KR20190002124A

KR20190002124A - 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법 및 차량

Info

Publication number: KR20190002124A
Application number: KR1020170082581A
Authority: KR
Inventors: 김성주
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-08
Also published as: CN109209666A; US20190003407A1; CN109209666B; US10598103B2; KR102298881B1

Abstract

본 발명의 차량에 적용된 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법은 엔진속도를 측정하는 CKPS(Crank Position Sensor)의 이상이 컨트롤러(10)에 의해 검출되면, 엔진(1)의 엔진 회전수는 CMPS(Camshaft Position Sensor)(3-1)에 기반 한 엔진 RPM 모델링 값으로 고장진단코드(예, DTC(Diagnostic Trouble Code))의 표출 전까지 상향 제어되어 엔진 시동 꺼짐을 방지하면서 동시에 가변타이밍 시스템(5)은 상기 CKPS 이상 검출 시점의 상태로 유지된 후 디폴트(default)로 전환됨으로써 CKPS 이상 현상 감지시 캠의 진/지각 이동에 의한 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 기어비 변화가 가져오는 부정확한 엔진 RPM 추측값 적용에 따른 엔진 시동 꺼짐을 방지할 수 있는 특징이 구현된다.

Description

엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법 및 차량{Method for Reinforcing Anti-Engine Stall and Vehicle thereof}

본 발명은 엔진 시동 꺼짐에 관한 것으로, 특히 크랭크 포지션 센서의 이상 현상 발생 시점부터 신속하게 엔진제어를 수행함으로써 엔진 시동 꺼짐 방지가 강화되는 차량에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관 차량의 원치 않는 엔진 시동 꺼짐은 가장 회피되어야 할 현상이다.

엔진 시동 꺼짐 방지의 대표적인 예로, 크랭크 포지션 센서(Crank Position Sensor, 이하 CKPS)를 이용하는 CKPS 방식 캠 타이밍 제어가 있다. 상기 CKPS 방식 캠 타이밍 제어는 CKPS 동기화제어와 CKPS 이상제어로 구현되고, 전용제어기나 또는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)를 컨트롤러 사용하여 가변밸브타이밍 시스템(Variable Valve Timing System)의 캠 위상 동작을 제어함으로써 구현된다.

이 경우, 상기 가변밸브타이밍 시스템은 캠 샤프트를 직접 제어하여 캠의 진/지각 위상 타이밍을 조절하는 CVVT(Continuously Variable Valve Timing), 밸브 리프트 변화 없이 밸브 듀레이션(valve duration)의 제어가 이루어지는 CVVD(Continuously Variable Valve Duration), 밸브 리프트 변화로 밸브 듀레이션(valve duration)의 제어가 이루어지는 CVVL(Continuous Variable Valve Lift)을 포함한다.

일례로, 상기 CKPS 동기화제어는 CKPS의 소정 각도 단위를 카운트(Count)하고, 타이머(Timer)를 이용하며, 피스톤 행정의 상사점(Top Dead Center)을 기준하여 CKPS 동작에 엔진 점화시기를 동기 시키는 가변밸브타이밍 시스템의 제어로 엔진제어가 이루어진다. 상기 CKPS 이상제어는 CKPS의 이상 현상 발생에 따른 고장진단코드(예, DTC(Diagnostic Trouble Code)) 발생(또는 표출)으로 에러 진단 확정이 이루어지고, CMPS의 검출 값으로 추측된 엔진 RPM(Revolution Per Minute) 추측 값에 기반한 엔진 점화시기로 엔진제어가 이루어진다.

그 결과 CKPS 방식 캠 타이밍 제어는 엔진에 미치는 영향이 가장 큰 엔진 점화시기의 정확히 구동으로 엔진 시동 꺼짐을 방지하고, 특히 CKPS 에러 진단 후에도 엔진 시동 꺼짐 없이 엔진 제어가 이루어질 수 있다.

일본특개 2013-167223(2013.8.29)

하지만 상기 CKPS 방식 캠 타이밍 제어는 CKPS 에러 진단 방식의 한계성으로 인하여 엔진 시동 꺼짐을 완전히 방지하기 어려운 방식이다.

일례로 고장진단코드 발생이 이루어지려면 CKPS에 발생한 문제현상이 일정시간동안 유지되어야 하고, CKPS 이상제어는 고장진단코드 발생으로 CKPS 에러 진단이 확정된 후 수행될 수 있다. CKPS의 문제현상이 일정시간동안 유지되어야 하는 조건은 짧은 시간(약 2초)동안 발생한 후 정상으로 돌아오는 CKPS 단선을 고려함에 따른다.

