KR20210006629A - 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법 및 시스템 - Google Patents

인젝터의 연료분사량 편차 보상방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저유량 인젝션 운전영역에서 인젝션 유량 편차를 감지하여 실린더별로 인젝션 유량을 재분배하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 저유량 인젝션 운전영역에서, 엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 람다 편차를 학습하고; 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위한 실린더별 인젝션 보상량을 계산하며; 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법 및 시스템이 소개된다.

Description

인젝터의 연료분사량 편차 보상방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR COMPENSATING FUEL INJECTION DEVIATION}
본 발명은 저유량 인젝션 운전영역에서 인젝션 유량 편차를 감지하여 실린더별로 인젝션 유량을 재분배하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법 및 시스템에 관한 것이다.
MPI 엔진에서 연료의 미립화를 개선하여 연비, EM, 성능을 개선하는 방안으로, 하나의 실린더에 2개의 인젝터가 구비되는 DPI(Duel Port Injection) 시스템이 개발되었다.
이 같은 DPI 시스템은 연비를 개선하는 효과가 있지만, 개별 인젝터의 유량이 기존 인젝터 유량에 대비하여 ½로 줄어들게 되므로, 인젝터의 품질이 하한품인 경우 목표하는 인젝션량이 원활하게 분사되지 않게 되는바, 아이들 운전과 같은 저유량 인젝션 운전영역에서 필요한 유량제어성능을 확보하지 못하는 문제가 있다.
더욱이, 실린더 중 특정 실린더에 하한품의 인젝터가 구비되어 타 실린더 대비하여 인젝션유량이 부족한 경우, 도 1에 도시한 바와 같이 인젝션유량이 부족한 실린더의 엔진러프니스가 악화되는 것은 물론, 실화가 발생할 수 있는 문제가 있다.
이에, 현재에는 유량제어성능이 확보가 되지 않는 저유량 인젝션 운전영역의 경우, 한쪽 포트에서는 연료를 분사하지 않고, 다른 한쪽 포트에서만 연료를 분사하는 싱글 인젝션모드로 설정함으로써, 저유량 영역에서 듀얼 인젝션작동을 회피하도록 제어하고 있다.
그러나, 듀얼 인젝션작동을 하지 않는 경우, 연비 및 EM 악화가 수반되는 것은 물론, 저유량 인젝션 운전영역에서 벗어나 싱글 인젝션모드에서 듀얼 인젝션모드로 천이시 RPM변동 및 공연비 변동을 피할 수 없는 문제도 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-0534724 B1
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 저유량 인젝션 운전영역에서 인젝션 유량 편차를 감지하여 실린더별로 인젝션 유량을 재분배하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨트롤러가, 저유량 인젝션 운전영역의 경우, 엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 엔진러프니스 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 학습하는 람다편차 학습단계; 컨트롤러가, 상기 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위해 필요한 실린더별 인젝션 보상량을 계산하는 보상량 계산단계; 및 컨트롤러가, 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상하는 인젝션량 보상단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 인젝터의 목표인젝션시간과, 엔진RPM과, 차속에 의해 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는지 판단할 수 있다.
퍼지작동여부와, 냉각수온과, 엔진러프니스 편차에 의해 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는지 판단할 수 있다.
상기 인젝터의 목표인젝션시간이 설정시간 이내이고, 엔진RPM이 설정회전수 미만이며, 차속이 설정차속 미만인 경우, 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
퍼징 미작동상태이고, 냉각수온이 설정온도 초과이며, 엔진러프니스 편차 최대값이 설정값 초과인 경우, 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 람다편차 학습단계에서는, 실린더별로 엔진러프니스를 검출하고; 상기 실린더별 엔진러프니스에 의해 엔진러프니스 평균값을 산출하며; 상기 엔진러프니스 평균값과 실린더별 엔진러프니스의 차이에 의해 실린더별 엔진러프니스 편차를 산출하고; 상기 특성맵에 의해 실린더별 엔진러프니스 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 산출하며; 상기 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습할 수 있다.
