KR19990036478A - 엔진 제어장치 - Google Patents

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KR19990036478A
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시로 요네자와
히로후미 오우치
다다시 츠바키지
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즈치야겐이치
다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 고가인 A/D 변환기를 사용하지 않고, 저렴하고 고속인 동시에 정밀도가 높은 엔진 제어장치를 얻는 것으로써, 그 수단으로서는, 스로틀 개방도(θ) 및 액셀 개방도(α)를 포함하는 운전상태를 검출하는 각종 센서와 운전상태에서 스로틀 엑추에이터(1)의 제어량(θc)을 결정하는 제어유닛(5)을 구비하고 제어유닛은 각 개방도를 소정 분해능력으로 A/D 변환하는 A/D 변환기(70)와 소정의 분해능력 보다 높은 분해능력으로 목표 스로틀 개방도(θ1)를 연산하는 수단(71)과 목표 스로틀 개방도(θ1)에 의해 소정의 분해능력으로 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산하는 수단(72)과 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산하는 수단(72)과 목표 스로틀 개방도(θ2)에 의해 제어량을 연산하는 수단(73)을 포함하고 목표 스로틀 개방도(θ2)는 소정의 분해능력으로 결정되는 2 점을 포함하고 제어량 연산수단은 소정 운전 조건으로 목표 스로틀 개방도(θ2)를 제어량으로서 스로틀 엑추에이터를 소정의 주기로 반복 제어한다.

Description

엔진 제어장치
본 발명은 스로틀 엑추에이터를 사용해서 고속 또한 정밀도가 높은 스로틀 제어를 하는 엔진 제어장치에 관한 것으로서, 특히 고 분해능력을 가지며, 또한 고가인 A/D 변환기를 사용하는 일 없이 저 분해능력으로 염가인 A/D 변환기를 사용해서 실질적인 스로틀 제어 분해능력을 향상시킨 엔진 제어장치에 관한 것이다.
(종래의 기술)
종래부터 일반적인 자동차 등의 엔진에 있어서 출력 조정용의 조정 밸브로 이루어지는 스로틀 밸브는 기계적으로 액셀과 연동하고 있으며, 와이어 등을 거쳐서 액셀에 링크되므로서 개방도가 제어되고 있다.
한편 근래에는 스로틀 밸브를 모터로 구동하는 전자식의 스로틀 엑추에이터가 주목되고 있다. 스로틀 엑추에이터를 사용한 장치에 있어서는 액셀 페달의 밟은 량(액셀 개방도)을 액셀 개방도센서에 의해 전기 신호로서 검출하여 액셀 개방도에서 소정의 연산에 의해 목표 스로틀 개방도를 구하고 목표 스로틀 개방도에 해당하는 제어량을 스로틀 엑추에이터에 공급하므로서 스로틀 밸브를 개폐 제어하도록 되어 있다.
이같은 전자식의 스로틀 엑추에이터는 일반적으로 엔진 제어의 고성능화를 실현하며 또한 자동차의 안전성을 향상시킬 수 있으므로 자동차의 트랙션 제어, 정속 주행 제어 및 아이들 스피드 제어(일반적으로 ISC 라 칭함)등에 적용되고 있다.
예를들자면 엔진 제어에 있어서 대표적인 ISC(아이들 스피드 제어)에 관해서는 일본국 특허 공개소 63-49112호 공보에 기재되어 있다. 이 경우 바이패스 유량을 조정하므로서 수온 및 전기 부하에 의해 아이들 회전 속도를 소정의 속도로 제어하도록 되어 있다.
즉, 이 공보에 기재된 장치에 있어서는 스로틀 챔버에 스로틀 밸브를 우회하는 바이패스를 설치해 바이패스 통로 면적을 엑추에이터에서 조정하므로서 바이패스에 흐르는 공기 유량을 조절하고 있다. 또한 퍼스트 아이들 기능에 대해서도 에어 레규레이터를 우회 바이패스에 설치하므로서 실현하고 있다.
그러나 이같은 종류의 장치는 바이패스 통로 및 그것의 유량 제어 수단 등의 보조 디바이스류를 필요로 하므로서 가격상승을 초래하는 것으로 된다.
거기에서 예컨대 일본국 특허 공개평6-101550호 공보에 참조된 바와 같이 아이들 운전시의 제어 분해능력을 향상시켜서 ISC 및 퍼스트 아이들 제어기능을 실현하는 방법이 제안되고 있다.
