KR100373011B1 - 차량의 흡입 공기량 센서 제어방법 - Google Patents

차량의 흡입 공기량 센서 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 흡입 공기량 센서의 컨텍터 접촉 불량시 연소 혼합비 부족으로 발생되는 엔진 스톨을 사전에 방지할 수 있도록 한 것으로,
엔진 시동후 흡입 공기량 센서로부터 감지되는 공기량을 측정하고, 이 측정된 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수로 학습(모델링)하여 맵 테이블로 설정하는 과정과, 엔진 시동후 설정된 일정시간 이내에 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생하는 최저 공기량 이하이거나 흡입 공기량 센서의 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상인가를 판단하는 과정과, 상기 과정에서 측정되는 공기량이 최저 공기량 이상이고 고장 판단 기준인 최대 공기량값 이하이면 현재 측정되는 공기량을 연료량 산출값으로 적용하고 고장 카운트를 수행하지 않는 과정과, 상기 과정에서 측정되는 공기량이 최저 공기량 이하이고 고장 판단 기준인 최대 공기량값 이상이면, 엔진의 충분한 난기 보정이 이루어지지 않은 상태인 것으로 판단하여 현재의 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 설정된 학습(모델링)된 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 고장 카운트를 수행하지 않는 과정과, 엔진 시동후 일정시간이 경과하여 충분한 난기 보정이 이루어진 상태에서 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생하는 최저 공기량 이하이고, 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상이면 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량 혹은 고장으로 판단하여 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 설정된 학습(모델링)된 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 동시에 고장 카운트를 증가하면서 고장코드를 저장하며 엔진의 이상을 경고하는 과정을 포함한다.

Description

차량의 흡입 공기량 센서 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING AIR FLOW SENSOR OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 흡입 공기량 센서 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 흡입 공기량 센서의 컨텍터 접촉 불량시 연소 혼합비 부족으로 발생되는 엔진 스톨을 사전에 방지할 수 있도록 한 차량의 흡입 공기량 센서 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 흡입 공기량 센서(AFS)는 일정 온도를 유지하려는 센서용 히터의 특성을 이용한 핫 필름소자로 흡입 공기량을 측정하게 되는데, 상기 핫 필름소자는 도 1 에 도시한 바와 같이 센서 저항 필름(Rs)과 온도센서 브리지 트리밍 저항(Rh), 그리고 히터저항(R1)(R2)과 증폭회로(AMP)를 세라믹 기판에 층저항으로하여 집적시켜서 하나의 핫 필름소자를 구성한다.
상기 핫 필름소자인 흡입 공기량 센서(AFS)의 흡입 공기량(전압출력)은 흡입 공기량 크기에 비례하게 되고, 상기 흡입 공기량 센서(AFS)의 흡입 공기량은 엔진 제어장치(ECU)에서 연료량 및 점화시기를 결정, 고지대 상태를 인식하여 고지대에 따른 연료분사량 보상 및 에어콘 부하 보상, 아이들 스피드 엑츄에이터 학습등에 사용된다.
상기 흡입 공기량 센서는 고장시 스로틀 포지션 센서가 정상인 경우 공기량 대체값을 엔진 회전수, 스로틀 개도, 아이들 스피드 엑츄에이터 듀티, 흡기온 함수값으로 하고, 상기 스로틀 포지션 센서가 고장인 경우 공기량 대체값을 엔진 회전수, 아이들 스피드 엑츄에이터 듀티, 흡기온 함수값으로 하여 대체한다.
이때 엔진 최고 회전수를 3000 RPM으로 제한하면서 상기 흡입 공기량 센서의 고장에 대체하게 되는바, 상기 흡입 공기량 센서 고장시 엔진 회전수를 3000 RPM 으로 제한하는 것은 상기 엔진 회전수가 3000 RPM 이상이면 주행시 배기가스 문제는 물론 차량의 무리를 주어 엔진의 손상을 주기 때문이다.
