도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공회전 강제 제한장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공회전 강제 제한방법의 순서도이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공회전 강제 제한방법에서 각 모드 및 변속기의 종류에 따른 공회전정지판단단계를 구체화한 순서도이다.
도 3은 수동모드이고 수동변속기가 장착된 차량의 공회전정지판단단계에 관한 것이고, 도 4는 수동모드이고 자동변속기가 장착된 차량의 공회전정지판단단계에 관한 것이며, 도 5는 자동모드이고 자동변속기가 장착된 차량의 공회전정지판단단계에 관한 것이고, 도 6은 자동모드이고 수동변속기가 장착된 차량의 공회전정지판단단계에 관한 것이다.
본 발명의 차량의 공회전 강제 제한장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 속도센서(11)와, 변속기위치센서(12)와, 제동감지센서(13)와, 경사각센서(14)와, 클러치센서(15)와, 배터리전압센서(16)와, 엔진회전수센서(17)와, 시동횟수카운터(18)와, 제어부(30)와, 수동정지버튼(40), 디스플레이부(50) 등으로 이루어진다.
이러한 구성요소 중 본 발명의 차량의 공회전 강제 제한장치의 본체에는 도 1에 도시된 바와 같이, 경사각센서(14), 시동횟수카운터(18)와, 제어부(30)와, 수동정지버튼(40), 디스플레이부(50)이 장착되고, 나머지 구성은 차량에 직접 장착된다.
상기 속도센서(11)는 차량의 속도를 측정하는 센서이고, 상기 변속기위치센서(12)는 변속기의 현재 위치를 감지하는 센서이며, 상기 제동감지센서(13)는 브레이크가 동작되고 있는지 여부를 감지하는 센서이고, 상기 경사각센서(14)는 차량의 기울기를 측정하는 센서이다.
상기 경사각센서(14)는 차량의 전후 기울기뿐만 아니라 좌우 기울기도 함께 측정할 수 있도록 한다.
상기 클러치센서(15)는 클러치가 동작하는지 즉 클러치페달이 눌려졌는지 여부를 감지하여 클러치의 동작여부를 감지하는 센서이고, 상기 배터리전압센서(16)는 배터리의 전압을 측정하는 센서이며, 엔진회전수센서(17)는 엔진(60)의 회전수가 얼마인지를 측정하는 센서이고, 시동횟수카운터(18)는 시동모터가 몇 번 작동되었는지를 감지하여 연산하는 카운터이다.
상기 시동횟수카운터(18)는 시동모터를 작동하는데 필요한 전압이 몇 번 발생하였는지를 측정한 후 로직을 통해 연산함으로써 계산하도록 한다.
상술한 바와 같이, 상기 센서들 중 상기 속도센서(11), 변속기위치센서(12), 제동감지센서(13), 클러치센서(15), 배터리전압센서(16), 엔진회전수센서(17)는 각각의 차량의 부품에 대응되는 위치에 장착되도록 하고, 상기 경사각센서(14) 및 시동횟수카운터(18)는 상기 제어부(30)가 장착되는 본체에 장착되도록 한다.
이러한 각종 센서들이 측정한 데이터는 차량의 ECU(20)에 전송되거나 상기 제어부(30)로 직접 전송된다.
그리고, 상기 제어부(30)는 상기 차량의 ECU(20)가 수신한 상기 각종 센서들의 데이터를 CAN통신을 통해 입력받아 엔진(60)을 강제 정지시키거나 재시동하도록 제어한다.
상기 제어부(30)가 상기 차량의 ECU(20)로부터 각종 데이터를 수신함으로써, 상기 제어부(30)가 각 센서로 직접 연결할 필요가 없어 회선 및 제어장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
그리고, 각종 데이터 및 상기 제어부(30)에 의한 작동과정은 상기 디스플레이부(50)를 이용하여 사용자가 쉽게 볼 수 있도록 화면 또는 소리 등을 통해 외부로 표시한다.
상기 제어부(30)는, 상기 경사각센서(14)에서 측정되어 입력된 경사데이터가 미리 설정된 각도를 초과한 경우에는 상기 엔진(60)을 강제 정지시키지 않도록 한다.
예를 들어, 미리 설정된 각도가 5도인 경우 차량의 기울기가 5도 이하이고 다른 공회전 정지조건을 만족할 경우 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키도록 한다.
