KR101854017B1 - 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치는 엔진과 벨트로 연동되고, 계자 권선형으로 구성되는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치에 관한 것으로써, 고전압 배터리; 상기 고전압 배터리의 직류 전원 및 상기 모터 발전기의 삼상 전원을 상호 변환하는 인버터; 상기 인버터에 전원을 인가하는 저전압 배터리;를 포함하고, 상기 고전압 배터리 또는 상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터에 인가되는 전원에 이상이 검출되는 경우, 상기 저전압 배터리를 이용하여 상기 모터 발전기를 구동시킨다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법{POWER SUPPLYING DEVICE OF MOTOR-GENERATOR FOR MILD HYBRID VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THFEROF}
본 발명은 모터 발전기의 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로써, 구체적으로는 마일드 하이브리드 차량에 적용되는 모터 발전기의 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
날로 치솟는 유가와 환경에 대한 사회적 관심의 증가는 자동차 업계로 하여금 차량의 연비 향상과 친환경 차량의 개발을 서두르게 하고 있고, 이를 만족시키기 위해 차량의 감속에너지를 회생하여 이를 이용하는 마일드 하이브리드 시스템이 등장하였다.
도 1은 일반적인 마일드 하이브리드 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 마일드 하이브리드 장치는 모터와 발전기의 기능을 모두 가지며 엔진(1)과 벨트(7)로 연동되는 모터-발전기(2)가 구성되고, 상기 모터-발전기(2)는 엔진 스타트 모터로 기능시 인버터(3)를 통해 구동전원을 공급받아 엔진(1) 동력의 보조 역할을 하고, 발전기의 기능시 차량 제동시 발생되는 열 에너지를 이용하여 발전을 하고 저전압 베터리(6)에 필요한 전기를 공급한다. 이러한 마일드 하이브리드 장치는 기존의 내연 기관 자동차의 구조변경 없이 기존의 알터네이터를 대체하여 하이브리드 시스템을 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.
그러나, 기존의 일반적인 마일드 하이브리드 장치의 경우, 고전압 배터리(4)에 고장이 발생하게 되면, 이러한 고전압을 이용한 구동력의 발생, 전기 발생 등의 기능이 불가능하게 되며, 이로 인하여 차량의 부하 구동을 위한 저전압 배터리(6)를 충전할 수 없게 되어 차량의 운행이 불가능하되는 문제점이 있다.
하기 선행문헌은 주행중인 차량의 각종 작동상태에 따라 일체형 모터-발전기가 발전기 모드와 모터 모드로 자동 전환되도록 하는 마일드 하이브리드 시스템에서의 회생 제동방법에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 요지는 포함하고 있지 않다.
한국공개특허공보 제10-2007-0030363호
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
고전압 배터리의 고장 발생시 모터 발전기를 구동하기 위한 전원 공급이 안되더라도, 저전압 배터리를 이용하여 모터 발전기를 구동할 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치는 엔진과 벨트로 연동되고, 계자 권선형으로 구성되는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치에 관한 것으로써, 고전압 배터리; 상기 고전압 배터리의 직류 전원 및 상기 모터 발전기의 삼상 전원을 상호 변환하는 인버터; 상기 인버터에 전원을 인가하는 저전압 배터리;를 포함하고, 상기 고전압 배터리 또는 상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터에 인가되는 전원에 이상이 검출되는 경우, 상기 저전압 배터리를 이용하여 상기 모터 발전기를 구동시킨다.
상기 인버터는, 상기 모터 발전기의 계자에 전원을 인가하는 계자 전류 공급부; 및 상기 모터 발전기의 권선에 3상 전원을 인가하는 3상 전류 공급부;를 포함하고, 상기 계자전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부는 상기 고전압 배터리 및 상기 저전압 배터리 중 어느 하나에 의해 전원을 선택적으로 공급받는 것이 바람직하다.
