KR910003446B1 - 엔진의 흡기량 측정장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 흡기량 측정장치
제 1 도는 본 발명의 엔진의 흡기량 측정장치의 일 실시예의 구성을 도시하는 블럭도.
제 2 도는 상기 실시예에서의 지역통과필터의 주파수 특성도.
제 3 도 및 제 4 도는 각각 상기 실시예의 각 부의 파형을 도시하는 타이밍챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 칼만 와류량 감지기 41 : 저역통과필터
42 : 제1 비교기 43 : 제2 비교기
44 : 노이즈 검출기
본 발명은 칼만(karman) 와류량 감지기로 흡입 공기량을 측정하는 엔진의 흡기량 측정장치에 관한 것이다.
도관내에 와류 발생제를 설치하고, 그 하류에 발생한 칼만 와류 발생 주파수로 유체의 유량을 측정하는 방법은 종래부터 여러가지가 제한되어 있는데, 예컨데, 실개소 54-41665호 공보 또는 실개소 57-160625호 공보 등이 있다.
실개소 54-41665호 공보는 유로를 거쳐서 송수신되는 초음파 신호파가 유체중에 발생하는 칼만 와류에 의해 위상 변조되는 것을 이용한 것이며, 또 실개소 57-160625호 공보는 유로내에 배설되어 정전류 가열된 더미스터의 저항치가 칼만 와류에 따라서 변화되는 것을 이용한 것이다.
상기 어느 종래예에 있어서도, 그 출력은 칼만 와류에 따라서 변화하는 아나로그 전기신호인데, 이것을 엔진이 연료분사제어의 흡기량 감지기로서 사용하는 경우, 그 용도로 통상 2전화되며, 상기 칼만 와류의 발생 주파수를 갖는 칼만 와류 펄스열로 변환해서 사용된다.
이러한 펄스열로의 변환은 예컨데, 특개소 58-70131로 공보에 도시되어 있듯이, 통상 아나로그 신호를 소정의 기준전압과 전압비교기에서 비교함으로써 행해진다.
그런데, 이 칼만 와류량 감지기를 엔진의 흡기량 감지기로서 사용했을 경우, 다음과 같은 문제가 발생된다. 즉, 엔진의 트로틀 밸브의 열림정도가 적을 때, 흡기가 고속으로 이 트로틀 밸브를 통과함으로써, 소위 "바람가르는 소리 노이즈"가 발생되며 이것이 흡기통로내의 칼만 와류량 감지기에 영향을 주며 그 출력에는 고주파 노이즈가 중첩한 형태로 되어 나타난다.
이같은 출력신호를 예컨대, 상술한 특개소 58-70131호 공보에 나타내어지고 있는 방법으로 2진화 했을 경우, 중첩된 고주파 노이즈를 펄스화해서 출력하게 된다.
본 발명은, 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엔진의 흡기계통으로부터 발생되는 노이즈의 영향을 받음이 없이 항상 참값의 칼만 와류 펄스를 출력하는 엔진의 흡기량 측정장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관계하는 엔진의 흡기량 측정장치는, 엔진의 흡기통로내에 배치된 칼만 와류량 감지기와, 이 칼만 와류량 감지기의 감지기 출력으로부터 구주파 노이즈 성분을 제거하는 저역통과필터와, 이 저역통과필터의 출력과 소정값을 비교해서 칼만 와류 펄스를 출력하는 제 1의 2진화 수단과, 감지기 출력과 소정치를 비교해서 칼만 와류 펄스를 출력하는 제 2의 2진화 수단과, 제 1 및 제 2의 2진화 수단으로부터 츨력되는 칼만 와류 펄스의 개수를 비교해서 감지기 출력의 고주파 노이즈의 유무를 판정하는 노이즈 검출기를 설치한 것이다.
