KR100765600B1 - Engine starting stable method for hybrid vehicle - Google Patents

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최광용
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현대자동차주식회사
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Abstract

An engine starting stabilization method of a hybrid vehicle is provided to change an idle mode into an idle stop mode and a restart mode smoothly although power load is high. An engine starting stabilization method of a hybrid vehicle comprises the steps of: entering a stop mode until engine RPM(Revolution Per Minute) is increased from a main state mode changed from an off state mode in starting an engine; changing the mode into an idle mode and deciding conditions of an idle stop mode in consideration of vehicle conditions about brake pedal and vehicle speed signals, temperature conditions about temperature of the cooling water and a battery temperature signal, and energy conditions using an SOC(State Of Charge) of a battery; cutting off the supply of fuel by an ECU(Engine Control Unit) and controlling a motor for stopping the engine softly, by controlling an ISG(Integrated Starter Generator) and engine RPM properly by an MCU(Motor Control Unit), if the vehicle, temperature, and energy conditions are satisfied and the mode is changed into an idle stop mode; deciding conditions of a restart mode in consideration of the signal of the brake pedal, temperature of the cooling water, and the charge/discharge capacity of the battery if the brake pedal is released during an idle stop mode; increasing RPM of the ISG and the engine by the MCU if all conditions are satisfied and the mode is changed into the restart mode, and then starting the engine by supplying fuel through the ECU; and changing the mode into a drive mode if vehicle speed is increased in inputting an accelerator pedal operating signal, executing a control operation in a monitoring mode continuously controlling the motor, and assisting power of the engine, controlling a power generation mode, or controlling a regeneration braking mode.

Description

하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법{Engine starting stable method for hybrid vehicle}Engine starting stable method for hybrid vehicle

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 모드(Mode) 흐름도1 is a mode flowchart of a hybrid vehicle according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법 중 아이들 스톱 진입 조건 흐름도2 is a flowchart illustrating an idle stop entry condition in a method for stabilizing engine start of a hybrid vehicle according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법 중 재시동 조건 흐름도3 is a flowchart illustrating restart conditions in a method for stabilizing engine start of a hybrid vehicle according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법 중 전력 부하에 따른 아이들 스톱과 재시동에 대한 배터리 충전 제한 선도Figure 4 is a battery charge limit diagram for the idle stop and restart according to the power load in the engine start stabilization method of the hybrid vehicle according to the present invention

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행 중인 차량의 여러 조건들을 함께 고려한 상태에서 배터리 SOC(State Of Charge) 설정 값을 산출해 아이들 스톱 진입과 재시동을 제어하도록 된 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for starting an engine of a hybrid vehicle, and more particularly, a hybrid to control the idle stop entry and restart by calculating a battery SOC (state of charge) setting value in consideration of various conditions of a driving vehicle. It relates to a method for stabilizing engine starting of a vehicle.

일반적으로 내연기관 자동차에 의한 대기 오염을 줄이기 위한 환경 친화적인 하이브리드(Hybrid) 자동차는 내연기관인 엔진과 전기 모터를 사용하는 방식으로, 각각의 주행상황에 대응하여 내연기관의 연비가 가장 높게 운전되도록 제어되고 제동 시와 감속 시에 모터가 발전기로 작동하여 회생 제동 에너지를 전기 에너지로 회수하여 배터리를 충전시켜, 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있으며 시내 구간에서 엔진을 작동하지 않은 상태에서 배터리의 전압만으로 주행할 수 있게 된다.In general, an environmentally friendly hybrid vehicle for reducing air pollution by an internal combustion engine vehicle uses an engine and an electric motor, which are internal combustion engines, so that the fuel economy of the internal combustion engine is driven to the highest in response to each driving situation. When braking and decelerating, the motor operates as a generator to recover the regenerative braking energy as electrical energy to charge the battery, resulting in improved fuel economy compared to gasoline engines. You can drive alone.

이와 같이, 하이브리드 차량에 있어 배터리는 차량을 구동시키는 구동모터가 소모하는 파워와 더불어 배터리의 충전 상태에 따라 발전량을 결정하는 주요한 요소로소, 이때 발전량은 통상적으로 발전량을 결정하는 GCU(Generator Control Unit)가 BMS(Battery Management System)와 MCU(Motor Control Unit)에서 정보를 받아 결정하게 됨은 물론이다.As described above, in a hybrid vehicle, a battery is a major factor that determines the amount of power generated according to the state of charge of the battery together with the power consumed by the driving motor for driving the vehicle. ) Is determined by receiving information from the battery management system (BMS) and the motor control unit (MCU).

그리고, 상기 BMS는 그 주요기능이 배터리의 SOC(State Of Charge) 예측과 만(Full) 충전 감지, 각 셀 모듈간 전압의 균형 유지, 배터리의 SOC에 따른 최대 충전 및 방전 전압의 제어, 안전 관리 및 냉각 제어 등을 수행하게 되며, 이는 차량의 품질을 결정하는 주요한 부품인 배터리 수명의 조기 단축을 방지하면서 차량 제어수단이 총합제어를 수행할 때 배터리의 SOC 정보를 참조할 수 있도록 하게 된다.The main functions of the BMS are to predict the state of charge of the battery and to detect the full charge, to balance the voltage between each cell module, to control the maximum charge and discharge voltage according to the SOC of the battery, and to manage safety. And cooling control, which prevents early shortening of battery life, which is a major component for determining the quality of the vehicle, and allows the vehicle control means to refer to the SOC information of the battery when performing the total control.

