KR102522598B1 - 마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛, 이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents

마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛, 이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛, 이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법이 제공된다. 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템은 엔진, 상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator), 상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리, 상기 엔진을 시동하는 스타터, 상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리, 및 시동 명령의 종류 및 상기 제2 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나에 의한 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛를 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 엔진의 시동 시 상기 스타터를 이용하도록 제어한다.

Description

마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛, 이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법{MILD HYBRID ENGINE CONTROL UNIT, START CONTROL SYSTEM FOR MILD HYBRID VEHICLE INCLUDING THE SAME, AND METHOD OF OPERATION THEREOF}
본 발명은 마일드 하이브리드(Mild Hybrid) 엔진 제어 유닛, 이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 마일드 하이브리드 차량에 장착된 12V 배터리의 상태에 따라 ISG(Instant Stop & Go) 진입 여부를 결정할 수 있는 마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛, 이를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 엔진과 구동모터를 구비하여, 엔진의 연소 작용으로부터 발생된 동력과 배터리에 저장된 전기 에너지를 매개로 하는 구동모터의 회전으로 발전된 동력을 각각 적절하게 이용하여 구동할 수 있는 차량이다.
특히 마일드 하이브리드 차량은 알터네이터 대신 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator; MHSG)를 구비하여 필요 시 모터를 구동하여 엔진의 출력을 보조하는 타입의 하이브리드 차량이다. 마일드 하이브리드 차량은 모터의 토크만으로 차량을 구동시키는 주행 모드는 없지만, 모터를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48V 배터리)를 충전할 수 있다. 즉 엔진 토크에 모터 토크를 더해 운전자 요구 토크에 대응함으로써 빠른 응답성과 함께 회생제동으로 얻은 전력을 사용하기 때문에 연비도 향상될 수 있다.
마일드 하이브리드 차량은 시동 시 48V 배터리를 이용하는 MHSG 뿐만 아니라 12V 배터리와 스타터를 이용할 수 있다. 시동 시 MHSG와 스타터 중 어느 것을 이용하는지는 12V 배터리, 48V 배터리, 스타터 및 MHSG 의 종합적인 상태에 기초하여 결정할 수 있다. 그런데 12V 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우에는 스타터가 정상임에도 불구하고 12V 배터리 상태의 정상 확인이 되지 않아 스타터를 통한 ISG 진입이 불가능한 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 12V 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우에 12V 배터리 및 스타터를 이용하여 시동 진입하도록 제어함으로써 12V 배터리의 상태 정보를 획득하고 정상적으로 ISG 진입이 가능한 마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛을 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템은, 엔진, 상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator), 상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리, 상기 엔진을 시동하는 스타터, 상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리, 및 시동 명령의 종류 및 상기 제2 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나에 의한 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛를 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 엔진의 시동 시 상기 스타터를 이용하도록 제어한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 배터리의 상태 정보는 상기 제2 배터리의 SOH(State of Health)/SOF(State of Function) 학습 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 엔진의 시동 시 상기 스타터를 이용하도록 제어한 후, 상기 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보를 생성하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 엔진 제어 유닛은 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보가 생성되지 않는 경우에 상기 엔진의 ISG 진입을 제한하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 스타터를 이용한 엔진의 시동이 완료된 후, 생성된 제2 배터리의 상태 정보를 참조하여 ISG 진입 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 시동 명령의 종류가 키 시동 명령 또는 ISG 시동 명령인 경우, 상기 스타터의 상태 정보를 확인하고, 상기 스타터가 정상인 경우 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하는지 여부를 확인할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 동작 방법은, 엔진과, 상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator)와, 상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리와, 상기 엔진을 시동하는 스타터와, 상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리 및 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 제어 시스템의 동작 방법에 있어서, 상기 동작 방법은, 상기 엔진의 시동 명령을 제공받는 단계, 상기 스타터와 상기 제2 배터리의 상태 정보를 확인하는 단계, 및 상기 스타터가 정상이지만 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우 상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계 이후에, 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 상태 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 상태 정보를 생성하는 단계 이후에, 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보가 생성되지 않는 경우에 상기 엔진의 ISG 시동 진입을 제한하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 상태 정보를 생성하는 단계 이후에, 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보가 생성되지 않는 경우에 상기 엔진의 ISG 진입을 제한하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 스타터를 이용한 엔진 시동을 제어하는 단계 이후에, 생성된 제2 배터리의 상태 정보를 참조하여 ISG 진입 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엔진 제어 유닛은, 엔진과, 상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator)와, 상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리와, 상기 엔진을 시동하는 스타터와, 상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 제어 시스템에서 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛에 있어서, 상기 엔진 제어 유닛은, 상기 엔진의 시동 명령을 제공받는 단계, 상기 스타터와 상기 제2 배터리의 상태 정보를 확인하는 단계, 및 상기 스타터가 정상이지만 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우 상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계를 포함하는 단계를 수행한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템은, 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우, 제2 배터리와 스타터를 이용한 시동을 강제함으로써, 엔진의 시동 과정에서 제2 배터리의 상태 정보를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 제2 배터리의 상태 정보를 이후 ISG 진입 여부 결정 과정에서 이용함으로써, 제2 배터리 및 스타터의 상태가 정상임에도 불구하고 ISG 진입이 불가능해지는 경우를 방지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 포함된 마일드 하이브리드 엔진 제어 유닛의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)은 엔진 제어 유닛(100), 제1 배터리(210), 제2 배터리(220), MHSG(230), 스타터(240), LDC(250) 및 엔진(500) 등을 포함할 수 있다.
