KR100589625B1 - 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

비정상적인 크랭크 신호의 입력으로 인한 엔진 꺼짐을 방지할 수 있도록 한 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법이 개시되어 있다. 일반적인 자동차에 있어, 엔진이 한바퀴를 도는 동안 비정상적으로 입력되는 크랭크 신호의 오류 판정이 불가능하므로, 이 경우 트로틀 밸브가 아이들 상태이면 엔진 꺼짐이 발생되는 문제점이 종종 발생하였다. 따라서, 본 발명은 크랭크 신호에 따라 엔진의 점화 시기를 결정하는 자동차 엔진 제어 장치에 있어, 매번 입력되는 크랭크 신호의 입력 시간 차가 미리 설정된 소정 범위 내에 존재하는 경우 정상적인 크랭크 신호로 판정하고, 소정 범위 내에 존재하지 않는 경우 비정상적인 크랭크 신호로 판정함으로써, 비정상적인 크랭크 신호에 의한 시동 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

자동차, 크랭크, 점화시기, 연료 분사

Description

자동차의 시동 꺼짐 방지 방법 및 장치{method and apparatus for protecting engine stall of car }

도 1은 일반적인 자동차의 점화 시기 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.

도 2는 도 1에 의해 발생되는 감지 신호들을 보인 파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 구성을 보인 블록도이다.

도 4는 도 3의 각 부의 출력 파형을 보인 도이다.

도 5는 본 발명에 따른 자동차의 시동 꺼짐 방지 과정을 보인 흐름도이다.

〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉

10 : 연료 분사 시스템 71a : 크랭크 각 센서

71b : 캠 센서 73 : 이씨유

75 : 점화부

본 발명은 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 비정상적인 크랭크 신호의 크랭크 신호로 인한 시동 꺼짐을 미연에 방지할 수 있도록 한 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 자동차에 있어 점화 시기를 결정하는 장치로 원심진각장치나 진공진각장치를 이용하였는바, 이는 엔진회전수의 변화 및 부하의 변화를 기구적 수단으로 감지하여 점화시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치이다. 그러나 상기와 같은 원심진각장치나 진공진각장치를 이용하시에는 기구적 구성이 매우 복잡해짐은 물론 장시간 사용함에 따라 기구적 구성 수단의 마모로 인하여 점화 시기의 제어에 오차가 많이 발생하는 문제점이 발생하여 최근에는 컴퓨터를 이용하여 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치로 대체되어 가고 있는 실정이다.

상기 컴퓨터를 이용하여 엔진의 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 점화 입력에 필요한 감지 신호의 입력을 감지하는 감지부(1)와, 상기 감지부(1)의 감지 신호를 기초하여 엔진부하(A/N)를 연산한 후 점화 시기 및 통전각을 제어하는 이씨유(2)와, 상기 이씨유(2)의 출력 신호에 따라 점화 코일(미도시됨)의 일차 전류를 흘러 고전압이 발생되고, 이 고전압을 공급하여 스파크를 발생시켜 혼합기를 착화시키는 점화부(3)로 구성된다.

여기서, 상기 감지부(1)는 크랭크 각 센서(1a), 캠 센서(1b), 수온 센서(1c), 및 흡입 공기 유량계(1d)를 포함한다.

상기와 구비된 일반적인 자동차에 있어, 우선, 이씨유(2)는 크랭크 각 센서(1a)의 감지 신호에 의해 엔진 회전수를 측정하고, 흡입공기 유량계(1d)를 이용하여 공기량을 측정한 후 공기량(A)와 엔진회전수(N) 사이의 비율 즉, 엔진 부하(A/N)를 연산한 후 그 결과를 이용하여 최적의 점화 시기를 연산하고 그 결과 신호는 점화부(3)에 공급된다.

즉, 상기 점화 시기 결정에 필요한 상기 감지부(1)는 크랭크 축과 캠 축에 각각 설치되고, 크랭크 각 센서(1a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크 축에 설치되는 크랭크 각 감지 센서는 크랭크 측 전면에 설치되는 트리거 휠의 톱니 개수에 따른 파형 형태의 크랭크 신호를 출력하고, 상기 캠 센서(1b)는, 캠의 돌출부를 중심으로 감지되는 파형 형태의 캠 신호를 출력한다.

