KR20220121976A

KR20220121976A - 하이브리드 차량의 배터리 soc 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220121976A
Application number: KR1020210025999A
Authority: KR
Inventors: 김경주
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-09-02
Also published as: US20220266716A1; US12503007B2; CN114954423A

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 목적지가 설정되면 SOC 설정 기능을 활성화하여 차량의 운행 종료 시 배터리 SOC를 설정하고, 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하고, 상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하이면, 상기 차량이 목적지 도착 시 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 배터리 SOC 제어를 수행한다.

Description

하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING STATE OF CHARGE OF BATTERY FOR HYBRID VEHICLE }

본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에 캠핑 인구가 늘어나면서 캠핑 시 전기를 사용하기 위해 무거운 배터리를 추가로 들고 다니거나 자동차 엔진을 작동하여 필요한 전기를 생산하여 사용하는 경우가 많이 있다.

그러나, 최근 하이브리드 차량이 확대 보급되면서 일반 내연기관 차량과는 다르게 대용량의 고전압 배터리가 탑재되어 있어서 캠핑 시 이를 활용하여 전기를 공급할 수 있게 되었다.

그러나, 하이브리드 차량에 고용량의 배터리가 탑재되어 있어도 충전이 되어있지 않으면 전기 에너지를 쓸 수가 없다. 하이브리드 차량의 배터리는 차량의 연비를 올리기 위해 제어기가 고전압 배터리의 충방전량을 결정하여 배터리의 SOC를 관리한다. 그래서, 사용자가 캠핑장에 도착한 후 고전압 배터리의 전기를 사용하고 싶어도 그러지 못하는 상황이 발생하게 된다.

목적지 도착 후 정차 중에 배터리를 사용하기 위해서는 배터리 방전을 방지하기 위하여 엔진을 작동하여 배터리를 충전해야 한다. 하지만, 정차 중 엔진을 최고 효율점으로 구동할 경우, 엔진과 배기관에서 열이 많이 발생하여 차량에 손상을 줄 수 있기 때문에 장시간 엔진을 구동할 수 없다.

본 발명은 차량의 운행을 종료하는 시점에 배터리의 SOC(State of Charge)를 설정할 수 있도록 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 목적지 도착 시 배터리 SOC가 사용자가 원하는 배터리 SOC에 도달하도록 주행 중 배터리 SOC를 제어하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 목적지가 설정되면 SOC 설정 기능을 활성화하여 차량의 운행 종료 시 배터리 SOC를 설정하고, 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하고, 상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하이면, 상기 차량이 목적지 도착 시 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 배터리 SOC 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 상기 SOC 설정 기능을 활성화하며 설정 가능한 SOC 범위 및 목적지까지 주행 시 충전 가능한 SOC 범위를 디스플레이 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 상기 SOC 설정 기능 활성화 시 저장부에 저장된 SOC 설정 이력을 참조하여 상기 운행 종료 시 배터리 SOC를 자동으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율로 충전 가능한 SOC는, 상기 목적지까지 엔진을 최적효율점(OOL)로 운전하는 경우 예상되는 배터리 SOC인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율로 충전 가능한 SOC는, 상기 목적지까지의 주행 거리가 기준 거리 이상인 경우 설정 가능 최대 SOC로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 기준 거리는, 상기 목적지와 상기 차량의 현재 위치의 고도 정보에 근거하여 가변되는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 상기 설정된 배터리 SOC가 SOC 밸런스 레벨을 초과하는 경우, 주행 경로 정보를 활용하여 충전 프로파일을 설정하고, 설정된 충전 프로파일을 바탕으로 엔진 운전점을 제어하여 배터리를 충전하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 낮은 경우, 주행 부하가 낮을 때 EV 모드로의 주행 모드 전환을 금지하고 엔진을 최적효율점에서 운전하여 주행에 필요한 에너지를 제외한 나머지 에너지로 배터리를 충전하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 높은 경우, 상기 설정된 배터리 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하여 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 수렴하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하고, 상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로세서는, 상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하고, 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨에 도달하면 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨을 기준으로 스윙하도록 제어하고, 상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법은 목적지가 설정되면 SOC 설정 기능을 활성화하여 차량의 운행 종료 시 배터리 SOC를 설정하는 단계, 상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하는 단계, 및 상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하이면, 상기 차량이 목적지 도착 시 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC를 설정하는 단계는, 상기 SOC 설정 기능 활성화 시 설정 가능한 SOC 범위 및 목적지까지 주행 시 충전 가능한 SOC 범위를 디스플레이 화면에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC를 설정하는 단계는, 상기 SOC 설정 기능 활성화 시 저장부에 저장된 SOC 설정 이력을 참조하여 상기 운행 종료 시 배터리 SOC를 자동으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하는 단계는, 상기 목적지까지 엔진을 최적효율점(OOL)로 운전하는 경우 예상되는 배터리 SOC를 상기 고효율로 충전 가능한 SOC로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하는 단계는, 상기 목적지까지의 주행 거리가 기준 거리 이상인 경우 상기 고효율로 충전 가능한 SOC를 설정 가능 최대 SOC로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는, 상기 설정된 배터리 SOC가 SOC 밸런스 레벨을 초과하는 경우, 주행 경로 정보를 활용하여 충전 프로파일을 설정하는 단계, 및 상기 설정된 충전 프로파일을 바탕으로 엔진 운전점을 제어하여 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는, 현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 낮은 경우, 주행 부하가 낮을 때 EV 모드로의 주행 모드 전환을 금지하고 엔진을 최적효율점에서 운전하여 주행에 필요한 에너지를 제외한 나머지 에너지로 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는, 현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 높은 경우, 상기 설정된 배터리 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하여 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 수렴하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는, 상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계, 및 상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는, 상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계, 상기 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨에 도달하면 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨을 기준으로 스윙하도록 제어하는 단계, 및 상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차량의 목적지 설정 시 차량 운행을 종료하는 시점에 배터리 SOC를 설정하고, 목적지 도착 시 배터리 SOC가 설정된 SOC에 도달하도록 주행 중 배터리 충전을 제어할 수 있다. 따라서, 목적지에 정차 중 전기 공급이 필요한 경우, 엔진 작동 없이 차량의 배터리로부터 필요한 전기 에너지를 공급받을 수 있어 사용자에게 편리함을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 주행 중 엔진 효율이 높은 운전점을 사용하여 배터리를 충전하므로, 배터리를 효율적으로 충전할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 차량에 장착된 배터리를 차량 주행에 사용하는 것뿐만 아니라 주차 중에도 사용자가 에너지원으로 사용할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 하이브리드 차량을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 SOC 제어 장치의 블록구성도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 경로 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 SOC 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 설정 가능한 SOC 범위를 표시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 충전 가능한 SOC 범위를 표시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 충전 효율이 반영된 충전 가능 SOC 범위 표시 화면을 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 충전 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 SOC 밸런스 레벨 기반 배터리 SOC 제어에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 엔진 출력의 일 예를 도시한 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 엔진 출력의 다른 일 예를 도시한 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 SOC 제어 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명과 관련된 하이브리드 차량을 도시한 구성도이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 구동원을 사용하는 차량으로서, 일반적으로 연료를 연소시켜 구동력을 생성하는 엔진과 배터리의 전기에너지로 구동력을 생성하는 모터에 의해 구동되는 차량을 의미한다. 예를 들어, HEV(hybrid electric vehicle) 및 PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등이 있다. 도 1을 참조하면, 하이브리드 차량은 엔진(10), HSG(Hybrid Starter Generator)(20), 클러치(30), 모터(40) 및 변속기(50) 등을 포함할 수 있다.

