KR100394794B1 - Apparatus and method for preventing a battery from being discharged entirely when motor vehicle is started in a cold weather - Google Patents

Apparatus and method for preventing a battery from being discharged entirely when motor vehicle is started in a cold weather Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온에서 자동차의 엔진을 시동할 때 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는, 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 센서; 배터리액의 온도를 검출하는 온도 센서; 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치 사이에 설치되어 시동 단자와 시동 장치 간의 전기적인 접속을 단속하기 위한 릴레이; 및 전압 센서 및 온도 센서로부터 검출된 값들로부터 배터리의 용량을 산출하고, 산출된 배터리의 용량에 따라 릴레이를 단속하는 제어부를 포함한다. 그리고, 본 발명에 따른 방법은 배터리의 전압과 배터리액의 온도를 측정하여 배터리의 용량을 산출하는 단계; 및 산출된 배터리의 용량이 기준 용량 이상이면 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 접속시키고, 산출된 배터리의 용량이 기중 용량 이하이면 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 차단하는 단계로 이루어진다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing the battery from being completely discharged when starting the engine of a motor vehicle at low temperatures. The apparatus according to the invention comprises a voltage sensor for detecting a voltage of a battery; A temperature sensor detecting a temperature of the battery liquid; A relay provided between the starting terminal of the key cylinder and the starting device to control an electrical connection between the starting terminal and the starting device; And a controller configured to calculate a capacity of the battery from values detected by the voltage sensor and the temperature sensor, and to regulate the relay according to the calculated capacity of the battery. The method according to the present invention includes the steps of calculating the capacity of the battery by measuring the voltage of the battery and the temperature of the battery liquid; And electrically connecting the start terminal and the starting device of the key cylinder when the calculated battery capacity is equal to or greater than the reference capacity, and electrically disconnecting the start terminal and the starting device of the key cylinder when the calculated battery capacity is less than or equal to the lifting capacity. Is done.

Description

저온에서 엔진을 시동할 때 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 장치 및 방법{Apparatus and method for preventing a battery from being discharged entirely when motor vehicle is started in a cold weather}Apparatus and method for preventing a battery from being discharged entirely when motor vehicle is started in a cold weather}

본 발명은 자동차의 엔진에 관한 것이고, 구체적으로는 저온에서 엔진을 시동할 때 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine of a motor vehicle, and more particularly, to an apparatus and a method for preventing a battery from being completely discharged when starting an engine at low temperature.

내연 기관인 자동차의 엔진은 자가 시동이 불가능하다. 따라서, 자동차 엔진의 시동을 걸 때에는 외력에 의해 크랭크 축을 회전시켜야 하며, 이를 크랭킹이라 한다.The engine of a car, an internal combustion engine, cannot self-start. Therefore, when starting the car engine, the crankshaft must be rotated by an external force, which is called cranking.

엔진의 시동을 위해 제공된 장치를 시동 장치라 하며, 이 시동 장치는 배터리를 전원으로 하는 모터와 모터 축의 회전력을 크랭크 축으로 전달하는 전달 기구를 포함한다. 모터로는 시동 토크가 크고 소형 경량인 직류직권 모터가 주로 사용된다.A device provided for starting the engine is called a starting device, which includes a motor powered by a battery and a transmission mechanism for transmitting the rotational force of the motor shaft to the crank shaft. As a motor, a DC series motor having a large starting torque and a small size and light weight is mainly used.

운전자가 키 실린더의 시동 단자로 키를 돌리면 모터가 구동되고, 모터의 구동력이 전달 기구를 통해 엔진의 크랭크 축으로 전달되어 크랭크 축이 회전된다.When the driver turns the key to the start terminal of the key cylinder, the motor is driven, and the driving force of the motor is transmitted to the crank shaft of the engine through the transmission mechanism to rotate the crank shaft.

