KR19980078355A - 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 각 실린더에서 폭발행정을 수행하기 위해 1차 점화코일에 전류를 흘려주는 통전시기을 제어하는 방법에 관한 것으로 특히, 엔진의 회전수에 따른 영역을 소정 영역으로 분할하고 각 영역에 따른 통전시간을 설정하는 제 1 과정과, 차량의 주행속도에 따른 엔진의 회전수를 검출하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 검출된 엔진 회전수가 상기 제 1 과정에서 설정된 영역중 어느 영역에 속하는가를 판단하는 제 3 과정과, 상기 제 3 과정에서 판단되어진 영역에 대응하는 통전시기를 산정하는 제 4 과정, 및 상기 제 2 과정을 재수행하며 차량의 주행속도에 따른 엔진의 회전수의 변화량을 검출하고 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시기를 검출된 엔진의 회전수의 변화량에 따라 보정하는 제 5 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법.
Description
본 발명은 차량가속시의 점화에너지 보상방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 차량가속시 엔진특성에 따라 속도영역을 분할하고 그 영역구간별(특성구간별)로 1차 점화코일에 전류를 흘려주어야 할 통전시간을 제어하여 가속시 점화에너지를 보상할 수 있도록 하는 차량 가속시의 점화에너지 보상방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 점화제어라 하면 1차 점화코일에 전류를 흘려주는 통전시기을 제어하는 것과 점화 플러그에서 실제 스파크를 튀겨주는 점화시기를 제어하는 것으로 나누어진다.
이때, 점화시기를 제어하는 시스템은 흔히 노크 제어 시스템이라 칭하는 것으로, 엔진의 점화 시기는 노킹이 발생되기 직전이 최적이므로 노크센서에 의하여 노킹을 검출하고 그에따라 노킹 발생직전으로 점화시기를 조정하기 위한 것이다.
또한, 통전시기를 제어하는 방식은 흔히 획일적으로 거의 일정한 통전시간을 유지시켜주게 된다.
그러나, 차량의 주행시 크랭크 축에 걸리는 힘은 엔진 실린더내의 폭발행정에 의해 얻어지는데, 점화시기도 중요하지만 점화시 발생되는 스파크 에너지의 크기도 중요하게 된다. 따라서, 스파크 에너지의 크기에 가장 밀접한 통전시간의 효율적인 제어가 필요하게 되었다.
특히, 차량이 저속주행하는 경우 1차 점화코일에 전류를 흘려주는 통전시간이 짧아 점화에너지가 적을 경우 코일에 점화가 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생되고 있다. 이는, 종래의 통전시기 제어 방식이 고속주행시와 저속주행시의 통전시간이 크게 차이를 갖지 못함으로 인해 발생되는 것이다.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 차량 주행시 주행속도를 소정 영역으로 분할하고 각 영역당 그 영역특성에 따른 통전시간을 할당하여 1차 점화코일에 흘려주어야 할 통전시간을 제어함으로써, 엔진 실린더내의 폭발행정을 위한 점화 스파크 에너지의 크기를 보상하기 위한 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 따른 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상을 위한 시스템의 구성도
도2는 본 발명에 따른 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상 방식의 순서도
도3은 점화에너지와 엔진회전수(RPM)간의 특성을 나타낸 그래프
도4는 점화 에너지와 점화시기 및 피스톤 상사점의 관계를 1차 점화코일에 흘려 주는 전류의 그래프에 대응시킨 예시도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 엔진콘트롤모듈(ECM) 200 : 1차점화코일
300 : 점화스위치 400 : 엔진부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 차량의 각 실린더에서 폭발행정을 수행하기 위해 1차 점화코일에 전류를 흘려주는 통전시기을 제어하는 방법에 있어서, 엔진의 회전수에 따른 영역을 소정 영역으로 분할하고 각 영역에 따른 통전시간을 설정하는 제 1 과정과, 차량의 주행속도에 따른 엔진의 회전수를 검출하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 검출된 엔진 회전수가 상기 제 1 과정에서 설정된 영역중 어느 영역에 속하는가를 판단하는 제 3 과정과, 상기 제 3 과정에서 판단되어진 