KR930008806B1 - 엔진의 점화시기 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 점화시기 제어장치

제 1 도는 본 발명에 의한 엔진의 점화시기 제어장치의 한 실시예의 전체구성도.

제 2 도는 그 컴퓨터유닛의 구성도.

제 3 도는 그 통내압센서의 특성도.

제 4 도는 그 동작을 나타내는 타임차트.

제 5 도는 그 점화시기 맵(map).

제 6 도는 그 동작을 나타내는 플로차트.

제 7 도는 종래장치의 전체구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 흡기통로

6 : 흡기온도센서 7 : 점화플러그

8 : 배전기 9 : 점화코일

10 : 통내압(通內壓)센서 11 : 컴퓨터유닛

14 : 회전센서

본 발명은 통내압센서를 사용하여 엔진의 점화시기를 제어하는 엔진의 제어장치에 관한 것이다.

자동차용 가솔린엔진에 있어서 엔진출력성능, 응답성, 배출가스성능 등을 개선하기 위한 전자제어식의 점화시기 제어장치는 종래로 알려져 있고, 그 방식으로서, 에어플로미터의 출력 또는 흡기관내압력을 엔진부하정보로 하고 점화시기를 연산하는 것이 실용화되어 있다. 이들 두가지 방식중에, 에어플로미터에 의한 것은 계량정밀도가 좋으나 가격이 비싸다는 문제점이 있다. 이에 대해, 흡기관내압력 검출방식은, 비교적 값이 싸다. 에어플로미터방식에 비하여 계량정밀도가 떨어지는 난점이 있다.

제 7 도는 이와같은 종래의 흡기관내압력 검출방식의 한 예를 나타내는 전체구성도이다. 이 종래의 장치에 있어서, 엔진(1)의 흡기통로(2)에는, 흡기량을 조정하는 스로틀벨브(3)이 설치되어 있고, 이 스로틀밸브(3)의 하류에 위치하는 서지탱크부(2a)에는 압력센서(4)가 설치되어 있다. 또, 흡기통로(2)에는 연소실(12)를 향해서 연료를 분하는 인텍터(5)가 장착되고, 그 상류측에는 이 흡기통로(2) 내부의 흡기온도를 검출하는 흡기온도센서(6)이 붙어 있다. 또 연소실(12)에는, 점화플러그(7)이 꼽혀있고, 이 플러그(7)은 배전기(8)을 통해서 점화코일(9)로 접속되어 있다. 점화코일(9) 및 인젝터(5)는, 컴퓨터유닛(11)에 의해 제어된다. 또, 도면중에 13은 엔진(1)의 냉각수온도를 검출하는 수온센서이고, 14는 엔지(1)의 회전신호를 픽업하는 회전센서이다.

상기 종래의 장치에 있어서는, 압력센서(4)의 신호가 연소실(12) 내부로 들어가는 충전공기량을 나타내는 주파라미터가 되고, 이것을 흡기온도센서(6)의 신호에 따라 보정하고, 나아가서 엔진회전수나 부하에 의해 변화하는 충전효율에 대해 미리 계측된 보정계수(ROM에 기억되어 있음)에 의해 보정한 것이 엔진부하량으로서 사용된다. 그리하여, 이 보정연산된 엔진부하량과 엔진회전수에 대응해서 구해지는 맵(map)치에 따라 점화시기가 결정되고, 점화신호가 점화코일(9)로 출력된다.

종래의 저가격시스템인 흡기압력검출방식은, 연소실(12)내의 충전공기량을 흡기관내압력에 의해 간접적으로 검출하는 것이므로, 흡배기밸브의 개폐타이밍이나 엔진회전수에 의해 충전효율이 변화한 경우의 공기량 즉 엔진부하량의 검출정밀도가 나쁘고, 또 흡기통로(2)내에는 흡기밸브의 개폐에 의한 맥동이 있기 때문에, 검출신호를 평균화시키기 위한 처리시간지연이 발생하여 응답성이 약화된다는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은, 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로 검출신호를 평균화하기 위한 응답지연을 발생시키지 않고, 또 연소실내의 충전공기량 즉 엔진의 부하량을 보다 정밀도 높게 검출하여 정확한 시기에 점화를 이루도록 할 수 있는 엔진의 점화시기 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에 관한 엔진의 점화시기 제어장치는, 다기통엔진의 각 기통에 대해 각각 부착된 통내압센서와 크랭크각을 검출하는 크랭크각센서와, 흡기통로내의 흡기온도를 검출하는 흡기온센서와 크랭크각센서의 출력신호가 압축행정중에서 소정의 크랭크각위치를 나타낼 때마다 이 압축행정중에 있는 기통의 통내압력을 판독하여 기억하는 압력치기억수단과, 이 압력치와 흡기온도를 주파라미터로 하여 엔진부하량을 연산하는 부하량연산수단과 이 연산된 엔진부하량을 다음에 점화가 이루어지는 다른 기통 또는 그 기통의 다음 행정에 대한 엔진부하량으로 하고, 이 엔진부하량과 엔진부 회전수에 다라 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단을 구비한 것이다.

