KR100397661B1 - 엔진파워제어시스템및엔진콘트롤유니트 - Google Patents

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아마노마쓰오
오오니시히로시
미노와토시미치
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가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

린공연비에서의 연소운전이 가능한 엔진과 이것에 결합된 자동변속기로된 엔진파워트레인을 구비한 자동차의 엔진파워 트레인의 제어방법을 제어장치에 관해서 엔진의 공연비가 인운전가능역과 이론공연비간을 이행하는 경우 공연비의 지령치를 스텝적으로 변화시켜 흡기량을 스텝적으로 전환한다.
흡기량은 공연비 이행직전과 이행종요후의 연료공급량이 같게 되도록 결정한다.
또 공연비의 지령치를 스텝적으로 전환한 직후는 일정기간만 기본연료량을 흡기량과 엔진회전수에 응하여 결정한 값에서 엑셀페달조작량의 엔진회전수에 응해서 결정한 값에 스탭적으로 전환한다.
한편 자동변속기는 엔진이 린공연비로 운전하고 있을때는 엑셀페달조작량과 엔진회전수와 차속에 응해서 변속과 *업와를 행하는 동시에 엑셀페달조작량과 엔진회전수에 응하여 자동변속기의 라인압을 결정한다.
이상의 구성에 의해 공연비이행의 전후에서 엔진토크가 변화하지 않고 운전자는 공연비의 변화를 전혀 의식하는 일없이 운전할 수 있다.
또한 린공연비 운전시라고 자동변속기의 라인압, 변속타이밍 록업타이밍을 적경지에 설정할 수 있고 엔진파워트레인의 운전성을 향상시킬 수 있다.

Description

엔진 파워 제어시스템 및 엔진 콘트롤 유니트
본 발명은, 린(lean) 공연비에서 운전가능한 엔진과 이 엔진에 결합된 자동변속기로 구성된 엔진 파워트레인을 구비한 자동차의 엔진 파워 제어시스템 및 엔진 콘트롤 유니트에 관한 것이다.
엔진의 배기가스 중의 유해성분을 낮게 억제한 상태로 연료 소비량을 개선하기 위해, 공연비를 이론 공연비보다도 연료 희박측(린 공연빌)에서 운전하는 엔진의 개발이 활발히 행해지고 있다. 공연비를 제어하는 방법으로서는, 엔진의 운전 상태가 소정의 범위에 있을 때 이론 공연비(스토이키(stoichiometric) 공연비)로부터 린 공연비로 전환시키는 방법이 제안되고 있다. 이러한 제안의 예로서는 일본국 특허공개 소 53-52825호 공보에 기재된 방법이 있다. 이 방법은 부하가 어떤값을 초과하면, 서서히 공연비를 희박화하여 가는 것으로, 역으로 부하가 감소하면 서서히 공연비를 원래로 되돌아가는 것이다. 또한, 다른 예로서는 일본국 특허공개 소 51-10224호 공보에 기재된 방법이 있다. 이 방법에 따르면, 이러한 공연비의 희박화를 중간 부하영역에 대해 실시하고, 저 부하영역과 고 부하영역에서는, 이론 공연비 또는 연료 농후측(리치 공연비)에서 출력을 중시한 공연비 제어가 실행된다고하는 것이었다.
린 공연비에서 운전을 행해는 경우에는, 통상의 이론 공연비에 있어서 연소보다, 엔진의 흡입 공기량에 대해 연료를 적게 한다. 스로틀 개방도가 일정한 상태에서 공연비를 크게 하여가면 엔진 토오크가 저하하여 간다. 한편, 배기가스 중의 질소 산화물(NOx)은 이론 공연비 이외에서는 촉매가 효과적으로 동작하지 않기 때문에, NOx가 허용한계를 내려가는 공연비에서만 린 운전이 가능하다. 따라서, 배기 가스에 대한 요구를 충족시키면서, 이론 공연비에서의 운전과 린 공연비에서의 운전 사이의 엔진 토오크의 차이를 작게 하기 위해서는, 가는한한 이론 공연비와 린운전가능 영역 사이의 이행을 신속하게 행할 필요가 있다.
한편, 이지 드라이브에 대한 요구로부터 전술한 것과 같은 엔진에도 자동 변속이 필요하다. 자동 변속기는 제어장치 내부의 시프트 스케쥴에 따라 변속을 행한다. 이 시프트 스케줄은 엔진 토오크의 지표인 스로틀 개방도와 차속에 따라 결정된다(모터 팬, 삼영서방(三榮書房), 1990년 12월호 29 페이지 참조). 또한, 룩업 스케줄에 대해서도 스로틀 개방도와 차속에 따라 결정된다. 또한, 엔진 출력을 효율이 우수하게 차축에 전달하기 위해, 라인 압력에 대해서도 스로틀 개방도에 따라 결정되고 있다.
전술한 것과 같이, 가능한한 이론 공연비와 린 운전가능 영역 사이의 이행을 신속히 행할 필요가 있지만, 이론 공연비에 있어서 토오크와 린 운전가능 영역에 있어서 토오크에는 30% 정도의 차이가 있기 때문에, 공연비 전환을 빨리 행하면 전환시에 쇼크가 발생하는 동시에, 린 운전시에는 엔진의 힘 부족을 느낀다고 하는문제가 생겨 버린다.
