KR101220293B1

KR101220293B1 - 차량 제어 장치

Info

Publication number: KR101220293B1
Application number: KR1020080064800A
Authority: KR
Inventors: 김광연
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2013-01-09
Also published as: KR20100004567A

Abstract

차량 제어 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 차량 제어 장치는, 차량의 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되더라도 펄스 신호의 바이어스 전압이 일정하게 유지되도록 하여 정확한 차륜 속도의 측정이 가능하도록 하기 때문에, 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. 이를 위해 본 발명은, 차륜 속도에 대응되는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호를 출력하는 차륜 속도 센서와; 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지를 검출하는 미분기와; 미분기에 의해 검출되는 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지에 의해 트리거되어 속도 신호를 발생시키는 슈미트 트리거 회로를 포함한다.

차륜 속도 센서, 휠 스피드 센서

Description

차량 제어 장치{VEHICLE CONTROL APPARATUS}

본 발명은 차량 제어 장치에 관한 것으로, 특히 차량의 차륜 속도 센서의 검출 신호를 변환하여 차륜 속도의 계산에 이용될 수 있도록 하는 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 관한 것이다.

자동차의 고성능화에 따라 강력하고 안정된 브레이크 성능을 확보하기 위한 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-lock Brake System, 이하 ABS라 한다)이나 트랙션 컨트롤 시스템(TCS) 등과 같이 전자 제어 시스템을 도입하고 있는 자동차에서는 차륜 속도를 바탕으로 제동 또는 가속 동작을 제어한다.

자동차의 차륜에 각각 설치된 차륜 속도 센서는 구동 전원을 공급받아 차륜 속도에 따라 속도 신호를 출력하고 컨트롤러는 속도 신호를 이용하여 자동차 기준 속도를 계산한다.

ABS의 경우, 차륜 속도 센서로부터 차륜 속도를 검출받아 슬립률을 계산한 후, 계산된 슬립률이 제어 영역 내의 슬립률이 되도록 구동륜을 제어한다. 따라서 ABS가 이러한 기능을 수행하기 위해서는 차륜 속도 센서의 정확성이 요구된다. 이 때문에 차륜 속도 센서가 정상적으로 동작하지 않는 경우 이를 조기에 검출하여 경 고를 발생시킴으로써 차량 제어 시스템 및 운전자가 이를 인지하여 조치를 취할 수 있도록 하는 것이 무엇보다도 중요하다.

차량의 차륜 속도 센서는 차륜과 함께 회전하는 치차를 구비하고 치차의 회전 속도에 반비례하는 펄스폭을 갖는 펄스 신호를 발생시키도록 이루어지는데, 이 펄스 신호를 발생시키기 위해 소정의 기준 전압을 인터페이스 회로에 인가해 줘야 한다. 그러나 차량의 차륜 속도 센서는 차륜에 설치되어야 하기 때문에 빗물이나 기타 수분에 쉽게 노출될 수 있어서 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되면 이 기준 전압이 일정하게 유지되지 못하여 정확한 차륜 속도의 측정이 어렵게 된다.

따라서 본 발명은 차량의 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되더라도 펄스 신호의 바이어스 전압이 일정하게 유지되도록 하여 정확한 차륜 속도의 측정이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 차량 제어 장치는, 차륜 속도에 대응되는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호를 출력하는 차륜 속도 센서와; 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지를 검출하는 미분기와; 미분기에 의해 검출되는 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지에 의해 트리거되어 속도 신호를 발생시키는 슈미트 트리거 회로를 포함한다.

또한, 상술한 슈미트 트리거 회로는 히스테리시스 특성을 갖도록 이루어진 다.

또한, 상술한 미분기의 앞단에 마련되어 미분기에 입력되는 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 통과 필터를 더 포함한다.

