KR100422559B1 - continuous cylinder TDC compensation method for engine - Google Patents
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Abstract
1번 실린더에 장착된 실린더 압력센서를 이용한 연속적으로 TDC을 보정할 목적으로;For the purpose of continuously correcting the TDC using a cylinder pressure sensor mounted on cylinder 1;
차량에 전원이 인가되면 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 엔진이 시동 온 되면, 메모리에 저장된 TDC 기준으로 각 실린더의 실 TDC를 수 사이클 동안 입력받아 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 기준 값 이전인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 기준 값 이전임이 판단되면, 크랭크 각 소정의 기준 각도 단위별로 1번 실린더 압력을 검출하여 저장한 후, 측정 압력 데이터와 메모리에 저장된 계수 및 상수로 모터링 압력 데이터를 점화시기 이전까지 형성하는 단계와; 상기 단계에서 점화시기가 검출되면 1번 실린더 압력 측정을 중단하고 수 사이클 동안의 각각의 각도별 압력 평균치를 산출하여 최대치를 기준 TDC와 비교하는 단계와; 상기 단계에서 수 사이클 동안 각각의 각도별 평균치의 최대치가 기준 TDC와 다르다고 판단되면, 기준 TDC를 수 사이클 동안에 산출된 각도별 압력평균치의 최대치로 보정하는 단계로 이루어져 있어서, 전개 성능 및 부분부하에 따른 연비를 향상시킬 수 있고, 엔지 내구성을 향상시킬 수 있다.When power is applied to the vehicle, all the variables used are initialized.When the engine is started on, the actual TDC of each cylinder is input for several cycles based on the TDC stored in the memory and the compression TDC of cylinder 1 is before the predetermined reference value. Determining; In this step, if it is determined that the compression TDC of the cylinder 1 is earlier than a predetermined reference value, the cylinder pressure is detected and stored for each reference angle unit of each crank, and then the motor is measured with the measured pressure data and the coefficients and constants stored in the memory. Forming ring pressure data up to the ignition timing; Stopping the first cylinder pressure measurement when the ignition timing is detected in this step, calculating a pressure average value for each angle for several cycles, and comparing the maximum value with a reference TDC; In this step, if it is determined that the maximum value of the average value for each angle for several cycles is different from the reference TDC, the reference TDC is corrected to the maximum value of the pressure average value for each angle calculated for several cycles. Fuel efficiency can be improved and engine durability can be improved.
Description
본 발명은 엔진의 연속적인 실린더 TDC 보정 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 1번 실린더에 장착된 실린더 압력센서를 이용한 연속적인 TDC 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous cylinder TDC correction method of the engine, and more particularly to a continuous TDC correction method using a cylinder pressure sensor mounted on the first cylinder.
엔진 전자 제어에 있어서, 엔진 운전 중 현재의 크랭크 축의 위상이 1번 실린더의 TDC(Top Dead Center)를 기준으로 어느 각도에 있는 지에 대한 정보는 필수적이고 가장 기본적인 것이다.In engine electronic control, information about which angle the current crankshaft phase is at an angle relative to the TDC (Top Dead Center) of cylinder 1 during engine operation is essential and most basic.
하지만, 엔진 제어 장치에서 인식하는 TDC 시점은 타이밍 관련 부품의 가공 및 조립 공차 그리고 회전운동에 의한 비틀림 등에 의하여 실제값에서 벗어날 수 있다.However, the TDC time point recognized by the engine control device may deviate from the actual value due to machining and assembly tolerances of the timing related parts and torsion due to rotational motion.
따라서, 엔진 개발시 표준 엔진의 점화시기와는 다르게 양산 엔진에서 운전될 소지가 있으며 이러한 엔진의 양산 편차에서 생기는 실제 TDC와 ECU가 인식하는 TDC와의 상이성 때문에 저속 고부하 영역에서의 엔진 성능이 개발시 보다 작게 나오거나 반대로 이상 연소인 노킹이 발생하여 엔진 수명에 영향을 주게된다.Therefore, when the engine is developed, the engine may be operated in a mass production engine differently from the ignition timing of a standard engine, and the engine performance in the low speed and high load region is developed due to the difference between the actual TDC generated by the mass production deviation of the engine and the TDC recognized by the ECU. Smaller or vice versa knocking occurs and affects engine life.