또한 차량의 기울기가 5도를 초과한 경우에는 다른 공회전 정지조건이 만족되더라도 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키지 않도록 한다.
이때, 상기 제어부(30)는 부져 또는 램프 등을 통해 운전자에게 위험을 알려주도록 한다.
이렇게 함으로써, 비탈진 도로에서 차량의 시동이 꺼져 위험한 상황이 초래되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
미리 설정된 각도는 작업자 등이 설정할 수도 있도록 한다.
그리고, 상기 제어부(30)는 상기 배터리전압센서(16)로부터 측정된 배터리 전압이 미리 설정된 전압 이하인 경우에는 상기 엔진(60)을 강제 정지시키지 않는다.
이때, 상가 배터리전압센서(16)는 발전기가 꺼진 상태에서의 배터리 전압을 측정하도록 한다.
예를 들어, 미리 설정된 전압을 11V로 할 경우, 상기 배터리전압센서(16)로부터 측정된 배터리의 전압이 그 값을 초과하고, 다른 공회전 정지조건을 만족할 경우에는 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키도록 한다.
그리고, 상기 배터리전압센서(16)로부터 측정된 배터리의 전압이 미리 설정된 전압 이하일 경우에는 다른 공회전 정지조건이 만족되더라도 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키지 않도록 한다.
이때, 상기 제어부(30)는 부져 또는 램프 등을 통해 운전자에게 알려주도록 한다.
이렇게 함으로써, 엔진(60)이 강제 정지된 후 재시동시 배터리 전압이 약해 시동이 걸리지 않는 것을 미연에 방지할 수 있다.
미리 설정된 전압은 운전자가 자유롭게 설정할 수도 있도록 한다.
그리고, 상기 제어부(30)는 상기 엔진(60)이 시동 또는 강제 정지된 후 재시동 된 뒤, 상기 속도센서(11)로부터 측정된 차량의 속도가 미리 설정된 속도값을 1회 이상 초과하지 못하였을 경우에는 상기 엔진(60)을 강제 정지시키지 않도록 한다.
예를 들어, 미리 설정된 속도값이 20km/h인 경우, 상기 속도센서(11)로부터 측정된 차량의 속도가 1회라도 20km/h를 초과하고 다른 공회전 정지조건을 만족할 경우에 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키도록 한다.
그리고, 차량의 속도가 1회라도 20km/h를 초과하지 못하였다면, 다른 공회전 정지조건이 만족되더라도 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키지 않도록 한다.
이렇게 함으로써, 차량 정체 또는 서행시 엔진(60)이 수시로 정지 및 재시동되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
미리 설정된 속도는 작업자 등이 설정할 수도 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(30)는 상기 엔진회전수센서(17)로부터 측정된 엔진회전수가 미리 설정된 엔진회전수를 초과한 경우에는 상기 엔진(60)을 강제 정지시키지 않는다.
예를 들어, 미리 설정된 엔진회전수(RPM)를 1100로 할 경우, 상기 엔진회전수센서(17)로부터 측정된 엔진회전수가 그 값 이하이고, 다른 공회전 정지조건을 만족할 경우에는 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키도록 한다.
그리고, 상기 엔진회전수센서(17)로부터 측정된 엔진회전수가 미리 설정된 엔진회전수를 초과할 경우에는 다른 공회전 정지조건이 만족되더라도 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키지 않도록 한다.
이때, 상기 제어부(30)는 부져 또는 램프 등을 통해 운전자에게 알려주도록 한다.
이렇게 함으로써, 차량의 정지시 운행이 아닌 다른 목적 예를 들어 다른 물건을 들어올리거나 다른 물건에 동력을 전달하고자 할 경우(예, 사다리차, 레미콘 등) 엔진회전수가 증가하게 되는데, 이러한 상태에서 차량이 비록 정지해 있지만 엔진(60)이 강제 정지되지 않도록 하여 다른 목적을 용이하게 수행하도록 할 수 있다.
미리 설정된 엔진회전수는 운전자가 자유롭게 설정할 수도 있도록 한다.
