KR100435699B1 - 차량의 엔진 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

수동 변속기 장착 차량에서 엔진이 파워 오프 상태에서 파워 온으로 전환시 운전성을 향상시키는 안티 저크 제어에 관한 것이다.

본 발명은 차량의 주행상태에서 검출되는 엔진 회전수의 변동율과 스로틀 개도 변화량이 안티 저크 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지 판단하는 과정과, 안티 저크 제어 모드의 진입 조건을 만족하면 현재의 스로틀 개도가 설정된 제1기준값 이하인지를 판단하는 과정과, 스로틀 개도가 제1기준값 이상이면 엔진이 파워 오프의 상태인 것으로 판단하여 스로틀 개도 변화량이 제2기준값 이상인지를 판단하는 과정과, 스로틀 개도 변화량이 제2기준값 이하이면 파워 오프 상태의 유지로 판단하여 초기 과정으로 리턴하고, 제2기준값 이상이면 파워 오프의 상태에서 가속페달의 구동으로 파워 온의 상태로 전환되는 것으로 판단하여 안티 저크 제어 모드로 진입한 다음 설정시간 동안 점화시기의 지각 제어를 수행하는 과정 및, 설정시간의 지각 제어가 수행되면 안티 저크 제어를 해제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 엔진 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ENGINE OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 수동 변속기 장착 차량에서 엔진이 파워 오프(Power Off)의 상태에서 파워 온(Power On)으로 전환될 시 운전성을 향상시키는 안티 저크(Anti-Jerk) 제어 수행에 대한 것이다.

일반적으로, 수동 변속기를 장착한 차량은 감속중에는 차량의 관성으로 인하여 차량이 엔진을 구동시키는 역구동의 상태가 되고, 가속중에는 엔진의 출력 토크가 차량의 구동축을 구동시키게 되는데, 이와 같은 토크 전달 방향의 변화는 차량의 운전성을 악화시키게 되어 쇼크를 발생시키게 된다.

즉, 차량의 가속도 측면에서는 일정한 가속도가 아니라 + 방향의 급격한 증가속도와 -방향의 급격한 감가속도가 반복하게 되어 운전자는 비정상적인 전후 방향의 이상진동과 같은 느낌을 받게 된다.

상기와 같이 운전가 원하지 않는 감가속중의 쇼크는 컨벤셔널(Conventional) 타입의 수동 변속기에서 구동력 단속장치인 클러치의 댐퍼 스프링(Damper Spring)의 변위에 의해 발생하게 된다.

최근 많은 차종에 적용되고 있는 듀얼 매스 플라이 휠(Dual Mass Flywheel)의 경우에는 댐퍼 스프링의 변위 대신에 두 플라이 휠의 각도에 의해 발생하게 되는데, 발생하는 현상이나 운전자의 느낌은 컨벤셔널 타입의 수동 변속기에서 댐퍼 스프링의 변위에 의해 발생하는 것과 동일 내지 유사하다.

즉, 급격한 엔진 토크의 변화에 따라 댐퍼 스프링은 압축을 하게 되고, 변위 한계점에 도달하였을 때 강도 높은 쇼크(Shock)가 발생하게 되고, 쇼크 발생 이후에는 댐퍼 스프링은 인장과 압축을 반복하게 되는데, 이때의 스프링의 여진을 저킹(Jerking)이라 한다.

따라서, 상기와 같이 감속중 가속으로 토크 전달 방향의 바뀜으로 인하여 발생되는 불쾌한 진동을 억제하기 위하여 SIEMENS 엔진 제어 로직중에 안티 저크 제어 로직이 설정되어 있다.

이 안티 저크 제어 로직은 엔진제어수단에 검출되는 가속페달과 연동되어 동작되는 스로틀 개도의 변화율이 일정값 이상이면 안티 저크 제어 로직이 작동 가능한 준비 상태로 되고, 이 상태에서 엔진 회전수의 변동, 즉 차량 가속도의 변동이 발생하게 되면 엔진제어수단은 점화시기의 지각을 이용하여 엔진 토크의 변동을 제어하게 된다.

