KR920007896B1

KR920007896B1 - 내연기관의 통내 압력 검출장치

Info

Publication number: KR920007896B1
Application number: KR1019890004699A
Authority: KR
Inventors: 도시오 이와따; 사또루 오오꾸보
Original assignee: 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤; 시끼 모리야
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1992-09-18
Also published as: DE3912416A1; DE3912416C2; KR890016284A; JPH01262348A; US4944271A

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 통내 압력 검출장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 내연기관의 통내 압력 검출장치를 도시한 블럭도.

제2도는 한 실시예에 있어서 통내의 압력 센서에 엔진으로의 고정 상태를 도시하는 단면도.

제3도는 통내 압력의 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 통내 압력 센서

3 : 인터페이스 회로 4 : 흡기압 센서

5 : 온도 센서 6 : 프랭크각 센서

7 : A/D 변환기 8 : 연소 파라미터 연산부

9 : 엔진 제어 유니트 10 : 공기 흐름 센서

11 : 점화장치 12 : 연료분사장치

본 발명은, 내연기관의 연소 상태를 제어하는 내연기관의 통내 압력 검출장치에 관한 것이다.

내연기관의 연소 상태를 제어하는 내연기관의 통내 압력 검출장치로서, 기관의 통내 압력을 검출하여, 그 압력 파형에서, 말하자면, 연소 압력 최대값(Pmax) 혹은, 그 연소 압력 최대값(Pmax)의 발생하는 크랭크 각 위치(θPmax) 혹은, 연소 압력의 최대 상승률(dp/dθmax) 혹은, 도시 평균 유효압(Pi)등의 연소 파라미터를 추출하여, 그들의 값이나 변동폭이 기관의 운전 성능상 최적값으로 되도록, 기관의 운전 제어 파라미터인 점화시키거나 공연비들을 제어하는 장치가 있다.

이와 같은 종래의 내연기관의 통내 압력 검출장치에 있어서는, 통내 압력 파형을 기초로 기관의 연소 상태를 검출하고 있기 때문에, 그 통내 압력 파형에는 충분한 정도가 요구된다.

그러나, 통내 압력을 검출하는 통내 압력 센서는 기관에 직접 설치되기 때문에, 센서의 온도 변화가 심하고, 경년 변화도 현저히 나타난다.

또한, 센서의 초기 불균형 등을 고려하면, 통내 압력센서로부터 출력되는 통내 압력 파형에 충분한 정도가 있다고 말할 수 없다.

따라서, 종래의 내연기관의 통내 압력 검출장치에서는 상기하는 바와같은 검출정도가 좋치 않은 통내 압력 파형을 사용하고 있었기 때문에, 기관의 연소 상태를 항상 최적으로 제어하는 것이 곤란해지는 문제점이 있었다.

또한, 기관의 크랭킹시나 연료 커트시와 같이 연소하지 아니한 경우에도 통내 압력 파형의 정보에 의해 상기 제어동작을 행하는 종래의 내연기관의 통내 압력 검출장치에 있어서는 운전 제어 파라미터를 이상의 값으로 제어하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기하는 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 행해진 것으로, 통내 압력 센서의 출력하는 통내 압력 파형에서 연소 상태를 정확히 가장 적합한 값으로 제어할 수 있는 내연기관의 통내 압력 검출장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 내연기관의 통내 압력 검출장치는, 내연기관의 연소 상태를 검출하는 통내 압력 센서와, 그 통내 압력 센서의 출력 신호로부터 내연기관의 연소상태를 도시하는 연소 파라미터를 연산에 의해 추출하는 연소 파라미터 연산부와, 그 연소 파라미터의 값에 의해서 기관의 운전 제어 파라미터를 제어하는 엔진 제어 유니트를 설치한 것이다.

본 발명에 있어서, 통내 압력 센서에 의해 내연기관의 연소상태를 검출하여, 그 검출신호에 의해 연소 파라미터 연산부로 내연기관의 연소상태를 도시하는 연소 파라미터를 연산하여, 그 연산 파라미터를 연산하는 단계로 통내 압력 센서의 출력 신호의 오프셋트와 이득을 자동적으로 교정하여, 연소의 행해지지 않는 운전상태에 있는 경우에는 엔진 제어 유니트에 의해 운전 제어 파라미터의 제어를 일시 중단한다.

