KR100494908B1

KR100494908B1 - 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량제어방법

Info

Publication number: KR100494908B1
Application number: KR10-2002-0070816A
Authority: KR
Inventors: 조병훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2005-06-13
Also published as: KR20040042506A

Abstract

촉매 조기 활성화 구간의 기본 공기량을 학습하도록 하여 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량이 부족할 경우 회전수가 목표 회전수를 추종하도록 소요 공기량을 증가시키고, 이때의 초기 기본 공기량에 대비하여 증가된 공기량 만큼을 기억하여 다음 시동 후부터 기본 공기량에 추가함으로써, 목표 회전수 추종성을 개선할 목적으로:

엔진 시동이 검출되면 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온과 상한 냉각수온내에 포함되는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하지 못하면, 설정된 기본 목표 회전수와 초기 학습전 기본 공기량에 의하여 엔진을 제어하는 제2 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수와, 기본량을 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량과 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치의 합으로 하여 촉매 활성화 종료로 판정하고, 시동후 경과시간이 기준시간이 될 때까지 제어하고, 상기 제2 단계로 진입하는 제3 단계로 이루어지는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법을 제공한다.

Description

자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법{A AIR INDUCTION CONTROL METHOD}

본 발명은 자동차의 배기 계통에 적용되는 촉매의 조기 활성화 구간에서의 목표 회전수 추종을 위한 기본 공기량의 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차의 배기가스가 대기오염의 주원인으로 지목 받게 되면서 공장에서 배출되는 매연, 유해 가스와 함께 엄격한 규제를 받고 있으며, 특히 북미 선진국에서는 자동차의 배출가스 규제 법규를 엄격하게 정하여 이에 적합한 자동차만 생산하거나 판매하도록 허가하고 있다.

이에 따라 각 자동차 생산 메이커에서는 배기가스의 배출을 최소화하기 위한 수단으로 배기 계통에 촉매를 배치하고, 이의 촉매 효율을 가장 좋은 상태로 유지시켜 전체적인 배기가스를 저감시킬 수 있도록 하고 있다.

상기 촉매는 온도가 일정 온도 이상이 되어야만 촉매의 기능이 정상적으로 이루어지게 되는 바, 냉시동후 촉매 조기 활성화를 위한 방법으로는 냉시동후 목표 회전수를 상승시키거나 점화시기를 진각시키는 방법이 이용되고 있는데, 상기 목표 회전수를 상승시키는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 도 4와 같다.

즉, 엔진 시동이 검출되면(S300), 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온(a)와 상한 냉각수온(b)내에 포함되는가를 판단하게 된다(S310).

상기 S310 단계에서 조건을 만족하지 않으면, 설정된 기본 목표 회전수(RPM_Target)와 초기 학습전 기본 공기량(Air)에 의하여 엔진을 제어하고(S320), 이의 제어는 엔진 시동이 오프될 때까지 이루어진다(S330).

또한, 상기 S310 단계에서 냉각수온 촉매 조기 활성화 범위에 있다고 판단되면, 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수(RPM_Target_CH)와 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량(Air-CH)로 제어하면서(S340) 시동 후 기준시간이 경과될 때까지 시행한 후(S350) 상기 S320 단계로 진입하여 흡기량을 제어하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 촉매 조기 활성화 구간의 제어방법에 있어서는 촉매 조기 활성화 구간의 목표 회전수를 추종하기 위한 기본 공기량이 부족하거나 초기 시동성이 불안정할 경우 목표 회전수 도달에 시간이 걸리게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

보다 상세하게는 상기 기본 공기량은, 엔진 단품 간 마찰저항 편차, 스로틀 밸브의 닫힘시 공기량 편차, 차량의 주행거리에 따른 마찰저항 편차등에 따른 차량 편차와, 고도(지역)와 기후등에 의해 공기 밀도가 달라지면서 발생되는 편차에 의하여 크게 달라지게 되어 목표 회전수에 대한 기본 공기량의 추종이 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라 기본 공기량의 편차를 보상하기 위하여 난기 상태에서 공기량 학습을 수행하게 되는데, 이는 난기 중 목표 회전수와 냉 시동 직후 목표 회전수가 차이가 크고, 냉간 붕의 엔진 마찰저항 편차가 난기 중 편차와 차이가 크며, 시동성에 지배받는 시동 후 최고 회전수도 냉간시에 편차가 크기 때문에 난기 중 학습으로 냉시동후 기본 공기량 편차를 보상하는 것은 불가능하다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 촉매 조기 활성화 구간의 기본 공기량을 학습하도록 하여 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량이 부족할 경우 회전수가 목표 회전수를 추종하도록 소요 공기량을 증가시키고, 이때의 초기 기본 공기량에 대비하여 증가된 공기량 만큼을 기억하여 다음 시동후부터 기본 공기량에 추가함으로써, 목표 회전수 추종성을 개선할 수 있는 촉매 조기 활성화 구간의 목표 회전수 추종 공기량 제어방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진 시동이 검출되면 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온과 상한 냉각수온내에 포함되는가를 판단하는 제1 단계와;

