KR940004473Y1 - 엔진의 연료제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 연료제어장치

제1도는 본 고안의 한 실시예에 따른 장치구성을 나타내는 구성도.

제2도는 제1도중에 제어장치등의 구성을 나타내는 블록도.

제3도는 본 고안의 제1실시예에 의한 제어장치의 주동작을 나타내는 플로차트.

제4도는 상기 제1실시예의 아이들링회전수제어의 처리를 나타내는 플로차트.

제5도는 상기 제1실시예의 흡기관압력추정치의 산출처리를 나타내는 플로차트.

제6도는 목표회전수데이터와 실제회전수데이터와의 편차와 제어게인과의 관계를 나타내는 선도.

제7도는 ISC용 통로유효단면적치(値)와 구동신호의 듀티비(duty 比)의 관계를 나타내는 선도.

제8도는 듀티비의 설명도.

제9도는 냉각수온치와 FIA 통로유효단면적치와의 관계를 나타내는 선도.

제10도 및 제11도는 대기압치와 실제의 흡기관압력의 차를 파라미터로 하여 바이패스공기통로유효단면적치와 압력차이 값과의 관계를 나타내는 각선도.

제12도는 바이패스공기통로 유효단면적치를 파라미터로 하여 대기압치와 흡기관 압력치와의 차이값과 압력차이 값과의 관계식을 프롯한 선도.

제13도는 본 고안의 제2실시예에 의한 흡기관압력추정치의 산출처리를 나타내는 플로차트.

제14도는 FIA 통로유효단면적치를 파라미터로하여 대기압치와 흡기관압력치의 차이값과 압력차이 값과의 관계를 나타내는 선도.

제15도는 본 고안의 제3실시예에 의한 제어장치의 주동작을 나타내는 플로챠트.

제16도는 상기 제3실시예의 흡기관압력추정치의 산출처리를 나타내는 플로차트.

제17도 및 제18도는 1기압 상당의 압력치와 실제의 흡기관압력치와의 차를 파라미터로하여 바이패스공기통로유효단면적치와 압력차이값과의 관계를 나타내는 각 선도.

제19도는 바이패스공기통로유효단면적치를 파라미터로하여 1기압상당의 압력치와 흡기관압력치의 차이값과 압력차이 값과의 관계를 식에 따라 프롯한 선도.

제20도는 본 고안의 제4실시예에 의한 흡기관압력추정치의 산출처리를 나타내는 플로차트.

제21도는 FIA 통로유효단면적치를 파라미터로하여 1기압 상당의 압력치와 흡기관 압력치의 차이값과 압력차이값과의 관계를 나타내는 선도.

제22도는 종래예에 의한 제어장치의 주동작을 나타내는 플로차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 3 : 흡기관

4 : 스로틀밸브 5 : 스로틀개도센서

6 : 바이패스공기통로 6a : FIA통로

7 : FIA밸브 8 : 냉각수

9 : 에어컨디쇼너바이패스통로 10 : ISC바이패스통로

11 : ACIUS밸브 13 : ISC솔리노이드밸브

14 : 압력센서 15 : 인젝터

16 : 점화코일 17 : 이그나이터

23 : 수온센서 25 : 제어장치

26 : 배터리

본 고안은 흡기관의 압력(이하, 흡기관압력이라 함)을 추정하고, 이 흡기관압력설정치에 따라 연료분사량을 산출하는 엔진의 연료제어장치에 관한것이다.

종래의 엔진의 연료제어장치에 대해서 본 고안의 한 실시예에 관한 제1도를 원용하여 설명한다.

제1도는 스피드덴시티(speed density)방식 SPI(Single point injection)형 연료제어엔진을 나타내고 있다.

이 도면에 있어서, 1은 엔진, 3은 흡기관, 3b 몸체부, 4는 스로틀밸브, 5은 스로틀개도센서, 6은바이패스공기통로, 7은 파스트아이들링(fast idling)용의 왁스식(wax 式)파스트아이들링 공기밸브(이하, FIA밸브라 약칭함), 11은 에어컨디쇼너 아이들링업용으로서 온/오프식의 에어컨디쇼너 아이들링업 솔리노이드밸브(이하, ACIUS 밸브라 말함).

12는 에어컨디쇼너스위치, 13은 아이들링회전수 조정용으로서 듀티제어방식의 아이들링 스피드컨트롤 솔리노이드밸브(이하, ISC 솔리노이드밸브라 말함), 14는 압력센서이다. 15는 인젝터, 16은 점화코일, 18은 배기관, 20은 배기분기관, 21은 배기가스환류제어밸브(이하, EGR밸브라 말함), 22는 배기가스환류구, 23은 수온센서이다.