엔진 제어 유닛(100)는 마일드 차량용 시동 제어 시스템(1)에 의해 수행되는 엔진(500)의 시동을 수행할 수 있다. 엔진 제어 유닛(100)을 이용하여 수행되는 시동 제어에 관한 더욱 자세한 설명은 후술한다.
제1 배터리(210)는 고전압 배터리로, 제2 배터리(220)에 비하여 상대적으로 고전압 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 제1 배터리(210)는 48V의 출력을 갖는 리튬-이온 배터리일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 배터리(210)는 MHSG(230)에 전력을 공급하거나, MHSG(230)을 통해 회수되는 전력을 통해 충전될 수 있다. 또한, 제1 배터리(210)에서 출력되는 전압은 LDC(Low Voltage DC-DC converter; LDC)(250)에 의해 저전압으로 변환되어 제2 배터리(220)를 충전할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 배터리(210)는 제1 배터리(210)에 포함된 배터리 셀을 제어하고, 배터리 셀의 충전 상태(State of Charge) 등을 관리하기 위한 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)를 포함할 수 있다.
MHSG(230)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있다. 즉, MHSG(230)는 엔진(500)을 시동하거나, 엔진(110)의 출력에 의해 발전하여 제1 배터리(210)를 충전할 수 있다. 또한, MHSG(230)는 엔진(500)의 토크를 보조하기 위해 동력을 발생시킬 수도 있다.
도시되지는 않았으나, MHSG(230)와 제1 배터리(210) 사이에는 인버터가 구비되어 양 측을 오가는 전력을 변환할 수 있다.
MHSG(230)와 제1 배터리(210)는 이후에 설명되는 것과 같이, 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)에 의한 엔진(500)의 시동을 주로 수행할 수 있다.
제2 배터리(220)는 저전압 배터리로, 제1 배터리(210)에 비하여 상대적으로 저전압 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 제2 배터리(220)는 12V의 출력을 갖는 납산(Lead Acid) 배터리, AGM(Absorbent Glass Mat) 배터리 등을 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 배터리(220)는 스타터(240)를 구동하기 위한 저전압 전력을 제공할 수 있다. 또한, 제2 배터리(220)는 예를 들어 헤드 램프, 에어컨 등과 같은 전장 부하를 구동할 수 있다.
스타터(240)와 제2 배터리(220)는 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)에 의한 엔진(500)의 시동을 보조적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 제2 배터리(220)는 제2 배터리(220)의 출력 전압, 전류 등을 측정하고, 측정값으로부터 제2 배터리(220)의 상태 정보를 생성하는 측정부를 포함할 수 있다. 이와 같은 제2 배터리(220)의 상태 정보는 예를 들어 제2 배터리의 SOH(State of Health)/SOF(State of Function) 학습 정보를 포함할 수 있다.
상기 측정부는 제2 배터리(220)를 이용한 엔진(500)의 시동 시 제2 배터리(220)의 상태 정보를 생성하여 엔진 제어 유닛(100)으로 제공할 수 있다. 이와 관련하여 도 2를 이용하여 더욱 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)에 포함된 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2를 참조하면, (a)는 제2 배터리(220)의 출력을 이용하여 스타터(240)가 엔진(500)을 시동시키는 경우 제2 배터리(220)의 출력 전압과 엔진(500)의 회전수 변화를 도시한 그래프이고, (b)는 제1 배터리(210)의 출력을 이용하여 MHSG(230)가 엔진(500)을 시동시키는 경우 제2 배터리(220)의 출력 전압과 엔진(500)의 회전수 변화를 도시한 그래프이다.
