KR101394053B1 - 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법 - Google Patents

차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차속 검출 시스템에 관한 것으로, 차량의 주행에 따라 회전하는 펄스링 회전부와 상기 펄스링 회전부에 일정 간격으로 구비된 복수 개의 피치 유닛을 포함하는 펄스링; 상기 펄스링에 인접하여 구비되어, 상기 피치 유닛과의 거리에 따라 발생되는 전압 신호를 출력하는 차속 센서; 상기 차속 센서의 전압 펄스 신호와 전압 펄스 진폭 변화 신호를 출력하는 출력부; 상기 출력부의 전압 펄스 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제1 차속 검출부; 및 상기 출력부의 전압 펄스 진폭 변화 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제2 차속 검출부;를 포함하되, 상기 복수 개의 피치 유닛 중 적어도 일부는 다른 피치 유닛과 상기 차속 센서와의 인접 거리가 다르다.

Description

차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법{VEHICLE SPEED SENSING SYSTEM AND VEHICLE SPEED SENSING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저속 및 고속에서 차량의 속도를 정확하게 검출할 수 있는 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법에 관한 것이다.
차량의 차속을 센싱하는 방법은 변속기 출력 측에 펄스링을 설치하고, 이에 근접하여 센서를 설치하고, 센서는 홀 이펙트(Hall Effect)에 의해서 발생하는 전압의 진폭 변화를 감지하여 회전 속도를 감지하게 된다.
ABS 또는 VDC용으로 각 휠에 설치된 휠 스피트 센서(Wheel Speed Sensor)도 동일한 원리에 의해서 속도를 감지한다.
즉, 펄스링의 회전으로 인한 자기장의 변화가 센서 코일에 전압을 발생시키고 이 미세 전압은 다시 트렌지스터를 구동하여 프로세서로 센서의 회전 정보를 전달한다.
이 때 발생하는 전압의 크기는 센서와 도체 사이의 거리에 의해서 결정된다.
도8 및 도9는 일반적인 차속 검출 시스템 및 그 출력 파형을 도시한 도면이다.
도8에는 펄스링(100)의 펄스링 회전부(102)에 4개의 도체(피치 유닛; 104)이 구비된 구성(도8의 (a)) 및 그에 따른 저속(도8의 (b)) 및 고속(도8의 (c))의 펄스링 출력 파형 그래프가 도시되어 있고, 센서(120)가 상기 펄스링(100)에 인접하여 구비된다.
도9에는 펄스링(200)의 펄스링 회전부(202)에 4개의 도체(피치 유닛; 204)이 구비된 구성(도9의 (a)) 및 그에 따른 저속(도9의 (b)) 및 고속(도9의 (c))의 펄스링 출력 파형 그래프가 도시되어 있고, 센서(220)가 상기 펄스링(200)에 인접하여 구비된다.
도8의 (c)에 도시된 바와 같이, 4개의 도체(피치 유닛; 104)가 구비된 경우, 고속에서는 차속을 검출하기 적절한 수의 출력 파형이 검출되어 정확한 속도 계산이 가능하나, 도8의 (b)에 도시된 바와 같이, 저속에서는 검출되는 출력 파형의 수가 적어 정확한 속도 계산이 어렵다.
도9의 (b)에 도시된 바와 같이, 12개의 도체(피치 유닛; 204)가 구비된 경우, 저속에서는 차속을 검출하기 적절한 수의 출력 파형이 검출되어 정확한 속도 계산이 가능하나, 도9의 (c)에 도시된 바와 같이, 고속에서는 검출되는 출력 파형의 수가 과도하여 연산 능력이 우수한 프로세서가 있어야 정확한 속도 계산이 가능하다.
본 발명은, 저속 및 고속에서 차량의 속도를 정확하게 검출할 수 있는 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차속 검출 시스템은 차량의 주행에 따라 회전하는 펄스링 회전부와 상기 펄스링 회전부에 일정 간격으로 구비된 복수 개의 피치 유닛을 포함하는 펄스링; 상기 펄스링에 인접하여 구비되어, 상기 피치 유닛과의 거리에 따라 발생되는 전압 신호를 출력하는 차속 센서; 상기 차속 센서의 전압 펄스 신호와 전압 펄스 진폭 변화 신호를 출력하는 출력부; 상기 출력부의 전압 펄스 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제1 차속 검출부; 및 상기 출력부의 전압 펄스 진폭 변화 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제2 차속 검출부;를 포함하되, 상기 복수 개의 피치 유닛 중 적어도 일부는 다른 피치 유닛과 상기 차속 센서와의 인접 거리가 다를 수 있다.
상기 펄스링 회전부는 정원(正圓)이 아닐 수 있다.
상기 펄스링 회전부는 타원형으로 형성될 수 있다.
