KR930010853B1 - 연료절감 엔진제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연료절감 엔진제어방법

제1도는 일반덕인 엔진제어장치의 구성을 보인 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 엔진제어방법을 나타낸 플로우챠트.

제3도는 본 발명에 따른 엔진제어방법의 동작신호 타임챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : ECU 2 : 센서부

3 : 연료분사장치 4 : 점화장치

5 : 배전기 6 : 점화코일

7 : 파워트랜지스터 30 : 인젝터

40 : 점화플러그

본 발명은 차량의 운전중 저부하시에는 총 기통수의 절반, 예를 들면 4기통은 2개, 8기통은 4개의 실런더에 연료공급을 중지함과 통시에 점화가 되지않게 제한하고, 나머지 절반수의 실린더는 비교적 고부하영역으로 구동시켜서 연료소비량을 극소화할 수 있는 연료절감 엔진제어방법에 관한 것이다.

왕복피스톤식 4사이클 가솔린엔진은 피스톤의 2행정 왕복운동에 따라 흡기-압축-폭발-배기를 행하게 되어 있다.

일반적으로 4사이클 가솔린 엔진은 여러가지 나쁜 조건하에서도 성능을 훌륭하게 발휘할 수 있다는 장점이 있긴 하나, 저부하상태에서 엔진의 연료소비가 높아 비효율적인 단점이 있다.

따라서 4사이클 가솔린 엔진의 연료소비를 적극 억제하기 위하여 종래에는 희박 연소공연비 제어장치를 사용하여 엔진의 운전상태, 즉 아이들링이나 감속 혹은 저부하상태에서 흡기 다기관으로부터 각 실린더로 공급되는 혼합비의 비율을 적당히 가감함으로써 연료의 불필요한 낭비를 줄여왔다.

그러나 종래의 희박 연소공연비 제어장치를 사용하더라도 엔진은 실린더로 공급되는 혼합비가 희박하던 농후하던간에 동력 사이클이 진행되는 동안에는 계속 연료가 공급되는 것이므로 연료의 소모량을 절감하는데는 한도가 있었다.

즉 엔진은 시동, 냉각 상태운전, 발진, 가속, 고속주행, 후진과 같은 조건에서는 모든 실린더로 혼합비를 공급하여 정상 구동상태로 되게 해야 하지만 아이들링이나 감속 혹은 저부하조건에서는 모든 기통중의 일부가 동력행정을 수행치 않더라도 엔진의 운전상태는 유지될 수 있기 때문에 이 부분에서의 연료절감 효과를 기대할 수 있는 것이다.

그러므로 본 발명의 아이들링, 감속 및 저부하상태일때만 일부의 실린더로 연료공급을 중단시키고 나머지 실린더는 비교적 고부하영역으로 가동하여 주행연비를 최대로 개선할 수 있는 연료절감 엔진제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차속센서, 드로틀 위치센서, 엔진회전수센서, 흡입공기량센서, 냉각수온센서, 크랭크각센서, 1번실린더 상사점센서 등으로부터의 감지신호들이 ECU에 입력되고, ECU는 이들 입력신호를 기초로 운전상태를 종합적으로 판단해서 엔진의 구동을 제어함에 있어서, 상기한 ECU가 아이들링, 감속, 저부하상태와 같은 연료절감 운전상태로 판정하였을때 연료분사장치 및 점화장치로 제어신호를 보내어 기통수의 절반에 해당하는 기통으로 연료공급을 중지함과 동시에 점화를 제한함으로써 모든 기통수의 절반만이 정상적인 동력행정을 수행하게 함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명을 통상의 승용차에 주로 적용되고 있는 4기통 4사이클 엔진을 예로 들고 있다.

제1도는 본 발명에 관련된 엔진제어방법을 설명하기 위하여 엔진의 일반적인 제어계통을 나타낸 블록도이다.

제1도에 도시된 바와 같이 통상의 ECU(Electronic Control Unit)(1)는 차속센서, 드로틀 위치센서, 엔진회전수센서, 흡입공기량센서, 냉각수온센서, 크랭크각센서, 1번실린더상사점센서 등으로 구성된 센서부(2)로부터 전송되어 오는 각 부분의 감지신호를 받아 들여서 이를 데이타 처리하여 아이들링, 감속, 저부하상태, 가속, 고부하상태 등을 판단하고 그에 따른 제어신호를 연료분사장치(3)와 점화장치(4)로 보내어 공급량과 점화시기 등을 제어하도록 구성되어 있다.

