KR0152281B1 - 내연기관으로 공급되는 공기의 제어방법 및 장치 - Google Patents

내연기관으로 공급되는 공기의 제어방법 및 장치

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KR0152281B1
KR0152281B1 KR1019920700662A KR920700662A KR0152281B1 KR 0152281 B1 KR0152281 B1 KR 0152281B1 KR 1019920700662 A KR1019920700662 A KR 1019920700662A KR 920700662 A KR920700662 A KR 920700662A KR 0152281 B1 KR0152281 B1 KR 0152281B1
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슈나이더 에리히
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랄프 베렌스
로베르트 보쉬 게엠베하
게오르그 뮐러
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Abstract

본 발명이 제안하는 것은 작동 요소의 위치 제어용 필터값이 내연기관 및/또는 차량의 작동 변수와 관련하여 형성되는 생략값으로부터 필터할 값으로서 생성되며, 작동요소 위치의 변화 속도가 필터 특성 및 전송 행위에 영향을 주는 필터할 값 및 필터된 값, 특히 이들의 차이에 따라 변동될 수 있는, 차량의 내연기관으로 공급되는 공기의 제어방법 및 장치이다.

Description

[발명의 명칭]
내연기관으로 공급되는 공기의 제어방법 및 장치
[발명의 상세한 설명]
[기술현황]
본 발명은 특허청구범위의 독립하의 서두에 따라, 내연기관으로 공급되는 공기를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 방법 및 장치는 DE-OS 26 54 455호에 공지되어 있다. 상기 공보에서는 차량의 특정 변수 및 측정 변수에 의존하여, 드로틀을 경유해 내연기관으로 공급되는 공기를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어기를 제안하고 있다. 이런 목적을 위해, 특정값이 변하는 경우에 측정값을 특정값으로 유연하게 전송하는 지연 또는 필터 요소가 제어 라인에 제공되어 있다. 초기 값보다 큰 특정값의 변화가 발생하면 제어 장치의 제어 신호를 시간 주기 전반에 걸쳐 연속적으로 지연시킴으로써 제어 신호를 드로틀에 도달시켜 초기값 이하로의 변화가 발생하지 않게 한다. 상기와 같은 공정으로 유연한 전송을 가능하게 하나, 자체에 영향을 끼치지 않는 미소 편차나 변화가 드로틀의 위치에 영향을 끼쳐 내연기관의 속도나 출력에 영향을 끼치며, 이는 특히 공회전시 구동 안전성을 악화시킬 수도 있다. 그러나 주요 변화는 지연후에만 발생하게 되며 이는 제어 시스템의 동력 손실을 의미한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 내연기관으로 공급되는 공기를 최대 동력으로 제어하고 구동 안전성을 개선시킨 장치 및 방법을 창출해내는 것이다. 이러한 목적은 특허청구범위의 특징부에 기술되어 있는 방법에 의해 해결된다. 이런 목적을 위해, 공기 공급을 제어하는 작동 요소용 신호 및 작동 요소의 위치는 필터될 값이나 신호 및 필터된 값이나 신호에 따라 필터 특성 및/또는 필터의 전송 행위에 영향을 줌으로써 변화하게 된다.
DE-OS 36 34 551호에는 연료 계량 장치의 기초량 및/또는 부하 신호를 필터링하는 방법이 공지되어 있다. 이 공보의 공정에 있어서, 민감 구역은 측정된 무영향 적재신호 주위에 형성되어 있으며, 윈도우 비교기에 의해 필터된 신호는 상기 민감 구역의 한계값과 비교되고 그 필터 결과로서, 필터된 신호가 민감 구역을 이탈할 때 스위치를 오프하게 된다.
DE-OS 27 51 125호에는 가속 페달에 의해 제공되는 값에 의존하여 내연기관의 드로틀 위치를 전자 제어하는 시스템이 공지되어 있다. 내연기관의 작동 동작을 개선하기 위해, 드로틀 위치의 변화 속도의 제한은 위치 제어기와 드로틀 제어 사이에 배열되어 있는 필터로 행한다.
