KR100394594B1

KR100394594B1 - 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템

Info

Publication number: KR100394594B1
Application number: KR10-2000-0073094A
Authority: KR
Inventors: 김영갑
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2003-08-14
Also published as: KR20020043898A

Abstract

본 발명은 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템에 관한 것으로, 엔진의 전자 에어를 담당하는 엔진 ECU를 포함하는 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템에 있어서, 상기 엔진 ECU는 얼터네이터로부터 입력되는 전압값이 일정값 이상으로 입력되면 레귤레이터의 고장으로 생성되는 과전압으로 판단하고, 과전압 감지시 연료 분사장치를 제어하여 엔진 rpm을 아이들 상태로 유지시켜 주면서 경고수단을 작동시켜 줌으로써, 얼터네이터의 이상 또는 레귤레이터의 고장 등으로 발생된 과전압에 의해 전장품이 파괴되는 것을 사전에 막아 주고, 주행중 전장품의 파괴로 우려되는 차량 사고로 미연에 방지할 수 있도록 한 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템을 제공하는데 있다.

Description

얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템{Alarm and protection system upon failure of a regulator for alternator}

본 발명은 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 얼터네이터로부터 발생되는 전압이 엔진 회전수에 비례하는성질을 이용하여 과전압 발생시 엔진 ECU에서 이를 감지하여 운전자에게 경고함과 동시에 아이들 상태로 두어 과전발생을 방지하도록 한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진과 같은 동력 발생 장치에 연결되어 전원을 발생시켜 주는 주고 여기서 발생된 전원으로 밧데리를 충전시켜 주거나 자동차의 다른 전기 장치에 이용할 수 있도록 얼터네이터 시스템이 구비되어 있다.

상기 얼터네이터 시스템, 첨부도면 도 1에서 도시한 바와 같이, 밧데리(10)와, 엔진 ECU(20)와, 각종 전기 장치를 포함하는 차량 부하(30)와, 얼터네이터(40)로 구성되어 있다.

특히, 상기 얼터네이터(40)는 엔진과 벨트 등으로 연결되어 엔진 회전수와 같은 속도로 회전시켜 실질적으로 전원을 공급시켜 주는 부분으로, 일측에는 여기에서 발생된 전원을 일정하게 유지시켜 주는 레귤레이터(41)가 구비되어 있다.

이러한 상기 얼터네이터(40)는 내부의 내주면을 따라 구비된 필드 코일(42)에 여자 전류를 제공하여 그 사이에 위치한 로터(43)를 자화시켜 주게 되고, 이 로터(43)가 엔진 rpm과 비례하여 회전하면서 전원을 발생시켜 주게 된다.

또한, 상기 얼터네이터(40)에는 일측에 레귤레이터(41)가 구성되어 있으며, 이 레귤레이터(41)는 트랜지스터(44)를 이용해서 밧데리(10)의 충전/비충전 여부, 차속에 따라 불규칙하게 발생되는 전압을 일정하게 안정시켜 각종 전장품에 제공해 주게 된다.

그러나, 기존의 얼터네이터 시스템은 레귤레이터(41)가 고장난 경우 이를 운전자가 정확하게 알 수 없는 상태로 고속 주행을 하게 되면 차속에 따라 발생되는전압에 의해 디젤 엔진의 경우 차속(rmp)에 따라 다음과 같은 전압과 전장의 문제가 발생하게 된다.

1) 차속 500rpm인 아이들 상태 : 36V, 엔진 ECU 및 기타 전장품 정상상태

2) 차속 550rpm : 46V, 엔진 ECU 정상 및 ECU류 파괴

3) 차속 850rpm : 62V, 엔진 ECU 정상 및 전장품 모두 파괴

4) 차속 1100rpm : 98V, 엔진 ECU 파괴 및 엔진 정지

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 엔진의 전자 에어를 담당하는 엔진 ECU를 포함하는 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템에 있어서, 상기 엔진 ECU는 얼터네이터로부터 입력되는 전압값이 일정값 이상으로 입력되면 레귤레이터의 고장으로 생성되는 과전압으로 판단하고, 과전압 감지시 연료 분사장치를 제어하여 엔진 rpm을 아이들 상태로 유지시켜 주면서 경고수단을 작동시켜 주도록 이루어진 것을 특징으로 하는 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 엔진 ECU는 얼터네이터로부터 입력되는 전압(BATT VOLTAGE)를 비교하여 기준 전압(32V) 이상이면 과전압(OVER VOLT)로 판단하고, 이때의 기준 패달 개도(PADAL VALUE)가 0%인 때와 현재 조작되는 패달 개도(DEMANDED PEDAL VALUE)를 통해 상기 입력 전압이 과전압(OVER VOLT)인가를 판단하고, 과전압(OVER VOLT)으로 판명되면 엔진 경고등에 경고음을 발생시키는 동시에 현재 패달 개도(DEMANDED PEDAL VALUE)와 상관없이 (PADAL VALUE)를 0%로 두어 엔진이 아이들 상태(IDLE REF SPPED)로 구동하도록 하고, 이때의 실제 엔진 속도(ENGINE SPEED)를 검출하여 이때의 대상 rmp(IDLE ADJUST REF SPPED)를 IP 제어(IDLE PRO＿GAIN IDLE INT＿GAIN)로 타켓 rpm을 유지하여 실제 연료량(IDLE FUEL)을 제어하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 얼터네이터 시스템을 나타내는 구성도,

