KR20130003978A - 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법 - Google Patents
하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130003978A KR20130003978A KR1020110065665A KR20110065665A KR20130003978A KR 20130003978 A KR20130003978 A KR 20130003978A KR 1020110065665 A KR1020110065665 A KR 1020110065665A KR 20110065665 A KR20110065665 A KR 20110065665A KR 20130003978 A KR20130003978 A KR 20130003978A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- ldc
- battery
- converter
- auxiliary battery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/52—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W50/04—Monitoring the functioning of the control system
- B60W2050/041—Built in Test Equipment [BITE]
- B60W2050/043—Testing equipment at KEY-ON
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/24—Energy storage means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/92—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
본 발명은 하이브리드 차량의 시동 초기에 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 낮추어 메인 배터리의 출력이 전적으로 시동에 관계하도록 하고, 이 상태에서 하이브리드 차량의 시동이 정상적으로 이루어지지 않은 경우 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 강제로 상승시키는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 구동력을 발생시키는 모터; 직류 전압이 저장되어 있는 메인 배터리;
상기 메인 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 바꾸어 상기 모터에 공급하는 인버터; 시동 시 차량의 전장 부품에 직류 전압을 공급하도록 된 보조 배터리; 시동 시 상기 보조 배터리의 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하여 상기 전장 부품에 공급하고, 메인 배터리의 직류 전압을 공급 받으며, 상기 메인 배터리의 직류 전압을 변환하여 상기 보조 배터리 또는 상기 전장 부품에 공급하는 저전압 직류 컨버터(Low-voltage DC Converter; LDC); 그리고 상기 인버터와 상기 LDC의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하며, 상기 제어기는 키 온(key on) 시동시 상기 LDC가 상기 보조 배터리의 직류 전압과 동일한 전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 개시된다.
차량의 구동력을 발생시키는 모터; 직류 전압이 저장되어 있는 메인 배터리;
상기 메인 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 바꾸어 상기 모터에 공급하는 인버터; 시동 시 차량의 전장 부품에 직류 전압을 공급하도록 된 보조 배터리; 시동 시 상기 보조 배터리의 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하여 상기 전장 부품에 공급하고, 메인 배터리의 직류 전압을 공급 받으며, 상기 메인 배터리의 직류 전압을 변환하여 상기 보조 배터리 또는 상기 전장 부품에 공급하는 저전압 직류 컨버터(Low-voltage DC Converter; LDC); 그리고 상기 인버터와 상기 LDC의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하며, 상기 제어기는 키 온(key on) 시동시 상기 LDC가 상기 보조 배터리의 직류 전압과 동일한 전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 개시된다.
Description
본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 시동 초기에 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 낮추어 메인 배터리의 출력이 전적으로 시동에 관계하도록 하고, 이 상태에서 하이브리드 차량의 시동이 정상적으로 이루어지지 않은 경우 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 강제로 상승시키는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 에너지 고갈과 환경 오염 문제로 하이브리드 자동차와 전기 자동차와 같은 친환경 자동차가 주목 받고 있다. 상기 친환경 자동차는 배터리의 전기를 이용하여 구동 동력을 발생시키는 모터를 포함한다.
하이브리드 차량, 특히 플러그인 하이브리드 차량은, 일반 가솔린 또는 디젤 차량과는 달리, 보조 배터리의 전원을 공급하고 충전시키며 전장 부품에 전원을 공급하는 알터네이터(alternator)를 구비하지 않는다. 알터네이터가 없는 대신, 하이브리드 차량을 구동하기 위해 존재하는 메인 모터가 주행 중 감속하면서 에너지를 충전하거나, 아이들 충전(idle charge)하면서 공급되는 전원을 저전압 직류 컨버터(Low-voltage DC Converter; LDC)를 통하여 차량의 전장 부품에 공급하게 된다. 따라서, 하이브리드 차량에서 LDC를 제어하는 방법에 따라서 차량의 거동에 큰 영향을 미치게 된다.
