KR100278197B1 - 차량용 시동 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 시동장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 운전자의 실수에 의해 발생할 수 있는 시동모터의 파손을 방지하기 위해 전원부와; 시동스위치, 클러치스위치, 기어포지션스위치, 엔진회전수감지부, 엔진토크감지부, 타이머부로 이루어진 입력부와; 상기 입력부의 출력 신호를 처리하여 시동모터에 구동 신호를 출력하고, 엔진작동관련장치에 일정한 전기적 신호를 출력하며, 경고 신호를 출력하는 전자제어유닛과; 상기 시동 모터를 작동시키는 시동모터구동부와; 운전자에게 경고 신호를 출력하는 경고부로 이루어져 클러치가 분리되어 있거나, 기어 포지션이 중립에 위치되어 있고 또한 엔진이 회전중이 아닐 때만 시동모터가 작동될 수 있도록 하여 운전자의 실수로 인한 시동모터의 손상을 방지함으로서 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 차량용 시동장치 및 그 제어 방법.

Description

차량용 시동장치 및 그 제어 방법

본 발명은 차량용 시동장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 클러치가 분리되어 있거나, 기어 포지션이 중립에 위치되어 있고 또한 엔진이 회전중이 아닐 때만 시동모터가 작동될 수 있도록 하여 운전자의 실수로 인한 시동모터의 손상을 방지함으로서 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 차량용 시동장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량(승용차, 승합차, 상용차 등등)의 시동장치는 도1에 도시된 바와 같이 밧데리(B), 시동모터(M), 시동스위치(SW;이그니션스위치라고도 함)로 구성되어 시동스위치의 온(On)에 의해 시동모터가 회전됨으로서 엔진을 시동하는 역할을 한다.

따라서 종래에는 운전자가 기어의 포지션이 중립이 아닌데도 클러치를 분리시키지 않고 시동스위치를 작동시키던가 또는 엔진의 회전이 아직 정지되지 않은 경우에도 시동스위치를 조작하기만 하면 시동모터가 아무런 제한없이 작동됨으로서 시동모터가 손상되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 클러치가 분리되어 있거나 또는 클러치가 분리되어 있지 않은 상태라고 기어 포지션이 중립에 위치되어 있고 엔진 회전중이 아닐 때만 시동모터가 작동될 수 있도록 하여 운전자의 실수로 인한 시동모터의 손상을 방지함으로서 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 차량용 시동장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단은, 전원을 공급하는 전원부와; 엔진의 시동을 위해 조작하면 일정한 전기적 신호를 출력하는 시동스위치와, 클러치의 분리여부에 따라 일정한 전기적 신호를 출력하는 클러치스위치와, 기어 포지션의 중립여부에 따라 일정한 전기적 신호를 출력하는 기어포지션스위치와, 엔진의 회전수를 감지하여 일정한 전기적 신호를 출력하는 엔진회전수감지부와, 엔진의 토크를 감지하여 일정한 전기적 신호를 출력하는 엔진토크감지부와, 시간 신호를 출력하는 타이머부로 이루어진 입력부와; 상기 입력부의 출력 신호를 입력 신호로 하여 클러치가 분리되어 있거나, 기어 포지션이 중립인 상태에서 엔진이 작동중이 아닐 경우에는 시동모터 구동 신호를 출력하고 또한 엔진작동관련장치에 일정한 전기적 신호를 출력하며, 클러치가 분리되지 않은 상태에서 기어 포지션이 중립이 아니거나 엔진이 작동중일 경우에는 경고 신호를 출력하는 전자제어유닛과; 상기 전자제어유닛의 출력 신호를 입력 신호로 하여 시동모터를 작동시키는 시동모터구동부와; 상기 전자제어유닛의 출력 신호를 입력 신호로 하여 운전자에게 경고 신호를 출력하는 경고부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 차량용 시동장치의 제어 방법은 전원이 인가되어 동작이 시작되면 모든 메모리 변수를 초기화하는 단계와; 시동스위치가 온되어 있는지, 클러치가 분리되어 있는지, 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션은 중립인지 그리고 엔진은 작동중이 아닌지를 판단하는 단계와; 상기 판단결과 시동스위치가 온된 상태에서 클러치가 분리되어 있거나 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션이 중립이고 엔진이 작동중이 아니라고 판단되면 엔진작동에 관련된 인젝터, 점화장치 및 연료펌프 등을 사용 가능한 상태로 제어하는 단계와; 시동모터를 작동시키는 단계와; 엔진토크를 측정하고 타이머를 가동하여 시간을 측정하는 단계와; 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태에서 엔진토크가 기준토크보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 판단결과 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태에서 엔진토크가 기준토크보다 클 경우에 시동모터의 작동을 중지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태가 아닐 경우에는 시동 불가 상태를 운전자에게 경고하고 시동모터의 작동을 중지시키는 단계를 더 포함하여 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.

