KR20160014035A - 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관을 구비한 차량을 작동하기 위한 방법 - Google Patents

스타트-스톱 기능을 가진 내연기관을 구비한 차량을 작동하기 위한 방법 Download PDF

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폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 내연기관(12)이 작동하는 정상 작동 상태와 내연기관(12)의 작동이 중단된 준비 상태 사이에서 자동으로 차량(1)을 전환할 수 있는 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관(12)을 구비한 차량(1)을 작동하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계들, 즉 적어도 하나의 비활성화 금지의 존재를 검사하는 단계(400)와 적어도 하나의 비활성화 금지가 존재하는 경우에 준비 상태로 전환을 억제하는 단계(500)를 포함하고, 이 경우 적어도 하나의 비활성화 금지는 하기 파라미터들 중 적어도 하나의 파라미터, 즉 차량(1)의 전기 에너지 저장 장치(14)의 현재 이용 상태 및/또는 예정된 지속시간, 바람직하게는 차량(1)의 마지막 주행 동안 차량(1)의 전기 에너지 저장 장치(14)의 이용 상태의 경과를 고려한다.

Description

스타트-스톱 기능을 가진 내연기관을 구비한 차량을 작동하기 위한 방법{METHOD FOR OPERATING A VEHICLE COMPRISING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING A START-STOP FUNCTION}
본 발명은 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관을 구비한 차량을 작동하기 위한 방법 및 이러한 방법을 실시하기 위한 제어장치를 구비한 차량에 관한 것이다.
연소기관(내연기관)을 구비한 차량에서, 특정한 전제 조건 하에서 또는 미리 정해진 비활성화 조건의 존재 시 연소기관이 자동으로 비활성화되고 미리 정해진 활성화 조건의 존재 시 자동으로 활성화됨으로써, 연료 소비와 유해 물질 방출을 줄이기 위해 최근의 방법 및 장치들을 이용하는 것이 공개되어 있다. 이러한 방법과 장치들은 "스타트-스톱"으로 공개되어 있고, 특히 도시 교통에 적합한데, 그 이유는 도시 교통에서 차량은 종종 신호등에서 또는 교통량으로 인해 정지하고, 그러한 경우에 연소기관의 작동이 불필요하기 때문이다.
비활성화 조건에 예를 들어, 차량 속도의 한계값이 미달되거나 차량이 완전히 정지하고 동시에 기어가 설정되지 않고 또는 기어 시프트 위치가 중립 위치에 있는 것이 포함된다. 이로 인해, 연소기관의 비활성화는 주행 중에 운전자의 의도와 무관하게 안전에 위협이 되도록 이루어지지 않는 것이 보장되어야 한다. 그러나 또한 활성화- 및 비활성화 조건에 의해, 비활성화 또는 비활성화 상태의 지속으로 인해 재시동이 이루어질 수 없는 것이 고려될 수도 있고, 그 이유는 예를 들어 연소기관의 비활성화 상태 동안에 차량의 제너레이터가 작동되지 않았기 때문이다. 이는, 배터리의 너무 낮은 충전량으로 인해 연소기관의 재시동이 더 이상 불가능한 정도로, 엔진 중단 동안에 계속 작동된 차량의 에너지 컨슈머에 의한 예를 들어 차량 배터리와 같은 차량의 전기 에너지 저장 장치의 방전을 야기할 수 있다. 또한 내연기관의 자동 비활성화를 억제하고 또는 내연기관의 재시동을 억제하거나 강제하기 위한 다른 상황들도 언급될 수 있다.
WO 98/14702호에, 스타트-스톱 기능에 의한 내연기관의 자동 비활성화는, 이러한 시점에 차량의 배터리가 미리 정해진 차단 임계값 미만에서 방전되는 경우에 차단되는 것이 공개되어 있다. 이를 인식하기 위해, 스타트-스톱의 작동 중에 전자 회로에 의해 차량 배터리의 전압의 모니터링이 이루어진다.
이에 기초해서 DE 100 30 290 A1호에, 스타트-스톱 기능에 의한 자동 비활성화 중에 차량 배터리가 차단 임계값 미만으로 방전되는 경우에, 즉 배터리 전압의 측정이 임계값 미만의 전압을 제시하는 경우에, 내연기관이 다시 시동되는 것이 공개되어 있다. 이로 인해 주행 동안뿐만 아니라, 예를 들어 신호 대기 시에도 낮은 배터리 전압을 필요로 하는 경우에 차량 배터리의 충전이 이루어진다.
DE 199 11 736 A1호는, 기어가 중립 위치에 있는 상황에서 차량이 자동으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 기어가 또한 동시에 중립 위치에 있는지 여부의 검사에 의해 DE 100 30 290 A1호의 내연기관의 자동 재시동을 보완한다.
DE 199 11 736 A1호는 DE 100 30 290 A1호의 내연기관의 자동 재시동이 주행 위치에 있는 기어에 의해 억제되는 경우를 위한 해결 방법을 명시하고 있지 않기 때문에, DE 10 2006 053 515 A1호에 이러한 경우 자동 재시동의 제외 조건이 적용되는 경우에, 운전자에게 경고 신호가 제공됨으로써, 운전자는 이를 참조할 수 있고, 제외 조건을 무효화하기 위해 예를 들어 기어를 주행 위치로 설정할 수 있는 것이 공개되어 있다.
