KR102294846B1 - 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적인 연료절감 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 연료절감 장치가 차량 축전지의 전원선과 연결되어 차량 축전지의 전압 상태를 모니터링하여, 고정된 주파수와 펄스폭을 갖는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM)파를 상기 차량 축전지로 출력하며, 블루투스 연결 방식을 통하여 상기 모바일 장치로 차량 축전지의 모니터링된 전압 상태를 전송하여, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서 차량 축전지의 전압 상태를 표시하고, 차량 축전지의 전압 상태를 통계적으로 기록하며, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 알리도록 연료절감 장치와 모바일 장치가 서로 연동하면서 동작하도록 하는 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축전지의 수명을 연장하기 위한 연료절감 장치와 모바일 장치가 서로 연동하면서 동작하도록 하는 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화학적 에너지를 전기적 에너지로 출력할 수 있도록 하는 전지를 축전지(Battery)라고 하며, 상기 축전지는 붉은 황산의 전해액 속에 이산화납(PbO2)판과 보통 납(Pb2) 판을 마주보게 배치하는 구성을 갖는다.
이때 축전지(Battery)는 방전이 진행됨에 따라 (+, -)의 양극판은 점점 황산납으로 변화하며, 기전력도 낮아지고 전해액의 황산비중도 낮아져서 방전이 멈추게 되는 과정을 갖는다.
이러한 상태의 축전지에 (+)극 쪽에서 전류가 흘러 들어가도록 충전하면 기전력을 회복하면서 (+)극은 이산화납으로 (-)극은 보통의 납으로 돌아가고 묽은 황산의 비중도 높아진다.
그러나 충 방전 사이클을 거치는 동안 방전 시 극판에 달라붙어 있던 황산염이 충전 시에 이탈되지 않고 극판에 축적되고, 이 축적량이 증가하면 배터리의 축전 능력이 감소해, 만충전 상태가 되어도 사용할 수 있는 전기량은 줄어들게 된다.
따라서 축전지는 오랜 시간 동안 충전과 방전을 거치면서, 방전 시 달라붙어 있던 황산염이 충전 시에 이탈되지 않고, 극판에 달라붙는 황산연화 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 충전 및 방전 횟수가 많을수록 심화되며, 연산 배터리의 대부분이 수명이 다되어 폐기 처리되는 결과를 초래한다.
이러한, 종래기술의 문제점을 해결하고자, 등록번호 제10-0868491호에 기재된 축전지의 수명 연장 장치 및 그 방법에서는 펄스 폭 변조파의 펄스폭 및 주파수를 변경함으로써, 축전지의 극판에 황산염을 쌓이는 문제점을 해결하고 있다.
그러나 상기 종래기술에서는 펄스폭변조파의 펄스폭 및 주파수를 주기적으로 변경해야 하기 때문에, 배터리 소모가 많으며, 극판에 쌓이는 황산염을 100% 제거하지 못하여, 결국 축전지의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
이에 따라 배터리의 (+, -) 단자에 접속하여, 펄스신호로 극판에 달라붙어 있던 황산염을 분자 레밸로 분해해, 극판이 깨끗한 상태에서 배터리가 제 성능을 향상시켜 안정된 전원을 발휘하며, 배터리의 수명도 연장시키면서 축전지의 전압 값을 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 상태에 따른 통계적 데이터를 제공할 수 있도록 하는 연료절감 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은, 고정된 펄스폭변조파를 차량 축전지에 공급하도록 하여 축전지의 수명을 연장시키면서, 모바일 장치에 설치되는 연료절감 어플리케이션(App)과 블루투스 연결 방식으로 통신하여 차량 축전지의 전압 값을 수신하고 이를 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 상태에 따른 통계적 데이터를 제공할 수 있도록 하는 모바일 장치와 연동하는 친환경적인 연료절감 장치 및 그 동작 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치는 상기 연료절감 장치는 차량 축전지의 전원선과 연결되어 차량 축전지의 전압 값을 측정하여, 고정된 주파수와 펄스폭을 갖는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM)파를 상기 차량 축전지로 출력하며, 블루투스 연결 방식을 통하여 상기 모바일 장치로 차량 축전지의 측정된 전압 값을 전송하여, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서 수신된 차량 축전지의 전압 값을 일정 시간 단위로 기록하며, 차량 축전지의 전압 값에 따른 차량 축전지 상태를 