KR102224076B1

KR102224076B1 - 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102224076B1
Application number: KR1020190023396A
Authority: KR
Inventors: 임세철
Original assignee: 비테스코 테크놀로지스 코리아 주식회사
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2021-03-09
Also published as: KR20200104709A

Abstract

본 발명은 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 정의된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 차량의 배터리에 대하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시키는 실시간 컨트롤러, 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 충전 스위치의 구동을 위한 전력 출력단에 접속되어 충전 스위치를 구동하는 충전 스위치 구동부, 및 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 의해 웨이크-업(Wake-Up)되어 충전 스위치 구동부를 통해 충전 스위치를 턴 온시킴으로써 예약 충전 시간에 배터리의 예약 충전을 수행하되, 실시간 컨트롤러로부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 제1 진단, 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단, 또는 전력 출력단으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING RESERVING CHARGING FUNCTION OF BATTERY AND METHOD THEREOF}

본 발명은 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 장착된 배터리에 대한 예약 충전 기능을 진단하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

EV(Electric Vehicle) 또는 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)와 같은 전기 자동차에 적용되는 온-보드 차저(OBC: On-Board Charger) 등의 충전 시스템은 상용 전력을 기반으로 차량에 장착된 배터리에 대한 충전을 수행하며, 또한 사용자가 설정한 배터리 예약 스케줄에 따라 배터리의 예약 충전을 수행하는 예약 충전 기능을 지원한다. 사용자에 의해 배터리 예약 스케줄이 프로그래밍된 경우, 차량의 충전 시스템은 배터리 예약 스케줄 상의 예약 충전 시간에 자동으로 웨이크-업(Wake-Up)되어 배터리의 충전을 개시한다.

