KR20130046824A - Ｉｓｇ 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법 - Google Patents

Ｉｓｇ 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 ISG(Idle Stop & Go) 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량에 전원을 공급하는 주전원부와 별도로 ISG에 의한 재시동시 스타트 모터로 전원을 공급하는 부전원부를 부가하여 ISG 에 의한 재시동시 발생할 수 있는 전력부족을 방지할 수 있는 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 관한 것이다. 운행중인 차량에 있어서 미리 정해진 아이들-스톱 조건의 발생을 감지하는 경우 엔진을 정지하기 위한 아이들-스톱 신호를 발생하고, 상기 아이들-스톱 신호의 발생에 따라 상기 엔진이 정지된 상황에서 미리 정해진 아이들-고 조건의 발생을 감지하는 경우 정지된 상기 엔진을 재시동하기 위한 아이들-고 신호를 생성하는 ISG 제어부; 상기 엔진을 시동하기 위한 회전력을 제공하는 스타트 모터; 상기 차량에 전원을 공급하는 주전원부; 상기 주전원부에 의해 전하가 충전되고 상기 스타트 모터에 전원을 공급하는 부전원부; 및 상기 ISG 제어부의 상기 아이들-고 신호가 생성되는 경우 상기 스타트 모터에 상기 부전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 스위칭부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＩＧＳ 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법{System for supplying power to ＩＧＳ vehicle and method thereof}
본 발명은 ISG(Idle Stop & Go) 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량에 전원을 공급하는 주전원부와 별도로 ISG에 의한 재시동시 스타트 모터로 전원을 공급하는 부전원부를 부가하여 ISG 에 의한 재시동시 발생할 수 있는 전력부족을 방지할 수 있는 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 관한 것이다.
ISG 장치는 신호대기 등으로 인한 정차 시에 차량 엔진의 시동을 끄고 운전자가 엑슬레이터를 밟으면 엔진에 시동을 거는 장치로서 연비향상뿐만 아니라 차량 배출가스를 저감할 수 있는 효과를 제공하여 많은 차량에 장착되고 있다.
그런데, ISG 장치에 의해 엔진이 꺼진 경우에도 운전자는 여전히 탑승한 상태이므로 자동차 운행시와 동일하게 에어컨, 오디오, 내비게이션, 전조등과 같은 전기장비는 지속적으로 가동되어야 한다. 한편 차량 엔진의 운행중에는 엔진에 연결된 얼터네이터가 지속적으로 차량 배터리를 충전하기 때문에 안정적인 전원공급이 가능하지만 아이들-스톱 상태에서는 차량 엔진 정지로 인해 얼터네이터에 의한 전원공급이 없는 상태에서 차량용 배터리로만 전원이 공급되는 문제가 있다.
이와 같이 차량용 배터리만으로 전기장비를 가동하는 아이들-스톱 상태에서 엔진이 재가동되는 아이들-고 상태로 진입하면, 추가적으로 엔진시동을 위한 스타트 모터 가동을 부하가 발생하게 된다. 그런데 스타트 모터는 타 전기장비보다 많은 전기를 필요로 하는 장비로서 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 12V 전압을 가지는 차량용 배터리의 경우 스타트 모터 작동시 순간적으로 7V 이상의 전압강하가 일어나게 되고, 그 순간 전력부족으로 인해 오디오 장치 또는 내비게이션 장비가 꺼지거나 전조등 및 실내등이 어두워지는 현상이 발생하는 문제가 발생한다.
