KR101853383B1 - Estimating system of internal resistance for starting battery without current sensor and method therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 전류를 측정하는 전류센서가 없거나 대전류 측정이 불가한 경우에서와 같이 시동 시점의 배터리 방전전류 측정이 불가한 경우에서, 배터리 방전전류값을 사용하지 않고 시동 시점의 배터리 전압만을 이용하여 배터리 내부 저항을 추정하고, 추정된 배터리 내부저항을 반영하여 다음 번 시동 시점에서의 배터리 전압 강하량을 산출하는 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 시동시점을 판단하고 시동 구간에서의 전압을 지속적으로 측정하여 분석하는 시동 전압 측정부; 시동시점에서의 엔진룸 내부 온도를 기초로 부하 등가저항을 산출하는 등가저항 산출부; 및 측정된 시동 전압과, 산출된 부하 등가저항을 이용하여 시동 시점의 배터리 내부 저항을 추정하고, 차후 시동 시점에서의 배터리 전압의 강하량을 산출하는 내부저항 산출부; 를 포함한다.The present invention is applicable to a case where the battery discharge current at the start time can not be measured as in the case where the current sensor for measuring the battery current is not available or the large current measurement is impossible, And an object thereof is to provide a system and a method for estimating a battery internal resistance and calculating an amount of battery voltage drop at a next starting time point by reflecting an estimated internal resistance of the battery.
In order to accomplish the above object, according to the present invention, there is provided a vehicle start control apparatus comprising: a start-up voltage measuring unit for determining a starting point of a vehicle and continuously measuring and analyzing a voltage in a start- An equivalent resistance calculation unit for calculating a load equivalent resistance based on an engine room internal temperature at a start time; An internal resistance calculating unit for estimating a battery internal resistance at a start time by using the measured starting voltage, the calculated load equivalent resistance, and calculating a drop amount of the battery voltage at a subsequent start time; .

Description

전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템 및 그 방법{ESTIMATING SYSTEM OF INTERNAL RESISTANCE FOR STARTING BATTERY WITHOUT CURRENT SENSOR AND METHOD THEREFOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery internal resistance estimation system,

본 발명은 전류센서 없이 시동용 배터리의 내부저항을 추정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리의 충/방전 전류를 측정하지 않고 배터리의 시동 시점 전 전압과, 시동 시점에서의 최저 전압을 지속적으로 측정하여 배터리의 내부저항을 추정하고, 최종적으로는 다음번 재시동시의 배터리 전압 강하량을 사전에 추정할 수 있도록 하는, 전류 센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for estimating an internal resistance of a starting battery without a current sensor and, more particularly, to a system and method for estimating an internal resistance of a starting battery without a current sensor, The present invention relates to a system for estimating internal resistance of a starting battery without a current sensor and a method of estimating the internal resistance of the battery by continuously measuring the voltage to finally estimate the amount of battery voltage drop at the next restart .

14V 전원구성을 지닌 내연기관 자동차에서는 시동 시 요구되는 전력 공급을 위한 시동용 12V 배터리가 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 특히 아이들 스탑 앤 고(ISG, Idle Stop & Go) 혹은 아이들 스탑 앤 스타트(ISS, Idle Stop & Start)와 같은 기능이 탑재된 자동차는 빈번한 시동을 필요로 하기 때문에 시동용 배터리의 상태를 정확히 알고 있어야 한다.In an internal combustion engine vehicle with a 14V power configuration, a starter 12V battery is a very important part of the power supply required at startup. Especially automobiles with features like Idle Stop & Go or Idle Stop & Start need to know the state of the starting battery correctly because they require frequent start-up. do.

배터리의 상태를 나타내는 변수로는 충전상태(SOC, State of Charge)와 건강상태(SOH, State of Health)가 있으며 이를 이용하여 재시동 가능성(SOF, State of Function)을 판단한다. 이와 같은 변수들을 산출하기 위한 방법으로는 지능형 배터리 센서(IBS, Intelligent Battery Sensor)와 같은 장치를 이용하여 배터리의 충전 상태(SOC)와 시동 시점의 배터리 내부저항(시동저항)을 산출하여 건강상태(SOF)를 판단하는 방법이 있다. The state of charge (SOC) and the state of health (SOH) are used as variables representing the state of the battery, and the state of function (SOF) is determined using the state of charge. As a method for calculating such variables, a charging state (SOC) of the battery and an internal resistance (starting resistance) of the battery at the starting time are calculated using an apparatus such as an intelligent battery sensor (IBS) SOF).

그러나 이 중 배터리 내부저항을 산출하기 위한 방법으로, 기존 방법에서는 시동 시점에서의 전압 변동량을 전류 변동량으로 나누어 산출하기 때문에, 전류 변동량 측정을 위한 전류센서가 반드시 필요한 부분이다.However, as a method for calculating the internal resistance of the battery, in the conventional method, a current sensor for measuring the amount of current fluctuation is indispensable because it is calculated by dividing the voltage fluctuation amount at the starting time by the current fluctuation amount.