[발명의 장점]
본 발명에 따른 공정은 제어 시스템이 고속으로 커다란 진폭의 변화를 허용하는 한, 높은 주파수와 미소 진폭 변화로는 효과를 성취할 수 없었던, 특히 공회전 구역에서 차량의 주행 및 구동 안전성을 개선한 장점을 가진다. 다른 장점은 본 발명에 따른 공정으로 제어기 구조의 개재없이도 개선책을 성취할 수 있다는 점이다.
본 발명의 또다른 장점은 실시예의 설명과 관련한 종속항에 기인하는 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 내연기관으로 공급되는 공기를 제어하는 장치의 블록 다이어그램이며,
제2도는 본 발명에 따른 공정의 흐름도이며,
제3a도 및 제3b도는 발생 신호의 신호에 따른 진행 예를 도시하는 도면이다.
[실시예의 설명]
제1도는 유도 매니폴드(12)내에 위치한 드로틀(14)을 갖는 내연기관(10)을 도시하며, 이 드로틀 밸브는 기계식 링크(16)를 경유해 전기 작동가능한 작동기(18)에 단단히 연결되어 있다. 드로틀(14), 기계식 링크(16) 및 작동기(18)는 내연기관으로 공급되는 공기를 제어하는 작동요소를 형성한다. 작동 요소(20)의 위치를 기록하는 위치 센서(22)도 작동 요소의 일부이다. 작동 요소(20)는 입력 라인(24)과 연결되어 있고 출력 라인(26)을 경유해 엔진 제어 시스템(28)에도 연결된다. 입력 라인(24)은 작동기(18)에 출력 라인(26)은 위치 센서(22)에 접속되어 있다. 제1도에 도시한 공기 제어 장치에 추가된 엔진 제어 시스템(28)은 연료 계량 및/또는 정화 기능도 수행하며, 목표값 생성기(30), 위치 제어기(32), 필터 모듈(34), 감산기(36) 및 구동 연산(38)으로 구성되어 있다.
엔진 제어 시스템(28)의 목표값 생성기(30)는 측정치 기록기(46, 48 내지 50)로부터 제어 시스템 입력 라인(40, 42 내지 44)을 경유해 내연기관 및 차량에 대한 작동 변수의 측정 신호를 이송할 것이다. 측정치 기록기(46 내지 50)는 가속 페달 위치를 나타내는 신호를 목표값 생성기로 이송하는 가속기 페달 위치 변환기, 가속기 페달 또는 드로틀의 공회전 선택기, 구동 속도 변환기, 엔진 온도 센서, 전원 전압계 및/또는 속도 센서일 수 있다. 목표값 생성기의 출력(52)은 비교점(54), 작동 소자(20)의 출력 라인(26)에 연결되어 있는 제2입력 및 위치 제어기(32)에 접속되어 있는 출력(55)에 각각 접속되어 있다. 위치 제어기의 출력 라인(56)은 한편으론 위치 제어기(32)와 필터 모듈(34)을 다른 한편으론 위치 제어기와 감산기(36)를 연결하고 있다. 필터 모듈(34)의 출력(58)은 구동 연단(38) 및 감산기(36)의 제2입력에 접속되어 있다. 또 하나의 신호 라인(60)은 감산기(36)와 필터 모듈(34)을 연결하는 반면에, 작동 요소(20)의 입력 라인(24)은 엔진 제어 시스템(28)의 출력 라인으로서 구동 연단(38)과 작동 요소(20)를 연결한다. 제3입력 라인(62)은 어떠한 작동 상태, 특히 공회전 상태를 결정하는데 사용되는 측정치 변환기(64)와 필터 모듈(34)을 연결한다. 현재 작동 상태가 측정치 변환기(46, 48 내지 50)에 의해 기록될 수 있다면, 변환기(64)는 제3입력 라인(62)이 필요치 않으며 제3입력 라인(62)이 필요하다면, 적절한 변환기(46 내지 50)에 연결된다.
