KR101684013B1 - 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법 - Google Patents

가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법 Download PDF

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Abstract

가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 엔진의 가동시간을 측정하여 엔진의 안정성을 판단하는 제1안정화여부판단단계; 엔진의 안정성이 유지된다고 판단시 크랭크포지션센서를 이용 크랭크 샤프트가 1회전하는 동안 크랭크 신호를 저장하는 가상크랭크신호저장단계; 상기 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계; 및 상기 크랭크포지션센서의 고장시 차량의 아이들 구동이 이루어지도록 상기 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용 엔진의 회전수를 제어하는 아이들구동단계를 포함한다.

Description

가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법{METHOD FOR PREVENTING ENGINE STALL BY VIRTUAL CRANK SIGNAL}
본 발명은 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크포지션센서의 이상시 기저장된 가상 크랭크 신호를 이용하여 측정된 회전수로 엔진을 제어함으로써 캠포지션센서를 이용하여 엔진을 제어하기 전에 시동이 꺼지는 현상을 방지하는 기술에 관한 것이다.
엔진의 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 장치를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 점화 입력에 필요한 감지 신호의 입력을 감지하는 감지부(1)와, 상기 감지부(1)의 감지 신호를 기초하여 엔진 부하(A/N)를 연산한 후 점화 시기를 제어하는 ECU(2)와, 상기 ECU(2)의 출력 신호에 따라 점화 코일(미도시됨)의 일차 전류를 흘러 고전압이 발생되고, 이 고전압을 공급하여 스파크를 발생시켜 혼합기를 착화시키는 점화부(3)로 구성된다.
여기서, 상기 감지부(1)는 크랭크포지션센서(1a), 캠포지션 센서(1b), 수온 센서(1c), 및 흡입 공기 유량계(1d)를 포함한다.
상기와 구비된 일반적인 자동차에 있어, 우선, ECU(2)는 크랭크포지션센서(1a)의 감지 신호에 의해 엔진 회전수를 측정하고, 흡입공기 유량계(1d)를 이용하여 공기량을 측정한 후 공기량(A)와 엔진회전수(N) 사이의 비율 즉, 엔진 부하(A/N)를 연산한 후 그 결과를 이용하여 최적의 점화 시기를 연산하고 그 결과 신호는 점화부(3)에 공급된다.
즉, 상기 점화 시기 결정에 필요한 상기 감지부(1)는 크랭크 축과 캠 축에 각각 설치되고, 크랭크 각 센서(1a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크랭크 축에 설치되는 크랭크포지션센서는 크랭크 측 전면에 설치되는 트리거 휠의 톱니 개수에 따른 파형 형태의 크랭크 신호를 출력하고, 상기 캠포지션센서(1b)는, 캠의 돌출부를 중심으로 감지되는 파형 형태의 캠 신호를 출력한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 자동차의 엔진 제어에 있어, 크랭크포지션센서(1a)는 연료 및 점화각 제어에 중요한 역할을 담당하게 되는데, 이러한 크랭크 포지션센서(1a)의 고장으로 인해 크랭크 각 감지 신호의 오류가 발생되면, 엔진 정지로 판정하여 시동이 꺼지게 된다.
여기서, 상기 크랭크포지션센서(1a)의 오류 판정은 통상 캠포지션센서의 감지 신호가 일정횟수 이상이 입력됨에도 불구하고 크랭크 각 감지 신호가 입력되지 않는 경우 또는 크랭크 각 감지 신호의 입력이 엔진 2 회전 당 정해진 횟수 보다 많거나 적은 경우로 이루어진다.
상기와 같은 크랭크 각 센서의 오류 판정 시, 상기 ECU(2)는 캠포지션센서로부터 공급되는 감지 신호의 입력 간의 시간을 엔진이 한바퀴 도는데 입력되어야 할 크랭크 신호의 입력 횟수로 나누고, 그 시간을 크랭크 신호 1개당 입력되는 시간으로 설정하며 이 설정된 시간에 대응되는 학습 과정을 통해 크랭크 신호를 보정하고, 이 보정된 크랭크 신호를 출력한다.
한편, 크랭크포지션센서의 신호 이상시 기통 판별 불가로 연료량 제어 및 점화시시 제어가 불가능하여 엔진의 시동이 꺼지게 된다.
이를 방지하기 위해 이미 설명한 바와 같이, 캠포지션센서를 이용하여 엔진의 회전수를 제어하고 있다.
그러나, 엔진의 회전수가 낮은 경우에는 캠포지션센서를 이용하여 엔진의 회전수를 제어하기 전에 시동이 꺼지게 되는 문제가 발생하였다.
이에 본 발명은 크랭크포지션센서의 신호 이상시 기저장된 가상 크랭크 신호를 이용하여 측정된 회전수로 엔진을 제어함으로써 캠포지션센서를 이용하여 엔진을 제어하기 전에 시동이 꺼지는 현상을 방지하는 기술을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국공개특허공보 제10-2006-0006478호(2006.01.19)
본 발명은 상기와 같이 크랭크포지션센서의 신호 이상시 기저장된 가상 크랭크 신호를 이용하여 측정된 회전수로 엔진을 제어함으로써 캠포지션센서를 이용하여 엔진을 제어하기 전에 시동이 꺼지는 현상을 방지하는 기술을 제공함에 그 목적이 있다.
가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 엔진의 가동시간을 측정하여 엔진의 안정성을 판단하는 제1안정화여부판단단계; 엔진의 안정성이 유지된다고 판단시 크랭크포지션센서를 이용 크랭크 샤프트가 1회전하는 동안 크랭크 신호를 저장하는 가상크랭크신호저장단계; 상기 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계; 및 상기 크랭크포지션센서의 고장시 차량의 아이들 구동이 이루어지도록 상기 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용 엔진의 회전수를 제어하는 아이들구동단계를 포함한다.
상기 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계에서, 상기 크랭크포지션센서의 정상이라고 판단시, 상기 크랭크포지션센서에 의해 측정된 크랭크 신호를 이용 엔진의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 아이들구동단계 이후에, 캠포지션센서를 이용 엔진의 회전수를 검출하는 단계; 상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수와 설정된 기준값과 비교하여 엔진의 안정성을 판단하는 제2안정화여부판단단계; 및 상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값을 초과시 상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 아이들구동단계 이후에, 캠포지션센서를 이용 엔진의 회전수를 검출하는 단계; 상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수와 설정된 기준값과 비교하여 엔진의 안정성을 판단하는 제2안정화여부판단단계; 및 상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값보다 작은 경우 상기 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용해 측정된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