도1은 종래의 일반적인 차량용 시동장치를 나타낸 회로도이다.

도2는 본 발명에 의한 차량용 시동장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도3은 본 발명에 의한 차량용 시동장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

IP ; 입력부 2 ; 전원부

4 ; 시동스위치 6 ; 클러치스위치

8 ; 기어포지션스위치 10 ; 엔진회전수감지부

12 ; 엔진토크감지부 14 ; 타이머부

16 ; 전자제어유닛 18 ; 시동모터구동부

20 ; 엔진작동관련장치 22 ; 경고부

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명에 의한 차량용 시동장치 및 그 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 의한 차량용 시동장치의 구성을 나타낸 블럭도로서 그 구성은 도시된 바와 같이 일정한 정전압을 제공하는 전원부(2)와, 엔진의 시동을 위해 조작하면 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 시동스위치(4)와, 클러치의 분리여부에 따라 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 클러치스위치(6)와, 기어 포지션의 중립여부에 따라 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 기어포지션스위치(8)와, 엔진의 회전수를 감지하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 엔진회전수감지부(10)와, 엔진의 토크를 감지하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 엔진토크감지부(12)와, 시간신호를 출력하는 타이머부(14)로 이루어진 입력부(IP)와, 상기 입력부(IP)의 출력 신호를 입력 신호로 하여 클러치가 분리되어 있거나, 기어 포지션이 중립인 상태에서 엔진이 작동중이 아닐 경우에는 시동모터 구동 신호를 출력하고 또한 엔진작동관련장치(20)에 일정한 전기적 신호를 출력하며, 클러치가 분리되지 않은 상태에서 기어 포지션이 중립이 아니거나 엔진이 작동중일 경우에는 경고 신호를 출력하는 전자제어유닛(16)(Electronic Control Unit)과, 상기 전자제어유닛(16)의 출력 신호를 입력 신호로 하여 시동모터를 작동시키기 위해 일정한 전기적 신호를 시동모터에 출력하는 시동모터구동부(18)와, 상기 전자제어유닛(16)의 출력 신호를 입력 신호로 하여 운전자에게 경고 신호를 출력하는 경고부(22)로 이루어져 있다.

여기서 상기 전자제어유닛(16)은 입력부(IP)의 시동스위치(4), 클러치스위치(6), 기어포지션스위치(8)등의 디지털 신호와, 엔진회전수감지부(10), 엔진토크감지부(12)의 아날로그 신호를 변환, 정형 및 증폭하기 위해 디지털버퍼 및 아날로그/디지털 컨버터를 포함하고 있으며 또한 각종 신호의 연산, 기억, 제어를 담당하는 마이크로컴퓨터 및 출력되는 전기적 신호를 소정의 레벨까지 증폭하기 위한 증폭 수단을 포함하고 있다. 그리고 상기 마이크로컴퓨터의 메모리에는 본 차량용 시동장치가 작동되도록 하는 소프트웨어로서 소정의 프로그램 및 각종 기준값이 미리 기억되어 있다.

또한 엔진작동관련장치(20)는 인젝터, 점화장치 및 연료펌프로서 상기와 같이 클러치가 분리되어 있거나, 기어 포지션이 중립인 상태에서 엔진이 작동중이 아닐 경우에 전자제어유닛(16)으로부터 소정의 전기적 신호를 입력받아서 동작할 수 있도록 되어 있다.

한편, 도3은 상기와 같은 차량용 시동장치의 제어방법을 나타낸 순서도로서 그 구성은 전원이 인가되어 동작이 시작되면 모든 메모리 변수를 초기화하는 단계( S1)와, 시동스위치(4)가 온되어 있는지(S2), 클러치가 분리되어 있는지(S3), 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션은 중립인지(S3a) 그리고 엔진은 작동중이 아닌지(S4)를 판단하는 단계와, 상기 판단결과 시동스위치(4)가 온된 상태에서 클러치가 분리되어 있거나 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션이 중립이고 엔진이 작동중이 아니라고 판단되면 엔진작동에 관련된 인젝터, 점화장치 및 연료펌프 등을 사용 가능한 상태로 제어하는 단계(S5)와, 시동모터를 작동시키는 단계(S6)와, 엔진토크를 측정하고 타이머를 가동하여 시간을 측정하는 단계(S7)와, 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태에서 엔진토크가 기준토크보다 큰지를 판단하는 단계(S8,S9)와,

상기 판단결과 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태에서 엔진토크가 기준토크보다 클 경우에 시동모터의 작동을 중지시키는 단계(S10)로 이루어져 있다.

이러한 구성을 하는 본 발명에 의한 차량용 시동장치 및 그 제어 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선 전원이 인가되어 동작이 시작되면 전자제어유닛(16)은 모든 메모리 변수를 초기화하고 소정의 프로그램 및 기준값 등을 로딩하여 도3에서와 같은 순서로 본 차량용 시동장치가 작동되도록 한다.(S1)

먼저 전자제어유닛(16)은 입력부(IP)의 구성 요소중에서 시동스위치(4), 클러치스위치(6), 기어포지션스위치(8) 및 엔진회전수감지부(10)를 이용하여 운전자에 의해 시동스위치(4)가 온되었는지(S2), 클러치는 분리되어 있는지(S3), 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션은 중립에 위치되어 있는지(S3a), 그리고 엔진은 회전중이 아닌지(S4)를 판단하게 된다.

여기서 상기 시동스위치(4), 클러치스위치(6) 및 기어포지션스위치(8)는 전자제어유닛(16)내의 디지털버퍼가 처리하여 마이크로컴퓨터에 보내고 엔진회전수감지부(10)로부터 출력되는 신호는 아날로그/디지털 컨버터를 이용하여 마이크로컴퓨터에 출력 처리한다.

상기와 같이 판단한 결과 시동스위치(4)가 온되어 있지 않다거나, 클러치가 분리되지 않은 상태에서 기어의 포지션의 중립이 아니라던가 또는 엔진이 아직 회전중인 경우에는 S2단계로 회귀하게 된다.

그러나 상기 판단 결과 시동스위치(4)가 온된 상태에서 클러치가 분리되어 있거나 또는 클러치가 분리되어 있지 않지만 기어의 포지션이 중립에 위치되어 있고 엔진이 회전중이 아닐 경우에 전자제어유닛(16)은 엔진작동관련장치(20) 즉, 인젝터, 점화장치, 연료펌프 등에 일정한 전기적 신호를 출력하여 작동 가능하게 한다.(S5)

또한 시동모터구동부(18)에 소정의 전기적 신호를 출력하여 시동모터가 작동되도록 한다.(S6)

그런 후에 전자제어유닛(16)은 엔진토크감지부(12) 및 타이머부(14)를 이용하여 엔진의 회전 토크(TQ) 및 회전되는 시간(TM)을 측정하게 된다.(S7) 여기서 상기 타이머는 엔진이 회전과 동시에 작동되어 전자제어유닛(16)에 엔진의 회전 시간을 알려주는 것이다.