특히 운전 중 잠시 정차하여 아이들-스톱 상태에서 아이들-고 상태로 진입할 때마다 내비게이션 장비가 꺼지게 되면 사용자는 매번 내비게이션 장비를 재시동하여 목적지를 재설정하여야 하고 이로 인해 운전에 집중하지 못하여 안전상의 문제가 발생할 여지가 높아진다. 뿐만 아니라 빈번한 ISG 동작에 의해 불안정한 전압이 전기장비에 공급되는 것이 반복되면 결국 오디오 장치, 네비게이션 장비, 전조등 등의 전자장비의 내구성이 악화되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, ISG 제어부가 아이들-고 신호를 발생시키는 경우 차량용 배터리 등의 주전원부가 아닌 주전원부에 의해 충전되는 수퍼 콘덴서 등의 부전원부를 통해 스타트 모터에 전원을 공급하여 아이들-고 신호에 의한 엔진의 재시동시에도 주전원부의 전압강하를 방지함으로써 ISG 시스템에 의한 엔진정지 및 재시동시 운전자가 체감하는 위화감을 제거하고, 전기장비의 불안정한 전기공급을 방지하며, 잦은 ISG 작동으로 인한 전기장비의 손상을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, ISG 제어부, 부전원부, 스위칭부의 추가만으로 간이하게 ISG 차량의 전원 공급시스템을 구현하도록 구성함으로써 차량 전원관리를 위한 엔진 ECU의 개조를 요하지 아니할 뿐 아니라 용이한 사후 장착이 가능하도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, 슈퍼콘덴서를 이용하여 부전원부를 구성하고, 스위칭부는 아이들-고 신호의 생성 전까지 주전원부인 차량용 배터리를 통해 슈퍼콘덴서를 충전하도록 구성함으로써 비교적 긴 시간 동안 아이들-스톱 상태가 지속되는 경우에도 부전원부 방전에 의한 엔진시동 실패를 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, 부전원부에 충전상태가 스타트 모터를 가동하기에 불충분한 것으로 판단되는 경우 아이들-스톱 신호를 발생하지 않도록 ISG 제어부를 제어하여 부전원부의 전압부족시 ISG 제어부에 의한 엔진정지를 하지 못하도록 하여 엔진 재시동 실패를 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.
마지막으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, 부전원부의 충전상태가 스타트 모터를 가동하기에 불충분한 것으로 판단되는 경우 아이들-고 신호 발생시 부전원부가 아닌 주전원부를 통해 스타트 모터에 전원을 공급하도록 구성함으로써 부전원부의 충전불량시에도 ISG 제어에 따른 엔진 재시동 실패를 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, 운행중인 차량에 있어서 미리 정해진 아이들-스톱 조건의 발생을 감지하는 경우 엔진을 정지하기 위한 아이들-스톱 신호를 발생하고, 상기 아이들-스톱 신호의 발생에 따라 상기 엔진이 정지된 상황에서 미리 정해진 아이들-고 조건의 발생을 감지하는 경우 정지된 상기 엔진을 재시동하기 위한 아이들-고 신호를 생성하는 ISG 제어부; 상기 엔진을 시동하기 위한 회전력을 제공하는 스타트 모터; 상기 차량에 전원을 공급하는 주전원부; 상기 주전원부에 의해 전하가 충전되고 상기 스타트 모터에 전원을 공급하는 부전원부; 및 상기 ISG 제어부의 상기 아이들-고 신호가 생성되는 경우 상기 스타트 모터에 상기 부전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 스위칭부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, 상기 부전원부가 수퍼콘덴서인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, 상기 슈퍼콘덴서는, 16V, 50F 의 용량을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, 상기 스위칭부가 상기 ISG 제어부의 상기 아이들-고 신호가 생성되는 경우 상기 스타트 모터로 공급되는 상기 주전원부의 전원을 차단하고 상기 스타트 모터에 상기 부전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, 상기 스위칭부가 상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 스타트 모터에 상기 주전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, 상기 ISG 제어부가 상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 아이들-스톱 신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 주행중인 차량의 주전원부가 차량에 전원을 공급하고, 부전원부를 충전하는 제 1 단계; 차량 제어부가 운행 중인 차량의 정차를 감지하여 아이들-스톱 신호를 생성하는 제 2 단계; 상기 아이들-스톱 신호에 의해 상기 차량의 엔진이 