KR101898216B1 - Method of waste gate control for coping with position sensor failure - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법은, 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터를 이용하여, 현재의 열림량에 대한 목표 열림량을 계산하는 단계;와, 웨이스트 게이트의 고장 여부를 판단하는 단계;와, 상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지를 판단하는 단계;와, 상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인 경우에는 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하고, 포지션 센서의 고장이 아닌 경우에는 상기 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정하는 단계; 및 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하고, 상기 과급 압력이 개방 루프 제어를 따르지 않을 때에는 상기 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정하는 단계;를 포함한다.The wastegate control method in the case of a position sensor failure according to the present invention uses map data outputting the amount of opening of the wastegate with the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as input values to calculate the target opening amount Determining whether a fault of the wastegate is a failure of the wastegate, determining whether a failure of the wastegate is a failure of the position sensor, Controlling the wastegate in an open loop and fixing the amount of opening of the wastegate to a maximum when the position sensor is not faulty; And determining the followability of the boost pressure when the wastegate is controlled in an open loop and fixing the amount of opening of the wastegimethe maximum when the boost pressure does not follow the open loop control.
Description
본 발명은 터보차저의 웨이스트 게이트를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 웨이스트 게이트의 열림량을 측정하는 포지션 센서가 고장이 나더라도 웨이스트 게이트의 작동을 안전하게 제어할 수 있는 웨이스트 게이트 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a wastegate of a turbocharger and more particularly to a wastegate control method capable of safely controlling the operation of a wastegate even if the position sensor for measuring the amount of opening of the wastegate fails .
터보 엔진은 크랭크 축을 회전시킨 후 실린더에서 배출되는 배기가스에 남아 있는 에너지를 이용하여 흡입공기를 압축하여 과급하는 터보차저를 구비함으로써 엔진의 출력을 증강시키고 연비와 배기가스를 개선한 엔진이다.The turbo engine is an engine that enhances the output of the engine and improves fuel efficiency and exhaust gas by providing a turbocharger that supercharges the intake air by using energy remaining in the exhaust gas discharged from the cylinder after rotating the crankshaft.
터보차저는 배기가스의 에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈(turbine)과 축으로 연결된 흡기측의 임펠러(impeller)를 고속으로 회전시켜 공기를 가압하게 된다. 따라서, 터보차저의 과급압은 터빈의 회전속도에 의해 결정되는데, 터보 엔진이 고속·고부하 영역에서 운전되면 배기가스의 압력이 높아 흡기의 과급압이 과도하게 상승함으로써 연소압과 배기가스 온도가 내구 한도 이상으로 올라가는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 배기가스의 일부를 우회(바이패스)시키는 웨이스트 게이트를 구비하여 터빈의 회전속도를 일정 수준 이하로 제한하게 된다.The turbocharger rotates the impeller at the intake side connected to the shaft by the turbine which converts the energy of the exhaust gas into the rotational force at a high speed to pressurize the air. Accordingly, the boost pressure of the turbocharger is determined by the rotation speed of the turbine. When the turbo engine is operated in the high speed and high load range, the exhaust gas pressure is high, so that the supercharging pressure of the intake air rises excessively, There is a problem that it goes up to a limit. To solve this problem, a wastegate for bypassing a part of the exhaust gas is provided to limit the rotational speed of the turbine to a certain level or less.
웨이스트 게이트는 스프링을 이용한 기계식도 종종 사용하지만, 근래에는 액추에이터로 웨이스트 게이트의 열림량을 조절하는 전기식 웨이스트 게이트를 사용하는 경우가 많다. 전기식 웨이스트 게이트는 원하는 시점에 원하는 만큼 웨이스트 게이트가 열리도록 제어할 수 있어 터보 엔진의 출력과 배기가스 등의 성능 튜닝의 자유도가 매우 높다. Waste gates are often used in mechanical systems using springs, but in recent years, electric wastegates are often used to control the opening amount of wasted gates with actuators. The electric wastegate can control the wastegate to be opened as much as desired at a desired point, and the freedom of performance tuning of the output and exhaust gas of the turbo engine is very high.
