KR20210045107A - 차량 및 차량의 장치의 제어방법 - Google Patents

차량 및 차량의 장치의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210045107A
KR20210045107A KR1020190128453A KR20190128453A KR20210045107A KR 20210045107 A KR20210045107 A KR 20210045107A KR 1020190128453 A KR1020190128453 A KR 1020190128453A KR 20190128453 A KR20190128453 A KR 20190128453A KR 20210045107 A KR20210045107 A KR 20210045107A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mcu
crankshaft
hsg
engine
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020190128453A
Other languages
English (en)
Inventor
정병환
주석현
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190128453A priority Critical patent/KR20210045107A/ko
Priority to US16/784,547 priority patent/US11125197B2/en
Priority to CN202010141797.2A priority patent/CN112664334A/zh
Publication of KR20210045107A publication Critical patent/KR20210045107A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0803—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for initiating engine start or stop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18018—Start-stop drive, e.g. in a traffic jam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0822—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to action of the driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0825—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to prevention of engine restart failure, e.g. disabling automatic stop at low battery state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • F02N2019/008—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation the engine being stopped in a particular position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/021—Engine crank angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/061—Battery state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

개시된 일 실시예에 따른 차량은, 크랭크 샤프트를 포함하는 엔진; 상기 크랭크 샤프트의 회전에 따라 펄스 신호를 생성하는 CKP (Crankshaft Position sensor); 배터리; 상기 배터리의 전력을 기초로 상기 엔진을 시동시키고, 상기 배터리를 충전시키는 HSG (Hybrid Starter Generator); 및 상기 CKP로부터 수신된 상기 펄스 신호에 기초하여 상기 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단하고, 상기 판단된 회전 각도에 기초하여 상기 HSG를 제어하는 MCU (Motor Controller Unit);를 포함한다.

Description

차량 및 차량의 장치의 제어방법{VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
개시된 실시예는, 모터 및 엔진을 동력원으로 사용하는 하이브리드 차량 및 차량의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량은 내연기관인 엔진과 전기를 동력원으로 하는 구동 모터(이하 모터)로 구성되며, 구동 모터는 차량에 마련된 배터리의 전원을 받아 작동한다. 하이브리드 차량은 각각의 주행상황에 대응하여 엔진의 연비가 가장 높아지도록 모터를 제어한다. 또한, 하이브리드 차량은 제동 시 또는 감속 시에 운동 에너지를 전기 에너지로 회수함으로써 기존 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있다.
하이브리드 차량은 미리 설정된 속도 이하로 주행하거나 차량을 정차할 경우에, 엔진의 ISG (Idle Stop and Go) 기능을 포함하고, 엔진이 공회전하는 것을 방지한다. 하이브리드 차량은 운전자가 차량을 동작시킬 의지를 보이면 다시 엔진을 시동시켜, 엔진의 공회전시 연료 소모율을 최소화한다.
한편, 일반적으로 엔진 제어는, 크랭크 샤프트의 회전을 감지하는 CKP(Crankshaft Position sensor)의 펄스 신호에서 최초 Missing Tooth를 감지하는 동기화 과정(Synchronization), 캠 샤프트의 회전을 감지하는 CAM(CAMshaft position Sensor)의 위치 신호에 기초하여 최초 연소가 시작될 실린더를 계산하는 분사 계산 과정(Injection Calculation), 최초 연소가 이뤄질 실린더에 연료를 분사하는 분사 과정(Injection) 및 최초 연소가 이뤄질 실린더의 점화 플러그에 고전압을 인가하고, 스파크를 발생시키는 점화 과정(Ignition)으로 나눠진다. 전술한 시동 절차에 의해서 엔진은 정지 위치에 따라 최초 크랭킹(Cranking) 이후 크랭크 샤프트는 280도 내지 640도 회전 후, 연소가 이뤄진다.
종래 일반적인 하이비리드 차량은 엔진을 제어하는 ECU(Engine Control Unit)에 엔진 정지 시 크랭크 샤프트의 회전 정보 및 CAM의 위치 신호를 저장시켰다. 엔진이 재 시동되는 경우, ECU는 크랭크 샤프트의 정지 위치를 산출하고, 산출값을 HSG(Hybrid Starter Generator)를 동작시키는 MCU(Motor Control Unit)에 전달하였다. 즉 엔진 재 시동을 위해서 ECU 및 MCU가 두 번 동작함에 따라 시동 시간이 증가하고, MCU의 동작 시간 증가에 따른 전류 소모가 증가되는 문제가 있었다.
(특허문헌 1) KR10-2009-0008774 A
(특허문헌 1) KR10-0828818 B1
이러한 문제를 해결하기 위해서 개시된 일 측면은, 종래 ECU에서 산출되는 크랭크 샤프트의 펄스 신호를 MCU가 수신함으로써, 모터 제어를 통해 크랭크 샤프트의 회전을 제어하는 차량 및 차량의 제어방법에 관한 것이다.
