KR100527440B1 - 차량의 엔진 점화시기 제어방법 - Google Patents

차량의 엔진 점화시기 제어방법 Download PDF

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KR100527440B1 KR10-2002-0020025A KR20020020025A KR100527440B1 KR 100527440 B1 KR100527440 B1 KR 100527440B1 KR 20020020025 A KR20020020025 A KR 20020020025A KR 100527440 B1 KR100527440 B1 KR 100527440B1
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Abstract

본 발명은 차량의 가감속시 등의 엔진 회전수 급변시에도 점화각도의 오차범위를 줄일 수 있어 정확한 점화시기 제어를 할 수 있는 차량의 엔진 점화시기 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 엔진 점화시기 제어방법에 있어서, 상기 차량의 엔진 점화각을 계산하는 단계와; 상기 차량의 엔진 드웰시간을 계산하는 단계와; 현 세그멘트의 미싱 투스(Missing Tooth) 포함여부를 검출하는 단계와; 상기 차량의 엔진 회전수를 검출하는 단계와; 상기 계산 및 검출된 데이터를 기초로 상기 차량의 엔진 점화시기 및 드웰시기를 계산하는 단계와; 상기 계산된 엔진 점화시기 및 드웰시기를 기초로 출력신호를 생성하여 점화 구동단으로 엔진 점화에 관련된 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

차량의 엔진 점화시기 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING OF ENGINE IGNITION TIMING}
본 발명은 차량에 관한 것으로서, 특히 차량의 엔진 점화시기 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 엔진 점화시기를 제어하기 위해서는 계산된 점화각을 기준으로 출력을 하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 12도 단위의 크랭크 포지션 센서(CPS ; Crank Position Sensor) 투스(Tooth)를 카운트(Count)하고, 24도 미만의 구간에 대해서는 타이머(Timer)를 이용하여 구동하였다.
점화시기는 엔진에 미치는 영향이 가장 큰 부분이므로 정확하게 구동이 되어야 한다.
또한, 점화시기는 피스톤 행정의 상사점(TDC ; Top Dead Center)을 기준하여 각도로 제어되므로 크랭크 포지션 센서의 동작에 동기되어 구동이 되어야 한다.
그러나, 위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술은 24도의 구간에 대해 타이머로 구동을 하므로 차량의 급가감속시 점화각의 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량의 가감속시 등의 엔진 회전수 급변시에도 점화각도의 오차범위를 줄일 수 있어 정확한 점화시기 제어를 할 수 있는 차량의 엔진 점화시기 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 엔진 점화시기 제어방법에 있어서, 상기 차량의 엔진 점화각을 계산하는 단계와; 상기 차량의 엔진 드웰시간을 계산하는 단계와; 현 세그멘트의 미싱 투스(Missing Tooth) 포함여부를 검출하는 단계와; 상기 차량의 엔진 회전수를 검출하는 단계와; 상기 계산 및 검출된 데이터를 기초로 상기 차량의 엔진 점화시기 및 드웰시기를 계산하는 단계와; 상기 계산된 엔진 점화시기 및 드웰시기를 기초로 출력신호를 생성하여 점화 구동단으로 엔진 점화에 관련된 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어방법을 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예는 크랭크 포지션 센서(CPS ; Crank Position Sensor), 타이머, 엔진 제어부를 포함하여 구성한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 구성으로 점화 구동시 타이머 구동구간을 "13~24도"에서 "5~14도"로 줄일 수 있다.
또한, 타이머 구동구간을 줄이고, 크랭크 포지션 센서(CPS ; Crank Position Sensor) 투스(Tooth)에 동기되는 구간을 늘리므로, 엔진 회전수(RPM)의 급변에도 보다 오차 범위를 줄일 수 있다.
