KR20140057427A - 가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents

가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가솔린 엔진 제어 시스템 에 관한 것으로, 크랭크 축의 회전 속도를 측정하는 크랭크 축 회전 센서; 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온 센서; 엔진 노킹 센서; 밸브 타이밍 기구; 엔진 점화기; 공기/연료 제어부; 및 상기 크랭크 축 회전 센서, 상기 냉각수온 센서 및 엔진 노킹 센서로부터 각각 크랭크 축 회전 속도, 냉각수온, 노킹 정보를 입수하여 엔진에 유입되는 연료 클래스 및 냉시동 보정 팩터를 결정하고, 상기 연료 클래스와 냉시동 보정 팩터를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 결정하고, 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법{GASOLIN ENGINE CONTROL SYSTEM AND CONTROL MEHTOD FOR THE SAME}
본 발명은 가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진에 다양한 질의 연료가 공급되더라도 이를 학습하여 엔진의 최적 성능을 유지할 수 있는 가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
현재 양산중인 가솔린 엔진의 경우 연료의 옥탄가에 의해 많은 제어 부분이 변경되고 있다.
예를 들면 옥탄가가 좋은 않은 연료를 사용하게 되면 노킹(knocking) 발생 및 출력저하, 배출가스 문제, 엔진 부조 발생 등의 문제가 발생한다.
이를 방지하기 위해서는 각 판매 지역/국가별로 연료 샘플을 채취하여 연료분석 결과를 기준으로 흡배기 밸브간 오버랩 시간, 엔진 점화 시기, 공연비 제어 등을 개별적으로 결정하게 된다.
이에 따라 각 판매 지역, 국가별 연료특성에 따라 엔진제어 ECU 데이터가 구분되어 입력되어야 하기 때문에, 사후 관리와 방대한 데이터 관리가 곤란한 문제가 있다.
또한, 샘플 연료가 대표성이 취약하여 결국 엔진의 내구/성능 문제가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 엔진에 다양한 질의 연료가 공급되더라도 이를 학습하여 엔진의 최적 성능을 유지할 수 있는 가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가솔린 엔진 제어 시스템은 크랭크 축의 회전 속도를 측정하는 크랭크 축 회전 센서; 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온 센서; 엔진 노킹 센서; 밸브 타이밍 기구; 엔진 점화기; 공기/연료 제어부; 및 상기 크랭크 축 회전 센서, 상기 냉각수온 센서 및 엔진 노킹 센서로부터 각각 크랭크 축 회전 속도, 냉각수온, 노킹 정보를 입수하여 엔진에 유입되는 연료 클래스 및 냉시동 보정 팩터를 결정하고, 상기 연료 클래스와 냉시동 보정 팩터를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 결정하고, 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 냉시동 보정 팩터는 상기 제어부가 냉각수 온도를 바탕으로 설정할 수있다.
상기 연료 클래스는 상기 제어부가 상기 크랭크 축의 회전 속도를 측정하여 회전 속도의 변화 정도에 따라 설정할 수 있다.
상기 연료 클래스는 상기 제어부가 엔진의 냉시동 조건을 만족하는 경우, 설정된 시간 동안 측정된 상기 크랭크 축의 회전 속도의 변화 정도에 따라 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 결정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아니고, 상기 엔진 노킹 센서의 노킹 신호를 바탕으로 제어되는 엔진 점화시기의 지각값이 설정된 기준 지각값보다 크지 않은 경우, 미스파이어링(misfiring)으로 판단하고, 고장 신호를 출력 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 결정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아니고, 상기 엔진 노킹 센서의 노킹 신호를 바탕으로 제어되는 엔진 점화시기의 지각값이 설정된 기준 지각값보다 큰 경우, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구의 작동을 제어하여 오버랩을 줄일 수 있다.
상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키고, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법은, 크랭크 축의 회전 속도를 측정하는 크랭크 축 회전 센서, 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온 센서, 엔진 노킹 센서, 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기, 공기/연료 제어부, 상기 크랭크 축 회전 센서, 상기 냉각수온 센서 및 엔진 노킹 센서로부터 각각 크랭크 축 회전 속도, 냉각수온, 노킹 정보를 입수하여 상기 따라 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법에 있어서, 냉각 수온을 측정하는 단계; 차량의 냉시동 조건을 만족하는 경우, 냉시동 보정 팩터를 설정하는 단계; 설정된 시간 동안 엔진 회전 속도 변화를 측정하는 단계; 측정된 엔진 회전 속도 변화를 바탕으로 연료 클래스를 설정하는 단계; 상기 냉시동 보정 팩터와 상기 연료 클래스를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 설정하는 단계; 및 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 가솔린 엔진의 노킹 신호를 검출하여 점화 시기 지각값을 결정하고, 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 점화시기 지각값이 설정된 기준 지각값보다 크지 않은 경우, 미스파이어링(misfiring)으로 판단하고, 고장 신호를 출력 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 결정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아니고, 상기 엔진 노킹 센서의 노킹 신호를 바탕으로 제어되는 엔진 점화시기의 지각값이 설정된 지각값보다 큰 경우, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어할 수 있다.
