KR0156762B1 - 내연기관의 공연비 제어장치 - Google Patents

Abstract

공연비 학습치를 이용한 연료 공급계의 고장 진단에서 진단 성능을 향상시킨다.

공연비 피드백 보정 계수 α와 영역별 공연비 학습치 KBLRCA에서는 보정할 수 없는 분을 전 운전 영역에서 전역 반영 학습치 KBLRCB로써 학습시킨다(단계 36-단계 42). 한편, 목표 공연비에 대한 희박 상태 또는 농후 상태가 소정 시간 이상 계속되고, 공연비 피드백 보정 계수 α를 일단 초기값으로 되돌리는 제어가 행해졌을 때에도 상기 전역 반영 학습치(KBLRCB)를 갱신시킨다. 그리고 상기 전역 반영 학습치 (KBLRCB)가 상한치 또는 하한치로 고정되어 있으면서 또 상기 주기 이상에 기인하는 초기 설정이 소정 회수 이상 행해지고 있을 때에 연료 공급계의 이상을 판정시키도록 한다.

Description

내연 기관의 공연비 제어 장치

본 발명은 내연 기관의 공연비 제어 장치에 관한 것으로, 상세하게는 공연비 학습 보정치에 의거해 연료 공급계의 고장 진단을 행하는 기술에 관한 것이다.

종래로부터 공연비 학습 보정 기능을 갖는 내연 기관의 전자 제어 연료 분사 장치가 알려져 있다.

상기 공연비 학습 보정은 산소 센서에 의해 검출된 배기 공연비와 목표 공연비를 비교하고, 실제의 공연비를 상기 목표 공연비에 가까워지는 방향으로 공연비 피드백 보정 게수를 비례, 적분 제어 등으로 가변 제어하는 한편, 상기 공연비 피드백 보정 계수에 의한 보정 요구 레벨을 학습해서 이것을 공연비 학습 보정치로 해서 기억시키고, 상기 공연비 피드백 보정 계수와 함께 상기 공연비 학습 보정치에 의해 연료 분사량을 보정 설정하는 것이다.

여기서, 상기 공연비 학습 보정치는, 전술한 바와 같이 목표 공연비에 대한 공연비 이탈을 보상하기 위해 필요로 되는 보정 요구 레벨을 나타낸 것이므로 공연비 학습 보정치가 이상한 보정 요구 레벨을 나타낸 경우에는 연료 분사 밸브 등의 연료 공급계에 어떤 고장이 발생해서 큰 공연비 이탈이 발생한 것이라 추정할 수 있다.

그래서 상기 공연비 학습 보정치의 레벨에 의거해 연료 공급계의 고장을 진단하는 진단 장치가 여러 가지로 제안되고 있다(특개평 5-163982호 공보 등 참조).

그러나 종래의 공연비 학습 보정치를 이용한 연료 공급계의 고장 진단에서는, 연료 공급계의 고장에 의해 급격하게 대폭적인 공연비 이탈이 발생했을 때 이런 고장을 확실하게 진단할 수 없다는 문제가 있었다.

즉, 공연비 이탈이 발생했을 때에는 이런 공연비 이탈을 해소할 수 있도록 공연비 피드백 보정 계수를 서서히 변화시키지만, 공연비 이탈이 급격하고 대폭적인 것이라면 공연비 피드백 제어의 응답성이 뒤떨어짐에 따라 산소 센서의 출력이 많거나 적은 상태로 고정된 채 통상의 제어 주기와는 완전히 다른 제어 특성을 나타내게 된다.

이 때문에 피드백 제어의 주기(농후, 희박 반전 주기)가 이상하게 길어졌을 때 실행되도록 되어 있는 피드백 보정치의 리세트 동작(주기 이상 크램프 제어)이 상술한 바와 같은 급격하고 대폭적인 공연비 이탈이 발생했을 때 행해져서 공연비 피드백 보정치가 초기 값으로 일단 되돌아가고, 따라서 보정 요구 레벨을 공연비 학습 보정치에 반영시킬 수 없으며, 또 공연비 학습 보정치가 실제로 발생한 공연비 이탈을 나타내는 레벨까지 변화하지 않기 때문에 연료 공급계에 소정 이상의 공연비 이탈을 발생시키는 고장이 발생했음에도 관계 없이 고장 판정을 행할 수 없다는 문제가 있었다.

즉, 공연비 이탈이 서서히 확대되는 경우에는 그 공연비 이탈에 충분한 응답성을 갖고 공연비 학습을 행하도록 할 수 있으므로, 공연비 학습치가 공연비 이탈의 확대에 수반해 서서히 변화해 가서 기준치를 넘는 공연비 학습치가 된 단계에서 고장 판정을 행하도록 하는 것이 가능하다. 이것에 대해 대폭적인 공연비 이탈이 급격하게 발생하면 전술한 리세트 동작에 의해 공연비 학습이 좀처럼 진행되지 않고 따라서 소기의 고장 진단을 행할 수 없게 될 우려가 있던 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 공연비 학습 보정치에 의거하는 연료 공급계의 고장 진단이 급격하고 대폭적인 공연비 이탈이 발생했을 때에도 확실하게 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

그래서 본 발명에 따른 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 제1도에 도시한 바와 같이 구성된다.

