KR20220060053A

KR20220060053A - 차량의 isg 진입 제어 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20220060053A
Application number: KR1020200144861A
Authority: KR
Inventors: 민재기
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2022-05-11

Abstract

차량의 ISG 진입 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 시스템은, 차량의 운행에 따른 각종 센서 및 제어기로부터 차량의 운전 상태와 배터리 상태를 검출하는 상태 검출부, 차량의 냉시동시 상기 상태 검출부로부터 수집된 냉시동 초기 배터리 상태값을 저장하는 메모리 및 상기 배터리 상태가 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건으로 아이들 스톱 가능 여부를 판정하되, 상기 제1 조건을 충족하지 않더라도 상기 배터리 상태가 상기 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건을 충족하면 아이들 스톱 가능한 것으로 판정하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 ISG 진입 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ISG CONTROL OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 ISG 진입 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재시동 가능 상황에서 불필요한 ISG 진입제한을 최소화하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 ISG(Idle Stop & Go)는 신호대기나 정차로 차량이 멈춰 대기 시엔진 공회전을 줄이기 위해 일정 ISG 기능 진입조건이 충족되면 자동으로 엔진을 끄고(Idle Auto Stop, 이하, '아이들 스톱'이라 명명함), 브레이크를 떼거나 가속페달을 밟는 일정 운전조건이 충족되면 자동으로 엔진을 재시동(Auto Start) 시키는 시스템이다.

이러한 ISG 기술은 차량의 연비향상 및 배출가스 저감을 위한 기술이며 운전자의 안전 및 차량 상태를 고려한 다양한 진입 조건을 설정하고, 이를 충족할 때만 아이들 스톱에 진입한다. 가령, 주행 후 정차 시 자동으로 아이들 스톱 가능 여부를 판단하는 다양한 진입조건 중에는 배터리 상태 판정이 있으며, 이는 배터리의 충전 상태 부족으로 아이들 스톱 이후 재시동이 불가한 상황을 방지하기 위함이다.

예컨대, 도 1은 종래 ISG 제어를 위한 배터리 상태 판정 방법을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 종래의 아이들 스톱 진입 가능 여부를 판단하는 배터리 상태 판정은 배터리 충전상태(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH), 기능 상태(State of Fuction, SOF), 배터리 전압 등의 상태값들을 고려할 수 있다. 이를 통해 현재 배터리 상태 판정을 위한 상기 상태값들이 각각 설정된 일정 기준을 모두 충족시킬 경우에만 배터리 상태를 아이들 스톱 진입이 가능한 것으로 판정한다.

다만, 상기 배터리 상태를 정의하는 상기 상태값들의 부정확성으로 인해 차량에서는 실제로 이 값들을 이용할 경우 아이들 스톱 후 재시동이 불가한 상황이 발생될 수 있으므로 이를 예방하기 위하여 일정 분 여유를 가지고 보수적으로 아이들 스톱 진입을 제한할 수 밖에 없다.

예를 들어, 차량의 아이들 스톱을 제한하는 배터리 SOC 조건은 약 50~60% 수준으로 설정되고 있으나 실제 신품 배터리의 경우 이보다 더 낮은 SOC 영역에서도 시동이 가능하지만, 재시동 안정성 및 특히 노화를 고려하여 현 수준을 유지하고 있다.

그러나, 상기 아이들 스톱 진입 제한은 운전자의 실제 차량 운행 중에 상당한 배터리 조건 불만족에 의한 빈번한 ISG 기능 진입제한을 유발하며 이로 인한 차량 운전자 불만도 높아지는 문제점이 있다.

