KR940004349B1 - 내연기관용 녹제어장치 및 방법 - Google Patents

내연기관용 녹제어장치 및 방법 Download PDF

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미쓰비시덴키가부시키가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관용 녹제어장치 및 방법
제1도는 이 발명의 제1발명에 의한 내연기관용 녹제어장치의 한 실시예를 표시하는 블록도.
제2도는 제1도에 표시한 장치의 동작을 표시하는 파형도.
제3도는 이 발명의 제2발명에 의한 내연기관용 녹제어방법의 한 실시예를 표시하는 프로차트.
제4도는 제3도에 의한 히스테리시스동작을 표시하는 특성도.
제5도는 이 발명의 제3발명에 의한 내연기관용 녹제어방법의 한 실시예를 표시하는 플로차트.
제6도는 제5도에 의한 히스테리시스동작을 표시하는 특성도.
제7도는 이 발명의 제4발명에 의한 내연기관용 녹제어장치의 한 실시예를 표시하는 블록도.
제8도는 제7도에 표시한 동작을 설명하기 위한 플로차트.
제9도는 제7도에 실시예에 의한 증폭게인절환후의 녹센서 출력신호의 레벨을 표시하는 파형도.
제10도는 이 발명의 제5발명에 의한 내연기관용 녹제어장치의 한 실시예를 표시하는 블록도.
제11도는 제10도에 표시한 장치의 동작을 표시하는 파형도.
제12도는 제10도의 실시예에 의한 동작을 설명하기 위한 플로차트.
제13도는 종래의 내연기관용 녹제어장치를 표시하는 블록도.
제14도는 제13도에 표시한 종래장치의 동작을 표시한 파형도.
제15도는 종래장치에 의한 녹센서출력신호의 레벨을 표시하는 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1' : 녹센서 20 : 인터페이스회로
27 : 증폭기 43 : 연산부
44 : 비교부 45 : 지각반영처리부
46 : 게인절환제어부 A : 녹센서의 출력신호
VP: 진동레벨 VTH: 임계치
VK: 녹판별신호 C : 개인절환신호
C1~C3 : 데이터절환신호 G : 증폭게인
G1 : 제1게인 G2 : 제2게인
G3 : 제3게인 Q : 운전상태
Ne : 엔진회전수
이 발명은 자동차용 가솔린엔진 등의 내연기관의 녹을 검출하여 지각(녹억제)제어하는 장치 및 방법으로서 특히 녹검출의 신뢰성 및 제어성을 개선한 내연기관용 녹제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 가솔린엔진 등의 내연기관은 복수의 기통에 의하여 구동되고 있으며, 각 기통에서 압축된 혼합기를 최적의 점화위치에서 연소시킬 필요가 있다. 이 때문에 내연기관제어용으로 마이크로컴퓨터(ECU)를 사용하고 각 기통별 점화기에 의한 점화시기 및 인젝터에 의한 연료분사순서를 최적으로 제어하고 있다. 그러나, 점화위치가 진각측으로 과도히 제어되면은 이상연소에 의하여 노킹이라 부르는 진동이 발생하고 기통을 손상시킬 우려가 있으므로 이상진동을 검출하였을 때에는 기통의 제어파라미터(예를 들면, 점화위치)를 지각측으로 제어할 필요가 있다.
제13도는 종래의 내연기관용 녹제어장치를 표시하는 블록도이다. 도면에서, 1은 내연기관구동용의 한기통 또는 각기통에 설치된 녹센서이며 진동검출용의 압전소자 등으로 되어 있다. 2는 녹센서(1)의 출력신호 A는 수신하는 녹검출회로이며, 노킹특유의 주파수(예를 들면 7KHZ)를 통과시키는 필터(21)와, 필터(21)의 출력신호를 소정의 타이밍으로 주기적으로 통과시키는 게이트(22)와, 게이트(22)의 출력신호 A'를 평균화한 신호에 기준하여 백그라운드 레벨 BGL를 생성하는 BGL발생기(23)와, 게이트(22)의 출력신호 A'와 백그라운드레벨 BGL를 비교하여서 출력신호 A'가 백그라운드레벨 BGL를 초과하였을 때에 출력신호를 "온"하는 비교기(24)와, 비교기(24)의 출력신호를 적분하는 적분기(25)를 구비하고 있다. 3은 적분기(25)의 출력신호를 디지탈 신호 VR로 변환하는 AD변환기이다.
4는 AD변환기(3)의 출력신호 VR에 기준하여서 각 기통의 점화스위치를 지각제어하는 동시에 게이트(22)에 대한 마스크신호 M 및 적분기(25)에 대한 리세트신호 R을 출력하는 마이크로컴퓨터(이하 ECU라 함)이며 AD변환기(3)의 출력신호 VR에 기준하여 기통점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각 θR을 생성하는 지각반영처리부(45)를 구비하고 있다.
다음은 제14도의 파형도를 참조하면서 제13도 표시한 종래의 내연기관용 녹제어장치의 동작에 관하여 설명한다.
통상적으로, 각기통은 TDC(상사점=0°)에서 5°정도 앞쪽위치(B5°)의 진각측에서 점화되고 혼합기의 폭발은 TDC로부터 10°~ 60°정도 지나간 크랭크각도위치(A10°- A60°)부근에서 발생하므로 이상연소에 의한 녹도 이 폭발타이밍에서 발생한다.
따라서 기통의 진동노이즈(특히 녹)가 발생한 경우, 녹센서(1)의 출력신호 A는 제14도와 같이 주기적이며 또한 지폭이 큰 파형이 된다.
ECU(4)는 녹검출회로(2)가 출력신호 A를 효율적으로 수신하도록 게이트(22)에 대하여 소정주기마다 반전하는 마스크신호 M를 출력한다.
이 마스크신호 M는 예를 들면 검출대상이 되는 기통에 대하여 상승이 B75°정도 하강이 B5°정도에 설정되고 레벨이 "H"일때에 게이트(22)를 금지한다.