DE 10 2007 009 871 A1호에, 예를 들어 스타터의 결함 또는 시동 시스템의 다른 부품의 결함에 따라 또는 (스타터-)배터리(결함 또는 방전된)의 상태에 따라 이루어지는 차량의 시동을 위한 견인 시동 과정 후에, 다시 견인 시동을 필요로 할 수 있기 때문에, 공개된 비활성화 조건의 존재 시 스타트-스톱 기능에 의한 비활성화가 저지되는 것이 공개되어 있다.
차량 배터리의 충전 상태의 모니터링은 최근에 일반적으로 배터리 센서에 의해 이루어지고, 상기 배터리 센서는 배터리 온도, 배터리 전압 및 충전 전류를 검출한다. BDM(Battery Data Module)이라고도 하는 이러한 복합 센서는 예를 들어 차량 배터리의 접지 케이블의 마이너스 접속 단자에 배치되고, LIN-데이터 버스(Local Interconnect Network) 또는 CAN-데이터 버스(Controlled Area Network)와 같은 데이터 버스를 통해 차량의 다른 제어부에 연결된다. 이는 예를 들어 배터리 모니터링(Battery Energy Management -BEM)을 위한 제어부일 수 있다. 배터리 센서에서 배터리 온도는 예를 들어 엔진실과 같은 배터리의 주변 온도 및 특성필드를 참고로 결정된다. 시간에 대한 충전 전류의 적분으로부터 배터리 센서에 의해 차량 배터리의 충전 상태(State of Charge -SOC)가 결정될 수 있다. 또한 차량 배터리의 배터리 전압 및 공개된 방전 곡선에 의해 배터리 온도를 고려해서 배터리의 충전 상태가 결정될 수 있다. 두 가지 방법을 이용함으로써 상기 방법들은 서로 타당성 평가가 이루어질 수 있다.
전술한 모든 방법 및 장치들은 공통적으로, 차량의 전기 에너지 저장 장치의 충전 상태의 결정을 위해 센서(배터리 센서) 형태의 추가 전자장치를 필요로 한다. 이는 추가 센서 및 상기 센서의 케이블링 등을 위한 비용을 야기한다.
본 발명의 과제는, 스타트-스톱 기능을 가진 차량에서 재시동의 보장을 개선하고 및/또는 간단하게 하는 것이다. 특히 이러한 개선은 예를 들어 특히 고가의 복합 배터리 센서(BDM)가 사용되지 않아도 되도록, 가능한 한 간단하고 저렴하게 달성되어야 한다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구범위 제1항에 따른 특징을 포함하는 방법 및 청구범위 제14항에 따른 특징을 포함하는 차량에 의해 해결된다. 종속 청구항 및 도면은 본 발명의 바람직한 개선예를 제시한다.
따라서, 내연기관이 작동하는 정상 작동 상태와 내연기관의 작동이 중단된 준비 상태 사이에서 차량을 자동으로 전환할 수 있는 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관을 구비한 차량을 작동하기 위한 방법이 제안되고, 상기 방법은 하기 단계들, 즉
- 적어도 하나의 비활성화 금지의 존재를 검사하는 단계, 및
- 적어도 하나의 비활성화 금지가 존재하는 경우에, 준비 상태로 전환을 억제하는 단계를 포함하고,
이 경우 적어도 하나의 비활성화 금지는 하기 파라미터들 중 적어도 하나의 파라미터를 고려한다:
- 차량의 전기 에너지 저장 장치의 현재 이용 상태, 및/또는
- 예정된 지속시간, 바람직하게는 차량의 마지막 주행 동안 차량의 전기 에너지 저장 장치의 이용 상태의 경과.
본 발명은, 스타트-스톱 기능에 의해 내연기관의 재시동을 위협할 수 있는 상황이 고가의 복잡한 전자장치 및 센서 장치를 이용하지 않고 충분히 높은 확률로 인식될 수 있음으로써, 스타트-스톱 기능을 가진 차량에서 재시동의 보장이 개선될 수 있다는 사실에 기초한다. 따라서 정상 작동 상태와 준비 상태 사이의 전환 조건들 및 전환 금지와 재시동 명령을 이용할 수 있기 위해, 예를 들어 차량 배터리와 같은 전기 에너지 저장 장치의 충전 상태를 실제로 또는 가급적 정확하게 결정하는 것이 반드시 필수적인 것은 아니다. 오히려 이미 주어진 정보들에 기초해서, 즉 차량 내에 일차적으로 다른 목적을 위해 검출된 정보들, 예를 들어 전기 에너지 저장 장치의 현재 이용 상태 또는 상기 에너지 저장 장치의 히스토리에 기초해서 평가가 이루어질 수 있고, 상기 평가로부터 전기 에너지 저장 장치의 충전 상태 또는 충전 상태의 변동이 간접적으로 덜 복잡하게, 특히 더 적은 비용으로 정확도의 감소를 감수하여 결정될 수 있다. 이러한 정보가 결정될 수 있는 이와 같은 평가를 실시하고 또는 모델화를 실행하기 위해, 추가로 다른 파라미터들, 예를 들어 냉각제 온도, 외부 온도, 엔진실 온도, 전기 컨슈머의 작동 상태들, 전기 컨슈머의 전력 소비 등도 이용될 수 있다. 또한 이러한 평가 또는 모델화는 센서들의 평가와 동시에 이루어질 수 있으므로, 센서들의 측정 데이터를 검사할 수 있고, 경우에 따라서 고장 시 센서들을 즉시 바꿀 수 있다. 그 밖에 또한 더 낮은 정확성으로 인해, 예를 들어 충전 상태의 정확한 결정 시 필요하지 않을 수 있는 비활성화 금지가 제시되지만, 이는 비용 감소에 따라 감수할 수 있다. 다시 말해서 스타트-스톱 기능의 이용 제한은 차량의 비용 감소를 위해 감수할 수 있다.
