KR20220079750A - 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법 및 그 장치 - Google Patents

마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR20220079750A
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변정섭
이승우
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현대자동차주식회사
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Abstract

마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은, 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 직류 변환기에 의해 변환된 제1 전압을 저장하는 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족될 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제1 전압보다 높고 제2 배터리에 저장된 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 제1 모드에서 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하지 않는 제2 모드로 변경하는 단계와, 상기 제2 모드에서, 상기 제어기가 상기 제1 모드에서 충전된 상기 제1 배터리의 제1 전압이 특정 시간 동안 상기 제1 배터리가 고장인 것을 지시하는 기준 전압 이하인 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제2 모드로 유지하는 단계를 포함한다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETECTING FAILURE OF LOW VOLTAGE BATTERY OF MILD HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 마일드 하이브리드 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법 및 그 검출 장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 차량은 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(mild) 타입과 하드(hard) 타입으로 구분할 수 있다. 마일드 타입의 하이브리드 차량(또는 마일드 하이브리드 차량)은 알터네이터(alternator) 대신에 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(mild hybrid starter & generator; MHSG)를 포함한다. 하드 타입의 하이브리드 차량은 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기와 차량을 구동하는 구동 모터를 각각 별도로 포함한다.
마일드 하이브리드 차량은 MHSG의 토크만으로 차량을 구동시키는 주행 모드는 없지만, MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48 V 배터리)를 충전할 수 있다. 이에 따라, 마일드 하이브리드 차량의 연비가 향상될 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는, 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리의 고장(성능 이상 또는 성능 악화)을 감지(검출)하여 저전압 배터리의 충전을 제한 또는 금지함으로써 에너지 관리 효율 증가에 따른 차량의 연비(Fuel efficiency)를 개선할 수 있고, 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 차량을 타력주행(Coasting)시키는 차량의 기능 또는 차량의 ISG(Idle Stop and Go) 기능을 금지시켜 저전압 배터리의 고장으로 인한 엔진 시동 불가 상황을 회피하도록 하는, 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법 및 그 검출 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은, 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 직류 변환기에 의해 변환된 제1 전압을 저장하는 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족될 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제1 전압보다 높고 제2 배터리에 저장된 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 제1 모드에서 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하지 않는 제2 모드로 변경하는 단계와, 상기 제2 모드에서, 상기 제어기가 상기 제1 모드에서 충전된 상기 제1 배터리의 제1 전압이 특정 시간 동안 상기 제1 배터리가 고장인 것을 지시하는 기준 전압 이하인 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제2 모드로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 클러스터에 배치된 배터리 경고등을 점등시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 감속 또는 정차 시 상기 차량의 엔진의 구동을 정지시켜 상기 엔진이 연소되지 않도록 하고, 상기 차량의 발진 시 상기 엔진을 구동시켜 상기 차량의 이동이 가능하도록 하는 ISG(Idle Stop and Go) 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 차량을 타력주행(coasting)시키는 상기 차량의 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 것으로 판단될 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제1 모드로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기가 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 작동 전압이 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 전압 이상인 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 작동 누적 전류가 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 누적 전류 이상인 지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어기가 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제어기가 상기 제2 배터리, 상기 제2 배터리를 충전시키는 시동 발전기, 및 상기 저전압 직류 변환기가 정상 작동하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제어기가 상기 제1 배터리의 작동 신호를 검출하는 센서가 정상 작동하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 속도가 기준 속도 이하인 지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치는, 제1 전압을 저장하는 제1 배터리와, 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압을 저장하는 제2 배터리와, 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 저전압 직류 변환기와, 상기 제1 전압을 저장하는 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 제어기를 포함하고, 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족될 때, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 제1 모드에서 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하지 않는 제2 모드로 변경하고, 상기 제2 모드에서, 상기 제어기는 상기 제1 모드에서 충전된 상기 제1 배터리의 제1 전압이 특정 시간 동안 상기 제1 배터리가 고장인 것을 지시하는 기준 전압 이하인 지 여부를 판단하고, 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제2 모드로 유지할 수 있다.
