KR0154021B1

KR0154021B1 - 내연기관의 공회전 속도 제어방법

Info

Publication number: KR0154021B1
Application number: KR1019920025859A
Authority: KR
Inventors: 손석일
Original assignee: 전성원; 현대자동차주식회사
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR940015227A

Abstract

엔진의 회전수에 근거하여 내연기관의 공회전 속도 제어를 위해 액츄에이터 구동시간을 생성하는 방법에 있어서, 기본 제어 듀티를 계산하고, 검출된 엔진 회전수와 목표 회전수로부터 편차 회전수(△RPM)를 산출하고, △RPM에 따른 보간방법을 사용하여 비례, 적분 보정 듀티를 생성한 데이타를 사전에 기어시켜 둔 ROM 테이블로부터 상기 산출된 △RPM에 따른 보정 듀티를 산출하고, 상기 기본 제어 듀티와 보정 듀티를 합하여 액츄에이터 구동시간을 생성하여 액츄에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 공회전 속도 제어방법에 관한 것.

Description

내연기관의 공회전 속도 제어방법

제1도는 종래의 내연기관에서 ISC 액츄에이터 제어를 위한 기본 제어 듀티 생성 과정을 보인 제어 계통도이고,

제2도는 종래의 내연기관에서 엔진 RPM에 따른 ISC 보정 듀티 산출 관계를 보인 그래프이며,

제3도는 종래의 내연기관에서 공회전 속도 제어를 실행하기 위한 계통도이고,

제4도는 종래의 내연기관에서 공회전 속도 제어를 실행하기 위한 흐름도이며,

제5도는 본 발명에 따른 보간법을 통해 보정 듀티를 산출하기 위한 흐름도이며,

제6도는 본 발명에서 입력되는 RPM의 편차대 출력값의 관계를 보인 그래프이며,

제7도는 본 발명에 따라 보간법을 적용한 엔진 RPM 대 보정 듀티와의 관계를 보인 그래프이다.

본 발명은 내연기관의 공회전 속도 제어방법에 관한 것으로, 특히 엔진의 목표 RPM 대 현재의 RPM에 대한 편차로부터 ISC(idle speed control)액츄에이터 구동을 위한 보정 듀티를 보간법(interpolation)으로 연산하여 운전성을 향상시키도록 한 내연기관의 공회전 속도 제어방법에 관한 것이다.

현재 내연기관에서 공회전 속도 제어를 위해 채택하고 있는 제어방식은 비례-적분(PI) 제어방식이며, 엔진의 회전에 필요한 공기량은 액츄에이터의 구동에 의해 공급되고, 액츄에이터의 구동은 상기 PI제어에 의해 실행된다.

코일 타입의 ISC 액츄에이터를 이용한 바이패스 방식의 ISC 액츄에이터 제어에서는 듀티 제어가 일반적으로 사용되며 이 듀티를 구성하는 제어량은 기본 제어 듀티와 보정 듀티로 분리된다.

이들은 엔진 회전수(RPM)에 근거하여 적절히 계산되므로써 제어량이 얻어지는데, 후술하는 바와 같이 직접 산술적인 연산방식에 따라 계산되어 지고 있다.

산술적인 연산방식에 의한 내연기관의 공회전 속도 PI 제어를 위한 ISC의 듀티 산출은 전술한 바와 같이 기본 제어 듀티와 보정 듀티가 서로 가산되어 얻어지는데, 기본 제어 듀티는 제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 검출되는 냉각수온과 엔진 RPM 및 트로틀 개도의 신호에 따라 듀티를 계산하고, 검출되는 에어콘 스위치(A/CON SW)와 에어콘 컴퓨레셔 스위치(A/CON COMP SW)의 신호에 따라 듀티를 계산하고, 검출되는 파워 스티어링 스위치(Power Steering SW)의 신호에 따라 듀티를 계산하고, 검출되는 변속단의 중립 또는 드라이브단 선택에 대한 신호에 따라 듀티 계산한 다음 각각의 값을 모두 더하여 기본 제어 듀티를 생성한다.

