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KR0119470B1 - 엔진의 흡입공기량 제어장치 - Google Patents

엔진의 흡입공기량 제어장치

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KR0119470B1
KR0119470B1 KR1019930004030A KR930004030A KR0119470B1 KR 0119470 B1 KR0119470 B1 KR 0119470B1 KR 1019930004030 A KR1019930004030 A KR 1019930004030A KR 930004030 A KR930004030 A KR 930004030A KR 0119470 B1 KR0119470 B1 KR 0119470B1
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accelerator pedal
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시키모리야
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Abstract

각 부분의 고장에 의한 스로틀 밸브의 이상동작을 검지하고, 엔진의 폭주를 방지한다. 액셀페달(5)의 완전 폐쇄시에 스로틀 밸브(2)가 완전 폐쇄로 되지 않는 경우에 이상이라고 판정한다.

Description

엔진의 흡입공기량 제어장치
제1도는 이 발명 장치의 구성도.
제2도는 종래 장치의 구성도.
제3도는 스로틀 밸브 제어동작을 표시하는 플로차트.
제4도는 액셀개도와 목표 스로틀 개도의 관계도.
제5도는 엔진회전수와 엔진토크와의 관계도.
제6도는 종래 장치의 이상 판정동작을 표시하는 플로차트.
제7도는 이 발명 장치의 이상 판정동작을 표시하는 플로차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 스로틀 밸브
3 : 스로틀 액추에이터 4 : 스로틀 개도센서
5 : 액셀 페달 6 : 액셀개도센서
8 : 제어부 9 : 액셀완전폐쇄스위치
10 : 스로틀 완전 폐쇄 스위치
이 발명은, 차량용 엔진의 흡입공기량을 조정하는 스로틀 밸브를 제어하는 엔진의 흡입 공기량 제어장치에 관한 것으로, 특히 그 폐일세이프(fail sare)에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린엔진의 흡입 공기량은 스로틀 밸브를 액셀페달과 기계적으로 연동시켜서 개폐함으로써 조정되고 있으나, 최근 운전감각의 향상이나 정속 주행용 액추에이터와의 공용화 및 차량 적재의 레이아우트성 향상을 목적으로 해서, 스로틀 밸브를 전기제어 액추에이터에 의해 개폐제어하는 소위 말하는 드리이브 바이와이어가 일부 실용화되고 있다.
제2도는 종래 장치의 구성을 표시하고, 1은 엔진, 2는 엔진(1)의 흡입공기량을 조절하는 스로틀 밸브, 3은 스로틀 밸브(2)를 구동하는 스로틀 액추에이터이고, 직류모터, 스테핑모터 등에 의해 구성되어 있다. 4는 스로틀 밸브(2)의 개도를 검출하는 스로틀개도센서, 5는 액셀페달, 6은 액셀페달(5)의 개도를 검출하는 액셀개도센서, 7은 엔진(1)의 회전수를 검출하는 회전수센서, 8은 각종 입력정보에 따라, 스로틀 액추에이터(3)를 구동제어하는 제어부이고, 입력인터페이스(81)(82), 마이크로 컴퓨터(83) 및 출력 인터페이스(84)로 구성되어 있다.
다음에, 상기 구성의 동작을 제3도의 플로차트로 설명한다. 또, 이하에 설명하는 연산이나 조건판정 등은 마이크로 컴퓨터(83)에 의해 시행되나, 이것은 널리 알려져 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
우선, 스텝 100에서는 엑셀페달(5)에 연동해서 출력이 변화하는 액셀개도센서(6)의 출력을 판독하고, 스텝(101)에서는 목표 스로틀개도 θs를 연산한다.
이 연산에서는 액셀개도 α에 대해서 스로틀개도 등을 어떻게 대응시킬 것인가를 미리 설정해 두고, 소정의 함수와 이에 대한 보정으로부터 목표 스로틀개도 θs를 구한다.
액셀개도 α와 목표 스로틀개도 θs와의 관계는, 액셀개도 α에 대한 차량의 동력성능을 어떻게 설정하는가에 의해 다른 것으로 되나, 일반적인 예로서는 제4도와 같은 특성이 있다.
