KR20110058965A - 차량의 토크 제한장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 장착되어 있는 각종 센서 또는 액츄에이터에 고장이 발생하였을 경우에 엔진의 토크를 제한하여 차량의 운전자가 고장의 발생을 인지할 수 있도록 하는 차량의 토크 제한장치 및 방법에 관한 것으로서 차량에 장착되어 있는 각종 센서들 또는 각종 액츄에이터들에 고장이 발생하였는 지의 여부를 진단하고, 고장 발생이 진단될 경우에 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도를 주행시간과 주행거리에 따라 단계적으로 제한하고, 제한한 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도에 따라 엔진을 구동시켜 토크를 제한함으로써 차량의 운전자가 고장의 발생을 쉽게 인지할 수 있도록 한다.
토크 제한, 차속제한, 회전속도 제한

Description

차량의 토크 제한장치 및 방법{Apparatus and method for limiting torque of vehicle}
본 발명은 차량에 장착되어 있는 각종 센서 또는 액츄에이터에 고장이 발생하였을 경우에 엔진의 토크를 제한하여 차량의 운전자가 고장의 발생을 인지할 수 있도록 하는 차량의 토크 제한장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에는 산소센서, 인테이크 압력센서, 크랭크 센서, 캡 센서, 냉각수 온도센서, 쓰로틀 위치센서 및 흡기 온도센서를 비롯한 각종 센서가 부착되어 있고, 또한 인젝터, 오일제어밸브, 전자 쓰로틀 구동모터, 공회전 구동기, 퍼지 밸브 및 촉매 등을 비롯한 각종 액츄에이터가 장착되어 차량이 최적의 상태로 구동되게 하고 있다.
상기 차량에 장착되어 있는 여러 가지의 센서들과 액츄에이터들에 고장이 발생하였을 경우에 차량이 정상으로 구동되지 않고, 엔진에서 연료가 불완전 연소되어 배기가스의 배출이 증가하게 된다.
그러므로 차량에 구비되어 있는 제어부는 상기 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들의 고장 진단을 수행하여 진단 결과를 저장하고, 고장이 발생하였을 경우에 MIL(Malfunction Indication Lamp)을 점등시켜 고장이 발생한 부품들을 정비 또는 교환할 수 있도록 고장의 발생을 차량의 운전자에게 알리고 있다.
그러나 MIL을 점등시켜 고장의 발생을 경보하여도 운전자가 고장의 발생을 인지하지 못하는 경우가 많고, 이로 인하여 운전자는 차량이 정상인 상태와 동일한 동작으로 차량을 계속 운전하여 배기가스가 증가하게 되는 문제점이 있었다.
그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량에 장착된 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들에 고장이 발생하였을 경우에 MIL을 점등시켜 고장의 발생을 경보함과 아울러 엔진의 토크를 제한하여 운전자가 차량의 고장 발생을 인지할 수 있도록 하는 차량의 토크 제한장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 차량에 장착된 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들에 고장이 발생하였을 경우에 엔진의 토크를 주행시간 및 주행거리에 따라 단계적으로 제한하여 운전자가 차량을 안전운전 할 수 있도록 하는 차량의 토크 제한장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 차량에 장착된 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들의 고장이 해제되었을 경우에 미리 설정된 기울기 또는 단계적으로 엔진의 토크 제한을 해제하여 운전자가 차량을 안전운전 할 수 있도록 하는 차량의 토크 제한장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 차량의 토크 제한장치 및 방법에 따르면, 차량에 장착되어 있는 각종 센서들이나 각종 액츄에이터에 고장이 발생되었는지의 여부를 진단하고, 고장의 발생이 진단될 경우에 엔진의 토크를 제한한다.
상기 엔진의 토크 제한은 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도를 제한하고, 제한한 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도에 따라 엔진을 구동시킨다.
그리고 차량의 주행시간 및 주행거리에 따라 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도를 단계적으로 낮게 제한하여 엔진의 토크가 단계적으로 감소되게 한다.
