KR100559426B1 - 엔진 제어에서 노크 신호 검출방법 - Google Patents

Abstract

엔진 제어에서 노크 신호의 보정을 위한 적분기의 리셋 신호 측정에 정확성을 제공하는 것으로,

엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 노크 신호 보정 조건을 만족하는지 판단하는 과정과, 노크 신호 보정 조건을 만족하면 리셋 신호 검출 플래그를 설정한 다음 설정된 일정시간 동안 현재의 엔진 회전 속도를 검출하는 과정과, 현재의 엔진 회전 속도에 따라 리셋 신호의 판독시점을 결정하는 과정과, 상기 결정된 판독시점에서 노크 신호에 대한 적분기의 리셋 신호를 검출하여 정상적인 검출인지를 판단하는 과정과, 상기에서 정상적인 검출로 판단되면 현재의 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 적용하고, 비정상적인 검출이면 직전의 정상 판독에서 적용한 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 적용하는 과정을 포함한다.

노크, 리셋 신호, 적분기, 엔진 제어

Description

엔진 제어에서 노크 신호 검출방법{KNOCK SIGNAL DETECTION METHOD FOR ENGINE CONTROLLING OF VEHICLE}

도 1은 종래의 엔진에서 노크 신호 검출에 대한 시스템의 구성도.

도 2는 종래의 엔진에서 노크 신호 검출에서 노이즈 성분을 고려하지 않은 상태에서의 적분기 값에 대한 도해.

도 3은 종래의 엔진에서 노크 신호 검출에서 노이즈 성분을 고려한 적분기 값에 대한 도해.

도 4는 본 발명에 따른 엔진 제어에서 노크 신호 검출을 실행하는 일 실시예의 흐름도.

본 발명은 엔진 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 검출되는 노크 신호의 보정을 위한 적분기의 리셋 신호 측정에 정확성을 제공하도록 하는 엔진 제어에서 노크 신호 검출방법에 관한 것이다.

가솔인 엔진은 점화 플러그로부터 발생되는 화염이 연소실내의 혼합기로 전파됨에 따라 연소가 이루어진다.

그런데 화염이 전파되는 도중에 연소실의 압력이 비정상적으로 높아지는 경우 화염 전파를 기다리기 전에 자기 착화가 일어나 일순간에 연소가 이루어지는 녹킹(Knocking)이 발생하며, 이때 압력파가 연소실을 진동시켜 이상음을 발생시킨다.

또한, 녹킹이 발생하면 연소가스의 진동에 의해 연소실 벽면을 둘러싸고 있는 침탄방지영역(Quenching Area)이 파손되어 열전달이 활발해지기 때문에, 이러한 상태가 지속되면 점화 플러그 전극, 피스톤 상면 등이 과열에 의해 용손되어 엔진이 파손되는 문제점이 발생한다.

따라서, 차량에는 상기한 문제점이 발생되지 않도록 하기 위하여 노크 센서를 적용하여 점화시기를 제어하고 있다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 노크 센서(10)에서 출력되는 신호는 제어소자(20)내의 증폭기(21)에 설정되는 이득(K)으로 신호의 크기가 증폭되고, 이 증폭 이득이 조정된 신호는 대역 필터(22)에 의해 특정 주파수 성분만이 걸러진 뒤 적분기(23)에 의해 일정시간 동안(측정창 지속시간) 적분되어 A/D변환기(30)에 의해 디지털 신호로 변환되어 ECU(40)로 전송된다.

따라서, ECU(40)는 검출되는 노킹 발생에 따라 점화시기를 진각 혹은 지각 조정하여 노킹이 발생되지 않도록 제어하여 준다.

이때, 제어소자(20)내의 적분기(23)에서 적분된 노크 신호의 전압값을 "적분기값"이라 하는데, 적분기(23)는 동작이 시작되면서 전압은 일정 전압, 대략 0.17V로 리셋 된다.

따라서, ECU(40)에서 노크 제어에 실질적으로 사용되는 적분기값은 적분기 (23)의 리셋 전압이 된다.

