KR101511873B1 - 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서 - Google Patents

톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR101511873B1
KR101511873B1 KR20130158170A KR20130158170A KR101511873B1 KR 101511873 B1 KR101511873 B1 KR 101511873B1 KR 20130158170 A KR20130158170 A KR 20130158170A KR 20130158170 A KR20130158170 A KR 20130158170A KR 101511873 B1 KR101511873 B1 KR 101511873B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tone wheel
teeth
wheel
tooth
tone
Prior art date
Application number
KR20130158170A
Other languages
English (en)
Inventor
유승언
김인성
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR20130158170A priority Critical patent/KR101511873B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101511873B1 publication Critical patent/KR101511873B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed
    • G01P3/54—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B7/31—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

본 발명은 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서에 관한 것이다. 본 발명은 자성을 갖는 다수의 톱니가 형성되는 톤 휠, 상기 톤 휠과 이격되어 배치되며 상기 톱니와의 사이에서 자기장을 발생시키는 자석, 상기 자기장에 따라 유도 전류를 발생시키는 센서부 및 상기 유도 전류에 기초하여 상기 톤 휠의 손상을 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 톤 휠은 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다수의 톱니가 형성되는 톤 휠에 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 형성함으로써, 톱니와의 사이에서 발생하는 유도 전류에 기초하여 톤 휠의 손상을 검출할 수 있는 장점이 있다.

