KR0150824B1 - 내연기관의 점화시기 제어장치 - Google Patents

Abstract

내연기관의 EGR등의 유무전환시의 토크변화를 원활히 한다.

EGR 지령이 출력되어 EGR 밸브 개방도를 제진기 계수 EGRDMP에 의거 서서히 증대 시키는 제어가 개시되고 나서 지연시간 후에 일차 늦게 변화하는 흡기상태 변화비율 EGADMP를 산출하고, 이 EGADMP와 비례적으로 설정한 점화시기 연결 보정량에 의해 점화시기를 전환후의 목표치로 원활하게 이어지도록 설정한다.

Description

내연기관의 점화시기 제어장치

제1도는 본 발명의 구성 및 기능을 보인 블록도이다.

제2도는 본 발명의 일실시예의 구성도이다.

제3도는 전술한 실시예의 EGR(배기환류) 제어 루틴을 보인 흐림도이다.

제4도는 전술한 실시예의 EGR 완충기 계수 EGRDMP의 설정 루틴을 보인 흐름도이다.

제5도는 전술한 실시예의 선회 제어밸브의 개폐제어 루틴을 보인 흐름도이다.

제6도는 전술한 실시예의 EGR 밸브의 흡기상태 변화비율 산출 루틴을 보인 흐름도이다.

제7도는 전술한 실시예의 선회 제어밸브의 개폐 전환시의 흡기상태 변화비율을 산출하는 루틴을 보인 흐름도이다.

제8도는 전술한 실시예의 점화시기 제어 루틴의 전단을 보인 흐름도이다.

제9도는 마찬가지로, 점화시기 제어 루틴의 후단을 보인 흐름도이다.

제10도는 전술한 실시예에 있어서 EGR의 유무의 전환 지령이 출력되고 나서부터의 EGR제어와 지연에 의한 실제의 흡기상태 변화비율 EGADMA의 관계를 보인 시간선도이다.

제11도는 마찬가지로, 흡기상태 변화비율 EGADMA와 기본 점화시기 AVDH의 관계를 보인 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내연기관 2 : 흡기 통로

4 : 배기 통로 5 : EGR 통로

6 : EGR 밸브 7 : 제어 유니트

8 : 선회 제어밸브 9 : 점화전

본 발명은 내연기관의 점화시기 제어장치에 관한 것으로, 특히 EGR(배기환류)나 흡기 선회 생성등 흡기의 조성이나 운동등의 상태를 가변으로 하는 제어를 실시함에 있어 이들 제어의 전환시에 있어서 점화시기를 최적으로 제어할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

운전조건에 따라서 혼합기의 공연비를 전환하도록 한 내연기관에 있어서, 공연비 전환시에 토크 단차가 발생하는 것을 억제하기 위하여 공연비를 서서히 전환하는 한편, 그 공연비의 전환시에 점화시기도 서서히 전환하도록 한 것이 있다(특개소 62-32255호 공보 참조).

그렇지만, 상기와 같이 종래의 점화시기 전환제어는 점화시기의 전환을 시간주기로 소정량씩 변화시켜 연결하는 방식이므로, 점화시기의 전환전후의 단차량이 일정하지 않은 경우, 공연비등 흡기상태의 전환시간과 점화시기의 전환시간을 동일하게 할 수 없으므로, MBT(베스트 토크 점화시기)와의 격차에 의한 연비악화나 토크다운에 의한 운전성의 악화를 발생시키는 것이 된다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 흡기상태의 전환시에 실제의 흡기상태의 변화비율에 추종하여 적절히 점화시기가 전환되도록 하여 연비나 운전성을 개선한 내연기관의 점화시기 제어장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 내연기관의 흡기상태를 가변하는 흡기상태 가변수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환시에 있어서 흡기상태 변화비율을 산출하는 흡기상태 변화비율 산출수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환전후에 각기 적합한 점화시기를 산출하는 전환전후 점화시기 산출수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환에 수반한 적합점화시기의 단차량을 산출하는 단차량 산출수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환시에 상기 단차량 산출수단으로 산출된 기관운전상태의 단차량과, 상기 흡기상태 변화비율 산출수단에 의핸 산출된 흡기상태 변화비율에 의거하여 전환개시부터 전환완료까지의 점화시기 연결 보정량을 산출하는 점화시기 연결보정량 산출수단과, 상기 전환전후 점화시기 산출수단으로 산출한 점화시기와 상기 점화시기 연결보정량 산출수단에 의하여 산출된 점화시기 연결 보정량에 의거하여 상기 흡기상태 가변수단의 전환개시부터 점화시기를 산출하는 전환시용 점화시기 산출수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡기상태 변화비율 산출수단은, 상기 흡기상태 가변수단으로부터의 전환지령 신호를 받아, 적어도 낭비시간과, 직선적 동작의 응답지연 또는 일차 지연을 주고 흡기상태 변화비율을 산출하도록 해도 좋다.

또, 상기 흡기상태 가변수단은 흡기계에 배기를 환류하는 수단이며, 상기 낭비시간을 회전구간에서 줌과 동시에, 마찬가지로 회전 동기에서 가중 평균에 의한 일차지연을 주도록 해도 좋다.

