KR101248727B1 - 보상 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 이 장치는 순환 출력 신호에서 제1 이벤트를 검출하는 제1 검출 유닛(20); 보상 신호를 발생시키는 신호 발생 유닛(14); 및 상기 순환 출력 신호를 획득하기 위해 상기 보상 신호와 상기 순환 입력 신호를 결합하는 신호 결합 유닛(8)을 포함한다. 보상 신호 발생 유닛(14)은 제1 이벤트의 검출과 소정의 관계를 갖는 순간에 보상신호를 조정하도록 배열된다. 순환 출력 신호의 사이클의 바로 그 순간에 보상 신호를 조정함으로써, 이 조정은 순환 출력 신호의 추가 처리에 영향을 주지 않을 것이다. 이 방법은 센서의 오프셋 및 감도(sensitivity) 특성을 보상하기 위해 사용될 수 있다.

Description

보상 장치 및 그 동작 방법{COMPENSATION ARRANGEMENT AND METHOD FOR OPERATION THEREOF}

본 발명은 순환 입력 신호에 대한 보상 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 순환 입력 신호의 보상을 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 센서의 동작 중, 예를 들어, 주변 온도 변화에 기인하는 오프셋 및 감도(sensitivity)와 같은 센서의 양태 변화를 보상하기 위해 엔진 제어에 특정 애플리케이션을 갖는다.

압력 센서는 흔히 알려져 있다. 압력 센서는 압력이 가해지지 않을 때의 센서의 출력 전압인 오프셋 전압을 갖는다. 또한, 압력 센서는 오프셋 전압 온도 특성을 갖는다. 이 특성은 센서의 주변 온도의 변화로 오프셋 전압의 변화량을 정의한다.

HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition Engine)는, 스파크 점화 및 압축 점화 엔진 중 최고의 엔진을 결합하는 가능성을 갖는다. 이 엔진들은 활성 연소 제어를 필요로 한다. 연소에 대한 가장 정확하고 신뢰할만한 신호 또는 표시자는 실린더 내부의 압력이다. 표준 열 방출 등식으로, 순환 압력 신호로부터 연소 개시 등을 추론하는 것은 매우 쉽다. 연소 상태 제어에 대한 이용 가능한 파라미터는 50%의 열 방출에서의 크랭크 각이다. HR50 점은 50%의 열 방출을 갖는 순간에 대응하는 크랭크 각이다. HR5 점은 5%의 열 방출을 갖는 순간에 대응하는 크랭크 각이다.

US2005/0061063에는 디젤 엔진을 위한 압력 글로우 플러그(pressure glow plug)가 개시된다. 이 압력 글로우 플러그는, 글로우 플러그의 가열 로드(rod)가 축 방향 슬라이딩 방식으로 변위될 수 있고, 이 가열 로드가 실린더의 연소실 내의 압력을 압력 센서에 전달하도록 배열된다.

본 발명은 순환 입력 신호, 특히 실린더 압력 신호에 대한 향상된 보상 방법을 제공하는 것을 목표로 한다.

본 발명에 따라, 순환 입력 신호에 대한 보상 방법은,

- 순환 출력 신호에서 제1 이벤트를 검출하는 단계

- 보상 신호를 발생시키는 단계

- 순환 출력 신호를 획득하기 위해 보상 신호와 순환 입력 신호를 결합하는 단계를 포함하고, 그 보상 신호는 제1 이벤트의 검출과 소정의 관계를 갖는 순간에 조정된다.

