KR100440336B1 - 엔진 시동 꺼짐 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 엔진에서, 엔진 시동 후 불연속적인 전원 공급에 의해 비정상적인 신호를 검출하여 연료분사 및 점화시기 시점을 재 설정할 목적으로;

엔진이 시동되면, 엔진 정상 구동여부를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 엔진 비정상 구동이 판단되면, 크랭크 각 신호 정상입력여부를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 크랭크 각 신호의 비정상 입력이 판단되면, 크랭크 투스 경과시간 측정 방식을 변경하고, 롱 투스 구간을 검출하는 단계와; 상기 단계에서 롱 투스 구간이 판단되면 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하고, 엔진 정상 구동 여부를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 엔진 정상 구동상태가 판단되면 통상의 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.

Description

엔진 시동 꺼짐 방지 방법{a method for a prevention of engine stall}

본 발명은 엔진 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 크랭크 각 및 캠 각 센서로부터 출력되는 비정상적인 신호에 의해 발생되는 엔진 부조현상을 미연에 방지하기 위한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 주행시키기 위해 운전자가 시동 키를 조작하면, 배터리의 전원이 차량 메인 릴레이를 통하여 공급되면서 각종 센서, 즉 크랭크 각, 캠 각, 스로틀 밸브 개도, 흡입 공기량 및 인젝터 등이 구동 될 수 있도록 준비된 상태에서 엔진 시동시 그에 따른 검출신호가 엔진 제어 장치로 입력되어, 설정된 프로그램에 의해 엔진을 정상구동 시키기 위한 연료 분사시기, 점화시기 및 연료 분사량 등의 정확한 제어신호가 출력되어 엔진이 정상 구동되게 된다.

하지만, 상기 메인 릴레이를 거쳐 배터리 전원이 중요 센서에 공급됨에 있어서, 메인 릴레이에 충격이 가해질 경우 불연속적인 전원 공급으로 연료 제어 시점 및 점화시기 제어 시점을 관장하는 크랭크 각, 캠 각 센서로 부터의 비정상적인 신호에 따라 엔진 부조 상태를 발생시키는 문제점을 내포하고 있다. 상기한 현상이 심화되면 엔진 꺼짐 현상까지 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량용 엔진에서, 엔진 시동 후 불연속적인 전원 공급에 의해 비정상적인 신호 검출에 따른 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상을 방지할 수 있는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명에 적용되는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법 동작순서도 이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크랭크 각 신호, 캠 각 신호, 점화 제어신호 및 연료 분사 신호 그래프이고,

도 4의 a)은 본 발명의 실시예에 따른 흡기량 검출 신호 그래프이고,

b)은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 정상상태에서의 흡입 공기량 피드 백 그래프이고,

c)은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 비정상상태에서의 흡입 공기량 피드 백 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출장치 110 : 엔진 회전수 검출부

120 : 크랭크 각 검출부 130 : 캠 각 검출부

140 : 대기압 검출부 150 : 흡입 공기량 검출부

160 : 아이들 상태 검출부 200 : 엔진 제어 장치

300 : 구동 장치 310 : 연료 분사 구동부

320 : 점화 구동부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

엔진이 시동되면, 엔진 정상 구동여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 비정상 구동이 판단되면, 크랭크 각 신호 정상입력여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 크랭크 각 신호의 비정상 입력이 판단되면, 크랭크 투스 경과시간 측정 방식을 변경하고, 롱 투스 구간을 검출하는 단계와;

상기 단계에서 롱 투스 구간이 판단되면 연료 자유 분사 및 점화 제어신호를 출력하고, 엔진 정상 구동 여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 정상 구동상태가 판단되면 통상의 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,