또, 상기 흡기상태 가변수단은 흡기 포트에 설치된 선회 제어밸브 또는 차단밸브이며 상기 낭비시간을 정해진 시간동기로 줌과 동시에, 마찬가지로 시간동기의 직선적 동작의 응답지연을 주도록 해도 무방하다.

흡기상태 가변수단에 의거 흡기상태를 변화시킬 때, 흡기상태 가변수단의 실제의 흡기상태 변화비율과, 전환 전후의 각기 적합한 점화시기의 단차량이 산출되고, 그 단차량과 흡기상태 변화비율에 의거하여 산출된 점화시기 연결 보정량을 이용하여, 전환전의 점화시기부터 전환후에 적합한 점화시기까지 흡기상태 가변수단의 흡기상태 변화비율과 비례적으로 점화시기를 변화시켜서 전환된다.

따라서, 상기 흡기상태 전환시의 점화시기가 실제의 흡기상태의 변화에 따라서 최적으로 설정되고, 저환시에 있어서 연비를 개선할 수 있음과 동시에 토크 단차를 수반하는 일이 없는 양호한 운전성이 얻어진다.

여기서 흡기상태 가변수단은 전환지령신호를 받고 나서 실제로 동작이 개시될 때까지의 지연시간(낭비시간)이 있고, 또, 동작이 개시하고 나서 흡기상태의 변화에도 지연을 수반한다. 그래서, 상기 흡기상태 변화비율 산출수단은 상기 흡기상태 가변수단으로부터의 전환지령신호를 받아, 적어도 낭비시간과, 직선적 동작의 응답지연 또는 일차지연을 주고 흡기상태 변화비율을 산출하므로써, 정확히 흡기상태 변화비율을 산출할 수가 있다.

또한, 상기 흡기상태 가변수단이 흡기 포트에 설치된 선회 제어밸브 또는 차단밸브인 경우에는 흡기상태 변화의 연소실까지의 전달 지연이 충분히 작고, 또한 이들의 밸브는 순식간에 전환하게 되므로 상기 낭비시간을 정해진 시간동기에서 줌과 동시에 시간동기의 직선적 동작의 응답 지연을 주어 적절하게 흡기상태 변화비율을 산출할 수 있다.

이하에 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명하다.

제2도는 본 발명의 일실시예를 보여준다. 도면에 있어서, 내연기관(1)의 흡기통로(2)에는 스로틀밸브(3)가 사이에 끼워 설치되고, 그 흡기통로(2)의 스로틀밸브(3)가 하류측과, 배기통로(4)를 연결하여 EGR통로(5)가 배설되어 있다. 그 EGR통로(5)에는 EGR유량을 제어하는 EGR 벨브(6)가 사이에 끼워 설치되어 있다. 그 EGR 밸브(6)는 단계 모터에 의해 구동되고, 제어 유니트(7)로부터의 제어신호에 따라 개방도를 선형적으로 제어할 수 있도록 되어 있다. 또, 흡기통로(2) 하류부분의 각기통의 흡기포트에 각기 흡기 선회를 제어하기 위한 선회 제어밸브(8)가 사이에 끼워 설치되어 있다. 그 선회 제어밸브(8)는 액츄에이터를 개재하여 제어 유니트(7)로부터의 제어신호에 따라서 개폐된다. 또한, 기관(1)의 연소실에는 점화전(9)이 장착되어 있다.

상기 제어 유티트(7)에는 배터리 전압 UB,수온센서(10)에 의하여 검출된 냉각수온도 TW,,크랭크 각 센서(11)에 의거 검출된 기관 회전속도 N,풍량계(12)에 의해 검출된 흡입공기유량 Q, 액설러레이터 개방도센서(13)에 의해 검출되는 액설러레이터 개방도, 부스트센서(14)에 의해 검출되는 부스트 압(흡기압), 점화 스위치(IGN/SW)(15)의 ON,OFF, 스타트 스위치(16)의 ON,OFF의 각 신호가 입력되고, 제어 유니트(7)는 이들 각 검출신호에의거하여 구해지는 기관 운전상태에 따라서, 상기 EGR밸브(6) 및 선회 제어밸브(8)의 제어, 점화시기 제어등을 실시하여, 특히, EGR 밸브(6)나, 선회 제어밸브(8)의 전환에 따라 본 발명에 관련된 점화시기의 전환 제어를 행한다.

이하에, 제어 유니트(7)에 의한 상기 각 제어를 도면에 의거하여 설명한다. 제3도는 EGR 제어 루틴의 흐름도를 보여준다.

단계(도면에서는 S라 기술한다.이하 같음)1에서는 EGR의 정지 조건이냐 아니냐를 판단한다.

즉, 정지 조건이란 EGR을 긴급히 정지할 필요가 있는 조건이다. 구체적으로는 시동성, 운전성, 기관 출력에 관계되는 조건외에, EGR 제어 관계되는 신호의 고장으로 NG 판정되어 있을 경우, 단계 모터의 0점 교정중등이며, 이러한, 즉 정지 조건을 충족하고 있다고 판정될 때에는 단계 2, 단계 3으로 나아가 후술하는 기능을 가진 플래그 FEGRON = 0, EGR 댐퍼 계수 EGRDMP = 0으로 함으로써, EGR을 즉각 정지시킨다. 또한, 전압저하시의 EGR 정지는 일단 정지되고 나면 이후 ISC 폐쇄 제어(차량정지를 노린다)가 될 때까지 정지를 해제하지 않는 것으로 차터링을 방지한다.

