KR840001327B1 - Method of controlling fuel of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 엔진 주변기기의 구성을 나타낸 도면.1 is a diagram showing a configuration of an engine peripheral device.
제2도는 엔진을 제어하는 제어장치의 구성도.2 is a block diagram of a control device for controlling the engine.
제3도는 개입중단 신호에 의해 타스크 우선처리가 행해지는 것을 나타낸 플로우차트.3 is a flowchart showing that task priority processing is performed by an interruption signal.
제4도는 RAM의 메모리 내용의 위치 설명도.4 is a position explanatory diagram of a memory content of a RAM.
제5도는 레벨 1의 플로우챠트.5 is a flowchart of level one.
제6도는 레벨 2의 플로우챠트.6 is a flowchart of level two.
제7도는 공연비의 플래트 매프(flat map)를 나타낸 도면.7 shows a flat map of the air-fuel ratio.
제8도는 O2센서의 출력변화를 나타낸 도면.8 is a view showing a change in output of the O 2 sensor.
제9도는 기통내의 공연비와 온 듀티(on duty)비와의 관계를 나타낸 도면.9 is a diagram showing a relationship between an air-fuel ratio and an on duty ratio in a cylinder.
제10도는 본 발명의 1 실시예를 나타낸 플로우챠트.10 is a flowchart showing one embodiment of the present invention.
제11도는 제10도에 도시한 실시예를 상세히 설명하는 플로우챠트.FIG. 11 is a flowchart for explaining the embodiment shown in FIG. 10 in detail.
제12도는 공연비의 플래트 매프를 나타낸 도면.12 shows a flat map of an air-fuel ratio.
제13도는 본 실시예에 의한 운전 조건의 변화에 대응하는 파형도이다.13 is a waveform diagram corresponding to a change in operating conditions according to the present embodiment.
본 발명은 엔진의 연료를 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 배기가스 센서를 사용하여 연료를 보정하는 엔진의 연료를 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling fuel in an engine, and more particularly, to a method for controlling fuel in an engine for correcting fuel using an exhaust gas sensor.
본 발명은 내연기관의 제어방법에 관한 것으로서 특히 기화기를 갖춘 내연기관의 전자식 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of an internal combustion engine, and more particularly, to an electronic control method of an internal combustion engine having a vaporizer.
요즈음, 자동차의 증가에 따라 환경 오염면에서 공해대책의 일환으로서 배기 가스 대책이 문제되고 있으며, 그와 동시에 에너지절약의 요청으로 연비(燃費)의 대책이 강구되고 있다. 배기가스 대책의 하나의 방법으로서는 3원촉매가 대부분 사용되고 있다. 이 3원 촉매는 혼합기의 공연비(空燃比)가 이론 공연비일 때 최고의 촉매효과를 나타내는 것으로서, 3원 촉매를 유효하게 작용시키기 위해서는 예컨대, 자동차의 엔진 회전수가 600회전 부근에서 최고 6,000회전 부근과 대단히 넓은 범위에 걸쳐, 그리고 그 속도가 급변하는 가운데 언제나 공연비를 이른 공연비 부근의 극히 좁은 범위로 제어하지 않으면 안된다. 이 때문에 배기 가스의 상태를 검지하는 배기 가스 센서가 이용되기에 이르렀다.In recent years, with the increase of automobiles, exhaust gas measures have become a problem as part of pollution measures in terms of environmental pollution, and at the same time, measures for fuel economy have been taken at the request of energy saving. As one method of exhaust gas countermeasure, ternary catalysts are mostly used. This three-way catalyst exhibits the best catalytic effect when the air-fuel ratio of the mixer is at the theoretical air-fuel ratio. In order to effectively operate the three-way catalyst, for example, the engine speed of a vehicle is very close to about 6,000 revolutions at around 600 revolutions. The air-fuel ratio must always be controlled in a very narrow range near the early air-fuel ratio, over a wide range, and as its speed changes rapidly. For this reason, the exhaust gas sensor which detects the state of exhaust gas came to be used.
엔진의 공연비 제어방식은, 배기 가스중의 산소 농로를 검출하는 O2센서를 이용하여 이 O2센서의 검출신호를 피이드백하는 것에 의한 제어를 행하게 되었다.The air-fuel ratio control method of the engine is controlled by feeding back the detection signal of the O 2 sensor using an O 2 sensor that detects an oxygen concentration path in the exhaust gas.
그리고 이 공연비 제어방식은 엔진의 회전수가 어떤 조건하에서 일정값 즉, 자동차의 차속이 거의 일정속도로 주행하고 있을 때 비교적 안정된 제어가 가능한 것이다. 그러나, 주지하는 바와 같이 엔진에는 난기(暖機) 운전, 아이들링, 가속, 감속 등의 운전모오드가 있으며, 또한 이들의 운전상태는 주위의 상황에 따라 급격히 변화하는 것이다. 따라서 예컨데, 엔진의 운전 상태의 급변에 따라 공연비의 외란(外亂)이 발생하면, 이 외란은 배기관에 설치된 O2센서에 의해 검지된다. 그러나, 이 외란이 발생해서 검출될 때 까지의 시간은 엔진의 흡배기(吸排氣)의 지연과 배기가스가 배기관을 흘러, O2센서에 도달할 때까지우 무용(無用)시간(L)과, 외란에 의한 배기 변화가 O2센서에 도달한 후 O2센서가 소정의 기전력을 발생할 때까지의 시간(T)(O2)센서의 시정수)와의 합이 되기 때문에, 단지 O2센서에 의한 피이드백 제어는 급변하는 운전방식에 추종할 수 없다고 하는 결점이 있다.And this air-fuel ratio control system enables relatively stable control when the engine speed is running at a certain value, i.e., when the vehicle speed of the vehicle is running at substantially constant speed under certain conditions. However, as is well known, the engine has driving modes such as warm driving, idling, acceleration, deceleration, and the like, and their driving state changes rapidly depending on the surrounding conditions. Therefore, for example, when an air-fuel ratio disturbance occurs due to a sudden change in the operating state of the engine, the disturbance is detected by an O 2 sensor provided in the exhaust pipe. However, the time between the occurrence of this disturbance and the detection of the disturbance is the delay between the engine intake and exhaust and the exhaust gas flowing through the exhaust pipe and reaching the O 2 sensor. after the exhaust change due to the disturbance to reach the O 2 sensor O 2 sensor is in since the sum with the time (T) (O 2) number of sensor time constant) until the result in a predetermined electromotive force, only O 2 sensor Feedback control has a drawback that it cannot follow the rapidly changing driving method.
