KR20210003344A - 차량의 e-isg 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR1020190078877A
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변정섭
이승우
원찬희
박성규
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 E-ISG 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 주행중에 엔진의 구동을 정지시키기 위한 조건과 상기 정지된 엔진을 재구동시키기 위한 조건을 단순화하고, 상기 엔진이 재구동 되면 엔진 토크를 제한한 상태에서 전자식 클러치를 체결함으로써, 운전자가 간편하게 E-ISG 기능을 사용할 수 있게 하는 것은 물론 전자식 클러치 체결시 발생하는 변속 충격(shifting shock)을 방지할 수 있는 차량의 E-ISG 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 E-ISG 제어 장치에 있어서, 사용자가 브레이크 페달을 밟으면 온 신호를 출력하고, 사용자가 브레이크 페달을 밟지 않으면 오프 신호를 출력하는 BPS(Brake Pedal Sensor); 및 주행중에 기어단이 N단이 아니고 상기 BPS로부터 온 신호가 출력되면 엔진의 구동을 정지시키고 전자식 클러치를 오픈시키는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 E-ISG 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING E-ISG OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량에 구비된 E-ISG(Extended Idle Stop and Go) 시스템을 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, ISG(Idle Stop and Go) 시스템은 차량이 정차한 상태에서 기어단이 D(Driving)단을 유지하고, 운전자에 의해 브레이크 페달이 눌리면(이하, 브레이크 페달이 온(on) 상태), 엔진의 구동을 정지시켜 연비를 향상시키고 배출가스를 저감시킨다.
이렇게 엔진의 구동이 정지된 상태에서, ISG 시스템은 운전자에 의해 브레이크 페달의 눌림이 해제(이하, 브레이크 페달이 오프(off) 상태)되거나 엑셀 페달이 눌리면(이하, 엑셀 페달이 온 상태), 이를 운전자의 재시동 요구로 판단하여 엔진을 다시 구동시킨다.
이러한 ISG 시스템은 차량이 정차한 경우에만 엔진의 구동을 정지시키거나 재구동시키는 시스템으로서, 최근에는 차량이 주행중이어도 운전자가 차량을 정차할 의도가 있다고 판단되면 엔진의 구동을 정지시키거나 재구동시키는 E-ISG 시스템이 차량에 장착되고 있다.
종래의 E-ISG 시스템은 주행중에 기어단이 N(Neutral)단이 아니고 브레이크 페달이 온 상태이며 클러치 페달이 온 상태이면 엔진의 구동을 정지시키고, 기어단이 N단이고 클러치 페달이 오프 상태에서 온 상태가 되거나, 기어단이 N단이 아니고 클러치 페달이 오프 상태에서 온 상태가 되거나, 브레이크 페달이 오프 상태이고 클러치 페달이 온 상태이면 엔진을 재구동시킨다.
이러한 종래의 E-ISG 시스템은 운전자가 직접 클러치 페달을 온/오프시켜야 하기 때문에 운전자의 불편함을 유발하며, 아울러 엔진이 재구동된 후 클러치 체결시 운전자가 직접 클러치 페달을 오프시켜야 하기 때문에 엔진 토크를 고려할 수 없어 변속 충격이 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 주행중에 엔진의 구동을 정지시키기 위한 조건과 상기 정지된 엔진을 재구동시키기 위한 조건을 단순화하고, 상기 엔진이 재구동 되면 엔진 토크를 제한한 상태에서 전자식 클러치를 체결함으로써, 운전자가 간편하게 E-ISG 기능을 사용할 수 있게 하는 것은 물론 전자식 클러치 체결시 발생하는 변속 충격(shifting shock)을 방지할 수 있는 차량의 E-ISG 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량의 E-ISG 제어 장치에 있어서, 사용자가 브레이크 페달을 밟으면 온 신호를 출력하고, 사용자가 브레이크 페달을 밟지 않으면 오프 신호를 출력하는 BPS(Brake Pedal Sensor); 및 주행중에 기어단이 N단이 아니고 상기 BPS로부터 온 신호가 출력되면 엔진의 구동을 정지시키고 전자식 클러치를 오픈시키는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 엔진의 구동이 정지된 상태에서 상기 BPS로부터 오프 신호가 출력되면 상기 엔진을 재구동시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 엔진이 재구동되면 상기 엔진의 토크를 제한하는 제한 토크값을 ECU(Engine Control Unit)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 엔진의 토크가 제한된 상태에서 TCU(Transmission Control Unit)로 전자식 클러치의 체결을 요청할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량의 E-ISG 제어 방법에 있어서, TCU(Transmission Control Unit)로부터 기어단 정보를 획득하는 단계; BPS(Brake Pedal Sensor)로부터 신호를 수신하는 단계; 및 주행중에 기어단이 N단이 아니고 상기 BPS로부터 수신한 신호가 온 신호이면 엔진의 구동을 정지시키고 전자식 클러치를 오픈시키는 단계를 포함한다.