본 발명에 있어서는, 칼만 와류량 감지기의 감지기 출력에 포함되는 고주파 노이즈를 저역통과필터로 제거해서 제 1의 2진화 수단으로 칼만 와류 펄스를 출력함과 동시에 감지기 출력으로 제 2의 2진화 수단에서 칼만 와류 펄스를 출력하고, 제 1 및 제 2의 2진화 수단으로부터 출력되는 칼만 와류 펄스의 개수를 노이즈 검출기로 비교해서 그 비교 결과로 감지기 출력에 고주파 노이즈의 유무를 판별하고, 그 판별 결과로 저역 통과필터의 시정수를 변화시킨다.
이하, 본 발명의 엔진의 흡기량 측정장치의 실시예를 도면에 대해서 설명한다. 제 1 도는 본 발명의 일 실시예의 구성을 도시하는 블럭도이며, 칼만 와류량 감지기와 그 출력을 2진화해서 칼만 와류 펄스를 얻는 2진화 수단을 모식적으로 도시한 도면이다.
제 1 도에 있어서, 엔진의 흡기통로(1)내에는 칼만 와류량 감지기(2)가 배치되어 있으며, 그 하류측에는 트로틀 밸브(3)가 배치되어 있다.
또, (4)는 칼만 와류량 감지기(2)의 감지기 출력 a를 2진화해서, 칼만 와류 펄스 b를 얻는 2진화 회로이다.
이 2진화 회로(4)는 감지기 출력 a의 고주파 노이즈 성분을 감쇄하기 위한 CR의 2단으로 구성되는 저역 통과필터 필터(41)와, 이 저역통과필터(41)의 출력 C를 소정의 히스테리시스 폭을 갖고 소정의 전압과 비교하므로서 칼만 와류 펄스 b를 얻는 2진화 수단으로서의 제 1 비교기(42)와 저역통과필터(41)의 입력을 제 1 비교기(42)와 마찬가지로 소정의 히스테리시스 폭을 갖고 소정의 전압과 비교함으로서 칼만 와류 펄스 d를 얻는 2진화 수단으로서의 제 2 비교기(43)와, 제 1 및 제 2 비교기(42, 43)로 얻어진 칼만 와류 펄스 b와 d와의 개수를 서로 비교함으로서 상기 노이즈 성분의 유무를 판정하는 노이즈 검출기(44)로 구성되어 있다.
즉, 칼만 와류량 감지기(2)의 감지기 출력 a는 제 2 필터(43)의 (-) 입력단에 가해지도록 되어 있으며, 제 2 비교기(43)의 (+) 입력단을 저항 R1과 R2와의 접속점에 접속되며, 소정의 기준 전압이 인가되도록 되어 있다. 저항 R1과 R2는 전원과 접지간에 접속되어 있다. 제 2 비교기(43)의 출력단과 (+) 입력단간의 저항 R3이 접속되어 있다.
또, 상기 감지기 출력 a는 저역통과필터(41)에 입력되도록 되어 있으며, 이 저역통과필터(41)는 저항 R4와 캐패시터 C1, 가변 저항 R5과 캐패시터(27)에 의한 CR의 2단 필터로 구성되어 있다.
저역통과필터(41)의 출력 C는 제 1 비교기(42)의 (-) 입력단에 가해지도록 되어 있다. 제 1 비교기(42)의 (+) 입력단은 저항 R6과 R7과의 접속점에 접속되며, 소정의 기준전압이 인가되도록 되어 있다. 이 제 2 비교기(43)의 (+) 입력단과 출력단간에는 저항 R8이 접속되어 있다.
제 1 비교기(42)의 출력 b와 제 2 비교기(43)의 출력 d와는 노이즈 검출기(44)의 입력단에 도입되도록 되어 있다. 노이즈 검출기(44)의 출력으로, 저역통과필터(41)의 가변 저항 R5을 가변시켜 2단째의 CR 필터의 시정수를 가변하도록 되어 있다.
