KR100212753B1 - 차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 상태에 관한 각종의 정보를 감지한 뒤에 이를 전기적인 신호로 출력하는 센서부와, 상기한 센서부에서 입력되는 신호로부터 차량에 이상이 발생되었다고 판단한 경우에 이상이 발생되었음을 외부에 경고하고, 이상이 발생한 상태에서 차속이 일정 속도를 넘는 경우에는 강제적으로 차속을 일정 한도 내로 저감시키기 위한 신호를 출력하는 전자 제어부와, 상기한 전자 제어부로부터 경고 신호가 입력되는 경우에 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 경고 표시부와, 상기한 전자 제어부로부터 입력되는 신호에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브와, 에어 컴프레셔로부터 발생된 공기를 압축 저장시키는 공기 저장 탱크와, 상기한 솔레노이드 밸브가 개방되는 경우에 상기한 공기 저장 탱크로부터 전송되어 오는 압축 공기에 의해 동작되는 액츄에이터와, 상기한 액츄에이터와 기구적으로 연결되어 있으며, 상기한 액츄에이터의 동작에 의해 개도각이 결정되는 보조 드로틀 밸브를 포함하여 이루어지며, 차량에 이상이 발생되는 경우에 보조 드로틀 밸브를 이용하여 차량의 속력이 일정한 한도 내에서만 가변되도록 함으로써 차량이 무리하게 과속되는 것을 방지하는 효과를 가진 차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어장치의 회로도.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어방법을 보인 동작 흐름도.
본 발명은 차랑의 페일 세이프(file safe) 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 차량에 이상이 발생되는 경우에 보조 드로틀 밸브를 이용하여 차량의 속력이 일정한 한도 내에서만 가변되도록 함으로써 차량이 무리하게 과속되는 것을 방지하기 위한 차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
기계공업의 집약체인 자동차는, 세계적으로 모든 메커니즘이 전자화되고 있는 추세에 따라, 최근의 신차종의 거의 모든 기능이 전자화되어 가고 있는 추세이다.
즉, 자동차에서, 발전기, 조정기, 핸들, 쇽업쇼버, 엔진, 브레이크, 변속기, 섀시 등을 컨트롤러 또는 컴퓨터가 제어하고 있는 추세이며, 그 중에서도 전자 제어 연료 분사, 전자제어 현가장치 등은 상용적으로 이미 널리 보급되어 있는 실정이다.
그러나, 이와 같이 자동차의 기능이 전자화 되어 감에 따라 전자부품의 사용이 증가하고 있는데도 불구하고, 종래에는 상기한 전자 부품으로 부터 고장이 발생하는 경우에는 이를 손쉽게 확인하고 수리할 수가 없는 문제점이 대두되고 있는 실정이다.
이러한 문제점은, 차량의 전자 부품 중의 일부가 고장이 났는데도 불구하고, 운전자가 이를 인지하지 못하고 있거나, 강제적으로 운행을 계속하는 경우에는 사고를 유발시키게 되거나 차량의 손상을 가져오게 되는 결과를 초래하게 되는 단점을 유발시킨다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 차량에 이상이 발생되는 경우에 보조 드로틀 밸브를 이용하여 차량의 속력이 일정한 한도 내에서만 가변되도록 함으로써 차량이 무리하게 과속되는 것을 방지하기 위한 차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 장치의 구성은, 차량의 상태에 관한 각종의 정보를 감지하여 전기적인 신호를 출력하는 센서부와, 상기한 센서부에 입력되는 신호로부터 차량에 이상이 발생되었다고 판단한 경우에 외부에 경고하고, 이상이 발생한 상태에서 차속이 일정 속도를 넘는 경우에는 차속을 일정 한도 내로 저감시키기 위한 신호를 출력하는 전자제어부와, 상기한 전자 제어부로부터 경고 신호가 입력되는 경우에 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 경고 표시부와, 상기한 전자 제어부로부터 입력되는 신호에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브와, 에어 컴프레셔로부터 발생된 공기를 압축 저장시키는 공기 저장 탱크와, 상기한 솔레노이드 밸브가 개방되는 경우에 상기한 공기 저장 탱크로부터 전송되어 오는 고압의 공기에 의해 동작되는 액츄에이터와, 상기한 액츄에이터와 기구적으로 연결되어 있으며, 상기한 액츄에이터의 동작에 의해 개도각이 결정되는 보조 드로틀 밸브로 이루어진다.
