KR20200071625A - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

암전류를 효율적으로 관리할 수 있는 차량이 개시된다. 차량은 차량의 주차 중에 암전류를 소비하고, 암전류를 변조하는 복수의 전장 부하들; 배터리로부터 출력되는 암전류를 감지하며, 복수의 전장 부하들에 의하여 변조된 암전류를 복조하고, 복조된 암전류에 기초하여 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하고, 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하는 배터리 센서; 및 식별된 전장 부하의 과다 암전류를 소비를 운전자에게 경고하는 통합 제어 장치를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어 방법 {VEHICLE, AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
차량 및 그 제어 방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 암전류를 효율적으로 관리할 수 있는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다. 예를 들어, 차량은 엔진으로부터 발생된 동력을 이용하여 주행할 수 있다.
또한, 차량은 엔진의 시동을 걸기 위하여 시동 모터를 포함하며, 시동 모터에 전력을 공급하기 위하여 배터리를 포함할 수 있다. 시동 모터에 전력 공급으로 인하여 배터리가 방전되면, 배터리를 충전하기 위한 발전기가 마련될 수 있다.
최근, 차량에는 운전자를 보호하고 운전자에게 편의와 재미를 제공하기 위하여 다양한 전장 부하가 마련되고 있다. 특히, 차량에는 파워 스티어링, 시트 열선 등 큰 전력을 소비하는 전장 부하들이 마련되고 있다.
이러한, 전장 부하들은 배터리로부터 전력을 공급받는다. 그 결과, 배터리의 전력 소모가 증가하며, 시동이 걸리지 않는 문제가 발생하거나 배터리의 수명이 단축되는 문제가 발생하고 있다. 특히, 주차 중의 암전류로 인하여, 시동이 걸리지 않는 문제가 발생하거나 배터리의 수명이 단축되는 문제가 발생하고 있다. 여기서, 암전류는 차량의 엔진 시동 오프 상태에서 전장 부하가 상시로 소모하는 누설 전류를 의미한다. 예를 들어, 암전류는 전장 부하의 '슬립 모드'에서 소모되는 전류를 의미할 수 있다.
엔진 시동 오프 상태에서 전장 부하는 예를 들어 5가지 부하로 분류할 수 있다. 전장 부하는 상시 전원 부하와, 램프 부하와, 바디 부하와, 멀티미디어 부하와, 웨이크업 부하를 포함할 수 있다. 상시 전원 부하는 별도 차단 회로 또는 차단 로직이 없으며, 배터리로부터 상시 전원을 공급받는다. 멀티미디어 부하와 웨이크업 부하는 고객 인도 후에는 차단되지 아니하며, 배터리로부터 상시 전원을 공급받는다. 램프 부하와 바디 부하는 슬립 모드에서 암전류가 차단된다.
차량 내의 전장 부하는 계속 증가하고 있으며, 그로 인하여 주차 상태에서의 암전류 역시 증가하고 있다. 또한, 차량의 장기 방치 시에 배터리의 과방전으로 인한 배터리의 내구 감소 및 시동 불량의 가능성이 증가되고 있다.
그러나, 현재 차량의 시동 오프 상태에서 전장 부하의 암전류를 개별적으로 감시하기 위한 방법이 현실적으로 존재하지 아니한다.
이상의 이유로, 개시된 발명의 일 측면은 주차 상태에서 전류를 소모하는 전장 부하를 식별할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 암전류의 신호 변조를 통하여 전장 부하를 식별할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 상기 차량의 주차 중에 암전류를 소비하고, 상기 암전류를 변조하는 복수의 전장 부하들; 배터리로부터 출력되는 암전류를 감지하며, 상기 복수의 전장 부하들에 의하여 변조된 암전류를 복조하고, 상기 복조된 암전류에 기초하여 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하고, 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하는 배터리 센서; 및 상기 식별된 전장 부하의 과다 암전류 소비를 운전자에게 경고하는 통합 제어 장치를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전장 부하들은 각각 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 상기 암전류를 변조할 수 있다.
상기 배터리 센서는 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 상기 변조된 암전류를 복조할 수 있다.
상기 전장 부하들 각각은, 캐리어 신호를 생성하는 제어부; 상기 암전류를 상기 캐리어 신호와 혼합하는 제1 믹서; 및 상기 혼합된 암전류에 포함된 저주파 신호를 차단하는 하이 패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 전장 부하들 각각의 제어부는 서로 다른 캐리어 신호를 생성할 수 있다.
상기 하이 패스 필터의 차단 주파수는 상기 캐리어 신호의 주파수와 동일할 수 있다.
상기 배터리 센서는, 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 생성하는 제어부; 상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 혼합하는 제2 믹서; 및 상기 혼합된 암전류에 포함된 고주파 신호를 차단하는 로우 패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 순차적으로 생성하고, 상기 제2 믹서는 상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 순차적으로 혼합할 수 있다.
상기 로우 패스 필터의 차단 주파수는 상기 서로 다른 주파수 중에 가장 낮은 주파수와 동일할 수 있다.
상기 통합 제어 장치는 상기 과다 암전류를 소비하는 전장 부하로의 전력 공급을 차단할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량의 제어 방법은 복수의 전장 부하들에 의하여, 상기 차량의 주차 중에 소비되는 암전류를 변조하고; 배터리로부터 출력되는 상기 변조된 암전류를 복조하고; 상기 복조된 암전류에 기초하여 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하고; 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하고; 상기 식별된 전장 부하의 과다 암전류를 소비를 운전자에게 경고하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은, 상기 차량의 주차 중에 암전류를 소비하고, 상기 암전류를 변조하는 복수의 전장 부하들; 배터리로부터 출력되는 암전류를 감지하며, 상기 복수의 전장 부하들에 의하여 변조된 암전류를 복조하고, 상기 복조된 암전류에 기초하여 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하는 배터리 센서; 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하고, 상기 과다 암전류를 소비하는 전장 부하로의 전력 공급을 차단하는 통합 제어 장치를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 주차 상태에서 전류를 소모하는 전장 부하를 식별할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 암전류의 신호 변조를 통하여 전장 부하를 식별할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 전기적 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 차량의 전력 관리를 위한 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전장 부하의 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 믹서의 동작을 도시한다.
