KR950004612B1

KR950004612B1 - 내연기관 실화검출방법 및 장치

Info

Publication number: KR950004612B1
Application number: KR1019910008821A
Authority: KR
Inventors: 와다루 후쿠미; 도시오 이와다; 도시오 오자와
Original assignee: 미쓰비시덴키가부시키가이샤; 시키모리야
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-05-29
Publication date: 1995-05-03
Also published as: KR920001068A; DE4120935C2; DE4120935A1; US5343844A

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관 실화검출방법 및 장치

제1도는 이 발명에 의한 한 실시예의 플로차트.

제2도는 제1도의 실화계수기의 동작설명도.

제3도는 이 발명의 다른 발명에 의한 한 실시예의 플로차트.

제4도는 이 발명의 또다른 실시예를 설명하기 위한 플로차트.

제5도는 이 발명의 또다른 발명에 의한 내연기관 실화검출장치의 한 실시예를 표시한 구성도.

제6도는 제5도의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제7도는 제5도에 의한 내연기관 실화검출방법을 표시하는 플로차트.

제8도는 제5도의 다른 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제9도는 종래의 내연기관 실화검출장치를 표시하는 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,10A : EUC 13 : 점화플러그

16 : AD 변환기 17 : 운전상태검출부

18 : 임계치연산부 19 : 비교부

20,20A : 이온전류검출부 30 : 전류성분분검출기

이 발명은 내연기관의 실화상태를 정확히 판별하는 내연기관 실화검출방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 가소린엔진등에 사용되는 내연기관은 복수의 기통(예를들면4기통)에 의하여 흡기, 압축, 폭발 및 배기의 4사이클로 구동된다.

이와 같은 내연기관에서는 각 기통별 점화시기 및 연료분사순서 등을 최적으로 제어하기 위하여 마이크로 컴퓨터에 의하여 전자적으로 연산이 실시되고 있다.

이 때문에 마이크로컴퓨터는 각종 운전조건외에 내연기관의 회전에 동기한 기통별 기준위치신호 및 특정기통에 대응한 기통식별신호등을 채취하고 각 기통별 동각위치를 식별하여 최적의 타이밍으로 제어하고 있다.

또 기준위치신호 및 기준식별신호를 발생하는 수단으로서는, 내연기관의 캠축 또는 크랭크축의 회전을 검출하여 동기신호를 발생하는 회전신호발생기가 사용되고 있다.

예를들면 각 기통의 점화제어에서는 피스톤으로 압축된 혼합기를 점화플러그의 불꽃에 의하여 연소시킬 필요가 있으나 연료나 점화플러그등의 상태에 따라서는 점화제어된 기통이 연소안되는 경우가 있다.

이와 같은 상태가 발생하면은 다른 기통에 대하여 이상부하가 걸려 엔진을 손상시키는외에 미연소가스의 유출에 의하여 여러가지 장애를 초래할 우려가 있다.

따라서 기관의 안전을 확보하기 위하여서는 각 기통에 대하여 확실한 연소여부를 점화행정사이클마다 검출할 필요가 있다.

이 때문에 종래로부터 실화정보로서 점화플러그의 갭간에 발생하는 이온전류를 검출하고 연소 또는 실화상태를 판별하는 장치가 제안되어 있다.

제9도는 이온전류를 실화정보로 하는 일반적인 내연기관 실화검출장치를 표시하는 구성도이다.

도면에서, 1은 내연기관의 구동축이 되는 크랭크축이며, 복수의 기통(도시생략)의 피스톤에 연결되어서 회전구동되게 되어 있다.

2는 크랭크축(1)과 동기하여 회전하는 캠축, 3은 크랭크축(1)과 캠축(2)을 연결하는 타이밍벨트이다.

일반적인 4사이클엔진의 경우 크랭크축(1)의 2회전에 대하여 흡입, 압축, 폭발 및 배기가 실행되고 크랭크축(1)의 2회전에 대하여 캠축(2)이 1회전하며, 캠축(2)은 각 기통의 4사이클동작의 1주기에 동기하여서 1회전하게 되어 있다.

따라서, 4기통엔진의 경우 각 기통의 동작위치는 크랭크축(1)에 대하여는 1회전의 1/2주기분(180˚)씩 위상차가 있으며 캠축에 대하여는 1/4주기씩 위상차가 있다.

4는 캠축(2)에 연결된 회전신호발생기의 회전축, 5는 회전축(4)의 일단에 설치된 기준위치검출용의 회전원판이다.

6은 회전원판(5)에 형성된 슬릿상의 창이며, 각 기통별 기준위치(소정회전각도)에 대응하도록 설치되어 있다.

또, 회전원판(5)에는 특정기통에 대응한 기통식별용의 창(도시생략)이 필요에 따라서 설치되어 있다.

8은 회전원판(5)의 일부에 대향배치된 고정판이다.

