KR900004779B1

KR900004779B1 - 회전장치용 타이밍 신호발생장치

Info

Publication number: KR900004779B1
Application number: KR1019860004676A
Authority: KR
Inventors: 히데가즈 오시자와
Original assignee: 지이제루 기기 가부시기 가이샤; 모찌즈끼 가즈시게
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1990-07-05
Also published as: KR870000576A; JPS61286716A; DE3619898C2; GB2177828A; US4748447A; DE3619898A1; GB2177828B; GB8614357D0; JPH0658223B2

Abstract

내용 없음.

Description

회전장치용 타이밍 신호발생장치

제1a도 및 제1b도는 본 발명에 따른 회전장치용 타이밍 신호발생장치의 한 실시를 나타내는 블록도.

제2a도 내지 제2j도는 제1a,1b도에 나타낸 장치의 동작을 설명하기 위한 타임챠아트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료분사장치 2 :디이젤엔진

3 : 연료분사펌프 6 : 고압실

7 : 전자밸브 8 : 구동축

9 : 펄서 10 : 전자픽업코일

11 : 제1센서 12 : 속도검출기

13 : 타이밍 제어유닛 14 : 리프트센서

15 : 측정유닛 16 : 클록펄스발생기

24 : 계산유닛 26 : 제2센서

27 : 펄서 28 : 전자픽업코일

31 : 제2펄스발생기 40 : 타이밍검출유닛

D_x,D_y,D_z: 데이터 P_r: 참조펄스

S_N: 회전펄스신호 P_o: 출력펄스

P_t: 타이밍 펄스

본 발명은 회전장치용 타이밍신호발생장치에 관한 것으로 특히 연료분사펌프의 연료분사타이밍등을 제어하기 위한 타이밍신호를 얻는 회전장치용 타이밍 신호발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기모우터, 내연기관 등 회전장치에 관하여 전기적인 제어를 하는 경우에 회전장치의 필요로 하는 회전 타이밍을 정확하게 나타내는 타이밍신호를 얻을 필요가 자주 발생한다.

그러한 타이밍신호는 예컨대 연료의 분사타이밍이 엔진의 운전조건에 따른 가장 적합한 분사타이밍을 얻도록 전기적으로 제어하는 경우에 필요하게 된다.

종래의 내연기관에서 이러한 종류의 타이밍신호를 얻기 위하여 엔진등의 회전축이 소정의 각도회전할때마다 펄스를 출력하는 펄스발생기를 보통 사용하여, 각 순간의 회전각도가 펄스발생기로부터 출력되는 펄스를 계수함에 따라 그때 그때의 회전 각도 타이밍을 검출 할수 있도록 구성하는 것이 일반적이다.(일본 특개소 57- 124208호 공보 및 특개소 58-86407호 공보 참조).

종래의 구성에 따르면 타이밍신호의 정밀도를 향상시키기 위하여는 펄스발생기로부터 펄스발생의 밀도를 높여줄 필요가 있었으나 이러기 위하여는 펄스발생기의 펄서의 코그(cog) 또는 슬릿(slit)의 수를 증대시키지 않으면 안되었다.

그러나, 기계공작의 견지에서 설치할 수 있는 코그 또는 슬릿의 수에는 한도가 있다.

더욱이, 코그 또는 슬릿의 수가 많아지면 제조비가 상승한다고 하는 경제비의 제약 때문에 펄스발생의 고밀도화에도 저연히 한도가 있다.

그래서 서로 이웃하는 코그 또는 슬릿사이에 있어서의 타이밍이 보간법 또는 출력펄스신호의 주파수를 배가시키는 등의 기술이 제안되어 있다.

그러나, 종래의 기술에서는 엔진속도가 급변하였을 경우에 필요로 하는 타이밍신호를 정확히 출력할 수 없고 고 정밀도의 타이밍 제어를 할수 없다고 하는 문제점을 지니고 있다.

본 발명의 목적은 고정밀도로 타이밍신호를 발생할 수 있는 개량된 타이밍신호발생장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전장치의 필요로 하는 타이밍을 나타내는 타이밍신호가 회전펄스발생기의 펄스발생밀도를 높게함이 없이 고정밀도로 출력할수 있도록 한 회전장치용 타이밍 신호발생장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따르면 회전장치의 회전부재가 목표회전각도 위치에 도달한 것을 표시하는 타이밍신호를 출력하는 회전 장치용 타이밍 신호발생장치에 있어서, 장치가 회전부재의 각도위치로서 목표회전각도위치를 나타내는 제1데이터를 출력하는 수단과 회전부재가 N도 회전할때마다 스케일펄스를 발생하는 제1발생수단과 다른 스케일 펄스로부터 소정의 기준 스케일펄스를 식별하기 위한 참조펄스를 출력하는 제2발생수단과 제1데이터에 응답하여 상술한 몰표회전각도위치를 피젯수(dividend)로 하고 N을 제수(divisor)로 한 계산을 하여 그 결과 얻은 몫(A)과 나머지(B)에 각기 관련하여 결정되는 제1 및 제2계산데이터를 출력하는 계산수단과 또한 참조펄스, 스케일펄스 및 제1계산데이터에 응답하여 회전부재가 N×A도의 회전각도위치로 된 타이밍을 나타낸 제1타이밍펄스를 출력하는 제1수단과 제1타이밍펄스에 응답하여 제2계산데이터에 따라 결정된 펄스폭으로 제2타이밍펄스를 출력하는 제2수단등을 구성한다.

