KR20070121332A - 차량의 대기 전류 관리 장치 - Google Patents

차량의 대기 전류 관리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 각종 전기 부하; 배터리 전원; 상기 배터리 전원으로부터 제공되는 충전 전원을 입력받아 상기 각종 전기 부하에서 필요한 구동전원으로 변환하여 출력하는 정전원 공급부; 및 상기 배터리 전원과 상기 정전원 공급부 사이에 연결되고 상기 배터리 전원의 충전 전원을 스위치하기 위한 스위치 회로를 포함한다. 본 발명은 전원 차단을 위한 스위치회로를 배터리 전원에 직접 연결하고 그 스위치회로를 간단하게 구성함으로써 대기 모드에서 소모되는 대기 전류를 더욱 더 제한할 수 있고, 웨이크 업에 응답하기 위해 배터리 전원에 직접 연결된 스위치회로를 통하여 전원 공급을 수행함으로써 대기 모드를 해제할 수 있으며, 웨이크 업을 지시하기 위하여 다양한 방식을 이용하여 인터럽트를 발생할 수 있어서 적용할 수 있는 대상 차량을 확대할 수 있다.

Description

차량의 대기 전류 관리 장치{APPARATUS FOR MANAGEMENT QUIESCENT CURRENT IN VEHICLE}
도 1은 종래의 차량의 대기 전류 관리 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량의 대기 전류 관리 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량의 대기 전류 관리 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에서 CAN 통신을 이용하여 입력하는 웨이크 업 모드를 위한 인터럽트 신호를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 차량의 대기전류 관리장치의 구성도이다.
도 6은 도 5에서 웨이크 업 전용선을 이용하여 입력하는 웨이크 업 모드를 위한 인터럽트 신호를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 배터리 전원 12 : 정전원 공급부
15 : 마이크로 컨트롤 유니트 17 : 스위치회로
본 발명은 차량의 대기전류 관리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시동 오프 시 차량에 탑재된 각종 전기부하에 의해 발생하는 대기전류를 엄격히 제한할 수 있도록 한 차량의 대기전류 관리장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량 운행을 하지 않는 경우 각종 전기 부하에 배터리 전원을 공급하는 동작을 중단하고, 시동을 걸면 배터리 전원을 다시 각종 전기 부하에 공급한다.
차량 운행을 하지 않아서 전기부하에 배터리 전원을 공급하는 동작을 중단한 경우 전원공급회로는 시동에 응답하여 배터리 전원을 처리하기 위하여 대기 상태를 유지하고 있어서 대기전류를 소모하게 된다.
기존의 차량의 대기 전류 관리장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 전원(1)과 각종 전기부하 사이에 연결되어 각종 전기부하에서 사용하기에 적합한 구동 전원을 공급하는 정전원 공급부(2)를 구비한다. 정전원 공급부(2)는 전원모드 설정부(4)의 인에이블에 응답하여 12V 배터리 전원을 5V 구동전원으로 변환하여 각종 전기부하에 공급하며, 전원모드 설정부(4)로부터 인에이블이 없으면 구동전원을 공급하는 동작을 중단한다.
전원모드 설정부(4)는 정상 모드인 경우 인에이블을 출력하고 대기 모드인 경우 인에이블을 출력하지 않는다.
키스위치(3)로부터 시동신호를 입력받거나 마이크로 컨트롤 유니트(5)로부터 금지신호를 입력받는 경우, 정상 모드로 전환하기 위해 전원모드 설정부(4)는 인에이블을 정전원 공급부(2)로 출력하고, 이에 따라 정전원 공급부(2)는 각종 전기부하에 5V 구동전원을 공급한다.
