KR20160148933A - Diagnostic method of smart power relay assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스마트 PRA(Power Relay Assembly)의 진단 방법에 관한 것으로 구체적으로는 상기 스마트 PRA가 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 고전압 배터리를 스위칭하는데 적용되었을 때, 이상 유무를 진단하고 상세한 고장유형을 판별할 수 있는 스마트 PRA의 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a diagnostic method of a smart PRA (Power Relay Assembly), specifically, when the smart PRA is applied to switching a high voltage battery of an electric vehicle or a hybrid vehicle, it is possible to diagnose an abnormality, The present invention relates to a diagnostic method for a smart PRA.
오늘날 고유가와 이산화탄소 규제 등으로 인해 기존의 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 친환경자동차의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 최근 전기모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차나 내연기관과 전기모터를 구동원으로 함께 사용하는 하이브리드 자동차가 자동차 제조사에 따라 이미 상용화되어 출시되고 있거나 상용화를 앞두고 있는 상황이다.Today, development of eco-friendly automobiles capable of replacing existing internal combustion engine automobiles due to high oil prices and carbon dioxide regulations is actively under way. Recently, pure electric vehicles that drive electric motors or electric motors and electric motors are used together as driving sources Hybrid cars are already commercialized according to the automobile manufacturers, or they are in the process of being commercialized.
이러한 전기자동차나 하이브리드 자동차는 구동원이 되는 전기모터에 전력을 공급하기 위한 주동력원으로 고전압 배터리를 탑재하고 있으며, 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly: 이하 PRA)는 이러한 고전압 배터리와 전기모터 구동장치 사이에 위치하여 그 연결을 담당하는 장치로, 복수 개의 고전압 릴레이로 구성된다.Such an electric vehicle or hybrid vehicle is equipped with a high voltage battery as a main power source for supplying power to an electric motor serving as a driving source, and a power relay assembly (hereinafter referred to as a PRA) is provided between such a high voltage battery and an electric motor driving device And is constituted by a plurality of high voltage relays.
이러한 복수의 릴레이를 제어하는데 있어서 스위치 또는 주변회로에 불량이 발생하는 경우 전원공급 또는 차단에 문제가 발생할 수 있다. 특히 릴레이는 과전류로 인한 고열로 파손될 우려가 있어, 전기자동차의 주요 동력원인 전원 공급에 차질이 발생할 수 있다. 또한 릴레이의 파손 여부를 확인하기 위해서는 부품의 일부를 탈거해야 하는 번거로움이 있다.When a failure occurs in a switch or a peripheral circuit in controlling such a plurality of relays, there may occur a problem in power supply or shutdown. Particularly, relays may be damaged due to overheating due to overcurrent, which may lead to disruption of power supply, which is the main power source of electric vehicles. Also, it is troublesome to remove a part of the part to check whether the relay is damaged.
종래에는 PRA의 고장유무를 판별하기 위해 상기 PRA의 릴레이의 각 지점 별 전압을 측정하여 정상값과 비교하는 기술이 개시되어 있었으나 릴레이의 접점 융착 여부만 판별이 가능하며, 진단을 위해 특정 릴레이의 단속을 제어하는 방식이므로 릴레이 동작 중에는 점검이 불가능하다는 단점이 있다.Conventionally, a technique of measuring the voltage at each point of the relay of the PRA to compare the PRA with the normal value has been disclosed in order to discriminate the failure of the PRA. However, only the contact fusion of the relay can be discriminated, It is impossible to perform the inspection during the relay operation.
이에, 본 발명은 스마트 PRA의 릴레이의 각 지점의 전압값을 서로 비교하여 스마트 PRA의 고장유형을 세분화하여 판별하고, 상기 스마트 PRA의 고전압 릴레이 동작 중에도 고장을 판별할 수 있는 스마트 PRA의 진단 방법을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a smart PRA diagnostic method that discriminates the fault type of the smart PRA by comparing the voltage values at the respective points of the relay of the smart PRA, identifies the fault type during the high voltage relay operation of the smart PRA, The purpose is to provide.
본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법은, 일측이 배터리의 (+)단에 직렬로 연결되고 타측이 부하와 직렬로 연결되는 제 1 릴레이와, 상기 제 1 릴레이와 병렬로 연결되는 제 1 전자식 스위치와, 일측이 배터리의 (-)단에 직렬로 연결되고 타측이 부하와 직렬로 연결되는 제 2 릴레이와, 상기 제 2 릴레이와 병렬로 연결되는 제 2 전자식 스위치와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치와 상기 제 1 및 제 2 릴레이를 제어하는 제어부를 포함하는 스마트 PRA의 진단 방법에 있어서, 상기 제어부가 진단 신호를 입력받는 진단 신호 입력 단계; 상기 제어부가 입력받은 진단신호에 따라 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이 중 어느 한 릴레이의 일측 전압값, 타측 전압값 및 나머지 릴레이의 일측 전압값을 비교하여 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이에 대해 정상, 배터리 전원불량, 부하측 단락 및 접점불량 중 어느 하나로 판정하는 수동적 진단 단계; 및 상기 제어부가 상기 수동적 진단 단계의 진단 결과가 정상이면 상기 스마트 PRA의 동작 시퀀스를 진행하고, 정상이 아니면 상기 동작 시퀀스를 진행하지 않는 동작 여부 판단 단계; 를 포함한다.A method for diagnosing a Smart PRA according to the present invention comprises a first relay in which one side is connected in series with a (+) terminal of a battery and the other side is connected with a load in series, and a first electronic switch connected in parallel with the first relay A second relay having one side connected in series to the negative terminal of the battery and the other side connected in series with the load, a second electronic switch connected in parallel with the second relay, and a second electronic switch connected in parallel with the first and second electronic switches And a controller for controlling the first and second relays, the method comprising the steps of: inputting a diagnostic signal to the controller; The control unit compares one voltage value, the other voltage value, and one voltage value of the remaining relays of any one of the relays of the first relay or the second relay in accordance with the diagnostic signal input to the first relay or the second relay, A passive diagnosis step of determining whether the battery is normal, a battery power failure, a load side short-circuit, and a contact failure; And if the diagnosis result of the passive diagnostic step is normal, proceeding the operation sequence of the smart PRA and not proceeding the operation sequence if it is not normal; .