그리하여 O2센서의 배기 가스 검출지연이나, 제어의 안정성을 꾀하기 위해, O2센서의 출력파형에 비례분, 적 분분을 포함하는 파형으로 변환하여, 비레, 적분제어를 하도록 종래 시도 되어 왔으나, 그래도 또한 복잡한 엔진의 운전상태를 정확히 추종하기는 불가능하다.Thus, in order to achieve a delay in detecting the exhaust gas of the O 2 sensor or to improve the stability of the control, attempts have been made to convert the waveform including the proportional and integral to the output waveform of the O 2 sensor and perform the integral control. In addition, it is impossible to accurately follow the operating conditions of complex engines.
본 발명의 목적은, 엔진의 급격한 변화에도 높은 정밀도로 공연비를 추종제어할 수 있는 엔진의 연료 제어 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel control method for an engine that can follow the air-fuel ratio with high precision even with a sudden change in the engine.
본 발명은 엔진에의 과거의 연료공급량을 배기가스의 상태에 따라 보정하도록 하고, 또한 엔진의 운전 상태의 변화에 대응시키기 위해, 과거의 운전 상태에 의거한 연료제어 신호와 현시점에서의 연료제어신호의 차를 구한다. 상기 배기가스의 상태에서 보정한 연료공급량을 상기의 구해진 차에 의해 다시 보정하는 것이다.According to the present invention, in order to correct the past fuel supply amount to the engine according to the state of the exhaust gas, and to correspond to the change in the operating state of the engine, the fuel control signal based on the past operating state and the fuel control signal at the present time. Save the car. The fuel supply amount corrected in the state of the exhaust gas is corrected again by the obtained difference.
이 기본적인 사상은, 만약 운전 조건이 변화하지 않으면 앞에서 공급한 연료공급량을 배기가스 센서출력에 의해 보정함으로써 새로운 연료공급량을 구한다. 한편, 운전 조건이 변화한 경우에는 과거의 운전 조건에 대한 연료 공급량은 배기가스 센서 출력으로 가장 알맞게 보정되고 있다는 이유에서, 배기 가스 센서출력에 의거 보정된 결과를 베이스로 하여, 운전 조건의 변화에 상당하는 연료의 제어량만큼 상기 베이스를 보정한다.This basic idea is to find a new fuel supply amount by correcting the previously supplied fuel supply amount by the exhaust gas sensor output if the operating conditions do not change. On the other hand, when the operating conditions change, the fuel supply amount for the past operating conditions is most appropriately corrected by the exhaust gas sensor output, and based on the result corrected based on the exhaust gas sensor output, The base is corrected by the control amount of the corresponding fuel.
이하 도면에 의해 구체예를 설명한다.Specific examples will be described below with reference to the drawings.
엔진의 구성을 제1도에 나타낸다.The configuration of the engine is shown in FIG.
도면에서, 1은 엔진, 2는 기화기, 4는 흡기관, 5는 배기관이다. 도시하지 않은 가속페달을 조작함으로써 기화기(2)에 설치되어 있는 드로틀 밸브(18)의 개방도가 제어되고, 그에 의해서 에어 클리너(27)에서 엔진의 각 실린더에 공급되는 공급공기량이 제어된다. 그리고 상기 드로틀 밸브(18)에는 그 개방도에 따른 신호를 출력하는 드로틀 개방도 센서(24)가 설치되며, 이 신호는 제어장치(8)에 도입된다.In the figure, 1 is an engine, 2 is a carburetor, 4 is an intake pipe, and 5 is an exhaust pipe. By operating the accelerator pedal not shown, the opening degree of the throttle valve 18 provided in the vaporizer |