특히, 차량 가감속시와 같이 엔진 회전수의 급변시에 점화 각도의 오차범위를 줄일 수 있어 정확한 점화시기 제어가 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어과정시 신호의 흐름을 도시한 시스템도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예는 차량의 엔진 점화각을 계산하는 단계와; 차량의 엔진 드웰시간을 계산하는 단계와; 현 세그멘트의 미싱 투스(Missing Tooth) 포함여부를 검출하는 단계와; 차량의 엔진 회전수를 검출하는 단계와; 계산 및 검출된 데이터를 기초로 차량의 엔진 점화시기 및 드웰시기를 계산하는 단계와; 계산된 엔진 점화시기 및 드웰시기를 기초로 출력신호를 생성하여 점화 구동단으로 엔진 점화에 관련된 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 차량의 엔진 점화시기를 계산하는 단계는 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어과정시 점화 온(Ignition On)시점 계산을 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 차량의 엔진 점화시기를 계산하는 단계는 점화시기 구간을 기준 설정각의 크기와 비교하는 단계(S310)와; 비교된 점화시기 구간과 기준 설정각의 크기에 따라 점화 온(ON) 시점 카운트 및 점화 온(ON) 시점 나머지 각을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다(S312, S314).
예를 들어, (S310)에서 비교된 점화시기 구간이 기준 설정각의 크기를 초과하면 엔진 제어부는 (S312)으로 진행하여 점화 온(ON) 시점 카운트 및 점화 온(ON) 시점 나머지 각을 다음과 같이 계산한다.
점화 온(ON) 시점 카운트 = (72-점화각)/12
점화 온(ON) 시점 나머지 각 = (72-점화각)/12의 나머지
한편, 전술한 (S310)에서 비교된 점화시기 구간이 기준 설정각의 크기를 미만하면 엔진 제어부는 (S314)으로 진행하여 점화 온(ON) 시점 카운트 및 점화 온(ON) 시점 나머지 각을 다음과 같이 계산한다.
점화 온(ON) 시점 카운트 = (72-점화각)/12-1
점화 온(ON) 시점 나머지 각 = (72-점화각)/12의 나머지+12
참고적으로, 점화시기 구간이라 함은 도 3의 (S310)에 개시된 바와 같이 (72-점화각)/12의 나머지를 말한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어과정시 드웰 온(Dwell On)시점 계산을 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하여 차량의 엔진 드웰시기를 계산하는 단계를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 드웰시기를 계산하는 단계는 타이머 구동구간을 기준 설정각으로 설정하는 단계(S410)와; 드웰 온 시점을 카운트하는 단계(S412, S414)와; 카운트된 드웰 온(ON) 시점과 제1 설정값을 비교하는 단계(S416)와; 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값과 제1 설정값의 차이에 따라 드웰 계산점을 조절하는 단계(S418, S420, S424~S428)와; 조절된 드웰 계산점에 따라 해당되는 드웰 온 시점 카운트를 설정하는 단계(S422, S430)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 타이머 구동구간을 기준 설정각으로 설정하는 단계는
타이머 구동구간을 기준 설정각의 크기와 비교하는 단계(S410)와; 비교된 타이머 구동구간과 기준 설정각의 크기에 따라 드웰 온(ON) 시점 카운트 및 드웰 온(ON) 시점 나머지 각을 계산하는 단계(S412, S414)를 포함하여 이루어진다.
예를 들어, (S410)에서 비교된 타이머 구동구간이 기준 설정각의 크기를 초과하면 엔진 제어부는 (S412)으로 진행하여 드웰 온(ON) 시점 카운트 및 드웰 온(ON) 시점 나머지 각을 다음과 같이 계산한다.
드웰 온(ON) 시점 카운트 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12
드웰 온(ON) 시점 나머지 각 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12의 나머지
한편, 전술한 (S410)에서 비교된 타이머 구동구간이 기준 설정각의 크기 미만이면 엔진 제어부는 (S414)으로 진행하여 드웰 온(ON) 시점 카운트 및 드웰 온(ON) 시점 나머지 각을 다음과 같이 계산한다.