특히, 42V ISG(Intergrated Starter Generator; 엔진을 시동하면서 구동모터와의 속도 동기화를 이룸)를 장착한 타입의 하이브리드 차량(이하, Mild-HEV라 함) 의 경우는 배터리의 SOC에 대한 정확한 제어가 요구되는데 이는, Mild-HEV에서는 아이들 스톱(Idle Stop; 차량 정차 중 연비 향상을 위하여 엔진 시동을 자동으로 정지시키는 기능)과 회생제동(제동 및 감속 중 바퀴에서 ISG까지의 드라이브 라인을 직결시킨 상태에서, ISG를 방전 제어하여 차량 부하로 작동시켜 제동기능을 하는 것으로, 이와 더불어 기계식 마찰열로 소산된 에너지를 회수해 배터리로 저장하는 기능)을 구현하는 특징이 있게 된다.In particular, hybrid vehicles (hereinafter referred to as Mild-HEV) of the type equipped with a 42V ISG (Intergrated Starter Generator), which synchronizes speed with the driving motor while starting the engine, require accurate control of the SOC of the battery. In Mild-HEV, Idle Stop (automatically stops the engine to improve fuel efficiency during vehicle stop) and regenerative braking (drive line from wheel to ISG during braking and deceleration are directly connected). By controlling the discharge of the ISG to operate as a vehicle load, the braking function is performed, and the function of recovering the energy dissipated by the mechanical friction heat and storing it as a battery).

이때, ISG는 차량의 전력 부하(42V 전원을 사용하는 각종 모터와 액츄에이터의 전력 소모와 더불어 DC/DC 컨버터가 14V로 변환시키는 전력의 총합)를 담당하도록, 통상 주행 중 발전을 하여 42V 부하 및 36V 배터리로 공급하게 된다.At this time, the ISG is in charge of the vehicle's power load (power consumption of various motors and actuators using a 42V power supply and the total power converted by the DC / DC converter to 14V). The battery will be supplied.

또한, 통상적으로 배터리는 낮은 온도에서는 방전 용량이 작고 높은 온도에서는 방전 용량이 크므로, Mild-HEV에서는 아이들 스톱 진입과 재시동(Restart) 배터리 SOC 제한치는 온도가 낮을수록 높게 설정하지만, 아이들 스톱 중 SOC가 너무 낮은 경우 엔진 재시동에 문제가 있을 수 있으므로 통상적으로, 재시동 시 엔진 시동을 보증할 수 있는 SOC 이하일 경우는 자동으로 엔진 시동을 배터리를 충전하도록 제어됨은 물론이다.In addition, the battery typically has a low discharge capacity at low temperatures and a high discharge capacity at high temperatures. In Mild-HEV, the idle stop entry and restart battery SOC limit is set higher as the temperature is lower, but the SOC during the idle stop is higher. If too low, there may be a problem in the engine restart, typically, if the SOC or less that can guarantee the engine start at restart is automatically controlled to charge the battery to start the engine.

그러나, 이와 같이 Mild-HEV에서는 아이들 스톱 진입에 대한 배터리 SOC 제한치를 온도를 기준으로 하여 설정하게 되면, 전력 부하량이 크게 요구되지 않는 경우는 엔진 시동성을 확보할 수 있게 되지만, 부하 전력이 수 KW 이상이 소요되는 경우 배터리의 SOC에 대한 조건을 배터리 온도만으로 설정하는 경우에는 아이들 스톱 진입과 재시동 시 엔진 시동성 확보에 큰 제약을 주게 된다.However, in the Mild-HEV, if the battery SOC limit for entering the idle stop is set based on the temperature, the engine startability can be secured when the power load is not largely required, but the load power is several kilowatts or more. In this case, if the condition for the SOC of the battery is set only to the battery temperature, the engine startability is greatly limited when the idle stop is entered and restarted.

즉, 부하 전력이 수 KW 이상일 때 배터리 온도를 기준으로 하여 아이들 스톱 진입을 수행하면, 배터리의 SOC 감소가 급격하게 일어나면서 아이들 스톱 진입 유지 시간도 매우 짧아지는 단점이 있게 되며, 이는 배터리의 용량을 증가 시켜 해소할 수 있지만 차량의 한정된 공간에 의한 제약과 연비와 운전성등에 끼지는 영향등을 고려할 때 단순히 배터리 용량만을 증가시켜 줄 수 없는 한계가 있게 된다.That is, if the idle stop entry is performed based on the battery temperature when the load power is several kilowatts or more, the SOC reduction of the battery occurs abruptly and the idle stop entry time is also very short. Although it can be solved by increasing, there is a limit that can not simply increase the battery capacity in consideration of the limitations of the limited space of the vehicle and the impact on fuel efficiency and driving performance.

