KR0148839B1 - 신호 처리 장치 - Google Patents

Abstract

[목적]

요구치의 산출 결과가 잘라버린 양을 먼저 보내는 양으로서 유지하고 다음회 이후의 산출 결과에 이 유지량을 가산함으로써 제어 정밀도를 향상시킨다.

[구성]

산출 수단(41)이 입력을 받아서 요구치를 산출하면 이 산출 수단 (41)의 출력과 먼저 보낸 양을 가산 수단(42)이 가산한다. 이 가산 결과가 산출상 최소치를 밑돌았을 때 가산 결과를 이외 최소치로, 또한 가산 결과가 산출상 최대치를 상회했을 때 가산 결과를 이의 최대치로 제한 수단(43)이 제한하고, 이 제한된 가산 결과를, 또한 제한되지 않았을 때는 이 제한되지 않은 가산 결과를 출력 수단(44)이 출력으로 한다. 유지수단(45)은 상기 제어 수단(43)으로 잘라버린 양을 구하고 그 값을 상기 먼저 보내는 양으로서 유지하고 또한 잘라버리는 양이 없을 때 유지치를 제로로 한다.

Description

신호처리장치

제1도는 제1발명의 특허청구범위 대응도.

제2도는 일실시예의 시스템 도면.

제3도는 연료분사펄스폭 Ti 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제4도는 연료분사펄스폭 Ti 의 출력을 설명하기 위한 흐름도.

제5도는 실린더 흡기에 상당하는 기본 분사 펄스폭 Tp의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제6도는 목표 연공비 Tfbya의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제7도는 린맵의 내용을 설명하기 위한 특성도.

제8도는 린맵이 아닌 내용을 설명하기 위한 특성도.

제9도는 목표 연공비의 램프 응답치 Dml 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제10도는 목표 연공비의 램프 응답치 Dmr 의 파형도.

제11도는 변화속도 Ddmlr 및 Ddmll 의 계산을 설명하기 위한 흐름도.

제12도는 목표 연공비의 댐퍼치 Kmr 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제13도는 두가지 실시예의 지연 시정수 상당치 Fbyatc 의 테이블 내용을 증첩시켜 도시한 특성도.

제14도는 제어 벨브(22)의 데드타임을 설명하기 위한 파형도.

제15도는 제어 밸브(22)에 대한 온듀티의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제16도는 상기한 두가지 실시예와 별도인 두가지 실시예 공용되는 토크 제어 듀티 Tcvdty 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제17도는 상기한 두가지 실시예와 별도인 두가지 실시예에 공용되는 토크 제어 듀티 Tcvdty 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제18도는 드로틀 밸브 유로면적 Atvo 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제19도는 제어 밸브 유로 면적 Aisco 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제20도는 차압 보정율 Kgho 의 테이블 내용을 특성도.

제21도는 상기한 두가지 실시예와 별도인 두가지 실시예의 지연 진행 보상 시정수 상당치 Tcvtc 의 테이블 내용을 증첩시켜 도시한 특성도.

제22도는 기본 듀티 Dtytc 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제23도는 듀티 보정율 Tcvgin 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제24도는 제어 밸브 시동 듀티 Tcvofs 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제25도는 제어 밸브(22)의 유량 특성도.

제26도는 상한치 Fqmax 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제27도는 드로틀 밸브 유로면적 Fatvo 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제28도는 제어 밸브 유로 면적의 예측치 Aisc 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제29도는 게인 Qmxg 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제30도는 상기한 실시예의 작용을 설명하기 위한 파형도.

제31도는 제2실시예의 열선식 공기 유량계의 감지기 부분의 확대 단면도.

제32도는 두가지 종류의 1차 지연 조합을 도시한 파형도.

제33도는 제2실시예의 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Tp 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제34도는 제2실시예의 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Tp 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제35도는 공기 유량계 지시 유량 Qshw 의 테이블 내용을 도시한 특성도.

제36도는 선공급 보정량 Tpsk 를 설명하기 위한 파형도.

제37도는 제2실시예의 급가속시의 작용을 설명하기 위한 파형도.

제38도는 제3실시예의 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Tp 의 산출을 설명하기 위한 흐름도.

제39도는 제2발명의 특허청구범위 대응도.

제40도는 제3발명의 특허청구범위 대응도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 제어기 유닛 3 : 인젝터(연료 공급 장치)

4 : 공기 유량계 6 : 드로틀 밸브

7 : 크랭크 각도 감기기(회전수 감지기) 12a : 콜렉터부

12b : 흡기 포트 21 : 보조 공기 통로

22 : 유량 제어 밸브 31 : 열선(발열체)

32 : 세라믹 41 : 요구치 산출 수단

42 : 가산 수단 43 : 최대 최소 산출 수단

44 : 출력 수단 45 : 잘라버린양 유지 수단

51 : 린조건 판정 수단 52 : 목표 공연비 판정 수단

53 : 기본 분사량 산출 수단 54 : 연료 공급 장치

55 : 흡기 드로틀 밸브 56 : 유량 제어 벨브

57 : 드로틀 밸브 유로 면적 산출 수단 58 : 제어 밸브 유로 면적 산출 수단

59 : 기본 유로 면적 산출 수단 60 : 목표 유로 면적 산출 수단

61 : 가산 수단 62 : 최대 최소 제어 수단

63 : 구동 수단 64 : 잘라버린양 유지 수단

71 : 열선식 공기 유량계 72 : 변화량 산출 수단

73 : 고주파 성분 보정 유량 산출 수단 74 : 변화량 산출 수단

75 : 적분 감쇠 수단 76 : 공기 유량계부 유량 산출 수단

77 : 가산 수단 78 : 최대 최소 산출 수단

79 : 출력 수단 80 : 잘라버린양 유지 수단

본 발명은 신호처리장치, 특히 엔진제어에 사용되는 것에 관한 것이다.

엔진에 공급되는 연료를 제어하는 것으로써 흡기드로틀 밸브의 상류에 설치된 공기 유량계 출력으로부터 공급 연료량을 계산하는 것이다 [참조 : 일본국 공개특허공보 제(평)3-222849호].

이것은 엔진 제어를 마이크로컴퓨터로 이루어진 컨트롤 유니트를 사용하여 실시하므로 공기유량계로부터 출력(전압치)이 디지탈값으로 변환되어 콘트롤 유니트에 입력된다.

이러한 입력치는 그대로는 흡입된 공기유량에 비례하지 않으며 또한 과도할 때에는 응답 지연을 수반한 신호로 되므로 입력치에 일정한 신호 처리를 가함으로써 공기 유량계부분 유량에 정밀하게 대응하는 값을 산출한다.

또한 이렇게 산출된 공기유량계부분 유량 Qs 에는 급가속시에 흡기관 내용적의 압력 변화에 수반되는 오버슈트가 발생되므로 이것을 평준화하기 위해 하기 일반식에 의해 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Avtp 를 구하고 이것을 흡기 포트에 설치된 연료분사밸브로 출력시킨다.

상기식에서, N 은 엔진 회전수이고, K 는 베이스 공연비를 제공하는 상수이고, Fload 는 흡기관 공기 지연 계수이고, AvtPn-1 은 이전 회전의 Avtp 이다.

그런데 드로틀 밸브를 완전 개방하여 흡기 펄스가 대단히 큰 경우(예 : 6 기통 미만의 엔진의 경우)에 흡기 펄스에 수반되는 공기의 역류로 인해 흡입 공기 유량의 산출 결과가 음의 값으로 되고 또한 급가속시에 산출 결과가 산출상의 최대치를 초과하면 상기한 장치에서 산출 결과가 마이너스이며 0 을 초과할 때에는 산출상의 최대치를 연료 제어에 각각 사용한다. 마이너스의 값을 고려한만큼 고정밀도의 공연비 제어가 요구되지 않으며 또한 산출상의 최대치를 높이기 위해서는 흡입 공기 유량의 데이터에 제공되는 바이트수를 크게 하는 것이 필요하며 그렇게 되면 연산 시간이나 비용이 상승되므로 산출 범위외의 값을 잘라버리는 이유이다.

그러나 이렇게 잘라버려 처리한 다음에 1 식과 같이 특별히 적분 처리를 하는 제어 시스템에서는 잘라버린 양이 적분한 다음에 지연되어 제어 정밀도를 떨어뜨린다. 예를 들면, 제 37도에서 급가속시의 파형을 도시하면 흡입 공기 유량의 산출경과(세선으로 나타낸다)가 마이너스로 된 부분을 잘라버리면 적분 후의 출력인 실린더 공기량 상당 신호(도면에서는 Avtpr)의 출력이 파선과 같이 상승하고 공연비가 리치측을 벗어난 오차가 발생한다. 또한 급가속의 초기에는 흡기관내의 공기 충전을 위해 산출 결과가 초과하며 이러한 산출상의 최대치를 상회하는 초과분을 잘라버리면 실린더 공기량 상당 신호에 지연이 발생하고 바퀴쪽을 벗어난 오차가 발생한다.

