(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリー管理システム（ＢＭＳ）に連結された回路上でコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）と隣接して位置する音センサ、および
前記音センサから出力されるセンシング結果に基づいて前記コンタクタの誤動作有無を判断する故障有無判断部を含み、
前記音センサは前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングし、前記故障有無判断部は前記機械的な遷移音が既に設定された機械的な遷移音と互いに異なる場合に前記コンタクタに故障が発生したと判断し、
前記音センサは、
前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する前記機械的な遷移音の回数をカウントする、
音センサを介したコンタクタ診断システム。
【請求項２】
前記ＢＭＳはメインコンタクタおよびプリチャージコンタクタと電気的に連結され、
前記音センサは前記メインコンタクタおよび前記プリチャージコンタクタの各々に隣接して位置する、請求項１に記載の音センサを介したコンタクタ診断システム。
【請求項３】
前記故障有無判断部は、
前記ＢＭＳから前記コンタクタに印加されるコンタクタ制御信号および前記音センサから出力される前記センシング結果に基づいて、前記コンタクタの誤動作有無および前記ＢＭＳから印加される前記コンタクタ制御信号の誤動作有無を判断する、請求項１または２に記載の音センサを介したコンタクタ診断システム。
【請求項４】
バッテリー管理システム（ＢＭＳ）に連結された回路上でコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）と隣接して位置する音センサを介して前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングするステップ、および
故障有無判断部を介して前記音センサから出力されるセンシング結果に基づいて前記コンタクタの誤動作有無を判断するステップを含み、
前記故障有無判断部は、前記機械的な遷移音が既に設定された機械的な遷移音と互いに異なる場合に前記コンタクタに故障が発生したと判断し、
前記音センサは、
前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する前記機械的な遷移音の回数をカウントする、
音センサを介したコンタクタの診断方法。
【請求項５】
前記ＢＭＳはメインコンタクタおよびプリチャージコンタクタと電気的に連結され、
前記音センサは前記メインコンタクタおよび前記プリチャージコンタクタの各々に隣接して位置する、請求項４に記載の音センサを介したコンタクタの診断方法。
【請求項６】
前記故障有無判断部は、
前記ＢＭＳから前記コンタクタに印加されるコンタクタ制御信号および前記音センサから出力される前記センシング結果に基づいて、前記コンタクタの誤動作有無および前記ＢＭＳから印加される前記コンタクタ制御信号の誤動作有無を判断する、請求項４または５に記載の音センサを介したコンタクタの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１７年６月１３日付の韓国特許出願第１０−２０１７−００７３８５７号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、音センサを介したコンタクタ診断システムおよび方法に関し、より具体的には、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）回路上に備えられるコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）のオンオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングし、センシング結果に基づいてコンタクタの誤動作有無を判断することによってコンタクタの誤動作に応じた破損に対処することができ、また、遷移音の回数をカウントおよび記録することによってコンタクタの寿命を管理できるようにする音センサを介したコンタクタの診断システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
最近、内燃機関の使用を減らし、環境にやさしい電気エネルギーを利用するために大容量のバッテリーを取り付けた車両が発売されている。
【０００４】
一方、電気車両に用いられるバッテリーは約３５０ｖ〜４００ｖの電圧を有し、このようなバッテリーは負荷（インバータなど）とコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）を介して互いに連結されるが、負荷の入力キャパシタが放電された状態でコンタクタがオン（ｔｕｒｎ  ｏｎ）になる場合、コンタクタに瞬間的に多い量のサージ（ｓｕｒｇｅ）電流が流れてコンタクタが破壊される。
【０００５】
したがって、それを防止するために、現在、プリチャージコンタクタ（ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）およびコンタクタと直列連結された抵抗からなるプリチャージ回路が用いられることによって、メインコンタクタをターンオンにする前にプリチャージ回路を介して予め電流を供給することによってメインコンタクタを保護している。
【０００６】
しかし、この場合、キャパシタを充電した後にはプリチャージ回路をオフにするが、プリチャージコンタクタはメインコンタクタと並列に連結されているため、プリチャージ回路がオフになった状況を診断し難いという問題点が発生する。