회전부재의 회전에 따라 참조펄스와 스케일펄스가 출력되고, 회전부재가 1회전하는 동안에 발생되는 여러개의 스케일 펄스의 각각은 단일 첨조펄스에 의하여 순서를 붙일 수 있다.

참조펄스에 이하여 "제1번"째로 순서가 붙여진 스케일 펄스르 회전부재의 회전각도위치가 측정한 원점에 대응시켜 기준스케일펄스로서 이루어져 있다. 이어서 순차출력되는 스케일 펄스에 따라 N,2N …의 각 회전각도위치를 나타낼수 있다.

제1수단은 참조펄스, 스케일펄스 및 제1설정데이터에 응답하여 N×A도의 회전각도위치에 대응하는 스케일 펄스를 검출하고, 이 타이밍을 나타내는 제1타이밍펄스를 출력한다.

따라서 N×A도의 회전위치를 나타내는 타이밍은 회전부재의 회전속도 여하에 상관없이 정확하게 검출된다.

제1타이밍펄스는 제2수단에 부여되고, 여기에서 제1타이밍펄스의 출력후, 제1스케일 펄스출력의 출력 타이밍으로부터 제2설정데이터에 의하여 나타낸 시간경과후에 제2타이밍펄스가 출력된다.

상술한 바와 같이 제1타이밍펄스의 출력타이밍은 회전부재의 각도위치에 관한 데이터를 기초로 하여 결정되었으며, 시간의 요소는 전혀 포함되지 않는다.

그러므로, 회전부재의 회전속도의 급변이 있어도, 출력타이밍의 정확성에는 전혀 영향이 없다. 제2타이밍펄스의 출력타이밍만이 제2수단에 의하여 시간의 차원으로 제어되므로, 회전부재의 회전속도의 급변이 있어도, 그 영향은 극히 적다. 그 결과 스케일펄스의 발생밀도가 크게 증대되지 않더라도 필요로 하는 타이밍신호를 고정밀도로 발생시킬수 있다.

본 발명이 다른 목적과 장점은 첨부 도면을 참조로 한 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 타이밍신호발생장치에 적용한 내연기관용 연료분사타이밍 제어장치의 실시를 나타낸 블록도이다.

연료분사장치(1)는 디이젤엔진(2)에 의하여 구동되고, 디이젤엔진(2)에 연료이 공급을 분사하는 연료분사펌프(3)를 구비하고 있다. 제1도에 표시된 실시에서 이 연료분사펌프(3)는 분배형 연료분사펌프이고, 플런저배럴(4)에 삽입된 플런저(5)는 디이젤엔진(2)으로부터의 회전입력에 의하여 구동되는 캠디스크(Camdisc)의 캠윤곽에 따른 왕복운동에 따라 회전한다. 그 결과 고압실(6)내에 압축된 원료는 디이젤엔진(2)의 실린더(C₁) 내지 (C₄)내에 압송하는 구성으로 되어 있다.

연료량을 제어하기 위하여, 이 연료분사펌프(3)는 여자코일(7a)을 지닌 상시계방형 전자밸브(7)가 설치되고 그에 따라 고압실(6)은 연료분사펌프(3)내의 저압부와 연통되어 있다. 나중에 설명하는 바와 같이 출력되는 구동펄스(DP)가 여자코일(7a)에 인가되면 밸브보디(7b)가 복귀스프링(7c)의 탄발력에 대향하여 제1도에서 오른손방향으로 이동하고 밸브케이스(7d)에 형성된 밸브시이트(7e)에 착좌되며, 이에 따라, 전자밸브(7)는 개방상태로 된다.

전자밸브(7)가 개방상태에 있으면 고압실(6)은 저압부에 연통하게 되고 따라서 연료는 플런저(5)가 리프트동작을 하여도 연료의 압송은 이루어지지 않는다.

한편, 전자밸브(7)가 여자코일(7a)의 비여자화에 의하여 닫히면 고압실(6)은 저압부로부터 차단되고 연료는 플런저(5)의 리프트동작에 따라 고압실(6)에 압축되고, 연료를 공급할수 있는 상태로 된다.

