KR20090061826A - 연료컷 설정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 연료 분사에 있어서 연료컷 설정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 RPM 최고점으로부터의 감소 경과시간인 타행시간을 카운팅하는 제1단계와, 상기 타행시간의 경과 시점 및 연료분사를 중지시키는 연료컷의 동작 여부에 따라, 연료컷 온(on)의 기점이 되는 연료컷 RPM 및 연료분사의 기점이 되는 연료분사 RPM을 미리 설정한 보정량만큼 상향 이동 또는 하향 이동시키는 제2단계와, 타행시간이 일정시간 경과하고 나서 연료컷이 동작하는 조건인 연료컷 RPM 정상조건을 만족할 때까지 상기 제1단계, 제2단계를 반복수행함으로써, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 단계적으로 상향 이동 또는 하향 이동시키는 제3단계를 포함한다.

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Description

연료컷 설정 방법{Method for setting fuel cut}

본 발명은 차량의 연료 분사에 있어서 연료컷 설정 방법에 관한 것이다.

근래의 차량 성능에 있어서 최대의 관심사는 연비 개선이다. 이는 상품성 측면뿐만 아니라 일부 연비 규제 측면에서도 매우 중요하다. 실제로 운전자가 느끼는 체감 연비는 공인연비와 차이가 나는 것이 사실이며, 운전자의 운전 습관 및 운전조건(도로사정 등)에 따라서도 많이 변하게 된다. 따라서 운전자에 따라 차량의 연비가 차이가 날 수가 있어 차량의 실제 연비 성능을 충족시킬 수 없다.

일반적으로 차량 연비를 향상시키는 방법에는, 연료 분사를 중지시키는 감속 연료컷(Fuel Cut) 제어 방법이 있는 데, 이것은 운전자가 주행 중 엑셀 페달에서 발을 떼고 감속하는 경우, 엔진에 연료 분사를 중지시킴으로써 불필요한 연료 소모를 방지하는 것이다.

이를 위하여 현재의 연료컷 로직은 각 기어 단수에 따른 최적의 RPM(엔진회전수)을 선정하여 이러한 RPM을 기준으로 연료컷 시기와 연료 재분사 시기를 결정한다.

연료컷 작동 상태를 도시한 도 1의 그래프를 참조하여 상술하면, 운전자가 가속 페달을 밟아 가속하여 RPM이 상승하고 있다가 가속 페달에서 발을 떼면, RPM이 감속되며, 트로틀 포지션 센서의 트로틀 값(TPS)이 아이들(IDLE) 상태인 TPS_idle 값이 되고, 이를 수신하게 되는 전자 제어 유니트(ECU; Electronic Control Unit)에서는, TPS ≤ TPS_idle 조건을 판단하여 이를 만족하면 감속상태로 판단하게 된다.

그리고, 상기 조건을 만족한 후, 엔진 회전수(RPM)가 고정값으로 설정된 연료컷 RPM 보다 떨어지는 경우, 연료 분사를 중지시켜 연료 컷 상태(ON)가 되도록 한다.

상기 연료컷 상태에서 RPM이 계속 떨어져 연료분사 RPM보다 더 떨어지는 경우에는 연료컷 상태를 오프시켜 연료 분사를 재개한다. 상기 연료컷 RPM과 연료분사 RPM은 각 기어 단수에 따라 고정된 상수 값을 가진다.

그런데, 상기와 같은 현재의 연료컷 로직은 운전자의 운전패턴과 운전조건에 따라 연료컷이 작동할 수도 있고 안 할 수도 있는 불확실성의 문제가 있다.

예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이 운전자가 높은 기어 단수로만 저속 주행할 경우 RPM은 낮아지게 되는데, 이렇게 RPM이 낮은 상태로 주행할 경우 연료컷이 전혀 작동하지 않는 경우가 발생한다.

만약, 이러한 문제를 해결하기 위하여 고정 상수값인 연료컷 RPM을 낮게 설정할 경우에는, 정상적인 운전자들에게는 운전성에 있어서 잦은 쇼크(shock) 불만을 야기할 수 있다.