또한, Mild-HEV에서 부하 전력이 수 KW 이상일 때 재시동(Restart)에 대한 배터리 SOC 제한치를 온도에 따른 데이터 맵(Data Map)으로 구성하게 되면, 부하 전력이 큼에 따라 엔진 시동을 위한 ISG 전력 부하량이 더 부가될 때 배터리 전원이 일시적으로 과도하게 저하되어 정상적인 엔진 시동이 어려운 점이 있으며, 또한 배터리의 과도한 전압 저하로 인해 배터리 수명도 단축될 수 있는 현상이 있게 된다.In addition, if Mild-HEV configures the battery SOC limit for restart when the load power is several kilowatts or more as a data map according to temperature, the ISG power load for starting the engine as the load power is high When this is added, the battery power is temporarily excessively lowered, which makes it difficult to start a normal engine. Also, the battery life may be shortened due to excessive voltage drop of the battery.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, Mild-HEV에서 차량 상태에 관한 차량조건과 온도에 관련한 온도 조건 및 부하 전력을 고려한 에너지 조건등을 고려한 상태에서, 온도에 따른 배터리 SOC 설정 값을 산출해 아이들 스톱 진입과 재시동 시 최적의 조건에 맞추어 제어를 수행하여 큰 부하가 걸린 상황에서도 항상 안정적인 성능 구현을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented in view of the above-mentioned, and in the state of considering the vehicle condition related to the vehicle condition and the temperature condition related to the temperature and the energy condition considering the load power in the Mild-HEV, battery SOC setting according to temperature Its purpose is to provide stable performance even under heavy load conditions by calculating the values and controlling them according to the optimum conditions when entering and stopping the idle stop.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법이 엔진 시동 시 오프 스테이트 모드(Off State Mode)에서 천이된 메인 스테이트 모드(Main State Mode)로 부터 엔진 RPM이 상승될 때까지 스톱모드(Stop Mode)로 진입하는 단계;The present invention for achieving the above object, when the engine starting stabilization method of the hybrid vehicle engine RPM is increased from the main state mode (Main State Mode) transitioned from the off state mode (Off State Mode) at engine start-up Entering a stop mode until;

스톱모드(Stop Mode)에서 엔진 RPM이 상승된 후 아이들 모드(Idle Mode)로 천이한 다음, 브레이크 페달과 차속 신호를 통한 차량 조건과, 냉각수온과 배터리 온도 신호를 통한 온도 조건 및 배터리 SOC를 이용한 에너지 조건등을 고려하여 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode) 조건을 결정하는 단계;After the engine RPM is raised in the stop mode, the engine mode is shifted to the idle mode, and then the vehicle condition through the brake pedal and the vehicle speed signal, the temperature condition through the coolant temperature and the battery temperature signal, and the battery SOC are used. Determining an idle stop mode condition in consideration of energy conditions;

상기 차량조건과 온도조건 및 에너지조건이 모두 만족하여 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)로 천이되면, 엔진 ECU가 연료 공급을 차단하면서 MCU(Motor Control Unit)을 통해 ISG와 엔진 회전수(RPM)를 적절히 제어해 부드러운 엔진 정지(Soft Stop)를 위한 모터 제어를 수행하는 단계;When the vehicle condition, the temperature condition, and the energy condition are satisfied and the vehicle enters the idle stop mode, the engine ECU cuts the fuel supply, and the ISG and the engine speed (RPM) are controlled through the MCU (Motor Control Unit). Properly controlling to perform motor control for a soft stop;

아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode) 상태에서 브레이크 페달이 해제되면, 브레이크 페달 신호인 차량 조건과 냉각수 온도인 온도 조건 및 배터리 충방전량인 에너지 조건을 모두 고려하여 재시동 모드(Restart Mode)조건을 결정하는 단계;When the brake pedal is released in the idle stop mode, determining the restart mode condition by considering both the vehicle condition as the brake pedal signal, the temperature condition as the coolant temperature, and the energy condition as the battery charge / discharge amount. ;

상기 차량조건과 온도조건 및 에너지조건이 모두 만족하여 재시동 모드(Restart Mode)로 천이되면, MCU(Motor Control Unit)을 통해 ISG와 엔진 회전수(RPM)가 상승되도록 한 다음, 엔진 ECU를 통해 연료를 공급해 엔진 시동을 하는 단계;When the vehicle condition, the temperature condition, and the energy condition are satisfied and the vehicle enters the restart mode, the ISG and the engine speed (RPM) are increased through the MCU (Motor Control Unit), and then the fuel is supplied through the engine ECU. Supplying the engine to start the engine;

가속 페달 조작 신호가 입력되면서 차속이 발생되면 드라이브 모드(Drive Mode)로 천이한 다음, 구동되는 모터에 대한 지속적인 제어를 수행하는 모니터링 모드(Monitoring Mode)로 제어를 수행하면서, 엔진 동력을 보조하거나 발전 모드를 제어함과 더불어 회생제동모드로 제어하는 단계;When the vehicle speed is generated while the accelerator pedal operation signal is input, the vehicle shifts to the drive mode, and then controls to the monitoring mode for continuous control of the driven motor, thereby assisting or generating engine power. Controlling the mode and controlling the regenerative braking mode;

로 수행되는 것을 특징으로 한다.Characterized in that performed.