상기 제1 단계의 조건을 만족하지 못하면, 설정된 기본 목표 회전수와 초기 학습전 기본 공기량에 의하여 엔진을 제어하는 제2 단계와;

상기 제1 단계의 조건을 만족하면, 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수와, 기본 공기량을 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량과 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치의 합으로 하여 촉매 활성화 종료로 판정하고, 시동후 경과시간이 기준시간이 될 때까지 제어하고, 상기 제2 단계로 진입하는 제3 단계로 이루어지는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법에 있어서,

상기 제3 단계의 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치는, 엔진 시동이 검출되면, 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온과 상한 냉각수온내에 포함되는가를 판단하는 제1 과정과;

상기 제1 과정의 판단 조건을 만족하면 학습속도 계수를 산출하는 제2 과정과;

상기 제2 과정과 동시에 시동후 기준시간이 경과하면, 목표 회전수에서 현재의 회전수를 뺀 값이 기준값보다 작은가를 판단하는 제3 과정과;

상기 제3 과정의 조건을 만족하면 소요 공기량 평균치를 산출하는 제 4과정과;

상기 제2 과정과 제4 과정에서 산출된 값을 근거로 촉매 조기 활성화 기본 공기량 학습치를 산출하는 제5과정으로 이루어지는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 운용할 수 있는 제어시스템의 구성 블록도로서, 입력측은 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 RPM 센서(2)와, 엔진의 냉각수온을 검출하는 냉각수온 센서(4)와, 흡기계통을 통해 유입되는 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 센서(6)등을 포함하여 이루어진다.

물론 입력측의 센서들은 상기의 것에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명을 설명하는데 필요한 최소한의 센서들만 개시한 것이다.

그리고 상기 입력측으로부터 입력되는 신호를 전자제어유닛(ECU)에서 미리 입력되어진 데이터들과 비교 판단하여 흡기계통(8)를 통해 공기량 제어가 이루어지는데, 상기에서 흡기계통이라고 함은 총괄적인 의미이고, 그 일례로서는 아이들 스피드 컨트롤 모터를 지칭한다.

이러한 시스템을 이용한 본 발명의 제어방법을 살펴보면, 도 2에서와 같이, 엔진 시동이 검출되면(S100), 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온(a)와 상한 냉각수온(b)내에 포함되는가를 판단하게 된다(S110).

상기 S110 단계에서 조건을 만족하지 않으면, 설정된 기본 목표 회전수(RPM_Target)와 초기 학습전 기본 공기량(Air)에 의하여 엔진을 제어하고(S120), 이의 제어는 엔진 시동이 오프될 때까지 이루어진다(S130).

또한, 상기 S110 단계에서 냉각수온 촉매 조기 활성화 범위에 있다고 판단되면, 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수(RPM_Target_CH)와 기본 공기량을 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량(Air-CH)과 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치(Air_ADP)의 합으로 하여 제어하면서(S140) 시동 후, 기준시간이 경과될 때까지 시행한 후(S150) 상기 S120 단계로 진입하여 흡기량을 제어하게 되는 것이다.

상기에서 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치(Air_ADP)는 도 3과 같은 작동 흐름에 따라 설정되는데, 먼저 엔진 시동이 검출되면(S200), 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온(a)와 상한 냉각수온(b)내에 포함되는가를 판단하게 된다(S210).

상기 S210 단계에서 조건을 만족하지 못하면 종료하고, 조건을 만족하면, 학습속도를 계산함(S220)과 동시에 시동후 기준시간(d)이 경과하였는가를 판단하게 된다(S230).

상기 S220 단계에서의 학습속도 계수(Speed_ADP)는 촉매 조기 활성화 구간에서의 목표 회전수에서 최저 회전수를 뺀 값의 함수로 계산된다.

그리고 상기 S230단계에서 기준시간이 경과되었으면, 목표 회전수에서 현재의 회전수를 뺀 값이 기준값(e)보다 작은가를 판단하여(S240), 조건을 만족하면 소요 공기량 평균치를 계산하게 된다(S250)

상기 S250 단계에서 학습구간의 소요 공기량 평균치(Air_real_mean)는 촉매 조기 활성화 종료까지의 소요 공기량의 평균치로 구하며, 상기 S220 단계와 S250에서 학습속도 계수와 소요 공기량 평균치가 산출되면, 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량 학습치(Air_ADP)를 계산하게 된다(S260).

상기 S260 단계에서의 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량 학습치(Air_ADP)는 학습구간의 소요 공기량 평균치(Air_real_mean)에서 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량(Air_CH)를 뺀 값에 상기 S220 단계에서 산출된 학습 속도 계수(Speed_ADP)를 곱하고, 이에 이전 학습치(Air_ADP)를 더하여 산출된다.