제1도에서 공연비 검출 수단은 기관 흡입 혼합기의 공연비를 검출하고, 공연비 피드백 보정 수단은 상기 공연비 검출 수단에 의해 검출되는 공연비를 목표 공연비에 가까워지도록 공연비 피드백 보정치를 가변 제어한다.

또 공연비 학습 수단은 공연비 피드백 보정 수단으로 가변 제어되는 상기 공연비 피드백 보정치에 의한 보정 요구 레벨을 공연비 학습 보정치로 해서 학습한다.

또 피드백 보정 초기 설정 수단은 상기 공연비 피드백 보정 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 주기 이상에 의거해 상기 공연비 피드백 보정치의 초기 설정을 강제적으로 행한다.

그리고 초기 설정시 학습치 갱신 수단은 상기 피드백 보정 초기 설정 수단에 의한 초기 설정 제어시에, 그 초기 설정 제어로의 이행의 기초가 되는 검출 공연비에 의거해 상기 공연비 학습 보정치를 갱신한다.

한편, 연료 공급량 보정 수단은 상기 공연비 피드백 보정치 및 상기 공연비 학습 보정치에 의거해 연료 공급 수단으로 연료 공급량을 보정 제어한다.

또 진단 수단은 상기 공연비 학습 보정치와 기준치와의 비교에 의거해 연료 공급계의 고장 진단을 행해 고장 진단 신호를 출력한다.

여기서, 상기 진단 수단은 상기 공연비 학습 장치의 보정치와 기준치와의 비교에 의거해 연료 공급계의 고장이 진단되면 상기 피드백 보정 초기 설정 수단으로 초기 설정 제어의 회수가 소정 회수일 때에 최종적으로 고장 판정을 행하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또 상기 공연비 학습 수단에 의해 학습된 공연비 학습 보정치는 복수로 구분된 운전 영역별 공연비 학습 보정치와 전 운전 영역에 적용되는 전역 반영 학습치로 된 경우에는, 상기 초기 설정 학습치 갱신 수단으로 갱신된 공연비 학습 보정치 및 상기 진단 수단으로 이용되는 공연비 학습 보정치를 상기 전역 반영 학습치로 하는 것이 바람직하다.

이런 구성의 공연비 제어 장치에 따르면, 검출된 실제의 공연비를 목표 공연비에 가까워지도록 공연비 피드백 보정치가 가변 제어되는 한편 이런 공연비 피드백 보정치에 의한 보정 요구 레벨이 공연비 학습 보정치로서 학습된다.

또 공연비 피드백 제어의 주기 이상이 발생하면, 공연비 피드백 보정치의 초기 설정이 강제적으로 행해지도록 되어 있다. 그리고 이런 초기 설정 제어시에는, 공연비 피드백 보정치로 보정 레벨과는 무관계하게 상기 초기 설정 제어로의 이행의 기초가 되는 검출 공연비에 의거해 상기 공연비 학습치 보정이 갱신된다.

따라서 급격하고 대폭적인 공연비 이탈이 발생하고 이런 공연비 이탈에 대한 공연비 피드백 제어 및 공연비 학습의 응답성이 뒤떨어짐에 따라 피드백 제어 주기가 이상하게 되면, 공연비 피드백 보정치의 초기 설정이 이루어짐과 동시에 그 주기 이상에 의거해 공연비 학습 보정치가 갱신된다.

이 때문에 공연비 피드백 보정치에 의한 참 보정 요구 레벨이 상기 주기 이상에 수반하는 초기 설정 제어에 의해 공연비 학습 보정치에 반여할 수 없는 상황에 있더라도, 초기 설정 동작에 수반해 공연비 학습 보정치를 갱신하는 것으로 상기 보정 요구 레벨에 공연비 학습 보정치를 가까워지도록 하는 것이 가능케 된다.

그리고 상기와 같이 주기 이상에 수반하는 초기 설정 제어시에도 갱신되도록 되어 있는 공연비 학습 보정치와 기준치와의 비교에 의거해 연료 공급게의 고장 진단이 행해진다.

여기서 공연비 학습 보정치와 기준치와의 비교에 의거하는 진단과 함께 상기 초기 설정 제어의 회수를 판별시키고, 공연비 학습 보정치가 나타내는 공연비 이탈이 주기 이상을 발생시키는 공연비 이탈에 수반해 학습된 것인가의 여부를 확인시키도록 하면 좋다.

