KR20000049233A - 엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 스위칭 작동을 제어하기 위한시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 작동을 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보조 설비는 보조 설비의 상태와 관련된 적어도 최소 작동 수치가 달성될 때까지 상기 엔진에 의해 구동되도록 배열된다. 보조 설비의 작동 제어 방법은 엔진이 차량을 구동시키는 제 1 수단, 차량이 제동된 제 2 수단, 및 차량이 타성 상태인 제 3 수단의 3가지 형태를 결정하는 단계를 포함하고 있으며, 제 1 수단은 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치 이하인 경우에만 작동되도록 구성되어 있으며, 제 2 수단은 보조 설비의 상태가 소정의 최대 수치 이하인 경우에 작동되도록 구성되어 있으며, 그리고 제 3 수단은 보조 설비의 상태가 전술한 최대 수치와 최소 수치 사이의 소정의 중간 수치 이하인 경우에만 작동되도록 구성되어 있다.

Description

엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 스위칭 작동을 제어하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SWITCHING IN OF ANCILLARY EQUIPMENT DRIVEN BY AN ENGINE}
천연 자원을 절약하고 배기 방출을 감소시키기 위해 차량의 연료 소모를 감소시키는 것이 차량 산업의 주 목적이다. 자동차의 연료 소모는 예를 들어, 차량 엔진의 효율을 최적화하고 차량의 중량 및 차량의 공기 항력을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 엔진의 설계 및 엔진에 꼭 맞는 차량이 개발된다 하더라도, 엔진이 절대적으로 필요할 때에만 하중하에 놓여지도록 함으로써 차량의 실제적인 연료 소모에 영향을 미칠 수 있다.
이러한 관점에서, 차량 엔진이 차량을 추진시키고 펌프 및 전기 발생기 등의 보조 장치를 구동시키기 위한 과정들이 관찰되어져 왔다. 차량용 보조 설비의 한 예는 자동차 제동 시스템에 동력을 가하기 위해 사용되는 공기 탱크를 충전하기 위한 공기 압축기이다. 제동 시스템이 설치된 차량의 엔진을 작동시키면, 공기 압축기는 공기 압력의 최소 작동 수치가 공기 탱크에 도달할 때까지 엔진에 의해 구동된다. 그 후, 탱크 내의 공기 압력은 공기 압력이 최소 수치 이하로 하강될 때 마다 탱크를 재충전함으로써 소정의 최대 및 최소 수치사이에서 유지된다. 공기 압축기가 스위칭 작동될 때, 엔진 상에 하중이 부과된다.
차량 엔진이 차량을 추진시키고 보조 설비가 이러한 조건하에서 작동되도록 사용되지 않을 때, 탐지하는 시스템이 EP-A-0 335 086 호에 공지되어 있다. 따라서, 조절 페달이 해제될 때 센서가 탐지되어, 운전자에 의해 요구되는 부가적인 추진력이 필요없음이 표시되며 그 후, 보조 설비의 작동이 필요하다면 보조 설비가 스위칭 작동되도록 한다. 예를 들어, 공기 탱크 내의 공기 압력이 저 수치일 때, 조절기가 해제되며, 공기 압축기가 스위칭 작동된다. 엔진이 차량을 추진하는데 사용되지 않는다면, 이는 공기 압축기를 구동시키는 차량의 운동 에너지가 된다. 이와 같이, 엔진은 공기 압축기에 의해 엔진에 부과되는 하중을 보상하기 위해 부가적인 연료가 필요없다.
전술한 시스템이 보조 설비에 동력을 가하기 위해 차량의 동력 에너지를 이용한다 하더라도, 보조 장치의 스위칭 작동은 차량에 엔진의 제동 효과를 증가시킬 것이다. 그 결과, 차량이 코너에 도달함으로 인해 차량의 속도를 다소 감소시킬 필요가 예상될 때, 차량의 운전자는 차량이 정상적인 엔진 제동하에서 타성으로 달리도록 조절 페달로부터 발을 올리는 상황이 발생된다. 그러나, 조절 페달로부터 발을 들어올림은 보조 설비의 작동을 초래하며, 엔진 제동 정도는 운전자에 의해 예상되는 것보다 더 크다. 그 결과, 운전자는 차량이 원래 의도된 속도에서 코너에 도달하도록 조절기를 재작동시킬 필요가 있다.
