KR101576748B1 - 배터리 방전 방지시스템 및 방법 - Google Patents

배터리 방전 방지시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 하나의 실시형태에 따른 배터리 방전 방지 시스템은 차량의 엔진 배기량에 따라 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치를 저장하는 데이터베이스, 상기 배터리의 현재 전압과 차량에 사람이 타고 있는지 감지하는 감지부 및 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 차량에 사람이 타고 있는 것을 감지한 경우, 상기 스타트 모터를 동작시켜 시동을 걸고 알터네이터를 작동시켜 배터리를 충전하는 제어부를 포함한다.

Description

배터리 방전 방지시스템 및 방법 {METHOD AND SYSTEM FOR PREVENTING BATTERY FROM DISCHARGING}
본 발명은 배터리 방전 방지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시동을 끈 상태에서 다양한 전기장치, 예를 들어, DMB, 온열시트, 냉시트 등을 사용시 배터리가 방전되는 것을 방지하기 위한 배터리 방전 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동차의 배터리는 기본적으로 자동차의 시동을 걸어주는 역할을 하고, 정차 중 차량 전기장치에 소모되는 전류를 공급하는 역할을 한다. 자동차 배터리는 충전과 방전을 계속 반복한다. 자동차 내에는 알터네이터라는 교류 발전기가 존재하는데, 이 알터네이터는 엔진에서 바로 체인으로 연결되어 시동을 걸면 바로 배터리가 충전되도록 한다.
이와 같이, 배터리는 엔진 구동시 알터네이터의 작동으로 인해 발생하는 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 충전을 하게 되고, 그 충전된 전압으로 다시 자동차를 움직이거나 기타 램프 등의 점등 전원으로 공급한다.
한편, 전조등이나 실내등, 비상등 등을 켜고 내리거나 정차후 블랙박스, 온열시트, 냉시트, DMB, 오디오 등을 오랜 시간동안 무리하게 사용하여 배터리가 방전되는 경우가 많다. 배터리는 화학물질 저장물체이므로 충전과 방전을 반복 사용하므로 배터리는 충전이 되어 있지 않으면 배터리 내부의 황산연화 현상이 급격히 빨라져서 배터리의 수명에 큰 영향을 준다. 시동을 끄고 전기장치를 사용하게 되면 배터리의 전압이 낮아지고 방전이 급격히 발생하여 배터리의 내부에 전기량이 감소하게 된다. 이는 배터리의 수명을 단축시키는 큰 원인이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 배터리 방전 방지시스템은, 시동을 끈 상태에서 탑승자가 전기장치를 사용하고 있다면, 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압을 읽고, 최소 전압보다 배터리 전압이 낮아지는 경우, 시동을 걸어주어 알터네이터를 구동시켜 배터리를 충전함으로써, 배터리의 방전으로 인해 시동 불능 상태가 되는 것을 미리 방지하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 배터리 방전 방지 시스템은 차량의 엔진 배기량에 따라 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치를 저장하는 데이터베이스, 상기 배터리의 현재 전압과 차량에 사람이 타고 있는지 감지하는 감지부 및 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 차량에 사람이 타고 있는 것을 감지한 경우, 상기 스타트 모터를 동작시켜 시동을 걸고 알터네이터를 작동시켜 배터리를 충전하는 제어부를 포함한다.
실시 예로서, 상기 감지부는 상기 차량에 사람이 타고 있는지를 좌석 센서를 통하여 감지한다.
실시 예로서, 상기 제어부는 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 차량에 사람이 타고 있지 않은 경우, 동작되고 있는 전기 장치들을 오프시킨다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 엔진 배기량에 따라 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치가 저장되어 있는 데이터베이스를 포함하는 시스템의 배터리 방전 방지방법으로서, (a) 감지부가 상기 배터리의 현재 전압을 감지하는 단계, (b) 제어부가 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하인지 검출하는 단계, (c) 상기 감지부가 차량에 사람이 타고 있는지 감지하는 단계, (d) 상기 감지부가 상기 차량에 사람이 타고 있는 것을 감지한 경우, 상기 제어부가 상기 스타트 모터를 동작하여 시동을 걸고 알터네이터를 작동하여 배터리를 충전하는 단계를 포함한다.
실시 예로서, 상기 (b) 단계에서 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 (c) 단계에서 상기 차량에 사람이 타고 있지 않은 것을 감지한 경우, 상기 (d) 단계는 제어부가 동작되고 있는 전기 장치들을 오프시키는 단계를 더 포함한다.
전술한 본 발명에 따른 배터리 방전 방지 시스템에 의하면, 시동을 끈 상태에서 전기장치를 사용하다 배터리가 방전되는 것을 막을 수 있다.
또한, 본 발명은 탑승자가 없는데 라이트 등의 전기장치들이 동작한다면, 그 전기장치들을 오프(off)해 주므로써, 야간에 무의식적으로 켜 놓은 전기장치들에 의해 배터리가 방전되는 것을 막을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 방전 방지 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 방전 방지방법을 나타낸 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 방전 방지 시스템(1)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 방전 방지 시스템(1)은 차량의 엔진(3) 배기량에 따라 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리(7)의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치를 저장하는 데이터베이스(10), 배터리(7)의 현재 전압과 차량에 사람이 타고 있는지 감지하는 감지부(11), 배터리(7)의 현재 전압이 데이터베이스(10)에 근거하여 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 차량에 사람이 타고 있는 것을 감지한 경우, 스타트 모터(5)를 동작시켜 시동을 걸고 알터네이터(12)를 작동시켜 배터리를 충전하는 제어부(13)를 포함한다.
