KR101906003B1 - 엔진 시동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 엔진 시동 방법에 관한 것으로서, (a) 엔진 시동 신호가 인가되었는지 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 엔진 시동 신호가 인가되었다고 판단된 경우에, 크랭크축 포지션 센서를 이용해 크랭크축의 회전수를 측정하여 엔진이 정지된 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및 (c) 상기 엔진이 정지된 상태라고 판단된 경우에, 상기 엔진을 시동하는 단계를 포함한다.

Description

엔진 시동 방법{METHOD FOR STARTING ENGINE}
본 발명은 엔진 시동 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 엔진 시동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로, 엔진(10)의 시동은, 도 1(a) 및 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 엔진 시동 신호가 인가되면 스타터 모터(30)의 피니언 기어(40)와 엔진(10)의 링기어(20)를 치합시킨 후 스타터 모터(30)를 이용해 엔진(10)을 회전시켜 실시한다.
이처럼 시동된 엔진(10)을 정지할 때에는 엔진(10)이 계속적으로 회전하도록 유도하는 관성이 엔진(10)에 작용한다. 이러한 관성에 의한 영향이 해소되어 엔진(10)이 완전히 정지되기까지에는 소정의 시간이 소요된다.
그런데, 엔진 정지 신호가 인가된 시점으로부터 얼마 지나지 않아 엔진 시동 신호가 인가되는 경우가 있다. 하지만, 종래의 엔진 시동 방법은, 엔진(10)이 관성에 의해 회전 중인지 여부에 따라 엔진(10)의 시동 시점을 조절 가능하지 않았다. 이러한 종래의 엔진 시동 방법에 의하면, 엔진(10)이 관성에 의해 회전 중인 상태에서 엔진 시동 신호가 인가되는 경우에, 스타터 모터(30)의 피니언 기어(40)가 관성에 의해 회전 중인 엔진(10)의 링기어(20)와 충돌한다. 따라서, 종래의 엔진 시동 방법은, 이러한 충돌에 의해 소음이 발생하고 스타터 모터(30)와 엔진(10)의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 엔진의 시동 시에 엔진과 스타터 모터가 충돌하지 않도록 개선한 엔진 시동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가 본 발명은, 엔진이 관성에 의해 회전 중인 상태에서 시동되지 않도록 개선한 엔진 시동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법은, (a) 엔진 시동 신호가 인가되었는지 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 엔진 시동 신호가 인가되었다고 판단된 경우에, 크랭크축 포지션 센서를 이용해 크랭크축의 회전수를 측정하여 엔진이 정지된 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및 (c) 상기 엔진이 정지된 상태라고 판단된 경우에, 상기 엔진을 시동하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 (a) 단계는, 엔진이 ISG 모드로 진입된 경우에, 브레이크 페달이 오프(off) 되었는지 여부를 판단하여 수행한다.
바람직하게, 상기 (a) 단계는, 엔진이 키 오프(key off)된 경우에, 엔진이 키 온(key on) 되었는지 여부를 판단하여 수행한다.
바람직하게, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 크랭크축 포지션 센서를 이용해 상기 크랭크축의 회전수를 측정하여 상기 크랭크축의 회전이 정지되었는지 여부를 판단하는 단계; 및 (b2) 상기 크랭크축이 회전 중이라고 판단된 경우에, 미리 정해진 지연 시간 동안 대기하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 (b1) 단계는, 상기 크랭크축의 회전수가 미리 정해진 기준 회전수 이하로 수렴된 경우에, 상기 크랭크축이 정지되었다고 판단하여 수행한다.
바람직하게, 상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계는, 상기 (b1) 단계에서 상기 크랭크축의 회전이 정지되었다고 판단될 때까지 반복적으로 수행하며, 상기 (c) 단계는, 상기 (b1) 단계에서 상기 크랭크축의 회전이 정지되었다고 판단된 경우에 수행한다.
바람직하게, 상기 (b1) 단계는, 상기 크랭크축 포지션 센서를 이용해 상기 크랭크축의 회전 방향을 추가적으로 측정하여 수행한다.
