KR20170124778A - 암전류 차단 해제 장치 및 그 방법 - Google Patents

암전류 차단 해제 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 암전류 차단 해제 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량의 시동(Ignition)이 온 됨에 따라 SJB(Smart Junction Box) 및 각종 전장부하와 통신하여 SJB 제어기의 고장 여부를 검출하고, SJB의 제어기에 고장이 발생한 경우에 래치 릴레이에 전류를 공급하여 암전류의 차단을 해제함으로써, SJB의 제어기에 고장이 발생한 경우에도 정상적으로 전장부하를 동작시킬 수 있는 암전류 차단 해제 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 암전류 차단 해제 장치에 있어서, 차량의 시동(Ignition ON)을 감지하는 시동 감지부; SJB(Smart Junction Box) 및 전장부하와 통신하는 CAN 통신부; 시동 감지부가 차량의 시동을 감지함에 따라 CAN 통신부를 활성화하고, 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하지 못하면 SJB에 고장이 발생한 것으로 판단하여 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하도록 릴레이 구동부를 제어하는 제어부; 및 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하는 상기 릴레이 구동부를 포함한다.

Description

암전류 차단 해제 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR UNBLOCKING DARK CURRENT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 암전류 차단 해제 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 래치 릴레이(Latch Relay)를 이용하여 차량의 전장부하로 흐르는 암전류를 차단 및 해제하는 SJB(Smart Junction Box)의 제어기에 고장이 발생한 경우, Fail-Safety 기능을 제공하는 기술에 관한 것이다.
통상적으로 자동차에서는 램프류나 바디 전장부품, 멀티미디어 기기, 모터구동장치 등 차량 내 전기를 소모하는 각종 전기장치에 배터리 전원을 공급하기 위한 정션박스가 사용되고 있고, 이 정션박스에는 외부 회로에 과전류나 과부하가 전달되는 것을 방지하기 위한 다수의 퓨즈나 전원 공급을 개폐하는 릴레이들이 설치된다.
상기 정션박스는 배터리 전원의 공급 및 분배, 와이어(wire) 보호 등의 기능을 주로 수행하고, 그 밖에 내부에 탑재되는 각종 소자(퓨즈, 릴레이 등)들에 대한 수납 및 보호, 신속한 방열을 통한 작동 효율 유지 등의 기능을 한다.
또한, 정션박스에는 배터리 전원을 사용하는 여러 전기 장치들이 연결되어 있으므로 이들 전기장치들이 소모하는 암전류(dark current)를 차단할 수 있는 기술이 적용되고 있다.
암전류는 차량의 시동 오프 후에도 배터리 전원을 사용하는 각종 부하장치들이 소모하는 전류를 말하며, 차량을 생산한 후 고객에게 인도하기 전까지 오랜 기간이 소요되거나 수출, 장기 보관 혹은 주차 등으로 인해 차량을 오랜 기간 운행하지 않을 경우 차량의 B+ 전원을 사용하는 부하장치에 항상 암전류가 흐르기 때문에 배터리가 방전될 위험이 있다.
이를 해결하기 위해 고객 인도 전까지 배터리와 부하장치 사이의 전원공급경로를 차단하여 부하장치에 의해 소모되는 암전류를 차단하는 암전류 차단 장치가 정션 박스에 적용되고 있는데, 그 일례가 파워 커넥터(power connector)의 적용이다. 즉, 배터리와 부하장치 사이에 정션박스를 두고, 정션박스에 퓨즈와 접속되는 파워 커넥터를 설치하는 것인데, 파워 커넥터를 정션박스에 연결한 경우 배터리 전원이 부하장치로 공급될 수 있는 반면, 분리한 경우에는 부하장치로의 전원공급경로가 차단된다. 이에 차량의 고객 인도 전까지(또는 차량을 오랜 기간 사용하지 않을 경우 운전자에 의해) 파워 커넥터를 분리하여 암전류로 인한 배터리 방전을 최소화하고 있다.
그러나 파워 커넥터는 그 조작이 어려우므로, 최근 개발된 스마트 정션박스(Smart Junction Box, SJB)에는 모드 스위치 및 스위칭 소자를 이용하여 암전류로 인한 배터리 방전을 차단하는 암전류 차단 장치(파워 컷 장치)가 적용되고 있다.
