KR100461679B1 - 엔진의 노킹 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 노킹 제어시 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치를 계산하여 흡기 모델링 온도에서 엔진 회전수와 충진 효율의 고려없이 일률적으로 점화시기가 지각되는 것을 방지하여 엔진의 운전 영역별로 특성에 맞는 점화시기 지각량을 결정할 수 있는 엔진의 노킹 제어방법에 관한 것으로, 엔진 회전수 검출센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진이 기동된 상태에서 다이나믹 노크(Dynamic Knock) 모니터링 조건이 만족되는가를 판단하는 단계와; 다이나믹 노크 모니터링 조건이 만족된 상태에서 다이나믹 노크가 발생되면, 엔진 회전수와 충진 효율을 검출하는 단계와; 충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상인가를 비교하는 단계와; 충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상이면 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치에 흡기 모델링 온도에 따른 점화시기 지각량(E)을 곱하여 흡기 모델링을 설정하는 단계와; 엔진 회전수에 따라 설정된 학습 지각량을 계산하는 단계와; 학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되었는가를 비교하는 단계와; 학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되면 노크 발생에 의한 최종 점화시기 지각량을 결정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

엔진의 노킹 제어방법{KNOCK CONTROLLING METHOD OF ENGINE}

본 발명은 엔진의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 엔진의 노킹 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로, 엔진의 노킹 제어방법은 엔진 관리 시스템(EMS ; Engine Management System) 업체간 노킹 제어 로직에 차이가 있지만 그 기본 개념은 비슷하다.

주로 사용되는 엔진의 노킹 제어방법을 설명하면 먼저, 노크 센서(Knock Sensor)를 엔진 블록에 장착하여 노킹(Knocking) 발생시 특정 주파수 대역(보통 8-12KHz)에서 발생하는 진동 신호를 특정 방식으로 처리하여 노크 감지를 하고, 노크 감지시 점화시기를 지각(Retard) 하여 엔진의 노크를 제어한다.

노크 센서로부터 발생하는 노크 신호를 처리하여 노킹 강도를 구하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 이루어진다.

먼저, 엔진 제어부는 엔진 회전수 검출센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진이 기동된 상태에서 다이나믹 노크(Dynamic Knock) 모니터링 조건이 만족되는가를 판단한다(S110, S112).

여기서, 다이나믹 노크 모니터링 조건은 냉각수 온도를 기준으로 40℃(노크 제어 기준 냉각수 온도값) 이상이거나, 또는 80℃(학습 조건 기준 냉각수 온도값) 이상이면 만족하는 것으로 판단한다.

또한, 엔진의 부하상태이면 다이나믹 노크 모니터링 조건을 만족하는 것으로 한다.

다이나믹 노크 모니터링 조건이 만족된 상태에서 다이나믹 노크가 발생되면, 엔진 제어부는 흡기 모델링(Intake Modeling) 온도에 따른 점화시기 지각량(E)으로 점화시기를 지각하는 값과 다이나믹 노크 학습에 의한 점화시기를 지각하는 값을 더한 값으로 점화시기 지각량을 결정한다(S114, S116).

여기서, 다이나믹 노크라 함은 엔진이 기동된 상태에서 스로틀 밸브의 개도상태에 따라 운전되는 일반적인 차량의 주행상태에 해당되는 엔진의 운전상태에서 발생하는 노크를 말한다.

상기에서 흡기 모델링에 따른 점화시기 지각량(E)은 상수로서 엔진의 각 운전 조건에서 대상시험을 통하여 맵핑(Mapping)하는 값이다.

