KR20220017763A - 엔진 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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이건구
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Abstract

본 발명은 엔진 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 제어 장치는 캠의 회전에 의해 복수의 밸브의 개도가 조정되는 통합유량제어밸브; 도로 경사도 및 변속기 기어값에 따른 상기 통합유량제어밸브의 개도량이 저장되는 저장부; 및 엔진 회전수(RPM, revolution per minute) 및 엑셀 페달값을 이용하여 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하되, 상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 상기 도로 경사도 및 상기 변속기 기어값에 따라 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

엔진 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ENGINE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 엔진 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판 주행 중 저단 변속 시 가솔린엔진의 냉각수 유량 분배를 제어하는 기술을 개시하는 것에 관한 것이다.
최근 차량은 고연비, 실용 성능, 친환경 등 3대 핵심 과제를 중심으로 차세대 엔진 및 변속기 개발에 집중하고 있는 상태이다.
이에 다양한 방안으로 가솔린엔진 및 변속기에 대한 기술 적용 및 부품 개발이 활발히 논의되고 있는 상황이며, 일 예로, 엔진 및 변속기의 최적 조합을 통해 기존의 가솔린 모델 대비 약 10% 이상 대폭 개선된 수치의 연비 제공하여 고객의 니즈(needs)를 만족시키고, 성능 및 내구성측면에서도 경쟁력이 있는 기술 개발을 도모하고 있다.
이러한 차량 엔진 개발은 심화되는 국가별 연비·환경 규제에 대응하고, 차량 성능에 대한 운전자의 다양한 기대 요구를 충족시켜 실 연비 개선, 실용 성능 향상, 배출 가스 저감 등을 해결하기 위함이다.
이를 위해 엔진 내 통합유량제어밸브에서 엔진 라디에이터, 변속기 오일워머, 히터로 냉각수를 분배하는 다양한 냉각수 온도 제어 기술이 논의 중이며, 이를 통해 연비 개선을 향상시키기 위한 구체적인 방안이 절대적으로 필요한 상황이다.
본 발명의 실시 예는 통합유량제어밸브(ITM, Integrated Thermal Management)의 개방 제어 시, 엑셀 페달값, 도로 경사도 및 변속기 기어값을 이용하여 통합유량제어밸브의 캠각도를 제어하여 강판 주행 시 엔진 브레이크에 의한 엔진 회전 수(revolution per minute, RPM) 상승보다 통합유량제어밸브가 먼저 열리도록 제어하여 통합유량제어밸브의 전후단의 차압을 낮출 수 있는 차량 엔진 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 제어 장치는 캠의 회전에 의해 복수의 밸브의 개도가 조정되는 통합유량제어밸브; 도로 경사도 및 변속기 기어값에 따른 상기 통합유량제어밸브의 개도량이 저장되는 저장부; 및 엔진 회전수(RPM, revolution per minute) 및 엑셀 페달값을 이용하여 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하되, 상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 상기 도로 경사도 및 상기 변속기 기어값에 따라 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 강판 주행 중 기어값이 특정값 이하인 경우미리 정한 시간 동안 상기 통합유량제어밸브를 미리 정한 각도로 열리도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 1 기준치 미만인지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 변속기 기어값이 상기 제 1 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 1 리프트값만큼 오픈하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 이상인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 2 기준치 미만인지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 변속기 기어값이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 2 리프트값만큼 오픈하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제 2 기준치를 상기 제 1 기준치보다 작게 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제 2 리프트값을 상기 제 1 리프트값보다 작게 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 통합유량제어밸브를 상기 제 1 리프트값 또는 상기 제 2 리프트값만큼 오픈하는 경우 미리 정한 시간 동안 오픈 상태를 유지한 후 냉각수온에 따른 PID(Proportinal(비례), I: Integral(적분), D: Differential(미분)) 기반으로 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 보다 큰 경우, 기 통합유량제어밸브 중 라디에이터 밸브가 풀오픈하도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 제어 방법은 엔진 회전수(RPM, revolution per minute)를 이용하여 캠의 회전에 의해 복수의 밸브의 개도가 