전술한 바와 같은 종래의 수동 변속기 장착 차량에 적용되고 있는 안티 저크 제어 로직은 스로틀 개도의 변화율이 설정된 일정값 이상이면 제어 로직이 작동 가능한 상태로 진입하도록 되어 있어 감속중 가속 이외에도 가속중 가속시에도 안티 저크 제어에 의한 점화시기의 지각으로 운전성 및 가속 응답성이 저하되는 문제점이 발생한다.

즉, 스로틀을 일정 정도 개방하여 가속하고 있는 상태에서 더 빠른 가속을 위해 스로틀을 더 개방하는 경우 안티 저크 제어의 수행에 의한 점화시기 지각으로 가속 응답성이 저하되는 문제점을 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 스로틀을 전폐한 파워 오프의 감속중에 파워 온에 의한 가속이 발생하는 경우, 즉 스로틀 개도의 변화가 일정값 이상을 갖는 경우에 대해서 안티 저크 제어가 수행되어 운전성을 향상시키고, 스로틀 개도의 변화가 크지 않은 가속중 가속의 경우에 대해서는 안티 저크 제어가 수행되지 않도록 하여 가속 응답성을 향상시키도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진제어장치에 대한 개략적인 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어장치에서 안티 저크 제어 수행에 대한 일 실시예의 흐름도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가속페달의 구동에 따라 연동되어 개폐되는 스로틀의 개도 변화를 검출하는 스로틀 개도 검출수단과; 현재의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출수단과; 구동력 단속장치인 클러치를 통해 연결되는 출력축의 회전수를 검출하는 출력축 회전수 검출수단과; 검출되는 스로틀개도량과 엔진 회전수 및 출력축 회전수의 정보를 분석하여 안티 저크 제어 모드의 조건을 만족하는지를 판단하며, 안티 저크 제어 모드의 조건을 만족하는 경우 스로틀 개도의 변화량에 따라 안티 저크 제어를 수행시키는 제어수단과; 상기 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 각 기통별 점화시기를 조정하는 점화장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 차량의 주행상태에서 검출되는 엔진 회전수의 변동율과 스로틀 개도 변화량이 안티 저크 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지 판단하는 과정과; 안티 저크 제어 모드의 진입 조건을 만족하면 현재의 스로틀 개도가 설정된 제1기준값 이하인지를 판단하는 과정과; 스로틀 개도가 제1기준값 이상이면 파워 오프의 상태인 것으로 판단하여 스로틀 개도 변화량이 제2기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 스로틀 개도 변화량이 제2기준값 이하이면 파워 오프 상태의 유지로 판단하여 초기 과정으로 리턴하고, 제2기준값 이상이면 파워 오프의 상태에서 가속페달의 구동이 발생되는 것으로 판단하여 안티 저크 제어 모드로 진입하여 설정시간 동안 점화시기의 지각 제어를 수행하는 과정 및; 설정시간의 지각 제어가 수행되면 안티 저크 제어를 해제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어장치는 스로틀 개도 검출부(10)와 엔진 회전수 검출부(20), 출력축 회전수 검출부(30), 제어부(40) 및 점화장치(50)로 이루어지는데, 스로틀 개도 검출부(10)는 가속페달의 구동에 따라 연동되어 개폐되는 스로틀 밸브의 개도 변화를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

엔진 회전수 검출부(20)는 현재의 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

출력축 회전수 검출부(30)는 구동력 단속장치인 클러치를 통해 연결되는 출력축의 회전수를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

제어부(40)는 상기 스로틀 개도 검출부(10)와 엔진 회전수 검출부(20) 및 출력축 회전수 검출부(30)에서 인가되는 정보의 분석을 통해 안티 저크 제어의 진입 여부 결정과 감속중 가속의 조건인 경우 점화시기 지각을 통한 안티 저크 제어의 수행 및 가속중 가속의 조건인 경우 통상의 점화시기 제어를 수행한다.

점화장치(50)는 상기 제어부(40)에서 인가되는 제어신호에 따라 각 기통별 점화시기 제어로 엔진의 안정된 출력과 운전성을 유지하여 준다.

