KR20140092794A

KR20140092794A - 엔진 재시동 요구 발생시의 내연기관 재시동 시스템

Info

Publication number: KR20140092794A
Application number: KR1020140074764A
Authority: KR
Inventors: 가즈시게 오쿠모토; 아키라 가토; 다카시 센다; 미츠히로 무라타; 마사미 니이미; 기요카즈 하루노
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: CN101666280A; US8069832B2; JP2010236533A; US8036815B2; CN102758714A; US20120035837A1; EP2302198A3; CN102758714B; EP2159410A3; EP2302198B1; KR101596795B1; KR20120073173A; EP2302199B1; EP2302199A3; US20100326389A1; EP2159410A2; KR20100028006A; US20100050970A1; JP5007839B2; CN101666280B

Abstract

본 발명에 따른 시스템에 있어서, 스타터는 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전 가능하게 구동시키기 위한 모터, 및 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합시키기 위한 액추에이터를 포함한다. 모니터 유닛은 내연기관의 회전속도를 모니터한다. 내연기관의 회전속도는 엔진의 정지에 대한 자동 제어 이후 강하한다. 엔진의 정지에 대한 자동 제어에 의하여 내연기관의 회전속도가 강하하는 동안, 기설정(preset) 영역 내에 있는 회전속도에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 구동 유닛은 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언이 링 기어와 치합하도록 액추에이터를 구동시킨다. 구동 유닛은 링 기어와 치합하는 피니언과 함께 모터를 회전가능하게 구동시켜 크랭크 샤프트를 크랭크한다.

Description

엔진 재시동 요구 발생시의 내연기관 재시동 시스템{SYSTEM FOR RESTARTING INTERNAL COMBUSTION ENGINE WHEN ENGINE RESTART REQUEST OCCURS}

본 발명은 엔진의 재시동 요구가 발생하는 경우에 내연기관을 재시동하기 위한 시스템에 관한 것이다.

최근 아이들(idle) 감속제어 시스템과 같은 엔진 자동 정지-시동 시스템이 장착된 몇몇 방식의 차량이 연비 절감, 배기방출 감소 등을 위하여 개발되고 있다. 예를 들면, 일본특허공개 제2002-122059호에 제안된 바와 같은 이러한 엔진 자동 정지-시동 시스템은 운전자의 엔진 정지 요구에 응답하여 차량에 설치된 내연기관을 자동으로 정지시키도록 설계된다. 내연기관의 정지 이후, 이들 엔진 자동 정지-시동 시스템은 차량을 재시동하기 위한 운전자의 조작에 응답하여 스타터(starter)가 내연기관을 크랭크(crank)하여 내연기관을 재시동하도록 설계된다.

일반적인 스타터에 있어서, 피니언(pinion)은 액추에이터(actuator)에 의하여 내연기관의 크랭크 샤프트에 결합한 링 기어 측으로 시프트(shift)되어 링 기어와 치합한다. 상기 링 기어와 치합하는 동안, 상기 피니언은 모터에 의하여 회전가능하게 구동되고, 이에 따라 크랭크 샤프트는 회전한다.

이러한 엔진 자동 정지-시동 시스템은, 운전자의 엔진 정지 요구에 응답하여 내연기관이 감속하는 동안, 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 엔진 속도가 거의 제로(zero)로 될 때까지 대기하고, 이후 스타터가 내연기관을 크랭크하도록 설계된다. 이러한 이유로, 내연기관의 재시동 전 엔진 재시동 요구의 발생으로 인하여 실질적으로 상당한 시간이 경과 한다. 이러한 경과 시간은 운전자로 하여금 내연기관의 재시동이 지체되는 느낌을 갖게 할 수 있다.

일본특허공개 제2005-330813호 공보 및 일본특허공개 제2002-70699호 공보 각각은 상기한 문제를 해결하기 위한 엔진 정지-시동 시스템을 제안하고 있다. 여기에서 제안된 엔진 정지-시동 시스템은 운전자의 엔진 정지 요구에 응답하여 내연기관이 감속하는 동안, 엔진 재시동 요구가 발생할 경우, 피니언의 회전 속도와 링 기어의 회전 속도를 동기(synchronization) 시키고, 이후 피니언과 링 기어를 치합시킴으로써 스타터가 내연기관을 크랭크하도록 설계된다.

그러나 상기 일본특허공개 제2005-330813호 공보 및 일본특허공개 제2002-70699호 공보에서 제안된 엔진 정지-시동 시스템은, 엔진 재시동 요구가 발생하는 시점에서 내연기관의 회전 속도 값 및 엔진 자동정지 요구의 발생 이후의 엔진 속도(링 기어의 회전 속도)의 거동(bahavior)과는 무관하게, 피니언의 회전속도와 링 기어의 회전속도의 동기화 및 피니언과 링 기어의 치합을 행하도록 설계된다. 이는 엔진 재시동 요구의 발생에서의 링 기어의 회전 속도 값 및 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 엔진 속도의 거동의 적어도 하나에 따라, 피니언과 링 기어의 결합으로 인한 소음을 증가시킬 수 있다.

상기한 문제점을 고려하여, 본 발명의 일 관점에 따른 목적은 엔진 재시동 요구의 발생에서의 링 기어의 회전 속도 값 및 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 엔진 속도의 거동 중 적어도 하나에 따라 스타터의 피니언과 내연기관의 링 기어가 치합하는 적절한 타이밍(timing)을 결정하고, 이에 따라 내연기관을 부드럽게 재시동할 수 있도록 설계되는, 내연기관을 재시동하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 관점에 따르면, 내연기관 자동 정지 요구에 응답하여 그 정지에 대하여 자동으로 제어되며, 내연기관의 재시동 요구의 발생에 따른 재시동을 위한 시스템을 제공한다. 상기 내연기관은 통상적으로 링 기어가 부착된 크랭크 샤프트를 회전시키도록 내부에서 연료를 연소시키도록 작용한다. 상기 시스템은 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키기 위한 모터 및 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합하도록 작용하는 액추에이터가 제공되는 스타터를 포함한다. 상기 시스템은 상기 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의하여 강하하는 상기 내연기관의 회전 속도를 모니터하도록 작용하는 모니터 유닛을 포함한다. 상기 시스템은 구동 유닛을 포함한다. 상기 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의하여 내연기관의 엔진속도가 강하하는 동안, 상기 엔진 재시동 요구가 미리 설정된 영역 내에 있는 회전 속도에서 발생하는 경우, 상기 구동 유닛은 상기 피니언이 링 기어와 치합하도록 피니언을 링 기어 측으로 이동시키도록 상기 액추에이터를 구동시키고, 상기 링 기어와 적어도 부분적으로 치합하게 되는 피니언과 함께 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시킨다.

본 발명의 제1 관점에 따른 시스템은, 엔진 재시동 요구에 응답하여 피니언과 링 기어를 바로 치합하도록 하고, 이는 엔진 재시동 요구에 대하여 높은 응답성을 갖고 내연기관을 재시동할 수 있다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 내연기관 자동 정지 요구에 응답하여 그 정지에 대하여 자동으로 제어되며, 내연기관의 재시동 요구의 발생에 따른 재시동을 위한 시스템을 제공한다. 상기 내연기관은 통상적으로 링 기어가 부착된 크랭크 샤프트를 회전시키도록 내부에서 연료를 연소시키도록 작용한다. 상기 시스템은 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키기 위한 모터 및 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합하도록 작용하는 액추에이터가 제공되는 스타터를 포함한다. 상기 시스템은 상기 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의하여 강하하는 상기 내연기관(링 기어)의 회전 속도를 모니터하도록 작용하는 모니터 유닛을 포함한다. 상기 시스템은 실행 유닛을 포함하되, 상기 실행 유닛은

상기 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 상기 내연기관의 엔진 속도에 근거하여 제1 재시동 태스크(task) 및 제2 재시동 태스크 중 어느 하나를 선택하고,

상기 제1 재시동 태스크가 선택되는 경우, 상기 제1 재시동 태스크를 실행하여, 상기 모터를 회전가능하게 구동시키고, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전될 수 있는지 여부를 판정하며, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전될 수 있는 것으로 판정된 후, 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 그 링 기어와 치합하도록 액추에이터를 구동시켜 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시키며,

상기 제2 재시동 태스크가 선택되는 경우, 상기 제2 재시동 태스크를 실행하여, 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 링 기어와 치합하도록 액추에이터를 구동시키고, 상기 링 기어와 적어도 부분적으로 치합하는 상기 피니언과 함께 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시키도록 작용한다.

본 발명의 제2 관점에 따른 시스템은 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 링 기어의 회전속도에 근거하여 제1 재시동 태스크 및 제2 재시동 태스크 중 어느 하나를 선택한다.

구체적으로, 상기 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전속도가 상대적으로 클 경우, 상기 시스템은 피니언의 회전속도와 링 기어의 회전속도가 같게 될 필요성이 있는지 여부를 판정한다. 그런 다음, 상기 시스템의 실행 유닛은 제1 재시동 태스크를 실행한다. 상기 제1 재시동 태스크는 모터를 회전가능하게 구동시키고, 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는지 여부를 판정한다. 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는 것으로 판정된 후, 상기 시스템은 피니언이 링 기어와 부드럽게 치합할 수 있는지 여부를 판정한다. 그런 다음, 상기 실행 유닛은 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언과 링 기어가 치합하도록 액추에이터를 구동시키고, 이에 따라 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크한다.

그러므로 상기 피니언과 링 기어의 치합으로 인한 소음을 방지하거나 감소시킬 수 있고, 내연기관을 재시동하기 위한 엔진 재시동 요구의 발생 이후로부터의 지연(relay)을 감소시킨다.

이에 대하여, 엔진 재시동의 발생 시점에서 내연기관의 회전속도가 상대적으로 작은 경우, 상기 시스템은 피니언의 회전속도가 링 기어의 회전속도로 되도록 할 필요 없이 상기 피니언이 링 기어와 부드럽게 치합할 수 있는지 여부를 판정한다. 그런 다음, 상기 시스템의 실행 유닛은 제2 재시동 태스크를 실행한다. 상기 제2 재시동 태스크는 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언과 링 기어가 치합하도록 액추에이터를 구동시키고, 링 기어와 적어도 부분적으로 치합하는 피니언과 함께 모터를 회전가능하게 구동시켜 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크한다.

그러므로 상기 링 기어와 피니언의 부드러운 치합은 그 피니언과 링 기어의 치합으로 인한 소음 및 충격을 방지하거나 감소시키고, 피니언의 회전속도를 링 기어의 회전속도가 되도록 요구하는 동작을 생략한다. 이는 스타터에 의한 내연기관의 크랭크의 시동을 촉진하고, 이에 따라 내연기관을 바로 재시동시킬 수 있으며, 상기 릴레이의 전력 소비량을 감소시킨다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 내연기관 자동 정지 요구에 응답하여 그 정지에 대하여 자동으로 제어되며, 내연기관의 재시동 요구의 발생에 따른 재시동을 위한 시스템을 제공한다. 상기 내연기관은 통상적으로 링 기어가 부착된 크랭크 샤프트를 회전시키도록 내부에서 연료를 연소시키도록 작용한다. 상기 시스템은 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키기 위한 모터 및 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합하도록 작용하는 액추에이터가 제공되는 스타터를 포함한다. 상기 시스템은 상기 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의하여 강하하는 상기 내연기관의 회전 속도를 모니터하도록 작용하는 모니터 유닛을 포함한다. 상기 시스템은 구동 유닛을 포함한다. 엔진 재시동 요구의 발생 없이 상기 내연기관의 회전속도가 제로에 근접하거나 제로보다 큰 경우, 상기 구동 유닛은 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 그 링 기어와 치합하도록 상기 액추에이터를 구동시키도록 작용한다. 상기 피니언과 링 기어가 치합한 후, 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 구동 유닛은 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시킨다.

