KR940010690B1 - 자동차용 전자제어장치 - Google Patents

자동차용 전자제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 전자제어장치
제 1 도는 본원 발명의 일실시예를 나타낸 전체시스템도.
제 2 도는 이 실시예에 있어서의 솔레노이드밸브구동부의 구성도.
제 3 도는 이 실시예의 제어를 실행하는 플로차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 에이플로센서 4 : 공기온도센서
6 : 스로틀개도센서 8 : 바이패스공기량조정용, 솔레노이드밸브
11 : 이젝터 14 : 수온센서
17 : EGR밸브 19 : 솔레노이드밸브
20 : 콘트롤유니트 21 : 크랭크각센서
22 : 뉴트럴검출스위치 23 : 터빈센서
24 : 차속센서 25 : 시프트스위치
201 : CPU 202 : 구동회로
2011 : 포트 2012 : 타이머
본원 발명은 자동차용 전자(電子)제어장치에 관한 것이며, 특히 듀티구동되는 솔레노이드 밸브 및 그 구동회로의 고장판정에 관한 것이다.
자동차용 엔진의 전자제어장치에 있어서는 예를들면 일본국 특공소 61(1986)-13,102호 공보 또는 동 특공소 61(1986)-26,082호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 흡입공기량, 엔진회전수 등의 정보에 의거하여 스로틀밸브의 바이패스공기량이나 EGR량 등을 조정하는 솔레노이드밸브의 제어듀티를 연산하고, 그 연산결과에 따라서 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 것이 일반적이다. 즉, 이 종류의 전자제어장치에 있어서는 엔진에 연결된 흡기통로의 상류에 에어클리너가 배설되는 동시에, 이 에어클리너의 하류측의 소정 개소에 에어플로센서, 공기온도센서 및 스로틀밸브가 배설되고, 또 스로틀밸브에는 스로틀 개도(開度)를 검출하는 스로틀개도센서가 부설된다. 또, 스로틀밸브의 상류와 하류의 흡기통고가 바이패스통로에 의해서 연결되고, 이 바이패스통로의 도중에 바이패스공기량조정용 솔레노이드밸브가 배설된다. 또, 흡기통로의 스로틀밸브의 하류측에는 서지탱크 및 그 하류에 인테이크매닢드가 각각 배설되며, 이 인테이크매니폴드에는 각 기통의 흡기포트 근방에 인젝터가 배설된다. 또한, 엔진의 실린더에는 흡기밸브가 배설되고, 또 실린더의 주위에 형성된 냉각수통로에는 수은센서가 배설된다. 또, 배기통로의 인테이크매니폴드를 연결하는 배기가스환류통로에는 EGR밸브가 배설된다.
콘트롤유니트에는 상기 에어플로센서, 스로틀개도센서, 공기온도센서, 수은센서의 출력신호 외에, 배전기에 부설된 크랭크각센서, 엔진이 무바하라는 것을 알기 위한 뉴트럴검출스위치, 트랜스미션에 부설된 터빈센서, 차속센서 및 시프트레버의 선택레인지를 검출하는 시프트스위치 등의 출력신호가 입력된다. 그리고, 콘트롤유니트는 주로 상기 에어플로센서, 크랭크각센서, 수온센서 및 공기온도센서의 신호에 의거하여 연료분사량, 바이패스공기조정량 및 EGR량을 연산하고, 그 연산치에 따라 각각 인젝터, 바이패스공기량조정용 솔레노이드밸브 및 EGR밸브에 펄스신호를 출력하고, 이것들을 온, 오프 또는 듀티구동한다.
콘트롤유니트는 또 상기 스토틀개도센서, 터빈센서, 차속센서 및 시프트스위치의 신호에 의거하여 최적변속위치를 선택한다. 그리고, 신속하게 그 변속위치로 전환하도록 변속위치를 제어하기 위한 솔레노이드밸브에 펄스신호를 출력하고, 이 솔레노이드밸브를 온, 오프 또는 듀티구동한다.
또, 상기 각 솔레노이드밸브를 듀티구동하는 경우에는 톤트롤유니트에 내장된 CPU의 내부 또는 외부에 배설된 타이머(특히 PWM(Pulse Width Modulation)타이머)가 사용된다. 이와 같이 타이머를 사용함으로써 CPU의 프로그램의 실행과는 독립적으로 듀티제어할 수 있으므로, CPU의 부담을 경감할 수 있고, 또 고정밀도의 듀티제어를 행하는 것이 가능하게 된다.
그런데, 상기와 같은 전자제어장치에 있어서는 각 솔레노이드밸브 및 그 구동회로가 고장나면, 배기가스가 악화되거나, 주행불능이 되거나 또는 변속위치가 불안정하게 되기도 하는 불편을 야기하게 되므로, 신속하게 이들 고장판정을 행하여 페일세이프를 실행할 필요가 있다. 그래서, 솔레노이드밸브의 동작상태를 감시하기 위해, 이 솔레노이드밸브를 듀티구동하는 타이머가 솔레노이드밸브를 온 또는 오프할때마다 인터럽트처리를 실행하여, 밸브가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판정하도록 하는 것을 고려할 수 있다.
