KR102394561B1 - 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법 - Google Patents

마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치는, 복수개의 접점을 포함하는 이그니션 스위치; 마일드 하이브리드 차량의 외기온을 검출하는 외기온 센서; 배터리의 SOC(state of charge)를 검출하는 SOC 센서; 고정자 및 고정자의 내측에 배치되는 회전자를 포함하고, 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild starter & generator); 엔진을 시동하는 스타터; 상기 회전자와 일체로 회전하며, 원주 상에 적어도 3개의 투쓰들이 형성된 MHSG 휠; 상기 투쓰들의 위치를 검출하는 MHSG 위치 센서; 및 상기 MHSG 위치 센서의 신호를 기초로 설정된 실린더의 상사점을 판단하는 제어기;를 포함할 수 있다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR STARTING ENGINE OF MILD HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 차량은 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(mild) 타입과 하드(hard) 타입으로 구분할 수 있다. 마일드 타입의 하이브리드 차량(이하, 마일드 하이브리드 차량이라 한다)은 알터네이터 대신에 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(mild hybrid starter & generator; MHSG)가 구비된다. 하드 타입의 하이브리드 차량은 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(Integrated starter & generator; ISG)와 차량을 구동하는 구동 모터가 각각 별도로 구비된다.
마일드 하이브리드 차량은 MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48 V 배터리)를 충전할 수 있다. 이에 따라, 마일드 하이브리드 차량의 연비가 향상될 수 있다.
마일드 하이브리드 차량은 엔진을 시동할 수 있는 모터로서 스타터와 MHSG를 구비하고 있다. 혹한기에 스타터를 이용하여 엔진을 시동하는 경우 엔진을 시동시키는데 소요되는 시간이 과도하게 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외기온이 낮은 상황에서 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치는, 복수개의 접점을 포함하는 이그니션 스위치; 마일드 하이브리드 차량의 외기온을 검출하는 외기온 센서; 배터리의 SOC(state of charge)를 검출하는 SOC 센서; 고정자 및 고정자의 내측에 배치되는 회전자를 포함하고, 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild starter & generator); 엔진을 시동하는 스타터; 상기 회전자와 일체로 회전하며, 원주 상에 적어도 3개의 투쓰들이 형성된 MHSG 휠; 상기 투쓰들의 위치를 검출하는 MHSG 위치 센서; 및 상기 MHSG 위치 센서의 신호를 기초로 설정된 실린더의 상사점을 판단하는 제어기;를 포함할 수 있고, 상기 제어기는 상기 외기온이 설정된 온도 보다 작고 배터리의 SOC가 설정된 SOC 보다 크면 상기 MHSG 및 스타터를 구동시켜 엔진을 시동할 수 있다.
상기 제어기는 상기 외기온이 설정된 온도 보다 작고 배터리의 SOC가 설정된 SOC 보다 크면 상기 MHSG를 구동시켜 엔진의 캠 샤프트의 위치를 설정된 위치로 회전시킬 수 있다.
상기 제어기는 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 크거나 같으면 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동할 수 있다.
상기 제어기는 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작고 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 작거나 같으면 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동할 수 있다.
상기 적어도 3개의 투쓰들 각각의 크기 및 간격은 서로 다를 수 있다.
상기 적어도 3개의 투쓰들은 제1, 2, 3 투쓰를 포함할 수 있고, 상기 제1 투쓰의 포지티브 플랭크와 네거티브 플랭크 사이의 거리, 상기 제2 투쓰의 포지티브 플랭크와 네거티브 플랭크 사이의 거리, 및 상기 제3 투쓰의 포지티브 플랭크와 네거티브 플랭크 사이의 거리는 서로 다르며, 제1 투쓰의 네거티브 플랭크와 제2 투쓰의 포지티브 플랭크 사이의 거리, 제2 투쓰의 네거티브 플랭크와 제3 투쓰의 포지티브 플랭크 사이의 거리, 및 제3 투쓰의 네거티브 플랭크와 제1 투쓰의 포지티브 플랭크 사이의 거리는 서로 다를 수 있다.
