KR101744986B1 - 차량의 발전제어 연비향상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ECU(10)가 읽어들인 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값등이 설정된 범위를 초과하여 배터리의 SOC(State Of Charge)상승을 위한 리프레시(Refresh)가 필요할 때, 일반적으로 수행되는 로직으로 발전제어를 수행할지 또는 연비향상로직으로 발전제어를 수행할지 판단한 다음, 연비향상로직 수행시 이를 다시 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 전압구간인지와 효율에 상관없는 일정 전압구간인지로 구분하여 배터리 SOC를 충전해줌으로써, 배터리의 내구성을 향상시키면서도 보다 능동적인 알터네이터 부하 저감이 가능한 발전제어를 통해 연비를 향상할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

차량의 발전제어 연비향상방법{Fuel Ratio Improving Method for Generating Control in Vehicle}

본 발명은 발전제어를 통한 차량 연비향상에 관한 것으로, 특히 차량의 가감속주행에 따라 부하 저감의 최적 구간을 판단함으로써 알터네이터(Alternator)의 부하를 크게 저감시켜 차량 연비를 향상하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서 발전제어가 구현되면, 알터네이터 부하가 차량 가속시 저감되고 차량 감속시 상향됨으로써 전체적으로 알터네이터의 부하를 저감시켜 연비를 향상할 수 있게 된다.

상기와 같은 발전제어는 배터리 SOC(State Of Charge)를 80% 이상 수준으로 적용해 구현되어진다.

즉, 배터리 상태를 SOC(State Of Charge) = 80% 이상 수준으로 정해 놓고 기타 배터리 상태에 대한 고려 없이 배터리의 입출입 전류 및 차량의 긴 시간 키오프(Key off) 정지시 재조정(Recalibration)된 배터리 센서 값을 위주로 배터리의 내구성을 보호하는 로직으로서, 수동적인 방식을 구현하는 제어로직이 적용되어진다.

하지만, 이러한 발전제어로직은 배터리의 SOC(State Of Charge)를 80% 이상으로 설정하고 이에 맞추어 수동적 방식으로 실행되는 방식으로서, 이러한 방식은 특히 짧은 구간만 주행될 경우에는 제어 로직상 SOC가 높아질 수 있는 기회를 잃어버릴 수 있어 운영의 효율성이 낮을 수밖에 없는 방식이다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 배터리의 출입 전류에 키시동회수와 차량 주행시간 및 배터리 에너지 적분값등을 이용해 배터리의 내구성을 추정하고 동시에 알터네이터(Alternator) 온도 및 엔진효율을 통해 판단된 엔진과 알터네이터의 고효율 만족여부로 알터네이터의 발전제어를 달리하여 SOC(State Of Charge)를 충전해줌으로써, 배터리의 내구성을 향상시키면서도 보다 능동적인 알터네이터 부하 저감을 가능케 하는 발전제어를 통해 연비를 향상할 수 있는 차량의 발전제어 연비향상방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 발전제어 연비향상방법은 발전제어 실행을 위한 조건들이 충족되는지 여부를 판단해 미 충족시 발전제어의 로직실행를 정지하는 반면, 충족시 발전제어의 로직실행를 진행하는 초기조건판단단계;

상기 발전제어의 로직실행이 진행되면, 배터리의 SOC(State Of Charge)충전을 위한 리프레시가 필요한지 판단해 필요하지 않으면 발전제어의 기본로직을 실행하는 반면, 필요시 발전제어의 연비향상로직실행을 진행하는 연비향상조건판단단계;

상기 연비향상로직실행이 진행되면, 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간인지 여부를 판단한 후 충족여부에 따라 알터네이터의 발전제어를 달리하여 배터리의 SOC충전을 위한 리프레시를 수행하는 배터리충전단계;

상기 리프레시 수행후 배터리의 SOC충전이 완료되면, 초기로직으로 복귀되어 대기모드를 유지하는 배터리충전완료단계;

로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 발전제어 실행을 위한 조건들은 배터리 SOC = 80% 이상을 전제한 상태에서 판단되어진다.

상기 리프레시 수행여부는 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값이 설정되어진 적정값 초과시로 정하여 준다.

