WO2019050103A1 - 커넥터의 체결 감시장치 - Google Patents

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resistor
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김재성
김동현
이영진
정현철
표경래
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삼성에스디아이 주식회사
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
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    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints

Definitions

  • the present invention relates to a fastening monitoring apparatus for a connector, and more particularly to a fastening monitoring apparatus for a connector applied to a battery pack or a vehicle.
  • Environmentally friendly vehicles are equipped with high-voltage batteries to store electrical energy from a variety of energy sources.
  • Vehicles with high-voltage batteries use high-voltage electrical energy from high-voltage batteries as driving or full-field energy for the vehicle.
  • a fastening monitoring device for monitoring the fastening state of the connector.
  • the fastening monitoring device is an apparatus for confirming the fastening state of a connector by constituting an interlock loop via a connector when the connector is fastened and monitoring it.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a connector capable of confirming a fastened state of each of a plurality of connectors by preventing an error in erroneously judging a connector having a poorly fastened state as a normal fastened state, And to provide a fastening monitoring device.
  • an apparatus for connecting and disconnecting a connector comprising: a plurality of connectors each having an interlock loop interlocked therein; first and second terminals respectively connected to both ends of the interlock loop; A controller for determining a state of engagement of each of the plurality of connectors based on an input voltage input to the input terminal, a controller for determining a state of engagement of each of the plurality of connectors, A plurality of first resistors respectively connected between the plurality of first resistors and the ground, and a plurality of first resistors connected between the plurality of first resistors and the ground, And a plurality of third resistors located in a second wiring connecting the plurality of first resistors and the input terminal.
  • the plurality of first resistors and the plurality of second resistors have a first resistance value
  • the plurality of third resistors have a second resistance value different from the first resistance value It can have a resistance value.
  • the first resistance value may be twice the second resistance value.
  • the plurality of third resistors may be connected between the first resistors neighboring each other, or between any one of the plurality of first resistors and the input terminal have.
  • the connector monitoring apparatus of the connector according to the embodiment may further include a fourth resistor connected between any one of the plurality of first resistors and the ground.
  • the fourth resistor may have the first resistance value.
  • the controller can determine the connectors which are defective in engagement among the plurality of connectors based on the input voltage.
  • a fastening monitoring apparatus for a connector comprising: a plurality of connectors each including a first resistor and each having a first terminal and a second terminal respectively connected to both ends of the first resistor; A controller for determining the state of engagement of each of the plurality of connectors based on an input voltage input to the connection section and the input terminal, a first wiring for applying a reference voltage to the first terminal of the plurality of connection sections, A plurality of second resistors respectively connected between the second terminal and the ground, and a plurality of third resistors located in the second wiring connecting the second terminal of the plurality of connection portions and the input terminal.
  • the plurality of first resistors and the plurality of second resistors have a first resistance value and the plurality of third resistors have a second resistance value different from the first resistance value, It can have a resistance value.
  • the first resistance value may be twice the second resistance value.
  • the plurality of third resistors are respectively connected between the second terminals of the connection portions or between the second terminals of the plurality of connection portions and the input terminals .
  • the engagement monitoring apparatus of the connector may further include a fourth resistor connected between any one of the plurality of first resistors and the ground.
  • the fourth resistor may have the first resistance value.
  • the controller can determine a connector which is defective in engagement among the plurality of connectors based on the input voltage.
  • the controller can determine the short state of the interlock loop including the first resistor based on the input voltage.
  • the connector monitoring apparatus of a connector includes a connector capable of preventing an error in erroneously judging a connector having a poorly fastened state to be in a normal fastened state due to a connector defect or foreign matter, And to provide an interlock monitoring apparatus.
  • FIG. 1 schematically shows a fastening monitoring apparatus for a connector according to an embodiment.
  • FIG. 2 illustrates resistance values of the resistors included in the fastening monitoring apparatus of FIG. 1 as an example.
  • FIG. 3 schematically shows a fastening monitoring apparatus for a connector according to another embodiment.
  • Electrical connection of two components includes not only direct connection of two components but also connection between two components via different components.
  • Other components may include switches, resistors, capacitors, and the like.
  • the expression " connection " means that the connection is electrically connected when there is no expression of direct connection.
  • FIG. 1 schematically shows a fastening monitoring apparatus of a connector according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a resistance value of the resistors included in the fastening monitoring apparatus of FIG. 1 as an example.
  • a fastening monitoring apparatus 100A of a connector includes a plurality of connectors 14 to which a plurality of connectors C11, C12, C13, and C14 are fastened, respectively.
  • the connecting portions 14 include first and second terminals T21 and T22 and the first and second terminals T21 and T22 of the connecting portions 14 are connected to the connectors C11, C12, C13, and C14 (T11, T21) of an interlock loop (L10) (or interlock wiring) passing through the inside of the corresponding connector at the time of fastening.
  • L10 interlock loop
  • the first terminals T21 of the respective connection portions 14 are supplied with the reference voltage Vref through the first wiring 11.
  • the reference voltage Vref is supplied to the first wiring 11 in a state in which the connectors C11, C12, C13 and C14 are fastened, the respective connecting portions 14 are connected to the corresponding connectors 14 through the first terminal T21, To the interlock loop L10.
