KR100401619B1 - 자동차의 배기 브레이크 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

배기 브레이크 흡/배기 밸브의 내구 수명 단축과 차량 쇼크를 방지하여 엔진 실화 방지와 차량 안정성을 확보하기 위하여, 배기 브레이크 스위치가 온이고 엔진 회전수가 제1설정값 보다 크며, 운전자가 클러치 페달을 밟지 않은 상태에서 운전자가 밟고 있던 액셀레이터 페달을 놓아 배기 브레이크 작동 조건이 되면 상기 액셀레이터 페달의 위치에 따라 공급되는 연료량을 단계적으로 감소시키고 공급 연료량의 감소 제어가 완료되는 제1설정 시간 이후 배기 브레이크를 작동시키며, 상기 배기 브레이크가 작동 중인 상태에서 운전자가 액셀레이터 페달을 밟아 배기 브레이크 해제 조건이 되면, 상기 배기 브레이크 해제 조건에 따라 배기 브레이크를 해제시키고 배기 브레이크 해제가 완료되는 제2설정 시간 이후 상기 액셀레이터 페달의 위치에 따른 적정 연료량이 공급되도록 공급 연료량을 단계적으로 증가시키는 것으로, 자동차의 배기 브레이크 작동시 및 해제시 배기 밸브 폐변 시간을 고려하여 연료량을 제어하여 줌으로써 엔진 실화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 액셀레이터 페달 급조작시에도 자동차의 쇼크를 방지하여 자동차의 안정성을 향상시킨다.

Description

자동차의 배기 브레이크 제어장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING EXHAUST BRAKE OF VEHICLES AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차의 배기 브레이크 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 밸브 폐변 시간에 따른 연료 공급 지연시간 적용과 엔진 공급연료량을 점차적으로 증가 또는 감소시킴으로서 운전자의 액셀레이터 페달 급조작시에도 엔진 실화 방지와 자동차의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 자동차의 배기 브레이크 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기 브레이크 시스템은 배출가스의 배출을 막아 엔진의 압력을 형성하여 엔진 실린더 피스톤의 운동을 방해하는 것으로, 엔진의 부압을 이용하여 자동차의 보조 제동력을 발생하는 장치로 전기적인 마그네틱 밸브로 흡기부 및 배기부의 밸브를 단속한다. 작동 스위치로는 배기 브레이크 스위치를 켜면 배기 브레이크가 작동하며, 해제 기능으로는 클러치/액셀레이터 페달 등을 작동하면 배기 브레이크가 해제된다.

그러면, 첨부된 도면을 참조하여 종래 배기 브레이크 시스템을 설명한다.

도 1은 종래 배기 브레이크 시스템의 마이크로 스위치 장착도를 개략적으로 도시한 것으로, 차량의 가감속을 위한 연료 분사펌프의 제어를 위한 운전자의 액셀레이터 동작에 연동하도록 액셀레이터 페달에 연결되는 TGS 케이블에 접속되어 운전자의 액셀레이터 페달 조작에 따른 TGS 케이블의 각도에 따라 접점이 온/오프되어 배기 브레이크 작동과 해제 시점을 조정한다. 즉, 운전자가 액셀레이터 페달을 밟을 경우 스위치 접점이 오프되어 배기 브레이크를 해제한다.

그리고, 도 2는 종래 배기 브레이크 시스템의 작동도를 개략적으로 도시한 것으로, 흡기통로의 흡기측에는 흡기 밸브(3)가 설치되고 배기측에 배기 밸브(4)가 설치된 엔진 실린더에서 흡기 밸브(3)와 배기 밸브(4)에 연결되는 공기 파이프가 형성되어 있으며, 공기 파이프에는 공기 파이프로의 공기 공급을 위한 배기 마그네틱 밸브(2)가 설치되어 있다. 따라서, 배기 마그네틱 밸브(2)가 통전되어 밸브가 열리면 열린 포트로 공기가 공기 파이프 라인을 통하여 공급되어 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브(4)가 닫힘으로써 갇힌 배기 가스가 실린더의 피스톤 운동을 방해하여 배기 브레이크력을 얻게 되며, 배기 마그네틱 밸브(2)에 전원이 공급되지 않으면 밸브가 닫힘으로써 공기 파이프 상의 공기가 방출되며 흡기 밸브(3) 및 배기 밸브(4)의 리턴 스프링 복원력에 의하여 배기 가스가 방출되어 배기 브레이크력이 없어진다.

