KR900001562B1 - 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치
제1a도 및 제1b도는 본 발명에 따른 연료분사장치의 실시예를 표시하는 블록선도.
제2a도-2j도는 제1도에 표시된 장치의 동작을 설명하기 위한 타임챠아트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료분사장치 2 : 디이젤엔진
3 : 연료분사펌프 6 : 고압실
7 : 연료분사펌프 8 : 구동축
9 : 펄서 10 : 전자 픽업코일
11 : 회전센서 12 : 속도검출기
13 : 타이밍제어유닛 14 : 리프트센서
15 : 측정유닛 16 : 클록펄스발생기
18 : 센서유닛 19 : 목표연료량 계산유닛
20 : 제1펄스발생기 21 : 목표분사타이밍 계산유닛
22 : 데이터변환유닛 26 : 펄스 발생기
27 : 펄서 27a : 코그(cpg)
28 : 전자픽업코일 DP : 구동펄스
SN: 회전펄스신호 Pr: 참조펄스
Dr: 속도데이터 PL : 리프트펄스
CD : 계수데이터 TD : 목표타이밍 데이터
TAD : 목표각도데이터 Pt: 타이밍펄스
본 발명은 연료분사펌프의 연료분사시기를 제어하는 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 연료분사펌프의 고압실과 저압부 사이에 배설된 전자밸브의 개폐제어에 따라 연료분사의 조절을 할 수 있도록 구성된 연료분사펌프의 연료분사시기를 제어하기 위한 연료분사시기 제어장치에 관한 것이다.
종래에는, 전자밸브를 연료분사펌프의 고압실과 저압부 사이에 배설하여 동전자밸브의 분산개시 및 분사 폐지시기를 제어함에 따라 연료분사시기와 연료분사량을 조절할수 있도록한 연료분사펌프에 있어서의 분사 타이밍 : (분사전진각)제어도 전자밸브의 응답지연등을 고려하여 실행되어야했다.
예컨데 일본국특허공개 번호 84-231150호 공보에는 엔진의 운전조건에 따른 목표착화시기를 연산하여 얻을수 있는 동시에 엔진의 여러개의 실린더중에서 착안한 하나의 특수한 실린더의 실제분사기를 검출하여 목표착화시기와 실제착화시기사이의 시간차를 측정하여 이 시간차가 영이되도록 엔진의 각 실린더의 착화시기를 제어하도록한 장치는 이미 개재되어있다.
그러나, 상술한 종래의 장치에서는, 실제착화시기를 검출하는 센서는 엔진의 여러개의 실린더 중의 하나밖에는 장착되어있지 않으며, 다른 실린더의 착화시기의 제어는 이렇게 착목안된 특별한 실린더의 목표착화시기와 실제착화시기사이의 시간차에 따라서 실행되었다.
따라서, 엔진의 속도가 급변하였을 때와 같은 경우에는, 연료분사시기의 정확한 제어를 할 수 없게 된다고 하는 문제를 지니고 있었다. 그러므로, 본 발명의 목적은 연료분사펌프의 개량된 연료분사시기 제어장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 연료의 연소개시에 영향을 주는 타이밍, 예컨데 실제착화시기, 연료분사개시시기등의 실제값을 검출하는 센서가 하나만이라도 필요로 하는 목표치에 따라서 모든 실린더에 있어서의 연료분사시기를 정확하게 제어 할 수 있도록한 연료분사시기 제어장치를 제공함에 있다.
본 발명의 구성은 연료분사펌프의 고압실과 저압부사이에 배설되어 고압실이 저압부에 연통할수 있도록 구동펄스발생기로부터 발생된 구동펄스에 응답하여 개폐할수 있는 전자밸브를 포함하여 구성되어 연료분사펌프에 관련된 내연기관에 연료를 분사공급하는 연료분사펌프의 분사전진각의 제어를 하기위한 연료분사시기제어장치에 있어서, 내연기관의 운전조건에 따라 결정되는 목표분사전진각을 부여하는 상술한 연료분사펌프의 구동축 강도를 나타낸 제1데이터를 출력하는 제1수단과 내연기관에 있어서의 연료의 연소개시에 영향을 주는 타이밍의 실제값을 검출하는 검출수단과 이 검출수단으로 부터의 출력과 구동펄스에 응답하여 구동펄스에 신호에 대한 연료의 분사지연시간을 측정하여 그 측정결과를 나타낸 제2데이터를 출력하는 제2수단과 내연기관의 그때그때의 엔진속도를 나타낸 속도데이터를 출력하는 속도검출수단과 제2데이터와 속도데이터에 응답하여 제2데이터에 따라 표시된 지연시간에 대응하여 구동축각도를 나타낸 제3데이터를 출력하는 제3수단과 제1 및 제3데이터에 응답하여 제1데이터에 따라 표시된 목표전진각상태를 얻을수 있도록 구동펄스신호의 출력타이밍을 설정하는 설정수단등을 구비한 점에 특징을 지니고 있다.
