KR930008805B1 - 내연기관의 점화시기 제어장치 - Google Patents

내연기관의 점화시기 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 점화시기 제어장치
제 1 도는 이 발명의 한 실시예에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성블록도.
제 2 도는 이 발명의 동작 플로차트.
제 3 도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성블럭도.
제 4 도는 제 3 도의 각부 동작파형도.
제 5 도는 종래의 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성블록도.
제 6 도는 종래의 동작 플로챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 크랭크각센서 2 : 흡기압센서
5 : CPU 6 : ROM
7 : RAM 10 : 점화장치
13 : 마이크로컴퓨터 14 : 통내압센서
17 : 피크위치검출기 18 : 비교기
그리고 각도중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다.
이 발명은 내연기관의 점화시기 제어장치에 관한 것이다.
제 5 도는 종래의 점화시기 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이다. 도면에서, 1은 디스트리뷰터내의 캠축(도시생략)엔 연결벨트로 설치되어 있는 크랭크각센서, 2는 크랭크각센서(1)의 출력신호를 수신하여 후술하는 마이크로컴퓨터(13)의 CPU(5)로 송출하는 포트, 3은 기관의 매니폴드압력을 검출하는 흡기압센서, 4는 A/D 변환기이며, 흡기압센서(3)로부터 얻는 아날로그량을 마이크로컴퓨터(13)에서 신호처리하기 위하여 디지탈량으로 변환하고 포트(2)로 송출한다. 5는 CPU이며 포트(2), ROM(6), RAM(7)의 각각과 서로 버스(BUS)를 통하여 접속된다. 그리고 ROM(6)에는 점화시기 연산프로그램, 회전수대 점화시기의 맵(map), 부하대 점화시기의 맵등이 미리 기억되어 있다. 8은 출력포트이며, CPU(5)와 접속된다. 포트(2), CPU(5), ROM(6), RAM(7), 출력포트(8)로서 마이크로컴퓨터(13)를 구성하고 있다. 9는 인터페이스(이하 1/F라함), 10은 1/F(9)와 접속되는 점화장치, 11은 점화코일이며 점화장치(10)의 파워트랜지스터(도시생략)의 온, 오프에 의하여 그 1차측 전류를 단속하고 그 2차측에 고전압을 발생시킨다. 12는 이 고전압에 의한 불꽃을 비화시키는 점화플러그이다. 제 6 도는 종래 동작의 메인루틴의 플로챠트이다.
종래의 내연기관의 점화시기 제어장치는 상기와 같이 구성되고 최초로 제 6 도의 스텝 S1에서 흡기압센서(3)의 출력치를 A/D 변환기(4)에서 디지탈치로 변환하고 이 값을 마이크로 컴퓨터(13)의 포트(2)를 통하여 RAM(7)에 일시적으로 기억한다.
다음에 크랭크각센서(1)에서 얻은 점화주기에 기준하여 CPU(5)에 의하여 회전수를 계산한다.(스텝 2)
스텝 S3에 의하여 ROM(6)내에 미리 기억되어 있는 흡기압, 회전수 맵으로부터 상기에서 계측된 흡기압 및 계산된 회전수에 대응한 기준점화신호데이터를 ROM(6)에서 판독한다. 이어서 스텝 S4에서 상기 판독된 점화시기 데이터에 의하여 CPU(5)에서 점화시기를 연산한다. 이 연산결과를 출력포트(8) 및 I/P(9)를 통하여 점화장치(10)로 출력한다(스텝 S5). 이 점화장치(10)에 의하여 점화코일(11)의 2차측에 고전압을 발생시켜 불꽃을 점화플러그(12)에 비화시킨다.
상기와 같이 종래의 내연기관의 점화시기 제어장치에서는 크랭크각센서를 캠축에 설치하는 연결벨트의 이완, 휨에 의하여 크랭크각센서가 변위하여 크랭크각위치를 정확히 검출할 수 없다는 문제가 있었다.
또한 상기와 같은 종래의 내연기관의 점화시기 제어장치에서는 점화시기 연산을 크랭크각센서의 검출신호에 기준하여 수행하고 있었으므로 크랭크각센서가 고장나면은 점화시기 연산을 수행할 수 없기 때문에 기관이 정지해 버린다는 문제가 있었다.