한편, 차량의 충전 시스템의 오류(Fail)가 발생하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 배터리의 예약 충전이 이루어지지 않는 상황이 발생할 수 있으며, 이 경우 사용자로서는 충전 시스템의 오류에 대한 어떠한 진단 정보도 제공받지 못한 상태에서 차량을 사용할 수 없게 되는 불편의성이 수반될 수 있다. 또한, 차량의 충전 시스템의 오류에 의해 사용자가 설정한 예약 충전 시간이 아닌, 다른 시간에 배터리의 충전이 개시될 경우 사용자가 의도하지 않은 전기 요금이 부과되는 문제점이 야기될 수 있으며, 나아가 예기치 못한 배터리의 충전이 개시됨에도 불구하여 사용자 또는 동승자가 배터리 충전 기능에 대한 결함을 인지하지 못한 상태에서 차량에 탑승하는 경우 감전에 의한 인명 피해가 발생할 가능성도 배제할 수 없다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0029713호(2018.03.21. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 차량에 장착된 배터리에 대한 예약 충전 기능의 이상을 진단하여 그 진단 결과를 사용자에게 제공함으로써 사용자가 배터리의 예약 충전 기능의 이상 여부를 확인하도록 함과 동시에, 예약 충전 기능의 이상 발생 시 배터리의 예약 충전 동작을 차단함으로써 예기치 못한 전기 요금 및 인명 피해의 발생을 사전에 방지할 수 있는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치는 정의된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 차량의 배터리에 대하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시키는 실시간 컨트롤러, 상기 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 충전 스위치의 구동을 위한 전력 출력단에 접속되어 상기 충전 스위치를 구동하는 충전 스위치 구동부, 및 상기 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 의해 웨이크-업(Wake-Up)되어 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시킴으로써 상기 예약 충전 시간에 상기 배터리의 예약 충전을 수행하되, 상기 실시간 컨트롤러로부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 상기 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 제1 진단, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단, 또는 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 상기 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 클럭 신호는 미리 정의된 클럭 주파수를 가지며, 상기 제어부는, 상기 제1 진단을 수행할 때, 상기 클럭 신호의 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 상기 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제2 진단을 수행할 때, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간 및 외부로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 상기 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제3 진단을 수행할 때, 상기 피드백 신호로서 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 상기 전력 출력단의 이상을 진단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 진단, 상기 제2 진단 및 상기 제3 진단을 순차적으로 수행하되, 상기 각 진단 과정에서 이상이 검출된 경우 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 진단, 상기 제2 진단 및 상기 제3 진단을 순차적으로 수행한 결과 상기 실시간 컨트롤러, 상기 예약 충전 시간 및 상기 전력 출력단이 모두 정상인 것으로 판단된 경우, 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시켜 상기 배터리의 예약 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법은 정의된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 차량의 배터리에 대하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시키는 실시간 컨트롤러, 상기 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 충전 스위치의 구동을 위한 전력 출력단에 접속되어 상기 충전 스위치를 구동하는 충전 스위치 구동부, 및 상기 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 의해 웨이크-업(Wake-Up)되어 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시킴으로써 상기 예약 충전 시간에 상기 배터리의 예약 충전을 수행하는 제어부를 포함하는 차량의 전력 시스템에 있어서 상기 배터리의 예약 충전 기능을 진단하는 방법으로서, 제어부가, 상기 실시간 컨트롤러로부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 상기 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 제1 진단 단계, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단 단계, 또는 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 상기 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단 단계를 수행하여 상기 배터리의 예약 충전 기능을 진단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 진단 단계, 상기 제2 진단 단계 및 상기 제3 진단 단계를 순차적으로 수행하되, 상기 각 진단 단계에서 이상이 검출된 경우 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제1 진단 단계는, 상기 제어부가, 웨이크-업의 소스(source)가 상기 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 해당하는지 판단하는 단계, 상기 웨이크-업의 소스가 상기 인터럽트 신호에 해당하는 것으로 판단된 경우, 상기 클럭 신호에 미리 정의된 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 단계, 상기 클럭 주파수가 상기 임계 주파수 범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 제1 에러 카운트를 증가시키는 단계, 및 상기 제1 에러 카운트가 미리 설정된 제1 임계 카운트에 도달하면 상기 실시간 컨트롤러가 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 클럭 주파수가 상기 임계 주파수 범위를 벗어나지 않는 것으로 판단된 경우 상기 제2 진단 단계를 수행하고, 상기 제2 진단 단계는, 상기 제어부가, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간 및 외부로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 차이가 상기 임계값을 초과하는 것으로 판단된 경우 제2 에러 카운트를 증가시키는 단계, 및 상기 제2 에러 카운트가 미리 설정된 제2 임계 카운트에 도달하면 상기 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 차이가 상기 임계값 이하인 것으로 판단된 경우 상기 제3 진단 단계를 수행하고, 상기 제3 진단 단계는, 상기 제어부가, 상기 피드백 신호로서 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 아날로그 피드백 전압이 상기 임계 전압을 초과하는 것으로 판단된 경우 제3 에러 카운트를 증가시키는 단계, 및 상기 제3 에러 카운트가 미리 설정된 제3 임계 카운트에 도달하면 상기 전력 출력단이 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 아날로그 피드백 전압이 상기 임계 전압 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시켜 상기 배터리의 예약 충전을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 실시간 컨트롤러의 이상, 충전 시스템이 웨이크-업되는 예약 충전 시간의 이상, 및 충전 스위치를 구동하기 위한 전력 출력단(Power Stage Output)의 이상을 진단하는 중첩적인 진단 과정을 통해 배터리의 예약 충전 기능의 이상을 보다 정확하게 진단할 수 있으며, 그 진단 결과를 사용자에게 제공하여 확인하도록 함으로써 사용자가 적절한 후속 조치를 취하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 예약 충전 기능의 이상 발생 시 차량의 충전 스위치를 안전하게 오프시켜 배터리의 예약 충전 동작을 차단함으로써 예기치 못한 전기 요금 및 인명 피해의 발생을 사전에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치의 세부 구성을 구체적으로 도시한 블록구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치 및 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치의 세부 구성을 구체적으로 도시한 블록구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치는 제1 전원 공급부(100), 제2 전원 공급부(200), 제어부(300), 실시간 컨트롤러(400), 충전 스위치 구동부(500) 및 기준 시간 정보 제공부(600)를 포함할 수 있으며, 상기 각 구성(100-600)은 도 2에 도시된 것과 같이 전기 자동차에 적용되는 차량 제어기(VCU: Vehicle Control Unit)를 구성할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이 차량 제어기(VCU)는 제어 유닛으로서 제어부(300, MCU: Micro Controller Unit) 및 실시간 컨트롤러(400, RTC: Real Time Controller)를 포함할 수 있다. 제어부(300) 및 실시간 컨트롤러(400)는 각각에 대하여 접속된 제1 전원 공급부(100) 및 제2 전원 공급부(200)로부터 각각 동작 전원을 공급받아 동작할 수 있다.

