는 전자 장치들은 차량 네트워크를 통해 연결되어 있으며, 전자 장치들 각각의 기능을 지원하기 위한 차량 네트워크가 요구되고 있다. CAN은 최대 1Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있으며, 충돌된 메시지의 자동 재전송, CRC(cycle redundancy check) 기반의 오류 검출 등을 지원할 수 있다. 플렉스레이 기반의 네트워크는 최대 10Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있으며, 2채널을 통한 데이터의 동시 전송, 동기 방식의 데이터 전송 등을 지원할 수 있다. MOST 기반의 네트워크는 고품질의 멀티미디어를 위한 통신 네트워크로, 최대 150Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있다.

한편, 차량의 텔레메틱스 시스템, 인포테인먼트 시스템, 향상된 안전 시스템 등은 높은 전송 속도, 시스템 확장성 등을 요구하며, CAN, 플렉스레이 기반의 네트워크 등은 이를 충분히 지원하지 못한다. MOST 기반의 네트워크는 CAN 및 플렉스레이 기반의 네트워크에 비해 높은 전송 속도를 지원할 수 있으나, 차량의 모든 네트워크에 MOST 기반의 네트워크가 적용되기 위해서는 많은 비용이 소모된다. 이러한 문제들에 의해, 차량 네트워크로 이더넷(ethernet) 기반의 네트워크가 고려될 수 있다. 이더넷 기반의 네트워크는 한 쌍의 권선을 통한 양방향 통신을 지원할 수 있으며, 최대 10Gbps의 전송 속도를 지원할 수 있다.

PoDL에서 전력공급에 관한 제어는 PI(Power Interface)를 통해 PSE에서 담당한다. 이 때 PSE에서는 전압 및 전류를 감지하여 기준치 이상의 전압 및 전류가 발생할 경우 링크 세그먼트(Link Segment)의 단락/개방 여부를 판단하고 개방시에는 PSE 전압을 낮추어 전력공급을 중단한다. 하지만 차량 전원조건의 특성상 PSE에 인가되는 전압이 불안정하게 변동하는 경우가 발생할 수 있고, 예를 들어, 시동시(ignition) 나 저음 스피커(woofer) 출력시와 같은 일시적으로 PSE에 공급되는 전압이 현저히 낮아지는 상황이 발생하면, 이 경우 PoDL 연결도 해제 상태에 접어들 수 있다. 또한 예를 들어, 차량의 배터리 OFF 상태에서는 외부의 충전된 전기기기가 차량의 시거잭(cigar jack) 단자 등에 연결되면 시거잭(cigar jack) 라인 등을 통해 연결된 기기로부터 역전압(reverse voltage)이 차량 내부 회로로 인입되어 차량 내부 전압이 상승하게 되어 PSE가 손상을 입을 수 있다.

일반적으로 모든 전력계통의 전원선, 통신선 그리고 신호라인 등에 유입되는 이상전압 및 전류를 통칭하여 서지(Surge)라고 하며, DC 50V 이하의 전원으로 동작되는 컴퓨터 시스템은 50V 이상의 서지(Surge)가 침투됐을 때 소자의 손상, 기능저하 등의 피해를 받게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 PoDL시스템을 구성하는 PSE의 입력전압을 모니터링하여 차량에서 발생할 수 있는 불안정한 입력전압에 대해 무조건적인 PoDL의 전력공급해제 또는 전력공급유지를 방지하고 적절한 전력공급을 위해 PoDL을 통한 전력공급을 유지 또는 해제하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 네트워크의 파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Lines; PoDL) 시스템에 있어서, 전력 수신 장치(Powered Device; PD)에 전력을 공급하는 전력 공급 장치(Power Sourcing Equipment; PSE)의 동작 방법은, PSE로 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계, 상기 입력 전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태를 검출하는 단계, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인지를 판별하는 단계, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태가 아닌 경우 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인 경우 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계에서 소정의 기준 시간 경과 이후에, 상기 PSE로 입력되는 입력 전압을 재측정하는 단계, 상기 재측정된 입력 전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태이면 상기 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 재측정된 입력 전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 높은 상태이면 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급을 재개하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 상태가 검출된 경우, 검출된 저전압 상태에 관한 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 상태에 관한 데이터는 상기 입력전압 값(input voltage)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 상태에 관한 데이터는 입력전류 값(input current)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 상태에 관한 데이터는 상기 차량 네트워크상의 시간 정보 또는 상기 저전압 상태의 지속 시간 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 검출 기준전압이 차량 내 장착된 배터리 전압(battery voltage)일 수 있다.

여기서, 상기 저전압 상태가 검출된 경우 저전압 상태의 검출 횟수를 기록하는 단계, 상기 저전압 상태의 검출 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 차량 내 장착된 배터리 전압이 부적합한 것으로 판단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 검출 기준전압이 시리얼통신분류프로토콜(SCCP) 또는 전력수신장치(PD)의 전력분류 값(power classification)에 기초하여 결정될 수 있다.

여기서, 상기 저전압 검출 기준 전압은 상기 누적된 저전압 상태에 관한 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.

여기서, 상기 분류된 저전압 상태에 관한 데이터에 기초하여 상기 기준시간이 결정될 수 있다.

