KR0161769B1 - 내연기관의 연료공급 제어장치 - Google Patents

내연기관의 연료공급 제어장치 Download PDF

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KR0161769B1
KR0161769B1 KR1019950010126A KR19950010126A KR0161769B1 KR 0161769 B1 KR0161769 B1 KR 0161769B1 KR 1019950010126 A KR1019950010126 A KR 1019950010126A KR 19950010126 A KR19950010126 A KR 19950010126A KR 0161769 B1 KR0161769 B1 KR 0161769B1
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나가이시 하쓰오
요시오까 요시아끼
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요시후미 쓰지
닛산 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

과도보정의 허가조건(개시조건)을 적절한 것으로 한다.
스타트 스위치가 오프냐 아니냐를 판정하고(S31), 스타트 스위치가 오프인 경우에는 아이들 스위치가 온이냐 아니냐를 판정하고(S32), 아이들 스위치가 온인 경우에 온 이력 플래그 F=1에 세트한다(S33). 그리고, 아이들 스위치 오프인 경우에는 온 이력 플래그 F를 판정하고(S34) F=1인 경우에 과도보정을 허가한다(S35). 즉, 스타트 스위치의 오프후에 아이들 스위치가 온→오프로 된 시점에서, 과도보정을 허가하여, 스로틀 밸브 개방도의 변화량에 따른 연료분사량의 가속중량감속감량보정을 진행시킨다.

Description

내연기관의 연료공급 제어장치
제1도는 본 발명의 구성을 보인 기능 블록도.
제2도는 본 발명의 실시예의 시스템도.
제3도는 연료분사량 연산 루틴의 흐름도.
제4도는 과도보정량 연산 루틴의 흐름도.
제5도는 과도보정 허가 루틴의 흐름도.
제6도는 과도보정 허가 루틴의 다른 예를 보인 흐름도.
제7도는 작용을 설명하기 위한 시간선도.
제8도는 별도의 과도보정 허가 루틴의 흐름도.
제9도는 작용을 설명하기 위한 시간선도.
제10도는 종래의 문제점을 보인 시간선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기관 3 : 스로틀 밸브
4 : 연료분사밸브 5 : 제어유니트
6 : 풍량계 7 : 크랭크각 센서
9 : 스로틀센서 10 : 아이들 스위치
11 : 스타트 스위치
본 발명은 내연기관의 연료공급 제어장치에 관한 것으로, 특히 기관의 가감속(加減速) 상태에 응하여 연료고급량을 과도(過度) 보정하는 것에 관한 것이다.
종래, 내연기관의 연료공급 제어장치, 특히 흡기계에 연료분사밸브를 설치하여 연료부사밸브로부터 기관회전에 동기하여 분사하는 연료분사량을 제어하는 연료분사 제어장치에 있어서는, 과도상태(가감속상태)에 있어서도 최적의 공연비(空燃比)를 얻을 수 있도록, 연료분사량을 과도보정, 즉, 스로틀센서에 의하여 검출되는 스로틀 밸브 개방도 TVO 의 변화량 ΔTVO에 의거하여 가감속을 검출하고, 가속상태에서는 연료분사량을 중량 보정하고, 감속상태에서는 감량 보정하고 있다(일본국 특갯 62-101855호 공보등 참조).
또, 종래에 있어서는, 과도보정의 허가조건(개시조건)을, 기관시동용의 스타트 모터를 정지하는 스타트 스위치 오프후에, 스로틀 밸브가 완전히 닫혀진 위치에서 온이 되는 아이들 스위치가 오프로 되었다고 치고, 이 시점 이후, 과도보정을 허가하고 있었다.
즉, 제10a도에 도시한 바와 같이, 스타트 스위치의 오프후에 액셀러레이터를 세게 밟아 스로틀 밸브 개방도 TVO를 증대시켰을 경우에는, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 증대 개시점에서 아이들 스위치가 오프로 되어, 이때에 과도보정이 허가되는 결과, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 증대에 대응하여 과도보정(중량보정)이 이루어진다.
