KR20180059040A - 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내 통신 네트워크에 연결되고 부하로의 전원 공급을 제어하는 릴레이 접점 고장 방지 장치는 스위치 및 코일을 포함하는 릴레이와 상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이의 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이 접점의 용착 여부를 판단하는 제1 제어기를 포함하고, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지된 경우, 상기 제1 제어기가 상기 릴레이의 코일에 신호를 인가할 수 있다.

Description

릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치{Method and Apparatus for Preventing Relay Contact Fault}
본 발명은 차량에서의 릴레이 접점 융착 방지에 관한 것으로서, 상세하게, 차량 릴에이 접점의 용착 현상 및 통전 불량 문제를 감지하고, 이를 해결하는 것이 가능한 릴레이 접점 공장 방지 방법 및 장치에 관한 것이다.
오늘날 고유가와 이산화탄소 규제 등으로 인해 기존의 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 친환경자동차의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 최근 전기모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차나 내연기관과 전기모터를 구동원으로 함께 사용하는 하이브리드 자동차가 자동차 제조사에 따라 이미 상용화되어 출시되고 있거나 상용화를 앞두고 있는 상황이다.
전기자동차나 하이브리드 자동차는 구동원이 되는 전기모터(Traction Motor)에 전력을 공급하기 위한 주 동력원으로 고전압 배터리를 탑재하고 있으며, 더불어 배터리 충전을 위한 충전장치, 전기모터(이하, '구동모터'라 칭함)를 구동시키기 위한 인버터 등을 구비하고 있다.
상기 인버터는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)의 제어신호에 따라 고전압 배터리에서 공급되는 전원을 변환시켜 구동모터를 구동시키게 된다. 또한 배터리의 상태를 감시하는 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)가 탑재되는데, 이 배터리 제어기는 배터리의 온도, 전압, 충/방전 전류, 배터리 SOC(State Of Charge) 등에 관한 배터리 상태 정보를 수집하고, 수집되는 배터리 상태 정보를 차량 제어에 이용될 수 있도록 차량 내 타 제어기에 제공한다. 특히, 배터리 제어기는 배터리 상태를 확인하여 배터리 상태가 일정한 수준 이상을 유지하도록 관리하며, 배터리 내구성 저하에 따른 수명 단축을 방지하는 한편, 총합제어를 수행하는 차량 제어기에 배터리 SOC 정보를 알려줌으로써 배터리 상태를 고려한 차량 주행이 이루어질 수 있도록 한다.
하이브리드 차량은 궁극적으로 연비 성능을 높여 고효율의 차량을 구현하고, 배기 성능을 개선하여 친환경 차량을 구현하는데 주된 목적이 있는 차량이다.
하이브리드 차량의 동력전달은 엔진, 모터, 자동변속기가 일축상에 직결되어 있고, 상기 엔진 및 모터 간에는 클러치가 배열되어 이루어질 수 있다. 그리고, 이들의 동작을 위한 구성으로서 하이브리드 배터리(즉, 고전압 배터리)가 인버터를 통해 상기 모터와 충방전 가능하게 연결되어 있다. 이와 같이, 하이브리드 차량에는 고전압배터리가 사용되는데, 이 하이브리드 배터리를 보호하기 위해, 보통 부하에 직렬로 연결되며 대전류를 끊고 연결하는 릴레이가 사용될 수 있다.
이상의 설명에서는 부하가 비교적 높은 전류가 통전되는 고전압 배터리인 경우를 예를 들어 설명하였으나, 비교적 소전류가 통전되는 부하 및 시동성 부하를 제어하기 위해 릴레이가 사용될 수도 있다. 일 예로, 소전류가 통전되는 부하로는 와이퍼, LED 램프 등이 포함되고, 시동성 부하로는 퓨얼펌프, 스타터 등이 포함될 수 있다.
이러한 릴레이는 사용 중 접점부가 서로 융착되면 회로에 고전압이 흐를 수 있다.
