KR20220170649A - 차량의 전장부하 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 전장부하 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절함으로써, 사용자의 요구(체감온도 상승)를 만족시키면서 상기 전기차량의 주행가능거리를 증가시킬 수 있는 차량의 전장부하 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 고전압배터리로부터 고전압을 공급받아 동작하는 고전압 부하; 저전압배터리로부터 저전압을 공급받아 동작하는 저전압 부하; 및 사용자로부터 설정받은 조절레벨에 기초하여 상기 고전압 부하의 출력과 상기 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량의 전장부하 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTRICAL LOADS IN A VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 효율적으로 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 전기차량은 고전압배터리를 이용하여 전기모터를 구동시켜 동력을 얻는 친환경차량으로서, HEV(Hybrid Electric Vehicle), EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등을 포함한다.
이러한 전기차량은 고전압 부하에 전원을 공급하기 위한 고전압배터리와, 저전압 부하에 전원을 공급하기 위한 보조배터리를 구비한다. 이때, 고전압 부하는 전기차량에 구비된 공조장치를 포함하고, 저전압 부하는 전기차량에 구비된 시트열선, 시트블로워, 적외선 워머 등을 포함할 수 있다.
여기서, 공조장치는 공기의 온도를 상승시켜 전기차량의 실내로 토출하는 히터와 공기의 온도를 낮춰 전기차량의 실내로 토출하는 에어컨을 포함할 수 있고, 시트열선은 시트쿠션 및 시트백에 위치한 열선으로서 사용자의 엉덩이와 등(back)에 직접적으로 열을 전달할 수 있으며, 시트블로워는 시트쿠션에 위치한 블로워(Blower)로서 사용자의 엉덩이와 등에 직접적으로 시원한 바람을 전달할 수 있다.
전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력을 제어하는 제어기(일례로 히터 제어기)와 저전압 부하의 출력을 제어하는 제어기(일례로 시트열선 제어기)는 서로 독립적으로 동작한다. 즉, 히터 제어기는 사용자의 히터 스위치 조작에 의해 설정된 온도에 기초하여 히터를 제어하고, 시트열선 제어기는 사용자의 시트열선 스위치 조작(ON/OFF)에 기초하여 시트열선을 제어한다.
이러한 고전압 부하 제어기와 저전압 부하 제어기 간에는 협업이 불가능하기 때문에, 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절할 수 없어, 사용자의 요구(체감온도 상승)를 만족시키면서 전기차량의 주행가능거리를 증가시킬 수 없었다.
이에 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절할 수 있는 방안이 요구된다.
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 발명은 전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절함으로써, 사용자의 요구(체감온도 상승)를 만족시키면서 상기 전기차량의 주행가능거리를 증가시킬 수 있는 차량의 전장부하 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치는, 고전압배터리로부터 고전압을 공급받아 동작하는 고전압 부하; 저전압배터리로부터 저전압을 공급받아 동작하는 저전압 부하; 및 사용자로부터 설정받은 조절레벨에 기초하여 상기 고전압 부하의 출력과 상기 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고전압 부하는 공조히터이고, 상기 저전압 부하는 시트열선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 1인 경우, 상기 공조히터의 출력과 상기 시트열선의 출력을 조절하지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 2인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제1 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 3인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제2 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 방법은, 고전압 부하가 고전압배터리로부터 고전압을 공급받아 동작하는 단계; 저전압 부하가 저전압배터리로부터 저전압을 공급받아 동작하는 단계; 및 제어부가 사용자로부터 설정받은 조절레벨에 기초하여 상기 고전압 부하의 출력과 상기 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키는 단계; 및 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 1인 경우, 상기 공조히터의 출력과 상기 시트열선의 출력을 조절하지 않는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 2인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제1 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 3인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제2 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치 및 그 방법은, 전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절함으로써, 사용자의 요구(체감온도 상승)를 만족시키면서 상기 전기차량의 주행가능거리를 증가시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 시스템에 대한 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 시스템에 구비된 공조히터와 시트열선의 일예시도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치에 대한 구성도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치의 성능을 나타내는 일예시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치에 구비된 제어부가 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 조절하는 방식에 대한 일예시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 방법에 대한 흐름도,
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
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 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 시스템에 대한 구성도로서, 공조히터(110)는 고전압 부하의 일례이고, 시트열선(120)은 저전압 부하의 일례이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 시스템은, 전장부하 제어장치(100), 공조히터(110), 고전압배터리(111), 공조히터 스위치(112), 공조히터 제어기(113), 시트열선(120), 저전압배터리(121), 시트열선 스위치(122), 및 시트열선 제어기(123)를 포함할 수 있다.
