KR100334645B1 - 자동차 급발진에 관한 다중 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 급발진 사고를 미연에 방지하는 전자 장치 회로에 관한것으로 빈번히 일어나는 급발진 사고에 능동적으로 대처하며 자동차에 장착되어 있는 기기와 기관을 제어하는 전자 장치에 관한 것이다.

브레이크를 밟은 상태에서 시동이 가능하도록 하고 운전중 급발진 상황이 발생되면 이를 자동으로 감지하여 1차로 엔진 rpm을 저속으로 다운시키는 장치, 상기 저속 상태인 차량을 경보음과 경고등으로 뒷차량에 알리게 하여 자동차를 갓길에 주차할 수 있도록 저속상태로 1~2분 후 엔진을 자동으로 멈추게 하는 장치. 운전자의 조작으로 급발진 시킨 상태와 외부동력(내리막길 엔진 브레이크 상태)에 의한 엔진 rpm급상승은 급발진 감응 장치가 동작하지 않게 하는 장치. 상기와 같은 상황은 시동 초기에 많이 일어나므로 시동 후 10~15분, 또는 계속 유무를 선택할 수 있게 하는 장치. 위와 같은 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

자동차 급발진에 관한 다중 방지 장치{.}

본 발명은 자동차 급발진 사고를 방지하기 위하여 고안된 전자 제어 장치이다. 자동차 사고란 생명과 직결되므로 이를 방지하기 위하여 다중 방지 장치가 필수적이 되었다. 언제 일어날지 모르는 급발진을 적절히 대처하기 위해서는 브레이크 페달을 밟은 상태에서 시동이 걸리게 되고 시동후 급발진 상태의 고장이 일어나면 제어회로1에서 이를 감지하여 경고용 브레이크등이 점등됨과 동시에 엔진 rpm을 즉시 저속으로 다운시키며 이와 같은 상황이 수초간(0~수초간 조정가능) 유지 되면 경보가 울리게 되고 상기와 같은 상태로 자동차를 도로변에 주차시킬 수 있는 시간 1~2분 동안은 시동을 저속으로 유지케 되며 잠시후 자동으로 엔진을 정지된다.(또한 (SW,A)(SW,B)에 의해 급발진시 엔진rpm이 저속으로 되게하거나 곧바로 정지되게 할 수도 있다).

위와 같이 급발진 고장의 상황을 근본적으로 대처할 수 있게 하여 사고시 적절히 대처함을 목적으로 고안된 것에 특징이 있다.

일반적으로 수출용 차량에 장착된 것으로 알려진 방법은 브레이크를 밟고 시동을 걸어야만 시동이 걸리는 장치가 있는가 하면 시동 초기에 급발진 고장이 많이 나타나므로 시동 초기 최대 15초까지 스로틀 밸브에 과도한 공기가 들어가지 않도록 한공기 차단 장치. 1999년 '6월 25일 스포츠조선 정보란'.(상기 방법은 급발진과 관계없이 시동을 걸때마다 스로틀 밸브에 공기 흐름을 막아 매연 등 유해 물질을 배출시킴)또는 엔진 rpm이 갑자기 급상승하는 것을 감지하여 자동차를 멈추게 하는 방법이 있으나 주행중 엔진 rpm 급상승은 번번히 일어나므로 해결책이 되지 못한다. 퀵스타트(운전자가 브레이크를 이용하여 급가속하는 기술)를 할 때 순간적으로 엔진회전이 최고 3500rpm까지 올라가거나, 또는 급경사 지에서 엔진 브레이크를 걸었을 때 운전자의 의도와 관계없이 엔진 rpm이 공회전에서 2500rpm이상 급상승한다.

위와 같은 상태로 고속 주행중인 자동차가 갑자기 멈추면 뒤따라오는 차량에의해 사고로 이어진다. 상기와 같은 방법으로는 급발진을 막을 수가 없다. 실제로아파트 단지 내에서 주행중 급발진 사고(1999년 6월7일 MBC 아침뉴스)를 당한 춘천의 L씨, 또는 탤런트 K씨의 BMW같은 고급 승용차가 브레이크를 밟은 상태로 인사사고를 낸 것은 급발진 때는 브레이크 제동만으로는 자동차를 멈출 수가 없으며 급발진은 시동 초기 뿐만 아니라 운전 중에도 일어날 수 있으므로 이와 같은 방법은 근본 대책이 아니라고 사료된다.