또한, 상기 즉 정지조건이 아니라고 판단되었을 때에는 단계 4로 나아가 EGR의 긴급하지 않은 정지 조건인가 아니가를 판정한다. 그 정지 조건은 예컨대 기관정지 해제후 소정시간내 수온이 소정범위내에 없을 때, 소정 이상의 고부하 운전일 때등이다. 이들의 조건이 충족되었다고 판정되었을 때에는 단계 3에서는 플래그 FEGRON만을 0으로 하고, 상기 EGR 댐퍼 계수 EGRDMP는 후술하는 루틴으로 판정된 후 점점 감소하도록 설정된 값을 사용함으로써 EGR을 완만하게 정지시킨다.

상기 긴급하지 않은 정지 조건도 충족하고 있지 않다고 판정되었을 때는 단계 5로 나아가 상기 플래그 FEGRON을 1로 세트하여 EGR을 하게 한다.

단계 6이후에서는 운전상태에 따라서 EGR 유량을 얻도록 EGR 밸브의 개구면적을 산출하여, 그것에 의해서 EGR 밸브의 듀티 제어를 실시한다.

먼저, 단계 6에서는 기관회전속도 N과 기본연료 분사량 TP(부하상당치로서 KㆍQ/N로 하여 산출한다)에 의거하여, 이들 N,TP로 구분된 운전영역마다에 설정된 EGR 유량값 EGRQ를 도표로부터 검색한다.

단계 7에서는 기관회전속도 N과 스로틀밴브 개방도 TVO에 의거하여 차압보정계수 KPB를 도표에서 검색하여 보간 연산하여 구한다. 고부하시는 흡입공기유량 Q의 증대에 따라 요구 EGR 유량도 증대하지만 고부하시는 스로틀밸브 개방도의 증대에 따라 배기압과 흡기압(부스트압)의 차압이 감소하기 때문에, 요구 EGR 유량에 비례하도록 개구면적을 설정하면 EGR 유량은 차압의 감소로 인하여 부족하다. 그래서, 그 차압의 감소를 보정하도록 차압보정계수 KPB가 설정되어 있다.

단계 8에서는 EGR과 비 EGR의 전환시에 EGR의 변화를 완만하게 전환하기 위해 설정된 EGR 제진기(댐퍼) 계수 EGRDMP를 철저히 읽는다. 이것은 비 EGR의 전환시에 비 EGR시의 수치 0과 EGR시의 수치 1의 사이에서 완만하게 변화하도록 설정된다. 단 기술한 바와 같이 즉 정지 조건에서는 신속히 EGR을 정지하도록 1에서 0으로 순식간에 전환하게 된다.

단계 9에서는 이상 구해진 데이터에 의거하여 EGR 밸브(6)의 개구면적을 다음식에 의해 산출한다.

단계 10에서는 상기 개구면적에 대응하는 EGR 밸브(6)구동용 단계 모터의 단계수 EGSTPD를 도표에서 검색한다.

단계 11에서는 상기 EGSTPD를 단계모터에 출력하여 EGR 밸브(6)를 소망하는 개방도로 제어한다.

제4도는 상기 EGR 제진기 계수 EGRDMP의 설정 루틴의 흐름도를 나타낸다.

단계 21에서는 플래그 FEGRON의 수치를 판정한다.

단계 22에서는 플래그 FEGRON = 1이라고 판정되었을 때는 EGR를 실행하는 조건이므로, 단계 22로 상기 EGR 제진기 계수 EGRDMP를 소정량 △ED식 점차적으로 증가시킨 후, 단계 23에서 최대치(=1)를 넘는지 아닌지를 판정하고, 넘었을 때에는 단계 24에서 최대치로 고정한다. 즉, 비 EGR 상태에서 EGR 실행으로 전환된 직후에는 EGR 제진기 계수 EGRDMP는 0에서 점차 증가하게 되므로 EGR 밸브(6)의 개구면적이 점차 증가하여 EGR 유량이 점차 증가함으로써, EGR 제진기 계수 EGRDMP가 1로 되어 전환후의 운전상태에 따라 소망하는 EGR 유량에 달하면 그 유량으로 유지된다.

마찬가지로, 단계 22가 플래그 FEGRON = 0이라고 판정될 때에는 EGR을 정지하는 조건이므로, 단계 25에서 상기 EGR 제진기 계수 EGRDMP를 소정량 △ED씩 점차 감소시킨 후, 단계 26에서 최소치(= 0)를 밑도느냐 아니냐를 판정하여 밑도는 경우에는 단계 27에서 0으로 고정한다. 즉, EGR 상태에서 EGR 정지로 전환된 직후에는 EGR 제진기 계수 EGRDMP는 1에서 점점 감소하므로 EGR 밸브(6)의 개구면적이 점차 감소하여 EGR 유량이 점차적으로 감소하고, EGR 제진기 계수 EGRDMP가 0으로 되어 EGR이 완전히 정지된다.