도 5a와 도 5b는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 믹서의 구현 예를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 배터리 센서의 구성을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 배터리 센서에 의하여 복조된 암전류의 스펙트럼을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 배터리 센서에 의하여 복조된 암전류의 크기를 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량이 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하는 방법을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부하들에 의하여 암전류를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부하들의 암전류의 스펙트럼과 변조된 암전류의 스펙트럼을 도시한다.
도 12은 일 실시예에 의한 차량의 혼합된 암전류의 스펙트럼을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 차량의 배터리 센서에 의하여 복조된 암전류의 스펙트럼을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 전기적 구성을 도시한다.
차량(1)은 그 외관을 형성하고 운전자 및/또는 수화물을 수용하는 차체(body)와, 차체 이외의 차량(1)의 구성 부품을 포함하는 차대(chassis)와, 운전자를 보호하고 운전자에게 편의를 제공하는 전장 부하들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전장 부하들은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (11)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) (12)과, 전자 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module, EBCM) (13)과, 전동 조향 장치(Motor-Driven Power Steering, MDPS) (14)와 통합 제어 장치 (Integrated Central control Unit, ICU) (100)를 포함한다. 또한, 차량(1)은 이상의 전장 부하들 이외에 제1 전장 부하(201), 제2 전장 부하(202), 제3 전장 부하(203), 제4 전장 부하(204) 및 제5 전장 부하(205)를 포함할 수 있다.
엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 명령에 응답하여 엔진의 동작을 제어하고 엔진을 관리할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)은 엔진 토크 제어, 연비 제어, 엔진 고장 진단, 및/또는 발전기 제어 등을 수행할 수 있다.
변속기 제어 유닛(12)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(12)은 클러치 제어, 변속 제어, 및/또는 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다.
전자 제동 제어 모듈(13)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 명령에 응답하여 차량(1)의 제동 장치를 제어하고, 차량(1)의 균형을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 제동 제어 모듈(13)은 자동 주차 브레이크, 제동 중 슬립 방지, 및/또는 조향 중 슬립 방지 등을 수행할 수 있다.
전동 조향 장치(14)는 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 운전자를 보조할 수 있다. 예를 들어, 전동 조향 장치(14)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키는 등 사용자의 조향 조작을 보조할 수 있다.
제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205)은 운전자에게 편의를 제공하는 장치일 수 있다. 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205)은 예를 들어 오디오 장치와, 공조 장치(heating/ventilation/air conditioning, HVAC)와, 내비게이션 장치와, 파워 시트와, 시트 히터와, 룸 램프 등일 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 차량(1)의 전장 부하들에 전력을 분배하고, 차량(1)에 마련된 편의 부하들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 통합 제어 장치(100)는 차량(1)의 전력 상태를 감시하고, 차량(1)의 전력 상태에 기초하여 전장 부하들의 동작을 제어할 수 있다.
통합 제어 장치(100)은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
이러한 전장 부하들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부하들은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다.
도 2는 일 실시예에 의한 차량의 전력 관리를 위한 구성을 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이 차량(1)은 엔진(11a)와, 발전기(11b)와, 배터리(B)와, 배터리 센서(30)를 더 포함할 수 있다.
발전기(11b)는 엔진(11a)의 동력으로 전기 에너지 즉 전력을 생산할 수 있다. 엔진(11a)은 연료의 폭발적 연소를 이용하여 동력을 생성할 수 있으며, 엔진(11a)의 동력은 변속기를 거쳐 차륜으로 전달될 수 있다. 이때, 엔진(11a)에 의하여 생성된 회전력 중 일부가 발전기(11b)로 제공될 수 있으며, 발전기(11b)는 엔진(11a)의 동력으로부터 전력을 생산할 수 있다.
발전기(11b)는 예를 들어, 회전자 코일(계자 코일, field coil)을 구비한 회전자와 고정자 코일(전기자 코일, armature coil)을 구비한 고정자를 포함할 수 있다. 회전자는 엔진(11a)의 회전에 의하여 회전할 수 있으며, 고정자는 고정될 수 있다. 회전자가 엔진(11a)에 의하여 회전하는 중에 회전자 코일에 전류가 공급되면 회전하는 자계가 발생하며, 회전하는 자계로 인하여 고정자 코일에 유도 전류가 유도된다.
그에 의하여, 발전기(11b)는 전력을 생산할 수 있다. 또한, 회전자 코일에 공급되는 전류의 크기에 따라 회전자가 생성하는 자계의 크기가 변화하며, 고정자 코일에 발생하는 유도 전류의 크기가 변화할 수 있다. 다시 말해, 회전자의 코일에 공급되는 전류의 크기에 따라 발전기(21e)의 전력 생산량이 조절될 수 있다.
발전기(11b)에 의하여 생산된 전력의 일부는 차량(1)의 전장 부하들에 공급되며, 다른 일부는 차량(1)의 배터리(B)에 저장될 수 있다. 다시 말해, 발전기(21e)에 의하여 생산된 전력은 전장 부하들에 공급되고, 남은 전력은 배터리(B)에 저장될 수 있다.
배터리(B)는 엔진의 동력으로부터 생성된 전기 에너지를 저장하고, 차량(1)에 포함된 각종 전장 부하들에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 주행 중에 발전기는 엔진의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있으며, 배터리(B)는 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 저장할 수 있다. 또한, 배터리(B)는 차량(1)의 주행을 위하여 시동 모터에 엔진의 시동을 위한 전력을 공급하고 차량(1)의 전장 부하들에 전력을 공급할 수 있다.
배터리(B)는 엔진(11a)의 정지 시에 엔진(11a)의 시동을 걸기 위한 전력을 시동 모터(11b)에 공급할 수 있으며, 차량(1)의 전장 부하들에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 주행 중에 전장 부하들이 소비하는 전력이 발전기(11b)가 생산하는 전력보다 크면 배터리(B)는 전장 부하들에 전력을 공급할 수 있으며, 엔진(11a)이 정지된 주차 중에 배터리(B)는 전장 부하들에 전력을 공급할 수 있다.
배터리 센서(30)는 배터리(B)와 관련된 상태 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 배터리 센서(30)는 배터리(B)의 출력 전압, 배터리(B)의 출력 전류, 배터리(B)의 온도, 배터리(B)의 정격 용량(Cb) 등을 측정할 수 있다.
