KR101806644B1 - 크랭크 샤프트의 치주기를 이용한 차량의 엔진 역회전 감지 방법 - Google Patents

크랭크 샤프트의 치주기를 이용한 차량의 엔진 역회전 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진의 크랭크 샤프트 각도를 검출하는 크랭크 샤프트 각도 센서로부터 크랭크 샤프트 각도와 관련된 펄스 신호를 수신하고, 상기 펄스 신호의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 치주기(tooth period)에 근거하여 차량의 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법이다.
본 발명에서는 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1) 소정의 관계식을 만족하는 지 여부에 따라 엔진의 역회전 여부에 관한 사전 판단을 한 후, 갱신된 최신의 치주기(t0'), 그 직전의 치주기(t1') 및 그 전전의 치주기(t2')의 대소 관계를 비교하여 엔진의 역회전 여부 및 그 범위를 확정하도록 하고 있다.

Description

크랭크 샤프트의 치주기를 이용한 차량의 엔진 역회전 감지 방법{METHOD FOR SENSING REVERSE ROTATION OF ENGINE IN VEHICLE USING TOOTH PERIOD OF CRANKSHAFT}
본 발명은 엔진 역회전 감지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아이들 운전 시나 차량의 감속시 등에 일단 엔진을 자동적으로 정지시킴과 동시에, 이 정지시킨 엔진을 자동적으로 시동시키는 ISG 장치를 장착한 차량에 있어서, 엔진의 역회전을 감지할 수 있는 방법에 관한 것이다.
차량의 연비 향상 요구에 부응하기 위하여 최근 ISG(Idle Stop & Go) 장치를 장착한 차량이 증가하고 있다. 이와 관련 특허문헌 1에서는 차량의 차속, 엔진의 회전속도, 냉각수 온도, 가속 페달의 팁인/팁 아웃, 브레이크 페달의 온/오프 등의 정보를 입력받아 차량이 정지되고, 엔진이 일정 시간 이상 아이들 상태를 유지하는 경우 엔진을 정지시켜 연비 향상을 이룰 수 있는 ISG 장치에 대해서 개시하고 있다.
이러한 ISG 장치 장착 차량의 경우, ISG 진입 이후, 가속 페달의 작동 등 운전자의 출발 의지가 검출되면 엔진을 재시동시키도록 하고 있다. 이러한 재시동시의 시동 안정성을 확보하기 위해서는 재시동 시의 크랭크 각도를 정확하게 판단하여 그에 맞추어 엔진의 동기화 제어를 실시할 필요가 있다.
도 3에서는 크랭크의 회전 각도를 측정하기 위한 크랭크 샤프트 각도 감지 장치를 도시하고 있다. 크랭크 샤프트(30)와 동축에 설치된 센서 휠(20)에는 그 외주를 따라 다수의 돌기(tooth)(21)가 설치되어 있으며, 일반적으로 피스톤의 상사점을 표시하기 위해 돌기 중 1~2개가 생략된다. 그리고 센서 휠(20)의 근방에서는 돌기(21)의 유무를 감지하기 위한 크랭크 샤프트 각도 센서(10)가 설치된다. 크랭크 샤프트 각도 센서(10)는 센서 휠(20)의 회전에 따라 센서 앞을 지나가는 돌기(tooth)를 검출하여 도 2에서 도시된 바와 같이 특정한 파형의 신호를 송출한다. 여기서, 파형에서의 하나의 폴링 에지(falling edge)로부터 그 다음 폴링 에지까지의 시간이 치주기(tooth period, T)가 된다. 이 신호를 분석함으로써 크랭크 샤프트(30)의 회전 각도를 측정하게 된다.
그런데, ISG 장착 차량의 엔진의 아이들 스톱 시에는, 엔진 실린더 헤드의 회전 관성과 실린더 내 공기 저항 작용 등에 의해 힘 균형 측면에서, 스톨 과정 중에 엔진의 역전 현상이 발생할 수 있다. 따라서, ISG 장착 차량의 경우, 엔진의 아이들 스톨 단계에서의 엔진의 역회전 여부 및 역회전 정도를 정확히 감지하는 것이, 안정적인 재시동에 있어 필수적이다.