종래에 LDC를 제어하는 방법에는 차량 가속시에 LDC 출력 전압을 낮추어 소모되는 동력을 최대한 출력으로 보내거나, 차량 감속시에 회생 제동 에너지를 최대한 충전하여 둔 후 LDC를 통해 공급하도록 함으로써 연비 향상과 동력 성능을 개선하는 것들이었다. 그러나, 냉간 시동시에 필요한 동력을 확보하기 위하여 LDC를 제어하는 방법은 아직 알려진 것이 없다.
하이브리드 차량, 특히 플러그인 하이브리드 차량은 메인 배터리와 함께 보조 배터리를 구비하고 있다. 보조 배터리는 키 온(KEY ON) 시동 시 차량 전반의 제어 상태를 확인하고 메인 배터리 릴레이를 작동시키는 데 필요한 동력을 제공한다. 이와 같이 보조 배터리가 메인 배터리의 릴레이를 작동시키면 메인 배터리는 차량을 시동시키고 전장 부품을 가동하기 필요한 동력을 출력한다. 또한 보조 배터리가 계속적으로 작동하기 위하여는 LDC를 통하여 일정한 전압이 계속 보조 배터리에 공급되어 보조 배터리가 충전되어야 한다. 이와 같이 보조 배터리의 충전 전압 역시 메인 배터리가 주로 공급하였다.
한편, 냉간 시동(cold starting)시에는 메인 배터리 내부의 셀 온도가 너무 낮아(예를 들어, -30℃~20℃) 내부 저항의 증가로 메인 배터리의 효율이 낮기 때문에 시동을 걸기 위하여 필요한 시동 동력이 부족한 현상이 있었다. 이 때에도, 메인 배터리는 전장 부품에 필요한 동력을 공급하고 보조 배터리를 충전시키기 위한 동력을 공급하므로 메인 배터리의 출력 부족 현상이 더욱 심화되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 차량의 시동 시에 메인 배터리의 출력을 모터를 구동시키는데 전적으로 사용되도록 하여 냉간 시동성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시동 시 메인 배터리의 출력을 모터의 구동에 전적으로 사용하는 상태에서 일정 시간 동안 차량의 시동이 정상적으로 이루어지지 않는 경우, 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 강제로 상승시켜 보조 배터리의 방전을 방지하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치는 차량의 구동력을 발생시키는 모터; 직류 전압이 저장되어 있는 메인 배터리; 상기 메인 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 바꾸어 상기 모터에 공급하는 인버터; 시동 시 차량의 전장 부품에 직류 전압을 공급하도록 된 보조 배터리; 시동 시 상기 보조 배터리의 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하여 상기 전장 부품에 공급하고, 상기 인버터로부터 메인 배터리의 직류 전압을 공급 받으며, 상기 메인 배터리의 직류 전압을 변환하여 상기 보조 배터리 또는 상기 전장 부품에 공급하는 저전압 직류 컨버터(Low-voltage DC Converter; LDC); 그리고 상기 인버터와 상기 LDC의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하며, 상기 제어기는 키 온(key on) 시동시 일정 시간 내에 시동이 되지 않으면 상기 LDC의 출력 전압을 강제로 설정 전압으로 상승시킬 수 있다.
상기 제어기는 키 온 시동시 상기 일정 시간 동안 또는 시동이 완료될 때까지 LDC가 상기 보조 배터리의 직류 전압과 동일한 전압을 출력하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법은 시동 키가 온(ON) 상태이면, LDC 출력 전압을 보조 배터리의 전압과 동일하도록 유지하는 단계; 시동이 완료되었는지 확인하는 단계; 그리고 일정 시간 동안 시동이 완료되지 않았으면, LDC 전압을 상기 보조 배터리의 직류 전압보다 높은 설정 전압으로 강제로 상승시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 일정 시간 내에 시동이 완료되었으면, LDC 전압을 상기 설정 전압으로 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 차량의 시동 시에 메인 배터리의 출력을 모터를 구동시키는데 전적으로 사용되도록 함으로써 메인 배터리의 효율이 낮은 냉간 시에 시동성을 향상시킬 수 있다.
