KR19990088147A - 자석밸브스위칭시점인식방법및장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위칭 기관, 특히, 전자석 밸브의 스위칭 시점을 인식하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 일차 스위칭 과정의 일차 스위칭 시점은 하나 이상의 측정값을 평가하여 알아낸다. 이차 스위칭 과정의 이차 스위칭 시점은 상기 일차 스위칭 시점과 차이값으로부터 얻어진다.

Description

자석밸브 스위칭 시점 인식 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING SWITCHING POINT OF A MAGNETIC VALVE}
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 스위칭 기관의 스위칭 시점을 인식하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
스위칭 기관의 스위칭 시점을 인식하기 위한 장치 및 방법에 대해서는 DE-OS 197 28 840에 공지되어 있다. 상기 명세서에는 밸브를 통과하여 흐르는 전류를 소정값으로 조절하는 방법 및 장치에 대해 설명되어 있다. 상기 장치는 자석밸브로 인가되는 전압을 평가해서 스위칭 시점을 알아낸다.
상기한 바와 같은 내연기관 내부로의 연료 분사동작은 종종 두 개의 부분분사동작으로 나뉜다. 이 부분 분사동작들은 예를 들면 전분사와 주분사로 지칭된다. 그러나, 주분사를 시행한 다음 후분사를 시행하는 방법도 고려해 볼 수 있다. 이러한 두 분사동작들은 일반적으로 매우 짧게 연속적으로 수행된다. 따라서 이차 분사과정에의 스위칭 시점을 감지하기가 어려워진다.
본 발명의 목적
본 발명은 서두에 언급한 종류의 스위칭 과정에서 스위칭 시점을 인식하기 위한 방법 및 장치에 있어서 분사동작이 연속적으로 이루어질 때 스위칭 시점을 확인해낼 수 있는 간단하면서 안전한 진행절차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 효과
그러므로, 하나 이상의 측정값을 평가하여 일차 스위칭 과정의 일차 스위칭 시점을 알아내고, 일차 스위칭 시점과 그 차이값으로부터 이차 스위칭 과정의 이차 스위칭 시점을 얻을 수 있다는 효과가 있다. 따라서, 분사동작이 연속적으로 진행될 시에 스위칭 시점을 안전하고도 간단하게 조사할 수 있게 되는 것이다.
특히, 특성맵에서 동작 매개변수로부터 차이값을 도출할 수 있도록 하면 매우 효과적이다.
이 때 일차 스위칭 과정의 시간을, 일차 스위칭 과정과 이차 스위칭 과정간의 간격을 또는 이 값들 중 하나를 동작 매개변수로 이용하면 매우 효과적이다. 이 값들은 개별적으로 또는 조합하여 입력될 수 있다.
본 발명은 실린더의 한 동작주기에 연료분사를 매우 짧은 전분사와 주분사로 나누어 시행할 때 매우 유리하며, 그 이유는 이러한 경우에 상기한 부분분사들의 간격이 매우 작기 때문이다.
이때 전분사의 분사량 값, 전분사의 시작과 주분사간의 간격 및/또는 전분사 종료와 주분사 시작간의 간격을 동작 매개변수로서 이용할 수 있다는 점이 매우 효과적이다.
본 발명의 제공하는 다른 효과적이며 본 발명에 부합하는 구성들 및 개선형태들은 종속항에 특징적으로 나타나 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 블록다이어그램.
도 2는 시간에 대하여 기록된 여러 신호들을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 상세도.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명 *
105 : 스위칭 수단 108 : 전류측정 수단
110 : 제어부 115 : 센서
120 : 전류평가부 130 : 시점 조사부
140 : 구동부 VE : 전분사
VH : 주분사
본 발명을 도면에 도시된 실시예와 관련하여 하기에 설명한다.
도 1에는 자석밸브의 스풀(100)이 도시되어 있다. 자석밸브는 이하에서 스위칭 기관으로서 칭하기로 한다. 스풀은 이하에서 전자 감쇠기로서 칭하기로 한다.
스풀(100)은 자신의 제 1 연결단자가 공급전압(UBat)에 연결되어 있다. 그 제 2 연결단자는 스위칭수단(105)과 전류측정수단(108)을 경유하여 접지되어 있다. 감쇠기(100), 스위칭수단(105) 그리고 전류측정수단(108)로 이루어진 상기 직렬회로에서의 연결순차는 단지 예증적으로 선택한 것일 뿐이다. 이 요소들은 다른 연결순서로 배치할 수도 있다. 또한 해제 및 자유동작다이오드와 같은 다른 구성요소들을 구비할 수도 있다.
