KR101818282B1 - 내연 엔진의 회전 정보를 처리하기 위한 배열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포지션 펄스열 신호와 위상 신호를 조합한다. 이 방식으로, 단 하나의 유선 분배 네트워크만이 그 신호들을 이용하는 디바이스들에게 필요하다. 본 발명은 펄스열 신호의 오프셋이 위상 신호에 의존하는 방식으로 신호들을 조합하는 인코더 (2) 를 포함한다.

Description

내연 엔진의 회전 정보를 처리하기 위한 배열체{AN ARRANGEMENT FOR HANDLING ROTATIONAL INFORMATION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연 엔진의 회전 정보를 처리하는 배열체들에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 예를 들어 엔진의 크랭크각의 포지션을 측정하거나 엔진 위상을 나타내는 센서 수단에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 센서들로부터의 측정 정보를 처리하는 프로세서 유닛들에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 회전 정보를 분배하는 네트워크에 관한 것이다.

크랭크 샤프트의 각도 포지션을 측정하는 것은 공지되어 있다. 이것은, 예를 들어 크랭크 샤프트 상에 고정된 플라이 휠 (flywheel) 의 각도 포지션을 측정함으로써 조정될 수 있다. 각도 포지션 센서는 크랭크 샤프트의 포지션, 회전 속도 및 방향을 측정하는 데 사용될 수 있는 펄스열을 형성한다. 펄스열은 통상 포지션 펄스열이라고 지칭된다. 포지션 펄스열의 측정 및 생성에 대해 상이한 솔루션들이 존재한다. 엔진의 위상을 측정하는 것도 또한 공지되어 있다. 측정은 엔진의 캠 샤프트 (camshaft) 로부터 달성된다. 캠 샤프트에는 엔진의 위상을 나타내는 캠 (cam) 이 제공된다. 포지션 펄스열 신호 및 위상 신호는 엔진 시스템 내에서 그 신호들을 이용하는 디바이스들에 대해 분배된다. 신호들의 분배 시스템의 설치는 오히려 복잡하고 비용이 많이 드는 과제이다.

본 발명의 목적은 내연 엔진에 대한 위상 신호 및 포지션 펄스열 신호의 분배에 대한 간단하고 비용 효율적인 솔루션을 제공하는 것이다. 목적은 독립항에 기술된 방법으로 달성된다.

본 발명의 아이디어는 포지션 펄스열 신호 및 위상 신호가 조합된다는 것이다. 이 방식으로, 오로지 하나의 유선 분배 네트워크만이 그 신호들을 이용하는 디바이스들에게 필요하다.

본 발명은 신호들을 조합하는 인코더를 포함한다. 포지션 펄스열 신호는 저 레벨 및 고 레벨을 갖는다. 조합은, 공통 신호에서 펄스열 신호의 상기 레벨들의 전압 값들이 위상 신호에 의존하는 것과 같은 방법으로 이루어진다. 따라서, 조합된 (공통) 신호는 크랭크 샤프트의 포지션 정보 및 엔진의 위상 정보를 전달한다.

다음, 본 발명은 첨부한 도면으로 더 상세히 설명된다.
도 1 은 본 발명의 배열체의 개략적인 예를 나타낸다.
도 2 는 포지션 및 위상 정보를 포함하는 본 발명의 신호의 개략적인 예를 나타낸다.

도 1 의 배열체는 내연 엔진 (1) 의 제어 모듈 (6) 에 위치될 수 있는 인코더 (2) 를 포함한다. 인코더 (2) 는 포지션 센서 (4) 로부터 펄스열 정보를 수신할 수 있다. 포지션 센서 (4) 는 엔진의 플라이 휠 (3) 의 옆에 배치되는 것이 실용적이며, 여기서 포지션 센서 (4) 는 플라이 휠 (3) 티스 (teeth) 로부터 펄스들을 검출한다. 펄스들로부터 획득된 포지션 정보는 엔진의 크랭크 샤프트의 포지션을 나타내며, 또한 크랭크 샤프트의 회전 속도 및 방향을 검출하는 데에도 이용될 수 있다. 인코더 (2) 는 또한 엔진의 캠 샤프트의 옆에 설치될 수 있는 위상 센서 (5) 로부터 위상 정보를 수신할 수 있다. 위상 센서 (5) 로부터의 위상 정보는 캠 샤프트 상의 캠의 구조 및 위상 센서 (5) 자체에 의존한다.

