KR100599271B1 - 차량의 시동시 토오크 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 시동시 토오크 제어에서 고속 아이들(Fast Idle) 구간의 진입 이전까지 미리 규정된(Conventional) 방식으로 아이들 공기량을 조정할 수 있도록 함에 의해, 시동시 토오크 제어에 의한 RPM 언더슈트를 방지하기 위한 차량의 시동시 토오크 제어 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명은 차량의 시동이 이루어지면, 엔진의 조건에 근거한 시동 공기량을 연산하는 단계와, 상기 연산된 시동공기량에 해당되도록 스로틀 밸브의 개도량을 조정하고 엔진의 시동을 수행하는 단계, 상기 엔진이 고속 아이들(Fast Idle) 구간으로 진입하기 이전이면, 토오크 공기량을 금지하고 아이들 공기량을 미리 규정된 공기량으로 조정하도록 하는 단계 및, 상기 엔진이 고속 아이들 구간으로 진입하면, 규정 아이들 공기량을 필터링하여 아이들 공기량을 토오크 제어에 의한 공기량으로 조정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 시동시 토오크 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING TORQUE IN START OF VEHICLE}

도 1은 종래의 차량 시동시 토오크 제어상태를 나타낸 그래프 도면,

도 2는 본 발명의 방법이 적용되는 토오크 제어 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 차량의 시동시 토오크 제어 방법에 대한 동작을 설명하는 플로우차트,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 차량의 시동시에 규정 아이들 공기량과 토오크 공기량과의 관게를 나타낸 그래프 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:시동감지 스위치, 12:엔진회전수 감지센서,

14:냉각수온 감지센서, 16:흡기온도 감지센서,

18:대기압 감지센서, 20:액셀 감지부,

22:배터리전압 감지부, 24:엔진제어 유니트(ECU),

26:밸브 구동부, 28:스로틀 밸브.

본 발명은 차량의 시동시 토오크 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 시동시에 토오크(Torque) 제어에 의한 RPM 언더슈트(Undershoot)를 방지하여 차량의 안정적인 시동이 이루어질 수 있도록 하는 차량의 시동시 토오크 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진 제어에 엔진제어 유니트(Engine Control Unit; ECU)가 도입되면서 배기가스의 저감 및 운전성의 향상이 혁명적으로 개선되어 오고 있는 바, 이중에 대표적으로 차량의 시동시에 엔진의 아이들(Idle) 회전 제어가 진행된다.

이러한 차량의 시동시 아이들 회전 제어는 엔진의 시동시에 회전에 필요한 토오크를 계산하고, 그에 해당하는 스로틀 밸브의 개도량을 산출함으로써 시동에 필요한 공기량을 제어할 수 있도록 되어 있고, 이러한 제어를 위해서는 엔진의 회전수와 냉각수온, 흡기 매니폴드의 온도 등과 같은 주변 요소들을 감안하여 결정할 수 있도록 되어 있다.

즉, 종래의 엔진 시동시에는 시동이 이루어진 이후에 토오크 에러(Torque Error)(목표 토오크 대비 실제 토오크의 차이)를 계산하고, 이에 해당되는 공기량을 피드백함에 의해 스로틀 밸브의 개도량을 제어할 수 있도록 함에 의해, 시동시부터 토오크 제어에 의해 공기량이 조정될 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 차량에서의 시동시 아이들 회전 제어방식은 차량의 시동시에 토오크 제어를 사용하면, 도 1에 도시된 바와 같이 스로틀 밸브의 개도량이 변화되는 시점으로부터 엔진 회전수 즉, RPM에 언더슈트가 자주 발생하게 되고, 이를 개선하기 위한 보정방식이 적용되더라도 계산이 어렵게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 차량의 시동시 토오크 제어에서 고속 아이들(Fast Idle) 구간의 진입 이전까지 미리 규정된(Conventional) 방식으로 아이들 공기량을 조정할 수 있도록 함에 의해, 시동시 토오크 제어에 의한 RPM 언더슈트를 방지하기 위한 차량의 시동시 토오크 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 차량의 시동이 이루어지면, 엔진의 조건에 근거한 시동 공기량을 연산하는 단계와, 상기 연산된 시동공기량에 해당되도록 스로틀 밸브의 개도량을 조정하고 엔진의 시동을 수행하는 단계, 상기 엔진이 고속 아이들(Fast Idle) 구간으로 진입하기 이전이면, 토오크 공기량을 금지하고 아이들 공기량을 미리 규정된 공기량으로 조정하도록 하는 단계 및, 상기 엔진이 고속 아이들 구간으로 진입하면, 규정 아이들 공기량을 필터링하여 아이들 공기량을 토오크 제어에 의한 공기량으로 조정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 시동시 토오크 제어 방법을 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명의 방법이 적용되는 토오크 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법이 적용되는 토오크 제어 장치는 시동감지 스위치(10)와, 엔진회전수 감지센서(12), 냉각수온 감지센서(14), 흡기온도 감지센서(16), 대기압 감지센서(18), 액셀 감지부(20), 배터리전압 감지부(22), 엔진제어 유니트(24), 밸브 구동부(26), 스로틀 밸브(28)로 구성된다.

