KR20180115109A - 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 엔진 시동 시퀀스 제어 장치는, 엔진, 상기 엔진을 시동하는 모터, 상기 모터에 공급되는 전원을 차단 또는 연결하는 메인 스위치, 상기 메인 스위치를 통해 상기 모터에 상기 전원을 공급하는 메인 배터리, 역방향 제어에 의해 역전원을 승압하여 상기 메인 배터리를 충전하는 컨버터, 상기 역전원을 공급하는 보조 배터리, 및 시동 온이 입력됨에 따라 상기 역방향 제어로 미리 설정되는 설정시간동안 프리차징을 수행하고, 상기 프리차징이 완료되면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 컨버터 제어기를 포함한다.

Description

엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for controlling start sequence of an engine in a vehicle}
본 발명은 엔진 시동 시퀀스 제어 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 프리차징(pre-charging)용 소자 및 회로를 삭제하면서도 엔진 시동이 가능한 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법에 대한 것이다.
일반적으로, 전장부하 등에 전력을 공급하는 보조 배터리(예를 들면 약 12V의 출력 전압을 들 수 있음)로 공급할 수 있는 최대 파워 용량(최대 약 2.5kW가 됨)은 제한적이기 마련이다.
그런데, 내적 요인으로 신기술 부품 개발 적용이 확대되어 가고, 이에 따라 전기 소모량이 증가하고 있다. 또한, 외적 요인으로는 연비 및 배기가스 규제 강화 또는 운전의 편의성 향상이 요구되고 있다.
따라서, 보조 배터리가 제공하는 이상의 전력이 요구될 경우, 보조 배터리외에도 다른 전원 체계(예를 들면 약 41V, 48V등의 출력 전압을 들 수 있음)를 갖는 메인 배터리가 사용되고 있다.
이러한 구조를 갖는 차량을 Mild-HEV(Hybrid Electric Vehicle) 혹은 Soft-HEV라고 한다.
한편, 일반적인 HEV의 경우, Key Start 신호를 받고 프리차징과 메인 릴레이 Close를 순서대로 수행하고, 모터를 이용하여 주행을 시작한다. 프리차징은 최대 약 1.5초가 된다.
그런데, Mild-HEV 혹은 Soft-HEV의 경우, Key start 신호 이후 프리차징을 수행하고, 메인 배터리 릴레이를 Close한 후 엔진 시동을 켜서 차량 주행을 시작해야 하는 구조이다. 즉, 엔진 시동이 선행되지 않으면 차량 주행이 불가능하다.
따라서, 이러한 Mild-HEV 혹은 Soft-HEV의 경우, 빠른 시간안에 엔진 시동 준비를 할 수 있는 시퀀스가 요구되고 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2005-0036185호 2. 한국공개특허번호 제10-2005-0001673호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 빠른 시간안에 엔진 시동 준비를 할 수 있는 시동시간 단축이 가능한 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 프리차징용 소자 및/또는 회로를 삭제하여 원가 절감을 가능하게 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 빠른 시간안에 엔진 시동 준비를 할 수 있는 시동시간 단축이 가능한 엔진 시동 시퀀스 제어 장치를 제공한다.
