KR0123561B1

KR0123561B1 - 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템

Info

Publication number: KR0123561B1
Application number: KR1019880008489A
Authority: KR
Inventors: 마사히데 사까모또; 다께시 아따고; 준이찌 이시이; 마쯔오 아마노; 노부오 구리하라
Original assignee: 미다 가쓰시게; 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
Priority date: 1987-07-09
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1997-11-27
Also published as: GB2207779A; GB8816203D0; DE3823277A1; KR890002530A; US4991102A; DE3823277C2; GB2207779B

Abstract

본 발명은 학습 보정계수를 설치하여 정확한 공연비 제어 및 점화시기 제어가 가능한 엔진제어시스템을 제공하기 위하여 엔진의 흡입공기유량, 엔진 속도, 배기가스중의 산소 농도를 검출하는 각각의 수단과, 배기 가스 중의 산소 농도에 의하여 실공연비와 목표공연비와의 편차를 연산하는 수단과, 상기 흡입공기량 검출 수단의 입출력 변화를 학습하여 그 입출력특성의 변화에 따른 제1의 보정계수를 결정하는 수단과, 연료 분사수단의 입출력특성의 변화를 학습하여 그 입출력특성의 변화에 따른 제2의 보정계수를 결정하는 수단과, 상기 제1의 보정계수, 엔진 회전수 및 흡입공기 유량으로부터 기본 연료 분사량을 연산하는 수단과, 상기 기본 연료분사량, 상기 제2의 보정계수 및 상기 공연비의 편차로부터 상기 공연비의 편차를 저감시키는 요구 연료분사량을 연산하는 수단과, 요구 연료유량을 나타내는 구동신호를 발생하는 수단과, 상기 요구 연료량을 나타내는 구동신호에 응답하여 연료를 상기 엔진중의 흡기통로에 분사하는 수단을 포함하는 엔진제어 시스템을 구성한다.

Description

학습제어를 사용하는 엔진제어시스템

제1도는 공연비 피이드백 보정계수가 공연비 제어에 의하여 변화하는 일례를 도시한 도면.

제2도는 학습제어 보정치(K_L)를 저장하기 위한 맵을 도시한 도면.

제3도는 본 발명이 적용될 수 있는 엔진제어시스템의 일반적인 구성을 도시한 도면.

제4도는 본 발명에 따른 엔진제어시스템의 제어회로 및 그 주변회로를 도시한 블록도.

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 학습보정치의 배분비율의 특성을 도시한 도면.

제6도는 학습보정치의 배분비율의 또 다른 특성을 도시한 도면.

제7도는 2개의 학습보정치를 저장하는 맵의 일례를 도시한 도면.

제8도는 공기 유량센서의 입출력 특성의 경년변화를 도시한 도면.

제9도는 연료분사기의 입출력특성의 경년변화를 도시한 도면.

제10도는 2개의 학습보정치를 저장하는 맵의 다른 예를 도시한 도면.

제11도는 점화시기 맵의 일례를 도시한 도면.

제12도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 학습보정치에 대한 학습프로그램의 플로우챠트.

제13도는 공기 유량센서의 입출력특성의 경년변화의 다른 실시예를 도시한 도면.

제14도는 본 발명의 일실시예에 따른 학습보정치에 대한 학습 프로그램의 플로우챠트.

제15도는 2개의 학습보정치를 저장하는 맵의 일례를 도시한 도면.

제16도는 엔진 운전횟수를 누적하는 카운터 프로그램의 플로우챠트.

제17도는 본 발명의 실시예에 따른 학습보정치에 대한 학습 프로그램의 플로우챠트의 일부분을 도시한 도면.

제18도는 제17도의 플로우챠트에 따라 처리하는 타임챠트.

제19도는 학습보정치의 분리학습의 배분계수의 특성도.

제20도는 제19도의 특성을 이용한 학습 프로그램의 플로우챠트의 일부분을 도시한 도면이다.

본 발명은 자동차 엔진의 제어시스템에 관한 것으로, 특히 공연비 피이드백 제어를 행하고, 연료유량의 결정에 학습제어를 사용하는 가솔린 엔진의 제어시스템에 관한 것이다.

최근의 자동차 가솔린 엔진은 운전상태를 총합적으로 제어하고, 배기가스중의 유행성분을 저감하고, 또 연료비용의 개선이 도모되도록 마이크로컴퓨터를 사용한 제어시스템을 구비하고 있다. 이와 같은 제어에서는 엔진의 운전상태를 나타낸 각종 센서로부터의 신호에 응답하여 연료 공급량이나 점화시기 등의 여러 가지 인자의 제어를 행하여 최적인 엔진 운전상태를 얻을 수 있도록 한 전자식 엔진제어시스템이 사용되고 있다.

전자식 엔진제어시스템의 일례는 1979년 4월 6일자로 주식회사 히다찌 세이사꾸쇼에 의하여 일본에 특허 출원된 JP-A-55-134721호와 그 출원을 우선권주장으로 하여 1980년 4월 7일에 미국출원된 미국 특허 제4,363,097호에 기재되어 있다. 전자식 엔진제어시스템에 있어서의 연료의 유량제어에는 공연비 피이드백 방식이 사용된다. 이 제어방식을 따르면, 공기유량 센서의 의하여 검출된 흡입공기량과 엔진의 회전수가 기본 연료분사량을 결정하는데 사용된다. 다음에 이 기본연료 분사량에 배기가스 중의 산소농도에 대응한 피이드백 치인 공연비 피이드백 계수나 그밖의 제어 파라메터를 나타내는 보정계수를 곱한다. 그 결과로 보정된 기본연료분사량에 배터리 전압보정분을 가산하여 요구 연료분사량을 산출한다. 이 산출된 요구연료 분사량에 대응하는 구동신호에 의하여 분사기 노즐의 개방시간을 제어하여 혼합기를 목표공연비(이론적공연비)로 유지시킨다.

따라서 요구 연료분사량은 분사기에 인가된 구동신호의 펄스폭으로 대표된다. 기본연료 분사량에 상당하는 구동신호의 펄스폭(T_P), 즉 기본연료분사 펄스폭과 요구연료 분사량에 상당하는 펄스폭(T_I),(이하 요구분사 펄스폭이라 칭함)은 하기 식에 의하여 구해진다.

T_P=k×Q_a/N .............................................. (1)

T_I=T_P×K×α×K_L+T_S....................................... (2)

여기서 k는 상수, Qа는 흡입공기량, N은 엔진속도, K는 엔진냉각수 온도 등에 따른 보정계수, α는 공연비 피이드백 보정계수, K_L연료유량 학습보정치, T_S는 분사기의 무효펄스폭(배터리 전압보정분)을 나타낸다. 즉 엔진의 흡입공기유량(Q_A)과 엔진속도(N)로부터 (1)식에 의하여 기본연료 분사시간(T_P)을 정하고, 이 값에 공연비 피이드백 보정계수(α)를 곱하므로써 목표공연비(이론적 공연비)를 가져오는 연료분사유량을 얻는다. 실제의 엔진에서는 연료유량 제어시스템에 있어서의 각종 작동기(예를 들면, 연료분사기와 센서(예를 들면 공기 유량센서))의 입출력 특성의 편차가 경년변화가 있으므로 피이드백 보정계수(α)만의 연료 유량 제어로는 불충분하여 편차나 경년변화를 학습에 의하여 보상하고 정확한 공연비 제어를 행한다. 이 학습에 의한 보상분이 학습보정치(K_L)이다.