따라서, 본 발명의 엔진의 토크 제한장치는 차량에 장착되어 있는 센서들 및 액츄에이터들의 고장 발생을 진단하고 고장 발생이 진단될 경우에 단계적으로 엔진의 토크를 제한하는 토크 제한신호를 발생하는 토크 제한부와, 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호와 상기 토크 제한신호 중에서 크기가 작은 값을 토크신호로 선택하는 토크 선택부와, 상기 토크 선택부가 선택한 토크신호에 따라 쓰로틀 밸브의 공기량을 제어하는 공기량 제어신호를 발생하는 공기량 제어부와, 상기 토크 선택부가 선택한 토크신호에 따라 엔진의 점화시기를 제어하는 점화 제어신호를 발생하는 점화시기 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 토크 제한부는 차량에 장착되어 있는 센서들 및 액츄에이터들의 고장 발생을 진단하고 고장 발생이 진단될 경우에 단계적으로 값이 감소되는 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호를 발생하는 차속/회전속도 제한 제어부와, 상기 차속/회전속도 제한 제어부가 발생한 차속 제한신호와 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 차속 제어신호의 차이를 계산하는 차속신호 계산부와, 상기 차속/회전속도 제한 제어부가 발생한 회전속도 제한신호와 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 회전속도 제어신호의 차이를 계산하는 회전속도신호 계산부와, 상기 차속신호 계산부 및 상기 회전속도신호 계산부의 출력신호를 각기 토크신호로 변환하는 제 1 토크 변환부 및 제 2 토크 변환부와, 상기 제 1 토크 변환부 및 상기 제 2 토크 변환부가 변환한 토크신호들 중에서 크기가 작은 토크신호를 토크 제한신호로 선택하여 상기 토크 선택부로 출력하는 토크 제한신호 선택부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 차속/회전속도 제한 제어부는 고장 발생이 진단될 경우에 차량의 주행거리 및 주행시간에 따라 단계적으로 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차속/회전속도 제한 제어부는 엔진의 시동을 오프시킨 후 다시 시동을 온할 때마다 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차속/회전속도 제한 제어부는 고장이 해제되었을 경우에 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 미리 설정된 기울기 또는 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 엔진의 토크 제한방법은 차속/회전속도 제한 제어부가 차량에 장착된 센서들 및 액츄에이터들의 고장 발생여부를 진단하는 단계와, 상기 진단 결과 고장이 발생하였을 경우에 차속 제한신호의 값 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 미리 설정된 초기값으로 설정하는 단계와, 상기 차속 제한신호 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호에 따라 토크 제한신호를 발생하는 단계와, 상기 토크 제한신호와 가속페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호들 중에서 크기가 작은 신호를 토크신호로 선택하여 엔진의 토크를 제한하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 엔진의 토크 제한방법은 차량의 주행시간 및 주행거리에 따 라 상기 차속 제한신호 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차속 제한신호 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호에 따라 토크 제한신호를 발생하는 단계는 상기 차속 제한신호와 가속페달을 밟음에 따라 발생되는 차속 제어신호의 차이를 계산하는 단계와, 상기 설정한 회전속도 제한신호와 가속페달을 밟음에 따라 발생되는 회전속도 제어신호의 차이를 계산하는 단계와, 상기 계산한 차속신호 및 회전속도신호를 토크로 변환하는 단계와, 상기 차속신호에 따른 토크와 상기 회전속도신호에 따른 토크들 중에서 값이 작은 토크를 선택하여 토크 제한신호로 발생하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 엔진의 토크 제한방법은 엔진의 시동을 오프시킨 후 다시 시동을 온할 때마다 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 엔진의 토크 제한방법은 상기 고장이 해제되었을 경우에 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 미리 설정된 기울기 또는 단계적으로 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량의 토크 제한장치 및 방법에 따르면, 차량에 장착된 각종 센서들이나 각종 액츄에이터에 고장이 발생되었는지의 여부를 진단하고, 고장의 발생이 진단될 경우에 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도를 차량의 주행시간 및 주행거리에 따라 단계적으로 제한하고, 제한한 차량의 주행속도 및 엔진의 회전속도에 따라 엔진을 구동시켜 토크를 제한한다.
그러므로 차량의 운전자는 차량에 장착된 각종 센서들이나 각종 액츄에이터에 고장이 발생하였음을 인지하고, 고장수리를 하여 배기가스의 배출을 감소시킬 수 있다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 본 발명의 토크 제한장치의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다.
토크 제한부(100)는 차량에 설치된 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들의 신호를 입력하여 고장이 발생하였는지의 여부를 진단하고, 고장의 발생이 진단될 경우에 토크 제한신호를 발생한다.
