KR100554120B1 - 디젤엔진의 연료분사량 제어장치 - Google Patents

디젤엔진의 연료분사량 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연료분사량의 제어를 전자식 거버너를 이용하여 전기적으로 행하는 디젤엔진의 연료분사량 제어장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 주행중에, 드라이버가 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 엔진회전수를 급격하게 올리면, 이에 따른 연료분사량을 얻기 위하여 DC 리니어모터는 컨트롤 랙을 엔진회전수에 대응한 풀 랙위치까지 이동시키게 되는데, 랙위치가 제 2 랙위치를 검출한 후, 계속해서 컨트롤 랙이 제 2 랙위치를 이동한 후, DC 리니어모터에 지령을 보내어 소정시간 동안, 컨트롤 랙을 제 1 랙위치에서 일단 정지시키고, 소정시간 경과후, 다시 DC 니리어모터에 작동지령을 발하여 컨트롤 랙을 풀 랙위치까지 이동시키게 된다.

Description

디젤엔진의 연료분사량 제어장치
본 발명은, 연료분사량의 제어를 전자식 거버너를 이용하여 전기적으로 행하는 디젤엔진의 연료분사량 제어장치에 관한 것이다.
근래에, 기계식 거버너에 대신하여, 연료분사량의 제어를 전자식 거버너를 이용하여 전기적으로 행하는 디젤엔진의 연료분사량 제어장치가 많은 차량에 사용되고 있다.
이 연료분사량 제어장치는, 엔진의 운전상태나 드라이버의 조작상태를 엔진 회전수센서나 액셀센서에서 검출한 정보신호로서 컨트롤러 유니트에서 처리하고, 이 컨트롤러 유니트로부터의 제어신호에 의거하여 전자식 거버너를 제어하는 것으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이 전자식 거버너(1)는, 컨트롤러 유니트로부터의 신호로서 작동하는 DC 리니어모터(3)와, 도시하지 않는 연료분사펌프 본체 내의 플런저에 맞물린 컨트롤 랙(5)과, 그리고 DC 리니어모터(그)의 구동을 상기 컨트롤 랙(5)으로 전달하는 링크(7)와, 컨트롤 랙(5)의 위치를 검출하는 랙센서(9)로서 구성되어 있다.
그리고, 연료분사량의 제어(조정)는, 연료분사펌프 본체 내의 플런저를 컨트롤 랙(5)으로 회전시켜서 행하고, 컨트롤러 유니트는 액셀센서와 엔진 회전수센서에서 검출한 정보신호로부터 필요한 연료분사량을 산출하며, 이 연료분사량을 근거로 목표 랙위치[산출된 연료분사에 필요한 컨트롤 랙(5)의 위치]를 산출하고, 실제 랙위치[DC 리니어모터(3)에 의해 이동하는 컨트롤 랙(5)의 실제위치]가 목표 랙위치와 일치하도록 DC 리니어모터(3)로의 전류값을 변화시켜, 컨트롤 랙(5)의 위치를 제어하도록 되어 있다.
그런데, 종래에 이러한 종류의 연료분사량 제어장치에는, 액셀 열림도 100%에 있어서의 연료분사량이 엔진회전수마다 사전에 설정되어 있고, 이 연료분사량을 얻기 위한 컨트롤 랙(5)의 위치를 일반적으로 「풀 랙위치」 라 칭하고 있다.
도 5는 엔진회전수마다 설정된 풀 랙위치의 일예를 나타낸 것으로서, 예를들어 엔진회전수 1000rpm에 있어서의 풀 랙위치는 12.00mm이며, 컨트롤 유니트는 랙센서(9)에 의한 검출값을 기초로 DC 리니어모터(3)를 제어하여, 컨트롤 랙(5)을 엔진 정지상태에서의 위치[컨트롤 랙(5)의 위치 0.00mm]에서 12.00mm를 이동시키도록 되어 있다.
따라서, 이 컨트롤 랙(5)의 위치에 따라 플런저가 회전하여, 소정의 연료분사량을 얻을 수 있게 된다.