영역에 대응하는 통전시기를 산정하는 제 4 과정, 및 상기 제 2 과정을 재수행하며 차량의 주행속도에 따른 엔진의 회전수의 변화량을 검출하고 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시기를 검출된 엔진의 회전수의 변화량에 따라 보정하는 제 5 과정을 포함하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징으로는 상기 제 4 과정에서 영역별 통전시기를 산출시 아래의 수학식1에 따라 산정하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징으로는 엔진의 회전수에 따른 영역은 엔진회전수 1200rpm이하의 영역과 엔진회전수 3300rpm이상의 영역 및 그 사이 영역으로 구분하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징으로는 상기 제 5 과정은 종전의 점화시점과 현재의 점화시점간의 시간차를 종전에 측정한 점화시점차에 따른 데이터와 비교하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 엔진 회전에 따른 점화시점간의 시간차가 비교치보다 크다고 판단되면 상기 제 1 단계에서 측정된 점화시기의 시간차에 보상변수를 곱한값을 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시간에다 더하여 보상하는 제 2 단계와, 상기 제 1 단계에서 엔진 회전에 따른 점화시점간의 시간차가 비교치보다 작다고 판단되면 종전에 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시간에 보상값을 곱한것이 현재 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시간보다 큰가를 비교하는 제 3 단계, 및 상기 제 3 단계에서 크다고 판단되면 앞으로의 통전시간을 종전의 통전시간에 보상값을 곱한값으로 정정하는 제 4 단계로 이루어지는 데 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상 위한 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상 방식의 순서도이고, 도 3은 점화에너지와 엔진회전수(RPM)간의 특성을 나타낸 그래프이다.
또한, 도4는 점화 에너지와 점화시기 및 피스톤 상사점의 관계를 1차 점화코일에 흘려 주는 전류의 그래프에 대응시켜 도시하였다.
도 1에 도시되어 있는 점화에너지 보상을 위한 시스템은 차량가속시 엔진상태에 따라 속도영역을 분할하고 그 영역구간별로 1차 점화코일에 전류를 흘려 주어야 할 통전시간을 제어하여 가속시 점화에너지를 보상하는 엔진콘트롤모듈(100)과, 1차 점화코일(200)을 점화시키기 위한 점화스위치(300)와, 엔진부(400)로 구성되어 있다.
도면에 도시한 부호중 1은 엔진콘트롤모듈(100)의 EST출력단자를 나타내고, 2는 엔진콘트롤모듈(100)의 디스트리뷰터 점화신호단자를나타내고, 3은 엔진콘트롤모듈(100)의 바이패스콘트롤단자를 나타내고, 4는 디스트리뷰터 접지단자를 나타낸다.
상기와 같이 구성되는 점화에너지 보상을 위한 시스템의 동작을 첨부한 도2와 도3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도3을 참조하여 점화코일에서 필요로 하는 점화에너지와 엔진의 회전수와의 관계를 살펴보면, 통상 점화코일에서 필요로 하는 점화에너지는 엔진의 회전수(rpm)에 반비례하여 고속이 될 수록 필요한 에너지가 적어지게 되는데, 저속주행시와 고속주행시에는 엔진의 회전수(rpm)에 따라 필요한 에너지의 변동폭이 크고, 중속주행시에는 그 에너지의 변동폭이 저속 또는 고속주행시에 비하여 작다.
또한, 엔진의 회전수(rpm)는 4기통 엔진의 경우 아래의 관계식과 같이 표현될 수 있는데, 변수 REPERIOD는 각각의 실린더에서 수행되는 4행정마다 1번씩 발생되는 신호로서, 제작가가 임의로 특정 행정(예를들어, 폭발행정)에서 발생되도록 설정할 수 있다.
따라서, 4기통 엔진의 경우 엔진이 2회전하는 동안 4번의 REPERIOD신호가 발생되기 때문에, 아래의 관계식이 성립되는 것이다.
[관계식]
이때, 실린더 내부의 피스톤은 2번 상하 운동하는 동안 1번의 폭발행정이 이루어지고, 점화에너지는 이 한번의 폭발행정시 이루어짐에 따라, 도3은 점화에너지와 엔진의 회전수(rpm)의 관계를 나타낸 엔진 특성 그래프인 것이다.
또한, 도3의 그래프는 시뮬레이션에 따른 점화에너지와 엔진의 회전수(rpm)의 관계를 보간식에 따른 이상적인 관계 그래프이지만, 실제적으로는 각 구간별로 상기 도3에 도시되어 있는 그래프에 가장 근접한 선형식으로 처리하고 있다.
따라서, 도4는 1차 점화코일에 흘려 주는 전류의 통전시간의 양에 따라 점화 에너지(DWELL)와 점화시기 및 피스톤 상사점(TDC)의 관계를 도시한 도4와 상기 도3의 관계를 구간별로 정리하면 다음과 같다.
우선, 도4에 도시되어 있는 바와 같이, 폭발행정에서 피스톤 상사점(TDCn-2, TDCn)에서 진각보정등을 통해 통상 점화시기는 피스톤의 상사점에서 소정시간 이전에 결정된다. 이때, 점화시기와 상사점(TDC)간의 시간차에 따른 변수 K를 결정하는 방식에 대한 진각보정에 따른 설명은 생략한다.
따라서, 본 발명에서 통전시간을 결정하는 방식은 점화 에너지(DWELL)는 1차 점화코일에 흘려 주는 전류의 통전시간의 정도에 비례하고, 점화시기는 피스톤의 상하운동정도(REPERIOD)에 비례한다. 즉, 엔진 회전수(rpm)에 비례하는 것이다.
따라서, 피스톤이 2회 상사점에 도착할때 1번의 점화시점이 형성됨으로 실제 점화시점간의 시간차는 REFPERn-2와 REFPERn의 차이를 나타낸다.
상술한 모든 조건속에서 각 구간별 점화 에너지(DWELL)를 구하는 관계식은 아래식1과 같다.
[수학식 1]
상술한 식1에 따른 관계를 첨부한 도1과 도2를 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.
차량가속시 엔진상태에 따라속도영역을 분할하여 그 영역별(그 특성구간별)로 1차 점화코일에 흘려 주어야 할 통전시간을 콘트롤 하는 엔진콘트롤모듈(100)은 먼저 스텝 S100에서 차량가속에 따른 주행속도를 체크하고(S100) 체크한 주행속도가 가속인가를 체크하여(S200) 가속이 아니면 처음단계로 리턴시키고, 가속이면 주행속도 영역을 분할한다(S300).
이와같이, 속도 영역구간을 분할하고(S300) 그 영역구간별(특성구간별)로 1차점화코일(200)에 흘려 주어야 할 통전시간을 제어한다(S400). 따라서, 식1에 따른 통전시간에 의한 값(DWELL)을 계산하여(S500) 엔진회전수(rpm)에 따른 값을 산정한다.
이때, 엔진콘트롤모듈(100)은 스텝 S600에서 급가속에 따른 상태인가를 종전의 점화시점(REFPERn-2)과 현재의 점화시점(REFPERn)간의 시간차를 기준 임계치(KREFDIF)와 비교함으로써 엔진 회전수(rpm)의 급격한 변화 유무를 검사하고 판단한다.
상기 스텝 S600에서 엔진 회전수(rpm)값이 급격한 변화를 갖는다고 판단되면, 스텝 S700으로 진행하여 측정된 점화시기의 시간차(REFPERn-2 - REFPERn)에 보상변수(KREFCOMP)값을 곱한값을 통전시간(DWELL)으로 재설정하여 급가속시 점화에너지를 보상한다.
만일, 상기 스텝 S600에서 엔진회전수(rpm)의 변화가 급격하게 변화하지 않는다고 판단하면, 스텝 S800으로 진행하여 통전시간(DWELL)의 급격한 감소변화가 존재하는가를 종전의 통전시간(DWELLn-1)에 통전시간보상값(DWELLRFC)(통상 1보다 작은값)을 곱한것이 상기 스텝 S500에서 산출되었던 통전시간(DWELL)보다 큰가를 비교하게 된다.
이때, 상기 스텝 S800에서 비교치가 작지 않다고 판단되면 즉, 보상이 필요하다고 판단되면 스텝 S900으로 진행하여 통전시간(DWELL)을 종전의 통전시간(DWELLn-1)에 통전시간보상값(DWELLRFC)을 곱한값으로 재조정하게 된다
이후, 상기 스텝 S700 또는 스텝 S900의 과정을 수행하였거나, 상기 스텝 S800에서 비교치가 작다고 판단되면 스텝 S1000으로 진행하게 되는데, 상기 스텝 S1000에서는 도4에 도시되어 있는 바와 같이, 통전시간의 임계범위를 벗어나지 않도록 상술한 과정에서 보정된 통전시간(DWELL)을 조정하게 된다.
즉, 통전시간의 보정값이 통전시간의 임계범위를 초과하는지를 판단하고 초과하지 않는 경우에는 보정된 통전시간을 유지하되, 만약 통전시간의 보정값이 통전시간의 임계범위를 초과한 경우에는 통전시간의 임계범위로 통전시간을 재설정한다.
이상에서와 같이 동작되는 본 발명은 차량가속시 엔진상태에 따라 속도영역을 분할하고 그 영역구간별로 1차점화코일에 전류를 흘려 주어야 할 통전시간을 제어해 주므로써 가속시 점화에너지를 보상해 주는 효과가 있다.
Claims (5)
- 차량의 각 실린더에서 폭발행정을 수행하기 위해 1차 점화코일에 전류를 흘려주는 통전시기을 제어하는 방법에 있어서, 엔진의 회전수에 따른 영역을 소정 영역으로 분할하고 각 영역에 따른 통전시간을 설정하는 제 1 과정과; 차량의 주행속도에 따른 엔진의 회전수를 검출하는 제 2 과정과; 상기 제 2 과정에서 검출된 엔진 회전수가 상기 제 1 과정에서 설정된 영역중 어느 영역에 속하는가를 판단하는 제 3 과정과; 상기 제 3 과정에서 판단되어진 영역에 대응하는 통전시기를 산정하는 제 4 과정; 및 상기 제 2 과정을 재수행하며 차량의 주행속도에 따른 엔진의 회전수의 변화량을 검출하고 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시기를 검출된 엔진의 회전수의 변화량에 따라 보정하는 제 5 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제 4 과정에서 영역별 통전시기를 산출시 아래의 수학식에 따라 산정하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법:
- 청구항 1에 있어서, 엔진의 회전수에 따른 영역은 엔진회전수 1200rpm이하의 영역과 엔진회전수 3300rpm이상의 영역 및 그 사이 영역으로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제 5 과정은 종전의 점화시점과 현재의 점화시점간의 시간차를 종전에 측정한 점화시점차에 따른 데이터와 비교하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 엔진 회전에 따른 점화시점간의 시간차가 비교치보다 크다고 판단되면 상기 제 1 단계에서 측정된 점화시기의 시간차에 보상변수를 곱한값을 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시간에다 더하여 보상하는 제 2 단계와; 상기 제 1 단계에서 엔진 회전에 따른 점화시점간의 시간차가 비교치보다 작다고 판단되면 종전에 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시간에 보상값을 곱한것이 현재 상기 제 4 과정에서 산출된 통전시간보다 큰가를 비교하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계에서 크다고 판단되면 앞으로의 통전시간을 종전의 통전시간에 보상값을 곱한값으로 정정하는 제 4 단계로 포함되는 것을 특징으로 하는 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법.
- 청구항 4에 있어서, 상기 제 2 단계 또는 제 4 단계 수행으로 인해 변경되어진 통전시간이 통전시간의 임계범위를 초과하는지를 판단하여 초과하지 않는 경우에는 보정된 통전시간을 유지하되, 만약 통전시간의 보정값이 통전시간의 임계범위를 초과한 경우에는 통전시간의 임계범위로 통전시간을 재설정하는 단계를 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법.
Priority Applications (1)
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| KR1019970015879A KR19980078355A (ko) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970015879A KR19980078355A (ko) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법 |
Publications (1)
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| KR19980078355A true KR19980078355A (ko) | 1998-11-16 |
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Family Applications (1)
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| KR1019970015879A KR19980078355A (ko) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 차량 주행 속도에 따른 점화에너지 보상방법 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR19980078355A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394866B1 (ko) * | 2001-04-21 | 2003-08-19 | 기아자동차주식회사 | 차량의 엔진 관리 시스템 |
| CN114962114A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-30 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种车辆的发动机的点火能量的控制方法及控制系统 |
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1997
- 1997-04-28 KR KR1019970015879A patent/KR19980078355A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394866B1 (ko) * | 2001-04-21 | 2003-08-19 | 기아자동차주식회사 | 차량의 엔진 관리 시스템 |
| CN114962114A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-30 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种车辆的发动机的点火能量的控制方法及控制系统 |
| CN114962114B (zh) * | 2022-06-28 | 2023-08-11 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种车辆的发动机的点火能量的控制方法及控制系统 |
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