KR0148571B1

KR0148571B1 - 내연기관의 진단시스템과 최적제어시스템

Info

Publication number: KR0148571B1
Application number: KR1019900014055A
Authority: KR
Inventors: 가네야수 마사요시; 구리하라 노부오; 기다노 고우지; 가와노 미쭈오
Original assignee: 미쓰다 가쓰시게; 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1998-11-02
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: EP0416856A3; JPH0392570A; US5063901A; EP0416856B1; JP2502385B2; KR910006606A; DE69004901T2; DE69004901D1; EP0416856A2

Abstract

본 명세서는 내연기관의 진단시스템과 최적장치를 개시하고 있다.

본 발명의 기본개념은 자동상관기능이 충격형상인 랜덤검색신호가 내연기관의 신호에 중첩되고 상기 중첩신호가 내연기관의 작동상태의 변화를 측정하게 사용되며 제어값의 최적방향은 상기 측정값과 검색신호간에 상관관계에 의하여 검출된다. 이 방법은 연료흐름량신호와 점화타이밍신호각각에 관한 연료흐름량값과 점화타이밍을 정밀조정하기 위한 검색신호를 중첩시키는 스텝을 포함한다. 연료흐름량신호와 검색신호를 중첩시킨 점화타이밍 신호를 각각 내연기관에 적용시키고 중첩신호에 반응하여 내연기관의 작동상태 또는 회전수를 나타내는 파라미터의 값을 검출하며 검출값과 서치신호값사이의 상관관계를 검출하며 검출상관 관계에 따라 내연기관의 제어나 진단을 수행하는 것이다.

Description

내연기관의 진단시스템과 최적제어시스템

제1도는 본 발명이 적용되는 내연기관의 제어 시스템도.

제2도는 본 발명에 의한 최적제어시스템의 실시예를 표시하는 블록도.

제3a, 3b도는 본 발명의 실시예에서 사용되는 M계열 신호의 파형도.

제4a, 4b, 5a, 5b, 6, 7a, 7b, 8a, 8b도는 컴퓨터를 사용함으로써 본 발명의 최적제어시스템이 실행되는 경우에 적용되는 프로챠트.

제9도는 점화타이밍신호에 M계열신호를 중첩하는 것에 의해서 준비된 파형의 예를 표시하는 도면.

제10a, 10b도는 최적제어시스템의 신호타이밍챠트.

제11a, 11b도는 M계열신호를 각 실린더에 분배하는 예를 표시하는 도면.

제12도는 본 발명에 의한 최적제어시스템의 다른 실시예를 표시하는 블록도.

제13a, 13b도는 제12도의 시스템을 마이크로컴퓨터를 사용하여 실시하는 경우 적용되는 프로우챠트.

제14도, 15a, 15b, 16도는 본 발명의 실시예의 시스템을 실제차량에 적용한 경우의 결과를 표시한 도면.

제17도는 본 발명에 의한 최적제어시스템의 더욱 다른 실시예를 표시하는 블록도.

제18a, 18b도는 본 발명을 이용하여 내연기관의 실화를 점검하는 경우의 설명파형도.

제19도는 본 발명의 실시예에 의한 최적점화타이밍을 결정하는 프로챠트.

제20a, 20b, 20c도는 최적점화타이밍을 제공하여 점화 시스템의 이상상태를 진단하는 방법을 설명하는 도면.

제21도는 점화시스템의 이상상태를 진단하는 프로챠트.

제22a, 22b, 22c도는 최적연료분사량을 제공하여 연료시스템의 이상상태를 진단하는 방법을 설명하는 도면.

제23도는 연료시스템의 이상상태를 진단하는 프로챠트.

본 발명은, 내연기관의 연료유량과 점화타이밍의 최적 제어기술에 관한 것이고, 특히, 최적제어시스템에 적합한 내연기관의 제어장치의 진단방법과 진단장치 및 그것을 이용한 연료제어시스템에 관한 것이다. 연료공급량, 엔진회전수, 부하, 연료의 성상등이 기본조건이 되는 동일운전조건하에서, 연료량이나 점화타이밍이 미세하게 조정되는 경우 내연기관의 동작토크는 변하며, 엔진이 최대토크를 발생하는 연료량 및 점화타이밍에 대한 최적치가 존재한다.

따라서, 여러 운전상태하에서 최대토크를 발생하도록 연료량 및 점화타이밍을 계속 변화시키면, 내연기관의 연료소비율은 개선되는 것은 명백하다. 종래부터, 내연기관의 회전수 및 부하에 응답하여 최대출력을 발생하는 연료공급량 및 점화타이밍을 표시하도록 미리 표시된 맵데이터(map data)에 따라서 실제의 내연기관을 제어하는 것이 제안되어 왔다.

그러나, 최적연료량 및 점화타이밍은 개별적인 기관의 운행으로 경년변화, 카본디포지트(corbon deposite), 센서드리프트 액추에이터(actuator)드리즈트에 의한 갱년변화로 인하여, 그리고 상이한 옥탄수로 연료를 사용함으로써 변동한다.

따라서 그러한 변동상태에 적절히 응답하여 엔진을 제어하는 것이 극히 어려워졌다.

한편, 내연기관의 운전중에 점화타이밍을 증가하거나 감소시키는 것에 의해서 엔진속도가 변화되는 경우 내연기관의 회전변화의 검출된 양으로부터 최대토크 출력을 주는 정화타이밍을 예기하는 방법이 SAE페이퍼 870083(1982년 2월)제 43페이지∼50페이지에 공고되어 있다. 이는 내연기관의 출력토크의 구배에 비례하여 점화타이밍 진전각을 이동하게 하는 방법이다.

따라서, 내연기관의 출력토크를 T, 엔진회전수를 N, 점화진각을 θ로하면

이다.

따라서, 점화진각에 대한 출력토크의 변화구배(△T/△θ)의 대신, 점화진각에 대한 내연기관의 회전수의 변화구배(△N/△θ)를 구해, 그 특성의 구배(△N/△θ)에 비례하여 점화진각의 양을 이동하는 소위 등산법을 적용하는 것에 의해, 최적제어가 실현된다. 그러나, 상기 방법의 문제점은, 그의 신호대잡음비에 있다.

본래, 내연기관은 여러 가지 요인에서 발생하는 미소한 회전변동을 가지고 있다.

이 회전변동은 점화타이밍의 증감에 응답하여 엔진회전의 변화로 인해 노이즈성분이 된다.

노이즈성분으로부터 구별될 수 있는 충분한 변화신호의 검출감도를 얻기위해서는, 점화타이밍의 증감폭을 크게 잡아서 내연기관의 회전변화량을 충분히 크게하지 않으면 않된다.

이 큰 회전변화는 통상의 스무스한 운전상태를 기대하고 있는 운전자에 큰 쇽크를 주어, 차를 타는 심정이나 운전가능성이 악화되어 바람직하지 못하다.

본 발명의 목적은 내연기관의 정상운전을 방해하지 않는 범위내에서 최소한의 운전상태변화를 주는 것에 의해 내연기관의 제어시스템의 최적제어치를 얻는 신규방법을 제공하고, 또한, 그 방법을 이용한 내연기관의 진단법과, 연료유량 및 점화시기의 최적제어방법과, 이들 방법을 이용할 수 있는 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기본적개념은 임펄스상의 자기상관 함수를 가지는 랜덤검색신호로 중첩된 내연기관의 신호로 내연기관의 운전상태변화를 측정하고, 그 측정치와 검색신호간의 상관관계에 의해 제어치의 최적방향을 검출하는 것이다.

이러한 방법은 연료유량신호와 점화타이밍신호에 연료유량치와 점화타이밍을 미소변동하게 하는 탐색신호를 각각 겹치게하는 스텝과, 탐색신호를 각각 겹치게한 연료유량신호와 점화타이밍신호를 내연기관에 제공하는 스텝과, 겹친신호에 응답하여 내연기관의 회전수나 운전상태를 표시하는 파라미터의 값을 검출하는 스텝과, 검출된 값과 탐색신호간의 상관관계를 검출하는 스텝과, 검출된 상관관계에 의거하여 내연기관의 진단 또는 제어를 행하는 스텝을 포함한다.

