KR20160140111A - 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법 및 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100); 및 타력주행으로 판단된 경우에는 배터리의 충전상태에 따라 발전기의 발전부하를 제어하는 제 1 제어단계(S200);를 포함한다. 본 발명에 따르면, 타력 주행 시 발전 부하를 최소화하여 엔진의 연료 소비량을 줄이고 연비를 개선할 수 있다.

Description

타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법 및 제어 장치{A METHOD OF CONTROLLING A GENERATING LOAD WHETHER COASTING AND AN APPARATUS THEREOF}
본 발명은 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타력주행 여부 및 타력주행 이력여부에 따라 발전부하를 다르게 제어하여 관성에너지를 효율적으로 회수하고, 연비가 개선되도록 한 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
고유가 시대에 맞추어 연비가 향상되도록 하기 위해서, 차량의 주행조건에 따라서 발전기의 발전부하를 제어한다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(11)에 의해 구동되는 발전기(12)는 레귤레이터(12a)를 통하여 정해진 전압을 유지하면서 발전하고, 상기 엔진(11)과 발전기(12)는 ECU(13)에 엔진(11)과 발전기(12)의 정보를 전달하면서, ECU(13)에 의해 제어된다. 상기 ECU(13)는 발전기(12)에 의해 충전된 배터리(14)에 대하여 센서(16)를 통하여 정보를 전달받아 상기 엔진(11)과 발전기(12) 및 냉각팬(17)을 제어하고, 상기 배터리(14)에서 차량의 전기부하(15)에 전원을 공급하게된다.
이러한, 발전시스템을 갖춘 차량은, 연료가 덜 소모되는 감속시에는 발전기의 부하를 높여 이를 배터리에 저장하고, 연료가 많이 소모되는 상황에서는 상기 배터리에 저장된 에너지를 사용하여 차량의 전기부하에 공급하므로, 발전량을 줄여 연비가 개선되도록 한다.
종래의 발전제어는 감속 주행시 퓨얼 컷(Fuel cut)이 발생하면, 발전기에서 출력되는 전압을 최대로 높여 관성에 의해 주행하는 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환되도록 한다. 이때, 브레이크 작동이 없이 운전되는 퓨얼 컷 운전시라면 엔진의 마찰력에 의해서 차량이 감속된다.
한편, 상기와 같이, 브레이크 작동없이 퓨얼 컷 운전되는 동안 발전기의 발전전압을 높이면, 발전부하만큼 엔진의 마찰력이 추가로 증가하여 엔진의 퓨얼 컷 운전시간이 줄어들게 된다.
이러한 제어는 최대한 퓨얼 컷 운전시간을 길게 유지하는 것이 연비를 향상시켜야 하는 연비우선의 제어방법에 비하여 효율적인 방법이 될 수 없다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 종래기술에서는, 차량의 퓨얼 컷 운전에 진입하면 차량의 감속도를 고려하여 상기 감속도가 큰 경우에는 발전기의 발전부하를 높이고, 이외의 경우에는 발전부하를 낮게 유지하여 퓨얼 컷 운전시간이 길게 유지하도록 차량을 제어하였다. 그러나, 종래기술에서 타력주행구간은 에너지 회생구간이 아니므로, 종래기술에서는 차량의 타력 주행시 기존 제어와 동일하게 차량을 제어하였다. 여기서, 타력 주행은 연비를 개선하기 위해 일정 차속 이상에서 소비자가 악셀 페달을 뗄 경우 엔진과 변속기의 동력 전달을 차단하여, 차량 관성으로 주행하게 하는 기술이다. 종래기술에 따른 차량제어에 따를 때 타력주행 구간에서 발전기의 부하가 증가하게 되면, 타력주행 구간이 짧아지게 되어 연비개선효과가 반감되는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2014-0045707호 (2014.04.17)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 타력주행 여부 및 타력주행 이력여부에 따라 발전부하를 다르게 제어하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100); 및 타력주행으로 판단된 경우에는 배터리의 충전상태에 따라 발전기의 발전부하를 제어하는 제 1 제어단계(S200);를 포함한다.
