KR20050016015A - 엔진 출력 제어 장치 - Google Patents

엔진 출력 제어 장치

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Abstract

배기 제어 밸브가 정상으로 동작하지 않게 된 경우라도 충분한 주행 성능이 얻어지는 엔진 출력 제어 장치를 제공한다.
엔진 ECU(15)는, 기본 점화 시기 맵(151)과, 기본 연료 분사량 맵(152)과, 배기 제어 밸브(11)의 목표 개도(θex-t)를 결정하는 목표 개도 결정부(153)와, 배기 제어 밸브(11)를 진단하는 배기 제어 밸브 진단부(154)와, 배기 제어 밸브(11)가 이상으로 진단되었을 때의 기본 점화 시기(θig)를 결정하는 이상시 점화 시기 맵(155)과, 배기 제어 밸브(11)가 이상으로 진단되었을 때의 연료분사의 솎음률(Rex)을 결정하는 이상시 분사 솎음 테이블(156)을 포함한다. 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)은, 엔진 ECU(15)로부터 통지된 목표 개도(θex-t)와 실제의 밸브 개도(θex)가 일치하도록 액츄에이터(12)로 구동 전류(Iex)를 공급한다.

Description

엔진 출력 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR ENGINE OUTPUT}
본 발명은, 엔진 출력 제어 장치에 관한 것이며, 특히, 엔진 배기계의 도중에 배기 단면적을 변화시키는 밸브 등의 수단을 설치하여 배기 맥동(脈動)을 제어하는 배기 제어기능을 구비한 엔진의 출력 제어 장치에 관한 것이다.
엔진의 고회전 영역에서의 배기 통로 내의 저항을 저감시키고, 또한 맥동효과를 이용함으로써 엔진의 출력을 향상시키고, 또는 시동성 등을 향상시키기 위해서, 배기 단면적을 가변으로 하는 배기 제어 밸브를 배기 통로 내에 배치하여, 그 개도를 차속이나 엔진 회전수 등의 제어 매개변수에 따라 동적으로 변화시키는 기술이, 일본국 특개평 1-313621호 공보 또는 일본국 특개 2002-138828호 공보에 개시되어 있다.
상기한 배기 제어 밸브를 탑재한 차량에 있어서의 기본점화시기나 연료의 기본 분사량은, 상기 배기 제어 밸브가 정상으로 기능하고 있다는 전제로, 스로틀 개도, 엔진회전수 또는 차속 등을 매개변수로서 결정된다. 그리고, 이 기본 점화 시기나 기본 연료 분사량에 대하여 각종의 보정계수가 곱해져 실제의 점화 시기나 연료 분사량이 결정된다. 따라서, 배기 제어 밸브가 어떠한 원인으로 정상으로 동작하지 않게 되면, 기본 점화 시기나 기본 연료 분사량에 최적치로부터 벗어나 버리기 때문에, 엔진성능이 저하하거나 연료 소비율이 저하하는 등의 과제를 발생시킬 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 배기 제어 밸브가 정상으로 동작하지 않게 된 경우라도 충분한 주행성능이 얻어지는 엔진 출력 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 엔진으로부터 배기를 이끄는 배기 통로의 도중에, 그 배기 단면적을 가변으로 하는 배기 제어 밸브를 배치한 엔진의 출력 제어 장치에 있어서, 배기 제어 밸브가 정상으로 동작하는지의 여부를 진단하는 진단 수단과, 배기 제어 밸브의 동작이 이상으로 진단되면 엔진 출력을 저하시키는 출력 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 특징에 의하면, 배기 제어 밸브가 정상으로 동작하지 않게 되면, 엔진 출력이 저하하도록 제어되기 때문에, 배기 단면적이 설정치보다도 감소하도록 배기 제어 밸브가 동작하고 있는 경우이더라도, 충분한 엔진성능을 확보할 수 있고, 또한 연료 소비율의 저하를 최소한으로 억제하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해서 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관한 엔진 출력 제어 장치의 주요부의 구성을 가리킨 블록도이고, 배기 통로(10) 내의 엔진과 머플러와의 사이에 배기 제어 밸브(11)가 장착되어 있다. 상기 배기 제어 밸브(11)는, 배기 제어 밸브구동 유닛(14)에 의해 구동되는 액츄에이터(12)에 의해 회동됨으로써 배기 단면적을 가변 제어한다. 상기 배기 제어 밸브(11)의 개도(θex)는 개도 센서(13)에 의해 검지되어, 상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)에 통지된다.
