KR20010048657A - 차량의 연료 분사량 제어 방법 - Google Patents

차량의 연료 분사량 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 흡기관에 유입되는 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하면 차량의 흡기관에 유입되는 흡입 공기량으로 연료 분사량 결정시 상기 흡입 공기량 과다할 경우 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량을 검출하여 연료 분사량을 결정하면서 연료를 분사하도록 한 차량의 연료 분사량 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 주행시 엔진 회전수와 흡기관의 압력으로 엔진에 흡입 공기량을 검출하고 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하고 이 결정된 연료 분사량을 엔진에 분사하는 단계와; 상기 단계에서 연료 분사시 흡기관 압력 변화로 인한 흡입 공기량 과도 또는 배기가스 재순환 또는 에어 플로오 메터 이상 발생시 엔진 회전수와 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량을 검출하여 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

차량의 연료 분사량 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING FUEL INJECTION IN A VEHICLE}
본 발명은 차량의 연료 분사량 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 흡기관에 유입되는 흡입 공기량으로 연료 분사량 결정시 상기 흡입 공기량 과다할 경우 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량을 검출하여 연료 분사량을 결정하면서 연료를 분사하도록 한 차량의 연료 분사량 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 연료 분사 계통은 흡기계통, 연료계통, 제어계통으로 구성되며, 상기 흡기계통은 대략적으로 에어 플로오 메터, 스로틀 밸브, 서지탱크로 구성되어 엔진의 연소에 필요한 공기를 공급하게 되고, 상기 연료계통은 연료탱크, 연료펌프, 압력조정기, 연료 인젝션, 콜드 스타트로 구성되어 엔진에 연료를 분사하게 되며, 상기 제어계통은 압력센서, 엔진 회전수 센서, 기타 센서 및 전자제어장치로 구성되어 상기 센서들로 부터 감지된 신호를 제어하면서 연료 분사량을 제어하게 된다.
상기와 같이 구성되는 연료 분사량 제어 시스템은 도 1 에 도시한 바와 같이, 에어클리너로 부터 흡입되는 공기를 포텐쇼메터에 의한 전압으로 흡입 공기량을 검출하는 에어 플로오 메터(10)와; 상기 에어 플로오 메터(10)로 부터 흡입되는 공기 압력을 바이패스 및 개도량에 따라 조절하는 스로틀 밸브(11)와; 상기 스로틀 밸브(11)로 부터 바이패스된 흡입 공기 압력을 완화하는 서지탱크(12)와; 상기 서지탱크(12)의 흡입 공기와 연료에 의하여 구동하는 엔진(13)와; 상기 엔진(13)의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(14)와; 상기 서지탱크(12)의 흡입 공기 압력을 감지하는 흡기관 압력센서(15)와; 상기 엔진 회전수 센서(14)와 흡기관 압력센서(15)로 부터 감지된 엔진 회전수와 흡기관 압력을 기설정된 알고리즘에 의하여 제어하여 연료 분사량을 결정하는 전자제어장치(16)와; 상기 전자제어장치(16)의 제어 신호에 의하여 연료를 분사하는 인젝터(17)로 구성되게 된다.
이와 같이 구성된 연료 분사량 제어 시스템은 흡기 압력 검출 방식을 사용하게 되는데, 이 흡기 압력 검출 방식은 1 사이클당 엔진(13)에 흡입되는 공기량을 엔진 회전수 센서(14)를 통해서 감지되는 엔진 회전속도와, 흡기관 압력센서(15)를 통해서 감지된 흡기관 압력으로 추정하는 것으로, 즉 상기 공기량을 기초로 하여 연료 분사량을 연산하는 방식이다.
그러나 상기 흡기 압력 검출 방식은 흡기관 계통의 자유도가 크고, 소형, 저가의 장점이 있으나, 흡기관 압력과 흡입 공기량이 간단한 함수 관계가 아니므로, 과도 상태의 흡입 공기량 검출시 보정이 필요하다.
