KR100835696B1 - 자동차 기관의 행정 표시 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 기관의 행정 표시 방법 및 그 장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 본 발명은 자동차의 기관으로 사용하는 엔진의 동작 상태를 센서부(1)에서 측정하는 단계와, 센서 측정된 센서신호를 제어부(3)로 전송하는 단계와, 제어부(3)로 전송되는 센서신호와, 제어부(3)에 저장된 데이터 값을 비교, 분석하여 엔진의 행정 상황을 판별하는 단계와, 제어부(3)에서 판별된 데이터를 바탕으로 출력신호를 전송하는 단계와, 제어부(3)에서 전송된 출력신호에 의해 표시부(4)에서 해당되는 LED(4a)가 점등 또는 소등하는 단계를 순차적으로 수행하여 자동차 기관의 행정을 표시할 수 있도록 하고, 그 표시장치로서 자동차의 기관으로 사용되는 엔진에 설치되어 기계적 동작을 반복 수행하는 엔진 부품의 동작 상태를 측정하는 센서부(1)와, 상기 센서부(1)에서 측정된 센서신호를 제어부(3)에 전달하는 신호입력부(2)와, 센서신호에 관한 처리데이터를 사전에 내부 저장하며, 신호입력부(2)를 통해 입력된 센서신호를 저장된 처리데이터와 비교, 분석한 후 제어신호를 발생하는 제어부(3)와, 상기 제어부(3)에서 발생된 제어신호에 의해 LED(4a)가 점등 또는 소등하는 표시부(4)로 구성함으로써, 자동차용 기관인 엔진의 행정을 LED로 표시하여 보는 이로 하여금 엔진의 행정 상황을 쉽게 판별하고 이해할 수 있도록 함으로써 교육용으로서 교육 효과를 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

자동차, 엔진, 행정 표시, 센서부, 제어부, 표시부

Description

자동차 기관의 행정 표시 방법 및 그 장치{CYCLE DISPLAYING METHOD OF AUTOMOBILE ENGINE AND APPARATUS THEREOF}

도 1은 본 발명의 주요 구성을 나타낸 블럭도

도 2는 본 발명의 표시 장치의 주요 구성을 나타낸 평면 예시도

도 3은 본 발명의 작동 과정을 나타낸 흐름도

도 4는 본 발명의 4기통 엔진용 행정 표시 장치 회로도

도 5는 본 발명의 4기통 엔진용 표시부의 점등 순서표

도 6은 본 발명의 6기통 엔진용 표시부의 점등 순서표이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 센서부 1a: TDC센서

1b: CPS 2: 신호입력부

3: 제어부 4: 표시부

4a : LED

본 발명은 자동차 기관의 행정 표시 방법 및 그 장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 자동차의 기관으로 사용되는 엔진의 작동에 따른 실린더 내부의 행정 진행 상황을 LED 점멸로 표시할 수 있도록 하여 교육 및 연구 목적으로 활용할 수 있도록 한 자동차 기관의 행정 표시 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동차용 기관으로 사용되는 통상의 엔진은 공기를 흡입하거나 공기와 연료를 혼합하여 흡입하는 흡입행정과, 피스톤으로 흡입된 공기 또는 혼합기를 실린더 내부에서 압축하는 압축행정과, 압축된 공기에 연료를 분사하거나 점화플러그를 이용해 혼합기를 점화시켜 연료를 폭발시키며 동력을 생산해내는 폭발행정과, 폭발 후 발생한 실린더 내부의 가스를 배출하는 배기행정을 연속적으로 수행하면서 동력을 생산하게 된다.

따라서 상기 4행정 중 하나의 행정에 문제가 발생하더라도 엔진은 동력을 제대로 생산해낼 수 없기 때문에 엔진 작동에 있어서 행정의 원리를 이해하고, 각 행정의 이상 유무 판별과, 특정 행정에서의 이상 발생시에 그에 대한 적절한 대처가 바로 엔진 성능을 제대로 발휘하기 위해 꼭 필요하게 되는 것이다.

따라서, 자동차 관련 기술을 가르치는 교육기관에서는 엔진의 기본 원리가 되는 4행정의 원리를 학생들에게 교육하기 위하여 여러 가지 수단과 방법을 사용하 고 있으나, 단순한 설명식 교육만으로는 기술적 이해도를 높이는데 한계가 있었다.

