KR101262101B1 - 차량 상태 정보 모니터링 장치 - Google Patents

차량 상태 정보 모니터링 장치 Download PDF

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김기석
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주식회사 케이엘텔레시스
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Abstract

본 발명은 차체로부터 분리되는 정보를 신속하고 보고하는 동시에 차량의 상태 정보를 주기적으로 보고할 수 있는 차량 상태 정보 모니터링 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 차량에 장착되어 차량의 상태 정보를 모니터링 하여 외부로 송신하는 차량 상태 정보 모니터링 장치에 있어서, 차량에 접속되는 제1 커넥터; 상기 제1 커넥터와 전기적으로 그리고 물리적으로 결합되는 제2 커넥터; 상기 제2 커넥터에 접속되며 차량으로부터의 분리 여부를 나타내는 분리신호를 생성하는 분리신호 생성부; 차량과 인터페이싱하여 차량으로부터 차량의 상태신호를 수신하는 차량 인터페이스부; 및 상기 분리신호 생성부에서 출력되는 분리신호 및 상기 차량 인터페이스부에서 수신한 상태신호에 차량 식별 신호를 포함하여 트랜시버로 출력하되, 상기 분리신호를 발생시 즉각 출력하며 상기 상태신호는 주기적으로 출력하는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.

Description

차량 상태 정보 모니터링 장치{VEHICLE CONDITION INFORMATION MONITORING DEVICE}
본 발명은 차량 상태 정보를 모니터링 하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량으로부터 장치의 분리를 감시하는 동시에 시동 온/오프 등의 차량 상태 정보를 감시할 수 있는 차량 상태 정보 모니터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 위치, 동작 상태, 고장 상태 등을 지속적으로 감시하기 위하여 차량 모니터링 장치가 사용된다. 종래 차량 모니터링 장치는 사용자가 특정 전자장치의 동작 상태 또는 고장 상태를 점검하기 위해서 특정 전자장치의 아이디가 포함된 전자 시스템 구동 명령어를 입력하는 방식을 갖는다. 이러한 차량 모니터링 장치는 차량에 대한 전문적인 지식이 없는 경우 점검이 원활하게 수행되지 않는 문제점이 있다.
이러한 어려움을 해결하고자 핸드폰이나 PDA와 같은 개인 휴대 단말기에 차량 모니터링을 위한 별도의 프로그램을 탑재하여 차량 제어 시스템과 연결한 후 차량 상태를 모니터링 하는 방법이 사용되고 있다. 하지만, 이러한 방법의 경우에도 무선 단말기에 차량 모니터링을 위한 프로그램 탑재에 따른 추가 비용이 발생하여 일반화하여 사용하는데 한계가 있다.
한편, 렌탈 차량의 경우, 불량 고객의 계약지 이탈이나 범죄에 악용되는 등의 문제가 발생할 우려가 높기 때문에 차량 모니터링 장치의 사용이 적극 요구된다. 그런데, 불량 고객이 차량 모니터링 장치를 제거하는 경우 차량 모니터링 장치의 동작이 정지되고, 임대인 측에서는 차량의 불법적 사용을 인지하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 차량에 탑재되는 차량 모니터링 장치가 탈거되었는지의 여부를 신속하게 렌탈 업체의 서버로 통보할 필요가 있다. 나아가, 차량의 현재 상태에 대한 시간 정보와 차량의 현재 위치 정보가 주기적으로 그리고 신속하게 업데이트 될 필요가 있다.
특허출원 10-2001-0078995호 무선단말기와 서비스를 연계한 차량관리시스템 및 방법 특허출원 10-2003-0027993호 통신망을 이용한 차량정보 서비스 시스템 및 서비스 방법 특허출원 10-2010-0111424호 차량 관리 시스템 및 방법
본 발명은 차량으로부터 분리되는 정보를 신속하게 보고할 수 있는 동시에 차량의 현재 상태에 대한 시간 정보를 주기적으로 보고할 수 있는 차량 상태 정보 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 차량이 GPS 음영지역에 진입하는 경우 보고 주기 이전이라도 신속하게 차량 위치 정보를 보고할 수 있는 차량 상태 정보 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 차량이 광대역 이동 통신 불능지역에서 이탈하는 경우 보고 주기 이전이라도 신속하게 차량 상태 정보를 보고하여 모니터링 장치의 고장으로 오인식하는 문제를 방지하는 차량 상태 정보 모니터링 장치를 제공한다.