이는 엔진 재시동 요구의 발생에 응답하여 링 기어를 바로 크랭크시키고, 내연기관의 회전속도의 포지티브 및 네거티브 변동 동안, 피니언이 링 기어와 치합하는 것을 방지한다. 이는 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제4 관점에 따르면, 내연기관 자동 정지 요구에 응답하여 그 정지에 대하여 자동으로 제어되며, 내연기관의 재시동 요구의 발생에 따른 재시동을 위한 시스템을 제공한다. 상기 내연기관은 통상적으로 링 기어가 부착된 크랭크 샤프트를 회전시키도록 내부에서 연료를 연소시키도록 작용한다. 상기 시스템은 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키기 위한 모터 및 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합하도록 작용하는 액추에이터가 제공되는 스타터를 포함한다. 상기 시스템은 상기 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도 간의 차이와 관련된 파라미터를 모니터하도록 작용하는 모니터 유닛을 포함한다. 상기 내연기관의 회전속도는 그 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의해 강하한다. 상기 내연기관의 회전속도의 거동은 상기 내연기관의 회전속도가 최초 제로로 된 후에 포지티브 및 네거티브 하게 변경된다. 상기 시스템은 구동 유닛을 포함한다. 상기 파라미터가 기설정 범위에 있는 이후, 상기 내연기관의 회전속도가 강하하는 동안 및 상기 내연기관의 회전속도의 거동이 포지티브 및 네거티브 하게 변동하는 동안의 적어도 하나에서 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 구동 유닛은 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 링 기어와 치합하도록 상기 액추에이터를 구동시키고, 상기 링 기어와 적어도 부분적으로 치합하게 되는 피니언과 함께 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시킨다.

이는 엔진 재시동 요구의 발생에 응답하여 링 기어를 바로 크랭크시키고, 내연기관의 회전속도의 네거티브 및 포지티브 변경 동안, 피니언이 링 기어와 치합하는 것을 방지한다. 이는 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제5 관점에 따르면, 내연기관 자동 정지 요구에 응답하여 그 정지에 대하여 자동으로 제어되며, 내연기관의 재시동 요구의 발생에 따른 재시동을 위한 시스템을 제공한다. 상기 내연기관은 통상적으로 링 기어가 부착된 크랭크 샤프트를 회전시키도록 내부에서 연료를 연소시키도록 작용한다. 상기 시스템은 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키기 위한 모터 및 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합하도록 작용하는 액추에이터가 제공되는 스타터를 포함한다. 상기 시스템은 상기 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도 간의 차이와 관련된 파라미터를 모니터하도록 작용하는 모니터 유닛을 포함한다. 상기 내연기관의 회전속도는 그 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의해 강하한다. 상기 내연기관의 회전속도의 거동은 상기 내연기관의 회전속도가 최초 제로로 된 후에 포지티브 및 네거티브 하게 변경된다. 상기 시스템은 구동 유닛을 포함한다. 상기 내연기관의 회전속도가 강하하는 동안 및 상기 내연기관의 회전속도의 거동이 포지티브 및 네거티브 하게 변동하는 동안의 적어도 하나에서 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 구동 유닛은 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜, 상기 모니터 된 파라미터가 기설정 범위 내에 있도록 상기 피니언을 회전시키도록 작용하고, 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 링 기어와 치합하도록 상기 액추에이터를 구동시켜 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시킨다.

이는 피니언과 링 기어의 부드럽게 치합시키고, 이 치합으로 인해 발생하는 소음을 방지할 수 있다.

본 발명의 추가적인 목적들 및 관점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 엔진시동 시스템에 의하면, 엔진 재시동 요구에 응답하여 피니언과 링 기어를 바로 치합하도록 하고, 이는 엔진 재시동 요구에 대하여 높은 응답성을 갖고 내연기관을 재시동할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 전체 하드웨어 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 제1 실시 예에 따른 엔진 속도의 거동과 제1 내지 제3 엔진 재시동 제어 모드 간의 관계를 개략적으로 나타낸 타이밍 차트.
도 3은 제1 실시 예에 따른 제2 엔진 재시동 제어 모드에서 ECU가 동작하는 경우, 도 1에 나타낸 전자기 액추에이터와 스타터 모터의 구동 타이밍을 개략적으로 나타낸 타이밍 차트.
도 4a는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 링 기어와 피니언이 서로 치합하고, 링 기어의 회전 속도와 피니언의 회전 속도 간의 차이가 변화하는 경우, 음압 레벨의 측정에 대한 테스트 결과를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4b는 도 4a에 나타낸 태스크 결과의 일부분을 개략적으로 나타낸 그래프.
도 5는 제1 실시 예에 따른 제3 엔진 재시동 제어 모드에서 ECU가 동작하는 경우, 전자기 액추에이터와 스타터 모터의 구동 타이밍을 개략적으로 나타낸 타이밍 차트.
도 6은 제1 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴을 개략적으로 나타낸 플로차트.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 엔진 재시동 서브루틴을 개략적으로 나타낸 플로차트.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 엔진 속도의 거동과 제1 내지 제4 엔진 재시동 제어 모드 간의 관계를 개략적으로 나타낸 타이밍 차트.
도 9는 제3 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴을 개략적으로 나타낸 플로차트.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제4 엔진 재시동 제어 모드에서 ECU가 동작하는 경우, 전자기 액추에이터와 스타터 모터의 구동 타이밍을 개략적으로 나타낸 타이밍 차트.
도 11은 제4 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴을 개략적으로 나타낸 플로차트.
도 12는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 엔진 속도의 거동과 제2 및 제3 엔진 재시동 제어 모드 간의 관계를 개략적으로 나타낸 타이밍 차트.
도 13은 제5 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴을 개략적으로 나타낸 플로차트.
도 14는 제1 내지 제5 실시 예 각각의 변형에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴의 일부분을 개략적으로 나타낸 플로차트.

이하 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면들을 참조하여 설명한다. 도면에서, 동일 참조 부호는 동일한 대응 구성요소들을 동일하게 간주하도록 이용된다.

제1 실시 예

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량에 장착된 내연기관(21)용 엔진 시동 시스템(1)을 설명한다. 상기 내연기관은 간략히 "엔진(21)"이라고 칭하며, 일단에 링 기어(ring gear)(23)가 장착된 크랭크 샤프트(crankshaft)(22)를 구비한다.

상기 엔진(21)은 그의 각 실린더 내에서 연료를 연소시키고, 이에 따라 연료 에너지가 회전 에너지와 같은 기계적 에너지로 변환되어 상기 크랭크 샤프트(22)를 회전시킨다. 상기 크랭크 샤프트(22)의 회전은 차량에 설치된 파워 트레인(power train)을 통해 구동 휠로 전달된다.

상기 차량에서 엔진(21)을 제어하기 위하여 점화 시스템(53) 및 연료 분사 시스템(55)이 설치된다.

상기 점화 시스템(53)은 점화기(igniter)와 같은 액추에이터(AC)를 포함하고, 상기 엔진(21)의 각 실린더에서 연료-공기 혼합물을 점화하도록 상기 액추에이터(AC)로 하여금 전류 또는 스파크(spark)를 제공하도록 하여 상기 연료-공기 혼합물을 연소시킨다.

상기 연료 분사 시스템(55)은 연료분사기와 같은 액추에이터(AC)를 포함하고, 상기 액추에이터(AC)로 하여금 엔진(21)의 각 실린더로 직접적으로 또는 그의 각 실린더의 바로 앞의 흡기 매니폴드(intake manifold)(또는 흡기 포트)로 연료를 분무하도록 하여 상기 엔진(21)의 각 실린더에서 공기-연료 혼합물을 연소시킨다.

또한, 차량에는 차량을 서행시키거나 정지시키기 위하여 브레이크 시스템(57)이 설치된다.

상기 브레이크 시스템(57)은 차량의 각 휠에 액추에이터(AC)로서 예를 들면 디스크(disc) 또는 드럼(drum)을 포함한다. 상기 브레이크 시스템(57)은 운전자가 차량의 브레이크 페달을 밟는 것에 응답하여 각 브레이크로부터 대응하는 휠로 가해지는 제동력을 나타내는 감속 신호를 브레이크 각각에 전달하도록 작동된다. 이는 전달된 감속 신호에 근거한 차량의 대응하는 휠의 회전을 각 브레이크로 하여금 늦추거나 정지하도록 한다.

*참조 부호 61은 수동-작동가능한 시프트 레버(선택 레버)를 나타낸다. 차량이 수동변속기 차량일 경우, 운전자는 시프트 레버(61)의 위치를 변경하여 파워 트레인의 변속 기어 비를 변속(변경)하고, 구동휠의 회전수 및 구동휠에 대하여 엔진에 의해 발생한 토크를 제어할 수 있다. 차량이 자동변속기 차량일 경우, 운전자는 후진 영역, 중립 영역, 전진 영역 등과 같은 파워 트레인의 변속 기어 비에 대응하는 구동 영역들 중 하나를 변속하도록 시프트 레버(61)의 위치를 변경할 수 있다.

또한, 차량에서 엔진(21)의 작동 상태 및 차량의 구동 상태를 측정하기 위하여 차량에 센서들(59)이 설치된다.

상기 각 센서(59)는 엔진(21) 및/또는 차량의 작동 상태와 관련된 대응하는 하나의 파라미터의 순간 값을 측정하고, 대응하는 하나의 파라미터의 측정된 값을 나타내는 데이터를 ECU(20)로 출력하도록 작동한다.

구체적으로, 상기 센서(59)는 예를 들면 상기 ECU(20)에 전기적으로 접속되는 가속기 센서(스로틀 포지션 센서) 및 브레이크 센서를 포함한다.

상기 가속기 센서는 흡기 매니폴드로 들어가는 공기량을 제어하기 위하여 스로틀 밸브에 연결된 차량의 운전자-작동가능한 가속기 페달의 실제 위치 또는 스트로크(stroke)를 측정하고, 엔진(21)에 대하여 운전자의 시동 요구, 가속 요구 또는 감속 요구를 나타내는 데이터로서 상기 가속기 페달의 측정된 실제 스트로크 또는 위치를 출력하도록 작동한다.

상기 브레이크 센서는 운전자에 의해 작동가능한 차량의 브레이크 페달의 실제 위치 또는 스트로크를 측정하고, 운전자의 감속 요구를 나타내는 데이터로서 상기 브레이크 페달의 측정된 실제 스트로크 또는 위치를 출력하도록 작동한다.

상기 엔진 시동 시스템(1)은 스타터(11), 배터리(18), 릴레이(relay)(19), ECU(Electronic Control System)(20), 스위칭 부재(24) 및 릴레이(relay)(25)를 포함한다.

상기 스타터(11)에는 스타터 모터(12), 피니언(pinion)(13), 일방향 클러치(51) 및 전자기 액추에이터(14)가 제공된다. 상기 일방향 클러치(51)는 생략될 수 있다.

상기 스타터 모터(12)는 그에 결합하는 출력 샤프트(12a) 및 전기자(12b)를 구비하고, 상기 전기자(12b)에 전류가 흐를 경우, 상기 출력 샤프트(12a)를 회전시키도록 작동한다.

상기 일방향 클러치(51)에는 상기 출력 샤프트(12a)의 일단의 외연이 헬리컬 스플라인 결합하여 제공된다.

상기 피니언(13)은 출력 샤프트(12a)의 축방향으로 상기 일방향 클러치(51)와 함께 이동가능하도록 출력 샤프트(12a)의 외연 둘레의 일방향 클러치(51)에 설치된다.

상기 스타터 모터(12)는 엔진(21)에 대향하게 배열되어 상기 출력 샤프트(12a)의 축방향에서 엔진(21) 측으로의 피니언(13)의 이동은 피니언(13)이 엔진(21)의 링 기어(23)에 접하도록 한다.

"액추에이터(14)"로서 약칭하는 전자기 액추에이터는 플런저(plunger)(15), 솔레노이드(16) 및 시프트 레버(17)로 구성된다. 상기 플런저(15)는 출력 샤프트(12a)의 축방향에 평행한 그의 길이방향으로 이동가능하도록 스타터 모터(12)의 출력 샤프트(12a)의 축방향에 평행하게 배치된다.

