KR900001430B1

KR900001430B1 - 연료제어장치

Info

Publication number: KR900001430B1
Application number: KR1019870002742A
Authority: KR
Inventors: 세쓰히로 시모무라
Original assignee: 미쓰비시전기 주식회사; 시끼모리야
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1990-03-09
Also published as: EP0239942A2; US4768489A; KR870010293A; DE3782523T2; EP0239942B1; EP0239942A3; DE3782523D1

Abstract

내용 없음.

Description

연료제어장치

제1도는 이 발명의 연료제어장치의 한 실시예를 적용한 연료분사제어장치의 블록도.

제2도 및 제3도는 이 발명의 연료제어장치에 사용되는 전자제어유니트의 블록도.

제4도는 이 발명의 제2의 실시예상태인 연료제어장치의 전자제어 유니트의 구성도.

제5도는 이 발명에 관한 연료제어장치의 프로챠트.

제6도는 이 발명의 제3의 실시예에 의한 연료제어장치의 동작을 나타내는 프로챠트.

제7도는 소각직후의 AFS출력을 나타내는 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 에어크리너 2 : AFS

3 : 드로틀변 5 : 서지탱크

8 : 실린더 9 : 연료제어변

13 : 엔진의 냉각수온센서 14 : 소각제어신호

이 발명은 내연기관의 연료제어장치.

특히 그 열선식 흡기량 센서의 표면부착물의 고온소각동작의 개량에 관한 것이다.

열선식 흡기량센서는 열선표면에 부착하는 물질에 의하여 특성변화가 생기고 그 결과 기관으로의 연료공급량에 오차를 생기게 하여 배기가스의 악화나 운전성능의 저하라는 문제를 초래케한다. 이러한 문제에 대처하기 위하여, 기관이 정지상태에 있을때 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열시켜, 열선표면의 부착물을 소각시키는 것이 종래로부터 행해지고 있었으며 소각방법에 관하여는, 일본국특개소 54-76182호 공보에 기재되어 있다.

소각동작을 효과적으로 행하기 위하여는 열선의 가열 온도를 1000℃ 전후로 하면 좋다는 것이 실험에 의하여 판명되었다.

그렇지만, 열선을 1000℃로 가열하면, 개소된 혼합기(混合氣)에 착화될 수 있어, 개소린기관의 흡기통로에 배설되는 흡기량센서로서는 좋지 않은 것이다. 그래서, 종래로부터 개소된 혼합기로의 착화를 피하기 위하여, 소각을 실행할때 기관운전중의 온도, 회전수가 소정조건으로 충족시키고, 흡기관내에 예열과정에서 과잉으로 공급된 개소린이 충분히 소진되었을 경우에만 실행을 허가하고 있는 것이다.

또 기관정지후, 연료공급부위에서 혼합기가 올라와서 흡기량센서에 도달하기까지의 시간을 실험에 의하여 구하고 이 시간내에 소각을 실행하도록 하고 있다.

그렇지만, 상술한 소각실행조건의 판정만으로는 불충분하며 소각에 의하여 개소린 혼합기에 착화시켜 버리는 경우가 있다는 것을 실험에 의하여 밝혀냈다.

즉, 소각제어를 행하는 회로가 오동작하여 소각을 연속적으로 행하고 있는 상태에서는 흡기량센서의 출력은 기관의 시동에서 아이들운전에 이르기까지 본래 출력되는 값의 수10배가 된다.

이와 같은 오동작상태에서 기관을 시동시켜 연료를 공급시키면 기관이 요구하는 연료의 수10배가 공급되어 완전폭발이 이루어지지 못하여 대량의 개소린이 흡기관측으로 잔류하게 되며 또 1000℃ 정도로 가열된 열선에 의하여 착화되어 버리는 우려가 있었다.

상기 소각을 실행중 또는 종료직후에 기관을 재시동시키면 열선이 통상의 동작온도로 복귀하기까지의 기간(약 0.5초)은 흡기량센서의 출력이 거의 0V로 저하하고 있기 때문에 흡기량센서의 출력센서는 정상적인 상태에서도 잘못하여 고장으로 판단되어 버린다.