또한 학습보정치(K_L)에 관하여 상세하게 설명한다. 배기통로에 설치된 O₂센서는 배기가스중의 산소의 농도(저산소농도에 대해 농후 및 고산소 농도에 대해 희박)에 따른 2진신호(농후 혼합에 대해 고레벨 전압 및 희박혼합에 대해 저레벨 전압)을 출력한다. 이 2진신호에 의거하여 공연비 피이드백 계수(α)를 스텝적으로 증감하고, 그후 점증 또는 저감하여 공연비를 목표공연비에 가까이 한다. 산소센서의 출력신호(λ)에 의하여 공연비의 농후된 값 또는 희박한 값의 검출에 따라 변하는 공연비 피이드백 계수(α)의 상태를 제1도에 나타낸다.

여기서 산소센서 신호의 변화방향이 반전했을 때의 공연비 피이드백 계수(α)에 있어서 희박상태로부터 농후상태로 변화할 때의 극치를 α_max, 농후 상태에서 희박상태로 변화할 때의 극치를 α_min으로 하고, 그 2개의 평균치(α_avea)는,

α_avea=(α_max+α_min)/2 ................................... (3)

으로한다.

그리고, (3)식의 평균값(α_ave)과 1과의 편차를 학습보정치(K_L)이라 정의한다. 즉,

K_L=α_ave-1 ............................................ (4)

공연비 피이드백 계수(α)가 1인 경우는 산소센서에 의한 공연비 피이드백을 행하지 않아도 공연비가 목표 값으로 되어 있는 상태와 동일하다.

학습보정치(K_L)는 엔진의 운전영역에 따라 다르기 때문에 제2도에 나타낸 바와 같은 엔진속도와 기본 연료분사량(펄스폭)으로 나타나는 각 운전영역마다 학습보정치(K_L)를 기입하기 위한 학습보정치 맵을 메모리내에 구비한다. 그리고 경연비 피이드백 제어를 행하고 있는 운전영역에서 (4)식의 연산을 행하고, 맵의 각 영역에 K_L의 값을 기입해 간다. 또한, 연료유량 제어시스템의 경년변화를 보상하므로 맵중의 K_L의 각 값을 운전 기간중에 학습하여 갱신해 간다. 요구 연료분사량의 연산일 때는 메모리를 읽어내어 그 때의 운전 영역의 학습보정치(K_L) 를 사용한다. 또한 학습보정치(K_L) 의 학습타이밍, 즉 학습보정치(K_L)의 갱신시기는 엔진의 운전영역이 변화하지 않고 또 공연비 보정계수(α)의 극치가 계속해서 소정횟수로 발생했을 때 즉, 운전상태가 과도상태가 아닐 때 실행한다.

제2도의 맵은 모두 64점의 운전영역으로 분할되어 있으나, 일반의 운전에서는 이 맵상의 전영역을 사용하는 적은 거의 없으므로 미학습 즉 경험하지 않은 운전영역에 있어서의 학습보정치(K_L)로부터 추정 연산된다.

공연비의 학습제어의 예는 1983년 9월 20일에 주식회사 히다찌 세이사꾸쇼에 의해 일본에 특허출원된 JP-A-60-6525호 및 1983년 11월 21일에 주식회사 히다찌 세이사꾸쇼에 의하여 일본에 특허출원된 JP-A-60-111034와 그것을 우선권 주장하여 1984년 11월 19일에 미국에 출원된 미국특허 제4,703,430호에 개시되어 있다.

종래의 학습제어 시스템은 연료분사 제어시스템에 있어서의 모든 센서류나 작동기류의 입출력 특성의 편차나 경년변화를 단일 학습보정치(K_L)만으로 보상하는 것이다. 또한 (1)식으로부터 알 수 있는 바와 같이 기본연료 분사량(T_P)에 관하여는 어떠한 보상도 하지 않는다. 그러나, 흡입공기량(Q_a)을 검출하는 열선형 센서와 같은 공기유량센서의 공기유량센서는 그 입출력 특성에 있어서 제조시 편차가 있고, 또 사용중에 센서에 부착하는 먼지나 유분에 의하여 센서의 초기 입출력 특성이 변화한다.

따라서 검출된 흡입공기유량(Q_a)의 값에 오차가 발생한다. 흡입공기유량(Q_a)에 오차가 있으면 기본 연료 분사량(T_P)에도 당연히 오차가 발생한다. 기본연료 분사량(T_P)은 엔진부하에 대응하고 있고, 이 값을 기초로 최적 점화시기가 결정되므로 공기 유량메터의 흡입공기량의 오차는 부적절한 점화시기를 가져오며, 엔진 성능이나 연비의 저하 또는 노킹 발생의 원인이 된다. 한편, 경년변화에 의한 입출력 특성의 변화는 공기유량 메터에 한정되지 않고 연료분사기에도 발생한다. 특히, 분사기 노즐은 연료중의 먼지나 역화(backfire)에 의한 카본 등의 부착에 의하여 노즐지름이 좁아져 연료유량이 저하해오는 경향이 있다. 따라서 연료분사기의 경년변화는 연료분사량에 오차를 가져오므로 공연비의 제어에도 크게 영향을 미친다.

이상의 것으로부터 연료 분사량의 학습제어에 있어서는 정확한 공연비 및 정확한 점화시기를 얻기 위해서 공기유량 메터와 연료분사기의 입출력특성의 변동을 개별적으로 보상할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 연료유량의 학습제어의 문제점에 감안하여 공기 유량 메터의 연료분사기에 개별로 그들의 입출력 특성의 변화를 보상하는 학습보정계수를 설치하여 정확한 공연비 제어 및 점화시기 제어가 가능한 엔진제어시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 엔진의 흡입공기유량을 검출하는 공기 유량메터와, 엔진의 속도를 검출하는 수단과, 엔진의 배기 가스중의 산소농도를 검출하는 산소센서와, 배기가스중의 산소농도에 의거하여 실공면 비와 목표공연비의 편차를 연산하는 수단과, 상기 흡입공기량을 검출하는 수단의 입출력특성의 변화를 학습하여 그 입출력 특성의 변화에 따른 제1의 보정계수를 결정하는 수단과, 상기 연료를 분사하는 수단의 입출력 특성의 변화를 학습하고, 그 입출력특성의 변화에 다른 제2보정계수를 결정하는 수단과, 상기 제1의 보정계수와 상기 엔진속도와 상기 흡입공기량으로부터 기본 연료 분사량을 연산하는 수단과, 상기 기본연료 분사량과 상기 제2의 보정계수와 상기 공연비의 편차로부터 상기 공연비의 편차가 작아지는 요구 연료유량을 연산하는 수단과, 상기 요구 연료유량을 나타낸 구동신호를 발생하는 수단과, 요구 연료유량을 나타낸 구동신호에 응답하여 연료를 상기 엔진중의 흡기통로에 분산하는 수단, 예를 들면 연료 분사기를 구비한다.