상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부로 전달되는 전원을 선택하는 릴레이부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 릴레이부는, 상기 저전압 배터리로부터 상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부로의 전원의 공급을 단속하는 제 1릴레이; 상기 고전압 배터리로부터 상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부로의 전원의 공급을 단속하는 제 2릴레이;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 인버터는, 상기 계자 전류 공급부와 상기 릴레이부 사이에 배치되는 부스트 컨버터;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법은 고전압 배터리와, 상기 고전압 배터리의 직류 전원 및 계자 권선형 모터 발전기의 삼상 전원을 상호 변환하는 인버터와, 상기 인버터에 전원을 인가하는 저전압 배터리를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법에 관한 것으로써, 상기 인버터는 상기 모터 발전기의 계자에 전원을 인가하는 계자 전류 공급부 및 상기 모터 발전기의 권선에 3상 전원을 인가하는 3상 전류 공급부를 포함하고, 상기 고전압 배터리 또는 상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터에 인가되는 전원에 이상 여부를 검출하는 단계; 상기 이상 여부가 검출된 경우, 상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부와 연결되는 배터리를 상기 고전압 배터리에서 상기 저전압 배터리로 전환하는 단계; 상기 저전압 배터리의 전원을 승압하여 상기 계자 전류 공급부에 전달하는 부스트 컨버터를 활성화시키는 단계; 상기 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 단계;를 포함한다.
상기 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 단계는, 상기 저전압 배터리의 충전률, 상기 차량의 요구 발전량, 상기 차량의 엔진 회전수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 것이 바람직하다.
상기 모터 발전기의 구동 필요성이 있다고 판단되는 경우, 승압된 상기 저전압 배터리의 전원이 상기 모터 발전기의 계자에 공급될 수 있도록 상기 계자 전류 공급부를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 계자 전류 공급부를 제어하는 단계 이후에는, 상기 저전압 배터리의 충전률을 모니터링 하는 단계; 및 상기 모터 발전기의 발전 전력과 상기 차량의 요구 전력을 비교하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 모터 발전기의 발전 전력과 상기 차량의 요구 전력의 차이가 미리 설정된 값 미만인 경우, 상기 계자 전류 공급부를 제어하는 단계가 다시 수행되는 것이 바람직하다.
상기 모터 발전기의 발전 전력과 상기 차량의 요구 전력의 차이가 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 모터 발전기의 목표 출력값을 수정하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법은, 모터-발전기에 구동력을 인가하는 고전압 배터리에 문제가 발생할 경우, 저전압 배터리를 통해 모터-발전기를 구동시켜 발전 기능을 제공하며, 이를 통하여 고전압 배터리의 수리를 위하여 정비소까지 차량을 이동할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 마일드 하이브리드 시스템의 블록도이다.
도 2는 계자 권선형으로 구성된 모터 발전기의 경우, 회전수에 따른 역기전력의 크기를 도시한 그래프이다.
도 3은 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법을 시계열적으로 도시한 플로우차트이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 마일드 하이브리드 시스템에 대하여 전반적으로 살펴보도록 한다. 도 1은 일반적인 마일드 하이브리드 시스템의 블록도이고, 도 2는 계자 권선형으로 구성된 모터 발전기의 경우, 회전수에 따른 역기전력의 크기를 도시한 그래프이고, 도 3은 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 1에서의 모터 발전기(2)는 엔진(1)과 밸트(7)로 연동되는 구성으로써, 엔진 시동을 위한 스타트 모터와 교류전압을 발전할 수 있는 발전기로서의 동작이 모두 가능한 구성이다.
구체적으로, 스타트 모터로서 기능할 경우, 인버터(3)를 통해서 구동 전원을 공급받아 엔진 동력의 보조 역할을 하고, 발전기로서 기능할 경우, 차량 제동시 발생되는 열로 손실되는 에너지를 전기 에너지로 변환하여 고전압 베터리(4)에 공급한다.
