(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-20
(45)【発行日】2023-10-30
(54)【発明の名称】回路不良検出器、それを含む電気自動車充電制御器及び回路不良検出方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20231023BHJP
G01R 31/50 20200101ALI20231023BHJP
G01R 31/52 20200101ALI20231023BHJP
G01R 31/54 20200101ALI20231023BHJP
G01R 31/56 20200101ALI20231023BHJP
B60L 3/00 20190101ALI20231023BHJP
【FI】
H02J7/00 Q
H02J7/00 P
G01R31/50
G01R31/52
G01R31/54
G01R31/56
B60L3/00 N
(21)【出願番号】P 2022032333
(22)【出願日】2022-03-03
(62)【分割の表示】P 2019506409の分割
【原出願日】2017-08-08
【審査請求日】2022-03-23
(31)【優先権主張番号】10-2016-0102391
(32)【優先日】2016-08-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】517099982
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100202267
【氏名又は名称】森山 正浩
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】イ,クォンソ
【審査官】田中 慎太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-116030(JP,A)
【文献】特開平05-028872(JP,A)
【文献】特開2006-196251(JP,A)
【文献】特開昭63-295975(JP,A)
【文献】国際公開第2010/150360(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2011/0049977(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02J 7/00
G01R 31/50
G01R 31/52
G01R 31/54
G01R 31/56
B60L 3/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
インターロック回路から検出信号の入力を受ける入力端と;
入力された前記検出信号の電圧を補正する補正回路と;
補正した検出信号の電圧と第1基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第1比較器と;
補正した検出信号を反転し、反転した検出信号の電圧と第2基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第2比較器と;
検出信号より高い所定周波数のカウント信号を生成するカウント信号生成器と;
前記カウント信号を前記第1比較器の出力信号と前記第2比較器の出力信号
に結合し、結合された信号のパルスをカウントして、結合された信号が検出されるか否か及び結合された信号が検出された場合カウントされたパルス数に基づいて、回路不良を検出する制御器と;を含むことを特徴とする、回路不良検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インターロック回路から第1周波数を有する検出信号の入力を受ける入力端
と、入力された検出信号の電圧を補正する補正回路と、補正した検出信号と第1基準電圧
とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第1比較器と、補正した検出信号
を反転し、反転した検出信号と第2基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号
を出力する第2比較器と、第2周波数を有するカウント信号を生成するカウント信号生成
器と、前記第1比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合する第1結合器と、前記第
2比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合する第2結合器と、前記第1結合器の出
力信号及び前記第2結合器の出力信号に基づいて、回路不良を検出する制御器と、を含む
回路不良検出器に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車とは、自動車の駆動エネルギーを化石燃料の燃焼からではなく電気エネルギ
ーから得る自動車をいう。このような電気自動車は、排気ガスが全くなく、騒音が非常に
小さいため、無公害、環境に優しいという利点に優れている。ただし、電気自動車は、エ
ネルギーの供給源であるバッテリが必須となり、バッテリの軽量/小型化及び短い充電時
間が故に電気自動車の実用化が遅れている。
【0003】
一方、電気自動車のインフラ構築のためには、全国的に充電スタンドの設置が不可欠で
ある。充電スタンドは、従来の自動車が利用するガソリンスタンドのように電気自動車の
エネルギー源であるバッテリに動力源を供給することができ、最近の電気自動車の急速な
普及とともに多くの充電スタンドが共に設置されている。