상기 MHSG 휠의 중심부에는 홀이 형성되고, 상기 회전자의 회전 샤프트가 상기 홀을 관통할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 복수개의 접점을 포함하는 이그니션 스위치; 마일드 하이브리드 차량의 외기온을 검출하는 외기온 센서; 배터리의 SOC(state of charge)를 검출하는 SOC 센서; 고정자 및 고정자의 내측에 배치되는 회전자를 포함하고, 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild starter & generator); 엔진을 시동하는 스타터; 상기 회전자와 일체로 회전하며, 원주 상에 적어도 3개의 투쓰들이 형성된 MHSG 휠; 상기 투쓰들의 위치를 검출하는 MHSG 위치 센서; 및 상기 MHSG 위치 센서의 신호를 기초로 설정된 실린더의 상사점을 판단하는 제어기;를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치를 이용한 엔진 시동 방법은, 상기 외기온과 설정된 온도를 비교하는 단계; 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작으면, 상기 배터리의 SOC를 설정된 SOC와 비교하는 단계; 및 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 크면, 상기 MHSG 및 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 엔진 시동 방법은 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작고 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 크면, 상기 MHSG를 구동시켜 엔진의 캠 샤프트의 위치를 설정된 위치로 회전시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 엔진 시동 방법은 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 크거나 같으면, 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 엔진 시동 방법은 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작고 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 작거나 같으면, 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 외기온이 낮은 상황에서 MHSG와 스타터를 동시 구동하여 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MHSG의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MHSG 휠의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법의 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량은 엔진(10), 변속기(20), MHSG(mild hybrid starter & generator)(30), 스타터(starter)(40), 배터리(battery)(50), 차동기어장치(differential gear apparatus)(60), 및 휠(wheel)(65)을 포함한다.
엔진(10)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 점화시기, 공기량, 연료량, 및 공연비 등을 제어하여 엔진(10)의 연소 토크를 발생시킬 수 있다.
마일드 하이브리드 차량의 동력 전달은 상기 엔진(10)의 토크가 상기 변속기(20)의 입력축에 전달되고, 상기 변속기(20)의 출력축으로부터 출력된 토크가 차동기어장치(60)를 경유하여 차축에 전달된다. 상기 차축이 휠(65)을 회전시킴으로써 상기 엔진(10)의 토크에 의해 상기 마일드 하이브리드 차량이 주행하게 된다.
변속기(20)는 자동 변속기 또는 수동 변속기일 수 있다. 상기 자동 변속기는 마일드 하이브리드 차량의 속도 및 가속 페달의 위치 등에 따라 다수의 솔레노이드 밸브를 구동시켜 유압을 제어함으로써 목표 기어단의 변속 기어가 작동되어 자동으로 변속이 이루어진다. 상기 수동 변속기는 클러치 페달을 밟고 기어 레버를 원하는 기어단으로 움직이는 운전자의 조작에 의해서 변속이 이루어진다.
MHSG(30)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 즉, 상기 MHSG(30)는 상기 엔진(10)을 시동하거나 상기 엔진(10)의 출력에 의해 발전할 수 있다. 또한, 상기 MHSG(30)는 상기 엔진(10)의 토크를 보조할 수 있다. 상기 마일드 하이브리드 차량은 상기 엔진(10)의 연소 토크를 주동력으로 하면서 상기 MHSG(30)의 토크를 보조동력으로 이용할 수 있다. 상기 MHSG(30)는 엔진(10)의 크랭크 샤프트(12)와 캠 샤프트(14)에 벨트(32)를 통해 연결될 수 있다.
스타터(40)는 엔진(10)을 시동한다. 스타터(40)는 엔진(10)의 크랭크 샤프트(12)에 직접 연결되어 엔진(10)을 시동할 수 있다.
