KR102303226B1 - Battery sensor module for vehicle, method for measuring internal resistance of vehicle battery and state information of vehicle battery - Google Patents

Battery sensor module for vehicle, method for measuring internal resistance of vehicle battery and state information of vehicle battery Download PDF

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KR102303226B1 KR1020140173087A KR20140173087A KR102303226B1 KR 102303226 B1 KR102303226 B1 KR 102303226B1 KR 1020140173087 A KR1020140173087 A KR 1020140173087A KR 20140173087 A KR20140173087 A KR 20140173087A KR 102303226 B1 KR102303226 B1 KR 102303226B1
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Abstract

차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 차량용 배터리 센서 모듈이 개시된다. 이 차량용 배터리 센서는 상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드를 연결하여, 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류를 센싱하는 홀 센서(HALL) 및 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2시점 간의 지연 시간을 계산하고, 상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 변동량 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값 변동량으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 Rdi 계산부를 포함한다.Disclosed is a vehicle battery sensor module for calculating an internal resistance (Rdi) of a vehicle battery. The vehicle battery sensor connects the negative electrode of the vehicle battery to the vehicle body ground to sense the voltage and current flowing through the vehicle battery, and a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and the lowest value of the current The internal resistance of the vehicle battery is calculated by calculating the delay time between the sensed second time points, and compensating for the calculated delay time, from the amount of change in the lowest value of the current at the second time compared to the amount of variation in the lowest value of the voltage at the first time point. and an Rdi calculator for calculating (Rdi).

Figure R1020140173087
Figure R1020140173087

Description

차량용 배터리 센서 모듈, 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법 및 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법{BATTERY SENSOR MODULE FOR VEHICLE, METHOD FOR MEASURING INTERNAL RESISTANCE OF VEHICLE BATTERY AND STATE INFORMATION OF VEHICLE BATTERY}A vehicle battery sensor module, a method of measuring the internal resistance of a vehicle battery, and a method of measuring the state information of a vehicle battery

본 발명은 차량용 배터리 센서 모듈 및 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 측정하는 방법 및 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 HALL IC를 이용하여 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 차량용 배터리 센서 및 이 센서를 이용한 차량 배터리의 내부 저항(Rdi) 측정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle battery sensor module, a method for measuring the internal resistance (Rdi) of a vehicle battery, and a method for measuring state information of a vehicle battery, and more particularly, measuring the internal resistance of a vehicle battery using a HALL IC To a vehicle battery sensor and a method for measuring the internal resistance (Rdi) of a vehicle battery using the sensor.

최근, 내연 엔진과 배터리 엔진을 동시에 장착한 하이브리드 자동차와, 상기 배터리 엔진만으로 운행될 수 있는 전기 자동차가 개발된 바 있다. 이러한 하이브리드 자동차 및 전기 자동차는 엔진 동력을 차량 배터리로부터 공급받기 때문에, 상기 차량 배터리의 관리가 중요하다. Recently, a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a battery engine at the same time and an electric vehicle capable of operating only with the battery engine have been developed. Since such hybrid and electric vehicles receive engine power from a vehicle battery, management of the vehicle battery is important.

상기 차량 배터리의 관리를 위해, 차량에는 차량 배터리의 상태 정보를 모니터링 하는 차량용 배터리 센서(IBS, Intelligent Battery)가 탑재되는데, 이 차량용 배터리 센서의 주용 기능은 ISG(Idle Stop & Go)의 동작 유무를 판단하기 위한 차량 배터리의 배터리 정보를 측정하고, 측정된 배터리 정보를 엔진 ECU에 전달한다.In order to manage the vehicle battery, the vehicle is equipped with a vehicle battery sensor (IBS, Intelligent Battery) that monitors the state information of the vehicle battery. The battery information of the vehicle battery for determination is measured, and the measured battery information is transmitted to the engine ECU.

엔진 ECU에 전달되는 배터리 정보에는 상기 차량 배터리의 잔량 정보(SOC(%): State Of Charge), 노후화 정보(SOH(%): State Of Health) 및 재시동성 정보(SOF(%): State Of Function) 등이 있으며, 이중 SOH 정보와 SOF 정보는 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 통해 계산된다.The battery information transmitted to the engine ECU includes information on the remaining amount of the vehicle battery (SOC(%): State Of Charge), aging information (SOH(%): State Of Health), and restartability information (SOF(%): State Of Function). ), and the double SOH information and SOF information are calculated through the internal resistance (Rdi) of the vehicle battery.

