(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する装置であって、
バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流を測定する電流測定部；
前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチ；及び
前記スイッチ部品のターンオン又はターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせてから前記電流測定部から電流測定値の入力を受け、前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルと基準電流レベルとを相互対比して前記スイッチ部品の故障如何を診断する制御部；を備え、
前記第１線路に連結された第１外部端子及び前記第２線路に連結された第２外部端子は、前記バッテリーの前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧と同じ電圧が印加されるＤＣ並列リンクノードに連結されていることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
【請求項３】
前記基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含んでなり、
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記基準電流レベルとして設定された電流値から前記電流レベルより小さいか又は同じ電流値から最大電流値を識別し、識別された前記最大電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が発生したと診断することを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルより小さければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断することを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
【請求項５】
前記バッテリーの電圧を測定する第１電圧測定部；及び
前記第１外部端子と前記第２外部端子との間に印加される前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を測定する第２電圧測定部を更に備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、
（ｉ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、
（ｉｉ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受けて、並びに、前記電流測定部から前記第２線路に流れる電流測定値の入力を受けて、
（ｉｉｉ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断し、
（ｉｖ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することを特徴とする、請求項５に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
【請求項７】
（ｉ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、
（ｉｉ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受けて、並びに、前記電流測定部から前記第２線路に流れる電流測定値の入力を受けて、
（ｉｉｉ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断し、
（ｉｖ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断することを特徴とする、請求項５に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
【請求項８】
バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流を測定する電流測定部を提供するとともに、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ａ’）前記第１線路に連結された第１外部端子及び前記第２線路に連結された第２外部端子を、前記バッテリーの前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧と同じ電圧が印加されるＤＣ並列リンクノードに連結する段階；
（ｂ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせて前記電流測定部から電流測定値の入力を受ける段階；及び
（ｄ）前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルが予め定義した基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階；を含んでなることを特徴とするスイッチ部品の故障診断方法。
【請求項９】
前記基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含んでなり、
前記（ｄ）段階において、前記基準電流レベルとして設定された電流値から前記電流レベルより小さいか又は同じ電流値から最大電流値を識別し、識別された前記最大電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が発生したと診断することを特徴とする、請求項８に記載のスイッチ部品の故障診断方法。
【請求項１０】
バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部を提供するとともに、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ａ’）前記第１線路に連結された第１外部端子及び前記第２線路に連結された第２外部端子を、前記バッテリーの前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧と同じ電圧が印加されるＤＣ並列リンクノードに連結する段階；
（ｂ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせて前記電流測定部から電流測定値の入力を受ける段階；及び
（ｄ）前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルが予め定義した基準電流レベルより小さければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断する段階；を含んでなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断方法。
【請求項１１】
ＤＣ並列リンクノードに連結されたバッテリーの第１外部端子と前記バッテリーの第１電極との間に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部を提供するとともに、前記バッテリーの前記第１電極と第２電極との間に印加される電圧を測定する第１電圧測定部及び第１外部端子と第２外部端子との間に印加される前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を測定する第２電圧測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ｂ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせる段階；
（ｄ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受ける段階；
（ｅ）前記電流測定部から電流測定値の入力を受けて前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定する段階；
（ｆ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが予め定義された基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階；及び
（ｇ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断する段階；を含んでなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断方法。
【請求項１２】
ＤＣ並列ノードに連結されたバッテリーの第１外部端子と前記バッテリーの第１電極との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ｈ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部を提供するとともに、前記バッテリーの前記第１電極と第２電極との間に印加される電圧を測定する第１電圧測定部及び第１外部端子と第２外部端子との間に印加される前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を測定する第２電圧測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ａ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｂ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせる段階；
（ｃ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受ける段階；
（ｄ）前記電流測定部から電流測定値の入力を受け、前記第２線路に流れる電流レベルを決定する段階；
（ｅ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断する段階；及び
（ｆ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが予め定義された基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断する段階；を含んでなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーの外部連結をターンオンまたはターンオフさせるスイッチ部品（構成要素；構成体；素子）の故障を診断する装置及びその方法に関する。