먼저 브레이크를 밟은 상태에서 시동이 가능하도록 하고 시동 후 엔진 rpm이 정상적이 아닌 급발진 상황이 감지되면 급가속중인 엔진을 자동으로 즉시 저속으로 낮추어주며, 외부 동력(내리막길 엔진 브레이크 상태)에 의한 rpm 상승과 운전자가 가속페달을 밟아 과속 시킨 상태일때는 급발진 감응 장치가 동작되지 않는다. 만약에 운전자의 의도와 달리 차량이 멈추게 되면 뒤따라오는 차량에 의하여 사고로 연결되기 때문이다. 차량의 결함에 의해 엔진 rpm이 급상승하는 급발진 상태일 때는 이를 즉시 감지하여 자동으로 엔진 rpm을 급감속시켜 저속으로 유지시키며 뒷차량에 고장을 알리는 경고로 브레이크등이 점등되고 급발진 경보음이 울리게 된다.

따라서 저속 상태로 차량을 갓길에 주차할 수 있도록 1∼2분 경과 후 자동으로 엔진은 멈추게 된다. 1차 제어 장치 동작으로 갑자기 차량이 멈추면 뒷차에 의해 충돌하게 되므로 이를 경고한 뒤 2차로 완전 정지하게 하여 사고를 미연에 방지하기 위한 것이며, 1차 제어 후 만약을 대비하여 2차 제어 장치로 엔진을 완전 정지케 하는 장치이다. 위와 같은 급발진 상황에 근본적으로 대처할 수 있도록 고안된 것에 특징이 있다.

도1은 본 발명의 구성 회로도

도2는 도1에 있어서 또다른 구성 회로도(종속함)

도3은 도면의 블럭화를 표시한 회로도

도4는 본발명의 회로 위치 및 계통도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

rpm:자동차 엔진 회전 SA:공기조절장치IG: 점화코일(고압발생장치):가변저항

PS:연료 공급 장치 (P):rpm신호 입력 단자

Q1~Q8:트랜지스터 C1~C10:콘덴서

L1~L7:계전기(RELAY) BZ:버저(buzzer)

SB:연료조절장치 SW1~SW2:스위치

D1~D13:실리콘다이오드

VR1~VR2:보륨(가변 저항) R1~R13:저항:스로틀 포지션 센서용 VR3

(타이머A),(지연회로),(타이머B):IC에 의한 타이머 회로

ON단자:자동차 점화 스위치 ON단자(엔진키 ON단자)

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

브레이크 통제부(시동회로A)의 계전기 (L3)의 접점 16,17이 개방되어 있으므로 연료공급장치(PS)및 고압 발생 장치(IG)의전압이 차단되어 있어 시동이 걸리지 않는다. 따라서 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 스위치단자에 연결된 D10,D9에 의해 계전기(L3)를 ON시켜 접점 14,15는 도통되며 연동된 접점 16,17에 의해 연료공급장치(PS)와 고압 발생 장치(IG)의단자가 ON되어 시동이 걸리게 된다. 실리콘 다이오드 D9는 브레이크 페달을 놓았을때 계전기(L3)를 ON시키기 위한 전원 공급용이다. 고장에 의한 급발진으로 엔진 rpm이 급상승하면 엔진의 rpm감지 단자(P)에서 검츨된 rpm감지 전압을 가변 저항 VRI으로 조정되어 C1, D1에 의해 C2가 충전되며 상기 C2전압은 Q1의 바이어스 전압으로 공급된다. 상기 트렌지스터 Q1의 바이어스 전압값은 R2/R3 ×전압으로 결정되며 일정값의 엔진 rpm에 따라 Q1, Q2가 ON, OFF된다. 상기 Q1, Q2는 급발진 상태의 엔진 회전 감지 전압에 의해 ON되고 따라서 계전기 L1은 ON된다. 상기 L1에 의해 계전기 접점 1,2및 3,4는 ON되고 접점4 라인의전압은 연결된 SB,SA(연료조절장치, 공기 조절장치)의 작동 전원으로 공급되어 연료혼합장치와 결합된 SB,SA는 ON이 된다. 따라서 미량의 연료 공급과 연료량에 적합한 공기량으로 엔진 RPM은 설정해 놓은 저속 회전(1300~1500rpm)으로 유지된다. 이와 동시에 상기 접점2의전압은 D3에 의한 정지등과 지연회로 IC의 전원으로 공급되고 상기 지연 회로에 연결된 계전기 L6및 접점 5,6은 ON되어 상기 접점6라인에 연결된 D2에 의해 계전기 L1은 계속 ON되고 상기 접점 6라인의전압은 연결된 접점11,12에 의해 버져가 울리게 되며 동시에 상기 접점11에 연결된 D6에 의해 타이머B의 전원으로 공급되고 C5, R8에 의해 설정된 시간 1∼2분 후 Q5를 ON되게 하여 계전기 L5는 ON되고 상기 L5의 접점 13라인에 연결된 계전기 L2는 ON된다. 따라서 접점 7과 9의 점화 스위치전압은 계전기 L2의 ON으로 접점 9와 10은 단락된다. 따라서 연료공급장치(PS)및 고압 발생 장치(IG)의 공급 전원이 중단되어 엔진은 멈추게 되고 이와동시에 접점 7,8이 도통되어 D8에 의해 브레이크 좌우 정지등이 점등된다. 상기 제어 회로 2의 VR2, C3, D4, C4, R4, Q3, Q4는 2차 제어장치 rpm 감지 및 계전기 L2 구동용이다. 운전자가 급가속한 급발진 상황은 운전자가 가속 페달을 밟아서 이루어지므로 이때는 가속페달 스위치 (SW1)가 ON되어 상기 SW1에 연결된 D11,D12는 SW1에 의해 어스되고 D11,D12는 트랜지스터 Q1과 Q3의 바이어스 전압을 소멸시켜 Q1,Q2,Q3,Q4(L1)(L2)가 OFF상태로 유지되므로 자동차의 기능은 원래의 상태로 된다. 또한 급경사지에서 엔진 브레이크를 걸었을 때 rpm은 급상승한다. 이때는 엔진 실린더내의 연료에 의한 에너지로 rpm이 증가하는 것이 아니므로 스로틀 포지션의 공기 흡입 각도는 별로 변하지 않는다. 따라서 공기 흡입장치에 스로틀 포지션센서를 구성하고 그 변하는 각도에 따라 VR3으로 필요한 각의 전압을 검출하여(rpm은 각도에 비례함) 설정된 검출전압 이하일 때는 스로틀 포지션 감지 회로의 계전기L7이 OFF되게 하여 상기 L7의 접점 20,21과 병렬 접속된 SW1에 의해 Q1,Q3의 바이어스 전압이 소멸되어 엔진이 제어되지 않는다.

