KR20210003350A - 차량의 엔진 재시동제어 방법 - Google Patents

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KR20210003350A
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KR1020190078905A
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변정섭
이승우
원찬희
박성규
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 차량에 적용된 엔진 재시동제어 방법은 시동 컨트롤러(10)의 재시동 시도에 대해 변속기 관성시동 가능성으로 관성시동을 최상위 우선권(High Priority)으로 하면서 Conventional Starter 시동과 MHSG 시동을 차상위 우선권(Next Priority)으로 하는 ISG/SSC 시동제어, 엔진 회전 수 검출영역으로 Injection 시동을 최상위 우선권(High Priority)으로 하면서 MHSG 시동과 Conventional Starter 시동을 차상위 우선권(Next Priority)과 하위 우선권(Low Priority)으로 하는 CoM 시동제어로 구분됨으로써 ISG 시동 및 SSC 시동에 대한 안정성 확보로 연비 및 상품성 향상이 이루어진다. 나아가 엔진 재시동제어 방법은 관성시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동에 대한 우선권(Priority)부여로 최초 시동 실패를 백업시동으로 보완해 줌으로써 시동 실패 상황이 크게 낮아지는 특징을 갖는다.

Description

차량의 엔진 재시동제어 방법{Method for Engine Restart Control of Vehicle}
본 발명은 엔진 재시동제어에 관한 것으로, 특히 다양한 시동방식들에 시동우선순위를 부여함으로써 연비 및 상품성 향상에 대한 기여도가 더욱 높아질 수 있는 엔진 재시동제어를 적용한 차량에 관한 것이다.
일반적으로 차량 주행 중 발생되는 엔진에 대한 재시동제어는 엔진의 출력을 필요로 하지 않는 다양한 주행 및 도로 상황에 맞춰 엔진을 끄고 키는 동작(이하, 엔진 ON/OFF 전환)을 구현하여 준다.
특히 상기 재시동제어는 키(Key) 시동 후 엔진 운전 상태에서 키(Key) 사용 없이 컨트롤러의 로직 절차로 안전하게 엔진 ON/OFF 전환을 구현함으로써 차량의 연비 효율 향상에 크게 기여한다. 이 경우 상기 키(Key) 시동은 스타터 토크(Starter Torque)를 크랭크샤프트에 전달하는 일반적인 차량에 적용된 Conventional Starter(즉. 기존방식 스타터) 시동 또는 스타터 토크 대비 높은 엔진 RPM 상승이 가능한 모터(Motor) 토크를 크랭크샤프트에 전달하는 48V 차량의 MHSG 시동으로 구분될 수 있다.
구체적으로 상기 재시동제어는 ISG(Idle Stop and Go) 시동, SSC(Start/Stop Coasting) 시동, 관성 시동, Injection(예, 연료 분사) 시동 등으로 예시된다. 일례로 상기 ISG 시동은 도로 정체에 따른 차량 정지 상황, 상기 SSC 시동은 내리막 도로에 따른 타력주행(Coasting Drive), 상기 관성 시동은 변속 클러치/댐퍼 제어에 의한 차량의 주행관성, 상기 Injection 시동은 인젝터의 연료 분사 재개시를 각각 반영한 엔진 ON/OFF 전환이다.
특히 상기 ISG 시동은 도로 정체 상황으로 인한 차량 정지 시 엔진 OFF 전환(즉, ISG STOP)을 유지하다 운전자의 엑셀페달 조작을 통해 다시 엔진 ON 전환(즉, ISG GO)을 함으로써 엔진 공회전(즉, 아이들(Idle))으로 인한 연료 소모를 차단하여 준다. 이 경우 엔진 ON 전환은 Conventional Starter 시동으로 ISG GO로 진입한다. 상기 SSC 시동은 엔진의 연료공급차단(Fuel cut) 및 변속기의 동력전달차단(Clutch Off)이 이루어진 타력주행(Coasting) 시 엑셀페달 조작 여부로 엔진 ON/OFF 전환을 수행함으로써 엔진출력저감으로 연료 소모를 차단하여 준다.
이와 같이 상기 재시동제어는 연비 개선을 끊임없이 요구하는 차량에서 엔진의 시동 제어에 활용될 수 있는 장점을 갖고, 특히 시동 및 발전겸용 모터인 MHSG(Mild Hybrid Starter & Generator), 48V 배터리, LDC(Low Voltage DC/DC Converter) 및 스타터(Starter)로 이루어진 48V MHSG 시스템을 적용한 48V 차량에 더욱 적합하게 활용될 수 있는 장점을 갖고 있다.
미국공개특허공보 US 2013-0131948(2013.05.23)
하지만, 상기 재시동제어의 로직은 서로 다른 다양한 시동 상황을 다양한 시동방식에 반영하지 못함으로써 로직 개선의 필요성을 요구받고 있다.
일례로 상기 재시동제어의 로직개선 필요성은 첫째 각각의 시동 상황에서 가능한 시동방식 확인, 둘째 ISG 및 SSC 상황에 대한 상세 구분으로 각각의 시동 상황 판정, 셋째 ISG 및 SSC 시동(즉, Restart)에서 시동 우선순위 결정, 넷째 즉각적인 운전자 시동 요청이 반영된 CoM(Change of Mind) 상황에서 시동 우선순위 결정, 다섯째 시동 실패 상황에서 백업시동(Backup Restart) 등으로 분류된다.
이로 인하여 CoM(Change of Mind) 상황과 관련한 ISG 시동은 Conventional Starter에 의해서만 시동 가능하나 Conventional Starter의 부품 보호를 위해 엔진의 RPM 이 0(영) 까지 감소되는 시간 동안 대기함으로써 ISG 구현을 통한 재시동이 즉각적으로 이루어질 수 없다.
또한 CoM(Change of Mind) 상황과 관련한 SSC 시동은 시동성 불량을 가져오는 SSC 상황으로 인해 SSC 구현을 통한 재시동이 불가하다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 서로 다른 시동 상황을 갖는 관성시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동에 시동우선순위가 부여됨으로써 ISG 시동 및 SSC 시동 안정성 확보로 연비 및 상품성 향상이 이루어지고, 특히 우선권(Priority)에 의한 시동우선순위로 최초 시동 실패를 백업시동으로 보완해 줌으로써 시동 실패 상황이 크게 낮아지는 엔진 재시동제어 방법 및 차량의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 재시동제어 방법은 시동 컨트롤러가 엔진의 재시동에 대해 제1 시동상황 및 제2 시동상황울 선택하는 단계, 상기 제1 시동상황을 제1 시동방식 및 상기 제2 시동상황을 제2 시동방식으로 하여 현재의 가능한 시동방식을 판단하는 단계, 상기 가능한 시동방식에서 상기 제1 시동방식 및 상기 제2 시동방식의 우선순위를 결정하는 단계, 상기 시동방식의 우선순위에 따라 상기 제1 시동방식을 제1 시동제어 및 상기 제2 시동방식을 제2 시동제어로 하여 상기 엔진의 재시동을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 재시동은 관성시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동으로 구분되고, 상기 제1 시동제어에 상기 관성시동, 상기 Conventional Starter 시동, 상기 MHSG 시동이 적용되며, 상기 제2 시동제어에 상기 Injection 시동, 상기 Conventional Starter 시동, 상기 MHSG 시동이 적용된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 시동제어와 상기 제2 시동제어의 선택은 시동 상황 판정 제어로 이루어지고, 상기 시동 상황 판정 제어는 키(Key) 시동요청이 없는 경우 엔진 회전수로 상기 제1 시동제어에 대한 제1 Restart 상황 및 상기 제2 시동제어에 대한 제2 Restart 상황으로 구분된다.
바람직한 실시예로서, 상기 엔진 회전수는 상기 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 적용하고, 상기 제1 Restart 상황 및 상기 제2 Restart 상황은 RPM(Revolution Per Minute)을 0(영)으로 하여 구분된다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 시동제어는 상기 관성시동, 상기 Conventional Starter 시동, 상기 MHSG 시동의 각각에 대하여 시동방식 확인, 시동방식 판정, 시동우선순위 결정, 우선순위 시동시도를 순차적으로 수행된다.
바람직한 실시예로서, 상기 관성시동은 변속기 비트(Bit) 신호의 검출과 엔진 역회전 신호의 미 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하고, 상기 MHSG 시동은방전이 가능한 배터리 SOC(State Of Charge) 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 Conventional Starter 시동은 스타터 릴레이의 동작 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 배터리 SOC는 SOC 임계값(Threshold) 보다 클 때이다.
바람직한 실시예로서, 상기 MHSG 시동은 모터구동이 가능한 MHSG 가용 토크 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 MHSG 가용 토크는 가용토크 임계값(Threshold) 보다 클 때이다.
바람직한 실시예로서, 상기 시동우선순위 결정은 상기 관성시동에 대해 상기 최상위 우선권(High Priority)을 갖는 제1 관성시동, 차상위 우선권(Next Priority)을 갖는 제2 관성시동의 어느 하나를 상기 우선순위 시동시도에 적용하고; 상기 제1 관성시동은 차속 임계값(Threshold) 보다 큰 차속과 엑셀 페달 답입 임계값(Threshold) 보다 작은 엑셀 페달 APS(Accelerator Pedal Scope)를, 상기 제2 관성시동은 차속 임계값(Threshold) 보다 작은 차속과 엑셀 페달 답입 임계값(Threshold) 보다 큰 엑셀 페달 APS를 조건으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 관성시동은 Priority #1 = 관성 시동, Priority #2 = MHSG 시동, Priority #3 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제1 백업시동 판단이 이루어지고; 상기 제2 관성시동은 Priority #4 = MHSG 시동, Priority #5 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제1 백업시동 판단이 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 백업시동 판단은 상기 제1 관성시동 또는 상기 제2 관성시동에 적용된 시동 순위 중 최우선 시동 순위의 시동 실패에 대한 시동 성공을 타이머 설정값으로 확인하고, 타이머 설정값 초과 시 상기 제1 관성시동 또는 상기 제2 관성시동에 적용된 시동 순위 중 차선 시동 순위로 시동 성공을 위한 백업시동으로 하며, 상기 백업시동의 시동 실패 시 시동 시도를 중지하여 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 제2 시동제어는 MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동의 각각에 대하여 시동방식 확인, 시동방식 판정, 시동우선순위 결정, 우선순위 시동시도를 순차적으로 수행해 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 MHSG 시동은 방전이 가능한 배터리 SOC(State Of Charge) 검출을. 상기 Conventional Starter 시동은 스타터 릴레이의 동작 검출을, 상기 Injection 시동은 상기 엔진 회전수의 RPM(Revolution Per Minute Range) 영역 검출을 각각 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 배터리 SOC는 SOC 임계값(Threshold) 보다 클 때이며, 상기 Injection 시동은 상기 RPM 영역이 회전수 임계값(Threshold) 보다 클 때이다.