본 발명에 따라 차량 배터리의 이용 상태의 결정에 의해 차량 배터리의 최대 용량에 대한 차량 배터리의 현재의 에너지 부족이 추론될 수 있다. 이 경우 미리 정해진 시간 범위 동안, 바람직하게는 마지막 주행의 시작 이후로 차량 배터리의 현재 이용 상태 및 상기 배터리의 히스토리가 고려될 수 있거나, 2개의 정보가 함께 고려될 수 있다.
이러한 히스토리는 차량의 마지막 이용의 지속시간 및 차량 배터리의 이용 동안 예를 들어 엔진 제어부에 의해 활성화된 및 비활성화된 전기 컨슈머 및/또는 전기 에너지 소스, 예를 들어 차량의 제너레이터의 작동의 프로토콜의 형태로 생성될 수 있다. 이용 상태의 이러한 시간에 따른 경과로부터 냉각제 온도의 평가에 따라서 전기 컨슈머 및/또는 전기 에너지 생성과 관련해서 마지막 주행의 지속시간과 전력 소비에 관해 추론될 수 있다.
현재 이용 상태가 고려되면, 차량의 정지 이후의 시간이 검출될 수 있고, 예정된 지속시간 이후에 차량 배터리의 단자에 및/또는 차량의 전력 계통 내에 인가하는 전압은 무부하 전압으로서 간주될 수 있다. 단자 전압의 이러한 상태가 존재하면, 그로부터 차량 또는 차량의 내연기관이 불완전하게 충전된 차량 배터리로 전제되어야 하는 긴 시간 동안 이미 더 이상 작동되지 않았음이 추론될 수 있다.
또한 바람직하게 내연기관의 냉각제 온도가 고려되고, 이 경우 내연기관의 냉각제 온도의 고려는 하기 단계들에 의해 이루어진다:
- 바람직하게는 차량의 정지된 상태에서 차량의 냉각제 온도를 결정하는 단계, 및
- 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 내연기관의 최소 작동 시간을 결정된 냉각제 온도에 의존해서 계산하는 단계.
실시예에 따라 내연기관의 냉각제 온도에 기초해서 차량의 마지막 주행의 또는 주행의 지속시간 또는 소비된 전력 및 차량 배터리의 지나간 충전의 정도에 관해 추론될 수 있다. 즉 낮은 현재 냉각제 온도가 결정되면, 차량의 마지막 주행 및 차량 배터리의 충전은 이미 수 시간 전이고, 그 사이에 방전이 이루어졌을 수 있으므로, 현재 완전히 충전되지 않은 차량 배터리로 전제되어야 하는 것으로 추론될 수 있다. 그러나 최대에 이르는 높은 현재의 냉각제 온도가 결정되면, 차량 배터리가 충전된 상태로 주행이 막 종료함에 따라 차량 배터리의 충분이 높은 또는 완전한 충전량이 전제될 수 있다. 이는 또한 마지막 주행 또는 주행의 소비된 전력에도 적용되는데, 그 이유는 높은 속도에서 차량의 제너레이터는 차량 배터리를 더 신속하게 충전할 뿐만 아니라, 냉각제 온도도 더 빠르게 상승하기 때문이다. 이 경우 현재 냉각제 온도만이 아니라 냉각제 온도의 히스토리도 물론 미리 정해진 시간 범위 동안 고려될 수 있고, 상기 시간 범위에서 값 자체 외에 시간에 걸친 값의 변동도 평가될 수 있다.
내연기관의 냉각제 온도에 기초해서 특히 차량의 정지된 상태에서 차량 배터리의 이전의 충전이 추론될 수 있다. 이로써 냉각제의 높은 온도가 결정되면, 그로부터 충분한 충전 상태로 전제될 수 있도록 및 작동 중에 또는 다음 주행 시작부터 스타트-스톱 기능의 개시가 허용될 수 있도록 차량 배터리가 충전되었음이 추론될 수 있다. 그와 달리 냉각제의 다소 낮은 온도가 결정되면, 그로부터 차량 배터리의 낮은 충전만이 추론될 수 있으므로, 차량 배터리의 충분한 충전을 보장하기 위해, 스타트-스톱 기능은 예정된 시간 동안에 한 번도 활성화되어서는 안 된다. 스타트-스톱 기능의 중지의 이와 같은 시간 범위는 냉각제 온도의 함수로서 결정될 수 있다. 최소 작동 지속시간은 상기 시간이 경과할 때까지 비활성화 금지를 의미한다. 바람직하게는 준비 상태에서 내연기관의 재시동을 보장하기 위해, 이와 같이 차량의 정지된 상태에서, 즉 운전자에 의해 비활성화된 작동 중에 차량의 재작동 시 스타트-스톱 기능이 얼마나 오랫동안 이용되어서는 안 되는지 미리 정해진다.