연료의 압송중에 전자밸브(7)가 열리면 고압실(6)내의 압축된 연료의 압력은 해방되고, 연료의 압송동작은 종료한다.

상술한 바와같이 전자밸브를 사용하여 압축된 연료공급의 개시 및 종료의 타이미을 제어하도록 구성된 연료분사 펌프는 공지이므로 제1도에서는 구성의 주요부분만을 나타내고 구성의 상세는 개략적으로 나타내고 있다.

연료분사펌프(3)의 구동축(8)의 회전상태를 검출하기 위하여 구동축(8)에 제1센서(11)와 제2센서(26)가 구비되어 있다.

제1센서(11)는 펄서(9)와 펄서에 접근하여 배치된 전자픽업코일(10) 등으로 이루어져 있다.

36개의 코그가 10도 간격으로 펄서(9)의 주연에 설치되어 있으며, 따라서 구동축(8)이 10도 회전할때마다 전자픽업 코일(10)에서 스케일펄스가 출력된다. 이들 스케일펄스로 구성된 펄스열신호는 회전펄스신호(S_N)로서 도출되어 속도검출기(12)에 인가된다.

속도검출기(12)에 있어서는 펄스신호(S_N)의 서로 이웃하는 펄스사이의 시간간격이 측정되고, 이 측정결과로부터 디이젤엔진(2)의 그때그때의 속도를 나타내는 속도데이터(D_N)가 출력된다.

속도데이터(D_N)의 내용은 전자픽업코일(10)에서 출력될때마다, 즉 구동축(8)이 10도 회전할때마다 갱신되고 갱신된 데이터는 연료분사펌프(3)의 연료분사타이밍을 제어하기 위하여 타이밍제어유닛(13)에 입력된다.

펄서(9)는 디이젤엔진(2)의 실린더(C₁)안의 피스톤(도면에 없음)이 상사점에 도달하였을 때 펄서(9)의 외주에 설치된 36개의 코그중의 일정한 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하도록 구동축(8)에 고정부착되어있다.

소정의 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하는 타이밍의 도래를 미리 알수 있도록 하기 위하여, 단일의 코그(27a)를 지닌 펄서(27)와 이 펄서(27)에 서로 짜고 협력하는 전자픽업코일(28)을 지닌 제2센서(26)가 설치되어 있다.

펄서(27)는 펄서(9)에 설치된 상술한 소정의 코그의 하나 앞의 코그가 전자픽업코일(10)에 대향한 후로서 소정의 코그가 전자픽업코일(10)에 대향하기전의 타이밍에서 코그(27a)가 전자픽업코일(28)에 대향하도록 구동축(8)에 부착되어있다. 따라서 코그(27a)가 전자픽업코일(10)에 대향함에 따라 제2센서(26)로부터 참조펄스(P_r)가 TDC 펄스TDC 펄스로서 발생직후에 제1센서(11)로부터 출력되는 신호가 실린더(C₁)의 상사점이 타이밍을 나타내고 있다.

그 결과 제1센서(11)로부터 출력되는 회전펄스신호(S_N)에 포함된 이 TDC 펄스의 발생이 참조펄스(P_r)를 사용함에 따라 제2센서(26)에 의하여 출력된 다른 펄스로부터 식별할 수 있다.

디이젤엔진(2)은 실린더(C₁) 내지 (C₄)를 갖는 4사이클, 4실린더의 엔진이며, 실린더(C₁)에 설치된 연료 분사노즐(도면에 없음)의 니이들밸브의 리프트타이밍을 검출하기 위하여 리프트센서(14)가 연료분사노즐에 설치되어 있다.

리프트센서(14)는 압축연로의 압력으로 니이틀밸브가 피르트하여 이에 따라 분사노즐이 열리는 타이밍을 나타내는 리피트펄스(PL)를 연료가 실린더(C₁)에 분사할때마다 출력한다.

분사지연시간을 측정하기 위하여 즉, 구동펄스(DP)가 출력하여서부터 구동펄스에 응답하여 실린더내에 연료분사가 시작되기까지의 시기 즉 분사지연시간을 측정하기 위하여, 리피트펄스(PL)와 구동펄스(DP)가 입력되어 있는 측정유닛(15)이 설치되어 있다.

측정유닛(15)은 플립플롭(151)을 지니고 있고, 참조펄스(P_r)와 구동펄스(DP)는 각기 그것의 세트단자(S)와 리세트단자(R)에 입력되어 있다.

플립플롭(151)은 참조펄스(P_r)에 의하여 세트되고, 구동펄스에 레벨이 "L"에서 "H"로 변화할 때 리세트하는 것이 적합하다.

플립플롭(151)의 출력단자(Q)는 리프트펄스(PL)가 인가되는 정지단자(STP)를 지닌 2진계수기(152)의 출발단자(ST)에 접속되고, 클록펄스발생기(16)에 의하여 발생되는 클록펄스(CL)는 계수기(152)의 클록단자(CLK)에 입력되어있다.