상기 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간이면 배터리가 14.8V이상으로 충전될 수 있도록 알터네이터의 발전제어를 수행하는 반면, 그 이외 구간이면 배터리가 14.0V ~14.8V의 영역으로 충전될 수 있도록 알터네이터의 발전제어를 수행하게 된다.

상기 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간은 상기 알터네이터 온도 및 상기 엔진효율을 이용하여 판단되어진다.

이러한 본 발명은 배터리의 내구성 추정에 적용되는 배터리의 출입 전류에 키시동회수와 차량 주행시간 및 배터리 에너지 적분값등을 이용해 배터리의 내구성을 추정하고 동시에 알터네이터(Alternator) 온도 및 엔진효율을 통해 엔진과 알터네이터의 고효율 조건충족여부로 알터네이터의 발전제어를 달리해줌으로써, 배터리의 내구성을 향상시키면서도 보다 능동적인 알터네이터 부하 저감을 가능케 하는 발전제어를 통해 연비를 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 키시동회수와 주행시간 및 배터리 에너지 적분값등과 같은 제어인자를 이용한 로직만으로 알터네이터 부하를 저감할 수 있어 하드웨어 적용에 따른 비용상승도 방지될 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따라 차량 가감속주행시 발전제어 연비향상방법에 대한 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따라 차량 가감속주행시 발전제어 연비향상로직 흐름도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 차량 가감속주행시 발전제어 연비향상에 대한 블록 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, ECU(10)는 차량 전장부하가 필요로 하는 전류값을 판단하고 동시에 가동에 필요한 구동전압을 공급하도록 전장기기(20)와 회로를 구성하며, 또한 차량상태에 따른 각종 정보값들을 읽어들이도록 센서(30)와도 회로로 구성되어진다.

상기 센서(30)에서 ECU(10)로 제공하는 정보값들은 엔진시동횟수와, 차량주행시간, 배터리에너지적분값, 알터네이터 온도 및 엔진효율로서, 상기 정보들은 배터리의 입출입 전류 및 차량의 긴 시간 키오프(Key off) 정지시 재조정(Recalibration)된 배터리 센서값을 이용해 측정 및 검출하거나 또는 센서값을 이용하는 산출로직에 따른 결과로 획득되는 계산값들이다.

도 2는 본 실시예에 따라 차량 가감속주행시 발전제어 연비향상로직 흐름을 나타낸다.

도시된 바와 같이 발전제어 연비향상로직이 실행되면, 단계S10과 같이 발전제어실행을 위한 조건들이 충족되는지 여부를 먼저 판단한 후 발전제어 실행을 위한 조건들이 충족되지 않으면 단계S20과 같이 발전제어로직 실행를 정지하고 발전제어 되지 않는 상태를 유지하여 준다.

상기와 같은 발전제어 판단은 통상 배터리 SOC(State Of Charge) = 80% 이상 수준에서 배터리의 입출입 전류 및 차량의 긴 시간 키오프(Key off) 정지시 재조정(Recalibration)된 배터리 센서값을 이용하여 판단되어진 조건을 초기조건으로 이용하게 된다.

하지만, 상기와 같은 발전제어 판단시 발전제어 실행을 위한 조건들이 충족되었으면 단계S30으로 넘어와 배터리의 리프레시(Refresh)가 필요한지 여부를 다시 판단하게 된다.

배터리의 리프레시는 배터리 SOC(State Of Charge) = 80% 이하로 저하된 상태를 다시 그 이상으로 높여주는 충전상태를 의미한다.

이러한 배터리의 리프레시 여부는 기본적인 발전제어로직이 수행되어야 하는지 또는 본 실시예에 따른 발전제어 연비향상로직이 수행되어야 하는지 여부를 판단하기 위함이다.

이때, 배터리의 리프레시 필요성 판단은 센서(30)에서 ECU(10)로 제공하는 정보값들인 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값을 이용해 판단되어진다.

상기와 같은 배터리의 리프레시 필요성 판단시 ECU(10)에서 읽어드린 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값들이 모두 설정되어진 적정값을 넘어서지 않으면 단계S40과 같이 기본적인 발전제어로직이 실행되어진다.

상기 기본적인 발전제어로직은 전술된 바와 같이 발전제어 연비향상로직이 아닌 통상 수행되어지는 발전제어로직을 의미한다.

