KR20210010088A - 차량의 엔진 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 엔진 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로 엔진 제어기와 변속기 제어기의 협조 제어 중 공기량 제어 토크 신호와 점화 연료 제어 토크 신호를 각각 제공받아 엔진의 토크를 조절할 수 있는 차량의 엔진 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법은 엔진과 변속기를 포함하는 차량에서 상기 엔진을 제어하는 방법에 있어서, 상기 변속기를 제어하는 변속기 제어기로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신하는 단계; 상기 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 스로틀 제어기를 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계; 상기 변속기 제어기로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신하는 단계; 상기 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 토크 목표값을 확인하는 단계; 및 상기 토크 목표값을 기반으로 상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계를 포함한다.

Description

차량의 엔진 제어 방법{ENGINE CONTROL APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 엔진 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로 엔진 제어기와 변속기 제어기의 협조 제어 중 공기량 제어 토크 신호와 점화 연료 제어 토크 신호를 각각 제공받아 엔진의 토크를 조절할 수 있는 차량의 엔진 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 변속기는 크게 수동 변속기(Manual Transmission: MT)와 자동변속기(Automatic Transmission: AT)로 구분된다.
자동 변속기는 회전토크를 자동으로 변속시켜 주는 것으로, 유체의 흐름에 의해 동력의 단속과 토크의 증대가 이루어진다. 이러한 자동 변속기는 가속 페달을 밟는 정도와 차속에 따라 미리 정해진 변속 패턴에 의해 자동적으로 변속단을 변환한다.
수동 변속기는 운전자가 수동으로 기어를 바꾸는 것으로, 변속 시 클러치 페달을 밟아 클러치와 엔진을 분리시킨 다음 기어를 바꾼 후 다시 클러치로 동력을 전하게 된다.
최근에는 수동 변속기에서 클러치와 변속 레버 조작을 자동화한 자동화 수동 변속기(Automated Manual Transmission: AMT)가 개발되어 적용되고 있다. 자동화 수동 변속기는 기어, 변속기 조작 기구 및 클러치 시스템을 사용하는 수동 변속기에서 그 조작을 자동화한 변속 장치에 대한 것으로, 변속 단수를 결정하여 기어 변속을 자동으로 할 수 있다.
자동화 수동 변속기는 차량의 운전 중 액추에이터에 의해 자동적으로 변속이 이루어져서 자동 변속기와 유사한 운전 편의성을 제공하고, 자동 변속기보다 우수한 동력 전달 효율로 차량의 연비 향상에 기여할 수 있다.
이러한 자동화 수동 변속기를 제어하는 변속기 제어기는 엔진 제어기와 협조 제어를 통해 변속을 수행한다.
그러나, 종래의 경우에는 협조 제어 중 엔진의 토크를 감소시킬 때 스로틀 밸브만 제어할 경우 반응이 느려 원하는 변속감을 얻을 수 없다. 또한, 스로틀 밸브의 제어 없이 점화시기 및 연료량만 제어할 경우에는 연비 손실이 과다하고, 토크 제어도 러프(rough)하여 연료 차단을 수행할 때 촉매 내 산소가 많아 배출가스가 증가되고, 연비가 손실되는 문제가 발생한다.
그리고 상기 두가지 방법을 보완하여 스로틀 밸브의 제어와 점화시기 및 연료량 제어를 동시에 진행할 경우에는 토크를 감소시킬 때 스로틀 제어 토크가 느려 항상 점화시기 제어를 동시에 진행해야 하므로 연비 손실이 발생하며, 토크를 증가할 때 응답성이 느려서 원하는 토크 제어가 불가능하여 스로틀 제어를 포기하고, 점화시기 및 연료량 제어만 하게 되어 토크 부정확 및 연비가 손실되는 문제가 발생한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 엔진 제어기와 변속기 제어기의 협조 제어 중 공기량 제어 토크 신호와 점화 연료 제어 토크 신호를 각각 제공받아 엔진의 토크를 조절할 수 있는 차량의 엔진 제어 방법을 제공한다.