또 본 발명의 실시예에 있어서는 제1 및 제2의 학습보정계수의 편차는 공연비의 편차를 소정비율로 분배하여 결정되고, 그 소정비율을 흡입공기유량에 따라 변화시킬 수 있다.

또 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 제1과 제2의 학습보정계수의 산출을 각각 다른 흡입공기량 영역에서 실시한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에서는 엔진의 사용이 소정횟수가 되었을 때에 제1과 제2의 학습보정계수의 산출을 실행한다.

제3도는 본 발명의 엔진제어시스템이 적용된 시스템 전체의 구성을 도시한 도면이다.

흡입공기는 공기정화기(2), 드로틀챔버(4) 및 흡기관(6)을 통하여 실린더(8)중에 공급된다. 실린더(8)로부터의 배기가스는 배기관(10)을 통하여 대기중에 배출된다.

드로틀챔버(4)는 연료를 분사하기 위한 분사기(12)가 설치되어 있고, 이 분사기(12)로부터 분산한 연료는 드로틀챔버(4)의 공기통로내에서 분쇄되어 흡입공기와 혼합하여 혼합기를 형성하고, 이 혼합기는 흡기관(6)을 통하여 흡기밸브(20)의 개방에 의하여 실린더(8)의 연소실에 공급된다.

분사기(12)의 출구근방에는 드로틀밸브(14)가 설치되어 있다. 드로틀밸브(14)는 가속페달의 작동에 따라 밸브 개방도가 변화하도록 구성된다.

드로틀챔버(4)의 드로틀밸브(14)의 상류에는 주공기통로 외에 보조공기통로(22)가 설치된다. 이 보조공기통로(22)에는 전기발열체로 이루어지는 공기유량센서, 즉열선(24)이 배치되어 공기 유속에 따라 변화하는 전기신호(AF)를 발생시킨다. 흡입공기유량(Q_а)을 연산하기 위하여 제어회로(1)에 이 전기신호(AF)가 입력된다. 이 열선으로 이루어지는 유량센서(24)는 보조공기통로(22)내에 설치되어 있으므로 역화시에 발생하는 고온가스로부터 보호됨과 동시에 흡입공기중의 먼지 등에 의하여 오염되는 것으로부터 보호된다. 이 보조공기통로(22)의 출구는 벤튜리(venturi)의 가장 협소한 부근에 개구되고, 그 입구는 벤튜리의 상류측에 개구되고 있다. 분사기(12)에는 연료탱크(30)로부터 연료펌프(32)를 거쳐 가압된 연료가 항상 공급되고, 제어회로(1)로부터의 구동신호가 분사기(12)에 가해졌을 때 구동신호의 펄스폭의 기간동안 노즐이 열려 분사기(12)로부터 흡기관(6)중에 연료가 분사된다.

흡기밸브(20)로부터 흡입된 공기유량 혼합기는 피스톤(50)에 의하여 압축되고, 점화플러그(도시안됨)에 의한 스파크에 의하여 연소하고, 이 연소에 의한 열에너지는 운동에너지로 변환된다. 실린더(8)는 냉각수(54)에 의하여 냉각된다. 이 냉각수의 온도는 수온센서(56)에 의하여 측정되고, 연소분사율이나 점화시기를 결정하기 위한 파라메터로서 제어회로(1)에 입력된다.

배기관(10)의 집합부에는 산소센서(142)가 설치되어 배기가스중의 산소농도를 검출한다. 검출된 산소농도(λ)는 제어회로(1)에 입력된다.

또, 엔진의 크랭크축(도시안됨)에는 엔진속도에 따라 기준 크랭크마다에 기준각도신호와 일정각도(예를 들면 0.5도)마다에 위치신호를 발생하는 크랭크각도 센서가 설치된다. 크랭크각도 센서로부터의 신호는 엔진속도의 측정이나 점화시기를 결정하기 위한 신호를 발생시키기 위하여 제어회로(1)에 입력된다. 제어회로(1)는 마이크로컴퓨터와 메모리를 포함하고, 제어프로그램에 따라 엔진제어를 행한다. 제어회로(1)에는 점화제어시스템(60)이 접속된다. 점화제어시스템은 제어회로(1)가 연산한 최적 점화시기를 나타낸 신호에 기초하여 점화플러그에 스파크를 발생시키는 고전압을 발생하는 공지의 시스템이다. 또한 드로틀챔버(4)에는 드로틀밸브(14)를 넘어서 흡기관(6)에 연결하는 바이패스 공기통로(26)가 설치되고, 이 바이패스(26)에는 개폐 제어되는 바이패스 밸브(61)가 설치되어 있다.

이 바이패스 밸브(61)는 드로틀밸브(14)를 우회하여 설치된 바이패스(26)로 향하게 하여 제어회로(1)로부터의 펄스전류에 의하여 제어되어 작동하고, 그 상승량에 의하여 바이패스(26)의 단면적을 변경한다.

EGR(Exhaust Gas Recirculation) 제어밸브(90)는 배기관(10)으로부터 흡기관(6)으로 EGR량을 제어한다.

따라서, 상술된 바와 같이 제3도의 제어장치에 따르면, 분사기(12)가 제어되어, 공연비와 연료유량의 증감을 제어하여 바이패스밸브(61)와 분사기(12)에 의하여 아이들엔진 속도를 행할 수 있으며 나아가서는 EGR량의 제어도 행할 수 있다.

제4도는 마이크로컴퓨터를 사용할 제어회로(1)의 일반적인 구성이다. 제4도에서는 제3도에서 도시하지 않은 각종 센서나 작동기도 나타내고 있다. 이 제어회로(1)는 중앙처리장치(이하 CPU라 칭함)(102), 판독전용 기억장치(이하 ROM이하 칭함)(104), 임의 접근기억장치(이하 RAM이라 칭함)(106) 및 입출력회로(108)로 구성되어 있다.

CPU(102)는 ROM(104)내에 기억된 제어프로그램에 의하여 입출력회로(108)로부터의 입력 데이타를 연산하고, 그 연산결과를 다시 입출력회로(108)에 되돌려 보낸다. 이들의 연산처리의 과정에서 요구되는 일시 데이터기억은 RAM(106)을 사용한다. CPU(102), ROM(104), RAM(106) 및 입출력회로(108)의 각종 데이터의 교환은 데이터버스와 콘트롤버스와 어드레스버스로 이루어지는 버스라인(110)에 의하여 행해진다.

입출력회로(108)에는 제1의 아날로그/디지탈콘버터(122)(이하, ADC1이라 칭함), 제2의 아날로그/디지탈콘버터(124)(이하 ADC2라 칭함), 각도신호 처리수단(126)과 1비트 데이터를 입출력하기 위한 이산형(discrete) 입출력회로(128)(이하, DIO라 칭함)를 가진다. ADC1에는 배터리 전압검출센서(132)(이하 VBS라 칭함)와 산소센서(142)(이하 O₂S라 칭함)과의 출력이 멀티플렉서(162)(이하 MPX라 칭함)에 가해지고, MPX(162)에 의하여 이 중의 하나를 선택하여 아날로그/디지탈콘버터(164)(이하ADC라 칭함)에 입력한다. ADC(164)의 출력인 디지탈값은 레지스터(166)(이하 REG라 칭함)에 세트된다. 각도센서(146)(이하 ANGLS라 칭함)로부터는 기준 크랭크각도, 예를 들면 180도(4기통의 경우)를 나타낸 신호(이하 REF라 칭함)와 0.6도 크랭크각을 나타낸 위치신호(이하 POS라 칭함)가 출력되고 각도신호 처리회로(126)에 가해져 여기서 파형 정형된다.

