KR100373141B1 - 연료 차단 제어방법 - Google Patents

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Abstract

자동변속기 차량 및 수동변속기 차량에서 공유되는 엔진 제어수단에서 자동/수동변속기 여부를 판단하고 수동변속기 차량인 경우에는 연료 차단 회전수 영역을 확대할 수 있도록,
엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출수단 및 차속을 검출하는 차속 검출수단으로부터 검출 데이터를 입력받아 연료공급수단을 제어하며, 설정된 하이(HIGH) 값 및 로우(LOW) 값으로 선택적으로 설정되는 연료 차단 회전수가 저장되는 엔진 제어수단에서
(a) 차량의 변속기가 수동변속기인가 판단하고, 변속기 상태가 엔진과 직결 상태인가를 판단하는 단계;
(b) 수동변속기이고, 직결 상태인 경우에 연료 차단 회전수를 로우(LOW) 값으로 설정하는 단계;
를 포함하는 연료 차단 제어방법을 제공한다.

Description

연료 차단 제어방법{A METHOD FOR CONTROLLING FUEL CUT OFF/IN OF AN ENGINE}
본 발명은 연료 차단 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자동변속기 차량 및 수동변속기 차량에서 공유되는 엔진 제어수단에서 자동/수동변속기 여부를 판단하고 수동변속기 차량인 경우에는 연료 차단 회전수 영역을 확대하는 연료 차단 제어방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 공해문제, 연료비 등에 의한 차량 유지비 문제 기타 이유로 인하여, 자동차의 연비는 차의 성능을 가름하는 중요한 잣대가 되고 있다. 이에 따라 자동차 제조 및 개발회사에서는 차의 연비를 높이기 위해 많은 노력을 하고 있으며, 연료절약의 일환으로 액셀 페달을 오프 시킨 경우에 연료 분사를 중지하는 연료 차단 제어방법을 수행하고 있다.
상기 연료 차단은 액셀 페달이 오프 되었을 때의 엔진 회전수가 연료 차단 회전수 이상이 때 연료가 차단되어 엔진 회전수가 연료 공급 재개 회전수 이하가 되었을 때 공급이 재개된다.
그런데, 연료 차단 상태에서는 연료의 소비 없이 관성 또는 엔진브레이크 상태로 주행하게 되므로, 상기 연료 차단 회전수를 낮추어 연료가 차단되는 영역을 넓히고자 하는 시도가 다양하게 진행되고 있다.
이러한 연료 차단 제어는 엔진을 제어하는 엔진 제어수단에 설정된 프로그램에 의하여 수행한다. 그런데, 상기 엔진 제어수단은 제작비용 절감 기타 이유로 자동변속기 차량과 수동변속기 차량에서 공용으로 사용하도록 개발되고 있으며, 이에 따라 연료 차단 제어 프로그램 또한 공용으로 사용되고 있다.
그런데 상기 연료 차단 회전수를 지나치게 낮게 설정할 경우, 연료 공급이 재개되면서 엔진 회전수가 일시 급상승하는 현상이 생길 수 있는데, 이러한 현상이 연료 차단 회전수를 낮추는데 제약으로 작용하게 된다.
엔진으로부터 구동축에 동력을 전달할 때 슬립이 발생할 수 있는 자동변속기 또는 무단 변속기와는 달리 수동변속기는 엔진과 변속기 회전수와의 차이가 발생되지 않고 직결되어 동력이 전달되므로, 수동변속기 차량에서 기어단이 연결된 상태에서는 상기와 같은 엔진 회전수 요동현상이 발생하지 않게 된다.
따라서, 수동변속기 차량에서 상기 수동변속기가 직결 상태로 주행할 때에는 상기 연료 차단 회전수 영역을 넓게 할 수 있으나, 엔진 제어수단을 자동변속기 차량과 공유하여 사용하게 됨으로써 자동변속기 차량에 관하여 설정된 연료 차단 회전수 영역을 공유함으로써 충분한 연료 절감 효과를 얻지 못하고 있었다.
