KR101009477B1

KR101009477B1 - 차량용 배터리 세이버 시스템

Info

Publication number: KR101009477B1
Application number: KR1020090034130A
Authority: KR
Inventors: 김민철; 김형만; 황세준
Original assignee: 인제대학교 산학협력단
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2011-01-19
Also published as: KR20100115513A

Abstract

본 발명은 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하여 전압 크기를 표시하고 그 크기에 따라 배터리 주전원을 직접 제어하여 동작 조건의 제한없이 안정적으로 차량 배터리를 보호할 수 있도록 한 차량용 배터리 세이버 시스템에 관한 것으로, 메인 시스템에 전원을 공급하기 위한 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부;상기 배터리 전압을 계산하여 현재 전압을 나타내는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC);상기 배터리 상태 및 전압 크기를 나타내기 위한 검출 전압 표시부;검출된 배터리 전압의 크기가 설정된 크기가 되면 전원을 차단하는 주전원 차단부;를 포함하는 배터리 세이버가, 상기 배터리와 상기 메인 시스템에 전원을 분배하는 차량 메인 전원 제어부 사이에 구성되는 것이다.

차량용 배터리, 배터리 세이버, 볼트 메터, PHEV, FCEV, PIC,

Description

차량용 배터리 세이버 시스템{Vehicle Battery Saver System}

본 발명은 배터리 세이버에 관한 것으로, 구체적으로 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하여 전압 크기를 표시하고 그 크기에 따라 배터리 주전원을 직접 제어하여 동작 조건의 제한없이 안정적으로 차량 배터리를 보호할 수 있도록 한 차량용 배터리 세이버 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 카 오디오/비디오 등과 같은 액세서리 전자기기와, 자동차의 조명장치, 전자제어유닛(Electric Control Unit), 트랜스미션제어유닛(Transmission Control Unit) 등의 전장품들은 자동차 배터리로부터 전원을 인가받아 동작한다. 상기 대부분의 전장품들은 시동이 꺼지면 같이 오프된다. 그러나 상기 조명장치는 시동을 꺼도 온(On)되어 있는 상태라면 전원이 공급되도록 설계되어 있다.

따라서 운전자가 조명장치를 온시켜 놓은 상태에서 자동차를 주차하고 집으로 들어가나 업무를 보러가는 경우, 배터리가 완전 방전되어 운전자가 시동을 걸지 못하는 상황이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배터리 전압을 측정하고 배터리의 상태를 표 시하여 주거나 배터리 전압을 표시하여 주는 배터리 전압 표시 장치 및 시동을 끈 후 일정 시간 후에도 조명장치가 켜져 있는 경우에 자동으로 조명장치를 오프하여 배터리의 완전 방전을 방지할 수 있는 배터리 완전 방전 방지 장치들(배터리 세이버)이 적용되고 있다.

그리고 환경오염 문제에 대응하여 현재 양산되는 내연기관 차량 이후 하이브리드카, PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 자동차 등의 연구에 박차를 가하면서 차량에서 배터리의 사용빈도는 더욱 높아져 차량에서 배터리의 중요성은 더욱 커질 것으로 판단된다.

현재 차량에서 사용 되어지는 필요전원은 엔진 운전 중에는 엔진의 발전기에 의해 생산 되어지는 전력을 사용하게 되지만 엔진이 정지하고난 후 또는 초기 엔진 시동시의 필요 전원은 차량의 배터리가 전담하게 된다. 차량의 배터리는 용량의 한계가 있으므로 사용자의 실수로 인해 배터리가 방전되는 경우가 종종 발생하게 된다. 자동차 생산업체는 이를 보완하기 위해 배터리 세이버라는 기능을 제작 양산차량에 장착을 하게 됨으로서 배터리 보호에 관한 많은 보완이 이루어 졌다.

현재 양산중인 차량에 설치되어있는 배터리 세이버 작동원리는 도 1에서와 같다.

ETACS(Electronic Time Alarm Control System) 컴퓨터(12)에 의해 전자적으로 제어되며, ETACS 컴퓨터(12)는 배터리 세이버 기능을 제어하기 위해 시동키 ON/OFF 신호(11a), 미등 스위치 ON/OFF 신호(11b), 운전석 도어 열림/닫힘 신호(11c) 등을 감지하여 미등 릴레이를 오프(13)하여 미등을 자동으로 소등(14)시 켜 준다.