제4도의 특성곡선 a는 액셀개도 α에 대해서 목표 스로틀개도 θs를 비례적으로 변화시킨 경우이며, 특성 곡선 b는 액셀개도 α의 저개도영역에서의 목표 스로틀개도 θs의 변화를 완전하게 한 경우이다.
특성곡선 b의 목적은 출발할 때나 저속주행시에 흡입공기량의 변화가 크면 쇼크를 발생하거나 미조정이 힘들다는 현상을 개선하는 데 있다. 또 제5도에 표시한 바와 같이 엔진(1)의 출력토크는 엔진회전수 Ne에 대해서 같지 않고, 저회전이나 고회전용역에서는 저하한다. 이 때문에, 도시한 개도보정계수에 의해 특성곡선( b)을 보정함으로써, 엔진 회전수의 영역에 의한 출력토크 부족의 느낌을 개선할 수가 있다. 상기한 액셀개도와 목표 스로틀개도 θs와의 관계는 일예에 불과하고, 차량의 성격(매끄러움 스포츠감)이나 엔진성능에 따라 다른 경우도 있다.
스텝(102)에서는 실제의 스로틀 개도 θr를 스로틀개도센서(4)에서 판독하고, 스텝(103)에서는 목표 개도 θs와 실스로틀개도 θr와의 편차 e를 산출하고, e가 정(+) 즉 실스로틀개도 θr쪽이 θs보다 낮은 경우에는 스텝(104a)로 진행하고, 스로틀액추에이터(3)를 편차 e에 따라 개방측으로 구동한다. θr이 θs보다 높은 경우에는 스텝(104a)로 진행하고, 스로틀엑추에이터(3)를 폐쇄측으로 구동한다.
이와 같이 스로틀엑추에이터(3)에 의해 스로틀 밸브(2)의 개도를 개폐함으로써 자유도가 높은 제어가 가능하게 되고, 또 차속신호를 피드백함으로써 정속주행의 기능도 부가할 수가 있다.
그러나 스로틀밸브(2)를 전기적으로 제어하는 경우는, 액셀페달(5)에 의해 기계적으로 연동해서 개폐하는 경우와 달리, 스로틀엑추에이터(3)나 제어부(8) 등의 고장으로 인해 스로틀 밸브(2)가 작동되지 않는 경우가 있고, 차량의 폭주를 초래하는 경우도 있으므로, 페일세이프가 극히 중요하게 된다.
제6도는 스로틀액추에이터(3)의 제어계 전체가 정상인지 여부의 판정과 이 판정 후의 동작을 표시하는 플로차트이고, 스텝(200)에서는 액셀개도센서(APS)(6)로부터 얻어지는 액셀개도 α와 스로틀개도센서(TPS)(4)로부터 얻어지는 실 스로틀개도 θr를 판독하며, 스텝(201)에서는 α와 θr의 편차 e가 미리 정해진 판정치 e1보다 큰지 아닌지를 판정하고, 작으면 스텝(202)에서 제어계가 정상이라고 판정하고, 스텝(203)에서 통상의 제어가 시행된다.
ee1의 경우에는 스텝(204)에서 스로틀엑추에이터(3)의 제어계에 이상이 발생했다고 판정하고, 스텝(205)에서 이상회피를 위한 연료의 공급정지나 경보발생을 한다.
연료의 공급정지는 엔진(1)의 모든 기통 또는 일부 기통의 어느 것인가를 대상으로 해서 시행된다.
판정치 e1은 액셀개도 α와 목표 스로틀개도 θs와의 차 및 액셀개도센서(6)나 스로틀개도센서(4)의 정밀도를 가미해서 결정한다.
상기한 종래 장치는, 스로틀액추에이터(3)의 동작 불량이나 제어부(8)내의 스로틀액추에이터(3)의 구동부의 동작 불량에 대해서는 효과가 있다. 그러나, 액셀개도센서(6), 스로틀개도센서(4) 및 이들의 출력신호를 처리하는 제어부(8)내의 입력인터페이스(81)(82)나 마이크로 컴퓨터(83)의 고장에 대해서는 효과를 기대할 수 없다.
즉, 예를 들면 액셀페달(5)의 밟는 량에 대한 액셀개도센서(6)의 출력신호가 정규의 값을 표시하지 않고, 큰 값을 출력할 경우, 스로틀개도는 운전자의 의사에 반해서 크게 되고, 경우에 따라서는 전가속 등의 폭주를 초래하게 된다.
이러한 좋지 않은 현상은, 마이크로 컴퓨터(83)내의 메모리 등의 고장에 의해서도 일어날 수 있다. 또 스로틀개도센서(4)의 불량에 의해 출력신호가 정규의 값보다 이상에 가까운 값을 표시한 경우, 개도피드백 제어에 의해 스로틀개도는 이상하게 커져 역시 폭주에 이르는 위험성이 있었다. 이와 같이 종래의 장치에서는 개도센서(4)(6)나 제어부(8)의 고장모드에 따라서는 고장을 검지할 수 없고, 안전상 과제가 있었다.
