KR0130043B1 - 내연엔진의 공연비 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연엔진의 배기가스정화장치의 상하류의 배기계에 배설되는 2개의 산소센서의 출력에 따라서 공연비를 제어하는 공연비제어장치에 관한 것으로서, 내연엔진E의 배기가스정화장치의 상하류쪽의 배기계에 각각 배치되는 프린트 O₂센서(17)와 리어 O₂센서(18)를 구비하고, 프런트 O₂센서의 검출치와 제1기준치 VIC와의 비교결과에 따라서 공연비를 보정해서 소요치로 제어하는 동시에 리어O₂센서의 검출치와 제 2기준치 VF와의 편차 VR 에 의거해서 공연비를 보정하는 보정량 및 보정타이밍의 적어도 어느 한쪽에 관련되는 파라미터치(VIC)를 보정하는 내연엔진의 공연비 제어장치에 있어서, 리어O₂센서의 편차에 의거한 기준판별치(VIC)등의 보정을 최적화하고 O₂센서나 촉매의 열화에 의한 배기가스성능의 악화를 방지하는 것을 목적으로 하며, 그 구성에 있어서 리어 O₂센서의 편차가 클 때 편차가 작을때에 비해서 파라미터치를 큰 보정정도로 보정하고 편차의 변화에 대해서 파라미터치를 비선형적으로 보정하도록한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

내연엔진의 공연비 제어장치

제1도는 본 발명에 관한 내연엔진의 공연비제어장치의 개략구성도.

제2도는 본발명장치의 공연비제어를 실행하는 전자제어장치(40)의 내부구성을 표시한 블록도.

제3도는 제2도에 표시한 전자제어장치(40)에 의해서 실행되는 메인루틴의 순서도의 일부를 표시한 도면.

제4도는 제3도에 표시한 순서도에 계속되는 메인루틴의 순서도의 일부를 표시한 도면.

제5도는 제4도에 표시한 순서도에 계속되는 메인루틴의 순서도의 일부를 표시한 도면.

제6도는 제2도에 표시한 전자제어장치(40)에 의해서 실행되는판별치보정루틴의 순서도.

제7도는 리이O₂센서의 편차 ΔVR와, 그에 따라서 설정되는 보정치 f(ΔVR)와의 곤계를 표시하고, 제7도(a)∼(c)는 그 관계의 여러 가지 태양을 표시한 그래프.

제8도는 제2도에 표시한 전자제어장치(40)에 의해서 실행되는 적분보정계수연산루틴의 순서도.

제9도는 제2도에 표시한 전자제어장치(40)에 의해서 실행되는 크랭크각개입중단루틴의 순서도

제10도는 본 발명장치에 의해 기준판별치VIC를 보정한 경우의 농후시간의 변화를 표시한 그래프.

제11도는 본 발명장치의 기본구성을 표시한 제어블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

3 : 배기미니폴드(배기계) 3a : 배기관(배기계)

8 : 연료분사밸브 9 : 촉매컨버터(배기가스정화장치)

17 : 프런트 O₂센서(상류쪽산소센서) 18 : 리어 O₂센서(하류쪽산소센서)

40 : 전자제어장치 E : 내연엔진

본 발명은 내연엔진의 배기가스정화장치의 상하류의 배기계에 배설되는 2개의 산소센서의 출력에 따라서 공연비를 제어하는 공연비제어장치에 관한 것이다.

내연엔진의 비기통로에 배기가스정화장치, 예를 들면 3원 촉매를 배설하고, 그 상류쪽과 하류쪽의 각각에 산소센서를 배치하고, 2개의 산소센서의 출력신호에 따라서 엔진의 공연비를 제어하는 소위 「듀일O₂센서방식」의 공연배제어장치가, 예를 들면 일본국 특개소 64-53043호 공보에 의해 알려져 있다.

이 방식의 공연비제어는, 3원촉매의 상류쪽의 산소센서(프런트O₂센서라고 함)의 출력치를 제 1기준판별치와 비교하고, 그 출력치가 제 1기준판별치이상에서는, 공연비를 희박화하고, 제 1기준판별치이하에서는 농후화하는 한편, 3원촉매의 하류쪽에 배설된 산소센서(리어O₂센서라고함)의 출력치와 제2기준판별치와의 편차에 따라서 프런트O₂센서의 상기한 제 1기준판별치를 예를 들면 배기가스특성이 최적치가 되는 값으로 피드백보정하도록 하고 있다.

상기와 같은 리어O₂센서에 의해 제 1기준판별치를 최적치로 피드백보정하는 방법 이외에도, 프런트O₂센서의 출력신호치에 의거한 공연비제어시에 있어서의 적분 게인이나 비례게인, 혹은 지연기간을 리어O₂센서의 출력치의 편차에 의거해서 최적치로 피드백보정하는 방법도 알려져 있다.

