KR19990028545U

KR19990028545U - 차량의 실화 검출 장치

Info

Publication number: KR19990028545U
Application number: KR2019970041176U
Authority: KR
Inventors: 박태용
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사; 임효빈; 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 고안은 차량에 관한 것으로, 특히 차량에서 크랭크축의 각속도 변동을 검출하여, 엔진의 전부하, 부분부하, 무부하 및 저속영역, 고속영역에서 실화가 발생되는 경우, 이를 검출하여 경보함으로써, 실화 발생에 따른 엔진성능 저하나 유해가스 배출을 방지할 수 있도록 하는 차량의 실화검출 장치에 관한 것이다.

종래의 차량에서는 연소실 내부의 표면에 응착된 물질이 고온에 의해 점화되어 실화가 발생되는 경우가 있는데, 종래에는 실화를 검출하지 못하여 해당 실화에 의해 노킹이 발생되어 엔진성능이 저하되거나 촉매기가 파손되어 유해가스를 배출하는 문제점이 있다.

본 고안은 엔진 크랭크축의 각속도 변동을 검출하여, 전부하, 부분부하, 무부하 및 저속영역, 고속영역에서 실화가 발생되는 경우, 이를 검출하여 경보함으로써, 실화 발생에 따른 엔진성능 저하나 유해가스 배출을 방지할 수 있다.

Description

차량의 실화 검출 장치

일반적으로, 자동차용 내연기관에 있어서 연소실 주변의 온도 분포에 대한 이해는 기관의 성능이나 배기가스와 관련하여 중요한 문제이다. 실린더로부터 외부로 열 전달이 너무 많아져서 연소실 벽면의 온도가 지나치게 낮아지게 되면 연소가스의 온도와 압력을 떨어뜨리게 되고, 피스톤에 가해지는 일이 줄어들게 되며, 기관의 출력 및 열효율의 저하를 수반하게 된다. 이와 더불어 배기가스 온도가 낮아지게 되면, 유해한 배기가스의 정화를 위해 부착되어 있는 촉매에 충분한 반응열이 공급되지 않아 유해 배출물을 증가시키는 원인이 된다. 외부로의 열 전달이 지나치게 억제되어 연소실 벽면의 온도가 상승하게 되어 흡기 과정에서의 온도 상승은 체적 효율을 저하시키게 된다. 압축 과정 말기에는 높은 연소실 벽면의 온도로 말미암아 압축되는 가스의 온도가 지나치게 높아져서, 전기점화 기관의 경우에는 스파크 플러그에 의한 점화가 일어나기 전에 혼합기가 연소실 안의 과열 부분(과열된 배기 밸브, 퇴적된 카본 등)에 의해 화염이 발생되는 조기 점화의 원인이 되기도 한다. 높은 연소가스의 온도는 고온 생성물인 질소 산화물도 증가시킨다. 또한 대부분의 내연기관에 사용되고 있는 금속 재질은 기계적, 열적 부하에 대하여 한계를 가지고 있으므로 각 재질에 따라 적절한 온도 이하로 유지되어야 할 필요성이 있다. 지금까지의 내연기관의 연소실 벽면의 순간 온도의 측정과 그에 따르는 과도 열 전달에 해석은 엔진의 사이클 해석 시 필요한 열 전달 정보의 마련, 연소실 벽면 물질 내부의 주기적인 열 응력 결정, 체적 효율에 대한 열 유속의 영향 결정 등이다. 연소실 벽면 온도 측정은 거의 대부분이 연소실 벽면을 통한 열 유속을 측정하는데 이용되었다.

한편, 촉매기는 약 250℃ 이상으로 가열되어야만 촉매작용을 시작하며, 800∼1000℃ 범위에서는 열적 노화현상이 증대되어 촉매층과 담체의 산화암미늄층이 녹게 된다. 이렇게 되면 촉매작용을 할 수 있는 유효 표면적이 크게 감소하게 된다. 특히 이 온도범위에서 작동하는 기간이 길면 길수록 큰 영향을 받게 되며, 1000℃ 이상에서는 열적 노화현상이 극심하여 촉매기로서의 기능을 상실하게 된다. 실화(miss fire)가 발생하면 촉매기 온도를 순간적으로 약 1400℃ 이상까지 상승시킬 수 있다. 이 온도에서는 촉매기의 담체층이 녹아 촉매기는 완전히 파손되어 배기가스 중의 유해물질을 산화 또는 환원 반응을 통해 무해한 물질로 변환시켜 주지 못하므로 유해가스가 대기중으로 그대로 방출된다.

