KR100999222B1 - 차량의 알터네이터의 발전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 아이들 상태에서 배터리 전류를 이용하여 전기부하의 작동을 판단하고, 전기부하가 작동하면 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하여 일정시간을 유지하고 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 서서히 회복시킴으로써 알터네이터의 부하가 급격히 상승하는 것을 방지하여 아이들 상태에서 엔진 RPM이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한 차량의 알터네이터의 발전 제어방법에 관한 것이다.

알터네이터, 전기부하, 엔진 RPM, 아이들, 배터리, 전류, 목표 전압

Description

차량의 알터네이터의 발전 제어방법{Controlling Method For Generating Of Alternater In Vehicle}

본 발명은 차량의 알터네이터의 발전 제어방법에 관한 것으로, 특히 차량의 아이들 상태에서 배터리 전류를 이용하여 전기부하의 작동을 판단하고, 전기부하가 작동하면 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하여 일정시간을 유지하고 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 서서히 회복시킴으로써 알터네이터의 부하가 급격히 상승하는 것을 방지하여 아이들 상태에서 엔진 RPM이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한 차량의 알터네이터의 발전 제어방법에 관한 것이다.

자동차에는 각종 전기기기가 탑재되며, 이 전기기기의 전원공급장치로 배터리 및 알터네이터가 장착된다. 알터네이터는 자동차의 동력원인 엔진에 의해 구동되는데, 알터네이터는 엔진의 출력 축(크랭크 샤프트)에 벨트를 통해 연결되며, 엔진으로부터의 출력 전압을 임의의 전압으로 제어할 수 있도록 구성되고, 알터네이터에서 발생된 전압은 배터리에 충전된다.

국제 유가의 상승에 따라 자동차 연비가 가장 중요한 화두가 되어 다각적인 방법으로 연비를 개선하려는 노력이 있는데, 이러한 노력 중에 하나로 알터네이터의 발전 제어가 있다. 알터네이터의 발전 제어는 배터리 온도, 전압, 전류, 및 배터리 충전 상태(State Of Charge 이하, SOC)를 이용하여 알터네이터의 목표 전압을 설정하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 목표 전압에 따라 감속 및 정속 시에 발전량을 증대시키고, 가속 및 등판 시에는 발전량을 감소시키도록 알터네이터를 제어하는 것이다. 그리고, 알터네이터의 발전 제어는 헤드 램프 온 또는 블로워 전압이 최대일 때는 발전 제어를 중지하고 기존의 방식으로 알터네이터를 발전한다.

한편, 기존의 알터네이터 제어방식은 아이들 상태에서 큰 전기부하(예를 들어, Defroster)가 작동되면, 큰 전기부하의 작동에 의해 알터네이터 부하가 증가함으로써 엔진 RPM을 급격히 떨어뜨리게 된다. 그런데, 현재의 알터네이터의 발전 제어는 배터리 전류를 이용하여 전기부하의 작동을 판단할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 현재의 알터네이터의 발전 제어는 전기부하를 판단하지 않고 있어, 아이들 상태에서 큰 전기부하가 작동되면 기존의 알터네이터 제어방식에서와 동일하게 알터네이터 부하가 갑자기 증가됨으로써 엔진 RPM이 급격히 떨어지는 문제를 여전히 가진다.

따라서, 본 발명의 목적은 아이들 상태에서 배터리 전류를 이용하여 전기부하의 작동을 판단하고, 전기부하가 작동하면 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정 하여 일정시간을 유지하고 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 서서히 회복시킴으로써 알터네이터의 부하가 급격히 상승하는 것을 방지하여 아이들 상태에서 엔진 RPM이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한 차량의 알터네이터의 발전 제어방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터의 발전 제어방법은 엑셀 폐달 개도와 차속으로 차량이 아이들 상태인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 만족하면, 배터리 전류값이 제1 임계값 이하로 떨어지는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 만족하면, 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하는 제3 단계를 포함한다.

상기 차량의 알터네이터의 발전 제어방법은 상기 제3 단계에서 하향 조정한 알터 네이터의 목표 전압을 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 회복시키는 제4 단계를 더 포함한다.

상기 차량의 알터네이터의 발전 제어방법은 차량이 아이들 상태일 때, 상기 알터네이터의 부하가 일정% 이하인가를 판단하는 단계를 더 포함한다.

상기 제2 단계는, 상기 제1 단계를 만족하면, 상기 배터리 전류 변화율이 제2 임계값 이하로 떨어지는가를 판단하는 단계를 더 포함한다.

상기 제3 단계는, 상기 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정한 후 일정시간 유지하는 단계를 더 포함한다.

상기 제3 단계는, 상기 알터네이터의 목표 전압의 하향 조정 시에 배터리 충전 상태, 헤드 램프 온 및 블로워 전압을 고려한다.