잘라버리는 처리는 공기유량신호에 한정하지 않으며 기타 신호(예 : 흡기 드로틀 밸브나 제어 밸브의 개방 정도 신호 및 연료 신호 등)를 처리할 때에도 실시하며 배기 성능에 대한 요구가 엄격하게 문제되는 현재에는 이와같이 잘라버린 부분이 공연비 제어에 끼치는 영향을 무시할 수 없다.

따라서 본 발명은 산출결과가 마이너스의 값으로 되고 초과하여 잘라버린 양을 선이송량으로서 유지시키고 다음번 이후의 산출 결과에 이의 유지량을 가산함으로써 제어 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

제1의 발명은 제1도에 도시된 바와같이 입력을 수취하여 요구치를 산출하는 수단(41)과 이러한 산출 수단(41)이 출력과 선이송량을 가산하는 수단(42)과 이러한 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회할 때에 가산결과를 최소치에 제한하는 수단, 또한 가산 결과가 산출상의 최대치를 상회할 때에 가산 결과를 최대치에 제한하는 수단(43)과 이와 같이 제한된 가산결과를 제한하지 않을 때에는 제한되지 않은 가산 결과를 출력으로 하는 수단(44)과 제한수단(43)에 의해 잘라버린 양을 구하고 이러한 양을 선이송량으로서 유지시키고 또한 잘라버린 양이 없을 때의 유지치를 0으로 하는 수단(45)을 설정한다.

제2의 발명은 제39도에 도시된 바와같이 세라믹의 주위에 발열체를 설치한 감지부분 및 발열체가 일정한 온도로 되도록 발열체로 공급된 전류를 제어하는 회로로 이루어진 열선식 공기 유랑계(71)와 이러한 공기유량계(71)의 지시유량 Qshw 의 소정 시간당의 변화량 Qshw(=Qshw-Qshw_n-1)를 산출하는 수단 (72)과 변화량 Qshw 로써 공기유량계 지시 유량 Qshw 를 보정한 값을 고주파부분 보정 유량 Qss 로서 산출하는 수단(73)과 고주파보정유량 Qss 의 소정 시간당의 변화량 Qss(=Qss-Qss_n-1)를 산출하는 수단(74)과 변화량 Qss 를 소정 구간마다(소정의 시간 또는 소정의 크랭크 각도마다) 적분을 하면서 이의 적분치를 소정의 속도로 감쇠시키는 수단(75)과 이러한 적분 감쇠 수단(75)의 출력 Afle 로써 고주파부분 보정유량 Qss 을 보정한 값 (예 : Qss+Afle)을 공기유량계부분 유량으로서 산출하는 수단(76)과 공기유량계부분 유량 Qs 에 선이송량 Okuri 를 가산하는 수단(77)과 이러한 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회할 때에 가산결과를 최소치에 제한하는 수단, 또한 가산 결과가 산출상의 최대치를 상회할 때에 가산결과를 최대치에 제한하는 수단(78)과 제한된 가산결과 및 제한하지 않을 때에는 제한되지 않은 가산 결과를 출력으로 하는 수단(79)과 제한 수단(78)에 의해 잘라버린 양을 구하고 이러한 값을 선이송량으로서 유지시키고 또한 잘라버린 양이 없을 때에 유지치를 0 으로 하는 수단(80)을 설정한다.

제3의 발명은 제40도에 도시된 바와같이 운전 조건 신호가 차륜 조건인가 여부를 판정하는 수단(51)과 이러한 판정 결과에서의 차륜 조건에서 이러한 조건에 따른 목표 연공비, 또한 차륜 조건 이외의 조건으로 되면 차륜 조건 이외의 조건에 따른 목표 연공비를 운전조건신호에 따라 산출하는 수단(52)과 이러한 목표 연공비와 운전조건신호로부터 기본 분사량을 산출하는 수단(53)과 기본 분사량에 기초하여 산출된 연료를 흡기관에 공급하는 장치(54)와 흡기 드로틀 밸브(55)를 바이패스시킨 보조 공기 유량을 조정하는 제어 밸브(56)와 드로틀 밸브 개방 정도 신호로부터 드로틀 밸브 유료 면적을 산출하는 수단(57)과 제어 밸브(56)의 개방 정도 신호로부터 제어벨브 유로 면적을 산출하는 수단(58)과 제어 밸브 유로 면적과 드로틀 밸브 유로 면적의 합계를 기본 유로 면적으로서 산출하는 수단(59)과 기본 유로 면적과 목표 공연비로부터 목표 공연비를 변환시킬 때에 변환 전후에 토크를 동일하게 하기 위한 목표 유로 면적을 산출하는 수단(60)과 이러한 목표 유로 면적에 선이송량 Aokuri 를 가산하는 수단(61)과 이러한 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회할 때에 가산 결과를 최소치에 또한 가산결과가 산출상의 최대치를 상회할 때에 가산 결과를 최대치에 제한하는 수단(62)과 이와같이 제한된 가산 결과에 따라 또한 제한되지 않을 때에는 제한되지 않은 가산 결과에 따라 제어 밸브(56)를 구동시키는 수단(63)과 제한수단(62)에 의해 잘라버린 양을 구하고 이러한 값을 선이송량으로서 유지시키고 또한 잘라버린 양이 없을때의 유지치를 0 으로 하는 수단(64)을 설정한다.

제1의 발명에서는 가산 결과가 산출상의 최대치를 초과하여 넘을 때에는 이러한 초과부분이 유지되고 또한 산출상의 최소치를 하회할 때에는 하회된 부분이 유지되고 이들이 선이송량으로서 다음번 가산시에 가산된다.

초과 도중이나 가산 결과가 최소치를 하회하는 도중에는 요구치에 따르지 않은 부분을 선이송함으로써 시간적으로 지체되어도 요구에 따르는 까닭이며 이에따라 출력수단(44)의 출력을 적분 처리하는 제어 시스템에서도 적분후의 신호의 정밀도를 떨어뜨리지 않는다.

또한 가산 결과가 산출상의 최대치를 초과하여 넘는 경우는 있지만 산출상의 최소치를 하회하지 않는 신호나 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회하는 경우가 있으며 산출상의 최대치를 초과하지 않은 신호에 대해서도 동일하다.

제2의 발명에서도 가산 결과가 산출상의 최대치를 초과하여 넘을 때에는 이러한 초과부분이 유지되고 또한 산출상의 최소치를 하회할 때에는 화회된 부분이 유지되고 이들이 선이송량으로서 다음번 가산시에 가산되면 출력수단(69)의 출력을 적분 처리함으로써 실린더 공기량 상당의 신호를 구할 때에도 실린더 공기량 상당의 신호의 정밀도를 떨어뜨리지 않으며 목표 공연비에 대한 제어 정밀도를 높인다.

제3의 발명은 린번 엔진에 적용된 것이며 린번 엔진에서 린 공연비로 변환시킬 때에 제어 밸브(56)에 대한 목표 유로 면적을 증량시킴으로서 변환 전후에 토크가 동일하게 되도록 한다.

이러한 경우에 목표 유로 면적과 선이송량의 가산 결과가 산출상의 최대치를 초과하여 넘으면 이러한 초과부분이 유지되고 이것이 선이송량으로서 다음번 가산시에 가산된다. 초과 도중에는 최대치에서 제한되므로 요구치에 따를 수 없어도 초과 종료후에 선이송량부분만큼 지나치게 제어 밸브(56)가 열리면 초과시의 만족되지 않은 공기량이 시간적으로 지연되어 보완되고 이에따라 공연비 변환시의 토크 저하가 방지된다.

이론 공연비로 변환시킬 때에 목표 유로 면적을 감량시키는 경우, 가산 결과가 최소치(예 : 0)를 하회하여 제어 밸브(56)를 역방향으로 흐르게 할 수 없으며 가산 결과가 0 으로 제한되면 공기량의 공급이 너무 많으며 이러한 경우에 다음에 선이송량부분만큼 지나치게 제어 밸브(56)가 닫힘으로써 가산 결과를 0 으로 제한하는 동안에 공급 과다의 공기량이 시간적으로 지연되어 상쇄되고 이에따라 공연비 변환시의 토크 증가가 방지된다.

[실시예]

제2도에서 에어클리너(11)에서 흡입된 공기는 일정한 용적을 갖는 콜렉터부분(12)에 일단 축적되고 여기에서 분기관을 경유하여 각 기통의 실린더에 유입된다. 각 기통의 흡기 포트(12B)에는 인젝터(3)가 설치되고 인젝터(3)로부터 엔진회전에 동기되어 간헐적으로 연료가 분사된다.

일정한 조건이 성립될 때에 공연비 목표치를 이론 공연비로부터 린측의 공연비로 변환시키며 변환시에 보조 공기 유량을 증량 보정(이론 공연비로 변환시킬 때에는 감량 보정)함으로써 변환 전후에 토크가 동일하게 되도록 토크 제어를 실시한다.