  • a voltage distribution circuit composed of a plurality of resistors is connected between the second terminal T22 of the plurality of connection portions 14 and the input terminal of the controller 10. [ The reference voltage Vref applied to the first terminal T21 of each connecting portion 14 is transmitted to the interlock loop L10 of the corresponding connector when the connector corresponding to each connecting portion 14 is normally fastened, Is transferred through the interlock loop L10 to the second terminal T22 of each connection 14 and then to the input terminal of the controller 10 via the voltage distribution circuit.
  • the voltage divider circuit receives a voltage transmitted via the interlock loop L10 of each of the connectors C11, C12, C13, and C14 and outputs a voltage distributed by a plurality of resistors to an input terminal of the controller 10 Output.
  • the voltage divider circuit includes a plurality of first resistors R11 connected to the second terminals T22 of the plurality of connecting portions 14 and a plurality of second resistors R11 connected between the plurality of first resistors R11 and ground, 2 < / RTI > resistor R12.
  • the plurality of first resistors R11 are arranged in a one-to-one relationship with respect to the plurality of connection portions 14 and are connected to the second terminals T22 of the plurality of connection portions 14, respectively.
  • the plurality of second resistors R12 are arranged in a one-to-one relationship with respect to the plurality of connection portions 14 or the plurality of first resistors R11 and are connected between the plurality of first resistors R11 and the ground, respectively. That is, the plurality of first resistors R11 each include one end connected to the second terminal T22 of the corresponding connection portion 14 and the other end connected to the corresponding second resistor R12.
  • the plurality of second resistors R12 each include one end connected to the other end of the corresponding first resistor R11 and the other end connected to the ground.
  • a corresponding first resistor R11 and a corresponding second resistor R12 are connected between the second terminal T22 of each connecting portion 14 and the ground to supply a voltage / RTI >
  • the voltage divider circuit further includes a plurality of third resistors (R13).
  • the plurality of third resistors R13 are arranged in a one-to-one relationship with respect to the plurality of connection portions 14 or the plurality of first resistors R11, and the plurality of first resistors R11 and the input terminals of the controller 10 are connected On the second wiring (12). That is, each of the plurality of third resistors R13 is connected to one end connected to the connection node between the first and second resistors R11 and R12 connected to the corresponding connection section 14, and one end connected to the neighboring connection section 14 And a connection node between the first and second resistors R11 and R12 or the other end connected to the input terminal of the controller 10.
  • the plurality of third resistors R13 may be connected between the adjacent first resistors R11, or between the corresponding first resistors R11 and the input terminals of the controller 10. [ 1, the third resistor R13 connected to the connection portion 14 closest to the controller 10 among the plurality of connection portions 14 is connected to the corresponding first resistor R11 and the input of the controller 10 And the remaining third resistors R13 are connected between the neighboring first resistors R11.
  • the voltage divider circuit may further include a fourth resistor R14.
  • the fourth resistor R14 is connected between the ground and the first resistor R11 connected to the farthest from the input terminal of the controller 10 on the second one of the plurality of first resistors R11.
  • the resistors constituting the voltage distribution circuit in the fastening monitoring apparatus 100A may be composed of resistors having the first resistance value 2R and resistors having the second resistance value R.
  • the first and second resistors R11 and R12 and the fourth resistor R14 are formed of resistors having a first resistance value 2R
  • the third resistors R13 are formed of resistors having a first resistance value 2R. 2 < / RTI > resistance value (R).
  • the first resistance value 2R may be a resistance value corresponding to twice the second resistance value R.
  • the coupling and monitoring apparatus 100A has the effect of reducing the circuit complexity by using only two types of resistors in order to configure the voltage distribution circuit.
  • the first and second resistors R11 and R12 and the fourth resistor R14 are constituted by resistors having a first resistance value 2R and the third resistors R13 are composed of a second resistance value
  • the voltage delivered to the input terminal of the controller 10 can be at a different voltage range for all the possible cases that may appear in the engaged state of the connectors C11, C12, C13, and C14 Lt; / RTI >
  • Table 1 below shows the results of measuring the voltage input to the input terminal of the controller 10 with respect to the number of all cases that can occur in the engaged state of the connectors C11, C12, C13, and C14 in FIG. 1 will be.
  • Table 1 shows the results of measuring the voltage input to the controller 10 while changing the fastening state of each connector C11, C12, C13, C14 when the reference voltage Vref is 10V.
  • '0' indicates a state in which the corresponding connector is defective or not
  • '1' indicates a state in which the corresponding connector is normally engaged.
  • the number of cases (Case 1 to Case 16) that can occur in the engaged state of the connectors C11, C12, C13, and C14 of FIG. 1 is input to the input terminal of the controller 10 And the voltage at which the voltage is applied are different from each other.
  • the controller 10 is able to judge the individual engagement state of the connectors based on the voltage input to the input terminal. To this end, the controller 10 may map and store the corresponding voltage range for every possible number of occurrences in the engaged state of the connectors C11, C12, C13, and C14. The engagement state of each connector can be determined depending on which of the preset voltage ranges the voltage input to the input terminal is included.
  • the resistors constituting the voltage divider circuit are implemented by two kinds of resistors having the first and second resistance values R11 and R12, but the present invention is not limited thereto.
  • the resistors constituting the voltage distribution circuit may all be composed of the same resistance. In this case, the circuit complexity can be reduced, but it is not possible to obtain a linearly changing result depending on the connection state of the connectors as shown in Table 1. [ That is, even if the connectors C11, C12, C13, and C14 are connected to each other, the voltage range of the voltage input to the controller 10 may overlap.
