KR100231467B1

KR100231467B1 - 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100231467B1
Application number: KR1019960062047A
Authority: KR
Inventors: 류동원; 김양규
Original assignee: 류동원; 한국아이에스티주식회사
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR19980044036A

Abstract

본 발명은 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법 및 장치에 관한 것으로, 자동차 엔진 데이터를 입력받는 데이터 입력 스텝과, 상기 데이터 입력 스텝에서 입력된 엔진 제원 데이터 및 스파크(Spark) 신호에 따른 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝과, 상기 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝에서 산출된 샘플링 레이트(Sampling rate) 값과 최저치의 대소비교 판단 스텝과, 상기 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치 보다 크면 클럭(Clock)을 샘플링 레이트(Sampling rate)를 조정하는 클럭(Clock) 조정 스텝과, 상기 클럭(Clock) 조정 스텝에서 설정된 클럭(Clock) 신호에 따라 데이터를 변환하여 출력하는 데이터 출력 스텝으로 구성된 방법과, 이러한 방법의 적용을 위한 장치로서 딜레이(Delay)와, 피크(Peak) 평균기와, 상기 피크(Peak) 평균기에서 평균된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 지연된 파형을 인가 받아 비교하여 출력하는 비교기와, 상기 비교기에서 출력되는 파형을 인가 받아 리트리거링(Retriggering)하는 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터와, 상기 리트리거블 멀티바이브레이터에서 리트리거링된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 출력되는 파형은 인가 받아 중첩하여 출력하는 샘플 홀더(Sample holder)로 구성하여, 점화파형 축출시 축출되는 점화 파형을 최적화 샘플링(Sampling)을 하여 표시장치에 표시함으로써, 점화 파형의 축출 및 표시를 위한 하드웨어(Hardware)의 제조 원가를 절감하고 점화파형을 빠른 속도로 표시할 수 있는 효과가 있다.

Description

엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법 및 장치

본 발명은 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 점화 플러그에서 발생되는 스파크를 검출하고 검출된 스파크에 따른 신호를 샘플링(Sampling)하여 엔진의 이상 유무를 표시하기 위한 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법 및 장치에 관한 것이다.

자동차는 생활의 한 부분을 차지한지 오래이나 자동차로 인한 인간의 건강과 생할 환경이 크게 위협받고 있는 심각성에 각국은 안전과 공해 방지를 위해 자동차를 전자적으로 제어하여 대응하고 있다.

이러한 전자 제어는 1957년 미국의 벤딕스(Bendix)사가 최초로 개발하였으며, 최근에는 엘 제트로닉(L Jetronic)이 사용되고 있으며 또는 점화 계통, 공전속도 계통 등을 제어하는 모트로닉(Motronio) 방식이 개발되어 있다.

이런 전자제어 원리는 일반적으로, 엔진으로 흡입되는 공기량과 엔지 회전수를 계측하고 계측된 결과에 따른 데이터를 제어기로 인가하게 된다.

데이터를 인가 받은 제어기는 인가된 데이터를 기준으로 기본 분사량을 결정하고, 엔진 상태에 따라 여러 센서에서 감지된 내용에 따라 연료 보정 분사량을 산출한다.

산출된 보정 분사량과 기본 분사량을 제어기에서 연산하여 엔지 상태에 가장 적합한 최적의 연료 분사량을 결정하여 연료 분사량을 제어한다.

특히, 연료를 분사하는 엔진는 엔진의 부하 및 외부 조건에 따라 정확한 연료의 양을 각 실린더로 공급하여야 하며, 이러한 기능을 수행하기 위해 연료의 양과 관련되는 모든 요소를 알고 있어야 한다.

또한, 엔진 작동 조건은 급격하게 변하기 때문에 어떤 순간에도 급격한 변화에 신속하게 필요한 연료량을 산출하여 분사하게 된다.

이런 전자제어 연료분사 엔진은 엔진에서 필요로 하는 연료의 양에 영향을 주는 요소들을 엔진 상태의 변화에 따라 각 부분에 설치되어 있는 감지기를 통해 감지하게 된다.

감지된 요소들은 전자제어 연료분사 엔진의 제어 유닛(Unit)으로 전달하여 그 때의 상태 요소에 필요한 최적의 연료량을 결정하여 인젝터(Injector)에 신호를 보내게 된다.

이러한 신호를 인가 받은 인젝터는 인가된 신호에 따라 정확한 연료 양을 분사하게 된다.

이와 같은 연료 양 분사에 따른 전자 제어 엔지에서 점화 장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 점화 플러그를 제어하는 제어 회로의 간략한 구성을 나타낸 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 크랭크의 회전 각도를 감지하여 크랭크 각 감지 신호를 출력하는 크랭크 각 감지기(1)와, 상기 크랭크 각 감지기(1)로부터 출력되는 크랭크 각도 신호를 인가 받고 흡입 공기량 감지 신호를 인가 받고 점화 시기 제어 신호를 출력하는 제어기(2)와, 상기 제어기(2)로부터 출력되는 점화시기 제어신호를 인가 받고 인가된 점화시기 제어신호에 따라 스위칭하여 스위칭 하는 파워 트랜지스터부(3)와, 상기 파워 트랜지스터부(3)로부터 출력되는 스위칭 신호에 따라 전류를 유도하는 점화 코일(4)과, 상기 점화 코일(4)에서 발생된 고전압을 분배하는 배전기(5)와, 상기 배전기(5)로부터 분배되는 고전압을 인가 받아 방전하는 점화 플러그(6)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.