【０００２】
〔関連出願〕
本出願は、２０１６年２月１９日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００１９９３６号に対する優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
バッテリーは、携帯電話、ノートパソコン、スマートフォン、スマートパッドなどのモバイルデバイスだけでなく、電気で駆動される自動車（ＥＶ、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）や大容量電力貯蔵装置（ＥＳＳ）などの分野にまで、その用途が急速に拡散している。
【０００４】
バッテリーはスイッチ部品を通じて外部の電力ラインと連結される。スイッチ部品は制御信号によってターンオンまたはターンオフされる。
【０００５】
スイッチ部品がターンオンされれば、バッテリーは電力ラインと連結されて充電または放電が可能になる。逆に、スイッチ部品がターンオフされれば、電力ラインとの系統連結が遮断されて充電または放電が中断される。
【０００６】
スイッチ部品が故障を起こせば、バッテリーの外部連結を適切に制御することができない。スイッチ部品の故障はショート故障とオープン故障とに分けられる。
【０００７】
ここで、ショート故障とは、制御信号と関係なくスイッチ部品がターンオン状態を維持し続ける故障のことを言う。逆に、前記オープン故障とは、制御信号と関係なくスイッチ部品がターンオフ状態を維持し続ける故障のことを言う。
【０００８】
スイッチ部品の故障のうち特に問題になるものはショート故障である。ショート故障は様々な原因により発生する。一例として、リレーのような機械式スイッチの場合、接点同士が接触した状態で固着するとき、ショート故障が生じ得る。他の例として、ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ）のような半導体スイッチの場合、半導体物質の特性が劣化してしきい電圧が過度に低くなれば、絶縁が永久的に破壊されてショート故障が生じ得る。
【０００９】
ショート故障はバッテリーの過充電または過放電を起こす。過充電と過放電はバッテリーの性能を劣化させるだけでなく、バッテリーの過熱をもたらして爆発事故の原因になり得る。
【００１０】
したがって、スイッチ部品のショート故障を検出し、適切な措置を取ることができる技術が必要である。
【００１１】
スイッチ部品のショート故障はスイッチ部品の両端電圧を測定して簡単に診断することができる。すなわち、スイッチ部品にターンオフ制御信号を印加したにもかかわらず、スイッチ部品の両端電圧が０に近ければ、スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することができる。
【００１２】
スイッチ部品の両端電圧が０に近ければ、スイッチ部品がターンオフ制御信号に応答せずにターンオン状態を維持していることを意味するためである。
【００１３】
このような故障診断方式は、アルゴリズムが簡単であるという長所はあるものの、バッテリーがＤＣ並列リンクノードに連結され、ＤＣ並列リンクノードの電圧がバッテリー電圧と実質的に同じ場合は適用し難い。
【００１４】
ＤＣ並列リンクノードの例としては、異なる種類の２つのバッテリーが並列連結されたときのバッテリー同士の間の並列連結ノードが挙げられる。
【００１５】
バッテリーがスイッチ部品を通じてＤＣ並列リンクノードに連結されれば、スイッチ部品が正常にターンオフされてもスイッチ部品の外側ノードにＤＣ並列リンクノードの電圧が印加され、スイッチ部品の内側ノードにはバッテリー電圧が印加される。しかし、ＤＣ並列リンクノードの電圧とバッテリー電圧とは殆ど差がないため、スイッチ部品両端の電圧差は実質的に０に近い値を有する。その結果、スイッチ部品にショート故障が発生していない状況でもショート故障が発生したと誤診断する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記のような従来技術の背景下でなされたものであり、バッテリーの外部連結に使用されるスイッチ部品の故障を簡単に診断できる装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、バッテリーがスイッチ部品を通じてバッテリーの電圧と実質的に同じ電圧が印加されるＤＣ並列リンクノードに連結されても、スイッチ部品の故障を信頼性高く診断できる装置及び方法を提供することを他の目的とする。
〔本発明の一の態様〕
〔１〕
バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する装置であって、
バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流を測定する電流測定部；
前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチ；及び
前記スイッチ部品のターンオン又はターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせてから前記電流測定部から電流測定値の入力を受け、前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルと基準電流レベルとを相互対比して前記スイッチ部品の故障如何を診断する制御部；を備えてなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断装置。
〔２〕
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することを特徴とする、〔１〕に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔３〕
前記基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含んでなり、
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルとして設定された電流値のうちの最大電流値より大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することを特徴とする、〔１〕又は〔２〕に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔４〕
前記基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含んでなり、
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記基準電流レベルとして設定された電流値から前記電流レベルと対応する電流値を識別し、識別された前記電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が発生したと診断することを特徴とする、〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔５〕
前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルより小さければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断することを特徴とする、〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔６〕
前記第１線路及び前記第２線路は、前記バッテリーの電圧と同じ電圧が印加されるＤＣ並列リンクノードに連結されていることを特徴とする、〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔７〕
前記バッテリーの電圧を測定する第１電圧測定部；及び
前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を測定する第２電圧測定部を更に備えてなることを特徴とする、〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔８〕
前記制御部は、
（i）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、
（ii）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示
す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受けて、並びに、前記電流測定部から前記第２線路に流れる電流測定値の入力を受けて、
（iii）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断し、
（iv）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、
且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することを特徴とする、〔７〕に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔９〕
（i）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、
（ii）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示
す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受けて、並びに、前記電流測定部から前記第２線路に流れる電流測定値の入力を受けて、
（iii）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断し、
（iv）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、
且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断することを特徴とする、〔７〕又は〔８〕に記載のスイッチ部品の故障診断装置。
〔１０〕
バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流を測定する電流測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ｂ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせて前記電流測定部から電流測定値の入力を受ける段階；及び
