KR20110116689A - 차량의 급발진 방지장치 - Google Patents

Abstract

원인이 밝혀지지 않은 급발진뿐만 아니라 차량부품의 결함에 의해 발생하는 급발진을 사전에 방지하여 급발진으로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 한 차량의 급발진 방지장치가 개시된다.
개시된 차량의 급발진 방지장치는, 오토 차량일 경우 차량 속도(VEHICLE)와 엔진 회전수(ENGINE RPM), 스로틀 위치값(THROTTLE OPEN VEALUE), 기어 위치 값(GEAR POSITION)을 기반으로, 매뉴얼 차량일 경우 차량 속도(VEHICLE)와 엔진 회전수(ENGINE RPM), 스로틀 위치값(THROTTLE OPEN VEALUE), 기어 위치 값(GEAR POSITION) 및 클러치 상태 값(CLUTCH SWITCH)을 기반으로, 차량의 운행 상태를 판단하는 메인 제어장치와; 상기 메인 제어장치와 연계하여 차량 운행 상태정보를 제공받고, 상기 차량 운행 상태정보가 정상적인 차량 운행상태일 경우 브레이크 신호가 입력되면 급발진으로 판단하고 차량의 엔진 회전수를 유휴상태(IDLE)로 유지토록 제어하여 급발진을 방지하는 엔진 제어장치를 구비한다.

Description

차량의 급발진 방지장치{Apparatus for protecting fast start of vehicle}

본 발명은 차량에서 급발진 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원인이 밝혀지지 않은 급발진뿐만 아니라 차량부품의 결함에 의해 발생하는 급발진을 사전에 방지하여 급발진으로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 한 차량의 급발진 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수동변속기 혹은 자동변속기 차량을 비롯하여 하이브리드(HYBRID) 차량까지도, 주행중 혹은 차량 출발시 운전자가 원하지 않는 차량 속도 증가와 차량의 제동불가로 많은 피해와 사고가 발생하고 있다.

그러나 그 원인이 아직 정확하게 파악되지 않은 상태이고, 따라서 그 해결책 또한 미흡한 상태이다.

뿐만 아니라, 엑셀 페달(ACCEL PEDAL)이 바닥 매트(FLOOR MAT)에 끼어 차량제어가 불가능함으로써, 큰 사고로 이어지는 상황이 발생한 경우도 있으며, 엑셀 페달 단품의 불량으로 인하여 운전자의 의지와는 무관하게 차량 속도가 줄어들지 않는 경우 또한 발생한 바 있다.

이와 같이 단순한 자동차 부품의 결함에서부터, 원인이 밝혀지지 않은 급발진 문제 등을 해결하기 위해서 종래에 제안된 기술이, 대한민국특허청 공개실용신안공보 공개번호 실 1999-0028455호(1999.7.15. 공개)(고안의 명칭: 차량의 급발진 방지장치), 등록실용신안공보 등록번호 20-0184840호(2000.6.1. 공고)(고안의 명칭: 자동차 급발진 방지장치) 및 공개특허공보 공개번호 10-2004-0036268호(2004.4.30. 공개)(발명의 명칭: 차량의 급출발 방지장치)에 개시되어 있다.

상기 공보에 개시된 종래 기술들은, 대부분 엔진(ENGINE)의 목표회전수와 실제 엔진 회전수를 비교하여 '급발진 제어조건'이 성립하는가를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 엔진 회전수를 제어함으로써, 운전자가 원하지 않는 이상현상을 제거하도록 한 기술들이다.

그러나 이러한 종래 기술들은 "급발진"의 원인이 명확할 때에만 가능하며, 지금과 같이 그 원인이 불분명한 경우는 그 효과를 기대하기 어렵다.

또한, 상기와 같은 종래 기술들은 이미 언급한 바와 같이 엑셀 페달의 단품 불량이나, 혹은 엑셀 페달이 바닥 매트에 끼어 차량제어가 불가능할 경우에는, 급발진을 방지할 수 없다는 단점이 있다. 이 경우는 '급발진 제어조건'에 해당 되지 않아, 종래의 기술로는 급발진 방지 제어가 불가능하다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명이 해결하려는 과제는, 원인이 밝혀지지 않은 급발진뿐만 아니라 차량부품의 결함에 의해 발생하는 급발진을 사전에 방지하여 급발진으로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 한 차량의 급발진 방지장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "차량의 급발진 방지장치"는,