엔진 ECU(15)는, 엔진 회전수 센서(21)에 의해 검지된 엔진 회전수(Ne), 스로틀 개도 센서(22)에 의해 검지된 스로틀 개도(θth) 및 차속 센서(23)에 의해 검지된 차속(Vs) 등의 제어 매개변수에 따라서 기본점화시기(θig)(θig1)를 결정하는 기본점화시기 맵(151)과, 상기 제어 매개변수에 따라서 연료의 기본 연료 분사량(Tout)을 결정하는 기본 연료 분사량 맵(152)과, 상기 제어 매개변수에 따라서 배기 제어 밸브(11)의 목표 개도(θex-t)를 결정하는 목표 개도 결정부(153)를 포함한다.
상기 엔진 ECU(15)는 또한, 상기 배기 제어 밸브(11)의 개도 이상 또는 동작 이상을 진단하는 배기 제어 밸브 진단부(154)와, 상기 배기 제어 밸브(11)가 이상으로 진단되었을 때의 기본점화시기(θig)(θig2)를 결정하는 이상시 점화 시기 맵(155)과, 상기 배기 제어 밸브(11)가 이상으로 진단되었을 때의 연료분사의 솎음률(Rex)을 결정하는 이상시 분사 솎음 테이블(156)을 포함한다.
상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)은, 상기 엔진 ECU(15)로부터 통지된 목표 개도(θex-t)와 상기 개도 센서(13)에 의해 검지되는 실제의 밸브 개도(θex)가 일치하도록, 상기 액츄에이터(12)에 구동 전류(Iex)를 공급한다. 상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)은 또한, 상기 개도 센서(13)에 의해 검지된 밸브 개도(θex)를 상기 엔진 ECU(15)에 통지한다.
이어서, 도 2의 플로우 차트를 참조하여 본 실시형태의 동작을 상세히 설명한다. 스텝(S1)에서는, 상기 각 센서로 검지된 엔진 회전수(Ne), 스로틀 개도(θth) 및 차속(Vs) 등의 제어 매개변수가 받아들여진다. 스텝(S2)에서는, 상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)으로부터 통지된 배기 제어 밸브 개도(θex) 및 액츄에이터 구동 전류(Iex)가 받아들여진다.
스텝(S3)에서는, 상기 목표 개도 결정부(153)에서 결정되어 상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)으로 통지되어 있는 목표 개도(θex-t)와 상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)으로부터 통지되어 있는 실제의 밸브 개도(θex)와의 차분(差分)치가 상기 진단부(154)로 요구되어, 이 차분치가 기준 차분치(Δex)와 비교된다. 여기서, 차분치의 절대치가 상기 기준 차분치(Δex)를 초과하면, 개도 이상으로 진단되어 스텝(S1O)으로 진행한다. 차분치의 절대치가 상기 기준 차분치(Δex)를 초과하지 않으면 스텝(S4)으로 진행한다.
스텝(S4)에서는, 상기 실제의 밸브 개도(θex)가 상기 진단부(154)에 있어서 상한 개도(θmax) 및 하한 개도(θmin)가 비교된다. 상기 상한 개도(θmax) 및 하한 개도(θmin)는 각각, 배기 제어 밸브(11)가 정상동작하고 있을 때에 취득하는 밸브 개도(θex)의 상한치 및 하한치에 설정되어 있다. 따라서, 실제의 밸브 개도(θex)가 상한 개도(θmax)를 상회하거나, 또는 하한 개도(θmin)를 하회하면, 개도 이상으로 진단되어 상기 스텝(S1O)으로 진행한다. 밸브 개도(θex)가 상한 개도(θmax)와 하한 개도(θmin)와의 사이에 있으면 스텝(S5)으로 진행한다.
스텝(S5)에서는, 상기 배기 제어 밸브 구동 유닛(14)으로부터 통지된 액츄에이터 구동 전류(Iex)가 상기 진단부(154)에 있어서 상한치(Imax)와 비교된다. 상기 상한치(Imax)는, 액츄에이터(12)가 록(lock)하였을 때에 흐르는 록 전류 또는 액츄에이터(12)에 과대한 부하가 가해졌을 때에 흐르는 전류치를 검지할 수 있는 값에 미리 설정되어 있고, 구동 전류(Iex)가 상한치(Imax)를 상회하면, 동작 이상으로 진단되어 상기 스텝(S1O)으로 진행한다. 구동전류(Iex)가 상한치(Imax)를 하회하고 있으면 스텝(S6)으로 진행한다.
스텝(S6)에서는, 상기 엔진 회전수(Ne), 스로틀 개도(θth) 및 차속(Vs) 등의 제어 매개변수에 따라서 기본 점화 시기 맵(151)이 참조되어 기본 점화 시기(θig)가 요구된다. 스텝(S7)에서는, 상기 제어 매개변수에 따라서 기본 연료 분사량 맵(152)이 참조되어 기본 연료 분사량(Tout)이 요구된다. 스텝(S8)에서는, 가속 보정 계수나 냉각수 보정 계수 등의 각종의 보정 계수가 상기 기본 연료 분사량(Tout)에 곱해진다. 스텝(S9)에서는, 상기 기본 점화시기(θig) 및 기본 연료 분사량(Tout)에 따라서 엔진이 제어된다.
