KR102174990B1 - 차량 시동 관리 장치 - Google Patents

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Abstract

차량 시동 관리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 장치는 차량의 주배터리와 연결되는 보조 배터리; 상기 차량의 시동 상태에 따라 상기 보조 배터리의 방전 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 방전 신호를 수신하면 상기 주배터리에 전원을 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시키는 스위칭부를 포함한다.

Description

차량 시동 관리 장치{DEVICE FOR MANAGING START-UP OF VEHICLE}
본 발명의 실시예들은 차량 시동 관리 기술과 관련된다.
차량 내 에어컨, 오디오 등과 같은 전자장치는 차량의 엔진룸에 장착된 배터리에서 공급되는 전원에 의해 동작한다. 이러한 배터리는 장시간 시동을 걸지 않거나, 차량 내 전등을 끄지 않은 채 시동을 끄거나, 블랙박스를 상시 전원 상태로 두거나, 배터리 사용량이 많은 장치를 차량에 추가하는 등의 다양한 이유로 방전될 수 있다. 이와 같이, 사용자의 실수로 인해 배터리가 방전되거나 배터리의 수명이 다 된 경우 차량의 시동이 걸리지 않을 수 있다. 이 경우, 점프선을 통해 차량의 배터리와 옆차의 배터리를 서로 연결하여 시동을 걸거나, 점프선을 통해 차량의 배터리와 미리 충전된 다른 배터리를 서로 연결하여 시동을 걸어야 한다.
그러나, 최근에 스마트키(무선키)를 이용하는 경우가 많아짐에 따라 배터리가 방전되거나 배터리의 수명이 다 된 경우 문을 열 수 없어 배터리에 점프선조차 연결할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0445860호 (2004.09.07.)
본 발명의 실시예는 차량의 주 배터리가 방전되거나 수명이 다 되더라도 차량의 시동을 효율적으로 걸 수 있는 수단을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는 차량의 주 배터리의 방전을 방지하면서 차량에 설치된 보조 배터리를 충전할 수 있는 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 차량의 주배터리와 연결되는 보조 배터리; 상기 차량의 시동 상태에 따라 상기 보조 배터리의 방전 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 방전 신호를 수신하면 상기 주배터리에 전원을 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시키는 스위칭부를 포함하는 차량 시동 관리 장치가 제공된다.
상기 제어부는 사용자 단말로부터 시동 신호를 수신하면 상기 주배터리가 방전된 것으로 판단하고, 제1 방전 신호를 생성하며, 상기 스위칭부는 상기 제어부로부터 제1 방전 신호를 수신하면, 상기 차량의 시동을 온(on)시키기 위한 전원을 상기 주배터리에 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시킬 수 있다.
상기 차량 시동 관리 장치는 비상 스위치를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 시동 신호에 의하여 상기 보조 배터리가 방전되지 않을 때 사용자에 의해 상기 비상 스위치가 눌려지는 경우 상기 보조 배터리의 제1 방전 신호를 생성할 수 있다.
상기 차량 시동 관리 장치는 상기 차량의 시동을 거는 과정에서 상기 주배터리의 전압 변화를 측정하는 전압 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전압 감지부로부터 전압 감지 신호를 수신하고, 상기 전압 감지 신호를 기초로 상기 주 배터리에서 기 설정된 크기 이상의 순간적인 전압 강하가 발생한 경우 제2 방전 신호를 생성하며, 상기 스위칭부는 상기 제어부로부터 제2 방전 신호를 수신하면, 상기 주배터리의 전압 변동을 보충할 수 있는 전압을 상기 주배터리에 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시킬 수 있다.
