KR20040102280A - 차량의 엔진 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 엔진 제어에서 스로틀 위치 센서에서 검출되는 신호의 변화가 노이즈의 유입으로 인한 신호의 변동인지를 판단하여 연료 분사량을 안정되게 제어하도록 하는 것으로,

차량의 상태 정보를 판독하여 각 센서가 정상이며, 엔진 회전수가 TPS 진단조건을 만족하는지를 판단하는 과정과; TPS의 진단 조건을 만족하면 TPS의 전압에 변화가 검출되는지를 판단하는 과정과; TPS의 전압 변화가 노이즈의 유입으로 인한 변화인지를 판단하는 과정과; 상기에서 노이즈의 유입에 의한 전압의 변화이면 MAP센서로 측정되는 공기 압력을 적용하여 연료 분사량을 결정 제어하고, 운전자의 의지에 의한 전압의 변화이면 TPS 신호에 대한 이론값에 따라 공기량을 산출하여 연료 분사량을 제어하는 과정을 포함하며, TPS의 전압 변화가 노이즈의 유입에 의한 것인지를 판단하는 것은 변화 이전 시점의 TPS 전압값과 현재의 전압값의 차이가 설정값 이하이고, 전압값의 차이가 설정값 이상이며, MAP센서에서 측정되는 공기 압력이 설정값 이하인 경우 노이즈 유입에 의한 TPS의 전압 변동으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 엔진 제어장치 및 방법{ENGINE CONTROL APPARATUS OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명의 차량의 엔진 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 스로틀 위치 센서(Throttle Position Sensor ; 이하 'TPS'라 칭한다.)에서 검출되는 신호의 변화가 노이즈(Noise)의 유입으로 인한 신호의 변동인지를 판단하여 연료 분사량을 안정되게 제어하도록 하는 차량의 엔진 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서 엔진 제어, 즉 연료 분사량을 산출 및 제어하기 위해서는 TPS의 신호를 이용하는데, 엔진 제어수단에 TPS 신호의 변화가 검출되면 엔진 제어수단은 검출되는 TPS 신호에 상응하는 흡기 매니폴더의 압력을 계산하고, 이 계산된 압력을 이용하여 공기량을 산출하며, 산출된 공기량에 대하여 설정된 맵 테이블로부터 연료량을 추출하여 각 연소실에 추출된 연료량을 분사하여 준다.

이때, TPS 신호를 통해 계산한 흡기 매니폴더의 압력에 따른 공기량과 공기량 센서(Air Flow Sensor ; AFS)에서 측정되는 실제적인 흡입 공기량에 차이가 발생하는 경우 엔진 제어수단은 TPS 신호를 통해 계산된 공기량이 AFS에서 측정되는 공기량에 근접하도록 보정하여, 그에 상응하는 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하여 준다.

상기한 바와 같이 연료량 산출을 위해 흡기 매니폴더의 압력을 계산함에 있어 TPS의 신호를 이용하므로, TPS의 변화가 발생되지 않은 상태에서 주변장치의 영향으로 노이즈가 유입되거나 서지 전압이 유입되면 TPS의 출력신호에 변화가 발생되므로, 이에 따라 엔진 제어수단에서는 TPS의 변화가 발생된 것으로 인식된다.

따라서, 노이즈 혹은 서지 전압에 의해 TPS의 변화가 검출되는 경우 엔진 제어수단은 신호의 변화에 대응되는 압력을 계산하고, 이로부터 공기량을 계산하여 그에 상응하는 연료량을 각 연소실에 분사하게 된다.