개시된 일 실시예에 따른 차량은, 크랭크 샤프트를 포함하는 엔진; 상기 크랭크 샤프트의 회전에 따라 펄스 신호를 생성하는 CKP (Crankshaft Position sensor); 배터리; 상기 배터리의 전력을 기초로 상기 엔진을 시동시키고, 상기 배터리를 충전시키는 HSG (Hybrid Starter Generator); 및 상기 CKP로부터 수신된 상기 펄스 신호에 기초하여 상기 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단하고, 상기 판단된 회전 각도에 기초하여 상기 HSG를 제어하는 MCU (Motor Controller Unit);를 포함한다.
상기 MCU는, 상기 판단된 회전 각도 및 미리 설정된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG가 상기 크랭크 샤프트를 회전하도록 제어할 수 있다.
사용자의 시동 정지 명령을 수신하는 입력부;를 더 포함하고, 상기 MCU는, 상기 시동 정지 명령에 기초하여 상기 HSG의 동작을 중단할 수 있다.
상기 MCU는, 상기 시동 정지 명령에 대응한 정지 구간을 결정하고, 상기 펄스 신호에 포함된 Missing tooth에 기초하여 상기 크랭크 샤프트가 상기 결정된 정지 구간에 위치하도록 상기 HSG를 제어할 수 있다.
상기 엔진에 포함된 캠 샤프트의 위치 신호를 검출하는 CAM (CAMshaft position Sensor); 및 상기 엔진을 제어하는 ECU (Engine Control Unit);을 더 포함하고, 상기 MCU는, 상기 ECU가 상기 엔진의 제어를 중단한 상태에서 상기 HSG를 제어할 수 있다.
상기 MCU는, 제1 시동 정지 명령에 기초하여 상기 크랭크 샤프트를 회전시키고, 시간을 카운트할 수 있다.
상기 MCU는, 카운트된 시간을 미리 설정된 시간과 비교할 수 있다.
상기 MCU는, 미리 설정된 시간이 경과한 후, 상기 정지 구간을 변경시키고, 상기 변경된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG를 회전시킬 수 있다.
개시된 다른 실시예에 따라 엔진을 제어하는 ECU 및 HSG를 제어하는 MCU를 포함하는 차량의 제어방법은 상기 MCU가 CKP 로부터 전달되는 상기 엔진의 크랭크 샤프트의 회전에 따른 펄스 신호를 수신하고; 상기 펄스 신호에 기초하여 상기 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단하고; 및 상기 판단된 회전 각도에 기초하여 상기 MCU가 HSG를 제어하는 것;을 포함한다.
상기 제어하는 것은, 상기 판단된 회전 각도 및 미리 설정된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG가 상기 크랭크 샤프트를 회전하도록 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
사용자의 시동 정지 명령을 수신하는 것;을 더 포함하고, 상기 제어하는 것은, 상기 시동 정지 명령에 기초하여 상기 HSG의 동작을 중단하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어하는 것은, 상기 시동 정지 명령에 대응한 정지 구간을 결정하고, 상기 펄스 신호에 포함된 Missing tooth에 기초하여 상기 크랭크 샤프트가 상기 결정된 정지 구간에 위치하도록 상기 HSG를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어하는 것은, 상기 ECU가 상기 엔진의 제어를 중단한 상태에서 상기 HSG를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 MCU가 상기 크랭크 샤프트를 회전시킨 후, 상기 ECU가 상기 엔진을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 제어하는 것은, 제1 시동 정지 명령에 기초하여 상기 크랭크 샤프트를 회전시키고; 및 시간을 카운트하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어하는 것은, 카운트된 시간을 미리 설정된 시간과 비교하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어하는 것은, 미리 설정된 시간이 경과한 후, 상기 정지 구간을 변경시키고, 상기 변경된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG를 회전시키는 것;을 포함할 수 있다.
개시된 일 측면에 따른 차량 및 차량의 제어방법은, 종래 ECU에서 산출되는 크랭크 샤프트의 펄스 신호를 MCU가 수신함으로써, 모터 제어를 통해 크랭크 샤프트의 회전을 제어하고, 다양한 시동 정지 명령에 대해서 크랭크 샤프트를 최적으로 회전시킬 수 있다.
개시된 다른 측면에 따른 차량 및 차량의 제어방법은, 엔진의 시동 시간을 단축시키고, 시동 진동 저감 효과를 가진다.
개시된 또 다른 측면에 따른 차량 및 차량의 제어방법은, 엔진의 시동 시간을 단축시킴으로써, ISG 기능에서 차량 출발 시 운전자가 느끼는 이질감을 개선할 수 있다.
개시된 또 다른 측면에 따른 차량 및 차량의 제어방법은, ECU의 오프 상태에서도 MCU 단독 제어가 가능함으로써, 배터리 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 2 내지 도 3은 제1 시동 정지 명령 및 제2 시동 정지 명령에 따라 동작하는 제어방법의 순서도이다.
