KR101553396B1 - 차량 배터리 전원 공급 제어 장치 - Google Patents

차량 배터리 전원 공급 제어 장치 Download PDF

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Abstract

차량 배터리 전원 공급 제어 장치가 개시된다. 이 장치는 CAN 트랜시버와 마이크로 제어 유닛을 포함한다. CAN 트랜시버는 OBD(On Board Diagnostics) 커넥터와 연결되어 CAN(Controller Area Network) 통신하며, 마이크로 제어 유닛은 CAN 수신 인터럽트에 의해 슬립 상태에서 웨이크업 되어 배터리 전원을 차량에 장착된 전자 모듈들로 공급하거나 차단한다.

Description

차량 배터리 전원 공급 제어 장치{Apparatus for controlling vehicle's battery power supply}
차량 배터리 전원 공급 제어 장치, 특히 차량의 시동 온 시에 배터리 전원을 차량에 장착된 전자 모듈들로 공급하는 제어 장치가 개시된다.
차량의 시동이 온 상태로 감지될 경우에 배터리 전원을 차량 내부 전장으로 공급하는 기술이 잘 알려져 있다. 알려진 기술로는 배터리로부터 공급되는 전원의 전압 변동을 검출하여 그 변동 정도에 따라 배터리 전원을 차량 내의 전자 장치들로 공급하거나 차단하는 기술이 있다. 즉, 배터리 전압 차이에 근거하여 차량의 시동 온/오프 상태를 판단하는 것이다.
국내등록특허공보 제10-0494841호 (2005. 06. 02)
차량의 시동 여부에 대한 정확한 판단을 보장하는 차량 배터리 전원 공급 제어 장치가 개시된다.
또한 배터리 전원의 공급과 차단을 능동적으로 제어하는 차량 배터리 전원 공급 제어 장치가 개시된다.
일 양상에 따른 차량 배터리 전원 공급 제어 장치는 CAN 트랜시버와 마이크로 제어 유닛을 포함한다. CAN 트랜시버는 OBD(On Board Diagnostics) 커넥터와 연결되어 CAN(Controller Area Network) 통신할 수 있으며, 마이크로 제어 유닛은 CAN 수신 인터럽트에 의해 슬립 상태에서 웨이크업 되어 배터리 전원을 차량에 장착된 전자 모듈들로 공급하거나 차단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마이크로 제어 유닛은 CAN 통신을 통해 얻어지는 엔진 회전수(revolution per minute) 정보, 또는 엔진 회전수 정보와 차량 속도 정보에 근거하여 배터리 전원을 전자 모듈들로 공급하거나 차단한다.
일 실시예에 있어서, 마이크로 제어 유닛은 차량 시동 온 시 엔진 회전수가 기준치 이상일 경우에 배터리 전원을 전자 모듈들로 공급한다.
일 실시예에 있어서, 마이크로 제어 유닛은 차량 시동 온 상태에서 엔진 회전수가 소정 회전수 이상이고 차량이 주행중인 경우에 배터리 전원을 전자 모듈들로 공급한다.
개시된 차량 배터리 전원 공급 제어 장치는 차량의 시동 온/오프 상태 감지를 CAN 통신 데이터 수신 유무로 판단하기 때문에, 배터리 전압의 차이를 이용한 방식보다 정확한 판단이 가능하며, 차량 상태에 따른 오류 발생 가능성이 없다.
또한 개시된 차량 배터리 전원 공급 제어 장치는 차량의 시동이 걸려 있는 상태라 하더라도 차량의 상태, 예를 들어 엔진 회전수와 차량 속도에 따라 배터리 전원의 공급과 차단을 능동적으로 제어할 수 있는바, 배터리 전원의 효율적인 사용이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 전원 공급 제어 장치 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 전원 공급 제어 방법 흐름도이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 전원 공급 제어 장치 블록도이다. 도 1에 도시된 차량 배터리 전원 공급 제어 장치(10)는 OBD 커넥터(20)에 연결된다. 여기서 OBD(On board diagnostics) 커넥터는 OBD-Ⅱ 커넥터일 수 있다. 도시된 바와 같이, 차량 배터리 전원 공급 제어 장치(10)는 CAN 트랜시버(100)와 마이크로 제어 유닛(Micro Controller Unit, MCU)(200)을 포함한다. 또한 전원부(300)와 전원 스위치(400)를 포함할 수 있다. CAN 트랜시버(100)는 CAN(Controller Area Network) 통신 데이터를 송수신하는 트랜시버로서, OBD 커넥터(20)를 통해 차량 내 ECU(Electronic Control Unit)와 CAN 통신 데이터를 송수신할 수 있다.
마이크로 제어 유닛(200)은 주 배터리(30)의 전원을 차량에 장착된 전자 모듈(40)들로 공급하거나 차단하는 제어를 수행한다. 여기서 전자 모듈(40)은 차량에 내장된 것일 수도 있고, 내비게이션 단말, 블랙박스, 하이패스 단말 등과 같이 별도로 장착된 것일 수도 있다. 그리고 마이크로 제어 유닛(200)은 슬립(sleep) 상태 또는 활성(active) 상태로 동작할 수 있는데, 슬립 상태는 전원 절감(power down) 상태를 의미하는 것으로서 활성 상태에 비해 매우 적은 전류를 소비한다. 예를 들어, 슬립 상태의 MCU의 소모 전류는 0.3mA 정도일 수 있다. 그러나 이 소모 전류는 레귤레이터 CAN 트랜시버, MCU 종류에 따라 0.3mA 정도에서 크거나 작을 수 있다. 그리고 활성 상태는 슬립 상태에서 웨이크업(wakeup) 되어 정상 동작하는 상태를 의미한다. 마이크로 제어 유닛(200)은 활성 상태에서 주 배터리(30)의 전원을 전자 모듈(40)들로 공급하거나 차단할 수 있다.
