KR0121285B1 - 내연기관의 연료 분사량 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기관으로 공급되는 급기량을 검출하는 부하 센서와 기관의 회전수를 검출하는 회전수 센서를 구비하며, 고도에 따라 연료 분사량을 제어하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치에 관한 것으로, 상기 연료 분사량 제어 장치는 최대 급기량을 나타내면서 회전수에 관계하는 특성 곡선에서 그 값이 실제로 기준 고도(H0)로 얻어진 값(tL max)보다 약간 큰 값이 되는 특성 곡선(TLM)을 격납하고, 다른 고도(H1,H2)로 얻어지는 초대 급기량의 특성 곡선(TLH1,TLH2)을 격납하며, 전부하시에 측정되는 급기량 신호의 실제값과 격납된 특성 곡선(TLM,TLH1,TLH2)을 비교하여 각 특성 곡선(TLM,TLH1,TLH2)을 하회하였을 때 그 특성 곡선에 대응하는 고도를 실제의 고도로 하고, 연료 분사량을 고도에 따라서 제어한다.

Description

내연기관의 연료 분사량 제어 장치

제1도는 최대 급기량의 회전수에 따른 특성치를 도시하는 선 도면.

제2도는 여러가지의 고도를 식별하기 위한 특성 곡선군을 도시한 특성 도면.

제3도는 맥동 영역에 있어서 급기량을 제어하기 위한 특성을 도시한 특성 도면.

제4도는 본 발명 장치의 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 블럭 도면.

제5도는 점화 각도를 조절하기 위한 블럭 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

B : 고도 식별 회로 tB : 급기량 제한 회로

E2 : 고도 계수 발생 회로 E3 : 점화 각도 조정 회로

본 발명은 내연기관의 연료 분사량 제어 장치, 보다 상세하게는 기관으로의 급기량을 검출하는 부하 센서와, 기관의 회전수를 검출하는 회전수 센서를 갖추고, 고도에 따라서 연료 분사량을 제어하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치에 관한 것이다.

내연기관에서의 연료 분사량을 그때에 운전하고 있는 고도에 따라서 제어한다는 것이 알려져 있다. 기준 고도 0이상의 운전 고도에 따라서 소위 고도 보정이 행해진다. 고도 보정에선, 각각의 연료 분사량을 조절하며, 예컨대 공기 밀도가 감소되었을 경우 연료 분사량을 감소시키고 연료와 공기의 혼합 공기의 비율을 소정의 값으로 유지하도록 하고 있다. 그것에 의해서 여러가지의 고도에서 주행하는 자동차, 예컨대, 평지로부터 산악 주행을 시도하는 자동차에 있어서, 서서히 농후해지는 혼합 공기가 공급되고 연료 소비량이 증대하는 외에 출력이 감소되는 결점을 해소할 수 있다.

연료 분사 장치에선, 내연기관에 실제로 공급되는 공기량을 검출하기 위해 여러가지의 부하 센서가 설치되어 있다. 부하 센서로부터 얻어지는 부하 신호는 다른 운전 파라미터와 결합되며, 연료 분사량을 정하는 분사 기간 내지 분사량이 구해진다. 고도와 관련하여 분사량을 감소시키며 과잉 농후화를 피할 수 있게 하기 위해서, 자동차에 고도 센서를 장치하고 그 측정 신호에 따라서 연료 분사량 또는 점화 각도를 보정하는 것이 알려져 있다.

따라서, 종전에는 이같은 고도 보정을 하기 위해서 고도 센서가 필요하게 되었고, 그것에 대응해서 원가 상승을 초래한다는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 이같은 종래의 결점을 해결하기 위해 이뤄진 것이며, 고도 센서를 사용함이 없이 값싸고 확실한 고도 보정을 하고 고도에 따라서 연료 분사량을 제어하는 것이 가능한 내연기관의 연료 분사량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 있어선 상술한 과제를 해결하기 위해서, 최대 급기량을 나타내며 회전수에 연관된 특성 곡선에서 그 값이 실제로 기준 고도에서 얻어진 값보다 근소하게 큰 값이 되는 특성 곡선과, 다른 고도에서 얻어지는 최대 급기량의 특성 곡선을 저장하고, 전 부하시에 측정되는 급기량 신호의 실제값과 상기 저장된 특성 곡선을 비교하고, 각 특성 곡선을 하회했을 때에 그 특성 곡선에 대응하는 고도를 실제의 고도로 하는 구성을 채용했다.

이같은 구성에선, 부하 센서로부터 검출된 최대 급기량 신호를 거쳐서 간접적으로 여러가지 운전 고도를 검출토록 구성되므로, 고도 센서를 필요로 하지 않으며 값싼 제어 장치를 얻을 수 있다.