여기서, 상기 기준 시간은 상기 누적된 저전압 상태에 관한 데이터 중 상기 저전압 상태 지속시간 정보에 기초하여 결정될 수 있다.

여기서, 차량의 네트워크를 구성하는 통신 노드에 데이터 및 전력을 공급하는 파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Lines; PoDL) 시스템에 있어서의 전력 공급 장치(Power Sourcing Equipment; PSE)가 전력 수신 장치(Powered Device; PD)에 전력을 공급하는 방법은 PSE로 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계, 상기 입력 전압이 과전압 검출 기준전압보다 높은 과전압 상태를 검출하는 단계, 상기 과전압 상태가 역전압에 의한 전압 상승 상태인지를 판별하는 단계, 상기 과전압 상태가 역전압에 의한 전압 상승 상태가 아닌 경우 감지(detection) 상태로 진입하고, 상기 과전압 상태가 역전압에 의한 전압 상승 상태인 경우 상기 PSE가 사용안함(disabled) 상태로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 과전압 상태가 검출된 경우, 검출된 과전압 상태에 관한 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 과전압 상태에 관한 데이터는 상기 입력전압 값(input voltage)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 과전압 상태에 관한 데이터는 입력전류 값(input current)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 과전압 상태에 관한 데이터는 상기 차량 네트워크상의 시간 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 과전압 검출 기준전압이 차량 내 장착된 배터리 전압(battery voltage)일 수 있다.

여기서, 상기 과전압 상태가 검출된 경우 과전압 상태의 검출 횟수를 기록하는 단계, 상기 과전압 상태의 검출 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 차량 내 장착된 배터리 전압이 부적합인 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 차량 네트워크의 파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Lines; PoDL) 시스템에 있어서, 전력 수신 장치(PD; Powered Device)에 전력을 공급하는 PSE와 물리 계층 블록(PHY block)을 포함하는 장치의 동작 방법은 상기 장치의 PSE로 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계, 상기 입력 전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태를 검출하는 단계, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인지를 판별하는 단계, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태가 아닌 경우 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인 경우 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계, 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 링크는 유지하는 단계에서, 소정의 기준 시간 경과 이후에, 상기 PSE로 입력되는 전압을 재측정하는 단계, 상기 재측정된 입력전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태이면 상기 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 재측정된 입력 전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 높은 상태이면 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급을 재개하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 PoDL 시스템에서의 전원 공급 방법에 따르면 차량 내에서 발생할 수 있는 불안정 전원 조건을 고려하여 보다 전원 공급의 안정성을 높일 수 있다.

즉, 차량 내 시거잭(cigar jack) 단자를 통한 역전압(reverse voltage)으로 들어오는 입력전압을 검출하여 시스템 오동작(malfunction)을 방지할 수 있다.

시동 시(ignition)와 같은 일시적인 입력 전압 감소 상태에서 링크(link)연결 해제가 되는 것이 방지 가능함으로, 전력공급중단 후 재공급까지 발생하는 셋업(set up)으로 인한 지연시간 없이 바로 전력공급이 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 차량 네트워크의 토폴로지(network topology)에 대한 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 차량 네트워크의 토폴로지에 대한 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4은 파워 오버 데이터 라인(PoDL) 시스템의 블록도이다.
도 5는 PoDL 시스템에서 전력을 공급하기 위한 PSE의 동작흐름방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 PoDL 시스템에서 일시적인 저전압 검출단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 PoDL 시스템에서 역전압에 의한 과전압 상태를 검출하는 단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 저전압 검출 기준전압으로 배터리전압의 정상유무를 판단하는 단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.
도 9은 본 발명에 따른 과전압 검출 기준전압으로 배터리전압의 정상유무를 판단하는 단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 차량 네트워크의 토폴로지(network topology)의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드(communication node)는 게이트웨이(gateway), 스위치(switch)(또는, 브릿지(bridge)) 또는 엔드 노드(end node) 등을 의미할 수 있다. 게이트웨이(100)는 적어도 하나의 스위치(110, 110-1, 110-2, 120, 130)와 연결될 수 있으며, 서로 다른 네트워크를 연결할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(100)는 CAN(controller area network)(또는, 플렉스레이(FlexRay), MOST(media oriented system transport), LIN(local interconnect network) 등) 프로토콜을 지원하는 스위치와 이더넷(ethernet) 프로토콜을 지원하는 스위치 간을 연결할 수 있다. 스위치들(110, 110-1, 110-2, 120, 130) 각각은 적어도 하나의 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)와 연결될 수 있다. 스위치들(110, 110-1, 110-2, 120, 130) 각각은 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)를 상호 연결할 수 있고, 자신과 연결된 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)를 제어할 수 있다.

엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)는 차량에 포함된 각종 장치를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)는 인포테인먼트(infortainment) 장치(예를 들어, 디스플레이(display) 장치, 내비게이션(navigation) 장치, 어라운드 뷰 모니터링(around view monitoring) 장치) 등을 구성하는 ECU를 의미할 수 있다.

한편, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들(즉, 게이트웨이, 스위치, 엔드 노드 등)은 스타(star) 토폴로지, 버스(bus) 토폴로지, 링(ring) 토폴로지, 트리(tree) 토폴로지, 메쉬(mesh) 토폴로지 등으로 연결될 수 있다. 또한, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들 각각은 CAN 프로토콜, 플렉스레이 프로토콜, MOST 프로토콜, LIN 프로토콜, 이더넷 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들은 앞서 설명된 네트워크 토폴로지에 적용될 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 네트워크 토폴로지는 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.