터보 엔진의 전기식 웨이스트 게이트의 제어시 웨이스트 게이트의 열림량(밸브의 회전각도)은 포지션 센서를 이용하여 측정하고 PID 제어를 통해 제어하고 있다. 그런데, 종래의 전기식 웨이스트 게이트의 제어에 있어 포지션 센서가 고장나면 제어를 포기하고 안전을 위해 웨이스트 게이트를 완전히 열게 되는데, 이는 터보차저의 성능을 크게 떨어뜨려 운전자의 가속 요구를 충족시킬 수 없게 되는 문제를 가져온다.The amount of opening of the wastegate (the angle of rotation of the valve) in the control of the electric wastegate of the turbo engine is measured by the position sensor and controlled by the PID control. However, in the conventional electric wastegate control, if the position sensor fails, the wastegate is completely opened for safety by abandoning the control. This causes the performance of the turbocharger to be greatly degraded, Lt; / RTI >
따라서, 웨이스트 게이트의 열림량을 측정하는 포지션 센서가 고장이 나더라도 웨이스트 게이트의 작동을 안전하게 제어할 수 있는 대책 마련이 요구된다.Therefore, even if the position sensor for measuring the amount of opening of the wastegate fails, it is required to take measures to safely control the operation of the wastegate.
본 발명은 웨이스트 게이트의 열림량을 측정하는 포지션 센서가 고장이 나더라도 웨이스트 게이트의 작동을 안전하게 제어할 수 있는 웨이스트 게이트 제어방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a waste gate control method capable of safely controlling the operation of a waste gate even if a position sensor for measuring the amount of opening of the waste gate fails.
본 발명에 따른 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법은, 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터의 출력 값을 적분하여, 현재의 열림량에 대한 목표 열림량을 계산하는 단계;와, 웨이스트 게이트의 고장 여부를 판단하는 단계;와, 상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지를 판단하는 단계;와, 상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인 경우에는 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터에 기반하여 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하고, 포지션 센서의 고장이 아닌 경우에는 상기 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정하는 단계; 및 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하고, 상기 과급 압력이 개방 루프 제어를 따르지 않을 때에는 상기 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정하는 단계;를 포함한다.The wastegate control method according to the present invention integrates the output value of the map data outputting the amount of opening of the wastegate by taking the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as an input value, Determining whether a fault of the wastegate is a failure of the position sensor, determining whether the fault of the wastegate is a failure of the position sensor, calculating a target opening amount, The wastegate is controlled in an open loop based on the map data for outputting the opening amount of the wastegate with the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as input values, To a maximum value; And determining the followability of the boost pressure when the wastegate is controlled in an open loop and fixing the amount of opening of the wastegimethe maximum when the boost pressure does not follow the open loop control.
여기서, 상기 웨이스트 게이트의 고장 여부는 실제 열림량이 기설정된 시간 동안 상기 목표 열림량을 추종하지 못하거나, 또는 액추에이터 인가되는 듀티 값이 기설정된 시간 안에 기설정된 값을 초과할 경우에 상기 웨이스트 게이트가 고장인 것으로 판단할 수 있다.Here, the failure of the wastegate indicates that the wastegate fails when the actual opening amount does not follow the target opening amount for a preset time, or when the duty value applied to the actuator exceeds a predetermined value within a preset time . ≪ / RTI >
그리고, 상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지를 판단하는 것은 상기 액추에이터의 구동회로에 대한 자가진단 결과 상기 구동회로의 고장이 아닌 경우에 상기 포지션 센서가 고장인 것으로 판단할 수 있다.The self-diagnosis of the drive circuit of the actuator determines whether the failure of the wastegate is a failure of the position sensor, and it can be determined that the position sensor is defective when the drive circuit is not malfunctioning.
