KR100471223B1 - 엔진 아이들 회전수 제어방법 및 장치 - Google Patents

엔진 아이들 회전수 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 한 목표 토크율을 점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계를 이용하여 산출하고, 산출된 목표 토크율에 해당하는 목표점화시기를 상기 설정된 상관관계를 이용하여 산출한 후, 상기 산출된 점화시기를 기초로 점화장치를 구동함으로써, 보다 일정한 제어효율 그리고 보다 빠른 응답성을 얻을 수 있다.

Description

엔진 아이들 회전수 제어방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING IDLE SPEED OF AN ENGINE}
본 발명은 엔진의 아이들 회전수를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 엔진의 점화시기를 조정함으로써 엔진 아이들 회전수를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
운전자에 의해 요구되는 부하가 걸리지 않은 상태(즉, 아이들 상태)에서도 여러 가지 엔진운전조건의 변화에 대처하여 엔진의 작동이 안정되도록 적절한 엔진 회전수로 엔진을 제어할 필요가 있다. 엔진의 아이들 회전수에 대한 제어는 크게 (1) 아이들 상태에서 엔진에 흡입되는 공기량을 제어하거나, (2) 점화시기를 제어함으로써 이루어진다.
전자의 경우는 자동변속기의 실렉터레버의 위치변경 등과 같이 비교적 큰 부하 변동에 대처하기 위해 주로 사용되어지며, 전기부하 발생 등과 같은 비교적 작고 신속한 대처가 필요한 부하 변동에 대처하기 위해서는 점화시기 제어에 의해 엔진 회전수를 안정되게 하고 있다.
그런데, 점화시기 제어에 의한 아이들 회전수 제어방법은, 종래기술에 따르면, 공회전 목표 엔진 회전수와 현재 엔진 회전수 사이의 편차를 구하고, 이 편차가 "0"보다 큰가/작은가에 따라서 점화시기를 조절하고 있다. 즉, 아이들 상태에서 현재 엔진 회전수가 공회전 목표회전수보다 낮은 경우에는 점화시기를 진각(advance)시키고, 현재 엔진 회전수가 공회전 목표회전수보다 높은 경우에는 점화시기를 지각(retard)시킨다. 상기 편차에 대한 점화시기 조정량은 통상적으로 비례적이다.
그런데, 이러한 종래기술에 따르면, 현재의 점화시기에 의한 토크율(즉, 현재 발생되는 엔진토크의 최대토크에 대한 비율)을 고려함이 없이, 단순히 엔진 회전수 편차에 의해서만 점화시기 보정량을 산정함으로써, 부하 변동에 대하여 반응이 느릴 뿐만 아니라 그 반응속도 또한 일정하지 않게 된다.
도 1은 통상적인 엔진에 관해, 특정한 엔진 회전수 및 엔진 부하에서 점화시기에 따른 토크 변화를 도시한 도면으로서, 가로축은 점화시기(θ)를, 세로축은 상기 특정한 엔진 회전수 및 엔진 부하에서의 최대토크에 대비한 엔진토크 백분율을 나타낸 것이다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 특정한 엔진 회전수 및 엔진 부하에서 발생될 수 있는 엔진토크는 점화시기에 따라 달라지는데, 최대토크가 발생되는 점화시기를 ""로, 그보다 설정각 앞선 점화시기를 ""로 표시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 현재 점화시기의 보정량이 같다고 하여도, 현재 점화시기가 얼마인가에 따라 점화시기 보정량에 따른 토크의 변화량은 달라지게 된다. 즉, 현재 점화시기가 최대토크 점화시기()인 경우에는 현재 점화시기가 인 경우보다 점화시기 보정에 의한 토크 변화량이 매우 작게 되어 점화시기 보정에 따른 엔진 회전수 변화가 미미하게 되는 것이다.