이러한 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하기 위해, 차량 배터리에 흐르는 전류를 측정하는 데, 전류 측정 방식에는 션트 저항을 이용한 전류 측정 방식과 HALL IC를 이용한 전류 측정 방식이 있을 수 있다. 각 전류 측정 방식을 살펴보면 다음과 같다.
In order to calculate the internal resistance (Rdi) of the vehicle battery, a current flowing through the vehicle battery is measured. The current measurement method may include a current measurement method using a shunt resistor and a current measurement method using a HALL IC. Each current measurement method is as follows.

(1) 션트 저항을 이용한 전류 측정(1) Current measurement using shunt resistor

션트 저항(Shunt Restistor)을 이용한 전류 측정 방식은 차량 배터리의 음극 단자와 차체 그라운드 사이에 연결된 IBS 내에 구비된 션트 저항에 흐르는 전류를 통해 차량 배터리에 흐르는 전류를 측정하는 방식이다. 상기 션트 저항에 흐르는 전류에 따라 발생한 전압(V)은 아래의 수학식 1과 같다.
The current measurement method using the shunt resistor is a method of measuring the current flowing in the vehicle battery through the current flowing through the shunt resistor provided in the IBS connected between the negative terminal of the vehicle battery and the vehicle body ground. A voltage (V) generated according to the current flowing through the shunt resistor is expressed by Equation 1 below.

Figure 112014118221015-pat00001
Figure 112014118221015-pat00001

상기 수학식 1을 정리하면, 차량 배터리에 흐르는 전류(I)는 아래의 수학식 2로 표현할 수 있다.
Summarizing Equation 1, the current I flowing through the vehicle battery can be expressed by Equation 2 below.

Figure 112014118221015-pat00002
Figure 112014118221015-pat00002

상기 수학식 1 및 2를 통해 계산된 전압 변화량(ΔV)에 대비 전류 변화량(ΔI)으로부터 차량 배터리 내부 저항값(Rdi)이 계산될 수 있으며, 이는 아래의 수학식 3을 이용하여 계산될 수 있다.
The vehicle battery internal resistance value Rdi may be calculated from the current change amount ΔI compared to the voltage change amount ΔV calculated through Equations 1 and 2, which may be calculated using Equation 3 below .

Figure 112014118221015-pat00003
Figure 112014118221015-pat00003

(2) HALL IC를 이용한 전류 측정(2) Current measurement using HALL IC

HALL IC를 이용한 전류 측정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 플레밍(Fleming)의 왼손 법칙에 의거하여 자속의 크기와 비례 관계에 있는 홀 전압을 이용하여 전류를 측정하는 방식으로서, 홀 전압(VH)은 아래의 수학식 4로 표현할 수 있다.Current measurement using HALL IC is a method of measuring current using Hall voltage proportional to the magnitude of magnetic flux based on Fleming's left hand rule, as shown in FIG. 1 , and the Hall voltage (V H ) can be expressed by Equation 4 below.

Figure 112014118221015-pat00004
Figure 112014118221015-pat00004

상기 수학식 4에 따르면, 변수 d, RH, IC 모두 상수이기 때문에, 아래의 수학식 5와 같이, 자속 밀도와 홀 전압(VH)은 비례관계이다.According to Equation 4 , since all of the variables d, R H , and I C are constants, the magnetic flux density and the Hall voltage V H have a proportional relationship as shown in Equation 5 below.

Figure 112014118221015-pat00005
Figure 112014118221015-pat00005

플레밍의 왼손 법칙에 따라 자속 밀도(B)와 전류(IW)도 비례 관계에 있기 때문에, 최종적으로 도선에 흐르는 전류(Iw)에 비례하는 홀 전압(VH)이 발생된다. 이때, 발생한 홀 전압(VH)과 전류(IW)를 측정하고, 상기 수학식 3과 같이, 측정된 홀 전압(VH)의 변화량 대비 전류(VH) 변화량으로부터 차량 배터리의 내부 저항값(Rdi)을 계산할 수 있게 된다.According to Fleming's left hand rule, since the magnetic flux density (B) and the current (I W ) are also proportional to each other, a Hall voltage (V H ) that is proportional to the current (Iw) flowing through the conductor is finally generated. At this time, the generated Hall voltage (V H ) and current (I W ) are measured, and as shown in Equation 3 above, the internal resistance value of the vehicle battery from the change amount of the measured Hall voltage (V H ) versus the current (V H ) change amount (Rdi) can be calculated.