배터리(50)는 상기 MHSG(30)에 전력을 공급하거나, 상기 MHSG(30)를 통해 회수되는 전력을 통해 충전될 수 있다. 상기 배터리(50)는 고전압 배터리(예를 들어, 48 V 배터리)로서, 리튬-이온(lithium-ion) 배터리일 수 있다. 상기 마일드 하이브리드 차량은 상기 배터리(50)로부터 공급되는 전압을 저전압으로 변환하는 LDC(low voltage DC-DC converter)와 저전압을 사용하는 전장 부하(예를 들어, 헤드 램프, 에어컨 등)에 저전압을 공급하는 저전압 배터리(예를 들어, 12 V 배터리)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MHSG의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MHSG 휠의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 MHSG(30)는 회전자(31), 고정자(32), 제1 케이스(33a), 제2 케이스(33b), 제3 케이스(33c), 파워 모듈(34), 제어 모듈(35), MHSG 휠(300), 및 MHSG 위치 센서(96)을 포함할 수 있다.
회전자(31)는 중심부 측에 회전 샤프트(31a)가 결합되며, 그 외주면이 고정자(32)의 내경면과 일정 공극을 두고 고정자(32)의 내측에 배치된다. 회전자(31)는 고정자(32)의 내측에 회전 가능하게 설치된다.
고정자(32)는 전기 강판으로 이루어진 고정자 코어(32a)와 고정자 코어(32a)에 권선되어 있는 코일(32b)를 포함한다. 상기 코일(32b)은 파워 모듈(34)과 전기적으로 연결되어 파워 모듈(34)로부터 전류를 입력 받는다. 상기 파워 모듈(34)로부터 상기 코일(32b)로 전류 인가시 발생되는 자속에 의해 회전자(31)가 회전하게 되고 MHSG(30)의 토크를 발생시킨다.
제1 케이스(33a) 및 제2 케이스(33b)는 상기 회전자(31) 및 고정자(32)를 감싸도록 형성된다. 상기 고정자(32)는 상기 제2 케이스(33b)의 내부에 고정되게 설치될 수 있다.
제2 케이스(33b) 및 제3 케이스(33c)는 상기 파워 모듈(34) 및 제어 모듈(35)을 감싸도록 형성된다. 상기 파워 모듈(34) 및 제어 모듈(35)은 상기 제3 케이스(33c)의 내부에 고정되게 설치될 수 있다.
파워 모듈(34)은 제어 모듈(35)의 제어 신호에 따라 상기 고정자(32)의 코일(32b)로 전류를 인가한다.
제어 모듈(35)은 제어기(80; 도 4 참조)의 제어 신호에 따라 파워 모듈(34)의 작동을 제어하여 상기 고정자(32)의 코일(32b)로 인가되는 전류를 제어한다. 또한, 제어 모듈(35)은 MHSG 위치 센서(96)의 신호를 검출하여 제어기(80)에 전달한다.
MHSG 휠(300)은 상기 회전자(31)와 일체로 회전한다. MHSG 휠(300)의 중심부에는 홀(340)이 형성되고, 상기 회전자(31)의 회전 샤프트(31a)가 상기 홀(340)을 관통하여 고정될 수 있다. MHSG 휠(300)의 원주 상에는 적어도 3개의 투쓰들(teeth)(310, 320, 및 330) 형성되어 있다. 상기 복수개의 투쓰들(310, 320, 및 330) 각각의 크기 및 간격은 서로 다를 수 있다.
상기 적어도 3개의 투쓰들(310, 320, 및 330) 각각은 포지티브 플랭크(positive flank)와 네거티브 플랭크(negative flank)를 포함한다. 여기서, 상기 포지티브 플랭크는 MHSG 휠(300)의 회전 방향을 따라 투쓰가 시작되는 부분이고, 상기 네거티브 플랭크 MHSG 휠(300)의 회전 방향을 따라 투쓰가 끝나는 부분이다.