본 발명의 목적은, 배기가스에 대한 요구를 만족하도록 공연비를 신속하게 전환하여도, 쇼크나 엔진 토오크의 저하가 없는 엔진 파워 제어시스템 및 엔진 콘트롤유니트를 제공함에 있다.
또한, 린 공연비에서 운전을 행한 경우에는, 스로틀 개방도가 일정한 상태에서는 토오크가 저하해 버리기 때문에, 자동 변속기의 변속 타이밍과 록업 타이밍과 라인 압력의 설정이 적절하기 않게 되어 변속 쇼크가 증대하여 버리는 동시에, 운전성이 악화된다고 하는 문제도 생긴다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 린 운전영역과 이론 공연비 사이의 이행을 공연비의 지령값을 스텝식으로 변화시키는 것에 의해 행하고, 이때 흡기량을 제어하여 린 운전시와 비 린 운전시에서 엔진으로 들여보내는 공기량을 스텝식으로 전환시킨다.
공연비의 지령값은 기본 연료량과 엔진 회전수에 따라 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 데이터를 검색, 보간하여 결정하지만, 현재의 지령값이 린 공연비인지 아닌지에서 서로 다른 데이터를 사용한다. 데이터의 검색, 보간시에는 기본 연료량과 엔진 회전수의 어느 한쪽 또는 양쪽을 임의의 자리수에서 사사오입한 후, 검색, 보간을 행한다.
린 운전가능 영역과 이론 공연비 사이의 이행시에는, 공연비 이행 직전과, 이행 종료후위 연료 공급량이, 동일하게 되도록 흡기량을 제어한다. 이 흡기량은, 린 운전시에는 액셀 페달 조작량과 엔진 회전수에 따라 사전에 제어장치 내부에 설정해 놓은 데이터를 검색, 보관하여 결정하고, 비 린 운전시에는, 액셀 페달 조작량에 따라 일정하게 결정한다.
공연비의 지령값을 스텝식으로 전환한 직후에는 일정 기간만큼, 기본 연료량과 흡기량과 엔진 회전수에 따라 결정된 값으로부터, 액셀 페달 조작량과 엔진 회전수에 따라 결정된 값으로 스텝식으로 전환한다. 이 일정기간 중에 액섹 페달 조작량이 사전에 설정된 상하한값 범위 내가 아니게 되었을 때에는, 기본 연료량을 흡기량과 엔진 회전수에 따라 결정한다.
이상의 구성에 의해, 린 운전가능 영역과 이론 공연비 사이의 이행에서 공연비의 지령값을 스텍식으로 변화시키기 때문에, 공연비가 신속하게 전환된다. 이때 흡기량을 스텍식으로 전환시키기 때문에, 공연비의 변화에 기인하는 엔진 토오크의 변화를 곧바로 억제할 수 있다.
또한, 현재의 공연비의 지령값이 린 공연비인지 아닌지에서 서로 다른 데이터를 검색하여 공연비를 결정하기 때문에, 흡기량을 변화시키는 것에 의해, 기본 연료량이 변화하여 린 공연비와 비 린 공연비 사이를 헌팅하여 버린다고 하는 경우가 없어진다.
또한, 데이터의 검색, 보간시에는 기본 연료량과 엔진 회전수의 어느 한쪽 또는 양쪽을 임의의 자리수에서 사사오입한 후, 검색, 보간을 행하기 때문에, 린 운전가능 영역에 있어서 공연비의 변화가 부드럽게 되어, 엔진의 연소상태가 안정된다.
또한, 린 운전가능 영역과 이론 공연비 사이의 이행에서 공연비 이행 직전과, 이행 종료후의 연료 공급량이, 동일하게 되도록 흡기량을 제어하기 때문에, 공연비 이행 전후에서의 엔진 토오크의 변화가 없어진다.
또한, 린 운전시의 흡기량을 액셀 페달 조작량과 엔진 회전수에 따라 사전에 제어장치 내부에 설정해 놓은 데이터를 검색, 보간하여 결정하는 동시에, 비 린 엔진 운전시에는, 액셀 페달 조작량에 따라 일정하게 결정하기 때문에, 린 시에는 엔진 동작점의 모든 점에서 엔진 토오크를 적절히 보충하고, 또한 비 린 공연비로 전환된 경우에는 엔진 동작점의 모든 점에서 린번 엔진이 아닌 자동차와 동일한 운전성을 실현할 수 있게 된다.
또한, 공연비의 지령값을 스텝식으로 전환한 직후에는 일정시간 만큼, 기본 연료량을 흡기량과 엔진 회전수에 따라 결정한 값으로부터, 엑셀 페달 조작량과 엔진 회전수에 따라 결정된 값으로 스텝식으로 전환하기 때문에, 흡기량이 스텝식으로 전환하였을 때의 연료 공급량을 임의로 설정할 수 있게 된다.
더구나, 일정기간 중에 액셀 페달 조작량이 미리 설정된 상하한값 범위 내가도지 않았을 때에는, 기본 연료량과 흡기량과 엔진 회전수에 따라 결정되기 때문에, 액셀 페달로부터 발을 뗀 경우나 급가속시에 연료를 적절히 공급할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 사용하여 설명한다.
