KR101904256B1

KR101904256B1 - 연소 기관의 시동 및/또는 차량의 구동을 위한 시동 방법 및 시동 장치

Info

Publication number: KR101904256B1
Application number: KR1020137015564A
Authority: KR
Inventors: 드루텐 로엘 마리 반; 알렉산더 프란시스쿠스 아니타 세라렌스; 바스 게라드 브뢰멘
Original assignee: 디티아이 그룹 비.브이.
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2018-10-05
Also published as: CN103380291B; KR20140082589A; CN103380291A

Abstract

연소 기관(E)은 시동 장치(9)에 의해 시동될 수 있다. 차량(1)을 구동하는 시동 장치(9)를 수반하는 시동 작동 중에, 이러한 구동은 또한 클러치(C2)를 활성화하는 것에 의해 실시되는데, 상기 클러치는 연소 기관(E)을 트랜스미션(T)을 통해 차량의 휠(L)에 연결한다. 차량의 구동 및/또는 차량의 가속 중에 시동 작동을 위한 시동 장치를 활용하는 것에 의해, 보다 신속하고 및/또는 보다 점진적인 차량의 구동/가속이 실현된다.

Description

연소 기관의 시동 및/또는 차량의 구동을 위한 시동 방법 및 시동 장치{STARTING METHOD AND STARTING DEVICE FOR STARTING A COMBUSTION ENGINE AND/OR DRIVING A VEHICLE}

본 발명은, 연소 기관의 출력 샤프트 - 클러치에 의해 트랜스미션 및/또는 차량의 휠에 연결됨 - 에 연결된 시동 장치에 의해 연소 기관을 시동시키고/시동시키거나 차량을 구동하는 시동 방법에 관한 것이다.

시동 장치는, 예컨대 전기 모터로 형성될 수도 있고, 커플링에 의해 연소 기관에 커플링될 수 있는 플라이휠(flywheel)을 포함할 수 있다.

시동 장치에 의해 차량의 연소 기관을 시동시키는 시동 방법이 일반적으로 알려져 있다. 기지의 시동 방법에 따르면, 연소 기관은 시동되고 나면 트랜스미션에 의해 차량의 휠에 커플링되거나, 연소 기관이 스위치 오프된 상태로 코스팅(coasting)하는 동안 또는 주행 중에 후속 주행 또는 가속을 위해 다시 재시동된다.

본 발명의 목적은, 개시 단락에 규정된 유형의 시동 방법으로서, 연소 기관이 (재)시동된 후에 차량의 주행 및/또는 가속이 보다 신속하게 및/또는 보다 원활하게 실시되는 것인 시동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적으로, 본 발명에 따른 시동 방법은, 연소 기관이 시동 장치에 의해 시동되고 있는 동안, 차량을 구동 또는 가속하기 위해 클러치가 활성화되는 것을 특징으로 한다. 차량을 구동하는 동안에 및/또는 차량을 가속시키는 동안에 시동 조작을 위한 시동 장치를 활용함으로써, 기지의 시동 방법의 경우보다 더 신속하고 및/또는 더 점진적인 차량의 주행/가속이 실현된다.

본 발명에 따른 시동 방법의 실시예는, 연소 기관에 연료가 주입되기 전에 차량의 구동 또는 가속을 위해 클러치가 활성화되는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 훨씬 더 신속하고 및/또는 더 점진적인 차량의 주행/가속이 실현된다.

바람직하게는, 연소 기관에서의 제1 연소 작용이 개시되기 전에, 차량의 주행 또는 가속을 위해 클러치가 활성화된다. 이것은 훨씬 더 신속하고 및/또는 더 점진적인 차량의 구동/가속을 초래한다.

시동 장치가 플라이휠 뿐만 아니라, 플라이휠과 연소 기관의 출력 샤프트 사이에 위치 설정된 다른 클러치를 포함하는 것인 차량에 있어서, 본 발명에 따른 시동 방법의 유리한 실시예는, 다른 클러치가 플라이휠에 의해 연소 기관을 시동시키도록 활성화되는 동안, 클러치도 또한 차량의 구동 또는 가속을 위해 활성화되는 것을 특징으로 한다.

클러치가 활성화될 때, 클러치의 섹션들이 함께 압박되어 서로 접촉하게 되면서 이들 섹션이 서로에 대해 슬립(slip)할 가능성이 존재하고(클러치 섹션들 간에 회전수의 차이가 있는 경우), 토크 전달이 보다 많거나 적은 양으로 발생하게 된다. 클러치는 활성화될 때에 (반드시 그래야 하는 것은 아니지만 소정 시간 후에) 완전히 폐쇄될 수 있고, 클러치 섹션들 간의 슬립 거동이 종결될 것이다.