상기 전압 감지부는 그라운드에 연결되는 제1 커패시터(C1); 일단이 상기 제1 커패시터(C1)와 연결되고 타단이 상기 주 배터리와 연결되는 제1 다이오드(D1); 상기 제1 커패시터(C1)와 상기 제1 다이오드(D1)의 센터탭(center tap)에서 직렬로 연결되는 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N); 상기 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N)의 일단과 상기 주 배터리 사이에서 각각 병렬로 연결되는 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2); 및 제1 단이 상기 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)의 일단에 각각 연결되고, 제2 단이 상기 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)의 타단에 각각 연결되고, 제3 단이 상기 제어부에 연결되는 트랜지스터(Q)를 포함할 수 있다.
상기 차량 시동 관리 장치는 상기 차량의 알터네이터에서 발생하는 노이즈를 추출하여 증폭하는 노이즈 증폭 모듈; 상기 노이즈 증폭 모듈로부터 공급되는 노이즈를 기 설정된 크기와 비교하여 전압 레벨을 출력하는 노이즈 레벨 비교 모듈; 및 상기 노이즈 레벨 비교 모듈로부터 출력된 전압 레벨에 따라 상기 차량의 시동 상태를 확인하여 충전 모듈을 스위칭하는 충전 스위칭 모듈;을 포함하는 보조 배터리 충전부를 더 포함할 수 있다.
상기 노이즈 레벨 비교 모듈은 상기 차량의 시동 상태에 따라 상기 노이즈 증폭 모듈로부터 공급되는 노이즈가 상기 기 설정된 크기보다 큰 경우, 기 설정된 제1 레벨의 전압을 출력하고, 상기 노이즈 증폭 모듈로부터 공급되는 노이즈가 상기 기 설정된 크기보다 작은 경우, 상기 제1 레벨의 전압 보다 낮게 설정된 제2 레벨의 전압을 출력할 수 있다.
상기 충전 스위칭 모듈은 상기 제1 레벨의 전압이 입력되면, 상기 차량의 시동이 켜진 것으로 판단하고, 상기 보조 배터리가 충전되도록 상기 충전 모듈을 작동시키고, 상기 제2 레벨의 전압이 입력되면, 상기 차량의 시동이 꺼진 것으로 판단하고, 상기 보조 배터리가 충전되지 않도록 상기 충전 모듈을 중단시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 차량의 주 배터리가 방전되거나 수명이 다 된 경우 사용자 단말을 이용하여 보조 배터리의 제1 방전 신호를 생성함으로써, 차량의 주 배터리가 방전되어도 보조 배터리를 이용하여 문 개폐 및 시동을 걸 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 차량의 시동을 거는 과정에서 주 배터리의 전압 변화를 감지하여 보조 배터리의 제2 방전 신호를 생성함으로써, 주 배터리의 급격한 전압 변동을 보충하여 주 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 차량의 시동이 켜진 경우에 알터네이터에서 공급되는 전원만을 이용하여 보조 배터리를 충전함으로써, 보조 배터리가 주 배터리에 의해 충전되는 것을 방지하여 주 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 시스템을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 시스템의 상세 구성을 나타낸 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 장치의 전압 감지부의 상세 회로도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 장치의 보조 배터리 충전부의 상세 구성을 나타낸 블록도
도 5는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 시스템(100)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시동 관리 시스템(100)은 사용자 단말(200) 및 차량 시동 관리 장치(300)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(200)은 차량 시동 관리 장치(300)와 무선 통신(예를 들어, 블루투스 통신(BLE: Bluetooth Low Energy))을 이용하여 연결될 수 있다. 사용자 단말(200)과 차량 시동 관리 장치(300)는 무선 통신을 이용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 사용자 단말(200)은 조작에 의하여 시동 신호를 차량 시동 관리 장치(300)로 전송할 수 있다. 사용자 단말(200)은 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 등 무선 통신을 사용할 수 있는 모든 스마트 기기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(200)은 차량 시동 관리 서비스를 제공하기 위한 어플리케이션이 설치될 수 있다. 상기 어플리케이션은 사용자 단말(200)의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 상기 어플리케이션은 사용자 단말(200)의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어의 소정의 집합을 포함한다. 상기 명령어는 사용자 단말(200)의 프로세서로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작을 수행하게 할 수 있다. 사용자 단말(200)의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 사용자 단말(200) 상에서 상기 어플리케이션과 같은 명령어 집합을 실행하기 위한 운영 체제의 컴포넌트들을 포함한다. 예를 들어, 이러한 운영 체제는 애플(Apple) 사의 iOS 또는 구글(Google) 사의 Android 일 수 있다.