  • the fastening monitoring apparatus 100A can determine the individual fastened state of the connectors C11, C12, C13, and C14, T11, and T12 are short-circuited, there is a problem that it is impossible to distinguish between a failure in fastening and a normal fastening.
  • FIG. 3 schematically shows a fastening monitoring apparatus for a connector according to another embodiment.
  • a plurality of connectors C11, C12, C13, and C14 each include an interlock loop L10, and a first resistor R11 'is connected to the interlock loop L10.
  • the first and second terminals T21 and T22 of the respective connecting portions 14 are connected to both ends of the interlocking loop L10 via the inside of the corresponding connector C11 when the connectors C11, C12, C13, and C14 are fastened (T11, T21), that is, both ends of the first resistor R11 '.
  • the reference voltage Vref transmitted to the first terminal T21 of each connecting portion 14 through the first wiring 11 in a state where the connectors C11, C12, C13, and C14 are fastened is connected to each connecting portion 14 to the corresponding first resistor R11 'in the corresponding connector through the first terminal T21 of the second terminal T21.
  • the first resistors R11 are connected to the first resistors R11 (R11, R12, R13) located in the connectors C11, C12, '). That is, in the connection monitoring apparatus 100B of FIG. 3, the first resistor R11 'instead of the first resistor R11 of FIG. 1 is a distribution resistor that distributes the reference voltage Vref together with the second resistor R12 Can operate.
  • the plurality of second resistors R12 are arranged in a one-to-one relationship with respect to the plurality of connectors 14 or the plurality of connectors C11, C12, C13, and C14, And is connected between the terminal T22 and ground.
  • the plurality of second resistors R12 each include one end connected to the first resistor R11 'through the second terminal T22 of the corresponding connection portion 14 and the other end connected to the ground.
  • the plurality of third resistors R13 are arranged in a one-to-one relationship with respect to the plurality of connection portions 14 and are connected to the second terminals T22 of the plurality of connection portions 14 and the input terminals of the controller 10. [ (12). Each of the plurality of third resistors R13 is connected to the second terminal T22 of the plurality of connection portions 14 through the third wiring 13, respectively. Accordingly, when the connectors C11, C12, C13, and C14 are fastened, the plurality of third resistors R13 are respectively connected to the corresponding first resistors R11 'through the second terminals T22 of the connecting portions 14, And the other end connected to the second terminal T22 of the neighboring connection portion 14 or the input terminal of the controller 10. [
  • the plurality of third resistors R13 are connected between the second terminals T22 of the connecting portions 14 adjacent to each other on the second wiring 12, or between the second terminals T22 of the connecting portions 14, And the input terminal of the controller 10. 3, the third resistor R13 connected to the connection portion 14 closest to the controller 10 on the second wiring 12 of the plurality of connection portions 14 is connected to the connection portion 14 of the corresponding connection portion 14. [ 2 terminal T22 and the input terminal of the controller 10 and the remaining third resistors R13 are connected between the second terminals T22 of the neighboring connection portions 14. [
  • the voltage divider circuit may further include a fourth resistor R14.
  • the fourth resistor R14 is connected between the second terminal T22 of the connection section 14 connected to the most distant from the input terminal of the controller 10 on the second wiring 12 of the plurality of connection sections 14 and the ground.
  • the resistors constituting the voltage distribution circuit in the fastening monitoring device 100B may be composed of resistors having the first resistance value 2R and resistors having the second resistance value R.
  • the first and second resistors R11 'and R12' and the fourth resistor R14 are constituted by resistors having the first resistance value 2R
  • the third resistors R13 are composed of the resistors having the second resistance value 2R.
  • the first resistance value 2R may be a resistance value corresponding to twice the second resistance value R.
  • the first and second resistors R11 'and R12' and the fourth resistor R14 are constituted by resistors having the first resistance value 2R
  • the third resistors R13 are constituted by the resistors having the second resistance value 2R
  • the voltage transmitted to the input terminal of the controller 10 is the same as that of the connection monitoring apparatus 100A of FIG. 1 except for the connection of the connectors C11, C12, C13, and C14 Can have different voltage ranges for the number of all cases that can appear in a state.
  • the resistors constituting the voltage divider circuit in the fastening monitoring device 100B may all be composed of the same resistance. In this case, as shown in Table 1, it is not possible to obtain a linear change result according to the connection state of the connectors, and it is difficult to confirm the individual fastened state of the connectors C11, C12, C13, and C14 have.
  • the fastening monitoring apparatus 100B not only is it determined from the voltage input to the input terminal of the controller 10 that the connectors C11, C12, C13, and C14 are in a state of poor fastening and a state of normally fastened, It is also possible to determine whether both ends T11 and T12 of the interlock loop L10 are short-circuited due to contamination or the like.
  • the fastening monitoring device 100B can be used for fastening monitoring of a general connector such as a communication connector, a control connector, etc. of a vehicle as well as a high-voltage connector applied to a battery pack or a vehicle.

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Abstract

커넥터의 체결 감시장치는, 내부에 인터로크 루프가 포함된 복수의 커넥터가 각각 체결되며, 상기 인터로크 루프 양단에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함하는 복수의 접속부, 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기초로, 상기 복수의 커넥터 각각의 체결 상태를 판정하는 제어기, 상기 복수의 접속부의 제1 단자에 기준 전압을 인가하는 제1 배선, 상기 복수의 접속부의 제2 단자에 각각 연결되는 복수의 제1 저항, 상기 복수의 제1 저항과 접지 사이에 각각 연결되는 복수의 제2 저항, 및 상기 복수의 제1 저항과 상기 입력 단자를 연결하는 제2 배선에 위치하는 복수의 제3 저항을 포함할 수 있다.