도 4는 제3 시동 정지 명령에 따라 동작하는 제어방법의 순서도이다.
도 5는 제1 정지 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 제2 정지 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제3 정지 구간을 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
개시된 차량(1)은 차륜(미도시)를 회전시키기 위한 동력원으로 구동 모터(90)와 엔진(50)을 포함하는 하이브리드 차량에 관한 것이다. 하이브리드 차량은 엔진의 구동력이나 제동 시 발생하는 회생 에너지를 이용하여 배터리를 충전하여 구동 모터를 구동하는 일반적인 하이브리드 차량(HEV)과 외부로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전하는 플러그인 하이브리드 차량(PHEV)으로 구분될 수 있다. 이하에서는 차량(1)이 HEV 차량을 실시예로 설명하지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 차량(1)은 사용자로부터 입력 명령을 수신하는 사용자 입력부(10), 엔진(50)에 마련된 캠 샤프트의 위치 신호를 생성하는 CAM(CAMshaft position Sensor, 40), 엔진(50)에 마련된 크랭크 샤프트의 회전에 따라 펄스 신호를 생성하는 CKP (Crankshaft Position sensor, 60), 차륜(미도시)에 동력을 제공하는 엔진(50) 및 구동 모터(90), 배터리(80)가 공급하는 전력에 의해서 엔진(50)을 시동시키고 배터리(80)를 충전시키는 HSG(Hybrid Starter Generator, 70), 엔진(50)을 제어하는 ECU(Engine Control Unit, 20)와 HSG(70) 및 구동 모터(90)를 제어하는 MCU(Motor Control Unit 30)를 포함한다.
구체적으로 사용자 입력부(10)는 운전자 및 차량(1)에 탑승한 사용자로부터 시동 정지 명령을 수신한다. 여기서 시동 정지 명령은 차량(1)이 정차시키는 입력 명령을 의미하며, 시동 정지 명령에 의해서 차륜에 동력을 제공하는 엔진(50) 및 HSG(70)는 동작을 중단할 수 있다.
시동 정지 명령은 차량(1)의 주행 상태에 따라 각각의 모드로 구분된다. 구체적으로 제1 시동 정지 명령은, 차량(1)을 주행 중 일시 정지시키는 명령으로, ISG 기능으로 지칭될 수 있다. 제2 시동 정지 명령은 차량(1)의 정차 상황에 관한 것으로, 기어를 통한 Parking 명령과 브레이크로부터 수신될 수 있다. 제3 시동 정지 명령은 Key Off 명령으로 수신될 수 있다.
사용자 입력부(10)는 각각의 시동 정지 명령을 위해서 수신하는 하드웨어적 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 사용자 입력부(10)는 버튼, 기어 또는 브레이크와 같은 하드웨어적 장치 이외에도 무선 통신 모듈을 포함하는 통신 장치를 포함할 수도 있다.
한편, 사용자 입력부(10)는 반드시 시동 정지 명령만을 수신하는 것이 아니라, 차량(1)의 전반의 제어를 위한 사용자의 입력을 수신하는 장치를 포함한다.
ECU(20)는 사용자 입력부(10)가 수신하는 요구 토크 신호, 냉각수의 온도 및 엔진 토크 등의 엔진 상태 정보에 따라 엔진(180)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로 ECU(20)는 CAM(40)이 검출하는 캠 샤프트의 위치 신호에 기초하여 엔진(20)에 마련된 압축 실린더를 판단한다. ECU(20)는 사용자 입력부(10)가 수신하는 재 시동 명령에 따라 판단된 압축 실린더에 첫 점화(Ignition)를 수행함으로써, 빠른 시동을 구현할 수 있다.
MCU(30)는 사용자 입력부(10)가 수신하는 요구 토크 신호, 시동 정지 명령 및 배터리(80)의 SOC (State Of Charge)에 따라 HSG(70) 및 구동 모터(90)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로 MCU(30)는 엔진(50)에 마련된 크랭크 샤프트의 회전을 감지하는 CKP(60)로부터 펄스 신호를 수신한다. MCU(30)는 수신된 펄스 신호에서 주기적이지 않은 구간, 즉 Missing Tooth를 판단하고, 판단된 Missing Tooth를 기준으로 수신된 펄스 신호를 카운트한다. MCU(30)는 시동 정지 명령 및 미리 설정된 펄스 신호의 개수만큼 떨어진 구간을 정지 구간으로 결정한다. MCU(30)는 결정된 정지 구간에 크랭크 샤프트가 위치하도록 HSG(70)를 제어한다.
MCU(30)는 운전자의 시동 명령에 따라 엔진(50)의 시동 시간을 단축시키고, 시동 진동의 저감 효과를 가진다. MCU(30)가 정지 구간을 결정하는 구체적인 실시예는 이하의 다른 도면을 통해 후술한다.