따라서 흡기 드로틀 밸브(5)를 바이패스시키는 보조 공기 통로(21)에 유량의 유량 제어 밸브(22)가 설치되어 있다. 이러한 제어 밸브(22)는 비례 솔레노이드식에서 컨트롤 유니트(2)에서 온듀티(일정 주기의 ON 시간 비율)가 커질수록 통로(21)를 흐르는 보조 공기 유량이 증가된다.

제어 밸브(22)를 큰 유량으로 하는 것은 공연비 변환시의 토크 제어를 여유있게 하는 동시에 확실하게 실시하기 위해서이다. 단, 큰 유량으로 할 때에는 제어 밸브(22)의 오동작에 따라 운전자의 요구 이상의 토크가 발생하는 경우가 있으므로 하기한 바와같이 페일세이프 기능을 설정한다.

또한 린 공연비역에서 연소 불안정에 따라 증가하는 Co, Hc 를 억제하기 위해 연소실내로 유입된 흡기에 스왈로가 부여되도록 흡기 포트 (12h)의 근처에서 일부에 오목한 홈(도시되지 않음)을 갖는 스왈로 컨트롤 밸브(13)를 설치한다. 린 공연비역에서 스왈로 컨트롤 밸브(13)를 완전 폐쇄 위치로 하여 흡기를 감속함으로써 흡기의 유속을 높이고 연소실 내부에서 스왈로를 발생시킨다. 이론 공연비역에서는 배기관(18)에 설치된 3원 촉매(19)를 사용하여 NOx 를 정화한다.

인젝터(3)에서 공급 연료량과 유량 제어 밸브(22)를 흐르는 보조 공기 유량과 제어시키기 위해 컨트롤 유니트(2)에서는 제어상 필요해진 엔진의 운전조건을 검출하는 각종 감지기로부터 신호가 입력된다. (4)는 에어클리너(11)로부터 흡입된 공기유량을 검출하는 열선식의공기유량계, (6)은 흡기 드로틀 밸브(5)의 개방 정도를 검출하는 드로틀 검지기, (7)은 단위 크랭크 각도마다 신호와 ref 신호(크랭크 각도의 기준 위치마다의 신호)를 출력하는 크랭크 각도 감지기. (8)은 수은 감지기, (9)는 이론 공연비로부터 린측의 공연비까지 실제의 공연비를 폭넓게 검출할 수 있는 광역 공연비 감지기이다.

그런데 공연비 변환시의 토크 제어를 위해 제어 밸브(22)의 목표 유로 면적 Tatcv (후술한다)를 산출하며 이러한 산출 결과가 마이너스값으로 될 때에는 산출 결과를 0 으로 하고 또한 산출상의 최대치를 상회하여 초과할 때에는 산출 결과를 최대치로 함으로써 마이너스값이나 초과부분을 잘라버린대로 하면 잘라버린 부분만큼 제어 정밀도가 떨어지게 된다.

이에 대처하기 위해 본 실시예에서는 산출 결과가 마이너스 값으로 되거나 초과할 때에 잘라버린 양을 유지시키고 다음번 이후의 목표 유로 면적의 산출시에 이와같이 유지시킨 양을 가산한다. 이를 설명하기 전에 전체 제어를 제3도 내지 제29도에 도시된 흐름도와 이러한 제어에 사용되는 테이블이나 맵의 내용을 표시하는 특성도를 사용하여 1제어밸브(22)의 유량 제어 2 목표 공연비의 설정 3 분사량 제어의 순으로 개설한다.

또한 연료 제어는 목표 공연비를 목표하여 실시하고 공기 유량의 검출치로부터 최종적으로 공급 연료량을 구하는 것을 고려하면 (공기유량)×(연공비)=(공급 연료량)의 관계가 성립하는 것으로부터 연공비편이 공연비보다도 취급하기 쉬우므로 하기에서 일부의 수치에 연공비를 사용하고 있다.

1제어밸브(22)의 유량제어

1-1 아이들 회전수 제어와의 관계

제15도에 도시된 바와같이 아이들 회전수 제어용의 온듀티 ISCONP 와 별개로 토크 제어 듀티 Tcvdty 를 계산하고 [제15도의 스텝(72)] 아이들 회전수의 피드백 보정 조건(도면에서는 클로즈도 조건으로 나타낸다)으로 ISCONP 를 출력하고 [제15도의 스텝(73),(75)] 피드백 보정 조건이 아니게 되면 ISCONP 를 대신하여 토크 제어 듀티 Tcvdty 를 출력한다[제15도의 시텝(73),(74)].

본 명세서에서 아이들 회전수 제어용의 온듀티 ISCONP 는 예를 들면, 하기 일반식을 사용하여 계산한다[제 15도의 스텝(71)].

상식식에서, Areg 는 웜업 듀티(에어 레규레이터 상당)이고, ISCcl 은 피드백 보정량이고, ISCtr 은 감속시 공기 증량분(대쉬포트 상당)이고, ISCat 는 A/T 차의 N← →D 레인지 보정분(D 레인지에서 크다)이고, ISCq 는 에어컨 ON 시의 보정분이고, ISCrfn 은 라디에이터 팬 ON 시의 보정분이다.

일반식 (1)의 웜업 듀티 Areg 는 엔진 시동 후의 1회째에는 이때의 냉각수 온도에 따라 테이블을 참조하여 구한값(테이블 값)을 그대로 변수로 하여 Areg 에 넣어 사용한 다음, 일정한 주기(예 : 1초마다)로 냉각수 온도에 따른 테이블값과 전회의 값을 비교하여 Areg의 값을 증감시키면서(예 : 테이블 값전회의 Areg 에서의 Areg(%)=Areg+1(%), 테이블값전회의 Areg 에서의 Areg=Areg-1)따뜻해지는 시기 완료까지 작용하는 값이다. 따라서 흡기관에 에어 레규레이터는 설치하지 않는다.

1-2 아이들 회전수의 피드백 보정

아이들 회전수의 목표치는 냉각수 온도, 에어컨 스위치, 자동 변속기의 기어 위치 및 시동 후의 경과 시간에 따라 정해지고 목표치로부터 소정치(예 : 25rpm)를 벗어나면 목표치에 돌아오도록 미소한 유량 제어를 실시한다. 피드백 보정에 대입시키는 조건은 예를 들면, (a) 드로틀 밸브의 전폐 스위치가 ON 상태에서 차량 속도가 8㎞/h 이하 (b) 드로틀 밸브의 전폐 스위치가 ON 상태에서 중립 스위치도 ON 상태인 것중에서 하나가 성립될 때에 피드백 보정에 따라 아이들 회전수가 목표치에 돌아온 상태에서는 일반식(1)의 피드백 보정량 ISCcl(=ISCi+ISCp, 단 ISCi 는 적분부분이고 ISCp는 비례부분이다)이 0 이 아닌 어떤값을 갖는다.

이러한 피드백 보정량 ISCcl은 운전조건이 비피드백 조정 조건으로 이동한 시점에서 아이들 회전수 제어용으로 유지시킨 다음에 피드백 보정 조건으로 돌아온 때, 해당 아이들 회전수 제어용의 유지치에서 피드백 보정을 개시한다.

1-3 토크 제어 듀티 Tcvdty

이것은 제16도 및 제17도에 도시된 바와같이 서브루틴으로 계산한다.

우선 드로틀 밸브 개방정도 TVo로부터 제 18도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 드로틀 밸브 유로 면적 Atvo 를 구하고 또한 제어 밸브(22)에 제공되는 기본 듀티 Iscdt 로부터 제 19도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 제어 밸브 유로 면적 AiscO 을 구하고 이들의 합을 기본 유로 면적으로 하여 변수 AaO에 대입한다[제16도의 스텝(81),(82)]. 또한 테이블 참조(맵 참조에 대해서도)는 모두 보정간의 계산의 관한 것이므로 하기에서는 간단하게 테이블 참조(맵 참조)라고 한다.

여기서 기본 듀티 Iscdt 는 하기 일반식이다.

상기식에서, Iscdty는 감량 기본 듀티이고, Tcvofs 는 제어 밸브 개시 듀티이고, Tcvgin 은 듀티 보정율이다.

일반식(2)의 감량 기본 듀티 Iscdty 는 전회의 피드백 보정 조건의 종료시에 유지되는 피드백 보정량 ISCcl 을 감량 보정한 것으로 하기 일반식이다.

이러한 감량 보정은 공연비 변환시의 토크 제어를 위해 제어 밸브(22)를 움직일 수 있는 범위를 확대함으로써 제어 밸브(22)의 최대 유량을 작게 하고 목표치를 목표하여 미소한 유량 제어를 실시하는 피드백 보정 조건에서 밸브 정밀도를 떨어뜨리지 않도록 하기 위한 것이다.

일반식(2)의 제어 밸브 개시 듀티 Tcvofs 와 듀티 보정율 Tcvgin 에 대해서는 배터리 전압이 저하될 때의 보정이며 하기와 같다.

기본 유로 면적 AaO 에서 중량 평형 면적 Tatcvh 를 하기 일반식으로부터 구한다[제16도의 스텝(84)].

