KR0168147B1 - 내연기관의 흡입공기유량 제어장치 - Google Patents

Abstract

목표 무부하 회전 속도에 대해서 요구되는 기관 자체의 부하분에 필요한 흡입공기유랑(기관 부하량)과 목표 무부하 회전 속도에 대응해서 보조기구의 부하상태에 따라 요구되는 흡입공기유량 (보조기구 부하량)과를 분리함에 의해 고정도로 흡입공기유량 제어를 행해 응답성 좋게 고정도로 목표 무부하 회전 속도로 제어할 수 있는 내연기관의 흡입공기유량 제어장치를 제공하는 것이다.

루틴A에 의해 목표 무부하 회전 속도에 대한 보조기구의 작동에 필요한 흡입공기유량 Qa_₂를 구하고 루틴B에 의해 목표 무부하 회전 속도에 대한 기관(1)자체의 운전에 필요한 흡입공기유량 Qe_₂를 구한다 (S7). 그리고 이들을 합계한 최종적인 흡입공기 유량 Q_₃에 대응하는 AAC 밸브(7)의 열림도 제어량 AAC_₃에 의거해 상기 AAC_₃밸브(7)를 열림도 제어한다(S8,S9). 이것에 의해 신속하면서 고정도로 목표 무부하 회전 속도로 기관(1)을 제어할 수 있다.

Description

내연기관의 흡입공기유량 제어장치

본 발명은 내연기관이 무부하 회전할 때의 흡입공기유량을 제어하는 흡입공기유량 제어장치에 관한 것으로, 특히 보조기구 부하변화 [에어컨이나 동력조향장치(power steering)등의 작동, 비작동], 목표 무부하 회전 속도변경 (예를 들면, 무부하 회전 상승)등에 응하여 흡입공기유량을 응답성 좋게 제어하는 기술에 관한 것이다.

종래부터 무부하 운전에 있어서 배기정화성능, 연비성능, 회전변동, 진동, 소음 등의 개선에 대한 다양한 요구가 있어 이들에 부응할 수 있도록 운전조건 등에 따라, 예를 들면 냉각수 온도, 보조기구(에어컨, 동력조향장치, 교류발전기등)의 작동유무 등에 응하여 무부하 회전 속도의 목표회전 속도를 세밀하게 설정하도록 하고 있다.

이러한 장치로서는 무부하 회전시에 닫힌 상태가 되는 스로틀 밸브를 바이패스해서 기관 연소실로 흡입공기를 유도하는 바이패스 통로와, 그 바이패스 통로에 설치되어 그 바이패스 통로를 통과하는 흡입공기유량(바이패스 흡입공기유량)을 제어하는 무부하 회전 제어밸브를 설치함과 아울러 냉각수 온도, 보조기구의 작동유무, 전동장치의 수동검사(MT) 및 자동검사(AT)의 차, 또한 AT의 경우에는 중립위치와 드라이브 위치와의 차등에 각각 대응하는 목표 무부하 회전속도를 미리 설정해 두고, 실제의 무부하 회전 속도가 상기 목표 무부하 회전 속도가 되는 바이패스 흡입공기유량을 얻을 수 있도록, 상기 무부하 회전 제어밸브의 열림도를 미리 설정한 기본제어량에 대해 서서히 증감 보정을 행하는 소위 피드백 제어, 혹은 피드포워드 제어와 피드백 제어를 조합하여 제어를 행하도록 한 것이 여러 가지로 제안되고 있다.