정지하고 상기 주전원부가 차량에 전원을 계속 공급하는 제 3 단계; 상기 상기 차량 제어부가 엑셀레이터 답력을 감지하여 아이들-고 신호를 생성하는 제 4 단계; 및 상기 아이들-고 신호에 의해 상기 부전원부가 스타트 모터에 전원을 공급하여 엔진을 시동하는 제 5 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 2 단계가 상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 아이들-스톱 신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 3 단계가 상기 아이들-스톱 신호에 의해 상기 스타트 모터와 상기 주전원부의 연결이 차단되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 5 단계가 상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 주전원부가 상기 스타트 모터에 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 1 단계가 상기 부전원부로서 슈퍼콘덴서를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 주행중인 차량의 릴레이가 스타트 모터와 전기적으로 연결된 수퍼컨덴서와 차량 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 차량 배터리의 전원으로 상기 수퍼컨덴서를 충전하는 제 1 단계; 아이들-스톱 조건 발생시 상기 수퍼컨덴서의 전압이 설정치 이하인 경우 제 1 단계로 복귀하고 그렇지 않은 경우 엔진을 정지하는 제 2 단계; 아이들-고 조건 발생시 상기 릴레이가 상기 수퍼컨덴서와 상기 차량 배터리의 전기적 연결을 해제하는 제 3 단계; 및 상기 스타트 모터가 상기 수퍼컨덴서로부터 전원을 공급받아 엔진을 시동하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 2 단계가 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 상기 차량의 정지시 상기 아이들-스톱 조건으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 4 단계가 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼는 동작 또는 액셀러레이터 페달에 답력을 가하는 동작을 상기 아이들-고 조건으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법은, 상기 제 2 단계는, 상기 아이들-스톱 조건 발생시 상기 수퍼컨덴서의 전압이 10 V 이하인 경우 상기 제 1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, ISG 제어부가 아이들-고 신호를 발생시키는 경우 차량용 배터리 등의 주전원부가 아닌 주전원부에 의해 충전되는 수퍼 콘덴서 등의 부전원부를 통해 스타트 모터에 전원을 공급하여 아이들-고 신호에 의한 엔진의 재시동시에도 주전원부의 전압강하를 방지함으로써 ISG 시스템에 의한 엔진정지 및 재시동시 운전자가 체감하는 위화감을 제거하고, 전기장비의 불안정한 전기공급을 방지하며, 잦은 ISG 작동으로 인한 전기장비의 손상을 방지하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, ISG 제어부, 부전원부, 스위칭부의 추가만으로 간이하게 ISG 차량의 전원 공급시스템을 구현하도록 구성함으로써 차량 전원관리를 위한 엔진 ECU의 개조를 요하지 아니할 뿐 아니라 용이한 사후 장착이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, 슈퍼콘덴서를 이용하여 부전원부를 구성하고, 스위칭부는 아이들-고 신호의 생성 전까지 주전원부인 차량용 배터리를 통해 슈퍼콘덴서를 충전하도록 구성함으로써 비교적 긴 시간 동안 아이들-스톱 상태가 지속되는 경우에도 부전원부 방전에 의한 엔진시동 실패를 방지하는 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, 부전원부에 충전상태가 스타트 모터를 가동하기에 불충분한 것으로 판단되는 경우 아이들-스톱 신호를 발생하지 않도록 ISG 제어부를 제어하여 부전원부의 전압부족시 ISG 제어부에 의한 엔진정지를 하지 못하도록 하여 엔진 재시동 실패를 방지하는 효과를 제공한다.
마지막으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템 및 전원 공급방법에 따르면, 부전원부의 충전상태가 스타트 모터를 가동하기에 불충분한 것으로 판단되는 경우 아이들-고 신호 발생시 부전원부가 아닌 주전원부를 통해 스타트 모터에 전원을 공급하도록 구성함으로써 부전원부의 충전불량시에도 ISG 제어에 따른 엔진 재시동 실패를 방지하는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술에 따른 차량의 전원 공급 시스템의 구성도.