엔진(10)은 연료를 연소시켜 차량을 구동시키는데 필요한 동력(엔진 토크)을 발생시킨다. 엔진(10)으로는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등 공지된 각종 엔진이 이용될 수 있다. 엔진(10)은 EMS(Engine Management System)의 지령에 따라 출력 토크(즉, 엔진 토크)를 제어한다.

HSG(20)는 엔진(10)에 장착되어 엔진(10)을 크랭킹(cranking)하여 시동을 걸 수 있다. HSG(20)는 전기차 모드에서 엔진(10)과 모터(40)가 함께 작동하는 하이브리드 모드로 전환 시 엔진에 시동을 걸어주는 핵심 역할을 수행한다. HSG(20)는 엔진(10)이 시동된 상태에서 제너레이터(generator)로 작동하여 전기에너지를 생성할 수 있다. HSG(20)에서 발생되는 전기에너지는 배터리(B)를 충전하는데 사용될 수 있다.

클러치(30)는 엔진(10)과 모터(40) 사이에 배치되어 엔진(10)의 동력(출력 토크)을 단속한다. 클러치(30)는 결합(engage) 또는 해제(disengage)를 통해 엔진(10)에 의해 발생되는 동력(엔진 토크)을 구동바퀴(차륜)에 전달하거나 차단한다.

모터(40)는 배터리(B)로부터 전력을 공급받아 동력(모터 동력)을 발생시켜 구동바퀴에 전달한다. 모터(40)가 MCU(Motor Control Unit)의 지시에 따라 회전방향 및 회전속도(Revolution Per Minute, RPM)를 변경하여 모터(40)의 출력 토크(모터 토크)를 제어한다. 모터(40)는 배터리 잔량(State of Charge, SOC)이 부족하거나 또는 회생 제동 시 역기전력을 발생시켜 배터리(B)를 충전하는 발전기로 사용될 수도 있다. 배터리(B)는 차량 구동에 필요한 전력을 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 고전압 배터리로 구현된다. 모터(40)와 배터리(B) 사이에 전력변환기(power converter)(미도시)가 배치될 수 있다. 전력 변환기(미도시)는 배터리(B)로부터 출력되는 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 공급한다. 배터리(B)는 모터(40)에서 발생되는 회생 에너지에 의해 충전될 수 있다.

변속기(50)는 모터 토크 또는 엔진 토크과 모터 토크를 변속단(기어단)에 매칭되는 변속비로 변환하여 출력한다. 변속기(50)는 더블 클러치 변속기(Double Clutch Transmission, DCT)로 구현될 수 있다. 변속기(50)는 TCU(Transmission Control Unit)의 지시에 따라 변속단을 변경한다. TCU는 차량 내 센서들을 통해 차량의 주행속도(즉, 차량 속도 또는 휠 속도), 가속페달 위치, 엔진 회전속도 및/또는 클러치 행정(clutch travel) 등의 정보에 근거하여 최적의 변속단을 결정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 SOC 제어 장치의 블록구성도를 도시한다.