상기식에서, Kgho 는 차압 보정율이고, LTCGIN# 은 토크 제어 게인이고, Dml 은 목표 연공비 램브 응답치이다.

일반식(3)을 이해하기 쉽게 하기 위해 하기

상기식에서, Tdml 은 목표 연공비의 맵치이다.

일반식(3-1)에서 (1/Tdml-1)은 이론 공연비에서 공연비 차이 상당이므로 여기에 총유로 면적으로서의 AaO 를 곱한 값은 린 공연비로 변환시킬 때의 증량 면적분 (이론 공연비로 변환시킬 때에는 감량 면적분이다)을 나타낸 것이다.

예를들면, 이론 공연비(14.5)에서 목표 연공비 맵치 Tdml 은 1 이며 공연비가 린측의 20 에서 Tdml 은 대략 0.66 이라는 값이다. 또한 Tdml이 1 이나 0.66 이라는 값인 것은 하기한 바와같이 연공비에서 공연비의 역수 자체는 아니며 이론 연공비를 1로 하는 상대값을 채용하기 위해서이다.

본 명세서에서 일반식(3-1)의 Tdml에 1 을 대입하면 Tatcvh=0 이며 또한 Tdml에 0.66 을 대입하면 Tatcvh=1/0.66-10.52로 되고 (0.52-0)xAaO 가 이론 공연비로부터 린 공연비로 변환시킬 때에 증량 면적부분으로 되는 이유이다.

일반식(3)으로 돌아가서 차압 보정율 Kqho 는 동일한 유로 면적에서도 고부하로 될수록 드로틀 밸브(5)와 제어 밸브(22)의 전후 차압이 작아지고 유량이 작아지므로 전후 차압이 상이해도 유량을 동일하게 하기 위한 보정이다. 따라서 부하로서 Qho(공지된 선형화 유량이며 드로틀 밸브 개방 정도 TVO 와 엔진 회전수 N 및 실린더 용적 V 로부터 정해진다)로부터 제20도를 내용으로 하는 테이블을 참조함으로써 차압 보정율 Kqho를 구한다[제16도의 스텝(83)]. 일반식(3)의 토크 제어 게인 LTCGIN# 은 매칭에 필요한 값이다.

증량 평형 면적 Tatcvh 는 이의 상한을 제어 밸브(22)의 최대 유량시의 유로 면적 TCVMAX#로부터 제어 밸브 유로 면적 Aisco를 뺀 값 (TCVMAX#-AiscO)으로 제한된다[제16도의 스텝(85)]. Aisco 부분은 아이들 회전수 제어에서 이미 사용된 값으므로 이것을 빼 나머지가 공연비 변환시의 토크 제어용으로 제어 밸브(22)를 움직일 수 있는 범위로 되기 때문이다.

TatcvhTCVMAX#-AiscO 로 될 때(결국 상한에 도달할 때마다)에는 FAACOF=1 로 된다[제16도의 스텝(86),(88)]. 이러한 플러그 FAACOF 는 램프 응답치 Dml 의 변화 속도를 늦게 한다. 이것은 상한에 도달할 때까지는 빠른 변화 속도로 제어 밸브(22)를 움직일 수 있어도 상한에 도달했을 때에는 변화속도를 빠르게 하지 못하고 급격한 토크 변화를 방지하기 때문이다.

증량 평형 면적 Tatcvh에 대해 하기 일반식으로부터 1차 진행의 식으로써 진행 보상 면적을 구한다[제16도의 스텝(91)].

상기식에서, Tatcvo는 Tatcvh의 전회치이고, Tcvtc는 진행 보상시의 상수 상당치 (1 이상의 값)이다. MPI 방식에서 제어 밸브(22)의 하류 흡기관 용적이 클 때에는 연료의 지체보다도 흡기관에서 공기의 지체쪽이 상대적으로 크므로 응답이 양호한 연료에 맞추어 공기를 진행시킴으로써 실린더로의 공기 유량과 연료 양쪽의 공급 위상을 일치시킨다.

또한 SPI 방식으로 제어 밸브 하류의 흡기관 용적이 작을 때에는 공기보다도 연료쪽이 지체되어 실린더에 유입되므로 연료에 맞추어 공기가 실린더로 유입되는 것을 지연시키기 위해 하기 일반식에 의해 1차 지연된 일반식으로써 보상 면적을 구함으로써[제16도의 스텝(92)] 실리더에서 공기와 연료의 공급 위상을 일치시킨다.

상기식에서, TatcvD_n-1은 TatcvO 의 전회치이고, Tcvtc 는 지연 보상시의 상수 상단치(1 미만의 값)이다.

제16도와 제17도의 흐름도는 MPI 방식으로 흡기관 용적이 큰 엔진과 SPI 방식으로 흡기관 용적이 작은 엔진의 두가지 타입의 어느것에도 공용될 수 있도록 하기 위해 Tcvtc 1.0 인가 여부를 보다 Tcvtc 1.0 일때에 흡기관 용적이 큰 엔진이라고 판단하여 일반식(4)을 채용하고 Tcvtc1.0 이면 일반식(5)을 채용하도록 하고 있다[제16도의 스텝 (90),(91) 및 스텝 (90),(92)].

일반식(4),(5)의 진행 보상 또는 지연 보상시의 상수 상당치 Tcvtc 는 엔진 회전수 N 으로부터 제21도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 구한다. [제16도의 스텝(89)] 제21도에서 흡기관 용적이 큰 용도와 작은 용도의 양쪽 특성을 나타내고 있으며 제2도에 도시된 엔진에서는 흡기관 용적이 작은 용도의 특성은 불필요하다.

이와같이 구한 진행 보상 또는 지연 보상 면적 TatcvD 로 부터 목표 유효 면적 Tatcv 를 하기 일반식으로부터 구한다[제17도의 스텝(93)].

또한 제17도의 흐름도에서는 선이송부분Aokuri 가 들어가 있으며 이에 관해서는 하기에 기술한다.

일반식(6-1)의 TatcvD_n-DLYIS는 진행 보상 또는 지연 보상 면적 TatcvD 의 소정 회수 (예 : DLYIS#)이전의 값이다. 이것은 인젝터(3)에 밸브 개방 신호가 전송되고나서 인젝터(3)가 실제로 개시할 때까지 데드타임을 고려한 것이다.

일반식(6-1)로 산출한 결과는 최소를 0, 최대를 제어 밸브 최대 유량시의 유로 면적 TCVMAX# 와 진행 보상용 여유분 MXOS# 를 기한값(TCVMAX#+MXOS#)으로 제한되므로 Tatcv0 이면 Tatcv=0 으로 하고[제17도의 스텝(94,)(95)], TatcvTCVMAX#+MXOS# 로 되면 Tatcv=TCVMAX#+MXOS# 로 한다[제17도의 스텝(96),(97)].

이와같이 수득한 목표 유로 면적 Tatcv 는 제22도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 온듀티 Dtytc 로 변환시키고[제17도의 스텝(99)], 토크 제어 듀티 Tcvdty를 하기 일반식에 의해 계산한다[제17도의 스텝(100),(101)].

상기식에서, Tcvgin 은 듀티 보정율이고, Tcvofs 는 제어 밸브 개시 듀티이다. 상기한 일반식은 일반식(2)을 Iscdty 에 대해 구한 식과 동등하다.

일반식(7)의 제어 밸브 개시 듀티 Tcvofs 는 온듀티가 있는 값으로 될 때까지는 제25도와 같이 실질적으로 제어 밸브(22)가 작용하지 않는 부분이며 배터리 전압 Vb 로 부터 제24도를 내용으로 하는 테이블을 참조함으로써 구한다. 제 25도와 같이 비례 솔레노이드식의 제어 벨브(22)에서는 배터리 전압 Vb 가 저하될수록 제어 밸브 개시 듀티 Tcvof 가 커지는 것을 고려할만하다.

듀티 보정율 Tcvgin 은 제23도를 내용으로 하는 데이블을 참조하여 구한다. 이것은 제5도의 제어 밸브(22)의 유량 특성에 있어서 경사지게 일어서는 직선의 기울기가 배터리 전압 Vb 의 저하와 함께 작아지므로 배터리 전압 Vb 가 저하해도 제어 밸브 유량을 동일하게 하기 위한 보정이다.

2 목표 연공비의 설정

목표 연공비는 맵치 Tdml→ 램프 응답치 Dml→댐퍼치 Kmr 의 순으로 구한다.

2-1 목표 연공비의 맵치 Tdml

제6도에 도시된 바와같이 린 조건이면 제7도를 내용으로 하는 린 맵을 참조하여 목표 연공비 MDMLL 을 또한 린 조건이 아니면 제8도의 비린 맵을 참조하여 목표 연공비 MDMLS 를 각각 구하고[제 6도의 스텝(31),(32) 및 스텝 (31),(33)] 이것을 목표 연공비의 맵치로서 변수 Tdml 에 대입한다[제6도의 스텝(34)].

본 명세서에서 목표 연공비 맵치로 되는 MDMLL, MDMLS 의 값은 제7도 및 제8도와 같이 연공비 자체의 값이 아니며 이론 연공비를 1.0 으로 하는 상대치이다.

