KR100304545B1 - 자동차연료분사기전압신호펄스폭을검출하고획득하는방법및장치 - Google Patents

자동차연료분사기전압신호펄스폭을검출하고획득하는방법및장치 Download PDF

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찰스 엔. 빌라
클레이즈 조지 엔더슨
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리치터 데이비드 제이.
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Abstract

본 발명은 포지티브와 네거티브 전압 진폭(swings)을 갖는 입력신호의 상승(rising) 및 하강에지(falling edge)를 포착하는 신호 검출회로를 포함하는 자동차 연료 분사기(automotive fuel injector) 전압신호 펄스폭(voltage signal Pulse width)을 검출하고 디스플레이하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 입력신호의 포지티브 또는 네거티브 전압의 상승에지 또는 하강에지를 검출할 때, 해당 소프트웨어 루틴은 입력신호 펄스의 펄스폭을 측정하는 공정을 수행하기 위하여 실행된다. 측정된 펄스폭은 숫자(numerical) 및/또는 막대그래프로 디스플레이된다.

Description

자동차 연료 분사기 전압신호 펄스폭을 검출하고 획득하는 방법 및 장치
제1(a)도 - 제1(d)도는 피드-사이드(feed-side) 제어식 연료 분사기의 전압단자에서 검출될 수 있는 4 개의 피드-사이드 제어식 펄스형태를 예시한 도면.
제2(a)도 - 제2(d)도는 제1(a)도 - 제1(d)도에 예시된 해당 입력신호의 검출된 기본부분(detected base portions)을 예시한 도면.
제3(a)도 - 제3(d)도는 제1(a)도 - 제1(d)도의 해당 입력파형을 위한 검출된 유도성 킥백부분(detected inductive kickback portions)을 도시한 도면.
제4(a)도 - 제4(d)도는 그라운드-사이드(grounded-side) 제어식 연료 분사기의 단자에서 검출될 수 있는 4 개의 그라운드-사이드 제어식 펄스형태를 예시한 도면.
제5(a)도 - 제5(d)도는 제4(a)도 - 제4(d)도의 해당 입력파형을 위한 검출된 기본부분을 예시한 도면.
제6(a)도 - 제6(d)도는 제4(a)도 - 제4(d)도의 해당 입력파형을 위한 검출된 유도성 킥백부분을 도시한 도면.
제7(a)도는 연료 분사기의 전압단자에서 검출될 때 복수의 시간주기에 걸쳐 복수의 펄스를 갖는 전형적인 피드-사이드 제어식 PFI 전압을 도시한 도면.
제7(b)도는 제7(a)도에 도시된 전압신호의 기본부분을 도시한 도면.
제7(c)도는 제7(a)도에 도시된 전압신호의 검출된 킥백부분을 도시한 도면.
제8도는 본 발명의 주요 동작성 구성부품을 예시한 블록도.
제9도는 제8도에 예시된 신호 컨디셔너(signal conditioner)의 주요 기능성 구성부품을 예시한 블록도.
제10(a)도 - 제10(d)도는 피드-사이드 제어식 전압신호를 위한 순서도를 예시한 도면.
제11(a)도 - 제11(d)도는 그라운드-사이드 제어식 전압신호를 위한 순서도를 예시한 도면.
제12도는 검출된 펄스를 숫자 및 막대그래프 형태로 예시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
102 : 신호 컨디셔너 104 : 마이크로컨트롤러
106 : 사용자 입력장치 108 : 그래픽 디스플레이장치
110 : 레인징(ranging) 및 보호회로 112,114 : 비교기
116 : A/D 컨버터 118,120 : 필터링 및 트리거회로
본 발명은 전자 신호 측정장치에 관한 것으로, 특히 연료 분사기 형태에 관계없이 자동차 연료 분사기 전압신호 펄스를 검출하고 획득하는 시스템에 관한 것이다.