한편, 겨울철과 같이 외기의 온도가 낮을 경우 엔진 오일의 점도가 높아지는 등 크랭크 축의 회전 저항이 커져 엔진의 시동이 어려워진다. 이 경우, 운전자들은 주로 엔진의 시동이 걸릴 때까지 계속해서 시동 장치를 구동시킨다. 그러나, 이와 같이 계속적으로 시동 장치가 구동될 경우 배터리의 용량이 급격하게 저하된다.On the other hand, when the temperature of the outside air is low, such as winter, the viscosity of the engine oil increases, so that the rotational resistance of the crankshaft increases, making the engine difficult to start. In this case, the drivers continue to drive the starting device mainly until the engine is started. However, when the starting device is continuously driven in this way, the capacity of the battery is drastically lowered.

배터리의 용량이 충분하지 않거나 계속적인 시동 장치의 구동으로 인해 배터리의 용량이 급격하게 저하되면, 엔진의 시동이 걸리지 않은 상태에서 배터리가 완전히 방전되는 경우가 발생된 수 있다. 이 경우 더 이상 시동 장치가 구동될 수 없으므로 엔진의 시동이 불가능하며, 엔진의 시동을 걸기 위해서는 배터리를 교환하거나 다른 자동차로부터 전원을 공급받아서 시동 장치를 구동시켜야 한다.If the capacity of the battery is not sufficient or the capacity of the battery is drastically lowered due to the continuous driving of the starting device, the battery may be completely discharged without starting the engine. In this case, the engine cannot be started because the starting device can no longer be driven. In order to start the engine, the starting device must be driven by replacing a battery or receiving power from another vehicle.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 저온에서의 엔진 시동시 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an apparatus and a method capable of preventing the battery from being completely discharged when the engine is started at a low temperature.

도 1은 본 발명에 따른 저온 시동시 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 장치를 개략적으로 도시한 구성도.1 is a schematic view showing a device for preventing a battery from being completely discharged during low temperature start-up according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 저온 시동시 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 방법을 도시한 흐름도.2 is a flow chart illustrating a method for preventing the battery from being completely discharged during cold start according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 배터리 2 : 전압 센서1: battery 2: voltage sensor

3 : 온도 센서 4 : 제어부3: temperature sensor 4: control part

5 ; 릴레이 6 : 키 실린더5; Relay 6: key cylinder

7 ; 시동 모터 8 : 경고등7; Start Motor 8: Warning Light

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 저온 시동시 배터리의 완전 방전을 방지하는 장치는, 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 센서; 배터리액의 온도를 검출하는 온도 센서; 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치 사이에 설치되어 시동 단자와 시동 장치 간의 전기적인 접속을 단속하기 위한 릴레이; 및 전압 센서 및 온도 센서로부터 검출된 값들로부터 배터리의 용량을 산출하고, 산출된 배터리의 용량에 따라 릴레이를 단속하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the apparatus for preventing a complete discharge of the battery during low temperature startup according to the present invention, the voltage sensor for detecting the voltage of the battery; A temperature sensor detecting a temperature of the battery liquid; A relay provided between the starting terminal of the key cylinder and the starting device to control an electrical connection between the starting terminal and the starting device; And a controller configured to calculate a capacity of the battery from values detected by the voltage sensor and the temperature sensor, and to regulate the relay according to the calculated capacity of the battery.

또한, 본 발명에 따른 장치는 릴레이가 시동 단자와 시동 장치 간의 전기접 접속을 차단할 때 이를 운전자에게 알리기 위한 경고등을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the device according to the invention preferably further comprises a warning light to inform the driver when the relay cuts off the electrical connection between the starting terminal and the starting device.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 저온 시동시 배터리의 완전 방전을 방지하는 방법은, 배터리의 전압과 배터리액의 온도를 측정하여 배터리의 용량을 산출하는 단계; 및 산출된 배터리의 용량이 기준 용량 이상이면 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 접속시키고, 산출된 배터리의 용량이 기중 용량 이하이면 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 차단하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method for preventing a complete discharge of the battery during low temperature startup according to the present invention, the step of calculating the capacity of the battery by measuring the voltage of the battery and the temperature of the battery liquid; And electrically connecting the start terminal and the starting device of the key cylinder if the calculated battery has a capacity greater than or equal to the reference capacity, and electrically disconnecting the start terminal and the starting device of the key cylinder if the calculated battery has a capacity less than or equal to the lifting capacity. Include.