도 2는 스타트 모터 작동시 차량의 전압강하를 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법의 처리 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법의 처리 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템을 도시한다. 본 발명에 따른 ISG 차량의 전원 공급시스템은, ISG 제어부(100), 스타트 모터(200), 주전원부(300), 부전원부(400), 스위칭부(500)를 포함하여 구성된다.
ISG 제어부(100)는 운행중인 차량에 있어서 미리 정해진 아이들-스톱 조건의 발생을 감지하는 경우 엔진을 정지하기 위한 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)를 발생하고, 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)의 발생에 따라 엔진이 정지된 상황에서 미리 정해진 아이들-고 조건의 발생을 감지하는 경우 정지된 엔진을 재시동하기 위한 아이들 고 신호(idle-go signal)를 생성하는 기능을 수행한다.
이러한 ISG 제어부(100)는 각종 제어신호를 생성하는 ECU(electronic control unit)에 프로그램 형태로 구현될 수도 있고, 차량 제조후 사후적으로 장착하는 경우 ECU 프로그램에 ISG 제어 프로그램을 추가하는 방법으로 구현할 수도 있고, ECU 와는 별개의 ISG 제어 칩을 통해 구현할 수도 있다.
한편, 아이들-스톱 조건은 예컨대 운행중인 차량이 정지되는 것을 조건으로 하거나 운행중인 차량이 정지된 후 일정시간이 경과되는 것을 조건으로 설정할 수 있다. 아이들-고 조건은 예컨대 아이들-스톱 조건의 발생에 의해 엔진이 정지된 상황에서 운전자가 액셀러레이터 패달을 밟는 것을 조건으로 설정할 수 있다.
스타트 모터(200)는 엔진을 시동하기 위한 회전력을 제공하는 기능을 수행하며, 종래의 스타트 모터(200)와 동일하게 예컨대 솔레노이드 스위치(210)에 의해 스타트 모터(200)가 회전하고, 스타트 모터(200)와 연결된 피니언기어와 플라이휠의 링기어의 상호작용에 의해 크랭크 샤프트가 회전하여 엔진을 시동시키도록 구성할 수 있다.
주전원부(300)는 차량에 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 종래의 차량용 배터리로 구현할 수 있으며, 차량에 설치되는 오디오 장치, 내비게이션 장치, 전조등 등의 각종 전기장치에 전원을 공급한다.
부전원부(400)는 주전원부(300)에 의해 전하가 충전되고 스타트 모터(200)에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 부전원부(400)는 2차전지로 구현할 수도 있으나, 스타트 모터(200)를 가동하는 순간에만 간헐적으로만 사용되고 자동차의 엔진시동은 안전과 직결되는 문제로서 장기간의 반복된 사용에도 성능저하가 적어야 하는 점에서 수퍼콘덴서로 구현하는 것이 바람직하다. 수퍼콘덴서의 용량은 아이들-고 조건에 의한 엔진 재시동시 냉각수온 60℃ 이상에서만 작동하므로 저온 조건을 고려하여 용량을 크게 설정할 필요가 없으며 실험적으로는 16V, 50F 정도의 용량으로 구현하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 스위칭부(500)는 ISG 제어부(100)의 아이들-고 신호(idle-go signal)가 생성되는 경우 스타트 모터(200)에 부전원부(400)에서 공급되는 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
스위칭부(500)는 아이들-고 신호(idle-go signal)에 의해 스타트 모터(200)가 가동되는 경우에 한해 부전원부(400)로부터 전원을 공급받도록 구현한다. 아이들-고 신호(idle-go signal)에 의한 엔진 재시동이 아닌 운전자가 이그니션 키를 돌리거나 엔진 스타트 버튼을 입력하는 경우와 같이 차량 운행을 위한 최초의 엔진 시동시에는 차량의 전자장치가 가동중이지 않은 상태로서 차량 배터리(300)에 걸리는 부하가 적으므로 종래와 동일하게 주전원부인 차량 배터리(300)를 통해 전원을 공급받도록 구현한다.