특허문헌 1: 공개특허공보 제10-2015-0069931호 (2015. 6. 24.)
상기한 바와 같이, ISG 장착 차량의 안정적인 재시동을 위해서, 아이들 스톱 시의 엔진의 역회전 여부를 및 역회전 정도를 구체적으로 감지할 필요가 있다.
그런데 종래의 엔진의 역회전 감지 알고리즘에서는 다음과 같이 2개의 변수(a, b)와 크랭크 샤프트 각도 센서의 치주기(tooth period)를 사용한 수식을 이용하여 계산된 t값을 이용하여 엔진의 역회전 유무를 감지하고 있었다.
t=t0+a×(t0-t1)+b×(t1-t2) (1)
(여기서, t0는 최신 치주기 t1 는 그 직전의 치주기, t2는 그 전전의 치주기)
그런데, 위 2개의 변수(a, b)는 엔진의 종류 등에 따라 그 값이 달라지게 된다. 따라서, 정확한 역회전 감지를 위해서는 별도의 교정(calibration)이 필요하게 되어 범용적으로 사용되기 어려웠다.
또한, 도 2에서 도시된 바와 같이, 엔진의 역회전 시에 역회전 정도는, 본 발명자가 정의한 바에 의하면, 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지까지의 시간의 1/3 미만의 지점에서 방향 전환이 이루어지는 단기 역회전(short time return), 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 1/3 이상 2/3 미만의 지점에서 방향 전환이 이루어지는 역회전 하는 중기 역회전(medium time return) 및 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 2/3 이상 3/3 미만의 지점에서 방향 전환이 이루어지는 장기 역회전(long time return)이 있을 수 있다. 그런데, 위 종래의 역회전 감지 방법에서는 장기 역회전 여부만이 감지 가능하다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는, ISG 장착 차량의 치주기 감지 특성을 활용하여 종래의 역회전 감지 방법과 같이 별도의 교정 작업이 불필요하고 역회전 감지 성능이 향상된 차량의 엔진의 역회전 감지 방법을 제공하는 것에 있다.
ISG 장착 차량에서는 크랭크 샤프트의 회전 각도를 검지하기 위하여 홀 센서를 사용하고 있다. 홀 센서는 홀 효과를 이용한 전자 스위치로서, 인덕티브 센서와는 달리 신호 전압의 크기가 엔진의 회전 속도와 상관없이 일정하며, 전압 파형이 디지털 타입이므로 ECU에서 별도의 신호 처리를 할 필요가 없다.
한편, 홀 센서를 이용하여 ISG 장착 차량의 크랭크 샤프트의 회전 각도를 검출하는 경우에 각 돌기별로 치주기는 일정한 선형성이 보장되어 있다. 따라서, 엔진이 한 방향으로 계속 회전하기 위해서는, 회전 관성력에 의한 이전의 치주기(t1)와 현재 치주기(t0)는 일정한 배수 안에 속하여야 한다. 따라서, 본 발명의 발명자들은 이전의 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 다음과 같은 관계식을 만족하게 되면 관성력을 잃어버린 것으로, 즉 역회전이 발생한 것으로 의심할 수 있음을 밝혀내었다. 예컨대 도 2의 도시 내용에 따르면, 크랭크 샤프트가 등속 회전을 하는 경우, 단기 역회전 이상의 역회전 발생 시에는 최신의 치주기가 그 전의 치주기 대비 1.5배 이상이 될 것임을 알 수 있다.
t0>t1×a (2)
(여기서 t0는 최신 치주기 t1 는 그 직전의 치주기, a는 1이 아닌 수)
그리고, 본원의 발명자들은, 치주기가 상기한 관계식을 만족함으로써 역회전이 발생한 것으로 의심한 경우에는 그 이후에 갱신된 3개의 연속된 치주기(t0,t1 ,t2)의 대소 관계를 비교함으로써, 역회전 발생 사실을 확정할 수 있음과 더불어 역회전 범위를 규정할 수 있음을 밝혀내었다.