표시하여, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 알리도록 하는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 연료절감 장치는 차량의 시거 잭을 통하여 차량 축전지의 전원선과 연결되는 전원 접속부, 상기 전원 접속부로 입력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하는 AD변환부, 상기 디지털 전압 신호를 측정하여 차량 축전지의 전압 값을 모니터링하는 전압 측정부, 상기 전압 측정부의 전압 값을 기 설정된 기준전압과 비교하는 전압 비교부, 상기 전압 비교부를 통한 차량 축전지의 전압 값이 기준전압 이상인 경우, 고정된 주파수 및 펄스폭을 갖는 펄스폭변조파를 출력하는 PWM 생성부, 상기 PWM 생성부에서 생성되는 펄스폭변조파를 전원 접속부로 공급하는 PWM 출력부, 상기 전압 측정부에서 측정되는 디지털 전압 신호를 레벨화해서 표시하는 디스플레이부, 상기 전원 접속부로 공급되는 전원을 상기 모바일 장치의 충전을 위해 공급하도록 제공하는 USB 연결부 및 상기 전압 측정부에서 측정되는 차량 축전지의 전압 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 상기 모바일 장치로 전송하는 블루투스 모듈을 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 전원 접속부는 일정 전압 값이 상기 연료절감 장치에 공급되도록 레귤레이터 IC를 포함하는 정전압 회로가 구성되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 디스플레이부는 하나 이상의 발광다이오드(LED)로 이루어진 가변숫자 표시기((Flexible Numeric Display, FND) 또는 10개의 발광다이오드(LED)로 이루어진 전압 인디케이터(indicator)중의 어느 하나로서, 발광다이오드(LED)의 순차적인 점등을 통하여 전압 측정부에서 측정되는 디지털 전압 신호를 레벨화하여 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 전압 비교부에서 비교되는 기준전압은 12V 내지 13V의 범위 안에서 가변적으로 선택되어 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 PWM 생성부에서 생성되는 펄스폭변조(PWM)파는 주파수가 9kHz이고, 펄스폭이 1μs로 고정되어 출력되는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 블루투스 모듈은 차량의 위치를 파악할 수 있도록 하는 주기적인 비콘 신호를 상기 모바일 장치로 전송하는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 연료절감 장치는 외측 표면으로 상기 모바일 장치에서 인식할 수 있는 QR 코드를 부착 또는 프린팅하여 상기 연료절감 어플리케이션(App)을 다운로드 할 수 있는 URL을 제공하거나, QR 코드의 인식을 통하여 상기 연료절감 어플리케이션(App)이 구동되도록 하는 특징이 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치의 동작 방법은 상기 연료절감 장치를 차량의 시거 잭에 연결하고 차량 축전지의 전원선을 통하여 입력되는 아날로그 전압 값을 AD변환하여 변환된 디지털 전압 값을 일정 주기적으로 모니터링 하면서 측정하는 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계, 발광다이오드(LED)로 이루어진 전압 인디케이터(indicator)를 통하여 상기 디지털 전압 값을 레벨화해서 표시하는 단계, 상기 디지털 전압 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호를 블루투스 연결을 통해 상기 모바일 장치로 전송하는 단계, 상기 디지털 전압 값을 기 설정된 기준전압과 비교하는 단계, 상기 디지털 전압 신호의 전압 값이 기준전압 이상인 경우, 고정된 주파수 및 펄스폭을 갖는 펄스폭변조파(PWM)를 생성하여 차량 축전지로 공급하는 단계, 상기 공급된 펄스폭변조파에 의해 상기 차량 축전지 내 극판에 쌓인 황산염을 제거하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계는 차량 축전지 전원만으로 차량 내의 전원을 공급하도록 하는 ACC(Accessory) 모드와 및 차량의 엔진을 가동시켜 차량 축전지를 운행(Drive) 모드로 구분하여, 입력되는 차량 축전지 전압 값을 디지털 전압 값으로 변환하고 이를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 모바일 장치로 전송하는 단계에서 상기 모바일 장치는 디지털 전압 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 수신하여, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서 차량 축전지의 전압 값을 표시하고, 차량 