KR20200143131A - 차량용 등화 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 등화 제어 장치 및 방법 Download PDF

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주식회사 아모센스
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Abstract

무선 전력 전송부에서 전송되는 전력의 전압을 가변하여 점등 대상을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하도록 한 차량용 등화 제어 장치 및 방법을 제시한다. 제시된 차량용 등화 제어 장치는 차량의 배터리로부터 인가되는 전력을 무선 전송하는 무선 전력 전송부 및 무선 전력 전송부에서 전송된 전력을 수신하여 차량의 트렁크 도어에 배치된 내부 리어 램프로 인가하는 무선 전력 수신부 및 무선 전력 전송부의 출력 전압을 오프시켜 무선 전력 수신부로 개시 신호를 전송하고, 전력의 출력 전압을 가변하여 무선 전력 수신부로 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

차량용 등화 제어 장치 및 방법{APPATATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LAMP FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 등화 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
리어 램프(rear lamp, 또는 테일 램프(tail lamp))는 차량의 진행 상태를 후방의 차량에 알리기 위해 차량의 후방에 설치되는 대표적인 차량용 조명 장치이다.
리어 램프는 차체 후방에 배치되는 외부 리어 램프, 트렁크 도어에 배치되는 내부 리어 램프로 구성되며, 후미등(Tail Lamp), 브레이크등(Stop Lamp), 방향지시등(Turn Lamp) 및 백업등(Backup Lamp)을 포함한다.
리어 램프는 유선 연결 구조로 배터리와 연결되기 때문에, 전력 케이블의 사용량 증가로 인한 차량의 중량 증가 및 내부 공간 감소, 전력 케이블 통과를 위한 홀 형성으로 인한 이물질 유입 및 고장 등과 같이 다양한 문제점에 있다.
이에, 차량 제조사에서는 외부 리어 램프와 내부 리어 램프 사이의 무선 전력 전송을 통해 전원을 공급하는 무선 전력 전송 장치를 개발하고 있다.
일반적으로, 무선 전력 전송 장치는 내부 리어 램프에 설치된 무선 전력 수신부, 외부 리어 램프에 설치되어 내부 리어 램프의 점등을 위한 전원을 무선 전력 수신부로 전송하는 무선 전력 전송부로 구성된다.
이때, 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 전송과 함께 점등 대상을 설정하기 위한 정보를 송수신해야 하기 때문에 다양한 방식의 통신 방식을 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다.
무선 전력 전송 장치에 적용하기 위해 연구되고 있는 통신 방식으로는 인밴드(In band) 통신, 아웃 밴드(Out of band, 예를 들면, RF 통신, IR 통신) 통신 등이 있다.
인밴드 통신은 하나의 채널을 통해 전력과 패킷을 전송하는 방식이다. 인밴드 통신은 전력 용량이 크거나, 결합계수가 낮으면 전력 손실이 증가한다. 이에, 인밴드 통신은 전력 용량이 큰 차량에는 사용이 어려우며, 전력 용량이 작고 결합 계수가 0.7 이상인 휴대 단말에 한정적으로 사용되고 있다
아웃 밴드의 RF 통신은 전력을 전송하는 채널과 독립된 채널을 통해 패킷을 전송하는 방식이다. RF 통신은 전력 용량이 크거나, 결합 계수가 낮은 경우에도 사용이 가능하다. 하지만, RF 통신은 별도의 통신 모듈 설치와 통신 인증 과정으로 인해 비용이 증가하고, 무선 전력 전송부와 무선 전력 수신부 사이의 페어링(Pairing) 시간이 존재하기 때문에 내부 리어 램프와 외부 리어 램프 사이에 지연(Delay)이 발생하는 문제점이 있다.
아웃 밴드의 IR 통신은 페어링 과정이 필요하지 않기 때문에 RF 통신의 문제점을 모두 해소할 수 있다. 하지만, IR 통신은 차량의 특성상 이물질 유입이 많아 통신 오류가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1790038호(리어램프 및 이를 이용한 자동차)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 무선 전력 전송부에서 전송되는 전력의 전압을 가변하여 점등 대상을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하도록 한 차량용 등화 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치는 차량의 배터리로부터 인가되는 전력을 무선 전송하는 무선 전력 전송부 및 무선 전력 전송부에서 전송된 전력을 수신하여 차량의 트렁크 도어에 배치된 내부 리어 램프로 인가하는 무선 전력 수신부 및 무선 전력 전송부의 출력 전압을 오프시켜 무선 전력 수신부로 개시 신호를 전송하고, 전력의 출력 전압을 가변하여 무선 전력 수신부로 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.
제어부는 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온오프하여 제어 신호를 전송하고, 점등 대상은 후미등(Tail Lamp), 브레이크등(Stop Lamp), 방향지시등(Turn Lamp) 및 백업등(Backup Lamp)중 어느 하나일 수 있다.