또한, 시동 시 일정 시간 동안 시동이 걸리지 않아 보조 배터리의 방전의 염려가 있는 경우, 메인 배터리의 전압을 이용하여 LDC 출력 전압을 상승시킴으로써 보조 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
따라서, 보조 배터리의 내구성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량이 정상적으로 시동되는 경우의 동력 흐름을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량이 시동 지연될 때의 동력 흐름을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량이 정상적으로 시동되는 경우의 동력 흐름을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량이 시동 지연될 때의 동력 흐름을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치는 메인 배터리(10), 보조 배터리(20), 인버터(30), LDC(Low-voltage DC Converter)(40), 모터(50), 그리고 전장 부품(automotive application components)(60)을 포함한다.
메인 배터리(10)는 상기 모터(50)의 구동을 통한 차량을 구동시키기 위한 직류 전압이 저장되어 있다. 상기 메인 배터리(10)에는 고전압(예를 들어, 300V)이 저장되어 있으며, 이러한 고전압을 인버터(30)를 통해 모터(50)에 공급한다. 또한, 회생 제동 시 등의 특정 운전 영역에서는 모터(50)에서 발생된 전압에 의하여 메인 배터리(10)가 충전될 수도 있다. 플러그인 하이브리드 차량의 경우, 상기 메인 배터리(10)는 커넥터 등을 통하여 외부의 상용 전원에 연결되어 충전에 필요한 전압을 공급 받을 수 있다. 더 나아가, 메인 배터리(10)는 상기 전장 부품(60)에 전압을 공급하도록 되어 있으며, 상기 보조 배터리(20)에 전압을 공급하여 보조 배터리(20)의 전압을 일정하게 유지하도록(즉, 방전이 되지 않도록) 보조 배터리(20)를 충전시키도록 되어 있다.
보조 배터리(20)는 키 온(KEY ON) 시동 시 차량 전반의 제어 상태를 확인하기 위하여 차량에 장착된 센서들에 전압을 공급한다. 또한, 보조 배터리(20)는 시동 시 메인 배터리 릴레이를 작동시키는 데 필요한 동력을 제공하고, 전장 부품(60)을 작동시키기 위한 동력을 제공한다. 시동 시 전장 부품(60)을 작동시키기 위한 동력을 보조 배터리(20)가 공급하도록 함으로써 메인 배터리(10)의 출력이 시동에 전적으로 사용되도록 한다.
인버터(30)는 메인 배터리(10)의 직류 전압을 교류 전압으로 전환하고, 상기 교류 전압을 모터(50)에 인가하여 차량을 구동시킨다. 통상적으로 인버터(30)는 메인 배터리(10)의 직류 전압을 3상 교류 전압(3-phase AC voltage)으로 전환하여 이를 모터(50)에 인가한다.
여기에서는 모터(50)로서 교류 모터가 사용되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 모터(50)로서 직류 모터가 사용될 수 있으며, 이 경우 인버터(30)는 직류 전압을 직류 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 따라서, 본 명세서와 청구항에서 상기 인버터(30)는 DC-DC 컨버터를 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다.
LDC(40)는 시동 시 보조 배터리(20)의 전압을 받아 전장 부품(40)에 필요한 전압으로 변환하고, 변환된 전압을 상기 전장 부품(40)에 공급한다. 또한, 차량의 시동이 완료되거나 차량의 시동이 비정상적으로 지연되는 경우에는 메인 배터리(10)로부터 전압을 인가 받아 보조 배터리(20)를 충전하고 전장 부품(60)에 전압을 공급하도록 되어 있다.
