KR101807013B1

KR101807013B1 - Hybrid system and control method thereof

Info

Publication number: KR101807013B1
Application number: KR1020120145737A
Authority: KR
Inventors: 정민영; 유지용; 김대광; 이준용
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2018-01-11
Also published as: KR20140080690A

Abstract

하이브리드 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템은, 차량의 구동력으로 전력을 생산하고 상기 전력을 인버터를 통해 출력하는 알터네이터부(Alternator); 상기 인버터로부터 공급되는 전력을 저장하고 저장된 에너지를 부하측으로 방전하는 슈퍼커패시터; 상기 슈퍼커패시터에서 방전되는 상기 에너지를 배터리 충전을 위한 직류 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터부; 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정 상태를 감시하고 상기 인버터, 상기 슈퍼커패시터 및 상기 DC-DC 컨버터부 사이의 전류관계를 이용하여 상기 슈퍼커패시터의 전압을 계산하는 모니터링부; 및 상기 계산된 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)과 실측 전압 센서에서 측정한 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)의 차이가 기준 설정치를 초과하면, 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정에 고장 이벤트가 발생된 것으로 판단하여 운전자에게 경고하는 제어부를 포함한다.A hybrid system and a control method thereof are disclosed.
An hybrid system according to an embodiment of the present invention includes an alternator that generates electric power by driving force of a vehicle and outputs the electric power through an inverter; A supercapacitor for storing power supplied from the inverter and discharging the stored energy to a load side; A DC-DC converter unit for converting the energy discharged from the supercapacitor into a DC voltage for charging the battery; A monitoring unit monitoring a voltage measurement state of the supercapacitor and calculating a voltage of the supercapacitor using a current relationship between the inverter, the supercapacitor, and the DC-DC converter unit; And when a difference between a voltage (V_EDLC_calculated value) of the calculated supercapacitor and a supercapacitor voltage (V_EDLC_analysis value) measured by an actual voltage sensor exceeds a reference set value, a fault event is generated in the voltage measurement of the supercapacitor And warns the driver.

Description

하이브리드 시스템 및 그 제어 방법{HYBRID SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}[0001] HYBRID SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 하이브리드 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 2차 전지로 슈퍼커패시터를 사용하는 하이브리드 차량의 전압 검출 장치의 고장을 진단하고 그에 따른 안전한 고장 모드 운전을 제어하는 하이브리드 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid system and a control method thereof, and more particularly to a hybrid system for diagnosing a failure of a voltage detection device of a hybrid vehicle using a supercapacitor as a secondary battery, will be.

일반적으로 에너지 절약 및 환경문제로 인해 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)과 같이 고전압 2차 전지를 에너지원으로 사용하는 친환경 차량에 대한 연구가 가속되고 있다.In general, research on environmentally friendly vehicles using high voltage secondary batteries such as hybrid electric vehicle (HEV) as an energy source is accelerating due to energy saving and environmental problems.

하이브리드 차량에 적용되는 하이브리드 시스템의 경우 2차 전지에 저장되어 있는 에너지량을 확인하지 못하면 시스템을 정상 운전할 수 없다. In hybrid systems applied to hybrid vehicles, if the amount of energy stored in the secondary battery can not be checked, the system can not be operated normally.

이에 하이브리드 차량에서는 2차 전지의 에너지량을 확인하기 위하여 별도의 센서를 장착하고 전압, 충방전 에너지량, 배터리 용량 등을 모니터링 하고 있다.In the hybrid vehicle, a separate sensor is installed to monitor the energy amount of the secondary battery, and the voltage, the charge / discharge energy amount, and the battery capacity are monitored.

한편, 2차 전지로 슈퍼커패시터(Electric double-layer capacitor, EDLC)를 사용할 경우에는 충/방전 특성이 선형적이기 때문에 별도의 배터리 센서 없이 슈퍼 커패시터의 전압을 측정하여 에너지 저장 용량을 확인 할 수 있다. In the case of using an electric double-layer capacitor (EDLC) as a secondary battery, since the charging / discharging characteristics are linear, the energy storage capacity can be confirmed by measuring the voltage of the supercapacitor without a separate battery sensor.

그러나, 별도의 센서 없이 슈퍼커패시터의 전압을 기준으로 저장 에너지량을 계산할 경우 슈퍼커패시터 전압 센서에 문제가 발생하거나, 전압 정보를 다른 장치로 전달하는 통신 장치(예; CAN, LIN 등)에 문제가 발생할 경우 또는 인버터가 슈퍼커패시터 전압을 잘못 인식 할 경우에는 시스템 운전에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. However, when calculating the stored energy based on the voltage of the supercapacitor without a separate sensor, there is a problem with the supercapacitor voltage sensor, or there is a problem with the communication device (eg CAN, LIN, etc.) If it occurs or if the inverter incorrectly recognizes the supercapacitor voltage, it can have a serious effect on the operation of the system.

따라서, 안정적인 하이브리드 시스템을 개발하기 위해서는 슈퍼커패시터의 전압 센서의 고장을 진단하고, 그 고장 시 시스템을 안전하게 제어하는 방안이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in order to develop a stable hybrid system, it is urgently required to diagnose a failure of the voltage sensor of the supercapacitor and safely control the system in case of failure.

한편, 특허문헌 미국공개특허 제2012-0105078호에는 하이브리드 차량의 전력변환 시스템에서 인덕터와 관련된 작동특성을 결정하는 시스템을 개시하고 있으나 상기한 문제점을 해결하지 못하는 단점이 있다.On the other hand, Patent Document US Patent Publication No. 2012-0105078 discloses a system for determining an operating characteristic related to an inductor in a power conversion system of a hybrid vehicle, but has a drawback in that it can not solve the above-described problem.

특허문헌 1 : 미국공개특허 제2012-0105078호 (2012.05.03. 공개)Patent Document 1: U.S. Published Patent Application No. 2012-0105078 (published on May 3, 2012)

본 발명의 실시 예는 2차 전지로 슈퍼커패시터를 사용하는 하이브리드 차량의 전압 검출 장치의 고장을 진단하고 그에 따른 안전한 고장 모드 운전을 제어하는 하이브리드 시스템 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a hybrid system for diagnosing a failure of a voltage detection device of a hybrid vehicle using a supercapacitor as a secondary battery and controlling a safe failure mode operation and a control method thereof.

