KR20190130937A - 차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 차량 배터리의 충전 제어를 담당하는 충전제어기가 웨이크업 되는 경우 상기 충전제어기의 웨이크업 이유를 구분하여 판단하고, 판단한 웨이크업 이유에 따라 적절한 연계동작이 이루어지도록 함으로써 의도치 않은 충전제어기의 웨이크업으로 인한 예약충전 장치의 오동작 문제를 방지할 수 있도록 하는 차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.

Description

차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법 {Control method of reservation-based charging device for vehicle}
본 발명은 차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 차량 외부 충전기의 이상 동작으로 인해 발생할 수 있는 예약충전 장치의 오동작을 방지하기 위한 차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
전기자동차나 하이브리드 자동차와 같이 전기에너지를 동력원으로 사용하는 차량의 경우 예약충전을 수행할 수 있도록 설계되고 있으며, 상기 예약충전이란 사용자가 원하는 시간에 충전이 시작되고 설정 SOC(State Of Charge)에 도달하면 차량 배터리의 충전이 종료되는 것을 말한다.
상기 예약충전이 설정되는 경우, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment) 등과 같은 차량 외부 충전기(전력공급장치)에 구비된 충전 커넥터를 차량에 연결하여도 바로 충전이 진행되지 않고 예약충전 시간이 되어야 충전이 시작된다. 이때 차량에 탑재되어 있는 충전기는 예약충전이 가능한 상태를 유지하고 차량은 충전 시작 시간까지 충전기 제어를 위한 제어기를 오프(OFF)하고 슬립 모드(sleep mode)로 들어간다.
이후 예약충전 시간이 도래하면 VCU(Vehicle Control Unit)에서 충전에 관련되는 모든 제어기를 깨우고 배터리 충전에 들어가게 된다.
따라서 예약충전이 설정되어 있는 상태에서 운전자가 바로 충전을 원할 경우 운전자는 상기 예약충전을 취소해야 한다. 예약충전을 취소하기 위해서는 제어기를 ON 시켜야 하므로 차량 시동(IG ON)을 걸고 예약충전을 취소해야 한다.
이러한 불편함을 해소하기 위해 차량 시동(IG ON)을 걸지 않아도 예약충전 취소버튼만으로 예약충전을 취소할 수 있도록 하는 방식이 제안된바 있다.
그러나, 상기 예약충전 취소버튼을 사용하여 예약충전을 취소하는 경우, 충전에 관련된 차량내 모든 제어기를 깨우므로 운전자가 예약충전 취소버튼을 누를 때마다 충전에 관련된 모든 제어기가 항상 ON 되는 단점이 있다. 부연하면, 예약충전 취소버튼을 작동하면 충전에 관련된 모든 제어기가 ON 되어 예약충전을 취소하고 일반충전으로 진입하게 된다. 따라서, 충전이 진행될 수 없는 조건(예를 들면, 충전용 커넥터 미연결, 충전요금 미결재 등)의 경우에도 항상 모든 제어기가 온(ON)이 된다.
만약 예약충전 취소버튼이 반복적으로 ON 작동되면 충전 관련 제어기들의 ON/OFF 동작이 연속적으로 수행되고, 그로 인해 충전 관련 제어기들의 온/오프 시퀀스(Sequence)에 영향을 줄 수 있다는 문제점이 존재한다.
상기한 문제점을 개선하기 위해, 사용자가 예약충전 취소버튼을 작동시킬 때 충전에 관련되어 있는 모든 제어기를 온(ON) 하는 것이 아니라 그중 충전을 담당하는 하나의 제어기(즉, 충전제어기)만 온(ON) 시킨 후 충전 가능 상태 여부를 판단하여 충전이 가능한 상황이면 충전에 관련된 모든 제어기를 온(ON) 시키는 기술이 개시된 바 있다.
그런데, 차량의 충전에 관련되어 있는 모든 제어기들 중에 상기 충전제어기가 온(ON) 되는 경우, 상기 충전제어기가 온(ON) 될 수 있는 조건이 예약충전 취소버튼의 작동 외에도 다양하게 존재하기 때문에, 상기 충전제어기가 온(ON) 된 이유가 예약충전 취소버튼의 작동에 의한 것인지를 정확하게 판단할 수 없으며, 또한 사용자의 의도와 상관없이 의도치 않게 상기 충전제어기가 웨이크업(Wake up) 되는 경우 상기 충전제어기의 웨이크업 사유를 사용자가 의도한 것으로 오인식하여 상기 충전제어기의 웨이크업 조건 외에 충전 가능 상태 여부를 판단하는 다른 조건이 만족되면 충전에 관련되어 있는 차량내 모든 제어기를 온(ON) 시키는 등의 예약충전 오동작이 발생할 수 있는 문제점이 존재한다.