엔진의 가동시간을 측정하여 엔진의 정상 작동 여부를 판단하는 제1안정화여부판단단계에서는, 상기 엔진의 가동시간과 설정된 기준시간을 비교하여 엔진의 가동시간이 설정된 기준시간을 초과시 엔진이 안정적으로 가동된다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 단계로 이루어진 본 발명인 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법에 의한다면, 크랭크포지션센서의 신호 이상시 기저장된 가상 크랭크 신호를 이용하여 측정된 회전수로 엔진을 제어함으로써 캠포지션센서를 이용하여 엔진을 제어하기 전에 시동이 꺼지는 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 구현된다.
도 1은 종래 차량의 점화 시기 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 캠포지션센서와 크랭크포지션센서에 의해 센싱된 감지된 신호를 나타내는 파형도.
도 3은 본 발명인 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법의 전체 순서도.
도 4는 도 3의 순서도의 각각의 단계를 구체적으로 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 3은 본 발명인 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법의 전체 순서도이고, 도 4는 도 3의 순서도의 각각의 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게, 제1안정화여부판단단계(S100), 가상크랭크신호저장단계(S200), 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계(S300) 및 아이들구동단계(S400)를 우선적으로 포함하고 있다.
제1안정화여부판단단계(S100)는, 엔진의 가동시간을 측정하여 엔진의 안정성을 판단하게 된다.
즉, 엔진이 가동되고, 가동된 시점부터 현재까지의 시간을 ECU에서 저장하게 되며, 이 저장된 시간이 ECU에 기저장된 기준시간과 비교하여 엔진의 안정화가 이루어졌는지 먼저 판단하게 된다.
이는 엔진의 안정화가 먼저 이루어진 다음에 이하 후술할 가상크랭크신호저장단계(S200)에서 크랭크포지션센서에 의해 측정되는 크랭크신호를 저장하기 위함이다.
엔진의 안정화가 이루어지지 않은 상황에서 크랭크신호를 저장하는 경우 크랭크신호의 정확성이 확보되지 않기 때문이다.
이때, 바람직하게는 상기 ECU에 저장된 기준시간은 5초로 설정됨이 바람직하고, 엔진의 가동시간이 이 기준시간 5초를 초과하는 경우 가상크랭크신호저장단계(S200)가 수행된다.
즉, 엔진의 안정성이 유지된다고 판단시 크랭크포지션센서를 이용 크랭크 샤프트가 1회전하는 동안 크랭크 신호를 저장하는 가상크랭크신호저장단계(S200)가 수행된다.
크랭크포지션센서는 크랭크샤프트에 설치되어 크랭크샤프트 전면에 설치된 트리거 휠의 톱니 갯수에 다른 파형 형태의 크랭크 신호를 출력하게 되는데, 통상적으로 이 톱니 갯수는 이른바 'missing tooth'(기준점)를 제외하고 58개로 구성되어 있다.
이에 ECU는 실제 크랭크샤프트의 1회전시 발생하는 상기 58개의 톱니에 의한 'pulse' 신호를 on/off 신호를 읽은 다음 이를 저장하게 된다.
한편, 가상크랭크신호저장단계(S200) 이후에는 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계(300)가 수행된다.
즉, ECU에서는 크랭크포지션센서의 고장이나 와이어의 단선 혹은 커넥터의 접촉 불량 등의 원인으로 크랭크포지션센서에 의한 정상적인 신호가 검출되지 않는지를 판단하게 된다.
이때, ECU에서 크랭크포지션센서에 의한 정상적인 신호가 검출되지 않아 크랭크포지션센서의 고장이라고 판단시 아이들구동단계(S400)가 수행된다.
즉, 크랭크포지션센서의 고장으로 인한 시동 꺼짐을 방지하고, 최소한의 안정적이 주행이 이루어지도록 크랭크포지션센서에 의한 정상적인 신호가 검출되지 않아 크랭크포지션센서의 고장이라고 판단시에는 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용 ECU에서 엔진의 회전수를 제어하는 아이들구동단계(S400)가 수행되는 것이다.
물론, 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계(S300)에서, ECU에서 정상적인 크랭크포지션센서의 신호를 검출하는 경우에는 크랭크포지션센서에 의해 측정된 크랭크 신호를 이용하여 엔진의 회전수를 제어(S900)하게 된다.
한편, 아이들구동단계(S400) 이후에, 캠포지션센서를 이용 엔진의 회전수를 검출하는 단계(S500)와 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수와 설정된 기준값과 비교하여 엔진의 안정성을 판단하는 제2안정화여부판단단계(S600)가 수행된다.
즉, 캠포지션센서를 이용하여 엔진의 회전수를 검출하는 방법은 일반적으로 캠포지션센서의 회전수의 2배를 엔진의 RPM으로 사용하게 된다.
구체적으로는, ECU에서는 캠포지션센서로부터 공급받는 감지신호의 입력 간의 시간을 엔진이 한바퀴 도는데 입력되어야 할 크랭크포지션센서의 입력 횟수로 나누고, 그 시간을 크랭크 신호 1개당 입력되는 시간으로 설정하며 이 설정된 시간에 대응되는 학습 과정을 통해 엔진의 회전수를 산출하게 된다.
한편, 제2안정화여부판단단계(S600)는 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수와 설정된 기준값과 비교하여 ECU에서 엔진의 안정성을 판단하게 된다.
즉, ECU에 기저장된 기준값과 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수와 비교하여, 엔진의 안정성 유무를 판단하게 되는데, 그 기준값은 500rpm으로 설정됨이 바람직하다.
이때, 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값인 500rpm 보다 작은 경우 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용해 측정된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계(S800)가 수행된다.
종래에는 크랭크포지션센서의 이상시 캠포지션센서를 이용하여 엔진의 회전수를 제어하였지만, 엔지의 회전수가 낮은 경우에는 캠포지션센서를 이용한 엔진의 회전수를 센싱하기 전에 시동이 꺼지는 문제가 발행하였다.
이에 본 발명은 상기와 같이 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값인 500rpm 보다 작은 경우 시동이 꺼지기 전에 이미 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용해 측정된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계(S800)가 수행됨으로써 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하게 되는 것이다.
즉, 엔진이 불안정하다고 판단되는 경우에는 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용해 측정된 엔진의 회전수로 엔진을 제어함으로써 시동이 꺼지는 문제를 미연에 방지하게 된다.
한편, 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값인 500rpm을 초과하는 경우에는 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계(S700)가 수행된다.
즉, 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값인 500rpm을 초과하는 경우에는 엔진이 안정화되어 있다고 판단되어 이 경우에는 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하게 된다.
상기와 같은 단계로 구성된 본 발명인 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법에 의한다면, 크랭크포지션센서의 고장시 엔진의 회전수가 낮아 캐포지션센서에 의한 엔진 제어가 이루어지기 전에 시동이 꺼지는 문제가 미연에 방지될 수 있는 효과가 구현된다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (5)