엔진이 시동되면, 엔진 정상 구동여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 비정상 구동상태가 판단되면, 흡입 공기량 신호 정상여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 흡입 공기량 신호가 비정상상태이면 공기량 피드 백을 중지하고, 대기압 조건을 판단하여, 상기 대기압 조건에 따라 공기량을 설정한 후, 연료 자유 분사 및 점화 제어신호를 출력하고 엔진 정상구동 여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 정상 구동상태가 판단되면 통상의 연료분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 장치 구성 블록도 이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법 동작순서도 이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크랭크 각, 캠 각, 점화 제어신호 및 연료 분사 신호 그래프이고, 도 4는 a)본 발명의 이 실시예에 따른 흡기량 검출 신호 그래프이고, b)은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 정상상태에서의 흡입 공기량 피드 백 그래프이고, c)은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 비정상상태에서의 흡입 공기량 피드 백 그래프이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 장치는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량 동작상태 변화를 검출하는 차량 동작상태 검출장치(100)와; 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 입력받아, 엔진 구동상태가 비정상적이면, 크랭크 각 센서 경과시간 측정 방식을 변환하여 롱 투스 구간을 판단하여 첫 번째 폴링 엣지를 재동기 시점으로 설정함과 동시에 흡입 공기량 신호가 비정상이면 공기량 피드 백 제어를 중지한 후, 대기압 변화에 따라 유입 공기량을 설정하여 연료 분사 및 점화 시기를 결정하여 해당 제어신호를 출력한 후, 엔진이 정상 동작여부를 판단하는 엔진 제어 장치(200)와; 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 연료 분사 및 점화 시기 제어신호에 동기되어 엔진이 정상적으로 동작할 수 있도록 연료 분사를 수행하고, 분사된 연료를 태워 주기 위한 불꽃 방전을 수행하는 구동장치(300)로 이루어져 있다.

상기에서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(110)와;

차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 크랭크 각 변화를 검출하는 크랭크 각 검출부(120)와;

차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 캠 각 변화를 검출하는 캠 각 검출부(130)와;

차량 주행 장소 변화에 따라 가변되는 대기압의 변화를 검출하는 대기압 검출부(140)와;

차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 흡입 공기량 변화를 검출하는 흡입 공기량 검출부(150)와;

차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 아이들 상태 변화를 검출하는 아이들 상태 검출부(160)로 이루어져 있다.

상기에서 구동장치(300)는 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 연료 분사 제어신호에 동기되어 엔진 내부로 소정량의 연료를 분사하는 연료 분사 구동부(310)와;

엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 점화 제어신호에 동기되어 엔진 내부로 분사된 연료를 태워주기 위한 불꽃 방전을 수행하는 점화 구동부(320)로 이루어져있다.

상기한 구성으로 이루어진 엔진 시동 꺼짐 방지 방법을 첨부한 도 2, 도 3, 도4를 참조하여 예를 들어 실시예를 설명한다.

일 실시예)

운전자가 차량을 동작시키기 위해 엔진을 시동시키면, 엔진 제어 장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 검출한다(S100).

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 입력받기 위해 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 검출되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 출력한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 출력되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 입력받아, 엔진의 정상동작 여부를 판단한다(S110).

상기에서 엔진의 정상동작 여부 판단은 엔진이 시동된 후 아이들 상태에서 검출되는 엔진 회전수를 엔진 아이들 기준 값인 소정의 제1 설정 기준 값(예:600rpm)과 비교 판단한다.

상기에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 기준 값(예:600rpm)이하임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 크랭크 각 센서의 신호가 정상적으로 입력되고 있는가를 판단한다(S120).

상기에서 크랭크 각 센서의 신호 정상여부 판단은, 입력되는 크랭크 각 신호의 투스 구간의 경과 시간이 기 설정된 구간(58 번째와 59/60 번째)에서 이루어짐이 판단되면, 크랭크 각 센서의 신호가 정상적으로 입력되는 것으로 판단한다.

따라서, 엔진 회전수가 정상상태 일 경우, 크랭크 투스(tooth)간 시간을 비교하는데 60개의 투스를 갖고 있는 경우 58번째와 59/60 번째의 경과 시간 비교로 일정치 이상 차이가 있을 시 롱 투스(long tooth)로 인식하고 이를 미싱 투스로 판단 하게된다. 상기 미싱 투스 후 첫 번째 투스 폴링 엣지에서 제어시점(연료, 점화)이 설정되어 #1 TDC(1번 실린더 상사점)가 판단되고, 순차적으로 연료 및 점화가 이루어진다.

하지만, 메인 릴레이에 충격이 가해져 크랭크 각 센서 신호가 불규칙적으로 될 때, 투스만을 카운팅하는 방식으로는 중간에 불규칙한 경우에는 정확한 연료 및 점화시기에 지연을 초래하게 된다.

따라서, 상기한 경우 엔진 부조현상이 발생하게 되어 심하게는 엔진 시동이 꺼지게 된다.

