KR20170045573A - 차량용 전원 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

차량용 전원 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 전원 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 시동 감지시 배터리 방전 가능 여부를 판단하여 주변장치의 전원을 온/오프하는 차량용 전원 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 전원 제어장치는 차량의 시동 온/오프 상태를 감지하는 시동 감지부와, 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 측정부와, 측정부로부터 측정된 측정량을 기준값과 비교하여 차량의 배터리 상태를 판단하는 상태 판단부와, 상태 판단부로부터 판단된 차량의 배터리 상태에 따라 주변장치의 전원을 제어하는 전원 차단부를 포함하며, 전원 차단부를 통해 주변장치의 전원이 오프된 경우 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 알리는 알림부를 더 포함할 수 있다.

Description

차량용 전원 제어장치 및 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 전원 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 시동 감지시 배터리 방전 가능 여부를 판단하여 주변장치의 전원을 온/오프하는 차량용 전원 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 배터리는 12V용으로, 요즘은 충전액이 가지는 전위차로 인해 생성되는 기전력을 이용하여 일정 전압이 발생하도록 하는 장치로서, 보통 수명은 2~3년 정도이나, 운전자의 관리 정도에 따라 5년까지도 연장 가능하다.
*차량의 배터리는 운전자가 키박스에 키를 삽입 후 회전시키면 각종 전장품에 전원을 공급하여 각종 센서들이 차량상태를 점검하여 안전운행을 도모하도록 하며, 특히, 최초 시동 모터를 회전시키는데 필요한 전원을 공급함으로써 엔진 시동이 걸리도록 한다.
또한 운전시에는 엔진의 회전력을 이용하여 발전기를 구동시킴으로써 전기를 생산하고, 남는 전기를 배터리에 충전시킴으로써, 차량용 배터리는 충전/방전이 반복되어 이용된다.
즉, 차량이 주행중일 때는 차량의 엔진 회전력으로 전기를 발생시키는 발전기의 전기를 이용하여 차량의 전기/전자 장치를 구동시킬 수 있고, 차량이 정지중일 때는 오직 배터리에 충전된 전원만을 이용하여 전기/전자 장치를 구동시킬 수 있고 시동을 걸 수 있게 된다.
최근에는 많은 전자기기들이 차량에 탑재되는 추세이며, 차량용 액세서리의 경우 차량의 시거잭에서 전원을 공급받아 동작하므로 차량의 발전기는 전기 사용량 에 대응할 수 있도록 전기용량을 늘여가고 있으나, 모든 전자기기들을 동시에 사용하는 경우 또는 소비전력이 큰 전자기기 등 소비되는 전기가 발전기의 용량을 초과하는 경우에는 배터리에 충전된 전기를 공급받으므로 배터리의 전압은 강하된다.
또한 실외온도가 현저히 낮거나, 시계 등 항상 작동되는 전장품 등에 흐르는 미소 전류에 의한 방전, 자연방전, 배터리의 수명이 오래되어 기전력이 떨어지는 경우에도 배터리는 안정적으로 전원 공급을 할 수 없으므로 운전자가 재차 시동을 걸려고 해도 시동모터를 구동시킬 수 없어 차량의 주행 자체가 불가능하게 된다.
