KR20230127591A - 차내 충전기의 교류 전압 센서 고장 검출 장치와 이를 구비한 차량과, 그 제어방법 - Google Patents

차내 충전기의 교류 전압 센서 고장 검출 장치와 이를 구비한 차량과, 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차내 충전기의 교류 전압 센서 고장 검출 장치와 이를 구비한 차량과, 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 장치로서, 상기 센서 신호가 입력되며, 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부; 및 상기 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하며, 파악된 상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.

Description

차내 충전기의 교류 전압 센서 고장 검출 장치와 이를 구비한 차량과, 그 제어방법{FAILURE DETECTION APPARATUS FOR AC VOLTAGE SENSOR OF ON BOARD CHARGER, VEHICLE HAVING THE SAME, AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본 발명은 차내 충전기의 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하기 기술에 관한 것이다.
지구 온난화 및 환경 오염 등의 문제로 인해, 환경 오염을 감소시기 위한 친환경 자동차에 대한 활발한 연구 개발이 이루어지고 있다. 이때, 친환경 자동차는 기존의 화석 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진 대신 전기 에너지를 이용하여 구동력을 생성하는 전동기가 적용된 방식이다. 일례로, 친환경 자동차는 전기 차량, 하이브리드 차량 및 플러그인 하이브리드 차량 등을 포함할 수 있다.
또한, 친환경 자동차는 내연기관 차량과 달리 전자 제어 시스템의 규모가 커지고 복잡해지면서, 전자 제어 시스템의 신뢰성과 안정성의 확보가 중요한 문제로 부각되고 있다. 이러한 신뢰성과 안전성의 확보를 위해서는 정확한 센서 정보가 필수적이다.
특히, 전기 차량 및 플러그인 하이브리드 차량은 계통(grid)에 연결된 외부 충전 설비로부터 전력을 제공받아 차량에 구비된 배터리를 충전한다. 즉, 이들 친환경 자동차는 외부 충전 설비로부터 계통 전력을 제공받아 배터리를 충전하기 위한 전력으로 변환하는 차내 충전기(On Board Charger, OBC)를 포함한다.
이때, 신뢰성 및 안전성의 확보를 위해, OBC 내에는 제어를 위한 다양한 정보를 검출하는 센서들이 구비될 수 있다. 일례로, 외부 충전 설비로부터 계통 전력이 입력되는 OBC의 입력단에 설치된 교류 전압 센서 등이 OBC에 포함될 수 있다. 다만, 이러한 교류 전압 센서가 비정상 동작하는 경우, 비정상적인 출력 제한에 의해 충전이 불가능하거나, 충전 시간이 지연되거나, 전체 시스템이 오작동하여 사용자의 안전에 위협이 되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 북미의 CARB(California Air Resources Board) 규정에 의하면, 차량의 제어기가 정보를 입력 받는 센서에 대해서는 고장 상태 여부에 대한 진단 기능이 부가되어야 한다고 규정되고 있다.
따라서, 친환경 자동차에서, OBC의 교류 전압 센서에 대한 고장 검출 기능이 요구되고 있는 실정이다. 다만, 상술한 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 기 공개된 기술에 해당하는 것은 아니다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 친환경 자동차에서 차내 충전기(On Board Charger, OBC)의 교류 전압 센서에 대한 고장 검출 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 장치로서, 상기 센서 신호가 입력되며, 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부; 및 상기 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하며, 파악된 상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.
상기 SOGI 필터부의 출력 신호는 d축 전압에 대한 제1 출력 신호와 q축 전압에 대한 제2 출력 신호를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 교류 또는 직류인지에 대한 전기적 특징을 파악할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 직류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 상기 교류 전원의 주파수에 대한 일정 범위 밖 주파수의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서; 상기 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 고장 검출 장치;를 포함하며, 상기 고장 검출 장치는, 상기 센서 신호가 입력되며, 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부; 및 상기 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하며, 파악된 상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법은 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 장치에서 수행되는 방법으로서, 상기 센서 신호가 입력되어 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여, 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하는 단계; 및 상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 단계;를 포함한다.
상기 SOGI 필터부의 출력 신호는 d축 전압에 대한 제1 출력 신호와 q축 전압에 대한 제2 출력 신호를 포함할 수 있다.
