KR101028456B1 - 차량의 발전 제어방법 - Google Patents

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차량의 시동 후 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하인지 판단하는 단계; 상기 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하라고 판단되면 초기 일정 시간 동안 배터리를 충전시키고, 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하가 아니라고 판단되면 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정하는 단계; 상기 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하여서 배터리를 충전하는 경우, 배터리가 일정량 이상 충전되거나, 충전 시간이 일정 시간 지났거나, 배터리의 충전량이 일정값 이상일 경우 배터리를 방전시키는 단계; 및 상기 배터리가 일정량 이상 방전되거나, 방전 시간이 일정 시간 지났거나, 배터리의 충전량이 일정값 이하일 경우, 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따른 목표전압의 설정은, 차량이 감속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값 이상으로 설정하고, 차량이 가속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값보다 낮은 제2기준값 이하로 설정하며, 차량이 정속 및 아이들 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값과 제2기준값 사이에서 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 발전 제어방법이 소개된다. 상기와 같은 발명은 차량의 주행 상태와 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정함으로써, 차량의 연비 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
센서부, 알터네이터, 제어부, 배터리, 차량

Description

차량의 발전 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING POWER GENERATION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 발전 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 연비를 향상시키기 위한 차량의 발전 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하루가 다르게 상승하는 유가와 연비 우수차에 대한 세재 혜택이 늘어남에 따라 연비 효율을 높이기 위한 다양한 연구가 지속되고 있다.
이를 위해 차량에는 다양한 부가 장치들이 구비되고 있지만, 이러한 부가 장치들을 장착하기 위한 원가가 상승하고, 부가 장치들을 장착하기 위한 작업이 복잡해져 근본적인 해결책이 되지 못한다.
이를 해결하기 위해 최근에는 배터리의 상태(SOC: State Of Charge)에 따라 예컨대, 배터리의 충전율이 일정 충전율 이상이면 차량의 발전 전압을 낮추어 배터리를 충전하지 않도록 충,방전이 구현되도록 발전 제어 시스템이 구형되고 있다.
하지만, 이러한 종래 발전 제어 시스템은 단지 배터리의 상태에 의존하여 차량의 발전을 제어하고 있기 때문에 주행 상태에 따른 목표 전압값이 부족하여 다양한 운전 상황에 따른 발전 제어의 효율성이 떨어지고, 이로 인해 차량의 최대 연비 효과를 이끌어 내지 못하는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 차량의 연비 효율을 높이기 위한 차량의 발전 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 발전 제어방법은, 차량의 시동 후 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하인지 판단하는 단계; 상기 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하라고 판단되면 초기 일정 시간 동안 배터리를 충전시키고, 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하가 아니라고 판단되면 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정하는 단계; 상기 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하여서 배터리를 충전하는 경우, 배터리가 일정량 이상 충전되거나, 충전 시간이 일정 시간 지났거나, 배터리의 충전량이 일정값 이상일 경우 배터리를 방전시키는 단계; 및 상기 배터리가 일정량 이상 방전되거나, 방전 시간이 일정 시간 지났거나, 배터리의 충전량이 일정값 이하일 경우, 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따른 목표전압의 설정은, 차량이 감속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값 이상으로 설정하고, 차량이 가속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값보다 낮은 제2기준값 이하로 설정하며, 차량이 정속 및 아이들 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값과 제2기준값 사이에서 결정하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 차량의 주행 상태와 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정함으로써, 차량의 연비 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 발전 제어시스템을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량 발전 제어방법을 나타낸 순서도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 다른 차량 발전 제어방법의 세부 동작을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 차량의 발전 제어시스템을 종래와 비교한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 발전 제어시스템의 차량의 속도, 차량의 연료 공급량, 차량의 브레이크 동작 및 차량의 악셀 폐달의 개도 여부를 감시하는 차량정보 센서부(200)와, 상기 배터리의 상태를 감시하는 배터리 센서부(100)와, 목표 전압에 따라 알터네이터를 제어하는 레귤레이터(300)와, 차량의 주행 상태를 판단하여 차량의 주행 상태 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 결정하는 제어부(400)를 포함한다.
차량정보 센서부(200)는 차량의 정보를 감시하는 역할을 하며, 이를 위해 차량정보 센서부는 차량의 속도를 감시하는 차속 센서부(210)와, 연료의 공급량을 감시하는 연료 센서부(220)와, 브레이크의 동작을 감시하는 브레이크 센서부(230)와, 가속 페달의 개도 여부를 감시하는 가속 페달 센서부(240)를 포함할 수 있다. 이로 인해 차량정보 센서부(200)로부터 측정된 값에 의해 발전 제어를 위해 목표 전압을 설정하기 위한 차량의 주행 상태 판단할 수 있다.