본 발명의 실시 예에 따른, 하이브리드 시스템은, 차량의 구동력으로 전력을 생산하고 상기 전력을 인버터를 통해 출력하는 알터네이터부(Alternator); 상기 인버터로부터 공급되는 전력을 저장하고 저장된 에너지를 부하측으로 방전하는 슈퍼커패시터; 상기 슈퍼커패시터에서 방전되는 상기 에너지를 배터리 충전을 위한 직류 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터부; 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정 상태를 감시하고 상기 인버터, 상기 슈퍼커패시터 및 상기 DC-DC 컨버터부 사이의 전류관계를 이용하여 상기 슈퍼커패시터의 전압을 계산하는 모니터링부; 및 상기 계산된 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)과 실측 전압 센서에서 측정한 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)의 차이가 기준 설정치를 초과하면, 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정에 고장 이벤트가 발생된 것으로 판단하여 운전자에게 경고하는 제어부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a hybrid system includes: an alternator that generates electric power by driving force of a vehicle and outputs the electric power through an inverter; A supercapacitor for storing power supplied from the inverter and discharging the stored energy to a load side; A DC-DC converter unit for converting the energy discharged from the supercapacitor into a DC voltage for charging the battery; A monitoring unit monitoring a voltage measurement state of the supercapacitor and calculating a voltage of the supercapacitor using a current relationship between the inverter, the supercapacitor, and the DC-DC converter unit; And when a difference between a voltage (V_EDLC_calculated value) of the calculated supercapacitor and a supercapacitor voltage (V_EDLC_analysis value) measured by an actual voltage sensor exceeds a reference set value, a fault event is generated in the voltage measurement of the supercapacitor And warns the driver.

또한, 상기 모니터링부는, 상기 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)을 산출하는 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈; 상기 DC-DC 컨버터부의 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)를 산출하는 컨버터 소모 에너지 계산 모듈; 및 상기 알터네이터부의 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 산출하는 인버터 발전 에너지 계산 모듈을 포함할 수 있다.The monitoring unit may further include: a supercapacitor voltage calculation module for calculating a voltage (V_EDLC_calculated value) of the supercapacitor; A converter consumption energy calculation module for calculating a consumed energy (DC-DC_sumen_ENERGY) of the DC-DC converter section; And an inverter generation energy calculation module for calculating an inverter generation energy INV_POWER_ENERGY of the alternator unit.

또한, 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈은, 인버터 측정 전류(I), 인버터 측정 전압(V_INV), 케이블 내부저항(R_CABLE), 슈퍼커패시터 내부저항(R_EDLC)에 기초한 다음의 수학식 1

을 이용하여 상기 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)을 산출할 수 있다.The supercapacitor voltage calculation module calculates the supercapacitor voltage based on the inverter measurement current I, the inverter measurement voltage V_INV, the cable internal resistance R_CABLE and the supercapacitor internal resistance R_EDLC,

The supercapacitor voltage V_EDLC can be calculated using the above equation.

또한, 상기 컨버터 소모 에너지 계산 모듈은, DC-DC 컨버터 출력 전압(V_OUT_DC), DC-DC 컨버터 출력 전류(I_OUT_DC) 및 DC-DC 컨버터 작동 시간(TIME_DC)에 기초한 다음의 수학식 2

을 이용하여 상기 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)를 산출할 수 있다.Also, the converter consumption energy calculation module calculates the converter consumption energy according to the following Equation 2 based on the DC-DC converter output voltage V_OUT_DC, the DC-DC converter output current I_OUT_DC and the DC-DC converter operation time TIME_DC:

The DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) can be calculated using the DC-DC converter consumption energy.

또한, 상기 인버터 발전 에너지 계산 모듈은, 인버터 발전 용량(POWER_INV) 및 인버터 발전시간(TIME_INV)에 기초한 다음의 수학식 3

을 이용하여 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 산출할 수 있다.Further, the inverter generation energy calculation module may calculate the inverter generation energy using the following equation (3) based on the inverter generation capacity (POWER_INV) and the inverter generation time (TIME_INV)

Can be used to calculate the inverter generated energy (INV_POWER_ENERGY).

또한, 상기 제어부는, 상기 슈퍼커패시터를 방전한 후 재충전을 실시하여 실측 전압 센서의 오류 또는 상기 인버터의 오류를 구분하여 진단할 수 있다.Also, the control unit can diagnose an error of the actual voltage sensor or an error of the inverter by performing recharging after discharging the supercapacitor.

또한, 상기 제어부는, 일정 시간 동안 재충전된 상기 슈퍼커패시터의 방전 모드 진입과 동시에 상기 DC-DC 컨버터 입력측에 저전압 경보가 발생되면, 상기 인버터의 고장으로 판단하고 이를 표시할 수 있다.In addition, when the low-voltage alarm is generated at the input side of the DC-DC converter upon entering the discharge mode of the super capacitor recharged for a predetermined time, the controller may determine that the inverter is in failure and display the failure.

또한, 상기 제어부는, 상기 일정 시간 동안 재충전된 상기 슈퍼커패시터의 일정 시간 방전 후 계산된 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY) 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY) 값이 같으면 상기 슈퍼커패시터의 실측 전압 센서의 고장으로 판단하고 이를 표시할 수 있다.If the values of the inverter generation energy (INV_POWER_ENERGY) and the DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) calculated after a predetermined time of discharge of the super capacitor recharged for the predetermined period of time are equal to each other, It can be determined that the actual voltage sensor of the vehicle is in trouble and can be displayed.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른, 슈퍼커패시터를 사용하는 하이브리드 시스템이 차량의 안전한 고장 모드 운전을 제어하는 방법은, a) 차량의 구동력으로 전력을 생산하는 얼터네이터부의 인버터에서 상기 생산된 전력을 상기 슈퍼커패시터로 공급하는 단계; b) 상기 인버터, 상기 슈퍼커패시터 및 부하 측 DC-DC 컨버터부 사이의 전류관계를 이용하여 상기 슈퍼커패시터의 전압을 계산하는 단계; c) 상기 계산된 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)과 실측 전압 센서에서 측정된 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)의 차이가 기준 설정치를 초과하면, 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정에 고장 이벤트가 발생된 것으로 판단하는 단계; 및 d) 상기 고장 이벤트 발생 시 상기 슈퍼커패시터를 방전한 후 재충전을 실시하여 상기 실측 전압 센서의 오류 또는 상기 인버터의 오류를 구분하여 진단하는 단계를 포함한다.Meanwhile, a method for controlling a safe failure mode operation of a vehicle using a supercapacitor according to an embodiment of the present invention includes the steps of: a) controlling the generated power in an inverter of a alternator unit, Supplying the super capacitor to a supercapacitor; b) calculating a voltage of the supercapacitor using the current relationship between the inverter, the supercapacitor, and the load side DC-DC converter unit; c) if a difference between a voltage (V_EDLC_calculated value) of the calculated supercapacitor and a supercapacitor voltage (V_EDLC_analysis value) measured by an actual voltage sensor exceeds a reference set value, a failure event is generated in the voltage measurement of the supercapacitor ; And d) discharging the supercapacitor and recharging the supercapacitor in the event of the failure event to diagnose the error of the actual voltage sensor or the error of the inverter.