【0004】
このとき、電気自動車が充電スタンドに接続して充電または放電を行う場合、充電また
は放電の過程で充電閉ループが形成され得る。充電閉ループを介して、電力を充電スタン
ドから電気自動車に供給することもでき、電気自動車から充電スタンドに放電することも
できる。
【0005】
ところで、電気自動車が充電スタンドで充電または放電を行う過程において、短絡(s
hort)、断線(open)、バッテリ短絡、グラウンド(車体)短絡など、様々な不
良モードが発生することがある。
図1を参照すると、従来の電気自動車の場合には、不良
モードの検出において、単方向ループインタラプト(loop interrupts)
検出方式を用いる。
【0006】
また、
図1を参照すると、従来の電気自動車では、内部のコントロール部品(ECUな
ど)の間でヒューズ110をさらに含み、過電流による不良モード発生の際にヒューズ部
分を断線させて不良発生を検出する。
【0007】
しかし、かかる従来の不良モード処理方法の場合、不良モード発生の際にヒューズが断
線するので、毎回ヒューズを交換しなければならないという不便さがあり、ヒューズが断
線してしまうほどの過電流が流れない場合の不良モードを感知することができないという
問題があった。また、HVIL(High-Voltage Inter Lock)モ
ジュールの自体不良が発生しても不良を診断できないという欠点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上述したように、従来の電気自動車の不良モード検出器が有する欠点を解消
するために、第1比較器及び第2比較器を用いて二つの出力信号により回路不良を検出す
ることができ、様々な不良モードを分別して検出することができる回路不良検出器を提供
することを目的とする。
【0009】
本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に限定されず、以下で説
明する内容から、通常の技術者に自明な範囲内で様々な技術的課題が導出できる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記のような課題を解決するための本発明の一実施形態に係る回路不良検出器は、イン
ターロック回路から第1周波数を有する検出信号の入力を受ける入力端と;入力された検
出信号の電圧にオフセット電圧を加えて前記検出信号の電圧を補正する補正回路と;補正
した検出信号と第1基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第1
比較器と;補正した検出信号を反転し、反転した検出信号と第2基準電圧とを比較して、
高電圧信号または低電圧信号を出力する第2比較器と;第2周波数を有するカウント信号
を生成するカウント信号生成器と;前記第1比較器の出力信号と前記カウント信号とを結
合する第1結合器と;前記第2比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合する第2結
合器と;前記第1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号に基づいて、回路不良
を検出する制御器と;を含むことができる。本発明の一実施形態において、前記制御器は
、前記第1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号が既設定値以上であるとき、
前記インターロック回路が正常状態であることを検出することができる。
【0011】
本発明の一実施形態において、前記制御器は、前記第1結合器の出力信号及び前記第2
結合器の出力信号が低電圧信号であるとき、前記インターロック回路がオープン(Ope
n)状態の回路不良であることを検出することができる。
【0012】
本発明の一実施形態において、前記制御器は、前記第1結合器の出力信号が既設定値以
上であり、前記第2結合器の出力信号が低電圧信号であるとき、前記インターロック回路
がバッテリショート(Battery-Short)状態の回路不良であることを検出す
ることができる。
【0013】
本発明の一実施形態において、前記制御器は、前記第1結合器の出力信号が低電圧信号
であり、前記第2結合器の出力信号が既設定値以上であるとき、前記インターロック回路
がグラウンドショート(GND-Short)状態の回路不良であることを検出すること
ができる。
【0014】
本発明の一実施形態において、前記制御器は、前記第1結合器の出力信号または前記第
2結合器の出力信号が有する第2周波数が既設定範囲を外れた場合、前記インターロック
回路が不良であることを検出することができる。
【0015】
また、本発明の一実施形態に係る回路不良検出器は、第1周波数を有する任意の検出信
号を生成して、前記入力端に前記任意の検出信号を入力する任意検出信号生成器をさらに
含むことができる。
【0016】
本発明の一実施形態において、前記制御器は、前記任意の検出信号によって生成された
前記第1結合器の出力信号または前記第2結合器の出力信号に基づいて、回路不良を検出
することができる。
【0017】
本発明の他の実施形態に係る、入力端、補正回路、第1比較器、第2比較器、カウント
信号生成器、第1結合器、第2結合器及び制御器を含む回路不良検出器を用いた回路不良
検出方法は、(a)第1周波数を有する検出信号がインターロック回路から前記入力端に
入力されるステップと;(b)前記補正回路により、入力された検出信号の電圧にオフセ
ット電圧が加わって検出信号の電圧が補正されるステップと;(c)前記第1比較器によ