따라서 운전시 변화무쌍한 조건에 관계없이 자동차는 정상적으로 동작된다. 또한 주행중 급발진이 발생하면 운전자는 엑셀레이터(가속 폐달)을 놓거나 브레이크를 밟게 되므로 (제어회로1)에 의해 즉시 급발진을 해제 시키게 된다. 위와같은 급발진 사고는 주로 시동초기에 일어나므로 (타이머A)에 의해 필요한 일정시간만 동작되게 할 수도 있고 (SW2)에 의해 계속 동작되게 할 수도 있다. 여기서는 타이머에 의해 10∼15분 정도 회로가 동작하도록 하였다. (타이머A)의 시간조절은 콘덴서 C9와 저항 R9로 하였고 (타이머A)의 동작은 점화스위치 (시동키) ON직후부터이며 타이머 동작의 계속 유무는 (SW2)의 ON ↔ 0FF로 이루어진다. 위와같이 고안하여 자동 변속기 자동차와 수동변속기 자동차에 관계없이 모든 자동차에 급발진 방지 장치로 사용될 수 있다. 본 고안은 상기한 바와 같은 목적을 달성할 수 있도록한 유용한 고안인 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 단일 방지 장치가 아닌 일어날 수 있는 모든 상황에 근거하여 적절히 대처한 방지 장치들을 하나로 체계화하여 그 목적을 달성함에 있어 고안의 효과를 극대화 시켰다. 그러므로 어떠한 상황의 급발진 자동차도 해결될 수 있는 다중 방지 장치로써의 기능을 가질 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 브레이크 스위치의 신호에 의해 브레이크가 동작되었을 경우에만 점화스위치의 온 단자 전원에 의거하여 연료공급장치(PS) 및 고압발생장치(IG)가 동작되도록제어하는 브레이크 통제 및 시동회로 A와;

   엔진의 rpm감지단자(P)의 rpm감지전압을 가변저항(VR1) 및 콘덴서(C1)에 의해 전압으로 검출하여 트랜지스터(Q1)(Q2)를 통해서 계전기(L1)을 제어하고, 그 계전기(L1)를 통해서 연료공급 제어용 연료조절장치(SB)와 공기조절장치(SA)를 제어하여 엔진시동시 소정의 rpm이상의 전압이 검출되면 연료조절장치(SB)와 공기조절장치(SA)를 작동시켜 연료를 최소 공급량으로 제어하여 그 연료에 적합한 공기양으로 엔진을 저속으로 다운시키는 제어회로1과;

