EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법 및 장치

EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법 및 장치{OPERATION CONTROL METHOD OF HYDRAULIC ISG SYSTEM USING EHPS SYSTEM AND APPARATUS OF THE SAME}

본 발명은 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EHPS(Electro Hydraulic Power Steering, 전동 유압식 파워 스티어링) 시스템과 유압식 ISG 시스템(Idle Stop and Go System)에서 동일한 기능을 수행하는 펌프를 통합한 시스템의 작동제어방법 및 장치에 관한 것이다.

석유 에너지 자원의 고갈 및 세계 각국의 환경 규제 강화로 인하여 친환경 자동차 개발이 어느 때보다도 활발하게 이루어지고 있다. 국내에서도 차세대 성장 동력분야로 환경친화형 자동차를 선정하였으며 관련 핵심기술 개발에 총력을 기울이고 있다. 그 중 연비 향상을 통하여 연료비 절감, 배기가스 등을 저감하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 특히 유류 사용 비율이 높은 상용차의 경우 연비 개선의 경제적 효과는 매우 크다.

연비 개선을 위한 기술로써, EHPS(Electro Hydraulic Power Steering) 시스템 및 유압식 ISG(Idle Stop & Go) 시스템이 있다.

이중, EHPS(Electro Hydraulic Power Steering) 시스템은 상시 구동하는 엔진 마운트 기계식 파워 스티어링 펌프 대신 24V 전원을 소스로 유압 펌프를 전동화 한다. 이로 인하여 조향이 불필요한 상황에서 펌프를 정지시키고, 상황에 때라 펌프의 작동 상태를 조정하여 불필요한 파워 소모를 줄여 연비를 개선하는 것이다.

또한, 유압식 ISG(Idle Stop & Go) 시스템은 유압 모터 및 펌프, 밸브류, 어큐뮬레이터 등으로 구성되어 있으며 차량 정차(신호등 정차 또는 승객 승하차 시 등) 시 엔진을 정지시키고 출발 시 어큐뮬레이터에 압축된 유압을 사용하여 엔진을 시동시키는 시스템이다. 현재 상용 하이브리드 버스의 경우, 구동 모터를 이용하여 ISG 기능을 사용하고 있는데 재출발 시 엔진 시동 시간이 과다하여 운전자의 불만 사항이다. 유압식 ISG 시스템은 이러한 상용 하이브리드 차량의 문제를 해결하는 것은 물론 일반 차량에서도 적용 가능한 시스템이다.

그러나 종래에는 차량의 연비 개선을 위해 상기 두 가지 시스템을 탑재할 경우 부품 수량이 많아 장착 공간 확보가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 EHPS(Electro Hydraulic Power Steering, 전동 유압식 파워 스티어링) 시스템과 유압식 ISG 시스템(Idle Stop and Go System)을 통합한 시스템의 작동제어방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 어큐뮬레이터 내부의 압력, 조향각 및 조향각속도의 측정을 개시하는 단계(S100); 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만인지 판단하는 제 1 압력판단단계(S200); 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만인 경우에는 상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만인지 판단하는 조향각 판단단계(S300); 상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만인 경우에는 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인지 판단하는 조향각속도 판단단계(S400); 및 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인 경우에는 솔레노이드밸브를 개방하는 단계(S500);를 포함한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 솔레노이드밸브를 개방하는 단계(S500) 후 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 2 기준압의 절대값을 초과하는지 판단하는 제 2 압력판단단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 2 기준압의 절대값을 초과하는 경우에는 상기 솔레노이드밸브를 폐쇄하는 단계(S700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 솔레노이드밸브를 폐쇄하는 단계(S700) 후, ISG 시스템을 작동시키는 단계(S800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 제 1 압력판단단계(S200)에서 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 상기 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만이 아닌 경우에는 상기 ISG 시스템을 작동시키는 단계(S800)를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 조향각 판단단계(S300)에서 상기 측정된 조향각이 상기 기 설정된 기준각도의 절대값 미만이 아닌 경우에는 상기 제 1 압력판단단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 조향각속도 판단단계(S400)에서 상기 측정된 조향각속도가 상기 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만이 아닌 경우에는 상기 제 1 압력판단단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 기 설정된 기준각도는

상기 기설정된 기준각속도는

상기 기 설정된 제 1 기준압 및 상기 기 설정된 제 2 기준압이 같은 것을 특징으로 한다.

