KR100308984B1 - Method for controlling swirl generating valve in lean burn engine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for controlling a swirl generating valve is provided to prevent the swirl generating valve from repeating on/off if an engine is not in an actual idle state. CONSTITUTION: A method for controlling a swirl generating valve in a lean burn engine comprises the steps of: reading operation data of a vehicle; determining whether an engine state is in a lean burn operation mode and speed is over a critical speed; and closing the swirl generating valve if the engine state is in a lean burn operation mode and if the predetermined delay time to close the swirl generating valve passes.

Description

희박 연소 엔진의 와류 형성 밸브 제어 방법How to control the vortex forming valve in lean burn engines

본 발명은 자동차의 희박 연소 엔진에 관한 것으로서, 희박 연소 구간과 아이들상태에서 닫히는 와류 형성 밸브가 불필요하게 온/오프(on/off) 되는 것을 방지하기 위한 희박 연소 엔진의 와류 형성 밸브 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lean combustion engine of an automobile, and more particularly, to a method for controlling a vortex forming valve of a lean combustion engine to prevent the vortex forming valve closed in the lean combustion section and the idle state from being unnecessarily turned on or off. will be.

희박 연소 엔진은 자동차의 배기 오염물질인 탄화수소와 일산화탄소를 적게 배출하고 지구온실화의 주범인 이산화탄소를 감소시키는 동시에 연비를 향상시키기 위하여 연구되고 있는 엔진이다.The lean-burn engine is being studied to reduce the amount of hydrocarbon and carbon monoxide, which are the exhaust pollutants of automobiles, and to improve fuel efficiency while reducing carbon dioxide, which is the main cause of global warming.

이러한 희박연소엔진의 원리를 상세히 설명하면 다음과 같다.The principle of such a lean burn engine is explained in detail as follows.

기존의 엔진에서는 혼합기중 공기와 연료를 14.5:1의 비율로 적용하던 것을 희박연소엔진에서는 공기의 비를 높여 22~23:1의 혼합기로 연소하는 것을 기본으로 한다.Conventional engines use air and fuel in a ratio of 14.5: 1 in lean combustion engines, and in lean combustion engines, the ratio of air is increased to burn in 22 ~ 23: 1 mixers.

이렇게 희박한 상태에서도 안정된 운전을 행하기 위하여 연소실내에 와류를 형성하여 연료의 빠른 혼합이 이루어지도록 하기 위한 기구가 필수적으로 구비된다.In order to perform stable operation even in this lean state, a mechanism for forming a vortex in the combustion chamber to quickly mix fuel is essentially provided.

한편 희박 연소 엔진은 항상 희박 연소만 하는 것은 아니다. 큰 파워가 필요할 경우에는 이론 공연비로 연소하여야 한다.On the other hand, lean burn engines are not always lean burn. If large power is required, it should be burned at theoretical air-fuel ratio.

이렇게 희박 연소와 이론 공연비 연소 모드를 선정하기 위하여 흡입공기량과 엔진RPM의 값에 따라 희박연소구간과 이론공연비 연소구간이 엔진 제어부의 ROM에 미리 입력되어 있다.In order to select the lean combustion and the theoretical air-fuel ratio combustion mode, the lean combustion section and the theoretical air-fuel combustion section are pre-inputted in the ROM of the engine controller according to the intake air amount and the engine RPM value.

희박 연소 엔진은 희박 연소시에는 연소실에 와류 형성 밸브를 닫아 와류를 형성시켜 운전이 안정되게 이루어지도록 하고 아이들 시에는 아이들 목표 회전수를 낮출 수 있어 연비가 향상되는 효과가 있다.In lean combustion engines, the vortex is formed by closing the vortex forming valve in the combustion chamber during lean combustion so that the operation is made stable and the idle target rotational speed can be lowered during idle, thereby improving fuel economy.