실시간 컨트롤러(400)는 SPI(Serial Peripheral Interface) 버스를 통해 제어부(300)와 통신하도록 구성된다. 본 실시예에서 실시간 컨트롤러(400)는 정의된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 차량의 배터리에 대하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시킬 수 있으며, 발생된 인터럽트 신호는 실시간 컨트롤러(400)의 INT 단자로부터 제1 전원 공급부(100)의 en2 단자로 입력되고, 이에 따라 제어부(300)로 동작 전원이 공급되어 제어부(300)가 웨이크-업(Wake-Up)될 수 있다. 또한, 실시간 컨트롤러(400)의 클럭 신호는 미리 정의된 클럭 주파수(예: 1Hz)를 가지며, 실시간 컨트롤러(400)의 clk_out 단자로부터 제어부(300)의 clk_in 단자로 입력된다. 후술하는 것과 같이 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)로부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 실시간 컨트롤러(400)의 이상을 진단할 수 있다.

충전 스위치 구동부(500)는 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 충전 스위치(SW_CHARGE)의 구동을 위한 전력 출력단에 접속되어 충전 스위치(SW_CHARGE)를 구동하는 드라이버로서 기능할 수 있다. 여기서, 충전 스위치(SW_CHARGE)는 배터리와 차량의 온-보드 차저(OBC: On-Board Charger) 사이에 접속되어 온-보드 차저(OBC)를 통한 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 릴레이(Relay)로 구현될 수 있다.

본 실시예에서 충전 스위치 구동부(500)는 도 2에 도시된 것과 같이 배터리 측에 구비되는 하이 사이드 스위치(510, HSS: High Side Switch), 및 그라운드 측에 구비되는 로우 사이드 스위치(520, LSS: Low Side Switch)를 포함할 수 있다. 충전 스위치 구동부(500)가 접속되는 전력 출력단을 제1 및 제2 전력 출력단으로 구분할 때, 하이 사이드 스위치(510)는 배터리와 제1 전력 출력단 사이에 접속되고, 로우 사이드 스위치(520)는 제2 전력 출력단과 그라운드(GND) 사이에 접속될 수 있다. 정상적인 배터리의 충전 동작 상태에서 하이 사이드 스위치(510) 및 로우 사이드 스위치(520)는 제어부(300)의 제어에 의해 턴 온되고, 그에 따라 충전 스위치(SW_CHARGE)의 릴레이 코일이 여자되어 충전 스위치(SW_CHARGE)가 턴 온됨으로써 배터리의 충전이 수행될 수 있다.

기준 시간 정보 제공부(600)는 후술하는 제2 진단 과정에서 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하기 위해 활용되는 기준 시간 정보를 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 제어부(300)로 제공할 수 있다. 기준 시간 정보 제공부(600)는 차량의 적용되는 오디오 장치(Audio Unit)로 구현되어 상기 기준 시간 정보로서 실시간 정보를 제어부(300)로 제공할 수 있다. 나아가, 기준 시간 정보 제공부(600)는 차량에 장착되는 AVN(Audio, Video, Navigation) 시스템과 같은 멀티미디어 장치로 구현될 수도 있으며, 이에 따라 사용자로부터 배터리의 예약 충전 시간을 입력받기 위한 UI(User Interface)로 기능할 수도 있다.

제어부(300)는 배터리의 예약 충전 동작이 수행되지 않는 노멀 상태에서, 이그니션 키(Ignition Key)가 온 됨에 따라 en1 단자를 통해 인에이블 되는 제1 전원 공급부(100)로부터 동작 전원을 공급받아 웨이크-업 되어 동작할 수 있다. 또한, 사용자가 배터리 예약 스케줄을 설정한 경우, 제어부(300)는 예약 충전 시간에 실시간 컨트롤러(400)에 의해 발생된 인터럽트 신호에 의해 웨이크-업되어 충전 스위치 구동부(500)를 통해 충전 스위치(SW_CHARGE)를 턴 온시킴으로써, 예약 충전 시간에 배터리의 예약 충전을 수행하도록 동작할 수 있다.