바람직한 실시예로서, 상기 MHSG 시동은 모터구동이 가능한 MHSG 가용 토크 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 MHSG 가용 토크는 가용토크 임계값(Threshold) 보다 클 때이다.
바람직한 실시예로서, 상기 시동우선순위 결정은 상기 RPM 영역을 하이 아이들(High Idle), 로우 아이들(Low Idle), 엔진 정지로 하여 제1 시동우선, 제2 시동우선, 제3 시동우선의 어느 하나를 상기 우선순위 시동시도에 적용하고; 상기 제1 시동우선은 상기 하이 아이들을, 상기 제2 시동우선은 상기 로우 아이들을, 상기 제3 시동우선은 상기 엔진 정지를 조건으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 제1 시동우선은 Priority #1 = Injection 시동, Priority #2 = MHSG 시동, Priority #3 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제2 백업시동 판단이 이루어지고; 상기 제2 시동우선은 Priority #4 = MHSG 시동, Priority #5 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제2 백업시동 판단이 이루어지며; 상기 제3 시동우선은 Priority #6 = MHSG 시동, Priority #7 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제2 백업시동 판단이 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 제2 백업시동 판단은 상기 제1 시동우선 또는 상기 제2 시동우선 또는 상기 제3 시동우선에 적용된 시동 순위 중 최우선 시동 순위의 시동 실패에 대한 시동 성공을 타이머 설정값으로 확인하고, 타이머 설정값 초과 시 상기 제1 시동우선 또는 상기 제2 시동우선 또는 상기 제3 시동우선에 적용된 시동 순위 중 차선 시동 순위로 시동 성공을 위한 백업시동으로 하며, 상기 백업시동의 시동 실패에 대한 시동 성공을 백업 타이머 설정값으로 확인하고, 백업 타이머 설정값 초과 시 상기 제1 시동우선 또는 상기 제2 시동우선 또는 상기 제3 시동우선에 적용된 시동 순위 중 차차선 시동 순위로 시동 성공을 위한 최종 백업시동으로 하며, 상기 최종 백업시동의 시동 실패에 대한 시동 성공을 최종 백업 타이머 설정값으로 확인하고, 상기 최종 백업시동의 시동 실패 시 시동 시도를 중지하여 준다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 재시동제어 방법은 관성시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동을 시동 컨트롤러가 엔진의 재시동을 위한 제1 시동제어로 적용하는 ISG/SSG 시동제어와 제2 시동제어로 적용하는 CoM 시동제어 중 어느 하나가 선택되고; 상기 ISG/SSG 시동제어는 상기 재시동에 대한 우선권이 상기 관성시동을 변속기 관성시동 가능 상태로 한 최상위 우선권, 상기 Conventional Starter 시동과 상기 MHSG 시동을 변속기 관성시동 불가능 상태로 한 차상위 우선권으로 구분되며; 상기 CoM 시동제어는 상기 재시동에 대한 우선권이 상기 Injection 시동을 엔진 회전수의 연료분사 가능 상태로 한 최상위 우선권, 상기 Conventional Starter 시동과 상기 MHSG 시동을 엔진 회전수의 연료분사 불가능 상태로 한 차상위 우선권(Next Priority), 상기 Conventional Starter 시동과 상기 MHSG 시동을 엔진 회전수 미검출 상태로 한 하위 우선권(Low Priority)으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 ISG/SSG 시동제어의 ISG/SSG 백업제어는 Priority #1 = 관성 시동, Priority #2 = MHSG 시동, Priority #3 = Conventional Starter 시동, Priority #4 = MHSG 시동, Priority #5 = Conventional Starter 시동의 어느 하나가 적용된 시동 시도에 대해 타이머 설정값으로 2회 시동 성공 확인이 이루어진 다음, 상기 타이머 설정값 초과 시 시동불가로 전환하여 시동 시도를 중지하여 준다. 상기 2회 시동 성공 확인은 1,2차 횟수로 구분되고, 상기 1,2차 횟수의 각각에 상기 타이머 설정값이 적용된다.
바람직한 실시예로서, 상기 CoM 시동제어의 CoM 백업시동제어는 Priority #1 = Injection 시동, Priority #2 = MHSG 시동, Priority #3 = Conventional Starter 시동, Priority #4 = MHSG 시동, Priority #5 = Conventional Starter 시동, Priority #6 = MHSG 시동, Priority #7 = Conventional Starter 시동의 어느 하나가 적용된 시동 시도에 대해 타이머 설정값으로 3회 시동 성공 확인이 이루어진 다음, 상기 타이머 설정값 초과 시 시동불가로 전환하여 시동 시도를 중지하여 준다. 상기 3회 시동 성공 확인은 1,2,3차 횟수로 구분되고, 상기 1,2,3차 횟수의 각각에 상기 타이머 설정값이 적용된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 재시동 시도에 대해 변속기 관성시동 가능성으로 관성시동을 최상위 우선권으로 하면서 Conventional Starter 시동과 MHSG 시동을 차상위 우선권으로 하는 ISG/SSC 시동제어, 엔진 회전 수 검출영역으로 Injection 시동을 최상위 우선권으로 하면서 MHSG 시동과 Conventional Starter 시동을 차상위 우선권(Next Priority)과 하위 우선권(Low Priority)으로 하는 CoM 시동제어로 구분하고, 상기 ISG/SSC 시동제어 또는 상기 CoM 시동제어의 재시동 실패를 백업시동제어로 보상하여 주는 시동 컨트롤러; 연료 분사를 위한 인젝터가 구비된 엔진을 재시동시켜주는 스타터와 MHSG를 갖춘 48V MHSG 시스템이 포함되는 것을 특징으로 하는 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 시동 컨트롤러는 상기 엔진을 제어하는 엔진 ECU, 상기 MHSG를 제어하는 MCU, 변속기를 제어하는 TCU, 배터리를 제어하는 BMS와 CAN으로 연결되어 상호 통신이 이루어진다.
이러한 본 발명의 차량에 적용된 엔진 재시동제어 방법은 다양한 시동방식들에 시동우선순위를 부여함으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 48V 차량이 종래 시동로직 대비 다양한 시동방식 중 가장 적절한 시동방식을 사용함으로써 시동제어 로직이 최적화될 수 있다. 둘째, ISG 시동 및 SSC 시동에 대한 백업시동 시 Conventional Starter 사용 대비 연료 분사 시점 지연 및 일반 시동 시 소모되는 과농한 연료 분사량 회피가 가능한 MHSG 시동으로 연료량 저감을 통한 연비 효과가 더욱 높아질 수 있다. 셋째, CoM(Change of Mind) 상황에서 ISG 시동 및 SSC 시동에 대한 백업시동으로 즉시 재시동 가능함으로써 소비자 불만의 한 원인이던 동력 성능이 향상될 수 있다. 넷째, 백업시동 기능을 통해 재시동 실패 가능성이 저감되면서도 Conventional Starter를 포함한 시동관련 부품이 보호될 수 있다. 다섯째, 키(Key) 시동과 ISG 시동 만 가능한 일반 차량 대비 키(Key) 시동/Conventional Starter 시동/MHSG 시동/ISG 시동/SSC 시동/관성 시동/Injection 시동 등을 다양한 시동방식이 적용 가능한 48V 차량이 최적 시동제어로직을 구현함으로써 상품성이 크게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진 재시동제어 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엔진 재시동제어를 구현하는 차량의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 시동 상황 판정 제어의 상세 절차 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가능 시동방식 확인제어의 상세 절차 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 시동방식 확인제어 중 관성시동의 상세 절차 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 시동방식 확인제어 중 MHSG 시동의 상세 절차 순서도이며, 도 7은 본 발명에 따른 시동방식 확인제어 중 Conventional Starter 시동의 상세 절차 순서도이고, 도 8은 본 발명에 따른 시동방식 확인제어 중 Injection 시동의 상세 절차 순서도이며, 도 9는 본 발명에 따른 ISG/SSC 시동우선순위 결정 제어의 상세 절차 순서도이고, 도 10은 본 발명에 따른 CoM 시동우선순위 결정 제어의 상세 절차 순서도이며, 도 11은 본 발명에 따른 ISG/SSC 우선순위 시동제어의 상세 절차 순서도이고, 도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 CoM 우선순위 시동제어의 상세 절차 순서도이며, 도 14는 본 발명에 따른 ISG/SSC 백업시동제어의 상세 절차 순서도이고, 도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 CoM 백업시동제어의 상세 절차 순서도이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 엔진 재시동제어 방법은 재시동제어 상태(S10)에서 제1,2 시동상황 판정(S20)으로 구분함으로써 이후 재시동을 제1 시동제어(S30-1~S70-1)와 제2 시동제어(S30-2~S70-2)로 구분한 상태에서 관성 시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동에 우선순위순서를 부여함으로써 시동제어 로직이 재시동 요구에 가장 적절한 시동방식의 사용으로 최적화될 수 있다. 이 경우 상기 제1 시동제어(S30-1~S70-1)는 ISG/SSC 시동 제어이고, 상기 제2 시동제어(S30-2~S70-2)는 CoM 시동 제어로 적용되거나 또는 반대로 적용될 수 있다.
특히 상기 시동제어 로직은 S20의 시동 상황 판정 제어, S30의 시동방식 확인제어, S40의 시동방식 판정제어, S50의 시동우선순위 결정제어, S60의 우선순위 시동시도제어, S70의 백업시동 판단제어로 구분되고, 이러한 제어 단계의 각각에 대한 로직을 통해 최적 시동제어 로직으로 구축된다.
이로부터 상기 최적 시동제어 로직은 재시동제어 상태(S10)에서 ISG/SSC 시동 제어와 CoM 시동 제어에 대해 시동 상황 판정 제어(S20)로 판정하고, ISG/SSC 시동 제어와 CoM 시동 제어의 각각에 적용되는 관성 시동/MHSG 시동/Conventional Starter 시동/Injection 시동 중 어느 하나를 시동방식 확인제어(S30)와 시동방식 판정제어(S40)로 확인한다.
또한 관성 시동/MHSG 시동/Conventional Starter 시동/Injection 시동에 대해 부여된 우선순위순서 중 최상위 우선권(High Priority)의 초기시동을 시동우선순위 결정제어(S50)와 우선순위 시동시도제어(S60)로 수행하고, 차상위 우선권(Next Priority) 또는 차상위 우선권(Next Priority) 및 하위 우선권(Low Priority)의 차기시동을 백업시동 판단제어(S70)로 재시동 실패 보상이 이루어진다.