그런데 종래와 같이 아이들 상태에서 무조건 와류 형성 밸브를 클로즈(close)시키면 이론 공연비 연소 상태에서 운전자가 기어 변속이나 브레이크 작동을 하기 위해 일시적으로 가속 페달을 밟지 않아 아이들 스위치가 온이 되는 경우에도, 아이들 상태로 간주하여 와류 형성 밸브가 즉시 클로즈 되는 경우가 발생하고, 이러한 상황에서 운전자가 다시 가속 페달을 밟게되면 희박 조건이 아닌 이론 공연비 상태이었으므로 와류 형성 밸브를 다시 열어주게 된다.However, if the vortex forming valve is unconditionally closed in the idle state as in the prior art, even when the idle switch is turned on because the driver does not temporarily press the accelerator pedal for gear shift or brake operation in the theoretical air-fuel combustion state, When the vortex forming valve closes immediately, and the driver presses the accelerator pedal again in this situation, the vortex forming valve is opened again because the theoretical air-fuel ratio was not a lean condition.

따라서 아주 짧은 순간 와류 형성 밸브는 온/오프를 반복하게 되어 내구성이 떨어진다는 문제점이 있다.Therefore, a very short instantaneous vortex forming valve has a problem that the durability is reduced by repeating the on / off.

또한 와류 형성 밸브가 닫히다가 열릴 때 어느 정도의 작동 시간이 필요하기 때문에 급기어 변속직후 급가속시에는 와류 형성 밸브가 미처 전부 열리기 전 상태이기 때문에 와류 형성 밸브가 오히려 장해가 되어 순간 출력을 저하시키고 연소실에 와류를 형성시키므로써 최적 점화시기를 지연시키는 작용을 하여 노킹(knocking)이 유발된다는 문제점이 발생한다.In addition, since some operation time is required when the vortex forming valve is closed and opened, during rapid acceleration immediately after the gear shift, the vortex forming valve is in the state of being fully opened before the vortex forming valve is rather obstructed and the output is reduced. By forming a vortex in the combustion chamber, there is a problem that knocking is caused by delaying the optimum ignition timing.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이론 공연비 연소 구간에서는 차속이 일정값 이상인 상태에서 아이들로 판정되면 기어 변속이나 브레이크 조작으로 인한 아이들 스위치가 온된 것으로 판정하여 와류 형성 밸브가 미리 설정된 소정의 시간이 경과해야만 닫히도록 하므로써 엔진의 실제 아이들 상태가 아닌 경우는 와류 형성 밸브가 불필요하게 온/오프를 반복하지 않도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in the theoretical air-fuel ratio combustion section, if the vehicle speed is determined to be idle in a state above a certain value, it is determined that the idle switch due to gear shifting or brake operation is turned on and the vortex forming valve is The purpose is to ensure that the vortex forming valve does not unnecessarily turn on / off when the engine is not in the actual idling state by allowing the set time to close.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 희박 연소 엔진의 와류 조절 밸브 작동 제어 장치에 관한 블록도이고,1 is a block diagram of a vortex control valve operation control apparatus of a lean combustion engine according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 희박 연소 엔진의 와류 조절 밸브 작동 제어 방법에 관한 순서도이다.2 is a flow chart related to the vortex control valve operation control method of the lean combustion engine according to an embodiment of the present invention.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object

차량의 운행 정보를 판독하는 제1단계와;A first step of reading driving information of the vehicle;

희박 연소 운전 모드인지를 비교 판단하는 제2단계와;A second step of comparing and determining whether it is a lean combustion operation mode;

제2단계에서 희박 연소 운전 모드가 아닌 이론 공연비 연소 모드인 것으로 판단되면 아이들 스위치가 온이고 차속이 임계값 이상일 경우 와류 형성 밸브를 지연시켜 클로즈하기 위해 소정의 시간동안 지연시키는 제3단계와;A third step of delaying for a predetermined time to delay and close the vortex forming valve when the idle switch is turned on and the vehicle speed is greater than or equal to the threshold value, when it is determined that the idle air flow is not the lean burn operation mode in the second step;

제2단계에서 희박 연소 운전 모드인 것으로 판단되거나 제3단계에서 일정 차속 이상에서 아이들 상태인 경우 와류 형성 밸브를 클로즈 시키기 위한 소정의 지연시간이 경과한 것으로 판단되면 와류 형성 밸브를 클로즈시키는 제4단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A fourth step of closing the vortex forming valve when it is determined that the lean combustion operation mode is in the second stage or when a predetermined delay time for closing the vortex forming valve has elapsed when the idle state is higher than the predetermined vehicle speed in the third stage. Characterized in that consists of.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the most preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 구성을 도 1을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the present invention with reference to Figure 1 as follows.