그러므로, 상기 캠 축이 1회전 감지될 때 크랭크축은 2회전하고, 상기 크랭크측의 커넥팅 로드에 연결된 피스톤은 4행정을 하는 바 압축 및 배기 행정 때 상사점이 나타나게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 캠 신호의 파형과 크랭크 신호의 파형이 만나는 지점이 바로 점화 시기를 의미하므로, 엔진 시동 시 최초의 점화 시기는 최초 점화시기로서 5도 BTDC(BTDC: Before Top Dead Center : 상사점전)에 고정되고, 시동 시를 제외한 통상 운전 시에는 크랭크 각 센서(1a)의 감지 신호를 계측한 후 크랭크 각 1도의 시간을 구하여 점화 시기를 결정하므로 75도 BTDC를 기준으로 점화 시기를 계산하고, 이 계산된 점화 시기는 수온 센서(1c)로부터 제공되는 감지 신호에 따라 보정하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 자동차의 엔진 제어에 있어, 크랭크 각 센서(1a)는 연료 및 점화각 제어에 중요한 역할을 담당하게 되는데, 이러한 크랭크 각 센서(1a)의 고장으로 인해 크랭크 각 감지 신호의 오류가 발생되면, 시동이 꺼지게 된다.

여기서, 상기 크랭크 각 센서(1a)의 오류 판정은 통상 캠 센서의 감지 신호 가 일정횟수 이상이 입력됨에도 불구하고 크랭크 각 감지 신호가 입력되지 않는 경우 또는 크랭크 각 감지 신호의 입력이 엔진 한 회전 당 정해진 횟수 보다 많거나 적은 경우로 이루어진다.

상기와 같은 크랭크 각 센서의 오류 판정 시, 상기 이씨유(2)는 캠 센서로부터 공급되는 감지 신호의 입력 간의 시간을 엔진이 한바퀴 도는데 입력되어야 할 크랭크 신호의 입력 횟수로 나누고, 그 시간을 크랭크 신호 1개당 입력되는 시간으로 설정하며 이 설정된 시간에 대응되는 학습 과정을 통해 크랭크 신호를 보정하고, 이 보정된 크랭크 신호를 출력한다.

상기와 같은 일반적인 자동차에 있어, 엔진이 한바퀴를 도는 동안 비정상적으로 입력되는 크랭크 신호의 오류 판정이 불가능하므로, 이 경우 트로틀 밸브가 아이들 상태이면 엔진 꺼짐이 발생되는 문제점이 종종 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 매번 수신되는 크랭크 신호의 입력 시간 차를 이용하여 크랭크 신호에 대한 오류를 판정하므로, 비정상적인 크랭크 각 감지 신호에 의한 시동 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법 및 장치를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제는,

a) 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하여 이전에 입력된 크랭크 신호 간의 입력 시간 차(T_n-T_n-1=T_m)를 연산하는 단계;

b) 상기 a) 단계에서 크랭크 신호의 입력 시간 차(T_m)가 미리 설정된 소정범위 내 경우 정상적인 크랭크 신호로 판정하여 크랭크 신호의 입력 횟수(N=N+1)를 증가하는 단계;

c) 상기 b) 단계에서 차 시간(T_m)가 미리 설정된 소정범위 내에 존재하지 않는 경우 비정상적인 크랭크 신호로 판정하여 학습에 의해 크랭크 신호를 보정한 후 상기 b) 단계로 진행하여 크랭크 신호의 입력 횟수(N=N+1)를 증가하는 단계; 및

d) 상기 b) 단계 또는 c) 단계를 통해 소정 시간 이내에 다음 크랭크 신호가 입력되었는 지를 체크하여 소정 시간 내에 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 상기 a) 단계로 진행하여 이전에 입력된 크랭크 신호 간의 입력 시간 차(T_n-T_n-1=T_m)를 연산하는 단계;