도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 네트워크를 구성하는 통신 노드(200)는 PHY 계층 유닛(physical layer unit)(210) 및 컨트롤러(controller) 유닛(220)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 파워(power)를 공급하는 레귤레이터(regulator)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 컨트롤러 유닛(220)은 MAC(medium access control) 계층을 포함하여 구현될 수 있다. PHY 계층 유닛(210)은 다른 통신 노드로부터 신호를 수신할 수 있거나, 다른 통신 노드로 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 PHY 계층 유닛(210)을 제어할 수 있고, 다양한 기능들(예를 들어, 인포테인먼트 기능 등)을 수행할 수 있다. PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)은 하나의 SoC(System on Chip)로 구현될 수도 있고, 별도의 칩으로 구성될 수도 있다.

PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)은 매체 독립 인터페이스(media independent interface, MII)(230)를 통해 연결될 수 있다. MII(230)는 IEEE 802.3에 규정된 인터페이스를 의미할 수 있으며, PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220) 간의 데이터 인터페이스 및 관리 인터페이스로 구성될 수 있다. MII(230) 대신에 RMII(reduced MII), GMII(gigabit MII), RGMII(reduced GMII), SGMII(serial GMII), XGMII(10 GMII) 중 하나의 인터페이스가 사용될 수 있다. 데이터 인터페이스는 전송 채널(channel) 및 수신 채널을 포함할 수 있으며, 채널들 각각은 독립적인 클럭(clock), 데이터 및 제어 신호를 가질 수 있다. 관리 인터페이스는 2-신호 인터페이스로 구성될 수 있으며, 하나는 클럭을 위한 신호이고 다른 하나는 데이터를 위한 신호일 수 있다.

PHY 계층 유닛(210)은 PHY 계층 인터페이스 유닛(211), PHY 계층 프로세서(processor)(212) 및 PHY 계층 메모리(memory)(213) 등을 포함할 수 있다. PHY 계층 유닛(210)의 구성은 이에 한정되지 않으며, PHY 계층 유닛(210)은 다양하게 구성될 수 있다. PHY 계층 인터페이스 유닛(211)은 컨트롤러 유닛(220)으로부터 수신된 신호를 PHY 계층 프로세서(212)로 전송할 수 있고, PHY 계층 프로세서(212)로부터 수신된 신호를 컨트롤러 유닛(220)에 전송할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 PHY 계층 인터페이스 유닛(211) 및 PHY 계층 메모리(213) 각각의 동작을 제어할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 전송할 신호의 변조 또는 수신된 신호의 복조를 수행할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 신호를 입력 또는 출력하도록 PHY 계층 메모리(213)를 제어할 수 있다. PHY 계층 메모리(213)는 수신된 신호를 저장할 수 있고, PHY 계층 프로세서(212)의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다.

컨트롤러 유닛(220)은 MII(230)를 통해 PHY 계층 유닛(210)에 대한 모니터링 및 제어를 수행할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 컨트롤러 인터페이스 유닛(221), 컨트롤러 프로세서(222), 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224) 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 컨트롤러 유닛(220)은 다양하게 구성될 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 유닛(221)은 PHY 계층 유닛(210)(즉, PHY 계층 인터페이스 유닛(211)) 또는 상위 계층(미도시)으로부터 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 컨트롤러 프로세서(222)에 전송할 수 있고, 컨트롤러 프로세서(222)로부터 수신된 신호를 PHY 계층 유닛(210) 또는 상위 계층에 전송할 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)는 컨트롤러 인터페이스 유닛(221), 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224)를 제어하기 위한 독립된 메모리 컨트롤 로직(control logic) 또는 통합 메모리 컨트롤 로직을 더 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤 로직은 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224)에 포함되어 구현될 수도 있으며, 또는 컨트롤러 프로세서(222)에 포함되어 구현될 수도 있다.

주 메모리(223) 및 보조 메모리(224) 각각은 컨트롤러 프로세서(222)에 의해 처리된 신호를 저장할 수 있고, 컨트롤러 프로세서(222)의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다. 주 메모리(223)는 컨트롤러 프로세서(222)의 동작을 위해 필요한 데이터를 일시 저장하는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM(random access memory) 등)를 의미할 수 있다. 보조 메모리(224)는 운영체제 코드(operating system code)(예를 들어, 커널(kernel) 및 디바이스 드라이버(device driver))와 컨트롤러 프로세서(220)의 기능을 수행하기 위한 응용 프로그램(application program) 코드 등이 저장되는 비휘발성 메모리를 의미할 수 있다. 비휘발성 메모리로 빠른 처리 속도를 가지는 플래쉬 메모리(flash memory)가 사용될 수 있고, 또는 대용량의 데이터 저장을 위한 하드 디스크 드라이브(hard disc drive, HDD), CD-ROM(compact disc-read only memory) 등이 사용될 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)는 통상적으로 적어도 하나의 프로세싱 코어(core)를 포함하는 로직 회로로 구성될 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)로 ARM(Advanced RISC Machines Ltd.) 계열의 코어, 아톰(atom) 계열의 코어 등이 사용될 수 있다.