또 적분기(25)에 대하여 소정주기마다 리세트신호 R를 출력하는데 이 리세트신호 R의 출력타이밍은 마스크신호 M의 상승과 일치한다.
녹검출회로(2)내의 필터(21)는 녹발생시의 주파수성분을 통과시켜 게이트(22)는 마스크신호 M가 "L"레벨기간만 출력신호 A를 통과시킨다. BGL발생기(23)는 게이트(22)의 출력신호 A'에 기준하여서 출력신호 A'에 포함되는 백그라운드를 판별하고 녹검출의 기준이 되는 백그라운드레벨 BGL를 생성한다.
비교기(24)는 출력신호 A'가 백그라운드레벨 BGL를 초과하였을때에 녹발생레벨인 것을 판별하고 출력신호를 "H"레벨로 한다. 적분기(25)는 리세트신호 R에 의하여 리세트될때마다 비교기(24)의 출력신호를 적분하고 AD변환기(3)는 적분기(25)의 출력신호를 디지탈의 적분치 VR에 변환하여서 ECU(4)에 입력한다.
ECU(4)는 AD변환된 적분치 VR를 기통의 점화마다 채취하고 이에 기준하여서 지각제어각 θR를 생성하며 녹을 억제하는 방향으로 점화위치를 지각보정한다. 이때 지각반영처리부(45)는 현재까지의 지각제어각 θR *에 이번회의 지각량 △θR을 누적가산하여서 이번회의 지각제어각 θR를 생성한다. 따라서 이번회의 지각제어각 θR를 생성한다. 따라서 이번회의 지각제어각 θR는
θR=θR *+△θR………………………………………………………………… (1)
로 표시된다. 또 (1)식에서 이번회의 지각량 △θR는
△θR=VR+L
단 L : 반영율
으로 표시된다.
그렇지만은 녹센서(1)의 출력신호 A의 레벨은 운전상태에 따라 다르며 예를 들면 엔진회전수 Ne가 상승하면은 출력신호 A의 레벨도 상승하고 동시에 백그라운드레벨 BGL의 레벨도 상승한다. 이에 따라 비교기(24)에 입력되는 신호레벨이 엔진회전수 Ne와 함께 증대하기 때문에 비교기(24)의 입력신호의 동적범위를 크게 설정하지 않으면 안된다. 따라서, 비교기(24)의 비교결과로서 얻게되는 녹검출정도가 일화된다.
이를 방지하기 위하여 종래로 녹검출회로(2)내에 증폭기를 내장하고 엔진회전수 Ne에 대응하여 증폭기의 게인을 절환함으로써 출력신호 A의 레렐변동을 억제하는 방법이 채용되고 있다. 그러나 엔진자체나 녹센서(1)등에 차이가 있으며 엔진회전수와 출력신호레벨의 상관성이 절대적이 아니므로 엔진회전수 Ne만에 의하여 출력신호 A의 증폭게인을 절환하는 것은 개인절환정도의 신뢰성이 낮고 실용적이 아니다.
또 증폭게인의 절환이 2단계만이며 게인절환정도의 신뢰성이 낮기 때문에 녹억제의 제어성도 낮고 실용적이 아니다.
한편, 제13도와 같은 녹검출회로(2)는 하드웨어구성이기 때문에 비용증가에 연결되고 신뢰성이 낮다. 그래서 녹검출회로(2)의 기능을 ECU(4)내로 이행하고 하드웨어구성을 경감시키는 것을 생각할 수 있다.
그러나 이 경우 백그라운드레벨 BGL에 상당하는 임계치는 증폭후의 신호레벨의 평균화처리에 의하여 연산되므로 신호레벨에 대하여 시간지연이 생긴다.
따라서 증폭게인을 절환한 직후에 임계치의 레벨이 추종안되고 녹판정용의 신호레벨에 대하여 부합하지 않게 되어 녹오검출을 하기 쉬운 상태가 된다.
종래의 내연기관용 녹제어장치 및 방법은 이상과 같이 엔진회전수에 따라서 출력신호 A의 증폭게인을 절환하고 있으므로 출력신호 A의 레벨변동을 충분히 억제할 수가 없으며 녹검출의 신뢰성 및 제어성을 향상시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
또 종래의 내연기관용 녹검출장치는 하드웨어구성을 경감시키려면은 임계치의 레벨이 비교신호레벨의 절환직후에 추종할 수가 없으며 녹검출의 신뢰성이 열화한다는 문제점이 있었다.
이 방법은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 출력신호의 증폭게인의 절환을 정도 높게 행함으로써 녹검출의 신뢰성 및 제어성을 향상시킨 내연기관용 녹제어장치 및 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
또 이 발명은 하드웨어구성을 경감시키는 동시에 녹센서출력신호에 대한 증폭게인 절환시의 오검출을 방지하고 신뢰성을 향상시킨 내연기관용 녹검출장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
이 발명의 제1발명에 의한 내연기관용 녹제어장치는, 내연기관의 진동을 검출하는 녹센서와, 녹센서의 출력신호에 기준한 진동레벨을 생성하는 인터페이스회로와, 녹센서의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 진동레벨에 기준하여 녹판별용의 임계치를 생성하는 연산수단과, 진동레벨이 임계치를 초과하였을때에 녹판별신호를 출력하는 비교수단과, 녹판별신호에 기준하여 기통의 제어파라미터를 녹억제측으로 제어하기 위한 지각반영처리수단과, 임계치의 레벨에 대응하여 증폭기의 게인을 절환하는 게인제어부를 구비한 것이다.
