KR100579917B1 - 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법을 개시한다. 설정된 기본 공연비를 기준으로 하여 공연비를 변화시키면서 배기 가스의 온도 변화를 계속하여 측정하고, 공연비 변화와 배기 가스의 온도 변화 관계에 따라 다수의 제1 보정값을 산출한다. 그리고, 설정된 기본 점화 시기를 기준으로 하여 점화 시기를 변화시켜가면서 배기 가스의 온도 변화를 측정하고, 점화 시기 변화와 배기 가스의 온도 변화 관계에 따라 다수의 제2 보정값을 산출한다. 다음에, 현재 차량 주행 상태에 따른 공기량을 측정하여 공연비를 산출하고, 측정되는 배기 가스의 온도에 따라 상기 제1 보정값 중 하나를 설정하고, 상기 산출된 공연비가 기본 공연비보다 작은 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 연료량을 감소시킨다. 그러나, 상기 산출된 공연비가 기본 공연비 이상인 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 연료량을 증가시킨다. 이와 같이 배기 가스의 온도에 따라 연료량을 보정함에 따라, 엔진 내부의 온도 상승에 의한 엔진 구성 요소들의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

연료량 제어, 배기가스, 점화 시기 제어, 공연비

Description

배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING THE AMOUNT OF FUEL ACCORDING TO A TEMPERATURE OF EXHAUST GAS}

도 1은 이 발명의 실시예에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법을 구현하기 위한 장치의 블록도이다.

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법의 동작 순서도이다.

이 발명은 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에서 배기 가스의 온도에 따라 연료량을 보정하여 연비 성능을 향상시키기 위한 연료량 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 동작은 자동차의 주행 상태에 따라 크게 변화한다. 그러므로 엔진으로 분사되는 연료량이나 점화 장치의 동작 시기 등이 각 자동차의 주행 상태에 따라 각각 변화하여, 엔진의 출력 동력을 변화시키므로 안정적이고 효율적인 엔진의 운전 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

따라서 엔진 제어 장치는 가속 페달의 동작 상태가 따라 개도 정도가 변화하 는 스로틀 밸브를 통해 흡입되는 공기량에 따라 기본적인 연료의 분사량을 설정한다.

그러나 배기 가스의 온도가 상승되는 경우에는 엔진 구동에 소요되는 연료량이 증가하게 되어 연비 성능이 저하되는 경우가 발생한다.

또한, 배기 가스의 온도가 저하되는 경우에는 연소실내의 온도가 증가하게 되어 고열로 인한 엔진 구성 요소의 내구성 저하가 발생된다.

그러므로 이 발명의 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량에서 배기 가스의 온도에 따라 엔진 내부의 온도를 예측하여 그에 따라 연료량을 제어하여 연비 성능을 향상시키기 위한 것이다.

또한, 이 발명의 다른 기술적 과제는 고열로 인한 엔진 구성 요소의 내구성 저하를 방지하고자 하는데 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 특징에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법은, 설정된 기본 공연비를 기준으로 하여 공연비를 변화시키면서 배기 가스의 온도 변화를 계속하여 측정하고, 공연비 변화와 배기 가스의 온도 변화 관계에 따라 다수의 제1 보정값을 산출하는 단계; 설정된 기본 점화 시기를 기준으로 하여 점화 시기를 변화시켜가면서 배기 가스의 온도 변화를 측정하고, 점화 시기 변화와 배기 가스의 온도 변화 관계에 따라 다수의 제2 보정값을 산출하는 단계; 현재 차량 주행 상태에 따른 공기량을 측정하여 공연비를 산출하고, 배기계에서 검출되는 산소량에 따라 배기 가스의 온도를 측정하는 단계; 상기 산출된 배기 가스의 온도에 따라 상기 제1 보정값 중 하나를 설정하고, 상기 산출된 공연비가 기본 공연비보다 작은 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 연료량을 감소시키는 단계; 및 상기 산출된 공연비가 기본 공연비 이상인 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 연료량을 증가시키는 단계를 포함한다.

현재 차량 주행 상태에 따른 엔진 회전수를 측정하여 점화 시기를 산출하고, 산출된 배기 가스의 온도에 따라 상기 제2 보정값 중 하나를 설정하고, 상기 산출된 점화 시기가 기본 점화 시기보다 작은 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 보정된 연료량을 제2 보정값에 따라 증가시키는 단계; 및 상기 산출된 점화 시기가 기본 점화 시기 이상인 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 보정된 연료량에 따라 엔진으로 연료를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1에 이 발명의 실시예에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법을 구현하기 위한 장치의 블록도가 도시되어 있고, 도 2에 이 발명의 실시예에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법의 동작 순서도가 도시되어 있다.