그러나, 이와 같은 종래의 연료공급 제어장치에 있어서는, 스타트 스위치의 오프후에, 아이들 스위치가 오프로 된 시점에서, 과도보정을 허가하고 있었으므로, 다음과 같은 문제가 있었다.
제10b도를 참조하여, 액셀러레이터를 세게 밟은 상태에서 스타트 스위치를 온으로하여 스타트 모터를 구동하여 기관을 시동하고, 기관의 시동후, 즉 액셀러레이터를 되돌렸을 경우에는, 스타트 스위치가 오프의 시점에서, 아이들 스위치가 오프이기 때문에, 과도보정의 허가조건이 성립하고, 과도보정이 허가된다. 그러면, 이때의 액셀러렝터의 되돌림을 감속으로 간주하고, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 감속에 대응하여 과도보정(감량보정)이 이루어져, 과도 보정량이 마이너스측에 반영됨으로, 연료분사량이 감소하고, 그 결과 공연비가 소로 되어, 회전이 좋지않은 상태로 빠지는 일이 생겨버린다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 과도보정의 허가조건을 적정한 것으로 하므로서, 시동직후에 불필요한 감량보정이 이루어져 회전이 불량상태로 빠지는 일이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제1도에 도시한 것처럼, 기관의 가감속 상태를 검출하는 가감속 검출수단 A와, 검출된 가감속 상태에 응하여 연료공급량을 보정하는 연료공급량 과도보정수단 B와를 구비한 내연기관의 연료공급 제어장치에 있어서, 스타트 스위치의 상태를 검출하는 스타트 스위치 상태 검출수단 C와, 스로틀 밸브의 상태를 검출하는 스로틀 밸브 상태 검출수단 D와, 스타트 스위치의 오프후에 스로틀 밸브가 완전히 닫혀진 상태에 있을 때 이후에 상기 연료공급량 과도보정수단 B에 의한 연료공급량의 보정을 허가하는 과도보정 허가수단 E와를 설치하는 구성으로 한 것이다.
또는, 마찬가지로, 가감속 검출수단 A와, 연료공급량 과도보정수단 B와를 구비한 내연기관의 연료공급 제어장치에 있어서, 스타트 스위치의 상태를 검출하는 스타트 스위치 상태 검출수단 C와, 스로틀 밸브의 상태를 검출하는 스로틀 밸브 상태 검출수단 D와, 스타트 스위치의 오프후에 스로틀 밸브가 완전히 닫힌 상태에서 열림상태로 되었을 때 이후에 상기 연료공급량 과도 보정수단 B에 의한 연료공급량의 보정을 허가하는 과도보정 허가수단 E' 와를 설치하는 구성으로 한 것이다.
여기서, 상기 스로틀 밸브 상태 검출수단 D는, 스로틀 밸브가 완전히 닫히 위치를 검출하는 아이들 스위치로 할 수가 있다.
또, 상기 가감속 검출수단 A는, 스로틀 밸브 개방도를 검출하는 스로틀 센서를 가지며, 스로틀 밸브 개방도의 변화량에 의거하여, 가감속을 검출하는 것으로 할 수 있다.
상기의 구성에 있어서는, 과도보정의 허가조건(개시조건)을 스타트 스위치의 오프후에 스로틀 밸브가 완전히 닫힌 상태(아이들 스위치가 온)에서 함으로써, 액셀러레이터의 열림에서 시동하여 시동후, 즉 액셀러레이터를 원상태로 되돌렸을 경우에는, 되돌리는 과정에서는 스로틀 밸브가 완전히 닫힌 상태는 아니고, 허가조건이 성립되지 않으므로, 불필요한 과도보정(감량보정)이 이루어지는 것을 방지할 수 있다. 그리고 허가조건이 성립된 후에 액셀러레이터가 밟히고 스로틀 밸브의 개방도가 증가된 시점에서 보정(중량보정)이 이루어진다.
