KR100412695B1 - 차량의 엔진 회전수 제어방법 - Google Patents

차량의 엔진 회전수 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 고지대 주행 상태에 따른 공기량 보상을 통해 보다 안정적인 엔진 회전수를 유지할 수 있는 차량의 엔진 회전수 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 엔진 회전수 제어방법에 있어서, 상기 엔진의 초기 시동상태를 검출하는 단계와; 상기 엔진의 초기 시동상태 검출단계에서 엔진의 초기 시동상태가 아니면, 스로틀 밸브 개도값과 설정값을 비교하는 단계와; 상기 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값에 따라 해당되는 업힐(Uphill) 고지 학습값과 다운힐(Downhill) 고지 학습값을 연산하는 단계와; 상기 연산된 해당 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

차량의 엔진 회전수 제어방법{ENGINE REVOLUTION PER MINUTE CONTROLLING METHOD OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 엔진 회전수 제어방법에 관한 것으로서, 특히 고지 학습에 따른 차량의 엔진 회전수 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 전자제어 엔진이 구비된 차량의 엔진 회전수 제어방법에 있어서, 차량의 고지대 주행 상태에 따른 공기량 보상을 통해 보다 안정적인 엔진 회전수를 유지할 수 있도록 고지 학습을 수행한다.
고지학습을 수행하여 엔진의 운전성에 유리한 점은 크게 두 가지로 구분할 수 있다.
첫 번째로 공기량 보정이다.
고지에서는 공기밀도가 달라져 표준상태에서 매칭(Matching)한 공기량이 부족하게된다.
그러므로 고지 정도에 따라 부족한 공기량을 미리 데이터(Data)로 설정해 주며, 고지 학습값에 따라 아이들(Idle) 공기량을 보정하여 공기량 부족에 의한 엔진 운전성 저하를 방지한다.
그러나, 고지학습이 정확하게 이루지지 않을 경우, 공기량이 남거나 혹은 부족하게 되어 본래의 엔진 운전성 향상이라는 의도를 벗어나게 된다.
두 번째는 점화시기 보정이다.
고지에서는 DBL(Detonation Border Line ; 노크(Knock) 발생 점화시기) 포인트가 진각(Advance)되는 경향이 있어 고지 정도에 따라 기본 점화시기를 일정값 진각시켜 공기 밀도 저하에 따른 엔진 출력 저하를 보상한다.
그러나, 고지학습이 정확하게 이루어지지 않을 경우, 가령 표준상태인데 고지라고 학습된 경우, 점화시기가 불필요하게 진각되어 노킹(Knocking)이 발생할 위험이 있다.
그러므로 상기한 바와 같이 고지 학습에 바탕을 둔 고지 보정은 운전성 및 엔진 성능을 향상시키지만 반대로 정확하게 고지학습이 이루어지지 않을 경우, 부작용이 발생하므로 정확하게 고지 학습을 수행하는 것이 중요하다.
도 1은 일반적인 차량의 엔진 회전수 제어장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 차량의 엔진 회전수 제어장치는 스로틀 밸브의 개도 상태를 검출하여 그에 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 스로틀 포지션 센서(TPS)(110), 상기 차량의 흡기통로에 설치되어 엔진의 연소실로 유입되는 공기의 유량을 검출하고, 그에 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 공기유량 검출센서(AFS ; Air Flow Sensor)(120), 전반적인 엔진 제어동작을 수행하는 엔진 제어부(ECU ; Engine Control Unit)(130), 엔진 제어부(130)로부터 출력되는 점화 제어신호의 입력에 따라 점화동작을 수행하는 점화부(140), 엔진 제어부(130)의 고지학습에 따라 출력되는 고지 보상 제어신호의 입력에 따라 스로틀 밸브의 개도 상태를 조절하는 아이들 스피드 컨트롤러(ISC ; Idle Speed Controller)(150)로 구성된다.
도 1과 도 2를 참조하여 종래 기술에서 고지 학습값에 따른 차량의 엔진 회전수 제어과정을 설명한다.
엔진 제어부(130)는 (S210)에서 엔진 초기 시동상태가 아니면, (S212)으로 진행하여 스로틀 밸브 개도값과 설정값을 비교한다.
엔진 제어부(130)는 전술한 (S212)에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하면, (S214)으로 진행하여 고지 학습값을 연산한다.
참고적으로, 엔진 제어부(130)는 멜코 엔진 매니지먼트 시스템(Melco EMS)을 사용한다.
