KR0147076B1 - 비상 작동시 연료 설정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내연 기관에 공급되는 연료양을 설정하기 위한 방법에 있어서, 부하 신호가 잘못될때에도 비 아이들링의 경우에, 다수의 비상 분사 시간은 람다 제어기의 처리 변수로서 제어되므로, 분사 시간 주기는 각 비상 분사 시간과 관련된다. 분사 시간 주기는 내연 기관의 작동중에 발생하는 모든 분사 횟수를 커버하는 방식으로 선택된다.

따라서, 이런한 방법에 의하면, 람다 제어는 스위치 온된다. 제어가 발생되는 지점은 분사 시간 주기의 상술한 작동에 의해 나타난다.

상술한 방법을 수행하기 위한 장치는 각 처리 단계를 파악하기 위한 수단을 갖는다.

내연 기관에 공급되는 연료량을 설정하기 위한 방법에 있어서, 부하 신호가 잘못될 때 아이들링의 경우에, 대기 부하값이 고정되고, 엔진 전류 속도가 측정되며, 이들 상술한 값에 대해 분사 시간이 특정값으로 부터 판독된다.

상술한 방법에 대해, 낮은 배기 가스 값은 비상 작동시에 달성된다. 또한, 촉매 컨버터는 비점화 혼합물이 드물게 설정되므로 과열로부터 보호된다.

Description

[발명의 명칭]

비상 작동시 연료 설정을 위한 방법 및 장치

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 비상 작동 상태하에서도, 연료 부족양을 결정하기 위하여 부하 신호(load signal)를 정상 상태로 사용할 수 있으며, 아이들링 접촉(idling contact) 및 람다 제어기(lambda controller)를 갖는 내연기관에 공급될 연료의 양을 설정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

[종래 기술]

종래의 내연기관의 연료량 설정 장치에 있어서는, 부하 신호가 부족하게 될 때, 상기 신호의 존재를 검사하는 수단에 의해 상기 신호가 감지되고 이에 반응하여 정상 상태에서 비상 작동 상태로 전환하게 된다. 비상 작동 상태에서는, 영구적으로 예정된 복수개의 비상 분사 횟수가 어떤 작동상태의 기능으로서 사용된다. 그러나, 필요한 연료 요구량은 부하의 정도에 의존하기 때문에, 일정한 엔진 속도에서 각 경우에 있어서의 동일한 연료량이 각 경우에 존재하는 작동 상태의 기능으로서 람다값을 상당히 변화시키게 된다.

연료 측정의 에러는 상당히 클수가 있어, 유입 공기/연료 혼합물이 더 이상 점화되지 않을 수가 있다. 따라서, 연료가 전혀 점화되지 않았거나 불완전하게 점화되기 때문에 상당한 정도의 주변적 손상이 발생되게 된다. 또한, 람다 제어 시스템내에 존재하는 촉매 컨버터가 이것의 작동 온도에 도달하거나 비연소 혼합물이 이 안으로 통과할 때 손상을 입게된다.

본 발명의 목적은 비상 작동시에도 점화가능한 혼합물을 연속하여 제공하게 하는 비상 작동 람다 제어용 방법을 구체화시키는데 있으며, 이 방법을 실행하는 장치를 구체화 시키는데 있다.

[발명의 이점]

본 발명은 청구범위 제 1 항 및 제 6 항의 방법과 청구 범위 제 8 항의 장치를 구체화한다. 본 발명의 또다른 이점, 향상 및 실시예들은 종속항 제 2 항 내지 제 5 항 그리고 7 항에 기술된다.

제 1 항에 따른 방법은, 비 아이들링(non-idling)경우에, 적어도 하나의 비상 분사 시간이 영구적으로 예비 결정되고, 각 비상 분사 시간이 람다 제어기의 처리 변수로 수정되고, 이 결과 각 경우에 있어서 분사 시간 주기가 발생되며, 이 주기폭은 선택된 설정 편차에 따르는 것으로 구별된다. 여기서 분사 시간 주기의 폭(width of on injection time period)은 시간 주기내에서 가장 길고 가장 짧은 시간 주기간의 차이를 의미한다. 비상 분사 횟수의 수와 분사 횟수의 수, 그리고 설정 편차는 분사 시간 주기가 내연기관의 작동중에 발생하는 모든 분사 횟수를 커버하는 방식으로 선택된다. 그리고, 실제 존재하는 비상 분사 시간과 관련된 최종 시간 주기중 어느 한 최종 주기에 도달한다면, 이 최종 주기 방향에 걸쳐 있는 다음 비상 분사 시간으로 스위칭 전환된다.

이 방법에 의하면, 람다 제어기가 연속적으로 작동하게 되고, 비상 분사 횟수간의 전환은 람다값 1 에 도달하기 위해 람다 제어기의 최대 설정 범위에 의해 정확한 분사 시간에서 벗어나는 예비 설정값인 분사 시간을 얻기 위한 시도에 상응한다. 이에 대해, 정확한 비상 분사 시간이 발견된다면, 람다 제어기는 정상 상태가 존재하는 것처럼 제어를 할 수 있다. 그러나, 정상 상태에서와 동일한 비상 작동 상태에서 람다 제어기를 작동시키지 않고 설정 속도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다. 이 경우, 복수개의 비상 분사 횟수가 연속적으로 선택되고, 각 조합된 시간 주기가 연속하여 작동한다면, 전체 작동이 가능한한 짧은 시간에 발생한다. 그러나, 바람직하지 않은 헌팅(hunting)이 발생하지 않도록 설정 속도는 너무 높지 않아야 한다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 개선점은 특정 상황하에서도 만족스런 제어를 할 수 있는 것이다. 예를 들면, 높은 부하와 긴 분사 시간에서 시작하더라도 갑자기 부하가 감소하게 되면, 즉, 과도하게 농후한 혼합물이 더 이상 적당한 점화는 발생하지 않게 되는 경우가 발생하게 된다.

