KR20080112464A

KR20080112464A - Car Converter Control System

Info

Publication number: KR20080112464A
Application number: KR1020070060892A
Authority: KR
Inventors: 최덕관
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-12-26

Abstract

본 발명의 자동차의 컨버터 제어시스템은 배터리에 충전되는 소정 전압의 손실 전압을 보상하도록, 본 발명은 소정 전압이 충전되는 배터리와, 제1 전압을 공급하는 전원부 및 상기 제1 전압을 입력받아 리드 와이어와 연결되는 상기 제2 전압으로 변환하여 상기 배터리에 공급하는 컨버터 제어시스템을 포함하고, 상기 컨버터 제어시스템은 상기 제1 전압을 공급받아 상기 제2 전압으로 변환하며, 상기 제2 전압에 대한 제1 전류를 감지하는 전류 센서를 포함하는 컨버터 및 상기 컨버터로 상기 제1 전압의 공급 여부에 대한 스위칭 신호를 인가하고, 상기 제1 전류를 기초하여, 상기 리드 와이어의 저항 성분에 의한 손실 전압을 보상하는 제어부를 포함하는 자동차의 컨버터 제어시스템을 제공한다.In order to compensate for a loss voltage of a predetermined voltage charged in a battery, the converter control system of the vehicle of the present invention receives a battery charged with a predetermined voltage, a power supply unit supplying a first voltage, and a lead wire receiving the first voltage. And a converter control system converting the second voltage into the second voltage connected to the second voltage and supplying the first voltage to the battery, wherein the converter control system receives the first voltage and converts the second voltage into the second voltage. A converter including a current sensor for sensing a current and applying a switching signal to the converter whether the first voltage is supplied, and based on the first current, to compensate for the loss voltage caused by the resistance component of the lead wire Provided is a converter control system for a vehicle including a control unit.

Description

Converter control system of the car

도 1 은 본 발명에 따른 자동차의 컨버터 제어시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a converter control system of a vehicle according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 자동차의 컨버터 제어시스템을 나타내는 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a converter control system for a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10: 배터리 20: 컨버터 제어시스템10: battery 20: converter control system

22: 컨버터 24: 제어부22: converter 24: control unit

본 발명은 자동차의 컨버터 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리에 충전되는 소정 전압의 손실 전압을 보상하는 자동차의 컨버터 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a converter control system of a vehicle, and more particularly, to a converter control system of a vehicle for compensating for a loss voltage of a predetermined voltage charged in a battery.

일반적으로, 자동차는 배터리 충전용으로 컨버터를 사용된다.In general, automobiles use converters for battery charging.

예를 들어, 42V 시스템을 사용하는 자동차는 42V 를 14V로 변환하여 12V 배터리 충전 및 차량 전원을 공급한다.For example, a car using a 42V system converts 42V into 14V to charge a 12V battery and power the vehicle.

또한, 하이브리드 자동차는 고전압을 변환하여 12V 배터리 충전 및 차량 전원을 공급한다.Hybrid cars also convert high voltages to charge 12V batteries and power vehicles.

여기서, 자동차는 배터리 충전용으로 컨버터를 사용하게 되는 것을 알수 있다.Here, it can be seen that the car uses the converter for charging the battery.

종래의 자동차는 컨버터의 제어를 PI 제어기를 사용한 부귀환제어 방식을 사용하여, 배터리와 연결된 리드 와이어를 통하여 소정 전압을 공급하여 상기 배터리에 충전되도록 한다.Conventional automobiles use a negative feedback control scheme using a PI controller to control the converter so that the battery is charged by supplying a predetermined voltage through a lead wire connected to the battery.

그러나, 종래 발명에 따른 자동차의 컨버터 제어시스템은 리드 와이어의 저항 성분에 따른 손실 전압이 발생되어 배터리의 요구 전압보다 작은 소정 전압이 충전됨으로써, 시간 및 효율이 낮아지게 된다.However, in the converter control system of a vehicle according to the related art, a loss voltage corresponding to a resistance component of a lead wire is generated and a predetermined voltage smaller than a required voltage of a battery is charged, thereby lowering time and efficiency.