시동신호는 키스위치(3)의 작동에 의해 출력되며, 금지신호는 마이크로 컨트롤 유니트(5)에 의해 출력된다. 여기서, 마이크로 컨트롤 유니트(5)가 금지신호를 출력하는 경우는 시동 오프에서도 마이크로 컨트롤 유니트(5)에서 운전 제어 프로그램에 따라 제어 동작을 수행할 필요가 있는 경우로서, 정전원 공급부(2)로부터 5V 구동전원을 공급받는 경우 마이크로 컨트롤 유니트(5)는 부하모듈(6)과 캔(CAN) 통신한다. 부하모듈(6)은 운전석의 파워 윈도우 동작을 위한 제어 프로그램을 내장하는 드라이브 도어 모듈(DDM)과 조수석의 파워 윈도우 동작을 위한 제어 프로그램을 내장하는 어시스트 도어 모듈(ADM)을 포함한다.
대기 모드인 경우 전원모드 설정부(4)의 인에이블에 응답하기 위하여 배터리 전원(1)에 직접 연결되는 정전원 공급부(5)는 대기 상태를 유지하고 있으며, 이에 따라 정전원 공급부(5)에서 대기 전류를 소모하게 된다. 보통 차량에서 소모하는 대기 전류는 1mA 이하로 되어 있다.
최근에는 기능향상과 사용상의 편의성을 높이기 위하여 차량에 부가하는 장치가 늘어나고 있어서, 대기 모드에서 소모되는 대기 전류를 더욱 엄격하게 제한하고 있다. 대기 상태에서 소모되는 대기 전류를 더욱 엄격하게 제한하지 않으면, 대기 전류의 지나친 소모로 인하여 배터리 전원의 방전을 가속화할 수 있다.
본 발명의 목적은 전원 차단을 위한 스위치회로를 배터리 전원에 직접 연결하고 그 스위치회로를 간단하게 구성함으로써 대기 모드에서 소모되는 대기 전류를 더욱 엄격하게 제한할 수 있도록 한 차량의 대기전류 관리 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이크 업 신호에 응답하기 위해 배터리 전원에 직접 연결된 스위치회로를 통하여 전원 공급을 수행함으로써 대기 모드를 해제할 수 있도록 한 차량의 대기전류 관리 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이크 업을 지시하기 위하여 인터럽트를 발생하는 경우 다양한 방식을 이용하여 인터럽트를 발생할 수 있도록 함으로서 적용할 수 있는 대상 차량을 확대할 수 있도록 한 차량의 대기 전류 관리 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량에 탑재된 각종 전기 부하; 배터리 전원; 상기 배터리 전원으로부터 제공되는 충전 전원을 입력받아 상기 각종 전기 부하에서 필요한 구동전원으로 변환하여 출력하는 정전원 공급부; 및 상기 배터리 전원과 상기 정전원 공급부 사이에 연결되고 상기 배터리 전원의 충전 전원을 스위치하기 위한 스위치 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각종 전기 부하에 상기 충전 전원의 공급이 필요하면 정상 모드로 설정하고 상기 각종 전기 부하에 상기 충전 전원의 공급이 불필요하면 대기 모드로 설정하며 상기 정상 모드 및 상기 대기 모드를 각각 지시하는 전원모드 설정부를 더 포함하며, 상기 전원모드 설정부는 정상 모드에서 상기 스위치 회로에 인에이블을 출력하고 대기 모드에서 인에이블을 출력하지 않으며, 상기 스위치 회로는 상기 전원 모드 설정부로부터 인에이블이 입력되지 않으면 상기 충전 전원을 차단한다.
상기 스위치 회로는 상기 배터리 전원과 상기 정전원 공급부 사이에 연결된 FET와 상기 전원모드 설정부에 베이스가 연결된 TR을 구비하며, 상기 FET의 게이트와 상기 TR의 컬렉터가 연결된다.
상기 전원모드 설정부는 상기 차량을 시동하기 위한 키스위치로부터 시동신호를 입력받거나 상기 정전원 공급부로부터 구동전원을 공급받아 동작하는 마이크로 컨트롤 유니트에서 전원 차단의 금지를 요구하는 금지신호를 입력받는 경우 상기 정상 모드로 설정한다.