상기 실린더별 람다 편차에 의해 람다 편차 평균값을 산출하고; 상기 람다 편차 평균값이 0이 아닌 경우, 상기 실린더별 람다 편차에서 상기 람다 편차 평균값을 감산하여 상기 람다 편차 평균값이 0이 되도록 보상하며; 상기 람다 편차 평균값이 0인 경우, 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습할 수 있다.
상기 실린더별 람다 편차에 대응하는 적분상수 테이블값을 반영하여 실린더별 람다 편차를 학습할 수 있다.
상기 보상량 계산단계에서는, 상기 실린더별 람다 편차 학습값에 의해 실린더별 람다를 산출하고; 상기 실린더별 람다가 람다평균이 되기 위해 필요한 실린더별 인젝션 배분값을 산출하며; 상기 실린더별 인젝션 배분값에서 람다 1에 해당하는 인젝션값을 감산하여 실린더별 보상인젝션값을 산출하고; 상기 실린더별 보상인젝션값에 실린더별 목표인젝션량을 곱하여 실린더별 인젝션 보상량을 산출할 수 있다.
상기 보상량 계산단계에서, 실린더에 2개의 인젝터가 구비된 듀얼인젝터 타입의 경우, 상기 보상인젝션값에 실린더의 인젝터별 목표인젝션량을 곱하여 실린더의 인젝터별 인젝션 보상량을 산출할 수 있다.
상기 인젝션 보상량에 목표인젝션시간에 따른 보정팩터를 곱할 수 있다.
여기서, 0 ≤ 보정팩터 ≤ 1 임.
상기 인젝션량 보상단계 이 후에, 인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스 편차가 일정값 이상시, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋할 수 있다.
상기 인젝션량 보상단계 이 후에, 상기 실린더별 초기 람다 편차와, 실린더별 현재 람다 편차의 차이값을 각각 산출하는 단계; 상기 람다 편차 차이값들 중 최대값이 일정값 초과시, 해당 실린더의 초기 엔진러프니스 편차와 현재 엔진러프니스 편차의 차이값을 산출하는 단계; 상기 엔진러프니스 편차 차이값이 일정값 이상시, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 차량의 주행상태를 반영하는 출력값들을 기반으로, 저유량 인젝션 운전영역에서 인젝션 보상작동조건을 만족하는지 판단하는 작동조건 판단부; 엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 엔진러프니스 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 학습하는 람다편차 학습부; 상기 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위해 필요한 실린더별 인젝션 보상량을 계산하는 보상량 계산부; 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상하는 인젝션량 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스 편차가 일정값 이상인지 판단하여, 인젝션 보상작동이 엔진러프니스 편차 감소에 유효한지 판단하는 유효성판단부;를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 저유량 인젝션 운전영역에서 엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계로 실린더별 람다 편차를 확보하고, 확보한 실린더별 람다 편차를 감소시키기 위해 실린더별로 인젝션 편차를 보상함으로써, 저유량 운전영역까지도 듀얼 인젝션모드를 확대하게 되는바, 연비 및 EM을 개선하는 효과는 물론, 듀얼 인젝션모드에서 싱글 인젝션모드로의 변경이 불필요하여 인젝션모드 천이시 발생되는 RPM변동 및 공연비 변동을 회피하는 효과도 있다.
도 1은 특정 실린더의 인젝션 유량 부족에 의해 엔진러프니스가 상승하는 거동을 예시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 인젝터의 연료분사량 편차 보상 제어흐름을 전체적으로 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 연료분사량 편차 보상로직의 유효성을 판단하기 위한 제어흐름을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 인젝터의 연료분사량 편차 보상시스템을 개략적으로 나타낸 시스템 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 연료분사량 편차 보상시스템을 구체적으로 도시한 시스템 블록도.
도 6은 본 발명에 적용된 엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계를 나타낸 그래프.
도 7은 다수 인젝터의 인젝션시간에 대한 인젝션 유량의 관계를 나타낸 그래프.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하에서, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 컨트롤러(CLR)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
본 발명은 엔진 러프니스와 람다의 관계로 인젝션 유량의 편차를 판단하고, 인젝션 유량의 편차를 보상하는 방법으로, 람다편차를 학습하는 단계와, 인젝션 보상량을 계산하는 단계와, 인젝션량을 보상하는 단계를 포함하여 구성이 된다.