그후 산소가 배기 가스내에 존재하게 되어, 비록 혼합물이 아주 농후하다 할지라도, 희박한 방향보다 농후한 방향으로 조정이 행해지게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서, 또 다른 개선점에 따르면, 가장 긴 비상 분사 시간과 관련된 시간 주기의 종기부에 도달할 때, 가장 짧은 비상 분사 시간으로 전환하게 된다. 이결과, 이런 예에 필요한 희박한 혼합물이 설정된다. 또 다른 문제점은 점화될 수 있는 혼합물이 예를 들어 감지되지 않은 활주 상태(coasting mode)에서 상기 방법에 의하여 설정될 수 없다는데 있다. 그 결과, 지나치게 희박한 혼합물이 선택된 분사 시간과 무관하게 연속적으로 지시될 수 있다.

또 다른 개선점에 따르면, 이러한 문제점을 해결 하기 위해서 전체 분사 시간 범위가 일단 한 방향으로 진행되었다면, 연료 공급은 완전히 차단되고, 가장 긴 것으로부터 가장 짧은 비상 분사 시간으로의 리바운드(rebound)가 역방향으로 조절되지 않는다. 예정된 시간 주기가 경과한 후 연료 공급이 재복귀되는 순간을 여러 조건들이 결정하며, 특히 시간 주기는 비연소된 공기/연료 혼합물의 후 연소에 의해 가열된 촉매 컨버터가 다시 적당히 냉각될 수 있는 방식으로 선택된다.

상술된 수단은 람다값 1을 설정하거나 촉매 컨버터가 과열되는 것을 방지하기 위해서 연료 공급을 차단하도록 작용한다. 그러나 본 발명에 따른 비상 작동 공동의 또 다른 개선점은 가속 공정시에 정상 상태로 설정되는 것처럼 일시적으로 농후한 혼합물을 설정시킬 수 있게 하는 것이다.

이런 농후화(enrichment)는 오랜 비상 분사 시간을 강제적으로 선택하여 성취될 수 있다. 이런 시간의 강제적 선택은 아이들링 접촉의 개방이 감지될 때 양호하게 발생한다.

아이들링 접촉이 스위칭 과정시에 단시간 동안만 폐쇄되었다면, 긴 비상 분사 시간이 선택되고, 제어 과정이 즉시 해제된다.

반면에, 아이들링 접촉이 비교적 긴 시간동안 폐쇄되었다면, 제어 과정이 해제되기 전에 긴 비상 분사 시간이 예정된 가속 시간 주기로 제지된다. 제지 측정을 취하기 위한 부가적 상태로서, 모터 속도가 아이들링 작동동안 상한인 한계속도 아래에 놓여있는 것을 직시할 수 있는 이점이 있다.

이 상태가 이루어지고 비교적 긴 시간뒤에 아이들링 접촉이 폐쇄된다면, 이것은 가속이 발생되는 양호한 출발점이며 이는 수초에 걸쳐 가속이 발생됨을 뜻한다.

제 6 항에 따른 방법은 아이들링 시에 비상 작동 설정을 나타낸다. 이것은 비 아이들링시에 종래의 비상 작동 모드와 함께 사용될 수 있으나, 제 1 항에 따른 방법과 함께 양호하게 사용될 수 있다. 아이들링시에, 높은 설정 속도가 설정되었을 때라도 람다 제어기는 내연기관의 연속 작동을 보장하는 혼합물 성분을 상당히 느리게 연속적으로 설정시킬 수 있도록 반은한다. 따라서, 종래의 방법으로, 비상 작동시에 연료가 영구적으로 예정된 단일 분사 시간으로 연속적으로 공급된다. 반면, 제 6 항에 따르면, 준비 분사 시간으로부터 엔진 속도에 대한 역전비가 필수적으로 변화되는 방식으로 분사 시간이 예정된다.

이것은 부하값인 영구적으로 예정된 준비 부하값이 연속적으로 공급되는 특성을 갖는 보통의 엔진 속도/부하/분사 시간 등으로부터 분사 시간이 얻어지는 방식으로, 양호하게 발생한다.

람다 센서가 작동 준비전 일때는, 계산된 분사 시간을 정확히 사용된 분사 시간이며, 센서가 작동 준비중일 때는 계산된 분사 시간이 중복된 람다제어의 도움으로 미세 조정된 종전 분사 시간으로서 작동한다.

따라서 제 6 항에 따른 방법은 아이들링 경우에 있어서의 비상 작동 방법에 관한 것이며, 기본 구조에 있어서, 존재하는 람다 센서는 작동 준비의 여하에 그다지 중요치는 않다. 제 1 항에 따른 비상 작동 방법은 반대로 작동 준비용 센서를 갖는 비 아이들링시에 관계한다. 작동 준비전의 센서와 함께 비 아이들링시에는 종래의 비상 작동 방법이 사용된다. 따라서, 엔진 속도가 측정되고, 각 현재 엔진 속도 범위의 기능으로서, 복수개의 영구적으로 예정된 비상 분사 횟수중 하나가 사용되고, 이들 각 분사 횟수는 일정한 엔진 속도 범위와 관계된다.