한편, 상기 스텝(S3, S4, S5) 중 어느 하나에서 이상으로 진단된 경우, 스텝(S10)에서는, 상기 제어 매개 변수에 따라서 이상시 점화 시기 맵(155)이 참조되어 이상시 점화 시기가 결정된다.
도 3은, 상기 기본 점화 시기 맵(151)에 따라서 결정되는 점화 시기(θig1)와 상기 이상시 점화 시기 맵(155)에 따라서 결정되는 점화 시기(θig2)와의 관계를 나타낸 도면이고, 여기서는 제어 매개변수를 엔진 회전수(Ne)에 한해서 설명하고 있다. 본 실시형태에서는, 배기 제어 밸브(11)가 이상으로 진단되면 엔진 출력이 상시보다도 저하하도록, 엔진 회전수(Ne)의 전역에 걸쳐 점화시기(θig)를 리타드(遲角)되도록 하고 있다.
스텝(S11)에서는, 상기 스텝(S7)과 같이, 상기 제어 매개변수에 따라서 기본 연료 분사량 맵(152)이 참조되어 기본 연료 분사량(Tout)이 요구된다. 스텝(S12)에서는, 상기 제어 매개변수에 따라서 이상시 분사 솎음 테이블(156)이 참조되어, 상기 제어 매개변수의 값에 따라서 분사 솎음률(Rex)(%)이 결정된다.
도 4는, 상기 이상시 분사 솎음 테이블(156)의 일례를 나타내는 도면이고, 여기서는 제어 매개변수를 엔진회전수(Ne)에 한해서 설명하고 있다. 본 실시형태에서는, 배기 제어 밸브(11)가 이상으로 진단되면 엔진 출력이 상시보다도 저하하도록, 엔진 회전수(Ne)에 따른 솎음률(Rex)이 단계적으로 설정되어 있다.
스텝(S13)에서는, 배기 제어 밸브(11)가 이상이라는 뜻의 메시지가, 도시하지 않은 인스트루먼트 패널 상에 표시된다. 스텝(S14)에서는, 엔진 출력이 상시보다도 저하하도록, 상기 결정된 점화시기(θig2), 기본 연료 분사량(Tout) 및 솎음률(Rex)에 따라서 엔진제어가 실행된다.
본 발명에 의하면, 배기 제어 밸브가 정상으로 동작하지 않게 되면, 엔진 출력이 저하하도록 점화 시기 및 연료 분사량 중 적어도 한 쪽이 제어되기 때문에, 배기 단면적이 설정치보다도 감소하도록 배기 제어 밸브가 동작하는 경우이더라도, 충분한 엔진 성능을 확보할 수 있고, 또한 연료 소비율의 저하를 최소한으로 억제하게 된다.
도 1은 본 발명에 관한 엔진 출력 제어 장치의 주요부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 엔진 출력 제어의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 기본 점화 시기와 이상시 점화 시기와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 분사 솎음률 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10···배기계 11···배기 제어 밸브
12···액츄에이터 13···개도 센서
14···배기 제어 밸브 구동 유닛 15···엔진 ECU
21···엔진 회전수 센서 22···스로틀 개도 센서
23···차속 센서

Claims (5)

  1. 엔진으로부터 배기를 이끄는 배기 통로의 도중에, 그 배기 단면적을 가변으로 하는 배기 제어 밸브를 배치한 엔진의 출력 제어 장치에 있어서,
    상기 배기 제어 밸브가 정상으로 동작하고 있는지의 여부를 진단하는 진단수단과,
    상기 배기 제어 밸브의 동작이 이상으로 진단되면 엔진 출력을 저하시키는 출력 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 출력 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력 제한 수단은, 엔진 출력이 저하하도록 점화시기 및 연료분사량 중 적어도 한 쪽을 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 출력 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 출력 제한 수단은, 점화시기를 기본점화시기보다도 리타드(遲角) 시키는 것을 특징으로 하는 엔진 출력 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 출력 제한 수단은, 연료의 분사회수를 솎아냄하는 것을 특징으로 하는 엔진 출력 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 제어 밸브의 동작이 이상으로 진단되면, 그 뜻의 메시지(message)를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 출력 제어 장치.
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