그리하여 최근에는 엔진의 4행정을 그래프 등으로 표시하여 교육적 효과를 높이기 위한 장치들도 개발된 바 있으나, 이러한 종래의 장치들은 그래프를 일일이 분석해봐야 행정 상태를 알 수 있기 때문에 그래프만으로 즉각적인 행정 상태를 파악하기 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 그래프를 표시하는 표시장치의 사용법도 번거롭고, 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 개발한 것으로서, 자동차용 기관인 엔진에서 4행정의 수행과 관련된 부속품의 작동 상태를 센서로 측정하여 이를 수집한 후, 사전에 4행정의 수행 관련 데이터가 저장되어 있는 제어부에서 분석하여 4행정의 진행 과정을 판별하고 이를 표시부에서 표시함으로써 엔진의 4행정 수행 상태를 더욱 쉽고 간편하게 인지할 수 있도록 한 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차의 기관으로 사용하는 엔진의 동작 상태를 센서부(1)에서 측정하는 단계와,

센서 측정된 센서신호를 제어부(3)로 전송하는 단계와,

제어부(3)로 전송되는 센서신호와, 제어부(3)에 저장된 데이터 값을 비교, 분석하여 엔진의 행정 상황을 판별하는 단계와,

제어부(3)에서 판별된 데이터를 바탕으로 출력신호를 전송하는 단계와,

제어부(3)에서 전송된 출력신호에 의해 표시부(4)에서 행정별로 표시하는 단계를 순차적으로 수행하는 구성이다.

한편, 상기와 같은 구성 단계의 수행을 위하여 본 발명은 자동차의 기관으로 사용되는 엔진에 설치되어 기계적 동작을 반복 수행하는 엔진 부품의 동작 상태를 측정하는 센서부(1)와,

상기 센서부(1)에서 측정된 센서신호를 제어부(3)에 전달하는 신호입력부(2)와,

센서신호에 관한 처리데이터를 사전에 내부 저장하며, 신호입력부(2)를 통해 입력된 센서신호를 저장된 처리데이터와 비교, 분석한 후 제어신호를 발생하는 제어부(3)와,

상기 제어부(3)에서 발생된 제어신호에 의해 LED(4a)가 점등 또는 소등하는 표시부(4)로 구성된다.

또한, 상기 센서부(1)는 엔진의 캠축(Cam Shaft)의 1번 실린더 상사점 위치를 감지하여 측정된 위치를 전기적 신호로 변환하여 제어부(3)에 전송하는 TDC(Top Dead Center) 센서를 사용하거나, 회전하는 프라이휠의 이빨의 움직임을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 제어부(3)에 전송하는 CPS(Crank Position Sensor) 등을 사용할 수 있다.

아울러, 상기 표시부(4)는 각 행정별 표시를 위하여 엔진의 실린더별로 각 4개씩의 LED(4a)를 가지며, 각 LED는 서로 다른 표시 색상을 가지는 것을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명의 주요 구성을 나타낸 블럭도로서 도면과 같이 본 발명은 크게 센서부(1)와 제어부(3)와 표시부(4)로 구성된다.

엔진의 주요 부품 주변에 설치되어 주요 부품의 작동 상태를 측정하는 센서부(1)는 엔진의 캠축(Cam Shaft)의 1번 실린더 상사점 위치를 감지하여 측정된 위치를 전기적 신호로 변환하여 제어부(3)에 전송하는 TDC(Top Dead Center) 센서를 사용하거나, 회전하는 프라이휠의 이빨의 움직임을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 제어부(3)에 전송하는 CPS(Crank Position Sensor) 등을 사용할 수 있다.

그 중 TDC센서(1a)는 캠축캡(CAM SHAFT CAP)상면에 장착되어 실린더가 압축상태에 있다는 것을 측정하게 된다.

즉, TDC센서(1a)는 홀소자를 사용하고 마그네틱 탭을 갖는 스틸 디스크, 홀소자로 구성되어 캠축(CAM SHAFT)의 위치를 감지하게 되는데, 캠축 1회전(크랭크축 2회전)에 대하여 1개의 돌기가 축과 같이 회전하면 돌기와 감응부의 간격이 변화하기 때문에 기전력이 발생하게 된다.

따라서 돌기부를 1번 실린더와 동기하도록 설치함으로써 1번 실린더의 압축 상사점 위치를 알 수 있기 때문에 제어부(3)에 의해 압축 상사점 위치 판별을 통해서 실린더 내부의 행정 상태를 정확하게 파악할 수 있게 되는 것이다.