또한, 배터리는 소모성 부품으로 제조사, 용량 및 수명 등에 따라 충방전 성능 등의 상태값이 달라질 수 있는 반면에 배터리 상태 판정을 위한 기준은 고정되어 있어 실제 재시동 가능한 배터리 상태에서도 빈번한 ISG 기능 진입 제한을 유발하는 문제가 있으며, 그렇다고 ISG 진입제한을 완화하기 위해 기준을 하향 조정하는 것은 배터리 방전의 위험 문제가 발생되는 트레이드 오프(Trade-off) 관계가 있어 아이들 스톱 진입 제어의 설정이 어렵다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 차량의 냉시동 이력을 기반으로 아이들 스톱(Idle Stop) 진입 조건들의 만족여부를 판단하여 불필요한 아이들 스톱 진입제한을 최소화함으로써 배터리의 차량 재시동 능력 판단의 신뢰성을 향상시키는 차량의 ISG 진입 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 ISG 진입 제어 시스템은, 차량의 운행에 따른 각종 센서 및 제어기로부터 차량의 운전 상태와 배터리 상태를 검출하는 상태 검출부; 차량의 냉시동시 상기 상태 검출부로부터 수집된 냉시동 초기 배터리 상태값을 저장하는 메모리; 및 상기 배터리 상태가 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건으로 아이들 스톱 가능 여부를 판정하되, 상기 제1 조건을 충족하지 않더라도 상기 배터리 상태가 상기 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건을 충족하면 아이들 스톱 가능한 것으로 판정하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 상태 검출부는 상기 차량의 정차 조건인 상기 운전 상태와 상기 배터리 충전상태(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH), 시동시 배터리 최소전압(State of Fuction, SOF), 배터리 전해액온 및 배터리 내부저항 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태를 검출할 수 있다.

