KR20050069078A - 엔진의 연료 분사 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering) 발생시 스로틀 포지션 센서(TPS) 이상을 판단하고, 공연비가 농후(Rich)해 지거나 엔진 부조 발생을 억제할 수 있는 엔진의 연료 분사 제어방법에 관한 것으로, 아이들 스피드 액츄에이터(ISA), 흡기 유량 센서, 스로틀 포지션 센서(TPS)로부터 입력되는 신호들을 분석하여 각각의 센서 에러(Error) 유무를 판단하는 단계와; 상기 각각의 센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 상기 엔진의 아이들(Idle) 상태를 판단하는 단계와; 아이들 상태이면, 스로틀 포지션 센서(TPS)값이 변하는가를 판단하는 단계와; 스로틀 포지션 센서값이 변하면, 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise)이나 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle) 동안 측정된 공기량으로 연료 분사(Injection)량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

엔진의 연료 분사 제어방법{FUEL INJECTION CONTROL METHOD OF ENGINE}
본 발명은 엔진의 연료 분사 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 전자 제어 엔진을 장착한 차량에서 지멘스(SIEMENS) 시스템을 제어부로 사용하는 경우 스로틀 포지션 센서(TPS)의 신호(Signal)가 일정값 이하이면 아이들(Idle)상태로 판단하고, 아이들 스피드 제어(ISC) 듀티(Duty)값만으로 공기량을 계산하고 계산된 공기량에 맞는 연료량을 분사하였다.
도 1을 참조하면, 종래에는 아이들(Idle)시 3핀(Pin)으로 들어오는 값이 일정값 이하이면 아이들로 인식→소음(Noise) 발생시 아이들(Idle)을 부분 부하(Part Load)로 인식한다.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 아이들 판정을 스로틀 포지션 센서(TPS) 신호를 가지고 하므로 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering) 발생시 아이들(Idle)인데도 불구하고 부분 부하(Part Load)로 인식하여 공기량 계산에 스로틀 포지션 센서(TPS) 신호까지 이용하므로 측정된 공기량보다 계산된 공기량이 커져 공연비가 농후(Rich)해 지거나 엔진 부조(Engine Hesitation)가 발생하며, 심한 경우 엔진 시동 꺼짐 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering) 발생시 스로틀 포지션 센서(TPS) 이상을 판단하고, 공연비가 농후(Rich)해 지거나 엔진 부조 발생을 억제할 수 있는 엔진의 연료 분사 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로를 3핀 방식에서 4핀 방식으로 구조 변경하여 엔진의 연료 분사를 제어하는 방법에 있어서, 아이들 스피드 액츄에이터(ISA ; Idle Speed Actuator), 흡기 유량 센서(Mass Air Flow Sensor), 스로틀 포지션 센서(TPS)로부터 입력되는 신호들을 분석하여 각각의 센서 에러(Error) 유무를 판단하는 단계와; 상기 각각의 센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 상기 엔진의 아이들(Idle) 상태를 판단하는 단계와; 아이들 상태이면, 스로틀 포지션 센서(TPS)값이 변하는가를 판단하는 단계와; 스로틀 포지션 센서값이 변하면, 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise)이나 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle) 동안 측정된 공기량으로 연료 분사(Injection)량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 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 2는 본 발명의 실시예에 따른 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 연료 분사 제어방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로를 3핀 방식에서 4핀 방식으로 구조 변경하여 아이들(Idle) 상태를 판단하는 것으로, 아이들(Idle)인 경우 엔진 제어부(ECU)측에 5V값이 인가된 상태에서 스로틀 포지션 센서(TPS)가 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering)이 발생하면 림프 홈(Limp Home)으로 빠져 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle)동안 측정 공기량을 사용하여 연료량을 분사하고 부분 부하(Part Load)인 경우 엔진 제어부(ECU)측에 0V값을 인가하여 스로틀 포지션 센서(TPS) 신호를 공기량 계산에 반영하도록 함으로써 계산된 공기량에 맞는 연료량을 분사하게 하여 스로틀 포지션 센서(TPS) 이상 신호에 의한 배출가스(EM)증가 및 엔진 부조 등을 억제할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제4 핀(Pin)으로 들어오는 값(아이들(Idle) 판정 비트(BIT) = 0 or 1)을 가지고 아이들(Idle)을 판정→제3 핀(Pin)으로 들어오는 값이 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering)인지 판단 가능하다.
