KR20030047065A - Cam notch for sensing a cylinder and method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 실린더 인식을 위한 캠노치 및 그 인식방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미연 탄화수소를 줄여 배기가스의 저감을 향상되도록 개선된 실린더 인식을 위한 캠노치 및 그 인식방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cam notch for cylinder recognition and a recognition method thereof, and more particularly, to a cam notch for improved cylinder recognition and a recognition method thereof for reducing unburned hydrocarbons and improving exhaust gas.
대부분의 MPI(Multi Point Injection) 가솔린 엔진의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 전자 제어로 연료 및 점화 시기를 제어하게 된다. 이때 점화시기 및 연료량을 제어하기 위하여 2개의 센서를 이용하여 ECU는 실린더의 크랭크 위치를 파악하게 된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 센서 중 하나는 크랭크축에 장착되며 다른 하나는 캠축에 장착된다.In most MPI gasoline engines, fuel and ignition timing are controlled by electronic control as shown in FIG. 1. At this time, the ECU determines the crank position of the cylinder by using two sensors to control the ignition timing and fuel amount. As shown in Figs. 2 and 3, one of the two sensors is mounted on the crankshaft and the other is mounted on the camshaft.
이에 사용되는 크랭크 센서(11)의 경우 홀타입(hall type)이나 마그네틱 타입(magnetic type)을 많이 사용하며, 캠 센서(21)에는 주로 홀타입을 사용한다. 이때 신호 검출을 위해 60-2개의 치를 이용하여 6도마다 발생하는 신호(58개)와 2개의 펄스 빠짐으로 크랭크축이 1회전할 때 각 인식과 펄스 빠짐으로 한 바퀴 회전시 같은 위치의 크랭크 각을 인식한다. 이때 4실린더 엔진의 경우 1,4번 실린더와 2,3번 실린더는 동일한 궤적으로 회전한다.In the case of the crank sensor 11 is used a lot of a hall type (magnetic type) or a magnetic type (magnetic type), the cam sensor 21 mainly uses a hole type. At this time, the signal is generated every 6 degrees by using 60-2 teeth and 58 pulses are detected. When the crankshaft rotates one time, the crank angle is recognized. Recognize. In the case of the four-cylinder engine, cylinders 1 and 4 and cylinders 2 and 3 rotate with the same trajectory.
따라서 크랭크 2회전시 1사이클(cycle)이 완성되기 때문에 동일한 회전 각 일지라도, 즉 1번 실린더 압축시와 4번 실린더 배기시의 크랭크 각은 동일하다 하더라도 이를 구별하기 위하여 캠(22)에 캠 센서(21)를 장착하고, 이 신호를 이용하여 어느 실린더가 압축시이고 어느 실린더가 배기시인지를 구별하여야만 정확한 연료량을 해당 실린더에 분사해 줄 수 있게 된다. 이때 캠(22)과 크랭크(12)의 회전 비율은 캠(22)이 1회전시 크랭크(12)는 2회전을 한다.Therefore, since one cycle is completed when two cranks are completed, even if the same rotational angle is used, that is, even though the crank angles of the first cylinder compression and the fourth cylinder exhaust are the same, a cam sensor (not shown) may be used. 21) and this signal is used to distinguish which cylinder is compressed and which cylinder is exhausted so that the correct amount of fuel can be injected into the cylinder. At this time, the rotation ratio of the cam 22 and the crank 12 is the rotation of the crank 12 when the cam 22 rotates once.
그런데, 엔진이 정지한 후 다시 시동을 걸 때 엔진의 ECU는 현재의 크랭크 각을 모른다. 따라서 크랭킹시 현재의 크랭크 각을 인식하기 위하여 초기 엔진 정지 후 시작할 때가 가장 어려우며, 이때 스타트 모터(start motor)를 돌려서 센서로부터 신호가 나와도 ECU는 현재의 위치가 어디인지를 알 수가 없다. 이후 미싱투쓰(missing tooth)를 발견하여야만 1번 내지 4번의 TDC(Top Dead Center)임을 인식 할 수 있다. 이는 최대 360도의 실린더 인식 지연을 초래하게 된다.However, when the engine is stopped and restarted, the engine ECU does not know the current crank angle. Therefore, when cranking, it is most difficult to start after the initial engine stop to recognize the current crank angle. At this time, even if a signal is output from the sensor by turning the start motor, the ECU cannot know where the current position is. After that, only the missing tooth must be found to recognize the first to fourth TDCs (Top Dead Center). This results in cylinder recognition delay of up to 360 degrees.