이 공보에 기재된 장치에 있어서는 스로틀 엑추에이터의 개방도를 검출하는 스로틀 개방도 센서의 낮은 개방도 영역의 게인을 증폭하여 목표 스로틀 개방도와 비교해서 스로틀 개방도를 피드백 제어하고 있다.
종래부터 전자식의 스로틀 엑추에이터를 사용해서 ISC 를 행하는 경우에는 엔진 회전수를 정도 높게 제어하는 것이 요구되므로 스로틀 개방도의 제어 분해능력이 문제로 된다. 왜냐하면 스로틀 밸브는 전체 개방도(최대 통로 면적)때에 차량 엔진이 최대 출력을 발생하도록 설계되어 있고 전체 개방도시의 최대 유량에 대응한 제어량을 연산할 필요가 있는데서 ISC 시에서의 저유량의 공기량을 제어하는 경우에는 미소한 스로틀 개방도에 대응한 제어량도 연산할 필요가 있기 때문이다.
따라서 상술한 바와 같이 ISC 시에 있어서는 스로틀 개방도 센서로부터의 낮은 개방도 영역의 검출 신호의 게인을 증폭해서 공기 유량의 작은 영역의 연산 제어의 정밀도를 향상시켜 연산된 제어량에 의거해서 스로틀 엑추에이터에 의한 정밀도가 높은 ISC를 가능하게 하고 있다.
그러나 이 경우 ISC 영역만이 고게인의 스로틀 개방도 센서를 사용해서 스로틀 제어 정밀도를 향상시키고 있으므로 정밀도가 높은 영역이 좁아서 게인 증폭용의 특별한 전자 디바이스를 추가할 필요가 있고 역시 가격상승이나 회로의 복잡화 등을 초래하게 된다.
또, 최근의 스로틀 엑추에이터의 용도로서 공기량의 작은 영역만에 그치지 아니하고 전체 영역에서 정밀도가 높게 요구되고 있으나 예를들면 트랙션 제어나 정속 주행 제어 등에 있어서 유량이 큰 영역에서의 제어성을 개선할 수는 없다.
(발명이 해결할려고 하는 과제)
종래의 엔진 제어장치는 이상과 같이 예컨대 일본국 특허 공개소 63-49112호 공보에 기재된 장치에 있어서는 스로틀 밸브의 전후 사이에 바이패스 통로 유량 제어수단 등을 설치할 필요가 있으므로 가격상승을 초래하는 문제점이 있었다.
또 예를들면 일본국 특허 공개평6-101550 호 공보에 기재된 장치에 있어서는 스로틀 개방도가 낮은 영역에서 고분해능력의 제어 연산을 실현하기 위해 스로틀 개방도 센서로부터의 저레벨 신호를 증폭하기 위한 회로 장치를 설치할 필요가 있으므로 역시 가격상승을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이므로 바이패스 통로를 사용하지 아니한 스로틀 엑추에이터의 제어에 있어서 고가인 고분해능력의 A/D 변환기를 사용하는 일이 없고 저렴한 가격으로 고속이며, 또한 정밀도가 높은 엔진 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명에 관한 엔진 제어장치는 엔진의 흡입 공기량을 결정하는 스로틀 개방도를 전기적으로 조절하는 스로틀 엑추에이터와 스로틀 개방도 및 액셀 개방도를 포함하는 엔진의 운전상태를 검출하는 각종 센서와 운전상태에 의거해서 스로틀 엑추에이터의 제어량을 결정하는 스로틀 제어유닛을 구비하고 스로틀 제어유닛은 스로틀 개방도 및 액셀 개방도를 소정의 분해능력으로 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기와 소정의 분해능력 보다도 높은 제 1 의 분해능력으로 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 제 1 의 연산수단과 제 1 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 소정의 분해능력과 같은 제 2 의 분해능력으로 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 제 2 의 연산수단과 운전상태 및 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 포함하고 제 2 의 목표 스로틀 개방도는 제 2 의 분해능력으로 결정되는 2 점을 포함하고 제어량 연산수단은 운전상태가 소정의 조건을 만족시키는 경우에 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 제어량으로서 스로틀 엑추에이터를 소정 주기로 반복 제어하는 것이다.
