KR19990059897A - 시동시의 연료량 보정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 시동시의 연료량 보정장치에 관한 것으로, 시동 스위치와; 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수온 감지 수단과; 엔진 회전수를 감지하는 엔진 회전수 감지 수단과; 시동 스위치가 작동되면 설정된 시동 연료량에 따라 연료 분사를 제어하고, 감지되는 엔진 회전수가 일정 회전수에 도달하면 시동 연료량을 일정 비율 감소시킨 초기 연료량에 따라 제어한 다음, 초기 연료량에서 일정값을 감소시킨 감량 연료량이, 흡입되는 공기량에 따라 설정되는 기본 연료량에 감지되는 냉각 수온에 따라 설정되는 보정 팩터가 승산된 설정값보다 작은 상태를 유지하도록 하여, 상기 감량 연료량에 따라 해당 제어 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 신호에 따라 해당 연료를 엔진으로 공급하는 연료 분사 수단을 포함하여 이루어지며, 시동시의 연료량이 흡입되는 공기량에 따라 설정될 수 있는 연료량의 일정 범위를 벗어나지 않도록 제어하여, 연료 과다 공급에 따른 엔진 회전수 드랍, 스톨 등의 현상을 방지할 수 있다.

Description

시동시의 연료량 보정장치 및 그 방법

이 발명은 시동시의 연료량 보정장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 시동시의 연료량이 흡입되는 공기량에 따라 설정될 수 있는 연료량의 일정 범위를 벗어나지 않도록 제어하기 위한 시동시의 연료량 보정장 치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 동작은 자동차의 주행 상태에 따라 크게 변화한다.

그러므로 엔진으로 분사되는 연료량이나 점화 장치의 동작 시기 등이 각 자동차의 주행 상태에 따라 각각 변화하여, 엔진의 출력 동력을 변화시키므로 안정적이고 효율적인 엔진의 운전 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

따라서 엔진 제어 장치는 가속 페달의 동작 상태에 따라 개도 정도가 변화하는 스로틀 밸브를 통해 흡입되는 공기량에 따라 기본적인 연료의 분사량을 설정한다.

그리고 자동차의 주행 도로의 상태나 각종 부하 장치의 동작으로 인가되는 부하 상태에 따라 산출되는 기본적인 연료의 분사량을 보정하여, 엔진의 출력 상태를 자동차의 주행 상태에 맞게 변화시켜 자동차의 운전성과 승차감을 향상시킬 수 있다.

그러나 엔진의 운전 상태가 공회전 상태일 경우엔, 즉, 시동시에는 상기와 같은 일반적인 엔진 제어 동작을 실행하지 않고 별도로 설정된 제어 동작을 실행하여 자동차가 정상적인 주행 상태로 들어가도록 한다.

엔진의 운전 상태가 공회전 상태일 경우엔, 가속 페달이 작동되지 않으므로 스로틀 밸브를 통해 흡입되는 공기량은 사실상 없게 되므로, 엔진의 공회전 제어를 실행하기 위해, 별도의 공회전 제어 장치(Idle Speed Control Actuator:ISCA)가 장착되어 있다.

따라서, 엔진의 상태나 주변환경의 기후 조건에 따라 공회전 제어 장치의 동작을 제어하여, 공회전 제어 장치에 형성되어 있는 바이패스(by-pass) 통로를 통해 흡입되는 공기량을 조절하여, 자동차의 주행 상태에 적절한 공회전 제어 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같이 시동 동작이 이루어진 다음에 첨부한 도1에 도시되어 있듯이 운전자의 가속 페달 작동에 따라 엔진 회전수가 가변되기 시작하고, 스로틀 밸브가 개방되기 시작한다.

엔진 제어 장치는 감지되는 엔진 회전수가 완만하게 증가하고 있는 완폭 상태로 판정되면, 시동시에 임의로 설정된 시동 연료량을 일정 비율만큼 감량한 다음, 그 때부터 일정 주기마다 일정량을 감소시킨다.