이 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 크랭크각센서를 사용하지 않고 점화시기를 결정할 수 있는 내연기관의 점화시기 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다. 또한 이 발명은 크랭크각센서가 고정이 나도 기관의 운전을 계속할 수 있는 내연기관의 점화시기 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치는 내연기관의 기통내의 압력에 기준한 신호를 출력하는 통내압력검출수단과, 기관상태에 기준하여 점화시기 결정수단과, 이 점화시기 결정수단에 의하여 결정된 크랭크각도에 대응하는 통내압력치에 기준한 기준신호를 발생하는 기준신호 발생수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력치가 상기 기준신호 발생수단의 출력치에 도달한 시점에서 점화신호를 출력하는 점화신호출력수단과, 이 점화신호출력수단의 출력에 대응하여 기관을 점화하는 점화장치를 구비한 것이다.
또한 이 발명에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치는 내연기관의 회전축의 회전위치를 검출하는 회전위치 검출수단과, 이 회전위치 검출수단의 출력신호에 기준하여 점화시기를 연산하여 점화시기 연산수단과, 이 점화시기 연산수단의 출력에 대응하여 점화장치를 최소한 구비한 내연기관의 점화시기 제어장치에 있어서, 상기 내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내압력검출수단을 설치한 것이다.
이 발명에서는 점화시기의 크랭크각도에 대응하는 통내압력을 계산하고 통내압센서 출력이 계산된 통내압력치에 도달한 시점에서 점화한다. 또 이 발명에 있어서는 회전위치 검출수단의 고장시에는 통내압력수단의 출력신호에서 점화시기를 연산하고 이 연산결과에 기준하여 점화한다.
제 1 도는 이 발명의 한 실시예에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이다. 도면에서, 2-13은 종래 것과 같다. 14는 통내압센서, 15는 통내압센서(14)와 접속되는 인터페이스(이하 I/F라함), 16은 통내압센서(14)와 접속되는 녹검출기, 17은 피크위치검출기이며, 그 입력측이 I/F(15)와 접속되고, 그 출력측이 포트(2)와 접속되어 있다. 18은 비교기이며 그 한쪽의 입력측이 I/F(15)와 , 그 다른쪽의 입력측이 후술하는 D/A 변환기(19)의 입력측은 버스를 통하여 마이크로컴퓨터(13)와 접속되어 있다.
제 2 도는 제 1 도의 동작 메인루틴의 플로차트이다. 상기와 같이 구성된 내연기관의 점화시기 제어장치에서, 먼저 제 2 도의 스텝 S1에서 흡기압센서(3)의 출력치를 A/D 변환기(4)에 의해 디지탈치로 변환하고 마이크로컴퓨터(13)에 포트(2)를 통하여 입력한다. 다음에 스텝 S2에서 CPU(5)는 점화주기로부터 회전수를 계산한다. 다음은 스텝 S3로 진행하고 ROM(6)에 기억되어 있는 기준점화시기 맵에서 먼저 스텝 S1 및 스텝 S2에서 구한 흡기압, 회전수에 대응하는 기준점화시기를 판독한다. 이어서 스텝 S6에서 흡기압에서 점화시기에 대응하는 통내압력을 아래와 같이 계산한다. 지금 통내압력을 P, 통내의 체적을 V라 하면 P.V=일정하다.
V=r(1-COSθ)·S+α ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (1)
여기서 r=피스톤의 반경, θ=점화시기에 대응하는 크랭크각도, s=피스톤의 면적, α=나머지 연소실내 체적이다. 그리고 상기 r,s,α는 정수이다. 따라서 통내압력 P는 하기식과 같이 된다.
P={r(1-COSθo)·S+α}/{r(1-COSθ)·S+α}·Po ‥‥‥ (2)
여기서 Po=기준압력으로 매니폴드 압력과 같다. θo=기준각도이며 흡기밸브의 폐각도와 같다.
상기 (2)식에 기지의 정수를 대입하므로서 통내압력 P를 구하게 된다.
다음은 CPU(5)는 스텝 S5에서 상기식에서 구한 연산결과를 포트(2)를 통하여 D/A 변환기(19)에 출력한다. D/A 변환기(19)는 이 연산결과치를 아날로그치로 변환하고 비교기(18)의 한쪽입력에 인가한다. 한편 비교기(18)의 다른쪽 입력에는 통내압센서(14)로부터의 출력이 I/F(15)를 통하여 인가되어 있다.
상기 연산결과치와 통내압센서(14)의 출력치가 일치하며는 일치신호를 포트(2)를 통하여 CPU(5)로 출력한다. CPU(5)가 일치신호를 입력하게 되면은 종래예에서 기술한 바와같이 점화장치(10)를 구동하므로서 점화코일(11)에 고전압을 발생시키고 이것을 비화시켜서 점화플러그(12)를 점화한다.
