KR102283113B1 - 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법 - Google Patents

마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법 Download PDF

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비테스코 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치에 관한 것으로, 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동을 위한 스타터; 상기 엔진의 시동과 전기 공급 및 회생제동을 위한 시동 발전기; 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용하여 엔진 복합 시동을 실시하기 위한 정보들을 센싱하는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 검출된 정보들에 기초하여, 지정된 시동 조건에 따라, 상기 스타터 단독 시동, 상기 시동 발전기 단독 시동, 및 상기 스타터와 시동 발전기의 복합 시동을 실시하는 제어부;를 포함한다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법{APPARATUS FOR STARTING ENGINE OF MILD HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미리 지정된 시동 동기화 조건을 확인하여, 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG : Mild Hybrid Starter and Generator)간에 복합 시동이 가능한 시점이 되었을 때, 안정적으로 복합 시동을 수행할 수 있도록 하는, 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 전원은 1950년대 중반(그 이전엔 6V를 사용했다)부터 지금까지 12V(대형차는 24V)를 유지했지만, 점차 전기를 사용하는 능동적 안정장비와 스마트 시스템 등이 보편화되면서 12V로는 감당하기 어렵게 되었다. 즉, 자동차 전장화 비율이 증가함에 따라 자동차가 사용하는 전력량은 급속히 늘어나게 되었다.
이와 같이 사용 전력이 늘어나면 전압을 높이거나 더 많은 전류를 보내야 한다. 그런데 자동차의 전압을 12V로 계속 유지할 경우 전류를 늘려야 되고, 이렇게 되면 전선의 굵기도 지금보다 더 굵어져야 하며, 동시에 전기를 사용하는 주요 부품의 크기를 줄이는데 한계가 있다.
반면에 48V 시스템을 사용하면, 같은 굵기의 전선으로 기존 12V를 사용할 경우에 비해 4배의 전류를 보낼 수 있게 되며, 굳이 4배 만큼의 전류를 쓸 필요는 없으므로 전선의 굵기를 오히려 지금보다 가늘게 할 수도 있다. 또한 48V 시스템은 추가적인 안전 장치 없이도 인체에 상해를 주지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서 48V 시스템이 널리 사용되기 시작하였다.
상기 48V 시스템을 이용한 마일드 하이브리드 차량은, 엔진과 변속기 사이에 모터가 결합된 구조로서, 이 모터가 필요에 따라서 시동과 회생제동, 및 엔진 어시스트 기능을 수행하는데, 일반적인 시동 모터보다 큰 전력이 필요로 하며, 이 때문에 전력을 필요로 한다.
이러한 48V 시스템은 차량의 성능 측면에서도 활용가치가 충분하다.
예컨대 48V 시스템은 배선과 주요 부품의 크기를 줄여 차량의 무게를 덜 수 있으며, 48V 시스템에 쓰이는 리튬이온 배터리 팩은 기존 납축전지보다 훨씬 작고 가볍기 때문에 연비 개선과 함께 운동성에도 좋은 영향을 준다. 또한 전기 액티브 롤 스태빌라이저와 전동 차량 높이 조절 액추에이터 등 능동적 주행장치를 좀 더 쉽게 구현할 수 있으며, 엔진에 모터의 출력을 더하는 구조이기 때문에 가속력도 나아진다.
상기와 같이 많은 장점이 있기에 자동차 회사들은 48V 시스템을 확대하려고 하고 있지만, 12V 시스템에 맞춰 설계한 기존 차량의 부품들을 모두 새로 만들어야 하는 문제점이 있다. 따라서 당분간은 12V와 48V를 모두 사용하는 마일드 하이브리드 차량이 증가되는 상황이다.
이러한 마일드 하이브리드 자동차의 핵심 부품은 시동 발전기(MHSG : Mild Hybrid Starter and Generator)이며, 시동 발전기(MHSG)는 차량의 시동을 걸고 전장품에 전기를 공급하며, 엔진 구동력을 보조하는 장치로서, 차량이 감속할 때 배터리를 충전하는 회생제동 기능을 수행하며, 정차시에 엔진을 껐다가 출발할 때 다시 시동을 켜는 ISG(Idle Stop and Go) 기능도 포함하고 있다.