제어부는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온 또는 오프하여 제어 신호를 전송할 수도 있다.
제어부는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 제1 전압 또는 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 출력하여 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송할 수 있다. 이때, 제1 전압은 출력 전압의 최대 전압 이하이고 제2 전압의 출력 전압을 초과하는 전압이고, 제2 전압은 제1 전압의 출력 전압 미만이고 0보다 큰 전압일 수 있다.
제어부는 개시 신호를 전송하기 전에 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 무선 전력 수신부를 초기화할 수도 있다.
무선 전력 수신부는 제어부가 개시 신호를 전송하기 전에 무선 전력 전송부로부터 수신한 전력으로 충전되고, 무선 전력 전송부에서 제어 신호를 수신하는 동안 충전된 전력으로 구동할 수 있다.
무선 전력 전송부는 제어부가 개시 신호를 전송하기 전에 온오프가 반복되는 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 무선 전력 수신부를 초기화하도록 구성될 수도 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 방법은 무선 전력 전송부에서 출력되는 전력의 출력 전압을 오프시켜 무선 전력 수신부로 개시 신호를 전송하는 단계 및 무선 전력 전송부에서 출력되는 전력의 출력 전압을 가변하여 무선 전력 수신부로 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
제어 신호를 전송하는 단계에서는 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온오프하여 제어 신호를 전송할 수 있다. 이때, 제어 신호를 전송하는 단계에서는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온 또는 오프하여 제어 신호를 전송할 수도 있다.
제어 신호를 전송하는 단계에서는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 제1 전압 또는 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 출력하여 제어 신호를 전송할 수도 있다. 이때, 제1 전압은 출력 전압의 최대 전압 이하이고 제2 전압을 초과하는 전압이고, 제2 전압은 제1 전압 미만이고 0보다 큰 전압일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 방법은 개시 신호를 전송하는 단계 이전에 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 무선 전력 수신부를 초기화하는 단계, 개시 신호를 전송하는 단계 이전에 온오프가 반복되는 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 무선 전력 수신부를 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 차량용 등화 제어 장치 및 방법은 무선 전송되는 전력의 전압을 가변하여 제어 신호를 전송함으로써, 전력 용량이 큰 차량에서도 인밴드 통신 방식으로 신호(정보)를 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량용 등화 제어 장치 및 방법은 무선 전송되는 전력의 전압을 가변하여 제어 신호를 전송함으로써, 별도의 통신 모듈 및 통신 인증을 필요로 하지 않아 설치 비용을 최소화할 수 있다.
또한, 차량용 등화 제어 장치 및 방법은 무선 전송되는 전력의 전압을 가변하여 제어 신호를 전송함으로써, 별도의 페어링을 필요로 하지 않기 때문에 내부 리어 램프와 외부 리어 램프 사이에서 발생하는 지연(Delay)을 최소화할 수 있다.
또한, 차량용 등화 제어 장치 및 방법은 무선 전송되는 전력의 전압을 가변하여 제어 신호를 전송함으로써, 이물질 유입시에 안정적인 통신이 가능하여 장치의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량용 등화 제어 장치 및 방법은 점등 대상 설정시 별도의 통신 모듈을 구비하지 않고 부하 선택 신호를 통해 점등 대상을 설정할 수 있다. 　또한, 차량용 등화 제어 장치 및 방법은 전송거리가 멀고 용량이 커 인밴드 통신에는 적절하지 않아 아웃밴드 통신을 이용하여 점등 대상을 설정하기 위한 제어 정보를 전송함으로써, 빠른 속도를 제공하여 외부 리어 램프와 내부 리어 램프 사이의 지연 점등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치(100)는 차량(10)의 후방에 배치되는 리어 램프(rear lamp, 또는 테일 램프(tail lamp))에 적용된다. 이때, 리어 램프는 차체 후방에 배치되는 외부 리어 램프(22), 트렁크 도어(12)에 배치되는 내부 리어 램프(24)로 구성된다. 이때, 내부 리어 램프(24)는 후미등(Tail Lamp), 브레이크등(Stop Lamp), 방향지시등(Turn Lamp) 및 백업등(Backup Lamp) 등을 포함한다.
외부 리어 램프(22)는 배터리로부터 직접 전력 공급을 받을 수 있다.
차량용 등화 제어 장치(100)는 무선 전력되는 전력의 전압을 가변하여 내부 리어 램프(24)의 점등 대상을 설정한다.
즉, 차량용 등화 제어 장치는 내부 리어 램프(24)인 후미등, 브레이크등, 방향지시등 및 백업등에 각각 부하가 다르게 걸리는 것을 이용하여 부하 차이에 따라 점등 대상을 설정한다. 따라서, 별도의 통신 모듈을 구비하지 않고 부하 선택 신호를 통해 내부 리어 램프(24)의 점등 대상을 설정한다.
