KR100290394B1

KR100290394B1 - 연료피이드백제어방법

Info

Publication number: KR100290394B1
Application number: KR1019970044036A
Authority: KR
Inventors: 김남종
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 2001-06-01
Also published as: KR19990020574A

Abstract

차량 노화로 인한 엔진 특성 변화시 산소 센서의 주파수 특성을 고려하여 연료 피이드 백 제어를 함으로써 엔진 부조화에 따른 엔진 회전수 변동을 방지하도록 한 연료 피이드 백 제어 방법에 관한 것으로, 차량의 운행중 검출되는 산소센서의 신호를 설정된 비교 기준값과 비교하여 공급되는 혼합기가 농후한지 희박한지를 판단하는 단계와, 상기 단계에서 공급되는 혼합기가 농후하여 산소센서 신호가 비교 기준값보다 작을 경우에는 산소센서 주파수 특성에 따라 인젝터의 통전시간을 짧게 하여 연료 분사량을 감소시키는 단계와, 상기 단계에서 연료 분사량이 감소되어 공급 혼합기가 희박하여 산소센서 신호가 비교 기준값 보다 클 경우에는 산소센서 주파수 특성에 따라 인젝터의 통전시간을 길게 하여 연료 분사량을 증가시키는 단계를 포함하며, 상기와 같은 동작을 반복함으로서 공급 혼합기가 이론 공연비에 근사한 좁은 범위로 제어되게 하는 것을 특징으로 하여 차량 노화에 따른 엔진 특성 변화가 있어도 연료 피이드 백 제어시 비례제어 및 적분제어 특히, 적분제어를 산소센서 신호의 주파수 특성에 따라 조정할 수 있도록 하여 피이드 백 제어를 함으로써 산소센서 신호가 일정 주파수 영역을 벗어나서 엔진 부조화에 의한 아이들 엔진 회전수 변동이 발생되는 것을 능동적으로 방지할 수 있다.

Description

연료 피이드 백 제어 방법

본 발명은 차량의 연료 피이드 백 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 노화로 인한 엔진 특성 변화시 산소 센서의 주파수 특성을 고려하여 연료 피이드 백 제어를 함으로써 엔진 부조화에 따른 엔진 회전수 변동을 방지하도록 한 연료 피이드 백 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연료 피이드 백 제어 방법은 배기가스중의 산소농도를 검출하는 산소센서의 신호에 따라 엔진의 연소상태가 농후 연소인지 희박 연소인지를 판단한 다음 그에 따라 공연비를 보상하여 이론 공연비 부근에서 운전이 되도록 하여 배기가스를 저감시키기 위한 것으로, 종래의 연료 피이드 백 제어 방법에 관해 설명하면 다음과 같다.

배기가스중의 산소농도에 따라 출력되는 산소센서로부터의 신호 전압에 의해서 ECU는 산소센서의 기전력이 비교전압보다 높을 때는 공급 혼합기의 공연비가 이론 공연비보다도 진한(농후)것으로 판정하여 연료 인젝터의 통전시간을 짧게 제어하여 연료 분사량을 감소하고, 산소센서의 기전력이 비교전압보다 낮을 때는 공급 혼합기의 공연비가 이론 공연비보다도 희박한 것으로 판정하여 연료 인젝터의 통전시간을 길게 제어하여 연료 분사량을 증가시켰다.

상기와 같은 제어에서 연료 인젝터의 통전시간의 제어는 다음의 식과 같이 하여 제어하였다.

INT F/B 제어=I_―GAIN(적분제어)+P_―GAIN(비례제어)

I_―GAIN=INTRICHM(N_e, Q_a):농후판정시

INTLEANM(N_e, Q_a):희박판정시

P_―GAIN=PRORICHM(N_e, Q_a):농후판정시

PROLEANM(N_e, Q_a):희박판정시

상기에서 INT ***M은 엔진 회전수(

N_e

)와 흡입 공기량(

Q_a

)에 따라 설정되어 있는 적분보정 3차원 맵 테이블에 의한 값이며, PRO***M은 엔진 회전수(

N_e

)와 흡입 공기량(

Q_a

)에 따라 설정되어 있는 비례보정 3차원 맵 테이블에 의한 값이다.

전술한 바와 같은 종래의 방법에서는 차량 노화에 따른 엔진 특성 변화가 있어도 연료 피이드 백 제어시 비례제어 및 적분제어를 산소센서 신호의 주파수 특성을 고려하지 않고 적용함으로써 산소센서 신호가 일정 주파수 영역을 벗어날 경우 엔진 부조화로 인하여 아이들 운전시 엔진 회전수 변동을 심각하게 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 차량 노화로 인한 엔진 특성 변화시 산소 센서의 주파수 특성을 고려하여 연료 피이드 백 제어를 함으로써 엔진 부조화에 따른 엔진 회전수 변동을 방지하도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 운행중 검출되는 산소센서의 신호를 설정된 비교 기준값과 비교하여 공급되는 혼합기가 농후한지 희박한지를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 공급되는 혼합기가 농후하여 산소센서 신호가 비교 기준값보다 작을 경우에는 산소센서 주파수 특성에 따라 인젝터의 통전시간을 짧게 하여 연료 분사량을 감소시키는 단계와;

상기 단계에서 연료 분사량이 감소되어 공급 혼합기가 희박하여 산소센서 신호가 비교 기준값 보다 클 경우에는 산소센서 주파수 특성에 따라 인젝터의 통전시간을 길게 하여 연료 분사량을 증가시키는 단계를 포함하며, 상기와 같은 동작을 반복함으로서 공급 혼합기가 이론 공연비에 근사한 좁은 범위로 제어되게 하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명인 연료 피이드 백 제어 방법에 따른 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,

도 2 는 본 발명인 연료 피이드 백 제어 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,

도 3 은 본 발명에 따라 연료분사가 보정되는 과정을 도시한 신호 파형도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시에를 설명하면 다음과 같다.

도 1 에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 장치는 운행정보 검출부(10)와, 산소센서(20), 제어부(30), 인젝터(40)로 이루어진다.

운행정보 검출부(10)는 차량의 운행중 엔진 회전수, 흡입 공기량 등의 각종 운행정보를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

산소센서(20)는 차량 운행중 배기가스중의 산소농도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

제어부(30)는 상기 운행정보 검출부(10)와 산소센서(20)의 신호를 분석하여 그에 따라 연료 분사량을 제어하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다.

인젝터(40)는 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 개폐되어 일정량의 연료를 분사한다.

상기와 같이 구성된 장치에 의해 본 발명인 연료 피이드 백 제어 방법의 일 실시에를 첨부된 도면을 참조로 하여 그 동작과정에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

차량의 운행중 제어부(30)는 운행정보 검출부(10)의 신호로부터 엔진 회전수(

N_e

), 흡입 공기량(

Q_a

) 등의 운행 정보를 검출한 다음(S10) 배기가스중의 산소농도에 따라 소정의 신호를 출력하는 산소센서(20)의 신호를 검출하여(S20) 흡입되는 혼합기가 희박한지 농후한지를 판단한다(S30).

상기에서 혼합기가 희박한지 농후한지의 판단은 상기 산소센서(20)에서 검출되는 신호의 기전력과 혼합기의 희박 및 농후를 판단하기 위해 설정된 기준값을 비교판단(S30)함으로써 알 수 있다.

상기 단계(S30)에서 공급 혼합기의 공연비가 이론 공연비보다도 진하여 산소센서(20)에서 검출되는 신호의 기전력이 비교 기준값보다 높을 경우 제어부(30)는 농후 연소로 판단하여(S40) 연료 인젝터(40)의 통전시간을 다음의 식과 같이 제어하여 연료 분사량을 감소시킨다(S50).

INT F/B 제어=I_―GAIN+P_―GAIN

I_―GAIN=INTRICHM(N_e, Q_a)

P_―GAIN=PRORICHM(N_e, Q_a)×PRORICHSCL(EGOAVG)

여기서

PRORICHSCL

은 농후 연소 판정시 산소센서(20) 주파수 평균값에 따라 설정된 보정 스케일의 테이블값이며, EGOAVG=(C₀+C₁+C₂+…)/SCALE(N_E)으로 매 일정 주기마다의 산소센서(20) 주파수의 평균값이다.

상기와 같은 식에 의해 도 3 과 같이 산소센서(20)의 주파수 특성에 따라 인젝터(40)의 통전시간을 짧게 함으로써 농후하게 공급되는 혼합기는 이론 공연비에 가깝게 된다.

이와 같이 인젝터(20)의 통전시간을 짧게 하여 연료 분사량을 감소시켜 공연비가 희박해져 상기 단계(S30)에서 산소센서(20)에서 검출되는 신호의 기전력이 기준값보다 작아지면 제어부(30)는 희박 연소라 판단하여(S60) 다음의 식에 의해 인젝터(40)의 통전시간을 길게 하여 연료 분사량을 증가시킨다(S70).

INT F/B 제어=I_―GAIN+P_―GAIN

I_―GAIN=INTRICHM(N_e, Q_a)

P_―GAIN=PROLEANM(N_e, Q_a)×PROLEANSCL(EGOAVG)

여기서

PROLEANSCL

은 희박 연소 판정시 산소센서(20) 주파수 평균값에 따라 설정된 보정 스케일의 테이블값이며, EGOAVG=(C₀+C₁+C₂+…)/SCALE(N_E)으로 매 일정 주기마다의 산소센서(20) 주파수의 평균값이다.

상기와 같은 식에 의해 도 3 과 같이 산소센서(20)의 주파수 특성에 따라 인젝터(40)의 통전시간을 길게 함으로써 희박하게 공급되는 혼합기는 이론 공연비에 가깝게 된다.

이와 같이 인젝터(20)의 통전시간을 길게 하여 연료 분사량을 증가시켜 공연비가 농후해져 상기 단계(S30)에서 산소센서(20)에서 검출되는 신호의 기전력이 기준값보다 커지면 제어부(30)는 농후 연소라 판단하여(S40) 상기 단계(S50)에서와 같이 연료 인젝터(40)의 통전시간을 짧게 하여 연료 분사량을 감소시킨다(S50).

제어부(30)는 상기와 같은 동작을 반복함으로써 공급 혼합기를 이론 공연비에 근사한 좁은 범위로 제어하게 된다.

이와 같이 본 발명은 차량 노화에 따른 엔진 특성 변화가 있어도 연료 피이드 백 제어시 비례제어 및 적분제어 특히, 적분제어를 산소센서 신호의 주파수 특성에 따라 조정할 수 있도록 하여 피이드 백 제어를 함으로써 산소센서 신호가 일정 주파수 영역을 벗어나서 엔진 부조화에 의한 아이들 엔진 회전수 변동이 발생되는 것을 능동적으로 방지할 수 있다.

Claims

차량의 연료분사 제어 방법에 있어서, 차량의 운행중 검출되는 산소센서의 신호를 설정된 비교 기준값과 비교하여 공급되는 혼합기가 농후한지 희박한지를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 공급되는 혼합기가 농후하여 산소센서 신호가 비교 기준값보다 작을 경우에는 산소센서 주파수 특성에 따라 인젝터의 통전시간을 짧게 하여 연료 분사량을 감소시키는 단계와;

상기 단계에서 연료 분사량이 감소되어 공급 혼합기가 희박하여 산소센서 신호가 비교 기준값 보다 클 경우에는 산소센서 주파수 특성에 따라 인젝터의 통전시간을 길게 하여 연료 분사량을 증가시키는 단계를 포함하며, 상기와 같은 동작을 반복함으로서 공급 혼합기가 이론 공연비에 근사한 좁은 범위로 제어되게 하는 것을 특징으로 하는 연료분사 제어 방법.

상기 단계에서 연료 분사량을 증감시키기 위한 인젝터의 통전시간 제어는 다음의 식에 의해 이루어지고, 상기와 같은 동작을 반복함으로서 공급 혼합기가 이론 공연비에 근사한 좁은 범위로 제어되게 하는 것을 특징으로 하는 연료 피이드 백 제어방법.

INT F/B 제어=I_―GAIN+P_―GAIN

I_―GAIN=INTRICHM(N_e, Q_a):농후판정시

INTLEANM(N_e, Q_a):희박판정시

P_―GAIN=PRORICHM(N_e, Q_a)×PRORICHSCL(EGOAVG):농후판정시

P_―GAIN=PROLEANM(N_e, Q_a)×PROLEANSCL(EGOAVG):희박판정시

상기에서 INT***M은 엔진 회전수( N_e )와 흡입 공기량( Q_a )에 따라 설정되어 있는 적분보정 3차원 맵 테이블에 의한 값이며, PRO***M은 엔진 회전수( N_e )와 흡입 공기량( Q_a )에 따라 설정되어 있는 비례보정 3차원 맵 테이블에 의한 값이고, PRO***SCL은 산소센서 주파수 평균값에 따라 설정된 보정 스케일의 테이블값이며, EGOAVG=(C₀+C₁+C₂+…)/SCALE(N_E)으로 매 일정 주기마다의 산소센서 주파수의 평균값이다.