본 발명은 차량의 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되더라도 펄스 신호의 바이어스 전압이 일정하게 유지되도록 하여 정확한 차륜 속도의 측정이 가능하도록 하기 때문에, 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 제어 계통은, 차륜 속도 센서(S1-S4)와 전자 제어부(ECU), 안티록 브레이크 유압 회로로 이루어진다. 전자 제어부(ECU)는 인터페이스 회로(11)와 펄스 처리 회로(12), 중앙 연산 장치(13), 솔레노이드 구동 회로(14), 모터 릴레이 구동 회로(15), 경고 등 릴레이 구동 회로(16)를 포함한다.

차륜 속도 센서(S1-S4)의 출력신호인 교류 전압 신호는 인터페이스 회로(11)에서 펄스로 변환되고, 이는 펄스 처리 회로(12)에서 펄스의 계수 및 계산이 행해진다.

또, 중앙 연산 장치(13)는 펄스 처리 회로(12)에서 계산된 수치를 미리 짜여 진 프로그램에 따라 연산 및 분석, 판정하며, 그 결과에 근거해서 솔레노이드 구동 회로(14) 및 모터 릴레이 구동 회로(15), 경고 등 릴레이 구동 회로(15)에 지령을 발하여 후술하는 브레이크 액압 조절 수단인 노말 오픈 밸브(NO), 노말 클로즈 밸브(NC), 모터 릴레이(MR), 경고 등 릴레이(WR) 등을 구동한다.

또한, 중앙 연산 장치(13)는 차륜 속도 센서(S1-S4)로부터 발생하는 펄스 신호의 상태 정보를 통해 차륜 속도 센서(S1-S4)의 고장을 검출하고, 그 결과에 의거해서 경고 등 릴레이 구동 회로(16)에 지령을 발하여 경고 등(30)을 점등한다.

그리고 안티록 브레이크 유압 회로는, 마스터 실린더(21)로부터 휠 실린더(W)로 공급되는 브레이크 액압을 조절하는 노말 오픈 밸브(NO)와 노말 클로즈 밸브(NC)가 휠 실린더(W)의 입구 측과 출구 측에 배치되며, 제동 동작 시 중앙 연산 장치(13)의 지령에 의해 개폐동작을 수행함으로서 차륜이 잠기는 것(lock)을 방지한다. 미설명 부호 22는 모터, 23은 펌프, LPA는 저압 어큐뮬레이터, HPA는 고압 어큐뮬레이터이다.

도 2는 도 1에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차륜 속도 센서 인터페이스 회로(11)는 저역 통과 필터(202)와 미분기(204), 슈미트 트리거 회로(206)를 포함한다. 차륜 속도에 상응하는 교류 성분을 포함하는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호(212)가 차륜 속도 센서(S1)에서 발생하여 인터페이스 회로(11)에 입력된다.

이 센서 출력 신호(212)는 저역 통과 필터(LPF)(202)를 거치면서 노이즈 성분이 제거된 상태로 미분기(204)에 입력된다. 미분기(204)는 그 특성 상 노이즈의 영향을 많이 받기 때문에 그 앞단에 저역 통과 필터(202)를 배치함으로써 미분기(204)에 입력되는 신호에서 노이즈 성분을 제거하는 것이 바람직하다. 미분기(202)는, 펄스 형태의 센서 출력 신호(212)를 입력받아 이 센서 출력 신호(212)의 상승 에지(rising edge)와 하강 에지(falling edge)를 검출하여 트리거 펄스를 만들어낸다. 미분기(204)에서 만들어지는 트리거 펄스는 미분기(204)의 뒤 쪽에 배치되는 슈미트 트리거 회로(Schmitt trigger circuit)(206)를 동작시키는데 이용된다. 이 슈미트 트리거 회로(206)는 앞 쪽의 미분기(204)에서 출력되는 트리거 펄스를 입력받아 그 트리거 펄스가 높은 트리거 전압(Upper Trigger Point) 이상일 때에는 하이 레벨의 신호를 출력하고 반대로 낮은 트리거 전압(Lower Trigger Point) 이하일 때에는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 본 발명의 실시 예에 따른 슈미트 트리거 회로(206)는 히스테리시스 전압(Vhys)을 입력받아 동작함으로써 히스테리시스 특성을 갖기 때문에 하이 레벨과 로우 레벨이 안정적으로 유지되어 양호한 형태의 펄스 신호가 얻어진다.