상기한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성을 통해 각 영역별 안티 저크 제어의 수행 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

수동 변속기 장착 차량이 소정의 속도로 주행하는 상태에서 제어부(40)는 스로틀 개도 검출부(10)로부터 스로틀 개도에 대한 정보와 엔진 회전수 검출부(20)로부터 엔진 회전수에 대한 정보 및 출력축 회전수 검출부(30)로부터 출력축의 회전수 정보를 검출한 다음(S101), 설정된 연산 알고리즘을 통해 단위 시간당 엔진 회전수의 변동율(△N)과 스로틀 개도의 변화율(△TPS)을 연산한다(S102).

이후, 상기 연산된 결과의 분석을 통해 감속중 가속 조건의 발생에 따른 안티 저크 제어의 진입 조건을 만족하는지를 판단한다(S103).

상기에서 안티 저크 제어의 진입 조건을 만족하는 상태인 것으로 판단되면 현재의 스로틀 개도가 가속페달이 구동되지 않는 파워 오프 상태인지 일정 정도의 각도를 유지하여 구동되고 있는 파워 온 상태인지를 판단하기 위하여 설정한 제1기준값 이상인지를 판단한다(S104).

상기에서 현재의 스로틀 개도가 제1기준값 이하인 것으로 판단되면 운전자가 가속페달을 전혀 밟지 않음으로써 스로틀이 전폐된 파워 오프의 영역인 것으로 판단하고(S105), 상기에서 현재의 스로틀 개도가 제1기준값 이상인 것으로 판단되면 가속페달에 의해 스로틀이 일정 각도의 개도를 유지하고 있는 파워 온의 영역인 것으로 판단한다(S106).

상기에서 운전자가 가속페달을 전혀 밟지 않은 파워 오프의 영역인 것으로 판단되면 상기 S102에서 검출한 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 파워 오프의 영역에서 파워 온의 영역으로 전환됨을 검출하기 위하여 설정된 제2기준값 이상인지를 판단한다(S107).

상기에서 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 제2기준값 이하의 상태인 것으로 판단되면 파워 오프의 상태를 지속적으로 유지하고 있는 것으로 판단하여 상기 S101의 루틴으로 리턴하고, 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 제2기준값 이상인 것으로 판단되면 파워 오프의 상태에서 파워 온으로의 전환으로 판단하여 안티 저크 제어 모드로 진입함과 동시에 적용시간 적산을 위한 타이머 카운터를 시작한다(S108).

또한, 상기 S106에서 운전자가 가속페달을 밟고 있는 파워 온의 영역인 것으로 판단되면 상기 S102에서 검출한 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 급가속 여부를 검출하기 위하여 설정된 제3기준값 이상인지를 판단한다(S107).

상기 S107에서 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 제3기준값 이하의 상태를 유지하고 있는 것으로 판단되면 가속중 가속의 상태이나 급가속의 조건이 아닌 것으로 판단하여 상기 S101의 루틴으로 리턴하고, 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 제3기준값 이상인 것으로 판단되면 운전자가 급가속을 위해 스로틀을 전개방 한 것으로 판단하여 안티 저크 제어 모드로 진입함과 동시에 적용시간 적산을 위한 타이머 카운터를 시작한다(S109).

상기와 같이 단위 시간당 스로틀 개도 변화율이 파워 오프의 영역에서 파워 온의 영역으로 전환되거나 파워 온의 영역에서 급가속을 위해 스로틀이 전개되어 안티 저크 제어 모드로 진입하게 되면 제어부(40)는 점화장치(50)를 통해 각 기통별 점화시기를 지각시켜 엔진의 출력을 저감하며(S110), 점화시기의 지각 제어가 설정된 적용시간을 경과하였는지를 판단한다(S111).

상기에서 점화시기의 지각 제어가 설정된 시간 경과한 상태이면 안티 저크 제어를 해제시켜 스로틀 개도에 대응되는 엔진 출력 토크로 복원하고(S113), 설정된 시간이 경과되지 않은 상태이면 엔진의 회전수와 출력축 회전수를 비교하여 엔진 출력의 손실이 발생하지 않고 있는지를 판단한다(S112).

