KR100193487B1

KR100193487B1 - 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR100193487B1
Application number: KR1019940033302A
Authority: KR
Inventors: 김창래
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR960023698A

Abstract

이 발명은 아이들 시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입공기량 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 엔진의 회전수를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감시수단(11)과; 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지수단(12)과; 자동차의 주행속도를 감지하여 주행속도에 해당하는 신호를 출력하는 차속 감지수단(13)과; 자동차 축전지의 전압을 감지하여 신호를 출력하는 차속 감지수단과(13); 자동차 축전지의 전압을 감지하여 신호를 출력하는 축전지 전압 감지수단과(14)과; 상기 스로틀 밸브 개도 감지수단과(12)으로부터 판단된 자동차의 상태가 아이들 상태일 때, 상기 차속 감지수단(13)과 상기 축전지 전압 감지수단과(14)과 상기 엔진 회전수 감지수단과(11)에서 인가되는 신호를 판독하여, 기준 엔진 회전수와 현재의 엔진 회전수의 오차를 산출하고, 발생하는 오차의 크기에 따라 흡입 공기량의 보정량을 계산하여, 계산된 보정량만큼 엔진으로 흡입되는 공기량을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어수단(20)과; 상기 제어수단(20)으로부터 출력되는 신호에 따라 동작되어 자동차 엔진에 연소용 공기를 공급하는 아이들 속도 제어수단(30)으로 이루어져 있다,

Description

아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어 장치 및 방법

제1도는 엔진에 공급되는 공기의 흐름도.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입공기량 제어장치의 블록도.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 아이들시 엔진 횐전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어 방법의 동작 순서도 이다.

이 발명은 아이들(idle)시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더 상세히 말하자면, 자동차의 동작 상태가 아이들 상태일 때 엔진 회전수의 변화량에 따라 최적의 공기량을 계산하여 아이들 동작에 필요한 공기량을 보정할 수 있도록 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 골기량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 주행시 자동차의 엔진에 공급되는 공기량은 가속 페달(pedal)의 동작에 따라 변되는 스로틀 밸브(throttle valve)의 개도 정도에 따라 가변된다,

따라서, 엔진의 부하량에 따라 가변되는 흡입 공기량에 맞게 연료량이 가변되어 출력 상태가 자동차의 주행 상태에 맞게 가변될 수 있도록 한다.

그러나, 자동차의 아이들 상태는 가속 페달이 작동되지 않는 상태이므로, 스로틀 밸브는 완전 닫힘상태가 된다.

따라서, 자동차의 아이들 상태일 때에도 엔진의 원활한 동작을 위해 공기의 공급을 적절하게 조절해야 한다.

이하, 종래의 기술에 의한 아이들시 흡입 공기량 제어 방법에 대해서 설명한다.

제1도는 엔진에 공급되는 공기의 흐름도이다.

종래에는, 제1도에서와 같이 아이들 상태에서의 연소에 필요한 공기를 공급하기 위해 별도의 공기 공급로인 아이들 속도 제어장치(SC)를 이용하여 공급하고 있다.

상기 아이들 속도 제어장치(SC)는 흡기 도관(IM)의 공기청정기(AC)와 스로틀 밸브(V) 사이 지접에 장착되어 운전자에 의한 가속 페달의 동작으로 스로틀 밸브(V)가 완전히 닫힘상태일 때 아이들 속도 제어장치(SC)를 통해 엔진룸으로 필요한 공기가 흡입될 수 있도록 한다.

따라서, 자동차의 상태가 아이들 상태로 판단되면, 엔진제어장치는 아이들 속도 제어장치(SC)의 동작 상태를 가변시켜 흡입 공기량을 제어한다.

그러므로, 자동차의 상태가 아이들 상태일 때, 엔진 회전수에 해당하는 기준 엔진회전수를 설정하고, 감지된 엔진 회전수가 상기 기준 엔진회전수조다 작으면 상기 아이들 속도 제어장치(SC)를 개방하여 엔진(EGN)으로 공기를 공급하고, 상기와 같이 계속 공급하다가 감지된 엔진 회전수가 상기 기준 엔진 회전수보다 클 경우에는 상기 아이들 속도 제어장치(SC)를 폐쇄하여 엔진(EGN)으로 유입되는 공기의 흐름을 차단한다.