여기서, 상기 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)의 조건 만족 판단은 차량조건이 브레이크 페달의 조작 신호 입력과 차속이 0(영)Km/h일 때이고, 온도 조건이 냉각수 온도와 배터리 온도가 설정치 범위내 영역이며, 에너지 조건은 아이들 스톱 모드 판단 시 배터리 SOC 값이 SOC 맵(Map)을 통해 산출한 배터리의 SOC 하한 값보다 큰 경우인 것을 특징으로 하는 한다.Here, the condition satisfaction determination of the idle stop mode (Idle Stop Mode) is when the vehicle condition is the operating signal input of the brake pedal and the vehicle speed is 0 (zero) Km / h, the temperature condition is the coolant temperature and the battery temperature is within the set value range The energy condition is characterized in that the battery SOC value is greater than the SOC lower limit value calculated by the SOC map when determining the idle stop mode.

또한, 상기 재시동 모드(Restart Mode)의 조건 만족 판단은 차량조건이 브레이크 페달의 해제 신호 입력과 차속이 0(영)Km/h일 때이고, 온도 조건이 냉각수 온도의 설정치 이하로의 온도 저하이며, 에너지 조건은 재시동 모드 판단 시 배터리의 SOC 값이 SOC 맵(Map)을 통해 설정된 SOC 하한 값보다 작은 경우인 것을 특징으로 하는 한다.In addition, the condition satisfactory determination of the restart mode is when the vehicle condition is the release signal input of the brake pedal and the vehicle speed is 0 (zero) Km / h, and the temperature condition is a temperature drop below the set value of the coolant temperature, The energy condition is characterized in that the SOC value of the battery is smaller than the SOC lower limit value set through the SOC map when determining the restart mode.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 모드(Mode) 흐름도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 Mild-HEV 타입 하이브리드 차량은 전체적인 제어를 수행하는 VCU(Vehicle Control Unit)가 엔진 시동이 이루어짐에 따라 운전 모드를 오프 스테이트 모드(Off State Mode)에서 메인 스테이트 모드(Main State Mode)로 천이한 다음, 엔진 시동 후 엔진 RPM이 일정 이상이 될 때까지 스톱모드(Stop Mode)로 진입 하게 된다.1 is a flowchart illustrating a mode of a hybrid vehicle according to the present invention. In the Mild-HEV type hybrid vehicle according to the present invention, a vehicle control unit (VCU) performing overall control is performed as an engine is started. The operation mode is changed from the off state mode to the main state mode, and then the engine enters the stop mode until the engine RPM reaches a certain level after starting the engine.

이어, 엔진 RPM이 일정 이상(이는 설정치로서 엔진 사양에 따라 다름)이 되면 스톱모드(Stop Mode)에서 아이들 모드(Idle Mode)로 천이하게 되고, 이후 운전자의 가속 페달 조작 신호가 입력되면서 차속이 발생되면 드라이브 모드(Drive Mode)로 천이한 다음, 구동되는 모터에 대한 지속적인 제어를 수행하는 모니터링 모드(Monitoring Mode)로 제어를 수행해, 엔진 동력을 보조하거나 또는 발전 모드를 제어하면서 회생제동모드를 수행하게 된다.Subsequently, when the engine RPM reaches a certain level (which depends on the engine specification as a set value), the engine transitions from the stop mode to the idle mode, and then the vehicle speed is generated when the driver's accelerator pedal operation signal is input. The controller then transitions to Drive Mode, then controls to Monitoring Mode, which performs continuous control of the driven motor, to perform regenerative braking mode to assist engine power or control the generation mode. do.

한편, 아이들 모드(Idle Mode)시 가속 페달의 신호가 입력되지 않는 경우 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)로 천이하게 되는데 이는, 도 2에 도시된 바와 같이 브레이크 페달과 차속 신호를 통한 차량 조건과, 냉각수온과 배터리 온도 신호를 통한 온도 조건 및 배터리 SOC를 이용하여 구동(ISG등)되는 에너지 조건등을 고려하여 아이들 스톱 조건을 결정하게 된다.On the other hand, if the signal of the accelerator pedal is not input in the idle mode (Idle Mode) transitions to the idle stop mode (Idle Stop Mode), as shown in Figure 2 vehicle conditions through the brake pedal and the vehicle speed signal, The idle stop condition is determined in consideration of the cooling water temperature and the temperature condition through the battery temperature signal and the energy condition driven by the battery SOC.

이때, 아이들 스톱 조건은 차량 조건과 온도 조건 및 에너지 조건이외에 기타 차량 조건을 추가로 이용하여 설정될 수 있음은 물론이다.At this time, the idle stop condition may be set by using other vehicle conditions in addition to the vehicle conditions, temperature conditions and energy conditions.