아이들(Idle), 부분 부하(Part Load) 판단은 제4 핀(Pin)을 통해 엔진 제어부(ECU)로 들어오는 5V 전원을 통해 판정을 수행한다.
즉, 아이들(Idle)일 경우 5V 전원이 제4 핀(Pin)을 통해 엔진 제어부(ECU)로 들어가 아이들(Idle)을 판정하는 비트(BIT)가 1이 되고, 부분 부하(Part Load)일 경우 오픈(Open)상태로 제4 핀(Pin)을 전원이 엔진 제어부(ECU)로 들어가지 않아 부분 부하(Part Load)로 인식한다.
아이들(Idle)일 경우 제4 핀(Pin)으로는 5V 전원이 공급되는 상태가 된다.
이 경우 제4 핀(Pin)을 통해 엔진 제어부(ECU)로 들어온 전원 값을 기준으로 아이들(Idle)로 판정한 상태이므로 제3 핀(Pin)을 통해 이상신호(소음(Noise), 채터링(Chattering)) 신호가 들어올 경우 림프 홈(Limp Home)으로 빠져서 이상신호가 발생한 아이들(Idle)동안 계산된 공기량이 아닌 측정된 공기량을 가지고 연료 분사량을 결정하게 되며, 제3 핀(Pin)을 통해서 엔진 제어부(ECU)에 일정값 이하의 전압이 들어올 경우는 림프 홈(Limp Home)으로 빠지지 않고 계산된 공기량으로 연료 분사량을 결정하게 한다.
도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 연료 분사 제어방법을 설명한다.
먼저, 엔진 제어부는 도 3의 (S310)에서 아이들 스피드 액츄에이터(ISA ; Idle Speed Actuator), 흡기 유량 센서(Mass Air Flow Sensor), 스로틀 포지션 센서(TPS)로부터 입력되는 신호들을 분석하여 각각의 센서 에러(Error) 유무를 판단한다.
이어서, 엔진 제어부는 (S312)으로 진행하여 각각의 센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진의 아이들(Idle) 상태를 판단한다.
만약, 아이들 상태이면, 스로틀 포지션 센서(TPS)값이 변하는가를 판단한다(S314).
전술한 (S314)에서 스로틀 포지션 센서값이 변하면, 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise)이나 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle) 동안 측정 공기량으로 연료 분사(Injection)량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행한다.
한편, 전술한 (S312)에서 아이들 상태가 아니거나, (S314)에서 스로틀 포지션 센서값이 변하지 않으면, 엔진 제어부는 (S318)으로 진행하여 이론 공기량으로 연료 분사량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로는 도 2에 도시된 바와 같이 4핀 방식으로 전기적인 회로를 구성한다.
즉, 5V전원이 입력되는 제1 핀과, 접지(GRD)되는 제2 핀과, 전압이 출력(Vout)되는 제3 핀과, 엔진 제어부(ECU)와 연결되는 제4 핀으로 구성하며, 제1 핀과 제4 핀은 스위칭 연결된다.
이와 같은 상태에서 아이들(Idle), 부분 부하(Part Load) 판단은 제4 핀(Pin)을 통해 엔진 제어부(ECU)로 입력되는 5V 전원을 통해 판정한다.
예를 들어, 엔진 제어부(ECU)는 5V 전원이 제4 핀(Pin)을 통해 입력되어 아이들(Idle)을 판정하는 비트(BIT)가 1이 되면 아이들(Idle) 상태로 판정한다.
만약, 아이들(Idle)인 경우 제4핀을 통해 엔진 제어부(ECU)측에 5V값이 인가된 상태에서 스로틀 포지션 센서(TPS)값이 변하면 림프 홈(Limp Home)으로 빠져 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle)동안 측정된 공기량으로 연료 분사(Injection)량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행한다.
한편, 엔진 제어부(ECU)는 오픈(Open)상태로 제4 핀(Pin)을 통해 전원이 입력되지 않아 부분 부하(Part Load)로 판단한다.
부분 부하(Part Load)인 경우 엔진 제어부(ECU)측에 0V값을 인가하여 스로틀 포지션 센서(TPS) 신호를 공기량 계산에 반영하도록 함으로써 계산된 공기량에 맞는 연료량을 분사하게 하여 스로틀 포지션 센서(TPS) 이상 신호에 의한 배출가스(EM)증가 및 엔진 부조 등을 억제하는 제어 동작을 수행한다.