Description

톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서{TONE WHEEL AND WHEEL SPEED SENSOR USING THE SAME}
본 발명은 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서에 관한 것이다.
차량의 앞 뒤의 네 바퀴에는 휠의 회전 속도를 감지하기 위한 톤 휠이 설치된다. 각각의 톤 휠은 자성을 갖는 다수의 톱니를 포함한다. 휠 속도 센서는 톤 휠과 센서와의 자력선 또는 자기장의 변화를 감지하여 컴퓨터나 차량의 전자 제어 유닛에 입력하는 기능을 수행한다.
종래의 휠 속도 센서는 톤 휠의 움직임을 감지하여 평균적인 속도를 계산한다. 따라서, 톤 휠에 오류가 발생한 경우, 저속에서는 쉽게 에러를 검출할 수 있지만 고속에서는 톤 휠에서 발생하는 오류를 검출하기 어렵다.
또한, 톤 휠의 톱니에 톱니 손상과 같은 오류가 발생할 수 있다. 그러나 종래의 톤 휠에 의하면 이러한 오류를 검출하기 어려운 문제점이 존재한다.
본 발명은 다수의 톱니가 형성되는 톤 휠에 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 형성함으로써, 톱니와의 사이에서 발생하는 유도 전류에 기초하여 톤 휠의 손상을 검출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휠 속도 센서는 자성을 갖는 다수의 톱니가 형성되는 톤 휠, 상기 톤 휠과 이격되어 배치되며 상기 톱니와의 사이에서 자기장을 발생시키는 자석, 상기 자기장에 따라 유도 전류를 발생시키는 센서부 및 상기 유도 전류에 기초하여 상기 톤 휠의 손상을 검출하는 검출부를 포함하고, 상기 톤 휠은 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다수의 톱니가 형성되는 톤 휠에 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 형성함으로써, 톱니와의 사이에서 발생하는 유도 전류에 기초하여 톤 휠의 손상을 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 속도 센서의 구성도.
도 2는 본 발명의 톤 휠과 센서부 사이에서 발생하는 전류의 파형을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 휠의 구조도.
도 4는 본 발명의 휠 속도 센서의 동작을 설명하기 위한 순서도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 속도 센서의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 휠 속도 센서는 톤 휠(102), 자석(106), 센서부(108), 검출부(110) 및 경고부(112)를 포함한다.
톤 휠(102)에는 자성을 갖는 다수의 톱니가 형성된다. 톤 휠은 주행 중인 차량의 속도를 측정하기 위하여 차량의 휠에 장착된다. 톤 휠은 휠과 함께 회전하면서 펄스 신호를 발생시킨다. ECU 또는 제어 장치는 이러한 펄스 신호를 이용하여 차량의 속도를 측정할 수 있다. 톤 휠(102)에는 다수의 톱니가 동일한 간격으로 형성되고 각각의 톱니는 자성을 가진다.
본 발명의 톤 휠(102)은 다른 톱니들과 다른 자성을 갖는 기준 톱니(104)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 기준 톱니(104)는 다른 톱니들과 다른 크기, 즉 다른 높이나 폭을 가짐으로써 자성이 달라질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 기준 톱니(104)는 다른 톱니들보다 좁은 간격으로 배치되는 제1 톱니 및 제2 톱니로 구성됨으로써 다른 톱니들과 다른 자성을 가질 수 있다.
자석(106)은 톤 휠(102)과 이격되어 배치되며 톤 휠(102)의 톱니와의 사이에서 자기장을 발생시킨다. 자석(106)은 고정되어 배치되고 톤 휠(102)은 자석(106)과 이격되어 회전한다. 톤 휠(102)로부터 일정한 높이로 돌출된 톱니로 인하여 톤 휠(102)이 회전할 때 톤 휠(102) 및 자석(106)간의 거리는 톱니의 높이만큼 변화한다. 그에 따라 톤 휠(102) 및 자석(106) 간의 자기장의 크기도 달라진다. 또한, 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니와 자석(106) 간의 자기장의 크기는 다른 톱니와 자석(106) 간의 자기장의 크기와 다르게 된다.
센서부(108)는 자기장에 따라 전류를 발생시키는 기능을 수행한다. 보다 상세하게는, 톱니가 톤 휠(102)로부터 일정한 높이로 돌출됨으로써 자석과의 거리가 달라짐에 따라 자기장도 달라진다. 이로 인하여, 톤 휠(102)의 톱니가 자석(106)을 지날 때마다 센서부(108)는 서로 다른 전류를 발생시킬 수 있다. 톤 휠(102)이 회전할 때 톤 휠(102)로부터 일정한 높이로 돌출된 톱니와 자석(106) 사이에서 발생하는 전류는 톱니와 톱니 사이를 지날 때 발생하는 전류보다 높다. 센서부(108)는 자석(106)과 톤 휠(102) 간의 거리가 달라짐에 따라 서로 다른 파형을 갖는 전류 펄스를 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 센서부(108)가 발생시키는 전류 펄스는 구형파의 파형을 가질 수 있다. 구체적으로, 톤 휠(102)이 회전하기 때문에 자석(106)과 톤 휠(102)과의 거리는 톱니의 높이만큼 반복적으로 달라진다. 전류 펄스는 톤 휠(102)과 자석(106) 간의 거리가 가장 가까울 때 가장 큰 진폭을 갖는다.
검출부(110)는 기준 톱니에서 발생하는 기준 전류의 입력 주기 동안 다른 톱니에서 발생하는 전류의 입력 횟수가 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 다르면 톤 휠에 손상이 발생했다고 판단할 수 있다. 톤 휠이 1 회전 할 때 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 대응하는 전류의 입력 횟수는 동일해야 한다. 기준 전류는 톤 휠의 1 회전을 판단하는 기준이 된다. 톱니에 손상이 발생한 경우, 톱니에 대응하는 전류의 입력 횟수는 톱니의 개수보다 작을 것이다. 그 결과, 톱니에 손상이 발생한 것을 알 수 있다.
바람직하게는, 기준 전류 펄스의 입력 주기 동안 다른 톱니에서 발생하는 전류 펄스가 감지된 횟수가 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 다르면 톤 휠에 손상이 발생했다고 판단할 수도 있다.
그 결과, 기준 톱니 또는 다른 톱니에서 발생하는 전류 또는 전류 펄스의 파형의 입력 횟수가 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 일치하는지를 판단하고 일치하지 않는다면, 톱니에 손상이 생긴 경우이므로 이를 감지할 수 있다.
경고부(112)는 톤 휠의 손상을 검출하면 경고를 표시하는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 톤 휠과 센서부 사이에서 발생하는 전류의 파형을 도시한 그래프이다. 예를 들어, 톤 휠에 다섯 개의 톱니가 포함되고 그 중 어느 하나의 톱니는 다른 톱니보다 큰 크기를 갖는 기준 톱니일 때, 기준 톱니와 자석 사이에서 발생하는 전류(202, 206)는 20 mA, 다른 톱니와 자석 사이에서 발생하는 전류(204)는 14 mA, 톤 휠이 회전함에 따라 톱니와 톱니 사이를 지날 때 발생하는 전류(208)는 7 mA이다.
톤 휠이 회전함에 따라 먼저 기준 톱니에서 발생하는 기준 전류 펄스(202)가 감지된다. 그 다음 다른 네 개의 톱니로부터 발생하는 전류 펄스가 감지된다. 톤 휠이 1회 회전하면 다시 기준 톱니에서 발생하는 기준 전류 펄스(206)가 감지된다. 본 예시에서, 기준 전류 펄스(202)와 기준 전류 펄스(206) 사이의 전류 펄스의 입력 횟수는 4 회로 톤 휠이 갖는 기준 톱니를 제외한 톱니의 개수와 동일하다. 이와 같이, 기준 전류 펄스(202)를 기준으로 다른 전류 펄스가 입력된 횟수를 톤 휠의 톱니 개수와 비교하여 톤 휠에 손상이 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 톤 휠의 구조도이다. 도 3을 참조하면, 기준 톱니(302)는 다른 톱니들과 서로 다른 높이나 폭을 가질 수 있다. 또한, 기준 톱니(304)는 톤 휠의 다른 톱니들보다 좁은 간격으로 배치되는 제1 톱니 및 제2 톱니로 구성될 수도 있다. 이와 같이, 서로 다른 높이 또는 다른 톱니들보다 좁은 간격으로 배치되는 제1 톱니 및 제2 톱니로 구성되는 기준 톱니(302, 304)는 다른 톱니들과 다른 자성을 갖는다. 그 결과, 기준 톱니에서는 다른 톱니들과 다른 전류가 발생한다. 또한, 이를 기초로 톤 휠의 손상을 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 휠 속도 센서의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4를 참조하면, 먼저 기준 톱니를 포함하는 톤 휠 및 자석 사이에서 자기장이 발생한다(402). 상술한 바와 같이 톤 휠에는 자기장을 갖는 다수의 톱니가 형성되고 톤 휠은 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 포함한다. 자석은 톤 휠과 이격되어 배치된다. 톤 휠이 회전함에 따라 자성을 갖는 톱니 또는 기준 톱니와 자석 사이에서 자기장이 발생한다.
단계(402)에 나타나 있지 않지만, 기준 톱니는 다른 톱니들과 서로 다른 크기를 갖거나 다른 톱니들보다 좁은 간격으로 배치되는 제1 톱니 및 제2 톱니로 구성됨으로써 서로 다른 자성을 가질 수 있다.
그 다음, 자기장에 따라 전류가 발생한다(404). 톤 휠에는 일정한 높이를 갖고 톤 휠로부터 돌출되는 톱니가 형성되는데, 퇸 휠이 회전할 때 톱니로 인해 톤 휠과 자석 간의 거리가 변화하며 이에 따라 톤 휠 및 자석간의 자기장의 크기도 달라진다. 즉, 톤 휠의 톱니 및 자석 사이에서 발생하는 전류는 톱니와 톱니를 지날 때 발생하는 전류보다 높다. 이러한 전류는 전류 펄스로 발생할 수 있고 전류 펄스는 파형으로 표시될 수 있다.
그 다음, 전류에 기초하여 톤 휠의 손상을 검출한다(406). 상술한 바와 같이, 기준 전류가 입력된 후 톤 휠이 회전함에 따라 그 다음 기준 전류가 입력될 때까지의 다른 톱니에서 발생하는 전류의 입력 횟수가 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 다르면 톤 휠에 손상이 발생했다고 판단할 수 있다. 바람직하게는, 기준 전류 펄스의 입력 주기 동안 다른 톱니에서 발생하는 전류 펄스가 감지된 횟수가 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 다르면 톤 휠에 손상이 발생했다고 판단할 수 있다. 이러한 판단 결과를 이용하여 톤 휠의 손상을 검출할 수 있다.
마지막으로, 손상을 검출하면 경고를 표시한다(408).
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (6)