조정되는 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계; 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값을 초과하는 지 판단하는 단계; 및 상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 도로 경사도 및 변속기 기어값에 따라 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 통합유량제어밸브 중 라디에이터 밸브가 풀오픈(Full open)하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는, 강판 주행 중 기어값이 특정값 이하인 경우미리 정한 시간 동안 상기 통합유량제어밸브를 미리 정한 각도로 열리도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는, 상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 1 기준치 미만인지를 판단하는 단계; 및 상기 변속기 기어값이 상기 제 1 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 1 리프트값만큼 오픈하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는, 상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 이상인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 2 기준치 미만인지를 판단하는 단계; 및 기 변속기 기어값이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 2 리프트값만큼 오픈하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는, 상기 통합유량제어밸브를 상기 제 1 리프트값 또는 상기 제 2 리프트값만큼 오픈하는 경우 미리 정한 시간 동안 오픈 상태를 유지한 후 냉각수온에 따른 PID(Proportinal(비례), I: Integral(적분), D: Differential(미분)) 기반으로 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제 2 기준치를 상기 제 1 기준치보다 작게 설정하고, 상기 제 2 리프트값을 상기 제 1 리프트값보다 작게 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 기술은 통합유량제어밸브(ITM, Integrated Thermal Management)의 개방 제어 시, 엑셀 페달값, 도로 경사도 및 변속기 기어값을 이용하여 통합유량제어밸브의 캠각도를 제어하여 강판 주행 시 엔진 브레이크에 의한 엔진 회전 수(revolution per minute, RPM) 상승보다 통합유량제어밸브가 먼저 열리도록 제어하여 통합유량제어밸브의 전후단의 차압을 낮춰, 통합유량제어밸브의 밸브 스템부에 과다한 하중이 작용하는 것을 사전에 방지하는 효과를 가진다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 통합유량제어밸브 및 캠 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따라 통합유량제어를 수행하는 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 엑셀 페달값에 따른 통합유량제어밸브 각도의 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 제어 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 특히 본 발명에 따른 냉각계 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 통합유량제어밸브(ITM, Integrated Thermal Management, 160)는, 엔진 온도에 따라 지능적으로 냉각수를 공급하는 장치로, 라디에이터, 히터 코어, 오일 쿨러 등과 같은 열교환기 방향으로의 냉각수가 흘러가는 유량 혹은 실린더 헤드 혹은 실린더 블록 측으로부터 들어오는 냉각수의 유량을 제어하는 밸브를 포함할 수 있다. 통합유량제어밸브(160)는 캠의 회전 각도를 조절함으로써 냉각수의 유량을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 통합유량제어밸브의 캠/밸브 구조를 이하 도 2를 참고하여 간략히 설명한다.
엔진의 냉각을 위해서는 냉각수가 라디에이터와 엔진 사이를 순환하면서 엔진의 열을 라디에이터로 방출시켜야 하는데, 이때 엔진에서 배출되는 냉각수는 통합유량제어밸브를 통해 냉각수의 열을 대기로 방출하는 라디에이터, 냉각수를 순환시키는 워터 펌프, 엔진 오일을 냉각하는 오일쿨러, 냉각수의 열을 차실 내부로 방출하는 히터 코어를 순환하게 된다.
이러한 통합유량제어밸브 제어 로직은 목표 수온과 현재 수온의 차이로 PID Gain 값을 결정되고, 이에 따른 캠 각도(밸브 열림)를 설정되어 있다. 여기서, PID는 자동제어 방식의 하나로, P: Proportional(비례), I: Integral(적분), D: Differentional(미분)의 조합으로 제어를 수행하는 방식이다. PID는 액추에이터, 자율주행 차량, 로봇, 센서값 보정 등에 필수적인 함수로 사용된다. PID 각 항목에 대한 계수값(Gain값)은 물리량을 만들어 내는 액추에이터 종류에 따라 적절히 설정해야 한다.
여기서, 하기의 표 1는 PID Gain 값에 의한 통합유량제어밸브 각도 테이블을 도시한 것으로, X축은 ITM 각도 (= RVC_AV)를 나타내고, Y축은 RPM (= N)을 나타낸다.
Figure pat00001
상기 표 1에 도시한 바와 같이, RPM 3000,3500,4000 에 의하여 ITM 열림 각도가 변경된다. 일 예로, 5000RPM 이상과 ITM이 열리기 시작하는 조건이 만나면 밸브 전후단의 과다한 냉각수 차압이 저항으로 작용하여 밸브 스템부에 과도한 하중이 걸릴 수 있다.