DIO(128)에는 드로틀밸브(14)가 전폐위치로 들어오고 있을 때에는 아이들상태를 지시하는 아이들스위치(이하 IDLE-SW라 칭함)(148)와 전송(transmission)이 톱기어 위치에 있는 것을 지시하는 톱(top)기어 스위치(이하 TOP-SW라 칭함)(150)와 스타트가 시동된 것을 지시하는 스타트 스위치(이하 START-SW라 칭함)의 출력이 입력된다.

다음에 CPU(102)의 연산결과에 의거하여 펄스출력회로 및 제어대상에 관하여 설명한다. 분사제어회로(이하 INJC라 칭함)(1134)는 연산결과의 디지탈치를 펄스출력에 변환하는 회로이다. 학습제어에 의하여 연산된 요구 연료분사량(T₁)에 상당한 펄스폭을 가지는 구동펄스신호(INJ)가 INJC(1134)에 의해 발생되고 AND게이트(1136)를 거쳐 분사기(12)에 인가된다.

점화펄스 발생회로(이하 IGNC라 칭함)(1138)는 점화시기를 설정하는 레지스터(이하 ADV라 칭함)와 점화코일의 일차 전류통전 개시시간을 세트하는 레지스터(이하 DWL라 칭함)를 가지고 CPU(102)로부터 이들의 데이터가 레지스터에 설정된다. IGNC(1138)은 설정된 데이터에 의거하여 점화펄스신호(IGN)를 발생한다. 점화펄스신호(IGN)는 AND게이트(1140)를 거쳐 점화 제어시스템(60)에 인가된다.

바이패스밸브(61)의 개방정도는 제어회로(이하 ISCC라 칭함)(1142)로부터 AND게이트(1144)를 거쳐 가해지는 펄스신호(ISC)에 의하여 제어된다. ISCC(1142)는 펄스폭을 설정하는 레지스터(ISCD)와 펄스주기를 설정하는 레지스터(ISCP)를 가지고 있다.

EGR 제어밸브(90)를 제어하는 EGR량 제어펄스발생회로(이하 EGRC라 칭함)(1178)에는 펄스의 충격 계수를 나타내는 값을 설정하는 레지스터(EGRD)와 펄스의 주기를 나타내는 값을 설정하는 레지스터(EGRP)를 가지고 있다. 이 EGRC의 출력펄스(EGR)는 AND게이트(1156)를 거쳐 제어펄스(90)에 가해진다.

또한 1비트의 입출력신호는 회로(DIO)(128)에 의하여 제어된다. 입력신호로서는 IDIE-SW신호, START-SW신호 및 TOP-SW신호가 있다. 또, 출력신호로서는 연료펌프를 구동하기 위한 출력신호가 있다. 이 DIO는 각 스위치로부터의 입력신호를 수납하는가의 여부를 결정하기 위한 레지스터 DOR(192)와 출력데이터를 래치하기 위한 레지스터(D_OUT)(194)가 설치되어 있다.

모드레지스터(1160)는 입출력회로(108)내부의 여러 가지 상태를 지령하는 명령을 유지하는 레지스터(이하 MOD라 칭함)이고, 예를 들면 이 모드 레지스터(1160)에 명령을 세트하므로써 AND게이트(1136,1140,1144,1156)를 모두 동작상태로 하게 하거나 부동작상태로 하게 한다. 이와 같이 MOD레지스터(1160)에 명령을 세트하므로써 INJC, IGNG 및 ISCC의 출력정지나 기동을 제어할 수 있다. DIO(128)에는 연료펌프(32)를 제어하기 위한 신호(DIO1)가 출력된다.

따라서 이와 같은 전자식 엔진제어시스템을 적용하면 공연비의 제어를 포함한 내연기관에 관한 거의 모든 제어를 적절하게 행할 수가 있고, 자동차에 부과되는 심한 배기가스 규제도 충분히 제거할 수 있다.

다음에 본 발명의 공기유량 메터와 연료분사기에 개별로 학습보정치를 설정하여 연료분사량을 제어하는 방법을 설명한다.

본 발명의 제1실시예에 있어서는 기본 연료분사량(T_P)과 요구연료 분사량(T_I)을 하기의 식으로 정의한다.

T_P=K·Q_a·K_L1/N ....................................... (5)

T_I=T_P·K·α·K_L2+T_S................................... (6)

여기서 K_L1은 공기유량메터의 입출력 특성의 변화가 원인인 연료유량 검출오차를 보상하는 학습보정치이고, K_L2는 연료분사기의 입출력특성의 변화가 원인인 연료유량 검출오차를 보상하는 학습보정치이다. 그밖의 신호는 (1)~(4)식에서 정의한 것과 동일한 것을 나타낸다.

다음에 분사기(12)와 공기유량센서(24)의 입출력특성 변화의 경향에 관하여 설명한다. 분사기(12)의 경우에 장기간의 사용과정에서 제9도에 나타낸 바와 같이 요구연료분사량(펄스폭), (T_I)과 실제로 분사되는 연료유량(Q_f)과의 관계를 나타낸 기울기가 a로부터 b로 변화해간다. 한편, 공기유량센서(24)의 경우는 제8도에 나타낸 바와 같이 실제의 공기유량(Q_a)과 센서(24)의 출력전압의 관계가 일정량 이동하는 경향이 있다. 이것으로부터 흡입공기량이 적은 저부하 영역에서는 공기유량센서(24)의 특성변화가 분사기(12)의 특성변화에 의한 것보다도 연료유량검출 오차에 영향이 보다 지배적이고, 흡입 공기량이 많은 고부하 영역에서는 그 반대가 된다. 본 발명자들은 이 현상에 착안하여 (1)식에서 얻어지는 학습보정치(K_L=α_ave-1)의 값을 부하량에 따른 비율(β)로 비례배분하여 공기유량센서의 학습보정치(K_L1)와 분사기의 학습보정치(K_L2)를 각각 얻도록 하였다. 이 배분비율(β)은 부하량에 대응하는 (1)식의 기본연료분사량(T_P)에 따라 제5도의 특성곡선을 따라 변화되든가 또는 흡입공기유량(Q_a)에 따라 제6도의 특성곡선을 따라 변화된다. 이 제5, 6도의 특성은 미리 실험적으로 조사해 두고 맵의 형식으로 ROM(104)에 기억해 두면 좋다. 따라서 학습보정치 K_L(공연비의 목표치로부터의 편차)를 비율(β)로 비례배분하여 얻어지는 값(δ₁,δ₂)를 하기식으로 정의한다.

δ₁=(α_ave-1)×β .................................... (7)

δ₂=(α_ave-1)×δ₁.................................... (8)

여기서 제1과 제2의 학습보정치(K_L1,K_L2)의 값은 학습에 의하여 갱신되어간다. 즉 새로운 제1과 제2의 학습보정치(K_L1,K_L2)의 값은 하기식에 의하여 현재상태의 값으로 갱신되어 제7도에 나타낸 맵으로 저장된다.

