KR940001681Y1 - 기관의 회전수 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기관의 회전수 제어장치

제1도, 제6도 및 제8도는 각각 이 고안의 실시예를 나타내는 도면.

제2도 내지 제5도는 제1도의 실시예의 동작을 설명하는 도면.

제7도는 제6도의 동작을 설명하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내연기관 4 : 공기조정나사

5 : 목표회전수발생기 7 : 구동장치

8 : 솔레노이드밸브(흡기제어변) 20 : 보정치출력회로

22 : 구동신호출력회로 42 : 회전수센서

61 : 회전수오차증폭기 62 : 회전수조정기

이 고안은 기관의 아이들 회전수를 피드백 제어하는 기관의 회전수 제어장치에 관한 것이다.

종래의 회전수제어 장치에 있어서는, 기관에 공기를 공급하는 유량조정 기구의 구동신호를 소정치로 고정시켜 기관의 흡입 공기량을 일정하게 하고 흡기통로에 설치된 공기조정 나사를 조정하여 회전수를 소정치에 맞추도록 하고 있었다.

조정의 구체적인 방법에 관하여는 일본국 특공소 63-16578호에 상세하게 설명되어 있으므로 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

상기 종래의 기술에 있어서는, 조정할 때 유량조정 기구의 구동을 소정치로 고정시키는 수단이 필요하며, 상기 종래의 실시예에 있어서는, 구동신호발생기(29)를 접속시켜 행하고 있다.

이 경우, 구동신호발생기(29)가 조정시 필요한 것이며 더구나 접속을 절환하는 작업이 필요한 것이다.

그리고 상기 종래의 다른 실시예로서 피드백제어회로(16)에서 조정용의 소정 구동신호를 출력시키는 방법이 설명되어 있지만 이러한 방법에 있어서는, 피드백제어회로(16)에 대하여 조정모드로 절환하기 위한 입력신호를 필요로 한다는 것은 자명한 것이다.

이상과 같이 종래의 기술에 의하면 조정용 기재가 필요하고 접속을 변경하는 필요성과 더불어 아이들 회전수의 조정을 시장의 광범한 서비스망으로 행할때 경비면과 작업성의 면에서 문제가 있었다.

또한 접속을 변경시킨 상태에서 통상의 상태로 환원하는 작업을 잊어버리고 이상 상태에서 운전을 재개해 버리는 우려가 있어 바람직하지 못하다.

이 고안의 기관의 회전수제어장치는 기관의 회전수와 목표회전수의 편차를 감소시키기 위한 조정신호를 발생시키는 제1수단과, 이 제1수단의 출력을 받아서 흡입공기량을 증감제어하는 제2수단과, 이 제2수단과는 별개로 흡입공기량을 중가시킬 수 있는 제3수단과 이 기관의 회전수제어장치에 내재하는 오차에 대한 보정량을 알기 위한 제4의 수단으로 구성된다.

이 고안은 조정할 때 유량조정기구의 구동을 소정치로 고정하지 않고 통상 제어상태에 있어서, 일반적으로 사용되는 간편한 기기를 사용하여 조정한다.

이 고안의 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제1도에 있어서, 1은 내연기관, 2는 그 흡기관이다.

흡기관(2)의 소정개소에 스로틀밸브(3)가 설치되고, 스로틀밸브(3)는 회전수를 부하에 대응시켜 제어한다.

이 스로틀밸브(3)의 전후에 있어서, 흡기관(2)에 바이패스통로(91), (92)가 서치된다.

바이패스통로(91), (92)간에는 흡기제어밸브로서 리니어 특성을 가진 솔레노이드밸브(8)가 설치되며, 이 솔레노이드밸브(8)는 구동장치(7)의 출력에 의하여 구동 제어된다.

한편, 내연기관(1)에는 기어(41)가 설치되어 있으며, 기어(41)는 내연기관의 회전에 연동되며 기어(41)의 회전은 회전수센서(42)에서 검출된다.