상기 수동적 진단 단계는 상기 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치와 상기 제 1 및 제 2 릴레이가 오프된 상태에서, 상기 제 1 및 제 2 릴레이의 일측 전압값이 각각 기 설정된 배터리 전원 규격을 만족하면 정상으로 판단하고, 만족하지 않으면 배터리 전원 불량으로 판단하여 진단을 종료하는 배터리 전원 불량 판단 단계; 상기 배터리 전원 규격 불량 단계의 판단결과가 정상이면, 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이 중 진단 대상 릴레이를 온 제어한 후, 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 나머지 릴레이의 일측 전압값을 비교하여 같으면 정상으로 판단하고, 같지 않으면 부하측 단락으로 판단하여 진단을 종료하는 부하측 단락 판단 단계; 및 상기 부하측 단락 판단 단계의 판단결과가 정상이면, 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 타측 전압값을 비교하여 같으면 정상으로 판단하고, 같지 않으면 상기 진단 대상 릴레이의 접점불량으로 판단하여 진단을 종료하는 접점불량 판단 단계; 를 포함한다.The passive diagnosis step may be performed such that when the first and second electronic switches and the first and second relays are turned off, the voltage value of one side of the first and second relays satisfies predetermined battery power standards A battery power failure judgment step of judging that the battery power is normal and ending the diagnosis when it is determined that the battery power is not good; If the determination result of the battery power standard defective step is normal, the diagnosis target relay among the first relay or the second relay is turned on, and one voltage value of the relay to be diagnosed is compared with one voltage value of the remaining relays A load-side short-circuit determination step of determining a load-side short-circuit and terminating the diagnosis if it is determined that the same is true; And if the judgment result of the load side short-circuit determination step is normal, it is determined that the voltage value of one side of the diagnosis target relay is equal to the voltage value of the other side, and if it is not the same, A contact failure determination step; .
스마트 PRA의 진단 방법은, 상기 동작 여부 판단 단계 이후에, 상기 제어부가 수동적 진단의 결과가 정상이라고 판정하여 상기 동작 시퀀스를 진행할 때, 상기 제어부가 미리 정해진 주기에 따라 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값을 비교하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값을 비교하여 정상, 절연파괴, 릴레이 또는 전자식 스위치 불량 및 회로이상 중 어느 하나로 판정하는 능동적 진단 단계; 및 상기 능동적 진단 단계의 결과가 정상이 아닌 경우, 상기 제 1 및 제 2 릴레이와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치의 동작을 정지하는 동작 정지 단계; 를 더 포함한다.The smart PRA diagnostic method may further include a step of, after the operation determining step, when the control unit determines that the result of passive diagnosis is normal and proceeds the operation sequence, the control unit determines, based on a predetermined period, And comparing the voltage value on the one side of the second relay and the voltage value on the other side of the first relay with the voltage value on the other side of the second relay to determine whether the voltage is abnormal, An active diagnostic phase; And stopping the operations of the first and second relays and the first and second electronic switches when the result of the active diagnostic step is not normal; .
상기 능동적 진단 단계는 상기 제어부가 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값을 비교하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값을 비교하여 각각 같으면 정상으로 진단하고, 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값 중 어느 한 전압값이 0V이면 절연파괴로 진단하고, 어느 한 전압값이 낮으면 낮은 전압값이 측정된 일측 릴레이 또는 상기 릴레이와 병렬로 연결된 전자식 스위치의 불량으로 진단하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값이 같지 않으면 회로이상으로 진단한다.In the active diagnostic step, the control unit compares one voltage of the first relay and one voltage of the second relay, compares the other voltage of the first relay and the other voltage of the second relay, Diagnosis is made to be normal if any one of the voltage value of the first relay and the voltage value of one side of the second relay is 0 V. If a voltage value is low, a low voltage value is measured Diagnosis is made based on the failure of one relay or an electronic switch connected in parallel with the relay, and if the voltage of the other side of the first relay and the voltage of the other side of the second relay are not equal to each other,
상기 절연파괴는 상기 배터리의 그라운드와 상기 스마트 PRA의 저전압 전원의 그라운드 간 단락으로 절연이 파괴된 상태이며, 상기 회로이상은 상기 제 1 또는 제 2 릴레이 이상, 상기 제 1 또는 제 2 전자식 스위치 이상 및 상기 부하의 회로 이상 중 적어도 하나이다.Wherein the insulation breakdown is a state in which the insulation is broken due to a short circuit between the ground of the battery and the ground of the low voltage power source of the smart PRA and the circuit abnormality is a failure of the first or second relay, And the load circuit abnormality.