상기 펄스링 회전부는 둥근 모서리의 다각형(polygonal with rounded corners)으로 형성될 수 있다.
상기 펄스링 회전부는 둥근 모서리의 사각형(square with rounded corners)으로 형성될 수 있다
상기 펄스링 회전부는 정원(正圓)이고, 상기 복수 개의 피치 유닛 중 적어도 일부 피치 유닛의 상기 펄스링 회전부에 대한 설치 높이는 다른 피치 유닛의 상기 펄스링 회전부에 대한 설치 높이와 다를 수 있다.
상기 출력부는 로우 패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 출력부는 하이 패스 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템의 차속 검출 방법은 상기 제1 차속 검출부의 신호를 차속으로 출력하는 단계; 상기 제1 차속 검출부의 신호가 설정된 제1 차속 보다 큰지 판단하는 단계; 상기 제1 차속 검출부의 신호가 설정된 제1 차속 보다 크면, 상기 제2 차속 검출부의 신호를 차속으로 출력하는 단계; 현재 차속이 설정된 제2 차속 보다 작은지 판단하는 단계; 현재 차속이 설정된 제2 차속 보다 작으면, 상기 제1 차속 검출부의 신호를 차속으로 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 설정된 제1 차속은 상기 설정된 제2 차속보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법에 의하면, 저속 및 고속에서 차량의 속도를 정확하게 검출할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제1 펄스링을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제1 펄스링에 의한 출력 파형을 도시한 그래프이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제2 펄스링을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제2 펄스링에 의한 출력 파형을 도시한 그래프이다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제3 펄스링을 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제4 펄스링을 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템을 도시한 도면이다.
도8 및 도9는 일반적인 차속 검출 시스템 및 그 출력 파형을 도시한 도면이다.
도10은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 방법을 도시한 플로우차트이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도7은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템을 도시한 도면이다.
도7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차속 검출 시스템은 차량의 주행에 따라 회전하는 펄스링 회전부와 상기 펄스링 회전부에 일정 간격으로 구비된 복수 개의 피치 유닛을 포함하는 펄스링(10, 30, 40, 50), 상기 펄스링(10, 30, 40, 50)에 인접하여 구비되어, 상기 피치 유닛과의 거리에 따라 발생되는 전압 신호를 출력하는 차속 센서(20), 상기 차속 센서(20)의 전압 펄스 신호와 전압 펄스 진폭 변화 신호를 출력하는 출력부(60), 상기 출력부(60)의 전압 펄스 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제1 차속 검출부(S1) 및 상기 출력부(60)의 전압 펄스 진폭 변화 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제2 차속 검출부(S2)를 포함하고, 상기 복수 개의 피치 유닛 중 적어도 일부는 다른 피치 유닛과 상기 차속 센서(20)와의 인접 거리가 다를 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제1 펄스링을 도시한 도면이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제1 펄스링에 의한 출력 파형을 도시한 그래프이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제1 펄스링(10)은 정원(正圓)이 아닌 펄스링 회전부(12)와 상기 펄스링 회전부(12)에 일정 간격으로 구비된 복수 개의 피치 유닛(14)을 포함하고, 상기 제1 펄스링(10)의 상기 펄스링 회전부(12)는 타원형으로 형성될 수 있다.
즉, 도1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 펄스링 회전부(10)의 형상이 정원이 아닌 타원형 이기 때문에, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 펄스링(10)에 의한 출력 파형은 전압 펄스 신호(A)와 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 출력한다. 즉, 상기 제1 펄스링 회전부(10)의 회전에 따라, 상기 차속 센서(20)와의 상대적인 거리가 최대 거리(Max Air Gap)와 최소 거리(Min Air Gap)로 가변 되기 때문에 상대적인 거리에 따라 출력 파형이 가변된다.
상기 출력부(60)는 상기 전압 펄스 신호(A)와 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 선택적으로 출력하며, 상기 전압 펄스 신호(A)와 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 선택적으로 출력하도록 로우 패스 필터(62)를 포함할 수 있다. 상기 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)에 따라서는 상기 출력부(60)가 하이 패스 필터를 포함할 수도 있다.
상기 제1 차속 검출부(S1)는 상기 출력부(60)의 상기 전압 펄스 신호(A)를 바탕으로 차속을 검출하고, 상기 제2 차속 검출부(S2)는 상기 출력부(60)의 상기 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 바탕으로 차속을 검출한다.
예를 들어, 현재 차속이 상대적으로 저속인 경우에는, 상기 제1 차속 검출부(S1)가 상기 전압 펄스 신호(A)를 바탕으로 차속을 검출하고, 현재 차속이 상대적으로 고속인 경우에는 상기 제2 차속 검출부(S2)가 상기 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 바탕으로 차속을 검출한다.
