KR20130060940A - 자동변속기 차량의 ｉｓｇ 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 아이들 정지가 요구될 때 유압 저장장치의 충전상태를 확인하여 충전이 완료된 경우에 한하여 아이들 정지가 제공될 수 있도록 하는 자동변속기 차량의 ISG 제어방법이 개시된다.
본 발명은 엔진 시동 온 상태에서 유압 저장장치에 오일을 저장하는 과정; 차속, 브레이크 답력, 변속단을 포함하는 운전정보를 분석하여 아이들 정지조건인지 판단하는 과정; 아이들 정지조건이면 유압 저장장치의 오일 저장량을 판정하는 과정; 유압 저장장치의 오일 저장량이 정상적인 저장 완료이면 아이들 정지 제어를 실행하고, 오일 저장량이 정상적인 저장이 완료되지 않은 상태이면 정상적인 저장 완료에 도달하기까지 엔진 시동 온을 지속적으로 유지하는 과정을 포함한다.

Description

자동변속기 차량의 ＩＳＧ 제어장치 및 방법{IDLE STOP AND GO CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동변속기 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 아이들 정지가 요구될 때 유압 저장장치의 충전상태를 확인하여 충전이 완료된 경우에 한하여 아이들 정지가 제공될 수 있도록 하는 자동변속기 차량의 ISG(Idle Stop and Go) 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.

세계적인 고유가 및 강화되는 환경규제에 따라 자동차 메이커들은 친환경, 고연비 차량의 기술개발에 총력을 기울이고 있다.

이와 관련하여 차량이 정지되어 엔진이 아이들 상태에 진입되고 설정된 일정 조건을 만족하면 자동으로 엔진을 정지시키고, 브레이크 페달의 해제나 가속페달의 팁 인 혹은 변속단의 변화에 따른 출발의지가 검출되면 자동적으로 엔진을 재시동시키는 ISG(Idle Stop and Go)시스템이 주요 기술로 주목받고 있다.

ISG시스템은 소형 일부의 차종에만 적용되고 있으나 점차 적용폭이 확대되고 있으며, 기본기능으로 탑재되도록 추진되고 있다.

ISG시스템이 장착되는 차량에는 엔진이 정지된 상태에서 유압의 공급이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 전동식 모터로 작동되는 전동식 오일펌프가 적용되고 있다.

최근들어 ISG시스템이 장착된 차량에서 원가절감, 중량절감 및 연비개선을 위해 전동식 오일펌프 대신에 유압 저장장치를 장착하고 있다.

유압 저장장치는 엔진이 작동 중인 상태에서 자동변속기의 오일 펌프로부터 오일을 공급받아 충전되며, 차량이 주행 중에 정지하게 되면 엔진이 아이들 정지되면 유압 저장장치는 작동 준비 상태가 된다.

이후, 차량이 주행을 시작하려 엔진이 재시동되면 유압 저장장치는 충전된 오일을 자동변속기에 공급하여 작동에 필요한 유압을 공급한다.

그러나, 유압 저장장치가 적용되는 경우 차량이 정차하여 엔진이 아이들 정지에 진입할 경우 전동식 모터를 사용하여 변속기에 오일을 공급하는 전동식 오일펌프와 다르게 유압 저장장치는 차량이 출발하는 직전에 스프링으로 피스톤을 밀어 변속기에 오일을 공급하여야 하며 재사용하려면 다시 유압 저장장치에 오일을 재충전하는 시간이 필요하다.

따라서, ISG시스템이 장착되는 차량에 유압 저장장치가 장착되는 경우 엔진의 재시동에 따른 재출발 시 자동변속기에 충분한 유압을 제대로 공급하지 못하는 현상을 막기 위하여 유압 저장장치의 충전이 완료되었는지를 확인할 수 있는 기술이 필요하다.

종래의 기술에서는 유압 저장장치에 유압이 충분히 충전되었는지 확인할 수 있는 방법이 없기 때문에 차량이 정차하여 엔진이 아이들 정지에 진입한 다음 엔진이 재시동되어 출발함으로써, 유압 저장장치에 저장된 오일을 소모하고 난 직후 다시 정차하여 엔진이 아이들 정지에 진입하는 경우 미처 유압 저장장치에 오일이 충전되지도 않았는데도 시동이 꺼져버리게 되므로, 엔진 재시동 시에 자동변속기에 오일을 공급할 수 없게 되어 차량 출발이 지연되고 출발 시 큰 변속 충격을 발생시켜 위화감을 제공할 수 있다.