[실시예]

이하에 본 발명의 실시예를 제1도에서 제18도에 의해 설명한다.

제1도는 본 발명의 적용되는 가솔린 엔진의 제어시스템을 표시하는 구성도이다. 마이크로컴퓨터를 가지는 컨트롤유닛(1)에 의해 점화코일(2) 및 인젝터(3)를 구동하고, 공기량센서(4), O₂센서(5), 크랭크각센서(6), 실린더압력센서(7), 토크센서(8), 진동센서(9)등에의해 엔진의 운전상태를 계측하여 기관의 운전상태는 최적상태를 제어한다.

제2도는 본 발명에 의한 연료유량과 점화시기의 최적제어 시스템의 1실시예이다.

내연기관의 회전수(N)는 크랭크각센서(6)에 의해 검출되고, 내연기관에 의해서 흡입된 공기량(Qa)은, 공기량센서(4)에 의해 검출된다.

의사랜덤신호인 M계열신호를 탐색신호로 사용한다. 이 신호는 연료분사시간신호 및 전화타이밍신호의 각각 위에 겹쳐지고, M계열신호와 회전수(N)간의 상관함수의 위상적분치에서 보정신호를 생성하여, 연료분사시간 및 점화시기를 최적화한다.

크랭크각센서(6)은, 예를들면 제10a도 및 제10b도의 (a) 및 (b)에 표시한 것과 같이, 각 실린더의 TDC(top dead center)의 앞의 각110°에서 발생하는 기준신호(REF)와 기관이 1°회전할때마다 펄스를 발생하는 위치신호(POS)를 컨트롤유닛(1)에 공급한다.

나눗셈기(10)는 공기량(Qa)과 내연기관회전수(N)의 비, Qa/N=L(부하치에 상당)을 계산하고, 부하 L에 따라 기준분사시간신호(T_p)을 발생한다.

공연비보정부(11)는 부하(L) 내연기관회전수(N), O₂센서의 출력(A/F)에 따라 공연비보정신호 또는 보정계수를 연산한다.

연산부(10)는 부하(L)에 따라서 결정된 기준분사시간(T_p)에 공연비보정부(11)에 의해서 계산된 보정분사 시간을 가산하거나 기준시간에 보정계수를 곱하여 실제의 연료분사시간(TiB)을 출력한다. 검색신호인 M계열신호는, 제5b도에 표시한 것과 같이 미리 기억된 데이터에 의거하여 M계열신호 발생부(15)에 의해 M계열신호성분연료분사시간(△TiM)으로서 생산된 후 기본연료분사시간(△TiB)에 겹쳐진다.

M계열신호에 의해 연료분사시간이 변경된 후, 내연 기관회전수(N)가 검출되어, M계열신호와 회전수(N)간의 상관함수와 그의 이상적분을 순차적으로 구한다. 이상적분치에 따른 최적화연료분사시간(△TiC)은 기본연료분사시간(△TiB)위에 겹쳐지고, 연료분사시간(Ti)은 인젝터(118)에 제공된다.

인젝터(18)는 분사시간(Ti)동안에 내연기관의 실린더에 연료를 분사한다. M계열신호는, 제3a도에 표시하는 것과 같이, 진폭(a), 최소펄스폭(△), 주기(N△)(N: 최대시퀀스 sepuence 7 및 31 역시 실시예에서 사용된 15 대신에 사용될 수 있다)의 파라미터를 가지고, 자기상관함수는 제3b도와 같이 실질적으로 인펄스상태이다. 더욱 이상의 연료최적제어중, O₂센서(5)에 의한 공연피드백제어는 캔슬되어도 좋다.

한편, 전화시기결정부(14)는 내연기관회전수(N) 및 부하(L)에 따라 결정되는 기본점화진각(△advB)을 발생한다.

점화시기에 관한 M계열신호는 M계열신호발생부(18)로부터 M계열신호성분점화진각(△θadvM)으로서 생성되고, 기본점화진각(△advB)위에 겹치게 된다. M계열신호에 의해 점화시기가 변경된 후, 내연기관의 회전수(N)가 검출되고, M계열신호 및 회전수(N)간의 상관함수와 그의 이상적분을 순차적으로 구한다. 이상적분치에 따른 최적화점화진각(△advC)을 기본점화진각(△advB)에 겹치계하고, 점화시기(θ ig)를 점화코일에 제공한다.

후술하는 것과 같이, 드라이버에 감지되지 않는 정도의 회전수변화만을 제공하는 범위의 진폭(a)으로 M계열신호(t)를 발생하게 한다.

이 신호는 연료분사시간(Ti)위에 겹친다. 이 M계열신호(t) 및 이때의 내연기관의 회전수(y)간의 상호상관함수와 이상적분을 계산하여 출력토크 구배 η(δL)를 구한다. 출력토크구배 η(δL)의 정부 및 크기에 따라 현재치로부터 연료분사시간의 증감을 결정하기위해 출력토크구배 η(δL)를 적분하여 당초의 연료분사시간위에 겹치게 한다.

이하 동일하게하여 M계열신호의 출력토크구배의 적분치의 겹치기를 반복하여 실시함으로써, 연료분사시간은 항상 최적치에 유치되게 제어된다. M계열신호는 미소변화이고, 또 출력토크구배의 적분치는 매끈하게 변화함으로서 제2도에 점선으로 표시한 것과같이, 최적화연료분사시간(△TiC)으로서 M계열신호성분연료분사시간(△TiM)과 함께 기본점화진각(△TiB)위에 겹치더라도, 내연기관회전 수의 변동은 작고, 드라이버의 운전감성을 해치는 일이 없다.

M계열신호를 소정기간 인가란 결과로써 얻어진 최적화연료분사시간(△TiC)의 큰 값 때문에 드라이버의 운전감성을 해치게 되는 것이 예상되는 경우에는, 제2도에 점선으로 표시한 것과 같이 지연회로(16,17)를 사용하여 최적화제어성분을 2단계로 분할하여 회전수의 급격한 변동을 회피할 수 있다.

그 경우의 상세한 방법은 후술한다.

연료분사시간최적화M계열신호처리(12), 점화시기최적화M계열신호처리(16), 점화타이밍제어장치(14), 공연비보정장치(8)는, 마이크로컴퓨터에 의해 모두 실행된다.

M계열신호를 탐색신호로서 사용하는 것에 의해서 점화시기를 최적화하는 실시예를 식을 참조하여 상세히 설명한다.

M계열신호

를 프로세스(엔진제어계)의 입력신호로 사용한 경우의 인펄스응답g(α)는 입력

과, 그 입력신호

에 의거하는 출력

의 상호상관함수

를 계산하면 구해진다.

따라서, 제2도에 있어서,

로 하면 (1), (2)식이 성립한다.

는

에 비해 그 변화가 느리므로, 직류 성분으로 볼 수가 있다.

는 이 입력신호의 직류성분의 출력이다.

여기서 입력신호인 탐색신호

의 진폭이 충분히 작으면, 이러한 진폭내에서의 내연기관의 연소특성(연료량 및 점화시기에 대한 출력토크특성)을 선형으로 간주된다.

따라서, 탐색신호

와, 이

에 대응하는 출력성분

간의 관계, 즉 점화시기와 내연기관 회전수간의 관계를 임펄스응답 g(a)을 사용하여 다음의 (3)∼(5)식으로 표시된다.

N△ : M계열신호의 1주기

△ : M계열신호의 최소펄스폭

N : M계열신호의 시퀀스수

더욱, 탐색신호

와 출력신호

에 대한 상호상관함수

는 다음의 (6)식과 같이 표시된다.

여기서

는 M계열신호에 대한 자기상관함수이고,

로 주어진다.

M계열신호인 탐색신호

는 모든 주파수 성분을 포함하고 있으므로, 그의 파워스팩트럼(power spectrum) 밀도함수

는 일정하므로

이다.

그 결과, (6)식중의 자기상관함수

는, 델터함수(δ)을 사용하여 (8)식으로 표시된다.

따라서, (6)식에 표시된 상호상관함수

는 다음과 같이 변형된다.