또 흡기량센서에 출력이 이상상태이기 때문에 이 출력을 바탕으로 하여, 연료공급을 하면 공연비가 이상하게 되어 버리는 등의 문제점이 있었다.

이 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 제거하기 위하여 발명한 것으로서, 기관을 시동할때에 소각의 오동작이 있어서도, 개소린에 착화될 염려가 없는 연료제어 장치를 얻는 데 그 목적이 있다.

이 발명은 내연기관의 흡기통로내에 배설되어 기관의 흡기량을 검출하는 열선식 흡기량센서와, 상기 내연 기관의 흡기관에 설치되어 연료를 분사시키는 연료제어변과, 상기 내연기관이 정지후에 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열하여 열선의 상면부착물을 소각시키는 소각제어부와, 상기 열선식흡기량센서의 출력을 바탕으로 하여 상기 내연기관의 요구연료량을 연산하고 그 연산치를 바탕으로 하여 상기 연료제어함과 동시에 상기 소각제어부의 오동작을 검출하여 상기 연료제어변의 동작을 정지시키는 수단등을 구비한 것을 특징으로 하는 연료제어장치를 제공하는 것이다. 또 이 발명은 내연기관의 흡기통로내에 배설된 열선식 흡기량센서의 출력을 바탕으로 하여 기관의 요구연료량을 연산하고 이 연산치를 바탕으로 하여 연료제어변을 제어하여 기관에 소망의 연료를 공급시키는 연료제어장치에 있어서, 기관정지후에 상기 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열하여 열선의 표면부착물을 소각시키는 소각제어부와, 기관을 시동할때에 열선식 흡기량센서의 출력을 판정하고 이 출력이 상기 가열상태에 대응하는 레벨에 있을때 연료제어변의 제어를 정지시키는 수단등을 구비한 것을 특징으로 하는 연료제어장치를 제공하는 것이다.

또 이 발명은 내연기관의 흡기통로내에 배설된 열선식 흡기량센서의 출력을 바탕으로 하여 기관의 요구연료량을 연산하고 이 연산치를 바탕으로 하여 연료제어변을 제어하여 기관에 소망의 연료를 공급시키는 연료제어장치에 있어서, 기관정지후에 상기 열선식 흡기량센서의 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열하여 열선의 표면부착물을 소각시키는 소각제어부와, 상기 흡기량센서의 출력레벨에 의하여 그 고장을 판정하는 고장 검출부와, 상기 소각제어부가 작동종료한 후, 상기 흡기량센서 출력이 소정의 레벨에 도달하기까지의 기간 상기 고장검출부의 작동을 정지시키는 수단등을 구비한 것을 특징으로 하는 연료제어장치를 제공하는 것이다.

제1도는 이 발명의 연료제어장치의 한 실시예를 적용시킨 연료분사 제어장치의 블록도, 제2도 및 제3도는 각각 이 발명의 연료제어장치에 사용되는 전자제어유니트의 블록도. 제4도는 이 발명의 제2의 실시예인 연료제어장치의 전자제어유니트의 구성도. 제5도는 이 발명에 관한 연료제어장치의 프로챠트. 제6도는 이 발명의 제3의 실시예에 의한 연료제어장치의 동작을 표시하는 프로챠트. 제7도는 소각직후의 AFS출력을 표시하는 특성도이다.

이하, 이 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다.

제1도는 엔진의 흡입공기량을 검출하는 열선식흡기량센서(이하 AFS라 부른다)를 사용한 일반적인 연료분사제어장치의 구성을 나타내는 도면이다. 1은 에어크리너, 2는 AFS인데, AFS(2)는 흡기통로내에 설치되어 있다. 3은 엔진의 흡입공기량을 제어하는 드로틀변, 4는 드로틀변(3)에 연동하여 움직이며 그 개도(開度)를 전압신호로서 꺼내기 위한 드로를 센서, 5는 서지팅크, 6은 흡기관, 7은 도시에 없는 캠에 의하여 구동되는 흡기변, 8은 실린더이다.