또한, 상기 웨이스트 게이트가 고장이 아닌 경우에는 상기 목표 열림량에 대한 실제 열림량의 편차를 보정값으로 하여 상기 맵 데이터에 저장하는 단계를 더 수행하는 것이 바람직할 수 있다.When the waste gate is not malfunctioning, it may be preferable to further perform the step of storing the deviation of the actual opening amount with respect to the target opening amount as the correction value in the map data.
여기서, 상기 웨이스트 게이트 열림량의 보정값은 한 운전영역에 대해 기설정된 횟수만큼 상기 편차를 계산하고, 상기 편차를 평균한 값이 결정된 이후에 적용할 수 있다.Here, the correction value of the wastegate opening amount can be applied after calculating the deviation by a predetermined number of times for one operation region and determining a value obtained by averaging the deviation.
그리고, 상기 보정값은 상기 계산된 목표 열림량에 적용된다.Then, the correction value is applied to the calculated target opening amount.
그리고, 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하는 것은, 과급압 센서로 측정된 실제 과급 압력과 목표 과급 압력을 비교하고, 둘 사이의 차이가 사전에 설정된 기준 값 이내일 때 추종하는 것으로 판단한다.To determine the followability of the boost pressure when the wastegate is controlled in an open loop, the actual boost pressure measured by the boost pressure sensor is compared with the target boost pressure, and if the difference between the two is within a predetermined reference value It is judged to follow.
또한, 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때 상기 과급 압력의 추종성이 정상인 것으로 판단되면, 상기 웨이스트 게이트의 개방 루프 제어를 상기 포지션 센서가 정상상태로 복귀할 때까지 계속 수행한다.Further, when the wastegate is controlled to be open-loop and it is determined that the follow-up of the boost pressure is normal, the open-loop control of the wastegate is continued until the position sensor returns to the normal state.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 웨이스트 게이트 제어방법은 포지션 센서가 고장이 난 경우에도 웨이스트 게이트의 제어를 포기하지 않고 상당한 정확도로서 개방 루프 제어를 계속하기 때문에 운전자의 가속 요구를 충족시킬 수 있다는 장점을 가진다.The wastegate control method according to the present invention having the above-described configuration can continue to perform open loop control with considerable accuracy without giving up control of the waste gate even in the event of a failure of the position sensor, .
도 1은 전기식 웨이스트 게이트를 구비한 터보차저를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법에 관한 일련의 단계를 도시한 순서도.1 schematically shows a turbocharger with an electric wastegate;
2 is a flow chart illustrating a series of steps for a wastegate control method in the event of a position sensor failure in accordance with the present invention;
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, a description of well-known structures that can be easily understood by those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements will be denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. Referring to the drawings, The size of the elements, etc., may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled "or" connected "indirectly while intervening in the context of the present invention.
도 1은 전기식 웨이스트 게이트(5)를 구비한 터보차저(1)를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a schematic view of a
터보차저(1)는 배기가스의 에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈(3)과 축(4)으로 연결된 흡기측의 임펠러(2)를 고속으로 회전시켜 공기를 가압하게 되며, 고속·고부하 영역에서 배기가스의 압력이 높아짐에 따라 흡기의 과급압이 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 배기가스의 일부를 우회시키는 웨이스트 게이트(5)가 구비되어 있다.The
전기식 웨이스트 게이트(5)는 액추에이터(6)의 작동을 통해 웨이스트 게이트(5)의 열림량을 원하는 수준으로 조절하게 되는데, 전기식 웨이스트 게이트(5)의 액추에이터(6)는 듀티 제어로 동작된다.The
듀티(duty)란 주기를 가지는 펄스에서 쓰이는 용어로서, 한 주기에 대해서 펄스가 온(on)인 상태인 비율을 뜻한다. 즉, 주기를 'T1'이라 하고 펄스가 온인 상태의 시간을 'T2'라 하면, 듀티는 'T2/T1'이다.Duty is a term used in a pulse having a period, which means a rate at which a pulse is on for one period. That is, when the period is T1 and the time when the pulse is on is T2, the duty is T2 / T1.