토크 선택부(110)는 상기 토크 제한부(100)가 발생하는 토크 제한신호 및 운전자가 차량의 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호들 중에서 크기가 작은 신호를 토크 신호로 선택한다.
공기량 제어부(120)는 상기 토크 선택부(110)가 선택한 토크 신호에 따라 쓰로틀 밸브의 개폐량을 조절하는 공기량 제어신호를 발생하여 엔진으로 공급되는 공기량을 조절한다.
점화시기 제어부(130)는 상기 토크 선택부(110)가 선택한 토크 신호에 따라 엔진의 점화 제어신호를 발생한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 토크 제한장치는 토크 제한부(100)가 차량에 설치된 각종 센서 및 액츄에이터들의 신호를 입력하여 고장이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
상기 판단 결과 차량에 설치된 각종 센서 및 액츄에이터들에 고장이 발생하지 않았을 경우에 상기 토크 제한부(100)는 토크 제한신호를 최대값으로 출력한다.
상기 토크 제한부(100)가 출력하는 최대값의 토크 제한신호는 토크 선택부(110)로 입력된다.
그리고 차량의 운전자가 차량을 운전하면서 가속 페달을 밟음에 따라 토크 제어신호가 발생하고, 발생한 토크 제어신호는 상기 토크 선택부(110)로 입력된다.
상기 토크 선택부(110)는 상기 토크 제한부(100)로부터 입력되는 토크 제한신호와 상기 토크 제어신호의 크기를 비교하고, 비교 결과 크기가 작은 신호를 선택하여 토크신호로 출력한다.
즉, 차량에 설치된 각종 센서 및 액츄에이터들에 고장이 발생하지 않았을 경우에 상기 토크 제한부(100)가 출력하는 최대값의 토크 제한신호보다 운전자가 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호의 값이 작으므로 상기 토크 선택 부(110)는 운전자가 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호를 엔진을 구동시킬 토크신호로 선택한다.
상기 토크 선택부(110)가 선택한 토크신호는 공기량 제어부(120) 및 점화시기 제어부(130)로 입력된다.
그러면, 상기 공기량 제어부(120)는 상기 토크 제어신호에 공기량 제어신호를 발생하고, 발생한 공기량 조절신호에 따라 쓰로틀 밸브의 개폐량이 조절된다.
또한 상기 점화시기 제어부(130)는 상기 토크 제어신호에 따라 엔진의 점화 제어신호를 발생하고, 발생한 엔진의 점화 제어신호에 따라 엔진을 점화시킨다.
즉, 본 발명은 차량에 설치된 각종 센서 및 액츄에이터들의 신호를 입력하여 고장이 발생하지 않았을 경우에 운전자가 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호로 엔진에 공급되는 공기량 및 엔진의 점화시기를 조절하여 차량이 운전자의 조작상태에 따라 운전되게 한다.
그리고 차량에 설치된 각종 센서 및 액츄에이터들에 고장이 발생하였을 경우에 상기 토크 제한부(100)는 차량의 주행거리 및 주행시간에 따라 단계적으로 감소되는 토크 제한신호를 발생하고, 발생한 토크 제한신호는 토크 선택부(110)로 입력된다.
그러면, 상기 토크 선택부(110)는 상기 토크 제한부(100)가 출력하는 토크 제한신호와 운전자가 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호의 값의 크기를 비교하고, 비교 결과 크기가 작은 신호를 엔진을 구동시킬 토크신호로 선택한다.
상기 토크 선택부(110)가 선택한 토크신호는 공기량 제어부(120) 및 점화시기 제어부(130)로 입력되는 것으로서 상기 공기량 제어부(120)는 상기 토크 제어신호에 공기량 제어신호를 발생하고, 발생한 공기량 조절신호에 따라 쓰로틀 밸브의 개폐량이 조절되고, 상기 점화시기 제어부(130)는 상기 토크신호에 따라 엔진의 점화 제어신호를 발생하고, 발생한 엔진의 점화 제어신호에 따라 엔진을 전화시킨다.