연료분사장치(3)는 기통별로 하나씩 배속되는 인젝터(30)를 포함하고, 이들 인젝터(30)는 상기한 ECU(1)의 신호에 따라 개별적으로 작동하게 되어 있으며, 또 점화장치(4)는 배전기(5)를 통해 점화코일(6)로 접속되는 점화플러그(40), 그리고 ECU (1)의 출력신호에 의해 온-오프 제어되어서 점화코일(6)에서 승압된 전압이 배전기 (5)를 거쳐 해당 점화플러그(40)로 인가되는 시점을 결정하여 주는 파워트랜지터(7)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 통상의 엔진제어장치는 본 발명에서 제2도 및 제3도로 설명하는 바와 같이 작동한다.

제2도는 본 발명에 따른 엔진제어방법을 나타낸 플루오챠트로서, 본 발명의 연료절감 엔진제어방법은 아이들링, 감속, 저부하상태(4속에서 70km/h이하)의 경우에는 모든 기통의 절반이 비교적 고부하영역으로 구동하고, 나머지 절반의 기통에는 연료공급을 중단하는 단계와 시동, 냉각상태운전, 발진, 가속, 고속주행, 후진의 경우에는 모든 기통이 정상 운전하는 단계로 구분하여 제어함에 그 특징이 있는 것으로, 먼저, 아이들링이나 감속 혹은 저부하상태를 ECU(1)가 판정하게 되는 과정을 설명하면 수온센서의 감지신호가 냉각수온도 80℃ 이상을 나타내는 것인가를 판정하여 여기서 반대로 냉각수온도가 80℃ 미만일 때는 냉각상태 운전으로 판정하여 모든 기통이 정상운전이 되게 제어하고, 반대로 냉각수온도가 80℃ 초과하면 다음 단계로 넘어가서 차속신호를 판정하게 된다.

이때 차속센서는 차속=0의 신호와, 차속＞0일때 신호만을 입력한다.

차속＞0의 신호가 입력될때 다시 말해서 주행중인 차속=0인 때는 다음 단계로 넘어가서 드로틀 위치센서의 입력신호를 판정하고 차속=0인 때는 정지상태의 아이들링으로 간주하여 후술하는 연료절감 운전상태로 넘어간다.

한편, 차량이 주행중이면서 드로틀 위치센서로부터 입력되는 신호가 변동이 없는 때는 정속운전으로 간주하여 후술하는 정상 운전상태로 넘어가고, 반대로 드로틀 위치센서의 신호에 변동이 있을때는 감속 또는 가속으로 간주하고 다음 단계로 넘어가서 고속 또는 감속을 판정한다.

드로틀 위치센서는 가속페달에 연동하여 드로틀밸브의 축이 회전되는 각도를 전기신호로 나타내는 것이므로 ECU(1)는 이 드로틀 위치센서의 신호값이 높아지면 가속상태, 반대로 입력된 값보다 낮아지면 감속상태로 판정하고 판정의 결과가 가속일 때는 후술하는 정상 운전상태로 넘어가서 모든 기통의 동력행정하도록 제어하며, 감속 판정시에는 특히 4단 변속에서 차속센서의 입력신호가 주행속도 70km/h 이하를 나타낼 때는 저부하상태로 간주하여 연료절감 운전상태로 넘어간다.

또한 차량의 감속은 부하 증가에 의해서도 나타날 수 있으나 이때는 드로틀 위치센서의 입력신호가 변동하지 않거나 또는 가속시와 마찬가지로 높아지기 때문에 연료절감 운전상태로 넘어가지 않고 정상 운전상태로 넘어가며, 상기의 연료절감 운전상태는아이들링 상태, 저부하상태, 감속상태로 판정되었을때 경유하게 되는 단계로서, 이 단계에서 ECU(1)는 크랭크 위치신호에 따른 기통순서를 판별하고, 연료분사장치(3) 및 점화장치(4)를 제어하는 바, 즉, 크랭크각센서로부터 입력되는 신호에 따라 기통순서를 판별하는데 이 실시예와 같은 4기통의 경우는 1번기통과 4번기통의 정상운전되고, 3번기통과 2번기통에 대해서는 연료공급을 중단함과 동시에 점화신호도 제어하여 엔진이 1번기통과 4번기통의 구동력으로만 운전되게 한다.

한편, 정상운전상태는 상기한 아이들링, 감속, 저부하상태 이외의 조건에서 ECU(1)가 모든 기통의 동력행정을 제어하게 되고, 또한 정상 운전상태는 통상의 엔진 제어방법과 마찬가지로 센서부(2)의 각종 센서를 통해 입력되는 흡입공기량, 부하, 냉각수온도, 흡기온도, 엔진회전수 및 차속 등의 상태를 ECU(1)가 받아들여서 이를 토대로 제어신호를 출력하는 과정으로 행해진다.