차량 배터리의 시동전류를 측정하여 시동시의 배터리 내부저항 및 다음번 시동시의 배터리 전압 강하량을 추정하는 방법은 다수의 선행 문헌 혹은 특허로 출원 및 공개되어 있다. 그러나 이러한 선행문헌들을 포함한, 현재 자동차에서 구현된 대부분의 시스템에서는 시동시의 배터리로부터 방전되는 시동전류를 측정하기 위하여 1000A이상의 전류 정격을 갖는 대전류 센서가 사용되고 있으며, 대전류 센서에서 측정된 전류 변화량을 반드시 이용해야만 배터리 내부저항을 측정할 수 있는 문제점이 있다.
A method for estimating the internal resistance of the battery at startup and the battery voltage drop at the next start by measuring the starting current of the vehicle battery is filed and disclosed in a number of prior documents or patents. However, in most systems implemented in automobiles including these prior art documents, a large current sensor having a current rating of 1000 A or more is used to measure the starting current discharged from the battery at start-up. There is a problem that the internal resistance of the battery can be measured.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 배터리 전류를 측정하는 전류센서 없이 시동 시점의 배터리 전압만을 이용하여 배터리 내부 저항을 추정하고, 추정된 배터리 내부저항을 반영하여 다음번 시동 시점에서의 배터리 전압 강하량을 산출하는 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery control apparatus and a battery control method thereof, which can estimate a battery internal resistance using only a battery voltage at a start- The present invention provides a system and a method for calculating a battery voltage drop amount.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템에 관한 것으로, 차량의 시동시점을 판단하고 시동 구간에서의 전압을 지속적으로 측정하여 분석하는 시동 전압 측정부; 시동시점에서의 엔진룸 내부 온도를 기초로 부하 등가저항을 산출하는 등가저항 산출부; 및 측정된 시동 전압과, 산출된 부하 등가저항을 이용하여 시동 시점의 배터리 내부 저항을 추정하고, 차후 시동 시점에서의 배터리 전압의 강하량을 산출하는 내부저항 산출부; 를 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a starting battery internal resistance estimating system without a current sensor, comprising: a starting voltage measuring unit for determining starting time of a vehicle and continuously measuring and analyzing a voltage in a starting period; An equivalent resistance calculation unit for calculating a load equivalent resistance based on an engine room internal temperature at a start time; An internal resistance calculating unit for estimating a battery internal resistance at a start time by using the measured starting voltage, the calculated load equivalent resistance, and calculating a drop amount of the battery voltage at a subsequent start time; .

한편 본 발명은 배터리 전류를 측정하는 전류센서 없이 배터리 내부 저항을 추정하는 방법에 관한 것으로, (a) 배터리 전압을 측정하여 시동 시점을 판단하고 지정된 시동구간에서의 배터리 전압을 측정하여 구간별 배터리 내부저항을 추정하는 과정; (b) 엔진룸 내부의 온도 데이터를 기초로 시동 시점에서의 부하 등가저항을 산출하는 과정; (c) 상기 과정에서 산출된 배터리 내부저항과 부하 등가저항을 이용하여 차후 시동시점에서의 배터리 전압 강하량을 산출하는 과정; 을 포함한다.
The present invention relates to a method of estimating a battery internal resistance without a current sensor for measuring battery current, the method comprising the steps of: (a) determining a start time by measuring a battery voltage; measuring a battery voltage in a predetermined start interval; A process of estimating resistance; (b) calculating a load equivalent resistance at a starting point based on temperature data in an engine room; (c) calculating a battery voltage drop amount at a subsequent start-up time using the internal resistance of the battery and the load equivalent resistance calculated in the process; .

상기와 같은 본 발명에 따르면, 시동 시점에 배터리로부터 방전되는 전류를 측정하지 않고 배터리 내부저항을 추정할 수 있기 때문에 별도의 대전류 센서가 필요없는 효과가 있다. According to the present invention, since the internal resistance of the battery can be estimated without measuring the current discharged from the battery at the start-up time, a separate large-current sensor is not necessary.

그리고 본 발명에 따르면, 시동 시점마다의 배터리 내부 저항을 추정하고 차후 시동 시점에서의 배터리 전압 강하량을 미리 산출할 수 있기 때문에, 현재 배터리의 노화 수준을 가늠할 수 있고, 동일 운전자가 유사한 형태로 차량을 운용함에 따라 미래 시점에 배터리가 얼마 정도 노화될 것인지에 대한 예측이 가능하게 된다. 이는 배터리 고장 이전에 운전자가 배터리 노화수준을 인지하여 해당 배터리에 대한 전문 기술자의 점검 및 교체를 수행할 수 있도록 지원해주는 효과가 있다.
According to the present invention, since the internal resistance of the battery at each starting time can be estimated and the battery voltage drop amount at the next starting time can be calculated in advance, it is possible to estimate the aging level of the battery at present, As a result, it is possible to predict how much the battery will aging in the future. This has the effect of allowing the operator to recognize the level of aging of the battery before the battery failure and to perform the inspection and replacement of the battery by a specialist.