도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 람다편차 학습단계에서는, 컨트롤러(CLR)가, 저유량 인젝션 운전영역의 경우, 엔진러프니스(ER) 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 학습하게 된다.
여기서, 엔진러프니스(ER) 편차와 람다 편차는 도 6과 같이 비례관계에 있는 것으로, 러프니스 편차와 람다 편차와의 선형관계를 이용하여 특성맵을 형성할 수 있다.
보상량 계산단계에서는, 컨트롤러(CLR)가, 상기 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위해 필요한 실린더별 인젝션 보상량을 계산한다.
예컨대, 특정 실린더의 람다 편차 학습값이 0을 초과하는 경우, 람다 편차 학습값을 감소시켜 0이 되도록 하기 위한(람다 = 1) 인젝션 보상량을 계산하게 된다.
그리고, 인젝션량 보상단계에서는, 컨트롤러(CLR)가, 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상한다.
즉, 인젝터의 인젝션시간별 인젝션 유량의 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 상한품과 하한품 모두 저유량에서의 인젝션 유량 절대편차와 고유량에서의 인젝션 유량 절대편차가 유사하다.
이에, 기존에는 유량 편차만큼 곱하여 인젝션 유량을 보상하는 방식이 제안되고 있는데, 이 경우 저유량에서의 인젝션 보상량이 고유량에서의 인젝션 보상량보다 상대적으로 적어, 저유량 운전영역에서는 인젝션 편차에 대한 보상이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 저유량 인젝션 운전조건에서, 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차가 크면, 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차와의 관계로 실린더별 람다 편차를 학습하고, 그 학습값에 의해 실린더별 인젝션 보상량을 계산한 후, 인젝션 보상량을 실린더별 목표인젝션량에 배분하여 더하기 방식으로 증감하여 보상하게 된다. 이때에, 전체 실린더에 분사되는 인젝션 총량은 증감되지 않고 유지가 된다.
따라서, 저유량 인젝션 운전영역에서의 인젝션 편차 보상을 안정적으로 실시하게 됨으로써, 저유량 운전영역까지도 듀얼 인젝션모드를 확대하게 되는바, 연비 및 EM을 개선하고, 듀얼 인젝션모드에서 싱글 인젝션모드로의 변경이 불필요하여 인젝션모드 천이시 발생되는 RPM변동 및 공연비 변동을 회피할 수 있게 된다.
아울러, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 인젝터의 목표인젝션시간과, 엔진RPM과, 차속에 의해 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는지 판단할 수 있다.
바람직하게는, 상기 인젝터의 목표인젝션시간이 설정시간 이내이고, 엔진RPM이 설정회전수 미만이며, 차속이 설정차속 미만인 경우, 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
더불어, 본 발명에서는 인젝션 보상이 이루어지는 작동조건으로, 퍼지작동여부와, 냉각수온과, 엔진러프니스 편차를 판단할 수 있고, 이들 조건에 의해 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는지 판단할 수 있다.
바람직하게는, 퍼징 미작동상태이고, 냉각수온이 설정온도 초과이며, 엔진러프니스 편차 최대값이 설정값 초과인 경우, 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 5를 참조하여, 상기 람다 편차를 학습하는 단계의 구성을 조금 더 구체적으로 살펴보면, 먼저 각 실린더별로 엔진러프니스(ER)를 검출한다. 여기서, 엔진러프니스(ER)는 크랭크샤프트의 각가속도를 계측하고, 계측된 각가속도 중에서 원하는 시그널을 필터링함으로써, 실린더별 엔진러프니스(ER)를 검출할 수 있다. 엔진러프니스를 검출하는 방법의 경우 공지의 방법을 통해 검출 가능한바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이어서, 상기 실린더별 엔진러프니스(ER)에 의해 엔진러프니스(ER) 평균값을 산출하고, 상기 엔진러프니스(ER) 평균값과 실린더별 엔진러프니스(ER)의 차이에 의해 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차를 산출한다.