다만, 배터리의 예약 충전을 개시하기 이전에 예약 충전 기능의 이상에 대한 사전적 진단이 선결되지 않을 경우, 앞서 언급한 것과 같이 사용자로서는 예약 충전 기능의 이상에 대한 어떠한 진단 정보도 제공받지 못하는 불편의성이 수반되며, 또한 예기치 못한 전기 요금 및 인명 피해가 발생할 수 있으므로, 본 실시예에서는 예약 충전 기능의 이상을 진단하기 위해 제1 내지 제3 진단 과정을 채용하며, 이하에서 구체적으로 설명한다.

제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)부터 출력되는 클럭 신호에 기초하여 실시간 컨트롤러(400)의 이상을 진단하는 제1 진단, 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단, 또는 전력 출력단(Power Stage Output)으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단을 수행할 수 있다. 제어부(300)는 해당 진단 과정에서 이상이 검출되지 않은 경우 다음 진단 과정을 수행하도록 동작하는 방식을 통해 제1 내지 제3 진단을 순차적으로 수행할 수 있으며, 각 진단 과정에서 이상이 검출된 경우 해당 진단 과정의 진단 결과를 저장하고 배터리의 예약 충전 동작을 중지할 수 있다.

제1 진단은 실시간 컨트롤러(400)가 정상적으로 동작하는지 여부를 진단하기 위한 과정으로서, 제어부(300)는 제1 진단을 수행할 때, 실시간 컨트롤러의 클럭 신호의 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 실시간 컨트롤러(400)의 이상을 진단할 수 있다.

즉, 실시간 컨트롤러(400)는 그 내부에 적용된 복수의 타이머 모듈을 기반으로 미리 정의된 클럭 주파수(예: 1Hz)를 갖는 클럭 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시키도록 동작할 수 있다. 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)의 클럭 주파수를 이용하여 실시간 컨트롤러(400)의 타이머가 이상인지 여부를 판단할 수 있으며, 클럭 주파수가 임계 주파수 범위를 벗어나면(예: 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수를 초과하면) 실시간 컨트롤러(400)의 타이머가 이상인 것으로 진단할 수 있다. 이 경우, 실시간 컨트롤러(400)의 이상 진단의 신뢰성을 확보하기 위해, 클럭 주파수가 임계 주파수 범위를 벗어나는 횟수가 설정 횟수에 도달하면 실시간 컨트롤러(400)의 이상인 것으로 진단할 수도 있으며, 상기 구성은 클럭 주파수가 임계 주파수를 벗어날 때마다 증가하는 제1 에러 카운트가 미리 설정된 제1 임계 카운트에 도달하면 실시간 컨트롤러(400)가 이상인 것으로 진단하는 실시예로 구현될 수 있다. 한편, 상기한 임계 주파수는 제어부(300)의 동작을 위해 제어부(300) 내부의 타이머 모듈을 기반으로 생성되는 클럭 신호의 주파수일 수 있으며, 따라서 제어부(300)에서 생성되는 임계 주파수는 실시간 컨트롤러(400)의 클럭 주파수와 그 클럭 소스(Clock Source)가 상이하기 때문에 실시간 컨트롤러(400)의 클럭 주파수와 비교되어 실시간 컨트롤러(400)의 이상을 진단할 수 있는 기준 주파수로 사용될 수 있다.

제1 진단을 통해 실시간 컨트롤러(400)가 이상인 것으로 진단되면 제어부(300)는 그 진단 결과를 메모리(예: EEPROM 등)에 저장하고 배터리의 예약 충전 동작을 중지할 수 있으며, 이와 함께 차량의 클러스터에 장착된 LED 또는 MIL(Malfunction Indication Lamp)을 통해 알람을 발생시켜 사용자가 예약 충전 기능의 이상을 확인하도록 할 수도 있다. 또한, 충전 스위치(SW_CHARGE)의 안전한 오프를 위해 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프될 수 있다(즉, 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프되어 배터리의 예약 충전 동작이 디스에이블 될 수 있다).

만약, 제1 진단 과정에서 클럭 주파수가 임계 주파수를 벗어나지 않는 것으로 판단되면 제어부(300)는 실시간 컨트롤러가 정상인 것으로 진단하여 다음의 제2 진단을 수행한다.