이와 같이, 현재 점화시기의 토크율을 고려하지 않고 엔진 회전수 편차에 의해서만 점화시기를 보정하는 경우에는, 결과적으로 조정되는 엔진 회전수의 변화가 일정하지 않을 뿐만 아니라, 점화시기 조정에 따른 토크 변화량이 작은 경우에는 여러번의 피드백 제어에 의하여 엔진 회전수가 조정되게 되므로 목표회전수로 아이들회전수를 제어하기 위한 응답시간이 매우 길어지게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 점화시기 조정을 통해 아이들 회전수를 목표회전수로 제어함에 있어 보다 일정한 제어효율을 얻을 수 있고 보다 빠른 응답성을 얻을 수 있는 엔진 아이들 회전수 제어방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 엔진 아이들 회전수 제어장치는, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출기; 엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출기; 차속을 검출하는 차속 검출기; 엔진을 냉각하기 위한 냉매의 온도를 검출하는 냉각수온 검출기; 엔진에 흡입되는 공기의 온도를 검출하는 흡기온도 검출기; 엔진에 공급된 연료/공기 혼합개스를 점화시키는 점화장치; 및 상기 각 검출기로부터 입력되는 검출신호를 기초로 상기 점화장치를 구동하는 전자제어유닛을 포함하고, 상기 전자제어유닛은, 후술하는 본 발명의 엔진 아이들 제어방법을 수행하는 것을 특징으로 한다. 여기에, 엔진에서 발생되는 노킹정도를 검출하는 노크검출기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 엔진 아이들 회전수 제어방법은, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출단계; 엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출단계; 점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계를 이용하여, 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 목표 토크율을 산출하는 목표 토크율 산출단계; 상기 산출된 목표 토크율에 해당하는 목표점화시기를 상기 설정된 상관관계를 이용하여 산출하는 목표점화시기 산출단계; 및 상기 산출된 점화시기를 기초로 점화장치를 구동하는 점화장치 구동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목표 토크율 산출단계는, 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 기본 토크율을 산출하는 기본 토크율 산출단계; 및 상기 기본 토크율을 보정함으로써 목표 토크율을 산출하는 목표 토크율 산출단계를 포함하여 구성될 수 있으며,
상기 기본 토크율 산출단계는, 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 제1토크율을 설정하는 제1토크율설정단계; 상기 제1토크율에 대응되는 제1점화시기를 상기 설정된 상관관계로부터 연산하는 제1점화시기 산출단계; 및 흡기온도 및 냉각수온을 기초로 상기 제1점화시기를 보정하는 제1점화시기 보정단계를 포함하고, 상기 설정된 상관관계의 보정된 제1점화시기에 해당하는 토크율의 값으로 기본 토크율을 설정하는 것으로 할 수 있다.
상기 예비 토크율은 85~90%의 범위에 해당되는 값으로 설정되는 것이 바람직하고, 상기 예비 토크율은 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 변수로 기설정된 맵테이블로부터 산출될 수 있다.
본 발명의 엔진 아이들 회전수 제어장치가 노크검출기를 더 포함하는 경우에는, 상기 기본 토크율 산출단계는, 노크 검출기로부터의 신호를 기초로 실린더별로 상기 제1점화시기를 보정하는 노크 보정단계; 상기 노크 보정단계에서 보정된 각 실린더별 제1점화시기들의 평균값을 계산하는 보정평균단계를 더 포함하고, 상기 보정된 제1점화시기는, 상기 제1점화시기 보정단계 및 보정평균단계 모두에서 보정된 점화시기인 것으로 할 수 있다.