바람직하게, 상기 크랭크 포지션 센서는 상기 회전수에 비례하는 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하고, 상기 크랭크 포지션 센서는, 상기 회전 방향이 역 방향일 경우에, 상기 크랭크축의 회전 방향이 정 방향인 경우에 비해 미리 정해진 비율만큼 넓은 펄스 폭을 갖도록 상기 펄스 신호를 출력한다.
바람직하게, 상기 지연 시간은, 50 ㎳이다.
본 발명에 따른 엔진 시동 방법은, 엔진 시동 신호가 인더라도 바로 엔진을 시동하지 않고 엔진이 완전히 정지되었다고 판단될 때까지 대기한 후에 비로 엔진을 시동한다. 따라서, 본 발명에 따른 엔진 시동 방법은, 엔진 시동 시 엔진과 스타터 모터의 충돌로 인해 소음이 발생하거나 엔진과 스타터 모터의 내구성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 엔진 시동 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3은 엔진의 제어 계통을 설명하기 위한 블럭도.
도 4는 크랭크축 포지션 센서를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 크랭크축 포지션 센서를 이용해 엔진의 정지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법에 의해 엔진이 시동되는 양상을 나타내는 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 3은 엔진의 제어 계통을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법은, 엔진 시동 신호(S1)가 인가되었는지 여부를 판단하는 단계(S 10); 엔진 시동 신호(S1)가 인가되었다고 판단된 경우에, 크랭크축 포지션 센서(Crankshaft Position Sensor, CKP)(100)를 이용해 크랭크축(70)의 회전수(R1)를 측정하여 엔진(10)이 정지된 상태인지 여부를 판단하는 단계(S 20); 엔진(10)이 정지된 상태라고 판단된 경우에, 엔진(10)을 시동하는 단계(S 30)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 S 10 단계는, 차량의 ECU(Electronic Control Unit)(110)에 엔진 시동 신호(S1)가 인가되었는지 여부를 판단하여 수행할 수 있다. 엔진 시동 신호(S1)는 특별히 한정되지 않으며, 차량에 구비된 각종의 부재들을 통해 엔진(10)의 시동을 요청하는 엔진 시동 신호(S1)가 ECU(110)에 인가될 수 있다.
예를 들어, 상기 S 10 단계는, 엔진(10)이 키(50) 오프(key off)된 경우에, 엔진(10)이 키(50) 온(key on) 되었는지 여부를 판단하여 수행할 수 있다. 즉, 키(50) 오프는 엔진 정지 신호(S2)로서 ECU(110)에 인가되고, 키(50) 온은 엔진 시동 신호(S1)로서 ECU(110)에 인가되는 것이다.
예를 들어, 상기 S 10 단계는, 엔진(10)이 ISG 모드로 진입된 경우에, 브레이크 페달(60)이 오프(off) 되었는지 여부를 판단하여 수행할 수 있다.
ISG 모드란, 브레이크 페달(60)이 온(on) 되어 차량의 주행이 미리 정해진 시간 이상이 정지되면 이러한 브레이크 페달(60)의 온(on)이 엔진 정지 신호(S2)로서 ECU(110)에 인가되어 엔진(10)이 정지되는 모드를 말한다. 이러한 ISG 모드에 진입된 상태에서, 브레이크 페달(60)이 오프(off) 되면 이러한 브레이크 페달(60)의 오프(off)가 엔진 시동 신호(S1)로서 ECU(110)에 인가되어 엔진(10)이 재시동된다. 여기서, 브레이크 페달(60)의 온(on)이란 브레이크 페달(60)을 밟는 것을 말하고, 브레이크 페달(60)의 오프(off)란 브레이크 페달(60)에서 발을 떼는 것을 말한다.
도 4는 크랭크축 포지션 센서를 설명하기 위한 도면이며, 도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 크랭크축 포지션 센서를 이용해 엔진의 정지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법에 의해 엔진이 시동되는 양상을 나타내는 도면이다.