본 발명에 따르면 스마트 PRA의 진단 방법은 스마트 PRA의 고장유형을 세분화하여 판별할 수 있기 때문에 빠른 고장조치가 가능하게 하며, 상기 스마트 PRA의 고장이 발생하면, 이후 시퀀스 또는 동작을 중지하도록 하여, 상기 스마트 PRA의 고장으로 인한 문제가 전체 제품에 더 큰 영향을 끼치지 않도록 하여 제품 수리 비용을 절감할 수 있도록 한다.According to the present invention, since the diagnosis method of the smart PRA can discriminate the failure type of the smart PRA, it is possible to perform a quick failure action. If the failure of the smart PRA occurs, the sequence or operation is stopped, Reduce the cost of repairing the product by preventing the problems caused by the failure of the smart PRA from affecting the entire product.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법 중 수동적 진단 단계의 상세한 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법 중 능동적 진단 단계의 상세 조건을 나타낸 도표이다.1 is a schematic block diagram of a smart PRA according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a smart PRA according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a detailed process of the passive diagnosis step among the diagnostic methods of the smart PRA according to the present invention.
FIG. 4 is a table showing the detailed conditions of the active diagnostic step among the diagnostic methods of the smart PRA according to the present invention.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a smart PRA according to an embodiment of the present invention.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA(100)는 일측이 배터리(10)의 (+)단에 직렬로 연결되고 타측이 부하(20)와 직렬로 연결되는 제 1 릴레이(RL1)와, 상기 제 1 릴레이(RL1)와 병렬로 연결되는 제 1 전자식 스위치(SW1)와, 일측이 배터리(10)의 (-)단에 직렬로 연결되고 타측이 부하(20)와 직렬로 연결되는 제 2 릴레이(RL2)와, 상기 제 2 릴레이(RL2)와 병렬로 연결되는 제 2 전자식 스위치(SW2)와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)와 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a smart PRA 100 according to an embodiment of the present invention includes a first relay (not shown) having one side connected in series to the (+) terminal of the
본 발명의 일 실시예에서 상기 배터리(10)는 수백V급의 직류 전압을 출력하는 고전압 배터리가 적용되며, 이에 따라 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2) 역시 고전압 스위칭을 위한 고전압 릴레이들로 구성된다.In an embodiment of the present invention, the
상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)는 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)의 개방 시 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)의 접점에 발생하는 아크(arc)를 방지하기 위한 목적으로 구성되며, 이러한 전자식 스위치(SW1, SW2)는 온/오프 모드로 제어 가능한 소자로써, 예컨데 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)로 구현될 수 있다.The first and second electronic switches SW1 and SW2 are connected to an arc generated at the contacts of the first and second relays RL1 and RL2 when the first and second relays RL1 and RL2 are opened, The electronic switches SW1 and SW2 are controllable in an ON / OFF mode, and can be implemented as an insulated gate bipolar transistor (IGBT), for example.
도면에는 도시하지 않았으나 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1 및 SW2)와 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1 및 RL2)의 온/오프를 제어할 뿐만 아니라, 상기 제 1 릴레이의 일측의 전압(V1) 및 타측의 전압(V2)과 상기 제 2 릴레이의 일측의 전압(V3) 및 타측의 전압(V4)을 측정하여 그 값을 비교하여 상기 스마트 PRA(100)를 진단하는 역할을 한다. 상기 제어부가 전압을 측정하는 수단으로는 기 공지된 각종 전압 측정 수단을 적용할 수 있으며, 어느 하나의 측정 수단으로 한정하지 않는다.Although not shown in the drawing, the control unit not only controls ON / OFF of the first and second electronic switches SW1 and SW2 and the first and second relays RL1 and RL2, And the voltage V3 and the voltage V4 of the other side of the second relay are measured and the values are compared with each other to diagnose the
도 2는 본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a smart PRA according to the present invention.
도 2를 참조하면 먼저 상기 제어부가 진단 신호를 입력받는 진단 신호 입력 단계(S10)를 수행한다. 상기 진단 신호는 상기 배터리(10) 및 상기 스마트 PRA(100)를 제어하는 외부장치 또는 상기 스마트 PRA(100)의 성능을 검증하기 위한 외부 시험장치로부터 입력받을 수 있다. 일 예로 자동차의 BMS(Battery Management System)가 될 수 있다.Referring to FIG. 2, the control unit performs a diagnostic signal input step (S10) in which a diagnostic signal is input. The diagnosis signal may be input from an external device for controlling the
다음으로 상기 제어부는 입력받은 진단신호에 따라 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이(RL1 또는 RL2) 중 어느 한 릴레이의 일측 전압값, 타측 전압값 및 나머지 릴레이의 일측 전압값을 비교하여 상기 제 1 릴레이(RL1) 또는 상기 제 2 릴레이(RL2)에 대해 정상, 배터리 전원불량, 부하측 단락 및 접점불량 중 어느 하나로 판정하는 수동적 진단 단계(S20)을 수행한다. 상기 수동적 진단 단계(S20)에서 진단 결과를 판단하는 조건 및 상세한 과정은 후술하기로 한다.Next, the control unit compares one voltage value, the other voltage value, and one voltage value of the other relay of the first relay or the second relay (RL1 or RL2) according to the inputted diagnosis signal, A passive diagnosis step (S20) is performed for determining whether the relay (RL1) or the second relay (RL2) is normal, battery power failure, short circuit on the load side, or contact failure. The conditions for determining the diagnostic result in the passive diagnosis step S20 and the detailed procedure will be described later.