따라서 운전자들은 배터리의 실질 수명 등의 파악없이 일정거리를 달린 후 또는 일정주기(2~3년)마다 배터리를 점검 및 교환하였으므로 효율적으로 관리되지 못하였으며, 배터리 방전으로 인해 차량이 정지된 경우에 주위 차량의 배터리와 점프선을 연결하여 충전하는 방식으로 긴급상황을 모면할 수 있었으나 크게 불편하였고 주위 차량이 없는 경우 견인 서비스를 받아야 하는 등 그 비용이 상당하다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2003-0006775 호는 "차량용 전원 제어방법"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차량 전원 공급 시 배터리 방전 가능 여부를 판단하여 주변장치의 전원을 온/오프 할 수 있는 차량용 전원 제어장치 및 제어방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 주변장치 전원 오프 시, 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 알려줄 수 있는 차량용 전원 제어장치 및 제어방법을 제공함에 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 차량 배터리의 전압, 현재 충전량 및 주변의 온도, 배터리의 수명을 측정하는 측정부와, 상기 측정된 주변의 온도 및 배터리의 수명에 근거하여 현재 배터리의 최대 충전 가능량을 판단하고, 상기 판단된 최대 충전 가능량 및 현재 충전량에 근거하여 전원차단신호 또는 알림신호를 생성하는 상태 판단부와, 상기 현재 충전량이 일정 수치 이하이고 최대 충전 가능량과의 차이가 일정값 이상일 경우 상기 전원차단신호에 근거하여 전원을 차단하도록 생성되는 전원 차단부를 포함하는 차량용 전원 제어장치를 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 현재 충전량이 일정 수치 이하이고 최대 충전 가능량과의 차이가 일정값 이하일 경우 상기 알림신호에 근거하여 배터리 교체 알림을 출력하는 알림부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 측정부는 차량의 배터리에 대한 전압을 측정하는 전압 측정부와, 차량의 배터리에 대한 전력량을 측정하는 전력량 측정부와, 차량의 배터리에 대한 충전량을 측정하는 충전량 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 상태 판단부는 측정된 차량의 배터리에 대한 전압이 기준 배터리 전압 이하인지 비교하는 전압 비교부와, 측정된 차량의 배터리에 대한 전력량이 기준 배터리 전력량 이하인지 비교하는 전력량 비교부와, 측정된 차량의 배터리에 대한 충전량이 기준 배터리 충전량 이하인지 비교하는 충전량 비교부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 상태 판단부는 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나가 각각의 기준값과 비교하여 해당 기준값 이하인 경우, 차량의 배터리가 방전 가능성이 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 전원 차단부는 상기 상태 판단부로부터 차량의 배터리가 방전 가능성이 있는 것으로 판단되는 경우, 주변장치의 전원을 오프시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 전원 차단부를 통해 주변장치의 전원이 오프된 경우, 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 알리는 알림부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 알림부는 주변장치의 전원이 오프된 상태를 차량의 디스플레이수단에 시각적으로 표시하거나, 음성 인식 차량용 인포테이먼트(UV0)를 이용하여 차량의 스피커를 통해 청각적으로 출력할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은, 차량의 시동 온/오프 상태를 감지하는 단계와, 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나를 측정하는 단계와, 상기 측정된 전압, 전력량 또는 충전량을 기준값과 비교하여 차량의 배터리 상태를 판단하는 단계와, 상기 판단된 차량의 배터리 상태가 방전 가능성이 있는 것으로 판단되는 경우 주변장치의 전원을 오프시키는 단계와, 상기 주변장치의 전원이 오프된 경우 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 알리는 단계를 포함하는 차량용 전원 제어방법을 제공함에 의해 달성될 수 있다.
여기에서, 상기 측정된 전압, 전력량 또는 충전량을 기준값과 비교하여 차량의 배터리 상태를 판단하는 단계는, 측정된 차량의 배터리에 대한 전압이 기준 배터리 전압 이하인지 비교하고, 측정된 차량의 배터리에 대한 전력량이 기준 배터리 전력량 이하인지 비교하고, 측정된 차량의 배터리에 대한 충전량이 기준 배터리 충전량 이하인지 비교하여, 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나가 각각의 기준값과 비교하여 해당 기준값 이하인 경우, 차량의 배터리가 방전 가능성이 있는 상태인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 전원 제어장치 및 제어방법에 의하면, 차량 전원 공급 시 배터리 방전 가능 여부를 판단하여 주변장치의 전원을 온/오프함으로써, 불필요한 엔진의 시동을 지양하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 전원 제어장치 및 제어방법에 의하면, 주변장치의 전원이 오프되면, 이를 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 알려줌으로써, 실시간으로 배터리의 상태를 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어장치의 구성을 설명하기 위한 도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어방법의 순서를 설명하기 위한 순서도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어장치에 관하여 설명한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어장치(100)는 시동 감지부(110), 측정부(120), 상태 판단부(130) 및 전원 차단부(140)를 포함하며, 알림부(150)를 더 포함할 수 있다.
시동 감지부(110)는 차량의 시동 온/오프 상태를 감지하는 것으로서, 차량의 배터리로부터 제공되는 차량 전원을 체크하여 차량의 시동 상태를 감지하는 역할을 한다.
