KR101776763B1

KR101776763B1 - 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101776763B1
Application number: KR1020160149963A
Authority: KR
Inventors: 장화용
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2017-09-08
Also published as: US10919411B2; US20180134174A1; CN108068728B; CN108068728A; DE102017219945A1

Abstract

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법은, 저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 단계; 상기 데이터를 기초로 설정된 주행 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 설정된 주행 조건이 만족되면, 고전압 배터리의 현재 SOC(state of charge)가 제1 기준 SOC 이상인지를 판단하는 단계; 상기 고전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 이상이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 제2 기준 SOC 이하인지를 판단하는 단계; 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 이하이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC를 기초로 목표 SOC를 결정하는 단계; 및 상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHARGING LOW VOLTAGE BATTERY OF MILD HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법 및 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.

하이브리드 차량은 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(mild) 타입과 하드(hard) 타입으로 구분할 수 있다. 마일드 타입의 하이브리드 차량(이하, 마일드 하이브리드 차량이라 한다)은 알터네이터 대신에 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(mild hybrid starter & generator; MHSG)가 구비된다. 하드 타입의 하이브리드 차량은 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(Integrated starter & generator; ISG)와 차량을 구동하는 구동 모터가 각각 별도로 구비된다.

마일드 하이브리드 차량은 MHSG의 토크만으로 차량을 구동시키는 주행 모드는 없지만, MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 고전압 배터리(예를 들어, 48 V 배터리)를 충전할 수 있다. 이에 따라, 마일드 하이브리드 차량의 연비가 향상될 수 있다.

마일드 하이브리드 차량은 고전압 배터리의 전압을 이용하여 MHSG를 구동시키고, 저전압 배터리(예를 들어, 12 V 배터리)의 전압을 이용하여 전장 부하를 구동시킨다. 상기 전장 부하는 헤드 램프, 블로워, 와이퍼 등 저전압 배터리의 전압을 이용하는 전기전자 장치를 포함한다. 상기 고전압 배터리로부터 공급되는 고전압을 저전압으로 변환하여 저전압을 사용하는 전장 부하에 동작 전압으로 공급하기 위하여 LDC(low voltage DC-DC converter)가 고전압 배터리와 저전압 배터리 사이에 배치된다.

상기 저전압 배터리는 상기 고전압 배터리의 전력을 이용하여 충전된다. 마일드 하이브리드 차량은 MHSG의 구동에 따라 고전압 배터리의 충전 또는 방전이 결정되므로, MHSG의 상태를 고려하여 저전압 배터리를 효율적으로 충전하는 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 마일드 하이브리드 차량의 주행 조건 및 MHSG의 상태를 고려하여 저전압 배터리를 효율적으로 충전할 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법은, 저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 단계; 상기 데이터를 기초로 설정된 주행 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 설정된 주행 조건이 만족되면, 고전압 배터리의 현재 SOC(state of charge)가 제1 기준 SOC 이상인지를 판단하는 단계; 상기 고전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 이상이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 제2 기준 SOC 이하인지를 판단하는 단계; 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 이하이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC를 기초로 목표 SOC를 결정하는 단계; 및 상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 단계에서는, 가속 페달의 위치값, 브레이크 페달의 위치값, 마일드 하이브리드 차량의 속도, 엔진의 속도, 고전압 배터리의 SOC, 저전압 배터리의 SOC, 및 전장 부하의 소모 파워를 검출할 수 있다.

상기 설정된 주행 조건은 엔진이 아이들 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 고속 주행 또는 정속 주행 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 타력 주행 상태인 경우 만족될 수 있다.

상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는, 상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하지 않고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는, 상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, MHSG의 토크 보조를 중단하고 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는, 상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제2 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 중간 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 중간 SOC는 상기 저전압 배터리의 현재 SOC와 상기 목표 SOC 사이의 값일 수 있다.

상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는, 제2 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 중간 SOC로부터 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 충전 속도는 상기 제1 충전 속도 보다 느릴 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치는, 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild hybrid starter & generator); 고전압 배터리로부터 공급되는 전압을 저전압으로 변환하여 저전압 배터리를 충전하는 LDC(low voltage DC-DC converter); 저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및 상기 데이터를 기초로 설정된 주행 조건을 만족하는지 판단하는 제어기;를 포함할 수 있고, 상기 제어기는 상기 설정된 주행 조건이 만족되면, 고전압 배터리의 현재 SOC(state of charge)가 제1 기준 SOC 이상인지를 판단하고, 상기 고전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 이상이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 제2 기준 SOC 이하인지를 판단하며, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 이하이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC를 기초로 목표 SOC를 결정하고, 상기 목표 SOC, 상기 MHSG의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정할 수 있다.