이 실시예에서는, 클러치(C2)가 차량의 주행 또는 가속을 위해 활성화되기 전에, 다른 클러치(C1)가 먼저 활성화될 수도 있고, 다른 클러치(C1)가 연소 기관의 시동과 차량의 주행 또는 가속을 위해 활성화되기 전에 클러치(C2)가 먼저 활성화될 수도 있다.

보조 전기 모터가 플라이휠에 연결된 차량의 경우, 본 발명에 따른 시동 방법의 다른 유리한 실시예는, 다른 클러치가 활성화되기 전에 보조 전기 모터가 플라이휠을 스핀업(spin up)시키거나 적절한 회전수로 유지하는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 차량에 충분한 구동 파워 및/또는 가속을 간단히 전달하기 위한 플라이휠에 이용 가능한 에너지의 양이 항시 존재한다.

본 발명에 따른 시동 방법의 다른 유리한 실시예는 연소 기관이 작동하는 동안에 다른 클러치를 활성화하는 것에 의해 플라이휠을 스핀업시키거나 적절한 회전수로 유지하는 것을 특징으로 한다.

시동 장치는 연소 기관의 트랜스미션 측과 풀리(멀티-V 벨트) 측 모두에서 크랭크샤프트에 연결될 수 있다.

다른 클러치와 출력 샤프트 사이에 감속 기어가 마련되고, 감속 기어와 출력 샤프트 사이에 보조 클러치가 마련되는 차량의 경우, 본 발명에 따른 시동 방법의 다른 유리한 실시예는, 연소 기관의 회전 속도를 올리는 동안에 연소 기관으로부터 감속 기어로의 전동이 보조 클러치에 의해 차단되는 것을 특징으로 한다. 이것은, 예컨대 보조 클러치를 일방향 클러치 또는 프리휠 베어링으로서 구현하는 것에 의해 또는 보조 클러치를 원심 디커플링(centrifugal decoupling)으로서 구현하는 것에 의해 실시될 수 있다. 상기 감속 기어는 바람직하게는 연소 기관의 시동 및/또는 차량의 구동을 위해 플라이휠을 토크의 증가시키도록 플라이휠에서 연소 기관으로 10배만큼 감속한다. 라이딩 중에 수반되는 높은 회전수로의 회전이 가능하도록 연소 기관의 회전 속도를 올릴 때, 감속 기어 섹션의 불필요한 중량 구성(감속 기어에서 이것은 엔드 기어임)이 다른 클러치에 연결되지 않도록 하기 위해, 연소 기관으로부터 엔드 기어로의 드라이브가 보조 클러치에 의해 차단될 수 있다.

보조 클러치로서의 원심 디커플링의 장점은, 그 경우에 연소 기관이 또한 플라이휠을 스핀업 또는 적절한 회전수로 유지하기 위해서 활용될 수 있고, 그 결과 추가의 보조 전기 모터가 필요하지 않다는 것이다.

본 발명은 또한, 플라이휠, 2개의 클러치 섹션 - 이들 클러치 섹션 중 제1 클러치 섹션이 플라이 휠에 연결됨 - 을 갖는 클러치를 포함하는, 연소 기관의 시동을 위한 시동 장치에 관한 것이다. 시동 장치에 관하여, 본 발명은 시동 장치가 입력부 및 출력부를 갖는 감속 기어를 더 포함하고, 상기 입력부는 클러치의 제2 클러치 섹션에 연결되며, 시동 장치가 보조 클러치를 더 포함하고, 이 보조 클러치의 제1 클러치 섹션은 감속 기어의 출력부에 연결되고, 보조 클러치의 제2 클러치 섹션은 시동 장치의 출력부를 형성하며, 출력부는 연소 기관의 출력 샤프트에 커플링될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 연소 기관, 입력부와 출력부를 갖는 트랜스미션 및 트랜스미션의 출력부에 연결되는 피동 휠을 포함하는 차량에 관한 것이다. 상기 차량에 관하여, 본 발명은 또한 차량이 연소 기관의 출력 샤프트에 연결되는 본 발명에 따른 시동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

시동 장치의 출력부는 바람직하게는 연소 기관의 출력 샤프트에 직접 연결된다.

아래에서는, 도면에 제시된 본 발명에 따른 시동 방법 및 시동 장치를 포함하는 차량의 예시적인 실시예에 관한 개략적인 도면을 참고하여 본 발명을 더 상세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 시동 방법을 실현할 수 있는 본 발명에 따른 차량의 제1 실시예를 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 시동 방법의 다양한 단계들의 패턴의 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 시동 방법을 실현할 수 있는 본 발명에 따른 차량의 제2 실시예를 보여주는 도면이다.

