KR100380061B1 - 차량의 알터네이터 발전량 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 알터네이터 계자코일 출력단자의 전류를 부하 변동에 따라 제어하여 아이들(IDLE)안정화를 기할 수 있도록 한 차량의 알터네이터 발전량 제어방법에 관한 것으로,

본 발명은 차량에 알터네이터로부터 전기 부하가 인가되었는가를 판단하고 알터네이터의 계자코일 전류, 엔진 회전수, 차속, 아이들 속도 액츄에이터로부터 전 상태의 공기량을 읽어 드리는 단계와; 상기 단계에서 알터네이터의 계자코일로부터 측정된 전류값과 엔진 회전수의 함수로 설정된 맵값으로 계자코일의 출력 전류를 연산하여 이 연산된 계자코일의 출력단자의 전류가 부하 변동인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 부하 변동이면 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이하인가를 판단하여 부하 변동시간이 한계값 이하이면 액츄에이터의 공기량을 이전 공기량으로 보상하고 상기 연산된 계자코일 출력단자의 전류에 비례하여 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

차량의 알터네이터 발전량 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING ALTERNATER GENERATIED VALUE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 알터네이터 발전량 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 알터네이터 계자코일 출력단자의 전류를 부하 변동에 따라 제어하여 아이들(IDLE)안정화를 기할 수 있도록 한 차량의 알터네이터 발전량 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로 차량의 알터네이터 발전량 제어장치는 도 1 에 도시한 바와 같이, 발전기(11), 정류기(12), 정격 전압 발생기(13), 정격 전압 발생기(13)의 전압을 안정화시키는 피드백 회로(14)로 구성되는 알터네이터(10)와; 상기 알터네이터(10)의 계자코일 전류, 차속, 엔진 회전수 및 배터리 출력 상태를 감지하여 배터리 충전 저하시 알터네이터의 계자코일의 출력 전류를 제어하는 엔진 제어장치(20)로 구성하게 된다.

이와 같이 구성되는 종래의 알터네이터 발전량 제어방법은 도 2 에 도시한 바와 같이, 엔진제어장치(20)에 알터네이터(10)로부터 전기 부하가 인가되었는가를 판단하는 단계(20)와, 상기 단계(20)에서 전기 부하가 인가되었으면, 상기 알터네이터(10)의 계자코일 전류와 현재의 엔진 회전수 및 차속을 차례로 읽어드리는 단계(21-23)와; 상기 단계(21-23)에서 알터네이터(10)의 계자코일로부터 측정된 전류값과 엔진 회전수의 함수로 설정된 맵값으로 계자코일 출력단자의 전류를 연산하는 단계(24)와; 상기 단계(24)에서 연산된 계자코일의 출력단자의 전류에 비례하여 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하는 단계(25)로 이루어지게 된다.

이와 같이 이루어지는 종래의 알터네이터 발전량 제어방법은 차량에 알터네이터(10)로부터 전기 부하가 인가된 상태에서 도 3 에 도시한 바와 같이, 무부하 스로틀 포지션 센서신호 팁-인(THROTTLE TIP-IN)(즉 엔진 아이들 및 차량 정지 상태에서 팁 인)시 엔진 회전수의 증가로 계자코일의 입력 단자로부터 감지되는 전류가 감소하게 된다.

이어서 스로틀 팁 아웃(THROTTLE TIP-OUT)이 되면 감쇠된 계자코일 출력단자의 전류는 엔진 회전수의 감소와 함께 서서히 증가한다.

따라서 계자코일의 출력 단자를 통해서 제어되는 계자코일의 전류는 입력 단자를 통해서 감지된 량에 비례하여 엔진 제어장치(20)에서 맵된 값으로 제어하게 된다.

그리고 계자코일의 출력단자의 전류 제어에 따라 아이들 속도 액츄에이터를 통한 공기량을 제어하게 되므로 아이들시 회전수 변동량을 줄일 수 있게 되어 아이들 안정성을 향상시키게 된다.

이때 아이들 속도 액츄에이터 공기량 = 계자코일의 출력단자 제어전류×상수이다.