상기 데이터 검출부는, 가속 페달의 위치값을 검출하는 가속 페달 위치 검출부; 브레이크 페달의 위치값을 검출하는 브레이크 페달 위치 검출부; 마일드 하이브리드 차량의 속도를 검출하는 차속 검출부; 엔진의 속도를 검출하는 엔진 속도 검출부; 고전압 배터리의 SOC를 검출하는 제1 SOC 검출부; 저전압 배터리의 SOC를 검출하는 제2 SOC 검출부; 및 전장 부하의 소모 파워를 검출하는 소모 파워 검출부;를 포함할 수 있다.

상기 제어기는, 상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하지 않고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전할 수 있다.

상기 제어기는, 상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, MHSG의 토크 보조를 중단하고 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전할 수 있다.

상기 제어기는, 상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제2 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 중간 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전할 수 있고, 상기 중간 SOC는 상기 저전압 배터리의 현재 SOC와 상기 목표 SOC 사이의 값일 수 있다.

상기 제어기는, 제2 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 중간 SOC로부터 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전할 수 있고, 상기 제2 충전 속도는 상기 제1 충전 속도 보다 느릴 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 마일드 하이브리드 차량의 주행 조건, MHSG의 상태, 고전압 배터리의 SOC, 저전압 배터리의 SOC, 및 전장 부하의 소모 파워를 고려하여 저전압 배터리를 충전함으로써, 저전압 배터리의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법의 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량을 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량은 엔진(engine)(10), 변속기(transmission)(20), MHSG(mild hybrid starter & generator)(30), 고전압 배터리(high voltage battery)(40), LDC(low voltage DC-DC converter)(50), 저전압 배터리(low voltage battery)(60), 전장 부하(electric load)(70), 차동기어장치(differential gear apparatus)(80), 및 휠(wheel)(90)을 포함한다.

엔진(10)은 연료를 연소하여 토크를 생성하는 것으로, 가솔린 엔진, 디젤 엔진, LPI(liquefied petroleum injection) 엔진 등 다양한 엔진이 사용될 수 있다.

마일드 하이브리드 차량의 동력 전달은 상기 엔진(10)의 토크가 상기 변속기(20)의 입력축에 전달되고, 상기 변속기(20)의 출력축으로부터 출력된 토크가 차동기어장치(80)를 경유하여 차축에 전달된다. 상기 차축이 휠(90)을 회전시킴으로써 상기 엔진(10)의 토크에 의해 상기 마일드 하이브리드 차량이 주행하게 된다.

MHSG(30)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 즉, 상기 MHSG(30)는 상기 엔진(10)을 시동하거나 상기 엔진(10)의 출력에 의해 발전할 수 있다. 또한, 상기 MHSG(30)는 상기 엔진(10)의 토크를 보조할 수 있다. 상기 마일드 하이브리드 차량은 상기 엔진(10)의 연소 토크를 주동력으로 하면서 상기 MHSG(30)의 토크를 보조동력으로 이용할 수 있다. 상기 엔진(10)과 상기 MHSG(30)는 벨트(32)를 통해 연결될 수 있다.

고전압 배터리(40)는 상기 MHSG(30)에 전력을 공급하거나, 상기 MHSG(30)를 통해 회수되는 전력을 통해 충전될 수 있다. 상기 고전압 배터리(40)는 48 V 배터리일 수 있다.

LDC(50)는 상기 고전압 배터리(40)로부터 공급되는 전압을 저전압(예를 들어, 12 V)으로 변환하여 저전압 배터리(60)를 충전한다.

저전압 배터리(60)는 상기 LDC(50)로부터 공급되는 전력을 통해 충전될 수 있다. 상기 저전압 배터리(60)는 12 V 배터리일 수 있고, 저전압을 사용하는 전장 부하(70)에 전력을 공급한다.

전장 부하(70)는 헤드 램프, 에어컨, 와이퍼 등 저전압 배터리(60)의 전력을 사용하는 다양한 전기전자 장치를 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치를 도시한 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치는 데이터 검출부(data detector)(100), 제어기(controller)(110), MHSG(30), 및 LDC(50)을 포함할 수 있다.