  1. 자성을 갖는 다수의 톱니가 형성되는 톤 휠;
    상기 톤 휠과 이격되어 배치되며 상기 톱니와의 사이에서 자기장을 발생시키는 자석;
    상기 자기장에 따라 전류를 발생시키는 센서부; 및
    상기 전류에 기초하여 상기 톤 휠의 손상을 검출하는 검출부
    를 포함하고,
    상기 톤 휠은 다른 톱니와 다른 자성을 갖는 기준 톱니를 포함하며,
    상기 기준 톱니는 상기 톤 휠의 다른 톱니들보다 좁은 간격으로 배치되는 제1 톱니 및 제2 톱니를 포함하는 것을 특징으로 하는
    휠 속도 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 톤 휠의 손상을 검출하면 경고를 표시하는 경고부
    를 더 포함하는 휠 속도 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 톤 휠은
    상기 톤 휠의 다른 톱니들과 크기가 서로 다른 기준 톱니를 포함하는
    휠 속도 센서.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는
    상기 기준 톱니에서 발생하는 기준 전류의 입력 주기 동안 상기 다른 톱니에서 발생하는 전류의 입력 횟수가 상기 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 다르면 상기 톤 휠에 손상이 발생했다고 판단하는
    휠 속도 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는
    상기 기준 톱니에서 발생하는 기준 전류 펄스의 입력 주기 동안 상기 다른 톱니에서 발생하는 전류 펄스가 감지된 횟수가 상기 톤 휠에 포함되는 톱니의 개수와 다르면 상기 톤 휠에 손상이 발생했다고 판단하는
    휠 속도 센서.
KR20130158170A 2013-12-18 2013-12-18 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서 KR101511873B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130158170A KR101511873B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130158170A KR101511873B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101511873B1 true KR101511873B1 (ko) 2015-04-14