도 1은 엔진 파워트레인의 제어의 전체 구성을 나타낸 것이다. 본 실시예는, 적어도 흡기량 검출수단(13)과 흡기량 제어 액추에이터(6)와 엔진 회전수 검출수단(2)과 연료 공급 밸브(29)를 구비한 엔진(12)의 제어장치(20)이다. 본 제어장치는 중앙연산소자인 CPU(23), 판독 전용 메모리인 ROM(24), 수시 판독기록 가능 메모리인 RAM(25), 입출력 포트(21), 아날로그 신호와 디지탈 신호의 변환을 하는 A/D 변환기(28), 어드레스 버스(26), 데이터 버스(27) 등으로 이루어진 소위 마이크로 컴퓨터로서, 액셀 페달 조작량 신호(101), 흡기량 신호(112), 엔진 회전수 신호(102)를 받아들여, ROM(24) 내부에 기억해 둔 순서에 따라 흡기량 제어 액추에이터(6),연료 공급 밸브(29)에 지령을 준다.
도 2에 공연비와 엔진 토오크 및 질소 산화물(NOx)의 관계를 나타내였다. 전술한 것과 같이, 린 연소비에서의 운전은, 통상의 이론 공연비에 있어서의 연소보다도 엔진의 흡입 공기량에 대한 연료량을 적게 한다. 따라서, 스로틀 개방도가 일정한 상태에서 공연비를 크게 하여가면 엔진 토오크가 저하하여 간다. 한편, 배기가스 중의 NOx는 이론 공연비 이외에서는 촉매가 효과적으로 동작하지 않기 때문에, NOx가 허용한계를 밑도는 공연비에서만 린 운전이 가능하다. 따라서, 배기가스에 대한 요구를 만족시키면서, 이론 공연비에서의 운전과 린 공연비에서의 운전 사이의 엔진 토오크의 차이를 작게 하기 위해서는, 가능한한 이론 공연비와 린 운전 가능 영역 사이의 이행을 빨리 행할 필요가 있다.
도 3 내지 도 9에 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸다. 도 3에 제 1 실시예의 제어의 블록 다이어그램을 나타낸다. 액셀 페달 조작량 검출수단(1)으로부터의 액셀 페달 조작량 신호(101)와 엔진 회전수 검출수단(2)으로부터의 엔진 회전수 신호(102)로부터, 공연비 전환시 기본 연료량 결정수단(3)에서 공연비 전환시 기본 연료량을 산출한다. 한편, 흡기량 검출수단(13)으로부터의 흡기량 신호(112)와 엔진 회전수 신호(102)로부터, 통상시 기본 연료량 결정수단(4)에서 통상시 기본 연료량의 산출한다. 또한, 흡기량 신호(112)와 엔진 회전수 신호(102)로부터, 공연비 결정수단(5)에서 공연비 지령값을 산출한다. 연료 공급량 결정수단(11)에서는 공연비 전환시 기본 연료량 신호(103), 통상시 기본 연료량 신호(104), 공연비 지령값 신호(105) 및 액셀 페달 조작량 신호(101)로부터 연료 공급량을 결정하여 연료 공급량 신호(111)를 출력하고, 연료 공급 밸브(29)에 지령을 보낸다. 흡기량 결정수단(7)에서는 액셀 페달 조작량 신호(101), 엔진 회전수 신호(102), 및 공연비지령값 신호(105)로부터, 흡기량 지령값을 산출하여 흡기량 지령값(109)을 출력하여, 흡기량 제어 액추에이터(6)를 동작시킨다.
도 4에 도 3에 나타낸 통상시 기본 연료량 결정수단(4)에서 행해지는 처리의 흐름도를 나타낸다. 스텝 1001에서 흡기량 신호(112)를 읽어들인다. 스텝 1002에서 엔진 회전수 신호(102)를 읽어들이고, 스텝 1003에서 하기 식에 의해 통상시 기본 연료량을 산출한다.
통상시 기본 연료량 = 정수 1 * 흡기량 / 엔진 회전수 … 수학식 1
도 5에 도 3에 나타낸 공연비 전환시 기본 연료량 결정수단(3)에서 행해지는 처리의 흐름도를 나타낸다. 스텝 1004에서 액셀 페달 조작량 신호(101)를 읽어들이고, 스텝 1005에서 엔진 회전수 신호(102)를 읽어들이며, 스텝 1006에서 미리 제어 장치 내부에 기억해 둔 데이터를 액셀 페달 조작량 신호(101)와 엔진 회전수 신호(102)로 검색, 보간하여, 공연비 전환시 기본 연료량을 산출한다. 제어장치 내부에 기억해 놓은 데이터는, 비 린 공연비와 흡기량 제어 액추에이터(9)의 조작량과 액셀 페달 조작량이 같을 때, 엔진 회전수, 액셀 페달 조작량 및 통상시 기본 연료량의 관계로 하는 것으로, 공연비 이행 직전과 이행 종료후의 연료 공급량을 동일하게 할 수 있다.