드웰 온(ON) 시점 카운트 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12-1
드웰 온(ON) 시점 나머지 각 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12의 나머지+12
그리고, 엔진 제어부는 (S416)으로 진행하여 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값이 제1 설정값(15)을 초과하면, (S418)으로 진행하여 드웰 계산점의 180도 후퇴를 검출한다.
이어서, 엔진 제어부는 드웰 계산점이 180도 후퇴되면 (S420)으로 진행하여 강제로 드웰 온(ON)하도록 제어동작을 수행한다.
상기와 같은 제어동작에 따라 엔진 제어부는 (S422)으로 진행하여 드웰 온(ON) 시점 카운트를 제1 설정값(15)으로 하여 드웰 계산점의 정상상태를 확인한다.
한편, 전술한 (S416)에서 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값이 제1 설정값 (15) 미만이면, 엔진 제어부는 (S424)으로 진행하여 드웰 계산점을 180도 후퇴하도록 제어동작을 수행한다.
이어서, 엔진 제어부는 (S426)으로 진행하여 드웰시기를 계산하는 점화 구동단이 2번과 3번에 해당되는 가를 검출한다.
만약, 전술한 (S426)에서 드웰시기를 계산하는 점화 구동단이 2번과 3번에 해당되면, 엔진 제어부는 (S428)으로 진행하여 드웰 온(ON) 시점 카운트값과 제2 설정값(11)을 비교한다.
그리고, 전술한 (S428)에서 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값이 제2 설정값(11)을 초과하면 엔진 제어부는 (S430)으로 진행하여 드웰 온(ON) 시점 나머지각을 구하고, 드웰 온(ON) 시점 카운트를 제2 설정값(11)으로 하여 드웰 계산점의 정상상태를 확인한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어상태를 도시한 타이밍도이다.
참조 번호 ①에서의 엔진 제어부 제어동작을 설명한다.
1. 점화각, 드웰 시간(Dwell Time) 계산.
2. 드웰 카운트(Dwell Count), 드웰 정지 각도(Dwell Rest Angle) 계산.
3. 점화 카운트(Ignition Count), 점화 정지 각도(Ignition Rest Angle) 계산.
4. 드웰 온(Dwell ON) 카운트(Count)시점 판단(드웰 온(Dwell ON) 카운트 (Count) > 15이고, 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점 = 1 및 드웰 온(Dwell ON) 카운트(Count) = 15이면)
5. 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점 = 0 & 현 세그먼트의 미싱 투스(Missing Tooth) = 0 & 드웰 온(Dwell ON) 카운트(Count) > 11이면, 드웰 온(Dwell ON) 카운트(Count) = 11, 드웰 온(Dwell ON)시점 나머지각 = 드웰 온(Dwell ON)시점 나머지각 + (드웰 온(Dwell ON) 카운트(Count)-11)*12
참조 번호 ②에서의 엔진 제어부 제어동작을 설명한다.
1. 세그먼트(Segment)내 카운트(Count)값이 드웰 온(Dwell ON) 카운트(Count)와 같으면 현 세그먼트(Segment)의 미싱 투스(Missing Tooth)를 포함하는 기통 및 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점을 확인한 후 제어되는 실린더를 선택한다.
2. 만약, 드웰 온(Dwell ON)시점 나머지각 < 오프셋(Offset)이면, 출력포 트(P2.x) 온(ON).
한편, CCx = CC15 + 드웰 온(Dwell ON)시점 나머지각, CCx int 기동(예] 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점 = 0 & 현 세그먼트(Segment)의 미싱 투스(Missing Tooth) = 0 이면, CC2 int구동(int only))
여기서, "CCx"는 "레지스터 비교(Compare Resister)"를 말하며,
"CCx int"는 "레지스터 비교(Compare Resister(Interrupt 시점))"를 말한다.
또한, "CC15"는 "크랭크 포지션 센서 캡쳐 타이머(CPS Capture Timer)"를 말한다.