e) 상기 d) 단계에서 소정 시간 경과 후 다음 크랭크 신호가 입력되었는 지를 체크하여 소정 시간 경과 후 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 긴 신호 영역으로 판정하여 크랭크 신호의 입력 횟수(N=1)를 초기화한 후 상기 a) 단계로 진행하여 다음 크랭크 신호를 수신하는 단계; 및

f) 상기 e) 단계를 통해 소정 시간 경과 후 다음 크랭크 신호가 입력되지 않은 경우 상기 크랭크 각 센서를 고장으로 진단하여 운전자에게 경고하는 단계 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법을 제공함으로서 달성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 크랭크 신호에 따라 엔진의 점화 시기를 결정하는 자동차 엔진 제어 장치에 있어, 매번 입력되는 크랭크 신호의 입력 시간 차가 미리 설정된 소정 범위내에 존재하는 경우 정상적인 크랭크 신호로 판정하고, 소정 범위 내에 존재하지 않는 경우 비정상적인 크랭크 신호로 판정함으로써, 비정상적인 크랭크 신호에 의한 시동 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차를 도시한 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 연료 분사 시스템(10)과, 크랭크 각 센서(71a) 및 캠 센서(71b)를 포함하는 감지부(71), 이씨유(73), 점화 코일 및 점화 플러그를 포함하는 점화부(75)를 포함하는 엔진 구동 시스템(70)을 포함한다.

상기 연료 분사 시스템(10)은 상승된 연료 공급 라인의 연료압과 미리 산출된 연료 탱크의 연료압의 차를 비교하여 연료압의 차가 소정치 이하인 경우 연료 펌프를 빠른 속도로 작동시키고, 소정치 이상인 경우 상기 연료압 상태 신호를 발생하고, 이 연료압 상태 신호를 이씨유(73)로 제공된다.

상기 연료압 상태 신호를 받은 이씨유(73)는 크랭크 각 센서(71a) 및 캠 센서(71b)로부터 제공되는 크랭크 신호 및 캠 신호와 상기 연료압 상태 신호에 따라 상기 점화부(75)를 구동시키기 위한 점화 신호를 발생한다.

이때 상기 연료 탱크 내의 연료는 에어 클리너(미도시됨)을 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 폭발 행정을 실행한다.

즉, 상기 이씨유(73)는 매회 입력되는 크랭크 신호의 입력 시간 차와 미리 설정된 소정 범위와 비교하여 크랭크 신호의 정상 여부를 판정하여 비정상적인 크랭크 신호의 경우 학습에 의해 보정하고, 보정된 크랭크 신호 및 정상적인 크랭크 신호에 의해 연료 및 점화각 제어를 실행하도록 구비된다.

이와 같이 구비된 본 발명이 적용되는 자동차에 있어, 점화 스위치(미도시됨)을 온하면, 수신된 연료 공급 라인의 연료압과 미리 산출된 연료압과 비교하여 연료 공급 라인의 연료압이 미리 산출된 연료압에 도달되면, 연료압 상태 신호를 발생하고, 이 발생된 연료압 상태 신호는 캔 통신을 통해 이씨유(73)로 전송된다.

그리고, 상기 연료압 상태 신호를 받은 이씨유(73)는 도 4에 도시된 바와 같이, 크랭크 각 센서(71a)로부터 제공되는 크랭크 신호를 수신하고, 수신된 크랭크 신호와 이전이 입력된 크랭크 신호 간의 입력 시간 차(T_n-T_n-1=T_m)를 연산하며, 이 연산된 차 시간(T_m)가 미리 설정된 소정 범위 내에 존재하는 경우 정상적인 크랭크 신호로 판정한다.

그러나, 상기 이씨유(73)는 도 4의 'b'구간과 같이, 크랭크 신호간의 입력 시간 차(T_m)가 미리 설정된 소정 범위 내에 존재하지 않는 경우 비정상적인 크랭크 신호로 판정하여 학습 과정을 통해 비정상적인 크랭크 신호를 보정한다.

그 후 상기 이씨유(73)는 상기 크랭크 신호의 입력 횟수(N=N+1)를 증가하고, 미리 설정된 소정 시간이 후에 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 긴 신호 영역이라고 판정하여 상기 크랭크 신호의 입력 횟수(N)를 초기화한다.

