KR100440129B1 - 차량의 엔진 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 엔진 제어방법으로 엔진의 아이들 상태에서 실린더내에 잔류하는 미 연소가스의 불완전 연소로 발생하는 아이들 서지를 제어하도록 하는 것이다.

본 발명은 스로틀 밸브의 개도율과 엔진 회전수의 정보가 엔진의 아이들 상태인지를 판단하는 과정과, 엔진의 아이들 상태이면 설정된 시간 동안의 엔진 회전수 변동량이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과, 엔진 회전수 변동량이 설정된 기준값 이상이면 임의의 실린더에서의 서지 발생으로 판단하여 해당 실린더 및 서지 발생정도를 검출하여 학습하는 과정과, 검출된 서지 발생정도에 따라 해당 실린더에 유입되는 아이들 흡입 공기량 및 점화시기 조정을 수행하여 서지 발생을 배제시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 아이들 상태에서 완전 연소를 제공하여 밸브 오버 랩에 의한 잔류 가스의 발생을 배제시켜 에미션을 안정되게 유지하며, 아이들 회전수를 안정되게 유지하여 준다.

Description

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

본 발명은 차량의 엔진 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진의 아이들 상태에서 실린더내에 잔류하는 미연소가스의 불완전 연소로 발생하는 아이들 서지를 제어하도록 하는 차량의 엔진 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 아이들 상태에서 밸브 오버 랩(Overlap) 크기에 의해 미연소된 잔류가스가 완전하게 배기되지 못하고 실린더 내에 잔류하는 경우 압축 행정에서 미연소된 잔류가스의 불완전 연소가 발생하게 되어 엔진의 회전수의 급격한 변동을 초래하는 아이들 서지를 발생한다.

이는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 임의의 기통 예를 들어 1번 및 3번기동에서 표기된 A 부분과 같이 미연소된 잔류가스의 불완전 연소에 의해 실린더 별 연소 압력의 불균형이 발생하게 되면 이에 따라 표기된 A'와 같이 엔진 회전수의 급격한 변동을 수반하게 되며, 이로 인하여 엔진 진동이 발생하고 엔진 진동은 차체에 그대로 전달되어 운전자에게 전달된다.

따라서, 운전자는 아이들 상태에서의 진동을 민감하게 느낄 수 있어 차량의 안정성에 불만 사항으로 제기되고 있다.

그러나, 아이들 상태에서 발생되는 서지를 제어하는 방법이 현재는 제시되어 있지 않으며, 차량의 제작시 밸브 간격이 정확한 스펙내에 들도록 조정하고 있으나 라인상의 수작업 의존에 의해 밸브 간격의 정확한 스펙 조정이 불가능하고 차량의 마일리지 증가에 따라 밸브 간격이 이격되어 아이들 상태에서의 서지 발생에 대하여 대처할 수 없는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 아이들 상태에서 밸브 오버 랩에 의한 영향으로 발생되는 실린더 별 아이들 서지를 학습한 다음 점화시기 및 아이들 흡입 공기량의 조정을 통해 아이들 상태에서의 서지 발생을 배제하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어장치에 대한 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 차량의 엔진 제어를 수행하는 일 실시예의 흐름도.

도 3은 종래의 차량에서 아이들 상태의 서지 발생을 도시한 그래프.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가속페달과 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 출력하는 스로틀 검출부와, 각 실린더별 점화시기 결정을 위하여 회전하는 크랭크 샤프트의 회전 각도 정보를 출력하는 크랭크 각 검출부와, 크랭크 샤프트의 회전에 따라 회전하는 캠 샤프트의 소정 위치에 각 실린더 별로 소정의 각도로 설치되는 흡배기 캠의 위치 정보를 검출하여 출력하는 캠 위치 검출부와, 엔진이 아이들 상태인지를 판단하며, 아이들 상태인 경우 엔진 회전수 변동량의 측정을 통해 미연소된 잔류 가스의 불완전 연소로 인한 아이들 서지의 발생여부를 판단한 후 점화시기 및 아이들 흡입 공기량 조정을 통해 아이들 서지 발생을 제어하는 제어부와, 상기 제어부에서 인가되는 듀티 제어신호에 따라 구동되어 각 실린더로 유입되는 아이들 공기량을 조정하는 ISA 및, 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 1차측 코일의 단속 시점이 조정되어 각 실린더별 점화시기를 조정하는 점화코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 스로틀 밸브의 개도율과 엔진 회전수의 정보가 엔진의 아이들 상태인지를 판단하는 과정과, 엔진의 아이들 상태이면 설정된 시간 동안의 엔진 회전수 변동량이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과, 엔진 회전수 변동량이 설정된 기준값 이상이면 임의의 실린더에서의 서지 발생으로 판단하여 해당 실린더 및 서지 발생정도를 검출하여 학습하는 과정과, 검출된 서지 발생정도에 따라 해당 실린더에 유입되는 아이들 흡입 공기량 및 점화시기 조정을 수행하여 서지 발생을 배제시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법을 제공한다.

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 검출부(10)와, 크랭크 각 검출부(20), 캠 위치 검출부(30), 제어부(40), ISA(50) 및 점화코일(60)로 이루어지는데, 스로틀 검출부(10)는 가속페달과 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

크랭크 각 검출부(20)는 각 실린더별 점화시기 결정을 위하여 회전하는 크랭크 샤프트의 회전 각도 정보를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

캠 위치 검출부(30)는 크랭크 샤프트의 회전에 따라 회전하는 캠 샤프트의 소정 위치에 각 실린더 별로 소정의 각도로 설치되는 흡배기 캠의 위치 정보를 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력한다.

