KR20220028293A - 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치 - Google Patents

오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치 Download PDF

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이상욱
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Abstract

본 발명은 차량에서 정션박스(Junction Box)의 부하 L의 이상에 따른 오류를 검출할 수 있도록 하는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량 전원 분배 장치는, 퓨즈 및 릴레이를 통해 전원을 분배하여 공급하는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치로서,상기 차량 전원 분배 장치의 전압을 검출하는 전압 검출부;상기 차량 전원 분배 장치의 상기 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류를 검출하는 전류 검출부;상기 차량 전원 분배 장치의 전원 공급 이상 상태를 디스플레이하는 디스플레이부; 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전원 공급을 중단하거나 전류를 차단하는 제어부; 및상기 제어부와 상기 디스플레이부를 연결하는 캔(CAN) 송수신부;를 포함하며, 상기 전압 검출부를 통해 상기 차량 전원 분배 장치의 전압이 기준 전압 이상의 과도 전압으로 검출된 경우, 상기 제어부는 장비에 오류가 발생하였음을 안내하는 메시지를 상기 캔 송수신부를 통해 상기 디스플레이부로 전송하고, 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전원 공급을 일시적으로 중단한다.

Description

오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치{ERROR DETECTABLE JUNCTION BOX CONTROL DEVICE}
본 발명은 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량에서 정션박스(Junction Box)의 부하 L의 이상에 따른 오류를 검출할 수 있도록 하는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진 룸과 실내에는 다수의 전기장치로 전원을 분배하기 위해 정션박스(Junction Box)가 구비되어 있다.
차량에는 수십 개의 퓨즈 및 릴레이가 구비되는 데, 이러한 퓨즈 및 릴레이를 분산시켜 배치하게 되면 그 구조가 복잡해지고 제어가 어렵게 된다. 이에 따라 퓨즈 및 릴레이를 한 곳에 집적시키고, 각 전기장치 모듈로 전원을 분배하기 위한 장치로서 정션박스를 사용하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량 정션 박스는 배터리(1)와, 차량진단 디스플레이부(2), 전원보드(Power board;10), 부하(Load;L)를 포함한다.
여기서, 전원보드(10)는 제어보드(20)와, 퓨즈 및 릴레이(26)를 포함한다. 또한, 제어보드(20)는 전압 조정기(21)와, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU; Micro Controller Unit, 22), 진단부(23), 릴레이 구동부(24), 캔(CAN; Controller Area Network) 송수신부(25)를 포함한다.
이러한 구성을 갖는 종래의 정션 박스는 차량의 각종 전장품에 전원을 공급하는 차량용 배터리(1)와 연결되어 해당 배터리(1)의 전원 공급을 제어한다. 이에 따라, 차량 내 각종 부하 L에 공급되는 전원을 제어하여 차량 내의 각 전자 장치를 동작시키게 된다.
또한, 차량의 배터리(1)는 전원 보드(10)를 통해서 각종 차량의 부하 L로 전원을 인가한다. 여기서, 차량의 부하 L는, 예를 들어, 에어컨, 차량 전조등, 안개등, 팬(Fan), CDP(Compact Disk Player), 차량 네비게이션, 차량 PC 등이 될 수 있다.
또한, 전압 조정기(21)는 배터리(1)로부터 인가되는 전압을 조정하여 구동 전원을 MCU(22)로 공급한다.
또한, MCU(22)는 차량 정션 박스 내의 동작 기록을 수집하여 출력하며, 진단부(23)를 통해 진단된 부하 L의 오픈(Open) 및 쇼트(Short) 정보를 캔 송수신부(25)에 전달한다. 또한, MCU(22)는 캔 송수신부(25)와 연결되어, 캔 송수신(25)로부터 인가되는 각종 전자장치에 관한 동작 신호를 수신하여 릴레이 구동부(24) 등의 스위칭 동작을 제어하게 된다. 그 외에도, MCU(22)는 차량 정션 박스 내의 모든 동작을 제어하는 역할을 수행한다.