가격적인 측면을 고려한다면, 션트 저항에 비해 상대적으로 저가인 HALL IC를 이용한 전류 측정 방식에 따라 차량 배터리의 내부 저항값을 계산하는 것이 유리하다.Considering the cost aspect, it is advantageous to calculate the internal resistance value of the vehicle battery according to the current measurement method using the HALL IC, which is relatively inexpensive compared to the shunt resistor.

그러나, HALL IC를 이용한 전류 측정 방식에는 한가지 문제가 있다. 그것은 Hall IC의 특성상 전류와 전압 간에 응답 지연 시간이 존재한다는 점이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, HALL IC의 최대 출력 전압의 63%에 도달하는 시점에서 입력 전류와 최대 2ms의 응답 지연 시간이 존재한다.However, there is one problem in the current measurement method using the HALL IC. It is the characteristic of Hall IC that there is a response delay time between current and voltage. That is, as shown in FIG. 2 , when the HALL IC reaches 63% of the maximum output voltage, there is an input current and a response delay time of up to 2ms.

차량 배터리의 내부 저항값(Rdi)은 높은 주파수의 전압, 전류 값을 동시에 읽고 그에 대한 변화량을 통하여 얻어지는데, 응답지연시간이 존재한다면 정확한 값을 읽을 수 없게 된다.The internal resistance value (Rdi) of the vehicle battery is obtained through the simultaneous reading of high frequency voltage and current values and the amount of change thereof. If there is a response delay time, the correct value cannot be read.

따라서, 가격적인 측면에서 유리함에도 불구하고, 상술한 입력 전류(Iw) 대비 출력 전압(VH)에 대한 응답 지연 시간으로 인해 HALL IC를 이용한 전류 측정 방식에 따라 차량 배터리의 내부 저항값을 계산하는 데는 어려움이 있다.
Therefore, in spite of being advantageous in terms of price, the internal resistance value of the vehicle battery is calculated according to the current measurement method using the HALL IC due to the response delay time for the above-described input current (Iw) versus output voltage (V H ). there are difficulties in

따라서, 본 발명의 목적은 HALL IC를 이용한 전류 측정 방식에 따라 차량 배터리의 내부 저항값을 정확하게 계산할 수 있는 차량용 배터리 센서 및 이 센서를 이용한 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법을 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle battery sensor capable of accurately calculating an internal resistance value of a vehicle battery according to a current measurement method using a HALL IC, and a method for measuring the internal resistance of a vehicle battery using the sensor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차량용 배터리 센서 모듈은, 상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드를 연결하여, 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류을 센싱하는 홀 센서(HALL) 및 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2시점 간의 지연 시간을 계산하고, 상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 변동량 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값 변동량으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 Rdi 계산부를 포함한다.A vehicle battery sensor module according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes a hall sensor (HALL) for sensing voltage and current flowing through the vehicle battery by connecting a negative electrode of the vehicle battery and a vehicle body ground, and the A delay time between the first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and the second time point at which the lowest value of the current is sensed is calculated, and the calculated delay time is compensated for, the second time compared to the variation amount of the lowest value of the voltage at the first time point and an Rdi calculator configured to calculate an internal resistance (Rdi) of the vehicle battery from an amount of variation in the minimum value of the current at a point in time.

본 발명의 다른 일면에 따른 차량 배터리의 내부 저항값을 측정하는 방법은 홀 센서에서 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류를 센싱하는 단계와, 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산하는 단계와, 상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 변동량 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값 변동량으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 단계 및 상기 계산된 내부 저항을 이용하여 상기 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 단계를 포함한다. A method for measuring an internal resistance value of a vehicle battery according to another aspect of the present invention includes the steps of sensing a voltage and a current flowing through the vehicle battery by a Hall sensor, a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed, and the lowest value of the current calculating a delay time between the sensed second time points, and compensating for the calculated delay time, from the amount of change in the minimum value of the current at the second time compared to the amount of change in the minimum value of the voltage at the first time point of the vehicle battery. calculating an internal resistance Rdi and measuring state information of the vehicle battery using the calculated internal resistance.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법은, 홀 센서에서 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류를 센싱하는 단계와, 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산하는 단계와, 상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 변동량 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값 변동량으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 단계 및 상기 계산된 내부 저항을 이용하여 상기 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 단계를 포함한다.
A method of measuring the state information of a vehicle battery according to another aspect of the present invention comprises the steps of: sensing a voltage and a current flowing through the vehicle battery by a Hall sensor; calculating a delay time between a second time point at which the lowest value is sensed, and compensating for the calculated delay time, from the amount of variation in the lowest value of the current at the second time point compared to the variation amount of the lowest value of the voltage at the first time point, the vehicle battery calculating an internal resistance Rdi of , and measuring state information of the vehicle battery using the calculated internal resistance.

