KR102682041B1 - 차량 및 차량용 인터락 모니터링 회로 - Google Patents

차량 및 차량용 인터락 모니터링 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 및 차량용 인터락 모니터링 회로에 관한 것으로, 차량의 고전압 전력이 흐르는 부분에 리드 스위치(Reed Switch) 및 자석을 결합한 비접촉식 인터락 회로를 채용함으로써 저렴한 비용과 높은 내구성, 높은 신뢰도, 간편한 조립성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 차량은, 차량용 부품의 개구부를 개방/폐쇄하도록 마련되는 커버와; 상기 커버가 상기 개구부를 개방하도록 상기 개구부로부터 분리된 상태일 때 턴 온 또는 턴 오프 되도록 마련되는 리브 스위치와; 상기 커버의 개방 시 상기 리브 스위치의 턴 오프 또는 턴 오프에 응답하여 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키도록 마련되는 제어부를 포함한다.

Description

차량 및 차량용 인터락 모니터링 회로{VEHICLE AND INTERLOCK MONITORING CIRCUIT FOR VEHICLE}
본 발명은 차량에 관한 것으로, 고전압 전력을 사용하는 차량의 인터락 모니터링 회로에 관한 것이다.
친환경 차량의 경우, 배터리를 충전하기 위해 외부로부터 높은 전압의 전력을 공급받는 충전기가 사용된다. 이와 같은 충전기는 차량의 생산 시 충전기가 정상적으로 동작하는지를 확인하는 과정이 필요하고, 차량의 출고 이후에는 차량의 유지/보수를 위해 충전기의 커버를 열어 내부를 확인하는 과정이 필요하다.
이와 같은 높은 전압의 전력을 위한 차량용 부품의 경우, 취급 과정에서 사용자가 고전압에 노출되지 않도록 하기 위한 안전 장치가 요구된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 고전압 전력이 흐르는 부분에 리드 스위치(Reed Switch) 및 자석을 결합한 비접촉식 인터락 회로를 채용함으로써 저렴한 비용과 높은 내구성, 높은 신뢰도, 간편한 조립성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 차량은, 차량용 부품의 개구부를 개방/폐쇄하도록 마련되는 커버와; 상기 커버가 상기 개구부를 개방하도록 상기 개구부로부터 분리된 상태일 때 턴 온 또는 턴 오프 되도록 마련되는 리브 스위치와; 상기 커버의 개방 시 상기 리브 스위치의 턴 오프 또는 턴 오프에 응답하여 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키도록 마련되는 제어부를 포함한다.
상술한 차량은, 상기 커버에 고정 설치되며, 상기 커버가 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 개구부에 결합된 상태일 때 상기 개구부의 내측으로 삽입되도록 마련되는 자석을 더 포함한다.
상술한 차량에서, 상기 리브 스위치는, 상기 자석이 상기 개구부의 내측에 삽입된 상태일 때 상기 자석의 자기장이 미치는 영역 내에 설치되며, 상기 자기장에 의해 턴 온 또는 턴 오프 된다.
상술한 차량에서, 상기 차량용 부품이 고전압 전력을 공급받아 동작하는 고전압 부품이고; 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키는 것은 상기 커버의 개방 시 상기 고전압 부품으로의 상기 고전압 전력의 공급을 차단하는 것이다.
상술한 차량은, 상기 리브 스위치와 직렬 연결되는 풀 업 저항을 더 포함하고; 상기 풀 업 저항과 상기 리브 스위치가 연결되는 노드에 상기 제어부가 연결되어 상기 노드의 전압을 검출하도록 마련된다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 차량의 인터락 모니터링 회로는, 풀 업 저항과; 상기 풀 업 저항에 직렬 연결되는 리브 스위치와; 상기 풀 업 저항과 상기 리브 스위치가 연결되는 노드에 연결되어 상기 노드의 전압을 검출하도록 마련되는 제어부를 포함하고; 상기 리브 스위치는, 차량용 부품의 개구부를 개방/폐쇄하도록 마련되는 커버가 상기 개구부를 개방하도록 상기 개구부로부터 분리된 상태일 때 턴 온 또는 턴 오프 되도록 마련되고; 상기 제어부는, 상기 커버의 개방 시 상기 리브 스위치의 턴 오프 또는 턴 오프에 응답하여 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키도록 마련된다.
상술한 차량의 인터락 모니터링 회로는, 상기 커버에 고정 설치되며, 상기 커버가 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 개구부에 결합된 상태일 때 상기 개구부의 내측으로 삽입되도록 마련되는 자석을 더 포함한다.