제2 진단은 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하기 위한 과정이며, 즉 사용자가 설정한 예약 충전 시간에 제어부(300)가 정상적으로 웨이크-업되는지 여부를 진단하기 위한 과정으로서, 제2 진단을 통해 사용자가 설정한 예약 충전 시간이 아닌 다른 시간에 예약 충전이 개시되는 상황이 방지될 수 있다.

제어부(300)는 제2 진단을 수행할 때, 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간 및 외부로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 예약 충전 시간의 이상을 진단할 수 있다. 전술한 것과 같이 기준 시간 정보는 오디오 장치(Audio Unit)로 구현될 수 있는 기준 시간 정보 제공부(600)로부터 전달받아 획득될 수 있으며, 이에 따라 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간 및 기준 시간 정보 제공부(600)로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하면 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단할 수 있다(즉, 제어부(300)의 웨이크-업 시간이 이상인 것으로 진단할 수 있다). 이 경우, 예약 충전 시간의 이상 진단의 신뢰성을 확보하기 위해, 상기 차이가 임계값을 초과하는 횟수가 설정 횟수에 도달하면 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단할 수도 있으며, 상기 구성은 상기 차이가 임계값을 초과할 때마다 증가하는 제2 에러 카운트가 미리 설정된 제2 임계 카운트에 도달하면 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단하는 실시예로 구현될 수 있다.

제2 진단을 통해 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단되면 제어부(300)는 그 진단 결과를 메모리(예: EEPROM 등)에 저장하고 배터리의 예약 충전 동작을 중지할 수 있으며, 이와 함께 차량의 클러스터에 장착된 LED 또는 MIL(Malfunction Indication Lamp)을 통해 알람을 발생시켜 사용자가 예약 충전 기능의 이상을 확인하도록 할 수도 있다. 또한, 충전 스위치(SW_CHARGE)의 안전한 오프를 위해 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프될 수 있다(즉, 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프되어 배터리의 예약 충전 동작이 디스에이블 될 수 있다).

만약, 제2 진단 과정에서 예약 충전 시간 및 기준 시간 정보 간의 차이가 임계값 이하인 것으로 판단되면 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간이 정상인 것으로 진단하여 다음의 제3 진단을 수행한다.

제3 진단은 전술한 전력 출력단(Power Stage Output)의 이상을 진단하기 위한 과정으로서, 제어부(300)는 제3 진단을 수행할 때, 전력 출력단으로부터 입력되는 아날로그 피드백(Analog Feedback) 전압이 미리 설정된 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 전력 출력단의 이상을 진단할 수 있다.

전술한 것과 같이 충전 스위치 구동부(500)의 하이 사이드 스위치(510)는 배터리와 제1 전력 출력단 사이에 접속되고, 로우 사이드 스위치(520)는 제2 전력 출력단과 그라운드(GND) 사이에 접속될 수 있으며, 이에 따라 제1 전력 출력단으로부터 입력되는 제1 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 제1 임계 전압을 초과하거나, 제2 전력 출력단으로부터 입력되는 제2 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 제2 임계 전압을 초과하는 것으로 판단되면 제어부(300)는 전력 출력단의 이상(예: 배터리 단락(SCB: Short Circuit to Battery) 또는 그라운드 단락(SCG: Short Circuit to Ground))인 것으로 진단할 수 있다. 제1 및 제2 아날로그 피드백 전압은 배터리 단락 또는 그라운드 단락이 발생하지 않을 경우 제1 및 제2 전력 출력단에서 검출되는 전압을 고려하여 미리 설정되어 있을 수 있다. 이 경우, 전력 출력단의 이상 진단의 신뢰성을 확보하기 위해, 아날로그 피드백 전압이 임계 전압을 초과하는 횟수가 설정 횟수에 도달하면 전력 출력단이 이상인 것으로 진단할 수도 있으며, 상기 구성은 아날로그 피드백 전압이 임계 전압을 초과할 때마다(즉, 제1 아날로그 피드백 전압이 제1 임계 전압을 초과하거나, 제2 아날로그 피드백 전압이 제2 임계 전압을 초과할 때마다) 증가하는 제3 에러 카운트가 미리 설정된 제3 임계 카운트에 도달하면 전력 출력단이 이상인 것으로 진단하는 실시예로 구현될 수 있다.