이렇게 하여 드로틀 밸브(1)의 개폐로 제어되는 공기유량은 흡기관(4)에 설치되어 있는 압력센서(9)에 의해 흡입 부압량으로서 검출되고, 이 흡입 부압검출신호는 제어장치(3)에 입력된다. 그리고 이 흡입부압 검출신호와 후술하는 각종 센서로부터의 출력신호에 의하여 기화기(2)에 설치되어 있는 각 솔레노이드 밸브(7),(8),(9),(10)의 개방도가 제어된다. 또한 염료펌프(29)에서 공급되는 연료는 주젯트 노즐(11)을 거쳐 주 노즐(12)에서 기화기(2)에 공급된다. 또한 연료는 상기의 공급계와는 별도로 주 솔레노이드 밸브(8)를 거쳐 주젯트 노즐(11)을 우회하도록 하여 주노즐(12)로부터 기화기(2)에 공급된다. 따라서, 주 노즐(12)에서 공급되는 연료 공급량은 주 솔레노이드 밸브(8)의 개변(開辯)시간에 의해 제어할 수 있다. 또한 연료는 슬로우 호올 바이패스 호홀(13)에서도 공급되나, 그 공급량은 솔로우 솔레노이드 밸브(7)의 개변시간을 제어하며 그것에 의해 공기 취입구로부터의 공기 유입량을 억제함으로써 제어할 수 있다.In this way, the air flow rate controlled by the opening and closing of the throttle valve 1 is detected by the pressure sensor 9 provided in the intake pipe 4 as the suction negative pressure amount, and this suction negative pressure detection signal is transmitted to the control device 3. Is entered. The opening degree of each of the
기화기(2)에 설치되어 있는 연료 솔레노이드 밸브(9)는 연료공급을 증량시키기 위한 밸브로서 예컨대, 엔진 시동시 혹은 난기 운전시 등 특히 연료들 많이 필요로할때 구동하는 것이다. 그리고 연료솔레노이드 밸브(9)를 제어함으로써 연료는 개구부(14)로부터 공급된다.The fuel solenoid valve 9 provided in the
또한 기화기(2)에 설치되어 있는 에어솔레노이드 밸브(10)는 엔진(1)에 공급하는 공기량을 제어하는 것으로서, 그 공기는 개구부(15)에서 공급된다.In addition, the
상술한 각각의 솔레노이드 밸브(7),(8),(9),(10)는 후술하는 공연비 제어, 난기운전 등의엔진 제어시에 개변 시간 제어가 이루어지고, 그에 의해서 공기량 및 연료량이 미세하게 제어된다.Each of the above-described
또한 17은 배기가스 환류(이하 EGR이라 칭함(밸브이다.이 EGR밸브(17)는 배기관(5), 3원촉매(6)를 거쳐 대기로 방출하는 엔진의 실린더내에서 연소한 배기가스의 일부를 배기관(5)에서 취출(取出)하여 EGR밸브(17)에 접속되어 있는 EGR파이프(28)에 의해 흡기관(4)에 환류하기 위한 제어밸브이다. 이 배기가스의 환류는, 배기 가스 개선을 위해 행해지는 것이며, 배기 가스의 환류비율은 상기의 EGR밸브(17)와, 이 EGR밸브를 제어하는 EGR솔레노이드(16)에 의해 제어된다.17 is also referred to as exhaust gas reflux (hereinafter referred to as EGR (valve). The
또한, 25는 점화코일, 26은 분배기로서, 이들은 제어장치(3)으로 부터의 제어신호에 의해 점화및 점화시기 제어를 행한다. 이 제어는, 크랭크 각 센서(23)에서 제어장스(3)로 취입되는 엔진 회전수에 의존하는 검출신호에 의해 제어된다. 이 크랭크각 센서(23)는, 기준각 발생장치와 위치신호 발생장치 등으로 이루어진다.In addition, 25 is an ignition coil, 26 is a distributor, and these perform ignition and ignition timing control by the control signal from the control apparatus 3. As shown in FIG. This control is controlled by the detection signal which depends on the engine speed which is taken in from the
또한, 20은 냉각수온센서, 22는 흡기온 센서인데, 전자(前者)는 엔진 시동직후의 엔진 온도를 급속하게 상승시키기 때문에 연료의 농도를 크게하기 위한 보정신호로 사용되며, 후자도 엔진제어의 보정신호로서 제어장치(3)에 취입된다.In addition, 20 is a cooling water temperature sensor and 22 is an intake air temperature sensor. The former is used as a correction signal for increasing the concentration of fuel because the former rapidly increases the engine temperature immediately after starting the engine. It is taken in to the control apparatus 3 as a correction signal.
21은 O2센서로서, 본 발명의 제어에 중요한 센서의 하나인데, 이것은 배기 가스중의 산소 농도를 검출하여 최적의 공연비제어를 행하기 위한 것이다.21 is an O 2 sensor, which is one of the sensors important for the control of the present invention, for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and performing optimum air-fuel ratio control.