상기 시동감지 스위치(10)는 차량의 시동키 조작에 의한 엔진 시동상태를 감지하여 스위칭되고, 상기 엔진 회전수 감지센서(12)는 차량의 시동에 따라 엔진 크랭크 축의 회전수를 감지하게 된다.

상기 냉각수온 감지센서(14)는 엔진의 냉각을 위한 냉각수의 수온을 감지하게 되고, 흡기온도 감지센서(16)는 엔진의 흡기 매니폴드에 대한 온도를 감지하여 온도 감지신호를 발생한다.

상기 대기압 감지센서(18)는 대기중의 기압을 감지할 수 있도록 하고, 액셀 감지부(20)는 운전자의 조작에 의한 액셀페달의 조작상태를 감지하게 되며, 상기 배터리전압 감지부(22)는 차량 배터리가 정상적인 전압으로 충전되어 있는지를 감지할 수 있게 된다.

상기 엔진제어 유니트(24)는 상기 시동감지 스위치(10)로부터의 시동감지 상태와, 엔진회전수 감지센서(12)로부터의 엔진 회전수 즉, RPM 감지상태, 냉각수온 감지센서(14)로부터의 냉각수온 감지상태, 흡기온도 감지센서(16)로부터의 흡기매니폴드에 대한 온도상태, 대기압 감지센서(18)로부터의 대기압 상태, 액셀 감지부(20)로부터의 액셀조작 감지상태, 배터리전압 감지부(22)로부터의 배터리 전압 감지상태를 근거로 고속 아이들 구간을 판정하여 토오크 제어에 의한 공기량값을 계산함에 의해, 스로틀 밸브(28)의 개도량을 조정하게 된다.

즉, 상기 엔진제어 유니트(24)에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 시동 이후에 고속 아이들 진입 이전까지 토오크 제어가 금지되도록 하여 시동 공기량이 규정(Conventional) 아이들 공기량이 되도록 제어하고, 고속 아이들이 진입하게 되면 토오크 제어에 의한 공기량으로 천이시키는 제어를 진행하게 된다.

여기서, 상기 규정 아이들 공기량은 목표 아이들 RPM과 냉각수온에 의해 계산되는 공기량으로서, 예컨대 목표 아이들 RPM이 100RPM이고, 냉각수온이 20℃이면, 냉각수온이 90℃ 이상이 되는 핫(Hot) 조건에서 1000RPM을 유지하는 아이들 공기량과 냉각수온의 차이를 보상해주는 공기량의 합에 해당된다.

상기 밸브 구동부(26)는 상기 엔진제어 유니트(24)의 제어에 의해 구동되어 상기 스로틀 밸브(28)를 개도량이 조정된 상태로 개폐시키게 된다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 3의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 엔진제어 유니트(24)에서는 시동감지 스위치(10)에 의해 시동키 조작에 의한 차량 엔진의 시동이 개시되면, 엔진회전수 감지센서(12)로부터의 엔진 회전수 즉, RPM 감지상태, 냉각수온 감지센서(14)로부터의 냉각수온 감지상태, 흡기 온도 감지센서(16)로부터의 흡기매니폴드에 대한 온도상태, 대기압 감지센서(18)로부터의 대기압 상태, 액셀 감지부(20)로부터의 액셀조작 감지상태, 배터리전압 감지부(22)로부터의 배터리 전압 감지상태를 근거로 하여 엔진의 조건에 따른 시동 공기량을 계산하게 된다(단계 S10).

그 상태에서, 상기 엔진제어 유니트(24)에서는 밸브 구동부(26)를 구동제어하여 스로틀 밸브(28)가 상기 계산된 시동 공기량에 해당되도록 개도량을 조정하게 된다(단계 S11).

그 다음에, 상기 엔진제어 유니트(24)에서는 차량 엔진의 시동이 이루어지도록 하게 된다(단계 S12).

