KR20010028192A

KR20010028192A - 차량의 급발진 제어장치

Info

Publication number: KR20010028192A
Application number: KR1019990040291A
Authority: KR
Inventors: 신원향; 박조환
Original assignee: 배재철; 성삼엘에스피 주식회사
Priority date: 1999-09-18
Filing date: 1999-09-18
Publication date: 2001-04-06

Abstract

본 발명은 운전자의 조작(가속페달의 조작)과 무관하게 엔진 회전수가 3,000rpm이상 상승되면 급발진으로 판단하고 자동으로 엔진을 정지시켜 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지토록 한 차량의 급발진 제어장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 첫째, LPG, 가솔린, 수소가스 등 전자 제어 점화장치가 채택되어 있는 자동차에서는 엔진 전자 제어 장치(ECU)에서 출력되는 점화 신호가 점화 코일에 전달되지 못하도록 하여 엔진을 정지시키고, 둘째, 전자제어식 연료 분사 장치 엔진에서는 분사기(INJECTOR)가 설치되어 있고, 이 분사기의 작동은 전자 제어 유니트(ECU)에 의해 전기적 신호로써 전자석의 온/오프 개폐로 인해 연료가 분사되어 엔진이 회전하게 되어 있으므로, 이 분사기에 공급되는 전기를 차단하여 연료 공급을 차단하는 방법으로 엔진을 정지시킨다.

Description

차량의 급발진 제어장치{Apparatus for controlling quick start in vehicles}

본 발명은 차량의 급발진 제어장치에 관한 것으로, 특히 운전자의 조작(가속페달의 조작)과 무관하게 엔진 회전수가 3,000rpm이상 상승되면 급발진으로 판단하고 자동으로 엔진을 정지시켜 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지토록 한 차량의 급발진 제어장치에 관한 것이다.

좀 더 상세하게는, 운전자가 가속 페달을 조작하지 않은 경우에 엔진 회전수가 3,000rpm 이상 상승하면 자동으로 엔진을 정지시키고, 연료 공급을 차단하여 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지하며, 또한 급발진 후 그 원인도 정확히 분석 가능토록 한 차량의 급발진 제어장치에 관한 것이다.

통상, 자동차를 포함한 차량은 인간의 필수품으로 이미 생활 속에 깊이 들어와 있으며, 특히 운전의 편의성에 의해 자동 변속기를 장착한 차량이 급속히 증가하고 있는 추세이다. 여기서 자동 변속기는 사용자의 변속 조작 없이 자동으로 변속을 수행하는 장치이다.

한편, 최근에는 상기와 같은 자동 변속기를 장착한 차량에서 갑작스러운 발진으로 인명 및 재산 피해가 속출하고 있는데, 지금까지는 차량의 급발진의 원인을 정확히 규명하지 못한 상태이다.

이와 같이 차량의 급발진 원인이 정확히 규명되지 않은 상태에서, 급발진을 미연에 방지하기는 매우 어려우며, 가장 최선책으로는 급발진후 바로 엔진 및 기타 차량 시스템을 정지시켜 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지하는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같이 급발진후 발생하는 대형 사고를 미연에 방지하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 운전자의 조작(가속페달의 조작)과 무관하게 엔진 회전수가 3,000rpm이상 상승되면 급발진으로 판단하고 자동으로 엔진을 정지시켜 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지토록 한 차량의 급발진 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 운전자가 가속 페달을 조작하지 않은 경우에 엔진 회전수가 3,000rpm 이상 상승하면 자동으로 엔진을 정지시키고, 연료 공급을 차단하여 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지하도록 한 차량의 급발진 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차량의 급발진후 그 원인도 정확히 분석 가능토록 한 차량의 급발진 제어장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

엔진의 회전수, 변속 레버의 위치, 가속페달 조작 신호, 차량 속도를 마이크로 프로세서에 입력시키고, 가속페달 조작 신호가 입력되지 않았는데도 엔진 회전수가 소정 회전수(3,000rpm) 이상 상승하면 자동으로 엔진을 정지시키도록 한 것이다.

