KR20090114853A - 자동차의 엔진 속도 제어 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 엔진 속도 제어 장치가 개시되어 있다. 이를 위해, 목표 흡입 공기량 및 엔진으로 검출된 현재 흡입 공기량을 감산하여 흡입 공기량 편차를 산출하는 감산 수단과, 상기 제2 감산 수단의 공기량 편차에 대한 보정치를 슬라이딩 모드 제어를 통해 생성하는 제어부와, 상기 제어부의 보정치 및 기본 공기량과 림프홈 제어를 통해 학습된 ISA(Idle Speed Actuator)의 학습값을 가산하여 상기 ISA 구동 시간을 산출하여 상기 ISA로 공급하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면, 슬라이딩 모드 제어를 통해 간단하게 산출된 공기량 편차에 대한 보정치로 상기 ISA의 흡입 공기량을 정확하게 보정하므로엔진의 흡입 공기량과 목표 공기량과의 편차에 대한 응답 속도가 빠르고, 엔진 제어 장치의 과부하에도 신속하게 정확하게 ISA의 흡입 공기량을 보정할 수 있는 효과를 얻는다.

공회전, ISA, 흡입 공기량, 슬라이딩 모드 제어기

Description

자동차의 엔진 속도 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING VELOCITY OF ENGINE}

본 발명은 자동차의 엔진 속도 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬라이딩 모드 제어기를 이용하여 ISA의 흡입 공기량을 신속하고 정확하게 보정할 수 잇도록 한 장치에 관한 것이다.

엔진 제어 장치(이하 ECU: Engine Control Unit)는 운전자의 가속 조작, 외부 부하 등에 따라서 필요한 목표 토오크를 산출하고, 또한 엔진이 목표 토오크를 발생하도록 제어하기 위하여 안출되었다.

예를 들면, 가속 조작량, 엔진 속도 및 외부 부하에 따라서 엔진 목표 토오크를 산출하고, 또한 이 목표 토오크에 따라서 연료 분사량과 흡입 공기량을 제어하도록 설계되어 있다.

이러한 엔진 제어 장치는 필요한 출력 토오크(가속 페달을 누르는 정도에 따라 결정됨)에 엔진 및 파워 트레인 시스템(power train system) 내의 손실로서 나타나는 마찰 토오크와 같은 손실 부하 토오크를 추가하여 목표 발생 토오크를 산출하며, 또한 이 목표 발생 토오크를 실현하기 위해 연료 분사량과 흡입 공기량을 제 어한다.

상기의 엔진 제어 장치는, 차량의 제어에 직접 작용하는 물리량인 엔진의 토오크를 제어의 기준치로서 사용함으로써 운전성을 향상시킨다.

그러나, 공연비가 크게 변화하는 엔진의 경우에, 발생 토오크와 흡입 공기량 사이의 직접적인 관계는 없어지므로, 실제 발생 토오크를 제어해야 할 경우에 설정 공연비에 따라서 흡입 공기량을 제어하는 것이 필요하다.

이러한 흡입 공기량을 제어하기 위해, 엔진으로부터 공급되는 흡입 공기량과 운전자의 가속 의지에 따라 설정된 목표 흡입 공기량 간의 편차를 산출하고, 산출된 편차에 대한 보정치를 PID(비례-적분- 미분) 제어기를 통해 발생하며, 이 발생된 보정치와 림프홈 제어를 통해 산출된 학습값 등을 통해 흡입 공기량을 제어하는 엑츄에이터인 ISA의 구동 시간을 발생하여 상기 ISA에 공급한다.

이때 상기 PID 제어기를 통해 보정치를 발생하는 과정에서 기본 공기량, 엔진의 흡입 공기량, 목표 공기량, 냉각수 온도, 외기 온도, 냉각 팬, 파워 스테어링, 해드 램프, 베터리, 에어 컴퓨레이셔, 차량의 무게 등이 변수를 고려하여 산출되므로, 그 과정이 매우 복잡하므로, 엔진의 흡입 공기량과 목표 흡입 공기량 사이의 편차에 대한 응답성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 슬라이딩 모드 제어를 통해 간단하게 산출된 공기량 편차에 대한 보정치로 상 기 ISA의 흡입 공기량을 정확하게 보정하므로엔진의 흡입 공기량과 목표 공기량과의 편차에 대한 응답 속도가 빠르고, 엔진 제어 장치의 과부하에도 신속하게 정확하게 ISA의 흡입 공기량을 보정할 수 있는 자동차의 엔진 회전 속도 제어 장치를 를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 기술적 과제는,