직류 모터인 액추에이터는 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조)을 이용하며 직류 모터에 인가되는 듀티 변화를 통해 제어된다. 직류 모터의 경우에는 전류를 인가하지 않아도 회전 관성에 의하여 계속 회전하는 특성이 있기 때문에 PWM을 이용한 제어가 가능하다. 펄스가 온인 동안은 모터가 가속되고, 오프인 동안은 관성으로 모터가 감속하며 회전한다. 따라서, 큰 듀티를 인가할수록 가속 구간의 증가로 인해 모터의 속도도 함께 증가한다.The actuator, which is a DC motor, uses PWM (Pulse Width Modulation) and is controlled through the duty change applied to the DC motor. In the case of a DC motor, control is possible using PWM because there is a characteristic of continuing to rotate due to rotational inertia without applying current. The motor accelerates while the pulse is on, and the motor decelerates and rotates inertially while it is off. Therefore, as the duty is increased, the speed of the motor also increases due to the increase in the acceleration period.
도 2는 본 발명에 따른 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법에 관한 일련의 단계를 도시한 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.FIG. 2 is a flow chart illustrating a series of steps for a wastegate control method in the event of a position sensor failure according to the present invention, and the present invention will be described in detail with reference to the same.
본 발명의 웨이스트 게이트 제어방법은 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터를 구비한다.The waste gate control method of the present invention has map data for outputting the opening amount of the wastegate with the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as the input values.
통상의 전기식 웨이스트 게이트는 포지션 센서를 구비하고 있고, 이 포지션 센서를 통해 현재의 웨이스트 게이트 열림량을 파악할 수 있기 때문에 폐쇄 루프 제어를 통해 목표로 하는 웨이스트 게이트 열림량을 맞출 수 있다. 따라서, 웨이스트 게이트의 제어에 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하는 맵 데이터를 구비할 필요가 없다.A conventional electric wastegate is equipped with a position sensor. Since the present wastegate opening amount can be grasped through this position sensor, a target wastegate opening amount can be adjusted through closed loop control. Therefore, it is not necessary to provide the map data that uses the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as input values for the control of the waste gate.
이에 비해, 본 발명은 포지션 센서를 구비하면서도 별도로 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터를 구비한다. 이는 포지션 센서가 고장이 났을 경우에 개방 루프로 웨이스트 게이트를 제어하기 위한 것이다.On the other hand, the present invention has map data for outputting the amount of opening of the wastegate with the position sensor, but also the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as an input value. This is for controlling the wastegate in an open loop when the position sensor fails.
웨이스트 게이트의 열림량은 기본적으로 액추에이터에 인가되는 듀티에 의해 제어되며, 배기압력에 영향을 받는다. 즉, 배기압력이 높을수록 웨이스트 게이트가 개방되는데 저항으로 작용하기 때문에 배기압력을 고려할 필요가 있다. 이 두 가지 인자가 결정되면 이에 따른 웨이스트 게이트의 열림량을 계산할 수 있다. The opening amount of the wastegate is basically controlled by the duty applied to the actuator and is influenced by the exhaust pressure. That is, the higher the exhaust pressure, the more the wastegate is opened. Therefore, the exhaust pressure needs to be taken into consideration. When these two factors are determined, the opening amount of the waste gate can be calculated.
웨이스트 게이트가 어떤 운전조건에서 얼마나 열려야하는지는 흡기의 과급량을 정해놓은 다른 맵에 이미 매핑되어 있다. 따라서, 다른 맵에서 결정되어 있는 웨이스트 게이트 열림량과 배기압력을 알면 어느 정도의 듀티 값을 액추에이터에 인가할 것인지가 계산될 수 있다.The extent to which the wastegate is opened under certain operating conditions is already mapped to another map that sets the supercharges of the intake air. Therefore, if the amount of waste gate opening and the exhaust pressure determined in other maps are known, how much duty value to apply to the actuator can be calculated.