한국공개특허 제2016-0036117호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량 배터리의 충전 제어를 담당하는 충전제어기가 웨이크업 되는 경우 상기 충전제어기의 웨이크업 이유를 구체적으로 구분하여 판단하고, 판단한 웨이크업 이유에 따라 적절한 연계동작이 이루어지도록 함으로써 의도치 않은 충전제어기의 웨이크업으로 인한 예약충전 장치의 오동작 문제를 방지할 수 있도록 하는 차량용 예약충전 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 차량 내부 충전기가 예약충전 모드일 때, 차량의 동력원으로 사용되는 제1배터리의 충전을 제어하기 위한 충전제어기가 웨이크업 되어 있으면 상기 충전제어기의 웨이크업 사유를 판별하는 제1단계; 상기 충전제어기의 웨이크업이 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 일어난 것으로 판단되면 상기 충전제어기를 오프하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 제2단계는, 상기 충전제어기에 제2배터리의 전력이 공급되는 것을 제어할 수 있는 배터리 릴레이가 오프 상태이고, 상기 차량 내부 충전기의 예약충전을 취소하기 위한 예약충전 취소신호가 미발생한 상태이면, 상기 충전제어기에 저장되어 있는 충전기 이상 플래그 신호를 기반으로 상기 차량 외부 충전기의 이상동작 발생 여부를 판단하는 단계; 상기 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생한 것으로 판단되면, 상기 충전제어기의 웨이크업이 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 일어난 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 제2배터리는 배터리 릴레이의 온 작동 시에 상기 충전제어기에 전력을 공급할 수 있도록 상기 배터리 릴레이를 통해 상기 충전제어기와 연결되고, 상기 배터리 릴레이는 웨이크업된 타제어기에 의해 온 될 수 있다.
또한, 상기 제2배터리는 예약충전 취소신호의 발생 시에 상기 충전제어기에 전력이 공급될 수 있도록 상기 예약충전 취소신호를 발생하는 예약충전 취소신호 발생기를 통해 충전제어기와 연결되고, 상기 예약충전 취소신호의 발생 시에 상기 충전제어기에 제2배터리의 전력을 공급하여 충전제어기를 웨이크업 시키는 제어기전원공급장치가 상기 예약충전 취소신호 발생기와 충전제어기 사이에 설치되어 있다.
상기 제2단계에서는, 상기 충전기 이상 플래그 신호를 기반으로 차량 외부 충전기의 이상동작 발생 여부를 판단할 때 상기 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 충전기 결재판단부에서 상기 차량 외부 충전기의 사용에 대한 충전요금 결재신호를 발생함에 의해 상기 충전제어기의 웨이크업이 일어난 것으로 판단한다. 그리고, 제2배터리는 상기 충전기 결재판단부에서 상기 충전요금 결재신호를 발생할 때 상기 충전제어기에 전력이 공급될 수 있도록 상기 충전기 결재판단부를 통해 충전제어기와 연결되어 있다. 아울러, 상기 충전요금 결재신호가 발생한 것으로 판단되고 상기 충전제어기에 충전 시작 신호가 수신되면, 제1배터리의 충전을 시작한다.
그리고, 상기 충전요금 결재신호가 발생한 것으로 판단될 때 상기 차량 외부 충전기에서 충전 시작 신호가 미수신되면 충전제어기를 오프하되, 차량 내부 충전기의 예약충전 모드가 설정되어 있으면 상기 충전제어기를 오프하기 전에 차량 외부 충전기의 이상동작을 검출할 수 있는 충전기 이상 플래그 신호를 상기 충전제어기의 비휘발성 저장부에 저장한다.
여기서, 상기 차량 내부 충전기는 상기 차량 외부 충전기에서 전력을 공급받아 상기 제1배터리를 충전하는 것이다. 다시 말해, 상기 차량 외부 충전기는 제1배터리의 충전을 위한 전력을 차량 내부 충전기에 공급하는 것이다.
한편, 본 발명에서는, 차량의 동력원으로서 사용되는 제1배터리를 충전시키기 위한 차량 내부 충전기; 차량의 제2배터리로부터 전력이 공급되면 상기 차량 내부 충전기의 제어를 위한 충전제어기에 전력을 공급하여 상기 충전제어기를 웨이크업 시키는 제어기전원공급장치; 상기 제2배터리와 제어기전원공급장치 사이에 설치되고, 상기 제2배터리와 제어기전원공급장치 사이에 전기적 연결을 제어하는 전력공급제어수단; 상기 차량 내부 충전기가 예약충전 모드일 때, 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 웨이크업 되면 오프되는 충전제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치도 제공한다.
여기서, 상기 전력공급제어수단은, 작동 시에 상기 차량 내부 충전기의 예약충전을 취소시키는 예약충전 취소신호를 발생하고 상기 제2배터리의 전력이 상기 제어기전원공급장치에 공급되도록 하는 예약충전 취소신호 발생기; 제2배터리와 제어기전원공급장치 사이에 설치되고, 작동 시에 상기 제2배터리의 전력이 상기 제어기전원공급장치에 공급되도록 하는 배터리 릴레이;를 포함할 수 있다.
