KR101682808B1 - Ｉｓｇ차량의 무한반복 시동 시험장치 - Google Patents

Abstract

단품 시험 조건과 동일하게 차량에서 실제 주행하지 않아도 동일한 조건으로 무한 반복 시동을 재현할 수 있어, 시험 시간 및 엔진 최적화 시간을 단축할 수 있는 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치에 관한 것으로서, ISG차량의 무한반복 시동 시험장치는 엔진 시동장치와 연계하여 무한 반복 시동을 제어하여 실제 주행하지 않은 상태에서 ISG차량의 스타트 모터의 성능을 시험하는 무한반복 시동 제어장치를 포함하고, 상기 무한반복 시동 제어장치는 전원 공급을 위한 전원 스위치; 초기화를 위한 리셋 스위치; 엔진 시동 시험을 제어하는 시험 제어부; 시험 제어부의 제어에 따라 성능시험 전체 시간을 카운트하는 전체 시간 카운터; 시험 제어부의 제어에 따라 이그니션 시간을 카운트하는 이그니션 시간 카운터; 시험 제어부의 제어에 따라 스타트 모터 구동 시간을 카운트하는 스타트 모터 시간 카운터; 이그니션 온/오프 횟수 및 스타트 모터 온/오프 횟수를 카운트하는 토털 횟수 카운터를 포함한다.

Description

ＩＳＧ차량의 무한반복 시동 시험장치{Infinite loop start testing device of the ISG cars}

본 발명은 ISG(Idle & Stop Go)차량의 무한반복 시동 시험장치에 관한 것으로, 특히 단품 시험 조건과 동일하게 차량에서 실제 주행하지 않아도 동일한 조건으로 무한 반복 시동을 재현할 수 있어, 시험 시간 및 엔진 최적화 시간을 단축할 수 있는 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 ISG(Idle Stop and Go)기능은 엔진 공회전 정지제어로서, 도로 조건에 따라 엔진 시동을 끄거나 키는 동작을 자동 반복적으로 구현함으로써 연료의 경제성을 구현할 수 있게 된다.

이를 위해 ISG 로직은 차량의 차속과 엔진회전속도 및 냉각수온 등의 정보를 입력받아 아이들(Idle)시 엔진을 정지하도록 명령을 내림으로써, ISG 적용 차량은 실제 연비 모드에서 5 ~ 15%의 연비 효과를 얻을 수 있게 된다.

통상, ISG 차량에서도 플라이휠로 동력을 전달하는 스타터 모터를 이용하여 엔진의 초기 시동은 물론 아이들스탑(Idle Stop)에서 아이들고(Idle Go)로 전환하게 된다.

ISG 차량은 엔진의 초기시동이나 아이들스탑(Idle Stop) -> 아이들고(Idle Go) 전환에 따른 재시동이 요구되면, 상기 스타터 모터는 배터리 전류로 구동되어 피니언 기어를 플라이휠의 링기어와 치합시켜줌으로써 엔진시동을 걸어주게 된다.

이러한 ISG 차량에서 반복 시동 성능을 검증하기 위해, 단품 시험을 하거나 차량을 실제 주행하는 상태에서 시험을 하여, 스타터 모터 및 엔진 메인 베어링 내구성을 평가하게 된다.

한편, ISG 차량에 대한 종래 기술이 하기의 <특허문헌 1>에 개시되었다.

<특허문헌 1>에 개시된 종래기술은 파워 트레인으로 이어지는 엔진과 함께 회전되고 스타터 모터로부터 동력을 받도록 링 기어를 갖춘 메인 플라이휠, 메인 플라이휠과 서로 결합되거나 또는 분리되는 서브 플라이휠로 이루어진 이중질량체 타입 플라이휠 유닛을 적용함으로써, 플라이휠 유닛의 관성 모멘트 총합을 초기시동 시나 저속구간에서는 높게 유지하고, 고속구간에서는 낮게 유지해 엔진의 줄어든 토크부담 만큼 연비를 향상할 수 있고, ISG에 의한 아이들 스탑(Idle Stop) -> 아이들 고(Idle Go)시 고 관성 모멘트 질량체의 축적된 회전 운동에너지로 스타터 모터의 시동 토크를 줄여 스타터 모터 내구성 저하를 방지하는 엔진 시동장치를 제공한다.

대한민국 등록특허 10-1349506호(2014.01.02. 등록)

그러나 상기와 같은 일반적인 ISG 차량의 성능시험은 실차 환경에서만 성능 시험을 할 수 있는 단점이 있다.

또한, 단품 시험 조건에서 스타터 모터나 엔진 메인 베어링의 내구성을 평가할 수 있으나, 이는 시간이 많이 소요되고 실차 환경에서 성능시험을 해야하는 제약이 따른다.

