KR940004352B1 - 내연기관의 녹제어장치 - Google Patents

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KR940004352B1
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도시오 이와타
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미쓰비시덴키가부시키가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 녹제어장치
제1도는 본 발명의 한 실시예가 적용되는 내연기관의 녹제어장치를 나타내는 블록도.
제2도는 본 발명의 다른 실시예가 적용되는 내연기관의 녹제어장치를 나타내는 블록도.
제3도는 제1도 및 제2도의 장치의 동작을 설명하기 위한 파형도.
제4도는 본 발명의 한 실시예에 의한 내연기관의 녹제어방법을 나타내는 플로차트.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 내연기관의 녹제어방법을 나타내는 플로차트.
제7도는 제6도의 종래 장치의 동작을 설명하기 위한 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1' : 녹센서 40 : ECU
41' : 제1필터 42 : 제2필터
43 : 연산부 44 : 비교부
45 : 지각반영처리부(遲角反映處理部) 46 : 진동레벨판정부
47 : 과도운전상태판정부
본 발명은, 자동차용 휘발유엔진 등 내연기관의 녹을 검출해서 이를 억제하는 장치에 관한 것으로서, 특히 제어성의 개량 및 코스트 절감을 실현시킨 내연기관의 녹제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 휘발유엔진 등의 내연기관은 복수의 기통에 의해 구동되고 있고, 각 기통에 있어서 압축된 혼합가스를 가장 적절한 점화위치에서 연소시킬 필요가 있다. 이러기 위해서, 내연기관제어용으로 마이크로 컴퓨터가 이용된, 유닛(이하 ECU라 한다)이 사용되고 있고, 각 기통마다 붙은 점화기에 의한 점화시기 및 분사기에 의한 연료분사 순서 등을 가장 적절하게 제어하고 있다.
그러나, 점화위치가 진각(進角)측으로 너무 제어되면, 이상연소에 의해 노킹이라 부리우는 진동이 발생하고, 기통을 손상시킬 염려가 있기 때문에, 이상 진동이 검출되었을 경우에는 기통의 점화위치를 지각측으로 제어할 필요가 있다.
제6도는 종래의 내연기관의 녹제어장치를 나타내는 블록도이다. 이 도면에 있어서, 1은 내연기관 구동용 기통중 하나 또는 각각에 부착된 녹센서이고, 진동을 검출하기 위한 압전소자 등으로 이루어졌다. 2는 녹센서(1)의 출력신호 A를 수신하는 녹검출회로이고, 노킹특유의 주파수(예 : 7KHz)를 통과시키는 필터(21)과, 필터(21)의 출력신호를 소정의 타이밍으로 주기적으로 통과시키는 게이트(22)와, 게이트(22)의 출력신호 A'에 따라 백그라운드레벨 BGL을 생성하는 BGL발생기(23)과, 게이트(22)의 출력신호 A'와 백그라운드레벨 BGL을 비교해서 출력신호 A'가 백그라운드레벨 BGL을 초과했을 경우 출력신호를 온(ON)으로 하는 비교기(24)와, 비교기(24)의 출력신호를 적분하는 적분기(25)를 갖추고 있다.
3은 적분기(25)의 출력신호를 디지틀신호 VR으로 변환하는 AD변환기이다. 4는 AD변환기(3)의 출력신호 VR에 따라 각 기통의 점화위치를 지각제어함과 동시에, 게이트(22)에 대한 마스크신호 M 및 적분기(25)에 대한 리셋신호 R을 출력하는 마이크로컴퓨터를 이용한 유닛이고, AD변환기(3)의 출력신호 VR에 따라 기통점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각 θR을 생성하는 지각반영처리부(45)를 갖추고 있다.
다음에는, 제7도의 파형도를 참조하면서 제6도의 내연기관용 녹제어장치를 사용한 종래의 내연기관용 녹제어방법에 관해서 설명한다.
통상, 각 기통은 TDC(상사점 : 0°)에서 5°정도 먼저 위치(B5°)보다 진각측에서 점화되고, 혼합가스의 폭발은 TDC에서 10°- 60°정도 지난 크랭크각도위치(A10°- A60°) 부근에서 일어나므로 이상연소에 의한 녹도 이 폭발 타이밍에서 발생한다.