상기 목표 토크율 산출단계는, 엔진 회전수 편차 및 엔진 회전수 변화율을 기초로 기본 토크율을 보정하는 것으로 할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 목표 토크율 산출단계는, 엔진 회전수 편차의 함수로써 비례이득을 연산하는 단계; 엔진 회전수 변화율의 함수로써 미분이득을 연산하는 단계; 엔진 회전수 편차의 함수로써 비례계수를 연산하는 단계; "비례이득*엔진 회전수 편차 + 미분이득*엔진 회전수 변화율*비례계수"의 값으로 토크 보정량을 산정하는 단계; 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량에서의 최대토크를 산출하는 단계; 및 상기 토크 보정량 및 최대토크로부터 토크율 보정량을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 기본 토크율에 토크율 보정량을 더함으로써 목표 토크율을 산출하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 엔진 아이들 회전수 제어방법은, 아이들 회전수 제어조건이 만족되었는가 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 목표 토크율 산출단계는 상기 아이들 회전수 제어조건이 만족된 경우에 수행되는 것으로 하는 것이 바람직하다.
상기 아이들 회전수 제어조건은, 시동 후 설정시간이 경과하였을 것, 및 스로틀 밸브가 닫혔을 것을 포함하는 것으로 할 수 있다.
본 발명에서 상기 점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계는, 최대토크 점화시기로부터의 상대점화시기 및 토크율 사이의 상관관계이고,
상기 목표점화시기 산출단계는, 목표 토크율에 해당되는 상대점화시기를 상기 설정된 상관관계로부터 산출하는 상대점화시기 산출단계; 및 최대토크가 발생되는 점화시기를 산출하는 최대토크 점화시기 산출단계;를 포함하고, 상기 최대토크 점화시기에서 상대점화시기를 가감함으로써 목표점화시기를 산출하는 것으로 할 수 있다.
상기 상대점화시기는 최대토크 점화시기로부터 지각되는 상대점화시기인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출기(210), 엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출기(215), 차속을 검출하는 차속 검출기(220), 엔진을 냉각하기 위한 냉매의 온도를 검출하는 냉각수온 검출기(225), 엔진에 흡입되는 공기의 온도를 검출하는 흡기온도 검출기(230), 엔진의 노킹(knocking) 발생정도를 검출하는 노크 검출기(235), 엔진에 공급된 연료/공기 혼합개스를 점화시키는 점화장치(260), 및 상기 각 검출기(201~235)로부터 입력되는 검출신호를 기초로 상기 점화장치(260)를 구동하는 전자제어유닛(250; Electronic Control Unit; 이하 "ECU"라 한다)을 포함한다.
상기 엔진 부하량은 엔진의 부하, 즉 엔진에 얼마나 큰 토크가 요구되는가를 표시하는 것으로서, 일예로 MAP(Manifold Absolute Pressure)센서에 의한 흡기 매니폴드 압력, 스로틀 밸브 개도량 등으로 할 수 있다.
따라서 상기 엔진 부하량 검출기(215)는 보다 구체적으로 MAP센서, 스로틀 밸브개도량 센서로 할 수 있으며, 엔진의 실제부하에 보다 직접적인 요인으로 작용하는 맵 센서로 하는 것이 바람직하고, MAP센서 방식이 아닌 공기흐름센서 방식으로 흡입공기량을 검출하는 엔진의 경우에는 상기 공기흐름센서로 할 수 있음은 자명하다.
기타 각 검출기는 당업자에게 자명하므로 더욱 상세한 기재를 생략한다.
상기 점화장치(260)는, 점화플러그 및 상기 점화플러그에 요구되는 시점에서 불꽃을 튀기기 위한 일련의 장치를 포함하고, 이에 관하여는 당업자에게 자명한 바 더욱 상세한 기재를 생략한다.
상기 ECU(250)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 마이크로프로세서를 포함하여 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법을 설명하기에 앞서, 점화시기와 엔진토크와의 상관관계 설정에 관해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 이용되는 점화시기(θ) 및 토크율(η) 사이의 설정된 상관관계를 도시한 도면이다.