상기 엔진 시동 시퀀스 제어 장치는,
엔진;
상기 엔진을 시동하는 모터;
상기 모터에 공급되는 전원을 차단 또는 연결하는 메인 스위치;
상기 메인 스위치를 통해 상기 모터에 상기 전원을 공급하는 메인 배터리;
역방향 제어에 의해 역전원을 승압하여 상기 모터측의 전압을 승압하는 컨버터;
상기 역전압을 공급하는 보조 배터리; 및
시동 온(ignition on)이 입력됨에 따라 상기 역방향 제어로 미리 설정되는 설정시간동안 프리차징을 수행하고, 상기 프리차징이 완료되면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 컨버터 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 컨버터 제어기는, 상기 프리차징을 수행하는 수행 모듈; 상기 프리차징이 완료된 후 상기 메인 배터리로부터의 전원이 미리 설정되는 설정 기준값에 도달하는 지를 판단하는 판단 모듈; 및 판단 결과, 설정 기준값에 도달하면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 모터는 연결 수단을 통해 상기 엔진의 크랭크 샤프트 축과 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 연결 수단은 벨트인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메인 배터리는 슈퍼 캐퍼시터 또는 리튬 이온 배터리이고, 상기 보조 배터리는 납산 배터리(lead acid battery)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 모터는 인버터 일체형의 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 컨버터는 양방향 LDC(Low voltage Direct current-Direct current Converter)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메인 스위치는 파워 릴레이, 반도체 스위칭 소자, 사이리스터, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC(Triode for alternating current), SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Ciruit) 회로 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 역방향 제어는 12V에서 48V로 승압하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 엔진 시동 시퀀스 제어 장치는, 상기 프리차징이 완료된 후, 키 스타트(key start)가 입력되면 상기 메인 스위치가 도통(close)되어 있는 상태를 확인하여 즉시 상기 모터를 구동하여 상기 엔진을 시동하는 차량 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 컨버터 제어기가 시동 온(ignition on)이 입력됨에 따라 역방향 제어로 미리 설정되는 설정시간동안 프리차징을 수행하는 프리차징 수행 단계; 컨버터가 상기 역방향 제어에 따라 보조 배터리로부터의 역전원을 승압하여 상기 모터측의 전압을 승압하는 승압 단계; 상기 컨버터 제어기가 상기 프리차징이 완료됨에 따라 메인 스위치를 도통(close)하는 메인 스위치 도통(close) 단계; 및 엔진을 시동하기 위해 상기 메인 배터리로부터 상기 메인 스위치를 통해 모터로 전원을 공급하는 전원 공급 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법을 제공할 수 있다.
이때, 상기 메인 스위치 도통(close) 단계는, 상기 프리차징이 완료된 후 판단 모듈이, 상기 메인 배터리로부터의 전원이 미리 설정되는 설정 기준값에 도달하는 지를 판단하는 단계; 및 판단 결과, 제어 모듈이 설정 기준값에 도달하면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전원 공급 단계는, 차량 제어기가, 상기 프리차징이 완료된 후, 키 스타트(key start)가 입력되면 상기 메인 스위치가 도통(close)되어 있는 상태를 확인하여 즉시 상기 모터를 구동하여 상기 엔진을 시동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시동 시간 단축 및 소음 저감을 통한 상품성을 유지하면서, 빠른 시간안에 엔진 시동 준비를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 변환기(converter)의 양방향 제어를 통하여 시동 시간을 단축함으로써 프리차징용 소자 및/또는 회로를 삭제할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 프리차징용 소자 및/또는 회로가 삭제됨에 따라 원가 절감이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 시동 시퀀스 제어 장치의 구성 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엔진 시동 시퀀스 제어 장치에 컨버터 및 전장 부하가 구성되는 구성 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 컨버터 제어기의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시동 시간 단축을 위한 엔진 시동 시퀀스 제어 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 시동 시퀀스 제어 장치(100)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 엔진 시동 시퀀스 제어 장치(100)는, 차량에 설치되는 구성요소간 신호, 데이터를 교환하고 제어하는 차량 제어기(110), 엔진(120), 상기 엔진(120)의 크랭크 샤프트 축과 연결 수단을 통해 연결되어 발전하거나 엔진(120)을 시동하는 모터(130), 상기 모터(130)에 전원을 공급하는 메인 배터리(140), 상기 메인 배터리(140)에 역방향 제어에 의해 역전원을 공급하는 보조 배터리(150) 등을 포함하여 구성될 수 이 있다.