상기 데이터 검출부(100)는 저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하며 상기 데이터 검출부(100)에서 검출된 데이터는 상기 제어기(110)에 전달된다. 상기 데이터 검출부(100)는 가속 페달 위치 검출부(101), 브레이크 페달 위치 검출부(102), 차속 검출부(103), 엔진 속도 검출부(104), 제1 SOC 검출부(105), 제2 SOC 검출부(106), 및 소모 파워 검출부(107)를 포함할 수 있다.

가속 페달 위치 검출부(101)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다. 가속 페달이 완전히 눌린 경우 가속 페달의 위치값은 100 %이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우 가속 페달의 위치값은 0 %이다.

브레이크 페달 위치 검출부(102)는 브레이크 페달의 위치값(브레이크 페달이 눌린 정도)을 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다. 브레이크 페달이 완전히 눌린 경우 브레이크 페달의 위치값은 100 %이고, 브레이크 페달이 눌리지 않은 경우 브레이크 페달의 위치값은 0 %이다.

차속 검출부(103)는 마일드 하이브리드 차량의 속도를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다.

엔진 속도 검출부(104)는 엔진(10)의 속도를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다. 엔진 속도 검출부(104)는 크랭크샤프트의 위상 변화로부터 엔진 속도를 검출할 수 있다.

제1 SOC 검출부(105)는 고전압 배터리(40)의 SOC(state of charge)를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다. 고전압 배터리(40)의 SOC를 직접 검출하는 대신 고전압 배터리(40)의 전류 및 전압을 측정하고 이로부터 고전압 배터리(40)의 SOC를 예측할 수도 있다.

제2 SOC 검출부(106)는 저전압 배터리(60)의 SOC를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다.

소모 파워 검출부(107)는 저전압 배터리(60)의 저전압을 사용하는 전장 부하(70)에서 소모되는 소모 파워를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(110)에 전달한다. 전장 부하(70)의 입력 전압과 입력 전류를 기초로 상기 전장 부하(70)의 소모 파워를 검출할 수 있다.

제어기(110)는 상기 데이터 검출부(100)에 의해 검출된 데이터를 기초로 MHSG(30) 및 LDC(50)의 작동을 제어할 수 있다. 제어기(110)는 LDC(50)를 작동시켜 고전압 배터리(40)의 전력을 이용하여 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 제어기(110)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법의 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어기(110)는 저전압 배터리(60)를 충전하기 위한 데이터를 검출한다(S100). 즉, 가속 페달 위치 검출부(101)는 가속 페달의 위치값을 검출하고, 브레이크 페달 위치 검출부(102)는 브레이크 페달의 위치값을 검출하며, 차속 검출부(103)는 마일드 하이브리드 차량의 속도를 검출하고, 엔진 속도 검출부(104)는 엔진(10)의 속도를 검출하며, 제1 SOC 검출부(105)는 고전압 배터리(40)의 SOC를 검출하고, 제2 SOC 검출부(106)는 저전압 배터리(60)의 SOC를 검출하며, 소모 파워 검출부(107)는 전장 부하(70)의 소모 파워를 검출한다.

제어기(110)는 상기 데이터를 기초로 설정된 주행 조건을 만족하는지 판단한다(S110). 상기 설정된 주행 조건은 엔진(10)이 아이들 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 고속 주행 또는 정속 주행 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 타력 주행 상태인 경우 만족될 수 있다. 제어기(110)는 가속 페달 위치 검출부(101), 브레이크 페달 위치 검출부(102), 차속 검출부(103), 및 엔진 속도 검출부(104)의 신호를 기초로 상기 설정된 주행 조건이 만족되는지 판단할 수 있다. 상기 설정된 주행 조건에서는 MHSG(30)가 엔진(10)의 출력에 의해 발전하여 고전압 배터리(40)가 충전될 수 있다. 상기 마일드 하이브리드 차량이 고속 주행 또는 정속 주행 상태이면 MHSG(30)가 엔진(10)의 토크를 보조하는 것도 가능하다. 반면, 마일드 하이브리드 차량이 저속 주행 또는 등판 주행 중인 경우 MHSG(30)가 엔진(10)의 토크를 보조하여 고전압 배터리(40)의 전력이 소모된다.

상기 S110 단계에서 상기 설정된 주행 조건이 만족되지 않으면, 본 발명의 실시예에 따른 저전압 배터리(60)를 충전하는 방법은 종료된다.