여기서, 기준 용량은 시동 모터가 90 내지 110rpm으로 8 내지 12초 동안 크랭킹되도록 시동 모터가 구동될 수 있는 용량이다.Here, the reference capacity is a capacity at which the starting motor can be driven such that the starting motor is cranked for 8 to 12 seconds at 90 to 110 rpm.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 차단할 때 이를 운전자에게 알리는 단계를 더 포함한다.Preferably, the method according to the invention further comprises the step of informing the driver when the starting terminal of the key cylinder and the starting device are electrically disconnected.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 시동시 배터리의 완전 방전을 방지하는 장치의 구성을 도시한다.1 illustrates a configuration of an apparatus for preventing full discharge of a battery at low temperature startup according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 전압 센서(2)와 온도 센서(3)와 릴레이(5)와 제어부(4)와 경고등(8)을 포함하고 있다.As shown, the device according to the invention comprises a voltage sensor 2, a temperature sensor 3, a relay 5, a controller 4 and a warning lamp 8.

전압 센서(2)와 온도 센서(3)는 배터리(1)의 일측에 각각 설치되어 있으며, 배터리(1)의 전압과 배터리액의 온도를 각각 검출한다.The voltage sensor 2 and the temperature sensor 3 are provided at one side of the battery 1, respectively, and detect the voltage of the battery 1 and the temperature of the battery liquid.

릴레이(5)는 키 실린더(6)의 시동 단자(ST)와 시동 모터(7) 사이에 설치되어 있다. 따라서, 릴레이(5)의 온/오프(On/Off)에 따라 시동 단자(ST)와 시동 모터(7) 사이의 전기적인 접속이 연결 또는 차단된다.The relay 5 is provided between the start terminal ST of the key cylinder 6 and the start motor 7. Therefore, the electrical connection between the start terminal ST and the start motor 7 is connected or disconnected according to the on / off of the relay 5.

제어부(4)는 전압 센서(2)와 온도 센서(3)로부터 검출된 값들을 입력받고, 릴레이(5)에 작동 신호를 인가하도록 설치되어 있다.The controller 4 is provided to receive the values detected from the voltage sensor 2 and the temperature sensor 3 and to apply an operation signal to the relay 5.

경고등(8)은 릴레이(5)가 오프되거나 제어부(4)로부터 릴레이(5)에 오프(Off) 신호가 인가될 때 점등되도록 전기적으로 연결되어 있으며, 인스트루먼트 패널의 계기판 일측에 설치되어 있다.The warning lamp 8 is electrically connected to be turned on when the relay 5 is turned off or when an off signal is applied from the controller 4 to the relay 5, and is installed at one side of the instrument panel of the instrument panel.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 장치를 이용한 본 발명에 따른 저온 시동시 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 방법을 도 2의 흐름도를 참조하여 설명한다.A method of preventing the battery from being completely discharged at low temperature startup according to the present invention using the apparatus according to the present invention having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. 2.

우선, 전압 센서(2) 및 온도 센서(3)를 통해 배터리(1)의 전압과 배터리액의 온도를 측정한다(S1). 다음으로 측정된 값들로부터 배터리(1)의 현재 용량을 산출한다(S2). 이는 제어부(4)에서 이루어진다.First, the voltage of the battery 1 and the temperature of the battery liquid are measured through the voltage sensor 2 and the temperature sensor 3 (S1). Next, the current capacity of the battery 1 is calculated from the measured values (S2). This is done in the control section 4.

