KR20200042129A - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 배터리가 공급하는 프리 차징의 검출 기준을 세분화하여 제어 회로의 오작동을 정밀하게 진단할 수 있는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예예 따른 차량은, 배터리와 커패시터를 연결 또는 차단하는 적어도 하나의 릴레이를 포함하는 릴레이 어셈블리; 상기 커패시터의 전압을 획득하는 센서부; 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하고, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어방법{VEHICLE AND CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 차량 및 그 제어방법에 관한 것으로 프리 차지(Pre Charge)를 이용한 고장 진단을 위한 기술에 관한 것이다.
친 환경차는 안전과 제어의 목적으로 배터리의 전원을 파워 릴레이 어셈블리(PRA, Power Relay Assembly)를 통해 전압을 공급 및 차단 할 수 있다.
한편, 연결된 제어기들은 안정적인 전원 공급을 받기 위해 전원 입력단에 커패시터를 포함할 수 있다. 특히 인버터는 대용량 커패시터를 포함할 수 있다.
이 커패시터는 파워 릴레이 어셈블리의 릴레이가 온(On)이 되는 동시에 전원이 공급되면서 자동적으로 충전이 될 수 있다. 파워 릴레이 어셈블리의 릴레이는 양단에 릴레이를 두고 있고, 이 중 한 단에 저항(레지스터)을 통해 전원 공급이 되는 라인을 두어 커패시터에 급격한 충전을 방지할 수 있다.
한편, 레지스터 라인을 통하여 커패시터 충전 시 발생할 수 있는 급격한 전류 흐름에 의한 릴레이 융착 또는 스파크 등을 막을 수 있기에 프리 차징(Pre Charging)을 실시할 수 있다.
그러나 프리차징 중에 고장상태라고 진단된 경우 파워 릴레이 어셈블리 를 교체하고, 고전압 배터리를 제어하는 BMS(battery management system)를 교체하고 그 밖의 다른 부품들을 확인 하는 과정을 거치면서 고장 난 부품이 아닌 경우에도 교체하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 차량의 배터리가 공급하는 프리 차징의 검출 기준을 세분화하여 제어 회로의 오작동을 정밀하게 진단할 수 있는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예예 따른 차량은, 배터리와 커패시터를 연결 또는 차단하는 적어도 하나의 릴레이를 포함하는 릴레이 어셈블리; 상기 커패시터의 전압을 획득하는 센서부; 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하고, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.
일 실시예에 다른 차량은 부품부;를 더 포함하고,
상기 센서부는, 상기 제어부의 입력 전류를 획득하고,
상기 제어부는, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는 경우, 상기 부품부에 협조 제어 신호를 송신하고, 기 시동 시점 이후 사용자가 차량의 시동을 오프하면, 미리 결정된 시간 동안 상기 협조 제어 신호에 기초한 상기 제어부의 입력 전류를 측정하여 상기 부품부의 정상 동작 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예예 다른 차량은 경고 메시지를 출력하는 출력부;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 상기 출력부에 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 사용자가 차량의 시동을 오프한 시점 이후, 상기 사용자가 차량의 시동은 온(On)한 경우, 상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 상기 출력부에 출력하는 차량.
상기 제어부는, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 도달하지 못하면, 상기 릴레이 어셈블리를 제어하여 상기 배터리의 전압 공급을 차단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역을 초과하면, 상기 커패시터에 연결된 인버터에 전압을 공급할 수 있다.
상기 릴레이 어셈블리는, 적어도 하나의 저항을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 적어도 하나의 저항을 통하여 상기 커패시터에 전압을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 커패시터의 전압을 획득하고, 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하고, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 것을 포함한다.
일 실시예예 다른 차량 제어방법은, 제어부의 입력 전류를 획득하는 것을 더 포함하고, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는 경우,
상기 부품부에 협조 제어 신호를 송신하고, 상기 시동 시점 이후 사용자가 차량의 시동을 오프하면, 미리 결정된 시간 동안 상기 협조 제어 신호에 기초한 상기 제어부의 입력 전류를 측정하여 상기 부품부의 정상 동작 여부를 판단하는 것;을 더 포함한다.