그러나, 예를들어 드라이버가 엔진회전수 1000rpm이고 액셀 열림도 40%(도 5에서 A점)에서 주행중에, 추월하기 위하여 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 엔진회전수를 2000rpm까지 급격하게 올린 경우, 이에 따른 연료분사량을 얻기 위하여 DC 리니어모터(3)는 컨트롤 랙(5)을 풀 랙위치(도 5에서 B점)까지 이동시키게 되는 데, A점에서 B점까지의 목표 랙위치(L)가 크면, 도 6에 나타낸 바와 같이 컨트롤 랙(5)이 관성력으로 오버슈트하여 연료분사량이 과다하게 되고, 연료효율이 악화하여 매연이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 종래에 엔진회전수를 액셀 열림도 100%까지 급격하게 올린 경우에 발생하였던 컨트롤 랙의 오버슈트를 방지하고, 매연의 발생을 방지한 디젤엔진의 연료분사량 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 액셀센서와 엔진 회전수센서의 정보신호를 기초로, 컨트롤 유니트가 전자식 거버너를 제어하여 연료분사펌프의 연료분사량을 제어하는 연료분사량 제어장치로서, 전자식 거버너는 컨트롤 유니트에서의 지령으로 작동하는 DC 리니어모터와, 연료분사펌프 본체 내의 플런저에 맞물리는 컨트롤 랙과, DC 리니어모터의 움직임을 컨트롤 랙으로 전달하는 링크와, 컨트롤 랙의 위치를 검출하는 랙센서로 이루어지며, 컨트롤러 유니트는 엔진회전수에 따른 풀 랙위치를 기억하고, 또 액셀센서와 엔진 회전수센서에서 검출한 정보신호로부터 필요한 연료분사량을 산출하고, 이 연료분사량을 기초로 목표 랙위치를 산출하여 실제 랙위치가 목표 랙위치로 되도록 DC 리니어모터로의 전류값을 변화시켜 컨트롤 랙의 위치를 제어하는 디젤엔진의 연료분사량 제어장치에 있어서, 풀 랙위치보다 소정량 낮은 제 1 랙위치와, 이 제 1 랙위치보다도 더욱 소정량 낮은 제2 랙위치를 엔진회전수에 따라 설정하고, 컨트롤 유니트는 액셀 열림도 100%시에서의 목표 랙위치가 풀 랙위치와 제 2 랙위치의 차이보다 클 때, 랙위치가 제2 랙위치 이하이며, 그 후 제 2 랙위치를 검출한 후, 소정시간에 걸쳐 컨트롤 랙을 제 1 랙위치에서 정지시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 주행중에, 컨트롤 유니트는 액셀센서와 엔진 회전수센서에서 검출한 정보신호로부터 필요한 연료분사량을 산출하고, 이 연료분사량을 기초로 목표 랙위치를 산출하여, 실제 랙위치가 목표 랙위치와 일치하도록 DC 리니어모터로의 전류값을 변화시켜 컨트롤 랙의 위치를 제어함으로써, 이 컨트롤 랙의 위치에 따라 연료분사펌프 본체 내의 플런저가 회전하여, 소정의 연료분사량을 얻을 수 있게 된다.
그리고, 주행중에, 추월 등을 위하여 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 엔진회전수를 급격하게 올리면, 이에 따른 연료분사량을 얻기 위하여 DC 리니어모터는 컨트롤 랙을 엔진회전수에 따른 풀 랙위치까지 이동시키게 되지만, 액셀 열림도 100% 조작시의 목표 랙위치가 풀 랙위치와 제 2 랙위치와의 차이보다 큰조건하에서, 콘트롤랙 유니트는, 풀 랙위치로 이동하는 콘트롤랙이 제 2 랙위치를 관통하는 것을 랙센서가 검출함과 동시에 소정시간을 계측하고, 상기 소정시간이 경과할 때 까지의 시간동안, 콘트롤랙을 제 1 랙위치로 제어한다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 주행중에, 드라이버가 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 엔진회전수를 급격하게 올려도 컨트롤 랙이 관성력으로 오버슈트하는 경우가 없게 되고, 연소효율의 악화에 의한 매연의 발생을 방지할 수 있게 된다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 연료분사량 제어장치의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 도면중 (11)은 전자식 거버너이며, 이 전자식 거버너(11)도 도 4에서 나타낸 종래예와 마찬가지로, 컨트롤 유니트(13)로부터의 신호로 작동하는 DC 리니어모터(15)와, 그 동작을 컨트롤 랙(17)으로 전달하는 링크(19), 그리고 컨트롤 랙(17)의 위치를 검출하는 랙센서(21)로 구성되고, 컨트롤 랙(17)은 도시하지 않는 연료분사펌프 본체 내의 플런저에 맞물려 있다.
그리고, 컨트롤 유니트(17)는 액셀 열림도를 검출하는 액셀센서(23)와 엔진회전수를 검출하는 엔진 회전수센서(25)에서 검출한 정보신호로부터 필요한 연료분사량을 산출하고, 이 연료분사량을 기초로 목표 랙위치를 산출하여, 실제 랙위치가 목표 랙위치와 일치하도록 DC 리니어모터(15)로의 전류값을 변화시켜 컨트롤 랙(17)의 위치를 제어하도록 되어 있다.