따라서, 기통의 진동노이즈 특히 녹이 발생할 경우, 녹센서(1)의 출력신호 A는 제7도와 같이 주기적이고 진폭이 큰 파형이 된다. ECU(4)는, 녹검출회로(2)가 출력신호 A를 효율적으로 수신할 수 있도록 게이트(22)에 대해서 주기마다 반전하는 마스크신호 M을 출력한다. 이 마스크신호 M은, 예를들어 검출대상이 되는 기통에 대해서 B75°정도에서 일어서고 B5°정도에서 내려앉도록 설정되고, 레벨이 "H"일 경우에 게이트(22)를 급지시킨다. 또, 적분기(25)에 대해서 소정의 주기마다 리셋신호 R을 급지시킨다. 또, 적분기(25)에 대해서 소정의 주기마다 리셋신호 R을 출력하나, 이 리셋신호 R의 출력타이밍은 마스크신호 M의 일어섬과 일치한다.
녹검출회로(2)내의 필터(21)은 녹발생시의 주파수성분을 통과시키고, 게이트(22)는 마스크신호 M이 "L"레벨인 기간 동안만 출력신호 A를 통과시킨다. BGL발생기(23)은 게이트(22)의 출력신호 A'에 따라 출력신호 A'에 포함되는 백그라운드를 판별하고, 녹검출의 기준이 되는 백그라운드레벨 BGL을 생성한다.
비교기(24)는, 출력신호 A'가 백그라운드레벨 BGL을 초과 했을 경우 녹발생레벨이라 판별하고 출력신호를 "H"레벨으로 한다. 적분기(25)는 리셋신호 R에 리셋될때마다 비교기(24)의 출력신호를 적분하고, AD변환기(3)은 적분기(25)의 출력신호를 디지틀의 적분치 VR으로 변환해서 ECU(4)에 입력시킨다. ECU(4)는, AD변환된 적분치 VR을 기통의 점화때마다 받아들여 지각제어각 θR을 생성하고, 녹을 억제하는 방향으로 점화위치를 지각보정한다. 이때, 지각반영처리부(45)는, 현 시점의 지각제어각 θR *에 금회(今回)의 지각량 △θR을 누적가산해서, 금회의 지각제어각 θR을 생성한다. 따라서, 금회의 지각제어량 θR은,
θRR *+△θR………………………………………………………………… ①
으로 표시된다. 또, 금회의 지각량 △θR은,
△θR=VR×L(여기서, L : 반영율)
으로 표시된다.
종래의 내연기관의 녹제어장치는 이상과 같이 하드웨어 구성의 녹검출회로(2)를 사용해서, BGL발생기(23), 비교기(24), 및 적분기(25)등으로 이루어지는 녹판별수단에 의해 녹제어를 행하기 때문에, 제어에 있어서의 하드웨어의 부담이 커질 뿐만 아니라 전체구성이 복잡하게 되고, 코스트저감을 꾀할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이고, 간략화시킨 하드웨어 구성을 사용하고 ECU의 제어성의 자유도를 높임으로써 코스트저감을 실현시킨 내연기관의 녹제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 내연기관의 녹제어장치는 내연기관의 녹을 검출하는 녹센서, 이녹센서의 출력신호를 소정구간마다 신호처리 함으로써, 소정구간마다의 녹센서 신호레벨을 얻는 녹센서신호처리수단, 이 녹센서신호처리수단이 출력하는 녹센서신호레벨을 평균화시키는 평균화수단, 이 평균화수단의 출력신호레벨로부터 녹판별스레숄드레벨(threshold level)을 생성하는 스레숄드연산수단, 이 스레숄드연산수단의 녹판별스레숄드레벨과 녹센서신호처리수단이 출력하는 녹센서신호레벨을 비교해서 녹을 판별하는 녹판별수단, 이 녹판별수단의 출력에 따라 내연기관의 제어파라미터를 녹억제방향으로 제어하는 제어수단을 갖추고, 상기 평균화수단은 소정의 레벨보다 큰 녹센서신호에 대해서 그 녹센서신호를 평균화처리 함에 반영하지 않든가 또는 반영률을 작게하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 내연기관의 녹제어장치는 내연기관의 과도운전시를 판정하는 과도운전상태판정부를 갖추고, 과도운전시에는 상기 평균화수단의 평균화계수를 변경하는 것이다.
본 발명에 있어서는, 녹센서의 출력신호에서 기통기준위치에 있어서의 진동레벨을 구하고, 진동레벨이 소정치 이하일 경우에는 소정의 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하고, 소정치보다 클 경우에는 작은 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하여 얻어지는 평균치에 따라 스레숄드레벨을 생성하고, 진동레벨이 스레숄드레벨을 초과 할 경우에 녹의 발생을 판별해서 기통점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각을 생성한다.
