KR100494905B1 - Method protecting reverse rotation for electronic control diesel engine - Google Patents
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Abstract
전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법이 개시된다. 개시된 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법은, (a) 전자제어 디젤 엔진에 있어서, 이그니션 온이고, 상기 디젤 엔진의 캠축이 아직 1회전 전인 경우, 동기화 과정인지를 판단하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)에서 상기 동기화 과정이 아닌 경우에는 동기화 과정이 에러인 것으로 판정하고, 이에 반해 상기 동기화 과정인 경우에는 엔진에 장착된 캠센서의 캠 시그널의 디지털 신호 출력을 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)에서 상기 디지털 신호가 1로 출력되는 경우 연료분사를 중단하고, 상기 디지털 신호가 0으로 출력되는 경우에는 연료분사를 개시하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.An electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method is disclosed. The disclosed electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method includes: (a) determining, in an electronically controlled diesel engine, if the ignition is on and the camshaft of the diesel engine is still one revolution before; (b) determining that the synchronization process is an error if the synchronization process is not in step (a), and determining the digital signal output of the cam signal of the cam sensor mounted on the engine in the case of the synchronization process. Wow; (c) stopping fuel injection when the digital signal is output as 1 in step (b), and starting fuel injection when the digital signal is outputted as 0;
본 발명에 따르면, 현재 엔진의 하드웨어를 변경하거나 첨부하지 않고 원천적인 문제해결이 가능하여 역방향 시동을 막을 수 있고, 엔진의 각종 공차를 고려한 초기 세팅치를 그대로 사용함으로써 좁아진 윈도우에 의한 정상상태에서의 시동불가를 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the original problem can be prevented without changing or attaching the hardware of the current engine to prevent reverse starting, and starting in the normal state by the narrowed window by using the initial setting value considering the various tolerances of the engine as it is. There is an advantage that can be prevented.
Description
본 발명은 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시동 꺼짐 가능성을 없애 품질 향상에 기여하기 위한 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method, and more particularly to an electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method for contributing to quality improvement by eliminating the possibility of starting off.
도 1은 예컨대, 전자식 승용 디젤 엔진에서 크랭크 센서의 시그널(signal)과 캠센서 시그널을 이용하여 1번 실린더의 TDC(상사점)를 찾아내는 원리를 설명한 신호도이다.FIG. 1 is a signal diagram illustrating a principle of finding a TDC (top dead center) of a cylinder 1 using, for example, a signal of a crank sensor and a cam sensor signal in an electric passenger diesel engine.
도시된 바와 같이, 크랭크센서 시그널의 2개의 미싱 투쓰(missing tooth)를 기준으로 캠센서 시그널의 윈도우인 zhwON1, zhwON2와 zhwOFF1, zhwOFF2로 온/오프(ON/OFF) 에지(edge)가 들어오면 동기화(synchronization)라는 과정이 이루어져 1번 기통을 확인한다.As shown, synchronization occurs when the on / off edges of the cam sensor signals, zhwON1, zhwON2 and zhwOFF1, zhwOFF2, are based on the two missing teeth of the crank sensor signal. (synchronization) is done to identify cylinder # 1.
그리고 도 2는 동기화가 이루어진 후, 미싱 투쓰를 지난 첫 번째 폴링 에지(falling edge)를 0°CA로 하여 zhwOT_O로 정해진 각도(도 2에서는 108°CA후)를 1번 기통 TDC로 엔진제어장치인 ECU가 인식한 후 메인 인젝션 타이밍(main injector timing)(HE)과, 파일럿 인젝션 타이밍(VE)의 한계가 정해진다.2 shows that after the synchronization is completed, the first falling edge after the sewing tooth is 0 ° CA, and the angle defined by zhwOT_O (after 108 ° CA in FIG. 2) is the first cylinder TDC. After the ECU recognizes, the limits of the main injection timing HE and the pilot injection timing VE are determined.
