KR20050038809A

KR20050038809A - 엔진 시험용 시동장치를 위한 전원공급시스템

Info

Publication number: KR20050038809A
Application number: KR1020030074081A
Authority: KR
Inventors: 서명원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-04-29

Abstract

본 발명은 엔진 시험용 시동장치를 위한 전원공급시스템에 관한 것으로서, 전원공급부와 스타트 모터 사이의 전원공급라인 상에 ECU의 제어하에 온/오프되는 차단 릴레이를 추가로 설치하고, 시동키의 3단상태에서 ECU가 차단 릴레이를 온시키도록 하되 엔진 점화 후 시동키가 3단에서 2단으로 복귀된 상태에서는 ECU가 차단 릴레이를 자동 오프시키도록 구성함으로써, 차단기의 온(on)상태라 하더라도 엔진 시동의 필요시에만 전원공급부의 전원이 스타트 모터로 공급될 수 있도록 하고, 이에 따라 종래 스타트 모터로의 상시 전원공급상태에서 야기되었던 쇼트에 의한 주변 장비의 파손 및 화재 발생의 여러 문제점들을 예방할 수 있게 되는 엔진 시험용 시동장치의 전원공급시스템에 관한 것이다.

Description

엔진 시험용 시동장치를 위한 전원공급시스템{Power supply system of starter for engine test}

일반적으로 모든 제품은 신규 개발되면 양산에 앞서 각종 시험을 해야 하고, 이때 얻은 각종 데이터는 주변 장치의 작동조건을 새롭게 설정하거나 차후 제품의 재설계시에 중요한 자료로 활용하게 된다.

시험시에는 실시하는 대상에 따라 환경이 각각 다르게 설정되며, 정확한 측정조건이 전제되어야 올바른 측정자료를 산출할 수 있게 된다

이는 자동차 엔진이나 그 주변 부품의 경우도 마찬가지이며, 신규 개발시 엔진의 각종 운전조건(토크, RPM, 부하, 스로틀 개도 등)을 부여한 후 자동 및 수동으로 시험 운전을 하는 바, 여러 센서(온도, 압력, 주파수, 토오크 등)로부터 얻은 값들을 분석하여 엔진 성능을 평가하게 된다.

예를 들면, 엔진의 내구성 시험에서는 연료의 연소시 발생되는 폭발력에 의한 충격 시험, 노킹에 대한 충격 시험 등 엔진의 내구성에 영향을 미치는 각종 요소에 대한 시험을 통하여 엔진의 수명을 결정하게 된다.

한편, 첨부한 도 1은 종래 시험실 내 엔진 시험을 위한 시동장치 및 제어시스템, 그리고 전원공급시스템의 연결상태를 개략적으로 도시한 블럭 구성도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 컨트롤 룸(control room; 10a) 내에는 전원공급부(파워 서플라이; 21)와 메인 컨트롤 박스(main control box; 11)가 설치되며, 엔진(12)이 장착되는 시험실(10b) 내에는 엔진 시동을 위한 시동장치로 스타트 모터(start motor; 14) 및 스타트 릴레이(start relay; 13), 그리고 컨트롤 룸(10a) 내 전원공급부(21)와 스타트 모터(14) 사이에 설치되는 차단기(bracker; 23), 각종 센서 및 컨트롤러, 그 밖의 여러 시험장치들이 설치 구성된다.

이중 스타트 모터(14)는 차단기(23)의 온(on)상태에서 전원공급부(21)로부터 공급되는 전원을 공급게 되며, 이 전원공급부(21)의 (-)단자는 시험실(10b) 내 엔진(12)의 오일 팬(12a)에 접지된다.

이와 같이 구성되는 시험실에서 엔진(12)을 장착하여 엔진 시동을 걸고자 할 때에는 먼저 시험자가 시험실(10b) 내로 들어가 수동으로 차단기(23)를 올려 온(on)시킨 후 컨트롤 룸(10a) 내 메인 컨트롤 박스(11)에서 시동키를 돌려야 한다.