이 고정판(8)에는 창(6)에 대향하는 포토커플러센서(도시생략)가 설치되어 있으며 각 기통별 기준위치신호 L를 생성하게 되어 있다.

여기서는 창(6)의 회전방향전방측의 일단이 각 기통의 제1기준위치에 대응하고 회전방향후방측의 일단이 각 기통의 제2기준위치에 대응하고 있으며 기준위치신호 L는 제1기준위치에서 상승하고 재2기준위치에서 하강하는 펄스파형이 된다.

10은 전자제어장치를 구성하는 마이크로컴퓨터(이하 ECU로 약칭)이며 기준위치신호 L와 도시생략된 각종센서로부터의 운전상태신호에 기준하여 각 기통의 연료제어 및 점화제어등을 행하도록 되어 있다.

ECU(10)는 판별된 기통순서에 따라서 각 기통을 점화제어하는 분배수단을 구비하고 있다.

11은 ECU(10)로부터의 점화신호 D에 의하여 구동되는 에미터접지의 파워트랜지스터, 12는 1차코일측이 파워트랜지스터(11)에 접속된 점화코일, 13은 점화코일(12)의 2차코일측에 접속된 점화플러그, 14는 점화코일(12)과 점화플러그(13)간에 삽입된 역류방지용 다이오드이다.

그리고 여기에서는 하나의 기통에 대한 점화부를 대표적으로 표시하고 있으나 이와 같은 점화부는 각 기통에 설치되어 있다.

20은 점화플러그(13)의 일단과 ECU(10)사이에 삽입된 이온전류검출기로서 점화플러그(13)의 일단에 접속된 역류방지용의 다이오드(21)와, 다이오드(21)의 음극에 접속된 부하저항기(22)와 부하저항기(22)에 직렬접속된 양극접지의 직류전원(23)과, 부하저항기(22) 및 직류전원(23)으로된 직렬회로에 병렬접속된 분압저항기(24) 및 (25)와 부하저항기(22) 및 분압저항기(24)의 접속점에 삽입된 콘덴서(26)와, 분압저항기(24) 및 (25)의 접속점이 비교기의 비교입력단자(-)에 접속되고 또한 출력단자가 ECU(10)에 접속된 비교기(27)와, 전원 및 접지간에 직렬접속되어서 중간접속점으로부터 비교기(27)의 기준입력단자(+)로 임계치 TH를 입력하는 분압저항기(28) 및 (29)를 구비하고 있다.

분압저항기(24) 및 (25)는 이온전류 I에 대응한 전압(이온전류치) V를 생성하는 전압생성수단을 구성하고 분압저항기(28) 및 (29)는 연소판정기준이 되는 임계치 TH를 생성하는 임계치생성수단을 구성하고 있다.

또 이온전류치 V는 실화정보로서 비교기(27)에 입력되어 있다.

이상과 같은 구성으로된 이온전류검출기(20)는 필요에 따라서 특정기통의 점화플러그(13)에만 또는 각 기통별 점화플러그(13)에 설치되어 있다.

다음은 제9도의 내연기관 실화검출장치를 사용한 종래의 내연기관 실화검출방법 및 실화회피방법에 대하여 설명한다.

크랭크축(1)과 연동하는 캠축(2)과 함께 회전원판(5)이 회전하면은 고정판(8)상의 포토커플러센서로부터는 창(6)에 대응한 기준위치신호 L가 출력된다.

이 기준위치신호 L는 예를들면 각 기통의 제1기준위치 B75˚에서 상승하고 제2기준위치 B5˚에서 하강하는 파형이 된다.

제1기준위치 B75˚는 TDC(상사점)에서 75˚ 직전의 크랭크각 위치이며, 제어기준 및 초기통전각도에 상당한다.

또 제2기준위치 B5˚는 TDC에서 5˚ 직전의 크랭크각 위치이며 크랭킹시의 초기점화위치에 상당한다.

또다른 기통식별신호(기준위치신호 L에 포함시킬 수 있다)는 특정기통(예를들면 #1기통)에 대응하는 기준위치신호 L의 발생시에 출력된다.

이렇게 얻게된 기준위치신호 L는 운전상태신호와 함께 ECU(10)에 입력된다.

또 운전상태신호로서는 예를들면 엔진(크랭크)회전수나 부하상태(액셀러레이터 개도)가 입력된다.

ECU(10)는 기준위치신호 L에 의하여 식별된 각 기통에 대하여 점화신호 D를 분배하고 #1기통, #3기통, #4기통 및 #2기통의 순으로 파워트랜지스터(11)를 "온"시킨다.

그리고 점화코일(12)의 1차코일전류를 소요시간만 통전한후 파워트랜지스터(11)를 차단하고 점화코일(12)의 2차측코일측을 구동하여 점화플러그(13)에 불꽃을 발생시킨다.