본 발명에 있어서는, 각 기통이 압축행정중에 있어서 소정의 크랭크각위치의 통내압이 검출되고, 이 압력치와 흡기온도를 주파라미터로 하여 충전공기량 즉 엔진부하량이 연산되고, 이 엔진부하량과 엔진회전수에 따라 다음에 점화가 이루어지는 다른 기통 또는 그 기통의 다음 행정에 대한 점화시기의 결정이 이루어진다.

제 1 도는 본 발명에 의한 엔진의 점화시기 제어장치의 한 실시예의 전체구성도이다. 이 실시예는 제 1 도에서 명백한 바와같이, 엔진(1)의 흡기통로(2)에 흡기량을 조정하는 스로틀밸브(3)이 붙어있고, 그 하류쪽에는, 연소실(12)을 향하여 연료부사인젝터(5)가 장착되어 있다. 또, 스로틀밸브(3)의 하류이고 인젝터(5)의 상류가 되는 위치에는, 흡기통로(2)내의 흡기온도를 검출하는 흡기온도센서(6)이 꼽혀있다. 또, 연소실(12)에는 점화플러그(7)이 꼽혀있고, 이 점화플러그(7)은, 배전기(8)을 통해서 점화코일(9)로 접속되어 있다. 각 기통의 연소실(12)에는 그 기통내압을 검출하는 통내압센서(10)이 붙어있고, 도, 상기 배전기(8)에는 엔진(1)의 회전신호를 픽업하는 회전센서(14)가 장착되어 있다.

컴퓨터유닛(11)에는, 이들 통내압센서(10), 회전센서(14)등의 출력신호가 입력된다. 그리고 이들의 정보에 따라 점화코일(9) 및 인젝터(5)의 제어가 이루어진다.

컴퓨터유닛(11)은, 제 2 도에 나타낸 바와같이, 마이크로프로세서(100)과 아날로그입력신호를 디지탈치로 변환하고 마이크로프로세서(100)으로 데이터를 출력하는 A/D 변환기(101)와, 펄스신호를 파형정형하기 위한 입력회로(102)와, 마이크로프로세서(100)의 연산 파정에서 사용되는 RAM(103)과 마이크로프로세서(100)의 제어순서를 미리 기억시켜 둔 RAM(104)와, 점화코일(9)로 제어신호를 출력하는 출력회로(105)로써 구성되어 있다.

통내압센서(10)로서는, 종래의 흡기관내압력 검출방식용센서와 같은 원리의 것(예를들면, 피에조저항을 사용한 반도체식으로 된 것)을 사용할 수 있다. 이때, 그 통내압센서(10)의 특성은 제 3 도에 나타낸 바와 같고, 통내압력에 비례한 전압을 출력으로서 얻을 수 있다.

다음에는, 이 실시예의 동작을 제 4 도-제 6 도를 참조하면서 설명한다.

제 4 도는 통내압센서(10) 출력이 판독동작을 설명하는 타임차트이고, 제 5 도는 엔진부하정보와 엔진회전수에 따른 점화시기 맵, 제 6 도는 제어를 실행하는 플로차트이다. 제 4 도에 보이는 엔진의 기통식별신호와 크랭크각 신호는, 배전기(8)에 장착된 회전센서(14)에서 나온다. 또 배전기(8)은 엔진(1)의 캠축(도시생략)으로 구동되므로, 여기에 2쌍의 센서를 내장시킴으로써 기동식별신호와 크랭크각신호를 얻을 수 있다. 또, 이 경우, 크랭크각은 분행능이 1'정도일 필요가 있으므로, 예를들면 공지의 포토인터럽터(photo interrupter)와 스릿판(sllit板)을 조합시킨 높은 정밀도의 것이 사용된다.

컴퓨터유닛(11)의 마이크로프로세서(100)은, 압축행정의 하사점(下死點, BDC)에서 출력되는 기통식별신호를 기준으로 하여 크랭크각 신호의 펄스를 카운트하고, 미리 정한 크랭크각(θo)에 도달한 것을 스텝(101)에서 판정한다.

그리고, 상기 크랭크각(θo)에 도달했다면 스텝(101)에서 순간적으로 통내압센서(10)의 출력인 압력치(Pc)를 판독하여 이 압력치(Pc)를 기억장치인 RAM(103) 또는 마이크로프로세서(100)내의 레지스터에 기억시킨다. 다음에는, 스텝(102)에서 흡기온센서(6)의 검출시(온도)를 판독하여 기억한다.

