KR101024496B1

KR101024496B1 - 차량용 속도센서의 센서 보호 장치

Info

Publication number: KR101024496B1
Application number: KR1020060041140A
Authority: KR
Inventors: 김휘섭
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2011-03-31
Also published as: KR20070108737A

Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 배터리; 휠의 회전에 따라 출력 전류를 변화시키는 속도센서; 상기 속도센서에 상기 배터리 전원을 공급 또는 차단하기 위한 전원 조정부; 상기 속도센서의 출력 전류에 상응하는 센서 출력 전압을 발생하는 션트 저항; 전원선 또는 신호선의 단선 또는 단락에 의한 고장 발생을 검출하기 위해 상기 센서 출력 전압을 모니터하는 고장 검출부; 상기 션트저항과 접지 사이에 직렬 연결한 차단 스위치; 및 상기 고장 검출부로부터 입력되는 모니터 신호에 따라 고장이 발생한 경우로 판단되면 상기 전원 조정부를 제어하여 상기 속도센서에 전원 공급을 중단하고 상기 스위치를 오프시키는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 과전류 보호 저항을 구비하여 전원선의 단선, 단락에 의해 발생된 과전류가 센서 및 주변 전기 부품을 파손하지 않도록 한다. 또한 본 발명은 션트저항과 접지 사이에 차단 스위치를 직렬 연결하고 필요시 마이컴의 제어에 따라 션트 저항과 접지 사이를 차단하여 과전류에 의한 속도센서 및 주변 전기 부품의 파손을 방지할 수 있다.

Description

차량용 속도센서의 센서 보호 장치{APPARATUS FOR PROTECTING SPEED SENSOR IN VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 속도센서의 센서 보호 장치의 구성도이다.

도 2는 정상 동작하는 경우 도 1의 각 부의 신호 파형을 나타내는 도면이다.

도 3은 단락된 경우 도 1의 각 부의 신호 파형을 나타내는 도면이다.

도 4는 단선된 경우 도 1의 각 부의 신호 파형을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전원 조정부 20 : 과전류 보호 저항

30 : 속도센서 40 : 션트저항

50 : 필터부 60 : 비교기

70 : 마이컴 80 : 고장 검출부

90 : 차단 스위치

본 발명은 홀 소자를 이용하여 휠의 회전 속도를 측정하기 위한 차량용 속도센서를 보호하기 위한 차량용 속도센서의 센서 보호 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 거동 정보를 이용하여 전자 제어하기 위한 차량 제어 시스템에서는 휠에 설치한 속도센서로부터 측정된 신호를 기초로 하여 차량의 속도를 검출한다.

다양한 방식의 차량용 속도센서가 개발되어 널리 이용되고 있으며, 그 중 휠의 회전에 따라 홀 소자에 출력하는 전류 값을 전압으로 변환한 후 이를 기초로 차량의 속도를 검출하는 방식이 채택되고 있으며, 한국공개특허공보 10-2004-74292호(2004. 8. 25 공개)에 그러한 속도센서를 적용한 예가 개시되어 있다.

이 문헌에 따르면 션트 저항을 이용하여 홀 소자의 출력 전류에 따라 변환한 전압과 기준 전압을 비교하여 속도를 측정한다.

종래의 이러한 속도센서를 이용하여 차량 속도를 측정하는 시스템에서는 센서의 단선과 단락에 의한 고장을 검출하기 위하여 센서의 출력 전압과 설정 전압을 비교하고 그 비교 결과에 따라 고장 여부를 판단하며, 고장이 발생한 경우에는 센서에 공급하는 전원을 차단한다.

그런데, 센서의 단선, 단락이 발생 시 과전류가 흐르며, 이에 따라 센서 뿐만 아니라 센서 주변의 전기 부품이 파손될 수 있기 때문에, 이러한 센서의 단선, 단락이 발생하는 상황에 대비하여 보다 효과적이고 근본적인 방안이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 전원선과 신호선의 단선, 단락에 대비하여 센서 뿐 아니라 센서 주변의 전기 부품을 효과적으로 보호할 수 있도록 한 차량용 속도센서의 센서 보호 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량에 탑재된 배터리; 휠의 회전에 따라 출력 전류를 변화시키는 속도센서; 상기 속도센서에 상기 배터리 전원을 공급 또는 차단하기 위한 전원 조정부; 상기 속도센서의 출력 전류에 상응하는 센서 출력 전압을 발생하는 션트 저항; 전원선 또는 신호선의 단선 또는 단락에 의한 고장 발생을 검출하기 위해 상기 센서 출력 전압을 모니터하는 고장 검출부; 상기 션트저항과 접지 사이에 직렬 연결한 차단 스위치; 및 상기 고장 검출부로부터 입력되는 모니터 신호에 따라 고장이 발생한 경우로 판단되면 상기 전원 조정부를 제어하여 상기 속도센서에 전원 공급을 중단하고 상기 스위치를 오프시키는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 차단 스위치는 상기 션트저항과 접지 사이에 직렬 연결된 FET이다.