상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구의 작동을 제어하여 오버랩을 줄이 수 있다.
상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시킬 수 있다.
상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 할 수 있다.
상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키고, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법에 의하면, 다양한 질의 연료가 공급되더라도 이를 학습하여 엔진의 최적 성능을 유지할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 블록도이다.
도2는 시동 초기의 엔진의 회전 속도와 기통별 회전 속도 변화를 나타낸 그래프이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에 적용되는 연료 클래스를 나타낸다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에 적용되는 연료/냉시동 보정 팩터를 나타낸다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법에 적용되는 연료/냉시동 보정 팩터에 따른 제어 방법을 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 블록도이다.
본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템은 크랭크 축의 회전 속도를 측정하는 크랭크 축 회전 센서(10), 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온 센서(20), 엔진의 노킹을 측정하는 엔진 노킹 센서(30), 밸브의 개폐 타이밍을 조절하는 밸브 타이밍 기구(50), 엔진에 구비되는 엔진 점화기(60), 엔진으로 유입되는 공기의 공연비를 제어하는 공기/연료 제어부(70) 및 제어부(40)를 포함한다.
상기 제어부(40)는 상기 크랭크 축 회전 센서(10), 상기 냉각수온 센서(20) 및 엔진 노킹 센서(30)로부터 각각 크랭크 축 회전 속도, 냉각수온, 노킹 정보를 입수하여 엔진에 유입되는 연료 클래스 및 냉시동 보정 팩터를 결정하고, 상기 연료 클래스와 냉시동 보정 팩터를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 결정하고, 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구(50), 엔진 점화기(60) 또는 공기/연료 제어부(70) 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어한다.
일반적으로 가솔린 엔진에 사용되는 연료는 그 연료의 옥탄가에 따라 연소 특성이 다르게 되고, 이에 따라 엔진의 각 기통별 크랭크축의 회전 속도가 변화할 수 있다.
이러한 크랭크 축의 회전 속도의 변화를 엔진의 Roughness 라 할 수 있으며 엔진의 Roughness를 ER 이라 명명하도록 한다.
엔진의 최초 시동 후 ER 값의 변화가 크게 되며, 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에서는 이를 기준으로 현재 엔진에서 연소중인 연료의 질(Quality)을 구분하여 그에 맞는 점화시기, 밸브 오버랩, 공연비 제어를 하게 된다.
도2는 시동 초기의 엔진의 회전 속도와 기통별 회전 속도 변화를 나타낸 그래프이고, 도3은 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에 적용되는 연료 클래스를 나타낸다.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에서는, 상기 크랭크 축 회전 센서(10)를 이용하여 각 기통별 회전속도 변화를 측정하고 이들의 평균치를 연료의 질에 따른 연소 특성으로 추정한다. 즉, 상기 크랭크 축 회전 센서(10)를 이용하여 각 기통별 회전속도 변화의 평균치를 ER 평균치로 하고, 이를 연료 클래스 즉 연료의 질(quality)로 수치화 한다.
여기서, 각 기통별 회전속도 변화의 평균치는 엔진의 최초 시동 후 설정된 시간만큼 측정하며, 예를 들어 2초 내지 3초 정도 측정할 수 있다.
여기서, 연료 클래스가 "0"인 값은 기준 클래스로, 이는 현재 사용되는 연료의 질이 연료에 의한 제어가 불필요할 정도인 것을 의미하며, 엔진의 제원, 시장 요구상황 등을 고려하여 임의로 설정한다. 이 때 ER 평균치는 기준 ER 평균치로, 예를 들어 1.5의 기준 값을 갖는다.
연료 클래스가 "1"인 값은 현재 사용되는 연료의 질이 연료에 의한 제어가 필요한 정도이고, 이 때 ER 평균치는 "2"로 그 의미는 각 기통별 회전속도 변화의 평균값이 기준 ER 평균치에 비해 2/1.5, 즉 대략 33% 정도 회전 속도 변화가 크다는 것을 의미한다.
