KR940001933B1 - 엔진의 공연비제어장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 공연비제어장치
제1도는 본 발명에 관한 엔진의 공연비제어장치의 한 실시예의 동작을 설명하는 플로챠트.
제2도는 이 장치의 타이밍챠트.
제3도는 이 엔진공연비제어장치가 적용된 시스팀의 구성도.
제4도는 종래의 엔진의 공연비제어장치의 블록구성도.
제5도는 이 장치의 정상동작시의 타이밍차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 에어플로센서
3 : 스로틀밸브 4 : O2센서(우)
5 : O2센서(좌) 6 : 인젝터(우)
7 : 인젝터(좌) 8 : 공연비제어장치
9 : 회전수센서 10 : 3원촉매(우)
11 : 3원촉매(좌)
본 발명은 V형엔진의 흡입공기량정보에 의해 엔진을 소정의 공연비로 제어하기 위한 기본연료량을 계산함과 동시에, 좌우의 배기뱅크의 각각에 설치된 O2센서의 출력정보에 의해 엔진이 이론공기비로 운전되도록 인젝터로 공급되는 연료량신호를 보정하도록 한 엔진의 공연비제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이와같은 종류의 엔진공연비제어장치가 적용되고 있는 시스팀은 제3도에 나타나 있는 바와 같은 구성으로 되어 있다. 즉, 제3도에 있어서, 1은 엔진, 2는 에어플로센서, 3은 스로틀밸브, 8은 공연비제어장치, 9는 엔진(1)의 회전수를 검출하는 회전수센서이다. 또, 배기계가 좌우 2열의 뱅크로 분리되어 있기 때문에, 다음에 설명되는 O2센서 등이 각각 좌우에 1개씩 설치되어 있다. 즉, 4는 배기가스를 검출하는 O2센서(우), 5는 같은 배기가스를 검출하는 O2센서(좌), 6은 연료를 분사시키는 인젝터(우), 7은 같이 연료를 분사시키는 인젝터(좌), 10은 3원촉매(우), 11은 3원촉매(좌)이다.
또, 제4도는 제3도의 엔진제어시스팀구성도 중의 공연비제어장치(8)의 상세한 블록구성을 나타내고 있다. 이 도면에 있어서, 20은 검출된 흡입공기량에 따라 기본연료량을 계산하는 기본연료산출수단, 21, 22는 검출된 O2센서의 출력정보로부터 공연피드백을 보정하는 A/F 피드백보정수단, 23은 인젝터(우)(6) 및 인젝터(좌)(7)의 각각에 대해서 기본연료량을 공급할 것인가 아니면 좌우 2계통의 A/F 피드백보정수단(21), (22)에 의한 연료의 보정량을 공급할 것인가를 판정하고 제어하는 A/F 피드백판정수단이다.
다음에 제5도는, 각 O2센서가 정상시에 이들 O2센서의 출력정보와, 좌우뱅크의 인젝터(6), (7)의 출력시간폭과의 관계를 나타내는 타이밍챠트이다.
즉, 제5a도는 O2센서(우)(4)의 출력파형을 나타내고, 제5b도는 이때의 인젝터(우)(6)에서 분사되는 연료분사시간을 나타내고 있다. 이들의 도면에 의하면, O2센서(우)(4)의 출력신호가 일어서서 이론공연 비에 해당하는 스레숄드치전압 V1보다 상승하면, A/F 피드백보정수단(21)에 의해 공급연료량이 적게 되도록 보정되고, 이 결과 인젝터(우)(6)으로부터의 연료분사시간 T(우)는 짧게 되고, 또 O2센서(우)(4)의 출력이 내려앉아 스레숄드치전압 V1보다 하강하면, A/F 피드백보정수단(21)에 의해 연료량이 많게 되도록 보정되고, 이 결과 인젝터(우)(6)에서의 연료분사시간 T(우)은 길게된다.
이와 같은 결과로부터, 연료분사시간 T(우)의 파형은 평균치(중심치 : 이론공기비에 해당하는 시간)의 상하로 진동하는 파형이 된다.
그리고, 이 피드백보정량의 평균치에 대한 편차는 항상 갱신되면서 기억되고(학습기능), O2센서(우)(4)가 이상을 일으켰을 때 이 기억된 보정치(학습치)에 따라 피드백보정이 이루어진다.
또, 제5c도에 나타나 있는 O2센서(좌)(5)의 출력파형과 제5d도에 나타나 있는 인젝터(좌)(7)의 연료분사시간와의 타아밍관계도 상기한 바와 같은 타이밍으로 진행해 나간다.
