KR101583962B1

KR101583962B1 - 충전상태 진단 방법

Info

Publication number: KR101583962B1
Application number: KR1020140099168A
Authority: KR
Inventors: 김승범; 구본창
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-01-19
Also published as: US20160031324A1; US9566865B2; DE102014225727A1; CN105322630B; CN105322630A

Abstract

본 발명은 시동 꺼짐의 원인이 충전불량에 의한 것인지를 판단하기 위해 배터리 전압이 낮은 상태에서 알터네이터의 충전상태가 정상적이지 않는 것을 고장코드로 저장함으로써, 충전불량으로 인한 시동 꺼짐 발생시 시동꺼짐 원인 규명 및 정비가 용이하도록 하는 충전상태 진단 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 충전상태 진단방법은, 차량이 주행중 배터리를 충전시키기 위해 알터네이터가 작동하는 상태에서 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 비정상이면, 이를 고장코드(DTC; Diagnostic Trouble Code)로 생성하여 ECU(Electronic Control Unit)에 저장하는 고장코드 생성단계(S100)와, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 정상으로 복귀하면 상기 ECU에서 상기 고장코드를 삭제하는 고장코드 해제단계(S200)를 포함하고, 이를 수행하기 위한 충전상태 진단 시스템은 알터네이터(1)로부터 입력되는 전압, 전류, 듀티와 상기 알터네이터(1)에 의해 충전되는 배터리로부터 입력되는 전압을 상기 충전상태 진단 방법에 따라 충전 상태를 고장으로 진단하거나, 고장이 아닌 것으로 진단하는 충전상태 진단부(11)와, 상기 충전상태 진단부(11)에서 상기 충전상태의 고장유무를 고장코드를 생성하여 기록하는 고장코드 기록부(12)와, 상기 고장코드 기록부(12)로부터 생성된 고장코드가 저장되는 고장코드 메모리(13)를 포함한다.

Description

충전상태 진단 방법{Method for detecting of charging state}

본 발명은 시동꺼짐 원인 중 하나를 진단하는 충전상태 진단 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시동 꺼짐의 원인이 충전불량에 의한 것인지를 판단하기 위해 배터리 전압이 낮은 상태에서 알터네이터의 충전상태가 정상적이지 않는 것을 고장코드로 저장함으로써, 충전불량으로 인한 시동 꺼짐 발생시 시동꺼짐 원인 규명 및 정비가 용이하도록 하는 충전상태 진단 방법 및 시스템에 관한 것이다.

차량의 ECU(Electronic control unit)에는 차량의 각 부위의 이상상태가 고장코드(DTC; Diagnostic Trouble Code)로 저장되고, 상기 고장코드는 차량의 점검, 수리시 이용된다.

예컨대, 차량 정비시 스캐너를 통하여 상기 고장코드를 확인함으로써, 차량의 고장원인을 용이하게 파악할 수 있다.

그러나, 차량에서 일부 이상상태에서 대해서는 상기 고장코드로 기록할 수 없기 때문에 문제 조치가 용이하기 않았다.

그 일례로서, 배터리의 전압이 낮은 상태에 알터네이터의 충전상태가 정상적이지 않는 경우도 고장코드로 저장되지 않는 문제점이 있었다.

상기와 같이 배터리 전압이 낮은 상태에서 알터네이터의 충전상태가 정상적이지 않으면, 차량의 각 부위로 공급되는 전원의 전압이 차량의 ECU(Electronic Control Unit)과 각종 액츄에이터의 리셋전압 이하로 낮아지게 되어, 상기 ECU 및 액츄에이터가 정상적으로 작동하지 않아 이를 고장코드를 남길 수가 없었다.

아울러, 상기와 같이, 배터리 전압이 낮고 알터네이터의 충전상태가 불량한 경우에는 차량의 시동을 유지하기 위한 전원을 충분하게 공급하지 못하여, 시동 꺼짐이 발생하기도 한다. 그러나 상기와 같이 배터리 전압이 낮고 알터네이터의 충전상태가 불량하여 충전상태가 불량한 상태가 고장코드로 기록되지 않음으로써, 시동꺼짐의 원인을 정밀하게 파악하지 못하는 문제점이 있었다.

한편, 하기의 선행기술문헌은 '배터리 이상 검출 장치'에 관한 것으로서, 시동 조작(key on 또는 스타터 모터의 온 조작)으로부터 차량 주행시까지의 시간동안 측정된 배터리의 전압으로 이상 판정 배터리 전압을 설정하고, 발전기 작동이후 배터리 전압이 상기 이상 판정 배터리 전압보다 낮으면, 배터리를 이상으로 판정하는 기술에 대하여 개시되어 있다.