자동차의 엔진에서 실린더 크랭크 각을 크랭크 감지기(1)에서 감지하여 크랭크 각 감지 신호를 출력하게 된다.

출력되는 크랭크 각 감지 신호를 제어기(2)에서 인가된 크랭크 각 감지 신호에 따라 점화시기를 제어하는 점화시기 제어 신호를 출력하게 된다.

또한, 엔진의 각종 상황을 검출하는 감지기(도시 않음)로부터 감지된 신호를 제어기(2)에서 인가 받고 인가된 감지 신호를 메모리(도시 않음)에 저장된 점화 진각 데이터와 값을 비교한 다음 최적의 점화 진각 값을 연산하여 파워 트랜지스터부(3)를 구동하게 된다.

제어기(2)에 의해 구동되는 파워 트랜지스터부(3)는 제어기(2)로부터 출력되는 구동 신호에 따라 오프되면 점화 코일(4)의 1차 코일에 1차 전류가 흐르게 된다.

반대로, 파워 트랜지스터부(3)가 온되면 점화 코일(4)의 2차 코일에는 플러스와 마이너스 양극성의 고전압이 발생하게 된다.

파워 트랜지스터부(3)의 온/오프 동작에 의해 점화 코일(4)의 2차 코일에서 발생된 고전압은 배전기(5)를 통해서 분배되어 점화 플러그(6)로 인가된다.

배전기(5)를 통해서 분배되는 고전압을 인가 받은 점화 플러그(6)는 인가된 고전압에 의해 스파크(Spark)를 발생하게 된다.

이와 같이 발생된 스파크(Spark)에 의해 혼합가스를 최적의 시기에 폭발시켜 자동차의 엔진을 제어하여 구동하게 된다.

이때, 엔진 작동 조건이 변하게 되면 변화되는 신호를 크랭크 각 감지기(1)에서 감지하여 감지된 크랭크 각 감지 신호를 제어기(2)로 인가하게 된다.

크랭크 각 감지 신호를 인가 받은 제어기(2)는 인가된 크랭크 각 감지 신호에 따라 파워 트랜지스터부(3)를 단속하여 점화 코일(4) 및 배전기(5)를 통해서 발생되는 고전압을 제어하여 점화 플러그(6)의 점화 시기를 제어하게 된다.

이러한 전자 제어 엔진을 장착한 자동차 엔지의 파형은 약 600 RPM에서 약 15000 RPM의 광범위한 구동 속도의 범위에 따라 발생하게 된다.

이러한 구동 속도 범위에 따른 파형을 이용하여 엔진 상태를 점검하기 위해 파형을 축출하여 화면에 출력하기 위해서는 마이크로 프로세서가 사용 되며, 또한, 파형의 샘플링(Sampling) 빈도에 따른 메모리 소자의 용량이 필요하게 된다.

특히, 자동차 점화파형 분석을 위해서는 점화 파형의 최대치를 측정해야 하는데, 이 최대치는 2μs 정도 지속됨으로 최소 초당 1백만번의 샘플링(Sampling)이 필요하다.

이러한 샘플링(Sampling) 빈도는 엔진 회전수가 600 RPM인 경우에는 통상 20만개가 필요하고 6000 RPM인 경우에는 2만개의 데이터가 필요하게 된다.

이러한 이유로 고속 샘플링(Sampling)과 고속 출력을 위해서는 많은 전자회로 소자를 필요로 하며, 제조 원가가 상승된다.

특히, 개인용 컴퓨터(Personal computer)의 화면을 이용하여 출력하기 위한 데이터 수는 1000∼2000개 정도로 충분한데 2만∼20만 데이터를 출력한다면, 이러한 과다 출력으로 인한 출력속도의 저하 및 낭비를 가져오는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 최적 샘플링(Sampling) 빈도 계산 방법과 그 방법이 적용되는 하드 웨어(Hardware)가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 점화파형 축출시 축출되는 점화 파형을 최적 샘플링(Sampling)하여 엔진 파형을 축출하는 하드웨어(Hardware)의 제조 원가를 절감하고 파형을 빠르게 표시하기 위한 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 위한 본 발명의 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 방법은, 자동차 엔진 파형의 축출를 위한 데이터를 입력받는 데이터 입력 스텝과, 상기 데이터 입력 스텝에서 입력된 데이터에 따라 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 최적 샘플링(Sampling) 레이트(Rate)를 산출하는 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝과,상기 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝에서 산출된 샘플링 레이트(Sampling rate) 값과 최저치의 대소를 비교하는 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝과, 상기 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치 보다 크면 ADC로 인가되는 클럭(Clock)을 샘플링 레이트(Sampling rate)에 맞게 설정하는 클럭(Clock) 조정 스텝과, 상기 클럭(Clock) 조정 스텝에서 ADC의 클럭(Clock)의 설정되면 설정된 클럭(Clock) 신호에 따라 데이터를 변화하여 출력하는 데이터 출력 스텝로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 이러한 목적을 위한 본 발명의 장치는, 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 지연시키는 딜레이(Delay)와, 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 피크(Peak)를 평균하는 피크(Peak) 평균기와, 상기 피크(Peak) 평균기에서 피크(Peak)가 평균된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 지연된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 비교하여 출력하는 비교기와, 상기 비교기에서 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 리트리거링(Retriggering)하는 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터와, 상기 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터에서 리트리거링(Retriggering)된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 출력되는 스파크(Spark) 신호를 인가 받아 중첩하여 출력하는 샘플 홀더(Sample holder)로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 점화 플러그를 제어하는 제어 회로의 간략한 구성을 나타낸 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 엔진파형의 최적 샘플링(Sampling) 방법을 나타낸 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 스파크(Spark) 신호 검출 센서의 회로를 나타낸 블럭도,

