KR100710098B1

KR100710098B1 - 엔진 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100710098B1
Application number: KR1019990060116A
Authority: KR
Inventors: 덴츠헬무트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2007-04-23
Also published as: KR20000048312A; DE19859242B4; JP2000186606A; JP4454085B2; DE19859242A1

Abstract

적어도 하나의 작동 상황에서 통상 작동에 비해 저하된 효율로 작동되는 엔진 제어 방법 및 장치가 제안된다. 상기 적어도 하나의 작동 상황에서, 브레이크 부스터의 저장기 내의 진공에 영향을 미치는 엔진 특성값에 따라 효율이 개선되도록 효율이 변경된다.

제어 유니트, 측정 장치, 저장기, 저장 요소, 예비 모멘트, 신호 형성기

Description

엔진 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN ENGINE}

도1은 브레이크 부스터(booster)의 저장기의 진공을 보장하기 위한 조치로 실행되는, 회전 모멘트에 근거한 엔진 제어 블록 선도.

도2는 진공의 보장을 위해 엔진 제어 접속이 상세히 도시된 블록 선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 제어 유니트

12 내지 16: 입력선

20 내지 24: 측정 장치

30: 엔진 제어부

38 내지 40: 요소

42: 저장 요소

52: 전환 요소

100: 접속 지점

104: 적분기

112: 임계값 전환기

116: 비교기

130: 시간 측정기

본 발명은 엔진 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

현대식 엔진 제어 시스템에서 엔진 효율이 다른 작동 상황에 비해 저하되는작동 상황이 있다. 예를 들어 촉매 컨버터를 빠르게 가열시키기 위한 작동 상황에서 엔진의 충전 즉, 공기 유입은 증가되고, 회전 모멘트를 기본적으로 일정하게 유지시키기 위해 점화각은 지연 조정된다. 이런 작동 상황에서 효율을 저하시키는 공기 유입의 증가를 통해 흡입 진공은 감소된다. 그러나 자동차의 브레이크 부스터의 압력 저장기에 제공되기 위해 높은 흡입 압력이 필요할 수도 있다. 이렇게 브레이크 부스터의 신뢰성있는 작동을 위한 저장 압력은 적은 흡입 진공의 결과에 의한 몇몇 적용의 경우에는 예를 들어, 여러번의 브레이크 작동시 전술된 작동 상황 중에는 보장될 수 없다.

전술된 작동 상황에서 엔진 효율을 저하시키는 엔진 제어 시스템은 회전 모멘트를 근거로 하는 제어 시스템의 예로서 독일 특허 제196 18 893호에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 브레이크 부스터의 작동을 위해 필요한 진공이 양호하지 못한 조건에서도 보장되도록 엔진 제어 시스템을 개선하는 것이다.

이는 독립 청구항의 특징을 통해 달성된다.

독일 특허 제196 47 092호에 엔진 제어 시스템이 개시되어 있고, 이에 비교되는 문제점이 제시된다. 여기서 또한 브레이크 부스터의 작동을 위해 충분하지 못한 진공이 제공되는 작동 상황이 설명된다. 이런 문제점의 해결을 위해 브레이크 작동시에 소정의 흡입 진공이 보장되도록 엔진 제어의 조정이 제공된다. 브레이크가 작동되지 않으면 흡입 압력의 보장을 위한 어떤 조치도 실행되지 못한다. 그러나 브레이크 부스터의 작동을 위해 브레이크 부스터의 저장기 내에 충분한 진공이 필요하고, 저장기 내에 진공을 발생시키기 위해 시간이 필요하므로, 생각할 수 있는 모든 적용의 경우가 상기 조치를 통해 제어될 수는 없다.

후술되는 절차는 브레이크 부스터의 신뢰성있는 작동을 위해 필요한, 브레이크 부스터의 저장기 내에 진공을 보장한다. 브레이크 부스터 저장기 내의 진공 레벨이 브레이크 부스터 작동 성능에 어떤 부정적인 영향을 미칠 수 있을 정도로 하강되면, 경우에 따라서 요구되는, 진공 저장기의 비우기를 위한 엔진 제어가 작동된다.

이런 방식으로 모든 적용 경우에서 브레이크 부스터의 충분한 진공은 직접적으로 엔진의 시동부터 보장된다.

