KR101080795B1 - Ｃｖｖｌ이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템 - Google Patents

Ｃｖｖｌ이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것으로 감속 제어 방법은 연료 차단 조건 확인 단계, 브레이크 페달 입력 여부 확인 단계, 및 상기 브레이크 페달 입력 여부에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 방법또는 CVVL의 밸브 리프트를 제어하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 차량을 감속시키는 단계를 포함한다.
CVVL, 밸브 리프트, 감속 제어

Description

ＣＶＶＬ이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템{CONTROL METHOD FOR DECELERATION OF VEHICLE AND THE SYSTMEM FOR THE SAME}
본 발명은 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
현재 양산되고 있는 엔진제어시스템에는 연비향상을 위해 연료분사가 불필요 한 조건에서 연료분사중지(fuel cut-off) 기능을 구현하는 로직이 존재한다. 그 조건의 판정에는 여러 상황이 고려되나 일반적으로 내리막길 주행시 가속페달에서 발을 떼면 스로틀밸브가 닫히고 연료분사가 중지된다. 이 때 스로틀밸브가 닫힘으로 인해 흔히 '엔진브레이크'로 표현되는 엔진의 펌핑손실이 발생하게 되고 결과적으로 차속이 감소하게 된다.
하지만 급격한 차속의 감소는 운전감이나 내구성에 나쁜 영향을 미치므로 이를 피하기 위해 스로틀밸브를 전폐하지는 않는다. 따라서 일정량의 공기는 지속적으로 실린더 내로 유입된다. 연료분사중지 조건에서는 연소가 이루어지지 않으므로 실린더로 유입된 공기가 그대로 삼원촉매로 유입된다. 이 경우 배기가스가 아닌 공기가 유입되어 삼원촉매장치의 촉매가 열화 되고 크랙이 발생하여 배기정화기 능이 급격히 저하되는 문제가 발생한다.
이와 같이 스로틀밸브만을 이용해 공기량을 제어하는 기존 엔진은 공기량과 펌핑손실이라는 두 요소가 극명한 trade-off 관계에 있으므로 효율적인 제어에 큰 한계가 있었다. 하지만 밸브리프트를 연속적으로 조절할 수 있는 경우 CVVL(continuous variable valve lift; 연속 가변 밸브 리프트)를 장착한 엔진을 효과적으로 제어한다면 펌핑손실을 크게 줄일 수 있어 운전상황 별로 효과적인 공기량 제어를 할 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은 CVVL 기구가 적용된 엔진의 제어에 있어서 운전상황에 따라 적절히 스로틀밸브와 밸브리프트를 조화제어 함으로써 엔진브레이크 효과를 가변적으로 조절하여 연비를 향상시키고 연료분사중지 조건에서 삼원촉매장치를 보호할 수 있는 방법과 그 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법은, 연료 차단 조건 확인 단계, 브레이크 페달 입력 여부 확인 단계, 및 상기 브레이크 페달 입력 여부에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 방법또는 CVVL의 밸브 리프트를 제어하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 차량을 감속시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 연료 차단 조건 확인 단계는 가속 페달 해제가 확인된 이후에 실시할 수 있다.
상기 연료 차단 조건 확인 단계에서 연료 차단 조건을 만족하는 것으로 판정되면, 연료분사를 중지한 이후에 상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계를 실시할 수 있다.
상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 있는 것으로 판정되면, 브레이크 페달 신호를 읽는 단계, 브레이크 페달 신호에 따라 목표 쓰로틀 개도각을 환산하는 단계, 및 상기 환산된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 없는 것으로 판정되면, 상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계를 포함하는 단계를 따라 감속 제어할 수 있다.
상기 연료 차단 조건 확인 단계에서 연료 차단 조건을 만족하지 않는 것으로 판정되면, 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계를 실시할 수 있다.
상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 있는 것으로 판정되면, 브레이크 페달 신호를 읽는 단계, 브레이크 페달 신호에 따라 목표 쓰로틀 개도각을 환산하는 단계 및 상기 환산된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계를 포함하는 단계를 따라 감속 제어할 수 있다.