특히 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 타이밍 체인 연결 구조는 크랭크 샤프트와 타이밍체인 기어비에 의해 캠 샤프트의 속도를 고정하지만 캠의 진/지각시 기어비 변동 발생 가능성이 높고, 이는 CKPA 이상 시점에서 DTC 발생에 따른 CKPS 에러 진단 확정이 이루어지기 전까지 CMPS 검출값을 이용한 엔진 RPM 추측값의 계산을 부정확하게 하거나 불가능 하게 한다.

그 결과 캠 타이밍 제어 실시 중 CKPS의 순간적인 문제 발생 시점에서는 부정확한 엔진 RPM 추측값을 이용함으로써 캠의 설정위치(default position)로 복귀시 까지 엔진 시동 꺼짐을 완전하게 방지할 수 없게 된다. 따라서 CKPS에 문제가 발생하는 순간에서도 엔진 시동 꺼짐이 방지되는 캠 타이밍 제어가 요구되고 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 CMPS(Camshaft Position Sensor)의 검출값에 의한 상시적인 엔진 RPM 모델링으로 CKPS의 이상 발생 시점에서 엔진 RPM 모델링으로 산출한 엔진 RPM 모델링 값을 이용한 엔진제어가 수행됨으로써 CKPS 에러 진단 확정에 따른 고장진단코드 발생 전에서 엔진 시동 꺼짐을 방지하고, 특히 CKPS 이상 현상 감지시 캠의 진/지각 이동에 의한 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 기어비 변화가 가져오는 부정확한 엔진 RPM 추측값 적용에 따른 엔진 시동 꺼짐을 방지할 수 있는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법 및 차량의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진 시동 꺼짐 방지 강화 방법은 (A) 엔진의 가동 후 상기 엔진의 엔진속도를 측정하는 CKPS 이상이 컨트롤러에 의해 검출되면, 상기 CKPS 이상 여부가 검출되는 CKPS 이상 확인단계; (B) 상기 CKPS 이상의 미 검출 시 가변타이밍 시스템의 캠 위상제어 동작에 대한 제어 진행으로 상기 엔진의 점화시기가 제어되는 캠 동기화 제어수행단계; (C) 상기 CKPS 이상의 검출 시 가변타이밍 시스템의 캠 위상제어 동작에 대한 위치를 유지하면서 엔진 회전수가 상기 CKPS 이상의 발생 시점보다 상향으로 제어되어 엔진 시동 꺼짐이 방지되는 CKPS 이상 확정 전 제어수행단계; (D) 상기 CKPS 이상의 검출에 이어진 고장진단코드의 표출 후 상기 엔진 회전수가 상기 CKPS 이상의 발생 시점으로 제어되어 엔진 시동 꺼짐이 방지되는 CKPS 이상제어수행단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 엔진 회전수의 상향 제어는 엔진 가동 시 발생되는 CMPS 검출 값을 이용하여 상시적으로 생성된 엔진 RPM 모델링에서 산출된 엔진 RPM 모델링 값이 적용되어 상기 CKPS의 이상 발생의 일정 시간 경과에 따른 DTC 표출 전까지 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 가변타이밍 시스템의 캠 위상제어 동작에 대한 상기 위치 유지가 이루어지면 상기 가변타이밍 시스템은 상기 CKPS 이상 검출 시점의 상태로 위치 유지 후 디폴트로 전환된다.

바람직한 실시예로서, 상기 CKPS 이상 확인단계는, (a-1) 상기 엔진의 가동이 이루어지는 단계, (a-2) 상기 가변타이밍 시스템의 디폴트 위치 확인과 함께 상기 캠 샤프트와 상기 크랭크 샤프트의 동기화가 이루어지는 단계, (a-3) 상기 캠 샤프트에 대한 상기 CMPS의 검출 값이 발생되고, 상기 검출 값으로 상기 엔진 RPM 모델링이 수립되는 단계, (a-4) 상기 크랭크 샤프트에 대한 상기 CKPS의 검출 값이 발생되고, 상기 검출 값으로 상기 CKPS 이상의 발생이 확인되는 단계로 구분된다.

