KR100521163B1

KR100521163B1 - 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법

Info

Publication number: KR100521163B1
Application number: KR10-2002-0066941A
Authority: KR
Inventors: 정하영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2005-10-12
Also published as: KR20040038071A

Abstract

본 발명은 디젤 엔진에 있어서, 엔진 아이들시 엔진 회전수가 급상승함이 특정시간 이상 지속됨이 판단되면, 엔진 회전수를 결정하는 목표 연료량을 피드 백되어 입력되는 플랜저 위치 신호에 따라 보정하여 엔진 아이들시 아이들 회전수가 급상승됨을 방지할 목적으로;

디젤 엔진이 시동되면, 차량 동작상태 변화에 따라 각종 데이터를 입력받아 엔진 무부하 아이들 조건을 판단하는 단계와; 엔진 무부하 아이들 조건 상태에서 목표 연료량 보정 여부를 판단하는 단계와; 목표 연료량을 보정하는 단계와; 목표 연료량 보정 해지 조건 만족 여부를 판단하는 단계로 이루어져 있어서, 디젤 차량의 품질을 향상시킬 수 있고, 고장 수리시 신속한 문제 원인을 파악할 수 있어, 정비시간을 단축시킬 수 있다.

Description

디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법{A METHOD FOR ENGINE IDLE RPM CONTROLING OF DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디젤 엔진 차량에서 엔진 아이들시 센서들과 제어장치를 연결하는 와이어(Wire) 및 컨넥터 등의 접촉불량에 의해 발생되는 저항에 의해 엔진 회전수가 급상승됨을 방지하기 위한 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법에 관한 것이다.

현재 디젤 엔진에는 가솔린 차량과 같은 액셀 필링(accel feeling)을 실현함과 동시에 연비의 절감, 배기가스의 정화, 소음의 저감을 목적으로 한 전자 제어 장치에 의한 전자 제어식 연료 분사 펌프를 적용하여 사용하고 있다.

상기한 분사 펌프는 연료의 분사량 및 분사시기를 종래의 기계식 거버너나 기계식 타이머 대신에 각 센서로부터 입력되는 신호를 제어 유니트의 마이크로 컴퓨터가 연산 처리하여, 전자 거버너나 전자식 유압 타이머를 제어하도록 함으로써, 차량 대비 가/감속 쇼크 개선, 연비 개선, 스모크 개선 등을 실현하였다.

도 1은 상기한 전자 제어식 분사 펌프 및 엔진을 제어하기 위한 엔진 제어 장치의 구성 블록도이다.

디젤 엔진이 시동되면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 운전자의 가속페달 조작 상태 및 엔진 회전수와 분사 펌프의 플랜저 위치를 검출하여 출력한다.

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 가속페달 조작 상태, 엔진 회전수 및 분사 펌프의 플랜저 위치 등을 입력받아 설정된 프로그램에 의해 제어하여, 분사 펌프를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.

상기 엔진 제어 장치(200)는 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 가속페달 개도와 엔진 회전수에 의한 목표 연료량(Qsoll)을 결정하는 제어부(210)와, 상기 제어부(210)에서 출력되는 목표 연료량(Qsoll)과 분사 펌프의 플랜저 위치를 비교하여 펄스 폭 변조 신호로 분사펌프 구동신호를 출력하는 구동부(220)로 이루어져 있다.

상기 구동부(220)는 결정되어 인가되는 연료 분사량과 분사 펌프의 플랜저 위치를 비교하여 실 연료 분사량 제어신호를 출력하는 비교기(221)와, 상기 비교기(221)에서 출력되는 실 연료 분사량 제어신호를 펄스 폭 변조신호로 변환하여 출력하는 펄스 폭 변조 회로(PWM :222)와, 상기 펄스 폭 변조 회로(222)에서 출력되는 신호에 동기되어 구동신호를 출력하는 구동회로(223)와, 검출되어 인가되는 분사 펌프의 플랜저 위치를 피드 백 받아 소정의 신호(Uaist)로 변환하여 비교기(221)로 출력하는 플랜저 위치 회로(224)로 구비되어 있다.

