KR101567162B1 - Isg의 아이들 스톱 구간 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 차량 주행 속도를 판단하는 제1단계(S10)와; 상기 제1단계(S10)에서 차속이 30km/h 이상인 경우 정상주행모드로 작동되는 제2단계(S20)와; 상기 제1단계(S10)에서 차속이 30km/h 미만인 경우 아이들스톱모드로 작동되는 제3단계(S30)와; 상기 제1단계(S10)에서 차속이 0km/h인 경우 주행정지모드로 작동되는 제4단계(S40)로 구성되어, 차속이 30km/h 미만 지점부터 아이들 스톱 모드에 진입함으로 인해 도심의 저속 서행 정체 구간 주행 시 5% 이상의 연비를 개선할 수 있어 상품성을 향상시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법{Controlling method of idle stop section for ISG}

본 발명은 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 ISG 구조에서 아이들 스톱 구간을 증대시켜 연비를 향상시킬 수 있게 하기 위한 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 ISG(Idle Stop and Go)는 연비 개선을 위해 개발된 시스템으로, 차량이 정차 후 수초 후에 자동적으로 엔진을 정지시키고 운전자의 주행 의지가 감지되면 자동적으로 이그니션 키의 조작 없이 사동을 하는 시스템이다.

즉, 주행 중 신호대기를 위해 정차중이거나 가다 서다를 반복하는 도로 서행상황에서 엔진이 아이들(공회전) 스톱 모드에 진입하게 되면, 시동을 껐다가 운전자의 재출발 의지가 감지될 때 스타트모터를 이용해 엔진을 재시동시킴으로써 불필요한 공회전에 의한 연비손실을 막을 수 있다.

그러나, 종래의 ISG 시스템은 차량 정지 상태에서만 아이들 스톱 모드로 진입하기 때문에 연비 개선 효과가 제한적이라는 문제점이 있었다.

특허 1 : 대한민국 공개특허 10-2010-0064773

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 ISG 구조에서 아이들 스톱 구간을 증대시켜 연비를 향상시킬 수 있게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 차량 주행 속도를 판단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 차속이 30km/h 이상인 경우 정상주행모드로 작동되는 제2단계와; 상기 제1단계에서 차속이 30km/h 미만인 경우 아이들스톱모드로 작동되는 제3단계와; 상기 제1단계에서 차속이 0km/h인 경우 주행정지모드로 작동되는 제4단계;를 포함함으로써 달성된다.

상기 제2단계에서 차속이 30km/h 이상인 정상주행모드의 경우 DC컨버터와 12V 배터리를 연결하는 제1스위치를 ON시키고, 48V 에너지부와 제너레이터-모터로 형성된 HSG와 상기 DC컨버터를 연결하는 제2스위치를 OFF시키는 제2-1단계를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제2-1단계 이후 연료 공급을 유지하며, 상기 HSG의 동작모드를 제너레이터 모드로 작동하게 하여 차량의 전장품에 전원을 공급하고, 상기 DC컨버터의 동작모드를 48V에서 12V로 변압시키는 제2-2단계를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제3단계에서 차속이 30km/h 미만인 아이들스톱모드의 경우 상기 제1스위치를 OFF시키고, 상기 제2스위치를 ON시키는 제3-1단계를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제3-1단계 이후 차량의 액셀러레이터 신호를 판단하는 제3-2단계와; 상기 제3-2단계에서 상기 액셀러레이터 신호가 ON인 경우 연료를 공급하고, 상기 HSG의 동작모드를 재시동용 모터로 작동시키는 제3-3단계와; 상기 제3-2단계에서 상기 액셀러레이터 신호가 OFF인 경우 상기 HSG의 동작모드를 엔진크랭크축 감속제어모드로 작동시켜 연료공급 차단에 의한 충격을 완화시키는 제3-4단계;를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제3-4단계에서 상기 액셀러레이터 신호 OFF 시 연료공급을 차단하고, 아이들스톱모드 진입을 음성 또는 문자로 탑승자에게 알리는 제3-5단계를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제3-4단계에서 48V 에너지부의 전압을 판단하는 제3-6단계와; 상기 제3-6단계에서 48V 에너지부의 전압이 기준을 초과하는 경우 12V 배터리의 전압이 기준 이하인지 판단하는 제3-7단계와; 상기 제3-7단계에서 12V 배터리 전압이 기준 이하인 경우 상기 제1스위치가 ON이 되고, 상기 48V 에너지부의 전원이 12V 배터리로 인가되어 상기 DC컨버터 동작모드를 48V에서 12V로 변압시키는 제3-8단계를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제3-6단계에서 48V 에너지부의 전압이 기준 이하인 경우 상기 제3-3단계로 이동하게 되며, 상기 제3-7단계에서 12V 배터리의 전압이 기준을 초과하는 경우 상기 제1단계로 이동하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제4단계에서 차속이 0km/h인 주행정지모드의 경우 브레이크스위치 OFF와 시프트레버 D단 조건이 동시에 만족하는지 판단하는 제4-1단계를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제4-1단계에서 조건 만족 시 상기 제3-3단계로 이동하게 되며, 조건 불만족 시에는 차량이 정지된 것으로 인식하여 로직을 종료하도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 차속이 30km/h 미만 지점부터 아이들 스톱 모드에 진입함으로 인해 도심의 저속 서행 정체 구간 주행 시 5% 이상의 연비를 개선할 수 있어 상품성을 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법을 도시하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에서 제2단계를 도시하는 구조도,
도 3은 본 발명의 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에서 제3단계를 도시하는 구조도,
도 4는 본 발명의 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법에서 제4단계를 도시하는 구조도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 차속을 판단하는 제1단계(S10)와, 정상주행모드로 작동되는 제2단계(S20)와, 아이들스톱모드로 작동되는 제3단계(S30)와, 주행정지모드로 작동되는 제4단계(S40)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1단계(S10)는 차량의 주행 속도를 판단하는 단계로, 30km/h를 기준으로 하여 차속에 따라 제2단계(S20) 또는 제3단계(S30) 또는 제4단계(S40)로 진행하게 된다.