이는 정션박스에서 배터리 전원 및 암전류를 수동으로 차단하는 기존 파워 커넥터의 문제점을 개선한 것으로, 수출이나 딜러 단계에서 차량을 고객에 인도하기 전까지 모드 스위치를 오프 해두면 정션박스의 파워 컷(power cut) 상태가 되어 부하장치로의 암전류가 차단되고, 모드 스위치를 온(on) 시키면 배터리 전원이 정상적으로 차량 내 부하장치에 공급될 수 있는 상태가 된다.
또한, 스마트 정션박스가 적용된 경우 모드 스위치의 오프 상태라 하더라도 딜러가 차량 도어를 열거나 시동을 걸면 파워 컷 상태를 해제하고, 부하장치에 정상적으로 배터리 전원을 연결한다.
또한, 모드 스위치가 적용된 스마트 정션박스에서는 운전자가 실수로 실내 램프 온 상태, 도어 반잠금 상태, 후드 오픈 상태, 트렁크 오픈 상태로 차량을 주차해 둔 상태에서도 일정 시간 후 자동으로 실내 램프류의 전원을 차단하여 배터리의 방전을 방지하는 기능을 제공한다.
그리고 스마트 정션박스에서는 기본적으로 정션박스 내 제어기가 BCM(Body Control Module), DDM(Driver Door Module) 등의 차량 내 타 모듈과 CAN(Controller Area Network) 통신(B-CAN 통신) 가능하게 연결되는데, 이들 차량 내 타 모듈의 모드 상태, 즉 슬립(sleep) 모드 또는 웨이크-업(wake-up) 모드 상태를 확인하여, 부하장치로의 암전류 차단을 위한 파워 컷 동작을 수행하거나, 전원 공급이 가능한 상태가 되도록 하는 파워 컷 해제 동작을 수행한다.
이때, 정션박스 내 제어기는 파워 컷 또는 해제 동작시에 부하장치로의 전원을 개폐하는 릴레이 등의 스위칭 소자를 온/오프를 제어하여, 부하장치로의 전원공급경로를 차단하거나(파워 컷, 즉 배터리 전원 및 암전류를 차단하게 됨), 전원이 공급될 수 있도록 전원공급경로를 활성화한다(파워 컷 해제).
또한, 제어기는 다수의 차량 내 모듈이 모두 슬립 모드로 진입함을 확인하게 되면 스위칭 소자를 오프시켜 부하장치로의 배터리 전원을 차단하는 파워 컷 동작을 수행하는데, 이때 차량 내 타 모듈로부터 CAN 통신을 통해 어떠한 신호도 입력되지 않으면 제어기가 차량 내 타 모듈이 슬립 상태인 것으로 인식하고, 슬립 상태에서 일정시간 후 부하장치에 연결된 스위칭 소자를 오프하여 배터리 전원을 차단하는 파워 컷 동작을 수행한다.
물론, 차량 도어가 열리거나 차량 내 타 모듈에 부속된 장치의 작동이 이루어지면 모듈의 모드 상태가 웨이크-업 모드로 전환되고, 이때 정션박스 내 제어기가 웨이크-업 모드로 전환됨을 나타내는 신호를 CAN 통신을 통해 해당 모듈로부터 전달받을 경우 스위칭 소자를 온 시켜 배터리 전원이 부하장치로 다시 공급될 수 있도록 하는 파워 컷 해제 동작을 수행한다.
그러나 정션박스 내 제어기에 고장이 발생한 경우, 파워 컷 해제 동작을 수행하지 못해 차량이 정상적으로 동작하지 않는 문제점이 있다.
