KR100405533B1 - 자동차의 시동꺼짐제어장치 및 방법 - Google Patents

자동차의 시동꺼짐제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 시동꺼짐제어장치 및 방법에 관한 것으로, 급경사로에서 일시정지후 재출발을 위한 운전자의 자동차 조작상태를 감지하여 출발도로상태가 엔진 제어부(41)에 의해 급경사로인지를 판단되면 아이들스피드컨트롤액츄에이터를 통해 스로틀밸브를 제어하여 엔진의 회전속도가 2000rpm이 유지되도록 함으로써, 운전자에 의해 1단 기어비가 과도하게 설정되는 것이 예방됨은 물론 이로인해 연비가 향상되고 소음이 감소되며 변속기어의 내구성이 향상되도록 된 것이다.

Description

자동차의 시동꺼짐제어장치 및 방법{starting cut off control device and method of vehicle}
본 발명은 수동변속기가 장착된 자동차가 급경사로에서 시동이 꺼지는 현상을 방지하도록 된 시동꺼짐제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 연비가 좋아지고 소음이 감소되며 변속기어의 내구성이 향상되도록 된 자동차의 시동꺼짐제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수동변속기가 장착된 자동차가 급경사로를 주행하다가 일시정지후 재출발을 할 경우에는 운전자가 변속을 위하여 클러치를 조작하게 된다.
이때, 자동차의 전자제어유니트(4)는 도 1에 도시된 바와 같이, 주행속도를 감지하는 차속센서(1)와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진회전속도센서(2)와, 스로틀밸브의 열림각을 검출하는 스로틀포지션센서(3;TPS)로부터 입력되는 신호를 분석하여 엔진이 공회전되지 않도록 아이들(Idle)상태를 제어(5)하게 된다.
즉, 자동차가 급경사로에서 일시정지후 재출발할 경우 상기 전자제어유니트(4)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차속과 엔진의 회전속도와 스로틀밸브의 열림각을 분석하여 엔진이 공회전(Idle)상태인가를 판단(11)하게 된다.
이때, 상기 전자제어유니트(4)에 의해 엔진이 아이들(Idle)상태가 아닌 것으로 판단되면 클러치의 조작이 없는 상태이므로 전자제어유니트(4)에서는 별도의 제어를 하지 않게 된다.
그리고, 상기 전자제어유니트(4)에 의해 엔진이 아이들(Idle)상태로 판단되면 클러치가 조작되는 상태이므로, 전자제어유니트(4)에서는 차속센서(1)로부터 주행속도를 읽어들이고(12), 엔진회전속도센서(2)로부터는 엔진의 알피엠(rpm)을 읽어들이며(13), 스로틀포지션센서(3;TPS)로부터 스로틀밸브의 열림각을 읽어들여(14), 이를 비교 분석한 다음 아이들스피드컨트롤액츄에이터(Idle Speed Control Actuator ;ISA)를 제어하여 공기량을 조절(15)하게 된다.