배터리 센서부(100)는 배터리의 상태를 감시하는 역할을 하며, 보다 구체적으로는 배터리로 충전 및 방전되는 전류의 양을 측정하는 역할을 한다. 이를 위해 배터리 센서부는 배터리 단자에 설치될 수 있다. 이는 차량의 주행 시 충방전량을 측정할 수 있다.
레귤레이터(300)는 목표 전압의 정보를 제공받아, 알터네이터의 로터에 흐르는 전류를 제어하여 목표 전압에 맞게 발전하는 기능을 수행하며, 이를 위해 레귤레이터(300)는 알터네이터의 내부에 설치될 수 있다. 주행 상태에 따라 목표 전압이 결정되면, 레귤레이터(300)는 알터네이터를 제어하여 불필요하게 소모되는 전기에너지를 최대로 줄일 수 있으며, 이로 인해 차량의 연비 효율을 높일 수 있다.
제어부(400)는 차량정보 센서부로부터 수집된 정보로부터 차량의 주행 상태를 판단하고, 주행 상태와 배터리 상태에 따라 목표 전압을 결정하여 레귤레이터에 목표 전압을 제공하는 역할을 한다. 즉, 제어부(400)는 차량정보 센서부(200)로부터 차량이 감속모드인지 가속 모드인지 아이들 및 정속 모드 인지 판단할 수 있으며, 이러한 주행 상태에 따라 목표 전압을 설정할 수 있다.
예컨대, 차량이 가속 모드라고 판단되면 엔진의 마찰을 줄이기 위해 목표 전압을 낮출 수 잇으며, 차량이 감속 모드라고 판단되면 가속시 방전된 배터리를 보상하기 위해 목표 전압을 높일 수 있다. 또한, 차량이 아이들 및 정속 모드일 경우 배터리의 상태가 충방전의 어느 쪽에도 치우치지 않도록 가속 모드와 감속 모드로부터 결정된 목표 전압의 중간 정도를 설정할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 차량의 발전 제어방법에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 차량이 최초로 시동이 걸리면 배터리의 충전 상태(SOC)가 낮은지 판단 하는 단계(S100)를 수행한다. 여기서, 배터리의 충전 상태의 판정 조건은 도 3에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다. 즉, 배터리의 충전 용량(SOC)이 제1충전값(e) 이상인지 판단하는 단계(S400)를 수행하고, 배터리의 충전 용량이 제1충전값(e) 이상이면 배터리의 충전 상태(SOC_High)라 높다(S410)고 판단할 수 있다.
반면, 배터리의 충전 용량이 제1충전값(e) 이하라고 판단되면 배터리의 충전 용량이 제1충전값(e)보다 작은 제2충전값(f) 이하인지 판단하는 단계(S420)를 수행한다. 배터리의 충전 용량이 제2충전값(f) 이하라고 판단되면 배터리의 충전 상태가 낮다(SOC_Low)고 판단할 수 있으며, 배터리의 충전 용량이 제2충전값(f) 이상이라고 판단되면 배터리의 상태가 평이(S400)하다고 판단할 수 있다.
도 2로 돌아가서, 배터리의 충전 상태가 낮지 않다고 판단되면 배터리 보호를 위하여 충전 및 방전 모드 진입 엾이 노멀 모드로 진입하는 단계(S210)를 수행한다.
배터리의 충전 상태가 낮다고 판단되면 충전 모드로 진입하는 단계(S110)를 수행한다. 이어서, 배터리의 충전량이 기준치(g) 이상이거나, 진행 시간이 일정값 이상이거나 배터리의 충전용량이 일정값 이상인지 판단하여 적어도 하나가 만족되면 방전 모드로 진입하는 단계(S140)를 수행한다. 여기서, 방전 모드는 노멀 모드 주행 시 연비 효과를 극대화 하기 위해 수행된다. 한편, 상기 조건중 하나라도 만족하지 않으면 목표 전압을 초기화 하는 단계(S130)를 수행한다.
충전 모드로 진입되면 주행 상태를 판단하는 단계를 수행한다. 여기서, 주행 상태의 판정 조건은 도 4에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다.
즉, 브레이크가 온되거나 연료 공급이 중단되거나 악셀 페달(APS)이 일정 개도(a) 이하이고, 차속(VS)이 일정 속도(b) 이상인지 판단하는 단계(S300)를 수행하고, 상기 조건을 만족하면, 감속 모드(ENG_STATE=High_Mode)(S310)로 판단될 수 있다. 이러한 감속 모드(S310)는 차속이 감소하거나 타행으로 주행하게 되는 모드로써, 주로 충전이 이루어지는 구간으로써, 목표 전압을 제1기준값 이상으로 설정할 수 있다.
