KR20210132315A - 차량 배터리 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량 배터리 제어 장치 및 방법 Download PDF

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정영호
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김성태
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 장치는 복수의 배터리 중 스위치와 연결된 충전량을 감지하는 센서 및 차량이 연료 컷 구간에 진입하였는지 여부를 판단한 제1 결과 및 상기 배터리의 충전량을 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들과 비교한 제2 결과를 기반으로 상기 스위치의 온오프를 제어하는 제어부를 포함하여, 에너지 회생을 증대하여 연비를 개선하고, 회생이 아닌 구간에서는 배터리 충전량을 최소화하여 배터리 내구력을 향상시킬 수 있다.

Description

차량 배터리 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND MEHTHOD FOR CONTROLLING BATTERY OF VEHICLE}
본 발명은 차량 배터리 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량 내에는 배터리가 장착되어 차량의 시동이 오프된 이후에도 즉각적인 시동을 위한 전류의 공급 및 기타 컨트롤러 등에는 전원을 지속적으로 공급한다. 특히, 최근에는 차량 내 블랙박스 장착이 보급화되면서 시동 오프 이후 공급되어야 하는 전기에너지량이 커지고 있으며, 그에 따라 배터리의 용량도 증가되는 추세이다. 이에, 일부 차량에서는 두 개 이상의 배터리를 설치하고, 두 개 이상의 배터리로부터 전원을 공급받도록 하는 기술이 개발되고 있다.
한편, 최근에는 차량 연비를 향상시키기 위하여, 차량에 ISG(IDLE STOP AND GO) 기술이 적용되고 있다. ISG 기술은 차량 주행 중 차량이 정차하였을 때, 자동으로 엔진을 멈추었다가, 출발 시 브레이크를 가압하지 않고, 엑셀레이터를 가압하는 경우, 또는 기어단을 이동하는 경우 자동으로 엔진이 구동되도록 하는 기술이다. ISG의 정상적인 동작을 위해서는 정차 후 출발 시 자동으로 엔진을 구동시킬 수 있도록 배터리의 SOC(STATE OF CHARGE)를 조절하여야 한다.
본 발명의 일 목적은 차량이 정차한 후 출발 시에 자동으로 엔진을 구동하고, 전기장치에 전력을 효율적으로 공급할 수 있도록 차량 배터리의 SOC를 조절할 수 있는 차량 배터리 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 장치는 복수의 배터리 중 스위치와 연결된 배터리의 충전량을 감지하는 센서, 및 차량이 연료 컷 구간에 진입하였는지 여부를 판단한 제1 결과 및 상기 배터리의 충전량을 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들과 비교한 제2 결과를 기반으로, 상기 스위치의 온오프를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 스위치는 상기 배터리에 공급되는 전압을 제어하는 알터네이터와 상기 복수의 배터리 중 어느 하나의 배터리 사이에 구비될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 방전하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제2 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 배터리의 충전량을 제3 기준값과 비교할 수 있다.
상기 제어부는 상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리와의 연결을 해제할 수 있다.
상기 제어부는 상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단한 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 방전하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 방법은 복수의 배터리 중 스위치와 연결된 배터리의 충전량을 감지하는 단계 및 차량이 연료 컷 구간에 진입하였는지 여부를 판단한 제1 결과 및, 상기 배터리의 충전량을 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들과 비교한 제2 결과를 기반으로 상기 스위치의 온오프 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스위치는 상기 배터리에 공급되는 전압을 제어하는 알터네이터와 상기 복수의 배터리 중 어느 하나의 배터리 사이에 구비될 수 있다.
상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 방전하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제2 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 배터리의 충전량을 제3 기준값과 비교할 수 있다.
상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리와의 연결을 해제할 수 있다.
상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다.
상기 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단한 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 방전하도록 제어할 수 있다.
상기 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 장치 및 방법은 차량이 정차한 후 출발 시에 자동으로 엔진을 구동시킬 수 있도록 배터리의 SOC를 조절할 수 있다. 배터리를 듀얼로 구성하여, 차량 감속 중 에너지 회생을 증대하여 연비를 개선할 수 있다. 회생이 아닌 구간에서는 배터리 충전량을 최소화하여 배터리 내구력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 SOC를 유지하기 위한 제어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량 배터리 제어 장치(100)는 센서(110), 스위치(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
센서(110)는 배터리의 충전량(SOC:State Of Charge)을 감지할 수 있다. 실시예에 따르면, 센서(110)는 복수의 배터리 중 스위치(120)와 연결된 배터리의 충전량을 감지할 수 있다.