첨부한 도 1에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법을 구현하기 위한 장치는, 엔진 구동에 따른 엔진 회전수를 감지하는 엔진 회전수 감지부(10)와, 흡기 매니폴드내에 설치되어 흡입되는 공기량 을 감지하는 공기량 감지부(20)와, 배기 매니폴드내에 설치되어 산소량을 감지하는 산소량 감지부(30)와, 감지부(10∼30)의 출력단에 연결되어 엔진으로 공급되는 연료량 및 점화 시기를 제어하는 엔진 제어부(40)와, 엔진 제어부(40)의 제어에 따라 엔진으로 연료를 분사하는 연료 분사부(50)로 이루어진다.

엔진 회전수 감지부(10)는 엔진의 출력측 크랭크축에 장착되어 있으며, 크랭크축의 회전수 즉, 엔진 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 펄스 신호를 출력하는 크랭크 포지션 센서로 이루어지며, 공기량 감지부(20)로는 MAP 센서가 사용되며, 산소량 감지부(30)로는 O₂ 센서가 사용되며, 특히 와이드 레인지(wide range)를 가지는 O₂ 센서가 사용된다. 이러한 감지부(10∼30)는 이미 공지된 기술임으로 상세한 설명은 생략하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 구조로 이루어진 장치를 토대로 하여 이 발명의 실시예에 따른 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법에 대하여 설명한다.

엔진 구동에 따라 자동차가 주행하기 시작하면 엔진 제어부(40)는 첨부한 도 2에 도시된 루틴에 따라 연료량 제어 동작을 수행한다.

도시하지 않은 시동 모터에 의하여 엔진이 구동되면 엔진 회전수 감지부(10)가 엔진 회전수를 감지하여 그에 해당하는 펄스 신호를 엔진 제어부(40)로 출력하며, 엔진 제어부(40)는 이 펄스 신호를 카운트하여 엔진 회전수를 측정한다. 그리고 운전자가 가속 페달을 밟는 정도에 따라 스로틀 밸브의 개도량이 가변되어 흡입 매니폴드로 흡입되는 공기량이 가변되며, 흡기 매니폴드내에 설치된 공기량 감지부(20)가 흡입되는 공기량을 감지하여 해당하는 전기적인 신호를 엔진 제어부(40)로 출력한다.

이 발명에서는 엔진이 정상적으로 동작하는 조건하에서 위에 기술된 바와 같이 엔진 회전수, 흡입 공기량을 측정하여 그에 해당하는 기본 공연비 즉, 흡입되는 공기량과 연료량과의 비율을 설정한다. 그리고 기본 공연비에 따라 엔진이 정상적으로 동작하는 조건에서의 배기 가스의 온도를 측정한다.

일반적으로 배기 가스의 온도가 높아질수록 배기 매니폴드내의 산소량이 증가되며, 배기 가스의 온도가 낮아질수록 배기 매니폴드내의 산소량이 감소된다. 이에 따라 이 발명에서는 산소량 감지부(30)에서 출력되는 신호에 따라 배기 가스의 온도를 예측한다.

다음에 기본 공연비를 기준으로 하여 공연비를 변화시키면서 배기 가스의 온도 변화를 계속하여 측정하고, 기본 공연비를 기준으로 하여 공연비 변화에 따른 배기 가스의 온도를 맵핑(mapping)하는 제1 테이블을 만들어서 엔진 제어부(40)의 내부 메모리에 저장한다.

또한, 점화 시기는 연소실내의 연소 상태에 변화를 주고 연소 상태에 따라 배기 가스의 온도가 변화됨에 따라, 이 발명에서는 점화 시기를 변화시켜가면서 배기 가스의 온도 변화를 측정한 후 테이블 맵화하여 엔진 제어부(40)의 내부 메모리에 저장한다. 점화 시기에 따라 변화되는 배기 가스의 온도가 맵핑되어 있는 테이블을 제2 테이블이라고 명명한다. 그리고 엔진이 정상적으로 구동하는 상태에서의 엔진 회전수 및 공기량을 토대로 하여 설정되는 점화 시기를 기본 점화 시기라고 명명한다.

위에 기술된 바와 같이 이 발명의 실시예에 따른 연료량 제어를 위한 다수의 제어값들을 구한 다음에, 엔진 제어부(40)는 이 제어값들을 토대로 하여 연료량 제어 동작을 수행한다.

먼저, 엔진 제어부(40)는 엔진 회전수와 차량 주행 상태에 따라 즉, 스로틀 밸브의 개도량에 따라 흡기 매니폴드로 흡입되는 공기량을 측정한 후, 측정된 공기량에 따라 공연비를 산출한다(S110∼S130).

그리고 산소량 감지부(20)로부터 배기 매니폴드내의 산소량을 측정하고, 측정된 산소량에 따라 배기 가스의 온도를 산출한다(S140∼S150).