그런데, 이와 같은 고장판정방법으로는 CPU에 부담이 가해진다는 문제점이 있으며, 또 상기 PWM타이머 등을 사용하는 경우에는 CPU가 상기와 같은 타이밍으로 인터럽트처리를 기동(起動)할 수 있는 구성으로 되어 있지 않은 것이 많기 때문에, 솔레노이드밸브 및 그 구동회로의 고장판정을 실행하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 이루어진 것이며, 듀티제어되는 솔레노이드밸브 및 그 구동회로의 고장판정을 CPU에 부담을 가하지 않고 신속히 행하고, 그로 인해 고장이 발생한 경우에 즉시 페일세이프제어를 행할 수 있는 자동차용 전자제어장치를 얻은 것을 목적으로 한다.
본원 발명에 의한 자동차용 전자제어장치는 솔레노이드밸브의 동작상태를 판별하는 동작상태판별수단과, 구동수단에 의해 구동되는 솔레노이드밸브의 상태를 일정시간마다 감시하는 감시수단과, 동일상태가 소정시간이상 계속되고 있는 경우에 솔레노이드밸브 또는 그 구동수단이 고장상태에 있다고 판정하는 고장판정수단을 구비한다.
본원 발명에 있어서는 솔레노이드밸브의 상태가 일정시간마다 감시되고, 동일상태가 소정시간이상 계속되고 있는 경우에 고장이라고 판단된다. 따라서, CPU에 큰 부담을 가하지 않고, 더욱이 신속히 솔레노이드밸브 및 그 구동회로의 고장판정을 할 수 있고, 고장난 경우에 즉시 페일세이프제어를 행하여, 자동차를 주행상 안전한 상태로 제어할 수 있다.
이하, 실시예에 대하여 도면에 따라서 설명한다.
제 1 도는 본원 발명의 일실시예를 나타낸 전체시스템도이다.
이 실시예에 있어서, 엔진(1)에 연결된 흡기통로의 상류에 에어클리너(2)가 배설되는 동시에, 이 에어클리너(2)의 하류측의 소정개소에 에어플로센서(3), 공기온도센서(4) 및 스로틀밸브(5)가 배설되고, 또 스로틀밸브(5)에는 스로틀개도를 검출하는 스로틀개도센서(6)가 부설된다. 또, 스로틀밸브(5)의 상류와 하류의 흡기통로가 바이패스통로(7)에 의해서 연결되고, 이 바이패스통로(7)의 도중에 바이패스공기량조정용 솔레노이드밸브(8)가 배설된다. 또, 흡기통로의 스로틀밸브(5)의 하류측에 위치하여 서지탱크(9) 및 그 하류에 인테이크매니폴드(10)가 각각 배설되며, 이 인테이크매니폴드(10)에는 각기통의 흡기포트근방에 인젝터(11)가 배설된다. 또한, 엔진(1)의 실린더(12)에는 흡기밸브(13)가 배설되고, 또 실린더(12)의 주위에 형성된 냉각수통로에는 수온센서(14)가 배설된다. 또, 배기통로(15)와 인테이크매니폴드(10)를 연결하는 배기가스환류통로(16)에는 EGR밸브(17)가 배설된다. 또, 엔진(1)에 연결된 트랜스미션(18)에는 변속위치를 제어하기 위한 솔레노이드밸브(19)가 배설된다.
콘트롤유니트(20)에는 상기 에어플로센서, 스로틀개도센서(6), 공기온도센서(4), 수온센서(14)의 출력신호외에, 배전기에 부설된 크랭크각센서(21), 엔진(1)이 무부하라는 것을 알기 위한 뉴트럴 검출스위치(22), 트랜스미션(18)에 부설된 터빈센서(23), 차속센서(24) 및 시프트레버의 선택레인지를 검출하는 시프트스위치(25) 등의 출력신호가 입력된다. 그리고, 콘트롤유니트(20)는 주로 상기 에어플로센서(3), 크랭크각센서(21), 수온센서(14) 및 공기온도센서(4)의 신호에 의거하여 연료분사량, 바이패스공기조정량 및 EGR량을 연산하고, 그 연산치에 따라 각각 인젝터(11), 바이패스공기량조정용 솔레노이드밸브(8) 및 EGR밸브(17)에 펄스신호를 출력하여, 이것들을 온, 오프 또는 듀티구동한다.
콘트롤유니트(20)는 또 상기 스토틀개도센서(6), 터빈센서(23), 차속센서(24) 및 시프트스위치(25)의 신호에 의거하여 최적변속위치를 선택한다. 그리고, 신속히 그 변속위치로 전환하도록 변속위치를 제어하기 위한 솔레노이드밸브(19)에 펄스신호를 출력하여, 이 솔레노이드밸브(19)를 온, 오프 또는 듀티구동한다.
