KR100832235B1 - 자동차의 엔진 역회전 감지 장치 및 방법 - Google Patents

자동차의 엔진 역회전 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

연료 분사를 정확하게 실행할 수 있도록 한 자동차의 역회전 감지 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 크랭크 신호를 기초로 엔진의 역회전을 감지하는 자동차의 역회전 감지 방법에 있어서, a) 외부로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하여 상기 크랭크 신호의 롱 투스(long tooth)가 수신되었는 지를 판단하는 단계; b) 상기 a) 단계를 통해 크랭크 신호의 롱 투스가 수신된 후 상기 크랭크 신호의 미싱 투스(missing tooth)가 감지되었는 지를 판단하고 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 감지되면 엔진 역회전으로 판정하는 단계; c) 상기 b) 단계를 통해 엔진 역회전 판정 후 다음 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신되었는 지를 판단하고 판단결과 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신된 경우 캠 신호의 엣지 수를 카운팅하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계를 통해 수신된 캠 신호의 엣지 수가 기 설정된 소정 수인 지를 판단하고, 판단 결과 상기 캠 신호이 엣지 수가 기 설정된 소정 수인 경우 엔진 역회전이 정회전으로 전환되었다고 판단하여 연료 분사 및 점화를 실행하는 단계를 포함한다.
자동차, 엔진 역회전, 크랭크 신호, 캠 신호, 연료 분사, 점화