이러한 지견을 근거로 상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 크랭크 샤프트 각도를 검출하는 크랭크 샤프트 각도 센서로부터 크랭크 샤프트 각도와 관련된 펄스 신호를 수신하고, 상기 펄스 신호의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 치주기(tooth period)에 근거하여 차량의 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법으로서, 크랭크 샤프트 각도 검출 센서를 이용하여 최신의 치주기(t0), 그 직전의 치주기(t1) 및 그 전전의 치주기(t2)를 검출하여 메모리에 저장하는 단계;최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 다음의 식(1)을 만족하는지 여부를 판정하는 단계; 최신 측정값(t0', t1', t2')으로 이전의 치주기(t0, t1 ,t2)를 갱신하여 메모리에 저장하는 단계;, 상기 식(1)의 만족 여부에 따라, 갱신된 최신의 치주기(t0'), 그 직전의 치주기(t1') 및 그 전전의 치주기(t2')의 대소 관계를 비교하여 엔진의 역회전 여부를 확정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
t0>t1×α (1)
(여기서 t0는 최신 치주기 t1 는 그 직전의 치주기, a는 1이 아닌 수)
바람직하게는, 상기 식(1)을 만족하지 않는 경우, 상기 갱신되기 전의 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 다음의 식 (2)를 만족하는지 여부를 판정하는 단계;를 더 포함한다.
t0<t1 (2)
바람직하게는, 상기 식(1) 또는 상기 식(2)_를 만족하는 경우, 상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것인지 여부에 따라 엔진의 역회전 여부를 확정하는 단계;를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것으로 판단되는 경우, 상기 직전의 치주기(t1')와 그 전전의 치주기(t2')의 크기를 대비하여, 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2') 보다 같거나 큰 경우, 상기 펄스의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 1/3 이상 2/3 미만 만큼 중기 역회전(medium time return)한 것으로 판정하는 단계;를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것으로 판단되는 경우, 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2')의 크기를 대비하여, 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2') 보다 작은 경우, 상기 펄스의 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지까지의 시간의 1/3 미만만큼 단기 역회전(short time return)한 것으로 판정하는 단계;;를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 식(1) 또는 식(2)를 만족하는 경우, 상기 갱신된 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2') 보다 작거나 같은 것으로 판단되는 경우에는 엔진이 정회전 하고 있는 것으로 판정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 식(1) 또는 식(2)를 만족하는 경우, 상기 갱신된 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2')보다 큰 것으로 판단되는 경우에는, 상기 펄스의 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 2/3 이상 3/3 이하만큼 장기 역회전(long time return)한 것으로 판정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 식(1)을 만족하지 않는 경우 상기 갱신되기 전의 최신의 치주기(t0)가 그 직전의 치주기(t1) 보다 같거나 큰 경우에는 엔진이 정회전 하고 있는 것으로 판정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 추가적인 교정 작업을 최소화하면서도 기존의 역회전 감지 알고리즘 대비 우수한 역회전 감지 성능을 갖는 차량의 엔진의 역회전 감지 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 엔진 동기화를 위한 크랭크 위치를 보다 신속하고 정확하게 판단할 수 있어서, ISG 장착 차량이 아이들 스톱한 뒤 재시동 하는 과정에 있어서, 시동 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 역회전 감지 방법을 도시한 순서도.
도 2는 크랭크 샤프트의 각도 센서로부터 출력된 신호 파형도를 도시한 도면.
도 3은 크랭크 샤프트의 회전 각도를 측정하기 위한 측정 장치를 간략하게 도시한 구성도.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 엔진의 크랭크 샤프트 각도를 검출하는 크랭크 샤프트 각도 센서로부터 크랭크 샤프트 각도와 관련된 펄스 신호를 수신하고, 상기 펄스 신호의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 치주기에 근거하여 차량의 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법에 관한 발명이다.