상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 없는 것으로 판정되면, 목표 쓰로틀 개도각을 설정하는 단계, 상기 설정된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계 및 상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계를 포함하는 단계를 따라 감속 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템은 가속 페달 센서, 브레이크 페달 센서, 쓰로틀 밸브 센서, 연료 분사부, 쓰로틀 개도각 제어부, CVVL 밸브 리프트 제어부 및 상기 가속 페달 센서, 브레이크 페달 센서 및 쓰로틀 밸브 센서를 포함하는 센서들로부터 차량의 운전조건을 판단하여 상기 연료 분사부, 쓰로틀 개도각 제어부 및 CVVL 밸브 리프트 제어부 중 적어도 하나 이상을 제어하여 차량을 감속시키는 ECU를 포함할 수 있다.
상기 ECU는, 가속 페달 해제가 확인되면 연료 차단 조건을 확인하는 단계, 브레이크 페달 입력 여부 확인 단계, 및 상기 브레이크 페달 입력 여부에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 방법또는 CVVL의 밸브 리프트를 제어하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 차량을 감속시키는 단계를 포함하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 ECU는, 상기 연료 차단 조건이 확인되면, 연료 분사를 중지하는 단계, 브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계, 상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되면 상기 브레이크 페달 입력 신호에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 환산하는 단계 및 상기 쓰로틀 밸브 개도각에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 단계를 포함하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 ECU는, 상기 연료 차단 조건이 확인되면, 연료 분사를 중지하는 단계, 브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계 및 상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되지 않으면 상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계를 포함하 는 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 ECU는, 상기 연료 차단 조건이 확인되지 않으면, 브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계, 상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되면 상기 브레이크 페달 입력 신호에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 환산하는 단계 및 상기 쓰로틀 밸브 개도각에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 단계를 포함하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 ECU는, 상기 연료 차단 조건이 확인되지 않으면, 브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계, 상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되지 않으면 목표 쓰로틀 밸브 개도각을 설정하는 단계, 상기 목표 쓰로틀 밸브 개도각에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 단계 및 상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계를 포함하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템에 의하면, 운전상황에 따라 적절히 스로틀밸브와 밸브리프트를 조화제어 함으로써 엔진브레이크 효과를 가변적으로 조절하여 연비를 향상시키고 연료분사중지 조건에서 삼원촉매장치를 보호할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템은 가속 페달 센서(10), 브레이크 페달 센서(20) 및 스로틀 밸브(30)를 포함하며, 상기 가속 페달 센서(10), 브레이크 페달 센서(20) 및 스로틀 밸브(30)에서 출력되는 신호를 포함한 차량 정보를 ECU(engine control unit; 40)가 수신한다.
상기 ECU(40)는 상기 차량 정보를 이용하여 연료 분사 제어장치(50), 쓰로틀 개도각 제어장치(60) 및 CVVL(continuous variable valve lift) 밸브 리프트 제어장치(70)를 제어한다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법은, 먼저 가속 페달 해제를 확인(S10)한 후 연료 차단 조건 확인한다(S20).
여기서 가속 페달 해제를 확인하는 것은 운전자의 1차적인 감속의지를 파악하기 위한 것이고, 연료 차단 조건은 차량의 운전 상태에 따라 미리 설정된 조건울 만족하는지 여부로 정의될 수 있고, 이러한 조건을 설정하는 것은 당해 기술분야의 평균지식을 가진 자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
연료 차단 조건이 만족되면 연료 분사를 중지하고(S30), 브레이크 페달 입력 여부를 확인한다(S40).
상기 브레이크 페달 입력 여부는 운전자의 2차 감속의지 여부를 판단하기 위 한 것이다.
브레이크 페달 입력이 확인되면 브레이크 페달의 신호를 읽고(S50, 브레이크 입력 신호에 따라 목표 쓰로틀 밸브 개도각을 환산(S60)하여 쓰로틀 밸브 개도각을 제어한다(S70).