2-2 목표 연공비의 램프 응답치 Dml

램프 응답치 Dml 의 파형은 그 명칭대로 제10도에 도시된 바와같이 스텝 변화되는 맵치 Tdml 에 대해 램프 응답으로 하는 것이며 구체적으로는제9도와 같이 린 방향으로 연공비의 변화 속도를 Ddmll 및 리치 방향으로 연공비 변화 속도를 연공비 변화속도를 Ddmlr 으로 하면 Dmlold(전회의 Dml)라 Tdml 을 비교함으로써 어느 방향으로 변화하는가를 알 수 있으므로 DmloldTdml 이면 리치 방향으로 변환하는 것으로 하여 Tdml 과 (Dmlold+Dmlr)의 작은쪽을 Dml 에 대입하고 이와 반대로 Dmlold Tdml 일 때에는 린 방향으로 변환하는 것으로 하여 Tdml 과 (Dmlold-Dmll)의 큰쪽을 Dml 에 대입함으로써 [제9도의 스텝(44),(45) 및 스텝(44),(46)]램프 응답치를 얻을 수 있다. NOx 로써 생각하는 경우, 이론 공연비로부터 린 공연비로 변환시킬 때의 편이 촉매의 활성 정도가 양호하므로 Ddmll의 편이 Ddmlr 보다 작아지게 할 수 있다.

한편 하기 조건 (a) 스타트 스위치가 ON 이고 (b) Tdml 상향치TDMLR# 일때의 어느편이 성립할 때에는 Dml=Tdml로 한다[제9도의 스텝(41),(42),(43)].

또한 램프 응답치 Dml 은 엔진 회전에 동기 (ref 신호에 동기)시켜 구한다. 엔진 회전에 동기시켜 구하는 것은 배기 성능이 엔진 회전에 동기되어 변화하기 때문이다.

제11도는 상기한 두가지 변화 속도 Dmll, Dmlr 을 구하기 위한 서브 루틴이며 중량 평균 면적 Tatcvh 가 상한치나 하한치에 도달하기 전 (결국 FAACOF=0 일때)에는 공연비의 변환 속도를 빠르게 하므로 큰값인 소정치 DDMLLH# 및 DDMLRH# 를 각각 변수 Dmll 및 Dmlr 에 대입한다[제11도의 스텝(51),(52)].

이에대해 중량 평형 면적 Tatcvh가 상한치나 하한치에 도달한 후 (결국 FAACOF=1 일 때)에는 드로틀 밸브 개방 정도 변화량의 절대치│△TVO│에 따른 크기의 값을 선택하여 변수 Dmll 및 Dmlr 에 대입한다[제11도의 스텝(51),(53)]. 예를들면, 한쪽 변수 Dmll 으로 대표시키면 │△TVO│DTVO1# 로써 소정치 DDMLLO# 을 선택하고 DTVO1#≤│△TVO│DTVO2# 로써 소정치DDMLL1# 을 선택하고 DTVO2#≤│△TVO│DTVO3# 으로써 소정치 DDMLL2# 을 선택하고 DTVO3#≤│△TVO│ 로써 소정치 DDMLL3# 을 각각 선택한다. 단. DDMLLO#DDMLL1#DDMLL2#,DDMLL3#DDMLLH#이다.

2-3 목표 연공비의 댐퍼치 Kmr

제12도와 같이 램프 응답치 Dml 에 대해 하기 일반식에 의해 1차 지연을 가한다[제 12도의 스텝(65)].

상기식에서, Fbyatc 는 지연시의 상수 상당치 (1미만의 값)이다.

이것은 MPI 방식에서 흡기관 용적이 클 때에 제어 밸브로부터 실린더에 도달할 때까지 지체되는 보조 공기 유량의 증량되는 양에 합쳐 일반식(9)에 의해 연료 공급을 지연시킴으로써 [일반식(9)으로 목표 공연비를 지연시키면 최종적으로 연료의 공급이 지연되게 된다] 공연비 변환시에 실린더로 연료와 공기를 공급하는 위상을 일치시킨 것이다.

일반식(9)의 댐퍼치 Dmlo 는 3회전까지의 값을 기억하고 소정 회전 (예 : DLYFBA#회전)의 값을 변수 Kmr에 대입한다.

[제12도의 스텝(bb)] DLYFBA# 회전의 값으로 하는 것은 제 14도에 도시된 바와같이 제어밸브(22)의 지체(데드 타임)를 고려한 것이다.

단, 하기 조건 (a) 스타트 스위치가 ON 이고 (b) Dml1.0 이며 (c)│△TVO│≥소정치 DTVOTR#인 것중의 하나가 성립될 때에는 지연 처리를 실시하지 않는다.[제12도의 스텝(b1),(b2),(b3),(b7)].

일반식(9)의 지연시의 상수 상당치 Fbyatc는 제 13도를 내용으로 하는 테이블중에서 흡기관 용적이 큰 용례를 참조하여 구한다 [제2도의 스텝(64)]. 공연비 변환시의 공기 유량이 증량된 양의 지연은 엔진 회전수 N 이 저하될수록 커지므로 이러한 경향에 맞추어 제13도와 같이 Fbyatc의 값을 설정한다(흡기관 용적이 작은 엔진에 대해서는 저회전 영역에서만).

제13도에서는 또한 흡기관 용적이 작은 용례의 특성을 거듭하여 도시하고 있으며 SPI 방식으로써 흡기관 용적이 작은 엔진에서는 연료보다도 공기의 편이 응답이 양호하므로 연료를 지연시킬 필요가 없으므로 Fbyatc=1.0 으로 한다. 결국 제13도를 내용으로 하는 테이블을 실제로 장착하는 엔진의 흡기관 용적의 대소에 맞추어 불필요해진 제13도의 한쪽 특성을 삭제함으로써 제12도의 흐름도를 SPI 방식으로 공용시킬 수 있다.

또한 MPI 방식으로써 흡기관 용적이 큰 경우에 공연비 변환시에 보조 공기 유량의 증량된 양과 연료량의 양자의 공급 위상을 일치시키는데 (a) 보조 공기 유량의 증량된 양에 맞추어 연료량을 지연시키거나 (b) 연료량에 맞추어 보조 공기 유량의 증량된 양을 진행시키는 두가지 실시예가 있으며 제12도와 제16도의 흐름도는 두가지 실시예(SPI 방식에 대한 부분까지 포함시키면 합계 네가지의 실시예)를 함께 짜넣는 것으로 된다. 따라서 실시예 수준으로 어느것인가를 선택하기 위해, (a)에 대한 실시예의 경우, 제 16도의 스텝 (90),(91),(92)을 삭제, (b)에 대한 별도의 실시예의 경우, 제 12도의 스텝(64),(65)을 삭제하지 않으면 안된다.

2-4 목표 연공비 Tfbya

이것은 제6도와 같이 하기 일반식에 의해 계산한다. [제6도의 스텝 (38)]

상기식에서, Kmr 은 목표 연공비의 댐퍼치이고, Kas 는 시동후의 증량 보정계수이고, Ktw는 수은 증량 보정계수이다.

본 명세서에서 시동후의 증량 보정계수 Kas 는 크랭킹중에는 이러한 값이 냉각수 온도에 따라 정해지고 엔진 시동 직후부터 시간과 함께 서서히 감소하는 값, 수온 증량 보정계수 ktw 는 냉각수 온도에서 테이블을 참조하여 구한값 [제6도의 스텝(37),(36)]이며 모두 공지되어 있다.

3 분사량 제어

3-1 제어 밸브(22)의 페일 세이프

제5도에 도시된 바와같이 공기 유량계(4)의 출력 전압 Qa 는 A/D변환 후에 테이블을 참조함으로써 공기 유량 단위로 변환시키며[제5도의 스텝(21),(22)] 변환에 따라 얻어진 공기 유량 Q 를 상한치 Fqmax 로 제한한다[제5도의 스텝(23),(24)]. 이것은 큰 유량을 제어하는 밸브(22)에 오동작이 생기면 큰 유량의 보조 공기가 실린더에 유입되어 운전자의 요구 이상의 토크가 발생되므로 이것을 방지하기 위한 것이다.

제26도는 상한치 Fqmax 를 구하기 위한 흐름도이다. 제26도에서 드로틀 밸브 유로 면적 Fatvo 를 제 27도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 또한 제어 밸브(22)가 정상적으로 기능할 때의 제어 밸브 유로 면적의 예측치 Aisc를 제28도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 각각 구한다 [제26도의 스텝(111),(112)].

또한 제27도에서 횡축의 Tvoabs 는 드로틀 밸브 개방 정도 TVO 에서 완전 폐쇄시의 TVO 를 뺀 값이며 또한 AOFST# 는 드로틀 밸브 개방 정도 TVO 를 실제 공기 유량에 대응시키기 위한 옵셋 양이다. 제 28도에서 횡축의 Aacdty는 ISCONP(아이들 회전수 제어용의 온 듀티) 또는 Tcvdty(토크 제어 듀티)중의 하나의 값이다.

