KR0147962B1 - 다기능 연소해석기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 연소압에 따른 정보를 이용하여 엔진의 성능을 분석하도록 하기에 적합한 다기능 연소해석기에 관한 것으로 종래에는 국내에서는 DSP 보드를 적용한 바가 없기 때문에 실시한 화면표시 및 엔진 성능 해석 기능이 가능하지 않으며, 외국의 경우 DSP 보드를 적용한 장치가 있으나, A/D 변환부의 데이타 획득 속도가 최고 1MHz 정도 밖에 되지 않았으나, 본 발명에서는 A/D 변환부(8)에서 초고속으로 데이타 획득이 가능하기 때문에 연소압의 주파수 특성 해석이 가능하여 엔진의 노킹 등을 진단할 수 있고 주제어부(2)로 고성능의 개인용 컴퓨터 등을 사용함으로써 실시간 화면 표시 기능을 통해 사용자가 원하는 데이타를 용이하게 선별하여 얻을 수 있는 것이다.

Description

다기능 연소해석기

도면은 본 발명에 따른 다기능 연소해석기의 일 실시예를 나타낸 블럭도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 주제어부 4 : 입출력부

6 : 제어부 8 : A/D 변환부

10 : 선입선출부 12,14 : 제1부 저장부

본 발명은 엔진 성능 분석에 관한 것으로 특히, 엔진의 연소압에 따른 정보를 이용하여 엔진의 성능을 분석하도록 하기에 적합한 다기능 연소해석기에 관한 것이다.

이와 관련하여, 종래 퍼스널 컴퓨터(Personal Cpmputer; PC)를 기본으로 하는 엔진 연소 해석기의 하드웨어(Hardware)의 기본적인 구조는 연소압에 따른 아날로그 획득 장치, A/D변환부(Analog to Digital Converter)또는 A/D 변환부와 일체화된 DSP 보드(Digital Processing Board) 및 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성된다. 그리고 소프트웨어(Software)는 A/D 변환부 또는 A/D 변환부를 포함하는 DSP보드의 운용부, 해석 프로그램(Program) 및 사용자와 대화하기 위한 화면 및 키보드(Keyboard) 등으로 구성된다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 국내에서는 DSP보드를 적용한 바가 없기 때문에 실시간 화면 표시 및 엔진 성능 해석기능이 가능하지 않으며 , 외국의 경우 DSP 보드를 적용한 장치가 있으나, A/D 변환부의 데이타 획득 속도가 최고 1MHz 정도 밖에 되지 않았다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 엔진의 연소압에 따른 데이타를 초고속으로 획득하여 엔진의 성능을 정확하게 분석할 수 있는 다기능 연소해석기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전체 시스템(System)을 제어하며, 엔진의 각 상태에 따른 진단 내용을 화면에 표시하기 위한 주제어부와, 주제어부의 신호와 다른 장치의 신호를 상호 입출력시키는 입출력부와, 입출력부를 통해 주제어부와 통신하여 엔진을 진단하기 위해 시스템의 동작을 제어하는 제어부와, 제어부의 제어에 의한 해당 채널로 엔진의 해당 상태에 따른 신호를 인가 받아 디지틀신호로 변환하는 A/D 변환부와, A/D 변환부의 디지틀 신호를 선입선출하는 선입선출부의 데이타를 일시적으로 저장하는 제1저장부와, 제1 저장부의 데이타를 일시적으로 저장했다가 그 저장된 데이타를 주제어부의 제어에 의해 그 주제어부로 보내는 제2 저장부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면을 참조하면, 첨부된 도면은 본 발명에 따른 다기능 연소해석기의 일 실시예를 나타낸 블럭도로, 전체 시스템을 제어하며, 엔진의 각 상태에 따른 진단 내용을 화면에 표시하기 의한 주제어부(2)와, 주제어부(2)의 신호와 다른 장치의 신호를 상호 입출력시키는 입출력부(4)와, 주제어부(2)의 제어에 의해 초기화되고 입출력부(4)를 통해 주제어부(2)의 신호를 인가 받아 시스템을 제어하기 위한 제어부(6)와, 제어부(6)의 제어에 의해 해당 채널로 엔진의 해당 상태에 따른 신호를 인가 받아 디지틀 신호로 변환하는 A/D 변환부(8)와, A/D 변환부(8)의 디지틀 신호를 선입선출하면서 데이타 저장이 완료될 경우, 이를 제어부(6)에 알리는 선입선출부(10)와, 제어부(6)의 제어에 의해 선입선출부(10)의 출력 데이타를 일시적으로 저장하는 제1 저장부(12)와, 제어부(6)의 제어에 의해 제1 저장부(12)의 데이타를 일시적으로 저장했다가 주제어부(2)의 제어에 의해 저장된 데이타를 주제어부(2)로 보내는 제2 저장부(14)를 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 주제어부(퍼스널 컴퓨터로서 486DX, 10MRAM등의 사양을 갖는 호스트 컴퓨터(Host Computer))(2)는 A/D변환부(8)에 형성된 아날로그 입력 채널 선택 및 그 선택된 채널에 각각 인가될 엔진의 해당상태에 따른 신호의 종류인 샘플 데이타 개수 그리고 동기(Synchronization) 방법 등을 입출력부(4)에 기록하고 제어부(6)에 인터럽트(Interrupt)를 걸어 그 제어부(6)를 초기화 시킨다.