본 발명은 각 운전자의 운전패턴을 연료컷 RPM으로 학습하여 주행 중에 연료컷이 보다 많이 적용할 수 있도록 하는 연비 개선 로직이다.

본 발명은 RPM 최고점으로부터의 감소 경과시간인 타행시간을 카운팅하는 제1단계와, 상기 타행시간의 경과 시점 및 연료분사를 중지시키는 연료컷의 동작 여부에 따라, 연료컷 온(on)의 기점이 되는 연료컷 RPM 및 연료분사의 기점이 되는 연료분사 RPM을 미리 설정한 보정량만큼 상향 이동 또는 하향 이동시키는 제2단계와, 타행시간이 일정시간 경과하고 나서 연료컷이 동작하는 조건인 연료컷 RPM 정상조건을 만족할 때까지 상기 제1단계, 제2단계를 반복수행함으로써, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 단계적으로 상향 이동 또는 하향 이동시키는 제3단계를 포 함한다.

상기 연료컷 설정 방법은, 미리 설정한 차량운행 정상 상태 조건이 충족된 경우에만, 상기 제1단계, 제2단계, 제3단계들을 진행하여 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 단계적으로 상향 이동 또는 하향 이동시킴을 특징으로 한다.

상기 차량운행 정상 상태 조건은, 차량 운행 상태가 아이들 상태이고, 차속 및 RPM이 최소 임계치 이상인 상태이고, 냉각수온이 임계치 이상인 상태이고, TIPS 및 차속센서의 에러가 검출되지 않은 상태임을 특징으로 한다.

상기 제2단계는, 상기 타행시간이 1초 경과하지 않은 상태에서 상기 연료컷이 작동될 경우에는, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 상기 보정량만큼 상향 이동시키는 단계와, 상기 타행시간이 3초 경과하였는데도 상기 연료컷이 작동되지 않는 경우에는, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 상기 보정량만큼 하향 이동시키는 단계를 포함한다.

상기 보정량은 기어 단수 별로 각각 달리 설정된다. 또한, 상기 연료컷 RPM 정상조건은, 상기 타행시간이 3초 경과하고나서 상기 연료컷이 작동하는 조건임을 특징으로 한다.

본 발명은 각 운전자의 운전패턴을 모니터링하여 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 가변시킴으로써, 효율적으로 연료컷이 작동할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명은 하드웨어의 추가 비용 발생 없이 기존 시스템에서 연비를 보다 효율적으로 관리할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 각 운전자의 운전패턴에 따라 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM이 하향 이동한 모습을 도시한 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 각 운전자의 운전패턴에 따라 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM이 상향 이동한 모습을 도시한 그래프이다.

이하에서, 상기 연료컷 RPM은 연료컷 작동 온되는 기준점이 되는 RPM을 말하고, 연료분사 RPM은 연료분사의 작동 기준점이 되는 RPM을 말한다.

본 발명은 기존에 상수로서 고정된 연료컷 RPM에 대하여, 실제 운전자의 운전패턴에 따라서 연료컷이 작동하는지를 모니터링하여, 이를 분석하여 연료컷 RPM 의 값을 상하 이동(shift)시켜 연료컷이 좀더 많이 작동하도록 한다. 또한, 연료컷 RPM의 상하 이동 크기와 동일한 크기 만큼 연료분사 RPM을 이동시켜, 결과적으로 연료컷 RPM과 연료분사 RPM을 상하 이동시킨다.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 A 운전자가 높은 기어 단수로만 저속 주행할 경우 RPM은 낮아지게 되는데, A 운전자의 이러한 운전 행태를 분석한 후 그에 따라 연료컷 RPM을 하향 이동시켜 연료컷이 더 자주 작동되도록 한다. 연료컷 RPM 하향 이동 시에 연료분사 RPM도 같은 크기 만큼 하향 이동되도록 한다.

반면에, 도 4에 도시한 바와 같이 B 운전자가 낮은 기어 단수로만 고속 주행할 경우 RPM은 높아지게 되는데, B 운전자의 이러한 운전 행태를 분석한 후 그에 따라 연료컷 RPM을 상향 이동시켜 연료컷을 오랫동안 작동되도록 한다. 연료컷 RPM 상향 이동 시에 연료분사 RPM도 같은 크기 만큼 하향 이동되도록 한다.