도시된 것과 같이, MHSG(230)에 의한 엔진 시동의 경우 제2 배터리(220)의 출력 전압은 전압 강하가 거의 발생하지 않는 반면, 스타터(240)에 의한 엔진 시동의 경우 제2 배터리(220)의 출력 전압에 전압 강하가 발생한다. 제2 배터리(220)는 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 생성하고, 이를 엔진 제어 유닛(100)에 제공할 수 있다. MHSG(230)에 의한 엔진 시동의 경우 제2 배터리(220)의 출력 전압의 전압 강하가 거의 발생하지 않기 때문에, 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보 생성은 불가능하다.
엔진 제어 유닛(100)은 제공된 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보에 기초하여, ISG 진입 여부를 결정할 수 있다. 여기서 'ISG 진입'은 엔진(500)의 공회전(idle) 상태에서 연료 소모의 저감을 위해 엔진(500)의 시동이 꺼지도록 제어되는 것을 의미한다. 운전자가 다시 브레이크에서 발을 떼거나 액셀러레이터를 밟는 경우 ISG는 해제되어 엔진(500)이 시동된다.
본 발명의 시스템(1)을 포함하는 마일드 하이브리드 차량은 기존의 저전압을 이용하는 스타터(240)에 의해 엔진(500)을 시동시키거나, 고전압을 이용하는 MHSG(230)에 의해 엔진(500)을 시동시킬 수 있다. 이러한 엔진(500)의 시동에는 시동 버튼에 의한 키(key) 시동과, 정차 시 엔진(500)을 껐다가 출발할 때 다시 엔진(500)을 시동하는 ISG(Idle Stop & Go) 시동, 및 운전자의 브레이크 페달 조작에 의해 차량이 ISG 진입하기 직전에 운전자가 브레이크 페달을 놓으면서 엔진(500)이 재시동되는 COM(Change Of Mind) 시동이 포함될 수 있다. 각각의 시동 과정에서 엔진 제어 유닛(100)은 MHSG(230) 또는 스타터(240) 중 적어도 어느 하나에 의한 시동을 선택하여 시동 과정을 제어할 수 있다.
이 때, 엔진 제어 유닛(100)은 MHSG(230) 및/또는 스타터(240)에 의한 시동 여부를 선택하기 위해, 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 비롯한 배터리 상태 정보를 이용할 수 있다. 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보는 특히 ISG 진입 여부 결정 시 중요한 판단 요소로 이용될 수 있다.
그런데 제2 배터리(220)를 교환하거나, 제2 배터리(220)의 측정부에 기억된 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보가 어떠한 이유에 의해 소거된 경우, 엔진 제어 유닛(100)은 ISG 진입 여부를 판단하기 위해 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 이용하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
즉, 엔진 제어 유닛(100)이 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 얻을 수 없어서, 제2 배터리(220) 및 스타터(240)가 정상적임에도 불구하고 ISG 진입이 불가능한 경우가 발생하는 것이다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)은 엔진 제어 유닛(100)이 MHSG(230) 및/또는 스타터(240)에 의한 시동 여부를 선택하는 것에 필요한 위한 배터리 상태 정보를 생성하기 위해 특히 제2 배터리(220) 및 스타터(240)를 이용한 시동을 강제하도록 제어할 수 있다. 이와 같은 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)의 동작 방법과 관련하여 도 3과 도 4를 이용하여 설명한다.
도 3과 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 동작 방법은, 엔진의 시동 명령을 제공받는 단계(S110), 스타터의 고장 여부와 제2 배터리의 상태 정보를 확인하는 단계(S120), 스타터가 정상이지만 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우 엔진의 시동 시 스타터를 이용하도록 제어하는 단계(S130), 엔진의 시동 진입 시 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 제2 배터리의 상태 정보를 생성하도록 제어하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. 상술한 각 단계들을 도 4를 이용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 엔진(500)의 시동 명령은 키 시동 명령인지(S201), ISG 시동 명령인지(S206), COM 시동 명령인지(S207) 여부에 따라 그 처리 단계가 달라질 수 있다.
엔진(500)의 시동 명령이 키 시동 명령 또는 ISG 시동 명령(S201, S206)인 경우, 스타터(240)의 상태 정보가 확인될 수 있다(S202).