상기 기 설정된 제 1 기준압 및 상기 기 설정된 제 2 기준압은 100 bar 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치는 작동유체 저장부(100); 상기 작동유체 저장부(100)로부터 전달받은 작동유체를 가압하는 통합유압펌프(200); 상기 통합유압펌프(200)에서 가압된 작동유체를 이용하여 조향하는 조향기어박스(300); 상기 통합유압펌프(200)와 상기 조향기어박스(300) 사이에서 분기되어, 상기 통합유압펌프(200)에서 가압된 작동유체를 저장하는 어큐뮬레이터(400); 상기 어큐뮬레이터(400) 전단에 배치되어, 상기 통합유압펌프(200)와 상기 조향기어박스(300) 사이에서 분기된 연통관을 개방 또는 폐쇄하는 솔레노이드밸브(500); 및 상기 어큐뮬레이터(400)에 저장된 작동유체를 이용하여, 아이들 스톱 후 재시동시 엔진을 재시통하는 ISG 엔진시동부(600);를 포함한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치는 상기 어큐뮬레이터(400)에 저장된 작동유체의 압력, 조향각 및 조향각속도를 측정하는 측정부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치는 상기 측정부(700)의 정보를 기초로, 상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법에 따라, 상기 솔레노이드밸브(500)를 개방 또는 폐쇄시키는 제어부(800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정부(700)는 상기 어큐뮬레이터(400) 내부에 저장된 작동유체의 압력을 측정하는 압력측정부(710); 조향각을 측정하는 조향각측정부(720); 및 조향각속도를 측정하는 조향각속도측정부(730);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치는 상기 통합유압펌프(200)와 상기 조향기어박스(300) 사이에서 상기 연통관을 분기시키는 T-커넥터(900);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, EHPS(Electro Hydraulic Power Steering, 전동 유압식 파워 스티어링) 시스템과 유압식 ISG 시스템(Idle Stop and Go System)에서 동일한 기능을 수행하는 펌프를 통합하여, 비용을 절감하고 탑재공간을 축소시키며, 불필요한 에너지 소모를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치의 블록도.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법의 순서도이다. 도 1을 참조할 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 어큐뮬레이터 내부의 압력, 조향각 및 조향각속도의 측정을 개시하는 단계(S100); 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만인지 판단하는 제 1 압력판단단계(S200); 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만인 경우에는 상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만인지 판단하는 조향각 판단단계(S300); 상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만인 경우에는 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인지 판단하는 조향각속도 판단단계(S400); 및 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인 경우에는 솔레노이드밸브를 개방하는 단계(S500);를 포함한다.

또한, 상기 제 1 압력판단단계(S200)에서 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 상기 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만이 아닌 경우에는 상기 ISG 시스템을 작동시키는 단계(S800)를 수행하는 것을 특징으로 한다.

어큐뮬레이터 내부의 압력이 EHPS 시스템과 유압식 ISG 시스템을 동시에 작동시킬 수 있는 경우에는, 조향각 또는 조향각속도에 관계없이 곧바로 ISG 시스템을 작동시킬 수 있으므로, 측정을 개시하는 단계(S100) 이후 제 1 압력판단단계(S200)를 수행한다. 또한, 제 1 압력판단단계(S200)에서 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 이상인 경우에는 곧바로 ISG 시스템을 작동시키는 단계(S800)를 수행한다. 상기 기 설정된 제 1 기준압은 EHPS 시스템과 유압식 ISG 시스템을 동시에 작동시킬 수 있는 압력으로서, 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.

상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 1 기준압의 절대값 미만인 경우에는, 조향각 판단단계(S300) 및 조향각속도 판단단계(S400)를 순차적으로 수행한다. 즉, 상기 어큐뮬레이터 내부의 압력이 EHPS 시스템과 유압식 ISG 시스템을 동시에 작동시킬 수 없는 경우이므로, 조향각 및 조향각속도에 따라 EHPS 시스템에서 유압을 필요로 하는지 판단하는 것이다. 이때 연비 향상을 주목적으로 하는 ISG 시스템보다 조향 기능을 주목적으로 하는 EHPS 시스템이 우선하기 때문에, EHPS 시스템에서 유압을 필요로 하는 조건(상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만인 경우 또는 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인 경우)에서는 ISG 시스템을 작동하지 않도록 한다. 상기 기 설정된 기준각도 및 상기 기 설정된 기준각속도는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다. 또한, 상기 기 설정된 기준각도는

상기 조향각 판단단계(S300)에서 상기 측정된 조향각이 상기 기 설정된 기준각도의 절대값 미만이 아닌 경우에는 상기 제 1 압력판단단계(S200)를 다시 수행한다. 또한, 상기 조향각속도 판단단계(S400)에서 상기 측정된 조향각속도가 상기 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만이 아닌 경우에는 상기 제 1 압력판단단계(S200)를 다시 수행한다. 이는 상기한 바와 같이 EHPS 시스템에서 유압을 필요로 하는 조건(상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만인 경우 또는 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인 경우)에서는 ISG 시스템을 작동하지 않도록 하기 위함이다.