구동펄스에 응답하여, 전자밸브는 고압실이 구동펄스신호가 출력되어서 부터 구동펄스폭에 의하여 설정되는 기간동안만 닫쳐지거나 또는 열리고, 이에 따라 연료분사펌프에 있어서의 연료의 압송은 이기간에만 가능하게된다.
필요로 하는 분사의 목표전진각도을 나타낸 데이터는 그 목표전진각을 부여하는 연료분사펌프의 구동축각도를 나타낸 제1데이터로서 얻어진것이며, 다른 한편으로, 전자밸브를 구동하는 구동펄스신호가 발생하여서부터 연료의 연소개시에 영향을 주는 타이밍(예컨대, 분사밸브의 니이들밸브가 인양되는 시간)까지의 지연시간이 측정되고, 그 측정의 결과를 표시하는 제2데이터를 얻는다.
따라서 제2데이터는 구동펄스신호에 대한 전자밸브의 작동응답지연시간을 포함한 연료분사지연시간에 관련한 데이터이다.
제2데이터는 속도데이터의 사용에 의하여 나타내는 구동축각도에 대하여 제3데이터에 의하여 나타내는 구동축각도 즉, 측정된 지연시간에 대한 구동축각도의 보정이 이루어지고, 이 보정결과에 따라서 희망하는 목표전진각 상태를 얻을수 있도록 구동펄스신호의 출력타이밍이 결정된다.
이와 같이, 목표로하는 분사의 분사진각의량이 구동축각도로서 표시되고, 또 전자밸브의 작동지연시간을 포함하는 분사지연시간도 구동축각도로서 나타낼수 있으므로, 분사의 전진각도의 설정은 구동축의 차원에서 실행하게 된다.
결과적으로 엔진의 속도가 급변하는 경우라도, 그로 인하는 제어오차의 발생은 거의 문제가 되지 않으며, 각 실린더에 대한 분사의 전진각도의 제어를 가장 잘 실행할수 있다.
본 발명은 더욱 잘 이해하게 될 것이며, 그밖의 목적과 그에 관한 장점은 첨부한 도면을 참조로한 양호한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 분명하게될 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 연료분사시기 제어장치를 가진 연료분사장치의 한 실시예의 블록도를 나타낸 것이다. 연료분사장치(1)은 4사이클 4실린더의 디이젤엔진(2)에 의하여 구동되고, 이 디이젤엔진에 연료를 분사 공급하기위한 연료분사펌프(3)를 구비하고 있다.
제1도에 표시된 실시예에 있어서, 연료분사펌프(3)는 분배형의 연료분사펌프이고, 플런저배럴(4)에 삽입되어 있는 플런저(5)는 디이젤엔진으로 부터의 회전압력에 의하여 구동되는 캠원판(5a)의 캠윤곽에 따라 왕복운동으로 회전한다.
이에 따라, 고압실(6)내에서 압축된 연료는 분사파이프(도면에 없음)를 통하여 순차 디이젤엔진(2)의 각 시린더 (C1)-(C4)에 압송하는 구성으로 되어있다.
연료량을 제어하기 위하여 고압실(6)은 연료분사펌프(3)내의 저압부를 희망에 따라 연통시켜, 이에 따라 분사연료의 조절을 하기 위한 상시 개방형 전자밸브(7)를 지니고 있다.
전자밸브(7)는 여자코일을 구비하고 있으며, 나중에 설명하는 바와같이 출력되는 구동펄스(DP)가 여자코일(7a)에 인가되어서 여자코일(7a)이 여자되면, 밸브디스크(7b)는 복귀스프링(7c)의 탄발력에 대항하여 제1도에서 오른쪽방향으로 이동하고, 밸브케이스(7d)에 형성된 밸브시이트(7e)에 고정부착하며, 그에 따라 전자밸브(7)는 개방상태로 된다. 여자코일(7a)에 구동펄스(DP)가 인가되어있지않을 경우에는, 밸브디스크(7b)는 복귀스프링(7c)에 의하여 제1도에서 왼쪽방향으로 이동하게 되어, 밸브디스크(7b)는 밸브시이트(7e)에서 떨어지게 되어, 전자밸브(7)는 개방상태로 된다.
전자밸브(7)가 개방상태로 있으면 고압실(6)은 저압부에 연통하게 만들어져 결과적으로 플런저(5)가 리프트 동작을 하여도 연료의 압송은 이루어지지 않는다.
다른한편으로 전자밸브(7)가 여자코일(7a)의 힘이 가하여 지지 아니하여 닫혀지면 고압실(6)이 저압부로부터 차단되어, 연료는 플런저(5)의 리프트동작에 따라서 고압실(6)내에서 압축되어, 연료의 압송을 할수있는 상태로 된다.