도 2를 참조하면, 배터리 SOC 제어 장치(100)는 측위부(110), 통신부(120), 사용자 입력부(Human interface device, HID)(130), 저장부(140), 디스플레이부(150), 오디오 출력부(160) 및 적어도 하나의 프로세서(170) 등을 포함할 수 있다.

측위부(110)는 배터리 SOC 제어 장치(100)의 현재 위치(즉, 차량의 현재 위치)를 측정할 수 있다. 측위부(110)는 GPS(Global Positioning System) 수신기로 구현될 수 있다. GPS 수신기는 3개 이상의 GPS 위성으로부터 송신되는 신호를 이용하여 차량의 현재 위치를 산출할 수 있다. GPS 수신기는 GPS 위성에서 신호를 송신한 시간과 GPS 수신기에서 신호를 수신한 시간의 시간차를 이용하여 GPS 위성과 GPS 수신기 간의 거리를 산출할 수 있다. GPS 수신기는 산출된 GPS 위성과 GPS 수신기 간의 거리 및 송신된 신호에 포함된 GPS 위성의 위치 정보를 이용하여 차량의 현재위치를 산출할 수 있다. 이때, GPS 수신기는 삼각측량법을 이용하여 현재위치를 산출할 수 있다.

통신부(120)는 배터리 SOC 제어 장치(100)와 외부 전자 장치(예: 서버) 및/또는 내부 전자제어장치(Electric Control Unit, ECU) 간의 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신부(120)는 통신 프로세서, 통신 회로, 안테나, 및/또는 트랜시버(transceiver) 등을 포함할 수 있다. 통신부(120)는 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network), 이더넷(ethernet) 및/또는 X-by-Wire(Flexray) 등의 차량 네트워크를 통해 차량 내부의 전자제어장치와 통신할 수 있게 한다. 통신부(120)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi) 등과 같은 무선 통신 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 및/또는 NFC(Near Field Communication) 등과 같은 근거리 무선 통신 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 및/또는 IMT(International Mobile Telecommunication)-2020 등과 같은 이동통신 네트워크를 통해 외부 전자 장치와 통신할 수 있게 한다.

사용자 입력부(130)는 사용자의 조작에 따른 데이터를 발생시킬 수 있다. 사용자 입력부(130)는 스티어링 휠(Steering Wheel), 대시보드(dashboard), 센터페시아(center fascia) 및/또는 도어 트림(door trim) 등에 설치될 수 있다. 사용자 입력부(130)는 키패드, 버튼, 스위치, 조이스틱, 터치 패드 및/또는 터치 스크린 등으로 구현될 수 있다.

저장부(140)는 지도 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(140)는 운행 종료 시 배터리 SOC 설정 이력을 저장할 수 있고, 충전 프로파일 및/또는 설정 정보 등을 저장할 수도 있다. 저장부(140)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SSD(Solid State Disk) 및/또는 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체(기록매체) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.

디스플레이부(150)는 프로세서(170)의 지시에 따라 시각 정보를 출력할 수 있다. 디스플레이부(150)는 AVN(Audio Video Navigation) 단말기 또는 IVI(In-Vehicle Infotainment) 단말기 등일 수 있고, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT-LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED) 디스플레이, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 투명디스플레이, 헤드업 디스플레이(Head-Up Display, HUD), 및 터치스크린 등의 표시장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

오디오 출력부(160)는 저장부(140)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 오디오 출력부(160)는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 및/또는 버저(buzzer) 등을 포함할 수 있다.

프로세서(170)는 배터리 SOC 제어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(170)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로컨트롤러(microcontrollers) 및/또는 마이크로프로세서(microprocessors) 등의 처리장치 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 프로세서(170)는 외부 및/또는 내부에 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 프로세서(170)에 의해 실행되는 명령어들(instructions)을 저장하는 저장매체(non-transitory storage medium)일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), RAM(Random Access Memory) 및/또는 SRAM(Static Random Access Memory) 등의 저장매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.

프로세서(170)는 차량이 주행 목적지(이하, 목적지)에 도착하여 정차하는 중 사용자가 필요로 하는 전기에너지를 원활하게 공급하기 위해 목적지 도착 전 주행 중 배터리(B)를 효율적으로 충전하고 사용하도록 제어할 수 있다. 프로세서(170)는 목적지를 설정한 후 운행 종료 시(즉, 목적지 도착 시) 사용자가 원하는 배터리 SOC를 설정할 수 있다. 운행 종료 시 배터리 SOC가 설정된 경우, 프로세서(170)는 배터리 사용량을 줄이거나 충전을 통해 운행 종료 후 배터리 SOC가 설정된 배터리 SOC(즉, 사용자 설정 SOC, 목표 배터리 SOC)가 되도록 차량을 제어할 수 있다. 운행 종료 시 배터리 SOC가 설정되지 않은 경우, 프로세서(170)는 배터리(B)에 저장된 전기에너지를 우선적으로 사용하여 차량의 연비를 극대화하는 방향으로 제어할 수 있다. 이는 배터리(B)를 필요 이상으로 충전하는 경우 배터리(B)를 충전하기 위해서 연료를 더 많이 소모할 수 있기 때문이다.