여기서, 차량 시동 관리 서비스를 제공하기 위한 어플리케이션은 차량(1)을 원격 제어하기 위한 입력 인터페이스(예를 들어, 다수의 메뉴 중 선택)을 제공할 수 있으며, 입력 인터페이스를 통하여 원격 제어정보(예를 들어, 시동 신호)를 입력 받을 수 있다.
참고로, 입력 인터페이스(미도시)은 사용자 단말(200)에 기본적으로 포함되는 구성으로써, 사용자 단말(200)의 사용자가 입력 수단(예를 들어, 키보드, 키 패드, 마우스, 터치 스크린 등)을 물리적으로 조작하여 발생되는 입력 데이터를 입력 받을 수 있다.
차량 시동 관리 장치(300)는 차량(1)의 주배터리(2)와 병렬로 연결된다. 여기서, 주배터리(2)는 차량(1)의 엔진룸에 장착되어 차량(1)의 각종 장치(예를 들어, 에어컨 오디오 조명 등)에 전원을 공급한다. 또한, 차량(1)에 시동을 걸게 되면, 차량(1)의 엔진과 연결되어 있는 알터네이터(3)(Alternator)가 구동되고, 알터네이터(3)(즉, 발전기)에서 발생되는 AC 전원을 정류한 맥류(교류를 정류한 직류)를 주배터리(2)에 충전하게 된다. 차량 시동 관리 장치(300)는 보조 배터리(310), 관리부(320), 제어부(330), 스위칭부(340), 전압 감지부(350) 및 보조 배터리 충전부(360)를 포함할 수 있다.
보조 배터리(310)는 차량(1)의 시동을 거는 과정에서 주배터리(2)가 방전된 경우 주배터리(2)로 전원을 공급하여 차량(1)의 시동을 걸어주는 역할을 한다. 또한, 보조 배터리(310)는 주배터리(2)의 순간적인 전압 강하를 보상하여 주배터리(2)의 전원을 안정화시키는 역할을 한다.
구체적으로, 보조 배터리(310)는 주배터리(2)와 병렬 연결될 수 있으며, 스위칭부(340)에 의해 제어될 수 있다. 후술할 바와 같이, 제어부(330)는 주배터리(2)가 방전되는 경우에 사용자 단말(200)로부터 시동 신호를 수신하면 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호를 생성하고, 이를 스위칭부(340)로 전달할 수 있다. 보조 배터리(310)는 주배터리(2)의 방전 여부와 관계 없이 충전 상태를 유지하다가, 보조 배터리(310)의 방전 신호에 따른 스위칭부(340)의 제어에 의해서 방전이 이루어질 수 있다. 즉, 보조 배터리(310)는 평상시에는 충전 상태를 유지하며 차량(1)의 시동이 꺼진 상태에서 오디오, 조명 등의 사용으로 인해 주배터리(2)에서 방전이 이루어져도 방전되지 않으며, 차량(1)의 시동을 걸어주는 데 필요한 전원을 공급하는 용도로 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 보조 배터리(310)는 주배터리(2)와 병렬 연결될 수 있으며, 스위칭부(340)에 의해 제어될 수 있다. 후술할 바와 같이, 제어부(330)는 차량(1)의 시동을 거는 과정에서 주배터리(2)에서 설정된 크기 이상의 순간적인 전압 강하가 발생한 경우에 전압 감지부(350)로부터 전압 감지 신호를 수신하여 보조 배터리(310)의 제2 방전 신호를 생성하고, 이를 스위칭부(340)로 전달할 수 있다.