도 4는 도 3에 도시된 블럭의 각 파형을 도시한 파형도,

도 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 나타낸 블럭도이다.

이러한 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진파형의 최적 샘플링(Sampling) 방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 자동차 엔진의 최적 샘플링(Sampling)을 산출하기 위해 자동차 엔진의 전자제어 회로로부터 데이터를 인가 받는 준비를 하는 개시 스텝(S100)과, 상기 개시 스텝(S100)에서 자동차의 엔진의 데이터를 인가 받을 준비가 완료되면 자동차 엔진 파형의 축출를 위한 데이터를 입력받는 데이터 입력 스텝(S110)과, 상기 데이터 입력 스텝(S110)에서 데이터의 파형의 샘플링(Sampling)을 위한 데이터가 입력되면 입력된 데이터에 따라 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 최적 샘플링(Sampling) 레이트(Rate)를 산출하는 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝(S120)과, 상기 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝(S120)에서 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 최적 샘플링(Sampling)이 산출되면 산출된 샘플링 레이트(Sampling rate) 값과 최저치의 대소를 비교하는 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝(S130)과, 상기 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝(S130)에서 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치 대소비교 판단 스텝(S130)에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치보다 작으면 샘플링 레이트(Sampling rate)를 최저치로 설정하는 최저치 샘플링 레이트(Sampling rate) 설정 스텝(S140)과, 상기 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝(S130)에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치 보다 크거나 또는 상기 최저치 샘플링 레이트(Sampling rate) 설정 스텝(S140)에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치로 설정되면 ADC(도시 않음)로 인가되는 클럭(Clock)을 샘플링 레이트(Sampling rate)에 맞게 설정하는 클럭(Clock) 조정 스텝(S150)과, 상기 클럭(Clock) 조정 스텝(S150)에서 ADC의 클럭(Clock)의 설정되면 설정된 클럭(Clock) 신호에 따라 데이터를 변화하여 출력하는 데이터 출력 스텝(S160)과, 상기 데이터 출력 스텝(S160)에서 데이터가 출력되면 또다른 엔진 변수에 따른 스파크(Spark) 신호를 검출하기 위해 상기 데이터 입력 스텝(S110)으로 리턴(Return)하는 리턴(Return) 스텝(S170)으로 구성되어 있다.

이와 같은 구성 중에 상기 데이터 입력 스텝(S110)은, 상기 개시 스텝(S100)에서 자동차의 엔진의 전자 제어 회로(도시 않음)에서 자동으로 산출된 샘플링 레이트(Sampling rate)를 입력받는 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터 입력 스텝(S111)과, 자동차 엔진의 실린더 갯수를 입력받는 실린더 갯수 입력 스텝(S112)과, 상기 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터 입력 스텝(S111)에서 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터와 상기 실린더 갯수 입력 스텝(S112)에서 자동차의 실린더 갯수가 입력되면 입력된 데이터에 따라 분당 회전수를 산출하는 알피엠(RPM) 산출 스텝(S113)과, 스파크 파형의 표시하는 표시 장치(도시 않음)에 표시되는 화면 출력의 해상도 데이터를 입력 받는 화면 출력 해상도 입력 스텝(S114)으로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 따른 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)를 산출하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

개시 스텝(S100)에서는 자동차 엔진에 관련된 데이터를 입력받을 준비를 하게 된다. 예를 들어, 자동차 엔진의 전자 제어 회로의 인터페이스(도시 않음)를 연결해서 엔진에 관련된 데이터를 입력받을 준비를 하게 된다.

이러한 준비가 완료되면 데이터 입력 스텝(S110)에서 자동차의 엔진에 관련된 엔진의 데이터를 입력받게 된다.

즉, 데이터 입력 스텝(S110)의 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터 입력 스텝(S111)에서 자동차 엔진의 전자 제어 회로에서 자동으로 실행되는 샘플링 레이트(Sampling rate)의 데이터를 입력받게 된다.

또한, 실린더 갯수 입력 스텝(S112)에서 자동차 엔진의 전자 제어 회로에서 제어되는 엔진의 실린더 갯수를 입력받는다.