아래에서는, 차량 네트워크에 속하는 통신 노드와 이에 대응하는 상대(counterpart) 통신 노드에서 수행되는 방법이 설명될 것이다. 이하에서, 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 제1 통신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 제2 통신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 제1 통신 노드는 스위치의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 3은 차량 네트워크의 토폴로지에 대한 다른 실시예를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 차량 네트워크의 토폴로지는 복수의 스위치들(310, 320)과 스위치들(310, 320) 각각에 연결된 엔드 노드들(311, 312, 313, 321, 322, 323)을 포함할 수 있다. 스위치(310, 320) 및 엔드 노드(311, 312, 313, 321, 322, 323)는 도 2를 참조하여 설명된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다.

스위치-1(310)은 복수의 포트들(310-1, 310-2, 310-3, 310-4)을 포함할 수 있다. 스위치-1(310)의 포트-1(310-1)은 엔드 노드-1(311)의 포트-1(311-1)과 연결될 수 있고, 포트들(310-1, 311-1) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-1(310)의 포트-2(310-2)는 엔드 노드-2(312)의 포트-1(312-1)과 연결될 수 있고, 포트들(310-2, 312-1) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-1(310)의 포트-3(310-3)은 엔드 노드-3(313)의 포트-1(313-1)과 연결될 수 있고, 포트들(310-3, 313-1) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-1(310)의 포트-4(310-4)는 스위치-2(320)의 포트-1(320-1)과 연결될 수 있고, 포트들(310-4, 320-1) 간에 링크가 형성될 수 있다.

스위치-2(320)는 복수의 포트들(320-1, 320-2, 320-3, 320-4)을 포함할 수 있다. 스위치-2(320)의 포트-2(320-2)는 엔드 노드-4(321)의 포트-1(321-1)과 연결될 수 있고, 포트들(320-2, 321-1) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-2(320)의 포트-3(320-3)은 엔드 노드-5(322)의 포트-1(322-1)과 연결될 수 있고, 포트들(320-3, 322-1) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-2(320)의 포트-4(320-4)는 엔드 노드-6(323)의 포트-1(323-1)과 연결될 수 있고, 포트들(320-4, 323-1) 간에 링크가 형성될 수 있다.

아래에서, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 PoDL(Power Over Data Lines)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 PoDL은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 PoDL들에 적용될 수 있다.

도 4은 파워 오버 데이터 라인(PoDL) 시스템의 블록도이다.

파워 오버 데이터 라인(PoDL)은 이더넷(Ethernet)을 이용한 전력공급시스템이다. 이더넷은 1980년대 이후 보편적으로 이용되고 있는 네트워크 기술로서 차량에도 보급되기 시작했다. 초기에는 진단 애플리케이션과 전기차의 지능형 충전용으로만 사용되었으나 이제는 차량 내 이더넷 네트워크도 구현되고 있다.

원격 장비에 전력을 공급하기 위해 데이터 회선을 통하여 전력을 전송하는 것은 공지되어 있다. 이더넷을 통한 전력 전송(이하, PoDL: Power Over Data Lines)은 그러한 시스템의 일 예이다.

PoDL(Power Over Data Lines)은 이더넷 와이어링(Ethernet wiring)을 통해 전력공급장치(power sourcing equipment; PSE)로부터 전력수신장치(powered device; PD)로 전력을 전달하기 위한 체제(framework)이다.

예컨대, 네트워크 카메라들, 컴퓨팅 장치들, 무선 랜 액세스 포인트들, 블루투스 액세스 포인트들 등을 포함하는 다양한 종류의 PD들이 존재할 수 있다.

PoDL(Power Over Data Lines)은 PoE(Power Over Ethernet)와 달리 1쌍의 와이어만을 요구한다. 특히, 차량 분야에서 인포테인먼트, 차선이탈경고, 주차 보조, 텔레매틱스 등의 주요기능을 실현하기 위한 기술로서 주목 받고 있다.

PoDL 프로세스에서는, 유효한 장치(PoDL devices) 검출이 우선 수행된다. 이러한 검출 프로세스는 비 PoDL 가능 장치들(non-PoDL devices)에 대한 전력 전송이 발생되지 않도록 유효한 PoDL 장치가 연결되어 있는지를 식별하기 위한 과정이다.

유효 PD가 발견된 이후에, PSE는 선택적으로 전력 분류를 수행할 수 있다. 이러한 전력 분류 프로세스의 완료는 PSE에게 PSE에 연결된 다양한 PD들에게 전달되는 전력을 관리하게 할 수 있다.

PD들을 관리하는 것은 PSE의 기능들 중의 하나이다. 일반적으로, PSE는 PD에 안정적인 출력 전력을 제공하기 위해 설계된다. 그러한 PD 중의 일례는 컴퓨팅 장치(예를 들면, 랩톱 컴퓨터 또는 다른 소프트웨어에 의해 제어되는 장치)이다.

상기 장치들은 자신의 내부 요소들의 동작에 따라 가변적인 전력 요구사항들을 가질 수 있다. 이들 내부 요소들 각각이 요구하는 전력 요구 사항은 동일하지 않을 수 있으며, 제조업체 및 공급업체들에 따라서 달라질 수 있다.

