KR20070047516A

KR20070047516A - 차량의 아이들링 정지 시스템

Info

Publication number: KR20070047516A
Application number: KR1020050104352A
Authority: KR
Inventors: 심동수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-05-07
Also published as: US7266441B2; KR100774649B1; US20070099755A1

Abstract

본 발명은, 압축공기에 의해 브레이크가 작동되는 하이브리드 차량에 적용되는 것으로서 차량의 기울기가 기 설정된 기울기 이하인 상태에서 엔진 구동 시 아이들링 정지 조건이 만족하고, 브레이크용 에어탱크의 공기압이 기 설정된 압력 이상일 경우 엔진의 일시 정지를 허용하므로, 차량이 전방 또는 후방으로 진행하거나 밀릴 우려가 없어 안전운행이 가능한 차량의 아이들링 정지 시스템을 제공한다.

하이브리드, 아이들링 정지, 모터-제너레이터, 인버터, DC-DC 컨버터, MCU

Description

차량의 아이들링 정지 시스템{Idling stop system for vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 아이들링 정지 시스템의 구성을 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 아이들링 정지 시스템의 아이들링 정지 및 재시동과정을 도시하는 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 엔진 200 : 모터-제너레이터

300 : 고전압 배터리 400 : 인버터

500 : 저전압 배터리 600 : DC-DC 컨버터

700 : MCU

본 발명은 차량의 아이들링 정지 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 컴프레서 및 에어탱크가 구비되고, 컴프레서에서 압축되어 에어탱크에 저장된 압축공기를 이용하여 브레이크를 작동시키는 하이브리드 차량에 적용되는 아이들링 정지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 차량(HEV : Hybrid Electric Vehicle)에는 차량의 연 비 향상을 위하여 아이들링 정지 시스템이 구비된다. 이러한 아이들링 정지 시스템은 엔진의 아이들링 정지 조건을 만족할 경우 엔진을 정지시키고, 엔진의 재시동 조건을 만족할 경우 모터에 의해 자동적으로 엔진을 구동시킨다.

상기와 같은 아이들링 정지가 자동으로 수행될 때, 엔진의 시동 시 요구되는 에너지를 최소화하기 위하여 엔진의 정지 위치를 제어하는 것이 효과적이라는 것이 알려져 있다. 엔진의 시동 시 요구되는 에너지를 최소화하는 것은, 모터-제너레이터 (motor-generator, MG)와 같이 아이들링 정지 이후 사용되는 엔진 시동 장치를 소형화할 수 있으며, 전기 에너지를 감소시킴으로써 배터리의 유효 수명을 연장시킬 수 있는 이점을 가져온다.

한편, 하이브리드 차량 중 압축공기에 의해 브레이크가 작동되는 차량(대다수의 하이브리드 상용차, 이하 상용차라 함)의 경우, 기울기가 없는 도로에서의 아이들링 정지는 일반 하이브리드 차량과 동일한 방법으로 제어되지만, 기울기를 갖는 도로에서는 상황이 다르다. 상기와 같은 상용차는 컴프레서에서 공기를 압축하고 압축된 공기를 에어탱크에 저장한 뒤, 브레이크 작동 시 상기 에어탱크의 압축공기를 이용한다. 그런데 상기 컴프레서는 엔진의 구동축과 연결되어 구동하는 바, 엔진이 아이들링 정지할 경우 컴프레서가 작동되지 않으므로 충분한 양의 압축공기를 발생시킬 수 없다.

따라서 충분한 양의 압축공기가 마련되지 않은 상황에서 엔진이 아이들링 정지하게 되면, 차량이 전방 또는 후방으로 진행하거나 밀려 안전에 심각한 문제를 야기하게 된다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 소정의 기울기를 갖는 도로에서 아이들링 정지를 할 경우, 에어탱크 내 압축공기의 압력이 기 설정된 압력 이상일 경우에만 아이들링 정지가 가능하도록 한 차량의 아이들링 정지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량의 아이들링 정지 시스템은, 압축공기에 의해 브레이크가 작동되는 하이브리드 차량에 적용되는 것으로서 차량의 기울기가 기 설정된 기울기 이하인 상태에서 엔진 구동 시 아이들링 정지 조건이 만족하고, 브레이크용 에어탱크의 공기압이 기 설정된 압력 이상일 경우 엔진의 일시 정지를 허용한다.