（ｄ）前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルが予め定義した基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階；を含んでなることを特徴とするスイッチ部品の故障診断方法。
〔１１〕
前記基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含んでなり、
前記（ｄ）段階において、前記電流レベルが前記基準電流レベルとして設定された電流値のうちの最大電流値より大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することを特徴とする、〔１０〕に記載のスイッチ部品の故障診断方法。
〔１２〕
前記基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含んでなり、
前記（ｄ）段階において、前記基準電流レベルとして設定された電流値から前記電流レベルと対応する電流値を識別し、識別された前記電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が発生したと診断することを特徴とする、〔１０〕又は〔１１〕に記載のスイッチ部品の故障診断方法。
〔１３〕
バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ｂ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせて前記電流測定部から電流測定値の入力を受ける段階；及び
（ｄ）前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルが予め定義した基準電流レベルより小さければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断する段階；を含んでなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断方法。
〔１４〕
ＤＣ並列リンクノードに連結されたバッテリーの第１外部端子と前記バッテリーの第１電極との間に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部、前記バッテリーの電圧及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧をそれぞれ測定する第１及び第２電圧測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ｂ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせる段階；
（ｄ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受ける段階；
（ｅ）前記電流測定部から電流測定値の入力を受けて前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定する段階；
（ｆ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが予め定義された基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階；及び
（ｇ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断する段階；を含んでなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断方法。
〔１５〕
ＤＣ並列ノードに連結されたバッテリーの第１外部端子と前記バッテリーの第１電極との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、
（ｈ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部、前記バッテリーの電圧及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧をそれぞれ測定する第１及び第２電圧測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；
（ａ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；
（ｂ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせる段階；
（ｃ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受ける段階；
（ｄ）前記電流測定部から電流測定値の入力を受け、前記第２線路に流れる電流レベルを決定する段階；
（ｅ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断する段階；及び
（ｆ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが予め定義された基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断する段階；を含んでなることを特徴とする、スイッチ部品の故障診断方法。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の技術的課題を達成するためのスイッチ部品の故障診断装置は、バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する装置である。前記装置は、バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流を測定する電流測定部；前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチ；並びに前記スイッチ部品のターンオンまたはターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせてから前記電流測定部から電流測定値の入力を受け、前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルと基準電流レベルとを相互対比して前記スイッチ部品の故障如何を診断する制御部；を含むことができる。
【００１９】
一態様によれば、前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することができる。
【００２０】
他の態様によれば、前記制御部は、前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、前記電流レベルが前記基準電流レベルより小さければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断することができる。
【００２１】
望ましくは、前記第１線路及び前記第２線路は、前記バッテリーの電圧と同じ電圧が印加されるＤＣ並列リンクノードに連結され得る。
【００２２】
本発明による装置は、前記バッテリーの電圧を測定する第１電圧測定部、及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を測定する第２電圧測定部をさらに含むことができる。
【００２３】
一態様によれば、前記制御部は、（i）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、（ii）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部から
それぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受け、前記電流測定部から前記第２線路に流れる電流測定値の入力を受けて、（iii）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断し、（iv）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することができる。
【００２４】
他の態様によれば、前記制御部は、（i）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加し、（ii）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部か
らそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受け、前記電流測定部から前記第２線路に流れる電流測定値の入力を受けて、（iii）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断し、（iv）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが前記基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断することができる。
【００２５】
本発明において、スイッチ部品のショート故障を診断するときに参照される基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含むことができる。この場合、前記制御部は、前記第２線路に流れる電流レベルが前記基準電流レベルとして設定された複数の電流値のうちの最大電流値より大きい場合に、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断することができる。
【００２６】
また、前記制御部は、基準電流レベルとして設定された電流値から前記第２線路に流れる電流レベルに対応する電流値を識別し、識別された電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が前記スイッチ部品に発生したと診断することができる。
【００２７】
望ましくは、前記制御部は、前記基準電流レベルとして設定された電流値のうち前記第２線路に流れる電流レベルより小さいか又は同じ電流値から最大電流値を識別し、識別された最大電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が前記スイッチ部品に発生したと診断することができる。前記弱いショート故障は、基準電流レベルとして設定された電流値の大きさに応じて複数の段階で予め定義され得る。