제1 투쓰(310)의 포지티브 플랭크(312)와 네거티브 플랭크(314) 사이의 거리(b`), 제2 투쓰(320)의 포지티브 플랭크(322)와 네거티브 플랭크(324) 사이의 거리(d`), 및 제3 투쓰(330)의 포지티브 플랭크(332)와 네거티브 플랭크(334) 사이의 거리(f`)는 서로 다를 수 있다. 또한, 제1 투쓰(310)의 네거티브 플랭크(314)와 제2 투쓰(320)의 포지티브 플랭크(322) 사이의 거리(c`), 제2 투쓰(320)의 네거티브 플랭크(324)와 제3 투쓰(330)의 포지티브 플랭크(332) 사이의 거리(e`), 및 제3 투쓰(330)의 네거티브 플랭크(334)와 제1 투쓰(310)의 포지티브 플랭크(312) 사이의 거리(a`)는 서로 다를 수 있다.
MHSG 위치 센서(96)는 상기 적어도 3개의 투쓰들(310, 320, 및 330)(즉, MHSG 휠(300)의 위치)를 검출하여, 이에 대한 신호를 제어 모듈(35)에 전달한다. MHSG 위치 센서(96)는 파워 모듈(34)에 고정되게 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시동 장치는 이그니션 스위치(72), 외기온 센서(74), SOC 센서(76), MHSG 휠(300), MHSG 위치 센서(96), 제어기(80), MHSG(30), 및 스타터(40)를 포함한다.
이그니션 스위치(72)는 복수개의 접점을 포함할 수 있다. 상기 복수개의 접점은 OFF 접점, ACC 접점, ON 접점, 및 START 접점을 포함할 수 있다. 상기 OFF 접점이 선택되면, 엔진(10)이 오프된다. 상기 ACC 접점이 선택되면, 라디오와 같은 악세서리 장치들의 사용이 가능하다. 상기 ON 접점이 선택되면, 배터리(50)의 전압을 사용하는 전자 장치들의 사용이 가능하다. 상기 SATRT 접점이 선택되면 엔진(10)이 시동된다. 상기 이그니션 스위치(72)의 접점들은 시동 키 또는 시동 버튼에 의해 선택될 수 있다.
외기온 센서(74)는 마일드 하이브리드 차량의 외기온을 검출하고 이에 대한 신호를 제어기(80)에 전달한다.
SOC 센서(76)는 배터리(50)의 SOC(state of charge)를 검출하고 이에 대한 신호를 제어기(80)에 전달한다.
크랭크 샤프트 휠(100)은 엔진(10)의 크랭크 샤프트(12)와 일체로 회전하도록 장착되며, 원주 상에 복수개의 투쓰들(110)이 형성되어 있다. 상기 복수개의 투쓰들(110)의 크기 및 간격은 동일하며, 크랭크 샤프트 휠(100)의 일부에는 엔진(10)의 크랭크 샤프트(12)의 기준 위치를 검출할 수 있도록 가이드 홈(115)이 형성될 수 있다.
크랭크 샤프트 위치 센서(92)는 상기 복수개의 투쓰들(110)의 위치(즉, 크랭크 샤프트의 위치)를 검출하여, 이에 대한 신호를 제어기(80)에 전달한다. 제어기(80)는 상기 크랭크 샤프트 위치 센서(92)의 신호를 기초로 엔진(10)의 회전 속도를 계산할 수 있다.
캠 샤프트 휠(200)은 엔진(10)의 캠 샤프트(14)와 일체로 회전하도록 장착되며, 원주 상에 불균일한 간격으로 복수개의 투쓰들(210, 220, 및 230)이 형성되어 있다. 상기 복수개의 투쓰들(210, 220, 및 230) 각각의 크기 및 간격은 서로 다를 수 있다.
캠 샤프트 위치 센서(94)는 상기 복수개의 투쓰들(210, 220, 및 230)의 위치(즉, 캠 샤프트의 위치)를 검출하여, 이에 대한 신호를 제어기(80)에 전달한다. 제어기(80)는 상기 캠 샤프트 위치 센서(94)의 신호를 기초로 설정된 실린더(16)의 상사점(top dead center; TDC)을 검출할 수 있다. 4기통 엔진의 경우 상기 설정된 실린더(16)는 1번 실린더일 수 있으며, 크랭크 샤프트(12)의 2회전 당 캠 샤프트(14)는 1회전할 수 있다.
