KR101934739B1 - 운행차용 운행 및 출력 제한 장치 - Google Patents

운행차용 운행 및 출력 제한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운행차에서 운행 및 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되고, 출력 제한 1단계 이상의 다단계에서도 동일하게 제어되며 설정한 저항 값에 해당하는 전압이 ECU로 전달되게 할 수 있고, 운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 강제 출력 전압으로 ECU로 전달되게 하여 주변 전자파 noise 또는 회로결함 등으로 인해 급발진이 발생되지 않게 할 수 있으며, 크루즈 모드 스위치를 릴레이와 연결하여 줌으로써, 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한 기능의 작동시 릴레이로 크루즈모드 스위치를 강제 OFF할 수 없고, 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진에서 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level), 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어기에서 엔진출력을 다단계로 낮게 제어하거나, 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행 및 출력을 제한할 수 있으며, 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 환원제의 보충을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

운행차용 운행 및 출력 제한 장치{A driving and output limiting apparatus for in-use vehicles}
본 발명은 운행차에서 운행 및 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되고, 출력 제한 1단계 이상의 다단계에서도 동일하게 제어되며 설정한 저항 값에 해당하는 전압이 ECU로 전달되게 할 수 있고, 운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 출력 제한 전압으로 ECU로 전달되어 주변 전자파 noise 또는 회로결함 등으로 급발진이 발생되지 않게 할 수 있으며, 크루즈 모드 스위치를 릴레이와 연결하여 줌으로써, 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한기능의 작동시 릴레이로 크루즈모드 스위치를 강제 OFF할 수 있고, 선택적 촉매환원(SCR) 장치가 장착된 디젤 엔진에서 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level), 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering) 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 엔진출력을 다단계로 낮게 제어할 수 있으며, 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한할 수 있으며, 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 환원제 보충을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에 관한 기술이다.
종래의 디젤 자동차와, 건설기계 및 농기계의 경우, 배출가스의 규제가 강화된 가운데, 배출되는 배기가스를 저감시키기 위해 디젤산화촉매(DOC : Diesel oxidation catalyst), 매연여과장치(DPF : Diesel particulate filter)를 장착하여 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 매연(PM : Particulate matte) 등을 감소시키고 있으며, 질소산화물(NOx)을 저감하기 위해 후처리 과정의 역할을 할 수 있는 선택적 촉매환원(SCR : Selective catalystic reduction) 장치를 장착하고 있다.
하지만, 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착할 경우, 환원제의 잔량을 일일이 확인한 다음 넣어 주어야 하는 불편함이 있다.
그런데, 환원제가 부족할 경우 넣어주지 않거나 다른 성분을 보충할 경우, 그리고 SCR 장치가 정상 작동되지 않을 경우 질소산화물(NOx)의 감소효과는 기대하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 세계의 대부분의 나라가 관심을 갖고 추진하고 있는 대기환경오염을 개선하는데 악영향을 미치게 되는 것이다.
그러므로, 운행차에서 운행 및 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되고, 출력 제한 1단계 이상의 다단계에서도 동일하게 제어되며 설정한 저항 값에 해당하는 전압이 ECU로 전달되게 할 수 있고, 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한할 수 있고, 운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되므로 급발진이 발생될 수가 없고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 출력 제한 전압으로 ECU로 전달되게 하여 급발진이 발생되지 않게 할 수 있으며, 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하므로 환원제 보충을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
KR 10-2013-0034567(2013. 3. 29)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 운행차에서 운행 및 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되고, 출력 제한 1단계 이상의 단계에서도 동일하게 제어되며 설정한 저항 값에 해당하는 전압이 ECU로 전달되게 할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 출력 제한 전압으로 ECU로 전달되게 하여 주변 전자파 noise 또는 회로결함 등으로 인해 급발진이 발생되지 않게 할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 크루즈 모드 스위치를 릴레이와 연결하여 줌으로써, 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한기능의 작동시 릴레이로 크루즈모드 스위치를 강제 OFF할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 자동차에서 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level), 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 엔진출력을 다단계로 낮게 제어할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 