K_L1(NEW)=K_L1(PRESENT)+δ₁×γ₁............................. (9)

K_L2(NEW)=K_L2(PRESENT)+δ₂×γ₂............................ (10)

여기서, γ₁, γ₂는 중량 계수이다.

엔진의 초기상태에서는 제1 및 제2의 학습보정치(K_L1,K_L2)는 어느 것도 학습되어 있지 않으므로, K_L1=δ₁×γ₁, K_L2=δ₂×γ₂가 된다. 중량계수를 곱하는 이유는 학습보정치를 그대로 한번에 갱신하여 제어하면 추적이나 오버슈트(overshoot)를 발생시켜 공연비가 목표치로 복귀시키는데 시간을 필요로 하고, 원활한 제어를 할 수 없다는 문제가 있기 때문이다. 중량계수(γ₁,γ₂)의 값은 실험적으로 최적치가 정해진다. 기본연료분사량(T_P) 및 요구연료분사량(T_I)을 (5), (6)식으로부터 연산할 경우는 제7도의 학습치 맵으로부터 공기유량 메터에 관한 제1학습보정치(K_L1)와 분사기에 관한 제2학습보정치(K_L2)를 각각 독출한다. 학습보정치 맵에서는 공기유량 메터에 관한 제1의 학습보정치(K_L1)는 흡입공기유량(Q_a)을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역마다에 개별로 보정치를 독입한다.

이것은 열선형 방식의 공기유량메터의 출력특성이 제8도와 같은 4차함수 곡선으로 되어 있고 경년변화에 의한 출력의 변화율이 흡입공기유량 영역에 의하여 다르기 때문이다. 분사기에 관한 제2의 학습보정치(K_L2)에 관해서는 흡입공기유량에 관계없이 하나의 값이 설정된다. 이것은 분사기의 입출력특성이 직선적이고, 또 분사기의 경년변화에 의한 입출력특성의 변화율이 제9도에 나타낸 바와 같이 어느 연료분사 영역에서도 일정하기 때문이다. 단, 분사기와 공기유량메터의종류에 의하여 반드시 제8도, 제9도에 나타낸 바와 같은 특성과 동일해서는 안된다. 따라서, 분사기나 공기유량메터의 특성에 따라 학습보정계수의 맵을 제10도와 같이 구성해도 좋다.

상기 (5)식에서 알 수 있는 바와 같이 새로운 기본분사 펄스폭(T_P)은 제1의 학습치(K_L1)를 포함하고 있고, 따라서 공기유량센터(24)의 특성변화(제8도)에 따라 순차 보정치로 수정되게 되므로 점화시기 맵을 정확하게 검색할 수가 있다. 점화시기 맵은 제11도에 그 예를 나타낸다. 최적 점화시기는 기본연료 분사량(T_P)과 엔진속도(N)로부터 결정된다. 또한 (6)식으로부터 알 수 있는 바와 같이 요구연료 분사펄스폭(T_I)은 K_L1에서 학습보정한 기본분사 펄스폭(T_P)에 의하여 분사기(12)의 특성변화(제9도)에 따른 제2의 학습치(K_L2)를 포함하고 있으므로 분사기(12)의 현재의 특성에 따른 정확한 값으로 구할 수가 있다.

또한, 공기유량메터의 흡입공기량 검출방식에는 흡기관내 압력과 엔진속도로부터 검출하는 방식과 드로틀개방도와 엔진속도로부터 검출하는 방식 등의 여러 가지의 것이 있으나 본 발명은 이들의 어느 방법에 있어서도 적용 가능하고, 상기의 실시예와 동등한 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 K_L1, K_L2의 2개의 학습보정치에 의한 엔진제어는 마이크로컴퓨터(1)내의 ROM(104)에 저장된 프로그램에 의하여 실행된다. 그 프로그램의 플로우챠트를 제12도에 나타내어 각 스텝순으로 설명한다. 제12도의 플로우를 개략하면 스텝(101~103)은 전처리 플로우, 스텝(104~109)은 학습처리 플로우, 스텝(110)의 새로운 기본연료 분사펄스폭(T_P)의 연산플로우, 스텝(111)은 새로운 요구연료 분사펄스폭(T_I)의 연산 플로우 스텝(112)은 점화시기 맵의 검색플로우로서 생각할 수 있다.

먼저 스텝(101)에서 공기유량센서(24)로부터의 공기유량신호와 각도센서(146)로부터의 각도신호에 의거하여 흡입공기유량(Q_a)이 계산되고, 엔진속도(N)가 구해진다.

다음에 스텝(102)에서 이 흡입공기유량(Q_a), 엔진속도(N) 및 상수(k)에 의하여 상기의 (1)식에서는 기본 분사펄스폭(T_P)이 계산된다. 상수(k)는 미리 ROM(104)에 기억된다.

다음에 스텝(103)에서 산소센서(5)의 출력신호가 취입된다. 스텝(104)에 있어서 공연비 피이드백 제어중인가 여부를 판단한다. 그 결과 피이드백중이 아닐 경우(NO)에는 학습할 필요가 없으므로 스텝(110)에 점프하고, 스텝(110~112)에서 통상 분사제어 및 점화시기 제어가 행해진다.

한편 스텝(104)에서 피이드백 제어중인 경우(YES)에는 피이드백량을 연료유량 제어량에 반영시켜 학습할 필요가 있으므로 다음 스텝(105)으로 진행한다. 스텝(105)에서는 산소센서(142)의 출력신호가 반전(제1도 참조)했는가 여부가 판단된다. 이 판단은 다음의 스텝(106)의 계산의 전제조건이 된다. 판단 결과, 반전하지 않는 경우(NO)는 학습할 수 없으므로 스텝(110)에 점프하고, 그 이후의 스텝(110~112)의 통상 분사제어 및 점화시기 제어가 행해진다.

한편, 스텝(105)에서 반전이 확인되면(YES) 다음의 스텝(106)으로 진행한다. 스텝(106)에서는 산소 피이드백량의 최대치(α_max)와 최소치(α_min)와 평균치(α_ave)를 산출한다. 스텝(107)에서는 먼저 스텝(102)에서 구한 기본 분사펄스폭(T_P)에 따른 공기유량센서(24)의 특성변화를 고려하여 학습치의 배분비율(β)을 제5도 또는 제6도의 관계로부터 구한다. 또한 T_P는 엔진의 부하에 상당하는 값이다.

스텝(108)에서는 먼저 구한 배분비율(β)을 고려하여 (7)식에 의하여 제1배분계수(δ₁)를 구하고, 이어서 이 제1배분계수(δ₁)를 고려하여 (8)식에 의하여 제2배분계수(δ₂)가 계산된다. 이 계산에 의하여 실제의 공연비의 목표치로부터의 편차(즉, δ_ave-1.0)를 흡입공기량(Q_a) 및 분사기의 특성에 따른 비율로 배분하는 것이 행해진다. 스텝(109)에서는 얻어진 제1, 제2의 각 배분계수(δ₁,δ₂)와 중량계수(γ₁,γ₂)를 전회까지의 제1학습치(K_L1), 제2학습치(K_L2)에 반영시켜 제7도 또는 제10도의 학습보정치 맵을 갱신한다. 스텝(110)에서는 공기유량센서(24)에 관한 제1의 학습치(K_L1)를 스텝(102)에서 계산한 기본분사 펄스폭에 반영시켜 새로운 기본분사 펄스폭(T_P)을 작성한다.