그런데, 종래의 장치에 있어서는, 보조기구 작동에 대응할 수 있도록 설정된 상기 무부하 회전 제어밸브의 기본 제어량을, 예를 들면 통상 냉각수 온도(예를들면 60℃ - 90℃)시에 소정에 무부하 회전 속도(예를 들면 600 r.p.m)로 운전되고 있는 상태에 있어서 보조기구를 작동시켰을 때에, 무부하 운전이 양호하게 유지될 수 있도록 회전변동을 억제하기 위한 무부하 회전 상승(예를 들면 800 r.p.m)분을 포함한 소정의 값(정수)으로서 설정하고, 그 정수를 그대로 다른 운전 조건에서 있어서 보조기구를 작동한 경우에도 사용하고 있었다. 즉, 기관 냉간시 (예를 들면 냉가수 온도가 30℃ 정도일 때)등에 난기 성능의 개선을 위해 비교적 고회전으로 설정되는 목표 무부하 회전 속도 (예를 들면 800 r.p.m)로 운전되고 있는 상태에서 에어컨이나 동력조향장치등의 보조기구를 작동시켰을 때에는, 예를 들면 제9도에 도시한 바와 같이 1300 r.p.m으로 목표 무부하 회전 속도를 설정할 필요가 있으나 이경우에도 상기 정수를 상기 무부하 회전 제어밸브의 기본 제어량으로서 사용하도록 하고 있었다.

그러나 실제로는 에어컨이나 동력조향장치 펌프 등과 같이 비교적 부하가 크고 기관회전축으로부터 동력을 취하는 보조기구(전동팬 등의 전기부하를 이용하지 않는것)에 있어서는 목표 무부하 회전 속도가 변화하면 보조기구 구동마력이 변화하므로 상기 기본 제어량에 부조화가 생기게 된다.

이 때문에 종래의 장치에서는 상기 부조화분을 피드백 제어에 의해 서서히 흡입공기유량을 보정하는 것으로 보충하려고 하지만 보조기구작동, 비작동 절환시의 회전속도 제어 지연 등을 피할 수 없는 것이 실정이었다. (제 10도의 낮은 수온시 참조).

본 발명은 상기의 실정을 감안하여, 목표 무부하 회전 속도에 대해 요구되는 기관 자체의 부하분에 필요한 흡입공기유량(기관 부하량)과 각 보조기구의 작동에 필요한 흡입공기유량(보조기구 부하량)과를 분리하여 매우 세밀하게 구함으로써 고정밀도의 흡입공기유량 제어를 수행하고, 신속하면서 고정밀도로 목표 무부하 회전 속도로 제어할 수 있는 내연기관의 흡입공기유량 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 블록도이다.

제2도는 본 발명의 일 실시예의 구성도이다.

제3도는 상기 실시예에 따른 AAC 밸브 (7)의 제어량 변경제어를 설명하는 흐름도이다.

제4도는 상기 실시예에 관계된 루틴 A (보조기구 부하량 연산수단)를 설명하는 흐름도이다.

제5도는 상기 실시예에 따른 루틴 B (기관 부하량 연산수단)를 설명하는 흐름도이다.

제6도는 상기 실시예에 따른 무부하 회전속도와 기관필요흡입공기유량과의 관계를 나타낸 도면이다.

제7도는 상기 실시예에 따른 무부하 회전속도와 보조기구 (에어컨, 동력조향장치펌프)의 작동에 필요한 흡입공기유량과의 관계를 나타낸 도면이다.

제8도는 상기 실시예에 따른 무부하 회전속도와 보조기구(교류발전기)의 작동에 필요한 흡입공기유량과의 관계를 나타낸 도면이다.

제9도는 상기 실시예에 따른 수온 도표 도시도이다.

제10도는 종래예에 있어서의 보조기구 작동, 비작동에 수반되는 회전속도제어지연의 일 예의 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기관 2 : 흡기통로