나아가, 본 발명은 외부의 명령에 따라 차량의 시동을 잠그도록 함으로써, 차량의 불법적 이용을 원천적으로 차단할 수 있는 차량 상태 정보 모니터링 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 차량에 장착되어 차량의 상태 정보를 모니터링 하여 외부로 송신하는 차량 상태 정보 모니터링 장치에 있어서, 차량에 접속되는 제1 커넥터; 상기 제1 커넥터와 전기적으로 그리고 물리적으로 결합되는 제2 커넥터; 상기 제2 커넥터에 접속되며 차량으로부터의 분리 여부를 나타내는 분리신호를 생성하는 분리신호 생성부; 차량과 인터페이싱하여 차량으로부터 차량의 상태신호를 수신하는 차량 인터페이스부; 및 상기 분리신호 생성부에서 출력되는 분리신호 및 상기 차량 인터페이스부에서 수신한 상태신호에 차량 식별 신호를 포함하여 트랜시버로 출력하되, 상기 분리신호의 발생시 즉각 출력하며 상기 상태신호는 주기적으로 출력하는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 제1 커넥터는 차체와 도전선을 통해 접지되는 제1 단자(a1)과, 도전선을 통해 상호 연결되는 제2 단자(b1) 및 제3 단자(c1)를 구비하며, 상기 제2 커넥터는 상기 제1 내지 제3 단자(a1, b1, c1) 각각에 대응하여 결합되는 제1 내지 제3 단자(a2, b2, c2)를 구비하되, 상기 제3 단자(c2)는 접지되며, 상기 분리신호 생성부는, 차량 배터리로부터 분리되는 것을 검출하여 배터리 분리신호를 생성하는 배터리 분리신호 생성부; 상기 제2 커넥터의 제1 단자(a2)와 연결되어 상기 차체로부터 분리되는 것을 검출하여 탈거신호를 생성하는 탈거신호 생성부; 및 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터가 서로 분리되는 것을 검출하여 커넥터 분리신호를 생성하는 커넥터 분리신호 생성부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 배터리 분리신호 생성부는, 상기 차량 배터리의 출력단자(Car_Bat)와 접지 사이에 배치되고, 상기 차량 배터리의 전압을 분압하는 분압 저항(R11, R12); 및 상기 분압 저항(R11, R12) 중 상기 접지 측에 연결된 저항(R12)에 병렬 연결되는 커패시터(C1)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 탈거신호 생성부는, 전원전압 단자(VCC)와 상기 접지 사이에 배치되는 제1 PNP 트랜지스터(Tr1); 및 상기 제1 PNP 트랜지스터(Tr1)의 베이스 단자와 상기 제2 커넥터의 제1 단자(a2) 사이에 연결되는 제1 다이오드(D1)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 커넥터 분리신호 생성부는, 상기 전원전압 단자(VCC)와 상기 접지 사이에 배치되는 제2 PNP 트랜지스터(Tr2); 및 상기 제2 PNP 트랜지스터(Tr2)의 베이스 단자와 상기 제2 커넥터의 제2 단자(b2) 사이에 연결되는 제2 다이오드(D2)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 마이크로 컨트롤러는 주기적으로 차량 배터리의 전압이 제1 비교전압을 초과하는 경우 시동 ON 시간을 측정하여 측정시간을 보고하며, 시동 ON 측정시간 보고 이후 차량 배터리의 전압이 제1 비교전압에 비해 낮은 제2 비교전압 미만으로 떨어지는 경우 시동 OFF 시간을 측정하여 측정시간을 보고한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 차량 인터페이스부는 차량의 시동 점화 ON/OFF를 검출하는 시동 검출부를 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 주기적으로 상기 시동 검출부의 시동 점화 ON/OFF 측정시간을 보고한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 시동 검출부는, 전원전압 단자(VCC)와 접지 사이에 배치되는 제3 PNP 트랜지스터(Tr3); 상기 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)의 베이스 단자와 차량의 시동 점화 스위칭 단자에 연결되는 제3 다이오드(D3); 및 상기 시동 점화 스위칭 단자와 접지 사이에 연결되어 서지를 흡수하는 과도 전압 억제용 다이오드(D4)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 차량의 현재 위치 정보를 출력하는 GPS 모듈을 더 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 GPS 모듈이 음영지역으로 진입하는 경우 보고 주기와 관계없이 GPS 음영지역 진입 알림 정보를 출력한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 마이크로 컨트롤러의 출력을 광대역 이동통신망을 통해 외부로 전송하는 광대역 이동통신 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 광대역 이동통신 모듈이 통신 불능 지역에서 벗어나는 경우 보고 주기와 관계없이 광대역 이동통신 모듈의 통신 불능 지역 이탈 정보를 출력한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 