KR0174043B1 - 린번 엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

엔진에 흡입되는 공기량을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 흡입 공기량 감지수단과; 엔지의 출력단에 연결되어 엔진 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지수단과; 엔진의 가열상태에 따른 냉각수의 온도를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 수온 감지 수단과; 자동차에 시동이 걸린 다음 주행을 하게 되면 엔진에 흡입되는 공기량과 엔진회전수에 따라 목표공연비를 판독하고 감지되는 냉각수온에 따라 설정된 보정계수를 판독한 다음, 목표공연비의 변화에 따라 보정계수를 가산하거나 감산하여 목표 공연비를 순차적으로 변화시켜 보정한 다음, 보정된 목표 공연비에 따라 연료 분사 신호를 출력하는 엔진 제어수단과; 상기 엔진 제어수단에서 출력되는 연료 분사 신호에 따라 엔진에 연료를 공급하는 연료 분사 수단으로 이루어지는 린번 엔진의 공연비 제어장치는, 엔진의 온도변화에 따라 순차적으로 공연비를 보정하여, 최소연비에서 최대출력을 얻고, 갑작스러운 토크변화로 인한 운전성 저하를 방지하고, 그 방법을 제공할 수 있다.

Description

린번 엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 구성블럭도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 엔진회전수와 흡입공기량에 따른 그래프이고,
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 목표 공연비 변화 그래프이고,
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어방법의 동작 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 엔진 회전수 감지부 20 : 흡입 공기량 감지부
30 : 수온 감지부 40 : 엔진 제어부
50 : 인젝터
이 발명은 린번(Lean burn)엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 연비를 최소화하기 위한 린번 엔진을 장착한 차량에 있어서, 엔진의 온도변화에 따라 순차적으로 공연비를 변화시켜, 갑작스러운 공연비 변화로 인한 토크변화를 최소화하기 위한 린번 엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료과 공기의 혼합비를 공연비라고 한다. 혼합기중의 연료가 완전히 연소하기 위하여 필요한 공기량과 연료량의 비를 이론 공연비라고 하며, 폭발시 연소온도는 이론공연비보다 약간 진한 상태에서 최고에 이르며, 보다 진하거나 희박해도 화염온도는 저하된다.
또한, 화염속도는 화염온도가 최고에 이르는 공연비보다 더 낮은 공연비에서 최대가 되며, 그것보다 진하거나 희박해도 화염속도는 느려진다. 상기 화염속도가 빠를수록 연소압력은 높아지고 엔진출력도 증가한다.
환경오염의 증가로 각국의 배기가스 규제가 강화되자, 적은 연비로 최대의 엔진출력을 얻을 수 있는 린번 엔진이 개발되어 사용되고 있다. 린번 엔진은 종래의 일반적인 이론 공연비를 A/F=14.7로 제어하고 있는 반면에, 이론 공연비를 최대 A/F=21로 제어하여 최소의 연비로 최대의 엔진출력을 얻을 수 있도록 제어된다.
그러나, 종래의 린번 엔진은 최소의 연비로 인하여 대기오염을 최소화 할 수 있으나, 주행조건이 특정조건에 달하게 되면 이론 공연비를 14.7에서 21로 변화시키므로서, 갑작스러운 공연비변화로 인하여 심한 토크 변화가 발생하게 된다.