상기 솔레노이드(16)는 플런저(15)를 둘러싸도록 배치된다. 상기 솔레노이드(16)의 일단은 릴레이(19)를 통해 배터리(18)의 양 단자(positive terminal)에 전기적으로 접속되고, 그의 타단은 접지된다. 상기 시프트 레버(17)는 그의 길이 방향으로 일단 및 타단을 갖는다. 상기 시프트 레버(17)의 일단은 플런저(15)의 일단에 피벗(pivot)하게 결합하고, 상기 시프트 레버(17)의 타단은 일방향 클러치(51)에 결합한다. 상기 시프트 레버(17)는 그의 길이방향의 대략 중심에 위치된 피벗(pivot)에 대하여 피벗된다.

상기 솔레노이드(16)는 전류가 흐를 때 리턴 스프링(미도시)의 힘에 대항하여 플런저를 그 안에서 끌어당기도록 길이방향으로 플런저(15)를 이동시키도록 작용한다. 상기 플런저(15)의 끌어당김 이동은 도 1에서 시프트 레버(17)를 시계방향으로 피벗시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)은 시프트 레버(17)를 통해 엔진(21)의 링 기어(23) 측으로 이동된다. 이는 엔진(21)의 크랭크를 위하여 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합하도록 한다. 상기 솔레노이드(16)에서 전류가 흐르지 않을 경우, 상기 리턴 스프링은 플런저(15) 및 시프트 레버(17)를 도 1에 나타낸 원래 위치로 복귀시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)은 후퇴하여 링 기어(23)와 치합해제된다.

상기 릴레이(19)는 기계적 릴레이 또는 반도체 릴레이로 설계된다. 상기 릴레이(19)는 배터리(18)의 양 단자 및 솔레노이드(16)의 일단에 각각 전기적으로 접속되는 제1 및 제2 단자(접점) 및 상기 ECU(20)에 전기적으로 접속하는 제어 단자를 구비한다.

예를 들면, 상기 릴레이(19)의 스위치-온(switch-on)을 나타내는 전기 신호가 ECU(20)로부터 전송되는 경우, 상기 릴레이(19)는 제1 단자와 제2 단자 간에 전기 전도를 이루고, 이에 따라 배터리(18)로 하여금 DC(직류 전류) 배터리 전압을 솔레노이드(16)로 공급하도록 한다.

한편, 온 상태에서 상기 릴레이(19)의 스위치-오프를 나타내는 전기 신호가 ECU(20)로부터 전송되는 경우, 상기 릴레이(19)는 제1 단자와 제2 단자 간의 전기 전도를 중단하고, 이에 따라 배터리(18)와 솔레노이드(16)의 연결을 해제한다.

상기 릴레이(25)는 예를 들면 기계적 릴레이로 설계된다. 예를 들면, 상기 릴레이(25)는 솔레노이드(25a) 및 스위치(25b)를 포함한다. 상기 스위치(25b)는 배터리(18)의 양 단자와 스타터 모터(12)의 전기자(12b) 사이에 전기적으로 접속된다. 상기 스위치(25b)는 솔레노이드(25a)에 전류가 흐르는 경우에 발생하는 자기력에 의하여 턴온(turn on)되며, 이에 따라 상기 전기자(12a)와 배터리(18) 사이에 전기 전도가 이루어진다. 이는 스타터 모터(12)의 전기자(12b)를 회전시켜 피니언(13)을 회전가능하게 구동시킨다.

상기 스위칭 부재(24)는 배터리(18)의 양 단자와 솔레노이드(25a)에 각각 전기적으로 접속하는 제1 및 제2 단자 및 상기 ECU(20)에 전기적으로 접속하는 제어 단자를 구비한다.

예를 들면, 상기 스위칭 부재(24)에 전류가 흐르는 기간(energization duration)(동작 기간(on period))에 대응하는 펄스 폭(펄스 지속기간)을 갖는 펄스 전류 등의 전기 신호가 ECU(20)로부터 전송되는 경우, 상기 스위칭 부재(24)는 펄스 전류의 동작 기간 동안 제1 단자와 제2 단자 사이에서 전기 전도를 이루고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐르도록 상기 배터리(18)로 하여금 배터리 전압을 솔레노이드(25a)로 공급하도록 한다.

또한, 상기 스위칭 부재(24)는 펄스 전류의 동작 기간 동안, 제1 단자와 제2 단자 간의 전기 전도를 중단하고, 이에 따라 상기 배터리(18)와 솔레노이드(25a)를 연결 해제한다. 상기 스타터 모터(12)의 듀티 사이클(duty cycle)은 펄스 전류의 실질적인 반복 간격(repetition interval)(작동 및 미작동 기간의 총합)에 대한 펄스 전류의 작동 기간(펄스 폭)의 비율로서 나타낸다.

상기 ECU(20)는 예를 들면 CPU, 리라이터블(rewritable) ROM과 같은 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등을 포함하는 저장 매체(20a), IO(Input and Output) 인터페이스 등으로 구성되는 예를 들면 통상의 마이크로컴퓨터 회로로 설계된다.

상기 저장 매체(20a)는 미리 다양한 엔진 제어 프로그램을 저장한다.

상기 ECU(20)는 센서(59)에 의해 측정된 데이터 조각들을 제공받고, 그로부터 전송하며, 상기 센서(59)에 의해 측정되어 제공받은 데이터 조각들의 적어도 일부에 의하여 결정된 엔진(21)의 작동 상태에 근거하여, 엔진(21)에 설치된 여러 액추에이터(AC)를 제어하여 다양하게 제어된 엔진(21)의 변수들을 조절하도록 작동한다.

구체적으로 상기 ECU(20)는 각 실린더에 대한 점화기(AC)의 적절한 점화 타이밍, 각 실린더에 대한 연료분사기의 적절한 연료분사 타이밍 및 적절한 분사량을 산출하고, 각 실린더에 대한 점화기(AC)가 상기 산출된 적절한 대응 점화 타이밍에서 각 실린더에서의 공기-연료 혼합물을 점화하도록 지시하며, 상기 산출된 적절한 대응 분사 타이밍에서 각 실린더에 대한 연료분사기(AC)가 산출된 적절한 대응 연료량을 각 실린더로 분무하기 위하여 지시하도록 프로그램된다.

또한, 상기 저장 매체(20a)에 저장된 엔진 제어 프로그램은 엔진 자동 정지-시동 루틴(routine)(프로그램)(R1)을 포함한다. 상기 ECU(20)는 엔진 자동 정지-시동 제어 태스크(task)(T), 다시 말해서 아이들 감속 제어 태스크(T)를 실행하기 위하여 전류가 흐르는 동안 상기 엔진 자동 정지-시동 루틴(R1)을 반복 실행한다.

구체적으로, 상기 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)에 따라 상기 ECU(20)는 센서(59)에 의해 측정된 데이터에 근거하여 엔진 자동 정지 요구가 발생하였는지 여부를 반복적으로 판정한다.

차량 주행 중 상기 스로틀 밸브가 완전히 폐쇄되도록 운전자가 가속 페달을 조작하거나 브레이크 페달을 조작하여 감속 요구를 ECU(20)로 전송하는 경우, 상기 ECU(20)는 가속기 센서 또는 브레이크 센서에 의해 측정된 데이터에 근거하여 운전자의 감속 요구 조작을 검출한다. 이후, 상기 ECU(20)는 엔진 자동 정지 요구가 발생하였음을 판정한다. 또한, 차량이 정지하는 경우, 상기 ECU(20)는 엔진 자동 정지 요구가 발생하였음을 판정한다.

그런 다음, 상기 ECU(20)는 엔진(21)의 자동 정지 제어를 실행한다. 구체적으로, 상기 ECU(20)는 점화 시스템(53) 및/또는 연료분사 시스템(55)을 제어하여 각 실린더에서 공기-연료 혼합물의 연소를 중단한다. 상기 엔진(21)의 각 실린더에서의 공기-연료 혼합물의 연소 중단은 엔진(21)의 자동 정지를 의미한다.

상기 엔진(21)의 자동 정지 이후, 상기 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)에 따라 상기 ECU(20)는 센서(59)에 의해 측정된 데이터 및 차량에 설치된 다른 장치로부터 입력된 데이터에 근거하여 엔진 재시동 요구가 발생하였는지 여부를 판정한다.

차량 주행 중에 상기 엔진 자동 정지 요구가 해제되는 경우, 상기 스로틀 밸브는 완전 폐쇄 위치로부터 이동되고, 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구가 발생하였음을 판정한다. 또한, 예를 들면 운전자가 브레이크 페달 조작을 해제하거나 차량이 정지하는 동안 차량의 재시동에 대비하여 시프트 레버(61)를 조작하는 경우, 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구가 발생하였음을 판정한다. 또한, 예를 들면 운전자가 차량을 재시동하도록 가속기 페달을 밟을 경우, 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구가 발생하였음을 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)에 포함된 엔진 재시동 서브루틴(subroutine)(R2)(후술됨)을 실행하여 엔진(21)을 자동으로 재시동한다.

구체적으로, 도 2를 참조해 보면, 엔진(21)의 자동 정지 이후, 상기 ECU(20)는 rpm(revolution per minute)에서의 엔진(20)의 속도(Ne)(이하, "엔진 속도"로 약칭함)에 근거하여 소정의 제1 내지 제3 재시동 제어 모드 중 하나를 선택하도록 프로그램된다.

상기 엔진(21)의 자동 정지 이후, 상기 ECU(20)는 맵(map)을 이용하여 엔진 속도(Ne)를 모니터한다.

제1 실시 예에서, 상기 ECU(20)의 저장 매체(20a)는 예를 들면 데이터 테이블 또는 프로그램으로 설계된 맵(M1)을 저장한다. 상기 맵(M1)은 가변가능한 엔진 속도(Ne)와 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 가변가능한 경과 시간 간의 함수(관계)를 나타낸다. 상기 함수는 엔진(21) 또는 그의 컴퓨터 모델을 이용한 테스트에 의해 얻어진 데이터에 근거하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 함수는 엔진(21)의 디자인 데이터에 근거하여 결정될 수 있다. 상기 함수는 통상적으로 엔진 속도(Ne)가 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 경과 시간에서의 증가와 함께 감소하는 것임을 나타낸다.

구체적으로, 상기 ECU(20)는 예를 들면 CPU에 설치된 적어도 하나의 타이머(timer) 또는 적어도 하나의 카운터(counter)를 이용하여 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 경과 시간을 측정한다. 상기 ECU(20)는 키(key)로서 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 경과 시간의 측정된 값을 이용하여 상기 맵(M1)을 참조한다. 참조 결과에 근거하여, 상기 ECU(20)는 엔진 자동 정지 요구의 발생 이후의 경과 시간의 측정된 값에 대응하는 엔진 속도(Ne)의 값을 검색하고, 이에 따라 상기 엔진 속도(Ne)를 모니터한다.

도 2를 참조해 보면, 엔진 자동 정지 요구의 발생에 응답하여 엔진(21)의 자동 정지 이후, 엔진 속도(Ne)는 소정 시간 구간에 걸쳐 선형으로 강하("엔진속도 강하 기간"이라 칭함)한다. 엔진 속도(Ne)가 엔진속도 강하 기간의 종단에 상응하는 제로(zero)에 도달하는 경우, 상기 엔진 속도(Ne)의 거동은 소정의 시간 구간에 걸쳐 그의 통상적인 포지티브 회전 및 네거티브 회전 방향으로 변동("엔진속도 변동기간"이라 칭함)한다. 상기 엔진속도 변동기간 이후, 엔진 속도(Ne)는 제로로 되어 엔진(21)은 완전히 정지된다. 상기 엔진 속도의 네거티브 변동은 압축 상사점(TDC) 바로 전 각 실린더에서의 압축 압력으로 기인한 것이다. 엔진 속도(Ne)(링 기어(23)의 회전 속도)가 네거티브 및 포지티브 하게 변동하는 동안, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합하려고 하면, 상기 피니언(13)은 네거티브하게 변동하는 링 기어(23)를 가격하게 된다. 이는 상기 피니언(13)에 큰 충격을 발생시키게 되고, 이에 따라 피니언(13)(스타터(12))을 손상시키고, 매우 큰 소음을 발생시킨다.

