KR100489102B1

KR100489102B1 - 차량용 센서 신호 보정 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100489102B1
Application number: KR10-2003-0027484A
Authority: KR
Inventors: 박용정
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2005-05-12
Also published as: KR20040093568A

Abstract

본 발명은 제어장치에서 각종 센서에 공급되는 전원이 정상적으로 공급되지 못함을 내부에 구비되어 있는 5V 공급용 회로의 센서 분배 신호 출력단(DIV) 단자를 이용 모니터링 하여 고장 여부를 판단하고, 고장 발생시 엔진 점검 램프를 점등시켜 사용자에게 통보함과 동시에 센서의 신호를 정상적인 값으로 보정하여 센서 구동 전원으로 출력하여 줌으로서, 제어장치 에러로 인한 간헐적 엔진 회전수 상승 현상을 방지하여 운전성을 향상시킬 수 있고, 불필요한 엔진 회전수 상승을 방지하여 연비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 센서 신호 보정 장치 및 그 방법{a device and the method for a compensation of sensor signal in automobile}

본 발명은 차량용 센서 신호 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어장치 내부에 있는 5V 공급용 레귤레이터 회로의 DIV2 단자를 이용 각종 센서의 저전압 공급여부를 모니터링 하여 운전자에게 알려줌과 동시에 센서 신호를 보정 하여 엔진 회전수 상승 등 이상현상을 방지하기 위한 차량용 센서 신호 보정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엘피지(LPG)엔진에서 운전자가 차량의 주행을 마치고, 엔진의 시동을 끄기 위해 LPG 스위치를 오프 하여 연료를 차단시킨 후, 엔진을 재 시동시키면, 엔진은 엔진 아이들 회전수가 1200 ~ 1300으로 상승하여 고정된다.

상기와 같은 원인은 LPG 스위치를 오프 시킬 때, 액, 기상 솔레노이드에서 역기전압(-378 ~ +176V)이 발생하며, 제어장치의 맵 센서 전원 라인에 약 20 ~ 40V(P-P)[펄스 폭 = 0.5㎲]의 서지(surge)가 유입된다.

따라서, 종래에는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 다이오드를 액, 기상 솔레노이드에 추가한 회로를 구성하여 서지의 유입을 방지하였다.

도 2a는 LPG 스위치 작동시 센서 전압 변동을 도시한 그래프이고, 도 2b는 LPG 스위치 작동시 전원라인 전압 변동을 도시한 그래프이고, 도 3은 도 2a를 확대 도시한 그래프이다.

따라서, 맵 센서 전원단에 서지 유입시 센서의 소비전류가 증가(10㎃ -> 40㎃)하여 제어장치의 센서 전원에 정격이상의 부하가 인가됨으로써, 제어장치의 센서 전압이 드롭(Drop)된다. 이와 같이 제어장치 센서 전압 드롭으로 스로틀 밸브 개도 센서의 출력 값이 저하되어 제어장치의 스로틀 학습에 영향을 줌으로써 재 시동시 아이들 회전수가 1200 ~ 1300으로 상승 고정된다. 이는 비단 맵 센서 뿐만이 아니라, TPS, APS, APT, DTP, PSTE 등으로 공급하여 주는 공급 전원이 불안정할 때(센서가 최소/최대, 고장이 아닌 상태에서)그로 인해 각 센서는 실 제값이 아닌 그보다 낮은 값이 인식되어 회전수 상승 및 기타 예측할 수 없는 이상 현상이 나타날 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제어장치에서 각종 센서에 공급되는 전원이 정상적으로 공급되지 못함을 내부에 구비되어 있는 5V 공급용 회로의 센서 분배 신호 출력단(DIV) 단자를 이용 모니터링 하여 고장 여부를 판단하고, 고장 발생시 사용자에게 통보함과 동시에 센서의 신호를 정상적인 값으로 보정 출력할 수 있는 차량용 센서 신호 보정 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