상기 차량용 예약충전 장치는 상기 제2배터리와 제어기전원공급장치가 상기 전력공급제어수단에 의해 전기적으로 연결되지 않은 경우, 상기 충전제어기가 충전제어기에 저장되어 있는 충전기 이상 플래그 신호를 기반으로 상기 차량 외부 충전기의 이상동작 발생 여부를 판단하고, 상기 충전제어기는 상기 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생한 것으로 판단되면 충전제어기의 웨이크업이 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 발생한 것으로 판단한다.
또한, 상기 충전제어기는 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 충전기 결재판단부에서 차량 외부 충전기의 사용에 대한 충전요금 결재신호를 발생함에 의해 상기 충전제어기의 웨이크업이 일어난 것으로 판단한다.
또한, 상기 충전제어기는 충전기 결재판단부가 충전요금 결재신호를 발생하고 차량 외부 충전기에서 충전 시작 신호가 미수신되면 오프되되, 차량 내부 충전기의 예약충전 모드가 설정되어 있으면 충전제어기가 오프되기 전에 차량 외부 충전기의 이상동작을 검출할 수 있는 충전기 이상 플래그 신호를 상기 충전제어기의 비휘발성 저장부에 저장한다.
아울러, 상기 예약충전 취소신호 발생기와 충전제어기 사이에는 예약충전 취소버튼에서 발생한 예약충전 취소신호를 일정시간 유지시켜 상기 충전제어기에 전송하는 예약충전 취소신호 유지부가 설치된다.
상기한 본 발명에 의하면, EVSE 등과 같은 차량 외부 충전기(즉, 차량 외부의 전력공급장치)의 이상동작으로 인한 예약충전 장치의 오동작을 방지하고 예약충전 장치를 강건화할 수 있다.
예를 들면, 차량 외부 충전기의 이상동작에 따른 충전제어기의 웨이크업을 검출하고 그에 따라 상기 충전제어기를 오프시켜 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한 예를 들어, 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 충전요금 결재신호가 반복 발생한 것으로 인식되는 경우 충전에 관련된 차량내 모든 제어기가 온 되는 상황을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 예약충전 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 예약충전 장치의 충전제어기와 충전기 결재판단부 및 예약충전 취소버튼 사이의 회로 구성을 좀더 구체화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 예약충전 장치의 충전제어기가 웨이크업 될 때까지 예약충전 취소버튼의 하이 신호가 유지되는 것을 보여주는 것이다.
도 4는 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인한 충전기 결재판단부의 이상 신호를 일례로 나타낸 것이다.
도 5는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
도 1은 전기에너지를 동력원으로 사용하는 차량의 예약충전 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 차량용 예약충전 장치는 차량 내부 충전기(10)의 제어를 위한 충전제어기(11)에 웨이크업 전력을 제공할 수 있도록 하기 위하여, 차량 외부 충전기(20)의 사용에 대한 충전요금 결재를 인식하기 위한 충전기 결재판단부(13), 수동 작동(사용자 조작)에 의해 예약충전 모드(예약충전 대기) 중에 차량 내부 충전기(10)의 예약충전을 취소하기 위한 예약충전 취소버튼(15), 배터리 릴레이(19a)를 온(ON) 시킬 수 있는 차량내 충전 관련 제어기(이하, '타제어기'라고 함)(18,19)를 포함하여 구성된다.
상기 충전제어기(11)는 차량 동력원으로서 사용되는 제1배터리(이하,'메인배터리'라고 함)(미도시)의 충전 제어를 담당하는 것으로서, 상기 차량 외부 충전기(20)에서 전력을 공급받아 메인배터리를 충전시키는 상기 차량 내부 충전기(10)에 내장되며, 상기 차량 내부 충전기(10)는 차량에 탑재되는 충전기로서 OBC(On Board Charger)라고 칭하기도 한다.
상기 차량 외부 충전기(20)는 상기 메인배터리의 충전을 위한 전력을 제공할 수 있는 차량 외부의 전력공급장치로서, 가정용 콘센트나 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment) 등과 같은 전력공급장치를 말한다.
상기 타제어기(17,18)는 충전제어기(11) 외에 상기 메인배터리의 충전에 관련되는 차량내 제어기로서 BMS(Battery Management System), HCU(Hybrid Control Unit) 등이 있으며, 타제어기(17,18)에 전력을 공급하는 차량내 전력공급원에서 전력을 제공받아 온(ON) 된 상태일 때는 선택적으로 보조배터리(19)(혹은 '제2배터리'라고 함)의 전력 공급을 제어하는 배터리 릴레이(19a)를 온(ON) 시킬 수 있으며, 또한 상황에 따라 배터리 릴레이(19a)를 통해 보조배터리(19)의 전력을 제공받아 온(ON) 상태가 될 수도 있다.
