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KR100569968B1 - System for Directly Providing a Load an Electrical Power - Google Patents

System for Directly Providing a Load an Electrical Power Download PDF

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KR100569968B1
KR100569968B1 KR1020030057544A KR20030057544A KR100569968B1 KR 100569968 B1 KR100569968 B1 KR 100569968B1 KR 1020030057544 A KR1020030057544 A KR 1020030057544A KR 20030057544 A KR20030057544 A KR 20030057544A KR 100569968 B1 KR100569968 B1 KR 100569968B1
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김증일
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Abstract

본 발명은 차량의 전원 직접공급장치에 관한 것으로, 부하에 직접 연결되어 부하 구동용 전원을 공급하는 배터리; 상기 배터리의 전압보다 낮은 저전압을 사용하며, 기동제어신호를 출력하는 이그니션스위치; 상기 배터리와 이그니션스위치 사이에 설치되어서 상기 이그니션스위치의 기동제어신호에 따라 상기 배터리의 전원을 선택적으로 부하로 연결하는 릴레이; 및 상기 배터리와 상기 부하 사이에 설치된 휴즈부;를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a direct power supply device for a vehicle, the battery being directly connected to a load to supply power for driving a load; An ignition switch using a low voltage lower than the voltage of the battery and outputting a start control signal; A relay installed between the battery and the ignition switch to selectively connect the power of the battery to the load according to a start control signal of the ignition switch; And a fuse installed between the battery and the load.

Description

차량의 전원 직접 공급장치{System for Directly Providing a Load an Electrical Power}System for Directly Providing a Load an Electrical Power}

도1은 이그니션 스위치를 통하여 전원공급을 제어하는 종래의 차량의 전원계통도를 도시하고, 그리고1 shows a power system diagram of a conventional vehicle for controlling a power supply through an ignition switch, and

도2는 본 발명에 따른 차량의 전원 직접공급장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a direct power supply device for a vehicle according to the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

110: 배터리 120: 이그니션스위치110: battery 120: ignition switch

130: 휴즈박스 140: 부하130: fuse box 140: load

210: 릴레이박스210: relay box

본 발명은 차량의 전원공급장치에 관한 것으로, 상세하게는 엔진룸 내에 있는 각종 부하나 센서에서 필요로 하는 전원을 배터리로부터 직접 공급하는 차량의 직접 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply for a vehicle, and more particularly, to a direct power supply for a vehicle that directly supplies power required by various loads or sensors in an engine compartment from a battery.

도1은 이그니션 스위치를 통하여 전원공급을 제어하는 종래의 차량의 전원계통도를 도시하고 있다.Fig. 1 shows a power system diagram of a conventional vehicle for controlling power supply through an ignition switch.

도1에 도시된 바와같이, 일반적으로 차량의 전원계통에서 배터리(110)로부터 공급되는 전원은 이그니션스위치를 거쳐 각종 부하단에 공급되는 경우와 직접 부하단에 공급되는 등의 전원 공급루트가 정해져 있다. 이그니션스위치(120)를 경유하여 전원이 공급되는 부하에는, 각종 센서, 오디오, 각종 조명장치 등이 있다. 이러한 부하 등은 운전자가 키를 가지고 이그니션스위치(120)를 조작하면, 전원은 배터리(110)에서 이그니션스위치(120)를 거쳐 각종 부하에 공급된다.As shown in FIG. 1, in general, in the vehicle power system, a power supply route such as a case in which power supplied from the battery 110 is supplied to various load stages through an ignition switch and directly to the load stage is determined. . The load supplied with power via the ignition switch 120 includes various sensors, audio, various lighting devices, and the like. When the driver operates the ignition switch 120 with a key, power is supplied from the battery 110 to the various loads via the ignition switch 120.