이를 위해, 차량용 등화 제어 장치(100)는 무선 전력 전송부(200), 무선 전력 수신부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
무선 전력 전송부(200)는 외부 리어 램프(22)에 배치된다. 무선 전력 전송부(200)는 차량(10)의 배터리(30)로부터 인가되는 전력을 무선 전력 수신부(300)로 무선 전송한다.
무선 전력 수신부(300)는 내부 리어 램프(24)에 배치된다. 무선 전력 수신부(300)는 무선 전력 전송부(200)에서 전송된 전력으로부터 제어 정보를 검출하여 점등 대상을 설정한다. 무선 전력 수신부(300)는 무선 전력 전송부(200)에서 전송된 전력을 점등 대상으로 인가하여 내부 리어 램프(24)를 점등시킨다.
제어부(400)는 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 오프시켜 등화 제어 개시를 지시하는 개시 신호를 무선 전력 수신부(300)로 전송한다. 제어부(400)는 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 가변하여 리어 램프의 점등 대상 제어를 위한 제어 정보를 전송한다.
제어부(400)는 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 온/오프하여 제어 정보를 전송한다. 제어부(400)는 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압의 전압 레벨을 가변하여 제어 정보를 전송한다.
제어부(400)는 제어 정보를 전송한 후에 점등을 위한 전력을 전송하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치(100)는 무선 전송되는 전력의 전압을 온/오프하여 제어 정보를 전송한다. 여기서, 전압의 온(ON) 구간은 온/오프가 반복되고, 설정시간 이상 오프가 유지되지 않는 구간을 의미한다. 전압의 오프(off) 구간은 설정시간이상 오프 상태가 유지되는 구간을 의미한다.
제어부(400)는 무선 전력 수신부(300)의 초기화를 위해 초기화 구간에서 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다.
즉, 제어부(400)는 무선 전력 수신부(300)의 초기화를 위해 제1 설정 시간(t1) 동안 출력 전압의 온(on) 상태를 유지하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다. 무선 전력 전송부(200)는 제어부(400)의 제어에 따라 제1 설정 시간(t1) 동안 출력 전압의 온(on)시킨다. 이때, 무선 전력 전송부(200)는 무선 전력 수신부(300)의 충전이 완료될 때까지 출력 전압을 온(on)시킨다.
무선 전력 수신부(300)는 무선 전력 전송부(200)로부터 출력 전압을 수신하여 구동한다. 무선 전력 수신부(300)는 무선 전력 전송부(200)에서 제1 설정 시간(t1) 동안 출력되는 출력 전압을 이용하여 충전한다. 이때, 무선 전력 수신부(300)는 후술한 제어 신호(CS)의 전송 과정 동안 구동 상태를 유지하기 위해 출력 전압을 이용하여 충전한다.
여기서, 제1 설정 시간(t1)은 제어 신호(CS)의 전송이 완료될 때까지 무선 전력 수신부(300)의 동작 상태를 유지할 수 있는 전력이 충전될 때까지 걸리는 시간인 것을 일례로 한다. 제1 설정 시간(t1)은 무선 전력 수신부(300)의 용량에 따라 다르게 설정될 수 있다.
제어부(400)는 개시 신호 전송 구간에서 제어 신호(CS)의 전송 개시를 알리기 위한 개시 신호를 전송하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다. 즉, 제어부(400)는 제어 신호(CS)의 전송에 앞서 제어 신호(CS) 전송 개시를 알리기 위해 제2 설정 시간(t2) 동안 출력 전압을 오프(off)시켜 개시 신호(0)를 전송하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다. 여기서, 개시 신호는 이후부터 제어 신호(CS)가 전송됨을 알리기 위한 신호이다.
그에 따라, 무선 전력 전송부(200)는 제어 신호(CS)의 전송에 앞서 제어 신호(CS) 전송을 알리기 위해 제2 설정 시간(t2) 동안 출력 전압을 오프(off)시켜 개시 신호(0)를 전송한다.
제어부(400)는 제어 신호(CS) 전송 구간에서 점등 대상을 설정하기 위한 제어 신호(CS)를 전송하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다. 이때, 제어부(400)는 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)하여 제어 신호(CS)를 전송하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다.
이때, 제어 신호(CS)는 내부 리어 램프(24)의 점등 대상을 설정하기 위한 신호로, "1"과 "0"의 조합으로 구성될 수 있다. 여기서, 내부 리어 램프(24)에는 후미등(Tail Lamp), 브레이크등(Stop Lamp), 방향지시등(Turn Lamp) 및 백업등(Backup Lamp)이 포함되며, 점등되는 램프의 조합에 따라 제어 신호(CS)의 비트 수가 변경될 수 있다.