또한 본 발명에 관한 엔진 제어장치의 제어량 연산수단은 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도가 같지 않은 경우에, 제어량을 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 끼며 또한 제 2 의 분해능력으로 결정되는 2 점을 소정 주기로 반복시키는 것이다.
또한 본 발명에 관한 엔진 제어장치의 스로틀 제어유닛은 운전상태에 따라서 통상 운전상태 및 소정의 운전상태를 판별한 운전상태 판별수단을 포함하고 제 1 의 연산수단은 통상 운전상태가 판별된 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도의 연산을 금지하여 소정의 운전상태가 판별된 경우에는 액셀 개방도에 따라서 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 연산하여 제 2 의 연산수단은 통상 운전상태가 판별된 경우에는 액셀 개방도에 따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하여 소정의 운전상태가 판별된 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 주요부를 도시하는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 의한 제 2 목표 스로틀 개방도의 반복 동작을 도시하는 파형도.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 의한 흡입 공기량의 제어 동작을 도시하는 파형도.
도 4는 본 발명의 실시형태 2의 주요부를 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명의 실시형태 2에 의한 소정의 운전상태에서의 제어 동작을 도시하는 프로우챠트.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 스로틀 엑추에이터 1a : 흡기관
1b : 스로틀 밸브 2 : 모터
3 : 스로틀 개방도 센서 4 : 액셀 개방도 센서
4a : 액셀 페달 5 : 스로틀 제어유닛
6 : 입력 I/F 7 : 마이크로 컴퓨터
8 : 출력 I/F 70 : A/D 변환기
71 : 제 1 연산수단 72 : 제 2 연산수단
d1 : 제 1 분해능력 d2 : 제 2 분해능력
DR : 판별 신호 MQ : 평균 흡입 공기량
Qa : 흡입 공기량 Tc : 제어주기(소정주기)
α : 액셀 개방도 β : 운전상태 정보
θ : 스로틀 개방도 θ1 : 제 1 의 목표 스로틀 개방도
θ2 : 제 2 의 목표 스로틀 θ2U, θ2D : 2점
θc : 제어량 S1 : 아이들 상태를 판정하는 스텝
S2 : 차륜 슬립 상태를 판정하는 스텝
S3 : 정속 주행 상태를 판정하는 스텝
S4 : 퍼스트 아이들 상태를 판정하는 스텝
S5 : 반복 제어를 금지하는 스텝
S6 : 반복 제어를 실행하는 스텝
(실시형태 1)
이하, 본 발명의 실시형태 1을 도면에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태 1의 주요부를 도시하는 구성도이며, 스로틀 제어장치 및 그 관련 센서부만을 도시한다.
도 1에 있어서 엔진(도시생략)의 흡입 공기량을 조정하는 스로틀 엑추에이터(1)는 흡기관(1a)의 통로 면적을 조정하는 스로틀 밸브(1b)와 스로틀 밸브(1b)를 구동하는 모터(2)와 스로틀 밸브(1b)의 구동량 즉 스로틀 개방도(θ)를 검출하는 스로틀 개방도센서(3)를 구비하고 있다.
스로틀 개방도센서(3)는 스로틀 개방도(θ)를 리니어로 검출한다. 액셀 개방도 센서(4)는 운전자에 의한 액셀 페달(4a)의 밟은량 즉 액셀 개방도(α)를 리니어로 검출한다.
또 여기에서는 도시생략 되었으나, 스로틀 개방도 센서(3) 및 액셀 개방도 센서(4) 뿐만 아니라 엔진의 운전상태를 도시하는 각종의 정보를 검출하는 각종 센서가 필요에 따라서 설치되어 있다.
ECU(전자 제어유닛)으로 형성되는 스로틀 제어유닛(5)은 각종 센서 정보를 내장시키기 위한 입력 I/F(입력 인터페이스)(6)와 스로틀 제어유닛(5)내의 처리를 통괄하는 마이크로컴퓨터(7)와 모터(2)에 대한 제어량(θc) 을 생성하는 출력 I/F(출력 인터페이스)(8)를 구비하고 있다.
입력 I/F(6)은 스로틀 개방도(θ) 및 액셀 개방도(α)뿐만 아니라 각종 센서로부터의 각종의 정보를 입력한다.
출력 I/F(8)은 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 에 의거한 제어량(θc) 을 구동 신호로서 모터(2)에 출력한다.
