KR20110105781A - 자동차 내연기관의 스타트-스톱 시스템용 방법 및 장치 - Google Patents

자동차 내연기관의 스타트-스톱 시스템용 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스타트-스톱 시스템을 구비한 자동차의 내연기관용 시동 방법 이 방법을 실시하기 위한 방법 시동 장치(10)에 관한 것으로, 상기 시동 장치는 스타터 모터(11)와 삽입 장치(12, 20)를 포함하고, 상기 삽입 장치는 스톱 단 계가 시작될 때 상기 피니언을 내연기관의 크라운 기어(14) 내로 축 방향으로 삽입한다. 엔진의 재시동이 가능해질 때까지의 주기를 최소화하기 위해, 스톱 단계가 시작될 때 피니언(13)은 내연기관(15)의 스위치-오프 후 및 정지 전에 스타터 모터의 스위치-오프시 여전히 회전하고 있는 크라운 기어(14) 내로 토션 스프링(25)에 의해 크라운 기어의 회전 방향으로 탄성적으로 삽입된다.

Description

자동차 내연기관의 스타트-스톱 시스템용 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR START-STOP SYSTEMS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES IN MOTOR VEHICLES}
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 스타트-스톱 시스템을 구비한 자동차 내연기관용 시동 방법, 및 청구항 제 4항의 전제부에 따른 상기 방법을 실시하기 위한 시동 장치에 관한 것이다.
차량의 내연기관은 통상 스타터 모터에 의해 시동되며, 먼저 시동 장치의 피니언이 내연기관의 크라운 기어 내로 삽입된 다음, 스타터 모터가 스위치-온 된다. 차량의 스타트-스톱 시스템에 의해, 내연기관은 차량의 오랜 정지시 자동으로 스위치-오프된다. 스톱 단계의 종료시, 내연기관은 주행을 속행하기 위해 자동으로 다시 시동된다.
EP 08 48 159 A1에는 스타터 피니언이 내연기관의 스톱 상태의 시작 시에 이미 삽입 위치로 이동됨으로써, 스타트 과정의 시작시 스타터 모터가 지연 없이 최대 힘으로 스위치-온 되는 것이 공지되어 있다. 이로 인해, 내연기관의 시동을 위한 시간이 매우 짧아진다. 그러나, 이 해결책은 스타트 단계의 시작시 스타트 피니언의 삽입을 위해 내연기관의 정지 상태가 대기 되어야 하는 단점을 갖고, 이는 매우 짧은 스톱 단계의 경우 예컨대 교통 정체시 너무 빠른 후속 차량에 의해 임계적이 될 수 있는 스타트 지연을 의미한다.
스타트-스톱의 시작 시 삽입 과정을 단축하기 위해, (문서 번호 후추 기재)피니언 회전수를 스타터 모터의 전자 제어에 의해 내연기관의 크라운 기어의 회전수와 동기화시킴으로써 스타터 피니언을 내연기관의 여전히 회전하는 크라운 기어 내로 삽입하는 것이 제안된다. 크라운 기어와 스타터 피니언의 원주 속도를 동기화하기 위해 많은 전자 제어 비용이 소요되어야 한다는 단점이 있는데, 그 이유는 스위치 오프된 내연기관의 런-아웃 시 크라운 기어의 원주 속도는 내연기관의 실린더 내에서의 압축으로 인해 심하게 변하기 때문이다.
본 발명에 의해, 스톱-과정의 시작 시 내연기관의 스위치 오프 후에 여전히 회전하는 크라운 기어 내로 간단한 기계적 수단에 의한 스타터 피니언의 간단한 삽입이 보장된다.
본 발명의 과제는 내연기관의 스위치-오프 후에 여전히 회전 중인 크라운 기어 내로 스타터 피니언을 삽입하는 것이 스톱-단계의 시작시 간단한 기계적 수단에 의해 이루어질 수 있게 하는 것이다.