드로틀 밸브 유로 면적 Fatvo 와 제어 밸브 유로 면적의 예측치 Aisc 의 합계 유로 면적 (Fatvo+aisc)은 하기 일반식에 의해 공기 유량 단위로 변환된다[제26도의 스텝(113)].

상기식에서, KAQGIN#은 상수이다. 일반식(10)의 Pqmax 는 제어 밸브(22)가 정상적으로 기능할 때의 총 흡입 공기 유량의 예측치이다.

이러한 예측치 Pqmax 로부터 상한치 Fqmax 를 하기 일반식에 의해 구한다[제26도의 스텝(115)].

상기식에서, Qmxq 는 게인이다.

게인 Qmxq 는 공기 유량계(4)에서 얻어진 공기 유량 Q 와 예측치 Pqmax의 비 (Q/Pqmax)로부터 제29도를 내용으로 하는 테이블을 참조하여 구한다[제26도의 스텝(114)]. 제 29도에서 Q/Pqmax 가 작은 영역에서는 게인 Qmxq 의 값이 일정하며 Q/Pqmax가 큰 영역으로 되면 게인 Qmxq 의 값을 크게 한다. 이것은 예를 들면, 드로틀 밸브 개방 정도 TVO 가 작은 영역에서 제어 밸브(22)가 완전 개방 고착될 때의 공연비가 과도하게 린측을 벗어나서 린 실화를 발생시키고 회전이 너무 떨어지므로 이러한 린 실화를 방지하기 위해서이다. Q/Pqmax 는 제어 밸브(22)의 오동작 정도를 나타내므로 이러한 정도가 클 때에는 린 실화를 발생시키지 않도록 예측치 Pqmax 에 대한 상한치 Fqmax 의 비율을 크게 한다.

3-2 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Tp

제5도에서 Q Fqmax 일 때에는 상한치 Fqmax(=Q)로부터 또한 이외에서는 Q 를 그대로 사용하여 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Tp를 공지된 하기 일반식으로 부터 계산한다[제5도의 스텝(25)].

상기식에서, TpO 는 드로플 밸브부분 상당의 기본 분사 펄스폭이고, KCONST#는 베이스 공연비를 부여하는 상수이고, Ktrm 은 트리밍 계수이고, Fload는 흡기관 공기 지연 계수이다.

일반식(13)은 과도할 때 (운전조건의 변화에 관한 것이며 공연비의 변환과 관계없다)의 흡기관 공기의 응답 지연을 고려한 것이다.

3-3 연료 분사 펄스폭 Ti

제 3도는 흡기 포트 (12b) 에 설치된 인젝터(3)에 대한 연료 분사 펄스폭 Ti 를 산출하기 위한 흐름도이며 이것을 하기 일반식에 의해 계산하고[제3도의 스텝(a)], 이것을 제4도에 도시한 바와같이 분사 타이밍에서 출력시킨다[제4도의 스텝(11)].

상기식에서, α는 공연비의 피드백 보정계수이고, αm 은 공연비 학습 제어계수이고, Ktr 은 과도 보정계수이고, Ts 는 배터리 전압에 따른 무효 펄스폭이다.

일반식(14)의 과도 보정계수 Ktr 은 연료 흡기관에서 수송지연을 보정한 것으로 종래예의 과도 보정계수 K_ACC와 동일한 값이다. 예를 들면, 초기값은 드로틀 밸브 개방 정도 변화량의 절대값│△TVO│가 소정치를 초과하는 시점(결국 가속이나감속을 판정하는 시점)의 │△TVO│에 따라 정해지며 시간과 함께 감소하는 값이다.

이상 개략적인 설명을 끝마친다.

그런데 상기와 같이 목표 유로 면적 Tatcv 에 대해 Tatcv0일때에는 Tatcv=0이고 TatcvTCVMAX#+MXOS#일 때에는 Tatcv=TCVMAX#+MXOS# 로서 마이너스 값이나 초과분을 잘라 버리며[제17도의 스텝(94), (95) 및 스텝(96),(97)] 이렇게 잘라버린 부분을 메모리에 유지시키기 위해 Tatcv0 일 때에는 Tatcv 의 값(마이너스 값)을 변수 Aokuri 에 대입하고 [제17도의 스텝(94),(95)] TatcvTCVMAX#+MXOS# 일 때에도 Tatcv-(TCVMAX#+MXOS#)의 초과분을 변수 Aokuri 에 대입한다[제17도의 스텝(96),(97)].

또한 Tatcv 가 마이너스 값이나 초과하지 않을 때 (잘라버리는 부분이 없을 때)에는 Aokuri =0이다[제17도의 스텝(94),(96),(98)].

이렇게 기억된 잘라버린 부분을 다음번(10ms 후)의 Tatcv를 산출할 때에 반영시키기 위해 일반식(6-1)의 우면에 Aokuri 를 가산한 하기 일반식에 의해 목표 유로 면적 Tatcv 를 구한다[제17도의 스텝(93)].

일반식(6)의 가산 결과가 전회에 계속하여 금회에도 또한 Tatcv0으로 되면 금회의 Tatcv 로는 다시 마이너스 값을 잘라버려 잘라버린 부분을 Aokuri 에 대입한다[제17도의 스텝(94),(95)]. 결국 금회의 잘라버린 부분은 Tatcv≥0로 될 때까지 다음번 이후에 선이송하는 것이며 변수 Aokuri 는 선이송 부분이다. 일반식(6)의 가산 결과가 금회에도 또한 Tatcv=TCVMAX#+MXOS# 로 될 때에도 동일하다.

본 명세서에서 이러한 예의 작용을 제30도를 참조하면서 설명하면 상기한 도면의 좌측 절반은 이론 공연비로부터 린측의 공연비로 변환시킬 때의 파형이며 또한 우측 절반은 이의 역으로 공연비를 변환시킬 때의 파형이다.

린측의 공연비로 변환시킬 때에는 일반식(6)에 따라 산출된 목표 유로 면적 Tatcv 가 빠른 속도로 상승하고 이것이 파선과 같이 최대치( TCVMAX#+MXOS#)를 초과하여 넘은 다음, TCVMAX#(제어 밸브(22)의 최대 유량시의 유로 면적)에 까지 저하되고 이러한 TCVMAX# 의 값으로 귀결된다.

이러한 경우에 Tatcv 의 초과분을 잘라버리면 해다부분의 면적에 상당하는 공기량이 만족되지 않게 되어 실린더 공기 유량이 요구되는 것에서 부족하고 이에따라 공연비의 변환 직후에 토크 감소가 생긴다(참조 : 파선).

이에 대해 당해 예에서 초과분이 메모리에 기억되고 이것이 다음번 이후의 Tatcv 를 산출할 때에 가산되면 초과분의 면적이 해칭으로 나타낸 부분으로 옮겨진다. 결국 목표 공연비를 얻기 위해서는 초과분의 면적에 상당하는 공기량을 공급하지 않으면 안되므로 이 부분의 공기량을 시간적으로 뒤에 어긋나서 공급함으로써 요구하는 전량을 공급할 수 있다.

이에따라 실린더 공기유량을 요구에 근접할 수 있게 함으로써 변환 전후에 토크 변동을 일으키지 않는다(참조 : 실선).

또한 최대치를 TCVMAX#로 할 때에는 Tatcv가 TCVMAX#에 달라붙고 초과분이 쌓인 그대로 사용하지 않고 다음에 Tatcv 가 TCVMAX#보다도 저하될 때에 한꺼번에 토출한(결국 초과가 생기는 운전조건과 동떨어진 운전조건으로 토출한다) 종래예와 동일하게 린 공연비로 변환할 때에 실린더 공기 유량이 부족해질 뿐이거나 토출된 운전 조건에서 공연비의 정밀도를 떨어뜨린다.

이에대해 MXOS#의 옵셋부분을 TCVMAX#에 가산한 값을 최대치로 함으로써 Aokuri 에 쌓아 둔 부분이 Tatcv 의 초과 종료 직후에 토출되게 되어 상기와 같은 문제를 일으키지 않는다. 결국 MXOS#는 Tatcv의 초과분이 초과로 생긴 운전조건과 동떨어진 운전조건으로 투입되지 않도록 하기 위한 여유부분인 것이다.

한편 이론 공연비로 변환시킬 때에 Tatcv 가 마이너스값으로 될 때에는 마이너스값이 기억되고 이것이 다음번 이행의 Tatcv를 산출할 때에 가산되는 (실질적으로는마이너스값에 의해 감산된다)것으로 이론 공연비로 변환될 때에 변환 전후에 토크를 플래트하게 유지시킬 수 있다.

제31도 내지 제37도는 기타 실시예이며 이것은 공기 유량계에서의 공기량 신호에 적용시킨 것이다.

이러한 예에서도 하기한 공기 유량계부분 유량 Qs의 계산 결과가 최소치의 0 을 하회하여 마이너스값으로 되거나 최대치를 상회하여 초과된 경우의 제어를 기재하기 전에 4 공기 유량계 출력의 신호 처리와 5 분사량 제어를 개략적으로 설명한다. 신호 처리의 개략적인 설명부분은 일본국 공개특허공보제(평)3-222849 호에 공지되어 있다.