따라서 이러한 마일드 하이브리드 차량(즉, 12V 시스템과 48V 시스템을 모두 사용하는 차량)은 기존 12V용 스타터(즉, 기존 12용 시동 모터)를 이용해 엔진의 시동을 걸거나, 48V용 시동 발전기(MHSG)를 이용해 엔진 시동을 걸 수 있으며, 또는 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG)를 동시에 사용하여 엔진 시동을 걸 수도 있다.
그런데 기존에는 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG)를 동시에 사용하여 엔진 시동을 걸 수 있다고만 개시되어 있을 뿐, 구체적으로 언제 동시 시동이 가능한지, 어떠한 방식으로 동시에 엔진 시동을 걸 수 있는지에 대해서는 구체적으로 공지되어 있지 않다.
즉, 기존에는 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG)를 동시에 사용하여 엔진 시동을 걸 경우, 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG)의 동기를 맞추는 방법, 및 다른 배터리(예 : 12V용 납 배터리, 48V용 리튬이온 배터리)를 사용하는 두 장치(예 : 스타터, 시동 발전기)가 언제 동시에 시동을 걸 경우에 시동성을 강화할 수 있는지에 대한 방법에 대해서는 구체적으로 개시되어 있지 않기 때문에 이에 대한 구체적인 방법이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-176430호(2017.07.26. 등록, 마일드 하이브리드 차량의 시동 제어장치 및 그 방법)에 개시되어 있으나, 이 배경기술에도 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG)를 동시에 사용하여 엔진 시동을 걸 수 있다고만 개시되어 있을 뿐, 구체적으로 언제 동시 시동이 가능한지, 및 어떠한 방식으로 동시에 엔진 시동을 걸 수 있는지에 대해서는 구체적으로 공지되어 있지 않기 때문에 단순히 동시 시동할 경우 시동 발전기 측에 벨트 슬립이 발생하거나 엔진 내구성에 영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 미리 지정된 시동 동기화 조건을 확인하여, 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG : Mild Hybrid Starter and Generator)간에 복합 시동이 가능한 시점이 되었을 때, 안정적으로 복합 시동을 수행할 수 있도록 하는, 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치는, 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동을 위한 스타터; 상기 엔진의 시동과 전기 공급 및 회생제동을 위한 시동 발전기; 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용하여 엔진 복합 시동을 실시하기 위한 정보들을 센싱하는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 검출된 정보들에 기초하여, 지정된 시동 조건에 따라, 상기 스타터 단독 시동, 상기 시동 발전기 단독 시동, 또는 상기 스타터와 시동 발전기의 복합 시동을 실시하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 센서부에서 센싱하는 정보들은, 차량 주변 온도, 배터리 상태(SOC), 엔진 상태로서 엔진 회전수와 엔진 온도, 크랭크 각도, 및 캠 회전 상태 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복합 시동 시, 상기 스타터와 상기 시동 발전기의 동기 및 토크를 조정하기 위하여, 상기 스타터를 먼저 구동한 다음 크랭크와 캠의 동기화 여부를 확인 한 후, 상기 시동 발전기를 순차로 구동하면서 연료 인젝션을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 시동 버튼이 입력되면, 기 설정된 시동 조건을 체크하고, 상기 시동 조건이 스타터와 시동 발전기의 복합 시동이 가능한 조건으로 판단될 경우, 스타터를 우선 구동하여 토크 제어를 수행하고, 상기 스타터 구동에 의해 엔진이 정상적으로 동작하면, 구동 신호를 출력하여 상기 시동 발전기를 구동하여 토크 제어를 수행함과 동시에, 연료 인젝션을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 센서부를 통해 센싱된 정보를 바탕으로, 스타터를 이용한 단독 시동 조건인지, 시동 발전기를 이용한 단독 시동 조건인지, 또는 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용한 복합 시동 조건인지 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 시동 조건은, 룩업 테이블 형태로 미리 지정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 복합 시동 조건인 경우, 엔진 시동을 위한 스타터와 시동 발전기의 토크 분담 비율이 미리 룩업 테이블 형태로 지정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 시동 조건을 판단한 결과, 시동 발전기의 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 시동 발전기를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 