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KR0144356B1 - 내연기관의 연소이상 검출 장치 및 내연기관의 제어장치 - Google Patents

내연기관의 연소이상 검출 장치 및 내연기관의 제어장치

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KR0144356B1
KR0144356B1 KR1019890011283A KR890011283A KR0144356B1 KR 0144356 B1 KR0144356 B1 KR 0144356B1 KR 1019890011283 A KR1019890011283 A KR 1019890011283A KR 890011283 A KR890011283 A KR 890011283A KR 0144356 B1 KR0144356 B1 KR 0144356B1
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KR
South Korea
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detecting
combustion abnormality
time
combustion
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도시오 마나까
마사미 사다
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미다 가쓰시게
가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 특정기통의 연소 이상이 검출될 수 있는 내연기관의 연소이상 검출장치를 제공하는 것으로, 엔진회전상태를 검출하는 센서와, 센서의 출력에 의거하여 각 기통이 소정위치가 됐을 때에 기통신호를 발생하는 기통신호 발생수단과, 기통신호에 의거하여 각 기통 간의 시간을 구한국는 기통간 시간 결정 수단과, 각 기통간의 시간을 비교연산함으로서 연소이상을 판정하는 판정 수단을 구비하고, 또한 공연비를 목표 공연비로 제어하고 공연비 제어수단을 구비하고 연소 이상이 판정될 때 공연비를 목표공연비보다도 농후하게 제어하고, 또한 점화시기를 엔진상태에 따라 점화 시기로 제어하는 제어장치를 구비하고 연소이상이 판정될 때 점화시기를 소정 각도 지각시켜 제어하는 내연기관의 제어장치를 구비하여 특정기통의 연소이상을 검출할 수 있다.

Description

내연기관의 연소이상 검출장치 및 내연기관의 제어장치
제 1 도는 엔진 제어 시스템도.
제 2 도는 제이유닛의 상세도.
제 3 도는 타이밍 챠트도.
제 4 도는 기통 간격을 나타낸도.
제 5 도 내지 제 7 도는 본 발명을 실시한 플로우챠트도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 크랭크각센서 2 : 기준센서
3 : 점화코일 4 : 제어유닛
5 : 분배기 9 : 에어클리너
11 : 열선센서 12 : 드로틀보디
13 : 연료펌프 14 : 연료뎀퍼
15 : 연료필터 16 : 레규레이터
17 : 분사밸브 18 : 연료탱크
본 발명은 내연기관의 연소이상 검출장치에 관한 것으로, 특히 특정기통 이상을 검출할 수 있는 내연기관의 연소이상 검출장치에 관한 것이다.
실화(失火) 등의 연소상태의 이상을 검출하는 장치는 예를들면 일본국 특개소 50-8919호 공보에 기재된 것이 알려져 있다.
그러나 상기 종래기술에서는 특정 기통만이 연소이상을 발생했을 경우에 대해서는 배려되어 있지 아니했다.
특정 기통만이 연소이상을 일으켰을 경우에는 기타의 기통이 정상적으로 작동하고 있다. 따라서 급격하게 토오크 변동 등의 운전자가 느낄 정도의 이상상태가 되는 것도 아니기 때문에 운전자는 운전을 속행하게 되므로 이상기통으로부터의 불연성의 연료가 배기계에 방출되는 등의 문제가 발생하고 있었다.
본 발명의 목적은 특정기통의 연소이상이 검출될 수 있는 내연기관의 연소이상 검출 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 연소이상 검출장치에 있어서 엔진의 회전상태를 검출하는 센서와 센서의 출력에 의거하여 기통신호를 발생하는 기통신호발생수단과, 기통신호에 의거하여 기통간격을 계측하는 기통간격 계측수단과, 기통간격을 비교연산하므로서 이상을 판단하는 판정수단을 가지고 구성되어 있다.
상기 연소이상 검출장치는 엔진의 회전을 센서에 의하여 검출하고 기통신호 발생기에서 각 기통의 기통신호를 발생하고 기통신호로부터 기통간격을 계측하고 비교연산하므로서 특정기통의 연소이상의 검출을 할 수가 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
제 1 도는 본 발명을 실시한 엔진제어 시스템이다.