차량 배터리의 전압을 인가받아 소정 크기의 전압을 출력하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터의 출력단에 배치되고, 상기 레귤레이터 측으로 전기에너지가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 다이오드; 상기 레귤레이터의 출력을 이용하여 내장 배터리를 충전시키는 데에 필요한 충전전압을 발생시키는 충전부; 상기 레귤레이터의 출력전압이 소정 크기 이상이면 제1 레벨전압을 출력하고, 상기 소정 크기 미만이면 상기 제1 레벨전압과 상이한 제2 레벨전압을 출력하는 전압 검출부; 및 상기 전압 검출부의 출력에 제어되어 상기 차량 배터리가 연결된 경우에는 상기 내장 배터리의 전기에너지의 방전을 차단하고, 상기 차량 배터리가 분리되면 상기 내장 배터리의 전기에너지를 방전시키는 파워 스위칭 소자를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 차량 인터페이스부는 차량의 시동 ON/OFF 릴레이에 시동 잠금신호를 출력하는 시동 잠금신호 생성부를 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 외부로부터 시동 잠금 명령을 수신하면 상기 시동 잠금신호 생성부를 통해 차량의 시동을 잠그도록 제어한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 시동 잠금신호 생성부는, 차량 배터리의 출력단자(Car_Bat)와 접지 사이에 배치되며, 상기 마이크로 컨트롤러로부터 시동 잠금신호를 입력받는 베이스 단자와, 상기 차량의 시동 ON/OFF 릴레이에 연결되는 콜렉터 단자와, 접지 측에 연결되는 이미터 단자로 구성되는 NPN 트랜지스터(Tr4); 상기 NPN 트랜지스터의 콜렉터 단자와 차량 배터리의 출력단자(Car_Bat) 사이에 접속되는 환류용 다이오드(D5); 및 상기 차량 배터리와 접지 사이에 접속되는 바이패스용 커패시터(C2)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치는, 상기 시동 잠금신호 생성부는, 상기 NPN 트랜지스터의 콜렉터 단자와 접지 사이에 접속되어 서지를 흡수하는 과도 전압 억제용 다이오드(D6); 및 상기 과도 전압 억제용 다이오드(D6)에 병렬 접속되어 서지를 흡수하는 서지 흡수용 커패시터(C3)를 더 포함한다.
본 발명은 모니터링 장치가 차량으로부터 분리되면 분리신호를 신속하게 보고하고 차량의 상태 정보와 관련된 상태신호를 주기적으로 보고하여, 불량 고객의 차량 악용 및 차량의 도난 등에 신속하게 대처할 수 있음은 물론 원격지에서 차량의 유지 관리를 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 모니터링 장치가 차량으로부터 분리되는 형상을 배터리로부터 분리, 차체로부터 분리, 커넥터간 분리와 같이 다양한 방식으로 검출하여 검출 정확도를 높이고, 분리 원인을 명확하게 인지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 차량의 시동 ON/OFF와 같은 이벤트 발생시에 해당 시간 정보를 실시간으로 보고함으로써, 원격지에서 차량의 현재 주행 상태를 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 차량의 GPS 음영지역 진입 알림 정보 및/또는 차량의 광대역 이동통신 불능 지역 이탈 정보를 보고 주기와 관계없이 즉각적으로 알림으로써, 차량의 상태 정보에 이상이 발생되거나 주기적인 보고가 수행되지 않을 때 원인을 용이하게 규명할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 시동 잠금신호 생성부에서 마이크로 컨트롤러의 제어에 따라 차량의 시동 ON/OFF 릴레이의 동작을 정지시킴으로써, 차량의 불법적 이용을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치의 블록도,
도 2는 본 발명에서 분리신호 생성부의 회로 구성을 예시한 회로도,
도 3은 본 발명에서 시동 ON/OFF 시간 정보를 보고하는 예를 보인 흐름도,
도 4는 본 발명에서 차량 인터페이스부의 구성을 예시한 블록도,
도 5는 본 발명에서 시동 검출부의 회로 구성을 예시한 회로도,
도 6은 본 발명에서 시동 잠금신호 생성부의 회로 구성을 예시한 회로도, 및
도 7은 본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치의 전원 전압 공급 회로도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치의 블록도로서, 제1 커넥터(110), 제2 커넥터(120), 분리신호 생성부(130), 차량 인터페이스부(180), 마이크로 컨트롤러(이하 "MCU"라 칭함, 140), 트랜시버(150), 안테나(160), CDMA(Code Division Multiple Access) 모듈(170), 및 GPS 모듈(190)을 포함한다.
제1 커넥터(110)는 차량에 접속되며, 3개의 단자를 갖는다. 제1 단자(a1)는 차체와 도전선에 의해 접지된다. 제2 단자(b1) 및 제3 단자(c1)는 도전선에 의해 상호 연결된다. 제2 커넥터(120)는 모니터링 장치 측의 커넥터이며, 제1 커넥터(110)와 전기적, 물리적으로 착탈 가능하게 결합된다.