환원제의 보충을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 차량에 적용 가능한 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에 있어서, 운행차의 SCR 장치와 환원제 탱크 및 환원제 도징 제어 유닛이 연결되어 있으되, 운행차의 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level)와, 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어기의 CPU는 환원제 도징 제어 유닛과 CAN 통신을 통해 정보를 받아 경고용 램프 또는 부저를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 환원제 부족분을 보충하지 않아 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 출력 제한을 실시하지 않고 제어기의 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 출력 제한 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달은 액셀 페달 입력이 그대로 ECU로 전달되며, LQRT인 경우 액셀 페달 입력이 다단계의 출력 제한 단계로 제어되어 입력하거나 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한하는 기능을 갖는 제어기와; 상기 제어기의 CPU에 의해 운행차에서 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되게 하고, 출력 제한이 2단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR2)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR2)이 동작(ON)될 경우 저항2와 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력 제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되게 하며, 출력 제한이 3단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR3)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR3)이 동작(ON)될 경우 저항3과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력 제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되게 하는 기능을 갖는 액셀 페달과; 릴레이와 연결되며, 크루즈모드 스위치에 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한기능의 작동시 릴레이로부터 강제 OFF 받는 기능을 갖는 크루즈 모드 스위치와; 상기 액셀 페달, 크루즈 모드 스위치 및 ECU와 연결되어 있으며, 제어기의 CPU에 의해 운행차에서 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호를 제어기를 통해 전달받아 정상적으로 제어되게 하는 기능을 갖는 전자제어장치(ECU); 를 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진의 경우, LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하며, 차량 운행 정보를 저장하기 위해 차량 실내에 설치되는 자가고장진단모듈(OBD); 을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 환원제 도징 제어 유닛은 후처리 배기관에 장착된 질소산화물(NOx) 센서의 신호를 받아 필요한 환원제 양을 계산하며, 환원제의 분사량을 제어하고 환원제의 공급 라인과 환원제 탱크의 히팅을 제어하며, 배기온도 센서와, 환원제 양 및 성분 센서와, 질소산화물(NOx) 센서를 제어하는 기능을 갖는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 출력 제한 전압으로 ECU로 전달되게 하여 주변 전자파 noise 또는 회로결함 등으로 인해 급발진이 발생되지 않게 할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 환원제는 선택적 환원촉매(SCR) 장치에서 질소산화물(NOX)를 저감시키기 위해 사용되는 물질로 요소수용액, 암모니아(NH3) 가스, 고체 암모니아 등을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 차량에 적용 가능한 것을 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 운행차에서 운행 및 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력 제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되고, 출력 제한 1단계 이상의 다단계에서도 동일하게 제어되며 설정한 저항 값에 해당하는 전압이 ECU로 전달되게 할 수 있다.
둘째, 본 발명은 운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 출력 제한 전압으로 ECU로 전달되게 하여 주변 전자파 noise 또는 회로결함 등으로 인해 급발진이 발생되지 않게 할 수 있다.
셋째, 본 발명은 크루즈 모드 스위치를 릴레이와 연결하여 줌으로써, 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한 기능의 작동시 릴레이로 크루즈모드 스위치를 강제 OFF할 수 없다.
넷째, 본 발명은 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진에서 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level), 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality), 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation), 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)(이하 LQRT ; Level, Quality, Regulation, Tampering), 자동차 혹은 건설기계의 액셀 페달을 덜 밟은 것으로 인식하여 제어기에서 엔진출력을 1가지 모드 이상인 다단계로 낮게 제어할 수 있다.
다섯째, 본 발명은 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한할 수 있다.
여섯째, 본 발명은 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진의 경우 차량 실내에 자가고장진단모듈(OBD : on-board diagnostics)을 제작 설치하여 차량 운행정보를 저장하며, LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달함으로써, 환원제의 보충을 유도하여 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시켜 대기오염을 최소화할 수 있다.