연료 클래스가 "2"인 값은 현재 사용되는 연료의 질이 연료에 의한 제어가 필요한 정도이고, 이 때 ER 평균치는 "2.2"로 그 의미는 각 기통별 회전속도 변화의 평균값이 기준 ER 평균치에 비해 2.2/1.5, 즉 대략 47% 정도 회전 속도 변화가 크다는 것을 의미한다.
연료 클래스가 "3"인 값은 현재 사용되는 연료의 질이 연료에 의한 제어가 필요한 정도이고, 이 때 ER 평균치는 "2.7"로 그 의미는 각 기통별 회전속도 변화의 평균값이 기준 ER 평균치에 비해 2.7/1.5, 즉 대략 80% 정도 회전 속도 변화가 크다는 것을 의미한다.
그러나, 여기서, 각 연료 클래스와 ER 평균치는 하나의 실시예에 불과하며, 연료 클래스는 이보다 더 많은 수로 세분화 할 수 있으며, 수용 가능한 ER 평균치의 설정 및 ER 평균치에 회전 속도의 변화 비율도 다양한 형태로 변형이 가능함은 당연하다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에 적용되는 연료/냉시동 보정 팩터를 나타낸다.
일반적으로 차량의 냉시동시엔 엔진의 연소 안정성을 위해서 냉각수온을 기준으로 연료량을 기준 연료량 대비 미량의 연료를 보정하여 분사한다.
이때 연료량 보정에 사용하는 팩터를 냉시동 보정 팩터라 하고, 냉시동 보정 팩터를 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템에 적용하기로 한다.
이러한 냉시동 보정 팩터를 이용하는 이유는 차량의 냉시동시에는 냉시동 보정 팩터에 의해 연료 분사량이 변하게 되며 이 것이 ER값에 영향을 주기 때문에 연료량에 따른 보정이 필요하기 때문이다.
도4를 참조하면, 상기 제어부(40)는 상기 ER 평균치를 이용하여 결정된 상기 연료 클래스와 냉각수온에 따라 결정되는 상기 냉시동시에는 냉시동 보정 팩터를 조합하여 연료/냉시동 보정 팩터를 결정한다.
상기 제어부(40)는 결정된 상기 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구(50), 엔진 점화기(60) 또는 공기/연료 제어부(70) 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어한다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 도1 내지 도5를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법을 설명한다.
먼저 엔진이 시동되면, 상기 냉각수온 센서(20)가 냉각수온을 측정하고 (S10), 해당 신호를 상기 제어부(40)로 송부하며, 상기 제어부(40)는 냉각수의 온도가 냉시동 조건을 만족하는지를 판단한다 (S20). 예를 들어, 냉각수의 온도가 0ㅀC 이하인 경우 냉시동 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
만약 측정된 냉각수의 온도가 냉시동 조건을 만족하지 않으면, 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법을 실행하지 않고, 일반적인 주행을 시행한다(S80)
만약 측정된 냉각수의 온도가 냉시동 조건을 만족하면, 상기 제어부(40)는 측정된 냉각수의 온도에 따라 냉시동 보정 팩터를 설정한다(S30).
상기 크랭크 축 회전 센서(10)는 설정된 시간 동안 엔진 회전 속도 변화를 측정하고(S40), 상기 제어부(40)는 측정된 엔진 회전 속도 변화를 바탕으로 ER평균치를 구하고, 이를 바탕으로 연료 클래스를 설정한다(S50).
상기 제어부(40)는 설정된 연료 클래스가 기준 클래스인지를 판단하고(S60), 만약 설정된 연료 클래스가 기준 클래스인 경우, 현재 사용되는 연료의 질이 연료에 의한 제어가 불필요한 것으로 판단하고, 일반적인 주행을 시행한다(S80).