엔진의 효율 저하가 일정한 작동 상황에서, 또한 브레이크 작동 중에도 지속될 수 있고, 특히 엔진의 작동을 위해 기본적인 촉매 컨버터의 가열 조치가 계속될 수 있는 것은 특히 유익하다. 브레이크 부스터의 압력 저장기 내의 진공 레벨이 너무 많이 하강될 때만 브레이크 부스터의 진공을 보장하기 위한 효율 저하는 방해를 받는다. 이는 통상 효율 저하 작동 상황 중에 브레이크가 여러번 작동되는 경우이다. 이런 관계에서 바람직한 방식으로 효율 저하가 가능한 적게 충전되고 이로써 압력 저장기 내에 가능한한 신속한 진공 증가를 달성시키기 위한 가능한 높은 흡입 진공이 실현된다.

압력 저장기의 압력 레벨이 하강될 때, 공조 압축기 또는 서보 스티어링 펌프에 의한 부하 증가와 같은 모든 다른 영향들이 마찬가지로 브레이크 부스터의 진공 저장기의 비우기를 달성시키는 것은 특히 바람직하다.

다른 장점은 이하의 실시예 또는 종속 청구항에서 설명된다.

본 발명은 이하의 도면에서 도시된 실시예를 참조로 상세히 설명된다.

도시된 선도는 제어 유니트의 마이크로 컴퓨터의 프로그램을 도시한다.

도1은 엔진 제어 흐름도를 도시한다. 이런 제어의 예는 회전 모멘트 지향적인 제어 구조로써 전술된 기술 분야에서 공지되어 있다. 도1에서 제어 유니트(10)가 도시된다. 엔진 제어의 범위 내에서 평가되는 엔진의 작동 변수 및/또는 자동차의 작동 변수를 나타내는 측정 장치(20 내지 24, 26)의 신호가 다수의 입력선(12 내지 16, 18)을 통해 제어 유니트로 전송된다. 이런 유형의 작동 변수에는 예를 들어, 운전자에 의해 작동 가능한 조작 요소 또는 가속 페달의 위치, 엔진 회전수, 엔진을 위해 유입되는 공기량을 나타내는 측정값, 실시예에 따라 흡입관 압력 또는 유입되는 공기량을 나타내는 값, 엔진의 드로틀 밸브 위치, 엔진 온도등과, 예를 들어 구동 슬립 제어와 같은 적어도 다른 제어 시스템의 작동 신호등이 있다. 제어 유니트(10)는 엔진 출력 또는 회전 모멘트를 제어하기 위해 상응되는 출력 신호를 통해 적어도 연료 분사, 점화, 공기 유입, 실린더의 충전에 영향을 미친다. 이런 작동 변수를 제어하는 출력값은 전술된 기술 분야에서 공지된 양호한 실시예에서, 제어 유니트 내의 엔진 제어부(30)에 의해 선(12 내지 16, 18)을 통해 유입된 작동 변수에 따라 결정된다. 이런 엔진 제어의 상세한 기능적인 면은 전술된 기술 분야에서 설명되었다. 출력 신호는 소정의 회전 모멘트가 조정되고 엔진이 최상의 효율로 작동되는 방식으로 통상 결정된다. 일부 작동 상황에서는 이런 효율을 저하시키는 것이 필요하다. 이런 유형의 작동 상황에는 예를 들어, 가열되지 않은 엔진의 시동 후에 촉매 컨버터가 필요로하는 예열, 회전 모멘트가 상승되는 공회전 제어의 신속한 작동이 달성되야 하는 공회전 상태등이 있다. 전술된 기술 분야에서 마찬가지로 설명된 바와 같이, 이런 목적으로 상응되는 작동 조건의 발생시에 즉, 출력 신호의 결정시에 모멘트를 근거로하는 엔진 제어부(30)에서 이른바 예비 모멘트 값(MDRES)이 계산된다. 예비 모멘트 값은 점화각의 동시적인 감소시에 충전의 증가를 달성시켜 엔진의 회전 모멘트가 더 이상 변경되지 않게 된다. 예비 모멘트 값(MDRES)의 형성을 위해 상응되는 작동 상황이 발생되고, 선(34 내지 36)을 통해 유입되는 신호에 따라 예비 모멘트 형성기(32)가 도1의 흐름도에서 제공된다. 이런 신호는 예를 들어 엔진의 저온 시동 및 컨버터의 가열 필요성 인식을 위해 측정 장치를 통해 측정되거나, 예를 들어 공회전 전환기 또는 측정값으로부터 도출된다. 이런 신호의 형성은 도1에서 요소(38 내지 40)를 통해 나타난다.

