KR100221082B1 - 점화시기 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진 제어장치에서 운행되는 자동차에서 내 외부적인 요인에 의하여 발생되는 실화가 검출되면 차기 실린더의 점화시기를 검출되는 실화의 분석에 따라 제어하여 엔진 구동에 안정성을 제공하도록 한 것이다.

본 발명은 엔진의 구동에 따라 전반적인 운행정보를 검출하여 그에 해당하는 소정의 전기적 신호를 출력하는 운행정보 검출수단과, 검출되는 운행정보의 분석을 통하여 실화가 발생되는 실린더 및 그 상태를 검출하여 차기 실린더의 점화주기 보정을 진행하는 제어수단과, 점화주기 보정 제어신호에 따라 스위칭되어 점화코일의 1차측 전류를 단속하는 파워 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 구동되는 엔진의 각 실린더 점화시기와 엔진 회전수 및 부하상태를 검출하여 현재의 운행이 정속주행을 실행하고 있는지를 판단하는 과정과, 각 실린더의 실화 발생 주기를 검출한 후 실화가 발생된 차기 실린더의 점화주기를 조정하는 제2과정을 포함하는 것을 특징으로 하여 각각의 실린더의 실화여부를 검출한 후 차기 실린더의 점화주기를 선택적으로 보정하여 주므로 실질적인 점화주기의 보상이 진행되어 엔진의 구동에 안정성 및 신뢰성을 제공한다.

Description

점화시기 제어장치 및 그 방법

본 발명은 자동차의 엔진 제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 운행되는 자동차에서 내 외부적인 요인에 의하여 발생되는 실화가 검출되면 차기 실린더의 점화시기를 검출되는 실화의 분석에 따라 제어하여 엔진 구동에 안정성을 제공하도록 한 점화시기 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 운행되는 자동차에서 각각의 실린더 측에 흡입된 혼합기를 불꽃점화를 통해 연소시키는 과정에서 정상적인 화염전파가 이루어지지 않은 상태에서 미연소 가스의 급속한 압축에 따라 자기 발화가 발생하거나 급 가속으로 실린더측에 흡입되는 혼합기가 일시적으로 희박하여지는 경우 또는 과도한 혼합기의 형성으로 인하여 정상적인 연소가 이루어지지 않는 실화가 발생하게 되면 엔진의 진동과 크랭크 샤프트의 회전각 및 캠축의 회전각에 변형이 발생된다.

따라서, 캠축의 회전각 변형에 따라 각각의 실린더측에 점화불꽃을 방전시키는 주기가 변형되므로 정상적인 엔진의 출력을 발휘하지 못하게 된다.

종래의 자동차에서는 엔진 블록에 노크 센서를 구비하여 엔진의 실화 발생에 따른 진동을 검출하여 실화의 발생으로 검출되면 진동의 강도를 분석한 후 점화시기를 진각시켜 실화 발생을 보정하여 주었다.

전술한 바와같이 종래의 실화 발생에 대한 보정 동작은 단순한 점화 시기의 진각을 통해서만 제어하므로 각각 실린더에 대한 실질적인 실화의 보정이 이루어지지 않으므로 정상적인 실화의 보정이 이루어지지 못하여 정상적인 엔진 출력을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 엔진의 진동으로 크랭크 샤프트의 회전각 및 캠축의 변형으로 전체적인 점화주기가 변형된 상태에서 일시적인 점화주기의 진각으로 엔진의 점화를 정상적으로 유지시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 엔진의 구동중 각각의 실린더에 대한 실화여부를 검출한 후 검출되는 실화상태에 따라 차기 실린더의 점화시기를 조정하여 정상적인 실화보정 및 엔진의 출력을 확보하도록 한 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실화검출에 따른 점화주기 보정장치에 있어서, 엔진의 구동에 따라 전반적인 운행정보를 검출하여 그에 해당하는 소정의 전기적 신호를 출력하는 운행정보 검출수단과, 검출되는 운행정보의 분석을 통하여 실화가 발생되는 실린더 및 그 상태를 검출하여 차기 실린더의 점화주기 보정을 진행하는 제어수단과, 점화주기 보정 제어신호에 따라 스위칭되어 점화코일의 1차측 전류를 단속하는 파워 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 구동되는 엔진의 각 실린더 점화시기와 엔진 회전수 및 부하상태를 검출하여 현재의 운행이 정속주행을 실행하고 있는지를 판단하는 과정과, 각 실린더의 실화 발생 주기를 검출한 후 실화가 발생된 차기 실린더의 점화주기를 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 점화시기 제어장치의 구성 블록도이고,

