KR101755691B1

KR101755691B1 - 아이에스지 공조조건 판단방법

Info

Publication number: KR101755691B1
Application number: KR1020110041965A
Authority: KR
Inventors: 유지용; 권총아; 방정환; 김형준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2017-07-20
Also published as: US20120282852A1; DE102011055544B4; DE102011055544A1; US9217408B2; KR20120124509A; CN102765389A

Abstract

본 발명은 ISG 진입시 공조조건에 대한 판단과 아이들 스탑(Idle Stop)중 엔진의 재시동 여부 판단이 차량에서 취득 가능한 정보(냉각수온/흡기온/엔진토크/공조시스템 블로워 전압)를 이용한 공조상태 모델링으로 외기온 정보를 획득함으로써, 전술한 종래의 방식과 같이 공조시스템의 공조제어기를 이용하고 센서와 통신네트워크를 이용하는 하드웨어적인 방식이 아닌 소프트웨어적인 로직만으로 구현될 수 있고, 특히 ISG 적용을 어렵게 하던 기 양상된 차량의 레이아웃(layout)문제 해소로 ISG 이용성을 크게 높이고 공조제어기를 장착할 수 없는 차량에서도 ISG를 손쉽게 장착할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

아이에스지 공조조건 판단방법{Ventilating Condition Determine Method of Idel Stop and Go Function}

본 발명은 아이에스지 로직에 관한 것으로, 특히 추가적인 고가의 센서들을 이용하지 않고 차량에서 획득할 수 있는 정보를 이용한 공조상태모델링으로부터 아이들 스탑(Idle Stop)과 아이들 고(Idle Go)에 대한 공조조건을 판단할 수 있는 방법에 관한 것이다.

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

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

하지만, 상기와 같이 연비측면을 우선시 하는 ISG 적용 차량이더라도 공조조건 및 배터리 조건등에 의하여 ISG 실행이 억제되는 금지조건이 설정됨으로써, ISG 적용 차량에 대한 차량 시스템의 안전성을 높이고 상품성도 증진하게 된다.

이러한 일례로 특정한 공조조건에 의한 아이들 스탑(Idle Stop)과 아이들 고(Idle Go)기능이 있는데, 이는 공조시스템을 지속적으로 모니터링하고 이에 따른 판단결과를 이용해 ISG기능을 차단하는 방식이다.

이를 위해 공조시스템은 통신 네트워크가 구축되며, 이러한 통신 네트워크는 CAN통신이나 MOST통신 또는 IDB1394 통신을 적용한다.

도 3은 공조제어기와 센서 및 통신 네트워크와 같은 하드웨어를 이용해 ISG 금지를 위한 공조조건을 모니터링 하고, 특정 조건일 때 ISG 금지를 실행하는 로직흐름도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 단계S100은 ISG 금지를 위한 공조조건을 공조시스템의 공조제어기에서 모니터링하는 과정으로서, 이러한 과정에서는 센서에서 측정된 냉난방 관련기기의 온도 측정정보가 CAN통신을 통해 공조제어기로 제공되어진다.

단계S110에서는 공조제어기가 센서에서 읽어 들인 온도정보를 이용해 판단한 공조조건이 아이들 스탑(Idle Stop)조건을 만족하는지 여부가 판단된 후, 아이들 스탑 조건만족시엔 단계S120과 같이 엔진을 정지상태로 유지하게 된다.

이어, 단계S130과 같이 CAN 통신으로 ISG 금지를 위한 공조조건을 공조시스템의 공조제어기에서 다시 모니터링한 다음, 단계S140과 같이 이로부터 판단되어진 공조조건이 아이들 고(Idle Go)조건을 만족하는지 여부를 결정하여 준다.

아이들 고(Idle Go)조건만족시엔 단계S150과 같이 엔진을 재시동하여 준다.

하지만, 상기와 같은 하드웨어적인 방식에서는 아이들 스탑(Idle Stop)과 아이들 고(Idle Go)를 판단하기 위한 공조조건로직이 공조시스템에서 실행되는 방식이고, 이로 인해 공조시스템에는 공조조건로직을 실행하기 위한 공조제어기가 필요하게 된다.