본 발명에 따른 장치는 복수개의 비상 분사 횟수를 양호하게 저장하기 위한 수단과, 람다 제어기의 조정값으로 각 비상 분사 시간을 수정하기 위한 수단을 갖는다. 또한, 상술한 고려 사항에 다른 짧거나 또는 긴 다음 시간으로 현재의 각 비상 작동 분사 시간을 전환시키기 위한 수단이 존재한다. 본 발명에 따른 장치는 대응하여 프로그램화된 마이크로프로세서에 의해 양호히 보완될 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 하기에서 다욱 자세히 기술하겠다.

제 1 도는 복수개의 비상 분사 횟수로 작동하며, 블록 회로도로 제시된 비상 작동 람다 제어의 작동 다이아그램을 도시하며,

제 2 도 및 제 3 도는 비상 분사 횟수의 연속 선택에 대한 2개의 방법을 나타내는 흐름도를 도시하며,

제 4a 도 및 제 4b 도는 4개의 비상 분사 횟수를 갖는 비상 작동 람다 제어를 나타내는 흐름도를 도시한다.

[실시예의 설명]

제 1 도를 참조로 하여 설명하는 방법은 내연기관(10)(BKM)의 분사 시간을 설정하는 것에 관한다. 분사는 분사 밸브 장치(1)를 경유하여 일어난다. 아래에서는 오직 하나의 단일 분사 밸브에 대하여 기술한다. 그러나, 이것은 상기 장치가 복수개의 밸브를 갖지 않는다는 것을 뜻하는 것은 아니다. 각 밸브에 있어서는, 한 밸브에 대하여 동일하게 적용된다. 내연기관(10)의 배기 가스 채널에는 람다 센서(12)가 설치된다. 제 1 도에 나타나 있는 모든 다른 기능 그룹들은 관련 프로그램이 있는 마이크로프로세서에 의해 양호히 보완되는 장치에 속한다.

비상 작동 상황이 발생되지 않는한, 각 예비 분사 시간(TIV)은, 부하 변수(L)의 각 현재값과 각 현재 엔진 속도의 기능으로서 예비 제어용 수단(13)으로부터 발생된다. 상기 분사 시간은 스위칭 수단(14)을 통해, 실제 분사 시간(TI)을 형성하기 위해서 제어 계수 (FR)로 곱해지는 곱셈 상태(15)로 진행한다. 제어 계수(FR)는 제어용 수단(16)의 처리 변수이다. 이 처리 변수는, 람다 센서(12)에 의해 측정된 실제값이 뺄셈 상태(17)에서 람다 참조값으로부터 빼지고, 이렇게 형성된 제어 편차가 PI 제어 방법에 따라 통상적인 방식으로 처리되는 방식으로 형성된다. 제어편차가 0이면 제어 계수가 1이며, 람다 제어값이 람다 비교값보다 5%높다면, 제어 계수는 5%상승되어 1.05로 세트된다. 이것은 한 단계로 발생되지 않으며, 제어용 수단(16)의 적분 속도의 기능이기 보다는 일정한 시간 주기내의 람다 제어기로 일컬어질 수 있다.

부하 변수(L)가 부족하게 되면, 더이상 관계 예비 분사 횟수(TIV)가 예비 제어용 수단(13)에 의해 발생될 수가 없다. 또한 만족스럽게 내연기관(10)을 작동시킬 수 있도록, 제 1 도에 따른 장치는 비상 작동 전환 스위치(18)와, 4개의 상이한 비상 분사 횟수가 저장된 비상 분사 시간 메모리(19)를 갖는다. 상기 스위치(18)는 부하 신호의 존재를 연속적으로 모니터한다. 이것이 부족하게 되면 상기 스위치(18)는 즉시 스위칭 수단(14)을 작동시키고, 이 결과 스위칭 수단(14)은 곱셈 상태(15)의 입력을 비상 분사 메모리(19)의 출력으로 변화시켜, 예비 제어용 수단(13)의 출력이 나오게 한다. 비상 분사 시간 메모리(19)로부터 판독될 비상 분사 시간은 제어용 수단 (16)에 의해 어드레싱을 경유하여 결정된다.

4개의 비상 분사 횟수에 대하여 제 2 도를 참조로 하여 하기에서 자세히 설명한다. 제 2 도에 있어서, 4개의 분사 시간 주기가, 간결성을 위해, 좌측에서 우측으로 오프셋 되어 도시되어 있다. 각 분사 시간 주기의 중앙 포인트는 실시예에 있어서 1msec, 1.5msec, 2.25msec 및 3.4msec 인 4개의 비상 분사 횟수(A, B, C, D)중 하나에 대응한다. 각 시간 주기는 50%의 제어용 수단(16)의 행정에 대응하여 상향 및 하향으로 50%로 조합된 비상 분사 시간으로부터 연장한다. 각 비상 분사 시간은, 다음의 짧은 비상 분사 시간과 조합된 시간 주기의 종기와 동시에 발생하는 방식으로 배열된다. 람다값 1을 설정하기 위하여 필요로 하는 짧은 가능한 분사 시간이 짧은 분사 시간과 조합된 시간 주기의 짧은 종기에 대응하며, 이에따라 0.5msec에 놓이게 된다. 이 짧은 분사 시간은 제 2 도에 K로서 표시되어 있다. 람다값 1에 도달하기 위한 대응하는 긴 분사 시간은 L로서 표시되고, 실시예에 있어서 이 시간은 4.2msec 이다. 그러나, 긴 비상 분사 시간(D)과 조합된 시간 주기는 실시예에서 5.1msec 까지, 긴 분사 시간(L)을 넘어 연장한다. 이에 대한 이유를 하기에서 자세히 설명한다.

