KR20040015569A - 자동차용 배터리의 충전 및 방전 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부기온 및 차량속도에 따라 배터리의 방전 기준량을 가변제어하여 배터리의 과방전을 방지하기 위한 자동차용 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전압강하에 의해 현재 차량의 배터리의 충방전 상태를 파악할 수 있는 방전전류감지수단과, 상기 방전전류감지수단, 외부기온센서 및 차량속도센서로부터 측정된 값을 처리하는 마이컴과, 지연회로와, 비교수단과, 비교수단으로부터의 신호를 일정시간 차량부하제어수단에 출력하기 위한 시간제어수단을 포함한다. 본 발명에 의해 여름철 차량부하의 사용량 증가에 따른 배터리의 과방전을 방지하여 시동불능상태와 같은 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차용 배터리의 충전 및 방전 제어 장치{Control machine of charging and discharging the automobile battery}
본 발명은 외부기온 및 차량속도에 따라 배터리의 방전 기준량을 가변제어하여 배터리의 과방전을 방지하기 위한 자동차용 배터리의 충전 및 방전을 제어하는장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전압강하에 의해 현재 차량의 배터리의 충방전 상태를 파악할 수 있는 방전전류감지수단과, 상기 방전전류감지수단, 외부기온센서 및 차량속도센서로부터 측정된 데이터를 처리하는 마이컴과, 지연회로와, 비교수단과, 비교수단로부터의 신호를 일정시간 차량부하제어수단에 출력하기 위한 시간제어수단을 포함한다. 본 발명에 의해 여름철 차량부하의 사용량 증가에 따른 배터리의 과방전을 방지하여 시동불능상태와 같은 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
일반적으로 자동차에는 기관의 기동장치나 점화장치를 비롯하여 램프류, 에어컨장치등 많은 전기장치가 있으며, 이러한 전기장치에 전력을 공급하는 전원으로 배터리와 발전기가 있다. 발전기는 통상 벨트에 의하여 기관에 연결되어 구동되며, 그 발전량은 기관의 회전수에 따라 다르고 발전량이 부하량보다 적은 경우에는 배터리가 전원이 되어 일시 방전한다. 발전량이 부하량보다 많은 경우에는 발전기만으로 모든 전기장치에 전력을 공급하고 배터리도 발전기에 의해 충전된다.
배터리는 가솔린 자동차, 디젤 자동차 등 모든 자동차에 일반적으로 설치되어 엔진을 기동할 때의 점화, 조명등의 전원으로 사용된다. 배터리는 각각 다른 금속으로 만든 양극과 음극의 전극과 전해액으로 구성되어 있으며, 양극을 도체로 각 전극의 작용물질과 전해액이 가지는 화학적 에너지를 전기적에너지로 변환시킬 수 있다. 배터리는 자동차의 각종 전기장치와 연결되어 각 장치의 사용에 따라 방전되어 소모된다. 과부하상태가 지속되어 자동차의 배터리가 완전히 방전된다면 차량의 재시동이 불가능하다는 문제점이 있다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 배터리의 과방전 방지 기술이 개발되어 왔다.
종래기술로 배터리에 걸리는 부하량을 측정하여 운전자에게 알리고 과부하시 이를 경고하여 과방전을 미연에 방지하기 위한 장치에 관한 것이개시되어 있으나 방전전류 측정등에 대한 구체적 방법은 제시되어 있지 않다.
또한, 배터리의 방전전류를 션트를 이용하여 감지 및 경고하고 전압조정기가 전류제한기로 신호를 보내 배터리의 과방전을 방지하는 장치에 관한 기술이 개시되어 있으나, 전류제한기에 대한 구체적인 설명이 없고 전류제한기의 용량 및 방열에 문제가 있을 것으로 보여진다.