또한, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 인버터의 작동을 중지하고 상기 DC-DC 컨버터를 작동시켜 상기 슈퍼커패시터에 저장된 에너지를 모두 방전하는 단계; d-2) 상기 슈퍼커패시터의 방전이 완료되면 상기 알터네이터 인버터를 소정의 설정시간 동안 연속발전모드로 운행하여 상기 슈퍼커패시터를 재충전하는 단계; 및 d-3) 상기 재충전이 완료되면 상기 슈퍼커패시터의 방전을 개시하고 상기 DC-DC 컨버터의 작동 시간 카운터를 작동하되, 방전 모드 진입과 동시에 상기 DC-DC 컨버터 입력측에 저전압 경보가 발생되면 상기 인버터의 오류로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. The step d) includes: d-1) stopping the operation of the inverter and operating the DC-DC converter to discharge all the energy stored in the supercapacitor; d-2) when the discharge of the supercapacitor is completed, the alternator inverter is operated in a continuous power generation mode for a predetermined set time to recharge the supercapacitor; And d-3) when the recharging is completed, discharge of the supercapacitor is started and an operation time counter of the DC-DC converter is operated. When a low voltage alarm is generated at the input side of the DC-DC converter upon entering the discharge mode, It may be determined that there is an error of < RTI ID = 0.0 >

또한, 상기 d-1) 단계는, 상기 DC-DC 컨버터의 입력측에 저전압 경보가 발생되면 상기 슈퍼커패시터의 방전이 완료된 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step (d-1) may include determining that the discharge of the supercapacitor is completed when a low voltage alarm is generated on the input side of the DC-DC converter.

또한, 상기 d-2) 단계는, 상기 인버터의 연속발전시간이 상기 설정시간을 초과하면 상기 인버터의 동작을 중지하되, 상기 설정시간은 정상 충전의 경우 상기 DC-DC 컨버터의 입력측에 저전압 경보가 발생되지 않는 충전이 이루어질 수 있는 시간인 것을 특징으로 한다.In the step d-2), when the continuous power generation time of the inverter exceeds the set time, the operation of the inverter is stopped. In the case of normal charging, the low voltage alarm is applied to the input side of the DC- And is a time at which charging that can not occur can be performed.

또한, 상기 d-3) 단계는, 상기 작동 시간 카운터를 작동한 후 일정 시간이 경과한 이후에 상기 저전압 경보가 발생되면 상기 실측 전압 센서의 오류를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.The step d-3) may include diagnosing an error of the actual voltage sensor when the low-voltage alarm is generated after a predetermined time elapses from the activation of the operation time counter.

또한, 상기 실측 전압 센서의 오류의 진단은, 일정 시간 동안 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY) 및 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 각각 계산하는 단계; 및 계산된 상기 인버터 발전 에너지 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지의 차이가 설정된 허용치 이하로 같은 경우, 상기 실측 전압 센서의 고장으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Also, the diagnosis of the error of the actual voltage sensor may include: calculating DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) and inverter generated energy (INV_POWER_ENERGY) for a predetermined time; And determining that the actual voltage sensor is faulty if the calculated difference between the inverter generation energy and the DC-DC converter consumption energy is equal to or less than a set allowable value.

여기서, 상기 인버터 발전 에너지 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지의 차이가 설정 허용치를 초과하는 경우 전압 감지 기능 오류를 표시하는 단계; 및 차량 주행이 가능한 범위에서 최소한의 발전 기능만을 수행하도록 동작을 제한하고 운전자에게 오류를 통보하는 단계를 포함할 수 있다.Displaying a voltage sensing function error if the difference between the inverter generated energy and the DC-DC converter consumed energy exceeds a set allowable value; And limiting operation to perform only a minimum power generation function within a range in which the vehicle can travel, and notifying the driver of the error.

또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 실측 전압 센서의 오류로 판단되면, 시스템 작동 전압 기준을 실측 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)에서 인버터 전압(V_INV)으로 변경하고, 상기 인버터의 발전 모드만 작동하여 토크 보조 기능동작을 금지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.If it is determined that the actual voltage sensor is in error after the step d), the system operating voltage reference is changed from the actual supercapacitor voltage (V_EDLC_measured value) to the inverter voltage (V_INV), and only the power generation mode of the inverter Thereby inhibiting the operation of the torque assist function.

본 발명의 실시 예에 따르면, 슈퍼커패시터를 2차 전지로 사용하는 하이브리드 시스템에서 2차 전지 전압 검출 오류에 의한 시스템 오작동을 방지하고 문제 발생시 운전자가 고장을 인지할 수 있도록 조치함으로써 시스템 안전성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, in a hybrid system using a supercapacitor as a secondary battery, system malfunction due to a secondary battery voltage detection error can be prevented, and a driver can recognize a malfunction in the event of a problem, There is an effect that can be.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 알터네이터부에서 DC-DC 컨버터까지 시스템을 간략하게 나타낸다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링부의 각 계산 모듈이 각계산식에 참조하는 값을 나타낸다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템의 2차 전지 전압 검출 오류 진단에 따른 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.1 schematically shows a configuration of a hybrid system according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a system from an alternator unit to a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 5 show values that each calculation module of the monitoring unit refers to in each calculation formula according to the embodiment of the present invention.
6 to 8 are flowcharts illustrating a control method according to an embodiment of the present invention for diagnosing a secondary battery voltage detection error in a hybrid system.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.