이와 같이, 자동차 엔진의 전자 제어 회로에서 설정된 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터와 엔진의 실린더 갯수에 따른 데이터를 입력받으면, 알피엠(RPM) 산출 스텝(S113)에서 입력된 데이터에 따른 자동차 엔진의 분(Minute)당 회전수(RPM)를 다음과 같이 산출하게 된다.

이때, ncyl : 자동차 엔진의 실린더 갯수

npulse : 분(Minute)당 측정된 총 펄스 수

tpulse : 측정된 n개 펄스의 측정 시간

ncyc : 행정수(4 행정)를 의미한다.

이와 같이, 알피엠(RPM) 산출 스텝(S113)에서 분(Minute)당 엔진의 회전수가 산출되거나, 화면 출력 해상도 입력 스텝(S114)에서 표시장치(도시 않음)에 표시되는 화면의 출력의 해당도에 따른 화면 표시 출력의 해상도 데이터를 입력하게 된다.

화면 출력의 해상도 데이터와 분(Minute)당 엔진의 회전수가 입력되면 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝(S120)에서 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 ADC을 이용하여 아날로그 스파크(Spark) 신호를 디지탈 스파크(Spark) 신호에 따른 파형으로 변화시 최적화 하여 샘플링(Sampling)을 하게 된다.

최적화 샘플링(Sampling)은 먼저, 엔진의 실린더 갯수에서 자동차 엔진의 실린더 갯수(ncyl)에 따른 하나의 실린더의 개별 파형에 따른 한 프레임의 시간을 다음과 같은 방정식으로 산출하게 된다.

이때, tframe : 한 프레임의 측정 시간(Second)

ncyl : 자동차 엔진의 실린더 갯수

RPM : 분(Minute) 당 회전수를 나타내고 있다.

이와 같이, 하나의 실린더에 따른 파형이 산출되면 한개의 프레임을 표시하기 위한 최소의 데이터 표시장치의 수평 해상도 수에 따른 데이터의 시간을 다음 식으로 산출하게 된다.

이때, 수평 해상도 : 표시장치(90)의 해상도이고,

nchannel : 화면에 출력하는 파형의 갯수를 의미한다.

이러한, 식에 의해 데이터의 시간(tdata)이 산출되면 데이터의 시간(tdata)에 맞게 클럭(Clock) 발생 레이트(Rate)를 조정하여 ADC를 구동하게 된다.

이러한, 클럭(Clock)의 레이트(Rate)에 따라 ADC가 구동되면 아날로그 스파크(Spark) 파형은 클럭(Clock) 레이트(Rate)에 따라 디지탈 스파크(Spark) 파형으로 변환되어 표시장치에 데이터를 표시할 수 있도록 최적화된 샘플링 레이트(Sampling rate)를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이, 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝(S120)에서 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)가 산출되면 산출된 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최소치의 대소비교 판단 스텝(S130)에서 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최소치의 대소를 비교하게 된다.

예를 들어, 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치보다 큰(최적 샘플링 레이트(Sampling rate) ＞ 최저치)인지를 판단하게 된다.

판단 결과, 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최소치보다 크지 않으면 최저치 샘플링 레이트(Sampling rate) 설정 스텝(S140)에서 최소치 샘플링 레이트(Sampling)를 설정하게 된다.

또한, 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최소치의 대소비교 판단 스텝(S130)에서 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최소치보다 크거나, 최저치 샘플링 레이트(Sampling rate) 설정 스텝(S140)에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치 샘플링 레이트(Sampling rate)로 설정되면, 설정된 최적 샘플링 레이트(Sampling rate)에 따라 클럭 조정 스텝(S150)에서 클럭(Clock)을 조정하게 된다.

즉, 프로그래머블 클럭 세팅(Setting)부(도시 않음)에서 클럭(Clock)을 발생 주기를 조정하게 된다.

프로그래머블 클럭 세팅(Setting)부에서 조정된 클럭 주기 신호는 클럭 발생기에서 인가 받게 된다. 클럭 주기 신호를 인가 받은 클럭 발생기에서 인가된 클럭 주기 신호에 따라 클럭 신호(Clock)를 발생하게 된다.

발생된 클럭 신호(Clock)는 어드레스 발생기와 ADC로 인가되어 어드레스 신호(Address) 및 변환 주기를 결정하게 된다.

이와 같이 ADC의 변환 주기가 결정되면 ADC에서는 아날로그 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 디지탈 파형으로 변환하게 된다.

이와 같이 변환되어 출력되는 디지탈 스파크(Spark) 신호에 따른 파형은 메모리(도시 않음)에 저장되고 저장된 데이터는 데이터 출력 스텝(S160)을 통해서 출력하여 표시장치에 표시된다.

이러한 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 표시하게 되면 리턴(Return) 스텝(S170)을 통해서 다시 데이터 입력 스텝(S110)으로 리턴(Return)하여 엔진의 새로운 변수에 따른 데이터를 입력받기 위해 리턴(Return)하게 된다.