프로세서(170)는 사용자 입력부(130)로부터 수신되는 입력 데이터를 기반으로 목적지를 설정하고, 운행 종료 시 희망하는 목표 배터리 SOC를 설정할 수 있는 배터리 SOC 설정 기능을 활성화할 수 있다. 프로세서(170)는 목적지가 설정되면 배터리 SOC 설정 화면을 디스플레이부(150)에 출력할 수 있다. 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 화면에서 사용자 입력부(130)로부터 수신되는 입력에 따라 운행 종료 시 목표 배터리 SOC를 설정할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 캠핑장 또는 오지가 목적지로 설정된 경우 자동으로 배터리 SOC 설정 기능의 활성화를 추천할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)는 목적지가 캠핑장으로 설정된 경우, 배터리 SOC 설정 메뉴를 팝업하여 사용자에게 배터리 SOC 설정을 유도할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 기능이 기정해진 기준 횟수 이상으로 활성화된 장소가 목적지로 설정된 경우 자동으로 배터리 SOC 설정 기능을 활성화할 수 있다. 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 기능이 활성화되면 사용자에게 설정된 목표 배터리 SOC 및/또는 목표 배터리 SOC에 도달을 위한 배터리 SOC 제어 기능이 활성화되었음을 알리는 알림(예: 메시지 및/또는 알림음)을 출력할 수 있다. 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 기능을 자동으로 활성화할 때 목표 배터리 SOC를 최근 설정된 목표 배터리 SOC로 자동 설정할 수 있다. 본 실시 예에서는 최근 설정된 배터리 SOC로 목표 배터리 SOC를 설정하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 과거 설정된 배터리 SOC들의 평균치를 목표 배터리 SOC로 설정할 수도 있다. 목표 배터리 SOC는 배터리(B)의 성능 및 안전을 해치지 않는 제한 범위 내에서 설정될 수 있다. 다시 말해서, 목표 배터리 SOC를 설정할 수 있는 설정 가능 SOC 범위가 사전에 정해질 수 있다. 설정 가능 SOC 범위는 배터리(B)가 과방전 및 과충전이 되지 않을 범위 내에서 제한될 수 있다.

프로세서(170)는 설정 가능 SOC 범위 내에서 목표 배터리 SOC가 설정되면 설정된 목표 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인할 수 있다. 다시 말해서, 프로세서(170)는 운행 종료 시 원하는 배터리 SOC 레벨이 설정되면 해당 배터리 SOC 레벨이 고효율로 충전 가능한 SOC를 초과하지 않는지를 확인할 수 있다.

프로세서(170)는 목표 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인 경우, 운행 종료 시 배터리 SOC가 목표 배터리 SOC에 도달하도록 배터리 SOC 제어를 수행할 수 있다.

프로세서(170)는 목표 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC를 초과하는 경우, 목표 배터리 SOC 도달을 위한 충전으로 시스템 효율이 저하될 수 있음을 알리는 경고를 출력할 수 있다. 프로세서(170)는 경고를 출력한 후 충전 실시 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(170)는 사용자 입력부(130)로부터 수신되는 사용자 입력에 따라 충전 실시를 결정할 수 있다. 프로세서(170)는 충전 실시가 결정되면 배터리 SOC 제어를 수행하고, 충전 실시가 결정되지 않으면 차량의 연비가 극대화되도록 배터리 SOC 제어를 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

먼저, 프로세서(170)는 목적지가 설정되었는지를 확인할 수 있다(S100). 프로세서(170)는 사용자 입력부(130)로부터 입력되는 사용자 입력에 따라 목적지를 설정할 수 있다.

프로세서(170)는 목적지 설정 후 운행 종료 시 배터리 SOC(즉, 목표 배터리 SOC)를 설정할 것인지를 결정할 수 있다(S110).

프로세서(170)는 운행 종료 시 배터리 SOC 설정이 결정되면, 설정 가능 SOC 범위를 표시할 수 있다(S120). 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 화면을 디스플레이부(150)에 출력할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 화면에 설정 가능 SOC 범위를 표시할 수 있다.

프로세서(170)는 설정 가능 SOC 범위 내에서 운행 종료 시 배터리 SOC 레벨 L_c을 설정할 수 있다(S130).

프로세서(170)는 설정된 배터리 SOC 레벨 L_c이 고효율로 충전 가능한 SOC L_e 이하인지를 결정할 수 있다(S140).

프로세서(170)는 설정된 배터리 SOC 레벨 L_c이 고효율로 충전 가능한 SOC L_e 이하로 결정되면, 운행 종료 시 배터리 SOC를 설정된 배터리 SOC 레벨(목표 배터리 SOC) L_c에 도달하도록 배터리 SOC를 제어할 수 있다(S150).

S140에서, 설정된 배터리 SOC 레벨 L_c이 고효율로 충전 가능한 SOC L_e 초과로 결정되면, 프로세서(170)는 운행 종료 시 배터리 SOC가 설정된 배터리 SOC 레벨 L_c 에 도달하도록 하기 위한 충전으로 시스템 효율이 저하될 수 있음을 알리는 경고를 출력할 수 있다(S160).

프로세서(170)는 경고 출력 후 충전 실시 여부를 결정할 수 있다(S170). 프로세서(170)는 사용자 입력에 근거하여 충전 실시를 결정할 수 있다.

프로세서(170)는 충전 실시가 결정되면 S150을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 충전 실시가 결정되지 않으면 운행 종료 시 배터리 설정 기능을 비활성화할 수 있다. 다시 말해서, 프로세서(170)는 충전 미실시가 결정되면 차량 연비 극대화를 위한 배터리 SOC 제어를 수행할 수 있다.