제 2 도는 솔레노이드밸브구동부의 구성도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 콘트롤유니트(20)는 포트(2011) 및 PWM타이머 등의 타이머(2012)를 포함하는 마이크로프로세서 즉 제어신호출력수단인 CPU(201)와, 소정의 제어프로그램에 의해 연산된 듀티를 상기 타이머(2012)출력에 의해 발생하는 구동수단인 구동회로(202)를 내장하고 있다. 상기 구동회로(202)는 바이패스공기량조정용 솔레노이드밸브(8)를 구동하기 위한 드라이브회로를 구성한다. 또, 솔레노이드밸브(8)의 동작상태는 CPU(201)의 포트(2011)에 의해서 독해 입력된다.
이 경우, 타이머(2012)로부터 하이레벨신호가 출력되면, 구동회로(202)는 온하여 솔레노이드밸브(8)는 온 작동하고, 이때 포토(2011)에는 로레벨신호가 입력되며, 한편 타이머(2012)로부터 로레벨신호가 출력되면, 이것과는 역의 상태로 된다.
제 3 도는 이 실시예의 제어를 실행하는 플로차트이며, 일정시간마다 실행되는 부분을 나타내고 있다. 단, 그 실행간격은 듀티주기보다 충분히 짧아지도록 설정된다.
먼저, 스텝(S1)에 있어서, 포트(2011)의 상태를 독해하고, 솔레노이드밸브(8)에의 출력이 변화했는지 여부를 판단한다. 그리고, YES의 경우 즉 포토(2011)의 레벨이 전회의 레벨과 상이한 경우에는 솔레노이드밸브(8)가 온상태에서 오프상태, 또는 오프상태에서 온상태로 제어되므로, 정상적으로 제어되고 있다고 판단하고, 스텝(S6)으로 이행한다.
스텝(S6)에서는 고장판정타이머(T)에 고장판정시간을 설정하고, 스텝(S4)로 이행한다. 여기서, 고장판정시간은 듀티주기와 같거나 그보다 긴 시간이 된다.
한편, 스텝(S1)에 있어서 포토(2011)의 레벨이 전회와 같은 레벨이라고 판단된 경우에는 스텝(S2)로 이행하여 타이머(T)의 값을 디크리멘트한다. 그리고, 다음에 스텝(S3)으로 이행하여 타이머(T)의 값이 제로인지 여부를 판단한다. 타이머(T)의 값이 제로가 아니면 정상적으로 제어되고 있다고 판단하여 스텝(S4)로 이행한다.
한편, T=O이면 듀티주기이상의 기간 솔레노이즈밸브(8)가 동일상태라고 판단하고, 스텝(S5)에서 솔레노이드밸브(8) 또는 그 구동회로(202)가 단선 또는 쇼트고장이라고 판정한다. 그리고, 이 경우에는 고장판정처리 및 패일세이프를 실행하고, 스텝(S4)로 이행한다.
스텝(S4)에서는 기타의 타이머동기처리를 실행하며 그 플로를 종료한다.
또한, 상기 실시예에서는 바이패스공기량조정용 솔레노이드밸브(8) 및 그 구동회로(202)의 고장판정에 대해 설명하였으나, 기타의 솔레노이드밸브와 그 구동회로에 대해서도 상기와 마찬가지로 고장판정할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 하나의 콘트롤유니트(20)에 의해 연료분사제어나 변속제어 등을 행하는 시스템에 적용한 것을 설명하였으나, 본원 발명은 복수의 콘트롤유니트에 의해서 각각의 제어를 행하는 시스템에 적용하는 것도 가능하다.
이상과 같이 본원 발명에 의하면, 듀티구동되는 솔레노이드밸브 및 그 구동회로의 상태를 일정시간마다 감시함으로써 고장판정을 행하도록 하였으므로 CPU에 부담을 가하지 않고, 더욱이 신속하게 고장판정할 수 있고, 또 고장이 발생한 경우에 즉시 페일세이프제어를 행할 수 있다.

Claims (1)

  1. 자동차의 운전상태를 검출하는 복수의 센서(3, 4, 6, 14, 21, 22, 23, 24, 25)와, 이 센서의 출력신호에 의거하여 자동차의 제어량을 연산처리하고, 그 연산치에 의해 제어신호를 출력하는 제어신호출력수단(201)과, 이 제어신호출력수단(201)으로부터의 신호에 의해 솔레노이드밸브를 구동하는 구동수단(202)과, 이 구동수단(202)에 의해 듀티구동되는 솔레노이드밸브(8)를 구비한 자동차용 전자제어장치에 있어서, 이 솔레노이드밸브(8)의 동작상태를 판별하는 동작상태판별수단(스텝 S1)과, 상기 구동수단(202)에 의해 구동되는 상기 솔레노이드밸브(8)의 상태를 일정시간마다 감시하는 감시수단(스텝 S3)과, 동일상태가 소정시간이상 계속되고 있는 경우에 당해 솔레노이드밸브(8) 또는 그 구동수단(202)이 고장상태에 있다고 판정하는 고장판정수단(스텝 S5)을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 전자제어장치.
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