또한, 도 3은 종래 배기 브레이크 시스템의 회로도를 개략적으로 도시한 것으로, 이그니션 키 전원 출력단에 클러치 스위치(5)가 접속되며, 클러치 스위치(5)의 출력단에는 마이크로 스위치(1)가 접속되며, 마이크로 스위치(1)의 출력단에는 배기 브레이크 스위치(6)가 접속되며, 배기 브레이크 스위치(6)의 출력단에는 배기 마그네틱 스위치(2)가 접속되어 있다. 따라서, 차량의 운행을 위한 이그니션 키 온 상태에서 운전자가 클러치 페달을 밟지 않아 클러치 스위치(5)가 온 되고 액셀레이터 페달을 밟지 않아 마이크로 스위치(1)가 온 된 상태에서, 배기 브레이크 스위치(6)가 작동되면 배기 마그네틱 밸브(2)가 통전되어 도 2에서와 같은 동작에 의해 배기 브레이크가 작동하게 되며, 배기 브레이크 작동 상태에서 운전자가 클러치 페달 또는 액셀레이터 페달을 밟아 클러치 스위치(5) 또는 마이크로 스위치(1)가 오프되면 배기 마그네틱 밸브(2)로의 전원이 차단되므로 도 2에서와 같은 동작에 의해 배기 브레이크가 해제된다.

이와 같은 종래의 배기 브레이크 시스템에서는 운전자가 자동차의 정차전 임의로 배기 브레이크 스위치를 해제하지 않을 경우에는 배기 브레이크가 정차 상태에서도 작동하게 되므로 아이들 회전수 유지 불량 및 엔진 부조가 발생할 가능성이 있으며, 엔진에 공급되는 연료와 배기 브레이크 시스템이 별도로 작동하여 연료 공급시 흡기/배기 밸브가 닫혀있게 되면 출력 저하와 밸브 개도시 배기 가스가 다량 방출될 가능성이 있으며, 배기 브레이크 작동시 액셀레이터 페달을 과도하게 밟을 경우에는 흡기/배기 밸브의 작동 시간 지연 발생으로 인한 차량 쇼크가 발생함과 동시에 밸브 내구력이 저하될 가능성이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 배기 브레이크 흡/배기 밸브의 내구 수명 단축과 차량 쇼크를 방지하여 엔진 실화 방지와 차량 안정성을 확보한 배기 브레이크 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 배기 브레이크 시스템의 마이크로 스위치 장착도를 개략적으로 도시한 것이고,

도 2는 종래 배기 브레이크 시스템의 작동도를 개략적으로 도시한 것이고,

도 3은 종래 배기 브레이크 시스템의 회로도를 개략적으로 도시한 것이고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어장치를 개략적으로 도시한 것이고,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어방법을 개략적으로 도시한 것이고,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어방법에 따른 각 밸브 및 연료 제어방법을 개략적으로 도시한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차의 운행중 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서와, 자동차의 운행중 배기 배기 브레이크 작동 유무에 따라 스위치 접점이 온/오프되는 배기 브레이크 스위치와, 운전자의 클러치 페달 조작에 따라 스위치 접점이 온/오프되는 클러치 스위치와, 운전자의 액셀레이터 페달 조작에 따라 스위치 접점이 온/오프되는 액셀레이터 스위치와, 상기 엔진 회전수 센서와 배기 브레이크 스위치, 클러치 스위치, 액셀레이터 스위치의 신호에 따라 배기 브레이크 작동 유무를 판단하여 배기 브레이크 동작을 제어함과 동시에 배기 브레이크 동작에 따른 연료량 제어를 하는 엔진 제어장치와, 상기 엔진 제어장치의 제어에 따라 자동차에 적정량의 연료량을 공급하여 주는 연료분사장치와, 상기 엔진 제어장치의 신호에 따라 배기 브레이크를 동작시키는 배기 마그네틱 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 엔진 제어장치의 신호에 따라 동작하여 운전자가 배기 브레이크의 동작 유무를 알 수 있도록 표시하여 주는 배기 브레이크 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 자동차의 운행중 운전자의 클러치 페달과 액셀레이터 페달의 조작 상태, 배기 브레이크 스위치, 엔진 회전수에 따라 배기 브레이크 작동 유무를 판단하는 단계와, 상기 브레이크 스위치가 온이며 운전자가 클러치 페달과 액셀레이터 페달을 밟지 않았을 경우 상기 엔진 회전수가 제1설정값보다 크면 배기 브레이크 작동 상태로 판단하여 배기 브레이크를 작동시키는 단계와, 상기 브레이크 스위치가 오프이거나, 운전자가 클러치 페달 또는 액셀레이터 페달을 밟거나, 상기 엔진 회전수가 제2설정값보다 작으면 배기 브레이크 해제 상태로 판단하여 배기 브레이크를 해제시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제2설정값은 상기 제1설정값과 같거나 작은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 배기 브레이크 스위치가 온이고 엔진 회전수가 제1설정값 보다 크며, 운전자가 클러치 페달을 밟지 않은 상태에서 운전자가 밟고 있던 액셀레이터 페달을 놓아 배기 브레이크 작동 조건이 되면, 상기 액셀레이터 페달의 위치에 따라 공급되는 연료량을 단계적으로 감소시키는 단계와, 상기 공급 연료량의 감소 제어가 완료되는 제1설정 시간 이후 배기 브레이크를 작동시키는 단계를더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 배기 브레이크가 작동 중인 상태에서 운전자가 액셀레이터 페달을 밟아 배기 브레이크 해제 조건이 되면, 상기 배기 브레이크 해제 조건에 따라 배기 브레이크를 해제시키는 단계와, 상기 배기 브레이크 해제가 완료되는 제2설정 시간 이후 상기 액셀레이터 페달의 위치에 따른 적정 연료량이 공급되도록 공급 연료량을 단계적으로 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어장치를 개략적으로 도시한 것으로, 엔진 회전수 센서(11)와 배기 브레이크 스위치(12), 클러치 스위치(13), 액셀레이터 스위치(14), 엔진 제어장치(20), 연료분사장치(21), 배기 마그네틱 밸브(22), 배기 브레이크 램프(23)로 이루어진다.

