KR101766981B1 - 회전체 감지를 위한 통합 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전체 감지를 위한 통합 센서 및 이의 진단 방법에 관한 것이다. 이를 위한, 위한 본 발명의 하나의 센서로 차량의 부품에 적용되는 2-와이어 센서와 3-와이어 센서의 기능들을 통합하여 수행하기 위한 통합 센서는 입력 터미널, 출력 터미널 및 그라운드 터미널을 포함하는 터미널부; 입력 터미널을 통해 전원을 공급받고, 홀 효과에 의해 발생한 자속 밀도 변화에 의한 홀 전압을 검출하는 홀 소자; 및 홀 소자를 통해 출력되는 홀 전압을 근거로 출력 터미널에 연결된 트랜지스터에 대한 제어 신호를 생성하는 비교기를 포함하고, 입력 터미널은 통합 센서에 기설정된 전류를 인가하는 정전류원의 일측에 연결되고, 그라운드 터미널은 상기 정전류원의 타측에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

회전체 감지를 위한 통합 센서{INTERGRATED SENSOR FOR DETECTING ROTATING OBJECT}
본 발명은 회전체 감지를 위한 통합 센서 및 이의 진단 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게 하나의 센서로, 캠 센서 및 크랭크 센서와 같은 2 와이어 타입 센서와, 트랜스미션 센서 및 휠 센서와 같은 3 와이어 타입 센서의 기능을 수행할 수 있는 통합 센서와, 통합 센서의 정상 동작 여부를 진단하는 방법에 관한 것이다.
종래의 회전체 검출 센서는 홀(Hall) 또는 MR(Magneto Resistive) 효과를 이용하는 방식으로 이루어진다. 즉, 종래의 회전체 검출 센서는 회전 시 치형 또는 극성에 따라 변화하는 자속 밀도 값을 하나의 기준값과 비교함으로써 온 또는 오프 되는 방식으로 이루어진다.
이러한 회전체 검출 센서는 자동차 분야에서도 널리 이용되고 있다. 구체적으로, 자동차 분야에서 이러한 회전체 검출 센서는 회전체의 위치를 측정하는 센서(예를 들어, 캠 센서 및 크랭크 센서)와 회전체의 회전 속도를 측정하는 센서(예를 들어, 트랜스미션 센서 및 휠 속도 센서)를 포함할 수 있다.
통상적으로, 회전체의 위치를 측정하는 센서는 3 와이어 타입의 센서가 적용되고, 회전체의 속도를 측정하는 센서는 2 와이어 타입의 센서가 적용된다. 여기서, 3 와이어 타입의 센서의 경우, 공급 전원과 관계 없이 일정한 출력 전압을 형성(배터리/제어기 전원 사용 가능)하고, 응답성이 빨라서 시동성 관련 부품에 적용되며, 커넥터 오조립에 강건한 장점을 갖는다. 그리고, 2 와이어 타입의 센서의 경우, 핀 수가 적고, 하나의 핀을 통한 전원 공급이 가능하며, 전자파 적합성(EMC) 성능이 우수한 장점을 갖는다.
반면, 3 와이어 타입 센서의 경우, 핀 수가 많고, 2개의 전원 공급이 필요한 단점이 존재하고, 2 와이어 타입 센서의 경우, 일정한 공급 전압이 요구되고, 커넥터 오조립에 불리한 단점이 존재한다. 따라서, 각 타입의 방식에 존재하는 단점을 해소할 수 있는 새로운 타입의 센서가 요구된다.
한국등록특허 제2014-0140572호(명칭: 물체의 회전을 감지하기 위한 자기장 센서)
본 발명은 2 와이어 타입 센서와 3 와이어 타입 센서의 단점을 극복하기 위해, 상기 타입의 센서들에 해당되는 센서들의 규격을 하나의 통합 센서로 통합하고, 각 타입 센서의 장점 만을 갖도록 하는 통합 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 통합 센서의 진단 기능을 강화시킴으로써, 출력 결과에 대한 상호 진단을 가능케 하는 통합 센서의 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 센서로 차량의 부품에 적용되는 2-와이어 센서와 3-와이어 센서의 기능들을 통합하여 수행하기 위한 통합 센서는 입력 터미널, 출력 터미널 및 그라운드 터미널을 포함하는 터미널부; 입력 터미널을 통해 전원을 공급받고, 홀 효과에 의해 발생한 자속 밀도 변화에 의한 홀 전압을 검출하는 홀 소자; 및 홀 소자를 통해 출력되는 홀 전압을 근거로 출력 터미널에 연결된 트랜지스터에 대한 제어 신호를 생성하는 비교기를 포함하고, 입력 터미널은 통합 센서에 기설정된 전류를 인가하는 정전류원의 일측에 연결되고, 그라운드 터미널은 상기 정전류원의 타측에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 통합 센서는 홀 소자를 통해 출력되는 홀 전압의 최소값 및 최대값을 근거로 상기 트랜지스터의 스위칭 레벨을 결정하는 처리부를 더 포함하고, 비교기는 홀 전압과 스위칭 레벨을 비교함으로써, 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 트랜지스터의 게이트 전극은 비교기에 연결되고, 트랜지스터의 드레인 전극은 처리부에 연결될 수 있다.
