KR100501280B1 - 차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법 - Google Patents

차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료 공급 중단 이후 연료 공급 보상량을 적정화하여 운전성을 안정시킬 수 있으며, 배기 가스 배출 저감 및 실화를 방지할 수 있는 차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하는 연료 보상 검출부와; 상기 연료 보상 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 설정 보상비를 비교하여 해당되는 연료 공급 보상 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 연료 공급 보상 제어신호의 입력에 따라 구동되어 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량 또는 감량시키는 연료 공급부를 포함하여 구성한다.

Description

차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법{FUEL FEEDING COMPENSATION CONTROL DEVICE OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 연료 공급 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 전자 제어 엔진을 장착한 차량의 경우 일정 엔진 회전수(RPM) 이상에서 감속 또는 타행 주행시, 연료 공급을 일시 중단하는 제어를 실시한다.
이러한 제어의 목적은 타행 주행시의 공연비가 지나치게 농후(RICH)한 상태에 의한 후연소 방지 및 연비 개선이 목적이다.
한편, 연료 공급 일시 중단 제어를 실시한 후 연료가 재 공급될시에는 일시적인 연료 부족 현상이 발생할 수밖에 없으므로 기본 설정 연료량 대비 일정 비율로 추가된 연료를 공급하게 된다.
연료 공급 중단(FUEL CUT)후 연료가 재 공급되는 엔진 회전수(RPM)가 일정하게 설정된 값이기 때문이다.
그러므로 기어비(GEAR RATIO) 또는 운전 습관 등의 차이에 따른 연료 공급 중단 지속 시간에 따라 적정 연료량 재보상이 실질적으로 어려운 상태가 된다.
따라서, 상대적으로 기어비 등이 높아 운전 영역이 고 엔진 회전수(RPM)인 차량은 연료 공급 중단 지속 시간이 길어져 연료 공급 중단 이후 연료가 다소 부족한 상태가 발생되어 감속 안정성 불안정 및 배기 가스(NOx)의 과다 배출 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 연료 공급 중단 이후 연료 공급 보상량을 적정화하여 운전성을 안정시킬 수 있으며, 배기 가스 배출 저감 및 실화를 방지할 수 있는 차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 연료 공급 보상 제어장치에 있어서, 상기 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하는 연료 보상 검출부와; 상기 연료 보상 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 설정 보상비를 비교하여 해당되는 연료 공급 보상 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 연료 공급 보상 제어신호의 입력에 따라 구동되어 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량 또는 감량시키는 연료 공급부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 연료 공급 보상 제어방법에 있어서, 상기 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하여 연료 보상비 비교조건 만족 여부를 판단하는 단계와; 연료 보상비 비교조건이 만족되면, 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 제1 설정 보상비를 비교하는 단계와; 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량하는 연료 공급 보상 증량 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어장치 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 차량의 연료 공급 보상 제어장치에 있어서, 연료 보상 검출부(110), 제어부(120), 연료 공급부(130)를 포함하여 구성한다.
연료 보상 검출부(110)는 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하는 다수개의 센서들로 구성되며, 그 구성은 차량의 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중에 포함된 산소의 농도를 검출하는 산소 센서와; 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도센서와; 차량의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출센서와; 스로틀 밸브의 개도상태를 검출하는 엔진 부하 센서를 포함한다.
제어부(120)는 연료 보상 검출부(110)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 설정 보상비를 비교하여 해당되는 연료 공급 보상 제어신호를 연료 공급부(130)로 공급한다.
즉, 제어부(120)는 산소 센서, 냉각수 온도센서, 엔진 회전수 검출센서, 엔진 부하 센서로부터 감지되어 입력되는 신호들을 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하게 된다.
일반적으로, 연료 보상비(FR)는 엔진의 배기 가스에 대한 농후/희박을 나타내는 지표가 되어, 연료 보상비(FR)가 연료량 학습치(FRA)의 1.0 영역에 있는가를 판단하게 된다.
이때 1.0을 기준하여 연료 보상비(FR)가 큰 값이면, 현재 배기 가스가 희박(Lean)하다는 의미이며, 연료량 학습치(FRA)를 증가시키는 제어동작을 수행한다.
반면에 연료 보상비(FR)가 1.0 보다 작은 값이면 현재 배기 가스가 농후(Rich)하다는 의미로서 연료량 학습치(FRA)를 감소시키는 제어동작을 수행한다.
본 발명의 실시예에서는 연료 보상비에 비교되는 설정 보상비를 제1 설정 보상비(1.1)와 제2 설정 보상비(0.9)로 설정한다.
따라서, 연료 보상비가 제1 설정 보상비(1.1)을 초과하면 현재 배기 가스가 희박(Lean)하다고 판단하여 연료 재공급시 연료량 학습치(FRA)를 증량시키는 제어동작을 수행한다.
이와는 반대로, 연료 보상비가 제2 설정 보상비(0.9) 미만이면 현재 배기 가스가 농후(Rich)하다고 판단하여 연료 재공급시 연료량 학습치(FRA)를 감량시키는 제어동작을 수행한다.