그 결과 상기 엔진 재시동제어 방법은 48V 차량에선 종래 대비 가장 적절한 시동 방식 사용이 가능한 최적 제어에 의한 상품성 향상, Conventional Starter 사용 대비 MHSG 모터 시동이 갖는 연료 분사 시점 지연/일반 시동 시 소모되는 과농한 연료 분사량 회피로부터 연료량 저감을 통한 연비 효과, CoM(Change of Mind) 상황에서 가능한 즉각적인 재시동으로 동력 성능 향상 및 소비자 불만 저감, 최상위 우선권(High Priority)와 차상위 우선권(Next Priority)이 적용된 백업 시동 기능을 통한 부품 보호 및 시동 실패 가능성 저감 등이 가능하다.
한편, 도 2를 참조하면, 차량(1)은 엔진(2), 스타터(Starter)(3), MHSG(Mild Hybrid Starter & Generator)(4), 배터리(5), 변속기(6), 페달(7), CAN(Controller Area Network)(8), 차량 컨트롤러(9) 및 시동 컨트롤러(10)를 포함한다. 그러므로 차량(1)은 MHSG(4)를 48V MHSG 시스템으로 하는 48V 차량이고, 상기 48V 차량은 마일드 하이브리드 차량(Mild Hybrid Electric Vehicle)을 대표한다.
구체적으로 상기 엔진(2)은 인젝터(2-1)의 연료 분사가 이루어지는 실린더(Cylinder)를 기통으로 하는 다기통 엔진이고, 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진을 적용한다.
구체적으로 상기 스타터(3)와 상기 MHSG(4) 및 상기 배터리(5)는 48V MHSG 시스템을 구성한다. 상기 스타터(11)는 키 시동 요청을 수행하도록 기존 스타터와 같이 엔진(31)의 크랭크샤프트와 연결된다. 상기 MHSG(4)는 스타터(3)와 연계로 키 시동 요청을 수행하도록 스타터(3)와 반대쪽에서 엔진(2)의 크랭크샤프트와 벨트(Belt)로 연결된 모터 및 인버터(Invertor)로 구성된다. 상기 배터리(5)는 고전압 타입 48V 배터리(5-1), 저 전압 타입 12V 배터리(5-2), MHSG(4)의 모터 구동을 위한 12V 전압 변환을 수행하는 LDC(Low Voltage DC/DC Converter)(5-3)로 구성된다.
구체적으로 상기 변속기(6)는 엔진 클러치로 엔진(2)과 연결되어 엔진 출력을 변속단에 맞춘 토크로 출력한다. 상기 페달(7)은 차량(1)을 가속하여주는 엑셀페달(7-1)과 함께 엔진 클러치를 단속하여 주는 클러치 페달 및 차량(1)을 제동하여 주는 브레이크 페달로 구성된다.
구체적으로 상기 CAN(8)은 차량 컨트롤러(9)와 시동 컨트롤러(10)를 연결하여 상호 정보 및 데이터 송수신과 함께 통신 상태의 비트(BIT 0,1)을 생성해 주는 차량 통신 네트워크이다.
구체적으로 상기 차량 컨트롤러(9)는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)(9-1), MCU(Motor Control Unit)(9-2), TCU(Transmission Control Unit)(9-3) 및 BMS(Battery Management System)(9-4)을 포함한다. 상기 엔진 ECU(9-1)는 엔진(2)을 제어하면서 엔진관련정보를 데이터 프로세서(10-2)로 전송한다. 상기 MCU(9-2)는 시동 컨트롤러(10)와 연계하여 MHSG(13)가 MHSG 시동 로직 또는 스타터/MHSG 시동 로직에 맞춰 키 시동을 수행하도록 제어한다. 상기 TCU(9-3)는 엔진 ECU(9-1)와 연계하여 차량(1)의 운전 상태에 따라 변속기(6)의 변속단을 제어한다. 상기 BMS(9-4)은 배터리 셀 온도, 배터리 냉각수 온도, 외기온(예, 대기온도)을 계측하여 온도 조건에 따라 배터리 열관리 제어를 수행하면서 배터리 SOC 및 48V와 12V의 전압 정보를 데이터 프로세서(10-2)로 전송한다.
구체적으로 상기 시동 컨트롤러(10)는 재시동상태 검출(S10), 시동상황판정(S20), 시동방식확인(S30), 시동방식판정(S40),시동우선순위결정(S50), 우선순위시동시도(S60) 및 백업시동판단(S70)을 위한 최적 시동제어 로직이 프로그래밍되어 저장된 메모리를 구비한다.
이를 위해 상기 시동 컨트롤러(10)는 메모리와 연계된 중앙처리장치로 동작하고, 시동방식 맵(10-1)과 데이터 프로세서(10-2)를 구비하여 필요한 정보 또는 데이터를 읽거나 산출 및 계산하며, 모터/스타터/인젝터의 각각에 대한 제어신호 출력(A)이 이루어진다.
특히 상기 시동방식 맵(10-1)은 배터리(5)를 제어하는 BMS(9-4)와 연계된 48V 성능 맵 매칭이 이루어지고, 상기 48V 성능 맵 매칭을 위해 배터리 SOC가 충분히 유지되는지 판단하여 시동 컨트롤러(10)에 제공하여 준다. 그리고 상기 데이터 프로세서(10-2)는 엔진(2)의 엔진 회전수(예, RPM(Revolution Per Minute)). MHSG(4)의 모터 회전수(RPM)와 모터 토크 및 모터 온도, 엑셀페달(7-1)의 APS(Accelerator Pedal Scope), 브레이크 페달신호, CAN(8)의 시스템 간 BIT 신호, 변속기(6)의 변속단 및 변속 클러치 신호, 인젝터(2-1)의 연료분사신호, 48V 배터리(5-1) 및 12V 배터리(5-2)의 배터리 SOC(State Of Charge), 스타터(3)의 작동 및 릴레이 신호. 엔진(2)의 냉각수온, 대기압 및 차속 등을 입력 데이터로 하여 시동 컨트롤러(10)로 제공하여 준다.
이하, 도 1의 엔진 재시동제어 방법을 도 2 내지 도 16을 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어주체는 엔진 ECU(9-1), MCU(9-2), TCU(9-3) 및 BMS(9-4)와 연계되어 협조 제어하는 시동 컨트롤러(10)이고, 제어대상은 인젝터(2-1), 스타터(3), MHSG(4)이다. 또한 제1 시동제어(S30-1~S70-1)는 ISG/SSC에 따른 엔진의 재시동을, 제2 시동제어(S30-2~S70-2)는 CoM에 따른 엔진의 재시동을 의미한다.
먼저, 시동 컨트롤러(10)는 재시동제어 상태(S10)로 진입한다. 이러한 재시동제어 상태는 시동 컨트롤러(10)의 활성 상태를 의미하므로 차량(1)이 키 시동에 의한 엔진 운전 상태임을 나타낸다.
이어 시동 컨트롤러(10)는 재시동제어 상태(S10)에서 S20의 시동 상황 판정 제어, S30의 시동방식 확인제어, S40의 시동방식 판정제어, S50의 시동우선순위 결정제어, S60의 우선순위 시동시도제어, S70의 백업시동 판단제어를 순차적으로 실행한다. 상기 제어(S20,S30,S40,S50,S60,S70)의 각 단계에 대한 로직 구현에 하기 내용을 포함한다.
도 3을 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 시동 상황 판정 제어(S20)를 S21~S23의 재시동 구분 단계, S24의 엔진 정지 판단 단계, S25의 제1(ISG/SSC) Restart 상황단계, S26의 제2(CoM) Restart 상황 단계로 수행된다. 이를 위해 시동 컨트롤러(10)는 도 2와 같이, 엔진 회전수(RPM). 엑셀페달 APS, 브레이크 페달신호, CAN BIT, 변속단, 변속 클러치 신호, 연료분사신호, 배터리 SOC, 릴레이신호. 냉각수온, 대기압, 차속을 데이터 프로세서(10-2)로부터 입력 데이터로 하여 검출 및 확인한다.
구체적으로 상기 제 시동 구분(S21~S23)은 S21의 키(Key) 시동요청확인 단계, S22의 ISG시동요청확인 단계, S23의 SSC시동요청확인 단계로 수행된다. 일례로 상기 키(Key) 시동 요청 확인(S21)은 재시동 조건을 키(Key)에 의한 엔진시동상황이 제외된 ISG 시동상황과 SSC 시동상황으로 제한하여 준다. 상기 ISG 시동 요청 확인(S22)은 ISG 시동과 SSC 시동 중 ISG 시동을 우선적으로 고려함으로써 시내 도로 주행 시 마주치는 차량 정체 상황을 반영하여 준다. 상기 SSC 시동 요청 확인(S23)은 차량 정체 상황이 아닌 타력주행(Coasting Drive) 상황을 반영하여 준다.
구체적으로 상기 엔진 정지 판단(S24)은 확인된 ISG 시동 요청(S22) 또는 SSC 시동 요청(S23)을 키리스(Keyless) 시동요청으로 하여 ISG/SSC 로직에 따른 것인지 또는 즉각적인 운전자 시동 요청이 반영된 CoM(Change of Mind)에 따른 것인지를 구분하여주고, 이러한 구분에 엔진 회전수 판단식을 적용한다.
엔진 정지 판단식: RPM = A
여기서 “RPM”은 키리스(Keyless) 시동요청에서 엔진 회전수 검출값이고. “A"는 엔진 회전수 임계값(Threshold)로서 0(Zero)을 적용한다. 그리고 ”=“는 두 값의 크기 관계를 나타낸 부등호이다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 “RPM = 0”인 경우를 제1(ISG/SSC) Restart 상황(S25)으로 정의하는 반면 “RPM > 0”인 경우를 제2(CoM) Restart 상황(S26)으로 정의하여 준다.
이와 같이 상기 시동 상황 판정 제어(S20)는 제1(ISG/SSC) Restart 상황(S25)과 제2(CoM) Restart 상황(S26)으로 엔진(2)의 재시동 상황을 구분하여 준다.
이어 시동 컨트롤러(10)는 S30의 시동방식 확인제어로 진입한다.
도 4를 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 시동방식 확인제어(S30)를 S33-1의 ISG/SSC 시동방식 확인제어 및 S30-2의 CoM 시동방식 확인제어로 구분한 후 시동방식 판정제어(S40)를 S40-1의 ISG/SSC 시동방식 판정제어 및 S40-2의 CoM 시동방식 판정제어로 구분하여 준다. 이를 위해 시동 컨트롤러(10)는 도 2와 같이, 시동방식 맵(10-1)과 협조하고, 이로부터 시동 제어 로직에 포함된 관성 시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동의 실행 가능성에 대해 각각의 시동방식별 구현 로직에 적용된 작동 조건(즉, 기존 로직)을 적용한다.