계수기(152)는 출력단자(Q)의 레벨이 "H"에서 "L"로 변화할 때 리세트되고, 클록펄스(CL)를 계수하기 시작하며, 계수기(152)의 계수동작은 리피트펄스(PL)가 그의 정지단자(STP)에 인가될 때 정지한다.

계수기(152)의 계수결과는 계수데이터(CD)로서 출력된다. 따라서, 계수기(152)는 실린더(C₁)로서의 연료분사를 위하여 구동펄스(DP)의 레벨이 상승에 상응하여 플립플롭(151)에 의하여 리세트되고, 그와 동시에 계수기(152)는 클록펄스발생기(16)에 의하여 발생되는 클록펄스(CL)의 수를 계수하기 시작한다.

계수기(152)의 계수동작은 리피트펄스(PL)의 적용에 응답하여 종료되고, 그것에 의하여 관련된 구동펄스(DP)의 레벨이 "L"부터 "H"에 변화하는 시간부터 리ㅍ트펄스(PL)가 출력될때까지의 시기동안 발생되는 클록펄스의 수가 계수된다.

그 결과 측정보(15)로부터 출력된 계수데이터(CD)는 분사지연시간을 나타내고 있다.

부호번호(18)로 나타내는 블록은 디이젤엔진(2)의 회전속도와는 전혀 다른 소정이 운전조건을 검출하고, 그 검출의 결과를 나타내는 운전조건 데이터(DS)를 출력하는 센서유닛이다.

센서유닛(18)으로부터의 운전조건 데이터(DS)는 속도데이터(D_N)를 인가하는 목표분사량연산유닛(19)에 입력되어 있다. 목표분사량연산유닛(19)에는 속도데이터(D_N)와 운전조건 데이터(DS)에 응답하여 소정의 조정특성데이터를 기초로 하여 각 순간의 디이젤엔진의 운전조건을 위항 가장 적합한 연료량을 계산한다.

연료분사펌프(3)로부터의 가장 적합한 연료량을 얻기 위하여 요구되는 전자밸브(7)의 폐쇄시간을 나타내는 밸브폐쇄시간 데이터(T_O)가 목표분사량연산유닛(19)에서 출력된다.

밸브폐쇄시간 데이터(T_O)는 구동펄스(DP)의 펄스폭을 결정하기 위한 데이터로서 제1펄스발생기(20)에 입력되고, 나중에 설명하는 바와 같이 출력되는 타이밍펄스(P_t)가 트리거펄스로서 제1펄스발생기(20)에 인가될때 그때의 밸브폐쇄시간데이터(T_O)에 의하여 결정되는 펄스폭을 구동펄스(DP)가 제1펄스발생기(20)로부터 출력되어, 전자밸브(7)의 여자코일(7a)에 인가된다.

다음에 제1펄스발생기(20)로부터 구동펄스(DP)를 출력시키는 타이밍을 결정하기 위한 타이밍제어유닛(13)에 대하여 설명한다.

타이밍제어유닛(13)는 계수데이터(CD)와 속도데이터(D_N)를 수령하고, 이들 데이터를 기초로 하여 구동축(8)의 회전각에 상응하는 양으로 계수데이터(CD)로 나타내는 분사지연 시간을 변환하는 변환부(17)를 구비하고 있다.

더욱 특히 변환유닛(17)에서는 계수데이터(CD)로 나타내는 시간을 속도데이터(D_N)로 나타내는 그때그때의 엔진속도에 따라서 구동축(8)의 회전각 도량으로 변환하고, 이 변환의 결과로부터 일어나는 각도(θ₂)가 보정 데이터(D_C)로서 출력된다.

상술한 것으로부터 이해되는 바와 같이, 지연시간을 동작지연, 즉 여기에서 지연시간을 전자밸브(7)에 구동펄스(DP)가 인가되어서부터 전자밸브(7)가 닫힐때까지의 작동 지연시간뿐 아니라, 즉 압송된 연료가 실제로 실린더에 공급될때까지의 연료전파 지연시간 등을 포함하고 있다.

타이밍제어부(13)는 또한 운전조건 데이터(DS)외 속도데이터(D_N)에 상응한 그때그때의 디이젤엔진(2)의 운전조건을 위한 가장 적합한 분사타이밍을 계산하는 목표분사타이밍계산부(21)를 지니고 데이터변환부(22)에 계산된 가장 적합한 분사타이밍을 나타내는 목표타이밍데이터(TD)를 출력한다.