상기 차량의 아이들링 정지 시스템은, 엔진과, 상기 엔진에 연결되는 모터-제너레이터와, 고전압 배터리에 연결되어 고전압 배터리의 직류전류를 모터-제너레이터용 교류전류로 변환시키는 인버터와, 인버터와 저전압 배터리 사이에 구비되고, 저전압 배터리의 전압을 승압하여 저전압 배터리와 고전압 배터리 사이의 전압차를 보상하는 DC-DC 컨버터와, 상기 인버터에 연결되어 상기 모터-제너레이터를 제어하는 MCU를 포함하여 구성되어지되, 아이들링 정지는 상기 MCU에 의해 제어된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 아이들링 정지 시스템의 구성을 도시하는 개략도이 다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 아이들링 정지 시스템이 구비된 하이브리드 상용차, 즉 압축공기에 의해 브레이크가 작동되는 차량의 구성은, 엔진(100)과, 상기 엔진(100)에 연결되고 모터와 제너레이터의 기능을 모두 포함하는 모터-제너레이터(Motor-Generator, 200)와, 고전압 배터리(300)에 연결되어 고전압 배터리(300)의 직류전류를 모터-제너레이터(200)용 교류전류로 변환시키는 인버터(Inverter, 400)와, 인버터(400)와 저전압 배터리(500) 사이에 구비되고, 저전압 배터리(500)의 전압을 승압하여 저전압 배터리(500)와 고전압 배터리(300) 사이의 전압차를 보상하는 DC-DC(Direct Current Discharge Converter) 컨버터(600)와, 상기 인버터(400)에 연결되어 상기 모터-제너레이터(200)를 제어하는 MCU(Motor Control Unit, 700)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 엔진(100)은 가솔린, 디젤 또는 전기에 의해 구동되는 것으로, 즉 두 가지 이상의 동력원에 의해 구동이 가능하다. 상기 모터-제너레이터(200)는 필요에 따라 모터 모드와 제너레이터 모드로 변환되어 모터와 제너레이터 기능을 모두 구비되는 것으로 상기 엔진(100)의 크랭크축과 벨트로 연결된다. 이때, 상기 모터-제너레이터(200)는 제너레이터 모드에서 42V를 생산한다. 상기와 같이 모터-제너레이터에서 42V를 생산하는 이유는 다음과 같다. 하이브리드 차량의 경우 일반 차량보다 전장품과 전자제어장치가 더 많이 장착됨에 따라 차량 내의 소비전력이 증가하게 되고, 기존의 28V 발전시스템(승용차의 경우 14V 발전, 12V 배터리)으로는 대응하기 어렵기 때문이다.

상기 고전압 배터리(300)는 36V 배터리로 상기 모터-제너레이터(200)에서 생산된 42V로 충전되며 36V를 출력한다. 반면, 상기 저전압 배터리(500)는 28V 배터리로 상기 모터-제너레이터(200)에서 생산된 42V 전압은 상기 DC-DC 컨버터(600)에 의해 감압되어 28V로 충전되며 출력전압은 24V이다. 반면, 상기 저전압 배터리(500)에서 출력된 24V의 전압은 상기 DC-DC 컨버터(600)를 거쳐 승압되는 바, 상기 고전압 배터리(300)와의 전압차를 보상하게 된다.

상기 MCU(700)는 상기 인버터(400)와 연결되어 상기 모터-제너레이터(200)를 제어하는 것으로, 각종 센서들로부터 차량의 현 상태에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보에 따라 모터-제너레이터(200)를 제어한다.

한편, 차량이 소정의 기울기를 갖는 도로에서 정지할 경우, MCU(700)는 차량의 상태에 대한 정보를 수집한 후, 차량의 아이들링 정지를 제어한다. 즉, 각종 센서들로부터 차량의 속도, 브레이크 신호, 클러치 신호, 변속기 위치, 차량의 기울기 및 에어탱크 내 압축공기의 압력 등을 체크한 후, 차량의 아이들링 정지를 제어하게 된다. 상기 아이들링 정지에 관한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 아이들링 정지 시스템의 아이들링 정지 및 재시동과정을 도시하는 순서도이다.

