KR101294421B1

KR101294421B1 - 연료저감을 위한 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR101294421B1
Application number: KR1020110084497A
Authority: KR
Inventors: 김대광; 정민영; 유지용; 이준용; 안치경; 김형준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2013-08-07
Also published as: KR20130021927A; CN102951142A; CN102951142B; US20130054111A1; US8566003B2; DE102011055768A1; DE102011055768B4

Abstract

본 발명은 연료저감을 위한 차량용 발전제어시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 차량의 전장품에 전력을 공급하는 배터리; 엔진의 회전력을 이용하여 전력을 발생하여 상기 배터리 및 상기 전장품으로 공급하는 발전기; 및 차량에 대한 차량정보와 상기 전장품 중 냉각계 전장품의 동작에 대한 동작정보를 모니터링하여 발전제어 금지의 수행여부를 결정하고, 이 결정에 따라 상기 발전제어 금지가 수행되도록 상기 발전기를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 냉각계 전장품의 동작여부 및 차량에 대한 차량정보를 토대로 발전제어를 수행함으로써, 발전제어에 따른 냉각성능 저하를 방지할 수 있다.

Description

연료저감을 위한 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법{Vehicle generating system for saving fuel, and control method of the same}

본 발명은 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 연료저감을 위해 발전기를 제어하는 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

차량에 적용되는 차량용 발전제어시스템은 연비 향상을 위한 기술 중의 하나로, 차량의 감속 주행구간에 회생발전을 수행하고, 이를 통해 얻은 전력을 비감속구간에서 사용함으로써 발전기의 부하를 감소시키고 연비를 개선하고 있다.

그러나, 종래 차량용 발전제어시스템에 적용되는 발전제어는 일반적으로 차량의 전장품의 구동여부를 적절히 고려하지 않고 수행됨으로써 차량의 각종 전장품 성능에 영향을 미칠 수 있다.

특히, 차량의 냉각계 전장품은 종래 차량용 발전제어시스템에 적용되는 발전제어에 의해 발전전압이 낮게 유지되는 경우 냉각성능이 저하되는 문제를 일으킨다. 즉, 차량의 저속 주행 중 차량의 부하가 큰 경우 큰 냉각이 필요하나, 발전제어의 수행으로 냉각계 전장품의 동력이 저감되어, 냉각수온이 상승하는 문제가 일어난다.

KR 10-2010-0063921 A 2010. 06. 14, 도면 1

본 발명의 목적은 차량에 큰 냉각이 필요한 경우, 연비향상을 위한 발전제어를 제한하여, 냉각계 전장품의 성능저하를 방지함으로써 냉각수온이 상승하는 문제를 해결할 수 있는 차량용 발전제어시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료저감을 위한 차량용 발전제어시스템에 관한 것으로, 본 차량용 발전제어시스템은 차량의 전장품에 전력을 공급하는 배터리; 엔진의 회전력을 이용하여 전력을 발생하여 상기 배터리 및 상기 전장품으로 공급하는 발전기; 및 차량에 대한 차량정보와 상기 전장품 중 냉각계 전장품의 동작에 대한 동작정보를 모니터링하여 발전제어 금지의 수행여부를 결정하고, 이 결정에 따라 상기 발전제어 금지가 수행되도록 상기 발전기를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 ECU는, 상기 동작정보를 통해 상기 냉각계 전장품이 동작 중인 것으로 판단하고, 상기 차량정보 중 냉각수온의 값, 악셀개도의 값 및 차속의 값이 각각 사전에 설정된 냉가수온설정치, 악셀개도설정치 및 차속설정치 보다 큰 것으로 판단된 경우 상기 발전제어 금지를 수행하도록 결정할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 전장품과 연결된 배터리 및 발전기와 연동하여 연료저감을 위한 발전제어를 수행하는 ECU를 구비한 차량용 발전제어시스템의 제어방법에 관한 것으로, 상기 차량용 발전제어시스템의 제어방법은, 상기 ECU가 차량의 엔진이 시동된 후 상기 전장품 중 냉각계 전장품이 동작 중인지 판단하는 동작여부 판단단계; 상기 냉각계 전장품이 동작 중인 것으로 판단된 경우, 상기 ECU가 외부로부터 모니터링된 차량정보 중 냉각수온의 값이 사전에 설정된 냉각수온설정치보다 큰지 판단하는 냉각수온 판단단계; 상기 냉각수온의 값이 상기 냉각수온설정치보다 크다고 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 차량정보 중 악셀개도의 값이 사전에 설정된 악셀개도설정치보다 큰지 판단하는 악셀개도 판단단계; 상기 악셀개도의 값이 상기 악셀개도설정치보다 크다고 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 차량정보 중 차속의 값이 사전에 설정된 차속설정치보다 큰지 판단하는 차속 판단단계; 및 상기 차속의 값이 상기 차속설정치보다 크다고 판단된 경우, 상기 ECU가 발전제어 금지를 수행하도록 상기 발전기를 제어하는 발전제어금지 수행단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 냉각계 전장품의 구동여부 및 냉각수온, 악셀개도 및 차속과 같은 차량정보를 토대로 발전제어를 수행함으로써, 발전제어에 따른 냉각성능 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ECU의 기능블록도이다.
도 3은 종래의 발전제어에 의한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템의 발전제어에 의한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템의 제어절차도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템에 대한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)은 배터리(10), 발전기(20) 및 ECU(30)로 이루어진다. ECU(30)는 Electronic Control Unit의 약자로서, 본 실시예에 따른 전반적인 제어를 수행한다.