그리고 본 발명의 실시 예는 엔진의 스로틀 제어기를 제어한 후 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절할 수 있는 차량의 엔진 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 엔진과 변속기를 포함하는 차량에서 상기 엔진을 제어하는 방법에 있어서, 상기 변속기를 제어하는 변속기 제어기로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신하는 단계; 상기 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 스로틀 제어기를 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계; 상기 변속기 제어기로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신하는 단계; 상기 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 토크 목표값을 확인하는 단계; 및 상기 토크 목표값을 기반으로 상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계를 포함하는 차량의 엔진 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 차량의 엔진 제어 방법은 상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계 이후에 상기 엔진의 토크를 조절한 후 엔진의 토크 검출값을 검출하는 단계; 및 상기 토크 목표값 및 상기 토크 검출값에 따라 연료 차단을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료 차단을 수행하는 단계는 상기 토크 목표값과 상기 토크 검출값에 대한 토크 차이값을 연산하는 단계; 상기 토크 차이값이 기준값 이상인지를 판단하는 단계; 상기 토크 차이값이 기준값 이상이면 상기 토크 차이값에 따라 차단할 실린더의 개수 정보를 확인하는 단계; 및 상기 개수 정보에 따른 실린더에 연료 차단을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 엔진 제어 방법은 상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계 이후에 상기 엔진의 상태 데이터를 확인하는 단계; 상기 엔진의 상태 데이터를 기반으로 엔진 토크 신호를 생성하는 단계; 및 상기 엔진 토크 신호를 상기 변속기 제어기로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔진의 상태 데이터를 확인하는 단계는 상기 엔진의 공기량, 람다값 및 회전수 중 적어도 하나를 포함하는 상태 데이터를 확인하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 엔진 토크 신호를 생성하는 단계는 상기 상태 데이터에 포함된 엔진의 공기량, 람다값 및 회전수 중 하나를 기반으로 엔진의 토크를 연산하여 엔진 토크 신호를 생성하는 단계일 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시 예에서는 구동력인 엔진, 상기 엔진으로부터 구동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기 및 상기 변속기의 전반적인 동작을 제어하는 변속기 제어기를 포함하는 엔진 제어 장치가 엔진을 제어하는 방법에 있어서, 상기 변속기 제어기로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신하는 단계; 상기 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 스로틀 제어기를 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계; 상기 변속기 제어기로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신하는 단계; 상기 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계; 상기 엔진의 토크 검출값을 검출하는 단계; 및 상기 엔진의 토크 검출값을 기반으로 연료 차단을 수행하는 단계를 포함하는 차량의 엔진 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 엔진과 변속기 협조 제어 중 공기량 제어 토크 신호와 점화 연료 제어 토크 신호를 각각 제공받아 공기량 제어 토크의 응답지연만큼 미리 공기량 제어로 엔진의 토크를 조절하고, 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 보다 상세하게 엔진을 토크를 조절하므로 불필요한 점화시기 지각량을 줄일 수 있어 연소 효율이 증가하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 엔진의 스토틀 제어기를 통해 제어한 후, 부족한 부분만 엔진의 점화시기 및 연료량을 통해 엔진의 토크를 제어하므로 토크 제어를 정교하게 수행할 수 있어 제어 정확도를 향상시킬 수 있고, 배출가스를 개선할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법이 적용되는 차량을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법이 적용되는 엔진 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법에 따른 그래프이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법이 적용되는 차량을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 차량은 엔진(110), 변속기(120), 엔진 제어기(Engine Control Unit: 이하 'ECU'로 통칭함, 140), 변속기 제어기(Transmission Control Unit: 이하 'TCU'로 통칭함, 170), 트랙션 제어기(Traction Control System: 이하 'TCS'로 통칭함, 180) 및 차량 제어기(Vehicle Control Unit: 이하 'VCU'로 통칭함, 190)를 포함한다.
엔진(110)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 엔진(110)은 ECU(140)의 제어에 의해 출력이 제어되며, ECU(140)의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.
변속기(120)는 운전자 조작에 의해 변속 레버가 조작되면, 변속 레버의 위치에 따라 TCU(170)의 제어에 따라 변속이 수행된다. 변속기(120)는 출력토크를 변속비로 분배하여 구동휠에 전달시켜 차량이 주행될 수 있도록 한다.