조절 페달의 적용이 연료의 소모를 증가시키므로, 차량의 운동 에너지를 감소시키는 것이 바람직할때만 보조 설비의 스위칭 작동이 발생함으로 인해 엔진 제동이 증가되는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 차량 엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 스위칭 작동을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 이러한 보조 설비는 보조 설비의 상태와 관련된 최소 작동 수치가 달성될 때까지 엔진에 의해 구동되도록 배열되어 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명되어질 것이다.
도 1은 보조 설비의 다양한 압력 수치를 개략적으로 도시한도면.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 일실시예를 도시한 블록선도.
도 3은 보조 설비의 다양한 온도 수치를 개략적으로 도시한 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 보조 설비가 스위칭 작동될 때 조심스럽게 제어함으로써 차량의 운동 에너지가 가능한한 높게 보존될 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구범위 제 1 항에 의해 달성된다.
본 발명에 따라, 차량 제동 시스템이 작동된 "실제적인"제동과 차량의 단순한 타성을 구분함으로써, 임의의 안전 제한 수치에서 자동차가 실제적으로 제동되었을 때만 보조 설비가 스위칭 작동되도록 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 자동차 엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 스위칭 작동 시간을 최적화하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구범이 제 4항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 각각의 종속항에 의해 상세하게 기술되어 있다.
본 발명이 차량 엔진에 의해 구동되는 보조 설비가 제공된 임의의 자동차에서 수행된다 하더라도, 본 발명은 중형차(HGV:heavy goods vehicle)에 적용될 때 하기에서와 같이 기술되어질 것이다.
HGV 는 디이젤 엔진에 의해 정상적으로 추진된다. 엔진은 또한 보조 설비를 구동시키기 위해 사용된다. 본 명세서 내에 사용되는 용어 "보조 설비(ancillary equipment)"는 엔진으로부터 간헐적인 충전 또는 입력을 요하는 차량의 임의의 시스템을 포함한다. 이러한 시스템의 비소모성 리스트는 차량의 엔진에 의해 구동되는 공기 압축기에 의해 발생된 압축된 공기 공급원, 엔진의 냉각을 보조하기 위한 냉각 팬, 차량의 스티어링 시스템용 서어보 시스템, 차량 내에 밧테리를 충전하기 위한 교류기, 및 에어콘디셔너 장치용 압축기를 이용하는 주 제동 시스템을 포함하며, 본 발명은 HGV의 제동 시스템에 대한 공기 공급에 대해 설명되어질 것이다.
도 1을 참조하면, HGV의 제동 시스템은 압축된 공기의 최대 압력 Pmax와 최소 압력 Pmin사이에서 작동되도록 설계되어 있다. 압축된 공기는 공기 탱크 내에 저장되며 탱크는 차량의 엔진에 의해 구동되는 공기 압축기에 의해 충전된다. 일반적인 최대 압력 Pmax와 최소 압력 Pmin의 수치는 각각 12 bar 및 8 bar이다.
도 2에서, 참조 부호 10은 본 발명에 따른 공기 압축기의 스위칭 작동을 조절하기 위한 시스템을 나타내고 있다. 이러한 시스템은 차량의 다양한 작동 변수와 관련된 데이터를 수집하는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함한다. 이러한 변수들은 차량의 속도, 엔진 속도, 엔진에 전달된 연료의 양, 및 흡입 매니폴드 압력을 포함한다. 보조 설비의 상태와 관련된 변수는 CPU(12)에 또한 전달된다. 본 발명의 실시예에서, 이러한 변수는 공기 탱크 내의 우세 압력이다.
