KR100610851B1 - 차량의 엔진 제어장치 및 방법 - Google Patents

차량의 엔진 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

수동변속기가 적용되는 차량에서 엔진의 부하 상태 및 클러치의 결합여부를 고려하여 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어함으로써 엔진의 과회전이 방지되도록 하는 것으로,
임의의 변속단으로 주행하는 상태에서 검출되는 운전정보가 설정된 제1제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 제1제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제1플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정; 상기 운전정보가 제1제어조건을 만족하지 않으면 제2제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 제2제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제2플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정; 상기 운전정보가 제2제어조건을 만족하지 않으면 제3제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 제3제어조건을 만족하지 않으면 현재의 엔진 제어를 유지하고 제3제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제3플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정을 포함한다.
연료 차단, 클러치 정보, 수동변속기

Description

차량의 엔진 제어장치 및 방법{AN ENGINE CONTROLLING DEVICE OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어가 적용되는 제어장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 차량에서 엔진 제어를 실행의 실시예의 흐름도.
본 발명은 차량의 엔진 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 수동변속기가 적용되는 차량에서 엔진의 부하 상태 및 클러치의 결합여부를 고려하여 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어함으로써 엔진의 과회전이 방지되도록 하는 차량의 엔진 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 공해문제, 연료비 등에 의한 차량 유지비 문제 기타 이유로 인하여 연비는 차량의 성능을 가름하는 중요한 잣대가 되고 있다.
이에 따라 자동차 제조 및 개발회사에서는 차량의 연비를 높이기 위해 많은 노력을 하고 있으며, 연료 절약 및 안전 운행의 일환으로 가속 페달을 오프 시키거나 무부하의 조건에서 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수, 즉 연료 차단 회전수 이상으로 되는 경우 연료 분사를 중지하는 연료 차단 제어를 수행하여 엔진 회전수가 커지는 과회전 방지 제어를 적용하고 있다.
이와 같은 과회전 방지 제어가 적용되고 있는 종래의 수동 변속기 장착 차량에서는 연료 차단 제어가 엔진의 부하 상태를 고려하지 않고 단순히 엔진 회전수만을 고려하고 있다.
따라서, 급가속시 가속페달을 오프하지 않은 상태(계속하여 밟고 있는 상태)에서 클러치 페달을 온시켜 엔진과 변속기간의 동력 연결을 차단하는 경우, 즉 고부하의 상태로 운전하는 중에 무부하 조건이 적용되는 경우 연료 차단 제어가 실행되어지나 고부하 조건의 관성에 의해 엔진의 회전수가 제한치인 최대 RPM을 초과하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 수동변속기가 적용되는 차량에서 엔진의 부하 상태 및 클러치의 결합여부를 고려하여 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어함으로써 엔진의 과회전이 방지되도록 한 것이다.
즉, 고부하의 운전 조건에서 무부하의 운전 조건으로 갑작스럽게 진입하는 경우 연료 차단 제어를 실행함과 동시에 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진 회전수가 설정된 한계 회전수 이상를 초과하지 않도록 하여 운행에 안정성을 제공하도록 한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진에 유입되는 공기량을 검출하는 공기량 검출부; 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 스로틀 개도 검출부; 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부; 엔진과 변속기간의 동력 연결 혹은 차단 여부의 검출하는 클러치 검출부; 각 연소실에 산출된 연료량을 분사하는 인젝터를 포함하며,
주행 중에 검출되는 운전 정보를 분석하여 연료 차단 제어 조건을 만족하는 경우 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진이 설정된 특정 회전수 이상으로 상승되지 않도록 제어하는 제어부 및; 상기 제어부가 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하기 위한 운전 정보에 대한 기준값이 설정되는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 임의의 변속단으로 주행하는 상태에서 검출되는 운전정보가 설정된 제1제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 제1제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제1플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정; 상기 운전정보가 제1제어조건을 만족하지 않으면 제2제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 제2제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제2플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정; 상기 운전정보가 제2제어조건을 만족하지 않으면 제3제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 제3제어조건을 만족하지 않으면 현재의 엔진 제어를 유지하고 제3제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제3플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음 과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 제어가 적용되는 제어장치는 공기량 검출부(10), 스로틀 개도 검출부(20), 엔진 회전수 검출부(30), 클러치 검출부(40), 제어부(50), 메모리부(60), 인젝터(70) 및 스로틀 밸브(80)를 포함하여 구성된다.
