KR940002211B1

KR940002211B1 - 엔진의 공회전수 제어 장치

Info

Publication number: KR940002211B1
Application number: KR1019900010452A
Authority: KR
Inventors: 다까노리 후지모또
Original assignee: 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤; 시끼 모리야
Priority date: 1989-07-13
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1994-03-19
Also published as: JP2719195B2; JPH0347442A; KR910003246A; DE4022263C2; DE4022263A1

Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 공회전수 제어 장치

제1도 및 제2도는 본 발명 장치의 전체 구성도 및 제어 유니트의 구성도.

제3도 및 제4도는 본 발명 장치의 동작을 도시하는 타임 챠트.

제5도 및 제6도는 본 발명 장치의 동작을 도시하는 플로우챠트.

제7도 및 제8도는 본 발명에 의한 제어 유니트에 기억된 제어 특성도.

제9도는 본 발명 장치의 동작을 도시하는 타임 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발전기 2 : 스위칭 수단

4 : 베터리 5 : 제어 유니트

6 : 솔레노이드 7 : 전자 밸브

8 : 바이패스 통로 11 : 피일드 코일

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 엔진의 공회전수 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 엔진에 공급되는 흡입 공기량의 전기 부하량에 따른 보정에 관한 것이다.

[종래 기술]

종래의 고회전수 제어 장치에서는, 목표 공회전수와 실제 엔진 회전수의 편차에 따라 엔진에 공급되는 흡입 공기량을 제어하여, 엔진 회전수를 목표 회전수로 유지하는 것이 행해지고 있었다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 상기와 같은 종래 장치에서는, 대량으로 전력을 소비하는 전기 부하(헤드라이트, 전동 라디에이터팬 등)가 사용되면, 전기 부하에 전력을 공급하는 발전기의 작동이 엔진의 부하를 증대시켜 엔진 회전수가 저하된다. 저하된 엔진 회전수는 제어 동작에 의해 곧 목묘 회전수로 복귀되지만, 제어 응답이 늦기 때문에 전기 부하의 크기에 따라서는 엔진 스톨(stal1)에 이르는 경우가 있었다.

그런데, 예를 들어 일본국 특개소 58-197449호와 같은 공보 등에는, 복수의 전기 부하 검출용 스위치를 설치하여 흡입 공기량을 보정하는 것이 제안되어 있으나, 전기 부하의 수에 대응하는 갯수의 스위치 또는 입력 회로가 필요해져 제어 장치의 규모가 복잡해지는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 구성이 간단하여 엔진 스톨이나 제어 응답 지연을 해소할 수 있는 엔진 공회전수 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 따른 엔진의 공회전수 제어 장치는, 엔진의 소정 크랭크 기간마다 여자 기간(Gr)을 검출하는 여자 기간 검출 수단과, 소정 크랭크 기간의 n-1회 및 n회째의 평균 여자 기간 검출량을 G_a(n-1), G_a(n)으로 하고 필터 정수를 K로 한 경우에,

G_a(n)=K G_a(n-1)+(1-K) Gr

의 식에 의해 G_a(n)를 계산하는 평균 여자 기간 연산 수단과, 엔진의 흡입 공기량을 G_a(n)에 따라 보정하는 보정 수단을 설치한 것이다.

[작용]

본 발명에 있어서는, 엔진의 소정 크랭크 기간마다 발전기의 여자 기간이 검출되어, 이를 기초로 엔진의 흡입 공기량이 보정되고, 전기 부하 변동에 의한 엔진 부하 변동이 정확하게 조기에 검출되어, 이에 대응하는 흡입 공기량의 보정도 신속하게 행해진다. 또한, 상기 여자 기간은 평균화 처리되어, 여자 기간 검출량의 변동이 억제된다.

[실시예]

다음에, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다. 제1도는 본 실시여에 의한 엔진의 공회전수 제어 장치의 구성을 도시하고, 여기서 i은 발전기, 2는 피일드 코일(11)의 여자 전류를 제어하는 스위칭 수단, 3은 엔진 스위치, 4는 차량 탑재용 배터리이다. 발전기(1)는 Y 접속된 전기가 권선(10), 피이드 코일(11) 및, 전기자 권선(10)의 3상 교류 출력을 정류하는 다이오드(12, 13, 14)로 구성되어 있다. 스위칭 수단(2)은, 배터리(4)의 전압을 검출하는 전압 검출 회로(21)와, 피일드 코일(11)에 직렬로 접속되고 배터리(4)의 전압이 소정치보다 낮아졌을 때 전압 검출 회로(21)의 출력에 의해 도통되는 반도체 스위칭 소자(22) 및, 이 반도체 스위칭 소자(22)가 비도통으로 되었을 때 피일드 코일(11)로 흐르는 여자 전류를 흘려보내는 다이오드(23)로 구성된다. 5는 피일드 코일(11)과 반도체 스위칭 소자(22)의 접속점의 온 오프 신호(이하, 여자 신호라 칭함) 및 엔진의 소정 크랭크각에 동기해서 발생하는 크랭크각 신호의 입력에 의해 엔진의 소정 크랭크 동안의 피일드 코일(11)의 여자 기간(반도체 스위칭 소자(22)의 온 기간)을 검출하고, 그 결과에 따라 제어량을 연산하는 제어 유니트이다. 6은 제어 유니트(5)의 출력인 제어량에 의해 전자 밸브(7)를 개폐 제어하는 솔레노이드이며, 전자 밸브(7)의 개폐에 의해 엔진의 흡기 통로(15)에 설치된 드로틀 밸브(9)의 바이패스 통로(8)의 개폐가 행해진다.

