KR20000033804A - Engine control simulation device and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진 제어 모의 실험장치 및 모의 실험방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine control simulation apparatus and a simulation method.
보다 상세하게는 엔진 회전수 제어 시험을 위해 실제 엔진을 사용할 수 없는 경우 엔진 회전수를 증가 또는 감소시키는데 이용되는 모터의 회전각에 따라 실제 엔진 회전수 검출 센서의 출력에 대응하는 파형을 생성함으로 엔진 회전수 제어 시스템의 모의 실험을 수행할 수 있도록 하는 엔진 제어 모의 실험장치 및 모의 실험방법에 관한 것이다.More specifically, when the actual engine is not available for the engine speed control test, the engine generates a waveform corresponding to the output of the actual engine speed detection sensor according to the rotation angle of the motor used to increase or decrease the engine speed. An engine control simulation apparatus and a simulation method for performing simulation of a rotation speed control system.
도 1은 통상적인 엔진 회전수 제어 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도로서, 도시된 바와 같이 최종 제어 대상으로서의 엔진(2)과, 상기 엔진(2)이 회전하는 경우 엔진 회전수에 비례하는 개수의 파형을 출력하는 엔진 회전수 검출 센서(3)와, 엔진(2)의 회전수를 증가 또는 감소시키도록 구동하는 모터(1)와, 상기 모터(1)에 연결되어 모터(1)의 회전각에 대응하는 전압을 출력하는 모터 회전각 검출 센서(4)와, 상기 엔진 회전수 검출 센서(3)와 모터 회전각 검출 센서(4)에서 엔진 회전수에 대한 파형 및 모터 회전각에 대한 전압을 입력받아 엔진의 회전수의 변화 유무를 판단하고, 판단 결과값에 따라 모터 구동신호를 생성하여 출력하는 제어부(5)로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a conventional engine speed control system. As shown in FIG. 1, the engine 2 as the final control target and the engine speed when the engine 2 rotates are proportional to the engine speed. An engine rotation speed detection sensor 3 for outputting a number of waveforms to be output, a motor 1 driving to increase or decrease the rotation speed of the engine 2, and a motor 1 connected to the motor 1 The motor rotation angle detection sensor 4 for outputting a voltage corresponding to the rotation angle of the motor, and the engine rotation speed detection sensor 3 and the motor rotation angle detection sensor 4 at the waveform and the motor rotation angle with respect to the engine rotation speed. The controller 5 is configured to determine whether there is a change in the rotational speed of the engine by receiving the voltage, and to generate and output a motor driving signal according to the determination result value.
상술한 구성을 갖는 엔진 회전수 제어 시스템은, 제어부(5)로부터 모터(1)를 일정 각도 회전시키기 위한 신호가 생성되어 모터(1)로 출력되면, 이에 따라 모터(1)가 일정 각도 회전하고, 이 회전량에 비례하여 엔진(2)의 회전수도 변하게 된다.In the engine speed control system having the above-described configuration, when a signal for rotating the motor 1 at a predetermined angle is generated from the controller 5 and output to the motor 1, the motor 1 rotates at a predetermined angle accordingly. The rotation speed of the engine 2 also changes in proportion to this rotation amount.
이때 엔진 회전수 검출 센서(3)가 출력하는 파형의 주파수는 엔진 회전수에 비례하여 변하게 된다. 그러므로, 제어부(5)는 엔진 회전수 검출 센서(3)의 출력으로부터 일정 시간당 파형의 개수를 계산하여 엔진 회전수를 파악하고, 모터 회전각 검출 센서(4)에서 입력되는 값으로 모터의 회전각을 감지하여 지시한 신호에 해당하는 엔진 회전수의 변화 유무를 파악한 후 지시량에 해당하는 변화가 발생하지 않았을 경우 이를 수정 보완하기 위하여 모터 구동신호를 다시 발생시켜 모터(1)로 출력하게 된다.At this time, the frequency of the waveform output by the engine speed detection sensor 3 changes in proportion to the engine speed. Therefore, the control part 5 calculates the number of waveforms per predetermined time from the output of the engine speed detection sensor 3, grasps the engine speed, and uses the motor rotation angle detection sensor 4 to input the motor rotation angle. After detecting the change in the engine speed corresponding to the indicated signal and if there is no change corresponding to the indicated amount is generated to drive the motor drive signal again to compensate for this and output to the motor (1).