현재 엔진 단체에서 실측되는 캠 시그널의 크랭크 각도는 다음과 같다.The crank angle of the cam signal currently measured by the engine unit is as follows.
엔진 인식값(CA)은 순방향시 ON:703, OFF:38이고, 역방향시 ON:676, OFF:15이다.The engine recognition values CA are ON: 703 and OFF: 38 in the forward direction, and ON: 676 and OFF: 15 in the reverse direction.
상기한 샘플값을 기준으로 캠 시그널 윈도우를 잡은 값은 다음과 같다.The value which grasped the cam signal window on the basis of the sample value is as follows.
기본값은 ON1:640, ON2:720, OFF1:5, OFF2:70이고, 개선값은 ON1:690, ON2:720, OFF1:25, OFF2:70이다.The default values are ON1: 640, ON2: 720, OFF1: 5, OFF2: 70, and improvements are ON1: 690, ON2: 720, OFF1: 25, and OFF2: 70.
상기한 역방향시에 윈도우를 벗어나도록 하기 위해 새로이 설정한 값은 개선값이다.The value newly set to leave the window in the reverse direction is an improvement value.
도 3a는 정방향 회전시 실측값 기준 예상 시그널 상태를 나타내 보인 것이고, 도 3b는 역방향 회전시 크랭크 및 캠 시그널의 예측치를 나타내 보인 것이다.FIG. 3A illustrates the measured value reference signal state during forward rotation, and FIG. 3B illustrates an estimate of crank and cam signals during reverse rotation.
그리고 도 4a에는 실제 엔진에서 순방향 회전시 분사시기를 예측하는 원리와, 도 4b에는 실제 엔진에서 역방향 회전시 분사시기를 예측하는 원리를 각각 나타내 보인 것이다.4A shows the principle of predicting the injection timing in the forward rotation in the actual engine, and FIG. 4B shows the principle of predicting the injection timing in the reverse rotation in the actual engine.
상기한 결과에 따라 실제 엔진에서 순방향과 역방향 회전시 분사시기를 예측하여, 역방향 회전시 도 4b에 도시된 바와 같이, 흡기밸브가 열려 있는 구간을 TDC가 위치한 것으로 ECU는 인식하여 분사하며, 연소실에 고여 있다가 배기밸브가 흡기밸브 역할을 하여 공기를 흡입한 후, 압축되는 시기에 폭발하게 되고 배기가스는 흡기밸브가 열리면 배출된다. According to the above results, the engine predicts the injection timing in the forward and reverse rotation in the actual engine. As shown in FIG. 4B, the ECU recognizes and injects the section in which the intake valve is open as the TDC is located and injects the combustion chamber. After the exhaust valve acts as an intake valve, the air is sucked up and expelled at the time of compression, and the exhaust gas is discharged when the intake valve is opened.
물론 이때 다음 번 연료가 분사된다. 따라서 연소는 매우 불안정하여 연소 소음 및 배기 가스 냄새로 정방향 연소시와는 구별이 된다.Of course, the fuel is injected next time. Therefore, the combustion is very unstable, and the combustion noise and exhaust gas odor are distinguished from the forward combustion.
그런데, 등판 주행중 주행 미숙으로 시동이 꺼진 상태에서 차량이 뒤로 밀릴 경우, 엔진이 역회전하면서 재시동이 걸리고, 이렇게 재시동이 걸린 상태에서 1단 전진기어로 전진시 차량은 후진하며, 후진기어 조작시 차량은 전진하는 상태가 발생한다.However, if the vehicle is pushed backward while the start is turned off due to immature driving during climbing, the engine is restarted while the engine is reversed.In this state, when the vehicle is moved forward with the first gear, the vehicle reverses. Causes the state to advance.