리턴(Return) 스텝(S170)을 통해서 새로운 데이터를 입력받으면 입력된 새로운 자동차 엔진에서 발생되는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 샘플링(Sampling)하여 표시장치에 표시하게 된다.

이러한 엔진 파형의 최적화 샘플링(Sampling) 방법이 적용된 장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 스파크(Spark) 신호 검출 센서의 회로를 나타낸 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 스파크(Spark) 신호를 입력받는 입력 단자 "T1"과, 상기 입력 단자 "T1"에 입력된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 지연시키는 딜레이(Delay)(21)와, 상기 입력 단자 "T1"에 입력된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 피크(Peak)를 평균하는 피크(Peak) 평균기(22)와, 상기 피크(Peak) 평균기(22)에서 피크(Peak)가 평균된 파형과 상기 딜레이(Delay)(21)에서 지연된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 비교하여 출력하는 비교기(23)와, 상기 비교기(23)에서 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 리트리거링(Retriggering)하는 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터(24)와, 상기 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터(24)에서 리트리거링(Retriggering)된 파형과 상기 딜레이(Delay)(21)에서 출력되는 스파크(Spark) 신호를 인가 받아 중첩하여 출력하는 샘플 홀더(Sample holder)(25)와, 상기 샘플 홀더(Sample holder)(25)에서 중첩되어 출력되는 파형을 인가받아 출력하는 출력 단자 "T2"로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동차의 전자 제어 엔진을 장착하고 있는 엔지의 점화 플러그(도 1에 도시됨)에서 발생된 스파크(Spark) 신호를 입력 단자 "T1"에서 입력받는다. 스파크(Spark) 신호를 인가 받은 입력 단자 "T1"은 인가된 스파크(Spark) 신호를 딜레이(Delay)(21)에서 인가 받는다.

스파크(Spark) 신호를 인가 받은 딜레이(Delay)(21)는 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 일정 시간 지연을 시킨다.

즉, 딜레이(Delay)(21)을 통해서 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 2 ∼ 3 μs 정도 지연을 시키게 된다.

동시에 입력 단자 "T1"을 통해서 스파크(Spark) 신호를 인가 받은 피크(Peak) 평균기(22)는 인가된 스파크(Saprk) 신호에 따른 파형의 첨두치인 피크(Peak)치를 평균하게 된다.

피크(Peak) 평균기(22)로부터 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 평균치와 딜레이(Delay)(21)로부터 출력되는 지연된 스파크(Spark) 신호의 파형을 인가 받은 비교기(23)는 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 평균치와 지연된 신호를 비교하여 비교된 결과를 출력하게 된다.

즉, 비교기(23)에서는 인가된 스파크(Spark) 신호의 평균치와 2 ∼ 3 μs 정도 지연된 스파크(Spark) 신호의 파형이 하이 레벨(High level)인 경우에 하이 레벨(High level) 신호를 출력하게 된다.

비교기(23)에서 비교되는 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형은 다시 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터(24)에서 인가 받는다.

스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받은 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터(24)는 인가된 스파크(Spark) 신호를 리트리거링(Retriggering)하여 파형의 주기를 2 ∼ 3μs에서 20 μs로 주기를 늘리게 된다. 20 μs로 늘어난 스파크(Spark) 신호에 따른 파형은 샘플 홀더(Sample holder)(25)에서 인가 받는다.

또한, 샘플 홀더(Sample holder)(25)는 딜레이(Delay)(21)에서 2 ∼ 3μs 정도 지연된 스파크(Spark) 신호를 인가 받는다. 딜레이(Delay)(21)에서 2 ∼ 3μs 정도 지연된 스파크(Spark) 신호와 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터(24)에서 파형 주기가 20 μs로 늘어난 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받은 샘플 홀더(Sample holder)(25)는 인가된 두 파형을 중첩시키게 된다.

중첩된 파형은 출력 단자 "T2"를 통해서 출력된다. 출력 단자 "T2"를 통해서출력되는 중첩된 파형에 따라 클럭 주시를 결정하여 최적화된 샘플링(Sampling)를 산출하게 된다.

이러한 출력 단자 "T2"을 통해서 출력되는 파형을 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 도 3에 도시된 블럭의 각 파형을 도시한 파형도이다. 도시된 바와 같이, 파형(W1)은 점화 플러그(4 : 도 1에 도시됨)에서 발생된 스파크(Spark) 신호를 인가 받은 입력 단자 "T1"에서 출력되는 파형을 도시하고 있다.

즉, 파형(W1)은 점화 플러그에서 발생되는 파형으로 전압과 전류의 변화를 나타내며, 피크(Peak) 파형(①)은 방전에 의해 방출되는 불꽃 에너지의 파형을 도시하고 있다. 또한, 유도 전류에 따른 파형(②)은 유도 성분에 따른 유도 전류를 도시하고 있다.

이와 같이 입력 단자 "T1"을 통해서 입력된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형은 파형 (W2)에서 도시된 것과 같이 피크(Peak) 평균기(22)를 통해서 파형 (W1)에 도시된 피크(Peak) 파형(①)의 첨부치를 평균하여 피크(Peak) 파형(③)을 나타나게 한다.

한편, 입력 단자 "T1"을 통해서 입력된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형(W1)은 딜레이(Delay)(21)을 통해서 일정한 시간 "t1" 만큼 지연시킨 것으로, 예를 들어 딜레이(Delay)(21)에서 2 ∼3 μs만큼 지연시킨 피크(Peak) 파형(①)을 도시하고 있다.

파형 (W4)는 비교기(23)에서 파형 (W1)과 파형 (W2)을 비교하여 출력된 파형을 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터(24)를 통해서 리트리거링(Retriggering) 시켜 발생된 펄스(④)를 도시하고 있다.

그리고, 파형 (W5)은 파형(W4)과 파형 (W1)을 샘플 홀더(Sample holder)(25)를 통해서 샘플링(Sampling)하여 발생된 파형(⑤)을 도시하고 있다.

이와 같이 출력되는 파형에 따라 클럭(Clock)의 주기를 결정하여 최적화된 샘플링(Sampling)을 산출하여 파형을 표시하는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 나타낸 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 플러그(Plug) 신호를 인가 받고 인가된 플러그(Plug) 신호의 대역을 개선하여 출력하는 신호 조절기(10)와, 상기 신호 조절기(10)에서 출력되는 잡음이 제거된 플러그(Plug) 신호를 인가 받아 스파크(Spark) 신호를 검출하는 스파크(Spark) 신호 검출기(20)와, 자동차의 전자 제어 회로(도시 않음)로부터 인가되는 엔진에 관련된 데이터와 상기 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 검출된 스파크(Spark) 신호의 파형 주기 신호를 인가 받고 엔진에 관련된 데이터와 스파크(Spark) 신호의 파형 주기 신호를 출력하는 CPU(30)와, 상기 CPU(30)로부터 출력되는 엔진 관련 데이터와 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 검출된 스파크(Spark) 신호의 파형 주기 신호를 인가 받아 클럭 세팅(Setting) 신호를 출력하는 프로그래머블 세팅(Setting)부(40)와, 상기 프로그래머블 세팅(Setting)부에서 출력되는 클럭 세팅(Setting) 신호를 인가 받고 인가된 클럭 세팅(Setting) 신호에 따라 클럭 신호(Clock) 신호를 발생하고 발생된 클럭 신호(Clock)를 출력하는 클럭 발생기(50)와, 상기 클럭 발생기(50)로부터 출력되는 클럭 신호(Clock) 신호를 인가 받고 상기 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 검출된 스파크(Spark) 신호를 인가된 클럭 신호(Clock) 신호에 따라 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 대 디지탈 변환기 (Analog to Digital convertor; 이하 ADC라 약칭함)(60)와, 상기 클럭 발생기(50)로부터 출력되는 클럭 신호(Clock)를 인가 받고 인가된 클럭 신호(Clock)에 따라 어드레스 신호(Address)를 발생하여 출력하는 어드레스 발생기(70)와, 상기 어드레스 발생기(70)로부터 출력되는 어드레스 신호(Address) 신호를 인가 받고 인가된 어드레스 신호(Address)에 따라 상기 ADC(60)에서 변환되어 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 데이터를 인가 받아 저장하는 메모리(80)와, 상기 메모리(80)에 저장된 스파크(Spark) 신호에 따른 데이터를 상기 CPU(30)의 리드(Read) 신호에 따라 스파크(Spark) 신호에 따른 데이터를 인가 받아 표시하는 표시부(90)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동차의 전자 제어 회로에서 엔진 정보를 인터페이스(Interface)(도시 않음)을 통해서 CPU(30)에서 인가 받는다.

즉, 자동자 엔지의 실린더 갯수 또는 행정수에 따른 엔진 정보를 CPU(30)에서 인가 받는다. 엔진 정보를 인가 받은 CPU(30)은 인가된 엔진 정보에 따라 RPM을 산출하게 된다.

또한, 자동차 엔진의 점화 플러그의 플러그 신호(Plug signal)를 자동차의 전자 제어 회로에서 감지하게 된다.

자동차의 전자 제어 회로에서 감지된 플러그 신호(Plug signal)는 신호 조절기(10)에서 인가 받는다.

플러그 신호(Plug signal)를 인가 받은 신호 조절기(10)는 인가된 플러그 신호(Plug signal)의 대역을 개선하여 출력하게 된다.

이와 같이, 신호 조절기(10)에서 대역이 개선된 플러그 신호(Plug signal)는 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 인가 받는다.

플러그 신호(Plug signal)를 인가 받은 스파크(Spark) 신호 검출기(20)는 인가된 플러그 신호(Plug signal)에서 스파크(Spark) 신호를 검출하게 된다.

검출되는 스파크(Spark) 신호는 파형의 주기가 매우 짧은 2 ∼ 3 μs이므로 인가된 파형의 주기를 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 파형의 주기를 조절하게 된다.

즉, 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 주기를 2 ∼ 3 μs에서 20 μs까지 늘이게 된다.

이와 같이, 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 20 μs까지 늘어난 스파크(Spark) 신호에 따른 파형에 를 메모리(80)에서 일시 저장한 저장된 파형의 주기에 따른 데이터를 CPU(30)에서 인가 받는다.