그러므로, 종래에는 크랭크 각 센서에서 미싱 투스(missing tooth)부분이 입력 될 때를 기다린 후, 상기 크랭크 샤프트의 2회전 이내에 미싱 투스가 입력된 후, TDC 신호 다윌 핀 신호가 동기되어 입력되는지 여부를 검사한다.Therefore, conventionally, after waiting for a missing tooth part to be input from the crank angle sensor, and after the missing tooth is input within two revolutions of the crankshaft, it is checked whether the TDC signal Darley pin signal is synchronized. do.
캠축의 핀신호와 동기된 미싱 투스신호(2회전 중 하나)의 정해진 투스신호후로부터 일정각도 아니면, 일정시간이 흐른 시점을 1번 실린더 압축 TDC로 인식한다.A time when a certain time or a predetermined time has elapsed after the predetermined tooth signal of the missing tooth signal (one of two revolutions) synchronized with the pin signal of the camshaft is recognized as the first cylinder compression TDC.
이러한 과정은 최초 시동시나 매 시동시마다 또는 일정 싸이클에 한번씩 확인 인식한다.This process is recognized and recognized at the first startup, every startup or once every cycle.
만약 하드웨어적으로 오차가 생기면 실제의 RDC와 ECU가 인식한 TDC는 틀려진 상태로 각종 동기신호에 사용된다.If an error occurs in hardware, the actual RDC and the TDC recognized by the ECU are used in various synchronization signals in a wrong state.
상기와 같이 양산시 가공 및 조립 공차와 회전운동시 비틀림 현상에 의한 실제 TDC의 인식 오류로 성능, 연비 및 배기가스 오염 증가를 초래하는 문제점을 내포하고 있다.As described above, there is a problem that the performance, fuel economy and exhaust gas pollution increase due to the recognition error of the actual TDC due to the processing and assembly tolerance during the mass production and the torsion during rotational movement.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 1번 실린더에 장착된 실린더 압력센서를 이용한 연속적인 TDC 보정할 수 있는 엔진의 연속적인 실린더 상사점 보정 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a continuous cylinder top dead center correction method of an engine capable of performing a continuous TDC correction using a cylinder pressure sensor mounted on the first cylinder.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
차량에 전원이 인가되면 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 엔진이 시동 온 되면, 메모리에 저장된 TDC 기준으로 각 실린더의 실 TDC를 수 사이클 동안 입력받아 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 기준 값 이전인가를 판단하는 단계와;When power is applied to the vehicle, all the variables used are initialized.When the engine is started on, the actual TDC of each cylinder is input for several cycles based on the TDC stored in the memory and the compression TDC of cylinder 1 is before the predetermined reference value. Determining;
상기 단계에서 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 기준 값 이전임이 판단되면, 크랭크 각 소정의 기준 각도 단위별로 1번 실린더 압력을 검출하여 저장한 후, 측정 압력 데이터와 메모리에 저장된 계수 및 상수로 모터링 압력 데이터를 점화시기이전까지 형성하는 단계와;In this step, if it is determined that the compression TDC of the cylinder 1 is earlier than a predetermined reference value, the cylinder pressure is detected and stored for each reference angle unit of each crank, and then the motor is measured with the measured pressure data and the coefficients and constants stored in the memory. Forming ring pressure data before ignition timing;
상기 단계에서 점화시기가 검출되면 1번 실린더 압력 측정을 중단하고 수 사이클 동안의 각각의 각도별 압력 평균치를 산출하여 최대치를 기준 TDC와 비교하는 단계와;Stopping the first cylinder pressure measurement when the ignition timing is detected in this step, calculating a pressure average value for each angle for several cycles, and comparing the maximum value with a reference TDC;
상기 단계에서 수 사이클 동안의 각각의 각도별 평치의 최대치가 기준 TDC와 다르다고 판단되면, 기준 TDC를 수 사이클 동안에 산출된 각도별 압력평균치의 최대치로 보정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In this step, if it is determined that the maximum value of the flat angle for each angle for several cycles is different from the reference TDC, it is characterized in that the step of correcting the reference TDC to the maximum value of the pressure average value for each angle calculated for several cycles.