도 1 은 본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 방법의 과정을 보이기 위한 전체 흐름도.
도 3 은 기존의 전류 센서를 갖는 배터리 내부저항 산출 방법을 보이기 위한 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 전류센서 없이 시동시점을 판단하고, 차후 시동 시점의 전압 강하량을 산출하는 방법을 보이기 위한 일예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 전류센서 없이 시동 구간에서의 구간별 배터리 내부저항을 추정하는 방법을 보이기 위한 시동 시점의 전기적 등가회로 일예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 전류센서 없이 시동 구간에서의 부하 등가저항을 산출하는 방법을 보이기 위한 일예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a general view conceptually showing a starting battery internal resistance estimation system without a current sensor according to the present invention; Fig.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of estimating internal resistance of a starting battery without a current sensor according to the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a method for calculating internal resistance of a battery having a conventional current sensor.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of determining a starting point of time without a current sensor according to the present invention, and calculating a voltage drop amount at a time of a subsequent starting. FIG.
5 is a view showing an example of an electrical equivalent circuit at a start-up time for showing a method of estimating a battery internal resistance for each section in a start section without a current sensor according to the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a method for calculating a load equivalent resistance in a starting section without a current sensor according to the present invention. FIG.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템에 관하여 도 1 내지 도 5 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A starting battery internal resistance estimation system without a current sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.

배터리 센서(Battery Sensor: BS) 또는 지능형 배터리 센서(Intelligent Battery Sensor: IBS)가 적용된 내연기관 자동차에서는 차량의 시동성능 확보를 위해 다음 시동 시점에서의 배터리 시동 최저전압을 실시간으로 산출한다. 이러한 최저전압 산출을 위해, 시동전류 측정을 통한 배터리 내부 저항은 산출은 매우 중요한 요소로 작용한다. 본 발명에 따른 시스템은 이러한 시동전류 측정을 하지 않으면서도 배터리 시동시 최저전압을 산출할 수 있도록 배터리 내부 저항을 산출하는 시스템이라 이해하는 것이 바람직하다. 이때, 시동전류를 측정할 수 있는 1000A 수준의 전류 측정대역이 아닌, 1A 내지 200A, 바람직하게 100A 이하의 전류 측정대역을 갖는 전류센서가 다른 목적을 위해 차량에 있을 수도 있다. 단, 해당 전류센서는 본 발명을 구현하기 위해 반드시 필요한 것은 아니다.In an internal combustion engine vehicle equipped with a battery sensor (BS) or an intelligent battery sensor (IBS), the battery start-up minimum voltage at the next start time is calculated in real time to secure the starting performance of the vehicle. For this minimum voltage calculation, battery internal resistance through starting current measurement is a very important factor. It is preferable to understand that the system according to the present invention is a system for calculating the internal resistance of a battery so that the minimum voltage can be calculated at the start of the battery without performing the starting current measurement. At this time, a current sensor having a current measuring band of 1 A to 200 A, preferably 100 A or less, may be present in the vehicle for other purposes, instead of the current measuring band of 1000 A level capable of measuring the starting current. However, the current sensor is not necessarily required to implement the present invention.

도 1 은 본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도이며, 도 3은 전류센서를 갖는 기존 방법들에서 일반적으로 사용하는 시동시점 판단 및 배터리 내부 저항 산출방법을 보이기 위한 일예시도이다. FIG. 1 is an overall configuration diagram conceptually showing a starting battery internal resistance estimating system without a current sensor according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing the relationship between a starting time judgment and a battery internal resistance Fig. 8 is an example for showing a calculation method. Fig.

본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템(S)은, 상기 도 1 에서 도시한 바와 같이 시동 전압 측정부(100), 등가저항 산출부(200), 및 내부저항 산출부(300)를 포함하여 이루어진다.The starter battery internal resistance estimation system S having no current sensor according to the present invention includes a starting voltage measuring unit 100, an equivalent resistance calculating unit 200, and an internal resistance calculating unit 300).

시동 전압 측정부(100)는 차량의 시동이 이루어지는 시점을 판단하고, 해당 시점부터의 배터리 단자 전압을 측정하여 시동 구간에서의 전압 변화를 분석함으로써 시동 구간을 구분하는 기능을 수행하는 바, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 시동 시점 판단 모듈(110) 및 시동 전압 측정 모듈(120)을 포함한다.The starting voltage measuring unit 100 performs a function of determining the starting point of the vehicle start, measuring the battery terminal voltage from the point in time, and analyzing the voltage change in the starting period to distinguish the starting period. 1, a start time determination module 110 and a start voltage measurement module 120 are included.

구체적으로, 시동 시점 판단 모듈(110)은 도 4 의 [4-1]과 같이 측정되는 배터리 전압 변화에서 시동 구간을 구분하는 기능을 한다. Specifically, the start time determination module 110 functions to distinguish the start section from the battery voltage change measured in [4-1] of FIG.

