KR20140134649A - 자동차의 작동을 절약하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

자동차의 작동을 절약하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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조엘르 몰롱
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르노 에스.아.에스.
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

전기 소비 요소들을 위한 전력 공급 네트워크(68), 배터리(6), 엔진(5), 및 배터리(6)와 전력 공급 네트워크(63, 68)로 전기 에너지를 공급하도록 엔진(5)에 연결된 발전기(2, 22)를 포함하는 자동차에서, 작동 절약 장치는, 배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 엔진(5)의 아이들링 스피드를 상승시키는 전자적 처리 수단(4)을 포함한다.

Description

자동차의 작동을 절약하기 위한 방법 및 장치{Method and device for saving the operation of a vehicle}
본 발명은 자동차, 특히 모터 자동차의 작동 시에 배터리 분리의 충격을 저감시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차의 전기 소비 요소들을 위한 전력 공급 네트워크에 의해 요구되는 전류를 배터리가 더 이상 공급할 수 없는 때에도 자동차가 작동하게끔 함에 있어서의 어려움을 해결하기 위한 많은 해결안들이 연구되어 왔다.
일부 공지된 해결안, 예를 들어 문헌 EP 1958851 에 개시된 해결안에서는 백업(backup) 배터리를 이용함에 의존한다. 그러나, 제2의 배터리는 자동차의 하중과 비용을 증가시킨다는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 전술된 종래 기술의 단점을 해결하는 자동차의 작동을 절약하기 위한 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기 소비 요소(electrical consumer)들을 위한 전력 공급 네트워크(power supply network), 배터리, 엔진, 및 배터리와 전력 공급 네트워크에 전기 에너지를 공급하도록 엔진에 연결된 발전기를 포함하는 자동차의 작동을 절약하기 위한 방법을 제공하는바, 상기 방법은 배터리가 전력 공급 네트워크로부터 분리된 때에 엔진의 아이들링 스피드(idling speed)를 상승시키는 절약 단계(saving step)를 포함함을 특징으로 한다.
특히 상기 자동차의 작동 보존 방법은, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류의 절대값이 미리 정해진 문턱값(threshold) 미만인 때의 배터리 분리상태 신호 단계(battery disconnected signalling step)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 자동차의 작동 보존 방법은, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류의 절대값이 미리 정해진 기간 동안 미리 정해진 문턱값 미만인지를 체크하는 필터링 단계(filtering step)를 포함한다.
유리하게는, 상기 자동차의 작동 보존 방법은, 배터리가 전력 공급 네트워크로부터 분리된 때에, 본질적으로 종료될 때까지 전력을 공급받을 필요가 있는 제1 기능의 개시(triggering)를 방지하는 불능화 단계(disabling step)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 기능이 엔진 스톱-앤-스타트 기능이다.
또한 바람직하게는, 상기 자동차의 작동 보존 방법은, 배터리가 전력 공급 네트워크로부터 분리된 때에, 전기 소비 요소의 요구에 응답하여 발전기의 응답성(responsiveness)을 증가시키는 강화 단계(reinforcing step)를 포함한다.
또한, 본 발명에 의하여, 전기 소비 요소들을 위한 전력 공급 네트워크, 배터리, 엔진, 및 배터리와 전력 공급 네트워크에 전기 에너지를 공급하도록 엔진에 연결된 발전기를 포함하는 자동차의 작동을 보존하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는, 배터리가 전력 공급 네트워크로부터 분리된 때에 엔진의 아이들링 스피드를 상승시키는 전자적 처리 수단(electronic processing means)을 포함함을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 자동차의 작동 보존 장치는, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류의 부존재시 배터리가 분리되었음을 검출할 수 있도록 배터리 단자에 연결된 전류의 센서를 포함한다.
유리하게는, 상기 전자적 처리 수단이, 상기 배터리가 전력 공급 네트워크로부터 분리된 때에 엔진의 스톱-앤-스타트 기능의 개시를 방지하도록 구성된다.
또한 유리하게는, 상기 발전기는, 배터리가 전력 공급 네트워크로부터 분리된 때에 전기 소비 요소의 요구에 응답하여 발전기의 응답성을 증가시키도록 제어될 수 있다.
