KR100667157B1

KR100667157B1 - 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR100667157B1
Application number: KR1020040105130A
Authority: KR
Inventors: 마진석; 김선자
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2007-01-12
Also published as: US7260457B2; KR20060066499A; US20060173595A1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 텔레매틱스 단말기를 구동하기 위한 보조 전원공급수단 및 이를 제어하기 위한 전원 제어수단을 추가하고 전원 인가 제어 신호에 따라 전원 공급을 제어함으로써, 상기 텔레매틱스 단말기 내부 하드웨어 보호, 안정적인 전원 공급 및 체감 부팅 지연 시간을 줄일 수 있도록 하기 위한, 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 있어서, 외부로부터의 시동키 신호 또는/및 텔레매틱스 단말기 전원 제어 신호에 따라 전원 인가 여부를 제어하기 위한 전원 제어수단; 상기 전원 제어수단의 제어에 따라 보조 전원공급수단으로부터 공급받은 전원으로 구동되어 상기 텔레매틱스 단말기의 각 구성요소를 제어하기 위한 텔레매틱스 제어수단; 상기 텔레매틱스 제어수단으로 전원을 공급하기 위한 상기 보조 전원공급수단; 및 주 전원공급수단으로부터 공급되는 전원을 한 번 더 정류하고, 상기 보조 전원공급수단의 전위가 상기 주 전원공급수단의 전위보다 높을 때 서로의 연결을 끊어 역전압에 대한 보호 역할을 하기 위한 정류수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 텔레매틱스 단말기 등에 이용됨.

보조 전원공급부, 전원 제어부, 텔레매틱스 단말기

Description

텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치{Apparatus for power supplying of telematics terminal}

도 1 은 텔레매틱스 단말기를 장착한 차량 내부의 일실시예 설명도,

도 2 는 텔레매틱스 단말기의 소프트웨어 스택에 대한 일실시예 구조도,

도 3 은 일반적인 차량 전자부의 일실시예 등가회로도,

도 4 는 본 발명이 적용되는 차량 전자부의 일실시예 구성도,

도 5 는 본 발명에 따른 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 대한 일실시예 상세 회로이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

51 : TCU 전원 제어부 52 : 텔레매틱스 제어부(TCU)

53 : 보조 배터리 54 : 제 1 다이오드

501 : TCU 구동 제어부 502 : 저항

503 : 트랜지스터 504 : 제 2 다이오드

505 : 릴레이 코일 506 : TCU 전원스위치

본 발명은 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 텔레매틱스 단말기를 구동하기 위한 보조 전원공급수단 및 이를 제어하기 위한 전원 제어수단을 추가하고 전원 인가 제어 신호에 따라 전원 공급을 제어함으로써, 상기 텔레매틱스 단말기 내부 하드웨어 보호, 안정적인 전원 공급 및 체감 부팅 지연 시간을 줄일 수 있도록 하기 위한, 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 텔레매틱스(Telematics)란 통신(Telecommunication)과 정보과학(Informatics)의 합성어로서, 무선통신기술과 위치정보시스템(GPS) 등을 이용하여 자동차와 서비스 센터를 연결해 차량 운행 중 운전자 및 탑승자와 각종 정보를 주고받는 서비스 및 단말기, 운영체제 등을 모두 포함한 개념을 말한다. 즉, 텔레매틱스(Telematics)는 이미지, 음성, 영상, 비디오 등의 디지털 정보를 유무선 네트워크에 연결시켜 다중 미디어 커뮤니케이션이 가능하게 해주는 정보 하부구조 및 서비스를 통칭한다.

개인용 컴퓨터(PC) 사용자의 일반화와 고속 무선인터넷의 보급 등과 함께 컴퓨터를 가정이나 사무실뿐만 아니라 차량에서도 사용할 수 있는 컴퓨팅 기술 개발이 급속히 진행되고 있다. 이에 차량 내에서 CDMA와 같은 무선망을 통신매체로 하여 데이터 통신을 실시할 수 있고 네비게이션, 오디오/비디오 기능 등을 통합 내장 한 텔레매틱스 단말기의 개발과 보급이 급속도로 진행되고 있다.