본 발명의 목적은, 배터리에 충전되는 소정 전압의 손실 전압을 보상하는 자동차의 컨버터 제어시스템을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a converter control system for a motor vehicle which compensates for the loss voltage of a predetermined voltage charged in a battery.

본 발명에 따른 자동차의 컨버터 제어시스템은 소정 전압이 충전되는 배터리와, 제1 전압을 공급하는 전원부 및 상기 제1 전압을 입력받아 리드 와이어와 연결되는 상기 제2 전압으로 변환하여 상기 배터리에 공급하는 컨버터 제어시스템을 포함하고, 상기 컨버터 제어시스템은 상기 제1 전압을 공급받아 상기 제2 전압으로 변환하며, 상기 제2 전압에 대한 제1 전류를 감지하는 전류 센서를 포함하는 컨버터 및 상기 컨버터로 상기 제1 전압의 공급 여부에 대한 스위칭 신호를 인가하고, 상기 제1 전류를 기초하여, 상기 리드 와이어의 저항 성분에 의한 손실 전압을 보상하는 제어부를 포함한다.The converter control system for a vehicle according to the present invention converts a battery charged with a predetermined voltage, a power supply unit supplying a first voltage, and the first voltage to the second voltage connected to a lead wire, and supplies the same to the battery. And a converter control system, wherein the converter control system receives a first voltage and converts the first voltage into the second voltage, and includes a current sensor configured to sense a first current with respect to the second voltage. And a control unit configured to apply a switching signal for whether a first voltage is supplied and to compensate for a loss voltage caused by a resistance component of the lead wire based on the first current.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차의 컨버터 제어시스템에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a converter control system for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 자동차는 배터리(10), 컨버터 제어시스템(20) 및 전원부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a vehicle of the present invention includes a battery 10, a converter control system 20, and a power supply unit 30.

배터리(10)는 소정 전압의 충전이 가능하며, 리드 와이어(L1)으로 컨버터 제어시스템(20)와 연결되어 상기 소정 전압을 충전한다.The battery 10 may be charged with a predetermined voltage, and is connected to the converter control system 20 by the lead wire L1 to charge the predetermined voltage.

컨버터 제어시스템(20)은 DC-DC 컨버터이며, 전원부(30)로부터 제1 전압을 차단 또는 공급받아 배터리(10)에 상기 소정 전압이 충전되도록 한다.The converter control system 20 is a DC-DC converter, and blocks or supplies the first voltage from the power supply unit 30 so that the predetermined voltage is charged in the battery 10.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 자동차는 배터리(10), 배터리(10)와 리드 와이어(L1)으로 연결되는 컨버터 제어시스템(20) 및 전원부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a vehicle of the present invention includes a battery 10, a converter control system 20 connected to a battery 10 and a lead wire L1, and a power supply unit 30.

여기서, 배터리(10)는 소정 전압을 충전하며, 전원부(30)는 배터리(10)로 상기 소정 전압이 충전되도록 제1 전압을 공급한다.Here, the battery 10 charges a predetermined voltage, and the power supply unit 30 supplies a first voltage to charge the predetermined voltage to the battery 10.

컨버터 제어시스템(20)은 컨버터(22) 및 제어부(24)를 포함한다.The converter control system 20 includes a converter 22 and a control unit 24.

여기서, 컨버터(22)는 상기 제1 전압을 공급받아 상기 제2 전압으로 변환하 며, 상기 제2 전압에 대한 제1 전류를 감지하는 전류 센서(22A)와, 상기 제1 전압을 공급 및 차단하는 스위치 소자(22B) 및 스위치 소자(22B)의 스위칭 동작에 따라 공급되는 상기 제1 전압을 상기 제2 전압으로 변환하는 인덕터(22C)를 포함한다.Here, the converter 22 receives the first voltage and converts it into the second voltage, and a current sensor 22A that senses a first current with respect to the second voltage, and supplies and cuts off the first voltage. And an inductor 22C for converting the first voltage supplied to the second voltage according to the switching operation of the switching element 22B and the switching element 22B.

전류 센서(22A)는 제어부(30)로 상기 제1 전류를 감지하여 인가하여 상기 제2 전압이 가변되도록 한다.The current sensor 22A detects and applies the first current to the controller 30 so that the second voltage is variable.

