KR20000074790A - 차량용 디젤 엔진 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 화물 적재 및 승차 인원의 하중에 따라 연료 분사량을 가변적으로 제어 할 목적으로;

차량의 승차 인원 및 화물 적재 상태에 따른 무게를 검출하는 차량 하중 검출 수단과; 차량의 가속페달 위치와 엔진 회전수를 검출하는 차량 주행상태 검출 수단과; 차량 하중 검출 수단에서 입력되는 신호를 받아 연료 분사량 맵을 설정한 후, 가속페달 위치와 엔진 회전수에 따라 상기 설정된 연료 분사량 맵에서 연료 분사량을 결정하여 소정의 신호로 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 신호를 인가받아 연료 분사량을 조절하는 연료펌프로 이루어져 있어서, 검출되는 차량의 하중에 따라 연료 분사량 맵을 설정하고, 가속페달 위치와 엔진 회전수에 의해 상기 설정된 연료 분사량 맵에서 연료 분사량을 결정한 후, 소정의 제어신호를 츨력함으로서, 운전성 및 연비를 개선할 수 있다.

Description

차량용 디젤 엔진 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING DIESEL ENGINE OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 디젤 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 적재된 화물의 무게에 따라 엔진으로 분사되는 연료량이 각각 다르게 분사되도록 제어하기 위한 차량용 디젤 엔진 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진(Diesel Engine)은 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 엔진 주요부의 구조가 가솔린 엔진과 큰 차이는 없지만 연료의 공급과 연소 과정이 다르다. 흡입 행정에서 공기만을 흡입하여 고압축비(15 ∼ 22 : 1)로 압축하면 500 ∼ 600℃의 높은 압축열이 발생되며, 이 때 분사노즐을 통하여 연료를 분사하면 압축 착화(자기 착화)되는 엔진이다.

따라서 분사펌프와 분사노즐 등으로 구성된 연료분사 장치가 필요하게 되며, 연료는 자기 착화성이 우수한 경우를 사용한다.

디젤 엔진의 연료 장치는 연료 탱크, 연료 파이프, 공급 펌프, 연료 여과기, 분사 펌프, 고압 파이프, 분사 노즐 등으로 구성되어 있어서, 연료는 연료탱크에서 연료 파이프, 연료 공급 펌프, 연료 여과기, 분사펌프, 고압 파이프를 걸쳐 분사 노즐로 공급된다.

분사 펌프는 엔진의 크랭크 샤프트에 의하여 구동되어 저압의 연료를 고압으로 변환시켜 실린더 헤드에 설치된 분사노즐을 통하여 알맞은 시기에 소정의 압력으로 연소실에 분사한다.

연료를 분사할 때 시간적인 조건으로는 분사 시기, 분사기간, 분사량 및 분사 상태 즉, 연소실 내에서 분무의 도달 거리 또는 관통력, 분포 상태, 무화 정도등은 연소실의 형상과 함께 연소 상태를 결정하는 중요한 요인이 된다.

따라서 분사 펌프에 조속기와 타이머를 설치하여 분사량과 분사시기를 변환시키도록 하였다.

상기한 분사량과 분사시기는 기계적인 방식과 가솔린 엔진에서 처럼 마이컴을 이용한 전자 제어 방식이 있으며, 근래에는 기계적인 방식을 사용하기보다는 전자 제어방식을 주로 사용하고 있으며, 더욱 정밀한 분사량과 분사시기 제어를 위한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.

따라서, 상기한 전자 제어 방식에 따른 분사량 제어는 전자 제어장치(이하 ECU라 칭함)가 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 메모리에 저장되어 있는 기본 분사 특성 선도 맵에 의해 가속페달의 위치센서와 엔진 회전수 센서의 변화에 따라 기본 분사량을 먼저 산정한 후 수온 센서, 흡기 온도 센서, 기동 전동기 등의 신호에 의해서 기본 분사량을 보정하고 스필링(Spilling: 제어 슬리브) 위치 센서의 신호에 의해 피드 백을 수정하여 최적의 연료 분사량을 결정한다.

따라서 저온 시동시, 가속시, 과급기 작동시 흡입 공기의 밀도가 저하되는 고지대에서의 주행등 특이한 운전 상태에서도 최적의 연료 분사량이 되도록 조절한다.

그러나, 상기한 분사량 조절은 화물 적재 및 승차원의 승차유무에 관계없이 분사량을 제어함에 따라 가변적인 제어가 이루어지지 못하여 운전성 및 연비가 저하되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 화물 적재 및 승차 인원의 하중에 따라 연료 분사량을 가변적으로 제어할 수 있는 차량용 디젤 엔진 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 적용되는 디젤 엔진 제어 장치 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 디젤 엔진 제어 방법 동작 순서도.

도 3은 본 발명에 적용되는 디젤 엔진 제어 그래프.

도 4는 종래의 디젤 엔진 제어 그래프이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 차량의 하중을 검출하는 차량 하중 레벨 밸브와;

차량의 가속페달 각도 및 엔진 회전수를 검출하는 차량 주행상태 검출 수단과;

차량 주행상태 검출 수단에서 입력되는 신호를 받아 기설정된 연료 분사량 맵을 설정한 후, 분사량을 결정하여 소정의 신호로 출력하는 제어 수단과;

상기 제어 수단에서 출력되는 신호를 인가받아 연료 분사를 조절하는 연료펌프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 엔진 제어장치를 제공하기 위한 것이다.