엔진의 엔진속도 강하 기간 및 엔진속도 변동기간을 포함하는 엔진(21)의 자동 정지 이후 엔진 속도(Ne)의 거동의 파형을 나타내는 데이터는 엔진(21) 또는 그의 컴퓨터 모델을 이용한 테스트에 의해 측정된다. 상기 데이터는 ECU(20)의 저장 매체(20a)에 저장된다.

상기 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 500rpm과 같은 제1 기설정(preset) 속도(N1)보다 큰 제1 속도 영역(RA1) 내로 되는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 엔진(21)이 스타터(11)에 의해 크랭크 되지 않고 재시동 될 수 있는 것임을 판정한다.

그러므로 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제1 재시동 제어 모드로 변환하고, 제1 재시동 제어 모드에서 제1 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 상기 제1 재시동 제어 모드에서, 상기 ECU(20)는 점화 시스템(53) 및/또는 연료분사 시스템(55)을 제어하여 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고 각 실린더에 대하여 점화 및/또는 연료분사 재시동하고, 이에 따라 엔진(21)은 자동으로 재시동한다.

이는 엔진 재시동 요구의 발생에 즉시 응답하여 엔진(21)의 각 실린더에서의 공기-연료 혼합물의 연소를 재시동하여 엔진(21)을 바로 재시동하는 작용 효과를 달성한다. 또한, 엔진(21)을 크랭크할 필요가 없기 때문에, 스타터(11)의 전력 손실을 없앨 수 있고, 회전 속도 차가 큰 피니언(13)과 링 기어(23) 간을 치합시킬 필요가 없으며, 이에 따라 회전 속도 차로 인하여 발생하는 소음 및 충격을 방지 또는 감소시킬 수 있다.

엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진속도 강하 기간 동안, 상기 제1 기설정 속도(N1)와 동일하고, 250rmp과 같은 제2 기설정 속도(N2)보다 큰 제2 속도 영역(RA2) 내로 되는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하게 될 때까지 피니언(13)이 링 기어(23)와 부드럽게 치합되지 않음을 판정한다. 이는 링 기어(23)의 RPM이 상대적으로 높기 때문이다.

그러므로 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제2 재시동 제어 모드로 변환하고, 제2 재시동 제어 모드에서 제2 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 상기 제2 재시동 제어 모드에서, 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐른다. 이는 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다.

상기 ECU(20)는 맵을 이용하여 피니언(13)의 회전 속도를 모니터한다. 제1 실시 예에서, 상기 ECU(20)의 저장 매체(20a)는 예를 들면 데이터 테이블 또는 프로그램으로 설계된 맵(M2)을 저장한다.

상기 맵(M2)은 스타터 모터(12)에 전류가 흐르기 시작한 이후부터의 경과 시간(전류가 흐르는 기간)과 스위칭 부재(24)에 인가되는 PWM 신호의 듀티 사이클과 같은 스타터 모터(12)(스위칭 부재(24))에 공급될 전류의 양의 함수로서 피니언(13)의 가변가능한 회전 속도를 나타낸다. 상기 함수는 엔진 시동 시스템(1) 또는 그의 컴퓨터 모델을 이용한 테스트에 의해 얻어진 데이터에 근거하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 함수는 엔진 시동 시스템(1)의 디자인 데이터에 근거하여 결정될 수 있다. 상기 함수는 통상적으로 스타터 모터(12)에 전류가 흐르기 시작한 후부터의 경과 시간의 증가 및 스타터 모터(12)에 공급되는 전류의 증가와 함께 스타터 모터(12)의 회전 속도가 증가하는 것을 나타낸다.

구체적으로, 상기 ECU(20)는 예를 들면 CPU에 설치된 적어도 하나의 타이머 또는 적어도 하나의 카운터를 이용하여 스타터 모터(12)에 전류가 흐르기 시작한 후부터의 경과 시간을 측정한다. 상기 ECU(20)는 키(key)로서 스타터 모터(12)에 전류가 흐르기 시작한 후부터의 경과 시간의 측정된 값 및 스타터 모터(12)의 듀티 사이클을 이용하여 상기 맵(M2)을 참조한다. 상기 참조 결과에 근거하여, 상기 ECU(20)는 스타터 모터(12)에 전류가 흐르기 시작한 후부터의 경과 시간의 측정된 값과 스타터 모터의 듀티 사이클에 대응하는 피니언(13)의 회전 속도의 값을 검색하고, 이에 따라 피니언(13)의 회전 속도를 모니터한다.

이후, 상기 피니언(13)의 모니터 된 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하게 되는 경우, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 상기 회전하는 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합은 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하고, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

보다 구체적으로, 도 3을 참조해 보면, 제2 속도 영역(RA2) 내로 되는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서의 시점 t1에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제2 재시동 제어 모드로 변환하고, 상기 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다.

이후, 상기 ECU(20)는 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도 차를 모니터하고, 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 모니터 된 회전 속도 차가 시점 t2에서 ±250rpm, 바람직하게는 ±200rpm 내의 범위에 있을 경우, 상기 ECU(20)는 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하게 되었음을 판정한다. 다시 말해서, 상기 링 기어(23)와 피니언(13)의 모니터 된 회전 속도의 차가 시점 t2에서 ±250rpm, 바람직하게는 ±200rpm 내의 범위에 있을 경우, 상기 ECU(20)는 피니언(13)이 링 기어(23)와 접할 때 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 함께 회전될 수 있음을 판정한다.

그런 다음, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 회전하는 피니언(13)이 링 기어(23) 측으로 이동하고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)에 접한 다음, 상기 링 기어(23)와 치합한다.

상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도의 차는 상기 피니언(13)의 회전 속도가 보정되어 상기 링 기어(23)의 이끝원(addendum circle)의 직경이 피니언(13)의 이끝원의 직경과 정렬되는 경우에서 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도의 차를 의미하는 것이다.

상기 제2 재시동 제어 모드에서의 엔진 재시동 동작은 엔진(21)의 재시동을 위하여 엔진 재시동 요구의 발생으로부터 릴레이(relay)를 감소시키고, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)를 부드럽게 치합시켜 그 치합으로 인한 소음 및 충격을 방지 또는 감소시킨다.

또한, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)를 치합시키기 위하여 상기 피니언(13)의 회전 속도와 상기 링 기어(23)의 회전 속도를 완벽히 동기화시킬 필요가 없기 때문에, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 회전 속도의 측정 정확도를 높게 할 필요는 없다. 그러므로 전술한 바와 같이, 상기 링 기어(23)의 회전 속도와 상기 피니언(13)의 회전 속도는 링 기어(23)의 회전 속도를 측정하기 위한 크랭크 각 센서 및 상기 피니언(13)의 회전 속도를 측정하기 위한 회전속도 센서 대신에 맵들에 근거한 컴퓨터 추정에 의하여 측정될 수 있다.

상기 크랭크 각 센서 및 회전 각 센서는 고가이기 때문에, 상기 엔진 시동 시스템(1)은 최근 중요한 기술적 요구로서 차량의 저비용 요구를 충족시킬 수 있다.

예를 들면, 제1 실시 예에서, 상기 링 기어(23)의 이끝원의 직경은 300mm로 설정되고, 상기 피니언(13)의 이끝원의 직경은 20mm로 설정된다. 그러므로 상기 링 기어(23)의 회전 속도가 300rpm이고, 상기 피니언(13)의 회전 속도가 1000rpm일 경우, 상기 링 기어(23)의 회전 속도와 상기 피니언(13)의 보정된 회전 속도의 차는 200rpm으로 산출된다.

상기 링 기어(23)의 이끝원의 직경이 300mm이고, 그의 회전 속도는 300rpm이기 때문에, 상기 링 기어(23)의 피치 서클(pitch circle)에서의 말단 속도는 대략 초당 4.7미터가 된다. 상기 링 기어(23)의 피치 서클은 피니언(13)의 기어와 구름 접촉하게 되는 가상 서클을 나타내는 것이다.

유사하게, 상기 피니언(13)의 이끝원의 직경은 30mm이고, 그의 회전 속도는 1000rpm이기 때문에, 상기 피니언(13)의 피치 서클에서의 말단 속도는 대략 초당 1.6미터가 된다. 상기 피니언(13)의 피치 서클은 링 기어(23)와 구름 접촉하게 도는 가상 서클을 나타내는 것이다.

이러한 관점으로부터, 상기 링 기어(23)의 피치 서클에서의 말단 속도와 상기 피니언(13)의 피치 서클에서의 말단 속도의 차는 대략 초당 3.1미터가 된다. 그러므로 상기 링 기어(23)의 회전 속도와 상기 피니언(13)의 회전 속도 간의 차가 ±200rpm이 된다는 것은 상기 링 기어(23)의 피치 서클에서의 말단 속도와 상기 피니언(13)의 피치 서클에서의 말단 속도 간의 차가 초당 ±3.1미터가 된다는 것을 의미한다.

본 발명의 발명자는 링 기어(23)와 피니언(13)이 서로 치합하고, 링 기어(23)의 회전 속도와 피니언(13)의 회전 속도 간의 차가 변화하는 경우, 음압(sound pressure) 레벨의 측정을 위한 테스트를 실행하였다.

구체적으로, 본 발명의 발명자는 30mm의 이끝원의 직경을 갖는 링 기어(23)와 30mm의 이끝원의 직경을 갖는 피니언(13)이 서로 치합하는 경우, 상기 링 기어(23)의 회전 속도와 피니언(13)의 회전 속도 간의 변화하는 차이의 각 값에 대하여 음압 레벨을 측정하였다. 상기 링 기어(23)와 피니언(13)이 서로 치합하는 경우에서의 음압 레벨은 치합 위치로부터 15cm 거리에 위치된 마이크로폰으로 측정되었다.

도 4a 및 도 4b는 그래프 포멧(graph format)에서의 테스트 결과를 나타낸 것이다. 도 4a 및 도 4b의 각각의 수평축은 링 기어(23)의 회전 속도와 피니언(13)의 회전 속도 간의 차를 rpm으로 나타낸 것이고, 수직축은 측정된 음압 레벨을 dB로 나타낸 것이다.

상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 RPM에서 변화되는 차이의 포지티브 값 각각은 상기 링 기어(23)의 rpm이 피니언(13)의 rpm보다 큰 것을 나타내고, 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 RPM에서 변화하는 차이의 네거티브 값 각각은 상기 링 기어(23)의 rpm이 피니언(13)의 rpm보다 작은 것을 나타낸다. 특히, 도 4b는 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 RPM에서 변화하는 차이의 포지티브 값 각각에 대하여 테스트한 결과를 나타낸 것이다.

도 4a 및 도 4b는 링 기어(23)의 회전 속도와 피니언(13)의 회전 속도 간의 차이가 ±250rpm 내의 범위, 바람직하게는 ±200rpm 내의 범위로 유지되는 경우, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합에서의 음압 레벨이 충분히 감소하였음을 설명한다. 다시 말해서, 도 4a 및 도 4b는 링 기어(23)의 말단 속도와 피니언의 말단 속도 간의 차이가 바람직하게 초당 ±3.1미터 내의 범위로 유지되는 경우, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합에서의 음압이 충분히 감소하였음을 설명한다.

제1 실시 예에서, 도 1을 참조해 보면, 상기 스타터(11)는 일방향 클러치(51)가 출력 샤프트(12a)의 일단의 외연과 헬리컬 스플라인 결합으로 제공되도록 구성된다. 상기 일방향 클러치(51)는 피니언(13)으로부터 제공된 회전 운동을 스타터 모터(12)로 전달하지 않고, 스타터 모터(12)로부터 제공된 회전 운동을 피니언(13)으로 전달하도록 작용한다.