상기 엔진 제어 장치(200)의 구동회로(223)에서 출력되는 구동신호는 구동장치(300)인 연료 분사펌프 내부의 컨트롤 슬리브(Control Sleeve)를 구동시킨다.

상기 엔진 제어 장치(200) 구동부(220)의 비교기(221)는 입력되는 목표 연료량(+)과 플랜저 위치 값(-)이 항상 같아지도록 출력을 제어한다.

따라서, 엔진 제어 장치(200)에서 결정되는 목표 연료량(Qsoll)에 상응하는 컨트롤 슬리브 위치가 비교기(221)에서 결정되고 이에 상응하는 연료 분사 구동신호에 따라 구동장치(300)인 분사펌프가 연료분사를 수행한다.

그러나, 상기한 연료량 산정과정 중 분사펌프의 컨트롤 슬리브 위치를 엔진 제어 장치로 피드 백 시키는 과정에서 플랜저 위치를 검출하는 플랜저 위치 센서(CSP)회로가 엔진 진동 및 와이어링 컨넥터의 체결 불확실로 인한 와이어링 접촉저항 증가에 의해 정확한 신호의 피드 백이 이루어지지 않아 엔진 아이들 시 아이들 회전수가 급상승하는 문제점을 내포하고 있다.

상기 플랜저 위치 센서 회로의 와이어링 컨넥터의 체결 불확실로 증가하는 와이어링 접촉저항은 결국 엔진 제어 장치 구동부에 구비된 비교기로 입력되는 플랜저 위치 비교 값(Uaist)이 감소하고, 그에 따라 목표 연료량과 비교 후 출력되는 펄스 폭 변조 주파수가 증가하여 실제 연료 분사량이 증대됨에 따라 엔진 아이들시 아이들 회전수가 급상승하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 디젤 엔진에 있어서, 엔진 아이들시 엔진 회전수가 급상승함이 특정시간 이상 지속됨이 판단되면, 엔진 회전수를 결정하는 목표 연료량을 피드 백되어 입력되는 플랜저 위치 신호에 따라 보정하여 엔진 아이들시 아이들 회전수가 급상승됨을 방지할 수 있는 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

디젤 엔진이 시동되면, 차량 동작상태 변화에 따라 각종 데이터를 입력받아 엔진 무부하 아이들 조건을 판단하는 단계와;

엔진 무부하 아이들 조건 상태에서 목표 연료량 보정 여부를 판단하는 단계와;

목표 연료량을 보정하는 단계와;

목표 연료량 보정 해지 조건 만족 여부를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고, 단지 일예로 제시된 것이며, 도면에서 종래의 구성과 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 장치 구성 블록도 이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법 동작 순서도 이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어를 위한 엔진 회전수 대비 연료량 제어 그래프이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 디젤 엔진 아이들 회전수 제어 장치는 차량 동작상태 검출장치(100)와, 엔진 제어장치(200) 및 구동장치(300)로 이루어져 있다.

상기 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진의 동작상태 변화를 검출하되, 운전자의 가속페달 개도 조작상태 변화에 따라 가변되는 가속페달 개도 변화를 검출하는 가속페달 개도 검출부(110)와, 엔진의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(120)와, 차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차속 변화를 검출하는 차속 검출부(160)와, 운전자의 가속페달 개도 변화에 따라 가변되는 아이들 스위치의 변화를 검출하는 아이들 스위치 검출부(140)와, 운전자의 시동 키 조작에 따라 가변되는 이그니션 스위치의 상태 변화를 검출하는 이그니션 스위치 검출부(150)와, 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 연료펌프의 플랜저 위치 변화를 검출하는 플랜저 위치 검출부(130)로 이루어져 있다.