스텝(111)에서 상기 새로운 기본분사 펄스폭(T_P)에 의하여 분사기(12)에 관한 제2의 학습치(K_L2)를 반영시켜 새로운 요구분사 펄스폭(T_I)을 작성하고, 제7도 또는 제10도의 학습보정치 맵을 갱신한다. 이후는 다음의 학습시까지 이 요구분사 펄스폭(T_I)에서 분사기(12)가 제어된다.

스텝(112)에서는 새로운 기본분사 펄스폭(T_P)과 엔진속도(N)에 의하여 제11도의 점하시기 맵을 검색하고, 점화시기 제어시스템(60)에 의하여 검색된 바른 점화시기에 제어된다.

다음에 공기유량메터와 분사기의 학습보정치를 다른 방법으로 결정하는 본 발명의 제2실시예에 관하여 설명한다. 이 실시예는 열선형 센서의 종류에 따라 특정한 공기유량 영역에서는 장기간 사용해도 입출력특성의 변화가 거의 없는 성질을 가지는 것을 이용하는 것이다.

분사기의 경년변화에 관해서는 제9도에 나타내고 있다. 열선형 센서에 있어서는 제8도의 것이 낮은 공기유량영역 및 중간 공기유량영역에서 경년변화가 있으나, 높은 유량 영역에서는 거의 특성변화는 없다. 또, 제13도에 나타낸 예에서는 흡입공기유량 Q_am과 Q_an의 범위중 유량영역에서 특성변화를 거의 볼 수 없다.

이 제2실시예에서는 이 공기유량센서의 성질을 이용하여 공기유량센서의 입출력특성에 변화가 없는 흡입 공기류 영역에서 제9도의 분사기 특성의 학습보정치의 결정을 행하고, 그 밖의 흡입 공기유량영역에서 공기유량센서의 특성의 학습보정치의 결정을 행하는 것이다.

이와 같이 하여 제1의 학습보정치와 제2의 학습보정치를 독립하여 구할 수 있다.

제2의 실시예에서는 기본 연료분사량(T_P)과 요구연료분사량(T_I)을 하기의 식으로 정의한다.

T_P=k×Q_a×K_a/N ........................................ (11)

T_I=T_P×K×α×K_L×K_I+T ................................. (12)

여기서, K_H는 공기유량메터에 관한 학습보정치이고, K_I는 분사기에 관한 학습보정치이고, 그 밖의 신호는 (1)~(10)식에서 사용한 기호와 같은 의미이다.

제1실시예의 하드웨어 및 회로구성은 먼저 설명한 제1의 실시예의 제3도 및 제4도의 것과 기본적으로 동일하나, 스텝(104)에 저장된 제어프로그램이 다르다.

제14도에 제2의 실시예의 제어프로그램의 플로우챠트를 나타낸다. 또한 제14도의 플로우챠트에서 스텝(201)의 앞은 제12도에 나타낸 제1의 실시예의 플로우스텝(101~103)과 동일하므로 그 설명과 도시는 생략한다.

제14도의 플로우챠트는 공기유량센서의 경년변화가 제13도에 나타낸 바와 같은 중간유량영역(Q_am-Q_an)으로서 거의 없는 경우를 나타낸다.

스텝(201)에서는 산소센서에 의한 공연비 피이드백 제어중인가 여부를 판정한다. 피이드백 제어중이 아닌 경우에는 학습처리는 하지않고 스텝(212)에 점프하여 현재의 학습보정치(K_H,K_L)를 사용하여 기본연료분사량(T_P)가 요구연료분사량(T_I)을 연산한다. 스텝(201)에서 피이드백중이라고 판정했을 경우는, 스텝(202)에서 산소센서의 출력신호가 반전(제1도 참조)했는가 여부를 판정한다. 반전하고 있지 않은 경우에는 스텝(212)에 점프한다. 스텝(202)에서 반전이라고 판정되었을 경우는 스텝(203)에서 공연비 피이드백량(α)의 평균치(α_ave)를 연산한다.

스텝(204)에서는 평균치(α_ave)로부터 공연비 목표치로 편차(K_L)를 산출하고, 그 값을 제2도에서 나타낸 학습치 맵에 저장한다. 스텝(205)에서는 엔진이 과도 상태가 아닌 것을 판정한다. 이것은 엔진의 운전영역이 소정폭으로 변화하지 않고, 공연비 보정계수(α)의 극치가 계속하여 소정횟수 발생했는가 여부로 정상상태로 판정한다. 엔진이 정상상태가 아니라고 판정되면 스텝(212)로 점프한다. 정상상태의 경우는 스텝(206)에서 흡입공기유량(Q_a)이 Q_am과 Q_an사이의 중간유량영역인가 여부를 판정한다. 중간유량영역이면 스텝(207)에서 분사시기 학습보정치(K_I)를 갱신한다. 새로운 분사기의 학습보정치(K_I),(NEW)는 현재의 학습보정치(K_I),(PRESENT)에 편차(K_L)를 가산하여 얻어진다. 즉,

K_I(NEW)=K_I(PRESENT)+K_L................................... (13)

이다. 현재의 학습보정치 K_I(PRESENT)는 제7도의 학습보정치 맵에서 새로 학습보정치(K_I), (NEWS)로 갱신된다. 따라서, 엔진의 초기상태에서는 아직 K_I에 관해서는 학습되어 있지 않으므로 K_I(NEW)=K_L이 된다. 또 K_L도 아직 학습되어 있지 않은 상태에서는 다른 영역의 K_L로부터 추정 연산하나, 제어프로그램의 초기설정상태인 적당한 값을 설정해 두고, 학습에 의하여 정확한 값으로 갱신해 간다. 그후 스텝(208)에서 공연비 피이드백 계수(α)를 1로 고쳐 기입한다.

스텝(206)에서 흡입 공기유량이 소정영역이 아니라고 판정되었을 경우는 스텝(209)에서 분사기에 관한 학습보정계수(K_I)가 학습완료인가 여부를 판정한다. 학습완료가 아닌 경우에는 분사기에 관한 학습보정치를 먼저 행하기 위하여 스텝(212)로 점프한다. K_I가 학습완료의 경우에는 스텝(210)에서 제15도에 나타낸 공기 유량센서에 관한 학습보정치(K_H)의 맵으로부터 흡입공기유량영역의 상태를 판별하고, 그 영역(Q_aj)에 있어서의 현재상태의 학습보정치(K_H)의 값을 독출한다. 흡입공기량(Q_aj)에 있어서의 새로운 공기량 메터의 학습보정치(K_I), (NEW)는 마찬가지로 Q_aj에 있어서의 현재의 학습보정치(K_I), (PRESENT)에 편차(K_L)를 가하여 얻어진다. 즉,

K_I(NEW)=K_I(PRESENT)+K_L.................................... (14)

가 된다. 현재의 학습보정치는 제15도의 맵에서 새로운 것으로 갱신된다. 따라서, 엔진의 초기 상태에서는 아직 K_H에 관해서는 학습이 되어 있지 않으므로 K_H(NEW)는 K_L이 된다. 또 K_L로부터 추정 연산하나, 제어프로그램의 초기설정상태인 적당한 값을 설정해 두고, 학습에 의하여 보다 정확한 값으로 갱신해 간다. 그리고 스텝(208)에서는 피이드백 보정계수(α)를 1로 갱신한다. 또한 제15도의 맵은 분사기에 관한 학습보정치(K_L)에 관해서는 하나의 영역, 공기유량센서에 관한 학습맵에 관해서는 흡입공기량에 관하여 복수의 영역을 설치하나 분사기나 센서의 특징에 의해서는 제10도와 같은 맵으로 해도 좋다. 분사기의 학습보정치(K_I)의 맵이 복수의 영역으로 분할되어 있는 경우에서는 스텝(206)과 스텝(207)사이에 판정처리의 스텝이 들어간다.