도 3에서는 본 발명에 사용되는 크랭크 샤프트 각도 측정 장치를 도시하는 도면이다. 도 3에 의하면, 크랭크 샤프트(30)와 동축으로 구비된 센서 휠(20)의 외주에 다수의 돌기(21)가 형성되어 있다.
크랭크 샤프트 각도 센서(10)는 센서 휠(20)에 인접하게 배치된다. ISG 장착 차량의 크랭크 샤프트 각도 센서(10)는 홀 센서로서 홀 전압 발생기, 영구 자석, 평가 회로등이 구비된다. 센서 휠(20)이 크랭크 샤프트 각도 센서(10)의 앞을 지나가면 센서 휠(20)의 위치(돌기의 위치)에 따라 자장이 변화한다. 따라서, 크랭크 샤프트 각도 센서(10)에 영향을 미치는 자장이 변화하고 그 결과 홀 전압이 변화한다. 크랭크 샤프트 각도 센서(10)는 이러한 홀 전압의 변화를 도 2에 도시된 파형 형태로 제어 유닛(ECU)에 전달한다.
한편, 돌기(21)는 센서 휠(20)외주 전체에 걸쳐 형성되지 않고, 그 일부에 투스가 누락되어 있는 데, 크랭크 샤프트 각도 센서(10)는 이 부분을 미싱 투스(Missing tooth)로 인지한다. 크랭크 샤프트 각도 센서(10)가 동기 회전체에 형성된 투스가 감지된 개수 및 미싱 투스의 감지 시점을 검출함으로써 현재 시점에서의 크랭크의 각도를 판단할 수 있다.
도 2는 크랭크 샤프트 각도 센서(10)로부터 출력된 전압 파형을 예시한 도면이다. 전압 파형은 주기적으로 반복되는 폴링 에지와 라이징 에지의 형태로 나타난다. 여기서, 도 2에서 도시된 바와 같이, 치주기(tn)는 하나의 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지까지의 시간을 의미한다. 여기서 첨자 n이 작을수록 나중에 측정 결과이다. 따라서, t0는 가장 최신에 측정된 치주기이며, t1은 그 직전에 측정된 치주기이고, t2는 그 전전에 측정된 치주기가 된다.
도 1에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 엔진의 역회전 감지 방법을 도시한 순서도이다.
도 1의 도시 내용에 따르면, 우선 크랭크 샤프트 각도 센서(10)로부터 센서 휠(20)에 형성된 돌기(21)를 검출하여 치주기를 측정하고 그 측정 결과를 특정 펄스 파형의 형태도 제어 유닛으로 출력한다. 이를 통해, 최신의 치주기(t0), 그 직전의 치주기(t1) 및 그 전전의 치주기(t2)가 얻어진다(S10). 그리고 해당 단계에서는 메모리에 구비된 3개의 저장 공간에 각각 위 치주기 t0, t1, t2의 값을 저장하고, 매 측정 시마다 해당 공간에 저장된 측정값을 갱신한다.
그 다음으로 제어 유닛은 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 동일한지 여부를 판단한다(S20). 등속도 역회전 시 또는 비등속도의 실제 상황에서의 역회전 시에는 최신의 치주기(t0)는 그 직전의 치주기(t1)와는 상이하게 된다. 따라서, 역회전 유무를 판단하기에 앞서, 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 동일한지 여부를 판단하도록 한다.
최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 상이한 경우에, 제어 유닛은 사전 체크(Pre Check)의 결과를 판정하기 위해 사용되는 변수(St)가 0인지 여부를 판단한다(S30). 최초 역회전 유무 판단 시에는 변수(St)는 아직 정의되어 있지 않으므로, 역회전 여부를 의심하기 위한 사전 체크 단계를 수행하게 된다.