배터리 센서(30)는 배터리(B)의 출력 전압, 배터리(B)의 출력 전류, 배터리(B)의 온도, 배터리(B)의 정격 용량(Cb)에 기초하여 배터리(B)의 충전율을 산출할 수 있다. 여기서, 배터리(B)의 충전율은 배터리(B)에 전기 에너지가 저장된 정도를 나타낼 수 있다. 충전율은 일반적으로 0~100%의 값을 가지며, 완전 방전 상태(0%)와 완전 충전율(100%) 사이에서 배터리(B)가 충전된 정도를 나타낼 수 있다.
배터리 센서(30)는 배터리(B)의 충전율을 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 통합 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 배터리 센서(30)로부터 배터리(B)의 충전율을 수신하고, 배터리(B)의 충전율에 따라 엔진 관리 시스템(11)을 통하여 발전기(11b)의 발전량을 제어할 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 배터리(B)의 충전율에 따라 발전기(11b)의 발전량을 제어하기 위한 발전 제어 요청을 생성할 수 있다. 통합 제어 장치(100)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 엔진 관리 시스템(11)으로 발전 제어 요청을 전송할 수 있으며, 엔진 관리 시스템(11)는 통합 제어 장치(100)의 발전 제어 요청에 따라 발전기(11b)의 발전량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 전력 분배부(140)와, 통신부(130)와, 저장부(120)와, 제어부(110)를 포함할 수 있다.
전력 분배부(140)는 차량(1)의 전장 부하들로의 전력 공급을 허용하거나 차단할 수 있는 복수의 스위치들(141, 142, 143, 144, 145)을 포함한다. 예를 들어, 전력 분배부(140)는 제1 전장 부하(201)로 공급되는 전력을 허용하거나 차단하는 제1 스위치(141)와, 제2 전장 부하(202)로 공급되는 전력을 허용하거나 차단하는 제2 스위치(142)와, 제3 전장 부하(203)로 공급되는 전력을 허용하거나 차단하는 제3 스위치(143)와, 제4 전장 부하(204)로 공급되는 전력을 허용하거나 차단하는 제4 스위치(144)와, 제5 전장 부하(205)로 공급되는 전력을 허용하거나 차단하는 제5 스위치(145)를 포함할 수 있다.
복수의 스위치들(141, 142, 143, 144, 145)은 각각 래치 릴레이(latch relay)를 포함할 수 있다. 일반적으로 릴레이는 코일에 전류를 흘리면 접점이 붙고 코일의 전류를 차단하면 접점이 떨어지나, 래치 릴레이는 코일에 전류를 흘리면 접점이 붙고 코일에 전류를 차단하더라도 접점이 떨어지지 않는다. 접점을 떨어드리기 위하여 래치 릴레이는 별도의 회로 또는 코일을 포함할 수 있다.
통신부(130)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 전장 부하들로부터 통신 신호를 수신하고 전장 부하들로 통신 신호를 전송하는 캔 트랜시버(CAN transceiver)와, 캔 트랜시버의 동작을 제어하는 통신 컨트롤러를 포함할 수 있다.
캔 트랜시버는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 전장 부하들로부터 통신 데이터를 수신하고 통신 데이터를 제어부(110)로 출력할 수 있으며, 제어부(110)로부터 통신 데이터를 수신하고, 통신 데이터를 차량용 통신 네트워크(CNT)를 통하여 전장 부품들(30)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 캔 트랜시버는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 배터리 센서(30)로부터 배터리(B)의 충전율을 수신할 수 있다. 또한, 캔 트랜시버는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 배터리 센서(30)로부터 주차 중의 암전류에 관한 정보를 특정 조건 아래에서 또는 주기적으로 수신할 수 있다.
이처럼, 통신부(130)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 차량(1)의 전장 부하들과 데이터를 주고 받을 수 있으며, 통합 제어 장치(100)는 통신부(130)을 통하여 배터리 센서(30) 등의 전장 부하들과 통신할 수 있다.
저장부(120)는 통합 제어 장치(100)를 제어하기 위한 제어 데이터를 저장하는 저장 매체(storage media)와, 저장 매체에 저장된 데이터의 저장/삭제/로딩 등을 제어하는 저장 컨트롤러를 포함할 수 있다.
저장 매체는 반도체 소자 드라이브(Solid Stat Drive, SSD), 자기 디스크 드라이브(Hard Disc Drive, HDD) 등을 포함할 수 있으며, 배터리(B)의 충전율을 관리하기 위한 각종 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장 매체는 통신부(130)를 통하여 수신된 암전류에 관한 정보를 저장할 수 있다.
저장부(120)는 제어부(110)의 저장 신호에 따라 저장 매체에 데이터를 저장하고, 제어부(110)의 로딩 신호에 따라 저장 매체에 저장된 데이터를 제어부(110)로 출력할 수 있다.
제어부(110)는 통합 제어 장치(100)를 제어하기 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 데이터를 기억하는 메모리와, 메모리에 저장된 제어 프로그램 및 제어 데이터에 따라 제어 신호를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.
메모리는 통신부(130)를 통하여 수신된 통신 데이터 및/또는 저장부(120)에 저장된 저장 데이터를 임시로 기억할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 배터리(B)의 충전율 및/또는 암전류에 관한 데이터를 임시로 기억할 수 있다
메모리는 프로세서의 메모리 제어 신호에 따라 프로그램 및/또는 데이터를 프로세서에 제공할 수 있다.
메모리는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D랩(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리는 제어 프로그램 및 제어 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 메모리로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서는, 차량(1)의 주차 중에 암전류에 관한 정보에 기초하여, 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별할 수 있다. 또한, 프로세서는 전장 부하의 과다 암전류 소비를 운전자에게 경고하거나, 과다 암전류를 소비하는 전장 부하로의 전력 공급을 차단할 수 있다.
이처럼, 제어부(110)는, 차량(1)의 주차 중에 암전류에 관한 정보에 기초하여, 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별할 수 있다.
통합 제어 장치(100)가 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별할 수 있도록 전장 부하는 암전류에 식별 정보를 삽입할 수 있으며, 배터리 센서(30)는 암전류로부터 전장 부하의 식별 정보를 추출할 수 있다.
이하에서는 전장 부하가 암전류에 식별 정보를 삽입하는 것과 배터리 센서(30)는 암전류로부터 전장 부하의 식별 정보를 추출하는 것이 설명된다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전장 부하의 구성을 도시한다. 도 4는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 믹서의 동작을 도시한다. 도 5a와 도 5b는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 믹서의 구현 예를 도시한다.