이와 같이 하여, EGR, 비 EGR의 전환시에 완만하게 변화하는 EGR 제진기 계수 EGRDMP를 사용함으로써, EGR의 급격한 시작이나 급격한 정지로 인한 축의 회전력 단차를 회피하여 양호한 운전성을 확보한다. 단, 기술한 바와 같이 긴급을 요하는 즉 정지조건에서는 이 루틴으로 설정된 EGR 제진기 계수 EGRDMP는 사용치않으며, EGR흡진기 계수 EGRDMP를 곧 0으로 세트하여 EGR을 즉시 정지한다.

다음에 선회 제어밸브(8)의 개폐제어 루틴을 제5도의 흐름도에 따라 설명한다.

단계 31에서는 흡기 선회를 강화하는 운전조건이냐 아니냐를 판정한다. 예를들면 희박한 공연비 연소와 이론 공연비 연소를 전환 제어하는 기관등에서는 희박한 공연비 연소를 포함하는 조건이 선회 강화조건이 된다.

선회 강화조건이라고 판정된 때에는 단계 32에서 선회 제어밸브(8)를 닫고, 선회 강화조건이 아니라고 판정될 때에는 단계 33에서 선회 제어밸브(8)를 개방한다. 선회 제어밸브(8)는 예컨대, 도시한 바와 같이 밸브체의 일부가 잘리고 깍여서 형성된 것이 사용되며, 밸브를 열어서 흡기를 죄어서 유속을 빠르게도 하고, 편류시키기도 함으로써 흡기 선회를 강화하도록 되어 있다. 또한, 상기 선회 제어밸브(8)의 개폐는 상기 ERG 밸브(6)와 같이 전환을 완만하게 하는 제어르 하지는 않지만, 완전히 전환하는데 동작 지연이 있다.

다음에, 상기 EGR밸브(6) 및 선회 제어밸브(8)의 전환시에 있어서 본 발명에 의한 점화시기의 저환제어를 설명한다.

먼저, EGR, 비 EGR의 전환 및 선회 제어밸브(8)의 개폐 전환시에 있어서, 흡기상태 가변수단인 EGR 밸브 및 선회 제어밸브(8)의 개폐전환에 의한 흡기 상태 변화비율을 산출하는 루틴을 설명한다.

제6도는 EGR 밸브(6)의 흡기상태 변화비율 산출 루틴을 보여준다. 이 루틴은 크랭크각 센서(11)로부터 점화 시기 사이의 크랭크 각도(4 사이클 n 기통기관에서는 720/n )마다에 출력되는 기준신호 출력마다 실행된다.

단계 41에서는 소정회수 n0의 상기 플래그 FEGRD치를 판정하고, 1일 때에는 단게 42에서 플래그 FEGRD치를 1로 세트하고, 0일때에는 단계 43에서 FEGRD치를 0으로 세트한다. 여기서 플래그 FEGRD는 후술하는 기본 점화시기의 검색을 1일 때에는 EGR 시용의 기본 점화시기 도표로부터 검색시키고 0일 때에는 비 EGR 시용의 기본 점화시기 도표로부터 검색시키기 위해 설정된 플래그이다. 그리고, 상기 소정회수 n0는,EGR 밸브(6)에 개폐 전환지령이 나오고 나서 실제로 EGR 밸브(6)가 동작을 개시하고, 전환 동작에 의한 영향이 생길 때까지의 지연시간(이하 낭비시간이라 한다)에 걸맞게 설정된다. 결국, 소정 회수 n0 전의 상기 플래그 FEGRON치에 따라 전환동작의 영향이 나와 있다고 판단하여 대응하는 기본 점화시기 도표를 선택하게 하는 것이다. 또한, 그 낭비시간을 회전동기의 n0에 의해 설정하는 것은 EGR에 의하여 상태변화한 흡기가 흡기 매니폴드를 개재하여, 연소실에 도달할 때까지의 지연시간 및 EGR 가스의 흡기 매니폴드내에서의 확산속도가 기관의 회전속도에 기인하기 때문이다.

단계 44에서는 상기와 같이 하여 세트된 플래그 FEGRD의 최신치에 의해 소정 회수 이전 수치를 이동하여 밀어내고, 소정회수분의 최신치를 저장해 둔다.

이어서, 단계 45에서 EGR, 비 EGR 전환동작 개시후의 흡기상태 변화비율 EGADMP를 산출한다. 이것은 상기 EGR 제진기 계수 EGRDMP에 의해 완만하게 전환되는 EGR 밸브(6)의 개방도변화에 대하여 흡기상태가 일차 늦어져 변화하는 것으로 산출한다. 구체적으로는 변화비율 EGADMP의 현재 즉 이전 회수에서 얻은 수치 EGADMPn-1과 상기 소정회수 n0 앞의 수치 EGADMPn-no를 전자에 소정의 가중치 REGADV#를 부쳐서 다음식과 같이 가중평균하여 산출한다.

단계 46에서는 상기 단계 45로 얻은 최신의 변화비율 EGADMP치에 의거 소정 회수 이전 수치를 이용하여 밀어내고, 소정 회수분의 최신치를 저장한다.

