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KR910000225B1 - 엔진 회전 속도 제어방법 - Google Patents

엔진 회전 속도 제어방법 Download PDF

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KR910000225B1
KR910000225B1 KR1019880002167A KR880002167A KR910000225B1 KR 910000225 B1 KR910000225 B1 KR 910000225B1 KR 1019880002167 A KR1019880002167 A KR 1019880002167A KR 880002167 A KR880002167 A KR 880002167A KR 910000225 B1 KR910000225 B1 KR 910000225B1
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KR
South Korea
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engine
amount
ignition timing
air
signal
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KR1019880002167A
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KR880011450A (ko
Inventor
유우지 기시모또
마사노부 우찌나미
Original Assignee
미쓰비시덴기 가부시기가이샤
시기 모리야
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Publication date
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Publication of KR880011450A publication Critical patent/KR880011450A/ko
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Abstract

내용 없음.

Description

엔진 회전 속도 제어방법
제1도는 본 발명에 의한 엔진 회전 속도 제어 장치의 구성도.
제2도는 본 발명에 의한 마이크로컴퓨터의 구성도.
제3도 및 제4도는 각각 본 발명에 의한 마이크로컴퓨터의 전체 및 점화 시기 연산 루틴의 순서도.
제5도 및 제6도는 각각 본 발명에 의한 점화 시기 연산 루틴에 있어서의 특성도.
제7도 및 제8도는 각각 본 발명에 의한 아이들 회전 속도 제어량 연산 루틴에 있어서의 순서도 및 특성도.
제9도는 본 발명의 점화 시기 연산 루틴의 다른 실시예에 있어서의 특성도.
본 발명은 엔진 회전속도 특히 아이들 속도의 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 실제 엔진 속도와 바라는 아이들 속도의 에러 신호에 따라서 트로틀 나비형 벨브 또는 이것을 바이패스한 보조 벨브를 전기 신호에 따라 기계적으로 조정하는 것에 의해 엔진으로의 공기 공급을 제어하는 방법과, 아이들 속도의 에러 신호에 따라 점화 타이밍을 제어하는 방법을 조합한 아이들 속도 제어방법이 여러 가지로 제안되어 있다. 이 종래의 방법은 엔진으로의 공기 공급에서는 공기흡수계, 연로계의 응답지연이 지배적이기 때문에 엔진 회전 속도의 저하나 변동의 발생을 검출해서 흡기량 또는 혼합기량의 보정을 행해도 효과가 적고, 따라서 엔진 회전속도와 목표회전 속도의 편차에 따라서 점화 타이밍을 보정하는 것에 의해 엔진 회전속도의 저하나 변동의 발생을 방지하도록 한 것이다.
그렇지만, 이 종래의 방법에서 점화 타이밍을 보정하는 것에 의해 실제의 엔진 회전 속도는 목표 회전 속도로 상당히 짧은 시간에 수습되기 때문에 엔진으로의 흡기량 또는 혼합기량이 충분히 조정되지 않은 가운데 엔진이 안정하게 된다. 즉, 본래 엔진으로의 흡기량 또는 혼합기량으로 대응해야 할 것을 점화 타이밍으로 무리하게 조정하기 때문에 아이들하는 중의 연료 낭비 또는 배기 가스의 악화가 생기는 결점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 엔진 회전 속도의 저하나 변동을 방지함과 동시에 연료 낭비나 배기 가스의 악화도 방지할 수 있는 엔진 회전 속도 제어 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 엔진 회전 속도 제어방법은 실제 엔진 점화 타이밍과 엔진의 운전 상태에 따라 미리 정해진 점화 타이밍과의 편차에 따라서 엔진으로의 흡기량 또는 혼합기량을 보정하도록 한 것이다.
본 발명에 있어서는 엔진 회전 속도의 저하나 변동이 생기는 경우 점화 타이밍 및 흡기량 또는 혼합기량의 조정이 행하여짐과 동시에 점화 타이밍의 보정량에 따른 흡기량 또는 혼합기량의 조정도 행하여 흡기량 또는 혼합기량의 조정이 신속하게 행해진다. 따라서 점화 타이밍의 조정에 의해 무리하게 회전 속도가 조정되는 일 없이, 엔진 회전 속도의 저하나 변동의 개선과 함께 연료비의 낭비와 배기 가스의 악화도 방지된다.