엔진 제어에 필요한 데이터는, 제어장치(3)에 취입되고, 제어장치(3)로 부터의 제어지령에 따라 엔진이 제어된다. 이 제어장치(3)가 제2도에 나타나 있다. 즉, 제2도는 기화기를 갖춘 엔진의 제어장치(3)를 나타내는 구성도이다. 도면에서, 본 제어장치(3)는 중앙처리기(이하 cpu라 칭함)(30)와 리드 온리 메모리(read only memory)(이하 ROM이라 칭함)(31)와, 등록호출 기억장치(이하 RAM이라 칭함)(32)와, 입출력 제어장치(33) 등으로 이루어져 있다.Data necessary for engine control is taken into the control device 3, and the engine is controlled in accordance with a control command from the control device 3. This control device 3 is shown in FIG. That is, FIG. 2 is a block diagram which shows the control apparatus 3 of the engine provided with a vaporizer. In the figure, the controller 3 includes a central processor (hereinafter referred to as cpu) 30, a read only memory (hereinafter referred to as ROM) 31, and a registration call memory device (hereinafter referred to as RAM). ), An input /
cpu(30)는 후술하는 운전 제어에 필요한 수많은 외부정보를 선택적으로 cpu(30)에 취입하기 위한 지령을 내리고, 또 시스템의 제어양식을 프로그램화 한 내용 및 각종 데이터가 기억되어 있는 ROM(31)과, 각종 데이터의 기입과 독출(讀出)이 가능한 RAM(32)으로 부터의 상기의 기억 내용에 따라 연산처리를 행하는 것이다.The
입출력 제어장치(33)는, 외부로부터 입력되는 다수의정보를 cpu(30)로 부터의 선택지령에 따라 절환 도입되는 디지털 절환스위치(35)(예컨대, 멀티플렉서)와, 이 선택된 아날로 그 정보를 디지털 정보로 변환하는 A/D변환기(36),(37)와, 이들 정보를 cpu(30)에 취입하여 미리 ROM(31)에 기억되어 있는 기억 내용에 따라 연산하고, 외부의 제어장치에 제어 신호를 출력하기 위한 컨트론논리회로(39)등으로 이루어져 있다.The input /
상기 cpu(30)의 연산결과에 의해 제어되는 제어대상은, 공연비 제어장치(40), 공연비 제어장치(40)는 제1도에 나타나 있는 슬로우 솔레노이드 밸브(7)와, 주 솔레노이드 밸브(8)등으로 이루어져 있다. 그리고 공연비를 결정하는 공기량, 연료량은, 상기의 양 밸브(7),(8)의 개변 시간을 제어함으로써 행해진다.The control target controlled by the operation result of the
이상 엔진의 연료량을 제어하는 제어대상은 아래에 기술하는 입력정보에 의하여 종합적으로 제어되는 것이다. 즉, 밧테리전압 검출기(44)는 밧테리 전압의 변화를 검출하는 것이다.The control target for controlling the fuel amount of the above-described engine is comprehensively controlled by the input information described below. That is, the
냉각수온센서(20)는, 특히 무부하 완속 운전시의 주요한 파라미터가 되는 것이며, 예컨데, 냉각수의 저온시에 혼합기의 농도를 높혀서 엔진을 고속 회전시키는 등의 제어를 행하는 것이다.The cooling water temperature sensor 20 becomes a main parameter especially during no-load slow operation. For example, the cooling water temperature sensor 20 controls to rotate the engine at high speed by increasing the concentration of the mixer at low temperature of the cooling water.
또 기타는 공연비, 배기환류제어 등의 제어에도 상기의 냉각수 온도의 데이터가 사용된다.In addition, the cooling water temperature data is also used for the air-fuel ratio, exhaust reflux control, and the like.
개방도 센서(24), 압력센서(19)는 EGR제어장치의 환류량이나 공연비 제어장치의 공연비의 제어를 행하기 위한 것이다.The
O2센서(21)(배기 가스 센서)는, 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하여 최적의 공연비 제어를 행하기 위한 것이다.The O 2 sensor 21 (exhaust gas sensor) is for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and performing optimal air-fuel ratio control.
다음에 스타트 스위치(45)는, 엔진 시동시에 나오는 데이터이며, 엔진 시동 후의 모든 제어조건 신호로서 사용된다.Next, the start switch 45 is data which comes out at the start of the engine and is used as all control condition signals after starting the engine.
또 기준각 신호발생장치(46) 및 위치신호 발생장치(47)는, 제1도의 크랭크 각센서(23)에 포함되는 것으로서, 이것은 모두 크랭크회전시의 기준각도마다 예컨데, 전자의 180°마다 발생하는 신호와 1°마다 발생하는 신호이다. 이들의 신호는 모두 엔진의 회전수에 관한 데이터이므로, 점화제어장치는 보다 좋은 기타 여러가지 제어대상에 관련하는 데이터가 된다. 밧테리 전압검출기(44),(냉각수온센서(20), O2센서(21)의 각 신호는 멀티플렉서에 출력하고, 선택된 하나의 입력이 아날로그디지털 변환기(36)에 입력되며, 그 디지털값이 바스라인(34)에서 cpu(30)에 취입된다.In addition, the reference
또 압력센서의 출력은 아날로그 디지털 변환기(37)에서 디지털 변환된다. 한편 cpu에서 연산된 결과는 레지스터(90)에 세트된다. 레지스터(94)에는 일정주기가 세트되어 있다. cpu(30)로 부터의 클록이 카운터(92)에 출력되어 이를 계수하고, 그 값이 레지스터(94)와 같거나 커지면 비교기(98)의 출력으로 플립플롭은 세트되고, 동시에 카운터(92)는 클리어된다. 이 때문에 슬로우 솔레노이드(7)에는 인버어터(102)에서 “L”출력이, 한편 주 솔레노이드에는 “H”솔레노이드가 출력된다. 카운터(92)의 출력(C)이 레지스터(90)의 출력(D)보다 커지면, 플링 플롭(100)은 리세트된다. 이 때문에 슬로우 솔레노이드(7)에는 인버어터(102)를 통하여 “L”신호가, 한편 주 솔레노이드(8)에는 “H”신호가 입력된다. 따라서, 레지스터(90)의 값에 의해 주 솔레노이드(8)의 “H”듀티는 정해져 개변율이 정해진다. 한편, 슬로우 솔레노이드는 “L”듀티가 정해져 폐변율이 정해진다.The output of the pressure sensor is digitally converted by the analog-to-
이상 설명한 입력데이터는 급속히 변화하는 자동차의 운전상태에 속응(速應)하여 높은 정밀도로 제어대상을 제어하지 않으면 안된다. 그래서 이 제2도에 도시한 제어장치의 제어처리를 제3도에 나타내는 플로우챠트에 의해 설명한다.The input data described above must respond to the rapidly changing driving conditions of the vehicle and control the control object with high accuracy. So, the control process of the control apparatus shown in FIG. 2 is demonstrated by the flowchart shown in FIG.
먼저, 타이머 개입중단(이하, IRQ라 칭함)에 의해 각 타스크의 기동을 걸어 타스크의 우선처리가 행해진다.First, each task is started by interrupting timer intervention (hereinafter referred to as IRQ), and task priority processing is performed.
