KR100273552B1 - 실린더 위치 감지 신호 처리 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 실린더 위치 감지 신호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 크랭크 축의 회전 각도에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호(CAS)를 출력하여, 크랭크축의 회전 각도를 산출할 수 있도록 하는 크랭크축 회전각도 감지 수단과; 상기 크랭크축 회전각도 감지 수단의 신호(CAS)와 실린더의 번호에 따라 펄스폭의 크기가 변화하여 현재의 실린더 위치를 판정할 수 있도록 하는 실린더 신호(CYL)가 입력되어, 입력되는 실린더 신호(CYL)의 상태가 고레벨인 "H"상태를 유지하는 동안 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄수 수(CYLCAS)를 순차적으로 카운팅하여, 카운팅된 값에 따라 실린더 번호를 판정하고, 실린더 번호가 판정된 직후부터 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄스수(CASCNT)를 카운팅하여 판정된 실린더의 범위를 판정한 후, 상사점의 주기를 판정하는 엔진 제어 수단을 포함하여 이루어져, 크랭크축 회전감지 신호가 입력될 때마다 엔진 제어부는 하나의 제어 루틴을 이용하여 입력되는 크랭크축 회전감지 신호와 실린더 신호를 이용하여 점화 시기나 실린더 번호 등을 판정하기 위한 제어 동작을 실행하므로, 신호 처리를 신속하게 실행할 수 있고 여러개의 제어 루틴을 이용하여 신호 처리를 실행할 경우 발생하는 데이터 충돌 현상을 방지하여 자동차의 주행 상태에 따른 정확한 엔진 제어 동작을 실행할 수 있다.

Description

실린더 위치 감지 신호 처리 장치 및 그 방법

이 발명은 실린더 위치 감지 신호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 하나의 제어 루틴을 이용하여 크랭크 위치 감지 신호와 실린더의 위치 판정 신호를 처리하여 실린더의 위치를 정확하게 판정할 수 있도록 하는 실린더 위치 감지 신호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

자동차의 주행 상태에 따른 적절한 엔진의 제어 동작이 이루어질 수 있도록 하기 위해, 엔진 제어 장치는 항상 자동차의 주행 상태를 감지하여 각 판단된 주행 상태에 적절하게 엔진의 점화 시기, 분사량 또는 분사시기 등을 제어하여, 자동차의 주행 상태에 따른 최적의 효율을 출력할 수 있도록 한다.

상기와 같은 주행 조건에 따라 변화하는 자동차의 주행 상태를 감지하기 위해 자동차의 각 해당 위치에 많은 감지 장치가 장착되어 있으므로, 엔진 제어 장치는 각종 감지 장치로부터 입력되는 신호를 처리하여 주행 조건에 따라 변화하는 자동차의 주행 상태를 판단하여 그에 적절한 엔진 제어 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

엔진의 주행 상태를 판단하기 위한 많은 감지 장치중에서, 크랭크 축의 회전 각도를 감지하기 위한 크랭크축 회전각도 감지 장치(Crank Angle Sensor,CAS)가 존재한다.

상기 크랭크축 회전각도 감지 장치는 크랭크 축이나 배전기 등에 장착되어, 직선 운동을 하는 엔진의 피스톤의 해정 동작에 의해 회전하는 크랭크 축의 회전 상태에 따라 해당하는 펄스 신호를 출력한다.

그러므로 엔진 제어 장치는 크랭크축 회전각도 감지 장치에서 출력되는 펄스 신호를 처리하여 각 실린더의 동작 상태를 판단하고, 동작 상태를 제어하기 위한 실린더의 위치를 판정하여 엔진의 점화 동작이나 연료의 분사 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 크랭크축 회전각도 감지 장치에서 출력되는 신호를 이용하여 엔진 제어 장치는 엔진의 회전수를 산출하고, 자동차의 주행 상태에 따라 변화하는 엔진의 부하 정도에 따라 공연비, 점화 시기, 엔진의 아이들 속도 등을 제어하기 위한 정보로도 사용한다.

상기와 같은 엔진의 점화 동작이나 분사 동작을 제어하기 위해, 종래에는 도 4의 (a)와 (b)에 도시되어 있는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)와 각 실린더의 위치마다 각 펄스폭이 가변되는 실린더 신호(CYL)를 이용하여 각 필요한 정보를 산출할 수 있도록 한다.

그러나 종래에는 도1의 (a)와 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 엔진 제어 장치로 각각 입력되는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)와 실린더 신호(CYL)를 동시에 처리하지 않고, 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)나 실린더 신호(CYL)가 입력될 때마다 엔진 제어 장치는 인터럽트 동작을 실행하여 각 해당하는 제어 루틴을 실행한다.