수평축은, 엔진 회전수(w) 및 엔진 부하(L)에 따라 최대토크가 발생되는 점화시기(; 이하 "최대토크 점화시기"라 한다)를 원점(origin)으로 하여 최대토크 점화시기로부터의 점화시기 편차(즉, 상대 점화시기;)를 표시하고, 수직축은 그 상대점화시기에서 발생되는 토크를 그 엔진 회전수 및 엔진 부하에서의 최대토크에 대한 백분율로 표시한다. 상기 상대점화시기()는 진각 혹은 지각 어느 것으로도 할 수 있으나, 최대토크 점화시기()로부터 진각될 수 있는 정도(따라서 제어될 수 있는 토크의 크기)는 노킹 때문에 실질적으로 제한되므로 상기 상대점화시기()는 최대토크 점화시기()로부터 지각되는 양으로 하는 것이 바람직하다.
엔진 작동상태(즉, 엔진 회전수 및 엔진 부하)에 따라, 그 작동상태에서 발생될 수 있는 최대토크 및 최대토크 점화시기()는 달라진다. 그런데, 현재 점화시기(θ)의 상기 최대토크 점화시기()로부터의 상대점화시기()와 상기 토크율(η) 사이의 상관관계는 엔진 회전수(w) 및 엔진 부하(L)에는 크게 의존하지 않고 도 3과 같은 특성곡선을 나타내게 된다.
특정한 엔진에 관한 도 3과 같은 상관관계곡선은 엔진 실험을 통해 얻을 수 있고, 이에 관하여는 당업자에 자명한 바 더욱 상세한 기재를 생략한다.
상기 도 3의 상관관계를 이용하면, 특정한 상대점화시기()에 대응되는 토크율(η)을 알 수 있으며, 그리고 그 반대로 특정한 토크율(η)에 대응되는 상대점화시기()를 알 수 있다.
전자 및 후자에 관한 상호관계는 미리 계산되어 맵테이블로 상기 ECU(250)에 저장되며 이하에서는 상기 맵테이블을 각각 "MAP0" (이하 "기본맵"이라 한다) 및 "MAP0 -1"(이하 "역기본맵"이라 한다)로 지칭하기로 한다. 즉, 상기 맵테이블은 "η=MAP0()" 및 "=MAP0 -1(η)"로서 구성되어 있다.
이하, 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법을 도 4 내지 도 7을 참조로 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법을 도시한 흐름도이고, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법 중 기본 토크율 계산단계(S425)의 상세 흐름도는 도 5에, 토크 보정량 계산단계(S435)의 상세흐름도는 도 6에 각각 도시하였다.
그리고 도 7은 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법의 수행과정에서 목표 점화시기를 산출하게 되는 과정을 상대점화시기와()와 토크율(η) 사이의 상관관계에서 나타낸 도면이다.
먼저, 아이들 회전수 제어조건이 만족되었는가 판단한다(S405,S410).
상기 아이들 회전수 제어조건은 시동 후 설정시간이 경과하였을 것, 스로틀 밸브가 닫혔을 것을 포함하고, 보다 바람직하게는 차속이 "0"일 것을 더 포함한다.
이를 위하여, 먼저 시동후 설정시간이 경과되었는지 판단하고(S405), 설정시간이 경과된 경우에는 스로틀 밸브가 닫힌 상태이며 차속이 0인지 판단한다(S410). 상기 설정시간은, 차량 시동시에는 시동제어를 위한 별개의 연료제어 및 점화시기 제어가 수행되므로 이를 위한 시간동안에는 본 발명의 실시예에 의한 아이들 회전수 제어를 수행하지 않기 위한 것으로서, 그 구체적인 값은 당업자가 자명하게 설정할 수 있다.
아이들 회전수 제어조건이 만족되지 않은 경우에는 종래기술에 의한 일반적인 방법으로 점화시기를 결정(S495)하여, 이에 따라 상기 점화장치(260)를 구동한다(S470).