본 발명은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하는 본 발명에 따른 장치의 예시적인 실시예에 관한 아래의 설명에 의하여 보다 잘 이해될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 장치의 개략도이고;
도 2 및 3 에는 본 발명에 따른 방법의 단계들이 도시되어 있고;
도 4 는 본 발명에 따른 다른 장치의 개략도이고;
도 5 에는 본 발명에 따른 방법의 다른 단계들이 도시되어 있고;
도 6 에는 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 배터리 분리상태 검출 단계들이 도시되어 있고;
도 7 에는 정상 작동의 타이밍 다이어그램(timing diagram)과 배터리 고장의 경우에 있어서의 작동의 타이밍 다이어그램이 도시되어 있다.
도 1 에는 자동차, 특히 모터 자동차의 구성요소들이 도시되어 있는바, 여기에는 배터리(6), 엔진(5), 전기 에너지를 공급하기 위하여 엔진(5)에 연결되어 있는 발전기(2)가 포함된다.
상기 발전기(2)는, 널리 알려져 있는 바와 같이, 예를 들어 교류발전기일 수 있는바, 상기 교류발전기는 여기 권선(excitation winding)과 전기자 권선(armature winding)을 포함하며, 전기자 권선은 여기 권선과 엔진(5)의 회전 스피드에 의해 자기장이 생성됨에 따라서 전기 에너지를 공급한다.
보통의 경우, 상기 발전기(2)는 한편으로는 전력용 전기 전도체(power electrical conductor; 62)에 의하여 배터리(6)의 제1 단자(67)에 연결되고, 다른 한편으로는 전력용 전기 전도체(21)에 의하여 자동차의 접지부에 연결된다. 보통의 경우, 배터리(6)의 제2 단자(61)는 전력용 전기 전도체(63)에 의하여 자동차의 접지부에 연결된다. 이와 같은 방식으로, 상기 발전기(2)에 의하여 공급되는 전기 에너지가 배터리(6)를 재충전시키는데에 이용될 수 있게 된다.
상기 엔진(5)의 회전 스피드를 제어하기 위해서, 상기 엔진(5)에는 하나 이상의 제어용 전기 전도체(control electrical conductor; 45)에 의하여 전자적 처리 수단(4)이 연결된다. 열 방식(heat-type)의 엔진(5)을 위하여는, 상기 전자적 수단(4)이, 예를 들어 엔진의 점화를 구동하는 엔진 제어 유닛(Engine Control Unit; ECU)을 포함한다. 상기 전자적 처리 수단(4)은 전기 접지부와 함께 배터리의 단자(67)에 연결된 전도체(64)에 의해 전력을 공급받는데, 상기 전기 접지부는 도시되어 있지 않지만 잘 알려진 방식대로 배터리96)의 단자(61)에 연결된다.
상기 전자적 처리 수단(4)과 발전기(2)의 여기 권선은 자동차의 전기 소비 요소들을 구성한다.
잘 알려진 바와 같이, 자동차는 수많은 다른 소비 요소들을 포함하는데, 여기에는 예를 들어 파워 스티어링 칼럼(power steering column), 전면창 와이퍼 장비(windscreen wiping equipment), 조명 및 신호 장비, 열(heat) 엔진 시동장치가 포함될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 상기 시동장치는 전기 기계의 가역성(reversibility)이 이용되는가의 여부에 따라서 발전기(2)와 별도의 구성요소이거나 또는 그와 동일한 구성요소를 이룰 수 있다는 점에 유의한다.
전기 소비 요소들(미도시)을 위한 전력 공급 네트워크는, 단자(61)를 자동차의 접지부에 연결시키는 전기 전도체(63)에, 그리고 보통 배터리의 단자(67)를 발전기(2)에 연결시키는 전기 전도체(62)에 연결된, 하나 이상의 전력용 전기 전도체(68)들을 포함한다.
한편으로는 전기 전도체(63), 그리고 다른 한편으로는 전기 전도체들(62, 64, 68)의 세트가 단자(61) 및 단자(67)에 개별적으로 연결되어 있으며, 그 연결은 상기 단자에 클램핑되는 구성요소에 의해 이루어진다. 상기 단자들(61, 67) 중 어느 하나에서의 상기 구성요소를 풀면 배터리가 분리되는 결과로 되며, 이로써 자동차의 작동에 위해를 가하는 두 가지 효과를 초래한다. 발전기(2)로부터 분리된 배터리(6)는 더 이상 재충전될 수 없고, 상기 배터리(6)로부터 분리된 전기 소비 요소들은 더 이상 그 배터리에 의해 전력을 공급받을 수 없게 된다.