상기 전원선에서 발생한 과전류에 의한 상기 속도센서 및 주변 전기 부품의 파손을 방지하기 위한 보호 소자를 더 포함한다.

상기 보호 소자는 상기 속도센서와 상기 전원 조정부 사이에 직렬 연결한 저항이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 속도센서의 센서 보호 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 휠의 회전 속도를 측정하기 위한 속도센서(30)에 배터리(1)의 전원을 공급하기 위한 전압 조정부(10)를 구비한다.

전압 조정부(10)는 마이컴(70)의 구동신호(High 상태의 DRV)에 의해 트랜지스터(Q1)(Q2)가 턴 온 시 다이오드(D1)에 의해 정류된 도 2에 도시한 배터리 전원[ING(+)]을 속도센서(30)에 공급한다.

속도센서(30)와 전원 조정부(10)를 연결하는 전원선(PL)에는 과전류 보호용 저항(20)(R2)이 직렬 연결되어 있어서, 전원선(PL)이 차체에 접지(GND)되어 단락되거나 배터리 전원[IGN(+)]에 단락되거나 전기 누설(leakage)이 발생되더라도 과전류 보호 저항(20)에 의해 과전류로부터 센서와 주변 전기 부품을 보호할 수 있다.

속도센서(30)는 전원을 공급받은 경우 휠의 회전에 따라 홀 소자(도시하지 않음)의 출력 전류가 변화하고, 이러한 센서의 출력 전류에 상응하여 션트저항(40)의 일단의 전압(Va)이 변환된다. 이때 션트저항(R1)과 접지 사이에 직렬 연결된 차단 스위치(90)(M1)는 마이컴(70)의 구동신호(DRV)에 의해 턴 온 되어 있다.

이러한 센서 출력 전압(Va)은 저항(R3)과 커패시터(C3)로 구성된 필터부(50)를 거쳐 비교기(60)에 입력되고, 그 비교기(60)는 필터링된 후 입력되는 센서 출력 전압과 기준전압(VREF)을 비교하여 도 2에 도시한 바와 같은 소정의 펄스 신호(SPO)를 마이컴(70)에 인가한다.

마이컴(70)은 입력받은 펄스 신호에 기초하여 휠의 속도를 연산하고, 이로부터 차속을 결정한다.

고장 검출부(80)는 센서 출력 전압(Va)을 모니터하기 위한 것으로, 저항(R4) 를 통해 입력되는 모니터 신호(MON)를 마이컴(70)에 인가한다. 마이컴(70)은 모니터 신호를 바탕으로 고장이 발생한 경우를 판단한다.

예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이 배터리 전원[IGN(+)], 마이컴(70)의 구동신호(DRV), 전원선(PL)이 정상적으로 제공되는 경우, 신호선(SL)은 제1상한값(max1)과 제1하한값(min1)을 가지는 펄스 신호를 형성하고, 이때 비교기(60)의 출력(SPO)은 신호선(SL)의 출력에 대응하는 펄스 신호를 형성하여 마이컴(70)에 인가한다. 이때 고장 검출부(80)의 모니터 신호(MON)의 크기 레벨은 제2상한값(max2)과 제2하한값(min2) 범위에 있다. 이에 따라 마이컴(70)은 정상 상태로 인식하여 전원 공급을 지속한다.

다른 예로서 도 2에서와 같이 배터리 전원[IGN(+)], 마이컴(70)의 구동신호(DRV)가 정상적으로 제공되더라도, 도 3에 도시한 바와 같이 제1시점(t1)에서 단락이 발생하는 경우, 신호선(SL)의 크기 레벨은 제1상한값(max1)보다 크게 일정하게 나타나고 비교기(60)의 출력(SP0)은 펄스 신호를 형성하지 않으며, 이때 고장 검출부(80)의 모니터 신호(MON)의 크기 레벨은 제2상한값(max2)보다 크게 나타납니다. 이에 따라 마이컴(70)은 단락에 의한 고장이 발생한 경우로 인식할 수 있습니다.

또 다른 예로서 도 2에서와 같이 배터리 전원[IGN(+)], 마이컴(70)의 구동신호(DRV)가 정상적으로 제공되더라도, 제2시점(t2)에서 단선이 발생하는 경우, 신호선(SL)의 크기 레벨은 제1하한값(min1)보다 작게 나타나고 비교기(60)의 출력(SP0)은 펄스 신호를 형성하지 않으며, 이때 고장 검출부(80)의 모니터 신호(MON) 역시 크기 레벨이 제2하한값(min2)보다 작게 나타납니다. 이에 따라 마이컴(70)은 단선에 의한 고장이 발생한 경우로 인식할 수 있습니다.