제1 실시 예에 따른 상기 ECU(20)는, 상기 링 기어(23)의 회전 속도가 피니언(13)의 회전 속도보다 크고, 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도의 차가 예를 들면 200rpm의 기설정 값과 동일하거나 그보다 작을 경우에서, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)에 접할 때, 피니언(13)이 링 기어(23)와 함께 회전하게 되는 것을 결정하도록 변형될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도의 차가 200rpm과 같거나 그보다 작다는 것은 상기 링 기어(23)의 피치 서클에서의 말단 속도와 상기 피니언(13)의 피치 서클에서의 말단 속도 간의 차가 초당 3.1미터와 같거나 그보다 작다는 것을 의미한다.

상기와 같이 변형된 ECU(20)의 구성에 따르면, 일방향 클러치(51)는 공회전(idle)하기 때문에, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)에 접할 때 발생하는 충격은 감소할 수 있다. 이후, 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 마찰은 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합되도록 상기 피니언(13)의 RPM의 증가와 함께 링 기어(23)의 RPM을 점차 감소시킨다.

상기 링 기어(23)와 피니언(13)의 간의 회전 속도의 차가 실질적으로 제로로 되기 때문에, 상기 일방향 클러치(51)는 록킹되고, 이에 따라 그 일방향 클러치(51)는 링 기어(23)로부터 제공된 회전 운동을 피니언(13)으로 전달하기 시작한다. 상기 피니언(13), 일방향 클러치(51) 및 링 기어(23)의 이러한 작용은 피니언(13)이 링 기어(23)와 부드럽게 치합되도록 한다. 그러므로 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합으로 인한 스타터(11)의 부재들에서의 충격은 감소하고, 상기 스타터(11)의 부재들에 충분한 강도를 부여할 수 있다.

상기 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 상기 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작고, 제3 기설정 속도(N3)보다 큰 제3 속도 영역(RA3) 내의 범위에 있는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 더 근접하도록 하지 않고, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 부드럽게 치합할 수 있도록 하는 것을 판정한다. 이는 상기 링 기어(23)의 RPM이 상대적으로 작기 때문이다.

그러므로 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제3 재시동 제어 모드로 변환하고, 제3 재시동 제어 모드에서 제3 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 제3 재시동 제어 모드에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 상기 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합한 후 또는 치합하는 동안, 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐르게 된다. 이는 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 또한, 이는 상기 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

보다 구체적으로, 도 5를 참조해 보면, 상기 제3 속도 영역(RA3) 내의 범위에 있는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서의 시점 t3에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제3 재시동 제어 모드로 변환하고, 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키며, 이에 따라 상기 피니언(13)은 링 기어(23)에 접한 다음, 상기 링 기어(23)와 치합한다.

상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합이 완료되는 경우, 또는 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합하는 동안의 시점 t4에서, 상기 ECU(20)는 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동시킨다.

상기 제3 재시동 제어 모드에서의 엔진 재시동 동작은 상기 피니언(13)의 회전 속도를 링 기어(23)의 회전 속도에 더 근접하도록 하는 동작은 생략하는 것이며, 상기 피니언(13)을 링 기어(23)와 부드럽게 치합시켜 그 치합으로 인한 소음 및 충격을 방지 또는 감소시킨다. 상기 피니언(13)의 회전 속도를 링 기어(23)의 회전속도에 더 근접하도록 하는 동작의 생략은 상기 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)의 크랭크를 바로 시동시켜, 스타터(11)의 전력 소비를 감소시키면서 엔진(21)을 바로 재시동한다.

다음으로, 이하 상기 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)에 따라 ECU(20)에 의하여 실행되는 엔진 재시동 제어 태스크를 도 6을 참조하여 설명한다. 상기 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)은 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)의 실행 동안, 정해진 사이클로 반복적으로 콜(call)(컴퓨터 프로그램에서 제어를 서브루틴으로 전함)된다.

상기 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)이 콜 되는 경우, 상기 ECU(20)는 단계 101에서 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는지 여부를 판정한다. 다시 말해서, 상기 ECU(20)는 단계 101에서 상기 콜된 타이밍이 엔진 재시동 요구의 발생 전 및 각 실린더에서 공기-연료 혼합물의 연소 중단 후에 있는지 여부를 판정한다.

상기 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있지 않은 것으로 판정되면(단계 101에서 아니요), 상기 ECU(20)는 이어지는 단계 102 내지 110을 실행하지 않고 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)을 종료하고, 메인 루틴(R1)으로 복귀한다.

한편, 상기 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는 것으로 판정되면(단계 101에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 102에서 엔진 재시동 요구가 발생하였는지 여부를 판정한다.

상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 않은 것으로 판정되면(단계 102에서 아니요), 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)을 종료하고, 메인 루틴(R1)으로 복귀한다.

한편, 상기 엔진 재시동 요구가 발생한 것으로 판정되면(단계 102에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 103으로 진행한다.

*단계 103에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰지 여부를 판정하여 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 속도 영역(RA1) 내의 범위에 있는지 여부를 판정한다.

상기 제1 기설정 속도(N1)는 예를 들면 300 내지 700rpm의 영역으로부터 선택될 수 있으며, 제1 실시 예에서는 앞서 설명한 바와 같이 500rpm으로 설정된다. 상기 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 상기 엔진 속도(Ne)가 300rpm 내지 700rpm의 영역으로부터 선택된 제1 기설정 속도(N1)보다 클 경우, 점화 및/또는 연료분사에 의한 각 실린더에서의 공기-연료 혼합물의 연소의 재시동은 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고 엔진(21)이 재시동하도록 한다.

즉, 300rpm 내지 700rpm의 영역으로부터 선택된 제1 기설정 속도(N1)보다 큰 제1 속도 영역(RA1)은 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고 각 실린더에 대한 점화 및/또는 연료분사의 재시동이 엔진(21)을 재시동시키도록 하는 영역이다.

구체적으로, 제1 속도 영역(RA1) 내의 범위에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰 것으로 판정되는 경우(단계 103에서 예), 상기 ECU(20)는 스타터(11)에 의한 크랭크 없이 엔진(21)이 재시동 될 수 있도록 판정한다.

그러므로 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제1 재시동 제어 모드로 변환하고, 단계 104에서 제1 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 104에서, 상기 ECU(20)는 스타터(11)에 의하여 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고, 각 실린더에 대한 점화 및/또는 연료분사를 재시동하기 위하여 점화 시스템(53) 및/또는 연료분사 시스템(55)을 제어하며, 이에 따라 단계 104a에서 엔진(21)을 자동으로 재시동시킨다.

이후, 단계 105에서, 상기 ECU(20)는 엔진(21)의 재시동이 완료되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 단계 105에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 재시동 완료의 판정을 위한 기설정 속도를 초과하는지 여부를 판정한다. 상기 엔진 속도(Ne)가 재시동 완료의 판정을 위한 기설정 속도를 초과하지 않은 것으로 판정되면(단계 105에서 아니요), 상기 ECU(20)는 엔진(21)의 재시동이 아직 완료되지 않았음을 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 103으로 복귀하고, 단계 103에서의 판정이 아니요 이거나, 단계 105에서의 판정이 예로 될 때까지 단계 103 내지 105에서의 동작을 반복적으로 실행한다.

단계 105에서의 판정이 예일 경우, 상기 ECU(20)는 엔진(21)의 재시동이 완료되었음을 판정하고, 따라서 엔진 재시동 서브루틴(R2)을 종료한다.

한편, 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)와 같거나 그보다 작은 경우로 판정되는 경우(단계 103에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 106으로 진행한다. 단계 106에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰지 여부를 판정하여 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 속도 영역(RA2) 또는 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는지 여부를 판정한다.

상기 제2 기설정 속도(N2)는 예를 들면 50rpm 내지 450rpm의 영역으로부터 선택될 수 있으며, 제1 실시 예에서 전술한 바와 같이 250rpm으로 설정된다. 상기 엔진(21)의 자동 정지에 의하여 엔진 속도 강하 기간 동안, 상기 엔진 속도(N2)가 50rpm 내지 450rpm의 영역으로부터 선택된 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작을 경우, 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 더 근접하지 않고 상기 피니언(13)은 링 기어(23)와 부드럽게 치합할 수 있다.

즉, 50rpm 내지 450rpm의 영역으로부터 선택된 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은 상기 제3 속도 영역(RA3)은 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 더 근접하지 않고, 피니언(13)이 링 기어(23)와 부드럽게 치합하도록 하는 영역이다.

상기 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰 것으로 판정되는 경우(단계 106에서 예), 상기 링 기어(23)의 RPM이 상대적으로 크기 때문에, 상기 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접할 때까지 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 부드럽게 치합하지 않은 것으로 ECU(20)가 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 107로 진행하고, 그의 작동 모드를 제2 재시동 제어 모드로 변환하고, 단계 107에서 상기 제2 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 상기 ECU(20)는 단계 107a에서 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 상기 피니언(13)을 회전시킨다.

단계 107b에서, 상기 피니언(13)의 모니터 된 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하게 되도록 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도의 차가 ±250rpm, 바람직하게는 ±200rpm 내의 범위에 있는 이후, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 상기 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 상기 회전하는 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합은 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

다음으로, 상기 ECU(20)는 단계 108로 진행하고, 단계 105와 동일한 방식으로 엔진(21)의 재시동이 완료되었는지 여부를 판정한다.

엔진(21)의 재시동이 완료된 것으로 판정되면(단계 108에서 예), 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)을 종료하고, 메인 루틴(R1)으로 복귀한다.

한편, 상기 엔진 속도(Ne)가 재시동 완료의 판단을 위한 기설정 속도를 초과하지 않은 것으로 판정되면(단계 108에서 아니요), 상기 ECU(20)는 엔진(21)의 재시동이 아직 완료되지 않았음을 판정한다, 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 109로 진행한다.

상기 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되면(단계 106에서 아니요), 링 기어(23)의 RPM이 상대적으로 작기 때문에, 상기 피니언(13)의 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 더 근접하도록 하지 않고, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 부드럽게 치합할 수 있는 것으로 상기 ECU(2O)는 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 109로 진행한다.

단계 109에서, 상기 ECU(20)는 그의 작도 모드를 제3 재시동 제어 모드로 변환하고, 단계 109에서 상기 제3 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 109에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 단계 109b에서, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 결합 이후 또는 결합 동안, 상기 ECU(20)는 피니언(13)을 회전시키도록 스타터 모터(12)를 회전 가능하게 구동시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크시켜 엔진(21)을 재시동한다.

다음으로, 상기 ECU(20)는 단계 110으로 진행하고, 단계 105와 동일한 방식으로 단계 110에서 엔진(21)의 재시동이 완료되었는지 여부를 판정한다.

상기 엔진(21)의 재시동이 아직 완료되지 않은 것으로 판정되면(단계 110에서 아니요), 상기 ECU(20)는 상기 엔진(21)의 재시동이 아직 완료되지 않았음을 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 109로 복귀하고, 단계 109 및 단계 110에서의 동작을 반복적으로 실행한다.

한편, 상기 엔진(21)의 재시동이 완료된 것으로 판정할 경우(단계 110에서 예), 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)을 종료하고, 메인 루틴(R1)으로 복귀한다.

전술한 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)은 엔진(21)의 자동 정지에 의하여 엔진 속도 강하 기간 동안 다음의 내용이 실행되도록 설계된다.

상기 제1 속도 영역(RA1) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생할 경우, 상기 제1 재시동 제어 태스크를 실행하고;

상기 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생할 경우, 상기 제2 재시동 제어 태스크를 실행하며,

상기 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생할 경우, 상기 제3 재시동 제어 태스크를 실행한다.

*상기 제1 재시동 제어 태스크는 스타터(11)에 의하여 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고, 각 실린더에 대한 점화 및/또는 연료분사를 재시동하고, 이에 따라 엔진(21)을 자동으로 재시동한다.

상기 피니언(13)의 모니터 된 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하게 된 후, 상기 제2 재시동 제어 태스크는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)과 링 기어(23)를 치합하고, 이에 따라 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 크랭크한다.

