KR100341768B1 - 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법 - Google Patents

Abstract

수동 변속기 탑재 차량에 있어서, 주행중 엔진의 아이들 상태에서 클러치의 오프 작동시 학습 공기량이 과도하게 마이너스측으로 되었을 때, 이때의 차량 조건을 판단하여 엔진의 스톨 현상이 발생되지 않도록 하여 안전사고를 미연에 방지하기 위하여;

주행중 스로틀 포지션 센서에서 입력되는 신호로부터 스로틀 개도각이 0%이면, 클러치 스위치가 오프 상태인가를 판단하여, 대시포트 공기량을 해제하고, 기본 공기량과 학습 공기량을 판독한 후 필터된 엔진 RPM과 실제 엔진 RPM의 차(△N)가 0 보다 큰 가를 판단하여 RPM 차(△N)가 0 보다 크면 공기량을 증량(Q_n)시키고, 0 보다 작으면 공기량을 감량시킨 후 상기 대시포트의 공기량과, 기본 공기량과, 학습 공기량과, △N에 따른 공기 보상량의 합으로 총 공기량을 연산한 후 공기량 제어를 완료하는 단계로 이루어지는 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법을 제공한다.

Description

자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법{ENGINE STALL PREVENTING METHOD DURING VEHICLE'S DRIVING}

본 발명은 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행중 엔진의 아이들 상태에서 클러치의 작동이 오프되었을 때, 엔진이 스톨되는 것을 방지하기 위한 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차 엔진이 작동하기 시작하면 연소실내에서 발생되는 부압에 의해 대기중의 공기는 에어클리너에 의해 이물질이 제거된 후 에어호스를 통하여 스로틀 보디로 공급되며, 이의 스로틀 보디에 공급된 외부 공기는 운전자의 가속 페달 조작에 의하여 동작되는 스로틀 밸브를 통해 제어되면서 통과하여 서지 탱크와흡기 매니폴드를 통해 연소실로 공급되어 연료와 함께 연소되면서 엔진의 출력이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 흡입 계통에는 무부하 상태 즉, 정지 상태에서의 엔진의 아이들 상태를 유지하기 위하여 연소에 필요한 소량의 공기를 조정할 수 있도록 아이들 컨트롤 시스템을 구성하여 엔진의 아이들 상태를 조정할 수 있도록 구성하고 있다.

그리고 주행중 엔진의 아이들은 상기 아이들 컨트롤 시스템에 의한 공기량 제어와 점화시기를 제어하는 2가지의 제어방법에 의해 제어되는데, 이의 제어 흐름을 살펴보면, 도 4에서와 같다.

즉, 차량의 주행중 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도각이 0%로 판단되면(S200), 클러치가 오프 상태인가를 판단하게 된다(S210).

상기 단계(S210)에서 클러치가 오프 상태로 판단되면, 스로틀 포지션 센서의 개도각에 따라 설정되는 ISA(Idle Speed Actuator)를 통한 대시포트 공기량(Q_dash)이 서서히 해제되고(S220), ECU에서는 제어 맵(MAP)에서 냉각수온에 따라 설정되는 기본 공기량(Q_base)을 판독하고(S230), 램(RAM)에서 냉각수가 충분히 워밍-업되고 차량이 정지 상태일 때 학습되는 학습 공기량(Q_adap)을 판독하여(S240), 상기 대시포트의 공기량(Q_dash)과, 기본 공기량(Q_base)과, 학습 공기량(Q_adap)의 합으로 총 공기량(Q)를 연산하게 된다(S250).

그리고 상기 단계(S250)에서 총 공기량(Q) 연산이 완료된 후에는 현재 엔진의 RPM이 임계값( 대략 500 ∼ 600RPM ) 이하인가를 판단하여(S260) 엔진 RPM이 임계값 이하이면, 공기량을 증량시키는 작동 흐름을 보유하고 있다(S270).

그러나, 상기와 같이 공기량을 제어 과정에서는 총 공기량 연산시 대시포트 공기량이 해제된 상태라면, 결국은 기본 공기량과 이전 정지 상태에서 학습된 공기량의 합으로 이루어지게 되는 바, 만약 학습 공기량이 마이너스(-)로 학습이 과다하게 수행되었다면 총 공기량 부족으로 엔진 스톨이 발생되어 안전사고의 원인이 된다는 문제점이 있다.