여기서 엔진을 정지시키는 방법으로는,

첫째, LPG, 가솔린, 수소가스 등 전자 제어 점화장치가 채택되어 있는 자동차에서는 엔진 전자 제어 장치(ECU)에서 출력되는 점화 신호가 점화 코일에 전달되지 못하도록 하여 엔진을 정지시킨다.

둘째, 전자제어식 연료 분사 장치 엔진에서는 분사기(INJECTOR)가 설치되어 있고, 이 분사기의 작동은 전자 제어 유니트(ECU)에 의해 전기적 신호로써 전자석의 온/오프 개폐로 인해 연료가 분사되어 엔진이 회전하게 되어 있는데, 이 분사기에 공급되는 전기를 차단하여 연료 공급을 차단하는 방법으로 엔진을 정지시킨다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 급발진 제어장치의 전체 구성을 보인 블록도

도 2는 도 1의 점화 신호 차단부의 상세 구성 및 일반적인 점화 시기 제어 장치의 상세 구성을 보여주는 회로도

도 3은 도 1의 연료 공급 차단부의 상세 구성 및 일반적인 인젝터 구동 장치의 상세 구성을 보여주는 회로도

도 4a는 도 3의 인젝터 분사 시기를 나타내 주는 도면으로서 No.1 실린더의 분사 시기 타이밍

도 4b는 No.3 실린더의 분사 시기 타이밍

도 4c는 No.4 실린더의 분사 시기 타이밍

도 4d는 No.2 실린더의 분사 시기 타이밍

도 4e는 순차 분사 방식에서 인젝터의 행정 순서 및 인젝터 분사 시기를 나타내 주는 테이블

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

20 : 엔진 회전수 검출부 40 : 가속 페달 조작 검출부 60 : 수동 스위치부

70 : 전자 제어 유니트 80 : 점화 신호 차단부 90 : 연료 공급 차단부

100 : 메모리

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도 1은 본 발명에 의한 차량의 급발진 제어장치의 블록 구성도 이다.

여기서, 참조부호 10은 차량의 현재 주행 속도를 감지하는 차속 센서이고, 20은 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부이며, 30은 브레이크의 조작 여부를 검출하는 브레이크 조작 검출부이고, 40은 가속 페달의 조작 여부를 검출하는 가속 페달 조작 검출부이다.

또한, 참조부호 50은 기어의 변속 상태를 검출하는 변속 상태 검출부이고, 수동 스위치부(60)는 운전자가 차량 이상시 엔진을 정지시키도록 하는 신호를 입력하기 위한 수동 스위치부이다.

또한, 참조부호 70은 상기 차속 센서(10), 엔진 회전수 검출부(20), 브레이크 조작 검출부(30), 가속페달 조작 검출부(40), 변속 상태 검출부(50), 수동 스위치부(60)에서 각각 출력되는 신호에 따라 차량 전체 동작을 제어하며, 수동 스위치부(60)에 구비된 수동 스위치가 조작되면 엔진 정지를 위한 제어신호를 발생하고, 차량 급발진으로 판단된 경우에는 점화 신호 차단 제어신호와 연료 공급 차단 제어신호를 발생하며, 상기 각각의 블록에서 얻어지는 데이터를 메모리(100)에 저장하는 전자 제어 유니트이다.

또한, 참조부호 80은 상기 전자 제어 유니트(70)에서 출력되는 점화 신호 차단 제어신호에 따라 점화 신호를 차단하여 엔진이 정지되도록 하는 점화 신호 차단부이고, 참조부호 90은 상기 전자 제어 유니트(70)에서 출력되는 연료 공급 차단 제어신호에 따라 인젝터 구동용 전원을 차단하여 연료 공급을 차단하는 연료 공급 차단부이며, 참조부호 100은 상기 전자 제어 유니트(70)에서 얻어지는 차속, 엔진 회전수, 브레이크 조작 상태, 가속 페달 조작 상태, 변속 상태, 수동 스위치의 조작 상태 등의 관련 데이터를 저장하고, 추후 그 내용을 판독하여 급발진의 원인 규명이 가동토록 해주는 메모리이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량의 급발진 제어장치는, 먼저 차속 센서(10)는 현재 차량의 주행 속도를 체크하여 상기 전자 제어 유니트(70)에 전달하며, 엔진 회전수 검출부(20)는 현재의 엔진 회전수(rpm)를 검출하여 전자 제어 유니트(70)에 전달한다.