모터(50)는 상기 인버터(30)를 통하여 변환된 전압을 받아 구동한다. 회생 제등 등과 같은 운전 영역에서는 모터(50)에서 발생된 동력을 상기 인버터(30)를 통해 메인 배터리(10)에 전달함으로써 메인 배터리(10)를 충전시킬 수 있다.
전장 부품(60)은 차량에 탑재된 모든 전기 전력 부품을 의미한다. 상기 전장 부품(60)은 상기 LDC(40)에 전기적으로 연결되어 작동에 필요한 전압을 공급 받는다.
제어기(70)는 상기 인버터(30) 및 상기 LDC(40)에 작동적으로 결합되어 상기 인버터(30) 및 상기 LDC(40)의 작동을 제어한다. 통상적으로 상기 제어기(70)는 인버터(30) 및 LDC(40)를 제어하기 위하여 PWM 신호를 인버터(30) 및 LDC(40)에 가하나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량이 정상적으로 시동되는 경우의 동력 흐름을 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 컨버터의 제어 장치가 적용된 하이브리드 차량이 시동 지연될 때의 동력 흐름을 도시한 개략도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이 차량이 정상적으로 시동될 때에는, 키 온 시동시 보조 배터리(20)의 전압은 메인 배터리(10)를 인버터(30)에 연결하는 메인 배터리 릴레이(도시하지 않음)에 인가되어 메인 배터리 릴레이를 작동시키고, 이에 따라 메인 배터리(10)의 전압은 인버터(30)를 통하여 모터(50)에 전달되어 크랭킹 동작을 개시하도록 한다. 또한, 보조 배터리(20)의 전압은 차량의 각종 전장 부품(60)에 인가되어 전장 부품(60)을 작동시킨다. 이러한 목적을 위하여, 차량이 정상적으로 시동될 때에는, 도 5에 도시된 바와 같이 시동이 완료될 때까지 LDC(40)는 보조 배터리(20)의 전압과 거의 동일한 전압(V1)을 출력하도록 제어된다. 이 경우, 보조 배터리(20)의 전압은 LDC(40)를 통하여 전장 부품(60)을 작동시키게 되고, 메인 배터리(10)의 전압은 차량을 시동시키는데 전적으로 사용된다. 그 후, 차량의 시동이 완료되면, LDC(40)는 메인 배터리(10)의 전압을 인가 받아 그 출력 전압을 보조 배터리(20)의 전압(V1)보다 높은 설정된 전압(V2)으로 유지한다. 이에 따라, 메인 배터리(10)의 전압이 전장 부품(60)에 공급되어 전장 부품(60)을 작동시키고, 보조 배터리(20)에 공급되어 보조 배터리(20)를 충전시킨다.
이와는 달리, 도 3에 도시된 바와 같이 차량의 시동이 지연될 때에는, 본 발명의 실시예에 따르면 메인 배터리(10)의 전압은 인버터(30)를 통해 모터(50)에 공급되어 크랭킹 동작을 개시하도록 하고, 메인 배터리(10)의 전압 중 일부는 LDC(40)에 공급되어 LDC(40)의 출력 전압을 강제적으로 상승시킨다. 이에 따라, LDC(40)에 공급된 메인 배터리(10)의 전압에 의하여 전장 부품(60)이 작동하고, 보조 배터리(20)가 충전되게 된다. 즉, 차량이 정상적으로 시동되지 않을 때에는, 도 5에 도시된 바와 같이 일정 시간(T)동안 LDC(40)는 보조 배터리(20)의 전압과 동일한 전압(V1)을 출력하도록 제어된다. 이 경우, 보조 배터리(20)의 전압은 LDC(40)를 통하여 전장 부품(60)을 작동시키게 된다. 이 상태에서 일정 시간(T)이 넘을 때까지 보조 배터리(20)의 전압으로 전장 부품(60)을 가동시키면 보조 배터리(20)가 방전되거나 보조 배터리(20)의 내구성이 악화될 수 있다. 따라서, 제어기(70)는 LDC(40)를 제어하여 LDC(40)의 출력 전압을 설정된 전압(V2)으로 강제로 상승시킨다. 이에 따라, 메인 배터리(10)의 전압이 전장 부품(60)에 공급되어 전장 부품(60)을 작동시키고, 보조 배터리(20)에 공급되어 보조 배터리(20)를 충전시킨다. 따라서, 보조 배터리(20)의 방전 또는 내구성 악화를 방지할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예의 작동을 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법은 시동 키가 온(ON) 되었는지를 확인(S100)함으로써 시작된다. 즉, S100 단계에서 시동 키가 온(ON) 되면, 제어기(70)가 동작을 시작하며 시동 키가 온(ON) 되지 않았으면, 제어기(70)는 동작하지 않는다.
