KR20000064255A - 조정부재를제어하기위한방법및장치 - Google Patents

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Abstract

조정 부재, 특히 연소기관의 박자식으로 제어되는 조정 부재를 제어하기 위한 방법 및 장치가 기재되어 있다. 제어신호의 주파수는 공진효과의 방지를 위해 변화될 수 있다. 제어신호의 주파수는 시간에 관한 예정된 함수에 따라 제 1 한계치와 제 2 한계치 사이에서 변화될수 있다.

Description

조정 부재를 제어하기 위한 방법 및 장치
그런 방법 및 그런 장치는 예를 들면 DE-OS 33 25 651 로부터 알려져있다. 거기에서는 공명진동을 피하기 위해 회전수에 따라 제어주파수가 예정된다(미리 주어진다). 그런 선행기법은 대단히 비용이 들고 각 회전수 마다 제어주파수를 새로 계산할 필요가 있다.
그 위에 회전수가 특정치를 취할 때 하나 또는 수개의 값들 사이에서 제어주파수를 절환(스위칭)하는것도 알려져있다. 그 때는 조정 부재가 그런 절환과정에서 진동 또는 출력신호의 진동과 반응하게된다는 결점이 있다.
본 발명은 청구범위의 독립항의 대개념에 의한, 조정 부재, 특히 차량에 있는 박자식 조정 부재를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 조정 부재의 제어를 위한 본 발명에 의한 장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 방법의 제 1 실시예를 명확히 하기 위한 흐름도.
도 3은 시간에 걸친 제어신호의 주파수를 표시한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 방법의 제 2 실시예의 흐름도.
도 5는 제 2 실시예의 경우 행해진 시간에 걸친 제어주파수를 표시한 도면.
본 발명은 모두에 언급한 종류의 조정 부재를 제어하기 위한 방법 및 장치에 있어 공진현상을 간단하고 저염하게 방지하는데 목적이 있다.
이 목적은 청구의 범위의 독립항들의 특징에 의해 달성된다.
본원에 기재된 본 선진 기법의 경우에는 심한 절환은 일어날 필요가 없다. 그 위에 특히 공진 위험이 있는 동작범위 및 비 임계적 동작범위에서의 정적작동에 있어서 위치변동 없는 최적의 조정 부재제어가 얻어질 수 있다. 예를 들면 공진범위가 신속히 통과하는 경우와 같은 동적동작에 있어서도, 제어(조정)의 변화가 단지 약간만 일어나거나 전혀 일어나지 않기 때문에 역시 최적의 조정 부재제어가 얻어진다. 임계범위로의 약한 이행에 의해 조정 부재의 위치에 대해 아주 작은 작용만이 미치거나 또는 전혀 미치지 않는다. 그 위에 제어의 적용이 현격히 간단화 된다.
본 발명의 유리하고 합목적적인 양태 및 변형은 청구의 범위의 종속항에 표시되어 있다.
본 발명을 이하 도면에 표시된 실시예에 따라 상세히 설명하겠다.
다음에는 디이젤연소기관의 주입조절기의 예에서 본 발명에 의한 첨단기법이 설명될 것이다. 그러나 본 발명에 의한 첨단기법은 이 용도에 한정되는 것이 아니고, 이 방법은 박자식으로 제어되고 공진현상이 수반될 수 있는 모든 조정 부재의 경우에 사용될 수 있다.
주입조정기에 의해 연료펌프의 수송개시가 변경될수 있다. 통상적으로는 수송개시 또는 주입개시는 조절회로에 의해 조절되는것이며 조절편차에 따라 조정 부재가 제어된다. 주입조정기는 바람직하게는 전기유압식 조정기로 구성되어있다. 조정기가 지배받는 압력에 따라 주입조정기는 상이한 위치를 취한다. 주입조정기가 지배받는 압력은 자기밸브에 의해 영향을 받을 수 있다. 자기밸브는 박자식 신호에 의해 지배 받는다. 신호의 키잉관계 및 주파수는 예정될 수 있다.