차량 속도(VEHICLE)와 엔진 회전수(ENGINE RPM), 스로틀 위치값(THROTTLE OPEN VEALUE), 기어 위치 값(GEAR POSITION)을 기반으로, 차량의 운행 상태를 판단하는 메인 제어장치와;

상기 메인 제어장치와 연계하여 차량 운행 상태정보를 제공받고, 상기 차량 운행 상태정보가 정상적인 차량 운행상태일 경우 브레이크 신호가 입력되면 급발진으로 판단하고 차량의 엔진 회전수를 유휴상태(IDLE)로 유지토록 제어하여 급발진을 방지하는 엔진 제어장치를 포함한다.

상기 메인 제어장치는,

오토 차량일 경우 차량 속도, 엔진 회전수, 기어 위치 값을 분석하고, 상기 차량이 매뉴얼 차량일 경우 차량 속도, 엔진 회전수, 기어 위치 값 및 클러치 상태 값을 분석하여 정차중이거나 구동 계 동력전달이 차단된 경우에는 급발진 방지 동작을 수행하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진 제어장치는,

구동 계 동력 전달이 발생한 경우에는 차량 속도를 검색하여 임계속도 이상이고, 스로틀 위치 값이 영(ZERO)이 아닐 경우에는 상기 브레이크 신호가 없는 경우에 현재 엔진 회전수를 유지하고, 상기 브레이크 신호가 발생하면 무조건 차량의 엔진 회전수를 유휴상태(IDLE상태)로 제어하여 엔진의 토크(TORQUE)를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진 제어장치는,

상기 차량의 엔진 회전수를 유휴상태로 제어한 상태에서, 차량 속도가 10KPH이하가 되면 정상상태의 엔진 회전수로 복귀토록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 원인이 밝혀지지 않은 급발진뿐만 아니라 차량부품의 결함에 의해 발생하는 급발진을 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기와 같은 장점으로 인해 급발진으로 인한 안전사고를 방지할 수 있어, 급발진에 따른 차량 탑승자의 피해를 제거할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 급발진 방지장치의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 급발진 방지과정을 보인 동작순서도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 급발진 방지장치의 구성도로서, 차량 속도(VEHICLE SPEED)를 검출하는 차속 검출센서(10), 엔진 회전수(ENGINE RPM)를 검출하는 엔진 회전수 검출센서, 스로틀 위치(THROTTLE OPEN VEALUE)를 검출하는 스로틀 위치 검출센서(30), 기어 위치(GEAR POSITION)를 검출하는 기어 위치 검출센서(40), 매뉴얼 트랜스미션(MANUAL TRANSMISSION)인 경우 클러치 위치(CLUTCH SWITCH)를 검출하는 클러치 페달 검출센서(50), 상기 각각의 센서로부터 출력되는 신호를 기반으로 차량의 운행 상태를 판단하는 메인 제어장치(60), 상기 메인 제어장치(60)와 연계하여 차량 운행 상태정보를 제공받고, 상기 차량 운행 상태정보가 정상적인 차량 운행상태일 경우 브레이크 신호(BRAKE SIGNAL)가 입력되면 급발진으로 판단하고 차량의 엔진 회전수를 유휴상태(IDLE)로 유지토록 제어하여 급발진을 방지하는 엔진 제어장치(70)로 구성된다.

도 1에 도시된 차량의 급발진 방지장치는 편의상 매뉴얼 차량에 대한 도면으로서, 오토 차량일 경우 클러치 페달 검출센서(50)를 제거하면 되고, 나머지 구성이나 동작은 매뉴얼 차량이나 오토 차량이 모두 동일하게 작용한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량의 급발진 방지장치는, 차량의 시동이 걸리면 메인 제어장치(60)에서 차속 검출센서(10)에서 검출된 차량 속도, 엔진 회전수 검출센서(20)에서 검출된 엔진 회전수(ENGINE RPM), 스로틀 위치 검출센서(30)에서 검출된 스로틀 위치(THROTTLE OPEN VEALUE), 기어 위치 검출센서(40)에서 검출한 기어 위치(GEAR POSITION) 값을 각각 입력받는다. 여기서 차량이 매뉴얼 차량일 경우 부가적으로 클러치 페달 검출센서(50)에서 검출한 클러치 위치(CLUTCH SWITCH) 값도 입력받는다.

