KR20100064067A - 알터네이터의 발전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 각 주행상태마다 배터리 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압과 각 주행상태에서의 적정 배터리 전압을 비교하여 각 주행상태마다 배터리의 충전이 불필요한 상황에서는 알터네이터를 구동하지 않음으로써 연비를 향상시키도록 한 알터네이터의 발전 제어방법에 관한 것이다.

알터네이터, 배터리, 전압, 가속, 등판, 정속, 감속, 연비

Description

알터네이터의 발전 제어방법{Controlling Method For Generating Of Alternater}

본 발명은 알터네이터의 발전 제어방법에 관한 것으로, 특히 차량의 각 주행상태마다 배터리 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압과 각 주행상태에서의 적정 배터리 전압을 비교하여 각 주행상태마다 배터리의 충전이 불필요한 상황에서는 알터네이터를 구동하지 않음으로써 연비를 향상시키도록 한 알터네이터의 발전 제어방법에 관한 것이다.

자동차에는 각종 전기기기가 탑재되며, 이 전기기기의 전원공급장치로 배터리 및 알터네이터가 장착된다. 알터네이터는 자동차의 동력원인 엔진에 의해 구동되는데, 알터네이터는 엔진의 출력 축(크랭크 샤프트)에 벨트를 통해 연결되며, 엔진으로부터의 출력 전압을 임의의 전압으로 제어할 수 있도록 구성되고, 알터네이터에서 발전된 전압은 배터리에 충전된다.

국제 유가의 상승에 따라 자동차 연비가 가장 중요한 화두가 되어 다각적인 방법으로 연비를 개선하려는 노력이 있는데, 이러한 노력 중에 하나로 배터리 온 도, 전압, 전류, 및 배터리 충전상태(State Of Charge 이하, SOC)를 이용하여 알터네이터의 목표 전압을 설정하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 목표 전압에 따라 감속 및 정속 시에 발전량을 증대시키고, 가속 및 등판 시에는 발전량을 감소시키도록 알터네이터를 제어하는 발전제어 방식이 있다.

하지만, 현재와 같은 알터네이터의 발전제어에 의하여도 충분한 연비 향상 효과를 볼 수 없는 실정이다. 이는, 배터리에 공조장치인 팬, 각종 라이트, 스타터 모터, 와이퍼나 시트 또는 윈드 등을 구동시키는 각종 모터 등의 보조기류가 접속됨으로써 충전 시에 배터리가 전기부하로 작용하기 때문인 것으로 판단된다.

따라서, 본 발명의 목적은 차량의 각 주행상태마다 배터리 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압과 각 주행상태에서의 적정 배터리 전압을 비교하여 각 주행상태마다 배터리의 충전이 불필요한 상황에서는 알터네이터를 구동하지 않음으로써 연비를 향상시키도록 한 알터네이터의 발전 제어방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 알터네이터의 발전 제어방법은 차량의 주행상태를 판단하는 제1 단계와; 배터리 관리 시스템에서 검출한 배터리 충전상태가 상기 제1 단계에서 판단한 차량의 주행상태에서의 적정 배터리 충전상태 이상인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 만족하면, 알터네이터를 구동하지 않는 제3 단계를 포함한다.

상기 제1 단계는, 차량이 가속주행상태인가를 판단하는 제1-1 단계와;

상기 제1-1 단계를 만족하지 않으면, 차량이 등판주행상태인가를 판단하는 제1-2 단계와; 상기 제1-2 단계를 만족하지 않으면, 차량이 감속주행상태인가를 판단하는 제1-3 단계와; 상기 1-3 단계를 만족하지 않으면, 차량이 정속주행상태라고 판단하는 단계를 포함한다.

상기 가속주행상태, 상기 등판주행상태, 상기 감속주행상태, 및 상기 정속주행상태에서의 적정 배터리 충전상태가 설정된 맵을 저장하고 있다.

