KR0142246B1

KR0142246B1 - 자동차 비상 전원 장치

Info

Publication number: KR0142246B1
Application number: KR1019950054842A
Authority: KR
Inventors: 변성광
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1998-07-01
Also published as: KR970035430A

Abstract

본 발명은 혹한기 등에 연축전지의 성능저하로 자동차 기동이 용이하지 않을 우려가 있을때 이를 감지하여 별도의 배선으로 연결된 비상용 전원을 이용하여 기동시키는 자동차 비상전원 정치에 관한 것이다.

이러한 장치는 연축전지(10)의 성능저하 여부를 인지하는 진단수단; 연축전지(10)와 기동전동기(13) 사이에 배선 연결되는 주릴레이(22); 연축전지(10)와 별도로 장착되고, 기동전동기(13)의 소요부하를 감당하는 비상전원(20); 비상전원 (20)과 기동전동기(13) 사이에 배선 연결되는 비상릴레이(23); 자동차 실내의 전방판넬(2)에 설치되고, 기동준비 완료 상태임을 표시하는 LED 표시등(24); 그리고 전압검출기(21)의 입력 조건에 따라 주릴레이(22), 비상릴레이(23) 및 LED 표시등(24)을 적절히 온·오프 제어하는 알고리즘을 추가로 구비하는 ECU(16)를 포함한다.

따라서, 본 발명은 자동차 기동시 연축전지의 성능상태를 감지하여 저온 시동 능력 저하로 판단되면 비상전원을 기동전동기와 연결시킴으로써, 반복 시동에 의한 연축전지의 방전을 방지하고 신속한 기동을 실현하는 효과가 있다.

Description

자동차 비상전원 장치

도면은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것으로서,

제1도는 자동차의 기동장치 및 충전장치에 대한 개략적인 사시도,

제2도는 본 발명에 따른 구성관계를 개략적으로 나타내는 블럭도,

제3도는 본 발며에 따른 동작 흐름도.

* 도면의 주요부분애 대한 부호의 설명

1:엔진2:전방판넬

10:연(鉛)축전지11:발전기

12:전압조정기13:기동전동기

14:시동 키 스위치15:벨트

16:엔진 ECU20:비상전원

21:전압검출기22:주 릴레이

23:비상 릴레이24:LED 표시등

S10 ~ S20:동작상태도

본 발명은 자동차 비상 전원 장치에 관한 것으로서, 특히 혹한기 등에 연축전지의 성능저하로 자동차 기동이 용이하지 않을 우려가 있을때 이를 감지하여 별도의 배선으로 연결된 비상용 전원을 이용하여 기동시키는 자동차 비상전원 장치에 관한 것이다.

제 1도를 이용하여 자동차의 기동 및 충전장치를 설명하면, 기동 장치는 엔진(1)의 플라이 휠(도시생략)에 단속(斷續) 가능하게 장착되는 기동전동기(13) 및 핸들의 하단에 장착되는 시동 키 스위치(14)로 구성되고, 충전장치는 엔진(1)의 풀리(도시생략)와 벨트(15)에 의하여 엔지(1)과 함께 항시 가동되도록 장착되는 발전기(11) 및 발전기(11)의 교류전원을 일정한 전압의 직류 전원으로 변환시키는 전압조정기(12)로 구성된다.

또한, 상기의 기동장치 및 충전장치는 연축전지(10)와 배선 연결되어 있는데, 기동장치는 연축전지(10) 또는 충전장치로부터 전류를 공급받아 가동되고 충전장치는 자동차 전기장치에서 소비하고 남은 전류를 연축전지(10)로 보내 그 충전상태를 유지할 수 있도록 해준다. 이와같은 장치에서 운전자가 기동 키 스위치(14)를 조작하여 시동 위치로 두면 기동전동기(13)가 통전되어 엔지(1)을 기동시키고 발전기(11)는 전류를 생산하기 시작한다.

이때, 자동차의 전원 수단으로 통상 사용되는 연축전지(10)는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 저장하고 있는 2차 전지로서, 그 양극 및 음극판에 각각 과산화납(PbSO₄) 및 순납(Pb)을 사용하고 묽은 황산을 전해액으로 하여 셀당 기전력이 약 2.1볼트 정도로 형성된다. 이러한 연축전지(10)는 전해액의 온도에 따라 그 방전 능력이 변화되는바, 특히 혹한기에는 엔진의 윤활유 점성이 높아 기동코트가 증대되는 반면 기동전동기(13)가 필요로 하는 대전류를 감당하기 위한 연축전지(10)의 고율 방전 용량이 저하되기 때문에 기동이 실패하는 경우가 많다. 기동이 실패하면 운전자는 다른 밧데리 전원과 점퍼하거나 연축전지(10)에 뜨거운 물을 부어 전해액의 온도를 높여 재기동을 시도해야 하는 불편이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 혹한기 등에 연축전지의 성능이 저하되어 기동전동기의 부하를 감당할 수 없을 때, 비교적 저온기동의 성능이 좋은 비상전원을 이용하여 자동차를 기동시키는 자동차 비상전원 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 연축전지와 기동전동기 사이에 배선 연결되는 주릴레이, 연축전지와 별도로 장착되고, 기동전동기의 소요부하를 감당하는 비상전원; 비상전원과 기동전동기사이에 배선 연결되는 비상릴레이; 그리고 연축전지의 상태에 따라 주릴레이 및 비상릴레이을 적절히 온·호프 제어하는 알고리즘을 추가로 구비하는 ECU 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 비상 전원 장치를 제공한다.