본 발명은 다음과 같은 인식(recognition)에 기초한다. 알려져 있는 압력 글로우 플러그의 작동 원리는, 실린더 압력에 의해 도입되는 힘을 전달해주는 이동 글로우 로드(glow rod)에 기초한다. 이 이동은 센서의 감지 소자의 전기 출력으로 변환된다. 이동 글로우 로드는 상부 측 상의 감지 소자에 접합되고, 하부 측 상의 금속 멤브레인(membrane)에 접합된다. 글로우 로드 및 센서 몸체는 상이한 온도 계수를 갖는다. 더욱이, 온도는 센서 전반에 걸쳐 균일하지 않을 것이다. 이와 같은 요인들이 압력 글로우 플러그의 온도가 변할 때 감지 소자로부터 도출된 신호의 오프셋 변화를 야기할 것이다. 오프셋 값을 변경하는 순간은, 전체 스케일의 0.125%의 스텝 사이즈를 갖는 경우에도 오프셋 보정된 신호의 추가 처리에 대해 중요한 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 오프셋이 255°와 295°의 크랭크 각 사이로 조정된 경우, 최대 3°내지 5°의 크랭크 각 에러가 HR5 및 HR50 점의 결정에서 발생할 수 있고, 오프셋이 295° 와 480°의 크랭크 각 사이로 조정된 경우, 약 0.5°의 크랭크 각 에러가 HR5 및 HR50 점 결정에서 발생할 수 있으며, 오프셋이 480°와 255°의 크랭크 각 사이로 조정된 경우, 무시할 만큼의 크랭크 각 에러가 HR5 및 HR50 점 결정에서 발생할 것이다. 압력 센서 신호로부터, 이 크랭크 각이 결정될 수 있다. 오프셋이 480°와 255°의 크랭크 각 사이로 채택되도록, 압력이 정해진 값 아래로 하락하는 순간은 보상 신호의 조정을 수행하기 위한 순간과의 관계를 정의하는데 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 방법의 이점은, 이동 글로우 플러그로부터의 신호만이 보상을 수행하기 위해 필요하고, 크랭크 각 센서로부터 획득된 크랭크 각을 나타내는 신호와 같은, 다른 처리 유닛으로부터의 신호는 필요하지 않다. 이는, 외부 계로의 4개의 접속, 즉, 그라운드 접속, 보상 장치를 위한 전원 접속, 순환 출력 신호를 인가하기 위한 접속, 및 글로우 로드를 위한 전원 접속만을 갖는 압력 글로우 플러그로의 보상 회로 집적화를 가능하게 한다. 압력 글로우 플러그에 보상 장치를 집적화함으로써, 글로우 플러그는, 온도 보상되고, 압력 글로우 플러그를 엔진에 장착함으로써 도입될 수 있는 오프셋에 대해 보상되도록 제공된다.

본 발명의 추가 실시예에서, 보상 신호는, 제1 이벤트 검출 후 지연 기간에 조정된다. 이 지연 기간을 이용하여 조정을 수행하는 것은, HR50 및 HR5 점 결정에서 에러의 감소를 허용한다. 제1 이벤트의 검출과 크랭크 각 검출 사이의 관계는 신뢰할 수 있어야 한다. 제1 이벤트의 신뢰할만한 검출 순간이, 보상 신호의 조정을 수행하기 위한 최적의 순간은 아님이 밝혀졌다. 따라서, 실린더가 압력하에 있을 때, 압력 피크치 동안에는 압력 곡선과 크랭크 각 사이의 관계는 신뢰할 수 있다. 따라서, 실린더에 압력이 거의 없을 때, 조정을 수행하기 위한 최적의 순간은 2개의 후속되는 압력 피크치 사이에 존재한다.

본 발명의 추가 실시예에서, 방법은 이벤트들의 후속하는 검출들 사이의 기간을 결정하는 단계를 포함하고, 여기서 지연 기간은 상기 기간과 관계가 있다. 이벤트들의 후속하는 검출 사이의 기간을 결정하는 단계를 이용하는 것은, 엔진의 회전 속도와 지연 기간의 관계 형성을 허용한다. 이는 방법을 확고하고 회전 속도의 범위에 독립적이도록 만든다. 실제로, 이 특성은 압력 피크치의 검출에 대응하는 제1 이벤트의 검출 후, 미리 정의한 만큼의 크랭크 각도 조정 수행을 가능하게 한다.

본 발명의 추가 실시예에서, 보상 신호는, 순환 출력 신호의 제1 이벤트의 검출, 및 제1 이벤트의 검출 및 제1 이벤트에 후속하는 검출 후의 기간에서의 순환 출력 신호의 제2 이벤트의 검출에 응답하여 발생된다. 이런 특징을 이용하는 것은, 보상 신호 값을 결정하기 위해 수행될 계산의 복잡함을 감소시키도록 한다. 제2 이벤트 검출의 예는, 순환 출력 신호가 한 사이클에서 미리 정의된 값 아래로 하락하는지 여부에 대한 검출이다. 신호가 그 미리 정의된 값 아래로 하락하는 경우, 보상 신호의 값은 스텝 값으로 하락하고, 그렇지 않은 경우, 그 값은 그 스텝 값으로 상승해야 한다. 이 예에서, 보상 신호의 값은 순환 입력 신호로부터 감산(subtract)되는 것으로 추정한다.