또한, 브레이크 조작 검출부(30)는 브레이크의 조작 상태를 검출하고, 그 검출 상태 데이터를 전자 제어 유니트(70)에 전달하며, 마찬가지로 가속 페달 조작 검출부(40)도 가속 페달의 조작 상태를 검출하여 상기 전자 제어 유니트(70)에 전달한다. 아울러 변속 상태 검출부(50)도 현재 기어의 변속 상태(변속 레버의 위치 상태)를 검출하여 전자 제어 유니트(70)에 전달한다.

그러면 전자 제어 유니트(70)는 상기 각각의 상태 검출 신호, 차속, 엔진 회전수, 브레이크 조작 상태, 가속 페달 조작 상태, 변속 상태 등에 관한 데이터를 메모리(100)에 저장하며, 그와 동시에 각 검출 신호에 대응하는 제어를 수행한다. 여기서 각 검출 신호에 따른 일반적인 차량의 운행 제어 과정은 주지의 사실 이므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략하며, 이하에서는 본 발명의 핵심인 급발진 제어에 대한 동작만을 상세히 설명한다.

먼저, 전자 제어 유니트(70)는 각각의 상태 값을 분석하고, 엔진 회전수를 검색하여 엔진 회전수가 각각의 상태에 대응하게 적절한가를 판단한다.

이 판단 결과 가속 페달이 조작되지 않은 상태에서 엔진 회전수가 설정 회전수(3,000rpm) 이상이 되면, 급발진으로 인식하고 점화 신호 차단 제어신호 및 연료 공급 차단 제어신호를 발생한다.

상기 점화 신호 차단 제어신호를 전달받은 점화 신호 차단부(80)는, 도 2에 도시된 바와 같이 점화 스위치(115)를 강제로 오프(off)시켜 점화를 위한 전류를 차단하여 엔진이 정지되도록 한다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 도 2는 일반적인 차량의 점화 시기 제어 회로도로서, 전자 제어 유니트(ECU)(70)는 엔진의 상태를 각종 센서를 통해 인식하고, 크랭크, 아이들 또는 그 이외의 엔진 상태에 부합되도록 최적의 점화 시기를 찾아내고, 결정된 점화시기에 따라 파워 트랜지스터(111)를 구동하여 점화 코일부(112)내의 점화 코일의 1차측 전류를 단속한다. 상기 점화 코일부(112)내 점화 코일의 2차측 전류는 스파크 플러그(113)로 방전되어 불꽃 방전이 이루어짐으로써, 점화가 이루어진다.

여기서 전자 제어 유니트(70)내에는 점화 시기 계산 및 점화하여야 할 실린더 관련 회로가 있으며, 계산된 값에 의해 상기 파워 트랜지스터(111)의 베이스 인가 전압이 제어되어 점화 코일부(112)내 점화 코일의 1차측 전류가 단속된다.

이때 점화 스위치(115)는 이미 온(on) 상태, 즉 접점a와 접점b가 연결된 상태이므로, 상기 점화 코일의 1차측에는 밧데리(114)의 방전 전압이 공급된다.

그러나 전자 제어 유니트(70)에서 급발진으로 판단된 경우에는, 상기 점화 신호 차단부(80)에는 점화 신호 차단 제어신호가 인가되고, 상기 점화 신호 차단부(80)내 릴레이의 코일(81)에는 전류가 흘러 상기 점화 스위치(115)를 강제로 오프(off), 즉 접점a와 접점b가 연결되지 않은 상태가 되어 점화를 위한 전류 공급이 차단된다.

이로써 점화를 위한 전원 공급이 차단되고, 엔진은 정지하게 된다.