이러한 경우 스로틀 밸브가 과도한 팁인(Heavy Tip In) 이상에서의 일반 충진효율 값을 표준상태(Sea Level)에서 미리 설정된 표준 충진효율 값과 비교하여 고지 학습값을 연산한다.
고지학습값 ＝(760㎜Hg ×일반충진효율)÷표준충진효율
이어서, 엔진 제어부(130)는 (S216)으로 진행하여 연산된 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행한다.
이와는 반대로, 엔진 제어부(130)는 전술한 (S210)에서 엔진 초기 시동상태이면, (S218)으로 진행하여 고지 학습값을 760mmHg로 연산하고, (S216)로 리턴하여 연산된 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행한다.
현재 멜코 로직(Melco Logic)은 흡기 압력 센서(Intake Manifold Pressure Sensor)가 없는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 주행중 스로틀 밸브 개도가 큰 영역에서 고지학습을 수행한다.
도 4a와 도 4b는 해발 7000ft와 10000ft 사이에서 업힐(Uphill) 및 다운힐(Downhill)하면서 고지학습을 측정한 도면이다.
고지 학습의 원리는 스로틀 밸브 개도가 매우 큰 영역에서의 흡기 압력은 거의 대기압과 동일하다.
또한, 그때의 일반적인 충진효율은 일정한 값을 나타내게되고 고지로 올라갈수록 비례하여 해당 영역에서의 충진효율도 감소하게된다.
따라서, 학습 가능한 스로틀 밸브 개도에서의 일반 충진효율을 표준상태에서측정하여 기설정된 표준 충진효율 값과 비교하여 고지학습을 수행한다.
도 4a에 도시된 바와 같이 업힐(Uphill)에서는 스로틀 밸브가 개도되는 경우가 빈번하게 발생하여 고지학습이 정확하게 이루어진다.
그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이 다운힐(Downhill)에서는 스로틀 밸브가 개도되는 경우가 거의 발생하지 않아 고지학습이 원활하게 이루어지지 않는다.
따라서, 종래에는 고지에서 저지로 이동후 처음 얼마동안(고지학습이 정확히 이루어질 때까지) 고지 조건에서 보정되는 공기량 및 점화시기 진각이 작용하여 공기량이 남거나 노크(Knock)현상이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량의 고지대 주행 상태에 따른 공기량 보상을 통해 보다 안정적인 엔진 회전수를 유지할 수 있는 차량의 엔진 회전수 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 엔진 회전수 제어방법에 있어서, 상기 엔진의 초기 시동상태를 검출하는 단계와; 상기 엔진의 초기 시동상태 검출단계에서 엔진의 초기 시동상태가 아니면, 스로틀 밸브 개도값과 설정값을 비교하는 단계와; 상기 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값에 따라 해당되는 업힐(Uphill) 고지 학습값과 다운힐(Downhill) 고지 학습값을 연산하는 단계와; 상기 연산된 해당 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 전자제어엔진의 공회전 제어장치 구성을 도시한 블록도.
도 2는 종래 기술에서 고지 학습값에 따른 차량의 엔진 회전수 제어과정을 도시한 흐름도.
도 3은 스로틀 밸브의 개도 상태에 따른 고지학습 영역을 구분한 그래프.
도 4a와 도 4b는 업힐(Uphill)/다운힐(Downhill)시 흡기 압력의 변화를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에서 고지 학습값에 따른 차량의 엔진 회전수 제어과정을 도시한 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에서 고지 학습값에 따른 차량의 엔진 회전수 제어과정을 설명한다.
엔진 제어부는 (S510)에서 엔진 초기 시동상태가 아니면, (S512)으로 진행하여 스로틀 밸브 개도값과 설정값을 비교한다.
이와는 반대로, 엔진 제어부는 전술한 (S510)에서 엔진 초기 시동상태이면, (S526)으로 진행하여 고지 학습값을 760mmHg로 연산하고, (S516)로 리턴하여 연산된 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행한다.
엔진 제어부는 전술한 (S512)에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하면, (S514)으로 진행하여 업힐(Uphill) 고지 학습값을 연산한다.
즉, 엔진 제어부는 전술한 (S512)의 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하면, 고지 학습값을
고지학습값 ＝(760㎜Hg ×일반충진효율)÷표준충진효율
으로 연산한다.
참고적으로, 엔진 제어부는 종래 기술에서와 같이 멜코 엔진 매니지먼트 시스템(Melco EMS)을 사용한다.