이그니션스위치(120)는 배터리(110)의 플러스 단자에 연결되어 있으며, 이그니션스위치(120)는 액세서리 단자(ACC), 제1 이그니션단자(IG 1), 제2 이그니션단자(IG 2), 스타트 단자(ST) 등으로 스위칭되면서 해당 부하(140) 등에 배터리(110)의 전원을 연결한다. 여기서, 이그니션스위치(120)와 각종 부하(140) 사이에는 안전장치로서 휴즈박스(130)가 위치한다.The ignition switch 120 is connected to the positive terminal of the battery 110, the ignition switch 120 is the accessory terminal (ACC), the first ignition terminal (IG 1), the second ignition terminal (IG 2), the start terminal The power of the battery 110 is connected to the corresponding load 140 while being switched to the ST. Here, the fuse box 130 is positioned between the ignition switch 120 and the various loads 140 as a safety device.

그런데, 전원계통을 보면, 조명 등을 포함하는 일부 부하나 각종 센서에 공급되는 전원은 배터리(110), 이그니션스위치(120), 휴즈박스(130)를 거쳐 공급되고 있다. 이러한 전원 공급라인에서 각 구성요소의 위치를 보면, 배터리(110)는 엔진룸 내에 위치하고, 이그니션스위치(120)는 실내에 위치하며, 휴즈박스(130)는 다시 엔진룸 내에 위치하며, 그리고 센서 및 부하(140)의 일부는 다시 실내에 위치하고 있다. 이와같이, 이그니션스위치(120)를 거쳐 전원을 공급받는 부하 등의 전기배선을 보면, 엔진룸 내에 있는 배터리(110)에서 실내의 이그니션스위치(120) 까지 3.0sq 이상의 굵은 배선을 사용되고 있고, 다시 실내의 이그니션스위치(120)에서 엔진룸 내의 휴즈박스(130)까지도 3.0sq 이상의 굵은 배선이 사용되고 있다. 이는 배터리에서 공급되는 고전압을 흐르기 때문인데, 이러한 배선굵기의 증가는 대시(dash)를 관통하는 홀의 크기도 증가시켜 엔진룸과 실내의 격리에 불리하다. 또한, 엔진룸에서 실내, 실내에서 엔진룸, 그리고 엔진룸에서 실내로 전원이 흐르고 있다. 이는 회로길이의 연장에 따른 전압 강하의 요인이 될 뿐 아니라, 배선 하니스의 경로에도 부담이 된다. 결국, 엔진룸 내의 부하나 센서류에 전원을 공급하는 과정에서 공급전원이 실내를 거치는 것은 비효율적이라 하겠다.However, in the power system, power supplied to some loads including various lights and various sensors is supplied through the battery 110, the ignition switch 120, and the fuse box 130. Looking at the position of each component in this power supply line, the battery 110 is located in the engine room, the ignition switch 120 is located in the room, the fuse box 130 is again located in the engine room, and the sensor and Part of the load 140 is again located indoors. As such, when looking at the electrical wiring such as a load supplied with power through the ignition switch 120, a thick wiring of 3.0 sq or more is used from the battery 110 in the engine room to the ignition switch 120 in the room. A thick wiring of 3.0 sq or more is also used from the ignition switch 120 to the fuse box 130 in the engine room. This is due to the high voltage supplied from the battery. This increase in wire thickness also increases the size of the hole through the dash, which is detrimental to the isolation of the engine room and the room. In addition, power is flowing from the engine room to the room, from the engine room to the engine room. This not only causes the voltage drop due to the extension of the circuit length, but also burdens the path of the wiring harness. As a result, it is inefficient to supply the power supply through the room in the process of supplying power to the load or sensors in the engine room.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 이그니션스위치에 사용되는 배선의 굵기를 작게 하여 대시홀의 크기를 줄여 엔진룸과 실내의 격리성을 제고하고, 전압강하로 인한 배터리 전원의 낭비를 최소화하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve this problem, the purpose is to reduce the size of the wiring used in the ignition switch to reduce the size of the dash hole to improve the isolation between the engine room and the room, and to minimize the waste of battery power due to voltage drop It is done.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각종 부하나 센서류에 공급되는 고전압 전원은 휴즈박스를 경유하여 각종 부하 등에 직접 공급하고, 이그니션스위치에서 출력되는 각종 기동신호의 저전압 신호는 배터리와 휴즈박스 사이에 위치하는 릴레이박스로 입력되어, 배터리에서 휴즈박스로 직접공급되는 고전압전원의 연결을 제어하는 차량의 전원 직접공급장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention supplies high voltage power supplied to various loads or sensors directly to various loads via a fuse box, and low voltage signals of various start signals output from the ignition switch are located between the battery and the fuse box. It is input to the relay box, to provide a direct power supply of the vehicle for controlling the connection of high voltage power supplied directly from the battery to the fuse box.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 차량의 전원 직접공급장치의 구성도이다. 도2에 도시된 바와같이, 전원 직접공급장치는 배터리(110), 이그니션스위치(120), 휴즈박스(130), 센서 및 부하(140), 그리고 릴레이박스(210) 등으로 구성된다.2 is a block diagram of a direct power supply device for a vehicle according to the present invention. As shown in FIG. 2, the direct power supply device includes a battery 110, an ignition switch 120, a fuse box 130, a sensor and a load 140, and a relay box 210.