사전 체크의 결과를 판정하기 위해 사용되는 변수(St)가 0이거나, 해당 변수(St)가 정의되어 있지 않은 경우에는, 제어 유닛은 역회전 여부 발생 유무를 의심하기 위해, 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 다음의 식(1)을 만족하는지 여부를 판정한다(S40).
t0>t1×a (1)
(여기서 t0는 최신 치주기 t1 는 그 직전의 치주기, a는 1이 아닌 수)
ISG 장착 차량의 크랭크 샤프트 각도 센서로 활용되는 홀 센서의 경우, 측정된 펄스 파형의 치주기에 있어서 특정한 선형성이 보장되어 있다. 상기 식(1)에서 변수 α은 이러한 홀 센서의 선형성과 관련된 감지 특성이다. 따라서, 엔진 회전이 한 방향으로 일어나기 위해서는 회전 관성력에 의해 이전의 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 일정한 배수(α) 안에 들어야 한다.
따라서, 만약 이전의 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 식(1)의 관계를 만족하면 관성력을 잃어버린 것으로 의심할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 먼저 이전의 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 식(1)을 만족하는 지 여부를 먼저 판정하고, 그 이후에 역회전 여부 및 그 범위를 확정하도록 하고 있다.
이전의 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 식(1)의 관계를 만족하는 것으로 판단되는 경우, 후술하는 바와 같이 중기 또는 장기 역회전이 발생한 것으로 의심된다. 이 경우, 제어 유닛은 변수(St)에 2를 입력하며(S41) 이후에 역회전 여부 확정 프로세스에 진입하게 된다.
한편, 본 발명자의 연구에 따르면, 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 식(1)의 관계를 만족하지 않는 것으로 판단되는 경우에도, 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 다음의 식 (2)를 만족하는 경우에는 단기 역회전이 발생한 것으로 의심할 수 있다. 따라서, 이 경우에 제어 유닛은, 앞서 중기 또는 장기 역회전의 발생되는 것으로 의심되는 경우와 구별하기 위해, 변수(St)에 1을 입력하며(S51) 이후에 역회전 여부 확정 프로세스에 진입하게 된다.
t0<t1 (2)
한편, 이전의 치주기(t1)와 현재의 치주기(t0)가 식(1)의 관계를 만족하지 않으며, 식(2)의 관계도 만족하지 않는 경우에는, 역회전이 발생되는 것으로 의심되지 않는 것으로 판단하여, 역회전 발생이 의심되는 경우와 구분되도록 변수(St)에 0을 입력(S60)한다.
이러한 단계를 거쳐 역회전 발생 여부에 대한 사전 체크 단계를 종료하면, 사전 체크 단계를 천이시켜(S70), 다시 새로운 치주기를 측정하고 그 결과를 메모리의 저장 공간에 저장하도록 한다(S10). 예컨대 새로이 측정된 최신의 치주기(t0')는 이전의 치주기(t0)의 값을 갱신하게 되고, 갱신되기 전 최신의 치주기(t0)는 그 직전의 치주기(t1')가 되어 치주기(t1)의 저장값을 갱신하며, 갱신되기 전의 치주기(t1)는 그 전전의 치주기(t2')가 되어 치주기(t2)의 저장값을 갱신되게 된다. 따라서, 이하에서는 혼돈을 피하기 위해, 갱신되어 t0로서 저장된 최신의 치주기를 t0'으로, t1으로 저장되는 그 직전의 치주기를 t1'으로, t2로서 저장되는 그 전전의 치주기를 (t2')으로도 표기한다.
제어 유닛은 갱신된 치주기 값을 상대로 앞서와 마찬가지로, 직전의 치주기(t1')와 최신의 치주기(t0')가 서로 상이한지 여부를 판단한다(S20). 직전의 치주기(t1')와 최신의 치주기(t0')가 서로 상이한 경우에는 역회전 발생 가능성이 여전히 존재하는 것으로 판단된다.
한편, 앞서의 사전 체크단계에서 식(1) 또는 식(2)를 만족하는 경우에는 사전 체크 결과를 판정하기 위해 사용되는 변수(St)가 0이 아닌 1 또는 2가 되게 되므로, 도 1에서 도시된 바와 같이, 엔진의 역회전 여부를 확정하기 위한 프로세스에 진입하게 된다(S30).