이러한 변속기(120)는 자동화 수동 변속기(Automated Manual Transmission: AMT)일 수 있다.
ECU(140)는 엔진(110)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, ECU(140)는 네트워크를 통해 VCU(190)와 연결되며, VCU(190)와 연동되어 운전자의 요구토크 신호, 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 개도, 흡기량, 산소량 및 엔진 토크 등 엔진 동작 상태에 따라 엔진(110)의 전반적인 동작을 제어한다.
ECU(140)는 엔진(110)의 동작 상태를 VCU(190)로 제공한다.
TCU(170)는 변속기(120)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, TCU(170)는 운전자가 변속 레버를 조작하면 액추에이터를 제어하여 변속단의 연결 또는 해제를 담당하여 변속을 수행한다.
TCU(170)는 변속기(120)의 동작 상태를 VCU(190)로 제공한다.
TCS(180)는 눈길이나 빙판길 또는 비대칭 노면에서의 출발이나 가속 시에 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 미끄러지지 않도록 차량의 구동력을 제어하는 안전 시스템이다.
TCU(170)와 TCS(180)는 서로 협조하여 연료 분사량, 점화시기, 스로틀 밸브 등을 조절하여 엔진(110)의 출력토크를 제어할 수 있다.
VCU(190)는 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기이다. VCU(190)는 차량용 네트워크를 통해 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 및 분석하여 협조 제어를 실행하여 엔진(110)의 출력토크를 제어한다.
상기한 기능을 포함하는 본 발명에 따른 차량에서 통상적인 동작은 종래의 차량과 동일 내지 유사하게 실행되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법이 적용되는 엔진 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 엔진 제어 장치는 엔진(110), ECU(140), 스로틀 제어기(Electronic Throttle Control: 이하 'ETC'로 통칭함, 150), 및 상태 검출기(210)를 포함한다.
엔진(110)은 ECU(140)의 제어에 따라 토크가 조절되며, ETC(150)를 통해 흡입 공기량이 조절된다.
ECU(140)는 TCU(170)와 차량용 네트워크를 통해 연결된다. 이러한 차량용 네트워크는 CAN(Controller Area Network)일 수 있다.
ECU(140)는 TCU(170)로부터 공기량 제어 토크 신호 및 점화 연료 제어 토크 신호를 수신한다. 이때, ECU(140)는 TCU(170)로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신한 후 점화 연료 제어 토크 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 공기량 제어 토크 신호는 엔진(110)의 공기량을 제어하여 엔진(110)의 토크를 조절하기 위한 신호일 수 있으며, 점화 연료 제어 토크 신호는 엔진(110)의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진(110)의 토크를 조절하기 위한 신호일 수 있다.
ECU(140)는 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 ETC(150)를 제어하여 엔진(110)의 토크를 조절한다. ECU(140)는 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 엔진(110)의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진(110)의 토크를 조절한다.
ECU(140)는 ETC(150)를 통해 스로틀 밸브의 개도율을 제어한 후, 엔진(110)의 연료 차단(FUEL CUT)을 수행한다. 즉, ECU(140)는 스로틀 밸브의 개도율이 설정값 이하일 때 엔진(110)의 연료 차단을 수행할 수 있다. 이때, 설정값은 연료 차단이 용이해질 수 있는 개도율을 나타낼 수 있다.
ECU(140)는 상태 검출기(210)로부터 상태 데이터를 제공받는다. ECU(140)는 상태 데이터에 포함된 정보를 기반으로 엔진(110)의 토크를 확인하여 엔진 토크 신호를 생성한다. ECU(140)는 엔진 토크 신호를 TCU(170)에 제공한다. 이때, 엔진 토크 신호는 TCU(170)로부터 제공받은 공기량 제어 토크 신호 및 점화 연료 제어 토크 신호에 대한 응답 신호일 수 있다.
이러한 목적을 위하여 ECU(140)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 차량의 엔진 제어 방법은 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
ETC(150)는 ECU(140)의 제어에 따라 스로틀 밸브를 제어한다. 즉, ETC(150)는 ECU(140)의 제어에 따라 엔진(110)의 토크 또는 회전 속도를 감소시키거나 증가시키기 위해 스로틀 밸브의 개도를 감소시키거나 증가하도록 제어한다.
