KR0174017B1 - 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법 - Google Patents

공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

흡기 다기관으로 입력되는 공기의 양을 감지한 뒤에, 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 공기흐름 센서(10)와, 흡기 다기관으로 입력되는 공기의 온도를 감지한 뒤에, 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 공기온도 센서(20)와, 스로틀 밸브의 개방도를 감지한 뒤에, 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 스로틀 포지션 센서(30)와, 해발고도를 조금씩 높여가면서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있을 때의 흡입 공기량을 온도별로 실험적으로 측정하여 수치화하여 놓은 해발고도맵이 저장되어 있는 메모리(50)와, 상기한 공기흐름 센서와 공기온도 센서와 스로틀 밸브가 완전히 개방되었을 경우에 상기 메모리의 해발고도맵을 액세스한 뒤에 이로부터 흡입 공기량과 흡입 공기온도에 관한 정보신호에 대응하는 해발고도를 검색하여 출력함과 동시에 검색된 해발고도를 메모리에 저장하는 마이크로 컨트롤러(40)로 구성되어, 현재의 해발고도를 산출하여 메모리에 저장함으로써 연료 분사량과 점화시기를 보정하기 위한 정보신호를 제공하기위한 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법에 관한 것.

Description

공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출 장치의 구성 블럭도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출방법의 동작 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 공기흐름 센서 20 : 공기온도 센서
30 : 스로틀 포지션 센서 40 : 마이크로 컨트롤러
50 : 메모리 60 : 연료분사 장치부
70 : 점화 장치부
이 발명은 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하지면 해발고도를 조금씩 높여가면서 스로틀 밸브(throttle valve)가 완전히 개방되어 있을 때의 흡입 공기량을 온도별로 실험적으로 측정하여 수치화함으로써 맵으로 구성해 놓은 뒤에, 공기흐름 센서로부터 감지되는 흡입 공기량과 공기 온도 센서로부터 감지되는 흡입공기의 온도를 이용하여 현재의 해발고도를 산출하는 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법에 관한 것이다.
연료의 분사를 마이크로 컨트롤러를 이용하여 전자적으로 제어하는 차량에서는 연료의 분사량 및 점화시기를 산출하는 데 사용하기 위하여, 흡기 다기관으로 흡입되는 공기의 양을 측정하기 위한 공기센서가 기본적으로 장착된다.
상기한 공기센서로서는, 발신기로부터 송출되는 초음파가 흡입공기의 칼만와류현상에 의하여 칼만와류수만큼 밀집되거나 분산된 후 수신기에 전달되면 이를 변조기를 이용하여 전기적인 신호로 변환하는 공기흐름센서(Mass Air Flow Sensor, MAFS)와, 스트레인 게이지의 저항치가 압력에 비례하여 변화되는 것을 이용하여 입력을 전압으로 변환하는 대기압 센서(Mass Air Pressure Sensor, MAPS)의 2가지 종류가 일반적으로 사용되고 있다.
대기압 센서를 공기센서로서 사용하는 차량에서는, 차량이 위치하고 있는 지역의 해발고도에 따라 흡입되는 공기의 양이 변화되는 것을 보정함으로써 정확한 흡입 공기량을 산출하기 위하여, 상기한 대기압 센서로부터 출력되는 기압에 관한 신호로부터 해발고도를 감지하고 있다.
그러나 공기흐름 센서를 공기센서로서 사용하는 차량에서는, 공기흐름 센서만을 가지고는 해발 고도를 감지할 수 없기 때문에 해발고도에 따라 흡입되는 공기의 양을 보정하지 못함으로써 흡입공기의 양이 정확하게 산출되지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 공기흐름 센서를 공기센서로서 사용하는 종래의 차량은, 흡입공기량이 정확하기 못하기 때문에 연료의 분사량이나 점화시기가 부정확하게 이루어짐으로써 결과적으로 연료가 과소비됨과 동시에 불완전연소로 인한 공해물질의 증가를 유발시키는 단점이 있다.
따라서 이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 단점을 해결하기 위한 것으로서, 해발고도를 조금씩 높여가면서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있을 때의 흡입 공기량을 온도별로 실험적으로 측정하여 수치화함으로써 맵으로 구성해놓은 뒤에, 공기흐름 센서로부터 감지되는 흡입 공기량과 공기온도 센서로부터 감지되는 흡입공기의 온도를 이용하여 현재의 해발고도를 산출하기 위한 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 장치의 구성은,
흡기 다기관으로 입력되는 공기의 양을 감지한 뒤에, 이를 전기적은 신호로 변환하여 출력하는 공기흐름 센서와,
흡기 다기관으로 입력되는 공기의 온도를 감지한 뒤에, 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 공기온도 센서와,
스로틀 밸브의 개방도를 감지한 뒤에, 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 스로틀 포지션 센서(Throttle Position Sensor, TPS)와, 해발고도를 조금씩 높여가면서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있을 때의 흡입 공기량을 온도별로 실험적으로 측정하여 수치화하여 놓은 해발고도맵이 저장되어 있는 메모리와,
상기한 공기흐름 센서와 공기온도 센서와 스로틀 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 입력으로 하여, 스로틀 밸브가 완전히 개방되었을 경우에 상기 메모리의 해발고도맵을 엑세스한 뒤에 이로부터 흡입 공기량과 흡입 공기온도에 관한 정보신호에 대응하는 해발고도를 검색하여 출력함과 동시에 검색된 해발고도를 상기 메모리에 저장하는 마이크로 컨트롤러로 이루어진다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 방법의 구성은,