따라서 엔진의 점화 시기나 실린더의 번호 등의 정보를 산출할 수 있도록 한다.

그러므로 엔진 제어 장치의 동작중에 도4의 (a)와 같은 크랭크축 회전감지 신호(CAS)가 각 입력될 때마다, 도1의 (a)에 도시되어 있는 것처럼, 엔진 제어 장치는 입력되는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)를 판독하여(S11), 매 입력되는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)의 주기를 계산한다(S12).

상기 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)는 크랭크 축이 12°회전할 때마다 하나의 펄스 신호가 출력될 수 있도록 설계되어 있고, 크랭크 축의 회전 상태에 따라 출력 신호의 주기가 변화한다.

그러므로 1° 회전할 경우 소요되는 회전 시간도 변화하므로, 크랭크 축 회전 감지 신호(CAS)의 주기를 계산한 후, 12로 나누어 1°에 해당하는 회전 시간을 산출한다.

그리고 도시되지 않은 엔진 제어 장치는 상기와 같이 산출되는 1° 에 해당하는 회전 시간을 이용하여, 크랭크 축의 회전 정도에 따라 엔진의 점화 시기를 산출하기 위한 위치까지의 회전한 후 점화 시기를 산출하여 산출되는 BTDC(Before Top Dead Center)의 해당 위치까지 이동할 수 있도록 크랭크 각도를 순차적으로 증가시켜, 가장 근접한 위치까지 크랭크 축의 회전 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

이때, 실제 점화 시가를 결정하기 위해서, 엔진 제어 장치의 동작에 의해 산출된 점화 각도에 가장 근접하게 접근하면, 엔진 제어 장치는 인가되는 크랭축 회전 감지 신호(CAS)의 주기를 이용하여 1°회전할 때 소요되는 시간을 재산출한 후, 크랭크 축의 회전 상태에 따른 정확한 1°회전할 때 소요되는 시간을 이용하여 정확한 시기에 점화 동작을 실행할 수 있도록 한다.

그리고 엔진 제어 장치는 실린더 번호가 판정된 직후부터 입력되는 크랭크축 위치 감지 신호의 펄스수(CASCNT)를 카운팅하여(S13), 판정된 실린더의 범위를 판정할 수 있도록 한다.

그리고 엔진 제어 장치는 도4의 (b)처럼 매 실린더마다 설정된 펄스 폭을 갖는 신호가 출력되는 실린더 신호(CYL)의 상태가 고레벨인 "H"인지를 판단한다 (S14).

판단된 실린더 신호(CYL)의 상태가 저레벨인 "L"일 경우, 실린더 신호(CYL)가 고레벨인 "H"상태일 경우 입력되는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)의 수를 카운팅한 값(CYLCAS)을 "0"으로 설정한다(S15).

그러나 실린더 신호(CYL)의 상태가 고레벨인 "H"일 경우, 도4의 (c)와 같이 "H"상태를 유지하는 동안 입력되는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)를 순차적으로 카운팅하여, 카운팅된 값에 따라 해당하는 실린더 번수를 판정할 수 있도록 한다 (S17).

상기와 같은 제어 동작을 엔진 제어 장치는 크랭크축 회전 감지신호(CAS)가 입력될 때마다 실행한다.

그리고 실린더 신호(CYL)가 입력될 때마다 엔진 제어 장치는 도1 (b)에 도시된 입력되는 실린더 신호(CYL)를 판독한 후(S21), 판독된 실린더 신호(CYL)가 상승에지 상태인지를 판단한다(S22).

판단된 실린더 신호(CYL)의 상태가 상승 에지 상태가 아닐 경우, 실린더의 위치를 판정하기 위한 변수(CYLCAS)의 값을 "0"으로 설정한다(S23).

그러나 판단된 실린더 신호(CYL)의 상태가 상승 에지 상태일 경우, 도1의 (a)의 동작에 의해 카운팅되는 변수(CYLCAS)의 값을 이용하여, 해당 실린더의 번호를 판정하고(S24), 상사점(TDC)의 주기를 계산한다(S25).

상기와 같이 엔진의 점화 시기나 실린더 번호를 판정하기 위한 크랭크축 각도 감지 신호(CAS)와 실린더 신호(CYL)의 처리 동작이 각각 다른 제어 동작을 통해 이루어지므로, 각 해당 신호의 처리 동작이 지연되어 엔진의 제어 동작에 영향을 미치게 된다.