그러나 상기와 같이, 감지된 엔진 회전수와 기준 엔진 회전수의 비교에 따른 흡입 공기량 제어시에 아이들 속도 제어장치(SC)가 완전히 개방 또는 폐쇄 상태일 때, 다음에 감지된 엔진 회전수가 기준 엔진 회전수의 상태 변화에 해당하는 상태로 아이들 속도 제어장치(SC)의 제어동작이 이루어질 때까지 계속 해당 상태를 지속한다.

따라서, 실제로 엔진에 공급되는 공기의 양의 엔진의 동작 상태에 따라 비례적으로가변되지 않고 일정량으로 제어량이 한정되어 제어량이 큰 폭으로 동락하므로 엔진의 운전성이 나빠지는 문제점이 있었다,

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차의 아이들 제어를 실행할 때 엔진 회전수의 변동치에 따라 엔진으로 공급되는 공기량을 가변시키므로 엔진 동작 상태에 따라 적절한 아이들 제어동작이 이루어질 수 있도록 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입공기량 제어 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다,

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 엔진의 회전수를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감시 수단과; 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 스로틀 밸브개도 감지수단과; 자동차의 주행속도를 감지하여 주행속도에 해당하는 신호를 출력하는 차속 감지수단과; 자동차 축전지의 전압을 감지하여 신호를 출력하는 축전지 전압 감지 수단과; 상기 스로틀 밸브 개도 감지수단으로부터 판단된 자동차의 상태가 아이들 상태일 때, 상기 차속 감지수단과 상기 축전지 전압 감지수단과 상기 엔진 회전수 감지수단에서 인가되는 신호를 판독하여, 기준 엔진 회전수와 현재의 엔진 회전수의 오차를 산출하고 발생하는 오차의 크기에 따라 흡입 공기량의 보정량을 계산하여, 계산된 보정량만큼 엔진으로 흡입되는 공기량을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단으로부터 출력되는 신호에 따라 동작되어 자동차 엔진에 연소용 공기를 공급하는 아이들 속도 제어수단으로 이루어져 있다,

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 또 다른 구성은, 스로틀 밸브 개도 신호를 감지하여 자동차 엔진이 아이들 상태인지를 판단하는 단계와; 아이들 상태일 경우, 차속 감지 신호와, 축전지 전압 신호를 판독하여 기준 엔진 회전수를 산출하는 단계와; 엔진 회전수 신호를 감지하여, 기준 엔진 회전수에서 감지된 엔진 회전수를 뺀 엔진 회전수 차를 산출하는 단계와; 상기에서 산출한 엔진 회전수 차를 이용하여 비례 보정 공기량을 산출하는 단계와; 상기에서 산출한 엔진 회전수 차를 점검하여 그 크기에 따른 적분 보정 공기량을 산출하는 단계와; 상기에서 산출한 적분 보정 공가량의 크기에 따라 최소값과 최대값을 제한하는 단계와; 상기에서 산출한 비례분 보정 공기량과 적분 보정 공기량의 값을 더하여 아이들 보정 공기량을 산출하는 단계로 이루어져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 설명한다. 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 아이들 시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어장치의 블럭도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 아이들 시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어 방법의 동작 순서도이다.

