KR930009910B1 - 내연기관의 점화시기 제어장치 - Google Patents

내연기관의 점화시기 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 점화시기 제어장치
제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성블럭도.
제 2 도는 제 1 도의 동작의 메인루틴의 플로우챠트도.
제 3a 도 및 제 3b 도는 제 1 도의 동작의 서브루틴의 플로우챠트도.
제 4 도는 종래의 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성 블럭도.
제 5 도는 종래의 동작 플로우챠트도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 흡기압 센서 5 : CPU
6 : ROM 7 : RAM
10 : 점화장치 13 : 마이크로컴퓨터
14 : 통내압 센서 17 : 피크위치검출기
18 : 비교기
본 발명은 마이크로컴퓨터(micro computer)제어식 내연기관의 점화시기 제어장치에 관한 것이다.
제 4 도는 종래의 점화시기 제어장치의 구성을 도시하는 블럭도이다. 도면에 있어서, (1)은 통내압 센서, (2)는 통내압 센서(1)로부터의 출력신호를 수취하여, 후술하는 CPU(3)에 송출하는 포트(port), (3)은 디스트리뷰터(distributor)내의 캠(cam) 축(도시않음)에 설치되어, 그 출력측이 포트(2)와 접속되어 있는 크랭크(crank)각 센서(4)는 기관의 매니홀드(manifold)압력을 검출하는 흡기압 센서, (5)는 A/D변환기로서, 흡기압 센서(4)로부터 얻어지는 아나로그량을 마이크로컴퓨터(14)에서 신호처리 시키기 위해 디지탈량으로 변화하여, 포트(2)에 송출한다. (6)은 CPU로서, 포트(2), ROM(7), RAM(8)의 각각과 서로 버스를 거쳐서 접속된다. (9)는 출력 포트로서, CPU(6)와 접속한다. 포트(2), CPU(6), ROM(7), RAM(8), 출력포트(9)로서 마이크로컴퓨터(14)를 구성하고 있다. (10)은 인터페이스(interface)(이하, I/F라함), (11)은 I/F(10)와 접속되는 점화장치, (12)는 점화코일로서 점화장치(11)의 파워 트랜지스터(power transistor)(도시 않음)의 온, 오프에 의해 그 1차측에 전류를 단속하고, 그 2차측에 고전압을 발생시킨다. (13)은 이 고전압에 의한 불꽃을 비화시키는 점화 플러그(plug)이다.
또한, 포트(2), CPU(6), ROM(7), RAM(8), 출력포트(9)로서 마이크로컴퓨터(14)를 구성하고 있다.
제 5 도는 종래예의 동작의 메인루틴(main routine)의 플로우챠트도이다.
종래의 내연기관의 점화시기 제어장치는 상기한 바와같이 구성되며, 최초로 제 5 도의 스텝 S1에서 흡기압센서(4)의 출력값을 A/D변환기(5)로서 디지탈값으로 변환하여, 이 값을 마이크로컴퓨터(14)의 포트(2)를 거쳐서 RAM(8)에 입력한다. 다음으로 크랭크각 센서(3)에서 얻어진 점화 주기에 의거해서 CPU(6)에 의해 회전수를 계산한다(스텝 S2), 스텝 S3에 의해, ROM(7)내에 미리 격납되어 있는 흡기압, 회전수 맵으로부터, 상기에서 계측된 흡기압 및 게산된 회전수에 대응한 기준 점화시기 데이타를 ROM(7)에서 판독한다. 이어서 스텝 S4에서 상기한 것으로 독출된 점화시기 데이타를 통내압 센서(1)의 출력신호에 의해서 보정한다. 상기한 스텝 S4에서 보정된 점화시기 데이타로부터 CPU(6)는 점화시기를 연산한다. 이 연산 결과를 출력 포트(9) 및 I/F(10)를 거쳐서 점화장치(11)에 출력한다(스텝 S5), 이 점화장치(11)에 의해 점화코일(12)의 2차측에 고전압을 발생하여 불꽃을 점화플러그(13)에 비화시킨다.
