KR20160093441A

KR20160093441A - 자동차 연료 분사 제어 장치

Info

Publication number: KR20160093441A
Application number: KR1020150014454A
Authority: KR
Inventors: 최형석
Original assignee: 최형석
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2016-08-08
Also published as: CN105156219B; CN105156219A

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 연료 분사 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진에서 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진의 각 실린더에 공급되는 연료량을 각 실린더 별로 각기 다르게 배분하여 공급되도록 함으로써, 엔진 회전수의 편차에 의한 소음뿐만 아니라 연비와 진동을 방지할 수 있도록 하며, 제어장치의 고장시에는 직접연결되도록 하며, 급가속시에는 제어없이 전자제어유닛(ECU)에 의해 연료가 분사되도록 하고, 급발진이 발생하는 경우 연료를 차단해주는 연료 분사 제어 장치에 관한 것으로, 스로틀 밸브의 개폐값을 입력받는 스로틀 밸브값 입력부와 상기 전자제어유닛에서 각 기통의 인젝터에 보내기 위한 신호를 입력받는 전자제어유닛신호입력부와 브레이크신호를 입력받는 브레이크신호입력부와 공기흡입밸브 개폐기를 엔진 회전수가 지정값에 도달하였는지 여부에 따라 지정값으로 제어하거나 스로틀 밸브의 개폐값이 급가속상태값인 경우 최대값으로 제어하는 개폐기제어부와 조건에 따라 인젝터 출력을 발생하거나 억제하는 인젝터출력제어부와 최적의 인젝터출력값으로 제어하는 인젝터분사량제어부 및 기준기통을 설정하는 기준기통검출부를 포함한다.

Description

자동차 연료 분사 제어 장치 {DEVICE FOR CONTROLLING FUEL INJECTION}

본 발명은 자동차 엔진의 연료 분사 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진에서 엔진 회전수의 변화에 따라 엔진의 각 실린더에 공급되는 연료량을 각 실린더 별로 각기 다르게 배분하여 공급되도록 함으로써, 엔진 회전수의 편차에 의한 소음뿐만 아니라 연비와 진동을 방지할 수 있도록 하며, 제어장치의 고장시에는 직접연결되도록 하며, 급가속시에는 제어없이 전자제어유닛(ECU)에 의해 연료가 분사되도록 하고, 급발진이 발생하는 경우 연료를 차단해주는 연료 분사 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 연료공급량을 가감하여 부하조정을 하도록 하고 있다.

이때 엔진은 다수의 기통으로 구성이 되는데, 각 기통은 동일한 상태로 제조되나 제조공정상에서 발생하는 편차나 사용과정에서 노후되면서 발생하는 편차에 의해 기통마다 출력에 차이가 발생한다.

이러한 출력의 차이는 엔진에서 진동과 소음 그리고 연비저하를 일으키게 된다.

이러한 기통별 차이에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제10-2009-0004086호와 같이 기통별 분사량 보정방법이 제안된 바 있다.

또한 이와 유사한 관련 기술들이 제안된 바 있는데, 기준이 되는 분사량을 결정하는 방법이 정교하지 못하여 편차가 여전히 있으며, 출력이 낮아지는 문제가 있다.

또한 자동차의 전자제어유닛(ECU)의 문제로 인한 급발진을 방지할 수 없는 문제가 있다.

또한 급가속이 필요한 상황에서는 편차를 해소하기 위한 제어보다 출력이 중요한데 이를 위한 기능이 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기통별 출력 편차를 줄임으로써, 소음과 진동을 줄이고 연비를 높이되, 편차를 해소할 수 있는 최대 출력을 얻을 수 있도록 하는 연료 분사 제어 장치를 제공하는 것이다.

또한 자동차의 전자제어유닛(ECU)의 문제로 인한 급발진을 방지할 수 있는 연료 분사 제어 장치를 제공하는 것이다.