참고로, 도 1에서 타제어기(17,18)는 2개의 제어기(17,18)로 도시되었으나, 이에 의해 상기 메인배터리의 충전에 관련되는 타제어기(17,18)의 갯수 및 역할 등이 한정되는 것은 아니다. 그리고, 예를 들어, 타제어기(17,18)는 각각 예약충전시간이 도래하면 충전제어기(11)를 웨이크업시키는 제어기(VCU), 원격충전신호에 의해 충전제어기(11)를 웨이크업시키는 제어기(TMS), 차량 도어가 오픈되면 충전제어기(11)를 웨이크업시키는 제어기(CGW) 중에 어느 하나일 수 있다.
그리고, 상기 예약충전 취소버튼(15)은 예약충전 취소신호(예를 들어, 트리거 신호)를 발생하는 예약충전 취소신호 발생기로서, 그 작동 시에 보조배터리(19)의 전력을 공급받아 제어기전원공급장치(16)에 제공할 수 있도록 보조배터리(19)와 제어기전원공급장치(16) 사이에 전기적으로 연결 설치될 수 있고, 상기 제어기전원공급장치(16)에 의해 웨이크업 전력을 공급받는 충전제어기(11)와 연결될 수 있다.
상기 예약충전 취소버튼(15)의 온(ON) 작동 시, 다시 말해 상기 예약충전 취소버튼(15)이 작동되어 차량 내부 충전기(10)의 예약충전을 취소시키기 위한 예약충전 취소신호를 발생할 때에, 설정된 일정시간 동안 제어기전원공급장치(16)를 활성화하기 위한 액티브(ACTIVE) 전력이 상기 예약충전 취소버튼(15)에 의해 유지될 수 있으며, 상기 액티브 전력이 예약충전 취소버튼(15)을 통해 제어기전원공급장치(16)에 공급될 수 있다.
상기 제어기전원공급장치(16)는 보조배터리(19)의 전력을 전달받는 경우 충전제어기(11)에 웨이크업 전력을 공급할 수 있도록 전력공급제어수단과 충전제어기(11) 사이에 연결 구성되며, 액티브 전력에 의해 활성화되어 웨이크업 된 뒤에 충전제어기(11)에 전력을 공급하여 충전제어기(11)를 웨이크업 시킬 수 있다.
상기 전력공급제어수단은 보조배터리(19)와 제어기전원공급장치(16) 사이에 설치되어 상기 보조배터리(19)와 제어기전원공급장치(16) 사이에 전기적 연결을 제어하는 것으로서, 보조배터리(19)의 전력이 제어기전원공급장치(16)에 전달되는 것을 제어할 수 있는 예약충전 취소버튼(15)과 배터리 릴레이(19a)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 예약충전 취소버튼(15)과 배터리 릴레이(19a)는 보조배터리(19)와 제어기전원공급장치(16) 사이에 병렬 연결될 수 있다.
차량 내부 충전기(10)가 예약충전 모드일 때, 상기 충전제어기(11)는 충전기 결재판단부(13)의 충전요금 결재신호 및 예약충전 취소버튼(15)의 작동신호(즉, 예약충전 취소 신호)의 수신 여부를 기초로 예약충전의 취소 여부를 판단할 수 있다.
첨부한 도 2는 충전제어기(11)와 충전기 결재판단부(13) 및 예약충전 취소버튼(15) 사이의 회로 구성을 좀더 구체화하여 나타낸 것이고, 도 3은 예약충전 취소버튼(15)의 작동 시에 충전제어기(11)가 웨이크업 될 때까지 예약충전 취소버튼(15)의 하이 신호가 유지되는 것을 보여주는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 예약충전 취소버튼(15)의 출력단에는 예약충전 취소신호 유지부(15a)가 연결 구성될 수 있고, 상기 예약충전 취소신호 유지부(15a)는 예약충전 취소버튼(15)의 작동 시 예약충전 취소버튼(15)의 작동신호를 일정시간 동안 연장시켜줌으로써 제어기전원공급장치(16)에 전달되는 액티브 전력이 일정시간 동안 유지될 수 있도록 한다.
상기 예약충전 취소신호 유지부(15a)는 예약충전 취소버튼의 온(ON) 작동에 따른 하이 신호(예약충전 취소 신호)를 일정시간 유지시켜 주도록 구성됨으로써, 충전제어기(11)가 제어기전원공급장치(16)에 의해 웨이크업 된 이후에 예약충전 취소버튼(15)의 예약충전 취소 신호를 수신 가능하도록 한다(도 3 참조).
그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 충전기 결재판단부(13)는 차량 외부 충전기(20)에서부터 수신되는 CP(Control Pilot) 신호를 기반으로 사용자의 충전요금 결재 여부를 판단할 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 상기 충전기 결재판단부(13)는 CP 신호의 하이(High) 신호를 감지하는 하이신호감지부(13a)와 로우(Low) 신호를 감지하는 로우신호감지부(13b)를 포함하여 구성되며, 상기 하이신호감지부(13a)와 로우신호감지부(13b)의 감지 결과를 기반으로 차량 외부 충전기(20)로부터 입력되는 CP 신호가 구형파인 것으로 판단되면 설정된 일정시간 동안 보조배터리(19)의 전력을 이용하여 제어기전원공급장치(16)에 액티브 전력을 제공할 수 있다.
