KR940008269B1 - 엔진의 제어장치 - Google Patents

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토모이찌로 시마다
가즈도모 사사끼
히데끼 크스노끼
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마쯔다 가부시기가이샤
후루다 노리마사
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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 제어장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 제어장치를 장착한 엔진의 주요부분을 도시한 수직단면도.
제2도는 제1도의 제어장치에 사용되는흐름도.
제3도는 본 발명의 제2실시예에 의한 제어장치의 흐름도.
제4도는 충전효율에 대해서 감속특성을 표시한 도표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 흡기통로
3 : 배기통로 4 : 에어플로우센서
5 : 드로틀밸브 6 : 수온센서
11 : 드로틀 열림각도 센서 20 : 제어장치
본 발명은 내연기관의 제어, 특히 엔진의 드로틀밸브의 전폐(全閉)위치를 검출하는 학습제어에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진에서는, 드로틀밸브의 열림각도는 연료공급제어 및 엔진속도제어등의 여러가지 엔진제어에 있어서 중요한 제어 요인으로 사용되므로, 드로틀밸브의 열림각도의 표준이 되는 전폐각(전폐위치)를 항상 그리고 정확히 검출해서 여러가지 엔진제어를 정확히 실행하는 것이 필요하다. 한편, 드로틀밸브의 열림각도는 장기간의 사용을 통한 경년(經年)변화 현상에 기인한 오차를 발생시킨다. 따라서, 기억된 값을 드로틀각도로서 자주 경신해 주는 것이 중요하다.
앞서의 사실로 보아, 드로틀 열림각도의 검출은, 드로틀밸브가 전폐위치에 있을때, 드로틀밸브 열림센서로부터의 출력이 가장 최신의 전폐각의 정보로서 학습되고 기억되는 방식으로 통상적으로 그리고 광범위하게 실행된다.
또한, 각 엔진속도에 있어서 드로틀밸브의 전폐위치의 학습작업을 실행하는 것이 필요하다.
이러한 이유로, 자동차의 감속상태때 학습작업을 행하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 자동차의 감속상태를 정확하게 판단하는 것이 중요하게 된다. 이와같은 감속상태를 진단하는 방법으로서, 여러가지 방법이 제안되어 왔다. 예를들면, 엔진의 충전효율이 각기 엔진속도에 따라 각각 결정되는 소정치 보다 낮을때, 자동차를 감속상태로 판정하는 방법이 알려져 있다.
이와같은 감속상태 판단방법을 설명함에 있어서, 제4도를 설명하면, 처음에 드로틀밸브가 완전히 닫히는 상태하의 각 엔진속도에서 충전효율을 구함으로써 "전폐라인"이 예비적으로 결정된다(즉,"전폐라인" 아래에 있는 영역이 드로틀밸브가 완전히 닫히는 영역으로서 기본적으로 고려된다.)
그리고 나서, 검출된 양의 변동을 고려하여, 자동차의 감속상태를 판단하는 기준으로서 실제제어에 사용되는 "전폐판정 라인"이 "전체라인" 조금 위쪽에 설정된다. 이리하여, 엔진의 충전효율이 "전폐판정 라인" 아래에 있을때, 자동차가 감속상태에 있다고 판정한다.
그러나, 감속상태가 엔진의 충전효율을 기초로해서 판정되고 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업이 자동차의 감속시에 실행되는 경우에, 엔진 아이들 속도에 가까운 영역에서 학습작업의 정확성이 다음 이유에 의해 더 나빠지지 않을까 우려된다.
즉, 제4도에 도시한 바와같이, "전폐라인"은, 그 충전효율이, 엔진 아이들 속도에 대응하는 소정위치(a점)에서 더 높은 엔진속도로 이동함에 따라 감소되는 특성을 나타낸다.
이와 반대로, 엔진의 무부하상태와 엔진의 유부하상태 양쪽에 있어서의 각기의 엔진속도에 대한 충전효율은, 제4도의 "무부하 운전라인" 및 "유부하 운전라인"으로 나다낸 바와 같이, a점에서 더 높은 엔진속도로 이동함에 따라 증가되는 특성을 나타낸다.