즉, cpu가 개입중단 요구를 받으면, 스탭(50)에 있어서, 그 개입중단이 타이머 개입중단인가 아닌가의 개입중단 요인분석의 판정을 하고, 그리고 그 개입중단이 타이머 개입중단이면, 스텝에서 우선도가 높은 순서로 레벨 분리된 타스크군(群)의 하나를 타스크 스케듈러에 의해 선택하고, 스텝(51)에서 그 선택된 타스크의 실행이 이루어진다.That is, when the cpu receives an interruption request, the
스텝(52)에서 선택된 타스크의 실행 종료를 판정하면, 다시 스텝(53)으로 되돌아와 타스크 스케듈러에 의해 다음의 타스크가 선택된다.If it is determined in
한편, 개입중단이 이상 상태의 개입중단인 경우에는 스텝(54)에서 연료펌프를 OFF함과 동시에, 점화계를 리세트하고, 스텝(55)에서 입출력제어장치를 모두 NO-GO로 한다.On the other hand, when the interruption is interrupted in the abnormal state, the fuel pump is turned off in
제1표는 제3도에 나타내는 플로우챠트의 스텝(51)에서 고택되는 레벨 분리한 각타스크의 구체적 내용을 나타내는 표이다.The first table is a table showing the specific contents of the level-separated respective tasks selected in
제1표로서 명백한 바와같이 각각의 타스크는 레벨 1-~3에 표시되는 바와같이, 우선도가 높은 순서로 나뉘어지고, 또 우선 순위에 따른 기동타이밍이 정해져 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 상기 기동 타이밍은 우선도가 높은순서로 10ms, 20ms, 40ms로 정해져 있다.As apparent from the first table, each task is divided into high priority order, as shown in levels 1 to 3, and start timings according to the priority are determined. In the embodiment of the present invention, the starting timing is set to 10 ms, 20 ms, and 40 ms in order of high priority.
[제 1 표][Table 1]
이하 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
제3도에서, 스텝(62)~(70)은 제1표의 기동 타이밍에 도달했는가 어떤가를 판단한다. 이 타이밍에 이르러 있으면, 스텝(66)에서 제4도의 각대응한 레벨의 Q표식을 1로 한다. 여기서 어드레스 ADR(200)은 레벨1, ADR(201)은 레벨1, ADR(202)은 레벨3에 대응한다. 이 ADR(200)~(202)의 카운터 비트는 제1표의 타이밍을 판단하기 위해 각타이머 개입중단마다 갱신되는 소프트 타이머 이다.In Fig. 3, steps 62 to 70 determine whether the start timing of the first table has been reached. If this timing is reached, the Q marker at the level corresponding to each of FIG. 4 is set to 1 at
스텝(74)~(82)에서 어느 레벨의 프로그램을 실행할것인가를 판단한다. 그리고 실행함에 따라 스텝(52)에서 Q표식을 리세트하고, R표식을 세트한다. 그리고 그 레벨의 타스크를 종료함으로써 스텝(53)에서 R표식을 리세트한다.In step 74 to 82, it is determined at what level the program is to be executed. In
제5도는 레벨1의 프로우(flow)이며, 표1과 같이 10msec마다 실행된다. 스텝(110)에서 아날로그 디지털 변환기의 출력(出力)으로 O2센서의 출력을 RAM어드레스 ADR(203)에 세트한다. 그리고 멀티플렉서의 채널을 다음의 취입센서에 변경한다.5 is a flow of level 1, which is executed every 10 msec as shown in Table 1. FIG. In
스텝(114)에서 부(負)인 센서의, 디지털 값을 RAM의 어드레스(204)에 세트한다. 스텝(116)에서 엔진의 출력축의 회전속도를 검출하여 RAM의 어드레스 ADR(205)에 세트한다.In step 114, the digital value of the negative sensor is set to the
제6도는 레벨(2)의 플로우 이며, 표1과 같이 20m sec마다 실행된다. 118에서 부압(負壓)을 RAM의 ADR(204)에서 독출하고, 또한 스텝(120)에서 N을 RAM의 ADR(205)에서 독출한다.6 is a flow of
그리고 스텝(124)에서 ROM의 매프에서 검색하고, 그 값을 스텝(126)에서 RAM(206)에 세트한다.Then, in step 124, the ROM is searched for and the value is set in the RAM 206 in
다음에 연료를 공급하는 기화기의 전자밸브(7),(8)는 각각에 입력되는 펄스 듀티로 구동되며, 공급연료의 제어는 각 전자밸브의 개별시간 제어(온 듀티 제어)로 행해진다.Next, the
그리고 이 온 듀티제어는 제7도에 나타내는 바와 같이 압력센서(19) 위치검출기(23)에 의해 검출한 엔진회전수(N)와 흡입부압(VC)을 파라미터로 하고, 그런 조건하에서 공연비가 이론 공연비가 되도록 가 솔레닝드 밸브의 온 듀티값(%)을 미리 ROM에 설정 기억시켜 놓고, 이 설정기억되어 있는 온 듀티값과 O2센서로부터의 피이드백 신호에 의하여 산출되는 온 듀티값과의 상호의 연산으로 행해진다.As shown in FIG. 7, the on-duty control uses the engine speed N and the suction negative pressure VC detected by the pressure sensor 19 and the
이 제7도에 표시되는 온 듀티값의 표가, 공연비의 플래트애프(flat map)라고 불려지고 있는 것으로서, 이 플래트매프 상에서 결정되는 각 솔레노이드밸브의온 듀티값이 제어장치에 기억되어 있다. 그리고 이 값이 제6도의 플로우에서 검색된다.The table of the on duty values shown in FIG. 7 is called a flat map of the air-fuel ratio, and the on-duty value of each solenoid valve determined on this flat map is stored in the controller. This value is then retrieved in the flow of FIG.
