KR100394866B1

KR100394866B1 - 차량의 엔진 관리 시스템

Info

Publication number: KR100394866B1
Application number: KR10-2001-0021616A
Authority: KR
Inventors: 최병규
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2001-04-21
Filing date: 2001-04-21
Publication date: 2003-08-19
Also published as: KR20020081967A

Abstract

본 발명은 차량의 엔진 관리 시스템에 관해 제시한다. 본 발명은 엔진의 전체 운전영역을 RPM 및 로드를 기준으로 다수의 운전영역으로 분할하는 단계와, 각 운전영역중에서 실차 운전의 학습에 따라 사용자의 상용운전영역을 결정하는 단계와, 상용운전영역으로 결정된 RPM영역의 각 RPM 브레이크 포인트간을 다수의 구간으로 세분화하는 단계 및 세분화된 상용운전영역의 RPM 브레이크 포인트를 기본 데이터에 어댑테이션 맵으로 사용하여 차량을 제어할 수 있도록 하는 단계를 포함한다. 상용운전영역은 사용자의 운전사이클 중 소정횟수 이상 진입하는 RPM 브레이크 포인트에 대해 브레이크 포인트 학습을 준비하고, 소정횟수 이상 진입한 RPM 브레이크 포인트 영역 중 거주시간이 일정시간 이상이거나 소정시간씩 일정횟수 이상 진입하는 영역으로 결정한다. 운전영역 세분화는 학습을 반복하면서 다수의 분할과정을 순차로 진행하며, 1차분할은 기본 운전영역의 RPM 브레이크 포인트간을 2등분 하고, 2차분할은 1차분할된 단위영역들을 2등분하는 방법으로 n차 분할하고, 최종차수 n은 RPM계산의 한계에 의해 결정한다. 본 발명은 사용자의 상용전영역에 대한 정밀제어가 가능하여 차량의 연비와 출력 향상 등에 기여하게 된다.

Description

차량의 엔진 관리 시스템{Engin management system of vehicle}

본 발명은 차량의 엔진 관리 시스템(EMS:engin management system)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 실제 상용 운전영역을 결정하고 해당 영역의 RPM 브레이크 포인트(breakpoint)를 세분화하여 연료량과 진각 등을 정밀하게 제어할 수 있도록 된 차량의 엔진 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엔진 관리 시스템의 전자제어유닛(electronic control unit:ECU)은 차량 엔진의 작동을 자동 제어하기 위한 제어장치로서, 그 기본 데이터를 구성하는 항목은 기본 연료량과 기본 공기량 및 기본 점화시기(진각)로 이루어진다. 각 기본 데이터는 엔진의 운전영역을 일정한 기준, 통상 엔진의 회전수(RPM)와 엔진의 부하(load)를 기준으로 적절히 나누어서 작성(mapping)한다. 예컨대, 엔진 RPM의경우는 차량의 시동을 판정할 수 있는 최저 엔진 회전수(통상 400rpm)와 엔진이 성능을 발휘할 수 있는 최고 엔진 회전수(통상 6000~6500rpm) 구간을 일정 간격을 기준으로 나누어 엔진의 운전영역을 적절히 분할하는 것이 일반적이며, 이 때의 각 분할점을 브레이크 포인트라 칭한다. 한편, 이와 같이 엔진 회전수 구간을 분할하는 이유는 RPM별로 엔진의 성능이 확연히 구분되는 영역이 생기기 때문에 ECU의 기본 데이터를 용이하게 만들기 위함이다.