다음에 스텝(212)의 (11)식에 의하여 기본 연료분사량(T_P)을 연산한다. 스텝(213)에서는 (12)식에 의하여 요구연료 분사량을 연산한다. 다음에 스텝(214)에서 제11도의 점화시기 맵으로부터 기본연료분사량(T_P)과 엔진속도(N)에 있어서의 최적점화시기를 독출한다. 이상과 같이 하여 구한 요구연료분사량(T_I)에 따른 펄스폭의 구동신호가 분사기 제어회로(1134)(제4도)에서 작성되고 분사기(12)가 개방밸브된다. 또 기본연료 분사량(T_P)으로부터 점화펄스신호(IGN)가 점화펄스 발생회로(1138)(제4도)로 작성되고, 그 신호를 기초로 점화제어 시스템(60)이 점화플러그로의 고압점화펄스를 발생한다.

또한 상기 제2실시예의 설명에서는 흡입공기의 중유량 영역에서 공기유량센서의 특성이 변하지 않는 경우를 예로 들었으나, 제8도와 같이 고 공기유량 영역에서 특성이 변화하지 않는 경우에서도 스텝(206)의 판정조건을 변경하면 용이하게 대응할 수 있다. 따라서 공기유량센서의 경년변화가 없는 영역이 아니더라도 본 제2의 실시예는 적용 가능하다.

다음에 본 발명에 의한 제3실시예에 관하여 설명한다. 지금까지 설명해온 공기유량메터(공기유량센서)와 연료분사기에 관한 개별 분리 학습처리를 엔진의 성능이 안정될 시기, 예를 들면 차량이 탑재되었을 경우에서는 차량이 1,000km 정도의 적산주행 거리를 나타낸 후에 실시하고, 그 이전의 초기운전시에서는 (2)식의 학습보정치(K_L)만 종래의 학습처리를 행하는 것이다. 이에 따르면 엔진간의 제조상의 편차나 사용환경의 변동에 대해서도 충분히 대응할 수 있는 제2도에 나타낸 학습보정치 맵이 초기 운전시기에 완비할 수 있고, 그후 2개의 학습보정치에 의한 분리학습에 있어서도 정확한 연료유량 오차보상이 가능해진다.

제3실시예에서는 엔진의 사용적산횟수(시간) 내지 차재 엔진에서는 적산주행거리를 검출하는 수단을 설치하고, 소정횟수 내지 적산주행 거리를 초과한 경우에 분리학습을 실시한다. 또 초기 운전시기를 초과한 후도 소정시기에서 학습보정치(K_L)의 학습을 실시하면 공기유량메터나 분사기 이외의 장치의 특성의 경년변화에 관해서 보상이 가능하다.

제16도에 엔진의 적산운전횟수를 카운트하는 프로그램의 플로우챠트를 나타낸다. 스텝(301)에서 스타트스위치(152)의 출력에 의하여 엔진의 시동을 검출한다. 스텝(302)에서 수온센서(56)로부터의 신호가 수온(TW)이 80℃를 초과한 것을 나타내고 있는가 여부를 판정한다. 또한 예시한 이 80℃의 수온은 엔진이 준비하는 상태를 나타내는 값으로 엔진이나 차량의 형식에 따라 다소 다르나, 스텝(302)에서의 판정이 NO가 되었을 경우는 엔진이 사용되지 않았던 것을 의미하고, 이 플로우는 다음의 시동까지 대기한다. 스텝(302)에서 승온이 80℃ 이상이라고 판정되었을 경우는 히스트리(history) 카운터의 카운트치(chys)를 1씩 증기시킨다. 신품의 엔진은 공장출하시에 카운트치(chys)의 값을 0으로 설정해 둔다. 또 제16도의 플로우 대신에 차량의 주행거리를 적산해도 좋다.

제17도는 제3실시예의 프로그램의 플로우챠트의 주요부를 나타내고 있다. 제17도의 플로우는 제14도의 플로우챠트의 스텝(205,206,212)의 사이에 삽입된다. 제14도와 마찬가지로 동일 스텝에 관해서는 설명을 생략한다. 스텝(401)에서 히스토리 카운터의 카운트치(chys)가 미리 설정한 초기 운전시기의 최후를 대표하는 값(Chyss)를 초과했는가 여부를 판정한다. 초기 운전시기를 넘고 있는 경우(YES)에는 제14도의 스텝(212)의 처리가 된다. 만약 스텝(401)에서는 초기 운전시기라고 판정되었을 때는 스텝(402)에서 학습보정치(K_L)의 학습시기인가 여부를 판정한다. 이것은 히스토리 카운터의 카운터치(chys)를 체크하여 제18도의 타임챠트에 나타낸 바와 같이 소정의 시간 간격마다 오직 학습보정치(K_L)만의 학습과 K_H, K_I의 분리학습을 교대로 행하는 것이다. K_L의 학습시기라고 판정되었을 때(YES)는 스텝(212)으로 진행한다.

K_L의 학습시기가 아니라고 판정되었을 때(K_H, K_I의 분리학습) 제14도의 스텝(206)으로 진행하여 분리학습을 실행한다.

다음에 본 발명에 의한 제4의 실시예에 관하여 설명한다. 제2의 실시예에서는 제6도에 나타낸 바와 같은 공기유량센서의 특성의 경년변화를 이용하였다. 제2실시예에서는 중간 공기유량영역(Q_am-Q_an)에서 분사기의 특성변화를 실질적으로 영으로 보고 공기유량센서의 학습보정치를 학습하고 그 밖의 공기 유량영역에서는 공기유량센서의 영향을 실질적으로 영으로 보고 분사기의 학습을 행했다.

그러나 실제의 엔진에서는 중간 공기 유량영역에서도 공기 유량센서의 특성변화는 약간 있으며, 또 그 영역이 변동할 경우가 있다. 또 Q_am, Q_an의 외측 근방의 영역에서는 다소 분사기의 특성변화가 인정된다. 그래서 공기유량센서와 분사기가 공연비 오차에 영향을 미치는 비율(G)을 제19도에 나타내도록 설정한다. 제19도에서 Q_am-Q_an의 유량의 범위는 대개 G값이 0.95에서 거의 분사기의 공연비 오차에서 영향이 강한 것을 나타내고, 그 전후의 영역에서 원활하게 G값을 변화시키고 있다. 그리고 공기유량메터와 분사기의 학습보정치(K_H,K_I)를 하기식으로 정의 한다.