그리고, 상기 제어부(30)는 상기 시동횟수카운터(18)로부터 연산된 엔진(60)의 시동횟수 즉 시동모터의 시동횟수가 미리 설정된 시동횟수를 초과한 경우에는 상기 엔진(60)을 강제 정지시키지 않는다.
예를 들어, 미리 설정된 시동횟수를 30,000로 할 경우, 상기 시동횟수카운터(18)로부터 연산된 시동횟수가 그 값 이하이고, 다른 공회전 정지조건을 만족할 경우에는 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키도록 한다.
그리고, 상기 시동횟수카운터(18)로부터 연산된 엔진(60)의 시동횟수가 미리 설정된 시동횟수를 초과할 경우에는 다른 공회전 정지조건이 만족되더라도 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 정지시키지 않도록 한다.
이때, 상기 제어부(30)는 부져 또는 램프 등을 통해 운전자에게 알려주도록 한다.
이렇게 함으로써, 시동모터가 노후화되었을 때 엔진(60)이 강제 정지된 후 재시동시 시동이 걸리지 않는 것을 미연에 방지할 수 있다.
미리 설정된 시동횟수는 작업자 등이 설정할 수도 있도록 한다.
또한, 자동변속기가 장착된 차량이고 운전자가 자동모드를 선택한 경우, 상기 제어부(30)는, 위 조건을 모두 만족한 상태에서 차량의 속도가 '0'이고, 상기 변속기의 위치가 'D'이며, 브레이크가 동작되는 상태가 미리 설정된 시간을 초과하면, 차량의 엔진(60)을 강제 정지시키고, 상기 변속기의 위치가 'N'이고, 브레이크가 동작하고 있으면 차량의 엔진(60)을 재시동한다.
예를 들어, 상술한 조건들을 만족하면서 미리 설정된 시간이 4초이면, 차량의 속도가 '0'이고, 변속기의 위치가 'D'에 있으며, 브레이크가 동작된 시간이 4초를 초과하면 상기 제어부(30)는 엔진(60)을 강제 정지시키도록 한다.
또한, 자동변속기가 장착된 차량이고 운전자가 수동모드를 선택한 경우, 상기 제어부(30)는, 위 조건을 모두 만족한 상태에서 차량의 속도가 '0'이고, 상기 변속기의 위치가 'D'이며, 브레이크가 동작한 상태에서, 운전자에 의해 수동정지버튼(40)이 눌려지면 차량의 엔진(60)을 강제 정지시키고, 상기 변속기의 위치가 'N'이고, 브레이크가 동작하고 있으면 차량의 엔진(60)을 재시동한다.
자동모드 또는 수동모드는 운전자가 외부에서 손쉽게 조절할 수 있도록 하고, 상기 수동정지버튼(40)도 외부에서 운전자가 손쉽게 조작할 수 있도록 한다.
한편, 수동변속기가 장착된 차량이고 운전자가 자동모드를 선택한 경우, 상기 제어부(30)는, 위 조건을 모두 만족한 상태에서 차량의 속도가 '0'이고, 상기 변속기의 위치가 '중립'이며, 클러치가 동작하지 않고 브레이크가 동작되는 상태가 미리 설정된 시간을 초과하면, 차량의 엔진(60)을 강제 정지시키고, 상기 변속기의 위치가 중립이고, 클러치와 브레이크가 동작하고 있으면 차량의 엔진(60)을 재시동한다.
또한, 수동변속기가 장착된 차량이고 운전자가 수동모드를 선택한 경우, 상기 제어부(30)는, 위 조건을 모두 만족한 상태에서 차량의 속도가 '0'이고, 상기 변속기의 위치가 '중립'이며, 클러치가 동작하지 않고 브레이크가 동작한 상태에서, 상기 수동정지버튼(40)이 눌려지면 차량의 엔진(60)을 강제 정지시키고, 상기 변속기의 위치가 '중립'이고, 클러치와 브레이크가 동작하고 있으면 차량의 엔진(60)을 재시동한다.
상기 디스플레이부(50)는 경고램프를 통해 운전자에게 현 상태를 알려주도록 한다.