또한, 비교기와 트랜지스터의 연결 라인에는 접점이 형성되고, 접점의 일측은 입력 터미널에 연결되고, 접점의 타측은 정전류원의 일측에 연결될 수 있다.
또한, 제어 신호는 접점을 통해 입력 터미널과 트랜지스터 모두로 송신될 수 있다.
또한, 본 발명의 통합 센서는 타측이 입력 터미널에 연결되는 제 1 저항부; 및 그라운드 터미널이 연결된 연결 라인 상에 배치되고, 타측이 제 2 그라운드 단자에 연결되는 제 3 저항부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 통합 센서는 일측이 상기 통합 센서에 전압을 인가하는 전원 인가 단자에 연결되고, 타측이 상기 출력 터미널 및 제 1 그라운드 단자에 연결되는 제 2 저항부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 통합 센서의 이상 여부를 진단하기 위한 통합 센서 진단 방법은 파형 비교부에 의해, 입력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력되는 신호의 제 1 파형과, 출력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력되는 신호의 제 2 파형을 비교하는 단계; 및 진단부에 의해, 제 1 파형과 상기 제 2 파형의 비교 결과를 근거로, 통합 센서의 이상 여부를 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 통합 센서의 이상 여부를 진단하는 단계는, 제 1 파형과 제 2 파형 간 동기 여부를 판단함으로써 이루어지고, 제 1 파형과 제 2 파형이 동기된 경우, 통합 센서를 정상으로 판단할 수 있다.
본 발명의 통합 센서에 따르면, 2 와이어 타입 및 3 와이어 타입의 센서들에 해당되는 센서들의 규격을 하나로 통합시킴으로써, 각 타입의 센서들의 장점만을 갖는 센서를 제공할 수 있고, 2개의 타입의 센서들이 하나의 타입으로 통합되므로, 단일 사양 물량을 증대시키고 이에 따라 제조 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 통합 센서에 따르면, 상기 통합 센서의 진단 기능을 강화시킴으로써 출력 결과에 대한 상호 진단을 가능케 하고, 이에 따라 ISO 26262 규격에 맞출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서에 대한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서를 통해 출력되는 파형의 예시를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 장치에 대한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 종래기술에 따른 2 와이어 타입 및 3 와이어 타입 센서를 통해 출력되는 파형의 예시를 나타내는 그래프이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 통합 센서(100)에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)에 대한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)에 대한 블록도이다. 먼저, 도 1을 참조하자.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 기존의 2 와이어 타입 그리고 3 와이어 타입의 센서를 하나의 센서로 통합시킨 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 2 와이어 타입인 캠 센서 및 크랭크 센서의 기능뿐만 아니라, 3 와이어 타입인 트랜스미션 센서 및 휠 센서의 기능을 수행할 수 있다. 상술한 기능을 수행하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서는 크게 몸체부(10)와 터미널부(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 몸체부(10) 내부에는 도 2에 도시된 구성들이 포함될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 회전체(20)에 이격되어 배치될 수 있고, 회전 중인 회전체(20)의 투스부(21)에 따른 자속 밀도를 측정하는 기능을 한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 3개의 터미널을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 3개의 터미널은 각각 입력 터미널(111), 출력 터미널(112) 및 그라운드 터미널(113)을 나타낸다. 이제 도 2를 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(110)에 포함된 각 구성들에 대한 설명이 이루어진다.
보호 회로부(121)는 입력 터미널(111)을 통해 공급되는 전원에 있어서, 과전압, 서지 전압 및 역전압에 대한 보호 기능을 수행하는 회로들을 포함한다. 이렇게 입력 터미널(111)을 통해 공급되는 전원은 보호 회로부(121)를 거쳐 전원 안정화부(122)로 전달된다.