또한, 상기 냉시동 초기 배터리 상태값은 상기 차량의 초기 냉시동 성공시 수집된 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 차량의 시동에 성공하면 상기 상태 검출부로부터 SOC, SOF, SOH 및 내부저항을 수집하여 냉시동 조건을 충족하는지 여부를 판정하고, 상기 냉시동 조건을 충족하면 상기 냉시동 초기 배터리 상태값으로 저장할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 차량의 시동 온(Key On) 시간이 직전의 시동 오프(Key Off) 시간으로부터 일정 시간이 경과하고, 시동시의 냉각수 온도가 일정 온도 미만인 조건을 충족하며, 상기 시동시의 크랭킹 시간이 일정 시간 미만이면 상기 냉시동 조건을 충족하는 것으로 판정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 메모리에 기존 냉시동 초기 배터리 상태값이 존재하면 현재 취득된 값을 최신 냉시동 초기 배터리 상태값으로 업데이트할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 배터리 상태로 수집된 SOC, SOH, SOF, 배터리 전압 및 내부저항이 각각 설정 기준치 이상인 제1 조건을 충족하면 상기 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하는 제1 조건 판단 모듈; 상기 SOC, SOH, SOF 및 내부저항이 상기 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건을 충족하면 상기 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하는 제2 조건 판단 모듈; 및 상기 제1 조건 또는 제2 조건이 상기 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정되면 상기 아이들 스톱으로 진입 제어하고, 두 조건 모두 충족되지 않으면 아이들 스톱이 불가능한 것으로 판정하고 아이들 스톱 진입을 제한하는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, ISG 진입 제어 시스템이 차량의 주행 중 운전 상태와 배터리 상태에 따른 차량의 ISG 진입을 제어하는 방법은, a) 차량의 운행에 따라 검출된 운전 상태가 정차 상태인 아이들 스톱 조건을 충족하면, 현재 배터리 상태를 기반으로 아이들 스톱 진입 여부를 판단하는 단계; b) 배터리 충전상태(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH), 시동시 배터리 최소전압(State of Fuction, SOF), 배터리 전해액온 및 배터리 내부저항 중 적어도 하나를 포함하는 상기 배터리 상태가 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건 충족 여부를 판단하는 단계; c) 상기 제1 조건이 충족되지 않으면 상기 SOC, SOH, SOF 및 내부저항이 차량의 냉시동시 메모리에 저장된 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건 충족 여부를 판단하는 단계; 및 d) 상기 제1 조건이 충족되거나 또는 상기 제2 조건이 충족되면 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하고 엔진 시동을 정지하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 a) 단계 이전에, 상기 차량의 초기 냉시동시 수집된 배터리 상태에서 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 포함하는 상기 냉시동 초기 배터리 상태값을 취득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉시동 초기 배터리 상태값을 취득하는 단계는, 차량의 시동 온(Key On) 신호가 입력되면 스타터 모터 구동에 따른 클랭킹으로 엔진을 구동하는 단계; 상기 차량의 시동에 성공시 상기 시동 온 시간이 직전의 시동 오프(Key Off) 시간으로부터 일정 시간이 경과하고, 시동시의 냉각수 온도가 일정 온도 미만인 조건을 충족하며, 상기 시동시의 크랭킹 시간이 일정 시간 미만이면 상기 냉시동 조건을 충족하는 것으로 판정하는 단계; 및 초기 냉시동시 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 취득하여 상기 냉시동 초기 배터리 상태값으로 메모리에 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메모리에 저장하는 단계는, 상기 메모리에 기존 냉시동 초기 배터리 상태값이 존재하면 현재 취득된 값을 최신 냉시동 초기 배터리 상태값으로 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 메모리에 가장 최근에 업데이트된 최신 냉시동 초기 배터리 상태값으로 상기 제2 조건 충족 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계 이후에, 운전자가 브레이크 페달을 떼거나 가속 페달을 밟는 발진 조건의 운전 상태가 검출되면 상기 차량을 재시동하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 정차 시 배터리 상태에 따른 각각의 기준치로 아이들 스톱 가능 여부를 판단하는 제1 조건과 실제 냉시동에 성공한 초기 배터리 상태값을 저장하고 이를 기준으로 아이들 스톱 가능 여부를 판단하는 제2 조건을 OR 조건으로 사용하여 최종적인 아이들 스톱 가능 여부를 판정함으로써 불필요한 아이들 스톱제한을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가장 최신의 냉시동 초기 배터리 상태값을 지속적으로 업데이트하고 이를 활용하여 아이들 스톱 가능 여부를 판단함으로써 배터리의 노후화에 따른 아이들 스톱 가능 여부를 판단조건을 가변 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 차량의 ISG 미진입으로 인한 고객불만을 최소화고 적극적이고 안정적인 ISG 기능 제어에 따른 연비향상을 통한 상품성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래 ISG 제어를 위한 배터리 상태 판정 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 시동시 온도에 따른 배터리 요구 에너지를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 아이들 스톱 가능 판단구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉시동 초기 배터리 상태값 취득 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 시스템(100)은 차량의 운전 상태 및 배터리 상태를 고려하여 차량의 아이들 스톱(Idle Stop) 진입 여부를 판단하며, 이를 위한 상태 검출부(110), 메모리(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 여기서, 상기 아이들 스톱 진입은 실질적인 ISG 기능 제어를 개시할지 여부를 판단하는 것으로써 ISG 진입과 동일한 의미를 가진다.

상태 검출부(110)은 차량의 운행에 따른 각종 센서 및 제어기로부터 ISG 진입 제어에 필요한 각종 운전 상태와 배터리 상태를 검출하여 제어부(130)로 전달한다.

예컨대, 상태 검출부(110)는 차량의 운행에 따른 차량 시동 상태(Key On/Off), 차속, 액셀 페달 작동상태(Accelerator Position Sensor, APS), 브레이크 페달 작동상태(Brake pedal Sensor, BPS), 휠속도 및 변속단(Transmission Position Sensor, TPS) 중 적어도 하나를 포함하는 운전 상태를 검출한다.

또한, 상태 검출부(110)는 배터리 상태 판정에 필요한 배터리 충전상태(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH), 시동시 배터리 최소전압(State of Fuction, SOF), 배터리 전해액온(Battery Temperature Model, BTM) 및 배터리 내부저항(Internal Resistance) 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태를 검출할 수 있다.