다음으로 상기 제어부는 상기 수동적 진단 단계(S20)의 결과가 정상이면 상기 스마트 PRA(100)의 동작 시퀀스를 진행(S31)하고, 정상이 아니면 상기 동작 시퀀스를 진행하지 않고 종료하는 동작 여부 판단 단계(S30)를 수행한다. Next, if the result of the passive diagnosis (S20) is normal, the control unit proceeds to step S31 of the operation sequence of the
도면에는 도시하지 않았으나 본 발명의 일 실시예에서 상기 제어부는 상기 수동적 진단 단계(S20)의 결과가 정상이면 상기 진단 신호 입력 단계(S10)에서 진단 신호를 입력받은 외부장치 또는 외부 시험장치에 결과를 전송하고, 이에 따른 동작 시퀀스 진행 응답을 받아 상기 스마트 PRA(100)의 동작 시퀀스를 진행(S31)한다.Although not shown in the figure, in an embodiment of the present invention, if the result of the passive diagnosis step S20 is normal, the controller outputs a result to an external device or an external testing device, And proceeds with the operation sequence of the
상기 동작 시퀀스는 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)를 온 시키는 동작의 시퀀스이다.The operation sequence is a sequence of operations for turning on the first and second relays RL1 and RL2.
상기 동작 여부 판단 단계(S30)는 상기 수동적 진단 단계(S20)의 진단 결과가 정상이 아니면 상기 스마트 PRA(100)에 불량이 발생하여 정상적으로 동작을 수행할 수 없다고 판단하여 동작을 제한하기 위한 과정이다.The operation determination step S30 is a process for determining that the
상기 동작 여부 판단 단계(S30)에서 상기 스마트 PRA(100)의 동작이 제한되면 상기 제어부는 상기 수동적 진단 단계(S20)의 진단 결과를 통해 상기 스마트 PRA(100)에 어떤 종류의 불량이 발생하였는지 확인하여, 이를 외부의 디스플레이 장치 또는 시험장치에 전송하여, 외부의 사용자 또는 검사자가 불량의 종류를 쉽게 인지하여 적절하게 조치하도록 구성할 수 있다.If the operation of the smart PRA 100 is limited in the operation determination step S30, the controller determines whether the smart PRA 100 has a faulty type through the diagnosis result of the passive diagnosis step S20 And it is transmitted to an external display device or a test device so that an external user or an examiner can easily recognize the type of the defect and appropriately take measures.
다음으로 상기 동작 여부 판단 단계(S30) 이후에, 상기 제어부가 상기 수동적 진단(S20)의 결과가 정상이라고 판정하여 상기 스마트 PRA 동작 시퀀스를 진행(S31)할 때, 상기 제어부는 미리 정해진 주기에 따라 상기 제 1 릴레이(RL1)의 일측 전압값(V1)과 상기 제 2 릴레이(RL2)의 일측 전압값(V3)을 비교하고, 상기 제 1 릴레이(RL1)의 타측 전압값(V2)과 상기 제 2 릴레이(RL2)의 타측 전압값(V4)을 비교하여 정상, 절연파괴, 각각의 릴레이 또는 전자식 스위치 불량 및 회로이상 중 어느 하나로 판정하는 능동적 진단 단계(S40)를 수행한다. 상기 동작 시퀀스가 진행되는 중에는 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)가 상기 제어부에 의해 모두 온 제어된 상태이며 상기 능동적 진단(S40)을 수행하는 주기인 미리 정해진 시간은 상기 제어부가 상기 능동적 진단(S40)을 수행하는데 소요되는 시간보다 큰 값으로 적절히 정할 수 있다. 상기 능동적 진단 단계(S40)에서 진단 결과를 판단하는 상세 조건은 후술하기로 한다.Next, when the control unit determines that the result of the passive diagnosis (S20) is normal after the operation determination step (S30) and proceeds to the step S31 of the smart PRA operation sequence (S31), the control unit The first relay RL1 compares one voltage value V1 of the first relay RL1 and one voltage value V3 of the second relay RL2 and compares the voltage value V2 of the first relay RL1 with the other voltage value V2 of the first relay RL1, And the other side voltage value V4 of the second relay RL2 to perform an active diagnostic step S40 for determining normal, insulation breakdown, failure of each relay, electronic switch failure or circuit abnormality. During the operation sequence, the first and second relays RL1 and RL2 and the first and second electronic switches SW1 and SW2 are all turned on by the control unit, May be appropriately determined to be a value larger than a time required for the controller to perform the active diagnosis (S40). Detailed conditions for determining the diagnosis result in the active diagnostic step S40 will be described later.
마지막으로 상기 능동적 진단 단계(S40)의 결과가 정상이 아닌 경우에는(S50), 상기 제어부가 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)의 동작을 정지(S51)하는 동작 정지 단계를 수행한다. 상기 능동적 진단 단계(S40)의 결과가 정상이면, 상기 제어부는 상기 능동적 진단(S40)의 진단 주기에 따라 다시 상기 능동적 진단을(S40) 수행한다. If the result of the active diagnostic step S40 is not normal (S50), the control unit switches the first and second relays RL1 and RL2 and the first and second electronic switches SW1 and SW2, (Step S51). If the result of the active diagnostic step S40 is normal, the controller performs the active diagnosis again in step S40 according to the diagnostic period of the active diagnostic step S40.
