KR101251760B1

KR101251760B1 - 엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101251760B1
Application number: KR1020110047247A
Authority: KR
Inventors: 서인근; 김성재
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2013-04-05
Also published as: KR20120129152A

Abstract

본 발명은 엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법은 운전자에 의한 가속페달 동작여부를 확인하기 위해 가속페달(11)의 동작신호를 확인하고, 동작된 상기 가속페달(11)의 변위를 측정하는 가속페달 확인단계(S10); 상기 가속페달 확인단계(S10)에서 측정된 상기 가속페달(11)의 변위에 따라 운전자가 필요로 하는 엔진 출력토크(Tor1)를 계산하는 요구 토크 계산단계(S20); 상기 가속페달 확인단계(S10)에서 상기 가속페달(11)의 동작이 확인된 때, 현재의 엔진온도(Ts)를 측정하여 기설정된 임계 엔진온도(Tt)와 비교하는 엔진온도 확인단계(S30); 상기 엔진온도 확인단계(S30)에서 확인된 현재의 엔진온도(Ts)에 따라 상기 요구 토크 계산단계(S20)에서 계산한 요구 토크값(Tor1)을 설정된 필터값(P)에 의해 필터링하는 요구 토크 필터링단계(S40); 및 상기 요구 토크 필터링단계(S40)에서 필터링된 보정 토크값(Tor2)에 따라 엔진을 구동하는 엔진 구동단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 따라서 시동 초기 엔진 온도가 임계온도 이상으로 높아지지 않은 상태에서 운전자가 가속페달을 밟더라도, 운전자의 요구 토크를 필터링한 보정 토크값에 의해 엔진이 구동되도록 함으로써, 저온에서 엔진이 급가속될 때 발생되는 유해 배기가스의 양을 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

Description

엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 그 방법{Sudden acceleration preventing device and method thereof at low engine temperature}

본 발명은 엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시동 초기 차량의 엔진이 저온일 때 운전자가 가속페달을 급하게 밟아 일시에 큰 엔진 토크를 요구하더라도, 운전자의 요구에 반하여 엔진 토크를 엔진 온도 상승에 맞추어 서서히 증대시킴으로써 엔진 저온 연소 시 발생할 수 있는 유해 배기가스의 발생을 감소시키도록 한 엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량은 시동 후 엔진이 충분히 예열되지 않은, 따라서 엔진의 온도가 높지 않은 상태에서 주행이 개시되면, 엔진 저온으로 인해 야기되는 마찰 토크를 보상하기 위해 토크를 추가하도록 되어 있다.

이에 따라 모자라는 구동토크를 보상할 수 있지만, 운전자가 엔진 rpm을 높이기 위해 가속페달을 밟는 경우, 차량은 운전자가 요구하는 토크를 엔진출력에 그대로 반영하기 위해 아직 임계온도 이상으로 온도가 높지 않은 차가운 엔진에 다량의 연료를 분사하게 되므로, HC, Nox, CO 등과 같은 유해 배기가스가 다량으로 배출하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 엔진 저온 급가속 시 다량의 유해 배기가스가 발생되는 위와 같은 종래의 차량이 가진 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 엔진의 온도가 임계온도 이상 높아지지 않은 시동 초기에 운전자가 무리하게 가속페달을 밟아 높은 출력토크를 요구하더라도, ECU 등 제어부에 의해 운전자의 갑작스러운 토크 증가요구를 배제하고 요구 토크에 이르는 데까지 소요되는 시간을 연장함으로써, 엔진 가열 시간을 확보하여 저온 엔진에서의 연소로 인한 유해 배기가스 발생을 최소화하고자 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 운전자에 의한 가속페달 동작여부를 확인하기 위해 상기 가속페달의 동작신호를 확인하고, 동작된 가속페달의 변위를 측정하는 가속페달 확인단계; 상기 가속페달 확인단계에서 측정된 상기 가속페달의 변위에 따라 운전자가 필요로 하는 엔진 출력토크를 계산하는 요구 토크 계산단계; 상기 가속페달 확인단계에서 상기 가속페달의 동작이 확인된 때, 현재의 엔진온도를 측정하여 기설정된 임계 엔진온도와 비교하는 엔진온도 확인단계; 상기 엔진온도 확인단계에서 확인된 현재의 엔진온도에 따라 상기 요구 토크 계산단계에서 계산한 요구 토크값을 설정된 필터값에 의해 필터링하는 요구 토크 필터링단계; 및 상기 요구 토크 필터링단계에서 필터링된 보정 토크값에 따라 엔진을 구동하는 엔진 구동단계;를 포함하여 이루어지는 엔진 저온 시 급가속 방지방법을 제공한다.