상기 제어부(40)는 설정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아닌 경우, 상기 가솔린 엔진의 노킹 신호를 검출하여 점화 시기 지각값을 결정하고, 노킹에 의한 지각값이 기준 지각값보다 큰지 비교하여(S70), 노킹에 의한 지각값이 기준 지각값보다 크지 않으면 misfiring 신호를 출력한다(S90). 여기서 노킹에 의한 지각값이란, 상기 엔진 노킹 센서(30)가 측정한 엔진의 노킹 신호를 이용하여 상기 제어부(40)가 지각 제어를 하는 것으로 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법과는 별개의 제어에 의하여 지각 제어를 수행하는 것을 의미한다. 노킹에 의한 지각값을 고려하는 이유는 상기 설정된 연료 클래스가 기준 클래스인지가 아닌데도 불구하고 노킹에 의한 지각값이 설정된 기준 지각값 보다 크지 않다면 이는 연료에 의한 노킹 발생이 아닌 것으로 예측할 수 있기 때문이다. 이때, 상기 제어부(40)는 이를 misfiring 으로 판단하고 해당 신호를 출력한다. 여기서, 상기 기준 지각값은 4도로 할 수 있다.
상기 제어부(40)는 상기 냉시동 보정 팩터와 상기 연료 클래스를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 설정한다(S100).
그리고, 상기 제어부(40)는 상기 설정된 연료/냉시동 보정 팩터를 바탕으로 상기 밸브 타이밍 기구(50), 엔진 점화기(60) 또는 공기/연료 제어부(70) 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어한다(S110).
도6은 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법에 적용되는 연료/냉시동 보정 팩터에 따른 제어 방법을 나타낸 블록도이다.
도4 및 도6에 나타낸 상기 냉시동 보정 팩터, 상기 연료 클래스 및 연료/냉시동 보정 팩터는 하나의 예시로, 차량의 엔진 제원, 제어 한계 등에 따라 다양한 변형이 가능한 것을 미리 밝혀둔다.
이하, 도1 내지 도6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법에 적용되는 연료/냉시동 보정 팩터 및 이에 따른 제어 방법을 설명한다.
도4 및 도6에서, 상기 냉시동 보정 팩터 및 상기 연료 클래스에 따른 연료/냉시동 보정 팩터 테이블 값이 "1"인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 밸브 타이밍 기구(50)의 작동을 제어하여 오버랩을 줄인다. 예를 들어 배기 캠 샤프트를 ??5도 지각 시켜 밸브 오버랩을 줄이게 된다.
상기 냉시동 보정 팩터 및 상기 연료 클래스에 따른 연료/냉시동 보정 팩터 테이블 값이 "2"인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 밸브 타이밍 기구(50)의 작동을 제어하여 오버랩을 줄인다. 예를 들어 배기 캠 샤프트를 ??7도 지각 시켜 밸브 오버랩을 줄이게 된다.
상기 냉시동 보정 팩터 및 상기 연료 클래스에 따른 연료/냉시동 보정 팩터 테이블 값이 "5"인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 엔진 점화기(60)의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시킨다. 예를 들어, 점화 각을 5도 지각 시킨다.
상기 냉시동 보정 팩터 및 상기 연료 클래스에 따른 연료/냉시동 보정 팩터 테이블 값이 "6"인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 엔진 점화기(60)의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시킨다. 예를 들어, 점화 각을 7도 지각 시킨다.
상기 냉시동 보정 팩터 및 상기 연료 클래스에 따른 연료/냉시동 보정 팩터 테이블 값이 "10"인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 공기/연료 제어부(70)의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 한다. 예를 들어 연료 및/또는 유입 공기량을 제어하여 공연비를 현재 공연비보다 5% 리치하게 한다.
상기 냉시동 보정 팩터 및 상기 연료 클래스에 따른 연료/냉시동 보정 팩터 테이블 값이 "10"인 경우, 상기 제어부(40)는 상기 엔진 점화기(60)의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키고, 상기 공기/연료 제어부(70)의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 한다. 예를 들어 연료 및/또는 유입 공기량을 제어하여 공연비를 현재 공연비보다 5% 리치하게 하고, 점화 각을 5도 지각 시킨다.
도4 및 도6에 나타낸 연료/냉시동 보정 팩터는 하나의 예시로, 상기 밸브 타이밍 기구(50), 엔진 점화기(60) 또는 공기/연료 제어부(70) 어느 하나 또는 둘 이상의 작동을 제어하여 연료 질에 따른 엔진의 작동을 제어하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가솔린 엔진 제어 시스템 및 이를 제어하는 방법은 엔진에 다양한 질의 연료가 공급되더라도 이를 학습하여 엔진의 최적 성능을 유지할 수 있도록 한다.
따라서, 차량이 판매되는 각 지역/국가별 연료 샘플의 데이터를 관리하는데 필요한 노력을 줄일 수 있어 차량의 생산 단가를 낮출 수 있다.
