KR20040043010A

KR20040043010A - 디젤 차량의 구배로 발진장치 및 방법

Info

Publication number: KR20040043010A
Application number: KR1020020071001A
Authority: KR
Inventors: 안성철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-05-22

Abstract

디젤 차량이 구배로에서 정지 후 발진시 구배 정도에 따라 엔진의 아이들 회전수를 보상하여 가속 페달이 구동없이 안정된 발진이 이루어지도록 하는 것으로, 차속 정보가 차량의 정지상태로 판단되면 기어 위치, 클러치 및 브레이크의 작동상태 및 구배 정도를 검출하는 과정과; 기어 위치가 전진 변속단 선택 위치이고, 브레이크가 해제되는 출발 의사가 검출되면 현재의 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 구배 정도가 제1기준값 이상이면 아이들 회전수 보상 모드로 진입한 다음 구배 정도가 제2기준값 이하인지를 판단하는 과정과; 구배 정도가 제1기준값 이상 제2기준값 이하의 범위에 포함되면 맵 테이블에서 제1보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상에 적용하는 과정과; 구배 정도가 제2기준값 이상이면 제3기준값 이하의 범위에 포함되면 맵 테이블에 제2보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상을 적용하는 과정과; 구배 정도가 제3기준값 이상이면 맵 테이블에서 제2보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상을 적용하는 과정 및; 아이들 회전수 보상이 적용된 발진으로 차속이 설정된 속도 이상을 유지하면 적용된 보상값을 클리어하여 기본 로직에 의한 아이들 회전수로 복귀하는 과정을 포함한다.

Description

디젤 차량의 구배로 발진장치 및 방법{APPARATUS OF STARTING AN INCLINE ROAD FOR DIESEL VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 디젤 차량에 관한 것으로, 더 상세하게는 구배로에서의 정지 후 발진시 구배(경사) 정도에 따라 엔진의 아이들 회전수를 보상하여 가속 페달이 구동없이 안정된 발진이 이루어지도록 하는 디젤 차량의 구배로 발진장치 및 방법에 관한 것이다.

커먼 레일 직접 분사(Common Rail Direct Injection)방식을 적용하는 디젤 엔진 및 터버 차져(Turbo Charger)를 장착한 디젤 엔진은 터버 차져가 충분한 성능을 발휘하기 이전인 저 엔진 RPM에서 구배로를 등판하는 경우 흡입되는 공기량의 부족으로 인하여 불완전 연소로 블랙 스모그(Black Smoke)를 발생하게 되며, 동시에 엔진 출력 부족으로 인한 등판 성능의 부족을 가져온다.

따라서, 등판에 필요한 충분한 토크를 얻기 위해서는 충분한 공기의 흡입을 위한 터버 차져의 개선이나 엔진 회전수를 충분히 상승시킨 다음에 클러치와 트랜스밋션의 동력을 연결시킴으로써 등판에 필요한 토크를 얻어야 한다.

그러나, 운전자의 클러치 페달 조작과 가속 페달의 조작 및 브레이크 페달의 조작 상황에 따라 등판 성능이 다르게 되고, 상기의 페달에 대하여 운전자의 부적절한 조작으로 인하여 구배로에서의 발진시 차량이 뒤로 밀리는 현상이나 엔진 시동의 꺼짐 현상이 나타나게 된다.

또한, 운전자의 조작 미숙 혹은 엔진 출력 토크의 부족으로 인한 등판 능력의 부족으로 인하여 차량 탑승자의 안전에 위험한 상황을 초래하게 되는 문제점을 발생시키게 된다.

따라서, 현재 엔진제어수단에 의하여 제어되는 커먼 레일 직접 분사방식을 적용하고 있는 디젤 엔진에서는 등판 로직에 연소실에 흡입되는 공기량에 따라서 연료량 제한을 두어 낮은 엔진 회전수의 영역에서 과도한 연료량 분사로 인한 블랙 스모그의 발생을 제어하고 있으나, 구배로에서의 정지 후 발진시 통상적인 차량과 마찬가지로 운전자의 브레이크 페달과 클러치 페달 및 가속 페달의 조작에 의해 구배로 발진이 가능하도록 되어 있어 구배로의 주행 및 발진 경험이 부족한 운전자 및 많은 화물을 적재한 화물차의 경우 구배로의 발진시 뒤로 밀림에 의한 전복 혹은 계곡으로의 추락 등의 사고를 발생시키게 되고, 엔진 정지 및 등판 불가 등의 문제점을 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 디젤 엔진 제어를 위한 기본 로직에 차량에 설치된 등판각 센서로부터 검출되는 구배로 판정치 정도에 따라 정지시 평지와는 다른 아이들 회전수를 발진이 완료되는 시점까지 보정함으로써 등판에 필요한 최대한의 토크를 미리 확보하여 가속 페달의 구동없이 반클러치의 상태에서 브레이크 페달만의 릴리즈 조작으로 구배로 발진이 안정되게 수행될 수 있도록 한 것이다.