TCU(170)는 변속기(120)의 변속을 제어하기 위해 ECU(140)와 협조 제어를 수행한다. 즉, TCU(170)는 변속 시 엔진(110)의 토크 조절을 ECU(140)에 제공하기 위해 공기량 제어 토크 신호 및 점화 연료 제어 토크 신호를 생성한다.
TCU(170)는 공기량 제어 토크 신호 및 점화 연료 제어 토크 신호를 순차적으로 ECU(140)에 제공한다.
TCU(170)는 ECU(140)에게 엔진 토크 신호를 수신하고, 변속기(120)를 제어하여 변속을 수행한다.
상태 검출기(210)는 엔진(110)을 제어하기 위해 상태 데이터를 검출한다. 이를 위해, 상태 검출기(210)는 토크 검출부(221), 스로틀 검출부(223), 공기량 검출부(225), 산소 검출부(227) 및 회전수 검출부(229)를 포함한다.
토크 검출부(221)는 엔진(110)의 토크를 검출한다. 토크 검출부(221)는 검출한 엔진(110)의 토크를 ECU(140)에 제공한다.
스로틀 검출부(223)는 엔진(110)의 스로틀 밸브의 개도율을 검출한다. 스로틀 검출부(223)는 검출한 스로틀 밸브의 개도율을 ECU(140)에 제공한다.
공기량 검출부(225)는 엔진(110)에 포함된 공기량을 검출한다. 공기량 검출부(225)는 검출한 엔진(110)의 공기량을 ECU(140)에 제공한다.
산소 검출부(227)는 엔진(110)에서 배출되는 배기 가스 내의 산소량을 검출하고, 검출한 산소량을 람다(λ)값으로 표시하여 ECU(140)에 제공한다. 여기서, 람다는 이론 공기량에 대한 실제 공기량의 비를 나타낼 수 있다. 람다가 1을 초과하면 희박(lean)한 상태이고, 람다가 1 미만이면 농후(rich)한 상태로 본다.
회전수 검출부(229)는 엔진(110)의 회전수를 검출하고, 검출한 엔진(110)의 회전수를 ECU(140)에 제공한다.
한편, 여기서는 상태 검출기(210)에 토크 검출부(221), 스로틀 검출부(223), 공기량 검출부(225), 산소 검출부(227), 회전수 검출부(229)를 포함한다고 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 엔진(110)을 제어하기 위한 다른 검출부(예를 들어, 냉각수온 검출부, 속도 검출부, 브레이크 페달 검출부, 액셀 페달 검출부 등)가 더 포함될 수도 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 차량에서 엔진(110)을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법에 따른 그래프이다.
도 3을 참조하면, ECU(140)는 TCU(170)로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신한다(S310). 다시 말하면, TCU(170)는 운전자가 변속 레버를 조작하면, 운전자가 조작한 변속 레버, 차량의 속도 등을 기반으로 운전자의 요구 토크를 확인하고, 운전자의 요구 토크를 기반으로 공기량 제어 토크 신호를 생성한다. 예를 들어, TCU(170)는 도 4에 도시된 바와 같이 운전자 요구 토크(410)를 확인하고, 공기량 제어 토크 신호(420)를 생성할 수 있다.
TCU(170)는 공기량 제어 토크 신호를 ECU(140)에 제공한다. ECU(140)는 TCU(170)로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신한다. 예를 들어, 운전자 요구 토크는 도 4의 도면번호 410번과 같이 나타낼 수 있다.
ECU(140)는 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진(110)의 ETC(150)를 제어한다(S315). 다시 말하면, ECU(140)는 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 ETC(150)를 제어하여 엔진(110)의 스로틀 밸브의 개도율을 조절하여 엔진(110)의 토크를 조절한다. 이때, ECU(140)는 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진(110)의 토크를 오프셋 제어한다. 예를 들어, ECU(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 공기량 제어 토크 신호(420)를 기반으로 엔진(110)의 토크를 감소시킬 경우에 - 오프셋(Offset, 433) 제어를 수행하고, 엔진(110)의 토크를 증가시킬 경우에 + 오프셋(435) 및 램프(Ramp, 437) 제어하여 엔진 토크(430)를 조절할 수 있다.