   상기 저속으로 제어된 엔진을 설정된 시간동안 저속으로 유지시켜주는 타이머B와;

   상기 엔진의 rpm감지단자(P)의 rpm감지전압을 가변저항 및 콘덴서(C3)를 통해 전압으로 감지하여 트랜지스터(Q3)(Q4)를 통해서 계전기(L2)를 제어하고, 그 계전기(L2)를 통해서 상기 시동회로A에 의해 제어되는 고압발생장치(IG) 및 연료공급장치(PS) 상기 점화스위치 온단자 전원의 공급을 제어함과 아울러 좌우 정지등의 동작을 제어케하여 엔진 시동시 미리 정해둔 급발진 제한 rpm이상의 전압이 검출되면 상기 고압발생장치(IG) 및 연료공급장치(PS)로 공급되는 전원을 차단시켜 엔진시동을 정지시키는 제어회로2와;

   상기 제어회로1의 계전기(L1)의 작동신호에 의해 동작을 시작하여 버저(BZ)를 동작시킴과 아울러 미리 정해둔 소정시간동안 시간을 체크하여 그 정해둔 소정시간 동안 엔진을 저속으로 유지케하고 설정된 시간 후는 계전기(L2)를 제어하여 엔진을 정지시키도록 하는 저속유지 타이머B와;

   엔진 시동후 스위치(SW2)의 ON, OFF 선택에 의해 타이머A가 동작되어 상기 점화스위치 온 단자의 전원을 각부의 동작전원으로 공급하여 상기 각부의 동작을 엔진시동 시작시점부터 설정한 시간으로 동작되게 하는 회로 동작 타이머A와;

   엑셀레이터(가속페달)의 작동을 감지하기 위한 스위치(SW1)를 설치하고, 그엑셀레이터 감지스위치(SW1)가 엑셀레이터 작동을 감지한 경우 다이오드 D11과 다이오드 D12를 통해서 상기 제어회로1과 제어회로2의 Q1및 Q3의 바이어스 전압을 바이패스시켜 엑셀레이터가 작동중인 경우는 엔진 급상승 rpm에 따른 엔진정지 및 엔진저속유지 제어를 하지 않도록하고 스로틀포지션에서 스로를 밸브각을 전압으로 검출하여 그 전압변화에 따라 외부동력 유무를 판별하고 엔진 가속이 외부 동력일때는 계전기(L7)을 OFF시켜 그 신호를 SW1과 병렬 연결하여 엔진을 제어하지 않도록 하는 가속페달작동 및 스로틀포지션 감지 회로; 로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 급발진 다중 방지 장치.
2. 제 1항에 있어서 (P)단자의 rpm 감지 신호를 가변저항 VR1 및 콘덴서(C1)을통해 전압으로 검출하여 트랜지스터(Q1)(Q2)를 통해서 계전기(L1)에 의해 연료조절장치(SB)와 공기조절장치(SA)를 제어하여 엔진rpm을 저속으로 다운시키는 제어회로 1과;

   엔진저속시간을 설정하고 설정된 시간동안 엔진을 저속으로 유지시켜주는 타이머B와;

   상기 엑셀레이터(가속 페달)의 작동으로 엔진rpm이 급상승할때는 스위치(SW1)와 다이오드 D11에 의해 제어회로1의 트랜지스터 Q1의 바이어스전압을 바이패스시켜 엔진을 제어하지 않게 하고, 엔진가속이 외부 동력(내리막길 엔진 브레이크 상태)일때도 스로틀포지션 센스각의 변화를 전압으로 검출하고 그 신호를 SW1과 병렬로 접속하여 Q1의 바이어스 전압을 바이페스 시켜 엔진을 제어하지 않게 하는 가속 페달 작동 및 스로틀포지션 감지회로;와

   상기 제어회로1의 동작시간을 통제하는 스위치(SW2)와 타이머A로 구성된 것을 특징으로 하는 급발진 방지장치.
3. 제 2항에 있어서 엑셀레이터(가속페달)의 작동으로 엔진rpm이 급상승할 때는 스위치(SW1)과 다이오드 D11에 의해 제어회로의 트랜지스터 Q1의 바이어스 전압을 바이패스시켜 엔진을 제어하지 않게 하고, 엔진 가속이 외부 동력(급경사지의 엔진브레이크 상태)에 의한 가속일 때는, 스로틀포지션 센스각의 변화를 전압으로 검출하고 그 신호를 SW1과 병렬로 접속하여 Q1의 바이어스 전압을 바이페스 시켜 엔진을 제어하지 않게 하는 가속페달 작동 및 스로틀포지션 감지회로;를 특징으로한다.