충전의 증가를 통해 흡입관에 있는 진공은 감소되므로 몇몇의 적용 경우에, 브레이크 부스터에 이용되는 엔진의 진공 저장기 내의 진공은 충분하지 않다. 효율을 저하시키는 기능이 달성됨에도 불구하고 저장기 내에 충분한 진공을 보장하기 위해 간단한 기준을 통해 압력 저장기 내에 압력이 모의되고, 압력 저장기 내에 너무 적은 압력이 인식되는 경우에는 예비 모멘트 값(MDRES)이 고정 값(MDRESBKV)으로 조정된다. 이때 고정된 예비 모멘트 값은 효율이 다시 개선되고, 충전이 감소되고, 흡입관 내의 진공이 증가되도록 할당된다. 압력 저장기는 비워진다. 이때 양호한 실시예에서의 상기 값은 엔진이 가능하면 적은 충전으로 작동되도록 결정된다.

도1에서 소정의 예비 모멘트 고정 값(MDRESBKV)을 유지시키는 저장 요소(42)가 도시된다. 또한 진공을 위한 기준을 저장기 내에 포함하며 접속부(46, 48, 50)를 통해 전송되는 입력 신호에 따르며 소정의 저장값으로의 전환 및 효율 저하에 영향을 미치는 작동 신호를 형성하는, 이하 도2에서 상세히 설명되는 신호 형성기(44)가 제공된다(작동 신호를 실선 위치로부터 점선 위치로 전환시키는 전환 요소(52)를 통해 설명된다). 신호 형성기(44)가 압력 저장기 내의 진공이 감소되는 상황을 인식하면 형성된 예비 모멘트 값(MDRES)은 전환 요소(52)의 상응되는 제어를 통해 저장 요소(42)에서 고정값으로 조정된다. 이를 통해 효율은 압력 저장기의 개선된 비우기가 가능하도록 개선된다.

전환의 결정을 위해 실행된 조치는 도2의 흐름도를 통해 상세히 설명된다.

측정 또는 측정된 공기량 신호로부터 기준 형성을 통해 계산된 흡입관 압력(PS)이 선(46)을 통해 신호 형성기(44)로 전송된다. 이런 압력 신호를 근거로 저장기 내의 충분한 진공이 있는지가 인식된다. 이때 압력 저장기 내의 압력은 이하에서 설명되는 간단한 기준을 통해 모의된다.

우선 접속 지점(100)에서 흡입관 압력(PS)과 주위 압력(PAMB) 사이의 오차가 형성된다. 오차(DPS)는, 오차(DPS)에서 적분기(104)(상수 KI)의 출력 신호(PDS_IST)가 빼지는 다른 접속 지점(102)으로 전송된다. 적분기(104)는 압력 저장기 내의 압력을 나타낸다. 압력 오차와 적분기 사이의 차는 곱셈 지점(106)에서 압력 제거를 위한 드로틀 위치와 관계된 압력 저장기의 시간 상수를 나타내는 인자(DPDS)로 가중치를 두어 계산된다. 가중된 값은 입력 신호로서 적분기(104)에 제공된다. 적분기의 출력 신호(PDS_IST)는 압력 저장기 내의 진공을 나타낸다. 접속 지점(108)에서 설정값(PDS_Soll)과 비교된다. 기준 압력(PDS_IST)이 설정 압력을 초과한 히스테리시스 값(DPHYS)에 달하면 작동 신호는 발생되지 않고, 압력차는 적분기의 입력부(전환 요소(110))로부터 분리된다. 이런 경우에는 압력 저장기 내에 충분한 압력이 있어 정상적인 예비 모멘트가 허용된다. 이에 대해 실제값이 설정값 이하일 때, 작동 신호는 형성되고 예비 모멘트는 조기 점화각 및 적은 충전을 통한 양호한 효율을 달성하도록 작은 값(MDRDSBKV), 경우에 따라서 0일 수 있는 값으로 전환된다. 이를 통해 더 적은 흡입관 압력이 달성되고 압력 저장기는 다시 충분히 비워진다. 이런 작동 상황에서 동시에 적분기 입력부는 소정의 기준 압력이 다시 조정될 때까지 폐쇄된다. 임계값 전환기(112) 및 덧셈 접속부(114)를 통해 고려되는 다른 조건으로서의 차이 신호(DPDS)는 적분기의 입력부가 접속될 때 제공된다. 이 신호가 0보다 크면 즉, 측정된 또는 계산된 흡입 압력이 압력 저장기 내의 기준 압력 이하일 때만 비워지기가 발생된다. 측정된 또는 계산된 흡입 압력이 압력 저장기 내의 기준 압력 이하이고 압력 저장기 내의 실제 압력이 설정 압력보다 작을 때만 적분기는 활성화이다. 그 밖의 경우에는 자체 값을 유지시킨다.