본 발명의 구성은, 운전자가 페일 세이프 제어장치를 필요에 따라 선택적으로 동작시키기 위한 동작 스위치를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 방법은, 전원이 인가되면 동작이 시작되어 모든 메모리 변수를 초기화시키는 단계와, 동작 스위치가 온되었는지를 판단하는 단계와, 동작 스위치가 온된 경우에 센서부로부터 입력되는 각종의 감지 신호를 읽어 들이는 단계와, 읽어 들인 감지 신호로부터 차량에 이상이 발생되었는지를 판단하는 단계와, 차량에 이상이 발생한 경우 이상 발생 경고 신호를 출력하는 단계와, 센서부에서 입력되는 신호로부터 현재의 차속을 산출하는 단계와, 현재의 차속이 기준 차속보다 큰지를 판단하는 단계와, 현재의 차속이 기준 차속보다 큰 경우에 차속을 강제로 일정 속도이하가 되도록 저감시키는 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 차량 페일 세이프 제어장치의 구성회로도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어장치의 구성은, 센서부(10)와, 동작 스위치(SW)와, 상기한 센서부(10) 및 동작 스위치(SW)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 ECU(20)와, 상기한 ECU(20)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 경고 표시부(30)와, 상기한 ECU(20)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 솔레노이드 밸브(40)와, 상기한 솔레노이드 밸브(40)와 도관을 통해 연결되며 에어 컴프레셔에서 공급되는 공기를 저장하여 압력을 형성하는 공기 저장 탱크(60)와, 상기한 솔레노이드 밸브(40)와 도관을 통해 연결되며, 솔레노이드 밸브(40)의 온/오프에 따라 차속 조정을 드라이브하는 액츄에이터(70)와, 상기한 액츄에이터(70)와 기구적으로 연결돠어 있는 보조 드로틀 밸브(80)와, 가속페달에 기구적으로 연결되어 있는 메인 드로틀 밸브(90)로 이루어진다.
상기한 센서브(10)는, 차속센서, 산소 센서, 공기 흐름 센서(Air Flow Sensor, AFS), 대기압 센서(Atomospheric Press Sensor, APS),흡기온 센서, 수온 센서, 드로틀 위치 센서(Throttle Posistion Sensor, TPS), 크랭크각 센서(Crank Angle Sensor, CAS), 아이들 스위치, 1번 실린더 TDC 센서, 모터 위치 센서(Motor Position Sensor, MPS)등의 각종의 센서를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기한 ECU(20)는 마이크로 컨트롤러, 아날로그/디지틀 컨버터, 메모리등을 내장하는 구성으로 이루어진다.
상기한 경고 표시부(30)는 적색의 발광 다이오드(LED)로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서는 상기한 경고 표시부(30)로서 발광 다이오드(LED)를 사용하고 있으나, 본 발명의 기술적 범위가 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니고, 음성칩과 스피커를 사용하여 운전자에게 청각적으로 경고 메시지를 출력하는 구성으로 이루어질 수도 있다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어방법의 동작 흐름도이다.
제2도에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어방법의 구성은, 전원이 인가되면 동작이 시작되는 단계(S10)와, 모든 메모리 변수를 초기화시키는 단계(S20)와, 동작스위치가 온되었는지를 판단하는 단계(S30)와, 동작 스위치가 온 된 경우에 센서부(10)로 부터 입력되는 각종의 감지 신호를 읽어 들이는 단계(S40)와, 읽어 들인 감지신호로부터 차량에 이상이 발생되었는지를 판단하는 단계(S50) 차량에 이상이 발생한 경우에 이상 발생 경고 신호를 출력하는 단계(S60)와, 센서부(10)로 부터 인가되는 현재의 차속을 산출하는 단계(S70)와, 현재의 차속이 기준 차속보다 큰지를 판단하는 단계(S80)와, 현재의 차속이 기준 차속보다 큰 경우에 차속을 강제로 일정 속도 이하가 되도록 저감시키는 단계(S90)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법의 작용은 다음과 같다.
운전자에 의해 전원이 인가되면, 프로그램화 되어 ECU(20)의 내부 메모리에 저장되어 있던 제2도에 도시되어 있는 동작 수순이 ECU(20)에 의해 실행됨으로서 본 발명의 실시예에 따른 차량의 페일 세이프 제어장치의 동작이 시작된다(S10).
동작이 시작되면, ECU(20)는 모든 메모리 변수를 초기화시킨 뒤에(S20), 동작 스위치(SW)로 부터 입력되는 신호를 읽어 들여 동작 스위치(SW)가 온되었는지를 판단한다(S30).
동작 스위치(SW)가 온된 경우에, ECU(20)는 센서브(10)로부터 입력되는 각종의 감지 신호를 읽어 들인다.(S40)
상기한 센서부(10)에는, 차속센서, 산소 센서, 공기 흐름 센서, 대기압 센서, 흡기온 센서, 수온센서, 드로틀 위치 센서, 크랭크각 센서, 아이들 스위치, 1번 실린더 TDC 센서, 모터 위치 센서등등의 각종의 센서가 있어서, 차량의 상태에 대한 각종 정보를 감지하여 ECU(20)로 출력한다.
ECU(20)는 센서부(10)를 통해서 읽어 들인 감지 신호로부터 차량에 이상이 발생되었는지를 판단한다.(S50)
차량에 이상이 발생되지 않은 경우에 ECU(20)는 상기한 과정을 반복 수행하지만, 차량에 이상이 발생한 경우에는 ECU(20)는 경고 표시부(30)로 이상 발생 경고 신호를 출력함으로써 경고 표시부(30)의 발광 다이오드(LED)가 발광되도록 한다(S60).