S100 단계에서 시동키가 온 되었으면, 제어기(70)는 LDC 출력 전압이 보조 배터리의 전압(V1)과 동일하게 되도록 LDC(40)를 제어한다(S110). 통상적으로 보조 배터리의 전압(V1)은 12.1V~12.4V이나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제어기(70)는 인버터(30)를 제어하여 메인 배터리(10)의 출력이 모터(50)를 구동시키도록 한다.
그 후, 제어기(70)는 차량의 시동이 완료되었는지 판단한다(S120).
상기 S120 단계에서 차량의 시동이 완료되었으면, 제어기(70)는 LDC(40)를 제어하여 LDC(40)의 출력 전압을 설정 전압(V2)으로 상승시킨다(S160). 상기 설정 전압(V2)은 보조 배터리의 전압(V1)보다 높다. 이에 따라 LDC(40)의 출력 전압이 보조 배터리(20)에 공급되어 보조 배터리(20)가 충전될 수 있다. 또한, LDC(40)의 출력 전압은 전장 부품(60)에 인가되어 전장 부품(60)을 안정적으로 가동시킬 수 있다. 상기 설정 전압(V2)은 통상적으로 13.8V~14.1V이나 이에 한정되지는 않는다.
그 후, 제어기(70)는 차량 내 운전석 근처에 위치하는 클러스터(도시하지 않음)의 시스템 레디등을 켜서(S170) 운전자가 차량을 운행할 수 있음을 알려 준다.
만일 상기 S120 단계에서 차량의 시동이 완료되지 않았으면, 제어기(70)는 키 온 후 일정 시간(T1)이 경과하였는지를 판단한다(S130).
상기 S130 단계에서 키 온 후 일정 시간(T1)이 경과하지 않았다면, 제어기(70)는 상기 S110 단계로 돌아가 LDC 출력 전압을 보조 배터리의 전압(V1)과 동일하게 유지한다.
만일 상기 S130 단계에서 일정 시간이 경과하였으면, 보조 배터리(20)의 방전 또는 내구성이 악화될 수 있으므로 제어기(70)는 LDC(40)를 제어하여 LDC(40)의 출력 전압을 설정 전압(V2)으로 상승시킨다(S140). 이에 따라 LDC(40)의 출력 전압이 보조 배터리(20)에 공급되어 보조 배터리(20)가 충전될 수 있다. 또한, LDC(40)의 출력 전압은 전장 부품(60)에 인가되어 전장 부품(60)을 안정적으로 가동시킬 수 있다. 본 명세서에서는 S140 단계에서의 출력 전압과 S160 단계에서의 출력 전압이 동일한 것으로 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 명세서에서는 S140 단계에서의 출력 전압과 S160 단계에서의 출력 전압이 다를 수 있다. 다만, S140 단계에서의 출력 전압과 S160 단계에서의 출력 전압은 모두 보조 배터리의 전압(V1)보다는 높아야 한다(보조 배터리(20)의 충전을 위하여).