상기 파악하는 단계는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 전기적 특징을 파악할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 파악하는 단계에서 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 직류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는 상기 파악하는 단계에서 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 상기 교류 전원의 주파수에 대한 일정 범위 밖 주파수의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 친환경 자동차에서 차내 충전기(On Board Charger, OBC)의 교류 전압 센서에 대한 새로운 방식의 고장 검출 기술을 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 오프셋 전압(offset voltage) 제공 등을 위한 회로 추가 없이도 교류 전압 센서의 고장을 검출을 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 차내 충전기에 적용되는 역률 조정(Power Factor Correction, PFC) 제어 알고리즘 일부를 사용하여 고장 검출을 진행하므로, 제어부의 로드(Load) 증가를 발생시키지 않는 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 교류 전압 센서에 대한 종래 고장 검출 기술에 대한 대략적인 개념도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 종래 고장 검출 기술에서의 전압 범위를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차내 충전기(10) 내에서 교류 전압 센서(100) 및 고장 검출 장치(200)의 연결에 대한 대략적인 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 검출 장치(200)에 대한 대략적인 블록 구성도를 나타낸다.
도 5는 SOGI 필터부(210)의 보드 플롯(Bode plot)에 대한 예시를 나타낸다.
도 6은 SOGI 필터부(210)에 교류 신호가 입력되는 경우에 SOGI 필터부(210)의 2개 출력 신호에 대한 예시를 나타낸다.
도 7은 SOGI 필터부(210)에 직류 신호가 입력되는 경우에 SOGI 필터부(210)의 2개 출력 신호에 대한 예시를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법의 순서도를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 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 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "마련하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, "예를 들어" 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어’ 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 교류 전압 센서에 대한 종래 고장 검출 기술에 대한 대략적인 개념도를 나타내며, 도 2는 도 1의 종래 고장 검출 기술에서의 전압 범위를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래에는 교류 전압 센서 고장을 검출하기 위해, 교류 전압 센서에서 출력되는 단상 교류 전압(single phase AC voltage)의 센서 신호에 대해, 오프셋 전압(offset voltage) 인가하고, 해당 전압을 다수의 증폭기(1, 2, 3)를 거쳐 MCU(4)에서 입력시켜, 교류 전압 센서의 고장 여부, 즉 단선(open) 또는 단락(short) 여부를 감지하게 된다. 즉, 특정 전압 이상 또는 이하가 되면 단선(open) 또는 단락(short)이 발생한 것으로 판단한다.
특히, 교류 전압 센서에서 출력되는 교류 전압은 양(+) 및 음(-) 전압이 교차되어 MCU(4)의 아날로그 입력단자(ADC Pin 또는 AD Pin)로 인가된다. 하지만, MCU(4)의 아날로그 입력단자에는 양(+) 전압만이 인가될 수 있다. 이에 따라, MCU(4)는 교류 전압의 센서 신호의 입력 시에 2.5V 기준으로 그 교류 전압을 감지하므로, Ground 단락 시에 AD bit는 0으로 인가되기 때문에 과전압으로 오검출 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 검출 장치(100)는 교류 전압 센서에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 기반으로 하는 새로운 방식의 고장 검출을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차내 충전기(10) 내에서 교류 전압 센서(100) 및 고장 검출 장치(200)의 연결에 대한 대략적인 블록도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 차량의 차내 충전기(On Board Charger, OBC)(10)는 교류 전압 센서(100) 및 고장 검출 장치(200)를 포함할 수 있다. 물론, 교류 전압 센서(100)만이 OBC(10) 내에 포함되고, 고장 검출 장치(200)는 OBC(10)의 외부에 구비될 수도 있다. 이때, 차량은 친환경 자동차일 수 있으며, 일례로 전기 차량 또는 플러그인 하이브리드 차량일 수 있다.
교류 전압 센서(100)는 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 해당 교류 전원에 따른 센서 신호를 출력한다. 이때, 교류 전압 센서(100)에서 출력되는 센서 신호는 교류 전압의 신호로서, 외부 계통의 교류 전원에 비해 크기가 작은 교류 신호일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 검출 장치(200)에 대한 대략적인 블록 구성도를 나타낸다.
한편, 고장 검출 장치(200)는 교류 전압 센서(100)의 센서 신호를 입력 받아 이를 분석하여 교류 전압 센서(100)에 대한 고장을 검출하는 장치이다. 이러한 고장 검출 장치(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, SOGI 필터부(210) 및 제어부(220)를 포함할 수 있다.