Family

ID=53034595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130158170A KR101511873B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101511873B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108918666A (zh) * 2018-04-16 2018-11-30 清华大学 一种无源敲击式材料损伤检测装置及方法
US11814055B2 (en) 2021-06-16 2023-11-14 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Direction detection using a wheel speed sensor and exciter ring

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000234940A (ja) * 1999-02-16 2000-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転位置検出装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000234940A (ja) * 1999-02-16 2000-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転位置検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108918666A (zh) * 2018-04-16 2018-11-30 清华大学 一种无源敲击式材料损伤检测装置及方法
US11814055B2 (en) 2021-06-16 2023-11-14 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Direction detection using a wheel speed sensor and exciter ring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10495700B2 (en) Method and system for providing information about a target object in a formatted output signal
US9664748B2 (en) Systems and methods for providing signal encoding representative of a signature region in a target
US10156461B2 (en) Methods and apparatus for error detection in a magnetic field sensor
CN100451555C (zh) 用于传输角度信息的方法和实施所述方法的结构布置
JP2009505062A5 (ko)
EP2918977A1 (en) Apparatus for detecting speed of motor
KR101511873B1 (ko) 톤 휠 및 이를 이용한 휠 속도 센서
JP2005038018A (ja) 歩数演算装置
JP2001143048A (ja) 歩数計
US6525529B2 (en) Method and apparatus for detecting broken teeth in a pulse signal of a wheel speed sensor for an ABS vehicle stabilization system
EP3211380B1 (en) Rotation detection device
US10254129B2 (en) Low noise zero crossing detection for indirect tire pressure monitoring
CN203337157U (zh) 计程校验处理装置和车辆
JP2015148495A (ja) 車輪速センサの異常検出装置
JP2005345192A (ja) 移動速度検出器及びその検出回路
JP2018527577A (ja) 軌条車両の速度を決定する方法
KR20180089423A (ko) 임펄스 렌치 회전 검출 방법 및 장치
KR101394053B1 (ko) 차속 검출 시스템 및 이를 이용한 차속 검출 방법
US11016150B2 (en) Method, apparatus and system for detecting stray magnetic field
JP5886608B2 (ja) 車輪回転角度検出装置
JP2009103617A (ja) 回転検出センサ
US9079261B2 (en) Detecting a relative shaft position on geared shafts
KR101405263B1 (ko) 휠 속도 감지 장치 및 그 감지 방법
JP5961503B2 (ja) ドライブレコーダ
JP2699402B2 (ja) 感震装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190325

Year of fee payment: 5