り、補正された検出信号と第1基準電圧とを比較した後、高電圧信号または低電圧信号が
出力されるステップと;(d)前記第2比較器により、補正した検出信号が反転され、反
転された検出信号と第2基準電圧とを比較した後、高電圧信号または低電圧信号が出力さ
れるステップと;(e)前記カウント信号生成器により、第2周波数を有するカウント信
号が生成されるステップと;(f)前記第1結合器により、前記第1比較器の出力信号と
前記カウント信号とが結合されるステップと;(g)前記第2結合器により、前記第2比
較器の出力信号と前記カウント信号とが結合されるステップと;(h)前記制御器により
、前記第1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号に基づいて、回路不良が検出
されるステップと;を含むことができる。
【0018】
本発明の一実施形態に係る回路不良検出方法は、前記(h)ステップにおいて、前記第
1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号が既設定値以上であるとき、前記イン
ターロック回路が正常状態であることを検出することができる。
【0019】
本発明の一実施形態に係る回路不良検出方法は、前記(h)ステップにおいて、前記第
1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号が低電圧信号であるとき、前記インタ
ーロック回路がオープン(Open)状態の回路不良であることを検出することができる
。
【0020】
本発明の一実施形態に係る回路不良検出方法は、前記(h)ステップにおいて、前記第
1結合器の出力信号が既設定値以上であり、前記第2結合器の出力信号が低電圧信号であ
るとき、前記インターロック回路がバッテリショート(Battery-Short)状
態の回路不良であることを検出することができる。
【0021】
本発明の一実施形態に係る回路不良検出方法は、前記(h)ステップにおいて、前記第
1結合器の出力信号が低電圧信号であり、前記第2結合器の出力信号が既設定値以上であ
るとき、前記インターロック回路がグラウンドショート(GND-Short)状態の回
路不良であることを検出することができる。
【0022】
本発明の一実施形態に係る回路不良検出方法は、前記(h)ステップにおいて、前記第
1結合器の出力信号または前記第2結合器の出力信号が有する第2周波数が既設定範囲を
外れた場合、前記インターロック回路が不良であることを検出することができる。
【0023】
本発明のまた他の実施形態に係る電気自動車充電制御器は、回路不良検出器と;電気自
動車の充電スタンドから電力を受信する電力コネクタと;前記電力コネクタと接続された
リレー回路と;前記リレー回路と接続されて前記電気自動車のバッテリに電力を供給する
電力供給回路と;を含み、前記回路不良検出器は、インターロック回路から第1周波数を
有する検出信号の入力を受ける入力端と;入力された検出信号の電圧を補正する補正回路
と;補正した検出信号と第1基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力
する第1比較器と;補正した検出信号を反転し、反転した検出信号と第2基準電圧とを比
較して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第2比較器と;第2周波数を有するカウ
ント信号を生成するカウント信号生成器と;前記第1比較器の出力信号と前記カウント信
号とを結合する第1結合器と;前記第2比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合す
る第2結合器と;前記第1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号に基づいて、
回路不良を検出する制御器と;を含み、前記制御器が回路不良を検出する場合、前記リレ
ー回路のスイッチをオープンすることができる。
【発明の効果】
【0024】
本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、電気自動車の充電ま
たは放電の過程で閉ループの状態を検出する検出信号の入力を受け、第1比較器及び第2
比較器の出力信号と結合された結合器の出力信号を4つの状態で分別して、電気自動車の
不良モードを検出することができる。
【0025】
また、本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、正常状態、バ
ッテリショート状態、グラウンドショート状態、オープン状態の4つの状態の不良モード
を分別して検出することができる。
【0026】
また、本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、それぞれの故
障モードの区分が可能なので、故障診断の利便性を提供することができる。
【0027】
また、本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、回路不良検出
器が電気自動車で生成された検出信号の入力を受けず自体的に任意の検出信号を生成して
、HVIL信号損失の故障モードをも感知することができる。
【0028】
また、本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、ヒューズを用
いずに別の制御器を含み、制御器が回路不良を検出するときにリレー回路をオープンさせ
るので、使い捨てのヒューズに比べて故障修理コストを削減することができる。また、故