전원 안정화부(122)는 보호 회로부(121)를 거친 공급 전압을 분할하고 레귤레이팅하며, 레귤레이팅된 전압을 몸체부 내부에 포함된 홀 소자, 아날로그부 및 디지털부에 공급하는 기능을 한다.
홀 소자(130)는 입력 터미널(111)을 통해 전원을 공급받고, 홀 효과에 의해 발생한 자속 밀도 변화에 의한 홀 전압을 검출하는 기능을 한다. 여기서, 홀 효과는 정전류가 흐르는 전기 전도체에 수직하게 자기장이 인가될 시, 자기장의 세기에 비례하여 전기 전도체 양단 간에 홀 전압이 형성되는 현상을 나타낸다. 여기서, 홀 소자(130)에서 홀 효과를 이용하여 홀 전압을 검출하는 기술 자체는 이미 잘 알려져 있고, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있으므로, 추가적인 설명은 생략한다. 이렇게 검출된 홀 전압에 대한 신호는 증폭기(141)로 전달된다.
증폭기(141) 및 필터(143)는 홀 소자(130)로부터 출력되는 홀 전압에 대한 신호에서 홀 전압의 신호에 대한 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 신호를 증폭하는 기능을 한다. 이에 따라 해당 홀 전압의 신호에 대한 민감도를 증가시킬 수 있고, 이하에서 설명되는 트랜지스터의 제어 정밀도를 보다 높일 수 있다.
DA 변환부(142)는 처리부(190)를 통해 계산된 스위칭 레벨에 대한 신호를 아날로그 신호로 변경하는 기능을 한다. 이는 이하에서 설명되는 비교기(150)에서 수행되는 신호들의 비교를 위함이다. 그리고, 용어 스위칭 레벨은 트랜지스터의 동작 여부를 판단하는데 이용되는 기준값을 나타내고, 처리부(150)에 의해 홀 소자(130)를 통해 출력되는 홀 전압의 최소값 및 최대값을 근거로 결정될 수 있다. 이를 위해, 홀 소자(130)와 처리부(190) 사이에는 홀 소자를 통해 출력된 홀 전압의 최소값 및 최대값을 디지털로 변환하고, 변환된 값을 처리부(190)로 전달하는 AD 변환부(144)가 포함될 수 있다.
증폭기(141)를 통해 출력된 홀 전압에 대한 신호와, DA 변환부(142)를 통해 출력된 스위칭 레벨에 대한 신호는 비교기(150)로 전달된다.
비교기(150)는 홀 전압과 스위칭 레벨의 비교를 수행하고, 비교 결과를 근거로 트랜지스터(160)로 제어 신호를 전달하는 기능을 한다. 이에 따라, 홀 전압이 스위칭 레벨 이상인 경우, 트랜지스터(160)가 ON으로 동작되어 출력 터미널(112)로 출력 전압을 전달하게 된다. 반대로, 홀 전압이 스위칭 레벨 미만인 경우, 트랜지스터(160)가 OFF로 동작되어, 출력 터미널(112)에는 별도의 출력 전압이 인가되지 않게 된다.
여기서, 트랜지스터(160)는 n 채널의 오픈 드레인 구조를 가지며, 상술한 비교기(150)에서의 제어 신호에 따라 ON 또는 OFF로 동작된다. 여기서, 트랜지스터(160)의 게이트 전극은 비교기(150)에 연결되고, 트랜지스터(160)의 드레인 전극은 처리부(190)에 연결될 수 있다. 그리고, 클램핑부(183)는 트랜지스터(160)를 통해 출력 터미널(112)로 전달되는 출력 전압에서, 출력 터미널(112)에 인가될 수 있는 서지 잡음 등을 클램핑하는 기능을 한다.
또한 비교기(150)는 상술한 홀 전압 및 스위칭 레벨에 대한 신호의 안정화를 위해 히스테레시스 비교기(152)를 더 포함할 수 있다. 또한, 비교기(150)를 통해 생성되는 제어 신호는 트랜지스터(160)뿐만 아니라, 접점(p1)을 통해 입력 터미널(111)로 전달될 수 있다.
여기서, 접점(p1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 비교기(150)와 트랜지스터(160) 간의 라인과, 입력 터미널(111), 정전류원(170) 및 그라운드 터미널(113)을 연결하는 라인의 중첩 부분에 형성된다. 여기서, 정전류원(170)은 통합 센서(100)에 기설정된 전류를 인가하는 기능을 한다. 이에 따라, 입력 터미널(111)은 접점(p1)을 거쳐 정전류원의 일측에 연결되고, 그라운드 터미널(113)은 정전류원(170)의 타측에 연결될 수 있다.