바람직한 실시예로서, 상기 CKPS 이상 확정 전 제어수행단계는, (c-1) 상기 엔진의 가동 후 상기 크랭크 샤프트에 대한 상기 CKPS 이상의 검출에 따른 고장진단코드의 표출이 확인되는 단계, (c-2) 상기 고장진단코드의 미 표출 시 상기 캠 샤프트에 대한 CMPS의 검출 값으로 생성된 엔진 RPM 모델링에서 엔진 RPM 모델링 값이 산출되는 단계, (c-3) 상기 엔진 RPM 모델링 값의 산출 후 상기 가변밸브타이밍 시스템에 대한 동작 제어가 유지되도록 상기 CKPS 이상의 발생 시점의 상기 가변밸브타이밍 시스템의 현재 위치를 유지시키는 단계, (c-4) 상기 엔진 RPM 모델링 값의 산출 후 상기 엔진 RPM 모델링 값으로 상기 엔진 회전수의 상향 제어가 이루어져 상기 엔진의 엔진 시동 꺼짐이 방지되는 단계, (c-5) 상기 가변밸브타이밍 시스템을 디폴트위치로 복귀시켜주는 단계, (c-6) 상기 CKPS 이상의 검출 시점에서 일정 시간 동안 상기 CKPS 이상의 유지에 의한 상기 고장진단코드의 표출 확인으로 CKPS 에러진단이 확정되고, 상기 CKPS 에러진단의 확정 후 상기 가변밸브타이밍 시스템의 캠 위상제어 동작이 상기 CKPS 이상 검출 시점의 위치로 유지되는 단계로 수행된다.

바람직한 실시예로서, 상기 캠 동기화 제어수행단계는 상기 CKPS 이상의 미 검출 시 상기 CKPS의 검출 값에 기반 한 상기 가변타이밍 시스템의 캠 위상 동작 제어와 함께 상기 엔진의 점화시기 타이밍을 제어한다.

바람직한 실시예로서, 상기 CKPS 이상제어수행단계는 상기 CKPS 에러진단의 확정 후 상기 CMPS의 검출 값에 기반 한 엔진 RPM 추측 값으로 상기 엔진의 엔진 회전수 제어로 엔진 시동 꺼짐을 방지한다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 캠 샤프트의 회전속도를 검출하는 CMPS, 상기 캠 샤프트에 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트의 회전속도를 검출하는 CKPS가 구비된 엔진; 상기 캠 샤프트에 결합되어 캠 위상제어와 함께 상기 엔진의 점화시기 타이밍을 제어하는 가변밸브타이밍 시스템; 상기 엔진과 상기 가변밸브타이밍 시스템을 각각 제어하는 컨트롤러; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 상기 CMPS의 검출 값으로 엔진 RPM 모델링이 이루어지는 엔진 회전수 모델링 맵을 포함하고, 상기 엔진 RPM 모델링은 상기 CKPS의 이상 발생에서 고장진단코드 표출 전까지 엔진 RPM 모델링 값을 산출하며, 상기 엔진 RPM 모델링 값은 상기 엔진의 엔진 회전수를 상기 CKPS 이상의 발생 시점 대비 상향 제어에 적용되어 상기 엔진의 엔진 시동 꺼짐을 방지한다.

바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 상기 엔진 RPM 모델링 값의 적용 시 상기 가변밸브타이밍시스템을 상기 CKPS 이상 검출 시점의 상태로 위치를 유지하면서 디폴트로 전환시켜주고, 상기 고장진단코드 표출 후 상기 가변밸브타이밍시스템을 상기 CKPS 이상 검출 시점의 위치를 유지한 상태에서 상기 CMPS의 검출 값으로 산출된 엔진 RPM 추측 값을 상기 엔진의 엔진 시동 꺼짐 방지를 위한 상기 엔진의 엔진 회전수 제어에 적용시켜주며, 상기 고장진단코드표출 후 상기 CKPS의 CKPS 에러진단을 완료한다.

이러한 본 발명의 차량에 적용된 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법은 CMPS의 검출 값을 상시 이용함으로써 캠 타이밍 제어에 하기와 같은 장점 및 효과를 구현한다.

