KR20020032682A

KR20020032682A - 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20020032682A
Application number: KR1020000063118A
Authority: KR
Inventors: 정철화
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-04
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: KR100373032B1

Abstract

본 발명은 차량의 감속 주행 상태와 고지대 주행 상태에 따른 공기량 보상을 통해 보다 안정적인 엔진 회전수를 유지할 수 있는 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치에 있어서, 상기 차량의 위치된 상태에 따른 대기압을 검출하는 대기압 검출센서와, 상기 차량의 주행속도를 검출하는 차속 센서와, 상기 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하는 공기유량 검출센서와, 상기 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상센서와, 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)을 검출하고, 검출된 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)에 따른 상기 차량의 엔진 구동을 위한 최저 공기량(M')과 필요 공기량(R)을 계산하여 M'값과 R값 중 최대값을 선택하고, 선택된 값에 해당하는 공회전 듀티 제어신호를 발생하는 엔진 제어부와, 상기 엔진 제어부로부터 발생되는 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 구동되는 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터를 포함하여 구성한다.

Description

수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR ENGINE REVOLUTION PER MINUTE CONTROLLED 0F MANUAL TRANSMISSION VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 엔진에 관한 것으로서, 특히 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에서 사용되는 엔진은 운전자가 가속 페달로 스로틀 밸브의개도량을 조절하여 엔진에 흡입되는 공기량을 조절한다. 엔진의 공회전시에는 스로틀 밸브는 닫혀져 있으며, 흡기통로로 유입된 공기는 스로틀 보디와 스로틀 밸브 사이의 간극 및 바이패스(Bypass) 통로를 통하여 연소실로 유입된다. 상기와 같이 연소실로 유입된 공기는 연료의 연소에 기여한다. 엔진의 공회전수는 혼합기의 연소에 의한 출력과 엔진 자체의 마찰력이 평행을 이루는 선에서 결정된다.

그러므로, 엔진의 공회전수는 엔진의 마찰력이 시간에 따라 변하거나 유입되는 공기량의 변화에 따라 변하게 된다. 공회전수가 낮으면, 엔진의 작동이 원활하지 못하며, 역으로 공회전수가 높으면 연료 소모율이 증가된다.

도 1은 일반적인 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치를 도시한 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치는 공기유량 검출센서(10), 공기유량 보상센서(20), 엔진 제어부(ECU ; Engine Control Unit)(30), 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(ISCA ; Idle Speed Control Actuator)(40)로 구성된다. 공기유량 보상센서(20)의 예를 들면 엔진 수온을 검출하는 수온 센서가 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법을 도시한 제어 흐름도이다. 도 1과 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법을 설명한다.

먼저, 엔진 제어부(30)는 도 2의 (102)단계에서 최저 공기량(M)을 검출한다. 여기서 최저 공기량(M)은 엔진 스톨(Stall)을 방지하기 위한 최소 공기 유량값이며, 어떠한 경우에도 최저 공기량(M) 이하 값으로 제어를 하지 못하도록 제한하는값이다. 엔진 제어부(30)는 (104)단계로 진행하여 필요 공기량(R)을 계산한다. 참고적으로 필요 공기량(R)은 통상의 아이들 스피드 컨트롤(ISC ; Idle Speed Control)에 필요한 공기량을 말하며, 필요 공기량 계산 과정은 기본유량에 각종 공기유량 보상센서(20)를 통해 검출되는 보상값을 곱하여 계산된다. 엔진 제어부(30)는 (106)단계로 진행하여 최저 공기량값과 필요 공기량값 중 최대값을 선택하고, (108)단계로 진행하여 선택된 값으로 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(40) 구동을 위한 듀티(Duty)를 계산한다. 엔진 제어부(30)는 (110)단계로 진행하여 계산된 듀티 제어신호에 의해 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(40)를 구동한다.

한편, 운전자가 변속 레버를 1단 또는 2단에 위치시키고, 클러치 페달을 조작할 경우 차량이 저속으로 주행하게 되며, 가속 페달을 밟지 않아도 차량은 대기 주행 상태로 주행을 하게된다. 특히, 차량의 급증으로 도로를 주행하는 차량의 대기행렬이 길어짐에 따라 운전자는 차량의 가속 페달을 조작하여 주행하는 대신 기어를 1단 또는 2단에서 클러치의 조작만으로 저속 주행하는 경우가 많다.