공기는 에어클리너(9)의 입구부(10)로부터 들어가고 흡입공기량을 검출하는 열선센서(11), 흡입공기량을 제어하는 드로틀밸브를 가지는 드로틀보디(12)를 통하여 내연기관(7)의 실린더내에 흡입된다. 또한 열선센서의 출력은 제어유닛(4)에 입력된다. 한편 연료는 연료탱크(18)로부터 연료펌프(13)로 흡인 가압되어 연료뎀퍼(14), 연료필터(15)를 통하여 분사밸브(17)로부터 내연기관(7)에 공급된다. 또한 연료는 레규레이터(16)에 의하여 일정압력으로 조정되고 있다.
크랭크 샤프트에는 일정가도 마당데 돌기부를 설치한 원판이 설치되어 있고 크랭크각 센서(1), 기존센서(2)의 픽업부에 의하여 기준신호 및 크랭크각 신호가 검출되어 제어유닛(4)에 입력된다. 또 분배기(5)에는 제 1 기통 센서가 내장되어 있고 검출된 제 1 기통 신호는 제어유닛(4)에 입력된다. 상기 제어유닛은 CPU, ROM, RAM 각 입력기에 의하여 구성되고 상기 열선센서(11) 등의 센서의 출력을 받아넣어 소정의 연산처리를 행하고 이 연산결과인 출력신호에 의하여 상기 분사밸브(17)는 작동된다. 또 제어유닛(4)의 연산결과인 출력신호는 점화코일(3)의 파워 트랜지스터에 보내져 점화시기가 제어된다.
제 2 도는 제어유닛(4)의 상세를 나타낸 도이다.
또한 설명을 위하여 약간의 생략이 되어 있다.
제 1 기통센서는 크랭크각 2회전마다 발생하는 제 1 기통신호를 검출하는 센서이고, 검출된 제 1 기통신호의 파형정형회로(201)에 의하여 구형파로 정형되고 다시 입력포오트(203)에서 디지털 양으로 변환한다. 크랭크각 센서는 소정 크랭크각 마다에 발생하는 크랭크신호를 검출하는 센서이고 검출된 크랭크신호는 파형정형회로(202)에 의하여 구형파로 정형되어 입력포오트(204)에서 디지털양으로 변환된다. 크랭크 신호는 예를들면 크랭크각 1도 정도의 비교적 작은 각도마다 발생한다. 기준 신호센서는 소정크랭크각에 발생하는 기준신호를 검출하는 센서이다. 검출된 기준신호는 파형정형회로(200)에 의하여 정형된다. 기준신호는 예를들면 크랭크각 180도 정도의 비교적 큰 각도마다 발생한다. 파형 정형회로(200, 201, 202)의 출력신호는 다시 기통신호 발생기에 의하여 각 기통에 상응하는 크랭크축의 회전마다에 신호가 발생되어 입력포오트(206)에 의하여 디지털량으로 변환된다. 클럭발생기(213)는 짧은 시간의 주기로 구형파를 발생한다. 주기 카운터(208)는 기통신호발생기(207)의 기통신호 후에 클럭발생기(213)의 출력을 카운트 및 클리어하여 기통신호가 발생한 뒤부터 다음의 기통신호까지의 시간을 계측한다. 주기 카운터(203)의 출력은 입력포오트(206)에 의하여 디지털 양으로 변환된다. 입력포오트(203, 204, 205, 206) 및 RAM(220), ROM(221), CPU(222)는 버스라인에 의하여 접속되어 있다. CPU(222)는 각 입력포오트로 부터의 신호를 받아 ROM(221)에 격납되어 있는 프로그램에 따라 연산처리한다. RAM(220)은 CPU(222)의 연산에 관련된 데이터를 일시적으로 대피시키기 위하여 사용된다.