본 발명의 추가 실시예에서, 보상 신호는, 순환 출력 신호의 제1 이벤트의 검출, 및 제1 이벤트 및 제1 이벤트에 후속하는 검출 후의 기간에서의 순환 출력 신호의 제2 이벤트 및 제3 이벤트의 검출에 응답하여 발생된다. 제2 및 제3 이벤트의 검출을 이용하는 것은, 보상 신호의 값이 모든 사이클에서 변경되지 않을 가능성을 갖도록 허용한다. 예를 들어, 제2 이벤트는, 순환 출력 신호가 값 A 아래로 하락할 때 검출되고, 제3 이벤트는 순환 출력 신호가 값 B 아래로 하락할 때 검출되는데, 여기서 A < B 이다. 제2 이벤트가 검출되는 경우, 보상 신호의 값은 감소되어야 한다. 이런 경우, 한 사이클에서, 한 사이클의 출력 신호 최소 값은 원하는 최소 값 A 아래로 하락한다. 제2 이벤트 또는 제3 이벤트가 모두 검출되지 않는 경우, 보상 신호의 값은 증가해야 한다. 이런 경우, 한 사이클에서, 출력 신호의 최소 값은 너무 높고, 보상 신호 값을 증가시킴으로써 감소될 것이다. 그 밖의 모든 경우엔 보상 신호는 변경되지 않을 것이다.

본 발명의 추가 실시예에서, 보상 신호는 제1 이벤트의 검출 및 추가 입력 신호에 응답하여 발생된다. 제1 이벤트의 검출과 추가 입력 신호의 결합을 이용하는 것은, 조정 순간이, 센서로부터의 추가 신호에 의존하는 보상 신호 및 출력 신호에 의존하게 되도록 허용한다. 예를 들어, 압력 센서는 4개의 저항기로 형성될 수 있고, 이 압력 센서로부터의 출력 신호가 온도 독립적이도록 배열된다. 그러나, 저항기들은 온도에 의존적이다. 이 온도 의존성은, 쉽게 측정되어 오프셋, 감도, 및 비선형성 보상을 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에서, 제1 이벤트는 미리 정의된 출력 값을 통해 순환 출력 신호의 하강 에지에 의해 결정된다. 하강 에지의 이용은, 대응하는 크랭크 각이 대략적으로 알려진다는 이점을 갖는다. 전체 스케일의 16% 에 대응하는 값이 적당한 것으로 간주된다.

본 발명의 추가 실시예에서, 제2 이벤트는 순환 출력 신호가 추가의 미리 정의된 출력 값 미만일 때 검출된다. 추가의 미리 정의된 출력 값의 이용은, 보상 신호의 현재 값이 너무 낮은지 또는 너무 높은지 여부를 결정하는 것을 가능하게 한다. 이 방법은 실린더 압력 센서로부터의 신호에 매우 적합한 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 추가 실시예에서, 보상 신호는 디지털 신호로 제어된다. 아날로그 신호 대신에 디지털 신호를 이용하는 것은, 매우 예상 가능하고 반복 가능한 결과들을 갖도록 허용하고, 비용을 절감할 수 있도록 한다.

본 발명은, 실린더 압력 센서로부터 출력되는 센서 신호와 같은 순환 입력 신호에 대한 향상된 보상 및, 모터 관리 시스템 또는 엔진 제어 유닛에 인가될 출력 신호를 제공하기 위한 장치를 제공하는 것을 목표로 한다.

본 발명에 따른 장치는,

- 순환 출력 신호에서 제1 이벤트를 검출하는 제1 검출 유닛

- 보상 신호를 발생시키는 보상 신호 발생 유닛

- 순환 출력 신호를 획득하기 위해 보상 신호와 순환 입력 신호를 결합하는 신호 결합 유닛를 포함하고, 여기서 보상 신호 발생 유닛은, 제1 이벤트의 검출과 정해진 관계를 갖는 순간에 보상 신호를 조정하도록 배열된다.

장치의 이용은, 출력 신호의 추가 처리에 대한 무시할만한 효과를 갖는 순간에 보상 신호의 조정을 수행하도록 허용한다.

본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여, 많은 예시적인 실시예들을 이용함으로써 더 상세히 논의될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 보상을 위한 장치의 제1 실시예에 대한 간략한 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 보상을 위한 장치의 제2 실시예에 대한 간략한 블럭도이다.