또한 급가속이 필요한 상황에서는 분사량을 제어하지 않는 연료 분사 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시에에 따른 자동차용 연료 분사 제어 장치는 스로틀 밸브의 개폐값을 입력받는 스로플 밸브값 입력부와 상기 전자제어유닛에서 각 기통의 인젝터에 보내기 위한 신호를 입력받는 전자제어유닛신호입력부와 브레이크신호를 입력받는 브레이크신호입력부와 공기흡입밸브 개폐기를 엔진 회전수가 지정값에 도달하였는지 여부에 따라 지정값으로 제어하거나 스로틀 밸브의 개폐값이 급가속상태값인 경우 최대값으로 제어하는 개폐기제어부와 조건에 따라 인젝터 출력을 발생하거나 억제하는 인젝터출력제어부와 최적의 인젝터출력값으로 제어하는 인젝터분사량제어부 및 기준기통을 설정하는 기준기통검출부를 포함한다.

본 발명은 기통별 출력 편차를 줄임으로써, 소음과 진동을 줄이고 연비를 높이되, 편차를 해소할 수 있으면서도 최저출력을 갖는 기준기통은 최대로 출력하여 편차해소 범위내에서 최대 출력을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 스로틀밸브와 엔진회전수 및 브레이크신호를 감지하여 자동차의 전자제어유닛(ECU)의 문제로 인한 급발진을 방지하는 효과가 있다.

또한 스로틀밸브 신호가 급가속으로 판단되는 경우 분사량을 제어하지 않고 전자제어유닛의 신호를 그대로 전달하여 급가속에도 지장이 없도록 하는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 블록도이다.
도2는 일반적인 인젝터의 결합상태를 도시한 블록도이다.
도3은 일반적인 인젝터의 결합상태를 도시한 회로도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 일부의 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 기준기통검출부의 검출 방법의 순서도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 개폐기제어부의 제어 방법의 순서도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 인젝터출력제어부의 제어 방법의 순서도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 인젝터분사량제어부의 제어 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 블록도이며,도4는 일부의 블록도이고, 도5은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료 분사 제어 장치의 기준기통검출부의 검출 방법의 순서도이며, 도6는 개폐기제어부의 제어 방법의 순서도이고, 도7는 인젝터출력제어부의 제어 방법의 순서도이고, 도8은 인젝터분사량제어부의 제어 방법의 순서도이다.

도1 내지 도4를 참조하면, 본 자동차 연료 분사 제어 장치는 스로틀 밸브값 입력부(110), 브레이크신호 입력부(120), 전자제어유닛신호 입력부(130), 제어부(150)를 포함한다. 이때 제어부(150)는 기준기통검출부(151), 개폐기제어부(152), 인젝터출력제어부(153), 인젝터분사량제어부(154)로 구성된다.

본 자동차 연료 분사 제어 장치는 기통마다 기통 내에 연료를 공급하는 인젝터(10)와, 점화 플러그를 구비하며 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어되는 내연 기관의 제어장치로, 상기 인젝터(10)와 공기흡입밸브 개폐기(20)로 신호를 출력하여 제어할 수 있다.

상기 스로틀 밸브값 입력부(110)는 스로틀 밸브의 개폐값을 입력받는 부분으로 스로틀 밸브는 그 개폐정도에 따라 다른 전기적 신호를 보내기 때문에 이 값을 입력받을 수 있다.

상기 전자제어유닛신호입력부(130)는 전자제어유닛(ECU)에서 보내는 각 기통의 인젝터에 연료 분사를 위한 출력 신호를 입력받는 부분으로, 본 발명의 자동차 연료 분사 제어 장치가 없는 상태에서는 전자제어유닛에 의해 인젝터가 바로 제어되는데 본 장치는 상기 출력 신호를 변조하므로 상기 출력 신호가 입력되어야하는 것이다.

상기 브레이크신호 입력부(120)는 브레이크신호를 입력받는 부분으로, 본 발명의 일실시예에서는 브레이크등을 제어하는 선에 연결하여 그 신호를 전달받도록 하였다.

도6을 참고하면 상기 개폐기제어부(152)는 공기흡입밸브 개폐기를 엔진 회전수가 지정값에 도달하였는지 여부에 따라(S210) 지정값으로 제어하거나(S211) 스로틀 밸브의 개폐값이 급가속상태값인 경우(S220) 최대값으로 제어(S221)하는 부분으로 사전에 엔진회전수와 그에 대응하는 지정값을 정하여 그에 맞추어 공기흡입밸브 개폐기를 제어하는 것이 주된 역할이며, 스로틀 밸브의 개폐 상태가 급가속으로 판정하도록 설정된 값인 경우 공기흡입밸브 개폐기를 최대로 열게된다.

