KR100507114B1 - 차량의 엔진 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 엔진 제어에서 인테이크 매니폴더(Intake Manifold)로 흡입되는 공기량을 검출하는 공기압 센서(MAP : Mass Air Pressure)의 고장시 흡기 부압의 급격한 변동에 따른 엔진 부조 현상을 방지하도록 하는 것으로,

현재 차량이 아이들 운전 영역인지를 판단하는 과정과, 아이들 운전 영역이면 가속 혹은 감속중인지를 판단하는 과정과, 상기에서 가속 혹은 감속중인 것으로 판단되면 순간적인 흡기 부압과 흡기 부압의 상한치를 제한하여 적용하고, 가속 혹은 감속중이 아닌 것으로 판단되면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치와 흡기 부압의 상한치를 제한하여 적용하는 과정과, 상기에서 아이들 운전 영역이 아닌 상태이면 가속 혹은 감속중인지를 판단하는 과정과, 상기에서 아이들 운전 영역이 아닌 상태에서 가속 혹은 감속중이면 순간적인 흡기 부압을 적용하고, 가속 혹은 감속중이 아닌 상태이면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치를 적용하는 과정 및, 상기의 각 운전 영역의 조건에 따른 흡기 부합의 적용 조건이 결정되면 이를 기반으로 하여 기본 연료량을 산출하는 과정을 포함한다.

Description

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

본 발명은 차량의 엔진 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 인테이크 매니폴더(Intake Manifold)로 흡입되는 공기량을 검출하는 공기압 센서(MAP : Mass Air Pressure)의 고장시 흡기 부압의 급격한 변동에 따른 엔진 부조 현상을 방지하도록 하는 차량의 엔진 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 차량에서 엔진 제어를 위해서는 인테이크 매니폴더를 통해 연소실로 유입되는 공기량과 엔진 회전수를 설정된 맵 테이블을 통해 기본 연료량을 산출한 다음 냉각수의 온도, 흡기 온도, 부하 정도 등의 각종 보정 펙터값을 감한하여 최종 연료량을 산출하며, 산출된 최종 연료량에 따라 인젝터 개방시간을 추출한 다음 각 기통별 점화시기에 따라 산출된 최종 연료량을 각각의 연소실에 분사하여 준다.

즉, 각각의 연소실에 분사하기 위한 "기본 연료량 = 흡기 부압 × 연료 조성계수 × 충진효율 × 흡기온 보정계수"로 산출되는데, 여기서 흡기 부압은 실제의 운전 조건과 상관없이 공기압 센서(MAP 센서)에서 검출되는 값의 환산을 통해 계산된다.

상기한 바와 같이 기본 연료량 계산에 적용되는 흡기 부압을 측정하는 공기압 센서(MAP 센서)가 고장인 경우, 예를 들어 센서가 오픈되어 있는 경우에는 센서의 출력이 4.5V로 상승하여 흡기 부압이 실제 조건과 달리 증가하게 되며, 이로 인하여 연료량이 과농하게 분사되는 문제점이 발생한다.

따라서, 오프 아이들 영역에서는 급격한 엔진 회전수의 변동으로 인하여 운전성의 측면에서 쇼크 및 스트럼블(Stumble)이 발생되며, 흡입 공기량이 적은 아이들 영역에서는 엔진 스톨(Stall)이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 공기량 센서(MAP 센서)의 신호에 따른 흡기 부압의 계산시 아이들 운전 영역에서는 상한치를 제한하고, 가감속중 이외의 오프 아이들 운전 영역에서는 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부합의 평균치를 사용하며, 가감속시와 같은 실제적으로 급격한 흡기 부압의 변동이 발생되는 운전 영역에서는 그 순간의 흡기 부압을 적용하여 연료량이 희박하게 제어되지 않도록 한 것이다.

즉, 공기압 센서(MAP 센서)의 고장이 발생한 경우, 흡기 부압의 급격한 변동을 제한함으로써 연료량의 과농을 방지하여 에미션을 감소시키고, 가감속 이외의 오프 아이들 운전 영역에서는 흡기 부압의 평균치로 기본 연료량을 계산하므로 엔진회전수의 급격한 변동을 억제하여 운전성 측면에서 쇼크 및 스트럼블 발생을 배제시키며, 아이들 운전 영역과 같은 흡입 공기량이 적은 운전 영역에서는 흡기 부압의 상한치를 제한하여 연료량의 과농에 의한 시동꺼짐 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 연소실로 유입되는 흡입 공기의 온도를 검출하는 흡기온 검출부와; 가속 페달의 구동 변위를 검출하는 가속페달 검출부와; 현재의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부와; 연소실로 유입되는 공기압 검출을 통해 공기량을 검출하고, 흡기 부압 산출을 위한 신호로 제공하는 공기압 검출부와; 상기 검출되는 각 정보를 기반으로 하여 기본 연료량의 산출과 각 보정 계수의 적용을 통한 최종 연료량 산출 및 분사 유지시간 결정 및 제어하는 제어부와; 흡입 공기량 및 엔진 회전수를 기반으로 기본 연료량 산출을 위한 기준 매 테이블과 각 운전 조건에 따른 흡기 부압 적용을 위한 데이터 및 학습되는 흡기 부압의 평균치가 저장되는 메모리부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 노즐의 개폐가 조정되어 산출된 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하는 인젝터를 포함한다.