하지만, 상기와 같은 배터리의 리프레시 필요성 판단시 ECU(10)에서 읽어드린 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값들이 모두 설정되어진 적정값을 넘어서면 발전제어 연비향상로직이 수행되는데, 본 실시예에서는 단계S60과 단계S70과 같이 두단계로 구분하여 실행되어진다.

상기 단계S60과 단계S70에 대한 구분은 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간인지 여부로 판단되며, 이는 ECU(10)가 획득한 알터네이터 온도 및 엔진효율을 이용하여 판단되어진다.

단계S60은 배터리의 리프레시 필요성 판단후 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간에 대한 조건이 충족된 배터리 리프레시 모드1으로서, 이러한 리프레시 모드1에서는 배터리가 14.8V이상으로 충전될 수 있도록 알터네이터의 발전제어를 제어하게 된다.

이때, 14.8V는 SOC를 의미한다.

반면, 단계S70은 배터리의 리프레시 필요성 판단후 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간에 대한 조건이 충족되지 않은 배터리 리프레시 모드2로서, 이러한 리프레시 모드2에서는 배터리가 14.xxV로 충전될 수 있도록 알터네이터의 발전제어를 제어하게 된다.

이러한 알터네이터의 발전제어는 엔진/알터네이터의 효율에 상관없이 일정 전압으로 일정 SOC까지 충전이 진행됨을 의미한다.

이때, 14.xxV는 SOC로서, 이 경우는 14.0V ~14.8V의 영역을 의미한다.

이어, 상기 리프레시 수행후 배터리의 SOC충전이 완료되면, 발전제어 연비향로직은 초기단계로 복귀되어 대기모드를 유지하려 준다.

상기와 같이 본 실시예에서는 ECU(10)가 읽어들인 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값등이 설정된 범위를 초과하여 배터리의 SOC(State Of Charge)상승을 위한 리프레시(Refresh)가 필요할 때, 일반적으로 수행되는 로직으로 발전제어를 수행할지 또는 연비향상로직으로 발전제어를 수행할지 판단한 다음, 연비향상로직 수행시 이를 다시 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 전압구간인지와 효율에 상관없는 일정 전압구간인지로 구분하여 배터리 SOC를 충전해줌으로써, 배터리의 내구성을 향상시키면서도 보다 능동적인 알터네이터 부하 저감이 가능한 발전제어를 통해 연비를 향상할 수 있게 된다.

10 : ECU 20 : 전장기기
30 : 센서

Claims (5)

1. 발전제어 실행을 위한 조건들이 충족되는지 여부를 판단해 미 충족시 발전제어의 로직실행를 정지하는 반면, 충족시 발전제어의 로직실행를 진행하는 초기조건판단단계;
   상기 발전제어의 로직실행이 진행되면, 배터리의 SOC(State Of Charge)충전을 위한 리프레시가 필요한지 판단해 필요하지 않으면 발전제어의 기본로직을 실행하는 반면, 필요시 발전제어의 연비향상로직실행을 진행하는 연비향상조건판단단계;
   상기 연비향상로직실행이 진행되면, 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간인지 여부를 판단한 후 충족여부에 따라 알터네이터의 발전제어를 달리하여 배터리의 SOC충전을 위한 리프레시를 수행하는 배터리충전단계;
   상기 리프레시 수행후 배터리의 SOC충전이 완료되면, 초기로직으로 복귀되어 대기모드를 유지하는 배터리충전완료단계;로 수행되고,
   상기 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간이면 배터리가 14.8V이상으로 충전될 수 있도록 알터네이터의 발전제어를 수행하는 반면, 그 이외 구간이면 배터리가 14.0V ~14.8V의 영역으로 충전될 수 있도록 알터네이터의 발전제어를 수행하며; 상기 엔진과 알터네이터의 효율이 높은 구간은 상기 알터네이터 온도 및 엔진효율을 이용하여 판단되는 것을 특징으로 하는 차량의 발전제어 연비향상방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 발전제어 실행을 위한 조건들은 배터리 SOC = 80% 이상을 전제한 상태에서 판단되는 것을 특징으로 하는 차량의 발전제어 연비향상방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 리프레시 수행여부는 엔진시동횟수와 차량주행시간 및 배터리에너지적분값이 설정되어진 적정값 초과시인 것을 특징으로 하는 차량의 발전제어 연비향상방법.
   
4. 삭제
5. 삭제

Images