또한, 진단부(23)는 퓨즈 및 릴레이(26)를 이용하여 동작 되는 부하 L의 오픈 및 쇼트 등을 진단하기 위해 배터리(1)의 전원을 퓨즈 및 릴레이(26)의 접점 임피던스를 이용하여 진단한다. 그리고, 진단부(23)는 진단된 부하 L의 오픈 및 쇼트 정보를 MCU(22)로 전달한다.
또한, 릴레이 구동부(24)는 퓨즈 및 릴레이(26)의 릴레이 구동을 제어한다. 퓨즈 및 릴레이(26)는 쇼트나 역전류에 의해 차량의 기기가 파손되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
또한, 캔 송수신부(25)는 MCU(22)로부터 인가되는 부하 L의 진단 정보를 차량진단 디스플레이부(2)와 송수신한다. 이에 따라, 진단부(23)로부터 진단된 부하 L의 이상 여부를 캔(CAN) 통신을 이용하여 차량진단 디스플레이부(2)에 통보하게 된다. 반면에, 차량진단 디스플레이부(2)로부터 인가되는 정보를 MCU(22)로 전달하게 된다.
또한, 차량진단 디스플레이부(2)는 차량 고장의 구체적인 원인, 예컨대, 부하 L의 오픈(Open) 및 쇼트(Short)로 인한 차량 부하의 미작동이나 과전류에 의한 특정 차량 부하의 파손 등을 운전자 또는 정비사 등이 쉽게 알 수 있도록 이를 표시해 주는 장치이다.
그러나, 전술된 바와 같은 종래의 차량 정션 박스는 전술한 부하 L의 이상에 따른 오류를 검출하기에는 여전히 미흡하다는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1723043호(등록일자 2017년03월29일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량에서 정션박스(Junction Box)의 부하 L의 이상에 따른 오류를 검출할 수 있도록 하는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치는, 퓨즈 및 릴레이를 통해 전원을 분배하여 공급하는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치로서,상기 차량 전원 분배 장치의 전압을 검출하는 전압 검출부;상기 차량 전원 분배 장치의 상기 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류를 검출하는 전류 검출부;상기 차량 전원 분배 장치의 전원 공급 이상 상태를 디스플레이하는 디스플레이부; 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전원 공급을 중단하거나 전류를 차단하는 제어부; 및상기 제어부와 상기 디스플레이부를 연결하는 캔(CAN) 송수신부;를 포함하며, 상기 전압 검출부를 통해 상기 차량 전원 분배 장치의 전압이 기준 전압 이상의 과도 전압으로 검출된 경우, 상기 제어부는 장비에 오류가 발생하였음을 안내하는 메시지를 상기 캔 송수신부를 통해 상기 디스플레이부로 전송하고, 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전원 공급을 일시적으로 중단한다.
본 발명에 따른 차량 정션 박스는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치의 컴포넌트(Component)에 발생하는 과도 전압, 과도 전류, 과열 등을 확인하고, 계기판을 통해 쉽게 알 수 있으며, 퓨즈(Fuse)의 교체 없이도 재연결이 가능하다는 이점이 있다.
또한, 원거리에서 통신을 통해서 필요한 컴포넌트에 전류를 공급할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 통신을 통해 차량 전원 분배 장치를 점검할 수 있으며, 소손이 발생한 부분을 파악할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 차량 정션 박스가 고장이 나더라도 동작할 수 있도록 구성된 차량 전원 분배 장치를 제공할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 차량 정션 박스에 관한 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 차량 정션 박스에 관한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티플렉서의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치에서 강제 전원을 차량 정션 박스에 인가하기 위한 강제 버튼부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치에서 강제 전원을 차량 정션 박스에 인가하기 위한 강제 버튼부의 동작 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 과도 전류 발생 시 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치에 과도 전류가 발생했음을 계기판에 표시하여 경고하는 화면을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조로 본 발명에 따른 차량 전원 분배 장치를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 차량 정션 박스에 관한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 차량 정션 박스는, 배터리(1)와, 차량진단 디스플레이부(2), 전원보드(Power board;10), 부하(Load;L)를 포함한다.