O2센서는 일종의 산소 농담전지(濃淡電池)에서 공연비가 이론 공연비의 14.7부근에서 제8도에 나타내는 바와 같이 기전력이 급변하는 성질을 가진 것이다.The O 2 sensor has a property that the electromotive force rapidly changes as shown in FIG. 8 at an air-fuel ratio of 14.7 of the theoretical air-fuel ratio in a kind of oxygen shade battery.
따라서, 일반적으로 행해지고 있는 O2센서의 신호를 피이드백하여 공연비를 제어하는 방법은, 공연비의 짙음(리치), 흐림(리인)을 판정하여 예컨데, 리치의 경우는 솔레노이드 밸브의 듀티 사이트을 점감(漸減)하고, 리인의 경우는 점증시켜서 평균적 공연비와 이론 공연비의 14.7이 되도록 폐(閉)루우프 제어가 행해진다.Therefore, the method of controlling the air-fuel ratio by feeding back the signal of the O 2 sensor, which is generally performed, determines the density (rich) and blur (re-in) of the air-fuel ratio, for example, in the case of rich, the duty site of the solenoid valve is reduced In the case of Rein, closed loop control is performed so that the average air-fuel ratio and the theoretical air-fuel ratio are increased to 14.7.
그렇지만, O2센서의 출력전압은 실제의 기통내의 공연비에 대한 O2센서의 검출전압은 제9도(I)에 나타내는 바와 같이 시간(b)만큼 늦어지게 된다. 따라서, 제9도(Ⅱ)에 표시되어 있는 O2센서의 출력전압 파형은 상기 지연을 보정하기 위해, 제9도(Ⅲ)에 나타내는 바와 같이 비례 보정분(C)과 적분경사(A)를 가진 파형으로 변환하고, 이 제9도(Ⅲ)에 나타내는 바와 같은 파형에 의하여 듀티 사이클을 정하고, 이 듀티 사이클에 의해, 공연비를 평균적으로 제어하게 된다.However, the output voltage of the O 2 sensor is detecting voltage of the O 2 sensor with respect to the actual in-cylinder air-fuel ratio becomes delayed by a ninth time also (b) as shown in (I). Therefore, the output voltage waveform of the O 2 sensor shown in FIG. 9 (II) is used to adjust the proportional correction (C) and the integral slope (A) as shown in FIG. 9 (III) to correct the delay. The duty cycle is converted into an excitation waveform, the duty cycle is determined by the waveform shown in FIG. 9 (III), and the air-fuel ratio is controlled on average by this duty cycle.
본 발명에 관한 실시예는 이상 설명한 플래트 애프에 의한 듀티 제어와 O2센서에 의해 피이드백 제어의 조합에 의한 것으로서, 그 제어방법을 제10도의 플로우챠트에 의해 설명한다.The embodiment according to the present invention is a combination of the duty control by the plate after described above and the feedback control by the O 2 sensor. The control method will be described with reference to the flowchart of FIG.
즉, 일정주기 예컨데 40미리 초마다 타스크. 기동이 걸리면, 스텝(150)에서 공연비 제어루우프가 페루우프인가 아닌가의 판정이 행해진다. 이 스텝(150)에서 페루우프가 아니라고 판정하면, 스텝(151)에서 엔진 냉각 수온의 온도가 40℃이상인가 아닌가의 판정을 하고 엔진 냉각수온도가 40℃이상이 아니라고 판정하면 스텝(154)에서 페루우프 표식을 클리어 하고, 스텝(155)에서 공연비 플래트 매프상의 값을 액류에이터에 세트(상기 솔레노이드밸브의 듀티 사이클의 결정)하고, 이하 엔진 냉각수 온도가 규정값(40℃)에 달할 때까지 이 동작이 반복된다.That is, a task cycle, for example every 40 milliseconds. If activation is made, a determination is made as to whether the air-fuel ratio control loop is a Peruvian loop in
스텝(151)에서 엔진의 냉각수 온도가 규정값 40℃이상이라고 판정하면, 스텝(152)에서 스타트 직후인가 아닌가를 판정하고, 스텝(152)에서 스타트 직후라고 판정한때는 스텝(153)에서, O2센서의 온도가 상승하여 활성화할 때까지(본 실시예에서는 약 10초간) 대기(待期)하기 위해 대기 카운터를 세트한다.In
이 동안에도 공연비 제어는 전기한 바와 같이 플래트 매트값에 의한 듀티 사이클로 제어된다. 또한 스텝(153)에서의 대기 카운터가 동작중이라도 스텝(155)에 표시되도록 플래트 매크의 값이 리이드되어 제1도의 레진스터(70)에 세트된다. 이에 의하여 플래트 매프에 의한 제어가 행해진다. 또한 RAM의 어드레스(207)에도 이 값이 스텝(180)에서 세트된다. 이상은 엔진 스타트 직후로부터 수온이 상승하고, 또한 O2센서가 충분하게 기능할 수 있을 때가지의 사이에 OFF루우프에 의한 제어, 환언하면, 플래트 매크에 의한 제어가 행해진다.In the meantime, the air-fuel ratio control is controlled by the duty cycle by the flat mat value as described above. In addition, the value of the flat macro is read and set in the resin 70 of FIG. 1 so that the standby counter at
다음에 스텝(156)에서 대기 카운터의 카운트 동작이 종료된 것을 판정하면, 스텝(157)에서 디이저(dither)세트된다.If it is determined in
이 디이저는 O2센서의 정화, 안정화를 꾀할 의미로 듀티 출력을 강제 및 주기적으로 변화시켜 O2센서 출력을 리치, 리인에 상당하는 전압변화를 고의적으로 주는 것이다.This deserizer is intended to purify and stabilize the O 2 sensor, forcing and periodically changing the duty output to deliberately change the O 2 sensor output to the voltage change equivalent to rich and re-in.