즉, 본 발명은 차량에 설치된 각종 센서 및 액츄에이터들에 고장이 발생하였을 경우에 토크 제한부(100)가 차량의 주행거리 및 주행시간에 따라 단계적으로 감소되는 토크 제한신호를 발생하고, 발생한 토크 제한신호와 운전자가 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호들 중에서 크기가 작은 토크신호를 토크 선택부(110)가 선택한다.
그러므로 차량의 주행거리 또는 주행시간의 경과에 따라 토크 제한부(100)가 발생하는 토크 제한신호에 따라 차량이 운행되어 차량의 운전자가 차량에 이상이 발생하였음을 인지하고, 고장수리를 하게 된다.
도 2는 도 1의 토크 제한부의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다.
차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차량에 설치된 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들의 신호를 입력하여 고장이 발생하였는지의 여부를 진단하고, 각종 센서들 또는 각종 액츄에이터들에 고장이 발생되었음이 진단될 경우에 차량의 주행시간 및 주행거리에 따라 차량의 주행속도를 제한하는 차속 제한신호(Vlim)와, 엔진의 회전속도를 제한하는 회전속도 제한신호(Nlim)를 발생한다.
차속 계산부(210)는 운전자가 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 차속 제어 신호와 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)가 발생하는 차속 제한신호(Vlim)의 차이를 계산한다.
회전속도신호 계산부 (220)는 엔진의 현재 회전속도 검출신호와 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)가 발생하는 회전속도 제한신호(Nlim)의 차이를 계산한다.
제 1 토크 변환부(230)는 상기 차속 계산부 (210)가 계산한 차속신호를 토크신호로 변환한다.
제 2 토크 변환부(240)는 상기 회전속도신호 계산부 (220)가 계산한 회전속도신호를 토크신호로 변환한다.
토크 제한신호 선택부(250)는 상기 제 1 토크 변환부(230) 및 상기 제 2 토크 변환부(240)가 출력하는 토크신호들 중에서 크기가 작은 토크신호를 선택하고, 선택한 토크신호를 상기 토크 선택부(110)에 토크 제한신호로 출력한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 토크 제한장치에서 토크 제한부(100)의 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차량에 설치된 각종 센서들의 신호와 각종 액츄에이터들의 신호를 입력하여 고장이 발생하였는지의 여부를 진단하고, 고장의 발생이 진단될 경우에 차량의 주행시간 및 주행거리에 따라 단계적으로 감소되는 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)를 발생한다.
즉, 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차량에 설치된 각종 센서들의 신호와 각종 액츄에이터들의 신호를 입력하고, 입력한 각종 센서들의 신호와 각종 액츄에이터들의 신호를 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이 고장이 발생하였는지의 여부를 진단한다(S300).
여기서, 상기 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들의 고장 진단은 공지의 기술로서 구체적인 동작은 생략하고, 다만 산소센서의 고장진단을 하는 것을 예를 들어 설명한다.
산소센서의 고장 여부를 진단할 경우에 배기가스의 온도가 충분히 높은 영역(예를 들면, 400℃ 이상)에서 산소센서가 충분히 가열(예를 들면, 최대 가열로 30sec 이상 경과)된 후 산소센서의 출력전압이 소정의 전압(예를 들면, 1,5V)이상으로 일정시간(예를 들면, 5sec) 이상 지속되거나, 또는 연료의 차단상태가 아니면서 산소센서의 출력전압이 일정 전압(예를 들면, 0.06V 이하)으로 일정시간(예를 들면, 25sec) 지속되거나 또는 산소센서의 출력전압의 변화가 없을 경우(예를 들면, 5sec 이상 0.4~0.6V의 사이 전압을 유지)할 경우에 산소센서의 고장으로 판단한다.
상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)가 각종 센서들의 신호와 각종 액츄에이터들의 신호로 고장진단을 한 후 고장의 발생을 진단하였는지의 여부를 판단한다(S302).
상기 판단 결과 고장의 발생을 진단하였을 경우에 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 MIL을 점등시켜 고장의 발생을 운전자에게 경보하고(S304), 차속 제한신호(Vlim)를 미리 설정된 차속제한 초기값(Vinit)으로 설정함과 아울러 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)를 미리 설정된 회전속도 제한 초기값(Ninit)으로 설정한다(S306). 예를 들면, 차속을 80㎞/h로 제한하고, 엔진의 회전속도를 3000rpm으로 제한하는 차속제한 초기값(Vinit) 및 회전속도 제한 초기값(Ninit)을 설정한다.