도7을 참고하면 상기 인젝터출력제어부(153)는 상기 제어장치의 마이콤의 전기적 신호를 검출(S310)하여 고장인 경우 상기 전자제어유닛에 의한 신호가 바로 인젝터로 연결되어 인젝터가 출력되도록 하며(S311),

엔진 회전수 값이 지정값이내인 경우(S320) 인젝터가 출력되도록 하며(S331),

기준 기통을 지정하기 전인 경우(S330) 인젝터가 출력되도록 하며(S331),

브레이크가 작동하고 전자제어유닛신호가 연속으로 발생하면(S340) 인젝터가 출력되지 않도록 하며(S361),

브레이크가 작동하고 엔진회전수가 상한지정값 이상이며, 기준 기통이 지정되어 있고, 인젝터 분사값의 최저치의 2.5배이상인 경우(S350) 인젝터가 출력되지 않도록 하며(S361),

브레이크가 작동하고, 엔진회전수가 자동지정값이상에서 엔진회전수와 스로틀 밸브가 비정상인 경우(S360) 인젝터가 출력되지 않도록 하며(S361),

브레이크가 작동하지 않으며 엔진회전수가 지정값이상이고 기준 기통이 지정되어 있으며 급가속인 경우(S370) 인젝터가 출력되도록 하는(S371) 부분으로, 상기와 같은 조건들에 해당하지 않는 경우 후술할 인젝터분사량제어부에 의해 정상 절약제어(S380)가 진행되며, 상기 인젝터 분사값의 최저치의 2.5배이상인 경우에 인젝터 출력을 끄는 것(S350, S361)은 인젝터 분사값이 2.5배보다 낮은 경우 인젝터 출력을 끄면 시동이 꺼질 우려가 있으며, 2.5배보다 큰 경우 출력을 켠 상태로 두면 연료소모가 큰 문제가 있기 때문이다.

도8을 참고하면 상기 인젝터분사량제어부(154)는 기준 기통(S510)은 상기 전자제어유닛의 출력을 그대로 전달(S511)하며, 기준 기통의 인젝터출력시간과 타 기통의 인젝터출력시간을 비교하여 기준 기통의 인젝터출력시간이 작으면(S520), 타 기통의 인젝터출력시간을 기준 기통의 인젝터출력시간과의 차이를 메모리에 타 기통의 인젝터출력시간차이로 저장(S521)하고, 기준 기통이 작동할 때 엔진회전 시간과 타 기통이 작동할 때 엔진 회전 시간을 비교하여(S530) 기준 기통보다 타 기통의 엔진회전에 걸리는 시간이 크면 메모리에 기준 기통대비 엔진회전시간차이 변수를 증가시키고 작으면 감소시켜 저장하여(S531), 타 기통의 인젝터의 출력값은 기준 기통의 인젝터출력시간과 타 기통의 인젝터출력시간차이의 합에서 기준 기통대비 엔진회전시간차이를 제하여 계산하며(S540), 상기 기준기통대비 엔진회전시간이 동일해질 때까지 상기 인젝터출력값을 반복계산하며(S550), 사전에 설정된 자동 지정 엔진회전수값에 따라 제어최대값을 지정하며, 상기 타 기통의 인젝터의 출력값이 제어최대값보다 큰 경우 제어최대값으로 인젝터출력값을 지정(S551)하며, 그렇지 않은 경우 계산된 값으로 인젝터 출력을 제어(S560)하는 부분이다.

도5를 참고하면 상기 기준기통검출부(151)는 각 기통이 작동하여 엔진회전에 걸리는 시간을 저장하여(S110) 비교한 후 엔진회전에 걸리는 시간이 가장 긴 기통을 기준 기통 후보에 올리고(S120), 지정된 회수만큼 연속적으로 같은 기통이 후보에 오르면(S130) 그 기통을 기준기통으로 설정(S140)하는 부분이다.