제어부(400)는 제어 신호(CS)를 구성하는 비트 수(n)에 따라 제3 설정 시간(t3)을 복수의 구간(n)으로 구분한다. 제어부(400)는 각 구간에서 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off) 제어하여 제어 신호(CS)를 전송한다. 이때, 제어부(400)는 "1"을 전송하고자 하는 경우 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 온(on)시키고, "0"을 전송하고자 하는 경우 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 오프(off)시킨다.
일례로, 제어 신호(CS)가 3개의 비트로 구성된 경우, 제어부(400)는 제3 설정 시간(t3)을 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간으로 구분한다. 이때, 제1 구간 내지 제3 구간은 동일한 시간 간격(t3/n)으로 구분된다.
"101"을 제어 신호(CS)로 전송하는 경우, 제어부(400)는 제1 구간에서 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 온(on)시키고, 제2 구간에서 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 오프(off)시키고, 제3 구간에서 무선 전력 전송부(200)의 출력 전압을 온(on)시킨다.
무선 전력 전송부(200)는 제어부(400)의 제어에 따라 제어 신호(CS) 전송 구간에서 점등 대상을 설정하기 위한 제어 신호(CS)를 전송한다. 무선 전력 전송부(200)는 제3 설정 시간(t3) 동안 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)하여 제어 신호(CS)를 전송한다.
무선 전력 수신부(300)는 개시 신호 전송 구간을 통해 개시 신호를 수신하면 이후 수신되는 출력 전압의 온(on) 또는 오프(off)에 따라 제어 신호(CS)를 인식한다. 무선 전력 수신부(300)는 인식한 제어 신호(CS)를 근거로 내부 리어 램프(24)에 포함된 램프들 중에서 점등 대상을 설정한다.
제어부(400)는 제어 신호(CS)의 전송이 완료된 후 내부 리어 램프(24)의 점등을 위한 구동 전력을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다. 그에 따라, 무선 전력 전송부(200)는 제어 신호(CS)의 전송이 완료된 후 내부 리어 램프(24)의 점등을 위한 구동 전력을 출력한다. 무선 전력 수신부(300)는 구동 전력을 수신하여 점등 대상으로 설정된 램프로 인가한다.
도 5를 참조하면, 무선 전력 전송부(200)는 하프 브릿지 회로(212), 전송 코일(214), 제1 레귤레이터(216) 및 제1 MCU(218)를 포함하여 구성될 수 있다.
하프 브릿지 회로(212)는 배터리(30)로부터 입력되는 전력을 출력 전압으로 변환하여 출력한다. 이때, 하프 브릿지 회로(212)는 제1 MCU(218)의 제어에 따라 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)한다.
전송 코일(214)은 하프 브릿지 회로(212)에서 출력된 출력 전압을 무선 전송한다. 전송 코일(214)을 출력 전압을 무선 전력 수신부(300)로 무선 전송한다. 전송 코일(214)을 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 이후에 구동 전력을 무선 전력 수신부(300)로 무선 전송한다.
여기서, 전송 코일(214)는 도전성 기재가 권취축을 중심으로 복수회 권회한 루프 형상으로 형성될 수 있다. 전송 코일(214)은 수신 코일(311)과의 정렬을 용이하게 하기 위해서 복수의 루프를 갖는 형상으로 형성될 수도 있다.
제1 레귤레이터(216)는 배터리(30)로부터 전력을 입력받는다. 제1 레귤레이터(216)는 입력받은 전력의 전압을 제1 MCU(218)에서 요구되는 전압으로 변환하여 제1 MCU(218)로 출력한다.
제1 MCU(218)는 하프 브릿지 회로(212)를 제어하여 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)시킨다. 제1 MCU(218)는 초기화 구간(t1)에서 출력 전압을 온(on)시키도록 하프 브릿지 회로(212)를 제어한다. 제1 MCU(218)는 개시 신호 전송 구간(t2)에서 출력 전압을 오프(off)시키도록 하프 브릿지 회로(212)를 제어한다. 제1 MCU(218)는 제어 신호(CS) 전송 구간(t3)의 각 구간에서 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)시키도록 하프 브릿지 회로(212)를 제어한다.
무선 전력 수신부(300)는 수신 코일(311), 정류 회로(312), 제2 레귤레이터(313), 충전 회로(314), 센서(315) 및 제2 MCU(316)를 포함하여 구성될 수 있다.
수신 코일(311)은 전송 코일(214)에서 무선 전송된 출력 전압을 수신한다. 수신 코일(311)을 수신한 출력 전압을 정류 회로(312)로 전송한다. 수신 코일(311)은 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 이후에 전송 코일(214)에서 무선 전송된 구동 전력을 수신하여 정류회로로 전송한다.