그리고 엔진 회전시 ECU는 캠샤프트 포지션(Camshaft Position; 이하 CMP) 센서의 출력신호인 캠(Cam)의 온/오프 에지 상태를 통하여 CMP 센서의 고장여부 및 시동 가능 여부를 판단하는데, 엔진 역회전 상태에서도 CMP 센서의 캠의 온/오프 에지 판정이 정상적으로 되고, CMP 센서와 크랭크샤프트 포지션(CKP; Crankshaft position) 센서간의 동기화 상태가 정상적인 경우처럼 형성되어 ECU는 시동이 가능한 상태로 판단하고, 인젝터에서 연료를 분사하여 재시동 발생한다.And when the engine rotates, the ECU determines whether the CMP sensor is faulty and can be started through the on / off edge state of the cam, which is an output signal of the camshaft position (CMP) sensor. Also, the on / off edge determination of the cam of the CMP sensor is normal, and the synchronization state between the CMP sensor and the crankshaft position (CKP) sensor is formed as if it is normal, and the ECU determines that the engine can be started. Restart occurs by spraying.
또한 현재 역방향 회전시 시동이 걸리는 메커니즘은 몇 가지로 요약되는데, 첫째는 주행 미숙 등으로 엔진이 꺼져도 키 오프(Key-Off)를 시키지 않고, 다시 키를 돌리면 이그니션 온(IG ON)이 끊어지지 않고 시동이 걸리게 되어있다. 그러므로 어떤 이유로 엔진이 역회전하면 스타트 모터(start motor)에 의해 정방향 회전이 초기에 걸리지 않을 여지가 생긴다. 하지만 이는 상품성과 우리나라 드라이버의 취향을 반영한 것으로 이를 되돌리기는 힘들다.In addition, the mechanism that starts the engine in reverse rotation is summarized in several ways. It is supposed to start. Therefore, if the engine rotates for some reason, there is room for the forward rotation not to be initially initiated by the start motor. However, this reflects the merchandise and taste of Korean drivers and it is difficult to revert to this.
둘째는 현재 캠센서는 단방향 센서로서 역회전시 시그널이 역전되어 나오지만 ECU는 역전되었음을 인식하지 못하고 단지 에지만을 인식하게 된다. 그러므로 윈도우가 충분히 클 경우 역방향시에도 에러(error)임을 인식하지 못한다.Secondly, the current cam sensor is a one-way sensor and the signal is reversed during reverse rotation, but the ECU does not recognize the reverse and only recognizes the edge. Therefore, if the window is large enough, it is not recognized as an error even in the reverse direction.
그리고 역방향 회전시 엔진에 미치는 영향은 가히 치명적이라 할 수 있다. 시험적으로 역방향 회전임을 감지하지 못한 운전자가 1단 기어를 넣고 엑셀을 밟을 경우, 차는 뒤로 진행하여 언덕 등에서 치명적인 사고를 야기할 수 있다. 또한 배기계를 통해 공기를 빨아들이고 흡기계로 배기가스를 내보냄으로 흡기계(에어 클리너, 공기유량계)를 오염시킨다.In addition, the effect on the engine during the reverse rotation is fatal. If the driver who has not detected the reverse turn experimentally puts first gear and steps on the excel, the car can go backward and cause a fatal accident on the hill. It also contaminates the intake system (air cleaner, air flow meter) by sucking air through the exhaust system and sending exhaust gas out to the intake system.