상기와 같이 기본 제어 듀티가 생성되면 제3도 및 제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 피드백으로 검출되는 엔진의 RPM과 설정된 목표 RPM을 연산하여 엔진 RPM의 편차(△RPM)를 계산하고(스텝72), 계산된 RPM의 편차(△RPM)에 따른 보정 듀티를 계산하고(스텝73), 계산된 보정 듀티에 기본 제어 듀티를 가산하여 최종 듀티를 계산한 다음(스텝74) 액츄에이터의 구동을 통해 엔진의 공회전 속도를 조정한다.

상기에서 보정 듀티를 계산하는 산술적인 연산방식의 일반식은 다음과 같다.

상기 식(1)(2)에서 PROCOR은 비례 제어량, INTCOR은 적분 제어량, GP는 비례 제어 이득, G_i는 적분 제어 이득, △RPM은 현재의 RPM에서 목표 RPM을 뺀 편차 RPM이다.

기본 제어 듀티를 DUTBSC라 하면 실제 액츄에이터를 제어하는 보정 듀티 DUTISC는 다음과 같은 식으로 표현된다.

상기와 같은 산술적인 연산방식에 의한 액츄에이터 제어 듀티는 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 엔진 RPM의 편차(△RPM)값 증감에 따라 보정 듀티가 선형관계를 나타낸다.

따라서, 엔진 RPM의 편차(△RPM)가 어느정도 이하인 데드 존(Dead Zone)인 경우에서 제어를 하기 위해서는 별도의 처리 과정이 요구되며, 엔진 RPM의 편차(△RPM)에 따른 비선형적인 보정치의 계산이 불가능하여 내연기관의 공회전 제어에 정밀성이 저하되어 운전성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 진술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 코일 타입의 ISC 액츄에이터를 이용한 바이패스 방식의 ISC 제어에서 목표 RPM 대 피드백 검출되는 현재 엔진 RPM에 대한 편차(△RPM)로 부터 비례제어치의 보정 듀티값을 보간법을 통해 생성하여 내연기관의 공회전 속도를 보다 정밀하고 안정되게 제어하여 운전성을 향상시키도록 한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내연기관의 공회전 속도 제어를 위한 액츄에이터 구동시간 생성방법에 있어서, 기본 제어 듀티를 계산하고, 목표 회전수와 피드백되는 회전수를 비교하여 편차 회전수를 산출하며, 산출된 편차 회전수에 따른 보정 듀티를 산출하고, 상기 기본 제어 듀티와 보정 듀티를 가산하여 액츄에이터 구동을 보정하는 과정을 포함하되, 상기 편차 회전수에 따른 보정 듀티는 비례 적분 보정 듀티를 생성시켜 ROM 테이블에 저장한 데이터와 보간법을 통한 연산으로 산출하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제5도는 RPM의 편차에 대하여 보간법을 통해 보정 듀티를 산출하는 흐름도이고, 제6도는 제5도를 설명하기 위한 그래프이다.

보간법은 주어진 입력에 대하여 의도된 출력을 얻기 위하여 취하는 일련의 작업으로, 목표 RPM 대 피드백 되는 엔진 RPM과의 편차(△RPM)에 대하여 보정 듀티를 생성하는 동작은 다음과 같다.

먼저, 내연기관의 공회전이 유지되는 싱태에서 목표 RPM 대 피드백 되는 엔진 RPM과의 편차(△RPM)가 'XA'로 검출되어 입력되면, 학습된 값으로부터 입력된 'XA'가 속하는 구간을 찾는다.

상기에서 'XA'가 속하는 구간은 제6도에서 알 수 있는 바와 같이, X1과 X2의 사이에 존재한다.

상기와 같이 'XA'가 속하는 구간을 찾게 되면 그 구간에 해당하는 Y1 및 Y2의 값을 ROM의 맵 테이블에 설정된 데이터로부터 찾은 다음 증감치 △Y를 계산하는데, 증감치 △Y는 (XA-X1)×(Y2-Y1)/(Y2-X1)로 계산된다.

이어서, Y1Y2인지를 판단하여 Y1Y2인 경우에는 Y1-△Y인 Y값을 얻고, Y1Y2인 경우에는 Y1 + △Y인 Y값을 취한다.

상기한 과정의 계산을 통해 제7도에서 알 수 있는 바와 같은 RPM의 편차(△RPM)과 보정 듀티와의 함수관계 그래프를 얻을 수 있으며, 상기한 그래프를 갖는 데이터에 따라 공회전 상태에서 ISC 액츄에이터 보정 듀티를 조정한다.

상기한 과정에서 설정한 ROM의 테이블로부터 목표 RPM 대 피드백되는 엔진 RPM에 대한 편차(△RPM)에 대하여 보간법을 사용하여 PROCOR과 INTCOR_i의 계산식은 다음의 식(4)(5)에 의해 구해진다.

상기 식(4)(5)에서 PROCOR은 비례제어량, INTCOR은 적분제어량, △RPM은 RPM 편차이며, Interpolation(P-Table, △RPM)은 입력 변수를 △RPM으로 하여 비례 제어 테이블(P-Table)에 대하여 보간법을 취한 것이며, Interpolation(I-Table, △RPM)은 입력 변수를 △RPM하여 적분제어 테이블(I-Table)에 대하여 보간법을 취한 것이다.

또한, 기본 제어 듀티를 기본 제어 듀티를 DUTBSC라 하면 실제 액츄에이터를 제어하는 보정 듀티 DUTISC는 다음과 같은 식으로 표현된다.

따라서, 상술한 식(4)(5)(6)으로 나타나는 보간법에 의하여 내연기관의 공회전 상태에서 목표 RPM 대 피드백 되는 엔진 RPM의 편차에 대하여 액츄에이터 구동 듀티가 계산되어 액츄에이터의 구동이 조정된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 내연기관의 공회전 속도 제어에서 목표 RPM 대 피드백 되는 엔진 RPM의 편차에 대한 비례-적분값을 ROM 테이블에 설정된 값으로부터 보간법을 취해 계산하므로, △RPM의 비선형적인 보정치에 대하여 계산할 수 있어 액츄에이터의 구동이 정밀하게 제어되며, 액츄에이터 구동에 대한 데드 존을 ROM 테이블 맵핑값 변경을 최소화하여 공회전 속도 제어에 신뢰성 및 운전성이 향상된다.

Claims

내연기관의 공회전 속도 제어를 위한 액츄에이터 구동시간 생성방법에 있어서, 기본 제어 듀티를 계산하고, 목표 회전수와 피드백되는 회전수를 비교하여 편차 회전수를 산출하며, 산출된 편차 회전수에 따른 보정 듀티를 산출하고, 상기 기본 제어 듀티와 보정 듀티를 가산하여 액츄에이터 구동을 보정하는 과정을 포함하되, 상기 편차 회전수에 따른 보정 듀티는 비례 적분 보정 듀티를 생성시켜 ROM 테이블에 저장한 데이터와 보간법을 통한 연산으로 산출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 공회전 속도 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 보간법은 ROM 테이블의 데드존 조정으로 비선형 비례 조정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 공회전 속도 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 보간법을 통한 보정 듀티의 연산은 입력한 엔진 RPM의 편차가 속한 구간을 설정된 학습된 데이터로부터 찾는 단계와; 상기 엔진 RPM의 편차가 속한 구간에 해당하는 값을 맵 테이블에 설정된 값으로부터 찾아 증감치를 계산한 다음 계산된 증감치의 결과에 따라 보정 듀티를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 공회전 속도 제어방법.