배터리(110)는 일반적으로 가솔린차, 디젤차를 불문하고 차량에 탑재되어 엔진의 시동, 점화, 조명 및 기타 전장품의 전원으로 사용되고 있다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 자동차용 배터리는 작용물질이 납이기 때문에 납축전지라고 하며, 이런 전지는 각각 다른 금속으로 만들어진 양극, 음극을 전극으로 하여 이들과 전해액으로 구성되며 양 전극을 도체로 연결하면 각 전극의 작용물질과 전해액이 가지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 만들어 낼 수 있다. 또한, 반대로 전기적 에너지를 부여하면 화학적 에너지를 가진 원래의 작용물질로 되돌아갈 수 있다. 이와같이 작용이 가역적인 것을 축전지(2차전지)라고 하며, 차량에는 축전지를 일반적으로 사용한다. 배터리는 기동시 전기부담, 발전기 고장시 대체전원, 발전기 출력과 밸런스 조정 등으로 이용된다. 축전지의 구조는 일반적으로 두께가 1.5 내지 2mm 정도의 극판, 양극판과 음극판 사이에 설치되어 단락방지의 기능을 하는 두께 2mm 정도의 격리판, 극판균, 전해액 등으로 구성된다.The battery 110 is generally mounted on a vehicle regardless of gasoline or diesel, and is used as a power source for starting, ignition, lighting, and other electrical equipment of an engine. The most commonly used automotive batteries are called lead acid batteries because their working materials are lead. These batteries consist of a positive electrode and a negative electrode made of different metals as electrodes, and these are composed of electrolytes and electrolytes. The chemical energy of the working materials and electrolytes of can be made into electrical energy. Conversely, imparting electrical energy can return to the original agent with chemical energy. The reversible action is called a storage battery (secondary battery), and a battery is generally used in a vehicle. The battery is used for electric load at start-up, alternative power in case of generator breakdown, generator output and balance adjustment. The structure of a storage battery is generally composed of an electrode plate having a thickness of about 1.5 to 2 mm, a separator having a thickness of about 2 mm, a plate bacterium, an electrolyte solution, and the like installed between a positive electrode plate and a negative electrode plate to prevent short circuits.

이그니션스위치(120)는 통상적인 차량에 있어서 운전자가 시동을 걸어 엔진이 구동되기까지의 과정을 표시하는 것으로서, 이그니션스위치를 형성하는 키어셈블리의 구조를 보면 원형 관 모양의 하우징과, 하우징 내에 삽입 장착된 키 실린더, 키 실린더의 후면에 연결된 원형 로드 형태의 로터 등으로 구성된다. 키 실린더의 전면에 형성한 키홀에 키를 삽입한 후 회전시키면 로터가 회전하는 데, 이 회전에 의해서 접점이 ACC, IG 1, IG 2, 그리고 스타트 위치로 이동하면서 각 위치에 해당하는 전기적 신호가 릴레이박스로 공급된다.The ignition switch 120 displays the process from the driver's starting to driving the engine in a typical vehicle. The ignition switch 120 has a circular tubular housing and an insert into the housing. Key cylinder, a rotor in the form of a circular rod connected to the rear of the key cylinder. The rotor rotates when the key is inserted into the key hole formed on the front of the key cylinder and rotates. The rotation moves the contacts to the ACC, IG 1, IG 2, and start positions. Supplied to the relay box.

