KR100205108B1 - 자동차의 순차연료분사 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 연료분사장치 관한 것으로, 특히, 캠의 상태를 검출하는 캠센서를 사용하지 않고, 크랭크각센서만 사용하여 엔진의 순차연료분사 제어를 할 수 있도록 한 자동차의 순차연료분사 제어방법에 관한 것이다.

종래의 자동차의 연료분사장치는, 연료의 순차분사 제어를 구현하기 위해서, 캠센서와 크랭크각센서를 사용하는 바, 제어가 복잡하고, 캠센서의 가격이 비싸 제작비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 캠센서를 사용하지 않고, 크랭크각센서만을 사용하여 순차연료분사를 구현함으써, 복잡한 제어를 필요로 하지 않고, 제작단가를 낮추어 가격경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

자동차의 순차연료분사 제어방법

본 발명은 자동차의 연료분사장치 관한 것으로, 특히, 캠의 상태를 검출하는 캠센서를 사용하지 않고, 크랭크각센서만 사용하여 엔진의 순차연료분사 제어를 할 수 있도록 한 자동차의 순차연료분사 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 연료제어장치는 모든 운전조건하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하는 장치이므로, 엔진의 성능, 특히 출력이나 경제성을 크게 좌우하는 중요한 부분이다. 전술한 바와 같은 종래의 자동차의 연료제어장치는 첨부된 도면 도1에 도시된 바와 같이, 연료탱크(10), 연료펌프(20), 연료필터(30), 연료분배레일어셈블리(40), 연료인젝터(50), 엔진(60), 각종센서(70), 연료압력조절기(80) 및 ECM(Electronic Control Module; 9)을 구비한다. 연료탱크(10)는 연료를 저장하고, 연료펌프(20)는 연료탱크(10)에서 연료를 빨아들여 기화기 또는 연료분사장치로 압송한다. 연료필터(30)는 연료내에 포함된 불순물을 제거한다. 연료분배레일어셈블리(40)는 흡기 매니폴드에 장착되며 연료인젝터(50)를 지지해 주고, 연료인젝터(50)로 연료를 균등하게 분배,공급해 준다. 연료인젝터(50)는 ECM(90)으로 부터 인가되는 제어신호에 따라 각 기통의 흡기 매니폴드에 연료를 분사한다. 엔진(60)은 연료인젝터(50)로 부터 연료를 공급받아 가동하여 자동차를 구동시킨다. 각종센서(70)는 흡입공기량, 부하, 배기가스 중의 산소량, 수온, 흡기온도 및 가감속 등의 상태를 검출하여 전기신호로 변환하여 ECM(90)으로 출력한다. 연료압력조절기(80)는 연료인젝터(50)로 보내는 연료의 압력을 흡기 매니폴드내의 압력보다 항상 높은 압력, 즉, 약 2.25kgf/cm²로 유지하는 것으로 남은 연료는 리턴파이프를 통해 연료탱크(10)로 되돌려 보낸다. ECM(90)은 각종센서(70)로 부터 인가되는 다수의 검출신호에 의거하여 운전상태에 적합한 분사시간을 계산한 후, 이에 따른 제어신호를 연료인젝터(50)로 인가하여 연료인젝터(50)를 작동시킨다.

상기와 같이 구성되는 종래 연료제어장치의 동작을 설명하면, 먼저, ECM(90)은 각종센서(70)로 부터 인가되는 흡입공기량, 부하, 배기가스 중의 산소량, 수온, 흡기온도 및 가감속과 같은 검출신호로 부터 엔진(60)의 상태를 검출하여, 운전상태에 적합한 분사시간을 계산하여 연료인젝터(50)측으로 제어신호를 인가하고, 연료인젝터(50)는 ECM(90)으로 부터 인가되는 제어신호에 따라, 연료압력조절기(80)에 의해 약 2.25kgf/cm²의 압력으로 연료펌프(20)로 부터 공급되는 연료를 엔진(60)의 실린더로 분사함으로써, 엔진(60)을 구동시키는 바, 효율적인 엔진(60)의 구동을 위해 순차연료분사 제어를 한다. 이는 ECM(90)이 엔진(60)의 각 실린더의 점화순서에 대응하여 순차적으로 각 실린더에 연료를 분사하는 방식이며, 각각의 실린더가 현재 흡입, 압축, 폭발, 배기행정인지 검출해야 하므로, 크랭크샤프트의 회전을 검출하는 크랭크각센서 및 흡,배기 밸브의 개/폐시기를 제어하는 캠의 동작을 검출하는 캠센서를 사용하여 각 실린더의 현재 행정상태를 검출하게 된다.