구체적으로 상기 시동방식 확인제어(S30)의 ISG/SSC 시동방식 확인제어(S33-1)는 S32의 제1(ISG/SSC) Restart 판단을 통해 S33-1의 변속기에 의한 관성 시동 가능 확인, S33-2의 Conventional Starter 시동 가능 확인, S33-3의 Motor(MHSG) 시동 가능 확인을 통해 이루어진다. 또한 상기 시동방식 확인제어(S30)의 CoM 시동방식 확인제어(S30-2)는 S33의 제2(CoM) Restart 판단을 통해 S34-1의 Conventional Starter 시동 가능 확인, S34-2의 Motor(MHSG) 시동 가능 확인, S34-3의 Injection 시동 가능 확인을 통해 이루어진다.
구체적으로 상기 시동방식 판정제어(S40)의 ISG/SSC 시동방식 판정제어(S40-1)는 S40A의 관성시동 판정제어, S40B의 MHSG 시동 판정제어, S40C의 Conventional Starter 시동 판정제어로 구분된다. 또한 상기 시동방식 판정제어(S40)의 CoM 시동방식 판정제어(S40-2)는 S40B의 MHSG 시동 판정제어, S40C의 Conventional Starter 시동 판정제어, S40D의 Injection 시동 판정제어로 구분된다.
이와 같이 상기 ISG/SSC 시동방식 확인제어(S33-1)는 변속기에 의한 관성 시동 가능성(S33-1), Conventional Starter 시동 가능성(S33-2), Motor(MHSG) 시동 가능성(S33-3)으로 현재 가능한 ISG/SSC 시동방식을 확인하여 준다. 반면 상기 CoM 시동방식 확인제어(S30-2)는 Conventional Starter 시동 가능성(S34-1), Motor(MHSG) 시동 가능성(S34-2), Injection 시동 가능성(S34-3)으로 현재 가능한 CoM 시동방식을 확인하여 준다.
또한, 상기 ISG/SSC 시동방식 판정제어(S40-1)는 변속기에 의한 관성 시동 가능성을 관성시동 판정제어(S40A), Motor(MHSG) 시동 가능성을 MHSG 시동 판정제어(S40B), Conventional Starter 시동 가능성을 Conventional Starter 시동 판정제어(S40C)로 하여 현재 가능한 ISG/SSC 시동방식으로 판정하여 준다. 반면 상기 CoM 시동방식 판정제어(S40-2)는 Motor(MHSG) 시동 가능성을 MHSG 시동 판정제어(S40B), Conventional Starter 시동 가능성을 Conventional Starter 시동 판정제어(S40C), Injection 시동 가능성을 Injection 시동 판정제어(S40D)로 하여 현재 가능한 CoM 시동방식으로 판정하여 준다.
이어 시동 컨트롤러(10)는 S40의 시동방식 판정제어로 진입한다.
도 5 내지 도 8은 관성시동 판정제어(S40A), MHSG 시동 판정제어(S40B), Conventional Starter 시동 판정제어(S40C), Injection 시동 판정제어(S40D)의 각각이 갖는 작동 조건에 따른 상세 절차를 예시한다. 이 경우 관성시동 판정제어(S40A)/MHSG 시동 판정제어(S40B)/Conventional Starter 시동 판정제어(S40C)는 시동방식 판정제어(S40)의 ISG/SSC 시동방식 판정제어(S40-1)에 적용되고, MHSG 시동 판정제어(S40B)/Conventional Starter 시동 판정제어(S40C)/Injection 시동 판정제어(S40D)는 시동방식 판정제어(S40)의 CoM 시동방식 판정제어(S40-2)에 적용된다.
도 5를 참조하면, 상기 관성시동 판정제어(S40A)는 S41-1의 차량조건확인 단계, S42-1의 관성시동 가능성 확인 단계, S43-1의 관성시동 가능성 확인 불가 단계로 수행된다. 이를 위해 시동 컨트롤러(10)는 도 2와 같이, 데이터 프로세서(10-2)에서 제공된 입력 데이터 중 엔진 회전수(RPM). CAN BIT, 변속단, 변속 클러치 신호 등을 검출 및 확인한다.
일례로 상기 차량조건확인(S41-1)은 변속기(8)에 의한 관성 시동 가능 상태에서 S41-1A의 변속기 체크 단계, S41-1B의 엔진 체크 단계로 이루어진다. 상기 변속기 체크(S41-1A)는 시동 컨트롤러(10)에서 CAN(8)을 통해 TCU(9-3)의 비트 신호(Bit Signal)가 1 또는 0(영) 인지를 확인하고, Bit = 1을 “Bit = True”로 하여 변속기(8)에 의한 관성 시동 가능 상태로 하는 반면 Bit = 0을 “Bit = False”로 하여 변속기(8)의 관성 시동 불가능 상태로 한다.
그러므로 상기 엔진 체크(S41-1B)는 “Bit = True”가 체크된 상태에서 시동 컨트롤러(10)에서 CAN(8)을 통해 엔진 ECU(9-1)의 회전 신호가 + 또는 - 인지를 확인하고, 엔진의 정회전으로 정의된 + 신호 대비 역회전으로 정의된 1 신호 중 + 신호 확인 시 변속기(8)의 관성 시동을 가능하게 하는 엔진 상태로 확인한다.
따라서 상기 관성시동 가능성 확인 불가(S43-1)는 변속기(6)가 Bit = True 상태가 아니거나 또는 Bit = True 상태이지만 엔진 역회전의 검출이 있을 때 변속기(6)와 엔진(2)의 조건 불성립으로 하여 시동방식 판정제어(S40)에서 제외된다. 반면 상기 관성시동 가능성 확인(S42-1)은 변속기가 Bit = True 상태이면서 엔진 역회전의 검출이 없을 때 변속기(6)와 엔진(2)의 조건 성립으로 하여 시동우선순위 결정제어(S50)의 관성시동방식으로 적용된다.
계속해서 시동 컨트롤러(10)는 MHSG 시동 판정제어(S40B)를 수행한다.
도 6을 참조하면, 상기 MHSG 시동 판정제어(S40B)는 S41-2의 차량조건확인 단계, S42-2의 MHSG 시동 가능성 확인 단계, S43-2의 MHSG 시동 가능성 확인 불가 단계로 수행된다. 이를 위해 시동 컨트롤러(10)는 도 2와 같이, 데이터 프로세서(10-2)에서 제공된 입력 데이터 중 48V 배터리(5-1)의 배터리 SOC, MHSG(4)의 모터 회전수(RPM) 및 모터 토크 등을 검출 및 확인한다.
일례로 상기 차량조건확인(S41-2)은 MHSG(4)의 모터에 의한 MHSG 시동 가능 상태에서 S41-2A의 배터리 체크 단계, S41-2B의 MHSG 비트(Bit) 체크 단계, S41-2C의 MHSG 토크 체크 단계로 이루어진다. 상기 배터리 체크(S41-2A)는 배터리 판단식을 적용하여 이루어진다. 상기 MHSG 비트(Bit) 체크(S41-2B)는 MHSG(4)와 CAN(8)의 통신에 따른 MHSG(4)와 CAN(8)의 “Bit = True”를 MHSG 시동 가능 상태로 한다. 상기 MHSG 토크 체크(S41-2C)는 MHSG 판단식을 적용하여 이루어진다.
배터리 판단식 : 48V 배터리 SOC > B
MHSG 판단식 : MHSG 가용 토크 > D
여기서 “48V 배터리 SOC”은 48V 배터리(5-1)가 갖는 48V 배터리 SOC 검출값이고. “B"는 엔진(2)의 냉각수온에 대한 시동 수온을 적용한 48V 배터리 SOC 임계값(Threshold)으로서 방전이 가능한 최소값을 적용하며, ”MHSG 가용 토크“는 MHSG(4)의 모터 가용 토크 산출값이고. “D"는 배터리 파워(즉. SOC)와 MHSG(4)의 모터 온도를 적용한 모터 토크 임계값(Threshold)으로서 모터구동이 가능한 최소값을 적용한다.
따라서 상기 MHSG 시동 가능성 확인 불가(S43-2)는 “48V 배터리 SOC > B, Bit = True, MHSG 가용 토크 > D” 중 어느 하나라도 충족되지 않을 때 MHSG(4)와 48V 배터리(5-1)의 조건 불성립으로 하여 시동방식 판정제어(S40)에서 제외된다. 반면 상기 MHSG 시동 가능성 확인(S42-2)은 “48V 배터리 SOC > B, Bit = True, MHSG 가용 토크 > D” 중 모두가 충족될 때 MHSG(4)와 48V 배터리(5-1)의 조건 성립으로 하여 시동우선순위 결정제어(S50)의 MHSG시동방식으로 적용된다. 그리고 ”>“는 두 값의 크기 관계를 나타낸 부등호이다.
이어 시동 컨트롤러(10)는 Conventional Starter시동 판정제어(S40C)를 수행한다.
도 7을 참조하면, 상기 Conventional Starter 시동 판정제어(S40C)는 S41-3의 차량조건확인 단계, S42-3의 Conventional Starter 시동 가능성 확인 단계, S43-3의 Conventional Starter 시동 가능성 확인 불가 단계로 수행된다. 이를 위해 시동 컨트롤러(10)는 도 2와 같이, 데이터 프로세서(10-2)에서 제공된 입력 데이터 중 스타터(3)의 작동 및 릴레이 신호를 검출 및 확인한다.
일례로 상기 차량조건확인(S41-3)은 스타터(3)에 의한 Conventional Starter 시동 가능 상태에서 스타터(3)와 스타터 릴레이의 고장 여부로 이루어지고, 고장 신호 미 검출 상태를 스타터(3)에 의한 Conventional Starter 시동 가능 상태로 한다.
따라서 상기 Conventional Starter 시동 가능성 확인 불가(S43-3)는 스타터(3)와 스타터 릴레이가 고장일 때 스타터(3)의 조건 불성립으로 하여 시동방식 판정제어(S40)에서 제외된다. 반면 상기 Conventional Starter 시동 가능성 확인(S42-3)은 스타터(3)와 스타터 릴레이가 정상일 때 스타터(3)의 조건 성립으로 하여 시동우선순위 결정제어(S50)의 Conventional Starter 시동방식으로 적용된다.
계속해서 시동 컨트롤러(10)는 Injection 시동 판정제어(S40D)를 수행한다.