따라서 차량의 엔진 관리 시스템 개발시에는, 하드웨어를 고정한 후 엔진 대상에서 기본적인 연료량과 진각을 결정하는데, 이 때 엔진의 운전영역은 RPM 및 로드(load)를 기준으로 분할한다. 엔진의 운전영역 분할시 사용되는 RPM 및 로드는 시스템별로 예를 들어 RPM 300을 기준으로 0, 300, 600, 900, 1200, .... 등과 같이 브레이크 포인트를 사용하여 분할하는 일정 리솔루션(resolution)을 이용한다. 그리고, 각 브레이크 포인트간의 RPM 또는 로드에 해당하는 연료량과 진각은 대부분 인터폴레이션(interpolation)으로 처리한다. 즉, 특정 로드에서 RPM 1200과 1500의 데이터가 각각 12와 15일 경우, 실제 RPM 1350의 적용 데이터는 13.5를 사용하는 것이다. 이와 같은 엔진 대상의 기본 연료량과 진각 등은 차량의 기본 맵(map) 데이터로 사용되며, 기본 맵 데이터 대비 증감량에 대해서는 예컨대 연료량 P-I-D제어나 진각보정제어 등과 같이 각각의 보정을 실시하도록 설정된다.

그런데, 이러한 종래의 엔진 관리 시스템은 고정 RPM 브레이크 포인트 방식으로서, 기본 데이터 작성시 사용되는 RPM 브레이크 포인트는 제품사에서 주관적으로 정하는 차량 운전영역에 대한 개략적인 구분이기 때문에 실차 운전영역을 정확하게 대표하지 못하며, 이로 인해 사용자에 의한 실차운전시 기본 데이터가 실차 운전영역을 쫓아가기 위해서는 지나치게 많은 보정이 필요하게 된다. 특히, 기본 데이터가 실차 운전영역을 정확하게 대표할 수 없기 때문에 각 운전영역에서의 정확한 제어가 사실상 불가능하여 불필요하게 연비가 증가하면서도 출력성능은 떨어지게 된다.

이에 따라 실차 운전시 사용자의 상용운전 사이클에 대하여 매번 보정을 실시하기 보다는 제어시 상용 운전영역에 대한 학습을 실시하여 각 연료량과 공기량 등에 대한 보정을 단순화하고 있으나, 이러한 학습 역시 전술한 기본 데이터를 기준으로 하므로 상용 운전영역에서도 실차 운전영역에 대한 정확한 제어를 하고 있는 것은 아니다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 차량의 운전영역에 대한 기본 데이터가 실차 운전영역을 쫓아가기 위한 보정치를 최소화하여 사용자에 의한 실차 운전시 각 운정영역을 정확하게 제어할 수 있는 차량의 엔진 관리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 실차 운전시 ECU가 사용자에 따른 상용 운전영역을 결정하여 그에 해당하는 기본 데이터의 RPM 브레이크 포인트 사이를 세분화하고, 세분화된 RPM 브레이크 포인트를 어댑테이션 맵(adaptation map)으로 사용하여 차량을 제어함으로써 사용자의 상용 운전영역을 정밀하게 제어할 수 있는 차량의 엔진 관리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 엔진 관리 시스템의 사용자 상용영역 결정방법을 설명하기 위한 플로우챠트,

도 2는 사용자 상용영역에서의 RPM 브레이크포인트 분할방법을 나타낸 개략도이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 차량의 엔진 관리 시스템은, 엔진의 구동을 자동 제어하기 위해 ECU를 구성하는 항목들의 기본 데이터를 설정함에 있어서, 엔진의 전체 운전영역을 RPM 및 로드를 기준으로 리솔루션을 이용하여 다수의 운전영역으로 분할하는 운전영역 분할단계; 각 운전영역중에서 실차 운전의 학습에 따라 사용자의 상용 운전영역을 결정하는 상용운전영역 결정단계; 상용 운전영역으로 결정된 RPM영역의 각 RPM 브레이크 포인트간을 다수의 구간으로 세분화하는 상용운전영역 세분화단계; 세분화된 상용운전영역의 RPM 브레이크 포인트를 기본 데이터에 어댑테이션 맵으로 사용하여 차량을 제어할 수 있도록 하는 맵핑 설정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 상용운전영역 결정단계는, 사용자의 운전사이클 중에서 소정횟수 이상 진입하는 RPM 브레이크 포인트에 대해 브레이크 포인트 학습을 준비하고, 소정횟수 이상 진입한 RPM 브레이크 포인트 영역 중에서 그 영역의 거주시간이 일정시간 이상일 경우 또는 소정시간씩 일정횟수 이상 진입할 경우 해당영역을 사용자의 상용운전영역으로 결정한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상용운전영역 세분화단계는, 상용운전영역 학습을 반복적으로 수행하면서 학습시마다 분할하는 다수의 분할과정을 순차적으로 진행하며, 1차 분할은 상용운전영역으로 결정된 기본 운전영역의 두 RPM 브레이크 포인트간을 2등분 하고, 2차 분할은 1차 분할된 두 단위영역을 각각 2등분하는 방법으로 소정의 n차수로 분할하고, 최종차수 n은 차량 제어의 한계인RPM계산의 한계에 의하여 결정한다.