또한 두 제어 장치의 동작을 각각 실행해야 하므로 두 인터럽트 태스크간의 충돌 현상등이 발생하여, 정상적인 제어 동작을 실행하지 못하는 문제점이 발생한다.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 크랭크축 회전 감지 신호와 실린더 신호를 하나의 제어 동작을 통해 처리할 수 있도록 크랭크축 회전 감지 신호가 입력될 때마다 실린더 신호를 판독하여 크랭크축 회전 감지 신호의 처리 동작을 실행하여 신호 처리 동작을 단순화시키고 정확한 신호 처리 동작이 이루어질 수 있도록 하는 실린더 위치 감지 신호 처리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

제1a도는 종래의 크랭크 축 위치 감지 신호의 인터럽트 처리 방법의 동작 순서도이고,

제1b도는 종래의 실린더 위치 판정 신호의 인터럽트 처리 방법의 동작 순서도이고,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 실린더 위치 감지 신호 처리 장치의 블록도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 실린더 위치 감지 신호 처리 방법의 동작 순서도이고,

제4a도는 크랭크축 회전각도 감지 신호의 파형도이고,

제4b도는 실린더 신호의 파형도이고,

제4c도는 실린더 번호를 판정하기 위한 신호 파형도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 크랭크 축의 회전 각도에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하여, 크랭크축의 회전 각도를 산출할 수 있도록 하는 크랭크축 회전각도 감지 수단과; 상기 크랭크축 회전각도 감지 수단의 신호와 실린더의 번호에 따라 펄스폭의 크기가 변화하여 현재의 실린더 위치를 판정할 수 있도록 하는 실린더 신호가 입력되어, 입력되는 실린더 신호의 상태가 고레벨인 "H"상태를 유지하는 동안 크랭크축 회전각도 감지 신호의 펄스 수를 순차적으로 카운팅하여, 카운팅된 값에 따라 실린더 번호를 판정하고, 실린더 번호가 판정된 직후부터 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호의 펄스수를 카운팅하여 판정된 실린더의 범위를 판정한 후, 상사점의 주기를 판정하는 엔진 제어 수단을 포함하여 이루어져 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 또다른 구성은, 크랭크축 회전각도 감지 수단의 신호와 실린더의 번호에 따라 펄스폭의 크기가 변화하여 현재의 실린더 위치를 판정할 수 있도록 하는 실린더 신호를 판독하는 단계와; 판독된 실린더 신호의 상태가 고레벨인 "H"상태를 유지하는 동안 크랭크축 회전각도 감지 신호의 펄스 수를 순차적으로 카운팅하여, 카운팅된 값에 따라 실린더 번호를 판정하는 단계와; 실린더 번호가 판정된 직후부터 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호의 펄스수를 카운팅하여 판정된 실린더의 범위를 판정한 후, 상사점의 주기를 판정하는 단계를 포함하여 이루어져 있다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 실린더 위치 감지 신호 처리 장치의 블록도이고, 도 3은 이 발명의 실시예에 따른 실린더 위치 감지 신호 처리 방법의 동작 순서도이다.

도2를 참고로 하여 이 발명의 실시예의 구성을 설명하면, 크랭크 축의 회전 각도에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호(CAS)를 출력하여, 크랭크축의 회전 각도를 산출할 수 있도록 하는 크랭크축 회전각도 감지부(11)와, 상기 크랭크축 회전각도 감지부(11)의 출력 신호(CAS)와 실린더의 번호에 따라 펄스폭의 크기가 변화하여 현재의 실린더 위치를 판정할 수 있도록 하는 실린더 신호(CYL)가 입력되어, 크랭크 회전각도 신호(CAS)가 입력될 때마다 점화 시기나 실린더의 위치를 판정하기 위하여 엔진의 점화 동작이나 분사 시기 등을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 엔진 제어부(2)로 이루어져 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

각 장치의 동작에 필요한 전원이 공급되면, 각 해당하는 동작을 실행하고 엔진 제어부(2)의 동작도 시작한다(S30).

그러므로 엔진 제어부(2)는 크랭크축 회전각도 감지부(11)에서 출력되는 크랭크축 회전 감지 신호(CAS)를 입력받고(S31), 실린더의 번호를 판정하기 위한 변수(CYLCAS)의 값이 "0"인지를 판정한다.

상기 변수(CYLCAS)는 실린더 신호(CYL)가 고레벨인 "H"상태동안 크랭크축 회전 각도 감지 신호의 입력 펄스수로, 각 실린더마다 입력되는 펄스수가 설정되어 있으므로 계산된 펄스수를 이용하여 해당 실린더의 위치를 판정할 수 있다.