또한, 상기와 같은 하드웨어적인 방식에서는 냉난방 관련 기기로부터 온도정보를 검출하기 위한 다양한 센서들이 필요하고, 센서에서 검출된 정보들을 공조제어기가 읽어 들이기 위해 CAN(또는 MOST 또는 IDB1394)통신 네트워크가 구축될 필요가 있게 된다.

이러한 공조제어기와 다양한 센서들과 CAN(또는 MOST 또는 IDB1394)통신 네트워크는 ISG 적용에 대한 비용상승을 가져오고, 기 양산된 차량에 ISG 기능을 부가하는 경우에는 경우에 따라 레이아웃(layout)의 부족으로 적용 불가 현상이 있을 수 있게 된다.

특히, 기 양산된 차량의 레이아웃(layout)으로 인한 ISG 적용 불가는 법규로 규정된 연비향상정책을 따르기 위한 ISG 이용성에서도 불리하게 작용될 수밖에 없게 된다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 공조시스템의 송출전압과 차량에서 취득 가능한 냉각수온과 흡기온 및 엔진토크와 같은 정보를 이용한 차량의 공조상태모델링으로 아이들 스탑(Idle Stop)과 아이들 고(Idle Go)에 대한 공조조건을 판단함으로써, 고가의 추가적인 센서 적용시 발생되었던 비용상승요인을 제거하고 공조제어기와의 통신네트워크 구축시 발생되었던 기 양상된 차량의 레이아웃(layout)으로 인한 ISG 적용 불가현상도 해소될 수 있는 아이에스지 공조조건 판단방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 아이에스지 공조조건 판단방법은 아이에스지(ISG, Idle Stop and Go)로직이 실행된 상태에서 현재 차량의 공조조건으로 ISG 스탑 진입이 가능한지 여부를 위해 차량에서 취득 가능한 정보를 이용한 모델링으로 예측외기온을 산출해주는 ISG금지초기단계;

공조시스템의 전압을 검출하는 ISG금지진행단계;

상기 예측외기온과 상기 공조시스템의 전압이 모두 설정되어진 상기 ISG 스탑 진입 조건보다 작은 값을 만족하는지 여부를 비교하는 ISG금지확인단계;

상기 ISG 스탑 진입 조건이 충족되면, 엔진을 제어하는 ISG 진입단계;

를 더 포함해 수행되는 것을 특징으로 하는 한다.

상기 차량에서 취득 가능한 정보는 냉각수온과 흡기온 및 엔진토크를 적용하여 준다.

상기 ISG고실행단계를 위한 조건은 공조시스템의 전압과 상기 예측외기온을 이용한 외기온 모델링값(d)이고, 상기 공조시스템의 전압은 블로워 전압을 적용하여 준다.

상기 예측외기온은 외기온을 고려한 엔진룸온도(d)이고, 상기 외기온 모델링값(d) = 엔진토크와 냉각수온의 관계로 부터 구해지는 엔진룸온도(a)에 상기 예측외기온의 모델링에 따른 외기온과 흡기온과의 차이인 보정팩터(b)를 X축으로 하여 결정되는 시간을 고려한 조정팩터(c)를 곱하여 산출되어진다.

상기 ISG 진입단계 수행후 ISG 스탑(Stop)중 ISG 고(Go)조건이 충족되면, 엔진 재시동 여부를 위해 차량에서 취득 가능한 정보를 이용한 모델링으로 예측외기온을 산출하고 공조시스템의 전압을 검출해주는 ISG고초기단계;

상기 산출된 예측외기온에 따른 시간을 고려하여 산출된 비교값으로 ISG스탑 시간경과나 또는 상기 공조시스템의 전압을 비교하여 ISG고 조건을 만족하는지 여부를 비교하는 ISG고확인단계;

비교된 상기 ISG고 조건이 충족되면, ISG고를 진행하여 엔진을 재시동하여 주는 ISG고실행단계;

를 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 ISG스탑 시간경과는 상기 ISG 진입을 위해 모델링을 통해 산출되는 외기온에 따른 시간을 포함해 산출되는 값과 비교되고, 상기 ISG고실행단계는 상기 아이들 스탑(Idle Stop)시간경과나 또는 공조시스템의 전압이 설정된 비교값에 비해 더 큰 경우에 이루어진다.