지연기간은, 프런트O₂센서의 출력치가 상기한 제 1기준판별치를 가로질러서 변화한 시점으로부터 공연비를 보정하는 시점까지, 공연비를 보정하는 타이밍을 지연시키는 것을 의미하고, 이기간을 상기한 리어O₂센서의 편차에 따라서 적극적으로 피드백보정함으로써, 배기가스특성을 최적치로 제어할수 있다

그런데, 리어O₂센서의 편차에 따라서 상기한 기준판별치등을 보정하는 경우, 편차의 변화량에 대해서 리니어적(선형적)으로 기준판별치등을 보정(이것을 비례보정이라 함)하면, 이하와 같은 문제점이 생긴다.

리어O₂센서의 편차의 변화량에 대해서 보정게인을 작게 설정한 경우, 기준판별치등을 보정도도 작아지고, 편차가 클때에 기준판별치등을 최적치로 보정할 수 없게 된다.

한편 보정게인을 크게 설정한 경우, 편차가 클때에, 리어O₂센서의 응답지연에 기인해서 기준판별치등이 과보정되어 버린다. 이와같은 문제는 O₂센서나 촉매의 일화에 의한 배기가스성능의 악화를 충분히 방지할 수 없게 되는 것을 의미하고 있다.

본 발명은 이하 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 리어O₂센서의 편차에 의거한 기준판별치등을 보정을 최적화하고, O₂센서나 촉매의 일화에 의한 배기가스성능의 악화를 방지하도록 도모한 내연엔진의 공연비제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 있어서는, 내연엔진의 배기가스정화장치의 상류폭의 배기계에 배치되어 비기가스중의 산소농도를 검출하는 상류쪽산소센서와, 배기가스정화장치의 내부또는 하류쪽의 배기계에 배치되어 배기가스중의 산소농도를 검출하는 하류쪽산소센서와, 상기 상류쪽산소센서의 검출치와 제 1기준치와의 비교결과에 따라서 상기 내연엔진의 공연비를 보정해서 소요치로 제어하는 공연비제어수단과, 상기 하류쪽산소센서의 검출치와 제2기준치와의 편차에 의거해서, 상기 공연비제어수단이 공연비를 보정하는 보정량 및 보정의타이밍의 적어도 어느 한쪽에 관련되는 파라미터치를보정하는 파라미터치를보정수단을 구비한 내연엔진의 공연비제어장치에 있어서, 상기 파라미 터치보정수단은, 상기 편차가 클 때, 편차가 작을때에 비해서, 상기파라미터치를 큰 보 정정도로 보정하는 것을 특징으로 하는 내연엔진의 공연비제어장치가 제공된다.

본 발명장치에 의하면, 공연비제어수단이 공연비를 보정하는 보정량 및 보정의 타이밍의, 적어도 어느한쪽에 관련되는 파라미터치를 하류쪽산소센서(리어O₂센서)의 검출치와 제 2 기준치와의 편차가 클때에는, 큰 보정정도로, 작을때에는 작은 보정정도로 보정함으로써, 편차의 변화에 대해서 파라미터치를 비선형적으로 보정한다.

이하 본 발명의 일실시예를 도면을 참조해서 상세히 설명한다. 제1도 및 제2도는 본 발명에 관한 내연엔진의 공연비제어장치의 개략구성을 표시하고, 이 제어장치는 듀일O₂센서방식에 의한 공연비제어방법을 채용하고 있으며, 예를 들면 4기통엔진(이하 간단히 엔진 이라고 함) E에 적용한 것이다.

엔진E에는 흡기밸브(4)를 개재해서 각 기통의 연소실(1)에 통하는 흡기매니폴드(2) 및 배기밸브(5)를 개재해서 각 기통의 연소실(1)에 통하는 배기매니폴드(2)의 각각에 각 흡기포오트에 인접해서 전자식연료분사밸브(8)가 배설되어 있다. 흡기메니폴드(2)에는 서지탱크(2a)를 개재해서 흡기관(2b)의 일단부가 접속되어 있고, 흡기관(2b)의 타단부(대기개방단부)에는 에어클리너(6)가 장착되어 있다.

그리고, 흡기관 (2b)의 도중에는 드로틀밸브(7)가 배설되어 있다. 각 연료분사밸브(8)에는 도시하지 않은 연료펌프로부터 연로압레귤레이터에 의해서 연료압이 일정하게 조정된 연료가 공급 되도록 되어 있다.