도 2는 종래 기술에 따라 파형 발생기를 이용한 모의 실험용 엔진 회전수 제어 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도로서, 도시된 바와 같이 사용자의 조작에 따라 엔진 회전수에 해당하는 파형을 생성하는 파형 발생기(6)와, 구동하는 모터(1)의 회전각에 대응하는 전압을 출력하는 모터 회전각 검출부(4)와, 상기 파형 발생기(6)에서 출력되는 파형을 인식하고, 이에 따라 모터(1)로 모터 구동신호를 출력하고, 모터 회전각 검출부(4)로부터 입력되는 전압에 따라 모터 회전각을 인식하여 엔진 제어 모의 실험 시스템을 구현하는 제어부(5)로 구성된다.FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a simulation engine speed control system using a waveform generator according to the related art. FIG. 2 is a waveform for generating a waveform corresponding to an engine speed according to a user's operation as shown. The generator 6, the motor rotation angle detector 4 for outputting a voltage corresponding to the rotation angle of the motor 1 to be driven, and the waveform output from the waveform generator 6 are recognized. And a control unit 5 for outputting the motor driving signal and recognizing the motor rotation angle according to the voltage input from the motor rotation angle detection unit 4 to implement the engine control simulation system.
상술한 구성을 갖는 엔진 제어 모의 실험 시스템은 실제 엔진을 사용하지 않고 있기 때문에 엔진 회전수 검출 센서(3)의 출력에 해당하는 파형을 생성하기 위하여 일반적인 파형 발생기(6)를 사용하여 왔으며, 이 경우 모터 회전각에 비례하는 엔진 회전수를 나타내는 파형을 생성하기 위해서는 파형 발생기(6)의 주파수를 수동으로 조작해 주어야 하는 불편함이 있으며, 이는 실제 시스템과 같이 모터가 회전하는 순간에 엔진 회전수가 변하는 것과 같은 효과를 가져오기는 불가능하다는 문제점이 있었다.Since the engine control simulation system having the above-described configuration does not use an actual engine, a general waveform generator 6 has been used to generate a waveform corresponding to the output of the engine speed detection sensor 3, in which case In order to generate a waveform that represents the engine speed proportional to the motor rotation angle, it is inconvenient to manually operate the frequency of the waveform generator 6, which is changed at the moment the motor rotates as in a real system. There was a problem that it is impossible to bring the same effect.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 엔진 회전수 제어 시험을 위해 실제 엔진을 사용할 수 없는 경우 엔진 회전수를 증가 또는 감소시키는데 이용되는 모터의 회전각에 따라 실제 엔진 회전수 검출 센서의 출력에 대응하는 파형을 생성함으로 엔진 회전수 제어 시스템의 모의 실험을 수행할 수 있도록 하는 엔진 제어 모의 실험장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to detect the actual engine speed detection sensor according to the rotation angle of the motor used to increase or decrease the engine speed when the actual engine cannot be used for the engine speed control test so as to solve the above problems. It is to provide an engine control simulation apparatus that can perform the simulation of the engine speed control system by generating a waveform corresponding to the output of the.
도 1은 통상적인 엔진 회전수 제어 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도,1 is a block diagram for schematically illustrating a configuration of a conventional engine speed control system;
도 2는 종래 기술에 따라 구현된 모의 실험용 엔진 회전수 제어 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도,2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a simulation engine speed control system implemented according to the prior art;
도 3은 본 발명에 따라 가변 주파수 파형 발생기를 이용한 모의 실험용 엔진 회전수 제어 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도,3 is a block diagram for schematically illustrating a configuration of a simulation engine speed control system using a variable frequency waveform generator according to the present invention;
도 4는 도 3에 적용된 가변 주파수 파형 발생기의 내부 블록도,4 is an internal block diagram of a variable frequency waveform generator applied to FIG.