인코더 (2) 는 엔진의 위상 정보와 포지션 정보를 조합하도록 배열된다. 조합 신호, 즉 공통 신호는 정보 타입들 양측 모두를 포함한다. 인코더는 (그리고 도 1 의 예에서 제어 모듈 (6) 은) 또한 공통 신호를 전송하는 출력 (9) 을 포함한다. 또한, 공통 신호는 포지션 및 위상 정보를 필요로 하고 사용하는 상이한 디바이스들 (7, 8) 에 분배될 수 있다. 도 1 에서, 공통 신호는 전자 연료 주입 제어부 (electronic fuel injection control: EFIC)(8) 와 속도 및 부하 제어기 (7) 에 분배된다. 속도 및 부하 제어기 (7) 는 또한 전자 연료 주입 제어부 (8) 에 포함될 수도 있다. 동일한 신호가 포지션 및 위상 정보 양측 모두를 포함하므로, 오로지 하나의 분배 네트워크만이 필요하다. 따라서, 종래기술의 시스템들에 존재하는 바와 같은, 다른 배선은 필요하지 않다. 안전성을 이유로, 다른 배선이 요구될 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 오로지 하나의 신호가 사용되고 있지만, 신호들의 정확성은 유지된다. 또한, 도 1 의 예에서 알 수 있는 바와 같이, 제어 디바이스 (7, 8) 는 공통 신호 (21) 를 디코딩하기 위한 디코더 (10) 를 포함할 수도 있다. 공통 신호는 또한 엔진의 인접 환경들로부터, 예를 들어 원격 모니터링 시스템으로 송출될 수 있다.

도 2 는 공통 신호 (21) 의 개략적인 예를 나타낸다. 정상 펄스열 신호는 고 신호 레벨 및 저 신호 레벨을 갖는다. 펄스들은 신호의 진폭이 저 레벨로부터 고 레벨로 변할 때 수행되며, 역으로 변할 때에도 수행된다. 저 레벨 및 고 레벨의 전압 값들은 펄스열 신호에 대한 오프셋 값을 설정함으로써 변경될 수 있다. 공통 신호에서, 오프셋 값은 위상 신호에 의존한다. 공통 신호에서의 오프셋 값, 즉 콤포넌트는 위상 신호 주기에 의해 결정된다. 위상 신호는 그 주기 내부에서 2 개의 부분들을 갖는 주기 신호로서 예시될 수 있다. 오프셋 콤포넌트는 공통 신호 내에서 위상 신호의 주기 중 다른 절반에 따른다. 이러한 방법에서, 공통 신호 (21) 는 하나의 오프셋 값 (OFF1), 2 개의 저 레벨들 (LL1, LL2) 및 2 개의 고 레벨들 (HL1, HL2) 을 포함한다. 본 설명에서 펄스열의 저 레벨이 0 볼트일 때 펄스열 신호의 오프셋은 0 이라는 점 (오프셋 없음) 에 유의해야 한다.