이 발명의 제2발명에 의한 내연기관용 녹제어방법은 증폭게인이 제1게인인지를 판정하는 스텝과, 증폭게인이 제1게인의 경우에 녹판별용의 임계치가 상한치 이상인지를 판정하는 스텝과, 임계치가 상한치 이상의 경우에 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 스텝과, 증폭게인의 제2게인인 경우에 임계치가 하한치보다 작은지를 판정하는 스텝과, 임계치가 하한치보다 작은 경우에 증폭게인을 제1게인으로 절환하는 스텝을 구비한 것이다.
또 이 발명의 제3발명에 의한 내연기관용 녹제어방법은 증폭게인이 제1게인인지를 판정하는 스텝과, 증폭게인이 제1게인의 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하는 스텝과, 임계치가 상한치 이상인 경우에 상한치에 대응하는 엔진의 상한회전수를 기억하는 동시에 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 스텝과, 증폭게인의 제2게인의 경우에 엔진회전수가 상한회전수보다 소정치만큼 적은 하한회전수보다 적은지를 판정하는 스텝과, 엔진의 회전수가 하한회전수보다 적은 경우에 증폭게인을 제1게인으로 절환하는 스텝을 구비한 것이다. 또 이 발명의 제4발명에 의한 내연기관용 녹제어장치는 내연기관의 운전상태에 따라서 증폭기의 게인을 3단계 이상으로 절환하는 게인절환부를 설치한 것이다. 또한 이 발명의 제5발명에 의한 내연기관용 녹제어장치는 내연기관의 운전상태에 따라서 증폭게인을 절환하는 동시에 녹판정용 임계치의 레벨을 절환하는 게인절환제어부를 설치한 것이다.
이 발명의 제1발명에 의한 내연기관용 녹제어장치에서는 임계치의 레벨이 소정치이상으로 상승한 경우에는 출력신호의 증폭게인을 작은 값으로 절환하고 임계치의 레벨이 소정치보다 적은 상태로 된 경우에는 증폭게인을 큰 값으로 절환한다. 또 이 발명의 제2발명에 의한 내연기관용 녹제어방법에서는, 증폭게인이 제1게인의 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하고 임계치가 상한치 이상이면 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환한다. 한편 증폭게인이 제2게인의 경우에 임계치가 하한치보다 적은지를 판정하고, 임계치가 하한치보다 적으면은 증폭게인을 제2게인보다 제1게인으로 절환한다.
또 이 발명의 제3발명에 의한 내연기관용 녹제어장치에서는, 증폭게인이 제1게인의 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하고, 임계치가 상한치 이상의 경우에 상한치에 대응하는 엔진의 상한회전수를 기억하는 동시에 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환한다. 한편, 증폭게인이 제2게인의 경우에 엔진의 회전수가 상한회전수보다 소정치만큼 적은 하한회전수보다 적은지를 판정하고 엔진회전수가 하한회전수보다 적으면은 증폭게인을 제2게인보다 큰 제1게인으로 절환한다.
이 발명의 제4발명에서는 운전상태가 제1영역에 있을때에는 증폭게인을 제1게인으로 하고, 제1영역보다 출력레벨이 큰 제2영역에 도달하였을때에는 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하고 제2영역보다 출력신호레벨이 큰 제3영역에 도달하였을때에는 증폭게인을 제2게인보다 작은 제3게인으로 절환한다.
이 발명의 제5발명에서는 운전상태가 출력신호레벨이 작은 제1영역에 있을때에는 증폭게인을 제1게인에 설정하고, 운전상태가 제1영역보다 출력신호레벨이 큰 제2영역으로 이행하였을때에는 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 동시에 임계치를 게인절환이 대응한 작은 값으로 절환한다. 또 운전상태가 제2영역보다 출력신호 레벨이 작은 제1영역으로 이행하였을때에는 증폭게인을 제2게인보다 큰 제1게인으로 절환하는 동시에 임계치를 게인절환에 대응한 큰 값으로 절환한다.
이에 따라 증폭게인절환 직후의 언메칭(unmatching)을 방지한다.
다음은 이 발명의 제1발명에 의한 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.
제1도는 이 발명에 의한 내연기관용 녹제어장치의 한 실시예를 표시하는 블록도이며, 1'는 상술한 (1)에 대하여 필터기능을 부가한 녹센서이다. 3 및 45는 상술과 같은 것이다.
20은 녹센서(1')와 AD변환기(3) 사이에 삽입된 인터페이스회로이며, 예를 들면 피크홀드회로(26)와 피크홀드회로(26)의 입력측에 삽입된 증폭기(27)로 구성되어 있다.
그리고 피크홀드회로(26)에 대한 리세트신호 R'는 ECU(40)에서 내연기관의 회전에 동기하여 생성되어 있으며 예를 들면 제2도와 같이 각 기통에 대한 기준위치(B75°)에서 상승하고 다른 기준위치(B5°)에서 하강하는 펄스로 되어 있다. 따라서 피크홀드회로(26)는 각 기통의 기준위치 B75°에서의 피크레벨을 생성하고, 이것을 AD변환기를 통하여 진동레벨 VP로서 ECU(40)에 입력하게 되어 있다.
또 증폭기(27)의 게인은 ECU(40)로부터의 게인절환신호 C에 의하여 제1게인 G1 또는 제2게인 G2(<G1)로 절환되도록 되어 있다.
ECU(40)은 기통점화마다 얻게 되는 진동레벨 VP를 평균화처리하여서 제1백그라운드레벨(제1평균치) BGL1을 생성하는 제1필터(41)와, 제1평균치 BGL1을 소정기간마다 평균화처리하여서 제2백그라운드레벨(제2평균치) BGL2를 생성하는 제2필터(42)와, 제2평균치 BGL2에 기준하여 녹판별용 임계치 VTH를 생성하는 연산부(43)와, 진동레벨 VP가 임계치 VTH를 초과시에 녹판별신호 VK를 출력하는 비교부(44)와, 녹판별신호 VK에 기준하여서 기통의 점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각 θR를 생성하는 직각반영처리부(45)와, 임계치 VTH의 레벨에 대응하여 증폭기(27)의 게인을 절환하기 위한 게인절환신호 C를 출력하는 게인절환제어부(46)를 구비하고 있다.