또한, 자동변속기에 정상적인 오일이 공급되지 못함에 따라 내부 마찰요소의 마모를 증대시켜 내구성을 악화시키므로 고장을 발생시키는 원인으로 작용한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 엔진의 아이들 정지가 요구될 때 유압 저장장치의 충전상태를 확인하여 충전이 완료된 경우에 한하여 아이들 정지가 제공될 수 있도록 함으로써, 엔진의 재시동 후 출발시 안정된 출발성능을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 엔진 시동 온 상태에서 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장하고, 아이들 정지 후 재시동 될 때 저장된 오일을 자동변속기에 공급하는 유압 저장장치; 차속과 브레이크 답력, 변속단을 포함하는 운전정보에 따라 엔진 아이들 정지 및 재시동을 실행하는 ISG시스템; 상기 유압 저장장치내 어큠 피스톤의 위치를 검출하여 오일 저장량의 정보를 제공하는 위치검출부; 운전정보가 아이들 정지로 검출되면 위치검출부의 정보로부터 유압 저장장치의 오일 저장량을 판단하여 정상적인 저장량이면 ISG시스템을 작동시켜 아이들 정지를 실행하고, 오일 저장량이 비정상적이면 정상적인 저장량에 도달되기까지 아이들 정지를 실행하지 않고 엔진 시동 온 상태를 유지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기 차량의 ISG 제어장치가 제공된다.

상기 제어부는 아이들 정지 후 재시동된 다음 유압 저장장치에 오일이 저장되기 전에 아이들 정지의 요구되는 경우 유압 저장장치에 오일의 저장이 완료되기까지 아이들 정지에 진입하지 않는 것을 특징으로 하는 자동변속기 차량의 ISG 제어장치가 제공된다.

상기 제어부는 아이들 정지 후 재시동 될 때 자동변속기로의 오일공급 부족이 발생되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 엔진 시동 온 상태에서 유압 저장장치에 오일을 저장하는 과정; 차속, 브레이크 답력, 변속단을 포함하는 운전정보를 분석하여 아이들 정지조건인지 판단하는 과정; 아이들 정지조건이면 유압 저장장치의 오일 저장량을 판정하는 과정; 유압 저장장치의 오일 저장량이 정상적인 저장 완료이면 아이들 정지 제어를 실행하고, 오일 저장량이 정상적인 저장이 완료되지 않은 상태이면 정상적인 저장 완료에 도달하기까지 엔진 시동 온을 지속적으로 유지하는 과정을 포함하는 자동변속기 차량의 ISG 제어방법이 제공된다.

이와 같이 본 발명은, 엔진의 아이들 정지가 요구될 때 피스톤의 고정위치를 확인하여 유압 저장장치의 유압 충전 상태를 확인하고, 유압이 충분하게 충전된 경우에만 엔진 아이들 정지에 진입될 수 있도록 함으로써, 엔진 재시동 출발에서 안정적인 출발 성능이 제공될 수 있다.

또한, 엔진 아이들 정지 진입이 요구되는 경우 유압 저장장치의 충전이 완료될 때까지 엔진 시동 온 상태로 제어하여 오일펌프로부터 충분한 오일을 공급받아 만충전이 이루어질 수 있도록 함으로써, 엔진 재시동 출발 시 자동변속기에 충분한 유압이 안정적으로 공급될 수 있도록 하여 출발 지연 및 충격 발생을 방지하고, 마찰요소의 내구성 악화를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량의 ISG 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량의 ISG 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량에서 유압 저장장치의 오일 충전 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량에서 유압 저장장치의 오일 배출 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량의 ISG 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 유압 저장장치(100)와 제어부(200) 및 ISG시스템(300)을 포함한다.

유압 저장장치(100)는 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장하고, 엔진이 아이들 정지된 다음 재시동되면 저장된 오일을 자동변속기에 공급하여 변속감이 악화되는 것을 방지시킨다.

상기 유압 저장장치(100)는 오일유로(110)와 일방향 밸브(120), 어큠 피스톤(130), 스프링(140), 고정부(150), 전자석(160) 및 고정확인부(170)를 포함한다.

오일유로(110)는 엔진의 동작에 따라 작동되는 오일펌프의 라인압 유로와 연결되어 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일펌프로부터 공급되는 오일을 유입하여 일방향 밸브(120)를 통해 저장 영역으로 공급한다.

그리고, 오일유로(110)는 엔진 아이들 정지 이후에 재시동되면 저장된 오일을 연결되는 라인압 유로를 통해 자동변속기에 공급한다.

일방향 밸브(120)는 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일펌프로부터 공급 받는 오일 양을 최소화시키기 위해 유압 저장장치의 내부로 들어오는 유동의 양을 제한한다.

즉, 일방향 밸브(120)는 엔진 재시동에 따른 재출발 초기에 유압 저장장치에 충전되는 오일 양을 최소화시켜 자동변속기의 작동 요소로 공급되어야 할 오일이 부족하여 변속감이 악화되는 현상을 방지한다.