또 공연비 학습 보정이 복수로 구분된 운전 영역별 공연비 학습 보정치와 전 운전 영역에 적용된 전역 반영 학습치로 나누어진 경우에는 공연비 피드백 보정치의 초기 설정 제어에 수반하는 갱신은 상기 전역 반영 학습치에 의거해 행해지고, 동시에 그 전역 반영 학습치에 의거해 연료 공급계의 고장 진단을 행하도록 한다. 전역 반영 학습치는 전 운전 영역에서 적용된 것으로 학습 빈도가 높기 때문에 응답성 좋게 보정 요구 레벨을 반영시키는 것이 가능하고, 따라서 조기 고장 진단이 가능케 된다.

제1도는 본 발명의 기본 구성을 도시한 블록도.

제2도는 실시예의 시스템 구성을 도시한 개략도.

제3도는 실시예의 공연비 피드백 제어를 도시한 흐름도.

제4도는 실시예의 영역별 공연비 학습을 도시한 흐름도.

제5도는 실시예의 전역 공연비 학습을 도시한 흐름도.

제6도는 실시예의 주기 모니터 클램프 제어를 도시한 흐름도.

제7도는 실시예의 진단 제어를 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내연 기관 4 : 연료 분사 밸브

6 : 삼원 촉매 7 : 풍량계

10 : 크랭크각 센서 12 : 산소 센서

21 : 제어 유니트

이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.

실시예의 시스템 구성을 도시한 제2도에서 풍량계(7)는 공기 청정기(도시 생략)를 개재해서 기관(1)에 흡입되는 공기 유량(Qa)을 검출하고, 무부하 운전 스위치(9)는 스로틀 밸브(8)의 안전 폐쇄 위치를 검출한다. 배전기에 내장된 크랭크각센서(10)는 단위 크랭크 각도 마다의 신호와 기준 크랭크각 위치마다의 신호 Ref를 출력하고, 수온 센서(11)는 기관의 냉각수 온도(Tw)를 검출한다.

또 공연비 검출 수단으로서의 산소 센서(12)는 기관 흡입 혼합기의 공연비와 밀접한 관계에 있는 배기 중의 산소 농도에 감응해서 출력 변화하는 센서로, 이론 공연비를 경계로 그 출력이 급변하는 특성을 갖는 농후, 희박 센서이다.

또 기관의 노킹(knocking) 진동을 검출하는 노킹 센서(13), 기관이 탑재된 차량의 주행 속도를 검출하는 차량 속도 센서(14) 등이 설치되어 있고, 상기 각종 센서의 검출 신호는 마이크로 컴퓨터를 내장한 제어 유니트(21)에 입력되도록 되어 있다.

또 상기 제어 유니트(21)는, 본 실시 예에서, 공연비 피드백 보정 수단, 공연비 학습 수단, 피드백 보정 초기 설정 수단, 초기 설정시 학습치 변경 수단, 연료 공급량 보정 수단, 진단 수단으로서의 기능을, 후술하는 제3도-제7도의 흐름도에 도시한 바와 같이, 소프트웨어적으로 갖추고 있다.

기관(1)으로의 연료 공급은 흡기 포트(3)에 설치된 전자식 연료 분사 밸브(4) (연료 공급 수단)를 통해 행해진다. 연료 분사 밸브(4)는 상기 제어 유니트(21)로부터 분사 펄스 신호에 따라 개방되고, 소정 압력으로 조정된 연료를 분사 공급하는 것으로 그 밸브 개방 시간(분사 펄스 폭)에 의해 분사량이 조정된다.

제어 유니트(21)는 흡입 공기량에 대한 비(공연비)가 목표치(목표 공연비)가 되도록 기본 연료 분사량 Tp를 상기 흡입 공기 유량 Qa와 기관 회전수 Ne에 의거해 연산하고(Tp = K.Qa/Ne : K는 정수), 통상은 상기 기본 연료 분사량 Tp에 의해 결정되는 공연비(베이스 공연비)는 목표 공연비인 이론 공연비 부근으로 되어 있다.

배기관(5)에는 기관(1)에서 배출된 배기 유해 성분(Com Hc, NO%)을 처리하는 삼원 촉매(6)가 설치되어 있다. 이 삼원 촉매(6)가 배기 유해 성분의 전환 효율을 가장 좋은 상태로 확보하는 경우는 촉매의 분위기가 이론 공연비를 중심으로 하는 좁은 범위이다.

그래서 상기 삼원 촉매(6)가 그 정화 능력을 충분하게 발휘할 수 있는 이론 공연비 부근으로 실제의 공연비가 유지되도록 제어 유니트(21)는 산소 센서(12)로부터의 출력 신호에 의거해 연료 분사량을 피드백 보정한다.

여기서 상기 산소 센서(12)의 출력에 의거하는 공연비 피드백 제어의 구성을 제3도의 흐름도에 따라 설명한다.