여기서, 수신 코일(311)는 도전성 기재가 권취축을 중심으로 복수회 권회한 루프 형상으로 형성될 수 있다. 수신 코일(311)은 전송 코일(214)과의 정렬을 용이하게 하기 위해서 복수의 루프를 갖는 형상으로 형성될 수도 있다.
정류 회로(312)는 수신 코일(311)에서 수신한 출력 전압을 정류한다. 정류 회로(312)는 정류한 출력 전압을 제2 레귤레이터(313) 또는 센서(315)로 전송한다. 정류 회로(312)는 초기화 구간(t1)에서 수신한 출력 전압을 제2 레귤레이터(313)로 전송하고, 이후 수신한 출력 전압을 센서(315)로 전송한다. 정류 회로(312)는 구동 전력을 정류하여 제2 MCU(316)에서 점등 대상으로 설정된 램프로 전송한다.
제2 레귤레이터(313)는 정류 회로(312)로부터 전송받은 전력의 전압을 제2 MCU(316)에서 요구되는 전압으로 변환하여 충전 회로(314)로 전송한다.
충전 회로(314)는 제2 레귤레이터(313)로부터 전송되는 전압을 이용하여 충전한다. 이때, 충전 회로(314)는 개시 신호 전송 구간(t2) 및 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 동안 제2 MCU(316)를 구동 상태로 유지하기 위해 제2 레귤레이터(313)로부터 전송되는 전압을 충전한다.
이를 위해, 충전 회로(314)는 다이오드(D) 및 커패시터(C)로 구성된다. 다이오드(D)는 초기화 구간(t1)에서 인가되는 전압을 커패시터(C)로 전송한다. 커패시터(C)는 다이오드(D)로부터 인가되는 전압으로 충전한다.
커패시터(C)는 개시 신호 전송 구간(t2) 및 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 동안 충전된 전압을 출력한다. 이때, 다이오드(D)는 커패시터(C)에서 출력되는 전압이 제2 MCU(316)로 인가되도록 하기 위해서 제2 레귤레이터(313)로의 전압이 인가되는 것을 차단한다.
센서(315)는 개시 신호 전송 구간(t2) 및 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 동안 정류 회로(312)로부터 인가되는 전압을 측정한다. 이때, 센서(315)는 전류를 측정할 수도 있다. 센서(315)는 측정한 전압 또는 전류를 제2 MCU(316)로 전송한다.
제2 MCU(316)는 센서(315)에서 측정된 전압을 근거로 제어 신호(CS)를 검출한다. 제2 MCU(316)는 제어 신호(CS)를 근거로 내부 리어 램프(24)에 포함된 복수의 램프들 중에서 점등 대상을 설정한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 장치(100)는 무선 전송되는 전력의 전압 레벨을 제1 전압 또는 제2 전압으로 가변하여 제어 신호(CS)를 전송한다.제어부(400)는 제어 신호(CS) 전송 구간(t3)에서 무선 전송되는 전력의 전압 레벨을 가변하여 제어 신호(CS)를 전송하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다. 즉, 제어부(400)는 제어 신호(CS) 전송 구간(t3)에서 무선 전력 전송부(200)에서 출력되는 전력의 전압 레벨을 가변하여 제어 신호(CS)를 전송한다.
제어부(400)는 제3 설정 시간(t3) 동안 제1 전압의 출력 전압 또는 제2 전압의 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어하여 제어 신호(CS)를 전송한다. 여기서, 제1 전압의 출력 전압은 출력 전압의 최대 전압 이하이면서 제2 전압의 출력 전압을 초과하는 전압이고, 제2 전압의 출력 전압은 제1 전압의 출력 전압 미만이고 0보다 큰 전압인 것을 의미한다.
제어부(400)는 제어 신호(CS)를 구성하는 비트 수(n)에 따라 제3 설정 시간(t3)을 복수의 구간(n)으로 구분한다. 제어부(400)는 각 구간에서 제1 전압의 출력 전압 또는 제2 전압의 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어하여 제어 신호(CS)를 전송한다.
이때, 제어부(400)는 "1"을 전송하고자 하는 경우 제1 전압의 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어하고, "0"을 전송하고자 하는 경우 제2 전압의 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다.
일례로, 제어 신호(CS)가 3개의 비트로 구성된 경우, 제어부(400)는 제3 설정 시간(t3)을 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간으로 구분한다. 이때, 제1 구간 내지 제3 구간은 동일한 시간 간격(t3/n)으로 구분된다.
"101"을 제어 신호(CS)로 전송하는 경우, 제어부(400)는 제1 구간에서 제1 전압의 출력 전압을 출력하고, 제2 구간에서 제2 전압의 출력 전압을 출력하고, 제3 구간에서 제1 전압의 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어한다.