ECU(140)는 TCU(170)로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신한다(S320). 다시 말하면, TCU(170)는 변속을 수행하기 위해 점화 연료 제어 토크 신호를 생성한다. TCU(170)는 협조 제어를 요청하기 위해 점화 연료 제어 토크 신호를 ECU(140)에 제공한다. ECU(140)는 TCU(170)로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신한다. 예를 들어, ECU(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 TCU(170)로부터 점화 연료 제어 토크 신호(440)를 수신할 수 있다.
ECU(140)는 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 엔진(110)의 점화시기 및 연료량을 제어한다(S325). 예를 들어, ECU(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 점호 연료 제어 토크 신호(440)를 기반으로 엔진(110)의 점화시기(445) 및 연료량을 제어하여 엔진 토크(450)를 조절할 수 있다.
ECU(140)는 토크 목표값과 토크 검출값을 이용하여 토크 차이값을 생성한다(S330). 다시 말하면, ECU(140)는 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 토크 목표값을 확인한다. 이때, 토크 목표값은 엔진(110)의 토크를 감소시키기 위해 설정된 토크값일 수 있다.
ECU(140)는 점화시기와 연료량을 조절한 후 상태 검출기(210)의 토크 검출부(221)로부터 엔진(110)의 토크를 제공받아 토크 검출값을 생성한다.
ECU(140)는 토크 목표값과 토크 검출값의 차이를 연산하여 토크 차이값을 생성한다.
ECU(140)는 토크 차이값이 기준값 이상인지를 판단한다(S335). 이때, 기준값은 연료 차단을 수행하기 위해 기준이 되는 값일 수 있다.
ECU(140)는 토크 차이값이 기준값 이상이면 연료 차단을 수행한다(S340). 예를 들어, ECU(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 연료 차단(460)을 수행할 수 있다.
또한, ECU(140)는 토크 차이값이 기준값 이상이면 토크 차이값에 따라 차단할 실린더의 개수 정보를 확인한다. ECU(140)는 개수 정보에 따른 실린더에 연료 차단을 수행한다. 예를 들어, 4기통 엔진(110)이며, 토크 차이값이 7.5 N·m이라고 가정하면, ECU(140)는 개수 정보를 3으로 설정하고, 4개의 실린더 중 3개의 실린더에 연료 차단을 수행할 수 있다.
이렇게 연료 차단을 수행하는 이유는 점화시기 및 연료량 제어로 점화 연료 제어 토크 신호에 대응되는 토크로 조절할 수 없기 때문에 이를 보정하기 위함이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 엔진 제어 방법은 ETC(150)를 통해 엔진(110)의 토크를 조절한 후 연료 차단을 수행하므로 촉매로 사용되는 산소가 적게 배출되어 촉매의 환원 기능이 떨어지지 않아, 질소산화물(NOx)의 배출가스를 개선할 수 있다.
ECU(140)는 엔진(110)의 상태 데이터를 확인한다(S345). 다시 말하면, 상태 검출기(210)는 엔진(110)의 공기량, 람다값, 회전수를 포함하는 상태 데이터를 검출한다. 상태 검출기(210)는 검출한 상태 데이터를 ECU(140)에 제공한다. ECU(140)는 상태 검출기(210)로부터 상태 데이터를 제공받아 확인한다.
ECU(140)는 상태 데이터를 기반으로 엔진 토크 신호를 생성한다(S350). 즉, ECU(140)는 상태 데이터에 포함된 엔진(110)의 공기량, 람다값, 회전수를 기반으로 엔진(110)의 토크를 연산하여 엔진 토크 신호를 생성한다.
ECU(140)는 엔진 토크 신호를 TCU(170)로 제공한다(S355). 즉, ECU(140)는 공기량 제어 토크 신호 및 점화 연료 제어 토크 신호에 대해 엔진(110)의 토크를 조절하였다는 것을 TCU(170)에 알리기 위해 엔진 토크 신호를 TCU(170)에 제공한다.