즉, 차량 시동 관리 장치(300)는 주배터리(2)가 방전되어 사용자 단말(200)로부터 시동 신호를 수신하는 경우, 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호를 생성하여 보조 배터리(310)를 방전시킴으로써, 주배터리(2)가 방전되어도 문 개폐 및 시동을 걸 수 있다. 또한, 차량 시동 관리 장치(300)는 차량(1)의 시동 시 전압 감지부(350)로부터 전압 감지 신호를 수신하는 경우, 주배터리(2)의 순간적인 전압 강하가 발생했는지 판단하고 보조 배터리(310)의 제2 방전 신호를 생성하여 보조 배터리(310)를 방전시킴으로써, 주배터리(2)의 급격한 전압 변동을 보충하여 차량(1)의 연비를 개선(즉, 연료소비의 절감 효과)하고 주배터리(2)의 수명을 연장시킬 수 있다. 여기서, 제1 방전 신호는 보조 배터리(310)가 차량(1)의 시동을 온시킬 수 있는 전압을 방전시킬 수 있으며, 제2 방전 신호는 주배터리(2)의 전압 변동을 보충할 수 있는 전압을 방전시킬 수 있다.
관리부(320)는 보조 배터리(310)를 관리하는 시스템(BMS : Battery Management System)으로서, 보조 배터리(310)의 쇼트(short)나 과방전, 과충전 등을 방지하고 보조 배터리(310)의 셀 밸런싱을 수행하는 역할을 수행한다.
제어부(330)는 차량 시동 관리 장치(300)의 중앙 처리부로서, 스위칭부(340), 전압 감지부(350) 및 보조 배터리 충전부(360)와 각각 연결될 수 있다. 또한, 제어부(330)는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제어부(330)는 사용자 단말(200)로부터 시동 신호를 수신하면 주배터리(2)가 방전된 것으로 판단하고, 제1 방전 신호를 생성할 수 있다. 즉, 사용자가 차량(1)의 시동을 걸 때 주배터리(2)가 방전되어 주배터리(2)가 동작하지 않는 경우, 사용자는 사용자 단말(200)로 시동 신호를 생성할 수 있으며, 제어부(330)는 시동 신호를 수신하면 주배터리(2)가 방전된 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(330)는 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호를 생성하고, 이를 스위칭부(340)로 전달할 수 있다. 스위칭부(340)는 제어부(330)로부터 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호를 수신함에 따라 차량(1)의 시동을 온(on)시키기 위한 전원을 주배터리(2)에 공급하기 위해 보조 배터리(310)를 방전시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어부(330)는 전압 감지부(350)로부터 전압 감지 신호를 수신하여 차량(1)의 시동을 거는 과정에서 주배터리(2)에서 순간적인 전압 강하가 발생한 것으로 판단하면, 제2 방전 신호를 생성할 수 있다. 즉, 사용자가 차량(1)의 시동을 걸 때 주배터리(2)에서 순간적인 전압 강하가 감지되는 경우, 제어부(330)는 보조 배터리(310)를 통해 주배터리(2)의 전압 변동을 보충할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(330)는 보조 배터리(310)의 제2 방전 신호를 생성하고, 이를 스위칭부(340)로 전달할 수 있다. 스위칭부(340)는 제어부(330)로부터 제2 방전 신호를 수신함에 따라 주배터리(2)의 전압 변동을 보충시키기 위한 전원을 주배터리(2)에 공급하기 위해 보조 배터리(310)를 방전시킬 수 있다.