전원보드(10)는 제어보드(20), 전압 조정기(21)와, 마이크로 컨트롤러 유닛(22), 진단부(23), 캔(CAN) 송수신부(25), 및 차량 전원 분배 장치(200)를 포함한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 차량 정션 박스는 차량의 각종 전장품에 전원을 공급하는 차량용 배터리(1)와 연결되어 해당 배터리(1)의 전원 공급을 제어한다. 이에 따라, 차량 내 각종 부하 L에 공급되는 전원을 제어하여 차량 내의 각 전자 장치를 동작시키게 된다.
여기서, 차량의 배터리(1)는 전원 보드(10)를 통해서 각종 차량의 부하 L로 전원을 인가한다. 여기서, 차량의 부하 L는, 예를 들어, 에어컨, 차량 전조등, 안개등, 팬(Fan), CDP(Compact Disk Player), 차량 네비게이션, 차량 PC 등이 될 수 있다.
그리고, 전압 조정기(21)는 배터리(1)로부터 인가되는 전압을 조정하여 구동 전원을 MCU(22)로 공급한다.
또한, MCU(22)는 차량 정션 박스 내의 동작 기록을 수집하여 출력하며, 진단부(23)를 통해 진단된 부하 L의 오픈(Open) 및 쇼트(Short) 정보를 캔 송수신부(25)에 전달한다.
그리고, MCU(22)는 캔 송수신부(25)와 연결되어, 캔 송수신(25)로부터 인가되는 각종 전자장치에 관한 동작 신호를 수신하여 차량 전원 분배 장치(200) 등의 스위칭 동작을 제어하게 된다. 그 외에도, MCU(22)는 차량 정션 박스 내의 모든 동작을 제어하는 역할을 수행한다.
또한, 진단부(23)는 차량 전원 분배 장치(200)를 이용하여 동작 되는 부하 L의 오픈 및 쇼트 등을 진단하기 위해 배터리(1)의 전원을 차량 전원 분배 장치(200)의 접점 임피던스를 이용하여 진단하며, 진단된 부하 L의 오픈 및 쇼트 정보를 MCU(22)로 전달한다.
또한, 캔 송수신부(25)는 MCU(22)로부터 인가되는 부하 L의 진단 정보를 차량진단 디스플레이부(2)와 송수신한다. 이에 따라, 진단부(23)로부터 진단된 부하 L의 이상 여부를 캔(CAN) 통신을 이용하여 차량진단 디스플레이부(2)에 통보하게 된다. 반면에, 차량진단 디스플레이부(2)로부터 인가되는 정보를 MCU(22)로 전달하게 된다.
그리고, 차량진단 디스플레이부(2)는 차량 고장의 구체적인 원인, 예컨대, 부하 L의 오픈(Open) 및 쇼트(Short)로 인한 차량 부하의 미작동이나 과전류에 의한 특정 차량 부하의 파손 등을 운전자 또는 정비사 등이 쉽게 알 수 있도록 이를 표시해 주는 장치이다.
결국, 차량진단 디스플레이부(2)를 통해 차량 부하 L의 에러 정보를 시각적 및 청각적으로 운전자 또는 정비사가 명확히 확인할 수 있게 된다. 이에 따라, 운전자 및 정비사는 해당 부하 L이 동작이 제대로 이루어지지 않는 결과를 확인하게 될 경우 어떠한 부분에서 고장이 발생하였는지를 명확하게 파악할 수 있게 되며, 고장에 대한 즉각적인 대처가 가능하게 된다.
