KR100340823B1

KR100340823B1 - 부품의위치를전자적으로시뮬레이션하기위한장치

Info

Publication number: KR100340823B1
Application number: KR1019950701935A
Authority: KR
Inventors: 마티아스로제; 프랑크-토마스이트리히; 패트릭하이네스
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 2002-12-26
Also published as: KR950704605A; EP0668964B1; WO1995008056A3; JPH08503310A; DE59404897D1; WO1995008056A2; EP0668964A1; DE4331226A1

Abstract

본 발명은 부품의 위치, 특히 크랭크축의 각도 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치에 관한 것으로, 그 카운터 상태가 부품 각각이 취한 위치의 측정이 되는 제 1 카운터를 구비하며, 이 제 1 카운터는 각각의 경우에 부품의 위치를 표시하는 주기적인 이벤트의 개별적인 발생으로 결정되는 계수 클럭으로 계수된다.

본 장치에는 제 1 이벤트(e2)의 발생 함수로서 개시되는 제 2 카운터(30)와, 제 2 카운터(30) 보다 신속하게 계수하며, 후속 이벤트(e3)가 발생할 때까지 그리고 값범위(Z')의 최종값(Y)에 도달할 때마다 발생되는 계수 클럭(Zt)을 생성하는 기본 클럭(Co)의 펄스 동안에, 소정의 값범위(Z')에 걸쳐 반복적으로 작동되는 제 3 카운터(34)가 제공되어 있다.

Description

부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치

종래의 기술

본 발명은 부품의 위치, 특히 크랭크축의 각도 위치(angular position)를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치로서, 각각의 경우에 상기 부품의 위치를 표시하는 주기적인 이벤트(event)의 개별적인 발생으로 결정되는 계수 클럭(counting clock)으로 계수되고 그 카운터 상태가 상기 부품이 각각 취하는 위치의 측정량인 제 1 카운터(counter)를 구비하는 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

전자 카운터는 많은 기술분야에서 사용된다. 이들 카운터는 연속 반복 공정의 정량 검출을 수행한다. 계수 기능은 이벤트-종속적인 클럭 주파수(event-dependent clock frequency)를 카운터와 연관된 계수 회로(counting circuit)의 입력부에 인가하므로써 촉발된다. 이벤트 평가를 수행하기 위해서는, 계수 회로가 대응적으로 보다 느리게 계수하도록 예컨대 각 계수 클럭의 선택적인 차단(masking out)을 가능케 하는 게이트 로직(gate logic)을 상류에 연결하는 것이 공지되어 있다. 또한, 계수 회로가 역시 대응적으로 보다 느리게 계수하도록 주파수 분할기(frequency divider)를 상류에 연결하므로써 클럭 주파수를 영구적으로 소정의 비율로 감소시키는 것이 공지되어 있다.

이러한 계수 회로가 예컨대 내연기관의 현재의 크랭크축 위치를 결정할 때사용된다면, 공지의 계수 회로에는, 단지 크랭크축 위치를 상대적으로 큰 각도 증분으로 분할할 수 있을 뿐이라는 제한이 존재한다.

그러나, 특히 엔진 제어를 위한 하류측의 직렬 제어 유닛에서 제어 신호를 세분하기 위해서는 크랭크축의 각도 위치를 비교적 정확하게 결정하는 것이 중요하기 때문에 상기 공지의 계수 회로에서 발생될 수 있는 극히 부정확한 제어 신호는 실제로 거의 관심의 대상이 되지 않는다.

발명의 장점

독립항에 명기된 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는, 대조적으로, 매우 정확한 현재의 이벤트 평가가 수행될 수 있도록 주기적으로 발생하는 이벤트의 검출을 세밀하게 할 수 있다는 장점을 갖는다. 이 결과, 특히 내연기관 크랭크축의 현재 위치를 결정하기 위한 유닛에 본 발명의 장치를 사용하면, 순간 크랭크축 각도를 매우 정확하게 결정할 수 있으며, 현재 크랭크축 각도의 대응하는 정밀한 전자시뮬레이션에 의하면, 통상 분사 제어 및/또는 점화 제어를 위해 내연기관 작동용 하류측 전자 제어 장치에 제어 신호를 제공할 수 있다. 제 2 카운터는 제 1 이벤트의 발생 함수로서 시작되고, 제 3 카운터는 상기 제 2 카운터 보다 신속하게 계수하며, 후속 이벤트가 발생할 때까지 소정의 값범위(value range)에 걸쳐 반복적으로 작동하고, 상기 값범위의 최종값에 이를 때마다 계수 클럭을 발생시키는 기본 클럭의 펄스가 발생하기 때문에, 두개의 연속적인 이벤트의 발생 사이의 기간(이는 각도 베이스임)을 시간 베이스로 변형시키고 상기 시간 베이스를 세밀하게 하고 그에 따라서 주기적으로 발생하는 이벤트를 세밀하게 하는 것을 매우 유리하게 할 수있다. 특히, 이는 실제 각도 위치를 전자적으로 시뮬레이션하는 카운터의 작동이 후속되는 예상 이벤트에 대한 투영에 의해 결정될 수 있게 한다. 따라서, 실제의 현재 크랭크 각에 대한 매우 높은 정도의 정확도가 달성된다.