한편, 개시된 차량(1)은 CKP(60)가 생성한 펄스 신호를 수신하는 전자 장치를 MCU(30)로 설명한다. 그러나 반드시 MCU(30)만이 CKP(60)가 생성한 펄스 신호를 수신하는 것은 아니다. 예를 들어 차량(1)은 MCU(30) 및 ECU(20)를 포함한 다른 전자 장치를 총괄적으로 제어하는 HCU(Hybrid Control Unit)를 포함할 수 있으며, MCU(30)를 대신해 HCU가 CKP(60)가 생성한 펄스 신호를 수신할 수도 있다. 즉, 차량(1)은 엔진을 제어하는 ECU(20)가 아닌 HSG(70)를 제어하는 전자 장치가 CKP(60)가 생성한 펄스 신호를 수신하면, 충분하다.
CAM(40)은 엔진(50)에 마련된 캠 샤프트의 위치 신호를 감지하는 센서이다. CAM(40)은 감지된 위치 신호를 ECU(20)로 전달한다.
엔진(50)은 연료를 연소시킴으로써 열 에너지를 기계 에너지로 변환시키는 내연 기관으로, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트를 포함한다. 엔진은 사용자 입력부(10)가 전달하는 시동 명령 및 요구 토크를 발생시키기 위해서 동작하고, 시동 정지 명령에 따라 정지된다.
엔진(50)이 정지된 후 다시 시동될 때, 엔진(50)의 토크량은 피스톤의 정지 위치에 따라 다양할 수 있다. 피스톤의 정지 위치는 크랭크 샤프트의 위치 제어를 통해 이뤄지고, 개시된 차량(1)은 MCU(30)가 HSG(70)를 통해 크랭크 샤프트를 제어함으로써 피스톤의 정지 위치를 변경시킨다.
CKP(60)는 크랭크 샤프트의 회전에 따라 펄스 신호를 생성하는 센서이다. CKP(60)가 생성한 펄스 신호는 MCU(30)로 전송된다.
종래 일반적인 하이브리드 차량에서는 CKP(60)의 신호를 ECU(20)가 수신한 후, 크랭크 샤프트의 정지 위치를 제어하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 종래 기술은 엔진(50)이 완전히 정지하여 ECU(20)가 오프될 때, 크랭크 샤프트의 역회전에 따른 정확한 위치 판단이 불가능하다. 또한, 종래 기술은 HSG(70)를 구동시키는데 두 가지 제어 유닛이 각각 동작되어야 한다. 개시된 차량(1)은 CKP(60)가 생성한 펄스 신호를 MCU(30)로 전송시키고, 각각의 시동 정지 명령에 따라 크랭크 샤프트의 위치 제어를 수행함으로써, 소비 전류 증대와 시동 시간을 단축시킬 수 있다.
HSG(70)는 엔진(50)의 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프 시 발전기로 동작한다. 발전기로 동작할 때, HSG(70)는 생성한 회수 에너지로 배터리(80)를 충전한다.
HSG(70)는 반드시 명칭에 제한되는 것이 아니고, 구동 모터(90)와 구분되며, 교류 전동기를 포함하는 보조 모터이면 충분하다.
배터리(80)는 구동 모터(90) 및 HSG(70)를 구동시키는 전력을 제공한다. 배터리(80)는 12V를 초과하는 고전압을 제공하며, 배터리의 충전 상태, 즉 SOC(State Of Charge)를 MCU(30)로 전달한다.
구동 모터(90)는 배터리(80)가 제공하는 전력을 기초로 구동력을 생성한다. 구동 모터(90)는 회전자의 위치에 대한 신호를 검출하는 센서(미도시), 구동 모터(90)의 온도를 검출하는 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 구동 모터(90)에서 검출된 신호는 MCU(30)로 전달되고, MCU(30)는 검출된 신호에 기초하여 구동 모터(30)를 제어한다.
도 1에서 설명한 차량(1)의 구성은 차량 내 통신 네트워크를 통해 연결되고, 생성한 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, CKP(60)는 CAN(Controller Area Network)을 통해 크랭크 샤프트의 위치 정보에 관한 펄스 신호를 MCU(30)에 전달할 수 있다.
한편, 차량(1)은 전술한 구성 이외에도 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 차량(1)은 배터리(80)의 고전압을 12V 전압으로 변환하는 LDC(Low DC-DC converter), 변속기 및 인버터 등을 더 포함할 수도 있다.
도 2 내지 도 3은 제1 시동 정지 명령 및 제2 시동 정지 명령에 따라 동작하는 제어방법의 순서도이다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 차량(1)은 제1시동 정지 명령을 수신한다(100).
제1 시동 정지 명령은, 주행 중 사용자로부터 입력되는 차량(1)의 일시 정지 상태에 관한 입력 명령을 의미한다. 일 예로 제1 시동 정지 명령은 운전자가 브레이크를 통해 입력할 수 있다.
제1 시동 정지 명령이 입력되면, 차량(1)은 엔진의 공회전을 방지하기 위해서 엔진을 정지시킬 수 있다.