압력 저장기 내에 압력이 너무 적을 때, 고정된 예비 모멘트로 전환되는 대신 예비 모멘트의 감소를 위한, 압력값이 다시 설정값에 가깝게 예비 모멘트를 감소시키는 간단한 제어기가 배치될 수도 있다. 이때 예비 모멘트는 설정 압력과 실제 압력 사이의 오차에 따라 변경되고, 실제 압력이 실질적으로 설정 압력에 상응하면 변경값은 0이된다.

기준을 개선하기 위해 진공 저장기로부터 압력 수용이 모의된다. 압력 제거는 저장기 내에 기존의 기준 압력으로 가중치를 두어 계산되고, 적분기의 입력 신호에서 뺀 이하의 변수를 통해 모의된다. 누설로 인한 적은 압력 손실을 모의하기 위한, 지속적으로 유지되고 효과있는 값(DPVERL), 브레이크 압력 내의 변조 및 발생되는 압력 제거를 모의하기 위해 브레이크 스위치가 작동되는 한 빼지는, 지속적이고 더 큰 값, 브레이크 작동시에 발생되는 압력 제거를 모의하기 위한, 브레이크 스위치 작동 후에 일정한 시간 동안만 빼지는 더욱 큰 값. 이러한 값들을 고려하기 위해 브레이크 등 스위치의 상태(S_BL)가 선(50)을 통해 전송된다. 상태가 1과 같으면, 즉 비교기(116)에서 인식되는 브레이크 페달이 작동 중이면 전환 요소(118)는 폐쇄되고 상기 제2 값(DPBRD)은 접속 지점(120)에서 접속된다. 이런 신호는 압력 손실 값(DPVERL)이 접속되는 다른 접속 지점(122)에 전송된다. 상기 신호는 기준 압력(PDS_Ist)이 또한 전송되는 가중 계산 지점(124)으로 전송된다. 가중된 기준 압력은 접속 지점(126)에서 적분기의 입력 신호를 뺀다. 이를 통해 압력 제거가 고려된다. 접속 지점(120)에는 또한 브레이크 스위치 신호의 양(positive)의 그리고/또는 음(negative)의 플랭크(flanke)가 접속되는, 전술된 다른 값(DPBRT)이 전송된다. 비교기(128)에서 브레이크 스위치 신호의 플랭크가 인식되고, 그 다음에 시간 측정기(130)가 작동된다. 시간 측정기는 접속 지점(120)에 소정의 값(DPBRT)을 접속시키는, 시간(T)을 위한 신호를 전송한다. 브레이크 스위치의 작동 후에 시간이 경과되면, 가중 계산 지점(132)에서 가중 계산은 값(DPBRT)이 더 이상 접속되지 않도록 영향을 미친다.

기준은 간단히 전술되었고 다른 실시예에서 상세히 설명될 수 있다.

이용된 변수는 고정적으로 주어지고 적용예에 따라 응용된다. 기준에서 흡입관 압력과 주위 압력 사이 오차의 적분의 임계값 미달 및 경우에 따라서, 적분에 영향을 미치기 위한 브레이크 스위치의 작동이 효율에 영향을 미치도록 이용되는 것은 특징적이다.