특히, 종래에는 패키지 문제로 인해, PCB(Printed Circuit Board) 릴레이 사용 비율이 늘어나는 추세이나, PCB 릴레이 불량 시 정션 블록(Junction Block)이나 ICU(Immobilizer Control Unit) 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 릴레이 접점의 융착 감지 시 이를 해결하고, 산화 피막에 의한 통전 불량 현상을 효과적으로 해결하기 위한 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 릴레이 접점의 용착 상태가 감지되면, 릴레이 접점이 냉각되기 이전에 릴레이 스위치를 제어함으로써, 릴레이 접점에서의 용착 현상을 제거하는 것이 가능한 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 릴레이 접점의 통전 불량이 감지되면, 구비된 과전류 통전 회로를 이용하여 통전 불량인 릴레이 스위치에 과전류를 인가함으로써, 통전 불량 문제를 해결하는 것이 가능한 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내 통신 네트워크에 연결되고 부하로의 전원 공급을 제어하는 릴레이 접점 고장 방지 장치는 스위치 및 코일을 포함하는 릴레이와 상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이의 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이 접점의 용착 여부를 판단하는 제1 제어기를 포함하고, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지된 경우, 상기 제1 제어기가 상기 릴레이의 코일에 신호를 인가할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 내 통신 네트워크에 연결되고 부하로의 전원 공급을 제어하는 릴레이 접점 고장 방지 장치는 스위치 및 코일을 포함하는 릴레이와 상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이의 출력 전압에 기반하여 상기 스위치 접점에서의 통전 불량 여부를 판단하는 제1 제어기와 상기 부하와 병렬로 연결되고, 상기 제1 제어기의 제어 신호에 따라 상기 스위치를 통과한 대전류를 흡수하는 과전류 통전 회로를 포함하고, 상기 스위치 접점에서의 통전 불량이 감지된 경우, 상기 제1 제어기가 상기 릴레이의 스위치에 상기 대전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량 내 통신 네트워크에 연결되어 부하로의 전원 공급을 제어하는 장치에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법은 릴레이 출력 전압을 측정하는 단계와 상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이 접점의 용착 여부를 판단하는 단계와 상기 판단 결과, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지되면, 상기 릴레이의 코일에 신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 릴레이 접점 고장 방지 방법은 상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이의 스위치 접점의 통전 불량 여부를 판단하는 단계와 상기 스위치 접점에서의 통전 불량이 감지된 경우, 구비된 과전류 통전 회로를 이용하여 상기 릴레이의 스위치에 대전류가 흐르도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기한 릴레이 접점 고장 방지 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 릴레이 접점의 용착 상태가 감지되면, 릴레이 접점이 냉각되기 이전에 릴레이 스위치를 제어함으로써, 릴레이 접점에서의 용착 현상을 제거하는 것이 가능한 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 또 다른 목적은 릴레이 접점의 통전 불량이 감지되면, 구비된 과전류 통전 회로를 이용하여 통전 불량인 릴레이 스위치에 과전류를 인가함으로써, 통전 불량 문제를 해결하는 것이 가능한 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 릴레이 접점의 고장 문제가 해결되지 않는 경우, 경고나 고장 코드를 발생 및 기록함으로써, 고장 원인 추적이 용이한 릴레이 접점 고장 방지 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 기존 릴레이 접점 불량에 따른 부품 및 제어기의 교체 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 장점 및 효과는 이상에서 언급한 장점 및 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량에서의 릴레이 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 접점 고장 방지 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 릴레이 접점 고장 방지 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 통합 제어 장치에 장착된 릴레이를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
종래의 통합 제어 장치(110)는 적어도 하나의 릴레이(제1 릴레이(110) 내지 제2 릴레이(120)) 및 해당 릴레이를 통해 흐르는 대전류를 제어하는 제1 제어기(130)를 포함하여 구성되었다.
도 1을 참조하면, 통합 제어 장치(100)의 외부에 배치되는 제2 제어기(140)는 통합 제어 장치(100) 내 장착된 제1 릴레이(110)의 동작을 제어하여 제1 부하(150)에 전달되는 전력을 제어할 수 있다.
반면, 통합 제어 장치(100) 내부에 장착된 제1 제어기(130)는 제2 릴레이(120)의 동작을 제어하여 제1 부하(160)에 전달되는 전력을 제어할 수 있다.
이를 통해, 통합 제어 장치(100)의 내부 처리 부하가 분산될 수 있다. 일반적으로 통합 제어 장치(100)는 구비된 릴레이 제어를 통한 전력 전달 제어 기능뿐만 아니라 게이트웨이 기능 등도 수행할 수 있다.
도면 번호 110을 참조하면, 각각의 릴레이는 스위치와 코일를 포함하여 구성될 수 있다. 제어기는 코일에 인가되는 신호를 제어하여 스위치의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 접점 고장 방지 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전원(210)으로부터 공급되는 전력은 릴레이 접점 고장 방지 장치(200)를 통해 제1 부하(220)에 제2 부하(230)에 전달될 수 있다.