간략화를 위하여 엔진의 1기통분만 표시하였지만, 실제에는 복수개 기통으로 구성되어 있다. 9는 실린더(8)마다 설치된 연료제어변(이하 인젝터라 부른다)이며 10은 인젝터(9)의 연료분사량을 각 실린더(8)에 흡입되는 공기량에 대하여 소정의 공연(A/F)비가 되도록 제어하는 전자제어유니트(이후 ECU라 부른다)이다. ECU(10)는 AFS(2), 크랭크각센서(11), 시동스위치(12), 엔진의 냉각수온센서(13) 및 드로틀센서(4)의 신호를 바탕으로 하여 연료분사량을 결정하고, 또 크랭크각센서(11)의 신호에 동기하여 인젝터(9)의 연료분사펄스의 펄스폭을 제어한다.

또 ECU(10)는 소각조건의 모든것이 성립하였을때 소각제어신호(14)를 발생시킨다.

AFS(2)의 소각제에 관련한 구성 및 동작은 공지의 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

제2도는 ECU(10)의 내부구성을 표시하는 블록도이다. 이 제2도에 있어서 101은 크랭크각센서(11), 시동 스위치(12)의 디지탈 입력의 인터페이스회로이다.

이 디지탈인터페이스회로(101)의 출력은 CPU(105)으로 송출하도록 되어 있다.

또 아나로그 인터페이스회로(102)는 AFS(2), 수온센서를 입력하여 멀티프렉서(103)로 출력되도록 되어있다.

이 멀티프렉서(103)의 출력은 A/D(아나로그/디지탈) 변성기(104)에 의하여 멀티프렉서(103)에서 출력되는 아나로그 신호를 디지탈 신호로 변환시켜 CPU(105)로 출력시키도록 되어 있다.

CPU(105)는 ROM(105a), RAM(105b), 및 타이머 (105c)(105d)를 내장하고 있으며 인터페이스회로(101)와 A/D변성기(104)에서 입력되는 신호를 바탕으로 하여 ROM(105a)에 수납되어 있는 프로그램에 따라 인젝터 구동펄스를 연산하고, 타이머(105c)에 의하여 소정시간폭의 펄스를 출력시킨다.

이 펄스는 구동회로(106)에서 증폭시켜 인젝터(9)를 구동시키고 이것에 의하여 인젝터(9)에 실린더(8)에 연료를 분사시킨다. 그 분사기간은 펄스폭에 의한다. 연료제어에 관련하는 상기 구성은 종래 공지의 것이므로 보다 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 타이머(105d)는 설명을 생략하지만, 프로그램동작에 의하여 소각 펄스를 출력시키는 타이머이며 이 펄스는 구동회로(107)에서 증폭되어 AFS(2)에 소각신호(14)로서 부여된다.

한편, 소각신호(14)는 디지탈 인터페이스 회로(101)를 통하여 재차 CPU(105)에 입력된다.

CPU(105)는 이 소각 신호(14)를 받으면 인젝터(9)의 구동회로(106)에 구동펄스를 출력하지 않도록 미리 프로그램을 구성한다.

또 이 프로그램은 지극히 간단한 것이므로 도면에 의한 설명은 생략한다.

이상의 설명에 있어서 AFS(2)가 소각상태인지의 여부를 디지탈 인터페이스회로(101)를 통하여 CPU(105)에 입력하는 경우에 인용하였다.

이것은 구동회로(107)에서 AFS에 이르는 배선(14A)에 여러가지 유도잡음이 있기 때문에 CPU(105)를 보호할 2목적으로 있는 것이다.

따라서, 유해한 유도잡음이 없다면은 구동회로(107)의 출력을 ECU(10) 내에서 직접 CPU(105)로 입력시켜도 지장이 없다.