시동 조건을 판단할 결과, 스타터의 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 스타터를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스타터와 상기 시동 발전기가 모두 구동됨과 동시에 연료 인젝션이 실시된 후, 미리 지정된 시간 내에 시동이 완료되는지 체크하여, 만약 상기 지정된 시간 내에 시동이 완료되지 않을 경우, 복합 시동 실패로 판단하여 상기 스타터에 의한 단독 시동으로 전환하여 재시동을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법은, 스타터와 시동 발전기를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치의 제어부가, 센서부를 통해 엔진 시동을 실시하기 위한 정보들을 센싱하는 단계; 상기 제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 정보들에 기초하여 시동 조건을 체크하는 단계; 및 상기 체크한 시동 조건에 따라, 상기 스타터 단독 시동, 상기 시동 발전기 단독 시동, 또는 상기 스타터와 시동 발전기의 복합 시동을 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 시동 조건이 스타터와 시동 발전기의 복합 시동이 가능한 조건으로 판단될 경우, 상기 제어부가 스타터를 우선 구동하여 토크 제어를 수행하는 단계; 상기 스타터 구동에 의해 엔진이 정상적으로 동작하는지 체크하여, 상기 엔진이 정상적으로 동작하면, 상기 제어부가 상기 시동 발전기를 구동하는 단계; 및 상기 시동 발전기가 구동됨과 동시에, 상기 제어부가 연료 인젝션을 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 시동 조건을 체크하는 단계는, 상기 제어부가, 센서부를 통해 센싱된 정보를 바탕으로, 스타터를 이용한 단독 시동 조건인지, 시동 발전기를 이용한 단독 시동 조건인지, 또는 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용한 복합 시동 조건인지를 판단하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 시동 조건은, 룩업 테이블 형태로 미리 지정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 복합 시동 조건인 경우, 엔진 시동을 위한 스타터와 시동 발전기의 토크 분담 비율이 미리 룩업 테이블 형태로 지정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 시동 조건을 판단한 결과, 시동 발전기 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 제어부가 상기 시동 발전기를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 시동 조건을 판단할 결과, 스타터 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 제어부가 상기 스타터를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스타터 구동에 의해 엔진이 정상적으로 동작하는지 체크하는 단계는, 상기 제어부가, 크랭크 각도 신호를 바탕으로 크랭크가 정상 동작 상태인지 여부, 캠 신호를 바탕으로 캠이 정상 동작 상태인지 여부, 및 크랭크 각도 신호에서 롱 투스 신호가 정상 검출되는지 여부를 체크하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스타터와 상기 시동 발전기가 모두 구동됨과 동시에 연료 인젝션이 실시된 후, 상기 제어부는, 미리 지정된 시간 내에 시동이 완료되는지 체크하고, 만약 상기 지정된 시간 내에 시동이 완료되지 않을 경우, 복합 시동 실패로 판단하여 상기 스타터에 의한 단독 시동으로 전환하여 재시동을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 미리 지정된 시동 동기화 조건을 확인하여, 12V용 스타터와 48V용 시동 발전기(MHSG)간에 복합 시동이 가능한 시점이 되었을 때, 안정적으로 복합 시동을 수행할 수 있도록 하여 시동성을 강화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 복합 시동 시 스타터 작동 시점과 시동 발전기 작동 시점을 비교하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 시동 조건을 판단하기 위한 룩업 테이블을 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치는, 센서부(110), 제어부(120), 스타터(130), 및 시동 발전기(140)를 포함한다.
상기 센서부(110)는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 복합 시동을 위한 정보들을 센싱하는 복수의 센서를 포함한다.
예컨대 상기 센서부(110)는 차량 주변 온도, 배터리 상태(SOC), 엔진 상태(예 : 엔진 회전수, 엔진 온도 등), 크랭크 각도, 및 캠 회전 상태 등의 정보를 체크하는 센서를 포함한다.
상기 제어부(120)는 상기 센서부(110)를 통해 검출된 정보들에 기초하여 상기 스타터(130) 단독 시동, 상기 시동 발전기(140) 단독 시동, 및 상기 스타터(130)와 시동 발전기(140)의 복합 시동을 제어한다.
