KR100727625B1 - Control circuit for rpm of engine using rotary encoder and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명 엔진 회전수 제어 회로의 블럭 다이어그램, 1 is a block diagram of the engine speed control circuit of the present invention;
도 2 는 본 발명 엔진 회전수 제어 방법을 나타낸 플로우챠트이다.2 is a flowchart showing the engine speed control method of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10; 로터리 인코더 20; 인코더 제어부 10;
30; 밸브 ECU 35; 밸브 수단30; Valve ECU 35; Valve means
40; 전원부 50; 정전압부 40; A
60; LED 구동부 65; LED 60;
본 발명은 로터리 인코더를 이용한 엔진 회전수 제어 회로 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포크레인, 불도져 등 중장비 차량의 엔진 회전수를 로터리 인코더(rotary encoder)를 이용하여 디지털 방식으로 제어하는 엔진 회전수 제어 회로 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an engine speed control circuit using a rotary encoder and a method thereof, and more particularly, engine rotation, which digitally controls the engine speed of a heavy-duty vehicle such as a fork lane and a bulldozer using a rotary encoder. It relates to a male control circuit and a method thereof.
일반적으로, 포크레인, 불도져 등의 중장비의 암(arm)이나 버켓(bucket), 붐 (boom) 등의 부위는 중장비의 엔진 계통으로부터 전달된 동력이나 유압에 의하여 회전 운동 또는 왕복 운동을 하게 된다. In general, a portion of an arm, a bucket, a boom, or the like of a heavy equipment such as a fork crane, a bulldozer, or the like may be rotated or reciprocated by power or hydraulic pressure transmitted from an engine system of the heavy equipment.
이때, 중장비 운전자는 운전석에 부착된 엔진 회전수 조절기를 이용하여 이러한 가동 부위의 운동 속도를 조절할 수 있는데, 이는 가동 부위와 연관된 엔진 계통 또는 유압 계통에 부착되어 엔진 또는 유압 계통에 투입되는 연료량 또는 유압량을 조절하는 초크 밸브(choke valve)나 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 등의 밸브 수단의 개폐를 조절하여 이루어지며, 이러한 밸브 수단의 개폐 조절은 차량 내부 제어 계통에 설치되는 밸브 ECU(Electronic Control Unit)를 통하여 전자적으로 제어되는 것이 통상적이다. At this time, the heavy-duty driver can adjust the speed of movement of these moving parts by using the engine speed controller attached to the driver's seat, which is attached to the engine system or hydraulic system associated with the moving parts, and the amount of fuel or hydraulic pressure applied to the engine or hydraulic system. The opening and closing of the valve means, such as choke valves or solenoid valves, which control the amount, is controlled.The opening and closing control of these valve means is a valve ECU (Electronic Control Unit) installed in the vehicle control system. It is common to control electronically through.
상기와 같은 엔진 회전수의 조절 방법으로서 종래에는 상기 엔진 회전수 조절기의 조절 손잡이와 축 결합하여 조절 손잡이의 회전에 따라서 축이 회동되는 로터리(rotary)형 가변 저항(volume)을 부착하고, 운전자가 조절 손잡이를 돌리면 이와 함께 가변 저항의 저항값이 변화하고, 변화된 저항값을 전압 분기 회로에 연결시켜 대략 0.5V 내지 4.5V 의 출력 전압값을 생성하고, 이 출력 전압값을 아날로그/디지털 변환(A/D convert)하여 밸브 ECU 에 전달하면, 밸브 ECU 가 출력 전압값에 따라서 연동된 밸브의 개폐량을 제어하는 방식으로 이루어져 왔다. As a method of adjusting the engine speed as described above, a rotary type variable resistance (volume) in which a shaft is rotated in accordance with the rotation of the adjustment knob is conventionally attached to the shaft by the control knob of the engine speed controller, and the driver Turning the knob adjusts the resistance value of the variable resistor, and connects the changed resistance value to the voltage branch circuit to generate an output voltage value of approximately 0.5V to 4.5V, and converts the output voltage value to analog / digital conversion (A / D convert to the valve ECU, the valve ECU has been controlled to control the opening and closing of the associated valve according to the output voltage value.