일 실시예예 따른 차량 제어방법은, 상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 출력하는 것;을 더 포함한다.
상기 경고 메시지를 출력하는 것은, 상기 사용자가 차량의 시동을 오프한 시점 이후, 상기 사용자가 차량의 시동은 온(On)한 경우, 상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 상기 시동 시점에서 상기 커패시터의 전압이 상기 미리 결정된 기준 전압 영역에 도달하지 못하면, 상기 배터리의 전압 공급을 차단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 제어방법은, 상기 시동 시점에서 상기 커패시터의 전압이 상기 미리 결정된 기준 전압 영역을 초과하면, 상기 커패시터에 연결된 인버터에 전압을 공급하는 것을 포함한다.
상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하는 것은,
상기 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 적어도 하나의 저항을 통하여 상기 커패시터에 전압을 공급하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법은 차량의 배터리가 공급하는 프리 차징의 검출 기준을 세분화하여 제어 회로의 오작동을 정밀하게 진단할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.
도2는 일 실시예에 따른 차량의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도3은 일 실시예에 따른 차량의 제어블럭도를 나타낸 도면이다.
도4는 일 실시예에 따른 부품부를 제시한 도면이다.
도5는 일 실시예에 따른 배터리 및 다른 부하들의 연결을 제어하는 릴레이를 도시한 회로도이다.
도6는 일 실시예에 출력부의 동작을 나타내기 위한 도면이다.
도7은 일 실시예에 따른 기준 전압 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도8은 일 실시예예 따른 순서도를 나타낸 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량을 나타낸 도면이다.
도1에 나타낸 차량(100)은 모터를 구비한다. 따라서 모터를 구동하기 위한 전력을 저장할 고전압 배터리(102)가 필요하다. 일반적인 내연 기관 자동차에도 엔진 룸의 한쪽에 보조 배터리가 마련된다. 하지만 차량(100)의 경우 크기가 큰 대용량의 고전압 배터리가 요구된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)에서는 2열 승객석 하부 공간에 고전압 배터리(102)를 설치한다. 고전압 배터리(102)에 저장되는 전력은 모터를 구동하여 동력을 발생시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 고전압 배터리(102)는 리튬 배터리일 수 있다.
차량(100)에는 충전 소켓(104)이 마련된다. 충전 소켓(104)에는 외부의 완속 충전기(150)의 충전 커넥터(152)가 연결됨으로써 고전압 배터리(102)의 충전이 이루어질 수 있다. 즉 완속 충전기(150)의 충전 커넥터(152)를 차량(100)의 충전 소켓(104)에 연결하면 전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)가 충전된다.
도2는 일 실시예에 따른 차량의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도2를 참조하면, 대시보드(29)의 중앙 영역에는 AVN(Audio Video Navigation) 디스플레이(371)와 AVN 입력부(361)가 마련될 수 있다. AVN 디스플레이(371)는 오디오 화면, 비디오 화면 및 내비게이션 화면 중 적어도 하나를 선택적으로 표시할 수 있고, 뿐만 아니라 차량(100)과 관련된 각종 제어 화면 또는 부가기능과 관련된 화면을 표시할 수 있다.
AVN 디스플레이(371)는LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구현될 수 있다.
AVN 입력부(361)는 AVN 디스플레이(371)와 인접한 영역에 하드 키 타입으로 마련될 수도 있고, AVN 디스플레이(371)가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우에는 AVN 디스플레이(371)의 전면에 터치 패널 형태로 마련될 수도 있다.
또한, 운전석(18L)와 조수석(18R) 사이에 죠그 셔틀(jog shuttle) 타입의 센터 입력부(62)가 마련될 수도 있다. 사용자는 센터 입력부(62)를 돌리거나 가압하거나 상, 하, 좌 또는 우 방향으로 미는 방식으로 제어 명령을 입력할 수 있다.
차량(100)에는 음향을 출력할 수 있는 음향 출력부(380)가 마련될 수 있고, 음향 출력부(380)는 스피커일 수 있다. 음향 출력부(380)는 오디오 기능, 비디오 기능, 내비게이션 기능 및 기타 부가 기능을 수행함에 있어 필요한 음향을 출력할 수 있다.