도 3은 압력 글로우 플러그의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 방법의 기능을 도시한 시간 그래프이다.

도 1은 본 발명에 따른 보상을 위한 장치(2)의 제1 실시예에 대한 간략한 블럭도이다. 이 실시예는 순환 입력 신호에 오프셋을 보상하는 것에 대해 설명할 것이다. 장치(2)는 순환 입력 신호를 수신하는 입력부(4)를 포함한다. 순환 입력 신호는, 예를 들어, 엔진의 실린더 내의 압력을 측정하는 압력 센서(6)로부터 획득될 수 있다. 장치는 이 장치의 입력부(4)에 결합된 제1 입력부(10) 및 오프셋 신호 발 생기 유닛(14)의 출력부에 결합된 제2 입력부(12)를 구비한 신호 결합 유닛(8)을 더 포함한다. 신호 결합 유닛(8)은 순환 출력 신호를 획득하기 위해 오프셋 신호와 순환 입력 신호를 결합하도록 배열된다. 신호 결합 유닛(8)은 통상적으로 순환 입력 신호로부터 오프셋 신호를 감산하도록 배열된다. 그러나, 오프셋 신호 발생기(14)가 반전된 오프셋 신호를 발생시키는 경우, 신호 결합 유닛(8)은 입력 신호 양쪽 모두를 추가하도록 배열된다. 순환 출력 신호는 장치(2)의 출력부(16)에 인가된다. 순환 출력 신호는 엔진 제어 유닛과 같은 외부 프로세서(18)에 의해 추가로 처리될 수 있다. 외부 프로세서(18)는 순환 출력 신호로부터 열 방출을 유도하고 이어서 HR50 및 HR5 점에 대응하는 크랭크 각 점으로부터 열 방출을 유도하도록 배열된다. 순환 출력 신호는 순환 출력 신호에서 제1 이벤트를 검출하는 제1 검출 유닛(20)에 추가로 인가된다. 바람직하게, 제1 이벤트는 엔진의 크랭크 각과 다소의 예상 가능한 관계를 갖는 순환 입력 신호의 특징이다. 엔진 제어를 위해, 통상 전체 스케일의 16%에서의 압력 레벨이 피크치 검출에 아주 적당한 것으로 알려져 있다. 제1 이벤트는, 압력 곡선이 상기 전체 스케일의 16%인 값 C를 지나 하락할 때 검출된다. 이는 매우 저비용이고 단순한 검출 방법이다. 주목할 것은, 더 복잡한 검출 알고리즘들이 순환 출력 신호에서 피크치를 검출하기 위해 사용될 수 있다는 것이다.

또한, 장치(2)는 제2 검출 유닛(22) 및 제3 검출 유닛(24)을 포함한다. 바람직하게, 제2 검출 유닛(22)은, 압력 사이클 동안, 압력이 레벨 B 아래로 하락하는 것을 검출하도록 배열된다. 바람직한 실시예에서, 레벨 B는 통상 전체 스케일의 12% 인 레벨에 대응한다. 바람직하게, 제3 검출 유닛(24)은 압력 사이클 동안, 압력이 레벨 A 아래로 하락하는 것을 검출하도록 배열된다. 실시예에서, 레벨 A는 통상 전체 스케일의 11%인 레벨에 대응한다. 주목할 것은, 제2 및 제3 검출 유닛에 의한 검출은 한 사이클 내의 검출로 한정되지만, 1보다 많은 사이클까지 확장될 수 있다.

제1, 제2, 및 제3 검출 유닛(20, 22, 24)은 각각 제1, 제2, 및 제3 검출 신호를 오프셋 신호 발생기 유닛(14)에 제공한다. 이 오프셋 신호 발생기 유닛은 제1 이벤트 검출과의 관계가 결정되는 순간에 오프셋 신호를 조정하도록 배열된다. 2개의 압력 피크치 사이에서 수행된 오프셋 조정은, 열 방출 곡선으로부터 HR50 및 HR5 크랭크 각을 결정할 때 에러를 거의 또는 전혀 발생시키지 않게 한다.

때때로, 외부 프로세서(18)는 2개의 실린더로부터 압력 신호들을 처리하도록 배열된다. 다른 방법으로는, 외부 프로세서(18)는 2개의 압력 신호들 중 하나에 접속된다. 이는 대응하는 압력 신호의 피크치 각각으로부터 열 방출 곡선 결정을 가능하게 한다. 이런 경우, 오프셋 신호의 조정은, 외부 프로세서(18)가 다른 압력 신호를 처리중일 때 수행되어야 한다. 검출 순간과 조정 순간 사이의 고정된 지연은 매우 단순하고 비용이 많이 들지 않는 적합한 해결책이라는 것이 밝혀졌다. 20ms의 지연은 850-4000 rpm 범위에서 정상 동작하는 엔진에 적당하다.