이때 점화코일(12)에 인가되는 전원전압은 부의 고전압이나 점화플러그(13)에서 방전된후는 차단된다.

이 방전에 의하여 점화플러그(13)의 주변에서 폭발(연소)이 일어나면은 직후에 점화플러그(13)의 갭간에 다량의 양이온이 발생한다.

이 양이온은 이온전류 I가 되고 점화플러그(13)의 갭간에서 직류전원(23)의 부전압에 끌려서 다이오드(21) 및 부하저항기(22)를 통하여 흐른다.

이 이온전류 I는 부하저항기(22)의 양단간의 전압으로 변환된후 콘덴서(26)에 의하여 직류성분이 컷되고 또한 분압저항기(24) 및 (25)에 의하여 이온전류치 v로 변환되어서 비교기(27)의 비교입력단자(-)에 입력된다.

이온전류치 v는 통상폭발이 일어나면은 높은값이 되며 폭발이 일어나지 않으면 낮은값이 된다.

한편, 비교기(27)의 기준입력단자(=)에는 분압저항기(28) 및 (29)에 의하여 미리 적절하게 설정된 임계치 TH가 입력되어 있다.

따라서, 비교기(27)는 이온전류치 V가 임계치 TH보다 작으면은 출력신호를 "오프"로 하고 임계치 TH이상이면은 출력신호를 "온"으로 하고 H레벨의 이온전류검출치 C를 ECU(10)에 입력한다.

ECU(10)은 기준위치신호 L에서 식별된 기통과 이온전류검출치 C에 기준하여서 점화제어된 기통에서 정상으로 연소된 것을 확인한다.

만약, 점화제어된 기통이 정상이면은 점화플러그(13)의 방전에 의하여 폭발이 일어나고 점화플러그(13)사이에 많은 양이온이 생성되지만 어떤 지장이 있어서 폭발이 일어나지 않으면 양이온은 거의 생성되지 않는다.

이에따라 기통의 실화상태를 판별할 수가 있다.

실화상태가 판별되면은 그 기통에 대한 연료의 공급이 차단되고 실화에 의한 미연소가스의 유출은 회피된다.

그렇지만은 많은 점화행정중에는 특히 이상이 없어도 우발적으로 실화하는 일이 있으며 1회의 실화검출만으로 실화판정하는 것은 실용적이 아니다.

또 가벼운 정도의 실화상태에서는 점화에너지 증가 등의 제어적정화 처리에 의하여 실화가 회피되는 경우도 있으며 실화판정시에 항상 연료차단처리를 행하는 것을 효율적인 실화회피처리라고는 말할 수 없다.

또한 이온전류의 V에는 예를들면 점화시등 펄스폭이 짧은 노이즈가 중첩되기 쉽고 이온전류치 V의 레벨이 상승하게 된다.

따라서 임계치 TH와의 비교결과만에 의하여 연소를 판정한 경우 노이즈에 의하여 비교기(27)가 H레벨의 이온전류검출치 C를 출력하는 가능성이 있다.

이 때문에 실제에는 연소가 안되었는데도 정상으로 연소된 것으로 판정해 버려 상술한 바와 같은 기관의 손상을 초래할 염려가 있다.

종래의 내연기관 실화검출방법은 이상과 같이 단지 이온전류치(실화정보) V가 임계치 TH이하가 되었을때 실화상태를 판정하고 있으므로 우발적 실화의 경우에도 실화판정되버려 신뢰성 높은 실화검출을 할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한 종래의 내연기관 실화검출장치 및 방법은 이온전류치(실화정보) V가 임계치 TH를 초과하였을때에 연소상태를 판정하고 있으므로 임계치 TH이상의 레벨의 노이즈가 중첩된 경우 실화하고 있는데도 불구하고 연소되었다고 판정해 버려, 신뢰성 높은 실화검출이 곤란하다는 문제점이 있었다.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 통계적 처리를 사용하여 우발적인 실화를 무시함으로써 신뢰성 높은 내연기관 실화검출방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

또한 이 발명은 이온정류치에 노이즈가 중첩되어도 신뢰성의 손상없는 내연기관 실화검출장치 및 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

이 발명에 의한 내연기관 실화검출방법은 점화행정후의 기통의 실화정보를 채취하는 스텝과, 실화정보를 임계치와 비교하는 스텝과, 실화정보가 한계치이하의 경우에 실화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 실화정보가 한계치보다는 큰 경우에 실화카운터를 리세트하는 스텝과, 실화카운터가 소정회수에 달하였을때에 기통의 실화를 판정하는 스텝을 구비한 것이다.

또 이 발명의 다른 발명에 의한 내연기관 실화검출방법은 점화행정후의 기통의 실화정보를 채취하는 스텝과, 점화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 상기 실화정보를 임계치와 비교하는 스텝과, 실화정보가 한계치이하의 경우에 실화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 상기 점화카운터가 소정회수에 달하였을때에 실화카운터치에 기준하여 기통의 실화율을 산출하는 스텝과, 상기 실화율이 기준치이상의 경우에 상기 기통의 실화상태를 판정하는 스텝을 구비한 것이다.