한편, 상기 엔진제어 유니트(24)에서는 해당 차량의 엔진이 고속 아이들 조건(즉, 액셀 페달이 조작되지 않은 상태에서 실제 아이들 RPM과 목표 아이들 RPM과의 차(RPM 에러)가 임의 제 1상수값(C1)보다 작거나, 시동직후 경과시간이 임의 시간(t1)을 경과하지 않은 조건)인 지의 여부를 판단하게 된다(단계 S13).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(24)는 상기 엔진이 고속 아이들 구간에 해당되는 조건이 아닌 것으로 판정되면, RPM 에러(실제 아이들 RPM - 목표 아이들 RPM)가 임의 제 1상수값(C1)보다 크거나, 시동직후 경과시간이 임의 시간(t1)보다 큰지의 여부를 판단한다(단계 S14).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(24)는 상기 RPM 에러값이 임의 제 1상수값(C1) 보다 크거나, 시동직후 경과시간이 냉각수온의 함수인 일정 시간(t1) 보다 작다고 판단되면, 아이들 공기량을 RPM 에러에 따른 규정 아이들 제어에 의해 조정되도록 하고(단계 S15), 상기 단계 S14의 과정을 반복 수행하게 된다.

하지만, 상기 단계 S13의 판단 결과에 따라 상기 엔진제어 유니트(24)에서는 차량 엔진이 고속 아이들 조건이라고 판단되면, 플로우 에러(즉, 필터링된 규정 아이들 공기량과 토오크 제어에 의한 아이들 공기량의 차)가 임의 제 2상수값(C2)보다 큰지의 여부를 판단하게 된다(단계 S16).

상기 판단 결과, 상기 엔진제어 유니트(24)는 엔진의 플로우 에러값이 임의 제 2상수값(C2)보다 크다고 판단되면, 상기 규정 아이들 공기량을 필터링하게 되고(단계 S17), 상기 단계 S16의 과정을 반복적으로 수행하게 된다.

하지만, 상기 단계 S16의 판단 결과에 따라 상기 엔진제어 유니트(24)에서는 플로우 에러값이 임의 제 2상수값(C2)보다 크지 않다고 판단되면, 아이들 공기량을 토오크 제어에 의한 공기량으로 천이시키게 된다(단계 S18).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량의 시동시에 고속 아이들이 진입하기 이전까지 토오크 제어를 금지시켜서 시동 공기량이 규정 아이들 공기량으로 유지되도 록 하고, 고속 아이들 구간으로 진입하게 되면 토오크 제어에 의한 공기량으로 천이될 수 있도록 함에 따라, 차량 시동시에 RPM 언더슈트 또는 RPM 드롭(Drop)에 의한 시동꺼짐 현상이 방지됨과 더불어, 시동 데이터의 설정에 소요되는 작업인력 및 작업시간의 불필요한 소모를 방지할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

Claims (4)

1. 차량의 시동이 이루어지면, 엔진의 조건에 근거한 시동 공기량을 연산하는 제 1단계,

   연산된 시동공기량에 해당되도록 스로틀 밸브의 개도량을 조정하고 엔진의 시동을 수행하는 제 2단계,

   엔진 시동 후 엔진의 동작상태가 액셀페달이 조작되지 않은 상태에서 실제 아이들 RPM과 목표 아이들 RPM과의 차가 임의 상수값보다 작거나, 시동직후 경과시간이 냉각수온의 함수인 일정 시간(t1)을 경과하지 않은 조건 중에서 적어도 어느 하나의 조건에 해당되는 구간인 고속 아이들(Fast Idle) 구간으로 진입하기 이전이면, 토오크 공기량을 금지하고 아이들 공기량을 미리 규정된 공기량으로 조정하도록 하는 제 3단계 및,

   상기 엔진이 고속 아이들 구간으로 진입하면, 규정 아이들 공기량을 필터링하여 아이들 공기량을 토오크 제어에 의한 공기량으로 조정하되, 상기 필터링된 규정 아이들 공기량과 토오크 제어에 의한 아이들 공기량의 차가 임의 상수값보다 크면 규정 아이들 공기량을 필터링하고, 크지 않으면 아이들 공기량을 토오크 제어에 의한 공기량으로 조정하도록 하는 제 4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 시동시 토오크 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1단계에서, 시동에 따른 엔진의 조건은 엔진 회전수와, 냉각수온, 흡기매니폴드에 대한 온도상태, 대기압 상태, 액셀조작 상태, 배터리 전압 상태를 근거로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 시동시 토오크 제어 방법.
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