청구항 제 1항의 특징에 따른 방법을 실시하기 위한 내연기관용 스타트-스톱 시스템에서 그리고 청구항 제 4항의 특징을 가진 시동 장치에서는 간단한 기계적 수단에 의해 스타터 피니언이 내연기관의 런 아웃 중인 크라운 기어 내로 삽입됨으로써 시간 단축된 시동 과정이 달성된다. 따라서, 스타트-스톱 시스템의 전자 제어가 훨씬 간단해진다. 또한, 이로 인해 여전히 회전하는 크라운 기어 내로 스타터 피니언의 비-탄성적 삽입에 비해, 시동 장치의 프리휠 또는 유성 기어 장치에 대한 반작용에 의한 손상이 방지될 수 있다.
종속 청구항에 제시된 조치들에 의해 청구항 제 1항 및 제 4항에 제시된 특징의 바람직한 실시 및 개선이 가능하다.
스타터 피니언에 축방향 탄성이 작용하면 제 1의 최상의 이홈 상의 톱니 위치(Tooth-on-tooth gap position)로 피니언 기어가 천천히 회전할 경우에만 회전하는 크라운 기어 내로 스타터 피니언의 삽입이 이루어지기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예에서 토션 스프링의 선택된 스프링 특성곡선에 의해 피니언이 먼저 크라운 기어 내로 조금 더 깊이 맞물리고, 피니언과 크라운 기어의 톱니들의 상응하게 작은 접촉면들만 함께 회전되는 것이 달성된다. 원주 속도가 낮을 경우에, 피니언은 토션 스프링의 힘에 의해 크라운 기어 내로 완전히 삽입될 수 있다. 그와 달리, 스타터 피니언의 톱니들은 크라운 기어의 원주 속도가 너무 높으면 다시 크라운 기어로부터 밀어낸다. 이후에 느리게 회전하는 스타터 피니언은, 회전수가 점점 증가할 때 스타터 피니언이 크라운 기어 내로 완전히 삽입될 때까지, 경우에 따라서 여러 번 다시 다음 홈 내로 조금 더 맞물린다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 내연기관의 정지 전에 크랭크 샤프트가 모터 제어 유닛을 이용해서 스타터 모터에 의해 최적의 스타트 위치로 회전됨으로써, 내연기관의 후속 재시동이 단축된다.
피니언 샤프트 상에서 축방향으로 이동 가능한 스타터 피니언에 의한 시동 방법을 실시하기 위한 특히 간단한, 제 1 실시예에서, 토션 스프링은 나선형 압축 스프링으로서 피니언 샤프트의 숄더와 피니언의 후면으로 형성된 링 숄더 사이에 고정되고, 피니언은 슬립 온 피니언으로서, 이동 맞물림에 의해 피니언 샤프트에 축방향으로 이동 가능하게 수용된다. 공지된 삽입 스프링의 추가 배치 시 토션 스프링은 바람직하게 삽입 스프링보다 작은 스프링율을 갖는다.