ECU(20)는 엔진을 정지시키고(101), MCU(30)는 HSG(70)의 속도를 판단한다(102).
HSG(70)는 교류 전동기를 포함할 수 있고, MCU(30)는 교류 전동기의 회전 속도가 0이 되는지 여부를 판단한다. 만약 HSG(70)의 속도가 0이 아니라면, MCU(30)는 HSG(70)의 속도가 0이 될 때까지 대기한다.
만약 HSG(70)의 속도가 0이면, MCU(30)는 CKP(60)로부터 펄스 신호를 수신한다(103).
MCU(30)는 제1 정지 구간을 결정한다(104).
MCU(30)는 CKP(60)로부터 수신한 펄스 신호에 기초하여 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단한다. 크랭크 샤프트의 회전 각도는 Missing Tooth를 기준으로 펄스 신호를 카운트함으로써 판단될 수 있다. MCU(30)는 판단된 회전 각도를 기초로 제1 시동 정지 명령에 대응한 제1 정지 구간을 결정한다. 시동 정지 명령에 따라 MCU(30)는 정지 구간은 다양할 수 있다.
MCU(30)는 HSG(70)를 제어한다(105).
구체적으로 MCU(30)는 HSG(70)를 통해 크랭크 샤프트를 회전시킨다. 즉, HSG(70)는 크랭크 샤프트를 회전시키고, MCU(30)는 CKP(60)로부터 수신한 펄스 신호에 기초하여 크랭크 샤프트의 현재 위치를 다시 판단한다.
MCU(30)는 펄스 카운트 값에 기초하여 제1 정지 구간에 위치하는지 여부를 판단한다(106).
만약 HSG(70)에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트가 제1 정지 구간에 위치하지 않으면, MCU(30)는 계속해서 HSG(70)를 제어한다. 만약 HSG(70)에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트가 제1 정지 구간에 위치하면, MCU(30)는 HSG(70) 제어를 중단하고, 엔진 시동 명령이 수신할 때까지 대기한다 (107, A).
MCU(30)는 시간을 카운트한다(110, A).
시동 정지 명령이 인가된 후 미리 설정된 시간이 초과하면, 차량(1)은 정차 상황으로 판단할 수 있다. MCU(110)는 제1 시동 정지 명령이 인가된 후, 정지 상황 여부를 판단하기 위해서 시간을 카운트한다.
MCU(30)는 카운트된 시간을 미리 설정된 시간과 비교한다(111).
만약 카운트된 시간이 미리 설정된 시간 미만이면, MCU(30)는 계속하여 엔진 시동 대기, 즉 제1 정지 구간에 크랭크 샤프트를 위치시킨다. 만약 카운트된 시간이 미리 설정된 시간 초과하면, MCU(30)는 HSG(70)를 다시 제어한다(112).
HSG(70)를 통해 크랭크 샤프트는 회전하고, MCU(30)는 CKP(60)로부터 펄스 신호를 수신한다.
MCU(30)는 수신된 펄스 신호에 기초하여 크랭크 샤프트가 제2 정지 구간에 위치하는지 여부를 판단한다(113).
여기서 제2 정지 구간은 제1 정지 구간과 상이할 수 있다. 정차 상황에서 압축 행정 과정에 있던 엔진(50)의 실린더는 압축 가스가 누설될 수 있다. 즉, 정차 상황 후 엔진(50)은 압축 행정을 다시 수행할 필요가 있다. 따라서 MCU(30)는 미리 설정된 시간이 경과하여 정차 상황인 것으로 판단되면, 제1 정지 구간에 있던 크랭크 샤프트를 회전시키고, 크랭크 샤프트를 제2 정지 구간에 위치하도록 제어한다.
MCU(30)는 펄스 카운트 값에 기초하여 제2 정지 구간에 위치하는지 여부를 판단한다(113).
만약 HSG(70)에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트가 제2 정지 구간에 위치하지 않으면, MCU(30)는 계속해서 HSG(70)를 제어한다. 만약 HSG(70)에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트가 제2 정지 구간에 위치하면, MCU(30)는 HSG(70) 제어를 중단하고, 엔진 시동 명령이 수신할 때까지 대기한다(114).
도 4는 제3 시동 정지 명령에 따라 동작하는 제어방법의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 차량(1)은 제3시동 정지 명령을 수신한다(120).
일 예로, 제3 시동 정지 명령은 Key Off 명령일 수 있다. 사용자에 의해서 차량(1)이 완전히 오프되는 장기 정차 상황일 수 있다.
ECU(20)는 엔진을 정지시키고(121), MCU(30)는 HSG(70)의 속도를 판단한다(122).
MCU(30)는 HSG(70)의 회전 속도가 0이 되는지 여부를 판단한다. 만약 HSG(70)의 속도가 0이 아니라면, MCU(30)는 HSG(70)의 속도가 0이 될 때까지 대기한다.
만약 HSG(70)의 속도가 0이면, MCU(30)는 CKP(60)로부터 펄스 신호를 수신한다(123).