그리하여 스텝(103)에서, 상기 압력치(Pc)를, 공기밀도로 변환하기 위하여 상기 흡기온센서(6)의 검출치에 따른 흡기온도보정계수(Cat)를 곱하고, 또 상기 크랭크각(θo)에 있어서의 실린더용적V(θo)를 곱함으로써 통내충전공기량(θa)를 연산한다.

다음에는, 스텝(104)에서, 엔진회전수(Ne)와 통내압력(Pc)의 2원함수로서 결정되는 충전보정계수 Ko(Ne,Pc)를 스텝(103)에서 구한 통내충전공기량(θa)에 곱하여 진짜 통내충전공기량(θa)로 한다. 이 충전보정계수에 의한 보정은, 엔진작동상태에 따라 결정되는 실린더내의 잔류배기가스의 진짜 공기량에 대한 오차로 되는 것을 방지하기 위한 것이다.

다음에는, 스텝(105)에서 회전센서(14)의 펄스주기로부터 엔진회전수(Ne)를 연산한다. 그리고 스텝(106)에서 엔진회전수(Ne)와 스텝(104)에서 구한 진짜 통내충전공기량(θa)에 대응해서, 제 5 도의 점화시기 맵으로부터 점화시기의 값을 판독하고 스텝(107)에서 점화시기 즉 점화코일(9)의통전을 차단하는 타이밍을 제어한다. 또 엔진회전수나 엔진부하량이 맵점에서 벗어나 있는 경우에는, 보간연산(補間演算)에 의해 점화시기를 구한다.

이 실시예는, 압축행정주에서 흡기밸브가 닫긴 다음부터 상사점까지의 사이의 설정된 상기 크랭크각(θo)에서 통내압력(Pc)를 판독함으로써, 통내의 공기충전량 즉 부하정보를 얻도록 한 것이다.

그리고, 이와같이 하여 구해진 통내충전공기량(θa)은, 다음에 점화가 이루어지는 기통의 엔진부하량으로서 또는 다음번의 그 기통의 엔진부하량으로서 사용된다.

즉 가감속응답성을 고려할 경우는, 소정의 크랭크각마다 검출한 통내충전공기량(θa)은 가장 가까운 시기에 점화사이클이 닥쳐오는 다른 기통에 대해서 적용되는 것이 좋고, 또 기통간의 충전공기량의 불균일성이 클 경우라든가, 정상상태에 있어서는, 소정의 크랭크각에서 검출한 통내압력으로 구한 충전공기량(Qa)을 다음번의 그 기통의 점화시기결정을 위한 부하정보로서 사용하는 것이 좋다.

또, 상기 실시예에 있어서는, 밀도보정을 상기와 같이 흡기관내의 흡기온도에 따라 하고 있으나, 이것은 원리적으로는 소정의 크랭크각(θo)에 있어서의 통내혼합가스의 평균온도를 측정하고, 그 값에 의해 밀도보정을 하는 편이 정확하나, 통내에 온도센서를 설치하면, 폭발행정에 의해 고온을 받기 때문에 필요로 하는 검출응답성을 얻을 수 없고, 혼합기온도를 정확하게 계측할 수 없다고 하는 사정에 의한 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따르던, 종래의 흡기관내압력 대신에 통내혼합기의 압력을 압축행정중의 소정의 크랭크각위치에서 판독하고, 그 압력치와 흡기온도의 값을 주파라미터로서 통내 충전공기량 즉 엔진부하량을 연산하며, 이 값을 사용하여 다음번의 기통 또는 그 기통의 다음 행정에 대한 점화시기를 결정하도록 하였으므로, 종래의 흡기관내압력 검출방식과 같이 신호에 맥동성분이 포함되는 일 없으며, 따라서 신호의 평균화를 위한 응답지연이 생기지 않는다. 또, 통내의 압력을 직접 검출하고 있으므로 흡기관내압력을 사용할 경우에 비하여 엔진부하량의 검출정밀도가 높다.

Claims (1)

1. 다기통엔진의 각 기통에 대해 각각 설치된 통내압센서와, 크랭크각을 검출하는 크랭크각센서와, 흡기통로내의 흡기온도를 검출하는 흡기온도센서와, 상기 크랭크각 센서의 출력신호가 압축행정중의 소정 크랭크각위치를 가리킬 때마다 당해 압축행정중의 기통의 상기 통내압센서의 출력신호를 판독하여 기억하는 압력치 기억수단과 이 압력치기억수단에 기억된 압축행정중의 상기 기통의 압력치와 상기 흡기온도센서의 출력신호를 주파라미터로 하여 엔진부하량을 연산하는 부하량 연산수단과, 이 부하량 연산수단의 출력을 다음에 점화가 이루어지는 다른 기통 또는 그 기통의 다음 행정에 대한 엔진부하량으로 하고, 이 엔진부하량과 엔진회전수에 따라 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단을 갖추었음을 특징으로 하는 엔진의 점화시기 제어장치.

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