상기 구조를 통해, 비교기(150)를 통해 생성된 제어 신호는 접점(p1)을 통해 트랜지스터(160)와 입력 터미널(111)로 전달될 수 있다.
일반적으로, 2 와이어 타입의 센서의 경우, 홀 소자, 비교기, 디지털 회로 및 정전류원을 포함하여 구성되고, 비교기를 통해 생성된 제어 신호를 정전류원을 거쳐 출력 터미널로 송신함으로써 센서의 출력이 이루어진다. 그리고 3 와이어 타입의 센서의 경우, 비교기를 통해 생성된 제어 신호로 트랜지스터의 동작 여부를 제어하고, 트랜지스터가 작동될 시 출력 터미널로 출력 전압을 송신함으로써 센서의 출력이 이루어진다. 여기서, 2 와이어 타입의 센서, 그리고 3 와이어 타입의 센서를 통해 출력되는 출력 전압의 파형의 예시는 도 7에 도시된다.
도 7은 2 와이어 타입 및 3 와이어 타입 센서를 통해 출력되는 파형의 예시를 나타내는 그래프이다. 도 7에 도시된 예시에서 회전체에 포함된 돌출부는 3개인 것으로 가정된다. 여기서, 돌출부의 개수에 대한 한정은 명세서의 이해를 돕기 위함이고, 돌출부의 개수는 상기 개수로 제한되지 않는다. 2 와이어 타입 센서와 3 와이어 타입 센서에 포함된 홀 소자에서는 타겟 휠 즉, 회전체의 회전에 의해 돌출부의 감지 시마다 펄스를 생성하게 된다. 여기서, 2 와이어 타입 센서와 3 와이어 타입 센서에서 출력되는 신호의 파형은 도 7에 도시된 것처럼, 신호의 출력 전압과 위상만 다를 뿐 서로 유사한 형태를 갖는다. 즉, 하나의 센서에 2개의 소자가 포함된 비방향성 센서와, 하나의 센서에 3개 이상의 소자가 포함된 방향성 센서에 있어서 그 출력들은 서로 유사한 형태를 갖는다는 것을 알 수 있다.
이제, 다시 도 2를 참조하자. 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 상기 2개의 종류의 센서들의 출력을 모두 수행하기 위해, 2 와이어 타입의 센서에 해당하는 부분의 출력은 입력 터미널(111)에서, 그리고 3 와이어 타입의 센서에 해당하는 부분의 출력은 출력 터미널(112)에서 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 상술한 2개의 센서 타입의 기능을 모두 수행할 수 있으며 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)의 출력 파형에 대한 예시는 도 4에 도시된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)를 통해 출력되는 파형의 예시를 나타내는 그래프이다. 도 4에 도시된 그래프는 도 7로 설명된 종래 기술과의 비교를 위해 회전체의 돌출부가 3개인 것으로 가정된 실험 결과를 나타내고, 실제 실험 결과 도 7에 도시된 2 와이어 타입의 센서 및 3 와이어 타입의 센서의 출력과 동일한 출력이 구현됨을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)에서 입력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력은 2 와이어 타입의 센서에 대응될 수 있고, 출력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력은 3 와이어 타입의 센서에 대응됨을 알 수 있다. 다시, 도 2를 참조하자.