상기에서 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 가속페달 개도, 엔진 회전수, 차속, 아이들 상태, 이그니션 스위치 및 프랜저 위치 등을 입력받아, 엔진 무부하 아이들 상태이면, 가속페달 개도 및 엔진 회전수 변화에 따라 결정되는 목표 연료량(Qsoll) 보정 조건 만족여부를 판단한다.

즉, 차량 동작상태 변화에 따라 연료펌프의 플랜저 위치 신호가 피드 백 됨에 있어서, 와이어링의 접촉불량 및 컨넥터의 접촉불량에 의해 저항 증가로 인한 목표 연료량 보정 조건을 만족함이 판단되면, 엔진 무부하 아이들 조건에 따른 목표 연료량(Qsoll)을 보정하여 소정의 연료 펌프 구동신호를 출력한다.

구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 엔진 실린더 내부로 분사되는 연료량을 아이들 회전수에 맞게 공급한다.

상기한 구성으로 이루어진 디젤 엔진의 엔진 아이들 회전수 제어방법을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조하여 예를 들어 설명한다.

전자 제어 디젤 엔진 차량에 있어서, 운전자가 차량을 주행시키기 위해 엔진을 시동시키면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 가속페달 개도, 엔진 회전수, 플랜저 위치, 아이들 스위치 상태, 이그니션 스위치 상태 및 차속 등을 검출한다(S100).

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 가속페달 개도, 엔진 회전수, 플랜저 위치, 아이들 스위치 상태, 이그니션 스위치 상태 및 차속 등을 입력받기 위해 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 인가되는 제어신호에 동기되어 검출된 가속페달 개도, 엔진 회전수, 플랜저 위치, 아이들 스위치 상태, 이그니션 스위치 상태 및 차속 등을 출력한다(S110).

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 가속페달 개도, 엔진 회전수, 플랜저 위치, 아이들 스위치 상태, 이그니션 스위치 상태 및 차속 등을 입력받아, 엔진 무부하 아이들 조건을 만족하는가를 판단한다(S120).

상기에서 엔진 무부하 아이들 조건은, 가속페달 개도 '0%', 차속 '0Kph', 아이들 스위치 상태 '온' 및 목표 연료량(Q_sol) '0'인 조건을 모두 만족해야 하는 조건이다.

따라서, 엔진 제어 장치(200)는 엔진의 동작상태가 상기 엔진 무부하 아이들 조건을 모두 만족함이 판단되면, 목표 연료량(Q_sol) 보정 여부를 판단한다(S130).

즉, 엔진 무부하 아이들 상태에서 연료펌프로부터 피드 백되어 인가되는 플랜저 위치 검출신호가 와이어링 접촉불량 및 와이어링 컨넥터 접촉불량 등에 의해 저항값이 증가하여, 비정상적인 신호가 입력되면, 증가하는 저항치만큼 연료펌프를 구동시키기 위한 구동 주파수가 증가하게 되어 연료펌프의 컨트롤 슬리브의 각도가 연료증가 방향으로 이동하게 됨으로서, 엔진 아이들 회전수가 증가하게 된다.

따라서, 상기 목표 연료량(Q_sol) 보정 여부 판단은, 검출되는 실 엔진 회전수(Ne)를 기준 아이들 엔진 회전수에 설정 공차(50rpm)를 감안하여 연산한 목표 아이들 엔진 회전수가 설정시간(약 : 1sec)이상 지속됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 목표 연료량(Q_sol)을 보정한다(S140).

상기에서 목표 연료량(Q_sol) 보정은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 아이들시 정상 엔진 회전수보다 회전수 변동이 생기면서 상승하는 발생하는 경우, 엔진 회전수가 상승하면 어떤 기울기든 간에 엔진 회전수에 대한 플랜저 위치 변화 값이 변화한다.

따라서, 엔진 회전수를 결정하는 연료량의 기준이 되는 목표 연료량(Q_sol) 산정시 특성시간(예 : 1sec)당 플랜저 위치 변화 값(Uaist(v)) 변화량을 보정한다.