Description

자동차의 엔진 역회전 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING BACKLASHING ENGIN OF CAR}
도 1a 및 도 1b은 일반적인 크랭크 신호의 파형을 보인 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 엔진 역회전 감지 장치의 구성을 보인 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 역회전 감지 과정을 보인 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 크랭크 신호 및 캠 신호를 보인 파형도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 크랭크축 센서 13 : 캠 센서
15 : 엔진 제어 장치
본 발명은 자동차의 엔진 역회전 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 크랭크 신호 및 캠 신호를 기초로 엔진 역회전을 정확하게 감지할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 자동차의 엔진 회전 속도가 약 400 rpm 이하인 경우 엔진의 회전 관성이 크지 않으므로 엔진의 상사점(TDC)을 넘어 회전하지 못하여 역회전하는 경우가 종종 발생하고, 엔진이 역회전하는 시점에서 크랭크 센서로부터 공급되는 크랭크 신호가 주기 비정상적으로 길어진다. 이러한 크랭크 신호의 비 정상적인 주기를 기초로 엔진의 역회전이 감지된다.
즉, 도 1a에 도시된 바와 같이, 이전의 크랭크 신호의 롱 투스(long tooth)의 수신 시점과 다음 롱 투스의 수신 시점 사이의 크랭크 신호의 투스 수가 60회인 경우 엔진은 정상 회전으로 판정되고 역회전 감지 판정이 해제된다.
또한, 이전 크랭크 신호의 롱 투스의 수신 시점과 다음 롱 투스의 수신 시점 사이의 투스의 수가 60회 미만인 경우 엔진이 역회전하는 것으로 판정된다.
그러나, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크 신호의 롱 투스 감지 후 이어 연속하여 두번의 미싱 투스(missing tooth)가 수신되는 경우 상기 롱 투스가 수신되는 시점부터 첫번째 미싱 투스가 수신되는 시점까지의 투스의 수가 60회 미만이므로 엔진은 역회전으로 감지하게 되나, 상기 롱 투스가 수신되는 시점부터 두번째 미싱 투스가 수신되는 시점까지의 투스의 수가 60회인 경우 상기 두번째 미싱 투스는 크랭크 신호의 롱 투스로 인식되어 엔진은 정회전으로 판정된다.
즉, 두번째 미싱 투스를 롱 투스로 감지하여 엔진 역회전 중임에도 불구하고 정회전으로 인식하여 연료 분사 및 점화가 이루어지게 되므로, 엔진이 손상되는 문제점이 종종 발생하였다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 크랭 크 신호를 기초로 엔진 역회전 감지한 후 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 기초로 엔진 회전 상태를 판정함으로써, 엔진 회전 방향의 부정확한 판정으로 인한 엔진의 손상을 미연에 방지할 수 있도록 한 자동차의 엔진 역회전 감지 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 수단은,
크랭크 축 센서 및 캠 센서로부터 공급되는 크랭크 신호 및 캠 신호를 기초로 연료 분사 및 점화를 결정하는 자동차에 있어서,
상기 크랭크 축 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 기초하여 엔진 역회전 판정 후 크랭크 신호의 미싱 투스 수신 시 엔진 역회전 판정 이후 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 기초하여 엔진의 회전 방향을 판정하는 엔진 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
여기서, 상기 엔진 제어 장치는 상기 크랭크 신호의 미싱 투스 수신될 때 엔진 역회전으로 판정하여 연료 분사 및 점화를 정지하는 것을 특징으로 하며,
또한, 상기 엔진 제어 장치는, 상기 엔진 역회전 판정 후 수신되는 캠 신호의 엣지의 수가 엔진의 종류에 따라 기 설정된 소정 수인 지를 판단하여 캠 신호의 엣지 수가 상기의 소정 수인 경우 상기 엔진 역회전 판정 후 수신되는 미싱 투스를 롱 투스로 인식하여 상기 엔진이 정회전으로 전환되었다고 판정하고 연료 분사 및 점화를 실행하는 것을 더 포함한다.
한편, 본 발명의 제2 관점에 따른 기술적 과제는,
크랭크 신호를 기초로 엔진의 역회전을 감지하는 자동차의 엔진 역회전 감지 방법에 있어서,
a) 외부로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하여 상기 크랭크 신호의 롱 투스(long tooth)가 수신되었는 지를 판단하는 단계;
b) 상기 a) 단계를 통해 크랭크 신호의 롱 투스가 수신된 후 다음 롱 투스가 감지되기 이전에 상기 크랭크 신호의 미싱 투스(missing tooth)가 감지되었는 지를 판단하고 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 감지되면 엔진 역회전으로 판정하는 단계;
c) 상기 b) 단계를 통해 엔진 역회전 판정 후 다음 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신되었는 지를 판단하고 판단결과 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신된 경우 상기 b) 단계의 역회전 판정 후 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 카운팅하는 단계; 및
d) 상기 c) 단계를 통해 수신된 캠 신호의 엣지 수가 기 설정된 소정 수인 지를 판단하고, 판단 결과 상기 캠 신호의 엣지 수가 기 설정된 소정 수인 경우 상기 c)단계에서 수신된 미싱 투스를 롱 투스로 인식하여 엔진 역회전이 정회전으로 전환되었다고 판단하고 연료 분사 및 점화를 실행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 크랭크 신호의 롱 투스 수신한 후 이어 미싱 투스가 감지될 때 엔진 역회전으로 판정하고 엔진의 역회전 판정 후 다음 미싱 투스가 수신될 때 캠 신호의 엣지 수를 기 설정된 소정수와 비교하고 비교 결과 캠 신호의 엣지 수가 상기 소정 수인 경우 역회전 중인 엔진이 다시 정회전된 것으로 판정하여 연료 분사 및 점화를 실행함으로써, 엔진 회전 방향을 정확하게 판정하여 엔진 역회전 시 실행되는 연료 분사 및 점화로부터 발생하는 엔진 손상을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 엔진 역회전 감지 장치의 구성을 보인 도이다. 본 발명에 따른 엔진 역회전 감지 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크축 센서(11), 캠 센서(13), 및 엔진 제어 장치(15)로 구비되고, 상기 엔진 제어 장치(15)는 수신된 크랭크 축 센서(11) 및 캠 센서(13)의 크랭크 신호 및 캠 신호를 수신하여 엔진의 역회전을 감지하고, 감지된 엔진 회전 방향에 따라 연료 분사 및 점화를 제어하도록 구비된다.
즉, 상기 엔진 제어 장치(15)는 크랭크 신호의 롱 투스(long tooth) 수신 후 이어 미싱 투스(missing tooth)가 수신될 때 엔진 역회전으로 감지되고, 이어 다시 크랭크 신호의 미싱 투스(missing tooth)가 수신될 때 엔진 역회전 판정 후 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 기 설정된 소정 수와 비교하고 비교 결과 캠 신호의 엣지 수가 상기 소정 수인 경우 역회전 중인 엔진이 다시 정회전된 것으로 판정하여 연료 분사 및 점화를 실행한다. 여기서, 상기 소정 수는 캠 센서가 half Moon 타입인 경우 캠 신호의 엣지 수는 1개이나, multi tooth 타입인 경우 캠 신호의 엣지 수는 2개가 발생된다. 즉, 상기 소정 수는 엔진의 종류에 따라 장착되는 캠 센서의 종류에 따라 다르게 설정되며, 상기 소정 수는 상기 엔진 제어 장치(15)의 소정 위치에 저장된다.
따라서, 연속하여 입력되는 크랭크 신호의 미싱 투스를 롱투스로 오인하여 엔진 역회전 중임에도 불구하고 정회전으로 판정하는 엔진 제어 장치(15)의 오판정이 미연에 방지된다.
도 3은 도 2에 도시된 엔진 제어 장치(15)의 자동차의 엔진 역회전 감지 과정을 보인 흐름도이고, 도 4는 도 2에 도시된 크랭크 신호 및 캠 신호를 보인 파형도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 자동차의 엔진 역회전 감지 과정을 설명한다.
우선, 상기 엔진 제어 장치(15)는 상기 크랭크축 센서(11)로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하여(단계 101) 상기 크랭크 신호의 롱 투스(long tooth)가 수신되었는 지를 판단한다(단계 103). 이때 상기 크랭크 신호는 도 4에 도시된 바와 같다.
이어 상기 엔진 제어 장치(15)는 상기 단계(103)를 통해 크랭크 신호의 롱 투스가 수신된 경우 소정 시간 경과 후 크랭크 신호의 미싱 투스(missing tooth)가 수신되었는 지를 판단하고(단계 105), 이어 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신된 경우 엔진 역회전으로 판정한다(단계 107).
상기 단계(107)의 판정 결과에 따라 연료 분사 및 점화가 정지된다.
또한, 상기 엔진 제어 장치(15)는 상기 단계(107)의 엔진 역회전 판정 후 캠 신호를 수신하여 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 카운팅한다(단계 108), 이어 상기 엔진 제어 장치(15)는 다음 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신되었는 지를 판단하고(단계 109) 판단결과 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신된 경우 상기 단계(108)에 의해 카운팅된 캠 신호의 엣지 수를 엔진의 종류에 따라 기 설정된 소정 수와 비교하고(단계 113), 비교 결과 캠 신호의 엣지 수가 상기 소정 수인 경우 상기 단계(109)에서 수신된 미싱 투스를 롱 투스로 인식하여 엔진 역회전이 정회전으로 전환되었다고 판정한다(단계 115). 상기 판정 결과에 따라 연료 분사 및 점화가 실행된다.
한편, 상기 단계(113)를 통해 캠 신호의 엣지 수가 상기 소정 수가 아닌 경우 상기 단계(107)로 진행하여 엔진 역회전으로 판단하고, 따라서, 연료 분사 및 점화는 계속 정지된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 엔진 역회전 감지 장치 및 방법은, 크랭크 신호의 롱 투스 수신한 후 이어 미싱 투스가 감지될 때 엔진 역회전으로 판정하고 엔진의 역회전 판정 후 다시 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신될 때 캠 신호의 엣지 수를 기 설정된 소정수와 비교하고 비교 결과 캠 신호의 엣지 수가 상기 소정 수인 경우 역회전 중인 엔진이 다시 정회전으로 전환된 것으로 판정하여 연료 분사 및 점화를 실행함으로써, 엔진 회전 방향을 정확하게 판정하여 엔진 역회전 시 실행되는 연료 분사 및 점화로부터 발생하는 엔진 손상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻는다.
이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