축전지의 전압 값을 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 상태에 따른 통계적 데이터를 제공할 수 있도록 하며, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 알리는 동작을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법에 의한 본 발명은 연료절감 장치에서 측정되는 차량 축전지의 디지털 전압 값을 블루투스 통신으로 모바일 장치로 전송하여, 모바일 장치의 연료절감 어플리케이션(App)에서 차량 축전지의 전압 값 및 전압 상태를 표시하고, 차량 축전지의 전압 값을 일정 시간 간격으로 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 상태에 따른 통계적 데이터를 제공할 수 있도록 하며, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 확인할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 차량 엔진을 시동 시키면서, 초기 ACC(Accessory) 모드에서 차량 축전지의 전압 상태를 체크할 수 있으며, 이러한 초기 ACC(Accessory) 모드에서의 일정 시간 기록된 전압 값을 확인함으로써, 상기 연료절감 장치의 성능을 확인할 수가 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치를 사용함에 따라, 차량 축전지의 충전효율을 향상시키고, 고부하에서도 축전지 파워(Power)가 지속됨으로서, 연비 향상 및 유해 배기가스 감소로 인한 환경 친화적 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치의 동작 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치의 동작 방법을 예시하는 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 아래와 같다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1에서와 같이 본 발명의 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치(300)와 연동하는 연료절감 장치(100)는 차량 축전지(200)의 전원선을 통하여 연결되는 전원 접속부(110)와 AD변환부(120), 전압 측정부(130), 전압 비교부(140), PWM 생성부(150), PWM 출력부(160) 및 디스플레이부(170)를 포함하여 이루어지고, 추가적으로 상기 모바일 장치(300)와 연결되기 위한 USB 연결부(180) 및 블루투스 모듈(190)을 더 포함하여 구성된다.
이러한 상기 연료절감 장치(100)의 구성은 논리회로 및 전기 전자회로의 조합으로 설계되거나, 사전에 설정 저장된 프로그램이 탑재된 마이크로 컨트롤러(Micro Controller Unit, MCU)와 같은 IC칩을 포함하는 구성에 내장되어 이루어질 수 있다.
또한, 상기 모바일 장치(300)는 모바일 기기, 휴대용 기기, 모바일 디바이스(mobile device)라는 용어로 통용되는 다양한 장치가 해당될 수 있으며, 본 발명에서는 인터넷을 이용한 데이터 통신 및 정보 검색 기능을 가지며 모바일 어플리케이션(Application App)를 설치할 수 있는 스마트폰인 것으로 가정할 수 있다.
즉 상기 모바일 장치(300)는 터치스크린 인터페이스 및 USB 연결 단자가 기본적으로 구비되어지며, 음성통화 기능에 더하여, 카메라를 이용한 영상촬영 기능과 블루투스 및 와이파이와 같은 근거리 네트워크 기능 및 기지국을 통한 이동통신 네트워크를 통하여 외부와 통신이 가능한 휴대 단말기로서, 운영 체제에 따라 안드로이드 플랫폼, 윈도우 모바일 플랫폼, iOS 플랫폼 등으로 구분될 수 있는데, 각각의 플랫폼에 따라 조금씩 그 구조가 상이하나 기본적인 역할 및 기능은 동일하다.
이에 상기 전원 접속부(110)는 차량의 시거잭을 통하여 차량 축전지(200)의 전원선과 연결되어 축전지의 전원을 제공받아 연료절감 장치(100)에 공급하도록 하는 전원 공급 단자로서, 차량 시거 잭에 탈착 또는 끼울 수 있도록 상기 차량에 맞는 시거 소켓의 형태로 이루어질 수 있다.
이때 상기 전원 접속부(110)로 입력되는 축전지의 전원은 아날로그 전압 값으로서, 이에 상기 전원 접속부(110)는 연료절감 장치(100)의 내부 회로들의 작동을 위하여 일정 전압 값이 공급되도록 하는 레귤레이터 IC를 포함하는 정전압 회로(111)를 더 포함하여 구성된다.
상기 정전압 회로(111)는 레귤레이터 IC를 통하여 상기 전원 접속부(110)로 공급되는 직류 배터리 전압을 연료절감 장치(100)의 내부 논리회로와 전기회로에서 요구되는 일정한 직류 전압 레벨로 변환하는 기능을 수행한다. 예를 들어 차량 축전지(200)에서 전압이 12V가 공급된다면, 이를 5V 정격 전압 레벨로 변환하여 연료절감 장치(100)의 내부 전자 회로로 공급할 수 있도록 하는 것이다.
