KR20040064102A - 저온시 차량 엔진 시동 장치 및 방법 - Google Patents

저온시 차량 엔진 시동 장치 및 방법 Download PDF

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양홍준
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Abstract

본 발명은 저온시 차량 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 기온이 극저온인 상태에서 엔진의 시동이 꺼진 상태로 오랜 시간이 경과할 경우 차량 엔진의 시동이 어려워지는 문제점이 있어, 이를 해결하기 위하여 차량의 냉각수 온도를 측정하여 온도에 해당하는 신호를 출력하는 냉각수 온도 측정 센서(10), 변속 기어의 설정 상태를 측정하여 설정 상태에 해당하는 신호를 출력하는 기어 상태 측정 센서(20), 상기 냉각수 온도 측정 센서(10)와 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호를 입력받고 이에 해당하는 제어 신호를 출력하는 ECU(30), 상기 냉각수 온도 측정 센서(10)에서 출력되는 온도 신호가 일정 온도이하이면 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 냉각수를 가열하는 예열 장치(40), 상기 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호를 입력받아 변속 기어의 설정 상태가 중립이 아닐 경우에는 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 중립으로 설정하는 기어 변환부(50), 상기 예열 장치(40)에 의해 냉각수의 온도가 일정 온도 이상으로 상승한 후 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 차량의 엔진을 시동하는 엔진 구동부(60), 엔진의 동작을 확인하여 해당 신호를 출력하는 엔진 동작 감지부(70)로 구성되는 저온시 차량 엔진 시동 장치를 제공한다.