데이터베이스(10)는 실험적으로 다양한 엔진의 배기량에 따른 스타트 모터(5)를 돌릴 수 있는 최소전압수치, 외부온도, 배터리의 사용연도에 따른 수치를 항목으로 하는 테이블로 제작될 수 있다. 여기서, 데이터베이스(10)는 외부온도, 배터리의 사용연도를 입력받아 최소전압수치를 출력할 수 있다. 또한, 데이터베이스(10)는 3차원 행렬의 형태로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 외부온도가 10도, 배터리 사용연도가 2년인 경우, 배기량2000cc의 엔진에 대한 스타트 모터(5)를 돌릴 수 있는 최소전압이 5V 라는 것을 실험적 수치로 결정한 경우, 데이터베이스(10)는 각 항목마다 결정된 수치를 테이블로 저장한다. 그리고, 현재 환경에 대한 데이터가 외부온도 10도, 배터리 사용연도 2년이고, 2000cc 배기량을 가진 엔진이라는 입력을 받으면 최소전압 5V를 출력할 수 있다. 여기서, 각 항목은 외부온도, 배터리 사용연도, 최소전압수치 외에도 추가적으로 지정될 수 있다.
감지부(11)는 배터리(7)의 현재 전압을 감지할 수 있다. 이를 위해, 감지부(11)는 종래의 전압검출회로를 구비한 반도체 칩일 수 있다. 또한, 감지부(11)는 차량에 사람이 타고 있는지를 검출하기 위해, 차량 좌석에 부착된 좌석 센서(14)를 이용할 수 있다. 좌석 센서(14)는 압력 센서 또는 온도감지센서일 수 있다.
알터네이터(12)는 교류발전기로서, 스타트 모터(5)가 제어부(13)으로부터 시동신호를 받아 엔진(3)을 구동시키는 경우, 엔진(3)의 회전에 의해 작동되며, 교류 전압을 발생시킨다. 배터리(7)는 엔진(3) 구동시 알터네이터(12)의 작동으로 인해 발생하는 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 충전을 하고, 그 충전된 전압으로 다시 스타트 모터(5)를 움직이거나 기타 램프 등의 전기장치들(15)로 공급한다.
제어부(13)는 현재 환경, 즉, 외부 온도, 배터리 사용연도, 엔진의 배기량에 따른 스타트 모터(5)를 돌릴 수 있는 최소전압수치 등이 저장된 데이터베이스(10)에 근거하여 배터리(7)의 현재 전압이 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 감지부(11)에서 차량에 사람이 타고 있다는 신호를 입력받은 경우, 스타트 모터(5)를 동작시켜 시동을 걸고 알터네이터(12)를 작동시켜 배터리를 충전한다. 또한, 제어부(13)는 배터리(7)의 현재 전압이 데이터베이스(10)에 근거하여 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 감지부(11)에서 차량에 사람이 타고 있지 않다는 신호를 입력받은 경우, 동작되고 있는 전기 장치들(15)을 오프시킨다. 제어부(13)는 ECU (Electric Control Unit)일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 방전 방지방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 데이터베이스(10)는 차량의 엔진 배기량에 따라 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치를 저장하고 있다.
먼저, 제어부(13)는 시동을 끈 상태에서 차량 내 전기장치(15)가 작동 중인지 검출한다(S11). 만약, 시동을 끈 상태에서 차량 내 전기장치(15)가 작동 중인 것을 검출한다면, 감지부(11)가 배터리(7)의 현재 전압을 감지한다(S12).
그리고, 제어부(13)는 현재 환경에서, 즉, 온도, 배터리의 사용연도, 엔진의 배기량에 따른 스타트 모터(5)를 돌릴 수 있는 최소전압 등이 저장된 데이터베이스(10)에 근거하여 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 최소 전압을 검출한다(S13). 스타트 모터(5)를 동작시킬 수 있는 전압은 외부 온도에 따라 달라질 수 있고, 엔진의 배기량이 클수록 높아질 수 있다. 특히 겨울철에는 온도가 급격히 떨어지면서 배터리의 경우 화학적 특성상 영하의 날씨에는 20% 정도 성능 저하를 보인다. 다음, 제어부(13)는 감지부(11)가 감지한 배터리(7)의 현재 전압이 데이터베이스(10)에서 검출한 최소 전압보다 같거나 낮은지 판단한다(S14).
만약, 제어부(13)가 배터리(7)의 현재 전압이 데이터베이스(10)에서 검출한 최소 전압보다 같거나 낮다고 판단한 경우, 감지부(11)가 사람의 탑승여부를 감지한다(S15). 사람의 탑승여부는 좌석에 부착된 좌석 센서, 예를 들면, 압력 센서나 온도 감지 센서를 통하여 감지할 수 있다. 제어부(13)가 감지부(11)로부터 차량에 사람이 타고 있다고 판단한 경우, 스타트 모터(5)를 구동하여 엔진(3)에 시동을 걸고 알터네이터(12)를 작동하여 배터리를 충전하고, 운전자에게 차량에 배터리 부족 상태를 알리기 위한 표시등을 켤 수 있다(S17). 이 때, 제어부(13)는 운전자에게 차량에 배터리 부족 상태를 알리기 위해 경고음을 발생시킬 수도 있다.
이 때, 제어부(13)가 감지부(11)로부터 차량에 사람이 타고 있지 않다고 판단한 경우, 동작되고 있는 전기 장치들(15)을 오프(off)시킨다. 전기 장치들(15)은 블랙박스, 주차번호판, 감시 장비, DMB, 램프 등이 될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1 : 배터리 방전 방지시스템
3 : 엔진 5 : 스타트 모터
7 : 배터리 10 : 데이터베이스
11 : 감지부 12 : 알터네이터
13 : 제어부 14 : 좌석센서
15 : 전기장치들