전장부하 제어장치(100)는 본 발명의 핵심 구성요소로서, 공조히터 제어기(113) 및 시트열선 제어기(123)와 연동하여 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 상호 유기적으로 조절할 수 있다. 일례로, 전장부하 제어장치(100)는 공조히터(110)의 출력을 감소시키고 시트열선(120)의 출력을 증가시키는 방향으로 공조히터 제어기(113)와 시트열선 제어기(123)를 제어하여 전기차량의 주행가능거리를 증가시킬 수 있다. 여기서, 출력은 강도를 의미하는 것으로, 상기 출력이 1단에서 2단으로 커진다는 것은 고전압배터리(111)의 전력을 더 많이 소모한다는 것을 의미한다. 이러한 출력은 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 비(duty ratio)에 의해 결정될 수 있다.
전장부하 제어장치(100)는 사용자에 의해 설정된 레벨에 기초하여 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 조절할 수 있다. 일례로, 레벨 1은 고전압배터리(111)의 출력이 불안정하거나 사용자가 연비 향상을 설정하지 않은 경우로서, 전장부하 제어장치(100)는 공조히터 제어기(113)와 시트열선 제어기(123)를 제어하지 않는다. 이때, 공조히터 제어기(113)는 공조히터 스위치(112)에 의해 설정된 온도에 기초하여 공조히터(110)를 동작시키고, 시트열선 제어기(123)는 시트열선 스위치(122)에 의해 설정된 값(ON/OFF)에 기초하여 시트열선(120)을 동작시킨다. 레벨 2는 사용자가 연비의 낮은 향상을 설정한 경우로서, 전장부하 제어장치(100)는 공조히터 제어기(113)와 연동하여 공조히터(110)의 출력을 제1 기준치(일례로, 20%)만큼 낮추고, 시트열선 제어기(123)와 연동하여 시트열선(120)의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시킨다. 레벨 3는 사용자가 연비의 높은 향상을 설정한 경우로서, 전장부하 제어장치(100)는 공조히터 제어기(113)와 연동하여 공조히터(110)의 출력을 제2 기준치(일례로, 40%)만큼 낮추고, 시트열선 제어기(123)와 연동하여 시트열선(120)의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시킨다.
전장부하 제어장치(100)는 공조히터 제어기(113) 및 시트열선 제어기(123)와 차량 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 이때, 전장부하 제어장치(100)는 공조히터 제어기(113)와 CAN FD(Controller Area Network with Flexible Data-rate)를 통해 연결될 수 있고, 전장부하 제어장치(100)는 시트열선 제어기(123)와 고속 CAN(Controller Area Network)을 통해 연결될 수 있다.
이상에서 살펴본 전장부하 제어장치(100)의 동작과 관련하여 레벨의 수는, 이해를 돕기 위한 것으로 설계자의 의도에 따라 임의 변경 가능하다.
공조히터(110)는 공기의 온도를 상승시켜 전기차량의 실내로 토출하여 상기 전기차량의 실내온도를 높일 수 있다.
고전압배터리(111)는 전기차량에 구비된 고전압 부하(일례로, 공조히터(110))에 고전압을 공급할 수 있다.
공조히터 스위치(112)는 사용자의 조작에 의해 동작하는 수동 스위치로서, 사용자로부터 공조 온도를 설정받을 수 있다. 이때, 공조히터 스위치(112)는 LIN(Local Interconnect Network)을 통해 공조히터 제어기(123)와 연결될 수 있다.
공조히터 제어기(113)는 공조히터(110)의 동작을 제어하는 모듈로서, 레벨 1에서 공조히터 스위치(112)에 의해 설정된 온도에 기초하여 공조히터(110)를 동작시킨다. 이때, 공조히터 제어기(113)는 공조히터(110)의 출력을 70%로 조절할 수 있다.
공조히터 제어기(113)는 전장부하 제어장치(100)의 제어하에, 레벨 2에서 공조히터(110)의 출력을 제1 기준치(일례로, 20%)만큼 낮추고, 레벨 3에서 공조히터(110)의 출력을 제2 기준치(일례로, 40%)만큼 낮출 수 있다.
시트열선(120)은 시트쿠션 및 시트백에 위치한 열선으로서 사용자의 엉덩이와 등(back)에 직접적으로 열을 전달할 수 있다.
저전압 배터리(121)는 전기차량에 구비된 저전압 부하(일례로, 시트열선(120))에 저전압을 공급할 수 있다.
시트열선 스위치(122)는 사용자의 조작에 의해 동작하는 수동 스위치로서, 사용자로부터 온/오프를 설정받을 수 있다. 이때, 시트열선 스위치(122)는 LIN(Local Interconnect Network)을 통해 시트열선 제어기(123)와 연결될 수 있다.