이들 비상 분사 시간과 조합된 시간 주기의 도움으로 수행될 수 있는 비상 작동 방법을 설명하기 위해서, 조합된 분사 시간(L1)을 갖는 제 1 부하 포인트가 존재한다고 가정한다. 이것은 정확히 설정된다고 가정하면, 드라이버가 가속기상에서 진행하고, 이 부하 상태에 대한 분사 시간이, 제 2 도에 L2로 표시된 람다값 1에 도달하기 위해 필요하다. 부하 신호가 정확하게 감지되는 한, 거의 정확한 예비 제어 시간이 예비 제어용 수단(13)으로 나타나고, 곱셈 상태(15)에서 제어에 대해 미세하게 수정된다. 그러나, 부하 신호가 부재하면, 드라이버에 의해 발생된 부하 변화가 즉시 검출되지는 않는다. 그러나, 가속기상에서의 드라이버 스텝핑은 소량의 혼합물로 진행하고, 이로서 드로틀 밸브가 개방되나 분사 시간이 동시에 증가하지는 않는다. 람다 제어기(16)가 너무 소량의 혼합물을 검출한다면, 제어 계수(FR)가 증가하고, 이 결과, 분사 시간이 값(L1)으로부터 증가하게 된니다. 이 증가는, 람다 제어기(16)의 설정 편차가 분사 시간(C)에 도달할 때 종기를 향하게 된다. 람다 제어기(16)는 비상 분사 시간(C)을 준비할 목적으로, 대응하는 어드레싱으로 비상 분사 시간 메모리(19)에 이 종기의 도달을 나타낸다.

동시에, 람다 제어기(16)는, 설정 영역의 중앙, 예를 들어 제어 계수 1 로 설정시킨다. 그러나, 혼합물은, 비상 분사 시간(C)이 신규의 부하 상태에 필요한 분사 시간(L2) 아래에 놓여있기 때문에, 너무 소량으로 유지되어, 람다 제어기(16)는 비상 분사 시간(C)과 조합된 시간 주기내에서 상향을 향해, 이것의 설정 편차의 종기에 도달할 때까지 비상 분사 시간(D)에서의 시간을 통합시킨다. 그후, 비상 분사 시간 메모리(19)가 상기 비상 분사 시간(D)을 나타내도록 작동된다. 그후 제어 계수는 1.5에서 1로 변화된다. 그러나, 비상 분사 시간(D)은 여전히 필요한 분사 시간(L2)아래에 놓여있기 때문에, 람다 제어기(16)는 더욱 상향을 향해 통합한다. 그후 이것이 분사 시간(L2)에 도달하면, 통상 제어가 분사시간 주변에서 발생한다.

드라이버는 약간의 시간이 경과한 후, 본래의 분사 시간(L1)이 다시 신규의 부하 상태에 대한 람다값 1을 설정시키는데 필요한 정도로 가속기를 감속시킨다고 가정한다. 초기에 설정되어 있는 긴 분사 시간(L2)으로 인해, 혼합물은 아주 풍부해진다. 그후 람다 제어기(16)는 아주 긴 비상 분사 시간(D)과 접속된 시간 주기내에서 완전히 하향으로 조정된다. 하단부에 도달하자마자, 람다 제어기(16)는 짧은 비상 분사 시간(C)을 나타내도록 비상 분사 시간 메모리(15)를 어드레스 한다. 동시에, 제어 계수는 0.5에서 1로 변화된다. 이것은 비상 분사 시간(D)과 접속된 시간 주기로부터 비상 분사 시간(C)과 접속된 다른 시간 주기로 점프하여 분사 시간을 약산 증가시키게 된다. 이것은 약간 떨어진 오른쪽에 쇄선으로 표시되어 있다. 필요한 분사 시간(L1)이 여전히 비상 분사 시간(C) 아래에 놓여있기 때문에, 람다 제어기(16)가 짧은 분사 회수 방향으로, 즉 필요한 분사 시간(L1)이 최종적으로 도달할 때까지 더욱 통합시키기 때문에 혼합물이 풍부히 유지된다. 그후 통상의 제어 방법이 이 분사 시간 주변에서 일어난다.

상기로부터, 4개의 비상 분사 횟수와 접속된 시간 주기의 도움으로, 각 분사 시간이 람다값을 1로 향하도록 설정될 수 있다는 것을 알 수 있다. 신규의 조합된 분사 시간이 부하 변화후 비교적 신속하게 정립되기 때문에, 람다 제어기(16)의 통합 속도가 가능한한 높게 설정되는 것이 바람직하다. 너무 높게 세트되면, 각 부하 상태와 접속된 분사값 주변에서 제어가 발생할 때 바람직하지 않은 강력한 헌팅이 발생되게 된다.

상술한 바와같이, 드라이버가 가속기를 감속시킨다면 혼합물이 갑자기 풍부히 발생될 수 있으나, 여전히 긴 분사 시간이 상당히 높은 부하 상태로 설정된다. 이것은 스파크 고장을 일으킬 수 있다. 그후, 비록 혼합물이 풍부하다 할지라도, 배기 가스내에 여전히 산소가 존재하여 센서가 혼합물의 희박을 표시하게 된다. 더 이상의 측정이 취해지지 않는다면, 이것은 이전의 공정 사이클에 대응하여, 긴 비상 분사 시간(D)과 조합된 시간 주기의 상단부까지 분사 시간이 작동하게 되고, 이에따라, 실시예에서 분사 시간이 5.1msec까지되고 람다값 1을 다시 설정할 수 있도록 짧은 분사 시간도 필요하게 된다. 이를 성취하기 위해서, 람다 제어기(16)는, 양호한 개선점에 따라, 상술한 긴 분사 시간의 도달시에 아주 짧은 비상 분사 시간(A)에 스위치 전환이 발생되고, 동시에 람다 제어기(16)가 제어 계수(FR)를 1로 설정하는 방식으로, 비상 분사 시간 메모리(19)를 어드레스 한다.

