KR20160070519A

KR20160070519A - 전자식 변속 레버를 이용한 isg 장치

Info

Publication number: KR20160070519A
Application number: KR1020140177566A
Authority: KR
Inventors: 최태림
Original assignee: 현대오트론 주식회사
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-20

Abstract

본 발명에 따른 전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치는, 엔진의 운전을 전자제어하고, 차속 센서에 의해 차량의 정차가 감지되고 브레이크 페달 센서에 의해 브레이크의 작동이 감지되면 상기 엔진을 정지시키되 이후 상기 브레이크의 해제가 감지되면 상기 엔진을 시동시키는 ISG 제어를 수행하는 ISG 제어기를 포함하는 엔진 제어기와, 자동 변속기의 구동을 제어하고, 상기 엔진 제어기와 상호 명령 또는 정보를 송수신할 수 있는 변속기 제어기 및 변속 레버에 장착된 센서에 의해 파악된 변속 레버 위치에 관한 정보 또는 명령을 상기 변속기 제어기로 송신하고, 상기 ISG 제어기의 ISG 제어 명령을 수신하는 전자식 변속 레버를 포함하고, 차량의 정차와 브레이크의 작동이 감지되어 ISG 제어를 개시할 때 상기 변속 레버가 주행단(D)에 있으면 상기 전자식 변속 레버는 상기 변속기 제어기에 대해 중립단(N)으로 변속하도록 명령을 내리고, 상기 변속기 제어기는 중립단(N)으로 변속한 후 그 정보를 상기 엔진 제어기로 송신하며, 상기 엔진 제어기는 상기 변속기 제어기로부터 중립단(N)의 변속단 정보를 수신한 후에 상기 ISP 제어기로 하여금 엔진을 정지시키는 ISG 제어 개시를 수행시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치{ISG device using shift by wire system}

본 발명은 전동식 오일 펌프를 장착할 필요 없이 전자식 변속 레버와 자동 변속기 제어기에 ISG 구동 알고리즘만을 추가함으로써 간편하게 ISG 시스템을 구현할 수 있는 장치에 관한 것이다.

ISG(Idle Stop & Go) 시스템은 용어 그대로 차량이 정지하여 엔진이 공회전 상태에 있을 때 엔진을 정지시키고 다시 주행을 시작하려고 할 때 엔진을 시동시키는 시스템을 말하는데, ISG 시스템은 차량 정차시의 공회전 운전에 의한 연료 소모를 줄이는 동시에 정차가 빈번한 도심 지역에서의 대기 오염 문제를 개선할 수 있다는 점에서 근래에 활발히 보급되고 있는 기술이다.

ISG 시스템은 고급형 ISG 시스템과 경제형 ISG 시스템으로 나뉠 수 있는데, 두 시스템의 차이는 브레이크 페달을 밟은 상태로 차량이 정차하였을 때 또는 차량이 정지한 후에 브레이크 페달을 밟았을 때(즉, 차량이 정차한 상태이면서 브레이크 페달이 밟힌 상태일 때), 자동으로 엔진이 정지하느냐 아니면 변속 레버를 중립(N)으로 옮긴 후에야 엔진이 정지하느냐에 있다.

즉, 고급형 ISG 시스템은 차량이 정차한 상태이면서 브레이크 페달이 밟힌 상태이면 자동으로 엔진이 정지되고, 브레이크 페달에서 발을 떼면 자동으로 엔진이 시동되기 때문에 별도의 조작이 필요 없어 사용이 편리하지만, 자동 변속기는 항상 주행 모드(D)에 있기 때문에 엔진이 정지하여 오일 공급이 중단되더라도 일정 수준의 유압을 공급하기 위해서는 보조적인 전동식 오일 펌프를 장착해야 하고, 이 때문에 비용이 상승하지만 운전자의 편의성은 높다는 면에서 고급형이라 불리는 것이다.