배터리(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 발전기(20)와 차량의 다양한 전기부하에 연결된다. 배터리(10)는 발전기(20)로부터 전력을 공급받아 충전하고, SOC(State Of Charge)와 배터리 온도와 같은 배터리정보를 ECU(30)에 전송한다.

그리고 배터리(10)는 ECU(30)의 제어에 의해 냉각계 전장품을 포함한 다양한 전기부하에 전력을 제공한다. 냉각계 전장품은 냉각팬, 전동식 워터펌프, 전동식 에어컨컴프레셔 등을 의미한다.

발전기(20)는, 엔진의 회전을 이용하여 전력을 생성하며, ECU(30)의 제어에 의해 발전량이 조절된다. 발전기(20)는 ECU(30)의 제어에 의해 생성된 전력을 배터리(10) 및 전기부하로 정전압화하여 출력한다.

ECU(30)는 엔진, 발전기(20), 배터리(10) 등으로부터 모니터링되는 차량정보와, 외부로부터 입력된 차량의 전장품의 동작여부에 대한 정보를 이용하여 사전에 내장된 발전제어 로직에 의해 발전기(20)를 제어한다.

차량정보는 배터리(10)에서 감지되어 ECU(30)로 전달되는 배터리 온도와, 엔진에서 감지되어 ECU(30)로 전달되는 차량의 주행상태 및 운행상태에 대한 차속, 악셀개도 및 냉각수온 등을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ECU의 기능 블록도이다. ECU(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 모니터링모듈(32), 발전제어 금지모듈(36)로 구분될 수 있다. 여기서 본 실시예와 관련된 발전 제어로직을 중심으로 설명하고, 종래 일반화된 발전 제어로직에 대한 설명은 생략한다.

모니터링모듈(32)은 ECU(30)와 연동된 엔진, 배터리(10) 등으로부터 전달된 차량정보와 차량의 전장품 중 냉각계 전장품의 동작에 대한 동작정보를 모니터링하여 발전제어 금지모듈(36)로 전달한다.

발전제어 금지모듈(36)은 모니터링모듈(32)에 의해 모니터링된 차량정보 및 동작정보를 전달받아 발전제어 금지의 수행여부를 결정하고, 이 결정에 따라 발전제어 금지를 수행한다. 즉 발전제어 금지모듈(36)은 발전제어 금지가 수행되도록 발전기(20)를 제어한다.