제어 유닛은 사전 체크 단계에서 치주기가 식(1) 또는 식(2)를 만족하고 있는 경우, 역회전 발생이 의심되는 것으로 판단하고, 역회전 여부 확정 프로세스를 실행한다.
먼저 제어 유닛은 갱신된 치주기(t0=t0')가 그 직전의 치주기(t1=t1')보다 큰지 여부를 판단한다(S100).
ISG 장착 차량의 아이들 스톱시에는 기존의 회전 방향으로 관성력이 크랭크 샤프트에 가해진다. 이러한 한 방향으로의 관성력을 유지하는 힘을 다른 방향으로 회전하게 하려면 기존의 관성력을 이기고 나아가야 하므로 도 2에서 도시된 바와 같이, 치주기가 길어지게 된다.
따라서, 갱신된 최신의 치주기(t0)가 그 직전의 치주기(t1) 보다 같거나 작고 나아가, 갱신된 직전의 치주기(t1)가 그 전의 치주기(t2)보다 작거나 같은 경우에는 명확하게 역회전이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다(S120) 따라서, 이 경우에는 엔진이 정회전 하는 것으로 판정하게 된다(S160).
한편, 갱신된 최신의 치주기(t0)가 이전의 치주기(t1) 보다 큰 경우에는, 엔진에 역회전이 발생한 것으로 보고 이하의 단계에서 역회전의 범위를 판단하게 된다.
구체적으로는, 갱신된 전전의 치주기(t2=t2')와 이전의 치주기(t1)의 크기를 비교하여(S110), 전전의 치주기(t2)가 이전의 치주기(t1) 보다 같거나 작은 경우에는 엔진이, 앞서 발명자가 정의한 중기 역회전 한 것으로 판단한다(S130). 도 2에서 도시된 바와 같이, 중기 역회전이 이루어진 경우에는 그 전전의 치주기(t2)는 짧아지고 대신 직전의 치주기(t1)가 길어지는 현상이 나타난다. 따라서 상기와 같이 판단하는 것이다.
한편, 갱신된 전전의 치주기(t2=t2')와 이전의 치주기(t1)의 크기를 비교하여(S110), 전전의 치주기(t2)가 이전의 치주기(t1) 보다 큰 경우에는 엔진이, 앞서 발명자가 정의한 단기 역회전 한 것으로 판단한다(S140). 단기의 역회전의 경우, 역회전 구간 범위가 짧아 전전 단계에서와 직전 단계에서의 치주기에 영향을 미친 것으로 보아 상기와 같이 판단하는 것이다.
한편, 갱신된 최신의 치주기(t0)가, 그 직전의 치주기(t1) 보다 작거나 같은 경우에도, 직전의 치주기(t1)와 전전의 치주기(t2)를 대비하여(S120), 역회전 여부를 판단할 수 있다.
이 경우, 직전의 치주기(t1)가 전전의 치주기(t2)의 크기를 대비하여, 직전의 치주기(t1)가 그 전전의 치주기(t2) 보다 큰 경우, 엔진이 앞서 발명자가 정의한 바와 같은 장기 역회전한 것으로 판정한다(S150).
역회전 시에는 이전의 회전 관성력을 이기기 위하여 관성력을 이기고 나아가야 하므로 직전의 치주기(t1)는 그 전전의 치주기(t2)보다 커지게 된다. 한편, 장기 역회전의 경우 역회전의 범위가 펄스의 1주기의 길이보다 길어지게 되므로, 역회전 과정에서 측정되는 갱신된 최신의 치주기(t0)는 그 직전의 치주기(t1)보다 짧은 것처럼 측정된다. 따라서, 상기와 같이 판단하는 것이다.