또한, 비교기(150)와 트랜지스터(160)를 연결하는 라인에는 고온 및 단락 방지 회로부(123)가 더 연결될 수 있고, 고온 및 단락 방지 회로부(123)는 고온 및 단락을 방지하기 위한 보호 회로로 구성될 수 있다. 그리고, 홀 소자(130)에는 온도 보상부(181)가 연결될 수 있는데, 온도 보상부(181)는 온도 변화에 따른 자속 밀도에 대한 보상 기능을 수행하여, 홀 소자(130)로부터의 검출 정확도를 보다 높일 수 있다. 오실레이터(182)는 통합 센서(100)에 포함된 디지털 구성들을 동작 시키기 위한 기능을 한다. 이제, 도 3을 참조하자.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)에서 출력 전압을 조정하기 위한 저항부가 포함된 구성을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 통합 센서(100)는 제 1 저항부(21), 제 2 저항부(22) 및 제 3 저항부(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 저항부(21)는 입력 터미널(Vs)에 연결된다. 제 2 저항부(22)는 일측이 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)에 전압을 인가하는 전압 인가 단자(Vcc)에 연결되고, 제 1 측정 접점(cp1)을 통해 타측이 출력 터미널(Vsignal) 및 제 1 그라운드 단자(34)에 연결된다. 제 3 저항부(23)는 그라운드 터미널에 연결된 연결 라인 상에 배치되고, 타측이 제 2 그라운드 단자(35)에 연결된다. 여기서, 제 1 저항부(21) 및 제 2 저항부(22)는 3 와이어 타입의 센서 출력을 위해, 그리고 제 3 저항부(23)는 2 와이어 타입의 센서 출력을 위해, 출력을 조정하는 기능을 한다. 여기서, 도 4를 참조로 설명된 입력 터미널과 그라운드 터미널간 출력은 제 1 측정 접점(cp1)을 통해 측정된 파형 즉, 제 1 파형을 나타내고, 출력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력은 제 2 측정 접접(cp2)을 통해 측정된 파형 즉, 제 2 파형을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명된 구성 및 구조를 통해 각각 2 와이어 타입 센서 및 3 와이어 타입 센서의 출력 모두를 구현할 수 있다. 이에 따라, 입력 터미널 또는 출력 터미널에 문제가 생기더라도 차량 운행에 필요한 정보(위치 및 속도)를 제공할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 캠 센서, 크랭크 센서 또는 속도 센서의 불량은 주행 중 시동 꺼짐을 유발할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)의 경우, 두 개의 출력 중 하나의 출력만이라도 정상적으로 출력된다면, 상술한 문제점이 야기되지 않는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서(100)의 경우, 2개의 출력을 갖는 특징(도 4 참조)을 통해 상기 2개의 출력 파형을 이용하여 통합 센서(100)의 이상 진단도 수행할 수 있다. 도 5를 참조하자.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 장치(200)에 대한 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 장치(200)는 통합 센서(100)로부터의 출력 신호를 근거로 통합 센서(100)의 이상 여부를 진단하는 기능을 한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 장치(200)는 파형 비교부(210), 진단부(220) 및 출력부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 5에서, 파형 비교부(210) 및 진단부(220)는 본 발명의 설명을 위해 각각 기능별로 구분한 구성을 나타낸다. 즉, 파형 비교부(210) 및 진단부(220)는 CPU, ECU 또는 마이크로 프로세서와 같은 하나의 처리부 구성을 통해 그 기능을 수행하는 것도 가능하다.
파형 비교부(210)는 통합 센서(100)를 통해 출력되는 2개의 출력 파형을 수집하고, 이를 비교하는 기능을 한다. 상술한 바와 같이, 통합 센서(100)는 입력 터미널과 상기 그라운드 터미널 간에 하나의 신호가 출력되고, 출력 터미널과 그라운드 터미널 간에 하나의 신호가 출력된다. 이에 따라, 파형 비교부(210)는 입력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력되는 신호의 제 1 파형과, 출력 터미널과 상기 그라운드 터미널 간 출력되는 신호의 제 2 파형을 수집하고, 제 1 파형과 제 2 파형의 비교를 수행한다. 상술한 바와 같이, 2개의 파형의 경우 도 4 및 도 7을 참조로 설명한 것처럼 그 전압값은 상이하나 파형 자체는 위상만 다를 뿐 거의 동일하다. 따라서, 파형 비교부(210)를 통해 비교 작업을 연속적으로 수행하게 되면, 해당 통합 센서(100)의 이상 여부를 파악할 수 있다.
진단부(220)는 파형 비교부(210)의 비교 결과를 근거로 통합 센서(100)를 진단하는 기능 한다. 즉, 진단부(220)는 제 1 파형과 제 2 파형을 비교함으로써, 두 파형이 서로 동기되었는지 판단하고, 동기된 경우 해당 통합 센서(100)를 정상 상태로, 그렇지 않은 경우 이상 상태로 진단할 수 있다. 진단부(220)를 통한 진단 결과는 출력부(230)를 통해 조작자에게 알릴 수 있다. 이를 통해, 작업자는 추가적인 점검을 수행함으로써, 통합 센서(100)의 소손 또는 결선 등의 문제를 진단할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 장치(200)에 따르면, 통합 센서(100)에서 출력되는 신호의 파형을 이용하여 통합 센서(100)를 진단할 수 있으므로, 이는 ISO 26262가 요구하는 요구 기술에도 부합된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 방법에 대한 흐름도이다. 이하, 도 6을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서 진단 방법에 대한 설명이 이루어진다. 아래의 설명에서는 위에서 언급된 부분과 중복되는 사항은 생략하여 서술이 이루어진다.