다음에, 상기한 구성의 동작에 대해 설명한다. 발전기(1)는 엔진에 의해 구동되어 배터리(4)를 충전한다. 스위칭 수단(2)은 발전기(1)의 발전 전압 또는 배터리(4)의 전압이 소정값으로 되도록 피일드 코일(11)의 여자 기간을 제어하여 그 여자 전류를 제어한다. 다음으로, 제2도 및 제3도를 사용해서 소정 크랭크 기간마다의 여자 기간 검출 동작에 대해서 설명한다. 제2도는 제어 유니트(5)의 상세한 도시도이며, 제3도는그 동작을 도시하는 타임 챠트이다. 51은 소정 주파수의 펄스 A(제3c도에 도시함)를 발생하는 펄스 발생기로, 펄스 A는 저항(52)을 거쳐서 카운터(53)에 입력된다. 한편, 이 입력 신호는 트랜지스터(54)에 의해 제3b도에 도시히는 여자 신호의 비도통 기간만 마스크되기 때문에, 카운터(53)에는 제3d도의 신호 B가 입력된다. 카운터(53)는 신호 B를 카운트하여, 제3e도에 도시하는 카운트값(C)을 CPU(55)로 송출한다. CPU(55)는 제3a도에 도시하는 크랭크각 신호가 발생할때마다(이 실시예에서는 라이징 엣지마다) 카운트값(C)을 읽어들이는 동시에, 초기화 신호 R(제3f도을 출력하여 카운터(53)를 초기화시킨다. 그 결과, 카운트값(C)은 제3e도에 도시하는 바와 같이 CPU로 된다. 이상의 동작에 의해. CPU(55)에 입력된 카운트값(CPU)이 소정 크랭크 기간마다 여자 기간에 대응하는 값으로 된다.

제4도는 여자 신호의 온 오프비의 변동에 의해 CPU이 크게 변동하는 상태를 도시하고(제4c도, 제4d도의 Dr는 Cpr를 여자 기간율로 변환한 것이다. 이 변환에 대해서는 후술한다.

다음에, CPU(55)는 이 입력된 카운트값(Cpr)과 크랭크각 신호로부터 흡입 공기량을 제어하는 제어량을 연산하며, 그 동작을 제5도 내지 제9도를 사용해서 설명한다. 제5도 및 제6도는 상기 제어량의 연산 수순을 도시하는 플로우챠트이며, 제어 프로그램에 따라서 제6도의 플로우가 실행되고, 이 실행중에 크랭크각 신호가 발생하였을때, 제6도의 플로우가 중지되며, 제5도의 크랭크각 신호 인터럽트 루단이 실행된다. 스텝 51에서는 카운트값(Cpr)을 읽어들이고, 스텝 52에서 외부에 설치된 카운터(53)의 초기화를 행한다. 즉, CPU(55)에 입력된 카운트값(Cpr)은 크랭크각 신호마다 갱신되고, 제9도(c)에 도시하는 바와 같이 변화한다. 다음에, 스텝 53에서는 C_pa(n)=K C_pa(n-1)+(1-K)Cpr의 계산을 한다. 단, C_pa(n-)및 C_pa(n-1)는 소정 크랭크 기간의 n-1회 및 n회째의 평균 여자 기간 검출량을 나타내고, K는 1이하의 필터 정수를 나타낸다. Cpa를 제9도(e)에 도시한다. 스텝 54에서는 다음식에 의해 크랭크각 신호 주기 T에 대한 여자 기간율(Da)을 구한다.

Da = K1 × Cpa/T

여기서 K1은 여자 기간율(Da)을 소정의 분해능으로 변환하기 위한 변환 계수이다. 즉, 여자 기간율 (Da)이 의미하는 값은, 크랭크각 신호 주기(T)동안의 여자 기간을 제4도(b)에 도시하는 (t_l, t₂)로 했을 때 Da∝(t₁+t₂)/T로 되므로, 피일드 코일(11)에 흐르는 여자 전류에 대응하는 값으로 되며, 제9도(f)에 도시하는 운동으로 되는 것이 이해될 수 있다. 이상과 같이 하여, 제5도의 크랭크각 신호 인터럽트 루틴은 완료한다.