릴레이 접점 고장 방지 장치(200)는 적어도 하나의 릴레이(제1 릴레이(201) 및 제2 릴레이(202))와 제1 제어기(262) 및 과전류 통전 회로(204)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 각각의 릴레이는 스위치와 코일을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 접점 고장 방지 장치(200)는 상기 도 2의 통합 제어 장치의 기능이 추가로 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이에 제한되지는 않는다.
릴레이 접점 고장 방지 장치(200) 내 구비된 일부 릴레이는 장치 외부의 제어기-예를 들면, 제2 제어기(240)-에 의해 제어될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 제어기(203)는 제2 릴레이(202)의 코일에 인가되는 신호를 제어하여 제2 릴레이(202)의 스위치 동작을 제어할 수 있다.
반면, 릴레이 접점 고장 방지 장치(200) 외부에 구비되는 제2 제어기(240)는 제1 릴레이(201)의 코일에 인가되는 신호를 제어하여 제1 릴레이(201)의 스위치 동작을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 차량 내 통신 네트워크는 CAN 통신 네트워크, 이더넷(Ethernet) 통신 네트워크, Flexlay 통신 네트워크, K-Line 통신 네트워크, LIN 통신 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 제어기(203)는 제2 제어기(240)와 차량 내 통신 네트워크(250)를 통해 상호 제어 신호 및 각종 정보를 교환할 수 있다. 제어기간 구축되는 통신 라인은 CAN(Controller Area Network) 통신 라인, K-Line, Flexlay 통신 라인, 이더넷(Ethernet) 통신 라인, LIN 통신 라인 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 제어기(203)는 제2 제어기(240)로부터 제1 릴레이(201) 코일의 신호 인가 상태 정보를 차량 내 통신 네트워크(250)를 통해 수신할 수 있다. 제1 제어기(203)는 제2 제어기(240)로부터 수신된 제1 릴레이(201) 코일의 신호 인가 상태 정보와 제1 릴레이(201)의 접점과 스위치의 후단 사이에서의 전압(Vm) 측정 결과에 기반하여 제1 릴레이(201) 스위치 접점의 용착 여부를 판단할 수 있다.
제1 제어기(203)는 제1 전압 측정 라인(261) 및 제2 전압 측정 라인(262)를 통해 각각 제1 릴레이(201)와 제2 릴레이(201)의 출력 전압에 대한 세기 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 릴레이 출력 전압은 해당 릴레이 스위치의 접점과 해당 스위치 후단 사이에서 측정된 전압일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
릴레이 스위치 접점은 스위치에 흐르는 고전류에 의해 열이 발생될 수 있으며, 그에 따라 스위치 접점에 용착점이 생성될 수 있다. 용융 상태의 용착점이 완전히 냉각되면, 정상적인 스위치 동작이 더 이상 불가할 수 있다. 따라서, 용착점이 완전히 냉각되기 이전에 용착 현상이 발생된 릴레이의 코일에 신호가 공급되면, 해당 릴레이 스위치에 자력이 가해지고, 이로 인해 해당 릴레이 스위치의 용착점이 제거될 수 있다. 이때, 해당 릴레이 코일에는 일정 횟수 반복적으로 신호가 공급될 수 있다.
물론, 반복적인 신호 공급에도 불구하고, 용착 현상이 제거되지 않는 경우, 제1 제어기(203)는 소정 기록 영역에 해당 고장 코드를 기록한 후 릴레이 용착 현상이 제거되지 않음을 지시하는 소정 경고 알람을 차량 내 통신 네트워크를 통해 클러스터(미도시)에 전송할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 릴레이 코일에 신호가 인가되고 있는 상태-즉, 릴레이 스위치가 닫힌 상태(Relay Switch Closed Status)-를 “릴레이 신호 ON 상태”, 릴레이 코일에 신호가 인가되고 있는 상태-즉, 릴레이 스위치가 열린 상태(Relay Switch Open Status)-를 “릴레이 신호 OFF 상태”라 명하기로 한다.