이와 같은 상태에서 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차량의 주행시간 변수(Tacc)를 '0'으로 클리어하고(S308), 차량의 주행시간 경과에 따라 상기 차량의 주행시간 변수(Tacc)에 1을 가산하며(S310), 차량의 주행시간 변수(Tacc)의 값이 미리 설정된 주행시간 임계값(Vth) 이상인지의 여부를 판단한다(S312).
상기 단계(S312)의 판단 결과 차량의 주행시간 변수(Tacc)의 값이 미리 설정된 주행시간 임계값(Vth) 이상이 아닐 경우에 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차속 제한신호(Vlim) 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)를 현재상태로 출력한다(S316).
상기 단계(S312)에서 차량의 주행시간 변수(Tacc)가 미리 설정된 주행시간 임계값(Tth) 이상일 경우에 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 상기 차속 제한신호(Vlim)에서 미리 설정된 차속제한 오프셋 값(dVdec)을 감산함과 아울러 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)에서 미리 설정된 회전속도 제한 오프셋 값(dNdec)을 감산한다(S314).
예를 들면, 차속을 5㎞/h만큼 감소시키고, 또한 엔진의 회전속도를 300rpm만큼 감소시키는 차속제한 오프셋 값(dVdec) 및 회전속도 제한 오프셋 값(dNdec)을 상기 차속 제한신호(Vlim) 및 상기 회전속도 제한신호(Nlim)에서 각기 감산한다.
그리고 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 상기 오프셋 값(dVdec)(dNdec)을 감산한 차속 제한신호(Vlim) 및 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)를 출력한다(S316).
또한 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 상기 단계(S308～S316)와 동시에 차량의 주행거리 변수(Dacc)를 ‘0’으로 클리어하고(S318), 차량의 주행거리 경과에 따라 상기 차량의 주행시간 변수(Dacc)에 1을 가산하며(S320), 차량의 주행거리 변수(Dacc)의 값이 미리 설정된 주행시간 임계값(Dth) 이상인지의 여부를 판단한다(S322).
상기 판단 결과 차량의 주행거리 변수(Dacc)의 값이 미리 설정된 주행거리 임계값(Dth) 이상이 아닐 경우에 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차속 제한신호(Vlim) 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)를 현재상태로 출력한다(S326).
상기 단계(S320)에서의 판단 결과, 차량의 주행거리간 변수(Dacc)가 미리 설정된 주행거리 임계값(Dth) 이상일 경우에 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 상기 차속 제한신호(Vlim)에서 미리 설정된 차속제한 오프셋 값(dVdec)을 감산함과 아울러 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)에서 미리 설정된 회전속도 제한 오프셋 값(dNdec)을 감산한다(S324).
그리고 상기 오프셋 값(dVdec)(dNdec)을 감산한 차속 제한신호(Vlim) 및 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)를 출력한다(S326).
상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)가 출력하는 차속 제한신호(Vlim) 및 엔진의 회전속도 제한신호(Nlim)는 차속신호 계산부(210) 및 회전속도신호 계산부(220)에 각기 입력됨과 아울러 운전자가 차량의 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 차속제어신호 및 엔진의 회전속도 검출신호가 차속신호 계산부(210) 및 회전속 도신호 계산부(220)로 각기 입력된다.
그러면, 상기 차속신호 계산부(210)는 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)가 출력하는 차속 제한신호(Vlim)와 상기 운전자가 차량의 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 차속제어신호의 차이를 계산하여 출력한다.
또한 상기 회전속도신호 계산부(220)는 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)가 출력하는 회전속도 제한신호(Nlim)와 상기 운전자가 차량의 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 회전속도 검출신호의 차이를 계산하여 출력한다.
상기 차속신호 계산부(210)가 계산한 차속신호와 상기 회전속도신호 계산부(220)가 계산한 회전속도신호는 각기 제 1 토크 변환부(230) 및 제 2 토크 변환부(240)로 입력되어 차량의 엔진을 구동시킬 토크 값으로 변환된다. 예를 들면, 상기 제 1 토크 변환부(230) 및 상기 제 2 토크 변환부(240)는 PID(Proportional Integral Differential) 제어기로서 상기 차속신호 및 상기 회전속도신호를 각기 PID 제어하여 토크 값으로 변환된다.