도 6에 도 3에 나타낸 연료 공급량 결정수단(111)에서 행해지는 처리의 흐름도를 나타낸다. 우선, 스텝 1007 내지 스텝 1010에서, 액셀 페달 조작량 신호(101), 공연비 지령값 신호(105), 공연비 전환시 기본 연료량 신호(103), 통상시 기본 연료양 신호(104)를 읽어들이고, 스텝 1011에서 액셀 페달 조작량 신호(101)로부터 액셀 페달 조작 속도를 산출한다. 다음에, 공연비 지령값 신호(105)가, 린 으로부터 비 린, 또는 비 린으로부터 린으로 전환되는 일정 기간을 공연비 이행기간 중으로 하면, 스텝 1012에서 공연비 이행기간 중이고, 또한, 스텝 1013, 1014에서 이하의 수학식이 성립하면, 스텝 1015에서 수학식 4에 의해 기본 연료량을 산출한다.
점수 2<액셀 페달 위치(정수 3 … 수학식 2
정수 4<액셀 페달 조작 속도<정수 5 … 수학식 3
기본 연료량 = 공연비 전환시 기본 연료량 … 수학식 4
또한, 그렇지 않으면, 스텝 1016에서 수학식 5에 의해 기본 연료량을 산출한다.
기본 연료량 =통상시 기본 연료량 … 수학식 5
단, 수학식 4를 실행한 후, 공연비 지령신호(105)가 린 공연비를 나타내면, 다시, 스뎁 1018에서 수학식 6에 의해 기본 연료량을 산출한다.
기본 연료량 = 기본 연료량 * 공연비 지령값 … 수학식 6
그리고, 연료 공급량은, 스텝 1019에서 수학식 7에 의해 산출된다.
연료 공급량 = 기본 연료량 / 공연비 지령값 + 보정값 … 수학식 7
여기에서, 보정값은 가속시의 증가량 등을 나타내는 값이다. 연료 공급량을 전술한 것과 같이 결정하는 것으로, 공연비 이행 중의 연료 공급량이, 이행 직전의 연료 공급량과 거의 같아져, 엔진 토오크의 변동을 억제할 수 있다.
도 7에 도 3에 나타낸 공연비 결정수단(5)에서 행해지는 처리의 흐름도를 나타낸다. 스텝 1020 내지 스텝 1021에서 흡기량 신호(112)와 엔진 회전수 신호(102)를 읽어들이고, 스텝 1022와 스텝 1023에서 각각 임의의 자리수에서 잘라버림, 잘라울림, 또는 사사오입에 의해 입력 데이터에 사사오입 처리를 행한다. 이 처리된 입력 데이터로, 전술한 데이터 검색을 행하는 것에 의해, 공연비의 미소한 변동을 억제할 수 있다. 다음에, 스텝 1024에서 전회 계산된 공연비 지령값 신호(105)가 린 공연비를 나타내면, 스텝 1025에서 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 린 공연비시를 위한 데이터를, 사사오입하여 흡기량과 엔진 회전수로 검색, 보간하여, 공연비 지령값을 산출한다. 전회 계산된 공연비 지령값 신호(105)가 비 린 공연비를 나타내면, 스텝 1026에서 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 공연비시를 위한 데이터를, 사사오입하여 흡기량과 엔진 회전수로 검색, 보간하여, 공연비 지령값을 산출한다.
도 8에 도 3에 나타낸 흡기량 결정수단(7)에서 행해지는 처리의 흐름도를 나타낸다. 스텝 1027 내지 스텝 1029에서 공연비 지령치 신호(105), 액셀 페달 조작량 신호(101), 및 엔진 회전수 신호(102)를 읽어들이고, 스텝 1030에서 공연비 지령값이 린 공연비를 표시하면, 스텝 1031에서 액셀 페달 조작량과 엔진 회전수로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 둔 린 시 흡기량 지령 데이터를 검색, 보간하여 흡기량 지령값을 결정한다. 공연비 지령값이 비 린 공연비를 나타내면, 스텝 1032에서 액셀 페달 조작량으로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비린 시의 흡기량 지령 테이블을 검색, 보간하여, 흡기량 지령값을 결정한다. 이 결정방법에 의해, 공연비 이행중의 연료 공급량과 이행후의 연료 공급량이 같아져, 엔진 토오크의 변동을 억제할 수 있다.
도 9는 제 1 실시예의 효과를 나타내는 타임챠트이다. 액셀 페달 조작량을 일정하게 한 상태로 공연비 지령이 스토이키로부터 린으로 스텝식으로 전환되면, 흡기량 제어 액추에이터가 다소의 시간 지연을 발생하면서, 개방측으로 동작한다. 이때, 실제의 흡기량도 증량된다. 기본 연료량은, 공연비가 커지기 때문에, 전술한 수학식 6에 의해 증량하지만, 연료 공급량은 수학식 7에 의해 감소되기 때문에, 결과적으로 공연비 이행의 전후에서 엔진 출력은 거의 변하지 않는다. 공연비 지령이 린으로부터 스토이키로 스텝식으로 전환되면, 흡기량 제어 액추에이터가 다소의 시간 지연을 발생하면서, 폐쇄측으로 동작한다. 이때, 실제의 흡기량도 감소한다. 기본 연료량은, 공연비가 작아지기 때문에, 수학식 4에 의해 감소하지만, 연료 공급량은 수학식 7에 의해 증량하기 때문에, 결과적으로 공연비 이행의 전후에서 엔진 출력은 거의 변하지 않는다. 따라서, 공연비의 변화에 이한 쇼크의 발생을 억제할 수 있어, 운전자는 공연비의 변화를 전혀 의식하는 일 없이 운전이 가능하다.