제3도의 흐름도에 도시된 루틴은, 기준 각도 신호 Ref마다 실행되도록 되어 있도, 우선 단계 1에서는 공연비 피드백 제어의 클램프 조건이 성립하는가의여부를 판별한다.

상기 클램프 조건이란, 예를 들면 냉기시, 시동시, 감속시, 무부하 운전시 등이고, 이 운전 조건이 성립하고 있을 때에는 공연비 피드백 제어는 행해지지 않도록 되어 있다.

또 이런 클램프 조건에 해당하지 않고 공연비 피드백 제어를 실행시키고 있을 때에 산소 센서(12)의 농후 신호 또는 희박 신호가 소정 시간 이상 지속한 경우(주기 이상시)에는 강제적으로 공연비 피드백 보정 계수 α를 일단 초기 값으로 되돌리는 주기 모니터 클램프 제어(초기 설정 제어)가 실행되도록 되어 있다.

또 상기 모니터 클램프 제어에 있어서는 공연비 피드백 보정 계수 α(공연비 피드백 보정치)를 그때의 값에서 서서히 초기값(100%)으로 되돌리는 적분 제어를 행하도록 하고 소정 시간 경과 후에 피드백 제어를 소정의 초기 상태로 재개시킨다.

클램프 조건이 성립된 경우에는 단계 23으로 나아가 공연비 피드백 보정 계수 α를 초기 값으로 리세트하지만, 클램프 조건이 비성립인 상태에서 공연비 피드백 제어를 실행시키는 경우에는 단계 2로 나아가 산소 센서(12)로부터 실제의 공연비가 이론 공연비에 대해서 희박 상태인가의 여부를 판별한다.

공연비가 이론 공연비보다도 희박 상태인 경우에는 단계 3으로 나아가 전회(前回)도 희박 판정이었는가의 여부를 판별하는 것으로 희박 상태에서 농후 상태로의 반전 시인가의 여부를 판별한다.

그리고 전회가 농후 상태가 아닌 희박 상태에서 농후 상태로의 반전 시일때에는 단계 5로 나아가 기본 연료 분사량 Tp와 기관 회전수 Ne와를 파라미터로 하는 도표에서 현재의 운전 조건에 적합한 단계분 PR을 읽어 내고, 다음 단계 6에서는 현재 상태의 보정 계수 α를 최대치로 해서 α_MAX로 세트한다. 즉, 희박 판정 상태에서는 후술하는 바와 같이, 보정 계수 α를 서서히 증대시키는 제어가 행해지고, 농후 상태로의 반전에 수반해 감소 제어로 이행하므로 희박에서 농후로의 반전 시에 있어 감소 제어로의 이행 직후 보정 계수 α가 최대치를 보이게 된다.

단계 7에서는 상기 단계 5에서 구한 단계분 PR을 전회까지 보정 계수 α에서 감산하고, 그 감산 결과를 새로운 보정 계수 α로 해서 갱신 설정시킨다.

한편, 단계 3에서 전회도 농후 판정이었다고 판별되었을 때에는 단계 8로 나아가 후술하는 연료 분사량 Ti에 비례시켜 적분분 IR을 계산한다. 그리고 다음 단계 9에서는 전회까지의 보정 계수 α로부터 상기 적분분 IR을 감산하고, 그 감산 결고를 새로운 보정 계수 α로 해서 갱신 설정한다. 따라서 이론 공연비에 대한 농후 상태가 해소되어 희박로 반전하기까지는 본 루틴 실행마다 보정 계수 α는 적분분 IR에 따라 서서히 감소하게 된다.

동일하게, 실제의 공연비가 이론 공연비에 대해서 작다고 판별되었을 때에는 반전시(단계 4)이면 그때의 보정 계수 α를 최소값 α_MIN으로 세트하고(단계 11), 기본 연료 분사량 Tp와 기관 회전수 Ne로부터 설정한 단계분 PL(단계 10)에 의해 보정 계수 α를 증대 제어한다(단계 12). 한편, 희박 상태의 계속 시에는 연료 분사량 Ti에 비례해서 설정된 적분분 IL(단계 13)에 의해 보정 계수 α를 증대 제어한다(단계 14).

상기의 단계분 PR, PL 및 적분분 IR, IL을 이용해 실제의 공연비가 목표 공연비인 이론 공연비에 가까워지는 방향으로 공연비 피드백 보정 계수 α를 가변 제어함으로써, 연료 분사 밸브 4로부터 분사된 연료량에 따라 형성된 혼합기의 공연비를 이론 공연비 부근으로 안정시키도록 되어 있다.

또, 본 실시예에서는, 제4도의 흐름도에 나타낸 바와 같이, 상기 공연비 피드백 보정 계수 α에 의한 보정 요구 레벨을 복수로 구분된 운전 영역별로 학습하는 영역별 공연비 학습 기능이 갖추어져 있다.

제4도의 흐름도에서, 우선 단계 15-단계 18에서는 공연비 학습 조건의 판별을 행한다.