제7도는 선회 제어밸브(8)의 개폐전환시의 흡기상태 젼화비율을 산출하는 루틴을 보인다. 이 루틴은 소정의 주기(예컨대 10ms)마다 실행된다. 단계 51에서는 선회 제어밸브(8)의 폐동작지령(ON)이 출력되어 있나 없나를 판정한다.

그리고, ON 출력시에는 단계 52에서 플래그 FSCVO치를 판정한다. 이 플래그 FSCVO는 선회 제어밸브(8)의 ON 시에 1, OFF시에 0으로 세트되는 것으로, 이 수치의 판정에 따라 ON 출력의 전환 직후이냐 아니냐가 판정된다.

즉, 플래그 FSCVO의 수치가 0일 때에는 전환직후로 판정하여 단계 53으로 전환 경과후의 시간계측을 위한 카운터 CTSCC를 0으로 리세트한 후, 또, 플래그 FSCVO치가 1일 때에는 2회째 이후이므로 단계 53을 건너 뛰어 단계 54로 나아가 상기 카운터 CTSCC를 증가한다.

단계 55에서는 상기 카운터 CTSCC의 치가 소정치 SCVDLY#에 달하고 있느냐 아니냐를 판정하고, 달해있을 때에는 단계 56에서 플래그 FSCVD치를 1로 세트한 후, 또 달하지 않았을 때에는 그대로 단계 57로 나아가고, 기술한 바와 같이 상기 플러기 FSCVO를 1로 세트한다. 상기 소정치 SCVDLY#는 선회 제어밸브(8)가 개방동작 지령을 받고나서 실제의 개방동작이 개시되어 선회강화가 개시될 때까지의 지연시간(낭비시간)에 걸맞게 설정된다. 결국, 소정치 SCVDLY#분 이상 이전에 개방동작지령을 받고 있으므로, 선회 제어밸브(8)의 개방동작이 개시되고 있다고 판단하여 기본 점화시기에 대한 각도진행량의 검색을 선회 제어밸브(8) 개시에 대응하여 점화시기의 각도진행량을 설정한 도표를 선택하여 실시하게 하는 것이다. 또한, 그 지연시간을 시간동기의 SCVDLY#에 의하여 결정하는 것은 선회 제어잴브(8)가 연소실에 가까운 곳에 있으므로, 기관회전속도 N에 의한 상이는 작으며, 주로 선회 제어밸브(8)의 개폐동작에 고유의 지연시간에 기인하기 때문이다.

단계 58에서는 선회 제어밸브(8)의 흡기상태 변화비율 SCADMP를 소정량 △SCD식 증대한다. 즉, 본 실시예와 같이 선회 제어밸브(8)를 단계적으로 개폐하는 경우, 낭비시간과 램프 응답으로 근사할 수 있다는 것이 실험적으로도 확인되었으므로, 개동작후의 경과시간에 대하여 직선적으로 증대하는 수치로서 결정한다.

단계 59에서는 상기 선회 제어밸브(8)의 흡기상태 변화비율 SCADMP가 1을 넘느냐 아니냐를 판정하여 도달했을 때에는 단계 60에서 1로 고정하여 이 루틴을 종료한다.

또한, 단계 51에서 폐동작지령 (OFF)이 출력되어 있다고 판정되었을 때라도, 개동작 지령이 출력되어 있을 때와 같이 진행된다.

즉, 단계 61에서는 플래그 FSCVO의 수치를 판정하여 1이면, 폐동작 지령의 전환 직후라고 판정하여 단계 62에서 폐동작 지령후의 경과시간을 계측하는 카운터 CTSCO를 0으로 리세트한 후, 2회째 이후는 그대로 단계 63으로 나아가 카운터 CTSCO를 증가하고, 단계 64에서 그 카운트치가 소정치 SCVDL2#에 달했는지를 판정하여 달했을 때에는 단계 65에서 플래그 FSCVD를 0으로 세트한 후 그렇지 않을 때는 그대로 단계 66으로 나아가 플래그 FSCVD를 0으로 세트하고 단계 67에서 흡기 상태 변화비율 SCADMP를 소정량 △SCD식 점차 감소하고, 단계 68에서 변화비율이 0을 밑도는가 아닌가를 판정하여, 밑돈다고 판정되었을 때에는 단계 69에서 0으로 고정한다.

다음에, 상기와 같이 하여 구해진 EGR 밸브(6) 및 선회 제어밸브(8)의 흡기상태 변화비율에 입각하여 EGR, 비 EGR의 전환시 및 선회 제어밸브(8)의 개폐전환시의 점화시기 제어에 대하여 설명한다.

먼저, 그 제어 루틴의 설명에 앞서 본 제어에 사용되는 각 도표에 대하여 설명한다. 기본 점화시기 AVDH에 관하여서는 무부하운전시에는 기관회전속도 N에 의해서 구분된 영역마다에 기본점화시기 AVDH를 설정한 2차원 표 GOV가 하나 준비된다.