기존의 시동 시점 판단 방법은 배터리 전압 및 배터리 방전전류 파형을 도 3과 같이 동시에 측정하고, 배터리 방전 전류가 수백 암페어(A) 이상으로 방전되기 시작하는 시점을 시동 시점으로 판단한다. The conventional method of determining the start-up time simultaneously measures the battery voltage and the battery discharge current waveform as shown in FIG. 3, and determines when the battery discharge current starts to discharge over several hundred amperes (A) as the start time point.

그러나 본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템(S)은 시동 시의 배터리 방전전류 측정이 불가하기 때문에, 시동 시점 판단 모듈(110)에서는 배터리 전압의 리플(전압 변동폭, Ripple)이 거의 없는 시동 이전 시점과, 배터리 전압이 시동 이전 시점대비 일정크기 이상 낮아지는 시점, 및 배터리 전압의 리플이 발생하는 시점을 구분함으로써, 배터리 전압만을 측정하여 시동 시점 및 시동 구간을 판단한다. 이때 배터리 전압이 시동 이전 시점 대비 낮아지는 정도는 1.5V 정도가 바람직하다고 할 수 있다.However, since the start-up battery internal current estimation system S without the current sensor according to the present invention can not measure the battery discharge current at the start, the start-time determination module 110 detects the ripple of the battery voltage The start time and the start time are determined by measuring only the battery voltage by dividing the time before the start of the battery, the time when the battery voltage is lowered by a certain amount or more than the time before starting, and the time when the battery voltage is ripple. At this time, it is preferable that the battery voltage is lowered to 1.5V compared to the pre-start time.

여기서 배터리 전압의 리플은 차량에 장착된 발전기(알터네이터, Alternator)가 엔진 시동 이후 시점에 동작하고, 발전에 따른 충전 전류가 배터리에 인가되면서 발생되는 전압의 변동폭에 따라 크게 발생하게 된다. 따라서 시동 이전 시점에서의 배터리 전압 리플은 각 제어기들의 소비전류에 의한 미미한 변동폭만을 지니게 되어, 시동 이전 시점과 시동 이후 시점을 구분할 수 있는 주요 인자가 된다.Here, the ripple of the battery voltage occurs largely according to the fluctuation range of the voltage generated when the generator (alternator, alternator) mounted on the vehicle operates at the time of starting the engine and the charging current due to the power generation is applied to the battery. Therefore, the battery voltage ripple at the pre-start time has only a slight fluctuation due to the consumption current of each controller, which is a main factor for distinguishing the point before the start and the point after the start.

본 발명에 따른 시동 전압 측정 모듈(120)은 도 4 의 [4-2]에 도시된 바와 같이, 시동 구간 내의 전압 변동을 측정하여, 시동 시점의 전압(VIG), 전압 변동의 기울기가 바뀌는 시점에서의 구간 전압(VT), 시동 구간에서의 최저 전압 (VC)를 측정한다. 이 측정 전압들로부터 [수식 1] 과 같이, 시동 전압 측정 모듈(120)은 구간 1에서의 전압 강하량(K1) 및 구간 2에서의 전압 강하량(K2)을 산출한다.The starting voltage measurement module 120 according to the present invention measures the voltage fluctuation in the starting section as shown in [4-2] of FIG. 4 and calculates the voltage V IG at the starting point, the voltage gradient (V T ) at the starting point and the lowest voltage (V C ) at the starting point are measured. As shown in [Formula 1] from a measured voltage, and start-up voltage measurement module 120 calculates a voltage drop amount (K 2) of the voltage drop amount (K 1) and the interval in the interval 12.

[수식 1][Equation 1]

K1 = V구간 1 = (VIG - VT)K 1 = V section 1 = (V IG - V T )

K2 = V구간 2 = (VT - VC)
K 2 = V section 2 = (V T - V C )

등가저항 산출부(200)는 도 6 과 같이 온도 및 시간에 따라 변화하는 등가저항(RE)을 산출하는 기능을 수행하는 바, 본 발명에 등가저항 산출 모듈(210)은 상기 도 1 에서와 같이 배터리가 장착된 엔진룸의 온도센서를 이용하여 시동 시의 배터리 방전전류가 흐르게 되는 부하들의 등가저항(RE) 값을 산출한다.The equivalent resistance calculating unit 200 calculates the equivalent resistance R E that varies with temperature and time as shown in FIG. 6. The equivalent resistance calculating module 210 of the present invention calculates the equivalent resistance R E using Equation Similarly, by using the temperature sensor of the engine room equipped with the battery, the equivalent resistance (R E ) of the loads to which the battery discharge current flows at the start is calculated.