즉, 정보통신 활동의 급속한 확대 및 요구사항 증가로 인하여 차량에서 CDMA 및 휴대인터넷 등을 사용한 무선인터넷, 전자상거래, 엔터테인먼트 등의 정보활동에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이를 지원하기 위해 차량에서도 가정에서 사용하고 있는 개인용 컴퓨터의 주변환경과 유사한 환경을 갖춘 텔레매틱스 단말기 및 관련 서비스 기술이 개발되고 있다. 텔레매틱스 단말기의 주요 서비스로는 자동 사고감지 및 긴급 출동, 차량 도난 감지 및 추적, 주행 안내, 위치안내 서비스와 같은 초기 텔레매틱스 서비스에서부터 인터넷을 통한 멀티미디어 서비스까지 그 서비스가 매우 다양하게 준비되고 있다.

그에 따라, 최근에는 국내/외적으로 자동차용 텔레매틱스 장비의 개발이 급격히 진행되고 있다. 텔레매틱스 단말기는 차량 내에서 광대역 무선망에 접속할 수 있도록 CDMA 1x-EVDO 망을 기본 통신 매체로 사용하여 다양한 정보접근, 획득, 공유를 가능하게 할 뿐만 아니라 자체적으로 내장된 기능을 사용하여 MPEGx 데이터 등을 재생할 수 있는 기능을 가진다. 또한, GPS 네비게이션 기능 또한 기본적으로 내장하게 되는데 이는 실제 동작 시에는 내장된 맵데이터를 사용하여 GPS 네비게이션 기능을 수행하며, 텔레매틱스 단말기에 따라서는 온라인으로 전송된 데이터를 사용하는 방법을 갖춘 기종도 존재한다.

현대자동차, 현대모비스, LG전자, 삼성전자, 한국전자통신연구원뿐만 아니라 KTF, SK텔레콤 등에서도 각각의 텔레매틱스 단말기와 서비스를 준비하고 있다. 국내뿐만 아니라 전 세계적으로도 텔레매틱스 단말기 또는 이와 유사한 개념의 단말 형태는 앞으로 차량용 내장(Embedded) 시스템의 기본 발전 추세라 할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 텔레매틱스 단말기 자체의 하드웨어적인 특성이나 서비스 내용을 다루고자 하는 것은 아니며, 이의 진화는 좀 더 지켜보아야 할 과정이라 할 수 있다.

도 1 은 텔레매틱스 단말기를 장착한 차량 내부의 일실시예 설명도로서, 현대 자동차의 텔레매틱스 단말기인 모젠(MOZEN)을 장착한 차량 내부를 나타낸다.

현재 국내의 모젠(MOZEN)서비스는 텔레매틱스 단말기를 비포마켓(Before Market)용으로 승용 및 레저용(RV)차량에 장착하여 출시하고 있는데 이의 대표적인 서비스 예로는 SOS, 도난 추적, 에어백 전개자동통보, 원격문열림, 도난경보알람, 길안내, 교통정보, 비서서비스, 무선인터넷 등의 기본 서비스를 제공하고 있다.

한편, 현대모비스에서는 "eXride"라는 텔레매틱스 단말기를 에프터마켓(After Market)용으로 출시하고 있다. "eXride"는 CD, 라디오, MP3, 네비게이션, 무선인터넷/이메일 접속, 차량원격문열림, 차량진단, 게임 등과 같은 다양한 기능을 제공한다.

일반적으로, 텔레매틱스 단말기의 구성을 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어 생각해볼 수 있다. 우선, 텔레매틱스 단말기를 구성하는 하드웨어에 대하여 분석해 보면 다음과 같다.

텔레매틱스 단말기는 그 응용 서비스의 다양성으로 인하여 매우 고사양의 하드웨어를 요구한다. 컴퓨팅 파워의 측면에서 살펴보면, 현재 히타찌의 "SuperH" 또는 모토로라의 "PowerPC" 계열의 프로세서를 이용하여 각종 차량용 시스템이 설계되고 있다. 또한, 텔레매틱스 단말기는 단순히 고속의 중앙처리장치(CPU) 성능만을 요구하는 것이 아니라 동영상 재생을 위한 2D 그래픽 가속기, CDMA 등과 같은 무선 네트워크 IO, IDB1394, MOST 등의 고속 멀티미디어 시리얼 버스, CAN 등의 다양한 제어버스의 인터페이스가 소요된다. 즉, 기존의 네비게이션 전용 시스템 등에서 요구되는 시스템 사양보다 매우 높은 고급의 시스템 사양이 요구된다. 실제로 BMW 사의 "iDrive" 시스템은 상기 언급한 대부분의 사양을 사용하고 있다.

