KR100980943B1 - 차량용 발전 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 발전 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, (a) 시동이 꺼진 상태에서 배터리 센서를 이용하여 배터리의 온도를 측정하는 단계; (b) 엔진 크랭킹이 시작되었는지 여부를 판단하는 단계; (c) 엔진 크랭킹이 시작된 경우 (a) 단계에서 측정된 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하는 단계; 및 (d) 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 차량이 현재 위치한 지역의 온도에 따라 SOC 값을 변경하는 차량용 발전 제어장치 및 그 방법을 제공함으로써, 차량의 위치나 차량이 위치한 지역의 환경 변화에 상관없이 최적의 연비성능 및 시동성능을 확보하는 효과가 있다.

배터리, 온도, 연비성능, 시동성능, SOC

Description

차량용 발전 제어장치 및 그 방법{Generation Control Apparatus in Electric Vehicle and Method Thereof}

본 발명은 발전 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지역별 온도에 의한 배터리 성능 차이를 고려하여 배터리 상태를 차량의 환경에 따라 변경하는 차량용 발전 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재의 발전 제어장치에서는 다양한 입력을 통해 배터리의 상태를 파악하고 그 배터리의 상태를 SOC(State of Charged)로 표현한다. SOC가 일정 이하가 될 경우 시동성에 문제가 되어 고객에게 심각한 문제를 줄 수 있다.

따라서, 발전 제어장치에서 SOC를 정확히 산출하는 것이 무엇보다 중요한 변수가 되고 다양한 로직들이 나와 있다. 일예로, 산출된 SOC를 통해 차량의 상태에 따라 충방전 상태를 결정하고 이를 통해 알터네이터의 출력 전류를 조절하고 있다.

하지만, 종래의 기술은 배터리의 SOC에 대해 그 차량 특성 및 배터리 특성에 맞게 상수로 고정하여 개발하고 배터리의 특성상 저온에서 출력 전류의 양이 급격히 줄어들어, 극한지방의 경우 시동 불량이 크며 이에 따라 일부 차종에 대해서는 수출 지역에 따라 배터리 용량을 차별화해야 하는 불편함이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 최적의 시동성능 및 연비를 갖출 수 있는 차량용 발전 제어장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시동이 꺼진 상태에서 온도를 감지하는 배터리 센서; 상기 배터리 센서에서 감지된 온도에 따라 외기 온도값을 설정하고, 설정된 외기 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하며, 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 출력 가변 제어 신호에 따라 전장 부하에 구동 전류를 공급하는 알터네이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전 제어장치를 제공한다.

본 발명은, (a) 시동이 꺼진 상태에서 배터리 센서를 이용하여 배터리의 온도를 측정하는 단계; (b) 엔진 크랭킹이 시작되었는지 여부를 판단하는 단계; (c) 엔진 크랭킹이 시작된 경우 (a) 단계에서 측정된 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하는 단계; 및 (d) 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전 제어방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량이 현재 위치한 지역의 온도에 따라 SOC 값을 변경하는 차량용 발전 제어장치 및 그 방법을 제공함으로써, 차량의 위치나 차량이 위치한 지역의 환경 변화에 상관없이 최적의 연비성능 및 시동성능을 확보하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 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.

실시예

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 발전 제어장치의 구조를 나타낸 블럭 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 발전 제어장치(100)는 시동이 꺼진 상태에서 배터리(150)의 전압, 전류, 온도, SOC(State of Charged) 및 SOH(State of Health) 등을 감지하는 배터리 센서(110), 배터리 센서(110)에서 감지된 온도에 따라 외기 온도값을 설정하고, 설정된 외기 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하며, 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하는 제어부(120) 및 출력 가변 제어 신호에 따라 전장 부하(140)에 구동 전류를 공급하는 알터네이터(130) 등을 포함한다. 여기서, 제어부(120)는 수학식 1에 근거하여 외기 온도값을 산출한다.