피니언의 삽입을 용이하게 하기 위해, 바람직하게 피니언 및/또는 크라운 기어의 톱니들은 그 전방 단부면에 톱니 플랭크의 챔퍼와 톱니 헤드에 챔퍼를 갖는다. 바람직하게, 이 챔퍼는 특히 크라운 기어의 회전 방향으로 볼 때 크라운 기어의 전방 톱니 플랭크에 그리고 피니언의 후방 톱니 플랭크에 제공된다. 또한, 피니언 샤프트는 바람직하게 프리휠에 의해 나사산 없이 이동 맞물림을 통해 시동 장치의 구동 샤프트 상에서 축방향으로 이동될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 피니언과 크라운 기어의 인접한 톱니들은 분리된 상태에서 대향 배치된 전방 단부면들의 영역에 각각 동일한 크기만큼 상이한 축방향 길이를 갖는다. 이 실시예에서, 피니언과 크라운 기어의 돌출한 톱니들이 두 배의 피치로 서로 이격되어, 크라운 기어의 높은 회전수에서도 피니언 톱니들이 축방향 토션 스프링에 의해 이홈들 내로 충분한 깊이로 밀고 들어가서 함께 움직일 수 있음으로써, 높은 회전 속도에서도 크라운 기어 내로 피니언의 삽입 시간이 단축될 수 있다. 간단한 실시예에서, 피니언과 크라운 기어의 두 번째 톱니들은 피니언- 또는 크라운 기어의 폭에 비해 단축된다. 바람직하게는 이 경우에도 단축되지 않은 톱니들은 그 전방 단부면에서, 톱니 헤드의 챔퍼를 갖고, 상기 챔퍼는 바람직하게 톱니 돌출부보다 짧다. 이 경우에도 시동을 위해 피니언이 먼저 한 번 크라운 기어의 톱니들에서 슬라이딩하기 위해, 본 발명의 실시예에서 크라운 기어의 돌출한 톱니들의, 크라운 기어의 회전 방향으로 볼 때 전방의 톱니 플랭크 및 피니언의 돌출한 톱니들의 후방 톱니 플랭크에 챔퍼를 제공하는 것이 제안된다.
본 발명의 세부 사항들은 이하에서 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 시동 장치를 구비한 차량의 내연기관용 스타트-스톱 시스템의 개략도.
도 2는 이동 맞물림에 의한 조립 후, 제 1 실시예인 스타터 장치의 피니언, 피니언 기어 및 프리휠 바디의 사시도.
도 3은 도 2에 따른 부분들의 분해도.
도 4는 삽입 전에 내연기관의 피니언과 크라운 기어의 맞물림부 확대 사시도.
도 5는 피니언, 피니언 샤프트 및 프리휠의 확대 종단면도.
도 6은 제 2 실시예로서, 오프셋된 톱니들을 가진 피니언과 크라운 기어를 확대 도시한 사시도.
도 1은 자동차 내연기관용 스타트-스톱 시스템의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한다. 상기 시스템은 스타터 모터(11), 스타터 릴레이(12), 및 내연기관(15)의 크라운 기어(14) 내로 축 방향으로 삽입하기 위한 피니언(13)을 가진 시동 장치(10)를 포함한다. 스타터 릴레이(12)는 릴레이 권선(16), 태핏(17), 및 스타터 모터(11)에 대한 메인 전류를 스위칭하기 위한 스위칭 콘택(18)을 포함한다. 스타트-스톱 시스템은 또한 모터 제어 유닛(19)을 포함하고, 상기 모터 제어 유닛은 스타터 릴레이(12)의 스위칭 콘택(18)과 마찬가지로 자동차의 도시되지 않은 전기 시스템의 플러스 단자에 접속된다. 여러 센서 신호들이 다수의 신호 입력부를 통해 모터 제어 유닛(19)에 공급되고, 상기 센서 신호들에 의해 예컨대 클러치 작동, 브레이크 작동, 기어 셀렉터 레버, 모터 회전수 및 휠 회전수 등이 검출된다. 모터 제어 유닛(19)은 또한 출력부를 통해 릴레이 권선(16)과 연결되고, 상기 릴레이 권선에 의해 삽입 레버(20)를 통해 피니언(13)이 내연기관(15)의 크라운 기어(14) 내로 삽입되고, 스타터 모터(11)는 스위칭 콘택(18)을 통해 내연기관(15)의 시동을 위해 스위치-온 된다. 스타터 모터(11)는 유성 기어장치(21)를 통해 구동 샤프트(22)를 구동하고, 상기 구동 샤프트(22)는 일반적으로 나사산을 통해 프리휠(23)과 결합된다. 프리휠(23)은 출력 측에서 피니언 샤프트와 일체형으로 결합되고, 피니언(13)은 이동 맞물림부를 이용해서, 스토퍼에 의해 제한되어 축 방향으로 이동 가능하게, 상기 피니언 샤프트에 고정된다.