단계 15에서는 기본 연료 분사량 Tp와 기관 회전치 Ne에 의해 복수의 지역으로 구분된 공연비 학습 도표 상의 동일 지역 내에 안정적으로 해당하는가의 여부를 판별하고 또 단계 16에서는 피드백 제어 중인 것을 확인한다.

또 단계 17에서는 산소 센서(12) 출력의 최대치와 최소치의 편차가 소정치 이상인 것을 확인하는 것으로 산소 센서(12)의 정상 동작 상태를 판정한다.

또 단계 18에서는 산소 센서(12) 출력이 소정 회수 이상 샘플링되었는가의 여부를 판별한다.

그리고 상기 단계 15-18의 학습 조건이 모두 성립하였을 때에는 단계 19로 나아가 상기 흐름도의 단계 6, 단계 11에서 구해진 보정 계수 α의 최대치 α_MAX, 최소치 α_MIN을 이용하고, 보정 계수 α의 제어 중심(100%)에서 이탈량 ε을 아래 식에 의해 구한다.

이탈량 ε=(α_MAX+α_MIN)/2-1

이어, 단계 20에서는 학습 지역을 그때의 기본 연료 분사량 Tp와 기관 회전수 Ne에 의거해 판정하고, 공연비 학습 도표의 해당 지역에 기억되어 있는 영역별 학습 보정치 KBLRCA(초기값=100%)를 읽어 낸다.

그리고, 단계 21에서는 상기 도표로부터 읽어 낸 해당 지역의 공연비 학습 보정치 KBLRCA에 상기 이탈량 ε의 소정 비율 R#을 가산한 값을 해당 지역의 새로운 공연비 학습 보정치 KBLRCA로 하고, 도표상 데이터의 바꿔씀을 행한다.

단, 상기 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA는 단계 22에서 소정의 상한치 내(예를 들면 90%-110%)로 제한되도록 되어 있다.

또 본 실시예에서는 상기 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA 이외에 전 운전 영역에서 적용되는 전역 반영 학습치 KBLRCB를 별도 학습하고, 아래 식에 따라 최종적인 분사 펄스 폭에 대응하는 연료 분사량 Ti(연료 공급량)을 결정하도록 되어 있다.

Ti=Tp×CO×(α+KBLRCA+KBLRCB-2)+Ts

상기 식에서, CO는 냉각수 온도 Tw 등에 의거해 설정된 각종 보정 계수, Ts는 배터리 전압에 따라 설정된 무효 펄스 폭이다.

상기 전역 반영 학습치 KBLRCB의 학습 제어는 제5도의 흐름도에 도시되어 있다. 제5도의 흐름도에서, 우선 단계 31에서는 전역 반영 학습치 KBLRCB의 학습 허가 조건이 성립하고 있는가의 여부를 판별한다. 상기 학습 허가 조건이란 기본적으로는 공연비 피드백 제어의 실행 허가 조건에 맞고, 흡수관 퍼지중이 아닌 것등을 부가 조건으로 하면 좋다.

그리고 학습 허가 조건이 성립하고 있을 때에는 단계 32로 나아가 대(大)주기 이상(異常)에 의거하는 주기 모니터 클램프 제어의 조건이 성립하고 있는가의 여부를 판별한다. 즉, 본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 공연비 피드백 제어 중에 산소 센서(12)이 농후 신호 또는 희박 신호가 소정 시간(예를 들면 30초) 이상 계속된 경우(주기 이상시)에는 강제적으로 보정 계수 α를 일단 초기 값으로 되돌리도록 되어 있고, 상기 단계 32에서는 상기 주기 모니터 클램프 제어 중의 농후 계속 시간의 이상에 의한 클램프 제어시인가의 여부를 판별한다.

그리고 농후 시간의 이상에 의거하는 클램프 제어시(초기 설정 제어시)에는 단계 33으로 나아가 상기 전역 반영 학습치 KBLRCB의 감산 처리를 행한다. 즉 공연비가 농후 상태로 고정되어 있는 경우에는 공연비 피드백 제어 및 공연비 학습의 응답성이 뒤떨어지고 보정치의 상하한 값으로 공연비를 보정할 수 없는 것이라 추정하므로 상기 초기 설정 제어의 기초가 되는 농후 검출에 의거해 전역 반영 학습치 KBLRCB를 감소시키고, 희박 방향으로 보정 요구를 전역 반영 학습치 KBLRCB에 반영시킨다.

동일하게, 단계 34에서 희박에 계속 시간의 이상에 의한 주기 모니터 클램프 제어 실행시라 판별되었을 때에는 단계 35로 나아가 상기 전역 반영 학습치 KBLRCB를 증대시킨다.