회전수센서(42)는 기어(41)의 회전을 검출하며 기관회전수 ne를 오차증폭기(61)로 출력시킨다.

오차증폭기(61)에는 목표회전수발생기(5)의 출력 n_T도 입력되며 오차증폭기(61)는 n_T와 n_T의 오차 An를 연산하여 회전수조정기(62)로 출력시킨다.

목표회전발생기(5)는 기관 온도등의 재조건에 대응하여 목표의 무부하 회전수를 발생시키는 것이며, 회전수 조정기(62)는 목표회전수 n_T에 대응하여 기준이 되는 신호 S를 발생함과 동시에 오차증폭기(61)의 출력을 받아서 비례, 적분 또는 미분 동작에 의하여 오차△n를 없애는 방향으로 회전수보정신호 Sc를 발생시켜, 조정신호 S_T+S_C를 출력시킨다.

회전수조정기(62)의 출력은 라이터(12)로 송출되고 리미터(12)는 회전수 조정기(62)의 출력을 소정치 이하로 제한한다.

리미터(12)의 출력은 구동장치(7)에 송출되며 구동장치(7)는 리미터(12)의 출력을 받아서 솔레노이드밸브(8)에 구동신호를 보내며 솔레노이드밸브(8)는 이 구동신호에 의하여 개구 면적이 증감제어된다.

다음에 상기 구성의 동작에 관하여 설명한다.

회전수의 오차 △n에 의하여 회전수조정기(62)가 작동하여 회전수보정신호 Sc를 발생시킨다.

이 회전수 보정신호 Sc는 오차증폭기(61)에서 출력되는 오차 △n가 감소하는 방향으로 발생하여 오차 △n가 극소로 되면 설정(setting)된다.

회전수조정기(62)의 출력 S_T+S_C는 리미터(12)에 부여된다.

리미터(12)의 특성은 제2도에 표시한 바와 같이 입력 X가 Xmin＜X＜Xmax의 범위에서는 X에 비례된 출력 Y를 발생시키며 이 범위 밖에서는 Xmin또는 Xmax로 제한된다. 리미터(12)의 출력은 구동장치(7)에 의하여 흡기제어밸브인 솔레노이드밸브(8)의 구동 신호로 변환된다.

이 구동신호는 잘 알려진 듀티(duty)신호이며, 솔레노이드밸브(8)에 주어지는 듀티와 흡기제어량 Q의 관계는 제3도에 표시한 것이므로 흡기량의 증감은 듀티를 증감시켜 이루워진다.

이상의 동작에 의하여 회전수조정신호는 오차 △n를 극소로 조정하여 기관회전수 ne를 목표회전수 n_T에 일치되도록 제어한다.

이것은 기관 각 부에 있어서의 손실의 변동이나 온도에 의한 열효율의 변동, 혹은 램프류나 모터류 등의 각종 장비품에 의한 부하변동을 회전수조정신호가 조정하고 있기 때문이다.

또 리미터(12)는 이 기관 각 부의 손실이나 부하변동에 의한 오차를 누적시킨 값에 해당되는 적당한 제한치로 정해진다.

따라서, 회전수센서(42)등에 고장이 생겨 회전수의 피드백이 없을 경우에 회전수 보정신호가 발신되어서 리미터(12)에 의하여 조정이 제한되어 흡기량 목표치가 발신되지 않으며 기관회전수의 발샌이 방지된다.

다음에, 제1도에 표시한 장치의 조정에 관하여 설명한다.

보정치 출력회로(20)는 회전수조정기(62)에서 출력되는 회전수보정신호 Sc를 제4도의 특성에서 표시한 튜티신호로 변환시켜 외부에 연결된 미터(21)로 출력시킨다.

미터(21)는 전압계이며 평균전압에 대응된 미터 표시를 얻을수 있다.