SOGI 필터부(210)는 교류 전압 센서(100)의 센서 신호가 입력되며, 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행한다. 이때, SOGI 필터부(210)는 SOGI 기능의 수행 결과로 2개의 출력 신호, 즉 d축 전압에 대한 제1 출력 신호 및 q축 전압에 대한 제2 출력 신호를 각각 출력한다.
제어부(220)는 SOGI 필터부(210)의 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 교류 전압 센서(100)의 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하며, 파악된 전기적 특징을 기반으로 교류 전압 센서(100)에 대한 고장 여부를 판단한다. 일례로, 제어부(220)는 상술한 기능을 수행하기 위한 정보를 저장한 메모리와, 해당 메모리의 저장 정보를 이용하여 해당 기능의 제어를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있으며, MCU 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 SOGI 필터부(210)의 보드 플롯(Bode plot)에 대한 예시를 나타낸다. 도 6은 SOGI 필터부(210)에 교류 신호가 입력되는 경우에 SOGI 필터부(210)의 2개 출력 신호에 대한 예시를 나타낸다. 즉, 도 6(a)는 SOGI 필터부(210)에 입력되는 특정 교류 신호를 나타내며, 도 6(b)는 해당 특정 교류 신호에 따른 SOGI 필터부(210)의 2개 출력 신호를 나타낸다. 또한, 도 7은 SOGI 필터부(210)에 직류 신호가 입력되는 경우에 SOGI 필터부(210)의 2개 출력 신호에 대한 예시를 나타낸다. 즉, 도 7(a)는 SOGI 필터부(210)에 입력되는 특정 직류 신호를 나타내며, 도 6(b)는 해당 특정 교류 신호에 따른 SOGI 필터부(210)의 2개 출력 신호를 나타낸다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, SOGI 필터부(210)에 입력되는 신호에 따라 SOGI 필터부(210)의 제1 및 제2 출력 신호는 다양한 위상 차이를 가지는 것을 알 수 있다. 일례로, 입력 신호의 주파수가 상용 전원 주파수(60Hz)인 경우, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 90도 위상 차이의 제1 및 제2 출력 신호가 SOGI 필터부(210)에서 출력되는 것을 확인할 수 있다.
또한, SOGI 필터부(210)에 직류 입력 신호가 입력되는 경우, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 교류 입력 신호가 입력되는 경우와 전혀 다른 종류의 제1 및 제2 출력 신호가 SOGI 필터부(210)에서 출력되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 출력 신호의 전압 이득은 직류 입력 신호의 경우가 상용 전원 주파수(60Hz)의 입력 신호의 경우보다 더 많은 차이가 나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 직류 입력 신호의 경우, 제1 출력 신호에 따른 d축 전압의 이득은 약 -36dB이며, 제2 출력 신호에 따른 q축 전압의 이득은 0dB이다.
이와 같이 SOGI 필터부(210)에 직류 입력 신호가 인가되는 경우, d축 전압이 -1.8만큼 감쇄되고 q축 전압은 인가된 직류 입력 신호의 전압의 최대값으로 출력되는 것을 확인할 수 있다.
즉, 도 5 내지 도 7에 따른 결과에 따라, 제어부(220)는 SOGI 필터부(210)의 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 교류 전압 센서(100)의 센서 신호가 교류 또는 직류인지에 대한 전기적 특징을 파악할 수 있으며, 파악된 전기적 특징을 이용하여 교류 전압 센서(100)에 대한 고장 여부를 판단할 수 있다.
일례로, 교류 전압 센서(100)는 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하므로, 그 센서 신호는 교류 신호이어야 한다. 하지만, 제1 및 제2 출력 신호의 분석 결과, 해당 센서 신호가 도 7에 따라 직류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악되는 경우, 제어부(220)는 교류 전압 센서(100)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 교류 전압 센서(100)는 외부 계통에서 공급되는 교류 전원의 주파수와 동일 또는 유사 범위 내의 주파수를 가지는 교류의 센서 신호를 출력해야 한다. 하지만, 제1 및 제2 출력 신호의 분석 결과, 해당 센서 신호가 해당 동일 유사 범위 밖의 주파수를 가지는 교류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악되는 경우, 제어부(220)는 교류 전압 센서(100)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 외부 계통이 상용 전원 주파수(60Hz)의 교류 전원인 경우, 제1 및 제2 출력 신호의 분석 결과, 교류 전압 센서(100)의 센서 신호가 60Hz의 동일 또는 유사 범위 밖인 50Hz 이하 또는 70Hz 이상의 주파수를 가지는 교류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악되는 경우, 제어부(220)는 교류 전압 센서(100)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 제어방법에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법의 순서도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법(이하, "본 제어 방법"이라 지칭함)은 상술한 고장 검출 장치(200)의 제어부(220)에 의해 수행되는 것으로서, 교류 전압 센서(100)의 센서 신호를 분석하여 교류 전압 센서(100)에 대한 고장을 검출하기 위한 방법이다. 이러한 본 제어방법은, 도 8에 도시된 바와 같이, S10 및 S20을 포함할 수 있다.