障モードから正常モードに復帰する際に、関連部品(ヒューズなど)の損失がなくても、
別の措置なしに正常作動が可能になる。
【0029】
また、本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、回路構成が簡
単であるため、自体故障を減らすことができる。
【0030】
また、本発明の回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充電制御器は、電気自動車(
Electric Vehicle)の信号構成に基づく別の設計変更を必要とせず、モ
ジュール独立形態と電気自動車連動形態で構成して装着及び使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図1】従来の電気自動車の不良モード防止回路の実施形態に関するものである。
【
図2】本発明の実施形態に係る回路不良検出器及び電気自動車の構成に関するものである。
【
図3】本発明の実施形態に係る回路不良検出器の構成に関するものである。
【
図4】本発明の実施形態に係る回路不良検出器の回路図構成に関するものである。
【
図5a】本発明の実施形態に係る回路不良検出器の正常状態に対する出力信号のグラフである。
【
図5b】本発明の実施形態に係る回路不良検出器の正常状態に対する出力信号のグラフである。
【
図6a】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のオープン状態に対する回路図構成に関するものである。
【
図6b】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のオープン状態に対する回路図構成に関するものである。
【
図7】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のオープン状態での回路不良検出器の出力信号のグラフである。
【
図8a】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のバッテリショート状態に対する回路図構成に関するものである。
【
図8b】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のバッテリショート状態に対する回路図構成に関するものである。
【
図9】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のバッテリショート状態での回路不良検出器の出力信号のグラフである。
【
図10a】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のグラウンドショート状態に対する回路図構成に関するものである。
【
図10b】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のグラウンドショート状態に対する回路図構成に関するものである。
【
図11】本発明の他の実施形態に係る電気自動車のグラウンドショート状態での回路不良検出器の出力信号のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付図面を参照して本発明に係る「回路不良検出器及びそれを含む電気自動車充
電制御器」について詳細に説明する。説明する実施形態は、本発明の技術思想を通常の技
術者が理解しやすいように提供されるものであり、これらにより本発明が限定されること
はない。なお、添付図面に示す事項は、本発明の実施形態をより容易に説明するために図
式化されたものであり、実際に実現される形態とは異なる場合がある。
【0033】
一方、以下で表現される各構成部は、本発明を実現するための一例に過ぎない。よって
、本発明の他の実現においては、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内において他の
構成部が使用可能である。
【0034】
また、ある構成要素を「含む」という表現は「開放型」の表現であり、当該構成要素が
存在することを単に指し示すものに過ぎず、更なる構成要素を排除するものと理解されて
はならない。
【0035】
更に、「第1の、第2の」などの表現は、複数の構成要素を区別するために用途にの
み用いられた表現であり、構成要素間の順序やその他の特徴を限定しない。
【0036】
実施形態の説明において、各層(膜)、領域、パターン又は構造物が基板、各層(膜)
、領域、パッド又はパターンの「上(on)」に又は「下(under)」に形成される
と記載される場合、直接(directly)又は他の層を介在して形成されることをす
べて含む。また、各層の上又は下に対する基準は、図面を基準に説明する。
【0037】
ある部分が他の部分と「接続」されているとするとき、これは、「直接的に接続」され
ている場合のみならず、その中間に他の部材を挟んで「間接的に接続」されている場合も
含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対される記
載がない限り、他の構成要素を除外することではなく、他の構成要素をさらに備えること
ができるということを意味する。
【0038】
図2は、本発明の実施形態に係る回路不良検出器及び電気自動車の構成に関するもので
あり、
図3は、本発明の実施形態に係る回路不良検出器の構成に関するものである。
【0039】
図2及び
図3を参照すると、電気自動車210が充電スタンド220に接続されて充電
または放電を行う場合、電気自動車210に含まれる様々な部品(インバータ、モータ、