전장 부하(200)는 앞서 설명된 바와 같이 다양한 전기 장치일 수 있다. 예를 들어, 전장 부하(200)는 엔진 관리 시스템(11), 변속기 제어 유닛(12), 전자 제동 제어 모듈(13), 전동 조향 장치(14)일 수 있으며, 또한, 전장 부하(200)는 오디오 장치, 공조 장치, 내비게이션 장치, 파워 시트, 시트 히터, 룸 램프일 수 있다.
도 3, 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참고하면, 전장 부하(200)는 전원부(210)와, 제어부(220)와, 구동부(230)와, 제1 믹서(240)와, 하이 패스 필터(high pass filter, HPF) (250)를 포함한다.
전원부(210)는 배터리(B)로부터 전력을 공급받고, 제어부(220)와 구동부(230)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원부(210)는 배터리(B)로부터 공급되는 12V 전력의 전압을 5V로 강하하고, 5V 전력을 제어부(220)에 공급할 수 있다.
제어부(220)는 구동부(230)의 동작을 제어하며, 구동부(230)는 전장 부하(200)의 기능을 실현하기 위한 동작을 수생할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)의 구동부는 엔진에 공급되는 연료의 양을 제어하기 위한 쓰로틀 밸브(throttle valve)를 포함할 수 있으며, 전자 제동 제어 모듈(13)의 구동부는 제동 장치에 공급되는 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 포함할 수 있다.
차량(1)의 시동이 오프되는 주차 중에 구동부(230)로의 전력 공급은 차단되는 것이 일반적이다. 반면, 제어부(220)는 차량(1)의 주차 중에도 동작할 수 있다. 예를 들어, 도어 락은 운전자가 소지한 전자 키(smart key)를 감지하기 위하여 차량(1)의 주차 중에 동작할 수 있으며, 보안 카메라(예를 들어, 블랙 박스)는 차량(1)의 파손 또는 도난을 방지하기 위하여 차량(1)의 주차 중에 동작할 수 있다.
따라서, 차량(1)의 주차 중에도 전장 부하에는 전력이 공급될 수 있다.
제1 믹서(240)는 제어부(220)로부터 캐리어 신호(Sc)를 수신하고, 캐리어 신호(Sc)와 제어부(220) 및/또는 구동부(230)를 거쳐 흐르는 암전류(So)를 혼합할 수 있다. 배터리(B)로부터 공급되는 전류는 배터리(B)의 양극으로부터 전원부(210)를 거쳐 제어부(220) 및/또는 구동부(230)로 흐를 수 있다. 또한, 전류는 제어부(220) 및/또는 구동부(230)로부터 배터리(B)의 음극으로 흐를 수 있다.
특히, 제1 믹서(240)는, 차량(1)의 주차 중에, 제어부(220) 및/또는 구동부(230)로부터 배터리(B)의 음극으로 흐르는 암전류(So)와 제어부(220)의 캐리어 신호(Sc)를 혼합할 수 있다.
제어부(220)는 캐리어 신호(Sc)를 출력하기 위한 발진기(oscillator)와 PLL (Phase Lock Loop) 회로를 포함할 수 있다. 제어부(220)는, PLL 회로를 이용하여, 전장 부하(200)를 식별하기 위한 특정 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)를 생성할 수 있다. 다시 말해, 서로 다른 전장 부하들의 캐리어 신호(Sc)의 주파수(fc)는 서로 다르다. 예를 들어, 제1 전장 부하(201)은 제1 캐리어 주파수(fc1)를 가지는 제1 캐리어 신호(Sc1)를 생성하고, 제2 전장 부하(202)는 제2 캐리어 주파수(fc2)를 가지는 제1 캐리어 신호(Sc2)를 생성할 수 있다.
제1 믹서(240)는 차량(1)의 주차 중에 전장 부하(200)가 소비하는 암전류(So)와 제어부(220)의 캐리어 신호(Sc)를 곱함으로써 암전류(So)와 캐리어 신호(Sc)를 혼합할 수 있다. 다시 말해, 제1 믹서(240)는, 배터리 센서(30)가 전장 부하(200)를 식별할 수 있도록, 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)를 이용하여 출력 주파수(fo)를 가지는 암전류(So)를 변조할 수 있다.
예를 들어, 제1 믹서(240)는 [수학식 1]을 이용하여 암전류(So)를 변조할 수 있다.
[수학식 1]
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여기서, So(t)는 암전류를 나타내고, fo는 암전류의 출력 주파수를 나타내고, Sc(t)는 캐리어 신호를 나타내고, fc는 캐리어 신호의 캐리어 주파수를 나타낼 수 있다.
[수학식 1]에 나타난 바와 같이, 제1 믹서(240)는 암전류(So)의 출력 주파수(fo)와 캐리어 신호(Sc)의 캐리어 주파수(fc)의 합(fo+fc)을 가지는 신호(Sco)와 암전류(So)의 출력 주파수(fo)와 캐리어 신호(Sc)의 캐리어 주파수(fc)의 차(fc-f0)을 가지는 신호(Sco)를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 믹서(240)는 1MHz (Mega Hertz)를 가지는 암전류(So)와 100MHz를 가지는 캐리어 신호(Sc)를 수신할 수 있다. 제1 믹서(240)는 101MHz를 가지는 신호와 99MHz를 가지는 신호를 출력할 수 있다.
제1 믹서(240)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 믹서(240)는 다이오드를 포함할 수 있다. 다이오드에 출력 주파수(fo)를 가지는 암전류(So)와 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)가 입력될 수 있다. 다이오드는 암전류(So)의 출력 주파수(fo)와 캐리어 신호(Sc)의 캐리어 주파수(fc)의 합(fo+fc)을 가지는 신호(Sco)와 암전류(So)의 출력 주파수(fo)와 캐리어 신호(Sc)의 캐리어 주파수(fc)의 차(fc-f0)을 가지는 신호(Sco)를 출력할 수 있다. 다른 예로, 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 믹서(240)는 더블 밸런스드 믹서(Double-Balanced Mixer, DBM)를 포함할 수 있다.