이어서 상기와 같이 타이머에 의한 엔진 회전 시간이 기준시간보다 작은지(S8), 측정된 엔진의 토크는 기준토크보다 큰지(S9)를 판단한다.

상기 판단 결과 타이머에 의한 엔진 회전 시간이 기준시간을 경과한 경우에는 밧데리의 과방전을 방지하기 위해 시동이 불가하다는 메시지를 경고부(22)를 통해 운전자에게 알리고(S8a), 시동모터구동부(18)로 출력되는 제어 신호를 차단하여 시동모터의 작동을 중지시킨다.(S10)

또한 타이머에 의한 엔진 회전 시간이 기준시간을 초과하지 않은 범위 내에서 엔진의 토크가 기준토크보다 클 경우에는 시동이 완료된 것으로 판단하고 시동모터를 보호하기 위해 시동모터구동부(18)로 출력되는 제어 신호를 차단함으로서 시동모터의 작동이 중지되도록 한다.(S10)

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며 당업자에 의해 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 의한 차량용 시동장치 및 그 제어 방법은 클러치가 분리되어 있거나, 클러치가 분리되지는 않았지만 기어 포지션이 중립에 위치되어 있고 또한 엔진이 회전중이 아닐 때만 시동모터가 작동될 수 있도록 함으로서 운전자의 실수로 인한 시동스위치의 작동에도 불구하고 시동모터의 손상을 방지하여 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전원을 공급하는 전원부와; 엔진의 시동을 위해 조작하면 일정한 전기적 신호를 출력하는 시동스위치와, 클러치의 분리여부에 따라 일정한 전기적 신호를 출력하는 클러치스위치와, 기어 포지션의 중립여부에 따라 일정한 전기적 신호를 출력하는 기어포지션스위치와, 엔진의 회전수를 감지하여 일정한 전기적 신호를 출력하는 엔진회전수감지부와, 엔진의 토크를 감지하여 일정한 전기적 신호를 출력하는 엔진토크감지부와, 엔진의 회전 시간을 출력하는 타이머부로 이루어진 입력부와; 상기 입력부의 출력 신호를 입력 신호로 하여 클러치가 분리되어 있거나, 기어 포지션이 중립인 상태에서 엔진이 작동중이 아닐 경우에는 시동모터에 구동 신호를 출력하고 또한 엔진작동관련장치에 일정한 전기적 신호를 출력하며, 클러치가 분리되지 않은 상태에서 기어 포지션이 중립이 아니거나 엔진이 작동중일 경우에는 경고 신호를 출력하는 전자제어유닛과; 상기 전자제어유닛의 출력 신호를 입력 신호로 하여 시동모터를 작동시키는 시동모터구동부와; 상기 전자제어유닛의 출력 신호를 입력 신호로 하여 운전자에게 경고 신호를 출력하는 경고부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 시동장치.
2. 전원이 인가되어 동작이 시작되면 모든 메모리 변수를 초기화하는 단계와; 시동스위치가 온되어 있는지, 클러치가 분리되어 있는지, 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션은 중립인지 그리고 엔진은 작동중이 아닌지를 판단하는 단계와; 상기 판단 결과 시동스위치가 온된 상태에서 클러치가 분리되어 있거나 클러치가 분리되어 있지 않다면 기어의 포지션이 중립이고 엔진이 작동중이 아니라고 판단되면 엔진작동에 관련된 인젝터, 점화장치 및 연료펌프 등을 사용 가능한 상태로 제어하는 단계와; 시동모터를 작동시키는 단계와; 엔진토크를 측정하고 타이머를 가동하여 시간을 측정하는 단계와; 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태에서 엔진토크가 기준토크보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 판단 결과 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태에서 엔진토크가 기준토크보다 클 경우에 시동모터의 작동을 중지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 시동장치의 제어 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 타이머의 측정시간이 기준시간보다 작은 상태가 아닐 경우에는 시동 불가 상태를 운전자에게 경고하고 시동모터의 작동을 중지시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 시동장치의 제어 방법.

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