이 발명의 또 다른 발명에 의한 내연기관 실화검출방법는 이온전류신호를 생성하는 이온전류검출기와, 이온전류신호를 점화후의 소정구간 입력하고 그 레벨에 상당하는 전류성분신호를 생성하는 전류성분검출기와 전류성분신호를 소정의 임계치와 비교하여서 기통의 실화상태를 검출하는 실화판정기를 설치한 것이다.

이 발명에서는 실화정보가 임계치 이하인 것을 소정회수만큼 연속적으로 검출한 경우에 실화를 판정한다.

또 이 발명의 다른 발명에서는 소정점화회수 내에서 실화검출한 회수를 실화율로서 산출하고 실화율이 기준치이상의 경우에 실화로 판정한다.

그리고 이 발명의 또 다른 발명에서는 이온전류의 레벨에 상당하는 전류성분신호를 임계치와 비교하고 전류성분신호가 임계치 이하의 경우에 실화를 검출하고 또한 실화판별용 임계치를 운전상태에 대응하여서 최적치로 설정한다.

다음은 이 발명에 의한 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제1도는 이 발명에 의한 한 실시예의 플로차트, 제2도는 제1도의 카운터동작 설명도이다.

그리고 이 발명이 적용되는 장치로서는 예를들면 제9도에 표시한 것이라도 되어, ECU(10)가 실화검출결과(실화정보)를 통계처리하기 위한 실화판정수단을 포함하고 있으면 된다.

또 임계치발생수단(28) 및 (29) 그리고 비교기(27)의 기능을 ECU(10)에 포함시켜도 되고 필요에 따라 이온전류치 V를 피크홀드 또는 적분후에 AD 변환하여 채취하거나 임계치 TH를 운전상태에 따라서 보정하여도 된다.

이와 같이 피크홀드 또는 적분된 실화정보를 사용함으로써 실화정보에 노이즈펄스가 중첩하여도 오검출을 방지할 수가 있다.

또 이 경우 ECU(10)는 이온전류치 V의 레벨에 상당하는 실화정보를 다지탈신호로 변환하는 AD 변환기와, 기준위치신호 L 및 운전상태신호에 기준하여 임계치 TH를 산출하는 임계치 연산부와, AD 변환된 실화정보와 임계치 TH를 비교하여 실화검출신호를 출력하기 위한 비교부를 포함하는 것이 된다.

또한 실화정보로서는 점화행정후의 기통의 이온전류 I뿐만 아니라 기통내압력등을 사용하여도 된다.

이 경우 점화행정후의 기통내압력이 기준치이하의 경우에 실화가 감출되게 된다.

여기서는 상술한 바와 같이 이온전류치 V를 실화정보로 한 경우에 대하여 설명한다.

먼저, 연속실화검출회수를 계수하기 위한 실拿운터 CNT를 리세트(제로크리어)하는 동시에 실화판정플래그를 리세트하여 또 실화판정용의 소정회수 N을 미리 설정해 둔다.

ECU(10)는 각 기통의 크랭크각에 대응한 기준위치신호 L에 기준하여서 소정의 타이밍으로 점화플러그(13)를 방전시킨다.

이때 점화플러그(13)의 갭간에 발생한 이온전류 I는 이온전류검출기(20)에 의하여 이온전류치 V에 변환된후 예를들면 피크홀드 또는 적분된다.

ECU(10)는 피크홀드 또는 적분된 이온전류치 V를 기준위치신호 L에 기준한 타이밍에서 AD 변환하고 실화정보로서 채취한다(스텝 S1).

다음에 실화정보 V를 소정의 임계치 TH와 비교하고(스텝 S2), 임계치 TH이하이면 실화카운터 CNT를 인크리먼트하고(스텝 S3), 실화카운터 CNT가 소정회수 N에 도달하였는지를 판정한다(스텝 S4).

만약에 소정회수 N에 도달하지 않았으면은 실화판정플래그를 리세트하고(스텝 S5) 소정회수 N에 도달하고 있으면 실화판정플래그를 세트하여 실화판정하고(스텝 S6) 복귀한다.

한편, 스텝(S2)에서 실화정보 V가 임계치 TH보다 크다고 판정되는 경우에는 실화카운터 CNT를 리세트(스텝 S7)한후 실화판정플래그를 리세트하고(스텝 S5) 복귀한다.

이상의 스텝(S1)~(S5)은 기준위치신호 L의 타이밍에 기준하여서 점화행정마다 번복된다.

이에따라, 실화카운터 CNT는 제2도와 같이 연속실화검출회수를 표시하며 연속실화회수가 소정회수 N에 달한 시점에서 실화판정플래그가 세트된다.