마이크로컴퓨터(7)는 스로틀 개방도(θ) 등 검출 정보를 A/D 변환하는 A/D 변환기(70)와 액셀 개방도(α)등의 각종 센서 정보에 의거해서 정밀도가 높은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 연산하는 제 1 의 연산수단(71)과 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1) 에 의거해서 실제로 스로틀 밸브(1b)를 구동하기 위한 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산하는 제 2 의 연산수단(72)과 각종 센서 정보 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 등에 의거해서 실제로 모터(2)를 구동하기 위한 제어량(θc) 을 연산하는 제어량 연산수단(73)을 구비하고 있다.
A/D 변환기(70)는 예를들자면 스로틀 개방도(θ) 및 액셀 개방도(α)를 소정의 분해능력으로 디지탈 신호로 변환한다.
제 1 의 연산수단(71)은 A/D 변환기(70)에 있어서 소정의 분해능력 보다도 높은 제 1 의 분해능력 d1 에서 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 연산한다.
제 2 의 연산수단(72)은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1) 에 따라서 A/D 변환기(70)에 있어서 소정의 분해능력과 같은 제 2 의 분해능력 d2 에서 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산한다.
제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)는 스로틀 엑추에이터(1)를 반복 제어(통상 디더 제어라 칭함)하기 위해 제 2 의 분해능력 d2 에서 결정되는 H(하이) 레벨 및 L(로우) 레벨의 2 점의 값을 포함한다.
제어량 연산수단(73)은 각종의 운전상태 및 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1) 및 θ2 에 따라서 제어량(θc)을 연산함과 함께 운전상태가 소정의 조건을 만족시키는 경우 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 제어량(θc)으로서 스로틀 엑추에이터(1)를 소정의 주기로 반복 제어한다.
다음에 도 1 및 도 3 을 참조하면서 본 발명의 실시형태 1 에 의한 동작에 대해서 설명한다.
도 2 및 도 3 은 본 발명의 실시형태 1 에 의해 실제로 흡입공기량(Qa)을 제어하는 경우의 동작을 도시하는 파형도이다.
먼저 스로틀 개방도(θ) 및 액셀 개방도(α)등의 센서 정보는 A/D 변환기(70)를 거쳐서 마이크로컴퓨터(7)내의 각 연산수단(71∼73)에 입력된다.
각종 센서 정보에는 예를들자면 크랭크 각 신호에 의거한 엔진 회전수 등이 포함된다.
제 1 의 연산수단(71)은 각종 센서 정보에서 제 1 의 분해능력(d1)에서 정밀도가 높은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 연산하여 제 2 의 연산수단(72)은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1) 에서 제 2 의 분해능력(d2)에서 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산한다.
A/D 변환기(70)의 정밀도와 같은 정밀도의 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 는 제어량 연산수단(73)에 있어서 실제의 스로틀 개방도(θ)와 비교 연산되어 연산 결과인 제어량(θc)은 구동 신호로서 스로틀 엑추에이터(1)에 통전된다. 이에 따라 스로틀 엑추에이터(1)의 스로틀 개방도(θ)는 피이드백 제어된다.
도 2 에 있어서 가로축은 시간(t), 세로축은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1) 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 이다.
제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)는 A/D 변환기(70)의 분해능력의 2 배의 분해능력으로 연산(d1)되고 제 2의 목표 스로틀 개방도(θ2)는 A/D 변환기(70)의 분해능력과 같은 분해능력(d2)으로 연산된다.
따라서 도 2에 도시하는 바와 같이 제 1의 연산수단(71)의 최소 분해능력 (d1)은 A/D 변환기(70)및 제 2 의 연산수단(72)의 최소 분해능력(d2)의 1/2의 크기로 된다.
예를들자면 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)에서 제어가 가능한 A 점은 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 에서 제어가 가능한 각 점의 중간에 위치하고 있으므로 제 2 의 연산수단(72)에서 연산 제어할 수는 없다.
제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)가 A 점에 위치하는 경우 A 점은 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)로서 제어할 수가 없다.
따라서 제어량 연산수단(73)은 도 2 와 같이 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 에 따라서 반복하는 제어량(θc) 을 생성한다.
즉 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)로서 연산된 A 점을 끼고 또한 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)의 분해능력(d2)으로 나타내어지는 상하 2점의 개방도 (θ2U 및 θ2D)를 반복하는 제어를 한다.