측정부(120)는 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나를 측정하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정부(120)는 배터리에 대한 전압, 전력량, 충전량 뿐 아니라 차량 주변의 온도와, 배터리 사용 기간에 따른 배터리의 남은 수명을 측정할 수 있다.
이를 위해, 측정부(120)는 전압 측정부(121), 전력량 측정부(122) 및 충전량 측정부(123)를 포함할 수 있다. 여기에서, 전압 측정부(121)는 차량의 배터리에 대한 전압을 측정하는 것이고, 전력량 측정부(122)는 차량의 배터리에 대한 전력량을 측정하는 것이며, 충전량 측정부(123)는 차량의 배터리에 대한 충전량을 측정하는 것이다.
상태 판단부(130)는 측정부(120)로부터 측정된 측정량을 기준값과 비교하여 차량의 배터리 상태를 판단하는 역할을 하는 것이다. 즉, 상태 판단부(130)는 측정부(120)에 의해 측정된 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나를 각각의 기준값과 비교하며, 만일 측정량이 해당 기준값 이하인 경우에는 차량의 배터리가 방전 가능성이 있는 상태인 것으로 판단하고, 측정량이 해당 기준값 이상인 경우에는 차량의 배터리가 방전 가능성이 없는 상태인 것으로 판단한다.
상태 판단부(130)는 전압, 전력량 및 충전량의 비교 판단을 위해 전압 비교부(131), 전력량 비교부(132) 및 충전량 비교부(133)를 포함할 수 있다. 여기에서, 전압 비교부(131)는 측정된 차량의 배터리에 대한 전압이 기준 배터리 전압 이하인지를 비교하고, 전력량 비교부(132)는 측정된 차량의 배터리에 대한 전력량이 기준 배터리 전력량 이하인지를 비교하며, 충전량 비교부(133)는 측정된 차량의 배터리에 대한 충전량이 기준 배터리 충전량 이하인지를 비교한다.
상태 판단부(130)는 측정부(120)에서 측정된 차량 주변의 온도 및 배터리의 남은 수명에 근거하여 현재 배터리가 출력할 수 있는 최대 전력량을 계산한다. 예를 들어, 상태 판단부(130)에서는 현재 기온이 매우 높아지거나 낮아져서 배터리의 효율이 떨어진 것을 판단한다. 또는, 상태 판단부(130)는 배터리를 교체한지 어느 정도의 시간이 경과하였는지, 배터리 교체 후 배터리의 방전이 몇 번 이루어졌는지를 체크한다. 상태 판단부(130)는 배터리 방전 횟수에 따른 배터리의 수명 감소를 계산하여 현재 배터리의 최대 충전 가능량을 계산한다. 현재 배터리의 최대 충전 가능량이 일정값 이하로 떨어질 경우 상태 판단부(130)는 알림부(150)에 신호를 보낸다.
즉, 납축전지의 경우 과방전 후 복구가 불가능하여 배터리를 폐기해야 하는 상황이 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 상황이 발생하기 전 운전자에게 경고를 보내 운전자가 조치를 취하게 할 수 있다.
또한, 상태 판단부(130)는 현재 배터리의 상태(최대 충전 가능량) 및 충전량을 판단하여 충전이 덜되어서 충전량이 적은 것인지 최대 충전 가능량이 낮아져서 충전량이 적은 것인지를 판단한다. 만약 충전이 덜 되어서 현재의 충전량이 적은 것으로 판단되는 경우 전원 차단부(140)에 신호를 보내 전원을 차단하고, 최대 충전 가능량이 낮아져서 충전량이 적은 것으로 판단되는 경우 알림부(140)에 신호를 보내 운전자가 배터리를 교체할 수 있도록 돕는다.
전원 차단부(140)는 상태 판단부(130)로부터 판단된 차량의 배터리 상태에 따라 주변장치의 전원을 제어하는 역할을 한다. 우선, 상태 판단부(130)에 의해 차량 배터리 상태가 방전 가능성이 없는 것으로 판단되는 경우에는 전원 차단부(140)는 주변장치의 전원의 온 상태를 유지시킨다. 이와 달리, 상태 판단부(130)에 의해 차량 배터리 상태가 방전 가능성이 있는 것으로 판단되는 경우에는 전원 차단부(140)가 주변장치의 전원을 오프시킨다. 여기에서, 주변장치는 블랙박스, 네비게이션 등의 차량 액세서리를 의미한다.