상기 제 1 토크 변환부(230) 및 상기 제 2 토크 변환부(240)에서 각기 변환된 토크 값은 토크 제한신호 선택부(250)로 입력된다. 상기 토크 제한신호 선택부(250)는 상기 제 1 토크 변환부(230) 및 상기 제 2 토크 변환부(240)로부터 각기 입력되는 토크 값의 크기를 판단하고, 판단 결과 크기가 작은 토크 값을 선택하여 토크 제한신호로 출력한다.
이와 같이 토크 제한부(100)가 출력하는 토크 제한신호는 토크 선택부(110)로 입력되는 것으로서 상술한 바와 같이 토크 제한신호에 따라 엔진의 토크가 제한 되어 운전자가 고장의 발생을 쉽게 인지하게 된다.
즉, 본 발명은 차량에 장착되어 있는 각종 센서들이나 각종 액츄에이터에 고장이 발생하였을 경우에 차량의 주행시간 및 주행거리에 따라 엔진의 토크를 단계적으로 감소시켜 차량의 운전자가 고장의 발생을 인지할 수 있도록 한다.
도 4는 차량의 시동을 오프 및 온 할 경우에 본 발명의 토크 제한방법에 따른 제어부의 동작을 보인 신호흐름도이다.
도 4를 참조하면, 차량의 엔진의 시동을 오프할 경우에(S400) 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 현재 설정되어 있는 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)를 차속 제한신호 저장변수(Vlim_pre) 및 회전속도 제한신호 저장변수(Nlim_pre)에 각기 치환하고(S402), 치환한 차속 제한신호 저장변수(Vlim_pre) 및 회전속도 제한신호 저장변수(Nlim_pre)를 메모리에 저장한다(S404).
그리고 차량의 엔진의 시동을 온할 경우에(S406) 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 현재 차량에 장착되어 있는 각종 센서들이나 각종 액츄에이터들에 고장이 발생한 상태인지의 여부를 판단한다(S408).
상기 판단 결과 고장이 발생한 상태일 경우에 상기 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 메모리에 저장된 차속 제한신호 저장변수(Vlim_pre) 및 회전속도 제한신호 저장변수(Nlim_pre)를 독출하고, 독출한 차속 제한신호 저장변수(Vlim_pre) 및 회전속도 제한신호 저장변수(Nlim_pre)에 각기 미리 설정된 오프셋 값(dVdec)(dNdec)를 감산하여 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)로 설정한다.
즉, 본 발명은 차량에 장착되어 있는 각종 센서들이나 각종 액츄에이터들에 고장이 발생한 상태에서 시동을 오프하여 정지한 후 다시 시동을 온하여 구동시킬 경우에 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)의 값을 오프셋 값(dVdec)(dNdec)만큼 감소시켜 엔진의 토크를 감소시킴으로써 운전자가 차량에 이상이 있음을 인지하게 한다.
도 5는 고장이 해제되었을 경우에 본 발명의 토크 제한방법에 따른 제어부의 동작을 보인 신호흐름도이다.
도 5를 참조하면, 차속/회전속도 제한 제어부(200)는 차량을 수리하여 고장이 해제되었는지의 여부를 판단한다(S500).
상기 판단 결과 고장이 해제되었을 경우에 일정한 기울기 또는 단계적으로 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)의 값을 증가시켜 차량의 운행 제한을 해제한다(S502). 예를 들면, 분당 1㎞/h 및 100rpm의 속도로 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)의 값을 증가시키거나 또는 단계적으로 차속 제한신호(Vlim) 및 회전속도 제한신호(Nlim)의 값을 5㎞/h 및 300rpm씩 증가시킨다.
즉, 본 발명은 차량에 장착되어 있는 각종 센서들 및 각종 액츄에이터들의 고장이 해제되었을 경우에 엔진의 토크 제한을 일정한 기울기 또는 단계적으로 해제하여 운전자가 안전운전을 할 수 있게 한다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 토크 제한장치의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 토크 제한부의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 토크 제한방법에 따른 제어부의 바람직한 실시 예의 동작을 보인 신호 흐름도이다.
도 4는 차량의 시동을 오프 및 온 할 경우에 본 발명의 토크 제한방법에 따른 제어부의 바람직한 실시 예의 동작을 보인 신호 흐름도이다.
