KR20140032170A - 차량의 도난방지장치 - Google Patents

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KR20140032170A
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Abstract

차량 침탈여부를 센싱하는 감지센서와 경고신호를 출력하는 경고부; 차량 메인배터리 및 보조배터리와 연결되어 두 전원으로부터 인가되는 전압의 크기를 비교하고 전압이 더 큰 측이 선택되도록 하는 자동절환부; 상기 메인배터리와 자동절환부 사이에 위치되며 다이오드로 구성되어 자동절환부에 메인배터리 전압의 인가 여부를 제어하는 전원차단부; 및 상기 메인배터리의 전압을 측정하여 메인배터리의 안정여부를 판단하고, 상기 전원차단부에 선택적으로 전류를 인가함으로써 전원차단부가 자동절환부에 메인배터리 전압의 인가 여부를 제어할 수 있도록 하며, 차량침탈 또는 메인배터리의 불안정으로 판단된 경우 경고부를 작동시키는 제어부;를 포함하는 차량의 도난방지장치가 소개된다.

Description

차량의 도난방지장치 {APPARATUS FOR PREVENTING ROBBERY FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 메인배터리의 침탈 또는 차량의 침탈시 안정적으로 경고를 수행할 수 있도록 하는 차량의 도난방지장치에 관한 것이다.
자동차 자체 또는 자동차 내,외부 물품의 도난방지를 위해서 여러가지 형태의 도난경보장치(ALARM SYSTEM)들이 장착되고 있다. 이러한 장치들의 동작 수행을 위해서는 차량에 설치된 배터리로부터 전력을 공급 받아야 한다.
그러나 경보 시작 전,후에 차량의 배터리를 차단(배터리 또는 배터리 케이블 탈거)하면 경보를 시작할 수 없거나 시작된 경보가 바로 정지하게 된다. 이를 해결하기 위해 차량의 배터리로부터 독립적인 자체 배터리를 경보장치에 내장하는 경우가 있다.
본 발명은 상기 자체 배터리를 내장한 도난경보장치에 대한 것으로 차량 배터리 차단 여부 판단 방법, 내장 배터리를 이용하여 도난경보장치의 전력공급 유지 방법 등에 관한 것이다.
종래의 기술로는 US 4761631 B2를 들 수 있는데, 도 1은 이러한 종래의 차량의 도난방지장치의 대표 구성도로서, 종래기술은 사이렌과 ACU(Alarm Control Unit)가 분리된 유닛으로 상호 통신이 필요하여(더욱이 Host(BCM,IPM)와의 통신을 감안할 경우 2개의 통신사양 필요) 통신 구축을 위한 개발기간 과다 및 제품 비용 증가의 문제가 있다.
또한, 사이렌에 내장된 백업 배터리로부터 외부 유닛(ACU 등)으로 인출되는 전력레벨을 감지하기 위해서는 감지된 전류를 전압레벨로 컨버팅해서 AD값을 읽어와야 하므로 시스템이 복잡하여 비용이 증가하고 품질문제 발생 가능성이 커진다.
그리고, 별도의 스위칭 회로를 통해 차량 배터리에서 내장배터리로(또는 내장 배터리에서 차량 배터리로) 전환함으로써 시스템이 복잡하여 비용이 증가하고 품질문제가 발생할 가능성이 커진다.
따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 차량의 도난방지장치가 필요하였던 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량 자체 또는 차량 내,외부 물품을 도난 할 목적으로 차량 배터리를 차단(차량배터리 탈거 또는 배터리 케이블 탈거)할 경우 이를 감지하여 경보하는 차량의 도난방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 도난방지장치는, 차량 침탈여부를 센싱하는 감지센서와 경고신호를 출력하는 경고부; 차량 메인배터리 및 보조배터리와 연결되어 두 전원으로부터 인가되는 전압의 크기를 비교하고 전압이 더 큰 측이 선택되도록 하는 자동절환부; 상기 메인배터리와 자동절환부 사이에 위치되며 다이오드로 구성되어 자동절환부에 메인배터리 전압의 인가 여부를 제어하는 전원차단부; 및 상기 메인배터리의 전압을 측정하여 메인배터리의 안정여부를 판단하고, 상기 전원차단부에 선택적으로 전류를 인가함으로써 전원차단부가 자동절환부에 메인배터리 전압의 인가 여부를 제어할 수 있도록 하며, 차량침탈 또는 메인배터리의 불안정으로 판단된 경우 경고부를 작동시키는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 자동절환부로부터 인가된 전압을 펄스를 변조하는 PWM드라이버와 승압을 제어하는 부스트컨버터를 통하여 경고부에 인가할 수 있다.