엔진의 최초 시동이후 스위칭부(500)가 스타트 모터(200)의 전원을 주전원부(300)에서 부전원부(400)로 전환하는 시점은 다양하게 구현할 수 있다. 예컨대 최초 시동 이후 바로 부전원부(400)를 스타트 모터(200)에 연결할 수도 있고, 아이들-스톱 신호(idle-stop signal) 발생시 부전원부(400)를 스타트 모터(200)에 연결할 수도 있다. 그러나 스위칭부(500)는 ISG 제어부(100)의 아이들-고 신호(idle-go signal)가 생성되는 경우 스타트 모터(200)로 공급되는 주전원부(300)의 전원을 차단하고 스타트 모터(200)에 부전원부(300)의 전원을 공급하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 부전원부(300)의 충전이 부족하여 스타트 모터(200)를 가동할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 신호대기로 인해 차량이 아이들-스톱 상태에진입한 후 아이들-고 신호(idle-go signal) 발생시 엔진 재시동이 불가능해지는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 스위칭부(500)는 ISG 제어부(100)의 아이들-고 신호(idle-go signal)가 생성되는 경우 스타트 모터(200)로 공급되는 주전원부(300)의 전원을 차단하고 스타트 모터(200)에 부전원부(400)에서 공급되는 전원을 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에 따르면 부전원부(400)의 충전 불량시 주전원부(300)의 전원을 사용하여 엔진을 재시동할 수 있는 효과를 제공한다.
전술한 실시예에 따른 스위칭부(500)는 릴레이를 이용하여 구현할 수 있다. 예컨대 스위치 제어부는 부전원부(400)의 전압을 입력받아 입력전압이 설정치 이상인 경우 릴레이 코일에 전류를 출력하고, 코일에 생성되는 자력에 의해 주전원부(300)와 연결된 스위치 철편이 이동하여 부전원부(400)와 연결하도록 구성한다.
부전원부(400)의 충전불량으로 인한 재시동 실패 문제를 해결하는 또 다른 방법으로는 ISG 제어부(100)가 부전원부(400)의 전압 측정치가 스타트 모터(200)를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)를 생성하지 않도록 구성할 수도 있다. 이러한 실시예에 따르면 부전원부(400)의 충전불량시 ISG 제어 자체가 비활성화 되므로 아이들-고 상황에서 엔진 재시동 실패 문제를 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법을 도시한다. 먼저 주행중인 차량의 주전원부(300)가 차량에 전원을 공급하고, 부전원부(400)를 충전하는 제 1 단계(S10)를 수행한다. 주전원부(300)는 통상의 자동차의 차량용 배터리로 구현할 수 있으며, 주행중인 상태에는 엔진과 연결된 얼터네이터에 의해 충전된다. 부전원부(400)는 예컨대 슈퍼콘덴서와 같이 전원을 저장할 수 있는 장치로 구현될 수 있으며, 차량용 배터리와 같은 주전원부(300)에 의해 충전되도록 구현한다.
다음으로, 차량 제어부(100)가 운행 중인 차량의 정차를 감지하여 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)를 생성하는 제 2 단계(S20)를 수행한다. 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)는 예컨대 운행중인 차량이 정차하는 경우 차량 제어부(100)는 이를 신호대기로 인식하여 차량의 엔진을 정지하도록 제어하는 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)를 발생시킨다.
이때 부전원부(400)의 전압 측정치가 스타트 모터(200)를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)를 생성하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에 따르면 부전원부(400)의 전원이 스타트 모터(200)를 가동할 수 없는 경우에는 아이들-스톱 상태로 진입하지 않기 때문에 전력부족으로 인한 아이들-고 상태에서 엔진 재시동 실패를 방지할 수 있다.