아이들 회전수 제어조건이 만족된 경우에는, 먼저, 상기 엔진 회전수 검출기(210) 및 엔진 부하량 검출기(215)로부터 엔진 회전수(w) 및 엔진 부하량(L)를 검출한다(S415).
그리고, 검출된 엔진 회전수(w) 및 엔진 부하량(L)을 기초로 목표 토크율()을 산출한다(S420).
상기 목표 토크율() 산출은, 기본 토크율(η_b)을 계산하고(S415), 엔진 회전수 편차() 및 엔진 회전수 변화율()을 기초로 토크 보정량()을 연산하고(S430,S435), 연산된 토크 보정량()을 기초로 상기 기본 토크율()을 보정함으로써(S440) 목표 토크율()을 산출한다.
상기 엔진 회전수 편차()는 현재 엔진 회전수(w)의 설정된 아이들 목표회전수()로부터의 편차를, 그리고 엔진 회전수 변화율()은 검출되는 엔진 회전수(w)의 시간변화율을 말한다.
이하, 목표 토크율() 산출단계(S420)에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 기본 토크율() 계산단계(S415)에 관해 도 5를 참조로 설명한다.
기본 토크율()을 계산하기 위해서, 먼저 설정된 값으로 제1토크율()을 산출한다(S510).
상기 제1토크율()은 엔진의 현재 엔진 회전수(w) 및 엔진 부하량(L)의 엔진작동상태에서 제어가 용이하면서 연비에서도 유리한 토크율을 선택하기 위한 것으로, 구체적인 값은 구체적인 엔진제원 및 당업자의 선택에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는 85~90% 의 범위에서 설정된다.
엔진 회전수(w) 및 부하량(L)에 따른 바람직한 제1토크율()은 미리 계산된 맵테이블(MAPη)로부터 추출되는 것으로 할 수 있다.
제1토크율()을 산출(S510)한 후에는, 상기 제1토크율()에 대응되는 제1점화시기()를 산출한다(S520). 상기 제1점화시기()는. 상기 역기본맵(MAP0 -1)으로부터 "=MAP0 -1()"의 값으로 산출된다.
제1점화시기()를 산출(S520)한 후에는, 냉각수온(T_c) 및 흡기온도(T_air)를 기초로 상기 제1점화시기()를 보정함으로써 제2점화시기()를 산출한다(S530).
제1점화시기()를 보정(S530)하는 것은, 도 3 (혹은 그와 동등한 도 7)과 같은 토크율-점화시기 상관관계는 특정한 흡기온도 및 냉각수온에서 실험에 의해 설정된 것이므로, 현재의 흡기온도(T_air) 및 냉각수온(T_c)에 적절하도록 점화시기의 보정이 필요하기 때문이다.
이와 같은 제1점화시기() 보정의 구체적인 계산은 당업자에 자명하므로 더욱 상세한 기재를 생략한다.
제2점화시기()를 산출(S530)한 후에는, 제2점화시기()에 대하여, 노크 검출기(235)로부터의 신호를 기초로 실린더별로 보정하고(S540), 보정된 제2점화시기()들의 이동평균을 구한다(S550).
상기 노크검출기(235)신호의 실린더별 보정(S540)은, 노킹 발생시 특정기통에 대하여 일시적으로 점화지각을 시키기 위한 것으로, 통상적인 종래기술에 의하여 당업자가 자명하게 보정할 수 있다.
노크검출기(235)에 의한 보정은 특정 실린더에 대하여 계산되고, 따라서 그 보정량은 실린더별로 달라질 수 있다. 따라서, 특정 실린더에 의해 계산된 큰 보정량에 의해 본 발명의 실시예의 점화시기 계산이 과도한 편차를 보이지 않도록 모든 실린더에 대하여 노크검출기(235)에 의한 보정량을 계산한 후 이를 평균하여 얻어지는 값으로써 기본점화시기()를 설정하게 되는 것이다.