상기 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 타력주행이 아닌 것으로 판단된 경우에는 종전 주행사이클에서 타력주행을 하였는지 판단하는 타력주행 이력 판단단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 종전 주행사이클에서 타력주행을 한 것으로 판단된 경우에는 기 설정된 시간동안 종전의 주행사이클의 발전부하를 유지하는 제 2 제어단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 상기 제 2 제어단계(S400) 후, 차량의 감속 여부에 따라 발전부하를 제어하는 제 3 제어단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 종전 주행사이클에서 타력주행을 하지 않은 것으로 판단된 경우에는 상기 제 3 제어단계(S500)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이상인지 판단하는 단계(S110);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이상인 경우에는 엑셀페달의 개도량이 기 설정된 개도량 이하인지 판단하고, 기어가 중립상태인지를 판단하는 단계(S120);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 제어단계(S200)는 배터리의 충전량을 감지하는 단계(S210); 상기 제 1 제어단계(S200)는 상기 배터리가 완전 충전된 상태인지 판단하는 단계(S220); 상기 배터리가 완전 충전된 경우에는 발전기의 발전 부하를 최소로 제어하는 단계(S230); 상기 배터리가 완전 충전되지 않은 경우에는 상기 배터리의 충전량에 비례하여 상기 배터리의 발전부하를 제어하는 단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 저장매체는 상기 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어방법이 저장된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 장치는 상기 저장매체(100); 차량의 운동에너지를 이용하여 전류를 발전시키는 발전기(200); 상기 발전기(200)에서 발전된 전류를 충전하거나, 차량에 필요한 전류를 공급하는 베터리(300); 차량의 상태를 감지하는 감지부(400); 및 상기 감지부(400)에서 획득된 정보를 이용하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어방법에 따라, 상기 발전기(200)의 발전부하를 제어하는 제어부(500);를 포함한다.
상기 감지부(400)는 엑셀페달의 개도량을 감지하는 엑셀페달 감지부(410); 차량의 속도를 감지하는 차속 감지부(420); 기어가 중립상태인지를 감지하는 변속단 감지부(430); 및 상기 베터리의 충전량을 감지하는 배터리 감지부(440);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 타력 주행 시 발전 부하를 최소화하여 엔진의 연료 소비량을 줄이고 연비를 개선할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 차량의 발전시스템의 블록도.
도 2는 종래기술에 따른 차량의 발전시스템의 타력주행시 발전제어를 설명하는 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 장치의 블록도.
도 6은 본 발명의 효과를 설명하는 도면.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법의 순서도이다. 도 3 및 도 4를 참조할 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법은 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100); 타력주행으로 판단된 경우에는 배터리의 충전상태에 따라 발전기의 발전부하를 제어하는 제 1 제어단계(S200); 타력주행이 아닌 것으로 판단된 경우에는 종전 주행사이클에서 타력주행을 하였는지 판단하는 타력주행 이력 판단단계(S300); 종전 주행사이클에서 타력주행을 한 것으로 판단된 경우에는 기 설정된 시간동안 종전의 주행사이클의 발전부하를 유지하는 제 2 제어단계(S400); 상기 제 2 제어단계(S400) 후, 차량의 감속 여부에 따라 발전부하를 제어하는 제 3 제어단계(S500);를 포함한다. 또한, 종전 주행사이클에서 타력주행을 하지 않은 것으로 판단된 경우에는 상기 제 3 제어단계(S500)를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이상인지 판단하는 단계(S110); 엑셀페달의 개도량이 기 설정된 개도량 이하인지 판단하는 단계(S120); 또는 기어가 중립상태인지를 판단하는 단계(S130); 중 어느 하나 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 차량의 속도가 일정 속도 이상이고, 운전자가 엑셀페달을 거의 밟지 않으면, 엔진 변속기 제어 유닛이 자동으로 기어를 N단(중립단)으로 진입하게 하여, 차량이 관성으로 주행하는 타력주행에 진입하게 되는 것이다.
상기 제 1 제어단계(S200)는 배터리의 충전량을 감지하는 단계(S210); 상기 제 1 제어단계(S200)는 상기 배터리가 완전 충전된 상태인지 판단하는 단계(S220); 상기 배터리가 완전 충전된 경우에는 발전기의 발전 부하를 최소로 제어하는 단계(S230); 상기 배터리가 완전 충전되지 않은 경우에는 상기 배터리의 충전량에 비례하여 상기 배터리의 발전부하를 제어하는 단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 차량이 타력주행에 진입하게 되면 상기 제 1 제어단계(S200)가 수행되고, 이때, 배터리의 충전량에 따라 발전부하를 달리 제어하게 된다. 배터리가 완전 충전된 경우에는 발전 부하를 최소로 제어하여, 타력주행 구간이 최대가 되도록 제어함으로써, 연비를 향상시킨다. 배터리가 완전 충전되지 않은 경우에는 배터리의 충전량에 비례하여 배터리의 발전부하를 제어한다. 즉, 배터리의 충전량이 적으면 발전부하를 크게 제어하여 타력주행 구간이 감소하더라도 배터리의 충전량을 대폭 증가시키고, 배터리의 충전량이 많으면 발전부하를 작게 제어하여 배터리의 충전량을 소폭 증가시키면서 타력주행 구간의 감소를 최소화하는 것이다.