한편, 배기매니폴드(3)의 대기측단부는 집합배기관(3a)에 접속되어있다. 집합배기관()의 도중에는 3원촉 대형 촉매컨버터(배기가스 정화장치)(9)가 배설되어 있다. 그리고 촉매컨버터(9)의 상류 쪽의 배기 매니폴드(3)에, 배기중의 산소량을 검출하는 산소센서(이것을「프런트O₂센서」라고함)(17)가 장착되어 있다. 촉매컨버터(9) 의 하류쪽에 집합배기관(3a)에는, 촉매통과후의 잔존산소량을 검출하는 산소 센서(이것을「리어O₂센서」라고

함)(18)가 장착되어 있고, 이들 센서(17),(18)에는 검출부를 고온으로 유지하는 히터가 구비되어 있다.

이들센서 (17)(18)는 전자 제어장치(ECU)(40)의 입력쪽에 전기적으로 접속되어 있고, 전자제어 장치(40)에 각 산소 농도 검출신호를 공급하고 있다. 또한 리어O₂센서(18)는 배기가스 정확장치(9) 내의 컨버터후류쪽에 배치할 수도 있다. 전자제어장치(40)는 상세한 것은 후술하는 바와같이, 상기한 여러 가지 센서의 검출신호레 의거해서 엔진운전상태에 따른 연료분사량, 즉, 연료분사벨브 (8)의 개방시간TINJ를 연산하고, 연산한 벨브개방시간 TINJ에 따른 구동신호를 각 연료분사벨브(8)에 공급해서 이것을 개방시키고, 소요의 연료량을 각 기통에 분사공급한다.

제2도는 전자제어장치(40)의 내부구성을 표시하고 본 발명의 관한 연료 분사량의 연산등을 실행하는 중앙연산장치 (CPU) (40a), 각종센서로부터의 검출신호를 판독해 놓고, 신호의 증폭, 필터링, A/D변환등을 행하는 동시에, CPU(40a)가 행한 연산 결과에 의거해서 연료분사벨브(8)에 구동신호를 출력하는 입출력인터페이스 장치(I/O)(40b), 연료분사량이 연산순서등의 연산프로그램, 각종프로그램 변수치나 계수치등을 기억하는 기억장치(RAM,ROM) (40c) 여러 가지기관을 계시하기위한 외부 카운터장치 (타이머)(40d)등에 의해 구성되어 있다. 상기한 각 연료분사벨브(8)는 전자제어장치(40)의 출력쪽에 전기적으로 접속되고, 이 전자제어장치(40)로부터의 구동신호에 의해 벨브개방되고, 상세한 것은 후술하는 바와같이 소요량의 연료를 각기통에 분사공급한다. 전자제어장치(40)의 입력쪽에는 엔진E의 운전상태를 검출하는 여러 가지 센서, 예를들면 상기한 프런트O₂센서(17) 및 리어O₂센서(18)의 이외에 흡기관(2a)의 대기 개방단부 근처에 장착되고, 카르만 소용돌이를 검출하므로써 흡입공기량에 비례한 주파수펄스를 출력하는 공이유량센서(11), 에어크리너(6)내에 설치되고, 흡입공기 온도를검출하는 흡기온센서(12), 대기압을 검출하는 대기압 센서(13), 드로틀벨브(7)의 개방도를 검출하는 드로틀 개방도 센서(14) 엔진E의 냉각수온을 검출하는 수온센서(19), 도시하지 않은 배전기에 설치되고, 상사점 혹은 그 약간 앞의 소정 크랭크 각도 위치를 검출할때마다 크랭크펄스 신호(TDC신호)를 출력하는 크랭크 각센서(20) 이것도 배전기에 설치되고 특정기통(에를들면 제1기통)이 소정의 크랭크 각도위치 (예를들면 압축상사점 혹은 그약간 앞의 각도위치)에 있는 것을 검출하는 기통판별센서, 또 도시하지 않으나, 드로틀벨브(7)의 완전폐쇠 위치를 검출하는 아이들 스위치, 에어컨디셔너의 작동상태를 검출하는 에어컨스위치 배터리전압을 검출하는 배터리센서등의 센서가 접속되어 있고, 이들센서는 검출신호를 전자제어장치(40)에 공급한다. 또한 전자제어장치(40)는 크랭크각 센서(20)가 크랭크각으로써 180°마다 TDC신호를 출력하므로, 이 TDC신호의 펄스발생간격으로부터 엔진회전수 Ne를 검출할 수 있다. 또 전자제어장치(40)는 기통의 점화순서, 즉, 각 기통에의 연료공급순서를 기억하고 있고, 상기한 기통판별센서가 상기한 특정기통의 소정 크랭크 각도 위치를 검출함으로서, 다음에 어느 기통의 연료를 분사공급하면 좋을지 판별할 수있다.

다음에 전자제어장치(40)에 의해 상기한 벨브개방시간 TINJ의 연산순서를 도면을 참조해서 설명한다.