즉, 2차 감속의지가 있는 것으로 판단되는 경우 브레이크페달의 입력 정도에 따라 이를 제동력 요구로 인식하여 목표 스로틀 개도로 환산하여 제어하며, 이 경우 엔진브레이크를 이용한 제동이 가능하여 안정적인 제동력을 확보할 수 있고 제동 시스템의 참여도를 낮춤으로써 내구성 향상에 기여할 수 있다.
상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계(S40)에서 브레이크 페달 입력이 없는 것으로 판정되면, 상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속(S80)한다.
즉, 이 경우는 스로틀 밸브를 닫는 대신 밸브리프트를 하향 조정하여 공기량을 제한함으로써 스로틀로 공기량을 제한하는 경우에 비해 펌핑손실을 저하시켜 차속을 유지할 수 있도록 한다. 또한 앞서 연소되지 않은 공기의 유입으로 인한 삼원촉매장치의 파손을 방지할 수 있다.
도3은 유입 공기량과 펌핑 손실의 상관관계를 도시한 그래프로 도3에 도시된바와 같이 밸브리프트를 사용하여 공기량을 제한했을 경우 스로틀을 이용했을 경우에 비해 동일 펌핑손실 대비 유입공기량이 크게 줄어 삼원촉매장치로의 공기유입을 감소시킬 수 있다.
상기 연료 차단 조건 확인 단계(S20)에서 연료 차단 조건을 만족하지 않는 것으로 판정되면, 브레이크 페달 입력 여부를 확인한다(S90).
상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계(S90)에서 브레이크 페달 입력이 있는 것으로 판정되면, 2차 감속의지가 있는 것으로 판정하여 브레이크페달의 입력 정도(S50)에 따라 이를 제동력 요구로 인식하여 목표 스로틀 개도로 환산(S60)하여 쓰로틀 개도각을 제어하며(S70), 이 경우도 엔진브레이크를 이용한 제동이 가능하여 안정적인 제동력을 확보할 수 있고 제동 시스템의 참여도를 낮춤으로써 내구성 향상에 기여할 수 있다.
상기 브레이크 페달 신호를 읽는 단계(S90)에서 브레이크 페달 입력이 없는 것으로 판정되면, 목표 쓰로틀 개도각을 설정하고(S100), 상기 설정된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하며(S70), 이와 더불어 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속한다(S110).
상기 목표 쓰로틀 개도각은 차량의 속도 등 운전정보를 이용하여 기 설정된 맵에 설정된 값으로 제어할 수 있으며, 이러한 기 설정된 값은 차량의 종류에 따라 당해 기술분야의 평균 지식을 가진 자가 설정할 수 있는 것으로 자세한 설명은 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법을 사용하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템은 상기 가속 페달 센서 가속 페달 센서(10), 브레이크 페달 센서(20) 및 스로틀 밸브(30)를 포함하며, 상기 가속 페달 센서(10), 브레이크 페달 센서(20) 및 스로틀 밸브(30)에서 출력되는 신호를 포함한 차량 정보를 ECU(engine control unit; 40)가 수신한 다.
상기 ECU(40)는 상기 차량 정보를 이용하여 연료 분사 제어장치(50), 쓰로틀 개도각 제어장치(60) 및 CVVL(continuous variable valve lift) 밸브 리프트 제어장치(70)를 제어한다.