Claims (5)

  1. 차량의 엔진 배기량에 따라 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치를 저장하는 데이터베이스;
    상기 배터리의 현재 전압과 차량에 사람이 타고 있는지 감지하는 감지부; 및
    상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 차량에 사람이 타고 있는 것을 감지한 경우, 상기 스타트 모터를 동작시켜 시동을 걸고 알터네이터를 작동시켜 배터리를 충전하는 제어부를 포함하는 배터리 방전 방지시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 차량에 사람이 타고 있는지를 좌석 센서를 통하여 감지하는 배터리 방전 방지시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 차량에 사람이 타고 있지 않은 경우, 동작되고 있는 전기 장치들을 오프시키는 배터리 방전 방지시스템.
  4. 차량의 엔진 배기량에 따라 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압에 대한 배터리의 전압이나 외부 온도, 기후 상태에 근거하여 형성된 실험적 수치가 저장되어 있는 데이터베이스를 포함하는 시스템의 배터리 방전 방지방법으로서,
    (a) 감지부가 상기 배터리의 현재 전압을 감지하는 단계;
    (b) 제어부가 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하인지 검출하는 단계;
    (c) 상기 검출결과, 최소전압 이하이면 상기 감지부가 차량에 사람이 타고 있는지를 감지하는 단계;
    (d) 상기 차량에 사람이 타고 있는 경우, 상기 제어부가 상기 스타트 모터를 동작하여 시동을 걸고 알터네이터를 작동하여 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 배터리 방전 방지방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 배터리의 현재 전압이 상기 데이터베이스에 근거하여 상기 스타트 모터를 동작시킬 수 있는 최소 전압 이하이고, 상기 (c) 단계에서 상기 차량에 사람이 타고 있지 않은 것을 감지한 경우, 상기 (d) 단계는 제어부가 동작되고 있는 전기 장치들을 오프시키는 배터리 방전 방지방법
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