상기 전기 소비 요소들에 전력을 공급하는 배터리(6)의 고장 시의 단점을 해결하기 위하여, 상기 전자적 처리 수단(4)을 다음과 같이 구성함으로써, 엔진(5)이 여전히 회전하고 있다는 점이 활용될 수 있다.
상기 전자적 처리 수단(4)은, 단일의 컴퓨터에 중앙집중화된 방식 또는 자동차의 다수의 컴퓨터들 및 전자 회로들에 분포된 방식으로, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 지시들을 포함하는 프로그램을 포함하는바, 이에 대해서는 도 2 를 참조하여 다음과 같이 설명한다.
자동차, 특히 전자적 처리 수단(4)의 스위치-온(switching on)에 의하여 상기 방법이 대기 단계(standby step; 200)에 있게 된다. 배터리가 정상적으로 연결되어 있는 한, 상기 방법은 어떤 특별한 작용을 취하지 않은 채 단계(200)에서 머무른다.
배터리 분리 상태를 나타내는 신호에 의하여 천이(transition; 201)가 가동되는바, 이에 의하여 단계(202)가 활성화된다.
배터리 분리 상태를 나타내는 신호는, 예를 들어 발전기(2)의 단자들에서의 전압 파동(voltage ripple) 측정에 의하는 등, 해당 기술분야에서의 통상적 기술에 의해 다양한 방식으로 얻어질 수 있다.
그러나, 배터리에서 흐르는 전류를 체크하는 방법이 선호된다.
이 경우, 장치(1)는 도 2 의 방법을 구현하도록 구성된 전자적 처리 수단(4)과 전류 센서(3)를 포함한다. 상기 전류 센서(3)는, 배터리 내에서 흐르는 전류(I)를 측정하기 위하여, 배터리(6)의 단자(61) 또는 단자(67) 중 어느 하나와 직렬로 연결된다. 발명자들에 의해 수행된 수많은 시험들에 따르면, 배터리 내에 흐르는 전류의 부존재는 배터리의 분리를 나타낸다. 도 1 에서, 전류 센서는 단자(61)에 바로 인접하여 전기 전도체(63)에 직렬로 연결되는데, 왜냐하면 접지부에 대한 연결은 일반적으로 전도체들(62, 64, 67)에 의한 전기 소비 요소들을 위한 전력 공급 네트워크에의 연결보다 간단하기 때문이다. 그러나, 센서(3)를 단자(67)에 연결하여도, 센서(3)가 단자(61)에 연결된 경우과 같이 동일한 전류(I)가 측정된다는 것이 이해될 것이다.
측정 전도체(34)는 전류 센서(3)를 전자적 처리 수단(4)에 연결시킨다.
이 경우, 상기 전자적 처리 수단(4)도, 단일의 컴퓨터에 중앙집중화된 방식 또는 자동차의 다수의 컴퓨터들 및 전자 회로들에 분포된 방식으로, 아래에서 도 6 을 참조로 하여 설명될 방법의 단계들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 지시들을 포함한다.
자동차, 특히 상기 전자적 처리 수단(4)의 스위치-온에 의하여, 상기 방법이 대기 단계(100)에 있게 된다. 배터리가 정상적으로 연결되어 있는 한, 상기 방법은 단계(100)에 머무르는데, 여기에서 센서(3)로부터 측정된 전류(I)는 지속적으로 채취되어서 그 절대값(modulus)이 문턱값(ε)과 비교된다.
상기 전류의 절대값이 문턱값(ε) 미만인 때에는 전류가 0 인 것으로 고려된다. 상기 절대값을 기초로 하여 수행되는 비교에 의하여, 배터리의 방전에 대응하는 양의 값과 배터리의 재충전에 대응하는 음의 값 사이의 전류 편차를 해소함이 가능하게 된다. 상기 배터리가 연결되어 있는 상태에서, 상기 전류의 절대값은 종종 문턱값(ε)보다 높을 수 있는 노이즈에 의해 방해받곤 한다. 상기 문턱값(ε)은, 불량한 검출과 올바른 검출 민감도 간의 적절한 타협을 얻도록, 테스트들에 의해 실험적으로 결정된다. 또한, 상기 문턱값(ε)은, 센서(6)의 정밀도(resolution) 및 정확도를 감안하여 미리 결정되는데, 상기 정밀도 및 정확도의 의미는 통상적으로 사용되는 의미와 같다. 이를 통하여 달성하고자 하는 목적은 전류의 실질적으로 0이 아닌 값과 실질적으로 0인 값을 구별할 수 있도록 하여서, 측정 오류가 대표적인 공차 범위(representative tolerance range) 내에 있도록 하기 위함이다. 상기 전류의 측정은 실제 값으로서 평가될 수도 있는바, 즉 LIN(Local Interconnect Network) 유형의 링크(34)를 통하는 디지털 형태의 것이거나 또는 차폐 케이블(shielded cable)을 통하는 아날로그 형태의 것일 수 있다.