이때 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 반복시키는 소정의 제어주기(Tc) 는 엔진에 실제로 공기가 흡입될 때까지의 지연시간(인테크 매니폴드의 용량등에 의해 결점됨)에 의해 결정된다.
또한 엔진으로의 흡입 공기가 실제로 토루크로서 출력될때까지 통상 약 200msec 의 지연 시간을 기다리므로 여유도를 △T 라면 제어주기(Tc)는 다음의 수학식 1식과 같이 구해진다.
Tc = 200[msec]/2-△T
수학식 1에서 제어주기(Tc)는, 약 80msec 정도로 설정되는 것이 바람직한 것이 알 수 있다.
도 3 은 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 에 따라서 스로틀 엑추에이터(1)를 구동한 때의 흡입 공기량(Qa)의 동작을 도시하는 파형도이고 도 2 의 파형도에 대응하고 있다.
도 3 에 있어서 가로축은 시간(t), 세로축은 흡입 공기량(Qa)이다.
도 3 에서 명백한 바와 같이 흡입 공기량(Qa) 의 반복 변동을 평균화한 평균 흡입 공기량(MQ)은 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2) 의 최소 분해능력(d2)에서 제어한 경우의 흡입 공기량(Qa)의 최소 제어 분해능력(dQ)보다 작은 정밀도가 높은 범위내에서 제어되고 평균 흡입 공기량(MQ)은 목적으로 하는 흡입 공기량으로 제어된다.
이와 같이 정밀도가 높은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 연산하여 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 평균적으로 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)와 동등하게 되도록 제어하므로서 실제의 흡입 공기량(Qa)도 정밀도가 높게 제어된다.
따라서 ISC(또는 트랙션 제어나 정속 주행 제어등)를 정밀도가 높게 행할 수가 있다.
즉 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 끼는 2 점을 소정주기(Tc)에서 교대로 변경되는 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산하여 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)에 의한 제어량(θc)으로 스로틀 개방도(θ)를 제어하므로서 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)에 해당하는 제어 분해능력(d1)을 실현할 수가 있다.
또 스로틀 제어유닛(5)내의 각 연산수단(71∼73)에 의해 ISC 용의 바이패스 통로나 게인 증폭용이 회로 장치를 설치할 필요가 없으므로 저코스트로 정밀도가 높은 시스템을 구축할 수가 있다.
또 제어량(θc) 을 반복시킬 때의 소정의 주기(Tc)는 스로틀 엑추에이터(1)의 응답시간 보다 길게 설정되어 또 엔진의 흡입 공기의 지연 시간의 1/2 보다도 짧게 설정되어 있으므로 실제로 엔진에 흡입되는 시점에서는 반복 제어에 의한 흡입 공기량(Qa)으로의 영향이 거의 없어져 평균화된 흡입 공기가 엔진에 공급되어지게 된다.
(실시형태 2)
또한 실시형태 1 에서는 제어량(θc)을 반복시키기 위한 조건에 대해서 언급하지 아니하였으나 제어량 연산수단(73)은 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1 및 θ2)가 같지 않은 경우에 제어량(θc)을 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 끼고 또한 제 2의 분해능력(d2)에서 결정되는 2점을 소정 주기로 반복시키도록 해도 좋다.
이 경우 도 3 과 같이 평균 흡입 공기량(MQ)에 의해 제 1 이 분해능력(d1)에 해당하는 정밀도가 높아 흡입 공기량(Qa)을 제어할 수가 있다.
(실시형태 3)
또 제어량 연산수단(73)은 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1 및 θ2) 가 같은 경우라도 제어량(θc) 를 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 끼고 또 제 2 의 분해능력(d2)로 결정되는 2 점을 소정주기로 반복시키도록 해도 된다.
이 경우 제 2 의 분해능력(d2)에서 제어가 가능한 목표 스로틀 개방도라도 제어량(θc)을 적극적으로 반복 제어(디더 제어)하므로서 불감대 영역에 의한 무제어 상태를 방지할 수가 있고 스로틀 엑추에이터(1)를 확실하게 목표 개방도로 제어할 수가 있다.
또 스로틀 밸브(1b)를 정지시키지 아니하고 회전 진동시키고 있으므로 회전축에서의 마찰력 증대에 의한 동작성의 예화를 방지해서 회전 동작성이 항상 안정시킬 수가 있다.
(실시형태 4)
또 제어량 연산수단(73)은 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1 및 θ2) 가 같은 경우에 반복 제어를 금지해서 제어량(θc)을 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)와 일치시켜도 된다.