이하에서는 도면들을 참조하여 운행 종료 시 배터리 SOC 설정 방법을 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 경로 설정 화면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 SOC 설정 화면을 도시한 도면이다.

프로세서(170)는 목적지가 설정되면 차량의 현재 위치로부터 목적지까지의 주행 경로를 탐색하여 설정할 수 있다. 프로세서(170)는 주행 경로가 설정되면 도 4에 도시된 바와 같이 설정된 주행 경로를 디스플레이부(150)에 출력할 수 있다.

프로세서(170)는 목적지 설정 후 사용자 입력에 따라 배터리 SOC 설정 기능을 활성화할 수 있다. 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 기능이 활성화되면 도 5에 도시된 바와 같이 배터리 SOC 설정 화면을 팝업 형태로 디스플레이부(150)에 표시할 수 있다. 프로세서(170)는 사용자가 운행 종료 시 배터리 SOC(즉, 목표 배터리 SOC) 설정 시 참고할 수 있도록 SOC 설정 화면 상에 설정 가능 SOC 범위 및 목적지까지 주행 시 충전 가능한 SOC 범위를 표시할 수 있다. 프로세서(170)는 사용자 입력에 따라 SOC 설정 화면 상에 표시되는 지시자(610)를 수평방향 이동시킬 수 있고, 최종적으로 이동한 지시자(610)의 위치에 기반하여 목표 배터리 SOC를 설정할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 설정된 목적지가 캠핑장 또는 오지인 경우, 배터리 SOC 설정 기능을 자동으로 활성화할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)는 목적지가 캠핑장으로 설정된 경우, 배터리 SOC 설정화면을 디스플레이부(150)에 출력하여 사용자에게 배터리 SOC 설정을 유도할 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 설정된 목적지가 배터리 SOC 설정을 기정해진 횟수 이상으로 활성화했던 장소인 경우 배터리 SOC 설정 기능을 자동으로 활성화할 수 있다. 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 기능을 자동으로 활성화할 때 배터리 SOC 설정 이력을 참조하여 자동으로 목표 배터리 SOC를 설정할 수 있다. 프로세서(170)는 배터리 SOC 설정 기능 활성화 후 사용자에게 운행 종료 시 배터리 SOC가 목표 배터리 SOC에 도달하도록 하기 위한 배터리 SOC 제어 기능이 활성화됨을 알리는 알림을 디스플레이부(150) 및/또는 오디오 출력부(160)로 출력할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 설정 가능한 SOC 범위를 표시한 예시도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 충전 가능한 SOC 범위를 표시한 예시도이다.

목표 배터리 SOC는 배터리(B)의 성능 및 안전을 해치지 않는 범위 내에서 설정할 수 있도록 설정 가능 SOC 범위를 제한할 수 있다. 설정 가능 SOC 범위는 배터리(B)가 과방전 및 과충전되지 않을 범위 내에서 제한될 수 있다. 설정 가능 SOC 범위는 도 6에 도시된 바와 같이 디스플레이 화면에 시각적으로 표시될 수 있다. 사용자는 표시된 설정 가능 SOC 범위를 참조하여 목표 배터리 SOC(L_c)를 설정할 수 있다. 도 7을 참조하면, 목표 배터리 SOC(L_c)는 설정 가능 최소 SOC(L_low) 이상 설정 가능 최대 SOC(L_high) 이하의 범위 내에서 설정될 수 있다. 또한, 목적지 도착 시 충전 가능 최대 SOC(L_m)도 설정 가능 최소 SOC(L_low) 이상 설정 가능 최대 SOC(L_high) 이하의 범위 내에서 설정될 수 있다. 설정 가능 최소 SOC(L_low) 및 설정 가능 최대 SOC(L_high)는 배터리의 수명과 차량의 주행 안전성을 고려하여 사전에 설정될 수 있다.

사용자가 목표 배터리 SOC를 임의로 설정하지 않는 경우, 프로세서(170)는 목적지 도착 시 예상되는 배터리 SOC(L_n)를 계산하여 디스플레이 화면에 표시할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 차량의 주행 거리를 고려하여 예상 배터리 SOC(L_n)를 계산할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 충전 효율이 반영된 충전 가능 SOC 범위 표시 화면을 도시한 예시도이다.

도 8을 참조하면, 목적지까지 주행 시 충전 가능한 SOC 범위를 표시할 때 엔진(10)을 효율적으로 운전하여 충전 가능한 범위(L_e)와 엔진 효율을 무시하고 엔진(10)의 출력을 높여서 충전 가능한 SOC 범위(L_m)를 구분하여 표시할 수 있다. 이때, 충전 효율에 따라 색상 및/또는 명도 등을 상이하게 표시하여, 사용자가 필요 이상으로 목표 배터리 SOC를 높게 설정하지 않도록 유도할 수 있다.

고효율로 충전 가능한 SOC(L_e)는 목적지까지 엔진(10)을 최적효율점(Optimal Operating Line, OOL)로 운전하였을 경우 예상되는 배터리 SOC를 나타낼 수 있다. 엔진(10)을 OOL로 운전하는 경우, 주행 시 생산되는 에너지에서 주행 시 소모되는 에너지를 뺀 나머지 에너지가 배터리 충전에 사용할 수 있으므로, 해당 나머지 에너지를 이용하여 목적지 도착 시 배터리 SOC를 추정할 수 있다.