실화판정플래그가 세트되면은 예를들어 이상실화임을 나타내는 경보 또는 표시등의 적의 구동된다.

그리고 실화검출스텝(S2)에서 사용되는 임계치 TH는 실화정보 또는 운전상태에 따라서 보정되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 예컨대 내연기관의 회전수나 부하가 큰 경우에는 실화정보의 레벨이 상승하므로 높은 임계치 TH를 설정할 필요가 있기 때문이다.

일반적으로 운전상태신호 D로서는 내연기관의 회전수, 부하 수온, 흡기온 및 연료 분사량등이 있으며 ECU(10)내의 임계치연산부는 예를들면 회전수 및 부하등에 기준하여 임계치 맵을 검색한후 연료분사량등에 기준하여서 임계치 TH를 보정하여도 된다.

이 경우 연료분사량이 많으면 실화정보 V의 레벨이 증대하므로 임계치 TH는 증대되도록 보정된다.

또 임계치 맵등을 사용하지 않고 운전상태 및 실화정보에 기준하여서 임계치 TH를 산출하여도 된다.

이 경우 예를들면 실화정보 V에 기준하여서

TH=V·J

로부터 임계치 TH를 산출할 수 있다.

단, J는 운전상태에 따른 보정계수이다.

또한 임계치 TH를 평균화처리하고

THn=K₁·TH_n-1+K₂·Vn+K

로부터 이번회의 임계치 TH_n를 구할 수 있다.

단 TH_n-1는 전번회의 임계치, Vn는 이번회의 실화정보, K는 운전상태에 따른 보정항이다.

또 K₁및 K₂는 평균화처리계수이며,

1>K₁>K₂>0

의 범위치를 취한다.

그리고, 상기 실시예에서는 실화검출결과의 통계적 처리로서 연속실화검출회수가 소정회수 N에 달하였을때에 실화판정하도록 하였으나 소정점화회수내의 실화율이 기준치이상의 경우에 실화판정하도록 하여도 된다.

다음은 제3도의 플로차트를 참조하면서 이 발명의 다른 발명에 의한 한 실시예를 설명한다.

제3도에서 스텝(S1~(S3) 및 (S5)~(S7)은 전술한 바와 같은 스텝이다.

먼저 점화회수를 계수하기 위한 점화카운터 CNT1, 실화검출회수를 계수하는 실화카운터 CNT, 실화판정플래그 및 계수개시플래그 XFC를 리세트하여 둔다.

또 실화율을 산출하는 시기를 판정하기 위한 소정회수 N1을 미리 설정해둔다.

상술과 같이 실화정보 V를 검출(스텝 S1)한후 점화카운터 CNT1를 인크리먼트하고(스텝 S11), 실화정보 V를 임계치 TH와 비교한다(스텝 S2).

만약에 실화정보 V가 임계치 TH이하이면은 계수개시플래그 XFC를 참조하여 계수개시필(XFC=1) 여부를 판정한다(스텝 S12).

만약 계수개시필이면은 실화카운터 CNT를 인크리먼트하고(스텝 S3) 또 계수개시전(XFC=0)이면은 계수개시플래그 XFC를 1에 세트하는 동시에 점화카운터 CNT1 및 실화카운터 CNT의 값을 1로 하고 각 계수기 CNT1 및 CNT의 인크리먼트를 생성시킨다(스텝 S13).

그리고 점화계수기 CNT1이 소정회수 N1에 달하였는지를 판정한다(스텝 S14).

한편 스텝(S2)에서, 실화정보 V가 임계치 TH보다 크다고 판정된 경우에는 바로 스텝(S14)로 진행한다.

스텝(S14)에서, 점화카운터 CNT1이 소정회수 N1에 도달되지 않았다고 판정된 경우에는 바로 스텝(S1)으로 복귀하고 또 점화카운터 CNT1이 소정회수 N1에 달한 경우에는 계수개시플래그 XFC가 세트되어 있는지를 판정한다(스텝 S15).

만약 계수개시플래그 XFC가 세트되어 있으면 실화카운터 CNT 및 소정회수 N1을 사용하여서

Q=CNT/N1

에서 실화율 Q를 산출하고(스텝 S16) 계수개시플래그 XFC 및 실화계수기 CNT를 리세트한다(스텝 S17).

이어서, 실화율 Q를 기준치 α와 비교하고(스텝 S18) 실화율 Q가 기준치 α보다 작으면은 실화판정플래그를 리세트하고(스텝 S5) 실화율 Q가 기준치 α 이상이면은 실화판정플래그를 세트(스텝 S6)한후 복귀한다.

한편 스텝(S15)에서 계수개시플래그 XFC가 세트되어 있지 않다고 판정된 경우는 점화카운터 CNT1을 리세트(스텝 S7)한후 복귀한다.