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 연속적인 실린더 상사점 보정 장치 구성 블록도 이고,1 is a block diagram of a configuration of a continuous cylinder top dead center correction apparatus of an engine according to the present invention,
도 2는 본 발명에 적용되는 엔진의 연속적인 실린더 상사점 보정 방법 동작 순서도 이고,2 is a flowchart illustrating a method of correcting a cylinder top dead center correction method of an engine applied to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 모터링시와 연소시 실린더 압력 거동 비교 그래프이다.3 is a graph comparing the cylinder pressure behavior during motoring and combustion according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 차량 동작상태 검출장치 110 : 엔진 회전수 검출부100: vehicle operation state detection device 110: engine speed detection unit
120 : 크랭크 각 검출부 200 : 엔진 제어 장치120: crank angle detection unit 200: engine control device
300 : 구동장치300: drive device
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 연속적인 실린더 TDC 보정 장치 구성 블록도로서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 신호를 검출한다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a continuous cylinder TDC correcting apparatus for an engine according to the present invention, and the vehicle operating state detecting apparatus 100 detects a signal that varies according to a change in an operating state of a vehicle.
엔진 제어 장치(200)는, 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 TDC와 크랭크 각 신호를 인가받아 메모리에 저장된 TDC 기준으로 각 실린더의 실 TDC를 수 사이클(3 사이클) 동안 입력받아 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 기준 값 이전이면, 크랭크 각 소정의 기준 각도 단위별로 1번 실린더 압력을 검출하여 저장한 후, 측정 압력 데이터와 메모리에 저장된 계수 및 상수로 모리터링 압력 데이터를 점화시기 이전까지 형성하고, 점화시기가 검출되면 1번 실린더 압력 측정을 중단하고 수 사이클(3 사이클) 동안의 각각의 각도별 압력 평균치를 산출하여 최대치를 기준 TDC와 비교하여 수 사이클(3 사이클) 동안의 각각의 각도별 평치의 최대치와 기준 TDC를 비교하여 기준 TDC를 보정하고 해당하는 소정의 엔진 제어 신호를 출력한다.The engine control apparatus 200 receives the TDC and the crank angle signal detected and applied by the vehicle operation state detecting apparatus 100 and inputs the actual TDC of each cylinder for several cycles (3 cycles) based on the TDC stored in the memory. If the compression TDC of cylinder 1 is before a predetermined reference value, the cylinder pressure is detected and stored for each reference angle unit of each crank, and then the monitoring pressure data is converted into measured pressure data and coefficients and constants stored in the memory. It is formed until the ignition time, and when the ignition time is detected, the cylinder pressure measurement is stopped and the average pressure value for each angle for several cycles (3 cycles) is calculated and the maximum value is compared with the reference TDC for several cycles (3 cycles). The reference TDC is corrected by comparing the maximum value of the flatness for each angle and the reference TDC, and a corresponding engine control signal is output.
구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(300)에서 출력되는 소정의 엔진 제어신호에 동기되어 엔진의 점화시기 및 연료분사 시기를 조절한다.The driving device 300 adjusts the ignition timing and the fuel injection timing of the engine in synchronization with a predetermined engine control signal output from the engine control apparatus 300.