분리신호 생성부(130)는 제2 커넥터(120)에 접속되며 차량으로부터의 분리 여부를 검출하고, 분리 상태 여부를 나타내는 분리신호를 생성한다. 분리신호 생성부(130)는 배터리로부터 분리, 차체로부터 분리, 커넥터간 분리 등 다양한 방식의 분리 상태를 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명에서 분리신호 생성부의 회로 구성을 예시한 회로도이다. 도 2를 참조하면, 분리신호 생성부(130)는 차량 배터리로부터 분리되는 것을 검출하여 배터리 분리 신호를 생성하는 배터리 분리신호 생성부(131), 차체로부터 분리되는 것을 검출하여 탈거신호를 생성하는 탈거신호 생성부(133), 및 제1 커넥터(110)와 제2 커넥터(120)가 분리되는 것을 검출하여 커넥터 분리신호를 생성하는 커넥터 분리신호 생성부(135)로 구성된다.
배터리 분리신호 생성부(131)는 차량 배터리(Car_Bat) 전압을 분압하는 분압저항(R11, R12)과, 저항 R12에 병렬 연결되어 양단 전압을 유지하는 커패시터(C1)를 포함한다.
정상 동작 시에는 차량 배터리(Car_Bat)에 의해 인가되는 저항 R12의 양단간 전압에 의해 배터리 분리신호(S Bat)는 "H"레벨을 유지한다.
한편, 본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치가 차량 배터리(Car_Bat)로부터 분리되면, 배터리 분리신호(S Bat)는 "L"레벨로 천이한다.
탈거신호 생성부(133)는 전원전압 단자(VCC)와 접지 사이에 배치되는 제1 PNP 트랜지스터(Tr1), 제1 PNP 트랜지스터(Tr1)의 베이스 단자와 차체의 접지 사이에 결합되는 제1 다이오드(D1)를 포함한다.
정상 동작 시에는 제1 PNP 트랜지스터(Tr1)의 베이스 단자가 제1 다이오드(D1), 제2 커넥터(120)의 제1 단자(a2), 및 제1 커넥터(110)의 제1 단자(a1)를 거쳐 차체의 접지 측과 연결되어 제1 PNP 트랜지스터(Tr1)가 턴 온 되므로 탈거신호(S Trap)는 "H"레벨을 유지한다.
한편, 제1 커넥터(110)의 제1 단자(a1)와 연결된 도전선이 차체로부터 분리되면, 제1 PNP 트랜지스터(Tr1)는 턴 오프 되므로 탈거신호(S Trap)는 "L"레벨로 천이한다.
커넥터 분리신호 생성부(135)는 전원전압 단자(VCC)와 접지 사이에 배치되는 제2 PNP 트랜지스터(Tr2), 제2 PNP 트랜지스터(Tr2)의 베이스 단자와 접지 사이에 결합되는 제2 다이오드(D2)를 포함한다.
제1 커넥터(110)와 제2 커넥터(120)가 결합된 정상 동작 시에는 제2 PNP 트랜지스터(Tr2)의 베이스 단자가 제2 다이오드(D2), 제2 커넥터의 제2 단자(b2), 제1 커넥터의 제2 단자(b1), 도전선, 제1 커넥터(110)의 제1 단자(a1), 및 제2 커넥터의 제1 단자(a2)를 거쳐 접지 측과 연결되어 제2 PNP 트랜지스터(Tr2)가 턴 온 되므로 커넥터 분리신호(S Conn)는 "H"레벨을 유지한다.
한편, 본 발명에 따른 제1 커넥터(110)가 제2 커넥터(120)와 분리되면, 제2 PNP 트랜지스터(Tr2)가 턴 오프 되므로 커넥터 분리신호(S Conn)는 "L"레벨로 천이한다.
여기서, 차체 접지나 차량 접지는 동일한 의미이며, 차체 접지와 분리신호 생성부(130) 내 접지는 공통으로 묶여 있다.
MCU(140)는 분리신호 생성부(130)로부터 출력되는 신호들에 차량 식별 신호를 포함시켜 트랜시버(150)로 출력한다. 도시되지는 않았으나, 본 발명에 따르면, 렌탈 업체의 서버에서는 차량 식별 번호와 분리신호를 이용하여 어느 차량의 차량 배터리로부터 분리되었는지, 어느 차량의 차체로부터 차량 상태 정보 모니터링 장치가 분리되었는지, 또는 어느 차량의 차량 상태 정보 모니터링 장치의 커넥터가 분리되었는지를 확인할 수 있다.
차량 인터페이스부(180)는 차량과 인터페이스하여 차량으로부터 상태신호를 수신한다. 예를 들어, Key ON/OFF 시간, 배터리 전압, 도어 개방 상태 등의 상태신호 중 적어도 하나 이상의 상태신호를 수신할 수 있다.
MCU(140)는 분리신호 생성부(130)에서 출력되는 분리신호 및 상기 차량 인터페스부(180)에서 수신된 차량의 상태신호를 입력받는다. MCU(140)는 분리신호 생성부(130)로부터 분리신호가 발생된 경우 차량 식별 번호를 포함하여 즉각적으로 트랜시버(150)로 출력한다. 또한, MCU(140)는 차량 인터페이스부(180)에서 수신된 차량의 상태신호를 주기적으로 트랜시버(150)로 출력한다.