상기 제어기전원공급장치(16)는 액티브 전력에 의해 활성화되어 웨이크업 된 뒤, 충전제어기(11)에 전력을 공급하여 충전제어기(11)를 웨이크업 시킬 수 있다.
부연하면, 상기 제어기전원공급장치(16)는 충전기 결재판단부(13)와 예약충전 취소버튼(15) 중 어느 하나라도 액티브 전력을 제공하면 그 액티브 전력에 의해 활성화되어 충전제어기(11)를 웨이크업 시킬 수 있게 된다.
한편, 도 1을 참조하여 앞서 언급한 바와 같이, 상기 차량의 예약충전 장치는 차량 내부 충전기(10)가 예약충전 모드일 때, 차량 외부 충전기(20)의 CP 신호를 기반으로 충전기 결재판단부(13)에서 발생한 충전요금 결재신호가 인식되는 경우, 또는 예약충전 취소버튼(15)의 온(ON) 작동이 인식되는 경우, 또는 타제어기(17,18)가 배터리 릴레이(19a)를 온(ON) 작동시킨 경우, 차량 내부 충전기(10)의 제어기(즉, 충전제어기)(11)가 보조배터리(19)의 전력을 공급받아 웨이크업 된다.
따라서, 예약충전 모드 중에 상기 충전제어기(11)가 온(ON) 되는 경우, 상기 충전제어기(11)가 어떤 사유에 의해 웨이크업(Wake up)된 것인지를 구분하여 판단하고, 판단한 충전제어기(11)의 웨이크업 사유에 기초하여 차량용 예약충전 장치의 작동을 제어하는 것이 필요하다.
만약 사용자의 의도와 상관없이 의도치 않게 충전제어기(11)가 웨이크업 되는 경우, 예를 들어 차량 외부 충전기(20)의 이상동작으로 인해 충전기 결재판단부(13)에서 오류가 발생하여 상기 충전기 결재판단부(13)의 신호(충전요금 결재신호)가 발생 후 중간에 해지되었다가 다시 발생되는 경우(도 4 참조), 충전요금 결재신호가 새로 발생한 것이 아님에도 불구하고 새로 발생한 것으로 인식되어 충전제어기(11)의 작동에 문제가 발생할 수 있으며, 그에 따라 상기 예약충전 장치의 오동작이 발생하게 된다.
도 4를 참조하여 좀더 말하면, 차량 내부 충전기(10)의 예약충전 모드 시에 상기 충전기 결재판단부(13)가 충전기 사용에 따른 충전요금의 결재 여부를 판단하기 위한 CP 신호를 차량 외부 충전기(20)로부터 수신하는 중에, 상기 차량 외부 충전기(20)의 이상동작으로 인해 상기 CP 신호가 중간에 일시 오프되었다가 다시 온되는 경우 새로운 충전요금 결재신호가 발생한 것으로 판단되어 충전제어기(11) 및 타제어기(17,18)의 작동에 이상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 차량 외부 충전기(20)의 이상작동으로 인해 충전기 결재판단부(13)에서 충전요금 결재신호를 재발생하는 경우, 웨이크업 상태의 충전제어기(11) 및 타제어기(17,18)를 다시 웨이크업 시키는 문제가 발생할 수 있고, 그로 인한 전력 손실 등이 초래될 수 있다.
이에 본 발명에서는 차량 내부 충전기(10)가 예약충전 모드일 때 충전제어기(11)의 웨이크업이 발생하는 경우 상기 충전제어기(11)의 웨이크업 사유가 무엇인지를 판별하고, 판별한 충전제어기(11)의 웨이크업 사유에 따른 연계동작이 적절하게 이루어지도록 함으로써 의도치 않은 충전제어기(11)의 웨이크업으로 인한 예약충전 장치의 오동작 문제를 방지할 수 있도록 한다.
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 차량용 예약충전 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 충전제어기(11)는 차량 내부 충전기(10)의 예약충전 모드 중에 웨이크업 되면(S11) 충전제어기(11)의 웨이크업 사유가 무엇인지를 판별한다.
상기 충전제어기(11)의 웨이크업 사유를 판별하기 위해, 먼저 타제어기(17,18)에 의해 배터리 릴레이(19a)가 온(ON) 작동된 상태인지 여부를 판단한다(S12).
상기 타제어기(17,18)에 의해 배터리 릴레이(19a)가 온(ON) 작동된 경우는, 배터리 릴레이(19a)에 의해 보조배터리(19)의 전력이 제어기전원공급장치(16)를 활성화시키게 되므로, 일반충전을 시작하기 위한 다른 조건(예를 들어, 충전요금 결재신호의 발생 등)이 모두 만족되면 충전제어기(11)는 메인배터리의 예약충전을 취소하고 메인배터리의 일반충전을 실행시킨다.