한편 상기 엔진 구동중 흡입 공기량 센서 고장시에는 마지막 유효한 공기량을 취한 후 최종 고장이라고 판정한 후에 상기 스로틀 포지션 센서 정상 혹은 고장 상태에 해당하는 공기량 대체값을 적용하게 된다.
즉 도 2에 도시한 바와 같이 엔진 제어장치에서는 고장 카운터가 최대값에 도달할 때 고장값을 대체하는 대체값(FAIL SAFETY = LIMP HOME)을 취하여 엔진을 제어하도록 함으로써, 엔진 시동이 정지되지 않도록 하였다.
그러나, 상기와 같이 종래에는 흡입 공기량 센서 고장시 고장 카운트가 최종 고장이라는 판정후에 대체값을 적용하여 엔진 시동이 정지되지 않도록 하였으나, 상기 고장 카운트가 최대값에 도달하기 직전 구간에서 발생시에는 대체값이 적용되지 않아 엔진 스톨의 문제점이 있으며, 또한 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량시에는 엔진 제어장치로 입력되는 공기량 신호값이 순간적으로 낮은 값으로 되어짐에 따라 연료량의 산출이 불안전하게 되어 이로 인한 혼합비 부족으로 엔진 스톨이 발생되게 되는 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량이 발생되지 않는 엔진의 정상 운전시 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 밸브의 개도량에 따른 함수로 학습(모델링)하여 맵 테이블로 설정하고, 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량시 엔진 회전수 및 스로틀 개도의 함수에 따라 학습(모델링)한 상기 설정된 맵 테이블로부터 흡입 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용함으로써 연소의 혼합비 부족으로 발생되는 엔진 스톨을 사전에 방지할 수 있도록 하고자 하는데 있다.
도 1은 일반적인 흡입 공기량 센서의 제어 회로도.
도 2는 종래 흡입 공기량 센서 접촉 불량시 파형도.
도 3은 본 발명 흡입 공기량 센서 제어방법의 플로우챠트.
도 4는 본 발명 흡입 공기량 센서 제어방법의 파형도.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 엔진 시동후 흡입 공기량 센서로부터 감지되는 공기량을 측정하고, 이 측정된 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수로 학습(모델링)하여 맵 테이블로 설정하는 과정과; 엔진 시동후 설정된 일정시간 이내에 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생하는 최저 공기량 이하이거나 흡입 공기량 센서의 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상인가를 판단하는 과정과; 상기 과정에서 측정되는 공기량이 최저 공기량 이상이고 고장 판단 기준인 최대 공기량값 이하이면 현재 측정되는 공기량을 연료량 산출값으로 적용하고 고장 카운트를 수행하지 않는 과정과; 상기 과정에서 측정되는 공기량이 최저 공기량 이하이고 고장 판단 기준인 최대 공기량값 이상이면, 엔진의 충분한 난기 보정이 이루어지지 않은 상태인 것으로 판단하여 현재의 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 설정된 학습(모델링)된 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 고장 카운트를 수행하지 않는 과정과; 엔진 시동후 일정시간이 경과하여 충분한 난기 보정이 이루어진 상태에서 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생하는 최저 공기량 이하이고, 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상이면 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량 혹은 고장으로 판단하여 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 설정된 학습(모델링)된 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 동시에 고장 카운트를 증가하면서 고장코드를 저장하며 엔진의 이상을 경고하는 과정을 포함한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접속 불량시 측정되는 엔진 회전수 및 스로틀 개도의 함수에 따라 정상상태에서 학습(모델링)하여 설정한 맵 테이블로부터 흡입 공기량값을 추출하여 적용함으로써 혼합비 부족으로 인한 엔진 스톨을 사전에 방지할 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명 엔진 제어방법의 플로우챠트이고, 도 4 는 본 발명 엔진 제어방법의 파형도로서, 