기본점화시기()를 설정(S550)한 후에는, 상기 설정된 기본점화시기()에 대응되는 토크율의 값으로서 기본 토크율()을 산출한다(S560). 상기 기본 토크율()은, 상기 기본맵(MAP0)으로부터 "=MAP0()"의 값으로 산출된다.
다시 도 4를 참조로, 이와 같이 기본 토크율()을 산출(S560)한 후에는 엔진 회전수 편차() 및 엔진 회전수 변화율()을 연산하고(S430), 연산된 엔진 회전수 편차() 및 엔진 회전수 변화율()을 기초로 토크 보정량()을 연산한다(S435).
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 토크 보정량() 연산단계(S435)에서는, 먼저, 엔진 회전수 편차()을 기초로 비례이득(proportional gain; 이하 "P_gain"이라 한다)을 기설정된 P_gain맵테이블(MAPP)로부터 산출한다(S610).
그리고 엔진 회전수 변화율()을 기초로 미분이득(differential gain; 이하 "D_gain"이라 한다)을 기설정된 D_gain맵테이블(MAPD)로부터, 그리고 미분이득보상에 이용될 비례계수(D_amp)를 기설정된 D_amp맵테이블(MAPamp)로부터 각각 산출한다(S620).
상기 P_gain맵테이블(MAPP), D_gain맵테이블(MAPD), 및 D_amp맵테이블(MAPamp )은 엔진 회전수 편차() 및 엔진 회전수 변화율()에 대하여 비례미분제어에 의하여 엔진 회전수(w)를 목표회전수()에 접근시키기 위한 것으로서, 그 구체적인 맵테이블 값들은 당업자가 용이하게 설정할 수 있으므로 더욱 상세한 설명을 생략한다.
이와 같이 각 이득(P_gain, D_gain) 및 비례계수(D_amp)를 산출한 후에는, 산출된 값들을 이용하여 토크 변동량()을 계산한다(S630).
상기 토크 보정량() 계산은, 일예로 "= (P_gain ×) + (D_gain × ×D_amp)"의 식에 의해 계산되는 것으로 할 수 있다.
이와 같이 토크 보정량()을 계산(S630)한 후에는, 다시 도 4를 참조로, 현재 엔진 회전수(w) 및 엔진 부하량(L)에서의 최대토크()를 산출한다(S440).
상기 최대토크()는 기설정된 맵테이블(MAPT)로부터 산출되는 것으로 할 수 있으며, 상기 맵테이블(MAPT)은 엔진실험을 통해 당업자가 자명하게 설정할 수 있으므로 더욱 상세한 설명을 생략한다.
최대토크()를 산출(S440)한 후에는 상기 계산된 토크 보정량()을 기초로 기본 토크율()을 보정함으로써 목표 토크율()을 산출한다(S445).
상기 목표 토크율()은, 보다 구체적으로 ""의 식에 의하여 산출한다. 여기서 "100"을 곱하는 것은 도 3(혹은 그와 동등한 도 7)의 토크율-점화시기 관계에서 토크율이 백분율로 정의되었기 때문이며, 이 숫자는 토크율의 스케일이 다르게 정의되는 경우에는 다른 값을 가지는 것은 자명하다.
이와 같은 과정(S415~S445)에 의해 목표 토크율()을 산출(S420)한 후에는, 상기 산출된 목표 토크율()에 해당하는 목표점화시기()를 산출한다(S450).
목표점화시기()를 산출하기 위하여, 먼저 상기 산출된 목표 토크율()에 해당하는 최종점화시기()를 상기 역기본맵(MAP0 -1)으로부터 산출한다(S455).
그리고, 상기 기본맵(MAP0)의 상대점화시기의 원점(origin)에 해당하는 최대토크 점화시기()을 설정된 맵테이블(MAPθ)로부터 추출하고(S460), 상기 최대토크 점화시기()와 상기 최종점화시기(θ_final)를 더함으로써 목표점화시기()를 산출한다(S465).