제3 진단을 통해 전력 출력단이 이상인 것으로 진단되면 제어부(300)는 그 진단 결과를 메모리(예: EEPROM 등)에 저장하고 배터리의 예약 충전 동작을 중지할 수 있으며, 이와 함께 차량의 클러스터에 장착된 LED 또는 MIL(Malfunction Indication Lamp)을 통해 알람을 발생시켜 사용자가 예약 충전 기능의 이상을 확인하도록 할 수도 있다. 또한, 충전 스위치(SW_CHARGE)의 안전한 오프를 위해 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프될 수 있다(즉, 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프되어 배터리의 예약 충전 동작이 디스에이블 될 수 있다).

만약, 제3 진단 과정에서 아날로그 피드백 전압이 임계 전압 이하인 것으로 판단되면(즉, 제1 및 제2 아날로그 피드백 전압이 각각 제1 및 제2 임계 전압 이하인 것으로 판단되면) 제어부(300)는 전력 출력단이 정상인 것으로 진단할 수 있으며, 이 경우는 제1 내지 제3 진단 과정을 통해 실시간 컨트롤러(400), 예약 충전 시간 및 전력 출력단이 모두 정상인 것으로 판단된 것이므로 제어부(300)는 충전 스위치 구동부(500)를 통해 충전 스위치(SW_CHARGE)를 턴 온시켜 배터리의 예약 충전을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는, 제어부(300)가 실시간 컨트롤러(400)부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 실시간 컨트롤러(400)의 이상을 진단하는 제1 진단 단계(S100), 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단 단계(S200), 또는 전력 출력단으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단 단계(S300)를 수행하여 배터리의 예약 충전 기능을 진단하는, 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법으로 구현될 수도 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법을 설명하며, 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하고 그 시계열적 구성을 중심으로 본 실시예의 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법을 설명한다.

도 3을 참조하여 제1 진단 단계(S100)를 설명하면, 먼저 제어부(300)는 웨이크-업의 소스(source)가 실시간 컨트롤러(400)에 의해 발생된 인터럽트 신호에 해당하는지 판단한다(S110). S110 단계에서, 제어부(300)는 fb_en2 단자를 통해 입력되는 인터럽트 신호를 통해 현재의 웨이크-업 소스가 인터럽트 신호에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, fb_en1 단자를 통해 이그니션 키 신호가 입력된 경우 제어부(300)는 배터리의 예약 충전 동작이 수행되지 않는 노멀 상태에서 웨이크-업 된 것으로 판단하여 통상적인 제어 동작을 수행한다.

S110 단계에서 웨이크-업 소스가 인터럽트 신호에 해당하는 것으로 판단된 경우, 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)의 클럭 신호에 미리 정의된 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수 범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S120). S120 단계에서, 제어부(300)는 도 3에 도시된 것과 같이 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.

S120 단계에서 클럭 주파수가 임계 주파수 범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우(즉, 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수를 초과하는 것으로 판단된 경우), 제어부(300)는 제1 에러 카운트를 1 만큼 증가시킨다(S130)(제1 에러 카운트의 초기치 = 0). S130 단계에서, 제어부(300)는 도 3에 도시된 것과 같이 실시간 컨트롤러 리셋 신호(RST_RTC)를 출력할 수도 있다.

S110 단계 내지 S130 단계의 반복적인 수행 결과, 제1 에러 카운트가 미리 설정된 제1 임계 카운트에 도달하면(S140), 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)가 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고(S150) 배터리의 예약 충전 동작을 중지하며, 충전 스위치(SW_CHARGE)의 안전한 오프를 위해 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프된다(S160).

한편, S120 단계에서 클럭 주파수가 임계 주파수를 벗어나지 않는 것으로 판단된 경우 다음의 제2 진단 단계(S200)가 수행된다.

도 4를 참조하여 제2 진단 단계(S200)를 설명하면, 먼저 제어부(300)는 실시간 컨트롤러(400)에 설정된 예약 충전 시간 및 외부로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다(S210). 전술한 것과 같이 기준 시간 정보는 오디오 장치(Audio Unit)로 구현될 수 있는 기준 시간 정보 제공부(600)로부터 전달받아 획득될 수 있다.

S210 단계에서의 차이가 임계값을 초과하는 것으로 판단된 경우, 제어부(300)는 제2 에러 카운트를 1 만큼 증가시킨다(S220)(제2 에러 카운트의 초기치 = 0).