이하 본 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다. 본 실시예는 엔진 아이들시에 바이패스용 공기통로의 공기 유량제어와 점화 시기 제어를 병용하여 엔진 회전속도를 제어하도록 한 것이다.
제1도에 있어서, 엔진(1)은 에어클리너(2), 에어 플로우 센서(3), 흡기관(4) 및 흡기 분기관(5)를 거쳐서 공기를 흡입하고, 연료는 가솔린에 마련된 다수의 전자식 연료 분사 벨브(6)에서 분사 공급된다. 에어플로우 센서(3)은 흡기관(4)에 부설되어 흡입 공기량을 검출한다. 엔진(1)의 주흡입 공기량은 도시하지 않은 엑셀페달에 의해 임의로 조작되는 드로틀벨브(7)에 의해 조정되고, 한편 연료분사량은 마이크로컴퓨터(8)에 의해 조정된다. 마이크로컴퓨터(8)은 디스트리뷰터(9)안에 배설된 회전 속도 센서인 광학적 슬릿(10)에서 검출되는 회전속도와 에어 플로우 센서(3)에 의해 측정되는 흡입 공기량을 기본 파라미터로서 연료분사량을 결정하고 또 엔진 냉각수온을 검출하는 가열센서(11)등으로부터 신호를 입력하여 이것에 따라 연료분사량의 증감을 행한다.
또, 아이들 스위치(12)는 드로틀벨브(7) 전부가 닫히는 것을 검출한다. 바이패스관(13)은 흡기관(4)에 드로틀 밸브(7)를 바이패스하도록 마련되고 바이패스관(13)에는 공기량 제어벨브(14)가 마련되어 있다. 즉, 바이패스관(13)의 한 끝은 드로틀벨브(7)과 에어 플로우 센서(3)사이에 있어서 흡기관(4)에 접속되어 바이패스관(13)의 다른 끝은 드로틀벨브(7)의 하류측에서 흡기관(4)에 접속된다. 공기량 제어벨브(14)는 스텝모터에 의해 제어되는 벨브로 마이크로컴퓨터(8)에 접속되어 스텝모터의 각각의 전자기코일 여자가 마이크로컴퓨터(8)에 의해 제어되어 벨브가 전진 또는 후진한다. 마이크로컴퓨터(8)은 에어플로우 센서(3), 광학적 슬릿(10), 가열센서(11), 아이들 스위치(12) 및 자동차용 쿨러등 공기조절기의 공기조절 스위치(15)에 접속해서 각각의 신호가 입력되고 그외에도 엔진(1)의 스타트 신호 STT, 자동변속기의 중립 안정 신호 NDSW등이 입력된다.
여기에서 광학적 슬릿(10)은 엔진(1)의 크랭크축과 동기해서 회전하는 디스트리뷰터(9)의 샤프트에 마련되어 있어서 엔진 회전 속도에 비례한 주파수의 펄스 신호를 출력한다. 또, 가열센서(11)은 서미스터 등의 감온소자로 되어 엔진 온도를 대표하는 예를 들면 냉각수온을 검출한다. 또, 디스트리뷰터(9)는 각 점화 풀러그(16)에 대해서 고전압 배전을 행하는 공지의 구조를 가지고 있다. 또, 점화장치(17)은 마이크로컴퓨터(8)에서 점화시기 및 도통 시간을 지시하는 신호를 받아서 그 신호에 따라서 높은 전압을 발생하는 것이며, 일반적으로 점화기(점화 제어 장치)와 점화 코일로 구성된다. 또,(10)은 공기조절기의 전자 클러치, (19)는 공기조절기의 콤프레서이다.
다음에 제2도에 따라 마이크로컴퓨터(8)에 대해서 설명한다. 마이크로프로세서 CPU(100)은 소정의 프로그램에 따라 점화시기, 연료분사량 및 아이들 회전의 제어량을 연산하는 것이다. 입력계수기(101)은 CPU(100)에 회전속도 N을 나타내는 데이터를 보내기 위한 것으로 광학적 슬릿(10)에서의 펄스신호에 의해서 클럭펄스를 계수해서 데이터를 얻는다. 또, 계수기(101)은 엔진(1)의 회전에 동기해서 인터럽트제어부(102)에 인터럽트 명령신호를 보낸다.