즉 도 4에 도시된 바와 같이, 캠 신호를 지나 다음 화살표에서부터 센서가 신호를 인식한다고 할 때 3번 실린더 압축시를 지난다 하여도 3번 실린더 압축인지를 모르고 지나가며 4번 실린더 압축에 도달하여야만 최초로 크랭크 각의 위치가 어디인지 ECU가 인식하게 된다.That is, as shown in Figure 4, when the sensor recognizes the signal from the next arrow after the cam signal, even if the 3 cylinder compression time passes even without knowing whether it is the 3 cylinder compression passing 4 cylinder compression first The ECU will know where the crank angle is located.
따라서 미싱투쓰(missing tooth)가 나오는데 까지 최대 360도의 지연을 초래하게 된다. 이때 1번 실린더 압축과 4번 실린더 압축은 동일한 크랭크 각임에도 불구하고 어느 실린더가 압축이고 배기인지 구분이 지어 지는 것은 캠 신호로 알 수 있으며, 크랭크각의 미싱투쓰(missing tooth)일 때 캠 신호가 없으면 4번으로 인식하고 있으면 1번으로 인식한다. 이후 한번 캠 신호가 인식되면 크랭크 앵글로 환산되어 4 > 2 > 1 > 3 번을 ECU가 순차적으로 인식하게 된다.This results in a delay of up to 360 degrees before the missing tooth appears. At this time, although the 1st cylinder compression and the 4th cylinder compression are the same crank angle, it is possible to know which cylinder is compressed or exhausted by the cam signal. When the cam signal is the missing tooth of the crank angle, If not, it is recognized as 4 and if it is 1, it is recognized. After that, once the cam signal is recognized, the ECU converts 4> 2> 1> 3 times into crank angles.
그리고 차량에서 시동시 엔진이 완전히 정지하면 ECU는 현재의 크랭크 위치를 인식하지 못한다. 또한 전술한 바와 같이 크랭크 각 및 실린더 인식방법으로인식한 최초 실린더 4번 압축(도 5의 표에서 0도 일 때)을 지나면 다음 오는 최초 폭발 가능 실린더는 2번 실린더이지만 연료 분사는 미연 탄화수소를 줄이기 위하여 항상 흡기 밸브가 닫힌 다음에 연료를 분사하게 된다. 따라서 최초 연료 분사는 1번에서 시작되므로 최초의 폭발(이하, 초폭이라 함)이 일어나기 전 720도의 지연이 발생된다.And if the engine comes to a complete stop when starting up in the vehicle, the ECU does not know the current crank position. In addition, as described above, after the first cylinder 4 compressions (when 0 degrees in the table of FIG. 5) recognized by the crank angle and the cylinder recognition method, the next explosive cylinder is the second cylinder, but fuel injection reduces unburned hydrocarbons. For this reason, fuel is always injected after the intake valve is closed. Therefore, the first fuel injection starts at number 1, so there is a 720-degree delay before the first explosion (hereinafter referred to as "super").
그리고 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 크랭크 노치(13)와 캠 노치(23)를 이용한 크랭크 앵글 및 캠 각으로는 최대 720도의 지연이 어쩔 수 없이 발생하게 되며(이는 시동시 2회전을 의미), 이러한 문제는 운전자가 시동을 위해 키를 돌렸을 때 크랭킹하여 초폭이 일어나는 시간이 많이 필요하다. 현재 양산되어 있는 차량들은 초폭에 약 2초 정도가 걸린다.2 and 3, the crank angle and the cam angle using the crank notch 13 and the cam notch 23 inevitably cause a delay of up to 720 degrees (this means two turns at start-up). This problem requires a lot of time for the cranking to occur when the driver turns the key to start. Cars in production now take about two seconds at the beginning.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 최초 시동시 최대 720도의 초폭 지연을 최대한 줄이고 여러 개의 캠 노치를 이용하여 초기에 빠른 실린더 구별이 이루어지도록 한 실린더 인식을 위한 캠노치 및 그 인식방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, and the cam notch for cylinder recognition to achieve the early cylinder differentiation by using a plurality of cam notches to minimize the ultra-low delay of up to 720 degrees at the first start, and its The purpose is to provide a recognition method.
도 1은 일반적인 연료량과 점화시기를 제어하는 개략적인 시스템도.1 is a schematic system diagram for controlling a general fuel amount and ignition timing;
도 2는 크랭크 앵글 센서 및 노치를 개략적으로 나타내 보인 도면.2 is a schematic representation of a crank angle sensor and notch;
도 3은 캠노치와 캠 센서를 개략적으로 나타내 보인 도면.3 is a schematic view showing a cam notch and a cam sensor.
도 4는 종래의 기술에 따른 캠 신호 특성을 나타내 보인 도면.4 is a view showing a cam signal characteristic according to the prior art.