특히, 마일드 하이브리드 장치는 장시간 정차시 자동으로 시동이 꺼졌다가 출발하는 경우 다시 시동이 켜지는 아이들 스탑 앤 고(Idle Stop & Go, ISG) 기능을 가지는데, 아이들 스탑시 고전압 베터리(4)의 충전 전압이 기준 전압 이상인 경우 고전압 베터리(4)에 충전된 전압을 DC-DC 전력변환장치(5)를 통해 전장용 저전압 베터리(6)에 공급하게 된다.
인버터(3)는 모터 발전기(2)에 출입되는 전기에너지를 제어하기 위한 구성으로써, 고전압 베터리(4)에서 공급되는 전기에너지를 변환하여 모터 발전기(2)에 공급하거나, 또는 모터 발전기(2)에서 발전된 전기에너지를 변환하여 고전압 베터리(4)에 공급하는 역할을 수행한다.
고전압 베터리(4)는 복수의 슈퍼커패시터가 구성된 슈퍼커페시터 모듈로 이루어진 것이 일반적이며, 차량 감속시 모터-발전기(2)에서 회생제동된 전기에너지를 축전하고, 차량 가속시 모터 발전기(2)에 전기 에너지를 공급하여 엔진 토크를 보조하는 역할을 수행한다.
한편, 마일드 하이브리드 시스템에 적용되는 모터 발전기(2)의 경우, 크게 클로우폴 모터, 계자 권선형 모터, 영구 자석형 모터를 채용할 수 있는데, 이들 모터 발전기는 회전자가 회전함에 따라 구형파인 역기전력이 모터 선에 유도되어 전압이 발생하게 되는데, 일반적인 하이브리드 시스템의 경우 이를 인버터(3)가 제어하여 고전압 배터리(4)에 직류 전압 형태로 전달하도록 설계되어 있다.
이 중 계자 권선형 모터나 클로우폴 모터의 경우, 모터가 회전함에 따라 비례하여 발생되는 역기전력을 발생시키기 위해 계자 권선에 전원을 인가해야 하며, 원하는 성능의 역기전력을 발생시키기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 계자 권선에 가급적 큰 전류를 흘려야 하기 때문에 48V 전원, 즉 고전압 배터리를 이용하여 전류를 공급하는 형태로 역기전력을 발생시키도록 설계되어 있다. 즉, 계자 권선의 저항값이 48V 전원을 정상적으로 공급할 경우에만 차량의 하이브리드 제어기에서 요구하는 성능을 발휘할 수 있게 된다.
한편, 상술한 마일드 하이브리드 시스템의 경우, 48V 전원, 즉 고전압 배터리가 정상 동작을 하지 못할 경우 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 도 3과 같이 모터 발전기(100)를 제어하는 인버터(400)의 고전압 배터리(200) 입력 라인에 12V 배터리, 즉 저전압 배터리(300)를 이용하여 DC-DC 전력 변환 장치(500)를 통해 고전압을 형성하는 기술을 고려해 볼 수 있다.
그러나 이 경우 고전압 배터리(200)의 내부 단락(short) 상태인 경우 DC-DC 전력 변환장치(500)에서 생성된 고전압이 인버터(400)로 전달되지 못하고, 상대적으로 단락때문에 저항이 작은 고전압 배터리(200)로 전류가 흘러들어가게 되므로 고전압 배터리(200)의 추가적인 파손이 발생되게 되며, 인버터(400)에 고전압의 형성이 불가능하다는 문제가 발생한다.