즉, 텔레매틱스 단말기의 기본적인 서비스 사항 및 향후 개발 예정인 컨텐츠 및 어플리케이션의 수행 요구 성능 등을 고려할 때, GHz대의 CPU 클럭 사용은 멀지 않다고 할 수 있다. "ARM" 코어를 사용하는 대표적인 정보단말용 프로세서인 "Xscale" 프로세서나 "PowerPC" 계열의 프로세서도 이러한 성능 요구를 예측하고 현재 GHz급 동작을 목표로 연구를 추진하고 있어 이들 프로세서를 채용한 텔레매틱스 단말의 출현은 시간 문제라 할 수 있다.

한편, 소프트웨어 경우에는 일단 텔레매틱스 단말기에 기본적으로 사용되는 운영체제와 이를 기반으로 각종 미들웨어, 멀티미디어 라이브러리, 응용소프트웨어 등을 생각하여 볼 수 있다. 현재 국내외적으로 "WinCE", "QNX", "VxWorks carinfotainment", 임베디드 리눅스(Embedded Linux) 등의 운영체제가 사용되거나 연구 및 개발되고 있다.

전술한 바와 같이 텔레매틱스 단말기는 그 응용의 특성상 매우 다양한 서비스 컨텐츠를 탑재하게 되는데, 현재 그러한 다양한 서비스 컨텐츠를 사용하기 위해서는 고성능의 운영체제뿐만 아니라 수많은 종류의 디바이스 드라이버 및 각종 국제 표준의 미들웨어가 탑재되어야 한다.

도 2 는 텔레매틱스 단말기의 소프트웨어 스택에 대한 일실시예 구조도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 텔레매틱스 단말기에는 현재 각종 멀티미디어용 임베디드 라이브러리, JVM, OSGi, AMI-C 등과 같은 다수의 미들웨어가 그 특성상 반드시 탑재되어야 한다.

그러나 텔레매틱스 단말기에서의 다수의 미들웨어 탑재는 곧바로 시스템의 기동 시 즉, 전원 온(ON) 이후에 사용자가 사용할 수 있도록 하는데 소요되는 부팅 시간이 길어진다는 문제점이 발생한다.

이는 단지 상기 다수의 미들웨어를 초기화하는데 소요되는 시간뿐만 아니라 운영체제 자체의 초기화 시간이 더해지면 더욱 긴 시간이 소요된다. 통상 최소 30초에서 최장 3분 이상이 소요되는 되는 것이 일반적이다.

그래서 사용자는 텔레매틱스 단말기의 부팅 시간이 길어지게 되면 불편함을 느끼게 되며, 최악의 경우 제때에 필요한 서비스를 이용할 수 없다, 또한, 상황에 따라서는 긴급구조 서비스와 같은 매우 중요한 작업도 수행할 수 없는 경우가 발생하여 텔레매틱스 단말기 사용 시 큰 문제점이 될 수 있다.

한편, 텔레매틱스 단말기는 차량에서 사용된다는 특성상 차량의 배터리로 구동되는데, 차량의 배터리는 그 특성상 전압 출력 파형이 매우 불규칙적인 문제점이 있다. 특히, 수동 트랜스미션 차량의 경우 운전자의 주행 습관에 따라 갑작스러운 정지 등에 의하여 배터리의 전압 순간 강하와 같은 현상이 나타날 수 있다. 이때, 텔레매틱스 단말기는 기기에 심각한 충격을 받을 수 있으며 최악의 경우 기기 손상 문제가 발생할 수도 있다.

또한, 일본의 경우 하드디스크 탑재형 GPS 네비게이션이 일반화된 만큼 최근의 추세로 보아 차량 내의 하드디스크 사용이 일반화될 것으로 예상되며 그에 따라 텔레매틱스 단말기에도 하드디스크의 채용은 멀지 않다고 할 수 있다. 그런데, 하드디스크는 그 특성상 불규칙적인 전원 오프 시 가장 손상 확률이 높은 장비 중의 하나이며 위에서 언급한 문제의 영향을 가장 심각하게 고려하여야 할 장치이다. 또한, 텔레매틱스 단말기에서는 매우 복잡한 형태로 운영체제가 하드웨어를 사용할 경우가 많은데, 가령 현재의 상태를 플래시 메모리에 저장하는 동작 도중 불규칙한 전압이 발생하여 시스템이 다운되면 다음번 부팅 시 기기가 제대로 동작하지 않을 가능성이 있으므로 불규칙적인 전압 공급 문제가 반드시 해결되어야 한다.

따라서 부팅 시간의 단축을 위하여 현재 몇 가지의 방법이 연구되고 있는데 이들의 기술적인 내용과 장/단점을 나열하면 다음과 같다.