연료의 압송중에 전자밸브(7)가 열리면, 고압실(6)내에 압축된 압력은 해방되어 연료의 압송동작이 종료된다.
상술한 바와같이 전자밸브를 사용하여 압축연료의 압송개시 및 종료의 타이밍을 제어할수 있도록 구성된 연료분사펌프자체는 공지이기때문에 제1도에서는 그 구성의 주요부분만을 개략적으로 나타내고 있다.
연료분사펌프(3)의 구동축(8)의 회전상태를 검출하기 위하여 구동축(8)에는 펄서(9)와 전자픽업코일(10)등으로 구성된 회전센서(11)가 설치되어 있다.
제1도의 실시예에서는, 디이젤엔진(2)은 4사이클 4실린더 엔진으로서 펄서(9)의 주연에는 10도의 간격으로 36개의 코그가 펄서(9)의 주연에 설치되어있다.
따라서, 구동축(8)이 10도 회전할때마다, 신호가 전자픽업코일(10)에서 출력된다. 이 신호는 회전펄스신호(SN)로서 속도검출기(12)에 입력되어, 여기에서 회전펄스신호(SN)(2)에 따라서 전자픽업코일(10)로 부터 출력되는 신호의 시간간격이 측정되고, 그 측정결과로부터 디이젤엔진(2)의 그때 그때의 속도를 나타낸 속도데이터(DN)가 출력된다. 속도데이터(DN)의 내용은 전자픽업코일(10)에서 신호가 출력될때마다 즉 구동축(8)이 10도 회전할때마다 갱신되어 갱신된 데이터는 타이밍제어유닛(13)에 공급된다.
펄서(9)는 디이젤엔진(2)의 실린더(C1)안의 피스톤(도면에 없음)이 상사점에 도달한 타이밍에서 펄서(9)의 외주에 설치된 코크중의 소정의 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하도록 구동축(8)에 굳게 부착되어있다.
이러한 일정한 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하는 타이밍의 도래를 미리 알 수 있게 하기 위하여, 구동축(8)에는 단일의 코그(27a)를 지닌 펄서(27)와 이 펄서(27)에 조합하는 전자픽업코일(28)등으로 이루어지는 펄스발생기(26)가 설치되어있다.
펄서(27)는 펄서(9)에 설치된 소정의 코그의 하나앞선 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하는 다음이여서 일정한 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하기전의 타이밍에서 코그(27a)가 전자픽업코일(28)에 대향하도록 그 위치 조절이 이루어지고 있다.
따라서 코그(27a)가 전자픽업코일(10)에 대향함에 따라 펄스발생기(26)로 부터 출력되는 참조펄스(Pr)의 발생되는 직후에 회전센서(11)로부터 출력되는 신호가 실린더(C1)의 상자점타이밍을 표시한다.
회전센서(11)로 부터 출력되는 회전펄스신호(SN)에 포함된 TDC펄스의 발생을 펄스발생기(26)로부터의 참조펄스(Pr)를 참조함에 따라 식별할 수 있다.
부호(14)는 디이젤엔진(2)의 실린더(C1)에 장착되어있는 연료분사밸브(도면에 없음)의 니이들밸브의 리프트타이밍을 검출하기 위한 니이들밸브리프트센서이며, 니이들 밸브리프트센서(14)로부터는 압송되어온 연료의 압력에 따라 니이들 밸브가 리프트하고 이에 따라 분사밸브가 열리는 타이밍마다 리프트 펄스(PL)가 출력된다.
분사지연시간, 즉, 구동펄스(DP)가 출력되는 시간부터 구동펄스에 상응한 실린더안으로 연료분사가 개시되기까지의 분사지연시간을 측정하기 위하여 리프트펄스(PL)와 구동펄스(DP)가 측정회로(15)에 입력되어있다.
측정회로(15)는 플립플록(151)를 지녔으며, 참조펄스(Pr)와 구동펄스(DP)가 각기 그의 세트단자(S)와 리세트단자(R)에 입력되어 있다.
플립플록(151)이 참조펄스(Pr)에 의하여 세트됨에 적합하고 구동펄스(DP)의 레벨이 ＂L＂에서 ＂H＂로 바뀔때 리페트 됨에 적합하다.
플립플록(151)의 출력단자(Q)는 리프트펄스(PL)가 적합한 정지단자(STP)를 지닌 이진계수기(152)의 수동단자(ST)에 접속되어 클록펄스발생기(16)에 의하여 발생한 클록펄스(CL)는 계수기(152)의 클록단자(CLK)에 적합하다.