K_I(NEW)=K_I(PRESENT)+K_L·G ............................. (15)

K_H(NEW)=K_H(PRESENT)+K_L·(1-G) .......................... (16)

여기서, G 및 K_H는 흡입공기량(Q_a)에 의하여 변하는 값이다. 또, G의 특성도는 맵의 형으로 메모리에 저장해 두면 좋다. 제20도는 제4의 실시예를 제어하는 프로그램의 플로우챠트이다. 제20도의 플로우는 제14도의 플로우의 스텝(205~211)으로 치환되는 것이다. 따라서 제14도의 스텝과 동통인 부분에 관해서는 설명을 생략한다. 먼저 스텝(205)(제14도)에서 엔진이 정상운전상태라고 판정되면, 스텝(501)에서 (15)식에 의하여 분사기의 새로운 학습보정치가 연산된다. 다음에 스텝(502)에서 제15도의 공기유량센서의 맴의 흡입공기영역(Q_aj)을 결정한다. 스텝(503)에서는 스텝(502)에서 결정한 흡입공기영역(Q_aj)에 있어서의 현재의 학습보정치(K_H)를 맵으로부터 독출하고, (16)식에 의하여 새로운 학습보정치를 연산한다. 또한 연산된 2개의 보정치는 각각 맵상에서 현재의 것과 갱신된다. 새로운 학습보정치가 분리학습되면 스텝(212)(제14도)이하로 연료 분사량이 결정된다.

이상 복수의 실시예를 예시하여 설명한 본 발명은 상기 설명의 실시예에 의한 것을 의도하는 것이 아니라 본 개시를 기초로 실시예와 동일한 효과를 얻는 여러 가지의 용융이나 변형이 가능한 것이다. 예를 들면 요구 연료분사량(T_I)의 계산은 상기 식에 나타낸 계수에의 한정되지 않고 각종 보정계수나 엔진상태 파라메터가 고려되어 보다 정확하게 결정되어도 좋다.

Claims

엔진의 제어시스템에 있어서, 엔진의 흡입공기유량을 검출하는 수단과, 엔진속도를 검출하는 수단과, 엔진의 배기가스중의 산소농도를 검출하는 수단과, 배기가스중의 산소농도에 의하여 실공연비와 목표공연비와의 편차를 연산하는 수단과, 상기 흡입공기량 검출수단의 입출력특성의 변화를 학습하여, 그 입출력특성의 변화에 따른 제1의 보정계수를 결정하는 수단과, 연료분사수단의 입출력특성의 변화를 학습하여, 그 입출력특성의 변화에 따른 제2의 보정계수를 결정하는 수단과, 상기 제1의 보정계수, 엔진회전수 및 흡입공기유량으로부터 기본 연료분사량을 연산하는 수단과, 상기 기본 연료분사량, 상기 제2의 보정계수 및 상기 공연비의 편차로부터 상기 공연비의 편차를 저감시키는 요구연료분사량을 연산하는 수단과, 요구연료유량을 나타내는 구동신호를 발생하는 수단과, 상기 요구연료유량을 나타내는 구동신호에 응답하여 연료를 상기 엔진중의 흡기통로에 분사하는 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 공연비 편차를 소정비율로 분할하는 수단과, 그 분할치의 한쪽에 기초하여 상기 제1의 보정계수를 결정하는 수단을 포함하고, 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 분할치의 다른쪽에 기초하여 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단을 포함하고, 또한 상기 분할수단은 미리 정한 비율과 흡입공기량과의 관계에 기초하여 상기 소정비율을 흡입공기량의 값에 따라 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1의 보정계수를 결정하는 상기 공연비의 편차를 소정비율로 분할하는 수단과, 그 분할치의 한쪽에 기초하여 상기 제1의 보정계수를 결정하는 수단을 포함하고, 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 분할치의 다른쪽에 의거하여 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단을 포함하고, 또한 상기 분할수단은 미리 정한 비율과 엔진부하와의 관계에 의거하여 상기 소정비율을 그 엔진 부하의 값에 따라 결정하는 수단과, 상기 흡입공기유량과 엔진속도로부터 상기 엔진부하를 대표하는 값을 연산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기본연료 분사수단과 상기 엔진속도에 의거하여 상기 엔진의 점화시기를 결정하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 흡입공기 플로우가 소정의 공기유량 영역인가의 여부를 판정하는 수단과, 상기 흡입공기 플로우가 소정의 공기유량 영역일 때에 상기 제2의 보정계수의 결정수단으로 하여금 상기 연료분사수단의 입출력 특성을 학습할 것을 지시하고, 상기 흡입공기 플로우가 상기 소정의 공기유량영역에 속하지 않을 때는 상기 제1의 보정계수 결정수단으로 하여금 상기 흡입공기 플로우 검출수단의 입출력특성을 학습할 것을 지시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제5항에 있어서, 상기 소정의 공기유량영역은 상기 흡입공기유량 검출수단의 입출력특성의 변화가 실질적으로 없는 특정한 공기유량영역으로 설정되는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제5항에 있어서, 엔진의 운전횟수를 카운트하는 수단과 그 카운트 수단이 소정치로 되었을 때에 이를 표시하는 수단을 포함하고, 상기 흡입공기유량영역을 판정하는 수단은 상기 표시수단에 의한 상기 소정의 카운트치 표시에 응답하여 판정을 실행하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제2항에 또는 제3항에 있어서, 상기 제1의 보정계수를 결정하는 수단을 흡입공기유량을 복수의 영역으로 분할하여 각각의 영역에 대응하는 상기 제1의 보정계수의 값을 저장하는 기입가능한 제1의 기억수단을 포함하고, 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 하나의 상기 제2의 보정계수의 값을 저장하는 기입가능한 제2의 기억수단을 포함하며, 상기 제1 및 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 제1 및 제2의 보정계수를 결정하자마자 상기 제1 및 제2의 기억수단에 저장되어 있는 보정계수의 값을 새로운 보정계수로 다시 기입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제2항에 또는 제3항에 있어서, 상기 제1의 보정계수를 결정하는 수단은 흡입공기유량을 복수의 영역으로 분할하여 각각의 영역에 대응하는 상기 제1의 보정계수의 값을 저장하는 기입가능한 제1의 기억수단을 포함하고, 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 기본연료분사량을 복수의 영역으로 분할하여 각 그 영역에 대응하는 상기 제2의 보정계수의 값을 저장하는 기입가능한 제2의 기억수단을 포함하며, 상기 제1 및 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 제1 및 제2의 보정계수를 결정하자마자 상기 제1 및 제2의 기억수단에 저장되어 있는 보정계수의 값을 각각 새로운 보정계수로 다시 기입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1의 보정계수를 결정하는 수단은 흡입공기유량과 엔진속도에 의해 지정되는 운전영역을 복수의 영역으로 분할하여 각각의 영역에 대응하는 상기 제1의 보정계수의 값을 저장하는 기입 가능한 제1의 기억수단을 가지고, 상기 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 제2의 보정계수의 값을 저장하는 기입 가능한 제2의 기억수단을 포함하며, 상기 제1 및 제2의 보정계수를 결정하는 수단은 상기 제1 및 제2의 보정계수를 결정하자마자 상기 제1 및 제2의 기억수단에 저장되어 있는 보정계수의 값을 새로운 보정계수로 다시 기입하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 학습제어를 사용하는 엔진제어시스템.