순전히 예시적이고 비제한적인 예로서, 음의 최소값과 양의 최대값 사이에서 변화하는 전류를 옮겨 기록(retranscribe)하기 위하여 0V와 5V 사이에서 변화하고 0 의 전류값은 2.5V의 중간 전압 값으로 옮겨 기록되는 아날로그 전압 값에 있어서, 50　mV 에 위치된 ε 값은 전체 범위의 -1% 와 +1% 사이에서 0 의 범위에 해당된다. ε 값은, 원하지 않는 개시(triggering)을 피하기 위해 요망되는 둔감화(desensitization)의 정도에 따라서, 시도 및 오류 (trial and error) 방식에 의해 확장되어 -5% 와 +5% 사이의 값의 범위로 얻어질 수 있다.
전류가 0 이라는 것이 검출되면 천이(101)가 가능하게 되어, 단계(102)가 활성화된다.
단계(102)는 자동차에 있어서 특히 유용한데, 이 경우에는 배터리를 통해 흐르는 전류(I)의 제로 횡단(zero crossing)이 일어남과 동시에, 배터리가 연결되어 있을 때에는 언제나 그 횡단이 문턱값(ε)보다 낮은 노이즈가 있는 채로 측정된다. 이것은 배터리 분리 검출의 오류를 유발할 수 있다. 배터리 분리가 실제로 발생함은 물론, 그 분리의 검출이 오류가 아님을 확실히 하기 위하여, 배터리 내의 전류 부존재에 해당되는 배터리 분리 검출을 확인하기 위한 보충적 단계(102)가 수립된다.
만일 전류 부존재의 검출이 명확한 분리만으로 국한되어야 한다면, 미리 정해진 기간(P) 동안의 시간 지연을 개시함이 바람직할 것이다.
후자의 경우에는 단계(102)에서 시간 변수(T)가 0 로 설정되어, 상기 변수(T)가 P 를 초과하여 상기 시간 지연의 만료를 나타내는 때에 천이(103)가 가능하게 된다.
천이(103)가 가능하게 됨으로써, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류(I)의 절대값이 미리 정해진 문턱값(ε) 미만임에 해당하는 배터리 분리상태 신호 단계(104)가 활성화된다.
ε보다 큰 절대값을 갖는 전류가 검출된다는 것은 단계(102)에서 전류의 일시적인 제로 횡단을 나타내는 것이며, 이것은 배터리(6)의 진정한 분리를 의미하지 않는다. 이와 같은 검출은 천이(105)가 가능하도록 하는바, 상기 방법이 대기 단계(100)로 되돌아 가게 한다.
기간(P)은, 원하지 않는 검출과 우수한 검출 민감도 사이에서의 우수한 절충이 얻어지도록 시도 및 오류 방식에 의하여 미리 정해지는바, 자동차 구조마다 상이할 수 있다. 배터리가 충전 단계와 방전 단계 간으로 변경될 때에는 전류가 통상적으로 0을 통과한다. 상기 전류는, 반드시 배터리 분리가 있지 않더라도, 발전기(2)로부터의 전하가 소비 요소들로 공급되는 전류와 균형을 맞출 때에 소정의 시간 동안 0에 가깝게 유지될 수 있다. 순전히 예시적이고 비제한적인 방식으로 그 크기를 제시하자면, 발명자들은 P 값이 3초인 경우에 만족스러운 결과를 도출한다는 점을 알게 되었다.
따라서, 배터리 단자(61 또는 62)에 연결된 상기 전류(I)의 센서(3)는 배터리 내에서 흐르는 전류의 부존재를 측정하기 위해 이용되는바, 이로써 배터리(6)가 분리되었는지를 검출함이 가능하게 된다.
다시 도 2 를 참조하면, 단계(202)에서는 엔진(5)의 아이들링 스피드를 상승시킨다.