이러한 본 발명의 방법은 상기 전자식 클러치가 오픈된 상태에서 상기 BPS로부터 오프 신호가 수신되면 상기 엔진을 재구동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 방법은 상기 엔진이 재구동되면 상기 엔진의 토크를 제한하는 제한 토크값을 ECU(Engine Control Unit)로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 방법은 상기 엔진의 토크가 제한된 상태에서 상기 TCU로 전자식 클러치의 체결을 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치 및 그 방법은, 주행중에 엔진의 구동을 정지시키기 위한 조건과 상기 정지된 엔진을 재구동시키기 위한 조건을 단순화하고, 상기 엔진이 재구동 되면 엔진 토크를 제한한 상태에서 전자식 클러치를 체결함으로써, 운전자가 간편하게 E-ISG 기능을 사용할 수 있게 하는 것은 물론 전자식 클러치 체결시 발생하는 변속 충격을 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치에 대한 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치가 SSC 시스템과 연계하여 발생하는 이득을 설명하기 위한 도면,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 방법에 대한 흐름도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 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. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치에 대한 구성도로서, 이때 차량에는 주행중에 엔진의 시동을 위한 추가 모터가 구비한 48V 시스템과, 브레이크 페달과 엑셀 페달 및 클러치 페달 그리고 수동 변속 레버가 탑재될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치(100)는 저장부(10), 차속센서(20), BPS(Brake Pedal Sensor, 30), 및 제어부(40)를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치(100)를 실시하는 방식에 따라 각 구성요소는 서로 결합되어 하나로 구현될 수도 있고, 일부의 구성요소가 생략될 수도 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 저장부(10)는 주행중에 엔진의 구동을 정지시키기 위한 조건과 상기 정지된 엔진을 재구동시키기 위한 조건을 단순화하고, 상기 엔진이 재구동 되면 엔진 토크를 제한한 상태에서 전자식 클러치를 체결하는 과정에서 요구되는 각종 로직과 알고리즘 및 프로그램을 저장할 수 있다.
저장부(10)는 전자식 클러치 체결시 발생하는 변속 충격을 방지하기 위한 엔진의 토크값(이하, 제한 토크값)을 저장할 수 있다.
저장부(10)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
차속센서(20)는 차량이 주행중인지 정차중인지를 파악하는 용도로 사용되는 모듈로서 차량의 속도를 측정한다.
BPS(30)는 차량에 구비된 브레이크 페달의 눌림 여부를 감지하는 센서로서, 일례로 사용자가 브레이크 페달을 밟으면 온 신호를 출력하고, 사용자가 브레이크 페달을 밟지 않으면 오프 신호를 출력한다. 이때, BPS(30)는 사용자가 브레이크 페달을 밟지 않으면 어떠한 신호도 출력하지 않을 수도 있다.
BPS(30)는 브레이크 페달의 눌림 정도를 감지할 수도 있다. 예를 들어, BPS(30)는 브레이크 페달의 눌리지 않았으면 0%를 출력하고, 브레이크 페달이 반만 눌렸으면 50%를 출력하며, 브레이크 페달이 완전히 눌렸으면 100%를 출력할 수도 있다.
제어부(40)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다. 이러한 제어부(40)는 하드웨어의 형태로 구현되거나, 또는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있고, 물론 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로도 구현될 수 있다. 바람직하게는, 제어부(40)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 제어부(40)는 주행중에 엔진의 구동을 정지시키기 위한 조건과 상기 정지된 엔진을 재구동시키기 위한 조건을 단순화하고, 상기 엔진이 재구동 되면 엔진 토크를 제한한 상태에서 전자식 클러치를 체결하는 과정에서 요구되는 각종 제어를 수행할 수 있다.
제어부(40)는 TCU(Transmission Control Unit, 200)로부터 기어단 정보를 획득할 수 있다. 여기서, TCU(200)는 차량에 탑재되어 엔진의 기어비를 조절하는 변속기의 전자 제어를 수행하는 모듈로서, 전자식 클러치(Electric Clutch, 310)의 체결과 오픈을 제어한다. 이때, 체결은 엔진과 변속기가 연결된 상태를 의미하고, 오픈은 엔진과 변속기가 분리된 상태를 의미한다.
제어부(40)는 차속센서(20)에 의해 측정된 차속에 기초하여 차량이 주행중인지 정차중인지를 감지할 수 있다.
제어부(40)는 BPS(30)로부터의 온 신호에 기초하여 운전자에 의해 브레이크 페달이 눌렸음을 감지할 수 있고, BPS(30)로부터의 오프 신호에 기초하여 브레이크 페달이 눌리지 않았음을 감지할 수 있다.
제어부(40)는 기어단이 N단이 아니고 BPS(30)로부터 온 신호가 출력되면 엔진(210)의 정지를 ECU(Engine Control Unit, 200)에 요청할 수 있다. 그러면 ECU(200)는 엔진(210)을 정지시킨다. 그리고, 제어부(40)는 TCU(300)에 전자식 클러치(310)의 오픈을 요청할 수 있다. 그러면 TCU(300)는 전자식 클러치(310)를 오픈시킨다.