최대토크 점화시기()와 상기 최종점화시기()를 더함으로써 목표점화시기()를 산출하는 것으로 설명하였으나, 이는 상대점화시기()를 지각되는 양으로 설정되었기 때문이며 이와 반대로 설정된 경우에는 뺄셈 연산하게 됨은 자명하다.
목표점화시기()를 산출한 후에는, 상기 산출된 목표점화시기()를 기초로 점화장치를 구동한다(S470). 점화시기를 기초로 점화장치를 구동하는 과정은 당업자에게 자명하므로 더욱 상세한 설명을 생략한다.
이상으로 본 발명의 엔진 아이들 회전수 제어방법 및 시스템에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계를 이용하여 목표점화시기를 산출하게 되므로, 일정한 제어효율, 그리고 빠른 응답성을 얻을 수 있다.
또한, 목표점화시기의 연산과정에서, 엔진 회전수 및 엔진 부하량에 따른 적절한 토크율을 설정하게 되므로 다양한 엔진작동상태에서도 안정된 아이들 회전수로 제어할 수 있게 된다.
또한, 흡기온도 및 냉각수온을 기초로 상기 설정된 상관관계에 의한 점화시기 연산을 보정하므로, 실제 엔진 구동상황에 적합한 아이들 회전수로 제어할 수 있게 되며, 특히 노킹에 대비한 제어가 수행되는 경우에도 각 실린더별로 연산될 수 있는 보정량을 평균하게 되므로, 바람직하지 않은 갑작스런 목표점화시기의 변동을 막을 수 있다.
또한, 상기 설정된 상관관계에서 점화시기를 최대토크 점화시기로부터의 상대점화시기로 구성함으로써, 보다 일정한 제어효율이 구현되며, 이 상대점화시기는 최대토크 점화시기로부터 지각되는 점화시기로 함으로써, 보다 넓은 범위의 점화시기가 사용 가능하다.
도 1은 통상적인 엔진에서 점화시기에 따른 토크 변화를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 이용되는 점화시기(θ) 및 토크율(η) 사이의 설정된 상관관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법 중 기본 토크율 계산단계의 상세 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법 중 토크 보정량 계산단계의 상세흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 엔진 아이들 회전수 제어방법의 수행과정에서 목표 점화시기를 산출하게 되는 과정을 점화시기(θ)와 토크율(η) 사이의 상관관계에서 나타낸 도면이다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출단계;
    엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출단계;
    점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계를 이용하여, 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 기본 토크율을 산출하고, 기본 토크율을 보정함으로써, 목표 토크율을 산출하는 목표 토크율 산출단계;
    상기 산출된 목표 토크율에 해당하는 목표점화시기를 상기 설정된 상관관계를 이용하여 산출하는 목표점화시기 산출단계; 및
    상기 산출된 점화시기를 기초로 점화장치를 구동하는 점화장치 구동단계를 포함하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  3. 제2항에서,
    상기 기본 토크율 산출단계는,
    상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 제1토크율을 설정하는 제1토크율설정단계;
    상기 제1토크율에 대응되는 제1점화시기를 상기 설정된 상관관계로부터 연산하는 제1점화시기 산출단계; 및
    흡기온도 및 냉각수온을 기초로 상기 제1점화시기를 보정하는 제1점화시기 보정단계를 포함하고,
    상기 설정된 상관관계의 보정된 제1점화시기에 해당하는 토크율의 값으로 기본 토크율을 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  4. 제3항에서,
    상기 예비 토크율은 85~90%의 범위에 해당되는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  5. 제3항에서,
    상기 예비 토크율은 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 변수로 기설정된 맵테이블로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  6. 제3항에서,
    상기 기본 토크율 산출단계는,
    노크 검출기(235)로부터의 신호를 기초로 실린더별로 상기 제1점화시기를 보정하는 노크 보정단계; 및
    상기 노크 보정단계에서 보정된 각 실린더별 제1점화시기들의 평균값을 계산하는 보정평균단계를 더 포함하고,
    상기 보정된 제1점화시기는, 상기 제1점화시기 보정단계 및 보정평균단계 모두에서 보정된 점화시기인 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  7. 제2항에서,