엔진 회전수 센서(11)는 자동차의 운행중 엔진 회전수를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.

배기 브레이크 스위치(12)는 자동차의 운행중 배기 배기 브레이크 작동 유무에 따라 스위치 접점이 온/오프되어 그에 따른 소정의 전기적인 신호를 출력한다.

클러치 스위치(13)는 운전자의 클러치 페달 조작에 따라 스위치 접점이 온/오프되어 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.

액셀레이터 스위치(14)는 운전자의 액셀레이터 페달 조작에 따라 스위치 접점이 온/오프되어 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.

엔진 제어장치(20)는 엔진 회전수 센서(11), 배기 브레이크 스위치(12), 클러치 스위치(13), 액셀레이터 스위치(14)의 신호를 분석하여 배기 브레이크 작동 유무를 판단하여 배기 브레이크 동작을 위한 소정의 전기적인 신호를 출력함과 동시에 배기 브레이크 동작에 따른 적정 연료량 제어를 위한 전기적인 신호를 출력한다.

연료분사장치(21)는 엔진 제어장치(20)의 신호에 따라 엔진에 적정량의 연료가 분사되도록 한다.

배기 마그네틱 밸브(22)는 엔진 제어장치(20)의 신호에 따라 동작하여 배기 브레이크를 동작시킨다.

배기 브레이크 램프(23)는 엔진 제어장치(20)의 신호에 따라 동작하여 운전자가 배기 브레이크의 동작 유무를 알 수 있도록 표시하여 준다.

이와 같이 구성된 장치에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어방법을 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기 브레이크 제어방법에 따른 각 밸브 및 연료 제어방법을 도시한 것이다.

먼저, 자동차의 운행중 엔진 제어장치(20)는 운행정보를 검출하여(S1)클러치 스위치(13)에서 검출되는 신호가 운전자가 클러치 페달을 밟지 않아 오프인지를 판단하여(S2) 클러치 스위치(13)가 오프이면, 액셀레이터 스위치(14)에서 검출되는 신호가 운전자가 액셀레이터 페달을 밟지 않아 오프인지를 판단하여(S3) 액셀레이터 스위치(14)가 오프인 경우에는 엔진 회전수 센서(11)로부터 검출되는 엔진 회전수가 제1설정값 , 일 예로 1000RPM보다 큰지를 판단하고(S4), 검출되는 엔진 회전수가 제1설정값보다 클 경우에는 배기 브레이크 스위치(12)가 온인지를 판단하여(S5) 배기 브레이크 작동 조건인지를 판단한다.

이때, 자동차가 제1설정값 보다 큰 엔진 회전수로 배기 브레이크 스위치(12)가 온된 상태에서 운전자의 클러치 페달 조작없이 정상 운행 중 운전자가 액셀레이터 페달을 놓아 배기 브레이크 작동 조건이 되면, 엔진 제어장치(20)는 배기 브레이크 작동을 위한 제어신호를 출력한다(S6).