상기 전역 반영 학습치 KBLRCB는, 후술하는 바와 같이 공연비 피드백 제어 중 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA의 최대, 최소치에서는 흡수할 수 없는 보정 요구를 반영시키도록 되어 있으나 보정 계수 α를 일단 초기 값으로 되돌리는 주기 모니터 클램프 제어가 행해지게 되면 공연비 피드백 제어 계수 α에 의해 보정 요구 레벨을 직접적으로는 알 수 없기 때문에 소기의 공연비 학습을 행할 수 없다.

그러나, 예를 들면 공연비가 희박로 고정되었기 때문에 주기 모니터 클램프 제어(초기 설정)로 이행한 경우네는 학습 보정치에 의한 보정 레벨로서는 적어도 농후측으로 갱신 요구가 있던 것이라 추정되므로, 본 실시에에서는 주기 이상에 의거해 클램프 제어로 이행했을 때에는 전역 반영 학습치 KBLRCB를 갱신해서 클램프 제어로 이행한 것으로 추정되는 학습 보정 요구를 전역 반영 학습치 KBLRCB에 반영시키도록 했다.

따라서 급격하고 대폭적인 공연비 이탈이 발생해서 공연비가 농후 또는 희박에 고정되어 보정 요구 레벨을 학습하지 않은 채 주기 모니터 클램프 제어로 이행해 버리는 경우라도 상기 공연비 이탈에 의한 학습 보정 요구를 전역 반영 학습치 KBLRCB에 반영시켜 둘 수 있고, 더욱이, 전역 반영 학습치 KBLRCB는 전 영역에 적용되는 것으로, 주기 모니터 클램프 제어가 실행되면 운전 영역에 관계없이 순차적으로 갱신되게 되므로 조기에 상기 공연비 이탈에 대한 보정 요구 레벨을 반영시키는 것이 가능하다.

한편, 통상의 전역 반영 학습치 KBLRCB의 학습 제어는 단계 36 이후에서 행해진다.

단계 36에서는 공연비 피드백 보정 계수 α와 현상태의 운전 조건에 해당하는 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA와의 합계로부터 각 보정치의 초기값인 100%를 감산했던 값과 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA가 규제되는 상한치 KBLGH#(예를 들면 110%)과를 비교한다.

여기서 α+KBLRCA-1이 상한치 KBLGH#(예를 들면 110%) 이상인 경우에는 예를 들어 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA를 상한치 KBLGH#에까지 변화시켰다고 하더라도 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA만으로는 흡수할 수 없는 희박측으로의 공연비 에러분이 존재함을 나타낸다.

그래서 α+KBLRCA-1이 상한치 KBLGH#(예를 들면 110%) 이하인 경우에는 단계 37로 나아가 전역 반영 학습치 KBLRCB의 가산 갱신을 행하고, 상기 공연비 에러로서 남는 부분을 전역 반영 학습치 KBLRCB에 반영시켜 공연비 에러의 축소를 꾀한다. 또 상기 단계 37에서 전역 반영 학습치 KBLRCB의 증가는 (α+KBLRCA-1)과 상한치 KBLGH#(예를 들면 110%)의 차이의 소정 비율을 가산하는 구성으로 된 것이 바람직하나 고정치에 의해 가산 처리하더라도 관계없다.

동일하게, 단계 38에서는 α+KBLRCA-1이 하한치 KBLGL#(예를 들면 90%)을 밑돌고 있는가의 여부를 판별하고, 하한치 KBLGL#을 밑돌고 있는 경우에는 단계 39로 나아가 전역 반영 학습치 KBLRCB의 감산 갱신을 함으로써, 희박측의 보정 요구로서 남는 부분(희박측으로의 공연비 에러분)을 전역 반영 학습치 KBLRCB에 반영시킨다.

또 α+KBLRCA-1이 상한치 KBLGH#과 하한치 KBLGL#로 좁혀진 법위에 있을 때에는 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA에 의한 보정으로 필요 충분한 공연비 학습 보정을 행할 수 있는 조건이라 간주한다. 그리고 이때에는 과잉 보정이 전역 반영 학습치 KBLRCB에 의해 이루어지는 것을 회피할 수 있고, 단계 40으로 나아가전역 반영 학습치 KBLRCB가 초기치(100%)에 대해서 어느 방향으로 학습 갱신되어 있는가를 판별한다.

전역 반영 학습치 KBLRCB가 초기치 이상으로 갱신 학습되어 있을 때에는 단계 41로 나아가 초기값에 가까워질 수 있도록 전역 반영 학습치 KBLRCB의 감산 처리를 행하고, 초기값을 밑도는 값으로 갱신 학습되어 있을 때에는 단계 42로 나아가 초기값에 가까워질 수 있도록 전역 반영 학습치 KBLRCB의 가산 처리를 행한다.

또 서서히 베이스 공연비의 이탈이 확대되는 경우에는 상기의 단계 36-단계 42의 학습 제어로 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA에서 보정할 수 없는 보정 요구의 평균 레벨이 전역 반영 학습치 KBLRCB에 반영되게 된다.