도9와 비교하면, 피치 유닛의 숫자가 12개씩으로 동일하나, 일반적인 차속 센서는 고속의 경우에 상대적으로 많은 수의 출력 파형을 이용하여 차속을 연산해야 하기 때문에 처리 프로세서의 처리 속도가 상대적으로 빨라야 정확한 차속을 연산할 수 있다.
그러나, 도1 에 도시된 상기 제1 펄스링 회전부(10)의 형상이 정원이 아닌 타원형인 경우에는, 고속의 경우, 상기 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 이용하여 속도 연산이 가능하므로, 고속에서도 정확한 차속 연산이 가능하다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제2 펄스링을 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제2 펄스링에 의한 출력 파형을 도시한 그래프이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제2펄스링(30)은 둥근 모서리의 다각형(polygonal with rounded corners)으로 형성된 펄스링 회전부(32) 및 상기 펄스링 회전부(32)에 일정 간격으로 구비된 복수 개의 피치 유닛(34)을 포함한다.
상기 펄스링 회전부(32)는, 도3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 둥근 모서리의 사각형(square with rounded corners)으로 형성될 수 있다.
도1에 도시된 상기 제1 펄스링 회전부(10)와 마찬가지로, 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제2펄스링(30)은 의 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 펄스링(30)에 의한 출력 파형은 전압 펄스 신호(A)와 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)로 출력한다. 즉, 상기 제2 펄스링 회전부(30)의 회전에 따라, 도3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 차속 센서(20)와의 상대적인 거리가 최대 거리(Max Air Gap)와 최소 거리(Min Air Gap)로 가변 되기 때문에 상대적인 거리에 따라 출력 파형이 가변 된다.
현재 차속이 상대적으로 저속인 경우에는, 상기 제1 차속 검출부(S1)가 상기 전압 펄스 신호(A)를 바탕으로 차속을 검출하고, 현재 차속이 상대적으로 고속인 경우에는 상기 제2 차속 검출부(S2)가 4회의 상기 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 바탕으로 차속을 검출한다. 따라서, 도1 에 도시된 상기 제1 펄스링 회전부(10)와 마찬가지로, 저속과 고속에서 정확한 차속 연산이 가능하다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제3 펄스링을 도시한 도면이다.
도5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제3 펄스링(40)은 정원(正圓)인 펄스링 회전부(42)와 복수 개의 피치 유닛(44, 46)을 포함하고, 상기 복수 개의 피치 유닛(44, 46) 중 적어도 일부 피치 유닛(46)의 상기 펄스링 회전부(42)에 대한 설치 높이는 다른 피치 유닛(44)의 상기 펄스링 회전부에 대한 설치 높이와 다를 수 있다. 즉, 도5에 도시된 12개의 펄스 유닛 중 일부 피치 유닛(46)은 다른 피치 유닛(44) 보다 설치 높이가 상대적으로 높게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 복수 개의 피치 유닛(44, 46)과 상기 차속 센서(20)와의 상대적인 거리가 상대적인 높이 차에 대응하여 차이가 나게 되고, 따라서, 전압 펄스 진폭이 변하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제3 펄스링(40)에 의한 출력 파형은 전압 펄스 신호와 전압 펄스 진폭 변화 신호로 나타날 수 있고, 따라서 이들 파형을 검출하여 저속 및 고속에서 정밀한 속도 연산이 가능하다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제4 펄스링을 도시한 도면이다.
도6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제4 펄스링(50)은 정원(正圓)인 펄스링 회전부(52)와 복수 개의 피치 유닛(54, 56)을 포함하고, 상기 복수 개의 피치 유닛(54, 56) 중 적어도 일부 피치 유닛(56)의 상기 펄스링 회전부(52)에 대한 설치 높이는 다른 피치 유닛(54)의 상기 펄스링 회전부에 대한 설치 높이 보다 상대적으로 낮게 형성된다. 즉, 도6에 도시된 12개의 펄스 유닛 중 일부 피치 유닛(56)은 다른 피치 유닛(54) 보다 설치 높이가 상대적으로 높게 형성되어 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 시스템에 적용되는 제4 펄스링(50)에 의한 출력 파형은 전압 펄스 신호와 전압 펄스 진폭 변화 신호로 나타날 수 있고, 따라서 이들 파형을 검출하여 저속 및 고속에서 정밀한 속도 연산이 가능하다.
도10은 본 발명의 실시예에 의한 차속 검출 방법을 도시한 플로우차트이다.
도1 내지 도7 및 도10을 참조하면, 상기 제1 차속 검출부(S1)가 상기 출력부(60)의 상기 전압 펄스 신호(A)를 바탕으로 차속을 연산하여 이를 차속(S)으로 출력한다(S10).
