KR900001300B1 - 가솔린 엔진의 연료 분사 제어장치 - Google Patents

가솔린 엔진의 연료 분사 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

가솔린 엔진의 연료 분사 제어장치
제1도 및 제2도는 각각 본 발명에 따른 장치의 구성도 및 플로우챠트.
제3도는 종래 장치의 동작을 도시하는 플로우챠트.
제4도는 본 발명에 따른 백업 운전용의 데이터 도표.
제5도 및 제6도는 각각 본 발명에 따른 흡입 공기량 센서의 특성도.
제7도는 본 발명에 따른 냉각수 온도와 바이패스 개방도와의 관계도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 흡입공기량 센서
3a 내지 3d : 연료 분사 밸브 4 : 회전 센서
5 : 온도 센서 6 : 흡기관
7 : 교축 밸브 8 : 교축 밸브 개방도 센서
9 : 바이패스 통로 10 : 보조 공기량 제어 밸브
11 : 제어장치 15 : 열소자
16 : 냉각수
본 발명은 엔진의 부하 상태를 검출하는 센서가 고장났을때에 다른 백업 수단에
자동차용 가솔린 엔진의 출력 향상이나 배기가스정화 특성 향상을 목적으로하여, 흡입 공기량을 계측하는 센서와 가압 연료를 분사하는 연료 분사 밸브 및 각종 센서로부터의 정보를 기초로 연료 분사 밸브의 밸브 개방 시간을 제어하는 전자 제어 장치를 주요 구성요소로 하는 소위 전자 제어 연료 분사 장치가 널리 실용화 되어 있다. 이들 시스템 중에서 가장 중요한 센서인 흡입공기량 센서가 고장나면, 엔진의 운전이 불가능하게 되어 차량으로서의 기능을 잃게 되므로, 어느 정도의 백업 수단이 필요해진다. 종래, 이와 같은 요구에 부응한 것으로서, 제1도에 도시하는 연료 분사제어장치가 제안되고 있다. 제1도는 흡입 공기량 센서를 사용한 멀티포인트 방식의 것이며, 1은 엔진, 2는 엔진의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 센서, 3a 내지 3d는 교축 밸브(7) 하류측의 흡기관(6)속에 배치된 연료 분사 밸브, 4는 엔진(1)의 회전수를 검출하는 회전 센서, 5는 엔진 냉각수(16)의 온도를 검출하는 온도 센서, 7은 엔진(1)의 흡입 공기량을 조절하는 교축 밸브, 8은 교축 밸브(7)의 개방도를 검출하는 교축 밸브 개방도 센서이고, 이 개방도 센서(8)는 예를 들어 가변 저항기에 의해 구성되며, 가감속시나 전체 개방 운전시의 연료 보정을 위해 사용된다. 9는 흡기관(6)에 있어서 교축 밸브(7)를 우회하는 바이패스 통로, 10은 바이패스 통로(9)에 설치된 보조 공기량 제어밸브, 11은 입력 인터페이스(100), 마이크로프로세서(101), ROM(102), RAM(103) 및 출력 인터페이스(104)로 이루어지며, 흡입공기량 센서(2), 회전 센서(4), 온도 센서(5) 및 개방도 센서(8)의 출력을 받아 연료 분사 밸브(3a 내지 3d)를 구동제어하는 제어장치, 15는 냉각수(16)의 온도에 반응하여 보조 공기량 제어밸브(10)를 구동해주는 열소자이다.
상기 구성의 연료 분사 장치의 동작은 이미 공지되어 있으므로, 이하에 간단히
상기 장치에 있어서는, 흡입 공기량 센서(2)가 만일 고장났을때에는 전혀 운전이 불가능하게 되지만, 이를 방지하기 위해 종래로부터 백업 수단이 도입되고 있다. 가장 일반적인 백업 방법은 공전시와 비공전시에 별개로 연료 분사 밸브(3a 내지 3d)의 구동 펄스폭을 고정적으로 설정하는 방법이지만, 이 방법에서는 교축 밸브(7)의 개방도의 어느 한점밖에 공연비가 소망치에 일치하지 않고, 거의 대부분의 교축 밸브(7) 개방도 영역에 있어서는 공연비가 과농하게 된다든지 희박하게 되어, 운전 성능이 현저히 훼손된다.