Description

커넥터의 체결 감시장치
실시 예는 커넥터의 체결 감시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 팩 또는 차량에 적용되는 커넥터에 대한 체결 감시장치에 관한 것이다.
최근 CO2 규제 등 환경 규제가 강화됨에 따라 친환경 차량에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 자동차 회사들은 하이브리드(Hybrid) 차량이나 플러그인 하이브리드(Plug-in Hybrid) 차량뿐만 아니라, 순수 전기 차량 또는 수소 차량에 대해 연구 및 제품 개발을 활발히 진행하고 있다.
친환경 차량에는 다양한 에너지원으로부터 얻어지는 전기 에너지를 저장하기 위해 고전압 배터리가 탑재된다. 고전압 배터리가 탑재된 차량은 고전압 배터리로부터 제공되는 고전압의 전기 에너지를 차량의 구동 또는 전장 에너지로 사용한다.
차체의 심한 진동이나 충돌 등 여러 가지 요인으로 인해, 고전압 배터리가 탑재된 차량에서 고전압의 전기 에너지를 공급하는 경로 상에 위치하는 커넥터들이 빠지거나 접속 불량이 되는 경우가 종종 발생한다. 이 경우, 시스템으로 필요한 전기 에너지가 공급되지 못해, 심한 경우 차량이 주행 중 동작을 정지할 수 있다.
따라서, 고전압 배터리를 주 동력원 또는 보조 동력원으로 사용하는 차량에는, 커넥터의 체결 상태를 감시하기 위한 체결 감시장치가 탑재된다. 체결 감시장치는, 커넥터의 체결 시 커넥터를 경유하는 인터로크 루프를 구성하고, 이를 모니터링함으로써 커넥터의 체결 상태를 확인하는 장치이다.
실시 예를 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는 커넥터 불량이나 이물질 등으로 인해 체결 상태가 불량한 커넥터를 정상 체결된 상태로 잘못 판단하는 오류를 방지하고, 복수의 커넥터 각각에 대한 체결 상태를 확인할 수 있는 커넥터의 체결 감시장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치는, 내부에 인터로크 루프가 포함된 복수의 커넥터가 각각 체결되며, 상기 인터로크 루프 양단에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함하는 복수의 접속부, 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기초로, 상기 복수의 커넥터 각각의 체결 상태를 판정하는 제어기, 상기 복수의 커넥터 각각의 체결 상태를 판정하는 제어기, 상기 복수의 접속부의 제1 단자에 기준 전압을 인가하는 제1 배선, 상기 복수의 접속부의 제2 단자에 각각 연결되는 복수의 제1 저항, 상기 복수의 제1 저항과 접지 사이에 각각 연결되는 복수의 제2 저항, 및 상기 복수의 제1 저항과 상기 입력 단자를 연결하는 제2 배선에 위치하는 복수의 제3 저항을 포함할 수 있다.
상기 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 복수의 제1 저항 및 상기 복수의 제2 저항은 제1 저항값을 가지고, 상기 복수의 제3 저항은 상기 제1 저항값과 다른 제2 저항값을 가질 수 있다.
상기 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제1 저항값은 상기 제2 저항값의 2배일 수 있다.
상기 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 복수의 제3 저항은 각각, 서로 이웃하는 상기 제1 저항들 사이 또는, 상기 복수의 제1 저항 중 어느 하나와 상기 입력 단자 사이에 연결될 수 있다.
상기 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치는, 상기 복수의 제1 저항 중 어느 하나와 접지 사이에 연결되는 제4 저항을 더 포함할 수 있다.
상기 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제4 저항은 상기 제1 저항값을 가질 수 있다.
상기 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제어기는, 상기 입력 전압에 기초하여 상기 복수의 커넥터 중 체결 불량인 커넥터를 판정할 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치는, 내부에 제1 저항이 포함된 복수의 커넥터가 각각 체결되며, 상기 제1 저항 양단에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함하는 복수의 접속부, 입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기초로, 상기 복수의 커넥터 각각의 체결 상태를 판정하는 제어기, 상기 복수의 접속부의 제1 단자에 기준 전압을 인가하는 제1 배선, 상기 복수의 접속부의 제2 단자와 접지 사이에 각각 연결되는 복수의 제2 저항, 및 상기 복수의 접속부의 제2 단자와 상기 입력 단자를 연결하는 제2 배선에 위치하는 복수의 제3 저항을 포함할 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 복수의 제1 저항 및 상기 복수의 제2 저항은 제1 저항값을 가지고, 상기 복수의 제3 저항은 상기 제1 저항값과 다른 제2 저항값을 가질 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제1 저항값은 상기 제2 저항값의 2배일 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 복수의 제3 저항은 각각, 서로 접속부의 제2 단자들 사이 또는, 상기 복수의 접속부 중 어느 하나의 제2 단자와 상기 입력 단자 사이에 연결될 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치는, 상기 복수의 제1 저항 중 어느 하나와 접지 사이에 연결되는 제4 저항을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제4 저항은 상기 제1 저항값을 가질 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제어기는, 상기 입력 전압에 기초하여 상기 복수의 커넥터 중 체결 불량인 커넥터를 판정할 수 있다.