상기 제어기는 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 클러스터에 배치된 배터리 경고등을 점등시킬 수 있다.
상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기는 상기 마일드 하이브리드 차량의 감속 또는 정차 시 상기 차량의 엔진의 구동을 정지시켜 상기 엔진이 연소되지 않도록 하고, 상기 차량의 발진 시 상기 엔진을 구동시켜 상기 차량의 이동이 가능하도록 하는 ISG(Idle Stop and Go) 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시킬 수 있다.
상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기는 상기 마일드 하이브리드 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 차량을 타력주행(coasting)시키는 상기 차량의 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시킬 수 있다.
상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압을 초과할 때, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제1 모드로 변경할 수 있다.
상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부가 판단되기 위해, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 작동 전압이 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 전압 이상인 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 작동 누적 전류가 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 누적 전류 이상인 지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부가 판단하기 위해, 상기 제어기는 상기 제2 배터리, 상기 제2 배터리를 충전시키는 시동 발전기, 및 상기 저전압 직류 변환기가 정상 작동하는 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 제1 배터리의 작동 신호를 검출하는 센서가 정상 작동하는 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 마일드 하이브리드 차량의 속도가 기준 속도 이하인 지 여부를 판단할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법 및 그 검출 장치는 저전압 배터리의 고장을 검출하여 저전압 배터리의 충전을 제한 또는 금지함으로써 에너지 관리 효율 증가에 따른 차량의 연비를 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 저전압 배터리의 충전을 제한하는 것에 의해 저전압 직류 변환기에 전력을 공급하는 48V(volt) 배터리와 같은 고전압 배터리의 충전을 위한 연료 소모를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 저전압 배터리의 방전을 감지(검출)하고 상기 배터리의 저전압으로 인한 차량의 시동 불가를 방지하기 위해 상기 방전 상황을 차량 운전자에게 알려 운전자가 배터리를 교환하도록 할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 2는 도 1에 도시된 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법이 적용되는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치를 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
관련 기술에 따른 마일드 하이브리드 차량에서, LDC(low voltage DC-DC converter)의 동작 모드가 48V 배터리의 고전압을 이용하여 12V 배터리를 충전하는 FWD(forward) 모드로 천이된 후에는 저전압 배터리인 12V 배터리(12(volt) 배터리)의 성능 이상(12V 배터리의 고장)이 감지될 수 없다. 그 이유는 LDC 가 FWD 모드로 천이된 후에는 LDC 를 통해 전류가 지속적으로 흐르므로 12V 배터리의 전압이 항상 12 V 이상의 높은 전압으로 유지되기 때문이다.
마일드 하이브리드 차량에서는 12V 배터리 충전을 위해 48V 배터리의 에너지를 LDC 를 통해 지속적으로 12V 배터리에 공급하므로, 48V 배터리의 에너지 생성을 위해 연료 소모가 발생하여 차량의 연비가 감소할 수 있다. 48V 배터리의 에너지가 지속적으로 공급되므로 정상 주행은 가능하나 시동키(Start key 또는 IGNITION KEY)(또는 차량의 시동)가 오프(Off) 상태로 된 후 12V 배터리의 저 전압에 의한 차량의 시동이 불가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다. 도 2는 도 1에 도시된 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법이 적용되는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치를 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 시동 단계(100)에서, 제어기(200)는 차량 운전자의 요청에 응답하여 시동 발전기(210)를 작동시켜 차량의 엔진(230)을 시동(start 또는 running)시킬 수 있다. 엔진(230)이 시동될 때, 제어기(200)는 저전압 직류 변환기(220)의 동작 모드(mode)를 저전압 직류 변환기가 제1 전압(예, 12V)보다 높은 제2 배터리(215)에 저장된 제2 전압(예, 48V)을 제1 전압으로 변환하는 제1 모드인 FWD(forward) 모드로 천이시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마일드 하이브리드 차량은, 제어기(200), 시동 발전기(또는 MHSG(mild hybrid starter and generator))(210), 제2 배터리인 고압 배터리(215), 저전압 직류 변환기(LDC(low voltage DC-DC converter))(220), 제1 배터리인 저압 배터리(225), 디젤 엔진 또는 가솔린 엔진과 같은 엔진(230), 변속기(transmission)(235), 차동기어장치(differential gear device)(240), 휠(wheel)(245), 및 시동 발전기(210)에 의한 엔진의 시동이 불가능할 때 저압 배터리(225)의 전력을 이용하여 엔진을 시동시키는 스타터(starter)(또는 스타터 모터(starter motor))(250)를 포함할 수 있다. 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치는 제어기(200), 고압 배터리(215), 저전압 직류 변환기(220), 및 저압 배터리(225)를 포함할 수 있다.