이그니션스위치에서 사용되는 전원은 저전압이 이용되고, 그 결과 이그니 션스위치(120)에서 릴레이박스(210)까지의 배선은 약전에서 사용되는 굵기의 전선이 사용될 수 있다. 또한, 실내의 이그니션스위치(120)와 엔진룸 내에 설치되는 릴레이박스(210)를 배선하기 위하여 대시(dash)에 구비되는 홀의 크기도 작게 형성시킬 수 있다.  As the power used in the ignition switch, a low voltage is used, and as a result, the wire from the ignition switch 120 to the relay box 210 may use a thick wire used in the pharmacopeia. In addition, in order to wire the ignition switch 120 and the relay box 210 installed in the engine room, the size of the hole provided in the dash may be made small.

휴즈박스(130)는 과전류 보호 부품의 일종으로, 규정 이상의 전류가 흐르는 경우에 발열하여 녹아 끊어져 안전을 유지하게 하는 금속, 즉 단락 전류 및 과부하 전류를 자동적으로 차단하는 가용체로써, 보통 융점이 220 ~ 320(℃)인 납, 주석 및 안티모니의 합금 외에 소전류용에서는 알루미늄이나 텅스턴선과 같은 것을 단독으로 사용하기도 한다. 휴즈는 가느다란 선의 실휴즈, 판 모양의 판휴즈, 양단에 나사로 죄게 되어 있는 갈고리를 단 갈고리휴즈, 베이클 라이트나 파이버 원통에 넣은 통형휴즈, 소형기기용으로 유리관 안에 넣은 관들이휴즈 등이 있다. 대부분의 국가들은 운전 전압의 크기가 65(V) 이상인 경우에 안전상의 이유에서 복선식(Double Wiring System)으로 배선하도록 규정하고 있는데, 차량의 정격 전압은 6, 12, 또는 24(V)이므로, 단선식(Single Wiring System)으로 배선할 수도 있다. 차량의 전기 회로에서는 보통 전원의 마이너스(-)선을 차체 또는 프레임에 접지하고 전원의 플러스(+)선을 부하(전기 부품 또는 장치)에 연결시키는 마이너스 접지 방식을 사용하는 데, 단선식을 이용할 경우에는 배터리(110)의 플러스 단자에서 릴레이박스(210), 퓨즈박스(130) 및 부하(140)까지 전선으로 연결하고 해당 부하(140)는 바로 차체 또는 프레임에 접지하는 데, 해당 전선이 절약되고 배선 작업 또는 점검이 용이하다.The fuse box 130 is a kind of overcurrent protection component, and is a metal that automatically blocks the short circuit current and the overload current. In addition to alloys of lead, tin, and antimony, which are ~ 320 ° C, for small currents, aluminum or tungsten wire may be used alone. Fuses include thin line fuses, plate-shaped plate fuses, hook-hung hooks screwed at both ends, tubular fuses in bakelite or fiber cylinders, and tube fuses in glass tubes for small appliances. . Most countries stipulate wiring with a double wiring system for safety reasons when the operating voltage is greater than 65 (V), since the rated voltage of the vehicle is 6, 12, or 24 (V). It can also be wired with a single wiring system. In a vehicle's electrical circuits, a single wire is usually used to connect the negative wire of the power supply to the body or frame and the positive wire of the power supply to the load (electrical component or device). In this case, a wire is connected from the plus terminal of the battery 110 to the relay box 210, the fuse box 130, and the load 140, and the load 140 is directly grounded to the vehicle body or the frame. And wiring work or inspection is easy.

릴레이박스(210)는 계전기로도 불리며, 코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용하는 것으로, 배터리(110)의 플러스 단자에서 출력된 전원을 휴즈박스(130) 및 부하(140)에 전달하는 중간에서 전원의 연결을 단속하는 기능을 한다. 릴레이박스(210)는 배터리(110)의 고전압 배선과 전기적으로 독립되어 있으며, 저전압으로 구동된다. 이그니션스위치(120)의 스위칭 속도에 비추어 볼 때, 릴레이박스(210)는 기계적으로 접점을 닫거나 여는 기계식 릴레이로도 충분하다.The relay box 210 is also referred to as a relay, and uses a property of becoming a magnet when a current flows through a coil. The relay box 210 transfers power output from the positive terminal of the battery 110 to the fuse box 130 and the load 140. This function is to control the power supply connection. The relay box 210 is electrically independent of the high voltage wiring of the battery 110 and is driven at a low voltage. In view of the switching speed of the ignition switch 120, the relay box 210 may be a mechanical relay that mechanically closes or opens a contact.