상기 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치에서, 상기 제어기는, 상기 입력 전압에 기초하여 상기 제1 저항이 포함된 인터로크 루프의 쇼트 상태를 판정할 수 있다.
실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치는 커넥터 불량이나 이물질 등으로 인해 체결 상태가 불량한 커넥터를 정상 체결된 상태로 잘못 판단하는 오류를 방지하고, 복수의 커넥터 각각에 대한 체결 상태를 확인할 수 있는 커넥터의 인터로크 감시 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 체결 감시장치에 포함된 저항들의 저항값을 예로 들어 도시한 것이다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 여러 실시 예들에 대하여 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 실시 예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
실시 예들을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이도록 한다. 따라서 이전 도면에 사용된 구성요소의 참조 번호를 다음 도면에서 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 실시 예들은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께 및 영역을 과장하여 나타낼 수 있다.
2개의 구성요소를 전기적으로 연결한다는 것은 2개의 구성요소를 직접(directly) 연결할 경우뿐만 아니라, 2개의 구성요소 사이에 다른 구성요소를 거쳐서 연결하는 경우도 포함한다. 다른 구성요소는 스위치, 저항, 커패시터 등을 포함할 수 있다. 실시 예들을 설명함에 있어서 연결한다는 표현은, 직접 연결한다는 표현이 없는 경우에는, 전기적으로 연결한다는 것을 의미한다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 실시 예들에 따른 커넥터의 체결 감시장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 체결 감시장치에 포함된 저항들의 저항값을 예로 들어 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치(100A)는, 복수의 커넥터(C11, C12, C13, C14)가 각각 체결되는 복수의 접속부(14)들을 포함한다.
각 접속부(14)는 제1 및 제2 단자(T21, T22)를 포함하며, 각 접속부(14)의 제1 및 제2 단자(T21, T22)는 커넥터(C11, C12, C13, C14)의 체결 시, 해당 커넥터의 내부를 경유하는 인터로크 루프(interlock loop, L10)(또는 인터로크 배선)의 양단(T11, T21)에 각각 연결된다.
각 접속부(14)의 제1 단자(T21)들은 제1 배선(11)을 통해 기준 전압(Vref)을 공급 받는다. 각 접속부(14)는 커넥터(C11, C12, C13, C14)가 체결된 상태에서 제1 배선(11)으로 기준 전압(Vref)이 공급되면, 제1 단자(T21)룰 통해 이를 대응하는 커넥터의 인터로크 루프(L10)로 전달한다.
복수의 접속부(14)의 제2 단자(T22)와 제어기(10)의 입력 단자 사이에는 복수의 저항으로 구성되는 전압 분배 회로가 연결된다. 각 접속부(14)에 대응하는 커넥터가 정상적으로 체결되는 경우, 각 접속부(14)의 제1 단자(T21)로 인가된 기준 전압(Vref)은 대응하는 커넥터의 인터로크 루프(L10)로 전달되고, 인터로크 루프(L10)를 통해 각 접속부(14)의 제2 단자(T22)로 전달된 후 전압 분배 회로를 통해 제어기(10)의 입력 단자로 전달된다.
전압 분배 회로는, 각 커넥터(C11, C12, C13, C14)의 인터로크 루프(L10)를 경유하여 전달되는 전압을 입력 받고, 복수의 저항에 의해 분배된 전압을 제어기(10)의 입력 단자로 출력한다.
전압 분배 회로는, 복수의 접속부(14)의 제2 단자(T22)에 각각 연결되는 복수의 제1 저항(R11)과, 복수의 제1 저항(R11)과 접지 사이에 각각 연결되는 복수의 제2 저항(R12)을 포함한다.
복수의 제1 저항(R11)은 복수의 접속부(14)에 대해 일대 일로 배치되며, 복수의 접속부(14)의 제2 단자(T22)에 각각 연결된다. 복수의 제2 저항(R12)은 복수의 접속부(14) 또는 복수의 제1 저항(R11)에 대해 일대 일로 배치되며, 복수의 제1 저항(R11)과 접지 사이에 각각 연결된다. 즉, 복수의 제1 저항(R11)은 각각 대응하는 접속부(14)의 제2 단자(T22)에 연결되는 일단과, 대응하는 제2 저항(R12)에 연결되는 타단을 포함한다. 또한, 복수의 제2 저항(R12)은 각각 대응하는 제1 저항(R11)의 타단에 연결되는 일단과, 접지에 연결되는 타단을 포함한다.
이에 따라, 각 접속부(14)의 제2 단자(T22)와 접지 사이에는, 대응하는 제1 저항(R11) 및 제2 저항(R12)이 연결되어, 인터로크 루프(L10)를 통해 인가되는 전압을 분배한다.
전압 분배 회로는, 복수의 제3 저항(R13)을 더 포함한다.
복수의 제3 저항(R13)은 복수의 접속부(14) 또는 복수의 제1 저항(R11)에 대해 일대 일로 배치되며, 복수의 제1 저항(R11)들과 제어기(10)의 입력 단자를 연결하는 제2 배선(12) 상에 위치한다. 즉, 복수의 제3 저항(R13)은 각각, 대응하는 접속부(14)에 연결된 제1 및 제2 저항(R11, R12) 사이의 연결 노드와 연결되는 일단과, 이웃하는 접속부(14)에 연결된 제1 및 제2 저항(R11, R12) 사이의 연결 노드 또는 제어기(10)의 입력 단자와 연결되는 타단을 포함한다.