또, 비무부하운전시에는 기관회전속도 N과 기본연료 분사량 TP를 파라미터로 하여 구분되는 운전영역마다 기본점화시기 AVDH를 설정한 3차원도 MAP가 EGR의 유무에 따라서 2종류 준비된다. 이것은 EGR율은 운전조건에 따라 크게 달라지며, EGR의 유무에 의한 점화시기의 요구차도 그것에 따라서 운전조건마다 달라지게 되므로, 각각의 도로 하지 않으면 MBT(베스트 토크 점화시기)의 실현이 곤란하여 연료 개선 효과를 유효하게 끌어내지 못하게 되기 때문이다.

다음에 선회 제어밸브의 개폐에 의한 점화시기의 요구차는 운전조건마다 경향이 있다고 생각되지만, 3차원도를 많이 사용하는 것을 피하기 위해(메모리 용량의 면에서도, 검색시간의 점에서도 엄격하다) 기관회전속도 N에 대하여 보정량을 설정한 2차원 표와 기본연료 분사량 TP 에 대하여 보정량을 설정한 2차원 표를 준비하여 이들로부터 검색된 보정량의 곱으로 구하도록 한다. 또한, 상기 3차원도 MAP에 있어서 기본점화시기 AVDH의 데이터는 희박한 공연비연소를 목적으로 하여 선회 제어밸브를 설치하고 있는 것등에서는 희박한 공연비 연소영역이 넓고, 선회 제어밸브가 폐쇄되는 경우가 많으므로, 그 선회 제어밸브가 폐쇄된 상태로 맞추어서 설정된다.

이런 경우, 선회 제어밸부가 폐쇄되었을 때에는 보정은 하지 않고, 선회 제어밸브가 개방된 겨우에 상기 기본점화시기 AVDH보다 각도진행하는 보정을 실시하도록 상기 2차원 표에는 각도진행량을 설정해 놓는다.

이러한 도표등을 사용하여 진행된는 점화시기 제어루틴을 제8도, 제9도의 흐름도에 따라 설명한다.

단계 71에서는 기본점환시기의 설정을 비무부하운정용의 기본연료분사량 TP 와 기관회전속도 N을 파라미터로 하는 3차원도로 실시하든가, 무부하운전용의 기환회전속도 N으로 구분된 2차원표 GOV로 하든가, 결국 비무부하운전이냐 무부하운전이냐를 판정하여, 판정용 플래그 FMPGV의 값을 도로 실시하는 경우는 1, 표 GOV로하는 경우는 0으로 세트한다.

단계 72에서는 상기 플래그 FMPGV의 값이 전환되었나 아니냐를 판정한다.

그리고, 플래그 FMPGV의 값이 이전값 FMPGVO의 비교에 의해 전환된 즉, 비무부하 운전과 무부하운전이 전환되었다고 판정되었을 때에는, 단계 73에서 전회계산시의 플래그 FEGRD와 FSCVD로부터 EGR의 유무, 선회 제어밸브(8) 개폐에 대하여서는 전환전의 상태로 대응시켜, 비무부하운전, 무부하운전의 전환에 따른 전환만을 실시하여 기본점화시기 ADVH를 산출하고 단계 74에서 이 수치에 의거 현재 기억하고 있는 기본점화시기 ADVH의 값을 고쳐써서 기억한다. 결국, 전회에 설정된 기본 점화시기 ADVH에 대하여 비무부하운전, 무부하운전의 전환만으로 변화하는 기본 점화시기 ADVH가 산출된다. 동시에, 여기서 도 또는 표가 검색필이라는 것을 기록한 플래그 FA1을 1로 세트한다.

또한, 상기 단계 72에서 플래그 FMPGV의 수치가 전환될 수 없다고 판정될 때에는, 상기 도해검색이 실시되지 않았으므로, 단계 74에서 상기 플래그 FA1을 0으로 세트한다.

단계 75에서는 플래그 FSCVD의 값이 전환되었느냐 아니냐를 이전값 FACVDO과의 비교로 판정하고, 전환되었다고 판정되었을 때에는 단계 76으로 나아가고, 상기 플래그 FA1의 값을 판정하고, 0일 때, 즉 이번에 또 도표의 참조를 하지 않은 경우에는 단계 77로 전지한다. 단계 77에서는 전번 계산시으 플래그 FEGRO에서 EGR의 유무에 대해서는 전환전의 상태로 대응시켜 비무부하운전, 무부하운전의 상태에 대해서는 현재 상챈로 대응시켜서 선택된 도 내지 표에 의해 기본점화시기 AVDH를 검색하고, 그 다음에 선회 제어밸브(8)의 개폐전환에 따라 상기 두개의 2차원표로 구한 보정량에 의하여 보정을 실시하여 기본점화시기 ADVH를 산출하고, 이 수치로 현재 기억되고 잇는 기본점화시기 ADVH의 수치를 고쳐써서 기억한다. 또한, 여기서, 도표의 참조가 실시되었음을 기억하는 플래그 FA2를 1로 세트한다.

한편, 단계 76에서 상기 플래그 FA1의 수치가 1이라고 판정되었을 때에는 단계 73에서 설정된 기본점화시기 AVDH에 대하여, 선회 제어밸브(8)의 개폐전환에 의한 보정량을 산출하여 보정을 하고 동시에 플래그 FA2를 0으로 세트한다.

