KR20130032669A - 차량의 엔진 제어장치 및 방법 - Google Patents

차량의 엔진 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진이 연료차단제어에 진입되면 밸브 타이밍의 변경을 통해 펌핑 손실을 저감하여 연비향상을 제공하는 차량의 엔진 제어방법이 개시된다.
본 발명은 차속과 엔진회전수 및 가속페달의 변위를 검출하여 연료차단제어 진입조건을 만족하는지 판단하는 과정; 연료차단제어 진입조건을 만족하면 연료차단제어에 진입한 다음 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시켜 펌실 손실을 저감시키는 과정을 포함한다.

Description

차량의 엔진 제어장치 및 방법{SYSTEM FOR ENGINE CONTROL OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 엔진 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진이 연료차단제어에 진입되면 밸브 타이밍의 변경을 통해 펌핑 손실(Pumping Loss)을 저감하여 연비향상을 제공할 수 있는 차량의 엔진 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
차량이 주행되는 상태에서 차속이 설정된 일정속도를 초과하고, 엔진 회전수가 설정된 일정 회전수를 초과하는 조건에서 운전자가 가속페달에서 발을 떼는 팁 오프(tip off)가 실행되면 엔진제어수단은 연비향상을 제공하기 위해 연료차단제어(fuel cut)로 진입한다.
이때, 변속기는 주행기어가 연결된 상태로 엔진과 직결된 상태이며 차량의 주행력에 의해 엔진이 피동되므로, 엔진의 마찰력과 펌핑 손실은 주행되는 차량에 부하로 작용하게 된다.
따라서, 차량이 연료차단제어에 진입하게 되면 엔진의 마찰력과 펌핑 손실에 따른 부하에 의해 점차적으로 차량의 속도가 줄어들게 되고 차속과 엔진 회전수가 임의의 매핑된 조건으로 진입되면 엔진제어수단은 연료차단제어를 종료하고 연료 분사를 재개하는 정상제어(fuel in)를 실행한다.
이와 같이 운전자가 가속페달에서 발을 떼는 팁 오프에 따라 연료차단제어에 진입한 다음 정상적인 연료분사(fuel in)에 진입되기까지의 구간인 연료차단제어 구간에서는 연료가 소모되지 않는다.
따라서, 연료차단제어 구간을 길게 하면 할수록 연비향상의 효과가 크다고 할 수 있으므로, 연료차단제어 구간에 영향을 미치는 차량의 공기저항과 엔진의 마찰저항 및 펌핑 손실 등을 개선하기 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다.
차량에는 통상적으로 CVVT(Continuous Variable Valve Timing)장치 혹은 VVT(Variable Valve Timing)장치가 장착되고 있는데, 상기 CVVT장치 혹은 VVT장치는 엔진이 정상적인 연소를 유지하는 상태에서 엔진의 성능을 향상시키고 배기가스의 안정화를 위해 흡기밸브 및 배기밸브를 진각 혹은 지각시켜 충진 효율을 높여 준다.
그런, 연료차단제어가 실행되는 구간에서는 통상의 운전조건으로 제어되도록 설정되어 있어 엔진의 펌핑 손실이 그대로 부하로 작용하게 되므로 연료차단제어 구간을 단축시켜 연비저하를 초래하는 문제점을 유발시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 엔진이 연료차단제어에 진입되면 밸브 타이밍의 변경을 통해 펌핑 손실을 저감하여 연료차단제어 구간을 연장시킴으로써, 연비 향상을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 엔진이 연료차단제어에 진입되면 흡기행정에서 배기밸브를 최대한 지각하고, 전자식 스로틀 밸브를 개방시켜 펌핑 손실이 최소화될 수 있도록 함으로써, 연료차단제어 구간에서 주행거리 연장을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 특징은 엔진회전수를 검출하여 제어부에 제공하는 엔진회전수검출부; 주행 차속을 검출하여 제어부에 제공하는 차속검출부; 가속페달의 변위를 검출하여 제어부에 제공하는 가속페달검출부; 엔진회전수와 차속 및 가속페달 정보를 분석하여 연료차단제어에 진입하고, 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시켜 펌핑 손실을 저감시키는 제어부; 상기 제어부의 제어신호에 따라 밸브 타이밍을 변경하는 CVVT장치를 포함하는 차량의 엔진 제어장치가 제공된다.
상기 제어부는 엔진회전수가 설정된 기준회전수 이상이고, 차속이 기준차속이상이며, 가속페달의 팁 오프 조건을 만족하면 연료차단제어에 진입할 수 있다.
상기 제어부는 연료차단제어에 진입되면 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시키고, 전자식 스로틀 밸브를 열어 펌핑 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 차속과 엔진회전수 및 가속페달의 변위를 검출하여 연료차단제어 진입조건을 만족하는지 판단하는 과정; 연료차단제어 진입조건을 만족하면 연료차단제어에 진입한 다음 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시켜 펌실 손실을 저감시키는 과정을 포함하는 차량의 엔진 제어방법이 제공된다.
상기 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시킬 때 펌핑 손실 저감 효과를 높이기 위해 스로틀 밸브를 개방시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 CVVT장치 혹은 VVT장치가 장착되는 엔진에서 연료차단제어가 진입되면 밸브 타이밍을 변경하여 흡기행정에서 배기밸브를 최대한 지각시킴으로써, 펌핑 손실을 최소화하여 연료차단제어 구간을 연장할 수 있어 연비향상을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 제어절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 제어에서 밸브 타이밍의 변경을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 제어를 통한 주행거리 연장을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 제어를 통한 펌핑 손실의 저감을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 엔진회전수검출부(101)와 차속검출부(102), 가속페달검출부(103), 제어부(104) 및 CVVT장치(105)를 포함한다.
엔진회전수검출부(101)는 크랭크 축의 회전속도로부터 현재의 엔진회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(104)에 제공한다.
차속검출부(102)는 변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(104)에 제공한다.
가속페달검출부(103)는 운전자가 작동시키는 가속페달의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(104)에 제공한다.
제어부(104)는 엔진회전수와 차속 및 가속페달의 정보를 분석하여 연료차단제어 진입조건을 만족하면 연비향상을 위해 연료차단제어에 진입한다.
또한, 상기 제어부(104)는 연료차단제어에 진입되면 엔진의 흡기행정에서 CVVT장치(105)의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 최대한 지각시켜 펌핑 손실을 최대한으로 저감시킴으로써, 연료차단구간을 길게 연장하여 주행거리의 연장을 제공한다.
또한, 상기 제어부(104)는 연료차단제어에 진입되면 엔진의 흡기행정에서 CVVT장치(106)의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 최대한 지각시키고, 전자식 스로틀 밸브를 열어 펌핑 손실을 저감시킴으로써, 연료차단구간을 길게 연장하여 주행거리의 연장을 제공한다.
CVVT장치(105)는 상기 제어부(104)에서 인가되는 제어신호에 따라 흡기행정에서 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시킨다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 차량이 임의의 목적지로 운행되는 상태에서(S101) 엔진회전수검출부(101)는 크랭크 축의 회전속도로부터 현재의 엔진회전수를 검출하여 제어부(104)에 제공하고, 차속검출부(102)는 변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 주행 차속을 검출하여 제어부(104)에 제공하며, 가속페달검출부(103)는 운전자가 작동시키는 가속페달의 변위를 검출하여 제어부(104)에 제공한다(S102).
제어부(104)는 엔진회전수와 차속 및 가속페달의 정보를 분석하여 연료차단제어 진입조건을 만족하는지 판단한다(S103).
상기 연료차단제어 진입조건은 엔진회전수가 설정된 기준회전수 이상이고, 주행차속이 설정된 기준차속 이상이며, 가속페달의 팁 오프 조건이다.
상기 S103에서 제어부(104)는 연료차단제어 진입조건을 만족하지 않으면 현재의 엔진 조건에서 정상 제어를 유지한다(S104).
그러나, 상기 S103에서 제어부(104)는 연료차단제어 진입조건을 만족하면 연료차단제어에 진입한 다음 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 엔진의 흡기행정에서 CVVT장치(105)의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브(Ex-v/v)를 지각시켜 펌핑 손실을 저감시킨다(S106).
상기에서 배기밸브의 지각량은 최대량(A°)으로 제어될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(104)는 연료차단제어에 진입되면 도 3과 같이 엔진의 흡기행정에서 CVVT장치(106)의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 최대한 지각시키고, 전자식 스로틀 밸브를 열어 펌핑 손실을 저감시킬 수 있다(S107).
따라서, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 연료차단구간이 길게 연장되어 주행거리의 연장과 연비향상을 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이 연료차단제어에 진입되었을 때 밸브 타이밍을 변경하여 흡기행정에서 배기밸브를 지각시키는 경우 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 펌핑 손실이 기존의 -50kPa에서 -30kPa로 저감되는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
101 : 엔진회전수검출부 102 : 차속검출부
103 : 가속페달검출부 104 : 제어부
105 : CVVT장치

