KR20100013237A - Ｇｐｓ를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법 - Google Patents

Ｇｐｓ를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법 Download PDF

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KR20100013237A
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Abstract

GPS를 이용하여 차속을 측정하고 차량의 운행 상태를 센서로부터 입력받아, 차량이 충분히 워밍업이 된 후에 공회전을 하는 경우 엔진을 멈추고 간단한 조작으로 재시동을 거는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 관한 것으로서, 배터리 전압 및 발전기 L단자의 신호로부터 공회전 방지 제어를 가동해도 되는지를 판단하고, 차속 및 냉각수온으로부터 차량이 충분히 워밍업이 되었는지를 판단하고, 차속 및 풋 브레이크 상태로부터 공회전 방지 조건을 판단하여 이를 만족하면 엔진점화 전원을 차단하고, 또한, 차속, 풋 브레이크 상태, 발전기 L단자의 상태 등의 재시동이 가능한 조건을 판단하고 이러한 가능한 조건하에서 클러치, 시프트 기어 위치 등의 재시동 동작을 센싱하여 시동을 재시동하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 방법에 의하면, GPS를 이용하여 보다 간편하면서 정확한 차량 속도를 측정하고 센서로부터 예상되는 다양한 작동조건을 고려함으로써, 차량의 공회전방지를 보다 정확하게 제어할 수 있고, 또한, GPS를 이용하여 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 등의 정보를 획득하여 공회전 방지제어의 운용정보를 축적함으로써, 공회전 방지기능에 대하여 편리하고 정확하게 유지 및 관리를 할 수 있다.
차량, GPS, 공회전, 방지, 워밍업, 운행, 정지

Description

ＧＰＳ를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법 {An idling preventing method using GPS for vehicles running }
본 발명은 GPS를 이용하여 차속을 측정하고 차량의 운행 상태를 센서로부터 입력받아, 차량이 충분히 워밍업이 된 후에 공회전을 하는 경우 엔진을 멈추고 간단한 조작으로 재시동을 거는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 관한 것이다.
또, 본 발명은 GPS를 이용하여 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 등의 정보를 획득하여 공회전 방지제어의 운용정보를 축적하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 공회전 방지 장치는 장시간 차량이 공회전(idling)을 하는 것을 방지하기 위한 장치로 고안되고 발명되었다. 공회전(idling)은 차량이 정차나 주차 중에 엔진이 가동되고 있는 상태를 말한다.
공회전은 환경문제와 에너지 낭비를 초래하는 주요한 요인으로 지목되고 있다. 공회전은 연료가 불완전 연소될 가능성이 많아 주행 중인 경우에 비해 훨씬 많 은 공해물질이 배출된다.
특히, 공회전을 오래하면, 차량 자체에도 좋지 않는 영향을 미친다. 즉, 공회전을 오래하면 엔진 내부의 온도가 낮아진다. 엔진 내부의 온도가 낮아지면 배기가스의 온도도 낮아져서 배기가스가 제대로 정화되지 못하게 되고 그로 인해 공해물질 배출이 늘어난다. 또, 엔진 내부의 온도가 낮아지면 점화 플러그에 카본이 많이 누적되고, 이로 인해 점화 불꽃이 약해진다. 잠시 공회전하고 다시 주행하면 카본이 열에 타서 배출되기는 하나, 카본 누적이 심한 경우에는 차량에 악영향을 준다.
또한, 통계에 의하면 불필요한 연료소모의 가장 큰 비중을 차지하는 것이 운전자가 무의식적 혹은 습관적으로 자행되는 엔진의 공회전에 의한 것임이 알려져 있다. 이것은 운전자의 운전습관을 개선하여 연료소모를 줄이는 운송 에너지 절감을 위한 한 방편으로서, 전자식 운행기록계를 차량에 부착한 후 운행상황을 분석한 결과이다.
상기와 같이, 불필요한 공회전은 환경과 에너지 측면, 또 차량 자체 모두에서 문제가 발생되므로, 이를 방지하기 위한 기술들이 제시되고 있다.
GPS신호를 이용하여 차량이 공회전 제한구역에 위치하면서 차량이 정차되어 있으면 공회전을 방지하기 위하여 엔진을 멈추는 기술의 일례가 [한국등록특허 제10-0534298호(2005.12.08 공개), "텔레매틱스유닛을 이용한 공회전 방지시스템 및 방법"](이하 선행기술 1)에 개시되어 있다. 상기 선행기술 1은 텔레매틱스유닛을 이용하여 차량위치 및 상태데이터를 서버로 송신하고, 서버에서는 차량위치가 공회전 제한구역인가를 판단하여 제한구역이면 공회전 제한신호를 전송하여 제한시간 내에 공회전을 정지시키는 텔레매틱스유닛을 이용한 공회전 방지시스템 및 방법에 관한 것이다.