하이 패스 필터(250)는 제1 믹서(240)의 출력 신호 중에 출력 주파수(fo)와 캐리어 주파수(fc)의 합(fo+fc)을 가지는 신호(Sco)와 출력 주파수(fo)와 캐리어 주파수(fc)의 차(fc-fo)을 가지는 신호(Sco)를 차단할 수 있다.
예를 들어, 하이 패스 필터(250)는 캐리어 주파수(fc)를 차단 주파수(fcutoff)로 가질 수 있다. 하이 패스 필터(250)는 캐리어 주파수(fc)보다 낮은 주파수를 가지는 신호를 차단하고, 캐리어 주파수(fc)보다 높은 주파수를 가지는 신호를 통과시킬 수 있다.
하이 패스 필터(250)는 전장 부하들의 암전류들 사이의 하모닉 문제를 방지할 수 있다.
이처럼, 전장 부하(200)는 차량(1)의 주차 중에 소모되는 암전류(So)를 변조할 수 있다.
암전류(So)의 변조에 의한 전력 소비를 최소화하기 위하여 전장 부하(200)는 미리 정해진 시간에 암전류(So)를 변조할 수 있다. 예를 들어, 시동 오프 직후, 시동 오프 이후 10분 경과된 시점, 시동 오프 이후 60분 경과된 시점, 시동 오프 이후 4시간 경과된 시점, 시동 오프 이후 8시간 경과된 시점, 시동 오프 이후 12시간 경과된 시점, 및 시동 오프 이후 24시간 경과된 시점에 각각 전장 부하(200)는 캐리어 신호(Sc)를 이용하여 암전류(So)를 변조할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 배터리 센서의 구성을 도시한다. 도 7은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 배터리 센서에 의하여 복조된 암전류의 스펙트럼을 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 배터리 센서에 의하여 복조된 암전류의 크기를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전장 부하(201)로부터 제1 변조된 암전류(Sco1)와 제2 전장 부하(202)로부터 제2 변조된 암전류(Sco2)와 제3 전장 부하(203)로부터 제3 변조된 암전류(Sco3)와 제4 전장 부하(204)로부터 제4 변조된 암전류(Sco4)와 제5 전장 부하(205)로부터 제5 변조된 암전류(Sco5)가 배터리 센서(30)를 통과하여 배터리(B)의 음극으로 흐를 수 있다. 암전류는 제1 변조된 암전류(Sco1)와 제2 변조된 암전류(Sco2)와 제3 변조된 암전류(Sco3)와 제4 변조된 암전류(Sco4)와 제5 변조된 암전류(Sco5)는 혼합되며, 혼합된 암전류가 배터리 센서(30)를 통과하여 배터리(B)의 음극으로 흐를 수 있다.
배터리 센서(30)는 혼합된 암전류 중에 제1 변조된 암전류(Sco1)와 제2 변조된 암전류(Sco2)와 제3 변조된 암전류(Sco3)와 제4 변조된 암전류(Sco4)와 제5 변조된 암전류(Sco5)를 각각 추출할 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 배터리 센서(30)는 제2 믹서(310)와, 로우 패스 필터(320)와, 푸리에 변환기(330)와, 제어부(340)를 포함할 수 있다.
제2 믹서(310)는 제어부(340)로부터 캐리어 신호(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)를 수신하고, 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)와 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)를 혼합할 수 있다.
제어부(340)는 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)를 출력하기 위한 발진기(oscillator)와 PLL (Phase Lock Loop) 회로를 포함할 수 있다. 제어부(340)는, PLL 회로를 이용하여, 전장 부하(200)를 식별하기 위한 복수의 캐리어 주파수들(fc1, fc2, fc3, fc4, fc5)를 각각 가지는 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)을 생성할 수 있다.
제어부(340)는 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)을 순차적으로 제2 믹서(310)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부(340)는 제1 캐리어 신호(Sc1)를 제2 믹서(310)로 출력하고, 이후 제2 캐리어 신호(Sc2)를 제2 믹서(310)로 출력하고, 이후 제3 캐리어 신호(Sc3)을 제2 믹서(310)로 출력하고, 이후 제4 캐리어 신호(Sc4)를 제2 믹서(310)로 출력하고, 이후 제5 캐리어 신호(Sc5)를 제2 믹서(310)로 출력할 수 있다.
제2 믹서(310)는 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)와 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)를 곱함으로써 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)와 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)를 혼합할 수 있다. 다시 말해, 제2 믹서(310)는, 전장 부하(200)를 식별하기 위하여, 서로 다른 캐리어 주파수(fc1, fc2, fc3, fc4, fc5)를 가지는 복수의 캐리어 신호들(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5)를 이용하여 암전류들(So1, So2, So3, So4, So5)을 복조할 수 있다.
제2 믹서(310)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이 제2 믹서(310)는 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 믹서(240)는 더블 밸런스드 믹서(Double-Balanced Mixer, DBM)를 포함할 수 있다.
로우 패스 필터(320)는 제2 믹서(310)의 출력 신호 중에 본래의 암전류를 나타내는 신호를 선택적으로 통과시키고, 다른 신호들을 차단할 수 있다. 로우 패스 필터(320)는 제1 출력 주파수(fo1)를 가지는 신호, 제2 출력 주파수(fo2)를 가지는 신호, 제3 출력 주파수(fo3)를 가지는 신호, 제4 출력 주파수(fo4)를 가지는 신호, 제5 출력 주파수(fo5)를 가지는 신호를 통과시킬 수 있다.
로우 패스 필터(320)는 복수의 캐리어 주파수(Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, Sc5) 중에 가장 낮은 주파수를 차단 주파수(fcutoff)로 가질 수 있다.
혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5) 중에 제1 변조된 암전류(Sco1)의 주파수는 제1 출력 주파수(fo1)와 제1 캐리어 주파수(fc1)의 합과 같을 수 있다. 제2 믹서(310)에 의하여 제1 변조된 암전류(Sco1)가 제1 캐리어 주파수(fc1)를 가지는 제1 캐리어 신호(Sc1)과 혼합되면, 주파수들의 합(fo1+fc1+fc1)을 주파수로 가지는 신호와 제1 출력 주파수(fo1)를 가지는 신호가 출력된다.
로우 패스 필터(320)에 의하여 주파수들의 합(fo1+fc1+fc1)을 주파수로 가지는 신호는 차단되고, 제1 출력 주파수(fo1)를 가지는 신호는 로우 패스 필터(320)를 통과할 수 있다. 제1 출력 주파수(fo1)를 가지는 신호는 제1 전장 부하(201)의 암전류(So1)와 동일할 수 있다.