또, 본 발명에 있어서는, 녹센서의 출력신호에서 기통기준위치에 있어서의 진동레벨을 구하고, 내연기관이 과도운전상태가 아닐 경우에는 소정의 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하며, 과도운전상태일 경우에는 큰 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하여 얻어지는 평균치에 따라 스레숄드레벨을 생성하고, 진동레벨이 스레숄드레벨을 초과 할 경우에 녹의 발생을 판별해서 기통점화위치를 지각제어한다.
다음에는, 본 발명의 한 실시예를 도면과 함께 설명한다.
제1도는 본 발명의 한 실시예가 적용되는 내연기관의 녹제어장치를 나타내는 블록도이고, 3은 상술한 바와 같은 것이다. 1'는 1에 대해 필터기능을 내장한 녹센서이다.
20은 녹센서(1')와 AD변환기(3) 사이에 삽입된 인터페이스회로이고, 예를들면, 피크홀드회로(26)에 의해 구성되어 있다. 또, 피크홀드회로(26)에 대한 리셋신호 R'는 ECU(40)에서 생성되고 있다. 리셋신호 R'는 내연기관의 회전과 동기되고, 예를들면 각 기통에 대한 기준위치 B75°에서 일어서고, 다른 기준위치 B5°에서 내려앉는 펄스로 되어 있다. 따라서, 피크홀드회로(26)은, 각 기통의 기준위치 (B75°)에 있어서의 피크레벨을 생성하고, 이것이 AD변환기를 통해서 진동레벨 VP로서 ECU(40)에 입력되게 되어 있다.
ECU(40)은 진동레벨 VP를 평균화 처리해서 제1의 백그라운드레벨(제1평균치) BGL1을 생성하는 제1필터(41)과, 제1평균치 BGL1을 소정기간마다 평균화 처리해서 제2의 백그라운드레벨(제2평균치) BGL2를 생성하는 제2필터(42)와, 제2평균치 BGL2에 따라 녹판별용 스레숄드레벨 VTH를 생성하는 연산부(43)과, 진동레벨 VP와, 스레숄드레벨 VTH를 비교해서 VP가 스레숄드레벨 VTH를 초과할 경우에 녹판별신호 VK를 출력하는 비교부(44)와, 녹판별신호 VK에 따라 지각제어각 θR을 생성하는 지각반영처리부(45)와, 제2평균치 BGL2에 따른 소정치와 진동레벨 VP를 비교해서 제1필터(41)의 필터정수절환신호 C를 출력하는 진동레벨판정부(46)을 갖추고 있다.
다음에는 제1도 및 제3도의 파형도와 제4도의 플로차트를 참조하면서 본 발명에 의한 내연기관의 녹제어장치에 대해 설명한다.
먼저, 녹센서(1')는 상술한 바와 같이 내연기관구동용 기통의 진동을 검출하여녹상태를 검출하기 위한 출력신호 A를 생성한다. 또 ECU(40)은 기통의 점화때마다 녹센서(1')의 출력신호 A의 피크레벨을 AD변환해서 받아들인다.
즉 피크홀드회로(26)은 녹센서(1')의 출력신호 A의 피크레벨을 유지하고, 이 피크레벨을 AD변환기(3)에 의해 디지틀의 진동레벨 VP로 변환된 다음 ECU(40)에 입력된다(S1단계).
ECU(40)은 기준위치 B75°에 있어서의 진동레벨 VP가 샘플링 되면 제3도와 같이 리셋신호 R'를 일어서게 하고, 피크홀드회로(26)을 기준위치 B75°(실제는 B75°에서 약간 뒤쪽)에서 리셋된다(S2).
피크홀드회로(26)은 리셋신호 R'가 온(ON)일 동안은 계속 리셋되고 있고, 리셋신호 R'가 내려앉는 시점(예 : B5°)에서부터 동작을 개시한다. 따라서, ECU(40)은 기준위치 75°의 진동레벨 VP가 얻어질 때마다 제4도의 B75°의 인터럽트 처리루틴을 반복한다.
제3도와 같이, 각 기통의 기준위치 B75°마다 얻어지는 진동레벨 VP는, 녹센서(1')의 출력신호 A의 변동에 따라 샘플링사이클마다 변동한다. 이 변동에는 녹 및 녹 이외의 노이즈가 포함되어 있으나, 진동레벨 VP의 경시변화등을 고려하면 녹을 확실하게 검출하기 위해서는 진동레벨 VP에 어느정도 추종하는 백그라운드레벨을 구할 필요가 있다. 그러나, 진동레벨 VP가 급히 증대 될 경우에 백그라운드레벨이 진동레벨 VP에 추종하면 스레숄드레벨 VTH가 급증해서 정확한 녹검출이 이루어지지 못한다.