반대로 경제형 ISG 시스템은 차량이 정차한 상태이면서 브레이크 페달이 밟힌 상태이더라도 자동으로 엔진이 정지하지는 않고 운전자가 변속 레버를 중립(N)으로 옮긴 후에야 엔진이 정지하게 되고, 주행을 시작하기 위해서는 우선 변속 레버를 주행(D)으로 옮기고 브레이크 페달에서 발을 떼어야만 자동으로 엔진이 시동된다. 따라서 경제형 ISG 시스템은 변속 레버가 중립(N)에 있을 때에만 엔진이 정지하기 때문에 엔진 정지시에 자동 변속기에 유압을 형성할 필요가 없어 보조적인 전동식 오일 펌프는 추가되지 않지만, 운전자의 변속 레버 조작이 요구된다는 측면에서 상대적으로 편의성은 떨어지기 때문에 경제형이라 불리는 것이다.

위와 같이 이제까지의 ISG 시스템은 고급형과 경제형이라는 양자의 장단점이 분명한 시스템으로 개발되어 오고 있는데, 이 두 종류의 ISG 시스템의 장점을 모두 구현한 ISG 시스템, 즉 사용이 편리하면서도 비용 증가는 크지 않은 향상된 시스템의 개발이 필요한 실정이다.

한국공개특허 제2010-0060160호 (2010.06.07 공개)

본 발명은 전자식 변속 레버를 장착한 차량에 대해 별도의 추가적인 부품을 추가하지 않고도 제어 알고리즘의 개발만으로 고급형 ISG 시스템을 구현하는 것에 그 목적이 있다.

그리고, 상기 ISG 제어 개시에 의해 상기 엔진이 정지된 후 상기 브레이크의 해제가 감지되면 상기 ISG 제어기는 상기 엔진을 시동시킨 후 상기 전자식 변속 레버로 엔진이 시동 되었음을 알리고, 다음으로 상기 전자식 변속 레버는 상기 변속기 제어기에 대해 변속단을 중립단(N)에서 주행단(D)으로 변속시킬 것을 명령하게 된다.

또한, 상기 ISG 제어를 자동으로 수행하는 ISG 주행 모드 및 상기 ISG 제어를 수행하지 않는 정상 주행 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 하는 ISG 선택 수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 ISG 선택 수단은 접점식 스위치, 터치 센서 또는 터치 스크린 중의 어느 하나로 구현될 수 있으며, 또한, 상기 ISG 선택 수단은 클러스터, 전자식 변속 레버 또는 차량 내부에 구비된 디스플레이 수단 중의 어느 하나에 구비될 수 있다.

위와 같은 구성을 가진 본 발명의 ISG 장치에 의하면 전자식 변속 레버를 장착한 차량에서 CAN 통신을 통한 각 제어기 사이의 통합적인 제어만으로도 고급형 ISG 시스템을 구현할 수 있어 저렴한 가격으로도 조작이 간편한 ISG 장치를 구성하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 ISG 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 ISG 장치에 의한 ISG 제어의 일련의 흐름을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 변속 레버(300)를 이용한 ISG 장치(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 이를 참조하여 상세히 설명한다.

우선 전자식 변속 레버에 대해 간략히 설명하면, 전자식 변속 레버는 SBW(Shift By Wire)라고도 불리는데, 이는 자동 변속기와 변속 레버가 와이어와 같은 기계적 요소를 매개로 하지 않고 변속 레버에 장착된 센서로 인지된 변속단 정보(예를 들어, 주차, 후진, 중립, 주행 등의 변속단 정보)를 변속기 제어기(200)와 전자 통신에 의해 송수신하는 시스템이며, 변속레버의 진동이 없고 작은 조작력과 동선만으로 정확한 변속이 가능하다는 장점을 가진다.

본 발명은 이러한 전자식 변속 레버를 장착한 차량에 있어서, 엔진이 정지하였을 때 자동 변속기의 유압을 일정 수준으로 유지시키기 위한 보조적인 전동식 오일 펌프를 추가하지 않고도 엔진 제어기(100)와 변속기 제어기(200) 및 전자식 변속 레버(300)의 통합적인 제어를 통해 종래의 고급형 ISG 시스템의 장점을 그대로 구현한 것이다.

도 1에 도시된 본 발명의 구성을 살펴 보면, 크게 나누어 엔진 제어기(100)와 변속기 제어기(200), 그리고 전자식 변속 레버(300)로 구성되어 있다.