다음으로, 상기 S 20 단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크축 포지션 센서(100)를 이용해 크랭크축(70)의 회전수(R1) 및 회전 방향을 측정하여 크랭크축(70)의 회전이 정지되었는지 여부를 판단하는 단계(S 22)와, 상기 S 22 단계에서 크랭크축(70)이 회전 중이라고 판단된 경우에, 미리 정해진 지연 시간(Td) 동안 대기하는 단계(S 24)를 포함할 수 있다.
상기 S 22 단계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 크랭크축 포지션 센서(100)를 이용해 크랭크축(70)의 플라이 휠(80) 측에 설치된 센서 휠(90)의 회전수를 측정하여 수행할 수 있다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 센서 휠(90)의 외주면에는 미리 정해진 간격을 두고 복수의 톱니들(92) 또는 슬롯들(이하, '톱니들(92)'이라고 통칭함)이 마련되며, 이러한 센서 휠(90)은 자성체로 구성된다. 크랭크축 포지션 센서(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서 휠(90)의 외주면과 대면하게 설치된다.
크랭크축 포지션 센서(100)는, 센서 휠(90)의 톱니들(92)들 중 어느 하나가 크랭크축 포지션 센서(100)와 대면하는 위치를 통과할 때마다 펄스(P1, P2)를 출력한다. 그러면, 크랭크축 포지션 센서(100)는, 도 5(b) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 크랭크축(70)의 회전수(R1)에 비례하는 주기를 갖는 펄스 신호(S3, S4)를 출력한다. 또한, 크랭크축 포지션 센서(100)는, 크랭크축(70)의 회전 방향이 역 방향인 경우에는, 크랭크축(70)의 회전 방향이 정 방향인 경우에 비해 미리 정해진 비율만큼 넓은 펄스 폭을 갖는 펄스 신호(S4)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 크랭크축 포지션 센서(100)는, 도 5(b)에 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 크랭크축(70)의 회전 방향이 정 방향일 경우에는 펄스 폭 'L'을 갖는 펄스 신호(S3)를 출력할 수 있고, 크랭크축(70)의 회전 방향이 역 방향인 경우에는 펄스 폭 '2L'을 갖는 펄스 신호(S4)를 출력할 수 있다. 엔진 ECU(110)는 이러한 펄스 폭을 이용해 크랭크축(70)의 회전 방향을 용이하게 판단할 수 있다. 한편, 정 방향이란 차량이 전진 주행할 때의 크랭크축(70)의 회전 방향이고 역 방향이란 차량이 후진 주행할 때의 크랭크축(70)의 회전 방향인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
위와 같이 크랭크축 포지션 센서(100)에서 출력된 펄스 신호(S3, S4)는 ECU(110)에 인가된다. ECU(110)는, 펄스 신호(S3, S4)를 이용해 크랭크축(70)의 회전수(R1) 및 회전 방향을 산출하여 엔진(10)의 정지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, ECU(110)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 엔진 정지 신호(S2)가 인가된 후 얼마 지나지 않아 엔진 시동 신호(S1)가 인가된 경우에, 크랭크축(70)의 회전수(R1) 및 회전 방향을 산출하여 엔진(10)이 완전히 정지되었는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 엔진(10)이 완전히 정지된 경우란, 크랭크축(70)의 회전수(R1)가 미리 정해진 기준 회전수(Rr) 미만으로 수렴되어 크랭크축(70)의 회전이 실질적으로 정지된 경우를 말하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 S 24 단계는, 상기 S 22 단계에서 크랭크축(70)이 회전 중이라고 판단된 경우에, 미리 정해진 지연 시간(Td) 동안 대기하여 수행한다. 즉, 상기 S 22 단계에서 크랭크축(70)이 회전 중이라고 판단된 경우에는, 엔진(10)을 시동하지 않고 지연 시간(Td) 동안 대기하는 것이다. 지연 시간(Td)은 50 ㎳인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 S 22 단계와 S 24 단계는, S 22 단계에서 크랭크축(70)의 회전이 정지되었다고 판단될 때까지 반복적으로 수행할 수 있다. 즉, 크랭크축(70)의 회전이 정지될 때까지 지연 시간(Td)만큼의 간격을 두고 크랭크축(70)의 회전이 정지되었는지 여부를 반복적으로 판단하는 것이다.