데이터변환부(22)에는 또한 디이젤엔진(2)의 실린더(C₁)의 피스톤의 상사점에 도달하였을때의 순간과 참조펄스(P_r)가 출력된 직후의 펄스신호(S_N)의 출력타이밍와의 차를 나타내고 데이터 발생기(32)에 의하여 출력된 데이터(FD)가 입력되어 있다. 데이터(FD)는 상술한 2개의 순간사이의 구동축(8)의 각도위치의 차이로서 나타내었다.

즉, 데이터(FD)는 그들이 연결되었을 때, 연료분사펌프(3)의 구동축의 참조각도위치와 디이젤엔진(2)의 크랭크축 사이의 각도차이를 나타내고 있다.

데이터(FD)는 연료분사펌프(3)의 구동축(8)과 디이젤엔진(2)의 크랭크축 상이의 연결 상태에 의한 실제의 각도차이를 기초로하여 데이터발생기(32)에 요구되는 값으로 설정할 수 있다.

이들 데이터(FD) 및 (TD)에 따라서 목포분사전진각도값에 따른 구동축(8)이 각도를 나타내는 목표각도데이터(TAD)가 데이터변환부(22)에서 출력된다.

목표각도데이터(TAD)는 연료의 분사가 실제로 개시되어야 할 구동축(8)의 각도위치를 나타낸 데이터이며 한편으로 보정 데이터(D_C)는 구동펄스(DP)가 출력되어서부터 연료 분사가 실제로 개시되기까지의 시간을 구동축(8)의 각도로서 나타낸 데이터이다.

구동펄스(DP)가 이러한 데이터(TAD) 및 (D_C)에 따라서 구동펄스(DP)를 출력하여야 할 타이밍을 나타낸 데이터를 얻기 위하여, 타이밍계산부(23)가 설치되어 있다.

타이밍계산부(23)에서는 목표각도데이터(TAD)에 의하여 나타내는 구동축의 각도(θ₁)와 보정 데이터(D_C)에 의하여 나타내는 구동축의 각도(θ₂)의 차분이 연산되며, 차분 θ₁-θ₂을 나타내는 데이터(D_X)가 타이밍계산부(23)로부터 출력되고, 계산유닛(24)에 입력된다.

계산유닛(24)에서는 데이터(D_X)로 나타내는 각도의 차분 θ₁-θ₂에서 펄서(9)의 외주의 코그 사이의 각도 간격인 10도의 각도가 차가 되고 계산된 결과(θ₁-θ₂-10)는 펄서(9)의 코그의 배설각도 간격인 10도로 나누어진다.

그결과 구하여진 몫(A)과 나머지(B)의 값에 관련하여 결정되는 데이터(D_Y) 및 (D_Z)를 출력한다.

이 실시예에서는 데이터(D_Y)는 그 몫(A)의 값을 나타내었고, 데이터(D_X)는 나머지(B)를 나타낸 구성으로 되어 있다. 데이터(D_Y)는 구동축(8)이 10A로 나타내는 각도위치에 도달하는 타이밍을 검출하기 위하여 참조펄스(P_r)와 펄스신호(S_N)에 응답하여 동작하는 타이밍검출부(40)에 입력되어있다.

타이밍검출부(40)는 회전펄스신호(S_N)와 참조펄스(P_r)가 입력되어 있는 계수부(25)를 구비하고 있고, 계수부(25)는 플립플롭(251)을 지니고 있으며, 참조펄스(P_r)와 펄스신호(S_N)는 각기 그것의 세트단자(S)와 리세트단자(R)에 입력되어 있다.

플립플롭(251)은 참조펄스(P_r)의 인가에 의하여 세트되고, 펄스신호(S_N)의 펄의 인가에 의하여 리세트되도록 조정된다. 플립플롭(251)의 출력단자(Q)는 펄스신호(S_N)가 클록펄스로서 인가되는 클록단자(CL)를 지닌 2진계수기(252)의 리세트단자(R)에 접속되어 있다.

계수기(252)는 플립플롭(251)의 출력단자(Q)의 레벨이 "H"에서 'L"로 변화할때 리세트되고 펄스신호(S_N)의 펄스를 계수하기 시작한다.

계수기(252)의 계수결과는 데이터(CR)로 출력된다. 따라서, 계수기(252)는 참조펄스(P_r)가 출려된 직후 출력되는 펄스신호(S_N)에 의하여 리세트되어, 이후 펄스신호(S_N)가 출력될때마다 계수내용이 하나씩 증대한다. 이 계수의 결과를 나타내는 데이터(CR)는 계산유닛(38)에 입력되어, 여기에서 데이터(CR)의 내용은 9로 계산되고, 제산된 나머지를 내용으로 하는 데이터(DR)가 출력된다. 이 작동은 디이젤엔진(2)이 4사이클, 4실린더엔진이기 때문에 여기에서 피스톤이 펄서(9)가 1회전하는 동안에 상사점 타이밍이 4번 발생하기 때문이다.