상기 동작 정지 단계 이후, 상기 제어부는 상기 능동적 진단 단계(S40)의 진단 결과를 통해 동작 중인 상기 스마트 PRA(100)에 어떤 종류의 불량이 발생하였는지 확인할 수 있으며 이를 외부의 디스플레이 장치 또는 시험장치에 전송하여 외부의 사용자 또는 검사자가 불량의 종류를 쉽게 인지하여 적절하게 조치할 수 있도록 구성할 수도 있다.After the termination of the operation, the controller can check what type of defects have occurred in the
도 3은 본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법 중 수동적 진단 단계의 상세한 과정을 나타낸 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a detailed process of the passive diagnosis step among the diagnostic methods of the smart PRA according to the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 수동적 진단 단계(S20)는 배터리 전원 불량 판단 단계(S110), 부하측 단락 판단 단계(S120) 및 접점불량 판단 단계(S130)로 다시 상세하게 나누어 질 수 있다. 먼저 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)와 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)가 오프된 상태에서, 상기 제 1 및 제 2 릴레이의 일측 전압값(V1, V3)이 각각 기 설정된 배터리 전원 규격을 만족하면 정상으로 판단(S111)하고, 만족하지 않으면 배터리 전원 불량으로 판단(S112)하여 진단을 종료하는 배터리 전원 불량 판단 단계(S110)를 수행한다. 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값(V1)은 상기 배터리(10)의 (+)단의 전압값이며, 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값(V3)은 상기 배터리(10)의 (-)단의 전압값과 같다. 상기 배터리 전원 불량 판단 단계(S110)는 상기 배터리(10)의 (+)단 및 (-)단 전원이 정상적으로 출력되고 있는지 확인하기 위한 과정이며, 상기 배터리 전원 규격은 각 실시 예에 적용된 배터리의 출력 전압 규격에 상기 제어부의 측정오차 범위를 적용하여 적절하게 정할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 상기 배터리(10)의 (+)단의 전압값과 (-)단의 전압값은 전류의 방향만 반대이며 동일한 값을 가지도록 정하였다.Referring to FIG. 3, the passive diagnosis step S20 may be further divided into a battery power failure determination step S110, a load side shortage determination step S120, and a contact failure determination step S130. The control unit controls the first and second electronic switches SW1 and SW2 and the first and second relays RL1 and RL2 to turn off the voltage values V1 and V2 of the first and second relays, (S111). If it is determined that the battery power is not satisfied (S112), it is determined that the battery power is defective (S112). One side voltage value V1 of the first relay is a voltage value of the positive terminal of the
다음으로 상기 제어부는 상기 배터리 전원 규격 판단 단계(S110)의 판단결과가 정상이면, 상기 제 1 릴레이(RL1) 또는 상기 제 2 릴레이(RL2) 중 진단 대상 릴레이를 온 제어한 후(S119), 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 나머지 릴레이의 일측 전압값을 비교하여 같으면 정상으로 판단(S121)하고, 같지 않으면 부하측 단락으로 판단(S122)하여 진단을 종료하는 부하측 단락 판단 단계(S120)를 수행한다. 상기 진단 대상 릴레이를 온 제어하면 상기 진단 대상 릴레이의 타측에 연결된 상기 부하(20)가 상기 릴레이의 일측과 전기적으로 연결이 되고 이에 따라 상기 부하(20)의 이상 여부가 상기 진단 대상 릴레이의 일측에 영향을 미칠 수 있다. 상기 배터리 전원 불량 판단 단계(S110)에서 서술했듯이 상기 배터리(10)의 (+)단의 전압값과 (-)단의 전압값은 전류 방향만 반대이며 동일한 값을 가지므로 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 나머지 릴레이의 일측 전압값은 정상인 경우 같아야 한다. 그러나 만약 상기 부하(10)의 회로 특정지점과 접지 간 단락이 발생하면 상기 진단 대상 릴레이의 일측의 전압값은 단락된 상기 부하(20)에 의해 전압 분배되어 정상 값보다 낮게 측정되어 나머지 릴레이의 일측 전압값과 다르게 되므로 이 결과를 통해 부하측 단락을 판단할 수 있다.Next, if the determination result of the battery power standard determination step (S110) is normal, the controller turns on the diagnosis target relay among the first relay (RL1) or the second relay (RL2) (S119) Side voltage value of the relay to be diagnosed is compared with the one-side voltage value of the remaining relay, the load-side short-circuit determination step (S120) is performed when it is determined to be normal (S121) . The
다음으로 상기 제어부는 상기 부하측 단락 판단 단계(S120)의 판단결과가 정상이면, 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 타측 전압값을 비교하여 같으면 정상으로 판단(S131)하여 진단을 종료하고, 같지 않으면 상기 진단 대상 릴레이의 접점불량으로 판단(S132)하여 진단을 종료하는 접점불량 판단 단계(S130)를 수행한다. 상기 진단 대상 릴레이가 온 제어되면 상기 릴레이의 일측과 타측이 접점을 통해 전기적으로 연결되므로 상기 일측의 전압값과 상기 타측의 전압값은 같아야 한다. 만약 두 전압값이 다르게 측정되었다면 상기 진단 대상 릴레이의 일측과 타측을 연결하는 상기 진단 대상 릴레이의 접점에 불량이 발생한 것이므로 상기 진단 대상 릴레이의 접점불량을 판단할 수 있다.Next, if the judgment result of the load side short-circuit determination step (S120) is normal, the control unit compares one voltage value and the other voltage value of the diagnosis target relay to determine that they are normal (S131) It is determined that the contact point of the relay to be diagnosed is defective (S132), and the contact failure determination step (S130) for terminating the diagnosis is performed. When the diagnosis target relay is on-controlled, one side and the other side of the relay are electrically connected through a contact, so that the voltage value of the one side and the voltage value of the other side should be the same. If the two voltage values are measured differently, it is possible to determine the contact failure of the diagnosis target relay because a failure has occurred in the contact of the diagnosis target relay which connects one side and the other side of the diagnosis target relay.