또한, 전류검출장치에 의해 배터리의 방전전류를 검출하여 과방전시 차량의 부하에 공급되는 배터리의 스위치를 차단하여 배터리의 과방전을 미연에 방지하는 차량의 배터리 방전제어장치에 관한 기술이 개시되어 있으나, 개시 문서에는 배터리의 방전전류를 검출하는 전류검출부에 대한 구체적인 방법이 기술되어 있지 않다.
또한, 배터리의 전압을 측정하여 운전자의 부주의로 차량의 전기장치의 스위치를 오프시키지 않으므로서 발생되는 배터리의 방전을 차단하는 제어기술에 관한 것이 개시되어 있으나, 상기 기술은 배터리 전압측정값이 기준전압이하로 측정될 경우 소프트웨어를 제어하는 것으로 암전류 차단에 의하여 배터리의 방전을 방지하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 외부기온 및 차량속도를 입력받아 외부기온 및 차량속도에따라 차량부하 및 배터리의 전원을 차단하지 않고 부하의 동작범위를 변경함으로서 배터리 방전기준량을 변화시켜 일정시간만 제어한 후 원래상태로 복귀시키고 다시 방전이 지속되면 다시 제어하도록 하여 배터리의 과방전을 막는 장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 장치의 전체 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따라 실행되는 동작을 설명하는 순서도이다.
1 : 발전기(Alternator)2 : 배터리(battery)
3 : 외기온센서4 : 속도센서(speed sensor)
5 : 션트(shunt)6 : 마이컴
7 : 지연회로8 : 비교수단
9 : 시간제어수단10 : 온도자동제어수단
11 : 엔진제어수단12 : 방전제어수단
13 : 각종부하
상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명의 자동차용 배터리 충전 방전 제어 장치는 방전전류감지수단과, 마이컴과, 지연회로와, 비교수단 및 시간제어수단을 포함한다.
외기온 센서는 외부기온을 측정하여 마이컴에 출력하고, 속도센서는 차량의 속도를 측정하여 마이컴에 출력한다. 상기 방전전류감지수단은 배터리로부터 차량 부하에 흐르는 전류를 감지하여 이때 발생되는 전압강하 데이터를 마이컴에 출력한다. 상기 마이컴은 방전전류감지수단에서 측정된 데이터를 기초로 Vs 값을 설정하고 외기온 및/또는 차량속도 센서에서 측정된 데이터를 기초로 Vref 값을 설정한다. 상기 지연회로는 일정시간이상의 방전모드일 경우에만 출력신호를 내보낸다. 상기 비교수단은 상기 설정된 Vs값과 Vref값을 비교하여 Vs값이 Vref값보다 큰 경우에 시간제어수단에 신호를 출력한다. 상기 시간제어수단은 일정시간 차량부하제어수단에 신호를 출력하고 일정시간후에는 신호출력을 중지한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일실시예를 설명한다. 하기의 일실시예는 예시적인 것이고 본 발명을 한정하는 것으로 해석되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 장치의전체 블록 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 배터리(2)와 차량의 각종부하(13) 사이에 방전전류감지수단을 설치하고 상기 방전전류감지수단은 션트(5)에 의하여 구현되고, 션트(5)는 배터리(2)의 방전전류를 측정하여 그에 따른 배터리의 전압강하신호를 마이컴(6)에 출력한다. 외기온센서(3)는 차량외부의 기온을 측정하여 방전제어수단의 마이컴(6)으로 출력하고, 속도센서(4)는 차량의 속도를 측정하여 방전제어수단의 마이컴(6)으로 출력한다. 마이컴은 션트(5)로부터 입력된 전압강하신호를 처리하여 Vs값을 설정하고, 외기온센서(3) 및 속도센서(4)로부터 입력된 신호를 처리하여 Vref값을 설정한다. 지연회로(7)는 방전모드가 일정시간이상일 경우에만 Vs 및 Vref 값을 비교수단(8)으로 출력시킴으로서 일정시간 이상 방전상태일 경우에만 방전제어수단이 작동하도록 한다. 비교수단(8)은 마이컴(6)에서 설정된 Vs 값과 Vref 값을 비교하여 Vs 값이 Vref 값보다 큰 경우에만 시간제어수단(9)에 출력신호를 내보낸다. 시간제어수단(9)는 비교수단(8)으로부터 입력된 신호를 일정시간동안 차량부하제어수단에 출력한다. 상기 차량부하제어수단은 온도자동제어수단(10) 및 엔진제어수단(11)이 될 수 있다.