게인절환제어부(46)는 임계치 VTH뿐만아니라 엔진회전수 Ne를 포함하는 운전상태 Q를 채취하며 운전상태 Q에 따른 게인절환신호 C를 생성하도록 되어 있다.
다음은 제2도의 파형도를 참조하면서 제1도에 표시한 이 발명에 의한 내연기관용 녹제어장치의 동작을 설명한다.
먼저, 녹센서(1')는 상술한 바와 마찬가지로 내연기관구동용 기통의 진동을 검출하고, 녹상태를 검출하기 위한 출력신호 A를 생성한다. 또 ECU(40)는 기통의 점화마다 녹센서(1')의 출력신호 A의 피크레벨을 AD변환하여서 채취한다. 즉 피크홀드회로(26)는 녹센서(1')의 출력신호 A의 피크레벨을 유지하고 이 피크레벨은 AD변환기(3)에 의하여 디지탈의 진동레벨 VP로 ECU(40)에 입력된다. ECU(40)는 기준위치 B75°에서의 진동레벨 VP가 샘플링되면은 제2도와 같이 리세트신호 R'를 상승시켜서 피크홀드회로(26)를 기준위치 B75°(실제에는 B75°의 약간뒤)에서 리세트된다.
피크홀드회로(26)는 리세트신호 R'가 "온"인 기간은 계속 리세트되고 리세트신호 R'의 하강시점(예를 들면 B5°)에서 동작을 개시한다. 따라서 ECU(40)는 기준위치 B75°의 진동레벨 VP를 얻게 될때마다 상기 B75°의 인터럽트처리루틴을 반복한다.
제2도와 같이 각기통의 기준위치 B75°마다 얻게 되는 진동레벨 VP는 녹센서(1')의 출력신호 A의 출변동에 대응하여 샘플링사이클마다 변동한다. 이 변동에는 녹 및 녹 이외의 노이즈가 포함되어 있으나 진동레벨 VP의 경시변화등으로 고려하면은 녹을 확대히 검출하기 위하여는 진동레벨 VP에 어느 정도 추종하는 백그라운드레벨을 구할 필요가 있다. 그러나 진동레벨 VP가 급증대한 경우에 백그라운드레벨이 진동레벨 VP에 추종하면은 임계치 VTH가 급증하여서 정확히 녹검출이 안된다. 따라서 ECU(40)내의 제1필터(41)는 소정의 정수 N1에 기준하여서 진동레벨 VP를 평균화처리하고
BGL1=BGL1*(N1-1)/N1+VP/N1
(단 BGL1*: 전회의 평균치)
로부터 제1평균치 BGL1을 생성한다. 이 제1평균 BGL1은 전회까지의 제1평균치 BGL1*에 대하여 이번회의 진동레벨 VP가 반영된 값으로 시프트하고 그때마다 재기록된다.
또 제2필터(42)에서는 소정기간마다 타이머인터럽트처리가 이뤄지고 제1필터(41)에서 얻은 제1평균치 BGL1에 대하여 다시 평균화처리하여 제2평균치 BGL2를
BGL2=BGL2*(N2-1)/N2+BGL1/N2
단 BGL2*: 전회의 제2평균치
N2: 평균화처리정수
로부터 구한다. 이 제2평균치 BGL2는 전회까지의 제2평균치 BGL2*에 대하여 현재의 제1평균치 BGL1이 반영된 값으로 시프트하고, 그때마다 재기록한다.
이 평균화처리에 의하여 제2평균치 BGL2는 진동레벨 VP의 변동에 그다지 기여하지 않는 안정된 값이 된다. 그리고 각 정부 N1및 N2는 임의로 설정된다. 다음에 B75°인터럽트처리루틴에서, 인산부(43)는 제2평균치 BGL2를 증폭하고 또한 오프셋 VOF를 가산하여서 최종적으로 녹의 판별에 사용되는 임계치 VTH를
VTH=KㆍBGL2+VOF
단 K : 증폭계수
로부터 구한다. 이때, 제2평균치 BGL2가 충분히 평활화되어 있으므로 임계치 VTH는 사이클마다의 변동의 변화가 억제되고 신뢰성 높은 값이 된다.
다음에 녹검출수단이 되는 비교부(44)는 진동레벨 VP와 임계치레벨 VTH를 비교하기 위하여
VK=VP-VTH
로부터 양자의 VK를 구하고 차 VK의 정여부를 판정한다. 그리고 진동레벨 VP가 임계치 VTH를 초과시 즉 VK>0일때 이것을 노킹발생을 나타내는 녹판별신호 VK로서 출력한다.
녹판별신호 VK를 얻은 경우 지각반영처리부(45)는 녹억제에 필요한 지각량 △θR을
△θR=(VK/VTH)×L'
단 L' : 반영율
로부터 연산한다. 이때 녹판별신호 VK와 임계치 VTH의 비에 기준하여 지각량 △θR이 연산되므로 진동레벨 VP그 자체가 경시변동하여도 항상 적절한 지각량 △θR을 얻게된다.
또한 지각반영처리부(45)는 지각량 △θR에 기준하여서 녹억제방향으로 점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각 θR을 상기(1)식에 의하여
θR=θR *+△θR
단 θR *는 현재까지의 지각지연각에서 구한다.
한편 비교부(44)에서 VK<0으로 판정된 경우는 녹판별신호 VK가 출력안되므로 지각량 △θR는 0이 되고, 지각제어각 θR은 현재치 그대로 된다.
이와 같이 지각제어각 θR에 의하여 제어대상이 되는 기통의 점화위치는 지각측으로 보정되므로 녹은 발생하지 않게 된다.