그리고, 상기 특성맵에 의해 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 산출하고, 상기 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습하게 된다. 예컨대, 일정 사이클 동안 입력되는 실린더별 람다 편차를 적분기를 통과시켜 필터링함으로써, 실린더별 람다 편차를 학습할 수 있게 된다.
다만, 상기 실린더별 람다 편차 학습값을 학습하는 과정에서, 람다 편차의 총합이 0으로 산출되는 것이 바람직하지만, 경우에 따라 람다 편차의 총합이 0보다 크거나 작게 산출될 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 상기 실린더별 람다 편차에 의해 람다 편차 평균값을 산출하고, 산출된 상기 람다 편차 평균값이 0인 경우, 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습한다.
반면, 상기 람다 편차 평균값이 0이 아닌 경우, 상기 실린더별 람다 편차에서 상기 람다 편차 평균값을 감산하여 상기 람다 편차 평균값이 0이 되도록 보상한다. 이에, 상기 람다 편차 평균값이 0이 되는 경우, 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습한다.
이와 함께, 상기 실린더별 람다 편차에 대응하는 적분상수 테이블값을 반영하여 실린더별 람다 편차를 학습할 수 있다.
한편, 본 발명에서 인젝션 보상량을 계산하는 단계에 대해 조금 더 구체적으로 설명하면, 먼저 상기 실린더별 람다 편차 학습값에 의해 실린더별 람다를 산출하고, 상기 실린더별 람다가 람다평균이 되기 위해 필요한 실린더별 인젝션 배분값을 산출한다.
그리고, 상기 실린더별 인젝션 배분값에서 람다 1에 해당하는 인젝션값을 감산하여 실린더별 보상인젝션값을 산출한다.
이어서, 상기 실린더별 보상인젝션값에 실린더별 목표인젝션량을 곱하여 실린더별 인젝션 보상량을 산출한다.
즉, 실린더별 람다 편차에 대한 인젝션 보상량을 산출하여, 실린더별로 인젝션 편차를 보상할 수 있게 된다.
물론, 본 발명은 듀얼인젝터가 구비된 엔진에 적용이 가능한 것으로, 상기 보상량 계산단계에서, 실린더에 2개의 인젝터가 구비된 듀얼인젝터 타입의 경우, 상기 보상인젝션값에 실린더의 인젝터별 목표인젝션량을 곱하여 실린더의 인젝터별 인젝션 보상량을 산출하게 된다.
즉, 실린더의 인젝터별로 인젝션 보상량을 산출하여, 인젝터별로 인젝션 편차를 보상할 수 있게 된다.
그리고, 상기 인젝션 보상량에 목표인젝션시간에 따른 보정팩터를 곱할 수 있다.
여기서, 0 ≤ 보정팩터 ≤ 1 일 수 있다.
예컨대, 목표인젝션시간이 일정시간 초과시, 보정팩터를 0으로 설정하여 인젝션 보상량을 목표인젝션량에 보상하지 않도록 제어하고, 목표인젝션시간이 일정시간 이하인 경우, 보정팩터를 1로 설정하여 인젝션 보상량을 목표인젝션량에 보상하도록 제어할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명에서는, 상기 인젝션량 보상단계 이 후에, 인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스(ER) 편차가 일정값 이상시, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하도록 제어할 수 있다.
이를 각 단계별로 나누어 구체적으로 설명하면, 상기 인젝션량 보상단계 이 후에, 상기 실린더별 초기 람다 편차와, 실린더별 현재 람다 편차의 차이값을 각각 산출하는 단계와, 상기 람다 편차 차이값들 중 최대값이 일정값 초과시, 해당 실린더의 초기 엔진러프니스(ER) 편차와 현재 엔진러프니스(ER) 편차의 차이값을 산출하는 단계와, 상기 엔진러프니스(ER) 편차 차이값이 일정값 이상시, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하는 단계를 더 포함하여 구성이 된다.
즉, 인젝션 보상 전과 후의 람다 편차 학습값 차이가 10% 이상 차이가 발생했는데, 인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스(ER) 편차가 5 이상 개선되지 않은 경우, 이는 인젝터 편차에 의한 람다 편차 이 외의 다른 원인으로 러프니스 편차가 발생한 것으로 판단하여, 현재 학습된 람다 학습값을 초기값으로 리셋하게 된다. 다만, 차량의 재시동시 재학습을 진행하게 된다.