바람직하게 전기 에너지 저장 장치의 이용 상태의 고려는 하기 단계들에 의해 이루어진다:
- 바람직하게 차량의 정지된 상태에서 전기 에너지 저장 장치의 이용 상태를 결정하는 단계, 및
- 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 내연기관의 최소 작동 지속시간을 결정된 냉각제 온도에 의존해서 계산하는 단계.
예를 들어 차량의 정지 시 또는 상기 차량의 정지된 상태에서 전기 에너지 저장 장치의 이용 상태에 관한 정보로부터 차량의 최초 재시동 시 상기 차량의 충전 상태가 추론될 수 있다. 무부하 전압의 상태가 존재하면, 예정된 지속시간 동안 준비 상태로 전환이 중단될 수 있다. 이러한 상태가 존재하지 않으면, 예를 들어 차량의 재 작동 시작 시 바로 스타트-스톱 기능이 적용될 수 있다. 예를 들어 생성된 전기 에너지와 소비된 전기 에너지 사이의 차이와 같은 히스토리가 지난 주행을 나타내면, 이전 주행의 에너지 부족이 한 번은 다시 보상될 수 있도록 하기 위해, 차량의 재시동 이후 예정된 시간 범위 동안 준비 상태로 전환이 이루어지지 않아야 한다. 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 내연기관의 최소 작동 지속시간은 결정된 이용 상태에 의존해서 이루어질 수 있고, 즉 배터리의 마지막 방전이 클수록, 최소 작동 지속시간은 더 길다.
바람직하게는 또한 하기 파라미터들이 고려된다.
- 차량의 정지된 상태에서 바람직하게 전력 계통 내의 무부하 전압으로서 및/또는 전기 에너지 저장 장치의 무부하 전압으로서, 특히 차량의 예정된 상태에서 차량의 전력 계통 내의 및/또는 전기 에너지 저장 장치의 전압.
이를 위해 차량의 전력 계통 내의 및/또는 차량 배터리의 전압이 결정된다. 이는 간단하게 차량 배터리의 단자에서 전압의 탭에 의해 이루어질 수 있고, 복잡한 센서 장치를 필요로 하지 않는다. 또한 전압의 검출은 직접적인 해결 방법이고, 이러한 해결 방법으로부터 차량 배터리의 충전 상태가 확실하게 결정 또는 평가될 수 있다. 예를 들어 점화 장치가 작동하지 않는 차량의 정지된 상태와 같이 차량의 특정한 상태에서 이러한 전압이 검출되면, 상기 전압은 무부하 전압이라고 할 수 있다. 전압이 예정된 한계값보다 낮으면, 그로부터 차량 배터리의 너무 낮은 충전 상태가 추론되고, 준비 상태로 전환 시 차량 배터리를 계속 방전할 수 없도록 그리고 이로써 정상 작동 상태로 전환 시 내연기관의 재시동에 위협을 가하지 않도록 하기 위해, 내연기관의 비활성화 금지가 표시된다. 또한 결정된 전압에 의존해서 차량의 최소 작동 지속시간이 계산될 수 있는 한편, 준비 상태로 전환이 중단된다.
바람직하게 상기 방법은 또한 하기 단계들을 포함한다:
- 바람직하게 차량의 정지된 상태에서 전력 계통 내의 전류 흐름 및/또는 적어도 하나의 전기 컨슈머의 상태를 결정하는 단계, 및
- 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 내연기관의 최소 작동 지속시간을 결정된 전류 흐름 및/또는 적어도 하나의 전기 컨슈머의 상태에 의존해서 계산하는 단계.
차량 배터리의 충전 상태를 추론하기 위해, 특히 차량의 정지된 상태에서 전력 계통 내의 전류 흐름, 전력 계통 내의 정지 전류 및/또는 적어도 하나의 전기 컨슈머의 상태를 고려하는 것도 바람직하다. 차량의 정지된 상태에서 제너레이터에 의한 차량 배터리의 충전이 이루어질 수 없기 때문에, 작동 상태인 모든 전기 컨슈머들은 차량 배터리의 충전의 감소를 야기한다. 상기 전류들이 검출되거나 활성화된 컨슈머 및 상기 컨슈머의 전기 소비 데이터로부터 결정되면, 그로부터 차량의 정지된 상태 동안에 차량 배터리에서 인출된 충전량이 결정될 수 있다. 그로부터 해당하는 최소 작동 지속시간이 계산될 수 있고, 상기 시간은 인출된 충전량을 다시 보상하기 위해 필요하므로, 준비 상태로 전환은 충전량 부족을 다시 증가시키기 때문에 상기 시간 동안 허용되지 않는다. 차량의 작동 중에 이러한 결정이 실시되는 한편, 즉 제너레이터에 의한 전기 에너지 생성도 이루어지면, 이로써 최소 작동 지속시간도 결정될 수 있고, 상기 시간이 경과할 때까지 (다시) 준비 상태로 전환이 이루어져서는 안 된다.
바람직하게 방법은 또한 하기 단계들을 포함한다:
- 바람직하게 차량의 정지된 상태에서 차량의 전기 에너지 저장 장치의 온도 및/또는 외부 온도를 결정하는 단계,
- 전기 에너지 저장 장치의 충전 동의를 결정하는 단계, 및
- 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 내연기관의 최소 작동 지속시간을 전기 에너지 저장 장치의 결정된 충전 동의에 의존해서 계산하는 단계.