상기 AD변환부(120)는 상기 전원 접속부(110)로 입력되는 차량 축전지(200)의 아날로그 전압 신호를 입력으로 받아 디지털 전압 신호로 변환하는 회로로 구성된다.
상기 AD변환부(120)가 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환할 때, 일정시간 간격마다 디지털 전압 신호로 변환되도록 시간 간격을 조절할 수 도 있다. 예를들어 매 3초 마다 차량 축전지(200)의 전압을 디지털 전압 신호로 변화하도록 조정할 수 있다.
상기 전압 측정부(130)는 AD변환부(120)에서 변환된 디지털 전압 신호를 측정하여 차량 축전지(200)의 전압 상태를 모니터링하는 기능을 수행한다.
이때 상기 전압 측정부(130)는 축전지 전원만으로 차량 내의 전원을 공급하도록 하는 ACC(Accessory) 모드와 및 차량의 엔진을 가동시켜 축전지를 운행(Drive) 모드로 구분하여, 입력되는 차량 축전지(200)의 전압 값을 측정할 수 있다.
또한, 상기 전압 측정부(130)는 AD 변환된 디지털 전압 신호의 정확성을 기하기 위해, AD 변환된 디지털 전압 신호를 일정 횟수 이상 기록하여 그 값들의 평균값을 측정하는 방식을 취할 수 있다.
상기 전압 비교부(140)는 상기 전압 측정부(130)에서 측정된 디지털 전압 신호의 전압값을 기준전압과 비교하는 기능을 수행한다.
상기 전압 비교부(140)에서 비교되는 기준전압은 12V 내지 13V의 범위 안에서 가변적으로 선택되어 설정될 수 있다.
이러한 기준전압의 설정은 후술하는 PWM 생성부(150)의 동작을 위하여 축전지의 양호한 전압 상태에서 펄스폭변조파를 생성함으로서, 차량 축전지(200)의 전력 소모를 절약하며, 최적의 기준전압에서 축전기의 극판에 쌓인 황산염을 효과적으로 제거하고자 하는 목적이 있다.
그러므로 상기 인가된 AD 변환된 디지털 전압이 상기 기준전압 미만인 경우, 상기 펄스폭변조파 출력을 중지할 수 있다.
상기 PWM 생성부(150)는 상기 전압 비교부(140)를 통한 측정된 디지털 전압 신호의 전압이 상기 기준전압 이상인 경우, 고정된 주파수 및 펄스폭을 갖는 펄스폭변조파를 생성하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 PWM 생성부(150)에서 생성되는 펄스폭변조(PWM)파는 주파수가 9kHz이고, 펄스폭이 1μs로 고정되는 파형일 수 있다.
그리고 상기 PWM 출력부(160)는 상기 PWM 생성부(150)에서 생성되는 펄스폭변조파를 전원 접속부(110)로 공급하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 PWM 출력부(160)는 상기 PWM 생성부(150)에서 생성된 펄스폭변조파가 입력되면, N-channel 전계 효과 트랜지스터(FET)의 드레인(Drain) 게이트에 배전압의 전압을 발생시켜 초크 코일의 출력이 전원선을 통해 차량 축전지(200)로 공급할 수 있도록 구성된다.
이때, 게이트에 많이 흐를 수 있는 전류를 제한하는 전류 제한용 보호 저항을 구비할 수 있다.
상기 PWM 출력부(160)를 통한 펄스폭변조파는 상기 전원 접속부(110)를 거쳐 차량 내부의 전원선을 통해 차량 축전지(배터리)(200)에 전달되고, 전달된 펄스폭변조파에 의하여 배터리 내부에 쌓인 황산염을 잘게 쪼개 묽은 황산으로 변환시킴과 동시에 전해질에 용해시켜, 배터리를 최상의 상태로 재생 및 복원에 이르게끔 하는 것이다.
상기 디스플레이부(170)는 상기 전압 측정부(130)에서 측정되는 디지털 전압 신호를 레벨화해서 표시하는 유닛으로서, 상기 디스플레이부(170)는 하나 이상의 발광다이오드(LED)로 이루어진 가변숫자 표시기(Flexible Numeric Display, FND) 또는 10개의 발광다이오드(LED)로 이루어진 전압 인디케이터(indicator)중의 어느 하나의 형태로 구비될 수 있다.