다음으로, 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)에 의해 차량의 엔진이 정지하고 주전원부(300)가 차량에 전원을 계속 공급하는 제 3 단계(S30)를 수행한다. ISG 시스템은 가급적 신호대기에 의한 엔진 정지시에도 엔진 가동시와 동일하게 차량의 전기장비가 가동하도록 하여 운전상태와 아이들-스톱 상태간에 운전자가 느낄 수 있는 위화감을 최소화시키는 것이 바람직하다. 이때 제 3 단계(S20)는 아이들-스톱 신호(idle-stop signal)에 의해 스타트 모터(200)와 주전원부(300)의 연결을 미리 차단하도록 구현할 수도 있다.
다음으로, 차량 제어부(100)가 운전자의 엑셀레이터 답력을 감지하여 아이들-고 신호(idle-go signal)를 생성하는 제 4 단계(S40)를 수행한다.
마지막으로, 아이들-고 신호(idle-go signal)에 의해 부전원부(400)가 스타트 모터(200)에 전원을 공급하여 엔진을 시동하는 제 5 단계(S50)를 수행한다.
바람직하게는, 제 5 단계(S50)는 부전원부(400)의 전압 측정치가 스타트 모터(200)를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 주전원부(300)가 스타트 모터(200)에 전원을 공급하도록 구현할 수도 있다. 이러한 실시예에 따르면 부전원부(400)의 전원이 충분하지 않은 경우에도 아이들-고 상태에서 주전원부(300)를 통해 스타트 모터(200)를 가동함으로써 엔진 재시동 실패 문제를 해결할 수 있는 효과를 제공한다.
도 6은 다른 본 발명의 실시예에 따른 ISG 차량의 전원 공급방법을 도시한다. 먼저, 주행중인 차량의 릴레이(500)가 스타트 모터(200)와 전기적으로 연결된 수퍼컨덴서(400)와 차량 배터리(300)를 전기적으로 연결하여 차량 배터리(300)의 전원으로 수퍼컨덴서(400)를 충전하는 제 1 단계(S110)를 수행한다. 즉 릴레이(500)는 정상적인 주행조건에서는 차량 배터리(300)와 수퍼컨덴서(400)를 연결함으로써 차량 배터리(300)가 주행중 수퍼컨덴서(400)를 지속적으로 충전하도록 한다.
다음으로, 아이들-스톱 조건 발생시 수퍼컨덴서(400)의 전압(Vc)이 설정치(Vref) 이하인 경우 제 1 단계(S110)로 복귀하고 그렇지 않은 경우 엔진을 정지하는 제 2 단계(S120)을 수행한다. 아이들-스톱 조건은 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 차량의 정지일 수 있다. 이때 아이들-스톱 여부를 결정하는 수퍼컨덴서 전압(Vc)의 설정치(Vref)는 10 V 로 설정하는 것이 바람직하다. 만일 수퍼컨덴서(400)의 출력전압이 10 V 미만인 경우 스타트 모터(200)를 가동하기에 불충분한 전압으로 간주하여 아이들-스톱 조건에서도 엔진정지가 되지 않도록 구성한다.
다음으로, 아이들-고 조건 발생시 릴레이(500)가 수퍼컨덴서(400)와 차량 배터리(200)의 전기적 연결을 해제하는 제 3 단계(S130)를 수행한다. 릴레이(500)는 예컨대 아이들-고 신호(idle-go signal)의 발생에 따라 릴레이(500)의 솔레노이드에 전류를 인가하여 솔레노이드가 철편을 끌어당겨 차량 배터리(200)와 수퍼컨덴서(400) 사이의 전기적 연결을 해제시키도록 구성할 수 있다. 이때 아이들-고 조건은 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼는 동작 또는 액셀러레이터 페달에 답력을 가하는 동작으로 설정할 수 있다.
마지막으로, 스타트 모터(200)가 수퍼컨덴서(400)로부터 전원을 공급받아 엔진을 시동하는 제 4 단계(S140)를 수행한다. 이러한 실시예에 따르면 스타트 모터(200)는 차량내의 전기장비의 가동으로 전기가 많이 소모되는 아이들-고 상태에서 차량용 배터리(300)가 아닌 별개의 전원인 수퍼컨덴서(400)를 이용하여 스타트 모터(200)를 가동하기 때문에 안정적인 시동이 가능한 효과를 제공한다.