【００２８】
本発明の他の態様による装置は、前記スイッチ部品の診断情報が保存される記憶部をさらに含み、前記制御部は前記スイッチ部品の診断情報を前記記憶部に保存することができる。
【００２９】
本発明のさらに他の態様による装置は、前記スイッチ部品の診断情報を表示する表示部をさらに含み、前記制御部は前記スイッチ部品の診断情報を前記表示部を通じて視覚的に出力することができる。
【００３０】
本発明のさらに他の態様による装置は、通信データを伝送または受信できる通信インターフェースをさらに含み、前記制御部は前記スイッチ部品の診断情報を含む通信データを生成し、生成された通信データを前記通信インターフェースを通じて外部に出力することができる。
【００３１】
上記の技術的課題を達成するための本発明の一態様によるスイッチ部品の故障を診断する方法は、バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流を測定する電流測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；（ｂ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせて前記電流測定部から電流測定値の入力を受ける段階；及び（ｄ）前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルが予め定義した基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階；を含むことができる。
【００３２】
上記の技術的課題を達成するための本発明の他の態様によるスイッチ部品の故障を診断する方法は、バッテリーの第１電極と第１外部端子との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；（ｂ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせて前記電流測定部から電流測定値の入力を受ける段階；及び（ｄ）前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定して、前記電流レベルが予め定義した基準電流レベルより小さければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断する段階；を含むことができる。
【００３３】
上記の技術的課題を達成するための本発明のさらに他の態様によるスイッチ部品の故障を診断する方法は、ＤＣ並列リンクノードに連結されたバッテリーの第１外部端子と前記バッテリーの第１電極との間に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部、前記バッテリーの電圧及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧をそれぞれ測定する第１及び第２電圧測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；（ｂ）前記スイッチ部品のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせる段階；（ｄ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受ける段階；（ｅ）前記電流測定部から電流測定値の入力を受けて前記電流測定値から前記第２線路に流れる電流レベルを決定する段階；（ｆ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが予め定義された基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階；及び（ｇ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断する段階；を含むことができる。
【００３４】
上記の技術的課題を達成するための本発明のさらに他の態様によるスイッチ部品の故障を診断する方法は、ＤＣ並列リンクノードに連結されたバッテリーの第１外部端子と前記バッテリーの第１電極との間の第１線路に設けられたスイッチ部品の故障を診断する方法であって、（ａ）前記バッテリーの第２電極と第２外部端子との間の第２線路に流れる電流の大きさを測定する電流測定部、前記バッテリーの電圧及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧をそれぞれ測定する第１及び第２電圧測定部、前記スイッチ部品の外側ノードと前記電流測定部の外側ノードとの間を連結する第３線路に設けられ、互いに直列連結された診断抵抗及び診断スイッチを提供する段階；（ｂ）前記スイッチ部品のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品に印加する段階；（ｃ）前記制御信号の印加後に前記診断スイッチをターンオンさせる段階；（ｄ）前記第１電圧測定部及び前記第２電圧測定部からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値及び前記ＤＣ並列リンクノードの電圧を示す第２電圧測定値の入力を受ける段階；（ｅ）前記電流測定部から電流測定値の入力を受け、前記第２線路に流れる電流レベルを決定する段階；（ｆ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより大きければ、前記スイッチ部品にオープン故障が発生したと診断する段階；及び（ｇ）前記第１電圧測定値と前記第２電圧測定値との差が予め定義された基準電圧レベルより小さく、且つ、前記第２線路に流れる前記電流レベルが予め定義された基準電流レベルより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断する段階；を含むことができる。
【００３５】
本発明において、スイッチ部品のショート故障を診断するときに参照される基準電流レベルは、大きさの異なる複数の電流値を含むことができる。この場合、前記スイッチ部品のショート故障を診断する段階は、前記第２線路に流れる電流レベルが前記基準電流レベルとして設定された電流値のうちの最大電流値より大きい場合に、前記スイッチ部品にショート故障が発生したと診断する段階であることができる。
【００３６】
また、前記スイッチ部品のショート故障を診断する段階は、基準電流レベルとして設定された電流値のうち前記第２線路に流れる電流レベルより小さいか又は同じ電流値から最大電流値を識別し、識別された最大電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が前記スイッチ部品に発生したと診断する段階であり得る。前記弱いショート故障は、基準電流レベルとして設定された電流値の大きさに応じて複数の段階で予め定義され得る。
【００３７】
選択的に、本発明による方法は、前記スイッチ部品の故障診断情報を生成する段階；及び生成された前記故障診断情報を保存、表示または伝送する段階；をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、バッテリーの外部端子に印加される電圧レベルと関係なく、バッテリーの外部連結のために使用されるスイッチ部品の故障を簡単なハードウェア構成で診断することができる。
【００３９】
また、本発明は、バッテリーの充電または放電電流の測定に使用されるセンサー部品をそのまま使用してスイッチ部品の故障を診断できるため、診断装置のコストを節減することができる。
【００４０】
また、本発明は、スイッチ部品で弱いショート故障が発生したことまで精密に診断することができる。
【００４１】
また、本発明は、バッテリーの外部端子が他の種類のバッテリーと並列連結される並列パワーシステムに適用される場合、特に有用に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明ともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】本発明の一実施例によるスイッチ部品の故障診断装置を示した構成図である。
【図２】図１の回路において、スイッチ部品がターンオフされたときの電流の流れを示した図である。
【図３】図１の回路において、スイッチ部品がターンオンされたときの電流の流れを示した図である。
【図４】本発明の一実施例によってスイッチ部品のショート故障を診断する方法を示したフロー図である。
【図５】本発明の一実施例によってスイッチ部品のオープン故障を診断する方法を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００４４】
図１は、本発明の一実施例によるスイッチ部品の故障診断装置１００の一実施例を示した構成図である。
【００４５】
図面を参照すれば、本発明によるスイッチ部品１２０の故障診断装置１００は、バッテリー１１０の第１電極１１１及び第２電極１１２を外部の第１電力ラインＰ＋及び第２電力ラインＰ−に連結するか又はその連結を解除するときに使用されるスイッチ部品１２０の故障如何を診断することができる。
【００４６】
バッテリー１１０の種類は特に限定されず、例えばリチウム電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などで構成し得る。
【００４７】
バッテリー１１０は、複数の電池セルが直列または並列で連結されているパックとして形成される。そして、このようなパックが１つ以上備えられてバッテリー１１０を形成しても良い。
【００４８】
バッテリー１１０の第１電極１１１及び第２電極１１２は、それぞれ正極及び負極であり得る。
【００４９】
前記スイッチ部品１２０の種類は特に制限されないが、図示されたように、電磁石によって接点が開放または閉鎖されるリレースイッチであり得る。
【００５０】
前記スイッチ部品１２０がリレースイッチの外にも、ＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｒｅｌａｙ）やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような半導体スイッチであり得ることは当業者にとって自明である。
【００５１】
前記スイッチ部品１２０は外部の制御信号によってターンオン及びターンオフが制御され、前記制御信号は後述する制御部１７０から入力され得る。
【００５２】
前記スイッチ部品１２０がターンオンされれば、バッテリー１１０が外部の第１及び第２電力ラインＰ＋、Ｐ−に電気的に連結される。電気的に連結されれば、バッテリー１１０は外部に放電電力を送電するか又は外部から充電電力を受電することができる。逆に、前記スイッチ部品１２０がターンオフされれば、バッテリー１１０と第１及び第２電力ラインＰ＋、Ｐ−との間の電気的連結が解除され、外部との送受電が中断される。