또한, 포지션 센서가 고장이 날 경우를 대비하여, 포지션 센서 없이도 현재의 웨이스트 게이트 열림량을 파악할 수 있어야 한다. 웨이스트 게이트는 안전을 위해 액추에이터가 작동하지 않을 때에는 웨이스트 게이트가 최대로 열려 있도록 되어 있다. 따라서, 터보 엔진의 시동을 걸 때에는 항상 웨이스트 게이트가 최대로 열려 있으므로, 이 시점부터 계속하여 웨이스트 열림량을 적분하면 현재의 열림량을 파악할 수 있다. 포지션 센서가 정상적으로 작동하고 있는 동안에는 엔진 시동 초기부터 웨이스트 열림량을 적분한 값과 포지션 센서로 파악되는 열림량을 서로 비교하여 오차를 수정할 수도 있다.In addition, in case of a failure of the position sensor, it is necessary to be able to grasp the current amount of wasted opening without using a position sensor. The wastegate is designed to maximally open the wastegate when the actuator is not working for safety reasons. Therefore, since the wastegate is always opened at the time of starting the turbo engine, if the wasteposition amount is continuously integrated from this point, the present opening amount can be grasped. While the position sensor is operating normally, the error can be corrected by comparing the value obtained by integrating the amount of waste opening from the initial stage of engine starting and the amount of opening detected by the position sensor.
이러한 과정을 통해, 현재의 열림량에 대한 정보를 가지고 있고, 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터를 구비하고 있으므로, 포지션 센서 없이도 현재의 열림량에 대한 목표 열림량을 계산할 수 있다(S10).With this process, since map data for storing information on the current opening amount and outputting the amount of opening of the wastegate by using the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as the input values are provided, The target opening amount can be calculated (S10).
다음으로, 웨이스트 게이트의 고장 여부를 판단한다(S30). 여기서의 웨이스트 게이트 고장 여부는 포지션 센서의 고장만을 의미하는 것은 아니며, 웨이스트 게이트가 정상적으로 작동하는지 그렇지 않은지를 전반적으로 파악하는 것이다.Next, it is determined whether or not the waste gate is faulty (S30). The failure of the wastegate here does not only mean the failure of the position sensor, but also grasps whether the wastegate operates normally or not.
웨이스트 게이트의 고장 여부는 실제 열림량이 기설정된 시간 동안 목표 열림량을 추종하지 못하거나, 또는 웨이스트 게이트의 열림량이 부족하여 이를 늘리기 위해 듀티를 계속 증가시켰음에도 듀티 값이 기설정된 시간 안에 기설정된 값을 초과하도록 목표 열림량에 도달하지 못할 경우를 웨이스트 게이트가 고장인 것으로 판단할 수 있다.The failure of the wastegate means that the actual opening amount does not follow the target opening amount for a preset time or the duty value is continuously increased to increase the wastegate opening amount due to insufficient opening amount. The wastegate can be judged to be faulty when the target opening amount can not be reached.
이와 같은 방법을 통해 웨이스트 게이트가 고장이 난 것으로 판단되면, 그 다음으로 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지 여부를 판단하게 된다(S50). If it is determined that the wastegate has failed in this way, then it is determined whether the fault of the wastegate is a failure of the position sensor (S50).
웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지는 액추에이터의 구동회로(power stage)에 대한 자가진단 결과 구동회로의 고장이 아닌 경우를 포지션 센서가 고장인 것으로 간주할 수 있다. If the failure of the wastegate is the failure of the position sensor, the self-diagnosis of the actuator's power stage can be regarded as a failure of the position sensor when the drive circuit is not malfunctioning.