감쇠기(100)의 양 연결단자들은 제어부(110)와 연결되어 있다. 또한, 제어부(110)는 센서(115)의 신호들을 공급받는다. 제어부(110)는 스위칭수단(105)으로 구동신호를 인가한다.
제어부(110)는 사실상 상기 감쇠기(100)의 양쪽 연결단자와 연결상태에 있는 하나의 전류평가부(120)를 포함하고 있다. 또한, 스위칭 시점조사부(130)가 구비되어 있다. 조사부는 센서(115)의 신호들과 전류평가부(120)의 출력신호들을 인가받는다. 또한, 스위칭 시점조사부(130)는 마찬가지로 센서(115)의 출력신호를 처리하는 구동부(140)와 신호를 교환한다.
상기 장치의 작동은 아래와 같다. 구동부(140)는 센서(115)에 의해 인식된 다수의 동작 매개변수들로부터 스위칭수단(105)으로 인가하기 위한 신호들을 계산한다. 이 구동신호들은 감쇠기(100)를 통과할 도통전류를 결정한다. 이 도통전류로 인하여 상기 자석밸브는 어느 특정한 시점이 되면 개방되거나 폐쇄된다.
이하에서는 상기 방식의 진행절차를 연료 분사 제어를 예로들어, 특히 디젤 내연기관에서의 연료분사제어방식을 예로 들어 설명하기로 한다. 도 2에는 감쇠기를 통하여 흐르는 전류(I)가 도시되어 있다.
소음방출을 극소화하기 위해서 디젤내연기관에서는 고유한 주분사에 들어가기 이전에 분사할 연료중의 일부를 분할한다. 이러한 일차 부분분사는 전분사(VE)로 표시하고 이차 부분분사은 주분사(HE)로 표시한다. 상기 전분사(VE)와 함께 주분사(HE)도 도 2에 도시되어 있다. 도 2에는 실린더의 동작주기가 도시되어 있다.
개별 부분분사에 있어 구동부의 서로 다른 단계(위상)들은 서로 각각 다르다. 이 단계에서 전류를 서로 다른 값으로 조절한다. 전분사(VE)의 시작단계(P1V)는 시점(t2)에 시작된다. 이 단계에서 전류는 "0" 점에서 전분사의 초기값으로 증가한다. 상기 시작단계는 시점(t3)에서 종료된다.
시점(t3)에는 전분사의 인식단계(P2V)가 시작된다. 이 인식단계는 시점(t4)에 종료된다. 인식단계(P2V)가 진행되는 동안에 전류는 소정 인식값(I3)을 갖도록 조절된다. 이 인식단계 동안에 전류, 전압 및/또는 스위칭수단의 구동신호를 그에 맞도록 평가함으로써 상기 스위칭 시점의 인식동작이 이루어진다.
상기 스위칭 시점은 시점(t3)과 시점(t4)와의 사이인 수직 화살표로 표시된 시점(tB)에 일어난다.
그에 이어지는 전분사 고정단계(P3V)에서, 즉 시점(t4)에 시작해서 시점(t6)에 끝나는 전분사 고정단계에서 전류는 전분사 고정값(I2)으로 조절된다. 이어서 시점(t6)과 시점(t7)과의 사이인 해제단계(P4V)에서 신속한 해제동작이 수행된다.
시점(t7)과 시점(t1)과의 사이인 주분사(HE)가 시작될 때까지 상기 구동부는 중지상태이다. 고유한 구동동작 이전에는 예비도통단계(P0AH)에서 이른바 예비도통값(I1)으로의 조절동작이 수행된다.
시점(t2')에서부터 시점(t3')까지 주분사 시작단계(P1AH)에서 상기 전류는 초기값으로 증가한다. 그다음 주분사 고정단계(P3H) 즉 시점(t3')에서 시점(t6') 사이에 전류는 주분사 고정값으로 조절된다. 시점(t6')과 시점(t7')과의 사이인 해제단계에서는 전류의 "0"값으로의 신속한 해제동작이 수행된다. 스위칭 시점은 고정단계(P3H)에서는 수직화살표로 표시된 시점(tB') 이내에 속한다.