오토 차량과 매뉴얼 차량에 대한 급발진 방지 장치의 전체 동작은 동일하며, 단지 매뉴얼 차량일 경우에 한하여 클러치 위치 정보를 더 포함하여, 급발진 방지 동작을 수행하게 된다.

이후 상기와 같이 각각 입력받은 신호들을 분석하여 정차 중인지 아니면 구동계 동력전달이 차단된 경우인지를 확인한다.

이 확인 결과 정차중이거나 구동계 동력전달이 차단된 경우에는 엔진 제어장치(70)에 차량 상태정보를 전달하지 않게 되고, 이 경우 급발진 방지를 위한 제어동작을 수행하지 않게 된다.

다음으로, 상기 각각 입력받은 신호들을 분석한 결과, 기어 위치, 매뉴얼 차량일 경우 매뉴얼 트랜스미션의 클러치 스위치 오프(CLUTCH SWITCH OFF) 및 매뉴얼 스위치(NEUTRAL SWITCH)가 1단(ON)으로 되었을 때 차속 검출 센서(10)로부터 해당 차속을 캔(CAN) 통신을 통해 받아들인 후, 그 속도가 미리 정해진 임계속도 이상이고, 스로틀 위치 검출센서(30)로부터 검출된 값이 영(ZERO)이 아닐 경우, 차량 운행 상태가 정상적이라고 판단을 하고, 이때 브레이크 신호(BRAKE SIGNAL)가 없는 상태 라면 현재 그 RPM을 유지하고, 이와는 달리 브레이크 신호가 발생하면 급발진이라고 판단을 하고 어떠한 조건하에서도 차량의 RPM을 유휴상태(IDLE)로 제어하여, 엔진의 토크(TORQUE)를 최소화하게 된다.

이로써 원인 모를 급발진이 발생하여도 실제 차량의 엔진 회전수를 최소로 제어함으로써, 급발진이 일어나지 않게 제어함으로써, 급발진 사고를 미리 방지하게 되는 것이다.

상기에서, 차량의 임계속도는 차종마다 다르게 할 수 있으며, 상기와 같이 차량의 엔진 회전수를 제어한 상태에서 차속이 10KPH이하가 되면 상기 엔진 회전수 제어를 수행하지 않고 다시 정상상태의 RPM으로 환원된다. 이는 차량의 CREEP SPEED를 고려한 차량속도로써, 등판출발 혹은, 스포티(SPORTY)한 출발성능을 요구하는 운전자를 고려한 배려이다.

즉, 본 발명은, 차속 검출센서(10), 엔진 회전수 검출센서(20), 기어 위치 검출센서(40), 스로틀 위치 검출센서(30), 그리고 매뉴얼 차량일 경우에 한하여 MANUAL TRANSMISSION의 NEUTRAL SWITCH 및 CLUTCH SWITCH(50)를 포함하여, 차량의 구동 계가 완전히 연결되었는가를 판단하는 기준을 검출한다. 이러한 기본 조건이 충족된 후, 스로틀 위치 검출센서(30)의 값이 영(ZERO)이 아닌 상태에서 브레이크 신호가 존재하면 작동하게 된다. 여기서 운전자는 차량이 정상적이지 않을 때 브레이크 페달을 밟아 차량이 동작하는 것을 방지하려는 동작을 하기 때문에, 본 발명에서는 브레이크 신호를 부가적으로 이용한다.

도 2는 도 1에 개시된 차량의 급발진 방지장치의 동작 순서도로서, 차량이 운행중인 상태인가를 판단한다. 이 판단 결과 차량이 운행중인 상태로 판단이 되면, 다음 단계로 차량이 수동변속기인지, 아니면 자동변속기 인지를 판단한다.

수동 변속기일 경우, 클러치 페달이 오프(OFF) 되었는지(엔진동력이 전달되는 상태가 OFF임)를 판단하고, 자동변속기의 경우에는 내추럴(NEUTRAL) 혹은 정차(PARKING) 상태 인가를 판단한다.

이 판단 결과 클러치 스위치 오프상태가 아니거나, 내추럴 또는 정자 상태가 아니면 급발진 방지제어를 위한 제어 동작을 수행하지 않게 되며, 이와는 달리 클러치 스위치 오프 상태이거나 내추럴 또는 정차중이 아닐 경우에는, 기어 변속 상태를 확인하여 엔진의 동력이 차축에 전달되어 차량이 정상적으로 주행중인가를 판단한다.