그러나, 적분기(23)가 동작하는 시간에 해당하는 측정창 지속시간은 엔진 회전 속도(RPM)에 따라 다르게 설정된다.

즉, 엔진 회전 속도에 따라 노크가 빈번히 발생하는 구간을 측정창 지속시간으로 설정하고 있다.

그러므로, 엔진 회전 속도의 변화에 따라 측정창 지속시간이 다르게 설정되어 적분기값 역시 변하게 된다.

따라서, 적분기(23)가 동작하는 동안 노크 신호뿐만 아니라, 적분기(23) 자체의 특성에 의한 노이즈 성분도 함께 적분되므로 적분기값 산출시 엔진 회전 속도의 변화에 따른 노이즈 성분의 변화도 함께 고려된다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 적분기(23) 자체의 특성에 의한 노이즈 성분이 고려되지 않는 경우에 있어서 실선으로 표기된 실제 적분값에 대한 기울기는 하기의 수학식 1과 같이 추출된다.

실제 적분기값의 기울기 = (적분기값 - 리셋 전압) ÷ 노이즈 측정창 지속시간

또한, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 적분기(23) 자체의 특성에 의한 노이즈 성분이 고려되는 경우에 있어서의 실제 적분값에 대한 기울기는 하기의 수학식 2와 같이 추출된다.

실제 적분기값 = 적분기값 - 노이즈 성분

상기의 수학식 1 및 수학식 2에서 노이즈 성분은 하기의 수학식 3과 같이 추출된다.

노이즈 성분 = 리셋 전압 + (노이즈 성분의 기울기 × 측정창 지속시간)
전술한 바와 같이 노크 제어를 위한 노크 신호 전압을 검출함에 있어 적분기의 특성에 의한 노이즈 성분을 고려하여 노크 신호를 보정하기 위해선 적분기의 리셋 전압이 정확히 측정되어야 하나, 현재 사용되는 노크 신호 제어 소자에서는 적분 구간동안 위신호(Aliasing ;僞信號)가 발생하여 리셋 전압을 정확히 측정하기가 곤란하여 노크 제어에 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생한다.

삭제

상기 위신호의 영향을 줄이기 위해 제어소자의 출력단에 RC필터를 삽입하여 사용하는 방법이 제시되고 있으나, 이의 경우 위신호의 영향을 완전히 없애기 힘들고, 실제 적분기의 특성에 의한 리셋 전압과 차이가 발생되어 안정적인 노크 제어가 실행되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 노킹 신호를 검출하는 과정에서 적분기의 특성이 포함되는 리셋 신호의 측정에 정확성을 제공하며, 리셋 신호가 적용되는 보정된 노크 신호에 의해 안정된 노킹 제어가 수행되도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 노크 신호 보정 조건을 만족하는지 판단하는 과정과; 노크 신호 보정 조건을 만족하면 리셋 신호 검출 플래그를 설정한 다음 설정된 일정시간 동안 현재의 엔진 회전 속도를 검출하는 과정과; 현재의 엔진 회전 속도에 따라 리셋 신호의 판독시점을 결정하는 과정과; 상기 결정된 판독시점에서 노크 신호에 대한 적분기의 리셋 신호를 검출하여 정상적인 검출인지를 판단하는 과정과; 상기에서 정상적인 검출로 판단되면 현재의 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 적용하고, 비정상적인 검출이면 직전의 정상 판독에서 적용한 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 적용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어에서 노크 신호 검출방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 엔진 제어에서 노크 신호 검출을 실행하는 일 실시예의 흐름도이다.

본 발명은 하드웨어의 구성은 종래의 기술이 그대로 적용되는 노크 신호의 검출에 대한 알고리즘이므로, 하드웨어의 구성에 대한 설명은 전술한 종래의 기술로 대치한다.

따라서, 본 발명에 따른 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

엔진의 시동이 온을 유지하고 있는 상태에서(S101) 엔진 제어수단은 엔진 시동후 설정된 일정시간이 경과하였고, 냉각수온이 설정된 일정 온도 이상을 유지하는 노크 신호의 보정 조건을 만족하는지를 판단한다(S102).