첫 번째로 GHz급 컴퓨팅 파워를 가진 마이크로프로세서 및 주변 칩셋을 사용하는 방법이 있다. 개인용 컴퓨터의 발전과정에서와 같이 GHz급 컴퓨터의 출현은 컴퓨팅 파워의 향상으로 인하여 기존의 개인용 컴퓨터에 비하여 상당히 짧은 부팅 시간이 소요되는 것을 알 수 있다. 이는 전적으로 하드웨어 기술의 발전에 의존하지만 가장 확실하게 부팅 시간을 줄 일 수 있는 방법이다. 문제는 현재의 기술을 사용하여 텔레매틱스 단말기에 개인용 컴퓨터(PC)에서 사용되는 마이크로프로세서를 사용할 수 있는가의 문제가 되는데, 현재 차량용 마이크로프로세서의 경우 전력소모 문제, 발열 문제, 소음 문제, 신뢰성 문제 등으로 인하여 아직까지 PC 환경에서 사용되는 GHz급 마이크로프로세서의 사용은 요원한 상태이다.

두 번째로는 도 2 에 도시된 각종 소프트웨어 스택의 최적화를 이루는 방법이 있다. 이것은 보이는 관점에 따라 매우 유용하게 생각될 수 있으며 하드웨어의 추가 없이 순수한 소프트웨어적인 해결 방법으로 볼 수 있다. 각종 미들웨어에서 사용하는 서브루틴 및 랩퍼함수의 사용자제, 시스템 콜의 최적화, 디바이스 사용 대기 시간의 최적화 등을 문제해결의 포인트로 생각하여 볼 수 있으며, 이와 관련하여 현재 상당한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 상당히 많은 코드들이 조합되어 있고 각각의 소프트웨어 스택이 추구하는 구현 내용이 분명하므로 코드를 줄일 수 있는 여지가 많지 않아 최적화 한계가 금방 드러날 수 있는 문제점이 있다.

전술한 바와 같은 부팅 시간을 줄이기 위한 여러 가지 하드웨어 및 소프트웨어적인 여러 가지 노력에도 불구하고 현재의 기술 상태로는 약 1분 이상의 부팅 시간이 소요되므로 이에 대한 문제점의 해결이 반드시 필요하다.

한편, 차량용 배터리의 불규칙적인 전압 파형과 순간 전압 강하에 대한 문제의 해결 방법으로는 현재까지 좀 더 우수한 라인레귤레이션 특성을 가진 직류-직류 강압형 변환기의 사용과 이의 병렬화를 이루어 문제를 해결하기 위한 연구를 진행 중이다. 그러나 이는 수 밀리초(ms) 이내의 전원 변동에 유효할 뿐 수초 동안의 전원 변동에 대해서는 대응할 수 없는 단점이 있다. 텔레매틱스 단말기는 차량의 전원 환경 관점에서 수 밀리초(ms) 동안의 전원 변동뿐만 아니라 수초 동안의 전원 변동에 대해서도 안전하고 정확하게 동작되어야 하기 때문이다.

즉, 텔레매틱스 단말기는 내장된 프로그램의 수행뿐만 아니라 무선 연결을 통하여 다양한 컨텐츠를 다운로드하여 실행할 수 있도록 하는 기능 등을 가짐으로써 기술적으로 매우 복잡하고 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구조를 가진다. 이로 인하여 텔레매틱스 단말기는 전원 인가 후 초기 기동 시까지 매우 긴 사용 대기 시간을 요구하고 있으며 텔레매틱스 단말기의 운용 중에도 차량이라는 특수한 상황으로 인하여 텔레매틱스 단말기에 공급되는 안정적인 전원 수급에 상당한 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 텔레매틱스 단말기를 구동하기 위한 보조 전원공급수단 및 이를 제어하기 위한 전원 제어수단을 추가하고 전원 인가 제어 신호에 따라 전원 공급을 제어함으로써, 상기 텔레매틱스 단말기 내부 하드웨어 보호, 안정적인 전원 공급 및 체감 부팅 지연 시간을 줄일 수 있도록 하기 위한, 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 있어서, 외부로부터의 시동키 신호 또는/및 텔레매틱스 단말기 전원 제어 신호에 따라 전원 인가 여부를 제어하기 위한 전원 제어수단; 상기 전원 제어수단의 제어에 따라 보조 전원공급수단으로부터 공급받은 전원으로 구동되어 상기 텔레매틱스 단말기의 각 구성요소를 제어하기 위한 텔레매틱스 제어수단; 상기 텔레매틱스 제어수단으로 전원을 공급하기 위한 상기 보조 전원공급수단; 및 주 전원공급수단으로부터 공급되는 전원을 한 번 더 정류하고, 상기 보조 전원공급수단의 전위가 상기 주 전원공급수단의 전위보다 높을 때 서로의 연결을 끊어 역전압에 대한 보호 역할을 하기 위한 정류수단을 포함한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 일반적인 텔레매틱스 단말기에서 단점으로 지적되어온 긴 부팅 시간의 단축 효과를 냄과 동시에 단말기의 운영 도중 전원 전압 변동에 효과적으로 대응하여 텔레매틱스 단말기를 안정적으로 사용하기 위하여 개발된 기술이다.