ECU(1)는 상기한 센서부(2)의 입력신호를 기초하여 차량의 주행상태에 맞는 연료공급량을 결정하고, 각 기통의 배기행정에서 크랭크각센서의 신호에 동기하여 분사신호를 발함으로써 연료분사장치(3)의 인젝터(30)가 순차적으로 작동하여 정해진 분량의 연료가 흡기매니폴드측에 분사되는 것으로, 각 기통에 대한 인젝터(30)의 연료 분사회수는 크랭크축 2회전에 기통순서 1-3-4-2순으로 1회가 되고, 또 점화장치(4)도 ECU(1)의 점화신호에 따라 턴/온되는 파워트랜지스터(7)에 의해 기통순서 1-3-4-2순으로 1회씩 점화된다.

상술한 연료절감 운전상태를 제3도의 타이밍챠트로 구체화하면 다음과 같다.

면저, 제3a도에서는 1번기통 상사점신호를 나타내고, b도는기통판정신호이며, c도는 연료분사장치(3)의 제어신호 또는 d도는 점화장치(4)의 제어신호에 관한 타이밍을 나타낸 것으로, 연료절감 운전상태에서 ECU(1)로 1번 실린더 상사점신호가 입력되면, ECU(1)는 신호를 기점으로 기통순서를 헤아려서 3번기통과 2번기통에 해당되는 인젝터(30)의 작동시기에서 무신호를 출력하여 해당 인젝터(30)가 작동되지않게 함으로써 3번기통과 2번기통으로 연료가 공급되지 않게 하고, 이로인해 연료절감 운전 상태에서는 단지 1번기통과 4번기통에만 연료가 공급된다.

또한, 연료절감 운전상태의 초기에 ECU(1)는 점화장치(4)를 제어하여 3번기통과 2번기통에 해당하는 점화플러그(40)가 연료절감 운전상태로 들어온 후부터 단지 1회의 점화작용만 행하게 한다.

이와 같이 연료절감 운전상태로 들어온 후, 연료가 공급되지 않는 3번기통과 2번기통이 1회의 점화작용을 행하게 하는 이유는 흡기매니폴드 부근에 남아있던 연료를 흡인하여 연소시키기 위함이다.

한편, 연료절감 운전상태에서 동력행정을 할 수 없게 되는 3번기통과 2번기통은 단지 1번기통과 4번기통의 동력행정에 의해 피동적으로 움직이게 하고, ECU(1)는 동력행정을 수행하는 1번기통과 4번기통을 비교적 고부하상태에서 구동조건으로 제어한다.

이와 같이 본 발명은 연료절감 운전상태에서는 모든 기통수의 절반만이 동력행정을 하는 것이므로 4기통 엔진의 경우에는 2기통 엔진으로, 또 6기통 엔진은 3기통 엔진으로 동작하게 되어 연료를 대폭 절감할 수 있는 것이고, 연료절감 운전상태로 제어중에 상기한 센서부(2)에서 입력되는 신호가 연료절감 운전상태의 중단을 의미하는 것일때는 즉시로 ECU(1)가 정상운전상채에 해당하는 신호를 출력하여 3번기통과 2번기통의 연료공급 및 점화를 재개시킴으로써 모든 기통은 정상 운전상태로 환원된다.

이상과 같은 본 발명의 연료절감 엔진제어방법은 센서의 입력신호에 따라 운전상태를 종합적으로 판단하여 운전상태가 아이들링, 감속, 저부하상태에 해당하는 연료절감 운전상태로 판정되었을 때 연료분사장치 및 점화장치에 제어신호를 보내어 기통수의 절반에 대하여 연료공급을 중지함과 동시에 점화작동을 제한함으로써 대폭적으로 연료를 절감할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 센서부의 입력신호에 따라 차량의 주행조건을 판정하여 연료공급량의 제어와 최적의 점화시기 제어를 행하는 엔진제어방법에 있어서, ECU(1)가 센서부(2)의 입력신호를 토대로 정상운전상태와 연료 절감 운전상태를 판정하고, 연료절감 운전상태에서 ECU(1)가 연료분사장치(3)를 제어하여 연료분사장치(3)의 인젝터(30) 중에서 3번과 2번기통에 해당하는 인젝터(30)의 작동시기에 무신호를 출력해서 해당 3번기통과 2번기통으로 연료공급을 중단하게 하되, ECU(1)가 점화장치(4)를 제어하여 3번과 2번기통에 해당하는 점화플러그(40)만이 연료절감 운전상태로 돌입한 후에 1회 점화되고 그 후는 점화가 되지 않도록 제어하며, 상기 수행과정에서 센서부(2)의 출력신호가 정상운전 상태를 나타낼 때 ECU(1)가 즉시 연료분사장치(3)와 점화장치(4)를 정상운전상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 연료절감 엔진제어방법.