상기 선행기술 1은 GPS신호를 이용하여 측정한 차량위치 및 온도감지센서를 통해 검출된 엔진 주변의 온도를 서버에 송신하고, 서버로부터 차량위치와 온도에 따른 공회전 제한구역 여부, 공회전 제한 시간 등 정보를 수신한다. 차속센서에 의한 차량속도와, 발전기의 L단자를 이용하여 검출한 엔진동작 여부를 바탕으로, 차량이 정지되어 공회전 제한시간 내에 차량의 전원 스위치를 ON/OFF 하여 공회전을 방지하는 기술을 제시하고 있다.
또, 공회전 방지를 위한 기술의 다른 예가 [한국등록특허 제10-0299574호(2001.10.27 공개), "차량의 공회전 방지 제어장치"](이하 선행기술 2)에 개시되어 있다. 상기 선행기술 2는 주차 브레이크 스위치(SW1)가 접속(ON)되고 타이머에 의해 일정시간이 카운트되면 엔진을 정지시키는 차량의 공회전 방지 제어장치에 관한 것이다. 상기 주차 브레이크 스위치는 보턴 스위치 혹은 주차 브레이크 핸들을 조작할 경우에 해당 스위치가 온(on)되는 스위치이다. 한편, 상기 선행기술 2는 공기압 스위치(SW2), P.T.O 스위치(SW3), 에어콘-히터 스위치(SW5)가 연결(ON)되어 주정차 중에도 엔진을 정상적으로 가동할 필요가 있을 경우에는, 엔진의 동작이 정지되는 것을 방지한다. 즉, 이때에는 주차 브레이크 스위치가 접속되도 공회전 방 지를 위해 엔진이 정지되지 않는다.
또, 공회전 방지를 위한 기술의 또 다른 예가 [한국공개특허 제2003-0063737호(2003.07.31 공개), "자동차용 장시간 공회전 방지장치"](이하 선행기술 3)에 개시되어 있다. 상기 선행기술 3은 차량의 속도신호를 발생시키는 차속센서와, 차량의 변속기가 중립상태에 놓여 있음을 검출하는 중립스위치와, 차량의 엔진을 정지시키기 전에 운전자에게 점멸에 의한 경고신호를 발생시키는 경고등과, 차량의 엔진을 정지시키는 수단과 상기 차속센서의 정지신호와, 상기 중립스위치의 중립신호와, 공회전상태를 판단하기 위한 엔진회전수 신호를 입력받아 상기 경고등을 구동하고 상기 차량의 엔진을 정지시키는 수단을 제어하는 제어부의 구성을 제시하고 있다.
상기 선행기술들은 대부분 차량이 장시간 주정차할 때, 엔진의 공회전을 방지하기 위한 기술들을 제시하고 있다. 즉, 상기 선행기술 1은 특정 제한구역 안에 정차되어 있는 경우를 대상으로 하고, 상기 선행기술 2는 주차 브레이크 핸들이 채워지는 경우를 대상으로 한다. 또, 선행기술 3은 변속기(트랜스미션)가 중립이고 차속이 0인 경우를 대상으로 한다.
따라서 상기 선행기술들은 운행 중에도 신호등에서 대기하는 등 그리 길지는 않지만 상당한 시간을 정차하는 경우 등에는 적용하기 어렵다. 예를 들면, 운행 중에는 대부분 변속기를 중립에 놓는 경우나 브레이크 핸들(사이드 브레이크)을 조작 하는 경우는 드물다. 또, 상기 선행기술들은 엔진을 정지시키는 기술에 대해서는 자세히 제시되고 있지만, 엔진을 재시동 시키는 기술에 대해서는 언급이 없다. 즉, 엔진의 재시동은 통상의 엔진 시동방법을 이용한다.
또한, 상기 선행기술들은 차량이 최초 출발에서 도착까지의 모든 운행과정에 대한 공회전 방지 기능을 고려하고 있지 못하다. 즉, 상기 선행기술들은 장시간 주정차 장소에서 엔진을 끄지 않고 공회전하는 것만을 방지할 뿐이다. 예를 들면, 차량이 처음 출발하면, 워밍업을 위해 엔진온도가 일정 수준까지 올라갈 때까지 엔진을 정지하면 안된다.
상기 선행기술 2에서 차량이 워밍업 되어 공기압 스위치가 온(ON) 될 때까지, 엔진을 정지하지 않도록 한 기술이 제시되고 있으나, 이것은 통상의 트럭 등 대형 화물차에서 브레이크를 공기압으로 이용하는 차량인 경우만 해당된다. 또, 이것은 엔진의 공회전이 차량의 주행이외에 다른 목적으로 엔진의 에너지를 이용하는 경우가 엔진을 멈추지 않게 하기 위한 것이다.