상기한 바와 같이 제4 핀(Pin)을 통해 엔진 제어부(ECU)로 들어온 전원 값을 기준으로 아이들(Idle)로 판정한 상태이므로 제3 핀(Pin)을 통해 이상신호(소음(Noise), 채터링(Chattering)) 신호가 들어올 경우 림프 홈(Limp Home)으로 빠져서 이상신호가 발생한 아이들(Idle)동안 계산된 공기량이 아닌 측정된 공기량을 가지고 연료 분사량을 결정하게 되며, 3핀(Pin)을 통해서 엔진 제어부(ECU)에 일정값 이하의 전압이 들어올 경우는 림프 홈(Limp Home)으로 빠지지 않고 계산된 공기량으로 연료 분사량을 결정하게 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 제어방법은 아이들(Idle), 부분 부하(Part Load) 판정을 제4 핀(Pin)으로 들어오는 신호로 판단하므로 아이들(Idle)시 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering)에 의한 공연비 농후(Rich) 현상이나 엔진 부조, 시동 꺼짐 유발 억제의 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 연료 분사 제어방법을 도시한 흐름도.

Claims (10)

  1. 스로틀 포지션 센서(TPS) 회로를 3핀 방식에서 4핀 방식으로 구조 변경하여 엔진의 연료 분사를 제어하는 방법에 있어서,
    아이들 스피드 액츄에이터(ISA ; Idle Speed Actuator), 흡기 유량 센서(Mass Air Flow Sensor), 스로틀 포지션 센서(TPS)로부터 입력되는 신호들을 분석하여 각각의 센서 에러(Error) 유무를 판단하는 단계와;
    상기 각각의 센서를 통해 입력되는 신호를 분석하여 상기 엔진의 아이들(Idle) 상태를 판단하는 단계와;
    아이들 상태이면, 스로틀 포지션 센서(TPS)값이 변하는가를 판단하는 단계와;
    스로틀 포지션 센서값이 변하면, 스로틀 포지션 센서(TPS) 소음(Noise)이나 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle) 동안 측정된 공기량으로 연료 분사(Injection)량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스로틀 포지션 센서는 5V전원이 입력되는 제1 핀과, 접지되는 제2 핀과, 전압이 출력되는 제3 핀과, 엔진 제어부(ECU)와 연결되는 제4 핀을 포함하여 전기적인 회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 제1 핀과 제4 핀은 스위칭 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  4. 제2항에 있어서, 아이들(Idle), 부분 부하(Part Load) 판단은 제4 핀(Pin)을 통해 엔진 제어부(ECU)로 입력되는 5V 전원을 통해 판정하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 엔진 제어부(ECU)는 5V 전원이 제4 핀(Pin)을 통해 입력되어 아이들(Idle)을 판정하는 비트(BIT)가 1이 되면 아이들(Idle) 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  6. 제4항에 있어서, 엔진 제어부(ECU)는 오픈(Open)상태로 제4 핀(Pin)을 통해 전원이 입력되지 않아 부분 부하(Part Load)로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  7. 제5항에 있어서, 아이들(Idle) 상태인 경우 제4 핀을 통해 엔진 제어부(ECU)측에 5V값이 인가된 상태에서 스로틀 포지션 센서(TPS)값이 변하면 림프 홈(Limp Home)으로 빠져 소음(Noise) 또는 채터링(Chattering)이 발생한 아이들(Idle)동안 측정된 공기량으로 연료 분사(Injection)량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  8. 제6항에 있어서, 부분 부하(Part Load)인 경우 엔진 제어부(ECU)측에 0V값이 인가된 상태에서 스로틀 포지션 센서(TPS) 신호를 공기량 계산에 반영하도록 함으로써 계산된 공기량에 맞는 연료량을 분사하게 하여 스로틀 포지션 센서(TPS) 이상 신호에 의한 배출가스(EM)증가 및 엔진 부조 등을 억제하는 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  9. 제1항에 있어서, 아이들 상태가 아니면, 이론 공기량으로 연료 분사량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
  10. 제1항에 있어서, 스로틀 포지션 센서값이 변하지 않으면, 이론 공기량으로 연료 분사량을 결정하고, 결정된 연료 분사량으로 연료 분사 제어 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 제어방법.
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