계산유닛(38)으로부터의 데이터(DR)는 판별부(29)에 입력되고 여기에서 판별은 데이터(D_Y)의 내용과 데이터(DR)의 내용이 일치하였는지 아니였는지의 판별을 하게 된다. 데이터(DR)의 내용과 데이터(D_Y)의 내용이 일치하고 있는 경우에만 판별부(29)의 출력선(29a)의 레벨이 "H"로 된다.

AND게이트(30)의 한쪽 입력단자는 출력선(29a)에 접속되어 있으며, 그 다른편이 입력단자는 전자픽업코일(10)에 접속되어 있다. 따라서 출력선(29a)이 고레벨상태에 있는 기간중에 펄스신호(S_N)가 출력되면 펄스신호(S_N)는 AND게이트(30)를 개재하여 도출되며 타이밍검출부(40)의 출력펄스(P_O)로서 출력된다.

이 실시예에서, 데이터(D_Y)의 내용은 A로 정하여져 있으므로 데이터(DR)의 내용이 A로 되었을때에 출력선(29a)의 레벨은 "H"로 되고, 따라서 참조펄스(P_r)가 발생한 다음(A+2)번째의 스케일펄스가 AND게이트(30)로부터 출력펄스(P_O)으로서 출력하게 된다.

이 작동에 관하여는 제2a도 내지 2j도를 참조로 하여 나중에 더욱 상세히 설명한다.

출력펄스(P_O)는 데이터(D_Z)가 출력펄스폭을 결정하기 위한 정보로서 입력되어 있는 제2펄스발생기(31)에 트리거신호로서 인가되도록 되어 있으며, 출력펄스(P_O)가 제2펄스발생기(31)에 인가되면 데이터(D_Z)에 따른 펄스폭을 지닌 타이밍펄스(P_t)가 제2펄스발생기(31)로부터 출력된다.

상술한 바와 같이 이 경우에 있어서 데이터(D_Z)는 구동축(8)의 회전각도(B)(＜10°)를 나타내고 있으며, 타이밍펄스(P_t)의 펄스폭은 그때의 구동축(8)의 회전각도(B)에 상응한 시기로 되도록 설명되어 있다.

타이밍펄스(P_t)의 상승타이밍은 구동축(8)의 10×A+10도를 나타내므로 타이밍펄스(P_t)의 후단모서리의 타이밍은 10×A+10+B, 즉 θ₁-θ₂의 각도타이밍으로 되어 있다.

제1펄스발생기(20)는 타이밍펄스(P_t)의 후단모서리의 타이밍에서 트리거되어, 그들의 펄스폭이 분사폐쇄시간 데이터(T_O)에 의하여 결정되는 구동펄스(DP)가 θ₁-θ₂의 타이밍에서 출력된다.

제1도에 나타낸 연료분사장치의 동작의 설명은 제2a도 내지 2j도를 참조로 하였다.

제2a도는 참조펄스(P_r)의 파형을 나타낸 것이며, 제2b도는 펄스신호(S_N)의 파형을 나타내고 있다. 참조펄스(P_r)는 구동축(8)이 360도 회전할때마다 하나가 출력되고, 한편 펄스신호(S_N)는 구동축(8)이 10도 회전할때마다 하나가 출력되는 펄스로 이루어지는 펄스열신호로 되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 장치(1)에서, 데이터변환부(22)는 목표분사타이밍이 구동축(8)의 각도위치로서 나타내는 목표각도데이터(TAD)가 출력되고, 변환부(17)로부터는 연료분사지연의 크기가 구동축(8)의 각도위치로서 나타내는 보정 데이터(D_C)가 출력된다. 양 데이터(TAD) 및 (D_C)는 타이밍 계산유닛(23)에 입력되고, 목표각도데이터(TAD)에 의하여 나타내는 각도위치(θ₁)와 보정 데이터(D_C)에 의하여 나타내는 회전각도량(θ₂)의 차분 (θ₁-θ₂)의 연산을 하게 된다.

이하의 설명을 더욱 구체적으로 하기 위하여, θ=70°, θ=22°이라 한다. 따라서 타이밍 계산유닛(23)으로부터 출력되는 데이터(D_X)의 내용은 48도로 된다.

계산유닛(24)은 계산 48°-10°(=38°)의 10자리 숫자인 3을 내용으로 하는 데이터(D_Y)와 각도 38°이 1자리 숫자인 8을 내용으로 하느 데이터(D_Z)를 출력한다. 계수기(252)는 참조펄스(P_r)가 출력된 직후에 출력되는 펄스신호(S_N)의 출력타이밍의 시간 t=t₁에서 리세트되고, 이후 계수치는 펄스신호(S_N)의 각 펄스가 출력될때마다 하나씩 증가하게 된다.