스위치(120)는 알터네이터(미도시)와 배터리 사이에 구비되어 제어부(130)의 결정에 따라 온 오프가 제어되며, 온 오프에 따라 배터리와 알터네이터(미도시)를 연결하거나 연결을 해제하도록 할 수 있다.
제어부(130)는 각종 명령의 연산이나 실행을 수행 가능한 반도체 칩 등을 내장한 마이크로 프로세서(microprocessor) 등의 다양한 처리 장치에 의해 구현될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 장치의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입하였는지 여부를 판단한 제1 결과와, 배터리의 충전량(SOC;State Of Charge)이 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들과 비교한 제2 결과와, 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단한 제3 결과를 기반으로 스위치(120)의 온 오프를 제어하여 배터리의 연결을 제어할 수 있다. 여기서, 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들은 배터리의 과충전 여부를 판단할 수 있는 제1 기준값, 배터리의 사용 가능 여부를 판단할 수 있는 제2 기준값, 배터리의 사용 가능 하한치 나타내는 제3 기준값, ISG 동작 중 정차 후 재 시동 가능한 충전량을 나타내는 제4 기준값을 포함할 수 있다. 제1 기준값은 제2 기준값을 초과할 수 있으며, 제2 기준값은 제3 기준값을 초과할 수 있고, 제3 기준값은 제 4 기준값 이상일 수 있다.
제어부(130)의 동작을 보다 구체적으로 살펴보면, 제어부(130)는 차량이 연료 컷(fuel-cut) 구간에 진입하였는지 판단할 수 있다. 여기서, 연료 컷 구간은 차량 주행 중 엑셀 페달을 가압하지 않으며 감속하는 경우, 엔진에 연료 분사를 중지하는 구간으로, 연료 컷은 불필요한 연료 소모를 방지할 수 있는 구간을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(130)는 차량이 감속 상태일 때 엔진 회전수를 판단하고, 엔진 회전수가 기 설정된 기준 회전수를 초과하는 경우, 연료 분사를 중지시켜, 연료 컷 구간에 진입하도록 할 수 있다. 참고로, 제어부(130)는 쓰로틀 센서(throttle sensor)의 값이 아이들(IDLE) 값(운전자가 엑셀 페달을 가압하지 않는 경우 트로틀 포지션 센서의 값) 이하인 경우 차량이 감속 상태인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하면, 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제1 기준값은 배터리의 과충전 여부를 판단하기 위한 충전량으로 정의될 수 있다. 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면 배터리가 과충전된 것으로 판단할 수 있고, 스위치(120)를 오프하도록 제어하여 배터리와 알터네이터의 연결을 해제하도록 할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 배터리가 과충전되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 스위치를 온하여 배터리를 제1 전압으로 제어하여 배터리를 충전하도록 할 수 있다. 여기서 제1 전압은 14.8V 내지 15.0V를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하면, 배터리 충전량이 제2 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다. 여기서, 제2 기준값은 배터리의 사용 가능 여부를 판단할 수 있는 기준 충전량으로 정의될 수 있다. 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 배터리를 사용할 수 있는 충전량이 충족된 것으로 판단할 수 있으며, 따라서, 스위치를 온하여 배터리를 제2 전압으로 제어하고 배터리를 방전하도록 할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않고, 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다. 여기서, 제3 기준값은 배터리의 사용 가능 하한치에 상응하는 충전량으로 정의될 수 있다. 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 배터리의 충전량이 제3 기준값 이하로 감소되지 않도록 스위치를 오프하여 배터리를 사용하지 않도록 할 수 있다. 아울러, 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제3 배터리의 충전량을 초과하였지만, 사용 가능한 충전량을 충족하지 못하므로, 제2 기준값을 초과하도록 즉, 배터리를 사용할 수 있는 충전량이 충족될 수 있도록 차량이 연료 컷 구간에 진입하면 충전하도록 제어할 수 있다.