일반적으로 차량에서 이미 센서에 의해 검출되는 차량의 외부 온도로부터 일반적으로 차량 배터리도 위치하는 차량의 엔진실 내부의 온도가 추론될 수 있으므로, 이를 통해 상기 차량 배터리의 온도도 간접적으로, 예를 들어 차량 배터리의 주변의 온도 모델에 의해 결정될 수 있다. 바람직하게 이 경우 차량의 정지 후에 엔진실의 추후 가열도 고려된다. 온도가 낮을 때 배터리는 내부 저항의 증가로 인해 더 높은 온도에서보다 천천히 충전되기 때문에, 이와 관련해서 시간 단위 당 차량 배터리의 에너지 수용의 형태로 차량 배터리의 충전 동의, 즉 배터리의 충전 준비도 추론될 수 있다. 즉, 특히 차량의 작동 시작 시 낮은 외부 온도값이 주어지면, 차량의 시동 시, 즉 엔진실 및 차량 배터리가 내연기관의 여열에 의해 가열되기 전에, 차량 배터리는 비교적 천천히 충전되므로, 차량 배터리의 가능할 수 있는 낮은 충전 상태는 제너레이터에 의해 또한 비교적 느리게만 보상될 수 있고, 따라서 방전은 방지되어야 한다. 따라서 소정의 시간 범위 동안 예비적으로 준비 상태로 전환이 중지될 수 있고, 이로 인해 인출된 전기 충전량까지 다시 더 신속하게 충전될 수도 있고, 필수적인 충전 상태가 보장될 수 있다.
바람직하게 방법은 또한 하기 단계들을 포함한다:
- 차량의 활성화된 컨슈머를 결정하는 단계,
- 활성화된 것으로 결정된 컨슈머에 관련된 전류들을 합산하는 단계,
- 차량의 전기 에너지 소스의 생성된 전류와 활성화된 것으로 결정된 컨슈머의 합산된 전류들을 비교하는 단계, 및
- 생성된 전류보다 소비된 전류가 더 높은 경우에, 이러한 상황의 지속시간 동안 정상 작동 상태로 전환하는 단계 또는 비활성화 금지를 해제하는 단계.
전기 에너지의 소비와 생성 사이의 이러한 에너지 밸런스에 의해 부족이 결정될 수 있고, 이에 대해 준비 상태의 중단으로 대응될 수 있다. 이 경우 현재 전류 소비는 측정되지 않고, 전기 컨슈머의 활성화 또는 비활성화 상태가 결정됨으로써 결정된다. 전기 컨슈머에 상기 컨슈머의 전류 소비에 관한 데이터가 할당되고, 예를 들어 메모리에 저장되므로, 활성화된 것으로 결정된 전기 컨슈머의 저장된 전류 소비 데이터는 이론적인 전체 전류 소비에 합산될 수 있다. 준비 상태에서 전기 소비는 예를 들어 적어도 하나의 다른 전기 컨슈머의 추가 작동에 의해 높아졌기 때문에 부족이 발생하는 시점에 이러한 전류 소비가 존재하면, 차량의 제너레이터를 활성화하고 차량 배터리의 추가 방전을 방지하기 위해, 다시 정상 작동 상태로 전환된다.
바람직하게 상기 방법은 또한 하기 단계들을 포함한다:
- 주행 시작 이후 차량의 전체 작동 시간을 결정하는 단계,
- 주행 시작 이후 차량의 준비 상태의 시간을 결정하는 단계,
- 차량의 준비 상태의 전체 시간과 차량의 전체 작동 시간 사이의 비율을 결정하는 단계, 및,
- 예정된 제1 한계값, 바람직하게 0.5의 초과 시 정상 작동 상태로 전환하는 단계 및/또는 상기 비율이 예정된 제2 한계값, 바람직하게 0.3을 다시 초과할 때까지 비활성화 금지를 해제하는 단계.
주행 시작이란 차량의 완전한 정지 후에 정상 작동 상태로 차량의 엔진 시동을 의미하고, 예를 들어 스타트-스톱 기능에 의해서가 아니라 운전자에 의한 점화 장치의 작동을 의미한다. 작동 준비의 기간이 전체 작동 시간에 대해서 계속 증가하는 것은 차량 배터리의 너무 많은 방전과 내연기관의 재시동의 위협을 야기할 수 있기 때문에 이러한 증가가 이루어질 수 없도록 하기 위해, 상기 2개의 시간이 결정되고 서로 비율이 설정되면, 준비 상태에서 비율의 예정된 한계값에 의해 다시 정상 작동 상태로 전환될 수 있고 및/또는 전환 금지가 해제될 수 있다.
바람직하게 방법은 또한 하기 단계들을 포함한다:
- 전기 에너지 부족을 줄이기 위한 적어도 하나의 조치의 존재를 결정하는 단계, 및
- 이에 응답해서 조치의 지속시간 동안 비활성화 금지를 해제하는 단계.
이러한 방식으로, 준비 상태로 전환 시 에너지를 생성하는 제너레이터의 의도치 않은 비활성화가 방지됨으로써, 전기 에너지 부족을 줄이기 위한 조치가 지원될 수 있다.