그 후, 제어기(70)는 차량의 시동이 완료되었는지 판단한다(S150). S150 단계에서 차량의 시동이 완료되지 않았으면, 제어기(70)는 S140 단계로 돌아가 LDC 전압을 설정 전압(V2)으로 유지한다. S150 단계에서 차량의 시동이 완료되었으면, 제어기(70)는 S170 단계로 진행하여 시스템 레디등을 켠다.
앞에서 언급한 바와 같이, 차량의 시동 시에 메인 배터리(10)의 출력을 모터(50)를 구동시키는데 전적으로 사용되도록 하여 냉간 시동성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 상태에서 시동 지연이 발생하여 보조 배터리(20)가 방전되거나 내구성이 악화될 수 있는 경우에는, 메인 배터리(10)의 전압을 사용하여 보조 배터리(20)의 충전 및 전장 부품(60)을 가동시킨다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
Claims (5)
- 차량의 구동력을 발생시키는 모터;
직류 전압이 저장되어 있는 메인 배터리;
상기 메인 배터리의 직류 전압을 교류 전압으로 바꾸어 상기 모터에 공급하는 인버터;
시동 시 차량의 전장 부품에 직류 전압을 공급하도록 된 보조 배터리;
시동 시 상기 보조 배터리의 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하여 상기 전장 부품에 공급하고, 메인 배터리의 직류 전압을 공급 받으며, 상기 메인 배터리의 직류 전압을 변환하여 상기 보조 배터리 또는 상기 전장 부품에 공급하는 저전압 직류 컨버터(Low-voltage DC Converter; LDC); 그리고
상기 인버터와 상기 LDC의 작동을 제어하는 제어기;
를 포함하며,
상기 제어기는 키 온(key on) 시동시 상기 LDC가 상기 보조 배터리의 직류 전압과 동일한 전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 키 온 시동시 일정 시간 내에 시동이 되지 않으면 상기 LDC의 출력 전압을 강제로 설정 전압으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 시동이 완료되면 상기 LDC의 출력 전압을 설정 전압으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치. - 시동 키가 온(ON) 상태이면, LDC 출력 전압을 보조 배터리의 전압과 동일하도록 유지하는 단계;
시동이 완료되었는지 확인하는 단계; 그리고
일정 시간 동안 시동이 완료되지 않았으면, LDC 전압을 상기 보조 배터리의 직류 전압보다 높은 설정 전압으로 강제로 상승시키는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법. - 제4항에 있어서,
상기 일정 시간 내에 시동이 완료되었으면, LDC 전압을 상기 설정 전압으로 상승시키는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110065665A KR101703571B1 (ko) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110065665A KR101703571B1 (ko) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130003978A true KR20130003978A (ko) | 2013-01-09 |
KR101703571B1 KR101703571B1 (ko) | 2017-02-08 |
Family
ID=47836022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110065665A KR101703571B1 (ko) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101703571B1 (ko) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101500119B1 (ko) * | 2013-08-09 | 2015-03-06 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 저전압 직류변환장치 제어 방법 |
US9379568B2 (en) | 2013-10-29 | 2016-06-28 | Hyundai Motor Company | Method and apparatus for controlling charge of a low-voltage battery |
KR20180115109A (ko) * | 2017-04-12 | 2018-10-22 | 현대자동차주식회사 | 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법 |
KR20200068389A (ko) * | 2018-12-05 | 2020-06-15 | 현대자동차주식회사 | 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법 |
KR20200072220A (ko) * | 2018-12-12 | 2020-06-22 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 시스템 및 방법 |
CN113733948A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 现代自动车株式会社 | 控制混合动力车辆的低压直流-直流转换器的***和方法 |
US11312255B2 (en) | 2020-05-13 | 2022-04-26 | Hyundai Motor Company | System and method of controlling low voltage DC-DC converter of hybrid vehicle |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004263619A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用電源制御装置 |