구체적으로, 도 5 에 보이는 바와 같이 시동 시점의 전기적 등가회로는 시동 이전 시점의 전압(VIG), 배터리 내부 저항(RB), 시동 시의 배터리 방전 전류(IC), 시동 시점에서의 배터리 단자 전압(VC) 및 부하 등가저항(RE)으로 나타내어질 수 있다. 이 때, 부하 등가저항(RE)은 시동 시의 배터리 방전전류가 흐르는 스타터(Starter) 및 차체(Vehicle Chassis)의 저항 들을 하나의 저항으로 등가화시킨 값으로 이해하는 것이 바람직하며, 그 외의 다른 구성품이 있는 경우, 해당 구성품의 저항을 모두 포함하는 것으로 고려할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 5, the electric equivalent circuit at the start-up time includes a voltage V IG at the time before starting, a battery internal resistance R B , a battery discharge current I C at startup, The terminal voltage V C and the load equivalent resistance R E. In this case, it is preferable that the load equivalent resistance R E is understood as a value obtained by equalizing the resistances of a starter and a vehicle chassis through which a battery discharge current flows at the start, by a single resistor. If a component is present, it can be considered to include all the resistances of the component.

등가저항 산출 모듈(210)은 사전 실험을 통해 측정된 엔진룸 온도와 차량 운용 시간에 따른 등가저항(RE) 변화표를 포함하고 있으며, 지정된 일정 수렴시점 이후의 등가저항(RE)은 동일한 값을 갖는다. Equivalent resistance calculation module 210 contains an engine room temperature and the equivalent resistance (R E) byeonhwapyo according to the vehicle operating time measured by the pre-experiment, the equivalent resistance of after a specified constant convergence point (R E) are the same value, Respectively.

본 발명에 따른 내부저항 산출부(300)는 시동 시점에서의 각 구간별 배터리 내부저항(RC)을 추정하고, 상기 등가저항 산출부(200)을 통해 산출된 등가저항(RE)을 적용하여, 다음 번 시동 시점에서의 배터리 전압 강하량(VC)을 산출하는 기능을 수행하는 바, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 배터리 내부저항 추정 모듈(310) 및 전압 강하량 산출 모듈(320)을 포함한다.The internal resistance calculating unit 300 according to the present invention estimates the battery internal resistance R C for each section at the start time and applies the equivalent resistance R E calculated through the equivalent resistance calculating unit 200 and, the next time a battery voltage drop quantity (V C), the estimated battery internal resistance module 310 and the voltage drop amount calculation module 320 as shown in a bar, Fig. 1 that performs the function of calculating the at starting point do.

구체적으로, 배터리 내부저항 추정 모듈(310)은 [수식 3]과 같이, 상기 시동 전압 측정부(100)를 통해 산출된 구간 1에서의 전압 강하량(K1), 구간 2에서의 전압 강하량(K2) 및 상기 등가저항 산출부(200)를 통해 산출된 등가저항(RE)을 적용하여, 구간 1에서의 내부저항(R1) 및 구간 2에서의 내부저항(R2)을 산출한다. 이 때, 각 값들의 관계식은 도 5 에 도시된 시동시점의 전기적 등가회로로부터 [수식 2]와 같이 도출된 관계식을 활용한다. Specifically, the battery internal resistance estimation module 310 calculates the voltage drop amount K 1 in the interval 1 calculated through the starting voltage measurement unit 100, the voltage drop amount K in the interval 2, 2), and calculates the equivalent resistance (R E) and internal resistance (R 1) and the internal resistance in the section 2 in the region of 1 and an (R 2) was determined by the unit 200 calculates the equivalent resistance. At this time, the relational expression of each value utilizes the relational expression derived from [Equation 2] from the electric equivalent circuit at the start time shown in Fig.

[수식 2][Equation 2]

VC = IC RE V C = I C R E

IC = (VIG VC) RB I C = (V IG V C ) R B

RB = RE (VIG VC) VC
R B = R E (V IG V C ) V C

[수식 3][Equation 3]

R1 = RE (VIG VT) VT R 1 = R E (V IG V T ) V T

= (RE K1) VT
= (R E K 1 ) V T

R2 = RE (VT VC) VC R 2 = R E (V T V C ) V C

= (RE K2) VC
= (R E K 2 ) V C

본 발명에 따른 전압 강하량 산출 모듈(320)은, 상기 배터리 내부저항 추정 모듈(310)에서 산출된 구간 1에서의 내부저항(R1) 및 구간 2에서의 내부저항(R2)과, 상기 등가저항 산출부(200)을 통해 산출 가능한 다음번 시동 시점에서의 등가저항(RE (n+1))을 이용하여, 다음번 시동 시점에서의 전압 강하량을 산출한다. Voltage drop amount calculation module 320 according to the present invention, the battery internal resistance estimating internal resistance (R 1) and the internal resistance in the section 2 in the interval 1 calculated by the module (310) (R 2) and the equivalent The voltage drop amount at the next starting time is calculated using the equivalent resistance R E (n + 1) at the next starting time that can be calculated through the resistance calculation unit 200.