엔진 제어기(100)는 엔진의 운전을 전자제어하는 기본적인 기능 이외에, 차속 센서(150)에 의해 차량의 정차가 감지되고 브레이크 페달 센서(155)에 의해 브레이크의 작동이 감지되면 엔진을 정지시키고, 이후 브레이크의 해제가 감지되면 다시 엔진을 시동시켜 주행 가능 상태로 전환시키는 ISG 제어를 수행하는 ISG 제어기(110)를 포함하고 있다.

그리고, 변속기 제어기(200)는 기본적으로 자동 변속기의 구동을 제어하며, 더 나아가 상기 엔진 제어기(100)와 상호 명령 또는 정보를 송수신할 수 있다. 즉, 엔진 제어기(100)는 변속기 제어기(200)에 대해 변속에 관한 명령이나 현재의 엔진 출력 등의 정보를 송신할 수 있고, 변속기 제어기(200)도 변속시의 충격을 줄이도록 엔진 제어기(100)로 출력을 일시적으로 감소시키는 등의 명령을 송신할 수 있으며, 이러한 제어기 사이의 통신은 통상 CAN 통신을 통해 이루어진다.

전자식 변속 레버(300)는 전술한 바와 같이 변속 레버에 장착된 센서에 의해 파악된 변속 레버의 위치에 관한 정보 또는 명령을 변속기 제어기(200)로 송신하는데, 또한 본 발명에서는 엔진 제어기(100)에 포함된 ISG 제어기(110)의 ISG 제어 명령을 수신할 수 있도록 구성되어 있다.

위와 같은 구성을 가진 본 발명의 전자식 변속 레버(300)를 이용한 ISG 장치(10)는 도 2의 흐름도와 같은 방식으로 구동된다.

먼저 운전자가 ISG 제어를 원할 경우에만 이를 선택할 수 있도록, 위의 구성에 ISG 제어를 자동으로 수행하는 ISG 주행 모드 및 ISG 제어를 수행하지 않는 정상 주행 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 하는 ISG 선택 수단(400)을 더 포함할 수 있다.

만일 운전자가 ISG 주행 모드를 선택하면 ISG 제어기(110)는 계속 차속 센서(150)와 브레이크 페달 센서(155)로부터 송신되는 정보를 통해 차량의 정차 여부와 브레이크의 작동 여부를 판단하게 된다.

이러한 ISG 주행 모드 상에서 차량의 정차와 브레이크의 작동이 감지되면 ISG 제어를 개시하게 되는데, 이때 변속 레버가 주행단(D)에 있는 것으로 감지되면 전자식 변속 레버(300)는 변속기 제어기(200)에 대해 중립단(N)으로 변속하도록 명령을 내린다.

이에 따라 변속기 제어기(200)는 변속 레버에 장착된 센서에 의해 파악되는 정보에 우선하여 강제적으로 주행단(D)에서 중립단(N)으로 변속한 후 그 정보를 엔진 제어기(100)로 송신하게 되며, 엔진 제어기(100)는 변속기 제어기(200)로부터 송신된 중립단(N)의 변속단 정보를 수신한 후에야 ISP 제어기로 하여금 엔진을 정지시키는 ISG 제어를 수행하게 된다.

위와 같은 일련의 작동원리에 의하면, 정차시 엔진의 공회전 정지는 항상 자동 변속기가 자동으로 중립단(N)으로 이동한 후에야 일어나기 때문에 보조적인 전동식 오일 펌프는 전혀 필요하지 않으며, 또한 운전자가 직접 변속 레버가 중립단(N)에 있도록 조작할 필요도 없다. 따라서, 종래의 고급형 ISG 시스템과 경제형 ISG 시스템 각각의 장점이 모두 구현되는 것이다.

그리고, 위와 같은 과정을 거쳐 개시된 ISG 제어에 의해 엔진이 정지된 후에 브레이크의 해제가 감지되면 이를 운전자의 주행 의지로 파악하여 엔진을 재시동시켜야 하는데, 이때 ISG 제어기(110)는 엔진을 시동시킨 후 전자식 변속 레버(300)로 엔진이 시동 되었음을 알리고, 그 다음으로 전자식 변속 레버(300)는 변속기 제어기(200)에 대해 변속단을 중립단(N)에서 주행단(D)으로 변속시킬 것을 명령하게 된다.