이제부터, 오랜 세트가능한 분사 시간이, 람다값을 1로 설정시키는데 필요한 오랜 분사 시간상에 어떻게 놓이는가를 설명한다. 설명에 있어서, 부하 변화는 람다값 1에 대한 긴 분사 시간을 필요로 한다고 가정하고, 분사 시간을 L이라 가정한다. 이 분사 시간이 제어 계수(FR)의 대응하는 대규모의 통합에 의해 도달된다면, 분사 밸브 장치(11)에 의한 연료 분사의 시간과 람다 센서(12)에 의해 조합된 람다값의 감지간에 상당한 데드 타임(dead time)이 존재하기 때문에, 람다 센서(12)로 바로 감지되지는 않는다. 상술한 경우에 있어서, 정확한 분사 시간이 도달되면, 람다 센서는 단시간에 분사된 상당히 적은 혼합물을 계속하여 측정한다. 오랜 비상 분사 시간(D)과 접속된 시간 주기의 상단부가 분사 시간(L)과 동시에 일어난다면, 상술한 전환 기능에 따라, 짧은 비상 분사 시간(A)이 새롭게 전환된다. 그러나, 비상 분사 시간(D)과 결합된 시간 주기가 분사 시간(L)을 넘어 연장된다면 이러한 것은 회피될 수 있다. 상술한 동적 영향이 더욱 증가되면, 특히 냉각 엔진에 있어서는, 공급될 연료의 양이 증가할 때 초기적으로 벽 필름(wall film)이 구성된다. 이들 모든 경우에 있어서, 긴것으로부터 짧은 비상 분사 시간으로의 전환을 방지하기 위해서, 람다값 1을 얻기 위한 목적으로 오랜 분사 시간보다 약 20-30%높게 세트 가능한 긴 분사 시간을 세트시키는 것이 바람직하다.

제 2 도와 연계된 공정 사이클에 있어서, 시간 주기는, 각 시간 주기의 중심이 짧은 횟수로 연장하는 시간 주기의 종기와 동시에 일어나는 방식으로 배열되어 사용된다. 그러나, 꼭 이러한 방식이 필요한 것으 아니며, 모든 필요한 분사 횟수를 커버하는 시간 주기에만 필요하다.

그리고, 각 시간주기의 짧은 종기가 다른 시간주기의 긴 종기와 조인트할 때 시간 주기와 조합된 짧은 비상 분사 횟수가 필요하다. 그러나, 제어가 시간 주기의 단부에 놓여있는 분사 시간 주변에서 발생된다면, 하나의 비상 분사 시간으로부터 인접 비상 분사 시간으로 연속하여 전환이 발생되고, 제어 계수가 각 경우에 대응하여 전환되기 때문에 바람직하지 않다.

제 3 도에 도시된 시간 주기의 중복은 특히 양호하다. 여기서, 각 시간 주기의 하단부는 짧은 분사 횟수로 연장으로 인접한 시간 주기의 중심과 일치한다. 시간 주기의 상단부가 도달되면, 본질적으로 2개의 가능성이 다음 시간 주기로 전환하기 위하여 존재한다. 하나의 가능성이 제 3 도에 점선으로 도시되어 있으며, 이는 다음의 높은 비상 분사 시간으로의 전환과 1.5에서 1로 제어 계수가 변화하는 것으로 구성된다. 이 경우에, 상당한 토오크 모멘트 증가가 스위치-오버와 조합된다. 다른 시간 주기의 장단부가 도달될 때, 신규의 높은 비상 분사 시간으로부터 이미 존재하는 것과 동일한 분사 시간을 얻기 위해 전환된 후, 제어 계수(FR)가 세트되는 값으로 계산된다면 이러한 것은 회피될 수가 있다. 이 전환 가능성은 제 3 도에서 점선으로 표시된다.

제 2 도 및 3 도의 실시예에 있어서, 람다 제어기(16)의 설정 편차를 50%로 가정한다. 그러나, 이 설정 편차는 다른값으로 가정할 수도 있다. 설정 편차가 크면 클수록, 전체 필요한 분사 시간 범위를 커버하는데 필요한 시간 주기와 결합된 비상 분사 횟수가 더욱 적어진다.

또다른 개량점을 또다른 방식, 즉 제 4 도의 흐름도를 참조하여 설명한다.

제 4a 도 및 4b 도에 따른 흐름도의 시작 포인트에 있어서, 비상 작동 전환 스위치(18)는 비상 작동 상태를 감지하고, 비상 작동 공정이 시작 단계에서 개시된다. 단계(S1)에서, 2개의 파라메터가 설정괴고, 하나의 파라메터(E)는 2의 값이고, 또다른 하나의 파라메터(a)는 0의 값이다.

파라메터(E)의 각 값은 4개의 비상 분사 횟수(NEZ)(E)가 각 경우에 선택되는 것을 표시한다. 값 Z가 2인 것은 제 2 비상 분사 시간이 제 2 도의 비상 분사 시간(B)에 대응하여 설정된 것을 나타낸다. 파라메터는 많은 시간 주기가 부족한 쪽으로 돌아가지 않고 풍부한 쪽으로 어떻게 연속하여 작동하는가를 나타탠다.

표시(M1) 다음에, 단계(S2)는 센서가 작동 준비 상태에 있는지의 여부를 검사한다. 이러한 상태에 있다면, 파라메터(E)의 값에 대응하는 비상 분사 시간이 단계(S3)로 설정된다.