그러나, 긴 신호 영역에 도달되지 않은 경우 즉, 소정 시간 크랭크 각 센서 (71a)의 에러로 판정하여 운전자에게 전달하고, 상기 정상적인 크랭크 신호 또는 보정된 크랭크 신호는 상기 점화부(75)에 공급되고, 상기 점화부(75)는 연료 및 점화 시기를 결정한다.

이때 상기 연료 탱크 내의 액상 연료는 분사되고, 이 분사된 액상 엘피지 가스는 에어 클리너(미도시됨)을 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 기화되면서 폭발 행정을 실행한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 시동 꺼짐 방지 과정을 보다 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 자동차의 시동 꺼짐 방지 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

엔진의 시동을 걸면, 상기 이씨유(73)는 우선 크랭크 각 센서(71a)로부터 공급되는 크랭크 센서의 입력 횟수(N)를 카운팅하는 카운터를 초기화시킨 후(단계 101) 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 센서를 수신한다(단계 103). 즉, 크랭크 신호를 받은 이씨유(73)는 수신된 크랭크 신호의 입력 시간과 이전에 입력된 크랭크 신호의 입력 시간과의 차를 연산한다(단계 105).

그 후 상기 이씨유(73)는 크랭크 신호의 입력 시간(T_n)과 바로 이전에 입력된 크랭크 신호의 입력 시간(T_n-1)의 차를 연산하여 차 시간(T_m)를 출력하며, 이 차 시간(T_m)를 미리 설정된 소정 범위와 비교한다(단계 107).

상기 단계(107)를 통해 비교 결과 차 시간(T_m)이 소정 범위 내에 존재하면, 정상적인 크랭크 신호로 판정하고(109), 차 시간(T_m)이 소정 범위 내에 존재하지 않는다면, 비정상적인 크랭크 신호로 판정한다(111).

이때 단계(111)를 통해 비정상적인 크랭크 신호의 경우 미리 설정된 학습 과정을 통해 크랭크 신호를 보정한다(113).

상기 단계(109) 및 단계(113)의 실행 후 크랭크 신호의 입력 횟수(N)를 증가한 후(N=N+1)(단계 115) 미리 설정된 소정 시간이내에 다음 크랭크 신호가 입력되었는 지를 체크한다(117).

즉, 상기 단계(117)를 통해 소정 시간이내에 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 상기 단계(105)로 진행하고, 상기 단계(117)를 통해 소정 시간 이내에 다음 크랭크 신호가 입력되지 않은 경우 단계(119)로 진행한다.

상기 단계(119)는 소정 시간 이후에 다음 크랭크 신호가 입력되었는 지를 체크하여 여기서, 소정 시간 이후에 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 긴 영역 신호로 판정한 후(121) 상기 단계(101)로 진행되어 크랭크 신호의 입력 횟수(N)가 초기화된다.

그러나, 상기 단계(119)를 통해 소정 시간이 경과된 후 다음 크랭크 신호가 입력되지 않으면, 크랭크 각 센서(71a)를 에러로 판정하여 운전자에게 인식시킨후 본 프로그램을 종료시킨다(123).

상기 단계(109)의 정상적인 크랭크 신호와 상기 단계(113)의 보정된 크랭크 신호에 따라 이씨유(73)에 의해 점화 시기가 결정되고, 결정된 점화 시기를 수신한 점화부(75)는 상기 연료 분사 시스템(10)에 신호를 출력하며, 이 점화부(75)의 신호를 받은 연료 분사 시스템(10)은 연료 탱크 내의 연료를 분사시키고, 이 분사된 연료는 에어 클리너(미도시됨)을 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 기화되면서 폭발 행정을 실행한다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법 및 장치는, 크랭크 신호에 따라 엔진의 점화 시기를 결정하는 자동차 엔진 제어 장치에 있어, 매번 입력되는 크랭크 신호의 입력 시간 차가 미리 설정된 소정 범위 내에 존재하는 경우 정상적인 크랭크 신호로 판정하고, 소정 범위 내에 존재하지 않는 경우 비정상적인 크랭크 신호로 판정함으로써, 비정상적인 크랭크 신호에 의한 시동 꺼짐을 미연에 방지하여 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (4)