또한, 본 발명은 현재 차량이 아이들 운전 영역인지를 판단하는 과정과; 아이들 운전 영역이면 가속 혹은 감속중인지를 판단하는 과정과; 상기에서 가속 혹은 감속중인 것으로 판단되면 순간적인 흡기 부압과 흡기 부압의 상한치를 제한하여 적용하고, 가속 혹은 감속중이 아닌 것으로 판단되면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치와 흡기 부압의 상한치를 제한하여 적용하는 과정과; 상기에서 아이들 운전 영역이 아닌 상태이면 가속 혹은 감속중인지를 판단하는 과정과; 상기에서 아이들 운전 영역이 아닌 상태에서 가속 혹은 감속중이면 순간적인 흡기 부압을 적용하고, 가속 혹은 감속중이 아닌 상태이면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치를 적용하는 과정 및; 상기의 각 운전 영역의 조건에 따른 흡기 부합의 적용 조건이 결정되면 이를 기반으로 하여 기본 연료량을 산출하는 과정을 포함한다.

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 흡기온 검출부(10)와 가속페달 검출부(20), 엔진 회전수 검출부(30), 공기압 검출부(40), 제어부(50), 메모리부(60) 및 인젝터(70)로 이루어지는데, 흡기온 검출부(10)는 인테이크 매니폴더를 통해 연소실로 유입되는 흡입 공기의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

가속페달 검출부(20)는 운전자 구동하는 가속 페달의 구동 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

엔진 회전수 검출부(30)는 크랭크 샤프트(Crank Shift)의 회전수 검출을 통해 현재의 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

공기압 검출부(40)는 MAP 센서로 인테이크 매니폴더를 통해 연소실로 유입되는 공기량을 검출하여 그에 대한 정보를 출력하여 흡기 부압 산출을 위한 신호로 적용된다.

제어부(50)는 상기 검출되는 각 정보를 기반으로 하여 기본 연료량의 산출과 각 보정 계수의 적용을 통한 최종적인 연료량의 산출을 수행한 다음 그에 따른 인젝터(70)의 개폐시간의 산출과 각 기통별 점화시기에 따라 산출된 연료량의 분사 제어를 수행하여 준다.

상기의 제어부(50)는 연료량 계산에 적용되는 보정계수인 흡기 부압의 계산에서, 현재의 운전 조건이 아이들 운전 영역이면 공기압 검출부(40)의 신호에 관계없이 흡기 부압의 상한치를 제한하고, 가감속중 이외의 오프 아이들 운전 영역이면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부합의 평균치를 사용하며, 가감속시와 같이 실제적으로 급격한 흡기 부압의 변동이 발생되는 운전 영역에서는 그 순간의 흡기 부압을 적용하여 연료량이 희박하게 제어되지 않도록 한다.

메모리부(60)는 상기 제어부(50)가 검출되는 흡입 공기량 및 엔진 회전수를 기반으로 기본 연료량 산출을 위한 기준 매 테이블과 각 운전 조건에 따른 흡기 부압 적용을 위한 데이터 및 학습되는 흡기 부압의 평균치가 저장된다.

인젝터(70)는 상기 제어부(70)에서 인가되는 제어신호에 따라 설정된 일정시간 동안 노즐의 개폐가 조정되어 산출된 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하여 준다.

전술한 바와 같은 기능을 갖는 본 발명에서 각 운전 조건에 따라 흡기 부압을 결정하여 연료량 산출에 적용하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 엔진 시동 온이 유지되는 상태에서 제어부(50)는 검출되는 각 정보를 분석하여 현재의 엔진 상태 정보가 아이들 운전 영역에 포함되어 있는지를 판단한다(S101).

상기에서 엔진 상태 정보가 아이들 운전 영역에 포함되어 있는 것으로 판단되면 현재의 운전 조건이 가속 혹은 감속중에 있는지를 판단한다(S102).