또, 과도보정의 허가조건(개시조건)을 스타트 스위치가 오프된 후에 스로틀 밸브가 완전히 닫힌 상태에서 열린상태(아이들 스위치가 온→오프)로 되었을 때 하므로서, 액셀러레이터가 열림에서 시동하고, 시동후, 즉, 액셀러레이터를 되돌렸을 경우에는, 되돌리는 과정에서는 허가조건이 성립하지 않으므로, 불필요한 과도보정(감량보정)이 이루어지는 것이 방지된다. 그리고, 허가조건이 성립되면, 처음부터 스로틀 밸브의 개방도 변화량에 응하여 과도보정(중량보정)이 이루어진다.
이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.
제2도는 본 발명의 실시예의 시스템도이다.
기관(1)에는 공기정화기(2)에서 흡입된 공기가 스로틀 밸브(3)의 제어를 받아 흡입된다. 흡기통로의 스로틀 밸브(3) 하류의 매니폴드부분에는 각 기통마다에 연료분사밸브(4)가 설치되어 있다.
연료분사밸브(4)는, 제어유니트(5)에서 기관회전에 동기하여 소정의 타이밍에서 출력되는 구동펄스신호에의하여 통전이 되서 밸브가 열리고, 연료를 분사한다. 따라서, 구동펄스신호의 펄스폭에 의하여 연료분사량을 제어할 수 있다.
제어유니트(5)에는, 연료분사량의 제어 때문에, 흡기통로에 설치되어서 흡입공기량 Q를 검출하는 풍량계(6), 크랭크각 신호를 출력하여 이것에 의해 기관회전수 N을 산출가능한 크랭크각 센서(7), 워터 재킷 내의 수온 Tw를 검출하는 수온센서(8), 스로틀 밸브(3)의 개방도 TVO를 검출하는 스로틀 센서(9), 스로틀 센서(9)에 내장되어 스로틀 밸브(3)가 완전히 닫힌 위치에서 온이 되는 아이들 스위치(10), 기관 시동용의 스타트 스위치(11)등으로부터 신호가 입력되고 있다.
그래서, 제어유니트(5)는, 내장된 마이크로 컴퓨터에 의해, 각종 센서 스위치로부터의 신호에 의거하여, 후술하는 연료분사량 연산루틴 등을 실행하므로서, 연료분사량 Ti를 연산하고, 이 Ti의 펄스폭의 구동펄스신호를 기관회전에 동기한 소정의 타이밍에서 연료분사밸브(4)에 출력하여 연료분사를 수행한다.
제3도는 연료분사량 연산 루틴을 표시한 것이다. 더욱, 본 루틴은 소정시간마다 또는 기준 크랭크각 신호에 동기하여 실행된다.
단계 1(도면에는 S1이라 기록되어 있다. 이하 같음)에서는, 흡입공기유량 Q와 기관회전수 N로부터, 다음식에 의해 기본 연료분사량 TD를 연산한다.
TD= K·Q/N(단, K는 정수)
단계 2에서는, 수온 TW에 응하여 설정되는 수온중량 보정 계수 KTW, 후술하는 제4도의 과도 보정량 연산 루틴에 의해 설정되는 가속중량 보정계수 KACC및 감속감량 보정계수 KDEC등으로부터, 다음식에 의해, 각종 보정계수 COEF를 연산한다.
COEF =1+KTW+KACC-KDEC+……
단계 3에서는, 기본 연료분사량 TD와 각종 보정계수 COEF로부터, 다음식에 의하여 연료분사량 Ti를 연산한다.
Ti =TDX COEF
이와 같이 하여 연료분사량 Ti가 연산되면, 이것이 소정의 레지스터에 세트되어, 기관회전에 동기한 소정의 연료분사 타이밍이 되면, 이 Ti의 펄스폭의 구동펄스신호가 연료분사밸브(4)에 출력되어, 연료분사가 수행된다.
제4도는 과도 보정량 연산 루틴을 보이고 있다. 또한, 본 루틴은 소정시간마다 실행된다.
단계 11에서는, 후술하는 제5도 또는 제6도의 과도보정 허가 루틴에 의해 과도보정이 허가되어 있는지의 여부를 판정하고, 허가되어 있지 않을 경우에는 그대로 본 루틴을 종료한다.