구체적으로 발전제어 금지모듈(36)은 모니터링된 차량정보 및 동작정보를 이용하여, 다음 4가지 조건의 충족여부를 판단함으로써, 발전제어 금지의 수행여부를 결정할 수 있다.

1번째 조건은 차량의 엔진이 구동된 상태에서 냉각계 전장품이 동작 중 일 것이고, 2번째 조건은 차량정보 중 냉각수온의 값이 사전에 설정된 냉각수온설정치보다 클 것이며, 3번째 조건은 차량정보 중 악셀개도의 값이 악셀개도설정치보다 클 것이고, 4번째 조건은 수집정보 중 차속의 값이 차속설정치보다 클 것이다. 발전제어 금지모듈(36)은 이러한 4가지 조건이 순차적으로 모두 충족된 경우 발전제어 금지의 수행을 결정할 수 있다.

또한 발전제어 금지모듈(36)은 위의 4가지 조건이 모두 충족된 것으로 판단한 경우에도, 곧 바로 발전제어 금지 수행하지 않고 카운터를 이용하여 딜레이타임설정치 만큼 시간이 경과한 후에 발전제어 금지를 수행한다.

발전제어 금지모듈(36)은 차량정보 중 배터리(10)로부터 수집된 배터리의 온도 값을 이용하여 전압을 변동하지 않고 고정된 전압을 유지하도록 발전제어를 수행한다.

이하에서는 발전제어 금지모듈(36)에 의한 효과를 도 3 및 도 4를 비교하여 설명한다. 도 3은 종래의 발전제어에 의한 결과를 보여주는 그래프이고, 도 4는 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템의 발전제어에 의한 결과를 보여주는 그래프이다.

발전제어 금지모듈(36)은, 도 3의 (d) 및 도 4의 (d)와 같이 저속으로 주행하는 차량에, 도 3의 (c) 및 도 4의 (c)와 같이 큰 부하가 걸리고, 도 3의 (b) 및 도 4의 (b)와 같이 냉각계 전장품이 작동한 경우, 도 3의 (a)에 도시된 그래프와 달리 도 4의 (a)에 도시된 그래프와 같이 냉각수온을 하강시킬 수 있다.

이것은 본 실시예에 따른 발전제어 금지모듈(36)이, 도 3의 (e)에 도시된 그래프와 달리 도 4의 (e)에 도시된 그래프와 같이 발전제어 금지를 수행한 결과이다.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)의 동작을 설명한다. ECU(30)는 엔진이 구동된 후 차량의 전장품 중 냉각계 전장품이 동작 중인지 판단하여(S510), 냉각계 전장품이 동작하고 있지 않은 경우는 기존의 발전제어 로직을 수행한다(S515).

S510단계의 판단결과 냉각계 전장품이 동작하고 있는 경우, ECU(30)는 냉각수온이 사전에 설정된 냉각수온설정치 보다 큰지 판단하여(S520), 냉각수온설정치 보다 크지 않은 경우 S515단계의 기존 발전제어 로직을 수행한다.

S520단계의 판단결과 냉각수온이 사전에 설정된 냉각수온설정치 보다 큰 경우, ECU(30)는 악셀개도가 사전에 설정된 악셀개도설정치 보다 큰지 판단하여(S530), 악셀개도설정치 보다 크지 않은 경우 S515단계의 기존 발전제어 로직을 수행한다.

S530단계의 판단결과 악셀개도가 악셀개도설정치 보다 큰 경우, ECU(30)는 차속이 사전에 설정된 차속설정치 보다 큰지 판단하여(S540), 차속설정치 보다 크지 않은 경우 S515단계의 기존 발전제어 로직을 수행한다.

S540단계의 판단결과 차속이 차속설정치 보다 큰 경우, ECU(30)는 딜레이 타임(Delay Time)이 사전에 설정된 딜레이타임설정치에 도달하는 지 판단하여(S550), 딜레이타임설정치에 도달하지 않은 경우 S515단계의 기존 발전제어 로직을 수행한다.