CPU(222), ROM(221), RAM(220) 및 출력포오트(209, 210)는 버스라인에 의하여 접속되어 있다.
CPU(222)의 연산결과는 출력포오트(209)를 통하여 구동회로(211)에 의하여 점화기(3)의 파워 트렌지스터가 구동되어 분배기(5)에 의하여 점화된다. 또한 출력포오트(210)를 통하여 구동회로(212)에 의하여 연소이상 표시 램프(6)의 점등이 행해진다.
제 3 도에 제 1 기통신호, 기준 신호, 크랭크 신호, 기통 신호, 주기 카운터, 점화 신호의 타이밍챠트가 표시되어 있다.
제 5 도는 고장판단을 위한 CPU(222)의, 동작을 나타낸 플로우챠트도이다. 또한 이 플로우챠트도는 4기통 엔진을 위한 것이다. 이 플로우챠트에 나타낸 동작은 기통신호 발생시마다 기동된다. 먼저 스텝(501)에서 제 1 기통인가의 여부가 판단된다. 제 1 기통이면 스탭(503)에서 기통을 나타내는 변수(Kn)를 1로하고 스탭(504)으로 진행한다. 제 1 통이 아니면 기통을 나타내는 변수(Kn)을 증가시키기 위하여 전회의 변수(Kn-1)에 1을 가산하여 스탭(504)에 진행한다.
스탭(504) 내지 스탭(507)은 연소이상 판단을 하기 위한 조건이 구비되어 있는지 여부를 판단하기 위한 스탭이다.
스탭(504)에서 엔진온도(Tw)가 소정의 온도(Tw1)에 달하고 있는지의 여부가 판단된다. 소정의 온도(Tw1)는 워밍(Warming)된 엔진의 온도가 사용되고, 예를 들면 70℃로 설정할 수 있다. 엔진이 소정의 온도(Tw1)에 달하고 있으면 스탭(506)으로 진행한다.
엔진온도가 소정의 온도에 달하고 있지 않으면 엔진회전이 안저되어 있지 않으므로 연소의 이상 판단을 하지 않고 스탭(707)에 진행한다. 스탭(506)에서 엔진부하가 소정의 범위내(L0, L1)에 있는가의 여부가 판단된다.
여기서 예를 들면 L1은 드로틀밸브가 개방부근, 즉 0㎜Hg이거나 또는 그보다 약간 작은값으로 설정할 수가 있다.
또 예를 들면 L0는 아이들 상태를 벗어나 감속상태가 됐을 때 즉 -550㎜Hg 부근에 설정할 수가 있다.
엔진부하가 소정의 범위이면 스탭(506)으로 진행한다.
또 엔진부하가 소정의 범위에 없으면 연소이상의 판단을 하지 않는 것으로 하고 스탭(707)으로 진행한다.
스탭(507)에서 엔진회전수(N)가 소정의 범위내(N0, N1)에 있는가의 여부가 판단된다. 여기서 예를들면 N0는 시동회전수(400rpm) 부근에 설정할 수가 있다.
또 예를들면 L1은 엔진의 회전관성이 커지는 300rpm 부근으로 설정할 수가 있다. 엔진회전수가 소정의 범위내에 있으면 스탭(508)으로 진행한다. 또 엔진회전수가 소정의 범위내에 없으면 연소이상의 판단을 하지 않는 것으로 하여 스탭(707)에 진행한다. 또한 스탭(504) 내지 스탭(507)에서는 이것외에 기본 분사량, 흡기관압력, 드로틀밸브개방도 등의 엔진부하를 대표하는 것을 조건판단으로 사용해도 좋으며 연료파단 상태인가 등의 연료의 분사상태를 조건으로서 부가해도 좋다. 스탭(508)에서는 적산을 나타내는 변수(tn)을 하나 가산한다.
제 6 도에 나타낸 플로우챠트도의 각 스탭은 각기통 간격의 시간의 적산을 위한 것이다.