이에 엑셀 페달값을 사용하여 RPM 상승 되기전에 ITM 밸브를 조기에 열어 ITM 밸브의 전후단 차압이 빠르게 상승하도록 할 수 있다.
즉 엑셀 페달값이 미리 정해진 임계값을 초과하면, 엔진 제어 장치(100)는 'ITM 각도= 라디에이터 풀오픈'으로 동작하도록 제어하고, 엑셀 페달값이 미리 정해진 임계값 이하이면 RPM에 따라 ITM 각도를 조절할 수 있다.
그러나 차량이 강판 주행 중 저단 기어 변속 시에는 엑셀 페달값 0%에서 RPM이 급 상승하는 경우가 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 페달값이 0% (또는 특정값 이하)에서 강판 주행 중 저단 변속시 엔진 브레이크에 의한 RPM 상승보다 ITM 밸브가 먼저 열리도록 하여 ITM 밸브 전후단에 발생하는 차압을 최소한으로 낮춰 통합유량제어밸브의 밸브 스템부에 과도한 하중이 작용하는 것을 방지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 차량의 엔진 제어 장치(100)는 라디에이터(110), 오일쿨러(120), 히터(130), 엔진(140), 워터펌프(150), 통합유량제어밸브(160), 제어부(170) 및 저장부(180)를 포함한다. 통합유량제어밸브(160)는 라디에이터(110), 오일쿨러(120), 히터(130) 등으로 냉각수를 보내기 위한 복수의 밸브 즉, 라디에이터 밸브, 블록 밸브, 및 히터 밸브를 포함할 수 있고, 제어부(10)에 의해 복수의 밸브의 개도량이 제어될 수 있다.
저장부(180)는 제어부(170)에 의해 획득되는 데이터, 제어부(170)의 구동을 위한 알고리즘 등이 저장될 수 있다.
일 예로, 저장부(180)는 엔진 RPM(revolution per minute) 및 변속기 기어값 등이 저장될 수 있다.
또한, 저장부(180)는 표 1과 같이 일반적인 PID 제어를 위한) PID Gain값에 의한 통합유량제어밸브 각도 테이블도 저장할 수 있다.
또한, 저장부(180)는 도로 경사도 및 변속기 기어값(최종 기어값)에 따른 통합유량제어밸브 리프트(lift) 값이 매칭된 아래 표 2와 같은 테이블이 저장될 수 있다.
Figure pat00002
또한, 저장부(180)는 엑셀 페달값에 따른 통합유량제어밸브의 각도값을 매칭한 아래 표 3과 같은 테이블이 저장될 수 있다.
Figure pat00003
표 3에서는 일 예로서 엑셀 페달값이 70% 초과 시 ITM 각도가 165 °로 개도되는 예를 개시한다.
또한, 저장부(180)는 표 1과 같이 일반적인 PID 제어를 위한) PID Gain값에 의한 통합유량제어밸브 각도 테이블도 저장될 수 있다.
제어부(170)는 표 1과 같은 PID 테이블을 기반으로 엔진 회전수(RPM, revolution per minute)에 따라 통합유량제어밸브(160)의 개도량을 제어할 수 있다.
또한 제어부(170)는 표 2와 같이 엑셀 페달값을 이용하여 통합유량제어밸브(160)의 개도량을 제어할 수 있다. 즉 엑셀 페달값이 미리 정해진 임계값을 초과하면, 'ITM 각도= 라디에이터 풀오픈'으로 동작하도록 제어하고, 엑셀 페달값이 미리 정해진 임계값 이하이면 RPM에 따라 ITM 각도를 조절할 수 있다.
그러나 차량이 강판 주행 중 저단 기어 변속 시에는 엑셀 페달값 0%에서 RPM이 급 상승하는 경우가 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 페달값이 0% (또는 특정값 이하)에서 강판 주행 중 저단 변속시 엔진 브레이크에 의한 RPM 상승보다 ITM 밸브가 먼저 열리도록 하여 ITM 밸브 전후단에 발생하는 차압을 최소한으로 낮춰 통합유량제어밸브의 밸브 스템부에 과도한 하중이 작용하는 것을 방지할 수 있다.