시스템(12)은 엔진이 차량을 구동하는지, 차량이 제동되었는지, 또는 차량이 단순히 타성 상태인지를 결정하기 위한 수단을 더 포함한다. 이러한 관점에서, 본 명세서에서 사용되는 용어 "타성(coasting)"은 차량 운전자가 조절 페달상에 임의의 압력을 인가하거나 임의의 제동을 가하지 않은 상태를 의미한다. 따라서,용어 "제동된(braked)"은 차량의 운전자가 임의의 제동 형태 및 정상적인 엔진 제동을 가함을 의미한다. 이러한 제동 형태는 발로 작동되는 제동 시스템 또는 손으로 작동되는 작동 브레이크 등을 거치게 된다. 간략하게 나타내기 위해, 도 2에 제 1, 제 2, 및 제 3 수단중 어느 수단이 우세한지를 결정하기 위한 도면이 도시되어 있다. 그러나, 차량이 움직일 때 3가지 전술한 조건 중의 하나의 조건이 항상 존재함으로 3가지 조건중 두가지 조건이 존재하지 않으면 3번째 조건이 자동적으로 우세하게 됨으로 3가지 조건중의 두가지 조건이 존재하는지를 결정하기 위한 수단을 제공해야 함을 당업자들은 인지하게 될 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 시스템은 엔진이 차량을 구동시키는지를 결정하기 위한 제 1 수단(14), 차량이 제동되는지를 결정하기 위한 제 2 수단(16), 및 차량이 타성에 의한 것인지를 결정하기 위한 제 3 수단(18)을 포함한다.
제 1 수단(14)에서, CPU는 엔진이 차량을 구동시키는지를 박스(20)에서 물어본다. 그 대답이 '예'이면, 제 1 수단은 박스(22)에서 임의의 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치 이하인지를 물어본다. 이러한 상태는 Pmin보다 낮은 압력를 의미한다. 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치 이상이면, 이때 제 1 수단은 보조 설비를 스위칭 작동시키지 않는다. 이러한 상태는 도 2의 박스(24)에 나타나 있다. 그러나, 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치 이하이면, 제 1 수단은 박스(26)에 나타난 것처럼 보조 설비가 스위칭 작동되도록 초래한다. 이러한 실시예에서, 공기 압축기는 박스(26)에서 스위칭 작동되며, 공기 탱크 내에서 소정의 압력 수치가 발생될 때까지 계속해서 작동되나, 압력수치는 최소 수치 Pmax에 반드시 상응할 필요는 없다.
전술한 실시예로부터, 임의의 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치 이하인 경우에 엔진이 차량을 구동시킬 때 보조 설비가 스위칭 작동됨을 알 수 있다.
제 1 수단(14)이 엔진이 차량을 구동시키지 못했음을 박스(20)에서 나타내면, '아니오' 신호는 제 2 수단으로 전송되며 제 2 수단(16)은 차량이 제동되었는지를 결정한다. 차량이 제동되었음을 발견했다면, 제 2 수단은 임의의 보조 설비의 상태가 소정의 최대 수치 이하인지를 박스(30)에서 묻게 된다. 본 실시예에서, 이러한 상태는 Pmax보다 낮은 공기 탱크 내의 압력 수치에 대응한다. 보조 설비가 소정의 최대 수치에 상응하는 상태라면, 보조 설비는 도 2에 박스(32)로 표시되어 있다. 그러나, 보조 설비의 상태가 소정의 최대 수치 이하이면, 제 2 수단은 보조 설비가 스위칭 작동되도록 초래한다. 이러한 상태는 도 2에 박스(34)로 표시되어 있다.
제동이 종결되면, 보조 설비의 상태는 여전히 소정의 최대 수치 이하이다. 이러한 경우, 제 2 수단(16)은 보조 설비의 실제 상태를 박스(36)에서 CPU에 알려준다.
제 2 수단이 차량이 제동되지 않았음을 박스(28)에서 나타내는 경우에는, 이때에는 차량이 타성인 상태가 명백하다. 이러한 상태는 박스(28)로 부터 방출된 "아니오" 신호가 제 3 수단(18)으로 유입됨을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 차량이 타성인 상태일 때 보조 설비의 스위칭 작동이 항상 바람직한 것은 아니다. 이는 보조 설비의 스위칭 작동이 엔진 제동의 증가를 초래하기 때문이다. 반면에, 엔진이 차량을 구동시킬때 보다는 타성 중에 보조 설비를 작동시키는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따라, 보조 설비 상태의 소정의 중간 수치는 CPU에서 저장되며, 이러한 중간 수치는 도 1에 도시되어진 것과 같이 Pint로 나타나 있다. 일반적으로, Pint의 수치는 9.5 바아이다. 하기에 기술되어질 방식으로, 제 3 수단은 보조 설비가 보조 설비의 상태가 소정의 중간 수치 이하일때만 작동되도록 되어있다. 이는 공기 압축기의 예에서, 공기 압축기는 차량이 타성 상태일 때 공기 탱크 내의 압력이 Pint이하인 경우에 스위칭 작동된다.