여기서, 점화 신호 차단부(80)의 구성이 릴레이 코일로 이루어진 것으로 설명하였으나, 그 외에도 권선 간격을 좁게 나선형으로 감은 도전체 또는 긴 원통형의 코일로 이루어져 점화 스위치(115)의 온/오프가 가능한 솔레노이드(solenoid)를 사용할 수 도 있으며, 릴레이 코일을 사용할 것인지 또는 솔레노이드를 이용할 것인지는 부품의 사이즈, 가격 등에 따라 적절하게 선택하면 된다.

한편, 연료 공급 차단부(90)는 상기 전자 제어 유니트(70)에서 출력되는 연료 공급 차단 제어신호에 따라 인젝터에 공급되는 전원을 차단하여 연료 공급이 차단되도록 한다.

즉, 상기 연료 공급 차단부(90)는 도 3에 도시된 바와 같은 일반적인 인젝터 구동 회로의 컨트롤 릴레이(122)와 인젝터(121)의 사이에 게재되어 인젝터(121)에 공급되는 전원을 차단하는 방법으로 연료 공급을 차단하여 엔진을 정지시키는 역할을 한다.

상기 인젝터 구동 회로에서 인젝터(121)는 밧데리(123)의 전원을 컨트롤 릴레이(122)를 통해 전달받으며, 상기 컨트롤 릴레이(122)는 점화 스위치가 온(on)되면 동시에 온(on)되어 상기 인젝터(121)에 전원을 공급해 준다. 그리고 전자 제어 유니트(70)의 내부에는 도면에 도시된 바와 같이 각각의 인젝터를 개별적으로 동작시키기 위해서 별개의 인젝터 구동용 파워 트랜지스터가 구비되어 있다. 이로 인하여 평상시는 점화 순서대로 인젝터가 순차 분사와 동시 분사가 적절히 제어된다. 상기 순차 분사는 각 기통의 배기 행정에서 인젝터를 구동시키며, 크랭크각 센서의 신호에 동기 하여 구동되며, 도 4a 내지 도 4d는 상기 각각의 인젝터의 분사 시기를 나타내는 타이밍을 보여준 것이고, 도 4e는 각 인젝터의 분사시기에 따른 실린더의 행정 순서를 나타낸 것이다. 도 4e에서 폭이라고 표기된 단어는 폭발 행정을 나타내고, 배라고 표기된 단어는 배기 행정을 나타내며, 흡이라고 표기된 단어는 흡입 행정을 나타내고, 압이라고 표기된 단어는 압축 행정을 나타낸다. 그리고 도 4e에서 빗금친 부분은 인젝터 분사 시기를 나타낸다.

상기와 같이 정상적으로 순차 분사 방식에 의해 엔진에 연료를 공급하는 상태에서, 상기 전자 제어 유니트(70)로부터 급발진으로 판단되어 연료 공급 차단 제어신호가 발생하면, 연료 공급 차단부(90)를 이루는 릴레이 코일(91a)로는 상기 전자 제어 유니트(70)에서 출력되는 연료 공급 차단 제어신호(하이신호)가 흐르게 되고, 이에 따라 릴레이 스위치(91b)는 오프 상태가 된다. 상기 릴레이 스위치(91b)가 오프 상태가 되면, 상기 컨트롤 릴레이(122)를 통해 인젝터(121)로 흐르는 전류가 차단되고, 이로써 인젝터(121)는 구동이 오프 되어 연료 공급을 차단하게 된다.

이와 같이 연료 공급이 차단되면 엔진이 정지하게 된다.

이상 설명한 바는 급발진시 엔진을 정지시키는 과정을 설명하였으며, 상기와 같은 급발진이 이루어진 후에 그 급발진 원인을 파악하고자 하면, 상기 메모리(100)에 저장된 각종 데이터를 분석함으로써, 급발진의 원인 규명도 가능하다.