상기 차량 운전자의 편의를 위해 통상적으로 구비하는 바디 컨트롤 모듈과 캔 통신하기 위한 2 신호의 전압차가 기준전압이상이면 웨이크 업을 위한 인터럽트가 발생하는 것으로 인식하여 인에이블 신호를 상기 전원모드 설정부로 출력하는 웨이크 업 인터럽트 처리부를 더 포함하고, 상기 전원모드 설정부는 상기 웨이크 업 신호를 입력받는 경우 상기 정상 모드로 설정한다.
상기 차량의 제반 기능을 제어하기 위해 통상적으로 구비하는 제어 유니트와 전용선으로 연결되어 웨이크 업을 지시하기 위한 펄스 신호를 입력받으면 웨이크 업을 위한 인터럽트가 발생하는 것으로 인식하여 인에이블 신호를 상기 전원모드 설정부로 출력하는 웨이크 업 인터럽트 처리부를 더 포함하고, 상기 전원모드 설정부는 상기 웨이크 업 신호를 입력받는 경우 상기 정상 모드로 설정한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한 다.
본 발명에 따른 차량의 대기 전류 관리 장치의 구성은 제1 내지 제3실시 예로 구분되는데, 도 2에 도시한 제1실시 예는 시동신호를 웨이크 업을 위한 인터럽트로 사용하는 것이고 도 3에 도시한 제2실시 예는 바디컨트롤모듈(BCM; Body Control Module)과 캔(CAN) 통신하기 위한 신호(CAN_H, CAN_L)를 웨이크 업을 위한 인터럽트로 사용하는 것이고, 도 5에 도시한 제3실시 예는 차량에 탑재된 제어유니트(ECU)에 연결된 웨이크 전용선을 통하여 입력되는 펄스 신호를 인터럽트로 사용하는 것이다.
제1실시 예에 따른 차량의 대기전류 관리 장치는, 배터리 전원(11)과 정전원 공급부(12) 사이에 연결된 스위치 회로(17)를 구비한다. 스위치 회로(17)는 전원모드 설정부(14)로부터 인에이블을 입력받으면 배터리 전원(11)의 12V 충전 전원을 정전원 공급부(12)에 공급하며, 전원모드 설정부(14)로부터 인에이블 입력이 없으면 배터리 전원(11)의 12V 충전 전원을 차단하는 전원 스위치의 역할을 한다.
스위치 회로(17)는 배터리 전원(11)과 정전원 공급부(12) 사이에 연결된 FET와 전원모드 설정부(14)에 베이스가 연결된 TR을 구비하며, FET의 게이트와 TR의 컬렉터가 연결된다. TR의 베이스에 인에이블이 입력되면 FET의 드레인과 소스에 채널이 형성되어 배터리 전원(11)의 12V 충전 전원을 정전원 공급부(12)에 공급한다.
전원모드 설정부(14)는 키스위치(13)로부터 시동신호를 입력받거나 부하모듈(16)과 캔(CAN) 통신하는 마이크로 컨트롤 유니트(15)로부터 금지신호를 입력받 는 경우에는 정상 모드로 설정하고 이에 대응하여 인에이블을 스위치 회로(17)에 출력하고, 그 이외의 경우에는 대기 모드로 설정하고 이에 대응하여 인에이블을 스위치 회로(17)에 출력하지 않는다.
대기 모드에서 전원모드 설정부(14)가 인에이블을 스위치 회로(17)의 TR의 베이스에 입력하지 않으면, FET가 충전 전원을 차단한다. 이에 따라 대기 모드에서는 정전원 공급부(12)에 충전 전원이 제공되지 않기 때문에 정전원 공급부(12)를 포함한 각종 전기부하에 의한 대기 전류의 소모를 현저히 줄일 수 있다.
제2실시 예에 따른 차량의 대기전류 관리 장치는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1실시 예의 구성 요소를 모두 가지고 있고, 추가적으로 운전자의 편의를 위해 통상적으로 구비하는 바디 컨트롤 모듈(29)과 캔(CAN) 통신하는 웨이크업 인터럽트 처리부(28)를 구비하며, 이러한 구성상의 특징에 중점을 두고 설명한다.