상기 판단 결과 차량이 정상적인 주행상태라고 판단이 되면, 다음 단계에서 스로틀 위치 검출센서의 검출 값을 검색하여 스로틀 위치 값이 "0"인지를 확인한다(스로틀 열림 량이 IDLE보다 큰 값인가를 판단한다). 이 확인 결과 스로틀 위치 값이 "0"이면 급발진 방지제어 동작을 수행하지 않게 되며, 이와는 달리 스로틀 위치 값이 "0"이 아닐 경우에는, 즉, 스로틀 열림 량이 IDLE보다 높은 값일 경우에는 브레이크 신호의 발생 여부를 확인한다.

이때, 스로틀 열림 량이 IDLE보다 높은 상태에서 브레이크 신호가 발생하면, 급발진으로 판단을 하고 자동으로 엔진 회전수를 IDLE 상태로 제어하여 엔진 토크를 최소화한다. 이로써 급발진이 발생하는 것을 방지하게 된다.

이후 브레이크 신호가 해제되거나 차량 속도가 임계속도(10KPH) 미만이 되면, 엔진 회전수의 IDLE 상태를 해제하고, 급방진 방지 제어과정을 종료하게 된다.

다시 말해, 본 발명은 자동변속기의 경우와 수동변속기 경우, 모두 엔진의 동력이 차축으로 전달되고 있는가를 판단하게 되고, 차속이 10KPH이상이 된 상태에서, 엑셀 페달 위치 혹은 스로틀 위치 등으로부터 엔진 토크가 IDLE상태 보다 높은 값인가를 확인한다.

이후 엔진 토크가 IDLE 상태보다 높은 값일 경우에 한하여, 브레이크 페달이 작동되면(브레이크 신호가 발생하면), 급발진으로 판단을 하고, 엑셀 페달의 동작 여부와는 무관하게 엔진 회전수를 IDLE 상태로 제어하여, 급발진을 방지하게 되는 것이다.

이후 브레이크 신호가 없어지거나 차량속도가 10KPH이하가 되면 엔진 회전수 제어 과정을 종료하게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 차속 검출센서 20 : 엔진 회전수 검출센서
30 : 스로틀 위치 검출센서 40 : 기어 위치 검출센서
50 : 클러치 페달 검출센서 60 : 메인 제어장치
70 : 엔진 제어장치

Claims (4)

1. 차량의 급발진을 방지하기 위한 장치에 있어서,
   차량 속도(VEHICLE)와 엔진 회전수(ENGINE RPM), 스로틀 위치값(THROTTLE OPEN VEALUE), 기어 위치 값(GEAR POSITION)을 기반으로, 차량의 운행 상태를 판단하는 메인 제어장치와;
   상기 메인 제어장치와 연계하여 차량 운행 상태정보를 제공받고, 상기 차량 운행 상태정보가 정상적인 차량 운행상태일 경우 브레이크 신호가 입력되면 급발진으로 판단하고 차량의 엔진 회전수를 유휴상태(IDLE)로 유지토록 제어하여 급발진을 방지하는 엔진 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 방지장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 메인 제어장치는,
   매뉴얼 차량일 경우 클러치 상태 값(CLUTCH SWITCH)을 포함하여 차량의 운행 상태를 판단하며,
   오토 차량일 경우 차량 속도, 엔진 회전수, 기어 위치 값을 분석하고, 상기 차량이 매뉴얼 차량일 경우 차량 속도, 엔진 회전수, 기어 위치 값 및 클러치 상태 값을 분석하여 정차중이거나 구동 계 동력전달이 차단된 경우에는 급발진 방지 동작을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 방지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 엔진 제어장치는,
   구동 계 동력 전달이 발생한 경우에는 차량 속도를 검색하여 임계속도 이상이고, 스로틀 위치 값이 영(ZERO)이 아닐 경우에는 상기 브레이크 신호가 없는 경우에 현재 엔진 회전수를 유지하고, 상기 브레이크 신호가 발생하면 무조건 차량의 엔진 회전수를 유휴상태(IDLE상태)로 제어하여 엔진의 토크(TORQUE)를 최소화하는 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 방지장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 엔진 제어장치는,
   상기 차량의 엔진 회전수를 유휴상태로 제어한 상태에서, 차량 속도가 10KPH이하가 되면 정상상태의 엔진 회전수로 복귀토록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 급발진 방지장치.

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