한편, 차량 전원 분배 장치(200)는 이하에서 도 3과 관련하여 상세히 설명될 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치(200)는, 멀티플렉서를 통해 상시 전원, 키 온(key on) 전원, ACC 전원 중 하나로 전원을 분배하는 멀티플렉서형 차량 전원 분배 장치(200)라 할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치(200)는, 제어기(210), 멀티플렉서(220) 및 전원 스위칭부(230)를 포함할 수 있다.
제어기(210)는 상시 전원, 키 온(Key On) 전원, ACC 전원 중 하나를 선택하는 선택 신호(00, 01, 10, 11)를 출력한다.
멀티플렉서(220)는 제어기(210)로부터 출력된 선택 신호에 따라 스위칭 신호(IN0, IN1, IN2)를 출력한다. 여기서, 스위칭 신호 중 IN0 신호는 상시 전원을 온(ON) 시키는 신호이고, IN1 신호는 키 온(Key On) 전원을 온(ON) 시키는 신호이며, IN2 신호는 ACC 전원을 온(ON) 시키는 신호일 수 있다.
멀티플렉서(220)는 제어기(210)와 별도로 구성하였으나, 제어기(210)의 내부에 위치할 수 있다.
전원 스위칭부(230)는 멀티플렉서(220)로부터 출력된 스위칭 신호에 따라 상시 전원, 키온 전원, ACC 전원 중 하나로 스위칭 연결한다.
상시 전원은 배터리로부터 상시적으로 공급되는 전원이다.
키 온(Key On) 전원은 차량의 시동을 걸 때 이용하는 스타트 전원이다.
ACC 전원은 차량의 시동이 켜져 있을 때 발전기(Alternator)에서 오디오 장치나 에어컨 장치 및 열선 등에 공급되는 전원이다. 차량의 시동이 걸린 후 차 키가 Acc에 위치해 있는 상태에서 공급되는 전원을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티플렉서의 한 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티플렉서(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 3×1 MUX로 구현할 수 있다.
3×1 MUX는 두 개의 선택 라인(SEL0, SEL1)과 3 개의 입력 라인(IN0, IN1, IN2) 및 하나의 출력 라인(OUT)을 갖는다.
이때, 3 개의 입력 라인 중 IN0 라인은 상시 전원에 연결되어 있고, IN1 라인은 Key On 전원에 연결되어 있으며, IN2 라인은 Acc 전원에 연결되어 있다.
두 개의 선택 라인(SEL0, SEL1)은 제어기(210)에 연결되어 있다.
따라서 두 개의 선택 라인(SEL0, SEL1)에 입력되는 값에 따라 다음 표 1과 같은 출력을 얻을 수 있다.
SEL OUT
00 IN0
01 IN1
10 IN2
11 IN2
즉, 두 개의 선택 라인(SEL0, SEL1)에 "00"이 입력되면 출력 라인(OUT)은 IN0 신호가 출력되어 상시 전원이 온(ON) 되고, "01"이 입력되면 IN1 신호가 출력되어 Key On 전원이 온(ON) 되며, "10" 또는 "11"이 입력되면 IN2 신호가 출력되어 Acc 전원이 온(ON) 되는 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치는, 접지층(Ground Layer)(510); 접지층 상에 위치하는 ACC 전원층(520); ACC 전원층 상에 위치하는 키 온(Key On) 전원층(530); 키 온 전원층 상에 위치하는 상시 전원층(540); 및 상시 전원층 상에 위치하는 제어층(550)을 포함한다.
이때, 제어층(550)으로부터 접지층(510)까지 비어 홀(Via Hole)(560)을 통해 관통되고, 제어층(550)은 비어 홀(560)을 통해 ACC 전원층(520), 키 온 전원층(530), 상시 전원층(540) 중 하나와 선택적으로 연결될 수 있다.
또한, 제어층(550)이 비어 홀(560)을 통해 ACC 전원층(520)과 전기적으로 연결된 경우에 ACC 전원이 연결되어 공급될 수 있다.