한편 증폭기(27)의 게인 G는 초기설정시에는 큰값의 제1게인인 G1에 설정되어 있다. 그러나 게인절환제어부(46)는 임계치 VTH의 레벨이 소정치 이상까지 상승하면은 게인절환신호 C를 출력하여서 증폭기(27)의 게인 G를 제1게인 G1에서 제2게인 G2(<G1)으로 절환한다. 반대로 제2게인 G2에 설정후 예를 들면 엔진회전수 Ne의 감소와 함께 임계치 VTH의 레벨이 저하하면은 증폭기(27)의 게인 G를 제1게인 G1으로 절환한다.
이에 따라 진동레벨 VP및 임계치 VTH는 소정범위내의 값이 되므로 비교부(44)에 대한 입력신호와 동적범위가 증대하는 일이 없으며 정도높은 녹검출을 할 수 있다. 그리고 상기 실시예에서는 진동레벨 VP를 생성하기 위한 인터페이스회로(20)를 피크홀드회로(26)로 구성하였으나 적분기로 구성하여도 같은 효과를 나타냄은 말할 것도 없다.
또 비교부(44)가 진동레벨 VP와 임계치 VTH의 차 VK를 녹판별신호로서 출력하도록 하였으나 진동레벨 VP가 임계치 VTH를 초과시에 비교부(44)가 단지 "H"레벨의 출력신호를 생성하도록 하여도 된다.
다음은 제3도의 플로차트 및 제4도의 특성도를 참조하면서 이 발명의 제2발명에 의한 내연기관용 녹제어방법의 한 실시예에 대하여 설명한다.
그리고 임계치 VTH에 대한 상한치 VH및 VL는 게인절환제어부(46)내에 미리 설정되어 있으며 제3도에 표시한 게인절환제어루틴은 게인절환제어부(46)에서 실행된다.
먼저 녹센서출력신호 A에 대한 증폭게인 G가 제1게인 G1(큰값)인지를 판정하고(스텝 S1), 증폭게인 G가 제1게인 G1이면은 녹판별용의 임계치 VTH가 상한치 VH이상인지를 판정한다(스텝 S2).
만약 임계치 VTH가 상한치 VH이상이면은 증폭게인 G를 제1게인 G1보다 작은 제2게인 G2로 절환한다(스텝 S3).
한편 스텝(S1)에서 증폭게인 G가 제2게인 G2로 판정된 경우는 임계치 VTH가 하한치 VL보다 작은지를 판정하고(스텝 S4), 임계치 VTH가 하한치 VL보다 작으면은 증폭게인 G를 제1게인 G1으로 절환한다(스텝 S5).
이상의 게인절환스텝(S1)~(S5)는 진동레벨 VP를 얻게될때마다 반복실행된다.
이에 따라, 증폭게인 G는 제4도와 같이 엔진회전수 Ne가 상승하여서 상한치 VH에 달하면은 제1게인 G1보다 낮은 제2게인 G2로 절환되고, 엔진회전수 Ne가 감소되어서 하한치 VL에 달하면은 제2게인 G2보다 높은 제1게인 G1으로 절환된다.
따라서 임계치 VTH는 소정범위내에서 히스테리시스로서 절환되고, 헌팅이 발생되는 일없이 동적범위의 증대가 방지되므로 녹검출의 신뢰성 및 제어성이 향상된다.
다음은 제5도의 플로차트 및 제6도의 특성도를 참조하면서 이 발명의 제3발명에 의한 내연기관용 녹제어방법의 한 실시예를 설명한다. 그리고 제5도에서 스텝(S1)~(S3) 및 (S5)는 제3도와 같은 스텝이다.
상술과 마찬가지로 스텝(S1)에서 증폭게인 G가 제1게인 G1이라고 판정된 경우, 임계치 VTH가 상한치 VH이상인지를 판정한다(스텝 S2). 만약 임계치 VTH가 상한치 VH이상이면은 상한치 VH에 대응하는 엔진의 상한회전수 NeH를 회전수 검출기에서 판독하고 이것을 기억한다(스텝 S6). 또 이때 증폭게인 G는 제2게인 G2로 절환된다(스텝 S3).
제2게인 G2로 절환후는 게인절환제어의 판정은 엔진의 회전수 Ne에 기준하게 된다.
그 때문에 게인절환제어부(46)는 상한회전수 NeH보다 히스테리시스분에 상당하는 소정치 Neα만큼 작은 하한회전수 NeL를
NeL=NeH-Neα
에서 산출한다.
그리고 스텝(S1)에서 증폭게인 G가 제2게인 G2라고 판정된 경우, 엔진의 회전수 Ne가 하한회전수 NeL보다 작은지를 판단하고(스텝 S7), 엔진회전수 Ne가 하한회전수 NeL보다 작으면은 증폭게인 G를 제1게인 G1으로 절환한다(스텝 S5).
이와 같이 임계치 VTH의 상한치 VH에 기준하여 낮은 레벨의 제2게인 G2로 절환한 후 히스테리시스분을 엔진회전수 Ne에 기준하여 설정함으로써 게인절환제어의 안전성은 더욱 향상된다.
왜냐하면 임계치 VTH에 기준한 히스테리시스분은 변동요소가 많아 불안정한데 대하여 엔진회전수 Ne는 비교적 안정적이기 때문이다. 따라서, 상한치 VH및 하한치 VL의 히스테리시스분은 크게 설정할 필요가 있으나 엔진회전수 Ne의 히스테리시스분 즉 소정의 Neα의 값은 너무 크게 설정할 필요는 없다.
그리고 상기 실시예에서는 점화시기를 지각제어하는 경우를 표시하였으나, 다른 제어파라미터를 녹억제측으로 제어하도록 하여도 된다.
다음은 이 발명의 제4발명에 의한 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.
제7도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 블록도이며, 대략 제1도와 같은 것이다.
그러나, 제7도의 게인절환제어부(46)은 운전상태 Q에 대응하여서 게인절환신호 C를 출력하는 것이 제1도와 다르다.