그러나, 실제 측정되는 흡기 매니폴더내의 압력에는 변화가 없고, 실질적으로 유입되는 공기량도 일정하게 유지되나, 연소실에는 TPS의 변화로부터 산출된 공기량에 대응되는 연료가 분사됨에 따라 필요 이상의 많은 연료량이 공급되어 연소 불량을 초래하여 배기가스를 불안정하게 하고, 심한 경우 엔진 스톨(Stall)이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 TPS에서 출력되는 신호의 변화가 검출되는 이 신호의 변화가 노이즈의 유입으로 인한 신호의 변동인지를 판단하여 연료 분사량을 안정되게 제어하도록 함으로써, 엔진 회전수의 부조 및 스톨 발생을 방지하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어장치에 대한 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 차량에서 엔진 제어를 수행하는 일 실시예의 흐름도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가속 페달과 연동되어 구동되는 스로틀 밸브의 개도 변화를 검출하여 전압으로 출력하는 스로틀 개도 검출수단과; 현재의 주행 차속을 검출하여 전압으로 출력하는 차속 검출수단과; 엔진 회전수를 검출하여 전압으로 출력하는 엔진 회전수 검출수단과; 흡기 매니폴더로 유입되는 공기의 압력을 검출하여 전압으로 출력하는 압력 검출수단과; 상기 스로틀 개도 검출수단의 신호 변화가 검출되면 운전자의 의지에 의한 변화인지 주변장치로부터의 노이즈 유입에 의한 신호의 변화인지를 판단하여 연료 분사량을 산출 제어하는 제어수단과; 공기량에 대한 기본 연료량의 맵 데이터가 설정되는 메모리수단과; 상기 제어수단에서 인가되는 듀티 신호에 따라 아이들 패스를 조정하는 아이들 속도 조정수단과; 상기 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 설정된 시간 동안 노즐이 개폐되어 산출된 연료량을 분사하는 연료분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 차량의 상태 정보를 판독하여 각 센서가 정상이며, 엔진 회전수가 TPS 진단조건을 만족하는지를 판단하는 과정과; TPS의 진단 조건을 만족하면 TPS의 전압에 변화가 검출되는지를 판단하는 과정과; TPS의 전압 변화가 노이즈의 유입으로 인한 변화인지를 판단하는 과정과; 상기에서 노이즈의 유입에 의한 전압의 변화이면 측정되는 공기 압력을 적용하여 연료 분사량을 결정 제어하고, 운전자의 의지에 의한 전압의 변화이면 TPS 신호에 대한 이론값에 따라 공기량을 산출하여 연료 분사량을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 TPS의 전압 변화가 노이즈의 유입에 의한 것 인지의 판단은, 변화 이전 시점의 TPS 전압값과 현재의 전압값의 차이가 설정값 이하이고, TPS 전압에서 산출되는 이론치의 압력과 MAP센서로부터 측정되는 압력간의 차이가 설정값 이상이며, TPS 전압에서 산출되는 이론치의 압력값 변화가 설정값 이상인 경우 노이즈 유입에 의한 TPS의 전압 변동으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어장치는 TPS(10)와 차속센서(20), RPM 센서(30), MAP센서(40), 제어부(50), 메모리부(60), ISA(70) 및 인젝터(80)로 구성되는데, TPS(10)는 가속 페달과 연동되어 구동되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)측에 인가한다.

차속센서(20)는 현재의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)측에 인가하는데, 수동 변속기를 장착한 차량인 경우 트랜스퍼 드리븐 기어(Transfer Driven Gear)의 회전속도 검출을 통해 차속을 검출하고, 자동 변속기를 장착한 차량인 경우에는 PG-B 센서의 신호로부터 차속을 검출한다.

RPM 센서(30)는 크랭크 샤프트(Crank Shift) 혹은 캠 샤프트(Cam Shift)의 회전으로부터 현재의 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)측에 인가한다.

MAP센서(40)는 흡기 매니폴더로 유입되는 공기의 압력을 검출하여 그에 대한정보를 제어부(50)측에 인가한다.

제어부(50)는 상기 TPS(10)의 신호 변화가 검출되면 운전자의 가속 의지에 의한 신호의 변화인지 주변장치로부터의 노이즈 유입에 의한 신호의 변화인지를 판단하여 연료 분사량을 산출 제어한다.

메모리부(60)는 유입되는 공기량에 대한 기본 연료량의 맵 데이터가 테이블로 설정된다.

ISA(70)는 엔진의 아이들 속도 제어를 위하여 제어부(50)에서 인가되는 듀티 신호에 따라 아이들 패스를 조정하여 엔진의 아이들 회전수를 조정한다.

인젝터(80)는 제어부(50)에서 인가되는 제어신호에 따라 설정된 시간 동안 노즐이 개폐되어 산출된 연료량을 대응되는 각 연소실에 분사하여 준다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성으로부터 TPS 신호가 노이즈에 의한 변화인지를 진단하여 연료 분사량을 제어하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 엔진 시동이 온을 유지하게 되면 제어부(50)는 차량의 제반적인 상태 정보를 판독하여(S101), TPS, ISA, 차속센서 등이 에러가 발생되지 않은 정상적인 상태이고, 현재의 엔진 회전수가 TPS의 진단 조건을 만족하는지를 판단한다(S102).

상기에서 TPS의 진단조건을 만족하지 않는 상태이면 TPS의 진단모드를 진입하지 않고, TPS의 진단 조건을 만족하면 TPS의 진단모드로 진입하여(S103), TPS로부터 측정되는 전압값에 변화가 검출되는지를 판단한다(S104).