즉, 복수의 제3 저항(R13)은 서로 이웃하는 제1 저항(R11)들 사이, 또는 대응하는 제1 저항(R11)과 제어기(10)의 입력 단자 사이에 연결될 수 있다. 도 1을 예로 들면, 복수의 접속부(14) 중 제어기(10)에 가장 인접한 접속부(14)에 연결되는 제3 저항(R13)이, 대응하는 제1 저항(R11)과 제어기(10)의 입력 단자 사이에 연결되고, 나머지 제3 저항(R13)들은 이웃하는 제1 저항(R11)들 사이에 연결된다.
전압 분배 회로는, 제4 저항(R14)을 더 포함할 수 있다.
제4 저항(R14)은 복수의 제1 저항(R11) 중 제2 배선(12) 상에서 제어기(10)의 입력 단자로부터 가장 멀리 연결된 제1 저항(R11)과 접지 사이에 연결된다.
체결 감시장치(100A)에서 전압 분배 회로를 구성하는 저항들은 제1 저항값(2R)을 가지는 저항들과, 제2 저항값(R)을 가지는 저항들로 구성될 수 있다. 도 2를 예로 들면, 제1 및 제2 저항들(R11, R12), 그리고 제4 저항(R14)은 제1 저항값(2R)을 가지는 저항들로 구성되며, 제3 저항(R13)들은 제2 저항값(R)을 가지는 저항들로 구성된다. 여기서, 제1 저항값(2R)은 제2 저항값(R)의 2배에 해당하는 저항값일 수 있다.
이와 같이, 일 실시 예에 따른 체결 감시장치(100A)는 전압 분배 회로를 구성하기 위해 두 종류의 저항만 사용함으로써 회로 복잡도가 감소하는 효과가 있다.
또한, 제1 및 제2 저항들(R11, R12), 그리고 제4 저항(R14)을 제1 저항값(2R)을 가지는 저항들로 구성하고, 제3 저항(R13)들은 제2 저항값(R)을 가지는 저항들로 구성함으로써, 제어기(10)의 입력 단자로 전달되는 전압은 커넥터들(C11, C12, C13, C14)의 체결 상태로 나타날 수 있는 모든 경우의 수에 대해 서로 다른 전압 범위를 가질 수 있다.
아래 표 1은 도 1의 커넥터(C11, C12, C13, C14)들의 체결 상태로 발생할 수 있는 모든 경우의 수에 대해 제어기(10)의 입력 단자로 입력되는 전압을 측정한 결과를 예로 들어 도시한 것이다.
표 1. 커넥터들의 체결 상태에 따른 제어기 입력 전압
Figure PCTKR2017015728-appb-I000001
위 표 1은 기준 전압(Vref)이 10V인 경우에, 각 커넥터(C11, C12, C13, C14)의 체결 상태를 변경해가면서 제어기(10)로 입력되는 전압을 측정한 결과를 나타낸다. 위 표 1에서 '0'은 대응하는 커넥터가 체결 불량이거나 체결되지 않은 상태를 나타내고, '1'은 대응하는 커넥터가 정상적으로 체결된 상태를 나타낸다.
위 표 1을 참조하면, 도 1의 커넥터(C11, C12, C13, C14)들의 체결 상태로 발생할 수 있는 모든 경우의 수(Case 1 ~ Case 16)에 대해, 제어기(10)의 입력 단자로 입력되는 전압이 모두 다르게 나타남을 알 수 있다.
따라서, 제어기(10)는 입력 단자로 입력되는 전압에 기초하여, 커넥터들의 개별적인 체결 상태를 판단하는 것이 가능하다. 이를 위해, 제어기(10)는 커넥터(C11, C12, C13, C14)들의 체결 상태로 발생할 수 있는 모든 경우의 수에 대해 대응하는 전압 범위를 매핑시켜 저장할 수 있다. 그리고, 입력 단자로 입력되는 전압이 미리 설정된 전압 범위들 중 어디에 포함되는지에 따라서, 각 커넥터의 체결 상태를 판정할 수 있다.
도 2에서는 전압 분배 회로를 구성하는 저항들이 제1 및 제2 저항값(R11, R12)을 가지는 두 종류의 저항으로 구현되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에 따르면, 전압 분배 회로를 구성하는 저항들이 모두 동일한 저항으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 회로 복잡도는 감소할 수 있으나, 표 1에 도시된 바와 같이 커넥터들의 연결 상태에 따라 선형적으로 변화하는 결과를 획득할 수 없다. 즉, 커넥터들(C11, C12, C13, C14)의 서로 다른 체결 상태에서도, 제어기(10)로 입력되는 전압의 전압 범위가 중복될 수 있다.
한편, 일 실시 예에 따른 체결 감시장치(100A)는 커넥터들(C11, C12, C13, C14)의 개별적인 체결 상태는 판단할 수 있으나, 이물질, 오염 등으로 인해 인터로크 루프(L10)의 양단(T11, T12)이 단락되는 경우, 체결 불량과 정상적인 체결을 구분할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 다른 실시 예에서는 각 커넥터(C11, C12, C13, C14)의 인터로크 루프(L10) 상에 저항을 배치함으로써, 체결 감시장치를 통해 각 커넥터(C11, C12, C13, C14)가 체결 불량인 상태와 정상 체결된 상태를 판정하는 것뿐만 아니라, 이물질, 오염 등으로 인해 인터로크 루프(L10)의 양단(T11, T12)이 단락되는 경우도 판정할 수 있다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 커넥터의 체결 감시장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 복수의 커넥터(C11, C12, C13, C14)는 각각 내부에 인터로크 루프(L10)를 포함하며, 인터로크 루프(L10) 상에는 제1 저항(R11')이 연결된다.