실제 자동차의 운행 과정에서는 아이들 부하 변동이 순간 순간 변동되어 발생되므로 학습 공기량은 그 때마다 달라지기 때문에 상기의 엔진 스톨을 방지한다는 것은 근본적으로 어렵기 때문인 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 수동 변속기 탑재 차량에 있어서, 주행중 엔진의 아이들 상태에서 클러치의 오프 작동시 학습 공기량이 과도하게 마이너스측으로 되었을 때, 이때의 차량 조건을 판단하여 엔진의 스톨 현상이 발생되지 않도록 하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법을 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 구성도.

도 2는 본 발명의 제어방법에 의한 작동 흐름도.

도 3은 본 발명의 제어방법에 의한 RPM 변동을 나타낸 그래프선도.

도 4는 종래 주행중 공기량 제어를 위한 작동 흐름도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 주행중 스로틀 포지션 센서에서 입력되는 신호로부터 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 스로틀 개도각이 0%로 판단되면 클러치 스위치가 오프 상태인가를 판단하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 클러치가 오프 상태로 판단되면, 스로틀 포지션 센서의 개도각에 따라 설정되는 대시포트 공기량을 해제하는 제3 단계와;

상기 제3 단계와 같이 대시포트 공기량을 해제하면서 제어 맵(MAP)에서 냉각수온에 따라 설정되는 기본 공기량을 판독하고, 램(RAM)에서 냉각수가 충분히 워밍 - 업되고 차량이 정지 상태일 때 학습되는 학습 공기량을 판독하는 제4, 5단계와;

상기 제5단계를 거친 후 필터된 엔진 RPM과 실제 엔진 RPM의 차(△N)가 0 보다 큰 가를 판단하는 제6 단계와;

상기 제6 단계에서 RPM 차(△N)가 0 보다 크면 공기량을 증량(Q_n)시키고, 0 보다 작으면 공기량을 감량시키는 제7,8 단계와;

상기 제7, 8단계를 실행한 후에는 상기 대시포트의 공기량과, 기본 공기량과, 학습 공기량과, △N에 따른 공기 보상량의 합으로 총 공기량을 연산한 후 공기량 제어를 완료하는 제9 단계와를 포함하여 이루어지는 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법을 제공함을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제어방법을 실현하기 위한 최소한의 구성품에 대한 블록도로서, 감지수단으로는 현재의 차속을 감지하는 차속센서(2)와, 현재 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 RPM센서(4), 냉각수 온도를 검출하는 냉각수온 센서(6), 스로틀 밸브의 개도각을 검출하는 스로틀 포지션 센서(8), 클러치의 온/오프 상태를 감지하는 클러치 스위치(8)로 이루어진다.

이에 따라 감지수단인 상기 센서(2)(4)(6)(8) 및 스위치(10)들로부터 현재 차량의 운전 조건이 전기적인 신호로 전자제어유닛(ECU)로 입력되면, 이 전자제어유닛(ECU)에서는 이들 신호를 기 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 공기량 보상수단(12)와 점화시기 제어수단(14)를 제어하여 엔진의 아이들 상태를 제어하게 된다.

이와 같은 자동차의 주행중 엔진의 아이들 제어를 함에 있어서, 본 발명은 주행중 스로틀 밸브가 닫힌 상태에서 클러치 페달이 오프되는 경우에 엔진 RPM이 서서히 유연하게 하강할 수 있도록 유도하여 엔진 스톨 현상이 발생되지 않도록 한 것이다.

이러한 엔진 스톨 방지를 위한 제어방법을 보다 상세히 살펴보면, 도 2의 작동 흐름도에서와 같이, 전자제어유닛(ECU)에서는 차량의 주행중 스로틀 포지션 센서(8)에서 입력되는 신호로부터 스로틀 개도각이 0%로 판단되면(S100), 클러치 스위치(10)로부터 입력되는 신호를 근거로 하여 클러치가 오프 상태인가를 판단하게 된다(S110).

상기 단계(S110)에서 클러치가 오프 상태로 판단되면, 스로틀 포지션 센서의 개도각에 따라 설정되는 ISA(Idle Speed Actuator)를 통한 대시포트 공기량(Q_dash)이 서서히 해제되고(S120), ECU에서는 제어 맵(MAP)에서 냉각수온에 따라 설정되는 기본 공기량(Q_base)을 판독하고(S130), 램(RAM)에서 냉각수가 충분히 워밍 - 업되고 차량이 정지 상태일 때 학습되는 학습 공기량(Q_adap)을 판독하게 된다(S140).

그리고, 필터된 엔진 RPM과 실제 엔진 RPM의 차(△N)가 0 보다 큰가를 판단하여(S150), RPM 차(△N)가 0 보다 크면 공기량을 증량(Q_n)시키고(S160), 0 보다 작으면 공기량을 감량시킨다(Q_n)(S170).