그리고 미터(21)는 회전수제어장치에 내재하는 오차에 대한 보정량을 알기위한 제4수단이다.

조정자는 듀티 50%에 대응하는 미터 표시가 되도록 바이패스통로(91), (92)간에 설치된 공기 조정나사(4)에 의하여 흡기공기량을 조정한다.

이로 인하여, 회전수 보정신호 Sc는 제4도와같이 0이 된다.

회전수 보정신호 Sc는 회전수 n_e와 목표회전수 n_T의 편차에 기준하여 연산되는 보정치이나, 이에는 스로틀밸브(3), 솔레노이드밸브(8)의 막힘등의 경시변화, 부품의 제조오차 및 구성부품의 온도 특성등의 회전수제어장치에 내재하는 여러가지 요인으로 인한 오차에 대한 보정량도 포함되어 있다.

가령 본 실시예에서, 경시변화, 부품의 제조오차 및 온도변화등에 의한 제어치의 오차가 ″0″이라고 하면 기관회전수 n_e는 기준이 되는 신호 ST만으로 목표회전수 n_T에 설정하는 것이다.

그러나 실제의 제어계에서 오차가 ″0″이라는 것은 통상 있을 수 없다.

그 때문에 공기조정나사(4)를 조정하기 전에는 이 오차를 회전수 보정신호 Sc에 의하여 보정하도록 하고 이에 의하여 기관 회전수 ne를 목표회전수 nT에 설정시키고 있다.

따라서 아이들 회전수가 안정하고 있는 상태에서의 회전수 보정수 보정신호 Sc의 설정치는 회전수 제어장치에 내재하는 오차에 대한 보정량을 나타내게 된다.

즉 본 실시예에서는 공기조정나사(4)에 의하여 회전수 보정신호 Sc가 ″0″이 되도록 조정하고 있으나 이것은 회전수 제어장치에 내재하는 오차를 공기조정나사(4)에 의하여 보상하려는 것이다.

이상과 같이하여 본 실시예에서는 스로틀밸브(3), 솔레노이드밸브(8)등의 막힘에 의하여 흡기량이 감소한 경우에도, 포함하여 여러가지 요인에 의한 회전수의 오차를 조정할 수 있다.

상기 실시예에서는 전압계에 의한 표시를 하였지만, 램프표시 회로를 2개 설치하고 제5도에 표시한 것과 같이 증대방향으로 조정과 감소방향으로의 조정을 램프에 의하여 지시하는 조정방법도 가능한 것이다.

또한 회전수 보정신호 Sc에 해당하는 신호를 코드신호로서 보정치 출력회로(20)에서 출력시킬수도 있으며, 아이들 회전수 제어를 컴퓨터에 의하여 구성하는 경우는 보정신호 Sc를 기억하고 있는 메모리의 내용이 이에 해당하는 것이다.

제1도에 있어서는, 흡기제어밸브로서 솔레노이드 밸브를 사용한 경우를 예시하였지만, 그의 직류모터밸브나 스텝노터밸브 등 여러가지 흡기제어밸브를 사용할 수 있다는 것은 물론이다.

제6도는 이 고안의 다른 실시예를 표시한다.

22는 구동신호 출력회로인데, 리미터(12)의 출력이 입력되어 있다.

이 구성의 동작은 제1도와 동일하지만 조정할 때 표시되는 신호만이 다른 것이다. 구동신호 출력회로(22)의 특성은 제7도와 같은데, 리미터(12)의 출력 즉 S_T+S_C를 듀티로 변화시켜 출력시킨다.

이 실시예에서는 회전수제어장치에 내재하는 오차에 대한 보정량이 조정신호 S_T+S_C에 의하여 표시된다. 즉 기준이 되는 신호 ST가 결정되면 이에 대응하는 듀티 DT는 일의 적으로 결정된다.