어큠 피스톤(130)는 일방향 밸브(120)를 통해 공급되는 오일을 저장한다.

스프링(140)은 일방향 밸브(120)를 통해 공급되는 오일의 압력에 의해 어큠 피스톤(130)이 고정부(150)측으로 이동될 때 압축되어 압축력을 저장하고, 엔진 아이들 정지 후 재시동될 때 압축력으로 어큠 피스톤(130)을 일방향 밸브(120)측으로 이동시켜 저장된 오일을 자동변속기로 공급시킨다.

고정부(150)는 전자석으로 이루어지며, 오일의 공급으로 어큠 피스톤(130)이 밀려 슬리이딩 코어 끝에 도달되면 전자석이 작동되어 어큠 피스톤(130)을 고정시켜 어큠 피스톤(130)의 이동으로 형성되는 실린더 영역에 오일이 저장될 수 있도록 한다.

상기 고정부(150)에는 전자석(160)의 외부로 돌출되는 코어 로드(151)가 구성된다.

위치검출부(170)는 상기 고정부(150)에 구성되는 코어 로드(151)의 위치를 검출하여 어큠 피스톤(130)의 위치 정보, 즉 오일의 저장 상태정보를 제어부(200)에 제공한다.

제어부(200)는 차속과 브레이크 페달의 답력 및 시프트 레버로 선택되는 변속단을 포함하는 운전정보를 분석하여 엔진 아이들 정지의 요구로 판단되면 유압 저장장치(100)에 오일의 충전이 충분하게 이루어졌는지 판단한다.

상기 제어부(200)는 엔진 아이들 정지의 요구에서 유압 저장장치(100)에 오일이 충분하게 충전되지 않은 상태로 판단되면 엔진을 아이들 정지로 진입시키지 않고, 유압 저장장치(100)의 오일이 충분하게 충전되기까지 엔진을 시동 온 상태로 유지한다.

그리고, 상기 제어부(200)는 엔진 아이들 정지의 요구에서 유압 저장장치(100)에 오일이 충분하게 충전된 상태로 판단되면 ISG시스템(300)을 제어하여 엔진을 아이들 정지로 진입시킨다.

상기 제어부(200)는 차속과 브레이크 페달의 답력 및 시프트 레버로 선택되는 변속단을 포함하는 운전정보가 엔진 재시동의 요구이면 ISG시스템(300)을 제어하여 엔진을 재시동시키고, 유압 저장장치(100)를 작동시켜 저장된 오일을 자동변속기에 공급시켜 재출발시 안정된 변속동작이 실행될 수 있도록 한다.

ISG시스템(300)는 제어부(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 엔진 아이들 정지 및 재시동을 실행한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작은 다음과 같다.

본 발명이 적용되는 자동변속기 차량에서 엔진이 시동 온을 유지하면(S101) 자동변속기의 라인압 유로와 오일유로(110)가 연결되는 유압 저장장치(100)는 엔진의 작동으로 동작되는 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장한다(S102).

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 오일유로(110)와 연결되는 자동변속기의 라인압 유로를 통해 오일 펌프로부터 오일을 공급 받게 되며, 공급 받은 오일은 일방향 밸브(120)를 통해 유압 저장장치(100)의 내부로 공급된다.

이때, 일방향 밸브(120)는 유압 저장장치의 내부로 들어오는 유동의 양을 제한하여 재출발 초기에 자동변속기의 작동 요소로 공급되어야 할 오일이 충분하게 유지될 수 있도록 하기 위함이다.

일방향 밸브(120)를 통해 들어온 오일의 압력은 스프링(140)의 탄성계수를 극복하여 어큠 피스톤(130)을 고정부(150)측으로 이동시키며, 이때, 스프링(140)이 압축되어 압축력이 저장된다.

오일펌프로부터 공급되는 오일에 의해서 어큠 피스톤(130)이 고정부(150)의 슬라이딩 코어 끝까지 이동하게 되면 전자석으로 이루어지는 고정부(150)가 작동하여 어큠 피스톤(130)을 고정함으로써, 어큠 피스톤(130)의 이동으로 형성되는 실린더 영역에 오일이 저장될 수 있도록 한다.

이때, 고정부(150)에 구성되는 코어 로드(151)가 전자석(160)의 외부로 돌출되므로, 위치검출부(170)는 상기 고정부(150)에 구성되는 코어 로드(151)의 위치를 검출하여 어큠 피스톤(130)의 위치 정보, 즉 오일의 저장 상태정보를 제어부(200)에 제공한다.

상기한 상태에서 제어부(200)는 차속과 브레이크 페달의 답력 및 시프트 레버로 선택되는 변속단을 포함하는 운전정보를 검출하여(S103) 아이들 정지의 요구인지를 판단한다(S104).