그것들은 "유부하 운전라인"이 항상 "무부하 운전라인"위에 있는 것과 같은 상호관계를 나타낸다.
더우기, "유부하 운전라인"과 "무부하 운전라인"은 낮은 엔진속도 영역에서 서로 접근하고 있다. 특히, 엔진 아이들 속도에 가까운 영역에서, "유부하 운전라인" 및 "무부하 운전라인"은 점 b 및 점 c에서 각각 "전폐판정 라인"과 교차하고 있다.
이후에 기술하는 학습제어에 있어서 매우 중요한 현상임에도 불구하고, 이와 같은 현상에 의해 발생하는 영향은 실제 제어에 있어서 그다지 주의깊게 고려하지 않고 있다. 즉, 종래의 장치에 있어서, 학습제어는, 엔진이 유부하상태 또는 무부하상태에 있는지에 관계없이 엔진의 검출된 충전효율이 "전폐판정 라인"밑에 있을때마다 실행되어 왔다. 그러므로, 대체로 엔진고속 영역에서는 아무런 문제도 발생하지 않지만, 엔진저속 영역에서는 중대한 영향이 발생한다.
예를들면, 엔진의 무부하상태의 경우에 있어서, c점에 대응하는 엔진속드(ne2)의 아래쪽에 위치한 영역은 엔진이 감속상태(드로틀밸브가 전폐된다)에 있는지 또는 무부하상태(즉 ; 드로틀밸브가 약간 열린다)에 있는지를 판단하기가 어려운 영역이며, 따라서, 자동차가 무부하상태에 있는 것이 실제로 명백할지라도 감속상태로 잘못 판단할 우려가 있다. 이와 같은 경우에, 드로틀밸브의 전폐상태의 학습작업에 원하지 않는 중대한 영향을 가져올 것이다.
같은 방식으로, 엔진의 유부하상태의 경우에 있어서, b점에 대응하는 엔진속도(ne1)의 아래쪽에 위치한 영역 또한 엔진이 감속상태(드로틀밸브가 전폐된다)에 있는지 또는 유부하상태(즉 ; 드로틀밸브가 약간 더열린다)에 있는지를 판단하기가 어려운 영역이며, 따라서, 자동차가 유부하상태에 있는 것이 실제로 명백할지라도 감속상태로 잘못 판단할 우려가 있다. 결국, 또한 드로틀밸브의 전폐상태의 학습작업에 원하지 않는중대한 영향을 가져올 것이다. 결과적으로, 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업의 정확성은 나빠지며, 여러가지 엔진작동 제어에 나쁜 영향을 가져오게 된다.
이와같은 문제를 취급하는 방법으로서, 엔진속도가 c점에 대응하는 (ne2)보다 높을때만 드로틀밸브의 전폐위치의 학습작업을 실행하고 엔진속도가 (ne2)보다 낮을때 드로틀밸브의 전폐위치의 학습작업을 금지하는 것을 제안할 수 있다. 그러나, 이 경우, 학습작업이 실행될 수 있는 엔진속도 영역은 좁아지며, 그 결과, 학습작업의 기회는 비례적으로 줄어들며 학습작업에 있어서 정확성의 향상은 얻어질 수 있다.
그러므로, 드로틀밸브의 전폐위치를 검출하기 위한 학습영역을 낮은 엔진속도 영역으로 확대해서, 학습작업의 기회를 증가시켜 학습작업의 정확성을 한층 더 향상시키도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.
종래의 기술에서 부딪쳤던 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같이 구성되는 내연기관의 제어장치를 제공한다. 내연기관의 제어장치는 : 엔진의 드로틀밸브의 열림각도를 검출하고 드로틀밸브의 열림각도를 나타내는 신호를 출력하는 열림각도 검출수단과 흡입공기량 및 엔진속도를 기초로 해서 엔진의 충전효율을 검출하는 충전효율 검출수단과 충전효율 검출수단에 의해 검출된 엔진의 충전효율이 각 엔진속도에 따라 각각 결정되는 소정치 보다 낮을때, 드로틀밸브의 전폐각으로서 열림각도 검출수단으로부터 출력되는 신호를 순차적으로 학습하는 학습수단과 엔진과 그 변속기의 접속상태를 검출하는 접속상태 검출수단과 접속상태 검출수단이 엔진이 변속기와 접속하지 않은 것을 검출했을때, 학습수단에 의해 학습작업을 금지하는 학습금지수단으로 구성된다.