도 2는 도 1에서 얼터네이터의 레귤레이터 구성을 보여주는 구성도,

도 3은 본 발명에 따르는 엔진 제어 상태를 보여주는 도면.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 밧데리 20 : 엔진 ECU

30 : 차량 부하 40 : 얼터네이터

41 : 레귤레이터 42 : 필드 코일

43 : 로터 44 : 트랜지스터

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 따르는 경고 및 보호 장치의 로직을 보여주는 도면로, 도면부호 20은 엔진 ECU를, 40은 얼터네이터를 각각 나타낸다.

본 발명은 각종 센서로부터 입력신호를 받아 운전상태나 연료분사, 점화시기 설정 및 엔진 회전수 등을 제어하는 ECU(Electric Control Unit)(20)를 이용하여 얼터네이터(40)의 필드 코일(42)에 지속적으로 전원 공급이 이루어지는 등의 이상이나 레귤레이터(41)의 고장으로 과전압이 발생시 엔진 rpm을 아이들 상태(약 500rpm-700)로 감속시켜 과전압으로 전장품이 파괴되는 것을 막고 이에 대한 경고를 할 수 있도록 한 것이다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 얼터네이터(40)와 레귤레이터(41)는 차량의 주행시 벨트 등으로 엔진과 함께 구동하면서 구성되어 있으며, 엔진 rpm과 비례하여 회전하게 된다.

이러한 상기 얼터네이터(40)는 내부의 필드 코일(42)에 인가하는 전류를 제어하여 발전되어 나오는 전압을 출력값으로 얻게 되는데, 상기 얼터네이터(40)의 고장(예를 들어, 단락) 또는 균일한 전압을 제공하는 레귤레이터(41)가 고장나게 되면 과전압이 발생하게 된다.

본 발명에서는 이와 같이얼터네이터(40)와 레귤레이터(41)의 고장으로 발생되는 과전압 발생시 얼터네이터의 레귤레이터 이상으로 생성된 것으로 판단하고, 엔진 ECU(20)에서 이를 감지할 수 있게 하고, 만일 과전압이 발생을 감지하게 되면 엔진 rpm을 아이들 상태로 유지시켜 주면서 운전자에게 경고할 수 있도록 한 것이다.

즉, 통상의 엔진 ECU(20)는 인젝터에 제공되는 연료량 및 분사 시기 등을 제어하게 되는데 상술한 것과 같이 전압이 발생되었음을 감지하게 되면 엔진 rpm를 통상적인 제어 방법을 통해 아이들 상태로 떨어뜨려 과전압이 발생되지 않도록 한 것이다.

물론, 상기 엔진 ECU(20)는 이와 같이 과전압의 발생 억제와 함께 클러스터 등에 구비된 경고등 또는 부조 등과 같은 경고수단을 통해 과전압이 발생되어 엔진 rpm을 아이들 상태로 낮추었음을 경고하고, 운전자에 이에 대한 조치(얼터네이터 또는 레귤레이터 교환)를 취할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 엔진 ECU(20)는 먼저 얼터네이터로부터 입력되는 전압값(BATT VOLTAGE)이 기준치 이상인지 아닌지를 비교하게 된다. 이때, 상기 기준값은 일반 승용차인 경우 12V 그리로 버스나 대형 차량의 경우 24V 또는 32V 등으로 차량에 따라 얼터네이터가 정상 상태에서 출력되는 전압값을 비교하게 된다.

이렇게 입력된 전압값(BAT VOLTAGE)이 기준값을 넘어 서게 되면 상기 엔진 ECU(20)는 입력 전압값을 과전압(OVER VOLT)로 판단하고, 이때의 기준 패달 개도(PADAL VALUE)가 0%인 때와 현재 조작되는 패달 개도(DEMANDED PEDAL VALUE)를 통해 상기 입력 전압이 과전압(OVER VOLT)인가를 판단한다.