S10는 제어부(220)가 SOGI 필터부(210)의 출력 신호를 이용하여 교류 전압 센서(100)의 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하는 단계이다. 이때, SOGI 필터부(100)의 출력 신호는 d축 전압에 대한 제1 출력 신호와 q축 전압에 대한 제2 출력 신호를 포함한다. 이에 따라, 제어부(220)는 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 교류 전압 센서(100)의 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악할 수 있다.
이후, S20은 제어부(220)가 S10에서 파악된 전기적 특징을 기반으로 교류 전압 센서(100)에 대한 고장 여부를 판단하는 단계이다.
일례로, S10에서 센서 신호가 직류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악된 경우, S20에서는 교류 전압 센서(100)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, S10에서 센서 신호가 외부 계통의 교류 전원의 주파수에 대한 일정 범위 밖 주파수의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악된 경우, S20에서는 교류 전압 센서(100)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다만, 교류 전압 센서(100), 고장 검출 장치(200), SOGI 필터부(210) 및 제어부(220)에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 7에 따라 상술하였으므로, 이하 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은 친환경 자동차에서 차내 충전기(On Board Charger, OBC)의 교류 전압 센서에 대한 새로운 방식의 고장 검출 기술을 제공할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 오프셋 전압(offset voltage) 제공 등을 위한 회로 추가 없이도 교류 전압 센서의 고장을 검출을 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 차내 충전기에 적용되는 역률 조정(Power Factor Correction, PFC) 제어 알고리즘 일부를 사용하여 고장 검출을 진행하므로, 제어부의 로드(Load) 증가를 발생시키지 않는 이점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 차량 100: 교류 전압 센서
200: 고장 검출 장치 210: SOGI 필터부
220: 제어부

Claims (11)

  1. 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 장치로서,
    상기 센서 신호가 입력되며, 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부; 및
    상기 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하며, 파악된 상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SOGI 필터부의 출력 신호는 d축 전압에 대한 제1 출력 신호와 q축 전압에 대한 제2 출력 신호를 포함하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 교류 또는 직류인지에 대한 전기적 특징을 파악하는 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 직류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단하는 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 상기 교류 전원의 주파수에 대한 일정 범위 밖 주파수의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단하는 장치.
  6. 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서;
    상기 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 고장 검출 장치;를 포함하며,
    상기 고장 검출 장치는,
    상기 센서 신호가 입력되며, 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부; 및
    상기 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하며, 파악된 상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하는 차량.
  7. 차내 충전기(On Board Charger, OBC)에 구비되어 외부 계통에서 공급되는 교류 전원을 감지하여 교류 전압의 센서 신호를 출력하는 교류 전압 센서에 대한 고장을 검출하는 장치에서 수행되는 제어방법으로서,
    상기 센서 신호가 입력되어 해당 센서 신호에 대해 SOGI(Second-order Generalized Integrator) 기능을 수행하는 SOGI 필터부의 출력 신호를 이용하여, 상기 센서 신호에 대한 전기적 특징을 파악하는 단계; 및
    상기 전기적 특징을 기반으로 상기 교류 전압 센서에 대한 고장 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 SOGI 필터부의 출력 신호는 d축 전압에 대한 제1 출력 신호와 q축 전압에 대한 제2 출력 신호를 포함하는 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파악하는 단계는 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 전기적 특징을 파악하는 제어방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는 상기 파악하는 단계에서 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 직류의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단하는 제어방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는 상기 파악하는 단계에서 상기 제1 및 제2 출력 신호를 이용하여 상기 센서 신호가 상기 교류 전원의 주파수에 대한 일정 범위 밖 주파수의 전기적 특징을 가지는 것으로 파악한 경우에 상기 교류 전압 센서에 고장이 발생한 것으로 판단하는 제어방법.
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