KR19990031194A - 차량용 배터리의 자동 충전 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 배터리 충전 시스템에 관한 것으로서, 특히 기관 정지시에 각종 전기부하의 전기에너지의 소모로 배터리의 전원이 방전될 때 시동에 필요한 최소 전력량을 검출하여 그 한계에 도달하면 차량을 자동으로 시동하여 배터리를 충전시키고, 일정량 이상 충전되면 시동이 자동으로 오프되도록 제어하므로써 배터리의 전원을 항상 시동 가능한 상태로 유지할 수 있는 차량용 배터리 자동 충전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

차량용 배터리의 자동 충전 제어 장치 및 그 방법

본 발명은 차량용 배터리 자동 충전 시스템에 관한 것으로서, 특히 기관 정지시에 각종 전기부하의 전기에너지의 소모로 배터리의 전원이 방전될 때 시동에 필요한 최소 전력량을 검출하여 그 한계에 도달하면 차량을 자동으로 시동시킴으로써, 배터리가 시동 전압 이하로 방전되는 것을 방지하는 차량용 배터리의 자동 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 운전자들이 배터리를 방전시키는 경우는 여러가지가 있을 수 있지만, 그 중 낮동안에 운전자의 시야를 가릴 정도로 비가 많이 오거나 또는 안개가 짙게 깔렸을 경우에 안전운행을 위하여 미등을 켜고 주행하다가 운전자의 조그만 부주의로 인해 미등과 각종 전기부하를 오프시키지 않고 시동키를 뽑고 하차하는 경우가 많다.

상기와 같이 미등 등의 전기부하를 오프시키지 않고 켠 상태로 두면 배터리의 전원이 방전되고, 배터리의 전원이 시동 레벨 이하로 방전되면 기동전동기의 기동이 불가능하다. 또한, 상기 배터리가 방전된 차량을 기동시키기 위해서는 점프선을 이용하여 배터리가 충전된 다른 차량을 전원을 사용해야 하는 번거러움도 따른다.

상기와 같은 경우를 방지하기 위하여, 종래에는 미등을 온시킨 상태에서 시동 키를 뽑으면 경고음이 발생되어 미등을 켠 상태로 하차하는 부주의를 방지하였으나 그 경보장치는 몇몇 전기부하에 한정되었으며, 모든 전기부하에 해당되는 것은 아니었고, 배터리의 방전을 방지하는 보다 근본적인 대책이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 기관 정지시에 각종 전기부하의 전기에너지의 소모로 배터리의 전원이 방전될 때 시동에 필요한 최소 전력량을 검출하여 그 한계에 도달하면 차량을 자동으로 시동하여 배터리를 충전시키고, 일정량 이상 충전되면 시동이 자동으로 오프되도록 제어하므로써 배터리의 전원을 항상 시동 가능한 상태로 유지할 수 있는 차량용 배터리의 자동 충전 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 각종 전기부하에 전력을 공급하는 배터리와, 상기 배터리로부터 인가되는 전원전압을 공급받아 구동되고 차량의 엔진을 기동시키는 시동모터와, 상기 시동모터의 기동에 따라 구동되는 엔진의 구동으로 발전되고 배터리에 충전 전류의 공급과 각종 전기부하에 전력을 공급하는 발전기와, 엔진의 동력을 구동바퀴로 전달하는 변속기를 구비한 차량에 있어서, 상기 배터리의 충전 용량을 검출하는 용량검출센서; 상기 배터리와 시동모터 사이에 전기적으로 연결되고 소정의 제어신호에 따라 스위칭되어 배터리의 전류를 시동모터로 전달하는 스위치수단; 상기 변속기의 기어 변속위치를 검출하고 그에 대응되는 신호를 출력하는 기어위치검출센서; 및 상기 용량검출센서로부터 출력되는 신호를 입력받아 환산하여 배터리의 용량이 시동 한계에 도달하고 기어위치검출센서로부터 출력되는 신호가 중립 또는 주차위치 신호이면, 상기 스위치수단으로 소정의 제어신호를 출력하여 엔진을 구동시키고 배터리를 시동 가능한 상태로 충전시키며, 상기 용량검출센서로부터 차량 시동이 가능한 일정레벨 이상의 충전 신호가 검출되면 상기 스위치수단의 스위치를 오프시키는 시스템콘트롤러를 구비한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 작동 방법은, 배터리의 충전 용량을 검출하는 단계; 상기에서 검출한 배터리의 충전 용량이 시동에 필요한 최소 전력량의 한계에 도달했는가를 판단하는 단계; 상기에서 배터리의 용량이 시동에 필요한 최소 전력량에 도달했으면, 변속기의 기어변속 위치를 검출하는 단계; 상기 기어변속 위치가 중립 또는 주차 위치이면, 배터리와 시동모터 사이에 구비된 스위치를 온시켜 엔진을 구동시키고, 상기 엔진의 동력으로 발전된 전기에너지를 배터리로 공급하여 충전시키는 단계; 상기단계를 수행한 후, 배터리의 충전 용량을 검출하여 배터리의 용량이 시동이 가능한 일정레벨 이상으로 충전되었는가를 판단하는 단계; 및 상기에서 배터리가 일정레벨 이상으로 충전되면 배터리와 시동모터 사이에 구비된 스위치를 오프시키는 단계를 수행한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 자동 충전 장치를 나타낸 블록도이다.

