KR100507478B1 - 커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료 제어방법 - Google Patents

Abstract

평지에서 수온 조건과 변속기 변속단에 따라 안티-서지 댐핑 제어의 작동시간을 제어함으로써, 주행 중 가속시 연료량 상승 회복시간을 빠르게 하여 가속성능을 향상시키고, 등판로에서는 전진 1,2,3 속 가속시 RPM 별 가속페달의 밟힘 정도(스로틀 개도)가 기준값 이상인 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하여 등판 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료제어방법을 제공할 목적으로;

가속 페달을 밟고 주행하고 있는 상태에서 엔진RPM, 차속, 연료량, 냉각수온을 설정 기준값과 비교 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 조건을 만족하면, 현재의 변속기 변속단이 저속단인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 변속단이 저속 변속단이라고 판단되면, 가속페달 밟힘 정도(스로틀 개도)가 기준값 이하인가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에서 조건을 만족하면, 안티-서지 댐핑 제어의 작동시간을 단축시켜 제어하고, 조건을 만족하지 못하는 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하는 제 4단계로 이루어지는 커먼 레일 디젤 차량의 연료 제어방법을 제공한다.

Description

커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료 제어방법{METHOD OF CONTROLLING FUEL FOR VEHICLE HAVING COMMON RAIL DISEL ENGINE}

본 발명은 커먼 레일 디젤 엔진 차량에 있어서의 연료 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행 중 가속시 가속성능을 향상시키고, 등판로에서의 등판 성능을 향상시킬 수 있도록 한 커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 지금까지 사용되던 디젤 연료 분사장치는 분사압력을 얻기 위하여 캠 구동장치를 사용했으며, 그 원리는 분사압력이 속도 증가와 함께 증가하고 이에 따라 분사 연료량이 증가하는 방식이었다.

그러나 본 발명이 관계하는 커먼 레일(Common Rail) 방식은 분사압력의 발생과 분사과정이 완전히 별개로 이루어짐으로써, 엔진 설계시 연료의 압력발생과 분사를 분리해서 생각할 수 있기 때문에 연소와 분사과정 설계를 자유롭게 할 수 있다는 장점을 갖게 된다.

즉, 엔진 맵을 이용하여 엔진 운전조건에 따라 연료 압력과 분사시기를 조정할 수 있기 때문에 엔진의 회전속도가 낮을 때도 고압 분사가 가능하게 되어 완전 연소를 추구할 수 있음은 물론 배기와 소음을 최소화함은 물론 연비를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료를 제어함에 있어서, 종래에는 차량의 주행중 전자제어유닛(ECU)에서는 가속 페달 포지션 센서가 온 상태인가를 계속적으로 판단하게 된다(S300).

상기 S300 단계에서 가속페달 포지션 센서가 온 이라고 판단되면, 엔진 RPM이 설정 기준범위내이고, 차속이 설정값 이상이며, 연료량이 설정값 이상인가를 판단하여(S310) 조건을 만족하면, 현재의 변속기 변속단이 전진 주행을 변속단인가를 판단하게 된다(S320).

상기 S320 단계에서 조건을 만족하면, 전자 제어유닛(ECU)에서는 토크 급상승 방지를 위하여 각 변속단별로 설정되어 있는 스모크 맵에 따라 연료 계통을 제어하고(S330), 안티-서지 댐핑 제어(Anti-Surge Damping Function)를 실시(S340)하는 과정을 차량의 주행 상태에 따라 반복적으로 실시하면서 연료를 제어하게 된다.

상기에서 안티 서지 댐핑 제어라고 함은 급가속시 흑연 배출을 방지할 목적으로 기어 변속단별로 과도한 연료량 증량을 제한하고, 급가속에 따른 차량의 쇼크 및 저크(Jerk)를 방지하기 위한 제어를 지칭한다.

그러나 상기에서와 같이 연료를 제어하는 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 실시함에 있어서, 구배가 심한 도로 및 평지등의 구분이 없고, 또한 냉각수온에 따른 구분이 없이 전 변속단에 걸쳐 실시함으로써, 구배가 심한 도로에서는 등판 성능이 불리하고, 평지에서의 주행중 급가속시에도 가속감이 부족하다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 평지에서 수온 조건과 변속기 변속단에 따라 안티-서지 댐핑 제어의 작동시간을 제어함으로써, 주행 중 가속시 연료량 상승 회복시간을 빠르게 하여 가속성능을 향상시키고, 등판로에서는 전진 1,2,3 속 가속시 RPM 별 가속페달의 밟힘 정도(스로틀 개도)가 기준값 이상인 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하여 등판 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료제어방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 가속 페달을 밟고 주행하고 있는 상태에서 엔진RPM, 차속, 연료량, 냉각수온을 설정 기준값과 비교 판단하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 조건을 만족하면, 현재의 변속기 변속단이 저속단인가를 판단하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 변속단이 저속 변속단이라고 판단되면, 가속페달 밟힘 정도(스로틀 개도)가 기준값 이하인가를 판단하는 제3 단계와;

상기 제3 단계에서 조건을 만족하면, 안티-서지 댐핑 제어의 작동시간을 단축시켜 제어하고, 조건을 만족하지 못하는 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하는 제 4단계로 이루어지는 커먼 레일 디젤 차량의 연료 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 관계하는 커먼 레일 디젤 엔진의 연료계통은 연료탱크내의 연료가 고압 연료펌프에 의해 펌핑되어 커먼 레일로 공급되면, 이에 연통되어진 연료 인젝터를 엔진 회전수와 부하에 따라 엔진제어유닛(ECU)에서 제어하여 연소실로 분사할 수 있도록 구성되는 것으로, 이러한 커먼 레일 디젤 엔진과 연료계통은 이미 공지되어 있는 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 시스템의 블록도로서, 검출수단은 엔진 회전수를 검출하는 엔진 RPM센서(2), 차속을 검출하는 차속 센서(4)와, 냉각수온을 검출하는 냉각수온 센서(6), 현재 변속단을 검출하는 기어 포지션 센서(8), 가속페달의 밟힘 정도를 검출하는 가속페달 포지션 센서(10)등을 포함하여 이루어진다.