도 8을 참조하면, 상기 Injection 시동 판정제어(S40D)는 S41-4의 차량조건확인 단계, S42-4의 Injection 시동 가능성 확인 단계, S43-4의 Injection 시동 가능성 확인 불가 단계로 수행된다. 이를 위해 시동 컨트롤러(10)는 도 2와 같이, 데이터 프로세서(10-2)에서 제공된 입력 데이터 중 엔진 회전수. 냉각수온, 대기압을 검출 및 확인한다.
일례로 상기 차량조건확인(S41-4)은 인젝터(2-1)의 연료 분사에 의한 Injection 시동 가능 상태에서 엔진 운전 판단식을 적용한다.
엔진 운전 판단식: RPM > E
여기서 “RPM”은 Injection 시동판정에서 엔진 회전수 검출값이고. “E"는 엔진운전 회전수 임계값(Threshold)로서 회전수 인자(RPM Factor)로 결정하며, 상기 회전수 인자(RPM Factor)는 엔진(2)의 냉각수온인 시동 수온과 대기압 및 엔진(2)의 목표 RPM을 고려해 산출된다. 그리고 ”>“는 두 값의 크기 관계를 나타낸 부등호이다.
따라서 상기 Injection 시동 가능성 확인 불가(S43-4)는 “RPM > E“이 충족되지 않을 때 엔진(2)의 조건 불성립으로 하여 시동방식 판정제어(S40)에서 제외된다. 반면 상기 Injection 시동 가능성 확인(S42-4)은 “48V 배터리 SOC > B, Bit = True, MHSG 가용 토크 > D” 중 모두가 충족될 때 MHSG(4)와 48V 배터리(5-1)의 조건 성립으로 하여 시동우선순위 결정제어(S50)의 MHSG시동방식으로 적용된다.
이와 같이 시동 컨트롤러(10)는 관성시동 판정제어(S40A), MHSG 시동 판정제어(S40B), Conventional Starter 시동 판정제어(S40C), Injection 시동 판정제어(S40D)의 각각에 대한 절차를 수행함으로써 시동방식 판정제어(S40)의 결과로 ISG/SSC 시동방식 판정제어(S40-1) 및 CoM 시동방식 판정제어(S40-2)를 구분하여 준다.
이어 시동 컨트롤러(10)는 S50의 시동우선순위 결정제어로 진입한다. 이 경우 상기 시동우선순위 결정제어(S50)는 ISG/SSC 시동우선순위 결정제어(S50-1) 및 CoM 시동우선순위 결정제어(S50-2)로 구분된다.
도 9를 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 ISG/SSC 시동우선순위 결정제어(S50-1)를 S51-1의 변속기 이용 판단 단계, S52-1A의 제1 관성시동 단계, S52-1B의 제2 관성시동 단계로 수행한다.
일례로 상기 변속기 이용 판단(S11-1)은 타력 주행이 가능한 도로조건을 적용하여 타력주행 판단식을 적용한다.
타력주행 판단식 : 차속 > F & 엑셀 페달 APS < Z
여기서 “차속”은 차량(1)의 타력주행 상태에서 타력주행 차속 검출값이고. “F"는 타력주행 차속 임계값(Threshold)으로 통상적으로 타력주행에 적용된 최대 차속으로 결정하며, ”엑셀 페달 APS“는 엑셀 페달(7-1)의 스트로크에 따른 엑셀 페달 APS 검출값이고, ”Z"는 엑셀 페달 APS 임계값(Threshold)으로 타력주행 상태를 변화시키지 않고 유지해 주는 최대 엑셀 페달 APS로 결정한다. 그리고 ”<“는 두 값의 크기 관계를 나타낸 부등호이다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 “차속 > F” 및 “엑셀 페달 APS < Z”를 동시에 충족하는 경우 S52-1A의 제1 관성시동 단계로 진입하는 반면 “차속 > F” 및 “엑셀 페달 APS < Z”중 어느 하나를 충족하지 않는 경우 S52-1B의 제2 관성시동 단계로 전환한다.
구체적으로 상기 제1 관성시동(S52-1A)은 S53-1의 Priority #1 = 관성 시동, S54-1의 Priority #2 = MHSG 시동, S55-1의 Priority #3 = Conventional Starter 시동으로 적용된다. 반면 상기 제2 관성시동(S52-1B)은 S56-1의 Priority #4 = MHSG 시동, S57-1의 Priority #5 = Conventional Starter 시동으로 적용된다.
이 경우 Priority #1, #2, #3, #4, #5의 각각이 ISG/SSC 시동 상황에서 갖는 의미는 하기와 같다.
일례로 상기 관성 시동(Priority #1)은 변속기에서 가능 여부 결정하여 CAN 으로 송출하고, 역회전 판정이 없어야 하며, 차속 및 엑셀 페달 조건이 만족된 경우를 의미한다. 상기 MHSG 시동(Priority #2)은 관성 시동 가능 상태에서 배터리 상태 및 MHSG 상태 확인이 이루어지고, 시동 수온이 고려된 SOC 임계값과 함께 배터리 SOC 및 MHSG 온도를 고려한 모터 토크 임계값 조건이 만족된 경우를 의미한다. 상기 Conventional Starter 시동(Priority #3)은 관성 시동 가능 상태에서 스타터(3)의 고장이 없는 정상 상태가 확인된 경우를 의미한다.
일례로 상기 MHSG 시동(Priority #4)은 관정 시동 불가능 상태에서 배터리 상태 및 MHSG 상태 확인이 이루어지고, 시동 수온이 고려된 SOC 임계값 및 배터리 SOC 및 MHSG 온도가 고려된 모터 토크 임계값 조건이 만족된 경우를 의미한다. 상기 Conventional Starter 시동(Priority #5)은 관성 시동 불가능 상태에서 스타터(3)의 고장이 없는 정상 상태가 확인된 경우를 의미한다.
이와 같이 상기 우선순위 시동시도 제어(S50)의 ISG/SSC 우선순위 시동제어(S50-1)는 관성시동 가능상태와 관성시동 불가능상태로 구분되어 우선권이 부여된다.
즉, 관성시동 가능상태인 경우 관성 시동을 최상위 우선권(High Priority)인 Priority #1로 적용하면서 MHSG 시동과 Conventional Starter 시동의 순으로 차상위 우선권(Next Priority)인 Priority #2,#3로 적용한다. 반면 관성시동 불가능상태인 경우 MHSG 시동을 최상위 우선권(High Priority)인 Priority #4로 적용하면서 Conventional Starter 시동을 차상위 우선권(Next Priority)인 Priority #5로 적용한다.
또한, 시동 컨트롤러(10)는 S50-2의 CoM 시동우선순위 결정제어를 수행한다.
도 10을 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 CoM 시동우선순위 결정제어(S50-2)를 S51-2의 연료분사 이용 판단 단계, S52-2A의 최우선 시동 단계, S52-2B의 선차선 시동 단계, S52-2C의 차차선 시동 단계로 수행한다.
일례로 상기 연료분사 이용 판단(S51-2)은 S51-2A의 하이 아이들(High Idle) 판단 단계, S51-2B의 로우 아이들(Low Idle) 판단 단계, S51-2C의 엔진 정지 판단 단계로 구분되고, 각각에 대해 판단식을 적용한다.
하이 아이들 판단식 : RPM > G
로우 아이들 판단식 : H < RPM < G
엔진 정지 판단식 : RPM = A
여기서 “RPM”은 엔진 회전수 검출값이고. "G"는 Injection 시동에 우선권(Priority) 부여가 가능한 하이 아이들(High Idle) 임계값(Threshold)으로 약 600 RPM 이상을 적용하며, “H"는 Injection 시동이 불가한 상태에서 MHSG 시동에 우선권(Priority) 부여가 가능한 로우 아이들(Low Idle) 임계값(Threshold)으로 약 200 RPM수준 이상을 적용하고, “A"는 엔진 정지 상태에서 MHSG 시동 또는 Conventional Starter 시동이 가능한 엔진 회전수 임계값(Threshold)으로 0(Zero)을 적용한다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 “RPM > G“인 경우 S52-2A의 Injection 시동 우선 단계로 진입하고, “RPM > G“이 아니지만 ”H < RPM < G“인 경우 S52-2B의 Injection 시동 차선 단계로 진입하며, ”H < RPM < G“가 아닌 경우 S52-2C의 Injection 시동 제외 단계로 진입하여 ”RPM = A“을 통해 RPM = 0에 도달되는 시점까지 대기(Waiting)한다.
구체적으로 상기최우선 시동(S52-2A)은 S53-2의 Priority #1 = Injection 시동, S54-2의 Priority #2 = MHSG 시동, S55-2의 Priority #3 = Conventional Starter 시동으로 적용된다. 이 경우 “Priority #3 = Conventional Starter 시동”은 RPM = 0에 도달되는 시점까지 대기(Waiting) 후 적용된다.
구체적으로 상기 차선 시동(S52-2B)은 S56-2의 Priority #4 = MHSG 시동, S57-2의 Priority #5 = Conventional Starter 시동으로 적용된다. 이 경우 “Priority #5 = Conventional Starter 시동”은 RPM = 0에 도달되는 시점까지 대기(Waiting) 후 적용된다.
구체적으로 상기 차차선 시동(S52-2C)는 S58-2의 Priority #6 = MHSG 시동, S59-2의 Priority #7 = Conventional Starter 시동으로 적용된다. 이 경우 Priority #1, #2, #3, #4, #5, #6, #7의 각각이 CoM 시동 상황에서 갖는 의미는 하기와 같다.
일례로 상기 Injection 시동(Priority #1)은 엔진(2)의 회전수가 약 600 RPM 이상의 고회전영역상태에서 Injection 만으로 시동 가능한 경우를 의미한다. 상기 MHSG 시동(Priority #2)은 약 600 RPM 이상의 고회전영역상태가 RPM 임계값(즉, 하이 아이들 임계값)로 으로 만족되고, 시동 수온이 고려된 SOC 임계값과 함께 배터리 SOC 및 MHSG 온도를 고려한 모터 토크 임계값 조건이 만족된 경우를 의미한다. 상기 Conventional Starter 시동(Priority #3)은 약 600 RPM 이상의 고회전영역상태가 RPM 임계값(즉, 하이 아이들 임계값)으로 만족되고, MHSG에 의한 시동도 가능한 경우를 의미한다.
일례로 상기 MHSG 시동(Priority #4)은 약 200 RPM 수준의 중회전영역상태가 RPM 임계값(즉, 로우 아이들 임계값)으로 만족되고, 시동 수온이 고려된 SOC 임계값과 함께 배터리 SOC 및 MHSG 온도를 고려한 모터 토크 임계값 조건이 만족된 경우를 의미한다. 상기 Conventional Starter 시동(Priority #5)은 약 200 RPM 수준의 중회전영역상태가 RPM 임계값(즉, 하이 아이들 임계값)으로 만족되고, MHSG에 의한 시동도 가능한 경우를 의미한다.