상기식에서 명백한 것과 같이, 임펄스응답(g(α))은

와

간의 상호상관함수

을 사용하여 아래에서 (10)식으로 제공된다.

여기서,

는 자기상관함수

의 적분치에 상당하고, 다음의 식으로 주어진다.

여기에서 a: M계열신호의 진폭으로 제공된다.

상호상관함수

는 (2)식을 사용하여 아래에 표시된 것처럼 변형된다.

따라서,

이 된다.

여기에서 (13)식의 제2항

은 M계열신호

와 출력의 직류성분(y(t))간의 상호상관 함수이다.

제1항

은 M계열신호입력

과 출력(y(t))간의 상호상관함수이다.

y(t)는 M계열신호

의 영향으로 인한 변동성분과, x(t)로부터의 직류성분으로 구성되어 있으나, 이들 성분을 분리하여 검출하는 것은 어려우므로, 직접 구할 수 있는 함수는 다음식에 표시하는 상호상관함수

이다.

의 값은, α의 값을

의 영향이 없어질때까지 충분히 크게 잡으면

의 값과 일치한다.

따라서

는

의 구간

에 있어 평균치(g(α))로 접근될 수가 있다.

여기서,

는 바이어스보정항이고, N·△에 가까운 값을 가지도록 선택된다.

구간

에 있어 인디시얼(indicial)응답

은 (15)식으로 제공된다.

α_S는 M계열신호의 의사백색성에 의한 임펄스응답의 상승구간을 고려한 적분개시시각이다.

α_L은 임펄스응답적분에 대한 적분구간의 종료 시각이다.

이는 임펄스응답의 특성에 따라 미리 설정된다. 이 인디시얼응답(γ(αL))은, 점화시기가 탐색 신호에 의해 단위량만으로 변화될 때, 내연 기관회전수의 변화에 대응하고, 이를 출력토크구배라 부른다.

제2도에 표시된 본 발명의 실시예에서는, 상기 출력토크구배(γ(αL))의 더한 적분을 점화타이밍신호(θig)상에 겹치게 하는 것에 의해서 최적점화타이밍은 더욱 원활히 실현된다.

마이크로컴퓨터를 사용하는 실시예에 의해서 본 발명을 설명한다.

제4a도는 제2도에 표시된 점화시기를 최적화하는 실시예를 마이크로컴퓨터를 이용하여 수행하는 경우의 처리플로우를 설명하는 도면이다.

기본점화진각루틴 401에서, 내연기관의 회전수(N)와, 부하(L)에 근거하여 미리 설정된 기본전화진각(θadvB)을 구한다.

다음은, 최적화 제어루틴 402에 있어서, 플래크 ON상태하에서 루틴 403을 설정하는 점화진각은 기동하도록 설정된다.

점화진각루틴 404에서, (16)식을 사용하여 점화진각(θig)을 구한다.

θig: 점화진각

θadvB: 기본점화진각

△θadvM: 점화진각의 M계열신호성분

△θadvC: 점화진각의 최적화신호성분

점화에너자이징개시타이밍루틴 405에서, 과외는 점화코일에 공급된다.

제4b도는 제2도에 표시된 M계열신호에 근걱하는 연료분사시간을 최적화하는 제어를 마이크로컴퓨터를 사용하여 실시하는 경우의 프로챠트이다.

기본연료분사시간루틴 411에서, 내연기관의 회전수(N)와, 부하(L)에 근거하여 미리 설정된 기본연료분사시간(TiB)을 구한다.

다음은, 최적화제어루틴 412에 있어서, 프래그온의 조건하에서, M계열 점화진각설정루틴 413을 설정하여 기동한다.

더욱이, 연료분사시간루틴 414에 있어서, 연료시간(Ti)은 식(16')을 사용하여 구해진다.

여기에서,

Ti : 연료분사시간

TiB : 기본연료분사시간

△TiM : M계열신호성분연료분사시간

△TiC : 최적화신호성분연료분사시간

제5a도는 제4도에 표시된 M계열신호성분점화진각 설정루틴 403을 상세히 표시하는 도면이다. 이 루틴상에서 미리 설정된 M계열신호(x(t))데이터로부터 비트데이털르 순차적으로 판독하여 M계열신호를 발생하게 한다.

우선, 카운터 MCNT를 0으로 설정한다.

이후 M계열신호비트데이터의 검색을 행한다.

(17)식을 사용하여 M계열신호성분점화진각(△θadvM)을 발생하게 한다.

다음은 카운터 MCNT(17')식에 따라 갱신한다.

여기에서 N: M계열신호의 스퀀스수.

제6도는 최적화제어루틴을 표시한다.

우선, 데이터입력(601)으로 M계열신호

및 내연기관의 회전수(y)를 동기적으로 샘프링하고, 결과는 마이크로컴퓨터에 입력되고 기억된다.

M계열신호의 하나의 주기가 샘플되었을때, (12), (13')식에 따라 상호상관함수

를 계산한 다음에, 계속하여 (14), (15)식에 따라 출력토크구배

를 계산하며, 여기서 m은 후술하는 것과 같이 정수이다.

다음은, 제7a 및 7b도에 표시하는 것과 같이 (18) 및 (19)식에 따라 점화시기와 연료분사기간의 최적화신호성분을 구한다.

여기서,

K, h : 적분제어게인 (gain)으로 출력토크구배와 최적점화타이밍과의 관계를 표시하는 계수이고, 내연기관에 따라 설정된다.

β, ε : 위상을 지연하여 출력하는 비율을 표시하고, 0.5∼0.7에 설정된다.

위상을 더욱 늦추어서 출력하기 위해서는, 제7a 및 제7b도에 표시한 것과 같이 타이머를 세트하여 구비된 독립된 처리 루틴인 제2 제어루틴을 기동한다.

제2 제어루틴에서는, 제8도에 표시한 것과 같이 타이머를 판독하고, 위상이 (L_θ) 또는 (L_T)만을 경과하고 있으면 (18'), (19')식을 실행하고,

그렇지 않을 경우에는, 제2 제어루틴을 재기동한다.

따라서, 예를들면 최적화신호성분점화진각(△θadvC)은 제9도에 표시하는 것과같이 2단계에 출력되므로, 급격한 점화시기의 변화가 억제될 수 있게 된다.

다음은, 최적화루틴의 제어타이밍챠트의 일예를 설명한다.

제10도는 각각의 계산루틴이 작동되는 타이밍을 표시한다.

제10a도는, 점화시기최적화의 경우이고, 제10b도는 연료분사시간최적화의 경우이다.

제10a도의 (a)에 표시하는 것과같이 각 실린더마다 생성되는 기준신호(REF)의 타이밍으로 점화시기설정루틴을 기동한다.

이 계산결과에 따라, 점화코일전류를 제어하며, 점화시기를 미리정하여 점화펄스를 발생하게 한다.

점화코일전류의 통류시간은 밧데리의 출력전압, 내연기관의 회전수등에 의해 결정되며, 통류개시시간(Ts)은 점화진각설정루틴에 의해 산정된 값에 조정된다.

예를들면, 제10a도의 (c)에 표시된 것과 같은 M계열신호가 제공되어 점화진각이 ±A변경된 때는, 통류개시시간(Tst)은 ±A변경된다.

그 결과, 제10a도의 (e)와 같이 점화시기(Tf)가 조정된다.

연료분사시간설정의 경우는, REF신호에 동기하여 제10b도의 (c)와 같이 ±B의 M계열신호가 입력되고, 연료분사시간설정루틴(d)이 기동되어, 제10b도의 (e)와 같이 연료분사시간(Ti)이 조정된다.

기준신호(REF)는 각 실린더의 TDC(top dead center)의 앞 110°에서 발생한다.

예를들어, 6개의 실린더의 경우에, REF는 120°마다 발생하고, 즉 1회전에 3펄스, 예를들면, 하나의 사이클에서 2회전이 수행되어 6개의 기준신호 REF가 하나의 사이클동안 발생된다.

이 제10a와 제10b도의 (a)에서는 기준신호 R1∼R3는 제1∼제3의 실린더에만 대응하고 기준신호 REF의 주기(T_ref)는 엔진회전수가 크게뒤에 따라 작아진다.

