KR100218892B1 - 공연비 피드백 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시동직후 흡입 공기량의 적분치에 반비례하는 일정 시간을 경과후 O₂센서의 활성화가 판단되면서 피드백 공연비 제어가 이루어질 수 있도록 하여 에미션과 함께 연료 소모가 저감될 수 있도록 하는 공연비 피드백 제어 방법에 대한 것으로서, 상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 피드백 컨트롤 모니터링 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와(S1); 상기 단계의 모니터링 조건을 만족하면 시동 이후의 흡입되는 공기량 적분치를 산출하는 단계와(S2); 시동후부터의 공기량 적분치 산출 시간을 체크하는 단계와(S3); 상기 공기량 적분치 체크 시간과 공기량 적분치에 대한 기설정 시간을 비교하는 단계(S4)와; 상기의 단계에서 체크 시간이 기설정 시간보다 크면 O₂센서의 활성화를 판단하여 피드백 제어가 이루어지도록 하는 단계(S5)로서 수행하게 되는 것이 특징이다.

Description

공연비 피드백 제어 방법

본 발명은 O₂센서에 의한 공연비 피드백 제어시점을 흡입 공기량에 따라서 조기에 수행될 수 있도록 하는 공연비 피드백 제어 방법에 대한 것이다.

엔진에서의 공연비 제어란 엔진내로 흡입되는 공기량에 대해 전자적으로 적정의 연료가 분사되도록 하는 것을 일컫는 것으로서, 이는 엔진 회전수 및 부하와 냉각수온 등에 따라서 다르게 되는 바 가솔린의 완전 연소에 필요한 혼합비를 통상이론 공연비(약 14.7 : 1)라고 한다.

이러한 혼합비를 이론 공연비에 근접하게 제어되도록 하기 위해 배기관에 설치되도록하는 것이 O₂센서이며, 상기 O₂센서는 대기측의 산소 농도와 배기가스측의 산소 농도의 분압차에 의해 발생되는 기전력을 이용하여 배기가스 중의 산소 농도를 측정하게 된다.

이러한 배기가스 중의 산소 농도를 측정하여 이측정값에 근거해서 연료 분사량을 수정토록하는 것이 피드백 제어이며, 이같은 피드백 제어에 의해 공전(Idle)시와 전부하(Full Load)시에는 상기한 이론 공연비에 비해 농후한 혼합기가 엔진에 공급되도록 하며, 부분부하(Part Load)시에는 희박한 공연비로서 제어되도록 하므로서 배기가스가 저감될 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 O₂센서는 공연비가 이론 공연비를 기준으로 그보다 높거나 낮을 경우 변화되는 배기가스 중의 산소 농도에 따라서 출력 전압 신호가 변하게되는바 이러한 특성을 이용하여 상기 O₂센서로부터는 배기가스 중의 산소 농도에 따라 변하는 전압신호를 전자 제어 장치(ELECTRONIC CONTROL UNIT, 이하 ECU로 약칭함)에 전달하여 혼합비를 희박하게 할 것인지 농후하게 할 것인지를 결정하게 된다.

예를들어 일정한 기준전압에 대해 상기 O₂센서로부터 출력되는 전압이 더 낮으면 혼합기가 희박한 상태라 판단하여 연료 분사량을 증가시키고, 반대로 상기 O₂센서로부터의 출력전압이 기준전압보다 높으면 혼합기가 농후한 상태라 판단하여 연료 분사량을 감소시키도록 한다.

또한 상기와 같은 작용시 공연비의 변화가 너무 급격하게 진행이 되면 자동차의 속도가 갑자기 낮아지거나 반대로 급격하게 상승하게 되는 현상이 발생하게 되므로 ECU에서는 공연비의 변화가 시간 함수에 의해 천천히 변화하도록 하는 적분요소(Integrator)를 포함하도록 하고 있다.

한편 상기의 O₂센서는 팁단부가 일정 온도 이상으로 되어야만 활성화되면서 작동전압을 출력하게 되는데 현재는 이와같은 O₂센서의 작동시점을 시동 후 냉각수온에 따라서 상기 ECU내에 미리 매핑시킨 일정 시간 이후부터 활성화되도록 하고 있다.