시간제어수단(9)으로부터 온도자동제어수단(10)으로 신호가 입력되면 설정된 온도범위에서 풍량제어를 1단 하향제어(예들들어 현재 5단인 경우 4단으로 변경제어)함으로서 전력사용량을 감소시켜 배터리의 과방전을 방지한다. 시간제어수단(9)으로부터 엔진제어수단(11)으로 신호가 입력되면 Cooling Fan의 온도제어 범위를 상향 변경(LOW : 95℃ →100℃ , HIGH : 105℃ →110℃)하여 전력사용량을 감소시켜 배터리의 과방전을 방지한다. 시간제어수단(9)으로부터의 신호가 일정시간후 중단되면 온도자동제어수단 및 엔진제어수단은 원래 설정범위로 되돌아감으로서 원래설정된 수온범위에서 Cooling Fan을 작동시키고, 운전자가 설정한 범위에서 온도를 조절한다.
상기 자동차용 배터리의 충전 및 방전 제어장치의 동작을 첨부한 실행 순서도인 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
최초에 외기온값이 입력(21)되고 외기온 값이 25℃ 이하(22)이면 Vref 값은 "0 mV"으로 설정(24)된다. Vs 값을 측정(23)하고 Vref값과 비교(24)하여 Vs값이 Vref값보다 크면 온도 자동제어수단 및 엔진제어수단을 제어하고(31) 이하라면 현상태를 유지(30)한다.
외기온 값이 25℃ 보다 크면, 차량속도값을 고려하는데(25) 차량속도값이 20Km이하라면 Vref값은 "10 mV"로 설정(27)된다. Vs 값을 측정(26)하고 Vref값과 비교하여(27) Vs값이 Vref 값보다 크면 온도 자동제어수단 및 엔진제어수단를 제어(31)하고 이하라면 현상태를 유지(30)한다.
외기온 값이 25℃보다 크고 차량속도 값도 20 Km보다 크면 Vref값은 "5 mV"로 설정(29)되고 Vs 값을 측정(28)하여 Vs값이 Vref값보다 크면 온도 자동제어수단 및 엔진제어수단을 제어(31)하고 Vs값이 Vref값 이하면 현상태를 유지(30)한다.
본 발명에 따른 자동차용 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 장치에 의하여 외기온 및 차량속도에 따라 차량부하제어수단에 신호를 출력하여 방전기준량을 변화시켜 능동적으로 배터리의 방전을 제어할 수 있어 배터리의 과방전을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 배터리로부터 차량 부하에 흐르는 전류를 감지하는 방전전류감지수단과, 방전전류감지수단에서 측정된 데이터를 기초로 Vs 값을 설정하고 외기온 및/또는 차량속도 센서에서 측정된 데이터를 기초로 Vref 값을 설정하는 마이컴과, 일정시간 방전모드일 경우에만 출력신호를 내보내는 지연회로와, 상기 Vs값과 Vref값을 비교하는 비교수단 및 일정시간 차량부하제어수단에 신호를 내보내는 시간제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리의 충전 및 방전 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Vref 값과 상기 Vs 값을 비교하여 Vs 값이 Vref 값보다 큰 경우 자동온도제어수단 및 엔진제어수단을 통해 차량의 부하량을 감소시키는 방향으로 제어하고, Vs 값이 Vref 값 이하인 경우 현상태를 유지시키는 방향으로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리의 충전 및 방전 제어장치.
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