제어기(200)는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로서 마일드 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어할 수 있다. 제어기(200)는, 예를 들어, 프로그램(제어 로직(logic))에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어(예, 마이크로컴퓨터)일 수 있고, 상기 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다. 상기 명령은 마일드 하이브리드 차량 또는 제어기(200)의 메모리에 저장될 수 있다.
엔진(230)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있다. 마일드 하이브리드 차량의 동력 전달은 엔진(230)의 토크가 변속기(235)의 입력축에 전달되고, 변속기의 출력축으로부터 출력된 토크가 차동기어장치(240)를 경유하여 차축에 전달될 수 있다. 상기 차축이 휠(245)을 회전시킴으로써 엔진(230)의 토크에 의해 상기 마일드 하이브리드 차량이 주행할 수 있다.
시동 발전기(210)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있다. 즉, 시동 발전기(210)는 엔진(230)을 시동(기동)하거나 엔진의 출력에 의해 발전할 수 있다. 또한, 시동 발전기(210)는 엔진(230)의 토크를 보조할 수 있다. 상기 마일드 하이브리드 차량은 엔진(230)의 연소 토크를 주동력으로 하면서 시동 발전기(30)의 토크를 보조동력으로 이용할 수 있다. 엔진(230)과 시동 발전기(30)는 벨트(205)(또는 풀리 및 벨트)를 통해 연결될 수 있다.
시동 발전기(210)는 알터네이터, 엔진 토크보조, 또는 회생제동의 기능을 수행하는 부품일 수 있다.
시동 발전기(210)는 차량의(또는 엔진의) 크랭킹 및 토크 제어 모드에서 차량의 엔진을 구동(기동) 제어할 수 있고, 차량의 발전 모드에서는 엔진(230)의 출력에 의해 발전하여 인버터(inverter)를 통해 제1 배터리의 예인 48V 배터리(215)를 충전할 수 있다. 차량의 주행 상태에 따라, 시동 발전기(30)는 엔진 시동 모드(mode), 모터로 작동하여 엔진(230)의 토크를 보조하는 엔진 토크 보조 모드, 또는 48(volt) 배터리를 충전시킬 수 있는 회생 제동 모드로 동작할 수 있다.
제2 배터리(215)는 시동 발전기(210)에 전기를 공급하거나, 회생제동 모드에서 시동 발전기(210)를 통해 회수되는 전기를 통해 충전될 수 있다. 제2 배터리(215)는 예를 들어 48(volt) 배터리일 수 있고, LDC(low voltage DC-DC converter)(220)를 통해 제1 배터리(225)를 충전시킬 수 있다.
LDC(low voltage DC-DC converter)(220)는 제2 배터리(215)로부터 공급되는 전압을 저전압으로 변환하여 제1 배터리(225)를 충전할 수 있다.
제1 배터리(225)는 예를 들어 12(volt) 배터리일 수 있고, 차량의 전기부하(전장 부하)(예, 헤드 램프 또는 에어컨) 또는 스타터(250)에 저전압(또는 저전력)을 공급할 수 있다.