바람직하게는 준비 상태에서 활성화된 전기 컨슈머의 일부, 바람직하게는 운전자 또는 승객의 편의 기능을 위한 전기 컨슈머는 준비 상태의 지속시간 동안 비활성화된다. 예를 들어 승객을 위한 편의 설비, 특히 전방 및 후방 윈도우 디프로스터 또는 시트 히터와 같은 천천히 작동하는 소비 집약적인 컨슈머가 편의 기능으로 간주될 수 있다. 이로 인해, 준비 상태 동안 차량 배터리의 방전을 줄이고 이로써 재시동성을 개선하는 것이 가능하다.
바람직하게 상기 방법은 또한 하기 단계들을 포함한다:
- 현재 주어진 준비 상태의 지속시간을 결정하는 단계,
- 결정된 지속시간 동안 활성화된 전기 컨슈머의 전기 에너지 소비를 결정하는 단계, 및
- 결정된 전기 에너지 소비가 예정된 값을 초과하는 경우에, 정상 작동 상태로 전환하는 단계.
이러한 방식으로 전기 에너지 소비의 예정된 값에 의해, 상기 에너지량의 소비 후에 준비 상태가 다시 자동으로 종료되는 것이 보장된다. 이 경우 중단되지 않은 준비 상태가 오래 지속될수록, 활성화된 모든 전기 컨슈머의 전기 에너지의 요구는 작아진다.
또한 바람직하게, 준비 상태로 전환을 위해 하기의 모든 조건들이 충족되어야 한다.
- 차량의 적어도 하나의 예정된 전기 컨슈머는 비활성화되고,
- 공회전 속도 부스터는 비활성화되고,
- 차량의 데이터 통신 버스는 작동 준비된다.
예정된 전기 컨슈머는 바람직하게 비교적 높은 전기 에너지 요구를 갖는 컨슈머, 예를 들어 전방 및/또는 후방 윈도우 디프로스터, 조명 및/또는 전기 PTC(positive temperature coefficient)-공기 보조 히터이다. 활성화된 공회전 속도 부스터에 의해 제너레이터에 의한 충전량이 증가하고, 이는 또한 증가한 전기 에너지 요구를 가리키므로, 이러한 경우에도 준비 상태로 전환이 저지될 수 있다. 또한 스타트-스톱 기능은 작동 준비된 데이터 통신 버스를 필요로 하고, 이러한 데이터 통신 버스가 제공되지 않으면, 전환도 이루어져서는 안 된다.
하기 조건들 중 적어도 하나의 조건이 충족되는 경우에, 바람직하게 스타트-스톱 기능이 비활성화된다:
- 전기 에너지 저장 장치에 대한 전력 계통의 전기적 접속은 중단되고 및/또는 검사될 수 없고, 및/또는
- 엔진 제어부에 대한 데이터 통신 버스의 통신은 중단되고 및/또는 검사될 수 없고, 및/또는
- 차량의 전기 에너지 소스는 오류를 포함한다.
이러한 모든 기능 제한은 차량의 중요한 기능 오류를 의미하므로, 안전성을 이유로 스타트-스톱 기능은 생략되어야 한다. 이러한 기능 제한의 결과 바람직하게 운전자에게 해당 경고가 출력된다.
본 발명의 다른 양상에 따라 본 발명은 또한 내연기관이 작동하는 정상 작동 상태와 내연기관이 작동하지 않는 준비 상태 사이에서 차량을 자동으로 전환할 수 있는 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관과 전술한 방법을 실시하도록 구성된 제어장치를 구비한 차량에 관한 것이다.
계속해서 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량을 도시한 개략도.
도 2는 준비 상태로 전환의 억제를 일으키는 본 발명에 따른 다양한 방법을 포함하는 흐름도.
도 3은 정상 작동 상태로 전환을 일으키는 본 발명에 따른 다양한 방법을 포함하는 흐름도.
도 1은 본 발명에 따른 차량(1)의 개략도를 도시한다. 차량(1)은 전륜(10a)과 후륜(10b)을 갖는다. 전륜(10a)은 전방축(11)에 의해 (도시되지 않은) 기어장치에 의해 내연기관(12)에 연결되므로, 내연기관(12)의 구동력이 차량(1)의 기초부에 전달될 수 있다. 내연기관(12)은 또한 제너레이터(13) 형태의 전기 에너지 소스를 구동하고, 상기 제너레이터는 전기 에너지를 차량(1)의 (전기) 전력 계통(15)으로 출력할 수 있다. 엔진(12)은 또한 엔진 제어부(17)를 포함한다. 제너레이터(13)의 전기 에너지는 엔진 제어부(17)와 같은 컨슈머(17-20), 온보드 컴퓨터(20)와 같은 (중앙) 제어장치, 조명 장치(18)와 같은 제1 전기 컨슈머 및/또는 차량(1)의 전방- 또는 후방 윈도우 디프로스터(19)와 같은 제2 전기 컨슈머에 의해 소비된다. 과량의 전기 에너지는 차량 배터리(14) 형태의 전기 에너지 저장 장치의 충전을 위해 이용되고, 상기 배터리는 상기 전기 에너지를 필요 시 다시 컨슈머(17-20)로 출력할 수 있다. 모든 전기 컨슈머(17-20), 소스(13) 및 저장 장치(14)는 전력 계통(15)을 통해 서로 전기 전도적으로 접속된다. 이러한 모든 부재들(13, 14, 17-20)은 또한 데이터 통신 버스(16)를 통해 서로 연결되므로, 정보, 요구, 명령 등을 교환할 수 있다.