4-1 전처리

공기 유량계 출력(전압치이다) Qq 를 제35도를 내용으로 하는 테이블을 사용하여 선형화시킨다[제33도의 스텝(122)]. 이와같이 선형화된 유량이 공기 유량계 지시 유량 Qshw 이다.

4-2 공기유량계 부분 유량 Qs

열선식 공기 유량계의 감지기 부분(30)이 제31도와 같이 보빈 형상의 세라믹(32)에 선상 발열체(31)가 코일과 같이 휘감을 때에는 열선(31)에서 공기 유동에 접촉되는 쪽과 접촉되지 않는쪽이 생기는 (열의 도망이 이의 양측면에서 상이하다) 점에서 과도할 때에 2종류의 지연(고주파부분의 지연과 저주파부분의 지연)이 생긴다.

이것을 도해한 것이 제32도이며 이러한 도면과 같이 가속시에는 진실된 유량Q에 대한 공기 유량계 지시 유량 Qshw의 지연부분이 고부파부분과 저주파부분의 두가지 지연으로 이루어진다.

제32도에서 고주파부분 보정유량(Qshw에 고주파부분 지연을 먼저 가한 유량)을 Qss라고 하고 나머지 저주파부분 보정량을 Afle 라고 하면 공기 유량계부분 유량Qs는 하기 일반식에 의해 계산할 수 있다[제33도의 스텝(13)].

상기식에서, AFLEA#는 가속시의 보정율이다.

가속시의 보정율 AFLEA# 공기 유량계의 출력 응답이 가속시와 감속시에 상이한 부분을 보정하기 위한 값이며 예를 들면, 1.30 인 값이다.

고주파부분 보정유량 Qss 는 공기유량계 지시유량 Qshw 에 1차의 진행 보상을 더한 하기 일반식이 양호하며 [제33도의 스텝(123)] 또한 저주파부분 보정량 Afle는 고주파부분 보정유량 Qss의 소정 시간 (4msec)당의 변화량을 적산(적분)하면서 이의 적산치(적분치)를 소정의 속도로 감쇠시킨 값이며 결국 하기 일반식에 의해 구할 수 있다.

상기식에서, Qshw_n-1은 전회의 Qshw 이고, AFMTC# 는 시상수 계수(고주파부분)이다.

상기식에서, Afle_n-1은 전회의 Afle 이고, Qss_n-1은 전회의 Qss이고, B/A는 상수이고, AFLETC# 는 시상수 계수(저주파부분에서 예를 들면, 0.99이다)이다.

일반식(34)은 이를 변형하여 하기 일반식으로 하면 다음 2단계의 일반식에 의해 구할 수 있다[제33도의 스텝(128),(129)].

상기식에서 AFLEG#는 저주파부분 지연 게인(예 : 0.3)이다.

이와같이 구한 공기 유량계부분 유량 Qs 에 따르면 보빈 모양의 세라믹에 선상의 열선을 코일과 같이 휘감거나 보빈 모양의 세라믹 표면에 필름상의 발열체를 설치한 감지부분을 갖는 열선식의 공기 유량계에서도 과도할 때에 흡입 공기 유량이 응답 정밀도가 양호하게 계측된다.

5-1 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스 폭 Tp

이것은 하기 일반식으로 구한 Avtpr 을 실린더 공기량 상당의 기본 분사 펄스폭의 실제값으로 하고 [제34도의 스텝(140),(141),(142),(143)]이로부터 실린더 흡기 상당의 기본 분사 펄스폭 Tp 를 하기 일반식에 의해 구한다[제34도의 스텝(145)].

상기식에서, Avtpr_n-1은 전회의 Avtpr 이다.

상기식에서, Tpsk 는 선취 보정량이다.

일반식(38),(39),(40),(41)의 네가지 일반식은 이전의 실시예인 일반식 (12),(13)에 상당하는 것이며 이전의 실시예와 상이한 것은 선취보정량 Tpsk 를 도입하는 점뿐이다. 따라서 이들 일반식내의 Ne, KCONST#, Ktrm 및 Fload 의 내용은 이전의 실시예와 동일하다.

일반식(41)의 선취보정량 Tpsk는 Avtpr으로부터 하기 일반식에 의해 구한다[제34도의 스텝(144)].

상기식에서, GADVTP# 는 선취보정 게인이다.

Tpsk 는 데드 타임(분사 밸브의 응답 지연 및 공기 유량계와 흡기 드로틀 밸브 사이의 소닉 지연이다)을 보정한 것이다. 이러한 데드 타임에 의해 가속시에 공연비가 린측에서 벗어나므로 제36도에 도시된 바와같이 분사량을 Tpsk 의 부분만큼 많게 함으로써 데드 타임이 있어도 공연비가 가속 초기에 린측으로 치우치지 않도록 한다.

5-2연료분사펄스 폭 Ti

제31도의 감지부분(30)을 갖는 열선식 공기 유량계를 이전의 실시예인 린번 엔진에 사용할 때에는 이전의 실시예와 동일하게 연료분사펄스폭 Ti를 일반식(14)에 제공할 수 있다.

린번 엔진이 아니며 3원 촉매 방식의 통상적인 엔진에 사용할 때에도 일반식(14)에 연료분사펄스폭 Ti 를 제공할 수 있다. 단, 목표 연공비 Tfbya는 일반식(8)에서 Kmr=1인 값이다.

이상으로 개략적인 설명을 끝마친다.

그런데 상기한 일반식(31) 또는 (32)에서 얻은 공기 유량계부분 유량 Qs 가 계산 범위상의 최소치인 0을 하회하는 (언더플로우) 때에는 Qs=0 이며 계산 범위상의 최대치 (예를 들면, 데이터 사이즈를 2 바이트로 하여 FFFFH이며 하기에서는 (#FFFFH)로 나타낸다)를 상회하면(오버플로우)QS=#FFFFH로서 제한하며[제33도의 스텝(131)],[(132)및 스텝(133),(134)] 해당 예에서도 언더플로우부분과 오버플로우부분을 각각 기억하고 언더플로우와 오버플로우가 없어진 타이밍에서 이것을 Qs에 가산한다.

6-1 Qs0 또는 Qs#FFFFH인 경우

선이송부분 Okuri를 Qs0에서 하기 일반식(44)에 의해 갱신하고 [제 33도의 스텝(131),(132)] 또한 Qs#FFFFH에서 하기 일반식(45)에 의해[제33도의 스텝(133),(134)]각각 갱신한다.

상기식에서, Okuri_n-1은 전희의 Okuri 이다.

본 명세서에서 일반식(44)의 Qs가 언더플로우부분이며 일반식(45)의 (Qs-#FFFFH)가 오버플로우 부분이다.

6-2 Qs0 가 아니고 Qs#FFFFH도 아닌 경우

하기 일반식에 의해 Qs 를 갱신한다[제33도의 스텝(131),(133) 및 제34도의 스텝(135)].

단, 일반식(46)의 갱신 결과가 Qs0 으로 되거나 Qs#FFFFH로 되는 경우가 있으므로 일반식(46)의 갱신 결과가 Qs0 일때에는 Qs 를 선이송부분 Okuri 에 들어가게 하고 [제 34도의 스텝(136),(137)]또한 Qs#FFFFH에서 오버플로우부분(Qs-#FFFFH)을 Okuri에 넣는다[제34도의 스텝(138),(139)].

6-3고주파부분 보정 유량 Qss

Qss 에 대해서도 일반식(33)의 계산 결과가 Qss0 또는 Qss#FFFFH 일 때에는 각각 Qss=0, Qss=#FFFFH 로 하기 위해 [제33도의 스텝(124),(125)및 스텝(126),(127)] 언더플로우부분과 오버플로우부분을 계산한다. 단 , Qss 는 Qs 의 도중에서 계산된 값이므로 Qss에 대한 언더플로우부분과 오버플로우부분은 최종 유량의 Qs에 반영시키기 위해, Qss0에서 하기 일반식(47)에 의해 갱신하고[제33도의 스텝(124),(125)], Qss#FFFFH에서 하기 일반식(48)에 의해 Okuri를 갱신한다.[제33도의 스텝(126),(12)]

제37도는 조리개변을 모두 열였을 때의 흡기맥동이 굉장히 큰 엔진(예를 들면 6기통 미만의 엔진)에 관하여 조리개변을 모두 열고 급가속을 행했을 때의 파형이며 식(31)의 계산 결과(이 값은 제37도의 진 유량과 거의 동일함)가 부가되거나 계산상 최대치 #FFFFH를 초과하여 오버플로우하고 있다.