다음, 제어부(DSP Processor)(6)는 입출력부(4)로부터 정보를 인가 받아 A/D변환부(8)가 데이타를 받을 수 있도록 대기시키며, 외부에서 들어오는 트리거(Trigger) 신호(TDC(Top Dead Center,상사점)에 따른 클럭 신호)는 A/D 변환부(8)를 통해 제어부(6)에 인가되어 제어부(6)를 트리거시켜 이후의 엔진 부위에 형성되는 크랭크 각도(ClankAngle)에 따른 인터럽트 신호가 A/D변환부(8)를 통해 제어부(6)를 인터럽트시키도록 하는데 이때, 제어부(6)는 A/D변환부(8)가 선택한 채널 순으로 엔진의 각 상태에 따른 아닐로그 신호를 받도록 한다.

일예로, 엔진의 연소에 따른 실린더압력에 따른 아날로그 신호를 받는 것으로 할 수 있다.

따라서, A/D 변환부(샘플링 주파수(Sampling Frequency)10MHz, 채널 8개)(8)는 엔진의 연소에 따른 실린더 압력에 따른 아날로그 신호를 디지틀 신호로 변환하여 선입선출부(10)에 차례로 전송한다.

이에, 선입선출부(First-In First-Out Memory)(10)는 A/D변환부(8)의 데이타를 인가 받아 저장이 완료되면 이를 제어부(6)에 알리며, 제1 저장부(4 Ward Dynamic Random Access Memory; DRAM)(12)는 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 제어부(6)의 제어에 의해 선입선출부(10)의 데이타를 인가 받아 일시적으로 저장한다.

다음, 제1 저장부(12)의 출력 데이타는 제어부(6)의 초기화시 결정된 여러 가지 블럭(Block) 단위로 제어부(6)의 제어에 의한 제2 저장부(2k 16비트 Dual-Port Random Access Memory; DPRAM)(14)를 통해 DMA 방식으로 주제어부(2)에 인가된다.

이때, 주제어부 (DSP Processor 및 PC CPU)(2)는 제2 저장부(14)에 데이타 요청을 한다.

이에, 주제어부(2)는 설정된 화면에 엔진의 각 상태에 따른 진단 내용을 디스플레이(Display)하며, 상기와 같은 과정을 필요한 만큼 반복한다.

그리고, 모든 데이타 처리가 완료되면 제어부(6)는 주제어부(2)의 제어에 의해 다음 운영을 위하여 대기 상태를 유지하고 주제어부(2)는 사용자의 요구에 따라 이제까지의 데이타를 설정된 하드디스크(Hard Disk) 등에 저장한 후 이후의 명령을 기다린다.