상기에서 엔진 출력에 손실이 발생하고 있는 것으로 판단되면 상기 S110의 루틴으로 리턴하여 점화시기 지각 제어를 연속적으로 유지하고, 엔진 출력의 손실이 없는 것으로 판단되면 안티 저크 제어를 해제시켜 스로틀 개도에 대응되는 엔진 출력 토크로 복원하고 초기의 과정으로 리턴한다(S113).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 엔진의 파워 오프의 영역에서 파워 온으로의 전환을 위해 가속 페달의 구동이 발생되는 경우에는 안티 저크 제어 모드가 수행되도록 하고, 파워 온의 영역에서는 스로틀 개도의 변화량에 따라 안티 저크 제어의 수행 여부가 결정되도록 함으로써 운전성이 향상됨과 동시에 가속 응답성이 향상된다.

Claims (9)

1. 가속페달의 구동에 따라 연동되어 개폐되는 스로틀의 개도 변화를 검출하는 스로틀 개도 검출수단과;

   현재의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출수단과;

   구동력 단속장치인 클러치를 통해 연결되는 출력축의 회전수를 검출하는 출력축 회전수 검출수단과;

   검출되는 스로틀 개도량과 엔진 회전수 및 출력축 회전수의 정보를 분석하여 안티 저크 제어 모드의 조건을 만족하는지를 판단하며, 안티 저크 제어 모드의 조건을 만족하는 경우 스로틀 개도의 변화량에 따라 안티 저크 제어를 수행시키는 제어수단과;

   상기 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 각 기통별 점화시기를 조정하는 점화장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어수단은 차량이 안티 저크 제어 조건을 만족하는 상태에서 파워 오프에서 파워 온의 조건으로 검출되면 점화시기 지각을 통해 안티 저크 제어를 수행시키는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어수단은 차량에 안티 저크 제어 조건을 만족하는 상태에서 파워 온에서 스로틀 개도 변화량이 점진적 가속을 요구하는 상태이면 안티 저크 제어를 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어수단은 차량에 안티 저크 제어 조건을 만족하는 상태에서 파워 온에서 스로틀 개도 변화량이 급가속을 요구하는 전개방의 상태이면 안티 저크 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
5. 차량의 주행상태에서 검출되는 엔진 회전수의 변동율과 스로틀 개도 변화량이 안티 저크 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지 판단하는 과정과;

   상기에서 안티 저크 제어 모드의 진입 조건을 만족하면 현재의 스로틀 개도가 설정된 제1기준값 이하인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 스로틀 개도가 제1기준값 이상이면 엔진이 파워 오프의 상태인 것으로 판단하여 스로틀 개도 변화량이 제2기준값 이상인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 스로틀 개도 변화량이 제2기준값 이하이면 파워 오프 상태의 유지로 판단하여 초기 과정으로 리턴하고, 제2기준값 이상이면 파워 오프의 상태에서 가속페달의 구동으로 파워 온 전환인 것으로 판단하여 안티 저크 제어 모드로 진입한 후 설정시간 동안 점화시기의 지각 제어를 수행하는 과정 및;

   상기 설정시간의 지각 제어가 수행되면 안티 저크 제어를 해제하는 과정을포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기에서 스로틀 개도가 제1기준값 이하이면 파워 온의 상태인 것으로 판단하여 스로틀 개도 변화량이 제3기준값 이상인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 스로틀 개도 변화량이 제3기준값 이하이면 파워 온 상태에서 점진적 가속을 위한 스로틀 개방으로 판단하여 상기 초기 과정으로 리턴하고, 제3기준값 이상이면 파워 온 상태에서 급가속을 위한 스로틀의 전개방으로 판단하여 안티 저크 제어 모드를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제1기준값은 현재의 엔진 조건이 파워 온의 조건인지 파워 오프의 조건인지를 판단하기 위하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 제2기준값은 엔진이 파워 오프 상태에서 가속 페달의 구동이 있는지를 검출하기 위하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 제3기준값은 엔진이 파워 온 상태에서 가속 페달의 구동이 급가속을 요구하는지를 검출하기 위하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.