과도보정이 허가되어 있을 경우에는, 단계 12로 진행한다.
단계 12에서는, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 변화량 ΔTVO(=이번값-먼저번 값)를 산출하고, 다음 단계 13에서는, 이 변화량 ΔTVO에 의거하여, 가감속 상태를 판정한다.
가속상태 (ΔTVO0)일 때에는, 단계 14로 진행하고, 현재의 스로틀 밸브 개방도 변화량 ΔTVO에 응한 가속중량 보정계수 KACC를 설정한다. 그리고, 단계 15로 진행하고, 감속감량 보정계수 KDEC=0으로 설정한다.
감속상태 (ΔTVO0)일 때는, 단계 16으로 진행하여, 현재의 스로틀 밸브 개방도 변화량 ΔTVO에 응한 감속감량 보정계수 KDEC를 설정한다. 그리고, 단계 17로 진행하여, 가속중량 보정계수 KACC=0으로 설정한다.
정상상태 (ΔTVO패≒0)일 때에는, 단계18로 진행하고, 가속중량 보정계수 KACC의 감소처리를 수행한다. 가속중량 보정계수 KACC의 감소처리라는 것은, 현재의 가속중량 보정계수 KACC의 값을 0과 비교하여, KACC0이면, KACC를 미리 정한 미소량 감소시키고, KACC≤0이면, KACC=0으로 하는 것이다. 또, 단계 19로 진행하여, 감속감량 보정계수 KDEC의 감소처리를 수행한다. 감속감량 보정계수 KDEC의 감소처리라는 것은, 현재의 감속감량 보정계수 KDEC의 값을 0과 비교하여, KDEC0이면, KDEC를 미리 정한 미소량 감소시키고, KDEC0이면 KDEC=0으로 하는 것이다. 이들의 처리는, 가속 또는 감속상태에서 정상상태로 이행한 직후에, 가속중량 보정계수 KACC또는 감속감량 보정계수 KDEC를 시간경과와 함께 점감시키기 위한 것이다.
여기서, 제4도의 단계 12, 13의 부분이 스로틀 센서(9)와 함께 가감속 검출수단에 상당하고, 제4도의 단계 14-19의 부분과 제3도의 단계 2, 3의 부분이 연료공급량 과도보정수단에 상당한다.
제5도 또는 제6도는 과도보정 허가 루틴을 보이고 있다. 또한, 본 루틴은 소정시간마다 실행된다.
제5도의 경우, 단계 21에서는, 스타트 스위치(11)가 오프냐 아니냐를 판정하고, 온일 때에는 본 루틴을 종료한다.
스타트 스위치(11)이 오프인 때에는 단계 22로 진행한다.
단계 22에서는, 아이들 스위치(10)가 온이냐 아니냐를 판정하고, 아이들 스위치(10)가 온일 때에만, 단계 23으로 진행하여 과도보정을 허가한다.
따라서, 이 때의 과도보정의 허가조건은, 스타트 스위치(11)의 오프후에 아이들 스위치(10)가 온이어야 하는 것이다.
또한, 제5도의 단계 21부분이 스타트 스위치 상태 검출수단에 상당하고, 제5도의 단계 22부분이 아이들 스위치(10)와 함께 스로틀 밸브 상태 검출수단에 상당하고, 제5도의 단계 23 및 제4도의 단계 11부분이 과도보정 허가수단에 상당한다.
제6도의 경우, 단계 31에서는, 스타트 스위치(11)가 오프냐 아니냐를 판정하고, 온인 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스타트 스위치(11)가 오프인 경우에는, 단계 32로 진행한다.
단계 32에서는, 아이들 스위치(10)이 온이냐 아니냐를 판정하고, 아이들 스위치(10)가 온인 경우에는 단계 33으로 진행하여 온 이력 플래그 F-1로 세트하고, 본 루틴을 종료한다.
아이들 스위치(10)가 오프인 때에는, 단계 34로 진행한다.