이 경우 제어량(θc)은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)에 해당하는 값에 고정되므로 불감대 영역이 생길 가능성이 있으나 불필요한 회전 동작을 삭제하므로서 소비 전력을 경감할 수가 있다.
(실시형태 5)
또한 실시형태 1 에서는 제어량(θc)을 반복시킬 때의 2 점에 대해서 점유하는 비율에 대해서 특히 언급하지 아니하였으나 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1 및 θ2)의 관계에 따라서 반복 비율을 설정해도 좋다.
예를들자면 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1 및 θ2)가 다른 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 끼는 2 점에서 반복시키는 제어량(θc)(제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2))의 비율은 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1) 에서 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 감산한 나머지의 함수에 의해 설정된다.
즉 도 2 에 있어서 제 2의 목표 스로틀 개방도(θ2)는 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 중심으로 해서 소정 기간(Tc)으로 반복하고 있으나 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)가 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)의 중심에 위치하지 아니한 경우라도 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ)의 반복 절환 비율을 변경하므로서 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)에 해당하는 스로틀 개방도(θ)를 얻을 수가 있다.
또 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1 및 θ2)가 같은 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 끼는 2 점에서 반복되는 제어량(θc)(제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2))의 비율은 1 대 1 로 설정된다.
이에 따라 스로틀 엑추에이터(1)의 스로틀 개방도(θ)를 정밀도가 높게 목표 개방도로 제어 할 수가 있다.
(실시형태 6)
또한 실시형태 1 에서는 전적으로 ISC 에 주목해서 설명을 하였으나 각종의 운전상태에 따라서 제어량(θc)을 선택적으로 반복시켜도 좋다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 6 의 주요부를 도시하는 블록도이고 도 4 에 있어서 상술한 바와 같은 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 상술한 것을 생략한다.
또 스로틀 제어유닛(5B), 마이크로컴퓨터(7B) 및 각 연산수단(71B∼73B)은 각각 상술한 스로틀 제어유닛(5), 마이크로 컴퓨터(7) 및 각 연산수단(71∼73)에 대응하고 있다.
이 경우 각종 센서(9)는 스로틀 개방도센서(3) 및 액셀 개방도센서(4) 뿐만 아니라 아이들 센서, 슬립 상태 센서, 정속 주행 센서 및 퍼스트 아이들 센서(어느것이나 도시생략)등을 포함한다.
예를들자면 아이들 센서는 아이들 스위치 등으로 형성되고 아이들 스위치의 조작 신호가 아이들 운전상태의 검출 신호로 된다.
또 슬립상태 센서는 차륜 속도 센서 등으로 형성되고 차륜 속도 센서로부터의 차륜 속도 정보가 전후 차륜의 슬립 상태의 검출 신호로 된다.
또 정속 주행 센서는 정속 주행 스위치로 형성되고 정속 주행 스위치의 조작 신호가 정속 주행 운전상태의 검출 신호로 된다.
다시 퍼스트 아이들 센서는 온도 센서 등으로 형성되고 엔진 냉각수나 엔진 냉각 오일등의 온도 정보가 퍼스트 아이들 상태의 검출 신호로 된다.
스로틀 제어유닛(5B)내의 마이크로컴퓨터(7B)는 A/D 변환기(70)와 각 연산수단(71B∼73B) 사이에 삽입된 운전상태 판별수단(74)을 포함한다.
운전상태 판결수단(74)은 각종 센서(9)로부터의 운전상태 정보(β)에 따라서 통상 운전상태 및 소정의 운전상태를 판별하여 판별신호(DR)를 각 연산수단(71B∼73B)에 출력한다.
제 1 의 연산수단(71B)은 판별신호(DR)가 통상 운전상태를 나타내는 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)의 연산을 금지하여 판별 신호(DR)가 소정의 운전상태를 도시하는 경우에는 예를들자면 액셀 개방도(α)에 따라서 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)를 연산한다.
제 2 의 연산수단(72B)은 판별신호(DR)가 통상 운전상태를 나타내는 경우에는 액셀 개방도에 의해 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하여 판별 신호(DR)가 소정의 운전상태를 도시하는 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)에 의해서 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 연산한다.
