KR910000605B1 - 엔진의 흡기량 측정 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 흡기량 측정 장치

제1도는 본 발명의 엔진 흡기량 측정 장치의 한 실시예의 구성을 도시하는 블록도.

제2도 및 제3도는 각각 상기 실시예의 각부의 신호를 도시하는 타이밍도.

제4도는 상기 실시예의 신호 처리의 순서를 도시하는 흐름도.

제5도는 상기 신호 처리 순서의 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진의 흡기 통로 2 : 소용돌이 발생 장치

3 : 초음파 송파용 진동자 4 : 초음파 수파용 진동자

5 : 공진점 검출 회로 6 : 전압 제어 발진기

7 : 카운터 8 : 구동 회로

9 : 파형 정형 회로 10 : 래치 회로

11 : 마이크로 프로세서 12 : 플립플롭 회로

본 발명은 자동차용 엔진의 전자 제어 연료 분사장치의 흡입 공기량계로서 사용되는 엔진의 흡기량 측정장치에 관한 것이다.

도관내에 소용돌이 발생체를 설치해서, 그 하류에 발생한 칼만 소용돌이의 발생 주파수에서 유체의 유량을 측정하는 방법으로서, 예를 들면, 일본국 실용신안공개 소화 54-41665호 공보가 있다. 이것은 유로를 거쳐 송수파되는 초음파 신호파가 유체중에 발생하는 칼만 소용돌이에 의해 위상변조되는 것을 이용한 것이며, 이 변조된 위상을 복조하므로서, 소용돌이 신호를 아날로그 전기 신호로서 검출하도록 한 것이다.

상기 아날로그 전기 신호는 일반적으로는, 그 용도에서 다시 전압 비교기에서 소정의 전압과 비교하므로서, 2값화되어, 상기 소용돌이 주파수를 갖는 칼만 소용돌이 펄스로서 출력된다.

그런데, 이 칼만 소용돌이 유량 센서를 엔진의 흡기량 센서로서 사용한 경우, 다음과 같은 문제를 일으킨다. 즉, 드로틀(throttle)밸브가 고개도에 위치할 때, 엔진의 흡기 동작에 의한 공기의 맥동이 흡기통로에 이르고 이 흡기 맥동이 응동하여 상기한 아날로그 전기 신호의 출력 레벨이 크게 변동한다.

이와 같은 출력 신호를 상술한 바와 같은 방법으로 펄스화하면, 소위「펄스의 건너뛰기」를 일으키나, 이 문제를 해결하기 위해서 행해진 고안으로서는, 예를 들어, 일본국 실용신안공개 소화57-72119호 공보가 있다. 이것은, 상기한 아날로그 전기 신호를 미분회로를 통과시킴으로써 흡기 맥동에 의한 변동몫을 제거하려는 것이나, 이와 같이 하면, 신호의 주파수가 낮은 영역에서는 신호의 레벨도 동시에 저감되어 버린다.

따라서, 상기한 일본국 실용신안공개 소화57-72119호 공보에 있어서는, 장치 자체가 발생하는 칼만 소용돌이 펄스의 주파수에 따라서 상기 미분 회로의 특성을 변화시키도록 하고 있으나, 이것은 펄스 회로의 출력에 의해 그 입력 특성을 변화시키고 있는 것이며, 일단 펄스의 건너뜀이 발생한 경우에는, 이후로 그 건너뜀 상태를 계속해서 지속하는 문제를 일으킨다.

본 발명은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 엔진의 흡기 맥동의 영향을 받지 않고, 항상 흡기 공기량에 정확하게 대응하는 칼만 소용돌이 펄스를 출력할 수 있는 엔진의 흡기량 측정 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 엔진의 흡기량 측정 장치는, 엔진의 흡기 통로내의 삽입된 소용돌이 발생체의 후방에서 발생하는 칼만 소용돌이의 소용돌이 신호를 디지털 신호로서 검출하여 소정의 주기로서 기억 수단에 격납하는 소용돌이 검출 수단과, 이 소용돌이 검출 수단의 출력값을 2값화하여 칼만 소용돌이 펄스를 얻음과 동시에, 이 출력값의 변화가 소정값 이상으로 되면 칼만 소용돌이 펄스를 셋트 또는 리셋트하는 2값화 수단을 설치한 것이다.