참조 번호 ③에서의 엔진 제어부 제어동작을 설명한다.
1. 출력포트(P2.x) 온(ON) ; 강제구동
2. CCMx 고장(Disable)
여기서, "CCMx"는 "Capture/Compare Mode"를 말하며,
"CCMx 고장(Disable)"는 Capture/Compare Mode 정지(사용안함); 인터럽트 (Interrupt)방식을 사용하지 않는다는 것을 말한다.
참조 번호 ④에서의 엔진 제어부 제어동작을 설명한다.
1. 세그먼트(Segment)내 크랭크 포지션 센서(CPS) 카운터(Count)값이 점화 온(Ignition ON) 시점 카운트와 같으면 현 세그먼트(Segment)의 미싱 투스(Missing Tooth)를 포함하는 기통 확인 후 출력포트(P2.x) 온(ON)출력(신뢰성)
2.만약, 점화 온(Ignition ON) 시점 나머지 각 < 오프셋(Offset)이면, 출력포트(P2.x) 오프(OFF).
한편, CCx = CC15 + 점화 온(Ignition ON) 시점 나머지 각, CCx int기동(예] 현 세그먼트(Segment)의 미싱 투스(Missing Tooth) = 0 이면, CC1 int구동(토글 출력(Toggle Output))
참조 번호 ⑤에서의 엔진 제어부 제어동작을 설명한다.
1. CCMx 고장(Disable)
2. 출력포트(P2.x) 오프(OFF) (강제구동)
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어방법은 저속 엔진 회전수(RPM)와 고속 엔진 회전수(RPM)에서 드웰 카운트(Dwell Count)시점 절환에 의한 점화누락을 방지할 수 있다.
예를 들어, 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점이 "상사점전(BTDC) 72도" -> "상사점전(BTDC) 252도"로 전환되는 경우 절환시 실화(Misfire)방지를 위해 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점 = 0에서의 드웰(Dwell) 제어대상 외 기통은 R_syn 인터럽트(Interrupt)(상사점(TDC) 주기 인터럽트(Interrupt) ; (상사점전(BTDC) 72도에서 발생))에서 항상 강제 드웰 온(Dwell ON)시킨다.
한편, 드웰 각(Dwell Angle) 계산시점이 "상사점전(BTDC) 252도" -> "상사점전(BTDC) 72도"로 전환되는 경우 절환시 드웰 온(Dwell ON)의 중복적용 방지를 위해 강제 드웰 온(Dwell ON)후 점화 온(Ignition ON)이전에는 드웰 온(Dwell ON)적용을 하지 않는다.
또한, 인터럽트(Interrupt)간섭에 의한 점화누락 방지 및 점화시기 제어를 향상시킬 수 있으며, 토글(Toggle)기능(정확한 점화 온(Ignition ON)) 사용에 의한 점화제어 정도를 향상시킬 수 있다.
또한, 드웰(Dwell)/점화(Ignition) 계수구간 최대화에 의한 점화제어 정도를 향상시킬 수 있으며, 급격한 드웰(Dwell)각 변화시 점화 에너지 확보(드웰(Dwell)각 축소 방지)를 할 수 있다.