JP 2013-92052A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 차량에서 알터네이터가 작동하여 배터리가 충전되고 있는 상태에서, 배터리 전압이 낮은 상태에서 알터네이터의 충전상태가 정상적이지 않은 상태를 고장코드로 저장되도록 함으로써, 시동 꺼짐이 발생시 상기 시동꺼짐의 원인을 파악하여 시동꺼짐 원인 규명 및 정비가 용이하도록 하는 충전상태 진단 방법 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 충전상태가 불량이어서 고장코드로 기록되었으나, 충전상태가 정상으로 복귀한 경우에는 상기 고장코드를 삭제되도록 하는 충전상태 진단 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충전상태 진단 방법은, 차량이 주행중 배터리를 충전시키기 위해 알터네이터가 작동하는 상태에서 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 비정상이면, 이를 고장코드(DTC; Diagnostic Trouble Code)로 생성하여 ECU(Electronic Control Unit)에 저장하는 고장코드 생성단계와, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 정상으로 복귀하면 상기 ECU에서 상기 고장코드를 삭제하는 고장코드 해제단계를 포함한다.

상기 고장코드 생성단계는, 차량과 배터리의 상태를 판단하여, 고장코드를 생생하기 위한 조건을 만족하는지 판단하는 고장코드 생성 진입 판단단계와, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리로 충전되는 상태를 검출하는 충전상태 검출단계와, 엔진의 구동시간, 상기 알터네이터의 작동조건, 목표전압과 출력전압의 차이 및 전류누적을 각각 미리 정해진 조건과 비교하여 상기 알터네이터의 충전상태가 불량인지를 판단하는 충전상태 불량 판단단계와, 상기 알터네이터의 충전상태가 불량하여 상기 배터리가 충전되지 않은 상태를 고장코드로 생성하고, 이를 상기 ECU에 저장하는 고장코드 저장단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고장코드 생성 진입 판단단계는, 주행중인 차량이 알터네이터의 충전불량에 따른 고장코드를 생성할 수 있는 조건을 충족하는지를 판단하는 고장진단 차량조건 만족 판단단계와, 상기 배터리의 충전율이 미리 설정된 고장진단 진입 충전율보다 낮은지를 판단하는 배터리 상태 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계에서는, 엔진이 구동중이고, LIN(Local Interconnect Network)통신이 정상이며, 차량의 총주행거리가 미리 설정된 고장코드 생성 총주행거리 보다 작으면, 상기 배터리 상태 판단단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 상태 판단단계에서는, 상기 배터리의 충전율이 미리 설정된 고장진단 진입 충전율보다 낮으면, 상기 충전상태 검출단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

충전상태 검출단계는, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리로 충전된 누적전류량과, 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티와 상기 배터리의 평균전압을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전상태 불량 판단단계는, 상기 엔진의 구동시간이 미리 설정된 불량판단 엔진 구동시간보다 큰지를 비교하는 엔진구동시간 비교단계와, 상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 크면, 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티가 미리 설정된 불량판단 듀티범위에 존재하는지 판단하는 알터네이터 듀티 비교단계와, 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티가 불량판단 듀티범위에 있으면, 상기 알터네이터의 목표출력전압과 상기 알터네이터로부터 출력되는 실제출력전압의 차이가 미리 설정된 고장판단 전압차보다 큰 지를 판단하는 전압차이 비교단계와, 상기 알터네이터의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이가 상기 고장판단 전압차보다 크면, 상기 알터네이터로부터 출력되는 전류의 누적량이 미리 설정된 고장판단 전류누적값보다 작은지를 비교하는 누적전류량 비교단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진구동시간 비교단계에서 상기 불량판단 엔진 구동시간은 1200sec로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 크지 않으면, 상기 충전상태 검출단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기 알터네이터 듀티 비교단계에서 상기 알터네이터의 C단자의 듀티는 90% 초과, FR단자의 듀티는 50%미만으로 상기 불량판단 듀티범위가 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 전압차이 비교단계에서 상기 고장판단 전압차는 0.5V로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 누적전류량 비교단계에서 상기 고장판단 전류누적값은 -5Ah로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 고장코드 해제단계는, 차량의 주행상태와 ECU에 기록된 고장코드가 상기 알터네이터의 충전불량에 관한 고장코드를 해제하기 위한 조건을 만족하는 지 판단하는 고장코드 해제 진입 판단단계와, 상기 알터네이터로부터 출력되는 전류량을 누적하기 시작하는 전류누적 개시단계와, 전류량 누적시간과 누적된 전류량을 미리 정해진 조건과 비교하여 상기 알터네이터의 충전상태가 양호한지를 판단하는 충전상태 양호 판단단계와, 상기 알터네이터의 충전상태가 양호한 것을 판단되면, 상기 ECU에 기록된 고장코드를 삭제하는 고장코드 삭제단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고장코드 해제 진입 판단단계는, 주행중인 차량이 고장코드를 해제할 수 있는 조건을 충족하는지를 판단하는 고장해제 차량조건 만족 판단단계와, 상기 ECU에 저장된 고장코드가 알터네이터의 충전불량에 관한 고장코드인지를 비교하는 고장코드 비교단계를 포함하고, 상기 고장코드 비교단계에서 상기 고장코드가 상기 알터네이터의 충전불량에 관한 고장코드이면 상기 전류누적 개시단계가 수행되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고장해제 차량조건 만족 판단단계에서는, 엔진이 구동중이고, LIN(Local Interconnect Network)통신이 정상이면, 상기 고장코드 비교단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