제어기(200)는 CAN(Controller Area Network) 통신과 LIN(Local Interconnect Network) 통신을 통해 시동 발전기(210), 제2 배터리(215), LDC(220), 제1 배터리(225), 및 엔진(230)에 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 단계(105)에 따르면, 단계(100) 후, 제어기(200)는 CAN 통신을 통해 수신된 제2 배터리(215)의 작동 신호를 검출하는 센서(sensor)의 출력 신호, 시동 발전기(210)의 작동 상태 신호(또는 작동 상태 정보), 및 저전압 직류 변환기(LDC)(220)의 작동 상태 신호를 이용하여 제1 배터리(225)를 충전하기 위한48V 시스템에 포함되는 제2 배터리, 시동 발전기, 및 저전압 직류 변환기가 정상 작동하는 지 여부를 판단할 수 있다.
단계(110)에 따르면, 제2 배터리(215), 시동 발전기(210), 및 저전압 직류 변환기가 정상 작동될 때, 제어기(200)는 제1 배터리(225)의 작동 신호를 검출하는 센서가 정상 작동하는 지 여부를 판단할 수 있다.
단계(115)에 따르면, 제1 배터리(225)의 작동 신호를 검출하는 센서가 정상 작동될 때, 제어기(200)는 저전압 직류 변환기(220)의 작동 전압이 제1 배터리(225)에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 전압(Threshold1) 이상인 지 여부를 판단할 수 있다.
단계(120)에 따르면, 저전압 직류 변환기(220)의 작동 전압이 목표 기준 전압(Threshold1) 이상일 때, 제어기(200)는 저전압 직류 변환기(220)의 작동 누적 전류가 제1 배터리(225)에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 누적 전류(Threshold1) 이상인 지 여부를 판단할 수 있다. 단계(115) 및 단계(120)에 의해 저전압 직류 변환기(220)가 제1 배터리(225)에 제1 전압을 충분히 충전하는 지 여부가 판단될 수 있다.
단계(125)에 따르면, 저전압 직류 변환기(220)의 작동 누적 전류가 목표 기준 누적 전류(Threshold2) 이상일 때, 제어기(200)는 상기 마일드 하이브리드 차량의 속도가 제1 기준 속도(Threshold3) 이상이고 제2 기준 속도(Threshold4) 이하인 지 여부를 판단할 수 있다. 차량의 속도는 마일드 하이브리드 차량의 차속 센서에 의해 검출되어 제어기(200)에 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제어기(200)는 상기 마일드 하이브리드 차량의 속도가 제2 기준 속도(Threshold4) 이하인 지 여부를 판단할 수 있다. 차량의 속도가 제2 기준 속도(Threshold4)를 초과하는 고속도이고 마일드 하이브리드 차량의 안전 기능을 수행하는 전기 부하(electric load)에 전력을 공급하는 제1 배터리(225)가 저전압 직류 변환기(LDC)(220)의 제1 배터리에 대한 전력 공급 차단으로 인해 방전되는 경우, 마일드 하이브리드 차량에 위험이 발생할 수 있다.
단계(105), 단계(110), 단계(115), 단계(120), 및 단계(125)는 제1 배터리(225)의 고장을 판단하기 위한 조건에 포함될 수 있다.
단계(130)에 따르면, 마일드 하이브리드 차량의 속도가 기준 속도(Threshold4) 이하일 때, 제1 배터리(225)의 고장을 검출하기 위해, 제어기(200)는 저전압 직류 변환기(220)의 동작 모드를 상기 제1 모드에서 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하지 않는 제2 모드인 아이들(IDLE) 모드로 변경(천이)할 수 있다.
단계(135)에 따르면, 제어기(200)는 상기 제2 모드에서, 상기 제1 모드에서 충전된 제1 배터리(225)의 제1 전압이 제1 배터리가 고장인 것을 지시(indication)하는(나타내는) 기준 전압(Threshold5) 이하인 지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 기준 전압(Threshold5)은 시험(test)(또는 실험)에 의해 결정될 수 있고 상기 메모리에 저장될 수 있다.
제1 배터리(225)의 제1 전압이 기준 전압(Threshold5) 이하인 것으로 판단될 때 프로세스(process)인 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은 단계(140)로 진행되고, 제1 배터리(225)의 제1 전압이 기준 전압(Threshold5)을 초과할 때 프로세스(process)인 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은 단계(150)로 진행할 수 있다.
단계(140)에 따르면, 제어기(200)는 제1 배터리(225)의 제1 전압이 특정 시간(또는 일정 시간) 동안 기준 전압(Threshold5) 이하인 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 특정 시간은 시험(test)(또는 실험)에 의해 결정될 수 있고 상기 메모리에 저장될 수 있다.
단계(145)에 따르면, 제어기(200)는 제1 배터리(225)의 제1 전압이 특정 시간(또는 일정 시간) 동안 기준 전압(Threshold5) 이하일 때 제1 배터리가 고장인 것으로 판단할 수 있다.
단계(165)에 따르면, 제1 배터리(225)가 고장일 때, 제어기(200)는 마일드 하이브리드 차량의 클러스터(cluster)에 배치된 배터리 경고등을 점등시켜 차량 운전자에게 제1 배터리의 고장을 알릴 수 있다.
또한, 단계(165)에서, 제어기(200)는 마일드 하이브리드 차량에서 SSC(START/STOP COASTING) 기능, 코스팅 중립 제어(Neutral Coasting Control, NCC), ISG(Idle Stop and Go) 기능, 또는 엔진(230)이 오프(off)된 상태에서 차량을 타력주행(Coasting)시키는 기능이 수행되는 것을 금지할 수 있다. SSC는 연비를 극대화할 수 있는 기술로서, 타력주행(Coasting) 시 엔진(230)에 연료공급을 차단하고(Fuel cut), 변속기(235)의 동력전달을 차단(Clutch Off)하는 기능일 수 있다. 코스팅 중립 제어(NCC)는 마일드 하이브리드 차량의 타력 주행 조건에서 변속기를 중립으로 자동 전환하는 제어를 의미할 수 있다. ISG 기능은 마일드 하이브리드 차량의 감속 또는 정차 시 차량의 엔진의 구동을 정지시켜 엔진이 연소되지 않도록 하고, 차량의 발진 시 다시 엔진을 구동시켜 차량의 이동이 가능하도록 하는 기능일 수 있다. 부연하여 설명하면, ISG 기능은 차량의 주행 중 차량이 감속 또는 정지하면 연료 분사를 금지시켜 자동으로 엔진(230)을 정지시키고, 감속 또는 정지 상태에서 차량이 재출발하는 시점(예, 운전자가 브레이크 페달을 떼고 가속페달을 밟는 경우)에 시동 발전기(210)에 의해 자동으로 엔진을 재시동시키는 기능을 의미할 수 있다.
단계(170)에 따르면, 제1 배터리(225)가 고장일 때, 제어기(200)는 저전압 직류 변환기(220)의 동작 모드를 상기 제2 모드로 유지하여 저전압 직류 변환기에 의한 제1 배터리(225)의 충전을 제한 또는 금지할 수 있다.
단계(150)에 따르면, 제어기(200)는 제1 배터리(225)의 제1 전압이 상기 특정 시간 동안 기준 전압(Threshold5)을 초과하는 것을 확인할 수 있다.
단계(155)에 따르면, 제어기(200)는 제1 배터리(225)의 제1 전압이 상기 특정 시간 동안 기준 전압(Threshold5)을 초과할 때 제1 배터리가 정상인 것으로 판단할 수 있다.