이에 따라 상기 디스플레이부(170)는 발광다이오드(LED)의 순차적인 점등을 통하여 전압 측정부(130)에서 측정되는 디지털 전압 신호를 레벨화하여 표시할 수 있게 된다.
아래의 표 1은 상기 디스플레이부(170)가 전압 인디케이터를 사용하여 디지털 전압 신호를 레벨화하여 표시할 때, 축전지 전압 값에 따른 전압 상태를 예시하는 상태 표이다.
이에 따라 아래의 표 1에서 같이 LED 점등 레벨 표시에 따라 축전지의 전압 값 및 전압 상태를 예측할 수 있다.
예를 들어 아래 표 1에 따른 LED 점등 레벨이 1 또는 2 단계에서만 표시되면, 차량 축전지의 전압 값이 11.7V 미만으로서, 차량 축전지의 전압 상태가 위험 또는 교환 상태이고, 배터리를 교체할 필요가 있음을 알 수 있게 된다.
| LED 점등 레벨 표시 | 차량 축전지 전압 값 | 전압 상태 |
| 1 | 11.5V | 교환 |
| 2 | 11.7V | 위험 |
| 3 | 12V | 양호 |
| 4 | 12.2V | |
| 5 | 12.3V | |
| 6 | 12.5V | |
| 7 | 12.7V | |
| 8 | 12.9V | |
| 9 | 13.1V | |
| 10 | 13.2V |
또한, 본 발명의 연료절감 장치(100)는 상기 전원 접속부(110)로부터 공급되는 차량 축전지(200)의 전원이 상기 모바일 장치(300)의 충전을 위해 공급하도록 제공하는 USB 연결부(180)를 포함한다.
상기 USB 연결부(180)는 상기 전원 접속부(110)로부터 공급되는 차량 축전지의 전원이 정전압 회로(111)를 통하여 변환되어 전압 5V 및 1 내지 2A(암페어)의 전류를 모바일 장치(300)로 공급할 수 있도록 하는 USB 포트(Port)가 구비되며, 상기 USB 포트를 통한 모바일 장치(300)의 접속을 인지하여 모바일 장치(300)의 충전에 따른 전원 공급을 제어하는 USB 제어 회로를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 연료절감 장치(100)는 내장되는 저전력 블루투스(Bluetooth) 모듈(190)을 포함한다.
이에 연료절감 장치(100)는 내장되는 블루투스(Bluetooth) 모듈(190)을 통하여 차량 축전지(200)의 모니터링 되는 전압 값 및 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 상기 모바일 장치(300)로 일정 시간 간격을 갖는 주기 마다 전송하게 된다.
연료절감 장치(100)의 블루투스 모듈(190)은 전원 접속부(110)를 통한 차량의 시거잭에 접속되면서 활성화 되고, 모바일 장치의 연료절감 어플리케이션(App)을 구동시키면 앱 상의 환경 설정되어진 상기 연료절감 장치(100)의 블루투스 모듈(190)과 서로 페어링 되면서, 모바일 장치(300)와 블루투스 모듈(190)이 연결되었다는 알림을 제공한다.
이에 따라 모바일 장치(300)의 연료절감 어플리케이션(App)에서는 시간에 따른 차량 축전지의 전압 값을 수신하여 저장 메모리에 상기 축전지의 전압 값을 일정 시간 단위로 기록하여 저장하게 된다. 이에 따라 모바일 장치(300)의 연료절감 어플리케이션(App)은 차량 축전지의 전압 값에 따른 축전지의 전압 상태를 체크하고, 사용자에게 화면으로 이상 유무를 디스플레이하여 보여줄 수 있다.
사용자에게 화면으로 디스플레이하여 보여주는 예를 들면, 상기 연료절감 어플리케이션(App)은 수신된 차량 축전지의 전압 값이 11.7V 미만이면, 사용자에게 화면으로 차량 축전지를 교체 및 위험을 알리는 내용을 표시할 수 있다. 또한, 상기 표 1에서와 같이 수신된 차량 축전지의 전압 값이 12V 이상이 수신되면 양호한 상태임을 알리는 내용을 표시할 수 있다.