본 발명에 따르면, 홀 센서의 동작 특성에 따른 입력 전류에 대한 출력 전압의 응답 지연 시간을 보상함으로써, 홀 센서를 이용한 전류 측정 방식에 따라 차량 배터리의 내부 저항값을 정확하게 계산할 수 있다. 또한 저가의 홀 센서(HALL IC)를 이용하여 차량 배터리의 내부 저항값을 계산할 수 있으므로, 원가 절감을 도모할 수 있다.
According to the present invention, the internal resistance value of the vehicle battery can be accurately calculated according to the current measurement method using the Hall sensor by compensating for the response delay time of the output voltage to the input current according to the operating characteristics of the Hall sensor. In addition, since the internal resistance value of the vehicle battery can be calculated using a low-cost Hall sensor (HALL IC), cost reduction can be achieved.

도 1은 종래의 HALL IC를 이용한 전류 측정 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 HALL IC의 입력 전류에 대한 출력 전압의 응답 지연 시간을 보여주기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리를 관리하기 위한 전체 시스템 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀 센서를 이용한 경우 예상되는 전류 지연 파형을 보여주는 파형도이다.
도 5는 도 3에 도시된 A 부분을 확대한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법을 보여주는 순서도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a current measurement principle using a conventional HALL IC.
FIG. 2 is a graph showing a response delay time of an output voltage to an input current of the HALL IC shown in FIG. 1 .
3 is a block diagram illustrating an overall system configuration for managing a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram showing an expected current delay waveform when the Hall sensor according to an embodiment of the present invention is used.
FIG. 5 is an enlarged waveform diagram of part A shown in FIG. 3 .
6 is a flowchart illustrating a method of measuring the internal resistance of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세 기술한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리를 관리하기 위한 전체 시스템 구성을 보여주는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an overall system configuration for managing a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전체 시스템은 차량용 배터리 센서 모듈(100), 엔진 제어기(200), 엔진(300) 및 전기 부하(400)를 포함한다. Referring to FIG. 3 , the entire system according to an embodiment of the present invention includes a vehicle battery sensor module 100 , an engine controller 200 , an engine 300 , and an electrical load 400 .

상기 차량용 배터리 센서 모듈(100)은 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류를 센싱하여 상기 차량 배터리의 내부 저항값(Rdi)을 계산하고, 계산된 내부 저항값(Rdi)을 이용하여 차량 배터리의 상태 정보를 계산한다. 이를 위해, 상기 차량용 배터리 센서 모듈(100)은 홀 센서(110)와 상태 정보 계산부(120)를 포함한다. The vehicle battery sensor module 100 senses the voltage and current flowing through the vehicle battery to calculate an internal resistance value (Rdi) of the vehicle battery, and uses the calculated internal resistance value (Rdi) to obtain state information of the vehicle battery Calculate. To this end, the vehicle battery sensor module 100 includes a hall sensor 110 and a state information calculator 120 .

상기 홀 센서(110, HALL IC)는 기존의 션트 저항을 대신하여, 상기 차량 배터리(500)에 흐르는 전압과 전류를 센싱하는 구성으로서, 상기 차량 배터리(500)의 음극 전극과 차체 그라운드(GND) 사이에 배치되어 상기 음극 전극(배터리 -)과 상기 차체 그라운드(GND)를 연결한다. The Hall sensor 110 (HALL IC) is configured to sense the voltage and current flowing through the vehicle battery 500 instead of the conventional shunt resistor, and includes a negative electrode of the vehicle battery 500 and a vehicle body ground (GND). It is disposed between and connects the negative electrode (battery -) and the vehicle body ground (GND).

이러한 홀 센서(110)에 의해 센싱된 전압과 전류는 홀 센서(110)가 갖는 고유 응답 지연 특성으로 인해 상기 센싱된 전압과 전류 간에는 응답 지연 시간이 존재함은 앞서 설명한 바 있다. It has been described above that a response delay time exists between the voltage and the current sensed by the Hall sensor 110 due to the inherent response delay characteristic of the Hall sensor 110 .

본 발명에서는 이러한 홀 센서(110)의 응답 지연 특성을 오히려 역이용하여 아래에서 상세 설명하는 차량 배터리의 내부 저항값(Rdi)을 계산함에 특징이 있다. 이에 대한 설명은 아래에서 상세히 기술한다. The present invention is characterized in that the internal resistance value Rdi of the vehicle battery, which will be described in detail below, is calculated by using the response delay characteristic of the hall sensor 110 inversely. This will be described in detail below.