이러한 본 발명은 차량에서 취득 가능한 정보를 이용한 소프트웨어적인 공조상태모델링만으로 공조시스템에 의한 ISG 금지로직이 수행되므로 센서와 통신네트워크 구축과 같은 하드웨어로 인한 비용상승을 해소하는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 ISG 금지로직 실행을 통신네트워크 구축과 같은 하드웨어없이 소프트웨어적으로 구현하므로 ISG 적용을 어렵게 하던 기 양상된 차량의 레이아웃(layout)문제를 해소하고 ISG 이용성을 크게 높일 수 있는 효과도 있게 된다.

또한, 본 발명은 공조제어기를 이용하지 않고 ISG 금지로직을 실행하므로 공조제어기를 장착할 수 없는 차량에서도 ISG가 장착될 수 있는 효과도 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따라 공조상태모델링을 이용한 소프트웨어적인 아이에스지 공조조건 판단방법 흐름도이고, 도 2는 일반적으로 공조시스템의 전압과 공조시스템 작동에 따른 온도간 상관관계를 나타내는 테이블이며, 도 3은 종래에 따라 공조제어기와 센서 및 통신 네트워크와 같은 하드웨어를 이용해 ISG 금지를 위한 공조조건을 모니터링 하고, 특정 조건일 때 ISG 금지를 실행하는 공조조건 판단방법이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따라 공조상태모델링을 이용한 소프트웨어적인 아이에스지 공조조건 판단로직의 흐름도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 단계S10은 아이에스지(ISG,Idle Stop and Go)로직이 실행된 상태에서 ISG 스탑 진입이 가능한지 여부를 검증하는 단계로서, 이는 공조조건을 이용하여 ISG 스탑 진입시 공조조건이 ISG 진입을 금지하는 조건을 충족하는가를 판단함을 의미한다.

단계S20은 엔진룸 온도와 흡기온과의 상관관계를 바탕으로 외기온을 모델링하고, 이로부터 외기온 모델링값 d를 산출하게 된다.

단계S21은 외기온 모델링값 d를 산출하기 위해 산출하는 인자인 a는 엔진룸온도이고, b는 모델링에 따른 보정팩터(Correction Factor)이며, c는 상기 b를 X축으로 하여 결정되는 조정팩터(Calibration Factor)를 나타낸다.

여기서, 상기 엔진룸온도 a는 엔진의 부하상태를 대변하는 엔진토크와 냉각수온의 2D Map으로 구성되며, 냉각수온의 경우 쿨링팬이 동작할 경우엔 오프셋 팩터(Offset Factor)를 적용하게 된다.

상기 2D Map은 엔진토크와 냉각수온 관계를 해석하기 위해 통상적으로 적용되는 방식이다.

그리고, 상기 보정팩터(Correction Factor) b는 외기온에 가장 인접한 정보인 흡기온을 바탕으로 모델링된 외기온과 흡기온과의 차이를 나타낸다.

이때, 흡기온은 센서를 이용해 직접적으로 측정되어진 온도값을 의미한다.

또한, 상기 조정팩터(Calibration Factor) c는 타임필터(Time Filter)로서 급격한 변동이 없는 외기온의 특성을 고려하여 최종값에 반영되는 모델링의 산출 값에 대한 변화폭을 줄여주기 위함이다.

상기와 같이 단계S20에서 획득되는 외기온 모델링값 d = a x c로부터 산출되고, 상기 d는 외기온을 고려한 엔진룸온도 값으로 이용되어진다.

이때, 상기와 같은 변수 및 팩터(Factor)은 각 차량별 평가를 통해 정하게 되므로, 어떠한 특정값으로 한정되지 않는다.

이어, 단계S30에서 공조시스템의 전압을 검출하는데, 이러한 전압검출값은 전압과 온도관계를 이용한 모델링에 적용됨으로써 공조시스템의 전압 크기와 공조시스템의 냉난방작동에 따른 온도 관계 또는 그 역의 관계를 산출할 수 있게 된다.