본 발명에 있어서는, 소용돌이 발생 수단의 후방에서 발생하는 칼만 소용돌이 신호를 디지털 량의 전기 신호로서 검출하여 소정의 주기로서 기억 수단에 격납하여, 이 기억 수단의 출력값을 2값화하여 칼만 소용돌이 펄스를 발생시켜, 소용돌이 검출 수단의 출력값이 감소에서 증가로 이행한 후 소정의 값 이상으로 증가하면 칼만 소용돌이 펄스를 셋트 또는 리셋트하여, 역으로 소용돌이 검출 수단의 출력값이 증가에서 감소로 이행한 후 소정값 이상 감소하면, 칼만 소용돌이 펄스를 리셋트 또는 셋트한다.

다음, 본 발명의 엔진의 흡기량 측정 장치의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 제1도는 본 발명의 한 실시예의 구성을 도시하는 블록도이다. 제1도에 있어서, 엔진의 흡기 통로내의 소정의 위치에 소용돌이 발생체(2)가 설치되어 있으며, 상기 소용돌이 발생체(2)의 후방에서 발생하는 칼만 소용돌이를 초음파 수파용진동자(4)로 검출하도록 되어 있다.

상기 초음파 수파용 진동자(4)는 약40k㎐의 주파수로서 공진점을 갖고, 초음파 송파용 진동자(3)와 마주하여 엔진의 흡기 통로(1)에 설치되어, 흡기 통로(1)를 통해서 약 40k㎐의 주파수로서 공진점을 갖는 초음파 송파용 진동자(3)를 여진시켜서, 초음파를 초음파 수파용 진동자(4)로 수파하도록 되어 있다.

상기 초음파 송파용 진동자(3)가 그 공진점에서 여진되어 있는가 아닌가를 공진점 검출 회로(5)로 검출하여, 그 검출 출력을 전압 제어 발진기(6)에 출력하도록 되어 있다.

상기 전압 제어 발진기(6)는 공진점 검출 회로(5)에서 제어되어, 약 20k㎐의 주파수로서 발진하는 것이며, 상기 전압 제어 발진기(6)의 출력 펄스를 카운터(7)로 계수하므로서, 512분주하도록 되어 있으며, 카운터(7)는 9비트로 이루어지는 것이다.

상기 카운터(7)로 분주된 펄스로서 구동회로(8)는 상기한 초음파 송파용 진동자(3)를 여전하도록 되어 있다.

한편, 상기 초음파 수파용 진동자(4)의 정현파 출력 신호를 파형 정형 회로(9)에서 파형 정형하여 펄스를 얻도록 되어 있다. 상기 파형 정형 회로(9)에서 얻어진 펄스의 입상의 타이밍으로, 래치 회로(10)는 상기 카운터(7)의 내용을 내장하는 것으로 9비트로 형성되는 것이다.

상기 래치 회로(10)의 출력 즉 위상 복조 신호의 증감을 마이크로 프로세서(11)로 판정하도록 되어 있으며, 상기 마이크로 프로세서(11)의 판정 결과에 따라서, 플립플롭 회로(12)(이하, FF라 함)가 셋트, 리셋트되도록 되어 있다. FF(12)의 출력은 칼만 소용돌이로 되어 있다.

다음에는 동작에 대해서 설명한다.제2도는 상기 제1도의 각부 신호의 모양을 도시한 타이밍도로서, 제2a도는 전압 제어 장치(6)의 출력 a, 즉, 카운터(7)의 클럭 입력을 도시하고, 제2b도는 카운터(7)의 계수값 b를 도시하고, 제2c도는 상기 카운터(7)의 최상위 비트 즉, 초음파 송파용 진동자(3)의 구동 펄스를 도시하고, 제2d도는 파형 정형 회로(9)의 출력 d을 도시하고, 제2b도의 e는 래치 회로(10)의 래치 내용 e를 도시하고 있다.