이렇게하여 소정점화회수 N1내의 실화검출회수 CNT의 비율 즉 실화율 Q가 기준치 α 이상의 경우에 실화가 판정된다.

또 최초로 실화검출된 시점에서 계수개시플래그 XFC를 세트하는 동시에 각 카운터 CNT1 및 CNT의 계수를 개시(스텝 S13)하도록 하였으므로 실화가 전혀 발생되지 않을때에 실화율 Q가 쓸데없이 산출되는 일이 없다.

또 실화발생시점에서 각 카운터 CNT1 및 CNT가 인크리먼트되므로 실화율 Q가 크게되도록 안전측으로 산출되는 것도 된다.

그리고 제1도 및 제3도에 표시한 각 실시예에서는 실화판정용의 소정회수 N,N1 및 기준치 α를 소정치에 설정하였으나 운전상태에 따라서 보정하여도 된다.

제4도는 실화판정치의 연산루틴을 표시하는 플로차트이며 제1도 또는 제3도의 실행전에 미리 실행될 수 있다.

먼저 내연기관의 운전상태 즉 회전수, 부하 및 연료분사량등을 검출하고(스텝 S21~S23) 운전상태에 따라서 소정회수 N, N1 및 기준치 α를 각각

N ← N·K_S

N1 ← N1·N_S1

α ← α·K

에 의하여 보정한다(스텝 S24).

단 K_S, K_S1및 K는 운전상태에 대응한 보정계수이다.

그리고 운전상태로서는 상기 외에 수온이나 흡기온등을 검출하여도 된다.

이와 같이 판정치 N, N1 및 α를 보정함으로써, 더욱 신뢰성 높은 실화판정이 가능하게 된다.

예를들면 고속주행중 액셀러레이터 페달을 놓았을때 연료분사량이 억제되어서 연속실화상태가 되지만 엑셀러레이터 개도를 표시하는 각종 센서로부터의 운전상태신호에 의하여 소정회수 N 또는 기준치 α가 크게 설정되므로 이상실화상태가 오검출되는 일은 없다.

또한 실화정보로서 이온전류를 사용한 경우에 대하여 설명하였으나 다른 실화정보 예를들면 기통내압력등을 사용하여도 동등의 효과를 나타냄은 말할것도 없다.

다음은 이 발명의 또다른 발명에 의한 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제5도는 이 발명의 또다른 발명에 의한 내연기관 실화검출장치의 한 실시예를 표시하는 구성도, 제6도는 제5도의 동작을 설명하기 위한 파형도, 제7도는 제5도에 의한 내연기관 실화검출방법의 한 실시예를 표시하는 플로차트이다.

제5도에서, 10A 및 20A는 EUC(10) 및 이온전류검출기(20)에 각각 대응한 것이며, 13, 14 및 21~23은 상술과 같은 것이고 도시생략된 구성은 제9도와 같다.

이 경우 이온전류검출기(20A)는 점화플러그(13)의 일단에 접속된 역류방지용 다이오드(21)와 이온전류 I를 전압치로 변환하는 부하저항기(22)와, 부하저항기(22)에 접속된 직류전원(23)으로 구성되며 전압치로 변환된 이온전류 E는 부하저항기(22)의 양단에서 채취된다.

또 ECU(10A)는 이온전류 신호 E의 레벨에 상당하는 전류성분신호 F를 디지탈신호로 변환하는 AD 변환기(16)와, 기준위치신호 L 및 운전상태신호 D에 기준하여 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태검출부(17)와, 운전상태검출부(17)로부터의 운전상태판정신호 G에 기준하여 임계치 TH를 산출하는 임계치 연산부(18)와, AD 변환된 전류성분 F와 임계치 TH를 비교하여서 실화검출신호 H를 출력하기 위한 비교부(19)로 구성되어 있다.

운전상태검출기(17)는 기준위치신호 L의 상승(B75˚)에 동기한 타이밍신호 T를 AD 면환기(16)에 출력하고 있으며, AD 변환기(16)는 소정타이밍으로 전류성분신호 F를 AD 변환입력하도록 되어 있다.

또 운전상태검출기(17)는 전류성분신호 F의 AD 변환입력직후에 전류성분신호 F를 리세트하기 위한 리세트 신호 R를 출력하고 있다.

이 리세트신호 R는 전류성분신호 F의 신뢰성을 향상시키기 위하여 이온전류신호 E의 노이즈구간에 대응한 원도폭을 가지고 있다.

30은 이온전류신호 E에 기준하여 전류성분신호 F를 생성하는 전류성분검출기(예를들면 적분기)이며 운전상태검출부(17)로부터의 리세트신호 R에 의하여 전류성분신호 F의 출력동작이 마스크되도록 되어 있다.

다음은 제6도의 파형도 및 제7도의 플로차트에 의하여 상기 실시예의 동작을 설명한다.