다음에, 본 발명의 한 실시예는 도면을 참조로 하여 설명하는데, 도면중 동일부호는 동일, 또는 해당 부분을 도시한다. 제1도는 그 한 실시예의 구성을 도시하는 블록도이다. 이 제1도에 있어서, (1)은 4기통의 내연기관(이하로는 엔진이라 한다)이며, 각각의 기통에 통내 압력 센서(2)가 설치되어 있다.

(3)은 인터페이스 회로이며, 통내 압력 센서(2)의 출력 신호를 받아, 통내 압력 신호를 전압값으로 하여 출력한다.

(4)는 엔진(1)의 흡기 매니폴드(manifold)의 압력을 검출하는 흡기압 센서이며, (5)는 통내 압력 센서(2)와 같은 위치 혹은, 근처에 설립된 온도센서이다.

(6)은 엔진(1)의 크랭크축의 회전각도를 검출하는 크랭크각 센서, (7)은 아날로그/디지탈(이하, A/D라 함) 변환기이며, 인터페이스 회로(3)와 흡기압 센서(4)와 온도센서(5)의 출력 전압을 입력하여, 디지털 신호로 변환한다.

(8)은 연소 파라미터 연산부이며, A/D 변환기 및 크랭크각 센서(6)의 출력 신호로서 부터 통내 압력 파형에 포함이 되는 연소 파라미터를 연산한다.

(9)는 엔진 제어 유니트이며, 흡입 공기량을 검출하는 공기 흐름 센서(10)와, 크랭크각 센서(6)와, 흡기압 센서(4)와 연소 파라미터 연산부(8)의 출력신호를 기초로, 운전 제어 파라미터인 점화 시기, 혹은, 공연비를 계산하여, 점화 신호 및 연료 분사 신호로서 출력한다.

(11)은 점화장치, (12)는 연료 분사장치이며, 각각 엔진 제어 유니트(9)로부터 점화 신호 및 연료 분사 신호를 받아, 도시하지 아니한 점화 플러그 혹은, 인젝터를 구동하여, 엔진(1)의 점화 및 연료 분사를 한다.

여기에서, 통내 압력 센서(2)는 예컨대, 링 형태의 압전 타이프의 통내 압력 센서를 사용할 수가 있다. 이 통내 압력 센서(2)는 제2도에 도시하는 바와 같이 엔진(1)의 연소기통의 상벽을 실린더 헤드(101)와 점화 플러그(102)와의 사이에 장착된다. 상기 압전 타이프의 통내 압력 센서(2)에서는 통내 압력에 대응하는 신호가 전하량에서 출력이 되기 때문에, 인터페이스 회로(3)에서는 전하량을 전압값으로 변환한다.

다음으로, 동작에 대해서 설명을 한다. 제3도에 통내 압력 파형을 도시한다. 그 통내 압력 파형은 상술한 바다같이 센서의 불균형이나, 온도 변화에 압력의 절대값이 정확히 정해지지 않는다.

거기에서, 다음에 압력값의 교정 방법을 상술한다. 제3도의 흡기행정에 있어서는, 흡개 밸브가 열려 통내 압력은 흡기 매니폴드의 압력과 동등한 상태로 되어 있다. 거기에서, 흡기 행정에 있어서 소정의 크랭크 각도 위치, 예를들면, 하사점(BDC) 위치를 크랭크각 센서(6)의 출력 신호로부터 검지하며, 그 시점의 통내 압력 신호값을 흡기압 센서(4)의 표시하는 압력값(PI)으로 교정한다. 그에 따라, 통내 압력의 오프셋트를 교정한다. 그 오프셋트 교정은 엔진(1)의 운전중에 항상 가능하다.

다음으로, 엔진(1)의 기통내에서 연소가 행해지지 아니하는 경우에는, 연소에 의한 압력이 발생하지 아니하기 때문에, 통내 압력 파형은 제3도의 파선으로 도시하는 바와 같이 상사점(TDC)을 최대값으로 하는 파형으로 된다.