첫째, 캠 타이밍 제어에 CMPS 검출값에 의한 엔진 RPM 추측값과 CMPS 모델링에 의한 엔진 RPM 모델링 값이 연계됨으로써 엔진 제어 성능이 크게 향상된다. 둘째, CKPS 이상을 CKPS 문제 발생과 DTC 발생 전 기간과 DTC 발생 후 기간으로 구분함으로써 DTC 발생에 의한 CKPS 이상 진단이 이루어지기 전에 대한 엔진 시동 꺼짐을 효과적으로 방지할 수 있다. 셋째, CKPS의 문제 발생 시 가변밸브타이밍 시스템에 대한 현재위치유지와 디폴트 제어가 함께 적용됨으로써 크랭크 샤프트와 타이밍 체인 연결된 캠 샤프트에 적용된 가변밸브타이밍 시스템이 가져올 수 있는 엔진 RPM 안정성 저하를 방지할 수 있다. 넷째, 엔진 타이밍 제어의 신뢰성 향상으로 CKPS의 이상으로 인한 엔진 시동 꺼짐이 방지됨으로써 가변밸브타이밍 시스템 및 차량의 상품성이 크게 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 강화가 구현되는 차량의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 강화를 위한 차량의 CKPS 문제검출 상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 강화를 위한 차량의 CKPS 이상 확정 전 제어 실행 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 엔진 시동 꺼짐 방지 강화를 위한 차량의 CKPS 동기화 제어와 CKPS 이상 제어의 실행 상태이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법은 엔진 구동(S10) 시 CKPS 이상 확인단계(S20~S40), CKPS 이상 미확인 시 캠 동기화 제어수행단계(S40-1), CKPS 이상 발생 시점에서 CKPS 이상 진단 전까지 캠 위상제어를 수행하는 가변밸브 타이밍 시스템과 연계되어 엔진 시동 꺼짐을 방지하는 CKPS 이상 확정 전 제어수행단계(S50~S100), CKPS 이상 발생 시점에서 CKPS 이상 진단 확정 후 엔진 시동 꺼짐을 방지하는 CKPS 이상제어수행단계(S50-1)로 구분된다.

여기서 CMPS는 Camshaft Position Sensor로서 CAM 진/지각 시 기어비 변동 발생이 가능한 크랭크 샤프트와 타이밍체인의 기어비에 의해 속도 고정된 캠 샤프트의 회전속도를 측정하고, CKPS는 Crank Position Sensor로서 크랭크 샤프트의 회전속도로 엔진회전속도를 측정한다. 상기 회전속도(또는 회전수)는 Revolution Per Minute(RPM)를 의미한다.

도 2를 참조하면, 차량은 구동축(9)에 동력을 전달하는 변속기(7)와 토크 컨버터로 연결된 엔진(1), 캠 샤프트(3), CMPS(Camshaft Position Sensor)(3-1), 크랭크 샤프트(4), CKPS(Crank Position Sensor)(4-1), 가변밸브타이밍시스템(5) 및 컨트롤러(10)를 포함한다.

일례로 상기 엔진(1)은 내연기관엔진이다. 상기 캠 샤프트(3)는 엔진(1)의 흡,배기 밸브 트레인의 개폐 타이밍를 조절하며, 상기 크랭크 샤프트(4)는 엔진(1)의 피스톤 왕복운동으로 회전하며, 상기 캠 샤프트(3)와 상기 크랭크 샤프트(4)는 타이밍 체인으로 연결된다. 상기 CMPS(3-1)는 캠 샤프트(3)의 회전속도(또는 RPM)를 측정 또는 검출한다. 상기 CKPS(4-1)는 엔진(1)의 회전속도(또는 RPM)를 산출하는 크랭크 샤프트(4)의 회전속도(또는 RPM)를 검출한다.

일례로, 상기 가변밸브타이밍시스템(5)은 캠샤프트에 결합되어 타이밍 체인과 고정된 CVVT 모듈을 구비하고, 캠의 진작/지각에 대한 캠 위상제어로 엔진(1)의 점화시기 타이밍을 제어한다. 상기 가변밸브타이밍시스템(5)은 고장에 따른 캠위상동작제어 멈춤시 위치가 default로 전환되는 hardware 설계조건이 적용된다. 그러므로 상기 가변밸브타이밍 시스템(5)은 캠 샤프트를 직접 제어하여 캠 타이밍을 조절하는 CVVT(Continuously Variable Valve Timing), 밸브 리프트 변화 없이 밸브 듀레이션(valve duration)의 제어가 이루어지는 CVVD(Continuously Variable Valve Duration), 밸브 리프트 변화로 밸브 듀레이션(valve duration)의 제어가 이루어지는 CVVL(Continuous Variable Valve Lift)을 포함한다.

이하 상기 가변밸브타이밍시스템(5)은 CVVT를 주요 대상으로 한다.

일례로 상기 컨트롤러(10)는 엔진(1)의 가동에 따른 엔진 정보(예, 냉각수온, 오일 온도, 페달 검출 신호 등)와 가변밸브타이밍시스템(5)의 시스템 동작 정보에 CMPS(3-1)와 CKPS(4-1)의 각 정보를 입력 데이터로 취급한다.