T_CON=(T_OLD*n+T_NOW)/(n+1)

수학식 1에서, T_NOW는 배터리 센서(110)에서 감지된 온도 즉, 엔진 크랭킹 직전시의 배터리 온도값을 나타내고, T_OLD는 이전 싸이클의 T_CON값을 나타내며 T_OLD의 초기값은 T_NOW와 동일하다. 현재의 외기 온도값인 T_CON을 산출하기 위하여는 필연적으로 T_OLD값을 알아야 하며, T_OLD값은 현재의 T_CON 값을 구하는 단계의 바로 직전의 T_CON값이므로, 이전 싸이클이라 함은 바로 센서로 온도를 측정하여 T_CON값을 산출하는 주기에 해당한다. 일반적으로 T_CON값을 산출하는 주기는 100msec 정도의 값을 가지게 된다. 또한, 최초 차량이 출고된 땔의 T_OLD값은 이전 단계에서의 산출이 불가능한 바, 초기값의 지정이 필요하며, 공장에서 출시된 때 T_NOW값으로 설정된다. 또한, n값은 차량에 따라 선정된 상수값으로서, 튜닝에 의하여 다양하게 변경될 수 있는데, n값이 작으면 환경 변화 즉, 온도 변화에 따른 T_CON의 변동이 민감해지고, n값이 크면 온도 변화에 따른 T_CON의 변동이 둔해지게 된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 발전 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 시동이 꺼진 상태에서 제어부(120)에서 배터리 센서(110)를 이용하여 배터리(150)의 온도를 측정한다(S210). 이때, 배터리 센서(110)는 배터리(150)의 온도뿐만 아니라 배터리(150)의 전압, 전류, SOC(State of Charged) 및 SOH(State of Health) 등도 함께 측정하게 된다.

제어부(120)에서 엔진 크랭킹(Cranking)이 시작되었는지 여부를 판단하고(S220), 엔진 크랭킹이 시작된 경우 단계 S210에서 측정된 온도값에 따라 외기 온도값을 설정한다(S230).

이어서, 제어부(120)는 단계 S230에서 설정된 외기 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하고(S240), 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하게 된다(S250).

이후, 알터네이터(130)는 제어부(120)로부터 수신한 출력 가변 제어 신호에 따라 전장 부하(140)에 구동 전류를 공급하게 된다.

제어부(120)는 단계 S220에서 엔진 크랭킹이 시작되지 않은 경우 단계 S210으로 돌아가 주기적으로 배터리(150)의 온도를 측정하게 된다.

도 3은 외기 온도값에 따른 SOC값의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 3을 참조하면, SOC값은 HIGH, NORMAL, LOW로 이루어지는데, 본 발명에서는 배터리 센서(110)를 이용하여 측정된 온도값에 따라 외기 온도값(T_CON)을 산출하고, 산출된 외기 온도값(T_CON)에 따라 SOC값을 변경하여 새로운 SOC 목표값을 설정하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 발전 제어장치의 구조를 나타낸 블럭 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 발전 제어방법을 나타낸 흐름도,

도 3은 외기 온도값에 따른 SOC값의 변화를 나타낸 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: 배터리 센서 120: 제어부

130: 알터네이터 140: 전장 부하

150: 배터리

Claims (6)

1. 시동이 꺼진 상태에서 온도를 감지하는 배터리 센서;

   상기 배터리 센서에서 감지된 온도에 따라 외기 온도값을 설정하고, 설정된 외기 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하며, 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하는 제어부; 및

   상기 출력 가변 제어 신호에 따라 전장 부하에 구동 전류를 공급하는 알터네이터; 를 포함하는 차량용 발전 제어장치로,

   상기 제어부는 수학식 1에 근거하여 상기 외기 온도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전 제어장치.

   [수학식 1]

   외기 온도값 = (이전 싸이클의 외기 온도값 * n + 엔진 크랭킹 직전시 배터리 온도값) / (n+1) , n은 차량에 따라 선정된 상수값임.
2. 삭제
3. (a) 시동이 꺼진 상태에서 배터리 센서를 이용하여 배터리의 온도를 측정하는 단계;

   (b) 엔진 크랭킹이 시작되었는지 여부를 판단하는 단계;

   (c) 엔진 크랭킹이 시작된 경우 (a) 단계에서 측정된 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하는 단계; 및

   (d) 변경된 SOC 목표값에 따라 출력 가변 제어 신호를 출력하는 단계;

   를 포함하는 차량용 발전 제어방법으로,

   상기 단계 (c)는,

   (c1) 측정된 온도값에 따라 외기 온도값을 설정하는 단계 및

   (c2) 설정된 외기 온도값에 따라 SOC 목표값을 변경하는 단계로 이루어지며, 상기 단계 (c1)은 수학식 1에 근거하여 상기 외기 온도값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전 제어방법.
4. 삭제
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6. 삭제

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