상기 S110 단계에서 상기 설정된 주행 조건이 만족되면, 제어기(110)는 고전압 배터리(40)의 현재 SOC가 제1 기준 SOC 이상인지를 판단한다(S120). 상기 제1 기준 SOC는 고전압 배터리(40)의 전력을 저전압 배터리(60)로 공급할 수 있을 정도의 충분한 값으로 설정될 수 있다.

상기 S120 단계에서 상기 고전압 배터리(40)의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 미만이면, 본 발명의 실시예에 따른 저전압 배터리(60)를 충전하는 방법은 종료된다. 이 경우, 고전압 배터리(40)의 SOC가 충분하지 않아 저전압 배터리(60)로 전력을 공급하지 않을 수 있다.

상기 S120 단계에서 상기 고전압 배터리(40)의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 이상이면, 제어기(110)는 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 제2 기준 SOC 이하인지를 판단한다(S130). 상기 제2 기준 SOC는 저전압 배터리(60)가 충전이 필요한 상태인지 여부를 판단하기 위한 값으로 설정될 수 있다.

상기 S130 단계에서 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 초과이면, 본 발명의 실시예에 따른 저전압 배터리(60)를 충전하는 방법은 종료된다.

상기 S130 단계에서 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 이하이면, 제어기(110)는 저전압 배터리(60)의 현재 SOC를 기초로 목표 SOC를 결정한다(S140). 저전압 배터리(60)의 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 고전압 배터리(40)의 전력을 이용하여 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 제어기(110)는 저전압 배터리(60)의 현재 SOC에 따른 목표 SOC가 설정되어 있는 맵을 이용하여 상기 목표 SOC를 결정할 수 있다.

제어기(110)는 상기 목표 SOC, MHSG(30)의 상태, 및 전장 부하(70)의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리(60)의 충전 속도 및 충전량을 결정할 수 있다(S150).

상기 MHSG(30)가 엔진(10)의 토크를 보조하지 않고 상기 전장 부하(70)의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, 제어기(110)는 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 즉, 제어기(110)는 전장 부하(70)의 소모 파워가 비교적 작고, MHSG(30)가 토크를 생성하지 않아 고전압 배터리(40)의 전력을 저전압 배터리(60)로 전달하기 적절한 경우, 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달할 때까지 빠른 속도로 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 상기 제1 파워 및 제1 충전 속도는 상기 MHSG(30), 고전압 배터리(40), 및 저전압 배터리(60)의 성능을 고려하여 당업자가 바람직하다고 판단되는 값으로 설정할 수 있다.

상기 MHSG(30)가 엔진(10)의 토크를 보조하고 상기 전장 부하(70)의 소모 파워가 상기 제1 파워 이상이면, 제어기(110)는 상기 MHSG(30)의 토크 보조를 중단하고 상기 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 즉, 제어기(110)는 고전압 배터리(40)의 전력을 저전압 배터리(60)로 전달하기 위하여 MHSG(30)의 토크 생성을 중단할 수 있다.

상기 MHSG(30)가 엔진(10)의 토크를 보조하고 상기 전장 부하(70)의 소모 파워가 제2 파워 이상이면, 제어기(110)는 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 중간 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 여기서, 상기 제2 파워는 상기 제1 파워 보다 크고, 상기 중간 SOC는 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC와 상기 목표 SOC 사이의 값으로서 상기 전장 부하(70)의 소모 파워에 따라 결정될 수 있다. 즉, 제어기(110)는 전장 부하(70)의 소모 파워가 비교적 크고 MHSG(30)가 토크를 생성하는 경우, 우선적으로 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 중간 SOC에 도달할 때까지 빠른 속도로 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 이후, 제어기(110)는 제2 충전 속도로 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC가 상기 중간 SOC로부터 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리(60)를 충전할 수 있다. 상기 제2 충전 속도는 상기 제1 충전 속도 보다 느릴 수 있다. 즉, 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC로부터 상기 목표 SOC까지의 구간을 분할하여 저전압 배터리(60)의 충전 효율을 향상시킬 수 있다. 여기에서는 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC로부터 상기 목표 SOC까지 2 개의 구간으로 분할된 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 저전압 배터리(60)의 현재 SOC로부터 상기 목표 SOC까지의 구간을 더 많은 개수의 구간으로 분할하고 복수 개의 중간 SOC를 설정하는 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 마일드 하이브리드 차량의 주행 조건, MHSG(30)의 상태, 고전압 배터리(40)의 SOC, 저전압 배터리(60)의 SOC, 및 전장 부하(70)의 소모 파워를 고려하여 저전압 배터리(60)를 충전함으로써, 저전압 배터리(60)의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 엔진 20: 변속기
30: MHSG 40: 고전압 배터리
50: LDC 60: 저전압 배터리\
70: 전장 부하 80: 차동기어장치
90: 휠 100: 데이터 검출부
110: 제어기