엔진의 회전 상태를 검출하는 엔진 회전수 센서(11)와, 가속 페달의 가압 정도에 따라 흡입되는 공기량의 상태를 검출하는 스로틀 위치 센서(12)와, 차량의 주행 속도를 검출하는 차속 센서(13)와, 운전자가 가속 페달을 밟지 않으면 온되는 아이들 스위치(14)와, 상기 각 센서(11~14)의 신호를 종합하여 희박 연소 또는 이론 공연비 연소를 설정하여 해당 연소 방식하에 최적의 연료량 및 점화 시기 등을 조절하는 엔진 제어부(20)와, 엔진 제어부(20)의 제어 신호에 따라 희박 연소 또는 아이들시 연소실내의 혼합기가 잘 섞이도록 닫히는 와류 형성 밸브(31)와, 엔진 제어부(20)에서 출력되는 연료 분사 시간만큼 연료를 분사하는 인젝터(32)로 이루어진다.An engine speed sensor 11 for detecting a rotational state of the engine, a throttle position sensor 12 for detecting a state of the amount of air sucked in accordance with the degree of pressurization of the accelerator pedal, and a vehicle speed sensor 13 for detecting a traveling speed of the vehicle ), The idle switch 14 which is turned on when the driver does not press the accelerator pedal, and the signals of the respective sensors 11 to 14 are combined to set lean combustion or theoretical air-fuel ratio combustion to optimize the amount of fuel and ignition under the corresponding combustion method. In the engine control unit 20 for adjusting the timing and the like, the vortex forming valve 31 which closes so that the mixer in the combustion chamber is mixed well in response to the control signal of the engine control unit 20, and the engine control unit 20 It consists of an injector 32 for injecting fuel for the fuel injection time output.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 동작을 도 2를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 the operation of the present invention made as described above is as follows.

먼저 전원이 인가되면 각 장치는 해당 동작을 수행한다.When power is first applied, each device performs its operation.

따라서 엔진 제어부(20)는 각 센서(11~14)로부터 인가되는 차량의 운행 정보를 판독한다(S100).Therefore, the engine control unit 20 reads driving information of the vehicle applied from each sensor 11 to 14 (S100).

그리고 현재 연소 방식이 희박 연소인지를 비교 판단하여(S200), 희박 연소인 것으로 판단되면 연소가 안정되게 이루어지도록 와류 형성을 위하여 와류 형성 밸브(31)를 클로즈시킨다(S400).Then, it is determined whether the current combustion method is lean combustion (S200). When it is determined that the lean combustion is performed, the vortex forming valve 31 is closed to form the vortex so that combustion is stable (S400).

그러나 S200에서 희박 연소가 아닌 이론 공연비 연소인 것으로 판단되면 먼저 지연 시간 변수(TD)를 0으로 초기화한다(S310).However, if it is determined in S200 that the theoretical air-fuel ratio combustion is not lean combustion, first, the delay time variable TD is initialized to 0 (S310).

그리고 현재 엔진이 아이들상태인지를 판정하기 위해 아이들 스위치(14)가 온인지를 비교 판단한다(S320).In order to determine whether the current engine is in the idle state, it is determined whether the idle switch 14 is on (S320).

S320에서 아이들 스위치(14)가 온인 것으로 판단되면 엔진의 실제 아이들 상태인지를 재판정하기 위해 차속이 임계값(α)이상인지를 비교 판단하다(S330).When it is determined in S320 that the idle switch 14 is on, it is determined whether the vehicle speed is equal to or greater than the threshold value α to determine whether the engine is in an actual idling state (S330).

그러나 S320에서 아이들 스위치가 오프인 것으로 판단되면 와류 형성 밸브(31)가 오픈(open) 상태로 유지되도록 리턴된다.However, if it is determined in S320 that the idle switch is off, the vortex forming valve 31 is returned to remain open.