본 발명에 의한 아이들링 정지 시스템은 도 2에 도시된 과정을 거쳐 아이들링 정지 및 재시동하게 된다. S10은 엔진(도 1의 100)의 구동단계로 모터-제너레이터(도 1의 100)에 의해 엔진(100)을 구동하는 단계이다.

상기와 같이 엔진(100)을 구동시킨 후, 운행 중 소정의 기울기를 갖는 도로에 차량이 정지하게 될 경우, MCU(도 1의 700)는 각종 센서들로부터 차량의 상태를 체크하게 된다. 예를 들어, 차량의 속도, 브레이크 신호, 클러치 신호 및 변속기 위치를 체크하여 아이들링 정지 조건을 만족하는지 판단하게 된다(S20). 만약, 상기 아이들링 정지 조건을 만족하지 않은 경우 엔진(100)은 계속 구동 상태를 유지하게 된다.

상기 아이들링 정지 조건이 만족될 경우, MCU(700)는 차량에 부착된 기울기 센서를 통해 차량의 기울기를 판단하게 되는데, 차량의 기울기가 기 설정된 기울기 이하일 경우에만 아이들링 정지가 가능하다(S30). 한편, 차량의 기울기가 기 설정된 기울기보다 클 경우 엔진(100)은 계속 구동 상태를 유지하게 된다.

상기 아이들링 정지 조건과 차량의 기울기 조건이 만족될 경우, MCU(700)는 에어탱크 내 압축공기의 압력을 체크하게 된다(S40). 상기 압력이 기 설정된 압력 이상일 경우에만 아이들일 정지를 하게 되는데, 상기와 같이 에어탱크 내 압축공기의 압력을 체크하는 이유는, 상용차의 경우 압축공기에 의해 브레이크가 작동되는 바, 충분한 양의 압축공기가 마련되지 않은 상황에서 엔진이 아이들링 정지하게 되면, 차량이 전방으로 계속 진행하거나 후방으로 밀려 안전에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다.

상기와 같은 모든 조건을 만족할 경우, 엔진(100)은 아이들링 정지를 하게 된다(S50). 차량이 아이들링 정지를 한 상태에서 다시 출발하려고 하면, MCU(700)는 각종 센서들로부터 차량의 상태를 체크한 후, 엔진(100)의 재시동 조건을 만족 할 경우 엔진(100)을 구동하게 된다(S60). 만약, 엔진(100)의 재시동 조건을 만족하지 못하게 될 경우에는 엔진(100)은 계속 정지한 상태를 유지하고, MCU(700)는 엔진(100)의 재시동 조건을 만족할 때까지 각종 센서들로부터 차량의 상태를 체크하게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 아이들링 정지 시스템의 구성 및 제어과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명 차량의 아이들링 정지 시스템은, 소정의 기울기를 갖는 도로에서 아이들링 정지를 할 경우, 에어탱크 내 압축공기의 압력이 기 설정된 압력 이상일 경우에만 아이들링 정지가 가능하므로 차량이 전방 또는 후방으로 진행하거나 밀릴 우려가 없어 안전운행이 가능해진다.

Claims

압축공기에 의해 브레이크가 작동되는 하이브리드 차량의 아이들링 정지 시스템에 있어서,

차량의 기울기가 기 설정된 기울기 이하인 상태에서 엔진 구동 시 아이들링 정지 조건이 만족하고, 브레이크용 에어탱크의 공기압이 기 설정된 압력 이상일 경우 엔진의 일시 정지를 허용하는 것을 특징으로 하는 차량의 아이들링 정지 시스템.
청구항 1에 있어서,

엔진과, 상기 엔진에 연결되는 모터-제너레이터와, 고전압 배터리에 연결되어 고전압 배터리의 직류전류를 모터-제너레이터용 교류전류로 변환시키는 인버터와, 인버터와 저전압 배터리 사이에 구비되고, 저전압 배터리의 전압을 승압하여 저전압 배터리와 고전압 배터리 사이의 전압차를 보상하는 DC-DC 컨버터와, 상기 인버터에 연결되어 상기 모터-제너레이터를 제어하는 MCU를 포함하여 구성되어지되, 아이들링 정지는 상기 MCU에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량의 아이들링 정지 시스템.