전술한 바와 같은 종래의 자동차의 연료분사장치는, 연료의 순차분사 제어를 구현하기 위해서, 캠센서와 크랭크각센서를 사용하는 바, 제어가 복잡하고, 캠센서의 가격이 비싸 제작비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 캠센서를 사용하지 않고, 크랭크각센서만을 사용하여 순차연료분사를 구현함으써, 복잡한 제어를 필요로 하지 않고, 제작단가를 낮추어 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 자동차의 순차연료분사 제어방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차의 순차연료분사 제어방법에 있어서, 이그니션스위치가 엔진스타트위치에 있는지를 검사하는 제1과정과; 상기 제1과정에서, 이그니션스위치가 엔진스타트위치에 위치해 있으면, 크랭크각센서로 부터 인가되는 신호에 의거하여 크랭크각을 검출하는 제2과정과; 상기 제2과정이후, 검출된 크랭크각에 따라 연료를 분사할 실린더그룹을 선택하는 제3과정과; 상기 제3과정이후, 선택된 실린더그룹에 포함된 실린더 중에서 임의의 한개의 실린더를 선택한 후, 선택된 실린더에 연료를 분사하는 제4과정과; 상기 제4과정이후, 엔진의 폭발행정이 발생했는지를 검사하는 제5과정과; 상기 제5과정에서, 폭발행정이 발생했으면, 크랭크각센서로 부터 인가되는 신호에 의거하여 크랭크샤프트의 회전가속도를 검출한 후, 이를 기설정된 소정의 회전가속도와 비교하는 제6과정과; 상기 제6과정에서, 검출된 크랭크샤프트의 회전가속도가 기설정된 회전가속도 보다 크면, 현재 선택된 실린더에서 폭발이 발생했음을 인지하고, 선택된 실린더에 의거하여 순차연료분사를 제어하는 제7과정과; 상기 제6과정에서, 검출된 크랭크샤프트의 회전가속도가 기설정된 회전가속도 보다 작으면, 현재 선택된 실린더에서 폭발이 발생하지 않았음을 인지하고, 상기 제3과정에서 선택된 실린더그룹에 포함된 실린더 중, 상기 제4과정에서 선택되지 않은 다른 실린더를 선택하여, 이에 연료를 분사한 후, 상기 제5과정으로 귀환하는 제8과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 자동차에서 연료제어장치의 구성블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 4기통 직렬엔진의 크랭크샤프트 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료분사제어장치의 회로도.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 순차연료분사 제어방법의 동작순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 연료탱크 20 : 연료펌프

30 : 연료필터 40 : 연료분배레일어셈블리

50 : 연료인젝터 60 : 엔진

70 : 각종센서 71 : 크랭크각검출센서

80 : 연료압력조절기 90 : ECM(Electronic Control Module)

100 : 이그니션스위치

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 엔진은 4기통 직렬형 엔진이며, 크랭크샤프트는 첨부된 도면 도2에서 알 수 있는 바와 같이, 제1과 4번, 2번과 3번 크랭크핀이 같은 위치가 되도록 정렬되어 있으며, 크랭크축이 2회전, 즉 720。 회전하는 동안 흡기, 압축, 폭발, 배기의 4행정을 거쳐, 한 사이클을 완성하고 다시 제1행정인 흡기부터 반복하게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료분사제어회로는 첨부된 도면 도3에 도시된 바와 같이, 크랭크각검출센서(71), 이그니션스위치(100), ECM(90) 및 다수의 연료인젝터(50)를 구비한다. ECM(90)은 이그니션스위치(100)가 엔진스타트에 위치함에 따라 크랭크각검출센서(71)로 부터 크랭크의 회전에 따른 정보를 인가 받아, 각각의 연료인젝터(50)를 제어하여 연료를 실린더에 분사하게 된다.

전술한 바와같은 4기통 직렬엔진과, 연료의 분사제어장치에서 본 발명의 동작을 첨부된 도면 도4의 동작순서도에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따라 ECM(90)에는 엔진의 폭발행정시, 정상적으로 폭발했을 경우의 크랭크샤프트의 최저회전가속도가 설정되어 있다.