또 제7도에 표시한 내연기관용 녹제어장치의 동작은 제2도를 참조한 설명과 같으므로 그 설명은 생략한다.
다음은 제8도의 플로차트 및 제9도의 파형도를 참조하면서 운전상태 Q에 대응한 게인절환동작에 관하여 설명한다. 여기서는 게인절환제어부(46)가 운전상태 Q로서 엔진회전수 Ne를 채취하고 증폭게인 G를 3단계의 운전영역(제1영역-제3영역)에 대응한 증폭게인 G1~G3(G1>G2>G3)으로 절환하는 경우에 관하여 설명한다.
또 엔진회전수 Ne가 상승하면은 출력신호 A의 레벨도 상승하므로 회전수 Ne가 제1회전수 Ne1보다 작은 상태를 제1영역으로 하고, 제1회전수 Ne1이상이며 또한 제2회전수 Ne2(>Ne1)보다 작은 상태를 제2영역으로 하고, 제2회전수 Ne2이상의 제3영역으로 하여 미리 게인절환제어부(46)에 설정해 둔다.
증폭기(27)의 게인 G는 초기설정시에는 제1영역에 대응한 최대치의 제1게인 G1에 설정되어 있으나 엔진회전수 Ne가 상승함에 따라서 게인절환신호 C에 의하여 제1게인 G1에서 제2게인 G2 및 제3게인 G3로 순차 절환된다.
또 회전수 Ne가 제2회전수 Ne2이상에 달하였는지를 판정하고(스텝 S1), 만약 미달이면은 운전상태가 제1영역이므로 제1영역에 대응한 게인절환신호 C를 출력하고 증폭기(27)의 게인 G를 제1게인 G1에 설정한다(스텝 S2).
먼저 회전수 Ne가 제1회전수 Ne1이상에 미달되어 있으면 다시 제2회전수 Ne2이상에 달하였는지를 판정한다(스텝 S3). 만약 회전수 Ne가 제2회전수 Ne2미달되었으면 운전상태가 제2영역이므로 제2영역에 대응한 게인절환신호 C를 출력하고 증폭게인 G를 제2게인 G2에 설정한다(스텝 S4).
또 회전수 Ne가 제2회전수 Ne2이상에 달하였으면 운전상태가 제3영역이므로 제3영역에 대응한 게인절환신호 C를 출력하고 증폭게인 G를 제3게인 G3에 설정한다(스텝 S5).
이와 같이 회전수 Ne의 상승에 수반하여 증폭게인 G를 작은 값으로 절환함으로써 녹센서(1')의 출력신호 A의 증폭후의 레벨은 제9도와 신호처리에 최적인 레벨범위 L내에서 변동하게 된다.
그리고 회전수 Ne가 감소한 경우는 증폭기 게인 G를 제3게인 G3에서 제2게인 G2 및 제1게인 G1으로 순차 절환하는 것은 말할 것도 없다.
이에 따라 진동레벨 VP및 임계치 VTH는 소정범위내의 값이 되므로 비교부(44)에 대한 입력신호의 동적범위가 증대하는 일이 없고 정도높은 녹검출을 할 수 있다.
상기 실시예에서는 증폭게인 G를 3단계로 절환하는 경우를 표시하였으나 4단계 이상의 임의의 단계수로 설정할 수 있음은 말할 것도 없다.
또 게인절환제어부(46)가 운전상태 Q로서 엔진회전수 Ne를 채취하는 경우를 설명하였으나, 엔진부하 등의 다른 운전상태에 기준하여 운전영역을 판별하여도 된다.
다음은 이 발명의 제5발명에 대한 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.
제10도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 블록도이며, 대략 제1도와 같은 것이다.
그러나 제10도의 게인절환제어부(46)는 운전상태 Q에 대응하여 게인절환신호 C 및 데이터절환신호 C1~C3를 출력한다. 그리고 데이터절환신호 C1~C3는 제1필터(41), 제2필터(42) 및 연산부에 각각 입력되고, 제1평균치 BGL1, 제2평균치 BGL2 및 임계치 VTH의 레벨을 절환하도록 되어 있는 것이 제1도와 다르다. 제10도에 표시한 이 발명에 의한 내연기관용 녹제어장치의 동작은 제11도에 표시한 바와 같이 제2도와 대략 같다. 그러나 이 발명에서는 녹이 판정된 경우에는 제1평균치 BGL1에 대한 이번회의 진동레벨 VP의 반영율을 작게 하기 위하여 제1필터(41)의 소정의 정수 N1의 값을 큰 값으로 절환한다.
다음은 제12도의 플로차트를 참조하면서 운전상태 Q에 대응한 게인동작에 관하여 설명한다.
여기서는 게인절환제어부(46)에 입력되는 운전상태(제1영역 및 제2영역)에 대응하여서 증폭게인 G를 2단계의 증폭게인 G1 및 G2(G1>G2)로 절환하는 경우에 대하여 설명한다.
또 통상 엔진회전수 Ne가 상승하면은 출력신호 A의 레벨도 상승하므로 회전수 Ne가 소정회전수 NeH보다 작은 상태를 제1영역으로 하고 소정회전수 NeH이상의 상태를 제2영역으로 하여 미리 게인절환제어부(46)에 설정해 둔다.
증폭기(27)의 게인 G는 초기설정시는 제1영역에 대응한 제1게인 G1에 설정되어 있으나 엔진회전수 Ne가 상승하고 소정회전수 NeH에 달하면은 게인절환신호 C에 의하여 제1게인 G1보다 작은 제2게인 G2로 절환된다. 또 회전수 Ne가 감소하면은 제2게인 G2보다 큰 제1게인으로 절환된다.
먼저, 회전수 Ne가 소정회전수 NeH이상인지를 판정하고(스텝 S1), 만약 소정회전수 NeH이 아니면 운전상태가 출력신호레벨이 작은 제1영역이므로 증폭게인 G가 제1영역에 대응한 제1게인 G1에 설정되어 있는지를 판정한다(스텝 S2).