또한, 제어층(550)이 비어 홀(560)을 통해 키 온 전원층(530)과 전기적으로 연결된 경우에 키 온 전원이 연결되어 공급될 수 있다.
그리고, 제어층(550)이 비어 홀(560)을 통해 상시 전원층(540)과 전기적으로 연결된 경우에 상시 전원이 연결되어 공급될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치는, 전압 검출부(620), 전류 검출부(630), 디스플레이부(640), 제어부(650) 및 캔(CAN) 송수신부(25)를 포함할 수 있다.
도 6에서 도시된 구성 요소 중 도 2에 도시된 구성과 동일한 요소에는 동일한 부호를 사용한다.
차량 정션 박스(610)는 배터리(1), 발전기(Alternator, ALT), 및 디스플레이부(640)와 연결되고, 차량 전원 분배 장치(200)를 통해 전원을 분배하여 공급한다.
전압 검출부(620)는 차량 전원 분배 장치(200)의 전압을 검출한다.
전류 검출부(630)는 차량 전원 분배 장치(200)에 흐르는 전류 또는 차량 전원 분배 장치(200)의 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류를 검출한다.
디스플레이부(640)는 차량 전원 분배 장치(200)의 전원 공급 이상 상태를 디스플레이한다. 디스플레이부(640)는 예를 들면, 차량의 계기판을 예로 들 수 있다.
제어부(650)는 차량 전원 분배 장치(200)를 통해 전원 공급을 제어하는데, 예를 들면, 차량 전원 분배 장치(200)를 통해 전원 공급을 중단하거나 전류를 차단한다.
캔(CAN) 송수신부(25)는 제어부(650)와 디스플레이부(640)를 전기적으로 연결한다. 따라서, 제어부(650)는 제어 처리 결과나 장치 동작 과정을 캔 송수신부(25)를 통해 디스플레이부(640)에 전달하여 디스플레이부(640) 상에 출력할 수 있다.
제어부(650)는 전압 검출부(620)를 통해 검출된 차량 전원 분배 장치(200)의 전압이 기준 전압 이상의 과도 전압으로 검출된 경우, 장비에 오류가 발생하였음을 안내하는 메시지를 캔 송수신부(25)를 통해 디스플레이부(640)로 전송하고, 차량 전원 분배 장치(200)를 제어해 전원 공급을 일시적으로 중단할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치는 차량 전원 분배 장치(200)의 온도를 검출하는 온도 검출부를 더 포함할 수 있다.
제어부(650)는 온도 검출부를 통해 검출된 차량 전원 분배 장치(200)의 내부 온도가 100 ℃ 이상으로 상승한 경우, 제한(Limit) 전류를 최소 동작 전류로 낮추고, 최소 동작 전류보다 많은 전류를 소비하는 작업 램프(Working Lamp) 내지 다른 부분을 오프(OFF)시키며, 차량 전원 분배 장치(200)의 내부 온도가 일정 이하가 되면 최소 동작 전류를 정상 동작 전류로 공급되도록 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치는, 도 7에 도시된 바와 같이 차량 전원 분배 장치(200)에 강제 전원을 인가하기 위한 강제 버튼부를 더 포함할 수 있다. 도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치에서 강제 전원을 차량 전원 분배 장치(200)에 인가하기 위한 강제 버튼부를 나타낸 도면이다. 도 7에서, 강제 버튼부는 선택 버튼(710)과 동작 버튼(720)을 포함한다. 선택 버튼(710)은 도 7에 도시된 바와 같이 6 개의 온/오프(ON/OFF) 버튼으로 구성되는데, 이에 한정하지 않고 더 작은 개수로 구성하거나 더 많은 개수로 구성할 수 있다. 즉, 선택 버튼(710)은 6 개의 온/오프 버튼 중 각 버튼의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태에 따라 상시 전원이나 Key On 전원, ACC 전원 중 하나를 선택할 수 있다. 동작 버튼(720)은 선택 버튼(710)의 선택에 해당하는 전원의 공급을 실행한다.