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 인젝터의 연료분사량 편차 보상시스템은, 크게 작동조건 판단부(100)와, 람다편차 학습부(200)와, 보상량 계산부(300)와, 인젝션량 보상부(400)를 포함하여 구성이 된다.
먼저, 작동조건 판단부(100)에서는, 차량의 주행상태를 반영하는 출력값들을 기반으로, 저유량 인젝션 운전영역에서 인젝션 보상작동조건을 만족하는지 판단한다.
그리고, 람다편차 학습부(200)에서는, 엔진러프니스(ER) 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 학습한다.
보상량 계산부(300)에서는, 상기 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위해 필요한 실린더별 인젝션 보상량을 계산한다.
그리고, 인젝션량 보상부(400)에서는, 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상한다.
아울러, 인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스(ER) 편차가 일정값 이상인지 판단하여, 인젝션 보상작동이 엔진러프니스(ER) 편차 감소에 유효한지 판단하는 유효성판단부(500)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 연료 분사량 편차 보상방법의 전체적인 제어 흐름을 설명하면, 차량의 주행 중, 저유량 인젝션 운전영역 조건을 만족하는지 판단한다(S10).
예를 들어, 인젝터의 목표인젝션시간이 a 이내이고, 엔진RPM이 b 미만 또는 아이들RPM이며, 차속이 c 미만 또는 0인 경우, 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는 것으로 판단한다.
그리고, 이와 함께 인젝션 보상 작동조건을 만족하는지 판단한다(S10).
예를 들어, 퍼징 미작동상태이고, 냉각수온이 d 초과이며, 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차의 최대값이 e 초과인 경우, 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는 것으로 판단한다. 더불어, 상기 보상 작동조건으로 쿨링팬과 에어컨디셔너가 미작동상태인지 더 판단할 수 있고, 또한 크랭크샤프트포지션센서, 산소센서 등의 센서류의 고장상태를 더 판단할 수 있다.
상기 판단 결과, 저유량 인젝션 운전영역과 인젝션 보상 작동조건 만족시, 각 실린더별로 엔진러프니스(ER)를 검출하고(S11), 상기 실린더별 엔진러프니스(ER)에 의해 엔진러프니스(ER) 평균값을 산출한다(S12).
그리고, 상기 엔진러프니스(ER) 평균값과 실린더별 엔진러프니스(ER)의 차이에 의해 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차를 산출하고(S13), 상기 실린더별 엔진러프니스(ER) 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 특성맵에 의해 산출한다(S14).
이어서, 상기 실린더별 람다 편차에 의해 람다 편차 평균값을 산출하고(S15), 산출된 람다 편차 평균값이 0인지 확인한다(S16).
S16에서의 확인 결과, 상기 람다 편차 평균값이 0이 아닌 경우, 상기 실린더별 람다 편차에서 상기 람다 편차 평균값을 감산하여(S17) 상기 람다 편차 평균값이 0이 되도록 보상한다.
그리고, 상기 람다 편차 평균값이 0이거나, 또는 상기 보상을 통해 람다 편차 평균값이 0이 되는 경우, 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습한다(S19).
예컨대, 1번 실린더의 람다 편차가 0.16이고, 2번 실린더 람다 편차가 0이며, 3번 실린더의 람다 편차가 -0.04이고, 4번 실린더의 람다 편차가 -0.08인 경우, 4개 실린더의 총 람다 편차의 합은 0.04이고, 람다 편차 평균값은 0.01이 된다.
이에, 각 실린더의 람다 편차에서 0.01을 각각 감산하게 되면, 1번 실린더의 람다 편차는 0.15가 되고, 2번 실린더는 -0.01이 되며, 3번 실린더는 -0.05가 되고, 4번 실린더는 -0.09가 되어, 총 람다 편차의 합이 0이 되고, 람다 편차 평균값도 0이 된다.