거기에서, 엔진(1)의 압축비(ε)가 미리 정해져 있기 때문에, 상사점(TDC)에 있어서, 통내 압력의 피크값(Pr)은 상술한 흡기행정에 있어서 통내 압력 교정값에 압축비를 곱한 값(P_T=_εP_I)으로서 구할 수가 있다.

따라서, 실제의 교정에 있어서는, 엔진(1)의 시동 크랭킹시, 혹은 감속시동의 연료 커트시와 같이 연소가 행해지지 아니하는 운전 조건을 엔진 제어 유니트(9)에 있어서 검출하여, 크랭크각 센서(6)에 의해 상사점(TDC) 검출을 하여, 그 시점에서 상기와 같은 통내 압력의 교정을 행한다. 그 교정에서는 통내 압력 이득의 교정을 행한다.

다음으로, 상기한 소정의 운전 상태에 있어서 통내압의 이득의 교정에서는, 엔진(1)의 운전 상태 변화에 따라, 통내 압력 센서(2)의 온도 변화가 발생하여, 통내 압력 센서(2)의 온도 특성에 따라 이득의 교정시와는 통내 압력값이 정확한 값으로부터 벗어날 우려가 있다.

거기에서, 통내 압력 센서(2)의 온도 특성(k)은 미리 알고 있기 때문에, 그 특성을 연소 파라미터 연산부(8)에 미리 입력하여 두고, 통내 압력 센서(2)와 동일 위치 혹은, 근처에 설치한 온도 센서(5)에 의해 통내 압력 센서(2)의 온도 변화(△t)를 검출하여, 통내 압력의 이득을 온도 변화에 의해 (P_T=k·△t·_εP_I)로서 보정한다.

이와 같이, 통내 압력의 오프셋트나 이득을 교정하여 정확한 통내 압력을 구하므로써, 상술한 연소 파라미터를 통내 압력 신호로부터 정도가 좋게 연산할 수가 있게 된다.

한편, 엔진(1)의 시동 크랭크시, 혹은 감속시에 있어서 연료 커트시나, 점화 커트 혹은, 연료 커트에 의한 엔진(1)의 과회전 방지를 위해 동작중에서는 엔진(1)의 연소가 행해지지 아니하기 때문에, 통내 압력으로부터 연소 파라미터를 추출하여 운전 제어 파라미터를 제어시킨 경우, 전혀 다른 제어점으로 이행해버려, 연소가 정상으로 복귀하였을때는. 일시적으로 정상인 엔진 제어가 행해지지 않게 된다.

거기에서, 엔진 제어 유니트(9)에서는, 상기 운전 조건의 경우에는 연소 파라미터 연산부(8)의 출력 신호에 의한 제어를 정지하여, 미리 설정이된 운전 제어 파라미터에서 엔진(1)이 운전되는 기능을 갖고 있다.

이상과 같이. 본 발명에 의하면, 연소 파라미터 연산부에서 연소 파라미터를 연산하는 단계로 통내 압력 센서의 출력 신호의 오프셋트와 이득을 자동적으로 교정하여 연소가 행해지지 아니하는 운전 상태에 있는 경우에는 엔진 제어 유니트에 의해 운전 제어 파라미터의 제어를 일시 중단하도록 구성을 하였으므로, 통내 압력 검출에 의한 운전 제어 파라미터를 항상 최적값으로 제어할 수가 있다는 효과가 있다.

Claims

내연기관의 기통내의 압력을 검출하는 통내 압력 센서와, 상기 통내 압력 센서의 출력 신호의 오프셋트를 흡기행정의 소정 크랭크 각도 위치에 있어서의 흡기 압력에 의해 교정하는 오프셋트 교정수단과, 상기 통내 압력 센서의 출력 신호의 이득을 흡기행정의 소정 크랭크 각도 위치에 있어서의 흡기 압력과, 연소가 행해지지 않는 운전 조건하에서의 상사점 위치의 통내 압력에 의해서 교정하는 이득 교정 수단을 구비한 내연기관의 통내 압력 검출 장치.