내연기관(15)의 저온 시동시, 먼저 자동차 운전자에 의해 트리거된 스타트 신호에 의해 모터 제어 유닛(19)을 통해 스타트 릴레이(12)가 작동되고, 스타터 모터(11)는 다른 연결부를 통해 모터 제어 유닛(19)에 의해 직접 제어되고 원활히 회전된다. 릴레이 권선(16)에 의해 태핏(17) 및 삽입 레버(20)를 통해 피니언(13)이 내연기관의 크라운 기어(14)까지 예비 이동된다. 톱니 상의 톱니(tooth-on-tooth) 위치에서, 공지된 방식으로 프리휠(23)과 삽입 레버(20) 사이에 삽입된 삽입 스프링(24)이 압축됨으로써, 스타터 모터(11)의 원활한 회전에 의해 피니언(13)의 톱니들이 구동 샤프트(22) 상의 스토퍼까지 크라운 기어(14)의 다음 이홈 내로 삽입될 수 있다.
주행 작동 동안 자동차의 스타트-스톱 시스템이 작동되면, 자동차의 매 스톱 단계의 시작시 예컨대 차량의 앞바퀴의 회전 속도의 검출에 의해 내연기관이 스위치-오프된다. 동시에, 내연기관의 후속 재시동을 준비하기 위해 제 1 단계에서, 모터 제어 유닛(19)을 통해 조절된 여자 전류가 스타터 릴레이(12)로 전달됨으로써, 내연기관(15)의 여전히 움직이는 크라운 기어(14) 내로 피니언(13)의 삽입 과정이 시작된다. 태핏(17) 및 삽입 레버(20)를 통해 피니언(13)이 크라운 기어(14) 내로의 삽입을 위해 축 방향으로 예비 이동된다. 내연기관(15)을 스위치-오프 후 가급적 신속히 다시 시동하기 위해, 피니언(13)은 내연기관(15)의 정지 전에 스타터 모터(11)의 스위치-오프시 여전히 회전하는 크라운 기어(14) 내로 축방향 토션 스프링(15)에 의해 삽입되어야 한다. 축방향 토션 스프링(25)은 이 경우 피니언(13)과 피니언 샤프트 사이에 배치되고 축 방향으로 예비 응력을 받는다.
도 2는 피니언(13), 축방향 토션 스프링(25), 및 프리휠-베이스 바디(23a)를 가진 피니언 샤프트(26)로 이루어진 유닛(27)을 사시도로 도시하고, 이 경우 상기 피니언(13)은 슬립 온 피니언으로서 형성된다.
도 3은 상기 부품들, 특히 피니언(13)에 대한 축 방향 스토퍼로서 스토퍼 링(28), 상기 스토퍼 링(28)을 고정하기 위한 고정 링(29), 스플라인 샤프트-내부 홀(30a)을 가진 피니언(13), 베어링 부시(31), 축방향 토션 스프링(25), 스플라인 샤프트-맞물림부(30b) 및 프리휠-베이스 바디(23a)를 가진 피니언 샤프트(26) 및 다른 베어링 부시(31)를 분해도로 도시한다. 피니언 샤프트(26)의 스플라인 샤프트-맞물림부(30b)는 피니언(13)의 스플라인 샤프트-내부 홀(30a)과 함께 피니언 장착을 위한 도 2에 따른 축 방향 이동 맞물림부(30)를 형성한다. 2개의 베어링 부시들(31)은 양측에서 피니언 샤프트의 중앙 홀(26a) 내로 삽입되고, 도 1의 시동 장치(10)의 조립시 상기 베어링 부시들 내에 구동 샤프트(22)가 수용된다. 축방향 토션 스프링(25)은 피니언 샤프트(26)의 스플라인 샤프트-맞물림부(30b) 후방에 배치된 두꺼운 부분(26b) 상에 동심으로 놓이고, 피니언 샤프트(26)의 링 숄더(33)에 상기 스프링의 후방 단부가 접촉한다. 나선형 압축 스프링으로서 형성된 토션 스프링(25)의 전방 단부는 피니언 후면에 접촉한다.
도 4에는 도 1에 따른 시동 장치(10)의 피니언(15) 및 이것에 대해 축 방향으로 오프셋된, 내연기관(15)의 크라운 기어(14)가 사시도로 도시된다. 여기에는, 피니언(13)이 내연기관의, 화살표 방향으로 회전하는 크라운 기어(14)로 축 방향으로 전진할 때, 피니언(13)이 화살표(34) 방향으로 따라 움직이는 것이 나타난다. 내연기관의 크라운 기어(14) 내로 피니언(13)의 삽입을 용이하게 하기 위해, 피니언(13)의 톱니들(13a) 및 크라운 기어(14)의 톱니들(14a)은 분리된 상태에서 대향 배치된 톱니 전방 면에 톱니 플랭크(13b 및 14b)의 챔퍼(35)를 갖는다. 챔퍼(35)는 피니언(13)이 여전히 회전하는 크라운 기어(14) 내로 삽입될 때 서로 접촉하는 톱니 플랭크들(13a, 14a)에 제공된다. 또한, 피니언(13)의 톱니들(13a)은 그 톱니 헤드의 영역에 챔퍼된 전방 면(13c)을 가짐으로써, 삽입 과정이 더욱 용이 해진다. 한편으로는 챔퍼(35)가 크라운 기어(14)의 톱니들(14b)에만 또는 피니언(13)의 톱니들(13a)에만 제공되는 것으로 충분하다. 다른 한편으로는 챔퍼된 전방 면(13c)이 피니언(13)에 뿐만 아니라 크라운 기어(14)에도 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 조치들 각각에 의해 또는 그들의 조합에 의해, 피니언(13)이 내연기관의 여전히 회전하는 크라운 기어(14) 내로 삽입시 즉각 토션 스프링(25)의 힘에 대항해서 따라 움직인 다음 완전히 삽입되거나, 또는 피니언(13)이 먼저 크라운 기어(14)의 톱니들(14a)을 따라 움직이고 크라운 기어(14)와 맞물린 피니언(13)의 톱니(13a)가 톱니 플랭크(13b, 14b)의 챔퍼(35)에서 미끄러짐으로써, 느린 회전에 의해 크라운 기어(14)의 다음 이홈 내로 삽입될 수 있다. 피니언 샤프트(26)는 피니언(13)을 따라 움직이고, 프리휠(23)에 의해 유성 기어장치(21) 및 스타터 모터(11)가 디커플링된다.
본 발명의 개선예에서, 내연기관(15)의 정지 전에 크랭크 샤프트가 모터 제어 유닛(19)을 통해 모터 제어 유닛(19)에 의해 후속 재시동을 위한 최적의 스타트 위치로 회전된다.
도 5는 피니언(13)과 피니언 샤프트(26) 사이에 삽입된 나선형 압축 스프링(36)이 피니언(13)용 축방향 토션 스프링으로서 프리휠-베이스 바디(23a)의 영역에 있는 피니언 샤프트(26)의 링형 리세스(38)에 부분적으로 수용되고, 링형 리세스(38)의 베이스(38a)는 나선형 압축 스프링(36)의 후방 단부용 지지면을 형성하는, 본 발명의 변형 실시예를 도시한다. 나선형 압축 스프링(36)은 휴지 상태에서 피니언(13)을 전방 스토퍼 링(28)에 대해 가압함으로써, 피니언(13)의 후면과 프리휠-베이스 바디(23a)의 전방 면 사이에 축 방향 이동 거리(y)가 나타나고, 상기 이동 거리에 걸쳐 피니언(13)이 이동 맞물림부(30)에 있는 예비 응력을 받는 나선형 압축 스프링(36)의 축 방향 힘에 대항해서 축 방향으로 이동될 수 있다. 나선형 압축 스프링(36)의 축 방향 컴플라이언스는 도 1에 따른 시동 장치(10)의 삽입 스프링(24)의 컴플라이언스보다 약하게 설계된다. 따라서, 내연기관의 크라운 기어(14) 내로 삽입되는 과정에서 피니언(13)의 톱니들(13a)의 전방 면에 있는 챔퍼(35)는 조절된 힘으로 탄성적으로 미끄러질 수 있다. 또한, 이 실시예에서, 소위 일반적인 나사산은 시동 장치(10)의 구동 샤프트(22)와 프리휠 사이에 축방향 이동 맞물림부(40)로서 형성될 수 있고, 이로써 피니언의 삽입을 위해 잘못된 방향으로 원치않는 회전이 방지된다.
도 6은 피니언(13)과 크라운 기어(14)의 특수한 형성에 해당하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이를 위해 도 6에 확대 사시도에는 도 1에 따른 내연기관(10)의 크라운 기어(14)와 시동 장치(10)의 피니언(13)이 도시된다. 도 5에 따른 실시예와 다른 점은, 피니언(13)의 크라운 기어(14)의 인접한 톱니들(13a, 14a)이 대향 배치된 단부면의 영역에서 동일한 크기만큼 상이한 축방향 길이를 갖는 것이다. 피니언(13)과 크라운 기어(14)의 매 두 번째 톱니들(13a1, 14a1)은 피니언 폭 또는 크라운 기어 폭에 비해 단축된다. 피니언(13)과 크라운 기어(14)의 축방향으로 단축되지 않은 톱니들(13a, 14a)은 제 1 실시예의 도 4와 유사하게 대향 배치된 전방 단부면에 톱니 플랭크(13b, 14b) 상의 챔퍼(35)를 갖는다. 챔퍼(35)는 피니언(13)의 삽입 시 화살표로 도시된, 여전히 이동하는 크라운 기어(14)의 방향으로 서로 접촉하는 톱니 플랭크(13b, 14b)에 배치된다. 이것은 도 6에 따라 크라운 기어(14)의 돌출한 톱니들(14a)의 전방 톱니 플랭크(14b) 및 피니언(13)의 돌출한 톱니들(13a)의, 회전 방향으로 볼 때 후방의 톱니 플랭크이다. 또한, 피니언(13)과 챔퍼된 전방 단부면을 갖고, 상기 단부면은 분리된 상태에서 대향 배치된다. 톱니 헤드의 영역(13c)에서만 단부면이 챔퍼링 되는 것으로 충분하다.
이 실시예에서 먼저 내연기관(1)의 스톱-사이클의 시작 시 피니언(13)은 내연기관의 스위치 오프 후에 및 정지 상태 전에 시동 모터(1)가 정지할 때 스타터 릴레이(12)에 의해 삽입 레버(20)를 통해 크라운 기어(14)로 예비 삽입된다. 이홈 상의 톱니 위치가 달성됨으로써, 피니언(13)은 먼저 토션 스프링(25)에 의해 크라운 기어(14) 내로 약간 더 삽입된다. 먼저, 피니언(13)과 크라운 기어(14)의 단축되지 않은 2개의 톱니들(13a, 14a)이 챔퍼된 그들의 톱니 플랭크(13b, 14b)와 접촉한다. 피니언은 먼저 챔퍼(25)의 상응하게 작은 접촉면에 의해서만 함께 이동된다. 크라운 기어(14)가 느리게 회전하는 경우에 토션 스프링(25)의 예비 응력 및 스타터 장치(10)의 삽입 스프링(24)의 힘은, 적은 질량을 가진 작은 피니언(13)을 함께 움직이고 나서 완전히 크라운 기어(14) 내로 삽입하기에 충분하다. 스타터 모터(11)와 시동 장치(10)의 기어장치(21)는 프리휠(23)에 의해 디커플링 된다. 