따라서, ECU(40)내의 진동레벨판정부(46)은, 제2필터(42)로부터 얻어진 제2평균치 BGL2에 따라 소정치 G.BGL2(예 : G=2)를 구하고, 진동레벨 VP를 소정치와 비교하여,
VP G.BGL2 ………………………………………………………………………②
를 만족시키는지 여부를 판정한다(S21단계).
만약, VP가 소정치보다 작고, ②식이 만족될 경우에는 진동레벨판정부(46)은 절환신호 C를 출력하지 않고 제1필터(41)은 소정의 정수 N1에 따라 진동레벨 VP 평균화 처리하고,
BGL1=BGL1*(N1-1)/N1+VP/N1………………………………………………③
(여기서, BGL1*: 전번의 평균치)으로 제1평균치 BGL1을 생성한다(S3단계).
한편, 진동레벨 VP가 소정치보다 크고, ②식이 만족되지 않을 경우는 진동레벨판정부(46)은 절환신호 C를 출력하고 ③식 내의 필터정수를 N1보다 큰 정수 N1'절환한다.
따라서, 제1필터(41)은 정수 N1'에 따라 진동레벨 VP를 평균화 처리하고,
BGL1=BGL1*(N1'-1)/N1'+VP/N1' ……………………………………………④
으로 평균치 BGL1을 생성한다(S31단계).
③식 및 ④식으로부터, 제1평균치 BGL1은 전회(前回)까지의 제1평균치 BGL1*에 대해서 금회의 진동레벨 VP가 반영된 값에 시프트되고, 그때마다 다시 입력기록된다. 통상의 진동레벨 VP의 반영률을 결정하는 ③식 내의 필터정수 N1은, 예를들면 8 정도에 설정되나, 제1평균치 BGL1의 레벨 시프트의 추종성을 크게 하고자 할 경우에는 정수 N1을 다시 작은 값에 설정할 수도 있다. 또, ④식 내의 필터정수 N1'는 예를들면 정수 N1의 2배 이상에 설정된다.
한편, 제2필터(42)에 있어서는, 소정시간마다 타이머인터럽트 처리가 행해지고 있다. 즉, 제1필터(41)에서 얻어진 제1평균치 BGL1에 대해서, 또 다시 평균화 처리를 행하고 제2평균치 BGL2를,
BGL2=BGL2*(N2-1)/N2+BGL1/N2…………………………………………⑤
(여기서, BGL2*: 전회의 제2평균치, N2: 평균화 처리정수)으로 구한다(S3'단계). ⑤식에서, 제2평균치 BGL2는, 전회까지의 제2의 평균치 BGL2*에 대해서 현재의 제1평균치 BGL1이 반영될 값에 시프트하고, 그때마다 다시 입력기록된다. 이 경우에도 정수 N2는 필요에 따라 임의의 값에 설정될 수 있다. 이 평균화 처리의 S3'단계에서 제2평균치 BGL2는 진동레벨 VP의 변동에 대해 별로 기여치 않는 안정된 값이 된다.
다음에, B75°인터럽트 처리루틴에 있어서, 연산부(43)은, 제2평균치 BGL2를 증폭시키고 또 오프셋 VOF를 가산해서 최종적으로 녹의 판별에 사용되는 스레숄드레벨 VTH를,
VTH=K.BGL2+VOF……………………………………………………………⑥
(여기서, K : 증폭계수)으로 구한다(S4단계). 이때, 제2평균치 BGL2가 충분히 평활화 되고 있으므로, ⑥식에서 얻어지는 스레숄드레벨 VTH는 사이클마다 변동의 요동이 억제되고, 신뢰성이 높은 값으로 된다.
다음에는, 녹검출수단이 되는 비교부(44)는, 진동레벨 VP와 스레숄드레벨 VTH를 비교하기 위해,
VK=VP-VTH
으로 양자의 차 VK를 구하고(S5단계), 계속해서 차(差)VK가 플러인지 마이너스인지를 판정한다(S6단계).
그리하여, 진동레벨 VP가 스레숄드레벨치 VTH를 초과 했을 경우, 즉, VK>0일 경우 이것을 노킹의 발생을 나타내는 녹판별신호 VK로서 출력한다.