충전상태 양호 판단단계는, 상기 알터네이터로부터 출력되는 전류량을 누적한 시간이 미리 설정된 고장해제 누적시간보다 큰 지를 비교하는 전류누적시간 만족 판단단계와, 상기 전류누적시간 상기 고장해제 누적시간보다 크면, 상기 알터네이터로부터 출력된 전류의 누적량이 미리 설정된 고장해제 누적전류량보다 큰지를 비교하는 누적전류량 만족 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전류누적시간 만족 판단단계에서 상기 고장해제 누적시간은 600sec로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 누적전류량 만족 판단단계에서 상기 고장해제 누적전류량은 2Ah로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 충전상태 진단 시스템은, 차량에 구비되어 엔진의 구동에 의해 작동하면서 발전하는 알터네이터로부터 입력되는 전압, 전류, 듀티와 상기 알터네이터에 의해 충전되는 배터리로부터 입력되는 전압을 상기 청구항 제1항 내지 제18항에 기재된 충전상태 진단 방법에 따라 충전 상태를 고장으로 진단하거나, 고장이 아닌 것으로 진단하는 충전상태 진단부와, 상기 충전상태 진단부에서 상기 충전상태의 고장유무를 고장코드를 생성하여 기록하는 고장코드 기록부와, 상기 고장코드 기록부로부터 생성된 고장코드가 저장되는 고장코드 메모리를 포함한다.

상기 충전상태 진단부, 상기 고장코드 기록부 및 상기 고장코드 메모리는 ECU(Electronic Control Unit)에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 충전상태 진단 방법 및 시스템에 따르면, 차량에서 충전상태가 불량인 경우, 이를 고장코드로 저장함으로써, 시동꺼짐이 발생한 경우, 상기 시동꺼짐의 원인인 상기 충전상태 불량에 따른 것인지 아니면 다른 원인에 의한 것인지를 명확하게 규명할 수 있다.

또한, 상기 알터네이터의 각 단자별로 출력전압, 전류, 듀티를 측정하여 진단함으로써, 상기 충전불량이 단순히 알터네이터의 출력측과 차량측(휴즈박스)의 체결불량으로 인한 것인지, 알터네이터의 고장으로 인한 것인지를 파악할 수 있어서, 고장에 대하여 고장원인에 대하여 적절히 대체할 수 있다. 즉, 단순히 알터네이터의 출력단자와 차량측의 체결불량이라면, 접속부위의 체결을 다시 실시할 수 있고, 상기 알터네이터의 이상이라면, 상기 알터네이터를 교환함으로써, 충전불량 상태에 대하여 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 충전상태 진단 방법에서 고장코드 생성단계를 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 충전상태 진단 방법에서 고장코드 해제단계를 도시한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 충전상태 진단 시스템을 도시한 블럭도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 충전상태 진단 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 충전상태 진단 방법은, 차량이 주행중 배터리를 충전시키기 위해 알터네이터가 작동하는 상태에서 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 비정상이면, 이를 고장코드(DTC; Diagnostic Trouble Code)로 생성하여 ECU(Electronic Control Unit)의 저장하는 고장코드 생성단계(S100)와, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 정상으로 복귀하면 상기 ECU에서 상기 고장코드를 삭제하는 고장코드 해제단계(S200)를 포함한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 충전상태 진단 방법에서는 알터네이터로부터 배터리로 충전하는 동안, 상기 알터네이터의 충전상태가 불량인 경우 이를 고장코드로 저장되도록 하고, 다시 상기 알터네이터의 충전상태가 양호해지는 경우 상기 고장코드가 삭제되도록 한다.

먼저, 상기 고장코드 생성단계(S100)는 살펴보면, 상기 고장코드 생성단계(S100)는, 차량과 배터리(2)의 상태를 판단하여, 고장코드를 생생하기 위한 조건을 만족하는지 판단하는 고장코드 생성 진입 판단단계(S110)와, 상기 알터네이터(1)로부터 상기 배터리(2)로 충전되는 상태를 검출하는 충전상태 검출단계(S120)와, 엔진의 구동시간, 상기 알터네이터(1)의 작동조건, 목표전압과 출력전압의 차이 및 전류누적을 각각 미리 정해진 조건과 비교하여 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 불량인지를 판단하는 충전상태 불량 판단단계(S130)와, 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 불량하여 상기 배터리(2)가 충전되지 않은 상태를 고장코드로 생성하고, 이를 상기 ECU에 저장하는 고장코드 저장단계(S140)를 포함한다.

고장코드 생성 진입 판단단계(S110)는 알터네이터(1)의 충전불량에 대한 고장코드를 생성할 수 있는 차량의 상태와 배터리(2)의 충전상태가 알터네이터(1)의 충전불량으로 인한 고장코드를 생성할 수 있는 조건을 만족하는지는 판단한다. 상기 고장코드 생성 진입 판단단계(S110)는 차량의 주행상태가 고장코드 생성 진입조건을 만족하는지를 판단하는 고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)와 배터리(2)의 충전상태가 고장코드 생성 진입조건을 만족하는지를 판단하는 배터리 상태 판단단계(S112)로 이루어진다.