반면, 상기 조건을 만족하지 않으면, 악셀 개도가 일정 개도(c) 이상이고, 차속이 일정 속도(d) 이상인지 판단하는 단계(S320)를 수행한다. 여기서, a는 c보다 작은 것이 바람직하고, b와 d는 동일한 조건 또는 서로 다른 조건일 수 있으며 미리 실험된 실험치에 의해 결정될 수 있다.
이어서, 악셀 개도가 일정 개도(c) 이상이고, 차속이 일정 속도(d) 이상이라고 판단되면 차량은 가속 모드(ENG_STATE=Low_Mode)(S330)로 판단될 수 있다. 이러한 가속 모드(S330)는 운전자가 차속을 증가시키기 위한 모드로써, 엔진 마찰을 줄여 연비를 향상시키기 위해 목표 전압을 제1기준값보다 작은 제2기준값 이하로 설정하도록 목표 전압을 낮게 유지하는 구간이다.
이어서, 상기 조건을 만족하지 않으면 아이들 및 정속 모드(ENG_STATE=Nomal_Mode)(S340)로 판단할 수 있으며, 로직 전개에 따라 적절한 목표 전압을 제1기준값과 제2기준값 사이에서 결정할 수 있다.
도 2로 돌아가서, 차량의 주행 상태가 감속 모드(Eng_State=High)라고 판단하는 단계(S150)를 수행하고, 차량이 감속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준 값 이상으로 설정하는 단계(S160)를 수행한다.
이어서, 차량의 주행 상태가 감속 모드가 아니라고 판단되면 차량의 주행 상태가 아이들 및 정속 모드인지 판단하는 단계(S170)를 수행한다. 차량이 아이들 및 정속 모드가 아니라고 판단되면 목표 전압을 제2기준값 이하로 결정하는 단계(S190)를 수행하고, 차량의 주행 상태가 아이들 및 정속 모드(Eng_State=Normal)라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값과 제2기준값 사이에서 결정하는 단계(S180)를 수행한다.
이어서, 배터리의 충전 용량이 일정값(h) 이하거나 진행 시간이 일정값(Table_3) 이상이거나 방전량이 기준값(Table_4) 이상인지 판단하는 단계(S200)를 수행한다. 상기 조건중 어느 하나를 만족하면 노즐 모드로 진입하는 단계(S210)를 수행한다.
상기와 같이 연비 향상이 목표를 두고 목표 전압을 설정하게 되면 배터리 충전 용량이 적정 수준 이하로 낮아질 우려가 있으며, 이를 방지하기 위하여 위 조건들을 설정하여 방전 단계를 유지하는 한계 조건을 설정하는 것이다.
이어서, 배터리의 충전 상태가 낮지 않다고 판단(S220)되면 차량이 감속 구간인지 판단하는 단계(S230)를 수행하고, 차량이 감속 구간이라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값 이상으로 설정하는 단계(S260)를 수행한다.
차량이 감속 구간이 아니라고 판단되면 차량이 아이들 및 정속 구간인지 판단(S240)하고, 차량이 아이들 및 정속 모드가 아니라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값 보다 낮은 제2기준값이하로 설정하는 단계(S280)를 수행한다. 차량이 아이 들 및 정속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값과 제2기준값 사이에서 결정하는 단계(S270)를 수행한다. 상기와 같은 제1기준값 및 제2기준값은 미리 실험된 실험치에 의해 결정될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 발전 제어시스템 및 방법은 차량의 주행 상태와 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래에 비해 약 2.10% 의 차량 연비 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 발전 제어시스템을 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 발전 제어방법을 나타낸 순서도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 다른 차량 발전 제어방법의 세부 동작을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 발전 제어시스템을 종래와 비교한 도면.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 배터리 센서부 200: 차량정보 센서부
300: ALT 레귤레이터 400: 제어부

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 차량의 시동 후 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하인지 판단하는 단계;
    상기 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하라고 판단되면 초기 일정 시간 동안 배터리를 충전시키고, 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하가 아니라고 판단되면 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정하는 단계;
    상기 배터리의 충전 상태가 제1일정값 이하여서 배터리를 충전하는 경우, 배터리가 일정량 이상 충전되거나, 충전 시간이 일정 시간 지났거나, 배터리의 충전량이 일정값 이상일 경우 배터리를 방전시키는 단계; 및
    상기 배터리가 일정량 이상 방전되거나, 방전 시간이 일정 시간 지났거나, 배터리의 충전량이 일정값 이하일 경우, 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따라 목표 전압을 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 차량의 정보 및 배터리의 상태에 따른 목표전압의 설정은, 차량이 감속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값 이상으로 설정하고, 차량이 가속 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값보다 낮은 제2기준값 이하로 설정하며, 차량이 정속 및 아이들 모드라고 판단되면 목표 전압을 제1기준값과 제2기준값 사이에서 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 발전 제어방법.
  7. 삭제
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