또한, 상기 요구 토크 필터링단계는 상기 엔진온도 확인단계에서 확인된 현재의 엔진온도가 임계 엔진온도 미만인 때, 상기 요구 토크값에 상기 필터값을 차감하여 상기 요구 토크값을 상기 보정 토크값으로 변경하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 엔진온도 확인단계에서 확인된 현재의 엔진온도가 임계 엔진온도 이상인 때, 상기 요구 토크 필터링단계를 거치지 않은 상기 요구 토크값을 상기 엔진 구동단계로 그대로 출력하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 필터값은 양의 단일 펄스값인 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 운전자에 의해 작동되는 가속페달의 변위거리를 측정하는 가속페달 위치센서; 상기 가속페달 위치센서에 의해 상기 가속페달의 변위가 확인된 때, 엔진의 온도를 측정하는 엔진온도센서; 상기 가속페달 위치센서에 의해 측정된 상기 가속페달의 변위에 의해 운전자가 원하는 엔진 요구 토크를 계산하고, 상기 엔진온도센서로 측정된 상기 엔진의 온도에 따른 설정 필터값에 의해 위에서 계산된 요구 토크값을 필터링하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 필터링된 보정 토크값에 따라 스로틀밸브의 개도를 조정하는 스로틀밸브 구동부;를 포함하여 구성되는 엔진 저온 시 급가속 방지장치를 제공한다.

따라서, 본 발명의 엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 그 방법에 의하면, 시동 초기 엔진 온도가 임계온도 이상으로 높아지지 않은 상태에서 운전자가 가속페달을 밟아 급속한 토크 증대를 요구하더라도, 현재의 엔진온도가 임계온도에 미치지 못한 것이 확인되면 제어부는 운전자의 요구 토크를 기설정된 필터값에 의해 필터링하고, 이렇게 변경된 보정 토크에 따라 엔진을 구동한다. 따라서, 운전자 요구 토크는 시간 경과에 따라 엔진온도가 임계값 이상으로 상승한 후에 피크값에 도달하므로, 임계온도 이하의 엔진에서 급격한 연소가 일어날 때 발생하는 유해 배기가스의 양을 대폭적으로 감소시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 저온 시 급가속 방지장치를 모식적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 엔진 저온 시 급가속 방지방법을 개략적으로 도시한 블록도.
도 3은 도 3에 도시된 급가속 방지방법을 순차적으로 도시한 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 엔진 저온 시 급가속 방지방법에 의해 보정된 엔진 출력토크를 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 저온 시 급가속 방지장치 및 방법을 첨부도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 엔진 저온 시 급가속 방지장치는 도 1에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 가속페달 위치센서(3;APS), 엔진온도센서(5), 제어부(7), 및 스로틀밸브 구동부(9)를 포함하여 구성된다.

여기에서, 상기 가속페달 위치센서(3)는 가속페달(11)의 변위위치를 측정하는 감지수단으로서, 도 1에 도시된 것처럼 운전자가 차량 가속을 위해 가속페달(11)을 밟은 때, 이로 인해 이동하는 가속페달(11)의 변위를 감지하여 변위된 거리를 측정하고, 측정된 변위값 신호를 제어부(7) 즉, ECU(13)에 전달한다.

상기 엔진온도센서(5)는 말 그대로 차량 엔진의 온도를 측정하는 감지수단으로서, 일반적인 엔진온도센서와 마찬가지로 서모스탯 등에 의해 엔진냉각수의 온도를 측정하도록 되어 있는 바, 도 1에 도시된 것처럼 제어부(7)에 연결되어 가속페달 위치센서(3)에 의해 가속페달(11)의 변위가 확인된 때, 엔진의 온도를 측정하여 제어부(7)로 전송하도록 되어 있다.