상기 검출수단은 상기 이외의 센서들에 한정되는 것은 아니며, 도면에서는 본 발명의 설명에 필요한 부분에 대해서만 도시하고 있음을 전제한다.

그리고 상기 검출수단들로부터 검출된 각종신호는 ECU(전자제어유닛)에서 미리 입력되어 있는 데이터와 비교 연산되어 연료계통(12)을 제어하게 되며, 상기 연료계통의 제어라고 함은 인젝터를 제어하는 것을 의미한다.

상기와 같은 시스템에 의해 운용되는 본 발명의 제어방법을 살펴보면, 도 2에서와 같이, 차량의 주행 중 전자제어유닛(ECU)에서는 가속 페달 포지션 센서(10)가 온 상태인가를 계속적으로 판단하게 된다(S300).

상기 S100 단계에서 가속페달 포지션 센서가 온 이라고 판단되면, 엔진 RPM이 설정 기준범위(A~B)내이고, 차속이 설정값(C) 이상이며, 연료량이 설정값(D) 이상인가를 판단하여(S110), 조건을 만족하면 현재의 냉각수온이 설정 기준범위(E~F) 내인가를 판단하게 된다(S120).

상기 S110 단계에서의 엔진 회전수는 750 ~ 2000 RPM, 차속(C)은 0 ~ 40 km/h, 연료량(D)은 10 ~ 30mm³ 정도이며, S120 단계에서의 냉각수온의 설정범위는 -25 ℃ ~ 90 ℃로 설정되는데, 이의 수치는 상기 값에 한정되는 것이 아니라 적용차량에 따라 달라질 수 있으므로 상기 수치에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기에서 냉각수온 판단 조건을 S120 단계에 추가한 것은 문제가 되는 영역을 축소하기 위함이다.

그리고 상기 단계에서 조건을 만족하면, 현재의 기어 변속단이 전진 1, 2, 3속인가를 판단하여(S130), 조건을 만족하면, 가속페달의 밟힘 정도가 50 % 보다 작은가를 판단하여(S140), 조건을 만족하면 안티-서지 댐핑 제어(Anti-Surge Damping Function)를 적용하되, 적용시간을 단축시켜 제어하고(S150), 조건을 만족하지 못하면 안티-서지 댐핑 제어를 미적용한 상태로 제어가 이루어지도록 한다(S160).

상기 S150 단계에서 조건을 만족하는 경우에는 일반 평지 도로를 주행하는 경우이므로 안티-서지 댐핑 제어를 단축시켜 제어하는 것이며, 이때 제어시간은 대략 0.5 ~ 1 sec로 하여 일반 평지 도로에서의 RPM 변동에 따른 연료량 변동을 줄이면서 가속감을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 S150 단계에서 가속페달이 50 % 이상 밟혔다고 판단되면, 이는 등판로를 주행하는 경우이므로 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하여 연료량 증감량 제어의 변동폭을 최대한 배제하여 등판 성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 S140 단계에서는 가속페달의 밟힘 정도로 기재하고 있으나, 스로틀 개도량으로 변경하여 판정하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 S130 단계에서 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 변속단이 4 또는 5속의 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 적용시키지 않음으로써, 안티-서지 댐핑 제어의 적용조건을 축소하여 가속감 및 등판성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 커먼 레일 디젤 엔진 차량의 연료를 제어함에 있어서, 평지에서 수온 조건과 변속기 변속단에 따라 안티-서지 댐핑 제어의 작동시간을 제어함으로써, 주행 중 가속시 연료량 상승 회복시간을 빠르게 하여 가속성능을 향상시키고, 등판로에서는 전진 1,2,3 속 가속시 RPM 별 가속페달의 밟힘 정도(스로틀 개도)가 기준값 이상인 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하여 등판 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 시스템의 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.

도 3은 종래 제어 방법의 작동 흐름도이다.

Claims (2)

1. 가속 페달을 밟고 주행하고 있는 상태에서 엔진RPM, 차속, 연료량, 냉각수온을 설정 기준값과 비교 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 조건을 만족하면, 현재의 변속기 변속단이 저속단인가를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서 변속단이 저속 변속단이라고 판단되면, 가속페달 밟힘 정도(스로틀 개도)가 기준값 이하인가를 판단하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계에서 조건을 만족하면, 안티-서지 댐핑 제어의 작동시간을 단축시켜 제어하고, 조건을 만족하지 못하는 경우에는 안티-서지 댐핑 제어를 미적용하는 제 4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 커먼 레일 디젤 차량의 연료 제어방법.
2. 가속페달을 밟고 주행중인 상태에서, 엔진 RPM, 차속, 연료량, 냉각수온이 설정 기준범위내인 가를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계의 조건을 만족하면, 현재의 기어 변속단이 전진 1, 2, 3속인가를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 가속페달의 밟힘 정도(스로틀 개도)가 50 % 보다 작은가를 판단하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 안티-서지 댐핑 제어를 적용하되, 적용시간을 단축시켜 제어하고, 조건을 만족하지 못하면 안티-서지 댐핑 제어를 미적용한 상태로 제어가 이루어지는 제4 단계를 포함하는 커먼 레일 디젤 차량의 연료 제어방법.