먼저, 파형 비교부에 의해, 입력 터미널과 그라운드 터미널 간 출력되는 신호의 제 1 파형과, 출력 터미널과 상기 그라운드 터미널 간 출력되는 신호의 제 2 파형을 수집하고(S110), 2개의 파형을 비교하는 단계(S120)가 이루어진다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 센서는 2개의 신호를 출력할 수 있고, 이들 신호는 각각 2 와이어 타입의 신호와 3 와이어 타입의 신호에 대응된다.
그 후, 진단부에 의해, 제 1 파형과 제 2 파형이 서로 동기되었는지 확인하는 단계(S130)가 수행된다. 상술한 바와 같이, 제 1 파형과 제 2 파형의 경우, 전압의 크기 및 위상만 다를뿐, 서로 유사한 파형을 가진다. 이에 따라, 제 1 파형과 제 2 파형이 서로 동기되었는지, 또는 제 1 파형과 제 2 파형의 주기가 서로 일치하는지를 확인하면, 통합 센서의 이상 여부를 확인할 수 있게 된다. S130 단계에서의 판단 결과, 두 파형이 서로 동기된 것으로 판단되면, 제어는 S140 단계로 전달되어 해당 통합 센서를 정상으로 판단한다. 그렇지 않은 경우, 제어는 S150 단계로 전달되어 해당 통합 센서를 이상으로 판단한다.
그 후, S140 단계 또는 S150 단계를 통해 판단된 진단 결과를 출력부를 통해 출력하는 단계(S160)가 이루어진다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 통합 센서 110 : 터미널부
111 : 입력 터미널 112 : 출력 터미널
113 : 그라운드 터미널 121 : 보호 회로부
122 : 전원 안정화부 123 : 고온 및 단락 방지 회로부
130 : 홀 소자 141 : 증폭기
142 : DA 변환부 143 : 필터
144 : AD 변환부 150 : 비교기
160 : 트랜지스터 170 : 정전류원
181 : 온도 보상부 182 : 오실레이터
183 : 클램핑부 190 : 처리부
200 : 통합 센서 진단 장치 210 : 파형 비교부
220 : 진단부 230 : 출력부

Claims (9)

  1. 하나의 센서로 차량의 부품에 적용되는 2-와이어 센서와 3-와이어 센서의 기능들을 통합하여 수행하기 위한 통합 센서로서,
    입력 터미널, 출력 터미널 및 그라운드 터미널을 포함하는 터미널부;
    상기 입력 터미널을 통해 전원을 공급받고, 홀 효과에 의해 발생한 자속 밀도 변화에 의한 홀 전압을 검출하는 홀 소자; 및
    상기 홀 소자를 통해 출력되는 홀 전압을 근거로 상기 출력 터미널에 연결된 트랜지스터에 대한 제어 신호를 생성하는 비교기를 포함하고,
    상기 입력 터미널은 상기 통합 센서에 기설정된 전류를 인가하는 정전류원의 일측에 연결되고, 상기 그라운드 터미널은 상기 정전류원의 타측에 연결되며,
    상기 홀 소자를 통해 출력되는 홀 전압의 최소값 및 최대값을 근거로 상기 트랜지스터의 스위칭 레벨을 결정하는 처리부를 더 포함하고,
    상기 비교기는 상기 홀 전압과 상기 스위칭 레벨을 비교함으로써, 상기 제어 신호를 생성하며,
    상기 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 비교기에 연결되고, 상기 트랜지스터의 드레인 전극은 상기 처리부에 연결되며,
    상기 비교기와 상기 트랜지스터의 연결 라인에는 접점이 형성되고, 상기 접점의 일측은 상기 입력 터미널에 연결되고, 상기 접점의 타측은 상기 정전류원의 일측에 연결되는 것
    을 특징으로 하는 통합 센서.
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  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호는 상기 접점을 통해 상기 입력 터미널과 상기 트랜지스터 모두로 송신되는 것을 특징으로 하는 통합 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    타측이 입력 터미널에 연결되는 제 1 저항부; 및
    그라운드 터미널이 연결된 연결 라인 상에 배치되고, 타측이 제 2 그라운드 단자에 연결되는 제 3 저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    일측이 상기 통합 센서에 전압을 인가하는 전원 인가 단자에 연결되고, 타측이 상기 출력 터미널 및 제 1 그라운드 단자에 연결되는 제 2 저항부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 센서.
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