자동차 수리분야는 물론 다른 분야에 있어서, 자동차에 있는 신호경로와 수 많은 전기회로내에 여러 지점에서 발생하는 전기신호를 측정할 수 있는 기기에 대한 요구는 오랫동안 지속되었다. 전류, 전압, 저항, 신호 주파수등과 같은 파라미터의 측정은 자동차에서 발생하는 수많은 문제점을 지정하고 진단할 수 있는 수리 기술을 가능하게 하였다. 위와 같은 파라미터는 일반적으로 간단한 전압, 전류 및 저항측정 미터(meters)로 부터 정교하고, 컴퓨터화된 전자 진단장비에 걸쳐 유용한 장치를 사용하여 측정된다.
특히 중요한 신호는 연료 분사기의 전압신호이며, 그 중에서도 연료 분사기에서 검출될때의 전압신호의 펄스폭이다. 자동차의 연료 분사기는 자동차의 컴퓨터 모듈에 의해 규정된 바와 같이 지속기간의 주기적인 전압펄스를 수신한다. 일 동작에 있어서, 컴퓨터 모듈은 공기-연료 혼합물의 연소후에 남아있는 산소의 양을 나타내는 산소센서(oxygen sensor)에서 신호를 수신한다. 이 신호에 응답하여, 컴퓨터 모듈은 연료 분사기로 전송된 전압신호의 펄스폭을 변경함으로써 분사기에 의해 분사되어지는 연료의 양을 조정한다.
일반적으로 연료 분사기에는 피드-사이드 제어식 및 그라운드-사이드 제어식의 2가지 구동방법이 있다. 제1(a)도 - 제1(d)도는 연료 분사기 전압단자에서 검출될 수 있는 4 개의 피드-사이드 제어식 펄스형태가 예시되어있다. 그라운드 심볼은 예시된 전압신호에 대한 기준지점으로 사용한다. 제1(a)도에는, 기본펄스(12)와 킥백펄스(14)로 이루어진 포트 연료 분사기(Port Fuel Injector : PFI) 형태 펄스(10)가 예시되어 있다. 제1(b)도는 기본펄스(18)와 도면부호(20, 22)로 예시된 킥백펄스로 이루어진 “피크(Peak) 및 홀드(hold)” 또는 “전류 제한”펄스(16)를 예시한다. 제1(c)도는 하나의 기본펄스(26), 기본펄스에 이어서 2개의 (또는 그 이상) 더욱 짧아진 펄스(28, 30) 및 킥백펄스(32)로 이루어진 변조된 하나의 킥백펄스(Modulated with One Kickback pulse)(24)를 예시한다. 제1(d)도에는, 하나의 기본펄스(36), 기본펄스에 이어서 킥백펄스(38), 2개의 (또는 그이상) 더욱 짧아진 펄스(40, 42) 및 또 다른 킥백펄스(44)로 이루어진 변조된 2개의 킥백펄스(34)가 예시되어있다. 킥백펄스는 전형적으로 기본 펄스보다 훨씬 크고 도면에서, 전압차이를 강조하기 위하여 점선으로 예시하였다.
제4(a)도 - 제4(d)도는 연료 분사기에서 검출될 수 있는 4개의 그라운드-사이드 펄스 형태를 예시한다. 제4(a)도에는, 하방 기본펄스(48)와 이 기본펄스에 이어서 킥백펄스(50)로 이루어진 PFI형태의 펄스(46)가 예시되어있다. 제4(b)도는 기본펄스(54)와 기본펄스에 이어서 킥백펄스(56, 58)로 이루어진 “피크 및 홀드” 또는 “전류 제한”펄스(52)를 예시한다. 제4(c)도는 하나의 기본펄스(62), 기본펄스에 이어서 2개의 (또는 그 이상) 더욱 짧아진 펄스(64, 66) 및 킥백펄스(68)로 이루어진 변조된 하나의 킥백펄스(60)를 예시한다. 제4(d)도에는, 하나의 기본펄스(72), 기본펄스에 이어서 킥백펄스(74), 2개의 (또는 그 이상) 더욱 짧아진 펄스(76, 78) 및 또 다른 킥백펄스(80)로 이루어진 변조된 2개의 킥백펄스(70)가 예시되어있다. 검출된 모든 킥백펄스는 연결 분사기 코일의 동작의 부산물이며 이하 자세히 설명하기로 한다.