일례로 상기 MHSG 시동(Priority #6)은 약 200 RPM 미만의 저회전영역상태이므로 “RPM =0" 도달 시까지 대기 없이 MHSG 시동이 가능하고, 시동 수온이 고려된 SOC 임계값과 함께 배터리 SOC 및 MHSG 온도를 고려한 모터 토크 임계값 조건이 충족된 경우를 의미한다. 상기 Conventional Starter 시동(Priority #7)은 약 200 RPM 미만의 저회전 영역상태이므로 Conventional Starter 시동을 위해 “RPM =0" 도달조건이 충족된 경우를 의미한다.
이와 같이 상기 우선순위 시동시도 제어(S50)의 CoM 시동우선순위 결정제어(S50-2)는 최우선 시동(S52-2A), 차선 시동(S52-2B), 차차선 시동(S52-2C)로 시동 우선권을 달리한다.
즉, 상기 최우선 시동(S52-2A)은 Injection 시동을 최상위 우선권(High Priority)인 Priority #1로 적용하면서 MHSG 시동과 Conventional Starter 시동을 순서대로 차상위 우선권(Next Priority)인 Priority #2, #3로 적용한다. 상기 차선 시동(S52-2B)은 MHSG 시동을 최상위 우선권(High Priority)인 Priority #4로 적용하면서 Conventional Starter 시동을 차상위 우선권(Next Priority)인 Priority #5로 적용한다. 상기 차차선 시동(S52-2C)은 MHSG 시동을 최상위 우선권(High Priority)인 Priority #6로 적용하면서 Conventional Starter 시동을 차상위 우선권(Next Priority)인 Priority #7로 적용한다.
이후 시동 컨트롤러(10)는 S60의 우선순위 시동시도제어를 도 11의 ISG/SSC 우선순위 시동시도제어(S60-1) 및 도 12,13의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)로 구분하려 수행한다.
도 11을 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 ISG/SSC 우선순위 시동시도제어(S60-1)를 S61-1의 관성시동 판단 단계, S62-1~S64-1의 제1 관성시동 단계, S65-1~S66-1의 제2 관성시동 단계로 수행한다.
일례로 상기 관성시동 판단(S61-1)은 도 9의 ISG/SSC 시동우선순위 결정제어(S50-1)에 적용된 변속기 이용 판단(S51-1)인 “차속 > F” 및 “엑셀 페달 APS < Z”을 적용하여 이루어진다. 그 결과 상기 관성시동 판단(S61-1)은 관성시동의 구현 가능 상태에서 우선권이 부여되는 제1 관성시동(S62-1~S64-1) 및 관성시동의 구현 불가능 상태에서 우선권이 부여되는 제1 관성시동(S65-1~S66-1)으로 구분된다.
일례로 상기 제1 관성시동(S62-1~S64-1)은 S62-1의 SSC 선정 단계, S63-1의 ISG 모터 선정 단계, S64-1의 ISG 스타터 선정 단계로 구분되고, SSC 선정을 최우선으로 하여 SSC 선정 불가 시 ISG 모터 선정을 ISG 모터 선정 불가 시 ISG 스타터 선정이 이루어지는 순서로 진행된다.
구체적으로 상기 SSC 선정(S62-1)은 S62A의 Priority #1인 관성시동 선택이 이루어지는 단계, S62B의 관성시동이 시도되는 단계로 수행된다. 상기 ISG 모터 선정(S63-1)은 S63A의 Priority #2인 MHSG 시동 선택이 이루어지는 단계, S63B의 MHSG 시동이 시도되는 단계로 수행된다. 상기 ISG 스타터 선정(S64-1)은 S64A의 Priority #3인 Conventional Starter 시동 선택이 이루어지는 단계, S64B의 Conventional Starter 시동이 시도되는 단계로 수행된다.
일례로 상기 제2 관성시동(S65-1~S66-1)은 S65-1의 ISG 모터 선정 단계, S66-1의 ISG 스타터 선정 단계로 구분되고, ISG 모터 선정을 최우선으로 하여 ISG 모터 선정 불가 시 ISG 스타터 선정이 이루어지는 순서로 진행된다.
구체적으로 상기 ISG 모터 선정(S65-1)은 S65A의 Priority #4인 MHSG 시동 선택이 이루어지는 단계, S65B의 MHSG 시동이 시도되는 단계로 수행된다. 상기 ISG 스타터 선정(S66-1)은 S66A의 Priority #5인 Conventional Starter 시동 선택이 이루어지는 단계, S66B의 Conventional Starter 시동이 시도되는 단계로 수행된다.
이로부터 시동 컨트롤러(10)는 S68-1의 ISG/SSC 1차 시동 완료 단계 또는 S69-1의 ISG/SSC 시동불가 단계로 전환한다.
일례로 상기 ISG/SSC 시동불가(S69-1)는 상기 제1 관성시동(S62-1~S64-1)에서 Conventional Starter 시동(Priority #3) 불가(S64-1)이거나 또는 상기 제2 관성시동(S65-1~S66-1)에서 Conventional Starter 시동(Priority #5) 불가(S66-1)인 경우에 확인된다. 그러므로 상기 ISG/SSC 시동불가(S69-1)인 경우, 시동 컨트롤러(10)는 운전석의 클러스터(Cluster)나 대시보드(Dash board)에서“시동불가”의 메시지나 점등을 표시함으로써 운전자에게 차량(1)이 재시동 불가 상태임을 알려 준다.
일례로 상기 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)는 관성 시동(Priority #1)(S62-1), MHSG 시동(Priority #2)(S63-1), Conventional Starter 시동(Priority #3)(S64-1), MHSG 시동(Priority #4)(S65-1), Conventional Starter 시동(Priority #5)(S66-1)의 각각을 최상위 우선권(High Priority)으로 하여 재시동이 수행된 상태이다. 그러므로 시동 컨트롤러(10)는 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1) 후 백업시동 판단제어(S70)로 진입한다.
또한, 도 12 및 도 13을 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)를 S61-2의 Injection 시동 판단 단계, S62-2~S64-2의 제1 시동우선 단계, S65-2~S66-2의 제2 시동우선 단계, S67-2의 제3 시동우선 단계로 수행한다.
일례로 상기 Injection 시동 판단(S61-2)은 도 10의 CoM 시동우선순위 결정제어(S50-2)에 적용된 연료분사 이용 판단(S51-2)인 “RPM > G“, ”H < RPM < G“, ”RPM = 0“을 적용하여 이루어진다. 그 결과 상기 Injection 시동 판단(S61-2)은 하이 아이들 판단(S61-2A)의 ”RPM > G“에서 우선권이 부여되는 제1 시동우선(S62-2~S64-2), 로우 아이들 판단(S61-2B)의 ”H < RPM < G “에서 우선권이 부여되는 제2 시동우선(S65-2~S66-2), 엔진 정지 판단(S61-2C)의 ”RPM = A“에 따른 엔진정지(즉, RPM = 0)에서 우선권이 부여되는 제3 시동우선(S67-2)으로 구분된다.
일례로 상기 제1 시동우선(S62-2~S64-2)은 S62-2의 SSC 선정 단계, S63-1의 ISG 모터 선정 단계, S64-1의 ISG 스타터 선정 단계로 구분되고, SSC 선정을 최우선으로 하여 SSC 선정 불가 시 ISG 모터 선정을 ISG 모터 선정 불가 시 ISG 스타터 선정이 이루어지는 순서로 진행된다.
구체적으로 상기 SSC 선정(S62-2)은 S62A의 Priority #1인 Injection 시동 선택이 이루어지는 단계, S62B의 Injection 시동이 시도되는 단계로 수행된다. 상기 ISG 모터 선정(S63-2)은 S63A의 Priority #2인 MHSG 시동 선택이 이루어지는 단계, S63B의 MHSG 시동이 시도되는 단계로 수행된다. 상기 ISG 스타터 선정(S64-2)은 S64A의 엔진정지(즉, RPM = 0) 후 Priority #3인 Conventional Starter 시동 선택이 이루어지는 단계, S64B의 Conventional Starter 시동이 시도되는 단계로 수행된다.
일례로 상기 제2 시동우선(S65-2~S66-2)은 S65-2의 ISG 모터 선정 단계, S66-2의 ISG 스타터 선정 단계로 구분되고, ISG 모터 선정을 최우선으로 하여 ISG 모터 선정 불가 시 ISG 스타터 선정이 이루어지는 순서로 진행된다.
구체적으로 상기 ISG 모터 선정(S65-2)은 S65A의 Priority #4인 MHSG 시동 선택이 이루어지는 단계, S65B의 MHSG 시동이 시도되는 단계로 수행된다. 상기 ISG 스타터 선정(S66-2)은 S66A의 엔진정지(즉, RPM = 0) 후 Priority #5인 Conventional Starter 시동 선택이 이루어지는 단계로 수행된다.
일례로 상기 제3 시동우선(S67-2)은 S67A의 Priority #6인 MHSG 시동 적용이 판단되는 단계, S67B의 Priority #6인 MHSG 시동 선택이 이루어지는 단계, S67C의 Priority #7인 Conventional Starter 시동 선택이 이루어지는 단계로 수행된다.
이로부터 시동 컨트롤러(10)는 S68-2의 CoM 1차 시동 완료 단계로 전환한다.
일례로 상기 CoM 1차 시동 완료(S68-2)는 Injection 시동(Priority #1)(S62-2), MHSG 시동(Priority #2)(S63-2), Conventional Starter 시동(Priority #3)(S64-2), MHSG 시동(Priority #4)(S65-2), Conventional Starter 시동(Priority #5)(S66-2), MHSG 시동(Priority #6) 또는 Conventional Starter 시동(Priority #7)(S67-2)의 각각을 최상위 우선권(High Priority)으로 하여 재시동이 수행된 상태이다. 그러므로 시동 컨트롤러(10)는 상기 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1) 후 백업시동 판단제어(S70)로 진입한다.
이어 시동 컨트롤러(10)는 S70의 백업시동 판단제어를 도 14의 제1(ISG/SSC) 백업시동제어(S70-1) 및 도 15,16의 제2(CoM) 백업시동제어(S70-2)로 수행한다.
도 14를 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 제1(ISG/SSC) 백업시동제어(S70-1)를 S71-1의 ISG/SSC 최상위 우선권(High Priority) 시동 판단 단계, S72-1의 최우선 시동 순위의 시동 성공 확인 단계, S73-1의 ISG/SSC 차상위 우선권(Next Priority) 시동 판단 단계, S74-1의 자선 시동 순위의 시동 성공 확인 단계, S77-1의 ISG/SSC 시동불가 전환 단계로 수행된다.