운전상태 판별수단(74)은 아이들 센서로부터의 검출 신호(아이들 스위치의 조작 신호)에 의거한 아이들 운전상태 차륜 속도 센서로부터의 검출 신호에 의거한 차륜 슬립상태 정속 주행 스위치의 조작 신호에 의거한 정속 주행 운전상태 또는 퍼스트 아이들 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의거한 퍼스트 아이들 운전상태를 소정의 운전상태로서 판별한다.
다음에 도 5 의 프로우챠트를 참조하면서 도 4 에 도시한 본 발명의 실시형태 6 에 의한 운전상태에 의한 스로틀 제어 동작에 대해서 설명한다.
먼저 운전상태 판별수단(74)은 각종 센서(9)의 검출 정보(β)에 포함되는 아이들 스위치 조작 신호 등으로부터 현재의 운전상태가 아이들 운전상태인가 아닌가를 판정한다(스텝 S1).
만약 스텝 S1 에 있어서 아이들 운전상태가 아니라(즉 NO)고 판정이 되면 계속해서 각종 센서(9)의 검출 정보(β)에 포함되는 차륜 속도 등으로부터 현재의 운전상태가 차륜 슬립 상태인가 아닌가를 판정한다(스텝 S2).
만약 스텝 S2 에 있어서 차륜 스립 상태가 아니라(즉 NO)고 판정이 되면 계속해서 각종센서(9)의 검출 정보(β)에 포함되는 정속 주행 스위치 조작 신호 등으로부터 현재의 운전상태가 정속 주행 운전상태인가 아닌가를 판정한다(스텝 S3).
만약 스텝 S3 에 있어서 정속 주행 운전상태가 아니라(즉 NO)고 판정이 되면 계속해서 각종 센서(9)의 검출 정보(β)에 포함되는 온도 정보 등으로부터 현재의 운전상태가 퍼스트 아이들 상태인가 아닌가를 판정한다(스텝 S4).
만약 스텝 S4 에 있어서 퍼스트 아이들 상태가 아니라(즉 NO)고 판정이 되면 액셀 개방도센서(4)로부터의 액셀 개방도(α)에 해당하는 단일의 목표 스로틀 개방도를 제어량(θc)으로서 반복 제어를 하지 아니하고(스텝 S5) 리턴한다.
한편 각 스텝 S1∼S4 의 어떤 것에 있어서 현재의 운전상태가 소정의 운전상태라(즉 YES)고 판정이 되면 상술한 바와 같이 제어량(θc) 을 반복시켜서 스로틀 엑추에이터(1)의 제어의 정밀도를 향상시켜(스텝 S6) 리턴한다.
상술한 바와 같이 제 1 의 목표 스로틀 개방도(θ1)는 ISC, 트랙션 제어 및 정속 주행 제어 등을 행하는데에 충분한 정밀도를 갖이고 있으나 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)는 A/D 변환기(70)의 정밀도와 같이 ISC, 트랙션 제어, 정속 주행 제어를 행하는데에 충분한 정밀도를 갖추고 있지 아니한다. 따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ2)를 2 점으로 반복시키므로서 제어량(θc)의 높은 정밀도화를 실현할 수가 있다.
또 엔진으로의 흡입 공기가 실토루크 출력으로 될때까지의 약 200msec 의 지연을 갖이고 이 지연 시간의 반 이하의 공기 흐름의 맥동에 대해서 엔진은 평균 공기량으로 제어되므로 맥동에 의한 영향을 거의 0 으로 제어할 수가 있다.
따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도(θ1)로 되도록 동작시킬 수가 있고 확실하게 목적을 달성할 수가 있다.
이에 따라 아이들 운전상태, 차륜 슬립상태, 정속 주행 운전상태 또는 퍼스트 아이들 운전상태 등의 각종의 소정의 운전상태에 있어서 흡입 공기량(Qa)을 높은 정밀도로 제어할 수가 있다.
