KR20060006478A - 엔진 시동 꺼짐 방지장치 및 그 방법 - Google Patents

엔진 시동 꺼짐 방지장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 엔진 제어에서 크랭크 각 센서의 고장(Fail)이 발생하는 경우 캠 각 센서의 신호에 동기하여 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성함으로써, 엔진의 시동 꺼짐이 발생되지 않도록 하는 것으로,
엔진 시동 온 상태 혹은 시동 요구가 검출되는 상태에서 크랭크 각 센서의 에러가 검출되는지 판단하는 과정과, 크랭크 각 센서의 에러가 검출되면 림프 홈 모드로 진입하여 캠 각 센서의 신호를 판독하여 폴링 에지가 설정된 개수 이상으로 검출되는지 판단하는 과정과, 상기 캠 각 센서의 폴링 에지가 설정 개수 이상으로 검출되면 캠 각 센서의 신호를 추적 분석하여 동기화 조건을 만족하는지 판단하는 과정과, 상기 동기화 조건을 만족하면 캠 각 센서의 신호로부터 기통과 해당 기통에 대한 TDC를 식별하는 과정과, 식별된 기통을 기준으로 캠 각 센서의 폴링 에지에 동기하여 미싱 투스가 포함되는 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하는 과정 및, 상기 가상의 크랭크 각 센서의 신호와 캠 각 센서의 신호를 기준으로 기통 식별과 연료분사시기 및 점화시기를 결정 제어하는 과정을 포함한다.
크랭크 각 센서, 캠 각 센서, 가상 신호