배기가스환류구(22)에 환류되는 배기가스는 수분을 포함하고 있으므로 압력센서(14)으로의수분침입을 방지하기 위해서는, 이 압력취입구(取入口)를 배기가스환류구(22)보다도 상류측에 위치하도록 해야하나, 스로틀밸브몸체부(3b)의 메인통로에 압력취입구를 설치하면 이 압력취입구로 부터 연료의 침입이 생긴다.

따라서, 수분과 연료의 침입을 공히 방지하기 위하여 바이패스공기통로(6)에 압력센서(14)에 압력취입구를 갖추고 있다.

25는 제어장치이고, 스로틀개도센서(5), 압력센서(14), 점화코일(16), 수온센서(23)등의 각 신호를 압력으로하여 처리하고, ISC솔리노이드밸브(13)과 인젝터(15)를 구동제어한다.

다음에는 제어장치(25)내부에 프로그램으로서 저장되어 있는 제22도의 동작플로차트를 참조하면서 동작에 대해 설명한다.

스텝(S1), 스텝(S2), 스텝(S3), 스텝(S4)에서는, 엔진의 회전수, 흡기관입력, 냉각수온, 스로틀개도를 검출하고, 검출때마다 그 실제의 회전수데이터 Ne, 흡기관압력치 Pb', 냉각수온치 WT, 스로틀개도치 θ의 디지탈신호를 순차로 판독한다.

스텝(S5)에 있어서는, 엔진회전수와 스로틀의 개도등의 운전상태로부터 아이들링운전이면 아이들링회전수를 제어하기위한 ISC솔리노이드밸브(13)의 제어량을 산출한다.

스텝(S6)에 있어서는, 회전수데이터의 Ne와 흡기관압력치 Pb'로부터 2차원 맵(map)을 매핑하여 체적효율 C_EV(Ne, Pb')을 산출한다.

스텝(S7)에서는, 냉각수온치 WT를 사용하여 워밍업중량계수 C_WT(WT)를 산출한다.

스텝(S8)에서는 인젝터(15)의 구동시간 τ를 τ=K×Pb'×C_EV×C_WT(단, K는 정수)의 식에 따라 산출한다.

스텝(S8)를 처리한 다음에는 스텝(S1)로 되돌아가고 상기 동작을 반복한다.

종래의 엔진의 연료제어장치는 이상과같이 구성되어있으므로 바이패스공기통로(6)이 가늘어 압력손실을 발생하고, 이때문에 압력센서(14)의 압력취입구의 흡기관압력과 바이패스공기통로(6)출구 외측의 실제흡기관 압력과의 사이에는 압력차가 발생하고, 압력센서(14)는 실제로 흡기관압력보다 높은 압력을 검출한다.

특히 이 압력차는, 흡입공기량에 대해 바이패스공기통로(6)을 통과하는 바이패스공기 유량의 비중이크고, 또 바이패스공기유량이 클수록 커지며, 특히 엔진(1)이 저온시에는 최대로 된다.

이때문에, 압력센서(14)에서 감지한 흡기관압력치 Pb'에 따라 연료분사량을 산출하면, 연료분사량은, 실제의 흡기관압력치에 대응하는 양보다 과잉으로 산출되기 때문에 공연비가 농후하게되고, 특히 저온시에는 과도농후 혼합기로 되어 연비와 운전성의 악화를 초래하는 문제가 있었다.

본 고안은, 상기와 같은 문제점을 해결키 위해 이루어진 것으로, 실제의 흡기관압력을 추정함으로써 적정한 연료분사량을 산출할 수 있는 엔진의 연료제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 엔진의 연료제어장치는 바이패스 공기통로내의 압력을 검출하는 압력검출수단, 이 통로의 유효단면적이 상당하는 값을 추정하는 제1의 추정수단과, 압력검출치와 유효단면적 추정치에 따라 흡기관압력을 추정하는 제2의 추정수단과, 흡기관내 압력추정치에 따라 연료분사량을 연산하는 연산수단을 갖춘 것이다.

또, 제2의 추정수단은 대기압검출 수단으로부터 출력되는 대기압검출치도 사용하여 흡기관압력을 추정한다.

본 고안에 의한 엔진의 연료제어장치는, 바이패스공기통로의 압력손실 때문에 압력검출수단에 의해 검출된 압력과 흡기관 내 압력과의 사이에 차가 발생하기 때문에, 제2의 추정수단에 의해 압력검출치와 유효단면적추정치에 따라 실제의 흡기관내 압력을 추정하고, 이 추정치에 따라 적정한 연료분사량을 연산수단에 의해 산출한다.

또 압력검출수단에 의해 검출된 압력과의 압력차는 대기압에 따라서도 변동되기 때문에 대기압도 같이 검출해서 실제의 흡기관 내 압력을 추정한다.

다음에는, 본 고안의 각 실시예를 도면에 따라 설명한다.