내연기관의 공회전 속도 제어 장치에 있어서,

목표 흡입 공기량 및 엔진으로 검출된 현재 흡입 공기량을 감산하여 흡입 공기량 편차를 산출하는 감산 수단과,

상기 제2 감산 수단의 공기량 편차에 대한 보정치를 슬라이딩 모드 제어를 통해 생성하는 제어부와,

상기 제어부의 보정치 및 기본 공기량과 림프홈 제어를 통해 학습된 ISA(Idle Speed Actuator)의 학습값을 가산하여 상기 ISA 구동 시간을 산출하여 상기 ISA로 공급하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 슬라이딩 모드 제어를 통해 간단하게 산출된 공기량 편차에 대한 보정치로 상기 ISA의 흡입 공기량을 정확하게 보정하므로엔진의 흡입 공기량과 목표 공기량과의 편차에 대한 응답 속도가 빠르고, 엔진 제어 장치의 과부하에도 신속하게 정확하게 ISA의 흡입 공기량을 보정할 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 공회전 속도 제어 장치의 구성을 보인 도이다, 이를 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 속도 제어 장치는, 엔진을 총괄 제어하는 엔진 제어 장치에서 엔진 회전수를 기초하여 공회전 판정 시 산출된 목표 흡입 공기량 및 엔진으로 검출된 현재 흡입 공기량을 감산하여 흡입 공기량 편차를 산출하는 감산기(11)와, 상기 제2 감산기의 흡입 공기량 편차에 대한 보정치를 슬라이딩 모드 제어를 통해 생성하는 제어부(13)와, 상기 제어부(13)의 보정치 및 기본 공기량과 림프홈 제어를 통해 학습된 ISA(Idle Speed Actuator)의 학습값을 가산하여 상기 ISA 구동 시간을 산출하여 상기 ISA(15)로 공급하는 가산기(17)를 포함한다.

여기서, 상기 제어부(13)는, 슬라이딩 모드 제어기(sliding mode controller)를 이용한다. 즉, 슬라이딩 모드 제어기는 ISA의 상태(state)를 슬라이딩 평면상(on surface)에 구속(constrain)시킴으로써 강인성(robustness)을 얻을 수 있는 비선형(non-linear) 제어 기법으로 가변구조 제어기(variable structure controller)라고도 하며, 변수들의 불확실성(uncertainty)과 외란(disturbance)이 존재 할 경우에도 ISA의 상태를 슬라이딩 평면에 있도록 한다. 일 예로, 기본 공기량, 엔진의 흡입 공기량, 목표 공기량, 냉각수 온도, 외기 온도, 냉각 팬, 파워 스테어링, 해드 램프, 베터리, 에어 컴퓨레이셔, 차량의 무게 등이 변수를 고려하지 않고, 이러한 변수들에 대한 ISA의 상태를 슬라이딩 평면에 구속함으로써, 둔감하게 된다.

따라서 상기 제어부(13)는 엔진으로부터 공급되는 현재 흡입 공기량 및 목표 흡입 공기량만으로 상기 현재 흡입 공기량 및 목표 흡입 공기량의 편차에 대한 보정치만을 산출하도록 구비된다.

또한, 상기 제어부(13)의 보정치를 제공받은 가산기(17)는 외부로부터 제공되는 기본 공기량과 림프홈 제어를 통해 학습된 ISA(Idle Speed Actuator)의 학습값을 가산하여 ISA(15)의 구동 시간을 산출하고 산출된 ISA(15)의 구동 시간 동안 ISA(15)는 구동하도록 구비된다.

상기의 구성에 의하면, 엔진 제어 장치(미도시됨)에서 산출된 목표 흡입 공기량과 엔진의 현재 흡입 공기량을 제공받아 상기 감산기(11)는 감산하여 흡입 공기량 편차를 출력한다.

상기 흡입 공기량 편차는 제어부(13)에 제공된다. 상기 제어부(13)는 이 흡입 공기량 편차를 수신하여 상기 흡입 공기량 편차에 대한 보정치를 산출하는데, 상기 보정치는 슬리이딩 모드 제어를 통해 엔진의 현재 흡입 공기량를 변수로 얻어진다.

상기 보정치는 상기 가산기(17)로 제공되며, 상기 가산기(17)는 상기의 제어 부(13)의 보정치, 기본 공기량, 및 학습값을 가산하여 상기 ISA(15)의 구동 시간을 산출하고, 산출된 ISA(15)의 구동 시간을 전달받은 ISA(15)는 상기 가산기(17)로부터 제공된 ISA의 구동 시간동안 구동된다.

따라서, 상기 현재 흡입 공기량과 목표 흡입 공기량의 차이를 보정하기 위핸 보정치를 슬라이딩 모드 제어를 통해 간단하게 산출하게 되어 현재 흡입 공기량과 목표 흡입 공기량의 차이에 대한 응답 속도가 신속하게 이루어진다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 속도 제어 장치의 구성을 보인 도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 감산기 13 : 제어부

15 : ISA 17 : 가산기

Claims (2)

1. 내연기관의 공회전 속도 제어 장치에 있어서,

   목표 흡입 공기량 및 엔진으로 검출된 현재 흡입 공기량을 감산하여 흡입 공기량 편차를 산출하는 감산 수단과,

   상기 제2 감산 수단의 공기량 편차에 대한 보정치를 슬라이딩 모드 제어를 통해 생성하는 제어부와,

   상기 제어부의 보정치 및 기본 공기량과 림프홈 제어를 통해 학습된 ISA(Idle Speed Actuator)의 학습값을 가산하여 상기 ISA 구동 시간을 산출하여 상기 ISA로 공급하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 속도 제어 장치.
2. 제항에 있어서, 상기 제어부는 슬라이딩 모드 제어기인 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 속도 제어 장치.

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