그러므로, 상기와 같이 엔진 시동 꺼짐을 방지하기 위해, 엔진 회전수 변동 및 실화 발생 등의 엔진 비정상태가 발생되면, 도 3에 도시되어 있는바와 같이 정상적인 투스간 경과 시간 비교를 a와 b의 구간인 58번 째와 59/60 번째에서만 하는 것이 아니라, c와 d 구간에서처럼 크랭크 각 센서 경과 시간 측정 방식을 어디서든지 투스간 경과 시간을 비교 할 수 있도록 설정된 프로그램에 의해 변환한다(S130).

이 후, 엔진 제어 장치(200)는 상기 크랭크 각 센서 경과 시간 측정 방식 변환에 따라, 크랭크 투스 경과시간을 비교하며, 롱 투스 발생구간을 검색한다.

상기에서와 같이 정상적인 크랭크 투스 경과 시간이 아닌 비정상적인 크랭크 투스 구간에서 롱 투스 구간이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)은 상기 구간을 롱 투스 구간으로 판단하고, 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상을 방지하기 위해 검출되는 롱 투스 시점에서 첫 번째 폴링 엣지를 기점으로 연료를 분사 및 점화제어신호를 출력한다(S140, S150).

이어서, 엔진 제어 장치(200)는 엔진 회전수가 정상적인 회전수로 회복되었는가를 판단한다(S160).

상기에서 엔진 회전수가 정상적인 아이들 회전수로 회복됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 통상적인 엔진 제어를 수행하기 위해 해당 엔진 제어 루틴을 수행한다.

하지만, 상기에서 엔진 회전수가 정상적인 회전수로 회복되지 않음이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 크랭크 각 센서 신호 정상입력상태를 판단하는 단계(S120)로 리턴한다.

이 실시예)

운전자가 차량을 동작시키기 위해 엔진을 시동시키면, 엔진 제어 장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 검출한다(S100).

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 입력받기 위해 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 검출되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 출력한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 출력되는 엔진 회전수, 크랭크 각, 캠 각, 대기압, 흡입 공기량 및 아이들 상태 등을 입력받아, 엔진의 정상동작 여부를 판단한다(S110).

상기에서 엔진의 정상동작 여부 판단은 엔진이 시동된 후 아이들 상태에서 검출되는 엔진 회전수를 엔진 아이들 기준 값인 소정의 제1 설정 기준 값(예:600rpm)과 비교 판단한다.

상기에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 기준 값(예:600rpm)이하임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 크랭크 각 센서의 신호가 정상적으로 입력되고 있는가를 판단한다(S120).

상기에서 크랭크 각 센서의 신호 정상여부 판단은, 입력되는 크랭크 각 신호의 투스 구간의 경과 시간이 기 설정된 구간(58 번째와 59/60 번째)에서 이루어짐이 판단되면, 크랭크 각 센서의 신호가 정상적으로 입력되는 것으로 판단한다.

따라서, 엔진 회전수가 정상상태 일 경우, 크랭크 투스(tooth)간 시간을 비교하는데 60개의 투스를 갖고 있는 경우 58번째와 59/60 번째의 경과 시간 비교로 일정치 이상 차이가 있을 시 롱 투스(long tooth)로 인식하고 이를 미싱 투스로 판단 하게된다. 상기 미싱 투스 후 첫 번째 투스 폴링 엣지에서 제어시점(연료, 점화)이 설정되어 #1 TDC(1번 실린더 상사점)가 판단되고, 순차적으로 연료 및 점화가 이루어진다.

상기에서 입력되는 크랭크 각 신호가 정상적인 신호임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 입력되는 흡입 공기량 신호가 정상신호인가를 판단한다(S200).

상기에서 입력되는 흡입 공기량 신호가 정상적인 신호임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 통상적인 엔진 제어를 수행하며, 엔진 정상 구동상태 여부를 판단하는 단계(S110)로 리턴한다.

하지만, 상기에서 입력되는 흡입 공기량 신호가 도 4의 a)에 도시되어 있는바와 같이 베이스 공기량 대비 제1 설정 값(예:±10%) 초과되는 비정상적인 신호가 입력됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 도 4의 b)에 도시되어 있는 바와 같이 흡입 공기량 피드 백 제어 수행을 도 4의 c)에 도시되어 있는 바와 같이 흡입 공기량 피드 백 제어 수행을 중지시킨다(S210).