예비 모멘트의 수정은 일 실시예에서 컨버터 가열 기능의 경우에만 실행되고, 다른 경우에는, 추가적인 통상의 공회전 제어의 경우에 실행된다. 전술된 바와 같은 예비 모멘트로의 접속 대신에 또한 지연 점화각으로부터 조기 점화각으로 조정되는 점화각, 또는 충전에 직접적으로 영향을 미치는 것도 생각할 수 있다. 회전 모멘트를 지속적으로 유지시키는 개념으로 충전 감소와 관련된 점화각에 영향을 미치는 것은 이미 흡입관 압력을 상승시킬 수 있고, 이런 조치는 또한 예비 모멘트로 접속과 같이 마찬가지로 영향력 있다.

일 실시예에서 소정의 추가적인 조건에서만 개선된 효율로 접속(예를 들어, 예비 모멘트의 감소)을 허용하는 추가적인 조치가 실행된다. 이러한 조건은 예를 들어 공회전 영역으로의 진입 후에 일정한 시간 지속의 경과를 나타내므로, 엔진의 정지가 방지될 수 있다. 또한 일 실시예에서 압력 저장기의 비우기를 위한 작동을 보상하는 조치가 실행된다. 공회전수의 느린 증가는 이런 보상 조치를 위한 일례이고, 이를 통해 컨버터 가열 조치를 위한 공기 용량이 동일하게 유지될 수 있으나, 조기 점화각에서 흡입 압력은 압력 저장기가 빠르게 비워지도록 감소될 수 있다.

물론 기준을 통해 계산된 진공 저장기 내의 압력 대신에 압력 저장기와 주위 에서 압력차 센서를 통해 측정되는 압력차 사이에서 전술된 개선된 효율로 접속에 이용된다.

본 발명에 따르면, 브레이크 부스터의 신뢰성 있는 작동을 위해 필요한 브레이크 부스터 내에 충분한 진공을 공급하기 위해 엔진 효율을 저하시키는 제어 시스템이 제공된다.

Claims

적어도 하나의 작동 상황에서 통상 작동에 비해 저하된 효율로 작동되는 엔진의 제어 방법에 있어서,

저하된 효율로 작동되는 적어도 하나의 작동 상황에서, 압력 저장기의 진공에 영향을 미치는 엔진 특성값에 따라 효율이 개선되도록 효율이 변경되고, 상기 엔진 특성값은 예비 모멘트 값, 점화각 또는 공기 충전량이고, 예비 모멘트 값이 압력 저장기의 진공이 증가하도록 결정되거나 점화각이 빠른 점화각으로 조정되거나 공기 충전량이 감소되는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
제1항에 있어서, 효율의 변경이 흡입관 압력과 주위 압력 사이의 오차에 따르는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 주위 압력으로부터의 흡입관 압력의 오차 또는 그로부터 도출된 변수가 적분되고, 설정값과 비교되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 브레이크 부스터의 압력 저장기가 적은 충전 및 높은 흡입 진공으로 비워지도록, 흡입관 압력과 주위 압력 사이의 오차, 특히 상기 오차의 적분에 따라 엔진의 효율이 개선되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 브레이크 페달 스위치의 신호에 따라 적분 결과가 수정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 적분 결과가 압력 저장기 내의 압력에 상응하고, 상기 압력이 너무 낮으면 효율이 개선되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 요구되는 압력이 가능한 신속히 조정되도록, 효율 개선이 폐쇄 제어 루프(loop)를 통해 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공회전 설정 회전수가 효율의 개선시에 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 효율 개선이 공회전 작동의 개시 후 일정한 시간의 경과 후에 비로서 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 특성값으로부터 기준을 통해 계산된 압력 저장기 내의 압력 대신에 압력 저장기와 주위 사이의 압력 차 센서에 의해 측정되는 압력 차이가 효율 개선을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
적어도 하나의 작동 상황에서 통상 작동에 비해 저하된 효율로 작동되도록 하는 제어 유니트를 구비한 엔진 제어 장치에 있어서,

저하된 효율로 작동되는 적어도 하나의 작동 상황에서, 상기 제어 유니트가 압력 저장기의 진공에 영향을 미치는 엔진 특성값에 따라 효율이 개선되도록 효율을 변경하고, 상기 엔진 특성값은 예비 모멘트 값, 점화각 또는 공기 충전량이고, 예비 모멘트 값을 압력 저장기의 진공이 증가하도록 결정하거나 점화각을 빠른 점화각으로 조정하거나 공기 충전량을 감소시키는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.