웨이스트 게이트의 고장이 액추에이터의 구동회로 고장이 아니라면, 포지션 센서의 고장이거나, 또는 액추에이터와 웨이스트 게이트를 연결하는 링크 기구의 고장일 수 있는데, ECU로서는 이들 고장을 구별할 수 없다. 본 발명은 액추에이터의 구동회로 고장이 아닌 경우를 모두 포지션 센서의 고장으로 간주하고 그렇게 일괄적으로 판단하는데, 이렇게 판단하더라도 문제가 없기 때문이다. 이는 후술할 바와 같이, 본 발명은 포지션 센서의 고장시 개방 루프로 제어하면서 과급 압력의 추종성을 판단하기 때문인데, 만일 개방 루프로 제어함에도 과급 압력에 변화가 없거나 부족하다면 이는 링크기구의 고장으로 다시 판단할 수 있기 때문이다.If the fault of the wasted gate is not the failure of the actuator driving circuit, it may be a failure of the position sensor or a failure of the link mechanism connecting the actuator and the wastegate. The ECU can not distinguish these faults. In the present invention, all cases in which the driver circuit of the actuator is not in trouble are regarded as failures of the position sensor, and thus the judgment is made in a lump. This is because, as will be described later, the present invention controls the open loop in the event of failure of the position sensor and determines the followability of the boost pressure. If the boost pressure is not changed or is insufficient even if the open loop is controlled, I can judge it.
다음으로, 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인 것으로 판단되면, 배기압력과 액추에이터에 인가되는 듀티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터에 기반하여 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어한다(S60).Next, when it is determined that the fault of the waste gate is the fault of the position sensor, the waste gate is controlled in an open loop based on the map data outputting the amount of opening of the waste gate taking the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as input values (S60).
웨이스트 게이트의 개방 루프 제어는 전술한 바와 같이, 엔진 시동 초기부터 웨이스트 열림량을 적분한 현재의 열림값에 대한 목표 열림량을 계산하고, 현재의 배기압력에 대한 목표 열림량에 대응하는 듀티 값을 액추에이터에 상기 맵 데이터에 기반하여 결정하면 된다.As described above, the open loop control of the wastegate calculates the target opening amount with respect to the current opening value obtained by integrating the waste opening amount from the initial stage of the engine startup, and calculates a duty value corresponding to the target opening amount with respect to the current exhaust pressure It may be determined based on the map data in the actuator.
그리고, 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하는데(S70), 만일 과급 압력이 개방 루프 제어를 따르지 않을 때에는 링크 기구의 고장인 것으로 판단하고 안전을 위하여 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정한다(S80).If the boost pressure is not followed by the open loop control, it is determined that the link mechanism is faulty. In order to ensure safety, the opening amount of the wastegate (S80).
웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하는 방법은 터보 엔진에 구비되는 과급압 센서를 이용하는 것이다. 즉, 과급압 센서로 측정된 실제 과급 압력과 목표 과급 압력을 비교하여, 둘 사이의 차이가 사전에 설정된 기준 값 이내일 때 정상적으로 추종하고 있는 것으로 판단할 수 있다.A method for determining the followability of the boost pressure when the wastegate is controlled in an open loop is to use a boost pressure sensor provided in the turbo engine. That is, the actual boost pressure measured by the boost pressure sensor is compared with the target boost pressure, and it can be determined that the difference between the actual boost pressure and the target boost pressure is normally followed when the difference between the two is within the preset reference value.
또한, 포지션 센서의 고장이 아닌 액추에이터의 구동회로 고장인 경우에는 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하는 것이 적절하지 않으므로, 역시 안전을 위해 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정한다(S50, S80). Further, in the case where the drive circuit of the actuator is faulty, not the failure of the position sensor, it is not appropriate to control the waste gate in the open loop, so that the amount of opening of the waste gate is also fixed to the maximum for safety (S50, S80).