제1도에 있어서, 예를들면 자동차에 탑재된 일반적인 불꽃점화식 엔진(1)은 상류측으로부터 에어클리너(2), 흡기관(3), 스로틀밸브(4)를 거쳐서 연소용공기를 흡입한다.

흡기관(3)은 상류측으로부터 에어인테이크부(3a), 스로틀밸브(4)에 의해 개구단면적이 조절되는 스로틀몸체부(3b), 흡기매니홀드부(3c)로 구성되어 있다.

스로틀개도센서(5)는 스로틀밸브(4)의 개도를 검출하고 이 스로틀개도에 따라 검출신호를 출력한다.

상기 스로틀몸체부(3b)내에 설치된 스로틀밸브(4)를 바이패스하도록, 그 출입구가 대략 스로틀몸체부(3b)의 스로틀밸브(4) 상, 하류에 설치된 바이패스공기통로(6)에 FIA통로(6a)가 설치되어 있다.

이 바이패스공기통로(6)의 FIA통로(6a)도중에 형성된 왁스식의 FIA밸브(7)은 엔진(1)의 냉각수(8)의 온도에 따라 자동적으로 그 통로단면적을 조절하고, 바이패스 공기유량의 일부를 제어한다.

바이패스공기통로(6)의 또하나의 입구는, 상기 FIA통로(6a)의 입구보다 좀더 스로틀몸체부(3b)의 상류에 위치하고, 병렬상태로 접속된 에어컨디쇼너용 바이패스 통로(9)와 ISC용 바이패스통로(10)의 하류의 공통의 출구가 FIA통로(6a)의 FIA밸브(7)의 하류부에 위치하고 있다.

에어컨디쇼너용 바이패스통로(9)의 개구단면적을 제어하는 ACIUS밸브(11)은, 에어컨디쇼너스위치(12)의 온/오프에 따라 전개/전폐되고, 바이패스공기유량의 일부를 제어한다.

또, ISC용 바이패스통로(10)의 개구단면적을 제어하는 ISC솔리노이드밸브(13)은 구동신호의 듀티비에 따라 그 개도가 조절되고, 예를들면, 아이들링시의 엔진회전수가 목표회전수로 되도록 바이패스공기유량의 일부를 제어한다.

상기와 같이 바이패스공기통로(6)의 개구단면적(바이패스공기통로 유효단면적)은, FIA밸브(7), ACIUS밸브(11) 및 ISC솔리노이드밸브(13)에 의해 제어되어 바이패스공기 유량을 제어한다.

바이패스공기통로(6)을 통과한 바이패스공기는 연소용로 엔진(1)로 도입된다.

바이패스공기통로(6)의 양 바이패스통로(9),(10)의 공통출구부 보다 좀더하류에 압력센서(14)의 압력취입구가 설치되어있고, 압력센서(14)는 바이패스공기통로(6)내의 압력을 검출하므로써 흡기관(3)내의 압력(흡기관압력)을 절대압으로 검출하고, 검출한 흡기관압력에 따른 검출신호를 출력한다.

바이패스공기통로(6)의 입구보다 좀더 스로틀몸체부(3b)의 상부에 설치되고, 도시되지는 않았으나 연료계통에 접속된 단체의 인젝터(15)는, 상기와 같이 엔진(1)로 흡입되는 연소용흡입공기량에 적합한 양의 연료를 밸브를 개방으로 분사공급한다.

이 분사공급원 연료는 흡입공기와 함께 혼합기체로 되어 엔진(1)로 도입된다.

점화코일(16)은, 그 1차측이 전원과 점화제어시스팀에 접속된 이그나이터(17)의 최정단의 트랜지스터에 접속되고 엔진(1)의 각 기통마다에 설치된 점화플러그(도시생략)에 고전압을 그 2차측으로부터 공급되어 점화시킨다.

엔진(1)의 배기가스는 배기관(18), 유해성분을 제거하는 촉매(19)을 통과하여 외부로 적어도 그 일부가 배출된다.

또 배기관(18)에 연결된 배기분기관(20)쪽으로 분류된 배기가스의 일부는 EGR밸브(21)를 거쳐서 바이패스공기통로(6)의 출구보다 하류쪽에 위치한 배기가스환류구(22)를 통해서 흡기관(3)으로 도입되어 엔진(1)로 환류된다.

수온센서(23)은 냉각수(8)이 수온을 검출하고, 검출된 수온에 따라 검출신호를 출력한다.

제2도에 이 상세한 구성이 나타나 있는 제어장치(25)는, 배터리(26)으로부터 키스위치(27)를 거쳐서 전력이 공급되면 작동을 개시하고, 에어컨디쇼너스위치(12)의 온/오프신호, 점화코일(16)의 1차측신호, 스로틀개도센서(5), 압력센서(14) 및 수온센서(23)의 각 아날로그검출신호를 입력하고, 소정의 처리를 행한다음 실제의 흡입관압력을 추정하여 연료분사량을 산출하기도 하고, 아이들링회전수 제어량을 산출하여, 산출결과에 따른 인젝터(15)의 개방구동을 하기도 하고, ISC솔리노이드밸브(13)을 구동제어하기도 한다.