일례로 상기 ISG/SSC 최상위 우선권 시동 판단(S71-1)은 S71A의 1차 시동 시도 확인 단계, S71B의 시동 완료 확인 단계로 이루어진다. 이 경우 상기 1차 시동 시도 확인(S71A)은 도 11의 ISG/SSC 우선순위 시동시도제어(S60-1)에 최상위 우선권으로 부여되는 관성시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5) 중 어느 하나이다. 상기 시동 완료 확인(S71B)은 도 11의 ISG/SSC 우선순위 시동시도제어(S60-1)에 따른 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)가 최상위 우선권으로 이루어짐과 동일하다.
그러므로 시동 컨트롤러(10)는 ISG/SSC 최상위 우선권 시동 판단(S71-1)에서 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)의 결과로 엔진(2)의 RPM 상승 시 백업 시동을 중단하고 재시동 제어를 종료하는 반면 RPM 미 상승 시 최우선 시동 순위의 시동 성공 확인(S72-1)으로 진입한다.
일례로 상기 최우선 시동 순위의 시동 성공 확인(S72-1)은 S72A의 타이머 카운트 단계, S72B의 재판단 타임아웃 단계로 수행된다. 이 경우 상기 타이머 카운트(S72A)는 초(second) 단위로 누적하여 준다. 상기 재판단 타임아웃(S72B)은 재판단 횟수 마진(Margin)으로 타이머 허용식을 적용한다.
타이머 허용식 : 타이머 > I
여기서 “타이머”는 타이머 카운트 횟수이고, “I"는 타이머 카운트 횟수 임계값(Threshold)으로 약 수초로 설정된다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 타이머 카운트 횟수 임계값 내에서 ISG/SSC 최상위 우선권 시동 판단(S71-1)을 반복 수행하였음에도 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)의 결과로 엔진(2)의 RPM 미 상승 시 백업 시동을 ISG/SSC 차상위 우선권 시동 판단(S73-1)으로 지속하여 준다.
일례로 상기 ISG/SSC 차상위 우선권 시동 판단(S73-1)은 S73A의 2차 시동 시도 확인 단계, S73B의 시동 완료 확인 단계로 이루어진다. 이 경우 상기 2차 시동 시도 확인(S73A)은 도 11의 ISG/SSC 우선순위 시동시도제어(S60-1)에 차상위 우선권으로 부여되는 관성시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5) 중 어느 하나이다. 상기 시동 완료 확인(S73B)은 도 11의 ISG/SSC 우선순위 시동시도제어(S60-1)에 따른 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)가 차상위 우선권으로 이루어짐과 동일하다.
그러므로 시동 컨트롤러(10)는 ISG/SSC 차상위 우선권 시동 판단(S73-1)에서 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)의 결과로 엔진(2)의 RPM 상승 시 백업 시동을 중단하고 재시동 제어를 종료하는 반면 RPM 미 상승 시 차선 시동 순위의 시동 성공 확인(S74-1)으로 진입한다.
일례로 상기 차선 시동 순위의 시동 성공 확인(S74-1)은 S74A의 타이머 카운트 단계, S74B의 재판단 타임아웃 단계로 수행된다. 이 경우 상기 타이머 카운트(S74A)는 초(second) 단위로 누적하여 준다. 상기 재판단 타임아웃(S74B)은 재판단 횟수 마진(Margin)으로 타이머 허용식을 적용한다.
타이머 허용식 : 타이머 > J
여기서 “타이머”는 타이머 카운트 횟수이고, “J"는 타이머 카운트 횟수 임계값(Threshold)으로 약 수초로 설정된다. 특히 “J"는 ”I"와 동일한 값 또는 서로 상이한 값으로 설정될 수 있다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 타이머 카운트 횟수 임계값 내에서 ISG/SSC 차상위 우선권 시동 판단(S73-1)을 반복 수행하였음에도 ISG/SSC 1차 시동 완료(S68-1)의 결과로 엔진(2)의 RPM 미 상승 시 ISG/SSC 시동불가(S77-1)로 전환한 후 백업 시동을 중지하여 준다.
일례로 상기 ISG/SSC 시동불가(S77-1)는 시동 컨트롤러(10)에 의해 운전석의 클러스터(Cluster)나 대시보드(Dash board)에서“시동불가”의 메시지나 점등이 표시되는 도 11의 ISG/SSC 시동불가(S69-1)와 동일하므로 운전자에게 차량(1)의 재시동 불가 상태가 알려진다.
이와 같이 시동 컨트롤러(10)는 관성시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5) 중 어느 하나를 최상위 우선권 및 차상위 우선권으로 하는 2차 시동 시도로 ISG/SSC 백업시동 판단제어(S70-1)를 수행하여 준다.
또한, 도 15 및 도 16을 참조하면, 시동 컨트롤러(10)는 제2(CoM) 백업시동제어(S70-2)를 S71-2의 CoM 최상위 우선권(High Priority) 시동 판단 단계, S72-2의 최우선 시동 순위의 시동 성공 확인 단계, S73-2의 CoM 차상위 우선권(Next Priority) 시동 판단 단계, S74-2의 차선 시동 순위의 시동 성공 확인 단계, S75-2의 CoM 하위 우선권(Kow Priority) 시동 판단 단계, S76-2의 차차선 시동 순위의 시동 성공 확인 단계, S77-2의 ISG/SSC 시동불가 전환 단계로 수행된다.
일례로 상기 CoM 최상위 우선권 시동 판단(S71-2)은 S71A의 1차 시동 시도 확인 단계, S71B의 시동 완료 확인 단계로 이루어진다. 이 경우 상기 1차 시동 시도 확인(S71A)은 도 12의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)에 최상위 우선권으로 부여되는 Injection 시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5), MHSG 시동(Priority #6), Conventional Starter 시동(Priority #7) 중 어느 하나이다. 상기 시동 완료 확인(S71B)은 도 12의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)에 따른 CoM 1차 시동 완료(S68-2)가 최상위 우선권으로 이루어짐과 동일하다.
그러므로 시동 컨트롤러(10)는 CoM 최상위 우선권 시동 판단(S71-2)에서 CoM 1차 시동 완료(S68-2)의 결과로 엔진(2)의 RPM 상승 시 백업 시동을 중단하고 재시동 제어를 종료하는 반면 RPM 미 상승 시 최우선 시동 순위의 시동 성공 확인 (S72-2)으로 진입한다.
일례로 상기 최우선 시동 순위의 시동 성공 확인(S72-1)은 S72A의 타이머 카운트 단계, S72B의 재판단 타임아웃 단계로 수행된다. 이 경우 상기 타이머 카운트(S72A)는 초(second) 단위로 누적하여 준다. 상기 재판단 타임아웃(S72B)은 재판단 횟수 마진(Margin)으로 타이머 허용식을 적용한다.
타이머 허용식 : 타이머 > K
여기서 “타이머”는 타이머 카운트 횟수이고, “K"는 타이머 카운트 횟수 임계값(Threshold)으로 약 수초로 설정된다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 타이머 카운트 횟수 임계값 내에서 CoM 최상위 우선권 시동 판단(S71-2)을 반복 수행하였음에도 CoM 1차 시동 완료(S68-2)의 결과로 엔진(2)의 RPM 미 상승 시 백업 시동을 CoM 차상위 우선권 시동 판단(S73-2)으로 지속하여 준다.
일례로 상기 CoM 차상위 우선권 시동 판단(S73-2)은 S73A의 2차 시동 시도 확인 단계, S73B의 시동 완료 확인 단계로 이루어진다. 이 경우 상기 2차 시동 시도 확인(S73A)은 도 12의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)에 차상위 우선권으로 부여되는 Injection 시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5), MHSG 시동(Priority #6), Conventional Starter 시동(Priority #7) 중 어느 하나이다. 상기 시동 완료 확인(S73B)은 도 12의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)에 따른 CoM 1차 시동 완료(S68-2)가 차상위 우선권으로 이루어짐과 동일하다.
그러므로 시동 컨트롤러(10)는 CoM 차상위 우선권 시동 판단(S73-2)에서 CoM 1차 시동 완료(S68-2)의 결과로 엔진(2)의 RPM 상승 시 백업 시동을 중단하고 재시동 제어를 종료하는 반면 RPM 미 상승 시 차선 시동 순위의 시동 성공 확인 (S74-2)으로 진입한다.
일례로 상기 차선 시동 순위의 시동 성공 확인(S74-2)은 S74A의 백업 타이머 카운트 단계, S74B의 재판단 타임아웃 단계로 수행된다. 이 경우 상기 백업 타이머 카운트(S74A)는 초(second) 단위로 누적하여 준다. 상기 재판단 타임아웃(S74B)은 재판단 횟수 마진(Margin)으로 백업 타이머 허용식을 적용한다.
백업 타이머 허용식 : 백업 타이머 > L
여기서 “백업 타이머”는 백업 타이머 카운트 횟수이고, “L"는 백업 타이머 카운트 횟수 임계값(Threshold)으로 약 수초로 설정된다. 특히 “L"는 ”K"와 동일한 값 또는 서로 상이한 값으로 설정될 수 있다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 백업 타이머 카운트 횟수 임계값 내에서 CoM 차상위 우선권 시동 판단(S73-2)을 반복 수행하였음에도 CoM 1차 시동 완료(S68-1)의 결과로 엔진(2)의 RPM 미 상승 시 ISG/SSC 시동불가(S77-1)로 전환한 후 백업 시동을 중지하여 준다.
일례로 상기 CoM 하위 우선권 시동 판단(S75-2)은 S75A의 3차 시동 시도 확인 단계, S75B의 시동 완료 확인 단계로 이루어진다. 이 경우 상기 3차 시동 시도 확인(S75A)은 도 12의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)에 하위 우선권으로 부여되는 Injection 시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5), MHSG 시동(Priority #6), Conventional Starter 시동(Priority #7) 중 어느 하나이다. 상기 시동 완료 확인(S75B)은 도 12의 CoM 우선순위 시동시도제어(S60-2)에 따른 CoM 1차 시동 완료(S68-2)가 하위 우선권으로 이루어짐과 동일하다.
그러므로 시동 컨트롤러(10)는 CoM 하위 우선권 시동 판단(S75-2)에서 CoM 1차 시동 완료(S68-2)의 결과로 엔진(2)의 RPM 상승 시 백업 시동을 중단하고 재시동 제어를 종료하는 반면 RPM 미 상승 시 차차선 시동 순위의 시동 성공 확인 (S76-2)으로 진입한다.