이러한 문제에 대한 해결책으로서, 수동변속기 차량의 엔진 제어수단으로 자동변속기 차량과는 별개의 엔진 제어수단을 사용하는 것도 하나의 방법은 될 수 있을 것이다, 이는 부대비용의 증가로 바람직한 방향은 아니며, 자동변속기 차량 및 수동변속기 차량에 공유되는 엔진 제어수단으로도 상기 엔진 제어수단이 수동변속기 혹은 자동변속기를 구분하여 인식하여, 상기 연료 차단 회전수를 구분 적용할 수 있도록 하는 것이 바람직한 방향이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 바람직한 방향으로의 연료 차단 제어방법의 개선을 위하여, 본 발명의 목적은 자동변속기 차량 및 수동변속기 차량에서 공유되는 엔진 제어수단에서 자동/수동변속기 여부를 판단하고 수동변속기 차량인 경우에는 연료 차단 회전수 영역을 확대하는 연료 차단 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연료 차단 제어방법이 사용되는 연료 차단 제어 시스템의 제어 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 엔진 연료 차단 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
그런데, 수동변속기가 동력을 전달할 때에는 각 기어단에 설정된 기어비 및 최종 감속비(final drive gear ratio)를 거쳐서 동력을 전달하게 되며, 상기 기어비와 최종 감속비를 곱하면 수동변속기가 행하는 총감속비를 알 수 있다.
그리고, 상기 총감속비에 의하여 엔진 회전수와 타이어 회전수는 비례하게 된다. 즉, 타이어 회전수는 엔진 회전수를 상기 총감속비로 나눈 값으로 할 수 있는 것이다. 타이어 회전 반경에 타이어 회전수를 곱하면 차량 속도를 알 수 있고, 따라서 차량 속도는 엔진 회전수 및 총감속비와 관계되어, 역으로 총감속비는 엔진회전수 및 차량 속도를 기초로 계산할 수 있게 된다.
총감속비 = 엔진 회전수(rpm)×2π×r(m) ×60 / 차속(km/hr) / 1000
따라서, 수동변속기가 엔진에 직결 상태가 되어 동력을 전달할 때에는, 상기 수학식1에 의해 계산된 총감속비(이하 산출 감속비라 칭한다)는 변속기의 각 기어단에 설정된 총감속비(이하 변속비라 칭한다) 중의 하나와 일치하게 된다.
그런데, 중립 상태와 같이, 엔진의 회전과 변속기의 회전이 직결된 상태가 아니라면 상기 식은 잘못된 총감속비로 계산되게 된다.
따라서, 상기와 같은 식에 의한 산출 감속비가 차량 변속기의 어느 단수의 변속비에 해당하는 경우에는 수동변속기가 직결 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 중립 등과 같은 비 직결 상태인 것으로 판단할 수 있는 것이다.
엔진 제어수단에서 수동변속기인가 자동변속기인가를 판정하는 방법은 다음과 같이 판정할 수 있다.
즉, 자동변속기에서는 변속기 제어수단으로부터 변속기의 상태가 전진 또는 후진 상태인 경우에는 상기 전/후진 상태임을 신호로 입력받고 있으므로, 상기 전/후진 신호가 없는 경우에는 수동변속기로 판단할 수 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 원리에 기초하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료 차단 제어방법은,
엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출수단 및 차속을 검출하는 차속 검출수단으로부터 검출 데이터를 입력받아 연료공급수단을 제어하며, 설정된 하이(HIGH) 값 및 로우(LOW) 값으로 선택적으로 설정되는 연료 차단 회전수가 저장되는 엔진 제어수단에서
(a) 차량의 변속기가 수동변속기인가 판단하고, 변속기 상태가 엔진과 직결 상태인가를 판단하는 단계;
(b) 수동변속기이고, 직결 상태인 경우에 연료 차단 회전수를 로우(LOW) 값으로 설정하는 단계;
를 포함하는 연료 차단 제어방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연료 차단 제어방법이 사용되는 연료 차단 제어 시스템의 제어 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예의 연료 차단 제어 시스템은, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출수단(110), 차량 속도를 검출하는 차속 검출수단(120), 엔진에 공급되는 연료를 제어하는 연료공급수단(150), 상기 검출수단으로부터 데이터를 입력받아 상기 연료공급수단의 작동을 제어하는 엔진 제어수단(140)을 포함한다.