입력 신호에 따라서, 목표값 생성기(30)는 작동 요소(20)의 위치에 대한 기본 값이나 신호를 형성한다. 엔진 제어 시스템(28)이 공회전을 제어하는 기능을 갖는 제어 시스템인한, 출력 라인(52)을 경유하는 기본값의 출력은 드로틀이나 가속기 페달 내부의 공회전 스위치를 경유해 확인된 공회전 상태에서만 나타난다. 전자 가속기 페달 시스템에 있어서, 기본값은 한편으론 가속기 페달 위치에 따라, 다른 한편으론 공회전 제어에 따른 공회전 상태에 따라 형성된다.
상기 위치 센서(22)에 의해 결정된 작동 요소(20)의 위치는 비교점에서 기본값과 비교되고, 기본값과 실제값 사이의 차이 신호는 라인(55)을 경유해 위치 제어기(32)로 전송되며, 이 위치 제어기는 차이 신호에 따라 작동 요소(20)의 위치에 대한 기본값을 출력 라인(56)을 경유해 생성한다.
측정 변환기(64)에 의해 확인되는 어떤 작동 상태 특히, 공회전 상태로, 라인(62)을 경유해 활성화되는 필터 모듈(34)에 있어서, 위치 제어기(32)의 기본값은 연결 라인(60)을 경유해 제공되는 감산기의 출력 신호와 관련하여 아나로그 또는 디지탈 필터 장치에 의해 필터되는 값이나 신호 및 필터 모듈(34)의 입력 신호에 영향을 준다. 그 대부분의 경우에, 필터 모듈(54)은 가변 시간 상수를 갖는 아나로그형 또는 가변 필터 상수를 갖는 디지탈형 로우-패스(low-pass)필터일 수 있다.
필터 모듈(34)의 필터 작용 및 특성 또는 전송 행위는 감산기(36)에 의해 결정된다. 라인(56)상의 필터할 값(제어기의 기본값)과 라인(58)상의 필터된 신호로서의 필터 출력 신호사이의 차이에 따라서, 감산기는 차이의 크기를 나타내는 출력 신호를 형성하며, 이 출력 신호는 라인(60)을 경유해 필터 모듈(34)로 진행된다. 필터 특징은 차이의 양을 증가시킴과 동시에 측정할 값(기본값)의 시간 진행에 따른 필터 모듈(34)의 결과가 차이값이 증가할 때 감소되도록 필터 상수를 변경하는 형태로 설정된다. 이러한 동작으로 필터 출력 신호는 실행기의 제어 신호를 형성하며 시간에 따른 신호의 진행 및 변화 속도는 상술한 본 발명에 따른 처리 공정에 의해 결정된다.
필터 결과 및 필터 특성 또는 필터의 전송 행위에 영향을 주는 동작은 차이값 크기의 예정범위에 따라 거의 연속적이거나 하나 이상의 단계일 수 있다.
필터된 출력신호는 출력 라인(58)을 경유해 엔진 제어 시스템(28)의 구동 단계로 진행되고 엔진 제어 시스템(28)의 출력 라인(24)을 경유해 작동 요소(20)의 작동용 제어 신호로서의 기능을 수행하여 다른 것중에서도, 변화 속도를 결정하는 제어 신호의 시간에 따른 진행과, 작동 요소(20) 및 드로틀(14)의 속도 변화를 결정한다.
대체로, 본 발명이 기초로하는 사상은 엔진 제어 시스템 내부의 필터 및 감산기의 위치에 한정되는 것은 아니다. 감산기와 필터는 출력 라인(24), 목표값 생성기의 라인(52) 또는 비교점 및 위치 제어기 사이의 라인(54) 내부에 삽입될 수도 있다.
제2도는 본 발명에 따른 컴퓨터 공정의 수행을 흐름도로 설명하고 있다. 도시한 프로그램 부분중 시작 다음에, 필터 상수(CI)가 블록(100) 내부에 초기치로 설정되어 있다. 기능 블록(102)에서는 제어기에 의해 발생된 기본값이 필터할 수치로서 측정되며, 블록(104) 내부의 측정된 수치는 초기치 설정 단계에 적재되어 있는 필터 상수와 측정된 기본값을 기초로해 계산된다. 블록(106)에서는 필터할 수치와 필터된 수치 사이의 차이값을 결정하며, 그후 블록(108)에서는 블록(106)에서 설정된 차이 함수로 필터 상수 (CI)를 정정한다. 이는 도표화 또는 특정 함수화할 수 있다. 블록(108)까지 수행한 후에, 블록(102)에서 프로그램을 새로이 시작한다.