이렇게 엔진(210)이 정지된 상태에서, 제어부(40)는 BPS(30)로부터 오프 신호가 출력되면 ECU(200)에 엔진(210)의 구동을 요청할 수 있다. 그러면 ECU(200)는 시동모터(미도시)를 통해 엔진(210)의 시동을 걸어 구동시킨다.
이후, 제어부(40)는 엔진(210)의 토크를 제한하는 제한 토크값을 ECU(200)로 전송한다. 그러면, ECU(200)는 엔진(210)이 제한 토크값 이상의 토크를 발생하지 않도록 제어한다.
이후, 제어부(40)는 TCU(300)에 전자식 클러치(310)의 체결을 요청한다. 이러한 과정을 통해 전자식 클러치(310) 체결시 발생하는 변속 충격(shifting shock)을 방지할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 차량에 구비된 SSC(Start Stop Control) 시스템과 연계하여 차량의 연비를 더욱더 향상시킬 수 있다.
일반적으로, SSC 시스템은 차량이 타행주행할 때 엔진을 정지시키고 운전자가 엑셀 페달을 밟으면 상기 정지된 엔진을 재구동시켜 차량의 연비를 향상시키는 시스템이다.
이러한 SSC 시스템은 운전자가 브레이크 페달과 엑셀 페달을 모두 밟지 않으면 차량이 타행주행중인 것으로 판단하여 엔진을 정지시키고, 운전자가 엑셀 페달을 밟으면 주행의지가 있는 것으로 판단하여 엔진을 재구동시킨다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치가 SSC 시스템과 연계하여 발생하는 이득에 대해 상세히 살펴보도록 한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 장치가 SSC 시스템과 연계하여 발생하는 이득을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, SSC 영역에서 차량의 엔진이 정지된 상태로 주행중이다가, 차속이 25KPH 이하인 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟아 정지 의사를 표명하면 SCC 기능과 E-ISG 기능이 연계되면서 E-ISG 기능으로 전환된다. 이때, SSC 기능에 의해 클러치는 오픈된 상태이므로 E-ISG 기능에서는 클러치의 오픈을 고려하지 않아도 된다.
결국, SCC 기능과 E-ISG 기능의 용이한 연계를 통해 차량의 연비를 더욱더 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 차량의 E-ISG 제어 장치(100)와 ECU(200), 엔진(210), TCU(300), 및 전자식 클러치(310)를 E-ISG 시스템으로 통칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제어부(40)는 ECU(200)에 통합되어 구현되거나 TCU(300)에 통합되어 구현될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 제어부(40)가 TCU(300)로부터 기어단 정보를 획득한다(301).
이후, 제어부(40)가 BPS(30)로부터 신호를 수신한다(302).
이후, 제어부(40)가 주행중에 기어단이 N단이 아니고 BPS(30)로부터 수신한 신호가 온 신호이면 엔진(210)의 구동을 정지시킨다(303). 이때, 제어부(40)는 엔진(210)의 구동을 정지시키고 아울러 전자식 클러치를 오픈시킬 수도 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 E-ISG 제어 방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive), 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 저장부
20: 차속 센서
30: BPS
40: 제어부

Claims (8)

  1. 사용자가 브레이크 페달을 밟으면 온 신호를 출력하고, 사용자가 브레이크 페달을 밟지 않으면 오프 신호를 출력하는 BPS(Brake Pedal Sensor); 및
    주행중에 기어단이 N단이 아니고 상기 BPS로부터 온 신호가 출력되면 엔진의 구동을 정지시키고 전자식 클러치를 오픈시키는 제어부
    를 포함하는 차량의 E-ISG 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진의 구동이 정지된 상태에서 상기 BPS로부터 오프 신호가 출력되면 상기 엔진을 재구동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 E-ISG 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진이 재구동되면 상기 엔진의 토크를 제한하는 제한 토크값을 ECU(Engine Control Unit)로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량의 E-ISG 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진의 토크가 제한된 상태에서 TCU(Transmission Control Unit)로 전자식 클러치의 체결을 요청하는 것을 특징으로 하는 차량의 E-ISG 제어 장치.
  5. TCU(Transmission Control Unit)로부터 기어단 정보를 획득하는 단계;
    BPS(Brake Pedal Sensor)로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    주행중에 기어단이 N단이 아니고 상기 BPS로부터 수신한 신호가 온 신호이면 엔진의 구동을 정지시키고 전자식 클러치를 오픈시키는 단계
    를 포함하는 차량의 E-ISG 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전자식 클러치가 오픈된 상태에서 상기 BPS로부터 오프 신호가 수신되면 상기 엔진을 재구동시키는 단계
    를 더 포함하는 차량의 E-ISG 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 엔진이 재구동되면 상기 엔진의 토크를 제한하는 제한 토크값을 ECU(Engine Control Unit)로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 차량의 E-ISG 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔진의 토크가 제한된 상태에서 상기 TCU로 전자식 클러치의 체결을 요청하는 단계
    를 더 포함하는 차량의 E-ISG 제어 방법.
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