이러한 구조를 갖는 전원 직접공급장치의 일 작용례를 보면 다음과 같다. 예를들어, 저전압 전선을 따라 흐르는 스타트(ST) 신호가 이그니션스위치(120)에서 릴레이박스(210)로 인가되면, 릴레이박스(210)의 스위칭 동작에 의하여 배터리(110)의 전압이 휴즈박스(130)을 경유하여 스타트 모터(140)로 직접 공급된다. 스타트 모터의 모터축에는 피니언 기어가 결합되어 있는데, 피니언 기어는 스타트 모터에 전압이 공급되면 솔레노이드에 의해 플라이휘일의 링기어와 맞물린다. 이어, 스타트 모터가 구동됨에 따라 피니언 기어는 링기어를 회전시키게 되고, 그에 따라 크랭크축이 회전하여 엔진이 구동하기 시작한다.An example of the operation of a direct power supply having such a structure is as follows. For example, when a start signal (ST) flowing along a low voltage wire is applied from the ignition switch 120 to the relay box 210, the voltage of the battery 110 is changed by a switching operation of the relay box 210. It is directly supplied to the start motor 140 via 130. The pinion gear is coupled to the motor shaft of the start motor, which is engaged by the solenoid with the ring gear of the flywheel when the start motor is energized. Then, as the start motor is driven, the pinion gear rotates the ring gear, so that the crankshaft rotates and the engine starts to drive.

여기서, 배터리(110)에서 휴즈박스(130) 등으로 직접 공급되는 전원은 고전압이다. 즉, 이그니션스위치(120)에서 출력되는 저전압 신호는 배터리(110)에서 출력되는 고전압 신호와 전기적으로 분리되어 있다.  Here, the power supplied directly from the battery 110 to the fuse box 130 is a high voltage. That is, the low voltage signal output from the ignition switch 120 is electrically separated from the high voltage signal output from the battery 110.

이러한 구조 및 작용을 갖는 전원 직접공급장치에 의하면, 이그니션스위치에 사용되는 배선의 굵기를 작게 하여 대시홀의 크기를 줄여 엔진룸과 실내의 격리성 을 제고할 수 있다. 그리고, 배터리에서 이그니션스위치로, 그리고 이그니션스위치에서 휴즈박스 등으로 배선되는 고전압 전선이 필요없어 전선 사용의 비용을 줄이며 아울러 길이로 인하여 발생하는 전압강하가 줄어들어 배터리 전원의 낭비를 최소화할 수 있다. According to the direct power supply having such a structure and action, by reducing the thickness of the wiring used in the ignition switch to reduce the size of the dash hole can improve the isolation between the engine room and the room. In addition, since high voltage wires are not needed from the battery to the ignition switch and from the ignition switch to the fuse box, the cost of using the wire is reduced and the voltage drop caused by the length is reduced, thereby minimizing the waste of battery power.

Claims (3)

부하에 직접 연결되어 부하 구동용 전원을 공급하는 배터리; A battery connected directly to the load to supply power for driving the load; 상기 배터리의 전압보다 낮은 저전압을 사용하며, 기동제어신호를 출력하는 이그니션스위치; An ignition switch using a low voltage lower than the voltage of the battery and outputting a start control signal; 상기 배터리와 이그니션스위치 사이에 설치되어서 상기 이그니션스위치의 기동제어신호에 따라 상기 배터리의 전원을 선택적으로 부하로 연결하는 릴레이; 및A relay installed between the battery and the ignition switch to selectively connect the power of the battery to the load according to a start control signal of the ignition switch; And 상기 배터리와 상기 부하 사이에 설치된 휴즈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전원 직접공급장치.And a fuse unit installed between the battery and the load. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 휴즈부는 상기 릴레이와 상기 부하 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 전원 직접공급장치.The apparatus of claim 1, wherein the fuse unit is installed between the relay and the load.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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