또한, 상기 선행기술들은 차량의 속도를 측정함에 있어서 차속센서를 이용하는 기술을 제시하고 있다. 그러나 차속센서는 모든 차량에 설치되지 않고 일부 특정 모델의 차량에만 장착되므로, 모든 차량에 적용하기에는 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, GPS를 이용하여 차속을 측정하고 차량의 운행 상태를 센서로부터 입력받아, 차량이 충분히 워밍업이 된 후에 공회전을 하는 경우 엔진을 멈추고 간단한 조작으로 재시동을 거는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 GPS를 이용하여 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 등의 정보를 획득하여 공회전 방지제어의 운용정보를 축적하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 GPS를 이용하여 속도를 측정하고, 차량의 운행 상태를 센서로부터 입력받아, 차량의 운행 상태에 따라 엔진점화 전원의 차단(OFF)신호 또는 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 관한 것으로서, (a) 상기 센서로부터 배터리 전압 및 발전기 L단자의 신호를 입력받아 시스템 가동조건을 충족하는지 판단하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 상기 시스템 가동조건을 충족하면, 상기 GPS 또는 센서로부터 차속 및 냉각수온을 입력받아, 차량이 워밍업 조건을 만족하는지를 판단하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 워밍업 조건을 만족하면, 상기 센서로부터 차속 및 풋 브레이크 상태를 입력받아, 공회전 방지 조건을 충족하는지 판단하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 상기 공회전 방지 조건이 충족되면, 엔진점화 전원의 차단(OFF)신호를 출력하는 단계; (e) 상기 GPS 또는 센서로부터 차속, 풋 브레이크 상태, 발전기 L단자의 상태를 입력받아 재시동 조건을 충족하는지를 판단하는 단 계; (f) 상기 (e)단계에서 상기 재시동 조건이 충족되면, 클러치, 시프트 기어 위치를 입력받아, 재시동 동작 여부를 확인하는 단계; (g) 상기 (f)단계에서 재시동 동작인 것으로 판단되면, 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하는 단계; (h) 상기 (c)단계 내지 상기 (g)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서, 상기 (a)단계는, 배터리 전압이 소정의 전압보다 크고, 발전기 L단자의 신호가 OFF 상태이면, 상기 시스템 가동조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서, 상기 (b)단계는, 상기 센서로부터 냉각수온이 소정의 온도보다 높고, 차속이 소정의 속도보다 높은 경우가 발생되면, 상기 워밍업 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서, 상기 (c)단계는, 차속이 0 km/h 이고, 브레이크 상태가 PUSH 인 상태가 소정의 시간동안 지속되면, 공회전 방지 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서, 상기 (c)단계는, 에어컨의 상태도 반영할 것이 선택되면, 에어컨의 상태도 OFF 인 경우에 공회전 방지 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어 서, 상기 (e)단계는, 차속이 0 km/h 이고, 풋 브레이크 상태가 PUSH이고, 발전기 L단자가 ON 인 상태이면, 재시동 조건이 충족되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서, 상기 (f)단계에서, 차량이 자동변속 방식인 경우에는, 브레이크가 PUSH 상태이고, 기어 시프트가 드라이브(D) 위치에서 중립(N)위치로 이동하거나, 차량이 수동변속 방식인 경우에는, 브레이크가 PUSH 상태이고, 클러치가 PUSH 상태이면, 재시동 동작인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서, 상기 (g)단계는, (g1) 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하여 재시동하는 단계; (g2) 상기 센서로부터 발전기 L단자 상태를 입력받아 OFF 상태인지를 확인하여 엔진시동 여부를 판단하는 단계; (g3) 엔진 시동이 되지 않는 것으로 판단되고, 재시동 횟수가 소정의 횟수 이하이면, 상기 (g1)단계 및 (g2)단계를 반복하는 단계; (g4) 상기 (g3)단계에서 재시동 횟수가 소정의 횟수 이상이면 경고 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 의하면, GPS를 이용하여 보다 간편하면서 정확한 차량 속도를 측정 함으로써, 차량의 공회전방지를 보다 정확하게 제어할 수 있고, 차속 센서가 장착되지 않는 차량에도 GPS장치를 간단히 설치하여 공회전 방지를 할 수 있는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 의하면, 차량이 시동되고 충분히 워밍업이 된 상태 등을 확인하여 공회전 방지 제어를 수행하고, 차속, 브레이크 상태 등 재시동 가능조건하에서 클러치, 시프트 기어 위치 등의 간단한 조작으로 재시동을 하게 함으로써, 차량의 출발부터 모든 운행과정에서 차량이 정지될 때 편리하게 공회전을 방지할 수 있는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 의하면, GPS를 이용하여 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 등의 정보를 획득하여 공회전 방지제어의 운용정보를 축적함으로써, 공회전 방지기능에 대하여 편리하고 정확하게 유지 및 관리를 할 수 있는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 의하면, 간단한 조작으로 다시 엔진을 시동할 수 있게 함으로써, 차량이 신호 대기 등 운행 중 잠시 정차하는 동안에도 엔진을 멈추게 하고 다시 재시동하여 공회전을 방지할 수 있는 효과가 얻어진다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반 복 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명을 실시하기 위하여 공회전 방지 제어장치가 장착된 차량을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 공회전 방지 제어장치가 장착된 차량의 투시도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 공회전 방지 제어장치(30)는 차량(10)에 장착되고, 차량 상태를 센싱하는 센서(11)들과 연결되어 있다. 또, 상기 공회전 방지 제어장치(30)는 엔진을 직접 제어하기 위하여, 점화전원 SW(12)와 시동모터(13)와 연결되어 있다.