이 발명은, 상기화 같은 과제를 해결하기 위해 하게 된 것으로, 이상 발생시에 스로틀밸브의 이상(異常) 개방측 동작에 의한 폭주를 방지할 수 있는 엔진의 흡입공기량 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 관한 엔진의 흡입공기량 제어장치는, 액셀페달의 완전폐쇄상태를 검출하는 액셀 완전폐쇄스위치와, 완전폐쇄상태를 검출하는 스로틀 완전폐쇄스위치와 액셀페달이 완전폐쇄상태일 때 스로틀밸브가 완전폐쇄상태가 아닐 때에 이상이라고 판정하는 이상 판정수단을 설치한 것이다. 이 발명에서는, 액셀페달을 밟지 않았을 때에 스로틀 밸브가 완전폐쇄되지 않은 경우는 이상이라고 판정되고, 스로틀 밸브의 이상 개방측 동작에 의한 폭주는 미연에 방지된다
이하 이 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다. 제1도는 이 실시예에 의한 구성을 표시하고, 9는 액셀페달(5)의 완전폐쇄상태를 검출하는 액셀완전폐쇄스위치, 10은 스트롤밸브(2)의 완전폐쇄상태를 검출하는 스로틀완전폐쇄스위치이고 다른 구성은 종래와 같다.
다음에 상기 장치의 스로틀제어계의 이상 검출동작을 제7도의 플로차트에 따라 설명한다. 스텝(200)에서는 액셀개도센서(6)로부터 얻어지는 액셀개도 α와 스로틀개도센서(4)로부터 얻어지는 스로틀개도 θr를 판독하고, 스텝(201)에서는 α와 θr의 편차 e가 판정치 e1보다 큰지 아닌지를 판정하며, 크면 스텝(216)에서 이상이라고 판정하고, 스텝(211)에서 연료의 전부 또는 일부의 공급정지나 경보발생을 한다.
작으면 스탭(210)으로 진행하고, 액셀완전폐쇄스위치(ASW)(9) 및 스로틀완전폐쇄스위치(TSW)(10)의 온,오프상태를 판독하며, 스텝(211)에서 액셀완전폐쇄스위치(9)가 작동 중(액셀완전폐쇄상태)인지 아닌지를 판정하고, 작동중이면 스텝(212)에서 스로틀완전폐쇄스위치(10)가 작동중(스로틀밸브(2)의 완전폐쇄상태)인지 아닌지를 판정하고, 작동중이면 스텝(213)에서 정상이라고 판정하고, 스텝(214)에서 통상제어를 한다.
스로틀완전폐쇄스위치(10)가 작동하지 있지 않을 경우는 스텝(215)에서 이상이라고 판정하고, 스텝(216)에서 연료공급의 전부 또는 일부를 정지하고, 운전자에게 경보를 출력한다.
또, 액셀완전폐쇄스위치(9)와 스로틀완전폐쇄스위치(10)의 동작 불일치판정에서, 스로틀개도는 액셀개도에 대해 정상 동작시에서도 약간 늦게 작동하므로, 미소시간의 불일치는 이상이라고 판정하지 않도록 이상판정에 약간의 지연시간을 갖게 하는 것이 좋다.
또,스로틀환전폐쇄스위치(10)를 스로틀개도센서(4)내에 설치하는 동시에 액셀완전폐쇄스위치(9)를 액셀개도센서(6)내에 설치해도 되고, 또 스위치(9)(10)는 유접점스위치거나 뮤접점스위치라도 무방하다.
이상과 같이 이 발명에 의하면, 스로틀 밸브를 전기적으로 제어하는 소위 말하는 드라이브 바이와이어의 페일세이프로서 액셀페달과 스로틀 밸브에 각각 완전폐쇄스위치를 부가하고, 액셀페달이 완전폐쇄상태인데도 불구하고 스로틀밸브가 완전폐쇄 되지 않는 경우에는 스로틀 밸브제어계를 이상이라고 판정하고, 연료 공급정지 등의 조치를 하도록 하고 있다. 따라서, 최악상태에 이르는 폭주와 같은 고장이 스로틀액추에이터나 각 개도센서의 불량에 의해 발생하여도 액셀페달을 밟지 않을 때에, 스로틀 밸브가 완전폐쇄되지 않을 경우에는 이상이라고 판정되고, 위험을 회피할 수가 있다.
이와 같이 2개의 완전폐쇄스위치를 부가하는 것만의 간단한 구성으로 고장검출을 할 수가 있고, 스로틀밸브의 이상상태의 개방측 동작에 의한 폭주를 방지할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 액셀페달(5)의 개도를 검출하는 액셀개도센서(6)와, 스로틀밸브(2)의 개도를 검출하는 스로틀개도센서(4)와, 양개도센서(4)(6)의 출력에 따라 스로틀 밸브(2)의 개도를 제어하는 스로틀액추에이터(3)를 구비한 엔진의 흡입공기량 제어장치에 있어서, 액셀페달(5)의 완전폐쇄상태를 검출하는 액셀완전폐쇄스위치(9)와, 스로틀밸브(2)의 완전폐쇄상태를 검출하는 스로틀완전폐쇄스위치(10)와, 액셀페달이 완전폐쇄상태를 검출하는 스로틀완전폐쇄스위치(10)와, 액셀페달(5)이 액셀페달(5)이 완전상태일 때에 스로틀밸브(2)가 완전폐쇄상태가 아닐 때에 이상이라고 판정하는 이상판정수단(8)을 구비한 것을 특징으로 하는 엔진의 공기흡입량 제어장치.
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