만약에 증폭게인 G가 제1게인 G1이 아니면 게인절환제어부(46)은 제1영역에 대응한 게인절환신호 C를 출력하고, 증폭게인 G를 제2게인 G2보다 큰 제1게인 G1에 설정한다(스텝 S3).
이때 진동레벨 VP는 제11도의 1점 쇄선과 같이 바로 증대하나, 임계치 VTH는 그대로는 제11도의 파선과 같이 증대한다. 따라서 이번회의 녹판정처리에 대비하여 게인절환제어부(46)는 제1필터(41), 제2필터(42) 및 연산부(43)에 대하여 데이터절환신호 C1~C3를 출력하고, 제1평균의 BGL1, 제2평균치 BGL2 및 임계치 VTH의 레벨을 게인절환에 대응한 값으로 절환한다(스텝 S4).
즉 제1게인 G1 및 제2게인 G2의 비 α를
α=G1/G2
로 하면, 데이터절환신호 C1~C3에 의하여 각 데이터 치는
BGL1=BGL1*×α
BGL2=BGL2*×α
VTH=VTH *×α
에 의하여 연산된다. 단 VTH *는 전회의 임계치이다. 이에 의하여 임계치 VTH의 레벨은 진동레벨 VP의 증대와 동시에 제11도의 1점 쇄선과 같이 추종하여 증대하므로 녹검출이 생기지 않는다. 그리고 제11도에서는
G1=3
G2=1
α=3
으로 한 경우를 표시하고 있다.
게인절환이 실현될 후는 스텝 S2에서 바로 리턴하나 각 데이터 BGL1, BGL2 및 VTH는 이미 진동레벨 VP에 추종되고 있으므로 하등 지장이 없다.
한편 스텝(S1)에서, 회전수 Ne가 소정회전수 NeH이상에 달하였다고 판정된 경우는 운전상태가 출력신호레벨이 큰 제2영역이므로 증폭게인 G가 제2영역에 대응한 제2게인 G2에 설정되어 있는지를 판정한다(스텝 S5).
만약 증폭게인 G가 제2게인 G2가 아니면 게인절환제어부(46)은 제2영역에 대응한 게인절환신호 C를 출력하고 증폭게인 G를 제1게인 G1보다 작은 제2게인 G2에 설정한다(스텝 S6).
이때 진동레벨 VP는 바로 감소하나, 임계치 VTH는 그대로 지연되어 감소하므로 게인절환제어부(46)는 제1필터(41), 제2필터(42) 및 연산부(43)에 대하여 데이터절환신호 C1~C3를 출력하고, 제1평균치 BGL1, 제2평균치 BGL2 및 임계치 VTH의 레벨을 게인절환에 대응한 값으로 절환한다(스텝 S7).
즉 각 데이터치는
BGL1=BGL1*/α
BGL2=BGL2*/α
VTH=VTH */α
에 의하여 연산되고 임계치 VTH의 레벨은 진동레벨 VP의 감소와 동시에 추종하여 감소한다.
또 게인절환을 실행한 후는 스텝(S5)에서 바로 리턴하나, 각 데이터치가 이미 추종되어 있으므로 하등지장이 없다.
이와 같이 운전상태 즉 회전수 Ne의 변동에 대응하여서 증폭게인 G를 절환하는 동시에 임계치 VTH를 절환함으로써 증폭후의 녹센서(1')의 출력레벨에 상당하는 진동레벨 VP는 신호처리에 최적인 레벨범위내에 변동하고 또 게인절환시의 임계치 VTH의 레벨도 바로 추종하게 된다.
따라서 비교부(44)에 대한 입력신호의 동적범위가 증대하는 일이 없으며 또한 오검출도 방지할 수 있으므로 신뢰성높고 정도높은 녹검출을 행할 수 있다.
상기 실시예에서는 증폭게인 G를 2단계로 절환하는 경우를 표시하였으나 3단계 이상의 임의의 게인절환에 대해서도 적용할 수 있음은 말할 것도 없다.
이상과 같이 이 발명의 제1발명에 의하면 내연기관의 진동을 검출하는 녹센서와 녹센서의 출력신호에 기준한 진동레벨을 생성하는 인터페이스회로와, 녹센서의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 진동레벨에 기준하여 녹판별용 임계치를 생성하는 연산수단과, 진동레벨이 임계치를 초과하였을때에 녹판별신호를 출력하는 비교수단과, 녹판별신호에 기준하여 기통의 제.........어파라미터를 녹억제측으로 제어하기 위한 지각반영처리수단과, 임계치의 레벨에 대응하여서 증폭기의 게인을 절환하는 게인절환제어부를 설치하여 임계치의 레벨이 소정치 이상으로 상승한 경우에는 출력신호의 증폭게인을 작은 값으로 절환하고 임계치의 레벨이 소정치보다 작은 상태가 된 경우에는 증폭게인을 큰 값으로 절환하도록 하였으므로 녹검출의 신뢰성 및 제어성이 높은 내연기관용 녹제어장치를 얻게 되는 효과가 있다.
또 이 발명의 제2발명에 의하면, 증폭게인이 제1게인인지를 판정하는 스텝과, 증폭게인이 제1게인의 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하는 스텝과, 임계치가 상한치 이상인 경우에 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 스텝과, 증폭게인이 제2게인인 경우에 임계치가 하한치보다 작은지를 판정하는 스텝과, 임계치가 하한치보다 작은 경우에 증폭게인을 제1게인으로 절환하는 스텝을 설정하였으므로 녹검출의 신뢰성 및 제어성이 높은 내연기관용 녹제어방법를 얻게 되는 효과가 있다.