릴레이 스위치 접점이 의도치 않게 붙는 용착 현상 발생 시 릴레이 코일에 신호를 인가하여 용착된 스위치가 움직였으나 스위치를 통해 부하에 전달되는 전류가 매우 작을 수 있다. 이는, 스위치단에 형성된 산화 피막에 의해 스위치단 저항이 과다하여 발생될 수 있다. 스위치단에 형성된 산화 피막을 제거하기 위해서는 해당 스위치에 과전류를 흘러야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 제어기(203)는 릴레이 신호 ON 상태에서 통전 불량이 감지되면, 해당 릴레이의 스위치에 과전류가 통전되도록 과전류 통전회로(204)를 제어할 수 있다. 여기서, 릴레이 신호 ON 상태에서 해당 릴레이 스위치 출력 단자의 전압이 소정 고전압 기준치를 초과하면, 제1 제어기(203)는 해당 릴레이 스위치에 통전 불량이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
과전류 통전 회로(204)는 부하(220, 230)와 병렬로 연결되며, 제1 제어기(203)에 의해 과전류 통전 회로(240)의 동작이 활성화되면, 스위치를 통과한 대전류가 모두(또는 대부분) 과전류 통전 라인(271 내지 272)를 통해 과전류 통전 회로(240)로 전달될 수 있다.
통전 불량이 감지된 릴레이 스위치에 과전류가 흐르면, 기 형성된 산화 피막이 제거될 수 있다. 과전류 통전회로(204)의 저항은 매우 낮으므로 릴레이 스위치를 통과한 대전류는 부하에 전달되지 않고, 과전류 통전회로(204)에 전달되어 접지될 수 있다.
반면, 과전류 통과에도 불구하고, 통전 불량이 해소되지 않는 경우, 제1 제어기(203)는 소정 기록 영역에 해당 고장 코드를 기록한 후 릴레이 통전 불량이 감지되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 차량 내 통신 네트워크를 통해 클러스터(미도시)에 전송할 수 있다.
일 예로, 과전류 통전회로(204)는 과전류용 전계 효과 트랜지스터(FET: Field Effect Transister)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 다른 일 실시예는 릴레이에 연결되는 부하가 가변 부하인 경우, 제1 제어기(203)는 통전 불량이 감지되면, 해당 부하로 흐르는 전류의 양을 증가시켜 릴레이 스위치에 형성된 산화 피막을 제거할 수도 있다.
상기한 도 2의 실시예에서는 릴레이 접점 고장 방지 장치(200)와 통신 라인을 통해 연결된 외부 제어기인 제2 제어기(240)가 제1 릴레이(201) 동작을 제어할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하면, 릴레이 접점 고장 방지 장치(200)가 구비된 모든 릴레이의 동작을 제어할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 릴레이 접점 고장 방지 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 릴레이 접점 고장 방지 장치(300)는 내부 구비된 모든 릴레이(제1 내지 제2 릴레이(201 및202)가 제1 제어기(203)에 의해 제어될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 접점의 용착 여부를 모니터링할 수 있다(S401).
릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 코일의 신호 인가 상태 및 릴레이 접점과 스위치 후단에 인가되는 전압의 세기에 기반하여 릴레이 접점에서의 용착 여부를 판단할 수 있다(S402). 일 예로, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 코일에 인가되는 신호가 OFF 상태에서 측정된 릴레이 스위치 전압이 소정 고전압 판단 기준치를 초과하면, 해당 릴레이 접점에 용착 현상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 접점 용착 현상이 감지되면, 일정 시간 동안 릴레이 코일에 신호를 인가할 수 있다(S403).
릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 접점 용착 현상이 제거되었는지 확인할 수 있다(S404). 여기서, 릴레이 코일에 신호가 인가되면, 릴레이 스위치 주변에 자기장이 형성되고, 형성된 자기장의 자력에 의해 아직 냉각되지 않은 용착점이 제거될 수 있다. 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 스위치 전압이 정상 상태-즉, 저전압 상태-로 변경된 것이 확인되면, 릴레이 접점 용착 현상이 제거된 것으로 판단할 수 있다.
확인 결과, 릴레이 접점 용착 현상이 제거된 경우, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 상기한 401 단계로 회귀하여 릴레이 접점 용착 상태를 계속 모니터링할 수 있다.
상기한 404 단계의 확인 결과, 릴레이 접점 용착 현상이 제거되지 않은 경우, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 일정 회수 동안 반복적으로 릴레이 코일 신호를 ON 시킬 수 있다.
릴레이 코일 신호 ON 회수가 소정 기준치를 초과하면, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 용착점 제거에 실패한 것으로 판단하여 해당 고장 코드를 소정 기록 영역에 기록하고 소정 경고 알람 신호를 생성하여 클러스터에 전송할 수 있다(S405 내지 S406). 이때, 클러스터에는 릴레이 접점 불량을 지시하는 소정 경고 알람이 출력될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 스위치의 통전 상태를 모니터링할 수 있다(S501).
릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 코일의 신호 인가 상태 및 릴레이 접점과 스위치 후단에 인가되는 전압의 세기에 기반하여 릴레이 스위치 접점에서의 통전 불량 여부를 판단할 수 있다(S502). 일 예로, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 코일에 인가되는 신호가 ON된 상태에서 측정된 릴레이 스위치 전압이 소정 고전압 판단 기준치를 초과하면, 해당 릴레이 스위치 접점에 통전 불량이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 다른 일 예로, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 코일에 인가되는 신호가 ON된 상태에서 릴레이 스위치 후단의 측정 전류의 세기가 소정 통전 불량 판단 기준치를 초과하면, 해당 릴레이 스위치 접점에 통전 불량이 발생된 것으로 판단할 수도 있다.
릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 스위치 접점에서의 통전 불량이 감지되면, 구비된 과전류 통전 회로를 이용하여 통전 불량이 감지된 릴레이 스위치에 과전류가 인가되도록 제어할 수 있다(S503). 이때, 통전 불량이 감지된 릴레이 스위치에 과전류가 인가되면, 스위치 접점에 생성된 산화 피막이 제거될 수 있다.
릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 스위치 접점에서의 통전 불량 현상이 제거되었는지 확인할 수 있다(S504). 릴레이 접점 고장 방지 장치는 릴레이 스위치 전압이 고전압 상태에서 정상 상태-즉, 저전압 상태-로 변경된 것이 확인되면, 릴레이 스위치 접점의 통전 불량 현상이 제거된 것으로 판단할 수 있다.
확인 결과, 릴레이 스위치 접점의 통전 불량 현상이 제거된 경우, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 상기한 501 단계로 회귀하여 릴레이 스위치 접점의 통전 상태를 모니터링할 수 있다.
상기한 504 단계의 확인 결과, 릴레이 스위치 접점의 통전 불량 현상이 제거되지 않은 경우, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 통전 불량 제거에 실패한 것으로 판단하여 해당 고장 코드를 소정 기록 영역에 기록하고 소정 경고 알람 신호를 생성하여 클러스터에 전송할 수 있다(S505). 이때, 클러스터에는 릴레이 스위치 접점 통전 불량을 지시하는 소정 경고 알람이 출력될 수 있다. 일 실시예에 따른 릴레이 접점 고장 방지 장치는 통전 불량 현상이 제거될 때까지 일정 회수 반복하여 과전류 통전 회로를 이용한 과전류 통전 절차를 수행할 수 있다. 만약, 과전류 통전 절차의 일정 회수 반복 수행에도 불구하고 통전 불량 현상이 제거되지 않은 경우, 릴레이 접점 고장 방지 장치는 상기한 505 단계를 수행할 수도 있다.
상기한 도 5의 통전 불량 현상을 감지하고 이를 제거하는 절차는 상기한 도 4의 방법을 통해 릴레이 스위치 접점의 용착 현상이 제거된 이후에 해당 스위치를 통해 전류가 정상적으로 흐르지 않는 경우 수행될 수도 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 상기 도 4 및 도 5의 방법이 병렬적으로 수행될 수도 있음을 주의해야 한다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 차량 내 통신 네트워크에 연결되고 부하로의 전원 공급을 제어하는 릴레이 접점 고장 방지 장치에 있어서,
    스위치 및 코일을 포함하는 릴레이;
    상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이의 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이 접점의 용착 여부를 판단하는 제1 제어기;
    를 포함하고, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지된 경우, 상기 제1 제어기가 상기 릴레이의 코일에 신호를 인가하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이의 코일에 인가되는 신호가 OFF된 상태이고, 상기 릴레이 접점과 상기 스위치의 후단 사이에서 측정된 전압이 소정 고전압 판단 기준치를 초과하면, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지되는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    복수개의 상기 릴레이가 상기 릴레이 접점 고장 방지 장치에 구비되되, 일부 릴레이의 동작이 상기 차량 내 통신 네트워크에 연결된 다른 제어기에 의해 제어되는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 제어기가 상기 차량 내 통신 네트워크를 통해 상기 다른 제어기로부터 릴레이 신호 인가 상태 정보를 수신하고, 수신된 릴레이 신호 인가 상태 정보 및 해당 릴레이의 출력 전압에 기반하여 해당 릴레이 접점의 용착 여부를 판단하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 접점의 용착이 감지되면 상기 제1 제어기가 해당 릴레이의 용착 현상이 제거될 때까지 해당 코일에 일정 회수 반복적으로 신호를 인가하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 일정 회수 반복적으로 신호를 