KR101316175B1 - 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법 - Google Patents

차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온의 외부조건과 등판과 같은 고출력이 필요한 운전조건에서 충분한 토크를 얻을 수 있도록 흡기관을 에어컨으로부터의 냉매가 유입되는 관로를 통과하도록 하여 고온의 흡기와 에어컨으로부터의 냉매 간의 열교환이 이루어지도록 함으로써 흡기관으로 유입되는 공기의 온도의 과다한 상승을 감소시켜 엔진 토크가 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법에 관한 것이다.
노킹(Knocking), 외부조건, 고온, 흡기관, 토크, 에어컨, 냉매, 열교환

Description

차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법{Diminishing apparatus of knocking in vehicle and method using the same}
본 발명은 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법에 관한 것으로, 특히 고온의 외부조건과 등판과 같은 고출력이 필요한 운전조건에서 충분한 토크를 얻을 수 있도록 흡기관을 에어컨으로부터의 냉매가 유입되는 관로를 통과하도록 하여 고온의 흡기와 에어컨으로부터의 냉매 간의 열교환이 이루어지도록 함으로써 흡기관으로 유입되는 공기의 온도의 과다한 상승을 감소시켜 엔진 토크가 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법에 관한 것이다.
ETC(Electronic Throttle Control)는 고온의 흡기 조건시, 엑셀 페달 개도량, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도에 따라 점화시기를 보정하여 노킹(Knocking) 발생을 방지하도록 점화시기를 제어한다. 그리고, ETC는 급가속 및 등판과 같은 고부하 운전시의 Tip-in 구간에서는 노킹의 1회 발생시마다 점화시 기를 지각시킴으로써 노킹의 발생을 감소시키고 있다.
ETC가 엑셀 페달 개도량, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도에 따라 점화시기를 최대 10° 내외로 지각시킴에 따라 노킹 발생을 방지하고 있으나, ETC는 점화시기 지각에 의한 발진 초기의 운전성 악화 및 가속도 부족과 같은 단점을 가진다. 그리고, 급가속 및 등판과 같은 고부하 운전시의 Tip-in 구간에서는 노킹의 발생 후에야 점화시기를 지각시켜 노킹의 발생을 감소시킬 뿐 근본적인 노킹 발생 방지 대책은 되지 못한다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃의 점화시기의 지각량(a)이 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 45℃의 점화시기 지각량(b) 대비 10°정도 더 지각됨에 따라 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃의 엔진 RPM(c)이 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 45℃의 엔진 RPM(d) 대비 느려지면서, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃ 의 가속도(e)가 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 45℃의 가속도(f) 대비 급격하게 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고온의 외부조건과 등판과 같은 고출력이 필요한 운전조건에서 충분한 토크를 얻을 수 있도록 흡기관을 에어컨으로부터의 냉매가 유입되는 관로를 통과하도록 하여 고온의 흡기와 에어컨으로부터의 냉매 간의 열교환이 이루어지도록 함으로써 흡기관으로 유입되는 공기의 온도의 과다한 상승을 감소시켜 엔진 토크가 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치는 엔진의 실린더로 공기를 유입하는 엔진 흡기관과; 상기 엔진 흡기관이 관통됨과 아울러 에어콘 냉매가 인입되는 열교환기와; 상기 엔진 흡기관으로 유입된 공기의 온도가 일정 온도를 초과하면 상기 열교환기로 상기 에어콘 냉매를 주입하는 전자 제어 유닛을 구비한다.
상기 열교환기는 상기 엔진 흡기관 인근에 설치된다.
상기 ECU는 외기온이 10℃ 이하인 때, 상기 에어콘의 미가동시 및 초기 가동시를 제외하고 상기 열교환기로 냉매를 주입한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소방법은 엑셀 페달 개도량, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도가 통상적으로 노킹을 일으킬 수 있는 조건인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 만족하면, 상기 엑셀 페달 개도량, 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 상기 냉각수 온도가 현재가 현재 운전상태에서 노킹을 일으킬 수 있은 조건인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 만족하면, 에어콘이 동작 중인가를 판단하는 제3 단계와; 상기 에어콘이 가동 중이면, 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하는가를 판단하는 제4 단계와; 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하면, 상기 에어콘으로부터 냉매를 열교환기로 주입하여 상기 열교환기를 관통하는 상기 흡기관을 지나는 공기의 온도를 70℃ 이하가 되도록 냉각시키는 제5 단계와; 상기 엑셀 페달 개도량, 상기 제5 단계에 의해 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 상기 냉각수 온도에 따라 점화시기를 지각시키는 제6 단계를 포함한다.
상기 제3 단계는, 외기온이 10℃ 이하인가와, 상기 에어콘이 초기 가동 중인가를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 차량의 노킹 감소방법은 상기 외기온이 10℃ 이하이거나, 상기 에어콘이 가동 중이 아니거나, 초기 가동 중이면 상기 제6 단계를 실시한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법은 엑셀 페달 개도량, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도에 따라 점화시기를 보정할 때, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하면, 열교환기로 에어콘으로부터의 냉매를 주입하여 열교환기를 관통하는 흡기관을 지나 는 공기의 온도는 70℃ 이하로 유지한다. 따라서, 실린더로 주입되는 공기 온도의 과다한 상승을 감소시킴으로써 엔진 토크가 저하되는 것을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치 및 이를 이용한 노킹 감소방법은 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하지 않도록 제어함으로써 급가속 및 등판과 같은 고부하 운전시의 Tip-in 구간에서 노킹이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치는 엔진의 실린더(2)로 공기를 유입하는 엔진 흡기관(4)과, 엔진 흡기관(4) 인근에 설치되며, 엔진 흡기관(4)이 관통됨과 아울러 도시하지 않은 에어콘으로부터의 냉매가 인입되는 열교환기(6)와, 엔진 흡기관(4)으로 유입된 공기가 일정 온도를 초과하면 열교환기(6)로 에어콘으로부터의 냉매를 주입하는 전자 제어 유닛(이하, ECU)(8)을 구비한다.
ECU(8)는 엑셀 페달 개도량, 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도에 따라 점화시기를 보정한다. ECU(8)는 엔진 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도가 차량의 가속도를 급격히 떨어뜨릴 수 있는 온도인 70℃를 초과하면, 에어콘으로부터의 냉매를 열교환기(6)로 주입한다. 열교환기(6)로 에어콘으로부터의 냉매가 인입되면 열교환기(6)를 관통하는 흡기관(4)을 지나는 공기의 온도는 40℃ ~ 70℃로 유지된다. 이때, ECU(8)는 외기온이 10℃ 이하로 낮은 겨울, 에어콘의 미가동시 및 초기 가동시에는 열교환기(6)로 냉매를 주입하지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치는 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도의 과다한 상승을 감소시킴으로써 엔진 토크가 저하되는 것을 감소시킬 수 있다. 또한, 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하지 않도록 제어함으로써 급가속 및 등판과 같은 고부하 운전시의 Tip-in 구간에서 노킹이 발생하는 것을 감소시키고 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소방법을 나타내는 순서이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소방법은 엑셀 페달 개도량, 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도가 통상적으로 노킹을 일으킬 수 있는 조건이고(S12), 엑셀 페달 개도량, 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도가 현재 운전상태에서 노킹을 일으킬 수 있은 조건인가를 판단한다(S14). 상기 S12 및 상기 S14 단계의 판단 결과, 엑셀 페달 개도량, 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도가 통상적으로 노킹을 일으킬 수 있는 조건이며, 현재 운전상황에서도 노킹을 일으킬 수 있은 조건이면, 에어콘이 동작 중인가를 판단한다(S16). 상기 S16 단계에서는 에어콘이 동작 중인가를 판단함과 아울러, 외기온이 10℃이하인가와, 에어콘의 초기 가동시인가를 함께 판단할 수도 있다. 상기 S16 단계의 판단 결과 에어콘이 가동 중이면, 본 발명의 차량의 노킹 감소방법은 현재 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하는가를 판단한다(S18). 상기 S16 단계의 판단 결과 에어콘이 가동 중이 아니면, 본 발명의 차량의 노킹 감소방법은 종래와 동일한 방법으로 점화시기를 지각시킨다(S20). 그리고, 상기 S18 단계의 판단 결과 현재 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하면, 본 발명의 차량의 노킹 감소방법은 에어콘으로부터 냉매를 열교환기(6)로 주입하여 열교환기(6)를 관통하는 흡기관(4)을 지나는 공기의 온도를 70℃ 이하가 냉각시킨 후(S22), 엑셀 페달 개도량, 상기 S22 단계에서 냉각되어 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도에 따라 점화시기를 지각시킨다(S24). 그리고, 상기 S18 단계의 판단 결과 현재 흡기관(4)으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하지 않으면, 본 발명의 차량의 노킹 감소방법은 종래와 동일한 방법으로 점화시기를 지각시킨다(S20).
도 1은 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 45℃와 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 70℃의 발진 초기의 가속도의 차이를 설명하기 위한 그래프,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소장치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 노킹 감소방법을 나타내는 순서이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 실린더 4 : 흡기관
6 : 열교환기 8 : ECU