타력주행 이력 판단단계(S300)에서는 종전 주행사이클에서 타력주행을 하였는지 판단하고, 제 2 제어단계(S400)에서는 종전 주행사이클에서 타력주행을 한 것으로 판단된 경우에는 기 설정된 시간동안 종전의 주행사이클의 발전부하를 유지하며, 제 3 제어단계(S500)에서는 차량의 감속 여부에 따라 발전부하를 제어한다. 타력주행을 한 것으로 판단한 경우에는 타력주행에서 일반 주행으로 변화하는 구간에서의 발전 부하 변동을 방지하기 위해 일시적으로 종전의 주행사이클의 발전부하를 유지하는 것이다. 이때, 상기 제 3 제어단계(S500)는 상기한 종래기술(공개특허공보 제10-2014-0045707호)에 따라 발전부하를 제어할 수 있다. 또한, 종전 주행사이클에서 타력주행을 하지 않은 것으로 판단하면, 제 2 제어단계(S400)를 수행하지 않고, 곧바로 제 3 제어단계(S500)에 따라 발전부하를 제어한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 장치의 블록도이다. 도 5를 참조할 때, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 장치는 상기와 같은 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어방법이 저장된 저장매체(100); 차량의 운동에너지를 이용하여 전류를 발전시키는 발전기(200); 상기 발전기(200)에서 발전된 전류를 충전하거나, 차량에 필요한 전류를 공급하는 베터리(300); 차량의 상태를 감지하는 감지부(400); 및 상기 감지부(400)에서 획득된 정보를 이용하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어방법에 따라, 상기 발전기(200)의 발전부하를 제어하는 제어부(500);를 포함한다.
상기 감지부(400)는 엑셀페달의 개도량을 감지하는 엑셀페달 감지부(410); 차량의 속도를 감지하는 차속 감지부(420); 기어가 중립상태인지를 감지하는 변속단 감지부(430); 및 상기 베터리의 충전량을 감지하는 배터리 감지부(440);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 효과를 설명하는 도면이다. 도 6을 참조할 때, 본 발명은 타력주행(운전자가 악셀 페달을 떼고, 차속이 일정 수준 이상인 경우에서 엔진 변속기 제어 유닛이 자동으로 기어를 N단으로 진입하게 하여, 차량의 관성으로 주행)시 발전 부하를 가능한 낮게 유지하는 기술로서, 이로 인해 도 2에 도시된 종래기술에 비해, 연비(또는 연료소비량)가 개선되는 것을 확인할 수 있다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 저장매체
200 발전기
300 베터리
400 감지부
410 엑셀페달 감지부
420 차속 감지부
430 변속단 감지부
440 베터리 감지부
500 제어부

Claims (14)

  1. 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100); 및
    타력주행으로 판단된 경우에는 배터리의 충전상태에 따라 발전기의 발전부하를 제어하는 제 1 제어단계(S200);
    를 포함하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    타력주행이 아닌 것으로 판단된 경우에는 종전 주행사이클에서 타력주행을 하였는지 판단하는 타력주행 이력 판단단계(S300);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    종전 주행사이클에서 타력주행을 한 것으로 판단된 경우에는 기 설정된 시간동안 종전의 주행사이클의 발전부하를 유지하는 제 2 제어단계(S400);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 제어단계(S400) 후, 차량의 감속 여부에 따라 발전부하를 제어하는 제 3 제어단계(S500);
    를 포함하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    종전 주행사이클에서 타력주행을 하지 않은 것으로 판단된 경우에는 상기 제 3 제어단계(S500)를 수행하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이상인지 판단하는 단계(S110);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 타력주행 여부를 판단하는 단계(S100)는 차량의 속도가 기 설정된 속도 이상인 경우에는 엑셀페달의 개도량이 기 설정된 개도량 이하이고, 기어가 중립상태인지 여부를 판단하는 단계(S120);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 제어단계(S200)는 배터리의 충전량을 감지하는 단계(S210);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 제어단계(S200)는 상기 배터리가 완전 충전된 상태인지 판단하는 단계(S220);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 배터리가 완전 충전된 경우에는 발전기의 발전 부하를 최소로 제어하는 단계(S230);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 배터리가 완전 충전되지 않은 경우에는 상기 배터리의 충전량에 비례하여 상기 배터리의 발전부하를 제어하는 단계(S240);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어방법이 저장된 저장매체.
  13. 제 12항의 저장매체(100);
    차량의 운동에너지를 이용하여 전류를 발전시키는 발전기(200);
    상기 발전기(200)에서 발전된 전류를 충전하거나, 차량에 필요한 전류를 공급하는 베터리(300);
    차량의 상태를 감지하는 감지부(400); 및
    상기 감지부(400)에서 획득된 정보를 이용하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어방법에 따라, 상기 발전기(200)의 발전부하를 제어하는 제어부(500);
    를 포함하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 감지부(400)는 엑셀페달의 개도량을 감지하는 엑셀페달 감지부(410);
    차량의 속도를 감지하는 차속 감지부(420);
    기어가 중립상태인지를 감지하는 변속단 감지부(430); 및
    상기 베터리의 충전량을 감지하는 배터리 감지부(440);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타력주행 여부에 따른 발전부하 제어 장치.
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