KR100916403B1 - 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법 - Google Patents

하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온시 하이브리드 전기자동차에서 직류변환장치의 최대파워보다 큰 메인 배터리의 가용파워를 보조 배터리에 공급하고, 스타터를 이용하여 엔진 시동을 건 다음, 직류변환장치를 온(on) 시키는 직류변환장치의 냉간 시동 제어방법에 관한 것이다.
본 발명으로 인해 하이브리드 전기자동차의 냉간 시동(스타터 시동)시 메인 배터리의 가용파워를 보조 배터리에 공급하여 전장전원공급을 증가시킬 수 있음에 따라 냉간 시동 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 보조 배터리의 용량을 줄일 수 있어서 재료비가 절감되며, 중량이 감소되는 효과도 있다.
하이브리드 전기자동차, 엔진, 직류변환장치, 스타터, 시동

Description

하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법{Cold start up control method of low voltage DC-DC converter inhybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온시 하이브리드 전기자동차에서 직류변환장치의 최대파워보다 큰 메인 배터리의 가용파워를 보조 배터리에 공급하고, 스타터를 이용하여 엔진 시동을 건 다음, 직류변환장치를 온(on) 시키는 직류변환장치의 냉간 시동 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 가솔린 차량과 달리 하이브리드 전기자동차는 직류변환장치(Low Voltage DC-DC Converter, LDC)를 이용하여 전장전원을 공급 및 차단한다.
상기 직류변환장치는 전원 공급원으로 메인 배터리 혹은 모터의 발전에너지를 사용한다.
하이브리드 제어유닛은 직류변환장치의 온(on)/오프(off)를 제어하여 차량의 전장전원을 공급/차단하는 역할을 하며, 차량의 전장전원을 공급하는 시점은 엔진 시동 이후이다.
엔진에 시동이 걸리기 전인 이그니션(Ignition) 상태에서 직류변환장치를 통해 전장에 전원을 공급하면 직류변환장치의 전원 공급원인 메인 배터리가 방전되기 때문에 엔진 시동 이후에 직류변환장치를 온(on) 시키고 전장전원을 공급한다.
첨부한 도 1은 하이브리드 전기자동차의 전장전원공급을 도시한 다이어그램이고, 도 2는 하이브리드 전기자동차의 시동제어를 도시한 로직 다이어그램이다.
엔진 시동시 하이브리드 제어유닛은 첨부한 도 2와 같이 메인 배터리의 가용파워(WLmt)를 참조하여 모터 또는 스타터(Starter)를 이용하여 시동을 걸게 된다.
모터 시동으로 판정되면 시동토크 명령(Tqref)을 인버터(Inverter)에 전달하여 모터 시동을 하게 하고, 스타터 시동으로 판정되면 스타터 온(on) 명령을 스타터에 전달하여 스타터를 이용한 시동을 하게 된다.
상기 메인 배터리는 온도에 따라 가용파워가 줄어들기 때문에, 하이브리드 제어유닛은 냉간 시동시 스타터를 이용하여 시동을 걸게 된다.
이때 스타터의 전원 공급원은 보조 배터리가 되며, 상기 보조 배터리의 상태에 따라 시동 성공 여부가 결정된다. 상기 보조배터리의 상태가 우수한 경우에는 시동이 걸리지만 보조 배터리의 상태가 나쁜 경우 시동이 실패할 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 저온시 하이브리드 전기자동차에서 직류변환장치의 최대파워보다 큰 메인 배터리의 가용파워를 보조 배터리에 공급한 후, 스타터를 온(on) 시켜 시동을 거는 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 직류변환장치의 어씨스트 판별부에서 시동판정로직으로부터의 스타터 신호(ST)를 감지함과 함께 메인 배터리의 가용파워(WLmt)를 직류변환장치의 최대파워(Pmax_LDC)와 비교하여, 직류변환장치의 어씨스트 가능 여부를 판단하는 단계와; 상기 메인 배터리의 가용파워가 직류변환장치의 최대파워보다 더 크다고 판단되면, 상기 직류변환장치의 어씨스트(LDC Assist) 판별부에서 직류변환장치 어씨스트 이너블(LDC Assist Enable)(Ass_En) 신호를 출력하는 단계와; 직류변환장치의 온/오프 제어부에서 상기 직류변환장치의 어씨스트 판별부에서 출력된 직류변환장치 어씨스트 이너블(Ass_En) 신호와 상기 스타터 신호(ST)를 앤드 조건으로 하여 직류변환장치를 온(on)시키는 단계; 를 통하여, 냉간 시동시 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치를 온(on)시켜 메인 배터리의 가용파워를 스타터의 전원 공급원인 보조 배터리에 공급할 수 있도록 한 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법은, 냉간 시동(스타터 시동)시 메인 배터리의 가용파워를 보조 배터리에 공급하여 전장전원공급을 증가시킬 수 있음에 따라 냉간 시동 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 보조 배터리의 용량을 줄일 수 있어서 재료비가 절감되며, 중량이 감소되는 효과도 있다.