Description

엔진 시동 꺼짐 방지장치 및 그 방법{AN ENGINE STALL HOLDING DEVICE AND METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지장치에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 제어를 실행하는 흐름도이다.
도 3은 엔진에서 크랭크 각 센서의 신호와 캠 각 센서의 신호 관계를 도시한 타이밍도이다.
본 발명은 차량의 엔진 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 크랭크 각 센서의 고장(Fail)이 발생하는 경우 캠 각 센서의 신호에 동기하여 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성함으로써, 엔진의 시동 꺼짐이 발생되지 않도록 하는 엔진 시동 꺼짐 방지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
엔진에서 크랭크 각 센서는 크랭크 샤프트의 회전 각도를 검출하여 이로부터 기통을 식별하고, 연료분사순서를 결정하도록 하는 매우 중요한 인자이다.
즉, 엔진제어수단은 크랭크 각 센서의 신호로부터 미싱 투트(Missing Tooth)를 검출하여 1번 기통을 식별하고, 이를 기준으로 각 기통을 식별하며, 식별된 기통에 대한 연료분사순서를 결정한다.
또한, 캠 각 센서는 캠 샤프트의 위치를 검출하여 피스톤이 상사점에 대하여 어떤 위치에 있는지를 검출하여, 각 기통별 점화시기를 결정한다.
따라서, 엔진제어수단은 크랭크 각 센서의 신호와 캠 각 센서의 신호를 가지고 1번 기통의 행정을 판단하여 각 기통별 연료분사시기 및 점화시기의 제어를 수행하고 있다.
통상적으로 크랭크 각 센서는 고온, 고진동의 악조건에 노출되어 있어 컨넥터 접점의 탈락이나 와이어의 소손 및 단선 등이 발생하기 쉽다.
그러므로, 크랭크 각 센서의 고장이 발생하거나 이를 연결하고 있는 컨넥터의 탈락이나 접점의 소손 혹은 와이어(Wire)의 단선에 의해 크랭크 각 센서의 신호가 유실되는 경우 엔진제어수단에서는 기통 식별이 불가능하게 되므로, 각 기통별 연료분사시기 및 점화시기를 결정할 수 없어 엔진이 정지하게 되어 주행중 위급 상황이 초래되며, 재시동이 불가하여 더 이상의 주행을 수행할 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 크랭크 각 센서의 고장이나 와이어의 단선 등으로 인하여 신호의 검출이 이루어지지 않는 경우 림프 홈 모드(Limp Home Mode)로 진입하여 캠 각 센서의 신호에 동기 하여 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하도록 함으로써, 시동 꺼짐이 발생되지 않도록 하며, 시동 오프 이후 재시동이 가능하도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 엔진의 회전수를 검출하는 RPM 센서와; 기통 식별을 위한 크랭크 샤프트의 회전각을 검출하는 크랭크 각 센서와; TDC 및 점화시기 판단을 위한 캠 샤프트의 회전각을 검출하는 캠 각 센서와; 크랭크 각 센서의 신호가 검출되지 않는 경우 캠 각 센서의 신호에 동기하여 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하여 기통 식별과 점화시기 및 연료분사시기를 결정 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 시동 꺼짐 방지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 엔진 시동 온 상태 혹은 시동 요구가 검출되는 상태에서 크랭크 각 센서의 에러가 검출되는지 판단하는 과정과; 크랭크 각 센서의 에러가 검출되면 림프 홈 모드로 진입하여 캠 각 센서의 신호를 판독하여 폴링 에지가 설정된 개수 이상으로 검출되는지 판단하는 과정과; 상기 캠 각 센서의 폴링 에지가 설정 개수 이상으로 검출되면 캠 각 센서의 신호를 추적 분석하여 동기화 조건을 만족하는지 판단하는 과정과; 상기 동기화 조건을 만족하면 캠 각 센서의 신호로부터 기통과 해당 기통에 대한 TDC를 식별하는 과정과; 식별된 기통을 기준으로 캠 각 센서의 폴링 에지에 동기하여 미싱 투스가 포함되는 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하는 과정 및; 상기 가상의 크랭크 각 센서의 신호와 캠 각 센서의 신호를 기준으로 기통 식별과 연료분사시기 및 점화시기를 결정 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지장치는 RPM 센서(10)와, 크랭크 각 센서(20), 캠 각 센서(30), 제어부(40), 점화장치(50) 및 인젝터(60)를 포함하여 구성된다.
RPM 센서(10)는 엔진의 회전수를 검출하고, 크랭크 각 센서(20)는 크랭크 샤프트의 회전각을 검출하여 기통 식별을 위한 기준 신호로 출력한다.
캠 각 센서(30)는 캠 샤프트의 회전각을 검출하여 식별된 기통에 대한 피스톤 위치의 판단을 통해 점화시기 및 연료분사시기를 결정하는 신호로 출력한다.
제어부(40)는 엔진의 시동이 온을 유지하거나 엔진의 시동 요구가 검출되는 상태에서 크랭크 각 센서(20)의 신호가 검출되지 않는 경우 캠 각 센서의 신호에 동기하여 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하여 기통 식별과 점화시기 및 연료분사시기를 결정하여 엔진의 시동이 안정되게 유지될 수 있도록 제어한다.
점화장치(50)는 상기 제어부(40)에서 인가되는 제어신호에 따라 대응되는 기통에 고전압을 방전시켜 해당 기통에서 혼합기의 연소가 이루어지도록 한다.
인젝터(60)는 상기 제어부(40)에서 인가되는 제어신호에 따라 노즐의 개폐량 및 개폐시간이 조절되어 산출된 연료량을 대응되는 연소실에 분사하여 준다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 엔진 시동 유지 제어를 실행하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
엔진의 시동이 온을 유지하고 있는 상태 혹은 엔진의 시동 온을 요구하는 상태에서(S101) 크랭크 각 센서(10)의 고장이나 와이어의 단선 혹은 컨넥터의 접촉 불량 등의 원인으로 인하여 정상적인 신호가 검출되지 않는지를 판단한다(S102).
상기에서 크랭크 각 센서(20)의 신호가 정상적으로 검출되지 않는 상태이면 제어부(40)는 림프 홈 모드로 진입하여 캠 각 센서(30)의 신호를 판독하여 폴링 에지(Falling Edge)가 설정된 개수 이상, 바람직하게는 3개 이상으로 검출되는지를 판단한다(S104).
상기에서 캠 각 센서(30)의 신호에서 폴링 에지가 설정된 개수 이하로 검출되면 리턴되고, 설정된 개수 이상으로 검출되면 캠 각 센서(30)의 신호를 추적 분석하여 동기화 조건을 만족하는지를 판단한다(S105)(S106).
상기 동기화 조건은 캠 각 센서(30)의 신호가 도 3의 도시에서 알 수 있는 바와 같이 길게(L)-짧게(S)-짧게(S)-길게(L)의 형태로 검출되는지 혹은 짧게(S)-길게(L)-길게(L)-짧게(S)의 형태로 검출되는지를 판단한다.
상기 S106에서 동기화 조건을 만족하는 것으로 판단되면 캠 각 센서(30)의 신호에 동기하여 기통을 식별하고, 식별된 기통에 대한 TDC(Top Dead Center)를 식별한다(S107).
예를 들어, 캠 각 센서(30)에서 검출되는 신호가 길게(L)-짧게(S)-짧게(S)-길게(L)의 형태로 검출되면, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 다음의 폴링 에지는 3번 기통에 대한 TDC 이후로 식별하고, 짧게(S)-길게(L)-길게(L)-짧게(S)의 형태로 검출되면 다음의 폴링 에지는 2번 기통의 TDC 이후로 식별한다.
상기 기통 식별이 완료되면 캠 각 센서(30)의 폴링 에지에 동기하여 크랭크 각의 180°영역에 대한 가상의 크랭크 각 센서(20)의 신호를 생성하고(S108), 이에 미싱 투스의 신호 역시 생성한다(S109).
따라서, 제어부(40)는 가상으로 생성되는 크랭크 각 센서(20)의 신호와 캠 각 센서(30)의 신호를 기준으로 연료분사시기 및 점화시기를 결정하여 점화장치(50) 및 인젝터(60)를 제어함으로써 엔진의 시동 온을 유지하여 준다(S110).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 크랭크 각 센서의 고장이나 와이어의 단선 등에 의해 센서의 신호가 검출되지 않더라도 엔진의 시동이 정상적으로 이루어질 수 있어, 운행에 안정성 및 신뢰성이 제공된다.