MCU(140)는 원격으로 수신되는 차량 제어신호 또는 차량 호출신호 등을 처리할 수도 있다. 예컨대, 차량 제어 신호가 수신되면, MCU(140)는 현재의 차량 내 각종 장치, 예를 들면, 엔진, 배터리, 도어 등과 연결된 전자제어장치를 이용하여 차량을 제어한다. 또한, 차량 호출 신호가 수신되면, MCU(140)는 음성 정보 출력부(미도시)를 통해 차량 내에 차량에 대한 경고방송, 안내사항에 대한 방송을 운전자에게 실시할 수 있다.
트랜시버(150)는 안테나(160)를 통해 모니터링 장치에서 원격으로 분리신호 및 상태신호를 송신하며, 원격지로부터 차량 제어신호 또는 차량 호출신호를 수신한다. 일예로서, CDMA 모듈(170)이 사용된다. CDMA 모듈(170)은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Acess) 모듈이나 LTE(Long Term Evolution) 등 다른 광대역 이동통신 모듈로 대체될 수 있다.
도 3은 본 발명에서 시동 ON/OFF 시간 정보를 보고하는 예를 보인 흐름도이다. MCU(140)는 도시된 프로세스를 주기적으로 실행하여 차량 배터리의 전압으로부터 시동 ON/OFF 시간 정보를 측정하여 보고할 수 있다.
도 3을 참조하면, 차량 배터리 전압(VBAT)이 제1 비교전압(예컨대, 13.3V)을 초과하는지를 판단한다(ST110). 만약, VBAT이 제1 비교전압을 초과하는 경우 시동 ON으로 결정하고(ST120), 시동 ON 시간을 측정한다(ST130). 그리고 보고 주기가 도래할 때 시동 ON 측정시간을 보고한다(ST140). VBAT이 제1 비교전압을 초과하지 않는 경우 이전의 시동 OFF 상태이므로, 보고 주기에 시동 OFF 상태가 유지되고 있음을 알린다.
단계 ST140이 수행된 이후, VBAT이 제1 비교전압에 비해 낮은 제2 비교전압(예컨대, 12.5V) 미만인지를 판단한다(ST150). 만약, VBAT이 제2 비교전압 미만이면 시동 OFF로 결정하고(ST160), 시동 OFF 시간을 측정한다(ST170). 보고 주기가 도래할 때 시동 OFF 측정시간을 보고한다(ST180). 여기서, 도시된 예시의 제1 비교전압 및 제2 비교전압은 설정에 따라 변경 가능하다.
도 4는 본 발명에서 차량 인터페이스부의 구성을 예시한 블록도이다. 도시한 바와 같이, 차량 인터페이스부(180)는 시동 검출부(181)와 시동 잠금신호 생성부(183)로 구성된다.
시동 검출부(181)는 차량으로부터 시동 점화 신호(IG)를 수신하며, 이로부터 시동 점화 신호를 검출한다. 검출된 신호(IG sen)는 MCU(140)로 전달된다. MCU(140)는 보고 주기가 도래할 때 시동 검출부(181)에 의해 검출된 시동 점화 ON/OFF 측정시간을 보고한다.
한편, CDMA 모듈(170)로부터 차량의 시동을 잠그는 시동 잠금 명령이 수신된 경우, MCU(140)는 시동 잠금신호(KILL sig)를 시동 잠금신호 생성부(183)로 전달한다. 시동 잠금신호 생성부(183)는 차량의 시동 점화 ON/OFF 릴레이에 시동 잠금신호(KILL)을 인가하여 시동 잠금을 해제하는 명령이 있기까지 시동 점화 동작을 차단시킨다.
도 5는 본 발명에서 시동 검출부의 회로 구성을 예시한 회로도이다. 도 5를 참조하면, 시동 검출부(181)는 전원전압 단자(VCC)와 접지 사이에 배치되는 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)와, 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)의 베이스 단자와 차량의 시동 점화 스위칭 단자에 연결되는 제3 다이오드(D3)와, 시동 점화 스위칭 단자와 접지 사이에 연결되는 과도 전압 억제용(TSV;Transient Voltage Suppressors) 다이오드(D4)로 구성된다.
시동 점화가 발생된 경우 IG 신호에 의해 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)가 턴 온 되므로 시동 검출신호(IG sen)는 "H"레벨을 유지한다. 반면에, IG 신호가 OFF 되면, 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)가 턴 오프 되므로 시동 검출신호(IG sen)는 "L"레벨로 천이한다. MCU(140)는 이러한 시동 ON/OFF 검출 시간을 측정하여 주기적으로 보고한다. 과도 전압 억제용 다이오드(D4)는 차량의 시동 점화 스위칭 단자로부터 유입되는 과도 전압(예컨대, 33V 이상의 과도 전압)을 접지 측으로 흘려보내 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)를 포함한 소자들을 보호한다.