이와 반대로, 상기 측정된 조향각이 기 설정된 기준각도의 절대값 미만이면서, 상기 측정된 조향각속도가 기 설정된 기준각속도의 절대값 미만인 경우에는 EHPS 시스템에서 유압을 필요로 하지 않으므로, 유압식 ISG 시스템을 작동시킬 수 있다. 이를 위해, 우선 EHPS 시스템과 유압식 ISG 시스템을 동시에 작동시킬 수 있도록 어큐뮬레이터 내부의 압력을 상승시켜야 한다. 따라서, 솔레노이드밸브를 개방하는 단계(S500)하여, 통합유압펌프(200)에서 가압된 작동유체를 어큐뮬레이터(400)에 공급하는 것이다.

또한, 상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 솔레노이드밸브를 개방하는 단계(S500) 후 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 2 기준압의 절대값을 초과하는지 판단하는 제 2 압력판단단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 기 설정된 제 2 기준압은 EHPS 시스템과 유압식 ISG 시스템을 동시에 작동시킬 수 있는 압력으로서, 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다. 또한, 상기 기 설정된 제 1 기준압 및 상기 기 설정된 제 2 기준압이 같을 수도 있으며, 상기 기 설정된 제 1 기준압 및 상기 기 설정된 제 2 기준압은 100 bar일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 측정된 어큐뮬레이터 내부의 압력이 기 설정된 제 2 기준압의 절대값을 초과하는 경우에는 상기 솔레노이드밸브를 폐쇄하는 단계(S700);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법은 상기 솔레노이드밸브를 폐쇄하는 단계(S700) 후, ISG 시스템을 작동시키는 단계(S800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 솔레노이드밸브를 개방 후, 어큐뮬레이터 내부의 압력이 제 2 기준압의 절대값을 초과하는 경우에는 EHPS 시스템과 유압식 ISG 시스템을 동시에 작동시킬 수 있으므로, 더이상 어큐뮬레이터 내부의 압력을 상승시킬 필요가 없다. 따라서, 솔레노이드밸브를 폐쇄하여, EHPS 시스템만을 위하여 통합유압펌프(200)를 작동시키는 것이다. 이에 따라, 불필요한 통합유압펌프(200)의 작동을 방지하여, 연비를 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치의 블록도이다. 도 2를 참조할 때, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어장치는 작동유체 저장부(100), 통합유압펌프(200), 조향기어박스(300), 어큐뮬레이터(400), 솔레노이드밸브(500), ISG 엔진시동부(600), 측정부(700), 제어부(800) 및 T-커넥터(900)를 포함한다.

작동유체 저장부(100)는 작동유체가 저장되는 공간이다. 통합유압펌프(200)는 상기 작동유체 저장부(100)로부터 전달받은 작동유체를 가압하는 역할을 한다. 또한, 조향기어박스(300)는 상기 통합유압펌프(200)에서 가압된 작동유체를 이용하여 조향한다.

어큐뮬레이터(400)는 상기 통합유압펌프(200)와 상기 조향기어박스(300) 사이에서 분기되어, 상기 통합유압펌프(200)에서 가압된 작동유체를 저장하는 역할을 한다. 솔레노이드밸브(500)는 상기 어큐뮬레이터(400) 전단에 배치되어, 상기 통합유압펌프(200)와 상기 조향기어박스(300) 사이에서 분기된 연통관을 개방 또는 폐쇄한다. 또한, ISG 엔진시동부(600)는 상기 어큐뮬레이터(400)에 저장된 작동유체를 이용하여, 아이들 스톱 후 재시동시 엔진을 재시통하는 역할을 한다. ISG 엔진시동부(600)를 작동시킨 작동유체는 다시 상기 작동유체 저장부(100)에 저장된다.

측정부(700)는 상기 어큐뮬레이터(400)에 저장된 작동유체의 압력, 조향각 및 조향각속도를 측정한다. 상기 측정부(700)는 상기 어큐뮬레이터(400) 내부에 저장된 작동유체의 압력을 측정하는 압력측정부(710); 조향각을 측정하는 조향각측정부(720); 및 조향각속도를 측정하는 조향각속도측정부(730);를 포함한다.

제어부(800)는 상기 측정부(700)의 정보를 기초로, 상기 EHPS 시스템을 이용한 유압식 ISG 시스템의 작동제어방법에 따라, 상기 솔레노이드밸브(500)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 또한, T-커넥터(900)는 상기 통합유압펌프(200)와 상기 조향기어박스(300) 사이에서 상기 연통관을 분기시키는 역할을 한다.

앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

100 작동유체 저장부
200 통합유압펌프
300 조향기어박스
400 어큐뮬레이터
500 솔레노이드밸브
600 ISG 엔진시동부
700 측정부
710 압력측정부
720 조향각측정부
730 조향각속도측정부
800 제어부
900 T-커넥터