Description

저온시 차량 엔진 시동 장치 및 방법{A method and apparatus for engine starting in cold weather}
본 발명은 차량 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 기온이 극저온인 상태에서 엔진의 시동이 꺼진 상태로 오랜 시간이 경과할 경우 차량 엔진의 시동이 어려워지는 것을 해결하기 위해 주위 온도가 일정 이상으로 저하될 경우 차량의 엔진을 시동하여 엔진의 온도를 유지시킬 수 있도록 하는 저온시 차량 엔진 시동 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 엔진 동작시 엔진의 원활한 동작을 위해 주입된 엔진 오일은 겨울과 같이 기후가 극저온 상태일 경우 그 점성이 커져 기관의 동작이 방해받게 되고, 차량 엔진의 시동시 동력을 공급하는 배터리의 효율이 극도로 저하되어 차량 시동이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 디젤 엔진의 구동을 위해 사용되는 경유에 포함되어 있는 파라핀 왁스 성분이 저온시에 석출되어 연료 유동성이 저하되어 극저온시 차량의 엔진을 시동하기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점은 기온이 영하 15℃ 이하로 내려갈 때 그 정도가 급격히 심화되어 시동 자체가 불가능한 경우까지 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 시동이 걸린다 하더라도 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 차량의 엔진이 정지한 상태에서 기온이 일정이하로 하강하게 되면 차량의 변속 기어를 중립으로 변환하고 엔진을 시동시켜 엔진 내부의 온도를 상승시켜 시동성을 향상시키도록 하는 저온시 차량 엔진 시동 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 저온시 차량 엔진 시동 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에서 사용하는 기어 상태 측정 센서와 기어 변환부의 설치 상태의 일실시예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 의한 저온시 차량 엔진 시동 방법을 나타내는 플로우 차트.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 충격 센서 20 : 기어 상태 측정 센서
30 : ECU 40 : 예열 장치
50 : 기어 변환부 60 : 엔진 구동부
70 : 엔진 동작 감지부
도 1은 본 발명에 의한 저온시 차량 엔진 시동 장치의 구성을 나타내는 도면으로서, 차량의 냉각수 온도를 측정하여 온도에 해당하는 신호를 출력하는 냉각수 온도 측정 센서(10), 변속 기어의 설정 상태를 측정하여 설정 상태에 해당하는 신호를 출력하는 기어 상태 측정 센서(20), 상기 냉각수 온도 측정 센서(10)와 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호를 입력받고 이에 해당하는 제어 신호를 출력하는 ECU(30), 상기 냉각수 온도 측정 센서(10)에서 출력되는 온도 신호가 일정 온도이하이면 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 냉각수를 가열하는 예열 장치(40), 상기 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호를 입력받아 변속 기어의 설정 상태가 중립이 아닐 경우에는 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 중립으로 설정하는 기어 변환부(50), 상기 예열 장치(40)에 의해 냉각수의 온도가 일정 온도 이상으로 상승한 후 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 차량의 엔진을 시동하는 엔진 구동부(60), 엔진의 동작을 확인하여 해당 신호를 출력하는 엔진 동작 감지부(70)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.
상기 엔진 구동부(60)는 차량의 엔진이 시동된 후 냉각수 온도가 일정 이상으로 상승되면 차량의 엔진 시동을 정지한다.
상기 기어 상태 측정 센서(20)는 변속 기어의 변속 레버의 중립 위치에 서로 대향되도록 설치되어 빛을 발하는 발광부(24)와 상기 발광부(24)와 대향되도록 설치되어 있어 발광부(24)에서 발광된 빛을 수신하여 해당하는 신호를 출력하는 수광부(26)로 구성되어 수광부(26)가 빛을 수신하지 못할 때 기어 상태가 중립이 아닌 것으로 판단한다.
상기 기어 변환부(50)는 각각의 변속 위치에 설정되어 있는 변속 기어를 중립 위치로 이동시키는 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)로 구성되어 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 작동된다.
상기 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)는 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 동작하는 실린더(54)와 피스톤(56)으로 구성되어 있어, ECU(30)에서 출력되는 제어 신호 입력시 피스톤(56)이 실린더(54)의 외부로 돌출 신장되도록 구성되어 있다.
상기 엔진 동작 감지부(70)는 엔진의 회전축에 설치되고 엔진의 회전수에 해당하는 신호를 출력하는 엔코더 또는 회전 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3은 본 발명에 의한 저온시 차량 엔진 시동 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트로서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
디젤 기관을 사용하는 차량의 경우 영하 15℃ 이하의 저온 상태에서 장시간 방치하게 되면 엔진의 냉각수는 빙결되지 않으나, 차량 엔진의 시동이 어렵거나 시동이 되지 않게 되므로 본 발명에 의한 장치를 사용하게 된다.
냉각수 온도 측정 센서(10)는 차량의 냉각수 온도를 계속적으로 측정(ST10)하여 냉각수 온도에 해당하는 신호를 출력하고, 이때 출력되는 신호는 ECU(30)로 입력된다.
냉각수 온도 신호를 입력받은 ECU(30)는, 냉각수의 온도가 영하 15℃ 인 것으로 판단되면(ST20) 예열 장치 제어 신호를 출력하여 예열 장치(40)가 냉각수의 온도를 상승시키도록 한다. 또한. 상기 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호에 의해 현재의 기어 위치 설정 상태를 파악한다.