알림부(150)는 전원 차단부(140)가 주변장치의 전원을 오프시킨 경우, 그러한 상황을 운전자에게 알리기 위한 수단으로, 시각적 또는 청각적 방법으로 운전자에게 알릴 수 있다. 예컨대, 알림부(150)는 주변장치의 전원이 오프된 상태를 차량의 디스플레이수단에 표시하여 운전자가 이를 시각적으로 알게 할 수 있고, 또는 음성 인식 차량용 인포테이먼트(UV0)를 이용하여 차량의 스피커를 통해 출력함으로써 운전자가 청각적으로 알게 할 수 있다. 다른 예로, 알림부는 주변장치의 전원이 오프된 상태를 운전자의 휴대 단말에 문자메시지를 전송함으로써 운전자에게 알리는 방식도 가능하다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어방법에 관하여 설명하되, 이는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어장치를 이용할 수 있는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 차량의 시동 온/오프 상태를 감지한다(S100).
다음으로, 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나를 측정한다(S200).
다음으로, 측정된 측정량을 기준값과 비교하여 차량의 배터리 상태를 판단한다(S300, S400). S300 및 S400 단계는 차량의 배터리에 대한 전압, 전력량 및 충전량 중 적어도 어느 하나가 각각의 기준값과 비교하여 해당 기준값 이하인 경우 차량의 배터리가 방전 가능성이 있는 상태인 것으로 판단하고, 해당 기준값 이상인 경우 차량의 배터리가 방전 가능성이 없는 상태인 것으로 판단한다.
다음으로, 판단된 차량의 배터리 상태에 따라 주변장치의 전원을 제어한다(S500). 이 경우, 차량의 배터리 상태가 방전 가능성이 있는 것으로 판단된 경우에는 주변장치의 전원을 오프시키고, 차량의 배터리 상태가 방전 가능성이 없는 것으로 판단되는 경우에는 주변장치의 전원의 온 상태를 그대로 유지한다.
끝으로, 주변장치의 전원이 오프된 경우에는 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 알린다(S600). 즉, 차량의 배터리가 방전 가능성 있어 주변장치의 전원이 오프되었다는 사실을 차량의 디스플레이수단에 표시하거나, 음성 인식 차량용 인포테이먼트(UV0)를 이용하여 차량의 스피커를 통해 출력함으로써, 운전자가 인식할 수 있도록 한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전원 제어장치 및 제어방법은 차량 전원 공급 시 배터리 방전 가능 여부를 판단하여 주변장치의 전원을 온/오프함으로써 불필요한 엔진의 시동을 지양하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있고, 더욱이 주변장치 전원 오프 시, 이를 운전자에게 즉각적으로 알려줌으로써 실시간으로 배터리의 상태를 파악할 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 차량용 전원 제어장치
110 : 시동 감지부
120 : 측정부
130 : 상태 판단부
140 : 전원 차단부
150 : 알림부

Claims (2)

  1. 차량 배터리의 전압, 현재 충전량 및 주변의 온도, 배터리의 수명을 측정하는 측정부;
    상기 측정된 주변의 온도 및 배터리의 수명에 근거하여 현재 배터리의 최대 충전 가능량을 판단하고, 상기 판단된 최대 충전 가능량 및 현재 충전량에 근거하여 전원차단신호 또는 알림신호를 생성하는 상태 판단부; 및
    상기 현재 충전량이 일정 수치 이하이고 최대 충전 가능량과의 차이가 일정값 이상일 경우 상기 전원차단신호에 근거하여 전원을 차단하도록 생성되는 전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 현재 충전량이 일정 수치 이하이고 최대 충전 가능량과의 차이가 일정값 이하일 경우 상기 알림신호에 근거하여 배터리 교체 알림을 출력하는 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전원 제어장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220001547A (ko) * 2020-06-29 2022-01-06 주식회사 유라코퍼레이션 차량의 주행가능 거리 알림 방법 및 장치

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