고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)에서는 주행중인 차량이 알터네이터(1)의 충전불량에 따른 고장코드를 생성할 수 있는 조건을 충족하는지 판단한다.

상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)에서 차량의 엔진이 구동하고, 차량의 LIN(Local Interconnect Network)통신이 정상이며, 차량의 총 주행거리가 미리 설정된 고장코드 생성 총주행거리보다 작으면, 상기 알터네이터(1)의 충전불량에 의한 고장코드를 생성하기 위한 조건을 충족한 것으로 볼 수 있다.

여기서, 상기 LIN통신은 주로 ECU와 능동 액츄에이터 간의 데이터 전송에 사용되는 프로토콜의 한 가지이다.

한편, 상기 고장코드 생성 총주행거리를 1000km로 미리 정함으로써, 차량이 차량의 고장코드 생성 총주행거리보다 적을 때, 즉 차량의 초기상태인 경우에 한하여 상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)를 수행한다. 차량의 초기상태, 즉 차량의 총주행거리가 상기 고장코드 생성 총주행거리보다 작을 때에만, 상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)를 수행하도록 함으로써, 상기 알터네이터(1)에서 실제 배터리(2)를 충전하는데 사용되는 B+단자가 차량의 퓨즈박스에 정상적으로 체결되었는지를 확인한다. 상기 B+단자의 완전체결여부를 차량의 조립과정에서 나타나는 것이므로, 차량의 총주행거리가 초기일때에만 수행한다.

상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)에서 고장진단을 위한 차량조건을 만족하지 않으면, 즉 엔진이 구동중이지 않거나, LIN통신에 에러가 있거나, 차량의 총주행거리가 고장코드 생성 총주행거리보다 작지 않으면 더 이상 후술되는 과정이 진행되지 않고 종료된다.

배터리 상태 판단단계(S112)는 상기 배터리의 충전상태, 즉 SOC(State of Charge)가 고장코드 생성 진입을 위한 조건을 충족하는지를 판단한다. 그 구체적인 구성으로서, 상기 배터리(2)의 충전율, 즉 SOC가 미리 설정된 고장진단 진입 충전율보다 낮은지를 판단한다. 여기서, 상기 고장진단 진입 충전율은 70%로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 배터리(2)의 SOC가 70%보다 낮으면 고장코드 생성을 위한 후술되는 과정이 진행되고, 그렇지 않으면 종료된다.

충전상태 검출단계(S120)는 상기 알터네이터(1)로부터 상기 배터리(2)로 충전되는 상태를 검출한다. 즉, 상기 충전상태 검출단계(S120)에서는 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류, 각 단자의 듀티값, 상기 배터리(2)의 전압일 이용한다. 구체적으로, 상기 충전상태 검출단계(S120)에서는 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류의 누적량, 상기 알터네이터(1)에서 C단자와 FR단자의 듀티와 상기 배터리(2)의 전압을 검출한다.

여기서, 상기 알터네이터(1)의 C단자는 ECU에서 알터네이터의 레귤레이터로 전달되는 신호가 출력되는 단자로서, 상기 C단자의 듀티에 따라 알터네이터의 출력전압에 차이를 갖는 것으로서, 상기 알터네이터(1)의 출력전압을 조정하기 위해 상기 C단자의 듀티를 조정한다. 또한, 상기 FR단자는 상기 레귤레이터에서 상기 ECU로 전달되는 신호가 출력되는 단자이다.

충전상태 불량 판단단계(S130)는 엔진의 구동시간, 상기 알터네이터(1)의 듀티비, 알터네이터(1)의 출력전압, 알터네이터(1)의 누적전류값 등을 이용하여 상기 알터네이터(1)로부터 정상적으로 충전이 되고 있는지를 판단한다.

이를 위해 상기 충전상태 불량 판단단계(S130)는, 상기 엔진의 구동시간이 미리 설정된 불량판단 엔진 구동시간보다 큰 지를 비교하는 엔진구동시간 비교단계(S131)와, 상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 크면, 상기 알터네이터(1)의 C단자와 FR단자의 듀티가 미리 설정된 불량판단 듀티범위에 존재하는지 판단하는 알터네이터 듀티 비교단계(S132)와, 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티가 불량판단 듀티범위에 없으면, 상기 알터네이터(1)의 목표출력전압과 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 실제출력전압의 차이가 미리 설정된 고장판단 전압차보다 큰 지를 판단하는 전압차이 비교단계(S133)와, 상기 알터네이터(1)의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이가 상기 고장판단 전압차보다 크면, 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류의 누적량이 미리 설정된 고장판단 전류누적값보다 작은지를 비교하는 누적전류량 비교단계(S134)를 포함한다.

엔진구동시간 비교단계(S131)는 엔진이 시동된 후에 작동한 시간이 미리 설정된 불량판단 엔진 구동시간보다 큰 지를 비교한다. 상기 엔진이 시동된 직후에는 차량의 시동성을 향상시키기 위해 시동초기에는 알터네이터의 발전을 제한하기 때문에 상기 엔진이 시동된 다음 일정시간, 즉 상기 불량판단 엔진 구동시간을 지난 다음에 충전상태의 불량여부를 판단한다. 여기서, 상기 불량판단 엔진 구동시간은 1200sec로 설정되는 것이 바람직하다.