상기 센서(11)들은 차량의 상태를 알아내기 위한 센서들이다. 예를 들면, 배터리 전원부, 발전기 L단자, 인히비터 SW, 클러치 페달 SW, 풋 브레이크 SW, 에이컨 SW, 냉각수온 센서 등이 있다. 또, 공압 Low SW(옵션) 등의 센서가 더 있을 수 있다.
특히, 공회전 방지 제어장치(30)는 상기 센서(11)들 중에서 차속을 센싱하기 위하여, GPS장치(18)를 장착하고 있다. 상기 GPS장치(18)는 GPS 위성(20)과 교신하여, 차량의 위치, 차속 등 차량의 위치, 속도, 방향, 날짜, 시간 등에 대한 정보를 수신하는 장치이다. 따라서 GPS장치(19)는 차량의 위치 정보를 알 수도 있지만, 차속에 대한 정보도 실시간으로 얻을 수 있다.
공회전 방지 제어장치(30)가 점화전원 SW(12) 및 시동모터(13)와 직접 연결하는 것은 엔진을 멈추거나 엔진의 시동을 거는 제어를 직접 하기 위한 것이다. 즉, 공회전 방지 제어장치(30)는 점화전원 SW(12)의 전원을 차단함으로써 엔진을 멈추게 하고, 시동모터(13)에 전원을 연결함으로써, 엔진을 시동하게 한다. 엔진을 멈추는 방법은 점화(Ignition)전원 SW를 차단하는 방법 이외에도 연료펌프의 엔진정지레버를 당기거나, 엔진의 공기 흡입구에 설치된 에어 댐퍼의 차단레버를 당기는 등의 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 특히, 후자는 디젤엔진에 이용되는 것으로서, 엔진의 특징에 따라 다양한 엔진 정지 방법을 채택할 수 있을 것이다. 상기 엔진을 멈추는 방법은 통상의 공지기술이므로, 구체적 설명은 생략한다.
한편, 공회전 방지 제어장치(30)는 상기 센서(11)들이 센싱한 정보를 입력받아, 공회전으로 판단하는 경우 엔진을 정지시키고, 운전자가 특정한 작동을 하면 차량의 엔진을 다시 시동하여 운행시키는 작업을 수행한다. 공회전 방지 제어장치(30)는 상기와 같은 제어 작업을 수행하기 위하여, 제어 프로그램과 제어 데이터가 내장되어 있고 메모리 소자를 구비한 마이컴을 이용하여 구현될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 공회전 방지 제어장치의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 공회전 방지 제어장치의 구성에 대한 블록도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 공회전 방지 제어장치(30)는 차량상태 센싱부(31), 점화전원SW 차단부(32), 시동모터 연결부(33), 디스플레이(34), 제어부(35), DIP스위치(37)로 구성된다. 또, 데이터를 저장하기 위한 메모리(36)를 더 구비한다.
차량상태 센싱부(31)는 차량의 운행 상태를 센서로부터 입력받는 수단이다. 차량상태 센싱부(31)가 연결하는 센서는 배터리 전원부, 발전기 L단자, 인히비터 SW, 클러치 페달 SW, 풋 브레이크 SW, 에이컨 SW, 냉각수온 센서 등이 있다. 또한, 공압 Low SW(옵션) 등을 더 포함할 수 있다.
배터리 전원부로부터는 배터리의 전압을 입력받는다. 배터리 전압은 일정한 전압 이상이 되어야 한다. 일정한 전압 이하인 경우에는 발전기의 문제가 있기 때문에, 엔진을 멈추게 하는 경우 다시 시동을 걸지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 따라서 배터리 전압이 일정한 전압 이상인지 여부를 판별하기 위하여 배터리 전압을 센싱한다.
발전기 L단자는 엔진이 시동되었는지를 판별하기 위하여 ON/OFF의 상태가 센싱된다. 발전기 L단자는 엔진이 시동되기 이전에는 ON 상태로 있다가 엔진이 시동되면 OFF 상태로 전환된다. 따라서 발전기 L단자의 ON/OFF 상태를 센싱함으로써, 엔진의 시동여부를 확인할 수 있다.
인히비터 스위치는 자동변속 차량에서 시프트(shift) 기어가 'D(drive)'인지 ‘N(NEUTRAL)'인지 판별하기 위하여 센싱된다.
풋 브레이크 SW는 차속과 함께 차량이 공회전 방지 및 재시동 전제조건을 판단하기 위해 센싱된다. 즉, 차속이 0 km/h 이고, 풋 브레이크 SW가 눌려져 있으면, 차량이 공회전하는 것으로 판단한다. 또, 상기 상태는 곧 재시동 전제조건으로 판단되는 상태이기도 하다. 구체적 설명은 이하에서 기재한다.
클러치 페달 SW는 운전자의 클러치 조작에 의하여 재시동 신호를 얻기 위하 여 센싱된다. 예를 들면, 공회전 방지 제어장치(30)는 수동변속 차량인 경우 클러치가 PUSH 되면 재시동 신호로 인식한다.
에어컨 SW 및 공압 Low SW(옵션)는 주행이외에도 엔진의 힘을 필요로 하는 부하가 있는지를 판단하기 위하여 센싱된다. 예를 들면, 에어컨 SW가 ON 상태이면, 주행을 하지 않더라도 에어컨의 가동을 위해 엔진은 멈추지 않아야 한다. 또, 브레이크의 공압 Low SW(옵션)가 ON 상태이면, 아직 공압이 충분히 되지 않았기 때문에, 엔진은 계속 가동하고 있어야 한다.
냉각수온 센서는 엔진의 온도를 센싱하는 것으로서, 차량이 충분히 예열(warming-up)이 되었는가를 판단하기 위한 것이다. 예를 들면, 수온이 50 ~ 60 ℃ 이상이 되어야 충분히 예열되었다고 볼 수 있다.
점화전원SW 차단부(32)는 엔진 점화 플러그에 연결된 전원을 차단하는 수단이다. 엔진 점화 전원이 차단되면 엔진 내부에서 폭발이 발생되지 않으므로 엔진은 정지하게 된다.
시동모터 연결부(33)는 시동모터를 ON 시켜 작동시키는 수단이다. 시동모터가 가동되면, 엔진이 상기 시동모터에 의하여 가동되게 된다.
디스플레이(34)는 운전석 앞에 배치되어 공회전 방지 장치(30)에서 발생되는 각종 정보를 운전자가 볼 수 있도록 표시하는 장치이다. 예를 들면, 각종 경고신호, 차속, GPS 수신상태, 공회전 방지 기능 활성화 표시, 적산거리, 사용자 옵션 설정 등도 상기 디스플레이(34)를 통해 표시될 수 있다.
제어부(35)는 제어 프로그램에 의하여 수행되는 것으로서, 차량상태 센싱 부(31)에 의해 입력되는 차량의 상태정보를 수집하여, 차량의 상태에 적절하게 점화전원 SW 차단부(32) 또는 시동모터 연결부(33)를 통해 제어신호를 내보낸다. 즉, 제어부(35)는 엔진을 멈추게 하거나 엔진을 재시동 하도록 제어한다.
메모리(36)는 공회전 방지 장치(30)가 수행할 때 필요한 데이터를 저장하는 장소이다. 메모리(36)에는 제어부(35)가 수행하는 제어 프로그램이 저장되고, 차량상태 센싱부(31)에서 센싱한 차량 정보가 저장된다. 상기 메모리(36)는 공회전 방지 장치(30)를 구현하는 원칩 마이컴에 포함될 수도 있고, 마이컴은 연산기능이나 제어기능만 수행하고, 센싱정보 등을 저장하는 메모리(35)는 별도의 저장장치로 구현하여도 무관하다.
DIP스위치(37)는 공회전 방지 제어장치(30)의 특정 옵션들을 설정하기 위한 스위치이다. 바람직하게는, 차량이 자동변속 차량인지 수동변속 차량인지 구별하기 위한 옵션 선택으로 이용된다. 예를 들면, DIP스위치(37)의 단자가 ON이면 자동변속 차량으로 인식하고, OFF이면 수동변속 차량으로 인식한다. 또는 그 반대로 설정할 수도 있다. 단자의 ON/OFF의 설정은 차량 사용자 또는 설치자에 의해 설정된다. 이렇게 설치전 설정되면, 상기 제어부(37)는 DIP스위치(37)의 상태를 읽어와 차량이 자동변속인지 수동변속인지를 확인한다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 공회전 방지 제어방법을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법을 설명한 흐름도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 차량의 공회전 방지 제어방법은 (a) 상기 센서로부터 배터리 전압 및 발전기 L단자의 신호를 입력받아 시스템 가동조건을 충족하는지 판단하여 만족하는 경우에만 다음 단계를 수행하는 단계(S10); (b) 상기 (a)단계에서 상기 시스템 가동조건을 충족하면, 상기 GPS 또는 센서로부터 차속 및 냉각수온을 입력받아, 차량이 워밍업 조건을 만족하는지를 판단하는 단계(S20); (c) 상기 (b)단계에서 워밍업 조건을 만족하면, 상기 센서로부터 차속 및 풋 브레이크 상태를 입력받아, 공회전 방지 조건을 충족하는지 판단하는 단계(S30); (d) 상기 (c)단계에서 상기 공회전 방지 조건이 충족되면, 엔진점화 전원의 차단(OFF)신호를 출력하는 단계(S40); (e) 상기 GPS 또는 센서로부터 차속, 풋 브레이크 상태, 발전기 L단자의 상태를 입력받아 재시동 조건을 충족하는지를 판단하는 단계(S50); (f) 상기 (e)단계에서 상기 재시동 조건이 충족되면, 클러치, 시프트 기어 위치를 입력받아, 재시동 동작 여부를 확인하는 단계(S60); (g) 상기 (f)단계에서 재시동 동작인 것으로 판단되면, 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하는 단계(S70); (h) 상기 (c)단계 내지 상기 (g)단계를 반복하는 단계(S80)를 포함하여 구성된다.