본 발명의 또다른 개량점에 따르면, 이벤트의 발생에 대해 타당성(plausibility)을 평가하기 위한 수단이 있으며, 특히 현재 이벤트와 뒤이은 예상 이벤트 사이에 발생하는 이벤트들이 차단된다. 이러한 타당성 검출은 예를 들어 과장된 신호의 결과로서 추가적인 이벤트의 결점을 상쇄하는데 사용될 수 있다. 상기 잘못된 이벤트를 차단하므로써 그것들이 실제 크랭크축 각도를 전자적으로 시뮬레이션 하는 카운터에 영향을 미치는 것을 방지한다.

본 발명의 또 다른 유리한 실시예들은 종속 청구항에 한정된 다른 특징들로부터 비롯된다.

도면들은 본 발명을 예시적인 실시예로서 도시한다.

도면

제 1 도는 전자 계수회로의 블럭 회로도.

제 2 도는 기본 클럭의 발생을 예시하는 도시도.

제 3 도는 타당성 체크의 예시도.

제 1 도에 예시된 블럭 회로도는 회전각 센서(12)로서 구성되어 있고 내연기관의 크랭크축(도시않음)의 각도 위치를 검출하는 센서(10)를 가지고 있다. 이 센서(10)는 임의의 설정된 주기 신호 형상으로 된 디지털 신호를 형성하며, 상기 크랭크축상에 배열된 센서 휠(sensor wheel)(역시 도시 않음)에 의해 작동된다. 상기센서 휠은 원주 전체에 걸쳐 동일 간격으로 분포된 티쓰와 예컨대 두개의 티쓰가 들어갈 수 있는 길이에 상응하는 길이의 갭(gap)을 가지고 있다. 이들 티쓰의 각각은 센서 신호를 일으키고, 더욱이 센서 신호의 네가티브 에지 또는 포지티브 에지가 평가된다. 상기 센서 휠 상에 배열된 갭은 정확히 알려진 고정 크랭크축 각도로 할당되고 각 경우에 동기화 신호를 일으킨다. 포지티브 및/또는 네가티브 신호 에지에 의해 생긴 디지털 신호의 발생을 이하에서 이벤트(event)라고 칭한다. 본 발명의 또다른 개량점에 있어서는, 등거리로 있지 않은(nonequidistant) 톱니와 복수의 톱니 갭이, 상기 네가티브 및 포지티브 센서 신호 에지 양자가 평가할 수 있듯이 처리될 수 있다.

상기 센서(10)로부터 시작되는 이벤트는 이벤트 전처리기(preprocessor)(14)에 공급된다. 상기 이벤트 전처리기(14)에 의해, 이벤트 에지의 타당성 검출이 예컨대 신호 바운싱의 결과로써 추가적인 이벤트의 결점을 검출하도록 수행된다. 일어날 수 있는(possible) 결점 소스의 대부분은 타당성 시험에 의해 입력 신호로부터 여과된다. 또한, 상기 이벤트들은 동기화 장치(16)로 공급되며, 이 동기화 장치는 이벤트 신호를 이벤트 카운터(18)로 공급하고 상기 이벤트 카운터(18)를 경유하여 전자적으로 판독가능한 이벤트 테이블(20)로 공급한다. 크랭크축이 한번 회전할때 마다 하나의 동기화 이벤트가 센서 휠상에 배열된 갭에서 일어나며, 따라서 상기 센서 휠의 매 회전마다 상기 동기화 이벤트가 동기화 장치(16)에 의해 검출되며, 이 동기화 장치는 결국 두개의 일어날 수 있는 동기화 신호중 하나를, 캠축 신호(NW)를 발생하는 캠축 신호 트랜스미터(도시않음)의 상태 함수로서 이용할 수 있다. 이는 예컨대 4 행정 내연기관의 경우에 엔진 사이클이 크랭크축 일회전에 720°이기 때문에 필수적이다.