엔진 시험을 위한 시동키는, 실차에서와 마찬가지로, 보통 3단으로 구성되는데, 1단은 오디오와 같은 액세서리 부품의 전원공급용이며, 2단은 주행 중, 3단은 엔진 점화시에만 사용된다.

시험자가 메인 컨트롤 박스(11)에서 시동키를 3단으로 돌리게 되면, 메인 컨트롤 박스(11) 내 ECU(11a)로부터 출력된 시동신호가 스타트 릴레이(13)에 전달되어 스타트 릴레이(13)가 온(on)됨과 동시에 스타트 모터(14)의 마그네틱 스위치가 작동하게 되고, 이후 스타트 모터(14)의 피니언 기어가 엔진(12)의 플라이 휘일을 회전시켜 엔진(12)을 기동시킨다.

한편, 엔진 점화 후 시동키를 놓게 되면 자동으로 시동키는 2단으로 돌아가도록 되어 있는데, 이때 스타트 릴레이(13) 및 마그네틱 스위치가 오프되면서 스타트 모터(14)의 피니언 기어가 플라이 휘일의 링 기어과 떨어지게 되고, 이때부터 엔진(12)이 점화된 상태로 운전되어진다.

그러나, 상기와 같이 이루어진 종래 시험실 시동장치의 전원공급시스템에서는 엔진 점화 후 시동키가 3단에서 2단으로 자동 복귀되더라도 전원공급부(21), 즉 파워 서플라이에서 공급되는 전원이 차단기(23)를 통해 스타트 모터(14)까지는 항상 공급되어지는 상태이다.

즉, 엔진(12)의 시동 전이나 후에도 시험실(10b) 안의 차단기(23)를 온(on)상태로 유지하게 되면 스타트 모터(14)까지는 파워 서플라이(21)에서 공급되는 24V의 전원이 항상 공급되도록 되어 있는 것이다.

따라서, 차단기(23)로부터 스타트 모터(14)로 연결된 케이블(22)의 (+)단자가 엔진 시험 중 뜻하지 않게 주변 장치에 접지되는 경우 문제가 발생한다.

가령, (+)단자가 엔진이나 엔진 정반, 엔진 다이나모 등에 접지되게 되면 전류가 통하게 되어 각종 장비나 컨트롤러 등이 쇼트에 의해 파손되거나 화재가 발생될 수 있다.

또한, 엔진이 점화된 후에 시동장치에 전원이 상시 공급되도록 한 것은 또 다른 장비의 파손이나 화재의 위험성을 항상 가지게 하는 것이므로, 이에 대한 개선 방안이 절실히 요구되고 있는 형편이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,전원공급부와 스타트 모터 사이의 전원공급라인 상에 ECU의 제어하에 온/오프되는 차단 릴레이를 추가로 설치하고, 시동키의 3단상태에서 ECU가 차단 릴레이를 온시키도록 하되 엔진 점화 후 시동키가 3단에서 2단으로 복귀된 상태에서는 ECU가 차단 릴레이를 자동 오프시키도록 구성함으로써, 차단기의 온(on)상태라 하더라도 엔진 시동의 필요시에만 전원공급부의 전원이 스타트 모터로 공급될 수 있도록 하고, 이에 따라 종래 스타트 모터로의 상시 전원공급상태에서 야기되었던 쇼트에 의한 주변 장비의 파손 및 화재 발생의 여러 문제점들을 예방할 수 있게 되는 엔진 시험용 시동장치의 전원공급시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 전원공급부, 이 전원공급부와 스타트 모터를 연결하는 전원공급라인, 이 전원공급라인 상에 설치되는 차단기를 포함하는 엔진 시험용 시동장치의 전원공급시스템에 있어서,

상기 전원공급부와 차단기 사이의 전원공급라인 상에 설치되는 차단 릴레이와;

키박스로부터 시동키의 조작상태에 따른 신호를 입력받아 시동키의 3단 조작상태에서 상기 차단 릴레이를 온(on)시키기 위한 제어신호를 출력하고 그 외 조작상태에서는 상기 차단 릴레이를 오프시키는 ECU;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 시험실 내 엔진 시험을 위한 시동장치 및 제어시스템, 그리고 본 발명에 따른 전원공급시스템의 연결상태를 개략적으로 도시한 블럭 구성도이다.