상기 제어부(7)는 엔진 저온 시 급가속 방지장치(1) 전반을 제어하는 수단으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 ECU(13)와 스로틀밸브 제어부(15; TVC Throttle Valve Controller)와 같은 제어수단을 이르는 바, 가속페달(11)의 변위를 측정한 가속페달 위치센서(3)에서 전송하는 변위값 신호를 수신하고, 이 신호를 이용해 운전자가 가속페달(11)을 작동하여 얻고자 한 엔진출력 즉, 도 4의 요구 토크값(Tor1)를 계산한다. 제어부(7)는 또한 엔진온도센서(5)에 의해 측정된 엔진의 온도값(Ts) 신호를 수신하여 도 4에 도시된 것처럼 엔진 온도가 임계온도(Tt)보다 낮을 때 기설정되어 있는 필터값(P)에 의해 위에서 계산된 엔진 요구 토크값(Tor1)을 필터링한다. 이때, 필터값(P)은 엔진온도가 임계온도(Tt)를 넘어설 때까지 유지되는 양(+)의 단일 펄스값인 것이 바람직하다.

끝으로, 상기 스로틀밸브 구동부(9)는 제어부(7) 즉, 스로틀밸브 제어부(15)의 명령에 따라 스로틀밸브의 개도를 조정하는 구동수단으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(7)와 스로틀밸브(19)에 전기적 또는 기계적으로 연결되어 위와 같이 필터링된 보정 토크값(Tor2)에 의해 제어부(7)에서 결정되어 전달되는 구동명령에 따라 구동모터를 동작시킴으로써 스로틀밸브(19)의 개도를 조정한다. 이렇게 해서 조정된 스로틀밸브(19)의 개도는 스로틀 개도센서(21;TPS)에 의해 측정되어 스로틀밸브 제어부(15)로 피드백된다.

이제, 위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 엔진 저온 시 급가속 방지방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 급가속 방지방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 크게, 가속페달 확인단계(S10), 요구 토크 계산단계(S20), 엔진온도 확인단계(S30), 요구 토크 필터링단계(S40), 및 엔진구동단계(S50)로 이루어진다.

여기에서, 먼저 상기 가속페달 확인단계(S10)는 가속페달의 동작상태를 확인하는 단계로서, 차량의 시동이 켜진 상태에서, 운전자가 가속페달(11)을 밟아 동작시켰는지 여부를 확인하고, 가속페달(11)이 동작된 것으로 확인된 때 가속페달(11)의 변위를 측정하는 바, 가속페달 위치센서(3)를 통해 운전자에 의한 가속페달(11) 동작여부를 뿐 아니라, 동작된 가속페달(11)의 변위까지 확인한다.

상기 요구 토크 계산단계(S20)는 실제 운전자가 원하는 엔진 출력토크를 계산하는 단계로서, 도 3에 도시된 바와 같이 가속페달 확인단계(S10)에서 가속페달(11)의 동작이 확인되고, 가속페달 위치센서(3)에 의해 가속페달(11)의 변위가 측정되면, 측정된 변위값에 따라 운전자가 필요로 하는 엔진 출력토크 즉, 엔진 요구 토크값(Tor1)을 계산한다.

상기 엔진온도 확인단계(S30)는 현재의 엔진온도가 엔진 요구 토크값(Tor1)을 필터링할 필요가 있는 온도인지 여부를 확인하는 단계로서, 먼저 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 시동이 켜진 상태에서 가속페달(11)이 동작된 때, 엔진온도센서(5)에 의해 현재의 엔진온도(Ts)를 측정하여 제어부(7)의 ECU(13)로 전송한다. 그리고 나서, 전송된 현재의 엔진온도값(Ts)은 기설정된 임계 엔진온도(Tt)와 제어부(7) ECU(13)에 의해 비교되며, 비교결과에 따라 엔진 요구 토크값(Tor1)에 대한 필터링 여부가 결정된다.