더욱이, 전력 사용은 컴퓨팅 장치들에 부가되는 장치들뿐만 아니라 컴퓨팅 장치에서 가동되는 어플리케이션(들)에도 매우 의존적일 수 있다.

상기 PoDL(Power Over Data Lines) 시스템은 PSE(Power Sourcing Equipment)로부터 링크의 반대 편에 위치한 PD(Powered Device)측으로 UTP(unshielded twisted-pair) 와이어링(wiring)을 통해 전력을 전달할 수 있다.

종래 IP 폰, 무선 랜(wireless LAN) 액세스 포인트, 퍼스널 컴퓨터 및 웹(Web) 카메라 등과 같은 네트워크 장치들은, 두 개의 접속 연결을 필요로 하였다.

즉, 하나는 랜(LAN)으로의 연결이고, 또 다른 하나는 전기적인 AC 네트워크로의 연결이다. 하지만 상기 PoDL 시스템에서 전력은 데이터 전송을 위해 사용되는 이더넷 와이어 연결(wiring)을 통하여 공급되므로, 하나의 접속 연결만 필요하게 된다.

상기 PSE의 메인 기능은 PD의 전력 요청을 위한 링크(link)를 서치(search)하는 것이다. 부가적으로, 상기 PD의 클래스(등급)을 나누고, PD가 감지되었을 때 상기 링크 측으로 전력을 공급하고, 상기 링크의 전력을 모니터링하고, 전력이 더 이상 요청되거나 필요하지 않을 경우 전력을 감지 레벨 수준으로 삭감할 수 있다.

PSE 및 PD는 네트워크 장치들이 데이터 전송에 사용되는 같은 와이어링(same generic wiring)을 이용하여 전력을 공급하고 인출(draw)하도록 허용하는 비데이터 주체들(non-data entities)이다.

비록 PSE 및 PD가 이더넷 데이터의 전송에는 관여하지 않는 비데이타 주체(non-data entity)들이지만, 상기 PSE 및 상기 PD간의 정보 교환은 시리얼 통신 분류 프로토콜(Serial Communication Classification Protocol; SCCP)을 이용하여 이루어질 수 있다.

상기 PSE의 주요한 기능들은 링크를 검색하여 PD 요청 전력을 찾는 기능, 선택적으로(optionally) PD 클래스를 분류하는 기능, PD가 검출되는 경우 링크(link)에 전력을 공급하는 기능, 링크(link) 상에서 전력을 모니터 하는 기능, 및 더 이상 전력이 요청되거나 필요로 하지 않는 경우 전력을 차단하는 기능을 포함할 수 있다.

PD는 전력을 요청하고, 전력이 수신되었다는 것을 나타내기 위한 유효(valid) 또는 무효(non-valid) 검출 시그니쳐(detection signature)를 제공함으로써 상기 PD 검출 과정(PD detection procedure)에 참여한다. 이때 상기 PD 검출 시그니쳐는 PSE에 의해서 측정되는 전기적인 특성을 가질 수 있다.

도 4을 참조하면, 전력공급장치(PSE)는 DC 전력을 도체(404)를 통해, 소정의 전기 부하(408)를 가지는 전력 수신 장치(PD)(406)에 제공할 수 있다. 상기 PSE(402) 및 PD(406)는 또한 공지의 통신 표준, 예를 들어, IEEE 이더넷 표준에 따라 동작하는 데이터 송수신기들을 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로는, 상기 PSE(402)는 PSE 측에 물리 계층 블록(Physical(PHY) layer block)를 포함하며, 상기 물리 계층 블록은 PD(106) 내에 있는 상응하는 물리 계층 장치와 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.

상기 PSE(402)와 상기 PD(406) 간의, 전력 전송 및 데이터교환은 상기 도체들(404)을 통해 수행될 수 있다.

일 예에서, 상기 PSE(402)는, 예를 들어, 인터넷 전화기들이나 무선 액세스 포인트와 같은 하나 또는 다수의 PD 장치들과 통신하는, 복수의 포트들을 가지는 데이터 스위치(data switch) 이다.

상기 도체 쌍(404)은 차동 데이터 통신 신호를 전송할 수 있다. 일 예에서, 상기 도체 쌍(404)은 하나의 꼬임선 쌍(twisted wire pair)을 포함하거나, 그 밖의 종류의 케이블 또는 상기 PSE 및 PD 사이에서 데이터 전송 신호와 DC 전력 전송 신호를 운반할 수 있는 통신 매체를 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 도체 쌍은 설명의 편의를 위해, 이더넷 케이블 또는 링크라고도 언급될 수 있다.

도 5는 PoDL 시스템에서 전력을 공급하기 위한 PSE의 동작흐름방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, PSE는 사용안함(disabled)단계(S500)에서 전압이 입력되면 유휴(idle)단계(S502)가 되어 PD가 PoDL시스템에 연결되어 있거나 연결되면, 일반적으로 감지(detection) 단계(S504), 분류(classification) 단계(S506), 분류평가(classification eval) 단계(S508), 파워업(power up) 단계(S510), 파워온(power on)단계(S512), 슬립준비(settle sleep) 단계(S514), 슬립(sleep) 단계(S516)를 거치도록 운용될 수 있다.