이 단계는 통상적으로 얼터네이터는 엔진 회전수에 따라 고속 주행시 저속에 비해 전압값이 크게 나타나게 되는데, 패달에 외력이 가해지지 않았을 때와 운전자가 패달을 밞았을 때의 속도를 비교하여 차속에 따른 엔진 회전수가 적정한지 판단하게 된다.

만일, 상기 전압값이 과전압(OVER VOLT)으로 판명되면, 상기 엔진 ECU(20)는 엔진 경고등에 경고음을 발생시키는 동시에 현재 패달 개도(DEMANDED PEDAL VALUE)와 상관없이 (PADAL VALUE)를 0%로 두어 엔진이 아이들 상태(IDLE REF SPPED)로 구동하도록 제어하게 된다.

이렇게 엔진 rpm을 아이들 상태로 두어 과전압에 의해 발생되는 전장 부품들의 파손 상태를 막아 주게 되는 것이다.

이와 동시에, 상기 엔진 ECU(20)는 실제 엔진 속도(ENGINE SPEED)를 검출하여 이때의 대상 rmp(IDLE ADJUST REF SPPED)를 IP 제어(IDLE PRO＿GAIN IDLE INT＿GAIN)로 타켓 rpm을 유지하여 실제 연료량(IDLE FUEL)을 제어하게 된다.

즉, 가속 패달을 밞고 있더라도 개구된 상태로 엔진을 유지하게 되나 주행중 속도가 아이들 상태 이상이면 아이들 상태로 엔진 rpm을 낮춰 과전압이 발생하는것을 막아 주게 되는 것이다.

따라서, 상기 엔진 ECU(20)는 얼터네이터의 레귤레이터 이상으로 발생되는 과전압을 과전류 발생을 감지하고, 과전류 발생이 감지되면 엔진 rpm을 아이들 상태 이하로 떨어뜨려 과전압에 의해 전장품이 파손되는 것을 막을 수 있도록 한 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 엔진의 전자 에어를 담당하는 엔진 ECU를 포함하는 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템에 있어서, 상기 엔진 ECU는 얼터네이터로부터 입력되는 전압이 일정값 이상으로 입력되면 이 과전압이 레귤레이터의 이상으로부터 생성된 것으로 판단하고, 과전압 감지시 연료 분사장치를 제어하여 엔진 rpm을 아이들 상태로 유지시켜 주면서 경고수단을 작동시켜 주도록 이루어진 것을 특징으로 하는 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템을 제공함으로써 다음과 같은 효과가 있다.

1) 엔진 rpm이 높아짐에 따라 이에 비례하는 얼터네이터의 전압 발생을 이용하여 단순히 엔진 ECU의 로직 변경으로 이를 해결할 수 있게 되어 비용 절감 효과를 높일 수 있게 된다.

2) 얼터네이터와 레귤레이터의 고장으로 발생되는 과전압 상태시 차속의 감속으로 안전 상태의 전압 발생을 도모하고 이를 운전자에게 경고해 주게 되고, 과전압으로 발생되는 전장품의 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.

Claims

엔진 ECU는 얼터네이터로부터 입력되는 전압값이 일정값 이상으로 입력되면 레귤레이터의 고장으로 생성되는 과전압으로 판단하고, 과전압 감지시 연료 분사장치를 제어하여 엔진 rpm을 아이들 상태로 유지시켜 주면서 경고수단을 작동시켜 주도록 이루어진 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템에 있어서,

상기 엔진 ECU는 얼터네이터로부터 입력되는 전압(BATT VOLTAGE)을 비교하여 기준 전압(32V) 이상이면 과전압(OVER VOLT)으로 판단하고, 이때의 기준 패달 개도(PADAL VALUE)가 0%인 때와 현재 조작되는 패달 개도(DEMANDED PEDAL VALUE)를 통해 상기 입력 전압이 과전압(OVER VOLT)인가를 판단하고, 과전압(OVER VOLT)으로 판명되면 엔진 경고등에 경고음을 발생시키는 동시에 현재 조작되는 패달 개도(DEMANDED PEDAL VALUE)와 상관없이 기준 패달 개도(PADAL VALUE)를 0%로 두어 엔진이 아이들 상태(IDLE REF SPPED)로 구동하도록 하고, 이때의 실제 엔진 속도(ENGINE SPEED)를 검출하여 이때의 대상 rpm(IDLE ADJUST REF SPPED)을 IP 제어(IDLE PRO＿GAIN IDLE INT＿GAIN)로 타켓 rpm을 유지하여 실제 연료량(IDLE FUEL)을 제어하는 것을 특징으로 하는 얼터네이터용 레귤레이터 고장시 경고 및 보호 시스템.
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