S550단계의 판단결과 딜레이타임이 딜레이타임설정치에 도달한 경우, ECU(30)는 발전제어 금지를 수행한다(S560). 그리고, 엔진이 정지하는 지 판단하고(S570), 정지하지 않은 경우 S510단계로 돌아가 본 제어절차를 계속 수행하고, 반면, 엔진이 정지한 경우는 본 제어절차를 종료한다.

이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)은 냉각계 전장품의 구동여부 및 냉각수온, 악셀개도 및 차속과 같은 차량정보를 토대로 발전제어를 수행함으로써, 발전제어에 따른 냉각성능 저하를 최소화할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 차량용 발전제어시스템(1)은 일반차량뿐만 아니라 하이브리드 차량 및 전기차의 구분 없이 모든 차량에 폭 넓게 적용될 수 있다.

1: 차량용 발전제어시스템 10: 배터리
20: 발전기 30: ECU
32: 모니터링모듈 36: 발전제어 금지모듈

Claims

차량의 전장품에 전력을 공급하는 배터리;
엔진의 회전력을 이용하여 전력을 발생하여 상기 배터리 및 상기 전장품으로 공급하는 발전기; 및
차량에 대한 차량정보와 상기 전장품 중 냉각계 전장품의 동작에 대한 동작정보를 모니터링하여 발전제어 금지의 수행여부를 결정하고, 이 결정에 따라 상기 발전제어 금지가 수행되도록 상기 발전기를 제어하는 ECU를 포함하고,
상기 ECU는, 상기 발전제어 금지를 수행하도록 결정한 경우, 이 결정에 따라 상기 발전제어 금지를 수행하기 전, 사전에 정해진 딜레이타임설정치 만큼의 시간동안 대기하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 ECU는,
상기 동작정보를 통해 상기 냉각계 전장품이 동작 중인 것으로 판단하고, 상기 차량정보 중 냉각수온의 값, 악셀개도의 값 및 차속의 값이 각각 사전에 설정된 냉가수온설정치, 악셀개도설정치 및 차속설정치 보다 큰 것으로 판단된 경우 상기 발전제어 금지를 수행하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
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제1항에 있어서, 상기 ECU는,
상기 배터리에서 감지된 배터리온도값을 모니터링하고, 이 모니터링된 배터리온도값을 이용하여 전압을 변동하지 않고 고정된 전압을 유지하도록 발전제어를 수행하는 것에 의해 상기 발전제어 금지를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 냉각계 전장품은 냉각팬, 전동식 워터펌프 및 전동식 에어컨컴프레셔 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템.
차량의 전장품과 연결된 배터리 및 발전기와 연동하여 연료저감을 위한 발전제어를 수행하는 ECU를 구비한 차량용 발전제어시스템의 제어방법에 있어서,
상기 ECU가 차량의 엔진이 시동된 후 상기 전장품 중 냉각계 전장품이 동작 중인지 판단하는 동작여부 판단단계;
상기 냉각계 전장품이 동작 중인 것으로 판단된 경우, 상기 ECU가 외부로부터 모니터링된 차량정보 중 냉각수온의 값이 사전에 설정된 냉각수온설정치보다 큰지 판단하는 냉각수온 판단단계;
상기 냉각수온의 값이 상기 냉각수온설정치보다 크다고 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 차량정보 중 악셀개도의 값이 사전에 설정된 악셀개도설정치보다 큰지 판단하는 악셀개도 판단단계;
상기 악셀개도의 값이 상기 악셀개도설정치보다 크다고 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 차량정보 중 차속의 값이 사전에 설정된 차속설정치보다 큰지 판단하는 차속 판단단계; 및
상기 차속의 값이 상기 차속설정치보다 크다고 판단된 경우, 상기 ECU가 발전제어 금지를 수행하도록 상기 발전기를 제어하는 발전제어금지 수행단계를 포함하고,
상기 발전제어금지 수행단계는, 상기 차속의 값이 상기 차속설정치보다 크다고 판단된 후, 상기 ECU가 상기 발전제어 금지가 수행되기 전 사전에 정해진 딜레이타임설정치 만큼의 시간동안 대기하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전제어시스템의 제어방법.
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