공연비제어

전자제어장치(40)가 벨브개방시간 TINJ를 연산해서, 연료분사벨브(8)가 연료분사를 행하게 하기 위해서는 제3도 내지 제5도의 표시한 여러 가지의 연료공급량 보정계수를 연산하는 메인 루틴, 제6도에 표시한 메인 루틴에서 사용되는 프런트O₂센서(17)의 출력판별치 VIC를, 리어O₂센서(18)외 출력치에 의해서 피드백보정하기 위한 판별치 보정루틴, 제8도에 표시한 메인 루틴에 있어서 피드백 보정계수 KFB의 연산에 사용하는 적분보정항I 의 연산을 행하기위한 적분보정계수 연산루틴, 제9도에 표시한 메인 루틴에서 연산한 여러 가지 보정계수치를 사용해서 벨브개방시간 TINJ를 연산하고, 연료분사벨브(8)에 구동신호를 출력시키기위한 크랭크각 개입중단 루틴의 실행이 필요하다.

각종보정계수의 연산

먼저, 제3도 내지 제5도에 표시한 매인루틴에 대해서 설명하면 전자제어 장치(40)는 점화스위치의 ON시에 1번만, 스텝S10의 RAM, 인터페이스등의 초기화를 행한후 에는, 다른 루틴이 개입중단 실행되는 경우를 제외하고, 스텝S12이하의 스텝을 반복 실행한다. 이어서, 전자제어장치 (40)는 상기한 각종센서의 검출신호를 순차 도입하고, A/D변환 등의 입력정보처리를 행한다. (스텝S12). 이스텝에서 입력정보처리되는 센서 입력으로서는, 수온센서(19)가 검출하는 엔진냉가수온TW, 흡기온센서(12)가 검출하는 흡기온도Ta, 대기압센서(13)가 검출하는 대기압Pa, 프런트O2센서(17)및 리어O₂센서(18)가 각각 검출하는 산소농도 출력치 VO2F, VO2R등이 포함 된다.

입력정보처리한 검출치는 전자제어장치(40)에 내장되는 기억장치(40C)에 격납기억된다.

다음에, 전자제어장치(40)는 스텝S13에 있어서, 엔진 E가 소정의 연료공급정지운전영역(Fuel cut 운전영역)에서 운전되고 있는지 아닌지를 판별한다. 이 운전영역에서는 엔진 E는 감속상태에 있고, 이와 같은 운전상태에서는 엔진 E에 연료를 공급하지 않는다. 스텝S13의 판별결과가 긍정(Yes)일 경우에는, 스탭S14로 진행하여, 연료공급정지플래그FFC에 값1을 세트해서, 엔진 E가 연료공급정지운전영역에서 운전되고 있는 것을 기억한다.

그리고, 다음에 스텝S15 및 스텝 S16를 실행해서 피드백보정계수치KFB의 연산에 사용하는 적분항치 I를 값O으로, 및 공연비가 피드백제어에 의해서 제어되고 있지않은 것을 기억하는 플래그 FWOFB를 값 1로 각각 설정해서 엔트리포인트MO로부터 상기한 스텝S12로 복귀된다.

한편, 스텝S13에 있어서의 판별결과가 부정(NO)일 경우에는, 제 4도의 스텝S18로 진행하고, 연료공급정지플래그FFC를 값O으로 리세트해서, 엔진E가 연료공급정지운전영역에서 운전되고 있지 않은 것을 기억한다. 이어서, 스텝S19에 있어서, 공연비보정계수KAF를 제외한 각종보정계수치를 설정한다. 이들 보정계수치로는, 예를 들면, 엔진냉가수온TW에 따라서 설정되는 수온보정계수KWP, 흡기온도Ta에 따라서 설정되는 흡기온도보정계수KAT, 대기압Pa에 따라서 설정되는 대기압보정계수KAP, 배터리전압에 따라서 설정되는 무효시간 보정치TD등이 포함된다.

다음에 2개의 스텝S20, S21에서는, 공연비를 피드백제어하는지, 개방루프제어하는지 판별한다. 먼저 스텝S20에서는 프런트O₂센서(17)가 정상으로 기능하고 있는지 아니지를 판별한다. 이 판별은 프런트O₂센서(17)가 활성상태에 있는지 아닌지의 판별 및 단선등의 고장판별이 포함된다. 고장판별은 예를 들면 프런트O₂센서(17)의 출력전압이 소정시간에 걸쳐서OV 내지는 소정전압(예를들면5V)이상의 계속되었는지 아닌지에 의해 판별된다. 한편, 활성상태의 판별은, 예를 들면 엔진시동후 센서출력전압이 처음으로 기준전압 VIC이상이 되었을 때, 활성상태가 되었다고 판정하고, 공연비 피드백제어중에 소정시간(예를 들면 20sec)에 걸쳐서, 상기한 기준 전압VIC를 가로지르지 않았을 경우에는 불활성이라고 판정하는 것이다. 프런트O₂센서(17)가 정상으로 기능하고 있지 않으면 (판별결과가 부정일 경우), 개방루프제어에 의한 공연비제어가 실행된다.