상기 제어부는 부스트컨버터를 통하여 출력되는 전압을 피드백받아 PWM드라이버의 변조 정도를 제어할 수 있다.
상기 PWM드라이버는 전압의 펄스 변조시 페이드인/아웃 방식으로 기울기를 갖는 점진적인 변화가 일어나도록 할 수 있다.
상기 제어부는 자동절환부로부터 인가된 전압을 경고부에 인가하고, 상기 경고부는 인가된 전압을 일정범위의 주파수 내에서 스위핑(Sweeping)하며 경고음을 출력하도록 할 수 있다.
상기 경고부는 일정범위의 주파수 내에서 일정단위로 스위핑(Sweeping)하며 경고음을 출력하되, 주파수를 넘나들 때 페이드인/아웃 방식으로 기울기를 갖는 점진적인 변화가 일어나도록 할 수 있다.
상기 제어부는 메인배터리의 전압이 일정범위를 벗어나는 경우 메인배터리의 불안정으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 메인배터리의 전압을 전압분배/안정화모듈을 통하여 리플과 노이즈를 제거한 상태로 인가받을 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 도난방지장치에 따르면, 차량 자체 또는 차량 내,외부 물품을 도난 할 목적으로 차량 배터리를 차단(차량배터리 탈거 또는 배터리 케이블 탈거)할 경우 이를 감지하여 경보하는 도난경보장치(ALARM SYSTEM)의 신뢰도를 높이고 보다 저렴하게 장치를 구현할 수 있다.
또한,차량 배터리를 차단(차량 배터리 탈거 또는 배터리 케이블 탈거) 시킬 경우에도 도난경보장치(ALARM SYSTEM)에 안정적인 전력공급을 유지하는 장치를 구현할 수 있다.
그리고, 차량 배터리 차단 감지 방법을 기존 내장 배터리의 전력인출 감지 방식에서 차량 배터리의 전압레벨 감지 방식으로 변경하고, 차량 배터리에서 내장 배터리로의 자동전환(또는 내장 배터리에서 차량 배터리로의 자동전환)을 기존 스위칭 회로에서 다이오드 회로로 변경하여 단순화함으로써 장치의 신뢰도를 높이고 원가를 낮출 수 있다.
또한, PWM 승압제어시 갑작스런 Duty Ratio 변화에 따른 경보음의 음압레벨 변동을 방지할 수 있고, 스위핑시 갑작스런 주파수 변화에 의한 경보음의 찌그러짐이 방지될 수 있다.
도 1은 종래의 차량의 도난방지장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도난방지장치를 나타낸 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 도난방지장치에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도난방지장치를 나타낸 구성도로서, 본 발명의 차량의 도난방지장치는, 차량 침탈여부를 센싱하는 감지센서(500)와 경고신호를 출력하는 경고부(400); 차량 메인배터리(100) 및 보조배터리(300)와 연결되어 두 전원으로부터 인가되는 전압의 크기를 비교하고 전압이 더 큰 측이 선택되도록 하는 자동절환부(310); 상기 메인배터리(100)와 자동절환부(310) 사이에 위치되며 다이오드로 구성되어 자동절환부(310)에 메인배터리(100) 전압의 인가 여부를 제어하는 전원차단부(110); 및 상기 메인배터리(100)의 전압을 측정하여 메인배터리(100)의 안정여부를 판단하고, 상기 전원차단부(110)에 선택적으로 전류를 인가함으로써 전원차단부(110)가 자동절환부(310)에 메인배터리(100) 전압의 인가 여부를 제어할 수 있도록 하며, 차량침탈 또는 메인배터리의 불안정으로 판단된 경우 경고부(400)를 작동시키는 제어부(200);를 포함한다.
본 발명의 차량의 도난방지장치는, 차량 자체 또는 차량 내,외부 물품을 도난 할 목적으로 차량 배터리를 차단(차량배터리 탈거 또는 배터리 케이블 탈거)할 경우 이를 감지하여 경보하기 위한 것으로서, 구성품으로는 전원회로, 레벨유지회로, 제어 유닛, 내장 배터리, 레귤레이터, 사운드드라이버, 스피커 등이 있다.
도시된 바와 같이, 차량의 침탈여부를 센싱하는 감지센서(500)와 이를 제어부(200)와 연결시키는 인터페이스(520)가 마련된다. 그리고, 경고신호를 출력하는 경고부(400)가 마련되는데, 이는 대표적인 실시예로서 스피커를 제안한다.