제어수단에 구비되어 센서로 공급 전원을 출력하는 레귤레이터 회로에 있어서, 상기 센서 공급 전원 단의 신호를 분배하여 소정의 신호로 출력하는 신호 분배 회로를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,

엔진이 시동되면, 신호 분배 단자의 신호를 입력받아, 이 입력되는 신호 분배 단자의 신호가 최소 및 최대 제한치 내에 포함되는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 신호 분배 단자의 신호가 최소 및 최대 제한치 내에 포함되지 않음이 판단되면, 고장 코드를 발생시키고, 발생된 고장 코드를 메모리에 저장한 후, 분배 신호를 보정 하는 단계와;

상기 단계에서 보정된 분배 신호를 센서 전원 공급단 신호와 연산하여 보정하고, 이 보정 값을 학습함과 동시에 센서 공급전원으로 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 레귤레이터 회로 구성도 이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 장치 구성 블록도 이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 방법 동작 순서도 이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 다른 차량용 센서 신호 보정 레귤레이터 회로 구성도로서, 제어장치에 구비되어 센서로 공급 전원을 출력하는 레귤레이터 회로에 있어서, 상기 센서 공급 전원 단(TRACK1, TRACK2)의 신호를 분배하여 소정의 신호로 출력하는 신호 분배 회로(10, 20)를 더 구비하여 이루어져 있다.

상기 신호 분배 회로는 각각 제1 신호 분배회로(10)와 제2 신호 분배 회로(20)로 구비되어 있으며, 제1 신호 분배회로(10)는 일측이 제1 센서 공급 전원 단(TRACK1)에 연결된 제1 저항(R1)과, 일측이 이 제1 저항(R1)의 타측단자와 연결되고 타측이 접지된 제2 저항(R2)과, 이 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 연결단에 제1 출력단자(DIV1)가 연결되어 있어, 제2 트랜지스터(Q2)통해 출력되는 센서 공급 전압이 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)에 의해 분배된 출력신호가 출력단자(DIV1)로 출력된다.

제2 신호 분배회로(20)는 일측이 제2 센서 공급 전원 단(TRACK2)에 연결된 제3 저항(R3)과, 일측이 이 제3 저항(R3)의 타측단자와 연결되고 타측이 접지된 제4 저항(R4)과, 이 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4) 연결단에 제2 출력단자(DIV2)가 연결되어 있어, 제3 트랜지스터(Q3)통해 출력되는 센서 공급 전압이 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)에 의해 분배된 출력신호가 제2 출력단자(DIV2)로 출력된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 장치 구성 블록도로서, 차량의 동작상태를 검출하는 센서에 공급되는 전원의 분배 전압을 검출하는 제1 센서 신호 검출부(110)와 제2 센서 신호 검출부(120)로 구비된 센서 신호 검출장치(100)와;

이 센서 신호 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 센서 공급 전원의 분배전압을 입력받아 메모리에 저장되어 있는 최소 및 최대 제한치 값과 비교하여 상기 최소 및 최대 제한치를 벗어나면, 센서 고장코드를 발생시켜 메모리에 저장함과 동시에 회로 이상 발생을 경고하는 엔진 점검 요구 램프를 점등시키기 위한 제어신호를 출력하고, 인가되는 센서 공급 전원의 분배전압을 보정한 후, 보정된 분배전압을 출력 센서 신호와 연산하여, 산출된 값으로 센서 구동 전원으로 출력하는 제어장치(200)와;

이 제어장치(200)에서 출력되는 엔진 점검 요구 램프 점등 제어신호에 동기 되어 운전자에게 제어장치(200) 점검을 요구하는 엔진 점검 요구 램프를 점등시키는 구동장치(300)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 센서 신호 보정 방법을 첨부한 도 6을 참조하여 레귤레이터 회로의 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호와 제2 센서 분배 신호 출력단(DIV2) 신호 중 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 신호를 예를 들어 설명한다.