그러나, 차량의 부하 변동이 발생되면 계자코일의 전류가 급격하게 줄어들었다가 서서히 회복된다.

따라서 계자코일의 출력단자 제어전류도 이에 따라 움직이게 되고, 엔진 제어장치는 계자코일 제어전류에 따라 아이들 속도 액츄에이터 공기량을 보상하게 된다.

이때 상기 아이들 속도 액츄에이터 공기량 보상 방법은 계자코일의 출력단자 제어 전류가 크게 공기량을 증량하고, 줄어들면 감량하는 방법으로 제어를 수행하게 되나, 이 과정에서 제어 지체 현상이 발생한다.

즉 스로틀 팁 아웃시 엔진 회전수의 감소와 함께 계자코일의 출력단자의 제어전류의 감소로 아이들 속도 액츄에이터 공기량이 줄어들어 엔진 회전수는 목표 회전수보다 작은 언더슈 현상이 발생하고, 이후 계자코일 출력단자의 제어전류가 회복되면 다시 공기량 보상으로 오버슈 현상이 발생하여 아이들 안정성을 저해하고 특히 전기 부하가 과다한 경우에는 엔진 스톨 현상이 발생한다.

이와 같이 종래에는 무부하 스로틀 및 아이들 복귀시 계자코일 전류 변동량 과도로 엔진 회전수의 언더슈 및 오버슈가 발생하여 아이들 안정성을 저해하게 되고, 특히 상기 언더슈 발생은 엔진 스톨 현상을 유발하게 되므로 이를 방지하기 위하여 스로틀 개도에 따른 대쉬포트 공기량을 과다 매칭하게 되므로 차량 주행중 연료 차단 진입을 지연시켜 연비를 악화를 초래하고, 계자코일의 출력단자 제어 전류가 너무 급격하게 변동되어 계자코일의 출력단자를 파손시키게 되는 문제점을 가지게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 알터네이터의 계자코일 입력 단자에서 감지되는 전류로 출력 전류를 제어시 부하 변동에 따른 공기량을 보상 또는 이전 공기량으로 제어하여 엔진 회전수의 언더 슈트 및 오버 슈트 현상을 방지하여 아이들링의 안정화를 기하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 엔진제어수단에 알터네이터로부터의 전기 부하가 인가되었는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 전기부하가 검출되지 않으면 엔진 시동 오프의 상태이므로 발전량 제어모드를 진입하지 않고 전기부하가 검출되면 알터네이터의 계자코일 전류와, 현재의 엔진 회전수, 차속 및 아이들 속도 액츄에이터로부터 이전 상태의 공기량을 읽어 드리는 단계와; 상기 단계에서 알터네이터의 계자코일로부터 측정된 전류값과 엔진 회전수의 함수로 설정된 맵값으로 계자코일의 출력 전류를 연산하는 단계와; 상기 연산된 계자코일의 출력 전류가 부하 변동 발생 조건 인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 부하 변동 발생 조건이 아니면 연산된 계자코일의 출력 전류를 기반으로 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하여 언더슈트 발생을 방지하고, 부하 변동 발생 조건이면 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이하인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이상이면 상기에서 연산된 계자코일의 출력전류를 기반으로 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하여 언더슈트 발생을 방지하고, 부하 변동시간이 한계값 이하이면 액츄에이터의 공기량을 이전 공기량으로 유지하여 오버슈트 발생을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 알터네이터의 계자코일 입력 단자에서 감지되는 전류로 출력단자 전류를 제어시 제어전류가 급격히 한계치 이하로 감소하고, 엔진 회전수가 증가하면 부하 변동으로 판단하여 아이들 속도 액츄에이터를 통한 공기량 보상 중지와 이전의 아이들 상태값을 유지하여 엔진 회전수의 오버슈 현상을 방지하고, 이어서 계자코일의 전류가 한계치 이상이면 아이들 속도 액츄에이터를 통한 공기량을 방지하도록 함으로써, 엔진 회전수의 언더슈 현상을 방지하게 되는 것이다.

도 1은 종래 차량의 알터네이터 발전량 제어장치의 블럭도.