상술한 차량의 인터락 모니터링 회로에서, 상기 리브 스위치는, 상기 자석이 상기 개구부의 내측에 삽입된 상태일 때 상기 자석의 자기장이 미치는 영역 내에 설치되며, 상기 자기장에 의해 턴 온 또는 턴 오프 된다.
상술한 차량의 인터락 모니터링 회로에서, 상기 차량용 부품이 고전압 전력을 공급받아 동작하는 고전압 부품이고; 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키는 것은 상기 커버의 개방 시 상기 고전압 부품으로의 상기 고전압 전력의 공급을 차단하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 고전압 전력이 흐르는 부분에 리드 스위치(Reed Switch) 및 자석을 결합한 비접촉식 인터락 모니터링 회로를 채용함으로써 저렴한 비용과 높은 내구성, 높은 신뢰도, 간편한 조립성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 고전압 부품을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 고전압 부품에 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 리드 스위치의 턴 온에 따른 인터락 모니터링 작용을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 고전압 부품에 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 리드 스위치의 턴 오프에 따른 인터락 모니터링 작용을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 고전압 부품을 나타낸 도면이다.
고전압 부품(102) 즉 고전압 전력을 사용하는 부품은 별도의 전력 공급 단자를 통해 고전압 전력을 입력받아 동작하도록 마련된다. 차량의 생산 시 고전압 부품(102)은 버스 바(Bus Bar)(도 2의 202 참조)를 통해 체결될 수 있다. 이와 같은 버스 바(202)의 체결 혹은 분리를 위해서 고전압 부품(102)의 버스 바 체결 위치 근처에 버스 바 체결 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 버스 바 체결용 개구부(104)를 형성한다. 이 버스 바 체결용 개구부(104)에는 버스 바 체결용 개구부(104)의 개폐를 위한 커버(106)가 마련된다. 커버(106)는 커버(106)와 버스 바 체결용 개구부(104) 각각에 동일한 위치에 형성되는 체결공(108)(110)을 통해 기계적으로 결합 및 고정될 수 있다.
차량 생산 시 고전압 부품(102)의 조립을 위해(버스 바의 체결을 위해) 또는 차량 출고 이후 고전압 부품(102)의 유지/관리를 위해 이 커버(106)를 열었을 때, 고전압 부품(102) 내부에 인가되는 고전압 전력으로부터 사용자를 보호하기 위한 인터락 모니터링 회로가 마련된다. 이 인터락 모니터링 회로는, 자석(112)이 적어도 하나의 로드(Rod)(114)를 통해 커버(106)에 고정 설치된다. 따라서, 커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)에 결합한 상태에서는 자석(112)이 고전압 부품(102)의 내부의 특정 위치로 삽입되고, 커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)로부터 분리하면 자석(112) 역시 커버(106)의 움직임을 따라 이동함으로써 고전압 부품(102)의 외부로 인출될 수 있다. 이와 같은 커버(106)의 결합 및 분리에 따른 자석(112)의 삽입 및 인출로 인해 고전압 부품(102) 내부에 마련되는 리드 스위치(도 2의 204 참조)가 턴 온 및 턴 오프 됨으로써 인터락 모니터링이 이루어진다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 인터락 모니터링 회로의 동작을 도 2 내지 도 5를 통해 더 자세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 고전압 부품에 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
앞서 도 1의 설명에서, 고전압 부품(102)의 내부에 버스 바(202)와 리드 스위치(204)가 마련됨을 설명한 바 있다. 이 버스 바(202)와 리드 스위치(204)를 도 2에 나타내었다. 리드 스위치(204)의 설치 위치는, 커버(106)가 닫힌 상태(커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)에 결합한 상태)일 때 자석(112)과 나란히 배치되는 위치이다. 이와 같은 자석(112) 및 리드 스위치(204)의 설치 위치로 인해, 커버(106)가 도 2에 나타낸 것처럼 닫힌 상태(커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)에 결합한 상태)일 때, 자석(112)에서 발생하는 자기장이 인접한 리드 스위치(204)에 작용하여 리드 스위치(204)를 턴 온 시킨다. 이와 같은 리드 스위치(204)의 턴 온에 따른 인터락 모니터링 작용을 도 3에 나타내었다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 리드 스위치의 턴 온에 따른 인터락 모니터링 작용을 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 리드 스위치(204)는 풀 업 저항(302)을 통해 3.3V의 전원에 연결된다. 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드는 제어부(MCU)(302)에 연결된다. 이와 같은 제어부(302)의 연결로 인해, 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드의 전압의 크기 또는 전류의 크기가 제어부(302)에 의해 검출될 수 있다.