일례로 상기 차차선 시동 순위의 시동 성공 확인(S76-2)은 S76A의 최종 백업 타이머 카운트 단계, S76B의 재판단 타임아웃 단계로 수행된다. 이 경우 상기 최종 백업 타이머 카운트(S76A)는 초(second) 단위로 누적하여 준다. 상기 재판단 타임아웃(S76B)은 재판단 횟수 마진(Margin)으로 최종 백업 타이머 허용식을 적용한다.
최종 백업 타이머 허용식 : 최종 백업 타이머 > M
여기서 “최종 백업 타이머”는 최종 백업 타이머 카운트 횟수이고, “M"는 최종 백업 타이머 카운트 횟수 임계값(Threshold)으로 약 수초로 설정된다. 특히 “M"는 "L" 및/또는 ”K"와 동일한 값 또는 서로 상이한 값으로 설정될 수 있다.
그 결과 시동 컨트롤러(10)는 최종 백업 타이머 카운트 횟수 임계값 내에서 CoM 하위 우선권 시동 판단(S75-1)을 반복 수행하였음에도 CoM 1차 시동 완료(S68-2)의 결과로 엔진(2)의 RPM 미 상승 시 CoM 시동불가(S77-2)로 전환한 후 백업 시동을 중지하여 준다.
일례로 상기 CoM 시동불가(S77-2)는 시동 컨트롤러(10)에 의해 운전석의 클러스터(Cluster)나 대시보드(Dash board)에서“시동불가”의 메시지나 점등이 표시되어 운전자에게 차량(1)이 재시동 불가 상태임을 알려준다. 특히 상기 CoM 시동불가(S77-2)는 도 12의 CoM 우선순위 시동제어(60-2)에서 CoM 시동불가로 적용될 수 있다.
이와 같이 시동 컨트롤러(10)는 Injection 시동(Priority #1), MHSG 시동(Priority #2), Conventional Starter 시동(Priority #3), MHSG 시동(Priority #4), Conventional Starter 시동(Priority #5), MHSG 시동(Priority #6), Conventional Starter 시동(Priority #7) 중 어느 하나를 최상위 우선권 및 차상위 우선권으로 하는 2차 시동 시도로 CoM 백업시동 판단제어(S70-2)를 수행하여 준다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량의 엔진 재시동제어 방법은 시동 컨트롤러(10)의 재시동 시도에 대해 변속기 관성시동 가능성으로 관성시동을 최상위 우선권(High Priority)으로 하면서 Conventional Starter 시동과 MHSG 시동을 차상위 우선권(Next Priority)으로 하는 ISG/SSC 시동제어, 엔진 회전 수 검출영역으로 Injection 시동을 최상위 우선권(High Priority)으로 하면서 MHSG 시동과 Conventional Starter 시동을 차상위 우선권(Next Priority)과 하위 우선권(Low Priority)으로 하는 CoM 시동제어로 구분됨으로써 ISG 시동 및 SSC 시동에 대한 안정성 확보로 연비 및 상품성 향상이 이루어진다. 나아가 엔진 재시동제어 방법은 관성시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동에 대한 우선권(Priority)부여로 최초 시동 실패를 백업시동으로 보완해 줌으로써 시동 실패 상황이 크게 낮아진다.
1 : 차량 2 : 엔진
2-1 : 인젝터 3 : 스타터(Starter)
4 : MHSG(Mild Hybrid Starter & Generator)
5 : 배터리 5-1 : 48V 배터리
5-2 : 12V 배터리 5-3 : LDC(Low Voltage DC/DC Converter)
6 : 변속기 7 : 페달
7-1 : 엑셀페달 8 : CAN(Controller Area Network)
9 : 차량 컨트롤러
9-1 : 엔진 ECU(Electronic Control Unit)
9-2 : MCU(Motor Control Unit)
9-3 : TCU(Transmission Control Unit)
9-4 : BMS(Battery Management System)
10 : 시동 컨트롤러 10-1 : 시동방식 맵
10-2 : 데이터 프로세서

Claims (16)

  1. 시동 컨트롤러가 엔진의 재시동에 대해 제1 시동상황 및 제2 시동상황울 선택하는 단계,
    상기 제1 시동상황 및 상기 제2 시동상황을 현재의 가능한 시동방식을 판단하는 단계,
    상기 가능한 시동방식에서 우선순위를 결정하는 단계,
    상기 시동방식의 우선순위에 따라 상기 제1 시동상황을 제1 시동제어 및 상기 제2 시동상황을 제2 시동제어로 하여 상기 엔진의 재시동을 시도하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 재시동은 관성시동, MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동으로 구분되고, 상기 제1 시동제어에 상기 관성시동, 상기 Conventional Starter 시동, 상기 MHSG 시동이 적용되며, 상기 제2 시동제어에 상기 Injection 시동, 상기 Conventional Starter 시동, 상기 MHSG 시동이 적용되는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 시동제어와 상기 제2 시동제어의 선택은 시동 상황 판정 제어로 이루어지고, 상기 시동 상황 판정 제어는 키(Key) 시동요청이 없는 경우 엔진 회전수로 상기 제1 시동제어에 대한 제1 Restart 상황 및 상기 제2 시동제어에 대한 제2 Restart 상황으로 구분되는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 엔진 회전수는 상기 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 적용하고, 상기 제1 Restart 상황 및 상기 제2 Restart 상황은 RPM(Revolution Per Minute)을 0(영)으로 하여 구분되는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 시동제어는 상기 관성시동, 상기 Conventional Starter 시동, 상기 MHSG 시동의 각각에 대하여 시동방식 확인, 시동방식 판정, 시동우선순위 결정, 우선순위 시동시도를 순차적으로 수행해 주는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 관성시동은 변속기 비트(Bit) 신호의 검출과 엔진 역회전 신호의 미 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하고, 상기 MHSG 시동은 방전이 가능한 배터리 SOC(State Of Charge) 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 Conventional Starter 시동은 스타터 릴레이의 동작 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 배터리 SOC는 SOC 임계값(Threshold) 보다 클 때 인 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 MHSG 시동은 모터구동이 가능한 MHSG 가용 토크 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 MHSG 가용 토크는 가용토크 임계값(Threshold) 보다 클 때 인 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 시동우선순위 결정은 상기 관성시동에 대해 상기 최상위 우선권(High Priority)을 갖는 제1 관성시동, 차상위 우선권(Next Priority)을 갖는 제2 관성시동의 어느 하나를 상기 우선순위 시동시도에 적용하고;
    상기 제1 관성시동은 차속 임계값(Threshold) 보다 큰 차속과 엑셀 페달 답입 임계값(Threshold) 보다 작은 엑셀 페달 APS(Accelerator Pedal Scope)를, 상기 제2 관성시동은 차속 임계값(Threshold) 보다 작은 차속과 엑셀 페달 답입 임계값(Threshold) 보다 큰 엑셀 페달 APS를 조건으로 하는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 관성시동은 Priority #1 = 관성 시동, Priority #2 = MHSG 시동, Priority #3 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제1 백업시동 판단이 이루어지고;
    상기 제2 관성시동은 Priority #4 = MHSG 시동, Priority #5 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제1 백업시동 판단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 백업시동 판단은 상기 제1 관성시동 또는 상기 제2 관성시동에 적용된 시동 순위 중 최우선 시동 순위의 시동 실패에 대한 시동 성공을 타이머 설정값으로 확인하고, 타이머 설정값 초과 시 상기 제1 관성시동 또는 상기 제2 관성시동에 적용된 시동 순위 중 차선 시동 순위로 시동 성공을 위한 백업시동으로 하며, 상기 백업시동의 시동 실패 시 시동 시도를 중지하여 주는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 시동제어는 MHSG 시동, Conventional Starter 시동, Injection 시동의 각각에 대하여 시동방식 확인, 시동방식 판정, 시동우선순위 결정, 우선순위 시동시도를 순차적으로 수행해 주는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 MHSG 시동은 방전이 가능한 배터리 SOC(State Of Charge) 검출을. 상기 Conventional Starter 시동은 스타터 릴레이의 동작 검출을, 상기 Injection 시동은 상기 엔진 회전수의 RPM(Revolution Per Minute Range) 영역 검출을 각각 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 배터리 SOC는 SOC 임계값(Threshold) 보다 클 때이며, 상기 Injection 시동은 상기 RPM 영역이 회전수 임계값(Threshold) 보다 클 때 인 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 MHSG 시동은 모터구동이 가능한 MHSG 가용 토크 검출을 상기 시동방식 판정에 적용하며, 상기 MHSG 가용 토크는 가용토크 임계값(Threshold) 보다 클 때 인 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 시동우선순위 결정은 상기 RPM 영역을 하이 아이들(High Idle), 로우 아이들(Low Idle), 엔진 정지로 하여 제1 시동우선, 제2 시동우선, 제3 시동우선의 어느 하나를 상기 우선순위 시동시도에 적용하고;
    상기 제1 시동우선은 상기 하이 아이들을, 상기 제2 시동우선은 상기 로우 아이들을, 상기 제3 시동우선은 상기 엔진 정지를 조건으로 하는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 시동우선은 Priority #1 = Injection 시동, Priority #2 = MHSG 시동, Priority #3 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제2 백업시동 판단이 이루어지고;
    상기 제2 시동우선은 Priority #4 = MHSG 시동, Priority #5 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제2 백업시동 판단이 이루어지며;
    상기 제3 시동우선은 Priority #6 = MHSG 시동, Priority #7 = Conventional Starter 시동의 순서로 상기 우선순위 시동시도를 수행한 후 제2 백업시동 판단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제2 백업시동 판단은 상기 제1 시동우선 또는 상기 제2 시동우선 또는 상기 제3 시동우선에 적용된 시동 순위 중 최우선 시동 순위의 시동 실패에 대한 시동 성공을 타이머 설정값으로 확인하고,
    타이머 설정값 초과 시 상기 제1 시동우선 또는 상기 제2 시동우선 또는 상기 제3 시동우선에 적용된 시동 순위 중 차선 시동 순위로 시동 성공을 위한 백업시동으로 하며,
    상기 백업시동의 시동 실패에 대한 시동 성공을 백업 타이머 설정값으로 확인하고,
    백업 타이머 설정값 초과 시 상기 제1 시동우선 또는 상기 제2 시동우선 또는 상기 제3 시동우선에 적용된 시동 순위 중 차차선 시동 순위로 시동 성공을 위한 최종 백업시동으로 하며,
    상기 최종 백업시동의 시동 실패에 대한 시동 성공을 최종 백업 타이머 설정값으로 확인하고,
    상기 최종 백업시동의 시동 실패 시 시동 시도를 중지하여 주는 것을 특징으로 하는 엔진 재시동제어 방법.
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