도 5는 모터 회전각에 따른 가변 주파수 파형 발생기의 입출력 특성을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing input and output characteristics of a variable frequency waveform generator according to a motor rotation angle.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Main Parts of Drawings *
10 : 모터 20 : 엔진10: motor 20: engine
40 : 모터 회전각 검출 센서 50 : 제어부40: motor rotation angle detection sensor 50: control unit
70 : 가변 주파수 파형 발생기 71 : 전압-주파수 변환부70: variable frequency waveform generator 71: voltage-frequency conversion unit
72 : 발진회로부72: oscillation circuit part
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진 제어 모의 실험장치에 있어서, 본 발명은 제어신호에 따라 소정의 회전각을 갖으며 구동하는 모터와, 상기 모터가 구동하는 경우 모터의 회전각을 검출하고, 검출한 회전각에 대응하는 전압을 출력하는 모터 회전각 검출 센서와, 전체 시스템을 제어하기 위한 제어신호를 출력하고, 가변 주파수 파형 발생기에서 입력되는 소정 주파수를 갖는 신호에 의해 모터의 회전각에 따른 가상의 엔진 회전수를 인식하여 모터의 구동여부를 제어하고, 가장 엔진 회전수 제어시스템을 구현하는 제어부와, 제어신호에 따라 모터 회전각 검출 센서에서 입력되는 전압에 대응하는 주파수를 갖는 신호를 생성, 출력하는 가변 주파수 파형 발생기로 구성됨을 특징으로 한다.In the engine control simulation apparatus according to the present invention for achieving the above object, the present invention is a motor having a predetermined rotation angle in accordance with the control signal, and when the motor is driven to detect the rotation angle of the motor And a motor rotation angle detection sensor for outputting a voltage corresponding to the detected rotation angle, a control signal for controlling the entire system, and a signal having a predetermined frequency input from the variable frequency waveform generator. A control unit for controlling whether the motor is driven by recognizing a virtual engine speed according to the controller, and a signal having a frequency corresponding to a voltage input from a motor rotation angle detection sensor according to a control signal, the control unit for implementing an engine speed control system. Characterized in that it consists of a variable frequency waveform generator for generating and outputting.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따라 가변 주파수 파형 발생기를 이용한 모의 실험용 엔진 회전수 제어 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 도 3에 적용된 가변 주파수 파형 발생기의 내부 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a simulation engine speed control system using a variable frequency waveform generator according to the present invention, and FIG. 4 is an internal block diagram of the variable frequency waveform generator applied to FIG. 3.
제어신호에 따라 소정의 회전각을 갖으며 구동하는 모터(10)와, 상기 모터(10)가 구동하는 경우 모터의 회전각을 검출하고, 검출한 회전각에 대응하는 전압을 출력하는 모터 회전각 검출 센서(40)와, 전체 시스템을 제어하기 위한 제어신호를 출력하고, 가변 주파수 파형 발생기(60)에서 입력되는 소정 주파수를 갖는 신호에 의해 모터의 회전각에 따른 가상의 엔진 회전수를 인식하여 모터(10)의 구동여부를 제어하고, 가상 엔진 회전수 제어시스템을 구현하는 제어부(50)와, 제어신호에 따라 모터 회전각 검출 센서(40)에서 입력되는 전압에 대응하는 주파수를 갖는 신호를 생성, 출력하는 가변 주파수 파형 발생기(70)로 구성된다.The motor 10 for driving with a predetermined rotation angle according to the control signal, and the motor rotation angle for detecting the rotation angle of the motor when the motor 10 is driven and outputting a voltage corresponding to the detected rotation angle. Outputs a detection signal 40 and a control signal for controlling the entire system, and recognizes a virtual engine rotational speed according to the rotational angle of the motor by a signal having a predetermined frequency input from the variable frequency waveform generator 60 The controller 50 controls whether the motor 10 is driven and implements a virtual engine speed control system, and a signal having a frequency corresponding to a voltage input from the motor rotation angle detection sensor 40 according to the control signal. It is composed of a variable frequency waveform generator 70 for generating and outputting.
상술한 가변 주파수 파형 발생기(70)는 상기 모터 회전각 검출 센서(40)에서 입력되는 전압을 주파수로 변환하는 전압-주파수 변환부(71)와, 상기 전압-주파수 변환부(71)에서 입력되는 주파수를 갖는 발진신호를 생성하여 출력하는 발진회로부(72)로 구성된다.The variable frequency waveform generator 70 described above is a voltage-frequency converter 71 for converting a voltage input from the motor rotation angle detection sensor 40 into a frequency, and is input from the voltage-frequency converter 71. And an oscillation circuit portion 72 for generating and outputting an oscillation signal having a frequency.
상술한 가변 주파수 파형 발생기(70)는 모터 회전각 검출 센서(40)가 하한 회전각을 모터(10)로부터 검출하면 저주파의 발진신호를 생성, 출력하고, 모터 회전각 검출 센서(40)가 상한 회전각을 모터(10)로부터 검출하면 고주파의 발진신호를 생성, 출력한다.The above-described variable frequency waveform generator 70 generates and outputs a low frequency oscillation signal when the motor rotation angle detection sensor 40 detects the lower limit rotation angle from the motor 10, and the motor rotation angle detection sensor 40 sets the upper limit. When the rotation angle is detected from the motor 10, a high frequency oscillation signal is generated and output.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 엔진 제어 모의 실험장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.The operation of the engine control simulation apparatus according to the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 모터 회전각에 따른 가변 주파수 파형 발생기의 입출력 특성을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing input and output characteristics of a variable frequency waveform generator according to a motor rotation angle.