제어부(130)는 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 배터리 사용이 불가능한 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 스위치를 온하여 배터리를 제3 전압으로 제어하고 충전하도록 할 수 있다. 여기서, 배터리를 제3 전압으로 제어하고 충전하는 것은 연료 컷 구간에 진입하지 않은 경우와 연료 컷 구간에 진입한 경우 모두 가능하다. 실시예에 따르면 제3 전압은 13.8V 내지 14.5V를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 상술한 바와 같이 배터리의 충전량을 제1 기준값 내지 제3 기준값과 비교하고 비교한 결과에 따라 스위치를 온하여 배터리의 충전 또는 방전을 제어하거나, 스위치를 오프하여 배터리를 사용하지 않도록 하여 배터리가 사용 가능한 충전량(제2 기준값)을 유지하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 상태가 유지되도록 제어할 수 있다.
제어부(130)는 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 상태가 유지되도록 스위치를 제어한 후, 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(130)는 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차된 것으로 판단하면, 차량의 시동이 오프된 것으로 판단할 수 있으며, 제어부(130)는 정차로 인해 시동 오프 이후 재 시동 가능한 배터리 충전량을 가지고 있는지 판단하기 위하여 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제4 기준값은 배터리의 사용 가능 하한치(제3 기준치)와 같은 값이거나 그 이상의 값으로 정의될 수 있다.
제어부(130)는 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 정차로 인해 시동이 오프된 이후 재시동 가능한 충전량을 충족한 것으로 판단할 수 있으며, 이러한 경우 스위치를 온하여 배터리가 차량을 재시동하는데 사용되도록 할 수 있다. 한편, 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 정차로 인해 시동이 오프된 이후 재시동 가능한 충전량이 충족되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 이러한 경우 차량을 재시동하는데 배터리를 사용할 수 없으므로, 스위치를 오프하여 배터리의 사용을 금지할 수 있다. 아울러, 제어부(130)는 연료 컷 구간에 진입하는 경우, 스위치를 온하여 배터리를 충전하도록 할 수 있으며, 충전으로 인해 재시동 가능한 충전량이 충족되면 재시동 순간에 스위치를 온하여 배터리가 차량을 재시동하는데 사용되도록 할 수 있다.
이후, 제어부(130)는 주행 중 정차로 인한 시동 오프가 아니라, 주차를 위한 시동 오프인지 여부를 판단하고, 주차를 위한 시동 오프인 경우 제어부(130)의 동작을 종료하도록 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 알터네이터(210), 배터리를 이용하여 시동을 온 할 수 있는 스타터 모터(220), 제1 배터리, 제2 배터리 및 전자기기는 병렬 구조로 연결될 수 있다. 여기서, 알터네이터(210)는 제어부(130)의 제어신호에 따라 제1 배터리 및 제2 배터리로 인가되는 전압을 제어할 수 있다. 제1 배터리는 납산 배터리를 포함할 수 있으며, 제2 배터리는 리튬이온 배터리를 포함할 수 있고, 전자 기기는 차량 내 장착되는 전자 장치를 포함할 수 있다. 알터네이터(210)와 제2 배터리 사이에는 스위치(120)가 구비될 수 있으며, 스위치(120)는 제어부(130)의 제어신호에 따라 온 오프가 제어되어 알터네이터(210) 및 스타터 모터(220)와 연결되거나 연결이 해제될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 SOC를 유지하기 위한 제어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 차량 배터리의 충전량을 적어도 하나 이상의 기준값과 비교한 결과, 차량이 연료 컷 상태가 아닌 구간(A)에 진입하였는지, 연료 컷 상태인 구간(B)에 진입하였는지에 판단 결과에 따라 스위치의 온오프를 제어하여 배터리를 제어할 수 있다. 여기서, 적어도 하나 이상의 기준값은 제1 기준값 내지 제3 기준값을 포함할 수 있으며, 제1 기준값은 제2 기준값을 초과하고, 제2 기준값은 제3 기준값을 초과하도록 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 상태가 아닌 구간(A)에 진입하고, 차량 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 스위치를 온하여 배터리를 방전하도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 상태인 구간(B)에 진입하고, 차량 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 스위치를 오프하여 배터리를 사용하지 않도록 할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 상태가 아닌 구간(A)에 진입하고, 차량 배터리의 충전량이 제1 기준값은 초과하지 않고, 제2 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 스위치를 온 하여 배터리를 방전하도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 상태인 구간(B)에 진입하고, 차량 배터리의 충전량이 제1 기준값은 초과하지 않고 제2 