이를 실현하기 위한 또 다른 본 발명은, 검출되는 차량 하중 레벨 밸브 신호를 입력받아 기준값과 비교 판단하여 상기 판단된 결과에 따라 분사량 맵을 설정하는 단계와;

검출되어 입력되는 가속페달 위치 감지신호와 엔진 회전수 감지신호에 따라 상기 단계에서 설정된 맵을 이용하여 연료 분사량을 결정하여 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 엔진 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 연료 분사 장치 구성 블럭도로서, 차량 하중 레벨 밸브(10)는 차량의 승차 인원 및 화물적재시의 무게를 검출하고, 차량 주행상태 검출수단(20)은 차량의 가속페달 각도와 엔진 회전수를 검출하며, 제어부(30)은 상기 차량 하중 레벨 밸브(10)에서 인가되는 신호를 입력받아 연료 분사량 맵을 설정하고, 차량 주행상태 검출 수단(20)에서 검출되어 인가되는 신호를 입력받아 상기 설정된 연료 분사량 맵에서 해당 분사량을 결정하여 소정의 신호로 출력하고, 분사펌프(40)는 상기 제어부(30)에서 출력되는 신호를 입력받아 연료 분사량을 조절한다.

상기에서 차량 주행상태 검출수단(20)은 운전자의 가속페달 조작 상태에 따라 가변되는 가속페달의 변화 위치를 검출하는 가속페달 위치 센서(21)와;

차량의 운행상태에 따라 가변되는 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출 센서(22)로 이루어져 있다.

도 2는 차량용 디젤 엔진의 엔진 제어 방법 동작 순서도로서, 차량에 시동이 걸리면, 제어부(30)는 차량의 하중을 검출하여 표시하는 차량 하중 레벨 밸브(10)의 신호를 입력받아(S100), 상기 입력된 하중 레벨 밸브 신호의 값이 설정된 기준값 보다 작거나 같은가를 판단한다(S110).

상기 단계에서 입력된 차량 하중 레벨 밸브(10)의 신호 값이 설정된 기준값 보다 크거나 같다고 판단되면, 제어부(30)는 도 3에서와 같이 메모리에 기설정되어 저장되어 있는 기울기가 급한 제 2 연료 분사량 맵을 설정한다(S120).

즉, 하중 레벨 밸브 신호의 값이 설정된 기준값 보다 크거나 같은 경우는 차량에 적재된 화물의 무게 또는 승차한 인원이 기준 무게를 초과한 상태이므로 엔진의 출력을 높이기 위해 연료 분사량 변화폭이 넓은 연료 분사량 맵을 설정한다..

하지만, 상기 단계에서 입력된 하중 레벨 밸브 신호의 값이 설정된 기준값 보다 작다고 판단되면, 제어부(30)는 차량에 적재 화물이 없거나 또는 기준값 이하로 적재된 상태로 판단하고 도 4에서와 같이 메모리에 기설정되어 저장되어 있는 기울기가 완만하여 연료 분사량 변화폭이 좁은 종래의 연료 분사량 맵으로 이루어진 제1 연료 분사량 맵을 설정한다(S121).

이후, 제어부(30)는 가속페달 위치 감지 센서(21)와 엔진 회전수 감지 센서(22)에서 입력되는 신호를 인가받아(S130), 상기(S120,S121) 단계에서 설정된 제1 또는 제2 분사량 맵에서 연료 분사량을 결정한 후 , 소정의 제어신호를 연료 펌프(40)로 출력한다(S140).

연료 펌프(40)는 상기 제어부(40)에서 출력되는 제어신호에 따라 제어되어 분사되는 연료량을 조절한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진 제어 방법은 차량의 적재 화물 또는 승차 인원의 하중에 따라 연료 분사맵을 설정한 후, 가속페달 위치 센서와 엔진 회전수 센서의 값에 따라 연료 분사량을 결정하여 해당 제어신호를 출력함으로서, 운전성을 향상시킬 수 있고, 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 차량의 하중을 검출하는 차량 하중 레벨 밸브와;

   차량의 가속페달 각도 및 엔진 회전수를 검출하는 차량 주행상태 검출 수단과;

   차량 주행상태 검출 수단에서 입력되는 신호를 받아 기설정된 연료 분사량 맵을 설정한 후, 분사량을 결정하여 소정의 신호로 출력하는 제어 수단과;

   상기 제어 수단에서 출력되는 신호를 인가받아 연료 분사를 조절하는 연료펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진 제어 장치.
2. 검출되는 차량 하중 레벨 밸브 신호를 입력받아 기준값과 비교 판단하여 상기 판단된 결과에 따라 분사량 맵을 설정하는 단계와;

   검출되어 입력되는 가속페달 위치 감지신호와 엔진 회전수 감지신호에 따라 상기 단계에서 설정된 맵을 이용하여 연료 분사량을 결정하여 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진 제어 방법.
3. 제 3 항에 있어서, 검출된 하중 레벨 밸브 신호를 입력받아 기준값 보다 크거나 같으면 제 1 연료 분사량 맵을 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 ㅎ는 차량용 디젤 엔진 제어 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 검출된 하중 레벨 밸브 신호를 입력받아 기준값 보다 작으면 제 2 연료 분사량 맵을 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 ㅎ는 차량용 디젤 엔진 제어 방법.