도 5는 크랭크 각에 따른 실린더의 작동을 나타내 보인 도면.5 is a view showing the operation of the cylinder according to the crank angle.
도 6은 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치와 캠 센서를 개략적으로 나타내 보인 도면.6 is a view schematically showing a cam notch and a cam sensor for cylinder recognition according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치 인식방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.7 is a schematic flowchart sequentially showing a cam notch recognition method for cylinder recognition according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 캠의 신호특성을 나타내 보인 도면.8 is a view showing a signal characteristic of the cam according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
30. 캠30. Cam
31,32,33,34. 노치31,32,33,34. Notch
40. 캠 센서40. Cam sensor
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실린더 인식을 위한 캠노치는, 엔진의 실린더 인식을 위해 캠축의 캠에 적어도 두 개 이상 노치가 형성되어 이를 캠센서가 인식토록 하는 것을 그 특징으로 한다.Cam notch for cylinder recognition of the present invention for achieving the above object, characterized in that at least two notches are formed on the cam of the cam shaft for the cylinder recognition of the engine to be recognized by the cam sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실린더 인식을 위한 캠노치 인식방법은, (a) 크랭크 신호 및 캠 신호를 취득하는 단계와; (b)상기 캠 신호에 따라 상기 크랭크 각을 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)에서, 상기 크랭크 각이 15도이면 1번 실린더로 인식하고, 상기 크랭크 각이 30도이면 3번 실린더로 인식하며, 상기 크랭크 각이 60도이면 4번 실린더로 인식하고, 상기 크랭크 각이 90도이면 2번 실린더로 인식하는 것을 그 특징으로 한다.Cam notch recognition method for cylinder recognition of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) obtaining a crank signal and a cam signal; (b) determining the crank angle according to the cam signal; (c) In step (b), if the crank angle is 15 degrees, it is recognized as cylinder 1; if the crank angle is 30 degrees, it is recognized as cylinder 3; if the crank angle is 60 degrees, it is recognized as cylinder 4 And, if the crank angle is 90 degrees, it is characterized in that it is recognized as the second cylinder.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6에는 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치가 개략적으로 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 실린더 인식을 위한 캠노치의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징만을 설명하기로 한다.6 schematically shows a cam notch for cylinder recognition according to the invention. Here, the description of the configuration of the cam notch for general cylinder recognition will be omitted, and only the features of the present invention will be described.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치는, 엔진의 실린더 인식을 위해 캠축의 캠(30)에 적어도 두 개 이상 노치(31,32,33,34)가 형성되어 이를 캠 센서(40)가 인식토록 한다. 예컨대 실린더가 4실린더인 경우, 노치(31,32,33,34)가 4개 형성된다.Referring to the drawings, at least two notches 31, 32, 33 and 34 are formed on the cam 30 of the camshaft for cam recognition of the cylinder according to the present invention. 40 to be recognized. For example, when the cylinder is four cylinders, four notches 31, 32, 33 and 34 are formed.
그리고 각각의 노치(31,32,33,34)는 서로 그 크기가 다르게 형성되어 크랭크각이 180도 지나기 전에 실린더를 인식토록 한다.Each notch 31, 32, 33, 34 is formed in a different size so as to recognize the cylinder before the crank angle passes 180 degrees.
도 7에는 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치 인식방법은, 우선, 크랭크 신호 및 캠 신호를 취득한다.(단계 110)In Fig. 7, the cam notch recognition method for cylinder recognition according to the present invention first acquires a crank signal and a cam signal. (Step 110).
이어서, 상기 캠 신호에 따라 크랭크 각을 판단한다.(단계 120)Next, the crank angle is determined according to the cam signal. (Step 120).
상기 단계 120에서 크랭크 각이 15도이면 1번 실린더로 인식하고, 상기 크랭크 각이 30도이면 3번 실린더로 인식하며, 상기 크랭크 각이 60도이면 4번 실린더로 인식하고, 상기 크랭크 각이 90도이면 2번 실린더로 인식한다.(단계 131,132,133,134)In step 120, if the crank angle is 15 degrees, it is recognized as cylinder 1, and if the crank angle is 30 degrees, it is recognized as cylinder 3; if the crank angle is 60 degrees, it is recognized as cylinder 4; and the crank angle is 90 degrees If it is a degree, it is recognized as cylinder # 2 (steps 131, 132, 133, 134).
