KR100401626B1 - 오프 아이들시 노킹 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 아이들 상태에서 오프 아이들 상태로 변환되는 경우 흡입 공기량과 연료량의 부조화로 인하여 발생되는 노킹 현상을 제어하여 자동차의 안정성을 유지하도록 한 것이다.

본 발명은 아이들 상태에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 검출되면 시간당 변화량을 검출하는 과정과, 검출되는 시간당 변화량의 정도를 설정된 기준값과의 비교를 통해 오프 아이들의 정도를 판단하는 과정과, 판단되는 오프 아이들의 정도에 따라 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각 및 매니폴더 스로틀 밸브의 구동을 통해 흡입 공기의 와류 형성을 제어하는 과정 및, 제어가 진행되는 상태에서 검출되는 노킹 발생 정도에 따라 기준값을 순차적 하향 조정하여 엔진을 안정화시키는 과정을 포함하여 자동차의 운행에 신뢰성을 제공하며, 불완전 연소로 인한 유해한 배기가스의 배출을 방지한다.

Description

오프 아이들시 노킹 제어장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS OF KNOCKING CONTROLLING WHEN OFF-IDLE}

본 발명은 자동차의 노킹(Knocking) 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 자동차가 아이들 상태에서 오프 아이들 상태로 변환되는 경우 흡입 공기량 대 연료량의 부조화로 인하여 발생되는 노킹 현상을 제어하여 자동차의 안정성을 유지하도록 한 오프 아이들시 노킹 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진이 시동 온을 유지하고 무부하가 유지되는 아이들 상태에서 운전자의 가속 페달 구동의 의해 스로틀 밸브의 개도가 변화되어 엔진의 회전수가 상승하는 경우를 오프 아이들(Off Idle)이라 한다.

상기와 같이 자동차가 아이들 상태를 유지하는 상태에서는 첨부된 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 도시되지 않은 엔진 제어장치의 제어에 따라 실린더#1 → 실린더#3 → 실린더#4 → 실린더#2 순으로 동기 분사를 수행하는데, 이와 같이 동기 분사를 유지하고 있는 도중에 스로틀 밸브의 급격한 구동에 위해 엔진 회전수가 급격하게 상승하는 오프 아이들이 발생하는 경우 엔진에 흡입되는 공기량에 비하여 분사되는 연료량은 상당히 작은량을 유지하고 있어 혼합비는 희박한 상태를 유지하게 된다.

따라서, 엔진은 순간적인 희박 연소로 인하여 굉장히 큰 노킹을 발생하게 되어 운전자로 하여금 자동차의 고장이나 잘못된 연료의 사용으로 오인하게 되는 문제점을 발생시키며, 조기 점화의 발생으로 인하여 엔진 출력 저하와 불완전 연소된 유해 배기가스의 배출을 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 그 목적은 자동차가 아이들 상태에서 오프 아이들 상태로의 변환이 급격하게 이루어지는 경우 흡입 공기량 대 연료량의 부조화를 해결하여 노킹과 조기 점화가 발생되지 않도록 함으로써 자동차의 운행에 안정성과 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 오프 아이들시 노킹 제어장치에 대한 구성을 보이는 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따라 오프 아이들시 노킹 제어를 수행하는 일 실시예의 흐름도이며,

도 3은 본 발명에 따라 제어되는 매니폴더 스로틀 밸브의 구성을 보이는 구성도이며,

도 4는 본 발명에 따라 전기통 비동기 분사를 수행하는 타이밍도이며,

도 5는 일반적인 전기통 동기 분사를 수행하는 타이밍도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 수단과, 엔진의 노킹 발생을 검출하는 수단과, 스로틀 밸브의 개도 변화량을 통해 오프 아이들 여부를 검출하여 오프 아이들에 대한 엔진 상태를 제어하는 제어수단과, 제어수단의 신호에 따라 각각의 실린더에 산출된 연료량을 공급하는 인젝터와, 제어수단의 신호에 따라 각각의 점화 플러그에 스파크 전류를 공급하는 점화코일과, 제어수단의 신호에 따라 매니폴더 스로틀 밸브의 개도율을 제어하여 흡입되는 공기를 와류로 형성시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 아이들 상태에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 검출되면 시간당 변화량을 검출하는 과정과, 상기 검출되는 시간당 변화량의 정도를 설정된 기준값과의 비교를 통해 오프 아이들의 정도를 판단하는 과정과, 상기 판단되는 오프 아이들의 정도에 따라 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각 및 매니폴더 스로틀 밸브의 구동을 통해 흡입 공기의 와류 형성을 제어하는 과정 및, 상기의 제어가 진행되는 상태에서 검출되는 노킹 발생 정도에 따라 기준값을 순차적 하향 조정하여 엔진을 안정화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어방법을 제공한다.

