KR101393585B1 - 차량의 isg제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아이들 정지가 요구될 때 유압 저장장치의 충전량을 충분하게 확보한 이후 아이들 정지가 제공될 수 있도록 하는 차량의 ISG제어방법이 개시된다.
본 발명은 운전정보를 검출하여 아이들 정지 진입조건을 만족하는지 판단하는 과정; 아이들 정지 진입조건을 만족하면 엔진 RPM을 일정량 만큼 상향시킨 다음 설정시간 동안 지연하여 오일펌프의 펌핑 압력을 높게 형성시키는 과정; 설정된 지연시간이 경과되면 유압 저장장치의 솔레노이드 밸브 작동으로 피스톤을 고정시켜 유체를 저장하고, 아이들 정지를 실행하는 과정을 포함한다.

Description

차량의 ISG제어장치 및 방법{IDLE STOP AND GO CONTROL DEVICE FOR VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 ISG(Idle Stop and Go)제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아이들 정지가 요구될 때 유압 저장장치의 충전량을 충분하게 확보한 이후 아이들 정지가 제공될 수 있도록 하는 차량의 ISG제어장치 및 방법에 관한 것이다.

세계적인 고유가 및 CO2규제로 친환경, 고연비는 차량개발의 핵심 항목이 되었고, 선진 자동차 메이커들은 이러한 목표를 달성하기 위해 연료저감을 위한 기술개발에 총력을 기울이고 있다.

이와 관련하여 차량이 정지되어 엔진이 아이들 상태에 진입되고 설정된 일정 조건을 만족하면 자동으로 엔진을 정지시키고, 브레이크 페달의 해제나 가속페달의 팁 인 혹은 변속단의 변화에 따른 출발의지가 검출되면 자동적으로 엔진을 재시동시키는 ISG(Idle Stop and Go) 기능이 주요 기술로 주목받고 있다.

ISG기능은 소형 일부의 차종에만 적용되고 있으나 점차 적용폭이 확대되고 있으며, 기본 기능으로 탑재되도록 추진되고 있다.

ISG기능이 탑재되는 차량에는 엔진이 정지된 상태에서 유압의 공급이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 전동식 모터로 작동되는 전동식 오일펌프가 적용되고 있다.

최근들어 ISG기능이 장착된 차량에서 원가절감, 중량절감 및 연비개선을 위해 전동식 오일펌프 대신에 유압 저장장치를 장착하고 있다.

유압 저장장치는 엔진이 작동 중인 상태에서 자동변속기의 오일 펌프로부터 오일을 공급받아 충전되며, 차량이 주행 중에 정지하게 되면 엔진이 아이들 정지되면 유압 저장장치는 작동 준비 상태가 된다.

이후, 차량이 주행을 시작하려 엔진이 재시동되면 유압 저장장치는 충전된 오일을 자동변속기에 공급하여 작동에 필요한 유압을 공급한다.

그러나, 유압 저장장치가 적용되는 경우 차량이 정차하여 아이들 정지에 진입할 경우 전동식 모터를 사용하여 변속기에 오일을 공급하는 전동식 오일펌프와 다르게 유압 저장장치는 엔진 재시동시에 스프링으로 피스톤을 밀어 변속기에 오일을 공급한다.

따라서, 엔진이 아이들 정지에 진입하는 경우 미처 유압 저장장치에 오일이 충전되지도 않았는데도 시동이 꺼져버리게 현상이 발생되어 엔진 재시동시에 자동변속기에 오일을 공급할 수 없게 되어 차량 출발이 지연되고 출발 시 큰 변속 충격을 발생시켜 위화감을 제공할 수 있다.

또한, 자동변속기에 정상적인 오일이 공급되지 못함에 따라 내부 마찰요소의 마모를 증대시켜 내구성을 악화시키므로 고장을 발생시키는 원인으로 작용한다.

유압 저장장치의 피스톤의 세팅압이 6bar라고 할때, 통상 주행조건에서 그 이상의 압력이 나오더라도 유압 저장장치의 피스톤을 작동시키지 않고, 아이들 정지 조건에 진입하였을때 솔레노이드 밸브를 온시켜 피스톤을 고정한다.

이는 전류사용 시간을 최소화하여 솔레노이드 밸브의 전기 사용량 최소화 및 내구성, 발열방지를 위함이다.