인터럽트제어부(102)는 이 신호를 받으면 CPU(100)에 인터럽트신호를 출력한다. 입력포트(103)은 각 센서로부터의 신호를, 버스(104)를 거쳐서 CPU(100)에 전달하는 것으로 A/D 컨버터 등으로 되어 에어 플로우 센서(3)에서의 흡입공기량 신호 AFS, 가열센서(11)에서의 냉각수온 신호 WT, 공기조절 스위치(15)에서의 공기조절 신호 A/C, 자동변속기에서의 중립신호 NDSW, 차속계(20)에서의 차속신호 SPED, 엔진시동 스위치에서의 시동기신호 STT등이 입력된다. 전원회로(105)는 차에 탑재된 축전지(21)의 출력전압을 정전압화 하는 것으로 엔진 키스위치(22)를 거쳐서 차에 탑재된 축전지(21)에 접속된다.
RAM(Rondom Access Memory)(106)은 CPU(100)이 프로그램을 실행할 때에 일시적으로 사용하는 읽고, 쓰기 가능한 메모리이다. ROM(Read Only Memory)(107)은 프로그램이나 각종 정수 등을 기억해 두고 메모리이고, CPU(100)은 버스(104)를 거쳐서 데이터를 리드한다. 타이머(108)은 클럭펄스를 발생하여 경과 시간을 측정하는 회로로 CPU(100)에 클럭 신호를 출력하기도 하고, 인터럽트 제어부(102)에 시간 인터럽트신호를 출력한다. 출력회로(109)는 래치, 다운카운터, 파워 트랜지스터 등으로 되어 CPU(100)에서 연산된 연료분사량을 나타내는 데이타에 따른 시간폭의 펄스신호를 만들고, 이 펄스신호를 연료분사벨브(6)에 인가한다. 출력회로(110)은 출력회로(109)와 마찬가지로 래치, 파워 트랜지스터 등으로 되어 CPU(100)에서 연산된 아이들 회전의 제어량을 나타내는 데이타에 따라서 제어량에 맞는 수의 펄스열 신호를 만들고, 이 펄스신호를 공기량 제어벨브(14)에 인가하여 벨브를 전진 또는 후진시킨다. 출력회로(111)은 출력회로(109)와 마찬가지로 래치, 다운 카운터, 파워 트랜지스터 등으로 되어 CPU(100)에서 연산된 점화시기 데이터에 따라서 제어량에 맞는 점화 타이밍신호를 만들어 이 점화 타이밍 신호를 점화장치(17)로 보낸다.
다음에 상기 구성의 동작을 설명한다.
CPU(100)은 ROM(107)에 저장된 프로그램에 따라서 제3도에 도시한 메인 루틴에 있어서 연료분사량연산, 점화시기연산 및 아이들 회전 속도 제어량 연산을 실행한다. 그리고 특정 파라미터로서, 예를 들면 엔진회전 속도, 소정 시간 타이머 등의 연산처리에 대해서는 인터럽트에 의해서 다른 인터럽트 루틴으로 실행한다.
키 스위치(22)의 투입에 의해 CPU(100)은 각 연산 루틴의 실행을 개시하지만, 여기에서는 우선 점화시기 연산 루틴에 대해 제4도를 사용하여 설명한다. 점화시기 연산 루틴에서는 제3도의 스텝(200)에서 리드한 기관 파라미터에 따라서 스텝(300)에서 흡입공기량 Q와 회전속도 N을 함수로 하는 기본 진각 맵에서 그때의 운동상태에 대응한 기본 진각값 θBASE를 연산한다.
스텝(301)에서는 예를 들면, 미리 보정 맵에 기록되어 있는 가열 진각 보정 등의 기관 파라미터에 따른 점화 진각의 보정 연산을 실행하여 진각 보정량 θC를 구한다. 그리고 다음의 스텝(302)에서는 아이들 점화시기 보정 제어를 실시하는 지의 여부를 판정한다. 이 스텝에서는 냉각수온이 설정온도 이상에서 엔진의 가열이 충분한 것, 드로틀벨브(7)전부가 닫히는 것 또는 거의 전부가 닫힘으로 엔진이 아이들 상태에 있는 것, 차량이 정지 또는 거의 정지상태에 있는 것 등이 체크된다. 이들 조건이 모두 만족되어 있는 경우에는 스텝(303) 내지(305)의 연산을 실시하여 상기 조건의 어느 하나라도 성립하지 않는 경우는 스텝(306)으로 진행한다. 따라서 엔진이 아이들 상태가 아닐 때는 스텝(306)에서 아이들 진각 보정량 θ1를 0으로 하여 스텝(307)에서 먼저 구한 기본 진각값 θBASE및 각종 진각 보정값 θC와 아이들 진각 보정량 θ1(여기에서는 0)를 가산하여 진각값 θ를 구한다. 이 진각값 θ을 스텝(308)에서 점화시기 신호로서 출력회로(111)의 출력타이밍이 제어되고 진각값 θ에서 점화장치(17)를 사용하면 점화가 행해진다.