상기 공조시스템의 전압은 공조시스템의 블로워(Blower)에서 송출되는 전압을 이용한다.

도 2는 공조시스템의 전압과 공조시스템의 냉난방온도간 상관관계를 나타내는 테이블로서, 도시된 바와 같이 공조시스템의 구동에 의한 냉난방온도별 공조시스템의 전압 값을 나타냄을 알 수 있다.

단계S40은 상기와 같이 모델링을 통해 산출된 외기온 모델링값 d와 검출된 공조시스템의 전압을 이용해 ISG 스탑 진입시 ISG 진입금지조건에 해당되는지 여부를 판단하는 과정이다.

이는 공조시스템의 전압 < e 조건과 동시에 f(외기온 모델링값 d) < g 조건을 만족하는지에 대한 비교로서 결정되어진다.

여기서, 상기 공조시스템의 전압 < e에서 e는 도 2의 테이블에서 특정 온도에서 이에 대응하여 일치되는 전압 값을 의미하며, 이에 따라 공조시스템의 전압 < e는 검출된 전압 값이 모델링되어진 도 2의 전압 값보다 작은 크기임을 나타낸다.

또한, 상기 f(외기온 모델링값 d) < g에서 g는 도 2의 테이블에서 특정 온도를 의미한다.

단계S40 수행 후 공조시스템의 전압 < e 조건과 f(외기온 모델링값 d) < g 조건이 동시에 만족된 상태이면, 단계S41과 같이 ISG 스탑 진입을 진행하게 된다.

즉, 단계S41은 ISG 스탑진입시 공조조건이 ISG 스탑 진입을 금지하는 아이들 스탑(Idle Stop)조건과 관계없다는 것이므로, 이로부터 아이들 고(Idle Go)가 수행되어 엔진을 재시동하게 된다.

전술한 단계S10과 단계S41에서 실행되는 ISG 스탑 진입시 공조조건에 대한 판단 로직은 ISG 로직에 독립적으로 부가되어 실행될 수 있다.

이어, 단계S50과 단계S51은 ISG 스탑 진입시 공조조건에 대한 판단을 거쳐 ISG 수행된 다음, 아이들 스탑(Idle Stop)조건에 따라 엔진이 정지된 상태로 의미한다.

한편, 단계S60에서 단계S90은 상기와 같은 아이들 스탑(Idle Stop)중 엔진의 재시동 여부를 다시 판단하고, 조건 만족시 아이들 스탑(Idle Stop)중 엔진을 재시동하는 로직으로서, 이는 전술한 단계S10과 단계S41에서 실행되는 ISG 진입시 공조조건에 대한 판단 로직과는 별도로 ISG 로직에 부가되어 실행되거나 또는 함께 연결되어 실행될 수 있다.

상기 엔진의 재시동은 아이들 고(Idle Go)를 의미한다.

단계S60에서 아이들 스탑(Idle Stop)중 엔진의 재시동 여부를 판단하는 절차에 진입되면, 단계S70과 같이 모델링을 통한 외기온과 공조시스템의 전압을 검출하여 준다.

이때, 상기 단계S70에 적용되는 로직은 전술한 단계S20과 단계S30에서 적용되어진 로직과 동일하므로, 모델링을 통한 외기온은 외기온 모델링값d(d = a x c)이고 공조시스템의 전압은 공조시스템에서 측정된 전압을 의미한다.

단계S80에서는 아이들 스탑(Idle Stop)시간의 경과에 대한 판단이나 또는 공조시스템의 전압 값을 비교 판단함으로써, 엔진을 재시동해야 할지 여부를 결정하여 준다.

여기서, map(h)은 아이들 스탑(Idle Stop)중 배터리의 충전이 없는 상태에서시간이 경과되어 엔진을 재시동해야 만 되는 경우와 같이 아이들 스탑(Idle Stop)시간경과와 비교할 수 있는 비교값을 내포하며, map(h)는 모델링을 통한 외기온에 따른 시간이 포함되어진다.

상기 map(h)은 단계S81과 같이 상기 map(h)를 적용해 산출되어진다.