상기 제3 재시동 제어 태스크는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)과 링 기어(23)를 치합한다. 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 상기 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하도록 피니언(13)과 함께 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시키고, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

*상기 엔진 시동 시스템(1)의 구성은 엔진 속도 강하 기간 동안, 엔진 재시동 요구가 발생하는 순간에서의 엔진 속도(Ne)에 대하여 가장 적절한 제1 내지 제3 엔진 재시동 태스크 중 어느 하나를 실행할 수 있다. 이는 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합으로 인하여 발생하는 소음 및 충격을 방지 또는 감소시키는 작용 효과를 달성하고, 상기 스타터(11)의 전력 소비를 감소시키는 작용 효과를 달성한다.

또한, 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)은 엔진 자동 정지 요구의 발생 또는 공기-연료 혼합물의 연소의 중단 이후로부터의 경과 시간에 근거하여 엔진 속도(링 기어(23)의 회전 속도)를 추정하도록 설계된다. 이는 높은 정확도를 갖고 엔진 속도를 측정하기 위한 고가의 크랭크 각 센서의 제공을 필요로 하지 않는다. 유사하게, 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)은 스타터 모터(12)에 전류가 흐르는 기간 및 스타터 모터에 공급되는 전류의 양에 근거하여 피니언(13)의 회전 속도를 추정하도록 설계된다. 이는 피니언(13)의 회전 속도를 측정하기 위한 고가의 회전속도 센서의 제공을 필요로 하지 않는다.

그러므로 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)은 최근 중요한 기술적 요구로서 차량에 대한 저비용 요구를 충족시킨다.

제2 실시 예

이하 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량에 설치된 내연기관용 시동 시스템을 도 7을 참조하여 설명한다.

제2 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 구성은 다음의 관점을 제외하고는 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)의 하드웨어 및 소프트웨어 구성과 동일하다. 따라서, 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템 간의 동일 구성요소들은 동일 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다.

제2 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 ECU(20)는 엔진 재시동 제어 서부루틴(R2)와 다른, 도 7에 나타낸 엔진 재시동 제어 서브루틴을 실행하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰 것으로 판정되는 경우, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제2 재시동 제어 모드로 변환하고, 도 6의 단계 107에서 제2 재시동 제어 태스크와 다른 제2 재시동 제어 태스크를 실행한다.

상기 제2 실시 예에 따른 제2 재시동 제어 태스크는 엔진 재시동 요구가 발생하더라도 스타터(11)에 의하여 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하도록 하는 것을 대기하도록 설계된다. 이후, 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 속도 영역(RA3) 내의 범위에 있을 경우, 제2 실시 예에 따른 제2 재시동 제어 태스크는 피니언(13)과 링 기어(23)를 치합하기 위하여 전자기 액추에이터(14)를 구동시키도록 설계된다. 이후 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 속도 영역(RA3) 내에 있을 경우, 제2 실시 예에 따른 제2 재시동 제어 태스크는 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합하도록 전자기 액추에이터(14)를 구동하도록 설계되고, 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하기 위하여 피니언(13)과 함께 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시키고, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

다음으로, 이하 도 7에 나타낸 제2 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴에 따라 ECU(20)에 의하여 실행되는 엔진 재시동 제어 태스크를 설명한다. 제2 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)의 실행 동안 주어진 사이클에서 반복적으로 콜 된다.

상기 엔진 재시동 제어 서브루틴이 콜 될 경우, 상기 ECU(20)는 단계 101 및 단계 102에서 자동 정지 제어 하에 엔진(21)이 있는 동안, 엔진 재시동 요구가 발생하였는지 여부를 판정한다.

상기 엔진 재시동 요구가 발생한 것으로 판정되는 경우(단계 102에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 103으로 진행하고, 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰지 여부를 판정하여 엔진 속도(Ne)가 제1 속도 영역(RA1) 내에 있는지 여부를 판정한다.

상기 엔진 재시동 요구가 제1 속도 영역(RA1) 내에서 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰 것으로 판정되는 경우(단계 103에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 104 및 단계 105에서 스타터(11)에 의하여 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고, 각 실린더에 대하여 점화 및/또는 연료분사를 재시동하기 위하여 점화 시스템(53) 및/또는 연료 분사 시스템(55)을 제어하고, 이에 따라 엔진(21)을 자동으로 재시동한다.

한편, 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)와 같거나 그보다 작은 경우(단계 103에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 106a로 진행한다. 단계 106a에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 상기 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 작은지 여부를 판정한다.

상기 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰 것으로 판정되는 경우(단계 106a에서 아니요), 상기 ECU(20)는 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)의 크랭크를 대기시키고, 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은지 여부를 반복적으로 판정한다.

상기 단계 106a에 있어서 판정 동작의 한번 이상의 실행의 결과로서, 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 속도 영역(RA3) 내에서 감소하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되는 경우(단계 106a에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 107A로 진행한다.

단계 107A에서, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제2 재시동 제어 모드로 변환하고, 제2 실시 예에 따른 제2 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 107A에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시켜서 상기 피니언(13)은 단계 109a와 마찬가지로 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 단계 107A에서, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합한 후 또는 치합하는 동안, 상기 ECU(20)는 단계 109b에서와 마찬가지로 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시키고 피니언(13)을 회전시킨다.

한편, 엔진 재시동 요구의 발생에서 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되는 경우, 다시 말해서 상기 엔진 재시동 요구가 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는 엔진 속도(Ne) 범위에서 발생하는 경우(단계 106a에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 107A로 진행한다.

단계 107A에서, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제3 재시도 제어 모드로 변환하고, 제3 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 107A에서 상기 ECU(20)는 단계 109a와 마찬가지로 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 단계 107A에서, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합한 후 또는 치합하는 동안, 상기 ECU(20)는 단계 109b에서와 마찬가지로 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

다음으로, 상기 ECU(20)는 단계 108로 진행하고, 단계 105에서와 마찬가지로 상기 엔진(21)의 재시동이 완료되었는지 여부를 판정한다.

상기 엔지 속도(Ne)가 재시동 완료에 대한 기설정 속도를 초과하는 않은 것을 판정되는 경우(단계 108에서 아니요), 상기 ECU(20)는 엔진(21)의 재시동이 아직 완료되지 않은 것으로 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 107a로 복귀하고, 대응하는 제2 엔진 재시동 제어 태스크 또는 제3 엔진 재시동 제어 태스크를 연속적으로 실행한다.

상기 대응하는 제2 재시동 제어 태스크 또는 제3 엔진 재시동 제어 태스크의 한 번 이상의 실행의 결과로서, 상기 엔진(21)의 재시동이 완료된 것으로 판정되는 경우, 상기 ECU(20)는 제2 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴을 종료한다.

전술한 바와 같이, 제2 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하더라도, 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)의 크랭크를 대기하도록 설계된다.

이후, 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 속도 영역(RA3) 내의 범위에 있는 경우, 제2 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)과 링 기어(23)를 치합시키고, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하도록 피니언(13)과 함께 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시키며, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

그러므로 상기 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하더라도, 피니언(13)의 회전 속도를 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하도록 하는 동작은 생략될 수 있으며, 이에 따라 엔진 재시동 제어 태스크를 간략화할 수 있고 스타터(11)의 전력 소비를 감소시킨다. 전술한 바와 같이, 제2 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구의 발생 이후로부터 경과한 소정 시간 이후에 스타터(11)에 의한 크랭크 샤프트(22)의 크랭크를 시동한다. 상기 제2 속도 영역(RA2)을 통과하는 엔진 속도(Ne)에 대하여 요구된 시간이 상대적으로 짧기 때문에, 엔진(21)의 재시동에 대한 엔진 재시동 요구의 발생으로부터 경과한 릴레이 타임(relay time)을 가능한 한 영역에서 유지할 수 있다.

제3 실시 예

이하 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량에 설치된 내연기관의 시동 시스템을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.

제3 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성은 아래에서 설명할 내용을 제외하고는 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성은 실질적으로 동일하다. 따라서 제1 내지 제3 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템 간이 동일 구성요소들에 대해서는 동일 참조 부호를 부여하며, 그에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.

제3 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 ECU(20)는 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)과 다른 도 9에 나타낸 엔진 재시동 제어 서브루틴(후술됨)을 실행하도록 구성된다.

제3 실시 예에서, 상기 ECU(20)는 제1 내지 제3 재시동 제어 모드에 부가하여 제4 재시동 제어 모드를 선택하도록 구성된다.

구체적으로, 도 8을 참조해 보면, 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 엔진 재시동 발생 없이, 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)로 감소하는 경우, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제4 재시동 제어 모드로 변환하고, 제4 재시동 제어 모드에서 제4 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 상기 제4 재시동 제어 모드에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시켜, 엔진 재시동 요구의 발생 전에 상기 회전하는 피니언(13)이 링 기어(23)와 미리 치합(pre-engage)한다.

상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 미리 치합한 후, 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구의 발생을 대기한다.

상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)를 턴온시키도록 스위칭 부재(24)를 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐른다. 이는 링 기어(23)와 미리 치합한 피니언(13)을 회전시키도록 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하고, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

다음으로, 이하 도 9에 나타낸 제3 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴에 따라 ECU(20)에 의하여 실행되는 엔진 재시동 제어 태스크를 설명한다. 제3 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)의 실행 동안 주어진 사이클에서 반복적으로 콜 된다.

상기 엔진 재시동 제어 서브루틴이 콜 되는 경우, 상기 ECU(20)는 단계 101에서 각 실린더에 대한 공기-연료 혼합물의 연소의 중단 이후, 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는지 여부를 판정한다.

상기 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있지 않은 것으로 판정되면(단계 101에서 아니요), 상기 ECU(20)는 다음의 단계 102 내지 110을 실행하지 않고 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)을 종료하고, 메인 루틴(R1)으로 복귀한다.

한편, 상기 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는 것으로 판정되면(단계 101에서 예), 단계 102에서 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구가 발생하였는지 여부를 판정하고, 상기 ECU(20)는 단계 103으로 진행한다. 단계 103에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰지 여부를 판정하여 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 속도 영역(RA1) 내에 있는지 여부를 판정한다.

상기 제1 속도 영역(RA1) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰 것으로 판정하는 경우(단계 103에서 예), 상기 ECU(20)는 스타터(11)에 의하여 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하지 않고, 각 실린더에 대한 점화 및/또는 연료분사를 재시동하도록 점화 시스템(53) 및/또는 연료분사 시스템(55)을 제어하고, 이에 따라 단계 104 및 단계 105에서 엔진(21)을 자동으로 재시동한다.

한편, 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되는 경우(단계 103에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 106으로 진행한다. 단계 106에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰지 여부를 판정하여 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 속도 영역(RA2) 또는 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는지 여부를 판정한다.

상기 제2 속도 영역(RA2) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰지 여부를 판정하면(단계 106에서 예), 상기 ECU(20)는 제2 재시동 제어 모드에서 제2 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 상기 제2 재시동 제어 모드에서, 상기 ECU(20)는 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시키고, 상기 피니언(13)의 모니터 된 회전 속도가 링 기어(23)의 회전 속도에 근접하게 된 후, 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 상기 회전하는 피니언(13)이 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다(단계 107 및 단계 108에서). 상기 회전하는 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합은 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크시켜 엔진(21)을 재시동한다.

한편, 상기 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되면(단계 106에서 아니요), 상기 ECU(20)는 제3 재시동 제어 모드에서 제3 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 상기 제3 재시동 제어 모드에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합하며, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 상기 스타터 모터(12)를 구동시켜 피니언(13)은 회전한다(단계 109 및 단계 110에서). 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하고, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

한편, 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되는 경우(단계 101a에서 아니요), 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구 없이 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3) 또는 그 이하로 감소하는지 여부를 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 111로 진행한다. 상기 단계 111에서, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제4 재시동 제어 모드로 변환하고, 상기 제4 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 111a에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 엔진 재시동 요구의 발생 전에 링 기어(23)와 미리 치합(pre-engage)된다.

상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 미리 치합 이후, 단계 111b에서 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구의 발생을 대기한다.

상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 단계 111c에서 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐른다. 이는 단계 111c에서 스타터 모터(12)를 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

전술한 바와 같이, 제3 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 엔진 재시동 요구 발생하지 않고 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)로 감소하는 경우, 제4 재시동 제어 모드에서 제4 재시동 제어 태스크를 실행하도록 설계된다.