MHSG 휠(300)은 MHSG(30)와 일체로 회전하도록 장착되며, 원주 상에 적어도 3개의 투쓰들(310, 320, 및 330)이 형성되어 있다. 상기 적어도 3개의 투쓰들(310, 320, 및 330) 각각의 크기 및 간격은 서로 다를 수 있다. 또한, MHSG 휠(300)의 투쓰들(310, 320, 및 330)은 캠 샤프트 휠(200)의 투쓰들(210, 220, 및 230)과 소정의 각도 차이(x3-x2)를 가지고 동일 간격으로 형성될 수 있다.
MHSG 위치 센서(96)는 상기 적어도 3개의 투쓰들(310, 320, 및 330)(즉, MHSG 휠(300)의 위치)를 검출하여, 이에 대한 신호를 제어 모듈(35)에 전달하고, 제어 모듈(35)은 상기 신호를 제어기(80)에 전달한다. 제어기(80)는 상기 MHSG 위치 센서(96)의 신호를 기초로 상기 설정된 실린더(16)의 상사점을 검출할 수 있다.
제어기(80)는 크랭크 샤프트 위치 센서(92), 캠 샤프트 위치 센서(94), 및 MHSG 위치 센서(96)의 신호를 기초로 MHSG(30)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(80)는 이그니션 스위치(72), 외기온 센서(74), 및 SOC 센서(76)의 신호를 기초로 MHSG(30) 및 스타어(40)의 작동을 제어할 수 있다. 제어기(80)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제어기(80)는 이그니션 스위치(72)의 START 접점이 선택되는지 판단한다(S100).
상기 S100 단계에서 상기 이그니션 스위치(72)의 START 접점이 선택되지 않으면, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법은 종료된다.
상기 S100 단계에서 상기 이그니션 스위치(72)의 START 접점이 선택되면, 제어기(80)는 외기온을 설정된 온도와 비교한다(S110). 상기 설정된 온도는 냉시동 조건인지 여부를 판단하기 위하여 당업자가 바람직하다고 판단되는 값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 설정된 온도는 -20 ℃일 수 있다.
상기 S110 단계에서 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 크거나 같으면, 제어기(80)는 스타터(40)를 구동시켜 엔진(10)을 시동한다(S120).
상기 S110 단계에서 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작으면, 제어기(80)는 배터리(50)의 SOC를 설정된 SOC와 비교한다(S130). 상기 설정된 SOC는 배터리(50)가 완전히 방전될 가능성이 있는지 판단하기 위하여 당업자가 바람직하다고 판단되는 값으로 설정할 수 있다.
상기 S130 단계에서 상기 배터리(50)의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 작거나 같으면, 제어기(80)는 스타터(40)를 구동시켜 엔진(10)을 시동한다(S120). 즉, MHSG(30)와 스타터(40)를 동시에 작동시켜 엔진(10)을 시동하는 경우 배터리(50)가 완전히 방전될 수 있으므로, 스타터(40)만을 작동시켜 엔진(10)을 시동할 수 있다.
상기 S130 단계에서 상기 배터리(50)의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 크면, 제어기(80)는 상기 MHSG(30)를 구동시켜 엔진(10)의 캠 샤프트(14)의 위치를 설정된 위치로 회전시킨다(S140). 상기 설정된 위치는 엔진(10)의 시동시 효율성 및 연소 안전성 등을 고려하여 당업자가 바람직하다고 판단되는 위치로 설정할 수 있다. 따라서, 엔진(10)의 시동시 캠 샤프트(14)의 위치가 상기 설정된 위치에 있으므로, 특정 실린더부터 연료 분사를 시작하여 지연시간 없이 엔진(10)을 시동할 수 있다.