그리고 S330에서 차속이 임계값(α)이상인 것으로 판단되면 기어 변속이나 브레이크를 밟는 상황이므로 와류 형성 밸브(31)의 클로즈를 지연시키기 위하여 지연 시간 변수를 0.1씩 증가시킨다(S340).If it is determined in S330 that the vehicle speed is greater than or equal to the threshold α, the gear shift or the brake is in a stepped state, so that the delay time variable is increased by 0.1 to delay the closing of the vortex forming valve 31 (S340).

그러나 S330에서 차속이 임계값(α)이하인 것으로 판단되면 엔진의 실제 아이들로 판정하여 와류 형성 밸브(31)가 즉시 클로즈 되도록 리턴된다.However, if it is determined in S330 that the vehicle speed is equal to or less than the threshold value α, it is determined that the engine is actually idle, and the vortex forming valve 31 is returned to immediately close.

그리고 S340에서 0.1씩 증가된 지연 시간 변수(TD)의 값이 설정된 소정의 시간(TDSCV)이 경과하였는지를 비교 판단하다(S350).In operation S350, it is determined whether a predetermined time TDSCV has elapsed, in which the value of the delay time variable TD increased by 0.1 has elapsed (S350).

S350에서 TD가 TDSCV 이상 경과한 것으로 판단되면 아이들 스위치가 소정시간 동안 온된 상황이므로 아이들 상태로 판정하여 와류 형성 밸브(31)를 클로즈 시키고(S400), S350에서 TD가 TDSCV 이하인 것으로 판단되면 S320으로 리턴되어 아이들 상태 여부에 따라 지연 시간을 계속 증가시키도록 한다.When it is determined in S350 that the TD has elapsed more than TDSCV, the idle switch is turned on for a predetermined time, and thus, the idle switch is judged to be in the idle state and the vortex forming valve 31 is closed (S400). The delay time is continuously increased depending on the idle state.

따라서 최종적으로 희박 연소 구간이거나 엔진의 실제 아이들 상태에서만 와류 형성 밸브(31)가 즉시 닫히고, 이론 공연비 연소 구간이면 와류 형성 밸브(31)가 오픈 되도록 한다.Therefore, the vortex forming valve 31 immediately closes only in the lean combustion section or the actual idle state of the engine, and the vortex forming valve 31 opens in the theoretical air-fuel ratio combustion section.

그리고 이론 공연비 연소 구간에서 아이들 스위치가 온이 되면 차속 상태에 따라 엔진의 실제 아이들 여부를 판단하여 실제 아이들로 판정되면 와류 형성 밸브(31)를 클로즈하고 실제 아이들 상태가 아닌 것으로 판정되면 와류 형성 밸브(31)가 오픈 되도록 한다.In the theoretical air-fuel ratio combustion section, when the idle switch is turned on, it is determined whether the engine is actually idle according to the vehicle speed state, and when it is determined that the engine is in the actual idle state, the vortex forming valve 31 is closed and when it is determined that it is not the actual idle state, the vortex forming valve ( 31) is open.

이와 같이 오류 형성 밸브(31)가 제어되는 동시에 엔진 제어부(20)는 운행 조건에 따라 연료분사 시간을 연산하여 해당 시간만큼 인젝터(32)가 온되도록 하여 연료가 분사되도록 한다.As described above, the error-forming valve 31 is controlled and the engine control unit 20 calculates the fuel injection time according to the driving condition so that the injector 32 is turned on by the corresponding time so that the fuel is injected.