일반적으로 분당 회전수(RPM)으로 표현되는 엔진의 아이들링 스피드는 엔진의 최소 회전 스피드 설정점을 포함한다는 점이 상기될 것인바, 엔진이 정지하지 않고 악셀레이터에의 첫 가압시 자동차가 다시 움직일 수 있도록 엔진의 회전을 유지하기 위하여는 엔진의 스피드가 그보다 아래로 되어서는 안된다. 이를 위하여, 열 엔진(열 기관)(heat engine)은 알려진 바와 같이 회전 센서(미도시)를 포함하고, 상기 전자적 처리 수단(4)의 컴퓨터 ECU 가 엔진의 분사 및 점화를 구동하여, 접촉이 단절되어 있지 않는한, 엔진이 상기 설정점 아래로 떨어지지 않게 된다.
상기 아이들링 스피드는, 연료를 과도하게 소비하지 않도록 하고 또한 독성 가스를 대기 중으로 너무 많이 배출하지 않도록 하기 위해서, 엔진 손실을 보상하도록 가급적 정밀하게 결정되는 것이 통상적이다.
모터(motor; 5)의 아이들링 스피드는, 모터의 높은 스피드보다 교란(disturbances)에 대하여 덜 강건하고 덜 안정적일 수 있다. 다른 한편으로, 아이들링 스피드에서는, 발전기(2)에 의하여 공급될 수 있는 최대 전력이 전기를 가장 많이 소비하는 전기 소비 요소들에 전력을 공급하기에 충분하지 않을 수 있다. 이 경우에는, 배터리(6)가 필요한 전류를 공급한다.
배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 아이들링 스피드에 있는 엔진(5)의 회전 스피드가 자동적으로 상승되도록 함으로써, 엔진(5)의 토크, 즉 엔진(5)에 의하여 발전기(2)로 전달될 수 있는 동력과 회전 스피드 모두를 증가시킬 수 있게 된다. 교란에 대한 엔진의 안정성(stability), 즉 강건성(sturdiness)이 향상될 수 있다. 또한, 상기 발전기(2)는, 전기 전도체(68)에 연결된 전기 전도체(62)와 접지부에 연결된 전기 전도체(21)에 의하여, 전기 소비 요소들에 의해 소요되는 전력을 공급할 더 많은 능력을 갖게 된다.
스피드가 상승되어 정해지는 새로운 아이들링 설정점은, 계열 생산(series production)에 있어서의 설계 및 출시전 테스트 단계(design and pre-launch test phase)에서 각 자동차 유형마다 결정된다. 엔진 아이들링 스피드에서 자동차의 전기 소비 요소들에 의하여 잠재적으로 요구되는 전력 에너지 예상안(power energy budget)에 의하면, 발전기(2)로부터 얻어질 수 있는 전력을 계산함이 가능하게 된다. 이 경우, 상기 발전기 회전 스피드의 함수로서의 토크 및/또는 전력의 특정 곡선들에 의해서, 엔진(5)이 회전해야 하는 최소 회전 스피드를 결정함이 가능하게 된다. 시험들에 의하여 자동차의 연료 소비와 엔진 스피드의 강건성 사이에서의 우수한 타협안이 결정될 수 있다.
배터리(6)가 연결되어 있는 한, 상기 아이들링 설정점(idling setpoint)은 분명시 통상적인 경우에 해당되는 낮은 값으로 유지됨이 분명하다. 따라서, 상기 전자적 처리 수단(4)은 메모리 안에 적어도 두 가지의 아이들링 스피드 값들을 포함하는바, 하나는 배터리(6)가 연결되어 있는 한 전자 처리 로직(electronic processing logic)이 지시하는 낮은 값이고, 다른 하나는 배터리(6)가 분리된 때에 전자 처리 로직이 지시하는 높은 값이다. "전자 처리"라는 용어는 가장 넓은 의미로 이해되어야 할 것인바, 다시 말하면 여기에는 트랜지스터들에 의한 아날로그 처리, 집적 회로에서의 로직 게이트(logic gate)들에 의한 조합방식 처리, 및 예를 들어 자동차에 설치되어 있는 컴퓨터 ECU 또는 다른 컴퓨터의 메모리에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램에 의한 디지털 처리가 동등하게 포함된다.
도 3 에는 열 엔진의 스톱-앤-스타트 기능을 구현하기에 특히 유리한 방법의 변형예가 도시되어 있다.