따라서 기준이 되는 신호가 소정치 ST에 있을때의 구동신호 출력회로(22)의 듀티가 이 소정치 ST에 대응하는 값 DT에 대하여 차이가 발생하고 있으면 그 차이가 회전수 제어장치에 내재하는 오차에 대한 보정량을 나타내고 있는것이 된다.

따라서 듀티를 미터로 표시하여 이 소정치 S_T에 대응하는 듀티 D_T가 되도록 공기 조정나사(4)를 조정하면 회전수보정신호 Sc가 ″0″으로 조정되므로 구동신호 S_T로 설정된다.

이 S_T는 위에서 설명한 바와 같이 기관의 회전수를 목표회전수 n_T로 유지되도록 미리 정한 기준치이다.

따라서, 조정후의 회전수 보정신호 Sc는 극소치로 되어 제1도의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 구동신호 출력회로(22)의 입력은 제6도의 예에서는 솔레노이드밸브(8)의 구동듀티에 해당되지만, 흡기 제어밸브로서 직류모터밸브나 스텝모터밸브를 사용하는 경우는 모터의 제어포지숀에 해당하는 신호가 입력된다는 것은 말할 나위도 없다.

또한 미터(21)는 제1도의 실시예에서 설명한 것과 같이 전압계의 다른 코드를 표시하는 것도 가능한 것이다.

제8도는 이 고안의 또 다른 실시예를 나타낸다.

구동장치(7)의 출력은 미터(21)에 주어져 있고, 이 미터(21)는 솔레노이드밸브(8)를 구동시키기 위해 듀티신호의 듀티에 대응하는 값을 표시한다.

이 값은 실질적으로는 제6도의 실시예에 있어서, S_T+Sc와 동가인 것이다.

또 S_T에 해당하는 구동듀티 D_s는 솔레노이드변(8)의 특성에 의하여 정해진다.

이 때문에 구동듀티를 직접 미터(21)로 측정하여 이 듀티가 DS가 되도록 공기조정나사를 조정하면 Sc는 거의 0으로 되어 제6도의 실시예와 동일한 결과가 얻어진다.

이상 설명한 바와 같이 이 고안에 의하면 조정할때 종래 필요하였던 유량조정기구 즉 흡기제어밸브의 구동을 고정하기 위한 구동신호 발생기가 불필요하게 되며 따라서 조정시에 흡기제어밸브의 접속을 변경할 필요가 없다.

또 회전수 조정기의 출력을 고정치로 절환시키기 위한 입력도 필요없게 된다.

더구나 조정에 사용하는 미터는 시장에서 널리 사용되고 있는 전압계이면 된다.

따라서 조정에 요하는 경비는 거의 불필요 하며 작업도 간단하다.

Claims (1)

1. 기관(1)의 흡기관(2)내의 스로틀밸브(3)의 전후에 설치된 바이패스통로(91) (92)와, 상기 기관(1)의 회전수와 목표 회전수의 편차를 검출해서 이 편차가 감소하는 방향으로 조정신호를 발생하는 회전수 조정장치(62)와, 상기 조정신호에 따라 구동신호를 발생하는 구동장치(7)와, 상기 바이패스통로(91), (92)간에 설치되어 상기 구동신호에 따라 기관(1)의 흡입공기량을 증감하는 흡기제어밸브(8)를 구비한 기관의 회전수제어 장치에 있어서, 상기 스로틀밸브(3)의 전후에 설치되고, 상기 스로틀 밸브(3)를 바이패스하는 보조통로와, 이 보조통로에 설치되고 상기 구동장치(7), 흡기제어밸브(8)와는 독립해서 기관(1)의 흡입 공기량을 조정하는 공기량 조정장치(4)와, 상기 기관(1)의 회전수 제어장치에 내재하는 오차에 대한 보정량을 알기 위한 인지장치(21)를 구비한 것을 특징으로 하는 기관의 회전수 제어장치.