그리고 나서, 산출된 용량을 기준 용량과 비교한다(S3). 여기서, 기준 용량은 대략 8 내지 12초, 바람직하게는 10초 동안 엔진의 크랭크 축이 90 내지 110rpm, 바람직하게는 100rpm 이상으로 크랭킹되도록 시동 모터(7)가 구동되는데 필요한 배터리(1)의 용량이며, 실험에 의해 결정되어 제어부(4) 내에 미리 맵(map)으로 저장되어 있다.Then, the calculated dose is compared with the reference dose (S3). Here, the reference capacity is the capacity of the battery 1 necessary for the starter motor 7 to be driven such that the crankshaft of the engine is cranked at 90 to 110 rpm, preferably at least 100 rpm for approximately 8 to 12 seconds, preferably 10 seconds. It is determined by an experiment and stored in the controller 4 as a map in advance.

산출된 용량이 기준 용량 이상이면 릴레이를 온(On)시킨다(S4). 이에 따라 키 실린더(6)의 시동 단자(ST)와 시동 장치의 시동 모터(7)가 전기적으로 접속된다. 따라서, 운전자가 키를 키 실린더6에 삽입하고 키를 시동 단자(ST)로 이동시키면, 시동 모터(7)가 구동되어 엔진을 크랭킹시킨다. 그리고, 경고등(8)은 소등한다.If the calculated capacity is equal to or greater than the reference capacity, the relay is turned on (S4). Thereby, the starting terminal ST of the key cylinder 6 and the starting motor 7 of the starting device are electrically connected. Therefore, when the driver inserts the key into the key cylinder 6 and moves the key to the start terminal ST, the start motor 7 is driven to crank the engine. And the warning light 8 turns off.

한편 산출된 용량이 기준 용량 이하이면, 릴레이를 오프(Off)시킨다(S5). 이에 따라 키 실린더(6)의 시동 단자(ST)와 시동 장치의 시동 모터(7)는 전기적인 접속이 차단된다. 이와 같이 키 실린더(6)의 시동 단자(ST)와 시동 장치의 시동 모터(7) 사이의 전기적 접속이 차단되면, 운전자가 키를 시동 단자(ST)로 이동시켜도 시동 모터(7)는 구동되지 않아 크랭킹이 이루어지지 않는다. 동시에, 운전자가이를 알 수 있도록 경고등(8)도 점등한다.On the other hand, if the calculated capacity is equal to or less than the reference capacity, the relay is turned off (S5). Thereby, the electrical connection is interrupted between the starting terminal ST of the key cylinder 6 and the starting motor 7 of the starting device. In this way, when the electrical connection between the start terminal ST of the key cylinder 6 and the start motor 7 of the starter is cut off, the starter motor 7 is not driven even if the driver moves the key to the start terminal ST. There is no cranking. At the same time, the warning light 8 also lights up so that the driver can know.

다음으로 엔진의 시동이 온 되었는지 판단한다(S6). 만약 엔진의 시동이 온(On)되었으면 본 발명에 따른 방법의 수행을 완료하고, 그렇지 않으면 S1단계로 되돌아간다.Next, it is determined whether the engine is turned on (S6). If the engine has been started (On), the execution of the method according to the invention is completed; otherwise, the process returns to step S1.