예를 들면, 도 6의 선택 버튼(710)에서 1번 버튼과 3번 버튼, 5 번 버튼이 온(ON) 상태이고, 나머지 버튼들이 오프(OFF) 상태이면, 선택 버튼(710)은 상시 전원이 인가되도록 선택하는 것이다. 이때, 동작 버튼(720)은 사용자에 의해 눌려지면, 선택 버튼(710)의 선택에 따른 해당 상시 전원의 공급을 실행한다.
전술한 바와 같이, 강제 버튼부는 차량 전원 분배 장치(200)의 비상 동작 시에 선택 버튼(710)의 선택과 동작 버튼(720)의 온(ON) 동작에 따라 퓨즈 및 릴레이에 선택 전원이 인가되도록 하는데 이용되는 것이다.
여기서, 강제 버튼부는 차량 전원 분배 장치(200)의 전면의 일부에 설치하거나 또는 그 배면에 설치할 수 있다.
강제 버튼부는 도 8에 도시된 바와 같이 차량 전원 분배 장치(200)의 정상적인 동작 상태에서는 동작 버튼(720)이 MCU 즉 제어부(650)에 스위칭 연결되어 있다. 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치에서 강제 전원을 차량 전원 분배 장치(200)에 인가하기 위한 강제 버튼부의 동작 상태를 나타낸 도면이다. 도 8에서, 강제 버튼부는 차량 정션 박스(610)의 비정상적인 동작 상태에서는 사용자에 의해 동작 버튼(720)이 눌려지면, 동작 버튼(720)이 온(ON) 되어 1.5V의 비상 전원이 선택 버튼(710)으로 입력되고, 선택 버튼(710)은 도 7과 같은 스위칭 연결 상태에 따라 상시 전원이나 Key On 전원, ACC 전원 중 하나의 강제 전원을 단일 장치(Component)에 공급되게 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치(200)의 과도 전류 발생 시 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 차량 전원 분배 장치에서, 차량 전원 분배 장치(200)는 상시 전원, 키 온 전원, ACC 전원 중 하나를 공급하고, 제어부(650)는 전류 검출부(630)를 통해 차량 전원 분배 장치(200)의 전류를 검출한다(S910).
즉, 전류 검출부(630)는 차량 전원 분배 장치(200)의 각 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류를 검출한다.
이때, 제어부(650)가 선택 신호(00, 01, 10, 11)를 출력하고, 멀티플렉서(220)는 선택 신호에 따라 스위칭 신호(IN0, IN1, IN2)를 출력하며, 전원 스위칭부(230)는 스위칭 신호에 따라 상시 전원, 키온 전원, ACC 전원 중 하나로 스위칭 연결한다. 따라서, 차량 전원 분배 장치(200)는 상시 전원, 키 온 전원, ACC 전원 중 하나를 공급하게 된다.
여기서, 멀티플렉서(220)는 제어부(650)로부터 선택 신호 "00"을 입력받으면 상시 전원이 온(ON) 되도록 IN0 스위칭 신호를 출력하고, 제어부(650)로부터 선택 신호 "01"을 입력받으면 키 온 전원이 온(ON) 되도록 IN1 스위칭 신호를 출력하며, 제어부(650)로부터 선택 신호 "10" 또는 "11"을 입력받으면 Acc 전원이 온(ON) 되도록 IN2 스위칭 신호를 출력할 수 있다.
또한, 차량 전원 분배 장치(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 접지층(510)과 ACC 전원층(520), 키 온(Key On) 전원층(530), 상시 전원층(540) 및 제어층(550)을 포함하고, 제어층(550)으로부터 접지층(510)까지 비어 홀(560)을 통해 관통되어, 제어층(550)이 비어 홀(560)을 통해 ACC 전원층, 키 온 전원층, 상시 전원층 중 하나와 선택적으로 연결함으로써, 상시 전원, 키 온 전원, ACC 전원 중 하나를 공급할 수 있다.