Claims (5)

  1. 엔진회전수를 검출하여 제어부에 제공하는 엔진회전수검출부;
    주행 차속을 검출하여 제어부에 제공하는 차속검출부;
    가속페달의 변위를 검출하여 제어부에 제공하는 가속페달검출부;
    엔진회전수와 차속 및 가속페달 정보를 분석하여 연료차단제어에 진입하고, 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시켜 펌핑 손실을 저감시키는 제어부;
    상기 제어부의 제어신호에 따라 밸브 타이밍을 변경하는 CVVT장치;
    를 포함하는 차량의 엔진 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 엔진회전수가 설정된 기준회전수 이상이고, 차속이 기준차속이상이며, 가속페달의 팁 오프 조건을 만족하면 연료차단제어에 진입하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 연료차단제어에 진입되면 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시키고, 전자식 스로틀 밸브를 열어 펌핑 손실을 저감시키는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
  4. 차속과 엔진회전수 및 가속페달의 변위를 검출하여 연료차단제어 진입조건을 만족하는지 판단하는 과정;
    연료차단제어 진입조건을 만족하면 연료차단제어에 진입한 다음 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시켜 펌실 손실을 저감시키는 과정;
    을 포함하는 차량의 엔진 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡기행정에서 CVVT장치의 밸브 타이밍을 변경하여 배기밸브를 지각시킬 때 펌핑 손실 저감 효과를 높이기 위해 스로틀 밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
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