구체적으로, 시동이 이루어진 현재 시점에서의 배터리 전압 측정값을 이용하여 상기 배터리 내부저항 추정 모듈(310)에서 현재 시점에 해당하는 구간 1에서의 내부저항(R1) 및 구간 2에서의 내부저항(R2)을 산출하게 되는데, 이 산출 결과는 바로 다음번의 시동이 발생하는 시점까지 크게 변하지 않는 것으로 가정함으로써, [수식 4]를 통해 다음 번 시동 시점에 나타날 것으로 추정되는 구간 1에서의 전압 강하량(K1 (n+1))과 구간 2에서의 전압 강하량(K2 (n+1))을 산출할 수 있다. 이 때 등가저항 산출부(200)을 통해 산출되는 다음번 시동 시점에서의 등가저항(RE (n+1))은, 도 6에 나타난 바와 같이 다음번 시동 시점의 온도나 시간 조건이 다르기 때문에, 현재시점의 등가저항(RE)과는 다른 값일 수 있다.Specifically, the battery internal resistance estimation module 310 calculates the internal resistance R 1 in the section 1 and the internal resistance R 2 in the section 2 corresponding to the current point of time R 2 ). The result of this calculation is assumed to be largely unchanged until the next start-up, so that the voltage drop amount in interval 1, which is estimated to appear at the next start-up time via Equation 4 K 1 (n + 1) ) and the voltage drop amount (K 2 (n + 1) ) in the interval 2 can be calculated. The equivalent resistance R E (n + 1) at the next starting time calculated through the equivalent resistance calculation unit 200 at this time has different temperature and time conditions at the next starting time as shown in Fig. 6, And may be a different value from the equivalent resistance R E of the time point.

한편, 본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템의 적용에 있어서, 이전 시점의 배터리 내부저항을 알 수 없는 배터리 최초 장착 혹은 신품 교체 등에 대한 정보는 별도의 장치나 사용자에 의해 제공되는 것도 바람직하다.On the other hand, in the application of the system for estimating the internal resistance of the starting battery without the current sensor according to the present invention, the information on the initial installation of the battery or the replacement of the new battery, .

이하에서는, 상술한 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 방법에 관하여 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a starting battery internal resistance estimation method without the above-described current sensor will be described with reference to FIG.

도 2 는 본 발명에 따른 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 방법의 과정을 보이기 위한 전체 흐름도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 시동 전압 측정부(100)의 시동 시점 판단 모듈(110)은 차량 시동 시점 이전부터 지속적으로 배터리 단자 전압을 측정하며(S10), 제S10 단계에서 측정된 전압을 분석하여 현재 차량이 시동을 수행하고 있는 시점인지를 판단한다.(S20) FIG. 2 is an overall flowchart illustrating a method of estimating a starting battery internal resistance without a current sensor according to the present invention. As shown in FIG. 2, the starting time determination module 110 of the starting voltage measuring unit 100, The battery terminal voltage is measured continuously before the start of the vehicle (S10), and the voltage measured in the step S10 is analyzed to determine whether or not the current vehicle is starting (S20)

제S20 단계에서 시동 시점인 것으로 판단되면, 상기 서술된 시동 전압 측정 모듈(120)에서 시동 시점 전압(VIG), 전압 변화 기울기가 바뀌는 시점의 전압(VT), 시동 구간에서의 최저 전압(VC)를 측정하고, 측정된 전압으로부터 구간별 전압 강하량(K1, K2)를 산출한다.(S30)If it is determined in step S20 that the starting point is the starting point, the start-up time voltage V IG , the voltage V T at the time when the voltage change gradient changes, and the lowest voltage V C ) is measured, and the voltage drop amounts K 1 and K 2 for each section are calculated from the measured voltages (S 30)

한편, 제S20 단계에서 시동 시점이 아닌 것으로 판단되면, 제S10 단계 이전으로 돌아간다.On the other hand, if it is determined in step S20 that it is not the start time, the process returns to step S10.

본 발명에 따른 등가저항 산출부(200)에서는, 등가저항 산출 모듈(210)로부터 엔진룸의 온도 및 차량 운행 시간을 기초로 한 부하 등가저항(RE)을 산출한다.(S40) The equivalent resistance calculation unit 200 according to the present invention calculates the load equivalent resistance R E based on the temperature of the engine room and the vehicle running time from the equivalent resistance calculation module 210. (S40)

제S30 단계에서 산출된 전압 강하량과, 제S40 단계에서 산출된 부하 등가저항을 이용하여, 각 시동 구간에서의 배터리 내부저항을 추정한다.(S50)The internal resistance of the battery in each starting period is estimated by using the voltage drop amount calculated in operation S30 and the load equivalent resistance calculated in operation S40.