또한 배기가스 재순환을 행할 경우에는 흡기관 압력이 변화하기 때문에 흡입 공기량 검출이 쉽지 않다.
그래서 상기 방식의 문제점을 해소하기 위하여 상기 흡기 공기 통로에 에어 플로오 메터(AIR FLOW METER)라고 하는 공기 유량 검출기를 설치하여 엔진의 흡입 공기량을 직접 계측하는 방식을 이용하고 있다.
따라서 상기 엔진의 흡입 공기량을 직접 계측하는 방식은 에어 플로오 메터로 연료 분사량을 연산하기 때문에 혼합비를 일정하게 유지하고, 엔진의 흡입 공기량만을 계측하고 있으므로, 배기가스 재순환 장치(EGR)등 다른 배기가스 감소장치에 영향을 주지 않고, 흡입 공기량의 변화를 정확하고 신속하게 계측하여 연료 분사량을 제어하기 때문에 과도 응답성이 좋은 이점이 가지고 있다.
그러나 상기 에어 플로오 메터가 고장이 발생하였을 경우, 흡입 공기량 뿐만 아니라 연료 분사량을 정확하게 연산하지 못하게 되어 정상적인 연료 분사를 할 수 없게 되었다.
이와 같이 종래에는 연료 분사량 방식을 어느 하나만 채택하여 사용하게 되므로 가령 과도 상태의 흡입 공기량 검출시, 이상 발생시 혹은 배기가스 재순환시 연료 분사량 조절은 물론 정상적인 연료 분사가 이루어지지 않는 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 엔진 회전수와 흡기관 공기 압력에 의하여 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량 결정은 물론 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량을 검출하고 연료 분사량을 결정하도록 함으로써, 주행중 흡입 공기량 이상시에도 연료 분사량을 용이하게 조절하면서 주행을 할 수 있도록 하고자 하는데 있다.
도 1은 종래 차량의 연료 분사량 제어 시스템의 블럭도.
도 2는 본 발명 차량의 연료 분사량 제어 시스템의 블럭도.
도 3은 본 발명 차량의 연료 분사량 제어 방법에 대한 플로우챠트.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 차량의 주행시 엔진 회전수와 흡기관의 압력으로 엔진에 흡입 공기량을 검출하고 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하고 이 결정된 연료 분사량을 엔진에 분사하는 단계와; 상기 단계에서 연료 분사시 흡기관 압력 변화로 인한 흡입 공기량 과도 또는 배기가스 재순환 또는 에어 플로오 메터 이상 발생시 엔진 회전수와 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량을 검출하여 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하여 차량의 연료 분사시 흡기관 압력으로 흡입 공기량을 검출하고 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하여 분사하되, 상기 배기가스 재순환 수행 및 흡입 공기량 과도, 에어 플로오 메터 이상시에는 스로틀 개도각으로 흡입 공기량을 검출하면서 연료 분사량을 결정하여 줌으로써 연료 분사량 조절을 용이하면서도 정확하게 할 수 있게 되는 것이다.