연료 공급부(130)는 제어부(120)로부터 공급되는 연료 공급 보상 제어신호의 입력에 따라 구동되어 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량 또는 감량시키는 기능을 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에서 제어부(120)는 연료 보상 검출부(110)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 엔진이 공회전 상태이거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상이면 연산된 연료 보상비(FR)와 제1 설정 보상비를 비교한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어장치는 차량의 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하는 타이머(140)를 더 포함하여 구성한다.
이러한 구성에서 제어부(120)는 타이머(140)를 통해 입력되는 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하고, 측정된 연료 공급 중단 지속 시간이 설정 시간을 초과하면 연산된 연료 보상비(FR)와 제1 설정 보상비를 비교한다.
상기와 같은 상태에서 제어부(120)는 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량하는 연료 공급 보상 증량 제어신호를 연료 공급부(130)로 공급한다.
연료 공급부(130)는 제어부(120)로부터 공급되는 연료 공급 보상 증량 제어신호의 입력에 따라 구동되어 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량시키는 기능을 수행한다.
한편, 제어부(120)는 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하지 않으면 연산된 연료 보상비(FR)와 제2 설정 보상비를 비교하고, 연산된 연료 보상비(FR)가 제2 설정 보상비 미만이면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 감량하는 연료 공급 보상 감량 제어신호를 연료 공급부(130)로 공급한다.
연료 공급부(130)는 제어부(120)로부터 공급되는 연료 공급 보상 감량 제어신호의 입력에 따라 구동되어 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 감량시키는 기능을 수행한다.
도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(120)는 연료 보상 검출부(110)를 통해 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하여 연료 보상비 비교조건 만족 여부를 판단한다(S210~S216).
예를 들어, 제어부(120)는 (S210, S212)에서 연료 보상 검출부(110)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 엔진이 공회전 상태이거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상이면 연료 보상비 비교조건이 만족된 것으로 판단하고, (S218)으로 진행한다.
연료량 학습치는 연료량을 증감시키는 요소로 사용된다.
그러나 연료량에 대한 학습 기능은 엔진이 충분히 웜업(Warm-up)된 후 설정 회전수 및 공기량 영역에서만 수행하게 된다
따라서, 본 발명의 실시예에서는 엔진이 공회전 상태이거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상인 경우에 연료 보상비 비교조건을 만족한 것으로 한다.
이와는 반대로, 제어부(120)는 (S210, S212)에서 연료 보상 검출부(110)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 엔진이 공회전 상태가 아니거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상이 아니면 (S214)으로 진행하여 차량의 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하고, (S216)으로 진행하여 측정된 연료 공급 중단 지속 시간이 설정 시간을 초과하면 연료 보상비 비교조건이 만족된 것으로 판단하여 (S218)으로 진행한다.
통상 연료 공급 중단(FUEL CUT) 후의 공연비 보상 불량 문제는 연료 공급 중단 지속 시간 차이에서 발생한다.
연료 공급 중단 지속 시간이 길어질수록 많은 양의 연료 공급이 이루어지지 않을 경우 연료량 부족에 기인한 실화 발생등 심각한 문제가 발생하게되며, 역으로 과다한 연료 공급을 하게될 경우는 후 연소 등이 발생하여 엔진에 심각한 타격을 주게된다.
따라서 연료 공급 중단 지속 시간에 따른 적절한 연료 보상량 조절이 중요한 결정 요소가 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는
첫째, 연료 공급 중단 지속 시간의 제한이 필요하며,
두 번째로 연료 보상량에 대한 학습에 의한 보상 연료량 증감이 가능하도록 하여 적정한 공연비 유지가 가능하게 하는 것이 필요하다.
만약, 전술한 (S210~S216)에서 연료 보상비 비교조건이 만족되면, 제어부(120)는 (S218)으로 진행하여 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 제1 설정 보상비를 비교한다.
이어서, 제어부(120)는 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하면 (S220)으로 진행하여 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량하는 연료 공급 보상 증량 제어동작을 수행한다.
한편, 제어부(120)는 전술한 (S218)에서 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하지 않으면 (S222)으로 진행하여 연산된 연료 보상비(FR)와 제2 설정 보상비를 비교한다.
그리고, 연산된 연료 보상비(FR)가 제2 설정 보상비 미만이면 제어부(120)는 (S224)으로 진행하여 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 감량하는 연료 공급 보상 감량 제어동작을 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법은 연료 공급 중단 이후 연료 보상량 적정화로 운전성을 안정시킬 수 있으며, 배기 가스 배출 저감 및 실화 방지 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어장치 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료 공급 보상 제어방법을 도시한 흐름도.