이와 같이 수동 변속 차량의 주행 감속중, 엔진의 필요 공기량(R)이 너무 작아져서, 최저 공기량(M)을 따르는 상황에서 감속을 위해 클러치 페달을 밟는 경우 설정된 공기량이 부족하여 엔진 회전수가 목표 회전수(일반적인 공회전수를 말하며, 800rpm으로 가정한다.) 이하인 500rpm 까지 떨어지게 된다. 심한 경우 엔진 스톨이 발생된다. 이에 대한 대책으로, 최저 공기량(M)을 증가시켜 시험을 수행한 결과 고지대에서 또 다른 문제점이 발생된다. 고지대에서는 공기밀도 차이로 인해 공회전시 필요 공기량이 작아진다. 따라서 공회전 필요 공기량이 최저 공기량 보다낮을 경우, 최저 공기량 이하로의 공기량 제어가 불가능하므로 목표 회전수 제어가 불가능하게된다. 즉, 엔진 회전수가 목표 회전수보다 높은 상태를 유지하게되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 차량의 감속 주행 상태와 고지대 주행 상태에 따른 공기량 보상을 통해 보다 안정적인 엔진 회전수를 유지할 수 있는 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치에 있어서, 상기 차량의 위치된 상태에 따른 대기압을 검출하는 대기압 검출센서와, 상기 차량의 주행속도를 검출하는 차속 센서와, 상기 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하는 공기유량 검출센서와, 상기 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상센서와, 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)을 검출하고, 검출된 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)에 따른 상기 차량의 엔진 구동을 위한 최저 공기량(M')과 필요 공기량(R)을 계산하여 M'값과 R값 중 최대값을 선택하고, 선택된 값에 해당하는 공회전 듀티 제어신호를 발생하는 엔진 제어부와, 상기 엔진 제어부로부터 발생되는 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 구동되는 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법에 있어서, 상기 차량의 위치된 상태에 따른 대기압을 검출하여고도 보상값(B)을 검출하는 과정과, 상기 차량의 주행속도에 따른 차속 보상값(S)을 검출하는 과정과, 상기 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하는 과정과, 상기 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상값을 검출하는 과정과, 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 상기 차량의 엔진 구동을 위한 최저 공기량(M')을 계산하는 과정과, 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 상기 차량의 엔진 구동을 위한 필요 공기량(R)을 계산하는 과정과, 상기 계산된 M'값과 R값 중 최대값을 선택하는 과정과, 상기 선택된 값에 해당하는 공회전 듀티 제어신호를 발생하는 과정과, 상기 발생된 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터를 구동하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치를 도시한 블록 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법을 도시한 제어 흐름도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치를 도시한 블록 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법을 도시한 제어 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치를 도시한 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치는 차량의 위치된 고도 보상값을 검출하는 대기압 검출센서(50)와, 차량의 주행속도를 검출하는 차속 센서(60)와, 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하는 공기유량 검출센서(70)와, 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상센서(80)와, 엔진 제어부(ECU ; Engine Control Unit)(90)와, 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(ISCA ; Idle Speed Control Actuator)(100)를 포함하여 구성한다.

엔진 제어부(90)는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어 동작을 전반적으로 제어하며, 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 상기 차량의 엔진 구동을 위한 최저 공기량(M')과 필요 공기량(R)을 계산하여 M'값과 R값 중 최대값을 선택하고, 선택된 값에 해당하는 공회전 듀티 제어신호를 발생한다. 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(100)는 상기 엔진 제어부(90)로부터 발생되는 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 구동되어 아이들 스피드를 조절하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법을 도시한 제어 흐름도이다. 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법을 설명한다.

먼저, 엔진 제어부(90)는 도 4의 (202)단계에서 대기압 검출센서(50)를 통해 상기 차량의 위치된 상태에 따른 대기압을 검출하여 고도 보상값(B)을 검출한다. 엔진 제어부(90)는 (204)단계로 진행하여 차속 센서(60)를 통해 상기 차량의 주행속도에 따른 차속 보상값(S)을 검출한다. 여기서 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)은 맵데이터로 설정되어 상기 엔진 제어부(90)의 메모리에 저장된다. 엔진제어부(90)는 (206)단계로 진행하여 최저 공기량(M')을 계산한다. 참고적으로 (206)단계에서 계산되는 최저 공기량(M')은의 식으로 이루어진다. 여기서 최저 공기량(M')은 엔진 스톨(Stall)을 방지하기 위한 최소 공기 유량값이며, 어떠한 경우에도 최저 공기량(M') 이하로의 제어를 하지 못하도록 제한하는 값이다.