상기 제어부(30)는, 엔진(60)이 동작하고 있는 시간의 합인 운행누적시간과; 엔진(60)이 동작하고 있는 상태에서 차량속도가 '0'인 시간의 합인 정차누적시간과; 상기 제어부(30)에 의해 엔진(60)이 강제 정지된 시간의 합인 강제정지누적시간과; 상기 강제정지누적시간을 운행누적시간으로 나누어 백분율로 나타낸 엔진정지율과; 상기 강제정지누적시간을 정차누적시간으로 나누어 백분율로 나타낸 공회전강제제한실시율을 각각 산출하여, 상기 디스플레이부(50)를 통해 외부로 표시하여 운전자가 그 내용을 알 수 있도록 한다.
상기 디스플레이부(50)에 표시된 각종 수치 및 데이터는 상기 제어부(30) 또는 별도의 연산부를 통해 연산하여 표시하도록 한다.
위와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 공회전 제어장치는 다음과 같은 방법에 의해 작동된다.
본 발명의 공회전 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 모드선택단계(S100)와, 변속기판단단계(S210,220)와, 공회전정지판단단계(S310,S320,S330,S340)와, 엔진정지단계(S410, S420, S430, S440)와, 공회전해제판단단계(S510, S520, S530, S540), 재시동단계(S600)로 이루어진다.
상기 모드선택단계(S100)는 운전자가 본 발명의 공회전 제어장치를 자동으로 할 것인지 수동으로 할 것인지를 선택하는 단계로써, 자동모드를 선택할 경우에는 공회전정지조건이 미리 설정된 시간을 초과할 경우 엔진(60)이 강제 정지되고, 수동모드를 선택할 경우에는 운전자가 수동정지버튼(40)을 눌렸을 경우 엔진(60)을 강제 정지된다.
상기 변속기판단단계(S210,220)는 차량에 장착된 변속기 자동변속기인지 수동변속기인지를 판단하는 단계로써, 이는 자동으로 판단할 수도 있고, 운전자가 입력할 수도 있으며, 사전에 작업자가 미리 설정할 수도 있다.
상기 공회전정지판단단계(S310,S320,S330,S340)는 다양한 데이터를 입력받아 엔진(60)의 공회전 정지조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계로써, 4가지의 경우로 분류된다.
즉, 수동모드 및 수동변속기, 수동모드 및 자동변속기, 자동모드 및 자동변속기, 자동모드 및 수동변속기로 분류되어 각 경우에 따라 그 공회전 정지조건이 다르게 된다.
수동모드 및 수동변속기의 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 공회전정지판단단계(S310)는, 기울기판단단계(S3111)와, 배터리전압판단단계(S312)와, 동작활성화판단단계(S313)와; 엔진회전수판단단계(S314)와, 시동횟수판단단계(S315)와, 외부입력조건판단단계(S316)로 이루어진다.
상기 기울기판단단계(S311)는, 차량의 기울기를 측정하여 측정된 차량의 기울기가 미리 설정된 각도 이하일 경우 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하 는 단계이다.
상기 배터리전압판단단계(S312)는, 배터리 전압을 측정하여 측정된 배터리의 전압이 미리 설정된 전압을 초과할 경우 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
상기 동작활성화판단단계(S313)는, 엔진(60)이 시동 또는 강제 정지된 후 재시동 된 뒤, 차량의 속도가 미리 설정된 속도값을 1회 이상 초과하였을 경우, 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
상기 엔진회전수판단단계(S314)는, 엔진회전수를 측정하여 측정된 엔진회전수가 미리 설정된 엔진회전수 이하일 경우 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
상기 시동횟수판단단계(S315)는, 엔진(60)의 시동횟수를 연산하여 측정된 엔진(60)의 시동횟수가 미리 설정된 시동횟수 이하일 경우 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
상기 외부입력조건판단단계(S316)는, 차량의 속도가 '0'이고, 상기 변속기의 위치가 '중립'이며, 클러치가 동작하지 않고 브레이크가 동작한 상태에서, 수동정지버튼(40)이 눌려지면 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
위와 같은 모든 공회전 정지조건을 모두 만족할 경우 상기 엔진정지단계(S410)로 이동하여 엔진(60)을 강제 정지시킨다.
상기 기울기판단단계(S311)와, 배터리전압판단단계(S312)와, 동작활성화판단단계(S313)와, 엔진회전수판단단계(S314)와, 시동횟수판단단계(S315)는 필요에 따 라 상기 공회전정지판단단계(S310)에 선택하거나 제외할 수 있다.