상기 S104에서 운전정보가 아이들 정지의 요구가 아니면 정상제어를 유지하는 상태에서 상기 S103의 과정으로 리턴되고, 아이들 정지의 요구로 판단되면 위치검출부(170)에서 제공되는 정보를 분석하여 유압 저장장치(100)에 오일 저장상태를 확인하여(S105), 오일의 저장이 충분하게 이루어졌는지를 판단한다(S106).

상기 S106에서 제어부(200)는 아이들 정지 요구가 검출되는 상태에서 유압 저장장치(100)에 오일이 충분하게 충전되지 않은 상태로 판단되면 엔진을 아이들 정지로 진입시키지 않고 유압 저장장치(100)의 오일이 충분하게 충전되기까지 엔진을 시동 온 상태로 유지한다(S107).

즉, 어큠 피스톤(130)의 위치가 고정부(150)에 고정되지 않은 상태이면 엔진의 시동을 유지시켜 오일이 공급되도록 함으로써, 어큠 피스톤(130)의 위치가 고정부(150)에 고정되기까지 엔진의 시동을 유지한다.

상기 S106에서 제어부(200)는 아이들 정지 요구가 검출되는 상태에서 유압 저장장치(100)에 오일이 충분하게 충전된 상태로 판단되면 ISG시스템(300)을 제어하여 엔진을 아이들 정지로 진입시킨다(S108).

이후, 상기 제어부(200)는 차속과 브레이크 페달의 답력 및 시프트 레버로 선택되는 변속단을 포함하는 운전정보가 엔진 재시동의 요구로 검출되는지 판단한다(S109).

상기 S109에서 제어부(200)는 엔진의 재시동 요구가 검출되면 ISG시스템(300)을 제어하여 엔진을 재시동시키고(S110), 유압 저장장치(100)를 작동시켜 저장된 오일을 자동변속기에 공급시켜 재출발시 안정된 변속동작이 실행될 수 있도록 한다(S112)(S113).

상기 제어부(200)는 엔진의 재시동이 요구되면 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 제어부(200)가 전자석으로 이루어지는 고정부(150)의 자기력을 해제시키면 어큠 피스톤(130)이 해방되고, 스프링(140)의 압축력에 의해 어큠 피스톤(130)이 일방향 밸브(120)측으로 이동하게 된다.

따라서, 실린더 영역에 저장되어 있는 오일은 어큠 피스톤(130)의 이동에 따라 일방향 밸브(120)를 통해 자동변속기의 작동요소에 공급되어 재시동 될 때 출발을 위한 변속단 제어가 안정되게 실행될 수 있도록 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 유압 저장장치 200 : 제어부
300 : ISG시스템

Claims (4)

1. 엔진 시동 온 상태에서 오일펌프로부터 오일을 공급받아 저장하고, 아이들 정지 후 재시동 될 때 저장된 오일을 자동변속기에 공급하는 유압 저장장치;
   차속과 브레이크 답력, 변속단을 포함하는 운전정보에 따라 엔진 아이들 정지 및 재시동을 실행하는 ISG시스템;
   상기 유압 저장장치내 어큠 피스톤의 위치를 검출하여 오일 저장량의 정보를 제공하는 위치검출부;
   운전정보가 아이들 정지로 검출되면 위치검출부의 정보로부터 유압 저장장치의 오일 저장량을 판단하여 정상적인 저장량이면 ISG시스템을 작동시켜 아이들 정지를 실행하고, 오일 저장량이 비정상적이면 정상적인 저장량에 도달되기까지 아이들 정지를 실행하지 않고 엔진 시동 온 상태를 유지하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기 차량의 ISG 제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 아이들 정지 후 재시동된 다음 유압 저장장치에 오일이 저장되기 전에 아이들 정지의 요구되는 경우 유압 저장장치에 오일의 저장이 완료되기까지 아이들 정지에 진입하지 않는 것을 특징으로 하는 자동변속기 차량의 ISG 제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 아이들 정지 후 재시동 될 때 자동변속기로의 오일공급 부족이 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기 차량의 ISG 제어장치.
4. 엔진 시동 온 상태에서 유압 저장장치에 오일을 저장하는 과정;
   차속, 브레이크 답력, 변속단을 포함하는 운전정보를 분석하여 아이들 정지조건인지 판단하는 과정;
   아이들 정지조건이면 유압 저장장치의 오일 저장량을 판정하는 과정;
   유압 저장장치의 오일 저장량이 정상적인 저장 완료이면 아이들 정지 제어를 실행하고, 오일 저장량이 정상적인 저장이 완료되지 않은 상태이면 정상적인 저장 완료에 도달하기까지 엔진 시동 온을 지속적으로 유지하는 과정;
   을 포함하는 자동변속기 차량의 ISG 제어방법.

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