기준신호(REF)와 동기하여 기동되도록 설정된 점화시기설정루틴과는 독립하여, 기준신호 REF를 1/m(m: 소정의 정수)로 분할하여 결정된 최적화제어테이밍으로 최적화제어루틴을 기동한다.

제10a도의 (g) 및 (h)는 m=5의 경우를 표시한다.

최적화제어루틴이 기동하도록 설정된 타이밍주기(T_refM계열신호)는 기준신호 REF에 비례하기 때문에, 최적화제어타이밍 동작의 간격을 계측하는 것에 의하여 내연기관의 회전수가 검출된다.

검출되는 회전수는 1개의 최적화제어타이밍펄스가 발생하고나서 다음의 타이밍펄스가 발생할때까지의 기간(예를들면 구간 T)내에서 동일한 값을 갖기 때문에, 최적화제어루틴은 구간(T)내의 어느곳에서 기동하도록 설정된다.

1∼5의 어떤수도 정수 m에 대한 값으로 선택될 수 있다.

그러나, 더 큰 수의 m을 선택하여도, 저속주행시의 경우는 검출되는 회전수가 거의 같고 그러한 더 큰 수는 마이크로컴퓨터의 부담을 크게하는데 지나지 않는다.

실용적으로는 1 또는 2와 같은 값이 적당하다.

상기와 같이 점화진각설정루틴과 최적화제어루틴을 독립하여 제어하면, 양자는 반드시 동기하지 않아도 좋고, 또 상호처리에 우선순위를 줄 수가 있다.

그 결과, 최적제어루틴은 시간베이스로 처리하거나; 처리시간에 여유가 없는 경우에, 점화진각설정루틴의 처리를 우선적으로 처리하여 제어를 확실하게 할 수 있다.

부가적으로, 제14도에 표시한 것과 같이, M계열신호의 주기(T_ref-N)마다 출력토크구배를 구하는 계측기간과 점화시기를 최적치로 조작하는 제어출력기간동안에 처리를 분산하여 실행할 수도 있다.

또, 출력토크구배를 구하는 기간과 점화시간을 조작하는 기간을 분리하는 것에 의해, M계열신호에 의한 회전수변화상의 최적제어에 대한 점화시기 조작으로 인한 회전수변화가 겹치는 일이 없게되므로, 출력토크구배를 아주 정확하게 계측할 수 있다. M계열신호의 최소펄스폭(△)은 내연기관의 연소공정의 수만큼 큰 정수에 설정된다.

예를들면, 6실린더의 경우는, 기준신호(REF)는 120°마다, 즉 2회전마다 6개의 신호가 발생하고, 최소펄스폭(△)을 기준신호 REF의 주기(T_ref)만한 정수에 설정한다.

예를들면, M계열신호로, 제10a 및 제10b도의 표시한 것과 같은 최소펄스폭(△)을 연소공정의 수와같게 설정한 경우에는, 제11a도, 최소펄스폭을 연소공정의 수의 6배로 설정한 경우에는 제11b도와 같이된다.

최소펄스폭을 실린더의 연소공정 수에 설정했을 때에는, 모든 실린더에 같은 점화시기신호가 제공된다.

최소펄스폭(△)이 연소공정수보다 작으면, 그 이상의 점화시기지령이 동시에 1개의 실린더에 제공되거나, M계열신호가 혼란을 일으킬 염려가 있다. 이 최소펄스폭은 엔진회전수가 크게뒤에 따라 짧게 된다.

다음은, M계열신호를 사용하는 최적화 제어를 수행하는 타의 실시예를 설명한다.

제12도는 본 발명의 최적제어시스템의 타의 실시예를 표시하는 것이고, 이하에 설명하는 순차계산법에 따르는 것이다.

인디셜(indicial)응답 β(αL)의 계산식에 있어서, 상호상관함수의 시간적분을 상기의 위상(α)의 적분으로 대치함으로써 아래의 (20)식의 형태로 식을 변형한다.

여기서 X(t)는 아래의 (21)식으로 표시된 신호

의 부분적분에 따른 함수이고,

만으로 결정되고, 플렌트(내연기관제어계)의 응답신호(y(t))에는 관계가 없다.

(12)식에서

이상을 정리하여, 인디셜응답

은

으로 표현된다.

(24)식으로 제공되는 x(t)는, 탐색신호 x(t)를 부분적으로 적분한 값에 따른 함수이고 이것을 상관신호라 한다.

이러한 상관신호 x(t)의 모든 데이터는 미리 초기치X(o)를 구해두고 각 시점에서는 변화를 계산하면 메모리내에 기억해둘 필요가 없다.

지금, 팸프링주기를 Ts로 하면, 다음식이 구해진다.

여기서

(28)식의 시간적분이 이동평균에 의해 비슷하면, 적분연산에 요하는 데이터기억용량은 매우 소량으로 된다.

제12도는 (20)식에 따라 구성된 시스템의 다이어그램을 표시한다.

본 실시예는, M계열신호와 동기하여 (28)식에 따라 미리 계싼하여 기억된 상관신호U(t)121 및 X(t)122를 잇따라 발생한다.

내연기관의 출력회전수(y)와 이들 신호를 곱하고, 123 및 124에 표시된 것처럼 결과를 M계열신호의 주기로 시간적분 123, 124하여, 출력토크구배 η(δL) 및 γ(αL)을 구한다.

제13a도 및 제13b도는 제12도의 최적제어시스템을 마이크로컴퓨터로 실시한 경우의 점화시기 및 연료분사 시간의 각각의 최적화제어프로그램의 프로챠트를 표시한다.

데이터입력 131 또는 135로 내연기관의 회전수(y)를 샘프링하고, M계열신호의 발생과 동기하여 상관신호 X 및 U를 발생한다.

다음에, (30)식에 따라, 출력토크구배 γ(αL) 또는 η(δL)은 스텝 132와 136에서 계산된다.

M계열신호(또는 상관신호)의 1주기분만 상기의 처리를 실시하는 경우는, (18) 및 (19)식에 따라 최적화신호성분점화진각 △θadvC 또는 △TiC를 구한다.

그리고나서, 출력토크구배 γ(αL) 또는 η(δL)를 리세트하여 다음주기의 계산을 준비한다.

본 실시예에서는 계속적으로 상관함수를 계산하기 때문에, M계열신호(x(t))와 내연기관회전수(y)를 M계열신호의 1주기에 걸쳐 기억할 필요가 없음으로, 메모리용량이 대폭으로 삼각될 수가 있다. 더욱, 위상(α)에 의한 적분을 미리 실시하고 난 것이 되므로, 실시간에는 시간적분만 필요하며, 연산시간도 대폭으로 단축될 수가 있다.

제14도는 본 발명의 실시예에 의한 최적제어 시스템을 6실린더내연기관에 적용했을 때의 시뮬레이션결과를 표시한다. M계열신호에 따라, 점화시기에 실린더별로 ±1°의 조작입력을 겹치게 한다.

검출된 내연기관회전수간의 상관함수를 M계열신호의 주기마다 계산하여 출력토크구배를 제공한다.

점화타이밍신호에서 구해진 출력토크구배 적분치를 순차적으로 겹치게한 결과, 점화시기는 초기치 TDC전 20°에서 약 4초후에는 TDC전 28°(최적치)에 이동하였다.

이때의 차량의 전후가속도는 ±0.03G이내이고, 이는 드라이버에 감지되지 않는 범위내이다.

제15a도는 M계열신호를 연속적으로 점화신호에 겹치게 하여, 토크구배(γ(αL))를 실차시험에 의해 구한 예를 표시한다.

M계열신호를 제15a도(a)와 같이 ±2도 변화하게하면, 크랭크축의 회전속도는 제15a도의 (b)에 표시한 것과같이 약 ±30rpm 변화한다.

M계열신호가 약 600msec 겹치는 경우, 토크구배(γ(αL))는 약 6.5rpm/도 변한다.

제2도의 실시예에서 설명한 것과 같이, 토크구배는 (13')식으로 M계열신호

와 출력(y(t))간의 상호상관함수를 계산한 다음에, 이러한 상호상관함수를 사용하여, (14) 및 (15)식으로 토크구배를 구한 방식으로 토크구배를 구한다.