여기서, 상기 일반충전이란 차량 외부 충전기(20)에 구비된 충전 커넥터가 차량에 연결되면 바로 메인배터리의 충전을 시작하는 것을 말한다.
그리고, 상기 S12 단계에서 상기 타제어기(17,18)에 의해 배터리 릴레이(19a)가 온(ON) 작동된 경우가 아니라고 판단되면, 예약충전 취소버튼(15)이 온(ON) 작동된 상태인지 여부를 판단한다(S13).
예약충전 취소버튼(15)이 온 작동된 상태이면, 충전요금 결재신호를 기초로 차량 외부 충전기(20)의 이용에 대한 충전요금 결재가 완료되었는지 여부를 판단한다(S14).
상기 충전요금 결재신호의 발생 여부를 기초로 사용자가 충전요금 결재를 완료한 것으로 판단되면, 다시 말해 충전기 결재판단부(13)에서 충전요금 결재신호를 발생한 것으로 판단되면, 충전제어기(11)가 배터리 릴레이(19a)를 온(ON) 시키고 상기 배터리 릴레이(19a)가 온(ON) 됨에 따라 타제어기(17,18)를 포함하여 메인배터리의 충전에 관련된 차량내 모든 제어기가 웨이크업 된다(S15).
다음, 충전제어기(11)는 예약충전 취소버튼(15)의 신호를 기반으로 차량 내부 충전기(10)의 예약충전 모드를 해제하고 일반충전을 시작한다(S16).
이후, 상기 메인배터리의 일반충전이 완료되면 충전제어기(11)는 일정시간 동안 충전 이너블(Enable) 신호의 수신을 대기한 뒤 다시 슬립(Sleep) 모드로 오프된다.
그리고, 상기 S14 단계에서 상기 충전요금 결재신호의 발생 여부를 기초로 충전요금 결재가 완료되지 않은 것으로 판단되면, 충전제어기(11)는 배터리 릴레이(19a)를 온(ON) 시키지 않고 바로 슬립 모드로 오프된다.
한편, 상기 S13 단계에서 예약충전 취소버튼(15)이 온(ON) 작동된 상태가 아니라고 판단되면, 즉 예약충전 취소버튼(15)의 작동이 인식되지 않으면, 다시 말해 예약충전 취소버튼(15)이 미작동(오프) 상태이면, 상기 S11 단계에서 판단한 충전제어기(11)의 웨이크업은 차량 외부 충전기(20)의 이상동작이나 충전기 결재판단부(13)의 충전요금 결재신호에 의해 일어난 것으로 판단될 수 있다.
다시 말해, 보조배터리(19)와 제어기전원공급장치(16)가 전력공급제어수단에 의해 전기적으로 연결되지 않은 경우, 즉 타제어기(17,18)에 의해 배터리 릴레이(19a)가 온(ON) 작동된 상태가 아니고 예약충전 취소버튼(15)이 온 작동된 상태가 아니면, 상기 S11 단계에서 판단한 충전제어기(11)의 웨이크업은 차량 외부 충전기(20)의 이상동작이나 충전요금 결재신호의 발생에 의해 일어난 된 것으로 판단될 수 있다.
따라서, 충전제어기(11)는 충전제어기(11)의 비휘발성 저장부(예를 들어, NVRAM)에 저장되는 충전기 이상 플래그(FLAG) 신호를 이용하여 차량 외부 충전기(20)의 이상동작 여부를 판단한다(S17). 여기서, 상기 비휘발성 저장부는 충전제어기(11)의 전원이 오프되는 경우에도 삭제되지 않는 메모리 영역이다.
상기 충전기 이상 플래그(FLAG) 신호는 차량 내부 충전기(10)가 예약충전 모드로 대기중인지 아니면 차량 외부 충전기(20)가 이상동작 중인지를 판단하기 위해 충전제어기(11)의 비휘발성 저장부에 저장되는 설정값이며, 상기 충전제어기(11)는 차량 외부 충전기(20)의 이상동작 시 상기 충전기 이상 플래그 신호의 값을 기반으로 차량 외부 충전기(20)의 이상동작 여부를 판단할 수 있다.
다시 말해, 상기 충전제어기(11)는 차량 외부 충전기(20)의 이상동작이 일어나는 경우(예를 들어, 충전제어기(11)의 웨이크업 상태에서 충전제어기(11)의 자체 웨이크업을 발생시키는 차량 외부 충전기(20)의 충전요금 결재신호가 다시 발생하는 경우, 즉 상기 충전요금 결재신호가 반복 발생하는 경우) 상기 충전기 이상 플래그 신호를 이용하여 차량 외부 충전기(20)의 이상동작 상태를 판단할 수 있다.