Claims (6)

  1. 엔진의 회전수를 검출하는 RPM 센서와;
    기통 식별을 위한 크랭크 샤프트의 회전각을 검출하는 크랭크 각 센서와;
    TDC 및 점화시기 판단을 위한 캠 샤프트의 회전각을 검출하는 캠 각 센서와;
    크랭크 각 센서의 신호가 검출되지 않는 경우 캠 각 센서의 신호에 동기하여 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하여 기통 식별과 점화시기 및 연료분사시기를 결정 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 시동 꺼짐 방지장치.
  2. 엔진 시동 온 상태 혹은 시동 요구가 검출되는 상태에서 크랭크 각 센서의 에러가 검출되는지 판단하는 과정과;
    크랭크 각 센서의 에러가 검출되면 림프 홈 모드로 진입하여 캠 각 센서의 신호를 판독하여 폴링 에지가 설정된 개수 이상으로 검출되는지 판단하는 과정과;
    상기 캠 각 센서의 폴링 에지가 설정 개수 이상으로 검출되면 캠 각 센서의 신호를 추적 분석하여 동기화 조건을 만족하는지 판단하는 과정과;
    상기 동기화 조건을 만족하면 캠 각 센서의 신호로부터 기통과 해당 기통에 대한 TDC를 식별하는 과정과;
    식별된 기통을 기준으로 캠 각 센서의 폴링 에지에 동기하여 미싱 투스가 포함되는 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하는 과정 및;
    상기 가상의 크랭크 각 센서의 신호와 캠 각 센서의 신호를 기준으로 기통 식별과 연료분사시기 및 점화시기를 결정 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴링 에지에 대한 카운터 개수의 기준은 3개 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 캠 각 센서의 추적 분석에 따른 동기화 조건은 길게(L)-짧게(S)-짧게(S)-길게(L)의 형태 혹은 짧게(S)-길게(L)-길게(L)-짧게(S)의 형태인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 동기화 조건의 만족에 따른 기통 식별은 캠 각 센서에서 검출되는 신호가 길게(L)-짧게(S)-짧게(S)-길게(L)의 형태로 검출되면 다음 폴링 에지는 3번 기통에 대한 TDC 이후로 식별하여 이에 동기된 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 동기화 조건의 만족에 따른 기통 식별은 캠 각 센서에서 검출되는 신호가 짧게(S)-길게(L)-길게(L)-짧게(S)의 형태로 검출되면 다음 폴링 에지는 2번 기통의 TDC 이후로 식별하여 이에 동기된 가상의 크랭크 각 센서의 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지방법.
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