상기 제4 단계는, 상기 알터네이터의 목표 전압이 하향 조정된 알터네이터의 전압이 하향 조정을 유지한 시간과 동일한 시간에 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 회복되도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터의 발전 제어방법은 차량의 아이들 상태에서 배터리 전류 및 전류 변화율를 이용하여 전기부하의 작동을 판단하여, 전기부하가 작동하면 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하여 일정시간을 유지하고 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 서서히 회복시켜 알터네이터의 부하가 급격히 상승하는 것을 방지함으로써 아이들 상태에서 엔진 RPM이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터 발전 제어방법을 나타내는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터 발전 제어방 법은 엑셀 폐달 개도와 차속으로 차량이 아이들 상태인가를 판단한다(S12). 아이들 상태일 때 엑셀 폐달 개도는 0%이고, 차속은 0㎞/h이다.

S12의 판단 결과, 차량이 아이들 상태이면, 알터네이터의 듀티 즉, 부하가 일정% 예를 들어, 95% 이하인가를 판단한다(S14). 여기서, 95%는 예를 든 것일 뿐, 그 값은 차종에 따라 다르게 적용할 수 있다. 알터네이터의 부하가 95% 이상이라는 것은 알터네이터가 최대로 사용되고 있다는 것을 의미한다. 즉, 추가적인 알터네이터의 부하 상승이 없다는 것이다. 그리므로, 아이들 상태에서 알터네이터의 부하 상승에 따른 부작용을 막고자 하는 본 발명을 적용할 필요가 없다.

따라서, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 S14 단계의 판단 결과, 알터네이터의 부하가 95% 이면, 배터리 전류가 일정 임계값 이하가 되고 전류 변화율이 일정 임계값 이하가 되는가를 판단한다(S16). 도 3은 아이들 상태에서 전기부하 작동 시 변화되는 신호를 나타내는 그래프인데, 도 3을 참조하면, 전기부하가 작동 시작되면, 알터네이터의 부하가 커져 엔진 RPM이 떨어질 때, 배터리 전류가 임계값으로 떨어지고 이와 함께 전류 변화율 또한 임계값으로 급격하게 떨어진다는 것을 알 수 있다. 여기서, 배터리 전류의 임계값 및 전류 변화율의 임계값은 차종에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 S16 단계의 판단 결과, 배터리 전류가 일정 임계값 이하가 되고 전류 변화율이 일정 임계값 이하가 되면 전기부하가 작동된다고 판단하고, 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하여 일정시간(예를 들어, 5 ~ 20s) 동안 유지한다(S18). 이때, 알터네이터의 목표 전 압은 배터리 SOC, 헤드 램프 온 및 블로워 전압 등을 고려하여 도 4의 예와 같이 조정한다.

그런 다음, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 하향 조정한 알터 네이터의 목표 전압을 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 회복시킨다(S20). 이때, 하향 조정된 알터네이터의 목표 전압이 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 급격하게 회복되는 것을 방지하기 위하여, 하향 조정된 알터네이터의 전압이 하향 조정을 유지한 시간과 동일한 시간에 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 회복되도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예가 적용된 아이들 상태에서 전기부하 작동 시 변화되는 신호를 나타내는 그래프로, 도 5에 도시된 바와 같이,아이들 상태에서 전기부하의 작동 시에 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하고 일정시간 후에 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 서서히 회복시키면 알터네이터의 부하가 급격히 상승하는 것이 방지되어 아이들 상태에서 엔진 RPM이 급격히 떨어지는 것이 방지된다는 것을 알 수 있다.

도 1은 종래의 차량의 알터네이터의 발전 제어를 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터 발전 제어방법을 나타내는 순서도,

도 3은 아이들 상태에서 전기부하 작동 시 변화되는 신호를 나타내는 그래프,

도 4는 아이들 상태에서 전기부하 작동 시 하향 조정하는 본 발명의 알터네이터의 목표 전압의 일례,

도 5는 본 발명의 실시 예가 적용된 아이들 상태에서 전기부하 작동 시 변화되는 신호를 나타내는 그래프이다.

Claims (7)

1. 엑셀 폐달 개도와 차속으로 차량이 아이들 상태인가를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계를 만족하면, 배터리 전류값이 제1 임계값 이하로 떨어지는가를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계를 만족하면, 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제3 단계에서 하향 조정한 알터 네이터의 목표 전압을 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 회복시키는 제4 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 단계는,

   차량이 아이들 상태일 때, 상기 알터네이터의 부하가 일정% 이하인가를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 단계는,

   상기 제1 단계를 만족하면, 상기 배터리 전류 변화율이 제2 임계값 이하로 떨어지는가를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 제3 단계는,

   상기 알터네이터의 목표 전압을 하향 조정한 후 일정시간 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 제3 단계는,

   상기 알터네이터의 목표 전압의 하향 조정 시에 배터리 충전 상태, 헤드 램프 온 및 블로워 전압을 고려하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 제4 단계는,

   상기 알터네이터의 목표 전압이 하향 조정된 알터네이터의 전압이 하향 조정을 유지한 시간과 동일한 시간에 원래의 알터네이터의 목표 전압으로 회복되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터의 발전 제어방법.

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