이와 같은, 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)판단은 아이들 모드(Idle Mode)일 때 가속 페달의 신호가 입력되지 않는 상태에서 서브루틴(Sun-Routine)이 구동되어 결정되는데 이는, 도 2에 도시된 바와 같이 차량 조건과 온도 조건 및 에너지 조건이 모두 만족하면 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)로 판단해, VCU는 엔진 ECU가 연료 공급을 차단하면서 ISG(Intergrated Start Generator)를 멈추도록 제어를 수행하게 된다.Such an idle stop mode determination is determined by driving a subroutine (Sun-Routine) in a state in which a signal of an accelerator pedal is not input when the idle stop mode is input, which is illustrated in FIG. 2. As described above, when the vehicle condition, the temperature condition and the energy condition are satisfied, the idle stop mode is determined, and the VCU controls the engine ECU to stop the Intergrated Start Generator while stopping the fuel supply. .

즉, 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)를 구현하는 서브루틴(Sun-Routine)은 먼저, 브레이크 페달의 조작 신호가 입력되지만 차속이 0(영)Km/h인 경우에 차량조건이 성립되었다고 판단한 후, 이어 냉각수 온도와 배터리 온도가 설정치 범위내 영역인지 판단하여 온도 조건이 성립되었다고 판단한 다음, 이어 에너지 조건의 만족 여부를 판다하게 된다.That is, the subroutine (Sun-Routine) that implements the idle stop mode first determines that the vehicle condition is satisfied when the operation signal of the brake pedal is input but the vehicle speed is 0 (zero) Km / h. Then, it is determined that the coolant temperature and the battery temperature are within the set range, and it is determined that the temperature condition is established, and then, whether the energy condition is satisfied is determined.

이때, 상기 온도 조건은 차량의 사양과 배터리 사양에 따라 차이가 있음은 물론이다.At this time, the temperature condition is a matter of course depending on the specification of the vehicle and the battery specification.

이어, 차량 조건과 온도 조건이 만족한 상태에서 에너지 조건의 만족 여부를 판다하기 위해, 차량 전력 부하량을 연산하면서 더불어 배터리 온도 조건을 이용해 아이들 스톱 진입에 대한 배터리의 SOC 하한 값을 SOC 맵(Map)을 통해 산출한 후, 현재 배터리 SOC 값이 SOC 맵(Map)보다 큰 경우 에너지 조건이 성립되었다고 판단하게 된다.Then, in order to determine whether the energy condition is satisfied while the vehicle condition and the temperature condition are satisfied, the SOC lower limit value of the battery for entering the idle stop is calculated using the battery temperature condition while calculating the vehicle power load. After calculating through, if the current battery SOC value is larger than the SOC map (Map) it is determined that the energy condition is established.

이때, 상기 차량 전력 부하량은 배터리 충방전 전력에서 ISG 발전 전력을 뺀 값으로 산출하며, 이와 같이 산출된 차량 전력 부하량에 따른 SOC 맵(Map)은 도 4에 도시된 바와 같이 결정되어진다.In this case, the vehicle power load is calculated by subtracting ISG generation power from battery charge / discharge power, and the SOC map according to the calculated vehicle power load is determined as shown in FIG. 4.

여기서, 아이들 스톱 진입에 대한 SOC 하한치는 부하별 SOC 맵(Map)은 설정 시 부하가 증가할 수 록 부하별 간격을 넓게 설정하는데 이는, 아이들 스톱 유지 시간을 충분히 확보하면서 동시에 아이들 스톱 모드 중 배터리 전압의 과도한 저하를 방지하기 위함임은 물론이다.Here, the lower SOC limit for entering the idle stop sets the interval between loads as the load increases when the SOC map for each load is set, which ensures sufficient idle stop holding time and at the same time the battery voltage during the idle stop mode. Of course, to prevent excessive degradation of the.

이와 같이, 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)판단 조건인 차량 조건과 온도 조건 및 에너지 조건이 모두 만족되면, VCU는 엔진 ECU로 연료 차단(Cut)을 요구하면서 MCU(Motor Control Unit)를 통해 엔진 회전수(RPM)을 적절히 제어해 부드러운 엔진 정지(Soft Stop)를 위한 모터 제어를 수행하게 된다. As such, when both the vehicle condition, the temperature stop, and the energy condition, which are the idle stop mode determination condition, are satisfied, the VCU requests engine cut off to the engine ECU while rotating the engine through the MCU (Motor Control Unit). By properly controlling the RPM, the motor control is performed for a soft stop.

또한, 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)진입 조건이 모두 만족하더라도 아이들 스톱 모드의 진입을 차단할 수 도 있는데 이는, 개발 차량의 배터리 용량과 ISG 발전 용량을 고려해 적용 시스템의 용량 대비 과도한 부하 전력을 사용할 때 즉, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 부하전력량이 10KW 이상인 경우, 아이들 스톱 진입 SOC 하한 값을 100%이상으로 설정하면 아이들 스톱 모드 진입을 위한 에너지 조건이 만족되지 않아 아이들 스톱 진입이 차단될 수 있게 됨은 물론이다.In addition, even if all of the conditions for entering the Idle Stop Mode are satisfied, the entry of the Idle Stop Mode may be blocked, when using excessive load power compared to the capacity of the applied system in consideration of the battery capacity of the developing vehicle and the ISG generation capacity. That is, for example, when the load power amount is 10KW or more, as shown in FIG. 4, when the lower limit value of the idle stop entry SOC is set to 100% or more, the energy condition for entering the idle stop mode is not satisfied, and thus the idle stop entry may be blocked. Of course it becomes possible.