한편, 제어부(200)에는 메인배터리(100)와 보조배터리(300)가 모두 연결될 수 있고, 보조배터리(300)는 내장하도록 함으로써 만약의 사태에 대비하여 침탈될 수 없도록 한다.
제어부(200)에서는 메인배터리(100)와 보조배터리(300)의 전압을 비교하여 안정적인 전압을 끌어와 경고를 수행하는데, 그 판단을 위하여 차량 메인배터리(100) 및 보조배터리(300)와 연결되어 두 전원으로부터 인가되는 전압의 크기를 비교하고 전압이 더 큰 측이 선택되도록 하는 자동절환부(310)를 마련한다.
그리고, 상기 메인배터리(100)와 자동절환부(310) 사이에 위치되며 다이오드로 구성되어 자동절환부(310)에 메인배터리(100) 전압의 인가 여부를 제어하는 전원차단부(110)를 마련한다.
이를 통하여, 제어부(200)는 상기 메인배터리(100)의 전압을 측정하여 메인배터리(100)의 안정여부를 판단하고, 상기 전원차단부(110)에 선택적으로 전류를 인가함으로써 전원차단부(110)가 자동절환부(310)에 메인배터리(100) 전압의 인가 여부를 제어할 수 있도록 하며, 차량침탈 또는 메인배터리(100)의 불안정으로 판단된 경우 경고부(400)를 작동시키는 것이다.
구체적으로, 제어부(200)가 차량 배터리로 동작하는 경우에는, 1) 차량 메인배터리(100)로부터 전원을 공급받아 레귤레이터(330) 출력전원으로 제어부(200)에 안정적인 전력을 공급한다. 2) 차량 메인배터리(100) 전압은 전압분배/전압안정화 모듈(120)을 통해서 리플/노이즈가 제거되고 강압되어 제어부(200)에 제공되며, 제어부(200)는 미리 설정한 값 이하의 전압 레벨이 모니터링되면 차량 메인배터리(100) 차단으로 판단하여 경고하고, 설정값 이상이면 경고하지 않는다. 또한 자연방전 등 차량 메인배터리 차단과 무관한 전압레벨 변동은 알고리즘에 의해 경고하지 않도록 되어있다. 3) 차량 메인배터리(100)가 정상일 경우 보조배터리(Back up Battery,300)는 VBB 전원에 영향을 주지 않는다. 보조배터리(300)는 항시 전원인가상태이지만 다이오드에 의하여 항상 보조배터리(300) 전압과 VBB의 전압을 비교하여 높은쪽 전압이 흐르도록 하는 자동절환부(310) 및 전원조절부(320)를 통해서 상대적으로 전압이 높은 VBB를 가져다 사용하기 때문이다. 4) 차량 메인배터리(100)가 비정상이거나 도난을 위한 메인배터리(100) 탈거시 전원차단부(110)를 이용하여 VBB를 차단하여 다이오드에 의하여 상대적으로 전압이 높아진 보조배터리(300) 전압을 사용하여 경고부(400)를 구동한다. 5)도난 발생시 감지센서(500)로부터 침입감지 트리거 신호가 인터페이스(520)를 통해서 제어부(200)로 입력되면 제어부(200)는 PWM드라이버(210)를 제어하여 PWM 승압제어 신호를 부스트컨버터(220)에 인가하여 경고부 드라이버(410)에 승압된 전력을 공급한다. 승압된 전력을 공급하는 목적은 높은 음압의 경보음 출력을 위함이며 PWM 승압제어신호는 안정적인 제어를 위해서 일정한 주파수, 일정한 Duty Rate를 가진다. 6) 경고부 드라이버(410)는 부스트컨버터(220)로부터 승압된 전압과 PWM 신호를 받아 특정주파수 사이를 일정주기로 스위핑(SWEEPING)하여 출력을 경고부(400)로 송출한다.
이를 위해, 상기 제어부(200)는 자동절환부(310)로부터 인가된 전압을 펄스를 변조하는 PWM드라이버(210)와 승압을 제어하는 부스트컨버터(220)를 통하여 경고부(400)에 인가하도록 한다. 그리고, 상기 제어부(200)는 부스트컨버터(220)를 통하여 출력되는 전압을 피드백받아 PWM드라이버(210)의 변조 정도를 제어하도록 할 수 있다. 또한, 상기 PWM드라이버(210)는 전압의 펄스 변조시 페이드인/아웃 방식으로 기울기를 갖는 점진적인 변화가 일어나도록 한다.