즉, 실 엔진 회전수(Ne)가 목표 아이들 엔진 회전수 + 설정 공차(50rpm)이 될 때까지 특정시간(예 : 1sec)당 플랜저 위치 변화 값(Uaist(v) = Uasol - V vsoll/sec)의 변화량을 보정한다.

이 후, 엔진 제어 장치(200)는 상기 보정된 값에 따라 연료량 제어신호를 출력하여, 엔진 회전수가 급상승됨을 방지한다.

이어서, 엔진 제어 장치(200)는 목표 연료량(Q_soll) 보정을 해지하는 조건을 만족하는가를 판단한다(S150).

상기에서, 목표 연료량(Q_soll) 보정 해지 조건은 엔지 회전수 'Orpm'이거나 가속페달 개도 > 0% 또는 이그니션 스위치 '오프' 상태인 조건 중 한 조건만 만족해도 목표 연료량(Q_soll) 보정을 해지시키고, 가속페달 개도 및 엔진 회전수 변화에 따른 목표 연료량(Q_soll) 결정에 따라 연료 펌프 구동신호를 출력한다(S160).

이로서, 디젤 엔진 차량에서 엔진 아이들시 와이어링 및 와이어링 컨넥터 접촉불량으로 인한 아이들 엔진 회전수가 급상승함을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 디젤 엔진에 있어서, 엔진 아이들시 엔진 회전수가 급상승함이 특정시간 이상 지속됨이 판단되면, 엔진 회전수를 결정하는 목표 연료량을 피드 백되어 입력되는 플랜저 위치 신호에 따라 보정하여 엔진 아이들시 아이들 회전수가 급상승됨을 방지함으로서, 디젤 차량의 품질을 향상시킬 수 있고, 고장 수리시 신속한 문제 원인을 파악할 수 있어, 정비시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 장치 구성 블록도 이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법 동작 순서도 이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어를 위한 엔진 회전수 대비 연료량 제어 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출수단 110 : 가속페달 개도 검출부

120 : 엔진 회전수 검출부 130 : 플랜저 위치 검출부

140 : 아이들 상태 검출부 150 : 이그니션 스위치 검출부

160 : 차속 검출부 200 : 엔진 제어 수단

300 : 구동수단

Claims

디젤 엔진이 시동되면, 차량 동작상태 변화에 따라 각종 데이터를 입력받아 엔진 무부하 아이들 조건을 판단하는 단계와;

상기 판단 결과, 엔진 무부하 아이들 상태인 경우 검출되는 현 엔진 회전수를 기준 아이들 엔진 회전수에 설정 공차를 감안하여 연산한 목표 아이들 엔진 회전수가 설정시간이상 지속여부로 목표 연료량 보정 여부를 판단하는 단계와;

상기 판단 결과, 목표 연료량 보정 조건을 만족하는 경우 현 엔진 회전수가 목표 아이들 엔진 회전수에 설정 공차를 가산한 회전수가 될 때까지 특정시간당 플랜저 위치 변화 값의 변화량 보정을 통해 목표 연료량을 보정하는 단계와;

상기 목표 연료량 보정 후 목표 연료량 보정 해지 조건을 만족하는 경우 가속페달 개도 및 엔진 회전수 변화에 따른 목표 연료량 산출 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법.
제 1항에 있어서, 엔진 무부하 아이들 조건은 가속페달 개도 '0%', 차속 '0Kph', 아이들 스위치 상태 '온' 및 목표 연료량 '0'인 조건을 모두 만족해야 하는 조건인 것을 포함하는 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법.
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삭제
제 1 항에 있어서, 목표 연료량 보정 해지 조건은 엔지 회전수 'Orpm'이거나 가속페달 개도 > 0% 또는 이그니션 스위치 '오프' 상태인 조건 중 한 조건만 만족해도 목표 연료량 보정을 해지하는 것을 포함하여 이루어진 디젤 엔진의 아이들 엔진 회전수 제어 방법.