이러한 역방향 시동을 해결하기 위해 보쉬사(Bosch 社)에서는 캠 시그널을 인식하는 윈도우의 폭을 줄여 역회전시 온/오프 에지가 윈도우 바깥으로 나가도록 1차 문제해결을 하였으나, 이는 초기 윈도우가 캠 및 크랭크 센서의 공차 및 온도변화에 따른 오차, 각종 조립에 의한 틀어짐을 고려한 것임을 생각하면 정상 회전시 오히려 에러로 인식하여 시동이 걸리지 않는 더 치명적인 품질 문제를 야기할 수 있다.In order to solve this reverse start, Bosch has solved the first problem of reducing the width of the window that recognizes the cam signal so that the on / off edge goes out of the window during reverse rotation. Considering the tolerances of the crank sensor and the change in temperature, and the misalignment caused by various assembling, it can be recognized as an error during normal rotation and cause more fatal quality problems that do not start.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 엔진의 회전 방향을 소프트웨어적으로 ECU가 인식하게 함으로써 역회전시 연료분사를 방지하여 역회전이 일어나지 않도록 한 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, the electronic control diesel engine reverse rotation prevention method to prevent the reverse rotation by preventing the fuel injection during the reverse rotation by causing the ECU to recognize the rotation direction of the engine by software The purpose is to provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법은, (a) 전자제어 디젤 엔진에 있어서, 이그니션 온이고, 상기 디젤 엔진의 캠축이 아직 1회전 전인 경우, 동기화 과정인지를 판단하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)에서 상기 동기화 과정이 아닌 경우에는 동기화 과정이 에러인 것으로 판정하고, 이에 반해 상기 동기화 과정인 경우에는 엔진에 장착된 캠센서의 캠 시그널의 디지털 신호 출력을 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)에서 상기 디지털 신호가 1로 출력되는 경우 연료분사를 중단하고, 상기 디지털 신호가 0으로 출력되는 경우에는 연료분사를 개시하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method of the present invention for achieving the above object, (a) in the electronically controlled diesel engine, if the ignition is on, the camshaft of the diesel engine is still one revolution before, whether the synchronization process Determining; (b) determining that the synchronization process is an error if the synchronization process is not in step (a), and determining the digital signal output of the cam signal of the cam sensor mounted on the engine in the case of the synchronization process. Wow; (c) stopping fuel injection when the digital signal is output as 1 in step (b), and starting fuel injection when the digital signal is outputted as 0; Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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도 5에는 본 발명에 따른 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트가 도시되어 있다. FIG. 5 is a schematic flowchart sequentially illustrating a method of preventing the reverse rotation of an electronically controlled diesel engine according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법은, 엔진의 회전 방향을 현재 엔진의 하드웨어를 바꾸거나 첨가하지 않고 엔진 방향을 소프트웨어적으로 ECU가 인식하게 함으로써 역회전시 연료분사를 방지하여 역회전이 일어나지 않도록 한 것이다.Referring to the drawings, the electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method according to the present invention, the fuel injection during the reverse rotation by causing the ECU to recognize the engine direction in software without changing or adding the current hardware of the engine rotation direction This prevents reverse rotation.
그리고 본 발명에 적용되는 캠센서는 단방향 센서로서 역회전시 시그널이 역전되게 됨으로 시그널이 역전됨을 ECU가 인식하도록 한다.In addition, the cam sensor applied to the present invention is a unidirectional sensor, so that the ECU recognizes that the signal is reversed when the signal is reversed during reverse rotation.
이를 보다 구체적으로 설명한다.This will be described in more detail.
우선, 전자제어 디젤 엔진에 있어서, 이그니션 온이고, 디젤 엔진의 캠축이 아직 1회전 전인 경우, 동기화 과정인지를 판단한다.(단계 110,120,130)First, in the electronically controlled diesel engine, if the ignition is on and the camshaft of the diesel engine is still one revolution before, it is determined whether the synchronization process is performed (steps 110, 120, and 130).
상기 단계 130에서 동기화 과정인 경우, 엔진에 장착된 캠센서의 캠 시그널을 디지털 신호로 출력을 판단한다.(단계 140)In the case of the synchronization process in step 130, the cam signal of the cam sensor mounted on the engine is output as a digital signal (step 140).
그리고 상기 단계 140에서 디지털 신호가 1로 출력되는 경우, 연료분사를 중단하고, 상기 단계 130을 다시 수행한다.(단계 150)When the digital signal is output as 1 in step 140, fuel injection is stopped and step 130 is performed again (step 150).
반면, 상기 단계 130에서 동기화 과정이 아닌 경우, 동기화 과정이 에러인 것으로 판정한다.(단계 160)On the other hand, if it is not the synchronization process in step 130, it is determined that the synchronization process is an error (step 160).