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 스위치를 온하여 배터리를 충전하도록 할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 상태가 아닌 구간(A)에 진입하고, 차량 배터리의 충전량이 제2 기준값은 초과하지 않고, 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 스위치를 오프하여 배터리를 사용하지 않도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 차량이 연료 컷 상태인 구간(B)에 진입하고, 차량 배터리의 충전량이 제2 기준값은 초과하지 않고 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 스위치를 온하여 배터리를 충전하도록 할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(130)는 차량 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 차량이 연료 컷 상태인 구간(B)에 진입한 경우와 차량이 연료 컷 상태가 아닌 구간(A)에 진입한 경우에 연속하여 스위치를 온하여 배터리를 충전하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배터리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(130)는 차량이 시동 상태인 것으로 판단하면(S110), 차량이 연료 컷(fuel-cut) 구간에 진입하였는지 판단할 수 있다(S120). S120에서, 연료 컷 구간은 차량 주행 중 엑셀 페달을 가압하지 않으며 감속하는 경우, 엔진에 연료 분사를 중지하는 구간으로, 연료 컷은 불필요한 연료 소모를 방지할 수 있는 구간을 의미할 수 있다.
S120에서 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하면(Y), 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다(S130). 여기서, 제1 기준값은 배터리의 과충전 여부를 판단하기 위한 충전량으로 정의될 수 있다.
S130에서 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면(Y), 배터리가 과충전된 것으로 판단할 수 있고, 스위치(120)를 오프하도록 제어하여 배터리와 알터네이터의 연결을 해제하도록 할 수 있다(S140).
한편, S120에서 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고(Y), S130에서 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면(N), 배터리가 과충전되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 스위치를 온하여 배터리를 제1 전압으로 제어하여 배터리를 충전하도록 할 수 있다(S150). 여기서 제1 전압은 14.8V 내지 15.0V를 포함할 수 있다.
S120에서 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하면(N), 배터리 충전량이 제2 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다(S160). 여기서, 제2 기준값은 배터리의 사용 가능 여부를 판단할 수 있는 기준 충전량으로 정의될 수 있다. S160에서 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과하는 것으로 판단하면(Y), 배터리를 사용할 수 있는 충전량이 충족된 것으로 판단할 수 있으며, 따라서, 스위치를 온하여 배터리를 제2 전압으로 제어하고 배터리를 방전하도록 할 수 있다(S170).
한편, S120에서 제어부(130)는 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않고(N), S160에서 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면(N), 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다(S180). 여기서, 제3 기준값은 배터리의 사용 가능 하한치에 상응하는 충전량으로 정의될 수 있다.
S180에서 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면(Y), 배터리의 충전량이 제3 기준값 이하로 감소되지 않도록 스위치를 오프하여 배터리를 사용하지 않도록 할 수 있다(S190).
S180에서 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제3 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면(N), 배터리 사용이 불가능한 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 스위치를 온하여 배터리를 제3 전압으로 제어하고 충전하도록 할 수 있다(S200). 여기서, 배터리를 제3 전압으로 제어하고 충전하는 것은 연료 컷 구간에 진입하지 않은 경우와 연료 컷 구간에 진입한 경우 모두 가능하다. 실시예에 따르면 제3 전압은 13.8V 내지 14.5V를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 S120 내지 S200의 동작을 통해 배터리의 충전량을 제1 기준값 내지 제3 기준값과 비교하고 비교한 결과에 따라 스위치를 온하여 배터리의 충전 또는 방전을 제어하거나, 스위치를 오프하여 배터리를 사용하지 않도록 하여 배터리가 사용 가능한 충전량(제2 기준값)을 유지하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 상태가 유지되도록 제어할 수 있다.