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접속이 정상적인 상태에서의 공기량을 측정하는 단계(30)와; 상기 단계(30)에서 측정된 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 학습(모델링)하여 맵 테이블로 설정하는 단계(31)와; 상기 단계(31)에서 측정된 공기량을 학습(모델링)한 상태에서 현재의 조건이 엔진 시동후 임의로 설정된 시간(C1)내에 있는가를 판단하는 단계(32)와; 상기 단계(32)에서 엔진 시동후 임의로 설정된 시간(C1)내에 있으면 현재 흡입 공기량 센서에서 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하인가 혹은 고장을 판단하는 최대 공기량 이상인가를 판단하는 단계(33)와; 상기 단계(33)에서 측정 공기량이 최저 공기량 이하가 아니고, 고장 판단 최대 공기량 이상이 아니면, 현재 측정된 공기량을 연료량 산출에 적용함과 동시에 고장 카운트를 하지 않으면서 제어하는 단계(34)와; 상기 단계(33)에서 현재 측정된 공기량이 최저 공기량 이하이거나 고장을 판단하는 최대 공기량 이상이면, 현재의 엔진 회전수 및 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 단계(31)에서 설정한 맵 테이블로부터 공기량을 추출한 다음 현재의 연료량 산출에 적용하고, 고장 카운트를 하지 않으면서 제어하는 단계(35)와; 상기 단계(32)에서 임의로 설정된 시간(C1)이 경과하였으면, 현재 측정된 공기량이 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하인가 혹은 고장을 판단하는 최대 공기량 이상인가를 판단하는 단계(36)와; 상기 단계(36)에서 실제 측정된 공기량이 최저 공기량 이하이고, 고장을 판단하는 최대 공기량 이상이면 현재의 엔진 회전수 및 스로틀 개도 함수에 따라 상기 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 동시에 고장 카운트를 증가하면서 고장코드를 기억하며 엔진 경고등을 점등하는 단계(37)로 이루어지게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 차량의 이그니션 키를 작동하여 엔진의 시동을 온 한 상태에서 흡입 공기량 센서(AFS)로 흡입 공기량을 감지하고, 이 감지된 흡입 공기량을 엔진 제어장치(ECU)로 출력하여 흡입 공기량을 측정하게 된다(단계30).
상기 엔진 제어장치(ECU)에서는 상기 측정된 공기량을 기설정된 프로그램에 의하여 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 학습(모델링)하여 맵 테이블로 설정한다(단계31).
상기와 같이 흡입 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 개도 함수에 따라 학습(모델링)하여 맵 테이블을 설정한 상태에서 상기 엔진 제어장치(ECU)에서는 현재의 조건이 엔진 시동후 임의로 설정된 시간(C1)이 경과하지 않았는가를 판단하게 된다(단계32).
따라서 상기 엔진 시동후 임의로 설정된 시간(C1)이 경과하지 않았으면, 상기 엔진 제어장치(ECU)에서는 현재 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하, 즉 흡입 공기량 센서(AFS)의 컨넥터 접촉 불량으로 검출신호가 낮은 상태로 검출되거나 혹은 흡입 공기량 센서(AFS)의 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상인가를 판단하게 된다(단계33).
이때, 판단 결과 엔진 제어장치(ECU)에 측정되는 공기량이 흡기 공기량 센서(AFS)의 컨넥터 접촉이 양호하여 엔진 스톨을 발생할 할 수 있는 최저 공기량 이상이고, 고장 판단 기준인 최대 공기량 이하이면, 엔진 제어장치(ECU)에서는 현재 측정되는 흡입 공기량을 연료량 산출에 적용함과 동시에 흡입 공기량 센서(AFS)의 고장 카운트를 하지 않는다(단계34).
그러나 상기 단계(33)에서 현재 측정되는 공기량이 흡입 공기량 센서(AFS)의 컨텍터 접촉불량으로 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하이거나 상기 흡입 공기량 센서(AFS)의 고장을 판단하는 최대 공기량 이상이면 상기 엔진 제어장치(ECU)에서는 현재의 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 단계(31)에서 학습(모델링)한 맵 테이블로부터 현재의 조건에 적합한 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고, 엔진 시동 초기의 불안정으로 판단하여 고장 카운트는 수행하지 않는다(단계35).