도 6은 본 발명에서 시동 잠금신호 생성부의 회로 구성을 예시한 회로도이다. 도 6을 참조하면, 시동 잠금신호 생성부(183)는 차량 배터리의 출력단자(Car_Bat)와 접지 사이에 배치되는 NPN 트랜지스터(Tr4)와, NPN 트랜지스터(Tr)의 보호를 위한 환류용 다이오드(D5) 및 바이패스용 커패시터(C2)와, 서지 흡수를 위한 과도 전압 억제용 다이오드(D6) 및 서지 흡수용 커패시터(C3)로 구성된다.
도 6에서와 같이, NPN 트랜지스터(Tr4)의 베이스 단자는 MCU(140)로부터 시동 잠금신호(KILL sig)를 입력받고, 콜렉터 단자는 차량의 시동 ON/OFF 릴레이에 연결되고, 이미터 단자는 접지된다. 평상시 NPN 트랜지스터(Tr4)의 턴 오프 상태에서는 차량의 시동 ON/OFF 릴레이에 영향을 미치지 않게 되며, 이에 따라 차량의 시동 ON/OFF 릴레이는 OFF 상태를 유지한다.
MCU(140)가 외부로부터 시동 차단 명령을 수신하는 경우, 시동 잠금신호 생성부(183)에 시동 잠금신호(KILL sig)를 인가한다. 이에 따라 NPN 트랜지스터(Tr4)가 턴 온 되면서, 시동 ON/OFF 릴레이에 인가되는 전원이 이미터를 통해 접지 측과 연결되어 ON 동작된다. 이에 따라 NPN 트랜지스터(Tr4)가 턴 오프 될 때까지 시동 잠금 상태를 유지할 수 있다.
여기서, 환류용 다이오드(D5)는 릴레이가 오프될 때 생기는 역기전력을 소모시키며, 소모된 전류의 잔여분은 바이패스 커패시터(C2)에 의해 접지 측으로 흐르게 된다. 환류용 다이오드(D5)에 의해 릴레이 오프 동작시에 발생되는 역기전력으로부터 NPN 트랜지스터(Tr4)를 보호할 수 있다.
과도 전압 억제용 다이오드(D6)는 NPN 트랜지스터(Tr4)의 콜렉터 단자와 릴레이 양단간 전압이 예컨대 33V 이상으로 과도하게 높아지면, 이를 흡수하여 소자들을 보호한다. 과도 전압 억제용 다이오드(D6)에 병렬 접속된 서지 흡수용 커패시터(C3) 역시 과도한 서지 전압을 접지시켜 소자들을 보호하는 역할을 수행한다.
도 1에 도시된 GPS 모듈(190)은 본 발명의 차량 상태 정보 모니터링 장치에 자체적으로 구비되며, 현재 위치를 측정한다. MCU(140)는 GPS 모듈(190)에서 측정된 위치정보를 보고 주기마다 보고한다. 이때, MCU(140)는 GPS 모듈(190)이 음영지역으로 진입하는 경우(즉, GPS 모듈(190)로부터 통신이 단절되는 경우) 보고 주기 이전이라도 상태신호 보고주기와 관계없이 GPS 음영지역 진입 알림 정보를 출력한다.
또한, MCU(140)는 CDMA 모듈(170)이 통신 불능 지역에서 벗어나는 경우 보고주기 이전이라도 보고 주기와 관계없이 광대역 이동통신 모듈의 통신 불능 지역 이탈 정보를 출력한다. 이에 따라 차량의 상태 정보에 이상이 발생되거나 주기적인 보고가 수행되지 않을 때 원인을 용이하게 규명할 수 있다. 예를 들어, 터널 내에 차량이 진입하여 위치정보가 보고되지 않는 경우, 또는, 광대역 이동통신 모듈이 통신 불능 상태여서 주기적인 보고가 수행되지 않는 경우, 본 발명의 차량 상태 정보 모니터링 장치의 고장이나 도난 상태로 오인식하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치가 차량 배터리(Car_Bat)로부터 분리되더라도 탈거신호 생성부(133), 및 커넥터 분리신호 생성부(135)의 트랜지스터에는 전원전압이 인가될 필요가 있다.
도 7은 본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치의 전원 전압 공급 회로도로서, 레귤레이터(210), 역류방지용 다이오드(220), 충전부(230), 전압 검출부(240), 내장 배터리(250), 파워 스위칭소자(260), 및 전원전압 출력부(270)를 포함한다.
레귤레이터(210)는 충전용량에 따라 다양한 전압(7 ~ 42V)을 가지는 차량 배터리 전압을 인가받아 소정(4.7V) 크기의 전압을 출력한다.