또한, 연축전지의 성능저하 여부를 인지하는 진단수단; 및/또는 자동차 실내의 전방판넬에 설치되고, 기동준비 완료 상태임을 표시하는 LED 표시등을 추가로 구비하고 상기 ECU 가 그 진단수단과 LED 표시등을 적절히 제어하게 구성될 수도 있다.

이때, 상기의 진단수단은 연축전지와 배선 연결되고, 연축전지의 출력 전압에 따라 아날로그 신호를 발생하는 회로를 지니는 전압검출기를 사용하고, 상기의 비상전원은 수산화 니켈(NiOOⅡ) 및 카드뮴(Cd)을 각각 양극 및 음극으로 하고, 가성칼리(KOⅡ)를 전해액으로 하는 알칼리(Ni-Cd)축전지를 사용한다. 상기의 엔진 ECU(16) 는 전압검출기의 입력이 소정치 이상인가 또는 이하인가에 따라 각각 연축전지 또는 비상 전원을 기동전동기와 연결시키고, LED 표시등을 온(on)하여 운전자가 기동 키 스위치로 기동할 수 있음을 표시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상술한다.

제 2 도는 본 발명에 따른 구성관계를 개략적으로 나타내는 블럭도가 도시된다.

연축전지(10)의 단자가 배선 연결되는 전압검출기(21)는 엔진(ECU(16)로 신호를 출력히도록 배선하고, 엔진 ECU(16)는 기동전동기(13)의 전원선을 단속하기 위한 주릴레이(22)와 비상릴레이(23), 그리고 LED 표시동(24)으로 출력을 보내도록 배선 연결된다.

연축전지(10)의 성능을 진단하기 위한 전압검출기(21)는 기온이 하강함에 따라 단자전압이 강화되는(예컨대 -15℃ 일 때약 9V) 것을 검출하기 위한 전압검출회로를 지니고 있어서 그 단자전압에 따른 아날로그 신호를 발생할 수 있다.

자동차 실내의 전방패널(2)(제 1 도 참조)에서 운전자가 인지하기 편리한 곳에 장착되는 LED 표시동(24)는 엔지(ECU(16)가 전압검출기(21)의 입력 신호를 분석하고 필요한 신호를 출력하여 기동을 위한 준비가 완료되었들 때 점등됨으로써 운전자는 기동 키 스위치(14)를 이용해 자동차를 기동할 수 있게 된다.

연축전지(10)와는 별도로 장착되는 비상전원(20)은 연축전기(10) 보다 저온 시동 성능이 좋아야 하므로 알칼리(Ni-Cd)축전지를 사용하는바, 이는 수산화 니켈(NiOOⅡ) 및 카드뮴(Cd)을 각각 양극 및 음극으로 하고, 가성칼리(KOH)를 전해액으로 하여 셀당 공칭전압 1.2볼트를 형성하는 전지이다. 알칼리전지는 극판의 작용물질의 충전(充塡)방식에 따라 포켓식과 소결식이 있고, 전조(電槽)의 형식에 따라 벤티드형과 시일드형이 있는데, 기동전동기(13)가 대전류를 소요하므로 급방전 성능이 좋은 소결식을 사용하고 완전밀폐되어 전해액 보충이 필요 없는 시일드형을 선택하는 것이 좋다.

연축전지(10)과 기동전동기(13) 사이에 배선연결되는 주릴레이(22)와, 비상전원(20) 및 기동전동기(13) 사이에 배선연결되는 비상릴레이(23)는 기동전동기(13)의 대전류를 감다하기 위한 파워릴레이를 사용하는데, 주릴레이(22)는 b 접점을 이용하고 비상릴레이(23)는 a 접점을 이용하여 단속시킨다. 이에따라, 자동차의 정상 주생시에는 주릴레이(22) 및 비상레레이(23)가 모두 오프 시켜도 되므로, 그 작동 전력 소모를 최소화할 수 있다.