한편, 본 발명은 웨이스트 게이트가 고장이 아닌 것으로 판단되는 동안에 목표 열림량에 대한 실제 열림량의 편차를 보정값으로 하여 상기 맵 데이터에 저장하는 단계를 더 수행할 수 있다(S40).In the meantime, the present invention may further include storing the deviation of the actual opening amount with respect to the target opening amount as the correction value in the map data while determining that the wastegate is not a malfunction (S40).
이는 웨이스트 게이트가 정상, 특히 포지션 센서가 정상적으로 작동하고 있는 동안에 맵 데이터의 웨이스트 열림량을 좀더 정확하게 수정해 놓기 위한 것이다. 보정값은 계산된 목표 열림량에 적용되며(S20), 이러한 맵 데이터의 보정 작업을 통해 개방 제어의 정확도가 좀더 향상된다.This is intended to correct the waste opening amount of the map data more accurately while the waste gate is normal, particularly while the position sensor is normally operating. The correction value is applied to the calculated target opening amount (S20), and the accuracy of the opening control is further improved through the correction work of such map data.
실시형태에 따라서는, 웨이스트 게이트 열림량의 보정값을 구할 때, 임의의 한 운전영역에 대해 기설정된 횟수만큼 목표 열림량에 대한 실제 열림량의 편차를 계산하고, 이러한 복수 개의 편차를 평균한 값을 보정값으로 정하는 일종의 학습 과정을 거칠 수도 있다. 이러한 학습 과정을 적용할 때에는 평균화된 보정값이 결정된 이후에 목표 열림량에 적용하는 것이 바람직한데, 이는 학습이 완료된 이후에 보정값을 적용하지 않을 경우 보정값이 수렴하지 않고 진동할 우려가 있기 때문이다. According to the embodiment, when calculating the correction value of the wastegate opening amount, the deviation of the actual opening amount with respect to the target opening amount by a predetermined number of times for an arbitrary operation region is calculated, and a value obtained by averaging the plurality of deviation values As a correction value. In applying such a learning process, it is preferable to apply to the target opening amount after the averaged correction value is determined. If the correction value is not applied after the learning is completed, there is a fear that the correction value does not converge and vibrate to be.
마지막으로, 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때 과급 압력의 추종성이 정상인 것으로 판단되면, 웨이스트 게이트의 개방 루프 제어를 포지션 센서가 정상상태로 복귀할 때까지 계속 수행한다.Finally, when the wastegate is controlled as an open loop and it is determined that the follow-up of the boost pressure is normal, the open-loop control of the wastegate is continued until the position sensor returns to the normal state.
이와 같이, 본 발명의 웨이스트 게이트 제어방법은 포지션 센서가 고장이 난 경우에도 웨이스트 게이트의 제어를 포기하지 않고 상당히 정확하게 개방 루프로 계속 제어하기 때문에 운전자의 가속 요구를 충족시킬 수 있는 것이다.As described above, the wastegate control method of the present invention can satisfy the driver's acceleration demand because the wastegate control is continuously controlled in an open loop fairly accurately without giving up control of the wastegate even if the position sensor fails.
이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재내용과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Accordingly, the scope of the present invention will be determined by the description of the claims and their equivalents.