본 발명에 따른 전류센서가 없는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템은 제S50 단계의 배터리 내부저항을 최종 결과로 출력하면서, 다음번 시동 시점에서의 배터리 전압 강하량도 추가적으로 출력한다. 배터리 전압 강하량은 상기 내부저항 산출부(300)의 전압 강하량 산출 모듈(320)에서, 현재 시점에 산출된 구간별 배터리 내부저항(R1 및 R2)과 다음번 시동 시점에서의 등가저항(RE(n+1))을 이용하여, 다음 번 시동 시점의 배터리 전압 강하량(K1 (n+1)과 K2 (n+1))을 산출한다.The starting battery internal resistance estimation system without the current sensor without the current sensor according to the present invention outputs the battery internal resistance at step S50 as the final result while additionally outputting the battery voltage drop amount at the next starting time point. The battery voltage drop amount is calculated by the voltage drop amount calculation module 320 of the internal resistance calculation unit 300 based on the battery internal resistances R 1 and R 2 of the section calculated at the present time and the equivalent resistance R E (n + 1) and battery voltage drop amounts K 1 (n + 1) and K 2 (n + 1) at the next start time are calculated.

지금까지 상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 전류센서가 없는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템 및 그 방법은, 차량 시동시 배터리 방전 전류를 측정하기 위한 대전류 센서가 없더라도 배터리 내부저항을 산출하고, 다음 번 시동시점의 배터리 전압 강하량을 산출할 수 있는 장점을 지니고 있다.The system for estimating the internal resistance of a starting battery without the current sensor without the current sensor and the method for estimating the internal resistance of the starting battery according to the present invention as described above calculates the internal resistance of the battery even when there is no large current sensor for measuring the battery discharging current at the start of the vehicle And the battery voltage drop amount at the next start time can be calculated.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

100: 시동 전압 측정부 200: 등가저항 산출부
300: 내부저항 산출부
110: 시동 시점 판단 모듈 120: 시동 전압 측정 모듈
210: 등가저항 산출 모듈 310: 배터리 내부저항 추정 모듈
320: 전압 강하량 산출 모듈100: Starting voltage measuring unit 200: Equivalent resistance calculating unit
300: internal resistance calculating section
110: Start time determination module 120: Startup voltage measurement module
210: equivalent resistance calculation module 310: battery internal resistance estimation module
320: voltage drop calculation module

Claims (9)