그리고, 동일 전력량 별로 아이들 스톱 및 재시동 모드 진입을 위한 SOC 하한 값에 대한 차를 부하량이 커질수록 넓게 설정하게 되면, 실제 주행 상황에서 부하가 크게 되더라도 충분한 아이들 스톱 시간을 확보할 수 있게 되는데 이는, 부하가 큰 상태에서 SOC가 급격히 저하될 때 아이들 스톱 유지 시간이 매우 짧아질 때 발생되는 현상을 방지 즉, 아이들 스톱 유지 시간이 약 5-10초 미만일 때 연비 저감 효과에 비해 재 시동시 소모되는 전력을 충전하기 위한 연료 소모량이 더 커지는 현상을 방지할 수 있도록 하기 위함임은 물론이다.In addition, if the difference of the SOC lower limit value for entering the idle stop and restart mode for each electric power is set wider as the load increases, sufficient idle stop time can be secured even if the load becomes large in actual driving conditions. Is prevented from occurring when the idle stop holding time becomes very short when the SOC is sharply reduced in the state, that is, when the idle stop holding time is less than about 5-10 seconds, the power consumed during the restart is reduced compared to the fuel consumption reduction effect. Of course, the purpose of the present invention is to prevent a phenomenon in which fuel consumption for charging is increased.

한편, 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)진입 상태에서 브레이크 페달이 해제되어 재시동 모드(Restart Mode)가 요구되면, 도 3에 도시된 바와 같이 차량 조건과 온도 조건 및 에너지 조건이 모두 만족하면 재시동 모드(Restart Mode)로 판단해, ISG를 제어해 엔진 회전수(RPM)를 적정하게 상승시킨 후 VCU에서 엔진 ECU를 통해 연료를 공급해 엔진 시동을 하게 된다.On the other hand, if the brake pedal is released and the restart mode is required in the Idle Stop Mode entry state, as shown in FIG. 3, if the vehicle condition, the temperature condition, and the energy condition are satisfied, the restart mode ( In the Restart Mode, the ISG is controlled to properly increase the engine speed (RPM), and then the VCU supplies fuel through the engine ECU to start the engine.

즉, 재시동 모드(Restart Mode)를 구현하는 서브루틴(Sun-Routine)은 먼저, 브레이크 페달의 해제 신호(이때, 차속은 0(영)Km/h임)에 따라 차량조건이 성립됨을 인지한 다음, 이어 냉각수 온도가 설정치 보다 저하되는 온도 조건이 성립된 후, 연속적으로 차량 전력 부하량을 연산하면서 더불어 배터리 온도 조건을 이용해 배터리의 SOC 값이 SOC 맵(Map)을 통해 설정된 SOC 하한 값보다 작은 경우 에너지 조건이 성립되었다고 판단하게 된다.That is, the subroutine (Sun-Routine) that implements the restart mode first recognizes that the vehicle condition is established according to the release signal of the brake pedal (in this case, the vehicle speed is 0 (zero) Km / h). Then, after the temperature condition that the coolant temperature is lower than the set value is established, the vehicle power load is continuously calculated, and the battery temperature condition is used, and the energy when the SOC value of the battery is smaller than the SOC lower limit value set through the SOC map. The condition is judged to be established.

이때, 상기 차량 전력 부하량은 배터리 충방전 전력에서 ISG 발전 전력을 뺀 값으로 산출하며, 이와 같이 산출된 차량 전력 부하량에 따른 SOC 맵(Map)은 도 4에 도시된 바와 같이 결정되어진다.In this case, the vehicle power load is calculated by subtracting ISG generation power from battery charge / discharge power, and the SOC map according to the calculated vehicle power load is determined as shown in FIG. 4.

이와 같이, 재시동 모드(Restart Mode)판단 조건인 차량 조건과 온도 조건 및 에너지 조건이 모두 만족되면, 차량이 재시동 모드(Restart Mode)로 천이 되면서 ISG의 속도 제어를 수행함과 더불어 엔진 ECU가 연료 분사를 수행해 엔진을 시동하게 된다.As such, when both the vehicle condition, the temperature condition, and the energy condition, which are the restart mode determination conditions, are satisfied, the vehicle transitions to the restart mode, performs the ISG speed control, and the engine ECU performs fuel injection. To start the engine.

그리고, 이러한 재시동 조건은 다른 방식으로 판단할 수 도 있는데 예를 들어, 재시동은 아이들 스톱 모드에서 천이됨에 따라 ISG 발전량이 전혀 없으므로 전력 부하량은 배터리 방전량과 동일하게 되는데, 이는 브레이크 페달의 해제 신호인 차량조건이나, 냉각수 온도의 설정치 이하인 온도조건이나 또는, 배터리의 SOC 값이 설정된 SOC 하한 값보다 작은 에너지 조건중 한가지 조건만 만족될 때, 아이들 스톱 모드에서 재시동으로 천이되도록 서브루틴을 형성할 수 도 있게 됨은 물론이 다.In addition, the restart condition may be determined in another way. For example, since the restart is transitioned from the idle stop mode, since there is no ISG generation amount, the power load is equal to the discharge amount of the battery, which is a release signal of the brake pedal. A subroutine may be formed to transition to restart in idle stop mode when only one of the vehicle conditions, a temperature condition that is below the set point of the coolant temperature, or an energy condition where the SOC value of the battery is less than the set SOC lower limit is satisfied. Of course it is.