따라서, 고전압 부품(102)의 커버(106)가 앞서 도 2에 나타낸 것처럼 닫힌 상태(커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)에 결합한 상태)일 때, 자석(112)에서 발생하는 자기장이 인접한 리드 스위치(204)에 작용하여 리드 스위치(204)를 턴 온 시킴으로써, 3.3V의 전력이 풀 업 저항(302)을 통해 접지로 흐른다. 따라서 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드의 전압은 0V가 되고, 제어부(302)가 이 0V의 전압을 검출한다. 제어부(302)는 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드에서 0V의 전압이 검출되는 것으로부터 커버(106)가 정상적으로 닫혀 있음을(결합된 상태인 것을) 인지하고, 고전압 부품(102)의 내부에서 고전압 전력이 정상적으로 인가되도록 한다. 커버(106)가 정상적으로(안전하게) 닫혀 있으므로, 고전압 부품(102) 내부의 고전압 전력으로부터 사용자를 보호하기 위한 안전 조치를 고려하지 않아도 좋다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 고전압 부품에 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
1.1 앞서 도 2의 설명에서, 리드 스위치(204)의 설치 위치는, 커버(106)가 닫힌 상태(커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)에 결합한 상태)일 때 자석(112)과 나란히 배치되는 위치인 것을 설명한 바 있다. 이와 같은 자석(112) 및 리드 스위치(204)의 설치 위치로 인해, 커버(106)가 도 4에 나타낸 것처럼 열린 상태(커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)로부터 분리한 상태)일 때, 커버(106)에 일체로 결합되어 있는 자석(112)이 커버(106)의 분리로 인해 리드 스위치(204) 주변에서 멀어짐으로써 자석(112)에서 발생하는 자기장이 인접한 리드 스위치(204)에 작용하지 않게 되어 리드 스위치(204)를 턴 오프 시킨다. 이와 같은 리드 스위치(204)의 턴 오프에 따른 인터락 모니터링 작용을 도 5에 나타내었다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 리드 스위치의 턴 오프에 따른 인터락 모니터링 작용을 나타낸 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 리드 스위치(204)는 풀 업 저항(302)을 통해 3.3V의 전원에 연결된다. 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드는 제어부(MCU)(302)에 연결된다. 이와 같은 제어부(302)의 연결로 인해, 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드의 전압의 크기 또는 전류의 크기가 제어부(302)에 의해 검출될 수 있다.
따라서, 고전압 부품(102)의 커버(106)가 앞서 도 4에 나타낸 것처럼 열린 상태(커버(106)를 버스 바 체결용 개구부(104)로부터 분리한 상태)일 때, 커버(106)에 일체로 결합되어 있는 자석(112)이 커버(106)의 분리로 인해 리드 스위치(204) 주변에서 멀어짐으로써 자석(112)에서 발생하는 자기장이 리드 스위치(204)에 작용하지 못하여 리드 스위치(204)를 턴 오프 시킴으로써, 3.3V의 전력이 풀 업 저항(302)의 양단에 그대로 나타나고, 제어부(302)가 이 3.3V의 전압을 검출한다. 제어부(302)는 리드 스위치(204)와 풀 업 저항(302) 사이의 노드에서 3.3V의 전압이 검출되는 것으로부터 커버(106)가 열린 상태인 것을(고전압 부품(102)으로부터 분리된 상태인 것을) 인지하고, 고전압 전력으로부터 사용자를 보호하기 위해 고전압 부품(102)의 내부에서 고전압 전력이 인가되지 않도록 차단한다. 즉, 커버(106)가 열리는 것에 즉시 응답하여, 고전압 부품(102) 내부에 인가되고 있던 고전압 전력을 차단함으로써, 고전압 전력으로부터 사용자를 보호하기 위한 안전 조치를 수행한다. 만약, 고전압 부품(102)이 아닌 다른 차량용 부품일 경우, 제어부(302)는 고전압 전력의 공급을 차단하는 대신 해당 차량용 부품의 동작을 일시적으로 정지시키는 제어를 수행할 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량으로부터 다음과 같은 작용 효과를 기대할 수 있다.
원가 절감 효과를 기대할 수 있다. 푸쉬 스위치가 아닌 리드 스위치(204) 및 자석(112)의 조합을 사용함으로써, 푸쉬 스위치를 사용하는 경우에 비해 더 낮은 비용으로 인터락 모니터링 시스템을 구현할 수 있다.