    상기 목표 토크율 산출단계는,
    엔진 회전수 편차 및 엔진 회전수 변화율을 기초로 기본 토크율을 보정하는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  8. 제2항에서,
    상기 목표 토크율 산출단계는,
    엔진 회전수 편차의 함수로써 비례이득을 연산하는 단계;
    엔진 회전수 변화율의 함수로써 미분이득을 연산하는 단계;
    엔진 회전수 편차의 함수로써 비례계수를 연산하는 단계;
    "비례이득*엔진 회전수 편차 + 미분이득*엔진 회전수 변화율*비례계수"의 값으로 토크 보정량을 산정하는 단계;
    상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량에서의 최대토크를 산출하는 단계; 및
    상기 토크 보정량 및 최대토크로부터 토크율 보정량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 기본 토크율에 토크율 보정량을 더함으로써 목표 토크율을 산출하는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  9. 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출단계;
    엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출단계;
    아이들 회전수 제어조건이 만족되었는가 판단하는 단계;
    상기 아이들 회전수 제어조건이 만족된 경우에, 점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계를 이용하여 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 목표 토크율을 산출하는 목표 토크율 산출단계;
    상기 산출된 목표 토크율에 해당하는 목표점화시기를 상기 설정된 상관관계를 이용하여 산출하는 목표점화시기 산출단계; 및
    상기 산출된 점화시기를 기초로 점화장치를 구동하는 점화장치 구동단계를 포함하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  10. 제9항에서,
    상기 아이들 회전수 제어조건은
    시동 후 설정시간이 경과하였을 것, 그리고 스로틀 밸브가 닫혔을 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  11. 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출단계;
    엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출단계;
    점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계를 이용하여, 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하량을 기초로 목표 토크율을 산출하는 목표 토크율 산출단계;
    상기 산출된 목표 토크율에 해당하는 목표점화시기를 상기 설정된 상관관계를 이용하여 산출하는 목표점화시기 산출단계; 및
    상기 산출된 점화시기를 기초로 점화장치를 구동하는 점화장치 구동단계를 포함하되,
    상기 점화시기 및 토크율 사이의 설정된 상관관계는, 최대토크 점화시기로부터의 상대점화시기 및 토크율 사이의 상관관계이고,
    상기 목표점화시기 산출단계는,
    목표 토크율에 해당되는 상대점화시기를 상기 설정된 상관관계로부터 산출하는 상대점화시기 산출단계; 및
    최대토크가 발생되는 점화시기를 산출하는 최대토크 점화시기 산출단계;를 포함하고,
    상기 최대토크 점화시기에서 상대점화시기를 가감함으로써 목표점화시기를 산출하는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  12. 제11항에서,
    상기 상대점화시기는, 최대토크 점화시기로부터 지각되는 상대점화시기인 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어방법.
  13. 삭제
  14. 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출기;
    엔진 부하량을 검출하는 엔진 부하량 검출기;
    차속을 검출하는 차속 검출기;
    엔진을 냉각하기 위한 냉매의 온도를 검출하는 냉각수온 검출기;
    엔진에 흡입되는 공기의 온도를 검출하는 흡기온도 검출기;
    엔진에서 발생되는 노킹정도를 검출하는 노크검출기;
    엔진에 공급된 연료/공기 혼합개스를 점화시키는 점화장치; 및
    상기 각 검출기로부터 입력되는 검출신호를 기초로 상기 점화장치를 구동하는 전자제어유닛을 포함하고,
    상기 전자제어유닛은, 제2항 내지 제12항 중 어느 한 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 회전수 제어장치.
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