상기 제1 차속 검출부(S1)의 신호가 설정된 제1 차속(Vhigh) 보다 큰지 판단하여(S20), 상기 제1 차속 검출부(S1)의 신호가 설정된 제1 차속(Vhigh) 보다 크지 않으면, 상기 제1 차속 검출부(S1)의 신호를 차속(S)으로 출력한다.
상기 제1 차속 검출부(S1)의 신호(S)가 설정된 제1 차속(Vhigh) 보다 크면, 상기 제2 차속 검출부(S2)는 상기 출력부(60)의 상기 전압 펄스 진폭 변화 신호(B)를 바탕으로 차속을 연산하여 이를 차속(S)으로 출력한다(S30).
상기 제1 차속(Vhigh)은 현재 차량의 속도가 상대적으로 고속인지를 판단하는 임의의 속도이다.
그 후, 현재 차속(S)이 설정된 제2 차속(Vlow) 보다 작은지 판단하여(S40), 상기 제2 차속 검출부(S2)의 신호가 설정된 제2 차속(Vlow) 보다 작지 않으면, 상기 제2 차속 검출부(S2)의 신호를 차속(S)으로 출력한다.
그리고, 현재 차속이 설정된 제2 차속(Vlow) 보다 작으면, 상기 제1 차속 검출부의 신호(S1)를 차속(S)으로 출력한다.
상기 설정된 제1 차속(Vhigh)과 상기 설정된 제2 차속(Vlow)의 경계 영역에서 채터링(chattering)을 방지하기 위해 일정 히스테리시스(hysteresis)를 설정한다. 즉, 상기 설정된 제1 차속(Vhigh)은 상기 설정된 제2 차속(Vlow)보다 클 수 있고, 그 차이를 10 내지 20Km/h 정도로 설정할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법에 의하면, 저속 및 고속에서 차량의 속도를 정확하게 검출할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10, 30, 40, 50: 펄스링 12, 32, 42, 52, 54, 56: 펄스링 회전부
14, 34, 44, 46: 피치 유닛 20: 차속 센서
60: 출력부 62: 로우 패스 필터
S1: 제1 차속 검출부 S2: 제2 차속 검출부

Claims (10)

  1. 차량의 주행에 따라 회전하는 펄스링 회전부와 상기 펄스링 회전부에 일정 간격으로 구비된 복수 개의 피치 유닛을 포함하는 펄스링;
    상기 펄스링에 인접하여 구비되어, 상기 피치 유닛과의 거리에 따라 발생되는 전압 신호를 출력하는 차속 센서;
    상기 차속 센서의 전압 펄스 신호와 전압 펄스 진폭 변화 신호를 출력하는 출력부;
    상기 출력부의 전압 펄스 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제1 차속 검출부; 및
    상기 출력부의 전압 펄스 진폭 변화 신호를 바탕으로 차속을 검출하는 제2 차속 검출부;
    를 포함하되,
    상기 복수 개의 피치 유닛 중 적어도 일부는 다른 피치 유닛과 상기 차속 센서와의 인접 거리가 다른 차속 검출 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 펄스링 회전부는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 차속 검출 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 펄스링 회전부는 둥근 모서리의 다각형(polygonal with rounded corners)으로 형성된 것을 특징으로 하는 차속 검출 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 펄스링 회전부는 둥근 모서리의 사각형(square with rounded corners)으로 형성된 것을 특징으로 하는 차속 검출 시스템.
  6. 제1항에서,
    상기 펄스링 회전부는 정원(正圓)이고, 상기 복수 개의 피치 유닛 중 적어도 일부 피치 유닛의 상기 펄스링 회전부에 대한 설치 높이는 다른 피치 유닛의 상기 펄스링 회전부에 대한 설치 높이와 다른 것을 특징으로 하는 차속 검출 시스템.
  7. 제1항에서,
    상기 출력부는 로우 패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 검출 시스템.
  8. 제1항에서,
    상기 출력부는 하이 패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 검출 시스템
  9. 제1 차속 검출부의 신호를 차속으로 출력하는 단계;
    상기 제1 차속 검출부의 신호가 설정된 제1 차속 보다 큰지 판단하는 단계;
    상기 제1 차속 검출부의 신호가 설정된 제1 차속 보다 크면, 제2 차속 검출부의 신호를 차속으로 출력하는 단계;
    현재 차속이 설정된 제2 차속 보다 작은지 판단하는 단계; 및
    현재 차속이 설정된 제2 차속 보다 작으면, 상기 제1 차속 검출부의 신호를 차속으로 출력하는 단계;
    를 포함하는 상기 제1항 또는 제3항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 차속 검출 시스템의 차속 검출 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 설정된 제1 차속은 상기 설정된 제2 차속보다 큰 것을 특징으로 하는 차속 검출 방법.
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