제어 유닛은 상기한 엔진의 역회전과 관련된 정보를 바탕으로 ISG 차량의 아이들 스톱 시의 크랭크 샤프트의 회전 각도를 판단할 수 있다. 그리고, 제어 유닛은 이 정보를 이용하여, 연료 펌프, 연료 분사 노즐과 같은 연료 공급 장치나 점화 플러그와 같은 연소 장치를 제어하여, 최적의 타이밍에서 연소가 이루어질 수 있도록 함으로써, 엔진의 동기화 제어를 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
10: 크랭크 샤프트 각도 센서 20: 센서 휠
21: 돌기 30: 크랭크 샤프트

Claims (8)

  1. 엔진의 크랭크 샤프트 각도를 검출하는 크랭크 샤프트 각도 센서로부터 크랭크 샤프트 각도와 관련된 펄스 신호를 수신하고, 상기 펄스 신호의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 치주기(tooth period)에 근거하여 차량의 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법으로서,
    크랭크 샤프트 각도 검출 센서를 이용하여 최신의 치주기(t0), 그 직전의 치주기(t1) 및 그 전전의 치주기(t2)를 검출하여 메모리에 저장하는 단계;
    최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 다음의 식(1)을 만족하는지 여부를 판정하는 단계;
    최신 측정값(t0', t1', t2')으로 이전의 치주기(t0, t1 ,t2)를 갱신하여 메모리에 저장하는 단계
    상기 식(1)을 만족하는 것과 더불어, 상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것으로 판단되면 엔진이 역회전 하고 있는 것으로 확정하고, 상기 갱신된 직전의 치주기(t1') 및 그 전전의 치주기(t2')의 대소 관계를 비교하여, 역회전 시에 상기 펄스의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 어느 지점에서 방향 전환이 이루어지는 지 여부를 확정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
    t0>t1×a (1)
    (여기서 t0는 최신 치주기 t1 는 그 직전의 치주기, a는 1이 아닌 수)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식(1)을 만족하지 않는 경우,
    상기 갱신되기 전의 최신의 치주기(t0)와 그 직전의 치주기(t1)가 다음의 식 (2)를 만족하는지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 식 (2)를 만족하는 경우, 상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것으로 판단되면 엔진이 역회전 하고 있는 것으로 확정하고, 상기 갱신된 최신의 치주기(t0'), 그 직전의 치주기(t1') 및 그 전전의 치주기(t2')의 대소 관계를 비교하여, 역회전 시에 상기 펄스의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 어느 지점에서 방향 전환이 이루어지는 지 여부를 확정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
    t0<t1 (2)
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것으로 판단되는 경우,
    상기 직전의 치주기(t1')와 그 전전의 치주기(t2)의 크기를 대비하여, 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2') 보다 같거나 큰 경우, 상기 펄스의 폴링 에지와 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 1/3 이상 2/3 미만의 지점에서 방향 전환이 이루어지는 중기 역회전(medium time return)한 것으로 판정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 갱신된 최신의 치주기(t0')가 그 직전의 치주기(t1') 보다 큰 것으로 판단되는 경우,
    직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2')의 크기를 대비하여, 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2') 보다 작은 경우, 상기 펄스의 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지까지의 시간의 1/3 미만의 지점에서 방향 전환이 이루어지는 단기 역회전(short time return)한 것으로 판정하는 단계;;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 식(1) 또는 식(2)를 만족하는 경우,
    상기 갱신된 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2') 보다 작거나 같은 것으로 판단되는 경우에는 엔진이 정회전 하고 있는 것으로 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 식(1) 또는 식(2)를 만족하는 경우,
    상기 갱신된 직전의 치주기(t1')가 그 전전의 치주기(t2')보다 큰 것으로 판단되는 경우에는, 상기 펄스의 폴링 에지로부터 그 다음 폴링 에지 사이의 시간의 2/3 이상 3/3 미만의 지점에서 방향 전환이 이루어지는 장기 역회전(long time return)한 것으로 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 식(1)을 만족하지 않는 경우
    상기 갱신되기 전의 최신의 치주기(t0)가 그 직전의 치주기(t1) 보다 같거나 큰 경우에는 엔진이 정회전 하고 있는 것으로 판정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 역회전 여부를 판정하는 방법.
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JP2006046236A (ja) 2004-08-06 2006-02-16 Kokusan Denki Co Ltd 内燃機関の回転方向判定方法及び装置
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