즉, 아이들 회전수가 보정되는 영역에서 자동 변속기 차량에서 브레이크 페달과 가속 페달을 조작하는 것과 같이 단지 클러치 페달의 릴리즈를 통해 트랜스밋션으로의 동력 전달을 미팅(Meeting)하고, 이때 브레이크 페달의 릴리즈를 수행하여 엔진 시동 꺼짐이나 뒤로 밀림 없이 구배로에서 안정된 발진이 유지될 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 차량의 구배로 발진장치에 대한 개략적인 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 디젤 차량에서 구배로 발진 제어 수행에 대한 일 실시예의 흐름도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 디젤 엔진을 장착한 차량에 있어서, 주행 차속을 검출하는 차속 검출부와; 브레이크 페달의 작동 상태를 검출하는 브레이크 페달 검출부와; 주행 도로의 구배 정도를 검출하는 구배 검출부와; 냉각수의 온도를 검출하는 수온 검출부와; 기어의 선택 위치를 검출하는 기어 검출부와; 클러치 페달의 동력 단속여부를 검출하는 클러치 페달 검출부와; 구배로에서의 발진이 검출되면 구배 정도에 따라 설정된 테이블로부터 아이들 회전수 보상값을 추출 적용하여 아이들 회전수 보상을 제어하는 제어부와; 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 산출되는 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하는 인젝터를 포함한다.

본 발명은 디젤 엔진을 장착한 차량에서 검출되는 차속 정보가 차량의 정지상태로 판단되면 기어 위치, 클러치 및 브레이크의 작동상태 및 구배 정도를 검출하는 과정과; 상기에서 기어 위치가 전진 변속단 선택 위치이고, 브레이크가 해제되는 출발 의사가 검출되면 현재의 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 상기에서 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상이면 아이들 회전수 보상 모드로 진입한 다음 구배 정도가 설정된 제2기준값 이하인지를 판단하는 과정과; 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상 제2기준값 이하의 범위에 포함되면 맵 테이블에 설정된 제1보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상에 적용하는 과정과; 상기에서 구배 정도가 설정된 제2기준값 이상이면 설정된 제3기준값 이하의 범위에 포함되는지를 판단하는 과정과; 상기에서 구배 정도가 설정된 제2기준값 이상 제3기준값 이하의 범위에 포함되면 맵 테이블에 설정된 제2보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상을 적용하는 과정과; 상기에서 구배 정도가 제3기준값 이상이면 맵 테이블에 설정된 제2보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상을 적용하는 과정 및; 상기의 아이들 회전수 보상이 적용된 발진으로 차속이 설정된 속도 이상을 유지하면 적용된 보상값을 클리어하여 기본 로직에 의한 아이들 회전수로 복귀하는 과정을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 디젤 차량의 구배로 발진장치는 차속 검출부(10)와, 브레이크 페달 검출부(20), 구배 검출부(30), 냉각수온 검출부(40), 기어 검출부(50), 클러치 페달 검출부(60), 제어부(70) 및 인젝터(80)로 이루어지는데, 차속 검출부(10)는 트랜스밋션의 출력축과 치차 결합되어 출력축의 회전수로부터 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

브레이크 페달 검출부(20)는 브레이크 페달의 작동 및 릴리즈 여부를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

구배 검출부(30)는 액체 방식 혹은 기타의 방식을 적용하는 통상의 구배 검출센서로 주행되는 도로의 구배 정도를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

냉각수온 검출부(40)는 엔진의 실린더 블록을 순환하는 냉각수의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

기어 검출부(50)는 기어의 상태가 중립 위치인지 혹은 주행 위치에 있는지의 여부를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

클러치 페달 검출부(60)는 클러치 페달의 동력 전달과 그 정도 및 동력 단속여부를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

제어부(70)는 상기 검출되는 각 정보를 설정된 알고리즘을 통해 분석하여 구배로의 발진 조건인 경우 검출되는 구배 정도에 따라 점화 시기 및 연료 분사량의 조정을 통해 아이들 회전수를 보상 제어하며, 안정된 발진 이후 차속이 설정된 차속 이상으로 검출되는 시점까지 유지한다.