이처럼, 제1 전장 부하(201)의 제1 암전류(So1)는 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)로부터 제1 캐리어 주파수(fc1)를 가지는 제1 캐리어 신호(Sc1)에 의하여 추출될 수 있다.
동일한 방법으로, 제2 전장 부하(202)의 제2 암전류(So2)는 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)로부터 제2 캐리어 주파수(fc2)를 가지는 제2 캐리어 신호(Sc2)에 의하여 추출될 수 있다. 제3 전장 부하(203)의 제3 암전류(So3)는 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)로부터 제3 캐리어 주파수(fc3)를 가지는 제3 캐리어 신호(Sc3)에 의하여 추출될 수 있다. 제4 전장 부하(204)의 제4 암전류(So4)는 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)로부터 제4 캐리어 주파수(fc4)를 가지는 제4 캐리어 신호(Sc4)에 의하여 추출될 수 있다. 제5 전장 부하(205)의 제5 암전류(So5)는 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)로부터 제5 캐리어 주파수(fc5)를 가지는 제5 캐리어 신호(Sc5)에 의하여 추출될 수 있다.
푸리에 변환기(330)는 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205)의 암전류 신호를 주파수 도메인으로 변환할 수 있다. 푸리에 변환기(330)는 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205)의 암전류 신호에 포함된 주파수 성분을 추출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(340)로부터 제1 캐리어 신호(Sc1)가 출력되는 동안 푸리에 변환기(330)는 제1 전장 부하(201)의 제1 암전류(So1)를 주파수 도메인으로 변환하고, 제1 암전류(So1)의 주파수 성분에 관한 정보를 제어부(340)로 출력할 수 있다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 푸리에 변환기(330)는 제1 암전류(So1)에 포함된 133Hz의 주파수에서 5mA의 전류값을 제어부(340)로 출력할 수 있다.
제어부(340)로부터 제2 캐리어 신호(Sc2)가 출력되는 동안 푸리에 변환기(330)는 제2 전장 부하(202)의 제2 암전류(So2)를 주파수 도메인으로 변환하고, 제2 암전류(So2)의 주파수 성분에 관한 정보를 제어부(340)로 출력할 수 있다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 푸리에 변환기(330)는 제2 암전류(So2)에 포함된 187Hz의 주파수에서 12mA의 전류값과 260Hz에서 11mA의 전류값을 제어부(340)로 출력할 수 있다.
같은 방법으로, 푸리에 변환기(330)는 도 7의 (c), (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 제3 암전류(So3)의 주파수 성분에 관한 정보와 제4 암전류(So4)의 주파수 성분에 관한 정보와 제5 암전류(So5)의 주파수 성분에 관한 정보를 제어부(340)로 출력할 수 있다. 푸리에 변환기(330)는 제3 암전류(So3)에 포함된 56Hz에서 21mA의 전류값, 제4 암전류(So4)에 포함된 241Hz에서 24mA의 전류값과 611Hz에서 20mA의 전류값과 811Hz에서 18mA 전류값, 및 제5 암전류(So5)에 포함된 직류 200mA의 전류값을 제어부(340)로 출력할 수 있다.
제어부(340)는 전장 부하 별로 주파수 성분을 테이블 형태로 저장할 수 있다. 예를 들어, 제어부(340)는 제1 암전류(So1)의 전류값과, 제2 암전류(So2)의 전류값과, 제3 암전류(So3)의 전류값과, 제4 암전류(So4)의 전류값과, 제5 암전류(So5)의 전류값을 각각 저장할 수 있다.
제어부(340)는 도 8에 도시된 바와 같이 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205) 각각에 대하여 암전류의 스펙(허용 전류값)과 복조 주파수와 최대 암전류와 평균 암전류를 포함하는 테이블을 저장할 수 있다.
제어부(340)는 테이블에 기초하여 암전류의 과다 여부를 식별할 수 있다. 제어부(340)는 전장 부하의 최대 암전류를 3회 이상 측정할 수 있으며, 전장 부하의 최대 암전류의 평균이 암전류의 스펙(허용 전류값)보다 크면 제어부(340)는 해당 전장 부하가 과다 암전류를 소비하는 것을 식별할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 예에서 제어부(340)는 제4 전장 부하(204)의 과다 암전류를 식별할 수 있다.
제어부(340)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 과다 암전류에 관한 정보를 통합 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어부(340)는 전장 부하들 각각의 최대 암전류와 평균 암전류를 통합 제어 장치(100)로 전송하거나, 과다 암전류를 소비하는 전장 장치의 식별 정보를 통합 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 배터리 센서(30)로부터 수신된 암전류에 관한 정보에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별할 수 있다. 통합 제어 장치(100)는, 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여, 과다 암전류를 소비하는 전장 부하(예를들어, 제4 정장 부하)에 "슬립 모드(sleep mode)"로 진입할 것을 요청할 수 있다.
이후, 암전류가 저감되지 아니하면, 통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비하는 전장 부하로의 전력 공급을 차단할 수 있다.
또한, 통합 제어 장치(100)는 전장 부하의 과다 암전류 소비를 운전자에게 경고할 수 있다. 예를 들어, 50Ah 용량의 배터리의 현재 충전률이 60%인 경우, 암전류 총량이 500mA이고, 특정 전장 부하가 과다 암전류 200mA를 소모하고 있으면 시간당 500mAh의 소모로 인해 10시간 주차 시, 약 5A의 전류 소모할 수 있다. 그에 따라, 배터리의 충전율은 50%에 진입하게 된다. 안정적인 시동을 위한 배터리의 충전율이 50%라고 가정하면, 통합 제어 장치(100)는 10시간이 도달하기 이전에 차량을 주행해서 배터리를 충전시키거나 정비소에 방문할 수 있도록 운전자에게 공지할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 복수의 전장 부하들이 각각 소비하는 암전류를 식별하기 위하여, 전장 부하들은 각각 암전류를 서로 다른 캐리어 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 변조할 수 있다. 배터리 센서는 서로 다른 캐리어 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 암전류를 복조할 수 있으며, 복조된 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량이 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하는 방법을 도시한다. 도 10은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부하들에 의하여 암전류를 도시한다. 도 11은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부하들의 암전류의 스펙트럼과 변조된 암전류의 스펙트럼을 도시한다. 도 12은 일 실시예에 의한 차량의 혼합된 암전류의 스펙트럼을 도시한다. 도 13은 일 실시예에 의한 차량의 배터리 센서에 의하여 복조된 암전류의 스펙트럼을 도시한다.