  1. 엔진의 가동시간을 측정하여 아이들 상태에서의 엔진 안정성을 판단하는 제1안정화여부판단단계;
    엔진의 안정성이 유지된다고 판단시 크랭크포지션센서를 이용 크랭크 샤프트가 1회전하는 동안 크랭크 신호를 저장하는 가상크랭크신호저장단계;
    상기 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계;
    상기 크랭크포지션센서의 고장시 차량의 아이들 구동이 이루어지도록 상기 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용 엔진의 회전수를 제어하는 아이들구동단계;
    상기 아이들구동단계 이후에, 캠포지션센서를 이용 엔진의 회전수를 검출하는 단계;
    상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수와 설정된 기준값과 비교하여 엔진의 안정성을 판단하는 제2안정화여부판단단계;
    상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값보다 작은 경우, 상기 가상크랭크신호저장단계에서 저장된 크랭크 신호를 이용해 측정된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계; 및
    상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수가 설정된 기준값을 초과시 상기 캠포지션센서를 이용 검지된 엔진의 회전수로 엔진을 제어하는 단계;를 포함하는, 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 크랭크포지션센서의 고장 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 크랭크포지션센서의 정상이라고 판단시, 상기 크랭크포지션센서에 의해 측정된 크랭크 신호를 이용 엔진의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는, 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    엔진의 가동시간을 측정하여 엔진의 정상 작동 여부를 판단하는 제1안정화여부판단단계에서는,
    상기 엔진의 가동시간과 설정된 기준시간을 비교하여 엔진의 가동시간이 설정된 기준시간을 초과시 엔진이 안정적으로 가동된다고 판단하는 것을 특징으로 하는, 가상크랭크신호를 이용한 엔진 시동 꺼짐 방지 방법.



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