이와 같은 배터리 세이버의 배터리 방전 방지 동작은 차량실내에 키가 삽입된 상황에서는 이루어지지 않는다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 차량용 배터리 세이버의 문제를 해결하기 위한 것으로, 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하여 전압 크기를 표시하고 그 크기에 따라 배터리 주전원을 직접 제어하여 동작 조건의 제한없이 안정적으로 차량 배터리를 보호할 수 있도록 한 차량용 배터리 세이버 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 배터리 주전원을 직접 제어하여 동작 조건의 제한없이 안정적으로 배터리를 보호할 수 있도록 하여 자동차, 컴퓨터, 가전제품 등의 분야에 응용할 수 있는 배터리 세이버를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 배터리 완전 방전 방지를 위하여 배터리 상태 및 충전 여부를 표시 장치를 이용하여 나타내는 것에 의해 효율적인 배터리 관리가 가능하도록 한 배터리 세이버를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버 시스템은 메인 시스템에 전원을 공급하기 위한 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부;상기 배터리 전압을 계산하여 현재 전압을 나타내는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC);상기 배터리 상태 및 전압 크기를 나타내기 위한 검출 전압 표시부;검출된 배터리 전압의 크기가 설정된 크기가 되면 전원을 차단하는 주전원 차단부;를 포함하는 배터리 세이버가, 상기 배터리와 상기 메인 시스템에 전원을 분배하는 차량 메인 전원 제어부 사이에 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배터리 세이버가 배터리의 주전원 라인에 직접 연결되어 설정된 전압값이 검출되면 배터리 주전원을 직접 차단 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버 시스템은 배터리와, 메인 시스템에 전원을 분배하는 차량 메인 전원 제어부 사이에 구성되고, 배터리의 주전원 라인에 직접 연결되어 설정된 전압값이 검출되면 배터리 주전원을 직접 차단 제어하는 배터리 세이버;상기 배터리 세이버에 의해 주전원이 차단된 상태에서 운전자가 시동을 걸면 강제 구동 신호를 출력하는 강제 구동 신호 입력부;상기 배터리와 배터리 세이버 사이에 구성되어 주전원이 차단된 상태에서 강제 구동 신호가 입력되면 배터리 전원을 상기 배터리 세이버를 거치지 않고 바로 차량 메인 전원 제어부로 공급되도록 하는 전원 공급 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 배터리 세이버는,메인 시스템에 전원을 공급하기 위한 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부와,상기 배터리 전압을 계산하여 현재 전압을 나타내는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC)와,상기 배터리 상태 및 전압 크기를 나타내기 위한 검출 전압 표시부와,검출된 배터리 전압의 크기가 설정된 크기가 되면 전원을 차단하는 주전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 배터리 세이버는 차량 시동을 위한 시동키가 키박스에 삽입된 상태에서도 설정 전압값이 검출되면 주전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하여 전압 크기를 표시하고 그 크기에 따라 배터리 주전원을 직접 제어하여 동작 조건의 제한없이 안정적으로 차량 배터리를 보호할 수 있다.

둘째, 차량 키가 삽입된 경우에도 배터리 세이버 동작이 이루어지도록 하여 안정적으로 차량 배터리를 보호할 수 있다.

셋째, 시동키 ON/OFF 신호, 미등 스위치 ON/OFF 신호, 운전석 도어 열림/닫힘 신호 등을 감지하여 배터리 세이버 동작을 하는 것이 아니고, 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하여 그 결과에 따라 배터리 세이버 동작을 하므로 효율적인 배터리 관리가 가능하다.

넷째, 개발한 배터리 세이버를 배터리에서 나오는 주 전원에 간편히 연결 할 수 있으므로 양산차량 뿐만 아니라 운행중인 차량에도 간편하게 장착하여 배터리를 보호할 수 있다.

다섯째, 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하여 전압 크기를 표시하므로 용이하게 배터리의 상태와 차량 발전기의 상태를 알 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버 시스템의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버 시스템의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명은 차량 배터리의 전압을 직접 센싱하고 그 크기에 따라 배터리 주전원을 직접 제어하여 동작 조건의 제한없이 안정적으로 차량 배터리를 보호할 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 2에서와 같이 배터리(21) 주전원에 배터리 세이버(22)를 직접 연결하여 차량 메인 전원 제어(23)가 이루어지도록 한 것이다.

차량의 시동장치는 배터리의 전력량에 따라 기동 능력이 정해지는데, 본 발명에서는 이점을 감안해 배터리의 전압을 측정 할 수 있는 전압 측정 장치(Volt meter)를 이용하여 전압을 측정하고 그 결과를 이용하여 배터리의 완전 방전을 막는다.

즉, 전압 측정 장치는 PIC(Peripheral Interface Controller) 기능을 이용하여 PIC에 입력된 알고리즘에 의한 입력 전압을 계산하고 사용자가 식별할 수 있게 FND로 현재 전압을 나타내게 된다.

그리고 배터리 전압이 설정된 전압에 이르게 되면 릴레이로 출력신호를 보내게 된다. PIC에서 출력신호를 받은 릴레이는 배터리 주전원을 차단하게 된다.

여기서, 설정 전압은 차후 기동전동기를 구동할 수 있는 최소전압으로, 전기장치 사용에 따른 배터리방전을 정지하게 되며 차량 사용자가 시동 전동기 구동을 위한 최소전력을 배터리에서 보관하게 된다.