또한, 본 발명은 상기 학습금지수단이, 접속상태 검출수단에 의해 검출된 접속상태와 관계없이 엔진속도가 소정속도 보다 높을때, 학습수단에 의해 학습작업을 회복시키는 상기 규정된 발명의 특징에 의한 제어장치를 제공한다.
본 발명의 상술한 장치로, 다음의 기능이 얻어진다.
(i) 청구범위 1에 기재된 본 발명에 의하면, 엔진의 충전효율이 소정치 보다 적고 엔진이 감속상태에 있다고 판단될지라도(즉 ; 드로틀밸브가 전폐된다) 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업은, 엔진이 무부하상태에 있다고 검출되는 한 금지되며, 엔진이 유부하상태에 있을때만 학습작업을 실행하기 위해서 제어된다. 따라서, 드로틀밸브의 전폐각이 자동차의 감속기간동안 잘못 학습되는 것을 방지할 수 있다.
(ii) 청구범위 2에 기제된 본 발명에 의하면, 엔진이 무부하상태에 있을지라도, 드로틀위치의 전폐각의 학습작업은, 엔진속도가, 그 영역이 잘못 학습될 수 없는 안전영역이라고 간주되는 소정속도보다 높은 영역에 있을때 실행된다. 따라서, 그 결과, 학습영역을 확대할 수 있다. '
따라서, 내연기관의 제어장치에 의하면, 다음과 같은 유리한 효과가 얻어진다.
(1) 청구범위 1에 기재된 내연기관의 제어장치에 의하면, 드로틀밸브의 전폐각이 자동차의 감속기간 동안에 잘못 학습되는 것을 방지할 수 있고, 따라서, 정확한 학습제어를 얻을 수 있게 한다.
(2) 청구범위 2에 기재된 내연기관의 제어장치에 의하면, 학습영역은 넓게 확장할 수 있으며, 따라서, 더 정확한 학습제어를 얻을 수 있게 한다.
도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예를 다음에 설명한다.
제1도에서, 본 발명의 제1실시예의 제어장치를 장착한 자동차의 내연기관(1) 및 그 제어장치를 도시한다.
도면에서 (2)는 엔진(1)의 흡입통로, (3)은 엔진(1)의 배기통로를 각각 표시한다. 이 흡입통로(2)얘는, 공기흐름센서(4) 및 그 열림각도를 드로틀밸브 열림센서(11)에 의해 검출하는 드로틀밸브(5)가 구비되어 있다.
더구나, 엔진(1)에는. 그 실린더 블록(1a)에 장착된 수온센서(6) 및 크랭크각 센서(10)가 부착되어 있다. 또한, 엔진(1)의 변속기에는 브레이크 스위치(7), 클러치 스위치(8), 및 중립판정 스위치(9)가 구비되어 있다.
이 실시예에 사용되는 변속기는 수동변속기(M/T)형이며, 클러치 스위치(8)가 온(ON)-상태(즉 : 클러치가 눌러짐)를 표시하고 중립판정 스위치(9)가 중립상태(제2도의 단계 S7을 참조)를 검출할때 무부하상태가 되도록 결정된다. 그러나, 물론 수동변속기 대신에 또한 자동변속기도 사용할 수 있다. 이 경우에, 무부하상태는 중립판정 스위치(9)를 통해서만이 검출할 수 있다(즉, 자동변속기의 선택레버가 중립위치 또는 파아킹위치중 어느 한쪽에 있을때 중립이 되도록 결정된다.)
상술한 바와 같이 배열된 엔진(1)에서, 상술한 센서들을 통해서 검출된, 엔진(1)의 여러가지 작동조건을 기초로 해서, 드로틀밸브(5)의 전폐각의 학습작업은 제어장치(20)을 사용해서 실행된다. 이 실시예는 본 출원의 청구범위 1에 기재된 발명을 채택하며, 여기서 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업은 엔진의 충전효율이 소정치보다 작고 드로틀밸브(5)가 전폐된 것으로 간주되고 또한 엔진(1)이 유부하상태에 있을때만 실행된다. 이후, 제2도 및 제4도에 도시한 흐름도를 설명한다. 드로틀밸브의 전폐각의 실제 제어를 더 상세히 설명한다.