또한, CPS(1b)는 영구자석, 센서코일 등으로 구성되는데, 코일이 감긴 영구자석의 양극 사이로 크랭크 샤프트와 연결된 스틸 디스크의 탭이 통과할 때 철심의 자속량은 공기의 그것보다 수천 배나 크기 때문에 자기회로의 자속이 증가된다.

이때 변하는 자속은 센싱 코일 양단의 전위차를 형성하고 코일 양단에 걸리는 전위차는 자속의 변화량에 비례하며, 자기 형식으로 센서 휠이 회전할 때 CPS의 자속 변화량이 출력전압으로 전환된다.

그리하여 그 출력전압을 제어부(3)에서 A/D변화시켜 이를 제어부(3)에 사전 저장된 처리데이터와 비교, 분석하여 각 실린더 내부의 행정 상황을 파악할 수 있게 되는 것이다.

위와 같은 과정을 통해서 제어부(3)가 각 실린더별 행정 상황을 판별한 후, 그에 따른 제어신호를 표시부(4)로 전송하면, 표시부(4)에 형성된 엔진의 실린더별 각 4개씩의 LED(4a)가 점등 또는 소등하면서 실린더 내부의 행정 상태를 표시하기 때문에 엔진의 4행정에 대한 작동과 그에 대한 이해를 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 표시부(4)의 경우 각 행정별 표시를 위하여 엔진의 실린더별로 각 4개씩의 LED(4a)를 설치할 때, 각 LED(4a)를 서로 다른 색상을 가진 것으로 하면 실린더의 행정 상태를 더욱 쉽게 판별할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 장치를 PCB상에 구성한 상태를 나타낸 평면 예시도인 도 2에서와 같이 본 발명은 자동차의 기관으로 사용되는 엔진의 주요 부품 주변에 설치되어 주요 부품의 작동 상태를 측정하는 센서부(1)에서 전달되는 신호를 신호입력부(2)를 통해 입력받은 후, 제어부(3)에서 이를 사전 저장된 처리데이터와 비교, 분석한 후 표시부(4)에 제어신호를 전달하게 된다.

그리하여 전달된 신호를 효과적으로 표시하기 위하여 PCB상에는 도면과 같이 엔진의 실린더별로 각 4개씩의 LED(4a)가 서로 행정별로 구분된 4가지 색상의 것들로 설치하게 되는데, 흡입행정은 녹색LED, 압축행정은 황색LED, 폭발행정은 적색LED, 배기행정은 백색LED로 설치하게 된다.

따라서, 제어부(3)에 의해 신호를 전달받은 표시부(4)의 LED가 점등되면 첨부도면 도 5와 같이 실린더1에서 폭발행정을 표시하는 적색LED가 점등될 때, 실린더2에서는 흡입행정을 표시하는 녹색LED가 점등되고, 실린더3에서는 배기행정을 표시하는 백색LED가 점등되며, 실린더4에서는 압축행정을 표시하는 황색LED가 점등됨으로써, 특정 실린더의 폭발행정시 다른 실린더의 행정 진행 상황을 쉽고 간편하게 파악할 수 있게 되는 것이다.

한편, 첨부도면 도 6과 같이 6기통 엔진용의 경우에는 표시부(4)의 LED 설치 숫자가 실린더의 숫자만큼 증설되는 것은 당연할 것이며, 통상의 6기통 엔진 폭발 순서인 1-5-3-6-2-4 순에 맞게 LED를 색상별로 설치하는 것이 바람직할 것임을 미리 밝혀두는 바이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자동차용 기관인 엔진의 행정을 LED로 표시하여 보는 이로 하여금 엔진의 행정 상황을 쉽게 판별하고 이해할 수 있도록 함으로써 교육용으로서 교육 효과를 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 자동차의 기관으로 사용하는 엔진의 동작 상태를 센서부(1)에서 측정하는 단계와,

   센서 측정된 센서신호를 제어부(3)로 전송하는 단계와,

   제어부(3)로 전송되는 센서신호와, 제어부(3)에 저장된 데이터 값을 비교, 분석하여 엔진의 행정 상황을 판별하는 단계와,

   제어부(3)에서 판별된 데이터를 바탕으로 출력신호를 전송하는 단계와,

   제어부(3)에서 전송된 출력신호에 의해 표시부(4)에서 행정별로 표시하는 단계를 순차적으로 수행하는 구성으로 된 자동차 기관의 행정 표시 방법
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