1. a) 크랭크 각 센서로부터 입력되는 크랭크 신호의 입력 시간 차를 연산한 후 미리 설정된 소정 범위와 비교하여 입력 시간 차가 설정된 소정 범위 내의 존재 여부에 따라 크랭크 신호의 정상 또는 비 정상인 지를 판정하는 단계;

   b) 상기 a) 단계의 판정 결과에 따라 학습 과정에 통해 크랭크 신호를 보정한 후 크랭크 신호의 입력 횟수를 카운팅하는 단계; 및

   c) 상기 b) 단계를 통해 카운팅된 후 소정 시간 내에 다음 크랭크 신호의 입력 여부에 따라 크랭크 각 센서의 에러를 진단하는 단계 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법.
2. 제1항에 있어, 상기 a) 단계는,

   a-1) 크랭크 각 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하는 단계;

   a-2) 상기 a-1) 단계를 통해 수신된 크랭크 신호와 이전에 입력된 크랭크 신호 간의 입력 시간 차(T_n-T_n-1=T_m)를 연산하는 단계;

   a-3) 상기 a-2) 단계에서 연산된 크랭크 신호의 입력 시간 차(T_m)가 미리 설정된 설정 범위 이내 존재하는 지를 체크하는 단계;

   a-4) 상기 a-3) 단계에서 크랭크 신호의 입력 시간 차(T_m)가 미리 설정된 설정 범위 이내 존재하는 정상적인 크랭크 신호로 판정하는 단계; 및

   a-5) 상기 a-3) 단계에서 크랭크 신호의 입력 시간 차(T_m)가 미리 설정된 설정 범위 이내 존재하지 않는 경우 비 정상적인 크랭크 신호로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어, 상기 c) 단계는,

   c-1) 상기 b) 단계의 실행 후 미리 설정된 소정 시간 이내에 다음 크랭크 신호가 입력되었는 지를 체크하는 단계;

   c-2) 상기 c-1) 단계를 통해 소정 시간 이내에 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 상기 a-2) 단계로 진행하여 이전에 입력된 크랭크 신호 간의 입력 시간 차(T_n-T_n-1=T_m)를 연산하는 단계;

   c-3) 상기 c-1) 단계에서 소정 시간 이내에 다음 크랭크 신호가 입력되지 않은 경우 소정 시간 경과 후 다음 크랭크 신호가 입력되었는 지를 체크하는 단계

   c-4) 상기 c-3) 단계에서 소정 시간 경과 후 다음 크랭크 신호가 입력된 경우 긴 신호 영역으로 판정하는 단계;

   c-5) 상기 c-4) 단계의 실행 후 크랭크 신호의 입력 횟수(N)를 초기화한 후 상기 a-1) 단계로 진행하여 다음 크랭크 신호를 수신하는 단계; 및

   c-6) 상기 c-3) 단계를 통해 소정 시간 경과 후 다음 크랭크 신호가 입력되지 않은 경우 상기 크랭크 각 센서를 고장으로 진단하여 운전자에게 경고하는 단계 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동 꺼짐 방지 방법.
4. 크랭크 각 센서 및 캠 센서를 포함하는 감지부;

   매회 입력되는 상기 감지부의 크랭크 각 센서의 크랭크 신호의 입력 시간 차와 미리 설정된 소정 범위와 비교하여 크랭크 신호의 정상 여부를 판정하여 비정상적인 크랭크 신호의 경우 학습에 의해 보정하고, 보정된 크랭크 신호 및 정상적인 크랭크 신호에 의해 연료 및 점화각 제어를 실행하는 이씨유; 및

   점화 코일 및 점화 플러그를 포함하여 상기 이씨유의 점화 시기 데이터에 따라 연료 분사 시스템을 제어하여 연료로 엔진을 분사 및 점화시키는 점화부로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 시동 꺼짐 방지 장치.

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