목적지까지의 주행 거리가 기정해진 기준 거리 이상인 경우, 프로세서(170)는 고효율로 충전 가능한 SOC(L_e)를 설정 가능 최대 SOC(L_high)로 설정할 수 있다. 차량이 기정해진 거리(시간) 이상 주행할 수 있는 경우, 배터리 SOC는 설정 가능 최대 SOC(L_high)까지 충전 가능하기 때문에 고효율로 충전 가능한 SOC(L_e)를 설정 가능 최대 SOC(L_high)로 설정할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 목적지까지의 거리 및 고도 정보를 확인할 수 있는 경우, 목적지의 고도가 차량의 현재 위치의 고도보다 높지 않고, 목적지까지의 주행 거리가 기정해진 기준 거리 이상인 경우 고효율로 충전 가능한 SOC(L_e)를 설정 가능 최대 SOC(L_high)로 설정할 수 있다. 기준 거리는 목적지 및 차량의 현재 위치의 고도 정보에 근거하여 가변될 수 있다.

이하에서는 목적지 도착 시 배터리 SOC를 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 하기 위하여 주행 중 배터리 SOC 제어를 수행하는 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 9를 참조하여 주행 중 충전 프로파일을 기반으로 배터리 충전을 제어하여 배터리 SOC 제어를 수행하는 방법을 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 충전 프로파일을 도시한 그래프이다.

사용자에 의해 설정된 배터리 SOC(즉, 목표 배터리 SOC)가 디폴트로 설정된 SOC 밸런스 레벨을 초과하는 경우(즉, 목표 배터리 SOC와 SOC 밸런스 레벨이 상이한 경우), 주행 경로 정보를 활용하여 충전 프로파일을 설정하고, 설정된 충전 프로파일을 기반으로 엔진 운전점을 제어하여 배터리(B)를 충전할 수 있다. 여기서, SOC 밸런스 레벨은 하이브리드 차량 주행 시 배터리 충방전량에 따라 배터리 SOC 변화가 발생하는데, 이러한 배터리 SOC의 변화 범위의 중심값을 의미한다.

프로세서(170)는 주행 경로의 고도 정보 및/또는 평균 주행 속도 정보 등을 바탕으로 주행 부하를 계산할 수 있다. 프로세서(170)는 계산된 주행 부하를 기반으로 배터리(B)를 목표 배터리 SOC까지 충전하기 위한 효율적인 충전 프로파일(최적 SOC 프로파일)을 생성할 수 있다. 프로세서(170)는 생성된 충전 프로파일을 SOC 밸런스 레벨로 설정하고, 설정된 SOC 밸런스 레벨을 추종하기 위해 엔진(10)의 운전점을 제어할 수 있다. 이와 같이, 주행 부하에 기반하여 설정된 충전 프로파일을 SOC 밸런스 레벨로 인식하여 엔진 운전점을 제어하기 때문에 충전 프로파일을 정확하게 추종하는 것보다는 해당 충전 프로파일에 근접하도록 배터리 SOC를 스윙(swing) 제어하면서 차량이 최대한 효율적으로 운행될 수 있도록 제어할 수 있다.

다음, 도 10 내지 도 17을 참조하여 엔진 운전점 제어를 통해 배터리 SOC 제어를 수행하는 방법을 구체적으로 설명한다. 도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이며, 도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 SOC 밸런스 레벨 기반 배터리 SOC 제어에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다. 도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다. 도 14는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다. 도 15는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 SOC 변화를 도시한 그래프이다. 도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 엔진 출력의 일 예를 도시한 그래프이고, 도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 엔진 출력의 다른 일 예를 도시한 그래프이다.

프로세서(170)는 주행 중 주행 부하가 낮을 때 주행모드를 EV(Electric Vehicle) 모드로 전환하지 않고 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드를 유지하며 배터리를 충전할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 엔진(10)을 최적효율점(OOL)으로 운전하고, 주행 시 필요한 토크(파워)외에 남는 에너지를 이용하여 배터리(B)를 충전할 수 있다.

배터리 충전 시 현재의 배터리 SOC가 설정된 SOC(목표 배터리 SOC)보다 낮은 경우, 프로세서(170)는 주행 부하가 기정해진 기준보다 낮으면 EV 모드로의 주행모드 전환을 금지하고 엔진(10)이 효율이 좋은 운전점으로 작동하게 하여 주행에 필요한 에너지를 제외하고 나머지 에너지를 배터리(B)에 충전할 수 있다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 운행 종료 시 배터리 SOC가 설정되지 않은 경우에는 배터리 SOC가 기정해진 특정 SOC에 수렴하도록 제어될 수 있다. 반면, 운행 종료 시 배터리 SOC가 설정된 경우에는 차량의 운행 시간(주행거리)이 증가함에 따라 배터리 SOC가 증가하여 운행 종료 시점에 설정 SOC에 도달하도록 제어될 수 있다.

차량의 주행거리가 길어 목적지 도착 전에 배터리 SOC가 설정 SOC에 도달하는 경우 설정 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하여 주행할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 차량이 운행을 종료하기 전 즉, 목적지에 도착하기 전에 배터리 SOC가 설정 SOC(즉, 목표 배터리 SOC)에 도달하는 경우, 설정 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하여 배터리 SOC를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 도 12에 도시된 바와 같이 배터리 SOC가 SOC 밸런스 레벨을 기준으로 기정해진 설정 범위(예: ±10%) 내에서 스윙하도록 제어할 수 있다.