상기 상태 정보 계산부(120)는 ISG(Idle Stop & Go)의 동작 유무를 판단하기 위한 SOC 정보, SOH 정보 및 SOF 정보를 포함하는 차량 배터리(500)의 상태 정보를 계산한다. The state information calculation unit 120 calculates state information of the vehicle battery 500 including SOC information, SOH information, and SOF information for determining whether ISG (Idle Stop & Go) is operating.

이를 위해, 상기 상태 정보 계산부(120)는 차량 배터리(500) 전압을 센싱하는 전압 센싱부(121), 차량 배터리의 온도를 센싱하는 온도 센싱부(122) 및 상기 홀 센서(110)에 의해 센싱된 전류와 전압을 이용하여 차량 배터리의 내부 저항값(Rdi)을 계산하는 Rdi 계산부(123), 상기 센싱된 차량 배터리 전압 및 상기 센싱된 온도를 이용하여 차량 배터리의 SOC 정보를 계산하는 SOC 계산부(125), 상기 계산된 내부 저항값(Rdi)을 이용하여 SOH 정보 및 SOF 정보를 각각 계산하는 SOH 계산부(126) 및 SOF 계산부(127)를 포함한다. 특히, 상기 Rdi 계산부(123)는 상기 홀 센서(110)에서 검출된 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 홀 센서에 검출된 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2시점 간의 지연 시간을 계산하고, 상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 변동량 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값 변동량으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산함에 특징이 있다. To this end, the state information calculation unit 120 is configured by the voltage sensing unit 121 sensing the voltage of the vehicle battery 500 , the temperature sensing unit 122 sensing the temperature of the vehicle battery, and the Hall sensor 110 . The Rdi calculator 123 calculates the internal resistance value Rdi of the vehicle battery using the sensed current and voltage, and SOC calculates SOC information of the vehicle battery using the sensed vehicle battery voltage and the sensed temperature. It includes a calculator 125, an SOH calculator 126 and an SOF calculator 127 that respectively calculate SOH information and SOF information using the calculated internal resistance value Rdi. In particular, the Rdi calculator 123 calculates a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage detected by the Hall sensor 110 is sensed and a second time point at which the lowest value of the current detected by the Hall sensor is sensed. and compensating for the calculated delay time to calculate the internal resistance (Rdi) of the vehicle battery from the amount of change in the minimum value of the current at the second time compared to the amount of change in the minimum value of the voltage at the first time point.

상기 엔진 제어기(200)는 상기 차량용 배터리 센서 모듈(100)의 상기 상태 정보 계산부(120)로부터 전달받은 상기 차량 배터리(500)의 상태 정보를 LIN(Local Interconnect Network) 통신으로 전달받아서 ISG(Idle Stop & Go)의 동작 유무를 판단한다.The engine controller 200 receives the state information of the vehicle battery 500 received from the state information calculation unit 120 of the vehicle battery sensor module 100 through LIN (Local Interconnect Network) communication and receives ISG (Idle) Stop & Go) operation is determined.

상기 엔진(300)은 상기 엔진 제어기(200)에서 판단한 ISG(Idle Stop & Go)의 동작 유무에 따라 제어된다. The engine 300 is controlled according to the operation of the ISG (Idle Stop & Go) determined by the engine controller 200 .

상기 전기 부하(400)는 차량 배터리(500)로부터 전력을 공급받는 각종 차량 내 전기 기기를 포함한다. The electric load 400 includes various in-vehicle electric devices supplied with power from the vehicle battery 500 .

이하, 상기 Rdi 계산부(123)에서 차량 배터리의 Rdi를 계산하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process of calculating the Rdi of the vehicle battery by the Rdi calculator 123 will be described.

상기 Rdi 계산부(123)는 홀 센서(110)가 갖는 응답 지연 특성을 역이용하는 방식으로 Rdi를 계산한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 홀 센서의 응답 지연 특성으로 인해 차량 시동 시에 센싱된 전압(V)과 전류(I) 사이에는 X ms 만큼의 지연 시간이 존재한다. The Rdi calculator 123 calculates Rdi in a manner that reversely uses the response delay characteristic of the Hall sensor 110 . 3 and 4 , due to the response delay characteristic of the Hall sensor, there is a delay time of X ms between the voltage V and the current I sensed when the vehicle is started.