도시된 바와 같이, 엔진 회전수 제어 시스템에서 요구되어지는 엔진(20)의 최대 엔진 회전수 및 최소 엔진 회전수는 엔진 회전수 제어 시스템의 설계 사양 또는 엔진(20)의 자체 특성에 의해 미리 결정되기 때문에 최대 엔진 회전수로 동작하도록 하는 모터(10)의 상한 회전각과 최소 엔진 회전수로 동작하도록 하는 모터(10)의 하한 회전각은 미리 결정할 수 있으며, 모터(10)가 상한 회전각과 최소 엔진 회전수로 동작하도록 모터(10)의 하한 회전각은 미리 결정할 수 있으며, 모터(10)가 상한 회전각 및 하한 회전각으로 회전하였을 경우에 대한 모터 회전각 검출 센서(40)의 출력전압 또한 미리 결정할 수 있다.As shown, the maximum engine speed and minimum engine speed of the engine 20 required in the engine speed control system are determined in advance by the design specification of the engine speed control system or its own characteristics of the engine 20. Therefore, the upper limit rotation angle of the motor 10 to operate at the maximum engine speed and the lower limit rotation angle of the motor 10 to operate at the minimum engine speed can be determined in advance, and the motor 10 has the upper limit rotation angle and the minimum engine rotation. The lower limit rotation angle of the motor 10 may be determined in advance so as to operate by the number, and the output voltage of the motor rotation angle detection sensor 40 for the case where the motor 10 rotates at the upper limit rotation angle and the lower limit rotation angle is also determined in advance. Can be.
상술한 것으로부터 모터 회전각과 엔진 회전수 사이의 대응관계를 미리 결정할 수 있다. 즉 모터 회전각 검출 센서(40)의 출력전압과 엔진 회전수 검출 센서(30)의 출력 파형이 갖는 주파수 사이의 상관관계를 알 수 있는 것이다.From the above, the correspondence between the motor rotation angle and the engine rotation speed can be determined in advance. That is, the correlation between the output voltage of the motor rotation angle detection sensor 40 and the frequency of the output waveform of the engine rotation speed detection sensor 30 can be known.
그러므로, 가변 주파수 파형 발생기(70)는 상술한 바와 같이 미리 알고 있는 모터 회전각 검출 센서(40)의 출력전압과 엔진 회전수 검출 센서(30)의 출력 파형이 갖는 주파수 사이의 관계를 이용하여 모터(10)가 회전하는 순간, 전압-주파수 변환부(71)에서 모터 회전각 검출 센서(40)의 출력 전압을 감지하고, 감지한 전압에 대응하는 주파수를 발생시켜 발진회로부(72)로 출력하면, 발진회로부(72)는 출력 파형의 주파수를 변환시킴으로, 실제 엔진 회전수 검출 센서(30)의 출력 파형과 동일한 주파수를 갖는 파형을 생성하여 제어부(50)로 출력하게 된다.Therefore, the variable frequency waveform generator 70 uses the relationship between the frequency of the output voltage of the motor rotation angle detection sensor 40 and the frequency of the output waveform of the engine speed detection sensor 30 as described above. As soon as 10 rotates, the voltage-frequency conversion unit 71 detects the output voltage of the motor rotation angle detection sensor 40, generates a frequency corresponding to the detected voltage, and outputs the generated frequency to the oscillation circuit unit 72. The oscillator circuit 72 converts the frequency of the output waveform, thereby generating a waveform having the same frequency as the output waveform of the actual engine speed detection sensor 30 and outputting the waveform to the controller 50.
그러므로 제어부(50)는 가변 주파수 파형 발생부(70)에서 입력되는 파형과 모터 회전각 검출 센서(40)에서 입력되는 전압을 인지하여 엔진 제어 시스템이 정상적으로 동작하고 있는지의 여부를 판단하게 되는 것이다.Therefore, the controller 50 recognizes the waveform input from the variable frequency waveform generator 70 and the voltage input from the motor rotation angle detection sensor 40 to determine whether the engine control system is operating normally.
따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 모터를 사용하여 엔진 회전수를 제어하는 시스템에 대하여 엔진 회전수 제어 시험을 수행하기 위해 실제 엔진을 사용할 수 없는 경우, 모의 실험을 수행하기 위해 실제 엔진 회전수 검출 센서의 출력에 해당하는 파형을 가상으로 생성하고, 모터 회전각에 따라 파형의 주파수를 자동으로 변환함으로 실제 엔진을 장착한 실험과 유사한 조건에서 완벽한 엔진 제어 시스템의 모의 실험장치를 구현할 수 있다는 효과가 있다.Therefore, as described above, the present invention detects the actual engine speed to perform a simulation when the actual engine cannot be used to perform the engine speed control test for the system that controls the engine speed using the motor. By virtually generating the waveform corresponding to the output of the sensor and automatically converting the frequency of the waveform according to the motor rotation angle, it is possible to implement the simulation device of the complete engine control system under the conditions similar to the experiment with the actual engine. have.
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