무선 전력 수신부(300)는 개시 신호 전송 구간을 통해 개시 신호를 수신하면 이후 수신되는 출력 전압의 레벨에 따라 제어 신호(CS)를 인식한다. 무선 전력 수신부(300)는 인식한 제어 신호(CS)를 근거로 내부 리어 램프(24)에 포함된 램프들 중에서 점등 대상을 설정한다.
이를 위해, 도 8을 참조하면, 무선 전력 전송부(200)는 컨버터(221), 하프 브릿지 회로(223), 전송 코일(225), 제1 레귤레이터(227) 및 제1 MCU(229)를 포함하여 구성될 수 있다.
컨버터(221)는 배터리(30)로부터 입력되는 전력의 전압 레벨을 변환한다. 이때, 컨버터(221)는 제1 MCU(229)의 제어에 따라 제어 신호(CS) 전송 구간(t3)에서 전력의 전압 레벨을 변환하여 출력한다.
하프 브릿지 회로(223)는 컨버터(221)에서 출력되는 전력을 출력 전압으로 변환하여 출력한다. 이때, 하프 브릿지 회로(223)는 제1 MCU(229)의 제어에 따라 출력 전압을 출력한다.
전송 코일(225)은 하프 브릿지 회로(223)에서 출력된 출력 전압을 무선 전송한다. 전송 코일(225)을 출력 전압을 무선 전력 수신부(300)로 무선 전송한다. 전송 코일(225)을 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 이후에 구동 전력을 무선 전력 수신부(300)로 무선 전송한다.
제1 레귤레이터(227)는 배터리(30)로부터 전력을 입력받는다. 제1 레귤레이터(227)는 입력받은 전력의 전압을 제1 MCU(229)에서 요구되는 전압으로 변환하여 제1 MCU(229)로 출력한다.
제1 MCU(229)는 하프 브릿지 회로(223)를 제어하여 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)시킨다. 제1 MCU(229)는 초기화 구간(t1)에서 출력 전압을 온(on)시키도록 하프 브릿지 회로(223)를 제어한다. 제1 MCU(229)는 개시 신호 전송 구간(t2)에서 출력 전압을 오프(off)시키도록 하프 브릿지 회로(223)를 제어한다.
제1 MCU(229)는 제어 신호(CS) 전송 구간(t3)의 각 구간에서 출력 전압의 전압 레벨을 가변하도록 컨버터(221)를 제어한다. 제1 MCU(229)는 제어 신호(CS) 전송 구간(t3)의 각 구간에서 하이 레벨의 출력 전압 또는 로우 레벨의 출력 전압을 출력하도록 컨버터(221)를 제어한다.
무선 전력 수신부(300)는 수신 코일(321), 정류 회로(323), 제2 레귤레이터(325), 센서(327) 및 제2 MCU(329)를 포함하여 구성될 수 있다.
수신 코일(321)은 전송 코일(225)에서 무선 전송된 출력 전압을 수신한다. 수신 코일(321)을 수신한 출력 전압을 정류 회로(323)로 전송한다. 수신 코일(321)은 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 이후에 전송 코일(225)에서 무선 전송된 구동 전력을 수신하여 정류회로로 전송한다.
정류 회로(323)는 수신 코일(321)에서 수신한 출력 전압을 정류한다. 정류 회로(323)는 정류한 출력 전압을 제2 레귤레이터(325) 또는 센서(327)로 전송한다. 정류 회로(323)는 초기화 구간(t1)에서 수신한 출력 전압을 제2 레귤레이터(325)로 전송하고, 이후 수신한 출력 전압을 센서(327)로 전송한다. 정류 회로(323)는 구동 전력을 정류하여 제2 MCU(329)에서 점등 대상으로 설정된 램프로 전송한다.
제2 레귤레이터(325)는 정류 회로(323)로부터 전송받은 전력의 전압을 제2 MCU(329)에서 요구되는 전압으로 변환하여 제2 MCU(329)로 출력한다.
센서(327)는 개시 신호 전송 구간(t2) 및 제어 신호(CS) 전송 구간(t3) 동안 정류 회로(323)로부터 인가되는 전압을 측정한다. 이때, 센서(327)는 전류를 측정할 수도 있다. 센서(327)는 측정한 전압 또는 전류를 제2 MCU(329)로 전송한다.
제2 MCU(329)는 센서(327)에서 측정된 전압을 근거로 제어 신호(CS)를 검출한다. 제2 MCU(329)는 제어 신호(CS)를 근거로 내부 리어 램프(24)에 포함된 복수의 램프들 중에서 점등 대상을 설정한다.