이 때 상기 제어부(120)는 상기 스타터(130)와 시동 발전기(140)를 동시에 구동하는 것이 아니라, 크랭크와 캠의 동기화 여부를 확인 한 후, 상기 스타터(130)와의 동기 및 토크를 조정하기 위한 시차를 두고, 상기 스타터(130)와 시동 발전기(140)를 순차로 구동하여 엔진(150)을 시동시키는 복합 시동을 실시한다.
이하 상기 제어부(120)의 보다 구체적인 복합 시동 동작을 도 2의 흐름도를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3은 상기 도 2에 있어서, 복합 시동 시 스타터 작동 시점과 시동 발전기 작동 시점을 비교하기 위하여 보인 예시도이다.
도 2를 참조하면, 사용자에 의해 시동 버튼이 입력될 경우(S101), 제어부(120)는 기 설정된 시동 조건을 체크한다(S102).
예컨대 상기 제어부(120)는 스타터(130)를 이용한 단독 시동 조건인지, 시동 발전기(140)를 이용한 단독 시동 조건인지, 아니면 상기 스타터(130)와 상기 시동 발전기(140)를 이용한 복합 시동 조건인지를 판단한다.
이 때 시동 조건은, 도 4에 도시된 바와 같은 룩업 테이블 형태로 미리 지정될 수 있다. 도 4는 상기 도 2에 있어서, 시동 조건을 판단하기 위한 룩업 테이블을 보인 예시도이다.
도 4를 참조하면, 지정된 외부 온도(예 : TCO : Engine Coolant Temperature, TIA : Ambient Temperature, TOIL : Oil Temperature 등)가 -30도인 경우, 배터리(예 : 48V 배터리)의 SOC(State of Charge)가 30% 이상인 경우에는 복합 시동이 가능하고, SOC가 20% 이하인 경우에는 스타터(130)에 의한 단독 시동만 가능하다.
이와 마찬가지 방식으로, 지정된 외부 온도(예 : TCO, TIA, TOIL 등)가 -10도인 경우, 배터리(예 : 48V 배터리)의 SOC가 20% 이상과 40% 이하인 경우에는 복합 시동이 가능하고, SOC가 20% 이하인 경우에는 스타터(130)에 의한 단독 시동만 가능하며, SOC가 50% 이상인 경우에는 시동 발전기(140)에 의한 단독 시동이 가능하다.
이 때 도면으로 도시되어 있지 않지만, 상기 복합 시동이 가능한 구간(또는 복합 시동이 가능한 조건)에서는 엔진 시동을 위한 토크 분담 비율이 미리 룩업 테이블 형태로 지정될 수 있다.
예컨대 지정된 외부 온도가 -30도인 경우, 엔진 시동에 필요한 토크가 100N 이라고 가정할 때, 상기 스타터(130)에 의해 분담할 토크 비율(예 : 60%)과 상기 시동 발전기(140)에 의해 분담할 토크 비율(예 : 40%)이 미리 설정될 수 있다.
이에 따라 체인으로 엔진(150)과 연결된 상기 스타터(130)와 벨트로 엔진(150)과 연결된 상기 시동 발전기(140)에 의해 엔진이 시동될 경우에 토크가 분담되고, 상기 시동 발전기(140)에 의한 토크가 상기 스타터(130)에 의한 토크를 오버하지 않도록 함으로써 벨트 슬립을 방지하게 된다.
상기 시동 조건을 판단한 결과, 즉, 상기 도 4에 도시된 룩업 테이블에 기초하여 시동 조건을 판단한 결과, 상기 시동 발전기(140) 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우(S109), 상기 제어부(120)는 상기 시동 발전기(140)를 단독으로 구동하여 엔진(150)을 시동한다(S110).
또한 상기 시동 조건을 판단한 결과, 즉, 상기 도 4에 도시된 룩업 테이블에 기초하여 시동 조건을 판단한 결과, 상기 스타터(130) 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우(S111), 상기 제어부(120)는 상기 스타터(130)를 단독으로 구동하여 엔진(150)을 시동한다(S112).
한편 상기 시동 조건을 판단한 결과, 즉, 상기 도 4에 도시된 룩업 테이블에 기초하여 시동 조건을 판단한 결과, 상기 스타터(130)와 상기 시동 발전기(140)의 복합 시동이 가능한 조건으로 판단될 경우(S103), 상기 제어부(120)는 우선 상기 스타터(130)를 구동하여 토크 제어를 수행한다(S104)(도 3의 (b) 참조).