위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술은 점화시기 지각량을 결정할 때 엔진 회전수와 충진 효율에 따른 운전 영역(저속 고부하, 중속 중부하, 고속 고부하) 특성이 고려되지 않고, 일률적으로 점화시기를 지각하여, 저속 고부하의 경우 노크발생에 의해 점화시기 지각량이 크면 등판 부족 현상이 발생하며, 발진 가속시 엔진 회전수가 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 엔진의 노킹 제어시 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치를 계산하여 흡기 모델링 온도에서 엔진 회전수와 충진 효율의 고려없이 일률적으로 점화시기가 지각되는 것을 방지하여 엔진의 운전 영역별로 특성에 맞는 점화시기 지각량을 결정할 수 있는 엔진의 노킹 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 엔진의 노킹 제어방법을 도시한 흐름도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어방법을 도시한 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진의 노킹 제어방법에 있어서, 엔진 회전수 검출센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진이 기동된 상태에서 다이나믹 노크(Dynamic Knock) 모니터링 조건이 만족되는가를 판단하는 단계와; 다이나믹 노크 모니터링 조건이 만족된 상태에서 다이나믹 노크가 발생되면, 엔진 회전수와 충진 효율을 검출하는 단계와; 충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상인가를 비교하는 단계와; 충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상이면 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치에 흡기 모델링 온도에 따른 점화시기 지각량(E)을 곱하여 흡기 모델링을 설정하는 단계와; 엔진 회전수에 따라 설정된 학습 지각량을 계산하는 단계와; 학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되었는가를 비교하는 단계와; 학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되면 노크 발생에 의한 최종 점화시기 지각량을 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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.

본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어과정을 설명하기에 앞서 본 발명의 노킹 제어장치의 구성은 엔진 회전수 검출센서, 냉각수 온도 검출센서, 엔진 부하 검출센서, 노크 센서, 엔진 제어부, 메모리부를 포함하여 구성한다.

엔진 회전수 검출센서는 엔진의 회전수를 검출하여 엔진 제어부로 입력한다.

냉각수 온도 검출센서는 엔진의 냉각 통로로 흐르는 냉각수의 온도를 검출하여 엔진 제어부로 입력한다.

엔진 부하 검출센서는 엔진의 스로틀 개도 상태에 따른 엔진 운전 영역 및 충진 효율(%)을 판단하는 신호를 엔진 제어부로 공급한다.

노크 센서는 엔진의 노크를 검출하여 그에 해당되는 전기적인 신호를 엔진 제어부로 공급한다.

엔진 제어부는 전반적인 엔진의 제어동작을 수행하며, 특히 본 발명의 실시예에서는 노크 센서의 신호를 입력받아 통계적 데이터 처리를 통한 노킹 제어동작을 수행한다.

메모리부는 대상시험을 통하여 맵핑된 각각의 데이터를 저장하는 기능을 한다.

상기와 같은 구성으로 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 노킹 제어방법을 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 엔진 제어부는 도 2의 (S210)에서 엔진 회전수 검출센서를 통해 입력되는 신호를 분석하고, 엔진이 기동된 상태에서 다이나믹 노크(Dynamic Knock) 모니터링 조건이 만족되는가를 판단한다(S212).

여기서, 다이나믹 노크 모니터링 조건은 냉각수 온도를 기준으로 40℃(노크 제어 기준 냉각수 온도값) 이상이거나, 또는 80℃(학습 조건 기준 냉각수 온도값) 이상이면 만족하는 것으로 판단한다.

또한, 엔진의 부하상태이면 다이나믹 노크 모니터링 조건을 만족하는 것으로 한다.

만약, 다이나믹 노크 모니터링 조건이 만족된 상태이면, 엔진 제어부는 (S214)으로 진행하여 노크 센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 다이나믹 노크 발생 여부를 판단한다.

다이나믹 노크가 발생되면, 엔진 제어부는 (S216)으로 진행하여 엔진 회전수 검출센서와 엔진 부하 검출센서를 통해 입력되는 신호들을 각각 분석하여 엔진 회전수와 충진 효율을 검출한다.

그리고, (S218)으로 진행하여 충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상인가를 비교한다.