전원이 인가되면 동작이 시작되어 메모리내의 모든 변수를 초기화 시키는 단계와,
스로틀 포지션 센서의 신호값을 읽어들여서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있는지를 판단하는 단계와,
스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있는 경우에 공기흐름 센서와 공기온도 센서의 신호값을 읽어 들어는 단계와,
메모리에 저장되어 있는 해발고도맵 데이터를 액세스하고, 읽어들인 해발고도맵 데이터로부터 현재의 해발고도에 관한 정보를 산출하여 이를 메모리에 자장한 뒤에 상기한 과정을 반복 수행하는 단계로 이루어진다.
상기한 구성에 의하여, 이 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치의 구성 블럭도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출 장치의 구성은, 공기흐름 센서(10)와, 공기온도 센서(20)와, 스로틀 포지션 센서(30)와, 상기한 공기흐름 센서(10)와 공기온도 센서(20)와 스로틀 포지션 센서(30)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 마이크로 컨트롤러(40)와, 상기한 마이크로 컨트롤러(40)와 시스템 버스를 통하여 서로 연결되어 있는 메모리(50)와, 상기한 마이크로 컨트롤러(40)의 출력단에 입력단이 각각 연결되어 있는 연료 분사 장치부(60) 및 점화 장치부(70)로 이루어진다.
상기한 마이크로 컨트롤러(40)는 내부에 애널로그/디지틀 변환기가 내장되어 있는 것을 사용하며, 별도의 컨틀롤러칩을 사용하여 구성할 수도 있고, 아니면 차량의 전자제어유니트(Electronic Control Unit, ECU)를 사용할 수도 있다.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출방법의 동작 흐름도이다.
제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출방법의 구성은, 전원이 인가되면 동작이 시작되는 단계(S10)와, 동작이 사작되면 메모리내의 모든 변수를 초기화시키는 단계(S20)와, 스로틀 포지션 센서의 신호값을 읽어들이는 단계(S30)와, 읽어들인 스로틀 포지션 센서의 신호값으로부터 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있는지를 판단하는 단계(S40)와, 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있는 경우에 공기흐름 센서와 공기온도 센서의 신호값을 읽어 들이는 단계(S50)와, 메모리에 저장되어 있는 해발고도맵 데이터를 액세스하는 단계(S60)와, 읽어들인 해발고도맵 데이터로부터 현재의 해발고도에 관한 정보를 산출한 뒤에 이를 메모리에 저장하는 단계(S70)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출 장치 및 그 방법의 작용은 다음과 같다.
운전자에 의하여 전원이 인가되면, 프로그램화되어 메모리(50)에 저장되어 있는 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출방법이 마이크로 컨트롤러(40)에 의해 실행됨으로써 이 발명의 실시예에 따른 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 마이크로 컨트롤러(40)는 메모리(50) 내의 모든 변수를 초기화시킨 뒤에 스로틀 포지션 센서(30)로부터 입력되는 신호를 읽어들인다.
다음에, 마이크로 컨트롤러(40)는 스로틀 포지션 센서(30)로부터 읽어들인 신호를 이용하여 운전자가 가속 페달을 충분히 밟음으로 인하여 스로틀 밸브가 완전히 개방되었는지를 판단한다.
마이크로 컨트롤러(40)는, 스로틀 밸브가 완전히 개방되지 않은 경우에는 스로틀 밸브가 완전히 개방될 때까지 계속적으로 이를 체크하고, 스로틀 밸브가 완전히 개방된 경우에는 공기흐름 센서(10)로부터 입력되는 흡입 공기량에 관한 정보신호와 공기온도 센서(20)로부터 입력되는 흡입 공기의 온도에 관한 정보 신호를 읽어 들인다.
다음에, 마이크로 컨트롤러(40)는 메모리(50)에 저장되어 있는 해발고도맵에 관한 데이터를 읽어 들인 뒤에, 이로부터 방금 전에 읽어들인 공기량과 공기온도에 대응하는 해발고도를 검색하여 찾아냄으로써 차량이 현재 위치하고 있는 지역의 고도를 알아 낼 수가 있다.
상기한 해발고도맵은 실혐적인 결과를 이용하여 맵으로 만든 데이터로서, 해발고도가 0m인 곳에서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있을 경우에 온도별 흡입 공기량을 기준으로 하여, 해발고도를 조금씩 높여가면서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있을 때의 흡입 공기량을 온도별로 측정한 뒤에 이를 수치화하여 맵으로 구성해 놓은 데이터이다.
따라서 마이크로 컨트롤러(40)는 역으로, 현재의 흡입 공기량과 현재의 온도를 알고 있는 경우에 현재의 해발고도를 상기한 해발고도맵으로 부터 알아낼 수가 있다.
해발고도에 관한 정보가 산출되면, 마이크로 컨트롤러(40)는 이를 메모리(50)에 저장함으로써 상기한 해발고도에 관한 정보가 연료 분사량 보정이나 점화시기 보정의 기본 정보로서 활용될 수 있도록 한다.
연료 분사량이나 점화시기를 보정하는 경우에 마이크로 컨트롤러(40)는 메모리(50)에 저장되어 있는 해발고도에 관한 정보를 참조로 하며, 이와 같은 보정치에 의해서 연료분사 장치부(60)와 점화 장치부(70)가 구동됨으로써 연료의 소비가 효율적으로 이루어질 수가 있다.
이상에서와 같이 이 발병의 실시예에서, 해발고도를 조금씩 높여가면서 스로틀 밸브가 완전히 개방되어 있을 때의 흡입 공기량을 온도별로 실험적으로 측정하여 수치화함으로써 맵으로 구성해 놓은 뒤에, 공기흐름 센서로부터 감지되는 흡입 공기량과 공기온도 센서로부터 감지되는 흡입공기의 온도를 이용하여 현재의 해발고도를 산출하여 메모리에 저장함으로써 연료 분사량과 점화시기를 보정하기 위한 정보신호를 제공하는 효과를 가진 공기흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출 장치 및 그 방법을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 자동차의 연료 분사량 및 점화시기 보정장치 분야에서 이용될 수가 있다.