상기와 같이 본 발명은, 운전패턴을 모니터링 하여 타행시간의 경과 시점 및 연료분사를 중지시키는 연료컷의 동작 여부에 따라, 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 미리 설정한 보정량만큼 상향 이동 또는 하향 이동시킨다. 이러한 운전자의 운전패턴 모니터링 후 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM의 상하 이동을 결정하는 과정을 도 5의 플로차트와 함께 상술한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 운전자의 운전패턴 모니터링 후 연료컷 RPM의 상하 이동을 결정하는 연료컷 설정 과정을 도시한 플로차트이다.

운전자의 운전패턴 모니터링(분석)한 후 연료컷 RPM의 상하 이동을 결정하기 위해서는, 전제조건으로 차량이 모니터링을 위한 안정된 상태를 유지하고 있어야 한다. 모니터링을 위한 차량운행 정상 상태 조건이 충족되어야만 다음 단계(S53,S54,S55,S56)를 진행해 나간다.

따라서, 우선, 미리 설정한 차량운행 정상 상태 조건을 충족하는지를 판단(S52)하는 과정을 가진다. 이를 위하여 차량운행 정상 상태 조건의 충족 여부를 판단(S52)하기 위한 필요 데이터들을 리딩(reading)한다(S51). 즉, 엔진 회전수(RPM), 차속(V), 쓰로틀값(TPS), 기어단수(N), 아이들 운전상태(IDLE)의 데이터 를 읽어들인다.

차량이 모니터링을 위한 차량운행 정상상태 조건 충족인가를 판단(S52)한다. 차량운행 정상상태 조건을 충족하기 위해서는 냉각수온이 80℃ 이상이고, TPS나 차속센서에 에러가 없어야 하고, RPM이 최소 임계치 RPM보다 커야 하고, 차속이 최소 임계치 속도보다 커야 한다. 상기에서 RPM이나 차속이 최소 임계치보다 커야하는 이유는, 너무 낮은 RPM이나 차속인 상태에서 운전자의 운전패턴을 모니터링하여 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 이동(shift) 시킨다면 올바른 결과가 도출될 수 없기 때문이다.

차량이 모니터링을 위한 차량운행 정상 상태 조건을 충족한다고 판단되면, 운전자의 운전패턴을 모니터링하여 분석하는데, 먼저, 타행 개시 시점부터 타행시간(Ts)을 카운팅(S53)한다. 상기에서 카운팅되는 타행시간(Ts)이라 함은 운전자가 밟은 액셀을 뗀 시점부터의 RPM 감소 경과 시간을 말하는 것으로서, 액셀 밟힘에 의함이 아닌 관성에 의해 차량이 움직이는 경과 시간을 말한다. 상기 타행시간의 시발점인 타행 개시 시점은 액셀을 떼어 RPM이 최고점에서 감소하기 시작하는 시점부터를 말하는 것으로서, 상기 타행 개시 시점부터 타행시간(Ts)을 카운팅한다.

상기 카운팅되는 타행시간(Ts)의 경과 시점 및 연료컷의 동작 여부(S54,S56)에 따라, 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 상향 이동 또는 하향 이동시키는 과정(S55,S57)을 갖는다.

상술하면, 상기 산출한 타행시간(Ts)이 1초를 경과하지 않은 상태(1초 보다 작은 상태)에서 연료컷이 작동(S54)된다면, 운전자의 운전패턴이 높은 RPM 상태로 운전하는 패턴이라고 판단하고, 현상태의 기어 단수에 따라 미리 설정한 보정량만큼 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 도 4와 같이 상향 이동(S55)한 후 다시 상위 단계로 돌아가 S51,S52,S53,S54단계를 반복한다.

상기 보정량은 기어 단수 별로 각각 미리 설정되어 있다. 예를 들어, 1단 기어에서는 5RPM, 2단 기어에서는 10RPM, 3단 기어에서는 20RPM 씩의 보정량 만큼 연료컷 RPM을 이동시키기로 미리 설정되어 있다면, 현재 3단 기어라 할 때 연료컷 RPM을 20RPM 크기 만큼 상향 이동시킨다.