그러나, 아이들 상태에서 피스톤 세팅 압력 이상의 라인압을 만들기 위해 오일펌프의 토출 유량을 증대시켜야 하므로 오일펌프 용량의 증대가 요구되고, 내구진행에 따라 라인압력이 저하될 때 아이들 라인압이 피스톤 세팅 압력 이하로 형성되어 피스톤을 고정시키지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

즉, 아이들 상태에서 오일펌프의 토출 유량을 상당히 크게 설정하여 아이들라인압을 높이는 방법은 오일펌프에 의한 동력 손실이 과다하게 발생되어 오히려 연비가 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 아이들 정지가 요구될 때 엔진 RPM을 상승 및 지연 제어하여 유압 저장장치의 충전량을 충분하게 확보한 이후 아이들 정지가 제공될 수 있도록 엔진의 재시동 후 출발시 안정된 출발성능을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 시동 온 상태에서 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장하고, 아이들 정지 후 재시동 될 때 저장된 오일을 자동변속기에 공급하는 유압 저장장치; ISG장치를 통해 아이들 정지 및 재시동을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 아이들 정지가 요구되면 엔진 RPM을 일정량(XRPM) 상향시킨 다음 일정시간(Ysec) 유지한 후 유압 저장장치내의 솔레노이드 밸브를 작동 온시켜 피스톤을 고정하고, 아이들 정지를 실행하는 차량의 ISG제어장치를 제공한다.

상기 제어부는 아이들 정지 요구시 변속기 오일의 온도에 따라 엔진 RPM의 상향폭을 결정할 수 있다.

상기 제어부는 아이들 정지 후 재시동 될 때 유압 저장장치내의 솔레노이드 밸브를 작동 오프시켜 피스톤의 고정을 해제하여 자동변속기에 오일을 공급하고, 엔진 재시동을 실행할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 운전정보를 검출하여 아이들 정지 진입조건을 만족하는지 판단하는 과정; 아이들 정지 진입조건을 만족하면 엔진 RPM을 일정량 만큼 상향시킨 다음 설정시간 동안 지연하여 오일펌프의 펌핑 압력을 높게 형성시키는 과정; 설정된 지연시간이 경과되면 유압 저장장치의 솔레노이드 밸브 작동으로 피스톤을 고정시켜 유체를 저장하고, 아이들 정지를 실행하는 과정을 포함하는 차량의 ISG제어방법이 제공된다.

상기 엔진 RPM의 상향값은 변속기 오일의 온도 조건이 적용되어 결정될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 엔진의 아이들 정지가 요구될 때 엔진 RPM의 제어로 유압 저장장치의 유압 충전을 안전되게 확보한 이후 아이들 정지에 진입될 수 있도록 함으로써, 엔진 재시동 출발 시 자동변속기에 충분한 유압이 안정적으로 공급될 수 있도록 하여 출발 지연 및 충격 발생을 방지하고, 마찰요소의 내구성 악화를 방지할 수 있다.

또한, 엔진의 RPM의 제어로 아이들 상태에서 유압 저장장치의 리턴 스프링 세팅압력(피스톤 고정압력)을 확보할 수 있어 오일펌프의 용량을 최적화함으로써 연비 개선을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 ISG제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 ISG제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 ISG제어 타이밍도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 ISG제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 유압 저장장치(100)와 제어부(200) 및 ISG장치(300)을 포함한다.

유압 저장장치(100)는 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장하고, 엔진이 아이들 정지된 다음 재시동되면 저장된 오일을 자동변속기에 공급하여 변속감이 악화되는 것을 방지시킨다.

상기 유압 저장장치(100)는 오일유로(110)와 일방향 밸브(120), 어큠 피스톤(130), 스프링(140), 고정부(150), 솔레노이드 밸브(160) 및 고정확인부(170)를 포함한다.

오일유로(110)는 엔진의 동작에 따라 작동되는 오일펌프의 라인압 유로와 연결되어 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일펌프로부터 공급되는 오일을 유입하여 일방향 밸브(120)를 통해 저장 영역으로 공급한다.

그리고, 오일유로(110)는 엔진 아이들 정지 이후에 재시동되면 저장된 오일을 연결되는 라인압 유로를 통해 자동변속기에 공급한다.

일방향 밸브(120)는 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일펌프로부터 공급 받는 오일 양을 최소화시키기 위해 유압 저장장치의 내부로 들어오는 유동의 양을 제한한다.