제2도는 제1도중의 제어장치(25) 내부 구성등을 나타내고 있다.

이 도면에 있어서, 마이크로컴퓨터(100)은 각종의 연산과 판정을 행하는 CPU(200)회전주기계측용의 카운터(201), 구동시간계측용타이머(202), 아날로그입력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기(203), 디지탈신호를 입력해서 CPU(200)으로 전달하기 위한 입력포트(204), 워크메모리로서의 RAM(205), 제3도에 나타내어진 메인플로의 프로그램과 각종 맵등을 저장하고 있는 ROM(206), CPU(200)의 지령신호를 출력하기 위한 출력포트(207), ISC솔리노이드밸브(13)에 공급하는 구동신호의 듀티비를 계측하기 위한 타이머(208), 그리고 공통버스(209)등으로 구성되어 있다.

점화코일(16)의 1차측으로부터의 점화신호는 제1입력인터페이스회로(101)에 의해 파형정향되고 인터럽트지령신호로 되어 마이크로컴퓨터(100)으로 입력된다.

이 인터럽트가 걸릴때마다 마이크로컴퓨터(100)의 CPU(200)은 카운터(201)의 값을 판독하여 그 전번의 값과의 차이로 부터 회전주기를 산출한다.

이후에는 마이크로컴퓨터(100)은 엔진회전수를 나타내는 회전수데이터 Ne를 산출한다.

스로틀개도센서(5), 압력센서(14) 및 수온센서(23)으로 부터의 아날로그 출력신호는 제2입력인터페이스회로(102)에 의해 노이즈성분이 제거되고, 증폭등이 이루어져 A/D변환기(203)로 입력되고, 여기서 스로틀밸브(4)의 스로틀개도를 나타내는 스로틀개도치 θ(검출된 스로틀개도(α,θ), 흡기관 압력을 나타내는 흡기관압력치 Pb' 검출된(흡기관 압력 αPb'), 냉각수(8)의 온도를 나타내는 냉각수온치 WT(검출된 냉각 수온 αWT)의 각 디지탈데이터로 변환된다.

에어컨디쇼너스위치(12)의 온/오프신호는 제3입력인터페이스회로(103)에 의해 그 레벨이 디지탈신호레벨로 변환되어 입력포트(204)로 입력된다.

CPU(200)은 이들의 입력데이타에 따라 바이패스 공기제어량(100ms마다)과 인젝트구동시간을 산출하고, 상기 인터럽트지령신호가 발생시에 동기하며 바이패스공기제어량에 대응하는 듀티브로 타이머(208)에 의해 시간계측하고, 또 같이 연료분사량에 상당한 시간분(時間分)타이머(202)에 의해 계측한다.

이 타이머(208) 또는 타이머(202)가 계측중에는, CPU(200)으로부터의 출력포트(207)을 거쳐서 출력인터페이스회로(104)에 구동지령이 주어진다.

이에따라 출력인터페이스회로(104)는 ISC솔리노이드밸브(13)에 상기 듀티비의 구동신호를 ISC솔리노이드밸브(13)의 개도를 제어하고, 또는 인젝터(15)에 구동신호를 공급하여 산출된 인젝터구동시간 τ분간 밸브가 열리도록 구동시킨다.

제1전원회로(105)는 키스위치(27)이 온될때 배터리(26)의 전압을 정전압으로 하여 마이크로컴퓨터(100)으로 공급하고, 마이크로컴퓨터(100)을 동작개시시킨다.

상기 제어장치(25)는 상기 부호 100~105의 요소로 구성되어 있다.

다음에는 본 고안의 제1실시예의 동작에 대해 제3도를 참조하면서 설명한다.

먼저 스텝(S10)에서는, 점화코일(16)으로부터의 점화신호에 의해 이미 검출한 회전주기로 부터 엔진회전수를 나타내는 실제회전수데이터 Ne를 구한다.

스텝(S11)에 있어서는, 압력센서(14)에 의해 검출한 흡기관압력을 나타내는 흡기관압력치 Pb'를 판독한다. 스텝(S12)에서는 수온센서(23)에 의해 검출된 냉각수온을 나타내는 냉각수온치 WT를 판독한다.

스텝(S13)에서는 스로틀개도센서(5)에 의해 검출한 스로틀개도를 나타내는 스로틀개도치 θ를 판독한다.