또한, 갑작스러운 토크변화로 인하여 운전성이 나빠지는 단점이 발생한다.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 엔진의 온도변화에 따라 순차적으로 공연비를 보정하여, 최소연비에서 최대출력을 얻고, 갑작스러운 토크변화로 인한 운전성저하를 방지하고자 하는 린번 엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은,
엔진에 흡입되는 공기량을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 흡입 공기량 감지수단과;
엔진의 출력단에 연결되어 엔진 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지수단과;
엔진의 가열상태에 따른 냉각수의 온도를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 수온 감지수단과;
자동차에 시동이 걸린 다음 주행을 하게 되면 엔진에 흡입되는 공기량과 엔진회전수에 따라 목표공연비를 판독하고, 목표공연비가 최대 목표공연비와 최소 목표공연비 사이의 히스테리시스 영역인 경우에 냉각수온을 감지하여, 감지되는 냉각수온에 따라 설정된 보정계수를 판독한 다음, 목표 공연비의 변화에 따라 보정계수를 가산하거나 감산하여 목표 공연비를 순차적으로 변화시켜 보정한 다음, 보정된 목표 공연비에 따라 연료분사 신호를 출력하는 엔진 제어수단과;
상기 엔진 제어수단에서 출력되는 연료분사 신호에 따라 엔진에 연료를 공급하는 연료분사 수단으로 이루어진다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은,
자동차에 시동이 걸리면 모든 작동회로와 사용변수를 초기화하는 단계와;
엔진에 흡입되는 공기량과 엔진회전수를 감지한 다음, 감지되는 공기량과 엔진회전수에 따라 설정된 목표 공연비를 판독하는 단계와;
판독된 목표 공연비 영역이 최소목표 공연비 영역인지, 최대목표 공연비 영역인지 아니면, 최대 목표 공연비와 최소 목표 공연비사이의 히스테리시스 영역인지를 판단하는 단계와;
상기에서 감지되는 공기량과 엔진회전수에 따른 목표 공연비 영역이 히스테리시스 영역인 경우에 엔진의 가열 상태에 따른 냉각수의 온도를 감지하고, 감지되는 수온에 따라 설정된 보정계수를 판독하는 단계와;
상기에서 판독되는 목표 공연비 영역이 최대에서 최소로 변화하는지 아니면, 최소에서 최대로 변화하는 지를 판단하는 단계와;
상기에서 목표 공연비가 히스테리시스 영역이고 최소에서 최대로 변화하는 경우에, 판독된 보정계수를 가산하여 순차적으로 목표 공연비를 증가시키는 단계와;
상기에서 목표 공연비가 히스테리시스영역이고 최대에서 최소로 변화하는 경우에, 판독된 보정계수를 감산하여 순차적으로 목표 공연비를 감소시키는 단계와;
상기에서 보정된 목표 공연비에 따라 엔진에 연료를 공급하는 단계로 이루어진다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 구성 블록도이고, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 엔진회전수와 흡입공기량에 따른 그래프이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 목표 공연비 변화그래프이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어방법의 동작 순서도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 구성은, 엔진출력에 따른 엔진회전수를 감지하는 엔지 회전수 감지부(10)와, 흡입매니폴드에 장착장되어 공기량을 감지하는 흡입 공기량 감지부(20)와, 냉각수온의 온도을 감지하는 수온 감지분(30)와, 상기 감지부(10~30)의 출력단에 연결되어 출력되는 신호에 따라 공연비를 제어하는 엔진 제어부(40)와, 상기 엔진제어부(40)의 출력단에 연결되어 도시하지 않은 엔진에 연료를 분사하는 인젝터(50)로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 린번 엔진의 공연비 제어장치의 작용은 다음과 같다.
자동차에 시동이 걸려 전원이 인가되면 엔진 제어부(40)는 모든 작동회로와 사용변수를 초기화한 다음(S110), 엔진으로 입력되는 공기의 유량을 감지한다(S120).
상기 흡입 공기량 감지부(20)는 흡기 매니폴드에 장착되어 엔진으로 흡입되는 공기량을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 엔진 제어부(40)로 출력한다.
엔진으로 흡입되는 공기량을 감지한 다음 엔진 제어부(40)는 엔진출력에 따른 엔진회전수를 감지한다(S130).
상기 엔진 회전수 감지부(10)는 도시하지 않은 엔진의 출력단에 연결되어 엔진회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 엔진 제어부(40)로 출력한다.
상기에서 엔진 제어부(40)는 감지된 엔진으로 흡입되는 공기량과 엔진회전수의 관계에 따른 목표 공연비영역을 판독한다. 공기량과 엔진회전수에 따른 목표공연비의 천이 영역은 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 실험값에 따라 설정되어 내부 메모리에 저장되어 있다.
감지되는 공기량과 엔진회전수에 목표공연비 영역을 판독한 다음, 제2도에 도시되어 있듯이 판독된 목표 공연비 영역이 λ=1즉, 목표공연비가 14.7인 영역(A)인지를 판단한다(S140).
감지된 공기량과 엔진회전수의 목표공연비가 14.7인 영역이 아닌 경우에는 λ=1.5인 영역 즉, 목표 공연비가 21인 영역으로 최소의 연료로 최대의 엔진출력을 얻고자 하는 영역(C)인 가를 판단한다(S150).