또한, 이상의 설명에서는 설명을 용이하게 하기 위해서 2 진화 회로(4)를 아나로그 회로적으로 표현하고 있지만, 이것을 예컨대 마이크로프로세서 등을 사용해서 디지털 처리하여도, 이 제 1 도에 상당하는 구성, 기능이 실현된다.
다음으로 동작에 대해서 설명한다. 제 2 도는 저역통과필터(41)의 입력 주파수 f와 감쇄율 G(G는 출력 진폭을 입력진폭에서 제외한 값)와의 관계를 도시한 필터 특성도이며, 제 2 도에서 도시하는 바와 같이 저역통과필터(41)의 감쇄율 G의 주파수 특성은 상기 노이즈 검출기(44)에 의한 노이즈 유무의 판정 결과에 따라 두가지로 절환된다.
즉, 저역통과필터(41)의 감쇄율 G는 노이즈 검출기(44)에 의해 노이즈 없음으로 판정되어 있는 동안은, 제 2 도에서 L1으로 도시되는 주파수 특성으로 설정되어 있으며, 이 노이즈 검출기(44)에 의해 노이즈 있음으로 판정되면 고주파 노이즈 성분을 충분히 감쇄하게끔 제 2 도의 L2로 나타내어지는 주파수 특성으로 절환된다.
이하, 노이즈 검출기(44)의 동작에 대해서 설명한다. 엔진의 흡기통로(1)내에 배설된 칼만 와류량 감지기(2)는 이 엔진의 흡기통로(1)내를 통과하는 공기의 유량에 비례한 주파수를 갖는 아나로그 전기 신호의 감지기 출력 a를 출력한다.
이 출력 파형은 통상 즉, 고주파 노이즈가 중첩되어 있지 않을 때에는 제 3a 도에서 도시하듯이, 거의 정현파형을 하고 있으며, 고주파 노이즈가 중첩되어 있을 때에는 예컨대 제 4a 도와 같은 형상을 하고 있다.
다음으로, 이 감지기 출력 a를 저역통과필터(41)에 통과시키면, 그 출력파형 C는 각각 제 3b 도 및 제 4b 도에서 도시하는 것같은 파형이 된다.
제 4b 도의 저역통과필터(41)의 출력파형 C는 노이즈 검출기(44)로 노이즈 도래의 판정이 아직 행해지고 있지 않은 상태를 나타내는 것이다. 따라서 저역통과필터(41)의 감쇄율 G는 제 2 도의 주파수 특성 L1으로 설정되어 있으며, 고주파 노이즈의 제거는 충분치 않다.
다음에 저역통가필터(41)의 입력 및 출력을 각각 제1비교기(42) 및 제2비교기에서 2진화하면, 각각 제 3c, d 도와 제 4c, d 도로 나타내어지는 칼만 와류 펄스 b, d가 얻어진다.
제 3c, d 도는 고주파 노이즈가 중첩되어 있지 않는 경우를 나타내고 있는 것이므로, 저역통과필터(41)의 입력파형 a(제 3a 도)와 출력파형 C(제 3b 도)는 상사형을 하고 있으므로 각각 2진화해서 얻어진 칼만 와류 펄스 b 및 d는 제 3c, d 도와 같이 동일 파형으로 되어 있다.
이것에 대해서, 제 4 도는 고주파 노이즈가 중첩되어 있는 경우를 도시한 것이므로, 이것을 2진화해서 얻어진 칼만 와류 펄스 d에는 제 4d 도와 같이 많은 노이즈 펄스가 포함되어 있다.
또, 저역통과필터(41)를 통과한 후의 출력 C도 상술한 바와 같이, 고주파 노이즈의 제거가 충분하지 않으므로, 이것을 2진화해서 얻어진 칼만 와류 펄스 b에도 제 4c 도와 같이 다소의 노이즈 펄스가 포함되어 있다.
단, 이 저역통과필터(41)로 노이즈는 일정 각도는 감쇄되어 있으므로, 이 제 2 비교기(43)로 얻어지는 칼만 와류 펄스 b에 포함되는 노이즈 펄스의 개수는 칼만 와류 펄스 d에 포함되는 노이즈 펄스의 개수에 비하면 매우 적다.