이어, 제어부(650)는 검출된 전류가 설정 전류 이상으로 일정 시간(초) 이상 검출된 경우 과도 전류가 발생한 것으로 인식한다(S920).
이어, 제어부(650)는 차량 전원 분배 장치(200)의 과도 전류 발생 시, 차량 전원 분배 장치(200)를 제어해 전류 공급을 중단하고, 차량 전원 분배 장치(200)의 퓨즈 및 릴레이 전류 이상을 안내하는 메시지를 캔 송수신부(25)를 통해 디스플레이부(640)에 전송한다(S930).
따라서, 계기판 등의 디스플레이부(640)는 차량 전원 분배 장치(200)의 퓨즈 및 릴레이 전류 이상을 안내하는 메시지를 팝-업(Pop Up) 상태로 화면 상에 표시 출력한다(S940).
또한, 제어부(650)는 전류 검출부(630)를 통해 차량 전원 분배 장치(200)의 각 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류를 검출한 결과, 설정 전압의 일정 배수에 해당하는 돌입 전류(In rush current)가 0.1초 이상 검출된 경우에, 차량 전원 분배 장치(200)를 제어해 전류 공급을 차단하고, 퓨즈 및 릴레이의 전류 이상을 안내하는 메시지를 캔 송수신부(25)를 통해 디스플레이부(640)에 전송할 수 있다.
또한, 제어부(650)는 전류 검출부(630)를 통해 0.01초 단위로 과도 전류의 검출을 확인하여 설정 전류 값에 도달한 경우, 차량 전원 분배 장치(200)를 0.1초 오프(OFF)하고, 다시 턴 온(Turn On)하며, 이후에도 0.01초 단위로 과도 전류의 검출을 확인하여 설정 전류 값에 도달하면 0.1초 오프(OFF) 후 다시 턴 온하는 동작을 반복할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 차량 전원 분배 장치는 차량 전원 분배 장치(200)의 이상 상태를 점검하고, 점검이 완료되었음을 입력하는 점검 완료 버튼을 구비할 수 있다. 따라서 차량의 계기판에 차량 전원 분배 장치(200)의 이상 상태가 표시되고, 운전자 또는 사용자가 이를 확인하여 비상 조치를 취한 후 점검 완료 버튼을 통해 점검을 완료하였음을 입력할 수 있다.
이어, 제어부(650)는 점검 완료 버튼이 입력된 경우(S950-예), 차량 전원 분배 장치(200)를 재연결한다(S960).
그러나, 점검 완료 버튼이 입력되지 않으면(S950-아니오), 제어부(650)는 차량 전원 분배 장치(200)의 분리 상태를 계속 유지한다(S970).
그리고, 제어부(650)는 이러한 상태를 안내하는 메시지를 캔 송수신부(25)를 통해 디스플레이부(640)에 전송하여, 도 10에 도시된 바와 같이 계기판에 표시할 수 있도록 한다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 전원 분배 장치(200)에 과도 전류가 발생했음을 계기판에 표시하여 경고하는 화면을 나타낸 도면이다. 도 10에서, 계기판 등의 디스플레이부(640)는 퓨즈 및 릴레이에 과도 전류(Over Current)가 발생했음을 안내하는 메시지를 화면 상에 출력하고, 또한 "미점검 유지"나 "점검 완료" 등의 메시지도 표시 출력한다.