그러나 상기한 공연비의 피드백 제어를 위한 O₂센서는 실제 시동 직후 가속페달을 밟아주게 되는 경우 아이들시에 비해 흡입 공기량이 증대되면서 배기가스의 배출량도 증대되어 냉각수온에 따른 일정 시간을 경과하기 이전이라도 배기가스에 의해 O₂센서는 작동 온도가 조기에 도달하게 되면서 활성화는 된 상태이나 현재는 이때에도 피드백 제어를 수행하지 않고 무조건 일정 시간을 기다려야만 하므로 에미션이 상승하게 되는 매우 불합리한 문제점이 있게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이를 개선시키기 위한 것으로서, 본 발명은 시동직후 흡입 공기량의 적분치에 반비례하는 일정 시간을 경과 후 O₂센서의 활성화가 판단되면서 피드백 공연비 제어가 이루어질 수 있도록 하여 에미션과 함께 연료 소모가 저감될 수 있도록 하는 공연비 피드백 제어 방법을 제공코자 하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 피드백 컨트롤 모니터링 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와; 상기 단계의 모니터링 조건을 만족하면 시동 이후의 흡입되는 공기량 적분치를 체크하는 단계와; 시동후부터의 공기량 적분치 산출 시간을 체크하는 단계와; 상기 공기량 적분치 체크 시간과 공기량 적분치에 대한 기설정 시간을 비교하는 단계와; 상기의 단계에서 체크 시간이 기설정 시간보다 크면 O₂센서의 활성화를 판단하여 피드백 제어가 이루어지도록 하는 단계로서 수행되도록 하는 것이 주된 특징이다.

제1도는 본 발명에 따른 제어 순서도.

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 도 1은 본 발명에 따른 제어 순서를 도시한 것으로서, 본 발명은 시동 후의 엔진 구동상태 즉 냉각수온 및 부하 그리고 엔진 회전수가 종전의 모니터링 조건과 동일한 상태가 되었을 때 수행하게 된다.

즉 공연비의 피드백 제어는 냉각수온과 부하 그리고 엔진 회전수가 기설정값 이상이 되는 조건을 만족해야만 하는데 이에 본 발명은 ECU내에 공기량 적분치에 반비례하는 시간을 설정하여 시동 이후의 공기량 적분치에 의해 활성 판단이 수행될 수 있도록 하는 것이다.

예를들어 공기량의 적분치가 크면 클수록 그만큼 공기 흡입량이 많다는 것을 의미하게 되므로 그에 비례하여 배기열의 상승 속도는 빨라지게 되므로 O₂센서의 활성이 촉진된다.

반대로 공기량의 적분치가 작으면 공기 흡입량이 적으므로 그에 비례하여 배기열의 상승속도는 느려지면서 O₂센서의 활성은 지연된다.

이렇게 엔진 구동상태에 따라 O₂센서의 활성 시간은 신축적으로 이루어질 수 가 있게 되는 바 본 발명은 이러한 신축적인 조건에 적절하게 대응할 수 있도록 하기 위해 모니터링 조건에 종전과 같은 단순한 시간 경과에 의한 일률적인 제어가 아닌 공기 흡입량 조건이 부가되도록하여 보다 유동적인 제어가 수행될 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 우선 엔진이 시동되면 공연비 피드백 제어를 위한 냉각수온과 로드와 엔진 회전수가 설정값보다 큰지의 모니터링 조건을 만족하는지를 체크하여 (S1) 이를 만족하면 시동 이후의 흡입 공기량들을 모두 합산한 적분치를 산출한다(S2).

이에 시동된 이후로부터 흡입 공기량 적분치가 산출된 시간을 체크하여(S3) 이렇게 체크된 시간과 흡입 공기량 적분치에 해당되는 기설정 시간과를 비교하여 (S4) 체크된 시간이 설정 시간보다 크면 그 즉시부터 피드백 제어를 수행하고(S5) 작으면 흡입 공기량 산출 단계로 리턴되도록 한다.

이와같은 제어는 공연비 제어가 O₂센서에 의해 수행되고, 상기 O₂센서는 배기열에 의해 활성이 이루어지게 되므로 이러한 배기열에 직접적인 영향을 주게 되어 흡입 공기량의 체크에 의해 적절한 시기에 피드백 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

따라서 종전에는 흡입 공기량이 증가되어 O₂센서의 활성화가 조기에 이루어지게되더라도 냉각수온에 따른 항상 일정한 시간을 기다린 후 제어를 하게 되므로서 제어시기가 정확하게 이루어지지 못하게 되어 에미션이 악화되는데 비해 본 발명에 의한 제어에 의해서는 O₂센서의 활성화에 근접한 시기에 피드백 제어가 이루어질 수 있도록 하므로서 정확한 제어가 수행될 수 있도록 하게 된다.

그러므로 본 발명에 따른 피드백 제어에 의해 흡입 공기의 도입량에 따라 피드백 제어가 수행되도록 하므로서 보다 정밀한 제어와 연료 및 에미션이 저감되도록 하는 매우 유용한 효과가 있게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 피드백 컨트롤 모니터링 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와(S1); 상기 단계의 모니터링 조건을 만족하면 시동 이후의 흡입되는 공기량 적분치를 산출하는 단계와(S2); 시동후부터의 공기량 적분치 산출 시간을 체크하는 단계와(S3); 상기 공기량 적분치 체크 시간과 공기량 적분치에 대한 기설정 시간을 비교하는 단계(S4)와; 상기의 단계에서 체크 시간이 기설정 시간보다 크면 O₂센서의 활성화를 판단하여 피드백 제어가 이루어지도록 하는 단계(S5); 로서 수행됨을 특징으로 하는 공연비 피드백 제어 방법.