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치 및 그 인식방법은, 최초 시동시 최대 720도 의 초폭(처음 실린더에 불이 붙는 시점) 지연을 최대한 줄이고, 여러 개의 캠 노치(31,32,33,34)를 이용하여 초기에 빠른 실린더 구별을 위한 캠 노치(31,32,33,34) 및 이에 대한 인식 방법으로, 빠른 실린더 인식을 위하여 종래의 캠 노치(23; 도 3참조)는 하나가 형성된 반면, 본 발명의 경우에는 여러 개 예컨대 4실린더의 경우 4개를 형성하여 실린더 인식을 한다.As described above, the cam notch for cylinder recognition according to the present invention and a method for recognizing the same have the maximum delay of up to 720 degrees (the time when the cylinder first catches fire) at the first start and the maximum number of cam notches 31 and 32. By using the cam notches 31, 32, 33, 34 and the recognition method thereof for quickly distinguishing the cylinders, the conventional cam notches 23 (see FIG. 3) can be used for quick cylinder recognition. While one is formed, in the case of the present invention, for example, four cylinders are formed to recognize the cylinder.
그리고 캠 노치(31,32,33,34)의 노치 크기를 각각 다르게 하여 크랭크 각이 180도가 지나기 전에 어떤 실린더인지를 인식한다.The notch sizes of the cam notches 31, 32, 33, and 34 are changed to recognize which cylinder the crank angle passes before 180 degrees.
또한 종래의 캠 노치의 노치 모양은 반달 모양이나, 노치가 하나만 형성되어 있는 경우 등 다양하지만 기본 적으로 한 회전에 한번의 신호만을 발생한다. 그리고 종래의 캠 신호 특성인 도 3과 비교되는 도 8에 도시된 바와 같이, 크기가 다른 신호 3가지가 각각 추가된 상태로 그림의 화살표 방향에서 스타트가 된다고 하여도 최대 크랭크각 180도 만에 3번 압축임을 감지하고 4번 압축에서는 초폭을 할 수 있다. 이러한 시간의 단축은 기존에 대비하여 반의 시간으로 단축되기 때문에 초폭에 걸리는 시간을 반으로 줄일 수 있다.In addition, the notch shape of the conventional cam notch is various, such as a half moon shape or a case where only one notch is formed, but basically only one signal is generated per rotation. As shown in FIG. 8 compared with FIG. 3, which is a conventional cam signal characteristic, even when three signals having different magnitudes are added, the start is performed in the direction of the arrow in the figure. Compression 4 times can be detected, and compression 4 can be very wide. This shortening of time can be reduced to half the time compared to the previous time, so the time taken for the ultra-short time can be cut in half.
또한 각 캠의 신호를 실린더에 맞추어 확인하는 방법은, 캠 신호가 작동되는 동안의 크랭크 신호를 측정하여 캠 신호가 작동되는 기간을 모니터링 하는 방법을사용한다. 즉 캠(30)의 노치(31,32,33,34) 크기를 각각 다르게 사용하였기 때문에 캠 신호가 들어오는 동안의 크랭크 앵글의 신호가 15도라고 하면 1번으로 인식하고 캠 신호가 들어오는 동안 크랭크가 30도 들어오면 3번으로 인식하며, 60도이면 4번, 90도이면 2번으로 인식한다.In addition, the method of confirming the signal of each cam according to the cylinder uses a method of monitoring the period during which the cam signal is operated by measuring the crank signal while the cam signal is operated. That is, since the notches 31, 32, 33, 34 of the cam 30 are used differently, if the crank angle signal is 15 degrees while the cam signal is input, it is recognized as 1 and the crank is 30 while the cam signal is input. Also, it is recognized as 3 when it comes in, and as 4 when it is 60 degrees, it is recognized as 2 when it is 90 degrees.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 인식을 위한 캠노치 및 그 인식방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the cam notch for cylinder recognition and the recognition method thereof according to the present invention have the following effects.
시동 초기 정확한 최초 실린더가 어떤 것인지 구조가 간편하면서 정확히 빠르게 구별해 줄 수 있다. 이러한 빠른 실린더 구별은 초기 정확한 연료 분사위치를 결정하는데 중요한 역할을 하며 이러한 연료 분사로 초기 발생하는 미연 탄화수소를 줄여 향후 배기가스 기준에 대응할 수 있다.At the start of startup, the exact initial cylinder can be distinguished easily and accurately. This fast cylinder differentiation plays an important role in determining the initial precise fuel injection position and can reduce future unburned hydrocarbons from these fuel injections to meet future emission standards.
또한 종래에는 엔진을 정지한 후 다시 시동시 시동 기간이 너무 길었으나, 본 발명의 적용으로 시동 기간을 최소한으로 줄일 수 있다.In addition, in the related art, the start-up period is too long when the engine is stopped and restarted, but the start-up period can be reduced to a minimum by the application of the present invention.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (4)
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- 2001-12-07 KR KR1020010077442A patent/KR20030047065A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |