KR20100015065A - 자동차 엔진 아이들링 스톱 장치 - Google Patents

Abstract

자동차 엔진의 자동정지 및 자동시동에 관한 것으로, 자동차 주행속도가 제로(0km/h)이고, 매뉴얼(MT)차량의 경우에 있어서는 기어 변속 레버 위치가 N 또는 P이고 오토머틱(AT)차량의 경우에 있어서는 쉬프트 레버 위치가 D나 N 또는 P 상태하에서, 사이드 브레이크 센서출력이 사이드 브레이크 작동 상태를 나타낸 시점에서 배터리 전압을 확인하여 그 전압이 자동정지 상태하에서 엔진 재시동에 필요로 하는 하한치 +a 이상이 확보되어 있을 때에는 엔진이 자동으로 정지를 하지만 그 이하일 경우에는 배터리 구동 타이머를 작동하여 적어도 h분 이상의 아이들링을 계속하면서 하한치 +a 이상이 확인이 되면 엔진이 자동으로 정지를 하고, 또한 엔진이 자동으로 정지한 상태하에서 운전자에 의해 사이드 브레이크 해지용 버튼 조작 신호를 출력할 때에는 엔진이 자동으로 시동하는 논리수단이 겸비된다.

자동시동, 자동정지, 아이들링 스톱

Description

자동차 엔진 아이들링 스톱 장치{An Idling Stop Device}

본 발명은 자동차를 주행함에 있어서 엔진을 자동으로 정지하거나 자동으로 시동하는 자동차 엔진 아이들링 스톱 장치에 관한 것이다.

자동차의 연비향상과 소음 억제, 나아가 이산화 탄소의 배출 삭감에 의한 지구 온난화 방지, NOx와 PM 등의 배출가스 규제 강화 등 친환경적인 사회적 요망이 높아짐에 따라서, 자동차를 주행하면서 엔진을 자동으로 정지하거나 시동하는 아이들링 스톱(공회전 금지) 장치(이하, 아이들 스톱 장치)가 개발되어 사용해 오고 있다.

이와 같은 아이들링 스톱 장치는, 예를 들면 차량을 주행하면서 정지 신호나 승하차시 등에 일시적으로 정지하였을 때에 차량의 정지상태를 검지하여 엔진을 정시시키고 또한 엔진을 시동 조작에 따라서 시동시키는 장치로서, 다음과 같은 기술 등이 선행으로 개발되어 있다.

<특허문헌 1> 일본 특허 제3645077호

<특허문헌 2> 일본 특허 제3752180호

<특허문헌 3> 일본 특허 제3755047호

이와 같은 기술들의 일반적인 특징은, 엔진을 시동하고나서 아이들링 스톱 스위치를 ON으로 작동하여 자동차의 주행을 시작하면, 자동차의 속도(이하, 차속)가 설정치(예, 10km/h) 이상에 달하고 난 후에 차속이 0km/h가 되고, 여기에 액셀러레이터 페달로부터 밟은 발의 이탈, 엔진회전수가 소정의 회전수 이하, 또는 기어나 쉬프트 변속 레버 위치 등이 뉴트럴(이하, N) 등, 그 어느 하나의 조건의 성립하였을 때에는 차량은 정지하였다고 판단을 하여, 예를 들면 3~4초 후에는 엔진을 정지시키고 있다.

그리고 이와 같이 하여 엔진이 자동으로 정지한 후에는, 운전자에 의해 엔진을 재시동하고자 하는 조작, 예를 들면 매뉴얼 차량(이하, MT차량)의 경우에는 기어 변속 레버가 N 위치에 있는 것을 확인한 후에 클러치 페달을 밟고, 오토머틱 차량(이하, AT차량)의 경우에는 브레이크 페달을 밟고나서 쉬프트 레버를 N 위치에서 드라이브(이하, D)위치로 조작 내지는 N 위치에서 D 위치로 조작을 하던지 또는 D위치 또는 N 위치에서 브레이크 페달에서 발이 떨어질 경우에, 엔진을 재시동시키고 있다.

때문에, 이들의 기술은 조작이 복잡하면서 MT 차량이나 AT 차량에 따라서도 사용법이 서로 다르고, 특히 도로가 혼잡하고 정체된 구간(예, 교차로에서 방향전환, 사고지역 통과 등) 및 차고에 주차할 때 등에 있어서는, 저속 주행과 일시적인 주·정차를 반복하여야 하기 때문에 도중에 엔진이 정지하는 일이 빈번히 일어나기도 하여 짜증스럽기도 하게 된다.

더욱이 쉬프트 레버가 D 위치에서 엔진이 자동으로 정지하고 난 후에 브레이 크 페달로부터 발을 이탈시켜 시동하는 경우에는, 엔진과 구동륜 사이에 동력전달이 연결된 상태도 있어서 차량이 급발진하게 되는 문제점이 발생하기도 하고, 또한 엔진 정지중에 추돌사고나 무의식중에 브레이크나 액셀러레이터 페달로부터 발이 이탈이 될 경우에도 엔진이 자동으로 시동하게 되면 2차적인 피해발생도 무시하지 않을 수 없게 된다.

그리고 종래의 아이들링 스톱 장치의 대부분은 장소나 운전환경 등에 거의 구애 없이 엔진의 정지와 시동을 무모하게 반복하는 구조이기 때문에, 시동할 때에는 배터리 전력을 대량으로 소모하기도 하여서 과방전을 일으키는 불안요소도 내포하고 있다.

그리고 엔진이 정지중에는 브레이크 페달의 펌핑동작을 빈번히 하게 되면 브레이크 배율(倍率)장치 부압(負壓)이 감소하게 되어서 브레이크를 작동시키기 위해서는 대단히 큰 힘을 주어 밟지 아니하면 안 되는 문제점이 있고, 더구나 비탈길이나 경사진 곳에서의 엔진 자동 정지시에는 전술의 요인에 의해 차량이 미끄러지는 일 등과 같은 브레이크의 성능저하를 초래할 수 있는 문제점도 발생하게 된다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 아이들링 스톱 장치는, MT 차량이나 AT 차량 구분할 것 없이 일반적인 모든 자동차에 적용할 수 있게 하면서, 이들 자동차의 주·정차를 조작하는 방법에 자동으로 엔진을 시동하고 정 지할 수 있는 기능을 부가적으로 추가함으로써 조작을 하는데 편리성을 제공하고, 가파른 길이나 비탈길 등에서의 자동 정지시에도 신뢰성이 높은 브레이크의 제동력을 얻을 수 있게 하며, 나아가 배터리의 과방전 요소를 사전에 배제할 수 있는 수단을 제공하여 엔진이 자동으로 시동할 수 있는 충분한 환경 조건의 개선 등을 그 기술적 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 아이들링 스톱 장치는, 자동차가 주행을 시작한 후에 그 속도가 제로(0km/h)가 되고, 매뉴얼(MT)차량의 경우에 있어서는 기어 변속 레버 위치가 N 또는 P이고 오토머틱(AT)차량의 경우에 있어서는 쉬프트 레버 위치가 D나 N 또는 P 상태하에서, 사이드 브레이크 센서출력이 사이드 브레이크 작동 상태를 나타낸 시점에서 배터리 전압을 확인하여 그 전압이 자동정지 상태하에서 재시동에 필요로 하는 하한치 +a 이상이 확보되어 있을 때에는 엔진이 자동으로 정지를 하지만 그 이하일 경우에는 배터리 구동 타이머를 작동하여 적어도 h분 이상의 아이들링을 계속하면서 경고를 발함과 함께 하한치 +a 이상이 확인이 되면 엔진이 자동으로 정지를 하고, 또한 엔진이 자동으로 정지한 상태하에서 운전자에 의해 사이드 브레이크 해지용 버튼 조작 신호를 출력할 때에는 엔진이 자동으로 시동하는 논리수단이 겸비되게 한다.

본 발명에서는 다음과 같은 효과가 기대된다.

(1)본 발명의 아이들링 스톱 장치는 종래의 모든 차량에 적용이 가능하고, 또한 종래 자동차의 일반적인 주·정차방법에 그 기능을 단순히 부가하고 있는 구조이기 때문에 조작과 사용이 편리하다.

(2)배터리의 과방전시에는 교차로 등과 같은 교통 혼잡 지역 내에서는 엔진이 적어도 h분을 지속적으로 가동하기 때문에, 배터리의 최적 조건의 유지와 함께 불필요한 아이들링 스톱 배제가 가능하다.

(3)가파른 길이나 비탈길 등을 포함한 자동차의 자동 정지시에는 사이드 브레이크를 작동하지 아니하면 엔진이 자동으로 정지하지 않기 때문에, 차체가 미끄러지거나 움직임, 또는 추돌에 의한 2차적 사고 등을 방지할 수가 있어서 신뢰성이 높은 브레이크 제동력을 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 들어서 설명한다.

도 1은 전기제어 회로(Electrical Control Unit)에 기억되어 있는 아이들링 스톱 제어용 프로그램에 있어서 엔진 정지 동작을 나타내는 플로 챠트이고, 도 2는 엔진이 자동으로 정지한 후의 시동 동작을 나타내는 플로 챠트이다.

본 발명 실시 형태에서의 아이들링 스톱 장치 제어는, 엔진을 먼저 수동으로 시동을 한다. 그리고 자동차 출발하기 전의 정지중이거나 또는 주행을 하면서 아이들링 스톱 스위치를 수동으로 ON으로 설정(S 01단계)을 하고, 아이들링 스톱 제어가 불필요하다고 판단될 때에는 아이들 스톱 스위치를 OFF로 한다(ON-OFF 동작 자유).

아이들링 스톱 스위치를 ON으로 한 상태하에서 자동차를 주행하다가, 예를 들어서 교차로 입구 등에서 정지 신호(빨간 불)를 조우하게 되면, 브레이크를 밟아서(S 02단계) 차속을 제로(0km/h)로 한다(S 03단계). 이때에 정지 신호(빨간 불)에서 진입 신호(녹색 불)로 바뀔 시간이 수 초 정도의 짧은 시간이라고 예상이 될 때에는, 엔진을 가동한 상태하에서 브레이크를 밟고 잠시 기다렸다가 출발을 하고, 정지하기 직전의 신호가 황색이나 녹색의 상태로 진입하여서 적어도 10초 이상의 긴 시간을 정차하여야 된다고 판단이 될 때에는, 매뉴얼(MT)차량의 경우에는 기어 변속 레버 위치를 N이나 P 위치로 하고 오토머틱(AT)차량의 경우에는 쉬프트 레버 위치를 D나 N 또는 P 위치로 하여(S 04단계), 사이드 브레이크(주차 브레이크 또는 핸드 브레이크라고도 함. 예, 도 3)의 손잡이(1)를 잡아 올려서 사이드 브레이크에 내장한 센서출력이 사이드 브레이크 작동 상태를 나타내게 한다(S 05단계). 그리고 이때 배터리 전압을 확인하여서(S 06단계), 그 전압이 자동정지 상태하에서 재시동에 필요로 하는 하한치에서 소정의 여유치 a값을 추가하여 하한치 +a 이상이 확보되어 있을 때에는 엔진은 자동으로 정지를 하게 하고(S 08단계), 그 값이 하한치 +a 이하일 때에는 가능하면 소리나 빛 등의 신호와 함께 경고를 발할 수 있게 하면서 배터리 구동 타이머를 작동시켜서 적어도 h분 이상의 아이들링을 계속할 수 있게 하면서(S 07단계) 하한치 +a 이상 충전이 확인이 되었을 때에 비로소 엔진을 자동으로 정지를 하게 한다(S 08단계).

여기서 배터리 전압이 자동정지 상태하에서 재시동에 필요로 하는 하한치+a 이하일 때에 아이들링의 운전 시간을 h분한 이유는, 예를 들면 교차로 등에서와 같이 교통이 정체된 곳에서는 배터리 전압이 재시동에 필요로 하는 하한치+a 이상의 값에 극히 모자란 값에서도 정지하게 되는 경우도 예상할 수가 있기 때문에, 이와 같은 경우에는 엔진을 수 초 정도의 짧은 시간만의 아이들링으로서도 달성할 수가 있게 된다. 만일에 이와 같이 하여서 배터리 전압을 재시동에 필요로 하는 하한치+a 이상을 달성하였을 때에 엔진이 자동으로 정지하게 되면, 이때가 특히 신호가 바뀌거나 하는 경우 등에 있어서는 출발시키고자 하는 조작에 여유가 없어지면서 심리도 예민해져서 그 후의 운전을 하는데 지장을 초래할 수도 있기 때문에, 이와 같은 일들을 사전에 방지하기 위한 아이들링의 지연 시간이라고 할 수 있게 된다. 따라서 배터리 전압이 충분치 못할 경우에는 적어도 h분 이상을 지속적으로 아이들링을 할 수 있게 함으로써 특히 교차로 등에서와 같은 곳에서의 급작스런 엔진 정지를 배제하는 것으로서, h분은, 일반적으로 신호 대기시에 설정하고 있는 대기시간의 최대값에 수 초 정도를 더하여 분(分)으로 나타낸 값으로 설정하면 좋다고 할 수 있겠다(예, 신호 대기 시간이 1분 미만일 경우에는 h는 1분, 신호 대기 시간이 1분일 경우에는 h는 2분 등).