도 2는 준비 상태로 전환의 억제를 일으키는 본 발명에 따른 다양한 방법을 포함하는 순서도를 도시한다. 단계 100에서 차량(1)의 냉각제 온도의 결정이 이루어질 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 단계 110에서 차량 배터리(14)의 이용 상태의 결정이 이루어질 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 단계 120에서 전력 계통(15) 내의 전류 흐름 또는 적어도 하나의 전기 컨슈머, 예를 들어 조명 장치(18) 및/또는 전방- 또는 후방 윈도우 디프로스터(19)의 상태의 결정이 이루어질 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 단계 130에서 차량 배터리(14)의 온도 및/또는 외부 온도의 결정이 이루어질 수 있고, 다음 단계 131에서 차량 배터리(14)의 충전 동의의 결정이 이루어질 수 있다. 이러한 각각의 단계들 100-131에 후속해서 단계 200에서 내연기관(12)의 최소 작동 지속시간의 계산이 결정된 각각의 파라미터에 의존해서 이루어지고, 상기 최소 작동 지속시간까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 된다.
대안으로서 또는 추가로 단계 140에서 활성화된 컨슈머(18, 19)의 결정이 이루어진다. 다음 단계 141에서 활성화된 것으로 결정된 컨슈머(18, 19)의 미리 정해진 전류들의 합산이 이루어진다. 다음 단계 142에서 제너레이터(13)의 생성된 전류와 활성화된 것으로 결정된 컨슈머(18, 19)의 합산된 전류들의 비교가 이루어진다. 대안으로서 또는 추가로 단계 150에서 주행 시작 이후 차량(1)의 전체 작동 시간의 결정이 이루어지고, 단계 151에서 최초 작동 이후 차량(1)의 준비 상태의 시간의 결정이 이루어진다. 다음 단계 152에서 준비 상태의 전체 시간과 차량(1)의 전체 작동 시간 사이의 비율의 결정이 이루어진다. 대안으로서 또는 추가로 단계 160에서 전기 에너지 부족을 줄이기 위한 적어도 하나의 조치의 존재의 결정이 이루어진다. 이러한 각각의 단계 140-160들에 후속해서 단계 130에서 관련 조건의 존재의 지속시간 동안 비활성화 금지의 해제가 이루어진다.
단계 200 또는 300에 후속해서 단계 400에서 적어도 하나의 비활성화 금지의 존재의 검사가 이루어지고, 적어도 하나의 비활성화 금지의 존재 시 단계 500에서 준비 상태로 전환의 억제가 이루어진다. 이 경우 먼저, 적어도 하나의 비활성화 조건이 존재하는지 여부와 이것이 비활성화 금지에 의해 억제되어야 하는지 여부가 검사될 수 있고, 또는 비활성화 금지의 존재 시 그 지속시간 동안 가능한 비활성화 조건의 고려가 이루어지지 않는데, 그 이유는 이는 즉시 실행되지 않기 때문이다.
도 3은 정상 작동 상태로 전환을 일으키는 본 발명에 따른 다양한 방법을 포함하는 흐름도를 도시한다. 이 경우 단계 140-142 또는 150-152는 준비 상태에서도 실시되고, 단계 142 또는 152의 결과는 단계 600에서 다시 정상 작동 상태로 전환을 야기할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 단계 170의 준비 상태에서 현재 준비 상태의 지속시간의 결정이 이루어질 수 있고, 단계 171에서 결정된 지속시간 동안 활성화된 전기 컨슈머(18, 19)의 전기 에너지 요구의 결정이 이루어질 수 있다. 결정된 전기 에너지 요구가 예정된 값을 초과하면, 이 경우에도 단계 600에서 정상 작동 상태로 전환이 이루어진다.
본 발명에 따른 양상 및 바람직한 실시예들은 첨부된 도면과 관련해서 설명된 실시예를 참고로 상세히 설명되어 있더라도, 보호 범위가 첨부된 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 당업자는 제시된 실시예의 특징들을 변형 및 조합할 수 있다.