제어가 시작되면, 제어조건으로서, 전폐드로틀 열림 THIDL은 일시적으로 KO로 설정된다(단계 S1).
다음, 현재의 엔진속도 Ne, 현재의 엔진냉각수온 THW, 현재의 TVO(드로틀밸브 열림)센서출력 TVOPN, 현재의 공기흐름센서출력 VS, 현재의 브레이크 스위치 신호 XBRK, 및 상기 클러치 스위치(8) 및 중립판정스위치(9)로 구성된 현재의 무부하 스위치 신호 XNLD는 각각 단계 S2-S7에서 판독된다. 그리고 나서, 공기흐름센서출력 Vs 및 엔진속도 Ne를 기초로 해서 현재의 충전효율(Ce=Vs/Ne×K)을 단계 S8에서 연산한다.
다음, 현재의 엔진냉각수온 THW가 소정치 A(단계 S9)보다 높은지에 대해 판단하며, THW<A의 경우에, 더어모왁스의 불규칙 작동을 고려하여, 제어장치(20)는 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업을 실행하지 않는다.
한편, THW>A의 경우에, 다음 단계 S10에서, 현엔진속도 Ne에서의 충전효율(Ce)은 소정치(SIPOL)와 비교된다.
이 소정치 SIPOL는 제4도의 "전폐판정선"에 의해 표시된 충전효율과 일치한다. 더구나, Ce>SIPOL의 경우에, 현엔진속도 Ne에서의 엔진의 현충전효율은 "전폐판정선"위에 있다. 따라서, 엔진은 감속상태에 있지 않다고 판단되고, 그후 제어장치(20)는 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업을 실행하지 않는다.
한편, Ce<SIPOL의 경우에, 현엔진상태는 감속상태에 있다고 판단되며, 다음, 현엔진속도 Ne는, 그 값이 학습작업을 실행하기에 충분하다고 생각되는 소정엔진속도 ne1과 비교된다(단계 S11), 이 예에서, 이소정의 엔진속도(ne1)는 제4도에 도시한 바와 같이 "전폐판정 라인"과 "유부하선"이 교차하는 점에 대응하는 엔진속도이다.
상술한 바와 같이, ne1 보다 낮은 엔진속도 영역에서, 학습작업이 잘못 실행될 수 있지 않을까 우려된다. 그러므로, Ne<ne1의 경우에, 제어장치(20)은 잘못된 학습행위를 방지하기 위하여 학습작업을 실행하지 않는다. 그리고 Ne>ne1인 경우에, 제어장치는 다음 제어를 계속한다.
다음, 감속상태를 확실히 판단하기 위해서, 브레이크가 현재 눌러져 있는지(XBRK=1) 않은지에 관해 또한 판단한다(단계 S12). 그래서, XBRK가 1이 아닌 경우에, 그것이 충전효율로 보아 감속상태에 거의접근했더라도 엔진이 감속상태로 완전히 이동하지 않았는지를 판단하며, 제어장치(20)는 학습작업을 수행하지 않는다. XBRK가 1이라고 판단되면, 제어장치(20)는 엔진이 감속상태로 이미 들어갔는지를 판단한다.
그리고 나서, 다음 단계 S13에서, 엔진이 무부하상태에 있는지 어떤지(즉 ; XNLD=1인지 아닌지)에 대해 판단한다. XNLD=1의 경우(즉 : 현재 무부하상태)에, 제어장치(20)는 학습작업을 실행하지 않으며, XNLD가 1이 아닌 경우(즉 ; 현재 유부하상태)에, 제어장치(20)는 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업을 마지막으로 계속하며, 따라서 현 드로틀밸브 열림각도 TVOPN은 전폐각 THIDL로서 학습된다(단계 S14).