단계(S4)에서는 드로틀 밸브 제어로 배치된 비접촉부(LLK)가 개방되는지의 여부를 검사한다. 개방된다면, 드라이버가 가속기를 작동시켜, 바람직한 방식으로 가속시키기 위한 신호를 말한다. 만족스런 전달을 성취하기 위하여, 람다값 1을 넘는 풍부한 혼합물이 항시 요구된다.

이에 대응하여, 비접촉부의 개방이 단계(S4)에서 감지된다면, 파라메터(Z)는 단계(S5)에서 3으로 설정된다.

이것은 비상 분사 시간을 3으로 설정시키게 된다(제 2 도에서 비상 분사 시간(C)에 대응하여). 이것이 얼마나 오랫동안 실행되는가는, 단계(S6)에서 비접촉부가 5초 이상 또는 그보다 빠른 정지 시간주기 후에만 개방되는지의 여부를 검사하여 결정된다. 만약 5초가 지난후에만 개방된다면, 단계(S7)에서는 비상 분사 시간(3)이 8초의 가속 시간 주기로 유지되게 된다. 이와 반대라면, 비접촉부는 5초 이하의 폐쇄 시간이 지난후에 개방되고, 표시(M1)에 근접하게 되면, 단계(S6)를 따르게 된다. 비접촉부의 폐쇄 시간이 정지 시간 주기를 경과하였을 때 가속 시간 주기의 선택은, 엔진이 비접촉 모드에서 비교적 장시간 작동한 후 가속이 진행될 때, 보통 차량 가속이 이러한 상태로부터 시동되는 것이 바람직하다는 것을 고려하여 선택된다. 스위칭 상태와 같은 모든 다른 상태에서 비접촉부는 비교적 단시간 동안만 폐쇄된다. 그러나, 접촉부는 드러스트 상태에서 비교적 장시간 동안 폐쇄될 수 있다. 따라서, 이것은 접촉부의 개방전에, 엔진 속도가 아이들링을 나타내는 범위에 있는지의 여부를, 단계(S6)에 대응하는 상태에서 시험할 수 있는 이점이 있다. 부가적인 상태만이 충만할 때는, 가속 시간 주기의 기간중에 3초의 비상 분사 시간이 차단된다.

단계(S4)에서 비접촉부가 개방되어 있지 않다는 것을 감지하였다면, 이것이 여전히 개방되어 있거나 또는 폐쇄되어 있는지의 여부를 단계(SP)에서 검사된다. 개방되어 있다면, 제 2 도 및 3 도에 따른 공정 사이클을 따른다. 즉 단계(S8)네서 람다 센서가 소량의 혼합물을 나타내는지의 여부를 검사한다. 그 반대일 경우에는, 상술한 파라메터(a)가 단계(S9)에서 0으로 설정된다.

단계(S10)에서는 소량 방향으로 제어가 일어난다. 단계(S11)에서는, 현재의 비상 분사 시간과 접속된 시간 주기의 하부 한계가 도달하였는지의 여부를 검사한다. 그렇지 않을경우, 사이클은 표시(M1)로 돌아간다. 그러할 경우에는, 단계(S12)에서, 파라메터(Z)가 1 보다 큰지의 여부를 검사하게 된다. 1보다 크지 않다면, 짧은 분사 시간이 이미 설정되고, 공정은 더 이상의 표시(M1)를 측정하지 않고 돌아가게 된다. 1보다 크다면, 계수(Z)는 단계(S13)에서 다음의 짧은 비상 분사 시간으로 설정되고, 제어 계수(FR)는 상술한 바와같이 전환된다. 그후 공정은 표시(M1)로 돌아간다.

단계(S8)에서는, 상당히 적은 혼합물이 존재하는 것을 감지하며, 단계(S14)에서는 많은 방향으로 제어가 일어난다. 단계(S15)에서는, 현재 비상 분사 시간과 접속된 시간 주기의 상한치가 도달되었는지의 여부를 검사한다. 그렇지 않다면, 공정은 표시(M1)로 돌아가고, 반대이면 계수(a)는 단계(S16)에서 증가하게 된다. 단계(S17)에서는 값 5에 도달하였는지의 여부, 즉, 풍부한 쪽에서의 4개의 모든 시간 주기가 부족한 쪽으로 제어되지 않고 진행하였는지의 여부를 검사한다(그후, 단계(S9)에서 0으로 재설정된다). 그렇지 않다면, 단계(S18)에서, 파라메터(Z)는 단계(S3)에서 다음의 높은 비상 분사 시간을 설정하기 위해 증가한다. 그러나, 단계(S19)에서는, 파라메터(Z)가 이미 값 5에 도달하였는지의 여부를 검사하고, 더욱 높은 값으로 비상 분사 시간이 제공되게 된다. 도달되지 않았다면, 표시(M1)는 직접 귀환되고, 도달되었다면, 파라메터(Z)는 제 4 도를 참조하여 기술된 바와같이, 오랜 비상 분사 시간으로부터 짧은 비상 분사 시간으로 변화하도록 단계(S20)에서 1로 설정된다. 이 설정후에 공정은 표시(M1)로 돌아간다.

단계(S17)에서 파라메터(a)가 값 5에 있다는 것을 감지하였다면, 점화가능한 혼합물이 설정될 수 없기 때문에, 4개의 모든 시간주기는 오직 농후 방향으로만 연속하여 통과되고 연료 공급은 단계(S21)에서 차단된다.

연료가 더욱 공급된다면, 촉매 컨버터에서 비연소 연료가 연소되어, 온도가 상당히 증가하게 되어 파괴가 일어날 수가 있다. 또한, 단계(S21)에서, 파라메터(a)는 0으로 설정된다.