판정된 변수(CYLCAS)의 값이 "0"이 아닐 경우나 "0"일 경우에 모두 엔진 제어부(2)는 입력되는 실린더 신호(CYL)를 판독하여, 판독된 신호의 상태가 저레벨인 "L"상태인지를 판단한다(S33,S34).

따라서 판단된 실린더 신호(CYL)의 상태가 저레벨인 "L"가 아닐 경우엔, 변속 제어부(2)는 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄스 수를 카운팅하여, 해당 변수(CYLCAS)의 값을 "1"씩 순차적으로 증가시켜(S35), 카운팅된 값을 이용하여 실린더 번호를 판정할 수 있도록 한다.

그리고 처리된 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)를 이용하여 각 해당하는 제어 동작을 실행한다(S36).

그러나 상기 단계(S34)에서 판정된 실린더 신호(CYL)의 상태가 저레벨인 "L"상태일 경우, 실린더 번호를 판정하기 위한 카운팅 동작이 완료된 상태로 판정하여 판정된 실린더의 범위를 판정하기 위해, 실린더 번호를 판정한 후 입력되는 크랭크축 회전각도 신호의 펄스수(CASCNT)를 카운팅한다(S40).

한 실린더의 범위는 실린더 번호를 판정한 후, 15개가 입력될 때까지로 설정한다.

그리고 처리된 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)를 이용하여 각 해당하는 제어 동작을 실행한다(S36).

그러나 상기 단계(S33)에서 판정된 실린더 신호(CYL)의 상태가 저레벨인 "L"일 경우, 엔진 제어부(2)는 실린더 번호를 판정한 직후부터 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호의 펄스 입력 개수(CASCNT)를 "0"으로 설정하여, 실린더의 범위를 판정하기 위한 크랭크축 회전각도 신호의 카운팅 동작을 실행할 수 있도록 한다.

그리고 상기 단계(S35)에서 카운팅되는 변수(CYLCAS) 값을 이용하여 실린더 번호를 판정하고(S38), 실린더의 상사점(TDC)의 주기를 산출한다(S39).

따라서 상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는, 크랭크축 회전감지 신호가 입력될 때마다 엔진 제어부는 하나의 제어 루틴을 이용하여 입력되는 크랭크축 회전감지 신호와 실린더 신호를 이용하여 점화 시기나 실린더 번호 등을 판정하기 위한 제어 동작을 실행하므로, 신호 처리를 신속하게 실행할 수 있고 여러개의 제어 루틴을 이용하여 신호 처리를 실행할 경우 발생하는 인터럽트 태스크들간의 충돌 현상을 방지하여 자동차의 주행 상태에 따른 정확한 엔진 제어 동작을 실행할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명이 상기 실시예에 한정된 것이 아니고 그 요지를 벗어나지 않는 범위내에서는 여러 가지로 변경 실시 가능하다.

Claims (2)

1. 크랭크 축의 회전 각도에 따라 해당하는 주기를 갖는 펄스 신호(CAS)를 출력하여, 크랭크축의 회전 각도를 산출할 수 있도록 하는 크랭크축 회전각도 감지 수단과; 상기 크랭크축 회전각도 감지 수단의 신호(CAS)와 실린더의 번호에 따라 펄스폭의 크기가 변화하여 현재의 실린더 위치를 판정할 수 있도록 하는 실린더 신호 (CYL)가 입력되어, 입력되는 실린더 신호(CYL)의 상태가 고레벨인 "H"상태를 유지하는 동안 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄스 수(CYLCAS)를 순차적으로 카운팅하여, 카운팅된 값에 따라 실린더 번호를 판정하고, 실린더 번호가 판정된 직후부터 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄스수(CASCNT)를 카운팅하여 판정된 실린더의 범위를 판정한 후, 상사점의 주기를 판정하는 엔진 제어 수단을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실린더 위치 감지 신호 처리 장치.
2. 크랭크축 회전각도 감지 수단의 신호(CAS)와 실린더의 번호에 따라 펄스폭의 크기가 변화하여 현재의 실린더 위치를 판정할 수 있도록 하는 실린더 신호(CYL)를 판독하는 단계와; 판독된 실린더 신호(CYL)의 상태가 고레벨인 "H"상태를 유지하는 동안 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄스 수(CYLCAS)를 순차적으로 카운팅하여, 카운팅된 값에 따라 실린더 번호를 판정하는 단계와; 실린더 번호가 판정된 직후부터 입력되는 크랭크축 회전각도 감지 신호(CAS)의 펄스수(CASCNT)를 카운팅하여 판정된 실린더의 범위를 판정한 후, 상사점의 주기를 판정하는 단계를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실린더 위치 감지 신호 처리 방법.