다음에, 산출된 공연비와 기본 공연비를 비교한다. 측정된 공기량에 따른 공연비가 기본 공연비보다 작은 경우에는 제1 테이블을 토대로 하여 측정된 배기 가스 온도에 따른 제1 보정값을 산출한 후, 산출된 제1 보정값을 토대로 하여 연료량을 감소시킨다(S170∼S180).

그러나, 측정된 공기량에 따른 공연비가 기본 공연비 이상인 경우에는 제1 테이블을 토대로 하여 배기 가스 온도에 따른 제1 보정값을 산출한 후, 산출된 제1 보정값을 토대로 하여 연료량을 증가시킨다(S190).

다음에 엔진 제어부(40)는 측정되는 엔진 회전수와 공기량에 따른 점화 시기를 산출하고, 산출된 점화 시기와 기본 점화 시기를 비교한다(S200∼S210). 측정되는 엔진 회전수와 공기량에 따른 점화 시기가 기본 점화 시기보다 작은 경우에는 제2 테이블을 토대로 하여 점화 시기와 연관된 배기 가스의 온도에 따른 제2 보정 값을 산출하고, 산출된 제2 보정값에 따라 연료량을 증가시킨다(S220).

그리고, 제2 보정값에 따라 보정된 연료량에 따라 연료 분사부(50)를 구동시켜 엔진으로 연료를 공급한다(S230).

그러나, 측정되는 엔진 회전수와 공기량에 따른 점화 시기가 기본 점화 시기 이상인 경우에는 위의 연료량 설정 단계(S180 또는 S190)에서 설정된 연료량에 따라 연료량 분사 동작을 수행한다(S240).

이와 같이 공연비와 점화 시기에 따라 설정되는 이 발명의 실시예에 연료량은 다음과 같이 산출된다.

연료량 = 기본 연료량 ×최종 보정값 ×설정값

기본 연료량은 기본 공연비를 토대로 하여 산출되는 연료량이며, 최종 보정값은 다음과 같이 산출된다.

최종 보정값 = (0.5+(제1 보정값/256)) ×(0.5+ (제2 보정값 /256))

256은 이 발명의 실시예에 따른 차량 조건에 따라 설정된 것이며 가변될 수 있다.

따라서, 측정된 공기량에 따른 공연비가 기본 공연비보다 작은 경우에는 배기 가스 온도에 따른 제1 보정값이 증가되는 +값을 가지게 됨에 따라 연료량이 증가되고, 측정된 공기량에 따른 공연비가 기본 공연비 이상인 경우에는 배기 가스 온도에 따른 제1 보정값이 증가되는 -값을 가지게 됨에 따라 연료량이 감소된다.

그리고, 측정되는 엔진 회전수와 공기량에 따른 점화 시기가 기본 점화 시기보다 작은 경우에는 제2 보정값이 +값을 가지게 됨에 따라 연료량이 증가된다.

이와 같이 설정된 연료량에 따라 엔진 제어부(40)는 연료 분사부(50)를 구동시켜 엔진으로 연료를 공급한다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 배기 가스의 온도에 따라 연료량을 보정함에 따라, 엔진 내부의 온도 상승에 의한 엔진 구성 요소들의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 배기 가스 온도 변화에 의한 연비 성능 저하를 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 설정된 기본 공연비를 기준으로 하여 공연비를 변화시키면서 배기 가스의 온도 변화를 계속하여 측정하고, 공연비 변화와 배기 가스의 온도 변화 관계에 따라 다수의 제1 보정값을 산출하는 단계;

   설정된 기본 점화 시기를 기준으로 하여 점화 시기를 변화시켜가면서 배기 가스의 온도 변화를 측정하고, 점화 시기 변화와 배기 가스의 온도 변화 관계에 따라 다수의 제2 보정값을 산출하는 단계;

   현재 차량 주행 상태에 따른 공기량을 측정하여 공연비를 산출하고, 배기계에서 검출되는 산소량에 따라 배기 가스의 온도를 측정하는 단계;

   상기 산출된 배기 가스의 온도에 따라 상기 제1 보정값 중 하나를 설정하고, 상기 산출된 공연비가 기본 공연비보다 작은 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 연료량을 감소시키는 단계; 및

   상기 산출된 공연비가 기본 공연비 이상인 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 연료량을 증가시키는 단계

   를 포함하는 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   현재 차량 주행 상태에 따른 엔진 회전수를 측정하여 점화 시기를 산출하고, 산출된 배기 가스의 온도에 따라 상기 제2 보정값 중 하나를 설정하고, 상기 산출 된 점화 시기가 기본 점화 시기보다 작은 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 보정된 연료량을 제2 보정값에 따라 증가시키는 단계; 및

   상기 산출된 점화 시기가 기본 점화 시기 이상인 경우에는 상기 제1 보정값에 따라 보정된 연료량에 따라 엔진으로 연료를 공급하는 단계

   를 더 포함하는 배기 가스 온도에 따른 연료량 제어 방법.

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