단계(S21)에서 연료 공급이 중단된 후에, 4개의 연속 단계(S22 내지 S25)에서 연료 공급의 회복을 위한 4개의 상태중 하나가 충전됐는지의 여부를 검사한다.

단계(S22)에서는, 15초후의 스위치 오프시간 주기가 스위칭 오프로 인해 경과되었는지의 여부를 검사한다. 경과 하였다면, 단계(S26)에서, Z는 3으로 설정되고 공정은 표시(M1)으로 돌아간다. 그렇지않다면, 단계(S23)에서 비접촉부가 개방되었는지의 여부를 검사한다. 개방되었다면, 공정은 단계(S4)와 단계(S5)사이에 위치한 표시(M2)로 돌아간다. 그렇지 않다면, 폐쇄된 비접촉부를 갖는 래큐나(lacuna)가 드러스트 스위치 오프 엔진 속도 이하로 떨어진다. 이 경우 단계(S27)에서 Z는 1로 설정되고, 공정은 표시(M1)으로 돌아간다. 그렇지 않을 경우, 단계(S25)에서는, 1200rev/min인 초기 엔진 속도가 미치지 못하는지의 여부를 검사한다. 그렇지 못하다면, 단계(S22)로부터 다시 스위치 온 상태가 일어난다. 반대로, 그러할 경우에는 Z는 단계(S28)에서 3으로 설정되고, 공정은 제어 방식으로 다시 연료를 공급하기 위해서 표시(M1)로 돌아가게 되어, 내연기관은 작동을 멈추지 않게 된다.

실시예에 있어서, 람다 제어기의 조정값은 분사횟수를 조정식으로 수정한다고 가정한다(제어 계수 FR)

이 경우, 제어 편차 0에서, 조정값은 1이고, 이는 0.5내지 1사이에서 50%의 설정 편차로 변화한다. 그러나, 조정값은 부가적으로 분사 횟수를 수정할 수 있다. 이 경우, 이 값은 제어 편차가 0일 때 0을 나타낸다. 제어 편차의 존재로 인해, 각 현재의 참조값은 음 또는 양으로 50%편차를 갖는다.

상술한 바와같이, 제 1 분사 시간과 접속된 시간 주기로부터 인접한 비상 분사 시간과 접속된 시간 주기로의 전이시에, 효과적인 분사 시간이 변화되지 않고 유지되어 토오크 점프를 방지하는 방식으로 전이가 형성되는 것이 바람직하다. 반대로, 유해한 물질 방출이 가능한한 낮게 유지된다면, 모든가능한 분사 횟수가 가능한한 신속하게 발생될 수 있다. 비상 분사 횟수를 전환시킬 때 분사 시간의 점프를 견디는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에, 점프 전후의 2개의 분사 횟수가 각 경우에 혼합물이 상당히 풍부하거나 또는 혼합물이 소량일 때 점화 한계를 넘어 놓여있는 람다값을 설정시키지 않도록 점프는 너무 크지 않아야 한다.

모든 실시예들은 4개의 비상 분사 횟수에 기초하였다. 비상 분사 횟수의 수효, 설정 편차의 크기, 그리고 하나의 시간 주기로부터 다른 시간 주기로의 전이 형태는, 상술한 비상 작동 공정의 기초 원리에 대하여 중요치 않다는 것을 주목해야 한다. 중요한 것은, 시간 주기가 작동시에 일어나는 분사 횟수를 모두 커버하는 방식으로, 수효 및 편차에 따라 선택된다는 거이다. 제어 편차가 매우 크게 선택된다면, 단일 비상 분사 시간만을 사용해도 충분하다. 원리는, 종래 방식인 약간의 고정된 비상 분사 횟수가 존재할 때 뿐만 아니라, 각 경우에 분사 시간이 바람직한 람다값으로 향하도록 설정되는 람다 제어기의 조정값에 지지되어 이루어진다.

제 4a 도 및 4b 도의 전반적인 설명은 제 2 도 및 3 도를 참조로 하여 이미 기술된 아이들링 접촉의 경우에 있어서 비상 작동 공정만을 지금까지 설명하였다. 아이들링 경우에는 완전히 상이한 공정이 사용되며, 이 공정을 단계(Sp)로부터 설명하겠다.

단계(Sp)에서 아이들링 접촉이 폐쇄된 것을 감지 한다면, 내연기관은 아이들링 모드로 작동하고 있다는 것을 나타낸다. 단계(S29)에서, 엔진 속도가 측정되고, 단계(S30)에서는 측정된 엔진 속도와 고정된 준비 부하값으로 일근의 특성을 나타내며, 이들 특성으로부터, 상기값과 조합된 분사 시간이 판독된다. 그후 공정은 표시(M1)로 돌아온다.

단계(S30)에서는, 분사 시간의 결정이, 준비 분사 시간이 참조 엔진 속도, 예를 들어 1200rev/min의 속도로 결정되고 이 준비 분사 시간이 측정 엔진 속도로 참조 엔진 속도의 몫으로 곱해지는 방식으로 일어난다. 단계(S30)는 분사 시간이 엔진 속도가 떨어질 때 신속히 상승 하는 방식으로 구성된다.

상술한 아이들링 비상 작동 공정이 수행되는 내연 기관이 람다 제어기를 갖는다면, 람다 제어기의 조정값으로 미세 조정된 예비 제어 분사 시간으로서 단계(S30)에서 결정된 분사 시간을 사용하는 것이 바람직하다. 이런 미세 조정에도 불구하고, 예비 제어값으로 사용된 분사 시간이 각 경우에 현재 측정된 엔진 속도를 사용하여 계산에 의하거나 또는 상술한 특성으로부터 신속히 결정되기 때문에, 공정이 신속히 일어난다.