그와 달리 크라운 기어(14)의 회전수가 더 많고 피니언의 잘량이 더 클 때, 피니언(13)은 크라운 기어(14)에 의해 즉시 완전히 함께 움직이는 것이 아니라, 서로 접촉하는 단축되지 않은 톱니들(13a, 14b)의 챔퍼(35) 위로 축방향 탄성에 의해 슬라이딩 하고, 이로써 피니언(13)은 토션 스프링(25)의 힘에 대해 다시 크라운 기어(14)로부터 축방향으로 밀려난다. 크라운 기어(14)의 단축되지 않은 다음 톱니(14b)는 2개의 톱니 피치만큼 앞에서 시작되는 단축되지 않은 톱니와 이격되어 있기 때문에, 크라운 기어(14) 내로 토션 스프링(25)의 힘에 의해 더 삽입될 수 있도록 하기 위해 피니언(13)은 톱니들을 따라 두 배 더 큰 거리를 이용한다. 이 위치에서 상기 피니언은 완전히 함께 움직이고, 삽입 스프링(24)의 힘에 의해 크라운 기어(14) 내로 완전히 삽입된다. 피니언(13)의 약한 전진 이동력에 의해서도 높은 수명에 충분한 맞물림부의 삽입 깊이가 달성되는 것이 보장된다. 비교적 질량이 작은 슬립-온 피니언 의 사용 시, 슬라이딩 및 스프링 백(spring back) 없이 크라운 기어(14)에 의해 즉시 함께 움직여질 수 있도록, 단축된 톱니들(13a1, 14a1) 및 삽입 스프링(20)의 전단 이동력에 의해 피니언(13)은 크라운 기어(14) 내로 충분히 멀리 삽입된다. 따라서 크라운 기어(14)와 피니언(13) 사이의 회전수 차이가 클 때, 크라운 기어(14)에서 피니언(13)의 슬라이딩 및 축방향 스프링 백이 나타난다.
본 발명은 도시되고 설명된 실시예에 제한되지 않고, 도 1에 따른 시동 장치(10)의 실시예에 따라 조정될 수 있는 대안적 해결책도 포함한다. 본 발명의 범위에서, 피니언(13)과 피니언 샤프트(26) 사이의 이동 맞물림부는 피니언(13)이 소위 Spitzmaul-스타터용 슬립-온 피니언으로서 후방 단부에 외부 맞물림부를 가지며 피니언 샤프트의 프리휠-베이스 바디는 내부 맞물림부를 갖도록 변형될 수 있다. 크라운 기어(14)의 원주 속도가 높을 때 먼저 전방 면에서만 크라운 기어와 피니언의 톱니들 사이에 접촉이 이루어지기 때문에, 그때 발생하는 충돌 접촉에 의해 미끄러질 때 피니언과 크라운 기어 사이의 에너지 교환은 원주 속도가 조정되도록 이루어진다. 이것이 완전히 이루어지면, 피니언은 이홈 상의 톱니 위치에서, 더 이상 분리되지 않도록 크라운 기어 내로 예비 삽입될 수 있다. 챔퍼된 접촉 면의 경우, 이는 피니언이 챔퍼를 지나 크라운 기어 내로 예비 삽입되어, 피니언이 완전히 삽입될 수 있는 위치에 도달함을 의미한다.