스탭(600)에서는 적산회수(tn)가 4xp회에 달했는가의 여부가 판단된다. p는 미리 결정된 수이고, 그 고장 판단의 형태에 의한 것이다. 4xp회로 한 것은 4기통 엔진에 있어서 각 기통에 대한 적산회수가 같게 하기 위하여 규정한 것이고 예를 들면 6기통엔진에서는 6xp회에 달했는가의 여부를 판단하면 된다.
적산회수가 소정회수에 달하고 있지 않으면 스탭(600)으로부터 스탭(601)의 플로우에 진행한다. 스탭(600)에서 기통을 나타내는 변수(Kn)가 1인가의 여부가 판단된다.
Kn가 1, 즉 제 1 기통이면 스탭(602)으로 진행한다,
이 스탭에서는 전회까지의 제 1 기통의 적산치(An-1)에 제 1 기통의 기통간시간(an)을 가산하여 금회의 제 1 기통의 적산치(An)로 한다. an은 기통신호발생기(207)에 의하여 계측된 것이고, 그 내용은 제 3 도의 타이밍챠트에 도시되어 있다. 스탭(602)에서 적산의 처리 후에 종료한다. 스탭(601)에서 Kn=1이 아닌 때는 스탭(603)으로 진행한다. 스탭(603)에서는 기통을 나타내는 변수(Kn)가 2인가의 여부, 즉 제 2기통인가의 여부의 판단이 행해진다.
제 2 기통이면 전회까지의 제 2 기통의 적산치(Bn-1)에 기통간 시간(bn)을 가산하여 금회의 제 2 기통의 적산치(Bn)으로 한다. bn은 기통신호 발새이(207)에 의하여 제 1 기통의 신호가 발생한 후 제 2 기통의 신호가 발생할 때까지의 시간을 주기 카운터(208)에 의하여 계측된 것이다.
마찬가지로 스탭(605) 내지 스탭(508)에서 제 3기통인가 제 4기통이냐의 판단이 행해지고 제 3 기통의 적산치(Cn), 제 4 기통의 적산치(Dn)의 적산이 행해진다. 또한 여기서 각 기통간격의 시간은 점화타이밍의 간격을 사용해도 좋으며, 그것을 적산하므로서 연소이상의 검출을 할 수가 있다. 스탭(605)에서 적산회수가 소정회전수에 달했다고 판단되면 스텝(701)으로 진행한다.
제 7 도에서 나타낸 플로우챠트도의 각 스탭은 각 기통의 간격의 시간의 적산치를 사용한 연소이상판단과 그 처리를 위한 것이다.
스탭(701)에서 각 기통의 적산치(An, Bn, Cn, Dn)의 평균치(Tn) 및 최대치와 최소치의 차(△T)를 산출한다.
제 4 도는 제 3 기통에 이상이 있을 경우 예를들면 제 3 기통이 실화(失火)하고 있는 경우의 기통간 시간을 나타낸 도이다.
기통간 시간은 연소상태, 분사기의 설치위치가 흡기계의 구조에서 불균일이 있음이 알려져 있으나, 단일 기통만에서 실화 등의 이상이 발생했을 경우는 그 기통에서는 토오크가 발생하지 않으므로 기 기통의 시간만이 비정상적으로 길어져 있다. 제 4 도에 있어서, 제 3 기통을 나타내는 cn이 다른 것에 대하여 길다는 것을 알 수 있다. 스탭(702)에서는 최대치와 최소치의 차(△T)를 평균치(Tm)로 나눈 값이 소정치(α) 이내에 들어가 있는가의 여부가 판단된다. 제 4 도에 있어서는,
Tm = (An+Bn+Cn+Dn)
An = a0+a1+a2+…
Bn = b0+b1+b2+…
Cn = c0+c1+c2+…
Dn = d0+d1+d2+…
△T = Cn-Bn
이다. 또한 판정에 대해서는 T의 값이거나, 또는 (최대치-Tm) 등을 사용해도 좋다. 스탭(702)에서 소정범위에 들어가 있지 않을때는 이상상태이므로 스탭(703)에서 연소이상램프를 온(ON)한다. 그리고, 스탭(705)에서 점화시기를 엔진회전수 및 엔진부하에 의하여 결정하는 기본점화시기에 의거한 소정치로부터 5도(deg)지각시키도록 점화시기를 제어한다. 스탭(706)에서 공연비를 10% 농후하게 한다.