Figure pat00001
그리고, 람다 편차를 학습하는 과정에서 상기 실린더별 람다 편차에 대응하는 적분상수 테이블값을 반영하여 실린더별 람다 편차를 학습한다(S18).
예컨대, 상기 람다 편차가 0인 경우에는 람다 편차 학습이 이루어지지 않도록 설정하되, 람다 편차가 커질수록 람다 편차 학습이 빠르게 이루어지고, 람다 편차가 작아질수록 람다 편차 학습이 느리게 이루어지도록 테이블값을 설정할 수 있다.
이어서, 상기 실린더별 람다 편차 학습값에 의해 실린더별 람다를 산출하고(S20), 상기 실린더별 람다에 대한 실린더별 인젝션 배분값을 산출한다(S21).
그리고, 상기 실린더별 인젝션 배분값에서 람다 1에 해당하는 인젝션값을 감산하여 실린더별 보상인젝션값을 산출하고(S22), 상기 실린더별 보상인젝션값에 실린더별 목표인젝션량을 곱하여 실린더별 인젝션 보상량을 산출한다(S23).
물론, 앞서 설명한 바와 같이, 듀얼인젝터 타입의 경우, 상기 보상인젝션값에 실린더의 인젝터별 목표인젝션량을 곱하여 실린더의 인젝터별 인젝션 보상량을 산출할 수 있다.
이때에, 상기 인젝션 보상량에 목표인젝션시간에 따른 보정팩터를 곱함으로써, 일정시간 이내의 목표인젝션시간을 갖는 인젝션 운전영역에서만 인젝션 보상이 이루어지도록 구성할 수 있다(S24).
이어서, 상기 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더함으로써, 인젝터의 인젝션량을 보상할 수 있고, 보상된 인젝션량으로 인젝터를 통해 연료를 분사하게 된다(S25).
따라서, 저유량 인젝션 운전영역에서의 인젝션 편차 보상을 안정적으로 실시하게 됨으로써, 저유량 운전영역까지도 듀얼 인젝션모드를 확대하게 되는바, 연비 및 EM을 개선하고, 듀얼 인젝션모드에서 싱글 인젝션모드로의 변경이 불필요하여 인젝션모드 천이시 발생되는 RPM변동 및 공연비 변동을 회피할 수 있게 된다.
다만, 상기 인젝션 보상이 인젝터 품질에 따른 연료량 편차에 기인한 것인지 확인할 필요가 있다.
이에, 도 3 및 도 5와 같이 상기 인젝션 보상 이 후에, 실린더별 초기 람다 편차와, 실린더별 현재 람다 편차의 차이값을 산출하고(S26), 산출된 차이값들 중 최대값이 일정값을 초과하는지 판단한다(S27).
S27의 판단 결과 일정값 초과시, 해당 실린더의 초기 엔진러프니스(ER) 편차와 현재 엔진러프니스(ER) 편차의 차이값을 산출한다(S28).
이어서, 상기 엔진러프니스(ER) 편차 차이값이 일정값 이상인지 판단하고(S29), 판단 결과 일정값 이상인 경우, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하고(S30), 람다 편차 학습을 금지하도록 제어한다(S31).