충전제어기(11)는 상기 차량 외부 충전기(20)의 이상동작이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 충전요금 결재신호의 발생에 의해 충전제어기(11)가 웨이크업 된 것으로 판단하고, 배터리 릴레이(19a)를 온(ON) 시켜 타제어기(17,18)를 포함하여 메인배터리의 충전에 관련되는 차량내 모든 제어기가 웨이크업 되도록 한다(S18).
이어서, 충전제어기(11)는 차량 외부 충전기(20)에서 전송하는 충전 시작 신호가 충전제어기(11)에 수신되는지 여부를 판단한다(S19).
상기 충전제어기(11)는 차량 외부 충전기(20)로부터 충전 시작이 가능함을 알리는 충전 시작 신호를 수신하면, 예약충전을 취소하고, 차량 외부 충전기(20)의 전력을 이용하여 메인배터리를 충전시키는 일반충전 동작이 수행되도록 한다(S16).
상기 충전제어기(11)는 상기 충전 시작 신호를 미수신하면 일정시간 값으로 설정된 대기시간(T1) 동안 충전 시작 신호의 수신을 대기하며(S20), 상기 대기시간(T1) 동안에도 충전 시작 신호가 수신되지 않으면 자체적으로 오프된다.
이때, 상기 충전제어기(11)는 충전 시작 신호가 상기 대기시간(T1) 동안 수신되지 않으면 오프되기 직전에 차량 내부 충전기(10)의 예약충전 모드가 설정되어 있는지 여부를 판별하고(S21), 예약충전 모드가 설정되어 있지 않으면 충전제어기(11)를 오프한다. 그리고, 충전제어기(11)는 상기 예약충전 모드가 설정되어 있는 것으로 판단되면 자체적으로 오프하기 전에 충전기 이상 플래그 신호를 새로 설정하여 상기 충전제어기(11)의 비휘발성 저장부에 저장한다(S22).
상기 충전기 이상 플래그 신호는 의도치 않게 차량 내부 충전기(10)의 예약충전 모드가 해제되거나 원격 충전 등의 요인으로 메인배터리의 일반충전을 시작할 때에 충전제어기(11)의 비휘발성 저장부에서 삭제될 수 있기 때문에, 충전제어기(11)는 예약충전 모드가 설정되어 있음이 판단되면 충전기 이상 플래그 신호를 새로 설정하여 상기 비휘발성 저장부에 저장한다.
상기 예약충전 모드는 충전제어기(11)의 예약충전 설정 정보에 따라 사용자가 원하는 시간에 메인배터리의 충전이 시작되고 설정 SOC(State Of Charge)에 도달하면 메인배터리의 충전이 종료되는 모드이며, 이러한 예약충전 모드가 설정되는 경우 일반적으로 차량 내부 충전기(10)는 충전 시작을 대기하고 있다가 예약충전 시간이 되면 배터리 충전을 시작하게 된다. 이때 차량은 충전 시작 시간까지 충전에 관련된 모든 제어기들을 오프(OFF)하고 슬립 모드(sleep mode)로 들어가게 된다.
그리고, 상기 S17 단계에서 충전기 이상 플래그 신호를 기반으로 차량 외부 충전기(20)의 이상동작이 검출되면, 다시 말해 상기 차량 외부 충전기(20)로부터 수신되는 CP 신호 및 충전기 이상 플래그 신호를 기초로 차량 외부 충전기(20)의 이상동작이 판단되면, 충전제어기(11)의 웨이크업이 차량 외부 충전기(20)의 이상동작에 의해 발생한 것으로 판단하고, 일정시간 값으로 설정된 대기시간(T2)이 경과하는지 여부를 판단한다(S23). 충전제어기(11)는 상기 대기시간(T2)이 경과한 것으로 판단되면 자체적으로 즉시 오프한다.
즉, 상기 충전제어기(11)의 웨이크업이 차량 외부 충전기(20)의 이상동작에 의해 발생한 것으로 판단되면, 설정된 대기시간(T2)이 경과한 뒤에 충전제어기(11)가 오프된다.