특히 상기 컨트롤러(10)는 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)과 연계된다. 이를 위해 상기 컨트롤러(10)는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. 그리고 상기 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)은 CKPS 이상 확정 전 제어를 수행하고, 상기 CKPS 이상 확정 전 제어는 CMPS(3-1)의 캠 샤프트(3)에 대한 회전속도(또는 RPM)의 측정 값(또는 검출 값)을 컨트롤러(10)를 통해 입력받거나 또는 CMPS(3-1)를 통해 직접 입력받고, 엔진(1)의 가동 시 CMPS(3-1)의 CMPS 검출 값을 상시 활용하여 엔진 RPM 모델링이 이루어짐으로써 CKPS 문제 발생시점에서 고장진단코드(예, DTC(Diagnostic Trouble Code)) 발생 시점에 대한 엔진 시동 꺼짐을 방지하여 준다.

또한 상기 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)은 CKPS 이상 확정 전 제어에 더해 캠 동기화 제어와 CKPS 이상제어도 함께 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 상기 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)은 컨트롤러(10)와 서로 독립되어 네트워크로 연결되거나 또는 컨트롤러(10)와 일체화 될 수 있다.

이하 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법을 CKPS 타이밍 제어에 적용하여 도 3 내지 도 5를 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어 주체는 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)과 연계된 컨트롤러(10)이고, 제어 대상은 캠 샤프트(3)의 위상제어를 수행하여 엔진(1)의 점화시기를 제어하는 가변밸브타이밍 시스템(5) 및 엔진 회전수가 제어되는 엔진(1)이다. 상기 엔진 회전수의 제어는 연료 분사 제어를 위한 통상적인 엔진 시스템 구성요소로 이루어진다.

먼저, 컨트롤러(10)의 동작은 S10의 엔진구동과 함께 개시된다,

이어 컨트롤러(10)의 동작은 CKPS 이상 확인단계로 진입되고, 상기 CKPS 이상 확인단계는 S20의 가변밸브타이밍 시스템에 대한 체크 및 동기화(예, CRK/CAM 동기), S30의 엔진 RPM 모델링(예, CMPS값 활용), S40의 CKPS 이상 현상 검출로 수행된다.

도 3을 참조하면, 컨트롤러(10)는 구동중인 엔진(1)의 엔진 데이터 수신과 함께 가변밸브타이밍시스템(5)의 시스템 데이터를 수신하여 S20 단계를 수행한다. 여기서 엔진 데이터는 냉각수온, 오일 온, 엔진 회전수, 쓰로틀 개도 및 엔진 제어 기구의 작동정보 등을 포함하며, 상기 시스템 데이터는 가변밸브타이밍 시스템(5)에 대한 디폴트(default)의 위치 확인(또는 검출), CMPS(3-1)의 검출 값과 CKPS(4-1)의 검출 값을 포함한다. 여기서 디폴트(default)의 위치는 CKPS 타이밍 제어에 적용되는 피스톤 행정의 상사점을 기준하여 CKPS(4-1)의 동작에 기반된다. 상기 CMPS(3-1)의 검출 값은 캠 샤프트(3)의 회전속도(또는 RPM)이며, 상기 CKPS(4-1)의 검출 값은 엔진(1)의 회전속도(또는 RPM)를 산출하는 크랭크 샤프트(4)의 회전속도(또는 RPM)이다. 상기 동기화는 캠 샤프트(3)와 크랭크 샤프트(4)의 타이밍 체인에 의한 동기 상태이다.

상기 컨트롤러(10)는 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)과 연계되어 S30 단계를 수행한다. 상기 엔진 RPM 모델링은 CMPS 대비 엔진 RPM 선도로 생성되고, 상기 선도는 특정한 CMPS 검출값과 특정한 엔진 RPM을 매칭 시켜줌으로써 특정한 엔진 RPM 모델링 값을 산출(또는 계산)하여 준다. 이를 위해 상기 선도는 일정 영역으로 구분된 다수의 선도 맵으로 구축될 수 있다. 특히 상기 선도 맵은 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)에서 구축되어 컨트롤러(10)에서 활용되거나 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)의 데이터를 이용하여 컨트롤러(10)에 구축될 수 있다.