제 3 도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 내연기관의 점화제어장치를 표시하는 블록도이다. 도면에서, 1-12는 종래 것과 같다. 14는 기통내의 연소상태를 검출하는 통내압센서, 15는 통내압센서(14)의 출력측에 접속된 인터페이스(이하 I/F라함), 13은 I/F(15)의 출력측과 접속된 미분회로, 18은 비교회로로 미분회로(13)의 출력신호와 입력단자(20)에 인가되는 소정의 레벨신호를 비교하고 이 비교출력신호를 포토(2)로 출력한다. 또 I/F(15)의 출력측은 A/D 변환회로(4)에도 접속되어 있다.
제 4 도는 제 3 도의 각부 동작파형 표시도이다. 상기와 같이 구성된 내연기관의 점화시기 제어장치에서 크랭크각센서(1)가 정상동작하고 있을 때에는 상기의 종래동작과 같은 과정으로 기관을 점화한다. 지금 크랭크각센서(1)가 고장나면은 통내압센서(14)로부터의 출력신호에 의하여 아래와 같이 기관에 점화된다. 즉, 통내압센서(14)의 출력신호(제 4a 도 참조)는 I/F(15)를 통하여 미분회로(13)에 인가된다. 미분회로(13)에 의하여 제 4a 도에 표시하는 출력신호가 미분되면은 제 4b 도에 표시하는 신호가 된다. 이것을 비교회로(18)에 인가하여 입력단자(20)에 인가되는 소정레벨과 비교하면은 제 4c 도에 표시하는 출력펄스열을 얻게 된다. 이 출력펄스열의 최초의 펄스의 하강점을 CPU(5)가 검출하고 그 이후의 펄스하강을 검출하여도 이것을 마스크한다. 그리고 이 최초의 펄스하강점의 검출신호로 점화장치를 구동하여서 기관을 점화한다. 그리고 이 펄스의 하강점은 기관의 TDC(상사점)직전에 위치한다. 이와같이 크랭크각센서(1)가 고장나도 기관의 운전은 계속할 수가 있다.
이 발명은 이상 설명한 바와같이 내연기관의 기통내 압력에 기준한 신호를 출력하는 통내압력 검출수단과 기관상태에 기준하여 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단과, 이 점화시기 결정수단에 의하여 결정된 크랭크각도에 대응하는 통내압력치에 기준한 기준신호를발생하는 기준신호 발생수단과, 상기 통내압력검출수단의 출력치가 상기 기준신호 발생수단의 출력치에 도달한 시점에서 점화신호를 출력하는 점화신호 출력수단과, 이 점화신호 출력수단의 출력에 대응하며 기관을 점화하는 점화장치를 구비하고 있으므로 크랭크각센서를 사용하지 않고 점화시기 제어를 할 수 있는 효과가 있다.
또한 이 발명은 내연기관의 회전축의 회전위치를 검출하는 회전위치 검출수단과 이 회전위치 검출수단의 출력신호에 기준하여 점화시기를 연산하는 점화시기 연산수단과 이 점화시기 연산수단의 출력에 대응하여 점화하는 점화장치를 최소한 구비한 내연기관의 점화시기 제어장치에 있어서, 상기 내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내압력 검출수단을 구비함으로써 회전위치 검출수단이 고장나도 기관을 운전할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 내연기관의 기통내 압력에 기준한 신호를 출력하는 통내압력검출수단과, 기관상태에 기준하여 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단과, 이 점화시기 결정수단에 의하여 결정된 크랭크각도에 대응하는 통내압력치에 기준한 기준신호를 발생하는 기준신호 발생수단과, 상기 통내압력검출수단의 출력치가 상기 기준신호 발생수단의 출력치에 도달한 시점에서 점화신호를 출력하는 점화신호 출력수단과 이 점화신호를 출력수단의 출력에 대응하여 기관을 점화하는 점화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.
  2. 내연기관의 회전축의 회전위치를 검출하는 회전위치 검출수단과 이 회전위치 검출수단의 출력신호에 기준하여 점화시기를 연산하는 점화시기 연산수단과, 이 점화시기 연산수단의 출력에 대응하여 점화하는 장치를 최소한 구비한 내연기관의 점화시기 제어장치에 있어서, 상기 내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내압력 검출수단을 설치하고, 상기 회전위치 검출수단의 고장시는 상기 통내압력 검출수단의 출력신호에 의해 점화시기를 연산하고 그 연산결과에 기준하여 점화하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.
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