【００５３】
前記スイッチ部品１２０の故障はショート故障またはオープン故障とに分けられる。ショート故障とは、スイッチ部品１２０がターンオフされても内部的にはターンオン状態を維持し続ける場合を言う。このような故障はスイッチ部品１２０内の接点同士が高熱によって融着した場合に主に発生する。また、オープン故障とは、スイッチ部品１２０がターンオンされても内部的にターンオフ状態を維持し続ける場合を言う。このような故障は接点同士の機械的、電気的または磁気的接触を起こす動作メカニズムの劣化によって発生し得る。
【００５４】
前記第１電力ラインＰ＋の一端は外部端子Ｔ＋と電気的に連結され得る。前記外部端子Ｔ＋は、第１線路Ｌ1に設けられたスイッチ部品１２０を通じてバッテリー１１０の第１電極１１１と電気的に連結される。ここで、第１線路Ｌ1は、バッテリー１１０の第１電極１１１から外部端子Ｔ＋まで延びた線路を称する。
【００５５】
前記第２電力ラインＰ−の一端は外部端子Ｔ−と電気的に連結され得る。前記外部端子Ｔ−は、第２線路Ｌ2を通じてバッテリー１１０の第２電極１１２と電気的に連結される。ここで、第２線路Ｌ2は、バッテリー１１０の第２電極１１２から外部端子Ｔ−まで延びた線路を称する。
【００５６】
前記第１及び第２電力ラインＰ＋、Ｐ−は、バッテリー１１０から出力される放電電流が流れる導電経路、または、前記バッテリー１１０に入力される充電電流が流れる導電経路として使用され得る。
【００５７】
一実施例において、前記第１電力ラインＰ＋の他端はＤＣ電圧源１３０の正極端子と連結され、前記第２電力ラインＰ−の他端はＤＣ電圧源１３０の負極端子と連結され得る。
【００５８】
前記第１外部端子Ｔ＋と前記第１電力ラインＰ＋とが接続するノード、及び前記第２外部端子Ｔ−と前記第２電力ラインＰ−とが接続するノードは、ＤＣ並列リンクノードＮDCを形成する。
【００５９】
したがって、前記ＤＣ電圧源１３０は、ＤＣ並列リンクノードＮDCを通じて 第１線路Ｌ1及び第２線路Ｌ2と電気的に連結される。すると、前記ＤＣ電圧源１３０と前記バッテリー１１０とは、前記ＤＣ並列リンクノードＮDCを通じて相互並列で連結された状態になる。
【００６０】
前記ＤＣ電圧源１３０の種類は特に制限されないが、前記バッテリー１１０とは異なる種類のバッテリーであり得る。
【００６１】
一例として、前記バッテリー１１０は、１２ボルトの公称電圧を有したリチウム電池であり得る。そして、前記ＤＣ電圧源１３０は、１２ボルトの公称電圧を有した鉛蓄電池であり得る。
【００６２】
他の実施例として、前記ＤＣ電圧源１３０は大容量のキャパシタであり得る。前記大容量のキャパシタはバッテリー１１０が電力変換回路、例えばインバータを通じて負荷と連結されるとき、前記電力変換回路の入力端に含まれ得る。図１において、前記電力変換回路及び前記負荷は図示を省略した。
【００６３】
前記バッテリー１１０と前記ＤＣ電圧源１３０とが前記ＤＣ並列リンクノードＮDCを通じて電気的に連結されれば、前記バッテリー１１０と前記ＤＣ電圧源１３０とが並列連結された状態になる。
【００６４】
したがって、前記ＤＣ電圧源１３０が能動的な発電要素を含まない以上、前記並列連結が維持される間、前記バッテリー１１０の電圧と前記ＤＣ電圧源１３０の電圧とは実質的に同じ値を有する。
【００６５】
一実施例として、前記バッテリー１１０及び前記ＤＣ電圧源１３０は並列電源システムとして自動車に搭載され得る。ここで、前記自動車は化石燃料自動車またはハイブリッド自動車であり得る。
【００６６】
上記のような例において、前記ＤＣ電圧源１３０は鉛蓄電池であって、エンジン始動時にスタートモーター側に電力を提供し、自動車に含まれた各種の電装部品に動作電力を供給する用途として使用され得る。勿論、前記鉛蓄電池は、自動車の運行中にジェネレーターまたは回生ジェネレーターで発生する電力によって充電可能である。また、前記バッテリー１１０はリチウム電池であって、前記鉛蓄電池の電力を補い、前記鉛蓄電池に貯蔵できず無駄になる遊休電力を貯蔵する用途として使用され得る。上記のような並列電源システムが自動車に搭載されれば、前記バッテリー１１０は自動車の燃費効率性の向上に寄与することができる。
【００６７】
望ましくは、本発明によるスイッチ部品１２０の故障診断装置１００は、スイッチ部品１２０の故障を診断するため、電流測定部１４０、診断抵抗１５０、診断スイッチ１６０及び制御部１７０を含むことができる。
【００６８】
前記電流測定部１４０は、制御部１７０の要請によってバッテリー１１０の第２電極１１２と第２外部端子Ｔ−との間の第２線路Ｌ2に流れる電流を測定し、電流測定値を制御部１７０に入力することができる。
【００６９】
一例として、前記電流測定部１４０は、前記第２線路Ｌ2に設けられたシャント抵抗ＲSHUNTとアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１４２を含み得る。
【００７０】
前記アナログ−デジタル変換器１４２は、第２線路Ｌ2に電流が流れるときシャント抵抗ＲSHUNTの両端に印加されるアナログ電圧をデジタル電圧に変換し、変換されたデジタル電圧を電流測定値として制御部１７０に出力する。
【００７１】
前記制御部１７０は、前記アナログ−デジタル変換器１４２からデジタル電圧が前記電流測定値として入力されれば、予め定義されたシャント抵抗ＲSHUNTの抵抗値と前記電流測定値を用いてオームの法則によって前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを決定することができる。
【００７２】
他の例として、前記電流測定部１４０は電流センサーの一種であるホールセンサーに代替され得る。前記ホールセンサーは、前記第２線路Ｌ2に流れる電流の大きさを示す電圧値を電流測定値として制御部１７０に入力することができる。すると、前記制御部１７０は、予め定義された数学的演算を通じて電流測定値として入力された電圧値から前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを決定することができる。
【００７３】
前記シャント抵抗ＲSHUNT又はホールセンサーを用いて第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを検出する方法は、本発明が属した技術分野に周知されたものであるため、これ以上の詳しい説明は省略することにする。
【００７４】
望ましくは、前記診断抵抗１５０及び前記診断スイッチ１６０は前記第１線路Ｌ1と前記第２線路Ｌ2とを連結する第３線路Ｌ3に設けられ得、前記診断抵抗１５０と前記診断スイッチ１６０とは相互直列で連結され得る。
【００７５】
前記診断スイッチ１６０は、スイッチ部品１２０の故障診断が必要なとき、前記制御部１７０から制御信号の印加を受けてターンオンされてから、故障診断が完了すればターンオフされ得る。
【００７６】
望ましくは、前記第３線路Ｌ3は、スイッチ部品１２０の外側ノードＮ＋と前記電流測定部１４０の外側ノードＮ−とにそれぞれ連結され得る。すると、既存に充電電流または放電電流の測定のために使用される抵抗を前記シャント抵抗１４１としてそのまま使用することができる。すなわち、前記シャント抵抗１４１は、充電電流または放電電流の大きさを測定する用途、及び前記スイッチ部品１２０の故障診断に使用される第２線路Ｌ2に流れる電流の大きさを測定する用途として使用され得る。これは診断装置のコスト節減に寄与することができる。また、シャント抵抗１４１を通じて流れる電流レベルを増加させることで、スイッチ部品１２０の故障診断に対する信頼性を向上させることができる。
【００７７】
本発明の実施例によるスイッチ部品１２０の故障診断装置１００は、スイッチ部品１２０の故障を診断するため、第１電圧測定部１８０及び第２電圧測定部１９０をさらに含むことができる。
【００７８】
前記第１電圧測定部１８０は、バッテリー１１０の第１電極１１１と第２電極１１２との間に印加されるバッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1を測定して制御部１７０に入力する。
【００７９】
前記第２電圧測定部１９０は、ＤＣ並列リンクノードＮDCに印加される電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2を測定して制御部１７０に入力する。
【００８０】
前記第１電圧測定部１８０及び前記第２電圧測定部１９０は、本発明が属した技術分野に公知された通常の電圧測定回路（例えば、差動増幅回路）を用いて構成可能であるため、詳しい説明は省略することにする。
【００８１】
前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０のターンオンまたはターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品１２０に印加する。また、前記制御部１７０は、前記制御信号の印加後に前記診断スイッチ１６０をターンオンさせた後、前記電流測定部１４０から電流測定値の入力を受ける。また、前記制御部１７０は、前記電流測定値から前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを決定する。また、前記制御部１７０は、前記電流レベルＩSHUNTを予め定義された基準電流レベルＩthと対比して前記スイッチ部品１２０の故障如何を診断することができる。
【００８２】
前記制御部１７０は、後述される多様な制御ロジッグを実行するために当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、前記制御ロジッグがソフトウェアとして具現されるとき、前記制御部１７０はプログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに記憶され、プロセッサによって実行され得る。前記メモリはプロセッサの内部または外部に設けられ得、周知された多様な手段でプロセッサと連結され得る。また、前記メモリは、後述する記憶部２００に含まれ得る。また、前記メモリはデバイスの種類に関係なく情報が記憶されるデバイスを総称し、特定メモリ装置を指すものではない。
【００８３】
一態様によれば、前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品１２０に印加し、前記電流測定部１４０から入力された電流測定値から決定した電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより大きければ、前記スイッチ部品１２０にショート故障が発生したと診断することができる。