모든 변조된 분사기상의 “더욱 짧아진 기본펄스(1 또는 2개의 킥백, 피드-사이드 또는 그라운드-사이드)의 수는 총 분사기 이벤트(total injector event)의 지속기간으로 가변한다. 제1 (더욱 넓은) 기본펄스의 지속기간은 상대적으로 고정되어 있으며, 시간의 양은 핀틀(pintle)을 정확하게 하기 위하여 분사기로 흐르는 전류를 취한다. 더욱 많은 양의 분사 연료를 허용하는 정확해진 상태에서의 핀틀을 유지하기 위하여, 더욱 짧아진 기본펄스가 제공된다. 변조된 분사기의 전압신호에 대한 도면(제1(c)도, 제1(d)도, 제4(c)도 및 제4(d)도)은 파형을 하나의 특정 펄스폭(대략 2.5ms)으로 예시한다. 단(短) 펄스폭(대략 2ms)에는, 하나의 더욱 짧은 펄스만 있고, 장(長) 펄스폭(대략 5ms)에는 6 또는 7 개의 더욱 짧은 펄스가 있다. 요약하면, 더욱 넓은 기본펄스는 일반적으로 고정되어 있으며, 더욱 짧은 기본펄스의 수는 총 펄스폭을 조정하기 위하여 증가하거나 감소한다.
피드-사이드 제어식 분사기를 동작할 때, 포지티브 전압신호는 자동차의 컴퓨터 모듈에 의해 인가된다. 자동차의 컴퓨터 모듈은 전류를 분사기 코일을 통해 흐르도록 하여 자계(磁界)를 발생한다. 자계는 핀틀이 실린더의 연소실을 향해 개구된 밸브를 통해 연료를 분사하도록 구동한다. 전압신호의 펄스폭은 지속기간 또는 시간의 양에 해당하고, 핀틀은 구동되어, 연료의 양이 실린더로 분사되도록 한다. 연소후 높은 레벨의 산소가 남아있다면(“부족(lean)” 공기-연료 혼합물을 표시), 산소센서는 위와 같은 조건을 검출하여 컴퓨터 모듈에 보고한다. 컴퓨터 모듈은 이에 응답하여 연료 분사기로 전송된 전압신호의 펄스폭을 증가시키고 이에 따라 실린더로 분사되는 연료의 양도 증가한다. 바람직하지 않은 정도로 낮은 레벨의 산소가 산소센서에 의해 검출되어 보고되면(“풍부(rich)” 공기-연료 혼합물 조건을 표시), 컴퓨터 모듈은 위의 조건에 응답하여 전압신호의 지속기간을 감소시켜 실린더로 분사되는 연료의 양을 줄인다. 분사기 코일에 대하여 전압을 턴오프할 때(펄스의 하강에지 다음에), 분사기내의 감쇠자계로 인하여 기본펄스의 진폭을 크게 초과하는 진폭을 가지는 킥백펄스가 있다.
그라운드-사이드 제어식 분사기는, 분사기가 자동차의 전기시스템에 의해 일정한 전압을 공급받는다는 것을 제외하고는 피드-사이드 제어식 분사기와 같은 방식으로 동작한다. 컴퓨터 모듈은 전류 흐름을 제어하기 위하여 분사기에 대하여 그라운드 경로를 공급하거나 또는 제거한다. 그라운드 경로가 분사기에 공급될 때, 핀틀은 연료가 실린더로 분사되도록 구동된다.
산소센서에서 나온 신호이외에, 컴퓨터 모듈은 다른 입력신호를 수신한다. 위의 다른 입력신호는 컴퓨터 모듈이 입력신호에 응답하여 연료 분사기에 대한 전압신호의 펄스폭을 조정하도록 한다. 따라서, 컴퓨터 모듈이 전압신호의 펄스폭을 연료 분사기에 맞추기 위하여 알려진 컴퓨터 모듈에 대하여 입력신호를 가변하고 연료 분사기에서 검출된 전압신호를 관찰함으로써, 다음의 서브시스템 동작이 적절한 동작인지를 진단할 수 있다.