도 9, 도 10, 도 11, 도 12 및 도 13을 참조하면, 전장 부하(200)와 배터리 센서(30)는 각각 차량(1)이 주차 중인지 여부를 식별한다(1010, 1011).
전장 부하(200)와 배터리 센서(30)는 각각 차량(1)이 시동 오프 여부에 기초하여 차량(1)이 주차 중인지 여부를 식별할 수 있다.
차량(1)이 주차 중이면(1010의 예), 전장 부하(200)는 암전류를 변조한다(1020).
차량(1)의 주차 중에 전장 부하(200)는 암전류(So)를 소비할 수 있다. 예를 들어, 제1 전장 부하(201)는 도 10의 (a)에 도시된 바와 같은 암전류(So1)를 소비할 수 있다. 제2 전장 부하(202)는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같은 암전류(So2)를 소비할 수 있다. 제3 전장 부하(203)는 도 10의 (c)에 도시된 바와 같은 암전류(So3)를 소비할 수 있다. 제4 전장 부하(204)는 도 10의 (d)에 도시된 바와 같은 암전류(So4)를 소비할 수 있다. 제5 전장 부하(205)는 도 10의 (e)에 도시된 바와 같은 암전류(So5)를 소비할 수 있다.
전장 부하(200)는, 전장 부하(200)가 식별되도록, 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)를 이용하여 출력 주파수(fo)를 가지는 암전류(So)를 변조할 수 있다. 구체적으로, 전장 부하(200)는 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)와 출력 주파수(fo)를 가지는 암전류(So)를 곱함으로써 캐리어 신호(Sc)와 암전류(So)를 혼합할 수 있다.
서로 다른 전장 부하는 서로 다른 캐리 주파수를 가지는 가지는 캐리어 신호를 이용하여 암전류를 변조할 수 있다. 예를 들어, 제1 전장 부하(201)는 제1 캐리 주파수(fc1)를 가지는 캐리어 신호(Sc1)를 이용하여 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 암전류(So1)을 변조할 수 있다. 제2 전장 부하(202)는 제2 캐리 주파수(fc2)를 가지는 캐리어 신호(Sc2)를 이용하여 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 암전류(So2)을 변조할 수 있다. 제3 전장 부하(203)는 제3 캐리 주파수(fc3)를 가지는 캐리어 신호(Sc3)를 이용하여 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 암전류(So3)을 변조할 수 있다. 제4 전장 부하(204)는 제4 캐리 주파수(fc4)를 가지는 캐리어 신호(Sc4)를 이용하여 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이 암전류(So4)을 변조할 수 있다. 제5 전장 부하(205)는 제5 캐리 주파수(fc5)를 가지는 캐리어 신호(Sc5)를 이용하여 도 11의 (e)에 도시된 바와 같이 암전류(So1)을 변조할 수 있다.
변조된 암전류(Sco)는 배터리 센서(30)를 통과하여 배터리(B)의 음극으로 흘러갈 수 있다. 배터리 센서(30)를 통과하는 변조된 암전류(Sco)는 복수의 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205)에 의하여 변조된 암전류(Sco1, Sco2, Sco3, Sco4, Sco5)가 도 12에 도시된 바와 같은 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)일 수 있다.
차량(1)이 주차 중이면(1011의 예), 배터리 센서(30)는 암전류를 복조한다(1030).
배터리 센서(30)는, 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)를 이용하여, 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 복조할 수 있다.
구체적으로, 배터리 센서(30)는 캐리어 주파수(fc)를 가지는 캐리어 신호(Sc)와 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 곱함으로써 암전류(So)를 추출할 수 있다. 예를 들어, 배터리 센서(30)는 제1 캐리어 주파수(fc1)를 가지는 제1 캐리어 신호(Sc1)와 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 곱함으로써 도 13의 (a)에 도시된 바와 같은 제1 전장 부하(201)의 제1 암전류(So1)를 추출할 수 있다. 배터리 센서(30)는 제2 캐리어 주파수(fc2)를 가지는 제2 캐리어 신호(Sc2)와 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 곱함으로써 도 13의 (b)에 도시된 바와 같은 제2 전장 부하(202)의 제2 암전류(So2)를 추출할 수 있다. 배터리 센서(30)는 제3 캐리어 주파수(fc3)를 가지는 제3 캐리어 신호(Sc3)와 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 곱함으로써 도 13의 (c)에 도시된 바와 같은 제3 전장 부하(203)의 제3 암전류(So3)를 추출할 수 있다. 배터리 센서(30)는제4 캐리어 주파수(fc4)를 가지는 제4 캐리어 신호(Sc4)와 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 곱함으로써 도 13의 (d)에 도시된 바와 같은 제4 전장 부하(204)의 제4 암전류(So4)를 추출할 수 있다. 배터리 센서(30)는 제5 캐리어 주파수(fc5)를 가지는 제5 캐리어 신호(Sc5)와 혼합된 암전류(Sco1+Sco2+Sco3+Sco4+Sco5)를 곱함으로써 도 13의 (e)에 도시된 바와 같은 제5 전장 부하(205)의 제5 암전류(So5)를 추출할 수 있다.
이후, 배터리 센서(30)는 과다 암전류의 소비를 검출한다(1040).
배터리 센서(30)는 전장 부하(200)의 허용 가용한 암전류를 저장할 수 있다. 예를 들어, 배터리 센서(30)는 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 전장 부하들(201, 202, 203, 204, 205)의 허용 가능한 암전류를 저장할 수 있다.
배터리(B)는 복조된 암전류(So)와 허용 가능한 암전류를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 과다 암전류를 검출할 수 있다. 예를 들어, 전장 부하(200)의 복조된 암전류(So)가 허용 가능한 암전류보다 크면, 배터리(B)는 해당 전장 부하(200)의 암전류가 과다한 것으로 판단할 수 있다.
배터리 센서(30)는 과다 암전류 데이터를 통합 제어 장치(100)로 전송한다(1050).