대한민국등록번호 제10-1315773호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량의 시동(Ignition)이 온 됨에 따라 SJB(Smart Junction Box) 및 각종 전장부하와 통신하여 SJB 제어기의 고장 여부를 검출하고, SJB의 제어기에 고장이 발생한 경우에 래치 릴레이에 전류를 공급하여 암전류의 차단을 해제함으로써, SJB의 제어기에 고장이 발생한 경우에도 정상적으로 전장부하를 동작시킬 수 있는 암전류 차단 해제 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 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 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 암전류 차단 해제 장치에 있어서, 차량의 시동(Ignition ON)을 감지하는 시동 감지부; SJB(Smart Junction Box) 및 전장부하와 통신하는 CAN 통신부; 시동 감지부가 차량의 시동을 감지함에 따라 CAN 통신부를 활성화하고, 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하지 못하면 SJB에 고장이 발생한 것으로 판단하여 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하도록 릴레이 구동부를 제어하는 제어부; 및 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하는 상기 릴레이 구동부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 암전류 차단 해제 방법에 있어서, 시동 감지부가 차량의 시동(Ignition ON)을 감지하는 단계; 제어부가 CAN 통신부를 활성화하는 단계; CAN 통신부가 SJB(Smart Junction Box) 및 전장부하와 통신하는 단계; 제어부가 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하지 못함에 따라 SJB에 고장이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및 릴레이 구동부가 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량의 시동(Ignition)이 온 됨에 따라 SJB(Smart Junction Box) 및 각종 전장부하와 통신하여 SJB 제어기의 고장 여부를 검출하고, SJB의 제어기에 고장이 발생한 경우에 래치 릴레이에 전류를 공급하여 암전류의 차단을 해제함으로써, SJB의 제어기에 고장이 발생한 경우에도 정상적으로 전장부하를 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 암전류 차단 시스템의 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 암전류 차단 해제 장치의 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 암전류 차단 해제 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 암전류 차단 시스템의 일예시도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 암전류 차단 시스템은 암전류 차단/해제 장치(SJB)(100)와, 암전류 차단 해제 장치(Body Control Module)(200)을 포함한다.
SJB(100)는 IBS(Intelligent Battery Sensor)로부터의 정보에 기초하여 각종 릴레이(Relay, Latch Relay)를 제어하는 MCU(Micro Control Unit)와, 램프로 공급되는 전원을 차단/차단 해제하는 릴레이와, 단기차단 부하에 공급되는 전원을 차단/차단 해제하는 래치 릴레이와, 장기차단 부하에 공급되는 전원을 차단/차단 해제하는 래치 릴레이를 포함한다.
참고로, IBS는 배터리 전압, 전류, 주위 온도를 전 영역으로 정밀하게 측정한다. 그리고 배터리 잔존용량(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH) 및 엔진 재시동 시의 배터리 최저 전압(State of Function, SOF)을 추정하여, 상위 제어기인 ECU(Engine Control Unit)에 전달한다.
또한, SJB(100)는 BCM(200)과 통신하기 위한 CAN(Controller Area Network) 통신부를 포함한다.
이러한 SJB(100)는 IBS로부터의 정보에 기초하여 각종 부하로 공급되는 전원을 차단하고, 차량의 시동이 온 되면 각종 부하로 공급되는 전원의 차단을 해제한다.
그러나 SJB(100)는 MCU(110)에 고장이 발생하면 차량의 시동이 온 되어도 각종 부하로 공급되는 전원의 차단을 해제할 수 없다.
한편, BCM(200)은 차량의 시동이 온 되면 SJB(100)는 물론 각종 전장부하와 CAN 통신을 수행한다. 이때, BCM(200)은 SJB(100)로부터 CAN 메시지가 수신되지 않으면 CAN 통신에 고장이 발생했거나 MCU(110)에 고장이 발생한 것으로 판단한다. 이때, 특정 전장부하(일례로, 바디/편의/PT)로부터 CAN 메시지(웨이크-업)를 수신하면, MCU(110)가 정상적으로 동작하여 특정 전장부하에 전원을 공급한 것으로 판단한다.
따라서, BCM(200)은 SJB(100)에 고장이 발생한 경우, MCU(110)에 고장이 발생한 것인지, CNA 통신에 고장이 발생한 것인지 인식할 수 있다.
또한, BCM(200)은 MCU(110)에 고장이 발생한 것으로 판단하면 활성화신호를 SJB(100) 내 래치 릴레이에 입력하여 각종 전장부하에 전원이 공급되도록 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 암전류 차단 해제 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 암전류 차단 해제 장치는, 시동 감지부(21), CAN 통신부(22), 제어부(23), 및 릴레이 구동부(24)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 시동 감지부(21)는 차량의 시동(Ignition ON)을 감지한다.
다음으로, CAN 통신부(22)는 SJB(200)는 물론 각종 전장부하와 CAN 통신을 수행한다. 이때, 전장부하는 BCM(200)의 제어를 받는 시스템으로서, 에어컨 시스템, 에어백 시스템, 파워시트 시스템, 와이퍼 시스템, 파워 윈도우 시스템, 시트열선 시스템, 도난 경보 시스템, 도어 자동 잠금 시스템 등을 포함한다.