그러나, 보다 광범위한 범위가 지원되어야 하는 경우, 오프셋 신호 발생기는 제1 이벤트의 후속하는 검출들 사이의 기간을 결정하는 기간 결정 유닛(15)을 포함할 수 있고, 여기서 지연 기간은 상기 기간과의 관계를 갖는다. 이는 수초의 시간 이 아닌, 우선 엔진의 회전 속도를 결정하고 이어서 그 회전 속도로 상수를 나눔으로써 크랭크 각과 관련하여 지연시킬 수 있도록 할 수 있다. 이 방법에서, 제1 이벤트의 검출 후 고정된 크랭크 각 회전에 대한 조정이 수행된다.

엔진의 회전 속도는 순환 출력 신호의 한 사이클의 2개의 특정 이벤트, 예를 들어, 압력 곡선이 상승 및 하락 기울기로 전체 스케일의 20%의 레벨을 통과하는 순간과 같은 특정 이벤트들 사이의 기간에 의해서도 결정될 수 있다. 이는, 압력 곡선과 크랭크 각 사이의 분명한 관계가 존재할 때 행해질 수 있다. 이 실시예에서, 장치(2)는 그 2개의 특정 이벤트들의 순간을 검출하는 유닛(도시 생략)을 포함해야 한다. 기간 결정 유닛(15)은 상기 이벤트들의 2개의 후속하는 검출들의 순간으로부터 지연 기간을 결정하도록 배열되어야 한다. 엔진의 비선형적인 동작에 기인하여, 회전 속도와 지연 기간 사이의 관계가 비선형적일 수 있다.

오프셋 신호의 값은 단순 업/다운 카운터(counter)에 의해 발생될 수 있다. 신호 결합 유닛(8)이 아날로그 신호를 결합하도록 배열되는 경우, 이 카운터 값이 DA-변환기에 인가될 수 있다. DA-변환기의 워드 길이는 카운터의 워드 길이에 대응하는 것이 바람직한 것은 자명하다. 이런 경우, 스텝다운(step down)은 DA 변환기의 -1 LSB에 대응하고, 1 스텝업(step up)은 DA 변환기의 +1 LSB에 대응한다. 11 비트 워드 길이를 갖는 DA 변환기가 압력 센서와 결합한 애플리케이션에 적합한 것으로 알려져 있다.

2개의 후속하는 조정 순간들 사이의 기간 동안, 압력 신호가 레벨 A 보다 아래로 하락하지 않고, 항상 레벨 B 보다 위에 있지 않다면, 오프셋 신호가 바뀌지 않도록 오프셋 신호 발생기(14)가 배열된다. 2개의 후속하는 조정 순간들 사이의 기간 동안, 압력 신호가 레벨 A 아래로 하락하는 경우, 오프셋 신호는 한 스텝 감소하고 압력 피크치 검출 후 조정될 것이다. 그리고, 2개의 후속하는 조정 순간들 사이의 기간 동안, 압력 신호가 절대 레벨 B 아래로 하락하지 않는 경우, 오프셋 신호는 한 스텝 증가하고 압력 피크치 검출 후 조정될 것이다. 이는 압력 신호의 최소 값이 B 초과인 경우, 순환 출력 신호를 낮추기 위해 오프셋이 증가해야 하고, 압력 신호의 최소 값이 A 미만인 경우에는, 순환 출력 신호를 증가시키기 위해 오프셋이 감소해야함을 의미한다. 이를 수행함으로써, 레벨 A와 레벨 B 사이에서, 0바(bar)에 대응하는 레벨이 존재할 것이기 때문에, 최소 압력 신호는 레벨 A와 레벨 B사이로 유지될 것이다.

주목할 것은, 특정 실시예에서, 장치는 제3 검출 유닛(24)을 포함하지 않는다는 것이다. 이 실시예에서, 제3 검출 유닛(24) 없이, 순환 오프셋 신호는 제1 이벤트 각각의 검출 후, 사이클 각각에 대해 조정될 것이다.