그리고, 도면중 (27)은 DC 리니어모터(15)의 모터축이며, 전류값에 비례하여 이 모터축(27)이 상하이동함으로써, 컨트롤 랙(17)이 링크를 통하여 화살표방향으로 전후이동하도록 되어 있다.
또한, 도 2의 실선으로 나타낸 바와 같이 본 실시예에 관한 연료분사량 제어장치(29)도, 도 5에서 나타낸 풀 랙위치와 동일한 풀 랙위치가 컨트롤 유니트(13)의 메모리에 기억되어 있고, 예를들어 엔진회전수 1000rpm에 있어서의 풀 랙위치는 12.00mm이며, 이 때 컨트롤 유니트(13)는 랙센서(21)에 의한 검출값을 기초로 DC 리니어모터(15)를 제어하고, 컨트롤 유니트(13)는 랙센서(21)에 의한 검출값을 기초로 DC 리니어모터(15)를 제어하여, 컨트롤 랙(17)을 엔진정지상태로부터 12.00mm 이동시키도록 되어 있다.
그리고, 도 5에서 이미 설명한 바와 같이, 이러한 풀 랙위치가 설정된 종래의 연료분사량 제어장치에 있어서는, 예를들어 드라이버가 엔진회전수 1000rpm에서 액셀 열림도 40%(도 5에서 A점)에서 주행중에, 추월을 위하여 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 2000rpm까지 엔진회전수를 급격하게 올리면, 이에 따른 연료분사량을 얻기 위하여 DC 리니어모터는 컨트롤 랙을 풀 랙위치(도 5에서 B점)까지 이동시키게 되는데, A점에서 B점까지의 목표 랙위치(L)가 크면, 도 6에서와 같이 컨트롤 랙이 관성력으로 오버슈트하고 있었다.
따라서, 본 실시예는, 이러한 상황하에서 컨트롤 랙(17)의 오버슈트를 방지하기 위하여 0∼2800rpm의 엔진 회전영역에 있어서, 도 2의 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 풀 랙위치보다 3mm 낮은 제 1 랙위치와, 도 2의 파선으로 나타낸 바와 같이 풀 랙위치보다 4mm 낮은 제 2 랙위치를 엔진회전수마다 설정하고 있다.
그리고, 액셀열림도 100%조작시의 목표 랙위치가 풀 랙위치와 제 2 랙위치와의 차이보다 커서 콘트롤 랙 (17)이 오버슈트되기 쉬운 조건하에서, 콘트롤 유니트(13)은, 풀 랙위치로 이동하는 콘트롤 랙(17)이 제 2 랙위치를 통과하는 것을 랙센서(21)이 검출함과 동시에 소정시간을 계측하고, 상기 소정시간이 경과할 때까지의 시간동안, 콘트롤 랙(17)을 제 1 랙위치로 제어하도록 되어 있다.
그것을 도 2 및 도 3으로 설명하면, 예를들면 드라이버가 엔젠회전수 1000rpm에서 액셀 열림도 40%(도 2에서 A점)에서 주행중에, 추월하기 위하여 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 2000rpm까지 엔진회전수를 급격하게 올리고자 하면, 그 경우, 목표 랙 위치(L)가 풀 랙위치와 제 2 랙위치와의 차이보다 크기때문에, 콘트롤 랙(17)을 풀 랙위치(도 2, 3 중, B점)까지 일시에 이동시켜 버리면, 관성력으로 인하여 컨트롤랙(17)이 오버슈트된다.
그래서, 콘트롤 유니트(13)은, 이러한 조건하에서, 즉, 목표 랙위치(L)가 풀 랙위치와 제 2 랙위치와의 차이보다 크다고 판정하면, DC 리니어 모터(15)에 의해 이동하는 컨트롤 랙(17)이 제 2 랙위치를 이동하는 것을 랙센서(21)의 검출신호에서 검출함과 동시에 소정시간 T(T=0.15 sec)을 계측하고, 상기 소정시간 T가 경과할 때까지 시간동안, DC리니어 모터 (15)에 지령을 보내는 컨트롤랙(17)을 제 1 랙위치로 제어하고, 소정시간 T가 경과한 후, 다시DC리니어 모터(15)를 통하여 컨트롤 랙(17)을 B점까지 이동시키도록 되어 있다.
본 실시예는 이와 같이 구성되어 있으므로, 상술한 바와 같이 예를들어 드라이버가 엔진회전수 1000rpm에서 액셀 열림도 40%(도 2에서 A점)에서 주행중에, 추월하기 위하여 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 2000rpm까지 엔진회전수를 급격하게 올리고자 하면, 이에 따른 연료분사량을 얻기 위하여 DC 리니어모터(15)는 컨트롤ㄹ 랙(17)을 풀 랙위치(도 2에서 B점)까지 이동시키게 된다.