또한, 엔진 회전수의 급변에도 오차 범위를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 디엘아이(DLI ; Distributorless Ignition)시스템의 점화시기 타이밍도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어과정시 신호의 흐름을 도시한 시스템도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어과정시 점화 온(Ignition On)시점 계산을 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어과정시 드웰 온(Dwell On)시점 계산을 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 점화시기 제어상태를 도시한 타이밍도.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 차량의 엔진 점화시기 제어방법에 있어서,
    점화 온 시점을 계산하기 위한 카운터의 구동구간을 기준 설정각으로 저장하며, 상기 차량의 엔진 점화시기 구간을 기준 설정각의 크기와 비교하고, 상기 비교된 점화시기 구간과 기준 설정각의 크기에 따라 점화 온(ON) 시점 카운트 및 점화 온(ON) 시점 나머지 각을 계산하여 상기 차량의 엔진 점화각을 계산하는 단계와;
    상기 차량의 엔진 드웰시간을 계산하는 단계와;
    현 세그멘트의 미싱 투스(Missing Tooth) 포함여부를 검출하는 단계와;
    상기 차량의 엔진 회전수를 검출하는 단계와;
    상기 계산 및 검출된 데이터를 기초로 상기 차량의 엔진 점화시기 및 드웰시기를 계산하는 단계와;
    상기 계산된 엔진 점화시기 및 드웰시기를 기초로 출력신호를 생성하여 점화 구동단으로 엔진 점화에 관련된 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비교된 점화시기 구간이 기준 설정각의 크기를 초과하면 점화 온(ON) 시점 카운트 및 점화 온(ON) 시점 나머지 각은 다음과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
    점화 온(ON) 시점 카운트 = (72-점화각)/12
    점화 온(ON) 시점 나머지 각 = (72-점화각)/12의 나머지
  4. 제2항에 있어서, 상기 비교된 점화시기 구간이 기준 설정각의 크기 미만이면 점화 온(ON) 시점 카운트 및 점화 온(ON) 시점 나머지 각은 다음과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
    점화 온(ON) 시점 카운트 = (72-점화각)/12-1
    점화 온(ON) 시점 나머지 각 = (72-점화각)/12의 나머지+12
  5. 제2항에 있어서, 상기 차량의 엔진 드웰시기를 계산하는 단계는
    타이머 구동구간을 기준 설정각으로 설정하는 단계와;
    드웰 온 시점을 카운트하는 단계와;
    상기 카운트된 드웰 온(ON) 시점과 제1 설정값을 비교하는 단계와;
    상기 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값과 제1 설정값의 차이에 따라 드웰 계산점을 조절하는 단계와;
    상기 조절된 드웰 계산점에 따라 해당되는 드웰 온 시점 카운트를 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 타이머 구동구간을 기준 설정각으로 설정하는 단계는
    타이머 구동구간을 기준 설정각의 크기와 비교하는 단계와;
    상기 비교된 타이머 구동구간과 기준 설정각의 크기에 따라 드웰 온(ON) 시점 카운트 및 드웰 온(ON) 시점 나머지 각을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 비교된 타이머 구동구간이 기준 설정각의 크기를 초과하면 드웰 온(ON) 시점 카운트 및 드웰 온(ON) 시점 나머지 각은 다음과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
    드웰 온(ON) 시점 카운트 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12
    드웰 온(ON) 시점 나머지 각 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12의 나머지
  8. 제6항에 있어서, 상기 비교된 타이머 구동구간이 기준 설정각의 크기 미만이면 드웰 온(ON) 시점 카운트 및 드웰 온(ON) 시점 나머지 각은 다음과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
    드웰 온(ON) 시점 카운트 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12-1
    드웰 온(ON) 시점 나머지 각 = (252-(드웰 온(ON)시간+점화각))/12의 나머지+12
  9. 제5항에 있어서, 상기 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값이 제1 설정값을 초과하면, 드웰 계산점의 180도 후퇴를 검출하는 단계와;
    드웰 계산점이 180도 후퇴되면 강제로 드웰 온(ON)하는 단계와;
    드웰 온(ON) 시점 카운트를 제1 설정값으로 하여 드웰 계산점의 정상상태를 확인하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값이 제1 설정값 미만이면, 드웰 계산점을 180도 후퇴하는 단계와;
    드웰 온(ON) 시점 카운트값과 제2 설정값을 비교하는 단계와;
    상기 비교된 드웰 온(ON) 시점 카운트값이 제2 설정값을 초과하면 드웰 온(ON) 시점 나머지각을 구하고, 드웰 온(ON) 시점 카운트를 제2 설정값으로 하여 드웰 계산점의 정상상태를 확인하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 점화시기 제어방법.
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