설명한 바와 같이, 비록 엔진이 엔진의 충전효율로 보아 감속상태(즉 ; 드로틀밸브는 전폐됨)에 있다고 판단되더라도, 엔진(1)이 무부하상태에 있으면 드로틀밸브의 전폐각의 학습작업이 금지되며, 엔진이 유부하상태에 있을때만 수행된다.
따라서, 잘못된 학습작업이 방지될 수 있는 학습영역은 제4도에 있어서 ne2에서 ne1까지 확대된다. 그러므로, 종래의 제어방법에 의해 전폐각을 학습할 기회는 증가하며, 그 결과 학습정확성은 향상되고, 따라서 엔진의 연료제어 또는 속도제어에 있어서의 제어의 정확성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
다음, 제3도를 설명하면, 본 출원의 특허청구범위 2에 기재된 발명에 의한 본 발명의 제2실시예를 더 상세히 설명한다.
제2실시예를 설명함에 있어서, 이 실시예는 엔진이 무부하상태에 있을때에도 어떠한 잘못된 학습작업도 일어나지 않는 안전엔진속도 영역에서 학습작업이 실행된다는 점에서 제1실시예와 다르다. 이와 반대로, 제1실시예에서는, 엔진이 무부하상태일때는 학습작업은 절대로 금지된다.
즉, 학습작업이 수행되어야 하는지 않는지를 판단하는 기준으로서, 점 b 및 점 c 각각에 대응하는 두참고 엔진속도 ne1 및 ne2가 이 실시예에서 사용된다. 즉, 엔진이 유부하상태에서 감속되고 있으면, 학습작업은 엔진속도 ne1 보다 높은 속도영역에서 실행되며, 이와 반대로, 엔진이 무부하상태에서 감속되고 있으면, 학습작업은 엔진속도 ne2 보다 높은 속도영역에서 실행된다.
따라서, 드로틀밸브의 전폐각을 학습할 기회는 잘못된 학습작업을 일으키지 않고 증가된다.
상세히 설명하면, 제3도에서, 엔진이 단계 Q10에서 충전효율로 보아 감속상태에 있는지 어떤지에 대해 판단한후, 엔진이 현재 무부하상태(XNLD=1)에 있는지 어떤지에 관해 판단한다(단계 Q11). 그리고, XNLD가 1(즉 : 현재 유부하상태에 있음)이 아닌 경우에, 제어장치(20)는 ne1보다 낮은 속도영역에서 학습작업을 실행하지 않으며, 한편, XNLD=1(즉 ; 현재 무부하상태에 있음)인 경우에, 제어장치(20)는 ne2보다 낮은 속도영역에서 학습작업을 실행하지 않는다.
이들 경우에, 제어장치(20)는 브레이크가 눌러졌는지 어떤지에 관해 판단하기 위해서 단계 Q14꺼자 나아간다. 그리고 나서, 제어장치(20)는 학습작업을 실행하기 위해 마지막으로 단계 Q15까지 나아간다. 제3도의 흐름도의 나머지 단계들(Q1-Q9)은 각각 단계 S1-S9와 같으므로, 이들 단계들의 설명은 불필요한 반복을 피하기 위해서 여기서 생략한다.

Claims (2)

  1. 엔진의 드로틀밸브의 열림각도를 검출하고 드로틀밸브의 열림각도를 표시하는 신호를 출력하는 열림각도 검출수단과, 흡입공기량 및 엔진속도를 기초로 해서 엔진의 충전효율을 검출하는 충전효율 검출수단과, 충전효율 검출수단에 의해 검출된 엔진의 충전효율이 각기의 엔진속도에 따라 각각 결정되는 소정치 보다 낮을때, 드로틀밸브의 전체각으로서 열림각도 검출수단에서 출력되는 신호를 순차적으로 학습하는 학습수단과, 엔진과 그 변속기와의 접속상태를 검출하는 접속상태 검출수단과, 접속상태 검출수단이 엔진이 변속기와 접속되지 않았다는 것을 검출했을때 학습수단에 의해 학습작업을 금지하는 학습금지수단으로 구성되는 엔진의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 학습금지수단이, 엔진속도가 접속상태 검출수단에 의해 검출된 접속상태와 관련없이 소정속도 보다 높을때 학습수단에 의해 학습작업을 회복시키는 엔진의 제어장치.
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