제어부(40)는 스로틀 검출부(10)와 크랭크 각 검출부(20)의 정보가 엔진의 아이들 상태인지를 판단하며, 아이들 상태인 경우 엔진 회전수 변동량의 측정을 통해 임의의 실린더에서 미연소된 잔류 가스의 불완전 연소로 인한 아이들 서지의 발생여부를 판단한 후 점화시기 및 아이들 흡입 공기량 조정을 통해 아이들 서지 발생을 제어한다.

ISA(50)는 상기 제어부(50)에서 인가되는 듀티 제어신호에 따라 소정의 각도 구동되어 각 실린더로 유입되는 아이들 공기량을 조정한다.

점화코일(60)은 제어부(50)에서 인가되는 제어신호에 따라 1차측 코일의 단속 시점이 조정되어 각 실린더별 점화시기를 조정한다.

상기한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에서 아이들 서지 발생을 제어하는 동작은 다음과 같다.

엔진 시동이 온을 유지하는 상태에서 제어부(40)는 스로틀 검출부(10)를 통해 스로틀 밸브의 개도율에 대한 정보와 크랭크 각 검출부(20)를 통해 엔진 회전수를 검출하여 현재의 엔진 조건이 아이들 상태인지를 판단한다(S101)(S102).

상기에서 검출되는 엔진 조건이 아이들 상태가 아닌 것으로 판단되면 현재의 피드백 제어를 유지하여 주고, 아이들 상태인 것으로 판단되면 설정된 시간 동안의 엔진 회전수 변동량을 연산하여(S103), 연산된 엔진 회전수의 변동량이 설정된 기준값, 즉 대략 15RPM 이상의 차이가 발생하는지를 판단한다(S104).

연산된 엔진 회전수의 변동량이 설정된 기준값 이상의 차이가 있는 것으로 판단되면 임의의 실린더에서 미연소된 잔류 가스의 연소로 인한 서지의 발생인 것으로 판단하여 크랭크 각 검출부(20)와 캠 위치 검출부(30)의 정보를 분석하여 불완전 연소로 아이들 서지를 발생시킨 실린더 및 서지의 정도를 검출하여 학습한 다음 학습된 맵 테이블로부터 아이들 공기량 보정값과 점화시기 보정값을 산출한다(S106).

이후, 산출된 보정값을 적용하여 ISA(50)를 듀티 제어하여 각 실린더로 유입되는 아이들 흡입 공기량을 조정함과 동시에 점화코일(60)의 1차측 단속시기를 조정하여 점화 시기를 조정함으로써 아이들 상태에서 잔류하는 미연소 가스의 불완전 연소로 인하여 발생되는 아이들 서지를 배제하여 준다(S107).

상기한 과정은 아이들 서지가 발생되는 실린더를 학습 적용함으로써 서지의 발생을 사전에 예방하며, 서지 발생 빈도가 높은 특정 실린더에 대해서는 아이들 흡입 공기량 및 점화시기의 보정값을 좀더 증가시켜 완전 연소를 유도하여 미연소 가스의 발생을 사전에 방지하여 준다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 아이들 상태에서 실린더 내에 잔류하는 미연소 가스의 불완전 연소로 발생되는 아이들 서지를 점화시기 및 아이들 흡입 공기량의 조정을 통해 사전에 방지하며, 아이들 서지의 발생 빈도가 높은 실린더의 점화시 아이들 흡입 공기량 및 점화시기의 조정을 통해 미연소 가스의 발생을 사전에 배제시켜 안정된 아이들 상태의 유지와 에미션의 안정화를 제공한다.

Claims (6)

1. 가속페달과 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 출력하는 스로틀 검출부와;

   각 실린더별 점화시기 결정을 위하여 회전하는 크랭크 샤프트의 회전 각도 정보를 출력하는 크랭크 각 검출부와;

   크랭크 샤프트의 회전에 따라 회전하는 캠 샤프트의 소정 위치에 각 실린더 별로 소정의 각도로 설치되는 흡배기 캠의 위치 정보를 검출하여 출력하는 캠 위치 검출부와;

   엔진이 아이들 상태인지를 판단하며, 아이들 상태인 경우 엔진 회전수 변동량의 측정을 통해 미연소된 잔류 가스의 불완전 연소로 인한 아이들 서지의 발생여부를 판단한 후 점화시기 및 아이들 흡입 공기량 조정을 통해 아이들 서지 발생을 제어하는 제어부와;

   상기 제어부에서 인가되는 듀티 제어신호에 따라 구동되어 각 실린더로 유입되는 아이들 공기량을 조정하는 ISA 및;

   제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 1차측 코일의 단속 시점이 조정되어 각 실린더별 점화시기를 조정하는 점화코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
2. 스로틀 밸브의 개도율과 엔진 회전수의 정보가 엔진의 아이들 상태인지를 판단하는 과정과;

   엔진의 아이들 상태이면 설정된 시간 동안의 엔진 회전수 변동량이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과;

   엔진 회전수 변동량이 설정된 기준값 이상이면 임의의 실린더에서의 서지 발생으로 판단하여 해당 실린더 및 서지 발생정도를 검출하여 학습하는 과정과;

   검출된 서지 발생정도에 따라 해당 실린더에 유입되는 아이들 흡입 공기량 및 점화시기 조정을 수행하여 서지 발생을 배제시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 서지 발생을 판단하기 위한 엔진 회전수의 변동량은 15RPM 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
4. 제2항에 있어서,

   상기 아이들 흡입 공기량 및 점화시기의 조정은 미연소 가스가 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
5. 제2항에 있어서,

   상기 학습된 서지 발생 실린더에 대해서는 서지의 정도에 따라 아이들 흡입 공기량 및 점화시기를 차등 적용하여 조정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
6. 제2항에 있어서,

   상기 아이들 흡입 공기량 및 점화시기의 조정은 밸브 오버 랩의 편차를 보상하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.