상기에서 검출되는 시간당 변화량의 정도가 설정된 제1기준값 이하를 유지하면 미세한 아이들의 변동인 것으로 판단하여 통상 가속모드로 복귀하고, 검출되는 시간당 변화량의 정도가 설정된 제2기준값을 초과하면 급격한 오프 아이들인 것으로 판단하여 일정시간 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각 및 매니폴더 스로틀 밸브의 구동을 통해 흡입 공기에 와류가 형성되도록 하며, 시간당 변화량의 정도가설정된 제2기준값을 초과하지 않는 경우 보통의 오프 아이들로 판단하여 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각을 수행하는 것을 특징으로 한다.

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

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 스로틀 밸브 검출부(10)와 노킹 검출부(20), 제어부(30), 인젝터(40), 점화코일(50) 및 액츄에이터(60)로 이루어지는데, 스로틀 밸브 검출부(10)는 운전자의 가속 페달 구동에 따라 변화되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

노킹 검출부(20)은 엔진이 조기 점화나 지각된 점화로 인하여 발생되는 노킹을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

제어부(30)는 스로틀 밸브의 개도 변화량을 경과 시간으로 연산하여 오프 아이들 여부를 검출하며, 오프 아이들로 검출되는 경우 그 정도에 점화시기의 지각과 전기통 비동기 무조건 인젝션 및 매니폴더 스로틀 밸브의 구동을 제어하여 오프 아이들시 흡입 공기량 대 연료량을 조화시켜 안정된 엔진 상태를 유지하여 준다.

인젝터(40)는 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 각각의 실린더에 산출된 연료량을 공급하여 주며, 점화코일(50)은 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 각각의 실린더에 설치되어 있는 점화 플러그에 고압의 스파크 전류를 공급하며, 액츄에이터(60)는 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 매니폴더 스로틀 밸브의 개도율을 제어하여 아이들 상태에서 오프 아이들로 변환시에 공기의 흐름 방해를 통해 와류(Swirl)를 일으켜 유속이 빠르게 진행되도록 한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에서 오프 아이들시 노킹을 제어하는 동작에 대하여 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다

엔진의 시동이 온을 유지하게 되면 도 3에서 제어부(30)는 스로틀 밸브 검출부(10)에서 인가되는 정보를 분석하여 무부하를 유지하는 아이들 상태인지를 판단하며(S101), 상기의 판단에서 엔진이 무부하를 유지하는 아이들 상태인 것으로 판단되어 지면 운전자의 가속 페달에 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도율에 변화가 있는지의 여부를 검출한다(S102).

이때, 스로틀 밸브의 개도율 변화가 검출되면 제어부(30)는 설정된 알고리즘을 통해 시간당 변화되는 스로틀 밸브의 개도율을 연산하여(S103) 연산된 스로틀 밸브의 개도 변화가 설정된 제1기준값(A1)을 초과하는지를 판단한다(S104). 단계 S104에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 설정된 제1기준값(A1)을 초과하는 것으로 판단되면 그 값을 설정된 제2기준값(A2)과 비교하여 제2기준값(A2)을 초과하는지의 여부를 판단한다(S105).