다음에, ECU(10)의 다른 실시예에 관하여 제3도에 의해 설명한다.

이 제3도에 있어서, 구동회로(107)의 출력은 구동회로(106)에도 주고 있다.

구동회로(106)는 구동회로(107)가 소각에 대응하는 출력을 발생하고 있는 인젝터(9)에 구동펄스를 송출하지 않도록 구성되어 있다.

이러한 기능은 게이트 기능을 가진 회로구성으로 실현가능한 것이며, 상세한 설명은 생략한다.

제3도의 실시예에 있어서는, CPU(105)가 폭주상태로 떨어져 소각상태로 되어 있는 경우에도 정확하게 인젝터(9)를 정지시킬 수 있다.

이 발명은 이상 설명한 바와 같이 AFS의 소각상태를 판정하여 이후의 인젝터의 제어를 금지하도록 하였으므로 소각에 대응하는 오출력을 바탕으로 하여 개소린을 공급하는 일은 없으며 따라서 개소린에 착화시키는 불합리성이 생기지 않는다.

다음에, 이 발명의 제2의 실시예를 제4도 및 제5도에 의하여 설명한다.

전체적 구조는 제1도와 동일한 것이며 따라서 동일부분은 동일부호를 사용한다.

제4도의 블록도에 있어서 제2도와 다른 것은 타이머(105d)로부터의 펄스는 구동회로(107)에서 증폭되어 AFS(2)에만 소각신호(14)로서 주어진다.

다음에 상기 구성의 동작에 관련된 프로그램을 제5도에 의하여 설명한다.

우선, 키스위치를 넣어 SO에서 프로그램을 스타트시키면 S₁에서 회전수 N를 판독한다.

다음에 이 회전수 N을 S₂에서 판정하고 기관 시동전의 상태 즉 N=0일때 S₃에서 AFS(2)의 출력 V_Q가 소정치 Vth₁보다 높은지의 여부를 판정한다.

Vth₁는 AFS(2)가 소각할때 출력하는 전압보다 낮은 값이고 또 흡기량이 0에서 소각을 실행하고 있지 않는 상태의 출력전압보다 높은 값의 범위로 정해진 전압치 또는 이것을 흡기량으로 환산한 값인 것이다.

소각제어에 오동작 없이 정상적인 상태일때는 V_Q＜Vth₁이므로 분사모드 S₆에서 S₇로 이행하며 분사금지 표식이 리세트되어 있으므로 S₈에서 연료제어를 실행한다.

S₈에서의 연료제어의 내용에 관하여는, 종래 공지의 것으로 설명을 생략한다. 다음에, 소각제어가 오작동하여 소각상태에 있을때는 V_Q＜Vth₁이므로 S₄에서 S₅로 이행하며 분사금지 표식을 세트한 후 분사모드 S₆로 이동한다.

그리고 분사 금지 표식이 세트되어 있으므로 S₇에서 S₁으로 되돌아가서 S₈의 연료제어를 실행하지 않는다. 다음에, S₂에서 기관이 회전상태에 있을때는 N

0 이므로 S₉로 이행하며 시동스위치(12)의 상태를 판정한다. 시동상태에 있을때 즉 시동 스위치(12)가 온일때, S₁₀에서 AFS(2)의 출력을 해독하며, S₁₁에서 Vth₂와 비교한다. Vth₂는 AFS(2)의 소각중에 기관을 시동시켰을 때에 발생한다. AFS(2)의 출력전압보다 낮은 값이고 또 소각을 실행하지 않는 정상적인 시동을 실행하였을 때의 출력전압보다 높은 값의 범위로 정한 전압치 또는 이것을 흡기량으로 환산한 값인 것이다. 소각제어에 오동작없이 정상적인 시동을 하였을때는 V_Q＜Vth₂이므로 S₆의 분사모드로 이행하며, S₇에서 분사금지표식이 리세트되어 있으므로 S₈에서 연료제어를 행한다. 소각제어가 오작동하고 있을때는 V_Q＞Vth₂로 되며 S₅에서 분사금지표식을 세트한후 S₆의 분사모드로 이행하며 S₇에서 불사금지표식이 세트되어 있으므로 S₁으로 돌아가서 연료제어를 한다.