차량이 시동되면, 제어장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 내부에 구비되어 있는 센서 구동 전원을 출력하는 레귤레이터 회로의 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1)의 출력신호와 제2 센서 분배 신호 출력단(DIV2)의 신호를 입력받는다(S100,S110).

이에, 제어장치(200)는 입력받는 레귤레이터 회로의 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호와 제2 센서 분배 신호 출력단(DIV2) 신호를 메모리에 저장되어 있는 최소 제한치 및 최대 제한치와 비교한다(S120).

여기서, 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호를 비교하는 과정만을 설명하며, 제2 센서 분배 신호 출력단(DIV2) 출력신호 비교과정 또한 동일한 과정을 수행한다.

상기에서 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호가 메모리에 저장되어 있는 최소 제한치 보다 크고, 최대 제한치 보다 작은 조건을 만족함이 판단되면, 제어장치(200)는 센서를 구동하기 위해 출력되는 센서 구동 전압이 정상인 것으로 판단하고, 센서 구동 전압을 메모리에 학습한다(S130).

하지만, 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호가 메모리에 저장되어 있는 최소 제한치 보다 크고, 최대 제한치 보다 작은 조건을 벗어남이 판단되면, 제어장치(200)는 센서 구동을 위한 공급전원에 정격 이상의 부하가 인가되어 공급전원이 소정의 기준 전압(예 : 5V) 이하로 저하됨을 판단하고, 이에 해당하는 메모리에 저장된 고장 코드를 발생시킴과 동시에 상기 발생된 고장코드를 메모리에 저장한다(S140).

그리고, 제어장치(200)는 상기 고장코드를 발생시킴과 동시에 운전자에게 비정상적인 센서 출력 전압이 출력됨을 경고하기 위한 엔진 점검 요구 램프를 점등시키기 위한 제어신호를 구동장치(300)로 출력한다.

구동장치(300)는 상기 제어장치(200)에서 출력되는 제어신호를 입력받아 운전석 앞 클러스터에 구비되어 있는 엔진 체크 램프를 점등시킨다.

이 후, 제어장치(200)는 센서 구동 전압이 저하되어 출력됨이 판단됨에 따라, 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 값을 보정하여 센서 구동 전압과 연산 한 후, 센서 구동 전원으로 출력한다(S150,S160).

예컨대, 도 4에 도시되어 있듯이 정상적인 상태에서 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 값이 2.5V일 때, 이상 부하 전압의 인가로 인한 비정상적인 출력신호 값이 2V인 경우, 제1 센서 구동 전압 출력단자(TRACK1)의 전압은 4V가 된다. 이와 같은 경우 센서 출력 전압은 스로틀 밸브 개도 센서(TPS)의 경우, 하기와 같이 결정된다.

Up / Uv = 0.00927 ×a + 0.05

상기에서 Up는 TPS 출력값, Uv는 공급전압, a는 스로틀 개도량이다.

여기서 동일한 스로틀의 개도량일 경우, 즉, 아이들이 7°라고 가정하면, 아래와 같은 출력 전압을 알 수 있다.

공급 전압이 5V 일 때, Up = (0.00927 ×7°+ 0.005) = 0.574V이고, 공급 전압이 4V 일 때, Up = (0.00927 ×7°+ 0.005) = 0.459V 이다.

여기서, 실제의 TPS 개도량이 7°임에도 불구하고 공급 전압의 불안정으로 제어장치(200)로 인식되는 값은 4.5°가 된다. 결국은 이 값으로 제어장치(200)는 아이들 학습을 하게 될 것이며, 학습 완료 후 재시동시 제어장치(200)는 새로운 값에 의해 아이들 고장으로 판정되어, 이로 인해 간헐적 엔진 회전수 상승과 같은 문제가 발생된다.