녹판별신호 VK가 얻어질 경우, 지각반영처리부(45)는, 녹억제에 필요한 지각량 △θR을,
△θR=(VK/VTH)×L' ……………………………………………………………⑦
(여기서, L' : 반영율)으로 연산한다(S7단계). ⑦으로부터 녹판별신호 VK와 스레숄드레벨 VTH의 비(比)에 따라 지각량 △θR이 연산되므로, 진동레벨 VP그 자체가 경시변동을 일으켜도, 항상 적절한 지각량 △θR이 얻어진다.
또, 지각반영처리부(45)는, 지각량 θR에 따라, 녹제어방향으로 점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각 θR을 상술한 ①식에 의해,
θRR *+△θR
(여기서, θR *: 현시점의 지각제어각)으로 구한다(S8단계).
한편, S6단계에서 있어서, VK 0라 판정될 경우에는, 녹판별신호 VK는 출력되지 않고, ⑦식에서 지각량 △θR은,
△θR=0로 된다(S9단계).
따라서, 지각제어각 θR은 전회의 값에 그대로 된다.
이와 같이 얻어지는 지각제어각 θR에 의해, 제어대상이 되는 기통의 점화위치는 지각측에 보정되고, 녹은 발생치 않게 된다.
본 발명의 실시예에 있어서는, 하드웨어로 구성되는 것은 피크홀드회로(26)만이고, 다른 녹판별수단은 ECU(40)내에 구성되기 때문에, 제어성의 자유도가 높게 되고, 또 하드웨어 부담이 경감되어서 코스트다운이 실현된다.
또, 상기 실시예에 있어서는, 진동레벨 VP를 생성하기 위한 인터페이스회로(20)을 피크홀드회로(26)으로 구성했으나, 종래예와 같은 적분기(25)로 구성하더라도 같은 효과를 나타낸다는 사실은 다시 말할 필요 없다.
또, 비교부(44)가 진동레벨 VP와 스레숄드레벨 VTH의 차 VK를 녹판별신호로서 출력하도록 하였으나, 진동레벨을 VP가 스레숄드레벨 VTH를 초과할 경우 비교부(44)가 단순히 "H"레벨의 출력신호를 생성하도록 해도 좋다.
또, 스레숄드레벨 VTH를 생성하기 위한 평균치로서 제2평균치 BGL2를 사용했으나, 제1필터(41)에 의한 평균화 처리로 충분히 평활화시킬 수 있으면 제1평균치 BGL1을 사용하더라도 좋다. 이 경우에, 제2필터(42)는 생략할 수 있다.
또, 진동레벨 VP의 기여율을 억제하기 위한 정수 N1'는 필요에 따라 임의로 설정할 수 있고, 예를들면, N1'=∞로 설정하면 제1평균치 BGL1은 ④식으로부터,
BGL1=BGL1*
으로 된다. 따라서, 분명히 노이즈레벨 또는 녹레벨의 진동레벨 VP에 대해서는 평균치가 전혀 추종되지 않도록 할 수 있다. 이 경우에, 진동레벨 VP과 클 경우에는, 절환신호 C에 의해 실질적으로 S31단계를 뛰어 넘어 실행되지 않기 때문에 S31단계는 생략할 수 있다.
다음에는, 본 발명의 다른 실시예를 도면에 따라 설명한다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예가 적용되는 내연기관의 녹제어장치를 나타내는 블록도이고, 3은 상술한 바와 같은 것이다. 1'는 녹센서(1)에 대해서 필터기능을 내장시킨 녹센서이다. 20은 녹센서(1')와 AD변환기(3) 사이에 삽입된 인터페이스회로이고, 예를들면, 피크홀드회로(26)으로 구성되어 있다. 또, 피크홀드회로(26)에 대한 리셋신호 R'는 ECU(40)에서 발생되어 나온다. 리셋신호 R'는 내연기관의 회전과 동기되어 있고, 예를들면 각 기통에 대한 기준위치(B75°)에서 일어서고, 다른 기준위치(B5°)에서 내려앉는 펄스로 되어 있다. 따라서 피크홀드회로(26)은 각 기통의 기준위치 (B75°)에 있어서의 피크레벨을 생성하고, 이것을 AD변환기를 통해서 진동레벨 VP로서 ECU(40)에 입력시키도록 되어 있다.