이어 상기 컨트롤러(10)는 CKPS(3-1)의 검출값을 지속적으로 모니터링 함으로써 CKPS(3-1)의 동작 이상 현상 발생이 확인되는 S30단계를 수행한다. 여기서 CKPS의 문제현상은 엔진 RPM과 연계되어 기 설정된 CKPS 검출 값이 정상적이지 않은 상태로서, 약 2초의 짧은 시간 동안 발생한 후 정상으로 돌아오는 CKPS 단선이나 2초 이후 DTC 발생을 가져오는 CKPS 고장(failure) 등을 포함한다.

이후 상기 컨트롤러(10)는 CKPS 검출 값 이상을 확인 한 후 S50의 CKPS 에러 진단 확정단계로 진입한다. S50의 CKPS 에러 진단 확정단계는 CKPS 검출 값 이상 여부가 있는 비정상 상태에서 고장진단코드 발생여부로 CKPS 이상을 확정한다. 그러므로 상기 컨트롤러(10)는 고장진단코드 발생을 확인한 경우 S50-1의 CKPS 이상제어수행단계로 전환되는 반면 고장진단코드 발생을 확인하지 못한 경우 S60 내지 S100의 CKPS 이상 확정 전 제어수행단계로 진입한다.

상기 CKPS 이상 확정 전 제어수행단계는 컨트롤러(10)에 의해 S60의 엔진 RPM 모델링 적용, S70의 가변밸브타이밍 시스템 제어, S80의 엔진 제어, S90의 가변밸브타이밍 시스템 위치제어, S100의 CKPS 에러진단으로 수행된다.

도 4를 참조하면, 상기 컨트롤러(10)는 엔진 RPM 모델링의 엔진 RPM 모델링 값 산출로 S60 단계를 수행한다. 이를 위해 상기 컨트롤러(10)는 엔진 회전수 모델링 맵(10-1)의 엔진 RPM 모델링을 확인하고, 확인된 엔진 RPM 모델링의 CMPS 대비 엔진 RPM 선도에서 엔진 RPM 모델링 값을 산출(또는 계산)한다.

이어 상기 컨트롤러(10)는 가변밸브타이밍 시스템(5)의 현재 위치 유지로 S70단계를 수행한 다음 엔진 RPM 림폼 제어로 S80 단계를 수행한다. 상기 가변밸브타이밍 시스템(5)의 현재 위치 유지는 컨트롤러(10)가 가변밸브타이밍 시스템(5)에 홀드(hold) 신호를 출력함으로써 CKPS(4-1)의 이상 감지 하에서 가변밸브타이밍 시스템(5)의 동작을 CKPS 이상 발생 시점의 위치로 유지하고, 이를 통해 CMPS 검출 값을 이용하는 엔진 RPM 모델링의 정확성 저하가 방지된다.

이러한 이유는 크랭크 샤프트(4)와 캠 샤프트(3)가 타이밍 체인으로 연결됨으로써 캠 진/지각시 캠 샤프트(3)와 가변밸브타이밍 시스템(5)의 모듈 간 속도 차이가 발생될 수 있음에 기인된다. 상기 엔진 RPM 림폼 제어는 컨트롤러(10)가 엔진(1)의 회전수(RPM)를 CKPS 이상 발생 시점의 회전수(RPM)보다 높게 상향 제어함으로써 엔진(1)의 출력이 일정 토크로 유지된다. 그 결과 엔진(1)은 CKPS 이상 발생 시점에서 S50-1의 CKPS 이상제어수행단계가 아니더라도 엔진 시동 꺼짐이 쉽게 발생하지 않는 엔진 RPM 안전성이 확보된다.

이후 상기 컨트롤러(10)는 가변밸브타이밍 시스템(5)을 시스템 림폼 제어하여 S90 단계를 수행한다. 상기 시스템 림폼 제어는 컨트롤러(10)가 가변밸브타이밍 시스템(5)에 디폴트(default)신호를 출력함으로써 가변밸브타이밍 시스템(5)이 default 위치에 의해 초기 상태로 복귀된다, 그 결과 가변밸브타이밍 시스템(5)은 엔진 RPM 안전성이 확보된 상태에서 하드웨어 설계조건에 따라 default 위치에서 제어상태를 유지하는 상태로 전환된다.

최종적으로 상기 컨트롤러(10)는 고장진단코드 표출의 확인(CKPS 에러진단 완료)으로 S100 단계를 수행하고, 이를 고장진단코드 표출이 이루어질 때 까지 지속한다. 그 결과 고장진단코드 표출은 CKPS 이상 확정 전 제어수행단계의 중지를 의미함으로써 컨트롤러(10)는 S50의 CKPS 에러 진단 확정단계로 복귀된다.