즉, 인젝션 보상을 통해 실린더의 람다 편차가 크게 감소되었음에도 불구하고, 해당 실린더의 엔진러프니스(ER) 편차가 여전히 크게 차이가 발생하는 경우, 이는 인젝터 편차에 의한 엔진러프니스(ER) 문제가 아닌 다른 원인으로 엔진러프니스(ER) 편차가 발생한 것으로 판단하여, 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 작동조건 판단부
200 : 람다편차 학습부
300 : 보상량 계산부
400 : 인젝션량 보상부
500 : 유효성판단부
CLR : 컨트롤러

Claims (15)

  1. 컨트롤러가, 저유량 인젝션 운전영역의 경우, 엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 엔진러프니스 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 학습하는 람다편차 학습단계;
    컨트롤러가, 상기 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위해 필요한 실린더별 인젝션 보상량을 계산하는 보상량 계산단계; 및
    컨트롤러가, 실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상하는 인젝션량 보상단계;를 포함하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터의 목표인젝션시간과, 엔진RPM과, 차속에 의해 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    퍼지작동여부와, 냉각수온과, 엔진러프니스 편차에 의해 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터의 목표인젝션시간이 설정시간 이내이고, 엔진RPM이 설정회전수 미만이며, 차속이 설정차속 미만인 경우, 저유량 인젝션 운전영역을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    퍼징 미작동상태이고, 냉각수온이 설정온도 초과이며, 엔진러프니스 편차 최대값이 설정값 초과인 경우, 인젝션량 보상 작동조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 람다편차 학습단계에서는,
    실린더별로 엔진러프니스를 검출하고;
    상기 실린더별 엔진러프니스에 의해 엔진러프니스 평균값을 산출하며;
    상기 엔진러프니스 평균값과 실린더별 엔진러프니스의 차이에 의해 실린더별 엔진러프니스 편차를 산출하고;
    상기 특성맵에 의해 실린더별 엔진러프니스 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 산출하며;
    상기 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 실린더별 람다 편차에 의해 람다 편차 평균값을 산출하고;
    상기 람다 편차 평균값이 0이 아닌 경우, 상기 실린더별 람다 편차에서 상기 람다 편차 평균값을 감산하여 상기 람다 편차 평균값이 0이 되도록 보상하며;
    상기 람다 편차 평균값이 0인 경우, 실린더별 람다 편차를 적분하여 실린더별 람다 편차를 학습하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 실린더별 람다 편차에 대응하는 적분상수 테이블값을 반영하여 실린더별 람다 편차를 학습하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 보상량 계산단계에서는,
    상기 실린더별 람다 편차 학습값에 의해 실린더별 람다를 산출하고;
    상기 실린더별 람다가 람다평균이 되기 위해 필요한 실린더별 인젝션 배분값을 산출하며;
    상기 실린더별 인젝션 배분값에서 람다 1에 해당하는 인젝션값을 감산하여 실린더별 보상인젝션값을 산출하고;
    상기 실린더별 보상인젝션값에 실린더별 목표인젝션량을 곱하여 실린더별 인젝션 보상량을 산출하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 보상량 계산단계에서,
    실린더에 2개의 인젝터가 구비된 듀얼인젝터 타입의 경우, 상기 보상인젝션값에 실린더의 인젝터별 목표인젝션량을 곱하여 실린더의 인젝터별 인젝션 보상량을 산출하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 인젝션 보상량에 목표인젝션시간에 따른 보정팩터를 곱하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
    여기서, 0 ≤ 보정팩터 ≤ 1 임.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝션량 보상단계 이 후에,
    인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스 편차가 일정값 이상시, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝션량 보상단계 이 후에,
    상기 실린더별 초기 람다 편차와, 실린더별 현재 람다 편차의 차이값을 각각 산출하는 단계;
    상기 람다 편차 차이값들 중 최대값이 일정값 초과시, 해당 실린더의 초기 엔진러프니스 편차와 현재 엔진러프니스 편차의 차이값을 산출하는 단계;
    상기 엔진러프니스 편차 차이값이 일정값 이상시, 해당 실린더의 람다 편차 학습값을 초기값으로 리셋하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상방법.
  14. 차량의 주행상태를 반영하는 출력값들을 기반으로, 저유량 인젝션 운전영역에서 인젝션 보상작동조건을 만족하는지 판단하는 작동조건 판단부;
    엔진러프니스 편차와 람다 편차의 관계를 형성하는 특성맵을 이용하여 실린더별 엔진러프니스 편차에 대한 실린더별 람다 편차를 학습하는 람다편차 학습부;
    상기 실린더별 람다 편차 학습값을 제거하기 위해 필요한 실린더별 인젝션 보상량을 계산하는 보상량 계산부;
    실린더별 인젝터의 목표인젝션량에 상기 실린더별 인젝션 보상량을 더하여 인젝터의 인젝션량을 보상하는 인젝션량 보상부;를 포함하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    인젝션 보상이 이루어진 실린더의 엔진러프니스 편차가 일정값 이상인지 판단하여, 인젝션 보상작동이 엔진러프니스 편차 감소에 유효한지 판단하는 유효성판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 연료분사량 편차 보상시스템.
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