상기 단계 77 또는 단계 78을 거친 후 단계 79로 나아가고, 상기와 같이 하여 새로 산출된 기본점화시기 AVDH에서 현재 기억하고 있는 기본점화시기 AVDH를 감산하여 선회제어밸브(8)의 개폐전환에 의한 점화시기의 단차 DS를 산출한다. 즉 이 단계 79의 기능은 단차산출수단을 구성한다.

이어서 단계 80에서 상기 새로 산출된 기본점화시기 AVDH로 현재 기억하고 있는 기본점화시기 ADVH의 수치를 거쳐써서 기억한 후 단계 82로 전진한다.

한편, 단계 75에서 플래그 FSCVD의 수치가 전환되어 있지 않다고 판정된 때에는 이번에는 또 도표를 참조하지 않았으므로 단계 81에서 플래그 FA2를 0으로 한후, 단계82로 전진한다.

단계 82에서는 상기 플래그 FA1,FA2가 함께 0이냐 아니냐를 판정한다. 그리고, 플래그 FA1, FA2가 다같이 0인 경우에는, 이번에 또 도해참조가 실시되지 않았으므로,단계 83으로 전진하고, 비무부하운전, 무부하운전, EGR의 유무, 선회 제어밸브(8)의 개폐의 모든 것에 대하여 현재 상태에 대응하여 도해 선택등을 실시하고 기본 점화시기 ADVH를 산출한 후, 단계 86으로 나아간다.

한편, 단계 82에서 상기 플래그 FA1, FA2의 적어도 한쪽이 1이라고 판정되었을 경우에는 단계 84로 전진하고, 플래그 FEGR의 전환 유무를 이전값 FEGRO의 비교로 판정한다. 그리고, 전환있다고 판정되었을 때에는 단계 85로 나아가고, 이번 단계 73 또는 단계 77에서 참조된 도해로부터의 검색치와 EGR 유무에 전환에 따라서 전환선택된 도해로부터의 검색치의차에 의하여 현재 기억하고 있는 최신의 기본점화시기 ADVH를 보정하여 기본점화시기 ADVH를 산출한다. 단, 무부하운전시에는 단계 73 또는 단계77에서 무부하운전용의 2차원 표가 참조되며, 그런 경우에는, EGR의 유무에 관계없이 도해의 전환은 없으므로, 특별히 보정은 필요치않다. 단계 86에서는 상기 단계 83 또는 단계 85에서 보정하여 산출된 최신 기본점화시기 AVDH로부터 현재 기억하고 있는 기본점화시기 ADVH를 감산하므로써, EGR유무의 전환에 의한 점화시기의 단차 DE를 산출한다. 따라서, 이 단계 86의 기능도, 단차 산출수단을 구성한다.

단계 87에서는 상기 최신으로 산출된 기본점화시기 AVDH로 현재 기억하고 있는 기본점화시기 ADVH의 수치를 고쳐써서 기억하고, 그후 단계 88로 전지하여, 현재 상태에 대응한 각 플래그 FMPGV, FSCVD, FEGRD의 수치를 각기 다음번 연산에 사용하는 이전값 FMPGVO, FSCVDO, FEGRDO로 세트한다.

또, 단계 84에서 플래그 FERG의 전환이 없다고 판단되었을 때에도, 기본점화시기 AVDH의 변경은 필요치 않으므로, 그대로 단계 88로 나아가 상기 처리를 실시한다.

단계 89에서는 상기 단계 86에서 구한 EGR유무전환에 의한 점화시기의 단차 DE와 제6도의 루틴으로 산출한 EGR밸브(6)의 전환에 의한 흡기상태 변화비율 EGADMP에 의거하여, 전환시의 EGR 상태에 응한 점화시기 연결 보정량 DEADV를 다음식으로 산출한다. 즉 이 단계 89의 기능은 점화시기 연결 보정량 산출수단을 구성한다.

단계 90에서는 상기 단계 79에서 구한 선회 제어밸브(8) 개폐전환에 의한 점화시기으 단차 DS와 제7도의 루틴에서 산출한 선회 제어밸브(8)의 개폐전화에 의한 흡기상태 변화비율 SCADMP에 의거하여 전환시의 선회 제어밸브(8) 개방도에 따른 점화시기 연결 보정량 DSADV를 다음식에 의해 산출한다. 따라서, 이 단계 90의 기능도 점화시기 연결 보정량 산출수단을 구성한다.

단계 91에서는 이들 EGR 상태, 선회 제어밸브(8) 개방도상태를 고려하여 이들의 전환시에 있어서 점화시기 MADADV를 다음식에 따라 산출한다. 즉, 이 단계 91의 기능이 전환시용 점화시기 산출수단을 구성한다.