차량 제어기(110)는 엔진(120)을 시동하기 위해 모터(130)를 구동하거나, 엔진(120)의 동작에 의해 발전을 수행하도록 모터(130)를 제어한다. 또한, 차량 제어기(110)는 메인 배터리(140), 보조 배터리(150) 등과 전기적으로 연결되어 메인 배터리(140) 및/또는 보조 배터리(150)의 상태 정보를 받아 이를 분석할 수도 있다.
부연하면, 차량 제어기(110)는 보조 배터리(150)의 보조 배터리 상태 정보를 이용하여 충전량을 확인하고, 충전량이 적은 경우 발전 제어 모드를 실행하지 않고 림프홈 제어 모드를 실행할 수 있다. 보조 배터리 상태 정보로는 SOC(State Of Charge), SOH(State Of Health), DOD(Depth Of Discharging) 및 SOF(State Of Function) 등을 들 수 있다.
엔진(120)은 가솔린을 연료로 하는 CVVT(Continuous Variable Valve Timing), DOHC(Double Over Head Camshaft), CVT(Continuous Valve Timing), GDI(Gasoline Direct Injection), MPI(Multi Point Injection) 엔진, 디젤을 연료로하는 CRDI(Common Rail Direct Injection,), HTI(High direction Turbo Intercooler), VGT(Variable Geometry Turbocharge) 엔진, 가스를 연료로하는 LPi(Liquid Propane inj ection) 엔진 등이 될 수 있다.
모터(130)는 시동 모터로서 기능하거나 발전 모터로서 기능할 수 있다. 특히, 모터(130)는 회로를 포함하는 개념으로서 인버터 일체형의 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)가 될 수 있다. 부연하면, 모터(130)는 인버터 기능을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 모터(130) 내에서 발생하는 3상 교류의 발전 전력을 직류로 변환하여 출력하거나, 역으로 직류를 3상 교류로 변환하여 모터(130)를 구동하는 것이 가능하다. 일반적으로 인버터 내에는 커패시터(미도시)가 구성된다.
이 경우, 커패시터에 전압이 걸려있지 않은 상태에서 메인 배터리(140)를 연결하게 되면 내부저항이 매우 작아서 수천 A이상의 돌입전류가 인가된다. 이를 방지하기 위해 본 발명의 일실시예에서는 프리 차징을 통해 모터(130)에 메인 배터리(140)의 출력 전압과 동일한 전압으로 승압을 실행한다.
특히, 모터(130)는 FULL HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모터와 달리 영구자석형과 전자석으로 이루어져 있다. 즉, 스테이터(미도시)는 영구자석형이고, 로터(미도시)는 전자석으로 구성될 수 있다. 따라서, 모터(130)를 구동하기 위해서는 먼저 로터의 전자석을 자화(Preflux) 시키기 위한 여자 전류를 흘려 준다.
엔진(120)과 모터(130)는 벨트 등과 같은 연결 수단에 의해 연결된다. 따라서, 일반적인 동작 모드의 경우 엔진(120)이 구동되더라도 모터(130)는 발전이 되지 않는 상태이다. 즉, 여자 전류가 모터(130)에 인가되어야만 모터(130)의 로터가 자화되어 발전을 시작한다.
특히, 엔진(120)의 시동을 위해서는 모터(130)의 구동이 요구된다. 부연하면, 모터(130)는 메인 배터리(140)로부터 전원을 공급받아 구동되며, 이러한 구동에 따라 벨트 등과 같은 연결 수단이 엔진(120)을 정지 상태에서 회전시킨다.
메인 배터리(140)는 슈퍼 캐퍼시터(super capacitor), 리튬 이온 배터리가 될 수 있다. 물론, 이외에도 니켈 메탈 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 전고체 배터리 등의 전기 차량용 고전압 배터리가 될 수 있다. 슈퍼 캐퍼시터는 울트라 캐퍼시터 또는 초고용량 축전지라고도 한다. 이러한 슈퍼 캐퍼시터는 전극과 전해질계면으로의 단순한 이온의 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용하는 전자 부품을 말한다.