이후, TCU(170)는 ECU(140)로부터 엔진 토크 신호를 수신하고, 변속기(120)를 제어하여 운전자가 조작한 변속 레버에 대응하여 변속을 수행한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어 방법은 ECU(140)와 TCU(170) 협조 제어 중 도 5에 도시된 바와 같이 TCU(170)로부터 점화 연료 제어 토크 신호 보다 공기량 제어 토크 신호를 미리 제공받아 ETC(150)의 제어를 통해 스로틀 밸브의 개도율을 미리 제어한 후, 스로틀 제어의 응답지연 차이만큼 시간 차이를 두고, 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어 방법은 공기량 제어 토크를 기반으로 공기량 제어 토크의 응답지연만큼 미리 공기량 제어로 엔진(110)의 토크를 조절한 후, 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 보다 상세하게 엔진(110)을 토크를 조절하므로 불필요한 점화시기 지각량을 줄일 수 있어 연소 효율이 증가하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어 방법은 대부분의 엔진(110)의 토크를 ETC(150)에서 제어하기 때문에, 부족한 부분에 대해서만 점화시기 및 연료량을 통해 제어하므로 토크 제어를 정교하게 수행할 수 있으며, 제어 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 엔진
120: 변속기
140: ECU
150: ETC
170: TCU
180: TCS
190: VCU
210: 상태 검출기
223: 스로틀 검출부
225: 공기량 검출부
227: 산소 검출부
229: 회전수 검출부

Claims (10)

  1. 엔진과 변속기를 포함하는 차량에서 상기 엔진을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 변속기를 제어하는 변속기 제어기로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신하는 단계;
    상기 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 스로틀 제어기를 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계;
    상기 변속기 제어기로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신하는 단계;
    상기 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 토크 목표값을 확인하는 단계; 및
    상기 토크 목표값을 기반으로 상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계;
    를 포함하는 차량의 엔진 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계 이후에
    상기 엔진의 토크를 조절한 후 엔진의 토크 검출값을 검출하는 단계; 및
    상기 토크 목표값 및 상기 토크 검출값에 따라 연료 차단을 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연료 차단을 수행하는 단계는
    상기 토크 목표값과 상기 토크 검출값에 대한 토크 차이값을 연산하는 단계;
    상기 토크 차이값이 기준값 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 토크 차이값이 기준값 이상이면 상기 토크 차이값에 따라 차단할 실린더의 개수 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 개수 정보에 따른 실린더에 연료 차단을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계 이후에
    상기 엔진의 상태 데이터를 확인하는 단계;
    상기 엔진의 상태 데이터를 기반으로 엔진 토크 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 엔진 토크 신호를 상기 변속기 제어기로 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엔진의 상태 데이터를 확인하는 단계는
    상기 엔진의 공기량, 람다값 및 회전수 중 적어도 하나를 포함하는 상태 데이터를 확인하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 엔진 토크 신호를 생성하는 단계는
    상기 상태 데이터에 포함된 엔진의 공기량, 람다값 및 회전수 중 하나를 기반으로 엔진의 토크를 연산하여 엔진 토크 신호를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  7. 구동력인 엔진, 상기 엔진으로부터 구동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기 및 상기 변속기의 전반적인 동작을 제어하는 변속기 제어기를 포함하는 엔진 제어 장치가 엔진을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 변속기 제어기로부터 공기량 제어 토크 신호를 수신하는 단계;
    상기 공기량 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 스로틀 제어기를 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계;
    상기 변속기 제어기로부터 점화 연료 제어 토크 신호를 수신하는 단계;
    상기 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계;
    상기 엔진의 토크 검출값을 검출하는 단계; 및
    상기 엔진의 토크 검출값을 기반으로 연료 차단을 수행하는 단계;
    를 포함하는 차량의 엔진 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계는
    상기 점화 연료 제어 토크 신호를 기반으로 토크 목표값을 확인하는 단계; 및
    상기 토크 목표값을 기반으로 엔진의 점화시기 및 연료량을 제어하여 엔진의 토크를 조절하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연료 차단을 수행하는 단계는
    상기 토크 목표값 및 상기 토크 검출값에 따라 연료 차단을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 연료 차단을 수행하는 단계 이후에
    상기 엔진의 상태 데이터를 확인하는 단계;
    상기 엔진의 상태 데이터를 기반으로 엔진 토크 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 엔진 토크 신호를 상기 변속기 제어기로 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
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