엔진 제어부(90)는 (208)단계로 진행하여 상기 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하고, 상기 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상값을 검출하여 상기 차량의 엔진 구동을 위한 필요 공기량(R)을 계산한다. 필요 공기량(R) 계산 과정은으로 이루어진다. 즉, 필요 공기량 계산 과정은 기본유량에 각종 공기유량 보상센서(80)를 통해 검출되는 보상값을 곱하여 계산되며, 여기서 필요 공기량(R)은 통상의 아이들 스피드 컨트롤(ISC ; Idle Speed Control)에 필요한 공기량을 말한다.

엔진 제어부(90)는 (210)단계로 진행하여 전술한 (206)단계와 (208)단계에서 계산된 M'값과 R값 중 최대값을 선택한다. 엔진 제어부(90)는 (212)단계로 진행하여 (210)단계에서 선택된 값에 해당하는 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(100) 구동을 위한 듀티(Duty)를 계산하고, 듀티 제어신호를 발생한다. 엔진 제어부(90)는 (110)단계로 진행하여 계산된 듀티 제어신호에 의해 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(100)를 구동한다. 이와 같은 제어 동작을 통해 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터(100)는 상기 엔진 제어부(90)로부터 발생된 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 구동된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법은 저지대에서의 공기량 보상 문제점 해결을 위해 최저 공기량을 높일 경우 고지대에서 유발되는 문제점을 해결하기 위해, 고도 보상값에 따른 공기량 보상을 수행하며, 차량 주행 상태에서 감속중 엔진 회전수를 저감시키는 것은 정차 상태로 유지하기 위함이 아니므로 차속 보상값을 통해 엔진 회전수를 안정화시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치 및 방법은 종래 기술에 따른 공기량 보상 과정에서 차량이 위치된 고도에 따른 보상과 주행중 감속 상태에 따른 차속 보상을 부가하여 수동 차량의 클러치 차단시 엔진 회전수가 저감되는 현상 및 엔진 스톨을 방지할 수 있으며, 안정된 공기량 보상에 따른 운전성 향상 및 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치에 있어서,

상기 차량의 위치된 상태에 따른 대기압을 검출하는 대기압 검출센서와,

상기 차량의 주행속도를 검출하는 차속 센서와,

상기 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하는 공기유량 검출센서와,

상기 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상센서와,

상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)을 검출하고, 검출된 고도 보상값(B)과 차속 보상값(S)에 따른 상기 차량의 엔진 구동을 위한 최저 공기량(M')과 필요 공기량(R)을 계산하여 M'값과 R값 중 최대값을 선택하고, 선택된 값에 해당하는 공회전 듀티 제어신호를 발생하는 엔진 제어부와,

상기 엔진 제어부로부터 발생되는 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 구동되는 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어장치.
수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법에 있어서,

상기 차량의 위치된 상태에 따른 대기압을 검출하여 고도 보상값(B)을 검출하는 과정과,

상기 차량의 주행속도에 따른 차속 보상값(S)을 검출하는 과정과,

상기 차량의 엔진으로 유입되는 공기유량을 검출하는 과정과,

상기 차량의 공기유량을 보상하기 위한 공기유량 보상값을 검출하는 과정과,

상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 상기 차량의 엔진 구동을 위한 최저 공기량(M')을 계산하는 과정과,

상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 연산하여 상기 차량의 엔진 구동을 위한 필요 공기량(R)을 계산하는 과정과,

상기 계산된 M'값과 R값 중 최대값을 선택하는 과정과,

상기 선택된 값에 해당하는 공회전 듀티 제어신호를 발생하는 과정과,

상기 발생된 공회전 듀티 제어신호의 입력에 따라 아이들 스피드 컨트롤 액츄에이터를 구동하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법.
제2항에 있어서,

최저 공기량(M') 계산 과정은으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법.
제2항에 있어서,

필요 공기량(R) 계산 과정은으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동 변속 차량의 엔진 회전수 제어방법.