상기 캠 샤프트(14)의 위치가 상기 설정된 위치가 되면, 제어기(80)는 상기 MHSG(30)와 스타터(40)를 구동시켜 엔진(10)을 시동한다(S150). 이에 따라, 외기온이 매우 낮은 상황에서도 엔진(10)의 시동성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 외기온이 낮은 상황에서 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 엔진 20: 변속기
30: MHSG 31: 회전자
32: 고정자 33a: 제1 케이스(33a)
33b: 제2 케이스 33c: 제3 케이스(33c)
34: 파워 모듈 35: 제어 모듈
40: 스타터 50: 배터리
60: 차동기어장치 65: 휠
72: 이그니션 스위치 74: 외기온 센서
76: SOC 센서 80: 제어기
92: 크랭크 샤프트 위치 센서 94: 캠 샤프트 위치 센서
96: MHSG 위치 센서 100: 크랭크 샤프트 휠
200: 캠 샤프트 휠 300: MHSG 휠

Claims (11)

  1. 복수개의 접점을 포함하는 이그니션 스위치;
    마일드 하이브리드 차량의 외기온을 검출하는 외기온 센서;
    배터리의 SOC(state of charge)를 검출하는 SOC 센서;
    고정자 및 고정자의 내측에 배치되는 회전자를 포함하고, 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild starter & generator);
    엔진을 시동하는 스타터;
    상기 회전자와 일체로 회전하며, 원주 상에 적어도 3개의 투쓰들이 형성된 MHSG 휠;
    상기 투쓰들의 위치를 검출하는 MHSG 위치 센서; 및
    상기 MHSG 위치 센서의 신호를 기초로 설정된 실린더의 상사점을 판단하는 제어기;를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 외기온이 설정된 온도 보다 작고 배터리의 SOC가 설정된 SOC 보다 크면 상기 MHSG 및 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 외기온이 설정된 온도 보다 작고 배터리의 SOC가 설정된 SOC 보다 크면 상기 MHSG를 구동시켜 엔진의 캠 샤프트의 위치를 설정된 위치로 회전시키는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 크거나 같으면 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작고 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 작거나 같으면 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 투쓰들 각각의 크기 및 간격은 서로 다른 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 투쓰들은 제1, 2, 3 투쓰를 포함하고,
    상기 제1 투쓰의 포지티브 플랭크와 네거티브 플랭크 사이의 거리, 상기 제2 투쓰의 포지티브 플랭크와 네거티브 플랭크 사이의 거리, 및 상기 제3 투쓰의 포지티브 플랭크와 네거티브 플랭크 사이의 거리는 서로 다르며,
    제1 투쓰의 네거티브 플랭크와 제2 투쓰의 포지티브 플랭크 사이의 거리, 제2 투쓰의 네거티브 플랭크와 제3 투쓰의 포지티브 플랭크 사이의 거리, 및 제3 투쓰의 네거티브 플랭크와 제1 투쓰의 포지티브 플랭크 사이의 거리는 서로 다른 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 MHSG 휠의 중심부에는 홀이 형성되고, 상기 회전자의 회전 샤프트가 상기 홀을 관통하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  8. 복수개의 접점을 포함하는 이그니션 스위치; 마일드 하이브리드 차량의 외기온을 검출하는 외기온 센서; 배터리의 SOC(state of charge)를 검출하는 SOC 센서; 고정자 및 고정자의 내측에 배치되는 회전자를 포함하고, 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(mild starter & generator); 엔진을 시동하는 스타터; 상기 회전자와 일체로 회전하며, 원주 상에 적어도 3개의 투쓰들이 형성된 MHSG 휠; 상기 투쓰들의 위치를 검출하는 MHSG 위치 센서; 및 상기 MHSG 위치 센서의 신호를 기초로 설정된 실린더의 상사점을 판단하는 제어기;를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치를 이용한 엔진 시동 방법에 있어서,
    상기 외기온과 설정된 온도를 비교하는 단계;
    상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작으면, 상기 배터리의 SOC를 설정된 SOC와 비교하는 단계; 및
    상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 크면, 상기 MHSG 및 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 단계;
    를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작고 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 크면, 상기 MHSG를 구동시켜 엔진의 캠 샤프트의 위치를 설정된 위치로 회전시키는 단계;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 크거나 같으면, 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 단계;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 외기온이 상기 설정된 온도 보다 작고 상기 배터리의 SOC가 상기 설정된 SOC 보다 작거나 같으면, 상기 스타터를 구동시켜 엔진을 시동하는 단계;
    를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
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