여기서 상기 주기 모니터 클램프 제어를 제6도의 흐름도에 따라 설명한다.

제6도의 흐름도에서 우선 단계 51에서는 산소 센서(12)의 출력에 의거해 이론 공연비에 대한 실제의 공연비의 농후, 희박을 판별한다.

여기서, 공연비의 농후 상태가 판별되었을 때에는 단계 52에서 전회도 농후 상태이었는가의 여부를 판별한다. 그리고 계속적으로 농후 상태이었을 때에는 후술한 바와 같이 농후 또는 희박의 계속 시간을 계측하는 타이머에 의한 계측 시간이 소정 시간(예를 들면 30초) 이상이 되어 있는가의 여부를 단계 53에서 판별한다.

상기 타이머 계측 시간이 소정 시간 이상이 되어 있어 희박 상태를 소정 시간 이상 계속하고 있다고 판별되었을 때에는, 단계 54로 나아가 주기 모니터 클램프 제어(공연비 피드백 보정 계수 α의 리세트 제어)를 행함과 동시에 이런 농후 계속 시간의 이상에 의거해 행해진 주기 모니터 클램프 제어의 회수를 계수한다.

또, 다음 단계 55에서는 상기 타이머를 클리어하고, 새롭게 농후 또는 희박 상태의 계속 시간이 측정되도록 한다.

한편, 단계 52에서 전회의 공연비 상태가 희박이었다고 판별되었을 때에는 희박 상태에서 농후 상태로의 반전시이므로 단계 56에서 타이머를 클리어함으로써 농후 또는 희박 상태의 계속 시간만이 측정되도록 한다.

동일하게 단계 51에서 공연비가 희박이라고 판별되었을 때에는 계속적인 희박 상태인가의 여부를 단계 57에서 판별하고, 계속적인 희박 상태인 경우에는 그 계속 시간이 소정 시간을 넘고 있는가의 여부를 판별해서(단계 58), 소정 시간을 넘어 희박 상태가 계속되고 있는 경우라면 희박 주기 이상에 의거하는 주기 모니터 클램프 제어를 실행함과 동시에 이런 희박 주기 이상에 의한 클램프 제어의 회수를 계수한다(단계 59). 그리고 모니터 주기 클램프 제어를 실행시켰을 때에는 타이머를 클리어해서 다시 농후, 희박 계속 시간의 측정을 행하게 한다(단계 60).

이어 상기와 같이 해서 학습된 전역 반영 학습치 KBLRCB를 이용한 연료 공급계의 고장 진단을 제7도의 흐름도에 따라 설명한다.

제7도의 흐름도에서 우선 단계 71에서 진단 허가 조건이 성립하고 있는가의 여부를 판별한다. 상기 진단 허가 조건은 예를 들면 냉각수 온도 Tw가 소정 온도 이상이고 산소 센서(12)의 출력이 센서의 정상 기능 상태를 나타내고 있는 것 등을 조건으로 한다.

진단 허가 조건이 성립하고 있을 때에는 단계 72로 나아가 전역 반영 학습치 KBLRCB가 기준치인 하한치 HLRMIN#(예를 들면 85%)에 고정되어 있는가를 판별한다.

그리고 전역 반영 학습치 KBLRCB가 하한치 HLRMIN#에 고정되어 있으면서 동시에 농후 계속 시간의 이상에 의거하는 주기 모니터 클램프 제어의 실행 회수가 소정 회수 CMOIM1#(3회) 이상이 되어 있는 경우에는 통상 예측되는 베이스 공연비의 산포를 넘는 대폭적인 농후측으로의 공연비 이탈이 발생한 것이라 판단하고, 단계 74에서 고장 판정 신호를 출력한다.

상기 고장 판정 신호는 기관이 탑재된 차량에서 고장 경고 램프의 점등 트리거의 신호로서 이용되고, 운전자에게 연료 공급계에 어떤 고장(연료 분사 밸브 등의 공급계 부품 또는 풍량계 등의 제어계 부품의 고장 혹은 흡입 공기 누출 등의 이상)이 발생해 목표 공연비로 연소할 수 없음을 경고한다.

동일하게, 단계 75에서 전역 반영 학습치 KBLRCB가 기준치인 상한치 HLRMAX#(예를 들면 31%)에 고정되어 있다고 판별되고 또 단계 76에서 희박 주기의 이상에 의거하는 주기 모니터 클램프 제어의 회수가 소정 회수 CMOIM1# 이상이 되어 있다고 판별되었을 때에 희박측으로 대폭적인 공연비 이탈을 발생시키는 연료 공급계의 고장이 발생하고 있는 것이라 간주하고, 단계 74으로 나아가 고장 판정을 행하게 한다.