제15b도는 동일한 방법으로 수행된 시험결과를 표시한 것이고, 여기에서 M계열신호는 620msec간 겹쳐서 토크구배를 계측한다.

결과로써, 약 10°정도 점화시기를 수정하고 있다.

제어주기인 6sec 경과후, 또다시 M계열신호를 인가하여 동일하게 계측한다.

그러나, 점화시기가 최적치근방이기 때문에, 토크구배치가 작아서 점화시기는 수정되지 않는다.

즉, 회전속도는 제15b도의 (C)에 표시되는 것처럼 등산특성을 표시하고, 점화시기는 최적위치로 움직였다.

이상 언급한 것과같이, 본 발명에 의하면, 자동차의 엔진회전속도변화가 작아도 엔진제어계의 점화시기제어가 가능하게 된다.

제16도는 본 발명의 실시예의 최적제어시스템에 있어서, M계열신호를 연속하여 연료분사시간에 겹치게하여, 토크구배(γ(αL))를 실차시험에 의해 측정한 예를 표시한다.

본 실험에서는, 크랭크 각 24°마다 투입된 M계열신호 및 기관회전수를 계측한다.

실험조건은 제10b도에 있어서 N=31, △2T_ref' m=5이다.

기관회전수를 2000rpm 정속으로하고, 이때의 연료분사시간은 약 4msec였다.

연속투입된 M계열신호(a)에 의해, 기관회전수(b)가 변화한다.

M계열신호는 ±0.4msec로 연료분사시간에 가산한다.

이때, M계열신호와 기관회전수간의 상호상관함수는 (c)와 같이 구해져, 이것을 적분하여 토크구배로서 1200rpm/msec을 얻었다.

이것은 연료분사시간을 1msec 연장한 경우 기관회전수가 1200rpm 증가하는 것을 표시하고 있다.

연료량을 증가하면 기관회전수가 증대하는 것은 통상 운전에서는 당연하다.

그러나, 통상 운전이외의 상황, 예를들면 시동시 및 그 직후의 난기시에는, 초크(choke)가 졸여져 있고 연료-공기혼합가스가 매우 높은 연료농도를 가지는 것이 통예이다.

이 경우에는, 소정치에 따라 연료분사시간을 결정하는 적응성이 없는 제어방식이기 때문에, 점화프라그(plug)등이 연기나는 이상연소를 유발하는 일이 많다.

상술한 것처럼 이와 같은 경우에 본 발명을 적용하면, 시동난기(始動暖機)에 필요하게 되는 기관회전수를 얻는데 필요충분한 연료분사시간을 구하는 것이 가능하게 되어, 점화프라그의 연기나는 등의 연소상태를 악화하게 하는 요인을 배제하게 된다.

제17도는 6실린더엔진에 있어 실린더별로 연료분사시간과 점화시기에 M계열신호를 입력하는 실시예의 구성을 표시한다.

엔진(170)의 제어계의 구성으로서는, 기본적으로 연료분사시간제어(171)와 점화시기제어(172)을 가지고 있고, 각각 별개의 M계열신호발생기 173 및 174를 가진다.

M계열신호는 각각의 독립적인 실린더에 입력되어, 제1실린더의 연료분사시간 #1Inj에서 제6실린더의 #6Inj와 제1실린더의 점화시기 #1Adv에서 제6실린더의 #6Adv에 겹치게 된다.

이들의 입력신호와 엔진회전수간의 상호상관함수도 175 및 176에 표시되는 것처럼 연료분사시간과 점화시간의 각각에 대해 실린더별로 계산된다.

제17도와 같이 구성하면, 특정의 실린더에 대해서의 인젝터, 점화코일, 점화파워트랜지스터, 점화프라그 등의 열화 및 고장에 기여하는 이상연소와 토크감소를 검출할 수 있다.

제18a 및 제18b도는 본 발명을 사용하여 실화를 검출하는 예를 표시하는 시뮬레이션의 결과이다.

정상적인 연소에서는, 제18a도와 같은 상호상관함수가 구해지는데 대해, 제1실린더에 실화가 발생하면 제18b도와 같이 상호상관함수에 현저한 차이가 나타난다.

따라서 실화검출이 가능하게 된다.

다음은 본 발명에 의한 점화계 및 연료계의 고장진단방법에 대해 설명한다.

본 진단방법에서는 제17도의 구성을 적용한 경우의 실린더별의 고장진단을 실시하는 예를 표시한다.

제2도 또는 제12도의 구성을 사용하는 것도 가능하다.

연료계의 진단부(177)는 연료유량에 관한 상호상관함수를 기초로 연료계가 정상인가 이상인가의 판정을 행한다.

연료계가 이상이면, 표시부(179)는 이상경보신호를 발생한다.

한편, 점화계의 진단부(178)는 점화시기에 관한 상호상관함수를 기초로 점화계가 정상인가 이상인가의 판정을 행한다.

점화계가 이상이면 표시부(179)가 이상경보신호를 발생한다.

진단부(177, 178)는 마이크로컴퓨터를 사용하여 실현할 수 있다.

제19도는 제17도에 표시하는 구성에 있어서 M계열신호를 실린더별로 독립하여 입력하는 것에 의해서, 각각의 상관함수에서 실린더별의 최적점화시기를 결정하는 처리루틴을 표시한다.

기본적인 처리내용은 제4a도에 준한다.

더욱, 표시되지 않은 고장진단법에 있어서의 최적연료 분사량을 결정하는 처리루틴의 기본적인 처리내용은 제4b도에 준한다.

제19도와 동일한 방법으로, 이러한 처리루틴은 연료분사시간(Ti), 기본연료분사시간(TiB), M계열신호성분연료분사시간(△TiM), 최적화신호성분연료분사시간(△TiC)을 실린더별로 설치하는 구성으로 한다.

제20a도는 제19도의 처리에 의해 구해진(16)식에 있어 최적화신호성분점화진각(△θadvC)이 실린더별로 다른 상태를 표시하고 있다.

점화진각이 2, 3, 5번 실린더와 같이 기본점화진각보다 더욱 5 내지 10도로 진각되어져야할 점에 이상이 표시되어 있다.

제20b도는 상호상관함수를 표시하고, 여기에서 3번실린더의 상관이 이상하고 2,4번실린더의 상관은 낮다.

제20b도는 이들의 현상을 점화에너지의 시간추이로 표시한다.

1 및 6번실린더의 양호한 특성에 비해, 5번 실린더는 방전타이밍에 지연이 있다는 것이 고려된다.

더욱이, 점화파외의 저하가 2,4번 실린더에 약간, 3번 실린더에 대폭으로 발생한다.

이상과 같은 진단과정의 처리프로의 일예로서 제21도를 사용하여 아래에 설명한다.

본 플로차트는 실런더별로 얻게된 최적화신호성분점화진각과 이것과 동시에 산출된 토크구배에 근거하여 방전타이밍의 지연 및 방전파워의 저하등을 판정하는 스텝을 표시한다.

또, 여기에서는, 고장의 정도를 정량적은 아니고 프아지(fuzzy)논리의 계급분리수단을 사용하여 표현하였다.

진단부(178)에 있어 처리프로를 제21도에 따라 아래에 설명한다.

우선, 토크구배(γ(αL))를 큼(large), 중간(Medium), 작음(Small)의 3계급으로 분리한다(2101).

이것은 점화에너지(점화코일의 2차전류로 대표되는)의 시간특성이 제20c도에 있어 1, 6, 5번 실린더와 같이 갑자기 상승하는 경우, 점화시기의 근소한 변동도 연소에 강하게 영향하기 때문에 상호상관함수는 큰 값이 된다.

따라서, 토크구배의 증대를 이용한다.

따라서, 토크구배가 작게 되는 제20c도에 있어 3번실린더와 같이 점화에너지에 날카로운 피크가 없다.

다음은, 최적화신호성분점화진각의 초기치에 대한 트리프트량(θi, adv)을 계산한다(2102).

초기치(△θi, adv)는 예를들면 출하시에 미리 결정된다.

초기치는 엔진의 구조상의 특성등으로 실린더별로 다른 경우가 있다.