상술한 실시예는 매우 단순하고 비용이 많이 들지 않는 본 발명의 구현이다. 제2 및 제3 검출 유닛(22, 24)에 의한 레벨 검출 대신, 검출 유닛은 마지막 사이클에서 순환 출력 신호의 최소 값을 결정하도록 배열될 수 있다. 그 다음, 오프셋 신호 발생기 유닛(14)은, 현재 사이클의 최소 값과 이전 사이클의 최소 값 간의 차이 값을 현재의 오프셋 값에 더함으로써 새로운 오프셋 값을 결정하도록 배열될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 보상을 위한 장치(2)의 제2 실시예에 대한 간략한 블 럭도이다. 제2 및 제3 검출 유닛으로부터의 검출 신호를 이용하여 오프셋 값을 결정하는 대신, 오프셋 값은 센서로부터의 추가 신호를 이용하여 결정되고 장치의 입력부(28)에 인가된다. 압력 센서의 휘스톤 브릿지 저항은 온도에 의존적이라는 것은 흔히 알려진 사실이다. 이 온도 의존성은 균일한 온도의 경우에도, 오프셋을 보상하기에 적당하다. 또한, 압력 글로우 플러그를 위해, 시간에 대해 일정한 상태와 변화하는 상태에 대한 온도와 오프셋 값 사이의 연관성이 결정될 수 있다. 이 연관성은 센서로부터 도출된 추가 입력 신호를 이용하여 오프셋 값을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 오프셋 발생기 유닛(14)은 온도와 관계가 있는 신호를 도출하기 위해 센서에 결합된다. 유사하게, 도 1에 개시된 제1 실시예에 대해, 오프셋 신호는 제1 이벤트의 검출과 소정의 관계를 갖는 순간, 예를 들어, 제1 이벤트 검출 후 20ms되는 순간에 조정된다.

또한, 주목할 것은, 센서(6)의 이득 또한 온도에 의존적이라는 것이다. 이득 또는 감도 보상은 센서(6)로부터 도출된 추가 신호로부터 유도될 수 있다. 이런 경우, 오프셋 발생기 유닛(14)이 보다 일반적으로 보상 신호 발생기 유닛이다. 유닛(14)은 추가 신호로부터의 새로운 이득 값을 결정하고, 신호 결합 유닛(8)에 인가되는 이득 신호를 제1 이벤트의 검출과 소정의 관계를 갖는 순간에 그 새로운 이득 값으로 조정하기 위해 추가로 배열된다. 그 다음 신호 결합 유닛(8)은 입력부(12)에서 오프셋 신호와 이득 신호를 수신하고, 오프셋 및 감도 보상 양자 모두를 적용시키도록 배열된다. 오프셋 신호와 이득 신호는 실질적으로 동시에 조정될 것이다.

도 3에서, 보상을 위한 장치와 결합하여 사용되는 압력 글로우 플러그(3)의 단면도가 도시되어 있다. 압력 글로우 플러그(30)는 글로우 플러그 몸체에 배열된 가열 로드(31)를 포함하고, 여기서 이 글로우 플러그 몸체는 2개 부분, 즉, 접속부 상의 상층부(32.2)와 연소실 측 상의 하층부(32.1)로 구성된다. 멤브레인(37)은 가열 로드(31)에 고정된다. 멤브레인(37)은, 글로우 플러그(30)의 접속부 단자 방향으로 기밀(gas-tight) 방식으로 그 장치를 밀봉하는 식으로 구현된다. 예를 들어, 스트레인게이지(strain gauge)의 형태로 구현된 센서소자(38)는 플렉서블한 캐리어 소자(39) 상에 반경 방향으로 배열된다. 가열 로드(31)는 한 측면 상에서 플렉서블한 캐리어 소자(39)에 접합되고, 다른 측면 상에서는 멤브레인(37)에 접합된다. 엔진의 실린더의 압력이 가열 로드(31) 상에 가해짐으로써, 가열 로드(31)는 축 방향으로 변위되고 플렉서블한 캐리어 소자(39)의 변형을 야기한다. 이 변형은 센서(38)의 인장 응력(tensile stress)을 야기하고, 이는 검출되어 평가될 수 있는 신호의 변화를 야기한다. 가열 로드(31) 및 글로우 플러그 몸체(32.2)가 상이한 온도 계수를 갖고, 온도가 압력 글로우 플러그(30) 전반에서 균일하지 않기 때문에, 온도 델타는 센서소자(38)에 의해 측정되는 바와 같이 오프셋 변화를 야기할 것이다. 또한, 주목할 것은, 압력 글로우 플러그(30)가 엔진에 탑재되어 있는 동안, 오프셋 변화가 가능하다는 것이다. 모든 이런 효과는 센서 출력 상의 오프셋 시프트를 야기할 수 있다. 센서가 순환 입력 신호를 제공할 때, 본 발명에 따른 장치는 DC 변화를 차단하고 AC 신호 (압력 곡선)는 통과되도록 허용하는 하이-패스 필터로서 보일 수 있다. 장치는 이득에 영향을 주지 않고 오프셋 시프트를 약 1%까지 감소시킴으로써 출력의 해상도를 높은 상태로 유지한다.