즉, 미분기(204)를 통해 센서 출력 신호(212)의 상승 에지와 하강 에지를 검출하고, 이 상승 에지와 하강 에지에 근거하여 슈미트 트리거 회로(206)를 통해 양호한 형태의 펄스 회로 즉 센서 출력 신호(212)와 동일한 주기와 위상, 듀티 비를 갖는 펄스 형태의 속도 신호(So)를 발생시킨다.

이와 같이, 미분기(204)와 슈미트 트리거 회로(206)를 통해 센서 출력 신호(212)가 속도 신호(So)로서 재생산되는 과정에서 센서 출력 신호(212)의 직류 레벨의 변화에 대한 영향은 전혀 받지 않고, 이 때문에 속도 센서(So)가 센서 출력 신호(212)의 직류 레벨의 변화에 상관없이 센서 출력 신호(212)와 동일한 주기와 위상, 듀티 비를 갖는 것을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 특징을 도 3을 통해 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 2에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로의 동작 특성을 나타낸 도면이다. 도 3(A)에 나타낸 것처럼 종래 기술의 경우 누설 전류 등의 영향을 받아 센서 출력 신호(212)의 직류 레벨이 변화(상승)하더라도, 본 발명의 미분기(204)와 슈미트 트리거 회로(206)의 작용에 의해 도 3(B)에 나타낸 것과 같은 온전한 형태의 속도 신호(So)가 생성되기 때문에, 만약 외부 영향에 의해 비정상적인 센서 출력 신호(212)가 발생하더라도 속도 신호(So)의 변화를 통해 이를 정확하게 인지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 제어 계통을 나타낸 블록도.

도 2는 도 1에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로를 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로의 동작 특성을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

S1-S4 : 차륜 속도 센서

11 : 인터페이스 회로

12 : 펄스 처리 회로

13 : 중앙 연산 장치

14 : 솔레노이드 밸브 구동 회로

30 : 경고 등

202 : 저역 통과 필터(LPF)

204 : 미분기

206 : 슈미트 트리거 회로

212 : 센서 출력 신호

213 : 비교기

214 : 전압 검출부

306 : 기준 전압

So, So' : 속도 신호(펄스 신호)

Claims

차륜 속도에 대응되는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호를 출력하는 차륜 속도 센서와, 상기 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지를 검출하는 미분기와, 상기 미분기의 앞단에 마련되어 상기 미분기에 입력되는 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 통과 필터와, 상기 미분기에 의해 검출되는 상기 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지에 의해 트리거될 때에 히스테리시스 특성에 따라 속도 신호를 발생시키는 슈미트 트리거 회로 를 갖는 인터페이스 회로를 포함하는 전자 제어부; 및

상기 전자 제어부에 제공된 중앙 연산 장치에 의해 솔레노이드 구동회로와 모터 릴레이 구동회로가 제어되되, 상기 중앙 연산 장치의 지령에 의해 마스터 실린더로부터 휠 실린더로 공급되는 브레이크 액압을 모터와 펌프 동작에 의해 선택적으로 조절하는 고압 어큐뮬레이터와 저압 어큐뮬레이터를 포함하고, 상기 고압 어큐뮬레이터와 상기 저압 어큐뮬레이터중 적어도 하나를 통해 조절된 브레이크 액압을 상기 휠 실린더의 입구 측과 출구 측에 배치된 노말 오픈 밸브와 노말 클로즈 밸브에서 공급받아 상기 노말 오픈 밸브와 상기 노말 클로즈 밸브의 선택적인 개폐동작에 의해 차륜이 잠기는 것을 방지하도록 안티록 브레이크 유압 회로를 포함하는 차량 제어 장치.
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