운전석(18L) 쪽의 대시보드(29)에는 스티어링 휠(27)이 마련되며, 스티어링 휠(27)과 인접한 영역에 스마트키(200; 일 예로서, 포브(FOB)키; 도 3 참조)를 삽입할 수 있는 키 홈(29a)가 형성될 수 있다. 키 홈(29a)에 스마트키(200)가 삽입되거나, 무선 통신망을 통해 스마트키(200)와 차량(100) 간의 인증이 완료되면 스마트키(200)와 차량(100)이 연결될 수 있다.
또한, 대시보드(29)에는 차량(100)의 시동을 온/오프 제어하는 시동 버튼(31)이 마련될 수 있고, 키 홈(29a)에 스마트키(200)가 삽입되거나, 무선 통신망을 통해 스마트키(200)와 차량(100) 간의 인증이 성공하면 사용자의 시동 버튼(31) 가압에 의해 차량(100)의 시동이 턴온될 수 있다.
한편, 차량(100)에는 공조 장치가 구비되어 난방 및 냉방을 모두 수행할 수 있으며, 가열되거나 냉각된 공기를 통풍구(21)를 통해 배출하여 차량(100) 내부의 온도를 제어할 수 있다.
도3은 일 실시예에 따른 차량의 제어블럭도를 나타낸 도면이다.
도3을 참고하면, 차량은 센서부(600), 출력부(300), 제어부(500), 부품부(400) 및 릴레이 어셈블리(700)를 포함할 수 있다.
센서부(600)는 차량에 마련된 커패시터의 전압을 획득할 수 있다. 또한 센서부(600)는 후술하는 제어부(500)로 유입되는 입력 전류를 측정할 수도 있다.
센서부(600)는 전류를 측정하는 전류 센서 및 전압을 측정하는 전압 센서를 포함할 수 있다. 전류 센서는 교류 전류 및 직류 전류를 감지하는 센서를 의미할 수 있다.
전류 센서가 전류를 감지하는 방법에는, 도넛 모양의 자심을 사용하여 1차 및 2차 코일을 자심에 감아 2차 전류를 측정함으로써 1차 전류를 감지하는 변류기 방식과, 전류에 의하여 생기는 자계 속에 홀 소자를 설치하여 홀 전압을 측정함으로써 자계의 강도 즉 전류의 강약을 감지하는 홀 소자 방식, 그리고 전류의 대소로 용단하는 시간이 다른 퓨즈 방식 등으로 구현될 수 있다.
차량은 모터를 구동하기 위한 전력을 저장할 배터리가 필요하다. 일반적인 내연 기관 자동차에도 엔진 룸의 한쪽에 보조 배터리가 마련될 수 있다.
배터리에 저장되는 전력은 모터를 구동하여 동력을 발생시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리는 리튬 배터리일 수 있다. 배터리는 인버터에 연결될 수 있다.
인버터는 배터리의 전력을 모터에서 요구되는 전기적 특성을 갖도록 변환하여 모터로 전달할 수 있다. 모터는 인버터를 통해 전달되는 전력에 의해 회전함으로써 동력을 발생시킬 수 있다.
커패시터는 인버터에 연결되어 배터리로부터 충전될 수 있다.
릴레이 어셈블리(700)는 적어도 하나의 릴레이를 포함할 수 있다. 구체적으로 릴레이 어셈블리(700)는 파워 릴레이 어셈블리(700)(Power Relay Assembly : PRA)로 구현될 수 있으며, 릴레이 어셈블리(700)는 메인 릴레이(702)와 프리-차지 릴레이(701)를 포함할 수 있다. 메인 릴레이(702)의 온/오프(on/off)에 따라서 배터리로부터 전류가 흘러 인버터 측으로 공급되고, 모터가 구동될 수 있다. 프리-차지 릴레이(701)는 배터리와 인버터의 커패시터가 메인 릴레이를 통해 연결되기 이전에, 인버터의 커패시터가 프리-차지(Pre-Charge) 되도록 하기 위한 회로로 구현될 수 있다.