상기 요구 토크 필터링단계(S40)는 현재의 엔진 온도가 임계값을 밑돌 때 운전자가 요구하는 엔진출력을 필터링하는 단계로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 엔진온도 확인단계(S30)에서 확인된 현재의 엔진온도(Ts)에 따라 즉, 엔진온도(Ts)가 제어부(7)에 기설정된 임계 엔진온도(Tt)보다 낮은 때, 요구 토크 계산단계(S20)에서 계산한 요구 토크값(Tor1)을 설정된 필터값(P)에 의해 필터링한다.

이와 같이, 엔진온도 확인단계(S30)에서 확인된 현재의 엔진온도(Ts)가 임계 엔진온도보다 낮을 때, 제어부(7)는 도 4에 도시된 것처럼 요구 토크값(Tor1)에 대해 기설정된 필터값(P)을 차감하여 요구 토크값(Tor1)을 보정 토크값(Tor2)으로 변경한다. 따라서, 출력토크는 도 4의 상단에 도시된 것처럼 피크값에 이르는데 시간 지연이 발생하므로, 저온에서는 가속페달(11)이 동작함에도 불구하고 곧바로 운전자의 요구를 반영하여 토크값을 출력하지 않음으로써, 저온에서의 연료 연소로 인한 유해 배기가스 발생량 증가를 억제할 수 있게 된다.

그러나, 엔진온도 확인단계(S30)에서 확인된 현재의 엔진온도(Ts)가 임계 엔진온도 (Tt) 이상인 때는 운전자의 요구 토크값(Tor1)을 필터링할 필요가 없으므로, 요구 토크값(Tor1)을 요구 토크 필터링단계(S40)를 거치지 않고 요구 토크 계산단계(S20)에서 계산한 그대로 엔진 구동단계(S50)로 출력하면 된다.

상기 엔진 구동단계(S50)는 엔진에서 최종적으로 구동토크를 출력하는 단계로서, 현재의 엔진온도(Ts)에 따라 선택되는 요구토크 필터링단계(S40)에서 필터링을 거친 보정 토크값(Tor2) 또는 필터링을 거치지 않은 요구 토크값(Tor1)에 알맞게 스로틀밸브 구동부(9)를 동작함으로써 스로틀밸브(19)의 개도를 조정하여 엔진을 구동한다.

1 : 급가속 방지장치 3 : 가속페달 위치센서
5 : 엔진온도센서 7 : 제어부
9 : 스로틀밸브 구동부 11 : 가속페달
13 : ECU 15 : 스로틀밸브 제어부

Claims

운전자에 의한 가속페달 동작여부를 확인하기 위해 상기 가속페달의 동작신호를 확인하고, 동작된 가속페달의 변위를 측정하는 가속페달 확인단계;
상기 가속페달 확인단계에서 측정된 상기 가속페달의 변위에 따라 운전자가 필요로 하는 엔진 출력토크를 계산하는 요구 토크 계산단계;
상기 가속페달 확인단계에서 상기 가속페달의 동작이 확인된 때, 현재의 엔진온도를 측정하여 기설정된 임계 엔진온도와 비교하는 엔진온도 확인단계;
상기 엔진온도 확인단계에서 확인된 현재의 엔진온도에 따라 상기 요구 토크 계산단계에서 계산한 요구 토크값을 설정된 필터값에 의해 필터링하는 요구 토크 필터링단계; 및
상기 요구 토크 필터링단계에서 필터링된 보정 토크값에 따라 엔진을 구동하는 엔진 구동단계;를 포함하고,
상기 요구 토크 필터링단계는 상기 엔진온도 확인단계에서 확인된 현재의 엔진온도가 임계 엔진온도 미만인 때, 상기 요구 토크값에 상기 필터값을 차감하여 상기 요구 토크값을 상기 보정 토크값으로 변경하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 저온 시 급가속 방지방법.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 엔진온도 확인단계에서 확인된 현재의 엔진온도가 임계 엔진온도 이상인 때, 상기 요구 토크 필터링단계를 거치지 않은 상기 요구 토크값을 상기 엔진 구동단계로 그대로 출력하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 저온 시 급가속 방지방법.
제1 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 필터값은 양의 단일 펄스값인 것을 특징으로 하는 엔진 저온 시 급가속 방지방법.
삭제