스텝(S14)에서는 앞서 판독한 데이터 Ne, WT, θ및 에어컨디쇼너스위치(12)의 온/오프 신호에 따라 제4도와 같이 아이들링회전수제어의 처리를 행한다.

스텝(S15)에서는 스로틀개도치 θ가, 예를들면, 스로틀밸브(4)의 거의 전개에 가까운 개도를 나타내는 소정계도치 θ_WOT이상인가 아닌가, 즉 스로틀밸브(4)가 거의 전개에 가까운가 아닌가를 판정한다.

대략 전개에 가까우면 스텝(S16)에서, 앞서 판독한 흡기관압력치 Pb'가 대기압을 나타내고 있으므로 이 흡기관압력치 Pb'를 대기압 Pa로 설정한다.

대략 전개에 가깝지 않으면 또는 스텝(S16)의 처리후에는 스텝(S17)로 진행한다.

스텝(S17)에서는 스텝(S14)에서 구한 후술하는 ISC솔리노이드밸브(13)에 의한 ISC용 통로유효단면적치 Q_ISC, 스텝(S17)에서 구한 대기압치 Pa, 앞서 판독한 WT, Pb', 에어컨디쇼너스위치(12)의 온/오프신호에 따라 실제의 흡기관압력을 나타내는 흡기관압력추정치 Pb를 산출한다.

이 스텝(S17)의 상세한 처리는 제5도에 표시되어 있다.

스텝(S18)에서는, 스텝(S17)에서 산출한 흡기관압력추정치 Pb와 앞서 판독한 회전수 데이터 Ne로 2차원맵(2次元 Map)를 매핑(Mapping)하여 체적효율 C_EV(Ne, Pb)를 구한다.

스텝(S19)에서는 앞서 판독한 냉각수온치 WT로써 1차원 맵을 매핑하여 난기중량계수 C_WT(WT)를 구한다.

스텝(S20)에서는, 정수 K, 스텝(S17)에서는 산출한 흡기관압력추정치 Pb, 스텝(S18)에서 산출한 체적효율 C_EV, 스텝(S19)에서 산출한 난기중량계수 C_WT를 사용하여, 인젝터(15)의 구동시간 τ를 τ=K×Pb×C_EV×C_WT의 식에 의해 구한다.

스텝(S20)의 처리 다음에는 스텝(S10)으로 되돌아가서 상기 동작을 반복한다.

다음에는 제3도중의 스텝(S14)의 상세한 처리과정에 대해 제4도를 참조하면서 설명한다.

먼저, 스텝(S140)에서는 스로틀개도치 θ가 아이들링개도치 θ_IDL이하인지 여부를, 즉 스로틀밸브(4)는 아이들링위치에 있는지 여부를 판정한다.

다음에는, 아이들링 위치이면 스텝(S141)로 진행하고 냉각수온치 WT가 70℃상당치 이상인지 여부, 즉 엔진(1)이 충분한 워밍업 되었는지 여부를 판정한다.

이상으로 충분히 엔진이 워밍업되어 있으면 스텝(S142)로 진행하고, 에어컨디쇼너스위치(12)가 온인지 여부, 즉 도시되지 않았으나, 에어컨디쇼너가 엔진(1)에 의해 구동되고 있는지 여부를 판정한다.

에어컨디쇼너스위치(12)가 온되어 있지 않으며 스텝(S143)에서 목표회전수를 나타내는 목표회전수데이터 Nt를 800rpm상당한 값으로 설정하고, 온이면 스텝(S144)에서 Nt를 1000rpm 상당한 값으로 설정한다.

다음에는 스텝(S145)에서, 100ms 마다의 타이밍인지 여부를 판정하고, 타이밍이 아니면 아이들린회전수제어의 처리를 종료하고, 타이밍이면 스텝(S146)로 진행한다.

스텝(S146)에서는, 목표회전수데이터 Nt와 실제회전수 데이터 Ne와의 편차N를 구하고, 제6도에 나타낸N의 1차원 맵의 매핑에 의해 엔진회전수를 목표회전수에 수렴시키기 위한 제어게인 KI를 구한다.

N와 KI의 관계는, 제6도에 나타내는 바와같이,N이 0으로부터 증가 또는 감소함에 따라 KI가 불감대역영인 0의 밤위에서 비례관계로 옮아가고,N이 계속 증가 또는 감소하면 발산방지 목적으로 KI에 제한이 걸리게 된다.

스텝(S147)에서는, ISC솔리노이드밸브(13)에 의한 ISC용 바이패스통로(10)의 목표통로유효단면적 상당의 값의 ISC용 통로유효단면적 Q_ISC의 전번회의 값(100ms)에 스텝(S146)에서 구한 제어게인 KI를 가산해서 ISC용 통로유효단면적 Q_ISC를 갱신한다.