알터네이터 듀티 비교단계(S132)에서는 상기 알터네이터(1)의 C단자와 FR단자의 듀티가 미리 설정된 불량판단 듀티범위에 존재하는지를 판단한다. 상기 알터네이터 듀티 비교단계(S132)는 상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 큰 경우에 수행된다. 여기서, 상기 불량판단 듀티범위는 상기 C단자에서는 90% 초과, 상기 FR단자에서는 50% 미만으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 알터네이터(1)에서 상기 C단자의 평균 듀티가 90%를 넘거나, 상기 FR단자의 평균 듀티가 50%를 넘지 않으면 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 불량일 수 있다.

전압차이 비교단계(S133)는 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티가 불량판단 듀티범위에 있으면, 상기 알터네이터의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이(ΔV)의 평균값을 미리 설정된 고장판단 전압차보다 큰 지를 판단한다. 예컨대, 상기 고장판단 전압차는 0.5V로 설정될 수 있고, 상기 알터네이터(1)의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이(ΔV)의 평균값이 상기 고장판단 전압차인 0.5V 보다 크면, 상기 알터네이터(1)의 충전이 불량인 것으로 판정할 수 있다. 즉, 상기 알터네이터(1)에서 출력되는 전압이 목표한 출력전압이 되지 않으면, 상기 알터네이터(1)이 충전상태가 불량인 것으로 판정한다.

누적전류량 비교단계(S134)에서는 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류의 누적량을 미리 설정된 고장판단 전류누적값과 비교한다. 상기 누적전류량 비교단계(S134)는 상기 전압차이 비교단계(S133)에서 상기 알터네이터의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이가 상기 고장판단 전압차보다 큰 경우에 수행된다. 상기 누적전류량 비교단계에서 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류의 누적량이 미리 설정된 고장판단 전류누적값보다 작으면 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 불량인 것으로 판정한다. 여기서, 상기 고장판단 전류누적값은 -5Ah로 설정될 수 있다.

따라서, 상기 충전상태 불량 판단단계(S130)에서 상기 알터네이터(1)에 의해 충전되는 상태가 불량한 것으로 판단되면, 후술되는 고장코드 저장단계(S140)가 수행된다. 즉, 상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 크고, 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티가 불량판단 듀티범위에 있으며, 상기 알터네이터(1)의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이(ΔV)가 상기 고장판단 전압차보다 크면서, 상기 알터네이터로부터 출력된 전류의 누적량이 미리 설정된 고장판단 전류누적값보다 작으면, 고장코드 저장단계(S140)가 수행된다.

만약, 충전상태를 불량한 것으로 판단하는 상기의 4가지 조건 중에서, 상기 알터네이터(1)의 C단자와 FR단자의 듀티가 불량판단 듀티범위에 없거나, 상기 알터네이터의 목표출력전압과 실제출력전압의 차이(ΔV)가 상기 고장판단 전압차보다 크지 않거나, 또는 상기 알터네이터(1)로부터 출력된 전류의 누적량이 미리 설정된 고장판단 전류누적값보다 작지 않으면 더 이상 다음 과정을 진행하지 않고 종료된다.

한편, 상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 크지 않으면, 상기 충전상태 검출단계(S120)로 리턴된다.

고장코드 저장단계(S140)는 상기 충전상태 불량 판단단계(S130)에서 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 불량한 것으로 판단된 경우, 상기 ECU내에 상기 알터네이터(1)의 충전 상태가 불량한 것으로 고장코드 DTC; Diagnostic Trouble Code)로 저장한다. 상기 고장코드는 알터네이터(1)의 충전 상태의 불량에 의한 것으로 별도의 고장코드를 배정하여 상기 ECU내에 저장함으로써, 스캐너 등으로 상기 알터네이터(1)의 충전 불량 상태를 쉽게 인지할 수 있다.

한편, 고장코드 해제단계(S200)에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

상기 고장코드 해제단계(S200)는 차량의 주행상태와 ECU에 기록된 고장코드가 상기 고장코드를 해제하기 위한 조건을 만족하는 지 판단하는 고장코드 해제 진입 판단단계(S210)와, 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류량을 누적하기 시작하는 전류누적 개시단계(S220)와, 전류량 누적시간과 누적된 전류량을 미리 정해진 조건과 비교하여 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 양호한지를 판단하는 충전상태 양호 판단단계(S230)와, 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 양호한 것을 판단되면, 상기 ECU에 기록된 고장코드를 삭제하는 고장코드 삭제단계(S240)를 포함한다.

상기 고장코드 해제단계(S200)가 수행됨으로써, 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 불량에서 정상으로 변경되었을 때, 상기 ECU에 저장된 고장코드가 삭제되도록 한다.

고장코드 해제 진입 판단단계(S210)는 차량의 주행상태와 상기 ECU에 저장된 고장코드가 상기 알터네이터 충전불량 상태에 관한 것인지를 판단하는 단계이다. 이를 위해 상기 고장코드 해제 진입 판단단계(S210)는 주행중인 차량이 고장코드를 해제할 수 있는 조건을 충족하는지를 판단하는 고장해제 차량조건 만족 판단단계(S211)와, 상기 ECU에 저장된 고장코드가 알터네이터(1)의 충전불량에 관한 고장코드인지를 비교하는 고장코드 비교단계(S212)를 포함한다.

고장해제 차량조건 만족 판단단계(S211)는 주행중인 차량의 상태가 고장해제를 위한 차량조건을 만족하는지를 판단한다. 상기 고장해제 차량조건 만족 판단단계(S211)에서 확인하는 차량조건의 엔진의 구동여부와 LIN통신의 정상여부이다. 즉, 엔진이 구동중이며, LIN통신이 정상이면 고장해제를 위한 차량조건을 만족한 것으로 볼 수 있다.

한편, 상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계(S111)에서는 차량의 총주행거리도 고려하였으나, 상기 고장해제 차량조건 만족 판단단계(S211)에서는 차량의 총주행거리는 고려하지 않는다.

고장코드 비교단계(S212)는 상기 ECU내에 상기 알터네이터(1)의 충전불량에 관한 고장코드가 저장되어 있는지를 확인하는 단계이다. 상기 고장코드 해제단계(S200)가 상기 ECU내에 저장된 고장코드를 삭제하기 위한 것이므로, 상기 고장코드 비교단계(S212)에서 상기 ECU내에 상기 알터네이터(1)의 충전불량에 관한 고장코드 있는지를 확인한다.

전류누적 개시단계(S220)는 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전원의 전류량을 누적하기 시작한다. 상기 전류누적 개시단계(S220)를 통하여 상기 알터네이터(1)의 전류량을 누적하는 이유는 상기 알터네이터(1)의 충전상태를 판단하기 위한 하나의 요소이기 때문이다.

충전상태 양호 판단단계(S230)는 상기 알터네이터(1)의 충전상태가 정상인지를 전류량 누적시간, 누적된 전류량 등을 미리 설정된 조건과 비교하여, 상기 알터네이터(1)의 충전 상태가 정상인지를 판단한다. 상기 충전상태 양호 판단단계(S230)는 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류량을 누적한 시간이 미리 설정된 고장해제 누적시간보다 큰 지를 비교하는 전류누적시간 만족 판단단계(S231)와, 상기 알터네이터(1)로부터 출력된 전류의 누적량이 미리 설정된 고장해제 누적전류량보다 큰 지를 비교하는 누적전류량 만족 판단단계(S232)를 포함할 수 있다.

전류누적시간 만족 판단단계(S231)에서는 상기 알터네이터(1)로부터 출력되는 전류량을 누적한 시간이 미리 설정된 고장해제 누적시간보다 큰 지를 비교한다. 예컨대, 상기 고장해제 누적시간은 600sec로 설정될 수 있고, 상기 전류량을 누적한 시간이 600sec를 넘는지를 판단한다. 상기 전류누적시간 만족 판단단계(S231)에서 전류가 누적되는 시간을 확인하는 이유는 일정시간, 즉 고장해제 누적시간 이상으로 전력 누적량을 평가함으로써, 상기 전력누적량 데이터에 대한 대한 신뢰성을 향상시키기 위함이다.

누적전류량 만족 판단단계(S232)에서는 상기 전류누적시간 상기 고장해제 누적시간보다 큰 경우, 상기 알터네이터(1)로부터 출력된 전류를 누적한 값이 미리 설정된 고장해제 누적전류량보다 큰 지를 비교한다. 상기 알터네이터(1)의 누적전류량이 상기 고장해제 누적전류량보다 크면, 후술되는 고장코드 삭제단계(S240)가 수행된다. 여기서, 상기 고장해제 누적전류량은 2Ah로 설정될 수 있다.

한편, 상기 전류누적시간 만족 판단단계(S231)에서 전류량을 누적한 시간이 미리 설정된 고장해제 누적시간보다 크지 않으면, 상기 전류누적 개시단계(S220)로 리턴되고, 상기 알터네이터(1)로부터 출력된 전류의 누적량이 미리 설정된 고장해제 누적전류량보다 크지 않으면 더 이상 진행하지 않고 종료한다.

고장코드 삭제단계(S240)에서는 상기 고장코드 생성단계(S100)를 통하여 상기 ECU내에 생성된 상기 알터네이터(1)의 충전불량에 관한 고장코드를 삭제한다. 상기 고장코드 삭제단계(S240)를 거쳐 최종적으로 상기 ECU내에 저장된 알터네이터(1)의 충전불량에 관한 고장코드가 삭제됨으로써, 스캐너 등을 통하여 차량을 정보를 파악할 때 상기 알터네이터(1)의 고장에 관한 정보를 출력되지 않도록 한다.

도 3에는 상기 충전상태 진단 방법을 수행하기 위한 충전상태 진단 시스템이 도시되어 있다.