또한, 동일 차량의 경우에도 다양한 질을 갖는 연료가 사용 되더라도 연료 질에 따른 엔진의 최적 성능 발휘가 가능하다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 크랭크 축 회전 센서 20: 냉각수온 센서
30: 엔진 노킹 센서 40: 제어부
50: 밸브 타이밍 기구 60: 엔진 점화기
70: 공기/연료 제어부

Claims (17)

  1. 크랭크 축의 회전 속도를 측정하는 크랭크 축 회전 센서;
    냉각수 온도를 측정하는 냉각수온 센서;
    엔진 노킹 센서;
    밸브 타이밍 기구;
    엔진 점화기;
    공기/연료 제어부; 및
    상기 크랭크 축 회전 센서, 상기 냉각수온 센서 및 엔진 노킹 센서로부터 각각 크랭크 축 회전 속도, 냉각수온, 노킹 정보를 입수하여 엔진에 유입되는 연료 클래스 및 냉시동 보정 팩터를 결정하고, 상기 연료 클래스와 냉시동 보정 팩터를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 결정하고, 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 냉시동 보정 팩터는 상기 제어부가 냉각수 온도를 바탕으로 설정하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 연료 클래스는
    상기 제어부가 상기 크랭크 축의 회전 속도를 측정하여 회전 속도의 변화 정도에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 연료 클래스는
    상기 제어부가 엔진의 냉시동 조건을 만족하는 경우, 설정된 시간 동안 측정된 상기 크랭크 축의 회전 속도의 변화 정도에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 제어부는
    상기 결정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아니고, 상기 엔진 노킹 센서의 노킹 신호를 바탕으로 제어되는 엔진 점화시기의 지각값이 설정된 기준 지각값보다 크지 않은 경우, 미스파이어링(misfiring)으로 판단하고, 고장 신호를 출력 하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 제어부는
    상기 결정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아니고, 상기 엔진 노킹 센서의 노킹 신호를 바탕으로 제어되는 엔진 점화시기의 지각값이 설정된 기준 지각값보다 큰 경우, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구의 작동을 제어하여 오버랩을 줄이는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  8. 제6항에서,
    상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  9. 제6항에서,
    상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  10. 제6항에서,
    상기 제어부는 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키고, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템.
  11. 크랭크 축의 회전 속도를 측정하는 크랭크 축 회전 센서, 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온 센서, 엔진 노킹 센서, 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기, 공기/연료 제어부, 상기 크랭크 축 회전 센서, 상기 냉각수온 센서 및 엔진 노킹 센서로부터 각각 크랭크 축 회전 속도, 냉각수온, 노킹 정보를 입수하여 상기 따라 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 가솔린 엔진 제어 시스템의 제어 방법에 있어서,
    냉각 수온을 측정하는 단계;
    차량의 냉시동 조건을 만족하는 경우, 냉시동 보정 팩터를 설정하는 단계;
    설정된 시간 동안 엔진 회전 속도 변화를 측정하는 단계;
    측정된 엔진 회전 속도 변화를 바탕으로 연료 클래스를 설정하는 단계;
    상기 냉시동 보정 팩터와 상기 연료 클래스를 바탕으로 연료/냉시동 보정 팩터를 설정하는 단계; 및
    결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 단계;
    를 포함하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 가솔린 엔진의 노킹 신호를 검출하여 점화 시기 지각값을 결정하고, 결정된 연료/냉시동 보정 팩터가 설정된 기준 연료/냉시동 보정 팩터가 아닌 경우 결정된 점화시기 지각값이 설정된 기준 지각값보다 크지 않은 경우, 미스파이어링(misfiring)으로 판단하고, 고장 신호를 출력 하는 단계;
    를 더 포함하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 결정된 연료 클래스가 기준 클래스가 아니고, 상기 엔진 노킹 센서의 노킹 신호를 바탕으로 제어되는 엔진 점화시기의 지각값이 설정된 지각값보다 큰 경우, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구, 엔진 점화기 또는 공기/연료 제어부 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 밸브 타이밍 기구의 작동을 제어하여 오버랩을 줄이는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
  15. 제11항에서,
    상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
  16. 제11항에서,
    상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
  17. 제11항에서,
    상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 엔진 점화기의 작동을 제어하여 엔진의 점화 시기를 지각 시키고, 상기 결정된 연료/냉시동 보정 팩터에 따라 상기 공기/연료 제어부의 작동을 제어하여 공연비를 리치(rich)하게 하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진 제어 시스템 제어 방법.
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