상기 이벤트 테이블(20)에 저장되는 설정 각도는 동기화 이벤트가 각각 새롭게 발생하는 것에 대응하여 겹쳐 쓰인다(overwritten). 이벤트 카운터(18)는 두 동기화 이벤트 사이에 일어나는 이벤트의 개수를 계수하고 이 개수를 상기 이벤트 테이블(20)에 보고한다. 또한 센서 횔상에 배열된 소정의 티쓰 개수는, 하나의 이벤트의 발생에 각각 할당되는 각도 조정을 알 수 있게 하므로, 상기 이벤트 테이블(20)은 각각의 설정 값으로 갱신될 수 있다.

상기 이벤트 테이블(20)에는 보정계수 테이블(비도시)이 할당되는 바, 이는 추가적인 계수(factor)를 사용하여 센서 휠 평가용 전자 장치에 있어서 소정의 회전 속도-종속적인 지연(delay)이 보정될 수 있게 한다. 상기 이벤트 테이블(20)에 추가하여, 이벤트 차이 클럭 테이블(22)이 이벤트 카운터 상태(e)를 통해 색인화되며(indexed), 각 경우에 지난번 이벤트와 현재 이벤트 사이의 시간이 그곳에 저장된다. 또한, 일정한(constant) 주파수(fo)를 제어기(26)에 공급하는 클럭 회로(24)가 배열되어 있다. 상기 주파수(fo)는 상기 이벤트 차이 클럭 테이블(22)로부터 얻어지는 제수 인자(divisor factor)(TFo)에 의해 값이 구해지고 따라서 제어기(26)의 제 1 출력부(28)에 출력 주파수(fo/TFo)가 나타난다. 상기 제수 인자(TFo)는 여기에서 이벤트 카운터(18)로부터 얻어지는 이벤트 카운터 상태(e)에 의해 색인화될 수 있고, 상기 이벤트 카운터 상태(e)의 크기는 기어 속도 신호로서 두 이벤트 사이의 시간 간격에 의해 자유롭게 규정될 수 있다. 값 0 에서 출발하여 값 범위에걸쳐 실행하는 제 2 카운터(30)는 상기 주파수 fo/TFo 로 계수된다. 이 카운터(30)는 이벤트의 발생으로 시작되고 다음 이벤트 발생후 정지되며 0 으로 리셋된다. 따라서 카운터(30)는 지난번 이벤트의 발생과 현재 이벤트의 발생 사이의 상대적인 시간 측정을 수행하는 기능을 한다.

클럭 회로(24)에 의해 공급되는 주파수(fo)는 제어기(26)의 제 2 출력부(32)에 존재한다. 이 주파수(fo)로 제 3 카운터(34)가 계수된다. 제 3 카운터(34)는 여기에서 오버플로 카운터(overflow counter)로서 구성되고 특정 값 범위에 걸쳐 실행되며, 최종값에 이른 후 최초값으로 다시 리셋되고 다시 상기 값 범위에 걸쳐 실행된다. 카운터(34)상에 작용하는 카운터 주파수(fo)는 제수 인자로 구해지지 않기 때문에 상기 카운터(34)는 카운터(30)보다 더 신속하게 계수한다.

카운터(30)에 의해 실현되는 지난번 이벤트와 현재 이벤트 사이의 시간 측정 량이 클럭 테이블(36)에 저장되며, 이 클럭 테이블은 개시 신호를 카운터(34)에 트리거한다. 이벤트가 발생하면, 카운터(34)가 개시되어 주파수(fo)로 소정의 값범위에 걸쳐 실행된다.

기본 클럭(Co)의 펄스는 상기 값 범위가 완주될 때마다 발생된다. 카운터(30)에서 마지막 이벤트가 등록되면, 상기 카운터(34)는 클럭 테이블(36)을 통해 그 최초 상태로 복귀하고 오버플로 카운터가 다시 계수 기간을 실행하기 시작한다. 이미 언급된 바와같이, 카운터(34)가 카운터(30)보다 신속하게 계수하기 때문에, 두개의 연속한 이벤트의 발생 기간에 복수의 기본 클럭(Co)이 발생된다. 카운터(30, 34)의 상기 배열에 의해, 따라서 타이밍 체계가 세밀하게 구분된다. 현재이벤트의 발생으로 카운터(34)가 그 최초 상태로 리셋되고 이때부터 시작하여 새로운 기본 클럭 주파수(Co)가 발생되므로 카운터(34)에 의해 다음 이벤트로 넘어간다.