즉, 제어부(6)는 주제어부(2)가 입출력부(4)를 거쳐 보낸 정보에 의해 A/D변환부(8) 및 제1,제2 저장부(12 ,14)를 구동 즉, 주제어부(2)에서 정해진 정보에 의해 A/D 변환부(8)를 정해진 데이타 개수만큼 작동시켜서 이 데이타를 제1 저장부(12)에 순차적으로 임시 저장시키며, 이 저장된 데이타는 제어부(6)에 의해 계산되거나 또는 원래의 값으로 양방향 데이타 억세스(Access)가 가능한 제2 저장부(14)에 보내어진다.

여기서, 상기 사용된 용어의 정의를 간단히 설명하면 다음과 같다,

디지탈 신호 처리(Digital Signal Processing; DSP):

영상이나 음향, 레이다 펄스 그리고 또 다른 실제 세계에 존재하는 자연적인 신호를 받아들여 분석하거나 여파, 고속 푸리에 변환등의 다양한 조작을 하는 기술.

고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT):

이산 푸리에 변환을 고속으로 계산하기 위한 알고리즘으로, 대표적인 것으로는 쿨리-튜키(Cooley-TuKey)의 2n 알고리즘과 토마스(Thomas)와 굿(Good)의 소인수의 알고리즘이 있다.

선입 선출(First-In First-Out; FIFO):

대기 행렬 처리에 많이 사용되는 방법으로, 시계열적으로 최초에 발생한 사상 또는 공간적으로 최초에 도착한 사상을 최초에 처리하는 것으로서 서로 다른 속도와 비동기로 동작하는 두 디바이스를 접속하기 위한 버퍼로 사용되며, 각 디바이스는 선입 선출의 일단에 접속된다.

호스트 컴퓨터(Host Computer):

마이크로컴퓨터, 미니컴퓨터 등과 같이 처리 능력에 한도나 제한이 있기 때문에 기능, 용량을 보충 또는 분담하는 상위의 고성능컴퓨터로, 이와 같은 경우 실행하는 컴퓨터를 타깃 컴퓨터(Target Computer)라고 한다.

직접 메모리 접근(Direct Memory Access; DMA):

데이타 채널 전송, I/O(Input/Output)의 전송을 프로그램의 개입없이 가능하게 하는 것으로, 특별한 채널을 통해서 필요할 때 중앙처리 장치에서 처리 시간을 훔쳐서 데이타를 전송하며, 커맨드(Command)에 의해 채널을 시동하는 외에 프로그램은 개입하지 않고,중앙처리 장치의 처리는 빼앗긴 시간만큼 늦어지며, 이런 종류의 전송을 데이타 채널 전송, 브레이크 전송, 사이클 스틸 전송이라고 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 A/D변환부(8)에서 초고속으로 데이타 획득이 가능하기 때문에 연소압의 주파수 특성 해석이 가능하여 엔진의 노킹 등을 진단할 수 있고 주제어부(2)로 고성능의 개인용 컴퓨터 등을 사용하므로써 실시간 화면 표시 기능을 통해 사용자가 원하는 데이타를 용이하게 선별하여 얻을 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 전체 시스템을 제어하며, 엔진의 각 상태에 따른 진단 내용을 화면에 표시하기 위한 주제어부(2)와; 상기 주제어부(2)의 신호와 다른 장치의 신호를 상호 입출력 시키는 입출력부(4)와; 상기 주제어부(2)의 제어에 의해 초기화되고 상기 입출력부(4)를 통해 주제어부(2)의 신호를 인가 받아 시스템을 제어하기 위한 제어부(6)와; 상기제어부(6)의 제어에 의해 해당 채널로 엔진의 해당 상태에 따른 신호를 인가 받아 디지틀 신호로 변환하는 A/D 변환부(8)와; 상기 A/D 변환부(8)의 디지틀 신호를 선입선출하면서 데이타 저장이 완료될 경우, 상기 이를 제어부(6)에 알리는 선입선출부(10)와; 상기 제어부(6)의 제어에 의해 상기 선입선출부(10)의 출력데이타를 일시적으로 저장하는 제1 저장부(12)와; 상기 제어부(6)의 제어에 의해 상기 제1 저장부(12)의 데이타를 일시적으로 저장했다가 상기 주제어부(2)의 제어에 의해 저장된 데이타를 주제어부(2)로 보내는 제2 저장부(14)를 포함하는 다기능 연소해석기.