도 3을 참고하면, 웨이크업 인터럽트 처리부(28)는 바디 컨트롤 유니트(29)와 캔(CAN) 통신하며, 이때 도 4와 같이 캔 통신하기 위한 신호(CAN_H)와 신호(CAN_L)의 전압차(Va)가 기준전압(예를 들어 3V)이상이면 웨이크 업을 위한 인터럽트가 발생한 것으로 인식하고, 이에 따라 웨이크 업 신호를 전원모드 설정부(24)에 입력한다.
전원모드 설정부(24)는 키스위치(23)로부터 시동신호를 입력받거나 부하모듈(26)과 캔(CAN) 통신하는 마이크로 컨트롤 유니트(25)로부터 금지신호를 입력받는 경우 정상 모드로 설정하고, 추가적으로 웨이크업 인터럽트 처리부(28)로부터 웨이크 업 신호를 입력받는 경우도 정상 모드로 설정하며, 설정된 정상 모드에 대 응하여 인에이블을 스위치 회로(27)에 출력한다. 그 이외의 경우 전원 모드 설정부(24)는 대기 모드로 설정하고 이에 대응하여 인에이블을 스위치 회로(27)에 출력하지 않는다.
웨이크업 인터럽트 처리부(28)는 부하모듈(26)과 캔(CAN) 통신하는 마이크로 컨트롤 유니트(25)과 상호 통신한다.
앞서 설명과 같이, 전원모드 설정부(24)가 인에이블을 스위치 회로(27)에 출력하는 경우, 스위치 회로(27)는 배터리 전원(21)의 12V 충전 전원을 정전원 공급부(22)에 공급하며, 전원모드 설정부(24)로부터 인에이블 입력이 없으면 스위치 회로(27)는 배터리 전원(21)의 12V 충전 전원을 차단한다. 이에 따라 대기 모드에서는 정전원 공급부(22)에 충전 전원이 제공되지 않기 때문에 정전원 공급부(22)를 포함한 각종 전기부하에 의한 대기 전류의 소모를 현저히 줄일 수 있다.
제3실시 예에 따른 차량의 대기전류 관리 장치는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1실시 예의 구성 요소를 모두 가지고 있고 추가적으로 제어 유니트(39)과 전용선으로 연결되어 웨이크 업 인터럽트(wake_up)를 입력받는 웨이크업 인터럽트 처리부(38)를 구비하며, 이러한 구성상의 특징에 중점을 두고 설명한다.
도 5를 참고하면, 웨이크 업 인터럽트 처리부(38)는 상기 차량의 제반 기능을 제어하기 위해 통상적으로 구비하는 제어 유니트(39)와 전용선으로 연결되며, 웨이크 업을 지시하기 위한 도 6과 같은 펄스 폭(A)이 기준값이상인 펄스 신호(wake_up)를 입력받으며, 이에 따라 웨이크 업 신호를 전원모드 설정부(34)에 입력한다.
전원모드 설정부(34)는 키스위치(33)로부터 시동신호를 입력받거나 부하모듈(36)과 캔(CAN) 통신하는 마이크로 컨트롤 유니트(35)로부터 금지신호를 입력받는 경우 정상 모드로 설정하고, 추가적으로 웨이크업 인터럽트 처리부(38)로부터 웨이크 업 신호를 입력받는 경우도 정상 모드로 설정하며, 설정된 정상 모드에 대응하여 인에이블을 스위치 회로(37)에 출력한다. 그 이외의 경우 전원 모드 설정부(34)는 대기 모드로 설정하고 이에 대응하여 인에이블을 스위치 회로(37)에 출력하지 않는다.