스탭(702)에 소정범위에 들어가 있을때는 이상상태가 아니므로 스탭(704)에서 연소이상표시램프를 오프(OFF)한다.
그리고 스탭(707)에서 각 변수의 내용을 클리어하고 종료한다.
또한 본 플로우챠트는 4기통 엔진에 사용되는 것이나 적산을 위한 변수를 An, Bn, Cn, Dn에 En, Fn을 부가하여 사용하므로서 6기통 엔진에 사용할 수도 있다.
또 기타의 기통수를 가지는 엔진에도 적용할 수가 있다.
본 발명에 의하면 특정기통의 연소이상을 검출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 엔진의 회전상태를 검출하는 센서와, 상기 센서의 출력에 의거하여 각 기통이 소정위치에 됐을 때에 기통신호를 발생하는 기통신호 발생수단과, 상기 기통신호에 의거하여 각 기통간의 시간을 구하는 기통간 시간 결정수단과, 상기 각 기통간의 시간을 비교연산하므로서 연소이상을 판정하는 판정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소이상 검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 판정수단은 각 기통간의 시간을 적산하여 적산시간을 구하는 적산수단을 구비하고, 상기 각 기통간의 적산시간을 비교연산하므로서 연소이상을 판정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소이상 검출장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 판정수단은 각 기통간의 시간을 평균하여 평균시간을 구하는 평균수단을 구비하고 상기 각 기통간의 시간과 상기 각 기통간의 평균시간을 비교연산하므로서 연소이상을 판정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소이상 검출장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 판정수단은 각 기통간의 시간중에서 최대인 최대시간을 구하는 최대시간 결정수단 및 각기통간의 시간중에서 최소인 최소시간을 구하는 최소시간 결정수단을 구비하고 상기 최대시간, 최소시간 및 평균시간에 의거하여 연소이상을 판정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소이상 검출장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 엔진온도를 검출하는 엔진온도 검출장치를 구비하고, 상기 판정수단은 상기 엔진온도가 소정치보다 끌때에 연소 이상의 판정을 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 소정의 엔진온도는 대략 70℃로 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 엔진회전수를 검출하는 엔진회전수 검출수단을 구비하고 상기 판정수단은 상기 엔진회전수가 소정치보다 클때에 연소이상의 판정을 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 소정치는 대략 400rpm인 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 엔전회전수를 검출하는 엔진회전수 검출수단을 구비하고 상기 판정수단은 상기 엔진회전수가 소정치보다 작을때에 연소 이상의 판정을 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 소정치는 대략 3000rpm인 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 엔진부하를 검출하는 엔진부하 검출수단을 구비하고 상기 판정수단은 상기 엔진부하가 소정치보다 클 때에 연소 이상의 판정을 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소 이상 검출장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 엔진부하를 검출하는 엔진부하검출수단을 구비하고 상기 판정수단은 상기 엔진부하가 소정치보다 작을때에 연소 이상의 판정을 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소이상 검출장치.
  13. 제 1 항 기재의 연소이상검출장치를 구비함과 동시에 공연비를 목표공연비로 제어하고 공연비 제어수단을 구비하고 상기 공연비 제어수단은 상기 연소이상의 판정이 있었을 때는 공연비를 상기 목표공연비보다도 농후해지게 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  14. 제 1 항 기재의 연소이상 검출장치를 구비함과 동시에 점화시기를 엔진상태에 따른 점화시기로 제어하는 점화시기 제어장치를 구비하고 상기 점화시기 제어수단은 상기 연소 이상의 판정이 있었을 때는 점화시기를 소정각도 지각시켜 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
KR1019890011283A 1988-08-08 1989-08-08 내연기관의 연소이상 검출 장치 및 내연기관의 제어장치 Expired - Fee Related KR0144356B1 (ko)

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