출력부(300)는 사용자에게 경고 메시지를 출력할 수 있다. 출력부(300)는 상술한 AVN 디스플레이와 클러스터로 구성될 수 있다.
제어부(500)는 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하고, 상기 시동 시점에서 상기 센서부(600)가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 사용자가 차량에 시동 명령을 입력하면 제어부(500)는 릴레이 어셈블리(700)를 제어하여 프리 차지 릴레이로 커패 시터를 프리 차징 시킨 후, 정상 동작을 하는 경우로 판단되면, 이후 메인 릴레이를 이용하여 전압을 인버터로 공급할 수 있다.
기준 전압 영역은, 부품부(400)의 정상 동작 여부를 판단하기 위하여 미리 결정된 영역이다. 일 실시예에 따르면 커패시터의 전압은 프리 차징 실패 영역, 프리차징 문제 영역 및 프리차징 성공 영역으로 분류될 수 있으며 본 발명에서는 프리 차징 문제 영역이 기준 전압 영역으로 대응되었다.
제어부(500)는 제어부(500)의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 상기 출력부(300)에 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이 부품부(400)의 정상 동작 여부는 커패시터의 프리 차징 전압의 크기 및 시동을 끈 시점 이후의 입력 전류로부터 도출될 수 있다. 제어부(500)는 사용자가 차량의 시동을 오프한 시점 이후, 상기 사용자가 차량의 시동은 온(On)한 경우, 부품부(400)의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 상기 출력부(300)에 출력 할 수 있다.
한편 제어부(500)는 시동 시점에서 상기 센서부(600)가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 도달하지 못하면, 상기 릴레이 어셈블리(700)를 제어하여 상기 배터리의 전압 공급을 차단할 수 있다. 즉, 커패시터의 전압이 기준 전압 영역에 도달하지 못한 것은 전압이 프리차징 실패 영역에 있는 것으로 판단할 수 있으므로 제어부(500)는 인버터에 공급하는 전압을 차단할 수 있다.
반면 제어부(500)는 상기 시동 시점에서 상기 센서부(600)가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역을 초과하면, 상기 커패시터에 연결된 인버터에 전압을 공급할 수 있다. 즉 커패시터의 전압이 기준 전압 영역을 초과하는 경우는 프리 차징 성공 영역에 해당되는 것으로 정상 동작 범위에 포함되는 바 제어부(500)는 배터리의 전압을 인버터로 공급할 수 있다. 상술한 제어부(500)의 동작은 자세하게 후술한다.
도 3에 도시된 차량의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 3에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 부품부(400)를 나타낸 도면이다.
도4에서는 부품부의 예시를 나타내고 있으나, 부품부는 제어부가 정상 동작 여부를 진단할 수 있는 객체를 모두 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 차량(100)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (431)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) (432)과, 전자 제동 시스템(Electronic Braking System, EBS) (433)과, 전동 조향 장치(Electric Power Steering, EPS) (434)와, 차체 제어 모듈(body control module, BCM) (435)과, 오디오 장치(audio) (436)와, 공조 장치(heating/ventilation/air conditioning, HVAC) (437), 인버터(638) 및 후술할 센서부(600)와 전원 분배 장치를 포함할 수 있다. 부품부(400) 전력을 공급하는 보조 전원부가 마련될 수 있다.
엔진 관리 시스템(431)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 명령에 응답하여 엔진의 동작을 제어하고 엔진을 관리할 수 있다.예를 들어, 엔진 관리 시스템(431)은 엔진 토크 제어, 연비 제어, 엔진 고장 진단 등을 수행할 수 있다.
변속기 제어 유닛(432)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기의 동작을 제어할 수 있다.예를 들어, 변속기 제어 유닛(432)은 변속 제어, 클러치 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다.
전자 제동 시스템(433)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 명령에 응답하여 차량(1)의 제동 장치를 제어하고 차량(1)의 균형을 유지할 수 있다.예를 들어, 전자 제동 시스템(433)은 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 및 안정성 제어 장치(Electric Stability Control, ESC) 등을 포함할 수 있다.