또, (i) 상기 GPS로부터 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 정보를 획득하여, 상기 공회전 방지 제어 단계들이 수행되는 작동시간, 운행 중 차량의 엔진이 멈춘 횟수 및 시간, 차량의 이동 누적거리를 포함하는 공회전 방지 제어 운용 정보를 축적하는 단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기 (a)단계는 공회전 방지 제어를 가동할지 여부를 판단하는 단계이다(S10). 구체적으로, 상기 (a)단계는 배터리 전압이 소정의 전압보다 크고, 발전 기 L단자의 신호가 OFF 상태이면, 상기 시스템 가동조건을 만족하는 것으로 판단한다.
앞서 본 바와 같이, 배터리 전압은 일정한 전압 이상이 되므로, 이를 만족할 때까지 공회전 방지 제어장치(30)가 가동되지 않게 한다. 또, 공회전 방지 제어는 엔진이 시동되어야 가능하므로 엔진시동 여부도 판단해야 한다. 엔진시동 여부는 발전기 L단자의 상태에 의하여 판단한다. 즉, 상기 발전기 L단자가 OFF 상태인 경우에 엔진 시동조건을 충족하는 것으로 판단한다.
상기 (b)단계는 상기 GPS 또는 센서로부터 차속 및 냉각수온을 입력받아, 차량이 워밍업 조건을 만족하는지를 판단하여 만족하는 경우에만 다음 단계를 수행하는 단계이다(S20).
즉, 상기 (b)단계에서, 차량의 속도(또는 차속)을 측정하는 수단으로는 GPS를 이용한다. GPS를 속도센서로 이용하는 것은 보다 정확한 차속을 센싱할 수 있고 차종에 상관없이 장착이 편리하기 때문이다. 일반적으로 차속을 측정하는 차속센서(VSS)는 차량에 따라 장착되지 않는 경우도 있고, 새로 장착하는 데는 비용도 들고 번잡하다. GPS는 보편화되었고, 차량의 속도이외에 차량의 위치나 방향 등 차량 상태 정보를 취득할 수 있는 부가적인 이익이 있다.
한편, 상기 (b)단계는 상기 센서로부터 수온이 소정의 온도보다 높고, 차속이 소정의 속도보다 높은 경우가 발생되면, 상기 워밍업 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
즉, 엔진의 수온이 일정한 온도 이상, 예를 들면, 50 ~ 60 ℃ 이상이어야 한다. 또, 차속이 일단 소정의 속도, 예를 들면, 20 km/h 는 일단 한번이라도 넘어야 공회전 방지를 위해 엔진을 멈출 수 있게 한다.
차량이 충분히 워밍업이 되지 않는 상태에서 정지되었다고 엔진을 멈추게 하면 자동차에 무리가 올 수 있기 때문이다. 특히, 본 발명은 운행 중 그리 길지 않는 시간 동안 정차하는 경우에도 공회전을 방지하기 위하여 엔진을 멈추기 때문에, 금방 재시동 거는 것을 염두해 두어야 한다. 따라서 일단 엔진이 충분히 워밍업이 되고 있어야만 잦은 재시동이 되더라도 차량에 무리가 없을 것이다.
상기 (c)단계는 상기 센서로부터 차속 및 풋 브레이크 상태를 입력받아, 공회전 방지 조건이 충족되는지를 판단하는 단계이다(S30). 즉, 상기 (c)단계는 차속이 0 km/h이고, 브레이크 상태가 PUSH 인 상태가 소정의 시간동안 지속되면, 공회전 방지 조건을 충족하는 것으로 판단한다.
또한, 에어컨의 상태도 운전자의 선택에 따라 공회전 방지 조건의 하나로서 판단되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 (c)단계에서, 운전자에 의해 에어컨의 상태도 반영할 것이 선택되면, 상기 조건 외에도 에어컨의 상태도 OFF 인 경우에 공회전 방지 조건을 충족하는 것으로 판단한다.
요약하면, 상기 (c)단계는 앞선 단계에 비하여 실제 공회전 여부를 판단하는 단계이다. 이에 반해, 상기 (a)단계 또는 (b)단계는 공회전을 방지하기 위해 엔진을 멈추어도 되는 전제조건에 해당된다고 볼 수 있다.