즉, 일방향 밸브(120)는 엔진 재시동에 따른 재출발 초기에 유압 저장장치에 충전되는 오일 양을 최소화시켜 자동변속기의 작동 요소로 공급되어야 할 오일이 부족하여 변속감이 악화되는 현상을 방지한다.

어큠 피스톤(130)는 일방향 밸브(120)를 통해 공급되는 오일을 저장한다.

스프링(140)은 일방향 밸브(120)를 통해 공급되는 오일의 압력에 의해 어큠 피스톤(130)이 고정부(150)측으로 이동될 때 압축되어 압축력을 저장하고, 엔진 아이들 정지 후 재시동될 때 압축력으로 어큠 피스톤(130)을 일방향 밸브(120)측으로 이동시켜 저장된 오일을 자동변속기로 공급시킨다.

고정부(150)는 오일의 공급으로 어큠 피스톤(130)이 밀려 슬리이딩 코어 끝에 도달되면 솔레노이드 밸브(160)의 작동으로 어큠 피스톤(130)을 고정시켜 어큠 피스톤(130)의 이동으로 형성되는 실린더 영역에 오일이 저장될 수 있도록 한다.

상기 고정부(150)에는 솔레노이드 밸브(160)의 외부로 돌출되는 코어 로드(151)가 구성된다.

위치검출부(170)는 상기 고정부(150)에 구성되는 코어 로드(151)의 위치를 검출하여 어큠 피스톤(130)의 위치 정보, 즉 오일의 저장 상태정보를 제어부(200)에 제공한다.

제어부(200)는 엔진 RPM과 차속, 브레이크 페달의 답력 및 시프트 레버로 선택되는 변속단, 가속페달의 변위, 변속기의 오일온도 등을 포함하는 운전정보를 분석하여 아이들 정지 요구가 검출되면 곧바로 아이들 정지 제어로 진입하지 않고 엔진 RPM을 일정량(Xrpm)만큼 상승시킨 다음 설정된 일정시간 동안 지연(Ysec)하여 유압 저장장치(100)의 오일 충전을 충분하게 유지한 이후 ISG장치(300)를 통해 아이들 정지로 진입시킨다.

상기 제어부(200)는 아이들 정지 제어를 실행할 때 유압 저장장치(100)의 실린더 영역에 충전된 오일을 유지시키기 위해 솔레노이드 밸브(150)를 작동시켜 어큠 피스톤(130)을 고정시킨다.

또한, 상기 제어부(200)는 차속과 브레이크 페달의 답력 및 시프트 레버로 선택되는 변속단을 포함하는 운전정보가 엔진 재시동의 요구이면 ISG시스템(300)을 제어하여 엔진을 재시동시키고, 유압 저장장치(100)를 작동시켜 저장된 오일을 자동변속기에 공급시켜 재출발시 안정된 변속동작이 실행될 수 있도록 한다.

ISG장치(300)는 제어부(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 엔진 아이들 정지 및 재시동을 실행한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같다.

본 발명이 적용되는 차량의 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 제어부(200)는 엔진 RPM, 주행 차속, 브레이크 페달의 답력, 변속단, 가속페달의 변위, 변속기 오일의 온도 등을 포함하는 운전정보를 검출하여(S101) 아이들 정지 진입조건을 만족하는지 판단한다(S102).

상기 제어부(200)는 S102에서 아이들 정지 진입 조건을 만족하면 변속기 오일의 온도를 검출하고(S103), 변속기 오일의 온도조건에 따라 엔진 RPM을 일정량(XRPM)만큼 상향시킨 다음 설정된 일정시간(Ysec)동안 유지시켜 오일펌프의 펌핑 압력을 높게 형성시킨다(S104).

상기 제어부(200)는 설정된 맵을 적용하여 변속기 오일의 온도에 따라 엔진 RPM의 상향 값을 결정한다.

따라서, 자동변속기의 라인압 유로와 오일유로(110)가 연결되는 유압 저장장치(100)는 엔진 RPM의 상향에 따른 오일펌프의 펌핑 오일을 공급받아 저장한다.

즉, 오일유로(110)와 연결되는 자동변속기의 라인압 유로를 통해 오일펌프로부터 오일을 공급 받게 되며, 공급 받은 오일은 일방향 밸브(120)를 통해 유압 저장장치(100)의 내부로 공급된다.