먼저, 컨트롤 룸(control room; 10a) 내에는 전원공급부(파워 서플라이; 21)와 메인 컨트롤 박스(main control box; 11)가 설치되며, 엔진(12)이 장착된 시험실(10b) 내에는 엔진 시동을 위한 시동장치로 스타트 모터(start motor; 14) 및 스타트 릴레이(start relay; 13)가 설치된다.

그리고, 시험실(10b) 내에는 컨트롤 룸(10a) 내 전원공급부(21)와 스타트 모터(14) 사이에 전원을 선택적으로 공급/차단하기 위하여 시험자가 수동으로 온(on)/오프(off) 조작하게 되는 차단기(bracker; 23)가 설치되며, 각종 센서 및 컨트롤러, 그 밖의 여러 시험장치들이 설치 구성된다.

또한, 전원공급부(21)의 (-)단자는 시험실(10b) 내 장착된 엔진(12)의 오일 팬(12a)에 접지되며, 스타트 릴레이(13)는 메인 컨트롤 박스(11) 내 ECU(11a)로부터 시동신호를 입력받아 온(on)되도록 연결되어 있는 바, 스타트 릴레이(13)가 온(on)되면 스타트 모터(14)의 마그네틱 스위치가 작동하도록 되어 있다.

한편, ECU(11a)는 각 온도 컨트롤러(31~33)와 직결되어 있는 바, 시험자가 시험실(10b) 내에서 각 온도 컨트롤러(31~33)를 수동으로 온(on)시킬 필요 없이 시험자가 메인 컨트롤 박스(11)의 시동키 박스에서 시동키를 1단으로 돌리기만 하면 이때의 신호를 입력받은 ECU(11a)가 각종 온도 컨트롤러(31~33)로 전원을 공급하게 된다(2단에서도 동일함).

도 2에서는 메인 컨트롤 박스(11)의 ECU(11a)와 직결되는 시험실(10b) 내 온도 컨트롤러로서 냉각수 온도 컨트롤러(31), 연료 온도 컨트롤러(32) 및 오일 온도 컨트롤러(33)가 도시되고 있다.

다음으로, 본 발명의 전원공급시스템에서는 전원공급부(파워 서플라이; 21)와 차단기(23) 사이에 메인 컨트롤 박스(11) 내 ECU(11a)로부터 출력되는 신호에 의해 온(on)/오프(off)되는 차단 릴레이(24)가 추가 설치된다.

이 차단 릴레이(24)에서는 엔진 기동시, 즉 시동키 3단의 위치에서 ECU(11a)로부터 공급되는 전원에 의해 여자측 코일이 통전되고, 이때 접점측을 통해 전원공급부(21)의 전원이 차단기(23)를 거쳐 스타트 모터(14)에 공급되게 된다.

즉, 본 발명의 전원공급시스템에서는 차단기(23)의 온(on)상태와 함께 ECU(11a)의 제어하에 차단 릴레이(24)가 온(on)상태일 경우에만 스타트 모터(14)에 전원이 공급되게 되어 있는 것이다.

또한, ECU(11a)는 엔진 점화 후 키박스로부터 시동키가 3단에서 2단으로 자동 복귀됨을 나타내는 신호를 입력받게 되면, 차단 릴레이(24)의 여자측 코일로 전원을 공급하지 않게 되고, 그 이후에는 차단 릴레이(24)의 오프상태에 의해 차단기(23)가 온(on)상태라 하더라도 전원공급부(21)의 전원이 스타트 모터(14)까지 공급되지 않게 된다.

이하, 본 발명에 따른 전원공급시스템의 작용상태를 엔진 시동과정을 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시험자가 시험실(10b) 내에 들어가 차단기(23)를 수동으로 올려 온(on)시킨다.

이후, 컨트롤 룸(10a) 내 메인 컨트롤 박스(11)의 키박스에서 시동키를 1단으로 돌리게 되면, 이때의 신호가 메인 컨트롤 박스(11) 내 ECU(11a)로 전달되어 ECU(11a)가 시험실(10b) 내 각 온도 컨트롤러(31~33)에 전원을 공급하게 된다.