3 : 스로틀 밸브 5a : 무부하 회전 스위치

6 : 바이패스 통로 7 : AAC 밸브

13 : 에어컨 14 : 동력조향장치 펌프

15 : 교류발전기 20 : 제어장치

이것을 위해 본 발명에 따른 내연기관의 흡입공기유량 제어장치는, 제 1도에 표시한 바와 같이, 기관의 무부하 회전 운전시에 목표 무부하 회전속도가 되도록 흡입공기유량을 제어하는 흡입공기유량 제어수단 A와 ; 상기 목표 무부하 회전 속도에 대해 요구되는 기관 자체의 부하분에 필요한 흡입공기유량을 연산하는 기관 부하량 연산수단 B와 ; 상기 목표 무부하 회전 속도에 대해 보조기구의 부하상태에 응하여 요구되는 흡입공기유량을 연산하는 보조기구 부하량 연산수단 C와 ; 상기 기관 부하량 연산수단 B에 의해 연산되는 기관 부하량과 상기 보조기구 부하량 연산수단 C에 의해 연산되는 보조기구 부하량에 의거하여 상기 흡입공기유량 제어수단 A의 제어량을 설정하는 제어량 설정수단 D; 로 구성된다.

상기 구성으로 된 본 발명에서는 상기 기관 부하량 연산수단 B에 의해 목표 무부하회전 속도로 기관 자체를 운전하는데 필요한 흡입공기유량(기관 부하량)을 연산함과 아울러 상기 보조기구 부하량 연산수단 C에 의해 목표 무부하 회전 속도로 보조기구를 작동시키는데 필요한 흡입공기유량 (보조기구 부하량)을 연산한다. 그리고 상기 제어량 설정수단 D가 상기 기관 부하량과 보조기구 부하량에 의거해 (합계해서) 상기 흡입공기유량 제어수단 A의 제어량을 설정한다. 이것에 의해 무부하 회전 운전시에 있어서 목표 무부하 회전 속도의 변경이나 보조기구의 작동에 수반해 변화하는 기관 무부하 운전에 필요한 흡입공기유량에 대응하여 상기 흡입공기유량 제어수단 A의 제어량을 매우 세밀하게 설정할 수 있으므로 신속하고 고정밀도로 목표 무부하 회전 속도로 제어할 수 있다.

[바람직한 실시예의 설명]

이하에 본 발명의 일실시예를 도면에 의거해 설명한다.

일실시예의 구성을 나타내는 제2도에 있어서, 기관(1)의 흡기통로(2)에는 공기청정기(3)을 개재해서 흡입되는 흡기 유량을 검출하는 풍량계(4) 및 가속기 패달과 연동해서 흡입공기유량을 제어하는 스로틀 밸브(5)가 설치되어 있다. 그리고 그 스로틀 밸브(5)에는 무부하 회전 스위치(5a)가 부설되고, 그 무부하 회전 스위치(5a)는 스로틀 밸브(5)의 닫힌 상태를 검출해 그 검출신호를 후술하는 제어장치(20)로 보내도록 되어 있다.

또, 상기 스로틀 밸브(5)를 바이패스시켜 흡기를 기관(1)으로 유도하는 바이패스통로(6)가 설치되어 있다. 그 바이패스 통로(6)에는 이곳을 통과하는 흡입공기유량을 제어하는 AAC밸브(7)가 설치된다.

또, 그 AAC밸브(7)를 바이패스하도록 바이패스 통로(6)에서 두갈래로 분기되는 제 2바이패스 통로(8)가 설치되고, 그 제 2 바이패스 통로(8)에는 개폐 밸브로서 FICD 밸브(9)가 설치된다. 그 제 2 바이패스 통로(8)는 그 하류부에서 상기 흡기통로(2)와 합류하고 있다.

상기 AAC 밸브(7)는 후술하는 제어장치(20)로부터의 구동신호에 의거해 열림도가 제어되고, 상기 FICD 밸브(9)는 다량의 흡입공기유량의 요구될 때에 (예를들면 부하가 큰 에어컨등이 작동하는 경우등) 제어장치(20)로부터의 신호에 의거해 밸브를 개방해서 상기 AAC 밸브(7)의 제어량을 보충한다. 한편, 통상시에는 그 FICD 밸브(9)를 폐쇄해서 상기 AAC 밸브(7)만으로 흡입공기량을 제어한다. 즉 본실시예에서는 이렇게 소용량의 AAC 밸브(7)와 FICD 밸브(9)를 설치하도록 해서 소용량인 그 AAC밸브(7)에 의해 고응답성, 고정밀도로 유량제어를 행하도록 하고 있으나, 물론 제어의 정확도가 좀 나쁘지만 대용량의 AAC 밸브(7) 만으로 구성해도 상관없다.