이러한 과정을 거쳐 산출된 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량 학습치(Air_ADP)를 도 2의 S140 단계에 적용하게 되는 것이다.

상기에서 목표 회전수는 냉각수온 별로 설정된 공회전 시의 회전수이고, 기본 공기량은 목표 회전수 추종을 위해 냉각수온 별로 설정된 공기량이며, 기준시간(d)은 소요 공기량 평균치 계산 시작 판정 시동후 경과 시간(초)이고, 기준값(e)는 소요 공기량 평균치 계산 시작 판정 회전수 차이(RPM)이다.

그리고 소요 공기량이라고 함은 기본 공기량만으로 정확한 목표 회전수 추종이 불가능하기 때문에 목표 회전수와 실제 회전수의 차이를 이용해 기본 공기량에 피드 백 공기량을 증감시키게 되는데, 이때 기본 공기량에 피드 백 공기량의 합으로 형성되는 최종 공기량이 소요 공기량이 되는 것이다.

상기 S230 단계에서 일정 기준시간 동안을 경과한 후, S240단계에서 목표 회전수와 실제 회전수의 차이가 기준값 보다 작은가를 판단하는 것은 시동 직후의 회전수가 최고 회전수로부터 떨어지는 과도 구간에 목표 회전수와 만나기 때문에 이를 피하기 위함이다.

또한, S220 단계에서의 학습 속도계수는 너무 느린 학습이나 과도한 학습을피하도록 하기 위해 촉매 조기 활성화 구간의 최저 회전수와 목표 회전수의 차이에 따라 학습속도계수를 설정하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 냉시동후 배기가스의 차량 간 편차를 줄여, 보다 적절한 촉매를 선정하여 비용을 절감할 수 있으며, 촉매의 조기 활성화로 차량간 편차에 의한 배기가스 규제 초과에 의한 차량 리콜을 방지할 수 있다.

또한, 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종성을 높여 시동후 회전수 저하의 운전성 문제를 해결할 수 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 제어시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.

도 3은 본 발명에 적용되는 기본 공기량 학습방법의 작동 흐름도.

도 4는 종래 제어방법의 작동 흐름도이다.

Claims

삭제
엔진 시동이 검출되면 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온과 상한 냉각수온내에 포함되는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하지 못하면, 설정된 기본 목표 회전수(RPM_Target)와 초기 학습전 기본 공기량(Air)에 의하여 엔진을 제어하는 제2 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수(RPM_Target_CH)와, 기본 공기량을 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량(Air-CH)과 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치(Air_ADP)의 합으로 하여 촉매 활성화 종료로 판정하고, 시동후 경과시간이 기준시간이 될 때까지 제어하고, 상기 제2 단계로 진입하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법에 있어서,

상기 제3 단계의 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량의 학습치(Air_ADP)는, 엔진 시동이 검출되면, 현재의 냉각수온이 촉매 조기 활성화 판정 하한 냉각수온과 상한 냉각수온내에 포함되는가를 판단하는 제1 과정과;

상기 제1 과정의 판단 조건을 만족하면 학습속도 계수(Speed_ADP)를 산출하는 제2 과정과;

상기 제2 과정과 동시에 시동후 기준시간이 경과하면, 목표 회전수에서 현재의 회전수를 뺀 값이 기준값(e)보다 작은가를 판단하는 제3 과정과;

상기 제3 과정의 조건을 만족하면 소요 공기량 평균치(Air_real_mean)를 산출하는 제 4과정과;

상기 제2 과정과 제4 과정에서 산출된 값을 근거로 촉매 조기 활성화 기본 공기량 학습치(Air_ADP)를 산출하는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법.
제2항에 있어서, 제2 과정의 학습속도 계수(Speed_ADP)는 촉매 조기 활성화 구간에서의 목표 회전수에서 최저 회전수를 뺀 값의 함수로 삼출함을 특징으로 하는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법.
제2항에 있어서, 제4 과정에서 학습구간의 소요 공기량 평균치(Air_real_mean)는 촉매 조기 활성화 종료까지의 소요 공기량의 평균치로 산출됨을 특징으로 하는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법.
제2항에 있어서, 제5 과정에서 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량 학습치(Air_ADP)는 학습구간의 소요 공기량 평균치(Air_real_mean)에서 초기 학습전 촉매 조기 활성화 구간 기본 공기량(Air_CH)를 뺀 값에 상기 S220 단계에서 산출된 학습 속도 계수(Speed_ADP)를 곱하고, 이에 이전 학습치(Air_ADP)를 더하여 산출됨을 특징으로 하는 자동차의 촉매 조기 활성화 구간 목표 회전수 추종 공기량 제어방법.