도 10 내지 도 19에 제 2 실시예를 나타낸다. 도 10은 제 2 실시예의 제어의 엔진 파워트레인의 전체 구성도이다. 엔진 파워트레인은, 엔진(38)과 자동 변속기(39) 및 액셀 페달 조작량 검출수단(30), 스로틀 개방도 검출수단(31), 엔진 회전수 검출수단(32), 기름 온도 검출수단(33), 차속 검출수단(37), 라인 압력 제어 액추에이터(34), 차속 제어 액추에이터(35), 록업 제어 액추에이터(36)를 구비한 자동 변속기 제어장치(40)와, 이것과 전기적으로 결합된 엔진 제어장치(41)로 구성된다. 자동 변속기 제어장치(40)는, 마이크로 컴퓨터를 탑재하고, 액셀 페달 조작량신호(130), 스로틀 개방도 신호(131), 엔진 회전수 신호(132), 기름 온도 신호(133), 차속 신호(137), 엔진 제어장치(41)로부터의 공연비 지령값 신호(141)가 입력되고, 라인 압력 지령신호(134), 변속 지령신호(135), 록업 지령신호(136)를 각 액추에이터로 출력하며, 엔진 제어장치(41)에 대해서는 기름 온도 신호(133)와 자동 변속기(39)의 고장 판정결과 신호(142)를 출력한다. 엔진 제어장치(41)도 마이크로 컴튜터를 탑재하고, 엔진으로의 제어신호를 출력한다. 이때, 본 실시예에서는 기름 온도 신호(133)는 자동 변속기 제어장치(40)를 경유하고 있지만, 경유하지 않고 직접 엔진 제어장치(41)로 입력하여도 좋다.
도 11에 제 2 실시예의 제어의 블로 다이어그램을 나타낸다. 자동 변속기 제어장치(40)는, 변속 지령 결정수단(43), 록업 결정수단(44), 라인 압력 결정수단(45)을 구비하고 있고, 변속 지령 결정수단(43)은 액셀 페달 조작량 검출수단(30)으로부터의 액셀 페달 조작량 신호(103), 스로틀 개방도 검출수단(31)으로부터의 스로클 개방도 신호(131), 엔진 회전수 검출수단(32)으로부터의 엔진 회전수 신호(132), 차속 검출수단(370으로부터의 차속 신호(137)로부터 변속비를 결정하여, 차속 지령신호(135)를 출력한다. 록업 결정수단(44)에서는 액셀 페달 조작량 신호(130), 스로틀 개방도 신호(131), 엔진 회전수 신호(132), 차속 신호(137)로부터의 록업의 가부를 결정하여, 록업 지령신호(136)를 출력한다. 라인 압력 결정수단(45)에서는, 액셀 페달 조작량 신호(130), 스로틀 개방도 신호(131), 엔진 회전수 신호(132)로부터 라인 압력을 결정하여, 라인 압력 지령신호(134)를 출력한다. 한편, 엔진 제어장치(41) 내부의 공연비 결정수단(46)에서는 엔진(38)의 상태에 따라 공연비를 결정한 후, 기름 온도 검출수단(33)으로부터의 기름 온도 신호(133)와 고장 판정수단(42)으로부터의 고장 판정신호(142)를 기본으로, 최종의 공연비를 결정하고, 공연비 지령신호(141)를 자동 변속기 제어장치(41)로 출력한다.
도 12에 도 11에 나타낸 변속 지령 결정수단(43)에서 행해지는 처리의 제 1예의 흐름도를 나타낸다. 이 예는, 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시킬 수 없는 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 먼저, 스텝 1050 내지 스텝 1053에서, 공연비 지령신호(141), 액셀 페달 조작량 신호(130), 스로클 개방도 신호(131), 차속 신호(137)를 읽어들이고, 스텝 1054에서 공연비 지령신호 (141)가 비 린 공연비를 나타내는 경우에는, 종래와 같이 통상적인 제어인 스텝 1056에서, 스로틀 개발도 신호(131)와 차속 신호(137)를 사용하여 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 공연비용의 차속 데이터를 검색, 보간하여, 변속 지령값을 산출한다. 린 공연비의 경우에는 스텝 1055에서, 먼저 엔진 회전수 신호(132)와 액셀 페달 조작량 신호(130)를 사용하여 미리 제어장치 내부에 기억해놓은 데이터를 검색, 보간하여, 엔진 토오크의 지표를 산출하고, 그 후 스텝 1057에서 엔진 토오크의 지표와 차속 신호(137)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 린 공연비용의 변속 데이터를 검색, 보간하여, 차속 지령값을 산출한다.
