KR20030067861A - 엔진의 공연비 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공연비 제어에 있어서 피드백 개념의 단점인 시간 지연의 문제를 보상할 수 있는 엔진의 공연비 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 엔진의 공연비 제어방법에 있어서, 상기 엔진의 동작시 공연비 제어영역을 검출하는 단계와; 상기 엔진의 공연비 제어영역이 검출된 상태에서 상기 엔진으로 유입되는 흡입 공기량(m)을 측정하는 단계와; 상기 엔진의 연소실에서 산소 센서까지의 배기가스 유동에 따른 지연 시간(t)을 연산하는 단계와; 상기 연산된 지연 시간(t)만큼 진각시킨 가상 공연비 제어라인을 설정하는 단계와; 상기 설정된 가상 공연비 제어라인에 따라 공연비 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

엔진의 공연비 제어방법{LAMBDA CONTROLLING METHOD OF ENGINE}

본 발명은 차량의 엔진에 관한 것으로서, 특히 엔진의 공연비 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로, 엔진의 공연비 제어(Lambda Control)는 도 1에 도시된 바와 같이 피드백 제어(Feedback Control)를 기본으로 적용되어 왔다.

피드백 제어는 실행에 대한 결과를 모니터링(Monitoring)하여 원하고자 하는 제어량과 실행된 제어량의 차이를 피드백 시켜주는 기술이다.

그러나, 이러한 피드백 제어는 항상 시간 지연(Time Delay)을 가질 수 밖에 없다.

도 2를 참조하면, 엔진의 연소실에서 길이(ℓ)만큼 떨어진 위치에 산소 센서(210)(Oxygen Sensor)가 위치하고 있다.

산소 센서(210)가 판정하는 공연비는 실제로는 연소실에서 연소가 이루어진 시점에서 배기가스가 산소 센서(210)에 도달하는 시간 후에 측정되는 것이기 때문에 피드백을 하더라도 항상 실제 연소상태와는 시간 지연을 가지게 된다.

즉, 종래에는 실제 엔진의 연소 상태를 실시간(Real Time)으로 모니터링 할 수 없으며, 공연비 제어를 피드백 개념으로 제어하게 됨으로써 항상 실제 연소 상태를 반영하는 공연비 제어를 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 공연비 제어에 있어서 피드백 개념의 단점인 시간 지연의 문제를 보상할 수 있는 엔진의 공연비 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 엔진의 공연비를 피드백 제어하는 개념도.

도 2는 일반적인 차량의 엔진에서 연소실과 산소 센서와의 거리를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 공연비 제어를 위한 타이밍도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 공연비 제어방법을 도시한 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진의 공연비 제어방법에 있어서, 상기 엔진의 동작시 공연비 제어영역을 검출하는 단계와; 상기 엔진의 공연비 제어영역이 검출된 상태에서 상기 엔진으로 유입되는 흡입 공기량(m)을 측정하는 단계와; 상기 엔진의 연소실에서 산소 센서까지의 배기가스 유동에 따른 지연 시간(t)을 연산하는 단계와; 상기 연산된 지연 시간(t)만큼 진각시킨 가상 공연비 제어라인을 설정하는 단계와; 상기 설정된 가상 공연비 제어라인에 따라 공연비 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 공연비 제어방법을 설명한다.

본 발명의 실시예는 엔진의 공연비 제어를 피드포워드(FeedForward) 시킴으로써 실제 엔진에서의 공연비를 실시간(Real Time)으로 반영할 수 있는 방법을 제공한다.

실제 연소실 상태가 농후(Rich)한지 희박(Lean)한지는 직접 파악하기가 곤란하다.

이와 같은 이유로 실제 연소실 상태를 파악하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이 연소실에서 산소 센서(Oxygen Sensor)까지의 배기가스 유동에 따른 지연 시간(Time Delay ; t)을 알아내야 한다.

본 발명의 실시예에서는 지연 시간(t)을 직접 측정(Measuring)하지 않고 흡입 공기량의 정보를 이용하여 간접적으로 계산한다.

예를 들어, 연소실로부터 산소 센서까지의 거리를"ℓ"로 정의한다.

그리고, 배기 매니폴드의 지름을"D", 공연비 제어 영역에서의 흡입 공기량을 "m"이라고 정의하면,

이므로,

으로 구할 수 있게 된다.

즉, 연소실내의 공연비 상태와 산소 센서의 공연비 상태의 지연 시간(t)을 예측하고, 기존의 피드백 제어 대비 각각 지연 시간(t) 만큼 진각(Advance)된 가상의 공연비 제어라인(Lambda Control Line)을 설정하고, 이 가상의 공연비 제어라인에 따라 공연비 제어동작을 수행하게 하면 연소실내의 공연비 상태를 정확히 예측하여 배기가스를 줄일 수 있다.

여기서, 본 발명의 전반적인 엔진의 공연비 제어동작은 엔진 제어부(ECU)에서 수행하는 것을 유의해야 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 공연비 제어방법을 수행하기 위한 구성으로, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출센서(예를 들어, 크랭크각 검출센서), 차속 센서, 흡입 공기량 검출센서, 산소 센서, 연소실로부터 산소 센서까지의 거리(ℓ), 배기 매니폴드의 지름(D) 등의 데이터를 저장하는 메모리를 포함하여 구성한다.

이와 같은 구성으로 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예는 (S410)에서 엔진 제어부가 엔진의 각종 정보를 리드(Read)하는 단계로 시작된다.

(S410)에서는 엔진 회전수(RPM), 차속, 흡입 공기량 신호 및 연소실로부터 산소 센서까지의 거리(ℓ), 배기 매니폴드의 지름(D)에 관련된 데이터 정보를 각종 센서 및 메모리로부터 리드하게 된다.

이어서, 엔진 제어부는 (S412)으로 진행하여 엔진의 동작시 공연비 제어영역을 검출한다.

전술한 (S412)에서 엔진의 공연비 제어영역이 검출되면, 엔진 제어부는 (S414)으로 진행하여 흡입 공기량 검출센서를 통해 엔진으로 유입되는 흡입 공기량(m)을 측정한다.

그리고, 엔진 제어부는 (S416)으로 진행하여 엔진의 연소실에서 산소 센서까지의 배기가스 유동에 따른 지연 시간(t)을 연산한다.

지연 시간(t)의 연산식은 전술한 바와 같다.

엔진 제어부는 (S418)으로 진행하여 연산된 지연 시간(t)만큼 진각시킨 가상 공연비 제어라인을 설정한다.

가상 공연비 제어라인은 도 3에 도시된 바와 같다.

그리고, 엔진 제어부는 (S420)으로 진행하여 설정된 가상 공연비 제어라인에 따라 공연비 제어동작을 수행한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 공연비 제어방법은 공연비를 이론 공연비에 가깝게 제어하여 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 촉매의 귀금속량을 줄일 수 있으며, 배기가스를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 엔진의 공연비 제어방법에 있어서,

   상기 엔진의 동작시 공연비 제어영역을 검출하는 단계와;

   상기 엔진의 공연비 제어영역이 검출된 상태에서 상기 엔진으로 유입되는 흡입 공기량(m)을 측정하는 단계와;

   상기 엔진의 연소실에서 산소 센서까지의 배기가스 유동에 따른 지연 시간(t)을 연산하는 단계와;

   상기 연산된 지연 시간(t)만큼 진각시킨 가상 공연비 제어라인을 설정하는 단계와;

   상기 설정된 가상 공연비 제어라인에 따라 공연비 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 공연비 제어방법.