명세서 전체에서, 제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.Throughout the specification, the terms first or second etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are intended to distinguish one element from another, for example, without departing from the scope of the invention in accordance with the concepts of the present invention, the first element may be termed the second element, The second component may also be referred to as a first component.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Now, a hybrid system and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a configuration of a hybrid system according to an embodiment of the present invention.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템()은 알터네이터부(Alternator)(110), 슈퍼커패시터(120), DC-DC 컨버터(130), 배터리부(140), 모니터링부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.1, a hybrid system according to an embodiment of the present invention includes an alternator 110, a supercapacitor 120, a DC-DC converter 130, a battery unit 140, Unit 150 and a control unit 160. [0031]

알터네이터부(Alternator, 110)는 차량의 구동력으로 전력을 생산하고, 생산되는 전력을 인버터(111)를 통해 슈퍼커패시터(120)에 공급한다. The alternator 110 generates electric power by the driving force of the vehicle and supplies the produced electric power to the supercapacitor 120 through the inverter 111. [

슈퍼커패시터(120)는 직류단에 연결되어 알터네이터부(110)에서 인가되는 전력을 저장하는 에너지저장장치이며, 저장된 에너지를 DC-DC 컨버터(130)를 통해 부하측으로 방전한다.The supercapacitor 120 is an energy storage device connected to the DC terminal and storing the electric power applied from the alternator unit 110, and discharges the stored energy to the load side through the DC-DC converter 130.

DC-DC 컨버터(130)는 일측 단자는 알터네이터부(110)의 인버터(111)에 전기적으로 연결되어 고전압이 걸리고, 타측 단자는 배터리(140)와 전기적으로 연결되어 저전압이 형성된다.One terminal of the DC-DC converter 130 is electrically connected to the inverter 111 of the alternator unit 110 to receive a high voltage and the other terminal is electrically connected to the battery 140 to form a low voltage.

DC-DC 컨버터(130)은 슈퍼커패시터(120)에서 방전된 에너지를 배터리(140)를 충전하기에 적절한 직류 전압으로 변환하여 배터리를 충전한다.The DC-DC converter 130 converts the energy discharged from the supercapacitor 120 into a DC voltage suitable for charging the battery 140 to charge the battery.

배터리(140)는 DC-DC 컨버터(130)로부터 상기 직류 전력을 받아 충전되는 전장용 배터리이다.The battery 140 is an electric battery for receiving the DC power from the DC-DC converter 130 and being charged.

이러한 구성을 종합할 때 알터네이터부(110)는 엔진 시동, 감속 중 에너지 회생, 가속 구간에서 토크 보조 기능을 수행한다. 이 때, 감속 중 회생된 에너지는 2차 전지인 슈퍼커패시터(120)에 저장된다. 그리고, 슈퍼커패시터(120)에 저장된 에너지는 DC-DC 컨버터(130)를 통해 변환되어 배터리(140)를 충전하거나 12V 전원으로 차량에 공급된다.In order to synthesize such a configuration, the alternator unit 110 performs an energy recovery during engine startup, deceleration, and a torque assist function in an acceleration period. At this time, the energy regenerated during deceleration is stored in the supercapacitor 120, which is a secondary battery. The energy stored in the supercapacitor 120 is converted through the DC-DC converter 130 and charged to the battery 140 or supplied to the vehicle by the 12V power supply.

모니터링부(150)는 슈퍼커패시터를 적용한 하이브리드 시스템(100)의 2차 전지 전압을 모니터링하는 기능을 수행 하며, 이를 위한 구성으로 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈(151), 컨버터 소모 에너지 계산 모듈(152) 및 인버터 발전 에너지 계산 모듈(153)을 포함한다.The monitoring unit 150 monitors the secondary battery voltage of the hybrid system 100 to which the supercapacitor is applied. The monitoring unit 150 includes a supercapacitor voltage calculation module 151, a converter consumption energy calculation module 152, And an inverter power generation energy calculation module 153.

한편, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 알터네이터부에서 DC-DC 컨버터까지 시스템을 간략하게 나타낸다.Meanwhile, FIG. 2 schematically shows a system from an alternator unit to a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.

그리고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링부의 각 계산 모듈이 각계산식에 참조하는 값을 나타낸다.3 to 5 show values to be referred to each calculation formula by each calculation module of the monitoring unit according to the embodiment of the present invention.

첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른, 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈(151)은 상기 도 2의 하이브리드 주요 구성 부품 사이에 전류 관계 이용하여 키르히 호프 법칙을 적용하면 슈퍼커패시터의 전압을 계산할 수 있다.2 and 3, a supercapacitor voltage calculation module 151 according to an embodiment of the present invention applies a Kirchhoff's law using the current relation between the main components of the hybrid of FIG. 2, Can be calculated.

즉, 인버터 측정 전류(I), 인버터 측정 전압(V_INV), 케이블 내부저항(R_CABLE), 슈퍼커패시터 내부저항(R_EDLC)에 기초한 아래의 수학식 1을 이용하여 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)을 산출할 수 있다.That is, supercapacitor voltage V_EDLC can be calculated using the following equation (1) based on inverter measured current I, inverter measured voltage V_INV, cable internal resistance R_CABLE, and supercapacitor internal resistance R_EDLC have.

다음, 첨부된 도 4를 참조하면, 컨버터 소모 에너지 계산 모듈(152)은 DC-DC 컨버터 출력 전압(V_OUT_DC), DC-DC 컨버터 출력 전류(I_OUT_DC) 및 DC-DC 컨버터 작동 시간(TIME_DC)에 기초한 아래의 수학식 2를 이용하여 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)를 산출할 수 있다.4, the converter consumption energy calculation module 152 calculates the converter consumption energy based on the DC-DC converter output voltage V_OUT_DC, the DC-DC converter output current I_OUT_DC and the DC-DC converter operation time TIME_DC DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) can be calculated using Equation 2 below.

다음, 첨부된 도 5를 참조하면, 인버터 발전 에너지 계산 모듈(153)은 인버터 발전 용량(POWER_INV), 인버터 발전시간(TIME_INV)에 기초한 아래의 수학식 3을 이용하여 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 산출할 수 있다. 5, the inverter generation energy calculation module 153 calculates the inverter generation energy INV_POWER_ENERGY using the following equation (3) based on the inverter generation capacity (POWER_INV) and the inverter generation time (TIME_INV) can do.

한편, 제어부(160)는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템(100)의 전반적인 동작을 위한 상기 각부의 동작을 제어한다. Meanwhile, the controller 160 controls the operations of the respective units for the overall operation of the hybrid system 100 according to the embodiment of the present invention.