상기의 아이들 회전수 보상 제어 과정에서 엔진 냉각수온과 각종 부하 요소의 작동 여부에 대한 펙터값을 감안하여 그에 대한 보상값을 추가한다.

인젝터(80)는 상기 제어부(70)에서 인가되는 제어신호에 따라 산출되는 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성을 통해 구배로 발진 제어를 수행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

디젤 엔진을 장착 차량이 엔진 시동 온을 유지하면 제어부(70)는 차속 검출부(10)를 통해 현재의 차속을 검출하여(S101), 차량이 정지 상태를 유지하고 있는지를 판단한다(S102).

상기에서 차량이 주행중인 상태인 것으로 판단되면 제어부(70)는 구배로 발진 제어를 수행하지 않고, 차량이 정지 상태인 것으로 판단되면 기어 검출부(50)로부터 현재의 기어 선택 상태를 검출하고, 클러치 페달 검출부(60)로부터 클러치의 동력 단속 여부를 검출하며, 브레이크 페달 검출부(20)로부터 브레이크의 작동 여부를 검출하고, 구배 검출부(30)로부터 현지점의 구배 정도를 검출한다(S103).

이후, 상기 검출되는 각 정보를 설정된 알고리즘을 통해 분석한 다음 현재의 기어의 위치가 전진 변속단을 선택하고 있고, 클러치가 트랜스밋션에 동력 전달을 미팅하고 있는 반클러치의 상태이며 브레이크 페달이 릴리즈 되는 상태인지를 판단한다(S104).

상기에서 기어의 위치가 전진 변속단을 선택하고 있고, 클러치가 트랜스밋션에 동력 전달을 미팅하고 있는 반클러치의 상태이며 브레이크 페달이 릴리즈 되는 상태인 것으로 판단되면 구배 검출부(30)로부터 검출되는 구배 정도가 설정된 제1기준값, 예를들어 10% 이상인지를 판단한다(S105).

상기 S105의 판단에서 현재 지점에서의 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상인 것으로 판단되면 제2설정된 기준값, 예를들어 20% 이하인지를 판단한다(S106).

상기에서 구배 정도가 제2설정된 기준값 이하인 것으로 판단되면 제어부(70)는 설정된 맵 테이블로부터 현재의 구배 정도에 대하여 설정된 제1보상값을 추출한 다음 기본 아이들 회전수 제어값에 추출된 제1보상값을 추가 적용하여 인젝터(80)를 통해 아이들 회전수의 보상을 수행한다(S107).

상기 S106의 판단에서 검출되는 구배 정도가 설정된 제2기준값 이상이면 설정된 제3기준값, 예를 들어 30% 이하인지를 판단한다(S108).

상기 S108의 판단에서 현재 지점의 구배 정도가 설정된 제3기준값 이하인 것으로 판단되면 제어부(70)는 설정된 맵 테이블로부터 현재의 구배 정도에 대하여 설정된 제2보상값을 추출한 다음 기본 아이들 회전수 제어값에 추출된 제2보상값을 추가 적용하여 인젝터(80)를 통해 아이들 회전수의 보상을 수행한다(S109).

상기 S108의 판단에서 현재 지점의 구배 정도가 설정된 제3기준값 이상인 것으로 판단되면 제어부(70)는 설정된 맵 테이블로부터 현재의 구배 정도에 대하여 설정된 제3보상값을 추출한 다음 기본 아이들 회전수 제어값에 추출된 제3보상값을 추가 적용하여 인젝터(80)를 통해 아이들 회전수의 보상을 수행한다(S110).

상기한 바와 같이 구배 정도에 따라 보상값의 적용을 통한 아이들 회전수의 상승으로 가속페달의 구동 없이 반클러치 상태로의 미팅중 브레이크 페달의 릴리즈를 통해 구배로에서의 발진이 개시된 다음 검출되는 차속이 설정된 기준속도 이상인지를 판단한다(S111).

상기에서 차속이 설정된 기준 속도 이하를 유지하면 구배로의 발진 이후 엔진 토크가 안정된 상태를 유지하고 있지 않은 것으로 판단하여 제3보상값을 적용하는 아이들 회전수 보상을 지속적으로 유지하고, 차속이 설정된 기준속도 이상으로 검출되면 가속 페달의 구동에 따라 상기 적용한 보상값을 클리어하여 아이들 회전수로 복귀한 다음 통상적인 엔진 제어를 수행한다.