제어부(24)는 컨버터(22)로 상기 제1 전압의 공급 여부에 대한 스위칭 신호를 인가하고, 상기 제1 전류를 기초하여 리드 와이어(L1)의 저항 성분(R1)에 의한 손실 전압을 보상한다.The controller 24 applies a switching signal for whether the first voltage is supplied to the converter 22, and compensates for the loss voltage caused by the resistance component R1 of the lead wire L1 based on the first current. .

여기서, 제어부(24)는 컨버터(22)의 스위치 소자(22B)로 상기 제1 전압의 공급 여부에 대한 스위칭 신호를 인가하는 PI 제어기(24A), 상기 손실 전압을 보상하기 위한 제3 전압을 공급하는 기준 전압부(24B) 및 상기 제3 전압을 기초하여, 상기 손실 전압을 보상하는 보상 제어기(24C)를 포함한다.Here, the controller 24 supplies a PI controller 24A for applying a switching signal for whether the first voltage is supplied to the switch element 22B of the converter 22, and a third voltage for compensating the loss voltage. And a compensation controller 24C for compensating for the loss voltage based on the reference voltage section 24B and the third voltage.

PI 제어기(24A)는 상기 제1 전류에 기초하여 전류 변화율(Ki)을 산출하고, T상기 전류 변화율(Ki)을 기초로 PI 제어를 통하여 상기 스위칭 신호를 출력한다.The PI controller 24A calculates a current change rate Ki based on the first current, and outputs the switching signal through PI control based on the T current change rate Ki.

기준 전압부(24B)는 상기 제3 전압을 보상 제어기(24C)로 전달한다.The reference voltage section 24B transfers the third voltage to the compensation controller 24C.

또한, 보상 제어기(24C)는 상기 전류 변화율(Ki) 및 리드 와이어(L1)의 저항 성분(R1)을 기초하여, 보상율(Kc)을 산출하는 산출부(25) 및 보상율(Kc) 및 상기 제3 전압을 기초하여, 상기 제2 전압을 산출하여 PI 제어기(22)로 출력하는 보상전압부(26)를 포함한다.In addition, the compensation controller 24C calculates a compensation rate Kc based on the current change rate Ki and the resistance component R1 of the lead wire L1. On the basis of the three voltages, the compensation voltage unit 26 for calculating the second voltage and outputting to the PI controller 22.

여기서, 보상율(Kc)은 다음의 [수학식 1]에 의해 산출된다.Here, the compensation rate Kc is calculated by the following [Equation 1].

보상율(Kc) = 리드 와이어(L1)의 저항성분(R1) / 전류 변화율(Ki)Compensation rate (Kc) = resistance component (R1) / current change rate (Ki) of lead wire (L1)

여기서, 리드 와이어(L1)의 저항성분(R1)은 컨버터(22)와 배터리(10) 사이의 거리 및 와이어의 종류가 결정되면 상수(Constant)로 결정된다.Here, the resistance component R1 of the lead wire L1 is determined as a constant when the distance between the converter 22 and the battery 10 and the type of the wire are determined.

또한, 상기 보상 전압은 다음의 [수학식 2]에 의해 산출된다.In addition, the compensation voltage is calculated by Equation 2 below.

제2 전압 = 제3 전압 + 보상율(Kc).Second voltage = third voltage + compensation rate Kc.

상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 기초하여, 예를 들어 상기 제2 전압을 산출하면 다음과 같다.Based on Equation 1 and Equation 2, for example, the second voltage is calculated as follows.

예를 들어, 배터리(10)에서 충전하는 상기 소정 전압이 14V 이면, 저항성분(R10)이 0.05옴이고, 제3 전압이 14V이고, 제1 전류가 10A이고, 전류 변화율(Ki)가 0.01이라고 가정하면, For example, when the predetermined voltage charged by the battery 10 is 14V, the resistance component R10 is 0.05 ohms, the third voltage is 14V, the first current is 10A, and the current change rate Ki is 0.01. Assuming

보상율(Kc)는 리드 와이어(L1)의 저항성분(R1)을 전류 변화율(Ki)로 나눈값이므로, 0.01 / 0.05를 하면 5로 산출되고, 상기 제2 전압은 상기 제3 전압과 보상율(Kc)의 합이므로, 14V + 5V를 하면 19V가 산출된다.The compensation rate Kc is a value obtained by dividing the resistance component R1 of the lead wire L1 by the current change rate Ki, and thus is calculated as 5 when 0.01 / 0.05 is used, and the second voltage is the third voltage and the compensation rate Kc. ), So 14V + 5V yields 19V.