제어부(160)는 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈(151)에서 계산된 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)과 실제 전압 센서에서 측정한 값의 차이가 기준 설정치를 초과하면 2차 전지, 즉 슈퍼커패시터(120)의 전압 측정에 오류가 발생된 것으로 판단하고 이를 표시 및 운전자에게 통보할 수 있다.The control unit 160 controls the voltage of the secondary battery, that is, the voltage of the supercapacitor 120, if the difference between the supercapacitor voltage V_EDLC calculated by the supercapacitor voltage calculation module 151 and the value measured by the actual voltage sensor exceeds a reference setting value. It can be determined that an error has occurred in the measurement, and it can be displayed and notified to the driver.

예컨대, 제어부(160)는 오류발생정보를 차량의 디스플레이를 통해 표시하거나, 도면에서는 생략되었으나 이동통신 기능을 가지는 텔레메틱스 단말(Telematics unit)을 통해 차량 상태를 통합 관리하는 서버로 전송하여 운전자의 개인 단말기로 통보할 수 있다. For example, the controller 160 may display the error occurrence information on the display of the vehicle or transmit the error occurrence information to a server that is integrated in the vehicle state through a telematics unit (not shown in the drawing) and has a mobile communication function, .

또한, 제어부(160)는 상기 2차 전지 전압 측정의 이상 발생시 문재 발생 부위(원인)를 진단하기 위하여 슈퍼커패시터(120)를 방전한 후 재충전을 실시함으로써 전압 센서의 오류 또는 인버터(111)의 오류를 구분한다. In addition, the controller 160 discharges the super capacitor 120 to diagnose a door material generating part (cause) when an abnormality occurs in the measurement of the secondary battery voltage, and then performs recharging to thereby detect a voltage sensor error or an error of the inverter 111 .

이러한 제어부(160)의 특징들은 후술되는 하이브리드 시스템(100)의 전압 검출 장치의 고장 진단 및 그 고장 모드 운전 제어 방법을 통해 자세히 설명한다.The characteristics of the controller 160 will be described in detail through the failure diagnosis of the voltage detecting device of the hybrid system 100 and the failure mode operation control method described below.

한편, 다음의 도 6 내지 도 8을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템(100)가 슈퍼커패시터(120)의 전압 검출 장치의 고장을 진단하고 그에 따른 안전한 고장 모드 운전을 제어하는 방법을 설명한다.6 to 8, a hybrid system 100 according to an embodiment of the present invention diagnoses a failure of the voltage detection device of the supercapacitor 120 and controls a safe failure mode operation according to the diagnosis do.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템의 2차 전지 전압 검출 오류 진단에 따른 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.6 to 8 are flowcharts illustrating a control method according to an embodiment of the present invention for diagnosing a secondary battery voltage detection error in a hybrid system.

먼저, 첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 시스템(100)은 차량의 엔진 시동 후 엔진의 난기가 완료되고(S11; 예), 운행 중 감속 구간에 접어들어(S12; 예), 알터네이터부(110)의 인버터(111)에서 회생발전이 이루어지면(S13; 예), 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)을 계산한다(S14).6, the hybrid system 100 according to the embodiment of the present invention is configured such that the engine is warmed up after starting the engine of the vehicle (S11; Yes), enters into the deceleration section during operation (S12; If the inverter 111 of the alternator unit 110 generates regenerative power (S13; YES), the supercapacitor voltage V_EDLC is calculated (S14).

이 때, 상기 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)은 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈(151)에서 상기 수학식 1을 통해 계산된다.At this time, the supercapacitor voltage V_EDLC is calculated by the supercapacitor voltage calculation module 151 using Equation (1).

하이브리드 시스템(100)은 시스템 안전을 위한 모니터링 기능으로, 상기 계산된 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_계산치)과 실제 전압 센서에서 측정된 값(V_EDLC_실측치)의 차이가 미리 설정된 기준 설정치를 초과하면 2차전지 전압 측정에 고장 이벤트(Event) 징후가 발생된 것으로 판단한다(S15; 예). 단, 상기한 S11 단계의 판단에서 '아니오'인 경우 그전 엔진 시동 단계로 가고, 각 S12, S13, S15 단계의 판단에서 '아니오'인 경우 상기 S11 단계로 돌아갈 수 있다.The hybrid system 100 is a monitoring function for system safety. When the difference between the calculated supercapacitor voltage (V_EDLC_calculated value) and the actual voltage sensor measured value (V_EDLC_analysis value) exceeds a predetermined reference set value, It is determined that a fault event has occurred in the battery voltage measurement (S15; YES). However, if the determination in step S11 is 'No', the process proceeds to the previous engine start step. If NO in step S12, steps S13 and S15, the process may return to step S11.

하이브리드 시스템(100)은 2차전지 전압 측정의 고장 이벤트 발생 징후 포착에 따른 고장 발생 부위를 특정하기 위하여 슈퍼커패시터(120)를 방전시킨 후 재충전을 실시하여 알터네이터 인버터(111)의 오류 또는 전압 측정 센서의 오류를 구분하는 아래의 절차를 수행한다.The hybrid system 100 discharges the super capacitor 120 and recharges it in order to specify a fault occurrence site due to the detection of the occurrence event of the failure event in the secondary battery voltage measurement, Follow the procedure below to distinguish between errors.

하이브리드 시스템(100)은 먼저 슈퍼커패시터(120)를 방전시키기 위하여 알터네이터 인버터(111)의 작동을 중지하고, DC-DC 컨버터(130)를 작동시켜 슈퍼커패시터(120)에 저장된 에너지를 방전시킨다(S16). The hybrid system 100 first suspends the operation of the alternator inverter 111 to discharge the supercapacitor 120 and operates the DC-DC converter 130 to discharge the energy stored in the supercapacitor 120 (S16 ).