JP2011116330A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Hyundai Motor Co Ltd | ハイブリッド車両用12v補助バッテリーの充電電圧の制御方法 |
-
2011
- 2011-07-01 KR KR1020110065665A patent/KR101703571B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004263619A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用電源制御装置 |
JP2011116330A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Hyundai Motor Co Ltd | ハイブリッド車両用12v補助バッテリーの充電電圧の制御方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101500119B1 (ko) * | 2013-08-09 | 2015-03-06 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 저전압 직류변환장치 제어 방법 |
US8996219B2 (en) | 2013-08-09 | 2015-03-31 | Hyundai Motor Company | System and method for controlling low-voltage DC/DC converter (LDC) of hybrid electric vehicle |
US9379568B2 (en) | 2013-10-29 | 2016-06-28 | Hyundai Motor Company | Method and apparatus for controlling charge of a low-voltage battery |
KR20180115109A (ko) * | 2017-04-12 | 2018-10-22 | 현대자동차주식회사 | 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법 |
KR20200068389A (ko) * | 2018-12-05 | 2020-06-15 | 현대자동차주식회사 | 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법 |
KR20200072220A (ko) * | 2018-12-12 | 2020-06-22 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 시스템 및 방법 |
US11312255B2 (en) | 2020-05-13 | 2022-04-26 | Hyundai Motor Company | System and method of controlling low voltage DC-DC converter of hybrid vehicle |
CN113733948A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-03 | 现代自动车株式会社 | 控制混合动力车辆的低压直流-直流转换器的***和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101703571B1 (ko) | 2017-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101039679B1 (ko) | 마일드 하이브리드 시스템 및 그 제어 방법 | |
KR101703571B1 (ko) | 하이브리드 차량의 시동 시 저전압 직류 컨버터의 제어 장치 및 방법 | |
US8186466B2 (en) | Vehicular electrical system and control method therefor | |
CN105452645B (zh) | 具有用作内燃机启动器的空调压缩机的机动车 | |
CN102088197B (zh) | 用于控制混合动力车用12v辅助电池的充电电压的方法 | |
US9327609B2 (en) | Controller for hybrid vehicle | |
KR100867825B1 (ko) | 연료전지 하이브리드 전기차량의 비상시동제어방법 | |
KR100774649B1 (ko) | 차량의 아이들링 정지 시스템 | |
KR100993654B1 (ko) | 연료전지 차량의 제어 방법 | |
CN105291870A (zh) | 电源控制装置和电源控制方法 | |
JP2011116330A (ja) | ハイブリッド車両用12v補助バッテリーの充電電圧の制御方法 | |
KR20080035262A (ko) | 스타터와 isg를 구비한 차량의 엔진 시동 방법 | |
JP2012125137A (ja) | 電気自動車の高電圧システム | |
KR20150018110A (ko) | 하이브리드 차량의 저전압 직류변환장치 제어 방법 | |
KR101807129B1 (ko) | 친환경 차량의 배터리 통합 시스템 및 그 제어 방법 | |
CN114389323A (zh) | 用于降低停车车辆的总功耗的方法 | |
KR20170017106A (ko) | 하이브리드 자동차의 시동장치 및 시동방법 | |
JP2011055581A (ja) | 駆動システムおよび自動車 | |
KR101786128B1 (ko) | 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치 | |
KR101154297B1 (ko) | 하이브리드 차량용 12v 보조배터리의 충전 전압 제어 방법 | |
KR101854017B1 (ko) | 마일드 하이브리드 차량의 모터 발전기 전원 공급 장치 및 이의 제어 방법 | |
JP2019161779A (ja) | 車両の電力制御装置 | |
KR20160055634A (ko) | 저전압 직류변환장치의 제어방법 | |
CN114312738A (zh) | 冷启动控制方法、装置、介质、整车控制器及*** | |
KR20170012794A (ko) | 직류 링크 커패시터의 초기 충전을 위한 컨버터 제어 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |