KR101714086B1 - 냉시동을 위한 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

냉시동을 위한 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉시동을 위한 차량용 발전제어시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 엔진의 회전력을 이용하여 전력을 발생하는 알터네이터; 및 엔진의 시동 초기에 상기 알터네이터의 발전이 금지되도록 제어하고, 외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출하고, 상기 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 제1 시점으로부터 상기 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달된 것으로 판단된 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 시동초기에 알터네이터의 발전이 금지되고 시동 후 냉각수온에 따라 정해진 지연시간이 경과되어 엔진이 안정화되는 시점까지 알터네이터의 발전 금지가 유지됨으로써 냉시동시의 시동성능을 향상할 수 있다.

Description

냉시동을 위한 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법{Vehicle generating system for cold start, and control method of the same}
본 발명은 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 냉시동의 향상을 위한 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
차량은 일반적으로 냉시동시 엔진 부하(friction)가 증가됨에 의해 시동이 원활하지 않게 되어 운전자는 시동을 위해 스타트 버튼 또는 시동키를 오랫동안 유지해야 한다.
그러나, 이것은 운전자에게 불편을 줄뿐만 아니라 배터리 방전 및 스타터 내구성의 저하로 안전성 측면에도 문제를 야기시킨다.
도 1은 종래 차량의 시동시 배터리의 전압을 나타낸 그래프이다. 도 1을 참조하여 예를 들면, 'A' 그래프는 상온 25℃에서의 시동시 그래프로서 시동시간이 0.3~0.5s 수준이지만, 'B' 그래프는 저온'-30℃'에서의 시동시 그래프로서 시동시간이 5~6s 수준이다.
즉 배터리의 전압이 강화되는 구간이 스타터 모터의 작동시점으로, 위에서 살펴본 바와 같이 시동시 온도가 낮을수록 스타터 모터의 작동시간이 길어져 시동이 지연되는 것을 알 수 있다.
종래 이러한 차량의 냉시동시의 문제를 해결하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 엔진 부하(friction)의 감소의 관점에 이러한 냉시동의 문제를 해결하려는 노력은 아직 미흡한 실정이다.
KR 10-2010-0063921 A, 2010. 06. 14, 도면 1
본 발명의 목적은 엔진 부하의 대부분을 차지하는 알터네이터의 부하를 줄임으로써 냉시동시의 시동성능을 향상할 수 있는 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징은 냉시동의 향상을 위한 차량용 발전제어시스템에 관한 것으로, 본 차량용 발전제어시스템은 엔진의 회전력을 이용하여 전력을 발생하여 차량의 전기부하로 공급하는 알터네이터; 및 엔진의 시동 초기에 상기 알터네이터의 발전이 금지되도록 제어하고, 외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출하고, 상기 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 제1 시점으로부터 상기 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달된 것으로 판단된 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 제1 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 시간 동안 상기 모니터링되는 차량정보를 이용하여 엔진 시동의 완료여부를 판단하여, 상기 엔진 시동이 완료된 것으로 판단된 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부에서, 상기 지연시간의 산출은 사전에 정해진 냉각수온에 따른 시간함수에 의해 수행되거나, 사전에 정해진 시동초기 냉각수온들 별 시간값 룩업테이블에 의해 수행될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 특징은 냉시동의 향상을 위한 차량용 발전제어시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 차량용 발전제어시스템의 제어방법은 엔진의 시동 초기에 상기 알터네이터의 발전이 금지되도록 제어하는 단계; 외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 지 판단하여 상기 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우의 시점을 제1 시점으로 정하고 동시에 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출하는 단계; 상기 제1 시점으로부터 상기 산출된 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달되는 지 판단하는 단계; 및 상기 제2 시점에 도달된 것으로 판단되는 경우, 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 단계;를 포함한다.
여기서 상기 제2 시점에 도달되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 모니터링되는 차량정보를 이용하여 엔진 시동의 완료여부를 판단하여 상기 엔진 시동이 완료되는 것으로 판단되는 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지연시간의 산출은 사전에 정해진 냉각수온에 따른 시간함수에 의해 수행되거나 사전에 정해진 시동초기 냉각수온들 별 시간값 룩업테이블에 의해 수행될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법은 시동초기에 알터네이터의 발전이 금지되고 시동 후 냉각수온에 따라 정해진 지연시간이 경과되어 엔진이 안정화되는 시점까지 알터네이터의 발전 금지가 유지됨으로써 냉시동시의 시동성능을 향상할 수 있다.
도 1은 종래 차량의 시동시 배터리의 전압을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 차량용 발전제어시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템의 제어절차도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템에 대한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)은 엔진(10), 알터네이터(20) 및 제어부(30)로 이루어진다. 제어부(30)는 "Electronic Control Unit"로서, 본 실시예에 따른 전반적인 제어를 수행한다.
알터네이터(20)는, 엔진(10)의 회전력을 이용하여 전력을 생성하여 배터리(42) 및 차량 전장품(46)과 같은 차량의 전기부하(40)로 공급할 수 있다. 또한, 알터네이터(20)는 제어부(30)의 제어에 의해 발전이 개시되거나 금지될 수 있다.
알터네이터(20)는, 제어부(30)에 의해 발전이 개시되는 경우 알터네이터(20)는 엔진(10)의 부하(friction)로 작용되고, 반면 발전이 금지되는 경우 엔진(10)의 부하로 작용되지 않는다.
여기서 알터네이터(20)의 발전 금지는 제어부(30)에 의해 알터네이터(20)의 목표 발전전압이 배터리 전압보다 낮게 됨으로써 엔진(10)에 의해 알터네이터(20) 풀리가 회전되더라도 알터네이터(20)에서 자화 형성이 이루어지지 않아 발전이 금지되는 것을 의미한다.
또한 알터네이터(20)의 발전 개시는 제어부(30)에 의해 알터네이터(20)의 목표 발전전압이 배터리 전압보다 높게 됨으로써 엔진(10)에 의해 알터네이터(20) 풀리가 회전되는 경우 알터네이터(20)에서 자화 형성이 이루어져서 발전이 개시되는 것을 의미한다.
제어부(30)는 엔진(10)의 시동 초기에 알터네이터(20)의 발전이 금지되도록 제어하고, 외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출한다.
여기서 지연시간은 시동 후 엔진이 안정화되기까지의 시간을 확보하여, 알터네이터(20)의 구동이 엔진 시동에 영향을 주지 않도록 하기 하기 위한 것이다.
여기서, 지연시간의 산출은 사전에 정해진 냉각수온에 따른 시간함수에 의해 수행되거나, 사전에 정해진 시동초기 냉각수온들 별 시간값 룩업테이블에 의해 수행될 수 있다.
예를 들면, 지연시간의 산출을 위한 함수 또는 룩업테이블은 다음 표 1과 같이 냉각수온이 감소됨에 따라 시간 값이 증가되도록 설정될 수 있다.
Figure 112011095142849-pat00001
제어부(30)는 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 시점을 제1 시점으로 정하고, 제1 시점으로부터 위에서 산출된 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달된 것으로 판단된 경우 알터네이터(20)의 발전이 수행되도록 제어한다.
또한 제어부(30)는 제1 시점으로부터 제2 시점까지의 시간 동안 모니터링되는 차량정보를 이용하여 엔진 시동의 완료여부를 판단하여, 엔진 시동이 완료된 것으로 판단된 경우 알터네이터(20)의 발전이 수행되도록 제어한다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)의 동작을 설명한다. 여기서는, 제어부(30)를 중심으로 설명한다.
먼저 제어부(30)는 엔진(10)이 시동된 경우(S305) 시동초기에 알터네이터(20)의 발전이 금지되도록 제어한다(S310). 다음, 제어부(30)는 외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 지 판단한다(S320).
S320단계의 판단 결과 엔진 RPM 값이 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우, 제어부(30)는 이 판단 시점을 제1 시점으로 정하고 이와 동시에 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출한다(S330).
여기서, 지연시간의 산출은 전술한 바와 같이 사전에 정해진 냉각수온에 따른 시간함수에 의해 수행되거나, 사전에 정해진 시동초기 냉각수온들 별 시간값 룩업테이블에 의해 수행될 수 있다.
다음, 제어부(30)는 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 제1 시점으로부터 S330단계에 의해 산출된 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달되는 지 판단한다(S340).
S340단계의 판단 결과 제2 시점에 도달되지 않은 경우, 제어부(30)는 모니터링되는 차량정보를 이용하여 엔진 시동의 완료여부를 판단하고(S342), 엔진 시동이 완료되지 않은 경우 S340단계를 수행한다. S342단계의 판단 결과 엔진 시동이 완료된 것으로 판단된 경우, 제어부(30)는 후술하는 S350단계로 넘어간다.
한편, S340단계의 판단 결과 제2 시점에 도달된 경우, 제어부(30)는 알터네이터(20)의 발전이 개시되도록 제어한다(S350).
이와 같이 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)은 시동초기에 알터네이터(20)의 발전이 금지되고 시동 후 냉각수온에 따라 정해진 지연시간이 경과되어 엔진이 안정화되는 시점까지 알터네이터(20)의 발전 금지가 유지됨으로써 냉시동시의 시동성능을 향상할 수 있다.
1: 차량용 발전제어시스템
10: 엔진
20: 알터네이터
30: 제어부
40: 차량의 전기부하
42: 배터리
46: 차량 전장품

Claims (8)

  1. 엔진의 회전력을 이용하여 전력을 발생하여 차량의 전기부하로 공급하는 알터네이터; 및
    엔진의 시동 초기에 상기 알터네이터의 발전이 금지되도록 제어하고, 외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출하고, 상기 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 제1 시점으로부터 상기 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달된 것으로 판단된 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 제1 시점으로부터 상기 제2 시점까지의 시간 동안 상기 모니터링되는 차량정보를 이용하여 엔진 시동의 완료여부를 판단하여, 상기 엔진 시동이 완료된 것으로 판단된 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에서, 상기 지연시간의 산출은 사전에 정해진 냉각수온에 따른 시간함수에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에서, 상기 지연시간의 산출은 사전에 정해진 시동초기 냉각수온들 별 시간값 룩업테이블에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
  5. 알터네이터의 발전을 제어하는 차량용 발전제어시스템의 제어방법에 있어서,
    엔진의 시동 초기에 상기 알터네이터의 발전이 금지되도록 제어하는 단계;
    외부로부터 모니터링되는 차량정보 중 엔진 RPM 값이 사전에 설정된 임계RPM 값 이상인 지 판단하여 상기 임계RPM 값 이상인 것으로 판단된 경우의 시점을 제1 시점으로 정하고 동시에 모니터링되는 차량정보 중 냉각수온에 대응하는 지연시간을 산출하는 단계;
    상기 제1 시점으로부터 상기 산출된 지연시간이 경과된 제2 시점에 도달되는 지 판단하는 단계; 및
    상기 제2 시점에 도달된 것으로 판단되는 경우, 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 제2 시점에 도달되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 모니터링되는 차량정보를 이용하여 엔진 시동의 완료여부를 판단하여 상기 엔진 시동이 완료되는 것으로 판단되는 경우 상기 알터네이터의 발전이 개시되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템의 제어방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 지연시간의 산출은 사전에 정해진 냉각수온에 따른 시간함수에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템의 제어방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 지연시간의 산출은 사전에 정해진 시동초기 냉각수온들 별 시간값 룩업테이블에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템의 제어방법.
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