스위칭부(340)는 보조 배터리(310)의 방전을 제어한다. 스위칭부(340)는 제어부(330)로부터 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호 및 제2 방전신호를 수신함에 따라 보조 배터리(310)를 방전 시킬 수 있다. 구체적으로, 스위칭부(340)는 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호 및 제2 방전신호에 따라 보조 배터리(310)의 방전 정도를 조절할 수 있다. 즉, 스위칭부(340)는 제1 방전 신호에 따라 보조 배터리(310)가 차량(1)의 시동을 온시킬 수 있는 전압을 방전시킬 수 있으며, 제2 방전 신호에 따라 주배터리(2)의 전압 변동을 보충할 수 있는 전압을 방전시킬 수 있다. 또한, 스위칭부(340)는 관리부(320)의 제어에 따라 보조 배터리(310)의 방전 정도를 조절하여 보조 배터리(310)의 과방전을 방지할 수 있다.
전압 감지부(350)는 차량(1)의 시동을 감지하고 주배터리(2)의 전압 변화를 측정할 수 있다. 구체적으로, 전압 감지부(350)는 사용자가 차량(1)의 시동을 거는 과정에서 주배터리(2)에서 설정된 크기 이상의 순간적인 전압 강하가 발생하였는지의 여부를 확인할 수 있다. 전압 감지부(350)는 주배터리(2)의 전압 변화를 측정하여 전압 감지 신호를 제어부(330)로 전달하고, 제어부(330)는 전압 감지 신호에 따라 전압 강하 발생 여부를 판단하여 보조 배터리(310)의 제2 방전 신호를 생성할 수 있다. 즉, 제어부(330)는 전압 감지 신호에 따라 차량(1)의 시동을 거는 과정에서 주배터리(2)에서 설정된 크기 이상의 순간적인 전압 강하가 발생한 경우, 제어부(330)는 제2 방전 신호를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 감지부(350)의 상세 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전압 감지부(350)는 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제3 커패시터(C3), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 다이오드(D1), 복수 개의 제2 다이오드(D21, D22, ?? D2N) 및 트랜지스터(Q)를 포함할 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 그라운드(GND)와 연결된다.
제1 다이오드(D1)는 일단이 제1 커패시터(C1)와 연결되고 타단이 주배터리(2)와 연결된다. 제1 다이오드(D1)는 주배터리(2)에서 출력되는 전압의 변동이 역으로 흐르지 않도록 방지하는 용도로 사용된다.
이때, 제1 커패시터(C1)와 제1 다이오드(D1)의 센터탭(center tap)에는 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N)가 직렬 연결된다.
또한, 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)는 상기 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N)의 일단과 주배터리(2) 사이에서 각각 병렬로 연결된다.
또한, 트랜지스터(Q)는 제1 단, 제2 단 및 제3 단을 구비할 수 있다. 여기서, 트랜지스터(Q)의 제1 단, 제2 단 및 제3 단은 예를 들어, BJT(Bipolar Junction Transistor)의 베이스(Base), 이미터(Emitter) 및 컬렉터(Collector)에 각각 해당할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 트랜지스터(Q)의 제1 단은 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)의 일단에 각각 연결되고, 트랜지스터(Q)의 제2 단은 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)의 타단에 각각 연결되고, 트랜지스터(Q)의 제3 단은 제어부(330)에 연결될 수 있다.
또한, 제2 저항(R2)과 제3 커패시터(C3)는 서로 병렬 연결되고, 일단이 제어부(330)와 트랜지스터(Q)의 제3 단에 연결되고 타단이 그라운드(GND)에 연결될 수 있다.
이와 같은 회로도의 구성 및 연결 관계에 따른 전압 감지부(350)의 동작은 다음과 같다.