시트열선 제어기(123)는 시트열선(120)의 동작을 제어하는 모듈로서, 레벨 1에서 시트열선 스위치(122)에 의해 설정된 값(ON/OFF)에 기초하여 시트열선(120)을 동작시킨다.
시트열선 제어기(123)는 전장부하 제어장치(100)의 제어하에, 레벨 2에서 시트열선(120)의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시키고, 레벨 3에서 시트열선(120)의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시킬 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 시스템에 구비된 공조히터와 시트열선의 일예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공조히터(110)는 공기를 가열하고 상기 가열된 공기를 차량의 대시보드에 구비된 통풍구를 통해 토출하는 공기 가열식 난방기로서, 열 에너지를 매질(공기)을 통해 사용자에게 전달하기 때문에 효율이 떨어진다. 일례로, 공조히터(110)의 출력은 6.3kW이다.
이에 반해, 시트열선(120)은 접촉식 난방기로서, 열 에너지를 직접 사용자에게 전달하기 때문에 열 효율이 매우 높다. 일례로, 시트열선(120)의 출력은 0.15kW이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치에 대한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치(100)는, 저장부(10), 설정부(20), 차량 네트워크 접속부(30), 및 제어부(Controller, 40) 등을 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치(100)를 실시하는 방식에 따라 각 구성요소는 서로 결합되어 하나로 구현될 수도 있고, 일부의 구성요소가 생략될 수도 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 저장부(10)는 전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 과정에서 요구되는 각종 로직과 알고리즘 및 프로그램을 저장할 수 있다.
저장부(10)는 사용자의 설정 레벨에 기초하여 공조히터(110) 및 시트열선(120)의 조절 정도가 기록된 테이블을 저장할 수 있다. 이때, 상기 테이블은 일례로 하기의 [표 1]과 같다.
구분 레벨 1 레벨 2 레벨 3
공조히터 70% 50% 30%
시트열선 L M H
연비 변동 없음 낮은연비 증가 높은 연비 증가
상기 [표 1]에서, 공조히터(110)의 출력 변화가 시트열선(120)의 출력 변화 대비 상대적으로 매우 크므로, 결국 전체 출력이 감소한다. 이렇게 감소된 출력은 전기차량의 주행가능거리를 증가시키는데 이용될 수 있다.
저장부(10)는 설정부(20)를 통해 사용자가 설정한 조절레벨(상기 [표 1]의 레벨)을 저장할 수 있다.
저장부(10)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
설정부(20)는 사용자로부터 조절레벨을 설정받는 모듈로서, 입출력장치로 구현될 수 있다.
차량 네트워크 접속부(30)는 차량 네트워크와의 접속 인터페이스를 제공하는 모듈로서, 제어부(40)는 차량 네트워크 접속부를 통해 차량 네트워크에 접속하여 고전압 부하 제어기(일례로, 공조히터 제어기(113)) 및 저전압 부하 제어기(일례로 시트열선 제어기(123))와 통신할 수 있다. 여기서, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), CAN FD(Controller Area Network with Flexible Data-rate), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented Systems Transport), 이더넷(Ethernet) 등을 포함할 수 있다.
제어부(40)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 이러한 제어부(40)는 하드웨어의 형태로 구현되거나, 또는 소프트웨어의 형태로 구현되거나, 또는 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 제어부(40)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 제어부(40)는 전기차량에 구비된 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 과정에서 각종 제어를 수행할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 상호 연관지어 조절할 수 있다.
제어부(40)는 상기 설정부(20)를 통해 사용자로부터 설정받은 레벨에 상응하는 조절치를 상기 저장부(10)에 저장되어 있는 테이블에서 검출하고, 상기 검출한 조절치에 기초하여 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절할 수 있다.
제어부(40)는 사용자로부터 설정받은 레벨이 1인 경우, 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 조절하지 않는다.
제어부(40)는 사용자로부터 설정받은 레벨이 2인 경우, 공조히터 제어기(113)와 연동하여 공조히터(110)의 출력을 제1 기준치(일례로, 20%)만큼 낮추고, 시트열선 제어기(123)와 연동하여 시트열선(120)의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시킬 수 있다.
제어부(40)는 사용자로부터 설정받은 레벨이 3인 경우, 공조히터 제어기(113)와 연동하여 공조히터(110)의 출력을 제2 기준치(일례로, 40%)만큼 낮추고, 시트열선 제어기(123)와 연동하여 시트열선(120)의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시킬 수 있다.
제어부(40)는 고전압배터리(111)의 전력이 안정적인 경우에 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 조절하는 것이 바람직하지만, 고전압배터리(111)의 전력이 불안정한 경우에도 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 조절할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 제어부(40)의 동작에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치의 성능을 나타내는 일예시도이다.