도 4는 본 발명에 따른 방법의 실시예의 함수(functioning)를 나타내는 시간의 그래프이다. 이 그래프는 5개의 실린더 압력 사이클들을 도시하고 있다. 압력 곡선은 스케일에 대한 것은 아니고 다만 표시하기 위함이다. 수직축은 압력 값을 출력 신호의 최대 값의 퍼센티지로서 나타낸다. C로 표시된 수평 라인은 제1 이벤트를 검출하기 위해 사용되는 레벨을 나타낸다. 통상 전체 스케일의 16%인 레벨이 적합한 것으로 밝혀졌다. 이 예에서, 검출은 피크치 검출에 기초한다. 미리 정의된 레벨을 통과하는 곡선의 하강 에지는 제1 이벤트의 검출을 트리거한다. 이는 제한선 내에서, 미리 정의된 피크치 부분이 통과되는 순간에 대응한다. B 및 A로 표시된 수평 라인들은 제2 및 제3 이벤트 각각을 검출하기 위해 사용되는 레벨들을 나타낸다. 통상 전체 스케일의 12%인 레벨이 레벨 B에 적당한 것으로 밝혀졌고 통상 11%인 레벨이 레벨 A에 적당한 것으로 밝혀졌다. 실제로, 레벨 A와 B 사이의 소정 지점이 0 bar의 압력에 대응하는 레벨이다.

또한, 도 4는 제1 압력 사이클에서, 압력이 레벨 B 아래로 하락하고 레벨 A보다 큰 값을 유지하는 상태를 도시하고 있다. 제1 이벤트의 검출이 정의되는 때의 조건에 따라, 오프셋은 조정될 필요가 없다. 따라서, 제1 이벤트의 검출 후 X ms 동안 출력 신호의 변화가 없는 것으로 보인다. 압력 곡선이 16% 레벨을 지나는 하강 에지를 갖는 순간의 검출과 20 ms 지연의 조합이 매우 적합한 것으로 밝혀졌다. 당업자들에게 있어서, 제1 이벤트의 검출이 16% 레벨을 지나는 상승 에지 곡선상에서 수행되었을 때, 값 X가 그에 따라 채택되어야한다는 사실은 명백하다. 제2 압력 사이클에서, 압력은 레벨 B 및 레벨 A 모두의 값 아래로 하락하지 않는다. 제1 이벤트의 검출 순간에, 이 조건은 오프셋이 조정되어야 함을 정의한다. 오프셋 값은 상승되어야 한다. 오프셋 값이 센서로부터의 신호로부터 감산됨으로써, 출력 신호는 감소할 것이다. 따라서, 제1 이벤트의 검출 후의 X ms 동안, 출력 신호의 하락이 나타난다. 스텝은 개별 스텝이고, 1 LSB를 갖는 오프셋 신호의 상승에 대응한다. 제3 압력 사이클에서, 압력은 레벨 B 아래로 하락하고, 레벨 A보다 큰 값을 유지한다. 결과적으로, 오프셋 값은 바뀌지 않는다. 제4 압력 사이클에서, 압력은 레벨 B 및 레벨 A 아래로 하락하지 않는다. 결과적으로, 오프셋 값은 증가하고 제1 이벤트 후의 X ms 동안, 출력 신호의 하락이 나타난다.

본 발명의 몇몇 실시예들은 예시로서의 실시예들에 의해 상술되었다. 이 실시예들과 관련하여 기술된 소자들에 대한 다양한 변경 및 조정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 당업자들에 의해 행해질 수 있다. 예를 들어, 제1 이벤트의 검출은 피크치의 상부의 검출 및 한 사이클에서 예측가능한 순간을 갖는 신호의 대응하는 순간 또는 다른 기타의 특성들일 수 있다. 또한, 본 발명은 단지 감도 보상을 위해서만 적용될 수도 있다.