상기 엔진 회전수 검출수단(110)은 통상의 TDC 센서(Top Dead Center Sensor), 크랭크 각 센서(Crank Angle Sensor) 기타 엔진의 회전을 검출하는 임의의 센서로 하고, 상기 차속 검출수단(120)은 변속기의 출력축에 부착되어 상기 출력축의 회전수로부터 차속을 산출하는 센서로 하며, 상기 연료공급수단(150)은 통상의 연료 인젝터(fuel injector)로 하고, 상기 엔진 제어수단(140)은 통상의 전자제어유닛(ECU; Electronic Control Unit)으로 할 수 있다.
자동변속기 차량에 사용되는 연료 차단 제어 시스템에서는 변속기를 제어하는 변속기 제어수단(130)을 더 포함하며, 상기 변속기 제어수단(130)은 통상의 TCU(Transmission Control Unit)으로 할 수 있다.
상기 엔진 제어수단(140)에는, 변속기 상태 레지스터가 구비되어 자동변속기 차량에 사용되는 경우에는 상기 자동변속기를 제어하는 자동변속기 제어유닛으로부터 전진 또는 후진 기어물림 정보를 입력받아 저장하다.
또한 상기 엔진 제어수단(140)에는 엔진 회전수가 저감될 때 연료가 차단되는 최저 회전수로 설정되는 연료 차단 회전수(Fuel Cut-Off RPM) 및 엔진이 소정 회전수 이하로 떨어지면 엔진에 연료 공급을 재개하는 연료 공급 재개 회전수(Fuel Cut-In RPM)가 설정된다.
상기 연료 공급 재개 회전수는 통상의 범위인 1250 내지 1300 rpm 내의 임의의 값으로 설정된다.
상기 연료 차단 회전수는 하이(HIGH) 값 및 로우(LOW) 값으로 설정되되, 상기 하이(HIGH) 값은 통상의 범위인 1650 내지 1700 rpm 내의 임의의 값으로 설정되고, 상기 로우(LOW)값은 상기 설정된 하이(high) 값보다 작고, 상기 설정된 연료 공급 재개 회전수보다 높은 임의의 값으로 설정된다.
도 2는 본 발명의 실시예의 엔진 연료 차단 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
시동이 걸리면 본 발명의 연료 차단 제어방법은 수행이 개시된다.
시동이 걸리면 상기 엔진 제어수단은 먼저, 차속 및 엔진 회전수를 검출한다(S210).
차속 및 엔진 회전수를 검출한 엔진 제어수단은, 상기 검출된 차속 및 엔진 회전수를 기초로 총감속비(이하 산출 감속비라 칭한다)를 계산한다(S220). 상기 산출 감속비는 상기 수학식1에 의해 계산될 수 있다.
산출 감속비를 계산한 상기 엔진 제어수단은 상기 산출 감속비와 일치하는 변속비가 있는지 판단한다(S230).
상기 변속비는 변속기의 각 기어단의 감속비에 차동장치의 최종 감속비를 곱한 값으로 하여 일치 여부를 판단한다. 상기 일치 여부 판단에 의하여 변속기의 직결 상태 여부를 알 수 있게 되는 것이다.
상기 일치 여부 판단단계(S230)에서 일치하는 변속비가 있는 경우에는 상기 검출된 차속이 설정속도 이상인가 판단한다(S240).
상기 설정속도는 본 발명에 의한 연료 차단 제어방법이 사용될 필요가 없을 정도로 낮은 임의의 속도로 설정될 수 있으며, 일예로는 시속5km로 설정될 수 있다.