제어부(130)는 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 상태가 유지하도록 제어된 후, 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단할 수 있다(S210). S210에서 제어부(130)는 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차된 것으로 판단하면, 차량의 시동이 오프된 것으로 판단할 수 있으며, 제어부(130)는 정차로 인해 시동 오프 이후 재 시동 가능한 배터리 충전량을 가지고 있는지 판단하기 위하여 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다(S220).
S220에서 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 정차로 인해 시동이 오프된 이후 재시동 가능한 충전량을 충족한 것으로 판단할 수 있으며, 이러한 경우 스위치를 온하여 배터리가 차량을 재시동하는데 사용되도록 할 수 있다.
한편, S220에서 제어부(130)는 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면(N), 정차로 인해 시동이 오프된 이후 재시동 가능한 충전량이 충족되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 이러한 경우 차량을 재시동하는데 배터리를 사용할 수 없으므로, 스위치를 오프하여 배터리의 사용을 금지할 수 있다(S240). 아울러, S240에서 제어부(130)는 연료 컷 구간에 진입하는 경우, 스위치를 온하여 배터리를 충전하도록 할 수 있으며, 충전으로 인해 재시동 가능한 충전량이 충족되면 재시동 순간에 스위치를 온하여 배터리가 차량을 재시동하는데 사용되도록 할 수 있다.
이후, 제어부(130)는 주행 중 정차로 인한 시동 오프가 아니라, 주차를 위한 시동 오프인지 여부를 판단하고(S250), S250에서 주차를 위한 시동 오프인 경우(Y) 제어부(130)의 동작을 종료하도록 제어할 수 있으며 S250에서 주차를 위한 시동 오프가 아닌 경우, S120을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory,1310) 및 RAM(Random Access Memory,1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
차량 배터리 제어 장치 100
센서 110
스위치 120
제어부 130

Claims (20)

  1. 복수의 배터리 중 스위치와 연결된 배터리의 충전량을 감지하는 센서; 및
    차량이 연료 컷 구간에 진입하였는지 여부를 판단한 제1 결과 및 상기 배터리의 충전량을 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들과 비교한 제2 결과를 기반으로, 상기 스위치의 온오프를 제어하는 제어부를 포함하는 차량 배터리 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치는
    상기 배터리에 공급되는 전압을 제어하는 알터네이터와 상기 복수의 배터리 중 어느 하나의 배터리 사이에 구비되는 차량 배터리 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어하는 차량 배터리 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 충전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 방전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제2 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 배터리의 충전량을 제3 기준값과 비교하는 차량 배터리 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리와의 연결을 해제하는 차량 배터리 제어 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 충전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단한 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 방전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어하는 차량 배터리 제어 장치.
  11. 복수의 배터리 중 스위치와 연결된 배터리의 충전량을 감지하는 단계; 및
    차량이 연료 컷 구간에 진입하였는지 여부를 판단한 제1 결과 및, 상기 배터리의 충전량을 기 설정된 적어도 하나 이상의 기준값들과 비교한 제2 결과를 기반으로 상기 스위치의 온오프 제어하는 단계를 포함하는 차량 배터리 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스위치는
    상기 배터리에 공급되는 전압을 제어하는 알터네이터와 상기 복수의 배터리 중 어느 하나의 배터리 사이에 구비되는 차량 배터리 제어 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제1 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어하는 차량 배터리 제어 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제1 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 충전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제2 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하고 상기 배터리를 연결하여 상기 배터리를 방전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 결과를 기반으로 상기 차량이 연료 컷 구간에 진입하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 상기 제2 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 배터리의 충전량을 제3 기준값과 비교하는 차량 배터리 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리와의 연결을 해제하는 차량 배터리 제어 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 배터리의 충전량이 상기 제3 기준값을 초과하지 않는 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 충전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량이 ISG(Idle Stop and Go) 동작 중 정차되었는지 여부를 판단한 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과한 것으로 판단하면, 상기 스위치를 온하여 상기 배터리를 방전하도록 제어하는 차량 배터리 제어 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제3 결과를 기반으로 상기 차량이 상기 ISG 동작 중 정차된 것으로 판단하고, 상기 제2 결과를 기반으로 상기 배터리의 충전량이 제4 기준값을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 상기 스위치를 오프하여 상기 배터리의 연결을 해제하도록 제어하는 차량 배터리 제어 방법.
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