엔진 제어 유닛(100)은 스타터(240)에 이상이 없는 경우 제2 배터리(220)의 상태 정보를 확인할 수 있다(S203). 여기서 제2 배터리(220)의 상태 정보는 예를 들어 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 포함할 수 있다. 스타터(240)에 이상이 있어 엔진 시동이 불가능한 경우 엔진 제어 유닛(100)은 MHSG(230)에 의해 엔진 시동이 수행되도록 제어하는 한편(S211), ISG 진입이 제한되도록 제어할 수 있다(S212). 즉, 스타터(240)에 이상이 있는 경우, 제2 배터리(220)의 상태와 관계없이 ISG 진입이 제한되는 것이다.
엔진 제어 유닛(100)으로부터 제2 배터리(220)로 제2 배터리(220)의 상태 정보, 예를 들어 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 요청하고, 미리 저장된 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하는 경우, 엔진 시동 우선권은 제1 배터리(210)와 MHSG(230)를 이용하는 것에 있다. 따라서 MHSG(230) 및 제1 배터리(210)를 이용한 엔진 시동이 수행될 수 있다(S209).
그런데, 제2 배터리(220)의 교환 또는 제2 배터리(220)의 상태 정보 소거 등으로 인하여 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하지 않는 경우, 이후 제2 배터리(220)의 상태 정보에 기초한 엔진(500)의 ISG 진입 여부의 결정이 불가능해질 수 있다. 즉, 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하지 않으면 이후 제2 배터리(220) 및 스타터(240)를 이용하여 엔진(500)이 시동되도록 제어되지 않으므로, 엔진(500)의 시동 시 제2 배터리(220)의 측정값으로부터 생성되는 제2 배터리(220)의 상태 정보 또한 여전히 생성되지 않는 악순환이 발생하기 때문이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)은 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하지 않는 경우 제2 배터리(220) 및 스타터(240)를 이용한 시동을 강제하도록 제어할 수 있다(S204). 스타터(240)에 의해 엔진(500)이 시동되면, 예를 들어 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값으로부터 제2 배터리(220)의 SOH/SOF 학습 정보를 생성하는 것과 같이 제2 배터리(220)의 상태 정보의 생성이 가능해진다. 제2 배터리(220) 및 스타터(240)를 이용한 강제 시동은, 키 시동 및 ISG 시동 두 가지 경우에 모두 적용될 수 있다.
제2 배터리(220) 및 스타터(240)를 이용한 강제 시동 후에, 제2 배터리(220)의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 제2 배터리의 상태 정보가 생성될 수 있다.
제2 배터리(220) 및 스타터(240)를 이용한 엔진 시동이 완료된 후 엔진 제어 유닛(100)은 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하는지 다시 확인한다(S205). 이 때 스타터(240)에 의한 시동이 완료되었음에도 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하지 않는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 제2 배터리(220) 자체, 예를 들어 제2 배터리(220)의 측정부에 존재하는 오류로 인하여 제2 배터리(220)의 상태 정보가 생성되지 않거나 정상적으로 저장되지 않은 경우, 이후 시동 과정에서 제2 배터리(220)의 상태 정보는 여전히 획득될 수 없는 상태가 유지될 수 있다. 이 때는 엔진 제어 유닛(100)은 이후 ISG 진입이 제한되도록 제어할 수 있다(S212).
한편, 제공된 시동 명령이 COM 시동 명령(S207)인 경우 엔진 시동은 엔진(500)의 회전수를 기준으로 판단될 수 있다(S208). 엔진(500)의 회전수가 예를 들어 1200RPM 이상인 경우, 엔진 제어 유닛(100)은 인젝터의 연료 분사 재개만으로 엔진(500)을 시동시킬 수 있다(S210). 반면에, 엔진(500)의 회전수가 기준값 이하인 경우, 엔진 제어 유닛(100)은 MHSG(230)를 이용하여 엔진(500)을 시동시킬 수 있다(S209). 상술한 두 경우 모두 시동이 완료된 이후 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하는지 다시 확인할 수 있다(S205).