계수기(152)는 리세트되고, 출력단자(Q)의 레벨이 ＂L＂ 에서 ＂H＂으로 바뀌었을때 클록펄스(CL)를 계수하기 시작하여 계수기(152)의 계수동작은 리프트 펄스(PL)가 그의 정지단자(STP)에 응답할때 정지한다.
계수기(152)의 계수결과는 계수데이터(CD)로 출력된다. 따라서 계수기(152)는 실린더(C1)에의 연료분사를 위한 구동펄스(DP)의 레벨의 상승에 상응하여 플립플록(151)에 따라 리세트되고, 그와 동시에 계수기(151)는 클록펄스발생기(16)에 의하여 발생된 클록펄스(CL)의 수를 계수하기 시작한다. 계수기(152)의 계수동작은 리프트(PL)의 인가에 응답하여 정지하며, 이에 따라 필요로 하는 구동펄스(DP)의 레벨이 ＂L＂ 에서 ＂H＂로 상승하였을때부터 리프트(PL)가 출력되기까지의 시간동안 발생한 클록펄스(CL)의 수를 계수하는 계수기로 구성되어 있다.
결과적으로 측정회로(15)로부터는 분사지연시간을 나타낸 계수데이터(CD)가 출력된다.
부호(18)로 나타낸 블록은, 디이젤엔진(2)의 회전속도 이외의 디이젤엔진(2)의 일정한 운전조건을 검출하여 센서유닛이고, 그 검출결과를 나타낸 운전조건 데이터(DS)를 출력하는 센서유닛으로, 센서유닛(18)으로부터의 운전조건데이터(DS)는 속도데이터(DN)도 인가된 목표분사량연산부(19)에 입력되어있다.
분사량연산부(19)에는 운전조건데이터(DS)밖에도 속도데이터(DN)도 입력되어 있으며, 이것들 입력데이터에 응답하여 소정의 조정특성데이터를 그때그때의 디이젤엔진(2)의 운전조건에 따른 가장 적합한 연료분사량이, 일정한 조정특성데이터에 따라서 연산된다. 목표분사량연산부(19)에서 연료분사펌프(3)으로부터 얼음에 필요한 전자밸브(7)의 분사폐지시간을 나타낸 데이터(T0)가 출력된다.
분사폐지 시간데이터(T0)는 구동펄스(DP)의 펄스폭을 결정하기 위한 데이터로서 제1펄스 발생기(20)에 입력되어 있으며 후술하는 바와 같이 출력되는 타이밍펄스(Pt)가 트리거펄스로서 제1펄스발생기(20)에 인가될때, 그때의 분사폐지 시간데이터(T0)에 의하여 결정된 펄스폭의 구동펄스(DP)가 제1펄스발생기(20)로부터 출력되어, 전자밸브(7)의 여자코일(7a)에 인가된다.
다음에 제1펄스발생기(20)로 부터 구동펄스(DP)를 출력시키는 타이밍을 결정하기 위한 타이밍제어유닛(13)에 대하여 설명된다. 타이밍제어유닛(13)은 계수데이터(CD)에 의하여 나타낸 분사지연시간을 그에 상응하는 구동샤축(8)의 회전각도의 양으로 변환하기위한 변환부(17)를 지니고 있으며, 계수데이터(CD)와 속도데이터(DN)가 변환부에 입력되어 있다.
특히 변환부(17)에서는 계수데이터(CD)에 의하여 나타낸 시간을 속도데이터(DN)에 의하여 나타낸 그때그때의 엔진속도에 따라서 구동축(8)의 회전각도의 양으로 변환하고, 이 변환결과를 표시하는 각도(θ2)가 보정 데이터(Dc)로서 출력된다.
상기의 설명으로부터아는 바와같이 지연시간은 전자밸브(7)에 구동펄스(DP) 인가되어어서 부터 전자밸브(7)가 폐쇄될때까지의 작동지연시간의에 압송된 연료가 실제로 그 실린더에 도달하게 될 때까지의 연료의 전파지연시간등을 포함하고 있다.
타이밍제어유닛(13)은 다시금 운전조건데이터(DS)와 속도데이터(DN)에 응답하여, 디이젤엔진(2)의 그때그때의 운전조건에 대응한 가장적합한 분사타이밍을 연산하기 위한 목표의 타이밍연산부(21)를 지녔으며, 목표타이밍연산부(21)로부터 출력되는 목표타이밍테이터(TD)는 데이터변환부(22)에 입력되어있다.
데이터변환부(22)에는 또한 디이젤엔진(2)의 실린더(C1)피스톤이 상사점도달타이밍과 참조펄스(Pr)가 출력된 직후에 출력되는 회전펄스신호(SN)의 출력타이밍차를 펌프구동축에 있어서의 각도차로서 표시한 데이터(FD)가 입력되어 있다.