다음은, 드리프트량을 Positive Large(PL), Positive Medium(PM), Positive Small(PS)의 3계급으로 분리한다(2103).

최적화신호성분점화진각의 초기치에 대한 드리프트량이 크다고하는 것은 점화계의 경시열화(經時劣化)의 발생을 뜻한다.

따라서, 분리된 계급에 의해 경시열화의 정도를 정성적으로 평정하는 것을 목적으로 한다.

본 도면에서는 점화계의 고장모드의 판정항목으로서 방전타이밍의 지연 및 방전파워의 저하를 사용한 경우를 표시한다.

전자의 경우에 있어서, 토크구배가 L이나 M이고 드리프트량이 PL이나 PM일 때 방전타이밍의 지연이 판정(2104)되고 표시(2105)된다.

후자에서는, 토크구배가 S이고 드리프트량이 PL 또는 PM, 또 PS일 때 방전파워의 저하가 판정(2106)되고, 표시(2107)된다.

본 도면에 부가된 고장모드표(2108)는, 제2c도에 표시한 점화에너지의 시간특성의 일예가 어떻게 계급분리되는가를 표시한다.

이상 조건은, 이상상태, 즉 방전파워의 저하에 의한 이상과 방전타이밍의 지연에 의한 이상의 원인에 의해서 개별적으로 표시될 수도 있다.

교호로, 2개의 상이한 타입의 이상중 어느 한쪽에 이상이 있으면 공통의 이상경보를 발생하는 것에 의해서 이상상태를 알릴 수도 있다.

제22a도는, 제19도의 처리에 의해 구해진 (16')식에 있어 최적화신호성분연료분사시간(△TiC)이 실린더별로 다르게 된 상태를 표시한다.

기본연료분사시간보다 더 긴 시간동안 0.1∼0.3msec까지 연료를 분사해야만 하는 2, 3, 6번 실린더에 있어서 이상상태가 있다.

제22b도는 2, 3번 실린더의 상관이 비정상적으로 낮은 것을 나타내는 상호상관함수를 표시한다.

제22c도는 시간추이로 연료분사량의 이러한 현상을 표시한다.

이 도면으로부터, 실린더 1, 5실린더의 양호한 특성에 비해, 6번은 연료분사무효시간이 길고, 연료분사능률의 저하가 2, 3번에서 발생하고 있는 것으로 생각된다.

역으로, 4번에서는 연료분사능률이 과대하게 되어 있다.

이상의 진단과정의 처리플로의 일예로서 제23도를 사용하여 아래에 설명한다.

제23도는 실린더별로 얻은 최적화신호성분연료분사시간과 이것과 동시에 산출된 토크구배에 근거하여 연료분사능률의 과대 및 과소 또는 무효시간의 과대를 판정하는 프로세스를 표시한다.

처리플로를 제23도에 따라 아래에 설명한다.

우선, 토크구배(γ(αL))를 Large, Medium, Small의 3계급으로 분리한다(2301).

연료분사량의 시간특성이 제22c도에 있어서 1, 5, 6번 실린더와 같이 표준적인 경우는, 토크구배도 중간치를 취하고, 4번실린더와 같이 연료분사능률이 과대한 경우에는, 연료분사시간의 근소한 변동도 연소에 강하게 영향을 미치기 때문에 상호상관함수는 큰 값이 되고 토크구배는 따라서 증대한다.

역으로, 2, 3번실린더에서는 토크구배가 증가한다.

다음은, 최적화신호성분연료분사시간의 초기치에 대한 드리프트량(Ti)을 계산한다(2302).

초기치(△Til)는 에를들면 출하시에 미리 기억되어 있다.

초기치는 엔진의 구조상의 특성등으로 인하여 실린더별로 다른 경우가 있다.

다음은, 드리프트량을 PL, PM, PS 또는 Negative large(NL), Negative Medium(NM), Negative Small(NS)의 3계급으로 분리한다(2303).

최적화신호성분연료분사시간의 초기치에 대한 큰 드리프트량은 연료계의 경시열화의 발생을 뜻한다. 토크구배를 계급으로 분리하는 것에 의해 경시연화의 정도를 정성적으로 평정하는 것을 목적으로한다.

본 도면에서는 연료계의 고장모드의 판정항목으로서 연료분사능률의 과대 및 과소 또는 무효시간의 과대를 취한 경우를 표시한다.

전자에서는 토크구배가 L이면, 연료분사능률의 과대라고 판정하고(2304) 표시(2305)한다.

토그구배가 S이면, 연소분사능률의 과소로 판정(2306)하고 표시(2307)한다.

후자에서는, 토크구배가 M인 동시에 드리프트량이 PL이나 PM일 때, 무효시간의 과대라 판정하고, 표시(2309)한다.

제23도에 부기한 고장모드표(2310)는 제22c도에 표시한 연료분사량의 시간특성의 일례가 어떻게 계급분리되는가를 표시한다.

이상 표시의 방법은 상기의 점화계의 진단의 경우와 동일하다.

이상 설명한 실시예에 이용되는 엔진회전수 뿐만 아니라, 본 발명에서는 실린더내 압력센서, O₂센서, 진동센서의 출력과 M계열신호와 상호상관 함수를 구하는 것에 의해서도, 상기와 같은 이상 연소나 점화계의 이상을 검출 할 수 있는 것은 특별히 예를들지 않으나 명백하다.