구체적으로, 제3 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시켜, 엔진 재시동 요구의 발생 전에 상기 회전하는 피니언(13)이 링 기어(23)와 미리 치합하도록 설계된다.

상기 구성은 엔진 속도 변동기간 전에, 피니언(13)이 링 기어(23)와 미리 치합하도록 하고, 이에 따라 엔진 속도 변동기간 내에서 상기 피니언(13)이 치합하는 것을 방지한다. 이는 엔진 속도 변동기간 내에서 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합으로 인한 스타터(11)의 파손을 방지할 수 있도록 한다. 또한, 상기 엔진 속도 변동기간 내에서 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합으로 인하여 발생하는 소음 및 충격을 방지할 수 있다.

상기 엔진 재시동 요구의 발생 전에 피니언(13)과 링 기어(23)가 미리 치합한 후, 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 피니언(13)과 함께 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 상기 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하도록 작동하고, 이에 따라 엔진(21)이 재시동하며, 이는 엔진 재시동 요구의 발생에 응답하여 상기 엔진(21)을 바로 재시동시키도록 할 수 있다.

제3 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 제1 실시 예에 따른 제1 내지 제3 재시동 제어 태스크와 제4 재시동 제어 태스크의 조합을 ECU(20)가 실행하도록 설계되는 것이다. 제3 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 제2 실시 예에 따른 제1 내지 제3 재시동 제어 태스크와 제4 재시동 제어 태스크의 조합을 실행하도록 설계될 수 있다.

제4 실시 예

이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량에 설치된 내연기관의 시동 시스템을 설명한다.

제4 실시 예에 따른 엔진 재시동 시스템의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성은 다음에서 설명될 내용을 제외하고는 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성과 실질적으로 동일하다. 따라서 제1 실시 예와 제4 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템 간의 동일 구성요소들은 동일 참조 부호를 부여하며, 그에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.

제4 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 ECU(20)는 도 11에 나타낸 엔진 재시동 제어 서브루틴(후술됨)을 실행하도록 구성되며, 상기 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)과 다르다.

구체적으로, 도 10을 참조하면, 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 제3 기설정 속도(N3)보다 큰 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하더라도, 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 제어 서브루틴의 실행을 대기한다.

또한, 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)로 감소하는 경우, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제4 재시동 제어 모드로 변환하고, 제4 재시동 제어 모드에서 제4 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 제4 재시동 제어 모드에서, 상기 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진속도 강하 기간 동안, 상기 엔진 속도(Ne)가 시점 t5에서 제3 기설정 속도(N3)로 감소하는 경우, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르도록 하여 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합하도록 미리 설정된다.

상기 피니언이 미리 설정되기 전에 엔진 재시동 요구가 아직 발생하지 않고, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 완전한 치합을 완료하도록 요구되는 소정 시간이 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르고 난후부터의 시점 t6에서 경과한 경우, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)에 전류의 흐름이 중단되더라도, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합이 유지되는 것을 판정하고, 이에 따라 전자기 액추에이터(14)에 전류의 흐름을 중단한다. 이후, 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐른다. 이는 스타터 모터(12)를 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동시킨다.

한편, 상기 피니언이 미리 설정되기 전에 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 바로 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐른다. 이는 스타터 모터(12)를 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

다음으로, 이하 도 11에 나타낸 제4 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴에 따라 ECU(20)에 의하여 실행되는 엔진 재시동 제어 태스크를 설명한다. 제4 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)의 실행 동안 소정의 사이클로 반복적으로 콜 된다.

상기 엔진 재시동 제어 서브루틴이 콜 되는 경우, 상기 ECU(20)는 단계 201에서 공기-연료 혼합물의 연소의 중단 이후, 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는지 여부를 판정한다.

상기 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있지 않은 것으로 판정되면(단계 201에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 201에서의 판정을 반복적으로 실행한다.

이후, 상기 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는 것으로 판정되면(단계 201에서 예), 단계 202에서 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제4 실시 예에서의 100rpm과 같은 제3 기설정 속도(N3)와 같거나 작은 것인지 여부를 판정한다.

상기 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)보다 큰 것으로 판정되는 경우(단계 202에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 202에서의 판정을 반복적으로 실행한다.

이후, 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되면(단계 202에서 예), 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3) 또는 그 이하로 감소하는지 여부를 판정한다. 그런 다음, 상기 ECU(20)는 단계 203으로 진행한다. 단계 203에서, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제4 재시동 제어 모드로 변환하고, 제4 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 203에서, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르도록 하고, 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시켜 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 미리 치합한다.

상기 피니언이 미리 설정되기 전에 엔진 재시동 요구가 발생하지 않고, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 완전한 치합을 완료하도록 요구되는 소정 시간이 상기 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르고난 후부터 경과하는 경우, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)에 전류의 흐름이 중단되더라도, 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합이 유지되는지 여부를 판정하고, 이에 따라 단계 203b에서 전자기 액추에이터(14)에 전류의 흐름은 중단된다. 이후, 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 단계 203c에서 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐른다. 이는 단계 203c에서 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 솔레노이드(25a)에 전류가 흐르도록 한다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

한편, 상기 피니언이 미리 설정되기 전에 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 단계 203d에서 상기 ECU(20)는 스위칭 부재(24)가 턴온되도록 스위칭 부재(24)를 바로 구동시키고, 이에 따라 솔레노이드(25a)에 전류가 흐르게 된다. 이는 단계 203d에서 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

전술한 바와 같이, 제4 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 상기 엔진 속도(Ne)가 제3 기설정 속도(N3)로 감소하는 경우, 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르도록 하여 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)이 링 기어(23)와 미리 치합하도록 설계된다.

상기 피니언이 미리 설정되기 전에 엔진 재시동 요구가 발생하지 않고, 상기전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르고 난후부터 소정 시간이 경과하는 경우, 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르지 않도록 한다. 그러므로 상기 ECU(20)는 엔진 재시동 요구의 발생 전에 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르지 않는 상태를 유지하고, 이는 스타터(11)의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

제3 실시 예에서, 상기 엔진 시동 시스템은 아래의 내용으로 프로그램될 수 있다.

상기 회전하는 피니언(13)이 링 기어(23)와 미리 치합하기 위하여 상기 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키도록 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르도록 하고;

상기 피니언이 미리 설정되기 전에 엔진 재시동 요구가 발생하고, 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르고 난후터 소정 시간이 경과하는 경우, 상기 전자기 액추에이터(14)에서 전류의 흐름을 중단시킨다.

제3 또는 제4 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 도 1의 점선으로 나타낸 센서(71)를 구비할 수 있고, 상기 센서(71)는 ECU(20)에 전기적으로 접속되고, 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 완전히 치합하는지 여부를 체크하도록 배치된다. 즉, 제3 또는 제4 실시 예에 따른 ECU(20)는 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 완전한 치합을 나타내는 데이터가 소정 시간 측정되지 않고 센서(71)로부터 전송되는 경우, 전자기 액추에이터(14)에 전류가 흐르지 않도록 프로그램될 수 있다.

제5 실시 예

이하 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 제5 실시 예에 따른 차량에 설치된 내연기관의 시동 시스템을 설명한다.

제5 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성은 아래에서 설명될 내용을 제외하고는 제1 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템(1)의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성과 동일하다. 따라서, 제1 실시 예와 제5 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템 간의 동일 구성요소들은 동일 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.

제5 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템의 ECU(20)는 도 13에 나타낸 엔진 재시동 제어 서브루틴(후술됨)을 실행하도록 구성되고, 엔진 재시동 제어 서브루틴(R2)과 다르다.

구체적으로, 도 12를 참조해 보면, 상기 엔진(21)의 자동 정지에 의한 엔진 속도 강하 기간 동안, 상기 ECU(20)는 제1 재시동 제어 모드를 선택하지 않고, 엔진(21)의 자동 정지 이후의 엔진 속도에 근거하여 소정의 제2 및 제3 재시동 제어 모드 중 하나를 선택하도록 프로그램된다.

다음으로, 도 13에 나타낸 제5 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴에 따라 ECU(20)에 의하여 실행되는 엔진 시동 제어 태스크를 아래에서 설명한다. 제5 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 엔진 자동 정지-시동 제어 루틴(R1)의 실행 동안, 소정의 사이클로 반복적으로 콜 된다.

상기 엔진 재시동 제어 서브루틴이 콜 될 경우, 상기 ECU(20)는 단계 101 및 단계 102와 동일한 단계 301 및 단계 302에서 엔진(21)이 자동 정지 제어하에 있는 동안, 엔진 재시동 요구가 발생하였는지 여부를 판정한다.

상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 것으로 판정되면(단계 302에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 303으로 진행하고, 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)와 같거나 그보다 작은 것인지 여부를 판정하여, 단계 303에서 엔진 속도(Ne)가 제1 속도 영역(RA1) 내에 있는지 여부를 판정한다.

상기 제1 속도 영역(RA1) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)보다 큰 것으로 판정되는 경우(단계 303에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 303에서의 제1 재시동 제어 태스크를 실행하지 않는 판정을 반복적으로 실행한다.

이후, 상기 엔진 속도(Ne)가 제1 기설정 속도(N1)와 같거나 큰 것으로 판정되는 경우(단계 303에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 304로 진행한다. 단계 304에서, 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰지 여부를 판정한다.

상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)보다 큰 것으로 판정되면(단계 304에서 예), 상기 ECU(20)는 단계 305로 진행한다.

단계 107 및 단계 108과 동일한 단계 305 및 단계 306에서, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제2 재시동 제어 모드로 변환하고, 제2 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 305a에서 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다. 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 단계 305b에서 상기 ECU(20)는 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하고, 이에 따라 엔진(21)을 재시동한다.

한편, 제3 속도 영역(RA3) 내에 있는 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하도록 상기 엔진 속도(Ne)가 제2 기설정 속도(N2)와 같거나 그보다 작은 것으로 판정되는 경우(단계 304에서 아니요), 상기 ECU(20)는 단계 307로 진행한다. 단계 109 및 단계 110과 동일한 단계 307 및 단계 308에서, 상기 ECU(20)는 그의 작동 모드를 제3 재시동 제어 모드로 변환하고, 제3 재시동 제어 모드에서 제3 재시동 제어 태스크를 실행한다.

구체적으로, 단계 307a에서 상기 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합하고, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 단계 307b에서 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다.

전술한 바와 같이, 제5 실시 예에 따른 엔진 시동 시스템은 엔진 속도 강하기간 동안 엔진 재시동 요구가 발생하는 순간에서의 엔진 속도(Ne)에 대한 가장 적절한 제2 및 제3 엔진 재시동 태스크 중 하나를 실행할 수 있다. 이는 피니언(13)과 링 기어(23)의 치합으로 인하여 발생하는 소음 및 충격을 방지 또는 감소시키는 작용 효과를 달성하며, 스타터(11)의 전력 소비를 감소시키는 작용 효과를 달성한다.

제5 실시 예에 따른 엔진 재시동 제어 서브루틴은 ECU(20)가 제2 실시 예에 따른 제2 및 제3 재시동 제어 태스크의 조합을 실행하도록 설계될 수 있음을 알 수 있다.

엔진속도 강하 기간 또는 엔진 속도 변동기간 내에 있는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 기본적으로 상기 링 기어(23)와 피니언(23) 간의 회전 속도의 모니터 된 차이가 ±250rmp의 범위 내에 있는 이후, 사기 ECU(20)는 제1 내지 제5 실시 예 각각의 제1 변형으로서 단계 109a 및 단계 109b에서의 동작을 실행할 수 있다.

구체적으로, 제1 변형에 따른 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합한다(단계 109a 참조). 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 제1 변형에 따른 ECU(20)는 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킨다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다(단계 109b 참조).

엔진 속도 강하기간 또는 엔진 속도 변동기간 내에 있는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도에서의 모니터 된 차이가 상기 피니언(13)의 회전가능한 구동에 의한 ±250rpm의 범위 내에 있는 이후, 상기 ECU(20)는 제1 내지 제5 실시 예 각각의 제2 변형으로서 단계 107b에서의 동작을 실행하도록 프로그램된다.