도 2 는 본 발명 차량의 연료 분사량 제어 시스템의 블럭도이고, 도 3 은 본 발명 차량의 연료 분사량 제어 방법에 대한 플로우챠트로서, 에어클리너로부터 흡입되는 공기를 포텐쇼메터에 의한 전압으로 흡입 공기량을 검출하는 에어 플로오 메터(10)와; 상기 에어 플로오 메터(10)로 부터 흡입되는 공기 압력을 바이패스 및 개도량에 따라 조절하는 스로틀 밸브(11)와; 상기 스로틀 밸브(11)로 부터 바이패스된 흡입 공기 압력을 완화하는 서지탱크(12)와; 상기 서지탱크(12)의 흡입 공기와 연료에 의하여 구동하는 엔진(13)와; 상기 엔진(13)의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(14)와; 상기 서지탱크(12)의 흡입 공기 압력을 감지하는 흡기관 압력센서(15)와; 상기 엔진 회전수 센서(14)와 흡기관 압력센서(15)로 부터 감지된 엔진 회전수와 흡기관 압력을 기설정된 알고리즘에 의하여 제어하여 연료 분사량을 결정하는 전자제어장치(16)와; 상기 전자제어장치(16)의 제어 신호에 의하여 연료를 분사하는 인젝터(17)와; 상기 스로틀 밸브(11)의 개도 각을 감지하는 스로틀 밸브 개도각 센서(18)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 차량 주행시 엔진(13)에 연료를 전자제어장치(16)에 의하여 제어된 연료 분사량으로 인젝터(17)를 통해서 공급하면서 주행을 하게 되는데, 이때 상기 연료 분사량은 1 사이클 당 엔진(13)에 흡입되는 공기량을 검출하여 이 검출된 공기량을 기준하여 결정하게 되는바,
따라서 상기 차량의 엔진(13)이 시동되면, 에어클리너(도시되지 않음)로 부터 흡입 공기는 에어 플로오 메터를 거쳐서 스로틀 밸브(11)를 바이패스 하면서 상기 스로틀 밸브(11)의 개도에 따른 공기량을 서지탱크(12)를 통해서 흡기관으로 유입되도록 한다.
이때 전자제어장치(16)에서는 엔진(13)에 공급되는 연료 분사량을 결정하기 위하여 상기 흡기관으로 유입되는 흡입 공기량을 검출하게 되는바, 이 과정을 설명하면, 상기 전자제어장치(16)에서는 엔진 회전수 센서(14)와 흡기관 압력센서(15)를 통해서 각각의 엔진 회전수(Ne)와 흡기관으로 유입되는 공기 압력(P)을 감지하게 된다(단계301).
상기 전자제어장치(16)에서는 상기 감지된 각각의 엔진 회전수(Ne)와 흡기관의 공기 압력(P)으로 1 사이클 당 엔진(13)에 흡입되는 공기량을 검출하게 된다(단계302).
상기 검출된 흡입 공기량을 기준하여 연료 분사량을 결정하게 되는데, 이때 연료 분사량 결정은 상기 흡입 공기량 ÷ 엔진 회전수(Ne)로 하게 된다(단계303).
상기와 같이 연료 분사량이 결정되면, 상기 전자제어장치(16)에서는 이 결정된 연료 분사량에 따른 제어 신호를 인젝터(17)에 출력하여 연료계통(도시되지 않음)으로 부터 공급되는 연료를 상기 제어 신호에 해당하는 양만큼 엔진(13)에 분사하면서 주행을 하게 된다(단계304).
이와 같이 결정된 연료 분사량으로 연료를 공급하면서 주행중 상기 전자제어장치(16)에서는 엔진 회전수(Ne)와 흡기관의 공기 압력(P)으로 부터 1 사이클 당 엔진(13)에 흡입되는 공기량이 과도하게 검출되거나 또는 배기가스 재순환 검출, 에어 플로오 메터 고장이 검출되는가를 판단하게 된다(단계305).
이때 상기 흡입되는 공기량이 과도하게 검출되거나 또는 배기가스 재순환 검출, 에어플로오메터 고장이 검출되지 않으면, 상기 전자제어장치(16)에서는 엔진 시동 오프인가를 판단하게 되고, 상기 엔진 시동이 오프이면 정지를 하게 되며, 상기 엔진 시동이 오프가 아니면, 상기 엔진 회전수 센서(14)와 흡기관 압력센서(15)를 통해서 각각의 엔진 회전수(Ne)와 흡기관으로 유입되는 공기 압력(P)을 감지하면서 주행을 하게 된다(단계306).