전원부(300)는 CAN 트랜시버(100)와 마이크로 제어 유닛(200)으로 동작 전원을 공급하는 구성으로서, OBD 커넥터(20)를 통해 배터리 전원(VBAT)을 공급받아 이를 강하시켜 CAN 트랜시버(100)와 마이크로 제어 유닛(200)에 공급할 수 있다. 여기서 OBD 커넥터(20)를 통해 전원부(300)에 공급되는 배터리 전원은 주 배터리(30) 전원일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 전원 스위치(400)는 마이크로 제어 유닛(200)의 제어에 따라 스위칭 되는 스위칭 소자일 수 있다. 전원 스위치(400)는 주 배터리(30)의 전원을 전자 모듈(40)들로 공급하기 위한 마이크로 제어 유닛(200)의 제어신호에 의해 스위칭 온 될 수 있으며, 반대로 공급 차단을 위한 제어신호에 의해 스위칭 오프 될 수 있다.
차량 배터리 전원 공급 제어 장치(10)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 슬립 상태에 있는 마이크로 제어 유닛(200)은 CAN 트랜시버(100)에서 출력되는 CAN 수신(RX) 신호에 의해 웨이크업 된다. 여기서 CAN RX 신호는 차량의 CAN 통신이 정상 작동시 출력되는 신호를 의미하며, OBD 커넥터(20)를 통해 CAN 통신 데이터가 수신된다. CAN 통신 데이터인 CAN RX 신호에 의해 마이크로 제어 유닛(200)은 슬립 모드 상태에서 웨이크업 되어 활성 상태로 전환된다. 활성 상태의 마이크로 제어 유닛(200)은 주 배터리(30) 전원이 전자 모듈(40)들로 공급되도록 전원 스위치(400)로 제어신호를 출력할 수 있다. 이에 따라 주 배터리(30)의 전원은 전자 모듈(40)들로 공급된다. 전자 모듈(40)들로 주 배터리(30)의 전원이 공급된 이후에, 마이크로 제어 유닛(200)은 CAN 메시지의 수신 여부를 판단한다. 일정 시간 동안 CAN 메시지가 수신되지 않을 경우, 마이크로 제어 유닛(200)은 주 배터리(30)의 전원이 전자 모듈(40)들로 공급되지 않도록 전원 스위치(400)로 제어신호를 출력한다. 그리고 다시 슬립 상태로 전환한다.
한편, 마이크로 제어 유닛(200)은 활성 상태에서 무조건 주 배터리(30)의 전원을 전자 모듈(40)들로 공급시키는 것이 아니라, 기설정된 전원 온 조건(power on)이 달성될 시에만 주 배터리(30)의 전원을 전자 모듈(40)들로 공급시킨다. 여기서 기설정된 전원 온 조건이라 함은 엔진 회전수가 소정 회전수 이상이거나, 혹은 엔진 회전수가 소정 회전수 이상이며 차량 속도가 0km 이상인 경우를 예로 들 수 있다. 구체적인 예로, 차량 시동시의 전원 온 조건은 엔진 RPM이 500 이상일 수 있으며, 차량 시동 온 상태에서의 전원 온 조건은 엔진 RPM이 500보다 크고 차량 속도가 0km 이상일 수 있다. 그리고 차량의 엔진 회전수 정보와 차량 속도 정보는 CAN 통신을 통해 얻어진다. 즉, 차량의 엔진 회전수 정보, 또는 엔진 회전수 정보와 차량 속도 정보가 담긴 CAN 메시지를 CAN 트랜시버(100)를 통해 전달받는다.
마이크로 제어 유닛(200)은 CAN 메시지에 담긴 차량의 엔진 회전수 정보와 차량 속도 정보를 확인하고, 확인된 차량의 엔진 회전수와 차량 속도가 전원 온 조건을 만족하는 경우 주 배터리(30)의 전원이 전자 모듈(40)들로 공급되도록 전원 스위치(400)로 제어신호를 출력한다. 구체적인 예로, 마이크로 제어 유닛(200)은 차량 시동시의 경우, 즉 활성 상태로 전환된 시점에는 엔진 RPM이 500 이상일 경우에 주 배터리(30)의 전원을 온 제어한다. 그리고 차량 시동 온 상태, 즉 활성 상태가 유지되는 동안에는 엔진 RPM이 500 이상이며 차량 속도가 0km 이상일 경우에 주 배터리(30)의 전원을 온 제어한다. 참고로, 차량이 시동만 걸린 상태에서의 엔진 RPM은 약 700RPM 전후를 유지한다.
그리고 주 배터리(30)의 전원이 온 제어되는 상태에서는 기설정된 전원 오프(power off) 조건이 달성될 시에 주 배터리(30)의 전원을 차단한다. 기설정된 전원 오프 조건은 차량이 시동이 꺼지거나 차량이 정지한 때인 것일 수 있다. 예를 들어, 엔진 RPM이 1보다 작을 때는 차량이 시동이 꺼진 것으로 해석될 수 있는바 주 배터리(30)의 전원을 차단하며, 엔진 RPM이 500보다 크고 차량 속도가 0km일 때는 차량이 정지한 것으로 해석될 수 있는바 주 배터리(30)의 전원을 차단하는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 전원 공급 제어 방법 흐름도이다. 차량 배터리 전원 공급 제어 장치(이하, 편의상 ‘제어기’라 칭한다)(10)를 OBD에 장착한 후 제어기(10)를 초기화하며, 초기화된 제어기(10)는 슬립 상태로 대기한다. 차량이 시동 온 되어 CAN RX 메시지가 수신되면, 제어기(10)는 웨이크업 된다(S100)(S200). 웨이크업 되어 활성 상태로 전환된 제어기(10)는 CAN 메시지(CAN 통신 데이터)를 수신하여 기설정된 전원 온 조건을 만족하는지 확인한다. 통신 데이터로는 각 차량의 고유 데이터와 표준 OBD-Ⅱ(KOBD)를 모두 사용할 수 있다. 기설정된 전원 온 조건을 만족하면, 제어기(10)는 주 배터리(30)의 전원을 온 제어한다(S300). 즉, 주 배터리(30)의 전원을 차량 내부의 전자 모듈들로 공급시킨다. 주 배터리(30)의 전원을 공급한 이후부터, 활성 상태의 제어기(10)는 CAN 메시지 수신 여부를 판단하고, 지정된 시간 동안 CAN 메시지 수신이 없으면 주 배터리(30)의 전원 공급을 차단한다(S400)(S500)(S600). 주 배터리(30)의 전원 공급 차단 후, 제어기(10)는 슬립 상태로 전환하여 차량의 CAN 메시지 수신을 기다린다(S700).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : CAN 트랜시버 200 : 마이크로 제어 유닛
300 : 전원부 400 : 전원 스위치