도 13에 도 11에 나타낸 차속 지령값 결정수단(43)에서 행해지는 처리의 제 2 예의 흐름도를 나타낸다. 이 예도, 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시키는 것이 가능하지 않은 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 처리 내용은 전술한 제 1 예보다 간략하기 때문에, 운전성을 약간 떨어진다. 먼저, 스텝 1058과 스텝 1059에서 스로틀 개방도 신호(1031), 차속 신호(137), 공연비 지령신호(141)를 읽어들이고, 스텝 1060에서 공연비 지령신호(141)가 비 린 공연비를 나타내는 경우에는, 종래와 같은 제어인 스텝 1062에서 스로틀 개방도 신호(131)와 차속 신호(137)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 공연비용의 차속 데이더를 검색, 보간하여, 차속 지령값을 산출한다. 공연비 지령신호(141)가 린 공연비를 나타내는 경우에는, 스텝 1061에서 스로틀 개방도 신호(131)와 차속 신호(137)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 둔 린 공연비용의 변속 데이터를 검색, 보간하여, 변속 지령값을 산출한다.
도 14에 도 11에 나타낸 변속 지령 결정수단(43)에서 행해지는 처리의 제 3예의 흐름도를 나타낸다. 이 예는 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시킬 수 없는 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 처리 내용은 전술한 제 1 예, 제 2 예보다 간략하다. 운전성에 대해서는, 엔진측에서 공연비 전환시의 엔진 출력의 변화를 억제하기 때문에, 제 1 예, 제 2 예보다 훨씬 양호하다.예를 들면, 변속과 공연비 전환이 동시에 생겨도, 전혀 문제는 없다. 먼저, 스텝 1063 내지 스텝 1064에서 액셀 페달 조작량 신호(103)와 차속 신호(137)를 읽어들이고, 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 공연비용의 변속 데이터를 검색, 보간하여, 변속 지령값을 출력한다. 엔진측의 제어에 의해 공연비 전환시의 엔진 출력의 변화를 억제하기 때문에, 린 공연비용의 데이터를 가질 필요는 없다.
도 15에 도 11에 나타낸 록업 결정수단(44)에서 행해지는 처리의 제 1 예의 흐름도를 나타낸다. 이 예는 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시킬 수 없는 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 먼저, 스텝 1066 내지 스텝 1069에서 공연비 지령신호(141), 액셀 페달 조작량 신호(130), 스로틀 개방도 신호(131), 차속 신호(137)를 읽어들이고, 스텝 1070에서 공연비 지령신호(141)가 비 린 공연비를 나타내는 경우에는, 종래와 마찬가지의 제어의 스텝 1072에서 스로틀 개방도 신호(131)와 차속 신호(137)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 둔 비 린 공연비용의 록업 데이터를 검색, 보간하여, 록업 지령값을 산출한다. 린 공연비를 표시하는 경우에는, 먼저, 스텝 1071에서 엔진 회전수 신호(132)와 액셀 페달 조작량 신호(130)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 데이터를 검색 보간하여, 엔진 토오크의 지표를 선출하고, 그 후, 스텝 1073에서 엔진 토오크의 지표와 차속 신호(137)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 린 공연비용의 록업 데이터를 검색, 보간하여, 록업 지령값을 산출한다.
도 16에 도 11에 나타낸 록업 결정수단(44)에서 행해지는 처리의 제 2 예의 흐름도를 나타낸다. 이 예는, 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시킬 수 있는 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 처리 내용은 전술한 제 1 예보다 간략하다. 운전성에 대해서는, 엔진측에서 공연비 전환시의 엔진 출력의 변화를 억제하기 때문에, 제 1 예보다 현격하게 좋으며, 예를 들면, 록업과 공연비 전환이 동시에 생겨도, 전혀 문제는 없다. 먼저, 스텝 1074와 스텝 1075에서 액셀 페달 조작량 신호(130)와 차속 신호(137)를 읽어들이고, 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 공연비용의 록업 데이터를 검색, 보간하여, 록업 지령값을 산출한다. 엔진측의 제어에 의해 공연비 전환시의 엔진 출력의 변화를 억제하기 때문에, 린 공연비용의 데이터를 가질 필요는 없다.
도 17에 도 11에 나타낸 라인 압력 결정수단(45)에서 행해지는 처리의 제 1 예의 흐름도를 나타낸다. 이 예는 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시킬 수 없는 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 먼저, 스텝 1077 내지 스텝 1079에서 공연비 지령신호(141), 액셀 페달 조작량 신호(130), 스로틀 개방도 신호(131)를 읽어들이고, 스텝 1080에서 공연비 지령신호 141이 비 린 공연비를 나타내는 경우에는, 종래와 같은 제어의 스텝 1082에서 스로클 개방도 신호(131)를 사용하여 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 공연비용의 라인 압력 데이티를 검색, 보간하여, 라인 압력 지령값을 산출한다. 린 공연비의 경우에 는, 스텝 1081에서 엔진 회전수 신호(132)와 액셀 페달 조작량 신호(130)로부터 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 데이터를 검색, 보간하여, 엔진 토오크의 지표를 산출하고, 그 후, 스텝 1083에서 엔진 토오크의 지표를 사용하여 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 린 공연비용의 라인 압력 데이터를 검색, 보간하여, 라인 압력지령값을 산출한다.