또한, 재시동 진입에 대한 SOC 하한치는 부하별 SOC 맵(Map)은 설정 시 부하가 증가할수록 부하별 간격을 넓게 설정해 더 높은 SOC하에서 재시동 할 수 도 있는데, 이는 배터리 내부 저항이 충방전 전류가 커질 수 록 함께 커짐에 따라 부하 전력이 클수록 전압 저하도 크게 발생되므로, 재시동 중에 과도한 배터리 전압 저하나 각종 전기·전자 장치의 불안정한 작동을 방지하기 위함임은 물론이다.In addition, the lower SOC limit for restart entry can be set at a higher SOC by setting the interval between loads as the load increases when setting the load-specific SOC map, which can increase the charge / discharge current of the battery. As the lock increases, the larger the load power is, the larger the voltage drop is. Therefore, it is of course to prevent excessive battery voltage drop and unstable operation of various electric and electronic devices during restart.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 아이들모드에서 차량조건과 온도조건 및 전력부하에 따른 배터리 SOC에 대한 에너지 조건을 모두 고려한 후, 아이들 스톱 모드와 재시동 모드로의 천이가 이루어지도록 해 특히, 전력 부하량이 큰 경우에도 아이들 스톱 모드와 재시동 모드로의 천이가 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the transition to the idle stop mode and the restart mode is made after considering all the energy conditions for the battery SOC according to the vehicle condition, the temperature condition, and the power load in the idle mode of the vehicle. Even when the power load is large, the transition to the idle stop mode and restart mode can be made smoothly.

또한, 본 발명은 아이들 스톱 모드와 재시동 모드로의 천이 시 전력 부하량에 따른 배터리 SOC를 고려함에 따라, 특히 재시동 시 배터리의 과도한 전압 저하 현상을 방지함은 물론 각종 전기·전자 장치의 안정적인 작동을 보장할 수 있는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention considers the battery SOC according to the power load during the transition to the idle stop mode and restart mode, in particular, to prevent excessive voltage drop of the battery during restart, as well as to ensure the stable operation of various electrical and electronic devices It will work.

또한, 본 발명은 동일 부하 전력량 별로 아이들 스톱 모드와 재시동 모드로의 천이를 위한 배터리 SOC 하한 값을 부하량이 증가에 맞추어 넓게 설정할 수 있어, 특히 아이들 스톱 모드 유지 시간을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있음은 물 론이다.In addition, the present invention can set a lower battery SOC lower limit value for the transition to the idle stop mode and restart mode for each load load in accordance with the increase in load, in particular, there is an effect that can sufficiently secure the idle stop mode holding time Of course.

Claims (7)