상기 알터네이터 발전 제어방법은 상기 제2 단계를 만족하지 않으면, 배터리 충전상태와 엔진 rpm에 따라 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호에 따라 알터네이터를 구동하여 배터리를 충전하는 제4 단계를 더 포함한다.

상기 배터리 충전상태와 엔진 rpm에 따라 상기 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 % 값이 설정된 맵을 저장하고 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 알터네이터의 발전 제어방법은 차량이 가속, 등판, 감속 또는 정속주행상태인가를 판단하고, 각 주행상태마다 배터리 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압과 각 주행상태에서의 적정 배터리 전압을 비교하여 각 주행상태마다 배터리의 충전이 불필요한 상황에서는 알터네이터를 구동하지 않음으 로써 연비를 향상시킬 수 있다.

이하, 도 2a 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터 발전 제어방법을 나타내는 순서도이다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 엔진으로부터의 정보를 이용하여 차량이 가속주행상태인가를 판단한다(S10). S10 단계는 액셀 페달 개도가 80% 초과, 엔진 rpm이 1200rpm 초과, 차속 변화량이 0.3㎞/h 초과, 엔진 토크가 50% 초과, 연료 DT1 값이 2㎎ 초과하는 것을 만족하고, 또는 킥 다운 요구가 인에이블인 상태를 만족하면 차량이 가속주행이라고 판단한다.

S10 단계를 만족하면, 배터리 관리 시스템(Battery Management System 이하, BMS)에서 검출한 배터리 SOC가 가속주행상태에서의 적정 배터리 SOC 이상인가를 판단한다(S12). S12 단계를 판단하기 위하여, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 각 주행상태에서의 적정 배터리 SOC가 설정된 도 3과 같은 맵을 저장하고 있다. 이때, 도 3은 각 주행상태에서의 적정 배터리 SOC를 예로 든 것을 뿐, 각 주행상태에서의 적정 배터리 SOC는 도 3에 한정되지 않는다.

S12 단계를 만족하면, 배터리의 충전이 불필요한 상황이라고 판단하여 알터 네이터를 구동하지 않음(S14)으로써 연비를 향상시킨다. S14 단계는 목표 배터리 SOC의 전압 변화율의 기울기가 0.2 ~ 0.8V/sec를 유지하는 동안에 유지한다(S16).

하지만, S12 단계를 만족하지 않으면, 배터리 SOC와 엔진 rpm에 따라 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 % 값으로 설정된 맵으로부터의 % 값에 따라 알터네이터를 구동하여 배터리를 충전한다(S18). S18 단계를 수행하기 위하여, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 배터리 SOC와 엔진 rpm에 따라 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 설정된 도 4와 같은 맵을 저장하고 있다. 100%에 가까운 값일수록 빠른 발전을 수행한다. 도 4는 예로 든 것을 뿐, 이에 한정되지 않는다.

그리고, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 S10 단계를 만족하지 않으면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터의 정보를 이용하여 차량이 등판주행상태인가를 판단한다(S20). S20 단계는 액셀 페달 개도가 60% 초과, 차속이 10㎞/h 초과, 엔진 토크가 40% 초과인 상태를 만족하면 차량이 등판주행이라고 판단한다.

S20 단계를 만족하면, BMS에서 검출한 배터리 SOC가 등판주행상태에서의 적정 배터리 SOC 이상인가를 판단한다(S22). S22 단계를 만족하면, 배터리의 충전이 불필요한 상황이라고 판단하여 알터네이터를 구동하지 않음(S24)으로써 연비를 향상시킨다. S24 단계는 목표 배터리 SOC의 전압 변화율의 기울기가 0.2 ~ 0.8V/sec를 유지하는 동안에 유지한다(S26).

하지만, S22 단계를 만족하지 않으면, 배터리 SOC와 엔진 rpm에 따라 알터네 이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 % 값으로 설정된 맵으로부터의 % 값에 따라 알터네이터를 구동하여 배터리를 충전한다(S28).