또한, 메인 배터리(140)는 하나의 배터리 셀이 될 수도 있고, 이러한 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 구성되는 배터리 팩이 될 수도 있다.
배터리 셀은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.
하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다.
이러한 전술한 파우치형 셀들의 에지들은 조인트(sealing joint)(미도시)을 포함한다. 부연하면, 상기 조인트는 배터리 셀들의 2개의 박막을 연결하고, 상기 박막들은 그로 인해 형성된 공동부 내에 추가의 부품들을 포함한다.
도 1을 계속 참조하면, 메인 배터리(140)는 출력 전압이 약 48V가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보조 배터리(150)는 일반적으로 납산 배터리(lead acid battery)가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 니켈 메탈 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 리튬이온 배터리가 될 수 있다. 보조 배터리(150)는 출력 전압이 약 12V가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보조 배터리(150)는 메인 배터리(140)로부터 충전 전원을 받아 충전된다. 물론, 메인 배터리(140)에 역방향의 충전 전원을 공급하는 것도 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 엔진 시동 시퀀스 제어 장치에 컨버터 및 전장 부하가 구성되는 구성 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 메인 배터리(140)와 보조 배터리(150) 사이에 컨버터(210), 이 컨버터(210)를 제어하는 컨버터 제어기(230), 메인 배터리(140)로부터 전원을 공급받는 고전압 부하(250)가 구성된다.
컨버터(210)는 양방향 컨버터(Bidirectional converter)로서, 강압 또는 승압을 수행한다. 부연하면, 메인 배터리(140)는 일반적으로 정방향 제어를 수행한다. 부연하면, 컨버터(210)는 상기 메인 배터리(140)로부터의 정전원을 조절하여 상기 보조 배터리(150)에 공급한다. 예를 들면, 정방향 제어인 경우, 컨버터(210)는 48V를 12V로 강압 변환하여 보조 배터리(150)에 공급한다.
이와 달리, 엔진(도 1의 120)을 시동하기 위해서 프리차징(precharging)을 수행하려면 역방향 제어가 수행되어야 한다. 따라서, 컨버터(210)가 상기 보조 배터리로(150)부터의 역전원을 조절하여 상기 메인 배터리(140) 및/또는 고전압 부하(250)에 공급한다. 예를 들면, 역방향 제어인 경우, 컨버터(210)는 12V를 48V로 승압 변환하여 메인 배터리(140) 및/또는 고전압 배터리(250)측에 공급한다.
따라서, 컨버터(210)는 양방향 컨버터로서 DC-DC 컨버터(Direct Current Direct Current Converter)가 될 수 있다. 특히, 양방향 LDC(Low voltage DC-DC) 컨버터가 될 수 있다. 물론, 컨버터(210)에는 승압을 위한 부스트 회로 및 강압을 위한 벅 회로가 구성된다.
한편, 보조 배터리(150)는 저전압 부하(220)에 전원을 공급한다. 저전압 부하(220)에는 램프(221) 등과 같은 전장부품들이 될 수 있다. 특히, 램프(221)는 림프홈 제어 모드가 실행되는 경우, 이를 표시하기 위한 서비스 램프가 될 수 있다.
도 2에서 컨버터 제어기(230)를 차량 제어기(110)와 별도 도시하였으나, 컨버터 제어기(230)를 차량 제어기(110)내에 하나로 구성하는 것도 가능하다.
도 3은 도 1에 도시된 컨버터 제어기의 세부 구성도이다. 일반적으로 FULL HEV(Hybrid Electric Vehicle)은 프리차징을 수행하기 위해 메인 릴레이(미도시)와 별도로 프리차징용 릴레이(미도시)를 구비하는 프리차징 회로를 이용한다. 이러한 프리차징용 릴레이를 통해 프리차징을 먼저, 수행한 후 메인 릴레이를 도통(close)한다.
프리차징 회로는 고전압 배터리와 48V 파워넷 부하측 회로(예를 들면, 모터(130)를 들 수 있음)를 연결하는 순간 정상 전류보다 높은 전류가 흘러 고전압 배터리측의 메인 릴레이 융착을 방지하기 위한 회로이다. 배터리측의 메인 릴레이를 도통(close)하기 전에 프리차징용 릴레이를 먼저 도통(close)하여 48V 파워넷 부하 회로측에 전압을 고전압 배터리와 동일한 48V로 상승시킨 후 메인 배터리 릴레이를 도통(close)하여 융착을 방지한다.
그런데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이러한 프리차징용 릴레이를 제거하는 구조이다. 도 2를 참조하면, 메인 배터리(140)와 도 2에 도시된 고전압 부하(250)에 속하는 모터(130) 사이에는 메인 스위치(310) 만이 구성된다. 따라서, 컨버터(210)의 역방향 제어(12V -> 48V)를 이용하여 부하 회로측에 있는 모터(130)측 회로에 48V 전압을 인가할 수 있다. 이후, 고전압 부하인 모터(130) 측 전압이 48V로 상승되면 컨버터 제어기(230)가 메인 스위치(310)를 도통(close)하여 고전압 배터리(210)를 48V 파워넷인 모터(130)에 연결할 수 있다.
메인 스위치(310)는 파워 릴레이, 반도체 스위칭 소자, 사이리스터, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC(Triode for alternating current), SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Ciruit) 회로 등이 될 수 있다. 반도체 스위칭 소자는 FET(Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor), 파워 정류 다이오드 등이 될 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 컨버터 제어기(230)는, 상기 프리차징을 수행하는 수행 모듈(311), 상기 프리차징 완료후 상기 메인 배터리로부터의 전원이 미리 설정되는 설정 기준값에 도달하는 지를 판단하는 판단 모듈(312), 판단 결과, 설정 기준값에 도달하면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 제어 모듈(313) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시동 시간 단축을 위한 엔진 시동 시퀀스 제어 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 먼저 차량이 정지되어 있는 상태에서 운전자가 차량 키를 이용하여 시동 온을 하면, 컨버터 제어기(230)가 작동을 시작한다(단계 S410,S420).
시동 온이 입력됨에 따라 컨버터 제어기(230)의 명령에 따라 컨버터(도 3의 210)가 역방향 제어로 미리 설정되는 설정시간동안 프리차징을 수행한다(단계 S430).
이후, 컨버터(210)가 상기 역방향 제어에 따라 보조 배터리(도 2의 150)로부터의 역전원을 승압하여 고전압 부하(예를 들면, 모터(130)를 들 수 있음)를 충전한다.
이후, 프리차징이 완료되면, 컨버터 제어기(230)가 상기 고전압 부하측 전압이 미리 설정되는 설정 기준값에 도달하는 지를 판단한다(단계 S440). 예를 들면, 모터(130)로부터 출력되는 전압이 설정 기준값(예를 들면, 약 48V)에 도달하는 지를 확인한다.
판단 결과, 단계 S440에서 고전압 부하(250)로부터 출력되는 전원이 설정 기준값에 도달하지 않은 상태이면, 프리차징을 다시 수행하도록 단계 S430 내지 S440을 반복 수행한다.
이와 달리, 판단 결과, 단계 S440에서 고전압 부하(250)로부터 출력되는 전원이 설정 기준값에 도달하면 컨버터 제어기(230)가 메인 스위치(도 3의 310)를 도통(close)한다(단계 S450).
이후, 운전자가 키 스타트(key start)를 입력하면, 차량 제어기(도 1의 110)는 기 메인 스위치(도 3의 310)가 도통(close)되어 있는 상태를 확인하여 즉시 상기 모터(130)를 구동하여 상기 엔진(120)을 시동한다(단계 S460,S470,S480).