제 3 수단(18)에서, 보조 설비의 상태가 소정의 중간 수치 이하에 놓여있는지를 박스(38)에서 정한다. 만일, 전술한 경우가 아닌 경우에는, 이때, 제 3 수단은 차량이 보조 설비를 스위칭 작동시키기 이전에 제동될 때까지 CPU(12) 에게 대기할 것을 명령한다. 이러한 상태는 도 2 의 박스(40)에 나타나 있다. 반면에, 보조 설비의 상태가 소정의 중간 수치 이하가 되는 경우에는, 보조 설비의 스위칭 작동이 실현된다.
바람직한 실시예에서, 보조 설비는 보조 설비의 상태가 중간 수치 이하인지를 박스(38)에서 결정하는 즉시 자동적으로 스위칭 작동되지 않는다. 대신에, 제 3 수단(18)은 소정의, 바로 선행하는 시간 간격 중의 차량의 작동 상태와 관련된 변수가 저장되는 델타로깅 수단을 포함하고 있거나 이와 연통한다. 따라서, 박스(42)에서, 제 3 수단은 차량이 가까운 미래에 제동되어질 가능성을 결정하기 위해 작동 조건과 관련된 변수를 분석한다. 변수의 분석이 비교적 장시간동안 제동이 발생하지 않음을 나타낸다면, 이때에는 차량이 비교적 편평하고 직선 도로를 따라 진행하고 있음을 추론하게 된다. 이러한 경우에, 제 3 수단은 보조 설비가 타성이 발생하는 주기 동안 박스(44)에서 스위칭 작동되도록 한다. 물론, 보조 설비는 최대 소정의 수치에 도달할 때까지 타성중에 반드시 스위칭 작동될 필요는 없다. 대신에, Pint와 Pmax사이에 놓여있는 중간 컷아웃 수치(cutout level)이 선택될 수 있다.
타성 주기 이후에 차량이 제동된다면, 이때 보조 설비는 소정의 최대 수치 이하가 되도록 계속해서 스위칭 작동된다.
역으로, 타성 상태 이후에 조절 밸브가 작동된다면, 보조 설비는 즉시 스위칭 작동이 중단되며 보조 설비의 현재 상태가 CPU 에 기록될 것이다.
델타로깅 수단 내의 박스(42)에 의해 나타난 변수의 분석이 차량이 곧 제동되어질 합당할 가능성을 나타내는 경우에는, 제 3 수단은 보조 설비의 스위칭 작동 이전에 차량이 제동될 때까지 CPU(12)가 대기할 것을 명령한다. 이러한 상태는 도 2의 박스(40)에 나타나 있다.
본 발명의 변형예에서, 에어 콘디셔너 장치 내의 압축기를 제어하는데 사용되는 시스템이 기술된다. 이러한 에어 콘데셔너 장치는 차량의 기관에 장착되거나 차량에 운반되는 물건용 냉각 장치일 것이다. 다음에서, 이러한 변형예는 운전자가 차량의 내붕에 적합한 온도를 선택하는 기관에 장착된 에어 컨디셔닝 장치에 관하여 설명되어질 것이다. 도 3을 참조하면, 운전자는 예를 들어 21℃의 최대 온도 Ts를 선택한다. 본 발명에 따른 시스템은 차량의 온도가 변동 가능하도록 22℃의 최대 온도 Tmax와 20℃의 최소 온도 Tmin범위 내에서 변화한다. 일시적인 최대수치 Tt는 예를 들어 23℃에서 발생된다. 제동중에, 차량 내의 온도가 Tmax이상으로 증가된다면, 압축기는 온도가 Tmin으로 하강시키기 위해 스위칭 작동된다. 유사하게, 타성중에, 차량 내의 온도가 Tmax로 근접한다면, 압축기는 스위칭 작동될 것이다. 그러나, 차량 내의 온도가 Tmax를 초과하는 반면에, 엔진은 차량을 구동시키며, 압축기의 스위칭 작동은 차량의 작동이 제동 또는 타성중에 신속하게 변경되도록 지연될 것이다. 따라서, 차량의 온도는 압축기가 자동적으로 스위칭 작동되기 이전에 Tt에 도달한다.
