KR100309009B1

KR100309009B1 - 전자제어 스로틀 시스템 차량의 변속 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨 방지 방법

Info

Publication number: KR100309009B1
Application number: KR1019990008279A
Authority: KR
Inventors: 최현일
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2001-09-26
Also published as: KR20000060171A

Abstract

전자제어 스로틀 시스템 차량에서 엔진제어장치와 변속제어장치에서의 변속 레버의 위치 인식 오판에 의해 발생되는 엔진 스톨을 방지하기 위하여, 차량의 운행정보를 분석하여 엔진제어장치와 변속제어장치의 변속 레버 위치 인식 오판 조건이면, 스로틀 밸브 목표 개도 제한값을 설정하고, 차량의 운행정보에 의해 차량 주행중의 스로틀 밸브 목표 개도값과 토크 제어시의 스로틀 밸브 목표 개도값을 각각 설정한 다음, 설정된 차량 주행중의 스로틀 밸브 목표 개도값과 토크 제어시의 스로틀 밸브 목표 개도값 중 작은 값과 설정된 스로틀 밸브 목표 개도 제한값을 비교하여 큰 값을 스로틀 밸브 목표 개도값으로 설정하여 스로틀 밸브의 개도율을 제어하는 것으로, 엔진제어장치와 변속제어장치에서 변속 레버의 위치 오인식이 발생하더라도 항상 일정량 이상의 흡입 공기가 유입되도록 함으로써 변속 레버 위치 오인식에 의한 흡입 공기량의 급격한 감소에 따른 엔진 스톨을 방지한다.

Description

전자제어 스로틀 시스템 차량의 변속 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨 방지 방법{ENGINE STALL PROTECTING METHOD AS TO MIS-DETECT SELECT LEVER POSITION OF ELECTRONIC THROTTLE SYSTEM VEHICLES}

본 발명은 차량의 전자제어 스로틀 시스템(electronic throttle system, 이하 ETS라 한다)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 운행정보에 따라 엔진제어장치가 스로틀 밸브를 제어하여 엔진 출력을 제어하는 차량의 ETS에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 스로틀 밸브는 차량의 운행중 흡입 공기량을 제어하여 엔진 출력을 제어하기 위한 것으로, 운전자가 가속 페달 조작을 조작하면 이에 따라 스로틀 밸브의 개도율이 변화되어 흡입 공기량을 제어한다. 그러나, 운전자의 가속 페달 조작에 따라 스로틀 밸브 개도율을 제어할 경우, 부하 변동(변속단 변경) 등에 의해 엔진 공연비가 전환될 때에는 엔진 토오크의 급격한 변동이 발생하여 승차감을 저해하게 된다.

따라서, 엔진 공연비 전환시 엔진 토크의 급변동을 억제하기 위하여 운행정보를 통해 공연비 전환시 스로틀 밸브를 전기적 신호로 제어하여 스로틀 밸브 개도율을 제어함으로써 급격한 흡입 공기량의 변동을 방지하여 차량의 승차감을 향상시키는 ETS가 개발되었다.

이와 같이 운전자가 가속 페달을 조작하는 정도에 따라 전기적 신호에 의해 스로틀 밸브의 개도율을 제어하는 ETS에 있어서, 운전자가 엔진 작동중에 변속 레버를 P단 또는 N단에서 R단 또는 D단(주행단)으로 변속레버 조작중 1/2위치 정도에 멈추게 되면(변속 레버의 조작을 완료하지 않고 P단과 R단 또는 N단과 D단 사이에 정지시키는 경우를 지칭함), 운전석 전면 판넬의 클러스터에서는 P단과 R단 또는 N단과 D단 표시 램프가 모두 오프된다. 변속레버 조작중 변속단의 사이에 변속레버가 위치되는 경우란 변속레버의 조작시 변속단과 변속단간의 전환시간이 일정치를 경과하거나 변속레버의 기계적인 특성의 변화로 레버조작시 목표한 변속단에 완전히 진입되지 않은 상태가 유발되는 등의 경우를 지시한다. 이처럼 변속레버가 변속단의 사이에 위치하는 경우, 변속 제어 장치(transmission control unit, 이하 TCU라 한다)는 목표한 변속단인 R단 또는 D단에 대한 표시 램프가 켜지지 않은 상태이므로 변속단의 전환이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 변속레버의 위치가 P단 또는 N단인 것으로 판정하여 이전의 변속제어 상태를 유지하고, 엔진 제어 장치(engine control unit, 이하 ECU라 한다)는 운전자가 P단 또는 N단으로부터 변속단을 조작함에 따라 주행 변속단으로 변속레버를 조작하고자 하는 의지로 판단하여 변속 레버의 위치를 주행단인 R단 또는 D단으로 판정하게 된다.