MCU(30)는 제2 정지 구간을 결정한다(124).
MCU(30)는 CKP(60)로부터 수신한 펄스 신호에 기초하여 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단한다. 크랭크 샤프트의 회전 각도는 Missing Tooth를 기준으로 펄스 신호를 카운트함으로써 판단될 수 있다. MCU(30)는 판단된 회전 각도를 기초로 제3 시동 정지 명령에 대응한 제3 정지 구간을 결정한다.
제3 시동 정지 명령은, 운전자의 차량 이탈과 같은 상황에서 입력될 수 있다. 엔진(50)은 주차된 위치의 환경에 의해서 냉각될 수 있다. MCU(50)는 냉각될 수 있는 엔진(50)의 원할한 시동을 위해서 흡기 행정이 가능한 위치, 즉 제3 정지 구간으로 크랭크 샤프트를 위치시킨다. 이를 통해서 차량(1)은 엔진의 효율적인 시동을 구현할 수 있다.
MCU(30)는 HSG(70)를 제어한다(125).
HSG(70)는 크랭크 샤프트를 회전시키고, MCU(30)는 CKP(60)로부터 수신한 펄스 신호에 기초하여 크랭크 샤프트의 현재 위치를 다시 판단한다.
MCU(30)는 펄스 카운트 값에 기초하여 제3 정지 구간에 위치하는지 여부를 판단한다(126).
만약 HSG(70)에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트가 제3 정지 구간에 위치하지 않으면, MCU(30)는 계속해서 HSG(70)를 제어한다. 만약 HSG(70)에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트가 제3 정지 구간에 위치하면, MCU(30)는 HSG(70) 제어를 중단한다. MCU(30)는 운전자가 차량(1)에 다시 탑승하는 상황, 즉 엔진을 다시 시동시키는 사용자 입력이 수신될 때까지 대기한다(127).
도 5는 제1 정지 구간을 설명하기 위한 도면이다.
일 예에 따라, MCU(30)는 CKP(60)로부터 펄스 신호를 수신할 수 있다. MCU(30)는 펄스 신호를 카운트함으로써, 현재 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단할 수 있다.
도 5에서 MCU(30)는 Missing Tooth(200)로부터 5번째 펄스에 의해서 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단할 수 있다. 여기서 회전 각도는 엔진이 정지한 후, 크랭크 샤프트의 역회전을 포함한 회전 각도이다.
제1 시동 정지 명령 후 사용자에 의해서 수신되는 엔진(50)의 시동 명령에 따라, MCU(30)는 제1 정지 구간(202) 내에 위치하도록 크랭크 샤프트를 제어한다. 제1 정지 구간(202)은 압축 행정이 시작되거나, 진행중인 실린더에서 최초 연소가 일어날 수 있는 행정 구간에 대응된다. 제1 정지 구간(202)는 Missing Tooth(200)로부터 미리 설정된 펄스 개수 떨어진 구간이면 충분하고, 반드시 도 5에 도시된 개수에 한정되는 것은 아니다.
한편, MCU(30)는 CAM(40)으로부터 도 5에 도시된 캠 샤프트의 위치 신호를 수신할 수 없다. 즉, CKP(60)가 전달하는 펄스 신호만으로는, MCU(30)가 엔진(50)에 포함된 실린더의 피스톤 상사점이 압축 행정 구간인지 배기 행정 구간인지를 판단할 수 없다. 그러나 차량(1)은 엔진(50)이 다시 시동될 때, CAM(40)의 신호 상태(도 5의 High, Low)로부터 압축 실린더를 구분할 수 있고, 이를 통해서 해당 실린더에 첫 연소가 이뤄지게 함으로써, 빠른 시동을 구현할 수 있다.
예를 들어 펄스 신호가 #1 또는 #4에 대응하는 피스톤의 상승구간에서 CAM(40)의 위치 신호가 High이면, #1은 실린더 압축 행정 구간이다. CAM(40)의 위치 신호가 Low이면, #4는 실린더 압축 행정 구간이다.
도 6는 제2 정지 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 정지 구간(203)은 제2 시동 정지 명령에 의해서 결정될 수 있다. 제2 시동 정지 명령에 의한 정차 상황에서 압축 행정 과정에 있던 실린더의 압축 가스가 누설될 수 있다. 따라서 MCU(30)는 크랭크 샤프트를 제2 정지 기간(203)에 위치하도록 HSG(70)를 제어한다. 제2 정지 구간(203)은 Missing Tooth(200)로부터 미리 설정된 펄스 개수만큼 떨어진 구간이다. 제2 정기 구간에 크랭크 샤프트가 위치하면, 사용자가 엔진(50)의 시동 명령을 다시 인가할 때, MCU(30)는 압축 행정을 추가할 수 있다.