그러나, 그 경우, 컨트롤 랙(17)을 풀 랙위치B 까지 일시에 이동시켜버리면, 관성력으로 컨트롤랙(17)이 오버슈트되어 버린다.
그래서, 컨트롤 유니트913)은, 목표 랙위치(L)가 풀 랙위치와 제 2 랙위치와의차이보다 크다고 판정하면, DC리니어 모터(15)에 의한 이동하는 콘트롤 랙(17)이 제 2 랙위치를 이동하는 것을 랙센서(21)의 검출신호로 검출함과 동시에 소정시간(T)을 계측하고, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이 상기 소정시간 T가 경과할 때 까지의 동안, DC 리니어 모터(15)에 지령을 보내는 컨트롤 랙(17)에 작동지령을 발하여 컨트롤 랙(17)을 풀 랙위치인 B점까지 이동시키게 된다.
이와 같이 본 실시예는, 주행중에, 드라이버가 액셀 열림도 100%까지 액셀을 밟아 엔진회전수를 급격하게 올리고자 할 때, 목표 랙위치(L)가 풀 랙위치와 제 2 랙 위치와의 차이보다 크다고 판정하면, 한번에 컨트롤 랙(17)을 풀 랙위치까지 이동시키지 않고, 이동중에 소정시간 T 동안 컨트롤 랙(17)을 제 1 랙위치로 제어 하도록 구성하였기 때문에, 종래와 같이 컨트롤 랙(17)이 관성력으로 오버슈트되어 버리는 경우가 없어지고, 이 결과 연료분사량이 많아지는 일이 없어져, 연료효율의 악화에 의한 매연의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 연료분사량 제어장치의 개략도,
도 2는, 풀 랙위치, 제 1 랙위치 및 제 2 랙위치를 나타낸 그래프,
도 3은, 컨트롤 랙의 제어방법을 나타낸 그래프,
도 4는, 전자식 거버너의 일부를 잘라낸 사시도,
도 5는, 풀 랙위치를 나타낸 그래프,
도 6은, 컨트롤 랙의 오버슈트를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 전자식 거버너 13 : 컨트롤 유니트
15 : DC 리니어모터 17 : 컨트롤 랙
19 : 링크 21 : 랙센서
23 : 액셀센서 25 : 엔진 회전수센서
27 : 모터축 29 : 연료분사량 제어장치

Claims (1)

  1. 액셀센서와 엔진 회전수센서의 정보신호를 기초로, 컨트롤 유니트가 전자식 거버너를 제어하여 연료분사펌프의 연료분사량을 제어하는 연료분사량 제어장치로서,
    전자식 거버너는, 컨트롤 유니트로부터의 지령으로 작동하는 DC 리니어 모터와, 연료분사펌프 본체 내의 플런져에 맞물려 드라이버의 액셀동작 및 풀 랙위치 등의 위치에 대응하여 동작하는 컨트를 랙과, DC 리니어모터의 움직임을 컨트를 랙으로 전달하는 링크와, 컨트롤 랙의 위치를 검출하는 랙센서로 이루어지며,
    컨트롤 유니트는 엔진회전수에 대응한 풀 랙위치를 기억하고, 또 액셀센서와 엔진 회전수센서에서 검출한 정보신호로부터 필요한 연료분사량을 산출하며, 이 연료분사량을 기초로 목표 랙위치를 산출하여 실제 랙위치가 목표 랙위치로 되도록 DC 리니터모터로의 전류값을 변화시켜 컨트롤 랙의 위치를 제어하는 디젤엔진의 연료분사량 제어장치에 있어서,
    드라이버의 액셀동작에 반응하여 컨트롤 랙이 액셀동작을 시동하는 때에 풀 랙위치보다 소정량 낮은 제 1 랙위치와, 이 제 1 랙위치보다 더욱 소정량 낮은 제 2 랙위치를 엔진회전수에 대응하여 설정하고,
    컨트롤 유니트는, 액셀 열림도 100%조작시의 목표 랙위치가 풀 랙위치와 제 2 랙위치와의 차이보다도 커서 컨트롤 랙이 오버슈트하기 쉬운 조건하에서, 풀 랙위치로 이동하는 컨트롤랙이 제 2 랙위치를 관통하는 것을 랙센서가 검출함과 동시에 소정시간을 계측하고, 소정시간이 경과할 때까지의 시간동안, 컨트롤 랙을 제 1 랙위치에서 제어하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료분사량제어장치 .
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