상기 공기량 검출부(10)는 통상의 AFS(Air Flow Sensor)로 이루어지며, 대기로부터 연소실로 유입되는 공기량을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
스로틀 개도 검출부(20)는 통상의 TPS(Throttle Position Sensor)로 이루어지며, 가속 페달에 의해 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
엔진 회전수 검출부(30)는 통상의 TDC 센서(Top Dead Center Sensor), CAS(Crank Angle Sensor) 및 기타 엔진의 회전을 검출하는 임의의 센서로 이루어지며, 현재의 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
클러치 검출부(40)는 클러치 페달 센서로 이루어지며, 운전자에 의한 엔진과 변속기간의 동력 연결 혹은 차단 여부의 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
제어부(50)는 상기한 각 검출부를 통해 검출되는 운전 정보를 분석하여 과회전 방지 제어를 위한 연료 차단 제어의 조건을 만족하는 경우 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진이 설정된 특정 회전수 이상으로 상승 되는 것을 방지한다.
메모리부(60)는 상기 제어부(50)가 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하기 위한 운전정보에 대한 기준값이 설정된다.
인젝터(70)는 상기 제어부(50)의 제어신호에 따라 개폐 제어되어 산출된 연료량을 대응되는 연소실에 각각 분사하여 주며, 연료차단 제어의 조건이 만족되는 경우 상기 제어부(50)의 제어신호에 의해 연료 분사를 차단한다.
스로틀 밸브(80)는 과부하의 운전 조건에서 급작스런 무부하의 운전 조건에 진입함에 따라 연료 차단 제어의 조건이 만족되는 경우 제어부(50)의 제어에 의해 폐쇄 제어되어 연소실로의 공기 유입을 차단한다.
전술한 바와 같은 기능을 갖는 본 발명의 구성을 통해 엔진의 과회전 방지를 위한 엔진 제어의 동작에 대하여 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다.
수동 변속기가 장착되는 차량이 임의의 변속단을 선택하여 주행중인 상태에서(S110) 제어부(50)는 제반 운전 정보를 검출한다(S120).
상기 제반 운전 정보는 공기량 검출부(10)를 통해 검출되는 흡입 공기량에 대한 정보, 엔진 회전수 검출부(30)를 통해 검출되는 엔진 회전수 및 이로부터 산출되는 엔진 회전수의 변화율, 스로틀 개도 검출부(20)를 통해 검출되는 스로틀 밸브의 개도율에 대한 정보, 클러치 검출부(40)를 통해 검출되는 클러치 페달의 작동 온/오프에 대한 정보이다.
이때, 검출되는 운전 정보가 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하기 위한 제1제어조건을 만족하는지 판단한다(S130).
상기 제1제어조건은 엔진과 변속기간의 동력 연결을 차단하는 클러치 페달이 온으로 검출되고, 공기량이 설정된 값(Fail_Air) 이상으로 과급되는 상태이며, 엔 진 회전수가 설정된 회전수(Fail_RPM) 이상으로 검출되는 조건이다.
상기 S130에서 제1제어조건을 만족하면 연료차단 제어 제1플래그를 설정한 다음(S140) 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진 회전수가 설정된 회전수 이상으로 과회전되는 것을 방지하여 준다((S400).
상기 S130의 판단에서 운전 정보가 제1제어조건을 만족하지 않는 상태이면 제2제어조건을 만족하는지 판단한다(S210).
상기의 제2제어조건은 공기량이 설정된 값(Fail_Air) 이상으로 과급되는 상태이고, 엔진 회전수가 설정된 회전수(Fail_RPM2) 이상으로 검출되며, 엔진 회전수의 변화율이 설정된 변화율(Fail_Grad) 이상으로 검출되는 조건이다.
상기 S210의 판단에서 제2제어조건을 만족하는 것으로 판단되면 연료차단 제어 제2플래그를 설정한 다음(S220) 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진 회전수가 설정된 회전수 이상으로 과회전되는 것을 방지하여 준다(S400).
또한, 상기 S210의 판단에서 운전 정보가 제2제어조건을 만족하지 않는 상태이면 제3제어조건을 만족하는지 판단한다(S310).
상기 제3제어조건은 엔진과 변속기간의 동력 연결을 차단하는 클러치 페달이 온으로 검출되고, 엔진 회전수가 설정된 회전수(Fail_RPM) 이상으로 검출되며, 스로틀 밸브의 개도가 설정된 개도율(Fail_TPS) 이상으로 검출되는 조건이다.
상기에서 제3제어조건을 만족하지 않는 상태이면 현재의 엔진 제어조건을 유지하는 상태에서 상기 S120의 과정으로 리턴되어 연료 차단 제어 및 스로틀 개도를 폐쇄 제어하기 위한 조건이 검출되는지를 판단한다.
그러나, 제3제어조건을 만족하는 것으로 판단되면 연료차단 제어 제3플래그를 설정한 다음(S320) 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진 회전수가 설정된 회전수 이상으로 과회전되는 것을 방지하여 준다(S400).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 엔진의 부하 조건과 클러치 페달의 작동 온/오프의 조건에 따라 연료차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어함으로써, 엔진의 과회전이 방지되므로 엔진의 안정성을 향상시키고, 이에 따라 잠재적으로 내구성을 향상시킨다.