예컨대 상기 복합 시동이 가능한 구간(또는 복합 시동이 가능한 조건)에서 미리 설정된 엔진 시동을 위한 토크 분담 비율에 따라, 상기 제어부(120)는 우선 상기 스타터(130)를 구동하여 토크 제어를 수행한다.
또한 상기 제어부(120)는 크랭크가 정상 동작 상태인지 체크(예 : 센서부(110)에서 크랭크 각도 신호가 정상적으로 출력되는지 체크)하고(도 3의 (c), (d) 참조), 캠이 정상 동작 상태인지 체크하며(미도시), 크랭크 각도 신호(도 3의 (a) 참조)에서 롱 투스(long tooth) 신호가 정상 검출되는지 체크함으로써(도 3의 (e) 참조), 상기 스타터(130) 구동에 의해 엔진(150)이 정상적으로 동작하는지 체크할 수 있다.
만약 상기 스타터(130) 구동 시, 상기 엔진(150)이 정상적으로 동작하지 않을 경우(또는 엔진이 지정된 특정 RPM에 도달하지 못할 경우)(S105의 아니오), 상기 제어부(120)는 복합 시동 실패로 판단하여 상기 스타터(130)에 의한 단독 시동으로 전환하여 재시동을 수행한다(S111, S112).
그러나 상기와 같이 엔진(150)이 정상적으로 동작하는지 체크 완료되면(S105의 예), 상기 제어부(120)는 상기 시동 발전기(140)의 구동 신호를 상기 시동 발전기(140)에 출력하고(S106)(도 3의 (f) 참조), 이에 따라 상기 시동 발전기(140)가 구동됨과 동시에(도 3의 (g) 참조), 상기 제어부(120)는 연료 인젝션을 실시한다(S107).
이 때 상기 시동 발전기(140)는 상기 복합 시동이 가능한 구간(또는 복합 시동이 가능한 조건)에서 미리 설정된 엔진 시동을 위한 토크 분담 비율에 따라, 상기 제어부(120)는 우선 상기 시동 발전기(140)를 구동하여 토크 제어를 수행한다.
이에 따라 상기 스타터(130)와 상기 시동 발전기(140)가 모두 구동되면서 연료 인젝션이 실시된 후, 상기 제어부(120)는 미리 지정된 시간 내에 시동이 완료되는지 체크하고(S108), 만약 상기 지정된 시간 내에 시동이 완료되지 않을 경우(또는 엔진이 지정된 특정 RPM에 도달하지 못할 경우)(S108의 아니오), 상기 제어부(120)는 복합 시동 실패로 판단하여 상기 스타터(130)에 의한 단독 시동으로 전환하여 재시동을 수행한다(S111, S112).
상기와 같이 본 실시예는 12V용 스타터(130)와 48V용 시동 발전기(140)간에 복합 시동이 가능한 시점이 되었을 때, 안정적으로 복합 시동을 수행할 수 있도록 하여 시동성을 강화시키며, 시동 연료의 저감과 시동 시간을 개선하며, 벨트 슬립의 발생을 방지하거나 엔진 내구성에 미치는 영향을 방지하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 센서부
120 : 제어부
130 : 스타터
140 : 시동 발전기
150 : 엔진

Claims (19)

  1. 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동을 위한 스타터;
    상기 엔진의 시동과 전기 공급 및 회생제동을 위한 시동 발전기;
    상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용하여 엔진 복합 시동을 실시하기 위한 정보들을 센싱하는 센서부; 및
    상기 센서부를 통해 검출된 정보들에 기초하여, 지정된 시동 조건에 따라, 상기 스타터 단독 시동, 상기 시동 발전기 단독 시동, 또는 상기 스타터와 시동 발전기의 복합 시동을 실시하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 스타터와 상기 시동 발전기를 모두 구동함과 동시에 연료 인젝션을 실시한 후, 미리 지정된 시간 내에 시동이 완료되지 않을 경우, 복합 시동 실패로 판단하여 상기 스타터에 의한 단독 시동으로 전환하여 재시동을 수행하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센서부에서 센싱하는 정보들은,
    차량 주변 온도, 배터리 상태(SOC), 엔진 상태로서 엔진 회전수와 엔진 온도, 크랭크 각도, 및 캠 회전 상태 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복합 시동 시,
    상기 스타터와 상기 시동 발전기의 동기 및 토크를 조정하기 위하여,
    상기 스타터를 먼저 구동한 다음 크랭크와 캠의 동기화 여부를 확인 한 후, 상기 시동 발전기를 순차로 구동하면서 연료 인젝션을 실시하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    시동 버튼이 입력되면, 기 설정된 시동 조건을 체크하고,
    상기 시동 조건이 스타터와 시동 발전기의 복합 시동이 가능한 조건으로 판단될 경우, 스타터를 우선 구동하여 토크 제어를 수행하고,
    상기 스타터 구동에 의해 엔진이 정상적으로 동작하면, 구동 신호를 출력하여 상기 시동 발전기를 구동하여 토크 제어를 수행함과 동시에, 연료 인젝션을 실시하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는,