그리고, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 S20 단계를 만족하지 않으면, 도 2c에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터의 정보를 이용하여 차량이 감속주행상태인가를 판단한다(S30). S30 단계는 액셀 페달 개도가 10% 미만, 차속이 15㎞/h 초과, 엔진 토크가 20% 미만, 연료 DT1 값이 -2㎎ 미만인 것을 만족하거나, 또는 브레이크 스위치가 인에이블이거나 시스템 State가 아이들인 상태를 만족하면 차량이 감속주행이라고 판단한다.

S30 단계를 만족하면, BMS에서 검출한 배터리 SOC가 감속주행상태에서의 적정 배터리 SOC 이상인가를 판단한다(S32). S32 단계를 만족하면, 배터리의 충전이 불필요한 상황이라고 판단하여 알터네이터를 구동하지 않음(S34)으로써 연비를 향상시킨다. S34 단계는 목표 배터리 SOC의 전압 변화율의 기울기가 0.2 ~ 0.8V/sec를 유지하는 동안에 유지한다(S36).

하지만, S32 단계를 만족하지 않으면, 배터리 SOC와 엔진 rpm에 따라 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 % 값으로 설정된 맵으로부터의 % 값에 따라 알터네이터를 구동하여 배터리를 충전한다(S38).

그리고, 본 발명의 차량의 알터네이터 발전 제어방법은 S30 단계를 만족하지 않으면, 도 2d에 도시된 바와 같이, 차량이 정속주행상태라고 판단하고(S40), BMS에서 검출한 배터리 SOC가 정속주행상태에서의 적정 배터리 SOC 이상인가를 판단한다(S42). S42 단계를 만족하면, 배터리의 충전이 불필요한 상황이라고 판단하여 알터네이터를 구동하지 않음(S44)으로써 연비를 향상시킨다. S44 단계는 목표 배터리 SOC의 전압 변화율의 기울기가 0.2 ~ 0.8V/sec를 유지하는 동안에 유지한다(S46).

하지만, S42 단계를 만족하지 않으면, 배터리 SOC와 엔진 rpm에 따라 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 % 값으로 설정된 맵으로부터의 % 값에 따라 알터네이터를 구동하여 배터리를 충전한다(S48).

도 1은 종래의 차량의 알터네이터의 발전 제어를 설명하기 위한 도면,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 알터네이터 발전 제어방법을 나타내는 순서도,

도 3은 각 주행상태에서의 적정 배터리 SOC의 예를 나타내는 도면,

도 4는 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호와 엔진 rpm에 따른 %값의 예를 나타내는 도면이다.

Claims (5)

1. 차량의 주행상태를 판단하는 제1 단계와;

   배터리 관리 시스템에서 검출한 배터리 충전상태가 상기 제1 단계에서 판단한 차량의 주행상태에서의 적정 배터리 충전상태 이상인가를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계를 만족하면, 알터네이터를 구동하지 않는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터의 발전 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 단계는,

   차량이 가속주행상태인가를 판단하는 제1-1 단계와;

   상기 제1-1 단계를 만족하지 않으면, 차량이 등판주행상태인가를 판단하는 제1-2 단계와;

   상기 제1-2 단계를 만족하지 않으면, 차량이 감속주행상태인가를 판단하는 제1-3 단계와;

   상기 1-3 단계를 만족하지 않으면, 차량이 정속주행상태라고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터의 발전 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 가속주행상태, 상기 등판주행상태, 상기 감속주행상태, 및 상기 정속주행상태에서의 적정 배터리 충전상태가 설정된 맵을 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 알터네이터의 발전 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 단계를 만족하지 않으면, 배터리 충전상태와 엔진 rpm에 따라 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호에 따라 알터네이터를 구동하여 배터리를 충전하는 제4 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터의 발전 제어방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 배터리 충전상태와 엔진 rpm에 따라 상기 알터네이터의 F 단자에 입력되는 PWM 신호가 % 값이 설정된 맵을 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 알터네이터의 발전 제어방법.

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