먼저, ECM(90)은 이그니션스위치(100)가 엔진스타트위치에 있는지를 검사하여(스텝 S1), 이그니션스위치(100)가 엔진스타트위치에 위치해 있으면, 크랭크각검출센서(71)로 부터 인가되는 신호에 의거하여 크랭크각을 검출한 후(스텝 S2), 검출된 크랭크각에 따라 연료를 분사할 실린더그룹을 선택하는 바(스텝 S3), 실시예에 따른 직렬4기통 엔진은 크랭크샤프트가 회전함에 따라 4개의 실린더중에서 제1실린더와 4번 실린더가 같은 상사점을 갖고, 2번실린더와 3번실린더가 같은 상사점을 갖는다. 따라서, ECM(90)은 크랭크각검출센서(71)로 부터 인가되는 신호로 부터 실린더그룹을 선택하는 바, 제1과 4번실린더 그룹이 선택되었으면, 선택된 그룹에 포함된 제1실린더와 4번실린더 중에서 임의로 한개의 실린더를 선택한 후, 선택된 실린더에 연료를 분사한다(스텝 S4). 본 실시예에서는 제1 실린더가 선택되었다고 가정한다. 따라서, ECM(90)은 제1 실린더로 연료를 분사한다. 이후에, ECM(90)은 엔진의 폭발행정이 발생했는지를 검사하여(스텝 S5), 폭발행정이 발생했으면, 크랭크각검출센서(71)로 부터 인가되는 신호에 의거하여 크랭크샤프트의 회전가속도를 검출한 후, 이를 기설정된 소정의 회전가속도와 비교한다(스텝 S6). 여기에서, 제1실린더에서 제대로 폭발행정이 일어났으면, 폭발력에 의해 크랭크샤프트는 회전할 것이며, 그 회전가속도는 ECM(90)에 기설정된 최저회전가속도보다 작지는 않을 것이다. 따라서, ECM(90)은 현재 선택된 제1실린더에서 폭발이 발생했음을 인지하고, 선택된 제1실린더에 의거하여 순차연료분사 제어를 한다(스텝 S7).

한편, 상기 스텝 S6에서, 검출된 크랭크샤프트의 회전가속도가 기설정된 회전가속도 보다 작다면, ECM(90)은 현재 선택된 제1실린더에서 폭발이 발생하지 않았음을 인지하고, 상기 스텝 S3에서 선택된 실린더그룹에 포함된 실린더 중, 상기 스텝 S4에서 선택되지 않은 다른 실린더를 선택하여, 이에 연료를 분사한 후, 상기 스텝 S5로 귀환한다(스텝 S8). 즉, 본 실시예에 따라, 제1실린더와 같은 실린더그룹인 제4실린더가 선택되어 연료가 분사된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 캠센서를 사용하지 않고, 크랭크각센서만을 사용하여 순차연료분사를 구현함으써, 복잡한 제어를 필요로 하지 않고, 제작단가를 낮추어 가격경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 자동차의 순차연료분사 제어방법에 있어서, 이그니션스위치가 엔진스타트위치에 있는지를 검사하는 제1과정과; 상기 제1과정에서, 이그니션스위치가 엔진스타트위치에 위치해 있으면, 크랭크각센서로 부터 인가되는 신호에 의거하여 크랭크각을 검출하는 제2과정과; 상기 제2과정이후, 검출된 크랭크각에 따라 연료를 분사할 실린더그룹을 선택하는 제3과정과; 상기 제3과정이후, 선택된 실린더그룹에 포함된 실린더 중에서 임의의 한개의 실린더를 선택한 후, 선택된 실린더에 연료를 분사하는 제4과정과; 상기 제4과정이후, 엔진의 폭발행정이 발생했는지를 검사하는 제5과정과; 상기 제5과정에서, 폭발행정이 발생했으면, 크랭크각센서로 부터 인가되는 신호에 의거하여 크랭크샤프트의 회전가속도를 검출한 후, 이를 기설정된 소정의 회전가속도와 비교하는 제6과정과; 상기 제6과정에서, 검출된 크랭크샤프트의 회전가속도가 기설정된 회전가속도 보다 크면, 현재 선택된 실린더에서 폭발이 발생했음을 인지하고, 선택된 실린더에 의거하여 순차연료분사를 제어하는 제7과정과; 상기 제6과정에서, 검출된 크랭크샤프트의 회전가속도가 기설정된 회전가속도 보다 작으면, 현재 선택된 실린더에서 폭발이 발생하지 않았음을 인지하고, 상기 제3과정에서 선택된 실린더그룹에 포함된 실린더 중, 상기 제4과정에서 선택되지1 않은 다른 실린더를 선택하여, 이에 연료를 분사한 후, 상기 제5과정으로 귀환하는 제8과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 순차연료분사 제어방법.

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