차속이 설정속도 이상인 경우에는 상기 변속기 상태 레지스터를 통해 변속기 제어수단으로부터 전/후진 신호가 입력되었는지 판단한다(S250).
전/후진 신호가 입력되지 않는 경우에는, 상기 일치 여부 판단단계(S230)에서 직결 상태인데 전/후진 신호가 입력되지 않으므로 수동변속기임으로 판단할 수있고, 또한 변속기의 상태가 직결 상태이므로 연료 차단 회전수를 로우(LOW) 값으로 설정한다(S260).
연료 차단 회전수가 로우(LOW) 값으로 설정된 후에는 상기 설정된 값이 변동되기 전까지는 상기 설정된 값으로 엔진 연료 공급이 제어되게 된다.
상기 일치 여부 판단단계(S230)에서 일치하는 변속비가 없거나, 상기 차속 판단단계(S240)에서 차속이 설정속도 이상이 아니거나, 상기 전/후진 상태 신호 판단단계(S250)에서 전/후진 상태 신호가 있는 경우에는, 연료 차단 회전수를 하이(HIGH) 값으로 설정한다(S270).
연료 차단 회전수가 하이(HIGH) 값으로 설정된 후에는 상기 설정된 값이 변동되기 전까지는 상기 설정된 값으로 엔진 연료 공급이 제어되게 된다.
연료 차단 회전수를 로우(LOW) 값 또는 하이(HIGH) 값으로 설정한 엔진 제어수단은 시동이 종료되었는지 판단하고(S280), 시동이 종료되지 않은 경우에는 상기 차속 및 엔진 회전수 검출단계(S210)로 진행하고, 시동이 종료된 경우에는 연료 차단 제어방법은 종료한다.
이상으로 본 발명의 연료 차단 제어방법에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 자동변속기 차량과 수동변속기 차량에 공용되는엔진 제어수단으로, 간단한 프로그램의 변경만으로도 수동변속기 차량에서는 연료 차단 회전수 영역을 확대할 수 있고, 또 이로 인하여, 연료를 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출수단 및 차속을 검출하는 차속 검출수단으로부터 검출 데이터를 입력받아 연료공급수단을 제어하며, 설정된 하이(HIGH) 값 및 로우(LOW) 값으로 선택적으로 설정되는 연료 차단 회전수가 저장되는 엔진 제어수단에서,
    (a) 차량의 변속기가 수동변속기인가 판단하고, 변속기 상태가 엔진과 직결 상태인가를 판단하는 단계; 및
    (b) 수동변속기이고, 직결 상태인 경우에 연료 차단 회전수를 로우(LOW) 값으로 설정하는 단계를 포함하되,
    상기 직결 상태 여부는, 차속 및 엔진 회전수를 검출하여 상기 검출된 엔진 회전수 및 차속으로부터 산출 감속비를 계산하고, 상기 산출 감속비와 일치하는 변속비가 있는지 판단한 후, 일치하는 변속비가 있는 경우에는 직결 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료 차단 제어방법.
  2. 제1항에서,
    (c) 상기(a)단계에서 수동변속기가 아니거나, 직결 상태가 아니라고 판단된 경우에는 연료 차단 회전수를 하이(HIGH) 값으로 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 차단 제어방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 엔진 제어수단은 변속기 상태 레지스터를 구비하고,
    상기 수동변속기 여부는 상기 변속기 상태 레지스터에 의하여 판단하는 것을 특징으로 하는 연료 차단 제어방법.
  5. 제4항에서,
    상기 (a) 단계 후에는,
    (d) 상기(a)단계에서 수동변속기이고, 직결 상태인 경우에 차속이 설정속도 이상인가 판단하는 단계;
    를 더 포함하고
    상기 (b) 단계는, 상기(d)단계에서 차속이 설정속도 이상인 것으로 판단된 경우에 한하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연료 차단 제어방법.
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