먼저, 전압 감지부(350)는 주배터리(2)의 충전 전압과 제1 커패시터(C1)에 충전된 전압을 서로 비교한다. 만약, 주배터리(2)를 이용하여 시동을 걸게 되면 시동 전류가 급격히 증가함에 따라 주배터리(2)의 전압 강하가 발생한다. 이 때, 제1 커패시터(C1)에 충전된 전압보다 주배터리(2)의 충전 전압이 낮아지면서 제1 커패시터(C1)의 +전극 -> 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N) -> 트랜지스터(Q) -> 주배터리(2) -> 제1 커패시터(C1)의 -전극를 통과하는 전류패스가 형성될 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터(Q)가 온(on)되어 순간적으로 높은 레벨의 전압이 출력될 수 있다. 제어부(330)는 전압 감지부(350)에서 출력되는 높은 레벨의 전압을 확인한 후 시동이 걸린 것으로 판단하고 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 제2 저항(R2) 및 제3 커패시터(C3)는 기준전위를 0V로 하는 노이즈 캔슬 역할을 수행할 수 있다. 또한, 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N)는 시동 시의 전압 차에 따라 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N)는 전압 차가 클수록 더 많아질 수 있다. 또한, 제2 커패시터(C2) 및 제1 저항(R1)은 주배터리(2)가 시동상황이 아닌 일반적인 상황(차량(1) 내부의 전등, 오디오 등이 동작함에 따라 주배터리(2)가 방전되는 경우)에서 전압 변동을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 보조 배터리(310)는 차량(1)의 시동시 발생하는 주배터리(2)의 전압 변동을 보충하는 용도로 사용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 보조 배터리 충전부(360)는 차량(1)의 엔진과 연결되어 있는 알터네이터(3)(Alternator)의 노이즈를 감지하여 보조 배터리(310)를 충전할 수 있다. 사용자가 차량(1)의 시동을 걸게 되면, 차량(1)의 엔진과 연결되어 있는 알터네이터(3)(Alternator)가 구동되고, 알터네이터(3)(즉, 발전기)에서 발생되는 AC 전원을 정류한 맥류(교류를 정류한 직류)를 주배터리(2)에 충전하게 된다. 이때, 알터네이터(3)에서 생성되는 교류 전원의 주파수는 약 107 ~ 288 Hz이다. 즉, 보조 배터리 충전부(360)는 알터네이터(3)의 노이즈(교류 주파수)를 감지하고, 차량(1)의 시동이 걸렸는지의 여부를 확인할 수 있다. 보조 배터리 충전부(360)는 차량(1)의 시동이 걸린 경우, 알터네이터(3)에서 공급되는 전원을 이용하여 보조 배터리(310)를 충전할 수 있으며, 차량(1)의 시동이 꺼진 경우에는 보조 배터리(310)의 충전을 중단할 수 있다. 이에, 알터네이터(3)에서 공급되는 전원만을 이용하여 보조 배터리(310)를 충전함으로써, 주배터리(2)의 방전을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 배터리 충전부(360)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하였던 본 발명의 일 실시예에서의 구성요소와 대응되는 구성요소는, 일 실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사한 기능을 수행하므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 보조 배터리 충전부(360)는 노이즈 증폭 모듈(361), 노이즈 레벨 비교 모듈(362), 충전 스위칭 모듈(363) 및 충전 모듈(364)을 포함할 수 있다. 보조 배터리 충전부(360)는 알터네이터(3), 주배터리(2) 및 보조 배터리(310)와 각각 연결될 수 있다.
노이즈 증폭 모듈(361)은 차량(1)의 시동이 켜진 경우 차량(1)의 알터네이터(3)에서 발생하는 노이즈를 추출하여 증폭할 수 있다. 구체적으로, 노이즈 증폭 모듈(361)은 차량(1)의 알터네이터(3)에서 노이즈가 발생하면, 노이즈를 추출하고 추출된 노이즈를 기 설정된 크기로 증폭시킬 수 있다. 이 때, 노이즈 증폭 모듈(361)은 노이즈를 증폭시키기 위하여 연산 증폭기(Operational Amplifier; OP AMP)를 이용할 수 있다.