단계 92에서는 기타의 보정(상기 부하의 유무등)을 실시하여 최종적인 점화시기 ADV를 구하고, 단계 93에서 그 점화시기 ADV를 세트하므로써, 해당 점화시기에 점화를 실시케 한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 EGR의 유무, 선회 제어밸브의 개폐의 전환시에 있어서, 이들의 전환 도중의 흡기상태 변화비율을 파악하고, 그 흡기상태 변화비율에 대하여 비례적인 변화량으로 점화시기를 변화시켜서 전환후에 적합한 점화시기에 원활히 연결할 수가 있으므로, 전환중에 있어서도 EGR의 정도, 선회의 정도에 적절하게 대응한 점화시기에 제어할 수 있고, 기관의 운전성이나 배기정화 성능을 가급적 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

제10도는 EGR의 유무에 전환지령이 출력된 이후의 EGR 제어오 지연에 따른 실제의 흡기상태 변화비율 EGADMA의 관계를 보이고, 제11도는 그 흡기상태 변화비율 EGADMA와 기본점화시기 AVDH의 관계를 보인다.

그런데, 본 실시예에서는 EGR용과 선회 제어밸브용 점화시기 연결 보정량이 상이하므로, 분리하여 계산할 필요가 있고, 그러기 위해서는 점화시기 단차 DE와 DS를 분리하여 구할 필요가 있다. 이때, BGJ 1회의 작업으로 1회뿐인 도해 검색을 실시하도록 하면, EGR의 유무와 선회 제어밸브의 개폐가 동시에 전환되었을 시에는, DE와 DS를 분리하여 구할 수가 없게 된다. 그점, 본 실시예와 같이 BGJ 1회의 작업으로 각 전환에 따라 필료한 도해로부터의 검색으로 기본점화시기 ADVH를 복수회 구하므로써, 그 변화량에 의거 DE와 DS를 분리하여 구할 수가 있고, 또, 플래그 FA1,FA2를 사용하여 도해의 검색치를 공용할 수 있을 때에는, 검색을 생략할 수 있게 하였으므로, 필요최소량의 시간으로 점화시기를 산출할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 EGR의 유무에 따른 전환, 선회 제어밸브의 개폐전환에 적용하였으나, 종래예에서 보인 것과 같은 공연비의 전환에 의한 점화시기 전화에도 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또, EGR에 관하여는 완전한 유무의 전환만이 아니고, EGR 밸브 개방도의 어느정도 이상 큰 변화에 대해서 실시하여도 유효하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 흡기상태 가변수단에 의거 흡기상태를 변화시켰을 때에, 점화시기가 실제의 흡기상태의 변화정도에 따라, 최적으로 설정되어, 전환시에 있어서 연비를 개선할 수 있음과 동시에, 토크단차를 수반하지 않는 양호한 운전성이 얻어진다.

또한, 흡기상태 가변수단이 전환지령신호를 받고나서의 낭비시간과 직선적 동작의 응답지연, 또는 일차 지연을 주어 흡기상태 변화비율을 산출하 흡기상태의 변화비율을 정밀도 좋게 산출할 수가 있다.

특히, 흡기상태 가변수단이 흡기계에 배기를 환류하는 수단인 경우에는 낭비시간을 회전구간에서 줌과 동시에, 회전동기에서 가중평균에 의한 일차 지연을 줌으로써, 적절히 흡기상태 변화비율을 산출할 수 있다.

또, 흡기상태 가변수단이 흡기 포트에 설치된 선회 제어밸드 또는 차단밸브인 경우에는 낭비시간을 정해진 시간동기로 줌과 동시에, 시간동기의 직선적 동작의 응답지연을 줌으로써, 적절히 흡기상태 변화비율을 산출할 수 있다.

Claims (4)

1. 내연기관의 흡기의 상태를 가변하는 흡기상태 가변수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환시에 있어서, 흡기상태의 변화비율을 산출하는 흡기상태 변화비율 산출수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환전후에 각기 적합한 점화시기를 산출하는 전환전후 점화시기 산출수단과, 상기 흡기상태 가변수단의 전환에 수반하는 적합점화시기의 단차량 순출수단과, 상가 흡기상태 가변수단의 전환시에 상기 단차량 산출수단으로 산출된 기관운전상태의 단차량과 상기 흡기상태 변화배율 산출수단에 의해 산출된 흡기 상태 변화비율에 의거하여 전환개시부터 전환완료까지의 점화시기 연결 보정량을 산출하는 점화시기 연결 보정량 산출수단과, 상기 전후 점화시기 산출수단으로 산출된 점화시기와, 상기 점화시기 연결 보정량 산출수단에 의해서 산출된 점화시기 연결 보정량에 의거하여 상기 흡기상태 가변수단의 전환개시분터 전환완료까지의 점화시기를 산출하는 전환시용 점화시기 산출수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡기상태 변화비율 산출수단은 상기 흡기상태 가변수단으로 부터의 전환지령신호를 받아 적어도 낭비시간과, 직선적 동작의 응답 지연 또는 일차 지연을 주어 흡기상태 변화비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 흡기상태 가변수단은 흡기계에 배기를 환류하는 수단이며, 상기 낭비시간을 회전구간에서 줌과 동시에, 마찬가지로 회전동기에서 가중평균에 의한 일차 지연을 주는 것을 특징으로 하는 점화시기 제어장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 흡기상태 가변수단은 흡기 포트에 설치된 선회 제어밸브 또는 차단밸브로서, 상기 낭비시간을 정해진 시간동기에서 줌과 동시에, 마찬가지로 시간동기의 직선적 동작의 응답지연을 주는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.