스텝S21에서는 엔진E가 소정의 공연비 피드백제어영역내에서 운전되고 있는지 아닌지 판별한다. 이 판별은 예를 들면 엔진회전수Ne와 흡기량A/N에 의해 행해지고 드로틀밸브(7)가 완전개방상태의 와이드오픈드로틀운전영역, 드로틀밸브(7)가 급속하게 개방된 가속운전영역, 엔진회전수Ne 가 소정회전수 이상 또한 아이들스위치가 ON인 감속운전영역등의 경우에는 엔진E가 상기한 소정공연비피드백제어영역에서 운전되고 있지 않다고판정된다. 엔진E가 상기한 공연비피드백제어영역내에 돌입해도, 흡입공기량이 소정치이상이 될 때까지 대기한다. 또 연로공급정지운전직후의 경우에도 흡입공기량이 소정치이상이 될 때까지 대기한다.

또 연료공급정지운전직후의 경우에도 흡입공기량이 소정치이상인지 아닌지 판별하고, 흡입공기량이 소정치이하일 경우에는 공연비피드백제어가 금지된다.

피드백제어에 의해 공연비제어를 행하는 경우에는, 제5도의 스텝S24로 진행하여, 프런트 O₂센서(17)의 출력치VO2F가 제 1기준판별치VIC보다 연료희박쪽의 값(VO2FVIC)인지 아닌지를 판별한다. 판별결과가 긍정일 경우에는, 피드백보정계수KFB의 연산에 사용하는 비례보정치 P로서 값(P/2)을 설정하고(스텝S25), 부정일 경우에는 (-p/2)를 설정한다(스탭S26). 그리고, 스텝S27에있어서 상기한 피드백제어해제플래그 FWOFB를 값O으로 리세트한후, 스텝S28로 진행하여, 프드백보정계수치 KFB를 다음식 M1에 의해 연산한다.

KFB = 1.0 + P + I ········ M1

여기서, I는 적분보정치(적분보정계수)이고, 그 값은 후술하는 적분보정계수연산루틴에서 연산된다.

제8도는 상기한 적분보정치 I를 설장하는 적분보정계수연산루틴을 표시하고, 이 루틴은 소정주기로 개입중단실행되나, 크랭크각센서(20)가 검출하는 소정크랭크각위치에서 개입중단실행시키도록 해도 된다. 전자제어장치(40)는 먼저 스텝S60에 있어서, 플래그 FWOFB가 값1로 세트되고 있는지 아니지를 판별한다. 이 플래그치가 1이면공연비가 피드백제어되고 있지 않은 것을 의미한다. 이와같은 경우에는 적분보정치의 연산을 하지 않고 당해루틴을 종료한다.

한편, 플래그 FWOFB값 1로 설정되어 있지 않으면 스텝 S62로 진행하고, 프런트O₂센서(17)의 출력치 VO2F가 상기한 판별치 VIC보다 작은지 아닌지를 판별한다. 판별결과가 긍정일 경우에는, 공연비를 농후화하기 위하여 기억장치(40C)에 기억되어 있는 적분보정치I에 농후화적분보정계수인 소정치 ILR을 가산하고, 이것을 새로운 적분보정치I(=I+ILR)로서 기억한다(스텝S64). 출력치VO2F가 판별치VIC보다 작은 상태가 계속되면, 스텝S64가 반복실행되고, 적분보정치I는 보다 큰 값으로 점차 증가해간다.

따라서, 농후화적분보정계수치ILR가 가산되는 동안은, 피드백보정계수치 KFB는 크게 되어 가고, 농후화가 촉진된다. 한편 프런트 O₂센서 (17)의 출력치 VO2F가 판별치VIC보다 작지않으면, 공연비를 희박화하기 위하여, 기억장치(40C)에 기억되어있는 적분보정치 I에 희박화적분보정계수인 소정치IRL을 감산하고, 이것을 새로운 적분보정치 I(=I -IRL)로서 기억한다(스텝S66). 출력치VO2F 가 판별치 VIC보다 큰 상태가 계속되면, 스텝S66가 반복실행되고, 적분보정치 I는 보다 작은 값으로 점차 감소해간다. 따라서, 희박화적분보정계수치 IRL가 감산되는 동안은, 피드백보정계수치 KFB는 작게 되어 가고, 희박화가 촉진된다.