그리고 상기 단계 140에서 디지털 신호가 0으로 출력되는 경우, 연료분사를 개시한다.(단계 170)When the digital signal is output as 0 in step 140, fuel injection is started (step 170).
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법은 우선, 도 6에 도시된 바와 같이, 캠 시그널을 디지털 입력 신호로 받아들인다. 그리고 디지털 입력은 현재 ECU에서 사용하고 있지 않은 채널을 ECU 내부적으로 사용하여 캠 시그널을 점프한다. As described above, the electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method according to the present invention first receives the cam signal as a digital input signal, as shown in FIG. Digital inputs use the channels that are not currently in use by the ECU to jump cam signals internally.
상기한 캠 시그널은 0 또는 1이며, 이를 ECU에서 전술한 zhwON2와 zhwOFF1 사이에서 어떤 값인가를 비교하고 만일, 현재 엔진에서 정방향 회전의 경우 0이 출력되어야 한다. The cam signal is 0 or 1, and the ECU compares the value between zhwON2 and zhwOFF1 as described above, and if it is a forward rotation in the current engine, 0 should be output.
그리고 만약 1인 경우 역방향이므로, 역방향임을 감지하여 연료분사를 중단하고, 엔진은 1번 기통을 찾는 동시에 0 이나 1임을 출력함으로 역방향 회전시 단 한번의 연료분사도 일어나지 않는다.And if 1 is the reverse direction, it detects the reverse direction and stops fuel injection, and the engine finds the first cylinder and outputs 0 or 1, so that only one fuel injection does not occur during the reverse rotation.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method according to the present invention has the following effects.
현재 엔진의 하드웨어를 변경하거나 첨부하지 않고 원천적인 문제해결이 가능하여 역방향 시동을 막을 수 있고, 엔진의 각종 공차를 고려한 초기 세팅치를 그대로 사용함으로써 좁아진 윈도우에 의한 정상상태에서의 시동불가를 방지할 수 있다.The original problem can be solved without changing or attaching the current hardware of the engine to prevent the reverse starting, and by using the initial setting value considering the various tolerances of the engine as it is, it is possible to prevent the starting in the normal state by the narrowed window. have.
그리고 변경된 윈도우 상에서 차량에서 각종 엔진과 센서의 공차 테스트를 하지 않음으로 차량의 생산기간과 시험비용을 줄일 수 있다.In addition, it is possible to reduce the production period and the test cost of the vehicle by not testing the tolerances of various engines and sensors in the vehicle on the changed window.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
도 1은 전자식 승용 디젤 엔진에서 크랭크 센서의 시그널과 캠센서 시그널을 이용하여 1번 실린더의 상사점을 찾아내는 원리를 설명한 신호도.1 is a signal diagram illustrating the principle of finding the top dead center of the first cylinder using the signal of the crank sensor and the cam sensor in an electronic passenger diesel engine.
도 2는 1번 기통 상사점으로 ECU가 인식한 후 메인 인젝션 타이밍과, 파일럿 인젝션 타이밍의 한계가 정해지는 것을 설명한 신호도.Fig. 2 is a signal diagram illustrating that the main injection timing and the limits of the pilot injection timing are determined after the ECU recognizes the cylinder top dead center.
도 3a 및 도 3b는 정방향 및 역방향 회전시 실측값 기준 예상 시그널 상태를 나타내 보인 신호도.3A and 3B are signal diagrams showing measured value reference signal states during forward and reverse rotation.
도 4a 및 도 4b는 순방향과 역방향 회전시 분사시기를 예측하기 위한 원리 설명도.4a and 4b are explanatory diagrams for predicting the injection timing during the forward and reverse rotation.
도 5는 본 발명에 따른 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.5 is a schematic flowchart sequentially showing a method for preventing an electronically controlled diesel engine reverse rotation according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 전자제어 디젤 엔진 역회전 방지방법이 적용되는 시스템의 개략적인 제어 블록도.Figure 6 is a schematic control block diagram of a system to which the electronically controlled diesel engine reverse rotation prevention method according to the present invention is applied.
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