전동 조향 장치(434)는 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 운전자를 보조할 수 있다.예를 들어, 전동 조향 장치(434)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키는 등 사용자의 조향 조작을 보조할 수 있다.
차체 제어 모듈(435)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다.예를 들어, 차체 제어 모듈(435)은 차량(1)에 설치된 도어 잠금 장치, 헤드 램프, 와이퍼, 파워 시트, 시트 히터, 클러스터, 룸 램프, 내비게이션, 다기능 스위치 등을 제어할 수 있다.
보조 전원부는 엔진의 회전력으로부터 생성된 전기 에너지를 저장하고, 차량(1)에 포함된 부품부(400) 에 전력을 공급할 수 있다.예를 들어, 차량(1)의 주행 중에 발전기는 엔진의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있으며, 보조 전원부는 발전기로부터 전기 에너지를 공급받아 저장할 수 있다.
이외에도 차량(100)은 운전자를 보호하고 운전자에게 편의를 제공하기 위한 전장 부품을 더 포함할 수 있다.예를 들어, 차량(100)은 도어 잠금 장치, 헤드 램프, 와이퍼, 파워 시트, 시트 히터, 클러스터, 룸 램프, 내비게이션, 다기능 스위치 등의 부품부(400) 을 포함할 수 있다.
이러한 부품부(400)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다.예를 들어, 부품부(400)는 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다.
한편, 도4에 제시된 구성들은 부품부(400) 의 일 예시에 불과하며 차량에서 물리적으로 동작하는 구성이라면 구성부의 일 예가 될 수 있음은 물론이다.
각 부품부(400)는 제어부(500)로부터 협력 제어 신호를 입력 받을 수 있고, 협력 제어 신호를 입력 받은 경우, 시동을 오프 하면 제어부(500)에 전류를 출력할 수 있다.
도5는 일 실시예에 따른 배터리 및 다른 부하들의 연결을 제어하는 릴레이를 도시한 회로도이고, 도6는 일 실시예에 따른 출력부(300)의 동작을 나타낸 도면이다.
도3내지6을 참고하면, 사용자의 시동 신호가 있으면 제어부(500)는 릴레이 어셈블리(700)에 포함된 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 커패시터에 전압을 공급할 수 있다. 이 때 스파크의 발생 및 릴레이 융착을 방지하고자 프리 차징 릴레이로 커패시터에 전압을 공급할 수 있다.
센서부(600)는 이 때의 커패시터(638-1)의 전압을 측정할 수 있다. 제어부(500)는 커패시터(638-1)의 전압이 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 기준 전압 영역에 대한 자세한 내용은 후술한다. 제어부(500)는 커패시터(638-1)의 전압이 기준 전압 영역에 해당하거나, 기준 전압 영역을 초과하는 경우 제어부(500)는 릴레이 어셈블리(700)를 이용하여 인버터(638)에 전압을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어부(500)는 적어도 하나의 메인 릴레이를 통하여 인버터(638)에 전압을 공급할 수 있다.
한편, 상술한 사용자의 시동 신호가 있고, 커패시터가 기준 전압 영역에 포함되는 경우 제어부(500)는 부품부(400)에 협조 제어 신호를 송신할 수 있다. 협조 제어 신호는 시동이 꺼진 후에도 미리 결정된 시간 동안 전류의 송신을 요청하는 신호로 부품부(400)의 정상 동작 여부를 판단하는 전류의 기초가 되는 신호이다.