예컨대, 특성 곡선으로 표준 고도(해발)가 1000m이며 회전수에 대해서 급기량 신호를 나타내는 특성 곡선이다. 급기량 특성은 각각의 엔진의 형에 따라서 다르므로 각각의 엔진의 형태마다 특성 곡선을 구하고 그 특성 곡선을 엔진에 고유한 데이타로서 메모리에 기억시키도록 해야 한다.

여러가지의 고도에서 계속적으로 전환이 일어나는 것을 방지하기 위해서, 소정의 대기 시간후, 급기량이 특성 곡선의 값을 히스테리시스값만큼 하회했을 때 그 특성 곡선으로 전환하는 구성이 취해져 있다. 따라서, 본 발명의 장치에선 한계 영역에서의 「진동」(빈번한 전환)을 방지하기 위해 히스테리가 만들어진다.

또, 본 발명의 실시예에선 급기량 신호가 측정된 실제값이 인접하는 것보다 큰 값의 특성 곡선을 넘었을 때 그 특성 곡선으로의 전환이 행해진다.

또한, 본 발명의 실시예에선 지역의 소정 회전수 영역이 설치되며, 그 회전수 영역에선 실제의 급기량 신호에 따른 고도 전환이 중단된다. 이같은 지역의 회전수에선 엔진의 각 급기 행정에 대응해서 큰 급기량 신호를 발생시키는 소위 맥동이 발생한다. 따라서, 이 저역의 회전수 영역은 맥동 회전수 영역이라고 불리워진다. 이 영역에서 과잉 연료 농후화를 피하기 위해서, 검출된 고도에 따라서 이 영역에 고유한 급기량 제한이 행해진다. 이 때문에, 대응해서 저장된 특성 곡선의 값보다 근소하게 큰 제한값이 설치된다. 고도보정은 더욱 고도(高度)와 연관되는 점화 각도의 보정에 의해서 최적화된다. 이 때문에, 마찬가지로 고도에 따라서 변하는 점화 각도 특성 곡선을 엔진에 고유한 특성 곡선으로써 저장하고, 그것을 각각 검출된 운전고도에 있어서 사용된 점화 각도의 조절을 할 수 있다. 마찬가지로 고도와 연관되는 혼합 공기 보정을 행하지 않는 장치, 예컨대 공기 연료비 제어를 하지 않는 공기량 및 압력을 쓴 시스템에 있어서도 검출된 고도에 따라서 보정 계수를 쓸 수 있다.

이하, 도면에 나타내는 실시예에 따라서 본 발명을 상세하게 설명한다.

제1도에는 회전수 n에 따라서 변화하는 급기량 신호 tL이 도시되어 있다. 급기량 신호 tL은 엔진으로의 급기량을 나타내는 신호이며, 분사기간을 정하는 기본 분사 시간에 관계한다. 이 기본 분사 시간은 여러가지 운전 파라미터로 보정되며 분사 신호가 형성된다. 분사기관, 즉 연료 분사량은 이 급기량 신호 tL과 선형인 관계를 가지고 있다.

특성 곡선 tL max(H0)는 해발 0에서의 최대 급기량을 나타내고 있다. 이 특성 곡선보다 약간 위의 점선으로 나타낸 특성 곡선은 급기량의 한계값(TLM)이다. 그 아래에 도시한 특성 곡선 tL max 1(H1)은 소정의 고도 H1에서의 급기량의 회전수에 따라서 변화하는 실제값의 특성을 나타내고 있다.

저역의 회전수 영역 n1 내지 n2에선 맥동 또는 역류의 오차로 혼합기에 과잉 농후화가 발생된다. 이 과잉 농후화의 부분이 사선으로 도시되어 있다.

제2도는 해발 0에서 얻어진 특성 곡선 tL max 보다 약간 큰 값의 회전수에 관계되는 특성 곡선 TLM이 도시되어 있다. 이 TLM의 특성 곡선은 내연기관의 제어 장치의 메모리에 저장되어 있다.

엔진에 불균정이 있음을 고려해서 양 특성 곡선 TLM과 tL max 사이에 소정의 거리, 예컨대 0.5mm/sec의 간격을 설치할 필요가 있다. 따라서, 특성 곡선 TLM은 트로틀 밸브가 전개했을 때, 해발에서의 최대 급기량을 나타내는 것이다. 즉, 이 특성 곡선은 트로틀 밸브의 위치를 검출하는 전부하 스위치가 닫히든가 또는 트로틀 밸브 전위차계의 회전수에 관계된 각도를 상회했을 때 유효해지는 특성 곡선이 있다.

그밖에 또한 내연기관의 제어장치의 메모리에 기억되는 특성 곡선 TLH1, TLH2가 도시되어 있다. 특성 곡선 TLH1, TLH2는 각각 다른 2개의 고도 H1, H2에서의 최대 급기량의 회전수에 관계된 특성을 도시하고 있다. 자동차가 어떤 고도를 달리고, 전부하시에 회전수가 n1 보다 작던가 n2 보다 클 경우, 예컨대, n3의 회전수로 급기량 신호가 tL2일 경우에, 고도 H2로 되어 있다. 마찬가지의 일이 특성 곡선 TLH1을 y의 값만큼 하회했을 경우에도 말할 수 있다(즉, 고도는 H1으로 되어 있다). 그 경우, 특성 곡선의 전환을 지연시키는 소정의 대기시간이 있게 된다. 그것에 의해서 제어장치의 진동을 방지하는 히스테리시스가 발생한다. 반대로 큰 값인 특성치에 대응하는 고도로의 전환은 회전수가 n1 보다 작던가 n2 보다 큰 영역에서의 급기량 신호의 실제치가, 현재 유효한 특성 곡선 TLH2 또는 TLH1의 값을 전부하시에 넘어섰을 때 그 고도로의 전환이 실행된다.

회전수가 n1 보다 크고 n2 보다 작은 영역은 맥동 오차가 큰 엔진에서 오차를 동반하는 전환이 일어나는 것을 방지하기 위해서 설치되어 있다. 이 영역에선 고도가 H1 또는 H2인 특성 곡선 TLH1, TLH2의 값을 상회했을 경우에는 다음에 가까운 값의 고도로의 전환은 행해지지 않는다. 기준 고도에 대해서는 맥동 회전수 영역 n1 내지 n2에선 급기량 tL이 특성 곡선 TML에 의해서 제한되므로 대체로 과잉 농후화는 방지된다. 또한 이 영역에서 각각의 고도에서의 과잉 농후화를 방지하기 위해서, 고도 H1 내지 H2가 검출되었을 경우 최대 급기량 TL은 TLH1+y1 내지 THL2+y2의 값으로 제한된다. y1, y2는 같은 값 또는 0이어도 무방하다. 이것들의 예가 제3도에 도시되어 있다.

고도 보정의 기능은 전부하 스위치가 개방되었을 경우 시간적으로 보아 그것을 유지시킬 수 있다. 전부하 운전이 가끔 행해지는 산악 주행에선 고도 적정화가 행해지며, 이것은 계속해서 전부하 운전이 없는 평지 주행에서도 지속되는 경우가 있다. 계속해서, 낮은 고도로 전부하 운전을 하면 이것은 의도하지 않은 노킹이 발생한다. 따라서 바람직하게는 고도 보정은 각각 전부하 구동시만 행하고 전부하 스위치가 개방된 다음엔 재차 부득이 기준 고도의 운전으로 되돌려지는 것 같은 방법이 행해진다.

제4도는 본 발명 제어 장치의 블럭 회로를 나타내고 있다. 급기량 신호 tL이 고도 식별 회로 B에 입력된다. 또한, 이 식별 회로에는 전부하 스위치 또는 트로틀 밸브 전위차계로부터 얻어지는 전부하 신호 Vs 및 특성 곡선 TLM, TLH1, TLH2의 각 값, 여기에 히스테리시스값 y가 입력된다. 또, 식별 회로 B에는 회전수 n도 입력된다. 또, 맥동 회전수 영역 n1 내지 n2에 있어서 얻어진 고도를 유지시키는 회로 E1이 설치된다. 이 회로 E1의 출력 신호, 즉 고도 신호는 급기량 제한 회로 tB, 고도 계수 발생회로 E2, 점화 각도 조정 장치 E3에 입력된다. 고도 계수 발생 회로 E2는 고도에 연관되는 계수 FH를 발생시키며, 이 계수는 제한된 급기량 신호와 더불어 분사 신호 ti를 발생시키는 회로 E4에 입력된다. 이 분사 신호 발생 회로 E4에는 다시 상세하게 도시되어 있지 않은 회로 E5로부터 얻어지는 엔진에 특유하고, 또한 경우에 따라선 회전수에 따라서 변화하는 계수 Fn이 입력된다. 급기량 제한 회로 tB에는 다시 맥동 영역에서 과잉 농후화를 제한하는 값 y1, y2가 입력된다.

전부하시의 점화 각도를 회전수 및 고도에 따라서 조절하기 위해서, 점화 각도 조정 회로 E3가 설치되어 있으며, 제5도에 상세히 도시되어 있다.

점화 각도 조정 회로 E3는 회전수 n에 따라서 변화하는 전부하시의 점화 각도 αVn을 정하는 회로(1)를 가진다. 다시 회로(2)에 의해서, 예컨대 H0, H1, 또는 H2의 값을 가지는 각각의 고도 H에 따라서 바람직하기는 회전수에 관련하여 변화하는 각도 보정치

αn가 구해진다. 이 보정치는 계속되는 회로(3)에 입력되며, 다시 이 회로(3)에 전부하시의 점화 각도 αVn이 입력되어서 전부하시의 점화 각도의 특성 곡선 αz이 얻어진다.

맥동 오차가 없는 부하 신호가 얻어지는 장치에 대한 실시예로서, 예컨대, 도시한 바와 같이, 2개의 다른 고도 H1, H2를 쓰는 대신에 연속적으로 고도를 구하여도 무방하다. 그 경우 점화 각도의 보정 및 그것에 대응한 보정 계수가 마찬가지로 고도 또는 회전수와 관련하여 변화하는 연속적인 특성 곡선 내지 특성 곡선군으로 할 수 있다.

이하에 실시 양태를 말한다.

전부하시의 급기량 신호가 각 특성 곡선(TLH1,TLH2)으로부터 소정량(y) 이하가 되는 대기 시간 경과후, 그것에 대응하는 고도(H1,H2)로 전환토록 구성되어 있다.

또, 인접하는 값의 큰 특성 곡선을 넘어선 다음, 그 고도로 전환토록 구성되어 있다.

또, 저역의 회전수 영역(n1 내지 n2)을 설치하고, 이 회전수 영역에서 실제의 공급량 신호에 기준한 고도의 전환을 중단토록 구성하고 있다.

그밖에 또, 상기 저역 회전수 영역에서, 급기량 신호가 특성 곡선을 상회했을 경우에 그 특성 곡선의 값 보다 약간 큰 값으로 급기량 제한이 행해진다.

또, 각각의 특성 곡선을 상회하고 또는 하회했을 때 얻어지는 고도(H0,H1,H2)에 따라서 각각, 그것에 대응한 점화 각도의 특성 곡선(αz)으로 전환하도록 구성하고 있다.

또한, 각각의 고도에 따라서 그것에 대응한 고도 보정 계수를 쓰도록 구성하고 있다.

또, 맥동의 오차가 없는 장치에 있어선, 연속적인 고도 보정을 하도록 되어 있다.

또한, 전부하 신호 센서로서 트로틀 밸브 전위차계를 쓰는 경우, 전부하 신호를 발생시키는 회전수에 관계된 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전부하시에 측정되는 급기량 신호의 실제값과 저장된 특정 곡선을 비교하고, 각 특성 곡선을 하회했을 때, 그 특성 곡선에 대응하는 고도를 실제의 고도로 하도록 구성하였으므로, 고가인 고도 센서를 쓰지 않고, 고도를 식별할 수 있으며 고도에 연료 분사량 제어 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (9)

1. 기관으로의 급기량을 검출하는 부하 센서와 기관의 회전수를 검출하는 회전수 센서를 갖추고, 고도에 따라서 연료 분사량을 제어하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치에 있어서, 최대 급기량을 나타내며, 회전수에 관계하는 특성 곡선에서 그 값이 실제로 기준 고도(H0)로 얻어진 값(tL max) 보다 약간 큰 값이 되는 특성 곡선(TLM)을 저장하고, 또, 다른 고도(H1,H2)로 얻어지는 최대 급기량의 특성 곡선(TLH1,TLH2)을 저장하며, 전부하시에 측정되는 급기량 신호의 실제값과 저장된 특성 곡선(TLM,TLH1,TLH2)을 비교하며, 각 특성 곡선(TLH1,TLH2)을 하회했을 때 그 특성 곡선에 대응하는 고도를 실제의 고도로 하고, 연료 분사량을 고도에 따라서 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 전부하시의 급기량 신호가 각 특성 곡선(TLH1,TLH2)으로부터 소정량(y) 이하가 되는 대기 시간 경과후 그것에 대응하는 고도(H1,H2)로 전환되도록 한 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인접하는 값의 큰 특성 곡선을 넘어선 다음 그 고도로 전환하도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저역인 회전수 영역(n1 내지 n2)을 설치하고, 이 회전수 영역에서 실제의 공급량 신호에 기준한 고도의 전환을 중단토록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 저역 회전수 영역에서 급기량 신호가 특성 곡선을 상회했을 경우 그 특성 곡선의 값보다 약간 큰 값으로 급기량 제어가 행해지는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 특성 곡선을 상회하고 또는 하회했을 때 얻어진 고도(H0,H1,H2)에 따라서 각각 그것에 대응한 점화 각도의 특성 곡선(αz)으로 전환토록한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 고도에 따라서 그것에 대응하는 고도 보정 계수를 쓰도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 맥동 오차가 없는 장치에 있어서는 연속적인 고도 보정을 하도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전부하 신호 센서로서 트로틀 밸브 전위차계를 쓰는 경우, 전부하 신호를 발생시키는 회전수에 관련되는 각도를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 분사량 제어 장치.

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