ECU(40)은, 진동레벨 VP를 평균화 처리해서 제1의 백그라운드레벨(제1평균치)BGL1을 생성하는 제1필터(41)과, 제1평균치 BGL1을 소정기간마다 평균화 처리해서 제2의 백그라운드레벨(제2평균치)BGL2를 생성하는 제2필터(42)와, 제2평균치 BGL2에 따라 녹판별용 스레숄드레벨 VTH를 생성하는 연산부(43)과, 진동레벨 VP와, 스레숄드레벨 VTH를 비교해서 진동레벨 VP가 스레숄드레벨 VTH를 초과할 경우 녹판별신호 VK를 출력하는 비교부(44)와, 녹판별신호 VK에 따라 지각제어각 θR을 생성하는 지각반영처리부(45)와, 내연기관의 회전수 Q의 변화에 따라 제1필터(41)의 필터정수를 절환하는 절환신호 C를 출력하는 과도운전상태판정부(46)을 갖추고 있다.
다음에는, 제2도 및 제3도의 파형도와 제5도의 플로차트를 참조하면서 본 발명에 의한 내연기관의 녹제어방법에 대해 설명한다.
먼저 녹센서(1')는 상술한 바와 같이 내연기관구동용 기통의 진동을 검출하고,녹상태를 검출하기 위한 출력신호 A를 생성한다. 또, ECU(40)은 기통의 점화될 때마다 녹센서(1')의 출력신호 A의 피크레벨을 AD변환해서 받아들인다.
즉, 피크홀드회로(26)은, 녹센서(1')의 출력신호 A의 피크레벨을 유지하고, 이 피크레벨을 AD변환기(3)에 의해 디지틀의 진동레벨 VP로 변환된 다음 ECU(40)으로 입력된다(S1단계).
ECU(40)은 기준위치 B75°에 있어서의 진동레벨 VP가 샘플링되면, 제3도와 같이 리셋신호 R'를 일어서게 하여, 피크홀드회로(26)을 기준위치 B75°(실제는 B75°보다 약간 뒤)에서 리셋한다(S2단계).
피크홀드회로(26)은 리셋신호 R'가 온일 동안은 계속 리셋되고, 리셋신호 R'가 내려앉는 시점(예 : B5°)에서 동작을 개시한다. 따라서, ECU(40)은 기준위치 75°의 진동레벨 VP가 얻어질 때마다 제3도의 B75°의 인터럽트 처리루틴을 반복한다.
제3도와 같이, 각 기통의 기준위치 B75°마다 얻어지는 진동레벨 VP는 녹센서(1')의 출력신호 A의 변동에 따라 샘플링사이클마다 변동한다. 이 변동에는 녹성분 및 노이즈성분이 포함되어 있으므로 평균치에 기여시키지 않는 것이 바람직스러우나, 진동레벨 VP의 경시변화 등을 고려하면 녹을 확실하게 검출하기 위해서는 진동레벨 VP에 어느정도 추종하는 평균치를 구할 필요가 있다.
한편, 급가속이나 급감속 등의 과도운전상태에 있어서는 진동레벨 VP도 내연기관의 회전수에 따라 급변하므로, 녹판별 기준이 되는 평균치를 신속히 추종시킬 필요가 있다.
이러기 위해서는, ECU(40)내의 과도운전상태판정부(46)은 내연기관의 회전수 Q의 변화에 따라 과도운전상태인지 여부를 판정한다(S21단계).
만약 과도운전상태가 아닐 경우는, 과도운전상태판정부(46)은 절환신호 C를 출력하지 않고 제1필터(41)은 소정의 정수 N1에 따라 진동레벨 VP 평균화 처리하고,
BGL1=BGL1*(N1-1)/(N1+VP/N1)……………………………………………③
(여기서 BGL1*: 전회의 평균치)으로 제1평균치 BGL1을 생성한다(S3단계).
또, S21단계에 있어서, 과도운전상태이라고 판정될 경우에는, 과도운전상태판정부(46)는 절환신호 C를 출력하고, 2식 내의 필터정수를 N1보다 작은 정수 N1'로 절환한다.
따라서, 제1필터(41)은 정수 N1'에 따라 진동레벨 VP를 평균화 처리하고,
BGL1=BGL1*(N1'-1)/N1'+VP/N1' ……………………………………………④
으로 평균치 BGL1을 생성한다(S31단계).
③식 및 ④식에서, 제1평균치 BGL1은, 전회까지의 제1평균치 BGL1*에 대해서 금회의 진동레벨 VP가 반영된 값으로 시프트하고, 그때마다 다시 입력 기록된다. 통상의 진동레벨 VP의 반영률은 결정하는 ③식 내의 필터정수 N1은, 예를들면 8정도에 설정되고, 금회의 진동레벨 VP의 기여율 1/8이 된다.