도시된 전류진행곡선은 단지 예증적으로 선택된 것일 뿐이다. 따라서 다양하게 변경시킬 수 있으며, 예를 들자면 전분사시에 두 단계(P2V 와 P3V)사이에는 차이가 없고 단지 전류흐름중지단계에서만 서로 다르게 구성할 수도 있다. 또한 주분사시에는 예비도통(P0AH)동작이 일어나지 않도록 할 수도 있다.
전류를 소정 값(I3)으로 조절하는 동안, 상기 스위칭 시점조사부(130)는 전압을 평가해서, 즉 감쇠기(100)에 인가되는 전압 또는 구동신호 및/또는 다른 값들을 평가함으로써 전분사의 스위칭 시점(tB)를 알아낸다.
자석밸브핀이 새 종료위치에 도달하게 되면 전압 및/또는 구동신호가 서로 현격하게 달라지게 되므로, 이를 통해 상기한 스위칭 시점을 알아낼 수 있다. 이는 감쇠기가 자신의 스위칭상태를 바꾸면 감쇠기의 유도성이 갑자기 변화한다는 사실에 근거한 것이다.
도시된 실시예에서 전류는 스위칭 시점조사동작이 이루어지는 동안에 일정한 값으로 조절되고, 감쇠기에 인가된 전압을 평가하여 전압의 진행에 있어 틈이 있는지 없는지를 평가하게 된다. 본 발명에 따른 방법은 스위칭 시점 조사함에 있어 상기한 류의 방법에만 제한되지 않는다. 따라서 예를 들어 전압을 일정한 값으로 조절하고 전류를 평가하는 방법 역시 가능하다.
주분사와 전분사간의 시간간격이 매우 짧을수 있기 때문에 주분사에 있어서 스위칭 시점 조사는 문제의 소지가 있다. 따라서 본 발명에서는 도 3에 도시된 것과 같은 처리방식을 이용한다.
도 3에는 스위칭 시점조사부(130)가 상세하게 도시되어 있다. 도 1에서 이미 설명한 요소들은 해당 참조번호로 표시하였다. 전압평가부(120)의 출력신호는 스위칭 시점평가부(300)로 인가된다. 센서신호(115)의 출력신호는 특성맵(310)으로 입력된다. 상기 특성맵(310)과 스위칭 시점평가부(300)의 출력값들은 접합점(320)으로 입력된다. 스위칭 시점 평가부(300)의 출력신호는 전분사의 스위칭 시점(SVE)로서 직접 제어부(140)로 인가된다. 접합점(120)에서는 상기 값에 특성맵(310)으로부터 도출한 차이값(DW)이 더해진다. 접합점(320)의 출력값은 주분사의 스위칭 시점(SHE)로서 제어부(140)로 입력된다.
스위칭 시점평가부(300)는 감쇠기에 인가된 전압으로부터 전분사를 위한 스위칭 시점(SVE)를 결정한다. 주분사의 스위칭 시점(SHE)는 차이값(DW)을 상기 전분사 스위칭 시점(SVE)에 더해 구한다. 차이값(DW)은 내연기관 회전수(N), 분사된 연료량(QK) 그리고 여러 가지 시간값(T)과 같은 동작 매개변수의 변화에 따라 특성맵(310)으로부터 도출된다.
열거된 값들 중에 하나 이상의 값을 또는 열거된 값들 중에 다수의 값들을 참고하면 매우 효과적이다. 상기 이하의 값들은 전분사와 주분사에 있어 스위칭 시점들 간의 차이에 영향을 준다. 이렇게 영향을 주는 값으로서 예를 들자면 내연기관의 회전수(N)가 있다. 다른 값으로는 전분사시에 분사된 연료량 또는 전분사량에 해당하는 값, 예를 들자면 전분사 시간등이 있다. 이 전분사 시간은 시점(t2)와 시점(t6)간의 시간에 해당한다. 참고할 수 있는 또하나의 값으로는 전분사가 끝나고 주분사가 시작되는 그 사이의 간격이다. 이시간은 시점 (t7)과 시점(t2')간의 시간간격에 해당한다. 또하나의 값으로서, 전분사의 분사시작점과 주분사의 분사시작점간의 간격을 고찰해 볼 수 있다. 이 값은 시점(t2)와 시점(t2')간의 간격에 해당한다. 이 값들은 제어부(110)에서 생성된다.