상기에서 TPS로부터 측정되는 전압값에 변화가 검출되면 현재 측정되는 TPS전압값과 이전에 측정된 TPS 전압값의 차이를 비교하여 그 차이가 설정된 기준값 이하인지를 판단한다(S105).

상기의 비교에서 TPS 전압값의 차이가 설정된 기준값 이하를 만족하는 것으로 판단되면 그 차이가 설정된 기준값 이상인지를 판단한다(S106).

상기에서 설정된 기준값 이상으로 판단되면 현재 MAP센서(40)로부터 측정되는 공기의 압력값이 설정된 기준값 이하인지를 판단한다(S107).

상기 S107에서 현재 측정되는 공기의 압력값이 설정된 기준값 이하인 것으로 판단되면 현재 검출되는 TPS의 변화는 노이즈의 유입에 의한 변화인 것으로 판단하여(S108), MAP센서(40)에서 측정되는 압력으로부터 흡입 공기량을 계산하고(S109), 이에 따라 연료 분사량을 산출하여 인젝터(80)의 개폐시간을 제어하여 산출된 연료량을 분사하여 준다(S110).

또한, 상기 S105에서 TPS 전압의 측정값 변화가 설정된 기준값 이상이거나, S106에서 TPS 전압 측정값의 차이가 설정값 이하인 경우, S107에서 MAP(센서)에서 측정되는 공기 압력값이 설정값 이상인 경우에는 TPS의 변화는 운전자의 의지에 의한 실질적인 변화로 판단하여 TPS 신호의 변화에 대한 이론값을 적용하여(S111), 공기량을 계산하고(S112), 계산된 공기량에 따라 연료 분사량을 산출하여 인젝터(80)의 구동 제어를 통해 산출된 연료량을 각 연소실에 분사 제어한다 (S110).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 TPS의 신호 변화가 노이즈 유입에 의한 변동인지를 판단하여 노이즈 유입에 의한 변화인 것으로 판단되는 경우 MAP센서에서 측정되는 공기 압력에 따라 연료 분사량을 제어하고, 실질적인 TPS의 작동에 의한 변화인 것으로 판단되면 이론적 공기량을 적용함으로써, 엔진 드롭 및 스톨이 방지되어 안정성이 제공된다.

Claims (3)

1. 가속 페달과 연동되어 구동되는 스로틀 밸브의 개도 변화를 검출하여 전압으로 출력하는 스로틀 개도 검출수단과;

   현재의 주행 차속을 검출하여 전압으로 출력하는 차속 검출수단과;

   엔진 회전수를 검출하여 전압으로 출력하는 엔진 회전수 검출수단과;

   흡기 매니폴더로 유입되는 공기의 압력을 검출하여 전압으로 출력하는 공기압력 검출수단과;

   상기 스로틀 개도 검출수단의 신호 변화가 검출되면 운전자의 의지에 의한 변화인지 주변장치로부터의 노이즈 유입에 의한 신호의 변화인지를 판단하여 연료 분사량을 산출 제어하는 제어수단과;

   공기량에 대한 기본 연료량의 맵 데이터가 설정되는 메모리수단과;

   상기 제어수단에서 인가되는 듀티 신호에 따라 아이들 패스를 조정하는 아이들 속도 조정수단과;

   상기 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 설정된 시간 동안 노즐이 개폐되어 산출된 연료량을 분사하는 연료분사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어장치.
2. 차량의 상태 정보를 판독하여 각 센서가 정상이며, 엔진 회전수가 TPS 진단조건을 만족하는지를 판단하는 과정과;

   TPS의 진단 조건을 만족하면 TPS의 전압에 변화가 검출되는지를 판단하는 과정과;

   TPS의 전압 변화가 노이즈의 유입으로 인한 변화인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 노이즈의 유입에 의한 전압의 변화이면 MAP센서로 측정되는 공기 압력을 적용하여 연료 분사량을 결정 제어하고, 운전자의 의지에 의한 전압의 변화이면 TPS 신호에 대한 이론값에 따라 공기량을 산출하여 연료 분사량을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 TPS의 전압 변화가 노이즈의 유입에 의한 것인지를 판단하는 것은,

   변화 이전 시점의 TPS 전압값과 현재의 전압값의 차이가 설정값 이하이고, 전압값의 차이가 설정값 이상이며, MAP센서에서 측정되는 공기 압력이 설정값 이하인 경우 노이즈 유입에 의한 TPS의 전압 변동으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어방법.