역류방지용 다이오드(220)는 레귤레이터(210) 측으로 전기에너지가 역류되는 것을 방지한다. 즉, 후술하는 내장 배터리(250)로부터 전원전압 출력부(270)로 전기에너지가 흘러가고, 레귤레이터(210)로의 인입은 방지한다.
충전부(230)는 레귤레이터(210)의 출력을 이용하여 내장 배터리(250)를 충전시키는 데에 필요한 충전전압을 발생시킨다.
전압 검출부(240)는 레귤레이터(210)의 출력전압이 4.7V 이상이면 전압제어 스위칭소자인 P 채널 파워 FET의 게이트 단자(G)에 레귤레이터(210)의 출력전압과 동일한 "H"레벨 전압을 공급하여 P 채널 파워 FET를 턴 오프 시킴으로써 내장 배터리(250)의 전기에너지가 방전하는 것을 차단하고, 레귤레이터(240)의 출력전압이 4.7V 미만이면 "L"레벨 전압(예컨대, 0V)을 공급하여 P 채널 파워 FET가 턴 온 되도록 함으로써 내장 배터리(250)의 전기에너지를 방전시킨다.
차량 배터리(Car_Bat)가 정상적으로 연결된 경우에는 레귤레이터(210), 역류방지용 다이오드(220), 및 전원전압 출력부(270)를 거쳐 전원전압을 출력함과 아울러, 충전부(230)를 통해 내장 배터리(250)를 충전시킨다.
그러다가, 차량 배터리(Car_Bat)가 본 발명에 따른 차량 상태 정보 모니터링 장치와 분리되면, 레귤레이터(210) 및 충전부(230)가 동작을 중지하고, 전압 검출부(240)가 "L"레벨 전압을 출력하여 P 채널 파워 FET를 턴 온 시킴으로써 내장 배터리(250)의 전기에너지가 전원전압 출력부(270)를 통해 방전되도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 제1 커넥터 120: 제2 커넥터
130: 분리신호 생성부 131: 배터리 분리신호 생성부
133: 탈거신호 생성부 135: 커넥터 분리신호 생성부
140: MCU 150: 트랜시버
160: 안테나 170: 광대역 이동통신 모듈
180: 차량 인터페이스부 181: 시동 검출부
183: 시동 잠금신호 생성부 190: GPS 모듈
210: 레귤레이터 220: 역류방지용 다이오드
230: 충전부 240: 전압 검출부
250: 내장 배터리 260: 파워 스위칭소자
270: 전원전압 출력부

Claims (15)

  1. 차량에 장착되어 차량의 상태 정보를 모니터링 하여 외부로 송신하는 차량 상태 정보 모니터링 장치에 있어서,
    차량에 접속되는 제1 커넥터;
    상기 제1 커넥터와 전기적으로 그리고 물리적으로 결합되는 제2 커넥터;
    상기 제2 커넥터에 접속되며 차량으로부터의 분리 여부를 나타내는 분리신호를 생성하는 분리신호 생성부;
    차량과 인터페이싱하여 차량으로부터 차량의 상태신호를 수신하는 차량 인터페이스부; 및
    상기 분리신호 생성부에서 출력되는 분리신호 및 상기 차량 인터페이스부에서 수신한 상태신호에 차량 식별 신호를 포함하여 트랜시버로 출력하되, 상기 분리신호의 발생시 즉각 출력하며 상기 상태신호는 주기적으로 출력하는 마이크로 컨트롤러를 포함하며,
    상기 차량 인터페이스부는 차량의 시동 점화 ON/OFF를 검출하는 시동 검출부를 포함하며,
    상기 시동 검출부는, 전원전압 단자(VCC)와 접지 사이에 배치되는 제3 PNP 트랜지스터(Tr3); 상기 제3 PNP 트랜지스터(Tr3)의 베이스 단자와 차량의 시동 점화 스위칭 단자에 연결되는 제3 다이오드(D3); 및 상기 시동 점화 스위칭 단자와 접지 사이에 연결되어 서지를 흡수하는 과도 전압 억제용 다이오드(D4)를 포함하며,
    상기 마이크로 컨트롤러는 주기적으로 상기 시동 검출부의 시동 점화 ON/OFF 측정시간을 보고하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는 차체와 도전선을 통해 접지되는 제1 단자(a1)과, 도전선을 통해 상호 연결되는 제2 단자(b1) 및 제3 단자(c1)를 구비하며,
    상기 제2 커넥터는 상기 제1 내지 제3 단자(a1, b1, c1) 각각에 대응하여 결합되는 제1 내지 제3 단자(a2, b2, c2)를 구비하되, 상기 제3 단자(c2)는 접지되며,
    상기 분리신호 생성부는,
    차량 배터리로부터 분리되는 것을 검출하여 배터리 분리신호를 생성하는 배터리 분리신호 생성부;
    상기 제2 커넥터의 제1 단자(a2)와 연결되어 상기 차체로부터 분리되는 것을 검출하여 탈거신호를 생성하는 탈거신호 생성부; 및
    상기 제1 커넥터와 제2 커넥터가 서로 분리되는 것을 검출하여 커넥터 분리신호를 생성하는 커넥터 분리신호 생성부
    를 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 분리신호 생성부는,
    상기 차량 배터리의 출력단자(Car_Bat)와 접지 사이에 배치되고, 상기 차량 배터리의 전압을 분압하는 분압 저항(R11, R12); 및
    상기 분압 저항(R11, R12) 중 상기 접지 측에 연결된 저항(R12)에 병렬 연결되는 커패시터(C1)