스텝(S148)에서는, 이 갱신한 Q_ISC에 따라 제7도에 나타낸 Q_ISC의 1차원맵을 매핑하여 ISC솔리노이드밸브(13)를 구동해서 목표통로유효단면적으로 하기 위한 구동신호용의 듀티비를 구하고, 아이들링회전수제어의 처리를 종료한다.

이 구동신호는, 제8도에 나타낸 바와같이, ISC솔리노이드밸브(13)을 온으로 하는 1사이클 중의 시간을 T_ON이라하고, 1사이클의 시간을 T라 하면 그 듀티브는 T_ON/T×100[%]로 주어진다.

이 듀티비와 ISC솔리노이드밸브(13)의 개도와는 비레관계에 있다.

한편, 스텝(S140)에서 스로틀밸브(4)가 아이들링 위치에 없거나 또는 스텝(S141)에서 충분히 엔진이 더워져 있지 않다고 판정한 경우에는 스텝(S149)로 진행하고, ISC용 통로유효단면적 Q_ISC를 오프제어시의 목표통로유효단면적으로 하기 위한 소정의 값 Q_OPEN에 설정한다.

설정후에 다음 스텝(S148)로 진행하고, 상기와 같은 처리를 행하고 아이들링회전수 제어의 처리를 종료한다.

다음에는 제3도중의 스텝(S17)의 상세한 처리과정에 대해 제5도를 참조하여 설명한다.

스텝(S170)에서는, 앞서 판독한 냉각수온치 WT에 따라 제9도에 나타낸 1차원 맵을 매핑한다.

그리하여, FIA밸브(7)에 의한 FIA통로(6a)의 유효단면적 상당한 값의 FIA통로유효단면적치 Q_FIA(WT)를 구한다.

이 WT와 Q_FIA는 서로 역비례관계에 있고, 냉각수(8)의 온도상승에 따라 FIA밸브(7)은 닫기게 된다.

스텝(S171)에서는, 에어컨디쇼너스위치(12)가 온인지 여부를 판정한다.

온이면 에어컨디쇼너용 바이패스통로(9)는 ACIUS밸브(11)에 전폐되어 있다.

따라서, 스텝(S172)에서, FIA통로유효단면적치 Q_FIA에 ISC용 통로유효단면적 Q_ISC를 가산해서 바이패스공기통로(6)의 통로유효단면적상당의 값의 바이패스 공기통로 유효단면적치 Q_BYPS를 구한다.

반면 온이면 에어컨디쇼너용 바이패스통로(9)는 ACIUS밸브(11)에 의해 전개되고 있다.

따라서, 스텝(S173)에서 에어컨디쇼너용 바이패스통로(9)의 통로유효단면적 상당한 값의 에어컨디쇼너용 통로유효단면적치 Q_A/C에 Q_FIA및 Q_ISC를 가산해서 Q_BYPS를 구한다.

스텝(S174)에서는, 구한 바이패스공기통로 유효단면적치 Q_BYPS에 따라서 계수 A를 구하고(단, a 또는 k, q를 정수라하면, A=a×Q_BYPS ²또는 A=K×(Q_BYPS-q)이다).

하기 (1)식에 따라, 검출한 흡기관압력과 추정한 흡기관압력과의 압력차(압력손실)을 나타내는 압력차지Pb를 산출한다.

여기서, Pa는 제3도중의 스텝(S16)에서 구한 대기압치, Pb'는 동일하게 스텝(S11)에서 판독된 흡기관압력치이다.

다음에 스텝(S175)에서는, 흡기관압력치 Pb'와 압력차지Pb의 차를 취하여 실제의 흡기관압력을 나타내는 흡기관압력추정치 Pb를 산출하고, 스텝(S17)의 처리를 종료한다.

제10도 및 제11도는 상기 (1)식을 유도해 내기 위한 실험결과이고, 횡축에는 바이패스공기통로(6)의 통로유효단면적을 나타내는 바이패스공기통로유효단면적치 Q_BYPS를 나타내고, 종축에는 압력센서(14)에 의한 흡기관압력치 Pb'와 실제의 흡기관압력치 Pb의 압력차이 값Pb를 나타내고, 대기압치 Pa와 실제의 흡기관압력치 Pb와의 압력차 Pa-Pb를 파라미터로 하여 나타내고 있다.

실제의 흡기관압력치 Pb는 흡기관압력치 Pb'를 검출한 것과 같은 감도 및 게인으로 바이패스공기통로(6)의 출구외측의 흡기관압력을 검출해서 얻는 것이다.

제10도에서는, 포물곡선물로 변화하고,Pb=a×Q_BYPS ²×(Pa-Pb)²의 관계가 성립하고, A=a×Q_BYPS ²와Pb=Pb'-Pb를 사용하여 Pb를 소거하면 상기 (1)식이 성립한다.

제11도에서는, Q_BYPS=q로부터 Q_BYPS와Pb는 비례관계가 된다.