정상 모드인 경우 전원모드 설정부(34)가 스위치 회로(37)에 인에이블을 출력하며, 이에 따라 스위치 회로(37)는 배터리 전원(31)의 12V 충전 전원을 정전원 공급부(32)에 공급한다. 전원모드 설정부(34)로부터 인에이블 입력이 없으면 스위치 회로(37)는 배터리 전원(31)의 12V 충전 전원을 차단하게 되고, 이 때문에 정전원 공급부(32)에 충전 전원이 제공되지 않으며, 정전원 공급부(32)를 포함한 각종 전기부하에 의한 대기 전류의 소모를 현저하게 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 전원 차단을 위한 스위치회로를 배터리 전원에 직접 연결하고 그 스위치회로를 간단하게 구성함으로써 대기 모드에서 소모되는 대기 전류를 더욱 엄격하게 제한할 수 있다. 또한, 웨이크 업에 응답하기 위해 배터리 전원에 직접 연결된 스위치회로를 통하여 전원 공급을 수행함으로써 대기 모드를 해제할 수 있으며, 웨이크 업을 지시하기 위하여 다양한 방식을 이용하여 인터럽트를 발생할 수 있어서 적용할 수 있는 대상 차량을 확대할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량에 탑재된 각종 전기 부하;
    배터리 전원;
    상기 배터리 전원으로부터 제공되는 충전 전원을 입력받아 상기 각종 전기 부하에서 필요한 구동전원으로 변환하여 출력하는 정전원 공급부; 및
    상기 배터리 전원과 상기 정전원 공급부 사이에 연결되고 상기 배터리 전원의 충전 전원을 스위치하기 위한 스위치 회로를 포함하는 차량의 대기 전류 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각종 전기 부하에 상기 충전 전원의 공급이 필요하면 정상 모드로 설정하고 상기 각종 전기 부하에 상기 충전 전원의 공급이 불필요하면 대기 모드로 설정하며 상기 정상 모드 및 상기 대기 모드를 각각 지시하는 전원모드 설정부를 더 포함하며, 상기 전원모드 설정부는 정상 모드에서 상기 스위치 회로에 인에이블을 출력하고 대기 모드에서 인에이블을 출력하지 않으며, 상기 스위치 회로는 상기 전원 모드 설정부로부터 인에이블이 입력되지 않으면 상기 충전 전원을 차단하는 차량의 대기 전류 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위치 회로는 상기 배터리 전원과 상기 정전원 공급부 사이에 연결된 FET와 상기 전원모드 설정부에 베이스가 연결된 TR을 구비하며, 상기 FET의 게이트와 상기 TR의 컬렉터가 연결되는 차량의 대기 전류 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전원모드 설정부는 상기 차량을 시동하기 위한 키스위치로부터 시동신호를 입력받거나 상기 정전원 공급부로부터 구동전원을 공급받아 동작하는 마이크로 컨트롤 유니트에서 전원 차단의 금지를 요구하는 금지신호를 입력받는 경우 상기 정상 모드로 설정하는 차량의 대기 전류 관리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 차량 운전자의 편의를 위해 통상적으로 구비하는 바디 컨트롤 모듈과 캔 통신하기 위한 2 신호의 전압차가 기준전압이상이면 웨이크 업을 위한 인터럽트가 발생하는 것으로 인식하여 인에이블 신호를 상기 전원모드 설정부로 출력하는 웨이크 업 인터럽트 처리부를 더 포함하고, 상기 전원모드 설정부는 상기 웨이크 업 신호를 입력받는 경우 상기 정상 모드로 설정하는 차량의 대기 전류 관리 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 차량의 제반 기능을 제어하기 위해 통상적으로 구비하는 제어 유니트와 전용선으로 연결되어 웨이크 업을 지시하기 위한 펄스 신호를 입력받으면 웨이크 업을 위한 인터럽트가 발생하는 것으로 인식하여 인에이블 신호를 상기 전원모드 설정부로 출력하는 웨이크 업 인터럽트 처리부를 더 포함하고, 상기 전원모드 설정부는 상기 웨이크 업 신호를 입력받는 경우 상기 정상 모드로 설정하는 차량의 대기 전류 관리 장치.
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