S210 단계 및 S220 단계의 반복적인 수행 결과, 제2 에러 카운트가 미리 설정된 제2 임계 카운트에 도달하면(S230), 제어부(300)는 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고(S240) 배터리의 예약 충전 동작을 중지하며, 충전 스위치(SW_CHARGE)의 안전한 오프를 위해 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프된다(S250).

한편, S210 단계에서의 차이가 임계값 이하인 것으로 판단된 경우 다음의 제3 진단 단계(S300)가 수행된다.

도 5를 참조하여 제3 진단 단계(S300)를 설명하면, 먼저 제어부(300)는 전력 출력단으로부터 입력되는 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단한다(S310). S310 단계에서, 제어부(300)는 제1 전력 출력단으로부터 입력되는 제1 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 제1 임계 전압을 초과하는지 여부와, 제2 전력 출력단으로부터 입력되는 제2 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 제2 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단한다.

S310 단계에서 아날로그 피드백 전압이 임계 전압을 초과하는 것으로 판단된 경우(즉, 제1 아날로그 피드백 전압이 제1 임계 전압을 초과하거나, 제2 아날로그 피드백 전압이 제2 임계 전압을 초과하는 것으로 판단된 경우), 제어부(300)는 제3 에러 카운트를 1 만큼 증가시킨다(S320)(제3 에러 카운트의 초기치 = 0).

S310 단계 및 S320 단계의 반복적인 수행 결과, 제3 에러 카운트가 미리 설정된 제3 임계 카운트에 도달하면(S330), 제어부(300)는 전력 출력단이 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고(S340) 배터리의 예약 충전 동작을 중지하며, 충전 스위치(SW_CHARGE)의 안전한 오프를 위해 차량 제어기(VCU)의 전원이 오프된다(S350).

한편, S310 단계에서 아날로그 피드백 전압이 임계 전압 이하인 것으로 판단된 경우(즉, 제1 아날로그 피드백 전압이 제1 임계 전압 이하이고, 제2 아날로그 피드백 전압이 제2 임계 전압 이하인 것으로 판단된 경우), 제어부(300)는 충전 스위치 구동부(500)를 통해 충전 스위치(SW_CHARGE)를 턴 온시켜 배터리의 예약 충전을 수행한다(S400).

이와 같이 본 실시예는 실시간 컨트롤러의 이상, 충전 시스템이 웨이크-업되는 예약 충전 시간의 이상, 및 충전 스위치를 구동하기 위한 전력 출력단의 이상을 진단하는 중첩적인 진단 과정을 통해 배터리의 예약 충전 기능의 이상을 보다 정확하게 진단할 수 있으며, 그 진단 결과를 사용자에게 제공하여 확인할 수 있도록 함으로써 사용자가 적절한 후속 조치를 취하도록 할 수 있다. 또한, 본 실시예는 예약 충전 기능의 이상 발생 시 차량의 충전 스위치를 안전하게 오프시켜 배터리의 예약 충전 동작을 차단함으로써 예기치 못한 전기 요금 및 인명 피해의 발생을 사전에 방지할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 제1 전원 공급부
200: 제2 전원 공급부
300: 제어부
400: 실시간 컨트롤러
500: 충전 스위치 구동부
510, 520: 하이 사이드 스위치, 로우 사이드 스위치
600: 기준 시간 정보 제공부
SW_CHARGE: 충전 스위치
OBC: 온-보드 차저