여기서, 상기 아이들스피드컨트롤액츄에이터는 정상상태의 아이들 알피엠(Idle RPM)을 유지시키기 위해 공기량을 조절하게 되는 바, 상기 아이들스피드컨트롤액츄에이터는 실제 알피엠이 정상상태의 알피엠보다 크면 공기량을 감소시키고, 실제 알피엠이 정상상태의 알피엠보다 작으면 공기량을 증가시킴으로써, 정상상태의 아이들 알피엠을 유지시키게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법에 의하면, 수동 변속기 차량에서, 급경사로에서 일시정지후 재출발을 하는 상태에서 운전자는 시동이 꺼지는 것을 방지하고자 엔진을 필요이상으로 공회전시켜 1단 기어비를 과도하게 설정하게 되고 이로인해 자동차의 연비가 나빠지면서 소음이 심하게 발생됨은 물론, 변속기어의 내구성이 약화되어 상품성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 급경사로를 주행중인 수동변속기 차량에서, 급경사로 일시정지후 운전자의 재출발 의지가 확인되면 아이들스피드컨트롤액츄에이터에 의해 공기량을 급격하게 증가시켜 운전자에 의한 엔진의 공회전을 방지하면서 1단 기어비가 과도하게 설정되는 것을 방지하여, 자동차의 연비를 향상시키고 소음을 감소시키면서 변속기어의 내구성을 향상시켜 상품성이 증진되도록 된 자동차의 시동꺼짐제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,급경사로를 주행중인 수동 변속기 차량에서 급경사로 일시정지후 재출발을 위한 운전자의 자동차 조작상태를 감지하도록 된 입력수단와, 이 입력수단로부터 전달된 자동차의 조작상태를 분석하면서 출발도로상태가 급경사로인지를 판단하고, 차량 출발여부를 판단하여 공기량을 조절 제어신호 및 브레이크 잠김 및 해제 신호를 출력하는 제어수단 및, 이 제어수단의 출력신호에 따라 엔진으로 공급되는 공기량을 조절하고, 브레이크 잠김 및 잠김 해제 동작을 수행하는 구동수단로 이루어져 있다.상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,급경사로를 주행중인 수동 변속기 차량에서 급경사로 주행여부를 판단하는 단계와;상기단계에서 급경사로 주행 판단시 브레이크 조작여부 및 차량 정지여부를 판단하는 단계와;상기 단계에서 급경사로에서 브레이크 조작에 따른 차량이 정지됨이 판단되면 브레이크 잠김 요구 신호를 출력하고, 엔진 아이들 상태를 판단하는 단계와;상기단계에서 엔진이 아이들 상태로 브레이크 해제 요구신호 입력여부를 판단하는 단계와;상기 단계에서 브레이크 해제 요구신호가 입력됨이 판단되면, 아이들스피트 액츄에이터 공기량 증량 제어신호와 브레이크 해제 요구신호를 출력하고, 엔진 회전수가 설정 값 이상 상승됨을 판단하는 단계와;상기 단계에서 엔진 회전수가 설정 값 이상 상승됨이 판단되면 아이들 스피드 액츄에이터 공기량 증량 중지요구신호를 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1과 도 2는 종래에 따라 시동꺼짐을 방지하기 위한 블록도 및 순서도,
도 3과 도4는 본 발명에 따라 시동꺼짐을 방지하기 위한 블록도 및 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
30 - 입력수단 31 - 차속센서32 - 엔진회전속도센서 33 - 경사각센서34 - 스로틀포지션센서 35 - 브레이크센서36 - 클러치센서 40 - 제어수단41 - 엔진 제어부 42 - 브레이크 제어부50 - 구동수단 51 - 엔진 구동부52 - 브레이크 구동부
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3과 도4는 본 발명에 따라 시동꺼짐을 방지하기 위한 블록도 및 순서도로서, 본 발명은, 수동 변속기 차량에서 주행중 급경사로에서 일시정지후 재출발을 위한 운전자의 자동차 조작상태를 감지하도록 된 입력장치(30)와, 이 입력장치(30)로부터 전달된 자동차의 조작상태를 분석하면서 출발도로상태가 급경사로인지를 판단하고, 차량 출발여부를 판단하여 공기량을 조절 제어신호 및 브레이크 잠김 및 해제 신호를 출력하는 제어장치(40) 및, 이 제어장치(40)의 출력신호에 따라 엔진으로 공급되는 공기량을 조절하고, 브레이크 잠김 및 잠김 해제 동작을 수행하는 구동장치(50)로 이루어져 있다.
여기서, 상기 입력장치(30)는, 주행속도를 감지하는 차속센서(31)와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진회전속도센서(32)와, 주행도로의 경사각도를 감지하는 경사각센서(33)와, 스로틀밸브의 열림각을 검출하는 스로틀포지션센서(34)와, 브레이크페달이나 주차브레이크의 작동유무와 클러치페달의 작동유무를 감지하는 브레이크센서(35) 및 클러치센서(36)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 제어장치(40)는 상기 입력장치(30)로부터 전달된 자동차의 조작상태를 분석하면서 출발도로상태가 급경사로인지를 판단하고, 차량 출발여부를 판단하여 공기량 제어신호 및 브레이크 제어요구 신호를 출력하여 엔진의 동작상태를 제어하는 엔진제어부(41)와; 상기 엔진제어부(41)에서 출력되는 브레이크 제어요구 신호를 입력받아, 브레이크 잠김 및 잠김 해제신호를 출력하는 브레이크 제어부(42)로 이루어져 있다.상기 구동장치(50)는 상기 엔진 제어부(41)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 엔진으로 흡입되는 공기량을 조절하는 엔진 구동부(51)와; 상기 브레이크 제어부(42)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 브레이크 상태를 잠김 및 잠김 해제시키는 브레이크 구동부(52)로 이루어져 있다.