상기의 판단에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 설정된 제2기준값(A2)을 초과하는 것으로 판단되면 제어부(30)는 급격한 스로틀 밸브의 개도 변화에 의한 오프 아이들로 판단하여 인젝터(40) 제어를 통해 첨부된 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 일정시간 동안 전기통 비동기 무조건 분사를 유지함과 동시에 점화코일(50)을 제어하여 각각의 실린더에 장착되어 있는 점화 플러그에 공급되는 스파크 전류를 지연하며 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 매니폴더 스로틀 밸브를 구동시켜 흡입되는 공기의 유입을 방해하지 않는 'a'의 상태에서 흡입되는 공기의 유입을 방해하는 'b'의 상태로 전환시켜 흡입 공기에 와류가 형성되도록 함으로써 급격한 오프 아이들로 인한 흡입 공기량 대 연료량의 부조화가 해결되도록 한다(S106)

상기 S105에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 설정된 제2기준값(A2)를 초과하지 않는 경우 보통의 오프 아이들 변화인 것으로 판단하여 인젝터(40) 제어를 통해 첨부된 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 일정시간 동안 전기통 비동기 무조건 분사를 유지함과 동시에 점화코일(50)을 제어하여 각각의 실린더에 장착되어 있는 점화 플러그에 공급되는 스파크 전류를 지연시켜 오프 아이들로 인한 흡입 공기량 대 연료량의 부조화가 해결되도록 제어한다(S110).

상기와 같이 오프 아이들시에 대한 흡입 공기량 대 연료량의 부조화를 제어가 수행되는 상태에서 제어부(30)는 노킹 검출부(20)에서 제공되는 정보를 분석하여 노킹의 발생 정도를 검출하며(S107) 노킹의 발생 정도에 따라 메모리 테이블에 설정되어 있는 제 2기준값을 순차적으로 하향 적용하여 엔진이 안정된 상태를 유지하도록 하여 준다(S108)(S109).

한편, 상기 S104에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 설정된 제1기준값(A1)을 초과하지 않는 것으로 판단되면 미세한 아이들 변화인 것으로 판단하여 첨부된 도 5에서 알 수 있는 바와 같은 각 기통별 동기식 분사를 유지하고, 통상 가속모드로 복귀한다(S120).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자동차가 아이들 상태를 유지하는 도중에 스로틀 밸브의 변화로 인한 오프 아이들이 발생하는 경우 흡입되는 공기량과연료량의 부조화와 점화시기의 조정 및 분사 방식의 제어를 통해 노킹의 발생을 배제하므로 자동차의 운행에 신뢰성을 제공하며, 불완전 연소로 인한 유해한 배기가스의 배출을 방지한다.

Claims (5)

1. 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 수단과;

   엔진의 노킹 발생을 검출하는 수단과;

   스로틀 밸브의 개도 변화량을 통해 오프 아이들 여부를 검출하여 오프 아이들시에 전기통 비동기 동시분사와 점화시기 지각 및 흡입 공기의 와류를 형성을 제어하는 제어수단과;

   제어수단의 신호에 따라 각각의 실린더에 산출된 연료량을 공급하는 인젝터와;

   제어수단의 신호에 따라 각각의 점화 플러그에 스파크 전류를 공급하는 점화코일과

   제어수단의 신호에 따라 매니폴더 스로틀 밸브의 개도율을 제어하여 흡입되는 공기를 와류로 형성시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어장치.
2. 아이들 상태에서 스로틀 밸브의 개도 변화가 검출되면 시간당 변화량을 검출하는 과정과;

   상기 검출되는 시간당 변화량의 정도를 설정된 기준값과의 비교를 통해 오프 아이들의 정도를 판단하는 과정과;

   상기 판단되는 오프 아이들의 정도에 따라 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각 및 매니폴더 스로틀 밸브의 구동을 통한 흡입 공기의 와류 형성을 제어하는 과정 및;

   상기의 제어가 진행되는 상태에서 검출되는 노킹 발생 정도에 따라 기준값을 순차적 하향 조정하여 엔진을 안정화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 검출되는 시간당 변화량의 정도가 설정된 제1기준값 이하를 유지하면 미세한 아이들의 변동인 것으로 판단하여 통상 가속모드로 복귀하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어방법.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 검출되는 시간당 변화량의 정도가 설정된 제2기준값을 초과하면 급격한 오프 아이들인 것으로 판단하여 일정시간 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각 및 매니폴더 스로틀 밸브의 구동을 통해 흡입 공기에 와류가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어방법.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기에서 시간당 변화량의 정도가 설정된 제2기준값을 초과하지 않는 경우 보통의 오프 아이들로 판단하여 전기통 비동기 분사와 점화시기 지각을 수행하는 것을 특징으로 하는 오프 아이들시 노킹 제어방법.