전술한 바와 같은 종래의 차량에서는 연소실 내부의 표면에 응착된 물질이 고온에 의해 점화되어 실화가 발생되는 경우가 있는데, 종래에는 실화를 검출하지 못하여 해당 실화에 의해 노킹이 발생되어 엔진성능이 저하되거나 촉매기가 파손되어 유해가스를 배출하는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 엔진 크랭크축의 각속도 변동을 검출하여, 전부하, 부분부하, 무부하 및 저속영역, 고속영역에서 실화가 발생되는 경우, 이를 검출하여 경보함으로써, 실화 발생에 따른 엔진성능 저하나 유해가스 배출을 방지할 수 있도록 하는 차량의 실화검출 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 크랭크각 검출신호에 따라, 각 실린더별로 해당 각속도 변동 데이터값의 비를 산출한 후, 이에 의거하여 실화임계치를 설정하고, 해당 설정된 실화임계치와 입력되는 각속도 변동 데이터를 비교하여 실화의 유/무를 판정한 후, 실화임이 판정되면 제어신호를 출력하는 ECM과; 엔진 크랭크축의 회전에 따른 크랭크각을 검출하여, 해당 검출신호를 상기 ECM측에 인가하는 크랭크각검출센서와; 상기 ECM측으로 부터 제어신호가 인가됨에 따라 점등하여 실화가 발생했음을 운전자에게 경보하는 실화경보램프를 구비하는 차량의 실화검출 장치에 있어서, 상기 ECM은, 각 실린더별로 크랭크축의 각속도 변동에 따른 각속도 변동 데이터값을 입력받는 제1과정과; 상기 제1과정이후, 현재 입력된 각속도 변동 데이터값과 이전에 입력된 각속도 변동 데이터값의 비를 산출하는 제2과정과; 상기 제2과정이후, 특정구간의 각속도에 따른 비의 값을 참고값으로 설정한 후, 해당 참고값과 현재 산출된 각속도 변동 데이터값의 상대적인 비를 산출하여 실화임계치를 설정하는 제3과정과; 상기 제3과정이후, 각 실린더별로 입력받은 각속도 변동 데이터값을 설정된 실화임계치와 비교하는 제4과정과; 상기 제4과정에서 각 실린더별로 입력받은 각속도 변동 데이터값이 설정된 실화임계치보다 작으면 실화가 발생했음을 알리는 제5과정으로 동작하도록 프로그램 된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 차량의 실화검출 장치의 구성 블록도.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 실화검출 장치의 동작 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 크랭크각 검출 센서 20 : ECM(Electronic Control Module)

30 : 실화 경고등

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 차량의 실화검출 장치는 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 크랭크각검출센서(10), ECM(Electronic Control Module; 20), 실화경보램프(30)를 구비한다.