제어부(500)는 시동 시점 이후 시동을 오프 한 시점에서 부품부(400)로부터 미리 결정된 시간 동안 전류를 입력받을 수 있다. 제어부(500)가 전류를 입력 받고, 이를 기초로 동작하여 부품부(400)가 정상 동작하는지 여부를 판단할 수 있다. 부품부(400)가 정상 동작하는 경우에는 제어부(500)의 부품부(400)의 프로세서 자체는 문제가 없는 것이므로 사용자는 차량에 포함된 고전압 입력부등이 정상적으로 동작하지 않는 것으로 판단하여 출력부(300)에 경고 메시지를 출력할 수 있다. 한편 제어부(500)가 상술한 동작을 기초로 부품부(400) 자체가 정상 동작하지 않는 것으로 판단한 경우에는 해당 부품부(400)의 고장과 관련된 경고 메시지를 출력부(300)에 출력할 수 있다. 구체적으로 각 부품부(400)가 정상적으로 동작하는 경우에는 부품부(400) 각각이 아닌 입력부 라인 등의 고장이 발생할 수 있는 것이므로 제어부(500)는 도6A에 제시된 바와 같이 출력부(300)에 "고전압 입력부 라인 점검 필요"의 경고 메시지를 출력할 수 있다. 한편, 각 부품부(400)로부터 전류를 입력 받아 판단하여 부품부(400)의 일부가 정상적으로 동작하지 않아 수리가 필요한 경우에는 도6B에 제시된 바와 같이 "에어컨 수리 필요"와 같은 경고 메시지를 출력할 수 있다.
한편 도5는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 회로도의 일 예시에 불과하며, 상술한 동작을 수행할 수 있는 회로라면 회로의 형태나 구성의 제한은 없다.
도7는 일 실시예에 따른 차량의 시동 시점의 커패시터 전압을 나타낸 도면이다.
도7을 참고하면, 시동 시점에 릴레이 어셈블리(700)가 프리 차징 릴레이(701)로 커패시터에 전압을 공급하면 센서부(600)는 커패시터의 전압을 획득할 수 있다. 커패시터의 전압은 크게 3범위로 분류될 수 있다. 3범위는 프리 차징 실패영역, 프리 차징 문제 영역 및 프리 차징 성공 영역이 그것이다. 즉 커패시터의 전압을 분류하는데 제1기준값(R1) 및 제2기준값(R2)을 결정 할 수 있다.
커패시터는 인버터에 연결되어 있으므로 커패시터의 전압은 배터리가 인버터에 공급하는 전압의 지표가 될 수 있다.
제1기준값은 프리차징 전압을 기초로 배터리가 인버터에 정상적으로 전압을 공급할 수 없는 상황을 나타낼 수 있다. 프리 차징 상태에서 미리 결정된 제1기준값의 전압에 도달하지 않는 경우 배터리가 인버터에 충분한 전압을 공급하지 못하는 것으로 판단할 수 있다.
한편 프리 차징 전압이 제2기준값을 초과하는 경우 배터리가 인버터에 충분한 전압을 공급할 수 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 제어부(500)는 이 영역을 프리 차징 성공 영역으로 판단할 수 있다.
또한 프리 차징 전압이 제1기준값과 제2기준값 사이에 존재하는 경우 해당 영역을 프리 차징 문제 영역(A1)으로 판단할 수 있다. 프리 차징 문제 영역은 시동이나 기타 차량의 동작은 가능하므로 프리 차징 전압이 프리 차징 문제 영역에 해당하는 경우 제어부(500)는 메인 릴레이로 전압을 공급하되, 부품부(400)에 협조 제어 신호를 송신 할 수 있다. 협조 제어 신호를 수신 받은 부품부(400)는 시동 시 프리 차징 문제 영역에 전압이 해당되었다는 것을 기초로 시동이 꺼진 후 미리 결정된 시간 동안 제어부(500)에 전류를 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이 제어부(500)는 이때 입력된 전류를 기초로 부품부(400)의 정상 동작 여부를 판단할 수 있다.
한편 제1기준값과 제2기준값을 사용자가 임의로 결정할 수 있는 값이며, 배터리가 공급하는 전압 및 릴레이의 저항에 따라 변경될 수 있다.
도8은 일 실시예예 따른 순서도를 나타낸 도면이다.