그러나, 상술한 바와 같은 가변 저항을 사용하는 방법은, 가변 저항값이 변화할 때 발생할 수 있는 채터링(chattering)을 보상할 수 있는 보상 회로의 부가가 필요하며, 가변 저항의 기구적 특성에 따라서 저항값이 일정하게 변화하지 않아 조절의 정밀도가 떨어지며, 이를 개선하기 위하여 고 정밀도의 가변 저항을 사용하게 되면 장치의 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다. However, the method using the variable resistor as described above requires the addition of a compensation circuit capable of compensating for chattering that may occur when the variable resistor value changes, depending on the mechanical characteristics of the variable resistor. Since the resistance value does not change constantly, the accuracy of adjustment is reduced, and there is a problem that the manufacturing cost of the device increases when a high precision variable resistor is used to improve this.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 종래의 가변 저항 대신 로터리 방식의 인코더를 이용함으로써 채터링 현상을 해소하고 기구의 정밀도를 향상시키며 제조 비용을 절감할 수 있는 로터리 인코더를 이용한 엔진 회전수 제어 회로 및 그 방법을 제공하는데 그 기술적 과제가 있다. The present invention was devised to solve the above-mentioned conventional problems, and by using a rotary encoder instead of the conventional variable resistor, the rotary chatter phenomenon can be eliminated, the precision of the mechanism can be improved, and the manufacturing cost can be reduced. There is a technical problem to provide an engine speed control circuit using an encoder and a method thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 엔진 회전수 조절기의 조절 손잡이와 축 결합하여 조절 손잡이의 회전에 따라서 축이 회동되는 로터리 인코더(rotary encoder)를 부착하여 운전자가 조절 손잡이를 소정 각도로 회전시키면 손잡이의 회전 각도에 따른 인코더의 출력 신호가 생성되어 이를 마이크로프로세서에 전달하고, 마이크로프로세서는 전달받은 인코더의 출력 신호에 따른 듀티비를 가진 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, 이하, 'PWM' 이라함) 신호를 밸브 ECU 로 출력하여 엔진의 회전수를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명 실시예를 상세하게 설명한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, the shaft is coupled to the adjustment knob of the engine speed regulator, the rotary encoder (rotary encoder) is rotated in accordance with the rotation of the adjustment knob (driver) predetermined adjustment knob When rotated by the angle, the output signal of the encoder is generated according to the rotation angle of the handle and transmitted to the microprocessor, and the microprocessor generates a pulse width modulation having a duty ratio according to the output signal of the received encoder. PWM ') signal is output to the valve ECU, characterized in that configured to control the engine speed. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on an accompanying drawing.
도 1 은 본 발명 엔진 회전수 제어 회로의 블럭 다이어그램이다. 로터리 인코더(10)는 중장비의 운전석 내부에 부착되는 엔진 회전수 조절기의 조절 손잡이와 축 결합되어 있고, 조절 손잡이의 회전에 따라서 인코더 축이 함께 회전하여 인코더 축의 회전 각도에 따라서 인코더의 출력 신호가 발생한다. 1 is a block diagram of the engine speed control circuit of the present invention. The
본 발명 실시예에 의하면, 상기 인코더의 출력 신호는 A,B,E,F,G 의 5 단자로 출력 신호가 생성되며, 이중 E 는 접지 단자이고 A,B,F,G 의 단자는 인코더의 출력 신호 단자이다. 인코더 축의 회전 위치에 따르는 인코더 출력 신호 단자의 출력표는 하기의 표 1 과 같다.According to an embodiment of the present invention, the output signal of the encoder is generated by the five terminals A, B, E, F, G, of which E is the ground terminal and the terminals of A, B, F, G are the Output signal terminal. The output table of the encoder output signal terminal according to the rotational position of the encoder shaft is shown in Table 1 below.