여기서는 상기 AAC 밸브(7) 및 제어장치(20)가 흡입공기유량 제어수단을 구성한다. 또 배전기(10)에는 크랭크각 센서(11)가 내장되어 있어 그 크랭크각 센서(11)로부터 기관회전과 동기해서 출력되는 크랭크 단위각 신호를 일정 시간 계수하거나, 또는 크랭크 기준각 신호의 주기를 계측해서 기관회전속도 N을 검출한다.

또 기관(1)의 냉각 재킷 내의 냉각수 온도 Tw를 검출하는 수온센서(12)가 설치된다.

즉 기관(1)의 크랭크 폴리(1a)로부터 끄집어낸 회전력에 의해 구동되는 에어컨(13)과 동력조향장치 펌프(14)가 설치되고, 에어컨(13)의 작동, 비작동을 절환하는 에어컨 스위치(13a)와 동력조향장치 펌프(14)의 작동, 비작동을 절환하는 동력조향장치 스위치(14a)가 설치된다.

상기 수온센서(12)의 수온에 응한 출력신호, 크랭크각 센서(11)의 출력신호 및 에어컨 스위치(13a), 동력조향장치 스위치(14a)의 온, 오프 신호는 제어장치(20)에 입력된다.

또 전기부하로서 도시하지않은 라디에이터 전동팬, 헤드라이트 및 열선 디포거의 작동에 대응해서 교류발전기(15)를 충전상태로 만드는 전동팬 스위치(15a), 헤드라이트 스위치(15b), 열선디포거 스위치(15c)의 온, 오프 신호도 제어장치(20)에 입력된다. 물론 전기부하에 대해서는 상기 이외에 모든 전기부하를 고려할 수 있으나, 같으므로 여기서는 상기 전기부하를 대표로 해서 설명하기로 한다.

제어장치(20)는 CPU, ROM, RAM, A/D 변환기 및 입출력 인터페이스등을 포함해 구성된 마이크로컴퓨터를 갖추고, 상기 각 입력신호에 의거해 개략 이하와 같이 해서 무부하 회전 속도를 제어한다. 또, 그 제어장치(20)는 기관 부하량 연산수단, 보조기구 부하량 연산수단 및 제어량 설정수단으로 구성된다.

① 먼저, 각 보조기구가 비작동 상태인 경우에 대해 설명한다.

이 경우에는 상기 무부하 스위치(5a), 도시하지않은 차속도 센서 등으로부터의 차의 속도 혹은 기관회전속도N등에 의거해 기관(1)이 무부하 운전상태라 판단되면 상기 수온센서(12)의 출력신호에 의거해 미리 제어장치(20)내에 기억되어 있는 수온 도표(제9도)를 참조해서 목표 무부하 회전속도N_₁(예를 들면 600r.p.m)가 검색된다. 이어 제6도에 표시된 바와 같이 , 무부하 회전 속도 N_i와 기관(1)이 목표 무부하 회전 속도Ni 로 운전되는데 필요한 흡입공기유량 Qe(혹은 열림도 제어량 AAC) 와의 관계에 의거해 무부하 회전 속도 N_i(예를들면 600r.p.m)에 대응하는 Qe_₁(혹은 상기 AAC 밸브(7) 의 열림도 제어량 AAC_₁)을 도표를 참조해서 검색한다.