데이터(DR)의 내용은 제2c도에 나타내고 있다. 따라서, 참조펄스의 발생후 4번째 펄스에서 계수부(25)에 입력될때마다 데이터(CR)의 값은 3으로 되기 때문에, 데이터(DR)의 내용도 3으로 되고, 이에 응답하여 판별부(29)의 출력선(29a)의 레벨이 "L"에서 "H"로 변화한다.

"L"에서 "H"로의 출력선(29a)의 레벨변화의 실제의 타이밍은 회로(제2d도)의 응답지연으로 인하여 t₂보다 약간 늦은 시각인 t=t₃이다.

시각 t=t₄에서 참조펄스의 발생후 5번째의 펄스가 출력되면 데이터(DR)의 내용은 4로 되고, 판별부(29)의 출력선(29a)의 레벨은 "H"에서 "L"으로 변화한다.

이 경우에도 회로의 응답지연으로 인하여, 출력선(29a)의 레벨이 "H"에서 "L"로 변화하는 시각은 t₄보다 약간 늦은 시각인 t=t₅이다(제2d도).

따라서 AND게이트(30)는 5번째의 펄스가 t₄에서 출력될때에, 즉 구동축(8)이 제1스케일펄스의 출력으로부터 40도 회전할 때 열리게 되고(제2b도 및 2d도), 제2펄스발생기(31)는 t₄에서 출력되는 5번째의 펄스에 의하여 트리거된다. 8을 내용으로 하는 데이터(D_Z)를 제2펄스발생기(31)에 부여하고 있으며 트리거되었음에 따라 상승된 데이터(D_Z)로 나타내는 구동축(8)의 회전각도의 8°분에 상응하는 펄스폭을 지닌 타이밍펄스(P_t)를 출력한다.(제2e도)

즉, 타이밍펄스신호(P_t)의 펄스감쇠부분의 타이밍은 참조펄스(P_r)의 발생직후에 생긴 펄스신호(S_N)의 출력타이밍으로부터 구동축(8)이 48도 회전한 타이밍을 나타내고 있다.

타이밍펄스(P_t)는 제1펄스발생기(20)에 트리거펄스로서 입력되고,"H"에서 "L"로 레벨의 변화를 하였음에 응답하여 밸브폐쇄시간 데이터(T_O)에의하여 결정되는 펄스폭을 지닌 구동펄스(DP)가 t=t₆에서 출력된다.(제2f도)

제2f도에 나타낸 구동펄스(DP)가 전자밸브(7)의 여자코일(7a)에 인가될 때 밸브보디(7b)는 그 응답지연 때문에, 제2f도에 나타낸 바와 같이 t=t₆보다 약간 늦게 움직이기 시작하고, 밸브보디(7b)는 t=t₇에서 완전 폐쇄위치에 도달한다.

구동펄스(DP)의 레벨이 t=t₁₀에서 "H"에서 "L"로 변환할 때, 밸브보디(7b)는 이 변화로 인하여 약간늦게 움직이기 시작하고, 밸브보디(7b)는 t₁₁에서 완전 개방위치로 되돌아온다.

따라서, 이때에 고압실(6)에 생기는 연료압력은 제2h도에서 나타낸 바와 같이 변화한다.

이 연료압력은 분사관을 개재하여 분사밸브에 필요한 지연시간t_Y(t=t₈)를 갖고 전파되어 분사밸브가 열리어 연료의 분사가 t=t₉에서 이루어진다.

제2j도는 제2j도에 나타낸 연료압력에 따라 니이들밸브이 리프트에 응답하여 리프트센서(14)로부터 출력되는 리프트(PL)의 파형을 나타내고 있다.

리프트펄스(PL)의 파형어로부터 니이들밸브는 t₉에서 리프트하고 니이들밸브는 t₁₂에서 대응하는 밸브시이트에 착좌하였음을 알수 있다.

제2e도 내지 제2i도로부터, t₆에서 t₉까지의 시간 t_d가 이 경우의 분사지연시간임을 알수 있다.

분사지연시간(t_d)은 구동축(8)이 1회전할때마다 측정부(15)에 측정되고, 이 측정결과에 따라서 얻어진 보정 데이터(D_C)가 다음이 분사타이밍을 제어하기 위한 데이터로서 사용된다.

상술한 구성에 의하면 목표분사타이밍을 나타내는 데이터(TDA)와 분사지연을 나타내는 데이터(D_C)는 구동축(8)의 각도로 환산한 데이터로 부여되어 구동축(8)의 회전각도로 위치를 나타낸 펄스신호(S_N)에 따라서 분사타이밍의 제어를 하게 된다.

그 때문에 디이젤엔진(2)의 속도가 급변하여도 분사타이밍의 제어의 정확성은 직접적으로 영향이 없다.