따라서, 변속 레버의 위치를 P단 또는 N단으로 판정한 TCU는 변속 제어에 따른 변속기 부하를 P단 또는 N단으로 유지하지만, 변속 레버의 위치를 R단 또는 D단으로 판정한 ECU의 운행 정보에 따라 ETS는 변속 레버의 R단 또는 P단에 맞게 스로틀 밸브 개도율을 증가시키고, 이 증가된 스로틀 밸브 개도율에 따라 ECU는 엔진 제어를 하므로 무부하 또는 저부하 상태에서 엔진 회전수가 급격히 상승하게 된다. 이때, ECU는 엔진 회전수 피드백 제어 모드에 의해 상승된 엔진 회전수를 목표 엔진 회전수로 제어하기 위하여 흡입 공기량 학습치를 큰 폭으로 감소시키게 되며, 이에 따라 ETS가 스로틀 밸브 개도율을 감소시키게 되면, ECU는 이때의 감소된 흡입 공기량에 따라 엔진 제어를 하여 엔진 회전수를 목표 엔진 회전수로 제어하게 된다.

그러나, 이와 같이 엔진 회전수가 증가된 상태에서 목표 엔진 회전수로 감소되는 도중에 운전자가 변속 레버를 다시 P단 또는 N단의 원래 위치로 이동시키게 되면, 흡입 공기량 학습치에 의해 흡입 공기량이 아주 적어진 상태이므로 엔진 스톨(stall)이 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 ETS 차량에서 변속 레버의 위치 인식 오판에 의해 발생되는 엔진 스톨을 방지하는 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 ETS를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 ETS 차량의 변속 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨을 방지하는 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 운행정보를 분석하여 엔진제어장치와 변속제어장치의 변속 레버 위치 인식 오판 조건일 경우, 스로틀 밸브 목표 개도 제한값을 설정하여 차량의 운행중 전자제어 스로틀 시스템의 스로틀 밸브 목표 개도값이 항상 설정된 스로틀 밸브 목표 개도 제한값 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 ETS를 개략적으로 도시한 블록 구성도로, 운행정보 검출부(10)와 ECU(20), TCU(30), 액셀 포지션 센서(이하 APS라 한다)(40), ETS(50), 스로틀 밸브 구동 액츄에이터(60)로 이루어진다.

운행정보 검출부(10)는 엔진 냉각수 온도를 검출하는 수온센서(11)와 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(12), 변속 레버의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(13), 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 스로틀 포지션 센서(이하 TPS라 한다)(14), 에어컨 등의 각종 차량 부하의 동작 여부를 검출하는 부하 스위치(15) 등으로 이루어지며, 차량 운행중의 각종 운행정보를 검출한다.

ECU(20)는 운행정보 검출부(10)로부터 검출된 차량의 각종 운행 정보에 따라 엔진 출력을 제어한다.

TCU(30)는 운행정보 검출부(10)로부터 검출된 차량의 각종 운행 정보에 따라 자동 변속기를 제어한다.

APS(40)는 차량의 운행중 운전자의 가속 페달 조작에 따른 가속 페달의 위치를 검출한다.

ETS(50)는 ECU(20)로부터 수신되는 차량의 각종 운행 정보와 APS(40)로부터 검출되는 가속 페달의 위치에 따라 스로틀 밸브의 개도율을 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다.

스로틀 밸브 구동 액츄에이터(60)는 ETS(50)의 제어 신호에 따라 동작하여 스로틀 밸브의 개도율을 조절한다.

이와 같이 구성된 차량의 ETS를 통해 본 발명에 따른 ETS 차량의 셀렉터 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨을 방지하는 방법을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 차량의 운행중 운행정보 검출부(10)에서 엔진 냉각 수온, 엔진 회전수, 변속 레버의 위치, 스로틀 밸브 개도율, 부하 동작 여부 등의 각종 운행정보를 검출하여 출력하면(S1), ECU(20)는 운행정보 검출부(10)로부터 검출된 각종 운행정보에 따라 연료분사장치, 점화장치 등을 통해 엔진 출력을 제어하며, TCU(30)는 운행정보 검출부(10)로부터 검출된 각종 운행정보에 따라 변속기의 변속 제어를 실시한다. 그리고, ETS(50)는 APS(40)로부터 검출되는 운전자에 의해 조작된 가속 페달의 위치와 ECU(20)로부터 수신되는 각종 운행정보에 따라 스로틀 밸브 구동 액츄에이터(60)를 동작시켜 스로틀 밸브의 개도율을 제어하여 흡입 공기량을 조절한다.