노이즈 레벨 비교 모듈(362)은 노이즈 증폭 모듈(361)로부터 공급되는 노이즈를 기 설정된 크기와 비교하여 전압을 출력할 수 있다. 여기서, 기 설정된 크기는 시동이 꺼진 경우의 최대 노이즈일 수 있다. 구체적으로, 노이즈 레벨 비교 모듈(362)은 노이즈 증폭 모듈(361)로부터 공급되는 노이즈가 기 설정된 크기보다 큰 경우 높은 레벨의 전압이 출력될 수 있다. 또한, 노이즈 레벨 비교 모듈(362)은 노이즈 증폭 모듈(361)로부터 공급되는 노이즈가 기 설정된 크기보다 작은 경우 낮은 레벨의 전압이 출력될 수 있다. 여기서, 높은 레벨의 전압은 낮은 레벨의 전압보다 클 수 있다. 예를 들어, 높은 레벨의 전압은 13V일 수 있으며, 낮은 레벨의 전압은 0V일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
충전 스위칭 모듈(363)은 노이즈 레벨 비교 모듈(362)에서 출력되는 전압 레벨에 따라 충전 모듈(364)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 충전 스위칭 모듈(363)은 노이즈 레벨 비교 모듈(362)에서 높은 레벨의 전압이 출력되는 경우, 시동이 켜진 것으로 판단하고, 보조 배터리(310)가 충전되도록 충전 모듈(364)을 작동시킬 수 있다. 또한, 충전 스위칭 모듈(363)은 노이즈 레벨 비교 모듈(362)에서 낮은 레벨의 전압이 출력되는 경우, 시동이 꺼진 것으로 판단하고, 보조 배터리(310)가 충전되지 않도록 충전 모듈(364)을 중단시킬 수 있다. 이에 따라, 차량(1)의 시동이 켜진 경우에 알터네이터(3)에서 공급되는 전원만을 이용하여 보조 배터리(310)를 충전함으로써, 보조 배터리(310)가 주배터리(2)에 의해 충전되는 것을 방지하여 주배터리(2)의 방전을 방지할 수 있다.
충전 모듈(364)은 보조 배터리(310)의 충전을 제어할 수 있다. 충전 모듈(364)은 충전 스위치 모듈로부터 충전 명령을 수신함에 따라 보조 배터리(310)를 충전시키기 위하여 알터네이터(3)의 전원을 보조 배터리(310)로 공급할 수 있다.
한편, 차량 시동 관리 장치(300)는 실시예에 따라 비상 스위치를 더 포함할 수 있다. 만약, 사용자 단말(200)의 시동 신호에 의하여 보조 배터리(310)가 방전되지 않을 수 있다. 이 때, 사용자는 비상 스위치를 누를 수 있으며, 이 경우 사용자가 시동을 정상적으로 걸때까지 보조 배터리(310)가 차량(1)의 시동을 온시키기 위한 전원을 주배터리(2)에 공급할 수 있다. 사용자에 의해 비상 스위치가 눌려지는 경우, 제어부(330)는 보조 배터리(310)의 제1 방전 신호를 생성하여 스위칭부(340)로 전달할 수 있다. 비상 스위치는 보조 배터리(310)의 외면에 부착될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경(10)을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 사용자 단말(200)일 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 차량 시동 관리 장치(300)일 수 있다.