도면에 기재된 "모듈", "제어기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
100: 엔진 시동 시퀀스 제어 장치 110: 차량 제어기
120: 엔진 130: 모터
140: 메인 배터리 150: 보조 배터리
210: 컨버터 220: 저전압 부하
221: 램프 230: 컨버터 제어기
250: 고전압 부하
310: 메인 스위치
311: 수행 모듈 312: 판단 모듈
313: 제어 모듈

Claims (20)

  1. 엔진;
    상기 엔진을 시동하는 모터;
    상기 모터에 공급되는 전원을 차단 또는 연결하는 메인 스위치;
    상기 메인 스위치를 통해 상기 모터에 상기 전원을 공급하는 메인 배터리;
    역방향 제어에 의해 역전원을 승압하여 상기 모터측의 전압을 승압하는 컨버터;
    상기 역전원을 공급하는 보조 배터리; 및
    시동 온(ignition on)이 입력됨에 따라 상기 역방향 제어로 미리 설정되는 설정시간 동안 프리차징을 수행하고, 상기 프리차징이 완료되면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 컨버터 제어기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터 제어기는,
    상기 프리차징을 수행하는 수행 모듈;
    상기 프리차징이 완료된 후 상기 메인 배터리로부터의 전원이 미리 설정되는 설정 기준값에 도달하는 지를 판단하는 판단 모듈; 및
    판단 결과, 설정 기준값에 도달하면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는 연결 수단을 통해 상기 엔진의 크랭크 샤프트 축과 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 벨트인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 배터리는 슈퍼 캐퍼시터 또는 리튬 이온 배터리이고, 상기 보조 배터리는 납산 배터리(lead acid battery)인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는 인버터 일체형의 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터는 양방향 LDC(Low voltage Direct current-Direct current Converter)인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 스위치는 파워 릴레이, 반도체 스위칭 소자, 사이리스터, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC(Triode for alternating current), SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Ciruit) 회로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 역방향 제어는 12V에서 48V로 승압하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리차징이 완료된 후, 키 스타트(key start)가 입력되면 상기 메인 스위치가 도통(close)되어 있는 상태를 확인하여 즉시 상기 모터를 구동하여 상기 엔진을 시동하는 차량 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 장치.
  11. 컨버터 제어기가 시동 온이 입력됨에 따라 역방향 제어로 미리 설정되는 설정시간동안 프리차징을 수행하는 프리차징 수행 단계;
    컨버터가 상기 역방향 제어에 따라 보조 배터리로부터의 역전원을 승압하여 상기 모터측의 전압을 승압하는 승압 단계;
    상기 컨버터 제어기가 상기 프리차징이 완료됨에 따라 메인 스위치를 도통(close)하는 메인 스위치 도통(close) 단계; 및
    엔진을 시동하기 위해 상기 메인 배터리로부터 상기 메인 스위치를 통해 모터로 전원을 공급하는 전원 공급 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인 스위치 도통(close) 단계는,
    상기 프리차징이 완료된후 판단 모듈이, 상기 메인 배터리로부터의 전원이 미리 설정되는 설정 기준값에 도달하는 지를 판단하는 단계; 및
    판단 결과, 제어 모듈이 설정 기준값에 도달하면 상기 메인 스위치를 도통(close)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터는 연결 수단을 통해 상기 엔진의 크랭크 샤프트 축과 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 벨트인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인 배터리는 슈퍼 캐퍼시터 또는 리튬 이온 배터리이고, 상기 보조 배터리는 납산 배터리(lead acid battery)인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터는 인버터 일체형의 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨버터는 양방향 LDC(Low voltage Direct current-Direct current Converter)인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인 스위치는 파워 릴레이, 반도체 스위칭 소자, 사이리스터, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC(Triode for alternating current), SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Ciruit) 회로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 역방향 제어는 12V에서 48V로 승압하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 전원 공급 단계는,
    차량 제어기가, 상기 프리차징이 완료된 후, 키 스타트(key start)가 입력되면 상기 메인 스위치가 도통(close)되어 있는 상태를 확인하여 즉시 상기 모터를 구동하여 상기 엔진을 시동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 시퀀스 제어 방법.

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