이상과 같이 본 발명의 청구항 제 1 항에 의하면 엔진의 흡입 공기량을 결정하는 스로틀 개방도를 전기적으로 조절하는 스로틀 엑추에이터와 스로틀 개방도 및 액셀 개방도를 포함하는 엔진의 운전상태를 검출하는 각종 센서와 운전상태에 의거해서 스로틀 엑추에이터의 제어량을 결정하는 스로틀 제어유닛을 구비하고 스로틀 제어유닛은 스로틀 개방도 및 액셀 개방도를 소정의 분해능력으로 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기와 소정의 분해능력 보다도 높은 제 1 의 분해능력으로 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 제 1 의 연산수단과 제 1 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 소정의 분해능력과 같은 제 2 의 분해능력으로 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 제 2 의 연산수단과 운전상태 및 제 1 과 제 2 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 포함하고 제 2 의 목표 스로틀 개방도는 제 2 의 분해능력으로 결정되는 2 점을 포함하고 제어량 연산수단은 운전상태가 소정의 조건을 만족시키는 경우에 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 제어량으로 해서 스로틀 엑추에이터를 소정의 주기로 반복 제어하도록 하므로서 고가인 고분해능력의 A/D 변환기를 사용하는 일 없이 염가로 고속 또한 높은 정밀도의 엔진 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.
또한 본 발명의 청구항 제 2 항에 의하면 청구항 제 1 항에 있어서 제어량 연산수단은 제 1 과 제 2 의 목표 스로틀 개방도가 같지 않은 경우에 제어량을 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 끼고 또한 제 2 의 분해능력으로 결정되는 2 점을 소정의 주기로 반복시키도록 하므로서 염가로 고속 또한 높은 정밀도인 엔진 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.
또한 본 발명의 청구항 제 3 항에 의하면 청구항 제 1 항에 있어서 스로틀 제어유닛은 운전상태에 따라서 통상 운전상태 및 소정의 운전상태를 판별하는 운전상태 판별수단을 포함하고 제 1 의 연산수단은 통상 운전상태가 판별된 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도의 연산을 금지하여 소정의 운전상태가 판별된 경우에는 액셀 개방도에 따라서 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 연산해서 제 2 의 연산수단은 통상 운전상태가 판별된 경우에는 액셀 개방도에 따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하여 소정의 운전상태가 판별된 경우에는 제 1 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하도록 하므로서 각종의 소정의 운전상태에 있어서도 염가로 고속 또한 높은 정밀도의 엔진 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 엔진의 흡입 공기량을 결정하는 스로틀 개방도를 전기적으로 조절하는 스로틀 엑추에이터와,
    상기 스로틀 개방도 및 액셀 개방도를 포함하는 엔진의 운전상태를 검출하는 각종 센서와,
    상기 운전상태에 의거해서 스로틀 엑추에이터의 제어량을 결정하는 스로틀 제어유닛을 구비하고,
    상기 스로틀 제어유닛은,
    상기 스로틀 개방도 및 상기 액셀 개방도를 소정의 분해능력으로 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기와,
    상기 소정의 분해능력보다 높은 제 1 의 분해능력으로 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 제 1 의 연산수단과,
    상기 제 1 의 목표 스로틀 개방도에 따라서, 상기 소정의 분해능력과 같은 제 2 의 분해능력으로 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 제 2 의 연산수단과,
    상기 운전상태 및 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 상기 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 포함하며,
    상기 제 2 의 목표 스로틀 개방도는, 상기 제 2 의 분해능력으로 결정되는 2 점을 포함하며,
    상기 제어량 연산수단은, 상기 운전상태가 소정의 조건을 만족시키는 경우에, 상기 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 상기 제어량으로서, 상기 스로틀 엑추에이터를 소정의 주기로 반복제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어량 연산수단은, 상기 제 1 및 제 2 의 목표 스로틀 개방도가 같지 않은 경우에, 상기 제어량을, 상기 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 끼고 또한 제 2 의 분해능력으로 결정되는 2 점을 상기 소정 주기로 반복시키는 것을 특징으로 하는 엔진 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스로틀 제어유닛은, 상기 운전상태에 따라서 통상 운전상태 및 소정의 운전상태를 판별하는 운전상태 판별수단을 포함하며,
    상기 제 1 의 연산수단은,
    상기 통상 운전상태가 판별된 경우에는, 상기 제 1 의 목표 스로틀 개방도의 연산을 금지하고,
    상기 소정 운전상태가 판별된 경우에는, 상기 액셀 개방도에 따라서 제 1 의 목표 스로틀 개방도를 연산하며,
    상기 제 2 의 연산수단은,
    상기 통상 운전상태가 판별된 경우에는, 상기 액셀 개방도에 따라서 상기 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하며,
    상기 소정 운전상태가 판별된 경우에는, 상기 제 1 의 목표 스로틀 개방도에 따라서 제 2 의 목표 스로틀 개방도를 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어장치.
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