상기 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 1번 실린더의 상사점을 검출하는 TDC 검출부(110)와; 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 실린더의 상사점과 관련된 크랭크 샤프트의 위치를 검출하는 크랭크 각 검출부(120)와; 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 1번 실린더의 압력을 검출하는 1번 실린더 압력 검출부(130)로 이루어져 있다.The vehicle operation state detection device 100 includes a TDC detection unit 110 for detecting a top dead center of cylinder 1 that varies according to a change in vehicle operation state; A crank angle detector 120 which detects a position of the crankshaft in relation to the top dead center of the cylinder which is changed according to the change of the vehicle operating state; The first cylinder pressure detector 130 detects the pressure of the first cylinder that varies according to the vehicle operating state change.
상기한 구성으로 이루어진 엔진의 연속적인 실린더 상사점(TDC) 보정 방법을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.A continuous cylinder top dead center (TDC) correction method for an engine having the above configuration will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
운전자가 차량을 주행시키기 위해 차량에 전원을 인가하면, 엔진 제어장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화한다(S100).When the driver applies power to the vehicle to drive the vehicle, the engine control apparatus 200 initializes all the variables used (S100).
이어서 엔진에 시동이 걸리면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태에 따라 가변되는 TDC와 크랭크 각 등을 검출한다.Subsequently, when the engine is started, the vehicle operating state detecting apparatus 100 detects a TDC, a crank angle, and the like which vary according to the vehicle operating state.
이에 엔진 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 동작상태 검출 장치(100)로 출력하고, 차량 동작상태 검출 장치(100)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기되어 검출된 TDC와 크랭크 각 등을 출력한다.Accordingly, the engine control apparatus 200 outputs a predetermined control signal to the vehicle operating state detecting apparatus 100, and the vehicle operating state detecting apparatus 100 is applied to the predetermined control signal output from the engine control apparatus 200. And output the detected cdc and crank angle.
엔진 제어 장치(200)는 메모리에 기 저장되어 있는 TDC(tr)를 기준으로 차량동작상태 검출 장치(100)로부터 입력되는 각 실린더의 TDC와 크랭크 각 등을 입력받아 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 설정 기준 각도(165°)이전인가를 판단한다(S110,S120).The engine control apparatus 200 receives a TDC and a crank angle of each cylinder input from the vehicle operation state detecting apparatus 100 based on the TDC tr previously stored in the memory, and the compression TDC of the first cylinder is predetermined. It is determined whether the set reference angle (165 °) is earlier (S110, S120).
상기에서 입력되는 1번 실린더의 압축 TDC가 소정의 설정 기준 각도(165°)이전임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 소정의 변수(t)를 카운트하고, 입력되는 크랭크 각의 임의의 각도(0.5°) 단위로 1번 실린더의 압력을 검출하여 저장한다(S140).When it is determined that the compression TDC of the cylinder 1 to be input is earlier than the predetermined reference angle (165 °), the engine control device 200 counts a predetermined variable t, and any angle of the input crank angle. The pressure of the first cylinder is detected and stored in units of (0.5 °) (S140).
이어서, 엔진 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기에서 크랭크 각의 임의의 각도(0.5°) 단위로 입력되는 1번 실린더의 압력 데이터와 메모리에 기 저장되어 있는 계수 및 상수로 모터링 압력 곡선을 형성한 후, 점화시기 제어신호가 검출되었는가를 판단한다(S150,S160).Subsequently, as shown in FIG. 3, the engine control apparatus 200 uses the pressure data of cylinder 1 inputted in units of an arbitrary angle (0.5 °) of the crank angle as described above, and coefficients and constants previously stored in the memory. After forming the motoring pressure curve, it is determined whether the ignition timing control signal is detected (S150, S160).
상기에서 점화시기 제어신호가 검출되지 않은 경우, 엔진 제어 장치(200)는 입력되는 크랭크 각의 임의의 각도(0.5°) 단위로 1번 실린더의 압력을 점화시기 제어신호가 검출될 때까지 계속 검출하여 저장한다.When the ignition timing control signal is not detected in the above, the engine control apparatus 200 continuously detects the pressure of the cylinder No. 1 at an arbitrary angle (0.5 °) of the input crank angle until the ignition timing control signal is detected. Save it.