조립의 편의성을 기대할 수 있다. 앞서 언급한 푸쉬 스위치와 같은 물리적인 접촉을 수반하는 스위치는 정상적인 접촉을 위해 복잡한 구조의 장치를 회로 기판에 연결 시켜야 하지만, 리드 스위치(204)는 PCB 표면 실장 공법(PCB SMT)을 통해 상대적으로 더 간단히 실장할 수 있으므로 차량 생산 고정에서의 조립성이 개선된다.
더 나은 내구성/신뢰성을 확보할 수 있다. 푸쉬 스위치는 진동 등 외부 환경에 취약한 반면, 리드 스위치(204) 및 자석(112)의 결합을 사용하는 본 발명의 경우에는 반영구적인 자석으로 100도 이상의 환경에서 15년이상의 내구성을 보장받을 수 있다.
설계의 자유도가 증가한다. 푸쉬 스위치를 인터락 스위치로서 사용하는 경우, 인터락되는 지점에 정확하게 실장하야 하므로 설계가 매우 까다롭다. 반면, 리드 스위치(204)를 사용하는 경우 자기장을 통해 비접촉식으로 동작하기 때문에, 커버(106)가 결합되어 있을 때(인터락 되었을 때), 자석(112)의 자기장이 미치는 범위 내에만 리드 스위치(204)가 위치하도록 설계하면 되므로, 설계가 상대적으로 훨씬 더 쉽고 간단하다.
위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
102 : 고전압 부품(차량용 부품)
104 : 버스 바 체결용 개구부
106 : 커버
108, 110 : 체결공
112 : 자석
114 : 로드
202 : 버스 바
204 : 리브 스위치
302 : 풀 업 저항
304 : 제어부(MCU

Claims (9)

  1. 차량용 부품의 개구부를 개방/폐쇄하도록 마련되는 커버와;
    상기 커버가 상기 개구부를 개방하도록 상기 개구부로부터 분리된 상태일 때 턴 오프 되도록 마련되는 리드 스위치와;
    상기 커버의 개방 시 상기 리드 스위치의 턴 오프에 응답하여 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키도록 마련되는 제어부와;
    상기 커버에 고정 설치되며, 상기 커버가 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 개구부에 결합된 상태일 때 상기 개구부의 내측으로 삽입되도록 마련되는 자석을 포함하고,
    상기 차량용 부품이 고전압 전력을 공급받아 동작하는 고전압 부품이고;
    상기 차량용 부품의 동작을 정지시키는 것은 상기 커버의 개방 시 상기 고전압 부품으로의 상기 고전압 전력의 공급을 차단하는 것인 차량.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 스위치는,
    상기 자석이 상기 개구부의 내측에 삽입된 상태일 때 상기 자석의 자기장이 미치는 영역 내에 설치되며, 상기 자기장에 의해 턴 온 되는 차량.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 스위치와 직렬 연결되는 풀 업 저항을 더 포함하고;
    상기 풀 업 저항과 상기 리드 스위치가 연결되는 노드에 상기 제어부가 연결되어 상기 노드의 전압을 검출하도록 마련되는 차량.
  6. 풀 업 저항과;
    상기 풀 업 저항에 직렬 연결되는 리드 스위치와;
    상기 풀 업 저항과 상기 리드 스위치가 연결되는 노드에 연결되어 상기 노드의 전압을 검출하도록 마련되는 제어부와;
    커버에 고정 설치되며, 상기 커버가 개구부를 폐쇄하도록 상기 개구부에 결합된 상태일 때 상기 개구부의 내측으로 삽입되도록 마련되는 자석을 포함하고;
    상기 리드 스위치는, 차량용 부품의 개구부를 개방/폐쇄하도록 마련되는 커버가 상기 개구부를 개방하도록 상기 개구부로부터 분리된 상태일 때 턴 오프 되도록 마련되고;
    상기 제어부는, 상기 커버의 개방 시 상기 리드 스위치의 턴 오프에 응답하여 상기 차량용 부품의 동작을 정지시키도록 마련되고,
    상기 차량용 부품이 고전압 전력을 공급받아 동작하는 고전압 부품이고;
    상기 차량용 부품의 동작을 정지시키는 것은 상기 커버의 개방 시 상기 고전압 부품으로의 상기 고전압 전력의 공급을 차단하는 것인 차량용 인터락 모니터링 회로.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 리드 스위치는,
    상기 자석이 상기 개구부의 내측에 삽입된 상태일 때 상기 자석의 자기장이 미치는 영역 내에 설치되며, 상기 자기장에 의해 턴 온 되는 차량용 인터락 모니터링 회로.


  9. 삭제
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