단계(160)에 따르면, 제1 배터리(225)가 정상일 때, 제어기(200)는 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제1 모드로 변경하여 제1 배터리를 충전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
205: 제어기
215: 제2 배터리
220: LDC
225: 제1 배터리

Claims (14)

  1. 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법에 있어서,
    제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 직류 변환기에 의해 변환된 제1 전압을 저장하는 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계;
    상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족될 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제1 전압보다 높고 제2 배터리에 저장된 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 제1 모드에서 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하지 않는 제2 모드로 변경하는 단계;
    상기 제2 모드에서, 상기 제어기가 상기 제1 모드에서 충전된 상기 제1 배터리의 제1 전압이 특정 시간 동안 상기 제1 배터리가 고장인 것을 지시하는 기준 전압 이하인 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제2 모드로 유지하는 단계
    를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 클러스터에 배치된 배터리 경고등을 점등시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 감속 또는 정차 시 상기 차량의 엔진의 구동을 정지시켜 상기 엔진이 연소되지 않도록 하고, 상기 차량의 발진 시 상기 엔진을 구동시켜 상기 차량의 이동이 가능하도록 하는 ISG(Idle Stop and Go) 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 차량을 타력주행(coasting)시키는 상기 차량의 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법은,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압을 초과하는 것으로 판단될 때, 상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제1 모드로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어기가 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 작동 전압이 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 전압 이상인 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 저전압 직류 변환기의 작동 누적 전류가 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 누적 전류 이상인 지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어기가 상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 제2 배터리, 상기 제2 배터리를 충전시키는 시동 발전기, 및 상기 저전압 직류 변환기가 정상 작동하는 지 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어기가 상기 제1 배터리의 작동 신호를 검출하는 센서가 정상 작동하는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 속도가 기준 속도 이하인 지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 방법.
  8. 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치에 있어서,
    제1 전압을 저장하는 제1 배터리;
    상기 제1 전압보다 높은 제2 전압을 저장하는 제2 배터리;
    상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 저전압 직류 변환기; 및
    상기 제1 전압을 저장하는 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 제어기를 포함하고,
    상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족될 때, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하는 제1 모드에서 상기 저전압 직류 변환기가 상기 제2 전압을 상기 제1 전압으로 변환하지 않는 제2 모드로 변경하고,
    상기 제2 모드에서, 상기 제어기는 상기 제1 모드에서 충전된 상기 제1 배터리의 제1 전압이 특정 시간 동안 상기 제1 배터리가 고장인 것을 지시하는 기준 전압 이하인 지 여부를 판단하고,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제2 모드로 유지하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기가 상기 마일드 하이브리드 차량의 클러스터에 배치된 배터리 경고등을 점등시키는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기는 상기 마일드 하이브리드 차량의 감속 또는 정차 시 상기 차량의 엔진의 구동을 정지시켜 상기 엔진이 연소되지 않도록 하고, 상기 차량의 발진 시 상기 엔진을 구동시켜 상기 차량의 이동이 가능하도록 하는 ISG(Idle Stop and Go) 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시키는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압 이하일 때, 상기 제어기는 상기 마일드 하이브리드 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 차량을 타력주행(coasting)시키는 상기 차량의 기능이 상기 차량에서 수행되는 것을 금지시키는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 제1 전압이 상기 기준 전압을 초과할 때, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 동작 모드를 상기 제1 모드로 변경하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부가 판단되기 위해, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 작동 전압이 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 전압 이상인 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 저전압 직류 변환기의 작동 누적 전류가 상기 제1 배터리에 상기 제1 전압을 저장하기 위한 목표 기준 누적 전류 이상인 지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 고장을 판단하기 위한 조건이 만족되는 지 여부가 판단하기 위해, 상기 제어기는 상기 제2 배터리, 상기 제2 배터리를 충전시키는 시동 발전기, 및 상기 저전압 직류 변환기가 정상 작동하는 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 제1 배터리의 작동 신호를 검출하는 센서가 정상 작동하는 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 마일드 하이브리드 차량의 속도가 기준 속도 이하인 지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 고장 검출 장치.
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