여기서, 충진 효율 검출시의 엔진 회전수와 비교되는 설정 엔진 회전수는 중부하 영역의 엔진 회전수로 설정하여 중부하 이하 영역(충진 효율이 낮은 영역)에서 노크 미검출로 인한 점화시기 지각량을 방지하는 제어동작을 수행한다.

만약, 전술한 (S218)에서 충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상이면 엔진 제어부는 (S220)으로 진행하여 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치(Weighting Factor)에 흡기 모델링 온도에 따른 점화시기 지각량(E)을 곱하여 흡기 모델링을 설정하는 단계를 수행한다.

여기서, 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치를 계산하는 이유는 흡기 모델링 온도에서 엔진 회전수와 충진 효율의 고려없이 일률적으로 점화시기가 지각되는 것을 방지하기 위함이다.

그리고, (S222)으로 진행하여 엔진 회전수에 따라 설정된 학습 지각량을 계산한다.

예를 들어, 다이나믹 노크 발생후 엔진 회전수에 따라 학습 지각량을 계산하는 단계에서 엔진 회전수 영역이 저속 저부하 영역이면 점화시기 지각량을 감소시키고, 다이나믹 노크 발생후 엔진 회전수에 따라 학습 지각량을 계산하는 단계에서 엔진 회전수 영역이 고속 고부하 영역이면 점화시기 지각량을 증가시킨다.

이로 인해, 저속 저부하 영역에서는 점화시기 지각량을 줄여 등판 성능을 향상시킬 수 있으며, 고속 고부하 영역에서는 점화시기 지각량을 늘여 엔진의 내구 및 안전확보를 할 수 있다.

이어서, 엔진 제어부는 (S224)으로 진행하여 학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되었는가를 비교한다.

만약, 학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되면 엔진 제어부는 (S226)으로 진행하여 노크 발생에 의한 최종 점화시기 지각량을 결정한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 노킹 제어방법은 저속 고부하 영역에서 등판 부족 현상을 방지할 수 있으며, 중속 중부하 영역에서 노크 미검출로 인한 점화시기 과도 지각으로 가속감 부족 발생 현상을 방지할 수 있다.

또한, 고속 고부하 영역에서 실차 내구 관련 엔진 보호 측면에서 점화시기 지각량을 크게 해주어 엔진 손상 발생 방지의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 엔진의 노킹 제어방법에 있어서,

   엔진 회전수 검출센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진이 기동된 상태에서 다이나믹 노크(Dynamic Knock) 모니터링 조건이 만족되는가를 판단하는 단계와;

   다이나믹 노크 모니터링 조건이 만족된 상태에서 다이나믹 노크가 발생되면, 엔진 회전수와 충진 효율을 검출하는 단계와;

   충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상인가를 비교하는 단계와;

   충진 효율 검출시의 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상이면 엔진 회전수와 충진 효율에 따라 설정된 가중치에 흡기 모델링 온도에 따른 점화시기 지각량(E)을 곱하여 흡기 모델링을 설정하는 단계와;

   엔진 회전수에 따라 설정된 학습 지각량을 계산하는 단계와;

   학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되었는가를 비교하는 단계와;

   학습 지각량이 최대 학습 지각량에 도달되면 노크 발생에 의한 최종 점화시기 지각량을 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 다이나믹 노크 발생후 엔진 회전수에 따라 학습 지각량을계산하는 단계에서 엔진 회전수 영역이 저속 저부하 영역이면 점화시기 지각량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 다이나믹 노크 발생후 엔진 회전수에 따라 학습 지각량을 계산하는 단계에서 엔진 회전수 영역이 고속 고부하 영역이면 점화시기 지각량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 충진 효율 검출시의 엔진 회전수와 비교되는 설정 엔진 회전수는 중부하 영역의 엔진 회전수로 설정하여 중부하 이하 영역에서 노크 미검출로 인한 점화시기 지각량을 방지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어방법.