일반적으로, 3원촉매에 있어서는 공연비 A/F가 14.7(이론공연비)일 경우 배기가스의 점화효율이 최고로 되고, 또 공연비 14.7의 값이 선에 대해서 소정의 주기로 상하로 변동시켜 연료량의 보정제어를 행하도록 하면, O2축적효과에 의해 점화효율이 양호하게 된다. 반대로, 공연비 14.7의 값으로부터 벗어난다든가, 또, 공연비 14.7의 값의 선을 중심으로 하여 상하로 변동시키고 연료량의 보정제어를 하지 않을 경우에는, 점화효율이 극단적으로 나쁘게 된다. 종래의 엔진공연비제어장치는 한 쪽의 O2센서가 고장을 일으킬 경우, 고장을 일으킨 뱅크의 연료량을 이 고장 O2센서가 정상상태시의 학습치에 의해 산출해서 보정하고 있으므로, 보정치가 일정치로 되고, 이 결과 공연비 14.7의 값의 선에 대해서 소정의 주기로 상하로 변동시켜 연료량을 보정할 수 없고, 따라서 배기가스를 유효하게 점화시킬 수 없다는 문제점이 있었다. 또, 학습치에 차이가 발생하고 있을 경우는 연료량의 충분한 보정이 이루어지지 않고 3원촉매를 유효하게 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 엔진의 공연비제어장치는 O2센서의 한 쪽의 이상동작을 검출했을 경우, 정상동작을 하는 다른 쪽의 O2센서의 출력정보와, 양 쪽 O2센서가 정상동작할때의 학습치에 따라 연료량의 보정을 하도록 한 것이다.
O2센서의 한쪽에 이상동작이 검출되었을 경우에는 정상동작을 하고 있는 다른 쪽 O2센서의 출력정보와, 양 쪽 O2센서가 정상동작을 하고 있을 때의 양 쪽 학습치에 따라 연료량의 보정이 이루어진다.
다음에는, 본 발명에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
제1도의 본 발명에 관한 엔진의 공연비제어장치의 한 실시예의 동작을 설명하는 플로차트이다. 또, 이 플로차트에 나타나 있는 동작은 제3도의 시스팀구성도에 나타나 있는 공연비제어장치에 적용되는 것이고, 이 장치는 각 인젝터에서 분사되는 연료량, 즉 연료의 분사시간폭을 산출하는 처리를 좌우 2계통으로 분리해서 행하는 것이다.
다음에는 이 제1도의 플로차트에 따라 본 발명에 관한 엔진의 공연비제어장치의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 50단계에 있어서는 에어플로센서(2)에 의해 검출된 흡입공기량을 입력해서 기본연료량을 계산하고, 이 기본연료량에 따른 기본폭(TB)를 산출한다. 그리하여, 51단계에서 우측뱅크인지 여부의 판정을 하고 우측뱅크로 판정되었을 경우에는, 52단계에서 O2센서(우)(4)가 정상인지 여부를 판정하고, 정상일 경우에는 53단계에서 O2센서(우)(4)의 출력정보가 리치(rich)측, 즉 평균치(이론공연비 14.7에 해당하는 시간)보다 위쪽에 있는지 여부를 판정하고, 이것이 "Y"인 경우에는, 54단계에는 인텍터(우)(6)에서의 분사시간이 짧게 되도록 연료분사시간 T(우)를 감소시켜 56단계로 이행한다. 또 O2센서(우)(4)의 출력이 리치측에 있지 않고 린(lean)측에 있는 경우에는, 53단계에서 "N"로 판정되고, 이 경우에는 55단계에서 인젝터(우)(6)연료분사시간 T(우)를 증가시켜 56단계로 이행한다.
이와 같이 하여 인젝터(우)(6)에서 분사되는 연료분사시간 T(우)의 연산이 종료되면, 56단계에서의 이 값 T(우)가 기억되고, 계속해서 57단계에서 금번 산출된 T(우)와 전번의 연료분사시간의 값T(우)에 의해 평균분사시간폭가 산출되고, 이 평균치로부터 학습치(LN(우))가 산출되어 기억된다.
한편, O2센서(우)(4)가 이상을 일으킬 경우에는, 52단계에서 "N"로 판정되고, 이 경우에는 59단계에서 학습치에 따른 연료분사시간폭 T(우)의 산출을 행하는 처리 1을 실행한다.
[표]
위 표는, 상기 처리 1 및 후술하는 처리 2에 관한 것이고, 종래의 처리와 본 발명의 처리와는 대비(對比)를 나타내는 표이다. 즉, O2센서(우)(4)가 이상을 일으켰을 때, 인젝터(우)(6)의 연료분사시간 T(우)는 종래의 경우, 기본연료량에 해당하는 분사시간을 TB, 정상시의 학습치를 LN(우)라 하면,
T(우)=TB×LN(우) ……………………………………………………………(1)
로 되나, 본 발명의 경우의 연료분사시간 T(우)는 O2센서(좌)(5)가 정상일 때 인젝터(좌)(7)의 연료분사시간을 T(좌), 이 학습지를 LN(좌)라 하면,
T(우)=T(좌)×(LN(우)/LN(좌)) ………………………………………………(2)
에 의해 계산처리된다.
다음에 51단계에 있어서 좌측뱅크측으로 판정될 경우에는, 62단계에서 O2센서(좌)(5)가 정상인지 여부를 판정하고, 정상일 경우 63단계에서 이 O2센서(좌)의 출력정보가 리치측, 즉 평균치보다 상측에 있는지 여부를 판정하고, 이것이 "Y"일 경우에는, 64단계에서 인젝터(좌)(7)에서의 연료분사시간이 짧게 되도록 연료분사시간 T(좌)를 감소시켜 62단계로 이행한다. 또, O2센서(좌)(5)의 출력이 리치측이 아니고 린측에 있을 경우에는, 63단계에서 "N"로 판정되고, 이 경우에는 65단계에서 인젝터(좌)(7)의 연료분사시간 T(좌)를 증가시켜 66단계로 이행한다.