이를 통하여 차량(1)은 종래 하이브리드 차량의 ECU(20)에서 수행되는 크랭크 샤프트의 Missing Tooth 탐색 시간과 동기화 과정을 생략하고, 시동 시간과 시동에 필요한 전자 장치의 소모 전류를 감소시킬 있다.
도 7은 제3 정지 구간을 설명하기 위한 도면이다.
제3 시동 정지 명령에서 차량(1)은 장기간으로 정차될 수 있다. 차량(1)이 주차된 장소에 장기간으로 주차되면, 엔진(50)은 주차 환경에 온도 상태로 냉각될 수 있다. 만약 주차된 장소의 온도가 0°C이하이면, 흡기 행정을 통해 흡입되는 혼합 공기는 엔진(50)의 재 시동을 원활하게 할 수 있다.
제3 시동 정지 명령이 입력되면, MCU(30)는 제3 정지 구간(204)으로 크랭크 샤프트를 위치시킴으로써, 흡기 행정을 추가되도록 할 수 있다. 즉, MCU(30)는 기존의 엔진 시동 시퀀스를 생략하고, 특정 실린더에서 바로 흡입, 압축, 폭발 행정이 이뤄지게 할 수 있다.
이를 통해서 개시된 차량(1)은 다양한 시동 정지 명령에 대해서 크랭크 샤프트를 최적으로 회전시킬 수 있으며, 엔진(50)의 시동 시간을 단축시키고, 시동 진동 저감 효과를 가진다. 또한, 차량(1)은 엔진(50)의 시동 시간을 단축시킴으로써, ISG 기능에서 차량 출발 시 운전자가 느끼는 이질감을 개선할 수 있고, ECU(20)의 오프 상태에서도MCU(30)의 단독 제어를 통해 배터리 전력 소모를 줄일 수 있다.
1: 차량 20: ECU
30: MCU 40: CAM
50: 엔진 60: CKP
70: HSG 80: 배터리
90: 구동 모터

Claims (18)

  1. 크랭크 샤프트를 포함하는 엔진;
    상기 크랭크 샤프트의 회전에 따라 펄스 신호를 생성하는 CKP (Crankshaft Position sensor);
    배터리;
    상기 배터리의 전력을 기초로 상기 엔진을 시동시키고, 상기 배터리를 충전시키는 HSG (Hybrid Starter Generator); 및
    상기 CKP로부터 수신된 상기 펄스 신호에 기초하여 상기 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단하고, 상기 판단된 회전 각도에 기초하여 상기 HSG를 제어하는 MCU (Motor Controller Unit);를 포함하는 차량.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 판단된 회전 각도 및 미리 설정된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG가 상기 크랭크 샤프트를 회전하도록 제어하는 차량.
  3. 제 2항에 있어서,
    사용자의 시동 정지 명령을 수신하는 입력부;를 더 포함하고,
    상기 MCU는,
    상기 시동 정지 명령에 기초하여 상기 HSG의 동작을 중단하는 차량.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 시동 정지 명령에 대응한 정지 구간을 결정하고, 상기 펄스 신호에 포함된 Missing tooth에 기초하여 상기 크랭크 샤프트가 상기 결정된 정지 구간에 위치하도록 상기 HSG를 제어하는 차량.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진에 포함된 캠 샤프트의 위치 신호를 검출하는 CAM (CAMshaft position Sensor); 및
    상기 엔진을 제어하는 ECU (Engine Control Unit);을 더 포함하고,
    상기 MCU는,
    상기 ECU가 상기 엔진의 제어를 중단한 상태에서 상기 HSG를 제어하는 차량.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 ECU는,
    상기 MCU가 상기 크랭크 샤프트를 회전시킨 후, 상기 엔진을 제어하는 차량.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 MCU는,
    제1 시동 정지 명령에 기초하여 상기 크랭크 샤프트를 회전시키고, 시간을 카운트하는 차량.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 MCU는,
    카운트된 시간을 미리 설정된 시간과 비교하는 차량.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 MCU는,
    미리 설정된 시간이 경과한 후, 상기 정지 구간을 변경시키고, 상기 변경된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG를 회전시키는 차량.