100 : ISG 제어부 200: 스타트 모터
300 : 주전원부 400 : 부전원부
500 : 스위칭부

Claims (15)

  1. 운행중인 차량에 있어서 미리 정해진 아이들-스톱 조건의 발생을 감지하는 경우 엔진을 정지하기 위한 아이들-스톱 신호를 발생하고, 상기 아이들-스톱 신호의 발생에 따라 상기 엔진이 정지된 상황에서 미리 정해진 아이들-고 조건의 발생을 감지하는 경우 정지된 상기 엔진을 재시동하기 위한 아이들-고 신호를 생성하는 ISG 제어부;
    상기 엔진을 시동하기 위한 회전력을 제공하는 스타트 모터;
    상기 차량에 전원을 공급하는 주전원부;
    상기 주전원부에 의해 전하가 충전되고 상기 스타트 모터에 전원을 공급하는 부전원부; 및
    상기 ISG 제어부의 상기 아이들-고 신호가 생성되는 경우 상기 스타트 모터에 상기 부전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 스위칭부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부전원부는,
    수퍼콘덴서인 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 슈퍼콘덴서는,
    16V, 50F 의 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는,
    상기 ISG 제어부의 상기 아이들-고 신호가 생성되는 경우 상기 스타트 모터로 공급되는 상기 주전원부의 전원을 차단하고 상기 스타트 모터에 상기 부전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스위칭부는,
    상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 스타트 모터에 상기 주전원부에서 공급되는 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 ISG 제어부는,
    상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 아이들-스톱 신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급시스템.

  7. 주행중인 차량의 주전원부가 차량에 전원을 공급하고, 부전원부를 충전하는 제 1 단계;
    차량 제어부가 운행 중인 차량의 정차를 감지하여 아이들-스톱 신호를 생성하는 제 2 단계;
    상기 아이들-스톱 신호에 의해 상기 차량의 엔진이 정지하고 상기 주전원부가 차량에 전원을 계속 공급하는 제 3 단계;
    상기 상기 차량 제어부가 엑셀레이터 답력을 감지하여 아이들-고 신호를 생성하는 제 4 단계;
    상기 아이들-고 신호에 의해 상기 부전원부가 스타트 모터에 전원을 공급하여 엔진을 시동하는 제 5 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 아이들-스톱 신호를 생성하지 않는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.

  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,
    상기 아이들-스톱 신호에 의해 상기 스타트 모터와 상기 주전원부의 연결이 차단되는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 5 단계는,
    상기 부전원부의 전압 측정치가 상기 스타트 모터를 가동하기에 충분한 전압 설정치 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 주전원부가 상기 스타트 모터에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 단계는
    상기 부전원부로서 슈퍼콘덴서를 사용하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  12. 주행중인 차량의 릴레이가 스타트 모터와 전기적으로 연결된 수퍼컨덴서와 차량 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 차량 배터리의 전원으로 상기 수퍼컨덴서를 충전하는 제 1 단계;
    아이들-스톱 조건 발생시 상기 수퍼컨덴서의 전압이 설정치 이하인 경우 상기 제 1 단계로 복귀하고 그렇지 않은 경우 엔진을 정지하는 제 2 단계;
    아이들-고 조건 발생시 상기 릴레이가 상기 수퍼컨덴서와 상기 차량 배터리의 전기적 연결을 해제하는 제 3 단계; 및
    상기 스타트 모터가 상기 수퍼컨덴서로부터 전원을 공급받아 상기 엔진을 시동하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 상기 차량의 정지시 상기 아이들-스톱 조건으로 인식하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,
    운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼는 동작 또는 액셀러레이터 페달에 답력을 가하는 동작을 상기 아이들-고 조건으로 인식하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    상기 아이들-스톱 조건 발생시 상기 수퍼컨덴서의 전압이 10 V 이하인 경우 상기 제 1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 ISG 차량의 전원 공급방법.
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