본 발명에 따르면 주분사시와 전분사시에 상기 스위칭 시점들에는 사실상 동일한 값으로 영향을 주게 된다는 사실을 알 수 있다. 편차는 사실상 단지 분사된 량이나 내연기관의 회전수에 따라서만 달라진다. 이러한 의존성은 본 발명에 따르면 특성맵에 분포되어 있다. 따라서 단지 스위칭 시점만을 인식하여, 상기 특성맵에서 얻어낸 차이값(DW)을 통하여 이차 분사의 스위칭 시점을 계산해낼 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 따른 방법은 주분사 및 전분사를 예로 들어서 설명하였다. 그러나 이러한 적용에만 제한되는 것은 아니다. 따라서 두가지 분사 및/또는 두가지 전분사를 직접 연이어 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 두 스위칭 과정이 연속적으로 수행될 때에는 단지 하나의 스위칭 시점만을 측정값을 평가하여 인식해야 함을 알 수 있다. 나머지 다른 스위칭 시점은 상기에서 얻어낸 인식값과 그 차이값으로부터 구한다. 이러한 방식은 특히 교체측에 영향을 줄 수 있도록 상기 두 스위칭 과정을 밀착하여 연속적으로 수행하면 좋다.
이 때 일차 스위칭 과정의 스위칭 시점이 이차 스위칭 과정을 따르도록 하는 것도 가능하다. 다시 말하면, 주분사의 스위칭 시점으로부터 그리고 그 차이값으로부터 전분사의 스위칭 시점을 구한다. 이는 전분사의 스위칭 시점을 인식하기가 측정기술상으로 매우 어려운 경우에 특히 효과적이다.
차이값은 바람직하게는 특성맵에서 얻어낸 여러 가지 동작 매개변수에 따라 도출한다. 이는 특히 일차 스위칭 과정 시간 및/또는 상기 두 스위칭 과정들간의 간격을 나타내는 값들이다.
본 발명에서 중요한 점은, 스위칭 기관에서 연속적으로 이루어지는 두 스위칭 과정에 있어서 제 1 스위칭 기관의 일차 스위칭 시점을 하나 이상의 측정값을 평가함으로써 인식한다는 사실이다. 이차 스위칭 과정의 이차 스위칭 시점은 일차 스위칭 과정의 스위칭 시점과 그 차이값으로부터 계산한다. 그 차이값은 특성맵에 나타난 여러 매개변수들을 이용해 도출하거나 내지는 상기 매개변수들로 계산한다.
본 발명에 따라서 분사동작이 연속적으로 이루어질 때 스위칭 시점을 확인해낼 수 있는 가능한 한 간단하고도 안전한 진행절차가 제공된다. 따라서, 하나 이상의 측정값을 평가하여 일차 스위칭 과정의 일차 스위칭 시점을 알아내고, 일차 스위칭 시점과 그 차이값으로부터 이차 스위칭 과정의 이차 스위칭 시점을 예입할 수 있으므로 분사동작이 연속적으로 진행될 시에 스위칭 시점을 안전하고도 간단하게 조사할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 일차 스위칭 과정의 일차 스위칭 시점을 하나 이상의 측정값을 평가하여 인식하는 스위칭 기관, 특히, 전자석 밸브의 스위칭 시점을 인식하기 위한 방법에 있어서,
    이차 스위칭 과정의 이차 스위칭 시점은 상기 일차 스위칭 시점과 차이값으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차이값은 특성맵에서 동작 매개변수들로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 동작 매개변수들로서는 일차 스위칭 과정 시간을 나타내는 하나 이상의 값이 이용되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동작 매개변수들로서는 일차 스위칭 과정과 이차 스위칭 과정간의 시간간격을 나타내는 하나 이상의 값이 이용되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 기관은 내연기관 내부로 분사될 연료량을 제어하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료분사는 실린더가 하나의 동작주기를 진행할 때 매우 짧은 전분사와 주분사로 나누어져 수행되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차이값은 특성맵에서 전분사의 분사량, 전분사 시작과 주분사간의 시간간격 또는 전분사 종료와 주분사 시작간의 시간간격 등의 매개변수들 중 하나 이상의 매개변수를 이용해 구해지는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 방법.
  8. 하나 이상의 측정값을 평가함으로써 일차 스위칭 과정의 일차 스위칭 시점을 검출하는 수단을 포함하는 스위칭 기관, 특히, 전자석 밸브의 스위칭 시점을 인식하기 위한 장치에 있어서,
    상기 일차 스위칭 시점과 차이값으로부터 이차 스위칭 과정의 이차 스위칭 시점을 구해내는 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 시점 인식 장치.
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