배터리 센서(30)는 암전류(So)에 관한 정보를 통합 제어 장치(100)로 전송하거나, 과다 암전류의 소비에 관한 정보를 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 통합 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비한 전장 부하를 식별한다(1060).
통합 제어 장치(100)는 배터리 센서(30)로부터 암전류(So)에 관한 정보 또는 과다 암전류의 소비에 관한 정보에 기초하여 과다 암전류를 소비한 전장 부하를 식별할 수 있다.
통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비한 전장 부하에 슬립 모드의 진입을 요청한다(1070).
통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비한 전장 부하에 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 슬립 모드의 진입을 요청할 수 있다.
슬립 모드의 진입 이후 전장 부하(200)는 다시 암전류를 변조한다(1080). 배터리 센서(30)는 다시 암전류를 복조한다(1090). 배터리 센서(30)는 과다 암전류의 소비를 검출한다(1100). 배터리 센서(30)는 과다 암전류 데이터를 통합 제어 장치(100)로 전송한다(1110). 통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비한 전장 부하를 식별한다(1120).
동작 1080, 1090, 1100, 1110 및 1120은 각각 동작 1020, 1030, 1040, 1050 및 1060과 동일할 수 있다.
동작 1060에서 식별된 과다 암전류를 소비한 전장 부하와 동작 1120에서 식별된 과다 암전류를 소비한 전장 부하가 동일하면, 통합 제어 장치(100)는 운전자에게 전장 부하의 과다 암전류 소비를 경고한다(1130).
통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비한 전장 부하의 식별 정보를 저장하고, 차량(1)이 시동이 온되면 운전자에게 전장 부하의 과다 암전류 소비를 경고할 수 있다.
뿐만 아니라, 통합 제어 장치(100)는 배터리(B)의 충전율에 따라 과다 암전류를 소비한 전장 부하로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 예를 들어, 배터리(B)의 충전율이 미리 정해진 기준 값 이하이면 통합 제어 장치(100)는 과다 암전류를 소비한 전장 부하로의 전력 공급을 차단할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량 100: 통합 제어 장치
200: 전장 부하 210: 전원부
220: 제어부 230: 구동부
240: 제1 믹서 250: 하이 패스 필터
300: 배터리 센서 310: 제2 믹서
320: 로우 패스 필터 330: 푸리에 변환기
340: 제어부

Claims (20)

  1. 차량에 있어서,
    상기 차량의 주차 중에 암전류를 소비하고, 상기 암전류를 변조하는 복수의 전장 부하들;
    배터리로부터 출력되는 암전류를 감지하며, 상기 복수의 전장 부하들에 의하여 변조된 암전류를 복조하고, 상기 복조된 암전류에 기초하여 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하고, 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하는 배터리 센서; 및
    상기 식별된 전장 부하의 과다 암전류를 소비를 운전자에게 경고하는 통합 제어 장치를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전장 부하들은 각각 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 상기 암전류를 변조하는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 센서는 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 상기 변조된 암전류를 복조하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전장 부하들 각각은
    캐리어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 암전류를 상기 캐리어 신호와 혼합하는 제1 믹서; 및
    상기 혼합된 암전류에 포함된 저주파 신호를 차단하는 하이 패스 필터를 포함하는 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전장 부하들 각각의 제어부는 서로 다른 캐리어 신호를 생성하는 차량.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하이 패스 필터의 차단 주파수는 상기 캐리어 신호의 주파수와 동일한 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 센서는
    서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 혼합하는 제2 믹서; 및
    상기 혼합된 암전류에 포함된 고주파 신호를 차단하는 로우 패스 필터를 포함하는 차량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 순차적으로 생성하고,
    상기 제2 믹서는 상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 순차적으로 혼합하는 차량.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 로우 패스 필터의 차단 주파수는 상기 서로 다른 주파수 중에 가장 낮은 주파수와 동일한 차량.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통합 제어 장치는 상기 과다 암전류를 소비하는 전장 부하로의 전력 공급을 차단하는 차량.
  11. 차량의 제어 방법에 있어서,
    복수의 전장 부하들에 의하여, 상기 차량의 주차 중에 소비되는 암전류를 변조하고;
    배터리로부터 출력되는 상기 변조된 암전류를 복조하고;
    상기 복조된 암전류에 기초하여 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하고;
    상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하고;
    상기 식별된 전장 부하의 과다 암전류를 소비를 운전자에게 경고하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 암전류를 변조하는 것은,
    상기 복수의 전장 부하들 각각에 의하여 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 상기 암전류를 변조하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 암전류를 복조하는 것은,
    서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 이용하여 상기 변조된 암전류를 복조하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 암전류를 변조하는 것은,
    상기 암전류를 캐리어 신호와 혼합하고;
    상기 혼합된 암전류에 포함된 저주파 신호를 차단하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 암전류를 복조하는 것은,
    상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 혼합하고;
    상기 혼합된 암전류에 포함된 고주파 신호를 차단하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  16. 차량에 있어서,
    상기 차량의 주차 중에 암전류를 소비하고, 상기 암전류를 변조하는 복수의 전장 부하들;
    배터리로부터 출력되는 암전류를 감지하며, 상기 복수의 전장 부하들에 의하여 변조된 암전류를 복조하고, 상기 복조된 암전류에 기초하여 상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류를 식별하는 배터리 센서;
    상기 복수의 전장 부하들 각각이 소비하는 암전류에 기초하여 과다 암전류를 소비하는 전장 부하를 식별하고, 상기 과다 암전류를 소비하는 전장 부하로의 전력 공급을 차단하는 통합 제어 장치를 포함하는 차량.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전장 부하들 각각은
    캐리어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 암전류를 상기 캐리어 신호와 혼합하는 제1 믹서; 및
    상기 혼합된 암전류에 포함된 저주파 신호를 차단하는 하이 패스 필터를 포함하는 차량.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전장 부하들 각각의 제어부는 서로 다른 캐리어 신호를 생성하는 차량.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 배터리 센서는
    서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 혼합하는 제2 믹서; 및
    상기 혼합된 암전류에 포함된 고주파 신호를 차단하는 로우 패스 필터를 포함하는 차량.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호를 순차적으로 생성하고,
    상기 제2 믹서는 상기 변조된 암전류를 상기 서로 다른 주파수를 가지는 캐리어 신호와 순차적으로 혼합하는 차량.
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