도면으로부터Pb=k×(Q_BYPS-q)×(Pa-Pb)²의 관계가 성립하고, A=k×(Q_BYPS-q)와Pb=Pb'-Pb를 사용하여 Pb를 소거하면 상기 (1)식이 성립한다.

제12도에서는, 상기 (1)식을 프롯한 것이고, Pa-Pb'를 횡축으로,Pb를 종축으로 취하고, Q_BYPS를 파라미터로 하였다.

이 경우, 대기압치 Pa와 흡기관압력치 Pb'와의 차가 커질수록, 또 바이패스공기통로 유효단면적 Q_BYPS가 커질수록 흡기관압력치 Pb'와의 흡기관압력추정치 Pb와의 압력차 이 값은 비약적(포물선꼴)으로 커진다.

제13도에서는, 다른 한 실시예를 나타내고, 제5도에 나타낸 처리에 대해 대신해서 사용될 수 있는 흡기관압력추정치 Pb의 산출처리를 나타낸다.

Pb=K(WT)×(Pa-Pb'-P) ……… (2)

의 식에 따라Pb를 산출하고, Pa-Pb'가 소정치 P이만이면Pb=0으로 설정한다.

상기 (2)식의 계수 K(WT)는 냉각수온치 WT의 1차원 맵으로해서 K(WT)를 미리 기억시켜 둔다.

다음의 스텝(S177)에서는 Pb=Pb'-Pb에 의해 흡기관압력추정치 Pb를 산출하고 이 처리를 종료한다.

제14도는 상기 (2)식을 도출하기 위한 실험결과의 근사곡선이다.

횡축에 대기압치 Pa와 흡기관압력치 Pb'와의 압력차지 Pa-Pb'를 나타내고, 종축에 흡기관압력치 Pb'의 실제의 흡기관압력치 Pb와의 압력차이 값Pb를 나타내고, FIA통로 유효단면적치 Q_FIA를 파라미터로 하고 있다.

이 도면에서는 Pa-Pb'＜P이고,Pb=0이며, Pa-Pb'P에서는 Pa-Pb'와Pb와의 관계가 비례관게로 되고, 그 경사는 Q_FIA(이경우, Q_ISC와 O_a/c를 무시하고 있다)의 증가와 같이 커진다.

Q_FIA는 냉각수온치 WT에 의존하기 때문에 그 경사는 WT에 의존하고, K(WT)로 된다.

따라서, Pa-Pb'P에서는Pb=k(WT)×(Pa-Pb'-P)의 상기 (2)식의 관계가 성립한다.

제2실시예의 (2)식은 제1실시예의 (1)식과 비교하여 계산식이 간단하기 때문에 신속한 계산이 가능하게 된다.

또 상기 제1 또는 제2실시예에 있어서, 스텝(S15)나 동(S16)대신에 대기압을 검출하는 대기압센서를 설치해서 이 검출치를 판독하도록 구성해도 좋다.

제15도는 본 고안의 제3실시예에 의한 메인푸틴의 처리를 나타내고, 제1도와 같은 구성의 장치의 제어장치(25)내의 프로그램으로 만들어서 저장되고 있다.

이 실시예에서는, 제1실시예의 제3도 중의 스텝(S15)와 동(S16)으로 대기압검출처리를 없애고, 대기압치가 미리 기억설정된 760㎜Hg(1기압)상당의 갑 P₇₆₀에 고정화하고, 스텝(S17) 대신에 스텝(S17_a)의 처리를 실행하도록 한 것이다.

제15도에 있어서, 제3도와 동일처리 부분에는 동일 스텝부호를 붙이고, 그 설명을 간략화시킨다.

스텝(S10)~(S13)에서는, 실제회전수데이터 Ne, 흡기관압력치 Pb', 냉각수온치 WT, 스로틀개도치 θ를 순차판독 취한다.

스텝(S14)에서는, 제4도 나타낸 바와같은 아이들링 회전수제어의 처리를 실행한다.

스텝(S17a)에서는, 제16도에 나타낸 흡기관압력추정치 Pb의 산출처리를 실행한다.

스텝(S18)에서는, 체적효율 C_EV(Ne, Pb)를 구한다.

스텝(S19)에서는, 워밍업중량계수 C_WT(WT)를 구한다.

스텝(S20)에서는, 인젝터구동시간 τ를 τ=K×Pb×C_EV×C_WT에 의해 산출한다.

다음에는 제16도에 의해 흡기관압력추정치 Pb의 산출처리 과정을 설명한다.

제16도에 있어서, 제5도와 같은 처리부분에는 같은 스텝부호를 붙이고 설명을 생략한다.