Claims (2)

  1. 흡기 다기관으로 입력되는 공기량을 검출하는 공기 흐름 센서와, 상기 입력되는 공기의 온도를 검출하는 공기 온도 센서와, 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 스로틀 포지션 센서를 구비하는 자동차에 있어서, 고도를 단계적으로 높여가며 스로틀 밸브를 완전히 개방시켰을 때의 흡입 공기량을 온도별로 측정하여 수치화한 맵 데이터가 설정되는 메모리와; 상기 각 센서로부터 검출되는 흡입 공기량과 흡입 공기의 온도 및 스로틀 밸브의 개도율을 분석하여 통상적인 연료량 및 점화시기를 보정하며, 상기 스로틀 밸브의 완전개방으로 판단되면 상기 검출되는 흡입 공기량 및 흡입 공기의 온도에 따른 고도 보상값을 상기 메모리의 맵 데이터로부터 검출하여 연료량 및 점화시기를 보정하는 마이크로 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출장치.
  2. 최초 전원의 인가로 학습된 메모리 변수가 초기화된 상태에서 스로틀 밸브의 개도가 완전 개방으로 검출되는지를 판단하는 단계와; 상기에서 스로틀 밸브가 완전 개방으로 검출되는 경우 흡입되는 공기량과 온도를 검출하며, 검출되는 흡입 공기량과 온도에 따른 고도 보상값을 메모리에 설정된 맵 데이터로부터 판독하여 연료량 및 점화시기를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 센서가 장착된 차량의 고도 산출방법.
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