Claims

내연기관의 회전수와 부하에 따라서 내연기관에 공급되어지는 연료유량신호와 점화타이밍신호를 연산하는 제어시스템을 비치한 내연기관의 진단방법에 있어서, 상기 연료유량신호 및 상기 점화타이밍신호위에 연료유량치와 점화타이밍을 미소 미세하게 조절하기위한 탐색신호를 각각 중첩하고, 상기 탐색신호와 중첩된 연료유량신호와 점화타이밍신호를 상기 내연기관에 가하고, 상기 중첩신호에 응답하여 상기 내연기관의 회전수 또는 운전상태를 표시하는 파라미터치를 검출하고, 상기 검출된 값과 상기 탐색신호와의 상관관계를 검출하고, 상기 검출된 상관관계에 의거하여 상기 내연기관을 진단하는 스텝을 포함하는 내연기관의 진단방법.
제1항에 있어서, 상기 탐색신호는 자기상관함수가 실질적으로 임펄스상인 랜덤신호이고, 상기 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 검출된 값과 상기 탐색신호와의 상호 상관함수를 연산하는 스텝을 포함하고, 진단하는 상기 스텝은 상기 연산된 상호 상관관계함수에 의거하여 수행된 상기 내연기관의 진단인 내연기관의 진단방법.
제1항에 있어서, 상기 탐색신호는 자기상관함수가 실질적으로 델터함수로 표시되는 신호이고, 상관관계수를 검출하는 상기 스텝은 상기 검출된 값과 상기 탐색신호 사이의 상호상관함수를 연산하는 스텝을 포함하고, 진단하는 상기 스텝은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 수행된 상기 내연기관의 진단인 내연기관의 진단방법.
제1항에 있어서, 상기 탐색신호는 자기상관함수가 의사랜덤계열인 신호이고, 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 검출된 값과 상기 탐색신호사이의 상호상관함수를 연산하는 스텝을 포함하고, 진단하는 상기 스텝은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 수행된 상기 내연 기관의 진단인 내연기관의 진단방법.
제4항에 있어서, 상기 의사랜덤계열은 M계열인 내연기관의 진단방법.
제5항에 있어서, M계열의 상기 탐색신호는 2개의 상이한 값을 가지고, 그의 최소펄스폭이 상기 내연기관의 연소프로세스기간의 정수배인 내연기관의 진단방법.
제1항에 있어서, 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 탐색신호를 부분적분하여 얻은 상관신호를 기억하는 스텝과, 상기 기억된 상관관계신호를 상기 탐색신호와 동기하여 판독하는 스텝과, 상기 판독된 상관관계신호와 상기 검출된 값을 곱하여 상기 곱셈된 값을 시간적분하는 스텝을 포함하고, 진단하는 상기 스텝은 상기 시간적분결과에 의거하여 수행된 상기 내연기관의 진단인 내연기관의 진단방법.
제7항에 있어서, 시간적분하는 상기 스텝은 상기 곱셈치를 상기 탐색신호의 주기로 시간적분하여 상기 탐색신호에 대한 내연기관의 출력토크구배를 연산하는 것을 포함하고, 진단하는 상기 스텝은 상기 출력토크 구배에 의거하여 수행된 상기 내연기관의 진단인 내연기관의 진단방법.
제1항에 있어서, 상기 제어시스템은 배기가스중의 산소밀도를 검출하는 산소밀도센서를 사용함으로써 공연비 피드백제어를 행하고, 운전상태를 표시하는 파라미터를 검출하는 상기 스텝은 상기 산소밀도센서의 출력신호를 상기 파라미터로서 검출하는 것이 내연기관의 진단방법.
제8항에 있어서, 진단하는 상기 스텝은 점화타이밍신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 방법을 포함하고, 상기 점화타이밍신호에 관한 제어시스템의 이상상태진단방법은 상기 시간적분결과에 의거하여 최적점화시기를 연산하는 스텝과, 상기 출력토크구배의 정도를 소정의 분류기준에 따라 분류하는 스텝과, 상기 최적점화시기의 초기치에서부터 시간변화에 관련하여 드리프트량을 연산하는 스텝과, 상기 드리프트량의 정도를 소정의 분류기준에 따라 분류하는 스텝과, 상기 드리프트량의 정도에 의거하여 상기 점화 타이밍신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 스텝을 더욱 포함하는 내연기관의 진단방법.
제8항에 있어서, 진단을 행하는 상기 스텝은 연료유량신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 방법을 포함하고, 연료유량신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 방법은 상기 시간적분결과에 의거하여 최적연료유량치를 연산하는 스텝과, 상기 출력토크구배의 정도를 소정의 분류기준에 따라서 분류하는 스텝과, 상기 최적연료유량치의 초기치에서부터 시간변화에 관련하여 드리프트량을 연산하는 스텝과, 상기 드리프트량의 정도를 소정의 분류기준에 따라서 분류하는 스텝과, 상기 드리프트량의 정도에 의거하여 상기 연료유량 신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 스텝을 더욱 포함하는 내연기관의 진단방법.
내연기관의 회전수와 부하에 따라서 내연기관에 공급되어지는 연료유량신호와 점화타이밍신호를 연산하는 제어시스템을 가지는 내연기관의 연료유량을 제어하는 방법에 있어서, 상기 연료유량신호 위에 연료유량치를 미세조정하기 위한 탐색신호를 중첩하고, 상기 탐색신호와 중첩된 연료유량신호를 상기 내연기관의 연료공급장치에 가하고, 상기 중첩된신호에 응답하여 상기 내면기관의 회전수 또는 운전상태를 표시하는 파라미터의 값을 검출하고, 상기 검출된 값과 상기 탐색신호간의 상관관계를 검출하고, 상기 검출된 상관관계에 의거하여 상기 연료유량신호를 보정하는 스텝을 포함하는 내연기관의 연료유량제어방법.
제12항에 있어서, 상기 탐색신호는 자기상관함수가 실질적으로 임펄스상인 랜덤신호이고, 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 검출된 값과 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 스텝을 포함하고, 보정하는 상기 스텝은 상기 연산된 상호상관 함수에 의거하여 상기 연료유량신호에 보정된 치를 가하는 것인 내연기관의 연료유량제어방법.
제12항에 있어서, 상기 탐색신호는 자기상관함수가 실질적으로 델터함수로 표시되는 신호이고, 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 검출된 값과 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 스텝을 포함하고, 보정하는 상기 스텝은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 연료유량신호에 보정치를 가하는 것인 내연기관의 연료유량제어방법.
제12항에 있어서, 상기 탐색신호는 자기상관함수가 의사랜덤계열인 신호이고, 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 검출된 값과 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 스텝을 포함하고, 보정하는 상기 스텝은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 연료유량신호에 보정치를 가하는 것인 내연기관의 연료유량제어방법.
제12항에 있어서, 상기 의사랜덤계열은 M계열인 내연기관의 연료유량제어방법.
제16항에 있어서, M계열의 상기 탐색신호는 2개의 다른 값을 가지고, 그의 최소펄스폭이 상기 내연기관의 연소프로세스기간의 정수배인 내연기관의 연료유량제어방법.
제12항∼제17항에의 어느 하나에 있어서, 보정하는 상기 스텝은 상기 상호상관신호를 사용하여 상기 제어시스템의 임펄스응답을 연산하고, 상기 임펄스응답을 적분하여 인디셜응답을 연산하고, 상기 인디셜응답에서 얻은 신호를 상기 보정치로 사용하는 스텝을 더욱 포함하는 내연기관의 연료유량제어방법.
제12항에 있어서, 상기 제어시스템은 배기가스내의 산소밀도를 검출하는 산소밀도센서를 사용하여 공연비 피드백 제어를 행하고, 운전상태를 표시하는 파라미터를 검출하는 상기 스텝은 상기 산소밀도 센서의 출력을 상기 파라미터로서 검출하는 것인 내연기관의 연료유량제어방법.
제13항에 있어서, 상관관계를 검출하는 상기 스텝은 상기 탐색신호를 부분적분하여 얻어진 상관신호를 기억하는 스텝과, 상기 기억된 상관신호를 상기 탐색신호와 동기하여 판독하는 스텝과, 상기 판독된 상관신호의 상기 검출된 값을 곱한 다음에 상기 곱셈된 값을 시간적분하는 스텝을 포함하고, 보정하는 상기 스텝은 상기 시간적분결과에 의거한 보정치를 상기 연료유량신호에 가하는 것인 내연기관의 연료유량제어방법.
제20항에 있어서, 시간적분하는 상기 스텝은 상기 곱셈된 값을 상기 탐색신호의 주기로 시간적분하여 상기 탐색신호에 대한 내연기관의 출력토크구배를 연산하는 스텝을 포함하고, 보정하는 상기 스텝은 상기 출력토크구배에 의거하여 상기 보정치를 결정하는 것인 내연기관의 연료유량제어방법.
내연기관의 회전수와 부하에 따라서 내연기관에 공급되어지는 연료유량신호와 점화타이밍신호와 마이크로컴퓨터를 사용하는 것에 의해서 연산하는 제어시스템을 가지는 내연기관의 진단에 있어서, 내연기관의 회전수를 검출하는 수단과, 상기 내연기관에 의해서 흠입된 공기량을 검출하는 수단과, 상기 내연기관에 공급되어지는 연료유량치를 결정하는 수단과, 상기 결정된 연료유량치에 의거하여 상기 내연기관에 연료를 공급하는 수단과, 연료유량을 미세조정하는 탐색신호를 발생하는 수단과, 상기 연료유량치에 중첩된 상기 탐색신호인 신호를 발생하여 상기 연료유량치결정수단에 상기 중첩된 신호를 가하는 수단과, 상기 중첩된신호에 응답하여 상기 내연기관의 회전수와 상기 탐색신호간의 상관관계를 검출하는 수단과, 상기 검출된 상관관계에 의거하여 상기 내연기관의 진단을 행하는 수단을 포함하는 내연기관의 진단장치.