상술한 마일드 하이브리드 차량의 전원 공급 장치의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법을 제안하게 되었으며, 이하 먼저 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치에 대하여 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치를 간략히 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치는 상술한 계자 권선형으로 구성되는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기에 전원을 공급하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 고전압 배터리(200), 인버터(400), 저전압 배터리(300)를 포함하여 구성되며, 이에 대한 기술적 내용은 앞에서 이미 설명하였으므로, 그 자세한 설명은 생략하도록 한다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량은 고전압 배터리(200) 자체 또는 고전압 배터리(200)로부터 인버터(400)에 인가되는 전원에 이상이 검출되는 경우, 저전압 배터리(300)를 이용하여 모터 발전기(100)를 구동시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 기술적 특징의 구현을 위해 인버터(400) 구체적인 내용 및 릴레이부(700)에 대하여 이하 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 인버터(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 계자 전류 공급부(410), 3상 전류 공급부(420)를 포함한다. 계자 전류 공급부(410)는 모터 발전기(100)의 계자 권선(110)에 전원을 인가하는 구성이고, 3상 전류 공급부(120)는 모터 발전기(100)의 3상 권선(120)에 3상 전원을 인가하는 구성이다. 즉 모터 발전기의 3상 권선(120)과 계자 권선(110) 사이는 서로 절연되어 있다. 이러한 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)는 고전압 배터리(200) 및 저전압 배터리(300) 중 어느 하나에 의해 전원을 선택적으로 공급받도록 구성된다. 즉, 평상시에는 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)는 고전압 배터리(200)로부터 전원을 공급받게 되나, 고전압 배터리(200)에 이상이 발생할 경우에는 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)는 저전압 배터리(300)로부터 전원을 공급받게 되는 것이다.
이러한 고전압 배터리(200) 및 저전압 배터리(300)로 전달되는 전원의 선택을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치는 릴레이부(700)를 더 포함할 수 있다. 이러한 릴레이부(700)는 구체적으로 저전압 배터리(300)로부터 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)로의 전원 공급을 단속하는 제 1릴레이(710) 및 고전압 배터리(200)로부터 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)로의 전원 공급을 단속하는 제 2릴레이(720)를 포함할 수 있다.
즉, 평상시에는 제 1릴레이(710)는 오프(Off) 시키고, 제 2릴레이(720)를 온(On) 시킴으로써 고전압 배터리(200)로부터 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)로 전원을 공급하도록 하고, 고전압 배터리(200)에 문제가 발생할 경우, 제 1릴레이(710)는 온 시키고, 제 2릴레이(720)는 오프 시킴으로써 저전압 배터리(300)로부터 계자 전류 공급부(510) 및 3상 전류 공급부(420)로 전원을 공급하도록 한다.
한편, 고전압 배터리(200)에 문제가 발생할 경우, 저전압 배터리(300)의 전원에 의하여 모터 발전기(100)의 계자 권선에 전원을 공급하게 되면, 충분한 역기전력이 발생되지 않게 되므로, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 인버터(400)에는 계자 전류 공급부(410) 및 릴레이부(700) 사이에 배치되는 부스트 컨버터(430)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 저전압 배터리(300)의 전원이 계자 전류 공급부(410)에 전달되기 전에 부스트 컨버터(430)에서 전압을 승압(12V -> 48V)하여 모터 발전기(100)의 계자 권선(110)에 고전압을 인가할 수 있게 되며, 이를 통해 충분한 역기전력이 발생할 수 있게 된다. 이를 통하여 고전압 배터리(200)의 고장 종류와 관계 없이 인버터(400)의 구동이 가능하게 되며, 나아가 부스트 컨버터(430)의 용량 또한 계자 권선(110)에 필요한 전력만을 공급하면 되기 때문에 소형화가 가능하게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 인버터(400)는 모터 제어부(440)를 더 포함하게 되는데, 이는 인버터(400) 자체의 구동을 위한 전원을 인가받는 구성이며, 일반적으로 저전압 배터리(300)에 의하여 전원을 공급받게 된다.
이하, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치에 대한 설명 내용 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법을 시계열적으로 도시한 플로우차트이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치에서 고전압 배터리(200)에 이상이 발생할 경우의 그 구체적인 제어 방법에 관한 것으로써, 구체적으로 고전압 배터리(200)의 이상 여부 검출 단계(S100), 인버터(400)의 입력 전원을 저전압 배터리(300)로 전환하는 단계(S200); 부스트 컨버터를 활성화시키는 단계(S300) 및 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 단계(S400)를 포함한다.