본 발명의 범위내에서, 필터 상수(CI)는 높은 레벨 필터의 다수의 상수 또는 단일 상수일 수 있다.
제3a도 및 제3b도는 필터할 값의 주요 변화(제3a도)에 대한 필터할 값(실선) 및 필터할 값의 주요변화(제3b도)에 대한 필터된 값(점선)에 대한 계단식 변화의 통상적인 진행 예를 도시한다. 가로축은 시간을 나타내며 세로축은 필터할 값 또는 필터된 값의 신호 레벨을 나타낸다.
제3a도는 필터할 값의 소진폭 및 고주파수의 변화를 도시한다. 필터할 값과 필터된 값 사이의 차이가 작은 경우에는, 필터 효과가 강해 필터할 값의 변화는 작동 요소(20)의 제어 신호 및 드로틀의 위치에 거의 영향을 주지 못한다. 이에 비해, 제3b도는 작동이 활발한 경우를 도시한다. 이 경우, 필터할 값의 변화는 대진폭을 가지며, 필터된 값은 변화에 빠르게 응답하고 필터 효과에 대응하는 편차에 의해 필터할 값과 필터된 값 사이의 차이와 관련한 증가 속도를 감소시킨다. 드로틀의 위치 변화는 필터값에 순응하는 과정을 취한다.
차이값을 산출하는 것에 덧붙여서, 필터 효과에 영향을 주는 신호의 전개에 관한 나눔, 곱셈 또는 덧셈 동작을 사용하는 것도 본 발명의 범위내에서 가능하다.

Claims (18)

  1. 전기 작동 요소에 의해 제어되고 자동차의 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법에 있어서, 작동 요소 위치용 소정값을 발생하는 조정값 발생기를 제공하는 단계와, 위치 센서의 도움으로 작동 요소 위치의 실제값을 검출하는 단계와, 상기 단계로부터 제어 편차를 구하도록 상기 소정값을 실제값과 비교하는 단계와, 상기 제어 편차에 의존하는 작동 요소용 구동 신호를 구하는 단계와, 1차 이상의 로우패스 반응 필터 및 변경가능한 필터 상수를 갖는 필터에 상기 구동 신호를 가함으로써 구동 신호를 필터하고 필터 출력 신호를 구하는 단계 및, 상기 구동 신호와 필터 출력 신호 사이의 차이값을 결정하고 그 차이값에 따라 상기 필터 상수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 시간 함수로서의 출력 신호는 상기 구동 신호와 필터 출력 신호 사이의 차이값에 의존하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 필터 상수는 상기 구동 신호와 필터 출력 신호 사이의 차이값에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 엔진이 공회전 상태일 때 필터 상수의 변경을 초기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 필터는 아나로그 필터인 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 필터는 디지탈 필터인 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 출력 신호는 엔진 속도에 의존하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서, 출력 신호는 가속기 페달 위치에 의존하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서, 출력 신호는 엔진의 온도에 의존하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서, 출력 신호는 배터리 전압에 의존하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서, 출력 신호는 공회전 검출에 의존하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  12. 전기 작동 요소에 의해 제어되고 자동차의 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법에 있어서, 작동 요소 위치용 소정값을 발생하는 소정값 발생기를 제공하는 단계와, 위치 센서의 도움으로 작동 요소 위치의 실제값을 검출하는 단계와, 상기 단계로부터 제어 편차를 구하도록 상기 소정값을 실제값과 비교하는 단계와, 상기 제어 편차에 의존하는 작동 요소용 구동 신호를 구하는 단계와, 1차 이상의 로우 패스 반응 필터 및 변경가능한 필터 상수를 갖는 필터에 상기 구동 신호를 가함으로써 구동 신호를 필터하고 필터 출력 신호를 구하는 단계 및, 상기 필터에 가해진 소정값과 필터 출력 신호 사이의 차이값을 결정하고 그 차이값에 따라 상기 필터 상수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  13. 전기 작동 요소에 의해 제어되고 자동차의 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법에 있어서, 작동 요소 위치용 소정값을 발생하는 소정값 발생기를 제공하는 단계와, 위치 센서의 도움으로 작동 요소 위치의 실제값을 검출하는 단계와, 상기 단계로부터 제어 편차를 구하도록 상기 소정값을 실제값과 비교하는 단계와, 상기 제어 편차에 의존하는 작동 요소용 구동 신호를 구하는 단계와, 1차 이상의 로우 패스 반응 필터 및 변경 가능한 상수를 갖는 필터에 상기 제어 편차를 가함으로서 제어 편차를 필터하고 필터 출력 신호를 구하는 단계 및, 필터에 가해진 제어 편차와 필터 출력 신호 사이의 차이값을 결정하고 상기 차이값에 따라 필터 상수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 방법.