상기한 발광 다이오드(LED)는 적색이기 때문에 차량에 이상이 발생되었음을 운전자가 확실하게 인지할 수 있다.
다음에, ECU(20)는 센서부(10)의 차속센서에서 입력되는 신호로부터 현재의 차속을 산출한 뒤에(S70), 현재의 차속이 기준 차속보다 큰지를 판단한다(S80).
현재의 차속이 기준 치속보다 크지 않은 경우에 ECU(20)는 상기한 과정을 반복 수행하지만, 현재의 차속이 기준차속보다 큰 경우에는 ECU(20)는 솔레노이드 밸브(40)로 제어신호를 출력하여 솔레노이드 밸브(40)가 개방되도록 함으로써 차속을 강제로 일정 속도 이하가 되도록 저감시킨다(S90).
ECU(20)에 의해 솔레노이드 밸브(40)가 개방되면, 에어 컴퓨레셔로부터 발생되어 공기 저장 탱크(60)에 저장되어 있던 압축 공기가 개방된 솔레노이드 밸브(40)를 거쳐서 액츄에이터(70)로 전달되고, 액츄에이터(70)는 보조 드로틀 밸브(80)가 일정 각만큼 닫혀지게 함으로써 차속이 저감되도록 한다.
보조 드로틀 밸브(80)가 일정 각만큼 닫혀지게 되면, 운전자가 아무리 가속페달을 밟아서 메인 드로틀 밸브(90)를 개방시켜도 차량의 속력은 보조 드로틀 밸브(80)의 개도각에 의해서 설정되는 일정한 한도 내의 속력 내에서 가변됨으로써 차량이 무리하게 과속되는 것을 방지할 수가 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에서, 차량에 이상이 발생되는 경우에 보조 드로틀 밸브를 이용하여 차량의 속력이 일정한 한도 내에서만 가변되도록 함으로써 차량의 무리하게 과속되는 것을 방지하는 효과를 가진 차량의 페일 세이프 제어장치 및 그 방법을 제공할 수가 있다.
본 발명의 이러한 효과는 자동차의 전지장치 분야에서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 변형되어 이용될 수가 있다

Claims (8)

  1. 차량의 상태에 관한 각종의 정보를 감지하여 전기적인 신호로 출력하는 센서부와, 상기한 센서부의 신호를 분석하여 차량의 이상여부 판단과 경보발생 및 차속조정을 제어하는 전자 제어부와, 상기한 전자제어부의 신호에 따라 경고 메시지를 출력하는 경고 표시부와, 상기한 전자제어부에서 인가되는 신호에 따라 차속 조정을 드라이브하는 구동부와, 상기 구동부의 동작에 의해 개도각이 결정되는 보조 드로틀 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 운전자가 페일 세이프 제어장치를 필요에 따라 선택적으로 동작시키기 위한 동작 스위치를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 센서부는, 차속센소, 산소 센소, 공기 흐름 센서, 대기압 센서, 흡기온 센서, 수온 센서, 드로틀 위치 센서, 크랭크각 센서, 아이들 스위치, 1번 실린더 TDC 센서, 모터 위치센서 등등의 각종의 센서를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 전자 제어부는 마이크로 컨트롤러, 애널로그/디지틀 컨버터, 메모리 등을 내장하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페이 세이프 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기한 경고 표시부는 적색의 발광 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기한 경고 표시부는, 음성 칩과 스피커를 사용하여 운전자에게 청각적으로 경고 메시지를 출력하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어장치.
  7. 전원이 인가되면 동작이 시작되어 모든 메모리 변수를 초기화시키는 단계와, 동작 스위치가 온되었는지를 판단하는 단계와, 동작 스위치가 온된 경우에 센서부로부터 입력되는 각종의 감지 신호를 읽어 들이는 단계와, 읽어 들인 감지 신호로부터 차량에 이상이 발생되었는지를 판단하는 단계와, 차량에 이상이 발생한 경우에 이상 발생 경고 신호를 출력하는 단계와, 차속센서에서 입력되는 신호로부터 현재의 차속을 산출하는 단계와, 현재의 차속이 기준 차속보다 큰지를 판단하는 단계와, 현재의 차속이 기준 차속보다 큰 경우에 차속을 강제로 일정 속도 이하가 되도록 저감시키는 단계를 포함하여 이루어지는것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 상기 제어부에서 입력되는 신호에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브와, 에어 컴프레셔로부터 발생된 공기를 압축저장시키는 공기 저장 탱크와, 상기한 솔레노이드 밸브가 개방되는 경우에 상기한 공기 저장 탱크로부터 전송되어 오는 압축 공기에 의해 동작되어 상기 보조 드로틀 밸브를 구동하는 액츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어장치.
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