도 2 는 상기 도 1 의 작동 과정을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 배터리, 12 : 용량검출센서, 14 : 시동모터, 16 : 엔진, 18 : 발전기, 20 : 스위치수단, 22 : 변속기, 24 : 기어위치검출센서, 26 : 시스템콘트롤러

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 자동 충전 장치를 나타낸 블록도로서, 배터리(10)와, 용량검출센서(12)와, 시동모터(14)와, 엔진(16)과, 발전기(18)와, 스위치수단(20)과, 변속기(22)와, 기어위치검출센서(24), 및 시스템콘트롤러(26)를 포함한다.

한편, 배터리(10)는 차량의 각종 부하에 전력을 공급하도록 구성되어 있고, 용량검출센서(12)는 상기 배터리(10)의 소정의 위치에 구비되고 방전전류와 전해액의 비중 등의 배터리의 충전 용량을 검출하도록 구성되어 있고, 시동모터(14)는 상기 배터리(10)로부터 인가되는 전원전압을 공급받아 구동되고 차량의 엔진(16)을 기동시키도록 구성되어 있고, 발전기(18)는 시동모터(14)의 기동에 따라 구동된 엔진(16)의 동력으로 발전되고 배터리(10)에 충전 전류의 공급과 각종 전기부하에 전력을 공급하도록 구성되어 있다.

또한, 스위치수단(20)은 상기 배터리(10)와 시동모터(14) 사이에 전기적으로 연결되고 소정의 제어신호에 따라 스위칭되어 배터리(10)의 전류를 시동모터(14)로 전달하도록 구성되어 있고, 변속기(22)는 엔진(16)의 토크와 회전속도 및 구동륜의 회전 방향을 변환하여 구동바퀴로 전달하는 복수의 기어들로 구성되어 있고, 기어위치검출센서(24)는 상기 변속기(22)의 주차시의 기어의 변속위치를 검출하고 그에 대응되는 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

또한, 시스템콘트롤러(26)는 상기 용량검출센서(12)로부터 출력되는 신호를 입력받아 환산하여 배터리(10)의 용량이 시동에 필요한 최소 전력량이고 기어위치검출센서(24)로부터 출력되는 변속기(22)의 기어 위치가 중립 또는 주차 위치이면, 상기 스위치수단(20)으로 소정의 제어신호를 출력하여 엔진(16)을 구동시켜 배터리(10)를 시동 가능한 상태로 충전시키고, 상기 용량검출센서(12)로부터 출력된 신호가 시동이 가능한 일정레벨 이상의 충전용량 신호이면 상기 스위치수단(20)의 스위치를 오프시켜 엔진(16)을 스톱시키도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명은 시동·점화스위치(미도시)가 오프된 상태 즉, 기관이 정지된 상태에서 배터리(10)의 충전 에너지가 램프 등의 전기부하에 공급되므로서 방전되면, 시스템콘트롤러(26)는 배터리(10)의 충전 용량을 검출하는 용량검출센서(12)로부터 시동에 필요한 최소 전력량의 한계에 도달한 충전용량 신호를 제공받고 스위치수단(20)을 턴-온 시킨다.

한편, 시스템콘트롤러(26)는 상기 스위치수단(20)을 턴-온시키기 이전에 기어위치검출센서(24)를 통하여 출력되는 신호를 소정의 주기로 스캔하여 변속기(22)의 기어변속 위치가 중립 또는 주차 위치인가를 확인한다.

상기 기어변속 위치가 중립 또는 주차이면, 시스템콘트롤러(26)는 스위치수단(20)을 온시키고, 시동모터(14)는 상기 스위치수단(20)을 통하여 배터리(10)의 전원을 공급받고 엔진(16)을 기동시키며, 엔진(16)은 발전기(18)를 구동시킨다.

상기 발전기(18)가 구동되므로써, 시동 한계에 도달한 배터리(10)는 충전되고 시동 가능한 상태로 유지된다.

이어, 시스템콘트롤러(26)는 배터리(10)의 용량을 검출하는 용량검출센서(12)로부터 배터리(10)가 일정용량 이상으로 충전된 신호를 제공받으면, 스위치수단(20)으로 소정의 제어신호를 출력하여 스위치를 오프시키므로서 엔진(16)을 스톱시킨다. 또한, 상기 방전된 배터리(10)를 충전시킨 후 스위치수단(20)를 오프시키는 방법에서 타이머를 이용하여 일정시간이 경과하면 시스템콘트롤러(26)의 제어신호에 따라 스위치(20)를 오프시킬 수도 있다.