CPU·메모리·입출력 인터페이스 등으로 구성되는 엔진 ECU(16)는 통상 엔진의 연료분사장치, 점화장치 등을 제어하는 수단인데, 그 입력 인터페이스는 A/D 컨버터(도시생략)를 지녀 전압검출기(21)의 입력 신호를 디지털화하고, 그 출력 인터페이스는 릴레이 구동회로(도시생략) 및 램프구동회로(도시생략)를 지니며, 그 메모리는 비상전원(20)을 가동하기 위한 전압검출기(21)이 기준 입력치에 대한 데이터 및 LED 표시등(24)의 동작(예컨대 점멸신호의 점멸주기)에 대한 데이터가 기억된다.

제 3 도는 본 발명에 따른 동작 흐름도가 도시된다. 운전자가 시동키 스위치(14)를 작동시키면 엔진 ECU(16)가 프로그램을 시작하고(S10) 일단 주렐레이(22)를 온 시킨다(S11). 이때에는 운전자가 시동 키 스위치(14)를 시동위치에 두어도 기동전동기(13)는 가동되지 않는다. 이후 전압검출기(21)의 입력을 받아(S12) 메모리상의 기준치와 비교하여(S13), yes 이면 주렐레이(22)를 계속 온 상태를 유지시켜 연축전지(10)에 의해 엔진은 정상 기동되지만(S14), no 이면 비상렐레이(23)을 온 시켜(S15) 비상전원(10)에 의해 기동할 수 있게 된다.

이때, 상기의 단계 S14 또는 단계 S15 이후에는 LED 표시등(24)을 온 시켜(S16) 운전자로 하여금 시동 키 스위치(14)로 기동할 수 있음을 알려준다. 즉, LED 표시등(24)이 온 되기 전에는 기동이 불가능한데, 엔진 ECU(16)가 이러한 판단을 내리는데는 극히 짧은 시간이 소요되므로 운전자는 큰 불편없이 확실한 기동을 보장받게 된다.

이후, 다시 전압검출기(21)의 입력을 받고(S17) 소정치 이상인지 비교하는(S18) 과정을 거치면서 기동의 성공여부를 판단하여, no 이면 단계 S16으로 가서 계속 LED 표시등을 온 하여 운전자가 제기동할 수 있도록 하며, yes 이면 LED 표시등(24)을 오프하고 비상릴레이(23)를 오프한 후 (S19) 프로그램을 종료한다(S20).

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하기 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

예을 들면, 도시되지는 않지만, 연축전지(10)와 비상전원(20)을 단속가능하게 직열로 연결하고 연축전지(10)만으로 시동이 가능한 때 및 엔진구동중에는 그 비상전원(20)을 바이패스시키고 연축전지(10)만으로 시동이 불가능한 때 상술한 주렐레이(22)와 비상릴레이(23)이 제어에 의해 직열로 연결되어 기동전동기(13)에 전원을 공급하도록 구성되는 것도 가능하다. 이 경우, 비상전원(20)의 출력이 소정의 전압으로 조절되도록 전압조정 수단이 부가되는 것이 바람직할 것이다.

Claims

자동차 연축전지의 순간적인 성능 저하기 자동차 기동을 위한 비상전원을 제공하는 장치에 있어서: 연축전지(10)와 기동전동기(13) 사이에 배선 연결되는 주릴레이(22); 연축전지(10)와 별도로 장착되고, 기동전동기(13)의 소요부하를 감당하는 비상전원(20); 비상전원(20)과 기동전동기(13) 사이에 배선 연결되는 비상릴레이(23); 그리고 연축전지의 상태에 따라 주릴레이(22) 및 비상릴레이(23)을 적절히 온·오프 제어하는 알고리즘을 추가로 구비하는 ECU(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 비상 전원 장치.
제1항에 있어서: 연축전지(10) 성능저하 여부를 인지하는 진단수단을 추가로 구비하고, 그 진단수단은, 연축전지(10)와 배선 연결하고, 연축전지(10)의 출력 전압에 따른 아날로그 신호를 발생하는 회로를 지니는 전압검출기(21)를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차 비상 전원 장치.
제1항에 있어서: 비상전원(20)은, 수산화 닐켈(NiOOH) 및 카드뮴(Cd)을 각각 양극 및 음극으로 하고, 가성칼리(KOH)를 전해액으로 하는 알칼리(Ni-Cd)축전지를 사용하는 것을 특징으로 하는 비상 전원 장치.
제2항에 있어서: 자동차 실내의 전방판넬(2)에 설치되고, 기동준비 완료 상태임을 표시하는 LED 표시등(24)을 추가로 구비하며, 상기 엔진 ECU(16)가 , 상기 전압검출기(21)을 입력이 소정치 이상인가 또는 이하인가에 따라 각각 연축전지(10) 또는 비상 전원(20)을 기동전동기(13)와 연결시키고, LED 표시등(24)을 온(on)하여 운전자가 기동 키 스위치(14)로 기동할 수 있음을 표시하는 것을 특징으로 하는 자동차 비상 전원 장치.