단계34에서는, 온 이력 플래그 F=1이냐 아니냐를 판정하고, F=1의 경우에만, 단계 35로 진행하여, 과도보정을 허가한다.
따라서, 이때의 과도보정의 허가조건은, 스타트 스위치(11)의 오프후에 아이들 스위치(10)가 온에서 오프로 됐다는 것이다.
또한, 제6도의 단계 31부분이 스타트 스위치 상태 검출수단에 상당하며, 제6도의 단계 32부분이 아이들 스위치(10)와 함께 스로틀 밸브 상태 검출수단에 상당하며, 제6도의 단계 33-35 및 제4도의 단계 11부분이 과도보정 허가수단에 상당한다.
아래에, 작용을 설명한다.
제7a도에 도시한 바와 같이, 스타트 스위치의 오프후에 액셀러레이터를 세게 밟아 스로틀 밸브 개방도 TVO를 증대시켰을 때에는, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 증대 개시점에서 아이들 스위치가 오프로 되지만, 제5도의 경우는, 스타트 스위치 오프의 시점 T1에서 과도보정이 허가되며, 제6도의 경우에는, 아이들 스위치 오프의 시점에서 T2에서 과도보정이 허가되며, 어느쪽이든, 아이들 스위치 오프의 시점 이후의 스로틀 밸브 개방도 TVO의 증대에 대응하여 과도보정(중량보정)이 이루어진다.
제7b도를 참조하여 액셀러레이터를 힘주어 내딛어 시동하고, 시동후, 즉 액셀러레이터를 원상태로 되돌렸을 때에는, 스타트 스위치 오프의 시점에서는 과도보정의 허가조건이 성립되지 않으며, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 감소에 대응한 과도보정(감량보정)이 이루어지는 것을 방지할 수 있다. 이후, 제5도의 경우는, 스로틀 밸브가 전폐로 되어, 아이들 스위치가 온으로 된 시점 T1에서 과도보정이 허가되며, 제6도의 경우에는 아이들 스위치가 온으로 되고 나서 다시 오프로 된 시점 T2에서 과도보정이 허가되며, 어느쪽이든, 이 시점 T2이후의 스로틀 밸브 개방도 TVO의 증대에 대응하여 과도보정(중량보정)이 이루어진다.
다음 별도의 과도보정 허가조건에 관하여 설명한다.
본 발명에서는, 과도보정이 허가조건으로서, 스타트 스위치와 스로틀 밸브(아이들 스위치)의 상태를 보고 있으나, 실제로는 복수의 허가조건을 설정하여, 어는 것인가 하나의 허가조건이 성립하면, 허가하고 있는 것이 실상이다.
그 별도의 허가조건으로서, 종래부터 기관 회전수 N이 소정치 이상으로 되었을 때에 과도보정을 허가하는 것이 있다.
그러나, 이 경우에도 액셀러레이터 열림으로 시동하고, 소정 회전수 이상으로 되어 액셀러레이터를 원위치로 되돌리면, 이 복귀를 감속으로 간주하여, 과도보정(감량보정)이 걸려 버리는 일이 있다.
따라서, 이와 같은 허가조건을 병용하는 경우엔느, 제8도의 별도의 과도보정 허가루틴에 표시한 것과 동일하게 하면 된다.
제8도의 별도의 과도보정 허가루틴에 관하여 설명한다.
단계 41에서는 기관회전수 N이 소정치(목표 아이들 회전수 + α;α=0-400rpm) 이상이냐 아니냐를 판정하여, 이상인 경우에만 단계 42로 진행한다.
단계 42에서는, 아이들 스위치(10)가 온이냐 아니냐를 판정하여, 온인 경우에만 단계 43으로 진행한다.
단계 43에서는, 스로틀 밸브 개방도 TVO의 변화량 ΔTVO(=이번값-먼저번 값)가 0이상이냐 아니냐를 판정하여, 0이상인 경우에만 단계 44로 진행한다.
단계 44에서는, 과도보정을 허가한다.