도 1에는 예컨대 블록도 형태의 본 발명에 의한 장치가 표시되어있다. 조절구역은 100 으로 표시되어있다. 이 조절구역은 바람직하게는 디이젤 연소기관의 주입조정기이다. 주입조정기의 위치는 조정 부재(110)에 의해 변화될 수 있다. 조정 부재(110)는 자기밸브로 실현되어있다. 자기밸브에는 제어신호예정기(120)에 의해 박자식 신호(TV)가 주어진다. 제어신호예정기(120)는 주입조정기조절장치(130)의 제어신호를 공급한다. 주입조정기조절장치(130)는, 이론치예정기(150)의 이론치(S)에는 양의 부호를 실제치탐색기(160)의 실제치(I)에는 음의 부호를 제공하는 결합점(140)의 출력신호를 처리한다. 실제치탐색기(160)는 예를 들면 표시되지 않은 센서에 의해 파악된 실제의 주입개시부(170)에 기초하여 주입조정기조절장치(130)를 위해 실제치크기를 계산한다.
여러 작동변수에 기초하여 이론치예정기(150)는 주입조정기(100)의 위치를 위한 이론치(S)를 계산한다. 주입조정기조절장치(130)는 이론치(S)와 실제치(I)간의 비교에 기초하여 조정크기를 계산한다. 이 조정크기에 기초하여 제어신호예정기(120)는 자기밸브(110)의 제어를 위한 신호(TV)를 산출한다. 이 경우 키잉관계(TV) 및 제어주파수(F)는 예정될 수 있다.
이 신호, 특히 키잉관계에 따라, 유압시스템에 일정한 압력이 조정되고 주입제어기는 대응하는 위치를 취한다. 제어주파수(F)는 주입조정기의 위치에 단지 아주 작은 영향을 줄뿐이다. 주입조정기(100)의 위치에 따라 주입은 연소기관의 크랭크축의 상이한 각도위치에서 행해진다. 실제 주입개시가 파악되고 이 크기(양)에 기초하여 실제치탐색기(160)는 조절회로를 위한 실제치(I)를 결정한다.
유압적효과로 인해, 제어주파수(F), 주입빈도 또는 연소기관의 회전수에 따라 공진현상이 생긴다. 박자식 조정 부재(110)를 사용하여 조절신호를 변화시키는 조절 및/또는 제어는, 그 주파수가 조정 부재-제어주파수 또는 그의 다수배와 일치하는 주기적 교란신호에 의해 공진에 진입할 수, 즉 불안정해 질 수 있다. 주어진 조정 부재, 특히 여기서 설명되는 주입조정기용 조정 부재의 경우에는 교란영향은 분명하게 정해진 작동상태에 귀환표시되고 따라서 인식될 수 있다.
교란신호가 제어신호와는 충분히 상이하도록 교란위험이 있는 범위에 있어서 조정 부재의 제어주파수(F)를 시간함수에 관해 비동조시키는 것(어긋나게하는 것)은 발명의 목적에 합당하다. 시간적 비동조의 이용에 의해 발생하는 조정크기의 오차는 조절기에 의해 보정될수 있다.
본 발명에 따라 공진효과가 특정 회전수범위에 있어 나타나는 것이 인식되었다. 이 회전수범위 근방에 윈도(창)가 배치된다. 실제 회전수가 이 윈도에 들어오는 경우에는 제어회전수의 비동조가 시간경사를 통해 활성화된다. 회전수가 윈도로 부터 벗어나면 시간램프의 경사는 역전되고 비동조는 해소된다. 전체 윈도를 통한 신속한 천이의 경우에는 단지 대단히 작은 비동조만 행해진다. 회전수가 윈도를 아주 천천히 횡단하거나 또는 회전수가 임계범위 내에 정지되어있을 때는, 경사는 경계로 이동하고, 즉 신호의 주파수는 비 임계치에 유지된다.
도 2 에는 공진을 방지하기 위한 본 발명에 의한 방법의 실시예가 표시되어있다. 1 단계(200)에서는 제어주파수(F)가 예정치(FN)에 설정된다. 거기에 연속된 단계(210)에서는 회전수가 파악되고 예정위치에 도달하기 위해 조정기가 지배받아야 하는 키잉관계(TV)가 정해진다.
후속하는 질문(220)은 시간조건(T)이 만족되는지를 검사한다. 그것이 만족되지 않으면 새로이 단계(210)가 행해지고 그렇지 않고 만족되면 질문(230)이 행해진다. 이 질문은 회전수가 역치(N1)보다 작은지를 검토한다. 작지 않으면 질문(240)은 회전수(N)가 역치(N2) 보다 큰지를 검토한다. 그 경우도 역시 아니면 회전수는 공진효과가 발생될 수 있는 예정된 회전수윈도에 있다. 회전수치(N1 및 N2)에 의해 제어주파수가 그 범위내에서 비동조되어있는 회전수의 값범위가 정의된다.