그리고 a는, 엔진을 자동으로 정지하고 난 후에도 계속하여서 배터리가 소모될 수 있는 전력, 예를 들면 에어컨이나 점멸기 등의 사용을 가정하여서 엔진 시동에 배터리 전력량을 보충해 줄 수 있는 값으로, 다시 말하면 엔진 미시동을 방지해 주기 위한 여유의 값이라고도 할 수 있겠다. 따라서 a는 앞에서 기술한 h분 동안에 이들의 사용을 예측하여 설정하는 것으로서, 엔진의 재시동시에는 적어도 배터리의 하한치는 확보되게 하는 수단이 된다.

한편 전술한 과정을 거쳐서 엔진이 자동으로 정지된 상태하에서의 엔진의 시 동 수단은, 엔진 상태 검출 수단에 의해 엔진이 자동으로 정지되어 있음을 확인한 후에(S 11단계), 변속상태(S 12단계)와 브레이크를 확인하고(S 13단계), 운전자에 의해 사이드 브레이크(도 3) 해지용 버튼(2)을 눌려서 사이드 브레이크의 해지조작과 함께 동시에 엔진 시동 신호를 출력할 수 있게 하여 엔진이 자동으로 시동될 수 있도록 하고(S 15단계), 사이드 브레이크를 완전히 내려서 출발할 수 있도록 준비를 완료한다.

이와 같은 본 발명 아이들링 스톱장치에 있어서 엔진의 자동 정지·자동 시동의 방법은, 종래 일반적인 자동차의 주·정차방법에 있어서의 조작 방법과 동일한 사용법에 그 기능만을 추가한 구조로서, 운전기능만을 습득한 자라면 종래의 어떠한 장치보다도 손쉽게 익힐 수가 있고, 또한 엔진의 자동정지나 자동 시동시에 있어서 브레이크 페달에서 발의 이탈이 된다고 하여도 사이드 브레이크가 그 기능을 보완해주기 때문에 더욱더 안전한 브레이크의 제동력을 이용할 수 있는 장치라고 할 수 있겠다.

도 1은 엔진 정지 동작을 나타내는 플로 챠트이다.

도 2는 엔진 시동 동작을 나타내는 플로 챠트이다.

도 3은 사이드 브레이크의 일례를 나타내는 경사도이다.

<부호의 설명>

1: 손잡이

2: 사이드 브레이크 해지용 버튼(엔진 자동 정지 후 시동용 버튼)

Claims (1)

1. 자동차 주행속도가 제로(0km/h)이고, 매뉴얼(MT)차량의 경우에 있어서는 기어 변속 레버 위치가 N 또는 P이고 오토머틱(AT)차량의 경우에 있어서는 쉬프트 레버 위치가 D나 N 또는 P 상태하에서, 사이드 브레이크 센서출력이 사이드 브레이크 작동 상태를 나타낸 시점에서 배터리 전압을 확인하여 그 전압이 엔진 자동정지 상태하에서 재시동에 필요로 하는 하한치 +a 이상이 확보되어 있을 때에는 엔진이 자동으로 정지를 하지만 그 이하일 경우에는 배터리 구동 타이머를 작동하여 적어도 h분 이상의 아이들링을 계속하면서 하한치 +a 이상이 확인이 되면 엔진이 자동으로 정지를 하고, 또한 엔진이 자동으로 정지한 상태하에서 운전자에 의해 사이드 브레이크 해지용 버튼 조작 신호를 출력할 때에는 엔진이 자동으로 시동하는 논리수단이 겸비됨을 특징으로 하는 자동차 엔진 아이들링 스톱 장치.

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