또한, 종래기술은 스타터 모터의 시동 토크를 줄여 스타터 모터 내구성 저하를 방지할 수는 있으나, 스타터 모터의 내구성 성능시험은 불가능한 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 단품 시험 조건과 동일하게 차량에서 실제 주행하지 않아도 동일한 조건으로 무한 반복 시동을 재현할 수 있어, 시험 시간 및 엔진 최적화 시간을 단축할 수 있는 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치는 엔진 시동장치와 연계하여 무한 반복 시동을 제어하여 실제 주행하지 않은 상태에서 ISG차량의 스타트 모터의 성능을 시험하는 무한반복 시동 제어장치를 포함하고,

상기 무한반복 시동 제어장치는 전원 공급을 위한 전원 스위치; 초기화를 위한 리셋 스위치; 상기 전원 스위치와 리셋 스위치와 연동하여 엔진 시동 시험을 제어하는 시험 제어부; 상기 시험 제어부의 제어에 따라 성능시험 전체 시간을 카운트하는 전체 시간 카운터; 상기 시험 제어부의 제어에 따라 이그니션 시간을 카운트하는 이그니션 시간 카운터; 상기 시험 제어부의 제어에 따라 스타트 모터 구동 시간을 카운트하는 스타트 모터 시간 카운터; 상기 이그니션 온/오프 횟수 및 스타트 모터 온/오프 횟수를 카운트하는 토털 횟수 카운터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 무한반복 시동 제어장치는 상기 시험 제어부와 연계하여 사용자의 조작에 따라 시간 설정 및 안전 확보를 위한 비상정지 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험방법은 ISG차량에서 무한 반복적으로 시동을 시험하기 위한 방법으로서, (a) 성능시험 전체 시간을 카운트하는 전체 시간 카운터를 초기화하고 릴레이를 초기화한 후, 이그니션 시간 카운터 및 스타트 모터 시간 카운터를 기동시키는 단계; (b) 릴레이 출력을 하여 이그니션 온 릴레이와 스타트 모터 온 릴레이를 구동시키는 단계; (c) 이그니션 오프와 스타트 모터 오프에 따른 이그니션 온/오프 횟수와 스타트 모터 온/오프 횟수를 시험 종료 시까지 카운트하여 토털 횟수를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 단품 시험 조건과 동일하게 차량에서 실제 주행하지 않아도 동일한 조건으로 무한 반복 시동을 재현할 수 있어, 시험 시간 및 엔진 최적화 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ＩＳＧ차량의 무한반복 시동 시험장치의 구성도,
도 2는 본 발명에서 전체 카운터, 이그니션 온 및 스타트 모터 온 타이밍도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험방법을 보인 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치의 구성도로서, 엔진 시동장치(100)와 연계하여 무한 반복 시동을 제어하여 실제 주행하지 않은 상태에서 ISG차량의 스타트 모터의 성능을 시험하는 무한반복 시동 제어장치(1)를 구비한다.

상기 무한반복 시동 제어장치(1)는 전원 공급을 위한 전원 스위치(10); 초기화를 위한 리셋 스위치(30); 상기 전원 스위치(10)와 리셋 스위치(30)와 연동하여 엔진 시동 시험을 제어하는 시험 제어부(40); 상기 시험 제어부(40)의 제어에 따라 성능시험 전체 시간을 카운트하는 전체시간 카운터(50); 상기 시험 제어부(40)의 제어에 따라 이그니션 시간을 카운트하는 이그니션 시간 카운터(60); 상기 시험 제어부(40)의 제어에 따라 스타트 모터 구동 시간을 카운트하는 스타트 모터 시간 카운터(70); 및 이그니션 온/오프 횟수 및 스타트 모터 온/오프 횟수를 카운트하는 토털 횟수 카운터(80); 상기 시험 제어부(40)와 연계하여 사용자의 조작에 따라 시간 설정 및 안전 확보를 위한 비상정지 스위치(20)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치의 동작을 첨부한 도면 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, ISG차량의 모터 엔진 착화 내구성 시험을 위하여, ISG차량의 엔진 시동 장치(100)에 무한반복 시동 제어장치(1)를 연결하여, 단품 시험 조건과 동일하게 ISG 차량에서 스타트 모터 및 엔진 메인 베어링 내구성을 동시에 평가한다.

예컨대, 무한반복 시동 제어를 위해, 무한반복 시동 제어장치(1)와 엔진 시동 장치(100)를 연결한 상태에서, 전원 스위치(10)를 이용하여 무한반복 시동 제어장치(1)에 전원을 공급한다.

전원 공급이 이루어지면 시험 제어부(40)는 내부 초기화 및 각각의 카운터를 전부 초기화한다. 초기화가 이루어진 상태에서 시험자가 비상정지 스위치(20)를 통해 각종 기능에 대한 시간 설정을 하고, 시험 시작을 명령하면 시험 제어부(40)는 ACC, 이그니션, 스타트, 이그니션 오프와 같은 총 4단계를 통해 엔진 시동 장치(100)의 시동 상태를 시험한다.

즉, 성능시험이 시작되면, 전체 시간 카운터(50)는 각 기능별 전체 성능시험 시간을 카운트하게 되고, 이그니션 시간 카운터(60)는 이그니션 온/오프 시간을 카운트한다. 아울러 스타트 모터 시간 카운터(70)는 스타트 모터의 온 시간 또는 오프 시간을 카운트하게 되고, 토털 횟수 카운터(80)는 성능시험 전체 시간 동안의 이그니션 온/오프 횟수, 스타트 모터 온/오프 횟수를 카운트한다.

도 2는 성능시험에 대한 타이밍도로서, 상단의 전체 카운터는 성능시험 전체 시간을 나타내고, 중간의 이그니션 온은 이그니션 온 상태와 오프 상태에 대한 타이밍이며, 하단의 스타트 모터 온은 스타트 모터의 온(1sec ~ 4sec) 타이밍과 오프 타이밍을 나타낸 것이다.

한편, 각 단계별로 시간 설정을 하고 성능을 시험하는 도중에 차량 이상 작동이 발생하면 비상정지 스위치(20)를 조작한다. 비상정지 스위치(20)가 조작되면 시험 제어부(40)는 즉시 모든 성능시험을 정지시키고, 엔진 시동 장치(100)의 동작도 긴급 정지시켜, 안전을 확보하게 된다.

상기와 같은 시험을 통해, 단품 시험 조건과 동일하게 차량에서 실제 주행하지 않아도 차량에서 동일한 조건으로 성능시험의 재현이 가능하므로, 전체 시험 시간 및 엔진 최적화를 위한 시간을 단축할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험방법을 보인 흐름도로서, (a) 전체 시간 카운터를 초기화하고 릴레이를 초기화한 후, 이그니션 시간 카운터 및 스타트 모터 시간 카운터를 기동시키는 단계(S11 ~ S13); (b) 릴레이 출력을 통해 이그니션 온 릴레이와 스타트 모터 온 릴레이를 구동시키는 단계(S14 ~ S15); (c) 이그니션 오프와 스타트 모터 오프에 따른 이그니션 온/오프 횟수와 스타트 모터 온/오프 횟수를 시험 종료 시까지 카운트하여 토털 횟수를 획득하는 단계(S16 ~ S18)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 ISG차량의 무한반복 시동 시험방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 단계 S11에서 엔진 시동 장치(100)와 무한반복 시동 제어장치(1)를 연동시킨 상태에서, 전체 성능시험 시간을 카운트하는 전체 시간 카운터를 초기화하고, 단계 S12에서 릴레이를 초기화한다.

다음으로, 단계 S13에서 이그니션 시간 카운터 및 스타트 모터 시간 카운터를 기동시키고, 단계 S14에서 릴레이 출력을 통해 단계 S15에서 이그니션 온 릴레이와 스타트 모터 온 릴레이를 구동시킨다.

다음으로, 단계 S16에서 이그니션 오프와 스타트 모터 오프가 발생하면, 단계 S17 내지 S18에서 이그니션 온/오프 횟수와 스타트 모터 온/오프 횟수를 시험 종료 시까지 카운트하여 토털 횟수를 획득한다.

이러한 성능시험을 통해, 단품 시험 조건과 동일하게 ISG 차량에서 스타트 모터 및 엔진 메인 베어링 내구성을 동시에 평가할 수 있으며, 실제 주행하지 않아도 성능시험이 가능하므로, 시험 시간을 단축할 수 있어, 엔진 최적화도 조기에 실현 가능한 장점이 있다.

1 : 무한반복 시험 제어장치 10 : 전원 스위치
20 : 비상정지 스위치 30 : 리셋 스위치
40 : 시험 제어부 50 : 전체 시간 카운터
60 : 이그니션 시간 카운터 70 : 스타트 모터 시간 카운터
80 : 토털 횟수 카운터
100: 엔진 시동 장치

Claims (4)

1. ISG차량의 무한반복 시동 시험장치는 엔진 시동장치와 연계하여 무한 반복 시동을 제어하여 실제 주행하지 않은 상태에서 ISG차량의 스타트 모터의 성능을 시험하는 무한반복 시동 제어장치를 포함하고,
   상기 무한반복 시동 제어장치는 전원 공급을 위한 전원 스위치; 초기화를 위한 리셋 스위치; 상기 전원 스위치와 리셋 스위치와 연동하여 엔진 시동 시험을 제어하는 시험 제어부; 상기 시험 제어부의 제어에 따라 성능시험 전체 시간을 카운트하는 전체 시간 카운터; 상기 시험 제어부의 제어에 따라 이그니션 시간을 카운트하는 이그니션 시간 카운터; 상기 시험 제어부의 제어에 따라 스타트 모터 구동 시간을 카운트하는 스타트 모터 시간 카운터; 상기 이그니션 온/오프 횟수 및 스타트 모터 온/오프 횟수를 카운트하는 토털 횟수 카운터를 포함하며,
   상기 시험 제어부는 ACC, 이그니션, 스타트, 이그니션 오프를 포함하는 4단계를 통해 엔진 시동 장치의 시동 상태를 시험하는 것을 특징으로 하는 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 무한반복 시동 제어장치는 상기 시험 제어부와 연계하여 사용자의 조작에 따라 시간 설정 및 안전 확보를 위한 비상정지 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG차량의 무한반복 시동 시험장치.
   
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