도 18에 도 11에 나타낸 라인 압력 결정우단(45)에서 행해지는 처리의 제 2 예의 흐름도를 나타낸다. 이 예는, 공연비의 전환에 기인하여 흡기량을 증감시킬 수 있는 엔진을 구비한 자동차의 운전성을 향상시키는데 효과적이다. 처리 내용은 전술한 제 1 예보다 간략하다. 먼저, 스텝 1084에서 액셀 페달 조작량을 읽어들이고, 스텝 1085에서 미리 제어장치 내부에 기억해 놓은 비 린 연소용의 라인 압력 데이터를 검색, 보간하여, 라인 압력 지령값을 산출한다. 엔진측의 제어에 의해 공연비 전환시의 엔진 출력의 변화를 억제하기 때문에, 린 연소용의 데이터를 가질 필요는 없으며, 단순한 제어 플로우로 된다.
도 19에 도 11에 나타낸 공연비 결정수단(46)에서 행해지는 처리의 흐름도를 나타낸다. 우선, 스텝 1086에서 엔진 상태에 따라 공연비를 산출한 후, 스텝 1087에서 자동 변속기의 기름 온도를, 스텝 1088에서 고장 판정의 값을 읽어들인다. 다음에, 스텝 1089에서 공연비 지령이 린 연소를 나타내고, 또한, 스텝 1090, 1091에서 하기의 (1)(2)의 어느 한쪽의 조건이 성립하면, 스텝 1092에서 공연비 지령을 스토이키를 나타내는 값으로 하는 것에 의해, 자동 변속기가 지온시 또는 고장시의 운전성을 확보한다.
(1) 기름 온도 ≤ 정수 6 … 수학식 8
(2) 자동 변속기의 일부가 고장 중이다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면, 이하의 현저한 효과를 얻을 수 있다.
1. 공연비의 린 운전가능 영역과 이론 공연비 사이를 이행하는 경우, 공연비의 지령값을 스텝식으로 변화시키고, 흡기량을 스텝식으로 전환하기 때문에, 공연비의 변화에 기인하는 엔진 토오크의 변화를 억제할 수 있어, 쇼크를 방지할 수 있다.
2. 현재의 공연비의 지령값이 린 공연비인지 아닌지에서 서로 다른 데이터를 검색하여 공연비를 결정하기 때문에, 흡기량을 변화시킨 것에 의해 기본 연료량이 변화하고, 공연비의 제어값의 린 공연비와 비 린 공연비 사이의 헌팅을 방지할 수 있다.
3. 데이티의 검색, 보간시에는 기본 연료량과 엔진 회전수의 어느 한 쪽, 또는 양쪽을 임의의 자리수에서 사사오입한 후, 검색, 보간을 행하기 때문에, 린 운전가능 영역에 있어서 공연비의 변화가 부드럽게 되어, 엔진의 연소 상태가 안정된다.
4. 공연비의 린 운전가능 영역과 이론 공연비 사이를 이행하는 경우, 공연비 이행 직전과 이행 종료후의 연료 공급량이 동일하게 되도록 흡기량을 제어하기 때문에, 공연비 이행 전후에서의 엔진 토오크의 변화가 없어, 쇼크를 방지할 수 있다.
5. 공연비의 린 운전시의 흡기량을 액셀 페달 조작량과 엔진 회전수에 따라 사전에 제어장치 내부에 설정해 놓은 데이터를 검색, 보간하여 결정하는 동시에, 비 린 운전시에는 액셀 페달 조작량에 따라 일정하게 결정하기 때문에, 비 린 운전시의 운전성은, 린번 엔진이 아닌 자동차와 동일한 운전성을 실현할 수 있다.
6. 공연비의 지령값을 스텝식으로 전환한 직후에는 일정기간 만큼, 기본 연료량을 흡기량과 엔진 회전수에 따라 결정한 값으로부터, 액셀 페달 조작량과 엔진 회전수에 따라 결정된 값으로 스텝식으로 전환하기 때문에, 흡기량이 스텝식으로 전환하였을 때의 연료 공급량을 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 일정기간 중에, 액셀 페달 조작량이 미리 설정한 상하한값 범위 내가 되지 않았을 때에는, 기본 연료량을 흡기량과 엔진 회전수에 따라 결정하고, 액셀 페달로부터 발을 뗀 경우나, 급가속시에, 연료를 적절히 공급할 수 있다.
도 1은 엔진 파워트레인의 제어의 전체 구성도,
도 2는 공연비와 엔진 토오크, 질소산화물의 관계도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 제어의 블록 다이어그램.
도 4는 통상시 기본 연료량 결정수단에서 행해지는 처리의 흐름도,
도 5는 공연비 전환시 기본 연료량 결정수단에서 행해지는 처리의 흐름도,
도 6은 연료 공급량 결정수단에서 행해지는 처리의 흐름도,
도 7은 공연비 결정수단에서 행해지는 처리의 흐름도,
도 8은 흡기량 결정수단에서 행해지는 처리의 흐름도,
도 9는 본 발명을 적용한 결과를 나타낸 타임챠트,
도 10은 본 발명의 제 2 실시예의 엔진 파워트레인의 제어의 전체 구성도,
도 11은 본 발명의 제 2 실시예의 제어의 블록 다이아그램,
도 12는 변속지령 결정수단에서 행해지는 처리의 제 1 예의 흐름도.