한편, 상기 제어부(200)는 자동절환부(310)로부터 인가된 전압을 경고부(400)에 인가하고, 상기 경고부(400)는 인가된 전압을 일정범위의 주파수 내에서 스위핑(Sweeping)하며 경고음을 출력하도록 하는데, 상기 경고부(400)는 일정범위의 주파수 내에서 일정단위로 스위핑(Sweeping)하며 경고음을 출력하되, 주파수를 넘나들 때 페이드인/아웃 방식으로 기울기를 갖는 점진적인 변화가 일어나도록 할 수 있다.
또한, 상기 제어부(200)는 메인배터리(100)의 전압이 일정범위를 벗어나는 경우 메인배터리(100)의 불안정으로 판단하며, 제어부(200)는 메인배터리(100)의 전압을 전압분배/안정화모듈(120)을 통하여 리플과 노이즈를 제거한 상태로 인가받도록 하는 것이다.
그리고, 보조배터리(300) 동작의 경우(차량 배터리 차단 발생시) 1) 제어부(200)는 전압분배/전압안정화모듈(120)을 통해 차량 메인배터리(100)의 전압을 모니터링하여 미리 설정한 기준치 이하로 전압이 떨어지면 차량 메인배터리(100) 차단(배터리 또는 배터리 케이블 탈거)으로 판단하고 즉시 경보음 출력을 명령한다. 2) 차량 메인배터리(100) 차단이나 비정상시 제어부(200)는 모니터링하여 전원 차단 모듈을 이용하여 차량 메인배터리(100)를 명확히 차단하고 자동절환(310), 전원조절모듈(320)을 통해 즉시 제어부(200), 부스트컨버터(220) 등에 보조배터리(300) 전원을 공급하여 경보장치가 작동 유지(또는 시작) 할 수 있게 한다. 보조배터리(300)에 의한 전력 공급시 역류방지블록(310)과 전원차단모듈(320)을 통해 차량측으로의 전력 유출은 차단된다. 상기 동작과 동시에 전원조절블럭(320)을 통해서 레귤레이터(330) 입력단에 내장배터리(300) 전원을 피드백함으로써 자동적으로 제어부(200) 전원 공급을 개시하여 경고음 발생 시작 또는 유지할 수 있다. 3) 도난감지센서(500)로부터 침입감지 트리거 신호를 받으면 차량 메인배터리(100)로 동작하는 경우와 동일하게 동작한다.
부가적으로, 승압제어란 차량 배터리 자체의 전압 변동, 차량 배터리 차단에 의한 내장 배터리로의 자동 절환, 부스트컨버터 자체의 출력 변동 등 부스트컨버터의 출력 전압 변동 요인이 있으며 출력전압이 변동되면 경고부 드라이버를 통해 출력되는 경보음의 크기가 변동된다.(출력전압이 높아지면 음압이 커지고 출력전압이 낮아지면 음압이 작아지므로 원하는 경보음을 얻을 수 없다.) 이를 해결하기 위해 부스트컨버터의 출력 전압을 승압 레벨감지 블록을 통해 실시간 제어부에 피드백하고 제어부는 PWM드라이버를 통해 제어함으로써 부스트컨버터의 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하면, 부스트컨버터의 출력 전압이 너무 낮아지면 PWM드라이버에서 출력하는 PWM 펄스의 Duty Ratio를 증대하고 반대로 출력 전압이 너무 높아지면 Duty Ratio를 감소하여 지정된 전압레벨까지 자동적으로 승압(또는 강압)시켜 줌으로써(전압 보상 알고리즘) 경보음의 음압레벨을 일정하게 유지시켜 준다. 또한 Duty Ratio 조절시 갑작스런 Duty Ratio 조절에 의한 경보음 음압레벨의 갑작스런 상승 또는 저하를 막기 위해서 Fade in out (Duty Ratio를 서서히 조절) 알고리즘 기술을 적용한다.
여기서, 부스트컨버터의 출력 전압 보상은 기준 전압 대비 일정이상 전압 변동(예를 들어, 1V)으로 제한한다. 작은 출력전압 변동은 경보 음압에 큰 영향을 미치지 않을 뿐 아니라 너무 잦은 출력전압 보상은 장치의 수명에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 또한 1V 단위로 Boost Duty비를 테이블화하여 저장함으로써 출력전압 변동 발생 시 기 저장된 테이블 값을 즉시 불러와 보상하므로 좀더 빠른 보상 타임을 제공할 수 있다.