그리고, 수동모드 및 자동변속기의 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 공회전정지판단단계(S320)는, 기울기판단단계(S321)와, 배터리전압판단단계(S322)와, 동작활성화판단단계(S323)와; 엔진회전수판단단계(S324)와, 시동횟수판단단계(S325)와, 외부입력조건판단단계(S326)로 이루어진다.
이때, 상기 외부입력조건판단단계(S326)를 제외하고는 수동모드 및 수동변속기와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 외부입력조건판단단계(S326)는, 차량의 속도가 '0'이고, 상기 변속기의 위치가 'D'이며, 브레이크가 동작한 상태에서, 수동정지버튼(40)이 눌려지면 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
위와 같은 모든 공회전 정지조건을 모두 만족할 경우 상기 엔진정지단계(S420)로 이동하여 엔진(60)을 강제 정지시킨다.
그리고, 자동모드 및 자동변속기의 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 공회전정지판단단계(S330)는, 기울기판단단계(S331)와, 배터리전압판단단계(S332)와, 동작활성화판단단계(S333)와; 엔진회전수판단단계(S334)와, 시동횟수판단단계(S335)와, 외부입력조건판단단계(S336)로 이루어진다.
이때, 상기 외부입력조건판단단계(S336)를 제외하고는 수동모드 및 수동변속기와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 외부입력조건판단단계(S336)는, 차량의 속도가 '0'이고, 변속기의 위치가 'D'이며, 브레이크가 동작되는 상태가 미리 설정된 일정시간을 초과하면 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
위와 같은 모든 공회전 정지조건을 모두 만족할 경우 상기 엔진정지단계(S430)로 이동하여 엔진(60)을 강제 정지시킨다.
그리고, 자동모드 및 수동변속기의 경우에는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 공회전정지판단단계(S340)는, 기울기판단단계(S341)와, 배터리전압판단단계(S342)와, 동작활성화판단단계(S343)와; 엔진회전수판단단계(S344)와, 시동횟수판단단계(S345)와, 외부입력조건판단단계(S346)로 이루어진다.
이때, 상기 외부입력조건판단단계(S346)를 제외하고는 수동모드 및 수동변속기와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 외부입력조건판단단계(S346)는, 상기 공회전정지판단단계(S340)에서는 차량의 속도가 '0'이고, 변속기의 위치가 '중립'이며, 클러치가 동작하지 않고 브레이크가 동작되는 상태가 미리 설정된 일정시간을 초과하면 공회전 정지조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계이다.
위와 같은 모든 공회전 정지조건을 모두 만족할 경우 상기 엔진정지단계(S440)로 이동하여 엔진(60)을 강제 정지시킨다.
상기 공회전해제판단단계(S510, S520, S530, S540)는 상기 엔진(60) 정지 후 상기 엔진(60)의 공회전 해제조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계로써, 자동변속기의 경우와 수동변속기의 경우로 분류된다.
자동변속기가 장착된 차량의 경우, 상기 공회전해제판단단계(S520, S530)에서 변속기의 위치가 'N'이고, 브레이크가 동작하고 있으면 상기 재시동단계(S600) 로 이동한다.
그리고, 수동변속기가 장착된 차량의 경우, 상기 공회전해제판단단계(S510, S540)에서 상기 변속기의 위치가 '중립'이고, 클러치와 브레이크가 동작하고 있으면 상기 재시동단계(S600)로 이동한다.
상기 재시동단계(S600)는 상기 공회전해제판단단계(S510, S520, S530, S540)에서 해제조건을 만족할 경우 상기 엔진(60)을 재시동하는 단계이다.
위와 같은 본 발명의 차량 공회전 제어장치 및 제어방법에 의해 차량 정지시 공회전이 불필요한 경우 엔진(60)을 자동 또는 수동으로 정지시키고, 엔진(60) 시동이 필요한 경우 원상태의 운전으로 자동 복귀시키기 때문에 연료를 절감할 수 있다.
또한, 상기 경사각센서(14), 배터리전압센서(16), 엔진회전수센서(17) 및 시동횟수카운터(18)에 의해 차량이 위험한 상태 또는 다른 목적으로 작동중인 상태에서 엔진(60)이 강제 정지되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명인 차량의 공회전 강제 제한장치 및 방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.