따라서, 차량의 운전자 등은 계기판에 표시된 정보를 확인하고 차량 전원 분배 장치(200)를 점검하여 비상 조치를 취할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1: 배터리 2: 차량진단 디스플레이부
10: 전원보드 20: 제어보드
21: 전압 조정기 22: MCU
23: 진단부 25: CAN 송수신부
200: 차량 전원 분배 장치 210: 제어기
220: 멀티플렉서 230: 전원 스위칭부
L: 부하 SEL0, SEL1: 선택라인
IN0, IN1, IN2: 입력라인 OUT: 출력라인
510: 접지층 520: ACC 전원층
530: Key ON 전원층 540: 상시 전원층
550: 제어층 610: 차량 정션 박스
620: 전압 검출부 630: 전류 검출부
640: 디스플레이부(계기판) 650: 제어부
ALT: 발전기 710: 선택버튼
720: 동작버튼

Claims (6)

  1. 퓨즈 및 릴레이를 통해 전원을 분배하여 공급하는 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치로서,
    상기 차량 전원 분배 장치의 전압을 검출하는 전압 검출부;
    상기 차량 전원 분배 장치의 상기 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류를 검출하는 전류 검출부;
    상기 차량 전원 분배 장치의 전원 공급 이상 상태를 디스플레이하는 디스플레이부;
    상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전원 공급을 중단하거나 전류를 차단하는 제어부; 및
    상기 제어부와 상기 디스플레이부를 연결하는 캔(CAN) 송수신부;를 포함하며,
    상기 전압 검출부를 통해 상기 차량 전원 분배 장치의 전압이 기준 전압 이상의 과도 전압으로 검출된 경우, 상기 제어부는 장비에 오류가 발생하였음을 안내하는 메시지를 상기 캔 송수신부를 통해 상기 디스플레이부로 전송하고, 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전원 공급을 일시적으로 중단하는, 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 검출부를 통해 상기 차량 전원 분배 장치의 각 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류가 설정 전류 이상의 전류가 일정 시간(초) 이상 검출된 경우, 상기 제어부는 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전류 공급을 중단하고, 상기 퓨즈 및 릴레이 전류 이상을 안내하는 메시지를 상기 캔 송수신부를 통해 상기 디스플레이부에 전송하는, 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 검출부를 통해 상기 차량 전원 분배 장치의 각 퓨즈 및 릴레이로 나가는 전류가 0.1초 이상 설정 전압의 일정 배수에 해당하는 돌입 전류(In rush current)가 검출된 경우에, 상기 제어부는 상기 퓨즈 및 릴레이를 제어해 전류 공급을 차단하고, 상기 퓨즈 및 릴레이의 전류 이상을 안내하는 메시지를 상기 캔 송수신부를 통해 상기 디스플레이부에 전송하는, 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류 검출부를 통해 0.01초 단위로 과도 전류의 검출을 확인하여 설정 전류 값에 도달한 경우 상기 퓨즈 및 릴레이를 0.1초 오프(OFF)하고, 다시 턴 온(Turn On)하며, 이후에도 0.01초 단위로 과도 전류의 검출을 확인하여 설정 전류 값에 도달하면 0.1초 오프(OFF) 후 다시 턴 온하는 동작을 반복하는, 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 전원 분배 장치의 온도를 검출하는 온도 검출부;를 더 포함하고,
    상기 차량 전원 분배 장치의 내부 온도가 100 ℃ 이상으로 상승한 경우, 상기 제어부는 제한(Limit) 전류를 최소 동작 전류로 낮추고, 최소 동작 전류보다 많은 전류를 소비하는 작업 램프(Working Lamp) 내지 다른 부분은 오프(OFF)시키며, 상기 차량 전원 분배 장치의 내부 온도가 일정 이하가 되면 최소 동작 전류를 정상 동작 전류로 공급되도록 제어하는, 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 전원 분배 장치에 강제 전원을 인가하기 위한 강제 버튼부;를 더 포함하고,
    상기 차량 전원 분배 장치의 비상 동작 시에 상기 강제 버튼부의 버튼 온(ON) 동작에 따라 상기 퓨즈 및 릴레이에 전원이 인가되는, 오류 검출 가능 차량 전원 분배 장치.
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