도 1은, 본 발명에 따른 시동 방법을 실현할 수 있는, 본 발명에 따른 차량의 제1 실시예를 개략적인 방식으로 보여준다. 차량(1)은 출력 샤프트(3; 크랭크샤프트)를 포함하는 내연 기관(E)을 구비하며, 출력 샤프트는 클러치(C2)를 통해 트랜스미션의 입력 샤프트(5)에 연결된다. 트랜스미션은, 트랜스미션비가 2 이상을 채택할 수 있지만 바람직하게는 더 큰 상이한 값들을 채택할 수 있는 자동 또는 수동 작동식 트랜스미션일 수 있다. 트랜스미션(T)의 출력 샤프트(7)는 차량의 휠(L)에 연결된다. 이러한 연결은 직접 연결 또는 예컨대 엔드 드라이브 및 차동 장치를 통한 간접 연결일 수 있다.

차량(1)은 시동 장치(9)를 더 포함하며, 이 실시예에서 상기 시동 장치는 내연 기관(E)의 트랜스미션 측에서 출력 샤프트(3)에 연결된다(그러나, 이것은 풀리 풀리 또는 멀티 V 벨트 측에서도 이루어질 수 있음). 시동 장치(9)는 플라이휠(F), 2개의 클러치 섹션 - 이들 2개의 클러치 섹션 중 제1 클러치 섹션이 플라이휠에 연결됨 - 을 포함하는 클러치(C1), 클러치(C1)의 제2 클러치 섹션에 연결되는 입력부 및 출력부를 갖는 감속 기어(R) 및 제1 클러치 섹션이 감속 기어(R)의 출력부에 연결되고 제2 클러치 섹션이 시동 장치의 출력부를 형성하는 것인 보조 클러치(C3)에 의해 형성된다. 시동 장치(9)의 출력부는 내연 기관(E)과 클러치(C2) 사이의 드라이브 라인의 부위에서 출력 샤프트(3)에 연결된다. 이 실시예에서, 감속 기어(R)는 플라이휠(F)에서 내연 기관(E)으로의 지연 효과를 갖고, 약 10 : 1의 트랜스미션비를 갖는 기어 감속부로서 구성된다.

내연 기관(E)을 시동시키고 시동 중에 휠(L)을 구동하기 위해, 이 차량에서클러치(C2) 뿐만 아니라 다른 클러치(C1)가 활성화될 수 있다. 이어서, 플라이휠(F)은 요구되는 에너지 및/또는 요구되는 토크를 제공할 것이다. 클러치를 활성화시키는 것에 의해, 클러치의 섹션들은, 클러치가 토크를 전달하기 시작할 수 있도록 서로에 대해 압박된다. 클러치 섹션들이 서로 접촉하고, 이에 의해 서로에 대해 슬립하는 순간부터 클러치가 더 이상 동기화되지 않거나 완벽하게 폐쇄되고, 클러치 섹션들 간의 슬립이 덜 발생하거나 전혀 발생하지 않는 순간까지 소정 시간이 경과한다(대략 100 ms일 수 있음). 2개의 클러치(C1, C2) 중 어느 하나가 먼저 활성화되고, 이 클러치가 더 동기화되거나 완벽하게 폐쇄될 때까지, 다른 클러치가 활성화될 것이다. 어느 클러치를 먼저 활성화할 것인가 하는 선택은 차량의 성능을 형성하는 요건에 좌우된다.

차량(1)은 보조 전기 모터(EM)을 더 포함하는데, 이 보조 전기 모터는 다른 보조 클러치(C4)에 의해 플라이휠(F)에 연결(또는 플라이휠에 직접 연결됨)되어 플라이휠을 적절한 회전수로 유지할 수 있다.

도 2는 시간에 대해 내연 기관의 회전수(N_E), 플라이휠의 회전수(N_F) 및 차량의 가속도(A_V)를 플로팅한 도면이다. 순간 T₁에서, 차량의 브레이크 페달(자동 트랜스미션의 경우) 또는 클러치(수동 작동식 트랜스미션의 경우)를 해제하는 것에 의해 다른 클러치(C1)가 활성화되고, 순간 T₂에서 클러치(C2)가 활성화되며, 순간 T₃에서 제1 연료가 내연 기관에 주입되고, 순간 T₄에서 제1 연소가 내연 기관에서 일어난다.