그리고 그 검색한 제어량 AAC_₁에 따라 상기 AAC 밸브(7)의 열림도를 제어한다. 이것에 의해 목표 무부하 회전 속도 N_₁에 응한 바이패스 흡입공기유량 Qe₁가 주어지고 목표 무부하 회전 속도 N_₁으로 제어된다.

② 이어서 전술한 바와 같이 목표 무부하 회전 속도 N_₁으로 제어되어 있는 상태에 있어서 보조기구류 (에어컨 13, 동력조향장치 펌프 14, 교류발전기 15)가 작동한 경우에 대하여 제3도에 나타난 흐름도에 의거해 설명한다.

단계 1 (도면에서는 S1이라 기재하고 있다. 이하 같음) 에서는 상기 에어컨 스위치(13a), 동력조향장치 스위치(14a), 전기부하 스위치(15a-15c)등의 온 신호의 어느 한편이 제어장치(20)에 입력되면 제어장치(20)에서는 상기 입력된 온 신호의 조합에 의거하여 (즉 보조기구부하의 크기에 의거해) 현재의 무부하 회전 속도N_₁을 보조기구류의 작동에 수반하는 회전변동 등을 방지하기 위해 변경 (무부하 회전 상승)할 것인가의 여부를 판단한다. 구체적으로는 에어컨 스위치(13a), 동력조향장치 스위치(14a)의 어느 한편에 온 신호가 입력되면 보조기구부하가 크기 때문에 회전변동 등을 방지할 수 있게 무부하 회전을 상승시키고, 전기부하 스위치(15a-15c)의 온 신호만이 입력되는 것만으로는 비교적 보조기구부하가 작기 때문에 무부하 회전을 상승시키지 않도록 되어 있다. 아니오의 경우에는 단계 2로 진행되고 예의 경우에는 단계 5로 진행된다.

단계 2에서는 단계 1에서 무부하 회전 상승하지 않는다고 판단된 경우이고, 전동팬스위치(15a), 헤드라이트 스위치(15b), 열선디포거 스위치(15c)의 온 신호에 응하여, 미리 설정되어 있는 각 전기부하마다의 필요흡입공기유량 Q_F(라디에이터 전동팬), Q_H(헤드라이트), Q_D(열선디포거)를 검색하고 (제8도 참조), 이들을 합계해서 교류발전기(15)의 작동에 필요한 흡입공기유량Q_alt를 구한다. 여기서는 상기 흡입공기유량Q_alt가 보조기구 부하량 Qa_₁에 상당한다.

즉 제8도에 도시한 바와 같이, 상기 각 전기부하마다의 필요흡입공기유량 Q_F, Q_H, Q_D는 교류발전기(15)의 부하가 비교적 작으므로 무부하 회전 속도 영역에서는 후술하는 에어컨(13), 동력조향장치 펌프(14)의 경우와 같이 무부하 회전속도 Ni에 대해서 비례관계(제7도 참조)가 되지않는 일정한 값이다. 따라서 교류발전기(15)의 작동에 필요한 흡입공기유량 Q_alt는 Q_alt＝ Q_F＋ Q_H＋ Q_D에 의해 구할 수 있다.

단, 상에 식은 전기부하 스위치 (15a-15c)가 모두 온 상태인 경우를 나타내고 있고, 전기부하 스위치가 오프 상태인 전기부하에 대한 흡입공기유량은 상기 식에 있어 가산의 대상이 되지 않음은 물론이다.

단계3에서는 그 흡입공기유량 Qai (=Q_alt)와 상기 Qe₁을 읽어 들여 이들을 합계한 최종적인 흡입공기유량Q_₂를 구하고, 그 Q_₂에 대응하는 상기 AAC밸브(7)의 열림도 제어량 AAC_₂를 도표를 참조해서 결정한다.

단계4에서는 그 열림도 제어량 AAC_₂에 의거해 상기 AAC 밸브(7)의 열림도를 제어해서 본 처리과정을 종료한다.