이때, 일방향 밸브(120)는 유압 저장장치의 내부로 들어오는 유동의 양을 제한하여 재출발 초기에 자동변속기의 작동 요소로 공급되어야 할 오일이 충분하게 유지될 수 있도록 하기 위함이다.

일방향 밸브(120)를 통해 들어온 오일의 압력은 스프링(140)의 탄성계수를 극복하여 어큠 피스톤(130)을 고정부(150)측으로 이동시키며, 이때, 스프링(140)이 압축되어 압축력이 저장된다.

상기 제어부(200)는 S104에서 엔진 RPM을 일정량(XRPM)만큼 상향시킨 후 설정된 일정시간(Ysec) 경과되었는지 판단하여(S105), 설정된 일정시간(Ysec)이 경과되었으면 솔레노이브 밸브(160)를 작동시켜 어큠 피스톤(130)을 고정함으로써(S106), 어큠 피스톤(130)의 이동으로 형성되는 실린더 영역에 오일이 저장될 수 있도록 한다(S107).

그리고, 제어부(200)는 ISG장치(300)를 통해 아이들 정지 제어를 실행하여 엔진을 정지시킨다(S108).

또한, 상기 제어부(200)는 엔진 RPM, 주행 차속, 브레이크 페달의 답력, 변속단, 가속페달의 변위 등을 포함하는 운전정보가 엔진 재시동의 요구로 검출되면 ISG장치(300)을 제어하여 엔진을 재시동시키고, 유압 저장장치(100)를 작동시켜 저장된 오일을 자동변속기에 공급시켜 재출발시 안정된 변속동작이 실행될 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 ISG제어 타이밍도이다.

도 3을 참조하면, 운전정보가 아이들 정지 진입 조건이면(A) 변속기 오일의 온도에 따라 엔진 RPM을 일정량(XRPM)만큼 상향하여 설정시간(Ysec) 동안 유지함으로써, 오일펌프의 펌핑 압력의 상승을 유도하여 유압 저장장치의 리턴 스프링 세팅 압력에 상당하는 라인압력을 확보한 이후에 솔레노이드 밸브를 작동 온시켜 피스톤을 고정하며, 이와 동시에 엔진을 아이들 정지시킨다(B).

이후, 엔진의 재시동이 요구되면 솔레노이드 밸브를 작동 오프시켜 유압 저장장치에 저장된 오일이 변속기에 공급될 수 있도록 하고, 동시에 엔진의 재시동시킨다(C).

상기한 방법을 적용함으로써, 오일펌프의 용량을 유압 저장장치의 작동과 무관하게 설정할 수 있어 오일펌프의 손실을 최소화할 수 있고, 작은 용량의 오일펌프를 적용함으로써 원가 개선이 제공될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 유압 저장장치 200 : 제어부
300 : ISG장치

Claims (5)

1. 시동 온 상태에서 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장하고, 아이들 정지 후 재시동 될 때 저장된 오일을 자동변속기에 공급하는 유압 저장장치;
   ISG장치를 통해 아이들 정지 및 재시동을 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 제어부는 아이들 정지가 요구되면 엔진 RPM을 일정량(XRPM) 상향시킨 다음 일정시간(Ysec) 유지한 후 유압 저장장치내의 솔레노이드 밸브를 작동 온시켜 피스톤을 고정하고, 아이들 정지를 실행하는 차량의 ISG제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 아이들 정지 요구시 변속기 오일의 온도에 따라 엔진 RPM의 상향폭을 결정하는 차량의 ISG제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 아이들 정지 후 재시동 될 때 유압 저장장치내의 솔레노이드 밸브를 작동 오프시켜 피스톤의 고정을 해제하여 자동변속기에 오일을 공급하고, 엔진 재시동을 실행하는 차량의 ISG제어장치.
4. 운전정보를 검출하여 아이들 정지 진입조건을 만족하는지 판단하는 과정;
   아이들 정지 진입조건을 만족하면 엔진 RPM을 일정량 만큼 상향시킨 다음 설정시간 동안 지연하여 오일펌프의 펌핑 압력을 높게 형성시키는 과정;
   상기 설정된 지연시간이 경과되면 유압 저장장치의 솔레노이드 밸브 작동으로 피스톤을 고정시켜 유체를 저장하고, 아이들 정지를 실행하는 과정;
   을 포함하는 차량의 ISG제어방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 엔진 RPM의 상향값은 변속기 오일의 온도 조건이 적용되어 결정되는 차량의 ISG제어방법.

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