메모리(120)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어를 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 생성되는 데이터를 저장한다.

메모리(120)는 비휘발성 메모리(EEPROM)로 구성되어 차량의 냉시동시 상태 검출부(110)로부터 수집된 냉시동 초기(initial)의 배터리 상태값을 저장한다. 예컨대, 상기 냉시동 초기 배터리 상태값은 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH, 초기 내부저항 중 적어도 하나를 포함하며, 가장 최근 냉시동 성공으로 만족된 케이스의 최신 배터리 상태값 데이터가 업데이트 되며, 추후 아이들 스톱 가능 여부를 판단하는데 활용된다.

제어부(130)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어를 위한 전반적인 동작을 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)로 구성된다.

제어부(130)는 운전자의 키 입력(Key On/Off)에 따른 차량의 시동 온/오프를 제어하고, 주행 중 상태 검출부(110)로부터 수신된 운전 상태와 배터리 상태를 토대로 차량의 정차 조건에서의 배터리 상태를 고려한 아이들 스톱 진입 및 출발 조건에서의 재시동을 제어한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 시동시 온도에 따른 배터리 요구 에너지를 나타낸다.

도 3을 참조하면, ISG 기능이 적용된 차량의 시동 상황은 초기 냉시동, 주행, 아이들 스톱(ISG 진입), 재시동(ISG 진입 해제), 주행, 시동 오프로 구분할 수 있다. 여기서, 시동은 상기 초기 냉시동과 이후의 상기 재시동으로 분류되며 차량의 주행 중 냉각수온도와 엔진오일 온도는 상승하므로 두 시동 중 스타터 모터 구동에 요구되는 배터리 에너지는 상기 재시동에 비해 냉시동이 훨씬 크다.

즉, 배터리의 관점에서는 가혹한 초기 냉시동 시점에서의 배터리 상태보다 주행 중인 현재 배터리 상태가 나아졌다면 ISG 진입 후 재시동도 가능함을 유추해 볼 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(130)는 상기 배터리 상태가 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건으로 아이들 스톱 가능 여부를 판정하되, 추가로 상기 배터리 상태가 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건으로 아이들 스톱 가능 여부를 더 판정할 수 있다.

예컨대, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 아이들 스톱 가능 판단구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제어부(130)는 차량의 주행(운행) 중 상태 검출부(110)로부터 수신된 운전 상태에 따른 차량의 정차상태를 파악하고, 현재 배터리 상태를 기반으로 아이들 스톱 진입 여부를 판단하며 세부적으로, 제1 조건 판단 모듈(131), 제2 조건 판단 모듈(132) 및 제어 모듈(133)을 포함한다.

제1 조건 판단 모듈(131)은 현재 배터리 상태로 수집된 SOC, SOH, SOF, 배터리 전압 및 내부저항이 각각 설정 기준치 이상인 제1 조건을 충족하면 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하고, 상기 제1 조건을 충족하지 않으면 상기 아이들 스톱이 불가한 것으로 판단한다.

제2 조건 판단 모듈(131)은 상기 SOC, SOH, SOF 및 내부저항이 메모리(120)에 저장된 상기 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건을 충족하면 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하고, 상기 제2 조건을 충족하지 않으면 상기 아이들 스톱이 불가한 것으로 판단한다. 다만, 상기 제2 조건은 상기 배터리 상태 중에서 배터리 전압은 주행으로 인한 과전압 우려가 있어 제외한다.

제어 모듈(133)은 상기 제1 조건 또는 제2 조건이 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정되면 차량을 아이들 스톱으로 진입 제어하고, 두 조건 모두 아이들 스톱이 불가능한 것으로 판정되면 배터리 방전을 고려하여 아이들 스톱 진입을 제한한다.