    센서부를 통해 센싱된 정보를 바탕으로, 스타터를 이용한 단독 시동 조건인지, 시동 발전기를 이용한 단독 시동 조건인지, 또는 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용한 복합 시동 조건인지 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 시동 조건은,
    룩업 테이블 형태로 미리 지정되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 복합 시동 조건인 경우,
    엔진 시동을 위한 스타터와 시동 발전기의 토크 분담 비율이 미리 룩업 테이블 형태로 지정되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 시동 조건을 판단한 결과, 시동 발전기의 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 시동 발전기를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 시동 조건을 판단할 결과, 스타터의 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 스타터를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  10. 삭제
  11. 스타터와 시동 발전기를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치의 제어부가, 센서부를 통해 엔진 시동을 실시하기 위한 정보들을 센싱하는 단계;
    상기 제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 정보들에 기초하여 시동 조건을 체크하는 단계; 및
    상기 체크한 시동 조건에 따라, 상기 스타터 단독 시동, 상기 시동 발전기 단독 시동, 또는 상기 스타터와 시동 발전기의 복합 시동을 실시하는 단계;를 포함하되,
    상기 제어부가 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 모두 구동함과 동시에 연료 인젝션을 실시한 후, 미리 지정된 시간 내에 시동이 완료되지 않을 경우, 복합 시동 실패로 판단하여 상기 스타터에 의한 단독 시동으로 전환하여 재시동을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 시동 조건이 스타터와 시동 발전기의 복합 시동이 가능한 조건으로 판단될 경우, 상기 제어부가 스타터를 우선 구동하여 토크 제어를 수행하는 단계;
    상기 스타터 구동에 의해 엔진이 정상적으로 동작하는지 체크하여, 상기 엔진이 정상적으로 동작하면, 상기 제어부가 상기 시동 발전기를 구동하는 단계; 및
    상기 시동 발전기가 구동됨과 동시에, 상기 제어부가 연료 인젝션을 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 시동 조건을 체크하는 단계는,
    상기 제어부가,
    센서부를 통해 센싱된 정보를 바탕으로, 스타터를 이용한 단독 시동 조건인지, 시동 발전기를 이용한 단독 시동 조건인지, 또는 상기 스타터와 상기 시동 발전기를 이용한 복합 시동 조건인지를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 시동 조건은,
    룩업 테이블 형태로 미리 지정되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 복합 시동 조건인 경우,
    엔진 시동을 위한 스타터와 시동 발전기의 토크 분담 비율이 미리 룩업 테이블 형태로 지정되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 시동 조건을 판단한 결과,
    시동 발전기 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 제어부가 상기 시동 발전기를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 시동 조건을 판단할 결과,
    스타터 단일 시동에 적합한 조건으로 판단될 경우, 상기 제어부가 상기 스타터를 단독으로 구동하여 엔진을 시동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 스타터 구동에 의해 엔진이 정상적으로 동작하는지 체크하는 단계는,
    상기 제어부가,
    크랭크 각도 신호를 바탕으로 크랭크가 정상 동작 상태인지 여부, 캠 신호를 바탕으로 캠이 정상 동작 상태인지 여부, 및 크랭크 각도 신호에서 롱 투스 신호가 정상 검출되는지 여부를 체크하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  19. 삭제
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