고전압 배터리(200)의 이상 여부를 검출하는 단계(S100)는 고전압 배터리(200)의 입력 또는 출력단의 전류/전압 센서 등을 통하여 검출이 가능할 것이며, 이를 통하여 고전압 배터리(200) 자체 뿐만 아니라 고전압 배터리(200)로부터 인버터(400)에 인가되는 전원이 이상이 발생하였는지 여부를 검출한다.
상기 단계(S100)에서 고전압 배터리(200) 및 이로 인하여 발생되는 전원에 이상이 검출되는 경우, 인버터(400)의 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)와 연결되는 전원을 고전압 배터리(200)로부터 저전압 배터리(300)로 전환하는 단계(S200)가 수행된다. 이러한 전원 전환 단계(S200)의 수행을 위하여 상술한 릴레이부(700)를 포함시켜야 할 것이다.
전원 전환 단계(S200)에서 계자 전류 공급부(410) 및 3상 전류 공급부(420)에 저전압 배터리(300)의 전원을 인가하게 되는 경우, 상술한 바와 같이 모터 발전기(100)의 구동에 필요한 충분한 역기전력을 발생시키기 위해서 계자 전류 공급부(410)에 공급되는 전원의 승압이 필요하게 되므로, 저전압 배터리(300)와 계자 전류 공급부(410) 사이에 배치되어 저전압 배터리(300)로부터 입력받은 전원의 승압을 위한 부스트 컨버터(430)를 활성화시키는 단계(S300)가 수행된다.
부스트 컨버터(430) 활성화 단계(S300) 이후에는 모터 발전기(100)의 구동 필요성을 판단하는 단계(S400)가 수행된다. 구체적으로 저전압 배터리(300)의 충전률(State of Charge, SOC), 차량의 요구 발전량 및 차량의 엔진 회전수 중 적어도 하나에 기초하여 모터 발전기(100)의 구동 필요성을 판단한다. 예를 들어 차량 부하에 장시간 전원을 공급할 수 있을 정도로 저전압 배터리(300)의 충전률이 충분하다고 판단되면, 굳이 모터 발전기(100)를 구동시킬 필요가 없으므로 다음 단계의 제어가 수행되지 않도록 구성할 수 있다.
모터 발전기의 구동 필요성 판단 단계(S400)에서 모터 발전기의 구동이 필요하다고 판단하는 경우, 부스트 컨버터(430)에서 승압된 저전압 배터리(300)의 전원이 모터 발전기(100)의 계자 권선(110)에 공급될 수 있도록 계자 전류 공급부(410)를 제어하는 단계(S500)가 더 수행될 수 있다. 이러한 계자 전류 공급부(410)의 제어가 수행되는 동안, 저전압 배터리(300)의 충전률을 모니터링하는 단계(S600)가 수행되고, 이후 모터 발전기(100)의 발전 전력 및 차량의 요구 전력을 비교하는 단계(S700)가 수행된다.