하이브리드 시스템(100)은 DC-DC 컨버터(130)의 입력측에 저전압 경보가 발생되면 슈퍼커패시터(120)의 방전이 완료된 것으로 판단하고(S17; 예), 상기 방전은 상기 DC-DC 컨버터(130) 입력측의 저전압 경보 발생시까지 계속된다(S17; 아니오).The hybrid system 100 determines that the discharge of the supercapacitor 120 is completed when a low voltage alarm is generated on the input side of the DC-DC converter 130 (S17; Yes) And continues until a low voltage alarm on the input side occurs (S17;

이어서, 첨부된 도 7을 참조하면, 하이브리드 시스템(100)은 슈퍼커패시터(120)의 방전이 완료에 따른 DC-DC 컨버터(130) 작동을 중지하고, 알터네이터 인버터(111)를 소정의 설정시간 동안 연속발전모드로 운행하여 슈퍼커패시터(120)를 재충전한다(S19). 여기서, 상기 설정시간은 슈퍼커패시터(120)에 정상적인 충전이 이루어질 경우 DC-DC 컨버터(130)의 입력측에 저전압 경보가 발생되지 않는 만큼의 충분한 충전이 이루어질 수 있는 시간이다.7, the hybrid system 100 stops the operation of the DC-DC converter 130 upon completion of the discharge of the supercapacitor 120, and stops the alternator inverter 111 for a predetermined time period And operates in the continuous power generation mode to recharge the supercapacitor 120 (S19). Here, the set time is a time that allows sufficient charging of the input side of the DC-DC converter 130 so that a low-voltage alarm is not generated when the super capacitor 120 is normally charged.

하이브리드 시스템(100)은 알터네이터 인버터(111)의 연속발전시간이 상기 설정시간을 초과하면(S20; 예), 알터네이터 인버터(111)의 동작을 중지하고 DC-DC 컨버터(130)를 동작시켜서 슈퍼커패시터(120)를 방전시킨다(S21).The hybrid system 100 stops the operation of the alternator inverter 111 and operates the DC-DC converter 130 to stop the operation of the alternator inverter 111 when the continuous generation time of the alternator inverter 111 exceeds the set time (S21).

하이브리드 시스템(100)은 DC-DC 컨버터(130) 작동 시간 카운터를 작동하되(S22), 슈퍼커패시터(120)의 방전 모드 진입과 동시에 DC-DC 컨버터(130) 입력측에 저전압 경보가 발생되면(S23 and S24; 예), 알터네이터 인버터(111)의 고장으로 판단 및 이를 표시한다(S25). 즉, 이는 알터네이터 인버터(111)의 문제로 슈퍼커패시터(120)에 에너지가 정상적으로 충전되지 못한 경우이므로 즉시 배터리 방전 경고등을 점등하고 운전자에게 시스템 결함을 통보할 수 있다(S26).The hybrid system 100 operates the DC-DC converter 130 operation time counter (S22). When a low voltage alarm is generated on the input side of the DC-DC converter 130 at the same time when the supercapacitor 120 enters the discharge mode and S24; Yes), it is determined that there is a failure of the alternator inverter 111 and it is displayed (S25). That is, this is a case where the energy is not normally charged to the supercapacitor 120 due to the problem of the alternator inverter 111, so the battery discharge warning lamp is immediately turned on and the driver can be notified of the system fault (S26).

한편, 상기 S24 단계에서, 슈퍼커패시터(120)의 방전 모드에 진입하여 일정한 시간이 경과된 이후에 DC-DC 컨버터(130) 입력측에 저전압 경보가 발생된 경우(S24; 아니오), 전압 측정 센서의 오류를 진단하는 아래의 절차를 수행한다.If a low voltage alarm is generated at the input side of the DC-DC converter 130 (S24: NO) after a predetermined time has elapsed after entering the discharge mode of the supercapacitor 120 in step S24, Perform the following procedure to diagnose the error.

한편, 첨부된 도 8을 참조하면, 하이브리드 시스템(100)은 컨버터 소모 에너지 계산 모듈(152)을 통해 상기 수학식 2를 이용한 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)를 계산한다(S27).8, the hybrid system 100 calculates the DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) using Equation 2 through the converter consumption energy calculation module 152 (S27).

그리고, 인버터 발전 에너지 계산 모듈(153)을 통해 상기 수학식 3을 이용한 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 계산한다(S28).Then, the inverter generated energy (INV_POWER_ENERGY) using Equation (3) is calculated through the inverter generated energy calculation module 153 (S28).

하이브리드 시스템(100)은 계산된 상기 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY) 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)의 차이가 설정 허용치 이하로, 서로 같은 경우(S29; 아니오), 슈퍼커패시터(120)의 실측 전압 센서의 고장으로 판단하여 이를 표시한다(S30).The hybrid system 100 determines that the difference between the calculated inverter generation energy INV_POWER_ENERGY and the DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) is equal to or less than the set allowable value (S29: NO) It is determined that the actual voltage sensor of the battery 120 is malfunctioning and is displayed (S30).

그리고, 하이브리드 시스템(100)은 시스템 작동 전압 기준을 실측 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)에서 인버터 전압(V_INV)으로 변경하고(S31), 인버터(111)의 발전 모드만 작동하여 토크 보조 기능동작을 금지시킨다(S31).Then, the hybrid system 100 changes the system operation voltage reference from the actual supercapacitor voltage V_EDLC to the inverter voltage V_INV (S31), and operates only the power generation mode of the inverter 111 to inhibit the operation of the torque assist function (S31).

반면, 상기 S29 단계에서, 하이브리드 시스템(100)은 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY) 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)의 차이가 설정되 허용치를 초과하는 경우(S219; 예), 하이브리드 시스템 전압 감지 기능 오류를 표시한다(S33).On the other hand, if the difference between the inverter generated energy INV_POWER_ENERGY and the DC-DC converter consumed energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) exceeds the allowable value (S219; YES) , The hybrid system voltage sensing function error is displayed (S33).

그리고, 하이브리드 시스템(100)은 상기 고장 이벤트 발생 징후 포착에 따른 전압 측정 오류 부위를 특정할 수 없으므로 차량 주행이 가능한 범위에서 최소한의 발전 기능만을 수행하도록 동작을 제한하고 운전자에게 문제 사실을 통보할 수 있다(S34).Since the hybrid system 100 can not specify a voltage measurement error part due to the detection of the failure event occurrence signal, the hybrid system 100 restricts the operation so that only the minimum power generation function is performed in a range where the vehicle can travel, (S34).