경고부에서는 특정 주파수(예 3.1k~3.5khz) 사이를 0.1kHz 단위 및 일정 주기로 스위핑(Sweeping) 한다. 주파수 스위핑시 갑작스런 스위핑에 의한 사이렌 경고음의 찌그러짐 등을 방지하기 위해서 스위핑 주파수 변화 시 Fade In/Out 알고리즘 기술을 적용한다. 스위핑 주파수 및 주기는 사이렌 음색에 따라서 조절이 가능하다. 스위핑 과정에서도 각 스위핑 주파수 별 부스트컨버터 출력 상태를 지속 모니터링하여 기준치를 벗어나면 PWM 제어신호의 DUTY 조절을 통해 경보음의 음압 및 음색을 항상 일정하게 유지한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 도난방지장치에 따르면, 차량 자체 또는 차량 내,외부 물품을 도난 할 목적으로 차량 배터리를 차단(차량배터리 탈거 또는 배터리 케이블 탈거)할 경우 이를 감지하여 경보하는 도난경보장치(ALARM SYSTEM)의 신뢰도를 높이고 보다 저렴하게 장치를 구현할 수 있다.
또한,차량 배터리를 차단(차량 배터리 탈거 또는 배터리 케이블 탈거) 시킬 경우에도 도난경보장치(ALARM SYSTEM)에 안정적인 전력공급을 유지하는 장치를 구현할 수 있다.
그리고, 차량 배터리 차단 감지 방법을 기존 내장 배터리의 전력인출 감지 방식에서 차량 배터리의 전압레벨 감지 방식으로 변경하고, 차량 배터리에서 내장 배터리로의 자동전환(또는 내장 배터리에서 차량 배터리로의 자동전환)을 기존 스위칭 회로에서 다이오드 회로로 변경하여 단순화함으로써 장치의 신뢰도를 높이고 원가를 낮출 수 있다.
또한, PWM 승압제어시 갑작스런 Duty Ratio 변화에 따른 경보음의 음압레벨 변동을 방지할 수 있고, 스위핑시 갑작스런 주파수 변화에 의한 경보음의 찌그러짐이 방지될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 메인배터리 110 : 전원차단부
200 : 제어부 220 : 부스트컨버터
300 : 보조배터리 400 : 경고부
500 : 감지센서

Claims (8)

  1. 차량 침탈여부를 센싱하는 감지센서(500)와 경고신호를 출력하는 경고부(400);
    차량 메인배터리(100) 및 보조배터리(300)와 연결되어 두 전원으로부터 인가되는 전압의 크기를 비교하고 전압이 더 큰 측이 선택되도록 하는 자동절환부(310);
    상기 메인배터리(100)와 자동절환부(310) 사이에 위치되며 다이오드로 구성되어 자동절환부(310)에 메인배터리(100) 전압의 인가 여부를 제어하는 전원차단부(110); 및
    상기 메인배터리(100)의 전압을 측정하여 메인배터리(100)의 안정여부를 판단하고, 상기 전원차단부(110)에 선택적으로 전류를 인가함으로써 전원차단부(110)가 자동절환부(310)에 메인배터리(100) 전압의 인가 여부를 제어할 수 있도록 하며, 차량침탈 또는 메인배터리의 불안정으로 판단된 경우 경고부(400)를 작동시키는 제어부(200);를 포함하는 차량의 도난방지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(200)는 자동절환부(310)로부터 인가된 전압을 펄스를 변조하는 PWM드라이버(210)와 승압을 제어하는 부스트컨버터(220)를 통하여 경고부(400)에 인가하는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부(200)는 부스트컨버터(220)를 통하여 출력되는 전압을 피드백받아 PWM드라이버(210)의 변조 정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 PWM드라이버(210)는 전압의 펄스 변조시 페이드인/아웃 방식으로 기울기를 갖는 점진적인 변화가 일어나도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(200)는 자동절환부(310)로부터 인가된 전압을 경고부(400)에 인가하고, 상기 경고부(400)는 인가된 전압을 일정범위의 주파수 내에서 스위핑(Sweeping)하며 경고음을 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 경고부(400)는 일정범위의 주파수 내에서 일정단위로 스위핑(Sweeping)하며 경고음을 출력하되, 주파수를 넘나들 때 페이드인/아웃 방식으로 기울기를 갖는 점진적인 변화가 일어나도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(200)는 메인배터리(100)의 전압이 일정범위를 벗어나는 경우 메인배터리의 불안정으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(200)는 메인배터리(100)의 전압을 전압분배/안정화모듈(120)을 통하여 리플과 노이즈를 제거한 상태로 인가받는 것을 특징으로 하는 차량의 도난방지장치.
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