S₈에서 시동스위치(12)가 오프일때는 시동상태가 아니고 이때는 직접 S₆로 이행된다.

또 상술한 바와 같이 정해진 Vth₁과 Vth₂과 공용가능한 레벨에 있을때는 S₁₀, S₁₁를 폐지시켜 S₉에서 S₃으로 점선으로 표시한 것과 같이 시행시킬 수 있어 간단히 해진다.

또한 S₂에 있어서 기관의 회전을 N=0인지의 여부에 의하여 판정하고 있지만, 실질상 기관이 정지하고 있다고 보아도 지장이 없는 회전수 보다 높은지, 낮은지의 여부에 의하여 판정하는 것이 목적이며 반드시 N=0가 아니어도 된다.

또 시동 스위치(12)에 의하여 판정하고 있지만, 이것을 폐지하고, S₂에 있어서 N=0일때 S₆의 분사모드로 직접 이행시켜도 된다.

이 경우, 프로그램스타트 후 즉시 기관을 시동시키면 S₂에 있어서 N=0로 판정되지 않으며 따라서 분사금지표식을 세트할수 없게 된다.

그러나, 시동을 지극히 단시간에 행해버리는 드문 케이스를 제거하여 거의 목적을 얻을 수 있으므로 실용상 지장이 없다.

이상과 같이 이 발명에 의하여 시동할때 열선식 흡기량센서의 출력을 검출하고 그 상태에서 소각의 오동작을 판정하여 이후의 연료제어변의 제어를 금지하도록 구성하고 있어 소각에 대응하는 오출력을 바탕으로 하여 개소린을 공급함이 없으며 따라서 개소린에 착화시키는 불합성이 생기지 않는다.

다음에, 이 발명의 제3의 실시상태를 도면에 의하여 설명한다.

제3의 실시상태에 있어서 전체구조 및 제어회로는 제2의 실시상태와 동일한데 프로그램만이 다른 것이다.

이어서, 상기 구성의 연료제어장치의 동작에 관하여 제6도의 프로챠트를 사용하여 설명한다. 또 제7도는 AFS(2)의 출력레벨 V_Q를 나타내는 도면인데, V₁는 소각에 대응하는 레벨, V₂는 소각직후의 레벨, V₃는 통상적인 동작레벨, V₄는 고장시의 레벨, Vth는 고장판정의 레벨이다.

이와 같은 연료제어장치에 있어서, 소각중에 기관의 시동이 행해질 경우 우선, 스텝 S₁에서 소각실행중이면 스텝 S₂로 진행하여 소각이 정지되며 다시 스텝 S₃에서 AFS(2)의 출력 V_Q가 판독된다. 그리고 스텝 S₄에서 V가 고정판정레벨 Vth를 초과하고 있는지의 여부가 판멸되어 V_Q＜Vth인 경우는 이것을 반복하여 행한다.

여기에서 V_Q는 제7도에 표시한 것과 같이 시동스위치가 ON이 되면 고온으로 가열된 열선이 통상의 온도로 저하할때까지 열선온도제어가 정지되어 있기 때문에 출력은 V₂

OV로 저하하여 소정시간 t₂경과 후 Vth를 초과하여 얼마후 통상의 동작레벨 V₃로 복귀한다.

고장 검출부는 V_Q가 Vth이하 일때 AFS(2)의 고장을 출력하지만, 소각직후는 고장이 아니므로 V₂에 대응하여 고장판정하여서는 않된다.

이때문에, 소정시간 t₂는 판정을 금지하여 그후 통상의 동작상태로 하여 고장레벨 V₄의 판정을 가능하게 하여둔다. 또, 고장판정금지기간 AFS 출력레벨은 흡기량에 대응되어 있지 않으므로, 이것을 바탕으로 한 연료제어는 할 수 없다.