또한, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서는 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 수신함으로서, 충 방전 상태를 체크할 수 있으며. 이를 통한 차량의 비정상적인 상태를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 블루투스 모듈(190)은 차량의 위치를 파악할 수 있도록 하는 주기적인 비콘(Beacon) 신호를 상기 모바일 장치(300)로 전송하여, 일정 거리 이내에서 모바일 장치(300)의 상기 연료절감 어플리케이션(App)을 통하여 차량의 위치를 파악하게 할 수 있다. 이는 상기 비콘 신호가 RSSI (Received Signal Strength Indicator) 값을 전송하는 것으로서, 사전에 알려진 비콘의 출력 신호 세기와 신호강도를 사용하여 연료절감 장치(100)와 모바일 장치(300) 사이의 거리를 추정할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 연료절감 장치(100)는 상기 QR 코드 표시부를 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 QR 코드 표시부는 상기 연료절감 장치(100)의 외측 표면으로 QR 코드 라벨이 부착되어 구비되거나, 또는 프린팅되어 구비될 수 있다.
상기 QR 코드 표시부는 상기 모바일 장치(300)의 카메라를 통하여 인식되어, 상기 연료절감 어플리케이션(App)을 다운로드 할 수 있는 URL을 제공하거나, 연료절감 어플리케이션(App)이 설치되어 있으면 QR 코드의 인식을 통하여 상기 연료절감 어플리케이션(App)이 자동적으로 구동되도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치의 동작 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 2에서와 같이 본 발명의 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치의 동작 방법은 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계(S100), 디지털 전압 값을 레벨화해서 표시하는 단계(S200), 디지털 전압 값을 모바일 장치로 전송하는 단계(S300), 디지털 전압 값을 기준전압과 비교하는 단계(S400), 펄스폭변조파를 생성하여 차량 축전지로 공급하는 단계(S500) 및 차량 축전지 내 극판에 쌓인 황산염을 제거하는 단계(S600)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계(S100)는 상기 연료절감 장치를 차량의 시거 잭에 연결하고 차량 축전지의 전원선을 통하여 입력되는 아날로그 전압 값을 AD변환하여 변환된 디지털 전압 값을 일정 주기적으로 모니터링 하면서 측정하는 단계이다.
상기 디지털 전압 값을 레벨화해서 표시하는 단계(S200)는 측정된 디지털 전압 값을 상기 연료절감 장치에 구비되는 하나 이상의 발광다이오드(LED)로 이루어진 가변숫자 표시기(Flexible Numeric Display, FND) 또는 10개의 발광다이오드(LED)로 이루어진 전압 인디케이터(indicator)중의 어느 하나인 디스플레이부를 통하여, AD변환되어진 디지털 전압 신호 값을 레벨화하여 표시하는 단계이다.
상기 디지털 전압 값을 모바일 장치로 전송하는 단계(S300)는 상기 디지털 전압 신호 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 블루투스 연결을 통한 상기 모바일 장치로 전송하는 단계이다.
또한, 상기 디지털 전압 값을 기준전압과 비교하는 단계(S400)는 측정된 디지털 전압 신호의 전압값을 기준전압과 비교하는 기능을 수행하는 단계로서, 비교되는 기준전압은 12V 내지 13V의 범위 안에서 가변적으로 선택되어 설정될 수 있다.
이는 차량 축전지의 전압 상태에 따라 펄스폭변조파 생성에 따른 차량 축전지의 전력 소모를 절약하며, 최적의 기준전압에서 축전기의 극판에 쌓인 황산염을 효과적으로 제거하고자 함이다.
그러므로 상기 인가된 AD 변환된 디지털 전압 값이 상기 기준전압 미만인 경우, 상기 펄스폭변조파 출력은 중지된다.
상기 펄스폭변조파를 생성하여 차량 축전지로 공급하는 단계(S500)는 상기 디지털 전압 신호의 전압값이 기준전압 이상인 경우, 고정된 주파수 및 펄스폭을 갖는 펄스폭변조파를 생성하여 차량 축전지로 공급하는 단계이다.
상기 차량 축전지 내 극판에 쌓인 황산염을 제거하는 단계(S600)는 상기 공급된 펄스폭변조파에 의해 상기 차량 축전지 내 극판에 쌓인 황산염을 제거되는 단계로서, 차량 축전지가 오랜 기간 충/방전을 거치는 동안 방전 시, 전극판에 달라붙게 되는 황산염을 피크-피크 전압을 갖는 펄스폭변조파를 통해 제거할 수 있게 된다.