도 2는 종래 차량의 알터네이터 발전량 제어방법의 플로우챠트.

도 3은 종래 차량의 알터네이터 발전량에 따른 엔진 동작 파형도.

도 4는 본 발명 차량의 알터네이터 발전량 제어방법의 플로우챠트.

도 5는 본 발명 차량의 알터네이터 발전량에 따른 엔진 동작 파형도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.본 발명에 따른 차량의 알터네이터 발전량 제어장치의 구성은 전술한 종래의 구성과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명 차량의 알터네이터 발전량 제어방법의 플로우챠트로서, 엔진제어수단에 알터네이터로부터 전기 부하가 인가되었는가를 판단하는 단계(40)와; 상기 단계(40)에서 알터네이터에서 전기 부하 인가되지 않으면 시동 오프의 상태이므로 발전량 제어모드를 수행하지 않고, 알터네이터에서 전기 부하가 인가되면 발전량 제어모드로 진입하여 계자코일 전류, 엔진 회전수, 차속, 아이들 속도 액츄에이터로부터 이전 상태 공기량을 읽어 드리는 단계(41)와; 상기 단계(41)에서 알터네이터 계자코일의 입력단자로부터 읽어드린 전류값과 엔진 회전수의 함수에 대하여 기설정된 맵값으로부터 계자코일의 출력 전류를 연산하는 단계(42)와; 상기 단계(42)에서 연산된 계자코일의 출력단자 전류가 임의로 기설정된 소정의 한계 전류값 이하이고, 엔진 회전수가 임의로 기설정된 소정의 한계 엔진 회전수 값 이상으로 인한 부하 변동 조건인가를 판단하는 단계(43)와; 상기 단계(43)에서 부하 변동 조건이 아니면 계자코일 출력단자 제어전류에 비례하여 아이들 속도 액츄에이터 공기량을 연산 제어하고(단계46), 부하 변동 조건이면 부하 변동시간이 기설정된 한계 시간값 이하인가를 판단하는 단계(44)와; 상기 단계(44)에서 부하 변동시간이 기 설정된 한계 시간값 이상이면 계자코일 출력단자 제어전류에 비례하여 아이들 속도 액츄에이터 공기량을 연산 제어하고(단계46), 부하 변동시간이 기 설정된 한계 시간값 이하이면 액츄에이터의 공기량을 이전 공기량으로 유지하는 단계(45)와; 상기 단계(45)에서 이전 공기량을 유지되면, 상기 계자코일의 출력단자의 전류에 비례하여 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하는 단계(46)로 이루어지게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 알터네이터(10)로부터 엔진 제어장치(20)에 전기 부하가 인가되었는가를 판단하게 되고(단계40), 이때 전기 부하가 인가되지 않은 상태이면 엔진 시동 오프의 상태이므로 발전량 제어를 수행하지 않고, 전기 부하가 인가되었으면 엔진 제어장치(20)는 알터네이터(10)의 발전량 제어모드로 진입하여 알터네이터(10) 계자코일 입력단자로부터 전류를 검출하고, 도시되지 않은 엔진 회전수 센서로부터 현재의 엔진 회전수를 검출하며, 도시되지 않은 차속센서로부터 현재의 차속을 검출하고, 도시되지 않은 아이들 속도 액츄에이터로부터 이전상태의 아이들 속도 공기량을 읽어드린다(단계41).상기와 같이 알터네이터(10)의 발전량 제어모드에 진입하게 되면 상기 엔진 제어장치(20)에는 도 5 에 도시한 바와 같이, 무부하 스로틀 포지션 센서 신호 팁-인(THROTTLE TIP-IN)(즉 엔진 아이들 및 차량 정지 상태에서 팁 인)시 엔진 회전수의 증가로 계자코일의 입력단자로부터 감지되는 전류가 감소하게 된다.

이어서 스로틀 팁 아웃(THROTTLE TIP-OUT)이 되면 감쇠된 계자코일 출력단자의 전류는 엔진 제어장치(20)에서 맵된 값으로 제어하게 되므로, 계자 코일 출력단자의 제어전류를 검출한다(단계42).