즉 제어부(170)는 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 도로 경사도 및 변속기 기어값에 따라 통합유량제어밸브의 개도량을 제어할 수 있고, 미리 정한 시간 동안 통합유량제어밸브(160)를 미리 정한 각도로 열리도록 제어할 수 있다. 이때, 도로 경사도는 임의의 두 지점의 고도차를 두 지점의 직선 거리로 나눈 값을 의미할 수 있다. 이때, 제어부(170)는 도로 경사도를 레이더, G센서 등의 센싱 장치로부터 획득하거나 내비게이션 등을 통해 획득할 수 있다.
제어부(170)는 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도(예, -5%) 미만인지를 판단하고, 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인 경우, 변속기 기어값이 미리 정한 제 1 기준치(예, 6단) 미만인지를 판단하여 변속기 기어값이 상기 제 1 기준치 미만이면 통합유량제어밸브(160)를 제 1 리프트 값(예, 8mm)만큼 오픈할 수 있다
제어부(170)는 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 이상인 경우, 변속기 기어값이 미리 정한 제 2 기준치(예, 5단) 미만인지를 판단하고 변속기 기어값이 상기 제 2 기준치 미만이면 통합유량제어밸브(160)를 제 2 리프트값(예, 6mm)만큼 오픈할 수 있다. 이때, 제 2 기준치를 제 1 기준치보다 작게 설정하고 제 2 리프트값을 상기 제 1 리프트값보다 작게 설정할 수 있다.
제어부(170)는 통합유량제어밸브(160)를 상기 제 1 리프트값 또는 제 2 리프트값만큼 오픈하는 경우 미리 정한 시간(예, 5초) 동안 오픈 상태를 유지한 후 냉각수온에 따른 상술한 표 1과 같이 PID(Proportinal(비례), I: Integral(적분), D: Differential(미분)) 기반으로 통합유량제어밸브(160)의 개도량을 제어할 수 있다.
제어부(170)는 통합유량제어밸브(160)의 캠의 회전 각도를 조절하여 개도량을 제어할 수 있다.
또한 제어부(170)는 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 보다 큰 경우, 통합유량제어밸브(160) 중 라디에이터 밸브가 풀오픈하도록 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 통합유량제어밸브(160) 및 캠 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 통합유량제어밸브(160)의 캠(CAM)은, 캠(201)이 정해진 각도로 회전 시에, 밸브의 하단에서는 냉각수가 흐르고 있어서, 냉각수의 유동이 강하면 캠의 작용하중 방향과 반대로 밸브의 열림을 방해하는 구조이다. 즉, 통합유량제어밸브의 캠(201)은 정해진 각도로 회전시에, 캠의 경사면이 밸브(204) 끝단을 눌러서 밸브가 열리는 구조로, 스프링(203)은 캠이 밸브를 누르는 방향의 반대로 밸브를 밀어주는 역할을 한다. 이때, 열리고 닫히는 것은 캠의 두께방향으로 형성된 높낮이에 의한 것이다.
이때, 캠은 원반형 판으로 구성되며 복수의 밸부가 수직으로 눌러질 수 있도록 캠의 판의 두께 방향으로 굴곡진'길'이 형성된 모양을 가질 수 있다. 이에 따라 캠이 회전하면서 해당 밸브가 굴곡진 길의 두께에 따라 눌리며 위 아래로 움직일 수 있다.
설명한 바와 같이, 상기 통합유량제어밸브 제어 로직은 냉각수온이 정해진 수온보다 상승하는 경우에는 밸브를 열어주고, 낮아지는 경우는 완전히 닫히도록 작동한다. 이때, 라디에이터 밸브가 닫히는 순간과 RPM이 상승하는 순간이 겹치거나, 또는 ITM의 밸브 오픈 시점보다 RPM 상승 속도가 빠른 경우, 상기 라디에이터 밸브의 전후단 차압이 빠르게 상승하여 밸브 스템부에 과도한 하중이 작용할 수 있다.
이에 엔진 페달값을 이용하여, RPM이 상승하기 전 통합유량제어밸브 조기에 개도할 수 있으나, 강판 주행 및 저단 기어 주행 시 엔진 페달값이 0%에서 RPM이 급상승하는 경우가 있어, 도로 경사도 및 변속기 기어값을 이용하여 강판 주행 및 저단 기어 주행 시 통합유량제어밸브를 조기에 미리 정한 시간 동안 개도하여 밸브의 전후단에 걸리는 차압을 최소화하여 통합유량제어밸브의 밸브 스템부에 과다한 하중이 작용하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 예에 따른 통합유량제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 예에 따라 통합유량제어를 수행하는 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
이하에서는 도 1의 차량의 엔진 제어 장치가 도 3의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 3의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 차량의 엔진 제어 장치의 제어부(170)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 3을 참조하면, 차량의 엔진 제어 장치(100)는 엔진 시동 시작 후 엔진 냉각수온을 판단하여, 냉각수온에 따른 PID 제어를 수행한다(S101).