【００８４】
他の態様によれば、前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０のターンオンのための制御信号を前記スイッチ部品１２０に印加し、前記電流測定部１４０から入力された電流測定値から決定した電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより小さければ、前記スイッチ部品１２０にオープン故障が発生したと診断することができる。
【００８５】
さらに他の態様によれば、前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０のターンオフのための制御信号を前記スイッチ部品１２０に印加することができる。
【００８６】
また、前記制御部１７０は、前記第１電圧測定部１８０及び前記第２電圧測定部１９０からそれぞれバッテリーの電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1及びＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2の入力を受け、前記電流測定部１４０から電流測定値の入力を受けて、第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを決定することができる。
【００８７】
また、前記制御部１７０は、前記バッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1と前記ＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより大きければ、前記スイッチ部品が正常であると診断することができる。
【００８８】
また、前記制御部１７０は、前記バッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1と前記ＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより小さく、且つ、前記電流測定値から決定した第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより大きければ、前記スイッチ部品１２０にショート故障が発生したと診断することができる。
【００８９】
さらに他の態様によれば、前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０のオープン故障を診断するため、前記スイッチ部品１２０をターンオンさせるための制御信号を前記スイッチ部品１２０に印加することができる。
【００９０】
また、前記制御部１７０は、前記第１電圧測定部１８０及び前記第２電圧測定部１９０からそれぞれバッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1及びＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2の入力を受け、前記電流測定部１４０から電流測定値の入力を受けて、第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTを決定することができる。
【００９１】
また、前記制御部１７０は、前記バッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1と前記ＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより大きければ、前記スイッチ部品１２０にオープン故障が発生したと診断することができる。
【００９２】
また、前記制御部１７０は、前記バッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1と前記ＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより小さく、且つ、前記電流測定値から決定した第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより大きければ、前記スイッチ部品１２０が正常に動作すると診断することができる。
【００９３】
本発明において、スイッチ部品のショート故障を診断するときに参照される基準電流レベルＩthは大きさの異なる複数の電流値Ｉth(k)を含むことができる。ここで、ｋは１〜ｐの自然数であり、Ｉth(k)はｋが増加するほど増加し得る。
【００９４】
この場合、前記制御部１７０は、前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTが前記基準電流レベルＩthとして設定された複数の電流値のうちの最大電流値Ｉth(p)より大きい場合、前記スイッチ部品１２０にショート故障が発生したと診断することができる。
【００９５】
また、前記制御部１７０は、基準電流レベルＩthとして設定された複数の電流値Ｉth(k)のうち前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTより小さいか又は同じ電流値から最大電流値を識別し、識別された最大電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が前記スイッチ部品１２０に発生したと診断することができる。
【００９６】
ここで、弱いショート故障とは、前記スイッチ部品１２０が完全にショート故障を起こした状態と正常状態との間の中間状態にある場合を言う。弱いショート故障の程度は、スイッチ部品１２０がターンオフ状態であるときスイッチ部品１２０が有する抵抗値の水準によって複数のレベルで予め定義され得る。
【００９７】
前記弱いショート故障は、基準電流レベルＩthとして設定された電流値Ｉth(k)の大きさに応じて複数の段階で予め定義され得る。前記電流値Ｉth(k)は、スイッチ部品１２０の抵抗特性に基づいて実験を通じて予め定義され得る。
【００９８】
例えば、異なる水準の弱いショート故障が発生して抵抗が相異なる複数のスイッチ部品１２０を用意した後、各スイッチ部品１２０がターンオフされた状態で第２線路Ｌ2に流れる電流値を測定して、基準電流レベルＩthとして設定される複数の電流値Ｉth(k)の大きさを決定し得る。
【００９９】
本発明のさらに他の態様によれば、前記装置１００は、前記スイッチ部品１２０の診断情報が保存される記憶部２００をさらに含むことができる。この場合、前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０の診断情報を前記記憶部２００に保存することができる。前記診断情報は、前記スイッチ部品１２０の故障の種類を示す識別コード及び前記故障診断が行われた時間情報を含むことができる。望ましくは、識別コードは前記スイッチ部品１２０の故障の種類を示す数字、文字、記号またはこれらの組合せからなる。
【０１００】
前記記憶部２００には、前記制御部１７０が制御ロジッグを実行するのに必要なプログラム、及び前記制御ロジッグが実行される過程で生成されるか又は用いられる予め定義されたデータが保存される。
【０１０１】
前記記憶部２００は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、レジスタなどのように情報が保存可能な装置であれば、その種類に特に制限がない。
【０１０２】
本発明のさらに他の態様によれば、前記装置１００は前記スイッチ部品１２０の診断情報を表示する表示部２１０をさらに含むことができる。この場合、前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０の診断情報を前記表示部２１０を通じてグラフィックユーザインターフェースで出力することができる。前記診断情報は、前記スイッチ部品１２０の故障種類を示す識別コード及び前記故障診断が行われた時間情報を含むことができる。望ましくは、識別コードは前記スイッチ部品１２０の故障の種類を示す数字、文字、記号またはこれらの組合せからなる。
【０１０３】
前記表示部２１０は、必ずしも本発明による装置１００の内部に含まれる必要はなく、他の装置に含まれたものであっても良い。このような場合、前記表示部２１０と前記制御部１７０とは直接連結されず、前記他の装置に含まれた制御手段を介して前記表示部２１０と間接的に連結される。したがって、前記表示部２１０と前記制御部１７０との電気的連結はこのような間接連結方式も含むと理解しなければならない。
【０１０４】
一方、前記制御部１７０がスイッチ部品１２０の診断情報を表示部２１０を通じて直接表示できない場合、前記診断情報をディスプレイを含む他の装置に提供することができる。このような場合、前記制御部１７０は前記他の装置とデータ伝送可能に連結され、前記他の装置は制御部１７０からスイッチ部品１２０の診断情報を受信して、自らと連結されたディスプレイを通じて受信した診断情報をグラフィックユーザインターフェースで表示することができる。
【０１０５】
本発明のさらに他の態様によれば、前記装置１００は通信データを伝送または受信可能な通信インターフェース２２０をさらに含むことができる。
【０１０６】
前記通信インターフェース２２０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＦｌｅｘＲａｙまたはＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）通信を支援することができる。
【０１０７】
前記制御部１７０は、前記スイッチ部品１２０の診断情報を含む通信データを生成した後、生成された通信データを前記通信インターフェース２２０を通じて出力することができる。前記通信データは通信網を通じて外部装置２３０に伝達され、前記外部装置２３０は前記通信データを受信した後、前記通信データから診断情報を抽出し、抽出された診断情報を外部装置２３０に連結されたディスプレイに視覚的に表出することができる。前記外部装置２３０は、例えば、スイッチ部品１２０の専用診断装置または前記バッテリー１１０が搭載される負荷、例えば自動車のメイン制御コンピュータであり得る。
【０１０８】
図２は、図１の回路において、ターンオフ制御信号が印加されたスイッチ部品１２０が正常にターンオフしている状態で、診断スイッチ１６０がターンオンされた場合の電流の流れを示した図である。
【０１０９】