이후, 시동키를 2단을 거쳐 3단으로 돌리게 되면, 이때의 시동신호를 입력받은 ECU(11a)가 전원공급부(21)와 스타트 모터(14) 사이에 추가 설치된 차단 릴레이(24)의 여자측 코일을 통전시키게 되며, 이와 같이 차단 릴레이(24)가 온(on)된 상태에서는 전원공급부(21)의 전원이 차단기(23)를 거쳐 스타트 모터(14)로 공급된다.

한편, 시동키 3단에서 시동신호를 입력받은 ECU(11a)는 엔진 주변 각 온도 컨트롤러(31~33)의 작동여부를 판단하여 엔진 시동 조건을 판단하게 된다.

이상이 없을 시, ECU(11a)는 스타트 릴레이(13)의 여자측 코일을 통전시킴과 동시에 접점측을 통해 스타트 모터(14)의 마그네틱 스위치로 전원을 공급하게 되며, 이후 마그네틱 스위치가 작동되어 스타트 모터(14)의 피니언 기어가 엔진(12)의 플라이 휘일을 회전시키게 된다.

그후, 엔진 점화 후 시동키를 놓게 되면, 시동키는 3단에서 2단으로 자동 복귀되는데, 이때 ECU(11a)가 차단 릴레이(24) 및 스타트 릴레이(13)를 모두 오프시키는 바, 전원공급부(21)로부터 차단기(23)로의 전원공급이 차단되고, 또한 스타트 모터(14)의 피니언 기어가 플라이 휘일의 링 기어로부터 빠지면서 이후부터 엔진이 점화된 상태로 운전되어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 시험용 시동장치의 전원공급시스템에 따르면, 엔진 점화 후 시동키가 3단에서 2단으로 복귀되면서 ECU가 차단 릴레이를 자동 오프시켜 줌으로써, 차단기의 온(on)상태라 하더라도 엔진 시동의 필요시에만 전원공급부의 전원이 스타트 모터로 공급되어지며, 이에 따라 종래 스타트 모터로의 상시 전원공급상태에서 야기되었던 여러 문제점들을 해소할 수 있게 된다.

즉, 시동키의 3단 조작 외에는 차단 릴레이의 오프에 의해 차단기 및 스타트 모터로의 전원공급이 완전 차단되는 바, 종래와 같이 스타트 모터로 연결된 케이블의 (+)단자가 엔진 시험 중 뜻하지 않게 주변 장치에 접촉되더라도 주변 장치와의 쇼트가 발생하지 않게 되고, 결국 장치 파손 및 화재 발생이 예방될 수 있게 된다.

또한, 엔진 점화 후 시험실 안으로 들어가 차단기를 별도로 차단하지 않아도 되는 장점이 있다.

도 1은 종래 시험실 내 엔진 시험을 위한 시동장치 및 제어시스템, 그리고 전원공급시스템의 연결상태를 개략적으로 도시한 블럭 구성도,

도 2는 시험실 내 엔진 시험을 위한 시동장치 및 제어시스템, 그리고 본 발명에 따른 전원공급시스템의 연결상태를 개략적으로 도시한 블럭 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10a : 컨트롤 룸 10b : 시험실

11 : 메인 컨트롤 박스 11a : ECU

12 : 엔진 13 : 스타트 릴레이

14 : 스타트 모터 21 : 전원공급부

22 : 전원공급라인 23 : 차단기

24 : 차단 릴레이

Claims

전원공급부, 이 전원공급부와 스타트 모터를 연결하는 전원공급라인, 이 전원공급라인 상에 설치되는 차단기를 포함하는 엔진 시험용 시동장치의 전원공급시스템에 있어서,

상기 전원공급부와 차단기 사이의 전원공급라인 상에 설치되는 차단 릴레이와;

키박스로부터 시동키의 조작상태에 따른 신호를 입력받아 시동키의 3단 조작상태에서 상기 차단 릴레이를 온(on)시키기 위한 제어신호를 출력하고 그 외 조작상태에서는 상기 차단 릴레이를 오프시키는 ECU;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시험용 시동장치의 전원공급시스템.