제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 엔진 회전수를 이용하여 보정하는 아이들시 흡입 공기량 제어 장치의 구성은, 엔진의 회전수를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(11)와; 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 스로틀 밸브개도 감지부(12)와; 자동차 주행속도를 감지하여 주행속도에 해당하는 신호를 출력하는 차속 감지부(13)와; 자동차 축전지의 전압을 감지하여 신호를 출력하는 축전지 전압 갑지부(14)와; 상기 스로틀 밸브 개도 감지부(12)로부터 감지된 신호에 따라 상기 차속 감지부(13)와, 상기 축전지 전압 감지부(14)와. 상기 엔진 회전수 감지부(11)로부터 신호를 입력받아 아이들 보정 공기량을 계산하여 그에 따른 제어신호를 출력하는 제어부(20)와; 상기 제어부(20)로부터 출력되는 신호에 따라 동작되어 자동차의 상태가 아이들시 동작에 필요한 공기를 공급하는 아이들 속도 제어부(30)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

자동차 시동이 켜지면(S100), 상기 제어부(20)에서는 상기 스로틀 밸브 개도 감지부(12)에서 감비한 신호를 판독하여 (S110) 자도차 엔진이 아이들 상태인지의 여부를 판단한다(S120).

스로틀 밸브 개도랭이 있으면 아이들 상태가 아니고, 스로틀 밸브 개도랭이 '0'으로 판단 되면 제어부(20)는 자동차의 상태를 아이들 상태로 판단한다. 그러나 아이들 상태가 아닐 경우에 제어부(20)는 계속 상기 스로틀 밸브 개도 신호를 판독하여(S110), 자동차의 주행상태를 판단한다.

아이들 상태로 판단되면, 상기 제어부(20)는 차속 감지부(13)에서 감지한 출력되는 감지신호와 축전지 전압 감지부(14)에서 인가되는 감지 신호를 판독하여(S130), 현재 아이들 상태에 맞는 기준 엔진 회전수를 설정한다(S140).

상기 기준 엔진 회전수는 차량의 종류와 상태에 따라 다른데, 각 차량의 상태나 동작 특성을 고려하여 엔진의 동작에 적절한 기준 엔진 회전수를 계산하여 결정한다.

따라서 제어부(20)는 엔진 회전수 감지부(11)에서 감지한 신호를 판독하여(S150), 현제 엔진의 회전수를 판단하여, 상기 단계(S140)에서 계산된 기준 엔진 회전수와 현재의 엔진 회전수의 차(RD)를 산출한다(S160).

상기에서 산출한 엔진 회전수의 차(RD)를 이용하여 제어부(20)는 비례 보정 계수(C_p)를 보간법에 의해 구하고, 상기 비례 보정 계수(C_p)와 상기 단계(S160)에서 계산된 엔진 회전수 차(RD)를 곱하여 비례 보정 공기량(Q_p)를 산출한다(S170).

상기 비례 보정 계수(C_p)는 아래 식 (1)과 같은 보간법에 의하여 산출한다.

상기 보간법은 어떤 함수에 있어서, 출력을 알고 있는 두 입력 사이에 존재하는 출력을 산출하기 위하여 함수의 출력을 알고 있는 두 입력 구간에서의 기울기를 이용하여 원하는 출력 데이터를 계산하는 방법이다,

그러므로 상기 (1)식에 따라 산출된 엔진 회전수(RD)에 대한 비례 보정 계수값을 산기 위해, 이미 설정된 표(#Cp Table) 값을 이용하여 엔진 회전수 차(RD)의 비례 보정 계수 값의 기울시를 산출한 후, 해당하는 엔진 회전수 차(RD)에 대응되는 비례 보정 계수를 산출한다.

상기와 같이 보간법을 이용하여 해당하는 비례 보정 공기량(Qp)을 산출한 후, 상기 단계(S160)에서 산출한 엔진 회전수 차(RD)가 '0'보다 큰지의 여부를 비교 판단한다(S180).

상기에서, 엔진 회전수 파(RD)가 '0'보다 클 경우에는 아래의 식 (2)에 의해 적분 보정 공기량(Q1)을 산출하고(S1900, 상기 엔진 회전수 차(RD)가 '0'보다 작을 경우에는 아레의 식 (3)에 의해 적분 보정 공기량(Q1)을 산출한다(S200).

