KR0168081B1 - 내연기관의 기통판별 방법 - Google Patents

Abstract

내연기관의 기통판별방법에 있어서, 크랭크 위치 센서신호(CPS)와 위상신호가 동시에 통기되는 시점에서, 위상신호 폭만큼 CPS의 펄스에 동기하여 카운팅함으로써 기통을 판별하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 기통판별방법.

Description

내연기관의 기통판별 방법

제1도와 제2도는 종래의 기통판별 방법을 설명하기 위한 크랭크각 센서신호파형도 및 위상신호의 파형도를 나타낸 파형도.

제3도는 본 발명에 따른 기통판별 방법을 설명하기 위한 CPS 파형도 및 위상신호 그리고 기통판별 카운터의 카운트 값을 나타낸 파형도.

제4도는 본 발명에서 사용하는 엔진 제어장치의 장치 구성도이다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 처리 루틴을 보인 흐름도이다.

본 발명은 내연기관의 기통판별 방법에 관한 것이다.

전자제어장치로 엔진을 제어함에 있어서 연료 분사량과 점화시기 제어를 위해서는 크랭크 위치센서(CPS; crank position sensor) 또는 크랭크각 센서(CAS; crank angle sensor)신호를 필요로 한다. 그리고 이 센서신호의 위상 값은 1번 실린더의 압축위치(BTDC) 114° 또는 75°와 같이 기통판별에 사용된다. 제1도, 제2도는 그 대표적인 예로서 차종에 따라 다르지만 기본원리는 유사하다.

제1a도는 CPS의 출력신호이며 제1b도는 그 위상관계도로서 CPS의 미싱투쓰(missing tooth) 펄스 후 첫 번째 하강 에지에서 위상신호의 상태를 판단하여 그 때의 신호레벨이 로우이면 1번 실린더 압축행정으로 인식하고 하이이면 4번 실린더 배기행정으로 인식하며 이에 해당하는 실린더에 인젝션 및 점화신호를 보낸다. 그리고 제2도의 경우도 마찬가지로 제2a도의 기준각 신호는 인젝션, 점화제어의 기준으로 사용하고 제2b도의 기통판별 신호는 압축 BTDE 75°(1번 실린더)를 판단하기 위해 사용하며 기준각 신호의 하강 에지에서 기통판별 신호의 상태를 판단하여 신호가 하이레벨로 검출되면 1번 실린더의 압축 행정으로 인식한다.

본 발명은 기존의 시스템보다 더욱 신속하게 기통을 인식하여 시동시 에미션(emission)을 강화시키고, 크랭크각 180° 후에 바로 순차분사가 가능하도록 한 내연기관 제어장치의 기통판별 방법을 제공함에 목적을 둔 것이다.

본 발명의 목적에 따른 방법은 내연기관의 기통판별방법에 있어서, 크랭크위치 센서신호(CPS)와 위상신호가 동시에 통기되는 시점에서, 위상신호 폭만큼 CPS의 펄스에 동기하여 카운팅함으로써 기통을 판별하는 것을 특징으로 한다.

다음에 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 크랭크 위치센서(크랭크각 센서)의 신호와 위상신호를 받아들여 동시에 하강 에지되는 시점을 검출하여 인터럽트 개시토록 하여 처리한다.

제3a도는 CPS 출력신호이며 제3b도는 위상신호로서 't1'의 시점은 CPS신호의 하강 에지와 위상신호의 하강 에지가 동시에 발생되는 시점이다.

마이컴은 이들 신호의 t1 시점에서 제1우선 순위 처리 인터럽트로 설정된 CPS처리 루틴에 돌입한다.

CPS 신호와 위상신호는 제4도의 개략적인 하드웨어 구성도에서 보듯이 크랭크샤프트에 설치된 엔코드 형태의 센서(2)로부터 얻어지는 것이며, 센서(2)의 디스크에는 CPS 신호 검출을 위해서 외주 상에 60개의 홀이 형성되어 있고, 위상신호검출을 위해서 내주 상에 4개의 서로 다른 길이를 가진 홀이 형성되며 디스크의 회전방향에 따른 4개의 홀의 시작점을 등간격으로 형성되어 있다. 이것에 의해 크랭크 각 출력파형(a)과 위상검출(3)의 출력파형(b)이 센서(2)로부터 검출되어 제3a,b도와 같이 이 신호들이 CPU(1)에 접수되고 CPU가 내장한 카운터 수단에 의해 제어된다.

CPS는 캠 축이 1회전할 때 펄스 폭이 같은 60개의 펄스를 발생하고 크랭크각은 720°에 대응하므로 크랭크각 펄스 주기는 크랭크각도로서 12°에 대응한다. 또한 위상신호는 캠 축이 1회전할 때 4개의 펄스를 발생하고 위상신호는 720°에 대응하므로 위상신호 펄스 주기는 크랭크 각도로서 180°에 대응한다.

제3도에서 't0'시간 이전에 CPS 인터럽트 수행시 CPS 펄스수 계수기는 펄스입력 때마다 하나씩 증가시키고 있다. 이것은 연료분사의 시작과 끝을 조절하기 위한 기준막으로 사용하기 위한 것이며 또한 점화시기 등의 제어를 위한 것이다. 이때 제3b도와 같이 위상신호가 입력되면 프로그램은 위상 인터럽트 처리루틴을 개시하는데 이때에는 상기 CPS펄스수 계수기를 클리어시켜 두어 기준각으로서 설정한 다음 제3c도와 같이 기통판별 카운터를 CPS펄스에 따라 증분시킨다. 그러나 위상신호가 하강하는 지점에서 멈추는데 현재는 't1'시점이 되고, 따라서 기통판별 카운터 값은 1로 세팅되어 있다.

상기 't1'의 시점에서 처리루틴에서는 1번 실린더 BTDC 114°로 인식하고 CPS펄스와 위상신호가 동시에 하강 에지이므로 CPS처리루틴으로 가서 CPS펄스수 계수기를 작동시킨다. 이어서 그 다음 위상신호가 발생하고 크랭크각 펄스가 하강하는 시점(t2)을 기준으로 하여 CPS펄스마다 기통판별 카운터를 개시시켜 카운트한다. 기통판별 카운터는 처리루틴이 갖는 가상의 카운터이거나 물리적 장치이고 위상신호가 하강하는 시점(t3)에서의 카운터 값을 보아 5개이므로 3번 실린더 BTDC 114°로 인식한다.

마찬가지 방식으로 그 다음 발생된 위상신호의 검출에 따라서 기통판별 카운터에 의해 즉, 크랭크각도(CA) 펄스갯수에 따라 기통을 식별한다.

3개의 CA는 4번 실린더, 7개 CA는 3번 실린더로 인식하고 이것은 반복된다. 물론, 실린더 기통번호를 인식한 후에는 카운터를 리셋시킨다.

제3c도에서 보듯이 기준각은 180°로서 CA 180° 이후에 바로 순차자분사가 될 수 있다.

상기 설명에 따른 본 발명의 처리방법은 제5도 및 제6도에 나타낸 흐름도로 요약된다. 제5도는 위상 인터럽트 발생시의 처리방법을 보인 것이다. 스텝5-1과 같이 기통판별 카운터(CPSCNT)의 결과 치에 따라서 기통판별 후에 스텝5-2에 같이 CPSCNT 및 CPS 펄스 카운터를 초기화시키고 복귀한다. 그리고 제6도는 CPS 인터럽트 처리 루틴으로서 위상신호가 하이인지를 스텝6-1에서 판단하여 하이이면 기통판별 카운터를 증가시키고 스텝6-3과 같이 CPS 펄스 수 카운터를 증가시켜 복귀하여 본 발명의 목적을 달성한다.

제1도에서 최소 크랭크각 360°만에 기통식별이 가능하고, 제2도에서는 크랭크각 720만에 기통식별이 가능하지면, 본 발명에 따르면 크랭크 각 180°만에 기통식별이 가능하므로 기통식별이 타 시스템보다 빠름을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 내연기관의 기통판별방법에 있어서, 크랭크 위치 센서신호(CPS)와 위상신호가 동시에 통기되는 시점에서, 위상신호 폭만큼 CPS의 펄스에 동기하여 카운팅함으로써 기통을 판별하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 기통판별방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 위상신호는 180° 기준으로 기통번호에 대해 서로 다른 폭의 펄스폭을 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 기통판별방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 위상신호 펄스는 크랭크샤프트에 설치된 서로 다른 길이의 홀이 준비된 엔코더 타입의 센서로부터 출력됨을 특징으로 하는 내연기관의 기통판별방법.