한편 엔진이 아이들 상태에 있을 때에는 스텝(303)으로 진행한다. 스텝(303)에서는 제3도의 스텝(200)에서 구한 최신의 엔진회전속도 NREL과 다음에 기술하는 제7도의 아이들 회전수제어량 연산 루틴의 스텝(400)에서 구한 최신의 목표회전속도 NOBJ를 리드하여 양 회전 속도의 편차 ΔN=NOBJ-NREL을 연산한다. 스텝(304)에서는 편차 ΔN에 따라 제5도에 도시한 ΔN-θ1맵에서 아이들 진각 보정량 θ1를 구한다. 또 스텝(305)에서 제6도에 도시한 θ1맵에서 흡기량으로의 반영량 S1를 구하고, 이것을 곱하여 S1(n)를 구한다. 이 곱한값은 제7도의 스텝(405)에서 흡기량에 반영되면 반영된 양은 클리어되도록 설정되어 있다. 다음에 스텝(307)에서 앞에 기술한 것과 마찬가지로 진각값θ의 연산을 행하고 스텝(308)에서 출력회로(111)에 출력하여 래치한 다음 CPU(100)에서의 출력 타이밍으로 진각값θ의 점화동작이 행해진다. 따라서 실제의 점화타이밍 θ와 엔진의 운전상태에 따라 미리 정한 점화타이밍(θBASE＋θC )과의 에러신호는 여기에서 θ1가 된다.
다음에 아이들 회전속도 제어량 연산 루틴에 대해서는 제7도를 사용하여 설명한다. 우선 스텝(400)에서는 제2도의 스텝(200)에서 리드된 기관 파라미터를 기본으로 각종 운전 모드에 의해 목표회전속도 NOBJ를 연산한다. 예를 들면 엔진 냉각수온 데이터, 토크 조절신호가 중립이든지 구동 범위이든지 공기조절신호가 ON이든지 OFF 이든지중에 의해 각종 운전조건에 따른 목표회전수를 연산한다. 다음에 스텝(401)로 진행하지만, 여기에서는 스텝(400)과 마찬가지로 각종 운전모드에 의해 수온데이타, 토크조절신호, 공기조절신호 등에서 목표공기량 SO를 연산한다. 스텝(402)에서는 운전조건이 아이들의 안정한 상태인지 어떤지를 판별한다. 예를 들면, 공기조절신호, 토크조절신호가 앞서의 회전으로 변화하지 않은 것, 냉각수온이 설정온도 이상으로 엔진의 가열이 충분하다는 것 등을 판정한다. 그리고 이들의 조건이 모두 성립했을 때 엔진이 안정한 아이들 상태에 있다고 판단하여 스텝(403)으로 진행하고, 상기 조건이 성립하지 않을 때는 스텝(406)으로 진행한다.
스텝(403)에서는 제3도의 스텝(200)에서 구해진 최신 엔진 회전속도 NREL과 스텝(400)에서 구해진 목표 회전 속도 NOBJ의 편차 ΔN(ΔN=NOBJ-NREL)을 연산한다. 스텝(404)에서는 구한 편차 ΔN에 따라서 제8도에 도시한 ΔN맵에서 ΔN에 의한 공기량의 보정값 SC를 구한다. 다음에 스텝(405)에서는 아이들 점화시기 보정의 스텝(305)에서 구하여 곱한 값이 공기량제어벨브(14)를 구동하는 최소 단위인±1펄스 이상인가 이하인가를 판정하여 ±펄스 이상이면 공기량제어벨브(14)의 구동최소단위의 정수 배 값을 아이들시 점화시기 제어량 θ1의 공기량 반영값을 S1로 하고, 제4도의 스텝(305)에서 구하여 곱한 값 S1(n)을 반영값으로 옮겨서 S1를 설정한다. 스텝(408)에서는 앞에서 구한 목표공기량 SO, 보정공기량 SC및 점화시기 제어량의 반영공기량 S1를 가산하여 제어공기량 S를 구한다. 이 제어공기량 S는 스텝(409)에 있어서 출력회로(110)에 출력하여 래치한다. 그리고 CPU(100)에서의 출력타이밍 명령에 따라서 출력회로(110)의 출력 위상이 제어되어 제어공기량 S에 따라서 공기량제어벨브(14)가 전진 또는 후진한다.