즉, 제어 모듈(133)은 현재 배터리 상태의 각 특성 데이터가 아이들 스톱 가능한 상태인지를 판정 시 고정된 제1 조건과 최근 냉시동시 업데이트된 냉시동 초기 배터리 상태값을 활용하는 제2 조건을 고려하여 OR 조건으로 판정한다.

신품 배터리의 경우 성능 저하가 거의 없으므로 냉시동시 메모리(120)에 업데이트되는 상기 냉시동 초기 배터리 상태값(배터리 액온별 SOC, SOH, SOF 및 내부저항)들이 상기 제1 조건으로 고정된 기준치보다 양호한 값들 갖게 된다.

그러므로, 신품 배터리의 장착 후 배터리 상태가 양호한 초기 차량 운행기간에는 상기 제1 조건에 의해 주로 아이들 스톱/ISG 진입이 결정될 수 있으며, 차량의 운행기간이 길어질 수록 배터리의 성능 및 내구성이 저하되어 상기 제1 조건은 불만족하지만 OR 판정으로 그날(최근) 냉시동 초기 배터리 상태값을 고려한 상기 제2 조건을 충족하면 아이들 스톱/ISG 진입이 허용될 수 있다.

한편, 제어부(130)는 상기 제2 조건에 따른 아이들 스톱 가능 여부를 판단하기 위하여 상태 검출부(110)를 통해 냉시동 초기 배터리 상태값을 취득하고, 사전에 이를 메모리(120)에 저장해야 한다.

예컨대, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉시동 초기 배터리 상태값 취득 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(130)는 차량의 시동 온(Key On) 신호가 입력되면 스타터 모터 구동에 따른 클랭킹으로 엔진을 구동한다(S11).

제어부(130)는 차량 시동에 성공하면, 시동시 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 추출하고, 냉시동 조건 충족 여부를 판정한다(S12).

이 때, 제어부(130)는 냉시동 조건으로 상기 시동 온 시간이 직전의 시동 오프(Key Off) 시간으로부터 일정 시간(예; 8시간)이 경과하고, 시동시의 냉각수 온도가 일정 온도(예; 60 ℃) 미만인 조건을 충족하고(S13; 예), 상기 크랭킹 시간이 일정 시간(예; 3초) 미만인 조건을 충족하면(S14; 예), 냉시동으로 판정한다.

제어부(130)는 상기 냉시동으로 판정되면 메모리(120)에 상기 배터리 상태를 냉시동 초기(initial)의 배터리 상태값으로 저장한다(S15). 이 때, 제어부(130)는 기존에 배터리 상태값이 존재하는 경우 현재 취득된 것을 최신 냉시동 초기(initial)의 배터리 상태값으로 업데이트 할 수 있다. 상기 냉시동 초기(initial)의 배터리 상태값은 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH, 초기 내부저항을 포함한다.

반면, 제어부(130)는 상기 S13 단계의 조건이 충족되지 않거나(S13; 아니오), S14 단계의 조건이 충족되지 않으면(S14; 아니오), 냉시동으로 판정하지 않고 상기 기존에 배터리 상태값이 존재하면 이를 상기 제2 조건 판단에 활용한다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(130)는 고정값이 아닌 최근 냉시동시 취득된 배터리 상태값을 업데이트 관리하고 이를 기반으로 아이들 스톱 가능 여부를 판단하므로 차량의 주행기간이 경과하면서 발생되는 차량 및 배터리의 노후화를 ISG 진입 제어에 반영할 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 ISG 진입 제어 방법은 도 5의 냉시동 초기 배터리 상태값 취득 방법 종료 후에 계속 이어지는 주행 시나리오를 가정하여 설명될 수 있다.

제어부(130)는 차량의 주행 중 상태 검출부(110)로부터 검출된 운전 상태 및 배터리 상태를 수집하고 이를 모니터링한다.

제어부(130)는 상기 운전 상태를 토대로 차량이 정차 상태인 아이들 스톱 조건을 충족하면(S21; 예), 상기 배터리 상태를 기반으로 아이들 스톱 진입 여부를 판단한다(S22, S23).