特にプリチャージコンタクタの故障により溶着（ｗｅｌｄｉｎｇ）が発生した場合、プリチャージ回路を介してバッテリーが放電される恐れがあり、抵抗によって熱が発生することによって持続したエネルギーの消耗および性能低下の恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明者は、上述した従来のプリチャージ回路を介してコンタクタを診断する過程で発生する様々な問題点および限界点を解決するために、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）回路上に備えられるコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）のオンオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングし、センシング結果に基づいてコンタクタの誤動作有無を判断することによってコンタクタの誤動作に応じた破損に対処することができ、また、遷移音の回数をカウントおよび記録することによってコンタクタの寿命を管理できるようにする音センサを介したコンタクタの診断システムおよび方法を開発するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）回路上に備えられるコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）のオンオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングし、センシング結果に基づいてコンタクタの誤動作有無を判断することによってコンタクタの誤動作に応じた破損に対処することができ、また、遷移音の回数をカウントおよび記録することによってコンタクタの寿命を管理できるようにする音センサを介したコンタクタの診断システムおよび方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態による音センサを介したコンタクタ診断システムは、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）回路上でコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）と隣接して位置する音センサ、および前記音センサから出力されるセンシング結果に基づいて前記コンタクタの誤動作有無を判断する故障有無判断部を含む。
【００１０】
一実施形態において、前記音センサは前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングし、前記故障有無判断部は前記機械的な遷移音が既に設定された機械的な遷移音と互いに異なる場合に前記コンタクタに故障が発生したと判断してもよい。
【００１１】
一実施形態において、前記ＢＭＳ回路はメインコンタクタおよびプリチャージコンタクタと電気的に連結され、前記音センサは前記メインコンタクタおよび前記プリチャージコンタクタの各々に隣接して位置してもよい。
【００１２】
一実施形態において、前記音センサは、前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する前記機械的な遷移音の回数をカウントしてもよい。
【００１３】
一実施形態において、前記故障有無判断部は、前記ＢＭＳから前記コンタクタに印加されるコンタクタ制御信号および前記音センサから出力される前記センシング結果に基づいて、前記コンタクタの誤動作有無および前記ＢＭＳから印加される前記コンタクタ制御信号の誤動作有無を判断してもよい。
【００１４】
本発明の他の実施形態による音センサを介したコンタクタの診断方法は、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）回路上でコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）と隣接して位置する音センサを介して前記コンタクタのオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングするステップ、および故障有無判断部を介して前記音センサから出力されるセンシング結果に基づいて前記コンタクタの誤動作有無を判断するステップを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）回路上に備えられるコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）のオンオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングし、センシング結果に基づいてコンタクタの誤動作有無を判断することによって、コンタクタの誤動作に応じた破損に対処できるという利点を有する。
【００１６】
特に、本発明の一側面によれば、コンタクタの動作不良が発生する場合、音センサを介してコンタクタの動作有無を診断することによって、コンタクタが故障したか否か、あるいはコンタクタの連結ラインが故障したか否かを判断できるという利点を有する。
【００１７】
また、本発明の一実施形態によれば、ＢＭＳがコンタクタのオンオフ回数を記録してコンタクタの寿命を管理する場合、遷移音の回数をカウントした後、それをＢＭＳに伝達することによって、コンタクタのオンオフ回数に対するダブルチェックにより信頼度を向上できるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＢＭＳを介してプリチャージコンタクタおよびメインコンタクタを制御する従来の構成を示す図である。
【００１９】
【図２】図１に示された従来のコンタクタのオンオフ動作時に発生するシーケンスを示す図である。
【００２０】
【図３】本発明の一実施形態による音センサを介したコンタクタ診断システム１００の構成を示す図である。
【００２１】
【図４】図３に示された音センサを介したコンタクタ診断システム１００を介してコンタクタの誤動作を診断する過程を順に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、下記の実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。
【００２３】
図１はＢＭＳを介してプリチャージコンタクタおよびメインコンタクタを制御する従来の構成を示す図であり、図２は図１に示された従来のコンタクタのオンオフ動作時に発生するシーケンスを示す図である。
【００２４】
図１を参照すれば、バッテリーと連結された回路上にはバッテリー管理システム（ＢＭＳ）が備えられており、前記回路上に備えられる正極および負極メインコンタクタ（Ｍａｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）と正極メインコンタクタの前端に備えられるプリチャージ回路（プリチャージコンタクタ（Ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）および抵抗を含む）は前記ＢＭＳと連結されることによってＢＭＳからの制御信号を介して制御を受ける。
【００２５】