또 이 발명의 제3발명에 의하면 증폭게인이 제1게인인지를 판정하는 스텝과, 증폭게인이 제1게인의 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하는 스텝과, 임계치가 상한치 이상의 경우에 상한치 대응하는 엔진의 상한회전수를 기억하는 동시에 증폭게인을 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 스텝과, 증폭게인이 제2게인인 경우에 엔진회전수가 상한회전수보다 소정치만큼 작은 하한회전수보다 적은지를 판정하는 스텝과, 엔진회전수가 하한회전수보다 작을때에 증폭게인을 제1게인으로 절환하는 스텝을 설정하였으므로 녹검출의 신뢰성 및 제어성이 높은 내연기관용 녹제어방법를 얻게 되는 효과가 있다.
또한 이 발명의 제4발명에 의하면, 내연기관의 운전상태에 대응하여 증폭기의 게인을 3단계 이상으로 절환하는 게인절환제어부를 설치하고 출력신호의 증폭게인의 절환을 정도높게 하였으므로 녹검출의 신뢰성이 높은 내연기관용 녹제어장치를 얻게 되는 효과가 있다.
그리고 이 발명의 제5발명에 의하면 내연기관의 운전상태에 대응하여 증폭게인을 절환하는 동시에 녹판정용 임계치의 레벨을 절환하는 게인절환제어부를 설치하고 증폭게인절환 직후에 임계치의 레벨에 대응시켜 절환하여서 언매칭을 방지하도록 하였으므로 하드웨어구성을 경감하는 동시에 증폭게인절환시의 오검출을 방지할 수 있으며 신뢰성을 향상시킨 내연기관용 녹제어장치를 얻게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 내연기관의 진동을 검출하는 녹센서와, 이 녹센서의 출력신호에 기준한 진동레벨을 생성하는 인터페이스회로와, 상기 녹센서의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 상기진동레벨에 기준하여서 녹판별용의 임계치를 생성하는 연산수단과, 상기 진동레벨이 상기 임계치를 초과시에 녹판별신호를 출력하는 비교수단과, 상기 녹판별신호에 기준하여서 기통의 제어파라미터를 녹억제측으로 제어하기 위한 지각반영처리수단과, 상기임계치의 레벨에 대응하여서 상기 증폭기의 게인을 절환하는 게인절환제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 녹제어장치.
  2. 녹센서의 출력신호의 레벨변동을 억제하기 위하여 상기 출력신호의 증폭게인을 절환하는 내연기관용 녹제어방법에 있어서, 상기 증폭게인이 제1게인인지 제2게인인지를 판정하는 제1스텝과, 이 제1스텝에 의하여 증폭게인이 제1게인임을 판정한 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하는 제2스텝과, 이 제2스텝에 의하여 상기 임계치가 상기 상한치 이상임을 판정하는 경우에 상기 증폭게인을 상기 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 제3스텝과, 상기 제1스텝에 의하여 상기 증폭게인이 상기 제2게인임을 판정한 경우에 상기 임계치가 하한치보다 작은지를 판정하는 제4스텝과, 이 제4스텝에 의하여 상기 임계치가 상기 하한치보다 작다고 판정한 경우에 상기 증폭게인을 상기 제1게인으로 절환하는 제5스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 녹제어방법.
  3. 녹센서의 출력신호의 레벨변동을 억제하기 위하여 상기 출력신호의 증폭게인을 절환하는 내연기관용 녹제어방법에 있어서, 상기 증폭게인이 제1게인인지 제2게인인지를 판정하는 제1스텝과, 이 제1스텝에 의하여 상기 증폭게인이 제1게인임을 판정한 경우에 녹판별용 임계치가 상한치 이상인지를 판정하는 제2스텝과, 이 제2스텝에 의하여 상기 임계치가 상기 상한치 이상임을 판정한 경우에 상기 상한치에 대응하는 엔진의 상한회전수를 기억하는 동시에 상기 증폭게인을 상기 제1게인보다 작은 제2게인으로 절환하는 제3스텝과, 상기 제1스텝에 의하여 상기 증폭게인이 상기 제2게인임을 판정한 경우에 상기 엔진회전수가 상기 상한회전수보다 소정치만큼 작은 하한회전수보다 작은지를 판정하는 제4스텝과, 이 제4스텝에 의하여 상기 엔진의 회전수가 상기 하한회전수보다 작은 경우에 상기 증폭게인을 상기 제1게인으로 절환하는 제5스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 녹제어방법.
  4. 내연기관의 진동을 검출하는 녹센서와, 이 녹센서의 출력신호에 기준한 진동레벨을 생성하는 인터페이스회로와, 상기 녹센서의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 상기진동레벨에 기준하여서 녹판별용 임계치를 생성하는 연산수단과, 상기 진동레벨이 상기 임계치를 초과시에 녹판별신호를 출력하는 비교수단과, 상기 녹판별신호에 기준하여서 기통의 제어파라미터를 녹억제측으로 제어하기 위한 지각반영처리수단과, 상기 내연기관의 운전상태에 대응하여 상기 증폭기의 게인을 제3단계 이상으로 절환하는 게인절환제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 녹제어장치.
  5. 내연기관의 진동을 검출하는 녹센서와, 이 녹센서의 출력신호에 기준한 진동레벨을 생성하는 인터페이스회로와, 상기 녹센서의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 상기진동레벨에 기준하여서 녹판별용 임계치를 생성하는 연산수단과, 상기 진동레벨이 상기 임계치를 초과시에 녹판별신호를 출력하는 비교수단과, 상기 녹판별신호에 기준하여서 기통의 제어파라미터를 녹억제측으로 제어하기 위한 지각반영처리수단과, 상기 내연기관의 운전상태에 대응하여서 상기 증폭기의 게인을 절환하는 상기 임계치의 레벨을 절환하는 게인절환제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 녹제어장치.
KR1019910014946A 1990-08-28 1991-08-28 내연기관용 녹제어장치 및 방법 KR940004349B1 (ko)

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JP2-224478 1990-08-28
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