이에 따라, 상기 단계S80에서 비교된 아이들 스탑(Idle Stop)시간경과 > map(h)이거나 또는 공조시스템의 전압 > i 조건이 하나라도 만족되면, 단계S90과 같이 엔진을 재시동하여 준다.

여기서, 상기 공조시스템의 전압 > i에서 i는 도 2의 테이블에서 특정 온도에서 이에 대응하여 일치되는 전압 값을 의미하며, 이에 따라 공조시스템의 전압 > i는 검출된 전압 값이 모델링되어진 도 2의 전압 값보다 큰 크기임을 나타낸다.

상기와 같이 본 실시예에서 ISG 진입시 공조조건에 대한 판단과 아이들 스탑(Idle Stop)중 엔진의 재시동 여부 판단이 차량에서 취득 가능한 정보(냉각수온/흡기온/엔진토크/공조시스템 블로워 전압)를 이용한 공조상태 모델링으로 외기온 정보를 획득함으로써, 전술한 종래의 방식과 같이 공조시스템의 공조제어기를 이용하고 센서와 통신네트워크를 이용하는 하드웨어적인 방식이 아닌 소프트웨어적인 로직만으로 구현될 수 있게 된다.

이로 인해 ISG 적용을 어렵게 하던 기 양상된 차량의 레이아웃(layout)문제가 해소되어 ISG 이용성을 크게 높일 수 있고 특히 공조제어기를 장착할 수 없는 차량에서도 ISG를 손쉽게 장착해 줄 수 있게 된다.

Claims

아이에스지(ISG, Idle Stop and Go)로직이 실행된 상태에서 현재 차량의 공조조건으로 ISG 스탑 진입이 가능한지 여부를 위해 차량에서 취득 가능한 정보를 이용한 모델링으로 예측외기온을 산출해주는 ISG금지초기단계;
공조시스템의 전압을 검출하는 ISG금지진행단계;
상기 예측외기온과 상기 공조시스템의 전압이 모두 설정되어진 ISG 스탑 진입 조건보다 작은 값을 만족하는지 여부를 비교하는 ISG금지확인단계;
상기 ISG 스탑 진입 조건이 충족되면, 엔진을 제어하는 ISG 진입단계;
를 더 포함해 수행되는 것을 특징으로 하는 아이에스지 공조조건 판단방법.
청구항 1에 있어서, 상기 차량에서 취득 가능한 정보는 냉각수온과 흡기온 및 엔진토크인 것을 특징으로 하는 아이에스지 공조조건 판단방법.
청구항 1에 있어서, 상기 ISG 스탑 진입 조건은 상기 공조시스템의 전압과 상기 예측외기온을 이용한 외기온 모델링값이고, 상기 공조시스템의 전압은 블로워 전압인 것을 특징으로 하는 아이에스지 공조조건 판단방법.
청구항 3에 있어서, 상기 외기온 모델링값 = 엔진토크와 냉각수온의 관계로부터 구해지는 엔진룸온도에 상기 예측외기온의 모델링에 따른 외기온과 흡기온과의 차이인 보정팩터를 X축으로 하여 결정되는 시간을 고려한 조정팩터를 곱하여 산출되는 것을 특징으로 하는 아이에스지 공조조건 판단방법.
청구항 1에 있어서, 상기 ISG 스탑(Stop)중 ISG 고(Go)조건이 충족되면, 엔진 재시동 여부를 위해 차량에서 취득 가능한 정보를 이용한 모델링으로 예측외기온을 산출하고 공조시스템의 전압을 검출해주는 ISG고초기단계;
상기 예측외기온의 산출 후 시간경과인 ISG 스탑 시간경과 또는 상기 공조시스템의 전압을 비교하여 상기 ISG 고 조건을 만족하는지 여부를 비교하는 ISG고확인단계;
비교된 상기 ISG고 조건이 충족되면, ISG고를 진행하여 엔진을 재시동하여 주는 ISG고실행단계;
를 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 아이에스지 공조조건 판단방법.
삭제
청구항 5에 있어서, 상기 ISG 고의 실행은 상기 ISG 스탑 시간경과 또는 공조시스템의 전압이 설정된 비교값에 비해 더 큰 경우인 것을 특징으로 하는 아이에스지 공조조건 판단방법.