Claims (14)

  1. 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관(12)을 구비한 차량(1)을 작동하기 위한 방법으로서, 상기 스타트-스톱 기능에 의해 상기 차량(1)은 상기 내연기관(12)이 작동하는 정상 작동 상태와 상기 내연기관(12)의 작동이 중단된 준비 상태 사이에서 전환 가능하고, 상기 방법은,
    적어도 하나의 비활성화 금지의 존재를 검사하는 단계(400)와,
    적어도 하나의 비활성화 금지가 존재하는 경우에, 준비 상태로 전환을 억제하는 단계(500)
    를 포함하고, 이 경우 적어도 하나의 비활성화 금지는,
    상기 차량(1)의 전기 에너지 저장 장치(14)의 현재 이용 상태, 및/또는
    예정된 지속시간, 바람직하게는 상기 차량(1)의 마지막 주행 동안 상기 차량(1)의 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 이용 상태의 경과
    중 적어도 하나의 파라미터를 고려하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내연기관(12)의 냉각제 온도가 고려되고, 상기 내연기관(12)의 냉각제 온도의 고려는,
    - 바람직하게 차량의 정지된 상태에서 상기 차량(1)의 냉각제 온도를 결정하는 단계(100), 및
    - 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 상기 내연기관(12)의 최소 작동 지속시간을 결정된 냉각제 온도에 의존해서 계산하는 단계(200)
    에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 이용 상태의 고려는,
    - 바람직하게 상기 차량(1)의 정지된 상태에서 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 이용 상태를 결정하는 단계(110), 및
    - 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 상기 내연기관(12)의 최소 작동 지속시간을 결정된 이용 상태에 의존해서 계산하는 단계(200)
    에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 차량(1)의 정지된 상태에서 바람직하게 전력 계통(15) 내의 무부하 전압으로서 및/또는 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 무부하 전압으로서, 특히 차량(12)의 예정된 상태에서 차량(1)의 전력 계통(15) 내의 및/또는 상기 에너지 저장 장치(14)의 전압이 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 바람직하게 상기 차량(1)의 정지된 상태에서 전력 계통(15) 내의 전류 흐름 및/또는 적어도 하나의 전기 컨슈머(18, 19)의 상태를 결정하는 단계(120), 및
    - 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 상기 내연기관(12)의 최소 작동 지속시간을 결정된 전류 흐름 및/또는 상기 적어도 하나의 전기 컨슈머(18, 19)의 상태에 의존해서 계산하는 단계(200)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 바람직하게 차량(1)의 정지된 상태에서 상기 차량(1)의 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 온도 및/또는 외부 온도를 결정하는 단계(130),
    - 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 충전 동의를 결정하는 단계(131), 및
    - 경과할 때까지 준비 상태로 전환이 실시되어서는 안 되는 상기 내연기관(12)의 최소 작동 지속시간을 상기 전기 에너지 저장 장치(14)의 결정된 충전 동의에 의존해서 계산하는 단계(200)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량(1)의 활성화된 컨슈머(18, 19)를 결정하는 단계(140),
    - 활성화된 것으로 결정된 상기 컨슈머(18, 19)에 관련된 전류들을 합산하는 단계(141),
    - 상기 차량(1)의 전기 에너지 소스(13)의 생성된 전류와 활성화된 것으로 결정된 상기 컨슈머(18, 19)의 합산된 전류들을 비교하는 단계(142), 및
    - 생성된 전류보다 소비된 전류가 더 높은 경우에, 이러한 상황의 지속시간 동안 정상 작동 상태로 전환하는 단계(600) 또는 비활성화 금지를 해제하는 단계(300)
    를 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 주행 시작 이후 상기 차량(1)의 전체 작동 시간을 결정하는 단계(150),
    - 주행 시작 이후 상기 차량(1)의 준비 상태의 시간을 결정하는 단계(151),
    - 상기 차량(1)의 전체 작동 시간과 준비 상태의 전체 시간 사이의 비율을 결정하는 단계(152), 및
    - 예정된 제1 한계값, 바람직하게는 0.5의 초과 시 정상 작동 상태로 전환하는 단계(600) 및/또는 상기 비율이 예정된 제2 한계값, 바람직하게 0.3을 다시 초과할 때까지 비활성화 금지를 해제하는 단계(300)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 전기 에너지 부족을 줄이기 위한 적어도 하나의 조치의 존재를 결정하는 단계(160), 및
    - 이에 응답해서 상기 조치의 지속시간 동안 비활성화 금지를 해제하는 단계(300)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 준비 상태에서 활성화된 전기 컨슈머(18, 19)의 일부, 바람직하게는 운전자 또는 승객의 편의 기능을 위해 제공된 컨슈머(18, 19)는 준비 상태의 지속시간 동안 비활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 현재 주어진 준비 상태의 지속시간을 결정하는 단계(170),
    - 결정된 지속시간 동안 활성화된 상기 전기 컨슈머(18, 19)의 전기 에너지 소비를 결정하는 단계(171), 및
    - 결정된 전기 에너지 소비가 예정된 값을 초과하는 경우에, 정상 작동 상태로 전환하는 단계(600)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 준비 상태로 전환을 위해,
    - 상기 차량(1)의 적어도 하나의 예정된 전기 컨슈머(18, 19)는 비활성화되는 것과,
    - 공회전 속도 부스터는 비활성화되는 것과,
    - 상기 차량(1) 데이터 통신 버스(16)는 작동 준비되는 것
    모두를 충족해야 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 전기 에너지 저장 장치(14)에 대한 상기 전력 계통(15)의 전기적 접속은 중단되고 및/또는 검사될 수 없는 것, 및/또는
    - 엔진 제어부(17)에 대한 상기 데이터 통신 버스(16)의 통신은 중단되고 및/또는 검사될 수 없는 것, 및/또는
    - 상기 차량(1)의 전기 에너지 소스(13)가 오류를 포함하는 것
    중의 적어도 하나의 조건이 충족되는 경우에, 스타트-스톱 기능은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 내연기관(12)이 작동하는 정상 작동 상태와 내연기관(12)의 작동이 중단된 준비 상태 사이에서 차량(1)을 자동으로 전환할 수 있는 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관(12) 및 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하도록 구성된 제어장치(20)를 구비한 차량(1).
KR1020157036885A 2013-05-31 2014-05-28 스타트-스톱 기능을 가진 내연기관을 구비한 차량을 작동하기 위한 방법 KR20160014035A (ko)

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