  1. 크랭크 축 센서 및 캠 센서로부터 공급되는 크랭크 신호 및 캠 신호를 기초로 연료 분사 및 점화를 결정하는 자동차에 있어서,
    상기 크랭크 축 센서로부터 공급되는 크랭크 신호를 기초하여 엔진 역회전 판정 후 크랭크 신호의 미싱 투스 수신 시 엔진 역회전 판정 이후 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 기초하여 엔진의 회전 방향을 판정하는 엔진 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 역회전 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔진 제어 장치는 상기 엔진 역회전 판정 후 수신되는 캠 신호의 엣지의 수가 엔진의 종류에 따라 기 설정된 소정 수인 지를 판단하여 캠 신호의 엣지 수가 상기의 소정 수인 경우 상기 엔진 역회전 판정 후 수신되는 미싱 투스를 롱 투스로 인식하여 상기 엔진이 정회전으로 전환되었다고 판정하고 연료 분사 및 점화를 실행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 역회전 감지 장치.
  3. 크랭크 신호를 기초로 엔진의 역회전을 감지하는 자동차의 엔진 역회전 감지 방법에 있어서,
    a) 외부로부터 공급되는 크랭크 신호를 수신하여 상기 크랭크 신호의 롱 투스(long tooth)가 수신되었는 지를 판단하는 단계;
    b) 상기 a) 단계를 통해 크랭크 신호의 롱 투스가 수신된 후 상기 크랭크 신호의 미싱 투스(missing tooth)가 감지되었는 지를 판단하고 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 감지되면 엔진 역회전으로 판정하는 단계;
    c) 상기 b) 단계를 통해 엔진 역회전 판정 후 다음 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신되었는 지를 판단하고 판단결과 상기 크랭크 신호의 미싱 투스가 수신된 경우 상기 b) 단계의 역회전 판정 이후 수신되는 캠 신호의 엣지 수를 카운팅하는 단계; 및
    d) 상기 c) 단계를 통해 수신된 캠 신호의 엣지 수가 기 설정된 소정 수인 지를 판단하고, 판단 결과 상기 캠 신호의 엣지 수가 기 설정된 소정 수인 경우 상기 c) 단계에서 수신된 미싱 투스를 롱 투스로 인식하여 엔진 역회전이 정회전으로 전환되었다고 판단하고 연료 분사 및 점화를 실행하는 단계를 포함하는 자동차의 엔진 역회전 감지 방법.
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