한편, 릴레이(5)가 오프(Off)되어 키 실린더(6)의 시동 단자(ST)와 시동 모터(7) 간의 전기적 접속이 차단된 상태에서 소정의 시간이 지나면 배터리(1)는 자기 회복 작용에 의해 기준 용량 이상으로 회복된다. 실험에 따르면 대략 10초 정도면 배터리(1)의 용량이 기준 용량 이상으로 회복되었다. 그러면, 운전자는 다시 키를 시동 단자(ST)로 이동시켜 엔진의 시동을 시도할 수 있게 된다.On the other hand, when a predetermined time elapses while the relay 5 is turned off and the electrical connection between the start terminal ST of the key cylinder 6 and the start motor 7 is interrupted, the battery 1 has a self-healing action. Recovery above the reference dose. According to the experiment, the capacity of the battery 1 was restored to the reference capacity or more in about 10 seconds. Then, the driver can try to start the engine by moving the key to the start terminal ST again.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 장치와 방법에 의하면, 시동 장치의 구동에 의해 배터리가 완전히 방전될 수 있을 정도의 배터리 용량에서는 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치 사이의 전기적인 접속이 차단되어 시동 장치의 구동이 방지된다. 따라서, 저온에서의 시동시 배터리가 완전히 방전되어 시동이 불가능해지는 것을 예방할 수 있는 장점이 있다.According to the apparatus and method according to the present invention as described above, the electrical connection between the start terminal of the key cylinder and the starting device is cut off at a battery capacity such that the battery can be completely discharged by driving the starting device. Driving is prevented. Therefore, there is an advantage that can prevent the battery is completely discharged and the start is impossible when starting at low temperatures.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains may vary without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. It may be changed.

Claims (5)

배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 센서;A voltage sensor for detecting a voltage of the battery; 배터리액의 온도를 검출하는 온도 센서;A temperature sensor detecting a temperature of the battery liquid; 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치 사이에 설치되어 시동 단자와 시동 장치 간의 전기적인 접속을 단속하기 위한 릴레이; 및A relay provided between the starting terminal of the key cylinder and the starting device to control an electrical connection between the starting terminal and the starting device; And 상기 전압 센서 및 온도 센서로부터 검출된 값들로부터 배터리의 용량을 산출하고, 산출된 배터리의 용량에 따라 상기 릴레이를 단속하는 제어부를 포함하는 저온 시동시 자동차 배터리의 완전 방전을 방지하는 장치.And a controller configured to calculate a capacity of the battery from the values detected by the voltage sensor and the temperature sensor, and to control the relay according to the calculated capacity of the battery. 제 1 항에 있어서, 상기 릴레이가 시동 단자와 시동 장치 간의 전기접 접속을 차단할 때 이를 운전자에게 알리기 위한 경고등을 더 포함하는 저온 시동시 자동차 배터리의 완전 방전을 차단하는 장치.2. The device of claim 1, further comprising a warning light to notify the driver when the relay cuts off the electrical connection between the start terminal and the start device. 배터리의 전압과 배터리액의 온도를 측정하여 배터리의 용량을 산출하는 단계; 및Calculating a capacity of the battery by measuring a voltage of the battery and a temperature of the battery liquid; And 산출된 배터리의 용량이 기준 용량 이상이면 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 접속시키고, 산출된 배터리의 용량이 기중 용량 이하이면 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 차단하는 단계를 포함하는 저온 시동시 자동차 배터리의 완전 방전을 방지하는 방법.Electrically connecting the start terminal and the starting device of the key cylinder when the calculated battery capacity is equal to or greater than the reference capacity; and electrically disconnecting the start terminal and the starting device of the key cylinder when the calculated battery capacity is less than or equal to the lifting capacity. How to prevent full discharge of car battery during cold start. 제 3 항에 있어서, 상기 기준 용량은 시동 모터가 90 내지 110rpm으로 8 내지 12초 동안 크랭킹되도록 시동 모터가 구동될 수 있는 용량인 저온 시동시 자동차 배터리의 완전 방전을 방지하는 방법.4. The method of claim 3, wherein the reference capacity is a capacity at which the starter motor can be driven such that the starter motor is cranked at 90 to 110 rpm for 8 to 12 seconds. 제 3 항에 있어서, 키 실린더의 시동 단자와 시동 장치를 전기적으로 차단할 때 이를 운전자에게 알리는 단계를 더 포함하는 저온 시동시 자동차 배터리의 완전 방전을 방지하는 방법.4. The method of claim 3, further comprising informing the driver when the starting terminal and the starting device of the key cylinder are electrically disconnected.
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