상기에서 감지되는 공기량과 엔진회전수에 따른 목표공연비가 14.7영역(A)인 경우에는, 엔진 제어부(40)는 공기량대 연료의 비를 14.7영역(A)인 경우에는, 엔진 제어부(40)는 공기량대 연료의 비를 14.7이 되도록 인젝터(50)를 구동시켜 도시하지 않은 엔진에 연료를 공급한다(S160).
상기에서 감지되는 공기량과 엔진회전수에 따른 목표공연비가 21인 영역(C)인 경우에는, 엔진 제어부(40)는 공기와 연료의비가 21이 되도록 인젝터(50)를 구동하여 엔진에 연료를 공급한다(S170).
상기의 목표공연비가 21인 경우에는 린번 엔진의 작동을 최대한으로 발휘하고자 하는 영역으로, 이때 감지되는 특정의 공기량과 엔진 회전수에 의하여 최소의 연료로 최대의 엔진출력을 얻을 수 있다.
상기에서 엔진 제어부(40)는 현재의 목표공연비 영역이 λ=14.7인 영역 또는 λ=21인 영역이 아닌 경우에는 히스테리시스 영역(B)으로 판단하여, 현재의 엔진상태를 판단하기 위하여 냉각수의 온도를 감지한다(S180~190).
엔진 제어부(40)는 냉각수온의 온도를 감지한 다음, 상기 냉각수온의 온도에 따라 설정된 목표 공연비 보정계수를 판독한다(S200). 상기 목표 보정비 보정계수는 냉각수온에 따라 실험값으로 설정이 되어 내부 메모리에 저장된다.
일반적으로 엔진이 뜨거울 때 즉, 냉각수온의 온도가 높을 경우에는 연료의 증발속도가 빨라 토크의 변동이 크지 않으며, 엔진이 냉각되어 냉각수온의 온도가 낮을 경우에는 연료의 증발속도가 느려 토크의 변동이 커지게 된다.
따라서, 상기 보정계수의 값은 측정되는 엔진가열 상태에 따라 적절하게 변화한다.
상기에서 엔진 제어부(40)는 엔진의 가열상태에 따른 보정계수를 판독한 다음, 상기에서 감지된 공기량과 엔진회전수의 변화가 목표공연비가 14.7에서 21로 변화하고 있는 영역인지 아니며, 목표공연비가 21에서 14.7로 변화하고 있는 영역인지를 판단한다(S210~S220).
상기에서 현재 감지되는 공기량과 엔진회전수가 목표공연비14.7에서 21로 변화하고 있는 경우에는, 상기에서 감지된 냉각수온에 따른 보정계수를 다음과 같이 가산하여 목표공연비를 보정한다(S230).
TAF(i)=TAF(i-1)+LAMCOR
LAMCOR : 보정계수
TAF(i) : 현재 측정된 공기량과 엔진회전수에 따른 목표공연비
상기에서 현재 감지되는 공기량과 엔진 회전수가 목표공연비 21에서 14.7로 변화하고 있는 경우에는, 상기에서 감지된 냉각수온에 따른 보정계수를 다음과 같이 가산하여 목표공연비를 보정한다(S240).
TAF(i)=TAF(i-1)-LAMCOR
상기에서 보정된 목표 공연비 TAF(i)는 최대값인 λ=21과, 최소값 λ=14.7사이의 값이며, 상기의 TAF(i)는 제3도에 도시되어 있는 바와 같은 주기로 변화하게 된다.
상기와 같이 각각 측정되는 흡입 공기량과 엔진회전수 그리고, 엔진의 가열상태에 따라 목표 공연비를 순차적으로 증가시키거나 감소시킨 다음, 엔진 제어부(40)에서 보정된 목표공연비에 따라 인젝터를 구동하여 도시하지 않은 엔진에 연료를 공급한 다음 종료한다(S250~260).
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 린번엔진에 있어서, 감지되는 흡입공기량과 엔진회전수와 엔진의 가열상태에 따라 목표 공연비를 보정하여 순차적으로 변화시키므로써, 갑작스러운 공연비 변화로 인한 토크변화를 감소시킬수 있다.