제22항에 있어서, 상기 탐색신호발생수단은 자기상관함수가 실질적으로 임펄스상인 랜덤신호를 발생하고, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 회전수와 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 수단을 포함하고, 상기 진단수단은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 내연기관의 진단을 행하는 내연기관의 진단장치.
제22항에 있어서, 상기 탐색신호발생수단은 자기상관함수가 실질적으로 델터함수로 표시되는 신호를 발생하고, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 회전수와 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 수단을 포함하고, 진단하는 상기 수단은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 내연기관의 진단을 행하는 내연기관의 진단장치.
제22항에 있어서, 상기 탐색신호발생수단은 자기상관함수가 의사랜덤계열인 신호를 발생하고, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 회전수와 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 수단을 포함하고, 진단하는 상기 수단은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 내연기관의 진단을 행하는 내연기관의 진단장치.
제25항에 있어서, 상기 탐색신호발생수단은 M계열의 상기 랜덤 시스템의 신호를 발생하는 내연기관의 진단장치.
제26항에 있어서, M계열의 상기 탐색신호는 2개의 상이한 값을 가지며, 그의 최소펄스폭은 상기 내연기관의 연소 프로세스기간의 정수배인 내연기관의 진단장치,
제22항에 있어서, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 탐색신호를 부분적분하여 얻은 상관신호를 기억하는 수단과, 상기 기억된 상관신호를 상기 탐색신호와 동기하여 판독하는 수단과, 상기 판독된 상관신호와 상기 회전수를 급한 다음 상기 곱셈값을 시간적분하는 수단을 포함하고, 진단하는 상기 수단은 상기 시간적분결과에 의거하여 상기 내연기관을 진단하는 내연기관의 진단장치.
제28항에 있어서, 시간적분하는 상기 수단은 상기 곱셈값을 상기 탐색신호의 주기로 시간적분하여 상기 탐색신호에 대한 내연기관의 출력토크구배를 연산하는 수단을 포함하고, 진단하는 상기 수단은 상기 출력토크구배에 의거하여 상기 내연기관을 진단하는 내연기관의 진단장치.
제29항에 있어서, 진단을 행하는 상기 수단은 점화타이밍신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 수단을 포함하고, 점화타이밍신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 상기 수단은 상기 시간적분결과에 의거하여 최적점화시기를 연산하는 수단과, 상기 출력토크구배의 정도를 소정의 분류기준에 따라서 분류하는 수단과, 상기 최적점화시기의 초기치에서부터 시간변화에 관련하여 드리프트량을 연산하는 수단과, 상기 드리프트량의 정도를 소정의 분류기준에 따라서 분류하는 수단과, 상기 출력토크구배의 정도와 상기 드리프트량의 정도에 의거하여 상기 점화타이밍신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 수단을 더욱 포함하는 내연기관의 진단장치.
제29항에 있어서, 진단을 행하는 상기 수단은 연료유량신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 수단을 포함하고, 연료유량신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 상기 수단은 상기 시간적분결과에 의거하여 최적연료유량치를 연산하는 수단과, 상기 출력토크구배의 정도를 소정의 분류기준에 따라 분류하는 수단과, 상기 최적연료유량치의 초기치에서부터 시간변화에 관련하여 드리프트량을 연산하는 수단과, 상기 드리프트량의 정도를 소정의 분류기준에 따라서 분류하는 수단과, 상기 드리프트량의 정도에 의거하여 상기 연료유량신호에 관한 제어시스템의 이상상태를 진단하는 수단을 더욱 포함하는 내연기관의 진단장치.
내연기관의 회전수와 부하에 따라 내연기관에 공급되어지는 연료유량신호와 점화타이밍신호를 연산하는 제어시스템을 가지는 내연기관의 연료유량제어장치에 있어서, 내연기관의 회전수를 검출하는 수단과, 상기 내연기관에 의해서 흡입된 공기량을 검출하는 수단과, 상기 내연기관에 공급되어지는 연료의 연료유량을 결정하는 수단과, 상기 결정된 연료류량치에 의거하여 상기 내연기관에 연료를 공급하는 수단과, 연료유량을 미세조정하는 탐색신호를 발생하는 수단과, 상기 연료유량치에 중첩된 상기 탐색신호인 신호를 발생한 다음 상기 연료유량치결정수단에 상기 중첩된 신호를 제공하는 수단과, 상기 중첩된신호에 응답하여 상기 내연기관의 회전수와 상기 탐색신호간의 상관관계를 검출하는 수단과, 상기 검출된 상관관계에 의거하여 상기 연료유량신호를 보정하는 수단을 포함하는 내연기관의 연료류량제어장치.
제32항에 있어서, 탐색신호를 발생하는 상기 수단은 자기 상관함수가 실질적으로 임펄스상인 랜덤신호를 발생하고, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 회전수와 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 수단을 포함하고, 보정하는 상기 수단은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 연료유량신호에 가해지는 보정치를 결정하는 수단을 포함하는 내연기관의 연료유량제어장치.
제33항에 있어서, 상기 탐색신호발생수단은 자기상관함수가 실질적으로 델터함수로 표시되는 신호를 발생하고, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 회전수와 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 수단을 포함하고, 보정하는 상기 수단은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 연료유량신호에 가해지는 보정치를 결정하는 수단을 포함하는 내연기관의 연료유량제어장치.
제33항에 있어서, 상기 탐색신호발생수단은 자기상관함수가 의사랜덤 계열인 신호를 발생하는 수단을 포함하고, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 회전수와 상기 탐색신호간의 상호상관함수를 연산하는 수단을 포함하고, 보정치를 결정하는 상기 수단은 상기 연산된 상호상관함수에 의거하여 상기 보정치를 결정하는 내연기관의 연료유량제어장치.
제33항에 있어서, 상기 의사랜덤계열은 M계열인 내연기관의 연료유량 제어장치.
제36항에 있어서, M계열의 상기 탐색신호는 2개의 상이한 값을 가지고, 그의 최소펄스폭이 상기 내연기관의 연소프로세스 기간의 정수배수인 내연기관의 연료유량제어장치.
제32항∼제37항의 어느 하나에 있어서, 보정하는 상기 수단은 상기 제어시스템의 임펄스 응답을 연산하는 수단과 상기 임펄스응답을 적분하여 인디셜응답을 연산하는 수단을 더욱 포함하고, 상기 인디셜응답에서 얻은 신호를 상기 보정치로 사용하는 내연기관의 연료유량제어장치.
제32항에 있어서, 상관관계를 검출하는 상기 수단은 상기 탐색신호를 부분적분하여 얻은 상관신호를 기억하는 수단과, 상기 기억된 상관신호를 상기 탐색신호와 동기하여 판독하는 수단과, 상기 판독된 상관신호와 상기 검출된 값을 곱한 다음 상기 곱셈값을 시간적분하는 수단을 포함하고, 보정하는 상기 수단은 상기 시간적분결과에 의거하여 상기 연료유량신호에 가해지는 보정치를 결정하는 수단을 포함하는 내연기관의 연료유량제어장치.
제39항에 있어서, 시간적분하는 상기 수단은 상기 곱셈값을 상기 탐색신호의 주기로 시간적분하고, 상기 탐색신호에 대한 내연기관의 출력토크구배를 연산하는 상기 수단과 보정하는 상기 수단은 상기 출력토크구배에 의거하여 상기 보정치를 결정하는 내연기관의 연료유량제어장치.
내연기관의 회전수(N)를 검출하는 장치와, 내연기관에 공급된 공기량(Qa)을 측정하는 공기량센서와, 상기 기관에 연료를 공급하는 인젝터와, 전화장치와, 상기 인젝터 및 점화장치에 제어신호를 제공하는 마이크로컴퓨터를 구비하고, 필요에 따라 기관의 출력토크를 검출하는 토크센서(8), 배기중의 산소밀도를 측정하는 논리공연비 제어용산소센서 또는 얇은 연소용산소센서, 실린더내압을 측정하는 압력센서, 내연기관의 진동을 검출하는 진동센서 등의 운전상태 검출센서를 비치하고, 상기 마이크로컴퓨터는 상기 공기량센서대 상기 회전검출장치의 출력의 비인 내연기관의 부하(L), 즉 L=Qa/N에 의존하는 연료분사시간신호(Ti)를 발생하고, 내연기관의 상기 부하(L)와 회전수(N)에 의존하는 기본연료량 및 점화타이밍 신호를 생성하고, 자기상관함수가 임펄스상인 검색신호를 상기 기본연료량 및 점화타이밍신호 위에 중첩한 후, 연료량 및 점화타이밍에 대한 상기 회전수의 변화구배를 구해, 변화 구배에 따라 연소의 정상성 또는 부품의 고장을 매회 판정하는 내연기관의 연료량 및 점화타이밍제어장치.
제41항에 있어서, 상기 검색신호를 소정의 주기로 상기 기본연료량 및 점화타이밍신호위에 중첩하는 내연기관의 연료량 및 점화타이밍제어장치.
제41항에 있어서, 상기 소정주기는 내연기관의 회전속도의 상승과 함께 감소하는 내연기관의 연료량 및 점화타이밍 제어장치.