상기 제2b도에 도시하는 바와 같이, 9비트로 형성되는 카운터(7)는 그 클럭 입력, 즉, 전압 제어 발진기(6)의 출력 a를 0에서 511사이에서 순환적으로 계수한다. 따라서, 그 최상위 비트는 전압 제어 발진기(6)의 출력 a을 512분주한 구동 펄스 c로 되어 있다.

초음파 송파용 진동자(3)는 구동 회로(8)를 거쳐 상기 구동 펄스 e로서 여진된다. 전압 제어발진기(6)는 이 펄스 e에 의한 여진 주파수가 초음파 송파용 진동자(3)의 공진 주파수와 일치하도록 공진점 검출 회로(5)에 의에 궤환 제어되어 있다.

상기 공진 주파수는 전술한 바와 같이 약 40k㎐이므로, 전압 제어 발진기(6)의 발진 주파수는 이 40k㎐를 ±12배한 값, 즉 약 20M㎐로 제어되어 있다.

이와 같이 하여, 초음파 송파용 진동자(3)에서 발생된 초음파는 통로(1)내에서 칼만 소용돌이에 의해 위상 변조된 후, 초음파 수파용 진동자(4)에 전달된다.

상기 초음파 수파용 진동자(4)의 출력 파형은 주파수 약 40k㎐의 거의 정현파로 되어 있으나, 이것을 파형 정형 회로(9)에 의해 정형하면, 위상 변조된 수신 펄스 d(제2d도가 얻어진다. 이 펄스 d의 입상 타이밍에서 카운터(7)의 내용을 래치 회로(10)에 내장하면, 그 출력 e(제2b도)는 위상 복조 신호로 되어 있다.

즉, 카운터(7)는 상술한 바와 같은 분주기로서 작동함과 동시에 송신파 c의 1주기의 위상 360도를 512분할하여 계수하는 위상 카운터로서도 기능을 하고 있으므로, 수신 펄스 d의 입상 타이밍으로서 그 카운트 값을 대치하면, 그 내용은 스스로 위상 복조 신호로 되어 있다.

이상과 같이 하여 칼만 소용돌이 신호는 디지털량의 전기 신호(위상 복조 신호 e)로서 검출된다. 상기 위상 복조 신호 e의 주파수, 즉 칼만 소용돌이 주파수는 실사용상 약 10㎐ 내지 2500㎐로 되어 있다.

다음으로, 마이크로 프로세서(11)에서 이 위상 복조 신호 e에서의 증감을 판정하므로서, 칼만 소용돌이 펄스를 얻는 동작에 대해서 상술한다.

제3도에 위상 복조 신호 e와 FF(12)의 출력단 Q의 출력, 즉 칼만 소용돌이 펄스 f의 타이밍도를 도시한다. 또한, 제3a도의 위상 복조 신호 e를 미시적으로 본 것이 제2b도에 대응하고 있다.

상기 제3a도에 도시하는 바와 같이, 마이크로 프로세서(11)는 위상 복조 신호 e의 값이 감소에서 증가로 반전한 후, 그 증가량이 2이상으로 되면 FF(12)를 셋트하여, 다음으로, 이 값이 증가에서 감소로 반전한 후, 그 감소량이 2이상으로 되면 FF(12)를 리셋트한다.

또한, 여기에서 상술한 수지값「2」와는 상기한 래치 회로(10)의 래치 내용에 대응한 값으로서, 진동자의 구동 펄스 c의 1주기 360도를 512로서 계수한 때의 「2」이다.

다음에, 이상의 마이크로 프로세서(11)에 의한 처리를 제4도에 도시하는 흐름도에 따라서 상세히 기술한다. 마이크로 프로세서(11)는 먼저 처리 S1에서 상기한 수신 펄스 d의 입상이 도래할때까지 대기한다.

다음에, 이 입상이 도래하면, 그 시점에서 상기 래치 회로(10)에는 위상 복조 신호 e가 래치되어 있으므로, 처리 S2로서 그 래치 데이터를 읽어내어, 메모리 M1에 격납하여 둔다.