상기 표 1 에 기재된 바와 같이 예를 들어, 인코더 축이 회전 단계 5, 즉, 45 도 각도로 회전되었다면 인코더의 출력 신호는 A 단자가 OFF, B 단자가 ON, F 단자가 OFF, G 단자가 ON 의 출력을 가지게 된다. As shown in Table 1 above, for example, if the encoder shaft is rotated at a rotational step 5, that is, at an angle of 45 degrees, the output signal of the encoder is A terminal OFF, B terminal ON, F terminal OFF, G terminal ON Will have the output of
인코더 제어부(20)는 인코더(10)로부터 입력된 상기 인코더 출력 신호를 입력받고, 입력받은 인코더 출력 신호에 따른 PWM 신호를 발생하는 부분이다. 이를 위하여 인코더 제어부(20)는 인코더 출력 신호를 입력받는 다수개의 입력 포트와 PWM 신호를 발생하는 출력 포트와 인코더 출력 신호 해석 프로그램이 저장된 비휘발성 타입의 ROM 이나 플레쉬(flash) 메모리 등의 기억 소자를 가진 마이크로프로세서와, 마이크로프로세서의 구동에 필요한 기타 주변부 회로를 가지고 있다.The
상기 인코더 제어부(20)는 입력받은 인코더 출력 신호에 따른 서로 다른 듀티비를 가지는 PWM 신호를 발생시킨다. 본 발명 실시예에서의 인코더 제어부(20)가 출력하는 PWM 신호의 듀티비는 하기의 표 2 와 같다. The
그러므로, 상기와 같이 회전수 조절기의 조절 손잡이의 각 회전 단계에 따라발생되는 인코더 출력 신호의 의하여 인코더 제어부가 서로 다른 듀티비를 가지는 PWM 신호를 출력하여 밸브 ECU(30)으로 출력하고, 밸브 ECU(30)는 입력된 PWM 신호의 듀티비에 비례하는 전압 출력을 발생시켜 엔진 또는 유압 계통에 부착된 밸브 수단(35)의 개폐를 제어한다. Therefore, as described above, the encoder controller outputs PWM signals having different duty ratios to the
미설명 부호 60 의 LED 구동부(60)는 엔진 회전수 조절기상에서 손잡이의 회전 단계를 표시하는 마킹의 배경 조명이 되는 LED(65)를 구동하는 것으로서, 인코더 제어부(20)가 LED(65)를 발광시키는 제어 신호를 LED 구동부(60)로 입력하면, LED 구동부(60)가 이의 제어 신호에 따라서 LED(65)를 발광시킨다. The
도 2 는 본 발명 엔진 회전수 제어 방법을 나타낸 플로우챠트로서, 도면을 참조하여 본 발명 엔진 회전수 제어 회로의 작용을 설명한다. Fig. 2 is a flowchart showing the engine speed control method of the present invention. The operation of the engine speed control circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.
먼저, 전원부(40)에 의하여 전원이 인가되면 인코더 제어부(20)가 제어 회로의 초기화를 실시한다(단계 S 201). 이어서, 운전자가 엔진 회전수 조절 손잡이를 회전시켜 엔진의 회전수를 조절하면(단계 S 202), 인코더(10)가 조절 손잡이의 회전 각도에 따른 인코더 신호를 출력한다(단계 S 203). First, when power is applied by the power supply unit 40, the
한편, 본 발명 실시예의 엔진 회전수 조절기는 손잡이가 전혀 회전되지 않은 위치인 기본 위치를 설정할 수 있으며, 이 경우에는 인코더 제어부(20가 출력하는 PWM 신호의 듀티비는 0% 로서 설정되어 있다. On the other hand, the engine speed controller according to the embodiment of the present invention can set the basic position at which the knob is not rotated at all. In this case, the duty ratio of the PWM signal output from the
그러면, 인코더 제어부(20)가 상기 인코더(10)의 출력 신호를 입력받고 입력된 인코더 신호의 종류를 판단한다(단계 S 204). Then, the
이때, 입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 1 에 해당하는 신호이면(단계 S 205), 인코더 제어부(20)는 10% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 205-1), At this time, if the input encoder signal is a signal corresponding to the rotation step 1 of Table 2 (step S 205), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 2 에 해당하는 신호이면(단계 S 206) 인코더 제어부(20)는 20% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출 력하고(단계 S 206-1), If the input encoder signal corresponds to the rotation step 2 of Table 2 (step S 206), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 3 에 해당하는 신호이면(단계 S 207), 인코더 제어부(20)는 30% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 207-1), If the input encoder signal is a signal corresponding to the rotation step 3 of Table 2 (step S 207), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 4 에 해당하는 신호이면(단계 S 208), 인코더 제어부(20)는 40% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 208-1), If