この時、回路上に備えられるキャパシタ（図示せず）を充電した後にプリチャージ回路をオフする場合、プリチャージコンタクタとメインコンタクタを互いに並列に連結することによってプリチャージコンタクタがオフになった状況を診断し難いという問題点があり、また、プリチャージコンタクタの故障で溶着（ｗｅｌｄｉｎｇ）が発生する場合にプリチャージ回路を介してバッテリーが持続して放電され、抵抗によって熱が発散されることによってエネルギーが消耗されてバッテリー性能が低下する恐れがある。
【００２６】
図２を参照すれば、従来には、キャパシタを充電した後にメインコンタクタが連結（ｃｌｏｓｅ）される場合、プリチャージコンタクタは開放（ｏｐｅｎ）されているにもかかわらず、メインコンタクタとプリチャージコンタクタは互いに並列に連結されているため、プリチャージコンタクタが開放されたか否かを診断することができない。
【００２７】
また、従来には、プリチャージコンタクタの溶着（ｗｅｌｄｉｎｇ）が発生した場合、メインコンタクタが開放（ｏｐｅｎ）されるにもかかわらず、プリチャージ経路（ｐａｔｈ）を通して継続して電流が流れるようになり、これはエネルギーを持続的に消耗することを誘発する。
【００２８】
したがって、本願発明においては、図３および図４に基づいて、従来のこのような問題点および限界点を解決できる音センサを介したコンタクタ診断システム１００および方法について説明する。
【００２９】
図３は、本発明の一実施形態による音センサを介したコンタクタ診断システム１００の構成を示す図である。
【００３０】
図３を参照すれば、本発明の一実施形態による音センサを介したコンタクタ診断システム１００は、大きく、音センサ１１０および故障有無判断部１２０を含むことができる。
【００３１】
先ず、音センサ１１０は、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）と連結された回路上でコンタクタ、より具体的にはメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２と隣接して位置し、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２のオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音をセンシングして後述する故障有無判断部１２０に伝達する役割をすることができる。
【００３２】
このような音センサ１１０はメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２のオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音の回数をカウントすることもでき、ここで、機械的な遷移音とはメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２がオンからオフに、オフからオンに物理的に状態が変更される場合に発生する機械音を意味し、音センサ１１０はそれを通じてメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２の動作状態を診断することができる。
【００３３】
このように音センサ１１０を介して発生する機械的な遷移音は後述する故障有無判断部１２０に伝達され、故障有無判断部１２０が機械的な遷移音の回数を記録して、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２の寿命を管理するのに利用することができる。
【００３４】
また、一実施形態において、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２は互いに密集しているため、音センサ１１０を一つとして適用させることができる。
【００３５】
次に、故障有無判断部１２０は、音センサ１１０から出力（伝達）されるセンシング結果に基づいて、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２の誤動作有無を判断する役割をすることができる。
【００３６】
より具体的には、故障有無判断部１２０は、ＢＭＳ内に含まれてもよく、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２のオンまたはオフ動作時に発生する機械的な遷移音が既に設定された機械的な遷移音と互いに異なる場合に該コンタクタに故障が発生したと判断し、特にＢＭＳからメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２に印加されるオンオフ制御信号と音センサ１１０を介して出力されるセンシング結果に基づいて、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２の誤動作有無およびＢＭＳから印加されるオンオフ制御信号の誤動作有無を判断することができる。
【００３７】
特に、音センサ１１０のセンシング結果によりＢＭＳから印加されるオンオフ制御信号に合わせてメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２が正しく動作するか否かを判断し、仮にメインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２の制御失敗時、メインコンタクタ１およびプリチャージコンタクタ２に故障が発生したか否か、制御信号経路（ｐａｔｈ）に故障が発生したか否かを判断することができる。
【００３８】
次に、図４に基づいてコンタクタの誤動作を診断する過程について説明する。
【００３９】
図４は、図３に示された音センサを介したコンタクタ診断システム１００を介してコンタクタの誤動作を診断する過程を順に示す図である。
【００４０】
図４を参照すれば、ＢＭＳからメインコンタクタおよびプリチャージコンタクタにオンオフ制御信号を印加し（Ｓ４０１）、それに相応するようにメインコンタクタおよびプリチャージコンタクタが動作する。
【００４１】
この時、音センサはメインコンタクタおよびプリチャージコンタクタの機械的な遷移音をセンシングし（Ｓ４０２）、センシング結果をＢＭＳ内の故障有無判断部に出力（伝達）する。
【００４２】
その後、故障有無判断部は、ＢＭＳから印加されるオンオフ制御信号と、音センサから出力されるセンシング結果に基づいて、メインコンタクタおよびプリチャージコンタクタが正常に動作するか否かを判断する（Ｓ４０３）。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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