인가한 이후에도 용착 상태가 유지되는 경우, 상기 제1 제어기가 릴레이 용착 문제가 발생되었음을 지시하는 소정 고장 코드를 소정 기록 영역에 기록하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 일정 회수 반복적으로 신호를 인가한 이후에도 용착 상태가 유지되는 경우, 상기 제1 제어기가 상기 차량 내 통신 네트워크를 통해 클러스터에 릴레이 용착 문제가 발생되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 전송하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차량 내 통신 네트워크는 CAN 통신, 이더넷(Ethernet) 통신, Flexlay 통신, K-Line 통신, LIN 통신 중 적어도 하나를 포함하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  9. 차량 내 통신 네트워크에 연결되고 부하로의 전원 공급을 제어하는 릴레이 접점 고장 방지 장치에 있어서,
    스위치 및 코일을 포함하는 릴레이;
    상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이의 출력 전압에 기반하여 상기 스위치 접점에서의 통전 불량 여부를 판단하는 제1 제어기; 및
    상기 부하와 병렬로 연결되고, 상기 제1 제어기의 제어 신호에 따라 상기 스위치를 통과한 대전류를 흡수하는 과전류 통전 회로;
    를 포함하고, 상기 스위치 접점에서의 통전 불량이 감지된 경우, 상기 제1 제어기가 상기 릴레이의 스위치에 상기 대전류가 흐르도록 제어하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 릴레이의 코일에 인가되는 신호가 ON된 상태이고, 상기 릴레이 접점과 상기 스위치의 후단 사이에서 측정된 전압이 소정 고전압 판단 기준치를 초과하면, 상기 스위치 접점의 통전 불량이 감지되는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스위치 접점의 통전 불량이 감지되면 상기 제1 제어기가 해당 릴레이의 통전 불량 현상이 제거될 때까지 해당 스위치에 일정 회수 반복적으로 상기 대전류가 통과되도록 제어하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 일정 회수 반복적으로 대전류를 통과시킨 이후에도 상기 통전 불량 현상이 제거되지 않은 경우, 상기 제1 제어기가 릴레이 스위치 접점의 통전 문제가 발생되었음을 지시하는 소정 고장 코드를 소정 기록 영역에 기록하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 일정 회수 반복적으로 대전류를 인가한 이후에도 상기 통전 불량 현상이 제거되지 않은 경우, 상기 제1 제어기가 상기 차량 내 통신 네트워크를 통해 클러스터에 릴레이 스위치 접점의 통전 문제가 발생되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 전송하는, 릴레이 접점 고장 방지 장치.
  14. 차량 내 통신 네트워크에 연결되어 부하로의 전원 공급을 제어하는 장치에서의 릴레이 접점 고장 방지 방법에 있어서,
    릴레이 출력 전압을 측정하는 단계;
    상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이 접점의 용착 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지되면, 상기 릴레이의 코일에 신호를 인가하는 단계
    를 포함하는, 릴레이 접점 고장 방지 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 릴레이의 코일에 인가되는 신호가 OFF된 상태이고, 상기 릴레이 접점과 상기 릴레이에 구비된 스위치 후단 사이에서 측정된 전압이 소정 고전압 판단 기준치를 초과하면, 상기 릴레이 접점의 용착이 감지되는, 릴레이 접점 고장 방지 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 릴레이 접점의 용착이 감지되면 상기 릴레이의 용착 현상이 제거될 때까지 상기 릴레이의 코일에 일정 회수 반복적으로 신호를 인가하는, 릴레이 접점 고장 방지 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 일정 회수 반복적으로 신호를 인가한 이후에도 용착 상태가 유지되는 경우,
    릴레이 용착 문제가 발생되었음을 지시하는 소정 고장 코드를 소정 기록 영역에 기록하는 단계; 및
    상기 차량 내 통신 네트워크를 통해 클러스터에 릴레이 용착 문제가 발생되었음을 지시하는 소정 경고 알람을 전송하는 단계
    중 적어도 하나를 더 포함하는, 릴레이 접점 고장 방지 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 릴레이의 신호 인가 상태와 상기 릴레이 출력 전압에 기반하여 상기 릴레이의 스위치 접점의 통전 불량 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 스위치 접점에서의 통전 불량이 감지된 경우, 구비된 과전류 통전 회로를 이용하여 상기 릴레이의 스위치에 대전류가 흐르도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는, 릴레이 접점 고장 방지 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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