이것에 의해 기관(1)은 무부하 회전 속도가 N₁으로 유지된 상태에서 보조기구가 작동되게 된다.

한편, 단계 5에서는 단계1에서 무부하 회전 상승을 해야된다고 판단된 경우(에어컨 스위치13a, 동력조향장치 스위치14a의 어느 한쪽의 온 신호가 입력된 경우)이고, 새로운 목표 무부하 회전 속도Nm (예를 들면 800r.p.m)에 가까워지도록 무부하 회전속도의 변화속도S를 상기 입력된 온 신호(보조기구부하의 크기)나 AT의 D범위, N범위 등에 의거해 설정된 도표를 참조해서 검색한다. 그 후 단계 6으로 진행한다. 단계 6에서는 상기 검색된S에 의거해 목표 무부하 회전 속도를 N_₂(= N_₁＋S × t ,t는 시간이나 회수등)로 설정한다.

단계 7에서는 후술하는 루틴 A 및 루틴 B를 실행한다. 제4도에 도시된 루틴 A에서는 상기 목표 무부하 회전 속도 N_₂에 따른 보조기구의 작동에 필요한 흡입공기유량(보조기구 부하량) Q_a₂를 연산한다. 그리고 제5도에 도시한 루틴 B에서 상기 목표 무부하 회전 속도 N_₂를 얻기 위해 기관(1) 그 자체가 필요로하는 흡입공기유량 Qe₂, 즉 기관 부하량 Q_e₂를 검색에 의해 구한다.

단계 8에서는 루틴 A 및 B에 의해 연산되는 Q_e₂와 Q_a₃를 읽어들여 이들을 합계해서 최종적으로 흡입공기유량 Q_₃를 구하고, 그 Q_₃에 대응하는 상기 AAC 밸브(7)의 열림도 제어량 AAC_₃를 도표를 참조해서 결정한다.

단계 9에서는 그 열림도 제어량 AAC_₃에 의거해 상기 AAC 밸브(7)의 열림도를 제어한다.

단계10에서는 상기 목표 무부하 회전 속도 N_₂가 최종적인 목표 무부하 회전 속도 Nm인가의 여부를 판단한다. 아니오의 경우에는 단계11로 진행해서 상기 목표 무부하 회전 속도 N_₂를 현재의 무부하 회전 속도 N_₁으로 한 후 단계6으로 되돌아가고 무부하 회전 속도 N_₂가 최종적인 목표 무부하 회전 속도 Nm이 되기까지 반복된다. 한편, 예의 경우에는 본 처리과정을 종료한다. 또, 상기 크랭크각 센서(11)에 의해 검출되는 실제의 무부하회전 속도가 목표 무부하 회전 속도 Nm이 되었는가의 여부를 판단하도록 할 수도 있다.

이것에 의해 기관(1)은 무부하 회전 속도를 새로운 목표회전속도 Nm으로 변경한 상태에서 보조기구가 작동되게 된다.

그래서 상기와 같이 기관부하나 AT의 D범위, N범위 등이 달라진 때마다 회전속도의 변화량S를 설정하고 단계적으로 새로운 목표부하회전 속도 Nm에 근접되도록 하면 회전속도가 떨어진다거나 급격히 올라가는등의 회전 변동을 최소로 억제할 수 있고, 급속하게 목표 무부하 회전 속도 Nm에 근접시키므로 엔진 정지등의 기관 운전성이 나빠지는 것을 방지할 수 있다.

여기서 상기 루틴A를 제4도에 나타낸 흐름도에 의거해 설명한다. 즉 본실시예에서는 AT의 N범위를 예로 들어 설명하지만 MT이더라도 또 AT가 D범위이더라도 이하의 방법으로 동일하게 연산할 수 있는 것은 물론이다.