한편, 무선 전력 전송부(200)가 초기화 구간(t1) 동안 출력 전압을 출력하는 경우, 무선 전력 수신부(300)는 내부에 과전류가 흘러 무선 전력 수신부(300) 또는 내부 리어 램프(24)에 고장이 발생할 수 있다.
이에, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 초기화 구간(t1) 동안 단계적으로 출력 전압을 출력하도록 무선 전력 전송부(200)를 제어하여 무선 전력 수신부(300)에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 등화 제어 방법은 출력 전압을 출력하는 단계(S100), 출력 전압을 오프(off)시켜 개시 신호를 전송하는 단계(S200), 출력 전압을 가변하여 제어 신호(CS)를 전송하는 단계(S300), 제어 신호(CS)를 근거로 점등 대상을 설정하는 단계(S400) 및 구동 전력을 전송하는 단계(S500)를 포함한다.
출력 전압을 출력하는 단계(S100)에서는 무선 전력 수신부(300)의 초기화를 위해 초기화 구간 동안 무선 전력 전송부(200)에서 출력 전압을 출력한다. 이때, 무선 전력 전송부(200)는 제1 설정 시간(t1) 동안 출력 전압을 온(on)시킨다. 무선 전력 전송부(200)는 무선 전력 수신부(300)의 충전이 완료될 때까지 출력 전압을 온(on)시킨다.
무선 전력 수신부(300)는 무선 전력 전송부(200)로부터 출력 전압을 수신하면 구동한다. 무선 전력 수신부(300)는 무선 전력 전송부(200)에서 제1 설정 시간(t1) 동안 출력되는 출력 전압을 이용하여 충전한다. 이때, 무선 전력 수신부(300)는 후술한 제어 신호(CS)의 전송 과정 동안 구동 상태를 유지하기 위해 출력 전압을 이용하여 충전한다.
한편, 후술할 S300 단계에서 전압 레벨을 가변하여 제어 신호(CS)를 전송하는 경우, 무선 전력 수신부(300)는 충전을 수행하지 않고 출력 전압을 구동 전력으로 사용할 수 있다.
개시 신호를 전송하는 단계(S200)에서는 제어 신호(CS)의 전송 개시를 무선 전력 수신부(300)에 알리기 위해서 무선 전력 전송부(200)에서 개시 신호를 전송한다. 즉, 무선 전력 전송부(200)는 제어 신호(CS)의 전송에 앞서 제어 신호(CS) 전송을 알리기 위해 제2 설정 시간(t2) 동안 출력 전압을 오프(off)시켜 개시 신호(0)를 전송한다.
제어 신호(CS)를 전송하는 단계(S300)에서는 무선 전력 전송부(200)에서 무선 전력 수신부(300)로 무선 전송되는 전력의 전압을 가변하여 리어 램프의 점등 대상 제어를 위한 제어 신호(CS)를 전송한다.
일례로, 무선 전력 전송부(200)는 제3 설정 시간(t3) 동안 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)하여 제어 신호(CS)를 전송한다. 무선 전력 전송부(200)는 제어 신호(CS)를 구성하는 비트 수(n)에 따라 제3 설정 시간(t3)을 복수의 구간(n)으로 구분한다. 무선 전력 전송부(200)는 각 구간에서 출력 전압을 온(on) 또는 오프(off)하여 제어 신호(CS)를 전송한다. 이때, 무선 전력 전송부(200)는 "1"을 전송하고자 할 때 출력 전압을 온(on)시키고, "0"을 전송하고자 할 때 출력 전압을 오프(off)시킨다.
다른 일례로, 무선 전력 전송부(200)는 제3 설정 시간(t3) 동안 제1 전압의 출력 전압 또는 제2 전압의 출력 전압을 출력하여 제어 신호(CS)를 전송한다. 무선 전력 전송부(200)는 제어 신호(CS)를 구성하는 비트 수(n)에 따라 제3 설정 시간(t3)을 복수의 구간(n)으로 구분한다. 무선 전력 전송부(200)는 각 구간에서 제1 전압의 출력 전압 또는 제2 전압의 출력 전압을 출력하여 제어 신호(CS)를 전송한다. 이때, 무선 전력 전송부(200)는 "1"을 전송하고자 하는 경우 제1 전압의 출력 전압을 출력하고, "0"을 전송하고자 하는 경우 제2 전압의 출력 전압을 출력한다.
점등 대상을 설정하는 단계(S400)에서는 S300 단계를 통해 전송된 제어 신호(CS)를 근거로 점등 대상을 설정한다. 무선 전력 수신부(300)는 S300 단계에서 전송된 출력 전압의 온(on) 또는 오프(off)에 따라 제어 신호(CS)를 인식한다. 이때, 무선 전력 수신부(300)는 S300 단계에서 전송된 출력 전압의 레벨에 따라 제어 신호(CS)를 인식할 수도 있다. 무선 전력 수신부(300)는 인식한 제어 신호(CS)를 근거로 내부 리어 램프(24)에 포함된 램프들 중에서 점등 대상을 설정한다.