노이즈 검출기(44)는 이 고주파 노이즈 도래시의 펄스 개수의 차를 검출함으로서, 노이즈 유무의 판정을 행하는 것이며, 그 동작은 다음같이 되어 있다.
우선, 제 1 비교기(42)로 얻어지는 칼만 와류 펄스 b와 1주기 동안 제 2 비교기(43)로 얻어지는 칼만 와류 펄스 d의 개수 N을 카운트한다. 이 개수 N은 노이즈가 도래하고 있지 않을 동안은 상술한 바와 같이 칼만 와류 펄스 b와 d가 동일 파형으로 되어 있으므로 N=1로 되어 있다.
다음으로, 고주파 노이즈가 도래하면 상술한 바와 같이 칼만 와류 펄스 d의 개수는 칼만 와류 펄스 b의 개수에 비해서 많아지므로, 이 개수 N이 2이상이 되는 수가 확실히 있다. 따라서, 예컨대 N4가 일단 성립되면, 노이즈 검출기(44)는 노이즈 판정 플래그를 세트한다.
다음으로, 재차 노이즈가 없는 상태로 되돌아가면, 개수 N은 N=1이되므로 노이즈 검출기(44)는 이 N=1의 상태가 예컨대 칼만 와류 펄스 b의 6개 동안 지속되면 상기 판정 플래그를 리세트한다.
이상으로 이 노이즈 판정 플래그는 감지기 출력 a에 노이즈가 중첩되면 세트되며, 노이즈가 없어지면 리세트된다. 그리고, 이 플래그가 세트되고 있는 동안 상기 저역통과필터(41)의 감쇄율 G는 상기 제 2 도의 주파수 특성 L2로 설정되며, 그결과 고주파 노이즈는 충분히 감쇄되며, 칼만 와류 펄스 b로부터 노이즈 펄스는 완전히 제거된다.
또한, 이상의 설명으로 노이즈가 도래되고부터, 이 노이즈 판정 플래그가 세트되기 까지의 동안, 칼만 와류 펄스 b에 다소의 노이즈 펄스가 포함되는 가능성이 있지만, 그것은 단시간이며, 또 그 노이즈 펄스의 개수는 적으므로 엔진의 흡기량 측정의 목적으로 실사용상 문제는 없다.
본 발명은 이상 설명한 바와 같이, 칼만 와류량 감지기의 감지기 출력을 저역통과필터를 통해서 제 1의 2진화 수단으로 칼만 와류 펄스를 출력함과 동시에 감지기 출력을 제 2의 2진화 수단으로 칼만 와류 펄스를 출력하며, 양쪽 칼만 와류 펄스를 노이즈 검출기로 카운트해서, 감지기 출력에 포함되는 고주파 노이즈 성분의 유무를 판정하며, 이것에 따라서 노이즈 제거용의 저역통과필터의 시정수를 절환하도록 했으므로 노이즈 펄스를 포함하지 않은 항상 참값의 칼만 와류 펄스가 출력된다.

Claims (1)

  1. 엔진의 흡기통로(1)내에 배설된 칼만 와류량 감지기(2)와, 이 칼만 와류량 감지기(2)의 감지기 출력의 고주파 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역통과필터(41)와, 이 저역통과필터(41)의 출력을 2진화해서 칼만 와류 펄스를 얻는 제 1의 2진 수단(42)과, 상기 감지기(2) 출력을 2진화하여 칼만 와류 펄스를 얻는 제 2의 2진 수단(43)과, 제 1 및 제 2의 2진 수단(42 및 43)의 출력 펄스의 개수를 서로 비교함으로서 상기 감지기(2) 출력의 고주파 노이즈의 유무를 판정하고 또한 이 판정 결과에 따라서 상기 저역통과필터(41)의 시정수를 변화시키는 노이즈 검출기(44)를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기량 측정장치.
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