위상 신호는 오프셋이 공통 신호에서 스위칭 온 또는 오프되는 순간을 결정한다. 인코더는 공통 신호를 형성하기 위한 동작들을 만들도록 배열된다. 예를 들어, 도 2 에서, 제 1 저 레벨 LL1 은 0 볼트이고, 제 1 고 레벨 HL1 은 예를 들어 18 볼트를 넘는다. 주기 P1 이 경과했을 때, 위상 신호는 오프셋 OFF1 의 스위칭-온을 결정했다. 이 예에서, 오프셋의 스위칭-온은 제 1 저 레벨 LL1 을 제 2 저 레벨 LL2 로, 예를 들어 6 볼트로 이동시킨다. 제 1 고 레벨 HL1 은 제 2 고 레벨 HL2 로 변화한다. 이 예에서 주기 P1 과 동일한 듀레이션을 갖는 주기 P2 가 경과했을 때, 오프셋 값 OFF1 은 스위칭 오프되고, 위상 정보에 의해 설정된다. 오프셋 변화의 주기는 엔진의 위상에 대응한다. 주기들 P1 및 P2 는 상이한 듀레이션들을 가질 수도 있지만, 이 특징은 엔진의 위상의 검출을 저해하지 않는다는 것이 언급되어야 한다. 또한, 주기들은, 오프셋의 스위칭 온 또는 오프가 펄스열의 고 레벨 또는 저 레벨 동안에 발생하면, 즉 단일열의 상승 또는 하강 에지들의 순간에 있지 않으면, 약간 상이할 수도 있다.

도 1 의 상기 예는 본 발명의 배열체를 구성하는 한 가지 방법만을 예시한다. 다른 솔루션들도 또한 가능하다. 예를 들어, 인코더 (2) 는 제어 유닛 (6) 과는 다른 위치에 놓일 수 있다. 인코더 (2) 는 소프트웨어 엔티티, 인쇄 회로 보드, 및 ASIC 회로 등으로서 구현될 수 있다. 포지션 센서 (4) 는 또한 크랭크 휠과 같은 다른 위치에도 놓일 수 있다.

또한, 다른 디바이스들 및 와이어들은 사용될 수 있는 전압 레벨들에 대해 제약들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 24 볼트가 상한일 수도 있다. 따라서, 인코더는 펄스열 신호의 전압 레벨을 분배 네트워크에 적합하도록 전환해야 할 수도 있다. 예를 들어, 펄스열 신호는 오프셋 OFF1 을 갖는 펄스열에 스페이스를 제공하기 위해 6 볼트가 감소한다.

또한, 본 발명은 본 명세서에 설명된 실시형태들로 제한되는 것이 아니고, 본 발명은 독립항의 범주 내에 있는 임의의 적합한 방식으로 이용될 수 있다는 것이 명백하다.

Claims (5)

1. 내연 엔진 (1) 의 회전 정보를 처리하기 위한 시스템으로서,
   상기 시스템은 상기 엔진의 크랭크 샤프트로부터의 펄스열 신호 및 상기 엔진의 캠 샤프트로부터의 위상 신호를 수신할 수 있으며, 저 레벨 및 고 레벨을 갖는 포지션 펄스열 신호를 상기 위상 신호와 조합하여 공통 신호 (21) 가 2 개의 상측 레벨들 및 2 개의 하측 레벨들을 갖고 상기 공통 신호에서의 상기 2 개의 상측 레벨들 및 2 개의 하측 레벨들의 전압 값들이 상기 위상 신호에 의존하도록 하는 방식으로 상기 공통 신호 (21) 를 형성하도록 배열된 인코더 (2) 를 포함하며,
   상기 공통 신호는 전자 연료 주입 제어부 (8) 및 속도 및 부하 제어기 (7) 중 하나 이상에 분배되는 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공통 신호 (21) 는 오프셋 콤포넌트를 포함하고,
   상기 공통 신호에서의 상기 오프셋 콤포넌트는 상기 위상 신호에 의해 결정되고,
   상기 오프셋 콤포넌트는 상기 공통 신호 내에서 상기 위상 신호의 주기 중 다른 절반에 준하는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 인코더 (2) 는 상기 공통 신호 (21) 에 대한 상기 펄스열 신호의 전압 레벨을 설정하도록 배열된 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 시스템은 상기 공통 신호 (21) 를 디코딩하기 위한 적어도 하나의 디코더 (10) 를 더 포함하며, 상기 디코더는 상기 전자 연료 주입 제어부 (8) 및 상기 속도 및 부하 제어기 (7) 중 하나 이상 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 삭제

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