Claims

저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 단계;
상기 데이터를 기초로 설정된 주행 조건을 만족하는지 판단하는 단계;
상기 설정된 주행 조건이 만족되면, 고전압 배터리의 현재 SOC(state of charge)가 제1 기준 SOC 이상인지를 판단하는 단계;
상기 고전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 이상이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 제2 기준 SOC 이하인지를 판단하는 단계;
상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 이하이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC를 기초로 목표 SOC를 결정하는 단계; 및
상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계;
를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
제1항에 있어서,
상기 저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 단계에서는,
가속 페달의 위치값, 브레이크 페달의 위치값, 마일드 하이브리드 차량의 속도, 엔진의 속도, 고전압 배터리의 SOC, 저전압 배터리의 SOC, 및 전장 부하의 소모 파워를 검출하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
제1항에 있어서,
상기 설정된 주행 조건은 엔진이 아이들 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 고속 주행 또는 정속 주행 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 타력 주행 상태인 경우 만족되는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
제1항에 있어서,
상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는,
상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하지 않고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
제1항에 있어서,
상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는,
상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, MHSG의 토크 보조를 중단하고 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
제1항에 있어서,
상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는,
상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제2 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 중간 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 포함하고,
상기 중간 SOC는 상기 저전압 배터리의 현재 SOC와 상기 목표 SOC 사이의 값인 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
제6항에 있어서,
상기 목표 SOC, MHSG(mild starter & generator)의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 단계는,
제2 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 중간 SOC로부터 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 충전 속도는 상기 제1 충전 속도 보다 느린 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 방법.
엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild hybrid starter & generator);
고전압 배터리로부터 공급되는 전압을 저전압으로 변환하여 저전압 배터리를 충전하는 LDC(low voltage DC-DC converter);
저전압 배터리를 충전하기 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및
상기 데이터를 기초로 설정된 주행 조건을 만족하는지 판단하는 제어기;를 포함하되,
상기 제어기는,
상기 설정된 주행 조건이 만족되면, 고전압 배터리의 현재 SOC(state of charge)가 제1 기준 SOC 이상인지를 판단하고,
상기 고전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제1 기준 SOC 이상이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 제2 기준 SOC 이하인지를 판단하며,
상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 제2 기준 SOC 이하이면, 상기 저전압 배터리의 현재 SOC를 기초로 목표 SOC를 결정하고,
상기 목표 SOC, 상기 MHSG의 상태, 및 전장 부하의 소모 파워를 기초로 저전압 배터리의 충전 속도 및 충전량을 결정하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 데이터 검출부는,
가속 페달의 위치값을 검출하는 가속 페달 위치 검출부;
브레이크 페달의 위치값을 검출하는 브레이크 페달 위치 검출부;
마일드 하이브리드 차량의 속도를 검출하는 차속 검출부;
엔진의 속도를 검출하는 엔진 속도 검출부;
고전압 배터리의 SOC를 검출하는 제1 SOC 검출부;
저전압 배터리의 SOC를 검출하는 제2 SOC 검출부; 및
전장 부하의 소모 파워를 검출하는 소모 파워 검출부;
를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 설정된 주행 조건은 엔진이 아이들 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 고속 주행 또는 정속 주행 상태이거나, 마일드 하이브리드 차량이 타력 주행 상태인 경우 만족되는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하지 않고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제1 파워 이상이면, MHSG의 토크 보조를 중단하고 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 MHSG가 엔진의 토크를 보조하고 상기 전장 부하의 소모 파워가 제2 파워 이상이면, 제1 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 중간 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하고,
상기 중간 SOC는 상기 저전압 배터리의 현재 SOC와 상기 목표 SOC 사이의 값인 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어기는,
제2 충전 속도로 상기 저전압 배터리의 현재 SOC가 상기 중간 SOC로부터 상기 목표 SOC에 도달하도록 상기 저전압 배터리를 충전하고,
상기 제2 충전 속도는 상기 제1 충전 속도 보다 느린 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전 장치.