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)은, 제2 배터리(220)의 측정부에 존재하는 오류로 인하여 제2 배터리(220)의 상태 정보가 생성되지 않거나 정상적으로 저장되지 않은 경우, 제2 배터리(220)의 상태 정보를 참조하지 못해 ISG 진입이 불가능해지는 경우를 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템(1)은, 제2 배터리(220)의 상태 정보가 존재하지 않는 경우, 제2 배터리(220)와 스타터(240)를 이용한 시동을 강제함으로써, 엔진(500)의 시동 과정에서 제2 배터리(220)의 상태 정보를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 제2 배터리(220)의 상태 정보를 이후 ISG 진입 과정에서 참조함으로써, 제2 배터리(220) 및 스타터(240)의 상태가 정상임에도 불구하고 ISG 진입이 불가능해지는 경우를 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
100: 엔진 제어 유닛 210: 제1 배터리
220: 제2 배터리 230: MHSG
240: 스타터 250: LDC
500: 엔진

Claims (15)

  1. 엔진;
    상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator);
    상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리;
    상기 엔진을 시동하는 스타터;
    상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리; 및
    시동 명령의 종류 및 상기 제2 배터리의 상태 정보에 기초하여 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나에 의한 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛을 포함하되,
    상기 엔진 제어 유닛은, 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우, 상기 엔진의 시동 시 상기 스타터를 이용하도록 제어하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보는 상기 제2 배터리의 SOH(State of Health)/SOF(State of Function) 학습 정보를 포함하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 엔진 제어 유닛은, 상기 엔진의 시동 시 상기 스타터를 이용하도록 제어한 후, 상기 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보를 생성하도록 제어하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 엔진 제어 유닛은 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보가 생성되지 않는 경우에 상기 엔진의 ISG 진입을 제한하도록 제어하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 엔진 제어 유닛은, 상기 스타터를 이용한 엔진의 시동이 완료된 후, 생성된 제2 배터리의 상태 정보를 참조하여 ISG 진입 여부를 결정하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진 제어 유닛은, 상기 시동 명령의 종류가 키 시동 명령 또는 ISG 시동 명령인 경우, 상기 스타터의 상태 정보를 확인하고, 상기 스타터가 정상인 경우 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하는지 여부를 확인하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템.
  7. 엔진과, 상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator) 와, 상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리와, 상기 엔진을 시동하는 스타터와, 상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리 및 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛을 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 제어 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 동작 방법은,
    상기 엔진의 시동 명령을 제공받는 단계;
    상기 스타터의 고장 여부와 상기 제2 배터리의 상태 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 스타터가 정상이지만 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우 상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계를 포함하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계 이후에, 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 상태 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보는 상기 제2 배터리의 SOH(State of Health)/SOF(State of Function) 학습 정보를 포함하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 상태 정보를 생성하는 단계 이후에, 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보가 생성되지 않는 경우에 상기 엔진의 ISG 진입을 제한하도록 제어하는 단계를 더 포함하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 제어 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 스타터를 이용한 엔진 시동을 제어하는 단계 이후에,
    생성된 제2 배터리의 상태 정보를 참조하여 ISG 진입 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    마일드 하이브리드 차량용 시동 제어 시스템의 제어 방법.
  12. 엔진과, 상기 엔진을 시동하고, 상기 엔진의 출력에 의해 충전되는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator) 와, 상기 MHSG에 고전압 전력을 제공하는 제1 배터리와, 상기 엔진을 시동하는 스타터와, 상기 스타터에 저전압 전력을 공급하는 제2 배터리를 포함하는 마일드 하이브리드 차량용 제어 시스템에서 상기 스타터와 MHSG 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 엔진의 시동 진입을 제어하는 엔진 제어 유닛에 있어서,
    상기 엔진 제어 유닛은,
    상기 엔진의 시동 명령을 제공받는 단계;
    상기 스타터의 고장 여부와 상기 제2 배터리의 상태 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 스타터가 정상이지만 상기 제2 배터리의 상태 정보가 존재하지 않는 경우 상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계를 포함하는 단계를 수행하는,
    엔진 제어 유닛.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 스타터를 이용하여 엔진 시동을 제어하는 단계 이후, 상기 엔진의 시동 시 상기 제2 배터리의 출력 전압의 전압 강하값에 기초하여 상기 제2 배터리의 상태 정보를 생성하는 단계를 더 수행하는,
    엔진 제어 유닛.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보는 상기 제2 배터리의 SOH(State of Health)/SOF(State of Function) 학습 정보를 포함하는,
    엔진 제어 유닛.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 엔진 제어 유닛은 상기 제2 배터리의 SOF/SOH 학습정보가 생성되지 않는 경우에 상기 엔진의 ISG 진입을 제한하도록 제어하는,
    엔진 제어 유닛.
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