마지막으로 진단이 종료되면 상기 부하측 단락 판단 단계(S120) 이전에 온 제어 된 진단 대상 릴레이(RL1 또는 RL2)를 오프 제어하는 과정을 수행한다. 상기 제어부는 상기 진단 대상 릴레이(RL1 또는 RL2) 개방시 발생할 수 있는 아크(arc)를 방지하기 위해 상기 진단 대상 릴레이(RL1 또는 RL2)와 병렬로 연결되어 있는 전자식 스위치(SW1 또는 SW2)를 먼저 온 제어 한 후(S133), 상기 온 제어된 진단 대상 릴레이(RL1 또는 RL2)를 오프 제어한다(S134). 상기 진단 대상 릴레이(RL1 또는 RL2)가 완전히 오프되고 나면 상기 제어부는 상기 온 제어된 전자식 스위치(SW1 또는 SW2)를 오프 제어(S135)하고, 상기 수동적 진단 단계(S20)를 종료한다.Finally, when the diagnosis is completed, a process of turning off the on-diagnosis relay RL1 or RL2 that is turned on before the load-side shortage determination step S120 is performed. The controller may switch the electronic switch SW1 or SW2 connected in parallel with the diagnosis target relay RL1 or RL2 to the diagnosis target relay RL1 or RL2 to prevent an arc that may occur when the diagnosis target relay RL1 or RL2 is opened. (S133), and turns off the on-state diagnosis object relay (RL1 or RL2) controlled (S134). After the diagnosis target relay RL1 or RL2 is completely turned off, the control unit turns off the on-control electronic switch SW1 or SW2 (S135) and ends the passive diagnosis step S20.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 PRA의 진단 방법 중 능동적 진단 단계의 상세 진단 조건을 나타낸 도표이다.FIG. 4 is a chart showing detailed diagnostic conditions of the active diagnostic step among the diagnostic methods of the smart PRA according to the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 능동적 진단 단계(S40)는 상기 제어부가 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값(V1)과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값(V3)을 비교하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값(V2)과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값(V4)을 비교하여 각각 같으면 정상으로 진단하고, 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값(V1)과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값(V3)이 같지 않을 때, 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값(V1)과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값(V3) 중 어느 한 전압값이 0V이면 절연파괴로 진단하고, 어느 한 전압값이 낮으면 낮은 전압값이 측정된 일측 릴레이 또는 상기 릴레이와 병렬로 연결된 전자식 스위치의 불량으로 진단하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값(V2)과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값(V4)이 같지 않으면 회로이상으로 진단하는 단계이다.Referring to FIG. 4, in the active diagnosis step S40, the controller compares the voltage value V1 on one side of the first relay and the voltage value V3 on the one side of the second relay, (V1) of the first relay and the voltage value (V3) of one side of the second relay are compared with each other, and when the voltage value (V2) , If the voltage value of one side of the first relay (V1) and the voltage of the one side of the second relay (V3) is 0V, diagnosis is made as dielectric breakdown, and if any voltage value is low (V2) of the first relay and the other voltage value (V4) of the second relay are not equal to each other, the circuit abnormality is diagnosed by the failure of the one-side relay or the electronic switch connected in parallel with the relay, .
상기 능동적 진단 단계(S40)에서 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)는 온 제어된 상태이고, 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)의 타측에 상기 부하(20)가 연결되어 있는 상태이므로 상기 제 1 및 제 2 릴레이의 일측과 타측의 전압값(V1, V2, V3 및 V4)은 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)의 일측에 연결된 상기 배터리(10) 전원이 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)의 타측에 연결된 상기 부하(20)측 회로에 의해 전압 분배되어 상기 배터리(10) 전원 규격보다 낮은 값으로 측정되며 그 값은 모두 동일한 것이 정상이다.In the active diagnosis step S40, the first and second relays RL1 and RL2 and the first and second electronic switches SW1 and SW2 are on-controlled and the first and second relays RL1 and RL2 V2, V3 and V4 of the first and second relays are connected to the first and second relays RL1 and RL2, respectively, because the
만약 상기 V1, V2, V3 및 V4의 전압값이 동일하지 않은 경우, 상기 스마트 PRA에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 측정된 전압값의 조건에 따라 절연파괴, 릴레이 또는 전자식 스위치 불량 및 회로이상으로 구분할 수 있다.If the voltage values of V1, V2, V3 and V4 are not equal to each other, it can be determined that an abnormality has occurred in the smart PRA. Depending on the condition of the measured voltage value, .