따라서 본 발명에서는 상기 지적한 몇 가지 문제점을 해결하기 위하여 일반차량에 보조 전원을 추가하여 텔레매틱스 단말기의 전원으로 사용하고 이의 전원 제어를 효과적으로 수행하여 텔레매틱스 단말기의 보다 안정적인 동작 방법을 제시하고자 한다. 이는 부팅 시간을 줄이는 문제 해결을 위해서 사용될 수 있는데 실제로 부팅 시간을 줄이는 것이 아니라 사용자가 단말기의 부팅 시간이 마치 줄어든 것처럼 느낄 수 있는 방법으로 어떤 텔레매틱스 단말기에도 적용될 수 있는 장점을 가진다.

도 3 은 일반적인 차량 전자부의 일실시예 등가회로도이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 일반적인 차량 전자부는, 차량 시동키의 주행 신호(ACC, ON)에 따라 정상적으로 엔진이 동작할 때 교류전원을 생성하기 위한 교류발전기(Alternator)(31), 교류발전기(31)로부터 전달받은 교류전원을 직류전원으로 정류하기 위한 정류기(32)(예 : 다이오드), 정류기(32)를 통해 공급받은 직류전원으로 충전되는 주 배터리(33)(여기서, 정류기(32)를 통과하여 정류된 직류전원이 주 배터리(33)로 충전되는 과정은 일반적인 다이오드 정류회로와 같은 동작으로 이해될 수 있다.), 주 배터리(33)로부터 공급되는 전원으로부터 내부 기기를 보호하기 위한 퓨즈(34), 상기 퓨즈(34)를 통해 주 배터리(33)로부터 전달받은 전원을 차량 시동키의 주행 신호(ACC, ON)에 따라 전자 제어부(ECU)(38)로 스위칭하기 위한 제 1 스위치(35), 상기 퓨즈(34)를 통해 주 배터리(33)로부터 전달받은 전원을 차량 시동키의 시동 신호(START)에 따라 모터(37)로 스위칭하기 위한 제 2 스위치(36), 상기 제 2 스위치(36)를 통해 전달받은 전원으로 구동되는 모터(37), 및 상기 제 1 스위치(35)를 통해 전달받은 전원에 의해 구동되어 차량 내 각종 전자기기를 제어하기 위한 전자 제어부(ECU)(38)를 포함한다.

일반적인 승용 차량의 경우 주 배터리(33)는 항상 12V 이상의 직류전압을 유지하고, 차량 내에서는 이를 디스트리뷰터를 통해 각각의 공급 전원으로 사용하여 전자 제어부(ECU)가 동작을 수행하게 된다.

도 4 는 본 발명이 적용되는 차량 전자부의 일실시예 구성도이다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 차량 전자부는, 차량 시동키의 주행 신호(ACC, ON)에 따라 정상적으로 엔진이 동작할 때 교류전원을 생성하기 위한 교류발전기(Alternator)(31), 교류발전기(31)로부터 전달받은 교류전원을 직류전원으로 정류하기 위한 정류기(32)(예 : 다이오드), 정류기(32)를 통해 공급받은 직류전원으로 충전되는 주 배터리(33), 주 배터리(33)로부터 공급되는 전원으로부터 내부 기기를 보호하기 위한 퓨즈(34), 상기 퓨즈(34)를 통해 주 배터리(33)로부터 전달받은 전원을 차량 시동키의 주행 신호(ACC, ON)에 따라 전자 제어부(ECU)(38)로 스위칭하기 위한 제 1 스위치(35), 상기 퓨즈(34)를 통해 주 배터리(33)로부터 전달받은 전원을 차량 시동키의 시동 신호(START)에 따라 모터(37)로 스위칭하기 위한 제 2 스위치(36), 상기 제 2 스위치(36)를 통해 전달받은 전원으로 구동되는 모터(37), 상기 제 1 스위치(35)를 통해 전달받은 전원에 의해 구동되어 차량 내 각종 전자기기를 제어하기 위한 전자 제어부(ECU)(38), 주 배터리(33)로부터 공급되는 전원을 한 번 더 정류하며 보조 배터리(43)의 전위가 주 배터리(33)의 전위보다 높을 때 서로의 연결을 끊도록 하여 역전압에 대한 보호 역할을 하기 위한 다이오드(41), 주 배터리(33)와는 별도로 텔레매틱스 제어부(TCU)(44)에 전원을 공급하기 위한 보조 배터리(43), 실제 구현 시에는 릴레이 회로의 출력단으로 구현되며, TCU 전원 제어 신호에 따라 보조 배터리(43)의 전원을 텔레매틱스 제어부(44)로 인가하도록 스위칭하기 위한 TCU 전원스위치(42), 및 상기 TCU 전원스위치(42)가 온(on)됨에 따라 주 배터리(33) 또는 보조 배터리(43)로부터 전원을 공급받아 동작하기 위한 텔레매틱스 제어부(TCU)(44)를 포함한다.