여기에서 천이(201)는 불능화 단계(204)를 활성화시키는바, 불능화 단계에서는 엔진(5)의 스탭-앤-스타트 기능의 개시가 방지된다. 이 기능의 장점은, 자동차가 움직이지 않는 때에 연료 소비와 대기오염을 감소시키기 위하여 열 엔진을 정지시킬 수 있도록 하는 한편, 자동차의 악셀레이터, 클러치, 또는 운전자의 운행 재개 의도를 나타내는 어떤 다른 부품에의 첫 작용시에 자동차가 거의 즉각적으로 재시동될 수 있도록 하기 위한 것인 경우가 통상적이다. 배터리가 존재하지 않는 경우에는, 열 엔진의 자동 재시동이 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 배터리가 존재하지 않는 경우에 열 엔진의 자동 정지는 불능화된다. 스톱-앤-스타트 기능이 존재하지 않는 경우 처럼, 열 엔진은 회전을 계속한다. 종료될 때까지 전기에 의해 동력을 공급받아야 하는 다른 기능들도 단계(204)에서 불능화될 수 있다.
일반적으로 스톱-앤-스타트 기능은 연료 분사를 중단시키는 전자적 처리 수단(4)에 의하여 제어된다. 단계(204)를 구현하기 위한 일 방안은, 예를 들어 배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 전자적 처리 수단(4)이 엔진(5)의 스톱-앤-스타트 기능의 개시를 방지하게끔 구성되도록, 그 기능을 비활성화시키는 것일 수 있다.
도 4 에는 발전기(22)가 사용되는 장치(1)의 변형예가 도시되어 있는바, 상기 발전기(22)는 링크(42)에 의하여 전자적 처리 수단(4)으로부터 구동될 수 있다. 발전기(22)는, 예를 들어 자동차 주행시의 높은 회전 스피드에서나 감속 단계에서 자동차의 운동 에너지의 일부분을 전기 에너지로 변환시키기 위하여, 내부 텐션 통제(internal tension regulation)를 갖춘 유형의 것이거나, 외부 여기 제어(external excitation control)를 갖춘 유형의 것이거나, 또는 열 엔진의 최선 작동 지점들(best operating points)에서의 자동차의 배터리 재충전을 최적화시키도록 흔히 이용되는 임의의 다른 유형의 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 발전기가 외부 ECU에 의해 생성되고 발전기로 교신되는 램프 설정점(ramp set point)과 텐션 설정점(tension set point)에 의하여 구동된다. 상기 구동되는 발전기는 상기 램프 설정점과 텐션 설정점과 관련하여 발전기의 로터 여기 전류(rotor excitation current)를 제어하는 내부 전자장치를 포함한다. 상기 램프의 값은 그것의 여기 필드(excitation field)의 0% 부터 100%까지 지나가는데 필요한 시간으로서 주어진다. 상기 램프의 목적은 통상적으로 열 엔진(5)에서 초래되는 토크 경련(torque jerks)을 방지하는 것이다.
특히 유리하게는, 상기 발전기(22)가 도 5 를 참조로 하여 아래에서 설명되는 변형예의 방법을 구현함을 가능하게 한다.
여기에서 천이(201)는 강화 단계(206)를 활성화시키는데, 상기 강화 단계는 전기 소비 요소의 요구에 응답하여 발전기의 응답성을 증대시킴을 포함한다. 기간(tP)은 텐션 상승 램프(tension rise ramp)의 경사가 급격하게 되도록 낮추어진다. 상기 기간(tP)은 0까지 낮추어질 수 있는바, 이것은 발전기에 계단 형태의 텐션 설정점을 적용함에 해당된다. 이것은 증가하는 전류 요구에 대한 보다 큰 응답성을 제공하여 전기 소비 요소의 필요에 보다 신속히 응답함을 가능하게 한다.
상기 배터리(6)가 연결되어 있는 한, 기간(tP)은 일반적으로 16개의 값들을 포함하는 통상적인 로직에 따라서 계산된 채로 유지됨이 명백하다. 따라서, 상기 전자적 처리 수단(4)은 메모리 안에, 적어도 두 가지의 기간(tP) 값들, 배터리(6)가 연결되어 있는 한 전자 처리 로직이 지시하는 높은 값, 및 배터리(6)가 분리된 때에 전자 처리 로직이 지시하는 낮은 값 또는 0 의 값을 포함한다.