즉, 도 6에서와 같이 운전자가 액셀레이터 페달을 놓아 배기 브레이크 작동 조건이 되면 엔진 제어장치(20)는 배기 브레이크 램프(23)를 점등함과 동시에 연료분사장치(21)를 통해 액셀레이터 페달 위치에 따라 공급되는 연료량을 단계적으로 감소 제어함으로서 배기 브레이크 작동에 따른 자동차의 쇼크를 방지한다. 이후, 연료량 감소 제어가 이루어진 제1설정 시간 이후 배기 마그네틱 밸브(22)를 작동하여 도 2에서와 같은 동작에 의해 배기 밸브를 크로즈하여 배기 브레이크가 작동하도록 한다.

이후, 이와 같은 동작에 의해 배기 브레이크가 작동하는 상태에서 엔진 제어장치(20)는 클러치 스위치(13), 배기 브레이크 스위치(12), 액셀레이터 스위치(14)의 신호를 분석하여 배기 브레이크 해제 조건인지를 판단한다(S7).

이때, 운전자가 클러치 페달을 밟아 클러치 스위치(13)가 온 되거나, 배기 브레이크 스위치(12)가 오프되거나, 운전자가 액셀레이터 페달을 밟아 액셀레이터스위치(14)가 온 될 경우에는 엔진 제어장치(20)는 배기 브레이크 해제를 위한 제어신호를 출력한다(S9).

즉, 도 6에서와 같이 배기 브레이크가 작동중인 상태에서 운전자가 액셀레이터 페달을 밟아 액셀레이터 스위치(14)가 온 되면, 엔진 제어장치(20)는 배기 브레이크 램프(23)를 소등함과 동시에 배기 마그네틱 밸브(22)의 동작을 차단하여 도 2에서와 같은 동작에 의해 배기 밸브가 오픈되도록 하여 배기 브레이크가 해제되도록 한다.

이때, 배기 밸브는 리턴 스프링의 복귀력으로 작동하므로 작동 지연 시간이 발생한다. 이후, 배기 밸브가 완전히 오픈되는 제2설정 시간 이후 엔진 제어장치(20)는 연료분사장치(21)의 제어를 통해 자동차의 쇼크를 방지하기 위하여 연료량을 단계적으로 증가 제어하여 운전자의 액셀레이터 페달 조작에 따른 적정량의 연료량이 공급되도록 한다.

또한, 배기 브레이크가 작동중인 상태에서 엔진 제어장치(20)는 엔진 회전수 센서(11)로부터 검출되는 엔진 회전수가 제1설정값과 같거나 작게 설정된 제2설정값, 일 예로 850RPM보다 작은지를 판단하여(S8), 자동차의 정차전 종래와 같이 운전자가 임의로 배기 브레이크 스위치(12)를 작동하지 않아도 검출되는 엔진 회전수가 제2설정값보다 작을 경우에는 배기 브레이크 해제 제어를 한다(S9).

이와 같이 본 발명은 자동차의 배기 브레이크 작동시 및 해제시 배기 밸브 폐변 시간을 고려하여 연료량을 제어하여 줌으로써 엔진 실화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 액셀레이터 페달 급조작시에도 자동차의 쇼크를 방지하여 자동차의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 배기 브레이크 작동 및 해제를 엔진 회전수에 연동하여 제어함으로써 정차전 배기 브레이크 자동 해제로 아이들 회전수를 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 자동차의 운행중 운전자의 클러치 페달과 액셀레이터 페달의 조작 상태, 배기 브레이크 스위치, 엔진 회전수에 따라 배기 브레이크 작동 유무를 판단하는 단계;

   상기 브레이크 스위치가 온이며 운전자가 클러치 페달과 액셀레이터 페달을 밟지 않았을 경우 상기 엔진 회전수가 제1설정값보다 크면 배기 브레이크 작동 상태로 판단하여 배기 브레이크를 작동시키는 단계; 및

   상기 브레이크 스위치가 오프이거나, 운전자가 클러치 페달 또는 액셀레이터 페달을 밟거나, 상기 엔진 회전수가 제2설정값보다 작으면 배기 브레이크 해제 상태로 판단하여 배기 브레이크를 해제시키는 단계를 포함하되,

   상기 배기 브레이크를 작동시키는 단계는 상기 액셀레이터 페달의 위치에 따라 공급되는 연료량을 단계적으로 감소 시킨 후 상기 공급 연료량의 감소 제어가 완료되는 제1설정 시간 이후 배기 브레이크를 작동시키며,

   상기 배기 브레이크를 해제시키는 단계는 상기 배기 브레이크 해제 조건에 따라 배기 브레이크를 해제시킨 후 상기 배기 브레이크 해제가 완료되는 제2설정 시간 이후 상기 액셀레이터 페달의 위치를 기초로 연료량이 공급되도록 공급 연료량을 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기 브레이크 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2설정값은 상기 제1설정값과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 자동차의 배기 브레이크 제어방법.
5. 삭제
6. 삭제