이러한 경우 스로틀 밸브가 과도한 팁인(Heavy Tip In) 이상에서의 일반 충진효율 값을 표준상태(Sea Level)에서 미리 설정된 표준 충진효율 값과 비교하여 고지 학습값을 연산한다.
이어서, 엔진 제어부는 (S516)으로 진행하여 연산된 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행한다.
한편, 엔진 제어부는 전술한 (S512)의 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하지 않으면, (S518)~(S524)으로 진행하여 다운힐(Downhill) 고지 학습값을 연산한다.
다운힐(Downhill) 고지 학습값 연산 단계는
전술한 (S512)의 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하지 않으면, 설정시간 이상 엔진의 공회전(Idle)상태를 검출하는 단계(S518)와; 차량의 차속 편차를 설정회수 이상 검출하는 단계(S520)와; 검출된 차속 편차의 평균치를 연산하는 단계(S522)와; 고지 학습값을
고지 학습값 ＝ 이전 고지 학습값＋차속 편차에 따른 고지 학습 보정값
으로 연산하는 단계(S524)로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 있어서, 연산된 고지 학습값은 엔진의 시동 오프(OFF)시최종 학습된 고지 학습값이 별도로 구비되는 메모리에 저장되며, 엔진 제어부는 엔진의 초기 시동시 메모리에 저장된 고지 학습값(이전 고지 학습값)을 독출하여 새로운 고지 학습값의 연산에 이용한다.
따라서, 고지 학습에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으며, 보다 정확한 새로운 고지 학습값을 연산하여 엔진의 회전수를 안정화시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 종래 기술에서 문제점으로 제시된 바와 같이 차량의 고지 주행에서 다운힐(Downhill)때 고지학습이 잘 안 되는 것을 보완한 것으로, 차량이 다운일때(내려올 때) 타행 구간이 많고 가속 페달을 밟지 않아도 차속이 증가하는 원리를 이용한 것이다.
즉, 고지 학습 가능 스로틀 밸브 개도값을 엔진 회전수(RPM) 에 따라 맵(Map)화하여 고지학습 확률을 향상시킨 것으로, 일정시간 이상 아이들(Idle) 상태가 지속되고 또한 차속의 편차가 변화하는 것이 검출되면 이전 고지 학습값에 차속 편차에 따른 고지 보정 학습값을 더하여 새로운 고지 학습값을 연산하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 엔진 회전수 제어방법은 차량의 고지대 주행상태에서 고지 학습이 정확히 이루어져 관련 고지 보정 공기량 및 고지 보정 점화시기를 정확하게 수행할 수 있으며, 엔진의 아이들(Idle) 운전성 향상 및 노킹(Knocking)현상을 방지하고 감속시 엔진 회전수(RPM)가 변동(Flare)되는 현상(공기량이 남아 엔진 회전수가 목표 회전수로 감소하지 않는 현상)을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 엔진 회전수 제어방법에 있어서,
    상기 엔진의 초기 시동상태를 검출하는 단계와;
    상기 엔진의 초기 시동상태 검출단계에서 엔진의 초기 시동상태가 아니면, 스로틀 밸브 개도값과 설정값을 비교하는 단계와;
    상기 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값에 따라 해당되는 업힐(Uphill) 고지 학습값과 다운힐(Downhill) 고지 학습값을 연산하는 단계와;
    상기 연산된 해당 고지 학습값으로 엔진 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 회전수 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 업힐(Uphill) 고지 학습값 연산 단계는
    상기 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하면, 고지 학습값을
    고지학습값 ＝(760㎜Hg ×일반충진효율)÷표준충진효율
    으로 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 회전수 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다운힐(Downhill) 고지 학습값 연산 단계는
    상기 스로틀 밸브 개도값 비교단계에서 스로틀 밸브 개도값이 설정값을 초과하지 않으면, 설정시간 이상 상기 엔진의 공회전(Idle)상태를 검출하는 단계와;
    상기 차량의 차속 편차를 설정회수 이상 검출하는 단계와;
    상기 검출된 차속 편차의 평균치를 연산하는 단계와;
    고지 학습값을
    고지 학습값 ＝ 이전 고지 학습값＋차속 편차에 따른 고지 학습 보정값
    으로 연산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 회전수 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 엔진의 초기 시동상태 검출단계에서 엔진 초기 시동상태이면, 고지 학습값을 760mmHg로 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 회전수 제어방법.
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