이와 같이하여, 인젝터(좌)(7)에서 분사되는 연료분사시간 T(좌)의 연산이 종료되면, 66단계에서의 이값 T(좌)가 기억되고, 계속해서 67단계에서 금번 산출된 T(좌)와 전번의 연료분사시간의 값 T(좌)에 의해 평균분사시간폭 T(좌)가 산출되고, 이 평균치로부터 학습치 (LN(좌))가 산출되어 기억된다.
한편, O2센서(좌)(5)가 이상인 경우는, 62단계에서 "N"로 판정되고, 이 경우에는 69단계에서 학습치에 따른 연료분사시간폭 T(좌)의 산출을 행하는 처리 2를 실행한다.
이 경우, 상기 설명한 바와 같이, 종래의 경우의 O2센서(좌)(5)가 이상시에 있어서의 인젝터(좌)(7)의 연료분사시간 T(좌)는,
T(좌)=TB×LN(좌)…………………………………………………………(3)
가 된다.
또 본 발명의 경우의 연료분사시간 T(좌)는, O2센서(우)(4)가 정상시에 있어서의 인젝터(우)(6)의 연료 분사시간을 T(우), 이 학습치를 LN(우)라 하면,
T(좌)=T(우)×(LN(좌)/LN(우))……………………………………………(4)
으로써 계산처리된다.
다음에는, 제2도의 타이밍차트가, O2센서(우)(4)가 정상동작시에 O2센서(좌)(5)가 이상으로 되었을 경우를 나타내고 있다.
이 경우, O2센서(좌)(5)가 이상으로 되면, 종래장치에서는 시간 t1이 경과된 다음 (d)도에 나타나 있는 바와 같이, 인젝터(좌)(7)의 연료분사시간폭 T(좌)는 일정한 시간폭으로 되고, 또 평균치에서 벗어난 상태로 일정한 방향으로 일정한 편차로 보정되고 것에 대해서, 본 발명의 경우에는, (e)도에 나타나 있는 바와 같이 소정의 주기 및 일정한 편차로 평균치를 중심으로 하여 상하로 보정된다는 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 한 쪽의 O2센서가 고장일 경우에, 고장인 뱅크계통의 인젝터에서 분사되는 연료량을, 고장인 O2센서가 정상동작하고 있던 때의 양 쪽 뱅크간의 학습치가 다른 쪽의 정상적인 뱅크계통의 인젝터공연비피드백보정에 의해 공급되고 있는 연료량에 따라 산출하도록 하였으므로, 학습치에 차이가 있어서 연료량의 보정이 충분히 이루어지고 3원촉매를 최고의 정화효율로 사용할 수 있고, 또, 피드백주기로 연료량의 증감을 행하고 보정하고 있기 때문에, 이론공연비 14.7의 값에 해당하는 선을 넘나드는 회수가 많아지고, 또 O2축적효과에 의해 배기가스를 효과적으로 정화시킬 수 있다. 또, 한 쪽의 O2센서가 고장이더라도 다른 쪽의 O2센서가 정상일 경우에는 엔진의 경년(經年)변화에 대응할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 따라 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 관한 엔진의 공연비제어장치는 O2센서의 한쪽의 이상동작이 검출되었을 경우에는, 정상동작을 행하는 다른 쪽의 O2센서의 출력정보와 양쪽의 O2센서가 정상동작시에 있을 때의 학습치에 따라 연료량을 보정하도록 하였으므로, 학습치가 정상에서 벗어나는 일이 발생하였을 경우에도 연료량의 충분한 보정이 이루어지고 3원촉매를 유효하게 사용할 수 있음에 동시에, 연료량의 주기적 증감보정이 가능하게 되므로, O2축적효과에 의해 배기가스의 효율 좋은 정화가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. V형엔진에 있어서의 흡입공기량보정을 주요파라미터로 하고, 이 정보에 따라 상기 엔진을 소정의 공연비로 제어하기 위한 기본연료량을 계산해서 흡기관에 부착된 인젝터로 연료공급지령신호를 출력하는 수단과, 좌우의 배기뱅크의 각각에 설치된 O2센서의 출력정보에 의해, 상기 엔진의 이론공연비로 운전될 수 있도록 상기 인젝터으로의 공급연료량을 보정하는 공연비피드백보정수단과, 각 배기뱅크마다의 피드백보정량의 중심치로부터의 편차를 학습하는 학습수단을 갖춘 장치에 있어서, 상기 O2센서의 한쪽의 이상동작을 검출하였을 경우에 정상동작을 행하는 다른 쪽의 O2센서의 출력정보와 양 쪽의 O2센서가 정상동작시에 있을 때의 학습치에 따라 연료량의 보정을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 엔진의 공연비제어장치.
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