배터리 세이버 장치가 가동된 이후에는 사용자가 직접 강제구동 스위치를 ON 하고 차량시동이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버(22)는 도 3에서와 같이 배터리(21)와 차량 메인 전원 제어부(23)사이에 구성된다.

본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버(22)는 볼트메타(Volt meter), 주변장치 인터페이스 제어기(PIC-peripheral interface controller), 릴레이, FND(7-Segment)로 그 구성이 이루어진다.

전체 구성은 배터리 세이버(22)가 배터리 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(Volt meter)(33)와, 입력된 알고리즘을 이용하여 입력된 차량의 배터리(Battery)전압을 계산하여 현재 전압을 나타내는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC)(34)와, 배터리 상태 및 전압 크기를 나타내기 위해 LED 및 FND(7-Segment)로 이루어진 검출 전압 표시부(35)와, 검출된 배터리 전압의 크기가 설정된 크기가 되면 차량 메인 전원 제어부(23)로 공급되는 전원을 차단하는 주전원 차단부(36)로 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 배터리 세이버 시스템은 배터리(21)와 배터리 세이버(22) 사이에 구성되어 배터리 세이버(22)에 의해 주전원이 차단된 상태에서 운전자가 시동을 걸기 위해 강제 구동 신호 입력부(31)를 통하여 강제 구동 신호가 입력되면 배터리 전원을 배터리 세이버(22)를 거치지 않고 바로 차량 메인 전원 제어부(23)로 공급되도록 하여 차량 시동이 이루어지도록 하는 전원 공급 선택부(32) 를 더 포함하고 구성된다.

주전원 차단부(36)는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC)(34)의 제어 신호에 의해 스위칭되어 배터리 주전원을 제어하는 릴레이로 구성된다.

그리고 전원 공급 선택부(32)는 강제 구동 신호 입력부(31)를 통하여 입력되는 강제 구동 신호에 의해 스위칭 동작을 하여 배터리 전원이 배터리 세이버(22)를 거치지 않고 직접 차량 메인 전원 제어부(23)로 공급되도록 하는 릴레이로 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 배터리 세이버는 배터리 자체 메인 배선에 장착함으로써 배터리 전압에 따른 차량에 공급되는 전체 전류를 제어하게 됨으로서 배터리를 체계적으로 관리할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 배터리 세이버는 현재 양산 차량 뿐만아니라, 운행 차량에도 용이하게 장착할 수 있다.

또한, 하이브리드카, PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)의 배터리 관리에도 사용할 수 있고, 이러한 배터리 세이버 기능을 응용 하여 휴대용 전자기기에도 적용하는 것도 가능하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 차량용 배터리 세이버의 구성을 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버의 구성을 나타낸 블록도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 배터리 세이버의 상세 구성을 나타낸 블록도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

31. 강제 구동 신호 입력부 32. 전원 공급 선택부

33. 전압 검출부 34. 주변 인터페이스 컨트롤러

35. 검출 전압 표시부 36. 주전원 차단부

Claims

메인 시스템에 전원을 공급하기 위한 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부;

상기 배터리 전압을 계산하여 현재 전압을 나타내는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC);

상기 배터리 상태 및 전압 크기를 나타내기 위한 검출 전압 표시부;

검출된 배터리 전압의 크기가 설정된 크기가 되면 전원을 차단하는 주전원 차단부;를 포함하는 배터리 세이버가,

상기 배터리와 상기 메인 시스템에 전원을 분배하는 차량 메인 전원 제어부 사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 세이버 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 배터리 세이버가 배터리의 주전원 라인에 직접 연결되어 설정된 전압값이 검출되면 배터리 주전원을 직접 차단 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 세이버 시스템.
배터리와, 메인 시스템에 전원을 분배하는 차량 메인 전원 제어부 사이에 구성되고, 배터리의 주전원 라인에 직접 연결되어 설정된 전압값이 검출되면 배터리 주전원을 직접 차단 제어하는 배터리 세이버;

상기 배터리 세이버에 의해 주전원이 차단된 상태에서 운전자가 시동을 걸면 강제 구동 신호를 출력하는 강제 구동 신호 입력부;

상기 배터리와 배터리 세이버 사이에 구성되어 주전원이 차단된 상태에서 강제 구동 신호가 입력되면 배터리 전원을 상기 배터리 세이버를 거치지 않고 바로 차량 메인 전원 제어부로 공급되도록 하는 전원 공급 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 세이버 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 배터리 세이버는,

메인 시스템에 전원을 공급하기 위한 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부와,

상기 배터리 전압을 계산하여 현재 전압을 나타내는 주변 인터페이스 컨트롤러(PIC)와,

상기 배터리 상태 및 전압 크기를 나타내기 위한 검출 전압 표시부와,

검출된 배터리 전압의 크기가 설정된 크기가 되면 전원을 차단하는 주전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 세이버 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 배터리 세이버는 차량 시동을 위한 시동키가 키박스에 삽입된 상태에서도 설정 전압값이 검출되면 주전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 세이버 시스템.