PDU、絶縁保護装置、充電バッテリ)には、充電スタンド220から供給される電力ま
たは電圧がそのまま印加される。特に、電気自動車に含まれる部品は、複雑で多様な回路
で構成可能であるため、過電圧または過電流が印加される場合には電気自動車の全体動作
が停止してしまうというおそれがある。
【0040】
本発明の実施形態に係る回路不良検出器は、電気自動車に含まれる様々な電子部品の複
数の部位に印加される電圧の状態を検出して、回路不良かどうかを判断する。より具体的
には、本発明の回路不良検出器は、好ましくは、電気自動車の内部に位置し、電気自動車
充電制御器の制御を受けて電気自動車の不良モードを防止することができ、リレー回路と
接続されて閉ループ回路をオープンさせて電気自動車の部品を保護することができる。
【0041】
図4は、本発明の実施形態に係る回路不良検出器の回路図構成に関するものである。
【0042】
図3及び
図4を参照すると、本発明の回路不良検出器は、入力端310、補正回路32
0、第1比較器330、第2比較器340、カウント信号生成器350、第1結合器36
0、第2結合器370、制御器380を含むことができる。
【0043】
入力端310は、インターロック回路から第1周波数を有する検出信号の入力を受ける
ことができる。電気自動車は、充電スタンドとの接続状態で車両の移動、充電スタンドの
異常、車両内部回路の破損などのさまざまな不良モードが発生することがあるが、これら
の不良モードによって発生する電気自動車の損失を防止するためにインターロック回路を
含むことができる。
【0044】
このとき、インターロック回路は、電気自動車の各種部品の状態を検知して、第1周波
数を有する検出信号を生成することができる。さらに、この検出信号は、パルス幅変調(
PWM:Pulse Width Modulation)信号で構成されて、周期(D
uty)を変換させることにより、様々な状態を変調して表すことができる。より具体的
には、検出信号は、第1周波数88Hz、周期(Duty)50%を有する矩形波で構成
できる。
【0045】
入力端に入力される検出信号を、補正回路及び比較器、結合器に通過させることにより
、出力する信号により不良モードかどうかを判断することができる。
【0046】
補正回路320は、入力された検出信号の電圧を補正することができる。検出信号をそ
のまま使用する場合、比較器または制御器から当該検出信号のエラーを正確に測定するこ
とができないので、本発明の補正回路は、検出信号の電圧を補正して、回路の不良検出を
容易にすることができる。
【0047】
より具体的には、本発明の補正回路320は、前記入力された検出信号の電圧にオフセ
ット電圧を加えて補正することができる。本発明の回路不良検出器が設けられる電気自動
車に含まれるバッテリの場合、バッテリ電圧は9から16Vの間でスイング(swing
)するので、バッテリ電圧を用いて検出信号を補正することができる。したがって、本発
明の補正回路は、バッテリ電圧または任意の設定電圧にオフセットして、入力された検出
信号を既設定された矩形波で補正することができる。
【0048】
より具体的には、本発明の補正回路320は、電圧分配により一定値に調整されたバッ
テリ電圧の入力を受ける一つの演算増幅器、前記演算増幅器の出力値及び入力端子から印
加される検出信号の入力を受ける他の演算増幅器、その外の電圧値を調整するための多数
の抵抗、充電、ノイズ除去及び回路の安定化のためのキャパシタなどを含むことができる
。
【0049】
比較器(Comparator)とは、ひとつの電圧を他の電圧と比較する回路であり
、入力電圧を受けて基準電圧(reference voltage)と比較して、入力
電圧が基準電圧を超えるかどうかを検出し、その結果を主にデジタル(low、high
)値として出力する装置である。また、本発明の比較器は、入力電圧と基準電圧との大き
さを比較してどちらか一方を出力することもできる。
【0050】
本発明の第1比較器330は、補正した検出信号と第1基準電圧とを比較して、高電圧
信号または低電圧信号を出力することができる。また、本発明の第2比較器340は、補
正した検出信号を反転し、反転した検出信号と第2基準電圧とを比較して、高電圧信号ま
たは低電圧信号を出力することができる。
【0051】
より具体的には、本発明の第1比較器330及び第2比較器340は、補正した検出信
号と第1基準電圧とを入力されて比較する演算増幅器や、電圧分配により一定値に調整し
た電圧を生成するための多数の抵抗、充填、ノイズ除去及び回路の安定化のためのキャパ
シタなどを含むことができる。
【0052】
このとき、第1比較器330と第2比較器340とは、それぞれ互いに反転された信号
の入力を受け基準電圧と比較する。
図4を参照すると、第1比較器に入力される補正済み
検出信号は、演算増幅器の+入力端子に印加されるのに対し、第2比較器に入力される補
正済み検出信号は、演算増幅器の-入力端子に印加される。したがって、第1比較器及び
第2比較器から出力された信号は、互いに反転した値を有し、この出力信号値を用いて、
互いに異なる状態の不良モードを有する回路不良を効果的に検出することができる。
【0053】
また、本発明の第1比較器が有する第1基準電圧は、第2比較器が有する第2基準電圧
よりも低くてもよい。本発明の場合、第1比較器に印加される検出信号を反転して第2比
較器に印加するので、第1基準電圧よりも低い第2基準電圧を用いて出力信号を生成する
ことができる。
【0054】
例えば、本発明の第1基準電圧は、バッテリ電圧の2/3となるように、演算増幅器に