이에 따라, 각 접속부(14)의 제1 및 제2 단자(T21, T22)는 커넥터(C11, C12, C13, C14)의 체결 시, 해당 커넥터의 내부를 경유하는 인터로크 루프(L10)의 양단(T11, T21) 즉, 제1 저항(R11')의 양단에 각각 연결된다.
또한, 커넥터(C11, C12, C13, C14)가 체결된 상태에서 제1 배선(11)을 통해 각 접속부(14)의 제1 단자(T21)로 전달된 기준 전압(Vref)은, 각 접속부(14)의 제1 단자(T21)룰 통해 대응하는 커넥터 내 제1 저항(R11')으로 인가된다.
도 1에 도시된 체결 감시장치(100A)의 전압 분배 회로에서, 제1 저항(R11)들은 도 3에 도시된 바와 같이 커넥터(C11, C12, C13, C14) 내부에 위치하는 제1 저항(R11')으로 대체될 수 있다. 즉, 도 3의 체결 감시장치(100B)에서는 도 1의 제1 저항(R11) 대신 제1 저항(R11')이 제2 저항(R12)과 함께 기준 전압(Vref)을 전압 분배하는 분배 저항으로 동작할 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수의 제2 저항(R12)은 복수의 접속부(14) 또는 복수의 커넥터(C11, C12, C13, C14)에 대해 일대 일로 배치되며, 복수의 접속부(14)의 제2 단자(T22)와 접지 사이에 각각 연결된다. 복수의 제2 저항(R12)은 각각 대응하는 접속부(14)의 제2 단자(T22)를 통해 제1 저항(R11') 에 연결되는 일단과, 접지에 연결되는 타단을 포함한다.
이에 따라, 커넥터(C11, C12, C13, C14)들의 체결 시, 각 접속부(14)의 제1 단자(T21)와 접지 사이에는 대응하는 제1 저항(R11') 및 제2 저항(R12)이 연결되어, 인터로크 루프(L10)로 인가되는 기준 전압(Vref)을 분배한다.
복수의 제3 저항(R13)은 복수의 접속부(14)에 대해 일대 일로 배치되며, 복수의 접속부(14)의 제2 단자(T22)들과 제어기(10)의 입력 단자를 연결하는 제2 배선(12) 상에 위치한다. 복수의 제3 저항(R13) 각각은 제3 배선(13)을 통해 복수의 접속부(14)의 제2 단자(T22)에 각각 연결된다. 이에 따라, 커넥터(C11, C12, C13, C14)들의 체결 시, 복수의 제3 저항(R13)은 각각, 접속부(14)의 제2 단자(T22)를 통해 대응하는 제1 저항(R11')에 연결되는 일단과, 이웃하는 접속부(14)의 제2 단자(T22) 또는 제어기(10)의 입력 단자와 연결되는 타단을 포함한다.
즉, 복수의 제3 저항(R13)은 제2 배선(12) 상에서 서로 이웃하는 접속부(14)의 제2 단자(T22)들 사이, 또는 어느 하나의 접속부(14)의 제2 단자(T22)와 제어기(10)의 입력 단자 사이에 연결될 수 있다. 도 3을 예로 들면, 복수의 접속부(14) 중 제2 배선(12) 상에서 제어기(10)에 가장 인접한 접속부(14)에 연결되는 제3 저항(R13)이, 대응하는 접속부(14)의 제2 단자(T22)와 제어기(10)의 입력 단자 사이에 연결되고, 나머지 제3 저항(R13)들은 이웃하는 접속부(14)의 제2 단자(T22)들 사이에 연결된다.
전압 분배 회로는, 제4 저항(R14)을 더 포함할 수 있다.
제4 저항(R14)은 복수의 접속부(14) 중 제2 배선(12) 상에서 제어기(10)의 입력 단자로부터 가장 멀리 연결된 접속부(14)의 제2 단자(T22)와 접지 사이에 연결된다.
체결 감시장치(100B)에서 전압 분배 회로를 구성하는 저항들은 제1 저항값(2R)을 가지는 저항들과, 제2 저항값(R)을 가지는 저항들로 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 저항들(R11', R12'), 그리고 제4 저항(R14)은 제1 저항값(2R)을 가지는 저항들로 구성되며, 제3 저항(R13)들은 제2 저항값(R)을 가지는 저항들로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 저항값(2R)은 제2 저항값(R)의 2배에 해당하는 저항값일 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 저항들(R11', R12'), 그리고 제4 저항(R14)을 제1 저항값(2R)을 가지는 저항들로 구성하고, 제3 저항(R13)들은 제2 저항값(R)을 가지는 저항들로 구성할 경우, 제어기(10)의 입력 단자로 전달되는 전압은 도 1의 체결 감시장치(100A)와 마찬가지로 커넥터들(C11, C12, C13, C14)의 체결 상태로 나타날 수 있는 모든 경우의 수에 대해 서로 다른 전압 범위를 가질 수 있다.