이어 장치(100)는 냉각수온의 PID 제어 중 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값A를 초과하는 지를 판단한다(S102). 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값A를 초과하면, 장치(100)는 ITM 각도= 라디에이터 풀오픈'으로 동작하도록 제어한다(S103). 이때, 임계값 A는 예를 들어 70%로 설정될 수 있으며 이는 실험치로 미리 결정되어 저장될 수 있다. 이는 운전자가 페달(Pedal)을 미리 설정된 임계값(70%) 이상 밟았다면, RPM이 급격하게 상승할 것이 예측되기 때문에, 사전에 ITM을 풀개변 각도로 이동을 시키도록 제어한다. 이에 차량의 엔진 제어 장치는 밸브 스템부에 과도한 하중을 미연에 방지하도록 제어한다. 도 4는 본 발명에 따른 페달값에 의한 통합유량제어밸브 각도의 변화를 도시한 그래프이다. 도 4와 같이 엑셀 페달값에 따라 통합유량제어밸브 각도가 제어될 수 있다.
다만 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 A 이하이더라도 차량이 강판 주행 중 저단 변속하는 경우 RPM이 급상승할 수 있다.
이에 장치(100)는 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 A 이하이면 도로 경사도가 미리 정한 임계값 B 미만인지를 판단한다(S104). 이때, 임계값 B는 예를 들어 -5%로 설정될 수 있으며 이는 실험치로 미리 결정되어 저장될 수 있다. 또한, 도로 경사도는 임의의 두 지점의 고도차를 두 지점의 직선거리로 나눈 값이 될 수 있다. 도로 경사도는 레이더, G센서 등의 센서를 통해 획득되거나, 내비게이션 등을 통해 획득될 수 있다.
도로 경사도가 미리 정한 임계값 B 미만이면, 장치(100)는 변속기 기어값이 임계값 D 미만인지를 판단한다(S105). 이때, 임계값 D는 예를 들어 6으로 설정될 수 있으며 이는 실험치로 미리 결정되어 저장될 수 있다.
변속기 기어값이 임계값 D 미만이면, 장치(100)는 통합유량제어밸브의 리프트값을 미리 정한 값 E만큼 오픈한다(S106). 이어 미리 정한 G초 만큼 통합유량제어밸브의 E 만큼의 열림 각도를 유지한 후, 냉각수온 PID 제어를 수행한다(S109). 이때, 임계값 E는 예를 들어 9mm, G는 5초로 설정될 수 있으며 이는 실험치로 미리 결정되어 저장될 수 있다.
RPM의 상승(예, 4000RPM 이상)과 ITM이 열리기 시작하는 조건이 동시에 발생하면 통합유량제어밸브 전후단의 과다한 냉각수 차압이 저항으로 작용하여 밸브스템부에 과도한 하중이 발생한다. 이에 엑셀 페달값을 이용하여 엑셀 페달값이 미리 정한 임계치보다 크면 ITM 각도를 미리 오픈하여 통합유량제어밸브 전후단의 차압을 최소화하는데, 운전자가 강판 지역을 저단 변속하여 운전시에는 엑셀 페달값이 0%이어도 RPM이 급격하게 상승하게 된다.
따라서, 장치(100)는 엑셀 페달값과 도로 경사도를 이용하여 미리 ITM을 지정된 최소 열림 각도로 이동하여 5초간 열어줌으로써 RPM이 상승하기 전에 밸브 전후단의 차압을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 과정 S104에서 도로 경사도가 미리 정한 임계값 B 이상이면, 장치(100)는 변속기 기어값이 미리 정한 임계치 C보다 작은 지를 판단한다(S107). 이때, 임계값 C는 예를 들어 5로 설정될 수 있으며 이는 실험치로 미리 결정되어 저장될 수 있다.