회전수가 회전수윈도에 있는 것이 인식되었으면, 단계(250)에서 마커 1 이 설정된다. 후속단계(260)에서는 주파수(F)가 예정치(ΔF1) 만큼 증분된다. 이 값(ΔF1)은 그 시간에 걸친 주파수의 상승경사를 결정한다. 후속하는 질문(265)은 주파수(F)가 한계치(FG)를 초과했는지를 검사한다. 한계치를 초과하면 단계(266)에서 주파수(F)는 한계치(FG)에 설정된다. 이어서 단계(270)가 행해진다. 주파수가 한계치(FG)보다 작으면 바로 단계(270)가 행해지고 그 때는 조정 부재는 그렇게 계산된 이 제어신호의 영향하에 놓인다. 이어서 단계(210)에서 프로그램은 계속된다.
단계(230)가 회전수가 회전수(N1) 과 (N2)에 의해 정의된 윈도 밖에 위치한다는 것을 인식하면, 질문(275)이 행해져 마커(M)가 1 에 설정되었는지를 검사한다. 그렇게 설정되었으면, 단계(280)에서 마커는 2 에 설정된다. 후속하는 질문(285)은 주파수가 처음에 설정된 주파수치(FN)보다 작거나 또는 그것과 같은지를 검사한다. 검사결과가 부정적이면, 주파수는 단계(290)에서 값(ΔF2)만큼 감소된다. 이어서 다시 단계(270)가 행해진다.
질문(275)이 마커가 1 과 같지 않다는 것을 인식하면, 질문(295)은 마커가 2 에 설정되었는지를 검사한다. 그렇게 설정되었으면 질문(285)이 다시 행해진다. 질문(285)이 주파수가 처음에 설정된 주파수(FN)보다 작거나 또는 같다는 것을 인식하거나 내지는 질문(295)이 마커가 2 와 상이하게 설정되었다는 것을 인식하면, 단계(298)에서는 마커가 0 에 설정된다. 이어서 프로그램은 단계(200)로 계속된다.
다르게는, 윈도내에 있어 단계(260)에서 주파수(F)가 예정치(ΔF)만큼 감소되고 윈도밖에 있어 단계(290)에서 상승되게 할수도 있을 것이다.
도 3 에는 마커(M)의 내용 및 시간(T)에 걸친 주파수(F)가 표시되어있다. 먼저 질문(230 및 240)은 회전수가 회전수윈도 내에 있다는 것을 인식한다. 그리하여 마커(M)는 값 1 을 취하고 주파수(F)는 단계폭(ΔF1)에 의해 정의된 경사로 상승한다. 시점(T1)에서 질문(230 및 240)은 회전수가 회전수윈도를 벗어났고 이전에 마커(M)가 1 에 설정되었다는 것을 인식한다. 이 시점으로부터 마커(M)는 2 에 설정되고 주파수는 크기 (ΔF2)에 의해 정의된 경사로 시점(T3)에서 원래의 값(FN)에 도달할 때까지 하강한다. 주파수는 시점(T3)으로부터 예정된 값(FN)에 머문다.
본 발명에 의한 방법의 추가 실시예에 있어서는 전체 동작범위에 걸쳐 조정 부재에 대한 제어신호의 주파수(F)는 시간 연속적으로 두 한계주파수 사이에 있어서는 비동조되어있다. 이 방법에 의한 교란신호주파수는 긴 시간범위에 걸쳐 어떤 동작시점에서도 제어신호의 주파수와 동위상에 있지않기 때문에, 공진이 발생할것이라는 가정은 하고있지 않다. 제어신호의 주파수의 변동에 의해 생기는 조정치의 오차는 제어주파수에 의존하는 교정치에 의해 보정될 수 있다. 잔존하는 조정량의 오차는 조절기에 의해 보정된다.
본 발명에 의한 첨단기법은 도 4 의 흐름도에 따라 표시되어있다. 단계(400)에서는 도 2 의 단계(200)에서와 유사하게 회전수가 파악되고 키잉관계가 정해진다. 후속하는 단계(410)는 마지막 질문후에 시간조건이 만족되었는지를 검사한다. 만족되지 않았으면 다시 단계(400)가 반복된다. 그와는 다른 경우에는 단계(420)가 행해져 마커가 값 1 을 취하는지를 검사한다. 그 값을 취하는 경우에는 단계(430)에서 주파수(F)는 예정치(ΔF1)만큼 증분된다.