도8을 참고하면, 사용자가 차량의 시동을 온(On)하면 제어부(500)는 릴레이 어셈블리(700)를 제어하여 커패시터에 전압을 공급할 수 있다(1002). 제어부(500)는 커패시터의 전압이 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다(1003). 커패시터의 전압이 기준 전압 영역에 포함되면, 제어부(500)는 부품부(400)에 협조 제어 신호를 송신할 수 있다(1005). 이후 사용자가 시동을 오프하면(1006) 부품부(400)는 미리 결정된 시간 동안 제어부(500)에 전류를 출력하고 제어부(500)는 입력 전류를 기초로 각 부품부(400)의 정상 동작 여부를 판단할 수 있다.제어부(500)는 부품부(400)가 고장난 것으로 판단되면, 출력부(300)에 경고 메시지를 출력할 수 있다(1010). 한편, 커패시터의 전압이 기준 전압 영역에 해당하지 않고 기준 전압 영역에 미도달 한 경우(1004), 제어부(500)는 커패시터 내지 인버터의 전압을 차단할 수 있다(1008). 또한 커패시터의 전압이 기준 전압 영역에 해당하지는 않지만 기준 전압 영역을 초과한 경우에는 인버터에 전압을 공급할 수 있다(1009).
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다.본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100 : 차량
300 : 출력부
400 : 부품부
500 : 제어부
600 : 센서부
700 : 릴레이 어셈블리

Claims (14)

  1. 배터리와 커패시터를 연결 또는 차단하는 적어도 하나의 릴레이를 포함하는 릴레이 어셈블리;
    상기 커패시터의 전압을 획득하는 센서부;
    시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하고, 상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    부품부;를 더 포함하고,
    상기 센서부는,
    상기 제어부의 입력 전류를 획득하고,
    상기 제어부는,
    상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는 경우,
    상기 부품부에 협조 제어 신호를 송신하고,
    상기 시동 시점 이후 사용자가 차량의 시동을 오프하면, 미리 결정된 시간 동안 상기 협조 제어 신호에 기초한 상기 제어부의 입력 전류를 측정하여 상기 부품부의 정상 동작 여부를 판단하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    경고 메시지를 출력하는 출력부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 상기 출력부에 출력하는 차량.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자가 차량의 시동을 오프한 시점 이후, 상기 사용자가 차량의 시동은 온(On)한 경우,
    상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 상기 출력부에 출력하는 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 도달하지 못하면,
    상기 릴레이 어셈블리를 제어하여 상기 배터리의 전압 공급을 차단하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역을 초과하면,
    상기 커패시터에 연결된 인버터에 전압을 공급하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이는,
    적어도 하나의 저항을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 적어도 하나의 저항을 통하여 상기 커패시터에 전압을 공급하는 차량.
  8. 커패시터의 전압을 획득하고,
    시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하고,
    상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 것을 포함하는 차량 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제어부의 입력 전류를 획득하는 것을 더 포함하고,
    상기 시동 시점에서 상기 센서부가 획득한 상기 커패시터의 전압이 미리 결정된 기준 전압 영역에 포함되는 경우,
    상기 부품부에 협조 제어 신호를 송신하고,
    상기 시동 시점 이후 사용자가 차량의 시동을 오프하면, 미리 결정된 시간 동안 상기 협조 제어 신호에 기초한 상기 제어부의 입력 전류를 측정하여 상기 부품부의 정상 동작 여부를 판단하는 것;을 더 포함하는 차량 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 출력하는 것;을 더 포함하는 차량 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경고 메시지를 출력하는 것은,
    상기 사용자가 차량의 시동을 오프한 시점 이후, 상기 사용자가 차량의 시동은 온(On)한 경우,
    상기 부품부의 정상 동작 여부에 기초한 경고 메시지를 출력하는 것을 포함하는 차량 제어방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 시동 시점에서 상기 커패시터의 전압이 상기 미리 결정된 기준 전압 영역에 도달하지 못하면,
    상기 배터리의 전압 공급을 차단하는 것을 포함하는 차량 제어방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 시동 시점에서 상기 커패시터의 전압이 상기 미리 결정된 기준 전압 영역을 초과하면,
    상기 커패시터에 연결된 인버터에 전압을 공급하는 것을 포함하는 차량 제어방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 커패시터에 전압을 공급하는 것은,
    상기 시동 시점에서 상기 적어도 하나의 릴레이를 이용하여 상기 적어도 하나의 저항을 통하여 상기 커패시터에 전압을 공급하는 것을 포함하는 차량 제어방법.

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