도 4와 같이, 전압 값의 센싱 시점으로부터 지연되는 전류 값의 지연 시간은 항상 일정하다. 이때, 주파수에 따른 홀 센서의 응답 특성은 해당 홀 센서의 제조사로부터 제공되는 데이터 시트(또는 메뉴얼)로부터 알 수 있기 때문에 이러한 데이터 시트를 참조하여 전류값의 지연 시간인 X ms를 계산할 수 있다. 전류값의 지연시간을 알게 되면 정확한 Rdi를 구할 수 있게 된다. As shown in FIG. 4 , the delay time of the current value delayed from the sensing time of the voltage value is always constant. At this time, since the response characteristic of the Hall sensor according to the frequency can be known from the data sheet (or manual) provided by the manufacturer of the Hall sensor, X ms, which is the delay time of the current value, can be calculated with reference to the data sheet. If the delay time of the current value is known, it is possible to obtain an accurate Rdi.

이러한 지연 시간을 알기 위해서는 기준이 필요한데, 본 실시예에서는 그 기준으로 차량 시동 시점에서의 전류의 최저값 및 전압의 최저값이 사용된다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 Rdi 계산부(123)에서는, 시동이 걸리는 시점부터 일정 시간 동안 측정한 전류 데이터와 전압 데이터를 저장한 후, 각각의 최저값이 센싱되는 시점 간의 시간 차이를 상기 지연 시간으로 계산한다. 이 차이값이 X ms가 되고, 그 X 값을 아래의 수학식 6에 대입하면 원하는 Rdi를 계산할 수 있다.
In order to know such a delay time, a reference is required. In this embodiment, the minimum value of the current and the minimum value of the voltage at the time of starting the vehicle are used as the reference. That is, the Rdi calculator 123 according to an embodiment of the present invention stores the current data and voltage data measured for a predetermined time from the time when the engine is started, and then calculates the time difference between the time points at which the respective lowest values are sensed. Calculate the delay time. This difference becomes X ms, and by substituting the X value into Equation 6 below, a desired Rdi can be calculated.

Figure 112014118221015-pat00006
Figure 112014118221015-pat00006

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법을 보여주는 순서도로서, 아래의 각 단계의 수행 주체는 특별한 언급이 없는 한 도 3에 도시된 Rdi 계산부로 가정한다.6 is a flowchart illustrating a method of measuring the internal resistance of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention. It is assumed that the subject performing each of the following steps is the Rdi calculator shown in FIG. 3 unless otherwise specified.

도 6을 참조하면, 먼저, 차량 시동 여부를 판단하는 과정이 수행된다(S610). 이러한 차량 시동 여부의 판단은, 예컨대, Rdi 계산부가 시동 신호의 입력 여부로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 6 , first, a process of determining whether to start the vehicle is performed ( S610 ). The determination of whether to start the vehicle may be determined by, for example, whether the Rdi calculation unit inputs a start signal.

이어, 상기 차량 시동 시점부터, 상기 홀 센서에서 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류의 센싱을 시작하고, Rdi 계산부에서 센싱된 전압의 전압값과 전류의 전류값을 전달받아서 이를 저장한다(S620).Then, from the starting point of the vehicle, the Hall sensor starts sensing the voltage and current flowing through the vehicle battery, and receives the voltage value and the current value of the current sensed by the Rdi calculator and stores them (S620) .

이어, 도 5에 도시된 바와 같은 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간 즉, 전류의 지연 시간을 계산한다(S630). 이때, 주파수에 따른 상기 홀 센서의 응답 특성을 저장한 테이블(제조사별 데이터 시트 또는 메뉴얼)을 참조하여, 상기 지연 시간이 계산될 수 있다.Next, as shown in FIG. 5 , a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed, that is, a delay time of the current is calculated ( S630 ). In this case, the delay time may be calculated with reference to a table (manufacturer-specific data sheet or manual) storing the response characteristics of the Hall sensor according to frequency.

이어, 상기 계산된 전류의 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 변동량(ΔVt) 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값 변동량(ΔIt-X)으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산한다(S640).Then, the internal resistance of the to compensate for the delay time of the calculated current, the floor of the amount of change of the first the voltage at the time (ΔV t) minimum value variation amount of the preparation wherein the current of the second point in time the vehicle from (ΔI tX) battery ( Rdi) is calculated (S640).

이어, 상기 계산된 내부 저항(Rdi)을 이용하여 SOF 정보와 SOH 정보를 계산한다(S650). 이러한 SOF 정보와 SOH 정보는 다음 시동 전까지 상기 계산된 내부 저항값을 이용하여 계산된다.Next, SOF information and SOH information are calculated using the calculated internal resistance Rdi (S650). These SOF information and SOH information are calculated using the calculated internal resistance value until the next start-up.