또한, 토크변화의 변화로 인한 운전성저하를 방지하여 편안한 주행성을 제공할 수 있는 효과를 가진 린번엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 엔진에 흡입되는 공기량을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 흡입 공기량 감지수단과; 엔진의 출력단에 연결되어 엔진 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지수단과; 엔진의 가열상태에 따른 냉각수의 온도를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 수온 감지수단과; 자동차에 시동이 걸린 다음 주행하게 되면 엔진에 흡입되는 공기량과 엔진회전수에 따라 목표공연비를 판독하고, 목표공연비가 최대목표공연비와 최소 목표공연비 사이의 히스테리시스 영역인 경우에 냉각수온을 감지하여, 감지되는 냉각수온에 따라 설정된 보정계수를 판독한 다음, 목표공연비의 변화에 따라 보정계수를 가산하거나 감산하여 목표 공연비를 순차적으로 변화시켜 보정한 다음, 보정된 목표공연비에 따라 연료분사 신호를 출력하는 엔진 제어수단과; 상기 엔지 제어수단에서 출력되는 연료분사 신호에 따라 엔진에 연료를 공급하는 연료분사 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 린번 엔진의 공연비 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔진 제어수단은, 감지되는 냉각수온에 따라 보정계수를 판독한 다음, 목표 공연비의 변화가 최대 목표 공연비에서 최소 목표 공연비로 변화하는지 아니면 최소 목표 공연비에서 최대 목표 공연비로 변화하는지를 판단하여, 최소목표 공연비에서 최대 목표 공연비로 변화하는 경우에 상기 보정계수를 가산하여 목표 공연비를 순차적으로 증가시키고, 최대 목표 공연비에서 최소 목표공연비로 변화하는 경우에는 상기 보정계수를 감산하여 목표 공연비를 순차적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 린번 엔진의 공연비 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 엔진 제어수단은, 공기량과 엔진회전수에 따른 목표 공연비가 최대 목표 공연비 영역인 경우에는 설정된 최대 목표 공연비에 따라 연료 분사 신호를 출력하고 최소 목표 공연비 영역인 경우에는 설정된 최소 목표 공연비에 따라 연료 분사신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 린번 엔진의 공연비 제어장치.
  4. 자동차에 시동이 걸리면 모든 작동회로와 사용변수를 초기화하는 단계와; 엔진에 흡입되는 공기량과 엔진회전수를 감지한 다음, 감지되는 공기량과 엔진회전수에 따라 설정된 목표공연비를 판독하는 단계와; 판독된 목표공연비 영역이 최소 목표 공연비 영역인지, 최대목표 공연비 영역인지 아니면, 최대 목표공연비와 최소 목표공연비사이의 히스테리시스영역인지를 판단하는 단계와; 상기에서 감지되는 공기량과 엔진회전수에 따른 목표공연비 영역이 히스테리시스 영역인 경우에 엔진의 가열상태에 따른 냉각수의 온도를 감지하고, 감지되는 수온에 따라 설정된 보정계수를 판독하는 단계와; 상기에서 판독되는 목표 공연비 영역이 최대에서 최소로 변화하는지 아니면, 최소에서 최대로 변화하는지를 판단하는 단계와; 상기에서 목표 공연비가 히스테리시스 영역이고 최대에서 최소로 변화하는 경우에, 판독된 보정계수를 가산하여 순차적으로 목표 공연비를 증가시키는 단계와; 상기에서 목표 공연비가 히스테리시스 영역이고 최소에서 최대로 변화하는 경우에, 판독된 보정계수를 감산하여 순차적으로 목표 공연비를 감소시키는 단계와; 상기에서 보정된 목표 공연비에 따라 엔진에 연료를 공급하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 린번 엔진의 공연비 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 공기량과 엔진회전수에 따른 목표 공연비 영역이 최소 목표 공연비 영역인 경우에는 설정된 최소 목표 공연비에 따라 연료를 분사하고, 최대 목표 공연비 영역인 경우에는 설정된 최대 목표 공연비에 따라 연료를 분사시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 린번 엔진의 공연비 제어방법.
KR1019940009167A 1994-04-28 1994-04-28 린번 엔진의 공연비 제어장치 및 그 방법 KR0174043B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980058909A (ko) * 1996-12-30 1998-10-07 박병재 공연비 제어 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980058909A (ko) * 1996-12-30 1998-10-07 박병재 공연비 제어 방법

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