즉, 엔진 아이들 상태에서 베이스 흡입 공기량의 제1 설정 값(예:±10%) 이상 초과시 공기량 과다/과소에 따른 흡입 공기량 게인을 중지시킴으로써, 연료의 과다/과소 억제로 엔진 부조 및 엔진 꺼짐을 방지할 수 있다.

이어서, 엔진 제어 장치(200)는 연료분사시기 및 분사량과 점화시기를 결정하기 위해 차량이 시동되어 있는 지점의 대기압 조건을 판단한다(S220).

상기에서 차량이 시동되어 있는 지점의 대기압이 평지 조건임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 메모리에 저장되어 있는 평지 조건 맵을 이용 엔진으로 유입되는 공기량에 따라 흡입 공기량을 제어하여 설정된 프로그램에 의해 연료분사시기 및 분사량과 점화시기를 결정하여 소정의 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계(S150)를 수행한다(S230).

하지만, 차량이 시동되어 있는 지점의 대기압이 고지 조건임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 고지 조건에 따라 흡입 공기량의 기본 공기량의 일정 배수를 적용하여 유입 공기량을 제어하여 설정된 프로그램에 의해 연료분사시기 및 분사량과 점화시기를 결정하여 소정의 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계(S150)를 수행한다(S240).

이어서, 엔진 제어 장치(200)는 엔진 회전수가 정상적인 회전수로 회복되었는가를 판단하는 단계(S160)를 수행한다.

상기에서 엔진 회전수가 정상적인 아이들 회전수로 회복됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 일 실시예에 설명한 것과 같이 통상적인 엔진 제어를 수행하기 위해 해당 엔진 제어 루틴을 수행한다.

하지만, 상기에서 엔진 회전수가 정상적인 회전수로 회복되지 않음이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 크랭크 각 센서 신호 정상입력상태를 판단하는 단계(S120)로 리턴한다.

이로써, 입력되는 크랭크 각 신호 또는 흡입 공기량 신호의 비정상상태에 따라, 엔진의 부조 현상 및 엔진 시동 꺼짐 현상이 발생됨을 미연에 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 차량용 엔진에서, 엔진 시동 후 불연속적인 전원 공급에 의해 비정상적인 신호를 검출하여 연료분사 및 점화시기 시점을 재 설정함으로써, 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상을 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 엔진이 시동되면, 엔진 정상 구동여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 비정상 구동이 판단되면, 크랭크 각 신호 정상입력여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 크랭크 각 신호의 비정상 입력이 판단되면, 크랭크 투스 경과시간 측정 방식을 변경하고, 롱 투스 구간을 검출하는 단계와;

   상기 단계에서 롱 투스 구간이 판단되면 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하고, 엔진 정상 구동 여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 정상 구동상태가 판단되면 통상의 연료 분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
2. 제 1항에 있어서, 크랭크 투스 경과시간 측정 방식 변경은 매 투스마다 경과시간을 측정하는 방법으로 변경하는 것을 포함하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
3. 제 1항에 있어서, 롱 투스 구간이 판단되면, 첫 번째 폴링 엣지를 기점으로 연료분사 및 점화 제어신호를 출력하는 것을 포함하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
4. 엔진이 시동되면, 엔진 정상 구동여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 비정상 구동상태가 판단되면, 흡입 공기량 신호 정상여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 흡입 공기량 신호가 비정상상태이면 공기량 피드 백을 중지하고, 대기압 조건을 판단하여, 상기 대기압 조건에 따라 공기량을 설정한 후, 연료 자유 분사 및 점화 제어신호를 출력하고 엔진 정상구동 여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 정상 구동상태가 판단되면 통상의 연료분사 및 점화 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
5. 제 4항에 있어서, 엔진 아이들 기본 공기량의 제1 설정 값 이상 초과시에 흡입 공기량 피드 백을 중지하는 것을 포함하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
6. 제 4항에 있어서, 대기압 조건이 평지 조건이면 평지 조건 맵을 이용 엔진으로 유입되는 공기량에 따라 흡입 공기량을 제어하는 것을 포함하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
7. 제 4항에 있어서, 대기압 조건이 고지 조건이면, 고지 조건에 따라 흡입 공기량의 기본 공기량의 일정 배수를 적용하여 유입 공기량을 제어하는 것을 포함하는 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.