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 슈퍼커패시터를 2차 전지로 사용하는 하이브리드 시스템에서의 2차 전지 전압 검출 오류에 의한 시스템 오작동을 방지하고 문제 발생시 운전자가 고장을 인지할 수 있도록 조치함으로써 시스템 안전성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent a system malfunction due to a secondary battery voltage detection error in a hybrid system using a supercapacitor as a secondary battery, Can be improved.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

100: 하이브리드 시스템 110: 알터네이터부
111: 인버터 120: 슈퍼커패시터(EDLC)
130: DC-DC 컨버터 140: 배터리
150: 모니터링부 151: 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈
152: 컨버터 소모 에너지 계산 모듈 153: 인버터 발전 에너지 계산 모듈
160: 제어부100: Hybrid system 110: Alternator unit
111: inverter 120: supercapacitor (EDLC)
130: DC-DC converter 140: Battery
150: monitoring part 151: supercapacitor voltage calculation module
152: converter consumption energy calculation module 153: inverter generation energy calculation module
160:

Claims

차량의 구동력으로 전력을 생산하고 상기 전력을 인버터를 통해출력하는 알터네이터부(Alternator);
상기 인버터로부터 공급되는 전력을 저장하고 저장된 에너지를 부하측으로 방전하는 슈퍼커패시터;
상기 슈퍼커패시터에서 방전되는 상기 에너지를 배터리 충전을 위한 직류 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터부;
상기 슈퍼커패시터의 전압 측정 상태를 감시하고 상기 인버터 및 상기 슈퍼커패시터 사이의 전류관계를 이용하여 상기 슈퍼커패시터의 전압을 계산하는 모니터링부; 및
상기 계산된 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)과 실측 전압 센서에서 측정한 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)의 차이가 기준 설정치를 초과하면, 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정에 고장 이벤트가 발생된 것으로 판단하여 운전자에게 경고하는 제어부를 포함하는 시스템.An alternator for generating electric power by driving force of the vehicle and outputting the electric power through an inverter;
A supercapacitor for storing power supplied from the inverter and discharging the stored energy to a load side;
A DC-DC converter unit for converting the energy discharged from the supercapacitor into a DC voltage for charging the battery;
A monitoring unit monitoring a voltage measurement state of the supercapacitor and calculating a voltage of the supercapacitor using a current relationship between the inverter and the supercapacitor; And
If the difference between the calculated voltage (V_EDLC_calculated value) of the supercapacitor and the supercapacitor voltage (V_EDLC_analysis value) measured by the actual voltage sensor exceeds the reference set value, it is determined that a failure event has occurred in the voltage measurement of the supercapacitor To alert the driver.

제 1 항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)을 산출하는 슈퍼커패시터 전압 계산 모듈;
상기 DC-DC 컨버터부의 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)를 산출하는 컨버터 소모 에너지 계산 모듈; 및
상기 알터네이터부의 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 산출하는 인버터 발전 에너지 계산 모듈을 포함하는 시스템.The method according to claim 1,
The monitoring unit,
A supercapacitor voltage calculation module for calculating a voltage (V_EDLC_calculated value) of the supercapacitor;
A converter consumption energy calculation module for calculating a consumed energy (DC-DC_sumen_ENERGY) of the DC-DC converter section; And
And an inverter generation energy calculation module for calculating an inverter generation energy (INV_POWER_ENERGY) of the alternator unit.

제 2 항에 있어서,
슈퍼커패시터 전압 계산 모듈은,
인버터 측정 전류(I), 인버터 측정 전압(V_INV), 케이블 내부저항(R_CABLE), 슈퍼커패시터 내부저항(R_EDLC)에 기초한 다음의 수학식 1

을 이용하여 상기 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC)을 산출하는 시스템.3. The method of claim 2,
The super-capacitor voltage calculation module,
(1) based on inverter measured current (I), inverter measured voltage (V_INV), cable internal resistance (R_CABLE), and supercapacitor internal resistance (R_EDLC)

To calculate the supercapacitor voltage (V_EDLC).

제 2 항에 있어서,
상기 컨버터 소모 에너지 계산 모듈은,
DC-DC 컨버터 출력 전압(V_OUT_DC), DC-DC 컨버터 출력 전류(I_OUT_DC) 및 DC-DC 컨버터 작동 시간(TIME_DC)에 기초한 다음의 수학식 2

을 이용하여 상기 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY)를 산출하는 시스템.3. The method of claim 2,
The converter consumption energy calculation module calculates,
Based on the DC-DC converter output voltage V_OUT_DC, the DC-DC converter output current I_OUT_DC, and the DC-DC converter operation time TIME_DC,

To calculate the DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY).

제 2 항에 있어서,
상기 인버터 발전 에너지 계산 모듈은,
인버터 발전 용량(POWER_INV) 및 인버터 발전시간(TIME_INV)에 기초한 다음의 수학식 3

을 이용하여 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 산출하는 시스템.3. The method of claim 2,
The inverter power generation energy calculation module includes:
(3) based on the inverter generation capacity (POWER_INV) and the inverter generation time (TIME_INV)

(INV_POWER_ENERGY) by using the inverter power generation energy (INV_POWER_ENERGY).

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 슈퍼커패시터를 방전한 후 재충전을 실시하여 실측 전압 센서의 오류 또는 상기 인버터의 오류를 구분하여 진단하는 것을 특징으로 하는 시스템.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein,
Wherein the super capacitor is recharged after discharging the super capacitor to distinguish the error of the actual voltage sensor or the error of the inverter.

제 6 항에 있어서,
상기 제어부는,
일정 시간 동안 재충전된 상기 슈퍼커패시터의 방전 모드 진입과 동시에 상기 DC-DC 컨버터 입력측에 저전압 경보가 발생되면, 상기 인버터의 고장으로 판단하고 이를 표시하는 것을 특징으로 하는 시스템.The method according to claim 6,
Wherein,
Wherein when the low-voltage alarm is generated at the input side of the DC-DC converter at the same time when the discharge mode of the super capacitor recharges for a predetermined period of time, the controller determines that the inverter is faulty and displays it.

제 7 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 일정 시간 동안 재충전된 상기 슈퍼커패시터의 일정 시간 방전 후 계산된 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY) 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY) 값이 같으면 상기 슈퍼커패시터의 실측 전압 센서의 고장으로 판단하고 이를 표시하는 것을 특징으로 하는 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein,
If the values of the inverter generation energy (INV_POWER_ENERGY) and the DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) calculated after a predetermined time of discharge of the supercapacitor recharged for the predetermined time are equal to each other, And displays it.