상술한 바와 같이 ECU(10A)는 각 기통의 크랭크각에 대응한 기준위치신호 L에 기준하여서 소정의 타이밍으로 점화플러그(13)를 방전시킨다.

이때 방전직후에 점화플러그(13)의 갭간에 발생한 이온전류 I는 이온전류검출기(20A)에 입력되어 부하저항기(22)의 양단간의 전압으로 변환되고 이온전류신호 E로서 출력된다.

이어서, 이온전류신호 E는 전류성분검출기(30)에 의하여 예를들면 제6도와 같이 적분되고 이온전류신호 E의 레벨에 대응한 전류성분신호 F가 된다.

ECU(10A)는 기준위치신호 L의 상승(B75˚)에서 타이밍신호 T를 생성하고 소정타이밍으로 전류성분신호 F를 AD 변환하여서 채취한다(스텝 S1).

그리고 전류성분신호 F의 AD 입력타이밍(B75˚)의 직후에 리세트신호 R을 상승시켜서 전류성분신호 F를 리세트한다.

이 리세트신호 R는 소정시간만큼 전류성분신호 F를 마스크하고 다음 점화후에 하강된다.

이로인하여 전류성분신호 F는 기준위치신호 L의 하강(B5˚) 직전의 타이밍에서 다시 상승을 시작한다.

따라서, 점화행정직전의 노이즈성분이 전류성분신호 F에 중첩되는 일이 없으면 신뢰성 높은 이온전류신호 F가 채취된다.

ECU(10A)에 AD 입력된 전류성분신호 F는 소정의 임계치 TH와 비교되어도 되나 운전상태에 따라서 이온전류 I의 레벨에 병동하므로 운전상태에 따른 임계치 TH와 비교되는 것이 바람직하다.

이 때문에 운전상태검출부(17)는 기준위치신호 L 및 운전상태신호 D에 기준하여서 운전상태를 검출하고(스텝 S2) 운전상태판정신호 G를 설정한다.

이어서 임계치 연산부(18)는 운전상태판정신호 G에 기준하여서 임계치 TH를 산출한다(스텝 S3).

예를들면 내연기관의 회전수가 높은 경우나 부하가 큰 경우에는 이온전류 I의 레벨이 상승하므로 높은 임계치 TH를 설정한다.

마지막으로 비교부(19)는 AD 변환된 전류성분신호 F와 임계치 TH를 비교하고(스텝 S4)

FTH

이면 실화검출신호 H를 출력하여서 검출대상기통의 실화플러그를 세트한다(스텝 S5).

또 F>TH

이면 검출대상기통의 실화플러그를 리세트한다(스텝 S6).

이상 스텝(S1)~(S6)은 기준위치신호 L의 타이밍에 기준하여서 반복되고 검출대상기통에 실화가 발생하면은 그 실화상태는 바로 판정된다.

이때 노이즈펄스의 중첩에 의하여 이온전류신호 E의 피크레벨이 변동하여도 예컨대 적분파형으로된 전류성분신호 F는 거의 변동하지 않는 안정치가 된다.

따라서 연소상태를 오검출하는 일은 없으며 항상 신뢰성 높은 고정도의 실화검출이 실행된다.

그리고, 상기 실시예에서는 전류성분검출기(30)를 적분기로 구성하였으나 예를들면 피크홀드회로로 구성하여도 된다.

이경우 전류성분신호 F는 제8도와 같이 피크홀드파형이 되는데 상술과 같이 타이밍신호 T에 의하여 소정의 타이밍마다 ECU(10A)로 AD 입력된다.

또 전류성분검출기(30)의 입력측에 저역필터(도시생략)을 적의 삽입하면은 전류성분신호 F에 중첩되는 노이즈펄스의 영향을 제거할 수 있다.

또 운전상태 D로서는 내연기관의 회전수, 부하, 수온, 흡기온 및 연료분사량등이 있으며 임계치 연산부(18)는 예를들면 운전상태검출부(17)에서 구한 운전상태판정신호 G(회전수 및 부하등)에 기준하여서 임계치 맵을 검색한후 연료분사량등에 기준하여서 임계치 TH를 보정하여도 된다.

이 경우 연료분사량이 많으면은 이온전류 I의 레벨이 증대하기 때문에 임계치 TH는 증대하도록 보정한다.

또 임계치 연산부(18)가 운전상태판정신호 G만이 기준하여서 TH의 산출예를 표시하였으나 맵등을 사용하지 않고 운전상태판정신호 G 및 전류성분신호 F에 기준하여서 임계치 TH를 산출하여도 된다.

이 경우 예를들면 전류성분신호 F에 기준하여서

TH=F·J

에서 임계치 TH를 산출할 수가 있다.

단 J는 운전상태에 따른 보정계수이다.

또한 임계치 TH를 평균화처리하여

THn=K₁·TH_n-1+K₂·F_n+K

에서 평균임계치 THn를 구할 수가 있다.