이에 따라 본 발명은, 차량의 각 운전영역에 대한 기본 데이터가 실차 운전영역을 쫓아가기 위한 보정치가 최소화됨은 물론 특히 사용자의 상용운전영역에 대한 ECU의 정밀한 제어가 가능하게 되므로 차량의 연비와 출력 향상 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

차량 엔진 관리 시스템의 ECU는 차량 엔진의 작동을 자동 제어하기 위한 장치로 기본 연료량과 기본 공기량 및 진각을 기본 데이터 항목으로 구비하며, 이러한 기본 데이터는 통상 엔진의 운전영역을 엔진의 RPM과 로드를 기준으로 적절히 나누어서 작성한다.

이에 따라 본 발명에 의한 엔진 관리 시스템은, ECU의 기본 데이터 작성을 위해 먼저 엔진의 전체 운전영역을 RPM 및 로드를 기준으로 다수의 운전영역으로 분할한다. 이러한 운전영역 분할은 RPM 및 로드를 시스템별로 일정 리솔루션을 사용하여 분할하며, 예를 들어 RPM은 300rpm(리솔루션)을 기준으로 0, 300, 600, 900, 1200, .... 등의 브레이크 포인트를 사용한다.

이와 같이 엔진의 운전영역이 분할되고 나면, 각 운전영역 중에서 실차 운전의 학습에 따라 사용자의 상용 운전영역을 결정한다. 사용자의 상용 운전영역 결정은 도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 차량을 운행하는 사용자의 운행사이클(시동→주행→시동오프)이 온(ON)이면 각 운행사이클 중에서 RPM 브레이크 포인트(RBx)에 진입한 횟수(CRBx)가 소정횟수(Na) 이상인가를 판정한다. 그 결과 사용자의 각 운행사이클이 소정횟수(Na) 이상 진입한 RPM 브레이크 포인트의 경우에는 해당 운전영역의 RPM 브레이크 포인트에 대해 브레이크 포인트 학습준비(SRBx)를 한다.

다음, 사용자의 운행사이클이 소정횟수(Na) 이상 진입하는 RPM 브레이크 포인트 영역중에서 그 영역의 거주시간(SRBxTA)이 일정시간(Ta) 이상일 경우이거나, 또는 진입횟수 결정용시간(SRBxTB)이 소정시간(Tb) 이상이고 진입횟수(SRBxTN)가 일정횟수(Nb) 이상일 경우 해당 운전영역을 사용자의 상용 운전영역으로 결정한다.

이 같이 사용자 상용 운전영역이 결정되면, 결정된 운전영역들의 각 RPM 브레이크 포인트간을 다수의 구간으로 세분화 한다. 이 때의 분할은 상용 운전영역의 반복적인 학습에 의하여 다수의 분할과정을 순차적으로 진행한다. 즉, 1차 분할시에는 상용운전영역 학습을 1회 진행하여 2등분하고, 2차 분할은 1차 분할된 상용운전영역의 단위영역들을 각각 2등분하는 방법으로 n차까지 세분화 해가면서 분할을 진행하는 것이다. 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이 상용운전영역의 RPM 브레이크 포인트가 2000rpm과 2500rpm일 경우, 1차 분할은 2000, 2250, 2500 이고, 2차 분할은 2000, 2125, 2250, 2375, 2500 이며, n차 분할은 2000, ...., 2500과 같이 분할한다.