도 13을 참조하면, 현재 배터리 SOC가 사용자에 의해 설정된 배터리 SOC(설정 SOC) 보다 높은 경우, 프로세서(170)는 설정된 배터리 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하고, 배터리 SOC가 설정된 SOC 밸런스 레벨에 수렴하도록 배터리 SOC를 제어할 수 있다.

도 14를 참조하면, 사용자에 의해 설정된 배터리 SOC(설정 SOC)가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정되는 경우, 프로세서(170)는 SOC 밸런스 레벨을 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 설정된 배터리 SOC 대비 기정해진 일정 비율로 낮춰 SOC 밸런스 레벨을 설정할 수 있다. 프로세서(170)는 운행 종료 시점에 근접했을 때 배터리 SOC가 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 배터리(B)를 충전할 수 있다.

하이브리드 차량은 회생제동 시 에너지 회수를 위해 운행 중 배터리 SOC가 회생제동 에너지를 축적할 만한 여유가 있도록 하기 위해 SOC 스윙 제어를 수행할 수 있다. 따라서, 사용자 설정 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 너무 높게 설정되어 있는 경우, 프로세서(170)는 목적지까지 주행 중에 배터리 SOC를 설정된 SOC 보다 낮은 레벨까지 방전하여 주행 중 차량의 구동 효율을 최대한 높이도록 할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 목적지 도착 직전에 배터리 SOC가 설정된 SOC까지 도달하도록 충전 제어를 실시할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)는 설정된 배터리 SOC가 90%인 경우, SOC 밸런스 레벨을 80%로 설정하여 배터리 SOC가 80%를 유지하도록 제어하고, 목적지 도착 5km 전부터 목적지 도착 시까지 배터리(B)를 충전하여 배터리 SOC가 설정된 배터리 SOC에 도달하게 할 수 있다.

도 15를 참조하면, 설정 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 너무 높게 설정되어 있는 경우, 프로세서(170)는 목적지까지 주행 거리가 배터리 SOC가 설정 SOC에 도달하도록 배터리(B)를 충전하기에 충분한지를 결정할 수 있다. 프로세서(170)는 목적지까지의 주행 거리가 충분하다고 결정되면, 설정 SOC 보다 SOC 밸런스 레벨을 기정해진 일정 비율로 낮게 설정하여 배터리 SOC를 제어하다가 목적지에 근접하면 설정 SOC까지 배터리(B)를 충전할 수 있다.

사용자에 의해 설정된 배터리 SOC(설정 SOC) L_c가 고효율로 충전 가능한 SOC L_e 보다 크게 설정된 경우(L_e<L_c), 프로세서(170)는 충전 시 현재 배터리 SOC가 설정 SOC 보다 낮은지를 판단할 수 있다. 프로세서(170))는 현재 배터리 SOC가 설정 SOC 보다 낮은 경우, 주행 부하가 기정해진 기준보다 낮으면 주행 모드가 EV 모드로 전환되는 것을 금지하고, 엔진(10)을 OOL로 작동하여 주행에 필요한 에너지를 제외한 나머지 에너지를 이용하여 배터리(B)를 충전할 수 있다. 다시 말해서, 설정 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이상인 경우, 배터리(B)를 충전하기 위하여 엔진 운전점을 엔진 효율이 좋은 지점보다 엔진 출력이 좋은 지점에서 사용할 수 있다. 이를 위하여 효율이 좋은 지점보다 엔진의 속도나 토크를 높게 사용할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는 설정 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC보다 높게 설정되어 있음을 알리는 경고(알림)를 디스플레이부(150) 및/또는 오디오 출력부(160)에 출력할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 엔진 효율이 나쁘지만 사용자가 원하는 설정 SOC까지 충전할 것임을 사용자가 인지할 수 있도록 경고를 출력할 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 배터리 충전을 위해 엔진(10)의 소음이 증가될 수 있음을 알리는 경고(알림)를 디스플레이부(150) 및/또는 오디오 출력부(160)를 통해 출력할 수 있다.

프로세서(170)는 엔진(10)의 출력을 엔진 효율이 좋은 지점의 엔진 출력 이상으로 증가시켜 설정 SOC까지 더 빨리 배터리(B)를 충전할 수 있다. 이 경우, 시스템의 안정성을 해치지 않는 범위 내에서만 충전 제어가 실시되도록 할 수 있다. 시스템의 안정성을 해치지 않는 범위는 엔진, 모터 및 배터리 등의 과온 방지 및 배터리 및 모터의 충방전 제한값 초과 금지 등을 포함할 수 있다.

엔진(10)의 출력을 증대시키기 위하여, 유단 변속기가 장착된 차량에서는 기어단을 하향 변속하여 엔진(10)이 더 높은 RPM(Revolution Per Minute)에서 구동이 되도록 할 수 있고, 무단 변속기가 장착된 차량에서는 엔진(10)의 RPM이나 토크를 더 증가시켜 구동할 수 있다. 엔진(10)의 RPM을 높여서 엔진(10)이 더 높은 출력을 낼 수 있는 운전점에서 작동하도록 제어하여 차량의 주행 부하를 제외한 남은 에너지를 충전에 사용하여 배터리(B)가 더 빨리 충전되도록 할 수 있다.