데이터(FD)는 전술한 2개의 순간사이의 구동샤프트(8)의 각도 위치의 차로서 나타내었다.
즉, 데이터(FD)는 그들이 연결될때, 연료분사펌프(3)의 구동축의 참조각도위치와 디이젤엔진(2)의 크랭크축의 참조각도위치사이의 각도치를 나타낸것이다.
데이터(FD)는 연료분사펌프의 구동축(8)과 디이젤엔진(2)의 크랭크축 사이의 연결상태에 의존하는 실제의 각도차를 기초로하여 데이터 발생기(32)의 필요한 값으로 설정되어야한다. 이들 데이터(FD) 및 (TD)를 기초로 하여, 목표분사전진 각도치에 따른 구동축(8)의 각도를 나타낸 목표각도데이터(TAD)가 데이터변환부(22)로부터 된다. 목표각도데이터(TAD)는 연료의 분사가 실제로 개시되어야할 구동축(8)의 각도위치를 나타낸 데이터이며, 한편으로 보정데이터(Dc)는 구동펄스(DP)가 출력되어서부터 연료의 분사가 실제로 개시되기까지의 시간을 구동축(8)의 각도로서 나타낸 데이터이다.
구동펄스(DP)가 데이터(TAD)및 (Dc)를 기초로 구동펄스를 출력하여야 할 타이밍을 나타낸 데이터를 얻기 위하여, 타이밍연산부(23)가 설치되어 있다.
타이밍연산부(23)에서는 목표각도데이터(TAD)에 따라 표시되는 구동축 각도(θ1)와 보정데이터(Dc)에 따라 표시되는 구동축 각도(θ2)의 차이가 연산되어, 차분(θ1-θ2)을 표시하는 데이터(Dx)가 타이밍연산부(23)로 출력되어, 연산부(24)에 입력된다.
연산부(24)에서는 데이터(Dx)에 따라 표시되는 각도(θ1-θ2)로부터 펄서(9)의 코그의 배설각도 간격값인 10°차가되어, 그 계산결과인 θ1-θ2-10의 10자리값(A)을 표시한 데이터(Dy)와 한편으로 1자리의 값(B)을 나타낸 데이터(Dz)가 연산부(24)로부터 출력된다.
데이터(Dy)와 데이터(Dz)가 연산부(24)로 부터 출력된다. 계수부(25)에는 회전 센서(11)로 부터의 회전펄스신호(SN)와 펄스발생기(26)로부터의 참조펄스(Pr)가 입력되어 있으며, 계수부(25)는 플립플록(251)을 지녔고, 참조펄스(Pr)와 회전펄스신호(SN)는 각기 그것의 세트단자(S)와 리세트단자(R)에 입력된다.
플립플록(251)은 참조펄스(Pr)의 인가에 의하여 세트하도록 적용하고, 회전펄스신호(SN)의 펄스의 인가에 의하여 리스트 하도록 적용된다.
플립플록(251)의 출력단자(Q)는 회전펄스신호(SN)가 클록펄스로서 인가되는 클록단자(CL)를 가진 2진 계수기(252)의 펄스를 계수하기 시작한다.
따라서, 계수기(252)는 참조펄스(Pr)가 출력된 직후 출력되는 회전펄스신호(SN)에 의하여 리세트되고, 그런다음 회전펄스신호(SN)가 출력될때마다 그 계수내용이 하나씩 증가된다. 이 계수의 결과를 표시하는 데이터(CR)는 연산부(40)에 입력되어, 여기에서 데이터(CR)의 내용은 9로 계산되어 그 나머지 내용으로 하는 데이터(DR)가 출력된다.
이 동작은 디이젤엔진(2)이 4사이클, 4실린더엔진이기 때문에, 펄스(9)가 1회전하는동안에 피스톤이 상사점 타이밍 4회 발행하기 때문이다.
연산부(40)로 부터의 (DR)는 판별부(29)에 입력되고, 여기에서 데이터(Dy)의 내용과 데이터(DR)의 내용이 일치하였는가 아닌가의 판별을 하게된다.
데이터(DR)와 데이터(Dy)의 내용이 일치하고 있는 경우에만 판별부(29)의 출력선(29a)의 레벨이 고레벨로 된다. 앤드(AND) 게이트(30)의 한쪽 입력단자는 출력선(29a)에 접속되어있으며, 그것의 다른쪽 입력단자는 전자픽업코일(10)에 접속되어있다.
따라서, 출력선(29a)이 고레벨상태에 있는기간 중에 회전펄스신호(SN)가 출력되면 그 회전펄스신호(SN)는 앤드게이트(30)를 개재하여 끌어내어져서 제2 펄스발생기(31)에 트리거신호로서 입력된다.