이 예의 신호 처리에서는 앞의 실시예와 달리 부의 값이나 오버플로우분을 절사한 후의 신호를 식(40)으로 적분하고 있으므로 적분 후의 출력인 실린더 흡기 상응 기본 분사 펄스폭의 실제값 Avtpr이 , 제 37도의 점선처럼 부의 값의 잘라버림으로써 Avtpr 이 요구보다 상승되어 공연비가 릿치가 되고 또한 오버플로우분의 잘라버림으로써 린측에 기우는 에러가 발생되고 있다. 부의 값을 절사한 것만큼 불필요하게 Avtpr 이 커지고 또한 오버플로우분을 잘라버림으로써 Avtpr에 지연이 생기게 되는 것이다.

이에 대해 절사 처리 후에 적분 처리가 있는 제어 시스템에 있어서도 이 예에서부의 값이나 오버플로우분으로서 절사된 양이 다음 계산시에(즉 부의 값으로 없어진 타이밍이나 오버플로우하게 되지 않은 타임밍으로 )사용되면 Avtpr 의 계산 정밀도를 떨어뜨림이 없이 이로써 공연비를 일정하게 유지할 수 있다.

제38도는 제3실시예이며 이것은 제32도에 있어서 고주파분의 지연이 대단히 작고 이것을 무시할 수 있는 경우에 적용한 것이다.

실시예에서는 입력을 받아서 산출한 요구치와 먼저 보낸 양의 가산 결과(제 1실시예에서는 목표 유로 면적 Tatcv, 제2 실시예에서는 에어플로우 미터부 유량 Qs)가 산출상 최소치를 밑돌때도 있고 최대치를 상회할 때도 있는 경우를 설명했으나 가산 결과가 산출상 최소치를 밑돌뿐인 신호이거나 가산 결과가 산출상 최대치를 상회할뿐인 신호일 때에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또한 실시예에서 설명한 신호의 경우이더라도 산출상 최소치를 밑돌뿐인 가산 결과로 하거나 산출상 최대치를 상회할 뿐인 가산 결과로 하거나 할 수도 있다. 예를 들면 제37도에 있어서 산출상 최소치인 0점만(즉 산출상 최대치는 그대로)을 아래쪽에 오프셋하면 흡입 공기 유량이 산출 결과가 부로 되는 일은 없게 된다.

[발명의 효과]

제1발명에서는 입력을 받아서 산출한 요구치와 먼저 보낸양의 가산 결과가 산출상 최소치를 밑돌았을 때 가산 결과를 이의 최소치로 또한 가산 결과가 산출상 최대치를 상회했을 때 가산 결과를 이의 최대치로 제한하고, 이 제한된 가산 결과를 또한 제한되지 않았을 때는 그 제한되지 않은 가산 결과를 출력으로 하는 한편에서, 상기 제한으로 잘라버리는 양을 구하고 그 값을 상기 먼저 보낸 양으로서 유지하고 또한 잘라버릴 양이 없을 때 유지치를 제로로 하도록 구성했으므로 상기 출력을 적분 처리하는 제어 시스템에 있어서도 적분 후의 신호의 정밀도를 떨어뜨리는 일이 없다.

제2 발명은 세라믹 주위에 발열체를 설치한 감지기부를 갖는 열선식 에어플로우 미터로부터의 지시 유량에 대하여 고주파분과 저주파분의 지연을 함께 보정하여 구한 에어플로우 미터부 유량에 관하여, 이 에어플로우 미터부 유량과 먼저 보낸 양의 가산 경과가 산출상 최소치를 밑돌았을 때 가산 결과를 이의 최소치로, 또한 가산결과가 산출상 최대치를 상회했을 때 가산 결과를 이의 최대치로 제한하고 이 제한된 가산 결과를 또한 제한되지 않았을 때는 그 제한되지 않은 가산결과를 출력으로 하는 한편에서, 상기 제한으로 잘라버리는 양을 구하고 그 값을 상기 먼저 보낸 양으로서 유지하고, 또한 잘라버릴 양이 없을 때 유지치를 제로로 하도록 구성했으므로 상기 응답 지연 보정 후에 적분 처리를 행하여 실린더 공기량 상응의 신호를 구하는 것에 있어서 엔진을 전부 열어 흡기 맥동이 굉장히 큰 경우에도 실린더 공기량 상응 신호의 정밀도를 높일 수 있다.

제3발명에서는 흡기 조리개 변을 바이패스하는 보조 공기 유량을 조정하는 제어변을 설치함과 동시에 목표 공연비를 절체할 때 절체 전후에서 토크를 동일하게 하기 위한 목표 유로 면적을 산출하고 이 목표 유로 면적과 먼저 보낸 양의 가산 결과가 산출상 최소치를 밑돌았을 때 가산 결과를 이의 최소치로, 또한 가산 결과가 산출상 최대치를 상회했을 때 가산 결과를 이의 최대치로 제한하고 이 제한된 가산 결과에 따라 또한 제한되지 않았을 때는 그 제한되지 않은 가산 결과에 따라 상기 제어면을 구동시키는 한편, 상기 제한으로 잘라버리는 양을 구하고 그 값을 상기 먼저 보낸양으로서 유지하고, 또한 잘라버릴 양이 없을 때 유지치를 제로로 하도록 구성했으므로 가산 결과를 제한하고 있었던 사이의 공급 부족이나 공급 과다의 공기량이 시간적으로 지연되어 상쇄되고 이로써 공연비 전환시의 토크의 단차를 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 입력을 받아서 요구치를 산출하는 수단과 , 이러한 산출 수단의 출력과 선이송량을 가산하는 수단과, 이러한 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회할 때에 가산 결과를 최소치에 제한하며 또한 가산 결과가 산출상의 최대치를 상회할 때에 가산 결과를 최대치에 제한하는 수단과, 이와같이 제한된 가산 결과를 제한하지 않을 때에는 제한되지 않은 가산 결과를 출력으로 하는 수단 및 제한 수단에 의해 잘라버린 양을 구하고 이러한 값을 선이송량으로서 유지시키고 또한 잘라버린 양이 없을 때의 유지치를 0으로 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
2. 세라믹의 주위에 발열체를 설치한 감지부분 및 발열체가 일정한 온도로 되도록 발열체로 공급된 전류를 제어하는 회로로 이루어진 열선식 공기 유량계와 , 이러한 공기 유량계의 지시 유량의 소정 시간당의 변화량을 산출하는 수단과, 이러한 변화량으로써 상기 공기 유량계 지시 유량을 보정한 값을 고주파부분 보정 유량으로서 산출하는 수단과, 고주파 보정 유량의 소정 시간당의 변화량을 산출하는 수단과, 이러한 변화량을 소정 구간마다 적분하면서 이의 적분치를 소정의 속도로 감쇠시키는 수단과, 이러한 적분 감쇠 수단의 출력으로 고주파부분 보정 유량을 보정한 값의 공기 유량계부분 유량으로서 산출하는 수단과, 해당 공기 유량계부분 유량에 선이송량을 가산하는 수단과, 이러한 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회할 때에 가산 결과를 최소치에 제한하며 또한 가산 결과가 산출상의 최대치를 상회할 때에 가산 결과를 최대치에 제한하는 수단, 이렇게 제한된 가산 결과와 제한하지 않을 때에는 제한되지 않은 가산 결과를 출력으로 하는 수단 및 제한 수단에 의해 잘라버린 양을 구하고 이러한 값을 선이송량으로서 유지시키고 또한 잘라버린 양이 없을 때에 유지치를 0으로 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
3. 운전조건신호가 린 조건인가 여부를 판정하는 수단과 , 그 판정 결과에 의한 린 조건에서는 그 조건에 대응하는 목표 연공비를 , 또한 린 조건 이외의 린 조건으로 되면 그 린 조건 이외의 조건에 대응하는 목표 연공비를 운전 조건 신호에 대응하여 산출하는 수단과, 상기 목표 연공비와 운전조건신호로부터 기본분사량을 산출하는 수단과, 기본 분사량에 기초하여 산출된 연료를 흡기관에 공급하는 장치와 흡기 드로틀 밸브르 바이패스시킨 보조 공기 유량을 조정하는 제어 밸브와 드로틀 밸브 개방 정도 신호로부터 드로틀 밸브 유로 면적을 산출하는 수단과, 제어 밸브의 개방 정도 신호로부터 제어 밸브 유로 면적을 산출하는 수단과, 제어 밸브 유로 면적과 드로틀 밸브 유로 면적의 합계를 기본 유로 면적으로서 산출하는 수단과, 기본 유로 면적과 목표 공연비로부터 목표 공연비를 변화시킬 때에 변환 전후에 토크를 동일하게 하기 위한 목표 유로 면적을 산출하는 수단과, 이러한 목표 유로 면적에 선이송량을 가산하는 수단과, 이러한 가산 결과가 산출상의 최소치를 하회할 때에 가산 결과를 최소치에 또한 가산 결과가 산출상의 최대치를 상회할 때에 가산 결과를 최대치에 제한하는 수단과, 이와같이 제한된 가산 결과에 따라 제어 밸브를 구동시키는 수단 및 제한 수단에 의해 잘라버린 양을 구하고 이러한 값을 선이송량으로서 유지시키고 또한 잘라버린 양이 없을 때의 유지치를 0으로 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.