接続された抵抗を構成することができ、第2基準電圧は、バッテリ電圧の1/3となるよ
うに、演算増幅器に接続された抵抗を構成することができる。
【0055】
併せて、本発明の第1比較器330は、前記補正した検出信号が前記第1基準電圧より
も高い場合、前記補正した検出信号を出力することができる。また、本発明の第2比較器
340は、前記反転した検出信号が前記第2基準電圧よりも低い場合、前記反転した検出
信号を出力することができる。
【0056】
併せて、本発明の比較器330、340は、基準電圧と比較したときに比較される値の
+、-に応じて、高電圧信号(high)または低電圧信号(low)を出力することも
できるが、基準電圧よりも高いか低い場合、当該入力信号をそのまま出力することもでき
る。したがって、本発明の第1比較器及び第2比較器は、基準電圧と比較した後、入力さ
れた補正済み検出信号を出力することができる。
【0057】
カウント信号生成器350は、第2周波数を有するカウント信号を生成することができ
る。カウント信号は後述する結合器によって検出信号と結合され、制御器が最終出力信号
により回路不良を検出する。検出信号のみを用いて回路不良を検出することもできるが、
この場合、出力信号は、高電圧(high)または低電圧(low)状態の値のみを出力
するので、さまざまな状態を区別して判断することができない。したがって、本発明の回
路不良検出器は、カウント信号生成器350をさらに含み、カウント信号と結合された検
出信号を用いて回路不良を効果的に検出することができる。
【0058】
このとき、カウント信号が生成する第2周波数は、第1周波数よりも高い周波数であり
得る。例えば、本発明の第2周波数は約10kHzの周波数、第1周波数は88Hzをそ
れぞれ有することができる。
【0059】
第1結合器360は、前記第1比較器330の出力信号と前記カウント信号とを結合す
ることができ、第2結合器370は、前記第2比較器340の出力信号と前記カウント信
号とを結合することができる。上述したように、比較器330、340から出力された信
号とカウント信号とを結合することにより、第1周波数及び第2周波数を有する最終出力
信号を生成することができる。このとき、結合器360、370は、アンドゲート(AN
D Gate)を含むことができる。
【0060】
図5a及び
図5bを参照すると、カウント信号と結合された検出信号の最終出力信号を
確認することができる。
図5aの横軸(時間)のスケール(scale)を拡大してみる
と、検出信号が有する第1周波数のhigh期間の間にも、カウント信号の第2周波数の
ように1/0/1/0状態を交互に繰り返すことを確認することができる。
【0061】
制御器380は、前記第1結合器360の出力信号及び前記第2結合器370の出力信
号に基づいて、回路不良を検出することができる。より具体的には、第1結合器360の
出力信号と第2結合器370の出力信号とをそれぞれ検出し、当該出力信号の状態を確認
して、回路の不良有無を判断する。このとき、第1結合器360の出力信号はhigh状
態、第2結合器370の出力信号はlow状態で検出して回路不良を検出する。
【0062】
図5aを参照すると、本発明の制御器380は、前記第1結合器360の出力信号及び
前記第2結合器370の出力信号(ex>pulseカウント、
図5b)が既設定値以上
であるとき、前記インターロック回路が正常状態であることを検出することができる。電
気自動車の充電閉ループが正常状態である場合、入力される検出信号が正常的にhigh
、low状態を交互に繰り返すので、本発明の制御器380は、第1結合器の出力信号と
第2結合器の出力信号とが一定値以上の値(high値)を正常に出力することを確認し
、インターロック回路が正常状態であることを検出することができる。
【0063】
図5bを参照すると、本発明の制御器380は、
図5aのhigh、low信号が交互
に繰り返されることを確認するために、より高い周波数の信号を結合してカウントするこ
とを確認することができる。
【0064】
図5aの0~6.3時間の結果を拡大して、
図5bに示すように高周波数信号が結合さ
れたものを確認することができる。本発明の制御器380は、前記第1結合器360の出
力信号(
図5bのhigh側のpulse)をカウントし、前記第2結合器370の出力
信号(
図5bのlow側のpulse)をカウントすることにより、回路不良を検出する
ことができる。パルスの数をカウントして、正常周期の入力信号が入ってくるかどうかを
確認することができる。
【0065】
図6a及び
図6bは、本発明の他の実施形態に係る電気自動車のオープン状態に対する
回路図構成に関するものであり、
図7は、本発明の他の実施形態に係る電気自動車のオー
プン状態での回路不良検出器の出力信号のグラフである。
【0066】
図6a、
図6b及び
図7を参照すると、本発明の制御器380は、前記第1結合器の出
力信号及び前記第2結合器の出力信号が低電圧信号であるとき、前記インターロック回路
がオープン(Open)状態の回路不良であることを検出することができる。
【0067】
インターロック回路がオープン(Open)状態である場合、インターロック回路から
印加される検出信号が入力端の両端のどちらか一方に接続されていないことを意味するの
で、全体的な電気自動車のオープン状態410、420を
図6aまたは
図6bの回路で表
現することができる。これは、電気自動車に含まれる様々な部品のうち、本発明の回路不
良検出器が感知する部分にオープン状態(断線)の不良モードが発生したと言える。
【0068】