도 5는 고장이 해제되었을 경우에 본 발명의 토크 제한방법에 따른 제어부의 바람직한 실시 예의 동작을 보인 신호 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 차량에 장착되어 있는 센서들 및 액츄에이터들의 고장 발생을 진단하고 고장 발생이 진단될 경우에 단계적으로 엔진의 토크를 제한하는 토크 제한신호를 발생하는 토크 제한부;
    가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호와 상기 토크 제한신호 중에서 크기가 작은 값을 토크신호로 선택하는 토크 선택부;
    상기 토크 선택부가 선택한 토크신호에 따라 쓰로틀 밸브의 공기량을 제어하는 공기량 제어신호를 발생하는 공기량 제어부; 및
    상기 토크 선택부가 선택한 토크신호에 따라 엔진의 점화시기를 제어하는 점화 제어신호를 발생하는 점화시기 제어부를 포함하여 구성된 엔진의 토크 제한장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 토크 제한부는,
    차량에 장착되어 있는 센서들 및 액츄에이터들의 고장 발생을 진단하고 고장 발생이 진단될 경우에 단계적으로 값이 감소되는 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호를 발생하는 차속/회전속도 제한 제어부;
    상기 차속/회전속도 제한 제어부가 발생한 차속 제한신호와 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 차속 제어신호의 차이를 계산하는 차속신호 계산부;
    상기 차속/회전속도 제한 제어부가 발생한 회전속도 제한신호와 가속 페달을 밟음에 따라 발생되는 회전속도 제어신호의 차이를 계산하는 회전속도신호 계산부;
    상기 차속신호 계산부 및 상기 회전속도신호 계산부의 출력신호를 각기 토크신호로 변환하는 제 1 토크 변환부 및 제 2 토크 변환부; 및
    상기 제 1 토크 변환부 및 상기 제 2 토크 변환부가 변환한 토크신호들 중에서 크기가 작은 토크신호를 토크 제한신호로 선택하여 상기 토크 선택부로 출력하는 토크 제한신호 선택부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 차속/회전속도 제한 제어부는,
    고장 발생이 진단될 경우에 차량의 주행거리 및 주행시간에 따라 단계적으로 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 차속/회전속도 제한 제어부는,
    엔진의 시동을 오프시킨 후 다시 시동을 온할 때마다 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 차속/회전속도 제한 제어부는,
    고장이 해제되었을 경우에 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 미리 설정된 기울기 또는 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한장치.
  6. 차속/회전속도 제한 제어부가 차량에 장착된 센서들 및 액츄에이터들의 고장 발생여부를 진단하는 단계;
    상기 진단 결과 고장이 발생하였을 경우에 차속 제한신호의 값 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 미리 설정된 초기값으로 설정하는 단계;
    상기 차속 제한신호 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호에 따라 토크 제한신호를 발생하는 단계; 및
    상기 토크 제한신호와 가속페달을 밟음에 따라 발생되는 토크 제어신호들 중에서 크기가 작은 신호를 토크신호로 선택하여 엔진의 토크를 제한하는 단계를 포함하여 구성된 엔진의 토크 제한방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    차량의 주행시간 및 주행거리에 따라 상기 차속 제한신호 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 차속 제한신호 및 상기 엔진의 회전속도 제한신호에 따라 토크 제한신호를 발생하는 단계는,
    상기 차속 제한신호와 가속페달을 밟음에 따라 발생되는 차속 제어신호의 차이를 차속신호로 계산하는 단계;
    상기 설정한 회전속도 제한신호와 가속페달을 밟음에 따라 발생되는 회전속도 제어신호의 크기를 비교하여 차이를 계산하는 단계;
    상기 계산된 차속신호 및 회전속도신호를 토크로 변환하는 단계; 및
    상기 차속신호에 따른 토크와 상기 회전속도신호에 따른 토크들 중에서 값이 작은 토크를 선택하여 토크 제한신호로 발생하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    엔진의 시동을 오프시킨 후 다시 시동을 온할 때마다 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 고장이 해제되었을 경우에 상기 차속 제한신호 및 엔진의 회전속도 제한신호의 값을 미리 설정된 기울기 또는 단계적으로 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 토크 제한방법.
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