다음으로 처리 S3에서, 상기 판독된 복조 신호의 값의 증감 극성의 반전을 판정한다. 즉, 이 값이 증가에서 감소로, 또는 감소에서 증가로 반전하였는가 아니하였는가를 판정한다. 그래서, 반전한 것이 판정되었다면, 처리 S4에서 앞서의 M1의 내용, 즉, 그 시점의 위상 복조 신호 e의 값을 다른 메모리 M2로 격납한다.

따라서, 이 메모리 M2는, 위상 복조 신호 e의 값의 증가시에는, 그 「골」의 값(제3도 중 D1)을 기억하여, 위상 복조 신호 e의 값의 감소시에는 그 「마루」의 값(제3도 중 D2)을 기억하고 있다.

다음에 처리 S5 및 S6에서, M1에 격납된 위상복조 신호 e의 값이, 상기 메모리 M2에 기억된 값보다 「2」이상 증가하여 있으며, 외부의 FF(12)를 셋트하고, 또한 처리 S7 및 S8에서 위상 복조 신호 e의 값이 메모리 M2의 값보다「2」이상 감소하였으며, FF(12)를 리셋트한다.

이후, 상기 일련의 처리를 수신 펄스 d의 입상에 동기하여 순환적으로 되풀이 한다.

또한, 제5도에 수신 펄스 d의 입상 타이밍과, 마이크로 프로세서(11)에 의한 처리의 실행 타이밍과의 관계를 도시한다.

이와 같이, 마이크로 프로세서(11)에 의한 처리를 수신 펄스 d에 동기하여 행하지 아니하면, 처리 S₂에서 래치 회로(10)의 출력 데이터 즉 위상 복조 신호 e를 판독할 때, 이 판독 동작중에 수신 펄스 d의 입상이 도래하면, 잘못된 데이터를 판독할 가능성이 있다.

따라서, 본 발명과 같이, 마이크로 프로세서(11)의 처리를 수신 펄스 d에 동기하여 행하는 것이 중요하다.

이상과 같이 하여, 위상 복조 신호 e에서 이것을 2값화하여 칼만 소용돌이 펄스가 얻어지나, 이 2값화 처리는 상술한 바와 같이 위상 복조 신호 e의 증감량을 마이크로 프로세서(11)에 의해 검출하므로서 행하고 있으며, 그 신호 레벨에 의존하고 있지 아니하기 때문에, 종래 예에서 볼 수 있었던 바와 같은 흡기 맥동에 의한 영향은 받지 않는다.

또한, 이 증감량의 검출을 이와 같이 마이크로 프로세서(11)에서 행하고 있으므로, 종래 장치와 같은 복조신호의 주파수에 의한 영향도 없다.

본 발명은 이상으로 설명한 바와 같이, 칼만 소용돌이 신호의 변화몫을 검출하므로서 2값화를 하고 또한, 이 2값화 처리를 디지털적으로 하도록 하였으므로, 흡기 맥동의 영향을 받는 일이 없고, 항상 참값의 칼만 소용돌이 펄스를 출력할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 엔진의 흡기 통로내에 삽입된 소용돌이 발생체와, 이 소용돌이 발생체의 후방에 발생하는 칼만 소용돌이의 소용돌이 신호를 디지털량의 전기 신호로서 검출하여, 소정의 주기로서 기억 수단에 격납하는 소용돌이 검출 수단과, 상기한 기억수단으로 격납된 소용돌이 검출 수단의 출력값을 2값화하여 칼만 소용돌이 펄스를 얻음과 동시에 상기 소용돌이 검출 수단의 출력값이 감소에서 증가로 이행한 후, 소정의 값 이상 증가하였을 때에 상기 칼만 소용돌이 펄스를 셋트 또는 리셋트하고, 또한 상기 소용돌이 검출 수단의 출력값이 증가에서 감소로 이행한 후, 소정의 값 이상 감소하였을때에 상기 칼만 소용돌이 펄스를 리셋트 또는 셋트하는 2값화 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기량 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 2값화 처리 수단은 미리 프로그램된 순서에 따라서 실행하는 마이크로 프로세서를 구비하고, 그 처리의 실행을 상기 기억수단으로의 격납 타이밍에 동기하여 행하도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기량 측정 장치.

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