여기서, 상기 대기시간(T2)은 충전 시작 신호의 수신을 대기하는 대기시간(T1)보다 매우 짧은 시간 값으로 설정된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 차량 내부 충전기
11 : 충전제어기
13 : 충전기 결재판단부
13a : 하이신호감지부
13b : 로우신호감지부
15 : 예약충전 취소버튼
15a : 예약충전 취소신호 유지부
16 : 제어기전원공급장치
17,18 : 타제어기
19 : 보조배터리
19a : 배터리 릴레이
20 : 차량 외부 충전기

Claims (18)

  1. 차량 내부 충전기가 예약충전 모드일 때, 차량의 동력원으로 사용되는 제1배터리의 충전을 제어하기 위한 충전제어기가 웨이크업 되어 있으면 상기 충전제어기의 웨이크업 사유를 판별하는 제1단계;
    상기 충전제어기의 웨이크업이 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 일어난 것으로 판단되면 상기 충전제어기를 오프하는 제2단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단계는,
    상기 충전제어기에 제2배터리의 전력이 공급되는 것을 제어할 수 있는 배터리 릴레이가 오프 상태이고, 상기 차량 내부 충전기의 예약충전을 취소하기 위한 예약충전 취소신호가 미발생한 상태이면, 상기 충전제어기에 저장되어 있는 충전기 이상 플래그 신호를 기반으로 상기 차량 외부 충전기의 이상동작 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생한 것으로 판단되면, 상기 충전제어기의 웨이크업이 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 일어난 것으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2배터리는 배터리 릴레이의 온 시에 상기 충전제어기에 전력을 공급할 수 있도록 상기 배터리 릴레이를 통해 상기 충전제어기와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2배터리는 예약충전 취소신호의 발생 시에 상기 충전제어기에 전력이 공급될 수 있도록 상기 예약충전 취소신호를 발생하는 예약충전 취소신호 발생기를 통해 충전제어기와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 예약충전 취소신호의 발생 시에 상기 충전제어기에 제2배터리의 전력을 공급하여 충전제어기를 웨이크업 시키는 제어기전원공급장치가 상기 예약충전 취소신호 발생기와 충전제어기 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 충전기 결재판단부에서 상기 차량 외부 충전기의 사용에 대한 충전요금 결재신호를 발생함에 의해 상기 충전제어기의 웨이크업이 일어난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제2배터리는 상기 충전기 결재판단부에서 상기 충전요금 결재신호를 발생할 때 상기 충전제어기에 전력이 공급될 수 있도록 상기 충전기 결재판단부를 통해 충전제어기와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 충전요금 결재신호가 발생한 것으로 판단되고 상기 충전제어기에 충전 시작 신호가 수신되면, 제1배터리의 충전을 시작하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 충전요금 결재신호가 발생한 것으로 판단될 때 상기 차량 외부 충전기에서 충전 시작 신호가 미수신되면 충전제어기를 오프하되, 차량 내부 충전기의 예약충전 모드가 설정되어 있으면 상기 충전제어기를 오프하기 전에 차량 외부 충전기의 이상동작을 검출할 수 있는 충전기 이상 플래그 신호를 상기 충전제어기의 비휘발성 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리 릴레이는 타제어기에 의해 온 될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량 내부 충전기는 상기 차량 외부 충전기에서 전력을 공급받아 상기 제1배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치의 제어 방법.
  12. 차량의 동력원으로서 사용되는 제1배터리를 충전시키기 위한 차량 내부 충전기;
    차량의 제2배터리로부터 전력이 공급되면 상기 차량 내부 충전기의 제어를 위한 충전제어기에 전력을 공급하여 상기 충전제어기를 웨이크업 시키는 제어기전원공급장치;
    상기 제2배터리와 제어기전원공급장치 사이에 설치되고, 상기 제2배터리와 제어기전원공급장치 사이에 전기적 연결을 제어하는 전력공급제어수단;
    상기 차량 내부 충전기가 예약충전 모드일 때, 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 웨이크업 되면 오프되는 충전제어기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2배터리와 제어기전원공급장치가 상기 전력공급제어수단에 의해 전기적으로 연결되지 않은 경우,
    상기 충전제어기는 충전제어기에 저장되어 있는 충전기 이상 플래그 신호를 기반으로 상기 차량 외부 충전기의 이상동작 발생 여부를 판단하고, 상기 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생한 것으로 판단되면 충전제어기의 웨이크업이 차량 외부 충전기의 이상동작으로 인해 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 전력공급제어수단은,
    작동 시에 상기 차량 내부 충전기의 예약충전을 취소시키는 예약충전 취소신호를 발생하고 상기 제2배터리의 전력이 상기 제어기전원공급장치에 공급되도록 하는 예약충전 취소신호 발생기;
    제2배터리와 제어기전원공급장치 사이에 설치되고, 작동 시에 상기 제2배터리의 전력이 상기 제어기전원공급장치에 공급되도록 하는 배터리 릴레이;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 충전제어기는 차량 외부 충전기의 이상동작이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 충전기 결재판단부에서 차량 외부 충전기의 사용에 대한 충전요금 결재신호를 발생함에 의해 상기 충전제어기의 웨이크업이 일어난 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 충전제어기는 충전기 결재판단부가 충전요금 결재신호를 발생하고 차량 외부 충전기에서 충전 시작 신호가 미수신되면 오프되되, 차량 내부 충전기의 예약충전 모드가 설정되어 있으면 충전제어기가 오프되기 전에 차량 외부 충전기의 이상동작을 검출할 수 있는 충전기 이상 플래그 신호를 상기 충전제어기의 비휘발성 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 차량 외부 충전기는 제1배터리의 충전을 위한 전력을 차량 내부 충전기에 공급하는 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 예약충전 취소신호 발생기와 충전제어기 사이에는 예약충전 취소신호 발생기에서 발생한 예약충전 취소신호를 일정시간 유지시켜 상기 충전제어기에 전송하는 예약충전 취소신호 유지부가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 예약충전 장치.
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