변속기 기어값이 미리 정한 임계치 C 이상이면 냉각수온 PID 제어를 수행하고(S109), 변속기 기어값이 미리 정한 임계치 C 미만이면 통합유량제어밸브의 리프트값을 미리 정한 값 F만큼 오픈한다(S108). 이어 미리 정한 G초 만큼 통합유량제어밸브의 F 만큼의 열림 각도를 유지한 후, 냉각수온 PID 제어를 수행한다(S109). 이때, 임계값 F는 예를 들어 6mm로 설정될 수 있으며 이는 실험치로 미리 결정되어 저장될 수 있다.
이처럼 장치(100)는 변속기 기어값에 따라 통합유량제어밸브의 리프트값을 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, 변속기 기어값이 6 미만이면 통합유량제어밸브의 리프트값을 8mm만큼 오픈하고, 변속기 기어값이 5 미만이면 통합유량제어밸브의 리프트값을 6mm만큼 오픈한다. 즉 변속기 기어값이 4일때보다 5일 때 통합유량제어밸브의 각도를 더 많이 오픈한다.
설명한 바와 같이, 본 발명은 냉각수온에 따라 통합유량제어밸브의 개도를 제어하되, 엑셀 페달값, 도로 경사도, 및 변속기 기어값을 이용하여 통합유량제어밸브의 작동을 제어함으로써, 통합유량제어밸브의 밸브 스템부에 과다한 하중이 작용하는 것을 사전에 방지하여 내구성을 확보하는 장점을 제공한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 캠의 회전에 의해 복수의 밸브의 개도가 조정되는 통합유량제어밸브;
    도로 경사도 및 변속기 기어값에 따른 상기 통합유량제어밸브의 개도량이 저장되는 저장부; 및
    엔진 회전수(RPM, revolution per minute) 및 엑셀 페달값을 이용하여 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하되, 상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 상기 도로 경사도 및 상기 변속기 기어값에 따라 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    강판 주행 중 기어값이 특정값 이하인 경우
    미리 정한 시간 동안 상기 통합유량제어밸브를 미리 정한 각도로 열리도록 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 1 기준치 미만인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속기 기어값이 상기 제 1 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 1 리프트값만큼 오픈하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 이상인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 2 기준치 미만인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속기 기어값이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 2 리프트값만큼 오픈하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 2 기준치를 상기 제 1 기준치보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 2 리프트값을 상기 제 1 리프트값보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 통합유량제어밸브를 상기 제 1 리프트값 또는 상기 제 2 리프트값만큼 오픈하는 경우 미리 정한 시간 동안 오픈 상태를 유지한 후 냉각수온에 따른 PID(Proportional(비례), I: Integral(적분), D: Differentional(미분)) 기반으로 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 보다 큰 경우,
    상기 통합유량제어밸브 중 라디에이터 밸브가 풀오픈(Full open)하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
  12. 엔진 회전수(RPM, revolution per minute)를 이용하여 캠의 회전에 의해 복수의 밸브의 개도가 조정되는 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계;
    엑셀 페달값이 미리 정한 임계값을 초과하는 지 판단하는 단계; 및
    상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값 이하인 경우, 도로 경사도 및 변속기 기어값에 따라 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 엑셀 페달값이 미리 정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 통합유량제어밸브 중 라디에이터 밸브가 풀오픈(Full open)하도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는,
    강판 주행 중 기어값이 특정값 이하인 경우
    미리 정한 시간 동안 상기 통합유량제어밸브를 미리 정한 각도로 열리도록 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는,
    상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 미만인 경우, 변속기 기어값이 미리 정한 제 1 기준치 미만인지를 판단하는 단계; 및
    상기 변속기 기어값이 상기 제 1 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 1 리프트값만큼 오픈하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는,
    상기 도로 경사도가 미리 정한 임계 경사도 이상인 경우, 상기 변속기 기어값이 미리 정한 제 2 기준치 미만인지를 판단하는 단계; 및
    상기 변속기 기어값이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 통합유량제어밸브를 제 2 리프트값만큼 오픈하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계는,
    상기 통합유량제어밸브를 상기 제 1 리프트값 또는 상기 제 2 리프트값만큼 오픈하는 경우 미리 정한 시간 동안 오픈 상태를 유지한 후 냉각수온에 따른 PID(Proportional(비례), I: Integral(적분), D: Differentional(미분)) 기반으로 상기 통합유량제어밸브의 개도량을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제 2 기준치를 상기 제 1 기준치보다 작게 설정하고, 상기 제 2 리프트값을 상기 제 1 리프트값보다 작게 설정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.


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