엔진 회전수 차가 '0'보다 클 때, 즉 기준 엔진 회전수가 현재의 엔진 회전수보다 클 때에는 전 단계에서 계산했던 적분 보정 공기량(QI-1)에 보간법에 의해 계산된 적분 보정 공기량을 가산하여 새로운 적분 보정 공기량(Q_I)을 산출하고(S190), 반대로 엔진 회전수 차가 '0'보다 작을 때, 즉 기준 엔진 회전수보다 현제의 엔진회전수가 클때에는 전 단계에서 계산했던 적분 보정 공기량(Q_I-1)에서 계산된 적분 보정 공기량을 감산하여 새로운 적분 보정 공기량(Q_I)을 산출한다(S200).

그리고 상기 제어부(20)는, 상기와 같이 현제의 엔진의 회전수와 기준 엔진 회전수 간의 차이값에 따라 보정된 적분 보정 공기량(Q_I)을 미리 설정되어 있는 적분 보정 공기량 상한값(Q_IMAX)과 비교하여(S210), 산출한 적분 보정 공기량(Q_I)이 적분 보정 공기량 상한값(Q_IMAX)을 적분 보정 공기량(Q_I)으로 한다(S220).

그러나, 상기 단계(S210)에서 산출한 적분 보정 공기량(Q_I)이 적분 보정 공기량 상한값(Q_IMAX)보다 작을 경우에는, 상기 산출한 적분 보정 공기량(Q_I)과 적분 보정 공기량 하한값(Q_I)을 비교하여(S230), 산출한 적분 보정 공기량(Q1)이 적분 보정 공기량 하한값(Q_IMAX)보다 작을 경우에는, 이미 설정된 적분 보정 공기량 하한값(Q_IMIN)을 적분 보정 공기량(Q_I)으로 한다(S240).

그러나 상기 단계(S230)에서 산출한 적분 보정 공기량(Q_I)이 적분 보정 공기량 하한값(Q_IMIN)보다 클 경우에는, 산출된 적분 보정 공기량(Q1)값을 적분 보정 공기량으로 유지한다.

그러므로, 제어부(20)는 상기 단계(S170)에서 산출한 비례 보정 공기량(Q_p)과 산출된 산출한 비례 보정 공기량(Q_I)의 값을 더하여 아이들 보정 공기량(Q)을 산출한다(S250).

상기와 같이 최종적으로 아이들 보정 공기량(Q)이 산출되면 제어부(20)이미 설정되어 있는 데이터를 이용하여 아이들 보정 공기량(Q)에 해당하는 제어신호를 아이들 속도 제어부(30)로 출력하여(S260) 아이들 TR도 제어부(30)의 동작 상태를 제어한다.

따라서 자동차 엔진의 시동이 꺼질 때까지 상기와 같이 아이들 시 흡입 공기량을 제어하여 원활한 엔진의 아이들 동작이 이루어질 수 있도록 한다(S270, S280).

상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는 자동차의 아이들 제어를 실행할 경우, 엔진의 동작 상태에 따라 계산되는 기준 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수 차이에 따라 엔진으로 공급되는 공기량을 제어하므로 엔진의 상태에 변화에 따른 정확한 아이들 제어 동작아 이루어질 수 있다.

그러므로 자동차의 아이들 제어 동작이 엔진의 상채 변화에 맞게 이루어지므로 엔진의 효울과 자동차의 운전성을 향상시킬수 있다.