그 루틴A에서는 상기 단계6에서 보내져 온 무부하 회전 속도 N_₂에 응한 보조기구의 작동에 필요한 흡입공기유량 (보조기구 유하량) Q_a₂을 연산한다(제6도 참조). 여기서는 에어컨(13), 동력조향장치 펌프(14) 및 교류발전기(15) 모두가 작동상태인 경우에 대해 설명하지만, 물론 실제로는 상기 입력된 각 스위치의 온 신호에 의거해 어느쪽의 보조기구가 작동하고 있는지가 판단되고, 작동하고 있지않은 보조기구에 대해서는 그 부분의 연산이 생략되도록 되어 있다. 그 루틴A가 보조기구 부하량 연산수단에 상당한다.

단계20에서는, 제 7도 (에어컨13 이나 동력조향장치 펌프 14의 경우)에 도시한 바와 같이, 무부하 회전 속도 Ni와 에어컨(13)이나 동력조향장치 펌프(14)의 각 보조기구의 작동에 필요한 흡입공기유량 Q_aa, Q_ap의 관계에서 도출된 아래의 계산식에 의해 상기 무부하 회전 속도N_₂에 대응하는 에어컨(13)의 작동에 필요한 흡입공기유량 Q_aa₂와 동력조향장치펌프(14)의 작동에 필요한 흡입공기유량 혹은 Q_ap₂를 연산한다. KQ는 최소량 필요정수이다.

Q_aa₂= Q_aa0/N_aa0× N₂＋ KQ

Q_ap₂= Q_ap0/N_ap0× N₂＋ KQ

Q_aa0: 에어콘의 기준흡입공기유량, N_aa0: 에어콘의 기준회전속도 (에어컨 13의 정수)

Q_ap0: 동력조향장치 펌프의 기준흡입공기유량, N_ap0: 동력조향장치 펌프의 기준회전속도 (동력조향장치 펌프 14의 정수)

단계 21에서는 단계 2와 같이해서 각 전기부하 (라디에이터 전동팬, 헤드라이트, 열선디포거) 마다 필요한 흡입공기유량 Q_F, Q_H, Q_D를 구하고 교류발전기 (15)의 작동에 필요한 흡입공기유량 Q_alt(= Q_F＋ Q_H＋ Q_D)를 구한다.

단계 22에서는 단계 20 및 단계 21에서 구한 보조기구마다의 필요흡입공기유량을 적산해서 최종적인 흡입공기유량 Q_a₂를 연산하다.

결국, Q_a₂= Q_aa₂＋ Q_ap₂＋ Q_alt

또, 상기 FICD 밸브(9)가 개방되어 있는 경우 (예를들면 에어컨13이 작동하고 있는 경우)에는 상기 FICD 밸브(9)를 통과하는 흡입공기유량분 Q_FICD분 (그 Q_FICD는 미리 무부하 회전 속도에 응하여 도표에 기억되어 있다)이 감해져서

Qa₂' = Qa₂ - Q_FICD

가 Qa₂로서 제3도에 표시된 흐름도의 단계8에 보내지게 된다.

이렇게 루틴A에서는 에어컨(13), 동력조향장치 펌프(14) 및 교류발전기(15)의 작동에 필요한 흡입공기유량 (보조기구 부하량)을 목표 무부하 회전 속도에 따라 설정 할 수 있는 구성으로 했으므로 종래의 장치와 비교해 고정밀도로 흡입공기유량제어를 행할 수 있게 된다.

이어 상기 루틴 B에 대해 제5도에 나타낸 흐름도에 의거해 설명한다.

그 루틴 B에서는 상기 단계6에서 보내져 온 무부하 회전 속도 N_₂로 기관(1)을 운전시키는데 필요한, 즉 무부하 회전 상승 등에 필요한 흡입공기유량 (기관 부하량)Qe₂를 구한다.

단계 30에서는 제6도에 나타나듯, 무부하 회전 속도 Ni와 기관(1)의 필요흡입공기유량 Qe와의 관계에 의거해 무부하 회전 속도 N_₂에 응하여 설정되어 있는 필요흡입공기유량 Qe_₂을 도표를 참조해서 검색한다.