다음에, 제6도의 루틴으로 여자 기간율(Da)을 기초로 하여 이것에 대응하는 보정량(PE)을 구한다. 먼저, 스텝 6l에서 제7도에 도시하는 여자 기간율 (Da)과 발전기(1)의 출력 전류(h)의 관계도에서 I_E를 검색한다. Da-I_E의 관계가 엔진 회전수(Ne)를 파라미터로 하여 변화하는 것은, Da 가 피일드 코일(11)의 여자 전류에 대응하고, I_E가 발전기(1)의 출력 전류에 대응하기 때문이다. 즉, 발전기(1)의 출력이 여자 전류의 크기와 엔진 회전수에 의해 부여되기 때문이다. 다음에, 스텝 62에서는, 발전기 출력 전류·(I_E)와 보정량(P_E)과의 관계를 도시하는 제8도로부터, I_E에 대응하는 보정량(P_E)을 검색한다. 제8도에 설정되는 데이타는, 전기 부하가 없는 때의 발전기 출력 I_EO지점을 보정량 영으로 하여, 전기 부하 증가분에 대응하는보정량을 설정한다. 스텝 63에서는, 흡입 공기량을 제어하는 기본 제어량(P_B)에 제7도에서 구한 보정량(P_E)을 가산 보정하여 최종 제어량(P_T)을 구한다. 즉 보정량(P_E)에 대응하여 흡입 공기량이 증가된다.

상기한 실시예에서는, 제4도 및 제9도에 도시하는 바와 같이, 여자 기간 검출량(Cpr) 및 그 여자 기간을(Dr)을 평균화 처리하여 각각 Cpa, Da로 하므로써 검출량의 변동이 억제되어, 안정된 검출을 행할 수가 있다.

그런데, 상기 설명에서는 소정 기간마다의 여자 기간 검출 동작에 대해서 설명을 하였으나, 여자 기간 검출 기간을 고회전까지 고정된 소정 크랭크 기간에서 검출했을 경우, 고회전에서는 검출 기간이 짧아지기 때문에 여자 기간의 검줄량(Cpr)이 크게 변동한다. 그래서, 엔진 회전수에 의해 소정의 크랭크 기간을 절환하므로써, 변동을 적게 할 수 있다. 그러나, 이 소정의 크랭크 기간을 불필요하게 길게 설정하면 검출 응답성이 악화되고, 특히 저회전에서는 전기 부하 변화에 대한 흡입 공기량 보정의 응답 지연이 생긴다. 이 때문에, 엔진 회전수에 의해 소정의 크랭크 기간을 절환하므로써, 전체 엔진 회전수에서 응답성이 좋은 고정확도의 검출량이 얻어진다.

[발명의 효과]

이상과 같이 본 발명에 의하면, 발전기의 피일드 전류를 제어하는 스위칭 수단의 여자 기간을 검출하고,이 여자 기간을 기초로 결정되는 보정량에 의해 엔진에 공급되는 흡입 공기량을 보정하도록 하였으므로, 전기 부하 증대에 대한 엔진 부하 변동을 정확하게 조기에 검출할 수 있고, 제어 응답 지연에 의한 엔진 회전수의 저하나 엔진 스톨을 제어할 수 있으며, 구성도 간단하다 또한, 발전기의 출력 위상이 엔진 회전 위상과 동기하므로, 보정량을 소정 크랭크 기간마다의 여자 기간에 의거해서 결정하고 있으며, 정확도 높은 검출량이 안정하게 얻여진다. 또한, 검출된 여자 기간의 평균화 처리를 하고 있으며, 여자 기간 검출량의 변동을 억제하여 흡입 공기량을 안정하게 보정할 수 있다.

Claims

엔진에 의해 구동되어 배터리를 충전하는 발전기(1)와, 이 발전기의 발전 전압 또는 배터리 전압이 소정치로 되도록 발전기의 피일드 코일(11)의 여자 기간을 제어하여 그 여자 전류를 제어하는 스위칭 수단(2)과, 엔진의 소정 크랭크 기간마다의 여자 기간(Gr)을 검출하는 여자 기간 검출수단(53)과, 소정 크랭크 기간의 n-1 회째의 평균 여자 기간 G_a(n-1)과 상기 여자 기간 Gr로부터 n회째의 평균 여자 기간 G_a(n)을 계산하는 연산수단과, 엔진에 흡입되는 흡입 공기의 제어량을 평균 여자 기간 검출량 G_a(n)에 의거해서 결정되는 보정량으로 보정하는 보정수단(55)을 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 공회전수 제어장치.