또한, 상기 경사각센서(33)는, 정지때마다 연료계센서의 전압을 측정하도록 된 전압측정센서(33a)와, 기어단수별로 조절되는 스로틀포지션센서의 개도량에 따른 실제차속을 측정하도록 된 차속센서(33b)로 이루어져 있다.
한편, 상기 제어부(40)의 엔진 제어부(41)는, 전번 정지시 연료계센서(33a)의 전압(V1)과 금번 정지시 연료계센서(33a)의 전압(V2)을 비교 분석하여 전압의 변동치(△V)가 절대값 1(volt)이상이면 급경사로 판단하도록 되어 있다.
즉, 상기 엔진 제어부(41)는 △V = V1-V2〉[1](volt) 이면, 급경사로 판단하게 된다.
또한, 상기 엔진 제어부(41)는, 기어단수별로 조절되는 스로틀포지션센서(34)의 개도량에 따른 이상적인 차속(VT)과 실제차속(VA)을 비교 분석하여 차속의 변동치(△V)가 2(m/sec)이상이면 급경사로 판단하도록 되어 있다.
즉, △V = VT-VA〉2(m/sec)이면, 급경사로 판단하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 제어방법의 과정에 대해 도 3과 도 4를 참조로 상세히 설명한다.
먼저, 수동 변속기를 구비한 자동차가 주행중 일시정지 후 재출발할 경우 엔진 제어부(41)는 전압측정센서(33a)와 차속센서(33b)로 이루어진 경사각센서(33)로부터 전달받은 신호를 비교분석하여 급경사로를 등반하고 있는 상태인지를 판단한다(61).상기 엔진 제어부(41)에 의해 차량이 급경사로를 등반하고 있는 상태로 판단되면 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 신호 변화를 브레이크센서(35)로부터 전달되는 신호를 입력받는다(62).상기에서 엔진 제어부(41)는 차량의 급경사로 등반 주행상태와 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 신호가 인가되면, 켄(CAN) 통신을 이용하여 브레이크 제어부(52)로 전달한다.이어서, 상기 엔진 제어부(41)는 차량의 움직임을 검출하는 차속센서(31)와 운전자의 브레이크 조작에 따라 가변되는 신호를 검출하는 상기 브레이크센서(35)로부터 전달받은 신호를 비교분석하여 차속이 0(zero)이고, 브레이크가 온(on)상태인지를 판단(63)하고, 클러치가 작동되지 않는 상태인지를 판단하게 된다.
그리고, 차속이 0(zero)이고 브레이크가 온(on)상태이면, 엔진 제어부(41)는 브레이크 제어부(42)로 브레이크 잠김요구 신호를 출력한다.이에, 브레이크 제어부(42)는 상기 엔진 제어부(41)에서 인가되는 브레이크 잠김 요구신호에 따라 차량이 뒤로 밀림을 방지하기 위한 브레이크 잠김 제어신호를 구동장치(50)의 브레이크 구동부(52)로 출력한다.이에, 상기 브레이크 구동부(52)는 상기 브레이크 제어부(42)에서 출력되는 제어신호에 따라 차량이 뒤로 밀리지 않도록 브레이크 잠김 상태를 유지시킨다.이어서, 엔진 제어부(41)는 엔진회전속도센서(32)로부터 엔진 RPM을 읽어들이면서(64) 엔진이 공회전(Idle)상태인가를 판단(65)하게 된다.