図7を参照すると、インターロック回路がオープン状態である場合、本発明の第1結合
器360の出力信号及び第2結合器370の出力信号の状態を確認することができる。オ
ープン状態である場合、インターロック回路では、それ以上の検出信号400が入力端に
入ることができないので、第1結合器及び第2結合器は、すべて低電圧信号0を出力する
。したがって、本発明の制御器は、すべての出力信号が低電圧信号であることを感知して
、電気自動車の部品がオープン状態であることを検出することができる。
【0069】
図8a及び
図8bは、本発明の他の実施形態に係る電気自動車のバッテリショート(B
attery-Short)状態に対する回路図構成に関するものであり、
図9は、本発
明の他の実施形態に係る電気自動車のバッテリショート状態での回路不良検出器の出力信
号のグラフである。
【0070】
図8a、
図8b及び
図9を参照すると、本発明の制御器は、前記第1結合器の出力信号
が既設定値以上であり、前記第2結合器の出力信号が低電圧信号であるとき、前記インタ
ーロック回路がバッテリショート(Battery-Short)状態の回路不良である
ことを検出することができる。
【0071】
インターロック回路は、電気自動車の内部に位置するので、バッテリ500の電力入力
ノード510とインターロック回路410、420が短絡するバッテリショート状態が発
生することがある。これは、バッテリ500の電力入力ノード510が入力端の両端41
0、420のどちらか一方に接続されていることを意味するので、全体的な電気自動車の
バッテリショート状態を
図8aまたは
図8bの回路で表現することができる。したがって
、電気自動車に含まれる様々な部品のうち、本発明の回路不良検出器が感知する部分にバ
ッテリと短絡するバッテリショート状態の不良モードが発生したと言える。
【0072】
図9を参照すると、インターロック回路がバッテリショート状態である場合に、本発明
の第1結合器の出力信号及び第2結合器の出力信号の状態を確認することができる。バッ
テリショート状態である場合、第1結合器は既設定値以上のhigh状態の信号を出力し
、第2結合器は、低電圧信号(0)を出力する。したがって、本発明の制御器は、第1結
合器及び第2結合器の出力信号の出力を感知して、電気自動車の部品がバッテリショート
状態であることを検出することができる。
【0073】
図10a及び
図10bは、本発明の他の実施形態に係る電気自動車のグラウンドショー
ト状態に対する回路図構成に関するものであり、
図11は、本発明の他の実施形態に係る
電気自動車のグラウンドショート状態での回路不良検出器の出力信号のグラフである。
【0074】
図10a、
図10b及び
図11を参照すると、本発明の制御器は、前記第1結合器の出
力信号が低電圧信号であり、前記第2結合器の出力信号が既設定値以上であるとき、前記
インターロック回路がグラウンドショート(GND-Short)状態の回路不良である
ことを検出することができる。
【0075】
インターロック回路は、電気自動車の内部に位置するので、グラウンド520とインタ
ーロック回路が短絡するグラウンドショート状態が発生することがある。特に、自動車の
場合、金属で構成された車体自体がグラウンドの役割を果たすので、インターロック回路
の一部が車体と接触したときに、このような不良モードが発生することがある。
【0076】
これは、グラウンド520が入力端の両端410、420のどちらか一方に接続されて
いることを意味するので、全体的な電気自動車のグラウンドショート状態を
図10aまた
は
図10bの回路で表現することができる。したがって、電気自動車に含まれる様々な部
品のうち、本発明の回路不良検出器が感知する部分にグラウンドと短絡するグラウンドシ
ョート状態の不良モードが発生したと言える。
【0077】
図11を参照すると、インターロック回路がグラウンドショート状態である場合に、本
発明の第1結合器の出力信号及び第2結合器の出力信号の状態を確認することができる。
グラウンドショート状態である場合、第1結合器は低電圧信号(0)を出力し、第2結合
器は既設定値以上(high)の状態の信号を出力する。したがって、本発明の制御器は
、第1結合器及び第2結合器の出力信号の出力を感知して、電気自動車の部品がグラウン
ドショート状態であることを検出することができる。
【0078】
併せて、本発明の制御器380は、前記第1結合器360の出力信号または前記第2結
合器370の出力信号が有する第2周波数が既設定範囲から外れた場合、前記インターロ
ック回路が不良であることを検出することができる。本発明の入力端に入力される検出信
号はカウント信号と結合して最終出力信号を発生することができるが、正常状態である場
合、
図5bに示すように、最終出力信号が有する第2周波数は一定に出力される。
【0079】
ところで、電気自動車に含まれる部品またはカウント信号生成器自体に異常が発生した
場合、第2周波数に異常が起こる可能性がある。より具体的には、第1周波数のhigh
状態で55回のhigh/lowが交互に繰り返されることがある。ところで、部品また
はカウント信号生成器に異常がある場合、40回または100回のhigh/lowが交
互に繰り返されるなどの周波数異常が発生することがある。本発明の制御器は、このよう
な第2周波数を検出して、電気自動車の不良モードを確認することができる。
【0080】
併せて、本発明の回路不良検出器は、任意検出信号生成器をさらに含むことができる。
任意検出信号生成器は、第1周波数を有する任意の検出信号を生成して、前記入力端に前
記任意の検出信号を入力することができる。このとき、本発明の制御器は、前記任意の検