전류센서가 없더라도 배터리 전압만을 측정하여 시동 시점을 판단하고, 시동 구간의 전압 변동을 분석하는 시동 전압 측정부(100);
엔진룸의 온도 및 차량 운용시간을 이용하여 시동 시 부하의 등가저항을 산출하는 등가저항 산출부(200); 및
상기 산출된 시동 구간의 전압과 등가저항을 이용하여, 전류센서가 없더라도 배터리 내부저항을 추정하는 내부저항 산출부(300);를 포함하고,
상기 시동 전압 측정부(200)는, 전류 센서가 없더라도 배터리 전압의 리플과 전압 강하량의 변동을 기초로 시동 시점임을 판단하는 시동 시점 판단 모듈(110); 및 시동이 이루어지는 과정 동안에 측정된 전압을 분석하여 시동 시점의 전압, 전압 변동의 기울기가 바뀌는 시점에서의 구간 전압, 시동 구간에서의 최저 전압을 측정하고, 각 구간의 전압 강하량을 산출하는 시동 전압 측정 모듈(120);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템
A start-up voltage measuring unit (100) for measuring only the battery voltage to determine a start-up time point and analyzing a voltage variation in a start-up period even if there is no current sensor;
An equivalent resistance calculation unit 200 for calculating the equivalent resistance of the load at startup using the temperature of the engine room and the vehicle operation time; And
And an internal resistance calculating unit (300) for estimating an internal resistance of the battery even if there is no current sensor by using the calculated voltage and the equivalent resistance of the starting section,
The start-up voltage measuring unit (200) includes a start-time determination module (110) for determining that the start-up time is based on variations of a battery voltage ripple and a voltage drop amount even without a current sensor; And the starting voltage is measured to measure the starting voltage at the start time, the interval voltage at the time when the slope of the voltage variation changes, the lowest voltage in the starting interval, and the starting voltage measurement And a module (120) for estimating an internal resistance of the starting battery without a current sensor
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 등가저항 산출부(200)는,
엔진룸 온도와 차량의 운용 시간을 이용하여 시동 시점의 부하 등가저항을 산출하는 등가저항 산출 모듈(210); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템
The method according to claim 1,
The equivalent-resistance calculating unit 200 calculates the equivalent-
An equivalent resistance calculation module 210 for calculating a load equivalent resistance at a starting time point using an engine room temperature and an operation time of the vehicle; And a battery internal resistance estimation system for starting without a current sensor
제 1 항에 있어서,
상기 내부저항 산출부(300)는,
상기 시동 전압 측정부(100)를 통해 산출된 시동 구간에서의 전압 및 전압 강하량, 등가저항 산출부(200)를 통해 산출된 부하 등가저항을 이용하여, 시동 시점의 배터리 방전전류를 이용하지 않고 배터리 내부저항을 산출하는 배터리 내부저항 추정 모듈(310); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템
The method according to claim 1,
The internal resistance calculating unit 300 calculates the internal resistance
The voltage and voltage drop amount in the starting section calculated through the starting voltage measuring section 100 and the load equivalent resistance calculated through the equivalent resistance calculating section 200 can be used to calculate the battery charging current A battery internal resistance estimation module 310 for calculating an internal resistance; And a battery internal resistance estimation system for starting without a current sensor
제 1 항에 있어서,
상기 내부저항 산출부(300)는,
상기 배터리 내부저항 추정 모듈(310)에서 산출된 배터리 내부저항과, 등가저항 산출부(200)를 통해 산출 가능한 다음 번 시동 시점에서의 등가저항을 이용하여, 다음 번 시동 시점의 배터리 전압 강하량을 산출하는 전압 강하량 산출 모듈(320)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템
The method according to claim 1,
The internal resistance calculating unit 300 calculates the internal resistance
The battery voltage drop amount at the next start time is calculated using the battery internal resistance calculated by the battery internal resistance estimation module 310 and the equivalent resistance at the next start time that can be calculated through the equivalent resistance calculation unit 200 And a voltage drop amount calculating module (320) for calculating a voltage drop amount of the battery.
제 1 항에 있어서,
상기 시동 시점 판단 모듈(110)은, 배터리 전압의 리플(전압 변동폭, Ripple)이 거의 없는 시동 이전 시점과, 배터리 전압이 시동 이전 시점대비 일정 크기 이상 낮아지는 시점, 및 배터리 전압의 리플이 크게 발생하는 시점을 구분함으로써, 배터리 전압만을 측정하여 시동 시점 및 시동 구간을 판단하는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템
The method according to claim 1,
The start time determination module 110 determines whether or not the battery voltage has a ripple (voltage fluctuation width, Ripple), a time point at which the battery voltage is substantially less than a predetermined value, Wherein the start time and the start time are determined by measuring only the battery voltage,
제 1 항에 있어서,
상기 시동 전압 측정 모듈(120)은, 시동 구간 내의 전압 변동을 측정하여, 시동 시점의 전압(VIG), 전압 변동의 기울기가 바뀌는 시점에서의 구간 전압(VT), 시동 구간에서의 최저 전압 (VC)를 측정하고, 시동 시점의 전압(VIG)과 전압 변동의 기울기가 바뀌는 시점에서의 구간 전압(VT) 간의 전압차인 구간 1에서의 전압 강하량(K1)을 산출하고, 전압 변동의 기울기가 바뀌는 시점에서의 구간 전압(VT)와 시동 구간에서의 최저 전압 (VC) 간의 전압차인 구간 2에서의 전압 강하량(K2)를 산출하는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템
The method according to claim 1,
The starting voltage measurement module 120 measures the voltage variation within the starting section and calculates the starting voltage V IG at the starting point, the section voltage V T at the point of time when the slope of the voltage fluctuation changes, measuring (V C), and calculating a voltage drop amount (K 1) of the voltage car interval 1 between the interval voltage (V T) at the time point where the slope of the voltage (V IG) and the voltage change of the starting time is changed, and the voltage interval the voltage at the point where the slope of the variation change (V T) and without the current sensor start-up, characterized in that for calculating a voltage drop amount (K 2) of the voltage on the car interval 2 between the lowest voltage (V C) at the start-up period Internal resistance estimation system
시동 전압 측정부(100)를 통해 산출된 구간 1에서의 전압 강하량(K1)과 등가저항 산출부(200)를 통해 산출된 등가저항(RE)을 곱한 값을, 시동 전압 측정 모듈(120)을 통해 측정된 전압 변동의 기울기가 바뀌는 시점에서의 구간 전압(VT)으로 나누어 구간 1에서의 배터리 내부저항(R1)을 산출하고,
상기 시동 전압 측정부(100)를 통해 산출된 구간 2에서의 전압 강하량(K2)과 상기 등가저항 산출부(200)를 통해 산출된 등가저항(RE)을 곱한 값을, 상기 시동 전압 측정 모듈(120)을 통해 측정된 시동 구간에서의 최저 전압(VC)으로 나누어 구간 2에서의 배터리 내부저항(R2)을 산출하는 것을 특징으로 하는 전류센서가 없는 시동용 배터리 내부저항 추정 시스템The value obtained by multiplying the voltage drop amount K1 in the section 1 calculated through the starting voltage measurement section 100 by the equivalent resistance RE calculated through the equivalent resistance calculation section 200 is used as the starting voltage measurement module 120 The battery internal resistance R1 in the section 1 is divided by the section voltage VT at the time when the slope of the voltage variation measured through the battery 1 is changed,
The value obtained by multiplying the voltage drop amount K2 in the section 2 calculated through the starting voltage measurement unit 100 by the equivalent resistance RE calculated through the equivalent resistance calculation unit 200 is used as the starting voltage measurement module And the battery internal resistance (R2) in the section (2) is divided by the lowest voltage (VC) in the starting section measured through the battery 삭제delete
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