상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 릴레이의 일측 전압값(V1, V3) 중 어느 한 전압값이 0V일 경우, 절연파괴로 판단한다. 상기 절연파괴는 상기 배터리(10)의 그라운드와 상기 스마트 PRA(100)의 저전압 전원의 그라운드 간 단락으로 절연이 파괴된 상태이며, 절연파괴인 경우 본 발명의 일 실시예에 적용된 상기 배터리(10) 내부 회로 구조에 의해 어느 상기 배터리(10)의 (+)단 또는 마이너스만의 전압값이 0V가 된다. 상기 스마트 PRA(100)의 저전압 전원은 상기 스마트 PRA(100)의 제어부에서 통신 또는 제어장치들을 구동하기 위해 사용되는 5V 또는 12V 전원이 해당된다.If the voltage value of one side of the first and second relays (V1, V3) is 0V, the control unit determines that the insulation breakdown occurs. The insulation breakdown is a state in which the insulation is broken due to a short circuit between the ground of the
상기 제어부는 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값(V1)과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값(V3) 중 어느 한 전압값이 더 작고 0V 가 아닌 경우, 더 작은 전압값이 측정된 일측의 릴레이 또는 상기 릴레이와 병렬로 연결된 전자식 스위치의 불량으로 판단한다. 이 경우 본 발명의 일 실시예에 적용된 상기 배터리(10) 내부 회로 구조 및 상기 부하(20) 회로에 의한 결과이며, 다른 실시예에서는 다른 조건에 의해 판단될 수도 있다.When the voltage value of one side of the first relay and the voltage value of one side of the second relay are smaller than 0V, It is determined that the electronic switch connected in parallel with the relay is defective. In this case, the internal circuit structure of the
상기 제어부는 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값(V2)과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값(V4)이 다르면 회로이상으로 판단한다. 상기 회로이상은 상기 제 1 또는 제 2 릴레이(RL1 또는 RL2) 이상, 상기 제 1 또는 제 2 전자식 스위치(SW1 또는 SW2) 이상 및 상기 부하(20)의 회로 이상 중 적어도 하나인 경우로써 상기 제 1 및 제 2 릴레이(RL1, RL2)와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치(SW1, SW2)와 상기 배터리(10) 및 상기 부하(20)가 모두 연결되어 동작하고 있는 상황에서, 상기 제어부가 상기 회로이상의 경우 중 어느 경우인지 구분하는 것은 어려우며 상기 회로이상을 더 정밀하게 구분하고자 하는 경우에는 진단 및 동작을 종료한 후 상기 수동적 진단(S20)을 수행하거나 실제 회로를 직접 검사하는 것이 바람직하다.If the voltage V2 of the first relay and the voltage V4 of the second relay are different from each other, the controller determines that the circuit is abnormal. Wherein the circuit abnormality is at least one of the first or second relay (RL1 or RL2), the first or second electromagnetic switch (SW1 or SW2), or the circuit abnormality of the load (20) And the second relay (RL1, RL2) and the first and second electronic switches (SW1, SW2), the battery (10) and the load (20) are connected and operated, It is difficult to distinguish between the above cases. In the case where the circuit abnormality is to be more precisely classified, it is preferable to perform the passive diagnosis (S20) after completion of the diagnosis and operation, or to directly test the actual circuit.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the appended claims, The genius will be so self-evident. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 스마트 PRA
10 : 배터리
20 : 부하
RL1 : 제 1 릴레이
RL2 : 제 2 릴레이
SW1 : 제 1 전자식 스위치
SW2 : 제 2 전자식 스위치
V1 : 제 1 릴레이의 일측 전압값
V2 : 제 1 릴레이의 타측 전압값
V3 : 제 2 릴레이의 일측 전압값
V4 : 제 2 릴레이의 타측 전압값100: Smart PRA
10: Battery 20: Load
RL1: first relay RL2: second relay
SW1: first electronic switch SW2: second electronic switch
V1: voltage value of one side of the first relay V2: voltage value of the other side of the first relay
V3: voltage value of one side of the second relay V4: voltage value of the other side of the second relay
Claims (5)
상기 제어부가 진단 신호를 입력받는 진단 신호 입력 단계;
상기 제어부가 입력받은 진단신호에 따라 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이 중 어느 한 릴레이의 일측 전압값, 타측 전압값 및 나머지 릴레이의 일측 전압값을 비교하여 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이에 대해 정상, 배터리 전원불량, 부하측 단락 및 접점불량 중 어느 하나로 판정하는 수동적 진단 단계; 및
상기 제어부가 상기 수동적 진단 단계의 진단 결과가 정상이면 상기 스마트 PRA의 동작 시퀀스를 진행하고, 정상이 아니면 상기 동작 시퀀스를 진행하지 않는 동작 여부 판단 단계; 를 포함하는 스마트 PRA의 진단 방법.A first relay in which one side is connected in series to the (+) terminal of the battery and the other side is connected in series with the load; a first electronic switch connected in parallel with the first relay; A second relay connected in series and the other of which is connected in series with the load, a second electronic switch connected in parallel with the second relay, and a second relay connected between the first and second electronic switches and the first and second relays A method for diagnosing a smart PRA comprising a controller,
A diagnostic signal input step in which the control unit receives a diagnostic signal;
The control unit compares one voltage value, the other voltage value, and one voltage value of the remaining relays of any one of the relays of the first relay or the second relay in accordance with the diagnostic signal input to the first relay or the second relay, A passive diagnosis step of determining whether the battery is normal, battery power failure, load side short-circuit, or contact failure; And
Determining whether the operation sequence of the smart PRA is in progress if the diagnostic result of the passive diagnostic step is normal and not proceeding the operation sequence if it is not normal; A method for diagnosing a smart PRA.