이후, 계산된 SOF 정보와 SOH 정보는 엔진 제어기(200)로 전달되어, 엔진 제어기(200)에서는 ISG의 가능 여부를 판단하게 된다. Thereafter, the calculated SOF information and SOH information are transmitted to the engine controller 200 , and the engine controller 200 determines whether ISG is possible.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 차량용 헤드 유닛 및 상기 차량용 헤드 유닛에서의 화면 설정 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, in the vehicle head unit and the screen setting method in the vehicle head unit according to the present invention, the configuration and method of the embodiments described above cannot be limitedly applied, but various modifications may be made in the embodiments. All or part of each embodiment may be selectively combined and configured.

Claims (10)

차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 차량용 배터리 센서에 있어서,
상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드 사이에 배치되어, 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류을 센싱하는 홀 센서(HALL); 및
상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2시점 간의 지연 시간을 계산하고, 상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 Rdi 계산부를 포함하고,
상기 홀 센서는,
기존의 션트 저항을 대신하여, 상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드 사이에 배치된 것이며,
상기 지연 시간은,
상기 홀 센서의 고유 응답 지연 특성으로 인해 발생한 것으로, 상기 홀 센서의 제조사로부터 제공되는 데이터 시트를 기반으로 계산되는 것인 차량용 배터리 센서 모듈.
In the vehicle battery sensor for calculating the internal resistance (Rdi) of the vehicle battery,
a Hall sensor (HALL) disposed between the negative electrode of the vehicle battery and a vehicle body ground to sense a voltage and a current flowing through the vehicle battery; and
A delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed is calculated, and the calculated delay time is compensated for, compared to the lowest value of the voltage at the first time point. an Rdi calculator for calculating the internal resistance (Rdi) of the vehicle battery from the lowest value of the current at the time;
The hall sensor is
Instead of the conventional shunt resistor, it is disposed between the negative electrode of the vehicle battery and the vehicle body ground,
The delay time is
A vehicle battery sensor module that occurs due to the inherent response delay characteristic of the Hall sensor, and is calculated based on a data sheet provided by a manufacturer of the Hall sensor.
 제1항에 있어서, 상기 Rdi 계산부는,
상기 차량의 시동 시점으로부터 일정 시간 이내에서, 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산함을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서 모듈.
According to claim 1, wherein the Rdi calculator,
The battery sensor module for a vehicle, characterized in that within a predetermined time from the starting point of the vehicle, a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed is calculated.
 제1항에 있어서, 상기 Rdi 계산부는,
주파수에 따른 상기 홀 센서의 응답 특성을 저장한 테이블을 참조하여, 상기 지연 시간을 계산함을 특징으로 하는 차량용 배터리 센서 모듈.
According to claim 1, wherein the Rdi calculator,
The vehicle battery sensor module, characterized in that the delay time is calculated by referring to a table storing the response characteristics of the Hall sensor according to frequency.
 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 측정하는 방법에 있어서,
상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드를 연결된 홀 센서에서 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류를 센싱하는 단계;
상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산하는 단계;
상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 단계;를 포함하고,
상기 홀 센서는,
기존의 션트 저항을 대신하여, 상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드 사이에 배치된 것이며,
상기 지연 시간은,
상기 홀 센서의 고유 응답 지연 특성으로 인해 발생한 것으로, 상기 홀 센서의 제조사로부터 제공되는 데이터 시트를 기반으로 계산되는 것인 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법.
A method for measuring the internal resistance (Rdi) of a vehicle battery, the method comprising:
sensing a voltage and a current flowing through the vehicle battery by a hall sensor connected to a negative electrode of the vehicle battery and a vehicle body ground;
calculating a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed;
Compensating for the calculated delay time, calculating the internal resistance (Rdi) of the vehicle battery from the lowest value of the current at the second time compared to the lowest value of the voltage at the first time;
The hall sensor is
Instead of the conventional shunt resistor, it is disposed between the negative electrode of the vehicle battery and the vehicle body ground,
The delay time is
A method of measuring the internal resistance of a vehicle battery that is generated due to the inherent response delay characteristic of the Hall sensor and is calculated based on a data sheet provided by a manufacturer of the Hall sensor.