제2도는 제1도에 도시된 본 발명에서 점화시기 제어를 실행하는 일 실시예의 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 알 수 있는 바와같이 본 발명의 일 실시예에 따른 점화시기 제어장치는 검출부(10)와, ECU(20), 파워 트랜지스터(30) 및 점화코일(40)로 이루어지는데, 검출부(10)는 흡기 매니폴더를 통해 연소실로 유입되는 공기량을 칼만 와류(Karman Vortex) 현상을 이용하여 측정한 후 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 공기량 검출부(11)와, 엔진의 구동에 따라 크랭크 축이 압축 상사점에 대하여 어떤 위치에 있는가를 검출하여 엔진 회전수와 분사 시기를 결정하는 전기적 신호를 출력하는 크랭크 각 검출부(12)와, 엔진의 출력에 대하여 반발력으로 작용하는 부하의 정도를 검출하여 그에 해당하는 소정의 신호를 출력하는 부하 검출부(13), 실린더 블록을 순환하면서 폭발열을 흡수한 후 라디에이터 코어를 통해 방열하는 냉각수의 온도를 검출하여 연료 분사량과 점화시기를 보정하기 위한 전기적 신호를 출력하는 수온 검출부(14)로 이루어지며, 검출되는 각 정보를 ECU(20)측에 인가한다.

ECU(20)는 검출부(10)에서 인가되는 각각의 정보를 분석하여 실린더의 실화여부를 검출한 후 검출되는 실화에 따라 차기 실린더의 점화시기 조정을 위한 전반적인 동작을 제어하다.

파워 트랜지스터(30)는 ECU(20)에서 인가되는 제어신호에 스위칭되어 점화코일(40)의 1차측 전류를 단속하여 각각의 실린더에 구비되는 점화 플러그측에 단속된 고전압을 유기시켜 엔진의 점화를 유지시킨다.

전술한 바와같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 점화시기 제어에 대한 동작을 첨부된 제2도와 함께 설명하면 다음과 같다.

이그니션 스위치의 접점 온으로 엔진의 점화 구동이 진행되면 ECU(20)는 검출부(10)에서 인가되는 각각의 운행정보를 검출하여 그에 해당하는 점화시기의 제어 및 연료 분사량을 제어하며, 크랭크 각 검출부(12)의 신호를 분석하여 각 실린더의 점화시기를 검출한다(스텝101).

이후, 부하 검출부(13)에서 인가되는 신호로부터 엔진의 출력에 반발력으로 작용하는 부하의 정도를 검출하여(스텝102) 운행되는 현재의 차속이 정속 주행을 실행하고 있는지를 판단한다(스텝103).

상기 스텝103에서 운행되는 자동차가 정속 주행을 진행하고 있는 것으로 판단되면 각각의 실린더에서 실화로 발생되는 주기의 변화를 검출하여 제2번 실린더(TDC1)에서 제1번 실린더(TDC0)를 감산 연산한 값이 일정 상수값(K)에 제2번 실린더(TDC1)를 곱한 연산값 이상인지의 여부를 판단한다(스텝105).

상기 스텝105에서 감산 연산한 값이 곱한 연산값 이상으로 판단되면 실린더2개가 연속하여 실화를 발생한 것으로 판단하여(스텝106) 초기 값, 즉 제1번 실린더(TDC0)의 점화시기로 제3번 실린더(TDC2)의 점화주기를 설정한 후 파워 트랜지스터(30)의 스위칭을 제어한다(스텝107).

따라서, 파워 트랜지스터(30)는 인가되는 신호에 따라 스위칭되어 점화코일(40)의 1차측 전류를 단속하여 실화가 연속적으로 발생된 2개의 실린더 이후의 실린더측에 인가되는 점화주기를 보정한다.

상기 스텝103에서 검출되는 운행정보가 정속 주행이 아닌 것으로 판단되면 점화주기를 예측, 판정한 후 제1번 실린더(TDC0) 및 제2번 실린더(TDC1)의 폭발이 정상적으로 진행되었는지의 여부를 판단한다(스텝108)(스텝109).

상기 스텝109에서 제1번 실린더(TDC0) 및 제2번 실린더(TDC1)의 폭발이 정상적으로 이루어진 것으로 판단되면 제3번 실린더(TDC2)의 폭발에 실화가 발생하였는지를 검출한다(스텝110).

상기 스텝110에서 제3번 실린더(TDC2)의 실화로 검출되면 실화가 1회 발생한 것으로 판단한 후(스텝111) 실화가 발생하기 이전의 실린더 점화주기로 차기 실린더의 점화주기를 설정하여 파워 트랜지스터(30)를 통해 점화코일(40)의 1차측 전류를 단속한다(스텝112).

또한, 상기 스텝105에서 감산 연산한 값이 곱한 연산값 이하로 판단되면 제1번 실린더(TDC0) 및 제3번 실린더(TDC2)가 정상적으로 폭발되고, 제2번 실린더(TDC1) 및 제4번 실린더(TDC3)에 실화가 발생되었는지를 판단한다(스텝113).

상기 스텝113에서 제1번 실린더(TDC0) 및 제3번 실린더(TDC2)가 정상적으로 폭발되고, 제2번 실린더(TDC1) 및 제4번 실린더(TDC3)에 실화가 발생되었으면 주기적인 실화가 판단하여 경보램프를 점등시켜 운전자에게 수리복구를 지시하여 준다(스텝114)(스텝115).

상기 스텝109에서 제1번 실린더(TDC0) 및 제2번 실린더(TDC1)의 폭발이 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단되면 상기 스텝105를 실행하여 점화주기의 보정을 위한 동작을 연속적으로 진행한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 각각의 실린더의 실화여부를 검출한 후 차기 실린더의 점화주기를 선택적으로 보정하여 주므로 실질적인 점화주기의 보상이 진행되어 엔진의 구동에 안정성 및 신뢰성을 제공한다.

Claims (5)

1. 흡기 매니폴더를 통해 실린더 연소실로 유입되는 공기량을 칼만 와류 현상을 이용하여 측정한 후 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 공기량 검출부와, 엔진의 구동에 따라 크랭크 축이 압축 상사점에 대하여 어떤 위치에 있는가를 검출하여 엔진 회전수와 분사 시기를 결정하는 전기적 신호를 출력하는 크랭크 각 검출부와, 엔진의 출력에 대하여 반발력으로 작용하는 부하의 정도를 검출하여 그에 해당하는 소정의 신호를 출력하는 부하검출부와, 냉각수의 온도 변화를 검출하여 연료 분사량과 점화시기를 보정하기 위한 전기적 신호를 출력하는 수온 검출부인 운행 정보검출수단과; 상기 수단에서 검출된 운행정보의 분석을 통해서 실화가 발생되는 실린더 및 그 상태를 검출하여 차기 실린더의 점화주기 보정을 진행하는 제어수단과; 상기 점화 주기 보정 제어신호에 따라 스위칭되는 점화코일의 1차측 전류를 단속하는 파워트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 점화시기 고정장치.
2. 실화검출에 따른 점화주기 보정방법에 있어서, 구동되는 엔진의 각 실린더 점화시기와 엔진 회전수 및 부하상태를 검출하여 현재의 운행이 정속주행을 실행하고 있는지를 판단하는 제1과정과, 상기 과정에서 각 실린더의 실화 발생 주기를 검출한 후 실화가 발생된 차기 실린더의 점화주기를 조정하는 제2과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화시기 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 과정에서 정속 주행인 상태에서 제2번 실린더의 주기 변화에서 제1번 실린더의 주기 변화 차가 제2번 실린더의 주기 변화에 일정 상수를 곱한 값 이상이면 실화의 발생이 2회 연속 진행된 것으로 판단하여 제1번 실린더의 점화주기의 값으로 제3번 실린더의 점화주기를 보상하는 것을 특징으로 하는 점화시기 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 과정에서 정속 주행이 아닌 것으로 검출되는 상태에서 제1번 실린더 및 제2번 실린더가 정상적인 폭발을 진행하고 제3번 실린더의 실화로 검출되면 1회 실화의 발생으로 판단하여 제2번 실린더의 점화주기를 제4번 실린더의 점화주기로 보정하는 것을 특징으로 하는 점화시기 제어방법.
5. 제2항에 있어서, 정상적인 주행상태에서 제1번 실린더 및 제3번 실린더가 정상적으로 폭발하고, 제2번 실린더와 제4번 실린더가 실화로 검출되면 주기적인 실화로 판단하여 경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 점화시기 제어방법.