이에 대해서, ④식 내의 필터정수 N1'는, 예를들면 정수 N1의 1/2 정도에 설정되고 진동레벨 VP의 기여율은 통상의 2배의 1/4이 된다.
한편, 제2필터(42)에 있어서는, 소정시간마다 타이머인터럽트처리가 이루어지고 있다. 즉, 제1필터(41)에서 얻어진 제1평균치 BGL1에 대해서, 또 다시 평균화 처리를 행하고, 제2평균치 BGL2를,
BGL2=BGL2*(N2-1)/N2+BGL1/N2…………………………………………⑤
(여기서, BGL2*: 전회의 제2평균치, N2: 평균화 처리정수)으로 구한다(S3'단계). ⑤식으로부터, 제2평균치 BGL2는 전회까지의 제2평균치 BGL2*에 대해서 현재의 제1평균치 BGL1이 반영된 값으로 시프트하고, 그때마다 다시 입력기록된다. 이 필터정수 N2는 필요에 따라 임의의 값에 설정될 수 있다. 이 S3' 평균화 처리단계에서 제2평균치 BGL2는 평활화되어서 안정된 값으로 된다.
다음에는, B75°인터럽트 처리루틴에 있어서 연산부(43)은, 제2평균치 BGL2를 증폭시키고 또 오프셋 VOF를 가산해서 최종적으로 녹의 판별에 사용되는 스레숄드레벨 VTH를,
VTH=K.BGL2+VOF…………………………………………………………………⑥
(여기서, K : 증폭계수)으로 구한다(S4단계). 이때, 제2평균치 BGL2가 충분히 평활화 되어 있기 때문에, ⑥식에서 얻어지는 스레숄드레벨 VTH는 사이클마다 변동의 요동이 억제되고, 신뢰성 높은 값으로 된다.
다음에, 녹검출수단이 되는 비교부(44)는, 진동레벨 VP와 스레숄드레벨 VTH를 비교하기 위한 것으로,
VK=VP-VTH
으로 양자의 차 VK를 구하고(S5단계), 계속해서 차 VK가 플러인지 마이너스인지를 판정한다(S6단계).
그리하여, 진동레벨 VP가 스레숄드레벨치 VTH를 초과할 때, 즉, VK>0일 경우 이것을 노킹발생을 나타내는 녹판별신호 VK로서 출력한다.
녹판별신호 VK가 얻어질 경우, 지각반영처리부(45)는 녹억제에 필요한 지각량 △θR을,
△θR=(VK/VTH)×L' ……………………………………………………………⑦
(여기서, L' : 반영률)으로 연산한다(S7단계).
⑦식에서, 녹판별신호 VK와 스레숄드레벨 VTH의 비에 따라 지각량 △θR이 연산되므로, 진동레벨 VP자체가 경시변동을 일으키더라도, 항상 적절한 지각량 △θR이 얻어진다.
또, 지각반영처리부(45)는 지각량 △θR에 따라, 녹제어방향으로 점화위치를 지각시키기 위한 지각제어각 θR을 상술한 ①식에 의해,
θRR *+△θR
(여기서, θR *: 현시점의 지각제어각)으로 구한다(S8단계).
한편, S6단계에서 있어서, VK 0으로 판정될 경우는, 녹판별신호 VK는 출력되지 않고, ⑦식에서 지각량 △θR은,
△θR=0
으로 된다(S9단계). 따라서, 지각제어각 θR은 현시점의 값 그대로가 된다.
이와 같이 얻어지는 지각제어각 θR에 의해, 제어대상으로 되는 기통의 점화위치는 지각측으로 보정되고, 녹은 발생하지 않게 된다.
이와 같이 하여, 통상 운전시에는 진동레벨 VP의 급변에 크게 영향받는 일 없고, 충분히 평활화 된 제2평균치 BGL2에 따라 신뢰성이 높은 스레숄드레벨 VTH가 설정되므로, 녹의 발생을 정확하게 판별할 수 있다.
또, 과도운전(過渡運轉)시에는, 필터정수를 작게 하여 진동레벨 VP에 대한 기여율을 크게 하므로 스레숄드레벨 VTH를 진동레벨 VP에 신속하게 추종시킬 수 있고, 녹의 발생을 정확하게 판별할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 하드웨어로 구성되는 것은 피크홀드회로(26)뿐이며, 다른 녹판별수단은 ECU(40)내에 구성되므로 제어성의 자유도가 높아지고, 또 하드웨어의 부담이 경감되어 코스트절감이 실현된다.