여기서 상기 전역 반영 학습치 KBLRCB는 보정 계수 α 및 영역별 공연비 학습 보정치 KBLRCA로부터는 본래의 보정 요구를 읽어 들일 수 없는 주기 모니터 클램프 제어의 실행시에도 운전 영역을 묻지 않고 요구되므로 급격하고 재폭적인 공연비 이탈이 발생해 공연비 이탈을 학습시킴 없이 보정 계수 α가 초기값으로 되돌아갈 때에도 전역 반영 학습치 KBLRCB를 상기 공연비 이탈이 해소되는 방향으로 응답성 좋게 갱신시킬 수 있고, 따라서 상기 급격하고 대폭적인 공연비 이탈을 전역 반영 학습치 KBLRCB에 의거해 진단할 수 있다.

또, 고장 진단에 있어서 전역 반영 학습치 KBLRCB의 고정과 동시에 주기 모니터 클램프 제어의 회수가 학습치의 고정 방향에 대응하는 주기 이상의 발생을 나타내고 있는가의 여부를 확인하도록 하고 있으므로 전역 반영 학습치 KBLRCB의 학습 불량에 의해 일시적으로 고장이 발생된 경우와 같은 오진단을 회피할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 공연비 피드백 제어의 주기에 이상이 생겨 공연비 피드백 보정치를 일단 초기값으로 되돌리는 제어가 행해질 때에도 공연비 학습치를 갱신시키도록 했으므로 급격하고 대폭적인 공연비 이탈이 생기고 상기 초기 설정 제어에 의해 피드백 보정치에 의한 보정 요구를 학습시키지 않는 경우라도 공연비 학습치에 상기 공연비 이탈을 반영시킬 수 있고, 따라서 공연비 학습치에 기인한 연료 공급계의 고장 진단의 진단 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또 상기 공연비 학습치와 함께 주기 이상에 의거하는 초기 설정 제어의 회수를 판별시키는 것으로 공연비 학습 보정치에 의거하는 고장 진단에 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 공연비 학습치가 복수의 운전 영역별로 학습되는 영역별 공연비 학습치와 전 운전 영역에 적용되는 전역 반영 학습치로 나눈 경우에는 전역 공연비 학습치를 상기 초기 설정 제어에 수반해 갱신시키고, 그 전역 반영 학습치에 의거해 연료 공급계의 고장을 진단시키도록 하면 상기 초기 설정 제어에 수반해 예측되는 보정 요구를 높은 빈도로 학습시킬 수 있고 따라서 보다 조기의 고장 진단이 가능하다.

Claims (3)

1. 기관 흡입 혼합기의 공연비를 검출하는 공연비 검출 수단과, 그 공연비 검출 수단에 의해 검출된 공연비를 목표 공연비에 가까워지도록 공연비 피드백 보정치를 가변 제어하는 공연비 피드백 보정 수단과, 그 공연비 피드백 보정 수단으로 가변 제어되는 상기 공연비 피드백 보정치에 의한 보정 요구 레벨을 공연비 학습 보정치로 해서 학습하는 공연비 학습 수단과, 상기 공연비 피드백 보정 수단에 의한 피드백 보정 중에, 상기 공연비 검출 수단으로 검출된 공연비가 목표 공연비보다도 계속적으로 농후한 농후 계속 시간 및 계속적으로 희박한 희박 계속 시간이 소정 시간 이상일 때에, 상기 공연비 피드백 보정치를 초기치로 리세트하는 피드백 보정 초기 설정 수단과, 상기 피드백 보정 초기 설정 수단에 의하여 상기 공연비 피드백 보정치가 초기치로 리세트될 때마다, 상기리세트가 농후 계속 시간과 희박 계속 시간 중 어느것에 의하여 실행되었는지에 따라, 상기 공연비 학습 보정치를 수정하여 갱신 기억시키는 초기 설정시 학습치 갱신 수단과, 상기 공연비 피드백 보정치 및 상기 공연비 학습 보정치에 기인해 연료 공급 수단에 의한 연료 공급량을 보정 제어하는 연료 공급량 보정 수단과, 상기 공연비 학습 보정치와 기준치와의 비교에 의거해 연료 공급계의 고장 진단을 행해 고장 진단 신호를 출력하는 진단 수단을 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진단 수단이 상기 공연비 학습 보정치와 기준치와의 비교에 기인해 연료 공급계의 고장이 진단되고, 또 상기 피드백 보정 초기 설정 수단에 의한 초기 설정 제어의 횟수가 소정 횟수일 때에 최종적으로 고장 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 공연비 학습 수단에 의해 학습된 공연비 학습 보정치는 복수로 구분된 운전 영역별의 공연비 학습 보정치 및 전 운전 영역에 적용되는 전역 반영 학습치로 되고 상기 초기 설정시 학습치 갱신 수단으로 갱신된 공연비 학습 보정치 및 상기 진단 수단으로 사용되는 공연비 학습 보정치가 상기 전역 반영 학습치인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.