제2단계(S20)는 제1단계(S10)에서 차속이 30km/h 이상인 경우 정상주행모드로 작동되게 하는 단계로, 일반적인 주행 상황이 이루어질 수 있게 한다.

한편, ISG 구조는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제너레이터-모터로 형성된 HSG(Hybrid Starter Generator, 20)가 크랭크축(S)을 통해 엔진(10)과 연결되고, HSG(20)는 DC컨버터(30)와 연결되는 동시에 제2스위치(62)를 통해 48V 에너지부(50)와 연결되고, DC컨버터(30)는 제1스위치(61)를 통해 12V 배터리(40)와 연결된다.

이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2단계(S20)에서 차속이 30km/h 이상인 정상주행모드의 경우 제1스위치(61)를 ON시키고, 제2스위치(62)를 OFF시키는 제2-1단계(S21)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제2-1단계(S21) 이후에는 연료 공급을 유지하며, HSG(20)의 동작모드를 제너레이터 모드로 작동하게 하여 엔진룸박스 및 실내박스와 같은 차량의 전장품에 전원을 공급하고, DC컨버터(30)의 동작모드를 48V에서 12V로 변압시키는 제2-2단계(S22)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

제3단계(S30)는 제1단계(S10)에서 차속이 30km/h 미만인 경우 아이들스톱모드로 작동되게 하는 단계로, ISG에서 아이들 스톱 조건에 진입 준비가 된 상태이다.

이때, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 제3단계(S30)에서 차속이 30km/h 미만인 아이들스톱모드의 경우 제1스위치(61)를 OFF시키고, 제2스위치(62)를 ON시키는 제3-1단계(S31)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제3-1단계(S31) 이후에는 차량의 액셀러레이터 신호를 판단하는 제3-2단계(S32)와, 제3-2단계(S32)에서 액셀러레이터 신호가 ON인 경우 운전자가 차량 가속 의지가 있는 것으로 판단하여 연료를 공급하고, HSG(20)의 동작모드를 재시동용 모터로 작동시키는 제3-3단계(S33)와, 제3-2단계(S32)에서 액셀러레이터 신호가 OFF인 경우 운전자가 차량 가속 의지가 없으므로 아이들 스톱 상태로 진입시키기 위해 HSG(20)의 동작모드를 엔진크랭크축 감속제어모드로 작동시켜 연료공급 차단에 의한 충격을 완화시키는 제3-4단계(S34)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제3-4단계(S34)에서 액셀러레이터 신호 OFF 시에는 연료공급을 차단하고, 아이들스톱모드 진입을 음성 또는 문자로 탑승자에게 알리는 제3-5단계(S35)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 제3-4단계(S34)에서 48V 에너지부(50)의 전압을 판단하는 제3-6단계(S36)와, 제3-6단계(S36)에서 48V 에너지부(50)의 전압이 기준을 초과하는 경우 12V 배터리(40)의 전압이 기준 이하인지 판단하는 제3-7단계(S37)와, 제3-7단계(S37)에서 12V 배터리(40) 전압이 기준 이하인 경우 제1스위치(61)가 ON이 되고, 48V 에너지부(50)의 전원이 12V 배터리(40)로 인가되어 DC컨버터(30) 동작모드를 48V에서 12V로 변압시키는 제3-8단계(S38)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 제3-6단계(S36)에서 48V 에너지부(50)의 전압이 기준을 초과하지 않는 경우, 즉 기준 이하인 경우 제3-3단계(S33)로 이동하게 된다. 즉, 48V 에너지부(50)의 전압이 기준 이하로 감지되면 HSG(20)를 이용한 더 이상의 크랭크축(S) 감속제어가 불가능해지므로, 따라서 HSG(20)는 동작모드가 재시동용 모터로 작동되어 엔진 크랭킹을 준비하고 연료 공급이 이루어져 재시동이 이루어질 수 있게 한다. 이처럼 재시동이 이루어진 다음에는 제1스위치(61)가 다시 ON, 제2스위치(62)는 다시 OFF가 되게 하여 HSG(20) 동작모드가 제너레이터 모드로 동작되게 하고, DC컨버터(30)는 48V에서 12V로 변압되어 전장품에 전원을 공급할 수 있게 한다.

한편, 제3-7단계(S37)에서 12V 배터리(40)의 전압이 기준을 초과하는 경우 초기 제1단계(S10)로 이동하여 본 발명의 로직에 대한 대기 상태가 되도록 한다.

제4단계(S40)는 제1단계(S10)에서 차속이 0km/h인 경우 주행정지모드로 작동되게 하는 단계이다.

이때, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제4단계(S40)에서 차속이 0km/h인 주행정지모드의 경우 브레이크스위치 OFF와 시프트레버 D단 조건이 동시에 만족하는지 판단하는 제4-1단계(S41)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제4-1단계(S41)에서 조건 만족 시 제3-3단계(S33)로 이동하도록 한다. 즉, 조건을 만족하는 경우는 브레이크 스위치가 OFF이고 시프트레버가 D단에 위치하는 것으로 이는 운전자가 차량을 움직이기를 원하는 것이므로 엔진 크랭킹 작업을 위해 연료 공급을 시작하게 되며 HSG(20)는 시동을 걸기 위한 모터로 작동하게 되어 정상적인 주행 상태 조건을 유지할 수 있게 한다.

한편, 제4-1단계(S41)에서 조건 불만족 시에는 차량이 정지된 것으로 인식하여 로직을 종료하도록 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

S10 : 제1단계 S20 : 제2단계
S30 : 제3단계 S40 : 제4단계

Claims (10)

1. 차량 주행 속도를 판단하는 제1단계와;
   상기 제1단계에서 차속이 30km/h 이상인 경우 정상주행모드로 작동되는 제2단계와;
   상기 제1단계에서 차속이 30km/h 미만인 경우 아이들스톱모드로 작동되는 제3단계와;
   상기 제1단계에서 차속이 0km/h인 경우 주행정지모드로 작동되는 제4단계;를 포함하되;
   상기 제2단계에서 차속이 30km/h 이상인 정상주행모드의 경우 DC컨버터와 12V 배터리를 연결하는 제1스위치를 ON시키고, 48V 에너지부와 제너레이터-모터로 형성된 HSG와 상기 DC컨버터를 연결하는 제2스위치를 OFF시키는 제2-1단계를 포함하며,
   상기 제3단계에서 차속이 30km/h 미만인 아이들스톱모드의 경우 상기 제1스위치를 OFF시키고, 상기 제2스위치를 ON시키는 제3-1단계를 더 포함하고,
   상기 제3-1단계 이후 차량의 액셀러레이터 신호를 판단하는 제3-2단계와;
   상기 제3-2단계에서 상기 액셀러레이터 신호가 ON인 경우 연료를 공급하고, 상기 HSG의 동작모드를 재시동용 모터로 작동시키는 제3-3단계와;
   상기 제3-2단계에서 상기 액셀러레이터 신호가 OFF인 경우 상기 HSG의 동작모드를 엔진크랭크축 감속제어모드로 작동시켜 연료공급 차단에 의한 충격을 완화시키는 제3-4단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2-1단계 이후 연료 공급을 유지하며, 상기 HSG의 동작모드를 제너레이터 모드로 작동하게 하여 차량의 전장품에 전원을 공급하고, 상기 DC컨버터의 동작모드를 48V에서 12V로 변압시키는 제2-2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3-4단계에서 상기 액셀러레이터 신호 OFF 시 연료공급을 차단하고, 아이들스톱모드 진입을 음성 또는 문자로 탑승자에게 알리는 제3-5단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3-4단계에서 48V 에너지부의 전압을 판단하는 제3-6단계와;
   상기 제3-6단계에서 48V 에너지부의 전압이 기준을 초과하는 경우 12V 배터리의 전압이 기준 이하인지 판단하는 제3-7단계와;
   상기 제3-7단계에서 12V 배터리 전압이 기준 이하인 경우 상기 제1스위치가 ON이 되고, 상기 48V 에너지부의 전원이 12V 배터리로 인가되어 상기 DC컨버터 동작모드를 48V에서 12V로 변압시키는 제3-8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제3-6단계에서 48V 에너지부의 전압이 기준 이하인 경우 상기 제3-3단계로 이동하게 되며,
   상기 제3-7단계에서 12V 배터리의 전압이 기준을 초과하는 경우 상기 제1단계로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제4단계에서 차속이 0km/h인 주행정지모드의 경우 브레이크스위치 OFF와 시프트레버 D단 조건이 동시에 만족하는지 판단하는 제4-1단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제4-1단계에서 조건 만족 시 상기 제3-3단계로 이동하게 되며, 조건 불만족 시에는 차량이 정지된 것으로 인식하여 로직을 종료하는 것을 특징으로 하는 ISG의 아이들 스톱 구간 제어 방법.

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