도 2 는 상기 도 1 의 작동 과정을 나타낸 흐름도로써, 도 1을 참조하여 기술하면 다음과 같다.

먼저, 배터리(10)의 충전 용량을 검출하는 용량검출센서(12)로 배터리(10)의 충전 용량을 검출한다(S1).

시스템콘트롤러(26)는 상기 용량검출센서(12)로부터 용량검출 신호를 제공받아 환산하여 배터리(10)의 충전 용량이 시동에 필요한 최소 전력량의 한계에 도달했는가를 판단한다(S2).

상기에서 배터리(10)의 용량이 시동한계 레벨에 도달하면, 시스템콘트롤러(26)는 기어위치검출센서(24)로부터 변속기(22)의 변속 위치 검출신호를 입력받아 환산한 후 기어의 현재 위치를 판단한다(S3).

상기에서 기어변속 위치가 중립 또는 주차 위치이면, 시스템콘트롤러(26)는 스위치수단(20)으로 소정의 제어신호를 출력하여 스위치를 턴-온시켜 엔진(16)을 구동시키고, 상기 엔진(16)의 동력에 의해 발전된 전기에너지를 배터리(10)로 공급하여 충전시킨다(S4).

상기단계를 수행한 후, 시스템콘트롤러(26)는 용량검출센서(12)로부터 배터리(10)의 충전용량 검출 신호를 제공받아 환산한 후 배터리(10)의 충전용량이 차량 시동이 가능한 일정레벨 이상으로 충전되었는가를 판단한다(S5).

상기에서 배터리(10)가 일정레벨 이상으로 충전되었으면, 시스템콘트롤러(26)는 소정의 제어신호를 출력하여 스위치수단(20)의 스위치를 오프시켜 엔진(16)을 스톱시킨다(S6).

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에서는, 기관 정지시에 각종 전기부하의 전기에너지의 소모로 배터리의 전원이 방전될 때 시동에 필요한 최소 전력량을 검출하여 그 한계에 도달하면 차량을 자동으로 시동하여 배터리를 충전시킴으로써, 배터리의 전원을 항상 시동 가능한 상태로 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 각종 전기부하에 전력을 공급하는 배터리와, 상기 배터리로부터 인가되는 전원전압을 공급받아 구동되고 차량의 엔진을 기동시키는 시동모터와, 상기 시동모터의 기동에 따라 구동되는 엔진의 구동으로 발전되고 배터리에 충전 전류의 공급과 각종 전기부하에 전력을 공급하는 발전기와, 엔진의 동력을 구동바퀴로 전달하는 변속기를 구비한 차량에 있어서,

   상기 배터리의 충전 용량을 검출하는 용량검출센서; 상기 배터리와 시동모터 사이에 전기적으로 연결되고 소정의 제어신호에 따라 스위칭되어 배터리의 전류를 시동모터로 전달하는 스위치수단; 상기 변속기의 기어 변속위치를 검출하고 그에 대응되는 신호를 출력하는 기어위치검출센서; 및 상기 용량검출센서로부터 출력되는 신호를 입력받아 환산하여 배터리의 용량이 시동 한계에 도달하고 기어위치검출센서로부터 출력되는 신호가 중립 또는 주차위치 신호이면, 상기 스위치수단으로 소정의 제어신호를 출력하여 엔진을 구동시키고 배터리를 시동 가능한 상태로 충전시키며, 상기 용량검출센서로부터 차량 시동이 가능한 일정레벨 이상의 충전 신호가 검출되면 상기 스위치수단의 스위치를 오프시키는 시스템콘트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 자동 충전 제어 장치.
2. 배터리의 충전 용량을 검출하는 단계;

   상기에서 검출한 배터리의 충전 용량이 시동에 필요한 최소 전력량의 한계에 도달했는가를 판단하는 단계;

   상기에서 배터리의 용량이 시동에 필요한 최소 전력량에 도달했으면, 변속기의 기어변속 위치를 검출하는 단계;

   상기 기어변속 위치가 중립 또는 주차 위치이면, 배터리와 시동모터 사이에 구비된 스위치를 온시켜 엔진을 구동시키고, 상기 엔진의 동력으로 발전된 전기에너지를 배터리로 공급하여 충전시키는 단계;

   상기단계를 수행한 후, 배터리의 충전 용량을 검출하여 배터리의 용량이 시동이 가능한 일정레벨 이상으로 충전되었는가를 판단하는 단계; 및

   상기에서 배터리가 일정레벨 이상으로 충전되면 배터리와 시동모터 사이에 구비된 스위치를 오프시키는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 자동 충전 제어 방법.