한편, 스텝(402)에 있어서 엔진이 안정한 아이들 상태가 아니라고 판정된 경우는 스텝(406),(407)에서 보정 공기량 SC=O, 반영공기량 S1=O으로 설정된 다음 스텝(408)로 진행하여 앞서 기술한 것과 마찬가지로 스텝(408)에서 제어공기량 S의 연산을 행하고, 스텝(409)에서 출력회로(110)에 출력하고 래치한 다음 CPU(100)에서 출력타이밍으로 공기량제어벨브(14)의 동작이 실행된다.
이와 같이 점화시기연산, 아이들 회전속도제어량 연산이 끝나면, 다시 기관 파라미터의 리드, 연료분사량 연산과 일련의 처리가 계속 실행된다. 연료분사량 연산 루틴은 엔진 회전속도 N과 흡입공기량 Q에서 기본 분사 시간을 구하고, 또 냉각수온이나 공기흡입온도 등의 기관 파라미터에 따라 보정을 행하는 공지의 것으로 상세한 설명은 생략한다.
또, 상기 실시예에서는 아이들시 진각 보정에 있어서 목표회전수 NOBJ와 최신 엔진 회전속도 NREL과의 편차 ΔN을 구하여, ΔN맵에 의해 진각보정량 θ1을 구하고 있지만 제4도의 연산 루틴중 스텝(303),(304)를 대신하여 스텝(309),(310)을 사용하고, 또 ΔN맵으로써 제9도에 도시한 것을 사용하는 것에 의해 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉 편차 ΔN대신에 전회까지 구한, 엔진회전속도의 평균값 NAVE와 최신 엔진회전속도 NREL과의 편차 dN=NAVE-NREL을 구하여, 이 편차 dN에 따라서 제9도에 도시한 dN맵에서 진각 보정량 θ1을 구하는 것이다. 또, 상기 실시예에서는 전자제어식 연료분사기구 및 공기유량을 제어하는 바이패스관(13)을 마련하였지만, 기화기를 마련하기도 하고, 바이패스관(13) 대신에 드로틀벨브(7)의 열림각도를 조정하는 것이어도 좋다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 실제 엔진속도와 바라는 아이들 속도 사이의 에러신호에 따라서 엔진으로의 흡기량 또는 혼합기량과 점화타이밍을 제어하고, 또 실제의 엔진 점화타이밍과 엔진의 운전상태에 따라 미리 설정한 점화타이밍의 에러신호를 검출하여 이 점화타이밍 에러신호에 따라 엔진의 흡기량 또는 혼합기량을 보정하도록 하고 있고, 아이들시의 급격한 부하 변동에 의해 엔진 회전속도의 저하나 변동이 생겨도 이것에 의해 목표회전수와 실제 엔진 회전수의 사이에 편차(에러)가 생기고, 이 편차를 없애도록 우선 점화 시기가 보정되고, 거기에다가 이 점화시기의 보정량에 따라 흡기량 또는 혼합기량의 본래부하에 대응한 양으로 신속하게 조정된다. 따라서 점화시기의 조정에 의해 무리하게 엔진 회전속도를 조정하는 일 없이 엔진 회전 속도의 저하나 변동을 대폭으로 개선할 수 있음과 동시에 연료의 낭비, 배기가스의 악화도 방지할 수 있고, 운전 감각도 개선된다.

Claims (1)

  1. 실제의 엔진 회전 속도와 바라는 아이들 속도 사이의 에러를 나타내는 신호를 검출하여 엔진 회전 속도가 바라는 아이들 속도가 되도록 상기 에러 신호에 따라 엔진의 점화 타이밍과 엔진으로의 공기 또는 공기와 연료의 혼합기 공급을 제어하는 엔진 회전 속도 제어방법에 있어서, 엔진의 실제 점화 타이밍과 엔진의 운전 상태에 따라서 미리 정해진 점화 타이밍의 에러를 나타내는 점화 타이밍 에러 신호에 따라서 엔진으로의 공기 또는 공기와 연료의 혼합기 공급량을 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 엔진 회전 속도 제어방법.
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