이 일련의 처리경우에는, 제5도의 스텝(S174)에 있어서, 대기압치 Pa로서 760㎜Hg 상당의 압력치 P₇₆₀을 사용하여 스텝(S174a)로 한 것 이외의 처리는 같다.

즉, 스텝(S174a)에서는, 상기 (1)식의 Pa에 미리 기억설정된 P₇₆₀을 대입하여 Pb를 구한다.

제17도 및 제18도는 스텝(S174a)의Pb의 식을 구하기 위한 실험결과를 나타내고, 제10도 및 제11도와 같이 Pa-Pb의 파라미터 대신으로 P₇₆₀-Pb의 파라미터를 사용하고 있는 점 이외는 같다.

제10도 및 제11도의 설명에 있어서, 제10도를 제17도로, 제11도를 제18도로 Pa를 P₇₆₀으로 치환하여 제17도 및 제18도를 설명하면, 스텝(S174a)에서 구한Pb의 식이 성립한다.

제19도는 상기 (1)식의 Pa를 P₇₆₀으로 치환한 식을 프롯한 것으로, 제12도의 횡축의 P_a를 P₇₆₀으로 치환한 곡선을 나타내고, 제12도의 곡선과 같은 특성으로된 것이다.

제20도는 본 고안의 제4실시예를 나타내고, 제2실시예의 제13도의 스텝(S176)의 대기압치 Pa대신으로 760㎜Hg에 상당한 압력치 P₇₆₀을 사용하여 스텝(S176a)로 한것외에는 처리방식이 같다.

즉, 스텝(S176a)단계에서는 P₇₆₀-Pb'P이면Pb=K(WT)×(P₇₆₀-Pb'-P)에 의해Pb를 구하고, P₇₆₀-Pb'＜P이면Pb=0으로 설정한다.

스텝(S177)에서는, Pa-Pb'-Pb에서 흡기관 압력추정치 Pb를 산출한다.

제21도는 스텝(S176a)의Pb의 식을 구하기 위한 실험결과를 나타내고, 제14도와는 횡축에 Pa-Pb'대신에 P₇₆₀-Pb'를 나타내고 있는 것 이외는 같다.

제14도의 설명에 있어서, 제14도를 제21도와, Pa를 P₇₆₀과 치환하면, 스텝(S176a)에서구한Pb의 식이 성립한다.

제4실시예의 경우에도 제3실시예와 비교하여Pb를 구하는 식이 간략화 되고Pb를 신속히 구할 수 있다.

상기 각 실시예에 있어서, ISC솔리노이드밸브는 스텝모터식 등의 통로유효단면적이 추정가능한 밸브이면 어떠한 방식이라도 좋다.

또, ISC솔리노이드밸브로써 FIA밸브와 ACIUS밸브의 기능을 겸용시킬 경우에는 상기 실시예와 같이 흡기관압력치의 추정이 가능하다.

이상과같이, 본 고안에 의하여 바이패스공기통로내의 압력을 검출한 압력검출치와 그 통로유효단면적의 추정치에 따라 흡기관압력을 추정하고, 이 추정치에 따라 연료분사량을 산출하도록 구성하였으므로, 압력센서를 수분과 연료의 침입으로부터 보호할수 있음과 동시에, 항상 적정한 공연비를 얻을 수 있고, 연비와 운전성등의 악화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또 대기압의 검출치도 사용하여 흡기관압력을 추정하여 연료분사량을 산출하면, 차량의 위치고도에 관계없이 항상 적정공연비를 얻게 된다.

Claims (2)

1. 스로틀밸브(4)를 바이패스하는 엔진의 흡기계의 바이패스공기통로(6)내의 압력을 검출하는 압력검출수단(14)과, 바이패스통로단면적을 제어하는 수단(7, 11, 13)으로 제어된 상기 바이패스공기통로(6)의 유효단면적에 상당하는 값을 추정하는 제1의 추정수단(25)과, 상기 압력검출수단(14)에 의한 압력검출치(Pb')로 부터 이 압력검출치(Pb')와 상기 제1의 추정수단(25)에 의한 유효단면적추정치(Q_BYPS)에 따라 구한 압력손실(Pb)을 빼냄으로써 상기 흡입계의 흡기관(3)내의 압력을 추정하는 제2의 추정수단(25)과, 이 제2의 추정수단(25)에 의한 흡기관 압력추정치(Pb)에 따라 연료분사량을 산출하는 연산수단(25)을 갖춘 엔진의 연료제어장치.
2. 제1항에 있어서, 대기압(Pa)를 검출하는 대기압검출수단을 갖추고, 상기 제2의 추정수단(25)은 이 대기압검출수단에 의한 대기압검출치와, 상기 압력검출치(Pb')와 상기 유효단면적 추정치(Q_BYPS)에 따라 상기 흡입계의 흡기관내의 압력(Pb)을 추정하도록 한 엔진의 연료 제어장치.