또한, 상기 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계(S100)는 차량 축전지 전원만으로 차량 내의 전원을 공급하도록 하는 ACC(Accessory) 모드와 및 차량의 엔진을 가동시키는 차량 축전지의 운행(Drive) 모드로 구분하여, 입력되는 아날로그 전압 값을 AD변환하여 디지털 전압 값으로 변환하고 이를 측정할 수 있다.
이를 통하여 엔진을 시동 시키면서, 초기 ACC(Accessory) 모드에서 차량 축전지의 전압 상태를 체크할 수 있으며, 이러한 초기 ACC(Accessory) 모드에서의 일정 시간 기록된 전압 값을 확인함으로써, 상기 연료절감 장치의 성능을 확인할 수 가 있다.
이때, 디지털 전압 값을 모바일 장치로 전송하는 단계(S300)에서, 상기 모바일 장치는 전송되어진 디지털 전압 값 및 차량 축전지의 초기 ACC(Accessory) 모드 및 운행(Drive) 모드에서의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 수신하여, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서 차량 축전지의 전압 값 및 전압 상태를 표시하고, 차량 축전지의 전압 값을 일정 시간 간격으로 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 상태에 따른 통계적 데이터를 제공할 수 있도록 하며, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 알리는 동작을 수행하게 된다.
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 연료절감 장치 110: 전원 접속부
120: AD변환부 130: 전압 측정부
140: 전압 비교부 150: PWM 생성부
160: PWM 출력부 170: 디스플레이부
180: USB 연결부 190: 블루투스 모듈
200: 차량 축전지 300: 모바일 장치
120: AD변환부 130: 전압 측정부
140: 전압 비교부 150: PWM 생성부
160: PWM 출력부 170: 디스플레이부
180: USB 연결부 190: 블루투스 모듈
200: 차량 축전지 300: 모바일 장치
Claims (11)
- 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치에 있어서,
상기 연료절감 장치는 차량 축전지의 전원선과 연결되어 차량 축전지의 전압 값을 측정하여, 고정된 주파수와 펄스폭을 갖는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM)파를 상기 차량 축전지로 출력하며,
블루투스 연결 방식을 통하여 상기 모바일 장치로 차량 축전지의 측정된 전압 값을 전송하여, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서 수신된 차량 축전지의 전압 값을 일정 시간 단위로 기록하며, 차량 축전지의 전압 값에 따른 차량 축전지 상태를 표시하여, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 알리도록 하고,
상기 연료절감 장치는
차량의 시거 잭을 통하여 차량 축전지의 전원선과 연결되는 전원 접속부,
상기 전원 접속부로 입력되는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하는 AD변환부,
상기 디지털 전압 신호를 측정하여 차량 축전지의 전압 값을 모니터링하는 전압 측정부,
상기 전압 측정부의 전압 값을 기 설정된 기준전압과 비교하는 전압 비교부,
상기 전압 비교부를 통한 차량 축전지의 전압 값이 기준전압 이상인 경우, 고정된 주파수 및 펄스폭을 갖는 펄스폭변조파를 출력하는 PWM 생성부,
상기 PWM 생성부에서 생성되는 펄스폭변조파를 전원 접속부로 공급하는 PWM 출력부,
상기 전압 측정부에서 측정되는 디지털 전압 신호를 레벨화해서 표시하는 디스플레이부,
상기 전원 접속부로 공급되는 전원을 상기 모바일 장치의 충전을 위해 공급하도록 제공하는 USB 연결부 및
상기 전압 측정부에서 측정되는 차량 축전지의 전압 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 상기 모바일 장치로 전송하는 블루투스 모듈을 포함하며,
상기 전압 측정부는 하나 이상의 상기 디지털 전압 신호의 평균값을 측정하여 차량 축전지의 전압 값을 모니터링하고,
차량 축전지 전원만으로 차량 내의 전원을 공급하도록 하는 ACC(Accessory) 모드와 차량의 엔진을 가동시키는 차량 축전지의 운행(Drive) 모드로 구분하여, 입력되는 차량 축전지 전압 값을 디지털 전압 값으로 변환하고 이를 측정하며, 제 1 시간 간격으로 차량 축전지의 전압 값을 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 ACC(Accessory) 모드와 운행(Drive) 모드 상태에 따른 통계적 데이터를 제공하는,