한편, 타행시간(Ts) 1초 내에 연료컷이 작동하지 않을 경우에는, 3초의 타행시간이 3초 경과한 상태에서 연료컷이 작동하는지를 판단(S56)한다.

타행시간이 3초 경과하였는데도 연료컷이 작동하지 않을 때에는 운전자의 운전패턴이 낮은 RPM에서 주로 운전한다고 판단하고, 현상태의 기어 단수에 따라 미리 설정한 보정량 만큼 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 도 3과 같이 하향 이동(S57)시킨 후 다시 상위 단계로 돌아가 S51,S52,S53,S54,S55,S56단계를 반복한다.

반면에, 3초의 타행시간이 경과한 상태에서 연료컷이 작동하는 연료컷 RPM 정상조건을 충족할 때에는 운전패턴을 고려한 연료컷 RPM에 대한 상하 이동이 불필요하므로 모든 과정을 종료(S58)한다.

상기와 같이 타행시간을 산출하고 연료컷 작동 여부를 판단하여 단계적으로 연료컷 RPM을 상향 또는 하향 이동을 계속하여, 최종적으로 3초의 타행시간이 경과하고 나서 연료컷이 작동하도록 할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.

도 1은 정상적인 연료컷 동작 상태를 도시한 그래프이다.

도 2는 운전패턴에 따라 연료컷 작동 불가 모습을 도시한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 각 운전자의 운전패턴에 따라 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM이 하향 이동한 모습을 도시한 그래프이다.

4는 본 발명의 실시 예에 따라 각 운전자의 운전패턴에 따라 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM이 상향 이동한 모습을 도시한 그래프이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 운전자의 운전패턴 모니터링 후 연료컷 RPM의 상하 이동을 결정하는 연료컷 설정 과정을 도시한 플로차트이다.

Claims (6)

1. RPM 최고점으로부터의 감소 경과시간인 타행시간을 카운팅하는 제1단계;

   상기 타행시간의 경과 시점 및 연료분사를 중지시키는 연료컷의 동작 여부에 따라, 연료컷 온(on)의 기점이 되는 연료컷 RPM 및 연료분사의 기점이 되는 연료분사 RPM을 미리 설정한 보정량만큼 상향 이동 또는 하향 이동시키는 제2단계;

   타행시간이 일정시간 경과하고 나서 연료컷이 동작하는 조건인 연료컷 RPM 정상조건을 만족할 때까지 상기 제1단계, 제2단계를 반복수행함으로써, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 단계적으로 상향 이동 또는 하향 이동시키는 제3단계

   를 포함하는 연료컷 설정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 연료컷 설정 방법은, 미리 설정한 차량운행 정상 상태 조건이 충족된 경우에만, 상기 제1단계, 제2단계, 제3단계들을 진행하여 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 단계적으로 상향 이동 또는 하향 이동시킴을 특징으로 하는 연료컷 설정 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 차량운행 정상 상태 조건은, 차량 운행 상태가 아이들 상태이고, 차속 및 RPM이 최소 임계치 이상인 상태이고, 냉각수온이 임계치 이상인 상태이고, TIPS 및 차속센서의 에러가 검출되지 않은 상태임을 특징으로 하는 연료컷 설정 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는,

   상기 타행시간이 1초 경과하지 않은 상태에서 상기 연료컷이 작동될 경우에는, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 상기 보정량만큼 상향 이동시키는 단계;

   상기 타행시간이 3초 경과하였는데도 상기 연료컷이 작동되지 않는 경우에는, 상기 연료컷 RPM 및 연료분사 RPM을 상기 보정량만큼 하향 이동시키는 단계

   를 포함하는 연료컷 설정 방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 보정량은 기어 단수 별로 각각 달리 설정되어 있는 연료컷 설정 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 연료컷 RPM 정상조건은, 상기 타행시간이 3초 경과하고나서 상기 연료컷이 작동하는 조건임을 특징으로 하는 연료컷 설정 방법.

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