한편, 상기와 같은 급발진 제어장치의 동작은 전자 제어 유니트(70)에서 엔진 회전수와 가속 페달의 조작 상태 등을 검출하여 자동적으로 수행하는 동작 모드이며, 본 발명은 부가적으로 운전자가 급발진이라고 스스로 판단하거나 자신의 의지와는 달리 엔진 회전수가 3,000rpm 이상 상승하면, 엔진을 정지시키기 위해서 수동 스위치부(60)내의 수동 스위치를 조작한다.

그러면 전자 제어 유니트(70)는 주지한 바와 같이 점화 신호 차단 제어신호 및 연료 공급 차단 제어신호를 발생하게 되고, 이러한 제어신호에 따라 상기 점화 신호 차단부(80) 및 연료 공급 차단부(90)가 주지한 바와 같은 동작을 수행하여, 점화 신호를 차단하고, 연료 공급을 차단하여 엔진을 정지시키게 된다.

즉, 운전자가 차량에 이상이 발생하였다고 판단한 경우 상기 수동 스위치부(60)내의 수동 스위치를 조작하면 주지한 바와 같은 동작에 의해 엔진이 정지되어, 차량 이상으로 인한 대형 사고를 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 상술한 본 발명에 의한 "차량의 급발진 제어장치"에 따르면, 급발진시 점화 신호를 차단하고, 연료 공급을 차단함으로써 급발진으로 인한 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 급발진이 발생한 후 메모리에 저장된 각종 데이터를 분석함으로써, 급발진의 원인 규명도 가능한 이점이 있다.

또한, 운전자가 차량에 이상이 발생하였다고 판단한 경우 수동 스위치를 조작하면 주지한 바와 같은 동작에 의해 엔진이 정지되어, 차량 이상으로 인한 대형 사고도 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

차량의 현재 주행 속도를 감지하는 차속 센서, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부, 브레이크의 조작 여부를 검출하는 브레이크 조작 검출부, 가속 페달의 조작 여부를 검출하는 가속 페달 조작 검출부, 기어의 변속 상태를 검출하는 변속 상태 검출부를 구비한 일반적인 차량에 있어서,

상기 차속 센서, 엔진 회전수 검출부, 브레이크 조작 검출부, 가속페달 조작 검출부, 변속 상태 검출부에서 각각 출력되는 신호에 따라 차량 전체 동작을 제어하며, 급발진으로 판단된 경우에는 점화 신호 차단 제어신호와 연료 공급 차단 제어신호를 발생하고, 상기 각각의 센서 및 검출부에서 얻어지는 데이터를 메모리에 저장하는 전자 제어 유니트와;

상기 전자 제어 유니트에서 출력되는 점화 신호 차단 제어신호에 따라 점화 신호를 차단하여 엔진이 정지되도록 하는 점화 신호 차단부와;

상기 전자 제어 유니트에서 출력되는 연료 공급 차단 제어신호에 따라 인젝터 구동용 전원을 차단하여 연료 공급을 차단하는 연료 공급 차단부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전자 제어 유니트는, 상기 가속 페달 검출부의 출력 신호를 검색하고, 가속 페달이 조작되지 않은 상태에서 엔진 회전수가 3,000rpm 이상 상승하면 급발진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 점화 신호 차단부는, 상기 전자 제어 유니트에서 출력되는 점화 신호 차단 제어신호에 따라 점화 스위치를 강제로 오프 시켜 엔진이 정지되도록 하는 릴레이 코일로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 연료 공급 차단부는, 상기 전자 제어 유니트에서 출력되는 연료 공급 차단 제어신호에 따라 인젝터에 공급되는 구동 전류를 차단하여 연료 공급이 중단되도록 하는 릴레이로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전자 제어 유니트에서 얻어지는 차속, 엔진 회전수, 브레이크 조작 상태, 가속 페달 조작 상태 및 변속 상태 관련 데이터를 저장하여, 추후 그 내용 판독으로 급발진의 원인 규명이 가동토록 해주는 메모리와, 운전자가 차량 이상시 엔진을 정지시키도록 하는 신호를 상기 전자 제어 유니트에 입력시키기 위한 수동 스위치부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 제어장치.