다음으로, 제어부(23)는 시동 감지부(21)를 통해 차량의 시동이 온 됨을 감지함에 따라 CAN 통신부(22)를 활성화한다. 이렇게 활성화된 CAN 통신부(22)는 SJB 및 전장부하와 CAN 통신을 수행한다.
이후, 제어부(23)는 차량의 전장부하로부터 CAN 메시지(웨이크-업)를 수신하면 SJB(100)의 MCU(110)는 정상이라고 판단하고, CAN 메시지를 수신하지 못하면 SJB(100)의 MCU(110)에 고장이 발생한 것으로 판단한다.
이후, 제어부(23)는 SJB(100)의 MCU(110)에 고장이 발생한 것으로 판단한 경우, 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하도록 릴레이 구동부(24)를 제어한다.
그러면, 릴레이 구동부(24)는 활성화신호를 래치 릴레이에 입력한다. 이때, 활성화신호는 펄스신호로서 133mA의 전류를 100ms 동안 입력하는 신호를 의미한다.
한편, 제어부(23)는 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하고, SJB(100)로부터 CAN 메시지를 수신하지 못한 경우, SJB(100)의 CAN 통신부에 고장이 발생한 것으로 판단한다.
또한, 제어부(23)는 SJB(100)로부터 CAN 메시지를 수신한 경우에는 CAN 메시지 내 정보(릴레이 활성화 여부)를 통해 MCU(110)의 고장 여부를 확인할 수도 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 암전류 차단 해제 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 시동 감지부(21)가 차량의 시동(Ignition ON)을 감지한다(301).
이후, 제어부(23)가 CAN 통신부를 활성화한다(302).
이후, CAN 통신부(22)가 SJB(Smart Junction Box) 및 전장부하와 통신한다(303).
이후, 제어부(23)가 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하지 못함에 따라 SJB에 고장이 발생한 것으로 판단하여 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하도록 릴레이 구동부(24)를 제어한다(304).
이후, 릴레이 구동부(24)가 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제한다(305).
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
21 : 시동 감지부
22 : CAN 통신부
23 : 제어부
24 : 릴레이 구동부

Claims (8)

  1. 차량의 시동(Ignition ON)을 감지하는 시동 감지부;
    SJB(Smart Junction Box) 및 전장부하와 통신하는 CAN 통신부;
    시동 감지부가 차량의 시동을 감지함에 따라 CAN 통신부를 활성화하고, 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하지 못하면 SJB에 고장이 발생한 것으로 판단하여 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하도록 릴레이 구동부를 제어하는 제어부; 및
    전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하는 상기 릴레이 구동부
    를 포함하는 암전류 차단 해제 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하고, SJB로부터 CAN 메시지를 수신하지 못한 경우, SJB의 CAN 통신부에 고장이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 암전류 차단 해제 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴레이 구동부는,
    래치 릴레이를 구동시키는 것을 특징으로 하는 암전류 차단 해제 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 릴레이 구동부는,
    래치 릴레이에 133mA의 전류를 100ms 동안 입력하는 것을 특징으로 하는 암전류 차단 해제 장치.
  5. 시동 감지부가 차량의 시동(Ignition ON)을 감지하는 단계;
    제어부가 CAN 통신부를 활성화하는 단계;
    CAN 통신부가 SJB(Smart Junction Box) 및 전장부하와 통신하는 단계;
    제어부가 전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하지 못함에 따라 SJB에 고장이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
    릴레이 구동부가 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하는 단계
    를 포함하는 암전류 차단 해제 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    전장부하로부터 CAN 메시지를 수신하고, SJB로부터 CAN 메시지를 수신하지 못하면, SJB의 CAN 통신부에 고장이 발생한 것으로 판단하는 단계
    를 더 포함하는 암전류 차단 해제 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 해제 단계는,
    래치 릴레이를 이용하여 전장부하에 공급되는 전원의 차단을 해제하는 것을 특징으로 하는 암전류 차단 해제 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 해제 단계는,
    래치 릴레이에 133mA의 전류를 100ms 동안 입력하는 것을 특징으로 하는 암전류 차단 해제 방법.
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