KR20120059055A - 아이에스지 차량의 스타터 구동 방법 - Google Patents

아이에스지 차량의 스타터 구동 방법 Download PDF

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김세준
권총아
유지용
방정환
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현대자동차주식회사
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Abstract

이 발명은 ISG(Idle Stop and Go) 장치가 장착된 ISG 차량에서, 엔진 냉간 시동시 기계식 스타터 및 벨트식 스타터를 구동하는 제어방법에 관한 것이다.
이 발명에 따른 ISG 차량의 스타터 구동방법은, 엔진의 시동시 상기 엔진의 필요 구동력을 계산하는 제1단계와, 상기 엔진의 필요 구동력을 이용하여 밸트식 스타터만으로 시동이 가능한지 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과 상기 밸트식 스타터만으로 시동이 가능하지 않으면 상기 엔진의 필요 구동력에 따른 상기 밸트식 스타터의 요구 구동력과 기계식 스타터의 요구 구동력을 각각 계산하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 계산된 요구 구동력이 출력되도록 상기 밸트식 스타터와 상기 기계식 스타터를 각각 구동하는 제4단계를 포함한다.

Description

아이에스지 차량의 스타터 구동 방법{Method for Driving Starter in ISG Automobile}
이 발명은 ISG(Idle Stop and Go) 장치가 장착된 ISG 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ISG 차량의 엔진 냉간 시동시 기계식 스타터 및 벨트식 스타터를 구동하는 제어방법에 관한 것이다.
최근 CO2 저감을 위한 연비 향상기술이 여러 방면에서 개발되고 있는 바, 그 중 ISG(Idle Stop ＆ Go) 시스템은 차량이 정차 중인 경우에는 엔진의 시동을 끄고, 차량이 주행을 시작할 때 자동적으로 시동을 걸어주는 장치이다
ISG(Idle Stop and Go) 장치는 차량의 차속, 엔진 회전속도, 냉각수온 등의 정보를 입력받아 정해진 조건에서 자동적으로 엔진이 아이들 정지되고(Idle Stop), 이후 운전자의 의지 및 차량 자체 조건에 의해 재출발이 요구되는 경우 자동적으로 엔진을 재시동(Go)하여 정상 운전이 가능하게 한다.
ISG 장치에서 아이들 정지에 진입되는 조건은 엔진의 웜업이 충분이 이루어진 상태, 즉 냉각수온이 설정된 일정온도 이상을 유지하는 상태에서 차속이 검출되지 않는 정지 상태이고, 변속단이 중립을 유지하며, 브레이크 페달이 작동되어 설정된 소정시간 이상 유지되면 연비증대와 에미션의 안정화를 위해 엔진을 정지시킨다. 이러한 ISG 장치를 장착한 차량은 5 내지 15%의 연비 상승 효과를 얻을 수 있다.
한편 통상적으로 엔진에는 엔진 시동을 위한 기계식 스타터가 구비된다. 이 기계식 스타터는 기어 치합형으로 기계식 치차를 동력 전달구조로 사용하여 엔진을 시동한다.
ISG 차량은 일정한 조건을 만족할 때마다 엔진의 아이들 정지 및 시동을 반복하여 동작하는데, ISG 장치의 재시동시마다 기계식 스타터를 이용하여 시동할 경우 차량의 소음진동(NVH) 특성이 악화되는 문제점이 있다. 이에 ISG 차량의 소음진동 특성을 개선하기 위하여 ISG 차량에 기계식 스타터와 별도로 벨트식 스타터를 도입하였다.
도 1은 ISG 차량의 엔진에 장착되는 기계식 스타터와 벨트식 스타터를 도시한 구성도이다. 통상적으로 엔진(10)에는 기계식 스타터(11)가 장착된다. 벨트식 스타터는 기존 알터네이터 위치에 발전과 구동이 동시에 가능한 스타터 제너레이터(Generator)(12)를 장착하고, 벨트로 엔진을 시동한다. 이 벨트식 스타터는 기계식 치차를 동력 전달 구조로 사용하지 않기 때문에 ISG 차량의 엔진 아이들 정지 후 재시동시 적용하기에 적합하다.
도 2는 종래의 ISG 차량의 스타터 구동방법을 도시한 동작 흐름도이다. 엔진의 아이들 정지 후 엔진의 재시동 조건이 발생되면, 벨트식 스타터에 의한 엔진 재시동이 가능한지 여부를 판단하여, 벨트식 스타터에 의한 엔진 재시동이 가능하면(S21) 스타터 제너레이터를 구동하여 엔진을 시동한다(S22). 한편 벨트식 스타터에 의한 엔진 재시동이 가능하지 않으면(S21) 기계식 스타터를 구동하여 엔진을 시동한다(S23).
즉, 종래의 ISG 차량에는 엔진을 시동하는 2개의 스타터(기계식 스타터와 벨트식 스타터)를 장착하고, 엔진의 부하가 일정 수준 이상일 경우에는 기계식 스타터만을 이용하여 엔진을 시동하고, 엔진의 부하가 일정 수준 이하일 경우에는 벨트식 스타터만을 이용하여 엔진을 시동한다.
종래의 ISG 차량은 동일한 기능을 가진 기계식 스타터와 벨트식 스타터가 엔진의 부하 상태에 따라 각각 독립적으로 구동되며, 이 때문에 벨트식 스타터의 장착 여부에 관계없이 ISG 차량에는 기존과 동일한 파워의 기계식 스타터가 탑재되어야 한다. 이로 인해 차량 원가가 상승되고 차량의 중량이 상승하여 연비가 악화되는 문제점이 있다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은 ISG 차량의 엔진 시동시 기계식 스타터와 밸트식 스타터를 효율적으로 구동하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 ISG 차량의 스타터 구동방법은, 기계식 스타터와 밸트식 스타터를 구비한 ISG 차량에서 엔진의 시동시 스타터 구동방법에 있어서, 상기 엔진의 시동시 상기 엔진의 필요 구동력을 계산하는 제1단계와, 상기 엔진의 필요 구동력을 이용하여 상기 밸트식 스타터만으로 시동이 가능한지 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과 상기 밸트식 스타터만으로 시동이 가능하지 않으면 상기 엔진의 필요 구동력에 따른 상기 밸트식 스타터의 요구 구동력과 기계식 스타터의 요구 구동력을 각각 계산하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 계산된 요구 구동력이 출력되도록 상기 밸트식 스타터와 상기 기계식 스타터를 각각 구동하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 이 발명에 따르면 ISG 차량의 엔진 시동시 기계식 스타터와 밸트식 스타터가 동시에 구동되기 때문에 기계식 스타터를 최적화하여 구성할 수 있고 이로 인해 차량의 원가를 절감할 수 있으며 차량의 중량이 감소되어 연비가 향상되는 효과가 있다. 아울러, 기계식 스타터와 밸트식 스타터가 협력하여 구동되도록 함으로써 차량의 내구성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 ISG 차량의 엔진에 장착되는 기계식 스타터와 벨트식 스타터를 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 ISG 차량의 스타터 구동방법을 도시한 동작 흐름도이다.
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 ISG 차량의 스타터 구동방법을 도시한 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 ISG 차량의 스타터 구동방법을 보다 상세하게 설명한다.
이 발명이 적용되는 ISG 차량은, 엔진에 기계식 스타터와 밸트식 스타터를 모두 장착하되, 엔진 시동시 엔진의 필요 에너지를 계산하여 밸트식 스타터만으로 엔진 시동이 가능한 경우에는 밸트식 스타터만으로 시동하고, 밸트식 스타터만으로 엔진 시동이 가능하지 않은 경우에는 밸트식 스타터와 기계식 스타터를 동시에 구동한다. 이 발명에 따르면 밸트식 스타터를 장착한 ISG 차량에서 기계식 스타터 및 밸트식 스타터를 최소화 내지 최적화할 수 있기 때문에 원가절감 및 연비개선을 할 수 있다. 또한, 밸트식 스타터와 기계식 스타터가 동시에 구동되어 각 스타터에 가해지는 부하가 줄어들기 때문에 내구성 및 신뢰성이 향상된다.
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 ISG 차량의 스타터 구동방법을 도시한 동작 흐름도이다.
ISG 차량에서 엔진의 시동 조건이 발생하면, 엔진의 필요 구동력을 계산한다(S30). 엔진의 필요 구동력을 기반으로 밸트식 스타터만으로 시동이 가능한지 판단하여 밸트식 스타터만으로 시동이 가능하면(S31), 밸트식 스타터의 요구 구동력을 계산한(S32) 후, 계산된 요구 구동력에 따라 밸트식 스타터를 구동한다(S33).
한편, 밸트식 스타터만으로 시동이 가능하지 않으면, 엔진의 필요 구동력에 따른 밸트식 스타터의 요구 구동력과 기계식 스타터의 요구 구동력을 각각 계산한다(S34). 그 후, 계산된 요구 구동력에 따라 각각 밸트식 스타터와 기계식 스타터를 구동한다(S35).
엔진의 시동이 완료될 때까지 단계 S31 내지 단계 S35를 반복하고, 엔진의 시동이 완료되면(S36), 밸트식 스타터 및 기계식 스타터 또는 밸트식 스타터를 구동 정지한다(S37).
10 : 엔진 11 : 기계식 스타터
12 : 밸트식 스타터 제너레이터