도 3은, 본 발명에 따른 시동 방법을 실현할 수 있는, 본 발명에 따른 차량(11)의 제2 실시예를 보여준다. 이때, 시동 장치(13)는 내연 기관(E)의 풀리 측에 위치하며(그러나 트랜스미션 측에 놓일 수도 있음), 전기 모터(15)에 의해 형성된다. 내연 기관(E)을 시동시키고 시동 작동 중에 휠(L)을 구동하기 위해, 내연 기관은 전기 모터(15)에 의해 시동되고, 또한 클러치(C2)는 전기 모터(15)에 의해 차량(11)을 구동하거나 가속하기 위해 활성화된다,

앞서 도면을 참고하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 임의의 방식이나 수단에 의해 도면에 제시한 실시예로 제한되는 않는다는 점을 이해해야만 한다. 본 발명은 또한 청구범위에 의해 한정된 사상 및 범주 내에서 도면에 제시한 실시예로부터 변형된 모든 실시예로 확대된다.

Claims

시동 장치(9; 13)에 의해 연소 기관(E)을 시동시키거나 차량(1; 11)을 구동하는 시동 방법으로서, 상기 시동 장치는 연소 기관의 출력 샤프트(3)에 연결되고, 출력 샤프트는 클러치(C2)에 의해 차량의 트랜스미션(T) 또는 휠(L)에 연결되는 것인 시동 방법에 있어서,
상기 클러치(C2)는 2개의 클러치 섹션을 갖고,
상기 2개의 클러치 섹션은 각각 출력 샤프트(3)와 트랜스미션(T)의 입력 샤프트(5)에 직접 연결되며,
연소 기관(E)이 시동 장치(9; 13)에 의해 시동되는 동안에, 차량(1; 11)의 구동 또는 가속을 위해 상기 2개의 클러치 섹션 간의 슬립 거동이 종결되고 클러치(C2)가 완전히 폐쇄되어 클러치(C2)가 활성화되는 것인 시동 방법.
제1항에 있어서, 연료가 연소 기관(E)에 주입되기 전에, 클러치(C2)가 차량(1; 11)의 구동 또는 가속을 위해 활성화되는 것인 시동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 내연 기관에서의 제1 연소 단계가 개시되기 전에, 클러치(C2)가 차량(1)의 구동 또는 가속을 위해 활성화되는 것인 시동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시동 장치(9)는 플라이휠(F; flywheel) 뿐만 아니라, 플라이휠과 연소 기관(E)의 출력 샤프트(3) 사이에 위치 설정되는 다른 클러치(C1)를 포함하고, 플라이휠(F)에 의해 연소 기관(E)을 시동시키도록 다른 클러치(C1)를 활성화하는 동안, 클러치(C2)도 또한 차량(1)의 구동 또는 가속을 위해 활성화되는 것인 시동 방법.
제4항에 있어서, 보조 전기 모터(EM)가 플라이휠(F)에 연결되고, 보조 전기 모터(EM)는 다른 클러치(C1)가 활성화되기 전에 플라이휠(F)을 스핀업(spin up)시키거나 플라이휠을 미리 결정된 회전수로 유지하는 것을 특징으로 하는 시동 방법.
제4항에 있어서, 플라이휠(F)은 연소 기관이 작동하는 동안에 다른 클러치(C1)를 활성화시키는 것에 의해 스핀업되거나 미리 결정된 회전수로 유지되는 것을 특징으로 하는 시동 방법.
제4항에 있어서, 다른 클러치(C1)와 출력 샤프트(3) 사이에 감속 기어(R)가 마련되고, 감속 기어와 출력 샤프트 사이에 보조 클러치(C3)가 마련되며, 연소 기관(E)의 회전 속도를 올리는 동안에 연소 기관으로부터 감속 기어(R)로의 전동이 보조 클러치(C3)에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 시동 방법.
연소 기관(E)을 시동시키기 위한 시동 장치(9)로서, 플라이휠(F) 및 2개의 클러치 섹션을 갖고 이들 클러치 섹션 중 제1 클러치 섹션이 플라이휠에 연결되는 것인 클러치(C1)를 포함하는 시동 장치에 있어서,
시동 장치(9)는 클러치(C1)의 제2 클러치 섹션에 연결되는 입력부와 출력부를 갖는 감속 기어(R)를 더 포함하고, 시동 장치는, 제1 클러치 섹션이 감속 기어(R)의 출력부에 연결되고 제2 클러치 섹션이 시동 장치의 출력부를 형성하는 보조 클러치(C3)를 포함하며, 시동 장치의 출력부는 연소 기관(E)의 출력 샤프트(3)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
연소 기관(E), 입력부(5)와 출력부(7)를 갖는 트랜스미션(T), 및 트랜스미션의 출력부에 연결되는 피동 휠(L)을 포함하는 차량(1)에 있어서,
상기 차량(1)은 제8항에 따른 시동 장치를 더 포함하고, 상기 시동 장치의 출력부는 연소 기관(E)의 출력 샤프트(3)에 연결되는 것인 차량.
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