Claims

정의된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 차량의 배터리에 대하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시키는 실시간 컨트롤러;
상기 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 충전 스위치의 구동을 위한 전력 출력단에 접속되어 상기 충전 스위치를 구동하는 충전 스위치 구동부; 및
상기 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 의해 웨이크-업(Wake-Up)되어 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시킴으로써 상기 예약 충전 시간에 상기 배터리의 예약 충전을 수행하되, 상기 실시간 컨트롤러로부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 상기 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 제1 진단, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단, 또는 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 상기 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단을 수행하는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 진단, 상기 제2 진단 및 상기 제3 진단을 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 클럭 신호는 미리 정의된 클럭 주파수를 가지며,
상기 제어부는, 상기 제1 진단을 수행할 때, 상기 클럭 신호의 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 상기 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2 진단을 수행할 때, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간 및 외부로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 상기 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제3 진단을 수행할 때, 상기 피드백 신호로서 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단하는 방식을 이용하여 상기 전력 출력단의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 각 진단 과정에서 이상이 검출된 경우 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 진단, 상기 제2 진단 및 상기 제3 진단을 순차적으로 수행한 결과 상기 실시간 컨트롤러, 상기 예약 충전 시간 및 상기 전력 출력단이 모두 정상인 것으로 판단된 경우, 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시켜 상기 배터리의 예약 충전을 수행하는 것을 특징으로 배터리의 예약 충전 기능 진단 장치.
정의된 클럭 신호를 기반으로 동작하여 차량의 배터리에 대하여 사용자에 의해 설정된 예약 충전 시간에 인터럽트 신호를 발생시키는 실시간 컨트롤러; 상기 배터리로의 충전 전원의 공급을 단속하는 충전 스위치의 구동을 위한 전력 출력단에 접속되어 상기 충전 스위치를 구동하는 충전 스위치 구동부; 및 상기 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 의해 웨이크-업(Wake-Up)되어 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시킴으로써 상기 예약 충전 시간에 상기 배터리의 예약 충전을 수행하는 제어부;를 포함하는 차량의 전력 시스템에 있어서 상기 배터리의 예약 충전 기능을 진단하는 방법으로서,
제어부가, 상기 실시간 컨트롤러로부터 입력되는 클럭 신호에 기초하여 상기 실시간 컨트롤러의 이상을 진단하는 제1 진단 단계, 상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간의 이상을 진단하는 제2 진단 단계, 또는 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 피드백 신호에 기초하여 상기 전력 출력단의 이상을 진단하는 제3 진단 단계를 수행하여 상기 배터리의 예약 충전 기능을 진단하는 것을 특징으로 하는, 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 진단 단계, 상기 제2 진단 단계 및 상기 제3 진단 단계를 순차적으로 수행하되, 상기 각 진단 단계에서 이상이 검출된 경우 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 진단 단계는, 상기 제어부가,
웨이크-업의 소스(source)가 상기 실시간 컨트롤러에 의해 발생된 인터럽트 신호에 해당하는지 판단하는 단계;
상기 웨이크-업의 소스가 상기 인터럽트 신호에 해당하는 것으로 판단된 경우, 상기 클럭 신호에 미리 정의된 클럭 주파수가 미리 설정된 임계 주파수 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 단계;
상기 클럭 주파수가 상기 임계 주파수 범위를 벗어나는 것으로 판단된 경우, 제1 에러 카운트를 증가시키는 단계; 및
상기 제1 에러 카운트가 미리 설정된 제1 임계 카운트에 도달하면 상기 실시간 컨트롤러가 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 클럭 주파수가 상기 임계 주파수 범위를 벗어나지 않는 것으로 판단된 경우 상기 제2 진단 단계를 수행하고,
상기 제2 진단 단계는, 상기 제어부가,
상기 실시간 컨트롤러에 설정된 예약 충전 시간 및 외부로부터 획득된 기준 시간 정보 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 차이가 상기 임계값을 초과하는 것으로 판단된 경우 제2 에러 카운트를 증가시키는 단계; 및
상기 제2 에러 카운트가 미리 설정된 제2 임계 카운트에 도달하면 상기 예약 충전 시간이 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차이가 상기 임계값 이하인 것으로 판단된 경우 상기 제3 진단 단계를 수행하고,
상기 제3 진단 단계는, 상기 제어부가,
상기 피드백 신호로서 상기 전력 출력단으로부터 입력되는 아날로그 피드백 전압이 미리 설정된 임계 전압을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 아날로그 피드백 전압이 상기 임계 전압을 초과하는 것으로 판단된 경우 제3 에러 카운트를 증가시키는 단계; 및
상기 제3 에러 카운트가 미리 설정된 제3 임계 카운트에 도달하면 상기 전력 출력단이 이상인 것으로 진단하여 그 진단 결과를 저장하고 상기 배터리의 예약 충전 동작을 중지하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법.
제11항에 있어서,
상기 아날로그 피드백 전압이 상기 임계 전압 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 충전 스위치 구동부를 통해 상기 충전 스위치를 턴 온시켜 상기 배터리의 예약 충전을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 예약 충전 기능 진단 방법.