이때, 엔진이 아이들(Idle)상태로 판단되면 상기 엔진 제어부(41)는 급경사로에서 운전자의 차량 출발의지를 판단한다.상기에서 운전자의 차량 출발의지 판단은 운전자의 브레이크 페달 조작상태로 판단할 수 있다.즉, 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 페달 스위치가 '오프' 상태에서 '온' 상태로 변환됨이 판단되면 운전자가 차량을 출발시키기 위한 클러치 조작이 이루어진 것으로 판단함으로서, 엔진 제어부(41)는 운전자가 차량을 출발시킬 의지를 갖고 있는 것으로 판단한다.따라서, 엔진 제어부(41)는 운전자의 차량 출발의지에 따른 브레이크 페달 스위치 '오프' 상태를 판단(66)하여, 상기 브레이크 페달 스위치가 '오프'상태이면, 엔진의 출력을 상승시키기 위해, 엔진으로 흡입되는 공기량을 증량시키기 위한 엔진 구동 제어신호 구동장치(50)의 엔진 구동부(51)로 출력함과 동시에, 차량의 브레이크 잠김 상태르 해제시키기 위한 브레이크 잠김 해제 요구신호를 브레이크 제어부(42)로 출력한다.상기에서 엔진 구동부(51)는 아이들스피드컨트롤액츄에이터(Idle Speed Control Actuator ;ISA)로서, 이 아이들스피드컨트롤액츄에이터를 작동시켜 스로틀밸브의 열림각을 조절하면서 엔진의 회전속도가 소정의 설정 값(예 :2000rpm)에 도달될때까지 공기량을 급격히 증가(67)시키게 된다.또한, 브레이크 제어부(42)는 상기 엔진 제어부(41)에서 출력되는 브레이크 잠김 해제 요구신호를 인가받아, 차량이 뒤로 밀림을 방지하기 위해 잠겨있는 브레이크 상태를 해제시키기 위한 브레이크 잠김 해제 제어신호를 구동장치(50)의 브레이크 구동부(52)로 출력한다.상기 브레이크 구동부(52)는 브레이크 제어부(42)에서 출력되는 브레이크 잠김 해제 제어신호에 따라, 브레이크 잠김 상태를 해제시킨다.
이후, 상기 엔진 제어부(41)는 엔진회전속도센서(32)로부터 엔진의 RPM을 계속적으로 인가받고(68), 상기 인가되는 엔진의 회전속도가 소정의 설정값(예 :2000rpm)에 도달되었는가를 판단한다(69).상기에서 엔진의 회전속도가 소정의 설정값(예 :2000rpm)에 도달됨이 판단되면, 엔진 제어부(41)는 아이들스피드컨트롤액츄에이터를 재작동시켜 스로틀밸브의 열림각을 조절하면서 공기량이 증가되는 것을 차단(70)시키게 된다.
여기서, 상기 스로틀밸브를 과도하게 개방하여 엔진의 회전속도가 소정의 설정값(예 : 2000rpm)을 초과하여 변속기 1단 기어비가 과도하게 설정되면, 이로인해 자동차의 연비가 나빠지면서 소음이 심하게 발생되게 된다.
한편, 상기 엔진 제어부(41)에 의해 자동차가 급경사로를 등반하고 있지 않는 상태로 판단(61)되거나, 차속이 0(zero)이 아니고 브레이크가 온(on)이 아닌 상태로 판단(63)되거나, 엔진이 아이들(Idle)상태가 아닌 것으로 판단(65)되거나, 브레이크가 오프(off) 상태가 아닌 것으로 판단(66)되면, 운전자에 의해 클러치의 조작이 없는 상태로 판단하여 상기 엔진 제어부(41)에서는 시동꺼짐에 대한 별도의 제어를 하지 않게 된다.