그래서 이 기간은 연료제어변을 정지하느냐' 또는 다른 파라미터등을 바탕으로 하여 AFS와는 무관계로 제어변을 작동시킨다. 스텝 S₄에서 V_Q＜Vth 즉 t₂가 경과하면 스텝 S₅로 진행하며 AFS(2)의 출력을 바탕으로 한 연료제어를 행한다. 또 소각실행중이 아닐때는 스텝 S₆으로 진행하여 AFS(2)의 출력을 판독하여 스텝 7에서 V_Q가 Vth를 초과하고 있는지를 판정한다.

여기에서, V_Q＞Vth이면 스텝(5)로 이행하여 연료제어를 한다. V_Q＞Vth가 아니면 스텝 8에서 고장을 출력하여 연료제어를 실행하지 않는다. 또 AFS 고장 판정의 결과를 외부로 표시할 수도 있다.

이상과 같이 이 발명에 의하면 소각후 흡기량센서 출력이 소정의 레벨에 도달하기까지의 기간 흡기량센서의 고장 판정을 금지하도록 하였으므로 소각직후의 흡기량센저하에 대하여 잘못된 고장 판정을 함이 없으며 더구나 고장판정 금지의 제어론리를 프로그램의 약간의 추가만으로 달성할 수 있기 때문에 종래와 비교하여 코스트 업이 거의 생기지 않는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims

내연기관의 흡기통로내에 배설되어 기관의 흡기량을 검출하는 열선식 흡기량센서와, 상기 내연기관의 흡기관에 설치되어 연료를 분사하는 연료제어변과, 상기 내연기관의 금지후에 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열하여 열선의 상면부착물을 소각시키는 소각제어부와, 상기 열선식 흡기량센서의 출력을 바탕으로 하여 상기 내연기관의 요구 연료량을 연산하고 그 연산치를 바탕으로 하여 상기 연료제어변을 제어함과 동시에 상기 소각제어부의 오동작을 검출하여 상기 연료제어변의 동작을 금지시키는 수단와를 구비한 것을 특징으로 하는 연료제어장치.
내연기관의 흡기통로내에 배설된 열선식 흡기량센서의 출력을 바탕으로 하여 기관의 요구 연료량을 연산하고, 이 연산치를 바탕으로 하여 연료제어변을 제어하여 기관에 소망의 연료를 공급시키는 연료제어장치에 있어서, 기관 정지후에 상기 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열하여 열선의 표면부착물을 소각 시키는 소각 제어부와, 기관을 시동시킬때 열선식 흡기량센서의 출력을 판정하고 이 판정이 상기 가열상태에 대응하는 레벨에 있을때 연료제어변의 제어를 정지시키는 수단등을 구비한 것을 특징으로 하는 연료제어장치.
내연기관의 흡기통로내에 배설된 열선식 흡기량센서의 출력을 바탕으로 하여 기관의 요구 연료량을 연산하고 이 연산치를 바탕으로 하여 연료제어변을 제어하여 기관에 소망의 연료를 공급시키는 연료제어장치에 있어서, 기관정지후에 상기 열선식 흡기량 센서의 열선을 통상의 동작온도를 상회하는 온도까지 가열하여 열선의 표면부착물을 소각시키는 소각제어부와, 상기 흡기량센서의 출력레벨에 의하여 그 고장을 판정하는 고장 검출부와, 상기 소각제어부가 작동종료한 후 상기 흡기량 센서 출력이 소정의 레벨에 도달할 때 까지의 기간 상기 고장검출부의 작동을 정지시키는 수단와를 구비한 것을 특징으로 하는 연료제어 장치.
청구의 범위 제3항에 있어서, 고장 검출부의 작동을 정지하고 있는 기간은 연료제어변의 작동을 정지하느냐 또는 흡기량센서의 출력과는 무관계로 구동하도록 된 연료 제어장치.