제5도로 돌아와서, 스탭 S28에 있어서 연산된 피드백보정계수치 KFB는, 공연비조정계수KAF로서 기억되고 (스탭S29), 다시 상기한 스텝 S12로 복귀된다.

한편, 제 4도의 스텝 S21 및 S22의 어느 하나의 판별결과가 부정이 되고, 개방루프제어에 의해 공연비 제어를 행할경우에는, 스텝 S22로 진행하고, 상기한 기억장치 (40C)에 기억되어 있는 공연비(A/F)보정맵으로부터, 엔진부하(드로트밸브개방도)와 엔진회전수Ne에 따른 보정치 KAFM을 판독한다.

이 판독에는 종래공지의 4점보간법등을 적용해도된다. 이어서, 스텝 S23으로 진행하여, 공연비보정계수치 KAF로서 스탭 S22에서 판독한 보정치 KAFM을 설정한다.

이와같이 공연비보정계수치 KAF를 설정한후, 상기한 스탭S 15, S16을 실행해서 피드백보정계수치 KFB의 적분항값 I를 값 O으로, 플래그 FWOFB를 값 1로 각각 설정해서 스텝 S12로 복귀한다.

판별치 VIC의 피드백보정 제6도는 상기한 메인루틴의 스텝S24에 있어서 프런트O2센서(17)의 출력판별에 사용되는 판별치 VIC를, 리어O2센서(18)의 출력치에 따라서 피드백보정하는 순서를 나타내고, 이 루틴은 전자제어장치(40)에 의해서 소정의 주기(예를들면 25 msec주기)에서 반복 실행된다.

전자제어장치(40)는 먼저 리어O₂센서(18)의 출력치 VO2R을 판독해 넣는다(스텝S40). 이 출력치 VO2R은 센서(18)의 출력전압을 I/O인터페이스장치(40b)에 의해 미리 신호처리되어 있다. 그리고, 금회 판독해 넣은 출력치 VO2R을 다음식 B1에 의해 필터링처리한다(스텝 S41).

VF(n) =K×VF(n-1)+(1-K)× VO2R ·········· B1

여기서, K는 값 1보다 작은 웨이팅계수이다. VF(n-1)은 전회연산치이며, 상기식에 의한 연산이 종료되면, 다음회의 연산을 위하여, 기억장치(40C)에 기억되어 있는 전회연산치VF(n -1)은 금회 연산치VF(n)으로 갱신된다.(스탭S42).

이어서, 리어O₂센서(18)에 의한 소정의 판별치보정적합운전영역에서 운전되고 있는지 아닌지를 판별한다(스탭S43). 이 판별결과가 긍정일 경우에는, 출력연산치VF(n)과 소정 제 1기준치 VF와의 편차VR(=VF(n)-VF)을 연산하고(스탭 S45), 그 편차VR에 따라서 기준판별치 VIC를 보정한다(스탭 S46).

제7도(a)∼(c)는 편차VR에 따라서 보정치 f(VR)을 설정하는 여러 가지의 태양을 나타낸다. 제 7도 (a)에 표시한 태양에서는, 보정치 f(VR)은 편차VR이±VRI의 미소범위내에서 변화할 때, 보정치f(VR)의 변화정도가 작게되도록 편차VR에 따라서 설정되고, 편차VR이±VRI의 범위를 넘어서 변화할 때, 보정치 f(VR)의 변화정도가 크게 되도록 설정된다. 또한 편차VR의 절대치가VR2 보다 클 경우에는, 제 7도(b)에 표시한 바와같이, 일정치(±VSI )를 유지하도록 설정해도된다.

제7도(c)는 편차VR이 ±VR3의 미소범위내에서 변화할 때, 보정치f(VR)을 값0으로 설정하고, 편차VR이 (-VR3 ∼VR4)혹은 (+VR3∼+VR4)의 범위내에서 변화할 때, 보정치 f(VR)의 변화정도가 크게 되도록 일정치(±VS2)로 설정되고, 편차VR의 절대치가VR4보다 클 경우에는, 보정치 f(VR)의 변화정도가 더욱 크게되도록 일정치(±VS3)를 유지 하도록 설정된다.

제7도(a)∼(c)에 표시한 편차VRI과 보정치 f(VR)과의 관계는, O₂센서의 특성에 디응해서 편차VR과 목표로 하는 공연비에 대한 어긋남량 A/F와의 관계를 따르도록 설정되어있다.

전자제어장치(40)는 상기와 같이 해서 설정한 보정치 f(VR)와 일정치VO(예를 들면 0.5v)를 사용해서 기준판별치 VIC를 다음식 B2에 의해 피드백보정한다.(스텝S 46).