일곱째, 본 발명은 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 차량에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 운행 및 출력 제한 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에서, 운행 제한 또는 다단계의 출력 제한을 제어하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 운행 및 출력 제한 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에서, 운행 제한 또는 다단계의 출력 제한을 제어하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
본 발명인 운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 제어기(1), 트랜지스터1(1-1), 트랜지스터2(1-2), 트랜지스터3(1-3), 릴레이(2), 액셀 페달(3), 크루즈 모드 스위치(4), ECU(5), 부저(6), 램프(7), 환원제 도징 제어 유닛(8), 환원제 탱크(9), SCR 장치(10), 엔진(11), 질소산화물(NOx) 센서1,2(12), 자가고장진단모듈(OBD)(13), 시동스위치(14) 등으로 구성된다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에 있어서, 운행차의 SCR 장치(10)와 환원제 탱크(9) 및 환원제 도징 제어 유닛(8)이 연결되어 있으되, 운행차의 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 환원제 도징 제어 유닛(8)에서 환원제 탱크(9)안의 환원제 양과 성분에 관련 신호를 전달받고, 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level)와, 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어기의 CPU는 환원제 도징 제어 유닛과 CAN 통신을 통해 정보를 받아 경고용 램프(7) 또는 부저(6)를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 환원제 부족분을 보충하지 않아 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 출력 제한을 실시하지 않고 제어기의 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 출력 제한 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달(3)은 액셀 페달(3) 입력이 그대로 ECU(5)로 전달되며, LQRT인 경우 액셀 페달 입력이 다단계의 출력 제한으로 제어되어 입력하여 출력을 제한하거나, 시동스위치(14)와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한하는 기능을 갖는 제어기(1)와; 상기 제어기(1)의 CPU에 의해 운행차에서 강제 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal)(3) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)(5)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)(1-1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)(1-1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)(3)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU(5)로 전달되게 하고, 출력 제한이 2단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR2)(1-2)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR2)(1-2)이 동작(ON)될 경우 저항2와 액셀 페달(Accel pedal)(3)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU(5)로 전달되게 하며, 출력 제한이 3단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR3)(1-3)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR3)(1-3)이 동작(ON)될 경우 저항3과 액셀 페달(Accel pedal)(3)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU(5)로 전달되게 하는 기능을 갖는 액셀 페달(3)과; 릴레이(2)와 연결되며, 크루즈모드 스위치(4)에 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한 기능의 작동시 릴레이(2)로부터 강제 OFF 받는 기능을 갖는 크루즈 모드 스위치(4)와; 상기 액셀 페달(3), 크루즈 모드 스위치(4) 및 ECU(5)와 연결되어 있으며, 제어기(1)의 CPU에 의해 운행차에서 강제 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal)(3) 신호를 제어기(1)를 통해 전달받아 정상적으로 제어되게 하는 기능을 갖는 전자제어장치(ECU)(5); 를 포함함을 구비하며, LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프(7), 부저(6) 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하기 위해 차량 실내에 설치되는 자가고장진단모듈(OBD)(13); 을 더 구비한다.
상기 본 발명인 운행차용 운행 및 출력 제한 장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 운행차의 SCR 장치(10)와 환원제 탱크(9) 및 환원제 도징 제어 유닛(8)이 연결되어 있으되,
상기 제어기(1)는 운행차의 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 환원제 도징 제어 유닛(8)에서 환원제 탱크(9)안의 환원제의 양과 성분에 관련 신호를 CAN 통신을 통해 전달받고, 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level)와, 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어기의 CPU는 경고용 램프(7) 또는 부저(6)를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 환원제 부족분을 보충하지 않아 강제 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 강제출력을 실시하지 않고 제어기의 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 운행 및 출력 제한 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달(3)은 액셀 페달(3) 입력이 그대로 ECU(5)로 전달되며, LQRT인 경우 액셀 페달 입력이 다단계의 출력 제한 단계로 제어되어 입력하거나, LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행을 제한하는 기능을 갖는다.
상기 액셀 페달(3)은 상기 제어기(1)의 CPU에 의해 운행차에서 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal)(3) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)(5)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)(1-1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)(1-1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)(3)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU(5)로 전달되게 하고, 출력 제한이 2단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR2)(1-2)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR2)(1-2)이 동작(ON)될 경우 저항2와 액셀 페달(Accel pedal)(3)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU(5)로 전달되게 하며, 출력 제한이 3단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR3)(1-3)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR3)(1-3)이 동작(ON)될 경우 저항3과 액셀 페달(Accel pedal)(3)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU(5)로 전달되게 하는 기능을 갖는다. 이와 같은 규칙에 의해서 다단계로 출력을 제한할 수 있으며, 액셀 페달(3)의 전압 값은 차량별 특성을 고려하여 다양하게 설계 변경이 가능한 것이다.
상기 크루즈 모드 스위치(4)는 릴레이(2)와 연결되며, 크루즈모드 스위치(4)에 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 강제 출력 제한기능의 작동시 릴레이(2)로부터 강제 OFF 받는 기능을 갖는다.
상기 전자제어장치(ECU)(5)는 상기 액셀 페달(3), 크루즈 모드 스위치(4) 및 ECU(5)와 연결되어 있으며, 제어기(1)의 CPU에 의해 운행차에서 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal)(3) 신호를 제어기(1)를 통해 전달받아 정상적으로 제어되게 하는 기능을 갖는다.
상기 자가고장진단모듈(OBD)(13)는 환원제 탱크(9)의 환원제의 양과 LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프(7), 부저(6) 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하며, 차량 운행데이터를 저장하기 위해 차량 실내에 설치되는 것이다.
상술한 바와 같은, 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에서, 운행 및 출력을 제한하는 단계 및 제한하는 수치는 상술한 실시예에 한정되지 않고 변경이 가능한 것이다.