 제4항에 있어서, 상기 지연 시간을 계산하는 단계는,
상기 차량의 시동 여부를 판단하는 단계; 및
상기 차량의 시동을 확인하면, 상기 차량의 시동 시점으로부터 일정 시간 이내에서, 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산하는 단계임을 특징으로 하는 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법.
5. The method of claim 4, wherein calculating the delay time comprises:
determining whether the vehicle is started; and
When the starting of the vehicle is confirmed, within a predetermined time from the starting time of the vehicle, calculating a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed is a step of calculating How to measure the internal resistance of a vehicle battery.
 제4항에 있어서, 상기 지연 시간을 계산하는 단계는,
주파수에 따른 상기 홀 센서의 응답 특성을 저장한 테이블을 참조하여, 상기 지연 시간을 계산하는 단계임을 특징으로 하는 차량 배터리의 내부 저항을 측정하는 방법.
5. The method of claim 4, wherein calculating the delay time comprises:
The method of measuring the internal resistance of a vehicle battery, characterized in that the step of calculating the delay time by referring to a table storing the response characteristics of the hall sensor according to frequency.
 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법에 있어서,
홀 센서에서 상기 차량 배터리에 흐르는 전압과 전류를 센싱하는 단계;
상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산하는 단계;
상기 계산된 지연 시간을 보상하여, 상기 제1 시점의 상기 전압의 최저값 대비 상기 제2 시점의 상기 전류의 최저값으로부터 상기 차량 배터리의 내부 저항(Rdi)을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 내부 저항을 이용하여 상기 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 홀 센서는,
기존의 션트 저항을 대신하여, 상기 차량 배터리의 음극 전극과 차체 그라운드 사이에 배치된 것이며,
상기 지연 시간은,
상기 홀 센서의 고유 응답 지연 특성으로 인해 발생한 것으로, 상기 홀 센서의 제조사로부터 제공되는 데이터 시트를 기반으로 계산되는 것인 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법.
A method for measuring state information of a vehicle battery, the method comprising:
sensing a voltage and a current flowing through the vehicle battery by a hall sensor;
calculating a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed;
Compensating for the calculated delay time, calculating an internal resistance (Rdi) of the vehicle battery from the lowest value of the current at the second time compared to the lowest value of the voltage at the first time; and
Measuring the state information of the vehicle battery by using the calculated internal resistance,
The hall sensor is
Instead of the conventional shunt resistor, it is disposed between the negative electrode of the vehicle battery and the vehicle body ground,
The delay time is
A method of measuring state information of a vehicle battery, which is generated due to a characteristic response delay characteristic of the Hall sensor, and is calculated based on a data sheet provided by a manufacturer of the Hall sensor.
 제7항에 있어서, 상기 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 단계는,
상기 차량 배터리의 노후화(SOH: State Of Health) 정보 및 재시동성(SOF, State Of Function) 정보를 포함하는 상기 상태 정보를 측정하는 단계임을 특징으로 하는 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법.
The method of claim 7, wherein measuring the state information of the vehicle battery comprises:
The method of measuring state information of a vehicle battery, characterized in that the step of measuring the state information including state of health (SOH) information and state of function (SOF) information of the vehicle battery.
 제8항에 있어서, 상기 SOH 정보와 상기 SOF 정보를 엔진 제어 유닛으로 전달하는 단계; 및
상기 엔진 제어 유닛에서 상기 전달받은 상기 SOH 정보와 상기 SOF 정보를 이용하여 ISG(Idle Stop & Go)의 동작 유무를 판단하는 단계
를 더 포함함을 특징으로 하는 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법.
9. The method of claim 8, further comprising: transmitting the SOH information and the SOF information to an engine control unit; and
Determining whether ISG (Idle Stop & Go) is in operation using the received SOH information and the SOF information from the engine control unit
Method for measuring the state information of the vehicle battery, characterized in that it further comprises.
 제7항에 있어서, 상기 지연 시간을 계산하는 단계는,
상기 차량의 시동 여부를 판단하는 단계; 및
상기 차량의 시동을 확인하면, 상기 차량의 시동 시점으로부터 일정 시간 이내에서, 상기 전압의 최저값이 센싱된 제1 시점과 상기 전류의 최저값이 센싱된 제2 시점 간의 지연 시간을 계산하는 단계임을 특징으로 하는 차량 배터리의 상태 정보를 측정하는 방법.The method of claim 7, wherein calculating the delay time comprises:
determining whether the vehicle is started; and
When the starting of the vehicle is confirmed, within a predetermined time from the starting time of the vehicle, calculating a delay time between a first time point at which the lowest value of the voltage is sensed and a second time point at which the lowest value of the current is sensed is a step of calculating How to measure the status information of the vehicle battery.
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