후속하는 단계(435)는 주파수가 상한치(FO)를 초과했는지를 검사한다. 초과한 경우에는 단계(440)에서 마커(M)가 0 에 설정된다. 단계(440)에 이어서 내지는 주파수가 상한치(FO)보다 크지도 않고 같지도 않을 때는, 단계(450)가 행해져 조정기는 그렇게 산출된 신호로 제어된다.
질문(420)이 마커가 1 과 다른 것을 인식하면 단계(460)가 행해져 주파수(F)는 값(ΔF2)만큼 감소된다. 후속하는 질문(470)은 주파수(F)가 하한치(FU)보다 작거나 같은가를 검사한다. 그 경우에는 단계(480)에서 마커는 1 에 설정된다. 단계(480)에 이어서 내지는 질문(470)이 주파수(F)가 작거나 같지 않다는 것을 인식하면 역시 단계(450)가 행해진다.
이 선진방법은 공진효과가 전체 회전수범위에 걸쳐 일어날 때 특히 유리하다. 본 발명에 따라서는 실제 유효한 제어주파수(F)는 적용하려는 키잉관계특성장이 관계하는 기본주파수(FU)로부터 시작하여 조절가능한 속도로 상한치(FO)에 달하기 까지 상승된다. 여기서 변화방향이 역전되어 실제 유효 제어주파수(F)는 하한치(FU)까지 강하된다.
도 5 에는 시간(T)에 따른 주파수(F)의 경로가 표시되어있다. 시점(T0)으로부터 주파수는 값(FU)로부터 시간(t)에 걸쳐 시점(T1)에 도달되는 주파수(F0)에 까지 직선적으로 상승된다. 시점(T1)으로부터 주파수(F)는 시간(t)에 걸쳐 직선적으로 값(FU)이 다시 도달되는 시점(T2)에 까지 하강된다. 시간에 따른 제어주파수의 변화는 삼각함수에 해당한다. 주파수의 단계적 변화에 의해서 시간에 걸친 정확한 직선적 변화는 일어나지 않고 단순히 근사적 직선적 함수가 얻어진다.
한계치(FU 및 FO), 단계폭(ΔF1 및 ΔF2) 및 시간(T)은 용도의 범위내에서 예정될 수 있다. 특히 단계폭(ΔF1 및 ΔF2)에 관해서는 상이한 값이 예정될 수 있으면 유리하다. 또는 시간에 걸친 주파수의 상기한 직선적 상승 및 하강과는 다른 시간에 대한 주파수경과가 선택될 수도 있다. 주파수의 시간의존에 관해서는 임의의 함수가 선택될 수 있다. 유리하게도 상기한 시간에 따른 선형 주파수경과의 경우에는 프로그램화가 용이해질 수 있다.

Claims (9)

  1. 제어신호의 주파수가 공진효과의 방지를 위해 변화될 수 있는, 조정 부재, 특히 연소기관의 박자식으로 제어되는 조정 부재를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    제어신호의 주파수가 시간에 관한 예정된 함수에 따라 제 1 주파수치와 제 2 주파수치 사이에서 변화될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 조정 부재를 제어하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 시간에 관한 주파수가 제 1 주파수치로부터 출발하여 직선적으로 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 회전수가 예정될 수 있는 값 범위 내에 있는 값을 취할 때, 주파수가 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 2 주파수치에 달하기까지 또는 회전수가 예정될 수 있는 값 범위 밖에 있는 값을 취하기까지, 주파수가 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 주파수가 제 2 주파수치로부터 시작하여 시간에 걸쳐 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 2 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 회전수가 예정될 수 있는 값범위 밖에 있는 값을 취할 때는, 주파수가 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 제 1 주파수치에 달하기까지 또는 회전수가 예정될 수 있는 값 범위 밖에 있는 값을 취하기까지, 주파수가 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제어신호의 주파수가 공진효과의 방지를 위해 변화될 수 있는, 조정 부재, 특히 연소기관의 박자식으로 제어되는 조정 부재를 제어하기 위한 장치에 있어서,
    시간에 관한 예정된 함수에 따라 제 1 한계치와 제 2 한계치 사이에서 제어신호의 주파수를 변화시키는 수단이 설치되어있는 것을 특징으로 하는 조정 부재를 제어하기 위한 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 조정 부재가 자기점화형 연소기관의 주입조정기를 조정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
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