따라서, 컨버터(22)는 상기 제2 전압을 19V로 출력하면 배터리(10)와 연결된 리드 와이어(L1)의 저항성분(R1)에 의한 전압강하를 보상하여 배터리(10)에 충전되는 상기 소정 전압을 만족시킬 수 있다.Therefore, when the converter 22 outputs the second voltage at 19V, the predetermined voltage charged in the battery 10 by compensating for the voltage drop caused by the resistance component R1 of the lead wire L1 connected to the battery 10. Can satisfy

즉, 보상 제어기(24C)는 컨버터(22)의 스위치 소자(22B)의 스위칭 주기를 결정하는 스위칭 신호가 결정되도록 한다.That is, the compensation controller 24C causes the switching signal to determine the switching period of the switch element 22B of the converter 22 to be determined.

본 발명의 자동차의 컨버터 제어시스템은 리드 와이어의 저항성분에 의한 전압강하로 인하여 배터리에 충전되는 소정 전압이 낮아지는 것을 방지함으로써, 컨버터 동작에 대한 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.The converter control system of the vehicle of the present invention has the advantage that the reliability of the converter operation is improved by preventing the predetermined voltage charged in the battery from being lowered due to the voltage drop caused by the resistance component of the lead wire.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made to the branches. Accordingly, modifications to future embodiments of the present invention will not depart from the technology of the present invention.

본 발명의 자동차의 컨버터 제어시스템은 리드 와이어의 저항성분에 의한 전압강하로 인하여 배터리에 충전되는 소정 전압이 낮아지는 것을 방지함으로써, 컨버터 동작에 대한 신뢰성이 및 전압강하로 인한 손실 전압을 보상하도록 하여 배터리 사용에 대한 충전 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.The converter control system of the vehicle of the present invention prevents the predetermined voltage charged in the battery from being lowered due to the voltage drop caused by the resistance component of the lead wire, thereby compensating the reliability of the converter operation and the loss voltage due to the voltage drop. This can reduce the charging time for battery use.

Claims

A battery charged with a predetermined voltage, a power supply unit for supplying a first voltage, and a converter control system for receiving the first voltage and converting the second voltage to the second voltage connected to a lead wire and supplying the battery to the battery;

The converter control system,

A converter including the current sensor receiving the first voltage and converting the first voltage into the second voltage and sensing a first current with respect to the second voltage; And

And a controller configured to apply a switching signal on whether the first voltage is supplied to the converter, and to compensate for a loss voltage caused by a resistance component of the lead wire based on the first current.

The method of claim 1, wherein the converter,

A switch element supplying and blocking the first voltage; And

And an inductor for converting the first voltage supplied according to the switching operation of the switch element.

The method of claim 1, wherein the control unit,

A PI controller for applying a switching signal for supplying the first voltage to the converter;

A reference voltage unit supplying a third voltage for compensating the loss voltage; And

And a compensation controller for compensating for the loss voltage based on the third voltage.

The method of claim 3, wherein the PI controller,

And a converter control system for a vehicle that calculates a current change rate based on the first current.

The method of claim 4, wherein the PI controller,

And a converter control system for an automobile based on the current change rate, to output the switching signal through PI control.

The method of claim 4, wherein the compensation controller,

A calculator configured to calculate a compensation rate based on the current change rate and the resistance component of the lead wire; And

And a compensation voltage unit configured to calculate and output the second voltage to the PI controller based on the compensation rate and the third voltage.

The method of claim 6, wherein the compensation rate,

A converter control system for a vehicle calculated by Equation 1 below;

[Equation 1]

Compensation rate = resistance / current rate of change of lead wire.

The method of claim 6, wherein the compensation voltage is,

A converter control system for a vehicle calculated by Equation 2 below;

[Equation 2]

Second voltage = third voltage + compensation factor.

The method of claim 6, wherein the second voltage is,

And a converter control system of an automobile substantially equal to the sum of the predetermined voltage and the loss voltage.