이와 같이 엔진 제어장치(20)에 검출되는 계자코일 출력 단자의 전류가 임의로 설정된 한계 전류값 이하로 급격히 감소하고, 엔진 회전수가 임의로 설정된 한계 회전수 이상으로 증가하는 부하 변동 조건이 발생하였는가를 판단한다(단계43).

상기 단계 43의 판단에서 부하 변동 조건이 발생하지 않았으면 상기 계자코일 출력단자 제어 전류에 비례하여 아이들 속도 액츄에이터 공기량으로 연산 제어하게 된다(단계46).

그러나, 상기 단계43의 판단에서 부하 변동 조건이 발생하게 되면, 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이하인지를 판단한다(단계44).상기에서 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이하인 것으로 판단되면 상기 엔진 제어장치(20)에서는 도 5 에 도시한 바와 같이, 계자코일의 전류가 급격하게 변동(감소 후 증가)시에 발생되는 엔진 회전수 오버슈트 현상을 방지하기 위하여 아이들 속도 액츄에이터를 통한 공기량 보상을 중지하고, 바로 이전 상태의 아이들 속도 액츄에이터 공기량을 유지하며, 엔진 회전수는 아이들 상태로 복귀하게 된다(단계45).

그러나 상기 부하 변동 조건에서 부하 변동 시간이 기 설정된 한계값 이상으로 판단되면 다시 아이들 속도 액츄에이터를 통해서 공기량을 보상하여 계자코일 전류 감소시 아이들 속도 액츄에이터 공기량을 줄여주는 현상을 방지하여 언더슈트 현상을 개선하게 되는 것이다(단계46).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 알터네이터의 계자코일 입력 단자에서 감지되는 전류로 출력단자 전류를 제어시 제어전류가 급격히 한계치 이하로 감소하고, 엔진 회전수가 증가하면 부하 변동으로 판단하여 아이들 속도 액츄에이터를 통한 공기량 보상 중지와 이전의 아이들 상태값을 유지하여 엔진 회전수의 오버슈트 현상을 방지하고, 이어서 계자코일의 전류가 한계치 이상이면 아이들 속도 액츄에이터를 통한 공기량을 보상함으로써, 엔진 회전수의 언더슈트 현상을 방지하게 되며, 아울러 상기 부하 변동시 알터네이터의 제어를 금지함으로써, 계자코일 출력단자의 부하를 줄여서 출력단자의 손상을 방지하여 알터네이터의 내구성을 향상할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 엔진제어수단에 알터네이터로부터의 전기 부하가 인가되었는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 전기부하가 검출되지 않으면 엔진 시동 오프의 상태이므로 발전량 제어모드를 진입하지 않고 전기부하가 검출되면 알터네이터의 계자코일 전류와, 현재의 엔진 회전수, 차속 및 아이들 속도 액츄에이터로부터 이전 상태의 공기량을 읽어 드리는 단계와;

   상기 단계에서 알터네이터의 계자코일로부터 측정된 전류값과 엔진 회전수의 함수로 설정된 맵값으로 계자코일의 출력 전류를 연산하는 단계와;

   상기 연산된 계자코일의 출력 전류가 부하 변동 발생 조건 인가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 부하 변동 발생 조건이 아니면 연산된 계자코일의 출력 전류를 기반으로 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하여 언더슈트 발생을 방지하고, 부하 변동 발생 조건이면 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이하인가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 부하 변동시간이 기설정된 한계값 이상이면 상기에서 연산된 계자코일의 출력전류를 기반으로 아이들 속도 액츄에이터의 공기량을 연산 제어하여 언더슈트 발생을 방지하고, 부하 변동시간이 한계값 이하이면 액츄에이터의 공기량을 이전 공기량으로 유지하여 오버슈트 발생을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터 발전량 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부하 변동 발생 조건은 연산된 계자코일의 출력단자의 전류가 임의로 기설정된 소정의 한계 전류값 이하이고, 엔진 회전수가 임의로 기설정된 소정의 한계 엔진 회전수 값 이상인지를 판단하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 알터네이터 발전량 제어방법.