물론, 본 발명은 전술한 실시예와 도면에 의해 제한되지 않으며, 청부된 청구범위의 영역 내에서 변경된다. 예를 들어, 운전자가 조절 페달로부터 일시적으로 발을 올리는 경우 예를 들어, 기어 변경시에 보조 설비가 스위칭 작동되지 않도록 하기 위해 시스템 내에 예를 들어 제 3 수단내에서 지체가 발생한다. 더욱이, 임의의 상황에서, 보조 설비가 연속 주기중에 완전히 변경되는 것이 바람직하다. 이는 차량이 빈번하게 가속되고, 제동되고, 그리고 타성 상태가 되는 도시 차량에서 발생한다. 보조 설비가 엔진의 냉각을 보조하기 위한 냉각 팬을 포함하는 경우에는, 소정의 최소 수치가 팬이 자동적으로 스위칭 작동되는 온도 이상이며, 동시에 소정의 최대 수치는 팬이 스위칭 작동되지 않는 온도 이하임을 당업자들은 인지하게 될 것이다.

Claims (5)

  1. 차량의 엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 스위칭 작동을 제어하기 위한 시스템으로서, 상기 보조 설비는 상기 보조 설비의 상태와 관련된 적어도 최소 작동 수치가 달성될 때까지 상기 엔진에 의해 구동되도록 배열되는 시스템에 있어서,
    상기 엔진이 상기 차량을 구동시키는지를 결정하기 위한 제 1 수단(14),
    상기 차량이 제동되었는지를 결정하기 위한 제 2 수단(16), 및
    상기 차량이 타성 상태인지를 결정하기 위한 제 3 수단(18)을 포함하며,
    상기 제 1 수단(14)은 상기 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치(Pmin)이하인 경우에만 스위칭 작동되도록 구성되어 있으며,
    상기 제 2 수단(16)은 상기 보조 설비의 상태가 소정의 최대 수치(Pmax) 이하인 경우에 스위칭 작동되도록 구성되어 있으며, 그리고
    상기 제 3 수단(18)은 상기 보조 설비의 상태가 상기 최대 수치(Pmax)와 상기 최소 수치(Pmin) 사이의 소정의 중간 수치(Pint) 이하인 경우에만 스위칭 작동되도록 구성되어 있는 보조 설비의 스위칭 작동 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 수단(18)은 델타로깅 수단과 연통하며, 상기 델타로깅 수단 내에는 소정의, 바로 선행하는 시간 간격중의 상기 차량의 작동 조건과 관련된 변수가 저장되는 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 보조 설비는 제동 시스템용 공기 압축기, 스티어링 시스템용 서어보 시스템, 전기 발생기, 에어 콘디셔닝 시스템용 펌프, 및 시스템을 냉각시키기 위한 팬을 포함하는 군으로부터 선택되는 시스템.
  4. 차량의 엔진에 의해 구동되는 보조 설비의 스위칭 작동을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 보조 설비는 상기 보조 설비의 상태와 관련된 적어도 최소 작동 수치가 달성될 때까지 상기 엔진에 의해 구동되도록 배열되는 방법에 있어서,
    상기 엔진이 상기 차량을 구동시키는 제 1 모드, 상기 차량이 제동되는 제 2 모드, 및 상기 차량이 타성 상태인 제 3 모드의 3가지 모드중 차량이 어느 작동 모드 상태에 있는지를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 모드는 상기 보조 설비의 상태가 소정의 최소 수치 이하인 경우에만 스위칭 작동되도록 구성되어 있으며,
    상기 제 2 모드는 상기 보조 설비의 상태가 소정의 최대 수치 이하인 경우에 스위칭 작동되도록 구성되어 있으며, 그리고
    상기 제 3 모드는 상기 보조 설비의 상태가 상기 최대 수치와 상기 최소 수치 사이의 소정의 중간 수치 이하인 경우에만 스위칭 작동되도록 구성되어 있는 보조 설비의 스위칭 작동 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 3 모드는 상기 보조 설비가 스위칭 작동되는지를 결정하기 이전에 소정의, 바로 선행하는 시간 간격 중의 차량의 작동 상태와 관련된 변수를 고려하는 방법.
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