본 발명에 따른 충전상태 진단 시스템은(10), 차량에 구비되어 엔진의 구동에 의해 작동하면서 발전하는 알터네이터(1)로부터 입력되는 전압, 전류, 듀티와 상기 알터네이터(1)에 의해 충전되는 배터리(2)로부터 입력되는 전압을 앞서 살펴본 상기 충전상태 진단 방법에 따라 충전 상태를 고장으로 진단하거나, 고장이 아닌 것으로 진단하는 충전상태 진단부(11)와, 상기 충전상태 진단부(11)에서 상기 충전상태의 고장유무를 고장코드를 생성하여 기록하는 고장코드 기록부(12)와, 상기 고장코드 기록부(12)로부터 생성된 고장코드가 저장되는 고장코드 메모리(13)를 포함한다.

충전상태 진단부(11)는 차량에서 엔진의 동력에 의해 구동하면서 발전하는 알터네이터(1)와 상기 알터네이터(1)로부터 충전된 전원이 충전되는 배터리(2)로부터 입력되는 전원의 상태에 따라 충전상태의 불량을 진단한다. 상기 충전상태 진단부는 상기 알터네이터(1)의 각 단자로부터 전압, 전류, 듀티을 입력받고, 상기 배터리(2)로부터는 전압과 전류를 입력받는다. 상기 충전상태 진단부는 상기 알터네이터(1)로부터 전압, 전류 및 듀티를 입력받고, 상기 배터리(2)로부터는 전압과 전류를 입력받아, 앞서 살펴본 충전상태 진단방법에 따라 상기 충전상태를 불량으로 판정하거나, 불량에서 정상으로 복귀하였는지는 판단한다.

고장코드 기록부(12)는, 상기 충전상태 진단부(11)로부터 상기 충전상태가 정상 또는 불량으로 판정된면, 미리 저장되어 있는 상기 충전상태와 비교하여, 고장코드를 기록하거나, 기록된 고장코드를 삭제한다. 상기 고장코드 기록부(12)는 상기 충전상태 진단부(11)로부터 상기 충전상태가 불량으로 판정되면 고장코드를 생성하여 후술되는 고장코드 메모리(13)에 저장한다. 만약, 상기 고장코드 기록부(12)는 상기 충전상태 진단부(11)로부터 충전상태가 정상인 것으로 판정되면, 고장코드 메모리(13)에 고장코드가 기록되어 있는지를 확인하여 고장코드가 기록되어 있다면 상기 고장코드를 삭제한다.

고장코드 메모리(13)는 상기 고장코드 기록부(12)로부터 생성된 고장코드가 상기 고장코드 기록부(12)에 의해 상기 고장코드가 기록되면 상기 고장코드 메모리(13)를 상기 고장코드를 저장한다. 상기 고장코드 메모리(13)에 저장된 고장코드는 스캐너에 의해 출력되어 차량의 정비시 충전상태의 불량여부를 확인한다. 아울러, 상기 고장코드 메모리(13)에 저장된 고장코드는 상기 충전상태의 불량이 해소되면, 즉 정상으로 복귀하면 상기 고장코드는 삭제된다.

한편, 본 발명에 따른 충전상태 진단 시스템을 구성하는 상기 충전상태 진단부(11), 상기 고장코드 기록부(12) 및 상기 고장코드 메모리(13)는 상기 ECU에 저장되어, 상술한 충전상태 진단 방법을 수행한다.

S100 : 고장코드 생성단계 S110 : 고장코드 생성 진입 판단단계
S111 : 고장진단 차량조건 만족 판단단계
S112 : 배터리 상태 판단단계 S120 : 충전상태 검출단계
S130 : 충전상태 불량 판단단계 S131 : 엔진구동시간 비교단계
S132 : 알터네이터 듀티 비교단계 S133 : 전압차이 비교단계
S134 : 누적전류량 비교단계 S140 : 고장코드 저장단계
S200 : 고장코드 해제단계 S210 : 고장코드 해제 진입 판단단계
S211 : 고장해제 차량조건 만족 판단단계
S212 : 고장코드 비교단계 S220 : 전류누적 개시단계
S230 : 충전상태 양호 판단단계 S231 : 전류누적시간 만족 판단단계
S232 : 누적전류량 만족 판단단계 S240 : 고장코드 삭제단계
1 : 알터네이터 2 : 배터리
11 : 충전상태 진단부 12 : 고장코드 기록부
13 : 고장코드 메모리