Claims

엔진의 회전수를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지수단(11)과, 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지수단(12)과, 자동차의 주행속도를 감지하여 주행속도에 해당하는 신호를 출력하는 차속감지수단(13)과, 자동차 축전기의 전압을 감지하여 신호를 출력하는 축전지 전압 감지수단(14)과, 상기 스로틀 밸브 감지수단( 12)으로부터 판단된 자동차의 상태가 아이들 상태일 때 상기 차속 감지수단(13)과 상기 축전지 전압 감지수단(14)과 상기 엔진 회전수 감지수단(11)에서 인가되는 신호를 판독하여 기준엔진 회전수와 현재의 엔진 회전수의 오차를 산출하고 산출된 오차의 크기에 따라 비례 보정 공기량을 계산하고, 상기 현재의 엔진 회전수와 바로 전 단계에서 적분 보정 공기량을 통해 적분 보정 공기량을 더하여 계산한 후 이 계산된 보정량만큼 엔진으로 흡입되는 공기량을 제어하는 제어수단(20)과, 상기 제어수단(20)으로부터 출력되는 신호에 따라 동작되어 자동차 엔진에 연수용 공기를 공급하는 아이들 속도 제어수단(30)으로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 비례 보정 공기량은 상기 기준 엔진 회전수에서 상기 엔진 회전수 감지수단(11)으로부터 입력된 현재의 엔진 회전수의 값을 뺀 엔진 회전수 차와, 상기 엔진회전수 차를 이용해 미리 설정되어 있는 비례 보정 계수의 기준표에서 보간법에 의해 산출된 비례 보정 계수의 곱으로 계산되는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 적분 보정 공기량은 상기 엔진 회전 수차가 0 보다 클 때 Q_I=Q_I-I+SINTER(#Q_IITable RD)로 산출하고 , 상기 엔진 회전 수차가 0 보다 작을 때에는 Q_I=Q_I-I- SINTER(#Q_IITable RD)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 적분 보정 공기량은 상한값을 설정하여 산출된 값이 상한 값보다 클 때 상기 적분공기 보정 공기량의 값을 상한 값으로 대체하고, 하한값을 설정하여 산출된 값이 하한값보다 작을 경우에는 상기 적분공기 보정 공기량 값을 하한값으로 대체하며, 상기 산출된 값이 상한값과 하한값 사이에 있을 때에는 그 값을 유지하는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어 장치.
스로틀 밸브 개도 신호를 감지하여 자동차 엔진이 아이들 상태인지를 판단하는 단계와, 상기 단계에서 아이들 상태 일 때 차속감지신호와 축전지 전압신호를 감지하여 기준엔진 회전수를 산출하는 단계와, 엔진 회전수 신호를 감지하여 상기에서 산출한 기준엔진 회전수에서 감지된 엔진 회전수를 뺀 엔진 회전수 차를 산출하는 단계와, 상기에서 산출한 엔진 회전수를 뺀 엔진 회전수 차를 산출하는 단계와, 상기에서 산출한 엔진 회전수 차로 비례보정 공기량을 산출하는 단계와, 상기 단계에서 산출된 엔진 회전수 차를 점검하여 그 크기에 따른 적분 보정 공기량을 산출하는 단계와, 상기 단계에서 산출된 적분 보정 공기량의 크기에 따라 최소값과 최대값을 제한하는 단계와, 상기 단계에서 산출한 비례보정 공기량과 적분 보정 공기량의 값을 더하여 아이들 보정 공기량을 산출하는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따릉 흡입 공기량 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 비례보정 공기량을 산출하는 단계는 엔진 회전수 차와, 상기 엔진회전수 차로 미리 설정되어 있는 비례보정계수의 기준표에서 보간법에 의해 산출된 비례보정계수의 곱으로 계산되는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 적분 보정 공기량을 산출하는 단계는 상기 엔진 회전수차가 0 보다 클 때 Q_I=Q_I-I+SINTER(#Q_IITable RD)로 산출하고, 상기 엔진 회전수차가 0보다 작을 때에는 Q_I=Q_I-I-SINTER(#Q_IITable RD)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 적분 보정 공기량의 크기에 따라 최소값과 최대값을 제한하는 단계와, 상한값을 설정하여 산출된 값이 상한값보다 클 때 상기 적분공기 보정 공기량의 값을 상한값으로 대체하고, 하한값을 설정하여 산출된 값이 하한값보다 작을 경우에는 상기 적분공기 보정 공기량의 값을 하한값으로 대체 하며, 상기 산출된 값이 상한값과 하한값 사이에 있을 때에는 그 값을 유지하는 것을 특징으로 하는 아이들시 엔진 회전수의 변동에 따른 흡입 공기량 제어방법.