한편 상기 컨트롤러(10)는 S40단계에서 CKPS 검출 값 이상이 없는 정상 상태인 경우 S40-1의 캠 동기화 제어수행단계로 전환됨으로써 가변타이밍 시스템(5)의 동작에 대한 제어가 진행된다. 또한 S50의 CKPS 에러 진단 확정단계에서 고장진단코드 발생을 확인하여 S50-1의 CKPS 이상제어수행단계로 전환됨으로써 가변타이밍 시스템(5)의 동작에 대한 제어가 고장진단코드 발생 시점의 위치를 유지하여 준다.

도 5를 참조하면, CKPS 동기화 제어 시 컨트롤러(10)는 가변밸브타이밍 시스템(5)에 대해 시스템 제어 신호를 출력하고, CKPS(4-1)에 대한 소정 각도 단위의 카운트(Count)와 타이머(Timer) 적용하여 피스톤 행정의 상사점을 기준하여 CKPS 동작에 엔진 점화시기를 동기 시키는 엔진제어가 이루어진다. 그러므로 상기 CKPS 동기화 제어는 CKPS(4-1)의 검출 값에 기반 하여 엔진(1)의 점화시기 타이밍 제어가 이루어진다. 반면 CKPS 이상제어 시 컨트롤러(10)는 CMPS 엔진 RPM 제어 신호를 엔진(1)에 출력함으로써 CMPS 검출 값에서 산출된 엔진 RPM 추측 값을 기반 하여 엔진 점화시기로 엔진제어가 이루어진다. 그러므로 상기 CKPS 이상제어는 CKPS 이상의 검출에 이어진 고장진단코드 표출 후 엔진(1)의 엔진 회전수가 CKPS 이상의 발생 시점으로 제어되어 엔진(1)의 엔진 시동 꺼짐이 방지된다.

한편 다시 도 1을 참조하면, 컨트롤러(10)는 S200과 같이 엔진 정지 전까지 CKPS 이상 발생에 대한 CKPS 타이밍 제어를 지속한다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량에 적용된 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법은 엔진속도를 측정하는 CKPS의 이상이 컨트롤러(10)에 의해 검출되면, 엔진(1)의 엔진 회전수는 CMPS(3-1)에 기반 한 엔진 RPM 모델링 값으로 고장진단코드 표출 전까지 상향 제어되어 엔진 시동 꺼짐을 방지하면서 동시에 가변타이밍 시스템(5)은 상기 CKPS 이상 검출 시점의 상태로 유지된 후 디폴트(default)로 전환됨으로써 CKPS 이상 현상 감지시 캠의 진/지각 이동에 의한 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 기어비 변화가 가져오는 부정확한 엔진 RPM 추측값 적용에 따른 엔진 시동 꺼짐을 방지할 수 있다.

1 : 엔진 3 : 캠 샤프트
3-1 : CMPS(Camshaft Position Sensor)
4 : 크랭크 샤프트 4-1 : CKPS(Crank Position Sensor)
5 : 가변밸브타이밍시스템 7 : 변속기
9 : 구동축
10 : 컨트롤러 10-1 : 엔진 회전수 모델링 맵