한편 상기 흡입되는 공기량이 과도하게 검출되거나 또는 배기가스 재순환 검출, 에어 플로오 메터 고장이 검출되면, 상기 전자제어장치(16)에서는 상기 엔진 회전수 센서(14)와 스로틀 밸브의 개도각 센서(18)를 통해서 각각의 엔진 회전수(Ne)와 스로틀 밸브 개도각(α)을 감지하게 된다(단계307).
따라서 상기 전자제어장치(16)에서는 상기 단계(302)로 가서 감지된 엔진 회전수(Ne)와 스로틀 밸브 개도각(α)으로 1 사이클 당 엔진(13)에 흡입되는 공기량을 검출하게 되고, 상기 검출된 흡입 공기량을 기준하여 연료 분사량을 결정하고, 이 결정된 연료 분사량으로 인젝터(17)에 출력하여, 인젝터(17)로 하여금 제어 신호에 해당하는 양만큼 엔진(13)에 분사하면서 주행을 하게 된다.
상기와 같이 주행중에 상기 흡입되는 공기량이 과도하게 검출되거나 또는 배기가스 재순환 검출, 에어 플로오 메터 고장이 검출되지 않으면, 상기 전자제어장치(16)에서는 엔진 시동 오프인가를 판단하게 되고, 상기 엔진 시동이 오프이면 정지를 하게 되지만, 상기 엔진 시동 오프가 아니면, 상기 엔진 회전수 센서(14)와 흡기관 압력센서(15)를 통해서 각각의 엔진 회전수(Ne)와 흡기관으로 유입되는 공기 압력(P)을 감지하면서 주행을 하게 된다.
그러나 상기 주행중에 상기 흡입되는 공기량이 과도하게 검출되거나 또는 배기가스 재순환 검출, 에어 플로오 메터 고장이 계속해서 검출되면, 상기 전자제어장치(16)에서는 상기 단계(302)로 가서 감지된 엔진 회전수(Ne)와 스로틀 밸브 개도각(α)으로 1 사이클 당 엔진(13)에 흡입되는 공기량을 검출하면서 검출된 흡입 공기량에 따른 연료 분사량으로 엔진(13)에 연료를 분사하면서 주행을 하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량의 주행시 엔진 회전수와 흡기관의 압력으로 엔진에 흡입 공기량을 검출하고 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하고 이 결정된 연료 분사량을 엔진에 분사하면서 주행하다가, 배기가스 재순환 또는 흡입 공기량 과도 또는 에어 플로오 메터 이상 발생시에는 흡입 공기량을 엔진 회전수와 스로틀 밸브 개도각으로 검출하고 연료 분사량을 결정하여 엔진에 분사하도록 함으로써, 상기 주행중 흡기관의 흡입 공기량 이상시에도 연료 분사량을 용이하게 조절하면서 주행을 할 수 있게 되므로, 주행 성능을 향상할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (4)

  1. 차량의 주행시 엔진 회전수와 흡기관의 압력으로 엔진에 흡입 공기량을 검출하고 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하고 이 결정된 연료 분사량을 엔진에 분사하는 단계와; 상기 단계에서 흡기관의 흡입 공기량 이상시 엔진 회전수와 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량을 검출하여 이 검출된 흡입 공기량으로 연료 분사량을 결정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 연료 분사량 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 흡기관의 흡입 공기량 이상은 배기가스 재순환 검출시 판단하도록 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 연료 분사량 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 흡기관의 흡입 공기량 이상은 에어 플로오 메터 고장시 판단하도록 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 연료 분사량 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진 회전수와 스로틀 밸브 개도각으로 흡입 공기량과 연료 분사량을 결정하고 이 결정된 연료 분사량으로 분사하면서 주행하되, 상기 흡입 공기량 이상 발생이 검출되지 않으면 엔진 회전수와 흡기관의 압력으로 흡입 공기량 검출과 연료 분사량을 결정하고 이 결정된 연료 분사량으로 분사하면서 주행하도록 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 연료 분사량 제어 방법.
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