기어 상태 측정 센서(20)는 변속 기어의 변속 레버의 중립 위치에 서로 대향되도록 설치되어 있는 발광부(24)와 수광부(26)로 구성되어 있다. 이때 발광부(24)에서 발광된 빛이 수광부(26)로 수신되어 수신 신호가 수광부(26)에서 출력될 경우, ECU(30)는 변속 기어가 중립 위치에 있지 않은 것으로 판단하여, 액추에이터 제어 신호를 출력하여 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)를 동시에 작동되도록 한다. 제어 신호를 입력받은 액추에이터는 변속 기어의 레버를 밀어 중립 위치로 설정되도록 한다(ST30).
수광부(26)에서 수신 신호가 출력될 경우 ECU(30)는 변속 기어가 중립 위치에 있는 것으로 판단한다.
상기 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력된 신호에 의해 기어 상태가 중립 위치에 있을 경우에는 상관없으나, 기어 상태가 중립위치에 있지 않은 것으로 판단되면 ECU(30)는 제어 신호를 출력하여 기어 변환부(50)를 구성하는 각각의 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)가 동시에 동작되도록 한다. 액추에이터는 실린더(54)와 피스톤(56)으로 구성되어 있어 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 피스톤(56)이 실린더(54)의 외부로 돌출되고 이에 따라 변속 기어 레버(L)를 밀어 변속 기어가 중립으로 설정되도록 한다.
변속 기어가 중립으로 설정되면 수광부(26)에서는 더 이상의 신호가 출력되지 않게 되고 따라서 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)는 원래의 상태로 복귀된다.
변속 기어가 중립으로 설정된 후 ECU(30)는 엔진 구동부(60) 제어 신호를 출력하게 되고, 제어 신호를 입력받은 엔진 구동부(60)는 차량의 배터리에서 공급되는 전원이 엔진의 시동 모터(미도시)로 공급되도록 하고, 전원을 공급받은 시동 모터는 엔진이 시동되도록 작동한다(ST40).
변속 기어가 중립으로 설정되지 않은 상태에서 시동되면 차량이 움직여 사고가 발생할 수 있으므로 변속 기어가 중립에 있지 않은 상태에서는 엔진 구동부(60)는 동작하지 않아야 한다.
엔진이 시동되면 엔진의 회전축에 설치되어 있는 엔진 동작 감지부(70)는 엔진의 회전수에 해당하는 신호를 출력하게 되고, 엔진 동작 감지부(70)의 엔진 동작 감지부(70)에서 출력되는 신호를 ECU(30)가 입력받아 엔진의 회전수가 측정된다.
엔진의 회전수가 일정 이상(예 : 500 rpm)으로 상승되지 않거나 회전수 측정이 멈춰지게 되면 엔진의 예열 상태가 부족하여 시동되지 않은 것으로 판단하여 예열 장치(40)에 의한 냉각수 예열 과정을 반복한다(ST50).
엔진이 시동되면, 차량의 냉각수 온도가 점차 상승하게 되므로, 냉각수의 온도가 일정 이상(예 : 50℃)으로 상승되면 엔진 구동부(60)는 차량의 엔진 동작을 멈추도록 한다(ST60).
예열 장치(40)만을 사용하여 냉각수 온도를 상승시킬 경우, 차량의 배터리가 완전 방전되어 엔진 시동이 불가능해질 수 있으므로 예열 장치만을 사용하여 차량의 엔진을 시동 가능한 상태로 하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 차량 주위의 온도가 일정 이상으로 저하될 경우 차량의 엔진을 시동하여 엔진의 온도를 유지시킬 수 있도록 함으로서 기온이 극저온인 상태에서 엔진의 시동이 꺼진 상태로 오랜 시간이 경과되어도 차량의 엔진 시동이 용이해지는 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 차량의 냉각수 온도를 측정하여 온도에 해당하는 신호를 출력하는 냉각수 온도 측정 센서(10), 변속 기어의 설정 상태를 측정하여 설정 상태에 해당하는 신호를 출력하는 기어 상태 측정 센서(20), 상기 냉각수 온도 측정 센서(10)와 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호를 입력받고 이에 해당하는 제어 신호를 출력하는 ECU(30), 상기 냉각수 온도 측정 센서(10)에서 출력되는 온도 신호가 일정 온도이하이면 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 냉각수를 가열하는 예열 장치(40), 상기 기어 상태 측정 센서(20)에서 출력되는 신호를 입력받아 변속 기어의 설정 상태가 중립이 아닐 경우에는 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 중립으로 설정하는 기어 변환부(50), 상기 예열 장치(40)에 의해 냉각수의 온도가 일정 온도 이상으로 상승한 후 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호에 의해 차량의 엔진을 시동하는 엔진 구동부(60), 엔진의 동작을 확인하여 해당 신호를 출력하는 엔진 동작 감지부(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 저온시 차량 엔진 시동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기어 상태 측정 센서(20)는 변속 기어의 변속 레버의 중립 위치에 서로 대향되도록 설치되어 빛을 발하는 발광부(24)와 상기 발광부(24)에서 발광된 빛을 수신하여 해당하는 신호를 출력하는 수광부(26)로 구성되는 것을 특징으로 하는 저온시 차량 엔진 시동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기어 변환부(50)는 각각의 변속 위치에 설정되어 있는 변속 기어를 중립 위치로 이동시키는 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)로 구성되되, 상기 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 액추에이터(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)는 ECU(30)에서 출력되는 제어 신호 입력시 피스톤(56)이 실린더(54)의 외부로 돌출 신장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저온시 차량 엔진 시동 장치.
  4. 냉각수의 온도(t)를 측정하는 단계(ST10), 측정된 냉각수의 온도(t)가 -15℃ 이하일 때 냉각수를 예열하는 단계(ST20), 측정된 냉각수의 온도(t)가 -15℃ 이하일 때 변속 기어 상태를 중립인지 측정하여 중립이 아닐 경우 기어를 중립으로 설정하는 단계(ST30), 상기 냉각수 예열 단계(ST20)와 기어 중립 설정 단계(ST30)를 수행한 후 엔진을 시동하는 단계(ST40), 상기 엔진 시동 단계(ST40)를 수행하여 엔진 회전수가 500rpm 이상이 아니면 냉각수 예열 단계(ST20)를 재수행 하는 단계(ST50), 상기 엔진 시동 단계(ST40)를 수행하여 엔진 회전수가 500rpm 이상이고 냉각수 온도가 50℃ 이상이면 엔진을 정지시키는 단계(ST60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 저온시 차량 엔진 시동 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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