상기 (d)단계는 실제 엔진을 정지시키는 단계이다(S40). 즉, 상기 (d)단계는 상기 공회전 방지 조건이 충족되면, 엔진점화 전원의 차단(OFF)신호를 출력한다. 앞서 설명한 바와 같이, 차량의 엔진을 멈추는 방법은 엔진점화 전원을 차단하는 것이다. 본 발명은 이에 한정하지 않고, 이외 엔진을 멈추는 다른 방법들도 적용이 가능하다.
상기 (e)단계는 차량의 엔진이 멈춘 경우 다시 시동을 걸기 위한 조건을 판단하는 단계이다(S50). 재시동 조건은 차속, 풋 브레이크 상태, 발전기 L단자를 통해 판단한다. 즉, 상기 (e)단계에서, 차속이 0 km/h 이고, 풋 브레이크 상태가 PUSH이고, 발전기 L단자가 ON 인 상태이면, 재시동 조건이 충족되는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 (f)단계는 운전자가 일정한 작동행위를 하면 재시동 신호로 인식하는 단계이다(S60). 이는 클러치, 시프트 기어 위치 등을 통해 판단하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 (h)단계에서, 차량이 자동변속 방식인 경우에는, 브레이크가 PUSH 상태이고, 기어 시프트가 드라이브(D) 위치에서 중립(N)위치로 이동하거나, 차량이 수동변속 방식인 경우에는, 브레이크가 PUSH 상태이고, 클러치가 PUSH 상태이면, 재시동 동작인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 (g)단계는 재시동 동작인 것으로 판단되면, 시동 모터에 전원을 연결하여 재시동하는 단계이다(S70). 한편, 상기 (i)단계는 단순히 시동 모터에 전원을 연결하고, 엔진에 시동이 걸렸는지를 재차 확인한다.
즉, 도 4에 보는 바와 같이, 상기 (g)단계는, (g1) 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하여 재시동하는 단계(S71); (g2) 상기 센서로부터 발전기 L단자 상태를 입력받아 OFF 상태인지를 확인하여 엔진시동 여부를 판단하는 단계(S72); (g3) 엔진 시동이 되지 않는 것으로 판단되고, 재시동 횟수가 소정의 횟수 이하이면, 상기 (g1)단계 및 (g2)단계를 반복하는 단계(S73); (g4) 상기 (g3)단계에서 재시동 횟수가 소정의 횟수 이상이면 경고 신호를 출력하는 단계(S74)를 포함하여 구성한다.
상기 (h)단계는 상기 (c)단계 내지 상기 (g)단계를 반복하는 단계이다(S80). 즉, 엔진에 시동이 걸려 가동되면, 다시 상기 (c)단계로 돌아가 공회전 방지 과정을 다시 수행한다. 즉, 차량이 공회전 방지 제어에 의하여 엔진이 멈추고 일정한 운전자의 행위에 의하여 엔진이 다시 가동되어 운행하고, 운행하다가 잠시 공회전 방지 제어에 의하여 다시 엔진이 멈추는 과정을 반복 수행한다.
한편, 상기 (i)단계는 공회전 방지 제어 운용 정보를 축적하는 단계이다(S90). 즉, (i)단계는 상기 GPS로부터 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 정보를 획득하여, 상기 공회전 방지 제어 단계들이 수행되는 작동시간, 운행 중 차량의 엔진 이 멈춘 횟수 및 시간, 차량의 이동 누적거리를 포함하는 공회전 방지 제어 운용 정보를 축적한다.
이를 위하여, 공회전 방지 제어 운용 정보를 축적하는 수단을 공회전 방지 제어장치에 추가하여 설계하거나, 별도의 마이컴을 설치할 수 있다. 특히, 별도의 마이컴을 설치하는 경우에는 운전자가 임의로 공회전 방지 장치의 전원을 차단하더라도 작동할 수 있다.
GPS로부터 차속 이외에도 실시간으로 차량의 위치, 신호를 받는 시점의 날짜 및 시간 정보 등을 획득할 수 있다. 차량의 위치 정보를 지속적으로 축적하면 차량의 이동 위치, 이동한 누적거리 등을 산출할 수 있다. 또, GPS로부터 날짜와 시간 정보를 획득함으로써 공회전 방지 제어가 특정 작업을 수행할 때, 수행된 작업이 언제 수행되었는지를 알 수 있다. 또, 공회전 방지 제어장치를 켜놓고(또는 작동시키고) 운행한 누적거리 및 공회전 방지 제어장치를 꺼놓고(또는 작동시키지 않고) 운행한 누적거리를 구분하여 저장할 수도 있다.