상술한 바와 같은, 선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진의 경우에서, 상기 환원제 도징 제어 유닛(8)은 후처리 배기관에 장착된 질소산화물(NOx) 센서의 신호를 받아 필요한 환원제 양을 계산하며, 환원제의 분사량을 제어하고 환원제 공급 라인과 환원제 탱크의 히팅을 제어하며, 배기온도 센서와, 환원제 양 및 성분 센서와, 질소산화물(NOx) 센서를 제어하는 기능을 갖는 것이다.
또한, 운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 환원제의 양, 환원제의 성분, 질소산화물(NOx)의 기준치, 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering) 중의 선택되는 것에 따라 운행 및 출력 제한을 수행하는 것인데, 아래에 기술하는 작동 조건은 차량별 특성과 안전을 고려하여 변경될 수 있는 것이다.
상기 환원제 탱크(9)에 환원제 양에 대한 제어는 환원제 탱크(9)에 장착한 레벨 센서와 성분 센서로부터 신호를 받으며 일정 조건에서 각 단계별로 설정한 값으로 환원제 잔량 및 성분에 따라 경고등이 점등되거나, 경고등 및 부저 작동 또는 음성 안내 및 엔진의 최대 출력이 감소하거나 운행을 제한하는 것이다.
또한, 상기 도징장치의 고장에 대한 제어는 배기관에 장착한 NOx 센서1, 2(12)로부터 신호를 받으면 신호에 따라 기준치 이상이면 경고등이 점등되고, 기준치 이상이 지속 발생되면 일정 조건에서 각 단계별로 설정한 값으로 경고등 점등 및 부저 작동 또는 음성 안내 및 엔진의 최대 출력이 감소하거나 운행을 제한하는 것이다.
또한, 상기 장치 탈거 또는 임의 개조에 대한 제어는 엔진 idle 또는 시동이 불가한 것이다.
상기 선택적 촉매환원(SCR) 장치(10)가 장착된 자동차 혹은 건설기계에서, 선택적 촉매환원(SCR) 장치의 작동과정을 보면, 먼저, 환원제를 배기관에 분사하면, 환원제와 질소산화물(NOx)이 반응하여 질소산화물(NOx)이 저감되는 것이다.
상술한 SCR 장치(10)에 함께 장착되는 디젤산화촉매(DOC : Diesel oxidation catalyst)는 150 내지 300℃의 고열을 통해 일산화탄소, 탄화수소를 촉매반응을 이용하여 줄여주고, 입자상물질(PM : Particulate matter)을 태워주며, 배기가스 중의 NO2의 비율을 높여주는 산화촉매 필터인 것이다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, SCR 장치(10)에 함께 장착되는 매연여과장치(DPF : Diesel particulate filter)는 입자상물질(PM)을 포집하여 입자상물질(PM)이 적정량 축적되면 매연 배기가스 또는 첨가제를 이용하여 촉매를 500 내지 600℃의 고온으로 활성화시켜 입자상물질(PM)을 재연소하여 재생하는 것이다.
상술한 SCR 장치(10)에 사용되는 환원제는 선택적 환원촉매(SCR) 장치에서 질소산화물(NOX)를 저감시키기 위해 사용되는 물질로 요소수용액, 암모니아(NH3) 가스, 고체 암모니아 등을 포함한다.
상술한 바와 같은, 운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 차량에 적용할 수 있으므로 그 적용대상이 광범위하다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.