단 TH_n-1는 전번회의 임계치, F_n는 이번회의 전류성분신호, K는 운전상태에 따른 보정항이다.

또 K₁및 K₂는 평균화처리계수이며

1>K₁>K₂>0

의 범위치가 된다.000

이상과 같이 이 발명에 의하면 점화행정후의 기통의 실화정보를 채취하는 스텝과, 실화정보를 임계치와 비교하는 스텝과, 실화정보가 임계치 이하의 경우에 실화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 실화정보가 임계치보다 큰 경우에 실화카운터를 리세트하는 스텝과, 실화카운터가 소정회수에 달하였을때에 기통의 실화상태를 판정하는 스텝을 구비하고, 소정회수만큼 연속적으로 실화검출한 경우에 실화판정하도록 하였으므로 우발적인 실화를 무시할 수 있어 신뢰성을 손상하지 않는 내연기관 실화검출방법을 얻는 효과가 있다.

또 이 발명의 다른 발명에 의하면 실화정보를 채취할때마다 점화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 실화정보가 임계치이하의 경우에 실화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 점화카운터가 소정회수에 달하였을때의 실화카운터에 기준하여서 기통의 실화율을 산출하는 스텝과, 실화율이 기준치이상의 경우에 기통의 실화상태를 판정하는 스텝을 구비하고 소정점화회수내에서의 실화율이 기준치이상의 경우에 실화판정하도록 하였으므로 더욱 신뢰성 높은 내연기관 실화검출방법을 얻게되는 효과가 있다.

그리고 또 이 발명의 또다른 발명에 의하면 이온전류신호를 생성하는 이온전류검출기와, 이온전류신호를 점화후의 소정구간 입력하고 그 레벨에 상당하는 전류성분신호를 생성하는 전류성분검출기와, 전류성분신호를 소정의 임계치와 비교하여서 1기통의 실화상태를 검출하는 점화판정기를 구비하고 전류성분신호가 임계치이하의 경우에 실화를 검출하도록 하였으므로 이온전류치에 노이즈가 중첩되어도 신뢰성이 손상되지 않으며 또한 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태검출부와, 운전상태에 대응하여서 임계치를 연산하는 임계치연산부와, 전류성분신호와 임계치를 비교하여서 실화검출신호를 출력하는 비교부를 포함하고 실화판별용의 임계치를 운전상태에 대응하여 최적치로 설정하도록 하였으므로 더욱 신뢰성 높은 내연기관 실화검출장치를 얻게 되는 효과가 있다.

Claims

점화후의 기통의 실화정보를 채취하는 스텝과, 상기 실화정보를 임계치와 비교하는 스텝과 상기 비교스텝의 비교결과에 의하여 실화로 판정된 경우에 실화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 상기 비교스텝에 의하여 실화로 판정안된 경우에 상기 실화카운터를 리세트하는 스텝과, 상기 실화카운터가 소정회수에 달하였을때에 상기 기통의 실화상태를 판정하는 스텝을 구비한 내연기관 실화검출방법.
점화후의 기통의 실화정보를 채취하는 스텝과, 점화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 상기 실화정보를 임계치와 비교하는 스텝과, 상기 비교스텝의 비교결과에 의하여 실화로 판정된 경우에 실화카운터를 인크리먼트하는 스텝과, 상기 점화카운터가 소정회수에 달하였을때에 실화카운터치에 기준하여 기통의 실화율을 산출하는 스텝과, 상기 실화율이 기준치이상의 경우에 상기 기통의 실화상태를 판정하는 스텝을 구비한 내연기관 실화검출방법.
제2항에 있어서, 실화정보가 임계치이하로 최초판정된 시점에서 점화카운터 및 실화카운터의 인크리먼트를 개시시키도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관 실화검출방법.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 내연기관의 운전상태를 검출하는 스텝과, 상기 운전상태에 대응하여서 실화판정용의 소정회수 및 기준치를 보정하는 스텝을 설정한 것을 특징으로 하는 내연기관 실화검출방법.
내연기관의 회전에 동기하여서 점화제어되는 복수의 기통과, 이들 기통중 적어도 하나의 기통의 점화플러그에 설치되어서 이온전류신호를 생성하는 이온전류검출수단과, 상기 이온전류신호를 점화후의 소정구간 입력하고 그 레벨에 상당하는 전류성분신호를 생성하는 전류성분검출수단과, 상기 전류성분신호를 소정의 임계치와 비교하여서 기통의 실화상태를 검출하는 실화판정수단을 구비한 내연기관 실화검출방법.
제5항에 있어서, 실화수단은 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태검출부와, 상기 운전상태에 대응하여서 임계치를 산출하는 임계치 연산수단과, 상기 전류성분신호와 상기 임계치를 비교하여서 실화검출신호를 출력하는 비교부를 포함하는 내연기관 실화검출방법.