Claims (4)

  1. OBD(On Board Diagnostics) 커넥터를 통해 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)에 연결되어 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit)과 CAN 통신하는 CAN 트랜시버;
    CAN 트랜시버를 통해 CAN 통신 데이터가 수신되면 슬립 상태에서 웨이크업 상태로 전환하여 배터리 전원을 차량에 장착된 전자 모듈들로 공급하며, 웨이크업 상태에서 일정 시간 동안 CAN 통신 데이터가 미수신되면 전자 모듈들로의 배터리 전원 공급을 차단한 후 슬립 상태로 전환하는 마이크로 제어 유닛;
    을 포함하는 차량 배터리 전원 공급 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마이크로 제어 유닛은 CAN 통신 데이터에 포함된 엔진 회전수(revolution per minute) 정보, 또는 엔진 회전수 정보와 차량 속도 정보에 근거하여 배터리 전원을 전자 모듈들로 공급하거나 차단하는 차량 배터리 전원 공급 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    마이크로 제어 유닛은 차량 시동 온 시 엔진 회전수가 기준치 이상일 경우에 배터리 전원을 전자 모듈들로 공급하는 차량 배터리 전원 공급 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    마이크로 제어 유닛은 차량 시동 온 상태에서 엔진 회전수가 소정 회전수 이상이고 차량이 주행중인 경우에 배터리 전원을 전자 모듈들로 공급하는 차량 배터리 전원 공급 제어 장치.
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