먼저, 제어부(130)는 상기 배터리 상태의 모든 값이 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건을 충족하면(S22; 예), 정상적인 아이들 스톱 가능한 것으로 판정하고(S24), 아이들 스톱 진입 제어로 엔진 시동을 정지시킨다(S25).

반면, 제어부(130)는 상기 배터리 상태가 상기 제1 조건을 충족지 않으면(S22; 아니오), 상기 배터리 상태가 메모리(120)에 저장된 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건으로 아이들 스톱 가능 여부를 판정한다. 즉, 고정된 기준치로 배터리 상태를 판정하는 제1 조건을 충족하지 않더라도 최근 냉시동에 성공한 배터리 상태값을 기준으로한 제2 조건으로 아이들 스톱 진입 가능 여부를 더 판단하는 것이다.

이 때, 제어부(130)는 상기 배터리 상태가 상기 제2 조건을 충족하면(S23; 예), 정상적인 아이들 스톱 가능한 것으로 판정하고(S24), 아이들 스톱 진입 제어로 엔진 시동을 정지시킨다(S25).

반면, 제어부(130)는 상기 배터리 상태가 상기 제1 조건을 충족지 않으면(S22; 아니오), 아이들 스톱이 불가능한 것으로 판정하여(S26), 아이들 스톱 진입을 제한한다(S25). 따라서, 차량의 운전 상태가 아이들 스톱 조건을 충족하더라도 배터리 방전을 고려하여 아이들 스톱에 미진입하게 된다.

이후, 도 6에서는 생략되었으나, 제어부(130)는 차량이 아이들 스톱에 진입한 S25 단계 이후에 운전자가 브레이크 페달을 떼거나 가속 페달을 밟는 등 발진 조건의 운전 상태가 검출되면 차량을 재시동 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 정차 시 배터리 상태에 따른 각각의 기준치로 아이들 스톱 가능 여부를 판단하는 제1 조건과 실제 냉시동에 성공한 초기 배터리 상태값을 저장하고 이를 기준으로 아이들 스톱 가능 여부를 판단하는 제2 조건을 OR 조건으로 사용하여 최종적인 아이들 스톱 가능 여부를 판정함으로써 불필요한 아이들 스톱제한을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: ISG 진입 제어 시스템
110: 상태 검출부
120: 메모리
130: 제어부
131: 제1 조건 판단 모듈
132: 제2 조건 판단 모듈
133: 제어 모듈