그러므로, 상기와 같은 간헐적 엔진 회전수 상승과 같은 문제를 해결하기 위해, 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 값을 모니터링 하여 그 값이 2.5V 이하 또는 그 이상으로 감지시 제어장치(200) 내부적으로 센서 구동 신호값 보정을 실행하여 차량 정비가 이루어질 때까지 안정된 운전성을 유지시킨다.

따라서, 상기(S150) 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 값을 보정(X)하는 방법은, 하기와 같다.

X = 5V - (DIV1 출력 신호 × 2) ×(0.00927 ×a + 0.05)

상기에서 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 값 보정(X)이 이루어지면, 제어장치(200)는 제1 센서 구동 전압 출력단자(TRACK1)의 전압에 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 보정값(X)을 가산하여 최종적으로 보정된 제1 센서 구동 전압 출력단자(TRACK1)의 전압으로 해당 센서의 구동전원으로 출력함과 동시에 메모리에 학습하여 엔진 재시동시 초기 값으로 사용한다.

최종 보정 센서 구동전원 = 제1 센서 구동 전압 출력단자(TRACK1)의 전압 + 제1 센서 분배 신호 출력단(DIV1) 출력신호 보정값(X)

이로서, 제어장치에서 각종 센서에 공급되는 전원이 정상적으로 공급되지 못함을 내부에 구비되어 있는 5V 공급용 회로의 센서 분배 신호 출력단(DIV) 단자를 이용 모니터링 하여 고장 여부를 판단하여, 고장 발생시 엔진 점검 램프를 점등시켜 통보함과 동시에 센서의 신호를 정상적인 값으로 보정하여 출력하여 줌으로써, 엔진 회전수 상승 등 이상 현상을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 제어장치에서 각종 센서에 공급되는 전원이 정상적으로 공급되지 못함을 내부에 구비되어 있는 5V 공급용 회로의 센서 분배 신호 출력단(DIV) 단자를 이용 모니터링 하여 고장 여부를 판단하고, 고장 발생시 엔진 점검 램프를 점등시켜 사용자에게 통보함과 동시에 센서의 신호를 정상적인 값으로 보정하여 센서 구동 전원으로 출력하여 줌으로서, 제어장치 에러로 인한 간헐적 엔진 회전수 상승 현상을 방지하여 운전성을 향상시킬 수 있고, 불필요한 엔진 회전수 상승을 방지하여 연비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 엘피지 차량의 센서 서지 방지 회로도이고,

도 2a는 종래의 서지 방지 다이오드 적용 후 액, 기상 솔레노이드 전원 변동 및 맵 센서 신호 변동 그래프이고,

도 2b는 종래의 각종 센서 신호 변동 그래프이고,

도 3은 종래의 맵 센서 및 액, 기상 솔레노이드 전원 변동 확대 그래프이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 레귤레이터 회로 구성도 이고,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 장치 구성 블록도 이고,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 센서 신호 보정 방법 동작 순서도 이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 제1 배분 전압 출력단자 20 : 제2 배분 전압 출력단자

100 : 검출장치 110 : 제1 센서 신호 검출부

120 : 제2 센서 신호 검출부 200 : 제어장치

300 : 구동장치

Claims

제어수단에 구비되어 센서로 공급 전원을 출력하는 레귤레이터 회로에 있어서, 상기 센서 공급 전원 단의 신호를 분배하여 소정의 신호로 출력하는 신호 분배 회로를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 센서 신호 보정 장치.
엔진이 시동되면, 신호 분배 단자의 신호를 입력받아, 이 입력되는 신호 분배 단자의 신호가 최소 및 최대 제한치 내에 포함되는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 신호 분배 단자의 신호가 최소 및 최대 제한치 내에 포함되지 않음이 판단되면, 고장 코드를 발생시키고, 발생된 고장 코드를 메모리에 저장한 후, 분배 신호를 보정하는 단계와;

상기 단계에서 보정된 분배 신호를 센서 전원 공급단 신호와 연산하여 보정하고, 이 보정값을 학습함과 동시에 센서 공급전원으로 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 센서 신호 보정 방법.