분사기 전압 펄스폭 변조를 관측하는 종래기술의 측정시스템은 사용하기에 어렵고 부정확한 것으로 판명되었다. 종래 시스템은 오실로스코프, 펄스폭을 측정할 수 있는 디지털 멀티미터 및 연료 분사기 펄스폭을 측정하는 특정 능력이 있는 디지털 멀티미터를 포함한다. 오실로스코프의 경우, 사용자는 분사기에서 나온 전압신호를 수동으로 동기화해야만 하고, 펄스 이벤트의 시작 및 정시시간을 수동으로 측정하고 계산해야만 펄스폭을 구하였다. 이것은 펄스의 측정시 실수를 유발하는 매우시간 소모적인 공정이다.
펄스폭을 측정하는 능력을 가진 디지털 멀티미터의 경우, 측정되어 디스플레이된 값은 일반적으로 이러한 형태의 멀티미터가 통상 단일지점 전압기준을 사용하기 때문에 부정확하다. 연료 분사기 전압신호의 펄스폭은 일반적으로 하나 또는 그 이상의 기본펄스와 하나 또는 그 이상의 인덕터 킥백펄스로 이루어진다. 단일지점 전압기준은 기본펄스폭이나 또는 킥백펄스폭을 측정하거나 둘 다 측정하고, 따라서 진정한 펄스폭을 정확하게 검출할 수 없다.
연료 분사기 펄스폭을 측정하는 능력을 가진 종래 터지털 멀티미터의 경우, 사용자는 멀티미터의 프루브를 분사기에 접속하기 전에, 분사기가 피드-사이드 제어식 또는 그라운드 사이드 제어식 분사기인지를 확인해야할 필요가 있다. 멀티미러를 사용하기 전에 분사기 형태를 확인해야하는 부수적인 단계는 자동차의 효율적인 진단을 방해하고, 사용자는 연료 분사기 시스템에 대하여 더 높은 인식수준을 가져야 할 필요가 있다. 부가적으로, 이러한 몇몇 멀티미터는 펄스형태를 확인하기 위하여 패턴 매칭(pattern matching)을 사용한다. 그러나, 패턴 매칭방법은 자동차의 제조자에 의해 후에 개발될 수 있는 새로운 펄스형태를 검출할 수 없다.
따라서, 본 발명의 일목적은 연료 분사기 신호의 형태가 자동적으로 검출되는, 연료 분사기 전압신호 펄스폭을 검출하여 디스플레이하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 연료 분사기 형태에 대한 어떠한 지식을 가질 필요가 없는, 연료 분사기 전압신호 펄스폭을 검출하여 디스플레이하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 패턴 매칭 또는 템플레이트(templates) 사용에 의존하지 않고 새로운 펄스형태를 쉽게 검출할 수 있는, 연료 분사기 전압신호 펄스폭을 검출하여 디스플레이하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
요약하면, 본 발명은 포지티브 및 네거티브 전압 진폭을 가지는 입력신호의 상승(또는 리딩(leading))에지 및 하강(또는 트레일링(trailing))에지를 포착하는 신호검출회로를 포함하는 핸드-헬드 기기(hand-held instrument)의 형태로 구현된다. 입력신호의 포지티브 또는 네거티브 전압의 상승에지나 하강에지를 검출할 때, 해당소프트웨어 루틴은 입력신호 펄스의 펄스폭을 측정하는 공정을 수행하기 위하여 실행된다. 이어서 측정된 펄스폭이 숫자 및/또는 막대그래프 형태로 디스플레이된다.
본 발명의 주요 장점은 연료 분사기 신호형태가 자동적으로 검출된다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 본 발명을 구현하는 장치를 동작하기 위하여 사용자가 연료 분사기 형태에 대한 어떠한 지식을 가질 필요가 없다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 패턴 매칭 또는 템플레이트에 의존하지 않고 새로운 펄스형태를 쉽게 검출할 수 있다는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적 및 장점은 도면에 예시된 바람직한 실시예에 대한 후속하는 상세한 설명을 이해한 본 기술분야에서 숙련된 자에 의해 어떠한 의문점도 없이 명백해질 것이다.