본 발명은 이론 공연비 연소로 주행중 기어 변속등과 같은 순간적 아이들 감지시에는 와류 형성 밸브가 닫히지 않게 함으로써 와류 형성 밸브의 내구성이 향상되고, 종래의 방식에서 기어 변속후 급가속을 위해 가속 페달을 가압할 때 와류 형성 밸브가 미처 열리기 전이므로 엔진의 순간출력이 저하되던 현상이 본 발명에 이하여 기어 변속시 와류 형성 밸브를 클로즈하지 않으므로 급가속시 엔진의 순간 출력이 이루어지도록 하므로 운전성이 개선되는 효과가 있다.The present invention improves the durability of the vortex forming valve by preventing the vortex forming valve from closing during instantaneous idle detection such as gear shifting while driving with the theoretical air-fuel ratio combustion, and in the conventional manner, the accelerator pedal may be pressed for rapid acceleration after gear shifting. When the vortex forming valve is not open when it is already open, the instantaneous output of the engine is lowered. Therefore, the present invention does not close the vortex forming valve during gear shifting, so that the instantaneous output of the engine is achieved during rapid acceleration. There is.

Claims (2)

차량의 운행 정보를 판독하는 제1단계와; 희박 연소 운전 모드인지를 비교 판단하는 제2단계와; 제2단계에서 희박 연소 운전 모드가 아닌 이론 공연비 연소 모드인 것으로 판단되면 아이들 스위치가 온이고 차속이 임계값 이상일 경우 와류 형성 밸브를 지연시켜 클로즈하기 위해 소정의 시간동안 지연시키는 제3단계와; 제2단계에서 희박 연소 운전 모드인 것으로 판단되거나 제3단계에서 일정 차속 이상에서 아이들 상태인 경우 와류 형성 밸브를 클로즈시키기 위한 소정의 지연시간이 경과한 것으로 판단되면 와류 형성 밸브를 클로즈시키는 제4단계로 이루어지는 희박 연소 엔진의 와류 형성 밸브 제어 방법.A first step of reading driving information of the vehicle; A second step of comparing and determining whether it is a lean combustion operation mode; A third step of delaying for a predetermined time to delay and close the vortex forming valve when the idle switch is turned on and the vehicle speed is greater than or equal to the threshold value, when it is determined that the idle air flow is not the lean burn operation mode in the second step; A fourth step of closing the vortex forming valve when it is determined that the lean combustion valve is in the lean combustion operation mode in the second step or when a predetermined delay time for closing the vortex forming valve has elapsed in the third step is idle. Vortex forming valve control method of a lean combustion engine consisting of. 청구항 1에 있어서, 제3단계는 지연 시간 변수를 초기화하는 초기화 단계와; 아이들 스위치가 온인지를 비교 판단하여 온이면 엔진의 아이들 상태 여부를 정확하게 판단하기 위해 차속이 임계값 이상인지를 비교 판단하는 비교 판단 단계와; 차속이 임계값 이상인 것으로 판단되면 기어 변속이나 브레이크를 밟기 위해 일시적으로 가속 페달에서 발을 떼어 아이들 스위치가 온된 상황이므로 지연 시간 변수를 증가시키는 지연 시간 변수 증가 단계와; 지연 시간 변수가 미리 설정된 소정의 시간 이상인지를 비교 판단하는 지연 시간 비교 단계; 및 지연 시간 변수가 소정 시간 이상인 것으로 판단되면 엔진의 실제 아이들로 판정하여 와류 형성 밸브를 클로즈하는 밸브 클로즈 단계;를 포함하고, 상기 지연시간 비교 단계에서 지연시간 변수가 상기 소정 시간 이하인 것으로 판단되면 상기 비교 판단 단계로 진행함으로써 상기 비교 판단 단계 내지 지연시간 비교 단계는 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 와류 형성 밸브 제어방법.The method of claim 1, wherein the third step comprises: an initialization step of initializing a delay time variable; A comparison determination step of comparing and determining whether the vehicle speed is greater than or equal to a threshold value in order to accurately determine whether the engine is in an idle state when the idle switch is on and compares; Increasing the delay time variable when the vehicle speed is determined to be greater than or equal to the threshold value because the idle switch is temporarily turned off from the accelerator pedal to shift the gear or brake; A delay time comparing step of comparing and determining whether the delay time variable is equal to or greater than a predetermined time; And a valve closing step of closing the vortex forming valve by judging that the delay time variable is greater than or equal to a predetermined time, and closing the vortex forming valve. The method of controlling the vortex forming valve of the lean combustion engine, characterized in that the comparison determination step to the delay time comparison step are repeatedly performed.
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