본 발명의 설명에 사용되는 도면에 있어서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법을 도시한 로직 다이어그램이다.
본 발명에 따라 바람직하게 실시되는 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법은, 저온시 하이브리드 전기자동차에서 직류변환장치를 온(on) 시키기 위하여, 메인 배터리의 가용파워를 스타터의 전원 공급원인 보조 배터리에 공급하여 보조하고, 이로 인해 시동 성능이 향상된 스타터를 이용하여 엔진에 시동을 걸어, 직류변환장치를 온 시키고 전장전원을 공급한다.
본 발명에서 하이브리드 제어유닛은 도 3에 도시된 로직 다이어그램과 같이, 하이브리드 차량의 냉각 시동시 메인 배터리의 가용파워(WLmt)가 직류변환장치의 최대파워(직류변환장치가 출력할 수 있는 최대파워)(Pmax_LDC)보다 크면 직류변환장치가 온(on) 되도록 제어한다.
본 발명을 더욱 상세하게 설명하면, 하이브리드 전기자동차의 냉간 시동을 위하여, 메인 배터리의 가용파워(WLmt)(모터를 시동하기 부족할 뿐 제로값(0)은 되지 않음)를 보조 배터리에 공급하여 보조한 다음, 스타터를 온(on) 시켜 시동을 건 다.
그리고, 상기 메인 배터리는 직류변환장치의 전원 공급원으로 직류변환장치가 출력하게 되는 최대파워를 공급할 수 있어야 하므로, 상기 메인 배터리의 가용파워(WLmt)를 직류변환장치의 최대파워(Pmax_LDC)와 비교하여, 상기 메인 배터리의 가용파워가 더 크다고 판단되면, 직류변환장치를 온(on) 시켜 전장전원을 안정적으로 공급한다.
즉, 본 발명은 저온시 메인 배터리의 가용파워를 보조 배터리에 공급하여 스타터 시동을 성공적으로 걸고, 상기 메인 배터리의 가용파워가 직류변환장치의 최대파워보다 크다는 조건을 만족하여, 상기 직류변환장치가 동작하는데 필요로 하는 전원을 충분히 공급할 수 있는 경우만 직류변환장치를 온(on) 시키도록 제어한다.
이하, 본 발명에 따른 제어과정을 첨부한 도 3의 로직 다이어그램을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 로직 다이어그램은 메인 배터리의 가용파워(WLmt)의 어씨스트(Assist) 가능여부를 판별하는 직류변환장치의 어씨스트(LDC Assist) 판별부와, 직류변환장치의 온(on)/오프(off) 동작을 결정하는 직류변환장치의 온/오프(LDC On/Off) 제어부를 포함한다.
직류변환장치의 어씨스트 판별부는 시동판정로직에서 저온시 스타터 신호(ST)와 메인 배터리의 가용파워(WLmt)에 따른 스타터 온(on)을 감지하고, 상기 메인 배터리의 가용파워(WLmt)를 직류변환장치의 최대파워(Pmax_LDC)와 비교하여 어씨스트 가능여부를 판단한다.
그리고, 상기 메인 배터리의 가용파워가 직류변환장치의 최대파워보다 더 크다고 판단되면, 직류변환장치의 어씨스트(LDC Assist) 판별부는 직류변환장치 어씨스트 이너블(LDC Assist Enable)(Ass_En) 신호를 출력한다.
직류변환장치의 온/오프 제어부는 이그니션 신호(IG)와 엔진기동판정 신호(Eng_Run)가 입력되거나, 또는 직류변환장치의 어씨스트 판별부에서 출력된 직류변환장치 어씨스트 이너블(Ass_En) 신호와 스타터 신호(ST)가 입력되면 직류변환장치를 온(on) 시킨다.
직류변환장치의 어씨스트가 가능한 상태에서 직류변환장치를 온(on) 시키면, 직류변환장치가 이그니션 상태에서 동작하게 되고 메인 배터리가 고갈될 가능성이 있다.
따라서, 엔진 냉간 시동시, 즉 스타터시에만 직류변환장치를 온(on) 시키기 위해서는, 직류변환장치의 온/오프 제어부에서 판단 조건에 상기와 같이 직류변환장치 어씨스트 이너블(Ass_En) 신호와 함께 스타터 신호(ST)를 앤드(&) 조건으로 반드시 포함시켜야 한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시 예들을 모두 포함한다.
도 1은 하이브리드 전기자동차의 전장전원공급을 도시한 다이어그램,
도 2는 하이브리드 전기자동차의 시동제어를 도시한 로직 다이어그램,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법을 도시한 로직 다이어그램.

Claims (1)

  1. 직류변환장치의 어씨스트 판별부에서 시동판정로직으로부터의 스타터 신호(ST)를 감지함과 함께 메인 배터리의 가용파워(WLmt)를 직류변환장치의 최대파워(Pmax_LDC)와 비교하여, 직류변환장치의 어씨스트 가능 여부를 판단하는 단계와;
    상기 메인 배터리의 가용파워가 직류변환장치의 최대파워보다 더 크다고 판단되면, 상기 직류변환장치의 어씨스트(LDC Assist) 판별부에서 직류변환장치 어씨스트 이너블(LDC Assist Enable)(Ass_En) 신호를 출력하는 단계와;
    직류변환장치의 온/오프 제어부에서 상기 직류변환장치의 어씨스트 판별부에서 출력된 직류변환장치 어씨스트 이너블(Ass_En) 신호와 상기 스타터 신호(ST)를 앤드 조건으로 하여 직류변환장치를 온(on)시키는 단계;
    를 통하여,
    냉간 시동시 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치를 온(on)시켜 메인 배터리의 가용파워를 스타터의 전원 공급원인 보조 배터리에 공급할 수 있도록 한 하이브리드 전기자동차의 직류변환장치 냉간 시동 제어방법.
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