보다 상세하게 말하자면, 첨부한 도2에 도시되어 있듯이, 시동시에는 A의 시동 연료량으로 연료 분사를 제어하다가, 엔진 회전수가 완폭 상태로 판정되면 시동 연료량을 일정 비율만큼 감량하여 B(A×팩터)의 연료량으로 연료 분사를 제어한다.

다음에 B의 연료량을 일정 주기마다 일정값씩 감소시켜가면서, 스로틀 밸브의 개방에 따라 흡기 매니폴드내로 흡입되는 공기량에 따라 설정되는 기본 연료량(C)에 도달될 때까지 감소되는 연료량에 따라 연료 분사를 제어한다.

상기 기본 연료량(C)은 맵 센서(map sensor)에 의해 감지되는 흡입 공기량에 따라 산출된 값으로, 첨부한 도2에 도시된 A', B', C' 라인에 해당한다.

그러나, 이 때 시동 직후부터 차량이 출발하는 시점까지 매주기마다 감량되는 연료량 BC 라인이 기본 분사량에 해당하는 B'C 라인보다 월등하게 많아서, 엔진 회전수가 첨부한 도1에 도시되어 있는 바와 같이 완만하게 증가되는 것이 아니라 파동(fluctuation)적으로 변화하게 되는 단점이 발생한다.

이를 해결하기 위하여 매주기마다 감량되는 연료량 BC 라인을 B'C 라인으로 감소시키게 되면, 엔진 회전수가 급격하게 떨어지는 드랍(drop) 현상, 스톨(stall) 현상 등이 발생한다.

이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 시동시의 연료량이 흡입되는 공기량에 따라 설정될 수 있는 연료량의 일정 범위를 벗어나지 않도록 제어하여, 연료 과다 공급에 따른 엔진 회전수 불안정을 방지하기 위한 시동시의 연료량 보정장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.

도1은 종래의 시동시의 연료 분사 제어에 따른 그래프이고,

도2는 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료량 보정장치의 구성 블록도이고,

도3은 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료량 보정방법의 동작 순서도이고,

도4는 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료 분사 제어에 따른 그래프이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

시동 스위치와;

냉각수의 온도를 감지하는 냉각수온 감지 수단과;

엔진 회전수를 감지하는 엔진 회전수 감지 수단과;

시동 스위치가 작동되면 설정된 시동 연료량에 따라 연료 분사를 제어하고, 감지되는 엔진 회전수가 일정 회전수에 도달하면 시동 연료량을 일정 비율 감소시킨 초기 연료량에 따라 제어한 다음, 초기 연료량에서 일정값을 감소시킨 감량 연료량이, 흡입되는 공기량에 따라 설정되는 기본 연료량에 감지되는 냉각 수온에 따라 설정되는 보정 팩터가 승산된 설정값보다 작은 상태를 유지하도록 하여, 상기 감량 연료량에 따라 해당 제어 신호를 출력하는 제어 수단과;

상기 제어 신호에 따라 해당 연료를 엔진으로 공급하는 연료 분사 수단을 포함하여 이루어진다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은,

시동 스위치가 작동되면 설정된 시동 연료량에 따라 연료 분사를 수행하는 단계와;

엔진 회전수가 임의 회전수에 도달한 상태가 되면 시동 연료량이 일정 비율 감소된 초기 연료량에 따라 연료 분사를 수행하는 단계와;

초기 연료량에서 일정값이 감소된 감량 연료량에 따라 연료 분사를 수행하는 단계와;

냉각 수온을 감지하여 그에 따른 보정 팩터를 산출하는 단계와;

감량 연료량이 흡입되는 공기량에 따라 설정된 기본 공기량에 상기 보정 팩터를 승산한 값보다 작거나 같은 상태를 유지하도록 연료 분사를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료량 보정장치의 구성 블록도이고,

도3은 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료량 보정방법의 동작 순서도이고,

도4는 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료 분사 제어에 따른 그래프이다.

첨부한 도2에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료량 보정장치의 구성은, 시동스위치(IS)와, 엔진의 출력측에 장착되어 엔진 회전수를 감지하는 엔진 회전수 감지부(10)와, 흡기 매니폴드내에 장착되어 흡입되는 공기량을 측정하는 공기량 측정부(20)와, 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수온 감지부(30)와, 상기 시동 스위치(IS)와 감지부(10∼30)의 출력단에 연결되어 시동 연료량이 일정 범위를 유지하도록 하기 위한 제어 신호를 출력하는 엔진 제어부(40)와, 상기 엔진 제어부(40)의 출력단에 연결되어 인가되는 구동 신호에 따라 해당 연료를 엔진을 분사하는 연료 분사부(50)로 이루어진다.

상기 엔진 회전수 감지부(10), 공기량 측정부(20) 및 스로틀 밸브 감지부(30)는 공지된 기술임으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 시동시의 연료량 보정장치의 작용은 다음과 같다.

운전자의 시동키 작동에 따라 전원이 인가되면 엔진 제어부(40)는 모든 사용 변수를 초기화시킨 다음, 첨부한 도3에 도시된 루틴에 따라 시동 제어 동작을 수행한다.

상기에서 엔진 제어부(40)는 시동 스위치(IS)가 작동되면 도시하지 않은 내부 메모리로부터 임의 값으로 설정된 시동 연료량을 판독하고, 판독된 시동 연료량 에 따라 연료 분사부(50)를 구동시킨다(S110).

첨부한 도4에 도시된 그래프에서와 같이, 스로틀 밸브를 통한 흡입 공기량에 상관없이 정해진 시동 연료량(A)에 따라 연료를 분사시켜 공회전이 이루어지고 있는 상태에서, 엔진 제어부(40)는 엔진 회전수를 감지하여 엔진 회전수 변화 여부를 판단한다.

운전자가 시동이 걸린 상태에서 출발하기 위하여 가속 페달을 밟기 시작하면 엔진 회전수가 변화하기 시작한다. 상기 엔진 회전수 감지부(30)는 엔진의 크랭크축에 장착되어 출력 회전수 즉, 엔진 회전수를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 펄스 신호를 엔진 제어부(40)로 출력한다.

엔진 제어부(40)는 엔진 회전수 감지부(30)로부터 인가되는 전기적인 펄스 신호를 카운트하여 현재 엔진 구동에 따른 엔진 회전수를 감지하고(S120), 시동이 걸려서 엔진 회전수가 증가하기 시작하는 완폭 상태로 판단되면 상기한 종래 기술과 같이 시동 연료량을 일정 비율 감소시키고, 감소된 연료량에 따라 연료 분사부(60)를 구동시킨다(S130∼S140).

상기 시동 연료량이 일정 비율 감소된 연료량을 완폭후 초기 연료량으로 설정한다.

다음에, 완폭후 초기 연료량에서 일정값(α)을 감소시킨 다음(S150), 그 값을 설정값과 비교한다. 상기 초기 연료량에서 일정값(α)을 감소시킨 연료량을 감량 연료량으로 설정한다.

엔진 제어부(40)는 감량 연료량이 기본 연료량에 보정 팩터를 승산한 설정값보다 크거나 같은 경우에는, 그 값에서 일정값(α)을 감소시키면서 연료 분사를 제어한다.

상기 기본 연료량은 가속 페달 작동에 따라 스로틀 밸브가 개방되어 흡입되는 공기량에 따라 설정되는 연료량을 나타내며, 상기 보정 팩터는 감지되는 냉각수의 온도에 따라 이미 설정된 값으로서, 엔진 제어부(40)의 도시하지 않은 메모리내에 다음과 같이 테이블맵화되어 저장된다.

수온	-30°C	-10°C	10°C	30°C	50°C	80°C
목표연료량비	1.2	1.15	1.15	1.05	1.00	1.00

따라서, 상기 엔진 제어부(40)는 냉각수온 감지부(30)로부터 출력되는 신호에 따라 냉각수의 온도를 측정하고, 측정된 냉각수의 온도에 따라 내부 메모리에 저장된 보정 팩터를 판독하고, 판독된 보정 팩터를 기본 연료량에 승산하여 설정값을 산출한다(S150∼S170).

즉, 상기에서 감량 연료량이 기본 연료량에 보정 팩터를 승산한 설정값보다 작아질 때까지 감량 연료량을 일정값(α) 감소시키면서 연료 분사를 제어함으로써, 시동이 이루어진 다음부터 흡입되는 공기량에 따라 연료량이 설정될 때까지, 감량 연료량이 실제 흡입되는 공기량에 따라 설정될 수 있는 연료량의 설정 범위내에서 유지되도록 제어한다(S180).

그러나 상기에서 감량 연료량이 기본 연료량에 보정 팩터를 승산한 설정값보다 작은 경우에는, 감량 연료량이 기본 연료량보다 작거나 같은지를 판단한다(S190).

상기에서 감량 연료량이 기본 연료량보다 큰 경우에는 즉, 흡입되는 공기량에 따라 연료 분사를 제어해야 하는 시점에 도달하지 않은 경우에는, 다시 감량 연료량 감소 단계(S150)로 복귀하여 상기 동작을 반복 수행한다.

그러나, 상기에서 감량 연료량이 기본 연료량보다 작거나 같은 경우에는 즉, 흡입되는 공기량에 따라 연료 분사를 제어해야 하는 시점에 도달한 경우에는, 엔진 제어부(40)는 흡입되는 공기량에 따른 통상의 연료 분사 제어를 수행한다(S200).

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 시동시의 연료량이 흡입되는 공기량에 따라 설정될 수 있는 연료량의 일정 범위를 벗어나지 않도록 제어하여, 시동시의 연료 과다 공급에 따른 엔진 회전수 드랍, 스톨 등의 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

이에 따라 시동성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 시동 스위치와;

   냉각수의 온도를 감지하는 냉각수온 감지 수단과;

   엔진 회전수를 감지하는 엔진 회전수 감지 수단과;

   시동 스위치가 작동되면 설정된 시동 연료량에 따라 연료 분사를 제어하고, 감지되는 엔진 회전수가 일정 회전수에 도달하면 시동 연료량을 일정 비율 감소시킨 초기 연료량에 따라 제어한 다음, 초기 연료량에서 일정값을 감소시킨 감량 연료량이, 흡입되는 공기량에 따라 설정되는 기본 연료량에 감지되는 냉각 수온에 따라 설정되는 보정 팩터가 승산된 설정값보다 작은 상태를 유지하도록 하여, 상기 감량 연료량에 따라 해당 제어 신호를 출력하는 제어 수단과;

   상기 제어 신호에 따라 해당 연료를 엔진으로 공급하는 연료 분사 수단을 포함하여 이루어지는 시동시의 연료량 보정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 제어 수단은 감량 연료량이 기본 분사량보다 작거나 같아진 경우에는 감량 연료량이 아닌 기본 연료량에 따라 연료 분사를 제어하는 것을 특징으로 하는 시동시의 연료 분사량 보정장치.
3. 시동 스위치가 작동되면 설정된 시동 연료량에 따라 연료 분사를 수행하는 단계와;

   엔진 회전수가 임의 회전수에 도달한 상태가 되면 시동 연료량이 일정 비율 감소된 초기 연료량에 따라 연료 분사를 수행하는 단계와;

   초기 연료량에서 일정값이 감소된 감량 연료량에 따라 연료 분사를 수행하는 단계와;

   냉각 수온을 감지하여 그에 따른 보정 팩터를 산출하는 단계와;

   감량 연료량이 흡입되는 공기량에 따라 설정된 기본 공기량에 상기 보정 팩터를 승산한 값보다 작거나 같은 상태를 유지하도록 연료 분사를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시동시의 연료량 보정방법.
4. 제3항에 있어서,

   감량 연료량이 기본 분사량보다 작거나 같아진 경우에는 감량 연료량이 아닌 기본 연료량에 따라 연료 분사를 제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 시동시의 연료 분사량 보정방법.