상기 기본 클럭(Co)은 재조정 회로(38)로 공급되고, 이는 상기 기본 클럭으로부터 계수 클럭(Zt)을 형성하며, 이 계수 클럭에 의해, 각도 타이머(42)를 동시에 구성하고 있는 계수 회로(40)가 공급된다.

여기에서 상기 각도 타이머(42)는 소정의 계수 클럭(Zt)으로 자유 회전한다(freewheels). 계수 회로(40)와 각도 타이머(42)는 여기에서 카운터 상태(ZS)를 형성한다. 각도 타이머(42)의 카운터 상태(ZS)는 기술된 예에 있어서 크랭크축의 회전각을 시뮬레이션한다. 회전각은 이와같이 전자적으로 시뮬레이션되며 하류측의 전자 제어 장치로 공급될 수 있다. 상기 재조정 회로(38)는 또한 피드백 브랜치를 통해 각도 타이머(42) 및 이벤트 테이블(20)에 접속된다. 각 이벤트의 발생시, 상기 재조정 회로는 이벤트 테이블(20)에 소정의 설정값과 각도 타이머의 실제카운터 상태(ZS) 사이의 차이를 결정하며, 이런 식으로 각도 타이머(42)를 동기시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 재조정 회로(38)는, 주파수(f2)로 계수되고 보정 신호(KS)를 재조정 회로(38)에 전송할 수 있는 보정 카운터(44)에 접속된다. 만약 이벤트 테이블(20)에 저장된 설정값이 각도 타이머(42)의 카운터 상태(ZS)와 동일하다면, 어떠한 동기화도 일어나지 않으며 각도 타이머(42)는 기본 클럭(Co)과 동일한 계수 클럭(Zt)으로 작동한다. 각도 타이머(42)의 동기화는 이벤트가 일어날 때마다 발생한다. 만약 이벤트 테이블(20)의 설정값이 카운터 상태(ZS)에서 벗어나면, 하기와 같은 두가지 변형의 동기화가 가능하다.

제 1 변형예에 있어서, 계수 회로(40) 또는 각도 타이머(42)는 이벤트 테이블(20)로부터 미리 결정된 각도 타이머의 설정값에 도달할 때까지는 발생된 기본 클럭(Co)이나 계수 클럭(Zt)과 무관하게 작동한다. 상기 과정에서는, 계수 클럭(Zt)이 각각의 기본 클럭(Co)에서 또는 각각의 n 번째 기본 클럭(Co)에서 발생된다. 이벤트 테이블(20)로부터 소정의 각도 타이머 값에 이르면, 추가적인 계수 클럭(Zt)들이 차단(mask out)되고 카운터 회로(40)는 예상된 이벤트와 관련된 카운터상태(ZS)로 잔류한다. 상기 방식으로 차단되고 계수 클럭(Zt)과 기본 클럭(Co) 사이의 차이에서 기인하는 계수 클럭들은, 이벤트가 발생될때마다 리셋되는 모니터링 카운터(도시 않음)에 의해, 소정의 최대값이 오버런될때 센서(10)의 파손을 검출하도록 가산될 수 있다. 더욱이, 단지 한번 일어나는 이벤트의 손실 또는 예상된 한계 범위를 벗어난 회전각 센서(12)의 동적 특성(dynamics)이 상기 방식으로 보정될 수 있다. 모니터링 카운터는 보정 카운터(44)와 기술적으로 동일할 수 있다.

이상적으로는, 각도 타이머(42)가 이벤트 테이블(20)의 설정값에 의해 미리 결정되는 동일한 카운터 상태(ZS)로 계수될 때 동시에 이벤트가 검출된다. 만약 각도 타이머(42)가 상기 값에 이르기 전에 이벤트가 발생하면, 각도 타이머(42)는 초기에, 보정 카운터(44)에서 소정의 최대 주파수(f2)로, 이벤트 카운터(20)에서 취한 대응하는 설정값으로 계수한다.