여기서, 보조 배터리(43)는 주 배터리(33)와는 별도로 설치된 TCU 전용 보조 전원으로서, TCU 전원스위치(42)가 온(ON)되면 텔레매틱스 제어부(44)에 전원을 공급하여 텔레매틱스 제어부(44)를 구동시키는 역할을 한다. 통상 자동차의 주행 중 TCU 전원스위치(42)는 상시 온(ON)상태를 유지하게 되므로 보조 배터리(43)로부터 전력을 획득하여 구동된다. 보조 배터리(43)는 교류발전기(31)와 주 배터리(33)로부터 이중으로 전원을 공급받아 충전할 수 있으므로, 운전조건에 따라 교류발전기(31)의 출력 전압에 심각한 변동이 발생하더라도 주 배터리(33)에서 다이오드(41)를 거친 안정적인 전원을 공급받으므로 텔레매틱스 제어부(TCU)(44)가 매우 안정적으로 동작할 수 있다.

또한, 사용자의 부주의 또는 배터리의 수명 만료 등으로 인하여 주 배터리(33)가 방전되어 시동 등의 운전 예비상태를 유지하지 못하게 되더라도 보조 배터리(43)를 사용하여 텔레매틱스 제어부(TCU)(44)를 구동시켜 전원을 공급한 뒤 SOS 응급구조신호를 발생시킬 수 있다. 이로부터 텔레매틱스 단말기가 고유의 안전운전, 긴급상황 등의 대비 응용으로 사용되기 위한 하드웨어적인 선결 조건이 될 수 있도록 하는 핵심 장치임을 알 수 있다.

여기서, 보조 배터리(43)의 용량이나 크기에는 본 발명에서 명시하지 않는데 이는 도 4의 보조 전원부(400)의 회로와 같은 구성요소를 포함하며 상기 전술한 보조 배터리(43)와 같은 동작을 하는 모든 에너지 저장장치를 포함한다.

TCU 전원스위치(42)는 실제 구현 시 도 5의 릴레이부(500)의 출력단으로 구성된다. 여기서, 릴레이(Relay)란 전자계전기라 불리는 전자부품으로서, 전기 접점을 계폐하여 동일 회로 또는 다른 회로에 접속된 장치를 작동시키는 기능을 하는데, 전기적 입력의 유/무, 대/소 등을 식별하여 동작할 수 있다.

한편, TCU 전원스위치(42)를 제어하는 제어 조건 및 이와 관련된 제어 회로는 도 5에서 상세히 후술하기로 한다.

도 5 는 본 발명에 따른 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 대한 일실시예 상세 회로도이다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치는, 외부로부터의 시동키 신호 또는/및 텔레매틱스 단말기 전원 제어 신호에 따라 전원 인가 여부를 제어하기 위한 TCU 전원 제어부(51), 상기 TCU 전원 제어부(51)의 제어에 따라 보조 배터리(53)로부터 공급받은 전원으로 구동되어 텔레매틱스 단말기 각 구성요소를 제어하기 위한 텔레매틱스 제어부(TCU)(52), 상기 텔레매틱스 제어부(52)로 전원을 공급하기 위한 보조 배터리(53), 및 주 배터리(33)(도면에 도시되지 않음)로부터 공급되는 전원을 한 번 더 정류하고, 상기 보조 배터리(53)의 전위가 주 배터리(33)의 전위보다 높을 때 서로의 연결을 끊어 역전압에 대한 보호 역할을 하기 위한 제 1 다이오드(54)를 포함한다.