상기와 같이 단락 또는 단선에 의한 고장이 발생한 경우 마이컴(70)은 정지 신호(Low 상태의 DRV)를 출력하여 전압 조정부(10)의 트랜지스터(Q1)(Q2)를 턴 오프시켜 배터리 전원의 공급을 중단하며, 동시에 차단 스위치(90)을 턴 오프시켜 션트저항(40)과 접지 사이를 차단한다.

상기 차단 스위치(90)는 마이컴(70)에 의해 스위칭되는 FET를 사용한다.

이와 같이 고장 검출부(80)를 통해 입력되는 모니터 신호에 따라 전압 조정부(10)에서의 전원 공급을 제어하거나 차단 스위치(90)를 턴 오프 시킴으로써 과전류에 의한 센서 및 주변 전기 부품의 파손을 방지할 수 있다.

미 설명 부호 C1, C2는 전원선(PL)과 신호선(SL)의 노이즈를 제거하기 위한 충전용 커패시터이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 속도센서의 센서 보호 장치의 동작을 설명한다.

차량 시동 후 마이컴(70)에서는 구동 신호(High 상태의 DRV)를 출력하고, 이에 따라 전압 조정부(10)의 제1트랜지스터(Q1) 및 제2트랜지스터(Q2)가 턴 온되어 배터리 전원[IGN(+)]이 다이오드(D1)와 트랜지스터(Q2)를 통해 속도센서(30)에 공급된다. 이때 전원선(PL)이 차체에 접지(GND)되어 단락되거나 배터리 전원[IGN(+)]에 단락되거나 전기 누설(leakage)이 발생되더라도 과전류 보호 저항(20)에 의해 과전류로부터 센서와 주변 전기 부품을 보호할 수 있다.

속도센서에 배터리 전원을 정상 공급하는 경우, 휠의 회전에 따라 속도센서에서 출력 전류가 변화한다. 이때, 차단 스위치(90)는 턴 온되어 있어 센서 출력 전류에 상응하는 센서 출력 전압(Va)이 필터부(50)와 고장 검출부(80)에 인가된다.

마이컴(70)은 필터부(80)를 통해 필터링된 후 입력되는 펄스 신호(SPO)에 따라 차속을 연산하고, 고장 검출부(80)로부터 입력되는 모니터 신호(MON)에 따라 단선, 단락에 의한 고장이 발생한 것으로 판단되면 정지 신호(Low 상태의 DRV)를 전원 조정부(10) 및 차단 스위치(90)에 인가한다. 예를 들어 모니터 신호에 따라 신호선(SP)이 단선, 단락되는 경우를 인식한 마이컴(70)에서는 차단 스위치(90)를 오프시켜서 속도 센서 및 주변 전기 부품의 파손을 방지한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 속도센서에 전원 공급하기 위한 전원선에 과전류 보호 저항을 구비하여 전원선의 단선, 단락에 의해 발생된 과전류가 센서 및 주변 전기 부품을 파손하지 않도록 한다. 또한 본 발명은 센서 출력 신호를 마이컴으로 전달하기 위한 신호선이 단선, 단락되는 경우에도 속도센서에 과전류가 흐를 수 있는 것에 대비하여 션트저항과 접지 사이에 차단 스위치를 연결하고 마이컴의 제어에 따라 션트 저항과 접지 사이를 차단하여 과전류에 의한 속도센서 및 주변 전기 부품의 파손을 방지한다.

Claims

차량에 탑재된 배터리;

휠의 회전에 따라 출력 전류를 변화시키는 속도센서;

상기 속도센서에 상기 배터리 전원을 공급 또는 차단하기 위한 전원 조정부;

상기 속도센서의 출력 전류에 상응하는 센서 출력 전압을 발생하는 션트 저항;

전원선 또는 신호선의 단선 또는 단락에 의한 고장 발생을 검출하기 위해 상기 센서 출력 전압을 모니터하는 고장 검출부;

상기 션트저항과 접지 사이에 직렬 연결한 차단 스위치; 및

상기 고장 검출부로부터 입력되는 모니터 신호에 따라 고장이 발생한 경우로 판단되면 상기 전원 조정부를 제어하여 상기 속도센서에 전원 공급을 중단하고 상기 스위치를 오프시키는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 속도센서의 센서 보호 장치.
제1항에 있어서, 상기 차단 스위치는 상기 션트저항과 접지 사이에 직렬 연결된 FET인 것을 특징으로 하는 차량용 속도센서의 센서 보호 장치.
제1항에 있어서, 상기 전원선에서 발생한 과전류에 의한 상기 속도센서 및 주변 전기 부품의 파손을 방지하기 위한 보호 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 속도센서의 센서 보호 장치.
제3항에 있어서, 상기 보호 소자는 상기 속도센서와 상기 전원 조정부 사이에 직렬 연결한 저항인 것을 특징으로 하는 차량용 속도센서의 센서 보호 장치.