제2펄스발생기(31)는 앤드게이트(30)로 부터의 출력에 따라 트리거되어, 타이밍펄스(Pt)를 출력하나, 데이터(Dz)는 타이밍펄스(Pt)의 펄스폭을 결정하기 위한 정보로서 제2펄스발생기(31)에 입력되어있다.
따라서 제2펄스발생기(31)는 데이터(DR)의 내용이 데이터(Dy)의 내용 즉, A와 일치한 직후에 출력되는 회전펄스신호(SN)에의하여 트리거되고, 펄스폭이 데이터(Dz)에 의하여 결정되는 타이밍펄스(Pt)를 출력하게 된다.
데이터(Dz)는 구동축(8)의 회전각도(B)(10°보다 작음)를 나타내고 있으며, 테이터(Dz)에 의하여 결정되는 타이밍펄스(Pt)의 펄스폭은 그것이 회전각도(B)에 상응한 시간폭이 되도록 설정된다.
결과적으로 타이밍펄스(Pt)의 후단모서리의 타이밍은 참조펄스(Pr)가 출력된후에 출력되는 회전펄스신호(SN)의 출력타이밍을 구동축(8)의 0°의 회전위치로 하면, θ1-θ2의 각도 타이밍으로 되어있다.
제1펄스발생기(20)는 타이밍펄스(Pt)의 후단 모서리의 타이밍에 의하여 트리거 되고, 분사폐지시간데이터(T0)에 의하여 설정된 펄스폭을 지닌 구동펄스(DP)는 제1 펄스발생기(20)로부터 출력된다.
다음에, 제2도에 나타낸 파형도를 참조하면서, 제1도에 나타낸 연료분사장치(1)의 동작에 대하여 설명한다.
제 2a도는 참조펄스(Pr)의 파형을 뜻하고, 제2b도는 회전펄스신호(SN)의 파형을 뜻하고 있다.
참조펄스(Pr)는 구동축(8)이 360°회전할때마다 하나가 출력되고 한편 회전펄스신호(SN)는 구동축(8)이 10°회전할때 마다 하나가 출력되는 펄스로 된 펄스열신호로 되어있다.
전술한 바와 같이, 본 장치(1)에서는 데이터 변환부(22)로부터는 목표분사타이밍이 구동축(8)의 각도위치로서 표시되는 목표각도데이터(TAD)가 산출되고 변환부(17)로 부터는 연료분사지연의 크기가 구동축(8)의 회전각도량으로 나타내는 보정데이터(Dc)는 타이밍연산부(23)에 입력되어 목표각도데이터(TAD)에 의하여 나타내는 회전각도위치(θ1)와 보정데이터(Dc)에 의하여 나타내는 회전각도량(θ2)의 차분(θ1-θ2)의 연산을 하게된다.
다음 설명을 보다 구체적으로 하기위하여 θ1=70°, θ2=22° 이라한다. 따라서 타이밍연산부(23)에서 출력되는 데이터(Dx)의 내용은 48°로 된다.
연산부(24)는 48°-10°(=38°)의 10자리숫자인 3을 그의 내용으로 하는 데이터의 각도 38°의 1자리 숫자인 8을 그의 내용으로 하는 데이터(Dz)를 출력한다.
계수기(252)는 참조펄스의 출력된 직후에 출력되는 회전펄스신호(SN)의 출력타이밍의 시각 t=t1에서 리세트되고, 이후 회전펄스신호(SN)의 각펄스가 출력될때마다 그 계수치가 증가하게 된다. 데이터(DR)의 내용은 제2c도에 나타내고 있다. 그리하여 참조펄스의 발생후 4번째의 펄스가 t=t2에서 계수부(25)에 입력될때마다 데이터(DR)의 값은 3으로 되기 때문에(DR)의 내용도 역시 3으로 되고, 판별부(29)가 이것에 응답하여, 판별부(29)의 출력선(29a)의 레벨은 ＂L＂에서 ＂H＂으로 변환된다. 출력선(29a)의 레벨이 ＂L＂에서 ＂H＂으로 변하는 실제의 타이밍은 회로(제2d도)의 응답지연으로 인하여 t2보다 약간 높은 시각 t=t3이다. 참조펄스의 발생후 5번째의 펄스가 t=t4에서 출력될때 데이터의 내용은 4로 되고, 판별부(29)의 출력선(29a)의 레벨 ＂H＂레벨에서 ＂L＂레벨으로 변화한다. 이런 경우에도 회로의 응답지연 때문에 출력선(29a)의 레벨이 ＂H＂에서 ＂L＂으로 변화하는 시각은, t4보다 약간 높은 시간 t=t5이다(제2d도).