한편, 상기 TCU 전원 제어부(51)는, 외부로부터의 시동키 신호 또는/및 텔레매틱스 단말기 전원 제어 신호의 조합 결과에 따라 TCU 구동 제어 신호(S_out)를 출력하기 위한 TCU 구동 제어부(마이크로프로세서)(501)(여기서, VCC 전원은 주 배터리(33) 또는 보조 배터리(53)로부터 공급받는다.), 상기 TCU 구동 제어부(501)로부터 전달받은 TCU 구동 제어 신호(S_out)에 따라 상기 텔레매틱스 제어부(52)를 구동하기 위한 구동부(TCU 전원 제어부(51)에서 TCU 구동 제어부(501)를 제외한 나머지 구성요소)를 포함한다.

한편, 상기 구동부는, 상기 TCU 구동 제어부(501)로부터 전달받은 TCU 구동 제어 신호(S_out)에 따라 턴온(Turn On)되어 릴레이 코일(505)에 전류가 흐르도록 하기 위한 트랜지스터(503), 상기 TCU 구동 제어부(501)와 트랜지스터(503) 사이에 위치하여 TCU 구동 제어 신호가 전달되도록 전류를 흐르게 하기 위한 저항(502), 상기 트랜지스터(503)가 턴온(Turn On)됨에 따라 유도 전류를 흘려 TCU 전원스위치(506)를 온(on)시키기 위한 릴레이 코일(505), 상기 릴레이 코일(505)에 흐르는 유도 전류에 따라 상기 텔레매틱스 제어부(52)로 전원이 인가되도록 스위칭하기 위한 TCU 전원스위치(506), 상기 TCU 전원스위치(506)의 오프(Off)시 릴레이 코일(505)에 유도되는 역기전력으로부터 트랜지스터(503)를 보호하기 위한 제 2 다이오드(504)를 포함한다.

여기서, TCU 구동 제어부(501)는 일반적으로 어떠한 종류의 마이크로프로세서 또는 마이크로 컨트롤러를 이용하여 구현할 수 있으며, 입력제어신호 S_in1부터 S_in5까지의 5가지 신호를 입력받아 하기 [수학식 1]에 따라 신호를 처리한 후 S_out 출력 포트로 TCU 구동 제어 신호를 출력한다.

S_in1부터 S_in5까지의 입력제어신호의 맵핑은 다음의 [표 1]과 같다.

입력 신호	입력 신호 설명
S_in1	시동키의 주행(ACC, ON) 신호
S_in2	시동키의 시동 신호(START)
S_in3	시동키의 오프 신호(OFF)
S_in4	텔레매틱스 단말기 전원 온 신호(ON)
S_in5	텔레매틱스 단말기 전원 오프 신호(OFF)

여기에서 주행 신호(ACC, ON)(55), 시동 신호(START)(56), 및 오프 신호(OFF)(57)는 차량의 시동키 신호로부터 획득하며, 텔레매틱스 단말기 전원 온 신호(TCU ON)(58), 텔레매틱스 전원 오프 신호(TCU OFF)(59)는 텔레매틱스 단말기 전원의 푸시버튼 스위치 또는 텔레매틱스 제어 리모트 컨트롤러의 출력 신호를 이용하여 획득할 수 있다.

상기 TCU 구동 제어부(501)에서 S_in1부터 S_in5까지의 입력신호에 대하여 출력하는 TCU 구동 제어 신호(S_out)의 논리식은 하기 [수학식 1]로 표현할 수 있다.

S_out ={(S_in1 + S_in2) · (/S_in3)} + {S_in4 · (/S_in5)}

여기서, "+" 기호는 논리합(OR) 연산을, "·" 기호는 논리곱(AND) 연산을, "/" 기호는 부정(NOT) 연산을 의미한다.

상기 [수학식 1]과 같은 조건으로 텔레매틱스 단말기 전원을 제어하였을 경우 사용자가 만약 차량에 탑승하기 전에 텔레매틱스 제어 리모트 컨트롤러의 TCU ON 신호를 미리 온(On)시킬(논리레벨 1로 만듦) 경우 TCU 전원 제어부(51)는 상기 [수학식 1]에 의해 텔레매틱스 제어부(52)를 온(On) 상태로 만들어 부팅 절차를 진행할 수 있다.