이후에, 상기 S 30 단계는, 상기 S 22 단계에서 크랭크축(70)의 회전이 정지되었다고 판단된 경우에, 엔진(10)을 시동하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 S 30 단계는, 도 7에 도시된 바와 같이, 크랭크축(70)의 회전이 정지되었다고 판단된 경우에, 스타터 모터(30)의 피니언 기어(40)와 엔진(10)의 링기어(20)를 치합시킨 후 스타터 모터(30)를 미리 정해진 회전수(R2)로 회전시킴으로써 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법은, 엔진 시동 신호(S1)가 인가되더라도 바로 엔진(10)을 시동하지 않고 엔진(10)이 완전히 정지되었다고 판단될 때까지 대기한 후에 비로서 엔진(10)을 시동한다. 이를 통해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법은, 엔진(10)의 정지 신호가 인가된 후 얼마 지나지 않아 크랭크축(70)이 관성에 의해 회전 중인 상태에서 엔진(10)이 시동됨으로써 엔진(10)의 링기어(20)와 스타터 모터(30)의 피니언 기어(40)가 충돌되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진 시동 방법은, 엔진(10)의 링기어(20)와 스타터 모터(30)의 피니언 기어(40)의 충돌로 인해 엔진(10)의 시동 시 소음이 발생하거나 엔진(10)과 스타터 모터(30)의 내구성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 엔진
20 : 링기어
30 : 스타터 모터
40 : 피니언 기어
50 : 키
60 : 브레이크 페달
70 : 크랭크축
80 : 플라이 휠
90 : 센서 휠
92 : 톱니
100 : 크랭크축 포지션 센서
S2 : 엔진 정지 신호
S1 : 엔진 시동 신호
S3, S4 : 펄스 신호
L : 펄스폭
110 : ECU
R1 : 크랭크축 회전수
R2 : 스타터 모터 회전수

Claims (9)

  1. (a) 엔진 시동 신호가 인가되었는지 여부를 판단하는 단계;
    (b) 상기 엔진 시동 신호가 인가되었다고 판단된 경우에, 크랭크축 포지션 센서를 이용해 크랭크축의 회전수 및 회전 방향을 측정하여 엔진이 정지된 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 엔진이 정지된 상태라고 판단된 경우에, 상기 엔진을 시동하는 단계;를 포함하며,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 크랭크축 포지션 센서를 이용해 상기 크랭크축의 회전수를 측정하여 상기 크랭크축의 회전이 정지되었는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하며,
    상기 (b1) 단계는, 상기 크랭크축의 회전수가 미리 정해진 기준 회전수 이하로 수렴된 경우에, 상기 크랭크축이 정지되었다고 판단하며,
    상기 (b1) 단계는, 상기 크랭크축 포지션 센서를 이용해 상기 크랭크축의 회전 방향을 추가적으로 측정하여 수행하며,
    상기 크랭크축 포지션 센서는, 상기 회전수에 비례하는 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하고, 상기 회전 방향이 역 방향일 경우에는, 상기 크랭크축의 회전 방향이 정 방향인 경우에 비해 미리 정해진 비율만큼 넓은 펄스 폭을 갖는 상기 펄스 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 엔진이 ISG 모드로 진입된 경우에, 브레이크 페달이 오프(off) 되었는지 여부를 판단하여 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 엔진이 키 오프(key off)된 경우에, 엔진이 키 온(key on) 되었는지 여부를 판단하여 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b2) 상기 크랭크축이 회전 중이라고 판단된 경우에, 미리 정해진 지연 시간 동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (b1) 단계와 상기 (b2) 단계는, 상기 (b1) 단계에서 상기 크랭크축의 회전이 정지되었다고 판단될 때까지 반복적으로 수행하며,
    상기 (c) 단계는, 상기 (b1) 단계에서 상기 크랭크축의 회전이 정지되었다고 판단된 경우에 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서,
    상기 지연 시간은, 50 ㎳인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 방법.
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