상술한 바와같이 비상 작동 공정은 센서가 작동 준비전 일때라도 아이들링시에 사용할 수 있다. 센서의 작동에 대한 판독의 부재(absence)가 단계(S2)에서 감지된다면, 공정은 단계(S31)로 가게되고, 여기서 비접촉부가 개방되었는지의 여부를 검사한다. 그렇지 않을 경우는, 아이들링이 존재하며 공정이 표시(M3)로 돌아가게 되어, 단계(S29, S30)가 표시(M1)를 따르게 된다. 만약, 그 반대로 비접촉부가 개방되어 있다면, 종래의 비상 작동 공정이 단계(S32)에서 일어난다. 그후 공정은 다시 표시(M1)로 돌아가게 된다.

상술한 바와같이, 아이들링 경우에 있어서의 비상 작동 공정은 처음에 기술한 바와 같이 준비용 센서를 갖는 비접촉부의 경우에 있어서 비상 작동 공정을 구비하는 전체 사이클이 있는 제 4a 도 및 4b 도에 따른다. 그러나, 상술한 아이들링 비상 작동 공정은, 종래의 비상 작동 공정이 준비용 센서를 갖는 비작동부의 경우에서 사용된다면 이 역시 사용될 수 있다.

상술한 모든 공정 사이클은 2개의 위치 제어기 및 연속 작동 제어기와 함께 사용될 수 있다.

Claims (10)

1. 아이들링 접촉(idling contact) 및 람다 제어기를 가지며, 비상 작동 상태에서도 부하 신호가 연료의 부족양을 결정하기 위하여 정상 상태로 사용되는 내연기관에 공급될 연료의 양을 설정하기 위한 방법에 있어서, 람다 센서(lambda sensor)의 작동을 준비하는 비 아이들링(non-idling)인 경우 적어도 하나의 비상 분사 시간이 예비 결정되는 단계와, 각 비상 분사 시간이 람다 제어기의 조정 변수로 수정되고, 이 변수가 람다 센서에 의해 측정된 실제 람다값과 비교 람다값간의 차이로부터 상기 비상 분사 시간을 형성하고, 이 수정에 의해 분사 시간 주기가 정해지며, 이 주기폭은 람다 제어기의 선택된 설정 편차에 의존하게 되는 단계와, 비상 분사 횟수의 수와, 분사 시간 주기의 수 및, 설정 편차는 분사 시간 주기가 내연기관의 작동중에 발생될 수 있는 본사 횟수를 본질적으로 모두 커버하는 방식으로 선택되는 단계와, 적어도 2개의 비상 분사 횟수가 존재할 경우, 실제 존재하는 비상 분사 시간과 결합된 종기 시간 주기중 하나에 도달할 때, 이 말단 방향쪽으로 걸쳐있는 다음 시간 주기로 스위칭 전환이 일어나는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 다음 시간 주기로의 스위칭 전환시에, 람다 제어기의 조정 변수는 얻어진 분사 시간이 스위칭 전환전에 분사 시간과 본질적으로 동시에 일어나는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가장 긴 분사 시간에 도달하였을 때, 스위칭 전환은 가장 짧은 분사 시간, 양호하게는 가장 짧은 비상 분사 시간에 근접한 시간에 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 모든 분사 시간이 점차적으로 증가하는 쪽으로 연속하여 일어날 때, 감소하는 쪽으로 분사 시간을 재설정하는 람다 제어기를 필요로 하지 않고, 스위치 온 상태가 충전될 때까지 연료 공급이 완전히 차단되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 아이들링 접촉의 폐쇄 상태는 모니터되고, 아이들링 접촉의 개방시에 긴 비상 분사 시간이 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 아이들링 접촉이 예정된 정지 시간 주기보다 길게 폐쇄되어 있을 때, 람다 제어기의 기능은 긴 비상 분사 시간을 가속 시간 주기에서 유지시키기 위해 예정된 가속 시간 주기로 차단되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 스위칭 전환이 정상 상태에서 비상 분사 상태로 일어날 때, 람다 제어기의 설정 속도가 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 5 항에 있어서, 아이들링 접촉을 가지며 비상 작동 상태에서도, 부하 신호가 연료 부족양을 결정하기 위하여 정상 상태로 사용되는 내연기관에 공급될 연료의 양을 설정하기 위한 방법으로서, 아이들링의 경우 분사 시간은 준비 분사 시간으로부터의 엔진 속도에 대한 역전비로 본질적으로 변화되는 방식으로 예비 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 분사 시간은 부하값으로서 영구적으로 예정된 준비 부하값이 연속하여 공급되는 통상의 엔진 속도/부하/분사 시간으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 비상 작동 상태에서도, 람다 제어기(16)에 의해 설정하기 위한 정상 상태에서 사용되는 부하 신호가 약해지는 내연기관에 공급될 연료의 양을 설정하기 위한 장치에 있어서, 적어도 하나의 비상 분사 시간을 저장하기 위한 수단(19)과 각 분사 시간 주기를 형성하는 람다 제어기의 조정값과 함께 각 비상 분사 시간을 수정하기 위한 수단(15) 및, 복수개의 비상 분사 횟수가 존재할 경우, 현재 비상 분사 시간과 결합된 시간 주기의 짧은 또는 긴 단부가 도달할 때 현재의 각 비상 분사 시간을 다음의 짧거나 또는 긴 분사 시간으로 스위칭 전환시키기 위한 람다 제어기(16)를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.