이때, ETS(50)는 ECU(20)로부터 수신되는 운행정보 검출부(10)로부터 차량의 각종 운행정보 및 ECU(50)의 동작 상태에 따라, 수온 센서(11)로부터 검출된 엔진 냉각 수온이 설정된 ETS 목표 개도 하한 클립(clip) 갱신 판정 수온(WT) 이상인지를 판단하여(S2), 엔진 냉각 수온이 설정된 ETS 목표 개도 하한 클립 갱신 판정 수온(WT) 이상이면 ECU(20)가 엔진 회전수 센서(12)로부터 검출되는 엔진 회전수를 목표 엔진 회전수로 제어하기 위한 엔진 회전수 피드백 제어를 실시하고 있는지를 판단한다(S3). 그리고, ECU(20)가 엔진 회전수 피드백 제어를 실시하고 있을 경우에는 에어컨, 라디에이터 팬 등의 차량 부하를 동작시키기 위한 부하 스위치(15)가 오프인지를 판단하여(S4), 부하 스위치(15)가 오프이면 인히비터 스위치(13)로부터 검출된 변속 레버의 위치에 의해 N단 또는 P단 변화로부터의 경과 시간 - 변속 레버가 N단 또는 P단에서 위치 이동되어 다른 변속단에 위치되지 않은 시간 - 이 설정된 ETS 목표 개도 하한 클립 인히비터 스위치 변화후 갱신 금지 시간(t)을 경과하였는지를 판단한다(S5). 그리고, 변속 레버의 N단 또는 P단 변화로부터의 경과 시간이 설정된 ETS 목표 개도 하한 클립 인히비터 스위치 변환후 갱신 금지 시간(t)을 경과하였으면, ETS(50)는 변속 레버가 N단과 주행단 사이 또는 P단과 R단 사이에 위치할 경우 ECU(20)와 TCU(30)에서의 변속단 인식 오판에 의해 발생되는 엔진 스톨을 방지하기 위하여 ETS 목표 개도값을 항상 일정값 이상이 되도록 결정하여 스로틀 밸브의 개도율을 조절한다(S6, S7, S8, S9, S10).

즉, ETS(50)는 ECU(20)의 엔진 회전수 피드백 제어중, 검출되는 엔진 냉각 수온이 설정된 ETS 목표 개도 하한 클립 갱신 판정 수온 이상이고, 차량의 각종 부하 스위치가 오프이며, 변속 레버 N단 또는 P단 변화로부터의 경과시간이 설정된 ETS 목표 개도 하한 클립 인히비터 스위치 변화후 갱신 금지 시간을 경과하였을 경우, ECU(20)와 TCU(30)에서의 변속 레버 위치 오인식 조건이라 판단하여 ETS 목표 개도 제한값()을 수학식 1에 의해 설정한다(S6).

수학식 1에서는 차량의 아이들 상태에서의 스로틀 밸브 개도값이며, CLPG는 ETS 목표 개도 하한 클립 오프셋(offset)으로, ETS 목표 개도 하한 클립 제한값()은 백업(backup)되어 차량의 이그니션 스위치를 오프해도 유지되며, 배터리 오프후 이그니션 키를 온할 경우에는 0으로 초기화된다.

그리고, ETS(50)는 차량 주행중의 APS(40) 신호에 따른 차량 주행중 ETS 목표 개도값()을 수학식 2에 의해 설정하고(S7), 차량의 토크 제어중의 ETS 목표 개도값()을 수학식 3에 의해 설정한다(S8).

수학식 2에서는 운전자에 의해 조작된 가속 페달의 위치에 따른 스로틀 밸브 개도값으로, ETS(50)는 차량의 운행중 아이들 제어에 따른 스로틀 밸브 개도값()과 APS(40) 신호에 따른 스로틀 밸브 개도값() 중 큰 값을 차량 주행중 ETS 목표 개도값()으로 설정하며, 수학식 3에서은 트랙션(traction) 제어와 같이 차량의 토크 제어시 스로틀 밸브 개도값이으로, ETS(50)는 차량의 토크 제어중 아이들 제어에 따른 스로틀 밸브 개도값()과 토크 제어시 스로틀 밸브 개도값() 중 큰 값을 토크 제어중 ETS 목표 개도값()으로 설정한다.

이후, ETS(50)는 수학식 1과 수학식 2, 수학식 3에 의해 설정된 ETS 목표 개도 제한값()과 차량 주행중 ETS 목표 개도값(), 토크 제어중 ETS 목표 개도값()에 따라 수학식 4에 의해 ETS 목표 개도값()을 설정하고(S9), 설정된 ETS 목표 개도값()에 따라 ETS(50)는 스로틀 밸브 구동 액츄에이터(60)를 동작시켜 스로틀 밸브 개도율을 제어함으로써 흡입 공기량을 조절한다(S10).

즉, 수학식 4에서 알 수 있는 바와 같이, ETS(50)는 수학식 2에 의해 설정된 차량 주행중 ETS 목표 개도값()과 토크 제어중 ETS 목표 개도값()을 비교하여 작은 값으로 스로틀 밸브 개도율을 제어하지만, 그 최소값이 항상 수학식 1에 의해 설정된 ETS 목표 개도 제한값() 이상으로 유지되도록 한다. 따라서, 변속 레버를 P단 또는 N단에서 P단과 R단 또는 N단과 주행단 사이에 위치시켰다가 다시 변속 레버를 P단 또는 N단의 원위치로 위치시켰을 경우, ECU(20)에서의 흡입 공기량 학습치에 의해 ETS(50)가 스로틀 밸브 개도율을 제어할 때 항상 ETS 목표 개도 제한값() 이상으로 스로틀 밸브 개도율을 제어함으로써 ECU와 TCU에서의 변속 레버 위치 오인식에 의한 흡입 공기량의 급격한 감소에 따른 엔진 스톨을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 ETS 차량의 ECU와 TCU에서 변속 레버의 위치 오인식이발생하더라도 항상 일정량 이상의 흡입 공기가 유입되도록 함으로써 변속 레버 위치 오인식에 의한 흡입 공기량의 급격한 감소에 따른 엔진 스톨을 방지할 수 있다.

Claims

엔진 제어 장치와 액셀 포지션 센서의 신호에 따라 스로틀 밸브 구동 액츄에이터를 통해 스로틀 밸브의 개도율을 제어하여 흡입 공기량을 조절하는 전자제어 스로틀 시스템 차량에 있어서,

차량의 운행정보를 분석하여 엔진제어장치와 변속제어장치의 변속 레버 위치 인식 오판 조건이면, 스로틀 밸브 목표 개도 제한값을 설정하는 단계와;

차량의 운행정보에 의해 차량 주행중의 스로틀 밸브 목표 개도값과 토크 제어시의 스로틀 밸브 목표 개도값을 각각 설정하는 단계와;

상기 설정된 차량 주행중의 스로틀 밸브 목표 개도값과 토크 제어시의 스로틀 밸브 목표 개도값 중 작은 값과 상기 설정된 스로틀 밸브 목표 개도 제한값을 비교하여 큰 값을 스로틀 밸브 목표 개도값으로 설정하는 단계와;

상기 설정된 스로틀 밸브 목표 개도값에 따라 스로틀 밸브의 개도율을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 스로틀 시스템 차량의 변속 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨 방지 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 엔진제어장치와 변속제어장치의 변속 레버 위치 인식 오판 조건은,

상기 엔진제어장치가 엔진 회전수 피드백 제어중, 검출되는 엔진 냉각 수온이 설정된 온도 이상이고, 차량의 각종 부하 스위치가 오프이며, 변속 레버 N단 또는 P단 변화로부터의 경과시간이 설정된 시간을 경과하였을 경우인 것을 특징으로 하는 전자제어 스로틀 시스템 차량의 변속 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨 방지 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 설정된 차량 주행중의 스로틀 밸브 목표 개도값과 토크 제어시의 스로틀 밸브 목표 개도값은 차량의 아이들 상태에서의 스로틀 밸브 목표 개도값 이상인것을 특징으로 하는 전자제어 스로틀 시스템 차량의 변속 레버 위치 인식 오판에 기인한 엔진 스톨 방지 방법.