상기에서 노크 신호의 보정 조건이 만족하면 엔진 제어수단은 노크 신호 검 출을 위한 입력 명령 플래그를 설정한다(S103).

이후, 엔진 회전 속도에 따라 입력 신호의 특성이 변화하므로, 판독하는 시점을 결정하기 위하여 설정된 일정시간 동안 엔진의 회전 속도를 검출하여(S104) 엔진 속도에 따라 적분기에서 출력되는 리셋 신호의 판독시점을 결정한다(S105).

이때, 리셋 신호의 판독시점은 엔진의 회전 속도에 따라 다르게 설정한다.

상기와 같이 리셋 신호의 판독시점이 결정되면, 해당 시점에서 노크 신호에 대한 리셋 신호를 검출하여(S106) 정상적으로 판독되었는지를 판단한다(S107).

상기에서 판독되는 리셋 신호의 정상적인 판독의 분석은 리셋 신호의 전압은 대략적으로 170mV 정도를 유지하므로, 위신호((Aliasing ;僞信號)의 전압은 상대적으로 리셋 신호의 전압보다 크므로, 이를 통해 입력되는 리셋 신호를 정확하게 판독하였는지를 판단할 수 있다.

즉, 위신호의 전압과 리셋 신호의 전압을 비교하여 위신호의 전압이 크게 검출되는 경우 리셋 신호의 정상적 검출로 판단한다.
상기 S107의 판단에서 판독되는 리셋 신호가 비정상적인 것으로 판단되면 엔진 제어수단은 직전의 정상 판독에서 적용한 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 사용하여 엔진 제어에 적용한다(S108).

이후, 에러 발생 카운터를 증가시킨 다음(S109) 에러 카운터의 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과하였는지를 판단한다(S110).

상기에서 에러 카운터 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과한 것으로 판단되면, 현재의 모드에 대한 리셋 신호의 검출 동작을 종료한다.

그러나, 상기 S107에서 판독되는 리셋값이 정상적으로 판독되면 측정되는 현재의 값을 적분기의 특성에 의한 노이즈 신호에 대하여 노크 신호를 보상하기 위한 신호로 적용하여 이를 통한 노크 신호의 보정과 안정된 노크 신호에 따른 엔진 제어로 엔진의 점화시기 제어에 안정성 및 신뢰성을 제공한다(S111).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 노크 신호를 검출함에 있어 엔진의 회전 속도에 따라 결정되는 시점에서 적분기에서 출력되는 리셋 전압을 직접 판독하여 보정값으로 적용함으로써, 노크 신호의 검출을 통해 엔진 제어에 안정성 및 신뢰성과 출력 향상을 제공한다.

또한, 이에 따른 안정적은 노크 제어로 엔진의 내구성이 증대된다.

Claims (2)

1. 엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 노크 신호 보정 조건을 만족하는지 판단하는 과정과;

   노크 신호 보정 조건을 만족하면 리셋 신호 검출 플래그를 설정한 다음 설정된 일정시간 동안 현재의 엔진 회전 속도를 검출하는 과정과;

   현재의 엔진 회전 속도에 따라 리셋 신호의 판독시점을 결정하는 과정과;

   상기 결정된 판독시점에서 노크 신호에 대한 적분기의 리셋 신호를 검출하여 정상적인 검출인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 정상적인 검출로 판단되면 현재의 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 적용하고, 비정상적인 검출이면 직전의 정상 판독에서 적용한 리셋 신호를 노크 신호의 보정값으로 적용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어에서 노크 신호 검출방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 적분기의 리셋 신호에 대한 정상적 검출의 판단은, 위신호((Aliasing ;僞信號)의 전압이 리셋 신호의 전압보다 상대적으로 큰 값을 갖으므로, 위신호의 전압과 리셋 신호의 전압을 비교하여 위신호의 전압이 크게 검출되는 경우 리셋 신호의 정상적 검출로 판단하는 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어에서 노크 신호 검출방법.

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