図２を参照すれば、スイッチ部品１２０が正常にターンオフされれば、第３線路Ｌ3を基準に右側閉ループ回路のみに電流が流れ、シャント抵抗ＲSHUNTを通じては電流が流れない。すなわち、第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTは実質的に０に近い。図面において、電流の流れは点線矢印で示した。
【０１１０】
図３は、図１の回路において、ターンオフ制御信号が印加されたスイッチ部品１２０がショート故障を起こして正常にターンオフしていない状態で、診断スイッチ１６０がターンオンされた場合の電流の流れを示した図である。
【０１１１】
図３を参照すれば、スイッチ部品１２０がショート故障を起こせば、第３線路Ｌ3を基準に左側閉ループ回路と右側閉ループ回路共に電流が流れる。
【０１１２】
まず、第３線路Ｌ3に流れる電流レベルＩL3は、第３線路Ｌ3に存在する抵抗成分の大きさと前記第３線路Ｌ3の両端に印加される電圧の大きさから下記数式１のように決定することができる。
【０１１３】
【数１】
0006671475.tif 000002
上記数式１において、ＩL3は第３線路Ｌ3に流れる電流の大きさである。Ｖ2は第２電圧測定部１９０によって測定されたＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値である。Ｒdigは診断抵抗１５０の予め定義された抵抗値である。ＲSW(on)は診断スイッチ１６０の予め定義されたターンオン抵抗である。
【０１１４】
上記数式１の分母に含まれた２つの抵抗値のうち、前記ＲSW(on)はＲdigと比べてその値が無視できる程度に小さい。したがって、第３線路Ｌ3に流れる電流レベルＩL3はＶ2／Ｒdigに近似化することができる。
【０１１５】
一方、右側閉ループ回路に流れる電流の大きさＩRIGHTと左側閉ループ回路に流れる電流の大きさＩLEFTの大きさは、右側閉ループ回路と左側閉ループ回路に存在する総抵抗成分の比率によって決定することができる。
【０１１６】
すなわち、右側閉ループ回路に存在する抵抗成分が有する抵抗値の総和をＲRIGHTとし、左側閉ループ回路に存在する抵抗成分が有する抵抗値の総和をＲLEFTとしよう。
【０１１７】
すると、左側閉ループ回路に流れる電流の大きさＩLEFTは下記数式２によって、そして右側閉ループ回路に流れる電流の大きさＩRIGHTは下記数式３によって決定することができる。
【０１１８】
【数２】
0006671475.tif 000003
【０１１９】
【数３】
0006671475.tif 000004
上記数式２及び３において、ＲRIGHTは第３線路Ｌ3を基準に右側閉ループ回路に存在する抵抗成分が有する抵抗値の総和であって、下記数式４のように表すことができる。
【０１２０】
【数４】
0006671475.tif 000005
上記数式２及び３において、ＲLEFTは第３線路Ｌ3を基準に左側閉ループ回路に存在する抵抗成分が有する抵抗値の総和であって、下記数式５のように表すことができる。
【０１２１】
【数５】
0006671475.tif 000006
上記数式４及び５において、ＲINT1+、ＲINT1-、ＲINT2+、ＲINT2-、ＲEXT+及びＲEXT-は電流が流れる経路に存在する抵抗成分の抵抗値を示す。ＲBATはバッテリー１１０の内部抵抗を示す。ＲDC_SOURCEはＤＣ電圧源１３０の内部抵抗を示す。ＲRELAYはスイッチ部品１２０のターンオン抵抗を示し、ＲSHUNTは電流測定部１４０のシャント抵抗１４１が有する抵抗値を示す。
【０１２２】
上記数式４及び５に含まれたそれぞれの抵抗値は、各回路部品が連結されたノード間の抵抗値を抵抗測定器で測定して予め定義することができる。前記定義された抵抗値は記憶部２００に予め記録され得る。
【０１２３】
上記数式４及び５において、それぞれの抵抗値は数ミリオーム未満の小さい値を有し得る。したがって、ＲRIGHTとＲLEFTとは実質的に同一であると近似することができる。この場合、第３線路Ｌ3の左側閉ループ回路に流れる電流レベルＩLEFTは下記数式６のように近似化することができる。
【０１２４】
【数６】
0006671475.tif 000007
前記左側閉ループ回路に流れる電流ＩLEFTは、シャント抵抗１４１を通じて流れる第２線路ＩL2の電流レベルＩSHUNTと実質的に同一である。
【０１２５】
したがって、本発明は、数式６によって決定される電流レベルと同じ値または測定マージンを考慮して、数式６によって決定される電流レベルより一定程度小さい値を基準電流レベルＩthとして定義することができる。
【０１２６】
前記基準電流レベルＩthにおいて、変数は第３線路Ｌ3の両端で測定した第２電圧測定値に該当するＶ2が唯一であり、Ｒdigは予め定義される診断抵抗１５０の抵抗値である。
【０１２７】
したがって、スイッチ部品１２０をターンオフさせるための制御信号をスイッチ部品１２０に印加した状態で診断スイッチ１６０をターンオンさせたとき、シャント抵抗１４１を通じて測定された電流レベルＩSHUNTが第２電圧測定値Ｖ2を用いて計算した基準電流レベルＩthより大きければ、スイッチ部品１２０にショート故障が発生したと診断することができる。一方、シャント抵抗１４１を通じて測定した第２線路ＩL2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより十分小さければ、スイッチ部品１２０のターンオフ機能が正常に作動すると診断することができる。
【０１２８】
一方、スイッチ部品１２０のオープン故障は、スイッチ部品１２０をターンオンさせるための制御信号をスイッチ部品１２０に印加した状態で診断スイッチ１６０をターンオンさせた後、シャント抵抗１４１に流れる電流レベルＩSHUNTを測定して診断することができる。
【０１２９】
すなわち、シャント抵抗１４１に流れる電流レベルＩSHUNTが第２電圧測定値Ｖ2を用いて決定した基準電流レベルＩthより大きければ、スイッチ部品１２０のターンオン機能が正常に作動すると診断することができる。一方、シャント抵抗１４１に流れる電流レベルＩSHUNTが第２電圧測定値Ｖ2を用いて決定した基準電流レベルＩthより著しく小さければ、スイッチ部品１２０にオープン故障が発生したと診断することができる。
【０１３０】
また、本発明は、第１電圧測定部１８０と第２電圧測定部１９０を用いて測定した第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差を計算し、これらの２つの電圧値の差によってスイッチ部品１２０の正常作動如何を追加的に診断することができる。
【０１３１】
一例として、スイッチ部品１２０をターンオフさせるための制御信号をスイッチ部品１２０に印加した状態で、第１電圧測定部１８０と第２電圧測定部１９０を用いて測定した第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差が予め設定した基準電圧レベルＶthより大きければ、スイッチ部品１２０のターンオフ機能が正常に作動すると診断することができる。
【０１３２】
他の例として、スイッチ部品１２０をターンオンさせるための制御信号をスイッチ部品１２０に印加した状態で、第１電圧測定部１８０と第２電圧測定部１９０を用いて測定した第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差が予め設定した基準電圧レベルＶthより大きければ、スイッチ部品１２０のターンオン機能が正常に作動しないオープン故障が発生したと診断することができる。
【０１３３】
上記のような第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2を用いたスイッチ部品１２０の故障診断は、シャント抵抗１４１を通じて流れる電流レベルＩSHUNTを用いたスイッチ部品１２０の故障診断に先立って予備的に行うことができる。
【０１３４】
以下、上述した説明に基づいて本発明によるスイッチ部品の故障診断装置１００を用いてスイッチ部品１２０の故障を診断する方法をより詳細に説明する。
【０１３５】
本発明による方法の実行主体は、特に言及しない限り、制御部１７０であることを予め明らかにしておく。
【０１３６】
図４は、本発明によってスイッチ部品１２０のショート故障を診断する方法を順に示したフロー図である。
【０１３７】
図４を参照すれば、まず、制御部１７０は、スイッチ部品１２０のショート故障を診断するため、スイッチ部品１２０をターンオフさせるための制御信号をスイッチ部品１２０に印加する（Ｓ１０段階）。
【０１３８】
次いで、制御部１７０は、第３線路Ｌ3に設けられた診断スイッチ１６０をターンオンさせるための制御信号を診断スイッチ１６０に印加して診断スイッチ１６０をターンオンさせる（Ｓ２０段階）。
【０１３９】
次いで、制御部１７０は、第１電圧測定部１８０を制御してバッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1の入力を前記第１電圧測定部１８０から受けてバッテリー１１０の電圧を検出する（Ｓ３０段階）。
【０１４０】
次いで、制御部１７０は、第２電圧測定部１９０を制御してＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2の入力を前記第２電圧測定部１９０から受けてＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を検出する（Ｓ４０段階）。
【０１４１】
次いで、制御部１７０は、電流測定部１４０を制御して第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを示す電流測定値の入力を電流測定部１４０から受けて第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを検出する（Ｓ５０段階）。
【０１４２】
次いで、制御部１７０は、バッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1とＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2との差を計算し、その差が予め設定した基準電圧レベルＶthより大きいか否かを判別する（Ｓ６０段階）。
【０１４３】
Ｓ６０段階で、第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより大きいと判別されれば、制御部１７０はスイッチ部品１２０のターンオフ機能が正常に作動すると診断する（Ｓ９０段階）。
【０１４４】
一方、Ｓ６０段階で第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより小さければ、プロセスをＳ７０段階に移行する。
【０１４５】