상기에서 가속 혹은 감속중에 있는 것으로 판단되면 흡기 부압에 대해서는 해당 순간에서의 흡기 부압(PBi)과 흡기 부압의 상한치(PB)를 제한하여 적용하고(S103), 가속 혹은 감속중이 아닌 것으로 판단되면 흡기 부압에 대해서는 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치(PBmean)를 적용한다(S104).

또한, 상기 S101의 판단에서 현재의 엔진 상태 정보가 아이들 운전 영역에 포함되지 않는 상태이면 현재의 운전 조건이 가속 혹은 감속중에 있는지를 판단한다(S105).

상기 S105의 판단에서 가속 혹은 감속중에 있는 것으로 판단되면 흡기 부압에 대해서는 해당 순간에서의 흡기 부압(PBi)을 적용하고(S106), 가속 혹은 감속중이 아닌 것으로 판단되면 흡기 부압에 대해서는 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치(PBmean)를 적용한다(S107).

상기와 같이 각각의 운전 조건에 대하여 적용하기 위한 흡기 부압의 조건이 결정되면, 이를 기반으로 하여 기본 연료량을 결정하고, 여기에 각 보정 조건을 더 포함하여 최종 연료량을 결정하며 최종 연료량을 기반으로 인젝터(70)의 개폐시간을 산출하여 각 기통별 점화시기에 따라 인젝터(70)의 개방을 제어하여 상기 산출된 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하여 준다(S108).

상기의 기본 연료량은 "흡기 부압 × 연료조성계수 × 충진효율 × 흡기온 보정계수"의 연산으로 결정된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 가속 혹은 감속 이외의 오프 아이들 운전 영역에서는 흡기 부압의 평균치를 적용하여 기본 연료량을 계산하므로 엔진회전수의 급격한 변동을 억제하여 운전성 측면에서 쇼크 및 스트럼블 발생을 배제시키고, 아이들 운전 영역과 같은 흡입 공기량이 적은 운전 영역에서는 흡기 부압의 상한치를 제한하여 연료량의 과농에 의한 시동꺼짐 현상을 방지하여 엔진의 안정성 및 신뢰성이 유지된다.

또한, 공기압 센서(MAP 센서)의 고장이 발생한 경우, 흡기 부압의 급격한 변동을 제한함으로써 연료량의 과농을 방지하여 에미션을 감소시킨다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어장치에 대한 개략적인 구성도.

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

Claims (5)

1. 연소실로 유입되는 흡입 공기의 온도를 검출하는 흡기온 검출부와;

   가속 페달의 구동 변위를 검출하는 가속페달 검출부와;

   현재의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부와;

   연소실로 유입되는 공기압 검출을 통해 공기량을 검출하고, 흡기 부압 산출을 위한 신호로 제공하는 공기압 검출부와;

   상기 검출되는 각 정보를 기반으로 하여 기본 연료량의 산출과 각 보정 계수의 적용을 통한 최종 연료량 산출 및 분사 유지시간 결정 및 제어하는 제어부와;

   흡입 공기량 및 엔진 회전수를 기반으로 기본 연료량 산출을 위한 기준 매 테이블과 각 운전 조건에 따른 흡기 부압 적용을 위한 데이터 및 학습되는 흡기 부압의 평균치가 저장되는 메모리부와;

   상기 제어부의 제어신호에 따라 노즐의 개폐가 조정되어 산출된 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하는 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 현재의 운전 조건이 아이들 운전 영역이면 MAP 센서의 신호에 관계없이 흡기 부압의 상한치를 제한하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 가속 혹은 감속 이외의 오프 아이들 운전 영역이면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부합의 평균치를 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 가속 혹은 감속시와 같이 실제적으로 급격한 흡기 부압의 변동이 발생되는 운전 영역에서는 그 순간의 흡기 부압을 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
5. 현재 차량이 아이들 운전 영역인지를 판단하는 과정과;

   아이들 운전 영역이면 가속 혹은 감속중인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 가속 혹은 감속중인 것으로 판단되면 순간적인 흡기 부압과 흡기 부압의 상한치를 제한하여 적용하고, 가속 혹은 감속중이 아닌 것으로 판단되면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치와 흡기 부압의 상한치를 제한하여 적용하는 과정과;

   상기에서 아이들 운전 영역이 아닌 상태이면 가속 혹은 감속중인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 아이들 운전 영역이 아닌 상태에서 가속 혹은 감속중이면 순간적인 흡기 부압을 적용하고, 가속 혹은 감속중이 아닌 상태이면 일정시간 간격으로 측정된 흡기 부압의 평균치를 적용하는 과정 및;

   상기의 각 운전 영역의 조건에 따른 흡기 부합의 적용 조건이 결정되면 이를 기반으로 하여 기본 연료량을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.