모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 전원 접속부는 일정 전압 값이 상기 연료절감 장치에 공급되도록 레귤레이터 IC를 포함하는 정전압 회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 디스플레이부는 하나 이상의 발광다이오드(LED)로 이루어진 가변숫자 표시기(Flexible Numeric Display, FND) 또는 10개의 발광다이오드(LED)로 이루어진 전압 인디케이터(indicator)중의 어느 하나로서, 발광다이오드(LED)의 순차적인 점등을 통하여 전압 측정부에서 측정되는 디지털 전압 신호를 레벨화하여 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전압 비교부에서 비교되는 기준전압은 12V 내지 13V의 범위 안에서 가변적으로 선택되어 설정되는 것을 특징으로 하는 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 PWM 생성부에서 생성되는 펄스폭변조(PWM)파는 주파수가 9kHz이고, 펄스폭이 1μs로 고정되어 출력되는 것을 특징으로 하는 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 블루투스 모듈은 차량의 위치를 파악할 수 있도록 하는 주기적인 비콘 신호를 상기 모바일 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 연료절감 장치는 외측 표면으로 상기 모바일 장치에서 인식할 수 있는 QR 코드를 부착 또는 프린팅하여 상기 연료절감 어플리케이션(App)을 다운로드 할 수 있는 URL을 제공하거나, QR 코드의 인식을 통하여 상기 연료절감 어플리케이션(App)이 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치.
- 연료절감 어플리케이션(App)이 탑재된 모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 연료절감 장치를 차량의 시거 잭에 연결하고 차량 축전지의 전원선을 통하여 입력되는 아날로그 전압 값을 AD변환하여 변환된 디지털 전압 값을 일정 주기적으로 모니터링 하면서 측정하는 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계,
발광다이오드(LED)로 이루어진 전압 인디케이터(indicator)를 통하여 상기 디지털 전압 값을 레벨화해서 표시하는 단계,
상기 디지털 전압 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호를 블루투스 연결을 통해 상기 모바일 장치로 전송하는 단계,
상기 디지털 전압 값을 기 설정된 기준전압과 비교하는 단계,
상기 디지털 전압 신호의 전압 값이 기준전압 이상인 경우, 고정된 주파수 및 펄스폭을 갖는 펄스폭변조파(PWM)를 생성하여 차량 축전지로 공급하는 단계 및
상기 공급된 펄스폭변조파에 의해 상기 차량 축전지 내 극판에 쌓인 황산염을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계는, 하나 이상의 상기 디지털 전압 값의 평균값을 측정하여 차량 축전지의 전압 값을 측정하며,
상기 차량 축전지의 전압 값을 측정하는 단계는 차량 축전지 전원만으로 차량 내의 전원을 공급하도록 하는 ACC(Accessory) 모드와 및 차량의 엔진을 가동시키는 차량 축전지의 운행(Drive) 모드로 구분하여, 입력되는 차량 축전지 전압 값을 디지털 전압 값으로 변환하고 이를 측정하며,
상기 모바일 장치로 전송하는 단계에서 상기 모바일 장치는 디지털 전압 값 및 차량 축전지의 동작에 따른 충전, 방전 상태에 대한 신호 데이터를 수신하여, 상기 연료절감 어플리케이션(App)에서 차량 축전지의 전압 값을 표시하고, 차량 축전지의 전압 값을 기록 저장하여 사용자에게 차량 축전지의 ACC(Accessory) 모드와 운행(Drive) 모드 상태에 따른 통계적 데이터를 제공할 수 있도록 하며, 사용자에게 차량 축전지의 이상 유무를 알리는 동작을 수행하는,
모바일 장치와 연동하는 연료절감 장치의 동작 방법.
- 삭제
- 삭제
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| KR1020200060354A KR102294846B1 (ko) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법 |
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| KR1020200060354A KR102294846B1 (ko) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 모바일 장치와 연동하는 환경 친화적 연료절감 장치 및 그 동작 방법 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE2150806A1 (en) * | 2021-06-22 | 2022-12-23 | Ctek Sweden Ab | Method for communication between a battery charger and an electrically connected vehicle |
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-
2020
- 2020-05-20 KR KR1020200060354A patent/KR102294846B1/ko active IP Right Grant
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