또한, 상기의 S160단계 또는 S170단계를 실행한 후에는 상기 대시포트의 공기량(Q_dash)과, 기본 공기량(Q_base)과, 학습 공기량(Q_adap)과, △N에 따른 공기 보상량(Q_n)의 합으로 총 공기량(Q)를 연산하게 된다(S180).

상기의 제어 과정에서 필터 RPM(Filter RPM)은, 실제 RPM을 로우-패스 필터(Low - pass filter) 한 RPM을 의미하며, 상기 필터 RPM(i)는

필터 RPM(i) = 필터 RPM(i-1)* 필터 계수 + 실제 RPM * (1 - 필터 계수)로 표시되며, 상기에서 i는 필터 RPM의 연산 주기를 의미한다.

그리고 △N에 따른 보상 공기량의 연산 과정을 살펴보면, 대시포트 공기량 또는 학습 공기량이 작을 때에는 실제 RPM은 보통 때 보다 빠른 기울기로 하강되어 RPM 언더쇼트(Undershoot)가 발생하게 되는데, 본 발명에 의하면, 필터 RPM이 실제 RPM 보다 크게 되므로 △N가 플러스(+)가 되어 공기량이 증량으로 계산되어 RPM 언더쇼트(Undershoot)를 방지 및 엔진 스톨을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기와는 반대로 대시포트 공기량 또는 학습 공기량이 클 때에는 실제 RPM은 보통 때 보다 느린 기울기로 하강되어 RPM 오버슈트(Overshoot)가 발생하게 되는데, 본 발명에 의하면, 필터 RPM이 실제 RPM의 차이가 거의 발생하지 않음으로써, △N이 0의 근처에 있게 되어 공기량이 감량으로 계산되어 브레이크 효과를 높이고, 연비를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 과정에서 공기량의 증량, 감량 보상을 계산한 후 총 공기량을 연산하게 되는데, 작동 흐름도에서 공기량 증량, 감량의 의미는 이미 보상된 것이 아니라 보상할 공기량을 연산하는 과정이다.

상기와 같은 과정으로 주행중 아이들 RPM을 제어하면, 도 3에서와 같이 스로틀 포지션 센서(8)가 아이들을 인식한 후 엔진 RPM이 서서히 하강하여 아이들 목표 RPM으로 복귀함을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 수동 변속기 탑재 차량에 있어서, 주행중 클러치 오프시 정지 상태에서의 공기량 학습이 과다하게 마이너스측으로 수행되어 총 공기량이 부족해도 이와는 무관하게 필터된 RPM과 실 RPM과의 차이를 이용하여 보상 공기량을 가감함으로써, 엔진 RPM이 유연하게 하강할 수 있도록 하여 엔진 스톨을 방지함으로써, 주행중 엔진 스톨에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 주행중 스로틀 포지션 센서에서 입력되는 신호로부터 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 스로틀 개도각이 0%로 판단되면 클러치 스위치가 오프 상태인가를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서 클러치가 오프 상태로 판단되면, 스로틀 포지션 센서의 개도각에 따라 설정되는 대시포트 공기량을 해제하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계와 같이 대시포트 공기량을 해제하면서 제어 맵(MAP)에서 냉각수온에 따라 설정되는 기본 공기량을 판독하고, 램(RAM)에서 냉각수가 충분히 워밍 - 업되고 차량이 정지 상태일 때 학습되는 학습 공기량을 판독하는 제4, 5단계와;

   상기 제5단계를 거친 후 필터된 엔진 RPM과 실제 엔진 RPM의 차(△N)가 0 보다 큰 가를 판단하는 제6 단계와;

   상기 제6 단계에서 RPM 차(△N)가 0 보다 크면 공기량을 증량(Q_n)시키고, 0 보다 작으면 공기량을 감량시키는 제7,8 단계와;

   상기 제7, 8단계를 실행한 후에는 상기 대시포트의 공기량과, 기본 공기량과, 학습 공기량과, △N에 따른 공기 보상량의 합으로 총 공기량을 연산한 후 공기량 제어를 완료하는 제9 단계와를 포함하여 이루어지는 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 필터 RPM은, 실제 RPM을 로우-패스 필터(Low - pass filter) 한 것을 특징으로 하는 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서, 필터 RPM(i)은 필터 RPM(i-1)* 필터 계수 + 실제 RPM * (1 - 필터 계수)가 되고, 상기에서 i는 필터 RPM의 연산 주기를 나타냄을 특징으로 하는 자동차의 주행중 엔진 스톨 방지 제어방법.