도 4에서, 세로축은 PWM 듀티를 나타내고, 가로축은 전기차량의 주행시간을 나타낸다. 제어부(40)는 레벨 1에서 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 조절하지 않기 때문에 전기차량의 연비는 증가하지 않는다.
제어부(40)는 레벨 2에서 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 약하게 조절함으로써, 약 20%의 에너지를 절감할 수 있고, 이로 인해 상기 절감한 에너지만큼 전기차량의 연비를 증가시킬 수 있다. 이때, 공조히터(110)의 출력이 감소하지만 시트열선(120)의 출력이 증가하여 사용자의 체감온도에는 변함이 없다.
제어부(40)는 레벨 3에서 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 강하게 조절함으로써, 약 40%의 에너지를 절감할 수 있고, 이로 인해 상기 절감한 에너지만큼 전기차량의 연비를 증가시킬 수 있다. 이때, 공조히터(110)의 출력이 감소하지만 시트열선(120)의 출력이 증가하여 사용자의 체감온도에는 변함이 없다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 장치에 구비된 제어부가 고전압 부하의 출력과 저전압 부하의 출력을 조절하는 방식에 대한 일예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 공조히터 제어기(113)와 연동하여 공조히터(110)의 출력을 조절하는 과정, 및 시트열선 제어기(123)와 연동하여 시트열선(120)의 출력을 제어하는 과정에서, 곡선형 제어 또는 스탭 제어를 선택적으로 수행할 수 있다. 이때, 스탭 제어 대비 곡선형 제어는 부하 출력의 급격한 변화를 완화시켜주므로, 사용자가 민감하게 느끼는 부하의 경우에 적용시 유용하며 또한 부하 출력의 변동폭이 작은 장점이 있다. 다만, 스탭 제어에 따른 에너지 절감량과 곡선형 제어에 따른 에너지 절감량은 동일하다.
제어부(40)는 PWM 듀티 제어가 가능한 부하에 대해서는 곡선형 제어를 수행하고, 고정된 출력값에 의해 동작하는 부하에 대해서는 스탭 제어를 수행할 수 있다.
여기서, 곡선형 제어는 레벨 1에서 레벨 2로 변경시 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 완만히 조절하는 것을 의미하고, 스탭 제어는 레벨 1에서 레벨 2로 변경시 공조히터(110)의 출력과 시트열선(120)의 출력을 급격히 조절하는 것을 의미한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 고전압 부하가 고전압배터리(111)로부터 고전압을 공급받아 동작한다(601).
그리고, 저전압 부하가 저전압배터리(121)로부터 저전압을 공급받아 동작한다(602).
이후, 제어부(40)가 사용자로부터 설정받은 조절레벨에 기초하여 상기 고전압 부하의 출력과 상기 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절한다(603).
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전장부하 제어 방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 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, SSD(Solid State Drive), 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.
10: 저장부
20: 설정부
30: 차량 네트워크 접속부
40: 제어부

Claims (20)

  1. 고전압배터리로부터 고전압을 공급받아 동작하는 고전압 부하;
    저전압배터리로부터 저전압을 공급받아 동작하는 저전압 부하; 및
    사용자로부터 설정받은 조절레벨에 기초하여 상기 고전압 부하의 출력과 상기 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 제어부
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 부하는 공조히터이고,
    상기 저전압 부하는 시트열선인 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 1인 경우, 상기 공조히터의 출력과 상기 시트열선의 출력을 조절하지 않는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 2인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제1 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 3인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제2 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 장치.
  11. 고전압 부하가 고전압배터리로부터 고전압을 공급받아 동작하는 단계;
    저전압 부하가 저전압배터리로부터 저전압을 공급받아 동작하는 단계; 및
    제어부가 사용자로부터 설정받은 조절레벨에 기초하여 상기 고전압 부하의 출력과 상기 저전압 부하의 출력을 상호 유기적으로 조절하는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 고전압 부하의 출력을 감소시키는 단계; 및
    상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 고전압 부하의 출력을 감소시키고 상기 저전압 부하의 출력을 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 고전압 부하는 공조히터이고,
    상기 저전압 부하는 시트열선인 것을 특징으로 하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 1인 경우, 상기 공조히터의 출력과 상기 시트열선의 출력을 조절하지 않는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 2인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제1 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 중간(M)으로 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 사용자로부터 설정받은 조절레벨이 3인 경우, 상기 공조히터의 출력을 제2 기준치만큼 낮추고, 상기 시트열선의 출력을 로우(L)에서 하이(H)로 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 고전압배터리의 전력이 안정적일 때, 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는,
    곡선형 제어 방식 또는 스탭 제어 방식을 통해 상기 공조히터의 출력을 감소시키고 상기 시트열선의 출력을 증가시키는 단계
    를 포함하는 차량의 전장부하 제어 방법.
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