상기한 바와같은 종래의 내연기관의 점화시기 제어장치에서는, 크랭크각 센서가 고장나면 크랭크각 위치를 검출할수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은, 이와같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 크랭크각 센서를 사용하지 아니하고 점화시기를 결정할수가 있는 내연기관의 점화시기 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르는 내연기관의 점화시기 제어장치는 내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내압력 검출수단과 기관의 운전상태로부터 기존 점화시기를 결정하는 기준 점화시기 결정수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력 신호로부터 기관의 연소상태를 검지하여, 이 연소상태를 최적화하도록 상기 기준 점화시기에 대한 보정량을 결정하는 점화시기 보정량 결정수단과, 이 점화시기 보정량 결정수단과 상기 기준 점화시기 결정수단의 출력 데이타로 부터 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단과, 이 점화시기 결정수단에 의해 결정된 크랭크 각도에 대응하는 통내압력값을 출력하는 압력연산수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력값이 상기 압력연산수단의 출력값에 달한 시점에서 점화신호를 출력하는 점화신호 출력수단과, 이 점화신호 출력수단의 출력에 의해 기관의 점화를 행하는 점화장치를 구비한 것이다.
본 발명에 있어서는, 통내압 센서의 출력으로부터 연소상태를 검출하여, 연소상태를 최적화하도록 점화시기 보정을 행함과 동시에, 보정후의 점화기기의 크랭크각도에 대응하는 통내압력을 계산하여, 통내압 센서 출력이 이 계산한 값에 달한 시점에서 점화를 행한다.
제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 의한 내연기관의 점화시기 제어장치의 구성을 도시하는 블럭도이다. 도면에 있어서, (2) 내지 (14)는 종래의 것과 같다. (15)는 통내압 센서(1)와 접속되는 인터페이스(이하, I/F라함), (16)은 통내압 센서(1)와 접속되는 노크(knock)검출기, (17)은 피크위치 검출기로서 그 입력측이 I/F (15)와 접속되고, 그 출력측이 포트(2)와 접속이 되어 있다. (18)은 비교기로서, 그 한쪽의 입력측이 I/F(15)와, 그 다른쪽의 입력측이 후술하는 D/A 변환기(19)의 출력측과 각각 접속되고, 그 출력측이 포트(2)와 접속되어 있다. 또한, D/A변환기(19)의 입력측은 버스를 거쳐서 마이크로컴퓨터(14)와 접속되어 있다.
제 2 도는 본 실시예의 동작의 메인루틴의 플로우챠트를 도시하는 도면이다.
제 3a 및 제 3b 도는 본 실시예의 동작의 서브루틴의 플로우챠트를 도시하는 도면이다.
상기하는 바와같이 구성된 내연기관의 점화시기 제어장치에 있어서, 먼저, 제 2 도의 스텝 S1에서 흡기압센서(4)의 출력값을 A/D변환기(4)에 의해 디지탈값으로 변환하여, 마이크로컴퓨터(14)에 포트(2)를 거쳐서 입력한다.
다음으로, 스텝 S2에서 CPU(5)는 점화주기로부터 회전수를 계산한다. 다음으로, 스텝 S3으로 진행하여 ROM(6)에 기억되어 있는 기존 점화시기 맵으로부터 앞서 스텝 S1 및 S2에서 구한 흡기압, 회전수에 대응하는 기존 점화시기를 독출한다.
이어서, 스텝 S6에서 ROM(6)에 미리 기억되어 있는 흡기압, 회전수 맵으로부터 기준 점화시기 데이타를 판독한다. 스텝 S7에서 상기에서 구해진 크랭크각을 마이크로컴퓨터(14)에서 시간으로 변환하여, 내장 타이머 카운터에 설정한다. 스텝 S8에서 연소압 피크 위치의 차분 평균값을 연산할때, CPU(5)에는 인터럽트가 걸려, 제 3a 도의 서브루틴의 연소압 피크 위치 인터럽트 루틴으로 점프(jump)한다. 제 3a 도의 스텝 S0에서 마이크로 컴퓨터(14)의 내장 타이머에 설정되어 있는 상술한 카운터값에 의해 피크 위치 차분(=연소압 피크 목표 크랭크 각도-사이클마다의 연소압 피크 크랭크 각도)을 계산한다. 다음으로, 스텝 S1에서 상기에서 얻어진 피크위치 차분값으로 부터 싸이클마다의 차분의 평균화를 한다. 이 차분의 평균값이 얻어지면, 제 2 도의 메인루틴의 스텝 S8로 되돌아가, 상기에서 얻어진 차분 평균값으로 부터 점화시기 보정량을 연산한다. 이어서, 스텝 S9로 진행하여, 점화시기=기준점화시기＋점화시기 보정량으로 한다. 스텝 S10에서 흡기압 센서(4)에서 얻어진 흡기압으로 부터 상기한 스텝 S9에서 얻어진 점화시기에 대응하는 통내압력을 하기한 바와같이 계산한다.