상기 ECU(40)의 작동은 상술한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법을 시행하는 것으로 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법 및 그 시스템은 운전자의 감속의지가 없는 경우 불필요한 차속 감소를 방지함으로써 연비 향상시키고, 운전자의 감속의지에 따라 스로틀 개도를 조절하여 안정적인 제동력을 확보할 수 있으며, 연료분사중지 중 삼원촉매장치로 유입되는 공기를 제한하여 삼원촉매장치 보호하여 삼원촉매장치의 정화성능을 유지할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도3은 유입 공기량과 펌핑 손실의 상관관계를 도시한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 가속 페달 센서 20: 브레이크 페달 센서
30: 쓰로틀 밸브 센서 40: ECU
50: 연료 분사부 60: 쓰로틀 개도각 제어부
70: CVVL 밸브 리프트 제어부

Claims (14)

  1. 연료 차단 조건 확인 단계,
    브레이크 페달 입력 여부 확인 단계, 및
    상기 브레이크 페달 입력 여부에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 방법또는 CVVL의 밸브 리프트를 제어하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 차량을 감속시키는 단계,
    를 포함하되,
    상기 연료 차단 조건 확인 단계는 가속 페달 해제가 확인된 이후에 실시하고,
    상기 연료 차단 조건 확인 단계에서 연료 차단 조건을 만족하는 것으로 판정되면,
    연료분사를 중지한 이후에 상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계를 실시하며,
    상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 있는 것으로 판정되면,
    브레이크 페달 신호를 읽는 단계,
    브레이크 페달 신호에 따라 목표 쓰로틀 개도각을 환산하는 단계, 및
    상기 환산된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계,
    를 포함하는 단계를 따라 감속 제어하고,
    상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 없는 것으로 판정되면,
    상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계
    를 포함하는 단계를 따라 감속 제어하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 연료 차단 조건 확인 단계에서 연료 차단 조건을 만족하지 않는 것으로 판정되면,
    브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 있는 것으로 판정되면,
    브레이크 페달 신호를 읽는 단계,
    브레이크 페달 신호에 따라 목표 쓰로틀 개도각을 환산하는 단계, 및
    상기 환산된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계,
    를 포함하는 단계를 따라 감속 제어하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 브레이크 페달 입력 여부를 확인 단계에서 브레이크 페달 입력이 없는 것으로 판정되면,
    목표 쓰로틀 개도각을 설정하는 단계,
    상기 설정된 목표 쓰로틀 개도각에 따라 쓰로틀 밸브를 제어하는 단계 및
    상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계
    를 포함하는 단계를 따라 감속 제어하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 방법
  9. 가속 페달 센서,
    브레이크 페달 센서,
    쓰로틀 밸브 센서,
    연료 분사부,
    쓰로틀 개도각 제어부,
    CVVL 밸브 리프트 제어부 및
    상기 가속 페달 센서, 브레이크 페달 센서 및 쓰로틀 밸브 센서를 포함하는 센서들로부터 차량의 운전조건을 판단하여 상기 연료 분사부, 쓰로틀 개도각 제어부 및 CVVL 밸브 리프트 제어부 중 적어도 하나 이상을 제어하여 차량을 감속시키는 ECU
    를 포함하되,
    상기 ECU는,
    가속 페달 해제가 확인되면 연료 차단 조건을 확인하는 단계,
    브레이크 페달 입력 여부 확인 단계, 및
    상기 브레이크 페달 입력 여부에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 방법또는 CVVL의 밸브 리프트를 제어하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 차량을 감속시키는 단계
    를 포함하는 제어 신호를 출력하고,
    상기 ECU는,
    상기 연료 차단 조건이 확인되면,
    연료 분사를 중지하는 단계,
    브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계,
    상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되면 상기 브레이크 페달 입력 신호에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 환산하는 단계 및
    상기 쓰로틀 밸브 개도각에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 단계
    를 포함하는 제어 신호를 출력하고,
    상기 ECU는,
    상기 연료 차단 조건이 확인되면,
    연료 분사를 중지하는 단계,
    브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계 및
    상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되지 않으면 상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계
    를 포함하는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에서,
    상기 ECU는,
    상기 연료 차단 조건이 확인되지 않으면,
    브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계,
    상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되면 상기 브레이크 페달 입력 신호에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 환산하는 단계 및
    상기 쓰로틀 밸브 개도각에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 단계
    를 포함하는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템.
  14. 제9항에서,
    상기 ECU는,
    상기 연료 차단 조건이 확인되지 않으면,
    브레이크 페달 입력 여부를 확인하는 단계,
    상기 브레이크 페달 입력 신호가 확인되지 않으면 목표 쓰로틀 밸브 개도각을 설정하는 단계,
    상기 목표 쓰로틀 밸브 개도각에 따라 쓰로틀 밸브 개도각을 제어하는 단계 및
    상기 CVVL의 밸브 리프트를 작게 제어하여 감속하는 단계,
    를 포함하는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 CVVL이 구비된 차량의 감속 제어 시스템.
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