그리고, 그 검색된 흡입공기유량 Qe_₂는 제 3도에 나타난 흐름도의 단계8로 보내진다.

이것에 의해 기관(1)자체를 무부하 회전 속도N_₂로 운전하는데 필요한 흡입공기유량(기관 부하량) Qe_₂가 구해지게 된다.

여기서 상기 ① 및 루틴 B가 기관 부하량 연산수단에 상당한다.

이상 설명한 바와 같이, 본실시예에 의하면 무부하 운전시에 있어서 보조기구의 작동할 때에, 기관 (1)자체를 목표 무부하 회전 속도Nm으로 운전함에 필요한 흡입공기유량(기관 부하량) Qe와 목표 무부하 회전 속도Nm에서 보조기구의 작동에 필요한 흡입공기유량 (보조기구 부하량) Qa와를 각각 분리해서 구함으로써 극히 세밀하게 기관(1)의 필요흡입공기유량을 결정할 수 있으므로, 이에 응하여 피드포워드 제어에 의한 상기 AAC밸브(7)이 열림도 제어량을 변경해서 고정도의 흡입공기유량보정을 행할 수 있게 된다. 따라서 보조기구의 작동절차에 수반하는 회전변동이 억제됨으로써 신속하면서 고정밀도로 목표 무부하 회전 속도로 제어할 수 있다.

또, 본실시예에 있어서도 종래예와 같이 상기 AAC밸브(7)의 열림도를 미리 설정한 기본 제어량에 대해 서서히 증감보정하게 피드백 제어를 행하도록 할 수도 있고, 또 피드포워드 제어 후에 피드백 제어를 행할 수도 있으며, 따라서, 각 제품의 흐트러짐 (예를들면 보조기구의 구동마력의 산포등)에 대응한 보다 고정밀도의 제어가 가능해지고, 그 흐트러짐을 학습하는 학습기능을 갖추도록 하면 보다 좋은 제어를 행할 수 있음은 물론이다. 또 보조기구에 대해서는 상기에서 설명한 보조기구에 한하지 않고 기관의 출력을 이용하는 모든 보조기구를 고려할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기관 부하량 연산수단을 이용하여 목표무부하 회전 속도에 대해 요구되는 기관 자체의 부하분에 필요한 흡입공기유량을 연산함과 아울러 보조기구 부하량 연산수단을 이용하여 목표 무부하 회전속도에 대해서 보조기구의 부하상태에 따라 요구되는 흡입공기유량을 연산하고 그 연산결과에 의거해 제어량 설정수단을 개재해서 흡입공기유량 제어수단의 제어량을 설정함으로써 목표 무부하 회전 속도의 변경이나 보조기구의 작동에 수반해 변화하는 기관 무부 운전에 필요한 흡입공기유량에 대응해서 상기 흡입공기유량 제어수단의 제어량을 극히 세밀하게 설정할 수 있으므로 신속하면서 고정도로 목표 무부하 회전 속도로 제어할 수 있다.

Claims (1)

1. 기관의 무부하 운전시에 목표 무부하 회전 속도가 되도록 흡입공기유량을 제어하는 흡입공기유량 제어수단과; 상기 목표 무부하 회전 속도에 대해서 요구되는 기관 자체의 부하분에 필요한 흡입공기유량을 연산하는 기관 부하량 연산수단과; 상기 목표 무부하 회전 속도에 대해서 보조기구의 부하상태에 응하여 요구되는 흡입공기유량을 연산하는 보조기구 부하량 연산수단과; 상기 기관 부하량 연산수단에 의해 연산되는 기관 부하량과 상기 보조기구 부하량 연산수단에 의해 연산되는 보조기구 부하량의 합계에 근거하여 상기 흡입공기유량 제어수단의 제어량을 설정하는 제어량 설정수단 ; 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡입공기유량 제어장치.