여기서, 슬립(sleep) 단계(S516)에서 PSE가 PD를 감지하였다면, PSE는 감지(detection) 단계(S504)로 진입할 수 있다.

여기서, 전력공급장치(Power Sourcing Equipment; PSE)에 대해, PoDL시스템 내의 전원 공급 절차는 다음과 같이 설명될 수 있다.

PoDL를 지원하는 디바이스를 감지하여 전력을 공급하기 위해서는 PoDL 장치와 비 PoDL 장치를 인식하여 구별하기 위해 PSE 파워 소싱이 필요할 수 있다.

이 경우 PoDL 호환성이 없고 전력을 필요 없거나 공급받지 않는 전력수신장치(PD)들은 사용할 수 없게 된다. 또한, 이것은 명백한 안전문제 때문에 PoDL 호환성이 없는 장치들을 고장 내는 일이 없도록 막아줄 수 있다.

PoDL 시스템의 안전하고 신뢰성 있는 동작을 위해 PSE가 테스트 전압을 인가함으로써 PD에 전력을 공급할 것인지의 여부를 반드시 결정하도록 할 수 있다. 테스트 전압들은 PD의 부하 특성을 알아내는 데 사용할 수 있다.

PD의 부하 특성들은 PD 감지 여부를 반드시 결정하도록 할 수 있다. PD의 부하 특성들을 PD 감지 시그너쳐(signature)라고 한다.

PSE는 PD 감지 시그너쳐를 읽음으로서 전력을 공급할 것인지와 얼마나 많은 전력을 공급할 것인지를 결정할 수 있다. 장치나 클라이언트 쪽에서 시그너쳐를 읽지 못하면 네트워크로부터 그 특정 장치(PD)로 전력을 공급하지 않을 수 있다.

PSE의 중요한 기능들은 전력을 공급 받도록 활성화(enable) 된 PD를 인식하고 필요한 전력 수준(class)을 제공하며 PD가 링크로부터 연결이 끊어지면 전력 공급을 끊는 것이다. 감지(detection) 메커니즘은 PSE의 극히 중요한 기능으로서 다양한 장치들에 대한 전력 인가를 우회해 줄 수 있다.

1. 감지(detection)

시작할 때, 전력공급장치(PSE)의 케이블의 단부가 PoDL을 지원하는 전력 기기에 접속되는 것을 전력공급장치(PSE)가 감지할 때까지, PSE는 포트 상에 매우 작은 전압(10mA이내)을 출력한다.

2. 전력수신장치(Powered Device; PD) 분류

PD가 검출될 때, 전력공급장치(PSE)는 전력수신장치(PD)를 분류할 수 있으며, 전력수신장치(PD)의 전력 소비를 평가할 수 있다. 여기서, 분류에는 시리얼통신분류프로토콜(Serial Communication Classification Protocol; SCCP)를 사용하여 이루어지며 예외적으로 시리얼통신분류프로토콜(SCCP)의 수행은 생략될 수 있는데 자동차내의 전력수신장치(PD)와 같이 장착이 고정화된 PD의 경우이다. 일명 빠른시작모드(fast startup mode)이다.

3. 전력 증가

구성 가능한 시간을 갖는 기동 시간 중에 전력공급장치(Power Sourcing Equipment)는 정상 작동전압이 (예를 들어, 48V DC 전원을 제공할 때까지) 전력 기기에 전력을 공급하기 위해 낮은 전압으로부터 시작할 수 있다.

4. 운용

전원공급장치(PSE)는 전력수신장치(PD)의 전력 소비를 만족시키기 위해 전력 기기에 안정적이고 신뢰할 만한 DC전압(예를 들어, 12V, 24V, 48V 등)을 제공할 수 있다. 그것은 PoDL(Power Over Data Lines)시스템 내에 최대 50W의 전력을 제공할 수 있다.

5. 전력 감소

전력수신장치(PD)가 물리적으로 또는 전기적으로 네트워크 밖으로 옮겨지면, 전력공급장치(PSE)는 전력수신장치(PD)에 전력을 공급하는 것을 신속하게 종료시킬 것이며, 케이블의 단부에 접속된 전력 기기가 존재하는지 여부를 검출하기 위한 검출 절차를 시작할 수 있다.

전체 절차 중에, 오버로드(over load), 전력수신장치(PD)의 전력 소비의 단락(short circuit), 전력공급장치(PSE)의 전력 로드 초과와 같은 몇 개의 사건으로 인해 전체 절차에 대한 차단이 야기되면, 전력공급장치(PSE)는 검출 절차의 제1 단계로부터 시작할 수 있다.

전술된 설명에 따라, 전력수신장치(PD)가 외부 전원을 갖지 않으면, 전력공급장치(PSE)는 전력수신장치(PD)가 물리적으로 또는 전기적으로 네트워크 밖으로 옮겨질 때까지 전력수신장치(PD)에 전력을 공급할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 PoDL 시스템에서 일시적인 저전압 검출단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 파워온(power on) 단계(S612)에서 슬립준비(settle sleep) 단계(614)로 진입하기 이전에 저전압 검출 입력전압측정 단계(S620)를 추가하여 PSE입력전압이 저전압 검출 기준전압 보다 낮은지 여부를 확인하게 할 수 있다.