  14. 엔진으로 공급되는 공기를 제어하는 전기 작동 요소와, 상기 작동 요소 위치용 소정값을 구하는 소정값 발생 수단과, 상기 작동 요소 위치의 실제값을 검출하는 변환 수단과, 상기 소정값과 실제값 사이의 차이값으로서 제어 편차를 구하는 차이값 연산 수단과, 상기 제어 편차에 따라 작동 요소를 구동하는 구동 신호 연산 수단과, 1차 이상의 로우 패스 반응 필터와 변경가능한 상수를 갖고, 출력 신호를 구하도록 상기 구동 신호를 필터링하는 필터 수단과, 상기 구동 신호와 출력 신호 사이의 차이값을 결정하는 수단 및, 상기 구동 신호와 출력 신호 사이의 차이값에 따라 상기 상수를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 필터 수단 및 상기 구동 신호와 출력 신호 사이의 차이값을 결정하는 수단은 구동 신호와 출력 신호 사이의 차이값에 대향하는 방향으로 상기 출력 신호를 변경시키도록 공동 작동하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 장치.
  16. 제14항에 있어서, 엔진의 공회전 상태를 검출하고 공회전 상태가 검출될때 필터 수단을 작동시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 장치.
  17. 엔진으로 공급되는 공기를 제어하는 전기 작동 요소와, 상기 작동 요소 위치용 소정값을 구하는 소정값 발생 수단과, 상기 작동 요소 위치의 실제값을 검출하는 변환 수단과, 상기 소정값과 실제값 사이의 차이값으로서 제어 편차를 구하는 차이값 연산 수단과, 상기 제어 편차에 따라 작동 요소를 구동하는 구동 신호 연산 수단과, 1차 이상의 로우 패스 방응 필터와 변경가능한 상수를 갖고, 출력 신호를 구하도록 상기 구동 신호를 필터링하는 필터 수단과, 상기 구동 신호와 출력 신호 사이의 차이값을 결정하는 수단 및, 상기 소정값과 출력 신호 사이의 차이값에 따라 상기 상수를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 장치.
  18. 엔진으로 공급되는 공기를 제어하는 전기 작동 요소와, 상기 작동 요소 위치용 소정값을 구하는 소정값 발생 수단과, 상기 작동 요소 위치의 실제값을 검출하는 변환 수단과, 상기 소정값과 실제값 사이의 차이값으로서 제어 편차를 구하는 차이값 연산 수단과, 상기 제어 편차에 따라 작동 요소를 구동하는 구동 신호 연산 수단과, 1차 이상의 로우 패스 반응 필터와 변경가능한 상수를 갖고, 출력 신호를 구하도록 상기 구동 신호를 필터링하는 필터 수단과, 상기 제어 편차와 출력 신호 사이의 차이값을 결정하는 수단 및, 상기 제어 편차와 출력 신호 사이의 차이값에 따라 상기 상수를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관으로 공급되는 공기의 제어 장치.
KR1019920700662A 1989-09-30 1990-09-12 내연기관으로 공급되는 공기의 제어방법 및 장치 KR0152281B1 (ko)

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