상기에서 점화시기 제어신호가 검출됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 1번 실린더 압력 검출을 중단한다(S170).When it is determined that the ignition timing control signal is detected, the engine control apparatus 200 stops detecting the cylinder pressure 1 (S170).
엔진 제어 장치(200)는 상기한 과정을 수 사이클(3 사이클)에 걸쳐 수행한다(S180).The engine control apparatus 200 performs the above process over several cycles (3 cycles) (S180).
상기에서 수 사이클(3 사이클) 동안 입력되는 크랭크 각의 임의의 각도(0.5°) 단위로 1번 실린더 압력이 저장되어 있음에 따라, 엔진 제어 장치(200)는 각각의 크랭크 각도별 압력 평균치(tc)를 산출하고, 상기 산출된 각각의 크랭크 각도별 압력 평균치의 최대치(tc)가 메모리에 저장되어 있는 TDC 기준 값(tr)과 차이가 발생되었는가를 판단한다(S190).As the cylinder pressure 1 is stored in units of an arbitrary angle (0.5 °) of the crank angle inputted for several cycles (3 cycles) above, the engine control apparatus 200 determines the pressure average value (tc) for each crank angle. ), And it is determined whether a difference between the calculated maximum value tc of each crank angle pressure average value tc differs from the TDC reference value tr stored in the memory (S190).
상기에서 산출된 각각의 크랭크 각도별 압력 평균치의 최대치(tc)가 메모리에 저장되어 있는 TDC 기준 값(tr)과 차이가 발생됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 메모리에 저장되어 있는 TDC 기준 값(tr)을 각각의 크랭크 각도별 압력 평균치의 최대치(tc)로 보정한 후 해당하는 제어신호를 출력하고, 메모리에 기 저장되어 있는 TDC(tr)를 기준으로 차량 동작상태 검출 장치(100)로부터 입력되는 각 실린더의 TDC와 크랭크 각 등을 입력받는 단계(S110)로 리턴한다(S200,S210).When it is determined that the maximum value tc of the pressure average value for each crank angle calculated above is different from the TDC reference value tr stored in the memory, the engine control apparatus 200 may determine the TDC reference stored in the memory. Correcting the value tr to the maximum value tc of the pressure average values for each crank angle, and outputting a corresponding control signal, the vehicle operating state detection device 100 based on the TDC (tr) previously stored in the memory In step S110, the TDC and the crank angle of each cylinder input from the input are returned (S200, S210).
하지만, 상기에서 산출된 각각의 크랭크 각도별 압력 평균치의 최대치(tc)가 메모리에 저장되어 있는 TDC 기준 값(tr)이 동일함이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 메모리에 저장되어 있는 TDC 기준 값(tr)을 그대로 적용하여 해당하는 엔진 제어 신호를 출력하고, 메모리에 기 저장되어 있는 TDC(tr)를 기준으로 차량 동작상태 검출 장치(100)로부터 입력되는 각 실린더의 TDC와 크랭크 각 등을 입력받는 단계(S110)로 리턴한다(S220).However, when it is determined that the maximum value tc of the pressure average value for each crank angle calculated above is the same as the TDC reference value tr stored in the memory, the engine control apparatus 200 stores the TDC stored in the memory. The engine control signal is output by applying the reference value tr as it is, and the TDC and crank angle of each cylinder input from the vehicle operation state detecting apparatus 100 based on the TDC tr already stored in the memory. Return to step S110 of receiving the input (S220).
이로써, 전개 성능 및 부분부하에 따른 연비를 향상시킬 수 있고, 엔지 내구성을 향상시킬 수 있다.Thereby, it is possible to improve fuel efficiency according to the development performance and the partial load, and to improve the engine durability.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 1번 실린더에 장착된 실린더 압력센서를 이용한 연속적인 TDC 보정함으로써, 전개 성능 및 부분부하에 따른 연비를 향상시킬 수 있고, 엔지 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, continuous TDC correction using the cylinder pressure sensor mounted on the first cylinder can improve fuel efficiency according to deployment performance and partial load, and improve engine durability.
Claims (5)
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