스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 발생된 파형의 주기에 따른 데이터를 인가 받은 CPU(30)는 인가된 파형의 주기 신호를 프로그래머블(Programmable) 클럭 세팅(Setting)부(40)로 인가하게 된다.

파형 주기에 따른 신호를 인가 받은 프로그래머블(Programmable) 클럭 발생기(40)는 인가된 파형 주기에 따른 신호에 따라 클럭 세팅(Setting) 신호를 출력하게 된다.

즉, 인가된 파형 주기에 따른 신호에 따라 클럭(Clock)의 주기를 설정하여 출력하게 된다.

프로그래머블(Programmable) 클럭 발생기(40)에서 설정되어 출력되는 클럭 세팅(Setting) 신호는 클럭 발생기(50)에서 인가 받아 클럭 신호(Clock)를 발생하여 출력하게 된다. 출력되는 클럭 신호(Clock)를 ADC(60)에서 인가 받는다.

클럭 신호(Clock) 신호를 인가 받은 ADC(60)는 스파크(Spark) 신호 검출기(20)에서 인가되는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 클럭 신호(Clock)에 따라 아날로그 파형 신호를 디지탈 파형 신호로 변환하여 출력하게 된다.

이와 같이 ADC(60)에서 디지탈 파형 신호로 변환되어 출력되는 데이터는 어드레스(Address) 발생기(70)에서 발생된 어드레스 신호(Address)에 따라 메모리(80)에 저장된다.

이때, 어드레스(Address) 발생기(70)는 클럭 발생기(50)로부터 출력되는 클럭 신호(Clock)를 인가 받아 클럭 신호(Clock)의 주기에 따라 어드레스 신호(Address)를 발생하게 된다. 발생된 어드레스 신호(Address)는 메모리(80)로 인가되어 ADC(60)에서 디지탈 신호로 변환되어 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 디지탈 파형 데이터를 저장하게 된다.

이와 같이, ADC(60)에서 변환된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형 데이터(Data)는 어드레스 발생기(70)에서 발생되는 어드레스 신호(Address)에 따라 메모리(80)에 저장되며, 이때, 저장 데이터 단위에 따라 ADC(60)에서 변환 종료 신호(End of conversion; 이하 EOC라 약칭함)를 메모리(80)에 저장되는 데이터 저장 단위에 따라 어드레스 신호(Address)를 발생시키게 된다.

이와 같이, 어드레스 신호(Address)에 따라 스파크(Spark) 신호에 따른 파형 데이터(Data)가 메모리(80)에 저장되면 저장된 파형 데이터를 리드(Read)하기 위해 CPU(30)에서는 리드(Read) 신호를 메모리(80)로 인가하게 된다.

리드(Read) 신호를 인가 받은 메모리(80)는 인가된 리드(Read) 신호에 따라 파형 데이터를 CPU(30)로 인가하게 된다.

출력되는 데이터를 인가 받은 CPU(30)는 인가된 데이터를 표시장치(90)로 인가하게 된다. CPU(30)에서 출력되는 파형 데이터를 인가 받은 표시장치(90)는 인가된 파형 데이터를 표치 처리하여 표시하게 된다.

따라서, 자동차 엔진에서 발생된 스파크(Spark) 신호의 파형의 최대치를 검출하여 표시장치(90)에 표시하여 자동차의 엔진의 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 분석하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 점화파형 축출시 축출되는 점화 파형을 최적화 샘플링(Sampling)을 하여 표시장치에 표시함으로써, 점화 파형을 표시하기 위한 하드웨어(Hardware)의 제조 원가를 절감하고 점화파형을 빠른 속도로 표시할 수 있는 효과가 있다.

Claims

자동차 엔진 파형의 축출를 위한 데이터를 입력받는 데이터 입력 스텝과,상기 데이터 입력 스텝에서 데이터의 파형의 샘플링(Sampling)을 위한 데이터가 입력되면 입력된 데이터에 따라 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 최적 샘플링(Sampling) 레이트(Rate)를 산출하는 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝과,상기 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝에서 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 최적 샘플링(Sampling)이 산출되면 산출된 샘플링 레이트(Sampling rate) 값과 최저치의 대소를 비교하는 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝과,상기 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소 비교 판단 스텝에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치 보다 크면 ADC로 인가되는 클럭(Clock)을 샘플링 레이트(Sampling rate)에 맞게 설정하는 클럭(Clock) 조정 스텝과,상기 클럭(Clock) 조정 스텝에서 ADC의 클럭(Clock)의 설정되면 설정된 클럭(Clock) 신호에 따라 데이터를 변화하여 출력하는 데이터 출력 스텝을 포함하는 엔진 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 입력 스텝은 자동차 엔진의 최적 샘플링(Sampling)을 산출하기 위해 자동차 엔진의 전자제어 회로로부터 데이터를 인가 받는 준비를 하는 개시 스텝이 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 입력 스텝은, 자동차의 엔진의 전자 제어 회로에서 자동으로 산출된 샘플링 레이트(Sampling rate)를 입력받는 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터 입력 스텝과, 자동차 엔진의 실린더 갯수를 입력받는 실린더 갯수 입력 스텝과, 상기 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터 입력 스텝에서 자동 실행 샘플링 레이트(Sampling rate) 데이터와 상기 실린더 갯수 입력 스텝에서 자동차의 실린더 갯수가 입력되면 입력된 데이터에 따라 분당 회전수를 산출하는 알피엠(RPM) 산출 스텝으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 입력 스텝은, 스파크 파형의 표시하는 표시 장치에 표시되는 화면 출력의 해상도 데이터를 입력 받는 화면 출력 해상도 입력 스텝이 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝에서 한프레임의 측정 시간은,