한편 상기 단계(32)에서 엔진 시동후 임의로 설정된 시간(C1)이 경과하였으면 충분한 난기 운전이 이루어진 것으로 판단하여 상기 엔진 제어장치(ECU)에서는 상기 흡입 공기량 센서(AFS)에서 측정된 실제 공기량이 흡입 공기량 센서(AFS)의 컨텍터 접촉 불량으로 인하여 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하이거나 혹은 흡입 공기량 센서(AFS)의 고장을 판단하는 기준인 최대 공기량 이상인가를 판단하게 된다(단계36).
따라서 상기 단계(36)에서 상기 흡입 공기량 센서(AFS)에서 측정된 실제 공기량이 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하가 아니고 고장을 판단하는 최대 공기량 이상이 아니면 흡입 공기량 센서(AFS)를 접속하는 있는 컨넥터의 접촉 불량이 발생되지 않고 흡입 공기량 센서(AFS)의 기능 역시 정상적인 것으로 판단하여 리턴하게 된다.
반면에 상기 흡입 공기량 센서(AFS)에서 측정된 실제 공기량이 엔진 스톨을 발생할 수 있는 최저 공기량 이하이거나 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상이면, 상기 엔진 제어장치(ECU)에서는 흡입 공기량 센서(AFS)를 접속하고 있는 컨넥터의 접촉 불량이 발생되거나 흡입 공기량 센서(AFS)가 고장인 것으로 판단하여 현재의 엔진 회전수 및 스로틀 개도 함수에 따라 상기 단계(31)에서 학습(모델링)한 멥 테이블로부터 현재의 조건에 적합한 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용함과 동시에 고장 카운트를 증가하면서 고장코드를 저장하고 엔진 이상을 경고한다(단계37).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량시 엔진 제어장치에서 측정된 흡입 공기량과 연료량의 순간적인 불일치로 발생되는 연소의 혼합비 부족을 엔진 회전수와 스로틀 개도 함수로 학습(모델링)한 공기량으로 적용하여 줌으로써, 연소 혼합비 부족으로 인한 엔진 스톨을 사전에 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (1)

  1. 엔진 시동후 흡입 공기량 센서로부터 감지되는 공기량을 측정하고, 이 측정된 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수로 학습(모델링)하여 맵 테이블로 설정하는 과정과;
    엔진 시동후 설정된 일정시간 이내에 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생하는 최저 공기량 이하이거나 흡입 공기량 센서의 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상인가를 판단하는 과정과;
    상기 과정에서 측정되는 공기량이 최저 공기량 이상이고 고장 판단 기준인 최대 공기량값 이하이면 현재 측정되는 공기량을 연료량 산출값으로 적용하고 고장 카운트를 수행하지 않는 과정과;
    상기 과정에서 측정되는 공기량이 최저 공기량 이하이고 고장 판단 기준인 최대 공기량값 이상이면, 엔진의 충분한 난기 보정이 이루어지지 않은 상태인 것으로 판단하여 현재의 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 설정된 학습(모델링)된 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 고장 카운트를 수행하지 않는 과정과;
    엔진 시동후 일정시간이 경과하여 충분한 난기 보정이 이루어진 상태에서 측정되는 공기량이 엔진 스톨을 발생하는 최저 공기량 이하이고, 고장 판단 기준인 최대 공기량 이상이면 흡입 공기량 센서의 컨넥터 접촉 불량 혹은 고장으로 판단하여 엔진 회전수와 스로틀 개도의 함수에 따라 상기 설정된 학습(모델링)된 맵 테이블로부터 공기량을 추출하여 연료량 산출에 적용하고 동시에 고장 카운트를 증가하면서 고장코드를 저장하며 엔진의 이상을 경고하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 차량의 흡입 공기량 센서 제어방법.
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