11 스타터 모터
12, 20 삽입 장치
13 피니언
14 크라운 기어
15 내연기관

Claims (12)

  1. 스타트-스톱 시스템을 구비한 자동차의 내연기관용 시동 방법으로서, 상기 스타트-스톱 시스템의 스타터 모터(11)는 프리휠(23)을 통해 피니언(13; 40), 바람직하게는 슬립-온 피니언을 내연기관(15)의 시동까지 구동시키고, 스톱 단계가 시작될 때 상기 피니언은 바람직하게는 중간에 접속된 삽입 스프링(24)을 가진 삽입 장치(12, 20)에 의해 상기 내연기관의 크라운 기어(14) 내로 축 방향으로 삽입되는, 자동차 내연기관용 시동 방법에 있어서,
    스톱 단계가 시작될 때 상기 피니언(13)은 상기 내연기관(15)의 스위치-오프 후 및 정지 전에 바람직하게는 상기 스타터 모터(11)의 정지 시 여전히 회전하고 있는 크라운 기어(14) 내로 바람직하게는 축방향 탄성에 의해 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관용 시동 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 여전히 회전하고 있는 상기 크라운 기어(14) 내로 상기 피니언(13)의 삽입 시 이홈 상의 톱니 위치가 달성됨으로써 상기 피니언(13)은 먼저 토션 탄성 작용에 의해 상기 크라운 기어 내로 약간 더 삽입되고, 상기 피니언(13)과 상기 크라운 기어(14)의 톱니 플랭크(13b, 14b)의 상응하게 작은 접촉면(35)을 통해서만 함께 이동되고, 상기 크라운 기어(14) 및 상기 피니언(13)의 원주 속도의 차이가 큰 경우에 상기 피니언(13)은 경우에 따라서 여러 번 상기 크라운 기어(14)로부터 밀려나고, 원주 속도의 차이가 줄어든 경우에 다음 홈 내로 더 또는 상기 크라운 기어(14) 내로 완전히 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관용 시동 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 내연기관(15)의 정지 전에 크랭크 샤프트가 모터 제어 유닛(19)을 이용해서 스타터 모터(11)에 의해 후속 재시동을 위한 최적의 스타트 위치로 회전되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관용 시동 방법.
  4. 피니언 샤프트(26) 상에서 2개의 스토퍼 사이에서 축방향으로 이동 가능한 피니언(13)을 구비한, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 시동 장치에 있어서,
    내연기관(15)의 회전하고 있는 크라운 기어(14) 내로 삽입 시 상기 피니언(13)의 축방향 탄성 작용을 위해 토션 스프링(25)이 상기 피니언(13)과 상기 피니언 샤프트(26) 사이에 배치되고 축방향으로 예비 응력을 받는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 공지된 삽입 스프링(24)의 추가 배치 시 상기 토션 스프링(25)은 상시 삽입 스프링(24)보다 작은 스프링율을 갖는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 토션 스프링(25)은 나선형 압축 스프링으로서 상기 피니언(13)의 후면과 상기 피니언 샤프트(26)의 링 숄더(33) 사이에서, 상기 피니언(13)과 상기 피니언 샤프트(26)의 이동 맞물림부(30) 후방에 고정되는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  7. 피니언 샤프트(26) 상에서 2개의 스토퍼 사이에서 축방향으로 이동 가능한 피니언(13)을 구비한, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 시동 장치에 있어서,
    상기 피니언(13)과 크라운 기어(14) 사이의 인접한 톱니들(13a, 14a)은 분리된 상태에서 서로 대향 배치된 전방 단부면들의 영역에서 동일한 크기(x)만큼 상이한 축방향 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 피니언(13)과 상기 크라운 기어(14)의 매 두 번째 톱니들(13a, 14a)은 피니언 폭 또는 크라운 기어 폭에 비해 단축되는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  9. 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서 상기 피니언(13)과 상기 크라운 기어(14)의 축방향으로 단축되지 않은 톱니들(13a, 14a)은 그 전방 단부면에 톱니 플랭크(13b, 14b)의 챔퍼(35)를 갖는 특징으로 하는 시동 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 챔퍼(35)는 상기 크라운 기어(14)의 회전 방향으로 볼 때 전방의 톱니 플랭크(14b) 및 상기 피니언(14)의 회전 방향으로 볼 때 후방의 톱니 플랭크(13b)에 제공되는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  11. 제 4항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언(13)의 및/또는 상기 크라운 기어(14)의 단축되지 않은 톱니들(13a, 14a)은 적어도 톱니 헤드 영역(13c)에서 그 전방 단부면이 챔퍼되는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
  12. 제 4항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니언 샤프트(26)는 그 뒤에 배치된 프리휠(23)에 의해 나사산 없이 이동 맞물림부(4)를 통해 구동 샤프트(22) 상에서 축방향으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시동 장치.
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