VIC = V0 + f(VR) ·········· B2

이와같이, 내연엔진 E가 리어O₂보정적합운전영역에서운전되고 있는 경우에는, 리어O₂센서(18)의 출력치 VO2R에 따라서 프런트 O₂센서 (17)의 출력판별치VIC가 피드백보정 되게 된다.

한편, 스텝 S43에 있어서의 판별결과가 부정일 경우에는, 스탭 S44로 진행하고, 기준판별치 VIC를 상기한 일정치 VO로 설정해서 당해루틴을 종료한다.

밸브개방시간 TINJ의 연산과 연료분사밸브의 구동

제 9도는 연료분사밸브(8)의 구동을 위한 루틴이고, 180°마다의 크랭크펄스의 발생시에 개입중단실행된다. 이 루틴이 개입중단실행되면, 면저 플래그 FFC가 값 1인지 아닌지, 즉 엔진 E가 소정의 연료공급정지운전영역에서 운전되고 있는지 아닌지를 판별한다(스텝S 70). 엔진E가 연료공급정지운전영역에서 운전되고 있으면, 엔진E에는 연료를 공급하지 않으므로, 이와같은 경우에는 아무것도 하지 않고 당해루틴을 종료시킨다.

플래그 FFC가 값 1이 아닌경우에는, 스텝S 71로 진행하고, 1흡입행정당 흡입공기량(A/N)을 연산한다. 흡입공기량(A/N)은 전회의 크랭크펄스와 금회의 크랭크펄스의 사이에 발생하고, 공기유량센서(11)에 의해서 검출되는 카르만소용돌이 신호에 의거한 시간당 공기유량과, 엔진회전수 Ne에 따라서 연산된다.

이어서 스텝S71에서 연산한 흡입공기량(A/N)에 따러서, 이것에 정수를 승산해서 기본밸브개방 시간TB가 설정된다(스텝 S72). 그리고 밸브개방시간 TINJ가 다음식 1에 의해 연산된다(스탭 S73).

TINJ = TB × KAF × K + TD ·········· 1

여기서, K는 매인루틴의 스탭 S19에서 설정한 수온보정계수 KWT 흡기온보정계수 KAT등의 보정게수의 적치( K=KWT·KAT··· )이다. TD는 상기한 배터리전압등에 의해 설정되는 무효시간보정치이다.

그리고, 전자제어장치(40)는 이와 같이 설정한 밸브개방시간 TINJ를 분사타이머(40d)에 세트하고, 이 타이머를 트리거함으로써 연료분사밸브(8)가 개방시간TINJ 에 따른 기간만큼 개방하고, 밸브개방시간 TINJ에 대응한 연료량을 당해 기통에 분사공급한다(스텝S74).

제10도는 본 발명장치에 의한 기준판별치 VIC의 피드백보정에 의해, 프런트 O₂센서(17)가 일화한 경우에도 공연비가 적정하게 보정되는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도면중 파선은, 프런트 O₂센서 (17)가 일화하고 있지않은, 출하직후의 센서출력을 표시하고 있고, 파선은 일화한 O₂센서 출력을 표시한다.

리어 O₂센서(18)의 출력신호치에 의해 상기한 기준판별치(전압치)VIC를 보정하면, 도면에 표시한 바와같이t1 및t2에 상당하는 기간이 수정되어 일화한 프런트O₂센서(18)를 계속사용해도, 적정한 농후화시간을 확보할 수 있음을 알 수 있다.

제 11도는 상기한 본 발명장치의 기본구성을 표시하고 있으며, 전자제어장치(ECU)(40)는, 그 내부에 공연비제어수단(40A)과 파라미터치보정수단(40B)에 상당하는 요소를 구비하고 있다. 내연엔진E가 자동변속장치를 구비하는 경우에는, 리어 O2센서(18)의 편차VR에 따라서 설정하는 보정치 f(VR)는 변속레인지D와N 에 대응해서 각각 따로따로 설정하도록 해도된다.

또한, 상기한 실시예에서는 프런트 O₂센서(17)의 출력판별치 VIC를 리어 O₂센서(18)의 출력치에 의거해서 피드백보정하는 것을 표시했으나, 리어 센서의 출력치에 의해서 보정되는 피라미터치로서는, 상기한 출력판별치VIC에 한정되지 않고, 이에 대신해서 혹은 이와 함께 프런트O₂센서(17)의 출력치가 판별치를 가로지르는 것에 대응해서 설정되는 비례보정치 P4,프런트 O₂센서출력과 판별치와의 대소관계에 따라서 시간적으로 서서히 변화하는 적분보정치I나, 프런트O₂센서출력이 판별치를 가로지른 시점으로부터 지연된 시점에서 비례보정치의 변경이나 적분보정치의 증감방향의 질환을 행하기 위하여 설정되는 지연시간이어도 되고, 또는 프런트 센서 출력에 의거한 제 1 피드백보정치와 별도로 리어 O₂센서출력에 의거한 제2피드백보정치를 구하는 것에 적용해도 된다.