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 차량 시동 관리 시스템
200 : 사용자 단말
300 : 차량 시동 관리 장치
310 : 보조 배터리
320 : 관리부
330 : 제어부
340 : 스위칭부
350 : 전압 감지부
360 : 보조 배터리 충전부
361 : 노이즈 증폭 모듈
362 : 노이즈 레벨 비교 모듈
363 : 충전 스위칭 모듈
364 : 충전 모듈

Claims (8)

  1. 차량의 주배터리와 연결되는 보조 배터리;
    상기 차량의 시동 상태에 따라 상기 보조 배터리의 방전 신호를 생성하는 제어부;
    상기 제어부로부터 방전 신호를 수신하면 상기 주배터리에 전원을 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시키는 스위칭부; 및
    상기 차량의 알터네이터에서 발생하는 노이즈를 추출하여 증폭하는 노이즈 증폭 모듈; 상기 노이즈 증폭 모듈로부터 공급되는 노이즈를 기 설정된 크기와 비교하여 전압 레벨을 출력하는 노이즈 레벨 비교 모듈; 및 상기 노이즈 레벨 비교 모듈로부터 출력된 전압 레벨에 따라 상기 차량의 시동 상태를 확인하여 충전 모듈을 스위칭하는 충전 스위칭 모듈;을 포함하는 보조 배터리 충전부를 포함하는, 차량 시동 관리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 사용자 단말로부터 시동 신호를 수신하면, 상기 주배터리가 방전된 것으로 판단하고 제1 방전 신호를 생성하며,
    상기 스위칭부는, 상기 제어부로부터 제1 방전 신호를 수신하면, 상기 차량의 시동을 온(on)시키기 위한 전원을 상기 주배터리에 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시키는, 차량 시동 관리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 시동 관리 장치는, 비상 스위치를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 시동 신호에 의하여 상기 보조 배터리가 방전되지 않을 때 사용자에 의해 상기 비상 스위치가 눌려지는 경우 상기 보조 배터리의 제1 방전 신호를 생성하는, 차량 시동 관리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량 시동 관리 장치는, 상기 차량의 시동을 거는 과정에서 상기 주배터리의 전압 변화를 측정하는 전압 감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 전압 감지부로부터 전압 감지 신호를 수신하고, 상기 전압 감지 신호를 기초로 상기 주 배터리에서 기 설정된 크기 이상의 순간적인 전압 강하가 발생한 경우 제2 방전 신호를 생성하며,
    상기 스위칭부는, 상기 제어부로부터 제2 방전 신호를 수신하면, 상기 주배터리의 전압 변동을 보충할 수 있는 전압을 상기 주배터리에 공급하기 위하여 상기 보조 배터리를 방전시키는, 차량 시동 관리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전압 감지부는,
    그라운드에 연결되는 제1 커패시터(C1);
    일단이 상기 제1 커패시터(C1)와 연결되고 타단이 상기 주 배터리와 연결되는 제1 다이오드(D1);
    상기 제1 커패시터(C1)와 상기 제1 다이오드(D1)의 센터탭(center tap)에서 직렬로 연결되는 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N);
    상기 복수 개의 제2 다이오드(D21~D2N)의 일단과 상기 주 배터리 사이에서 각각 병렬로 연결되는 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2); 및
    제1 단이 상기 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)의 일단에 각각 연결되고, 제2 단이 상기 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)의 타단에 각각 연결되고, 제3 단이 상기 제어부에 연결되는 트랜지스터(Q)를 포함하는, 차량 시동 관리 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 노이즈 레벨 비교 모듈은,
    상기 차량의 시동 상태에 따라 상기 노이즈 증폭 모듈로부터 공급되는 노이즈가 상기 기 설정된 크기보다 큰 경우, 기 설정된 제1 레벨의 전압을 출력하고,
    상기 노이즈 증폭 모듈로부터 공급되는 노이즈가 상기 기 설정된 크기보다 작은 경우, 상기 제1 레벨의 전압 보다 낮게 설정된 제2 레벨의 전압을 출력하는, 차량 시동 관리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 충전 스위칭 모듈은,
    상기 제1 레벨의 전압이 입력되면, 상기 차량의 시동이 켜진 것으로 판단하고, 상기 보조 배터리가 충전되도록 상기 충전 모듈을 작동시키고,
    상기 제2 레벨의 전압이 입력되면, 상기 차량의 시동이 꺼진 것으로 판단하고, 상기 보조 배터리가 충전되지 않도록 상기 충전 모듈을 중단시키는, 차량 시동 관리 장치.
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