Claims (5)

  1. 엔진의 실린더로 공기를 유입하는 엔진 흡기관과;
    상기 엔진 흡기관이 관통됨과 아울러 에어콘 냉매가 인입되는 열교환기와;
    상기 엔진 흡기관으로 유입된 공기의 온도가 일정 온도를 초과하면 상기 열교환기로 상기 에어콘 냉매를 주입하는 전자 제어 유닛을 구비하되,
    상기 전자 제어 유닛은, 외기온이 10℃ 이하인 때, 상기 에어콘의 미가동시 및 초기 가동시를 제외하고 상기 열교환기로 냉매를 주입하는 것을 특징으로 하는 차량의 노킹 감소장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 엔진 흡기관 인근에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 노킹 감소장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 차량의 노킹 감소장치를 이용하여 노킹을 감소하는 노킹 감소방법에 있어서,
    엑셀 페달 개도량, 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 냉각수 온도가 통상적으로 노킹을 일으킬 수 있는 조건인가를 판단하는 제1 단계와;
    상기 제1 단계를 만족하면, 상기 엑셀 페달 개도량, 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 상기 냉각수 온도가 현재가 현재 운전상태에서 노킹을 일으킬 수 있은 조건인가를 판단하는 제2 단계와;
    상기 제2 단계를 만족하면, 에어콘이 동작 중인가를 판단하는 제3 단계와;
    상기 에어콘이 가동 중이면, 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하는가를 판단하는 제4 단계와;
    상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 70℃를 초과하면, 상기 에어콘으로부터 냉매를 열교환기로 주입하여 상기 열교환기를 관통하는 상기 흡기관을 지나는 공기의 온도를 70℃ 이하가 되도록 냉각시키는 제5 단계와;
    상기 엑셀 페달 개도량, 상기 제5 단계에 의해 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도 및 상기 냉각수 온도에 따라 점화시기를 지각시키는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 노킹 감소방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    외기온이 10℃ 이하인가와, 상기 에어콘이 초기 가동 중인가를 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 외기온이 10℃ 이하이거나, 상기 에어콘이 가동 중이 아니거나, 초기 가동 중이면 상기 제6 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 노킹 감소방법.
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