Claims (3)

  1. 기계식 스타터와 밸트식 스타터를 구비한 ISG 차량에서 엔진의 시동시 스타터 구동방법에 있어서,
    상기 엔진의 시동시 상기 엔진의 필요 구동력을 계산하는 제1단계와,
    상기 엔진의 필요 구동력을 이용하여 상기 밸트식 스타터만으로 시동이 가능한지 판단하는 제2단계와,
    상기 제2단계의 판단 결과 상기 밸트식 스타터만으로 시동이 가능하지 않으면 상기 엔진의 필요 구동력에 따른 상기 밸트식 스타터의 요구 구동력과 상기 기계식 스타터의 요구 구동력을 각각 계산하는 제3단계와,
    상기 제3단계에서 계산된 요구 구동력이 출력되도록 상기 밸트식 스타터와 상기 기계식 스타터를 각각 구동하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 스타터 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2단계의 판단 결과 상기 밸트식 스타터만으로 시동이 가능하면 상기 엔진의 필요 구동력에 따른 상기 밸트식 스타터의 요구 구동력을 계산하고 상기 계산된 요구 구동력이 출력되도록 상기 밸트식 스타터를 구동하는 제5단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 스타터 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제4단계 후 상기 엔진의 시동이 완료되면 상기 밸트식 스타터와 상기 기계식 스타터를 구동 정지하고, 상기 제 5 단계 후 상기 엔진의 시동이 완료되면 상기 밸트식 스타터를 구동 정지하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 스타터 구동방법.
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