따라서, 본 발명에 따르면 엔진 제어부(41)가 경사각센서(33)에 의해 급경사로인지를 판단하면서 이에따라 스로틀밸브의 열림각을 제어하여 엔진의 회전속도가 2000rpm을 유지하도록 함으로써, 급경사로에서 일시정지 후 재출발시 시동이 꺼지는 형상이 방지됨은 물론, 도 1과 도 2를 참조로 종래의 방법보다 운전자에 의해 1단 기어비가 과도하게 설정되는 것이 예방되어 자동차의 연비가 향상되고 소음이 감소되면서 변속기어의 내구성이 향상되게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 급경사로에서 일시정지후 운전자의 재출발 의지가 확인되면 엔진 제어부가 급경사로인지를 판단하면서 아이들스피드컨트롤액츄에이터에 의해 스로틀밸브를 제어하여 엔진의 회전속도가 2000rpm이 유지되도록 함으로써, 운전자에 의해 1단 기어비가 과도하게 설정되는 것이 예방됨은 물론 이로인해 연비가 향상되고 소음이 감소되며 변속기어의 내구성이 향상되어 상품성이 증진되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 급경사로를 주행중인 수동 변속기 차량에서 급경사로 일시정지후 재출발을 위한 운전자의 자동차 조작상태를 감지하도록 된 입력수단와, 이 입력수단로부터 전달된 자동차의 조작상태를 분석하면서 출발도로상태가 급경사로인지를 판단하고, 차량 출발여부를 판단하여 공기량을 조절 제어신호 및 브레이크 잠김 및 해제 신호를 출력하는 제어수단 및, 이 제어수단의 출력신호에 따라 엔진으로 공급되는 공기량을 조절하고, 브레이크 잠김 및 잠김 해제 동작을 수행하는 구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 입력수단은, 주행속도를 감지하는 차속센서와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진회전속도센서와, 주행도로의 경사각도를 감지하는 경사각센서와, 스로틀밸브의 열림각을 검출하는 스로틀포지션센서와, 브레이크페달이나 주차브레이크의 작동유무와 클러치페달의 작동유무를 감지하는 브레이크센서 및 클러치센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어장치.
  3. 제 2항에 있어서, 경사각센서가, 정지때마다 연료계센서의 전압을 측정하도록 된 전압측정센서와, 기어단수별로 조절되는 스로틀포지션센서의 개도량에 따른 실제차속을 측정하도록 된 차속센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어수단은 입력수단으로부터 전달된 자동차의 조작상태를 분석하면서 출발도로상태가 급경사로인지를 판단하고, 차량 출발여부를 판단하여 공기량 제어신호 및 브레이크 제어요구 신호를 출력하여 엔진의 동작상태를 제어하는 엔진 제어부와; 이 엔진 제어부에서 출력되는 브레이크 제어요구 신호를 입력받아, 브레이크 잠김 및 잠김 해제신호를 출력하는 브레이크 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어장치.
  5. 제 4항에 있어서, 급경사로 판단은, 전번 정지시 연료계센서의 전압과 금번 정지시 연료계센서의 전압을 비교 분석하여 전압의 변동치가 절대값 1(volt)이상이면 급경사로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어장치.
  6. 제 4항에 있어서, 급경사로 판단은 기어단수별로 조절되는 스로틀포지션센서의 개도량에 따른 이상적인 차속과 실제차속을 비교 분석하여 차속의 변동치가 2(m/sec)이상이면 급경사로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어장치.
  7. 급경사로를 주행중인 수동 변속기 차량에서 급경사로 주행여부를 판단하는 단계와;
    상기단계에서 급경사로 주행 판단시 브레이크 조작여부 및 차량 정지여부를 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 급경사로에서 브레이크 조작에 따른 차량이 정지됨이 판단되면 브레이크 잠김 요구 신호를 출력하고, 엔진 아이들 상태를 판단하는 단계와;
    상기단계에서 엔진이 아이들 상태로 브레이크 해제 요구신호 입력여부를 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 브레이크 해제 요구신호가 입력됨이 판단되면, 아이들스피트 액츄에이터 공기량 증량 제어신호와 브레이크 해제 요구신호를 출력하고, 엔진 회전수가 설정 값 이상 상승됨을 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 엔진 회전수가 설정 값 이상 상승됨이 판단되면 아이들 스피드 액츄에이터 공기량 증량 중지요구신호를 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어방법.
  8. 제 7항에 있어서, 급경사로 판단 방법은 전번 정지시 연료계센서의 전압과 금번 정지시 연료계센서의 전압 변동치가 절대값 1(volt)이상이면 급경사로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어방법.
  9. 제 7항에 있어서, 급경사로 판단 방법은 기어단수별로 조절되는 스로틀포지션센서의 개도량에 따른 이상적인 차속과 실제차속의 변동치가 2(m/sec)이상이면 급경사로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동꺼짐제어방법.
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