구동 전력을 전송하는 단계(S500)에서는 S400 단계에서 점등 대상으로 설정된 램프로 구동 전력을 인가한다. 즉, 무선 전력 전송부(200)는 제어 신호(CS)의 전송이 완료된 후 내부 리어 램프(24)의 점등을 위한 구동 전력을 출력한다. 무선 전력 수신부(300)는 구동 전력을 수신하여 내부 리어 램프(24) 중에서 점등 대상으로 설정된 램프로 인가한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10: 차량 12: 트렁크 도어
20: 리어 램프 22: 외부 리어 램프
24: 내부 리어 램프 30: 배터리
100: 차량용 등화 제어 장치 200: 무선 전력 전송부
212, 223: 하프 브릿지 회로 214, 225: 전송 코일
216, 227: 제1 레귤레이터 218, 229: 제1 MCU
221: 컨버터 300: 무선 전력 수신부
311, 321: 수신 코일 312, 323: 정류 회로
313, 325: 제2 레귤레이터 314: 충전 회로
315, 327: 센서 316, 329: 제2 MCU
400: 제어부

Claims (16)

  1. 차량의 배터리로부터 인가되는 전력을 무선 전송하는 무선 전력 전송부;
    상기 무선 전력 전송부에서 전송된 전력을 수신하여 차량의 트렁크 도어에 배치된 내부 리어 램프로 인가하는 무선 전력 수신부; 및
    상기 무선 전력 전송부의 출력 전압을 오프시켜 상기 무선 전력 수신부로 개시 신호를 전송하고, 상기 전력의 출력 전압을 가변하여 상기 무선 전력 수신부로 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함하는 차량용 등화 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온오프하여 상기 제어 신호를 전송하는 차량용 등화 제어 장치.
  3. 제1항에 이어서,
    상기 점등 대상은 후미등(Tail Lamp), 브레이크등(Stop Lamp), 방향지시등(Turn Lamp) 및 백업등(Backup Lamp)중 어느 하나인 차량용 등화 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 상기 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온 또는 오프하여 제어 신호를 전송하는 차량용 등화 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 제1 전압 또는 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 출력하여 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송하는 차량용 등화 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전압은 출력 전압의 최대 전압 이하이고 상기 제2 전압의 출력 전압을 초과하는 전압이고, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압의 출력 전압 미만이고 0보다 큰 전압인 차량용 등화 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 개시 신호를 전송하기 전에 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 상기 무선 전력 수신부를 초기화하는 차량용 등화 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신부는 상기 제어부가 개시 신호를 전송하기 전에 상기 무선 전력 전송부로부터 수신한 전력으로 충전되고, 상기 무선 전력 전송부에서 제어 신호를 수신하는 동안 상기 충전된 전력으로 구동하는 차량용 등화 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송부는 상기 제어부가 개시 신호를 전송하기 전에 온오프가 반복되는 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 상기 무선 전력 수신부를 초기화하는 차량용 등화 제어 장치.
  10. 무선 전력 전송부에서 출력되는 전력의 출력 전압을 오프시켜 무선 전력 수신부로 개시 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 무선 전력 전송부에서 출력되는 전력의 출력 전압을 가변하여 상기 무선 전력 수신부로 점등 대상을 설정하는 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하는 차량용 등화 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 신호를 전송하는 단계에서는 상기 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온오프하여 제어 신호를 전송하는 차량용 등화 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어 신호를 전송하는 단계에서는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 상기 무선 전력 수신부로 무선 전송되는 전력의 출력 전압을 온 또는 오프하여 제어 신호를 전송하는 차량용 등화 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어 신호를 전송하는 단계에서는 제어 신호 전송 구간을 복수의 구간으로 구분하고, 복수의 구간 각각에서 제1 전압 또는 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 출력하여 상기 제어 신호를 전송하는 차량용 등화 제어 방법.
  14. 제14항에 있어서,
    상기 제1 전압은 출력 전압의 최대 전압 이하이고 상기 제2 전압을 초과하는 전압이고, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압 미만이고 0보다 큰 전압인 차량용 등화 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 개시 신호를 전송하는 단계 이전에 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 상기 무선 전력 수신부를 초기화하는 단계를 더 포함하는 차량용 등화 제어 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 개시 신호를 전송하는 단계 이전에 온오프가 반복되는 출력 전압을 갖는 전력을 무선 전송하여 상기 무선 전력 수신부를 초기화하는 단계를 더 포함하는 차량용 등화 제어 방법.
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