出信号によって生成された前記第1結合器の出力信号または前記第2結合器の出力信号に
基づいて、回路不良を検出することができる。
【0081】
上述した検出信号の場合、本発明の回路不良検出器が生成せず、インターロック回路か
ら入力されるようにする。しかし、本発明の他の実施形態に係る回路不良検出器では、自
体の検出信号を生成するようにして、入力端の検出信号自体が破損する場合の故障モード
を検出することができる。また、車両からの信号を受けずに任意の検出信号を使用するこ
とにより、車両部品の不良モードを効率よく検出することができる。
【0082】
一方、本発明の回路不良検出器は、電気自動車充電制御器211に使用されてもよく、
電気自動車210にも含まれてもよい。
【0083】
本発明の一実施形態に係る電気自動車充電制御器211は、回路不良検出器と、電気自
動車の充電スタンドから電力を受信する電力コネクタと、前記電力コネクタと接続された
リレー回路と、前記リレー回路と接続されて前記電気自動車バッテリに電力を供給する電
力供給回路と、を含み、前記回路不良検出器は、インターロック回路から第1周波数を有
する検出信号の入力を受ける入力端と、入力された検出信号の電圧を補正する補正回路と
、補正した検出信号と第1基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力す
る第1比較器と、補正した検出信号を反転し、反転した検出信号と第2基準電圧とを比較
して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第2比較器と、第2周波数を有するカウン
ト信号を生成するカウント信号生成器と、前記第1比較器の入力信号と前記カウント信号
とを結合する第1結合器と、前記第2比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合する
第2結合器と、前記第1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号に基づいて、回
路不良を検出する制御器と、を含み、前記制御器が回路不良を検出する場合、前記リレー
回路のスイッチをオープンすることができる。
【0084】
上述した回路不良検出器は、電気自動車に含まれる回路の不良のみを判定するだけであ
り、回路不良による更なる対処に対する構成は、電気自動車充電制御器によって実現可能
である。このために、本発明の電気自動車充電制御器は、回路不良検出器、電力コネクタ
、リレー回路、電源供給回路を含むことができる。
【0085】
電気自動車が充電スタンドに接続して電力を受信する場合、電力コネクタが電力を受信
し、電源供給回路を介して電気自動車のバッテリに電力を供給することができる。
【0086】
本発明の電気自動車充電制御器は、リレー回路をさらに含み、回路不良検出器の制御器
が回路不良を検出する場合、リレー回路のスイッチをオープンして電気自動車を安全な状
態に変換させる。
【0087】
一方、本発明の一実施形態に係る電気自動車210は、インターロック回路と、回路不
良検出器と、電気自動車の充電スタンドから電力を受信する電力コネクタと、前記電力コ
ネクタと接続されたリレー回路と、前記リレー回路と接続されて前記電気自動車のバッテ
リに電力を供給する電力供給回路と、を含み、前記電力コネクタは、電力入力ポート及び
インターロックポートを含み、前記インターロック回路は、第1周波数を有する検出信号
を生成する検出信号生成器、前記電気自動車に含まれる少なくとも1つの電子部品、前記
インターロックポート及び前記検出信号生成器に接続されて閉ループを形成する検出導線
を含み、前記回路不良検出器は、インターロック回路から第1周波数を有する検出信号の
入力を受ける入力端と、入力された検出信号の電圧を補正する補正回路と、補正した検出
信号と第1基準電圧とを比較して、高電圧信号または低電圧信号を出力する第1比較器と
、補正した検出信号を反転し、反転した検出信号と第2基準電圧とを比較して、高電圧信
号または低電圧信号を出力する第2比較器と、第2周波数を有するカウント信号を生成す
るカウント信号生成器と、前記第1比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合する第
1結合器と、前記第2比較器の出力信号と前記カウント信号とを結合する第2結合器と、
前記第1結合器の出力信号及び前記第2結合器の出力信号に基づいて、回路不良を検出す
る制御器と、を含み、前記制御器が回路不良を検出する場合、前記リレー回路のスイッチ
をオープンすることができる。
【0088】
電気自動車は、様々な部品を含むことができ、当該部品、インターロックポート、検出
信号生成器と接続されて閉ループを形成する検出導線を含むことができる。本発明の回路
不良検出器は、検出導線から電気自動車の充電状態を確認することができ、上述した電気
自動車充電制御器の制御方法のように不良モードを確認した後、リレー回路のオープン制
御により電気自動車の安全状態を実現することができる。
【0089】
このとき、電気自動車充電制御器及び電気自動車に含まれる回路不良検出器は、上述し
た回路不良検出器が有する構成要素及び機能をすべて含んで具現されてもよい。
【0090】
上述した本発明の実施形態は、例示の目的のために開示されたものであり、これらによ
って本発明が限定されるものではない。本発明における通常の知識を有する者であれば、
本発明の思想および範囲内で様々な修正、変更を加えることが可能であり、それらの修正
、変更は本発明の範囲に属すると見なすべきであろう。