로된 식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 엔지 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 최적 샘플링 레이트(Sampling rate) 산출 스텝에서 데이터 시간의 산출은,

로된 식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 샘플링 레이트(Sampling rate)와 최저치의 대소비교 판단 스텝에서 샘플링 레이트(Sampling rate)가 최저치보다 작으면 샘플링 레이트(Sampling rate)를 최저치로 설정하는 최저치 샘플링 레이트(Sampling rate) 설정 스텝이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 엔지 파형 축출용 샘플링 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 출력 스텝에서 데이터가 출력되면 또다른 엔진 변수에 따른 스파크(Spark) 신호를 검출하기 위해 상기 데이터 입력 스텝으로 리턴(Return)하는 리턴(Return) 스텝이 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 방법.
스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 지연시키는 딜레이(Delay)와,스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 인가된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형의 피크(Peak)를 평균하는 피크(Peak) 평균기와,상기 피크(Peak) 평균기에서 피크(Peak)가 평균된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 지연된 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 비교하여 출력하는 비교기와,상기 비교기에서 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 인가 받아 리트리거링(Retriggering)하는 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터와,상기 리트리거블(Retriggerable) 멀티바이브레이터에서 리트리거링(Retriggering)된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 출력되는 스파크(Spark) 신호를 인가 받아 중첩하여 출력하는 샘플 홀더(Sample holder)를 포함하는 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 딜레이(Delay) 또는 피크(Peak) 평균기는 스파크(Spark) 신호를 입력받기 위한 입력 단자(T1)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 샘플 홀더(Sample holder)에서 출력되는 스파크(Spark) 신호의 파형을 인가받아 출력하는 출력 단자(T2)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 딜레이(Delay)는 스파크(Spark) 신호에 따른 파형을 2μs 이상으로 지연시키는 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 샘플 홀더(Sample holder)는 인가된 리트리거링(Retriggering)된 파형과 상기 딜레이(Delay)에서 출력되는 스파크(Spark) 신호를 인가 받아 중첩하여 20μs의 펄스폭을 갖는 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 장치.
플러그(Plug) 신호를 인가 받아 스파크(Spark) 신호를 검출하는 스파크(Spark) 신호 검출기와,자동차의 전자 제어 회로로부터 인가되는 엔진에 관련된 데이터와 상기 스파크(Spark) 신호 검출기에서 검출된 스파크(Spark) 신호의 파형 주기 신호를 인가 받고 엔진에 관련된 데이터와 스파크(Spark) 신호의 파형 주기 신호를 출력하는 CPU와,상기 CPU로부터 출력되는 엔진 관련 데이터와 스파크(Spark) 신호 검출기에서 검출된 스파크(Spark) 신호의 파형 주기 신호를 인가 받아 클럭 세팅(Setting) 신호를 출력하는 프로그래머블 세팅(Setting)부와,상기 프로그래머블 세팅(Setting)부에서 출력되는 클럭 세팅(Setting) 신호를 인가 받고 인가된 클럭 세팅(Setting) 신호에 따라 클럭 신호(Clock) 신호를 발생하고 발생된 클럭 신호(Clock)를 출력하는 클럭 발생기와,상기 클럭 발생기로부터 출력되는 클럭 신호(Clock) 신호를 인가 받고 상기 스파크(Spark) 신호 검출기에서 검출된 스파크(Spark) 신호를 인가된 클럭 신호(Clock) 신호에 따라 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 ADC와,상기 클럭 발생기로부터 출력되는 클럭 신호(Clock)를 인가 받고 인가된 클럭 신호(Clock)에 따라 어드레스 신호(Address)를 발생하여 출력하는 어드레스 발생기와,상기 어드레스 발생기로부터 출력되는 어드레스 신호(Address) 신호를 인가 받고 인가된 어드레스 신호(Address)에 따라 상기 ADC에서 변환되어 출력되는 스파크(Spark) 신호에 따른 데이터를 인가 받아 저장하는 메모리를 포함하는 엔진 파형 축출용 최적 샘플링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 스파크(Spark) 신호 검출기의 전단에서 플러그(Plug) 신호를 인가 받고 인가된 플러그(Plug) 신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호 조절기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 메모리에 저장된 스파크(Spark) 신호에 따른 데이터를 상기 CPU의 리드(Read) 신호에 따라 인가 받아 표시하는 표시장치가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진 파형 축출용 샘플링 장치.