Claims (12)

  1. 차량의 연료 공급 보상 제어장치에 있어서,
    상기 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하는 연료 보상 검출부와;
    상기 연료 보상 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 설정 보상비를 비교하여 해당되는 연료 공급 보상 제어신호를 발생하는 제어부와;
    상기 제어부로부터 공급되는 연료 공급 보상 제어신호의 입력에 따라 구동되어 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량 또는 감량시키는 연료 공급부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 보상 검출부는
    상기 차량의 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중에 포함된 산소의 농도를 검출하는 산소 센서와;
    냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도센서와;
    상기 차량의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출센서와;
    스로틀 밸브의 개도상태를 검출하는 엔진 부하 센서를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 연료 보상 검출부를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 엔진이 공회전 상태이거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상이면 연산된 연료 보상비(FR)와 제1 설정 보상비를 비교하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 차량의 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하는 타이머를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 타이머를 통해 입력되는 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하고, 측정된 연료 공급 중단 지속 시간이 설정 시간을 초과하면 연산된 연료 보상비(FR)와 제1 설정 보상비를 비교하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어부는 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량하는 연료 공급 보상 증량 제어신호를 연료 공급부로 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하지 않으면 연산된 연료 보상비(FR)와 제2 설정 보상비를 비교하고, 연산된 연료 보상비(FR)가 제2 설정 보상비 미만이면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 감량하는 연료 공급 보상 감량 제어신호를 연료 공급부로 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어장치.
  8. 차량의 연료 공급 보상 제어방법에 있어서,
    상기 차량의 엔진 운전상태에서 연료 보상비(FR) 연산에 해당되는 신호를 검출하여 연료 보상비 비교조건 만족 여부를 판단하는 단계와;
    연료 보상비 비교조건이 만족되면, 기설정된 프로그램에 의하여 연료량 학습치(FRA)를 설정하고, 연료 보상비(FR)를 연산하며, 연산된 연료 보상비와 제1 설정 보상비를 비교하는 단계와;
    연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 증량하는 연료 공급 보상 증량 제어동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어방법.
  9. 제8항에 있어서, 연료 보상비 비교조건 만족 여부를 판단하는 단계에서 엔진이 공회전 상태이거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상이면 연료 보상비 비교조건이 만족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 연료 보상비 비교조건 만족 여부를 판단하는 단계는 엔진이 공회전 상태가 아니거나, 검출된 엔진 회전수가 연료 재공급 엔진 회전수 이상이 아니면 상기 차량의 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 연료 보상비 비교조건 만족 여부를 판단하는 단계에서 연료 공급 중단 지속 시간을 측정하고, 측정된 연료 공급 중단 지속 시간이 설정 시간을 초과하면 연료 보상비 비교조건이 만족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어방법.
  12. 제8항에 있어서, 연산된 연료 보상비(FR)가 제1 설정 보상비를 초과하지 않으면 연산된 연료 보상비(FR)와 제2 설정 보상비를 비교하는 단계와;
    연산된 연료 보상비(FR)가 제2 설정 보상비 미만이면 연료 재공급시 연료 보상 학습치를 감량하는 연료 공급 보상 감량 제어동작을 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 연료 공급 보상 제어방법.
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