Claims

차량의 운행에 따른 각종 센서 및 제어기로부터 차량의 운전 상태와 배터리 상태를 검출하는 상태 검출부;
차량의 냉시동시 상기 상태 검출부로부터 수집된 냉시동 초기 배터리 상태값을 저장하는 메모리; 및
상기 배터리 상태가 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건으로 아이들 스톱 가능 여부를 판정하되, 상기 제1 조건을 충족하지 않더라도 상기 배터리 상태가 상기 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건을 충족하면 아이들 스톱 가능한 것으로 판정하는 제어부;
를 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 상태 검출부는
상기 차량의 정차 조건인 상기 운전 상태와
상기 배터리 충전상태(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH), 시동시 배터리 최소전압(State of Fuction, SOF), 배터리 전해액온 및 배터리 내부저항 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태를 검출하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 냉시동 초기 배터리 상태값은
상기 차량의 초기 냉시동 성공시 수집된 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 차량의 시동에 성공하면 상기 상태 검출부로부터 SOC, SOF, SOH 및 내부저항을 수집하여 냉시동 조건을 충족하는지 여부를 판정하고, 상기 냉시동 조건을 충족하면 상기 냉시동 초기 배터리 상태값으로 저장하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는
상기 차량의 시동 온(Key On) 시간이 직전의 시동 오프(Key Off) 시간으로부터 일정 시간이 경과하고, 시동시의 냉각수 온도가 일정 온도 미만인 조건을 충족하며, 상기 시동시의 크랭킹 시간이 일정 시간 미만이면 상기 냉시동 조건을 충족하는 것으로 판정하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는
상기 메모리에 기존 냉시동 초기 배터리 상태값이 존재하면 현재 취득된 값을 최신 냉시동 초기 배터리 상태값으로 업데이트하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 배터리 상태로 수집된 SOC, SOH, SOF, 배터리 전압 및 내부저항이 각각 설정 기준치 이상인 제1 조건을 충족하면 상기 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하는 제1 조건 판단 모듈;
상기 SOC, SOH, SOF 및 내부저항이 상기 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건을 충족하면 상기 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하는 제2 조건 판단 모듈; 및
상기 제1 조건 또는 제2 조건이 상기 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정되면 상기 아이들 스톱으로 진입 제어하고, 두 조건 모두 충족되지 않으면 아이들 스톱이 불가능한 것으로 판정하고 아이들 스톱 진입을 제한하는 제어 모듈;
을 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 시스템.
ISG 진입 제어 시스템이 차량의 주행 중 운전 상태와 배터리 상태에 따른 차량의 ISG 진입을 제어하는 방법에 있어서,
a) 차량의 운행에 따라 검출된 운전 상태가 정차 상태인 아이들 스톱 조건을 충족하면, 현재 배터리 상태를 기반으로 아이들 스톱 진입 여부를 판단하는 단계;
b) 배터리 충전상태(State of Charge, SOC), 배터리 건강상태(State of Health, SOH), 시동시 배터리 최소전압(State of Fuction, SOF), 배터리 전해액온 및 배터리 내부저항 중 적어도 하나를 포함하는 상기 배터리 상태가 각각 설정된 기준치 이상인 제1 조건 충족 여부를 판단하는 단계;
c) 상기 제1 조건이 충족되지 않으면 상기 SOC, SOH, SOF 및 내부저항이 차량의 냉시동시 메모리에 저장된 냉시동 초기 배터리 상태값 이상인 제2 조건 충족 여부를 판단하는 단계; 및
d) 상기 제1 조건이 충족되거나 또는 상기 제2 조건이 충족되면 아이들 스톱이 가능한 것으로 판정하고 엔진 시동을 정지하는 단계;
를 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 a) 단계 이전에,
상기 차량의 초기 냉시동시 수집된 배터리 상태에서 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 포함하는 상기 냉시동 초기 배터리 상태값을 취득하는 단계를 더 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 냉시동 초기 배터리 상태값을 취득하는 단계는,
차량의 시동 온(Key On) 신호가 입력되면 스타터 모터 구동에 따른 클랭킹으로 엔진을 구동하는 단계;
상기 차량의 시동에 성공시 상기 시동 온 시간이 직전의 시동 오프(Key Off) 시간으로부터 일정 시간이 경과하고, 시동시의 냉각수 온도가 일정 온도 미만인 조건을 충족하며, 상기 시동시의 크랭킹 시간이 일정 시간 미만이면 상기 냉시동 조건을 충족하는 것으로 판정하는 단계; 및
초기 냉시동시 초기 SOC, 초기 SOF, 초기 SOH 및 초기 내부저항을 취득하여 상기 냉시동 초기 배터리 상태값으로 메모리에 저장하는 단계;
를 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 메모리에 저장하는 단계는,
상기 메모리에 기존 냉시동 초기 배터리 상태값이 존재하면 현재 취득된 값을 최신 냉시동 초기 배터리 상태값으로 업데이트하는 단계를 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 메모리에 가장 최근에 업데이트된 최신 냉시동 초기 배터리 상태값으로 상기 제2 조건 충족 여부를 판단하는 차량의 ISG 진입 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
운전자가 브레이크 페달을 떼거나 가속 페달을 밟는 발진 조건의 운전 상태가 검출되면 상기 차량을 재시동하는 단계를 더 포함하는 차량의 ISG 진입 제어 방법.