이상의 설명에서 명백한 바와같이, 본 발명의 내연엔진의 공연비제어장치에 의하면, 공연비제어수단이 공언비를 보정하는 보정량 및 보정의 타이밍의 적어도 어느 한쪽에 관련되는 파라미터치를 , 하류쪽산소센서(리어 O₂센서)의 검출치와 제 2기준치와의 편차가 클때에는, 큰 보정정도로, 작을 때에는 작은 보정정도로 보정하도록 했으므로, 리어 센서의 편차에 의거해서 기준판별치등을 비선형적으로 적정하게 보정할 수 있고, 즉 편차가 작을때에는 세밀하고 정확하게, 편차가 클때에는 응답성좋게 큰 정도로 보정할 수 있고, O₂센서나 촉매의 일화에 의한 배기가스성능의 악화를 방지할수 있다.

Claims (5)

1. 내연엔진의 배기가스정화장치의 상류쪽의 배기계에 배치되어 배기가스중의 산소농도를 검출하는 상류쪽산소센서와, 배기가스정화장치의 내부 또는 하류쪽의 배기계에 배치되어 배기가스중의 산소농도를 검출하는 하류쪽산소센서와, 상기 상류쪽산소센서의 검출치와 제 1 기준치와의 비교결과에 따라서 상기 내연엔진의 공연비를 보정해서 소요치로 제어하는 공연비제어수단과, 상기 하류쪽산소센서의 검출치와 제2기준치와의 편차에 의거해서, 상기 공연비제어수단이 공연비를 보정한는 보정량 및 보정의 타이밍의 적어도 어느 한쪽에 관련되는 파라미터치를 보정하는 파라미터치보정수단을 구비한 내연엔진의 공연비제어장치에 있어서,상기 파라미터치보정수단은, 상기 편차가 클 때, 편차가 작을때에 비해서, 상기 파라미터치를 큰 보정정도로 보정하는 것을 특징으로 하는 내연엔진의 공연비제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파라미터치는 상기 제 1기준치이고, 상기 파라미터치보정수단은, 상기 편차가 클 때, 편차가 작을때에 비해서 상기 제 1기준치를 큰 보정정도로 보정하는 것을 특징으로 하는 내연엔진의 공연비제어장치.
3. 제 1항에 있어서 상기 공연비제어수단은, 상기 상류쪽산소센서의 검출치가 상기 제 1기준치보다 연료과농쪽의 값을 나타낼때, 공연비를 보정하는 보정계수치를 적분보정치만큼연료희박쪽의 값으로 보정하고, 상기 상류쪽산소센서의 검출치가 상기 제1기준치보다 연로희박쪽의 값을 나타낼때, 상기 보정계수치를 적분보정치만큼 연료과농쪽의 값으로 보정하는적분보정제어를 행하고, 상기 파라미터치는 상기 적분보정치이고, 상기 파라미터치보정수단은, 상기 편차가 클 때, 편차가 작을 때에 비해서, 상기 적분보정치를 큰 보정정도로 보정하는 것을 특징으로 하는 내연엔진의 공연비제어장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 공연비제어수단은, 상기 상류쪽산소센서의 검출치가 상기 제 1기준치에 관해서 연료희박쪽으로부터 연료과농쪽의 값으로 변화했을 때, 공연비를 보정하는 보정계수치를 비례보정치만큼 연료희박쪽의 값으로 보정하고, 상기 상류쪽산소센서의 검출치가 상기 제 1기준치에 관해서 연료과농쪽으로부터 연료희박쪽의 값으로 변화했을 때 상기 보정계수치를 비례보정치만큼 연료 과농쪽의 값으로 보정하는 비례보정제어를 행하고 상기 파라미터치는 상기 비례보정치이고 상기 파라미터치 보정수단은 상기 편차가 클 때 편차가 작을때에 비해서 상기 비례보정치를 큰 보정정도로 보정하는 것을 특징으로하는 내연엔진의 공연비제어장치.
5. 제 1항에 있어서 상기 공연비제어수단은, 상기 상류쪽산소센서의 검출치가 상기 제 1기준치를 가로질러서 변화했을 때 가로지른 시점으로부터 소요의 지연기간이 경과한 시점에서 공연비를 보정하고 상기 파라미터치는 상기 지연기간이고 상기 파라미터치 보정수단은 상기 편차가 클 때 편차가 작을때에 비해서, 상기 지연기간을 큰 보정정도로 보정하는 것을 특징으로하는 내연엔진의 공연비제어장치.