구체적으로, 제2 변형에 따른 ECU(20)는 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 회전하는 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 회전하는 피니언(13)은 링 기어(23)와 치합하여 엔진(21)을 재시동한다(단계 107b 참조).

상기 제1 및 제2 변형 모두는 치합으로 인한 소음 및 충격을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 피니언(13)과 링 기어(23)의 회전 속도의 측정 정확성은 높을 필요가 없다. 이는 피니언(13)의 회전 속도를 측정하기 위한 고가의 회전 속도 센서 제공의 필요성을 없게 한다.

그러므로 제1 및 제2 변형 각각에 따른 엔진 시동 시스템은 최근 중요한 기술적 요구로서 차량에 대한 저비용 요구를 충족시킨다.

제1 내지 제5 실시 예 각각에 다른 일방향 클러치(51)를 갖는 엔진 시동 시스템은 엔진 속도 강하기간 또는 엔진 속도 변동기간 내에 있는 모니터 된 엔진 속도(Ne)에서 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 엔진(21)의 재시동을 실행한다.

구체적으로, 상기 링 기어(23)의 회전 속도가 피니언(13)의 회전 속도보다 큰 경우, 상기 링 기어(23)와 피니언(13) 간의 회전 속도의 차이는 예를 들면 200rpm의 미리 설정된 값과 같거나 그보다 작고(도 14의 단계 400 참조), 상기 엔진 시동 시스템은 전자기 액추에이터(14)를 구동시켜 피니언(13)을 링 기어(23) 측으로 이동시키고, 이에 따라 상기 피니언(13)이 링 기어(23)와 치합할 수 있다(단계 401 참조). 상기 피니언(13)과 링 기어(23)가 치합한 후 또는 치합하는 동안, 상기 엔진 시동 시스템은 스타터 모터(12)를 회전가능하게 구동시켜 피니언(13)을 회전시킬 수 있다. 이는 엔진(21)의 크랭크 샤프트(22)를 크랭크하여 엔진(21)을 재시동한다(단계 402 참조).

전술한 실시 예들 및 이들의 변형 각각에 따른 엔진 시동 시스템에는 센서(59)에 포함되는 크랭크 각 센서가 제공될 수 있다. 상기 크랭크 각 센서는 크랭크 샤프트(22)가 미리 설정된 각에 의해 회전할 때마다 기준 위치(reference position)에 대하여 크랭크 샤프트(22)의 회전 각 위치를 측정하도록 동작한다. 상기 크랭크 각 센서는 측정된 데이터(측정된 회전 각 위치)를 ECU(20)로 출력하도록 동작한다. 상기 크랭크 각 센서로부터 전달된 측정 데이터에 근거하여 상기 ECU(20)는 엔진 속도(Ne)를 얻을 수 있다.

전술한 실시 예들 및 그의 변형 각각에 따른 엔진 시동 시스템에는 센서(59)에 포함되는 회전 속도 센서가 제공될 수 있고, 피니언(13)의 회전 각을 측정하도록 동작한다. 상기 회전각 센서는 측정된 회전각을 ECU(20)로 출력하도록 동작한다. 상기 크랭크 각 센서로부터 전달된 측정 데이터에 근거하여, 상기 ECU(20)는 피니언(13)의 회전각을 얻을 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시 예들 및 그의 변형으로 되는 것을 고려할 수 있지만, 설명하지 않은 다양한 변형들은 그에 포함될 수 있음은 자명한 것이고, 본 발명의 기술적 사상 내의 범위로서 이러한 모든 변형들은 첨부되는 특허청구범위에 속하는 것이다.

1: 엔진 시동 시스템 11: 스타터
12: 스타터 모터 13: 피니언
14: 전자기 액추에이터 2O: ECU
21: 내연기관 22: 크랭크 샤프트
53: 점화 시스템 23: 링 기어
55: 연료분사 시스템 57: 브레이크 시스템
59: 센서 61: 시프트 레버

Claims

내연기관 자동 정지 요구에 응답하여 그 정지에 대하여 자동으로 제어되며, 링 기어가 부착된 크랭크 샤프트를 회전시키기 위하여 내부에서 연료를 연소시키도록 통상적으로 작용하는 내연기관의 재시동 요구의 발생에 따른 재시동을 위한 시스템으로서,
상기 시스템은,
피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키기 위한 모터 및 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 피니언을 링 기어와 치합하도록 작용하는 액추에이터가 제공되는 스타터;
상기 내연기관의 정지에 대한 자동 제어에 의하여 강하하는 상기 내연기관의 회전 속도를 모니터하도록 작용하는 모니터 유닛; 및
실행 유닛을 포함하되,
상기 실행 유닛은,
상기 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 상기 내연기관의 엔진 속도에 근거하여 제1 재시동 태스크(task) 및 제2 재시동 태스크 중 어느 하나를 선택하고,
상기 제1 재시동 태스크가 선택되는 경우, 상기 제1 재시동 태스크를 실행하여, 상기 모터를 회전가능하게 구동시키고, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전될 수 있는지 여부를 판정하며, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전될 수 있는 것으로 판정된 후, 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 그 링 기어와 치합하도록 액추에이터를 구동시켜 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시키며,
상기 제2 재시동 태스크가 선택되는 경우, 상기 제2 재시동 태스크를 실행하여, 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 링 기어와 치합하도록 액추에이터를 구동시키고, 상기 링 기어와 적어도 부분적으로 치합하는 상기 피니언과 함께 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크시키도록 작용하는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 실행 유닛은 상기 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전속도가 제1 기설정 속도와 같거나 그보다 작고, 제2 기설정속도보다 클 경우 상기 제1 재시동 태스크를 선택하도록 작용하고, 상기 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전속도가 상기 제2 기설정 속도와 같거나 그보다 작을 경우 상기 제2 재시동 태스크를 선택하도록 작용하며, 상기 제2 기설정 속도는 상기 제1 기설정 속도보다 작은
시스템.
제2항에 있어서,
상기 실행 유닛은 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전 속도에 근거하여 제1 재시동 태스크, 제2 재시동 태스크 및 제3 재시동 태스크 중 하나를 선택하도록 작용하고,
상기 실행 유닛은,
엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전 속도가 상기 제1 기설정 속도보다 큰 경우 상기 제3 재시동 태스크를 실행하도록 선택하고,
상기 제3 재시동 태스크가 선택되는 경우, 상기 제3 재시동 태스크를 실행하며, 상기 내연기관에서 연료의 연소를 재시동하여 상기 크랭크 샤프트의 크랭크 없이 상기 내연기관을 재시동하는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 실행 유닛은 상기 피니언의 회전 속도를 모니터하고, 상기 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도 간의 차가 ±250rpm 내에 있는 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전될 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제4항에 있어서,
상기 실행 유닛은 상기 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도의 차가 ±200rpm 내에 있는 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전될 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 실행 유닛은 상기 링 기어의 제1 피치 서클에서의 제1 외연 속도와 상기 피니언의 제2 피치 서클에서의 제2 외연 속도 간의 차를 모니터하도록 작용하고, 상기 링 기어의 제1 피치 서클에서의 제1 외연 속도와 상기 피니언의 제2 피치 서클에서의 제2 외연 속도 간의 차가 초당 ±3.1미터 내에 있는 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 출력 샤프트에 회전가능하게 제공되고, 상기 피니언이 링 기어와 치합하는 경우, 상기 링 기어의 회전 운동만을 피니언으로 전달하도록 설계되는 일방향 클러치를 더 포함하고,
상기 실행 유닛은 피니언의 회전 속도를 모니터하고, 상기 내연기관의 회전속도가 피니언의 회전 속도보다 크고, 상기 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도의 차가 기설정 값과 같거나 그보다 작을 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제7항에 있어서,
상기 실행 유닛은 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도 간의 차가 ±250rpm 내에 있는 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제8항에 있어서,
상기 실행 유닛은 상기 내연기관의 회전속도와 피니언의 회전속도 간의 차가 ±200rpm 내에 있는 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 출력 샤프트에 회전가능하게 제공되고, 상기 피니언이 링 기어와 치합하는 경우, 상기 링 기어의 회전 운동만을 피니언으로 전달하도록 설계되는 일방향 클러치를 더 포함하고,
상기 실행 유닛은 상기 링 기어의 제1 피치 서클에서의 제1 외연 속도와 상기 피니언의 제2 피치 서클에서의 제2 외연 속도 간의 차를 모니터하도록 작용하고, 상기 링 기어의 제1 피치 서클에서의 제1 외연 속도와 상기 피니언의 제2 피치 서클에서의 제2 외연 속도 간의 차가 초당 ±3.1미터 내에 있는 경우, 상기 피니언이 링 기어와 함께 회전할 수 있는지 여부를 판정하도록 작용하는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 실행 유닛은, 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전 속도에 근거하여, 제1 재시동 태스크, 제2 재시동 태스크 및 제3 재시동 태스크 중 어느 하나를 선택하도록 작용하고,
상기 실행 유닛은 상기 제3 재시동 태스크가 선택되는 경우, 제3 재시동 태스크를 실행하도록 작용하여, 상기 크랭크 샤프트의 크랭크 없이, 상기 내연기간의 연료의 연소를 재시동하여 내연기관을 재시동하고,
상기 실행 유닛은,
엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전속도가 제1 기설정 속도보다 큰 경우, 상기 제3 재시동 태스크를 선택하고,
상기 엔진 재시동 요구의 발생 시점에서 내연기관의 회전속도가 제1 기설정 속도와 같거나 그보다 작고, 상기 제1 기설정 속도보다 작은 제2 기설정 속도보다 큰 경우, 대기하며,
상기 내연기관의 회전속도가 상기 제2 기설정속도와 같거나 그보다 작게 다다르는 경우 상기 제2 재시동 태스크를 선택하며,
상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 시점에서 내연기관의 회전속도가 상기 제2 기설정 속도와 같거나 그보다 작은 경우, 상기 제2 재시동 태스크를 선택하도록 작용하는
시스템.
제2항에 있어서,
상기 실행 유닛은 상기 내연기관의 회전속도가 제로(zero)보다 크고 상기 제2 기설정 속도보다 작은 제3 기설정 속도에 다다르는 경우, 엔진 재시동 요구 발생 없이 제4 재시동 태스크를 실행하도록 작용하여, 상기 피니언이 링 기어 측으로 이동되어 그 링 기어와 치합하도록 상기 액추에이터를 구동시키고, 상기 피니언과 링 기어가 치합한 후, 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크하는
시스템.
제2항에 있어서,
상기 내연기관의 회전속도가 최초 제로에 도달된 후, 상기 내연기관의 회전 속도의 거동이 포지티브 및 네거티브 하게 변동하도록 내연기관은 설계되며, 상기 실행 유닛은 상기 내연기관의 회전 속도가 제로보다 크고 제2 기설정 속도보다 작은 제3 기설정 속도에 다다르는 경우, 엔진 재시동 요구 발생 없이 제5 재시동 태스크를 실행하도록 작용하여, 상기 피니언을 링 기어 측으로 이동시켜 링 기어와 치합하도록 상기 액추에이터를 구동시키고, 상기 피니언과 링 기어가 결합 한 후, 상기 엔진 재시동 요구가 발생하는 경우, 상기 모터를 회전가능하게 구동시켜 상기 내연기관의 크랭크 샤프트를 크랭크하는
시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 기설정 속도는 300 내지 700rpm의 영역으로부터 선택되는
시스템.
제2항에 있어서,
상기 제2 기설정 속도는 50 내지 450rpm의 영역으로부터 선택되는
시스템.
제1항에 있어서,
상기 스타터는 상기 모터에 전류를 공급하여 상기 모터에 전류가 흐르도록 하고,
상기 전류가 흐르는 모터는 상기 피니언과 함께 출력 샤프트를 회전가능하게 구동시키며,
상기 실행 유닛은 상기 모터에 전류가 흐르는 기간 및 상기 모터로 공급되는 전류의 양 중 적어도 하나에 근거하여 상기 내연기관의 회전속도를 추정하는
시스템.