따라서, ISG 주행 모드 상에서는 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼고 엑셀레이터 페달 쪽으로 발을 옮기는 사이에 엔진 시동과 주행단(D)으로의 변속이 순차적으로 완료됨으로써 다시 주행 가능 상태로 돌아가게 된다.

위와 같은 ISG 주행 모드 상에서의 엔진의 정지 및 재시동은 ISG 주행 모드가 해제되지 않는 한 운행 중에 몇 번이건 반복하여 수행된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 ISG 선택 수단(400)을 더 포함할 수 있는 것은 전술한 바와 같은데, 이러한 ISG 선택 수단(400)으로는 접점식 스위치나 터치 센서 또는 터치 스크린 중의 어느 하나로 구현될 수 있다. 즉, ISG 주행 모드와 정상 주행 모드를 선택할 수 있도록 하는 수단은 기계식 스위치나 전기전자식 스위치는 물론 디스플레이 상에 구현된 이미지상의 스위치 등 어떤 것이든 무방한 것이다.

이러한 ISG 선택 수단(400)은 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 방향 및 거리에 구비되는 것이 바람직한데, 예를 들면 클러스터나 전자식 변속 레버(300) 또는 차량 내부에 구비된 디스플레이 수단 중의 어느 하나에 ISG 선택 수단(400)이 구비될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

10: ISG 장치 100: 엔진 제어기
110: ISG 제어기 150: 차속 센서
155: 브레이크 페달 센서 200: 변속기 제어기
300: 전자식 변속 레버 400: ISG 선택 수단

Claims

엔진의 운전을 전자제어하고, 차속 센서에 의해 차량의 정차가 감지되고 브레이크 페달 센서에 의해 브레이크의 작동이 감지되면 상기 엔진을 정지시키되 이후 상기 브레이크의 해제가 감지되면 상기 엔진을 시동시키는 ISG 제어를 수행하는 ISG 제어기를 포함하는 엔진 제어기;
자동 변속기의 구동을 제어하고, 상기 엔진 제어기와 상호 명령 또는 정보를 송수신할 수 있는 변속기 제어기; 및
변속 레버에 장착된 센서에 의해 파악된 변속 레버 위치에 관한 정보 또는 명령을 상기 변속기 제어기로 송신하고, 상기 ISG 제어기의 ISG 제어 명령을 수신하는 전자식 변속 레버;를 포함하고,
차량의 정차와 브레이크의 작동이 감지되어 ISG 제어를 개시할 때 상기 변속 레버가 주행단(D)에 있으면 상기 전자식 변속 레버는 상기 변속기 제어기에 대해 중립단(N)으로 변속하도록 명령을 내리고, 상기 변속기 제어기는 중립단(N)으로 변속한 후 그 정보를 상기 엔진 제어기로 송신하며, 상기 엔진 제어기는 상기 변속기 제어기로부터 중립단(N)의 변속단 정보를 수신한 후에 상기 ISP 제어기로 하여금 엔진을 정지시키는 ISG 제어 개시를 수행시키는 것을 특징으로 하는 전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치.
제1항에 있어서,
상기 ISG 제어 개시에 의해 상기 엔진이 정지된 후 상기 브레이크의 해제가 감지되면 상기 ISG 제어기는 상기 엔진을 시동시킨 후 상기 전자식 변속 레버로 엔진이 시동 되었음을 알리고, 다음으로 상기 전자식 변속 레버는 상기 변속기 제어기에 대해 변속단을 중립단(N)에서 주행단(D)으로 변속시킬 것을 명령하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 ISG 제어를 자동으로 수행하는 ISG 주행 모드 및 상기 ISG 제어를 수행하지 않는 정상 주행 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 하는 ISG 선택 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치.
제3항에 있어서,
상기 ISG 선택 수단은 접점식 스위치, 터치 센서 또는 터치 스크린 중의 어느 하나로 구현된 것을 특징으로 하는 전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치.
제4항에 있어서,
상기 ISG 선택 수단은 클러스터, 전자식 변속 레버 또는 차량 내부에 구비된 디스플레이 수단 중의 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자식 변속 레버를 이용한 ISG 장치.