그러므로, t4에서 5번째의 펄스가 출력되었을때에 앤도게이트(30)는 열려져 있어, 제2도 (b), (c) 참조), t4에서 출력된 펄스에 따라 제2펄스발생기(31)가 드리거된다. 제2펄스 발생기(31)에는 8을 내용으로 하는 데이터(Dz)가 부여되어있고, 이 제2펄스발생기(31)는 상기한 펄스에 따라 나타낸 구동축(8)의 회전의 8도에 상응하는 펄스폭을 지닌 타이밍펄스(Pt)를 출력한다.(제4d도). 즉, 타이밍펄스(Pt)의 후단보서리는 참조펄스(Pr)의 발생직후에 발생한 회전펄스신호(SN)의 출력순간부터 구동축(8)이 48°회전한 타이밍을 표시한다.
타이밍펄스(Pt)는 제1펄스발생기(20)에 입력되고, 펄스 발생기(20)로 부터는 레벨이 ＂H＂부터 ＂L＂으로 변화하였음에 응답하여 분사폐지시간테이터(T0)에 의하여 결정되는 펄스폭의 구동펄스(DP)가 t=t6에서 출력된다(제2f도). 제2f도에 표시된 구동펄스(DP)가 전자밸브(7)의 여자코일(7a)에 인가되면 밸브몸체(7b)는 그 응답의 지연때문에 2f도에 표시된 바와같이 t=t6보다 약간 늦어서 이동하기 시작하고, 밸브 몸체(7b)는 t=t7에서 그의 완전한 폐쇄위치에 도달한다. t10에서 구동펄스(DP)의 레벨이 ＂H＂에서 ＂L＂으로 변화하면 밸브몸체는 이 변화로 이하여 약간 늦게 움직이기 시작하여 밸브몸체(7b)는 t11에서 완전 개방위치로 되돌아온다. 따라서, 이때 고압실(6)에서 발생하는 연료압력은 제2h도에 표시된 바와같이 변화한다. 이 연료압력은 분사관을 개재하여 분사밸브에 필요로하는 지연시간 ty으로써 전파(t=t8)되고, t=t9에서 연료의 분사가 이루어진다.
제2j도에 표시한 파형은 제2i도에 표시된 연료압력에 따라 니이들밸브가 리프트하고, 그 결과 니이들밸브리프트 센서(14)로부터 출력되는 리프트펄스(PL)의 파형이다. 리프트펄스(PL)의 파형으로부터 t9에서 니이들밸브 리프트하여 t12에서 니이들밸브가 대응하는 밸브시이트에 부착하였음을 표시하고 있다.
제2e도, 2i도로부터 시각 t6에서 t9까지의 시간(td)이 이경우의 분사지연시간임을 알수 있다. 분사지연시간(td)은 측정회로(15)에서 구동축(8)이 1회전할때마다 측정하고, 이 측정의 결과를 기초로하여 얻어진 보정데이터(Dc)가 다음 분사타이밍을 제어하기 위한 데이터로서 사용된다. 상술한 구성에 따라 목표분사타이밍을 표시하는 데이터(TAD)와 분사지연을 나타내는 데이터(Dc)는 구동축(8)의 각도로 환산한 데이터로 부여되어, 구동축(8)의 회전각도 위치를 나타내는 회전펄스신호(SN)를 기초로 하여 분사타이밍의 제어를 하게된다. 결과적으로, 디이젤엔진(2)의 속도가 급변하여도 분사타이밍의 제어정밀도에는 직접적으로 영향이 없고 연로분사타이밍을 검출하는 센서를 착안한 하나의 기통에만 장착하는 것만으로 고정밀도의 분사 타이밍제어를 인정할수 있다.