여기서, 저전압 검출 기준전압은 차량 내 장착된 배터리 전압 또는 시리얼통신분류프로토콜(SCCP) 또는 전력수신장치(PD)의 전력분류 값(power classification)에 기초하여 결정할 수 있다.

예를 들어, 시리얼통신분류프로토콜(SCCP)를 이용하여 PD에 공급되는 전압이 약 12V 등으로 확인되거나 시리얼통신분류프로토콜(SCCP)를 이용하지 않고 기 분류 되어 PD에 공급되는 전압이 약 12V 등으로 이미 확인된 경우에 기준전압은 분류된 전압(약 12V, 24V, 48V 등)에 기초하여 결정할 수 있다.

저전압 검출 입력전압측정 단계(S620)에서 PSE입력전압이 저전압 검출 기준전압보다 높다면 PSE는 파워온(power on) 단계(S612)를 유지할 수 있다. 다만, 저전압 검출 입력전압측정 단계(S620)에서 PSE입력전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮다면 기준시간초과측정 단계(S622)를 추가하여 PSE입력전압이 기준전압보다 낮은 상태가 기준시간을 초과하였는지 여부를 확인하게 할 수 있다.

여기서, 기준시간을 정하는 방법에 있어서 누적된 저전압 상태에 관한 데이터를 소정의 범위 기준에 따라 분류하고 많이 분류된 범위를 기준시간으로 정할 수 있다.

기준시간초과측정 단계(S622)에서 PSE입력전압이 기준전압보다 낮은 상태가 기준시간 초과라면 슬립준비(settle sleep) 단계(S614)로 진입할 수 있다.

여기서, 전력공급중단과 링크연결유지 단계 및 기준시간 초과측정 단계(S622)는 링크세그먼트(link segment)의 전압을 낮추어 전력공급은 중단하고 해당 링크셋업(link set up)은 유지하는 슬립(sleep) 단계가 아닌 상태에서 저전압 상태의 경과시간을 측정하는 단계를 말한다.

또한, 여기서 전력공급중단과 링크연결유지 및 기준시간 초과측정 단계(S622)로 진입한 뒤에 저전압 검출 입력전압 재측정 단계(S624)를 추가하여 기준시간 경과 후에도 PSE입력전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮은가를 재측정하게 할 수 있다.

상기 저전압 검출 입력전압 재측정 단계(S624)에서 PSE입력전압이 저전압 검출 기준전압보다 높다면 PSE는 파워온(power on)단계(S612)를 유지할 수 있다. 다만, 저전압 검출 재측정 단계(S624)에서 PSE입력전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮다면 슬립준비(settle sleep) 단계(S614)로 진입할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 PoDL 시스템에서 역전압에 의한 과전압 상태를 검출하는 단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, PSE는 전압이 입력된 유휴(idle)단계(S702)에서 감지(detection)단계(S704)로 진입하기 이전에 과전압 검출 입력전압 측정 단계(S720)를 추가하여 PSE입력전압이 과전압 검출 기준전압보다 높은가를 판단하게 할 수 있다. 과전압 검출 입력전압 측정 단계(S720)에서 PSE입력전압이 과전압 검출 기준전압보다 높다면 PSE는 사용안함(disabled) 단계(S700)로 진입할 수 있다. 다만, 과전압 검출 입력전압 측정단계에서 PSE입력전압이 과전압 검출 기준전압보다 낮다면 감지(detection)단계(S704)로 진입할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 저전압 검출 기준전압으로 배터리전압의 정상유무를 판단하는 단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.

도 8을 참조하면, PSE는 PSE입력전압이 배터리전압보다 낮은가를 판단하여 PSE입력전압이 배터리전압보다 낮은 경우 해당 저전압 검출 횟수를 도시한 바와 같이 누적할 수 있다.

일정 횟수(예를 들어, 5회)를 초과하는가를 판단하여, 저전압 검출 누적 횟수가 일정 횟수를 초과하는 경우 배터리의 상태가 비정상적이라고 판단하여 도 8에 도시한 바와 같이, 배터리의 고장을 검출할 수 있다.

여기서, 상기 저전압 상태의 검출 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 차량 내 장착된 배터리 전압이 부적합한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 단계 S802의 판단 결과, PSE전압이 배터리 전압보다 낮지 않은 경우 단계 S800으로 진입하여 이후의 동작을 진행할 수 있다.

도 9은 본 발명에 따른 과전압 검출 기준전압으로 배터리전압의 정상유무를 판단하는 단계를 포함하는 전력을 공급하기 위한 PSE의 흐름도를 도시하는 도면이다.

도 9을 참조하면, PSE는 PSE입력전압이 배터리전압보다 높은가를 판단하여 PSE입력전압이 배터리전압보다 높은 경우 해당 과전압 검출 횟수를 도시한 바와 같이 누적할 수 있다.

일정 횟수(예를 들어, 5회)를 초과하는가를 판단하여, 과전압 검출 누적 횟수가 일정 횟수를 초과하는 경우 배터리의 상태가 비정상적이라고 판단하여 도 9에 도시한 바와 같이, 배터리의 고장을 검출할 수 있다.