the input encoder signal corresponds to the rotation step 4 of Table 2 (step S 208), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 5 에 해당하는 신호이면(단계 S 209), 인코더 제어부(20)는 50% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 209-1), If the input encoder signal corresponds to the rotation step 5 of Table 2 (step S 209), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 6 에 해당하는 신호이면(단계 S 210), 인코더 제어부(20)는 60% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 210-1), If the input encoder signal corresponds to the rotation step 6 of Table 2 (step S 210), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 7 에 해당하는 신호이면(단계 S 211), 인코더 제어부(20)는 70% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 211-1), If the input encoder signal corresponds to the rotation step 7 of Table 2 (step S 211), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 8 에 해당하는 신호이면(단계 S 212), 인코더 제어부(20)는 80% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력하고(단계 S 212-1), If the input encoder signal corresponds to the rotation step 8 of Table 2 (step S 212), the
입력된 인코더 신호가 표 2 의 회전 단계 9 에 해당하는 신호이면(단계 S 213), 인코더 제어부(20)는 90% 의 듀티비를 가지는 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력한다(단계 S 213-1). If the input encoder signal is a signal corresponding to the rotation step 9 of Table 2 (step S 213), the
이때, 엔진 회전수 조절기가 손잡이가 전혀 회전되지 않은 위치인 기본 위치이면(단계 S 214), 인코더 제어부(20)는 0% 의 듀티비를 PWM 신호를 밸브 ECU(30)로 출력한다(단계 S 214-1). At this time, if the engine speed controller is a basic position where the knob is not rotated at all (step S 214), the
다음으로, 상기와 같이 인코더 제어부(20)로부터 PWM 신호를 입력받은 밸브 ECU(30)는 입력된 PWM 신호의 듀티비에 비례하는 전압 출력을 발생시켜 엔진 또는 유압 계통에 부착된 밸브 수단(35)의 개폐를 제어하여 엔진 회전수를 조절한다(단계 S 215). Next, the
상기와 같이 구성된 본 발명 엔진 회전수 제어 회로 및 그 방법에 따른 효과는 다음과 같다. The engine speed control circuit and the method according to the present invention configured as described above are as follows.
첫째, 조절 손잡이의 회전 각도에 따른 인코더 출력 신호가 디지털 방식으로 마이크로프로세서로 입력되는 방식이므로 종래의 가변 저항을 사용하는 아날로그 방식의 제어 회로와 비교하여 보다 정밀하고 정확한 제어를 할 수 있게 된 효과가 있다. First, since the encoder output signal according to the rotation angle of the adjustment knob is digitally input to the microprocessor, it is possible to perform more precise and accurate control compared to the analog control circuit using a conventional variable resistor. have.
둘째, 종래 가변 저항값이 변화할 때 발생할 수 있는 채터링(chattering) 현상을 해소하여 보상 회로의 부가가 필요하지 않아 회로 구성이 간단하게 되어 제품의 소형화와 저전력화를 향상시키는 효과가 있다. Second, it eliminates the chattering phenomenon that may occur when the variable resistance value changes in the related art and thus does not require the addition of a compensation circuit, thereby simplifying the circuit configuration and improving the miniaturization and low power of the product.
셋째, 정밀도를 높이기 위하여 고 비용의 가변 저항을 채용할 필요가 없기 때문에 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다. Third, there is no need to employ a high-cost variable resistor to increase the precision, thereby reducing the manufacturing cost.
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- 2005-12-31 KR KR1020050136252A patent/KR100727625B1/en active IP Right Grant
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