상태표시부(160)는 상기 제어부로부터 브레이크 작동여부와 기준기통이 검출되었는지 상태여부와 급가속상태 여부와 제어부 고장상태 여부를 전달받아 표시하는 부분으로 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 LED를 점등, 소등, 점멸 등을 통해 상태를 표시하도록 하였다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

10 : 인젝터, 20 : 공기흡입밸브개폐기,
110 : 스로틀 밸브값 입력부,
120 : 브레이크신호 입력부, 130 : 전자제어유닛신호 입력부,
150 : 제어부, 151 : 기준기통검출부, 152 : 개폐기제어부,
153 : 인젝터출력제어부, 154 : 인젝터분사량제어부,
160 : 상태표시부

Claims

기통마다 기통 내에 연료를 공급하는 인젝터와, 점화 플러그를 구비하며 전자제어유닛에 의해 제어되는 내연 기관의 제어장치에 있어서,
스로틀 밸브의 개폐값을 입력받는 스로틀 밸브값 입력부와;
상기 전자제어유닛에서 각 기통의 인젝터에 보내기 위한 신호를 입력받는 전자제어유닛신호입력부;
브레이크신호를 입력받는 브레이크신호입력부와;
상기 스로틀 밸브값 입력부, 상기 전자제어유닛신호입력부, 상기 브레이크신호입력부에서 신호를 전달받아 제어하는 제어부와;
상기 제어부로부터 브레이크 작동여부와 기준기통이 검출되었는지 상태여부와 급가속상태 여부와 제어부 고장상태 여부를 전달받아 표시하는 상태표시부로 구성되며;
상기 제어부는
공기흡입밸브 개폐기를 엔진 회전수가 지정값에 도달하였는지 여부에 따라 지정값으로 제어하거나 스로틀 밸브의 개폐값이 급가속상태값인 경우 최대값으로 제어하는 개폐기제어부와;
상기 제어장치의 마이콤의 전기적 신호를 검출하여 고장인 경우 상기 전자제어유닛에 의한 신호가 바로 인젝터로 연결되어 인젝터가 출력되도록 하며,
엔진 회전수 값이 지정값이내인 경우 인젝터가 출력되도록 하며,
기준 기통을 지정하기 전인 경우 인젝터가 출력되도록 하며,
브레이크가 작동하고 전자제어유닛신호가 연속으로 발생하면 인젝터가 출력되지 않도록 하며,
브레이크가 작동하고 엔진회전수가 상한지정값 이상이며, 기준 기통이 지정되어 있고, 인젝터 분사값의 최저치의 2.5배이상인 경우 인젝터가 출력되지 않도록 하며,
브레이크가 작동하고, 엔진회전수가 자동지정값이상에서 엔진회전수와 스로틀 밸브가 비정상인 경우 인젝터가 출력되지 않도록 하며,
브레이크가 작동하지 않으며 엔진회전수가 지정값이상이고 기준 기통이 지정되어 있으며 급가속인 경우 인젝터가 출력되도록 하는 인젝터출력제어부와;
기준 기통은 상기 전자제어유닛의 출력을 그대로 전달하며, 기준 기통의 인젝터출력시간과 타 기통의 인젝터출력시간을 비교하여 기준 기통의 인젝터출력시간이 작으면, 타 기통의 인젝터출력시간을 기준 기통의 인젝터출력시간과의 차이를 메모리에 타 기통의 인젝터출력시간차이로 저장하고, 기준 기통이 작동할 때 엔진회전 시간과 타 기통이 작동할 때 엔진 회전 시간을 비교하여 기준 기통보다 타 기통의 엔진회전에 걸리는 시간이 크면 메모리에 기준 기통대비 엔진회전시간차이 변수를 증가시키고 작으면 감소시켜 저장하여, 타 기통의 인젝터의 출력값은 기준 기통의 인젝터출력시간과 타 기통의 인젝터출력시간차이의 합에서 기준 기통대비 엔진회전시간차이를 제하여 계산하며, 상기 기준기통대비 엔진회전시간이 동일해질 때까지 상기 인젝터출력값을 반복계산하며, 사전에 설정된 자동 지정 엔진회전수값에 따라 제어최대값을 지정하며, 상기 타 기통의 인젝터의 출력값이 제어최대값보다 큰 경우 제어최대값으로 인젝터출력값을 지정하는 인젝터분사량제어부와;
각 기통이 작동하여 엔진회전에 걸리는 시간을 저장하여 비교한 후 엔진회전에 걸리는 시간이 가장 긴 기통을 기준 기통 후보에 올리고, 지정된 회수만큼 연속적으로 같은 기통이 후보에 오르면 그 기통을 기준기통으로 설정하는 기준기통검출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 제어 장치.