스텝(157)에서 디이저세트되면 스텝(158)에서 그 출력변화가 일정 범위이상이 되어 있는가 아닌가를 판정하여, 일정 범위이상이 되었다고 판정되면 스텝(159)에서 페루우프제어개시의 표식을 세트하고, 다음의 스텝(160)에서 디이저 스톱을 건다.In
전술한 스텝(150)에서 제어루우프가 페루우프로 판정된 경우에는 스텝(61)에서 O2센서의 진폭이 규정값 이하인가 아닌가를 판정하여, O2센서의 진폭이 규정값 보다도 크다고 판정되면 스텝(162)에서 O2센서가 일정시간 이상 편측(片側)(리치나 리인)으로 밀착되어 있는가 아닌가가 판정된다. 즉, O2센서가 이상인가 아닌가의 판정이 행해지는 셈이다. 스텝(162)에서 O2센서가 일정시간 이상 리치나 리인의 어느쪽에 밀착되어 있다고 판정하여 O2센서가 이상이 있다고 판정되었다면, 바로 개루우프 제어로 절환되는 즉, 스텝(154)으로 옮겨간다.In the case where the control loop is determined as Peruvian in
만약 O2센서가 정상이면, 스텝(163)에서 엔진 회전수를 측정함과 동시에 스텝(164)에서 제9도(Ⅲ)에 나타내는 C부의 높이 및 A부의 경사에 해당하는 이른바 제어 게인을 설정한다. 이 스텝(164)에서 제어게인의 설정은 전술한 O2센서의 검출지연과 제어의 안정성(헌팅방지)을 보정하기 위해 행해지는 것으로서 그 설정값은 엔진의 회전수에 의존한다.If the O 2 sensor is normal, the engine speed is measured at
다음 스텝(165)에서는, 제9도(Ⅱ)에 나타내는 O2센서의 출력신호의 변화를 전술한 엔진 회전수에 의해 결정되는 제어게인 환언하면, 제9도(Ⅲ)에 나타내는 비례분 C부 및 적분분 A부를 가진 파형으로 변환시키는 스텝이다.In the
먼저, 스텝(165)에서, 제9도(Ⅱ),(Ⅲ)에서 O2센서출력이 슬라이스 레벨 S/L이상인가 아닌가를 판정하여, O2센서 출력이 슬라이스 레벨 S/L이상이라고 판정되면, 스텝(169)에서 그 변화방향이 리인에서 리치로 변화했는가 아닌가를 판정하여 리인에서 리치로 변화했다고 판정된 겨우(제9도(Ⅱ)의 D부 화살표)에는, 스텝(171)에서 리인에서 리치로 변화한 시점에서 비례분 C에 상당하는 값을 RAM의 어드레스(207)값으로 감산하고, 스텝(169)에서 리치로 변화하지 않는 상태가 계속하고 있는 경우는 스텝(170)에서 적분분 A에 상당하는 값을 RAM의 어드레스(207)의 값에 감산한다.First, in
또한 스텝(165)에서 O2센서 출력이 슬라이스 레벨 S/L이상에 이르고 있지 않다고 판정되면, 스텝(166)에서 O2센서출력이 슬라이스 레벨 S/L에 대하여 리치에서 리인방향으로 변화했는가 아닌가를 판정하고, O2센서출력이 리치에서 리인 방향으로 변화했다고 판정한 경우(제9도(Ⅲ)의 E부 화살표)에는, 스텝(168)에서 비례분(C)을 RAM의 어드레스(167)의 값에 가산하고, 스텝(166)에서 리인으로 변화하지 않는 상태가 계속되고 있는 경우는 스텝(167)에서 적분분 A에 상당하는 값을 RAM의 어드레스(207)의 값에 가산한다.If it is determined in
이상의 연산 처리로 O2센서의 출력파형은 제9도(Ⅲ)에 나타나는 바와같은 파형으로 변환된다. 그리고 기본적으로는 상기 파형에 따른 솔레노이브밸브의 듀티제어를 하는 것이나 엔진에 있어서의 가감속 등의 운전 조건이 급변한 경우에는 하기의 각 스텝에서 상기 운전 조건의 급변으로 생기는 공연비제어의 제어지연을 방지하고 있다.The output waveform of the O 2 sensor is converted into a waveform as shown in FIG. Basically, when the duty condition of the solenoid valve according to the waveform is changed or when the operation conditions such as acceleration and deceleration in the engine change suddenly, the control delay of the air-fuel ratio control caused by the sudden change of the operation conditions in each of the following steps. Is preventing.
즉, 스텝(172)에서 상기한 엔진의 급변에 의해 생기는 공연비플래트 매크상의 변화분을 산출하고, 이 변화분 스텝(173)에서 O2센서로부터의 신호로 결정되는 온듀티치에 가산하고, 스텝(174)에서 그 결과를 액튜에니터인 제1도의 레지스터(90)에 출력하는 것이다.That is, in
이 엔진의 운전 조건의 급변에 대한 공연비 제어를 보다 구체적으로 다음 설명한다.The air-fuel ratio control with respect to the sudden change of the operating condition of this engine is demonstrated more concretely next.