제7(a)도에는, 연료 분사기의 전압단자에서 검출된 전형적인 피드-사이드 제어식 PFI 전압신호가 복수의 시간주기에 절쳐 복수개의 펄스로 도시되어있다. 펄스(82, 84, 86)는 시간주기(t1, t3, t5)에 있다. 펄스(82, 84)는 시간주기(t2)로 분리되고, 펄스(84, 86)는 시간주기(t4)로 분리된다. t1, t3, t5 와 같은 전형적인 펄스주기에서, 이벤트 시간은 대략 1000 RPM(유휴(idle)) 엔진속도에서 2ms 부터 3ms 까지의 범위일 수 있다. 과중한 가속(높은 엔진 부하)하에서, 이벤트 시간은 대략 1000 RPM 내지 2000 RPM 에서 전형적으로 약 20ms 범위이다. 대략 1000 RPM 에서의 이벤트사이에 전형적인 시간은 약 120ms 이다(전형적인 4-스트로크 스파크-점화 엔진사이클을 기본으로). 급속한 가속하에서, 이벤트 사이에 시간은 특정한 정도로 줄어든다. 그럼에도 불구하고, 이벤트 사이에서 경과된 시간은 이벤트 시간보다 훨씬 크다. 이러한 정보를 사용하여 펄스를 관측하면, 펄스 이벤트의 시작은 유휴 주기후 기본펄스 에지의 출현으로 표시되고 펄스 이벤트의 끝은 유휴 주기에 이은 킥백펄스 에지의 출현으로 표시된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 위와 같은 정보를 사용하여, 펄스폭을 검출하고 계산하며, 디스플레이 모니터(또는 LCD/LED)상에 검출된 펄스폭을 디스플레이 한다. 제8도는 본 발명의 바람직한 실시예와 주요 서브시스템을 예시한 일반적인 블록도로서, 주요 서브시스템은 입력신호(100)를 수신하고 조절하는 신호 컨디셔너(102), 사용자 입력장치(106)에서 나온 사용자 신호를 수신하고 신호 컨디셔너(102) 에서 나온 컨디션된 입력신호를 수신하는 마이크로컨트롤러(104) 및 마이크로컨트롤러(104)에서 수신된 처리신호를 디스플레이하는 그래픽 디스플레이장치(108)를 포함한다.
제9도는 신호 컨디셔너(102)를 더욱 상세히 도시한 도면으로서, 신호 컨디셔너(102)는 레인징 및 보호회로(110), 비교기(112, 114) 및 필터링 및 트리거회로(118, 120)로 구성된다. 보호회로는 과도 전력 또는 전력 서지(power surges)로 부터 회로를 보호하고, 레인징회로는 하부 회로망에 대하여 수용가능한 레벨로 입력전압을 조정한다. 전형적인 수용가능 신호레벨은 +/- 2.5 볼트의 범위내이다.
레인징 및 보호회로(110)에서 나온 조정된 입력신호(101)는 아날로그 대 디지털 컨버터(116)로 샘플링되어 마이크로컨트롤러에 입력하기 위한 디지틸 값을 제공한다. 디지털 샘플 값은 마이크로컨트롤러를 위한 기준이 되어 라인(101)상에 나타나는 조정된 입력신호의 전압 진폭을 결정하고, 비교기(112)의 입력(123)과 비교기(114)의 입력(125)을 위한 디지틸/아날로그 출력포트(122, 124)에서 기준 트레숄드 전압을 발생한다. 기준 트레숄드 전압은 전형적으로 비교기(112)가 라인(113)위에 신호를 발생하고 또는 비교기(114)가 라인(115)상에 신호를 발생하도록 하기 위하여 라인(101)상에 조정된 입력신호가 초과하여야만 하는 포지티브 및 네거티브 트레숄드 전압이다. 특히, 비교기(112)는 라인(101)상에 나타나는 조정된 입력신호의 기본부분을 검출한다. 제2(a)도 - 제2(d)도는 제1(a)도 - 제1(d)도에 예시된 해당 입력신호의 검출된 기본부분을 예시하며, 제5(a)도 - 제5(d)도는 제4(a)도 - 제4(d)도의 해당 입력파형을 위한 검출된 기본부분을 예시한다. 이와 유사하게, 제7(b)도는 제7(a)도의 기본부분을 예시한다. 비교기(114)는 조정된 입력신호의 유도성 킥백부분을 검출한다. 예를들어, 제3(a)도 - 제3(d)도는 제1(a)도 - 제1(d)도의 해당 입력파형을 위한 검출된 유도성 킥백부분을 예시하며, 제6(a)도 -제6(d)도는 제4(a)도 - 제4(d)도의 해당 입력파형을 위한 검출된 유도성 킥백부분을 도시한다. 제7(c)도는 제7(a)도에 예시된 신호의 검출된 킥백부분을 예시한다.
비교기에 의해 발생된 신호가 필터링되고 신호 에지는 필터링 및 트리거회로(118, 120)에 의해 매끄러워진다. 이어서, 신호는 마이크로컨트롤러(104)의 이벤트 입력부(126, 128)로 가게 된다. 트레숄드 전압은 특정한 입력신호에 대하여 단지 한번만 세트된다.
초기에, 마이크로컨트롤러(104)는 특정한 시간주기동안 A/ID 컨버터(116)로부터 수신된 디지털 샘플 값을 평가하고, 전압신호가 피드-사이드 제어식 신호인지 아니면 그라운드-사이드 제어식 신호인지를 결정하며, 라인(101)상의 조정된 입력전압이 상승에지(또는 하강에지)일 때 검출되도록 하기 위하여 초과해야만 하는 트레숄드 전압 레벨을 세트한다.
신호가 피드-사이드 전압신호인지 아니면 그라운드-사이드 전압신호인지를 확인하기 위하여, 마이크로컨트롤러는 라인(101)상에 나타난 조정된 입력신호를 대표하는 디지털 샘플 값을 조사한다. 피드-사이드 신호는 전형적으로 분사기가 “오프”인 동안 0에 가까운 전압에 있고, 분사기가 “온”일 때 자동차 배터리 전압으로 상승하며(기본펄스를 반영하여), 유도성 킥백 스파이크로 인하여 대략 네거티브 30 내지 40 볼트로 하강한다. 따라서, 마이크로컨트롤러는 관측된 최대 및 최소전압(일반적으로 +12 볼트에서 약 -40 볼트)에서 나온 피드-사이드 신호를 결정할 수 있다. 이와 유사하게, 그라운드-사이드 제어식 신호의 경우, 관측된 신호는 전형적으로 “오프”인 동안 자동차 배터리 전압에 있고, "온"인 동안 0 에 가까운 전압으로 하강한다. 그 결과, 유도성 킥백의 피크는 포지티브 50 내지 60 볼트 부근이다. 마이크로컨트롤러는 0 볼트에서 + 60 볼트의 범위내에 신호를 관측함으로써 그라운드-사이드 신호를 결정할 수 있다.
분사기 형태를 결정한 후, 마이크로컨트롤러(104)는 비교기(112)의 적정한 트레숄드 전압과 비교기(114)의 트레숄드 전압을 세트한다. 여기서, 각 트레숄드 전압은 에지의 출현을 확인하기에 충분한 레벨에 있다. 라인(101)상에 조정된 입력신호가 트레숄드 전압을 모두 초과하면, 해당 비교기는 매끄러워진 신호를 발생하고, 그 신호는 필터링 및 트리거 회로(118, 120)에 의하여 필터링되고 펄스로 정리된다(Pulse shaped). 마이크로컨트롤러는 신호 이벤트와 같이 이벤트 입력포트(126, 128)에서 처리된 신호를 수신한다.
이벤트 신호를 수신할 때, 마이크로컨트롤러는 상승에지인지 또는 하강에지인지를 확인하고 본 발명의 다른 양상에 따라 제10(a)도 - 제10(d)도와 제11(a)도 - 제11(d)도의 순서도에 도시된 해당 소프트웨어 루틴을 실행한다. 알고리즘을 실행할 때, 2개의 카운트-다운 타이머(타이머1, 타이머2)는 해당 카운트-다운 타이머가 0 에 도달할 때 타이머1 또는 타이머2 인터럽트가 트리거되도록 유지된다. 타이머1 는 이벤트의 끝을 결정하는데 사용되고, 타이머2 는 펄스폭을 측정하는데 사용된다. 2개의 이벤트 신호는 후속하는 설명에서 이벤트1 과 이벤트2 신호와 같이 간주되고, 이벤트1 은 신호의 기본부분으로 간주되고 이벤트2 는 킥백부분으로 간주한다.
피드-사이드 제어식 또는 그라운드-사이드 제어식 전압신호와 같은 이미 결정된 입력 전압신호를 갖는 마이크로컨트롤러는 이벤트 입력포트에서 수신된 신호를 처리하기 위하여 해당 세트의 소프트웨어 루틴을 선택한다. 피드-사이드 제어식 신호의 경우, 제10(a)도에서, 초기단계는 상승에지(단지 하나의 상승에지는 해당 소프트웨어 루틴을 트리거하고 어떠한 작용도 하강에지에서 취하지 않는 것으로 측적하는)상에서 인터럽트하기 위하여 이벤트1 과 이벤트2 를 세트하고, 타이머는 모두 턴오프된다. 이벤트1 상승에지 인터럽트를 수신할 때, 제10(b)도에서, 이벤트1 인터럼트는 132 로 표시된 바와 같이, 하강에지에서 트리거하기 위하여 리세트된다. 그밖에, 타이머2 가 구동하지 않으면(138), 이벤트2 는 하강에지에서 인터럽트하기 위하여 세트되고, 타이머2 는 초기화되어 시작된다. 타이머2 가 구동하면(136), 이벤트2 의 출현동안 지나간 기록된 타임-스탬프는 펄스폭으로 취해지고 나중의 사용을 위하여 저장부로 전송된다. 이어서, 타이머2 는 소거되어, 초기화되고 다시 시작된다.
이벤트1 하강에지 인터럽트가 트리거되면, 제10(c)도에서와 같이, 타이머1 는 정지되고, 다시 로딩되어 더이상의 어떤 이벤트 인터럽트도 기대되지 않는 장래의 어떤 지점에서 종료되며, 142 로 표시된 바와 같이 다시 시작된다.
이벤트2 하강에지를 수신할 때, 제10(d)도에 도시된 바와 같은 루틴이 실행된다. 타이머2 가 구동하면, 타이머2 의 시간은 최종 이벤트2 타임-스탬프로서 기록된다. 타이머2 가 구동하지 않으면, 어떠한 동작도 일어나지 않는다. 이벤트2 상승에지 인터럽트동안에는 어떠한 동작도 일어나지 않는다는 점에 주목해야 한다.
타이머1 가 0 으로 카운트 다운되어 타이머1 인터럽트가 일어날 경우, 타이머1 은 정지되고 이벤트1 은 상승에지에서 트리거하기 위하여 리세트된다. 타이머1 인터럽트의 출현은 미리 규정된 시간이 어떤 이벤트1 에지를 수신하지 않으면서 경과되었음을 나타내고, 이에 따라 다음 상승에지는 새로운 펄스 이벤트의 시작을 나타낸다.
타이머2 가 0 으로 카운트 다운되어 타이머2 인터럽트가 일어날 경우, 이것은 펄스 이벤트의 지속기간이 타이머2 최대 카운트를 초과함을 나타내고, “캐리” 즉 “롤오버 레지스터(rollover register)”는 이것이 발생하는 다수의 시간을 카운트하기 위하여 증가되고, 타이머2 는 다시 시작된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 타이머1 는 전형적으로 5 ms 로 초기화되고, 타이머2 는 전형적으로 21 ms 로 초기화된다.
제11(a)도 - 제l1(d)도의 그라운드-사이드 제어식 신호의 경우, 알고리즘은 상승에지에서 트리거되었던 것이 현재 하강에지에서 트리거하고 하강에지에서 트리거되었던 것이 현재 상승에지에서 트리거되는 것을 제외하고 피드-사이드 제어식 신호의 알고리즘과 동일하다.
메모리에 저장된 검출 펄스폭은 처리되어 모니터상에 디스플레이된다. 제12도에서, 결과적인 펄스폭은 숫자 또는 시간에 따른 펄스폭의 변동을 도시한 막대그래프로 디스플레이한다. 다른 디스플레이 모드에서와 같이, 규정된 지속기간을 지난평균 펄스폭이 계산되고 디스플레이될 수 있다.
실제로 실행됨에 있어서, 본 발명은 미국 캘리포니아 산호세에 위치한 스냅-온 인코포레이티드(Snap-on Incorporated)의 한 부서인, Balco 에서 제조된 그래픽, 디지털 멀티미터와 진단 데이타베이스 기기의 일부를 형성한다. 그러나, 본 발명은 독립형(stand-alone) 유니트 또는 다른 지시계나 진단시스템의 구성부품으로서 구현될 수 있다.
본 발명을 그 특정 실시예에 관련하여 설명하였으나, 다른 변형, 수정 및 다른 용도가 본 기술분야에서 숙련된 자에 의해 명백해질 것이다. 따라서, 후속하는 특허청구범위는 본 발명의 진정한 범위 또는 정신내에 속하는 모든 변형 및 수정을 포함하여 해석되어야한다.

Claims (1)

  1. 입력신호에 나타나는 가변하는 지속기간의 펄스 이벤트들의 이벤트 폭을 검출, 계산 및 디스플레이하는 시스템에 있어서, 상기 펄스 이벤트들의 각각은 둘 이상의 펄스들을 구비하고, 상기 시스템은: 상기 입력 신호를 수신하여 예정된 전압범위내의 전압레벨을 가지는 조정된 입력신호를 발생하는 신호 레이징 수단과; 상기 조정된 입력신호를 샘플링하여 상기 조정된 입력신호의 대표적인 디지털 값을 발생하는 아날로그 대 디지털 컨버터 수단과; 제 1 트레숄드 전압크기를 초과하는 전압 크기를 가진 제 1 펄스가 상기 조정된 입력신호 상에 나타날 때마다 제 1 이벤트 신호를 발생하도록 상기 조정된 입력신호와 제 1 트레숄드 전압크기를 비교하는 제 1 비교기 수단으로, 상기 제 1 이벤트 신호는 상기 제 1 펄스의 펄스폭에 해당하는 펄스폭을 한정하는 리딩 에지와 트레일링 에지를 구비하고; 제 2 트레숄드 전압크기를 초과하는 전압 크기를 가진 제 2 펄스가 상기 조정된 입력신호 상에 나타날 때마다 제 2 이벤트 신호를 발생하도록 상기 조정된 입력신호와 제 2 트레숄드 전압크기를 비교하는 제 2 비교기 수단으로, 상기 제 2 이벤트 신호는 상기 제 2 펄스의 펄스폭에 해당하는 펄스폭을 한정하는 리딩 에지와 트레일링 에지를 구비하고; 그래픽 디스플레이 수단 및; 상기 디지털 값을 수신하여 상기 디지털 값의 포지티브 크기의 함수로서의 상기 제 1 트레숄드 전압 크기와, 상기 디지털 값의 네거티브 크기의 함수로서의 상기 제 2 트레숄드 전압 크기를 결정하고 상기 제 1 및 제 2 이벤트 신호를 수신 하여 상기 제 1 및 제 2 이벤트 신호의 각각의 상기 리딩 에지와 트레일링 에지의 도달시간을 타임-스탬핑하는 마이크로컨트롤러로 구성되고, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 제 1 및 제 2 이벤트 신호의 상기 타임 스탬프 함수로서의 상기 펄스 이벤트의 이벤트 폭을 계산하여, 상기 그래픽 디스플레이 수단으로 상기 이벤트 폭을 디스플레이를 위해 전송하는 것을 특징으로 하는 이벤트 폭을 검출, 계산 및 디스 플레이하는 시스템.
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