체결 감시장치(100B)에서 전압 분배 회로를 구성하는 저항들이 모두 동일한 저항으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 표 1에 도시된 바와 같이 커넥터들의 연결 상태에 따라 선형적으로 변화하는 결과를 획득할 수 없어, 커넥터들(C11, C12, C13, C14)의 개별적인 체결 상태를 확인하는 것이 어려운 문제가 있다.
한편, 체결 감시장치(100B)에서는 이물질, 오염 등으로 인해 인터로크 루프(L10)의 양단(T11, T12)이 단락되는 경우, 대응하는 접속부(14)의 제1 단자(T21)로 인가된 기준 전압(Vref)이 제1 저항(R11')에 의한 전압 강하 없이 바로 접속부(14)의 제2 단자(T22)로 전달된다. 이에 따라, 제어기(10)의 입력 단자로는 각 커넥터(C11, C12, C13, C14)의 체결 상태에 따라 미리 설정된 전압 범위를 벗어나는 이상 전압이 입력된다.
따라서, 체결 감시장치(100B)에서는 제어기(10)의 입력 단자로 입력되는 전압으로부터 각 커넥터(C11, C12, C13, C14)가 체결 불량인 상태와 정상 체결된 상태를 판정하는 것뿐만 아니라, 이물질, 오염 등으로 인해 인터로크 루프(L10)의 양단(T11, T12)이 단락되는 경우도 판정이 가능하다.
한편, 전술한 실시 예들에 따른 체결 감시장치(100B)는 배터리팩 또는 차량에 적용되는 고전압 커넥터뿐만 아니라 차량의 통신용 커넥터, 제어용 커넥터 등과 같은 일반 커넥터의 체결 감시를 위해서도 사용될 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
(부호의 설명)
10: 제어기
11, 12, 13: 배선
14: 접속부
100A, 100B: 체결 감시장치
C11, C12, C13, C14: 커넥터
L10: 인터로크 루프
R11, R11', R12, R13, R14: 저항
Vref: 기준 전압

Claims (15)

  1. 내부에 인터로크 루프가 포함된 복수의 커넥터가 각각 체결되며, 상기 인터로크 루프 양단에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함하는 복수의 접속부,
    입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기초로, 상기 복수의 커넥터 각각의 체결 상태를 판정하는 제어기,
    상기 복수의 접속부의 제1 단자에 기준 전압을 인가하는 제1 배선,
    상기 복수의 접속부의 제2 단자에 각각 연결되는 복수의 제1 저항,
    상기 복수의 제1 저항과 접지 사이에 각각 연결되는 복수의 제2 저항, 및
    상기 복수의 제1 저항과 상기 입력 단자를 연결하는 제2 배선에 위치하는 복수의 제3 저항을 포함하는 커넥터의 체결 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 저항 및 상기 복수의 제2 저항은 제1 저항값을 가지고, 상기 복수의 제3 저항은 상기 제1 저항값과 다른 제2 저항값을 가지는 커넥터의 체결 감시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 저항값은 상기 제2 저항값의 2배인 커넥터의 체결 감시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제3 저항은 각각, 서로 이웃하는 상기 제1 저항들 사이 또는, 상기 복수의 제1 저항 중 어느 하나와 상기 입력 단자 사이에 연결되는 커넥터의 체결 감시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 저항 중 어느 하나와 접지 사이에 연결되는 제4 저항을 더 포함하는 커넥터의 인터로크 감시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제4 저항은 상기 제1 저항값을 가지는 커넥터의 체결 감시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 입력 전압에 기초하여 상기 복수의 커넥터 중 체결 불량인 커넥터를 판정하는 커넥터의 체결 감시장치.
  8. 내부에 제1 저항이 포함된 복수의 커넥터가 각각 체결되며, 상기 제1 저항 양단에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함하는 복수의 접속부,
    입력 단자로 입력되는 입력 전압을 기초로, 상기 복수의 커넥터 각각의 체결 상태를 판정하는 제어기,
    상기 복수의 접속부의 제1 단자에 기준 전압을 인가하는 제1 배선,
    상기 복수의 접속부의 제2 단자와 접지 사이에 각각 연결되는 복수의 제2 저항, 및
    상기 복수의 접속부의 제2 단자와 상기 입력 단자를 연결하는 제2 배선에 위치하는 복수의 제3 저항을 포함하는 커넥터의 체결 감시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 저항 및 상기 복수의 제2 저항은 제1 저항값을 가지고, 상기 복수의 제3 저항은 상기 제1 저항값과 다른 제2 저항값을 가지는 커넥터의 체결 감시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 저항값은 상기 제2 저항값의 2배인 커넥터의 체결 감시장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제3 저항은 각각, 서로 접속부의 제2 단자들 사이 또는, 상기 복수의 접속부 중 어느 하나의 제2 단자와 상기 입력 단자 사이에 연결되는 커넥터의 체결 감시장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 저항 중 어느 하나와 접지 사이에 연결되는 제4 저항을 더 포함하는 커넥터의 인터로크 감시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제4 저항은 상기 제1 저항값을 가지는 커넥터의 체결 감시장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 입력 전압에 기초하여 상기 복수의 커넥터 중 체결 불량인 커넥터를 판정하는 커넥터의 체결 감시장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 입력 전압에 기초하여 상기 제1 저항이 포함된 인터로크 루프의 쇼트 상태를 판정하는 커넥터의 체결 감시장치.
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