여기서, 상기 과전압 상태의 검출 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 차량 내 장착된 배터리 전압이 부적합한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 단계 S902의 판단 결과, PSE전압이 배터리 전압보다 낮지 않은 경우 단계 S900으로 진입하여 이후의 동작을 진행할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

차량 네트워크의 파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Lines; PoDL) 시스템에 있어서, 전력 수신 장치(PD; Powered Device)에 전력을 공급하는 전력 공급 장치(PSE; Power Sourcing Equipment)의 동작 방법으로서,
PSE로 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계;
상기 입력 전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태를 검출하는 단계;
상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인지를 판별하는 단계; 및
상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태가 아닌 경우 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인 경우 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계를 포함하는 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계에서,
소정의 기준 시간 경과 이후에, 상기 PSE로 입력되는 입력 전압을 재측정하는 단계;
상기 재측정된 입력 전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태이면 상기 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 재측정된 입력 전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 높은 상태이면 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급을 재개하는 단계를 포함하는 동작 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 저전압 상태가 검출된 경우, 검출된 저전압 상태에 관한 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 동작 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 저전압 상태에 관한 데이터는 상기 입력전압 값(input voltage)을 포함하는 동작 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 저전압 상태에 관한 데이터는 입력전류 값(input current)을 포함하는 동작 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 저전압 상태에 관한 데이터는 상기 차량 네트워크상의 시간 정보 또는 상기 저전압 상태의 지속 시간 정보를 포함하는 동작방법.
청구항 1에 있어서, 상기 저전압 검출 기준전압이 차량 내 장착된 배터리 전압(battery voltage)인 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 저전압 상태가 검출된 경우 저전압 상태의 검출 횟수를 기록하는 단계;및
상기 저전압 상태의 검출 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 차량 내 장착된 배터리 전압이 부적합한 것으로 판단하는 단계를 추가로 포함하는 동작방법.
청구항 1에 있어서, 상기 저전압 검출 기준전압이 시리얼통신분류프로토콜(SCCP) 또는 전력수신장치(PD)의 전력분류 값(power classification)에 기초하여 결정되는 동작 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 저전압 검출 기준 전압은 상기 누적된 저전압 상태에 관한 데이터에 기초하여 결정되는 동작 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 분류된 저전압 상태에 관한 데이터에 기초하여 상기 기준시간이 결정되는 동작 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 기준 시간은 상기 누적된 저전압 상태에 관한 데이터 중 상기 저전압 상태 지속시간 정보에 기초하여 결정되는 동작 방법.
차량의 네트워크를 구성하는 통신 노드에 데이터 및 전력을 공급하는 파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Lines; PoDL) 시스템에 있어서의 전력 공급 장치(PSE; Power Sourcing Equipment)가 전력 수신 장치(PD; Powered Device)에 전력을 공급하는 방법으로서,
PSE로 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계;
상기 입력 전압이 과전압 검출 기준전압보다 높은 과전압 상태를 검출하는 단계;
상기 과전압 상태가 역전압에 의한 전압 상승 상태인지를 판별하는 단계; 및
상기 과전압 상태가 역전압에 의한 전압 상승 상태가 아닌 경우 감지(detection) 상태로 진입하고, 상기 과전압 상태가 역전압에 의한 전압 상승 상태인 경우 상기 PSE가 사용안함(disabled) 상태로 진입하는 단계를 포함하는 공급 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 과전압 상태가 검출된 경우, 검출된 과전압 상태에 관한 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 공급 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 과전압 상태에 관한 데이터는 상기 입력전압 값(input voltage)을 포함하는 공급 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 과전압 상태에 관한 데이터는 입력전류 값(input current)을 포함하는 공급 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 과전압 상태에 관한 데이터는 상기 차량 네트워크상의 시간 정보를 포함하는 공급 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 과전압 검출 기준전압이 차량 내 장착된 배터리 전압(battery voltage)인 공급방법.
청구항 13에 있어서,
상기 과전압 상태가 검출된 경우 과전압 상태의 검출 횟수를 기록하는 단계; 및
상기 과전압 상태의 검출 횟수가 소정의 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 차량 내 장착된 배터리 전압이 부적합한 것으로 판단하는 단계를 추가로 포함하는 공급 방법.
차량 네트워크의 파워 오버 데이터 라인(Power Over Data Lines; PoDL) 시스템에 있어서, 전력 수신 장치(PD; Powered Device)에 전력을 공급하는 PSE와 물리 계층 블록(PHY block)을 포함하는 장치의 동작 방법으로서,
상기 장치의 PSE로 입력되는 입력 전압을 측정하는 단계;
상기 입력 전압이 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태를 검출하는 단계;
상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인지를 판별하는 단계;
상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태가 아닌 경우 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 저전압 상태가 일시적인 전압 강하 상태인 경우 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계;
상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급은 중단하고 상기 PSE와 상기 PD간의 링크는 유지하는 단계에서,
소정의 기준 시간 경과 이후에, 상기 PSE로 입력되는 전압을 재측정하는 단계; 및
상기 재측정된 입력전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 낮은 저전압 상태이면 상기 슬립준비(settle sleep) 상태로 진입하고, 상기 재측정된 입력 전압이 상기 저전압 검출 기준전압보다 높은 상태이면 상기 PSE와 상기 PD간의 전력 공급을 재개하는 단계를 포함하는 동작 방법.