따라서 상기와 같이, GPS를 이용하여 공회전 방지 제어 운용 정보, 또는 공회전 방지 제어장치의 작동 상태를 실시간으로 축적할 수 있다. 이를 통해, 차량의 공회전 방지 상태를 모니터링하고 운영형태를 분석할 수 있다. 이와 같은 일례는 대중교통 버스 및 택시 등 차량을 중앙 통제하여 관리하는 시스템에서 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 공회전 방지 제어장치의 개발에 적용이 가능하다. 특히, 본 발명은 차량의 운행 상태를 GPS 및 센서로부터 입력받아, 차량이 운행 중에 정지하는 경우 엔진을 멈추고 간단한 조작으로 다시 엔진을 시동하는 장치 개발에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 공회전 방지 제어장치가 장착된 차량의 투시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 공회전 방지 제어장치의 구성에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법을 설명한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 재시동을 제어하는 방법을 설명한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 차량 11 : 차량 상태 센서
12 : 점화전원 SW 13 : 시동모터
18 : GPS장치 20 : GPS 위성
30 : 공회전 방지 제어장치 31 : 차량상태 센싱부
32 : 점화전원SW 차단부 33 : 시동모터 연결부
34 : 디스플레이 35 : 제어부
36 : 메모리 37 : DIP스위치

Claims (8)

  1. GPS를 이용하여 속도를 측정하고, 차량의 운행 상태를 센서로부터 입력받아, 차량의 운행 상태에 따라 엔진점화 전원의 차단(OFF)신호 또는 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 센서로부터 배터리 전압 및 발전기 L단자의 신호를 입력받아 시스템 가동조건을 충족하는지 판단하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 상기 시스템 가동조건을 충족하면, 상기 GPS 또는 센서로부터 차속 및 냉각수온을 입력받아, 차량이 워밍업 조건을 만족하는지를 판단하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 워밍업 조건을 만족하면, 상기 센서로부터 차속 및 풋 브레이크 상태를 입력받아, 공회전 방지 조건을 충족하는지 판단하는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 상기 공회전 방지 조건이 충족되면, 엔진점화 전원의 차단(OFF)신호를 출력하는 단계;
    (e) 상기 GPS 또는 센서로부터 차속, 풋 브레이크 상태, 발전기 L단자의 상태를 입력받아 재시동 조건을 충족하는지를 판단하는 단계;
    (f) 상기 (e)단계에서 상기 재시동 조건이 충족되면, 클러치, 시프트 기어 위치를 입력받아, 재시동 동작 여부를 확인하는 단계;
    (g) 상기 (f)단계에서 재시동 동작인 것으로 판단되면, 시동모터 전원의 연 결(ON)신호를 출력하는 단계;
    (h) 상기 (c)단계 내지 상기 (g)단계를 반복하는 단계 및
    (i) 상기 GPS로부터 실시간으로 위치, 날짜 및 시간 정보를 획득하여, 상기 (a)단계 내지 상기 (g)단계들이 수행되는 작동시간, 운행 중 차량의 엔진이 멈춘 시간 및 시동횟수, 차량의 이동 누적거리를 포함하는 공회전 방지 제어 운용 정보를 축적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (a)단계는,
    배터리 전압이 소정의 전압보다 크고, 발전기 L단자의 신호가 OFF 상태이면, 상기 시스템 가동조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 (b)단계는,
    상기 센서로부터 냉각수온이 소정의 온도보다 높고, 차속이 소정의 속도보다 높은 경우가 발생되면, 상기 워밍업 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 (c)단계는,
    차속이 0 km/h 이고, 브레이크 상태가 PUSH 인 상태가 소정의 시간동안 지속 되면, 공회전 방지 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 (c)단계는,
    에어컨의 상태도 반영할 것이 선택되면, 에어컨의 상태도 OFF 인 경우에 공회전 방지 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 (e)단계는,
    차속이 0 km/h 이고, 풋 브레이크 상태가 PUSH이고, 발전기 L단자가 ON 인 상태이면, 재시동 조건이 충족되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 (f)단계에서,
    차량이 자동변속 방식인 경우에는, 브레이크가 PUSH 상태이고, 기어 시프트가 드라이브(D) 위치에서 중립(N)위치로 이동하거나,
    차량이 수동변속 방식인 경우에는, 브레이크가 PUSH 상태이고, 클러치가 PUSH 상태이면,
    재시동 동작인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 (g)단계는,
    (g1) 시동모터 전원의 연결(ON)신호를 출력하여 재시동하는 단계;
    (g2) 상기 센서로부터 발전기 L단자 상태를 입력받아 OFF 상태인지를 확인하여 엔진시동 여부를 판단하는 단계;
    (g3) 엔진 시동이 되지 않는 것으로 판단되고, 재시동 횟수가 소정의 횟수 이하이면, 상기 (g1)단계 및 (g2)단계를 반복하는 단계;
    (g4) 상기 (g3)단계에서 재시동 횟수가 소정의 횟수 이상이면 경고 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 차량의 운행 중 공회전 방지 제어방법.
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