이와 같이 결점을 보완하기 위해, 교축 밸브(7)의 개방도를 검출하는 개방도 센서(8)의 출력과 엔진 회전수 신호를 이용하여 연료 분사량을 제어하는 방법이 최근 사용되고 있으며, 이러한 경우의 동작을 제3도의 플로우챠트에 의해 설명한다. 단계 100에서는 흡입 공기량 센서(2)의 고장 유무를 판별한다. 이 판별 방법은 사용되는 흡입 공기량 센서(2)의 방식에 따라 다르며, 예를 들어 고압선식 센서인 경우에는 흡입 공기량에 대한 출력 전압 특성이 제5도에 도시한 바와 같은 곡선(4 제곱근)으로 얻어지고, 실제로1 2＜1＞2 1 2＜1＞2
이상과 같은 판별 방법에 의해 센서(2)의 고장 판별을 행한 결과, 정상이면 단계 101로 진행하여, 정상시의 연산 처리를 실행한다. 한편, 고장이라고 판별되면, 단계 102에 있어서 개방도 센서(8)의 신호(θ)를 독입하고, 다음에 단계 103에서 회전수(Ne)를 독입하여, 단계 104에서 개방도 신호(θ)와 엔진 회전수(Ne)에 대응한 연료 분사 밸브(3a 내지 3d)구동의 기본 펄스폭(τ0)을 얻는다. 이 기본 펄스폭(τ0)은 제4도에 도시한 바와 같이 Ne와 θ에 대응한 2차원 도표로서 미리 ROM(102)에 기억되어 있으며, 실제의 θ와 Ne에 가장 가까운 복수의 도표점으로부터 독출한 데이터를 이용하여 보간 연산을 행하여, 실제의 기본 펄스폭(τ0)으로 한다. 이렇게하여 얻어진 기본 펄스폭(τ0)은 단계 105에서 엔진의 온도 센서(5)의 신호나 가감속시의 연료 보정 신호등에 의거하여 보정계수(Kc)에 의해 보정된다. 이상과 같은 동작을 반복해 주므로서, 흡입 공기량 센서(2)가 고장나도 교축 밸브(7) 개방도에 반응하여 연료 분사량이 어느정도의 값으로 제어되어, 엔진(1)의 백업 운전이 가능하게 된다.
종래 장치에 있어서는, 백업에 의한 공연비 제어는 상기와 같이 교축 밸브 개방도와 엔진 회전수로부터 연료 분사 밸브(3a 내지 3d)의 펄스폭을 결정하고 있으므로, 초기공전(워밍업)상태에 있어서 바이패스 통로(9)중의 공기량 제어밸브(10)의 개방도가 엔진 냉각수(16)의 온도에 반응하여 스트로크가 변화하는 열소자(15)에 의해 변화되면, 실제로 엔진(1)에 흡입되는 공기량은 교축 밸브(7)에 의해 조정되는 주 통로를 통한 공기량과 바이패스 통로(9)를 흐르는 공기량의 합이 되기 때문에, 교축 밸브(7)의 개방도는 실제의 흡입공기량에 대응하지 않게되어, 공연비가 커다란 오차(이 오차는 교축 밸브(7) 개방도가 작은 영역일수록 크게 된다)를 일으켜, 운전에 지장을 초래한다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 흡입 공기량 센서가 고장났을때에도 바이패스 통로를 흐르는 공기량의 영향을 받지 않고, 안정된 백업 운전이 가능한 엔진의 연료 분사 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 연료 분사 제어장치는 흡입 공기량을 조절하는 교축 밸브의 개방도를 검출하는 교축 밸브 개방도 센서 이외에, 교축 밸브를 우회하는 통로를 흐르는 초기 공전용 보조 공기량의 제어 밸브의 개방도를 엔진의 냉각수 온도로부터 환산하는 수단을 설치한 것이다.