상기 설정값에 도달하면, 각도 타이머(42)는 계속 정상적으로 계수 클럭(Zt)으로 계수한다. 상기 각도 타이머의 차이, 즉 설정값과 실제값 사이의 차이의 결정과, 정상 계수 클럭(Zt) 사이로의 대응하는 개수의 보정 신호(KS)의 삽입은 주파수(f2)가 충분하게 높다면 문제되지 않는다. 본 변형예는 피드백 브랜치(branch)를 갖고 있지 않기 때문에, 진동과는 완전히 무관하게 작동한다. 또한 소정의 최대 개수의 계수 클럭(Zt)이 두 이벤트 사이에 발생하므로, 각도 타이머(42)는 항상 이벤트 테이블(20)에 의해 알려지는 실제 회전각의 근사치에 있게 된다. 따라서 동적 특성에 기인한 각도 타이머(42)의 실수가 적어지고 계산될 수 있으며, 적절하다면 카운터 상태(ZS)에 고려될 수 있다. 상기 각도 타이머 카운터 상태가 항상 마지막 측정에 관하여, 즉 마지막 이벤트의 발생에 관하여 적합화되기 때문에, 회전각 센서(12)에 의해 나타나는 회전 속도의 매우 자유로운 동적 특성이 전자적으로 시뮬레이션될 수 있다. 상기 동적 특성은 여기서 하드웨어의 요건과 최대 주파수에 의해서만 제한된다.

제 2 변형예에서, 각도 타이머(42)는, 다음 이벤트가 발생될 때까지, 기본 클럭 펄스(Co)로부터 발생된 계수 클럭 펄스(Zt)로 계속 계측된다. 이때, 이벤트 테이블(20)로부터 판독된 설정값과 실제 카운터 상태(ZS) 사이의 차이가 형성되고 이 결과 보정이 수행된다. 이상적으로, 상기 차이는 정확히 0 이며, 즉 카운터 상태(ZS)가 상기 실제 설정 각도에 상응하게 된다. 한편, 각도 타이머(42)가 너무 멀리 지나쳐 버리면, 다수의 후속(following) 계수 클럭 펄스(Zt)가 차단된다. 차단된 계수 클럭 펄스(Zt)의 개수는 앞서 언급한 차이 형성의 결과와 정확하게 일치한다. 한편, 각도 타이머(42)가 아직 예상된 설정값에 도달하지 않았다면 이미 언급된 바와같이 계수 클럭 펄스(Zt)의 네가티브 차이가 소정의 최대 주파수(f2)로 삽입된다. 본 변형예에서는, 설정값/실제값 비교로부터, 카운터에 의해 발생된 기본 클럭 펄스(Co)로의 피드백이 재조정 회로(38)내에 없기 때문에, 진동이 전혀 없다. 또한 상기 두가지 변형예를 조합하여 예컨대 이벤트 카운터(18)에 의해 색인화된 개념 선택에 의해 하나의 보정 가능성을 형성하는 것도 고려될 수 있다.

이벤트 전처리기(preprocessor)(14)에서의 이벤트가 그 타당성 경계의 검출을 위해 구해지므로, 상기 카운터(30), 클럭 테이블(36), 카운터(34), 재조정 회로(38) 및 보정 카운터(44)에는 예컨대 신호 바운싱(bouncing)에 기인하여 잘못 보고되는 이벤트들이 고려되지 않도록 "클린"한 이벤트 신호만이 공급된다. 부정확하게 실행되는 이벤트의 경우에, 상기 두 변형예는 하나의 이벤트만큼 변위되는 각도 타이머(42)의 동기화로 반응한다. 부정확한 이벤트와 이전 또는 다음의 이벤트 사이의 시간 차이가 감소된 결과, 계수 클럭(Zt)은 짧은 시간동안 현저히 증가된다. 제 1 변형예에 따르면, 각도 타이머(42)는 세번의 연속 이벤트 사이에 최대 각도 차이까지 벗어날 수 있다. 제 2 변형예에서의 제한은 소정의 최대 개수의 계수 클럭 펄스(Zt)이후 관련 이벤트의 발생 없이 추가적인 계수 클럭 펄스(Zt)를 차단하고, 따라서 상기 제 1 변형예로 간단히 전환되는 전술한 모니터링 카운터에 의해 이루어질 수 있다.

그러나, 한편 추가적인 부정확한 이벤트 대신에 이벤트 발생이 실패하면, 제 2 변형에에서는 이러한 이벤트의 손실이 무시되기 때문에 각도 타이머(42)가 계속 작동한다. 계수 클럭 펄스(Zt)는 후속 이벤트까지는 손실되지 않는다. 이벤트 손실의 결과로 측정 단계가 더 길어지므로, 계수 클럭 펄스(Zt)의 주파수는 그 만큼 감소되고 단지 후속 이벤트에 의해 다시 보정되고, 하나의 이벤트만큼 변위되는 부정확한 동기화가 남는다. 여기에서, 한가지 고려할 수 있는 보정 가능성은 이벤트 테이블(20)의 대응하는 회로 변형에 의하면 각도 타이머의 실제값이 설정값을 사용하지 않고 후속의 설정값을 사용하는 것으로 적용되게 할 수 있다는 것이다.

전술한 제 1 변형예에 있어서, 각도 타이머(42)는 이벤트가 손실될 때 정지된다. 다음 이벤트가 발생된 후 상기 타이머는 길어진 측정 단계의 결과로 보다 느리게 개시하며 또한 하나의 이벤트만큼 부정확하게 계속 동기화된다. 여기에서, 손실 계수 클럭(Zt)의 개수가 설정값과 후속 설정값의 각도 차이에 관련된다는 점에서 또한 보정 가능성이 있다.

제 2 도에서는, 카운터(30, 34)에 의한 기본 클럭(Co)의 발생이 보다 상세히 설명된다. 3 번의 연속적인 이벤트 발생이 e1, e2, e3 으로 도시되어 있다. 제 2 도에서 특성 라인으로 도시된 카운터(30)는, 이벤트(e1)가 발생할 때 소정의 값 범위(Z)에 걸쳐 작동하기 시작한다. 여기에서 카운터(30)는 예컨대 값 0 에서 출발하여 상향 계수한다. 이벤트(e2)가 발생하면, 카운터는 지난번 이벤트(e1)와 현재 이벤트(e2) 사이의 시간차에 의해 결정되는 특정값에 도달한다. 이벤트(e1)와 이벤트(e2)의 발생 사이의 측정 단계(phase)(M)를 구성하는 시간동안 카운터(30)가 작동하는 값범위(Z)는 카운터(30)가 계수하는 주파수로 결정된다.

상기 카운터(30)의 클럭 주파수는, 측정 단계(M)의 지속 기간에 종속되는 제수 인자(제 1 도에서 TFo 로 표시됨)의 선택에 따라 소정의 주파수 분할에 의해 변경될 수 있다. 이벤트(e2)의 발생으로 카운터(30)는 그 최종값에 도달하고 이 최종값을 카운터(34)에 전송하며 동시에 카운터(34)가 개시된다. 카운터(34)는 예시된 바와같이 클럭 테이블(36)에 저장된 카운터(30)의 카운터 상태에 의해 규정될 수 있는 초기값(X)으로부터 특정한 소정의 최종값(Y), 통상 0 까지, 값범위(Z')에 걸쳐 하향으로 작동한다. 최종값(Y)에 도달하면, 카운터(34)는 자동적으로 그 초기값(X)으로 설정되고 상기 값범위(Z')에 걸쳐 재실행된다. 최종값(Y)에 도달할 때마다, 즉 계수 기간(P)이 종료될 때마다 기본 클럭(Co)의 펄스가 발생된다. 카운터(34)는, 후속 이벤트(e3)의 발생으로 상기 카운터(34)가 초기 상태(이벤트(e2) 발생시의 상태에 대응)로 리셋될 때까지 그 값범위(Z')에 걸쳐 계속 실행된다. 이벤트(e2)와 이벤트(e3)의 발생 사이의 평가 단계(A)에 대응하는 기간에 따라 기본 클럭(Co)의 펄스는 특정 개수로 발생된다. 이와같이 발생되는 기본 클럭(Co)은 제 1 도와 관련하여 이미 설명한 바와같이 재조정 회로(38)에 공급되고, 각도 타이머(42)를 계수하는 계수 클럭(Zt)을 형성하는 작용을 한다. 적절하다면 상기 평가 단계(A)에 뒤이어 보정 단계(K)가 있을 수 있으며, 이 단계에서 보정 카운터(44)는 아직 설정 각도에 대하여 결여되어 있는 기본 클럭(Co)을 이벤트 테이블(20)로부터 재조정 회로(38)로 전송한다.

전술된 카운터(38)의 배치에 의하면, 카운터(30)는 지난번 이벤트(e1)와 현재 이벤트(e2) 사이의 상대적인 시간 측정을 수행하고, 카운터(34)는 정확한 타이밍으로 다음번 이벤트(e3)에 대한 투영을 수행한다. 이벤트(e2)가 발생되어 카운터(34)가 그 값범위(Z')에 걸쳐 작동하기 시작하면 그와 동시에 카운터(30)는 그 초기값 0 으로 리셋될 수 있고 결국 새로운 후속 측정 사이클(FMZ)이 시작될 수있다. 이러한 연속적인 측정 사이클(FMZ)은, 제 1 도에서 언급한 센서 휠의 동적특성의 변화 및 그로 인한 크랭크축의 변화를 동시에 나타내는 이벤트(e)의 발생 타이밍에 변화가 있을때, 기본 클럭(Co)의 발생에 즉각적인 영향을 준다. 이는 궁극적으로 제 1 도에 언급한 각도 타이머(42)에 의해 전자적으로 시뮬레이션되는 크랭크축의 상태가 크랭크축의 실제 상태와 대응되도록 보장한다.

제 3 도는 이벤트 e1, e2, e3 가 실제로 검출될 수 있고 있음직한 부정확한 이벤트(ef)가 차단될 수 있는 타당성 체크의 가능성을 도시한다. 이는 각각의 이벤트(e)에 대해 센서 휠상의 티쓰 사이의 선택된 거리에 의해 알게되는 다음 이벤트(e)에 대한 소정의 각도 차이가 할당될 뿐만 아니라 또한 각각의 이벤트(e)에 대해 후속 이벤트들이 고려되지 않는 각도 차이(W)가 역시 할당되므로써 달성된다. 이벤트들 사이의 또는 한 이벤트 내에서의 소정의 각도에 의해, 측정 단계(M)또는 평가 단계(A)의 예상 시간들을 역시 측정 사이클(FMZ)로부터 알 수 있다. 이제 특정한 각도 차이(W)와 특정 기간을 특정화할 수 있으며, 이 기간 동안은 예컨대 신호 바운싱에 의해 야기될 수 있는 후속 이벤트(ef)가 무시된다. 이는 평가 단계(A)가 시작될 때 카운터(46)가 소정의 값범위(Z")에 걸쳐 작동하므로써 달성될 수 있고, 상기 범위 내에서는 중요한 이벤트(e2)가 차단된 직후에 후속 이벤트가 발생하지 않는다. 따라서, 상기 카운터 회로에 의해, 계속 허용되는 이벤트 e1, e2, e3 만이 통과된다. 본 명세서에서 설명되는 이러한 타당성 검출은 예컨대 제 1 도에 예시된 이벤트 전처리기(14)의 부분일 수 있다. 후속될 이벤트들이 고려되지 않는 각도 차이(W)의 사전 설정은 이벤트 카운터(18), 이벤트 테이블(20), 이벤트차이-클럭 테이블(22), 재조정 회로(38) 또는 보정 카운터(44)로부터 원하는대로 유도될 수 있다. 그러나 카운터(46)의 값범위(Z")는 이벤트(e2)후 발생할 다음 이벤트인 이벤트(e3)가 타당성 카운터(46)가 작동하기 전에는 발생되지 않을 것으로 예상되기 때문에 전체 시스템의 동적 특성이 너무 크게 제한되지 않도록 설정되어야 한다.

요약하면, 제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 배치는 어떤 주기적인 디지털 센서 신호가 첫번째 초기화 이후 추가적인 외부 조정없이 사실상 처리될 수 있게 한다. 타당성 검출과 타당성 체크를 통합하므로써 본 장치를 내연기관에 적용할때 센서 휠은 그 형상이 비교적 큰 결함을 포함하더라도 사용될 수 있다. 예컨대, 밀링 가공된 티쓰를 구비한 무거운 센서 휠 대신에 저가의 스탬핑 센서 휠을 사용할 수 있다. 값을 구하는데 사용되는 사전 설정은 영구적으로 프로그래밍되거나 아니면 가변적으로 프로그래밍가능한 이벤트 테이블의 경우 작동중에 연속적으로 부가될 수도 있다. 그 결과, 예컨대 센서 휠의 녹부식으로 인한 과도한 결함은 허용되는 동적 특성을 약간 축소하는 것만으로 보정될 수 있다.

디지털 센서 휠 평가는 다중 입력 신호 주기의 짝수배의 각도 범위를 허용한다. 그 결과, 동일 입력 신호가 360°의 주기성 및 720°의 주기성 모두에 사용될 수 있다. 이는 4 행정 연소기관의 경우에 크랭크축 각도가 센서 각도로서도 사용된다면 필수적이다. 대안으로서, 이벤트 테이블의 대응하는 재프로그래밍에 의해 상이한 센서 휠이 사용될 수 있다. 센서 휠에 장애가 있는 경우, 내연기관에서의 각도를 결정하기 위해서는 예컨대 캠축 상에 또는 크랭크축 상에 장착되는 센서가 사용될 수도 있다.

Claims

부품의 위치, 특히 크랭크축의 각도 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치로서,

각기 부품의 위치를 표시하는 주기적으로 반복되는 각각의 이벤트의 발생에 의해 결정되는 계수 클럭(Zt)으로 계수되고 그 카운터 상태가 부품이 취하는 각각의 위치를 표시하는 제 1 카운터(40, 42)와, 제 1 이벤트(e2) 발생에 대응하여 제 3 카운터(34)를 시작시키는 제 2 카운터(30)와, 상기 제 2 카운터보다 신속히 계수하고 후속 이벤트(e3)가 발생할 때까지 소정의 값범위(Z')에 걸쳐 반복적으로 작동하며 값범위(Z')의 최종값(y)에 도달할 때마다 계수 클럭(Zt)을 생성하는 기본 클럭(Co)의 펄스를 발생시키는 제 3 카운터(34)를 포함하며,

상기 기본 클럭(Co)은 계수 클럭(Zt)을 제공하는 재조정 회로로 공급되며, 상기 재조정 회로에 의해 제 1 카운터(40, 42)의 카운터 상태(ZS)의 보정이 소정의 설정값에 따라 수행될 수 있는, 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치에 있어서,

상기 재조정 회로(38)는 설정값과 카운터 상태(ZS) 사이의 차이를 형성하고, 상기 차이에 대응하는 다수의 계수 클럭(Zt)을 보정 신호(KS)에 의해 양의 (positive) 차이 또는 음의(negative) 차이의 함수로서 삽입하거나 또는 차단하는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 카운터(30)는 상향 계수하는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 3 카운터(34)는 하향 계수하는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기본 클럭(Co)은 상기 최근의(last) 두 이벤트(e) 각각의 발생에 의해 다시 결정되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이벤트(e)의 발생은 타당성에 대해서 평가되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

규정된 윈도우(W) 내에서의 이벤트(e2)와 후속 예상 이벤트(e3) 사이에서 발생하는 이벤트(ef)는 차단되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차이는 각각의 이벤트(e) 발생시 다시 결정되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

주기적으로 반복되는 동기화 이벤트 사이에서 발생하는 상기 이벤트(e)의 개수가 이벤트 카운터(18)에 의해 계수되고, 설정값을 제공하는 이벤트 테이블(20) 내에 기입되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 이벤트 카운터에(18)는, 두 개의 연속적인 이벤트(e) 사이의 시간 간격을 표시하는 이벤트 클럭 테이블이 로딩(loading)되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 이벤트 클럭 테이블(22)은 클럭 소스(24)에서 비롯되는 주파수(fo)의 분할을 수행하는 제수 인자(TFo)를 제공하고, 상기 카운터(30)는 분할된주파수(fo/TFo)로 계수되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 카운터(34)는 분할되지 않은 주파수(fo)로 계수되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이벤트(e)는 내연기관의 크랭크축에 할당되는 회전각 센서(12)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이벤트(e)는 내연기관의 캠축에 할당되는 회전각 센서에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 회전각 센서(12)는 센서 휠의 원주상에 배열되는 특정 개수의 티쓰를 갖는 증분 센서 시스템이며, 소정의 각도 위치에 배치되는 하나 이상의 티쓰 갭이 제공되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 티쓰는 등거리로 배열되는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 티쓰 갭은 소정의 각도 위치에 대응하는 동기화 이벤트를 촉발하는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 회전각 센서(12)는 센서 휠의 원주상에 배열된 특정 수의 세그먼트를 가지며, 세그먼트의 선단부와 말단부 각각은 소정의 각도 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 부품의 위치를 전자적으로 시뮬레이션하기 위한 장치.