  10. 엔진을 제어하는 ECU 및 HSG를 제어하는 MCU를 포함하는 차량의 제어방법에 있어서,
    상기 MCU가 CKP 로부터 전달되는 상기 엔진의 크랭크 샤프트의 회전에 따른 펄스 신호를 수신하고;
    상기 펄스 신호에 기초하여 상기 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단하고; 및
    상기 판단된 회전 각도에 기초하여 상기 MCU가 상기 HSG를 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    상기 판단된 회전 각도 및 미리 설정된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG가 상기 크랭크 샤프트를 회전하도록 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    사용자의 시동 정지 명령을 수신하는 것;을 더 포함하고,
    상기 제어하는 것은,
    상기 시동 정지 명령에 기초하여 상기 HSG의 동작을 중단하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    상기 시동 정지 명령에 대응한 정지 구간을 결정하고, 상기 펄스 신호에 포함된 Missing tooth에 기초하여 상기 크랭크 샤프트가 상기 결정된 정지 구간에 위치하도록 상기 HSG를 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    상기 ECU가 상기 엔진의 제어를 중단한 상태에서 상기 HSG를 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 MCU가 상기 크랭크 샤프트를 회전시킨 후, 상기 ECU가 상기 엔진을 제어하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    제1 시동 정지 명령에 기초하여 상기 크랭크 샤프트를 회전시키고; 및
    시간을 카운트하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    카운트된 시간을 미리 설정된 시간과 비교하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    미리 설정된 시간이 경과한 후, 상기 정지 구간을 변경시키고, 상기 변경된 정지 구간에 기초하여 상기 HSG를 회전시키는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
KR1020190128453A 2019-10-16 2019-10-16 차량 및 차량의 장치의 제어방법 KR20210045107A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128453A KR20210045107A (ko) 2019-10-16 2019-10-16 차량 및 차량의 장치의 제어방법
US16/784,547 US11125197B2 (en) 2019-10-16 2020-02-07 Vehicle and control method thereof
CN202010141797.2A CN112664334A (zh) 2019-10-16 2020-03-04 车辆及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128453A KR20210045107A (ko) 2019-10-16 2019-10-16 차량 및 차량의 장치의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210045107A true KR20210045107A (ko) 2021-04-26

Family

ID=75402737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190128453A KR20210045107A (ko) 2019-10-16 2019-10-16 차량 및 차량의 장치의 제어방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11125197B2 (ko)
KR (1) KR20210045107A (ko)
CN (1) CN112664334A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113353055B (zh) * 2021-07-27 2022-10-25 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 一种具备发动机起停控制功能的电机控制器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4055973B2 (ja) 1999-03-30 2008-03-05 本田技研工業株式会社 エンジン始動装置
JP3870660B2 (ja) 2000-03-09 2007-01-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のアイドリングストップ制御装置およびこれを備える車両
US7023150B2 (en) * 2000-07-11 2006-04-04 Aisin Aw Co., Ltd. Drive device
JP3824132B2 (ja) 2000-10-26 2006-09-20 本田技研工業株式会社 エンジン始動制御装置
JP4082578B2 (ja) 2002-10-04 2008-04-30 本田技研工業株式会社 エンジン始動制御装置
EP1588047B1 (en) 2003-01-27 2008-04-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of internal combustion engine
JP3815441B2 (ja) * 2003-02-04 2006-08-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の停止始動制御装置
JP5234396B2 (ja) * 2006-11-13 2013-07-10 現代自動車株式会社 ハイブリッド電気車両のエンジン停止位置の制御方法
KR100828818B1 (ko) 2006-11-13 2008-05-09 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 차량의 엔진 정지위치 제어방법
KR100887800B1 (ko) 2007-07-19 2009-03-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 엔진 시동모터 토크제어방법
JP5935275B2 (ja) * 2011-09-22 2016-06-15 マツダ株式会社 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
US20160266008A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 Hyundai Motor Company Apparatus and method for estimating crank angle when engine stops
ITUB20152786A1 (it) * 2015-08-03 2017-02-03 Piaggio & C Spa Procedimento per la gestione del riavvio di un motore a combustione interna in un sistema start and stop
JP6414125B2 (ja) * 2016-04-04 2018-10-31 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112664334A (zh) 2021-04-16
US20210115888A1 (en) 2021-04-22
US11125197B2 (en) 2021-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3941705B2 (ja) 内燃機関の停止始動制御装置
US7263959B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine
US7681547B2 (en) Method for reducing torque required to crank engine in hybrid vehicle
JP4519085B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US7828696B2 (en) Method for controlling engine torque of hybrid electric vehicle with electronic throttle control
JP3951924B2 (ja) 内燃機関の停止始動制御装置
KR101776766B1 (ko) 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법
US11125197B2 (en) Vehicle and control method thereof
KR101846910B1 (ko) 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법
KR102663987B1 (ko) 마일드 하이브리드 차량의 시동 제어 장치 및 그 방법
CN108930599B (zh) 车辆及车辆的控制方法
JP2013124083A (ja) ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP5954859B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP6891486B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP2001057710A (ja) 駆動装置
KR20190046335A (ko) 마일드 하이브리드 차량의 제어 방법 및 그 제어 장치
JP4066832B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US10589737B2 (en) Method and device for controlling mild hybrid vehicle
JP2017115761A (ja) エンジンの始動時制御システム、ハイブリッド車両及びエンジンの始動時制御方法
JP4506764B2 (ja) 内燃機関の停止始動制御装置
JP2004225623A (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
US20230249666A1 (en) Control device for hybrid vehicle
KR102359915B1 (ko) 마일드 하이브리드 차량의 제어 방법 및 그 제어 장치
JP2004092463A (ja) 内燃機関の制御装置、車両の制御装置、制御方法、その制御方法をコンピュータに実現させるためのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
KR102451875B1 (ko) 차량의 제어 방법