상기에서 구배 정도에 따라 보상값 적용을 위한 기준값의 범위를 3단계로 분리하였으나, 이는 일 실시예에 불과한 것으로 구배 정도를 세분화하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 S105의 판단에서 현재 지점에서의 구배 정도가 설정된 제1기준값 이하인 것으로 판단되면 통상적인 아이들 회전수의 상태에서 클러치 페달과 브레이크 페달 및 가속 페달의 조작을 통해 안정된 발진을 수행할 수 있는 상태인 것으로 판단하여 아이들 회전수 보상을 통한 발진 제어를 수행하지 않고 통상적인 제어를 유지한다.

즉, 발진 지점의 구배 정도가 예를 들어 10% 이하이면 기본적인 아이들 엔진수를 이용하여 출발이 가능한 상태이므로, 아이들 회전수의 보상을 수행하지 않고, 구배 정도가 예를 들어 10% 이상 20%이하인 경우 제1보상값을 적용하여 아이들 회전수 보상을 수행하며, 구배 정도가 예를들어 20%이상 30%이하인 경우 제2보상값을 적용하여 아이들 회전수 보상을 수행하며, 구배 정도가 예를들어 30%이상인 경우에는 제3보상값을 적용하여 아이들 회전수 보상을 수행함으로써, 구배로에서의 발진시 뒤로 밀림이나 엔진 시동 꺼짐 등이 방지되어 안정된 발진성을 향상시킨다.

또한, 상기에서 구배 정도에 따라 아이들 회전수 보상값을 적용함에 있어 냉각수온 및 기타의 차량 상태조건에 따른 옵셋값을 감안한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 구배로에서의 발진시 구배 정도에 따라 아이들 회전수를 보상하여 가속 페달의 구동없이 브레이크 페달의 릴리즈만으로 안정된 발진을 확보하여 구배로의 발진에 안정성 및 편리성을 제공한다.

Claims

디젤 엔진을 장착한 차량에 있어서,

주행 차속을 검출하는 차속 검출부와;

브레이크 페달의 작동 상태를 검출하는 브레이크 페달 검출부와;

주행 도로의 구배 정도를 검출하는 구배 검출부와;

냉각수의 온도를 검출하는 수온 검출부와;

기어의 선택 위치를 검출하는 기어 검출부와;

클러치 페달의 동력 단속여부를 검출하는 클러치 페달 검출부와;

구배로에서의 발진이 검출되면 구배 정도에 따라 설정된 테이블로부터 아이들 회전수 보상값을 추출 적용하여 아이들 회전수 보상을 제어하는 제어부와;

상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 산출되는 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하는 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 경사로 발진장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 구배로 발진시의 아이들 회전수 보상은 발진 후 설정된 차속에 도달되는 시점까지 유지하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 경사로 발진장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부의 아이들 회전수 보상은 기본 로직의 제어값에 맵 테이블의 보상값과 냉각수온 및 기타 차량 부하 조건에 대한 옵셋값을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 경사로 발진장치.
디젤 엔진을 장착한 차량에서 검출되는 차속 정보가 차량의 정지상태로 판단되면 기어 위치, 클러치 및 브레이크의 작동상태 및 구배 정도를 검출하는 과정과;

상기에서 기어 위치가 전진 변속단 선택 위치이고, 브레이크가 해제되는 출발 의사가 검출되면 현재의 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상인지를 판단하는 과정과;

상기에서 구배 정도가 설정된 제1기준값 이상이면 아이들 회전수 보상 모드로 진입한 다음 구배 정도가 설정된 제2기준값 이하인지를 판단하는 과정과;

구배 정도가 설정된 제1기준값 이상 제2기준값 이하의 범위에 포함되면 맵 테이블에 설정된 제1보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상에 적용하는 과정과;

상기에서 구배 정도가 설정된 제2기준값 이상이면 설정된 제3기준값 이하의 범위에 포함되는지를 판단하는 과정과;

상기에서 구배 정도가 설정된 제2기준값 이상 제3기준값 이하의 범위에 포함되면 맵 테이블에 설정된 제2보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상을 적용하는 과정과;

상기에서 구배 정도가 제3기준값 이상이면 맵 테이블에 설정된 제3보상값을 추출하여 아이들 회전수 보상을 적용하는 과정 및;

상기의 아이들 회전수 보상이 적용된 발진으로 차속이 설정된 속도 이상을 유지하면 적용된 보상값을 클리어하여 기본 로직에 의한 아이들 회전수로 복귀하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 경사로 발진방법.
제4항에 있어서,

상기 아이들 회전수 보상을 위한 구배 정도의 기준값은 5% 내지 10%의 범위로 구분하여 설정하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 경사로 발진방법.
제4항에 있어서,

상기 아이들 회전수 보상값은 기본 아이들 제어값에 구배 정도에 따른 보상값 및 기타 엔진 조건에 따른 보상값을 적용하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 경사로 발진방법.