Claims (20)

1. 순환(cyclical) 출력 신호를 보상하는 방법에 있어서,

   - 상기 순환 출력 신호에서 제1 이벤트를 검출하는 단계로서, 상기 순환 출력 신호에서 미리 정해진 레벨을 통과하는 하강 또는 상승 에지(edge)가 상기 제1 이벤트의 검출을 트리거하는 것인, 상기 검출 단계;

   - 보상 신호를 발생시키는 단계; 및

   - 상기 보상 신호와 센서로부터의 순환 입력 신호를 결합하여 상기 순환 출력 신호를 획득하는 단계로서, 상기 보상 신호는 상기 제1 이벤트의 검출 후 지연 기간 동안에 조정되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
2. 제1항에 있어서, 이벤트들의 후속하는 검출들 간의 기간을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 지연 기간은 상기 이벤트들의 후속하는 검출들 간의 기간과 관계를 갖는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보상 신호는, 상기 제1 이벤트의 검출, 및 상기 제1 이벤트의 검출과 상기 제1 이벤트에 후속하는 검출 후의 기간에서의 상기 순환 출력 신호의 제2 이벤트의 검출에 응답하여 발생되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보상 신호는, 상기 제1 이벤트의 검출, 및 상기 제1 이벤트의 검출과 상기 제1 이벤트에 후속하는 검출 후의 기간에서의 상기 순환 출력 신호의 제2 이벤트 및 제3 이벤트의 검출에 응답하여 발생되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보상 신호는 상기 제1 이벤트의 검출 및 또 다른 입력 신호에 응답하여 발생되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 순환 출력 신호가 추가의 미리 정의된 출력 값 미만일 때 상기 제2 이벤트가 검출되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 순환 입력 신호는 실린더 압력 센서로부터 도출되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보상 신호는 디지털 신호로 제어되는 것인, 순환 출력 신호의 보상 방법.
9. 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치에 있어서,

   - 순환 출력 신호에서 제1 이벤트를 검출하는 제1 검출 유닛(20)으로서, 상기 순환 출력 신호에서 미리 정해진 레벨을 통과하는 하강 또는 상승 에지(edge)가 상기 제1 이벤트의 검출을 트리거하는 것인, 상기 제1 검출 유닛(20);

   - 보상 신호를 발생시키는 보상 신호 발생 유닛(14); 및

   - 상기 순환 출력 신호를 획득하기 위해 상기 보상 신호와 상기 순환 입력 신호를 결합하는 신호 결합 유닛(8)을 포함하고,

   상기 보상 신호 발생 유닛(14)은 상기 제1 이벤트의 검출 후 지연 기간 동안에 상기 보상 신호를 조정하도록 배열(arrange)되는 것인, 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치.
10. 제9항에 있어서, 이벤트들의 후속하는 검출들 간의 기간을 결정하는 기간 결정 유닛(15)을 더 포함하고, 상기 지연 기간은 상기 이벤트들의 후속하는 검출들 간의 기간과 관계를 갖는 것인, 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 보상 신호 발생 유닛(14)은, 상기 제1 이벤트의 검출, 및 상기 제1 이벤트의 검출과 상기 제1 이벤트에 후속하는 검출 후의 기간에서의 상기 순환 출력 신호의 제2 이벤트의 검출에 응답하여 상기 보상 신호를 발생시키도록 배열되는 것인, 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 보상 신호 발생 유닛(14)은, 상기 제1 이벤트의 검출, 및 상기 제1 이벤트의 검출과 상기 제1 이벤트에 후속하는 검출 후의 기간에서의 상기 순환 출력 신호의 제2 이벤트 및 제3 이벤트의 검출에 응답하여 상기 보상 신호를 발생시키도록 배열되는 것인, 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치.
13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 보상 신호 발생 유닛(14)은 상기 제1 이벤트의 검출 및 추가의 입력 신호에 응답하여 상기 보상 신호를 발생시키도록 배열되는 것인, 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치.
14. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 순환 입력 신호는 실린더 압력 센서로부터 도출되는 것인, 순환 입력 신호에 보상을 제공하기 위한 장치.
15. 제9항 또는 제10항에 따른 장치와, 동작 중에 상기 순환 입력 신호를 상기 장치에 제공하는 센서를 결합시킨 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images