주행 중 충전을 하는 경우, 충전을 위해 엔진(10)의 출력을 높이면 엔진(10)과 배기관(미도시)에서 열이 많이 발생할 수 있다. 그래서, 프로세서(170)는 주행풍이 약한 저속에서는 충전을 위한 엔진(10)의 출력이 특정 값 이상 높아지지 않도록 제어하고, 주행풍이 원활하게 공급되는 일정 차속 이상에서는 충전을 위한 엔진의 출력을 증대할 수 있다. 충전을 위한 엔진 출력은 도 16에 도시된 바와 같이 단계적으로 증대할 수 있고, 도 17에 도시된 바와 같이 점진적으로 증대할 수 있다. 차속에 따른 엔진(10)의 출력 제한 값은 엔진열에 의해 차량의 시스템이 이상이 생기지 않도록 설정할 수 있다. 그리고, 차량 내 승객의 불편함을 줄이기 위해 엔진(10)의 소음이 승객에게 불편함을 최소한으로 주도록 차속과 소음을 모두 고려하여 출력값을 제한할 수도 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 SOC 제어 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.

도 18을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory)(1310) 및 RAM(Random Access Memory)(1320)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서(1100) 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서(1100) 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
목적지가 설정되면 SOC 설정 기능을 활성화하여 차량의 운행 종료 시 배터리 SOC를 설정하고,
설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하고,
상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하이면, 상기 차량이 목적지 도착 시 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 배터리 SOC 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 SOC 설정 기능을 활성화하며 설정 가능한 SOC 범위 및 목적지까지 주행 시 충전 가능한 SOC 범위를 디스플레이 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 SOC 설정 기능 활성화 시 저장부에 저장된 SOC 설정 이력을 참조하여 상기 운행 종료 시 배터리 SOC를 자동으로 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고효율로 충전 가능한 SOC는,
상기 목적지까지 엔진을 최적효율점(OOL)로 운전하는 경우 예상되는 배터리 SOC인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고효율로 충전 가능한 SOC는,
상기 목적지까지의 주행 거리가 기준 거리 이상인 경우 설정 가능 최대 SOC로 설정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 기준 거리는,
상기 목적지와 상기 차량의 현재 위치의 고도 정보에 근거하여 가변되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 설정된 배터리 SOC가 SOC 밸런스 레벨을 초과하는 경우, 주행 경로 정보를 활용하여 충전 프로파일을 설정하고, 설정된 충전 프로파일을 바탕으로 엔진 운전점을 제어하여 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 낮은 경우, 주행 부하가 낮을 때 EV 모드로의 주행 모드 전환을 금지하고 엔진을 최적효율점에서 운전하여 주행에 필요한 에너지를 제외한 나머지 에너지로 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 높은 경우, 상기 설정된 배터리 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하여 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 수렴하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하고, 상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하고, 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨에 도달하면 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨을 기준으로 스윙하도록 제어하고, 상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 장치.
목적지가 설정되면 SOC 설정 기능을 활성화하여 차량의 운행 종료 시 배터리 SOC를 설정하는 단계;
상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하는 단계; 및
상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하이면, 상기 차량이 목적지 도착 시 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 도달하도록 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 SOC를 설정하는 단계는,
상기 SOC 설정 기능 활성화 시 설정 가능한 SOC 범위 및 목적지까지 주행 시 충전 가능한 SOC 범위를 디스플레이 화면에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 SOC를 설정하는 단계는,
상기 SOC 설정 기능 활성화 시 저장부에 저장된 SOC 설정 이력을 참조하여 상기 운행 종료 시 배터리 SOC를 자동으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하는 단계는,
상기 목적지까지 엔진을 최적효율점(OOL)로 운전하는 경우 예상되는 배터리 SOC를 상기 고효율로 충전 가능한 SOC로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 설정된 배터리 SOC가 고효율로 충전 가능한 SOC 이하인지를 확인하는 단계는,
상기 목적지까지의 주행 거리가 기준 거리 이상인 경우 상기 고효율로 충전 가능한 SOC를 설정 가능 최대 SOC로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 기준 거리는,
상기 목적지와 상기 차량의 현재 위치의 고도 정보에 근거하여 가변되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는,
상기 설정된 배터리 SOC가 SOC 밸런스 레벨을 초과하는 경우, 주행 경로 정보를 활용하여 충전 프로파일을 설정하는 단계; 및
상기 설정된 충전 프로파일을 바탕으로 엔진 운전점을 제어하여 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는,
현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 낮은 경우, 주행 부하가 낮을 때 EV 모드로의 주행 모드 전환을 금지하고 엔진을 최적효율점에서 운전하여 주행에 필요한 에너지를 제외한 나머지 에너지로 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는,
현재 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC보다 높은 경우, 상기 설정된 배터리 SOC를 SOC 밸런스 레벨로 설정하여 배터리 SOC가 상기 설정된 배터리 SOC에 수렴하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 20에 있어서,
상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는,
상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계; 및
상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계는,
상기 설정된 배터리 SOC가 기정해진 기준 SOC 이상으로 설정된 경우, SOC 밸런스 레벨을 상기 설정된 배터리 SOC 보다 낮게 설정하여 배터리 SOC 제어를 수행하는 단계;
상기 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨에 도달하면 배터리 SOC가 상기 SOC 밸런스 레벨을 기준으로 스윙하도록 제어하는 단계; 및
상기 차량이 목적지에 근접하면 상기 설정된 배터리 SOC까지 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 제어 방법.