도 13은 변속지령 결정수단에서 행해지는 처리의 제 2 예의 흐름도,
도 14는 변속지령 결정수단에서 행해지는 처리의 제 3 예의 흐흠도,
도 15는 록업 결정수단에서 행해지는 처리의 제 1 예의 흐름도,
도 16은 록업 결정수단에서 행해지는 처리의 제 2 예의 흐름도,
도 17은 라인 압력 결정수단에서 행해지는 처리의 제 1 예의 흐름도,
도 18은 라인 압력 결정수단에서 행해지는 처리의 제 2 예의 흐름도,
도 19는 공연비 결정수단에서 행해지는 처리의 흐름도.

Claims (11)

  1. 연료 공급밸브와, 액추에이터에 의해 흡기량이 제어되는 흡기량 제어밸브를 갖는 동시에, 린 공연비 영역 및 비 린 공연비 영역의 양쪽에서 운전되는 자동차의 엔진 파워 제어시스템에 있어서,
    상기 린 공연비 영역과 상기 비 린 공연비 영역의 이행시에는,
    액셀 페달 조작량 검출수단을 통한 액셀 페달 조작량 신호와 엔진 회전수 검출수단을 통한 엔진 회전수 신호로부터 상기 연료 공급밸브의 목표 개방시간에 해당하는 연료 제어 목표값을 구하고, 상기 연료 공급밸브의 개방시간이 상기 연료 제어 목표값이 되도록 상기 연료 공급밸브에 대해 신호를 출력하는 동시에,
    액셀 페달 조작량 검출수단을 통한 액셀 페달 조절량 신호와 엔진 회전수 검출수단을 통해 엔진 회전수 신호로부터 상기 흡기량 제어밸브의 목표 개방도에 해당하는 흡기량 제어 목표값을 구하고, 상기 흡기량 제어밸브의 개방도가 상기 흡기량 제어 목표값이 되도록 상기 액추에이터에 출력할 신호를 스텝식으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 엔진 파워 제어시스템.
  2. 연료량을 계측하는 수단과, 공기량을 계측하는 수단과, 상기 계측된 연료량에 근거하여 공기량을 제어하는 것에 의해서, 및/또는 상기 계측된 공기량에 근거하여 연료량을 제어하는 것에 의해서 목표공연비를 구하는 수단을 포함하고,
    상기 계측된 연료량에 근거하여 공기량을 제어하는 제어와, 상기 계측된 공기량에 근거하여 연료량을 제어하는 제어와의 사이에서 제어를 전환하는 것에 의하여 목표공연비를 제어하는 엔진 파워 제어시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    린공연비로 운전되는 제1운전상태 및 비린공연비로 운전되는 제2운전상태에 있어서는 계측된 공기량에 근거하여 연료량을 제어하고,
    상기 제1운전상태와 제2운전상태와의 사이에서 운전상태가 전환되는 때에는 계측된 연료량에 근거하여 공기량을 제어하는 제어로 전환하여 제어를 실시하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 파워 제어시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    목표공연비를 스텝적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 엔진 파워 제어시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    스텝적으로 변화하는 목표공연비를 근거로 하여, 공기량을 변화시키는 것을 특징으로 하는 엔진 파워 제어시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    질소산화물의 배출량을 작게하도록 상기 제1운전상태와 제2운전상태와의 사이에서 운전상태가 전환되는 것을 특징으로 하는 엔진 콘트롤 유니트.
  7. 연료량을 계측하는 수단을 사용해서 계측된 연료량에 근거하여 공기량을 제어하는 것에 의해서, 및/또는 공기량을 계측하는 수단을 사용해서 계측된 공기량에 근거하여 연료량을 제거하는 것에 의해서 목표공연비를 구하고,
    계측된 연료량에 근거하여 공기량을 제어하는 제어와, 계측된 공기량에 근거하여 연료량을 제어하는 제어와의 사이에서 제어를 전환하는 것에 의하여 목표공연비를 제어하는 엔진 콘트롤 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    린공연비로 운전되는 제1운전상태 및 비린공연비로 운전되는 제2운전상태에 있어서는 계측된 공기량에 근거하여 연료량을 제어하고,
    상기 제1운전상태와 제2운전상태와의 사이에서 운전상태가 전환되는 때에는, 계측된 연료량에 근거하여 공기량을 제어하는 제어로 전환하며 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 엔진 콘트롤 유니트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1운전상태와 제2운전상태와의 사이에서 운전상태가 전환되는 때에는, 목표공연비를 스텝적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 엔진 파워 제어시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스템적으로 변화한 목표공연비에 근거하여 공기량을 변화시키는 것을 특정으로 하는 엔진 콘트롤 유니트.
  11. 제 8 항에 있어서,
    질소산화물의 배출량을 작게하도록 상기 제1운전상태와 제2운전상태와의 사이에서 운전상태가 전환되는 것을 특징으로 엔진 콘트롤 유니트.
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