1 : 제어기 1-1 : 트랜지스터1(TR1)
1-2 : 트랜지스터2(TR2) 1-3 : 트랜지스터3(TR3)
2 : 릴레이 3 : 액셀 페달
4 : 크루즈 모드 스위치 5 : ECU
6 : 부저 7 : 램프
8 : 환원제 도징 제어 유닛 9 : 환원제 탱크
10 : SCR 장치 11 : 엔진
12 : 질소산화물(NOx) 센서1,2 13 : 자가고장진단모듈(OBD)
14 : 시동스위치

Claims (6)

  1. 운행차용 운행 및 출력 제한 장치에 있어서,
    운행차의 SCR 장치와 환원제 탱크 및 환원제 도징 제어 유닛이 연결되어 있으되,
    운행차의 디젤 엔진 구동으로 운행차 내에서 배기가스가 발생이 되면, 제어기는 환원제 도징 제어 유닛에서 환원제 탱크안의 환원제의 양과 성분에 관련 신호를 CAN 통신을 통해 전달받고, 환원제가 부족할 때 부족분이 보충되지 않는 경우(level)와, 환원제 성분이 정상이 아닐 경우(quality) 또는 질소산화물(NOx)이 기준치를 벗어나는 경우(regulation)와, 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)인 LQRT의 경우 제어기의 CPU는 경고용 램프 또는 부저를 작동시키고, 운전자가 계속적으로 환원제 부족분을 보충하지 않아 출력 제한이 필요할 경우는 즉시 출력 제한을 실시하지 않고 제어기의 CPU에 메모리로 저장하고 있고, 운전자가 key off를 하고 다시 key on을 할 경우 메모리에 저장되었던 출력 제한 상태에 대해 작동하게 하는 기능과, LQRT가 아닐 경우 액셀 페달은 액셀 페달 입력이 그대로 ECU로 전달되며, LQRT인 경우 액셀 페달 입력을 다단계의 출력 제한 단계로 제어하거나, 시동스위치를 제어기와 연결하여 줌으로써, 시동스위치 작동을 제어하는 기능을 추가하여 LQRT 상태에 따라 시동스위치 작동을 제한하여 차량 운행 및 출력을 제한하는 기능을 갖는 제어기와;
    상기 제어기의 CPU에 의해 운행차에서 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호가 그대로 전자제어장치(ECU)로 전달되어 정상적으로 제어되고, 출력 제한이 1단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR1)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR1)이 동작(ON)될 경우 저항1과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되게 하고, 출력 제한이 2단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR2)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR2)이 동작(ON)될 경우 저항2와 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되게 하며, 출력 제한이 3단계 진행시 제어기의 중앙처리장치(CPU)에서 트랜지스터(TR3)을 동작(ON)시키며, 트랜지스터(TR3)이 동작(ON)될 경우 저항3과 액셀 페달(Accel pedal)의 출력 측 저항이 병렬로 합산되어 출력제한 단계에 해당하는 낮은 전압이 비례적으로 ECU로 전달되게 하는 기능을 갖는 액셀 페달과;
    릴레이와 연결되며, 크루즈모드 스위치에 크루즈 모드의 제한 기능을 추가하여 출력 제한 기능의 작동시 릴레이로부터 강제 OFF 받는 기능을 갖는 크루즈 모드 스위치와;
    상기 액셀 페달, 크루즈 모드 스위치, 시동스위치 및 ECU와 연결되어 있으며, 제어기의 CPU에 의해 운행차에서 출력 제한을 위한 기능이 작동하지 않을 경우 액셀 페달(Accel pedal) 신호를 제어기를 통해 전달받아 정상적으로 제어되게 하는 기능과 LQRT 상황에 따라 차량의 운행을 제한하는 기능을 갖는 전자제어장치(ECU); 를 포함함을 특징으로 하는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    선택적 촉매환원(SCR) 장치를 장착한 디젤 엔진의 경우, LQRT를 감시한 출력제한정보를 램프, 부저 작동 또는 음성 안내를 통해 운전자에게 전달하며, 차량 운행데이터를 기록하기 위해 차량 실내에 설치되는 자가고장진단모듈(OBD); 을 더 포함함을 특징으로 하는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    요소수용액 도징 제어 유닛은 후처리 배기관에 장착된 질소산화물(NOx) 센서의 신호를 받아 필요한 환원제 양을 계산하며, 환원제의 분사량을 제어하고 환원제 공급 라인과 환원제 탱크의 히팅을 제어하며, 배기온도 센서와, 환원제 양 및 성분 센서와, 질소산화물(NOx) 센서를 제어하는 기능을 갖는 것을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 환원제의 양, 환원제의 성분, 질소산화물(NOx)의 기준치, 장치 임의 개조 및 탈거, 고장 등으로 인하여 정상 작동하지 않는 경우(tampering)) 중의 선택되는 것에 따라 운행 및 출력 제한을 수행하는 것을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    운행차의 안전(Safety) 측면에서 예상치 못한 이유로 제어기의 CPU가 손상될 때 트랜지스터(TR)가 OFF로 고정된 경우에 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 그대로 ECU로 전달되고, 트랜지스터(TR)가 ON으로 고정된 경우에도 액셀 페달(Accel pedal)의 전압이 출력제한 전압으로 ECU로 전달되게 하여 주변 전자파 noise 또는 회로결함 등으로 인해 급발진이 발생되지 않게 할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    운행차용 운행 및 출력 제한 장치는 SUV 차량, 트럭, 버스, 굴삭기, 지게차와 같은 경유를 연료로 사용하는 차량에 적용 가능한 것을 포함함을 특징으로 하는 운행차용 운행 및 출력 제한 장치.
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