이러한 상용운전영역의 세분화시 어댑테이션 맵 베이스 데이터는 분할 차수에 따라서 각각 인터폴레이션 한 데이터를 사용한다. 즉, 1차 분할시에는 2000rpm과 2500rpm의 중간 데이터인 2250rpm을 기준으로 분할하고, 2차 분할시에는 2000rpm과 2250rpm의 중간 데이터인 2125 및 2250rpm과 2500rpm의 중간 데이터인2375rpm을 기준으로 분할하는 것이다. 그리고, 상용운전영역의 세분화시 최종차수 n은 차량 제어의 한계인 RPM계산의 한계에 의하여 결정한다.

다음, 이와 같이 세분화된 사용자 상용운전영역 RPM 브레이크 포인트의 어댑테이션 맵 데이터를 기준으로 연료량, 공기량 및 진각 등 차량 제어의 보정 및 학습을 수행할 수 있도록 기본 데이터의 맵핑을 설정한다.

이에 따라 본 발명은, 차량의 운전영역에 대한 기본 데이터가 실차 운전영역을 쫓아가기 위한 보정치가 최소화되어 사용자에 의한 실차 운전시 각 운정영역을 정확하게 제어할 수 있게 된다. 특히, 실차 운전시 사용자의 운행사이클에 따른 상용 운전영역을 결정하여 해당 영역 기본 데이터의 RPM 브레이크 포인트를 세분화하고, 세분화된 RPM 브레이크 포인트를 어댑테이션 맵으로 사용하여 차량을 제어하므로 사용자의 상용 운전영역을 매우 정밀하게 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 각 운전영역에 대한 기본 데이터가 실차 운전영역을 쫓아가기 위한 보정치가 최소화됨은 물론 특히 사용자의 상용운전영역에 대한 ECU의 정밀한 제어가 가능하게 되며, 이에 따라 본 발명은 차량의 연비와 출력 향상 등에 크게 기여하는 우수한 효과가 있다.

Claims

엔진의 구동을 자동 제어하기 위해 ECU를 구성하는 항목들의 기본 데이터를 설정함에 있어서,

엔진의 전체 운전영역을 RPM 및 로드를 기준으로 리솔루션을 이용하여 다수의 운전영역으로 분할하는 운전영역 분할단계;

상기 각 운전영역중에서 실차 운전의 학습에 따라 사용자의 상용 운전영역을 결정하는 상용운전영역 결정단계;

상용 운전영역으로 결정된 RPM영역의 각 RPM 브레이크 포인트간을 다수의 구간으로 세분화하는 상용운전영역 세분화단계;

세분화된 상용운전영역의 RPM 브레이크 포인트를 기본 데이터에 어댑테이션 맵으로 사용하여 차량을 제어할 수 있도록 하는 맵핑 설정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 관리 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 상용운전영역 결정단계는,

사용자의 운전사이클 중에서 소정횟수 이상 진입하는 RPM 브레이크 포인트에 대해 브레이크 포인트 학습을 준비하고, 소정횟수 이상 진입한 RPM 브레이크 포인트 영역 중에서 그 영역의 거주시간이 일정시간 이상일 경우 또는 소정시간씩 일정횟수 이상 진입할 경우 해당영역을 사용자의 상용운전영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 관리 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상용운전영역 세분화단계는,

상용운전영역 학습을 반복적으로 수행하면서 학습시마다 분할하는 다수의 분할과정을 순차적으로 진행하며,

1차 분할은 상용운전영역으로 결정된 기본 운전영역의 두 RPM 브레이크 포인트간을 2등분 하고, 2차 분할은 1차 분할된 두 단위영역을 각각 2등분하는 방법으로 소정의 n차수로 분할하고,

최종차수 n은 차량 제어의 한계인 RPM계산의 한계에 의하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 관리 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 상용운전영역의 분할시 어댑테이션 맵 데이터는 분할차수에 따라서 각각 인터폴레이션 한 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 관리 시스템.