제11도는, 제10도의 스텝(172),(173),(174)을 더욱 상세하게 한 것이다.FIG. 11 shows the
지금 운전 조건의 급변으로 제12도에 표시되는 공연비 플래트매프상의 P점의 운전 상태에서 Q점의 운전 상태로 옮겨갔다고 하면, 제11도의 스텝(175)에서 공연비 플래트매프상의 데이터 P점과, 데이터 Q점과의 변화분 ΔD를 산출하고, 스텝(176)에서 그 변화분 ΔD와 O2센서로 결정되는 듀티인 RAM의 어드레스(207)의 값을 가산하고, 스텝(177)에서 그 가산 결과를 듀티출력으로서 외부의 액튜에이터(이 경우는 상기 솔레노이드 밸브)의 레지스터(90)에 출력하는 것이다. 그리고 상기 Q점의 데이터는 다음 타이머 개입중단에 의한 연산시에 전(前)회분 데이터로 하기 위해 일시적으로 RAM의 어드레스(208)에 기억된다.If the shift from the driving point P point on the air-fuel ratio flat map shown in FIG. 12 due to the sudden change of the driving condition is to move to the driving point Q point, the data P point on the air-fuel ratio flat map and the data in
이는 제13도의 관계로서 명확하다. 즉, O2센서의 신호에 의해 듀티 제어를 하는 파형(R)은 일반적으로는 플래트매프상에서 결정되는 듀티 값(P)을 중심으로 하여 제어된다. 그리고 지금 S점에서 P에서 Q로 변화하면, 전술한 P, Q의 변화분 ΔD를 산출하고, 그 변화분 ΔD는 곧바로 O2센서에 의해 듀티 제어되는 파형(R)에 가산되기 때문에 변화후도 듀티제어는 Q를 중심으로 계속하여 제어되는 것이다.This is clear as the relationship of FIG. In other words, the waveform R which is subjected to the duty control by the signal of the O 2 sensor is generally controlled around the duty value P determined on the plate map. If the point S changes from P to Q at the point S, the change ΔD of the above-described P and Q is calculated, and the change ΔD is immediately added to the waveform R which is duty controlled by the O 2 sensor. Duty control is continuously controlled around Q.
그러나, 종래의 O2센서에 의한 피이드백제어만으로는 운전 조건이 P에서 Q로 변화한 경우, 제13도 점선으로 나타내는 바와 같이 급변에서 정상적인 공연비 제어로 들어갈 때까지 적분 경사에 의한 시간지연이 생기게 된다.However, when the operation condition is changed from P to Q only by the feedback control by the conventional O 2 sensor, as shown by the dotted line in FIG. 13, there is a time delay caused by the inclination of the integrator until it enters the normal air-fuel ratio control from the sudden change.
이것은 이론 공연비 14.7을 중심으로 하여 a, b인 허용범위내에서 제어되어 있던 것이 P→Q의 급변으로, T시간 동안 공연비 제어가 중단됨을 의미한다.This means that the air-fuel ratio control is stopped for T time due to the sudden change of P → Q, which is controlled within the allowable range of a and b around the theoretical air-fuel ratio 14.7.
따라서, 본 실시예에 의하면 O2센서의 피이드백 신호에 의한 듀티제어를 주체로하여 행하는 것이지만, 전술한 공연비의 플래트매프에서 연산되는 온듀티 값(%)은 미리 ROM에 기억해두고, 언제나 상기 매프상에서 엔진의 운전상태를 감시함과 동시에, 그 변화분을 산출하여 O2센서로 부터의 신호로 결정되는 듀티값에 가산하도록 되어 있기 때문에 운전 상태가 급변하여도 공연비 제어를 용이하게 추종할 수가 있다.Therefore, according to the present embodiment, the duty control based on the feedback signal of the O 2 sensor is mainly performed. However, the on-duty value (%) calculated in the above-described air-fuel ratio flat map is stored in ROM in advance, and is always In addition to monitoring the operating state of the engine at the same time, the change is calculated and added to the duty value determined by the signal from the O 2 sensor, so that the air-fuel ratio control can be easily followed even if the operating state changes suddenly. .
이리하여 본 실시예에 의하면, 배기가스중의 불요성분은, 어떤 운전 상태의 급변에 대해서도 허용값을 넘는 일이 없다. 또한, 본 실시예에 의하면 엔진의 시동직후 즉, 냉각수온이 아직 적정온도에 달하지 않고, 그리고 O2센서의 성질상 시동직후여서 아직 안정된 검출출력이 나올 수 없는 상태일지라도 공연비는 플래프매프상의 데이터로 제어되고, 또 엔진이 정상적으로 운반되고 있을 때, O2센서가 단선등의 이상 상태가 되어도 마찬가지로 공연비 제어는 플래프 매프상에서 자동적으로제어되기 때문에 엔진이 어떤 상태에 있을지라도 정확한 공연비 제어가 행해진다.In this way, according to the present embodiment, the unnecessary component in the exhaust gas does not exceed the allowable value for any sudden change in any operation state. In addition, according to the present embodiment, even if the coolant temperature has not yet reached the proper temperature immediately after the engine is started, and even after the start of the O 2 sensor, the stable detection output cannot be obtained yet. When the engine is normally transported and the O 2 sensor is in an abnormal state such as disconnection, the air-fuel ratio control is automatically controlled on the flap map, so that the accurate air-fuel ratio control is performed no matter what the engine is in. .
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 엔진의 급격한 변화에도 높은 정밀도로 공연비를 추종제어할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to follow the air-fuel ratio with high precision even with a sudden change of the engine.
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