Claims

엔진의 엔진속도를 측정하는 CKPS(Crank Position Sensor) 이상이 컨트롤러에 의해 검출되면, 가변타이밍 시스템의 캠 위상제어동작에 대한 위치를 유지하면서 상기 엔진의 엔진 회전수가 상기 CKPS 이상의 발생 시점보다 상향으로 제어되는 CKPS 타이밍 제어;
가 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 CKPS 타이밍 제어에는 고장진단코드가 적용되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 CKPS 타이밍 제어에는 엔진 RPM 모델링이 적용되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 엔진 RPM 모델링은 상기 엔진의 가동과 함께 상시적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 가변타이밍 시스템의 상기 위치 유지는 상기 CKPS 이상 검출 시점에서의 상태 유지와 디폴트(default)전환인 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 CKPS 타이밍 제어는, (A) 상기 엔진의 가동 후 상기 크랭크 샤프트에 대한 CKPS 이상이 검출되는 단계; (B) 상기 CKPS 이상의 검출시 캠 샤프트에 대한 CMPS(Camshaft Position Sensor)의 검출 값으로 생성된 엔진 RPM(Revolution Per Minute) 모델링에서 엔진 RPM 모델링 값이 산출되는 단계, (C) 상기 엔진 RPM 모델링 값의 산출 후 상기 가변밸브타이밍 시스템의 캠 위상제어에 대한 위치를 유지하도록 상기 CKPS 이상의 발생 시점의 상기 가변밸브타이밍 시스템의 현재 위치를 유지시키는 단계, (D) 상기 엔진 RPM 모델링 값의 산출 후 상기 엔진 RPM 모델링 값으로 상기 엔진 회전수의 상향 제어가 이루어져 상기 엔진의 엔진 시동 꺼짐이 방지되는 단계, (E) 상기 가변밸브타이밍 시스템을 디폴트(default)위치로 복귀시켜주는 단계, (F) CKPS 에러진단이 확정되는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 CKPS 이상의 검출시 상기 CKPS 이상의 검출에 따른 고장진단코드의 표출이 확인된 후 상기 고장진단코드의 미 표출 시 상기 엔진 RPM 모델링 값의 산출이 이루어지고, 상기 CKPS 에러진단의 확정은 상기 고장진단코드의 표출 확인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 고장진단코드 표출은 상기 CKPS 이상의 검출 시점에서 일정 시간 동안 상기 CKPS 이상이 유지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 CKPS 에러진단의 확정 후 상기 가변밸브타이밍 시스템의 캠 위상제어 동작에 대한 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 CKPS 이상 여부 검출은 CKPS 이상 확인단계로 수행되고, 상기 CKPS 이상 확인단계는, (a-1) 상기 엔진의 가동이 이루어지는 단계, (a-2) 상기 가변타이밍 시스템의 디폴트(default) 위치 확인과 함께 상기 캠 샤프트와 상기 크랭크 샤프트의 동기화가 이루어지는 단계, (a-3) 상기 캠 샤프트에 대한 상기 CMPS(Camshaft Position Sensor)의 검출 값이 발생되고, 상기 검출 값으로 상기 엔진 RPM(Revolution Per Minute) 모델링이 수립되는 단계, (a-4) 상기 크랭크 샤프트(4-1)에 대한 상기 CKPS(Crank Position Sensor)의 검출 값이 발생되고, 상기 검출 값으로 상기 CKPS 이상의 발생이 확인되는 단계
로 구분되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 엔진 RPM 모델링은 상기 CMPS의 검출 값이 발생되는 동안 지속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 CKPS 이상의 미 검출 시 상기 가변타이밍 시스템의 캠 위상 동작 제어와 함께 상기 엔진의 점화시기 타이밍이 제어되는 캠 동기화 제어수행단계로 전환되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 캠 동기화 제어수행 단계는 상기 CKPS의 검출 값에 기반하는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 CKPS 에러진단의 확정 후 CKPS 이상제어수행단계로 전환되고, 상기 CKPS 이상제어수행단계는 상기 CMPS의 검출 값에 기반한 상기 엔진의 엔진 회전수 제어로 엔진 시동 꺼짐이 방지되는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 엔진 회전수의 제어는 상기 CMPS의 검출 값에 의한 엔진 RPM 추측 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 시동 꺼짐 방지 강화 방법.
캠 샤프트의 회전속도를 검출하는 CMPS(Camshaft Position Sensor), 상기 캠 샤프트에 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트의 회전속도를 검출하는 CKPS(Crank Position Sensor)가 구비된 엔진;
상기 캠 샤프트에 결합되고, 캠 위상제어와 함께 상기 엔진의 점화시기 타이밍을 제어하는 가변밸브타이밍 시스템;
상기 엔진과 상기 가변밸브타이밍 시스템을 각각 제어하는 컨트롤러;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 16에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 CMPS의 검출 값으로 엔진 RPM 모델링이 이루어지는 엔진 회전수 모델링 맵을 포함하고, 상기 엔진 RPM 모델링은 상기 CKPS의 이상 발생에서 고장진단코드의 표출 전까지 엔진 RPM 모델링 값을 산출하며, 상기 엔진 RPM 모델링 값은 상기 엔진의 엔진 시동 꺼짐 방지를 위한 상기 엔진의 엔진 회전수 제어에 적용되는 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 17에 있어서, 상기 엔진 회전수는 상기 CKPS 이상의 발생 시점보다 상향으로 제어되는 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 17에 있어서, 상기 엔진 RPM 모델링 값의 적용 시 상기 가변밸브타이밍시스템을 상기 CKPS 이상 검출 시점의 상태로 유지되면서 디폴트(default)로 위치 전환시키는 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 17에 있어서, 상기 고장진단코드의 표출 후 상기 CKPS의 CKPS 에러진단이 완료되는 것을 특징으로 하는 차량.