비교 결과, 모터 발전기(100)의 발전 전력과 차량의 요구 전력의 차이가 미리 설정된 값(a) 미만인 경우, 계자 전류 공급부(410)를 제어하는 단계(S500)가 다시 수행되도록 함으로써 저전압 배터리(300)에 의한 모터 발전기(100)의 구동을 계속 유지시킨다. 반대로, 모터 발전기(100)의 발전 전력과 차량의 요구 전력의 차이가 미리 설정된 값(a) 이상인 경우, 모터 발전기(100)의 목표 출력값을 수정하는 단계(S800)가 수행되며, 예를 들면 모터 발전기(100)의 발전 전력은 매우 큰 반면 차량의 요구 전력은 작을 경우, 굳이 저전압 배터리(200)의 충전이 불필요할 수도 있게 되므로 저전압 배터리(200)로부터의 전원 공급을 중단시키도록 제어하는 것도 가능할 것이다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 모터 발전기
200: 고전압 배터리
300: 저전압 배터리
400: 인버터
700: 릴레이부

Claims (11)

  1. 엔진과 벨트로 연동되고, 계자 권선형으로 구성되는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치에 있어서,
    고전압 배터리;
    저전압 배터리;
    상기 고전압 배터리 및 상기 저전압 배터리 중 어느 하나의 전원을 선택적으로 공급받아 상기 모터 발전기에 전기에너지를 공급하는 인버터;
    상기 저전압 배터리로부터 상기 인버터로의 전원의 공급을 단속하는 제 1릴레이; 및
    상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터로의 전원의 공급을 단속하는 제 2릴레이;
    를 포함하고,
    상기 인버터는,
    상기 모터 발전기의 계자에 전원을 인가하는 계자 전류 공급부; 및
    상기 모터 발전기의 권선에 3상 전원을 인가하는 3상 전류 공급부;
    를 포함하고,
    상기 고전압 배터리 또는 상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터에 인가되는 전원에 이상이 검출되는 경우, 상기 저전압 배터리를 이용하여 상기 모터 발전기를 구동하되 상기 계자 전류 공급부에 전원을 공급하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1릴레이는 상기 저전압 배터리로부터 상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부로의 전원의 공급을 단속하고, 상기 제2릴레이는 상기 고전압 배터리로부터 상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부로의 전원의 공급을 단속하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저전압 배터리는 상기 제1릴레이의 일측에 연결되고, 상기 고전압 배터리는 상기 제2릴레이의 일측에 연결되며, 상기 제1릴레이의 타측과 상기 제2릴레이의 타측이 연결되는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 인버터는,
    상기 계자 전류 공급부와 상기 제1릴레이 및 상기 제2릴레이 사이에 배치되는 부스트 컨버터;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치.
  6. 고전압 배터리와, 저전압 배터리와, 상기 고전압 배터리 및 상기 저전압 배터리 중 어느 하나의 전원을 선택적으로 공급받아 계자 권선형 모터 발전기에 전기에너지를 공급하는 인버터와, 상기 저전압 배터리로부터 상기 인버터로의 전원의 공급을 단속하는 제 1릴레이와, 상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터로의 전원의 공급을 단속하는 제 2릴레이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 인버터는 상기 모터 발전기의 계자에 전원을 인가하는 계자 전류 공급부 및 상기 모터 발전기의 권선에 3상 전원을 인가하는 3상 전류 공급부를 포함하고,
    상기 고전압 배터리 또는 상기 고전압 배터리로부터 상기 인버터에 인가되는 전원에 이상 여부를 검출하는 단계;
    상기 이상 여부가 검출된 경우, 상기 계자 전류 공급부 및 상기 3상 전류 공급부와 연결되는 배터리를 상기 고전압 배터리에서 상기 저전압 배터리로 전환하는 단계;
    상기 저전압 배터리의 전원을 승압하여 상기 계자 전류 공급부에 전달하는 부스트 컨버터를 활성화시키는 단계;
    상기 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 단계; 및
    상기 모터 발전기의 구동 필요성이 있다고 판단되는 경우,
    승압된 저전압 배터리의 전원이 상기 모터 발전기의 계자에 공급될 수 있도록 상기 계자 전류 공급부를 제어하는 단계;
    를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 단계는,
    상기 저전압 배터리의 충전률, 상기 차량의 요구 발전량, 상기 차량의 엔진 회전수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 모터 발전기의 구동 필요성을 판단하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 계자 전류 공급부를 제어하는 단계 이후에는,
    상기 저전압 배터리의 충전률을 모니터링 하는 단계; 및
    상기 모터 발전기의 발전 전력과 상기 차량의 요구 전력을 비교하는 단계;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 모터 발전기의 발전 전력과 상기 차량의 요구 전력의 차이가 미리 설정된 값 미만인 경우,
    상기 계자 전류 공급부를 제어하는 단계가 다시 수행되는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 모터 발전기의 발전 전력과 상기 차량의 요구 전력의 차이가 미리 설정된 값 이상인 경우,
    상기 모터 발전기의 목표 출력값을 수정하는 단계;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치의 제어 방법.
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