슈퍼커패시터를 사용하는 하이브리드 시스템이 차량의 안전한 고장 모드 운전을 제어하는 방법에 있어서,
a) 차량의 구동력으로 전력을 생산하는 알터네이터부의 인버터에서 상기 생산된 전력을 상기 슈퍼커패시터로 공급하는 단계;
b) 상기 인버터 및 상기 슈퍼커패시터 사이의 전류관계를 이용하여 상기 슈퍼커패시터의 전압을 계산하는 단계;
c) 상기 계산된 슈퍼커패시터의 전압(V_EDLC_계산치)과 실측 전압 센서에서 측정된 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)의 차이가 기준 설정치를 초과하면, 상기 슈퍼커패시터의 전압 측정에 고장 이벤트가 발생된 것으로 판단하는 단계; 및
d) 상기 고장 이벤트 발생 시 상기 슈퍼커패시터를 방전한 후 재충전을 실시하여 상기 실측 전압 센서의 오류 또는 상기 인버터의 오류를 구분하여 진단하는 단계를 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.A method for controlling a safe mode of operation of a vehicle in a hybrid system using a supercapacitor,
a) supplying the generated power to the supercapacitor in an inverter of an alternator unit that generates power by driving force of the vehicle;
b) calculating a voltage of the supercapacitor using an electric current relationship between the inverter and the supercapacitor;
c) if a difference between a voltage (V_EDLC_calculated value) of the calculated supercapacitor and a supercapacitor voltage (V_EDLC_analysis value) measured by an actual voltage sensor exceeds a reference set value, a failure event is generated in the voltage measurement of the supercapacitor ; And
d) discharging the supercapacitor and recharging the supercapacitor in the event of the failure event to distinguish the error of the actual voltage sensor or the error of the inverter.

제 9 항에 있어서,
상기 d) 단계는,
d-1) 상기 인버터의 작동을 중지하고 상기 DC-DC 컨버터를 작동시켜 상기 슈퍼커패시터에 저장된 에너지를 모두 방전하는 단계;
d-2) 상기 슈퍼커패시터의 방전이 완료되면 상기 알터네이터 인버터를 소정의 설정시간 동안 연속발전모드로 운행하여 상기 슈퍼커패시터를 재충전하는 단계; 및
d-3) 상기 재충전이 완료되면 상기 슈퍼커패시터의 방전을 개시하고 상기 DC-DC 컨버터의 작동 시간 카운터를 작동하되, 방전 모드 진입과 동시에 상기 DC-DC 컨버터 입력측에 저전압 경보가 발생되면 상기 인버터의 오류로 판단하는 단계를 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.10. The method of claim 9,
The step d)
d-1) stopping the operation of the inverter and operating the DC-DC converter to discharge all energy stored in the supercapacitor;
d-2) when the discharge of the supercapacitor is completed, the alternator inverter is operated in a continuous power generation mode for a predetermined set time to recharge the supercapacitor; And
d-3) when the recharging is completed, the discharge of the supercapacitor is started and the operation time counter of the DC-DC converter is operated. When a low voltage alarm is generated at the input side of the DC-DC converter upon entering the discharge mode, And determining that the error is an error.

제 10 항에 있어서,
상기 d-1) 단계는,
상기 DC-DC 컨버터의 입력측에 저전압 경보가 발생되면 상기 슈퍼커패시터의 방전이 완료된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.11. The method of claim 10,
The step (d-1)
And determining that the discharge of the supercapacitor is completed when a low voltage alarm is generated on the input side of the DC-DC converter.

제 10 항에 있어서,
상기 d-2) 단계는,
상기 인버터의 연속발전시간이 상기 설정시간을 초과하면 상기 인버터의 동작을 중지하되, 상기 설정시간은 정상 충전의 경우 상기 DC-DC 컨버터의 입력측에 저전압 경보가 발생되지 않는 충전이 이루어질 수 있는 시간인 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템 제어 방법.11. The method of claim 10,
The step (d-2)
Wherein the inverter stops operation of the inverter when the continuous generation time of the inverter exceeds the set time, and the set time is a time during which charging can be performed without generating a low-voltage alarm at the input side of the DC- Wherein the hybrid system control method comprises the steps of:

제 10 항에 있어서,
상기 d-3) 단계는,
상기 작동 시간 카운터를 작동한 후 일정 시간이 경과한 이후에 상기 저전압 경보가 발생되면 상기 실측 전압 센서의 오류를 진단하는 단계를 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.11. The method of claim 10,
The step (d-3)
And diagnosing an error of the actual voltage sensor when the low voltage alarm occurs after a predetermined time elapses after operating the operation time counter.

제 9 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 실측 전압 센서의 오류의 진단은,
일정 시간 동안 DC-DC 컨버터 소모 에너지(DC-DC_소모_ENERGY) 및 인버터 발전 에너지(INV_POWER_ENERGY)를 각각 계산하는 단계; 및
계산된 상기 인버터 발전 에너지 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지의 차이가 설정된 허용치 이하로 같은 경우, 상기 실측 전압 센서의 고장으로 판단하는 단계를 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.The method according to claim 9 or 13,
In the diagnosis of the error of the actual voltage sensor,
Calculating DC-DC converter consumption energy (DC-DC_ consumed_ENERGY) and inverter generated energy (INV_POWER_ENERGY) for a predetermined time; And
And determining that the actual voltage sensor is faulty if the calculated difference between the inverter generation energy and the DC-DC converter consumption energy is equal to or less than the set allowable value.

제 14 항에 있어서,
상기 인버터 발전 에너지 및 DC-DC 컨버터 소모 에너지의 차이가 설정 허용치를 초과하는 경우 전압 감지 기능 오류를 표시하는 단계; 및
차량 주행이 가능한 범위에서 최소한의 발전 기능만을 수행하도록 동작을 제한하고 운전자에게 오류를 통보하는 단계를 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.15. The method of claim 14,
Displaying a voltage sensing function error if the difference between the inverter generated energy and the DC-DC converter consumed energy exceeds a set allowable value; And
Limiting operation to perform only a minimum power generation function within a range in which the vehicle can travel, and notifying a driver of an error.

제 9 항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
상기 실측 전압 센서의 오류로 판단되면, 시스템 작동 전압 기준을 실측 슈퍼커패시터 전압(V_EDLC_실측치)에서 인버터 전압(V_INV)으로 변경하고, 상기 인버터의 발전 모드만 작동하여 토크 보조 기능동작을 금지시키는 단계를 더 포함하는 하이브리드 시스템 제어 방법.

10. The method of claim 9,
After the step d)
Changing the system operating voltage reference from the actual supercapacitor voltage (V_EDLC_act measured value) to the inverter voltage (V_INV), and operating only the power generation mode of the inverter to inhibit the operation of the torque assist function The hybrid system control method further comprising: