KR100362708B1 - 가속시여분의연료분사량증대장치및그제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가속시 여분의 연료분사량 증대장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 연료분사를 하기 위한 동작을 시작으로부터 센서부(30)의 각 센서가 순차적으로 출력하는 신호가 있는가를 판정하며 제어부(40)에서 가속중인지를 판단하고 여분 분사량의 기본분사량에 대해 가속시의 분사량을 비교판단과, 여분분사의 엔진부하에 대한 가속시의 엔진부하를 비교와, 설정속도에 대한 가속시의 차량속도를 비교와, 엔진이 구동하고 있는지를 판단으로부터 여분분사량을 산출하여 인젝터의 연료분사시간을 사용자의 임의로 일정량 늘려서 연료분사 할 수 있도록 하여 가속성및 배기가스 제어를 용이함은 물론 공연비 희박에 관한 문제를 해결하게 되는 효과를 제공하는 것이다.

Description

가속시 여분의 연료분사량 증대 장치 및 그 제어 방법

본 발명은 가속시 여분의 연료분사량 증대장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 가속의 천이구역을 판정하여 비가속구역 조건을 차량의 제어부가 판정할 때 까지 인젝터의 연료분사시간을 사용자의 임의로 일정량 늘려서 연료분사 제어하고자 하는 가속시 여분의 연료분사량 증대장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 연료분사량장치의 전체블럭도이며, 도 2는 종래의 실시예에 따른 연료분사량장치의 구성도이다.

통상적인 종래의 연료분사장치는 (일본;실용신안공보 94-1682)에 공보된 바에 의하면 도 1에 도시한 블럭도에서 보는 바와 같이 엔진은 자동차 등의 차량에 탑재되어 있으며 연소용 공기를 에어클리너(14), 트로틀 밸브(15), 서지탱크(16)를 차례로 거쳐서 흡입한다. 단 유휴(아이들링; idling)시에는 트로틀밸브(15)가 닫히며, 트로틀밸브(15)을 바이패스하는 바이패스통로의 열림 정도가 서머왁스식 패스트유휴(아이들링)밸브(thermowax type fast idlingvalve)(17)로 조정되며, 그 열림정도에 따른 양의 연소량 공기가 엔진에 공급된다. 또 연료탱크(18)부터 연료펌프(19)에 의해서 송급되며 연료압력 레귤레이터에 의해서 소정의 분사 연료압력으로 조정된 연료는 엔진의 각 기통에 대응해서 설치된 인젝터(20)을 거쳐서 동시 분사로 공급되며 상기 흡기로 엔진에 흡입된다.

점화시의 점화신호는 점화 구동회로(21),점화코일, 배전기을 차례로 거쳐서 엔진의 각기통에 배설된 소요의 점화플러그(도시하지 않음)에 공급된다.

연소후의 배기가스는 배기매니홀드 등을 거쳐서 대기에 방출된다.

엔진의 크랭크축의 회전속도를 검출하도록 하는 크랭크각 센서(1)와, 상기한 크랭크센서(1)는 회전속도에 따른 주파수펄스신호〔예로 BTDC 70°로 상응 TDC 로 하강하는 펄스신호(크랭크각 신호)〕를 출력한다. 엔진의 냉각 수온을 검출하는 냉각 수온센서(2), 트로틀밸브(15)의 열림정도를 검출하는 트로틀위치센서(3), 서지탱크(16)에 설치되며 흡기관내의 압력을 절대압으로 검출하고 그 흡기관 압력에 따른 크기의 압력검출 신호를 출력하는 압력센서(4), 서지탱크에 설치되며 흡입공기의 온도를 검출하는 흡기온 센서(5), 배기매니홀드에 설치되며 배기가스의 산소농도를 검출하는 공연비센서(6), 유휴시에 트로틀밸브가 닫힌 것을 검출하는 유휴스위치(7), 상기 크랭크각 센서(1) 내지 공연비센서(6) 및 유휴스위치(7)의 각 검출신호는 전자제어 유닛(이하 제어부라 칭한다)에 공급되는 것이며, 제어부(13)는 그것들의 검출신호에 기준해서 연료분사량을 결정하며 인젝터(20)의 밸브열림시간을 제어함으로서 분사연료량을 조정하거나 점화 구동회로(21)의 구동제어를 행하는 것이다.

도 2은 도 1에 도시한 제어부의 상세한 내부구성도로서 제어부(13)는 각종연산이나 판정을 행하는 마이크로 컴퓨터(10)(이하, 마이컴이라 칭함)과 압력센서 (4)로부터의 압력검출신호의 리플을 저감시키는 아날로그 필터회로(8)와, 냉각수온센서(2), 트로틀위치센서(3), 흡기온센서(5) 및 공연비 센서(6)의 아날로그 검출신호나 아날로그 필터회로(8)의 출력신호를 차례로 디지탈 값으로 변환하는 A/D 변환기(9)의 인젝터(20)를 구동시키기 위한 구동회로등으로 구성하고 있다.

상기 마이컴(10)은 각 입력포트가 크랭크각 센서(1)와 유휴스위치(7)와 A/D 변환기(9)의 출력단자에 접속되며 각 출력 포트가 참조신호를 송출하기 위해 A/D 변환기(9)에 접속되며 구동회로의 입력단자에도 접속되어 있다. 또한 마이컴(10)은 각종의 연산이나 판정을 행하는 제어부(13)로 구성하고 있다.

이와 같이 구성하는 종래의 연료분사장치는 제어부(13)의 A/D 변환기(9)는 트로틀위치센서(3)의 출력신호를 A/D 변환기(9)로 A/D변환해서 당회의 트로틀 열림정도를 구해서 제어부(13)에 저장한다. 당회의 트로틀 열림정도와 전회의 트로틀 열림정도와의 차를 취해서 제 1 트로틀 열림정도변화량을 산출하고 저장하게 된다.

제 1 트로틀 열림정도 변화량이 미리 설정된 급가속 판정용 임계치이상인지 아닌지를 판정하고 이상이면 급가속상태로 이상이 아니면 완가속도상태로 나가게 된다.

당회의 트로틀 열림정도와, 당회이전의 회전 트로틀 열림정도값과의 차를 취해서 제 2의 트로틀 열림정도 변화량을 산출하게 되는 것이다.

트로틀 열림정도에 따른 완속판정용 임계치는 완가속도 상태와, 정상산태를 판정한 후 제 1 트로틀 열림정도 변화량 또는 제 2 트로틀 열림정도 변화량에 기준해서 비동기 공급변화량을 산출하고 급가속 검출시에는 제 1 트로틀 열림변화량을 사용하며, 완가속 검출시에는 제 2의 트로틀 열림정도 변화량을 사용하게 되어 급가속 또는 완가속 검출에 대응한 정수를 제 1의 트로틀 열림정도 변화량 또는 제 2의 트로틀 열림정도 변화량을 곱하는 것이다.

따라서 제어부(13)는 인젝터(20)의 연료량 구동시간 변환계수 및 낭비시간을 판독하여 연산한 후 인젝터(20)의 비동기의 구동시간을 검출하고 이 인젝터비동기 구동시간을 타이머에 세트하여 타이머를 일정시간동안 작동시켜 인젝터(20)에서 연료를 엔젠에 향해 분사 공급하는 것이다.

그러나, 이와 같이 작용하는 종래의 연료분사장치는 가속판정을 제어부가 판정하게 되면 연료분사를 인젝터에서 각 실린더별로 비동기 분사를 행한 후에 일정비로서 추가로 분사하기 때문에 이 비율은 고정되어 있는 프로그램화되어 실험자가 임의로 조정할 수 없어 가속판정시의 천이구역 공연비가 희박하여 가속성과 배기사스 제어에 문제점을 가지게 되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위기 위해 안출한 것으로서 그 목적은 가속의 천이구역을 판정하게 되면 비 가속구역 조건을 차량의 제어부가 판정할 때 까지 인젝터의 연료분사시간을 사용자의 임의로 일정량 늘려서 연료분사 할 수 있도록 하여 가속성 및 배기가스 제어를 용이하게 하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 트로틀밸브의 열림정도를 검출하여 해당신호를 출력하는 트로틀위치센서, 차량의 속도를 감지하여 해당신호를출력하는 차속센서, 냉각수의 온도에 해당하는 신호를 출력하는 냉각수온 센서, 차량 엔진의 부하갑에 해당하는 신호를 출력하는 엔진부하센서, 엔진 회전수에 해당하는 신호를 출력하는 엔진rpm 감지센서를 포함하여 구성되는 센서부와, 상기한 센서부를 구성하는 센서로부터 출력된 신호를 입력받아 내부에 저장된 여분 연료분사데이타와 비교하여 여분연료분사량을 연산하고 연산값에 따른 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기한 제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 인젝터를 구동하기 위한 펄스신호를 출력하는 연료분사 구동부와, 상기한 연료분사 구동부로부터 출력되는 펄스신호에 따라 구동됨으로써 연료가 실린더 내부로 직접 분사 하도록 하는 인젝터부로 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목적은 연료분사를 하기 위한 동작을 시작하는 단계와, 상기한 트로틀벨브의 열림상태를 감지하는 단계와, 상기한 단계로부터 차량속도를 감지한 단계와, 상기한 단계로부터 냉각 수온을 감지하는 단계와, 상기한 단계로부터 시간단 엔진부하의 변화를 감지하는 단계와, 상기한 단계로부터 엔지의 회전수변화량을 감지하는 단계와, 상기한 단계로부터 제어부에서 가속중인지를 판단하는 단계와, 상기한 단계로부터 여분분사량의 기본분사량에 대해 가속시의 분사량을 비교판단하는 단계와, 상기한 단계로부터 여분분사의 엔진부하에 대한 가속시의 엔진부하를 비교하는 단교하는 단계와, 상기한 단계로부터 설정속도에 대한 가속시의 차량속도를 비교하는 단계와, 상기한 단계로부터 엔진이 구동하고 있는지를 판단하는 단계와, 상기한 단계로부터 여분분사량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 여분분사량의 산출방법은 시간당 엔진부하의 변화량과, 엔진의 4행정기관의 회전각도에 기준한 2와, 상수(인첵터분사비)과, 여분의 분사량 데이타 멥(수온연분분사)을 모두 곱하여 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 연료분사량장치의 전체블럭도이다.

도 2는 종래의 실시예에 따른 연료분사량장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가속시 여분의 연료분사량 증대장치의 전체블럭도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가속시 여분의 연료분사량 증대방법의 흐름도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호설명-

1;크랭크각 센서 2;냉각수온센서

3;트로틀 위치센서 4;압력센서

5;흡기온센서 6;공연비센서

7;유휴스위치 8;아날로그필터회로

9;A/D 변환기 10;마이크로컴퓨터

11;구동회로 12;인젝터

13,40;제어부 14;에너클리너

15;트로틀밸브 16;서지탱크

17;유휴밸브 18;연료탱크

19;연료펌프 20;인젝터

21;점화구동회로 30;센서부

50;연료분사구동부 60;인젝터부

본 명세서중의 여분분사량이라는 용어는 하기에서 정의되는 엔젝터의 연료분사시간을 실험자가 마음대로 일정량을 늘려서 기종의 연료분사보다 많은량의 연료를 분사하는 것을 포함한다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가속시 여분의 연료분사량 증대장치의 전체 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가속시 여분의 연료분사량 증대방법의 흐름도이다.

본 발명은 도 3에서 보는 바와 같이 가속의 천이구역을 판정하게 되면 비가속구역 조건을 차량의 제어부(40)가 판정할 때 까지 인젝터의 연료분사시간을 사용자의 임의로 일정량 늘려서 연료분사 할 수 있도록 하여 가속성 및 배기가스 제어를 용이하게 만족하기 위한 것으로서, 트로틀밸브의 열림정도를 검출하여 해당신호를 출력하는 트로틀위치센서, 차량의 속도를 감지하여 해당신호를 출력하는 차속센서, 냉각수의 온도에 해당하는 신호를 출력하는 냉각수온 센서, 차량 엔진의 부하 값에 해당하는 신호를 출력하는 엔진부하센서, 엔진 회전수에 해당하는 신호를 출력하는 엔진rpm 감지센서를 포함하여 구성되는 센서부(30)와, 상기한 센서부(30)를 구성하는 센서로부터 출력된 신호를 입력받아 내부에 저장된 여분 연료분사 데이타 와 비교하여 여분연료분사량을 연산하고 연산값에 따른 제어신호를 출력하는 제어부(40)와, 상기한 제어부(40)로부터 출력되는 제어신호에 따라 인젝터를 구동하기 위한 펄스신호를 출력하는 연료분사 구동부(50)와, 상기한 연료분사 구동부(50)로 부터 출력되는 펄스신호에 따라 구동됨으로써 연료가 실린더 내부로 직접 분사 하도록 하는 인젝터부(60)로 구성하고 있다.

제어부(40)는 센서부(30)에서 출력하는 신호를 입력하여 가속시 천이구역내에서 인젝터로 여분의 연료를 분사할수 있는 시간을 늘리기 위해 내부에 설정된 프로그램 실행하여 여분연료분사량을 연산한 후 연료분사구동부(50)로 연산된 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 가속시 여분의 분사량을 증대하기 위한 방법에 있어서, 도 4에서 보는 바와 같이 연료분사를 하기 위한 동작을 시작으로부터 센서부(30)의 각 센서가 순차적으로 출력하는 신호가 있는가를 판정하는 단계(S1)와, 상기한 단계(S1)로부터 제어부(40)에서 가속중인지를 판단하는 단계(S2)와, 상기한 단계(S2)로부터 여분분사량의 기본분사량에 대해 가속시의 분사량을 비교판단하는 단계(S3)와, 상기한 단계(S3)로부터 여분분사의 엔진부하에 대한 가속시의 엔진부하를 비교하는 단교하는 단계(S4)와, 상기한 단계(S4)로부터 설정속도에 대한 가속시의 차량속도를 비교하는 단계(S5)와, 상기한 단계(S5)로부터 엔진이 구동하고 있는지를 판단하는 단계(S6)와, 상기한 단계(S6)로부터 여분분사량을 산출하는 단계(S7)를 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이 비가속구역 조건을 차량의 제어부(40)가 판정할 때 까지 인젝터의 연료분사시간을 사용자의 임의로 일정량 늘려서 연료분사 할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 단계 (S1)에서는 차량이 서서히 진행하여 인젝터부(60)를 통해 연료를 분사하기 위한 동작을 시작하는 것이다.

연료분사의 동작이 시작되면, 제어부(40)는 센서부(30)의 트로틀위치센서, 차속센서, 냉각수온 센서, 엔진부하센서, 엔진rpm감지센서에서 출력하는 신호를 입력하여 내부에서 A/D 변환하여 내부에 내장된 프로그램과 비교판단할 수 있도록 하는 것이다.

제어부(40)내의 프로그램은 실험자가 연료분사구동부(50)를 동작하여 인젝터부(60)에 연료분사시간을 마음대로 일정량 늘려 연료분사할 수 있도록 데이타화되어 저장되어 있다.

제어부(40)의 입력단자에 센서부(30)의 각 센서가 출력하는 신호가 입력되고 있는지를 판단하여 내부의 프로그램에 의해 연료분사구동부(50)에 출력하는 것으로 만약 센서부(10)중의 어느 센서에서 출력하는 신호가 없으면 제어부(40)는 제어출력신호를 보내지 않게 된다.(단계 S1)

단계 (S2)에서는 센서부(30)의 각의 센서가 차례로 출력하는 신호를 입력하여 저장하고 있는 제어부(40)는 가속인지를 판단하게 되는 데 가속시에는 스트롤밸브가 열려 흡기관 압력이 극도로 높아져 높아진 압력만큼 연료량이 증가하여 공연비가 희박하므로 엔진부하의 변화량과 냉각수온센서에서 출력하는 급상승의 출력신호를 입력하여 판단하게 되는 것이다.

단계 (S3)에서는 진행하는 차량에 제공하는 연료분사에 대한 여분분사량을 가속시에 분사량과 비교하여 적게 판단되었을 경우에 다음 단계(S4)로 진행하게 되는 것이다.

단계 (S4)에서는 센서부(30)중에 트로틀위치센서에서 출력하는 신호에 의해 제어부(40)가 신호를 입력하게 되는데 트로틀밸브가 열리게 되면 흡기관 압력이 높아져 그 분량 만큼부착 연료량이 증가하게 되므로 공연비의 희박성 때문에 통상시보다 연료를 증가 하게 된다.

따라서 엔진부하변화량은 엔진의 회전수와,트로틀밸브의 개폐여부를 감지하는 트로틀위치센서로 출력여부에 의해 구해지게 된다.

이 때 제어부(40)는 설정된 여분분사량에 대한 엔진부하에 대한 변화량의 크기와 가속시의 엔진부하에 대한 변화크기를 비교하여 판단하여 가속시의 엔진부하가 클 경우는 단계 (S5)를 진행하게 되지만, 작을 경우 초기 단계 (S1)인 센서부 (10)를 동작이 이루어지도록 한다.

단계 (S5)에서는 제어부(40)에서 내부에 데이타를 설정한 인젝터부(60)에 연료분사에 비례하는 차량의 설정속도와 센서부(30)의 차속센서에서 출력하는 디지탈 펄스신호를 현재의 가속 속도를 입력하여 비교하여 현재 차량속도가 클 경우를 판단하여 여분분사조건을 마련하는 것이다.

단계 (S6)에서는 제어부(40)가 엔진이 구동되어 동력이 발생하고 있는 지를엔진구동센서의 출력신호를 입력받아 연료 여분분사량을 연산하게 되는 것이다.

단계 (S7)에서는 제어부(40)에서 연산하는 연료 여분분사량은 단위시간당 엔진부하의 변화량에 냉각수온센서에서 출력하는 신호로부터 분사하고자 하는 연료 연분분사비를 곱한 뒤 4행정 엔진구동장치의 싸이클을 감안하여 2을 곱하고 나서 엔젝터부(60)로 연료를 분사하고자 하는 상수를 곱하여 연산하는 것이다.

이와 같이 작용하는 본 발명은 가속의 천이구역을 판정하여 비가속구역 조건을 차량의 제어부가 판정할 때 까지 인젝터의 연료분사시간을 사용자의 임의로 일정량 늘려서 연료분사 할 수 있도록 하여 가속성 및 배기가스 제어를 용이함은 물론 공연비희박에 관한 문제를 해결하게 되는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 가속시 여분의 연료분사량을 증대하기 위한 장치에 있어서, 트로틀밸브의 열림정도를 검출하여 해당신호를 출력하는 트로틀위치센서, 차량의 속도를 감지하여 해당신호를 출력하는 차속센서, 냉각수의 온도에 해당하는 신호를 출력하는 냉각수온 센서, 차량 엔진의 부하값에 해당하는 신호를 출력하는 엔진부하센서, 엔진 회전수에 해당하는 신호를 출력하는 엔진rpm 감지센서를 포함하여 구성되는 센서부 (30)와, 상기한 센서부(30)를 구성하는 센서로부터 출력된 신호를 입력받아 내부에 저장된 여분 연료분사 데이터와 비교하여 여분연료분사량을 연산하고 연산값에 따른 제어신호를 출력하는 제어부(40)와, 상기한 제어부(40)로부터 출력되는 제어신호에 따라 인젝터를 구동하기 위한 펄스신호를 출력하는 연료분사 구동부(50)와, 상기한 연료분사 구동부(50)로부터 출력되는 펄스신호에 따라 구동됨으로써 연료가 실린더 내부로 직접 분사 하도록 하는 인젝터부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속시 여분의 연료분사량 증대장치.
2. 가속시 여분의 분사량을 증대하기 위한 방법에 있어서, 연료분사를 하기 위한 동작을 시작으로부터 센서부(30)의 각 센서가 순차적으로 출력하는 신호가 있는가를 판정하는 단계(S1)와, 상기한 단계(S1)로부터 제어부(40)에서 가속중인지를 판단하는 단계(S2)와, 상기한 단계(S2)로부터 여분분사량의 기본분사량에 대해 가속시의 분사량을 비교판단하는 단계(S3)와, 상기한 단계(S3)로부터 여분분사의 엔진부하에 대한 가속시의 엔진부하를 비교하는 단계(S4)와, 상기한 단계(S4)로부터 설정속도에 대한 가속시의 차량속도를 비교하는 단계(S5)와, 상기한 단계(S5)로부터 엔진이 구동하고 있는지를 판단하는 단계(S6)와, 상기한 단계(S6)로부터 여분분사량을 산출하는 단계(S7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속시 여분의 연료분사량 증대 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서, 단계(S7)에서 제어부(40)가 연산하는 여분연료분사량은 시간당 엔진부하의 변화량과, 엔진의 4행정기관의 회전각도에 기준한 2와, 상수(인첵터분사비)과, 여분의 분사량 데이타 멥(수온연분분사)을 모두 곱하여 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 가속시 여분의 연료분사량 증대 제어방법.