이와 같이, 기관회전수 N이 소정치 이상, 아이들 스위치가 온(스로틀 밸브 완전히 닫힘), 스로틀 밸브 개방도 변화량 ΔTVO가 0 이상 (즉 감속상태는 아님)을 조건으로 하여, 과도보정을 허가한다.
또한, 아이들 스위치가 온이면, 스로틀 밸브는, 거의 완전히 닫힘으로 스로틀 밸브 개방도 변화량 ΔTVO도 0이 된다고 생각되지만, 스로틀 밸브 개방도 변화량 ΔTVO가 0이 되는 것은 TVO의 샘플링 시간동안(예컨대 100㎳) 지연되고, 이에 따라 감속상태에 정상으로 이행한 후, 100㎳정도 기다려 안정된 후에 과도보정을 허가할 수 있다.
따라서, 제9도에 도시한 것처럼, 액셀러레이터의 열림으로 시동하여, 시동후, 즉 액셀러레이터를 되돌렸을 때, 기관회전수 N이 소정치 이상이 되어도, 액셀러레이터의 복귀시에 도시한 점선과 같이 과도보정(감량보정)이 이루어지는 것을 방지할 수 있고, 그후, 아이들 스위치가 온으로 되어 잠시후, ΔTVO=0으로 된 시점 P에서, 과도보정이 허가되고, 이 허가후에 액셀러레이터가 세게 튀힐 때 과도보정(중량보정)이 이루어지게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 과도보정의 허가조건을 스타트 스위치의 오프후의 스로틀 밸브가 완전히 닫혔거나 또는 스타트 스위치의 오프후의 스로틀 밸브의 닫힘 → 열림인 상태에서 함으로서, 적정한 허가조건에 할 수 있고, 시동직후에 불필요한 감량 보정이 이루어져서 회전의 불량상태 발생을 방지할 수 있다는 효과를 얻는다.
또, 스로틀 밸브 상태의 검출은 아이들 스위치, 가감속상태의 검출은 스로틀 센서에 각기 분담시키므로서, 적정한 검출기능을 확보할 수 있다.

Claims (6)

  1. 기관의 가감속상태를 검출하는 가감속 검출수단과, 검출된 가감속상태에 응하여 연료공급량을 보정하는 연료공급량 과도보정 수단을 구비하는 내연기관의 연료공급 제어장치에 있어서, 스타트 스위치의 상태를 검출하는 스타트 스위치상태 검출수단과, 스로틀밸브의 상태를 검출하는 스로틀밸브 상태 검출수단과, 스타트 스위치가 오프된 후에 스로틀밸브가 완전히 닫힌 상태일 때 이후에 상기 연료공급량 과도보정 수단에 의한 연료공급량의 보정을 허가하는 과도보정 허가수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급 제어장치.
  2. 기관의 가감속상태를 검출하는 가감속 검출수단과, 검출된 가감속상태에 응하여 연료공급량을 보정하는 연료공급량 과도보정 수단을 구비하는 내연기관의 연료공급 제어장치에 있어서, 스타트 스위치의 상태를 검출하는 스타트 스위치상태 검출수단과, 스로틀밸브의 상태를 검출하는 스로틀밸브 상태 검출수단과, 스타트 스위치가 오프된 후에 스로틀밸브가 완전히 닫힌 상태에서 열림상태로 되었을 때 이후에 상기 연료공급량 과도보정 수단에 의한 연료공급량의 보정을 허가하는 과도보정 허가수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스로틀밸브 상태 검출수단은 스로틀밸브가 완전히 닫힌 위치를 검출하는 아이들 스위치(idle switch)인 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가감속 검출수단은 스로틀밸브의 개방도를 검출하는 스로틀센서를 가지며, 스로틀밸브 개방도의 변화량을 기초로 가감속을 검출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급 제어장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 스로틀밸브 상태 검출수단은 스로틀밸브가 완전히 닫힌 위치를 검출하는 아이들 스위치(idle switch)인 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급 제어장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 가감속 검출수단은 스로틀밸브의 개방도를 검출하는 스로틀센서를 가지며, 스로틀배브 개방도의 변화량을 기초로 가감속을 검출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료공급 제어장치.
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