    를 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탈거신호 생성부는,
    전원전압 단자(VCC)와 상기 접지 사이에 배치되는 제1 PNP 트랜지스터(Tr1); 및
    상기 제1 PNP 트랜지스터(Tr1)의 베이스 단자와 상기 제2 커넥터의 제1 단자(a2) 사이에 연결되는 제1 다이오드(D1)
    를 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커넥터 분리신호 생성부는,
    상기 전원전압 단자(VCC)와 상기 접지 사이에 배치되는 제2 PNP 트랜지스터(Tr2); 및
    상기 제2 PNP 트랜지스터(Tr2)의 베이스 단자와 상기 제2 커넥터의 제2 단자(b2) 사이에 연결되는 제2 다이오드(D2)
    를 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는 주기적으로 차량 배터리의 전압이 제1 비교전압을 초과하는 경우 시동 ON 시간을 측정하여 측정시간을 보고하며, 시동 ON 측정시간 보고 이후 차량 배터리의 전압이 제1 비교전압에 비해 낮은 제2 비교전압 미만으로 떨어지는 경우 시동 OFF 시간을 측정하여 측정시간을 보고하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    차량의 현재 위치 정보를 출력하는 GPS 모듈을 더 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 GPS 모듈이 음영지역으로 진입하는 경우 보고 주기와 관계없이 GPS 음영지역 진입 알림 정보를 출력하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러의 출력을 광대역 이동통신망을 통해 외부로 전송하는 광대역 이동통신 모듈을 더 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는 상기 광대역 이동통신 모듈이 통신 불능 지역에서 벗어나는 경우 보고 주기와 관계없이 광대역 이동통신 모듈의 통신 불능 지역 이탈 정보를 출력하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 차량 배터리의 전압을 인가받아 소정 크기의 전압을 출력하는 레귤레이터;
    상기 레귤레이터의 출력단에 배치되고, 상기 레귤레이터 측으로 전기에너지가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 다이오드;
    상기 레귤레이터의 출력을 이용하여 내장 배터리를 충전시키는 데에 필요한 충전전압을 발생시키는 충전부;
    상기 레귤레이터의 출력전압이 소정 크기 이상이면 제1 레벨전압을 출력하고, 상기 소정 크기 미만이면 상기 제1 레벨전압과 상이한 제2 레벨전압을 출력하는 전압 검출부; 및
    상기 전압 검출부의 출력에 제어되어 상기 차량 배터리가 연결된 경우에는 상기 내장 배터리의 전기에너지의 방전을 차단하고, 상기 차량 배터리가 분리되면 상기 내장 배터리의 전기에너지를 방전시키는 파워 스위칭 소자
    를 더 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  13. 제1항 내지 제6항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량 인터페이스부는 차량의 시동 ON/OFF 릴레이에 시동 잠금신호를 출력하는 시동 잠금신호 생성부를 포함하며,
    상기 마이크로 컨트롤러는 외부로부터 시동 잠금 명령을 수신하면 상기 시동 잠금신호 생성부를 통해 차량의 시동을 잠그도록 제어하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 시동 잠금신호 생성부는,
    차량 배터리의 출력단자(Car_Bat)와 접지 사이에 배치되며, 상기 마이크로 컨트롤러로부터 시동 잠금신호를 입력받는 베이스 단자와, 상기 차량의 시동 ON/OFF 릴레이에 연결되는 콜렉터 단자와, 접지 측에 연결되는 이미터 단자로 구성되는 NPN 트랜지스터(Tr4);
    상기 NPN 트랜지스터의 콜렉터 단자와 차량 배터리의 출력단자(Car_Bat) 사이에 접속되는 환류용 다이오드(D5); 및
    상기 차량 배터리와 접지 사이에 접속되는 바이패스용 커패시터(C2)
    를 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 시동 잠금신호 생성부는,
    상기 NPN 트랜지스터의 콜렉터 단자와 접지 사이에 접속되어 서지를 흡수하는 과도 전압 억제용 다이오드(D6); 및
    상기 과도 전압 억제용 다이오드(D6)에 병렬 접속되어 서지를 흡수하는 서지 흡수용 커패시터(C3)
    를 더 포함하는 차량 상태 정보 모니터링 장치.
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