상기 수동적 진단 단계는,
상기 제어부가 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치와 상기 제 1 및 제 2 릴레이가 오프된 상태에서, 상기 제 1 및 제 2 릴레이의 일측 전압값이 각각 기 설정된 배터리 전원 규격을 만족하면 정상으로 판단하고, 만족하지 않으면 배터리 전원 불량으로 판단하여 진단을 종료하는 배터리 전원 불량 판단 단계;
상기 배터리 전원 규격 불량 단계의 판단결과가 정상이면, 상기 제 1 릴레이 또는 상기 제 2 릴레이 중 진단 대상 릴레이를 온 제어한 후, 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 나머지 릴레이의 일측 전압값을 비교하여 같으면 정상으로 판단하고, 같지 않으면 부하측 단락으로 판단하여 진단을 종료하는 부하측 단락 판단 단계; 및
상기 부하측 단락 판단 단계의 판단결과가 정상이면, 상기 진단 대상 릴레이의 일측 전압값과 타측 전압값을 비교하여 같으면 정상으로 판단하고, 같지 않으면 상기 진단 대상 릴레이의 접점불량으로 판단하여 진단을 종료하는 접점불량 판단 단계; 를 포함하는 스마트 PRA의 진단 방법.The method according to claim 1,
The passive diagnostic step comprises:
When the first and second electronic switches and the first and second relays are off, the controller determines that one side voltage value of each of the first and second relays satisfies predetermined battery power standards, A battery power failure determination step of determining that the battery power is defective and terminating the diagnosis if the battery power is not satisfied;
If the determination result of the battery power standard defective step is normal, the diagnosis target relay among the first relay or the second relay is turned on, and one voltage value of the relay to be diagnosed is compared with one voltage value of the remaining relays A load-side short-circuit determination step of determining a load-side short-circuit and terminating the diagnosis if it is determined that the same is true; And
If the judgment result of the load side short-circuit judging step is normal, it is judged as normal if one side voltage value of the relay to be diagnosed is equal to the other side voltage value and if not, it is judged that the relay of the diagnosis object is faulty, Failure determination step; A method for diagnosing a smart PRA.
상기 동작 여부 판단 단계 이후에, 상기 제어부가 수동적 진단의 결과가 정상이라고 판정하여 상기 동작 시퀀스를 진행할 때,
상기 제어부가 미리 주기에 따라 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값을 비교하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값을 비교하여 정상, 절연파괴, 릴레이 또는 전자식 스위치 불량 및 회로이상 중 어느 하나로 판정하는 능동적 진단 단계; 및
상기 능동적 진단 단계의 결과가 정상이 아닌 경우, 상기 제 1 및 제 2 릴레이와 상기 제 1 및 제 2 전자식 스위치의 동작을 정지하는 동작 정지 단계; 를 더 포함하는 스마트 PRA의 진단 방법.The method according to claim 1,
When the control unit determines that the result of the manual diagnosis is normal and proceeds the operation sequence after the operation determination step,
The control unit compares the voltage value of one side of the first relay and the voltage value of one side of the second relay according to a predetermined period and compares the other side voltage value of the first relay and the other side voltage value of the second relay, An active diagnostic step of determining a failure of an insulation breakdown, a relay or an electronic switch failure or a circuit abnormality; And
Stopping the operations of the first and second relays and the first and second electronic switches when the result of the active diagnostic step is not normal; Further comprising the steps of:
상기 능동적 진단 단계는 상기 제어부가 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값을 비교하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값을 비교하여 각각 같으면 정상으로 진단하고, 상기 제 1 릴레이의 일측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 일측 전압값 중 어느 한 전압값이 0V이면 절연파괴로 진단하고, 어느 한 전압값이 낮으면 낮은 전압값이 측정된 일측 릴레이 또는 상기 릴레이와 병렬로 연결된 전자식 스위치의 불량으로 진단하고, 상기 제 1 릴레이의 타측 전압값과 상기 제 2 릴레이의 타측 전압값이 같지 않으면 회로이상으로 진단하는 스마트 PRA의 진단 방법.The method of claim 3,
In the active diagnostic step, the control unit compares one voltage of the first relay and one voltage of the second relay, compares the other voltage of the first relay and the other voltage of the second relay, Diagnosis is made to be normal if any one of the voltage value of the first relay and the voltage value of one side of the second relay is 0 V. If a voltage value is low, a low voltage value is measured Diagnosing a failure of one of the relays or an electronic switch connected in parallel with the relay and diagnosing the circuit abnormality if the other voltage value of the first relay and the other voltage value of the second relay are not equal.
상기 절연파괴는 상기 배터리의 그라운드와 상기 스마트 PRA의 저전압 전원의 그라운드 간 단락으로 절연이 파괴된 상태이며, 상기 회로이상은 상기 제 1 또는 제 2 릴레이 이상, 상기 제 1 또는 제 2 전자식 스위치 이상 및 상기 부하의 회로 이상 중 적어도 하나인 스마트 PRA의 진단 방법. 5. The method of claim 4,
Wherein the insulation breakdown is a state in which the insulation is broken due to a short circuit between the ground of the battery and the ground of the low voltage power source of the smart PRA and the circuit abnormality is a failure of the first or second relay, And the load circuit abnormality.
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