또, 상기 실시예에 있어서는, 진동레벨 VP를 생성하기 위한 인터페이스회로(20)을 피크홀드회로(26)으로 구성하였으나, 종래예와 같은 적분기(25)로 구성해도 같은 효과를 나타낸다.
또, 비교부(44)가 진동레벨 VP와 스레숄드레벨 VTH의 VK를 녹판별신호로서 출력하도록 하였으나, 진동레벨을 VP가 스레숄드레벨 VTH를 초과할 때 비교부(44)가 단순히 "H"레벨의 출력신호를 생성하도록 해도 좋다.
또, 스레숄드레벨 VTH를 생성하기 위한 평균치로서 제2평균치 BGL2를 사용했으나, 제1필터(41)에 의한 평균화 처리로 충분히 평활화 시킬 수 있으면, 제1평균치 BGL1을 사용해도 좋다. 이때, 제2필터(42)를 생략할 수가 있다.
또, 과도운전상태판정부(46)이 회전수 Q의 변화에 따라 과도운전상태를 판정했으나, 진동레벨 VP가 회전수 Q와 대응하고 있으므로 진동레벨 VP의 변화에 따라 과도운전상태를 판정해도 좋다. 예를들면, 통상 운전중에는 진동레벨 VP가 제2평균치 BGL2를 중심으로 해서 상하로 변동하고 있으나, 급가속에 있어서는 진동레벨 VP가 연속해서 평균치 이상으로 되고 급감속에 있어서는 진동레벨 VP가 연속해서 평균치 이하로 된다. 따라서, 진동레벨 VP가 소정회수 이상 연속해서 평균치 이상 또는 이하가 되었을 경우를 과도운전상태라 판정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 진동레벨이 작을 경우에는 소정의 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하고, 소정치보다 클 경우에는 작은 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하도록 하였으므로 진동레벨의 급변에 영향받는 일없이, 경제적이고 신뢰성 높은 내연기관의 녹제어장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또 본 발명에 의하면, 통상운전시에는 소정의 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하고, 과도운전시에는 큰 기여율로 진동레벨을 평균화 처리하도록 하였으므로, 과도운전시에 대응할 수 있음과 동시에, 경제적이고 신뢰성 높은 내연기관의 녹제어장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 내연기관의 녹을 검출하는 녹센서, 이 녹센서의 출력신호를 소정시간마다 신호처리 함으로써, 소정구간마다의 녹센서신호레벨을 얻는 녹센서신호처리수단, 이 녹센서신호처리수단이 출력하는 녹센서신호레벨을 평균화시키는 평균화수단, 이 평균화수단의 출력신호레벨로부터 녹판별스레숄드레벨을 생성하는 스레숄드연산수단, 이 스레숄드연산수단의 녹판별스레숄드레벨과 녹센서신호처리수단이 출력하는 녹센서신호레벨을 비교해서 녹을 판별하는 녹판별수단, 이 녹판별수단의 출력에 따라 내연기관의 제어파라미터를 녹억제방향으로 제어하는 제어수단을 갖춘 내연기관의 녹제어장치에 있어서, 상기 평균화수단이 소정의 레벨보다 큰 녹센서신호에 대해서는 그 녹센서신호를 평균화처리에 반영하지 않든가, 또는 반영률을 작게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 녹제어장치.
  2. 내연기관의 녹을 검출하는 녹센서, 이 녹센서의 출력신호를 소정구간마다 신호처리 함으로써, 소정구간마다의 녹센서신호레벨을 얻는 녹센서신호처리수단, 이 녹센서신호처리수단을 얻는 녹센서신호처리수단, 이 녹센서신호처리수단이 출력하는 녹센서신호레벨을 소정의 평균화 계수에 따라 평균화시키는 평균화수단, 이 평균화수단의 출력신호레벨로부터 녹판별스레숄드레벨을 생성하는 스레숄드연산수단, 이 스레숄드연산수단의 녹판별스레숄드레벨과 녹센서신호처리수단이 출력하는 녹센서신호레벨을 비교해서 녹을 판별하는 녹판별수단, 이 녹판별수단의 출력에 따라, 내연기관의 제어파라미터를 녹억제방향으로 제어하는 제어수단을 갖춘 내연기관의 녹제어장치에 있어서, 내연기관의 과도운전시를 판정하는 과도운전상태판정부를 갖추고, 과도운전시에는 상기 평균화수단의 평균화계수를 변경하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 녹제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 과도운전상태판정부는, 내연기관의 회전수의 변화에 따라 과도운전시를 판정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 녹제어장치.
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