1: 터보차저 2: 임펠러
3: 터빈 4: 터빈 축
5: 웨이스트 게이트 6: 액추에이터1: Turbocharger 2: Impeller
3: Turbine 4: Turbine shaft
5: Waste gate 6: Actuator
Claims (8)
웨이스트 게이트의 고장 여부를 판단하는 단계;
상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지를 판단하는 단계;
상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인 경우에는 배기압력과 액추에이터에 인가되는 튜티를 입력값으로 하여 웨이스트 게이트의 열림량을 출력하는 맵 데이터에 기반하여 상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하고, 포지션 센서의 고장이 아닌 경우에는 상기 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정하는 단계; 및
상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하고, 상기 과급 압력이 개방 루프 제어를 따르지 않을 때에는 상기 웨이스트 게이트의 열림량을 최대로 고정하는 단계;
를 포함하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.Integrating the output value of the map data for outputting the amount of opening of the wastegate with the exhaust pressure and the duty applied to the actuator as input values, and calculating a target opening amount with respect to the current opening amount;
Determining whether a waste gate is faulty;
Determining whether a failure of the waste gate is a failure of the position sensor;
When the fault of the wastegate is a failure of the position sensor, the wastegate is controlled in an open loop based on map data outputting the amount of opening of the wastegate with the exhaust pressure and the tune applied to the actuator as input values, Fixing the opening amount of the wastegate to a maximum when the sensor is not in failure; And
Determining the followability of the boost pressure when the wastegate is controlled in an open loop and fixing the amount of opening of the wastegimethe maximum when the boost pressure does not follow the open loop control;
The method comprising the steps of:
상기 웨이스트 게이트의 고장 여부는 실제 열림량이 기설정된 시간 동안 상기 목표 열림량을 추종하지 못하거나, 또는 액추에이터에 인가되는 듀티 값이 기설정된 시간 안에 기설정된 값을 초과할 경우에 상기 웨이스트 게이트가 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.The method according to claim 1,
The failure of the wastegate may be determined based on whether the actual opening amount does not follow the target opening amount for a preset time or when the duty value applied to the actuator exceeds a preset value within a predetermined time, And determining that the position sensor is in failure.
상기 웨이스트 게이트의 고장이 포지션 센서의 고장인지를 판단하는 것은 상기 액추에이터의 구동회로에 대한 자가진단 결과 상기 구동회로의 고장이 아닌 경우에 상기 포지션 센서가 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.The method according to claim 1,
Characterized in that it is judged that the position sensor is faulty when it is judged that the fault of the wastegate is a failure of the position sensor if the drive circuit is not faulty as a result of self diagnosis of the drive circuit of the actuator Waste gate control method.
상기 웨이스트 게이트가 고장이 아닌 경우에는 상기 목표 열림량에 대한 실제 열림량의 편차를 보정값으로 하여 상기 맵 데이터에 저장하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.The method according to claim 1,
And storing the deviation of the actual opening amount with respect to the target opening amount as a correction value in the map data when the waste gate is not faulty.
상기 웨이스트 게이트 열림량의 보정값은 한 운전영역에 대해 기설정된 횟수만큼 상기 편차를 계산하고, 상기 편차를 평균한 값이 결정된 이후에 적용하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.5. The method of claim 4,
Wherein the correction value of the wastegate opening amount is calculated after calculating the deviation by a predetermined number of times for one operation region and is applied after a value obtained by averaging the deviation is determined.
상기 보정값을 상기 계산된 목표 열림량에 적용하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.The method according to claim 4 or 5,
And the correction value is applied to the calculated target opening amount.
상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때의 과급 압력의 추종성을 판단하는 것은, 과급압 센서로 측정된 실제 과급 압력과 목표 과급 압력을 비교하고, 둘 사이의 차이가 사전에 설정된 기준 값 이내일 때 추종하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.The method according to claim 1,
To determine the followability of the boost pressure when the wastegate is controlled in an open loop, the actual boost pressure measured by the boost pressure sensor is compared with the target boost pressure, and when the difference between the two is within a preset reference value And judging that the position sensor is in a follow-up state.
상기 웨이스트 게이트를 개방 루프로 제어하였을 때 상기 과급 압력의 추종성이 정상인 것으로 판단되면, 상기 웨이스트 게이트의 개방 루프 제어를 상기 포지션 센서가 정상상태로 복귀할 때까지 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 포지션 센서 고장시 웨이스트 게이트 제어방법.
8. The method of claim 7,
Loop control of the wastegate until the position sensor returns to a normal state when it is determined that the follow-up of the boost pressure is normal when the wastegate is controlled in an open loop. Waste gate control method.
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