Claims (5)

  1. 엔진에 유입되는 공기량을 검출하는 공기량 검출부;
    스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 스로틀 개도 검출부;
    엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부;
    엔진과 변속기간의 동력 연결 혹은 차단 여부의 검출하는 클러치 검출부;
    각 연소실에 산출된 연료량을 분사하는 인젝터를 포함하며,
    주행 중에 검출되는 운전 정보를 분석하여 연료 차단 제어 조건을 만족하는 경우 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하여 엔진이 설정된 특정 회전수 이상으로 상승되지 않도록 제어하는 제어부 및;
    상기 제어부가 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하기 위한 운전 정보에 대한 기준값이 설정되는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
  2. 임의의 변속단으로 주행하는 상태에서 검출되는 운전정보가 설정된 제1제어조건을 만족하는지 판단하는 과정;
    제1제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제1플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정;
    상기 운전정보가 제1제어조건을 만족하지 않으면 제2제어조건을 만족하는지 판단하는 과정;
    제2제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제2플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정;
    상기 운전정보가 제2제어조건을 만족하지 않으면 제3제어조건을 만족하는지 판단하는 과정;
    제3제어조건을 만족하지 않으면 현재의 엔진 제어를 유지하고 제3제어조건을 만족하면 연료 차단 제어를 위한 제3플래그를 설정한 후 연료 차단 제어 및 스로틀 밸브를 폐쇄 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1제어조건은, 엔진과 변속기간의 동력 연결을 차단하는 클러치 페달이 온으로 검출되고, 공기량이 설정된 값(Fail_Air) 이상으로 과급되는 상태이며, 엔진 회전수가 설정된 회전수(Fail_RPM) 이상으로 검출되는 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2제어조건은, 공기량이 설정된 값(Fail_Air) 이상으로 과급되는 상태이고, 엔진 회전수가 설정된 회전수(Fail_RPM2) 이상으로 검출되며, 엔진 회전수의 변화율이 설정된 변화율(Fail_Grad) 이상으로 검출되는 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제3제어조건은, 엔진과 변속기간의 동력 연결을 차단하는 클러치 페달이 온으로 검출되고, 엔진 회전수가 설정된 회전수(Fail_RPM) 이상으로 검출되며, 스로틀 밸브의 개도가 설정된 개도율(Fail_TPS) 이상으로 검출되는 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
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