次いで、制御部１７０は、Ｓ５０段階で検出された第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが予め設定した基準電流レベルＩthより大きいか否かを判別する（Ｓ７０段階）。
【０１４６】
Ｓ７０段階で、第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより大きいと判別されれば、制御部１７０はスイッチ部品１２０のショート故障が発生してターンオフ機能が正常に動作していないと診断する（Ｓ８０段階）。一方、第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより十分小さいと判別されれば、制御部１７０はスイッチ部品１２０のターンオフ機能が正常に動作すると診断する（Ｓ９０段階）。
【０１４７】
参考までに、スイッチ部品１２０のショート故障が発生すれば、第３線路Ｌ3を基準に左側閉ループ回路に電流が流れ（図３参照）、該電流の大きさがＳ５０段階で検出された電流レベルＩSHUNTに該当する。
【０１４８】
一方、スイッチ部品のショート故障を診断するときに参照される基準電流レベルＩthは、大きさの異なる複数の電流値Ｉth(k)を含むことができる。ここで、ｋは１〜ｐの自然数であり、Ｉth(k)はｋが増加するほど増加し得る。
【０１４９】
この場合、前記Ｓ７０段階で、前記制御部１７０は、前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTが前記基準電流レベルＩthとして設定された複数の電流値のうちの最大電流値Ｉth(p)より大きい場合、前記スイッチ部品１２０にショート故障が発生したと診断することができる。
【０１５０】
また、図示していない実施例において、前記制御部１７０は、基準電流レベルＩthとして設定された電流値のうち前記第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTより小さいか又は同じ電流値から最大値を識別し、識別された電流値に対応する予め定義された弱いショート故障が前記スイッチ部品１２０に発生したと診断することができる。
【０１５１】
前記弱いショート故障は、基準電流レベルＩthとして設定された電流値Ｉth(k)の大きさに応じて複数の段階で予め定義され得る。実験を通じて前記電流値Ｉth(k)を決定する方法は上述した。前記電流値Ｉth(k)に対応する弱いショート故障の複数の段階についての情報は記憶部２００に予め保存され得る。
【０１５２】
一方、図示していないが、制御部１７０はスイッチ部品１２０に対する診断情報を生成することができる。ここで、診断情報は、スイッチ部品１２０の診断が行われた時間情報及び診断結果を識別する識別コードを含むことができる。前記識別コードは、数字、文字、記号またはこれらの組合せからなる。
【０１５３】
また、制御部１７０は、生成された診断情報を記憶部２００に保存するか、生成された診断情報を表示部２１０を通じてグラフィックユーザインターフェースで出力するか、又は、生成された診断情報を通信インターフェース２２０を通じて他の外部装置２３０に伝送することができる。
【０１５４】
上述した制御ロジッグにおいて、制御部１７０はＳ６０段階の実行を省略して、プロセスを直ぐにＳ７０段階に移行しても良いことは自明である。
【０１５５】
図５は、本発明によってスイッチ部品１２０のオープン故障を診断する方法を順に示したフロー図である。
【０１５６】
図５を参照すれば、まず、制御部１７０は、スイッチ部品１２０のオープン故障を診断するため、スイッチ部品１２０をターンオンさせるための制御信号をスイッチ部品１２０に印加する（Ｐ１０段階）。
【０１５７】
次いで、制御部１７０は、第３線路Ｌ3に設けられた診断スイッチ１６０をターンオンさせるための制御信号を診断スイッチ１６０に印加して診断スイッチ１６０をターンオンさせる（Ｐ２０段階）。
【０１５８】
次いで、制御部１７０は、第１電圧測定部１８０を制御してバッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1の入力を前記第１電圧測定部１８０から受けてバッテリー１１０の電圧を検出する（Ｐ３０段階）。
【０１５９】
次いで、制御部１７０は、第２電圧測定部１９０を制御してＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2の入力を前記第２電圧測定部１９０から受けてＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を検出する（Ｐ４０段階）。
【０１６０】
次いで、制御部１７０は、電流測定部１４０を制御して第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを示す電流測定値の入力を電流測定部１４０から受けて第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTを検出する（Ｐ５０段階）。
【０１６１】
次いで、制御部１７０は、バッテリー１１０の電圧を示す第１電圧測定値Ｖ1とＤＣ並列リンクノードＮDCの電圧を示す第２電圧測定値Ｖ2との差を計算し、その差が予め設定した基準電圧レベルＶthより大きいか否かを判別する（Ｐ６０段階）。
【０１６２】
Ｐ６０段階で、第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより大きいと判別されれば、制御部１７０はスイッチ部品１２０のターンオン機能が正常に作動しないオープン故障が発生したと診断する（Ｐ９０段階）。
【０１６３】
一方、Ｐ６０段階で、第１電圧測定値Ｖ1と第２電圧測定値Ｖ2との差が基準電圧レベルＶthより十分小さいと判別されれば、プロセスをＰ７０段階に移行する。
【０１６４】
次いで、制御部１７０は、Ｐ５０段階で検出された第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが予め設定した基準電流レベルＩthより大きいか否かを判別する（Ｐ７０段階）。
【０１６５】
Ｐ７０段階で、第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより大きいと判別されれば、制御部１７０はスイッチ部品１２０のターンオン機能が正常に作動していると診断する（Ｐ８０段階）。
【０１６６】
一方、Ｐ７０段階で、第２線路Ｌ2の電流レベルＩSHUNTが基準電流レベルＩthより十分小さければ、制御部１７０はスイッチ部品１２０のターンオン機能が正常に作動しないオープン故障が発生したと診断する（Ｐ９０段階）。
【０１６７】
参考までに、スイッチ部品１２０のオープン故障が発生すれば、第３線路Ｌ3を基準に左側閉ループ回路に電流が流れないため（図２参照）、第２線路Ｌ2に流れる電流レベルＩSHUNTは０またはそれに近い値を有する。
【０１６８】
一方、図示していないが、制御部１７０は、Ｐ８０段階またはＰ９０段階のスイッチ部品１２０に対する診断情報を生成することができる。ここで、診断情報は、スイッチ部品１２０の診断が行われた時間情報及び診断結果を識別するコードを含むことができる。前記識別コードは、数字、文字、記号またはこれらの組合せからなる。
【０１６９】
また、制御部１７０は、生成された診断情報を記憶部２００に保存するか、生成された診断情報を表示部２１０を通じてグラフィックユーザインターフェースで出力するか、又は、生成された診断情報を通信インターフェース２２０を通じて他の外部装置２３０に伝達することができる。
【０１７０】
上述した制御ロジッグにおいて、制御部１７０はＰ６０段階の実行を省略して、プロセスを直ぐにＰ７０段階に移行しても良いことは自明である。
【０１７１】
前記制御部１７０の多様な制御ロジッグの少なくとも１つが選択的に組み合わせられて、それ自体として本出願による方法の一実施様態になり得ることは自明である。
【０１７２】
前記制御部１７０の多様な制御ロジッグは、少なくとも１つが組み合わせられ、組み合わせられた制御ロジッグはコンピュータ可読のコード体系に作成されてコンピュータ可読の記録媒体に書き込まれ得る。
【０１７３】
前記記録媒体はコンピュータに含まれたプロセッサによってアクセス可能なものであれば、その種類に特に制限がない。一例として、前記記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群から選択された少なくとも１つを含む。
【０１７４】
また、前記コード体系はネットワークで連結されたコンピュータに分散して保存されて実行され得る。また、前記組み合わせられた制御ロジッグを具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは本発明が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論できる。
【０１７５】
本発明の多様な実施様態の説明において、「〜部」と称した構成要素は物理的に区分される要素ではなく、機能的に区分される要素であると理解せねばならない。したがって、それぞれの構成要素は他の構成要素と選択的に統合されるか、又は、それぞれの構成要素が制御ロジッグの効率的な実行のためにサブ構成要素に分割され得る。
【０１７６】
しかし、構成要素が統合または分割されても機能の同一性が認められれば、統合または分割された構成要素も本発明の範囲内に属すると解釈されねばならないことは当業者にとって自明である。
【０１７７】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明によれば、バッテリーの外部端子に印加される電圧レベルと関係なく、バッテリーの外部連結のために使用されるスイッチ部品の故障を簡単なハードウェア構成で診断することができる。
【０１７９】
また、本発明は、バッテリーの充電または放電電流の測定に使用されるセンサー部品をそのまま使用してスイッチ部品の故障を診断できるため、診断装置のコストを節減することができる。
【０１８０】
また、本発明は、スイッチ部品で弱いショート故障が発生したことまで精密に診断することができる。
【０１８１】
また、本発明は、バッテリーの外部端子が他の種類のバッテリーと並列連結される並列パワーシステムに適用される場合、特に有用に活用することができる。
【図１】
0006671475.tif 000008
【図２】
0006671475.tif 000009
【図３】
0006671475.tif 000010
【図４】
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【図５】
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