엔진 시동 시 오프 스테이트 모드(Off State Mode)에서 천이된 메인 스테이트 모드(Main State Mode)로 부터 엔진 RPM이 상승될 때까지 스톱모드(Stop Mode)로 진입하는 단계;Entering a stop mode until an engine RPM is increased from a main state mode transitioned from an off state mode at an engine start; 스톱모드(Stop Mode)에서 엔진 RPM이 상승된 후 아이들 모드(Idle Mode)로 천이한 다음, 브레이크 페달과 차속 신호를 통한 차량 조건과, 냉각수온과 배터리 온도 신호를 통한 온도 조건 및 배터리 SOC를 이용한 에너지 조건등을 고려하여 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode) 조건을 결정하는 단계;After the engine RPM is raised in the stop mode, the engine mode is shifted to the idle mode, and then the vehicle condition through the brake pedal and the vehicle speed signal, the temperature condition through the coolant temperature and the battery temperature signal, and the battery SOC are used. Determining an idle stop mode condition in consideration of energy conditions; 상기 차량조건과 온도조건 및 에너지조건이 모두 만족하여 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)로 천이되면, 엔진 ECU가 연료 공급을 차단하면서 MCU(Motor Control Unit)을 통해 ISG와 엔진 회전수(RPM)를 적절히 제어해 부드러운 엔진 정지(Soft Stop)를 위한 모터 제어를 수행하는 단계;When the vehicle condition, the temperature condition, and the energy condition are satisfied and the vehicle enters the idle stop mode, the engine ECU cuts the fuel supply, and the ISG and the engine speed (RPM) are controlled through the MCU (Motor Control Unit). Properly controlling to perform motor control for a soft stop; 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode) 상태에서 브레이크 페달이 해제되면, 브레이크 페달 신호인 차량 조건과 냉각수 온도인 온도 조건 및 배터리 충방전량인 에너지 조건을 모두 고려하여 재시동 모드(Restart Mode)조건을 결정하는 단계;When the brake pedal is released in the idle stop mode, determining the restart mode condition by considering both the vehicle condition as the brake pedal signal, the temperature condition as the coolant temperature, and the energy condition as the battery charge / discharge amount. ; 상기 차량조건과 온도조건 및 에너지조건이 모두 만족하여 재시동 모드(Restart Mode)로 천이되면, MCU(Motor Control Unit)을 통해 ISG와 엔진 회전수(RPM)가 상승되도록 한 다음, 엔진 ECU를 통해 연료를 공급해 엔진 시동을 하는 단계;When the vehicle condition, the temperature condition, and the energy condition are satisfied and the vehicle enters the restart mode, the ISG and the engine speed (RPM) are increased through the MCU (Motor Control Unit), and then the fuel is supplied through the engine ECU. Supplying the engine to start the engine; 가속 페달 조작 신호가 입력되면서 차속이 발생되면 드라이브 모드(Drive Mode)로 천이한 다음, 구동되는 모터에 대한 지속적인 제어를 수행하는 모니터링 모드(Monitoring Mode)로 제어를 수행하면서, 엔진 동력을 보조하거나 발전 모드를 제어함과 더불어 회생제동모드로 제어하는 단계;When the vehicle speed is generated while the accelerator pedal operation signal is input, the vehicle shifts to the drive mode, and then controls to the monitoring mode for continuous control of the driven motor, thereby assisting or generating engine power. Controlling the mode and controlling the regenerative braking mode; 로 수행되는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법.Method for stabilizing engine start of a hybrid vehicle performed by. 청구항 1에 있어서, 상기 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)의 조건 만족 판단은 차량조건이 브레이크 페달의 조작 신호 입력과 차속이 0(영)Km/h일 때이고, 온도 조건이 냉각수 온도와 배터리 온도가 설정치 범위내 영역이며, 에너지 조건은 아이들 스톱 모드 판단 시 배터리 SOC 값이 SOC 맵(Map)을 통해 산출한 배터리의 SOC 하한 값보다 큰 경우인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법. The method of claim 1, wherein the determination of satisfying the condition of the idle stop mode is when the vehicle condition is an input signal of the brake pedal and the vehicle speed is 0 (zero) Km / h, and the temperature condition is a coolant temperature and a battery temperature. An energy condition is an area within a set value range, and the energy condition is a case in which the battery SOC value is greater than the SOC lower limit value of the battery calculated through the SOC map when the idle stop mode is determined. 청구항 2에 있어서, 상기 배터리 SOC 하한 값은 전력 부하가 증가할 수 록 부하별 간격을 넓게 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법.3. The method of claim 2, wherein the battery SOC lower limit value is set to a wide interval for each load as the power load increases. 청구항 1에 있어서, 상기 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)는 배터리 SOC 하한 값을 부하전력량에 대한 설정 비율에 따라 에너지 조건을 만족시키지 않도록 해, 차량조건과 온도조건이 만족될 때에도 아이들 스톱으로의 천이가 차단될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법. The method of claim 1, wherein the idle stop mode prevents the battery SOC lower limit value from satisfying the energy condition according to the set ratio with respect to the load power amount, so that the transition to the idle stop even when the vehicle condition and the temperature condition are satisfied. Engine starting stabilization method of a hybrid vehicle, characterized in that the can be blocked. 청구항 1에 있어서, 상기 재시동 모드(Restart Mode)의 조건 만족 판단은 차량조건이 브레이크 페달의 해제 신호 입력과 차속이 0(영)Km/h일 때이고, 온도 조건이 냉각수 온도의 설정치 이하로의 온도 저하이며, 에너지 조건은 재시동 모드 판단 시 배터리의 SOC 값이 SOC 맵(Map)을 통해 설정된 SOC 하한 값보다 작은 경우인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법. The method of claim 1, wherein the determination of satisfying the condition of the restart mode is when the vehicle condition is a release signal input of the brake pedal and the vehicle speed is 0 (zero) Km / h, and the temperature condition is a temperature below the set value of the coolant temperature. The energy condition is a case where the SOC value of the battery is smaller than the SOC lower limit value set through the SOC map when determining the restart mode. 청구항 5에 있어서, 상기 재시동 조건은 브레이크 페달의 해제 신호인 차량조건이나, 냉각수 온도의 설정치 이하인 온도조건이나 또는, 배터리의 SOC 값이 설정된 SOC 하한 값보다 작은 에너지 조건중 한가지 조건만 만족될 때, 아이들 스톱 모드에서 재시동으로 천이되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법. The method of claim 5, wherein the restart condition is a vehicle condition that is a release signal of the brake pedal, a temperature condition that is less than or equal to the set value of the coolant temperature, or when only one of the energy conditions in which the SOC value of the battery is smaller than the set SOC lower limit is satisfied. A method for stabilizing engine start of a hybrid vehicle, wherein the engine is transitioned to a restart in the idle stop mode. 청구항 5에 있어서, 상기 배터리 SOC 하한 값은 전력 부하가 증가할 수 록 부하별 간격을 넓게 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 안정화 방법. The method of claim 5, wherein the lower limit value of the battery SOC is set to increase the interval for each load as the power load increases.
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