이제, 통내압력을 P, 통내의 체적을 V라하면, P. V=일정하다.
V=r(1-cos θ) s ＋ α (1)
여기서, r=피스톤의 반경, θ=점화시기에 대응하는 크랭크각도, s=피스톤의 면적, α =잔류한 연소실내체적이다. 또한 상기 r. s. α는 정수이다.
따라서, 통내압력 P은 하기의 식과 같이 된다.
P=(r(1-cos θ0)s ＋ α)/(γ(1-cos θ) s ＋α )P0(2)
여기에서, P0=기준압력으로서, 매니홀드 압력과 동등하다, θ0=기준각도로서, 흡기밸브의 닫힌각도와 동등하다.
상기 (2)의 식에 기지의 정수를 대입시키므로서 통내압력 P이 구해진다.
다음으로, CPU(5)는 스텝 S5에서 상기의 식에서 구한 연산 결과를 포트(2)를 거쳐서 D/A변환기(19)에 출력한다. D/A변환기(19)는, 이 연산 결과값을 아나로그값으로 변환하여, 비교기(18)의 한쪽의입력에 인가한다.
한편, 비교기(18)의 다른쪽의 입력에는 통내압 센서(14)로부터의 출력이 I/F(15)를 거쳐서 인가되어 있다.
상기한 연산 결과값과 통내압 센서(14)의 출력값이 일치하면 일치신호를 포트(2)를 거쳐서 CPU(5)에 부여한다.
CPU(5)가 이 일치 신호를 부여하면, 제 3b 도의 서브루틴의 점화 인터럽트가 걸려, 스텝 S2, 스텝 S3의 처리를 행하고, 종래예에서 기술한 바와 같이 점화장치(10)를 구동하므로서, 점화코일(11)에 고전압을 발생시키고, 이것을 비화시켜서 점화 플러그(12)를 점화한다.
본 발명은 이상 설명한 바와 같이, 내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내압력 검출수단과, 기관의 운전상태로부터 기준 점화시기를 결정하는 기준 점화시기 결정수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력신호로부터 기관의 연소상태를 검지하여, 이 연소상태를 최적화하도록 상기 기준 점화시기에 대한 보정량을 결정하는 점화시기 보정량 결정수단과, 이 점화시기 보정량 결정수단과 상기 기준 점화시기 결정수단의 출력 데이타로 부터 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단과, 이 점화시기 결정수단에 의해 결정된 크랭크각도에 대응하는 통내 압력값을 출력하는 압력연산수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력값이 상기 압력연산수단의 출력값에 달한 시점에서 점화신호를 출력하는 점화신호 출력수단과, 이 점화신호 출력수단의 출력에 의해서 기관의 점화를 하는 점화장치를 구비하고 있으므로, 크랭크각 센서를 사용하지 아니하고 기관의 점화시기 제어를 할수가 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 내연기관의 점화시기 제어장치에 있어서, 내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내압력 검출수단과, 기관의 운전상태로부터 기준 점화시기를 결정하는 기준 점화시기 결정수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력신호로 부터 기관의 연소상태를 검지하여 이 연소상태를 최적화하도록 상기 기준 점화시기에 대한 보정량을 결정하는 점화시기 보정량 결정수단과, 이 점화시기 보정량 결정수단과 상기 기준 점화시기 결정수단의 출력데이타로부터 점화시기를 결정하는 점화시기 결정수단과, 이 점화시기 결정수단에 의해 결정된 크랭크각도에 대응하는 통내압력값을 출력하는 압력연산수단과, 상기 통내압력 검출수단의 출력값이 상기 압력연산수단의 출력값에 달한 시점에서 점화신호를 출력하는 점화신호 출력수단과, 이 점화신호 출력수단의 출력에 의한 기관의 점화를 행하는 점화장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.
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