Claims

차량이 주행중 배터리를 충전시키기 위해 알터네이터가 작동하는 상태에서 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 비정상이면, 이를 고장코드(DTC; Diagnostic Trouble Code)로 생성하여 ECU(Electronic Control Unit)에 저장하는 고장코드 생성단계와,
상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전시키는 상태가 정상으로 복귀하면 상기 ECU에서 상기 고장코드를 삭제하는 고장코드 해제단계를 포함하고,
상기 고장코드 생성단계는,
차량과 배터리의 상태를 판단하여, 고장코드를 생성하기 위한 조건을 만족하는지 판단하는 고장코드 생성 진입 판단단계와,
상기 알터네이터로부터 상기 배터리로 충전되는 상태를 검출하는 충전상태 검출단계와,
엔진의 구동시간, 상기 알터네이터의 작동조건, 목표전압과 출력전압의 차이 및 전류누적을 각각 미리 정해진 조건과 비교하여 상기 알터네이터의 충전상태가 불량인지를 판단하는 충전상태 불량 판단단계와,
상기 알터네이터의 충전상태가 불량하여 상기 배터리가 충전되지 않은 상태를 고장코드로 생성하고, 이를 상기 ECU에 저장하는 고장코드 저장단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고장코드 생성 진입 판단단계는,
주행중인 차량이 알터네이터의 충전불량에 따른 고장코드를 생성할 수 있는 조건을 충족하는지를 판단하는 고장진단 차량조건 만족 판단단계와,
상기 배터리의 충전율이 미리 설정된 고장진단 진입 충전율보다 낮은지를 판단하는 배터리 상태 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제3항에 있어서,
상기 고장진단 차량조건 만족 판단단계에서는,
엔진이 구동중이고, LIN(Local Interconnect Network)통신이 정상이며, 차량의 총주행거리가 미리 설정된 고장코드 생성 총주행거리 보다 작으면, 상기 배터리 상태 판단단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제3항에 있어서,
상기 배터리 상태 판단단계에서는,
상기 배터리의 충전율이 미리 설정된 고장진단 진입 충전율보다 낮으면, 상기 충전상태 검출단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제1항에 있어서,
충전상태 검출단계는,
상기 알터네이터로부터 상기 배터리로 충전된 누적전류량과, 상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티와 상기 배터리의 평균전압을 계산하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제1항에 있어서,
상기 충전상태 불량 판단단계는,
상기 엔진의 구동시간이 미리 설정된 불량판단 엔진 구동시간보다 큰지를 비교하는 엔진구동시간 비교단계와,
상기 알터네이터의 C단자와 FR단자의 듀티가 미리 설정된 불량판단 듀티범위에 존재하는지 판단하는 알터네이터 듀티 비교단계와,
상기 알터네이터의 목표출력전압과 상기 알터네이터로부터 출력되는 실제출력전압의 차이가 미리 설정된 고장판단 전압차보다 큰 지를 판단하는 전압차이 비교단계와,
상기 알터네이터로부터 출력되는 전류의 누적량이 미리 설정된 고장판단 전류누적값보다 작은지를 비교하는 누적전류량 비교단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 엔진구동시간 비교단계에서 상기 불량판단 엔진 구동시간은 1200sec로 설정되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제8항에 있어서,
상기 엔진구동시간이 상기 불량판단 엔진 구동시간보다 크지 않으면, 상기 충전상태 검출단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 알터네이터 듀티 비교단계에서 상기 알터네이터의 C단자의 듀티는 90% 초과, FR단자의 듀티는 50%미만으로 상기 불량판단 듀티범위가 설정되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 전압차이 비교단계에서 상기 고장판단 전압차는 0.5V로 설정되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 누적전류량 비교단계에서 상기 고장판단 전류누적값은 -5Ah로 설정되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제1항에 있어서,
상기 고장코드 해제단계는,
차량의 주행상태와 ECU에 기록된 고장코드가 상기 알터네이터의 충전불량에 관한 고장코드를 해제하기 위한 조건을 만족하는 지 판단하는 고장코드 해제 진입 판단단계와,
상기 알터네이터로부터 출력되는 전류량을 누적하기 시작하는 전류누적 개시단계와,
전류량 누적시간과 누적된 전류량을 미리 정해진 조건과 비교하여 상기 알터네이터의 충전상태가 양호한지를 판단하는 충전상태 양호 판단단계와,
상기 알터네이터의 충전상태가 양호한 것이 판단되면, 상기 ECU에 기록된 고장코드를 삭제하는 고장코드 삭제단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제13항에 있어서,
상기 고장코드 해제 진입 판단단계는,
주행중인 차량이 고장코드를 해제할 수 있는 조건을 충족하는지를 판단하는 고장해제 차량조건 만족 판단단계와,
상기 ECU에 저장된 고장코드가 알터네이터의 충전불량에 관한 고장코드인지를 비교하는 고장코드 비교단계를 포함하고,
상기 고장코드 비교단계에서 상기 고장코드가 상기 알터네이터의 충전불량에 관한 고장코드이면 상기 전류누적 개시단계가 수행되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제14항에 있어서,
상기 고장해제 차량조건 만족 판단단계에서는,
엔진이 구동중이고, LIN(Local Interconnect Network)통신이 정상이면, 상기 고장코드 비교단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제1항에 있어서,
충전상태 양호 판단단계는,
상기 알터네이터로부터 출력되는 전류량을 누적한 시간이 미리 설정된 고장해제 누적시간보다 큰 지를 비교하는 전류누적시간 만족 판단단계와,
상기 알터네이터로부터 출력된 전류의 누적량이 미리 설정된 고장해제 누적전류량보다 큰지를 비교하는 누적전류량 만족 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제16항에 있어서,
상기 전류누적시간 만족 판단단계에서 상기 고장해제 누적시간은 600sec로 설정되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
제16항에 있어서,
상기 누적전류량 만족 판단단계에서 상기 고장해제 누적전류량은 2Ah로 설정되는 것을 특징으로 하는 충전상태 진단 방법.
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