크랭크각검출센서(10)는 엔진 크랭크축의 회전에 따른 크랭크각을 검출하여, 해당 검출신호를 ECM(20)측에 인가한다. ECM(20)는 크랭크각검출센서(10)로부터 인가되는 크랭크각 검출신호에 따라, 각 실린더별로 해당 각속도 변동 데이터값의 비를 산출한 후, 이에 의거하여 실화임계치를 설정하고, 해당 설정된 실화임계치와 입력되는 각속도 변동 데이터를 비교하여 실화의 유/무를 판정한 후, 실화임이 판정되면 제어신호를 실화경보램프(30)측으로 출력한다. 실화경보램프(30)는 ECM(20)측으로 부터 제어신호가 인가됨에 따라 점등하여 실화가 발생했음을 운전자에게 경보한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 고안의 동작을 첨부된 도면 도2의 동작순서도에 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량이 주행하면, ECM(20)은 엔진의 구동에 따라 크랭크각검출센서(10)로 부터 인가되는 검출신호에 의거하여, 각 실린더별로 크랭크축의 각속도 변동에 따른 데이터를 입력받은 후(스텝 S1), 현재 입력된 각속도 변동 데이터값과 이전에 입력된 각속도 변동 데이터값의 비를 산출한다(스텝 S2). 이후에, 특정구간의 각속도에 따른 비의 값을 참고값으로 설정한 후, 해당 참고값과 현재 산출된 각속도 변동 데이터값의 상대적인 비를 산출하여(스텝 S3), 실화임계치를 설정하는 바(스텝 S4), 즉, 크랭크축의 각속도 변동에 따른 데이터값의 입력 여부를 확인하여 각 실린더로 해당 각속도 변동 데이터값을 인가받아, 특정구간 내의 각속도에 따라 인가된 각속도 변동 데이터값을 이전과 현재의 값의 비를 산출한 후, 임의의 구간의 각속도에 따른 비의 값을 각 참고값으로 설정하고, 해당 참고값과 현재 비의 값들의 상대적인 비를 산출한다. 이를 좀더 상세히 설명하면, ECM(20)은 크랭크각검출센서(10)로 부터 인가받은 각속도 변동 데이터값의 입력 여부를 확인하는데 이때 각속도 변동 데이터값을 임의의 구간 내의 각속도에 따라 각 실린더별로 입력받는다. 그리고, 실린더별로 입력받은 각각의 각속도 변동 데이터 값을 바로 이전의 값들과 비를 구한 후 해당 각비 값에서 참고값을 상대적으로 나누는 상대적인 비의 값을 구한다. 여기에서, 참고값이란 임의의 구간 내의 각속도에 따라 상기 각속도 변동 데이터 값을 바로 이전의 값과의 비를 말하는 데, 예를들면, 초기에는 참고값을 '1'로 설정하고 각속도 '0'일 때, 먼저 참고값으로 '1'을 사용하고, 다음에는 각속도 '1'일때, 각속도 '0'일 때의 값과 비를 구한 값을 참고값으로 사용하고 이런한 과정을 점화가 끝날 때까지 계속한다. 이후에, 산출된 상대적 비 중에서 전부하, 부분부하 및 저속영역, 고속영역에서의 정보가 최소화된 백색 왜란을 사용하여 이를 실화 임계치로 설정하게 된다. 한편, 실화 임계치가 설정된 후, ECM(20)은 각 실린더별로 입력받은 각속도 변동 데이터값을 설정된 실화임계치와 비교하는 바(스텝 S5), 이 때, 각 실린더별로 입력받은 각속도 변동 데이터값이 설정된 실화임계치보다 작으면 ECM(20)은 실화경보램프(30)를 점등함으로써, 실화가 발생했음을 운전자에게 알린다(스텝 S6).

전술한 바와 같이, 본 고안은 엔진 크랭크축의 각속도 변동을 검출하여, 전부하, 부분부하, 무부하 및 저속영역, 고속영역에서 실화가 발생되는 경우, 이를 검출하여 경보함으로써, 실화 발생에 따른 엔진성능 저하나 유해가스 배출을 방지할 수 있다.

Claims

크랭크각 검출신호에 따라, 각 실린더별로 해당 각속도 변동 데이터값의 비를 산출한 후, 이에 의거하여 실화임계치를 설정하고, 해당 설정된 실화임계치와 입력되는 각속도 변동 데이터를 비교하여 실화의 유/무를 판정한 후, 실화임이 판정되면 제어신호를 출력하는 ECM(20)과; 엔진 크랭크축의 회전에 따른 크랭크각을 검출하여, 해당 검출신호를 상기 ECM(20)측에 인가하는 크랭크각검출센서(10)와; 상기 ECM(20)측으로 부터 제어신호가 인가됨에 따라 점등하여 실화가 발생했음을 운전자에게 경보하는 실화경보램프(30)를 구비하는 차량의 실화검출 장치에 있어서, 상기 ECM(20)은, 각 실린더별로 크랭크축의 각속도 변동에 따른 각속도 변동 데이터값을 입력받는 제1과정과; 상기 제1과정이후, 현재 입력된 각속도 변동 데이터값과 이전에 입력된 각속도 변동 데이터값의 비를 산출하는 제2과정과; 상기 제2과정이후, 특정구간의 각속도에 따른 비의 값을 참고값으로 설정한 후, 해당 참고값과 현재 산출된 각속도 변동 데이터값의 상대적인 비를 산출하여 실화임계치를 설정하는 제3과정과; 상기 제3과정이후, 각 실린더별로 입력받은 각속도 변동 데이터값을 설정된 실화임계치와 비교하는 제4과정과; 상기 제4과정에서 각 실린더별로 입력받은 각속도 변동 데이터값이 설정된 실화임계치보다 작으면 실화가 발생했음을 알리는 제5과정으로 동작하도록 프로그램 된 것을 특징으로 하는 차량의 실화검출 장치.