그 결과, 제어가 다수의 실린더를 지닌 내연기간으로 실행하는 경우라도 실제의 연료분사타이밍등을 검출하기 위한 센서를 착안한 하나의 실린더에만 장착하는 것 만으로 충분하다. 그러므로 고정밀도의 분산타이밍제어를 간단한 구조로 안정하게 수행할 수도 있다.

본 발명에 따르면 소요 목표타이밍을 나타내는 타이밍신호가 회전부재의 각도위치에 의하여 나타낸 데이터를 사용하여 출력되는 구성이기 때문에 타이밍신호의 정밀도는 회전장치의 급격한 회전변동에 의하여도 거의 영향을 받지 않는다. 목표로 하는 타이밍을 나타내는 데이터는 스케일펄스를 기초로 하여 결정된 타이밍을 사용하는 스케일펄스의 눈금으로 규정할 수 있는 부분과 타이밍이 시간에 의하여 결정되도록 규정할 수 없는 부분으로 나누었으므로 스케일펄스의 발생의 밀도를 그렇게 크게 하지 않더라도 충분히 정밀도가 높은 타이밍 신호를 출력할 수 있는 뒤어난 효과를 성취할 수 있었다.

Claims

회전장치의 회전부재가 목표회전 각도위치에 도달하였음을 나타내는 타이밍신호를 출력하는 회전장치용 타이밍신호발생 장치에 있어서, 상술한 회전부재의 각도위치로서 목표회전 각도위치를 나타내는 목표각도데이터(TAD)를 출력하는 데이터변환부(22)과 상술한 회전부재가 N도를 회전할때마다 스케일펄스를 발생하는 제1발생수단과 다른 스케일펄스로부터의 소정의 스케일펄스를 판별하기 위하여 사용된 참조펄스(P_r)를 발생하는 제2발생수단과, 상기 목표각도데이터(TAD)에 응답하여 목표회전각도위치가 피젯수로 되고, N가 젯수로 되는 계산을 수행하고, 몫(A)과 나머지(B)에 각기 관련하여 결정되는 제1 및 제2계산데이터를 출력하는 계산수단과, 상기 참조펄스(P_r), 스케일펄스 및 제1계산데이터에 응답하여 회전부재가 N×A도로 나타낸 회전각도위치를 지녔을때의 타이밍을 나타내는 제1타이밍펄스를 출력하는 제1수단과, 제1타이밍펄스에 응답하여 제2계산데이터에 따라 결정되는 펄스폭으로 제2타이밍펄스를 출력하는 제2수단으로 구비하고 있음을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제1항에 있어서, 제1발생수단은 회전부재에 고정되고, 동일한 각도간격으로 외주에 다수의 코그가 설치된 제1펄서(9)와 코그가 순차로 제1픽업센서(10)의 대향면에 오도록 제1펄서(9)에 인접하여 위치케한 제1픽업센서(10)를 구비하고 있음을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제1항에 있어서, 제2발생수단을 회전부재에 고정되고, 그 외주에 코그(27a)가 설치된 제2펄서(27)와 제1펄서(9)에 인접하여 위치하는 제2픽업센서(28)를 지녔음에 따라 참조펄스(P_r)가 코그(27a)중의 어느 하나가 제2픽업센서(28)를 향하였을때마다 출력되는 것을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제3항에 있어서, 제2펄서(27)는 코그(27a)을 구비한 것을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제4항에 있어서, 제2펄서(27)는 펄서의 소정의 코그에 하나 앞선 제1펄서의 코그가 제1픽업센서(10)에 대향하여 온 다음이 아니면 소정의 코그가 제1픽업센서에 대향하여 오기전에 제2펄서(27)의 단일코그(27a)가 제2픽업센서(28)을 대향하여 오도록 회전부재에 고정하여 상술한 스케일펄스가 제1펄서의 소정의 코그가 제1픽업센서에 대향하였을 때 출력되는 것을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제1항에 있어서, 제1계산데이터는 몫(A)을 나타내고 제2계산데이터는 나머지(B)를 나타내고 있음을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제1항에 있어서, 제1수단은 스케일펄스와 참조펄스(P_r)에 응답하여 참조펄스의 입력후 발생되는 다수의 펄스에 관한 계수데이터를 출력하는 수단과 계수데이터의 내용이 제1계산데이터(A)의 내용에 동등하게 되었는지 아니었는지를 판별하는 판별수단과, 스케일펄스와 상기 판별수단의 출력에 응답하여 제1타이밍펄스로서 제1계산데이터에 의하여 타이밍에서 발생한 스케이펄스를 끌어내는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.
제1항에 있어서, 제2수단은 제2계산데이터에 의하여 결정되는 펄스폭을 갖는 제2타이밍펄스를 발생하도록 하는 제1타이밍펄스에 의하여 트리거되는 펄스발생기임을 특징으로 하는 회전장치용 타이밍신호 발생장치.