본 발명에 의하면 연료의 제어가 전자밸브의 개폐에 의하여 이루어지도록 구성된 연료분사장치에 있어서, 분사개시타이밍을 정하는 전자밸브의 구동타이밍이, 연료분사펌프의 구동축의 회전각도위치에 의하여 나타내는 제어데이터를 사용하여 연산되는 구성이기 때문에, 제어의 정밀도는 엔진의 급격한 회전속도 변동에 의하여도 영향을 거의 받는일이 없다. 그결과, 분사타이밍에 관한 검출을 하는 센서는 하나의 착안한 기통에만 장착하면 충분하고, 간단한 구성으로 극히 정밀도가 높은 분사 타이밍의 제어를 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 연료분사펌프의 3의 고압실 6 을 저압부에 연통할수 있도록 고압실과 저압부 사이에 배설되어, 필요로 하는 구동펄스신호 DP에 응답하여 개폐하는 전자밸브 7을 포함하여 구성되는 연료분사펌프의 분사시기의 제어를 하기위한 연료분사시기제어장치에 있어서, 연료분사펌프 3 에 조합되는 내연기관의 운전조건에 따라 정하여지는 목표분사시기를 부여하는 연료분사펌프 3 의 구동축 각도을 표시하는 제1데이터를 출력하는 제1수단과, 내연기관에 있어서의 연료의 연소개시에 영향을 주는 타이밍의 실제 값을 검출하는 검출수단과, 이 검출수단으로 부터의출력과 구동펄스신호(DP)에 응답하여 전술한 구동펄스 신호 대한 연료의 분사지연시간을 측정하여 그 측정결과를 나타낸 제2데이터를 출력하는 제2수단과, 내연기관의 그때 그때의 엔진속도를 나타낸 속도데이터(Dx)를 출력하는 속도검출수단과, 제2데이터와 속도데이터(Dx)에 응답하여 제2데이터에 따라 표시된 지연시간에 상응하는 구동축각도를 나타낸 제3데이터를 출력하는 제3수단과, 상기 제1 및 제3데이터에 응답하여 제1데이터에 따라 표시되는 목표시기 상태를 얻을수 있도록 구동펄스(DP)의 출력타이밍을 설정하는 설정수단등을 구비한 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1수단은 적어도 속도데이터(DN)에 응답하여 연료분사의 목표시기를 계산하는 제1계산수단과, 내연기관의 크랭크축에 연료분사펌프(3)의 구동축(8)의 부착의 각도에 관한 데이터를 출력하는 데이터 출력수단과, 상기 데이터 출력수단과 제1계산수단으로 부터의 출력에 응답하여 제1데이터로서 연료분사의 계산된 목표시기에 대응하는 구동축(8)의 각 위치를 나타내는 데이터 출력을 위한 데이터 출력수단을 구비한 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출수단은 내연기관의 한 실린더에 장착한 연료분사밸브의 니이들밸브의 리프트 시기를 검출하기 위한 리프트센서(14)인 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 속도검출수단은 회전펄스신호(SN)를 발생하고, 관련된 제1전자 픽업코일과 구동축(8)에 굳게 부착된 제1펄서와, 회전펄스신호(SN)에 응답하여 각 순간에 내연기관의 속도에 관한 속도데이터(DN)를 출력하는 속도검출기(12)로 구성된 회전센서(11)를 지닌 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1펄서는 등각간격으로 그 외주에 설치된 다수의 코그를 지녔으며, 구동축(8)이 일정한 각도를 회전할 때 마다 제1전자 픽업코일(10)에서 발생되는 펄스에 의하여 형성된 펄스열신호가 회전펄스신호(SN)로서 도출되는 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 설정수단은 제3데이터에 의하여 표시된 각도와 제1데이터에 의하여 표시된 각도의 사이를 계산하는 계산수단과, 회전펄스신호(SN)에 응답하여 구동축(8)의 회전의 실제 타이밍에 관한 실제 타이밍데이터를 산출하는 출력수단과, 실제 타이밍데이터 차이를 표시하는 데이터 및 회전펄스신호(SN)에 응답하여 구동펄스(DP)의 출력타이밍을 표시하는 펄스신호를 발생하는 펄스발생수단 등을 지닌 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 출력수단은 구동축(8)이 일정한 기준 회전위치에 도달하는 시간을 지시하는 참조펄스(Pr)를 발생하는 참조펄스발생수단과, 참조펄스(Pr)와 회전펄스신호(SN)에 응답하여 참조펄스가 발생된 직후 발생되는 회전펄스신호펄스의 수를 기초로 하여 실제 타이밍데이터를 얻기 위한 수단등을 지닌 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 펄스발생수단은 제1의 계산된 데이터와 제2의 계산된 데이터를 산출하는 차이를 나타낸 데이터에 응답하여 제1계수데이터는 제1펄서의 코그의 각도 간격에 의한 차이를 표시하는 각도를 나누어서 얻은 지수를 나타내고, 제2계수데이터는 이 계산된 나머지를 나타내어 제1의 계수데이터의 내용이 실제 타이밍데이터의 그것과 일치하는가 아닌가를 판별하는 판별수단과, 제1계수데이터의 내용이 실제 타이밍데이터의 그것과 일치되는 것을 판별수단에 의하여 검출된 직후 출력되는 회전펄스신호(SN)를 도출하는 도출수단과 상기 도출수단의 출력에 응답하여 제2의 계수데이터를 대응하는 펄스폭으로 타이밍펄스를 발행하는 수단 등을 지니고, 그것에 의하여 구동펄스(DP)의 출력타이밍이 타이밍펄스(Pt)에 의하여 결정되는 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 참조펄스발생수단은 구동축(8)에 굳게 부착된 제2펄서(27) 및 관련된 제2전자픽업코일(28)을 지닌 상기 제2펄서는, 그의 외주에 설치된 단일의 코그(27a)를 지니고, 그에 따라 신호코그가 제2전자 픽업코일에 대향하게 되면 참조펄스(Pr)가 그 타이밍에 출력되는 것을 특징으로하는 연료분사펌프의 연료분사시기 제어장치.
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