상기 방법의 단계(206)는 배터리가 분리된 때에 자동차의 전력 공급 네트워크를 위한 에너지 버퍼(energy buffer)의 부존재를 해결함을 가능하게 한다. 상기 기간(tP)이 낮거나 또는 0 의 값인 때에, 램프(ramp)의 경사도의 급격한 정도로부터 귀결되는 높은 충전 응답 속도는 발전기에 대한 우수한 응답성을 제공하고, 따라서 발전기는 전기 소비 요소의 개시로부터 귀결되는 전기 네트워크의 변동(fluctuations)에 대해 보다 효과적으로 대처하게 된다. 이것은, 전자 장비의 재초기화(reinitialization), 발전기의 디플럭싱(defluxing), 및 열 엔진의 정지를 방지하기에 충분히 높은 전압 레벨을 유지함을 가능하게 한다.
도 7 에는 단계들(202, 204, 206)이 본 발명의 방법의 통상적인 변형예로서 구현된 때에 자동차의 주요 작동 파라미터들의 시간 추이(time trend)가 도시되어 있다. 좌측의 타이밍 다이어그램은 정장적인 배터리 연결 상태에 해당된다. 우측의 타이밍 다이어그램은 비정상적인 배터리 분리 상태에 해당된다.
상기 방법은 위에서 설명된 방법의 실시예에서 설명된 단계들만으로 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위 내에서 다른 단계들의 구현도 가능할 수 있다.
예를 들어 배터리 분리의 경우에는, 자동차의 사용자가 헤드라이트들 스위치-온시키는 때에 주 빔(main beam)들과 하향 빔(dipped beam)들 모두가 비정상적으로 동시에 켜짐을 탈동기화(desynchronize)시키는 것이 가능하다. 이와 같은 단계는 자동차의 전기 네트워크에서의 전압 강하를 방지한다.

Claims (10)

  1. 전기 소비 요소(electrical consumer)들을 위한 전력 공급 네트워크(power supply network; 68), 배터리(6), 엔진(5), 및 배터리(6)와 전력 공급 네트워크(63, 68)에 전기 에너지를 공급하도록 엔진(5)에 연결된 발전기(2, 22)를 포함하는 자동차의 작동을 절약하기 위한 방법으로서,
    배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 엔진(5)의 아이들링 스피드(idling speed)를 상승시키는 절약 단계(saving step; 202)를 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자동차의 작동 절약 방법은, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류(I)의 절대값이 미리 정해진 문턱값(threshold) 미만인 때의 배터리 분리상태 신호 단계(battery disconnected signalling step; 104)를 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자동차의 작동 절약 방법은, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류(I)가 미리 정해진 기간(P) 동안 미리 정해진 문턱값 미만인지를 체크하는 확인 단계(confirmation step; 102)를 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 방법.
  4. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동차의 작동 절약 방법은, 배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에, 종료될 때까지 전력을 공급받을 필요가 있는 제1 기능의 개시(triggering)를 방지하는 불능화 단계(disabling step; 204)를 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 기능은 엔진(5)의 스톱-앤-스타트 기능(stop and start function)임을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 방법.
  6. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동차의 작동 절약 방법은, 배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에, 전기 소비 요소의 요구에 응답하여 발전기의 응답성(responsiveness)을 증가시키는 강화 단계(reinforcing step; 206)를 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 방법.
  7. 전기 소비 요소들을 위한 전력 공급 네트워크(68), 배터리(6), 엔진(5), 및 배터리(6)와 전력 공급 네트워크(63, 68)에 전기 에너지를 공급하도록 엔진(5)에 연결된 발전기(2, 22)를 포함하는 자동차의 작동을 절약하기 위한 장치로서,
    배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 엔진(5)의 아이들링 스피드를 상승시키는 전자적 처리 수단(electronic processing means; 4)을 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자동차의 작동 절약 장치는, 상기 배터리 내에서 흐르는 전류의 부존재시 배터리(6)가 분리되었음을 검출할 수 있도록 배터리 단자(61, 62)에 연결된 전류(I)의 센서(3)를 포함함을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 전자적 처리 수단(4)은, 상기 배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 엔진(5)의 스톱-앤-스타트 기능의 개시를 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전기(22)는, 배터리(6)가 전력 공급 네트워크(63, 68)로부터 분리된 때에 전기 소비 요소의 요구에 응답하여 발전기(22)의 응답성을 증가시키도록 제어될 수 있음을 특징으로 하는, 자동차의 작동 절약 장치.
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