본 발명에 있어서는 흡입 공기량 센서가 고장인가 아닌가를 판별하고, 고장 발생시는 바이패스 통로에 설치된 보조 공기량 제어 밸브의 개방도를 엔진의 냉각수 온도로부터 환산하여 이 환산치와 교축 밸브 개방도와 엔진 회전수에 의해서 연료 분사 밸브의 구동 펄스폭을 결정한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다. 구성은 종래와 동일하게 제1도6
Figure kpo00001
여기서, θa는 교축 밸브 개방도 보정치, θ는 교축 밸브(7)의 개방도, θb는 바이패스 개방도, a는 정수이며, 정수 a는 바이패스 통로(9)의 직경이나 공기량 제어밸브(10)의 계량부 형상에 의해 결정된다. 이 정수(a)는 교축 밸브(7)의 개방도나 엔진 회전수에 의해 변화하는 차압에 의한 바이패스 통로(9)의 유량 변동을 억제하기 때문에, 교축 밸브(7)의 개방도나 엔진 회전수에 의해 보정되면 더욱 보정 정도가 향상된다. 다음에, 단계 109에 있어서, 단계 108에서 구해진 교축 밸브 개방도 보정치(θa)와 엔진 회전수(Ne)로부터 미리 엔진 특성에 맞추어 설정된 연료 분사 밸브 구동 펄스폭 도표(제4도)에 따라서 펄스폭(τ0)을 구한다. 당연하지만, 실제의 펄스폭은 실제의 θa와 Ne에 대응하여 보간 연산에 의해 산출된다. 더욱이, 이 펄스폭(τ0)은 단계 110에서 엔진의 작동상태, 예를 들면 엔진의 온도, 가감속 상태등에 의해서 결정되는 보정계수(KC)에
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 흡입 공기량 센서 또는 흡입 공기압 센서가 고장났을 때에는 교축 밸브 개방도 센서와 회전 센서와 온도 센서로부터 얻어지는 정보에 의거하여 연료 분사량을 결정하도록 하고 있으며, 교축 밸브의 바이패스 통로를 통한 보조 공기량을 냉각수 온도로부터 구해서 교축 밸브 개방도를 보정할 수가 있고, 이에 따라 바이패스 통로를 통한 보조 공기량에 의해 공연비가 변동함이 없이 모든 운전 조건에서 안정된 공연비가 얻어지며, 흡입 공기량 센서 또는 공기압 센서가 고장났을때에 운전에 커다란 지장을 일으키지 않게 된다.

Claims (1)

  1. 엔진의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 센서 또는 엔진의 흡입 공기압을 검출하는 흡입 공기압 센서등에서 얻어지는 엔진 부하 정보를 주요 매개 변수로하여 소요 연료량을 연산하고, 기과의 흡기계에 설치된 연료 분사 밸브를 구동하도록된 연료 분사 제어 장치에 있어서, 흡입 공기량을 조절하는 교축 밸브, 교축 밸브의 개방도를 검출하는 교축 밸브 개방도 센서, 교축 밸브를 우회하는 공기 통로중에 배치되며 엔진의 냉각수 온도에 반응하여 개방도가 변화하는 보조 공기량 제어 밸브, 엔진의 냉각수 온도를 검지하는 온도 센서, 엔진의 회전수를 검출하는 회전 센서, 흡입 공기량 센서 또는 흡입 공기압 센서의 고장 유무를 판별하는 판별 수단을 구비하고, 판별 수단이 고장을 판별하였을때에는 교축 밸브 개방도 센서와 온도 센서와 회전 센서로부터 얻어지는 정보에 의거하여 연료 분사량을 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진의 연료 분사제어 장치.
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