이후, 사용자는 차량에 탑승하여 차량의 시동키를 시동박스에 삽입하여 시동(START on)을 수행하고, 시동이 끝나면 키는 ON 위치로 이동하여 주행한다. 이후, 사용자가 텔레매틱스 단말기를 사용하기 위하여 화면을 조작하면 텔레매틱스 단말기는 거의 모든 부팅 순서를 끝마치고 사용자의 요구에 응답할 수 있는 대기 상태로 진입하게 되므로, 사용자는 마치 텔레매틱스 단말기의 부팅 시간이 매우 줄어든 것으로 인식할 수 있으며 곧바로 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 텔레매틱스 단말기를 구동하기 위한 보조 전원공급수단 및 이를 제어하기 위한 전원 제어수단을 추가하고 전원 인가 제어 신호에 따라 전원 공급을 제어함으로써, 상기 텔레매틱스 단말기 내부 하드웨어를 보호할 수 있으며, 안정적으로 전원을 공급할 수 있고 체감 부팅 지연 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 텔레매틱스 단말기 사용 전에 미리 리모트 컨트롤러 등을 이용하여 전원 투입 명령을 내린 후, 전원이 투입되어 부팅 과정이 진행되고 실제 사용 시점에서는 바로 텔레매틱스 단말기를 사용할 수 있도록 함으로써, 체감 부팅 지연 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 차량의 운전상태, 전장상태, 차량용 배터리의 상태에 따라 변동하는 차량의 1 차 배터리(주 배터리)의 전원 변동에 대응할 수 있으며, 특히 수동변속기를 장착한 차량의 극심한 전원 전압 변동 및 차량의 운전 미숙련에 따른 배터리의 순간 전압 변동폭으로 인한 문제점에 대해서도 대응할 수 있는 효과가 있다.

결과적으로, 본 발명은 텔레매틱스 단말기의 내부 회로를 보호하고 순간 다운의 위험 없이 안정적으로 시스템을 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치에 있어서,

외부로부터의 시동키 신호 또는/및 텔레매틱스 단말기 전원 제어 신호에 따라 전원 인가 여부를 제어하기 위한 전원 제어수단;

상기 전원 제어수단의 제어에 따라 보조 전원공급수단으로부터 공급받은 전원으로 구동되어 상기 텔레매틱스 단말기의 각 구성요소를 제어하기 위한 텔레매틱스 제어수단;

상기 텔레매틱스 제어수단으로 전원을 공급하기 위한 상기 보조 전원공급수단; 및

주 전원공급수단으로부터 공급되는 전원을 한 번 더 정류하고, 상기 보조 전원공급수단의 전위가 상기 주 전원공급수단의 전위보다 높을 때 서로의 연결을 끊어 역전압에 대한 보호 역할을 하기 위한 정류수단

을 포함하는 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원 제어수단은,

외부로부터의 시동키 신호 또는/및 텔레매틱스 단말기 전원 제어 신호의 조합 결과에 따라 구동 제어 신호(S_out)를 출력하기 위한 구동제어수단; 및

상기 구동제어수단으로부터 전달받은 구동 제어 신호에 따라 상기 텔레매틱스 제어수단을 구동하기 위한 구동수단

을 포함하는 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 구동수단은,

상기 구동제어수단으로부터 전달받은 구동 제어 신호(S_out)에 따라 턴온(Turn on)되어 릴레이 코일에 전류가 흐르도록 하기 위한 트랜지스터;

상기 구동제어수단과 상기 트랜지스터 사이에 위치하여 구동 제어 신호가 전달되도록 전류를 흐르게 하기 위한 저항;

상기 트랜지스터가 턴온(Turn On)됨에 따라 유도 전류를 흘려 전원스위칭수단을 온(On)시키기 위한 상기 릴레이 코일;

상기 릴레이 코일에 흐르는 유도 전류에 따라 상기 보조 전원공급수단으로부터 상기 텔레매틱스 제어수단으로 전원이 인가되도록 스위칭하기 위한 상기 전원스위칭수단; 및

상기 전원스위칭수단의 오프(Off)시 상기 릴레이 코일에 유도되는 역기전력으로부터 상기 트랜지스터를 보호하기 위한 다이오드

를 포함하는 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 구동제어수단은,

"S_out ={(S_in1 + S_in2) · (/S_in3)} + {S_in4 · (/S_in5)}" 와 같은 수식을 이용하여 구동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스 단말기의 전원 공급 장치.

(여기서, S_in1은 시동키의 주행(ACC, ON) 신호, S_in2는 시동키의 시동(START) 신호, S_in3은 시동키의 오프(OFF) 신호, S_in4는 텔레매틱스 단말기 전원 온(ON) 신호, S_in5는 텔레매틱스 단말기 전원 오프(OFF) 신호, S_out은 구동 제어 신호를 나타낸다.)