KR102101639B1

KR102101639B1 - 양방향 센서에 의해 공급된 신호를 프로세싱하기 위한 방법 및 대응하는 디바이스

Info

Publication number: KR102101639B1
Application number: KR1020157017016A
Authority: KR
Inventors: 제로메 호우
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 프랑스; 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2020-04-17
Also published as: KR20150090190A; CN104813585B; US9915586B2; WO2014082730A1; FR2999042B1; US20150300917A1; FR2999042A1; CN104813585A

Abstract

양방향 센서에 의해 제공된 신호(CRK)를 프로세싱하기 위한 이런 방법은 다음 단계들을 포함한다:
● 센서에 의해 제공된 신호의 모든 슬롯들을 활용하는 제1 신호(CRK_CNT)의 생성,
● 제1 통과 방향에 대응하는 슬롯들을 활용하는 제2 신호(CRK_DIR)의 생성,
● 제1 전자 컴포넌트의 입력에 제1 신호(CRK_CNT)의 연결,
● 제2 전자 컴포넌트에 제2 신호(CRK_DIR)의 연결,
● 수신된 신호들의 에지들의 제2 컴포넌트에 의한 검출,
● 상승 및/또는 하강 에지가 제1 신호 상에서 검출될 때 제2 신호(CRK_DIR) 상 에지의 존재 또는 부재의 함수로서 통과 방향의 결정,
● 에지의 각각의 검출시 제1 컴포넌트에서 미리 정의된 임계치(THMI)의 값의 변경.
상기 방법의 단계들의 각각의 구현을 위한 디바이스.

Description

양방향 센서에 의해 공급된 신호를 프로세싱하기 위한 방법 및 대응하는 디바이스{METHOD FOR PROCESSING A SIGNAL SUPPLIED BY A BI-DIRECTIONAL SENSOR AND CORRESPONDING DEVICE}

[0001] 본 발명은 양방향 센서에 의해 제공된 신호를 프로세싱하기 위한 방법뿐 아니라 그런 방법의 구현을 위한 디바이스에 관한 것이다.

[0002] 본 발명의 분야는 보다 구체적으로, 자동차의 적당한 동작을 관리하도록 엔진의 파라미터들을 결정하기 위하여, 차량, 예를 들어 자동차의 엔진 내 센서들에 의해 제공된 신호들의 관리 분야이다.

[0003] 내연 엔진 내에는 일반적으로 연소 챔버의 볼륨을 가변시키기 위한 적어도 하나의 이동 가능 피스톤이 있다. 연소 챔버들 내에 유체들의 흡입(admission) 및 배출(exhaust)은 일반적으로 적어도 하나의 캠 샤프트에 의해 제어되는 포핏 밸브(poppet valve)들의 도움으로 수행된다. 옥시던트(oxidant) 내에서 연료의 연소에 의한 연소 챔버들에서 전개된 에너지는 각각의 피스톤에 의해 크랭크 샤프트(crankshaft)로 전송된다.

[0004] 내연 엔진의 관리를 위하여, 엔진의 "페이징(phasing)"(또한 "동기화"라 불림)를 아는 것은 중요하다. 용어 "페이징"은, 엔진이 자신의 실린더들 각각에 대해 엔진 사이클의 스트로크(stroke)(4-스트로크 타입의 내연 엔진에 대해 스트로크는 흡입, 압축, 연소, 배출임)의 정밀한 결정을 지칭한다. 엔진 사이클의 스트로크 내에서 정밀한 포지션은 보통 크랭크샤프트의 포지션을 결정함으로써 확립된다. 그러나, 4-스트로크 타입의 내연 엔진에 대해, 연소 챔버 내 엔진 사이클의 지속 시간은 크랭크샤프트의 2개의 완전한 회전들에 대응한다. 따라서, 이런 타입의 내연 엔진의 페이징을 조사하기 위하여, 부가적인 정보가 필요하다. 그 다음 캠샤프트 포지션 센서에 기초하여 정보의 이런 항목을 얻는 것이 관례적이다. 실제로, 캠샤프트는 대응하는 크랭크샤프트의 회전 속도 절반에 대응하는 회전 속도를 가지며, 그러므로 완전한 4-스트로크 엔진 사이클의 지속기간에 걸쳐 단지 1회전을 회전한다.

[0005] 관례상, 크랭크샤프트에 대응하는 포지션 센서는 다수의 톱니(teeth)(타겟 상의 원점(origin)을 정의할 수 있게 하는 하나 또는 두 개의 누락된(missing) 톱니를 고려하지 않을 때, 일반적으로 36 또는 60개)를 포함하는 타겟과 협력하는 반면 캠샤프트 센서와 협력하여 사용되는 타겟은 단지 몇 개의 톱니(예를 들어 4개)만을 나타낸다. 그 다음 크랭크샤프트에 대응하는 센서에 의해 제공된 신호는 크랭크샤프트(및 그에 따른 피스톤들)의 포지션을 정밀하게 조사하기 위하여 사용된다.

[0006] 그러나, 이 센서의 신호가 결함이 있거나 노이즈가 있을 때, 품질 저하된 모드에서 캠샤프트에 대응하는 센서로부터 발생하는 신호를 사용하는 제공이 행해진다.

[0007] 크랭크샤프트 및 적어도 하나의 캠샤프트에 대응하는 센서들에 의해 제공된 신호들은 예를 들어 GTM(generic timer module)과 같은 전자 디바이스에 주입된다. 이 모듈 내에서, 디지털 위상 고정 루프(DPLL: digital phase locked loop)는 엔진 포지션의 동기화를 관리하고 각도 클럭(clock)을 생성하기 위하여 제공된다.

[0008] 엔진이 정지하는 동안, 크랭크샤프트는 엔진 정지 포지션에 대응하는 평형 포지션을 중심으로 진동한다. 그 다음 정지된 후 엔진을 빠르게 시작하는 것이 원해지면, 엔진 정지 포지션을 정밀하게 조사하는 것이 중요하다. 또한 양방향 센서들이라 불리는 신규 포지션 센서들은 한편으로는, 종래 기술의 센서들과 같이, 톱니에 대응하는 에지를 검출하는 것뿐만 아니라, 다른 한편으로, 대응하는 타겟의 회전 방향을 결정하는 것을 가능하게 한다. 디지털 위상 고정 루프에 통합된 전략은 타겟의 회전 방향에 관한 정보의 항목을 고려하고 따라서 타겟이 정지할 때 엔진의 포지션을 조사하는 것을 가능하게 한다.

[0009] 예를 들어 문헌 JP 2005 233622로부터 알려진 타입의 양방향 센서는 액티브 레벨 및 인액티브(inactive) 레벨을 나타내는 신호들을 제공한다. 액티브 레벨의 지속 시간은 타겟의 회전 방향에 좌우된다. 예를 들어, 액티브 레벨의 2배의 지속 시간은 평상시 방향의 회전에 대한 액티브 레벨의 지속 시간에 관련하여 역방향 회전 동안 선택될 수 있다. 따라서 각각의 신규 에지에 대해 대응하는 통과 방향을 결정하는 것은 가능하다. 그 다음 디지털 위상 고정 루프의 대응하는 전략은 각도 클럭의 실현을 위해 사용된다.

[0010] 그러나, 다른 원리에 따라 동작하는 양방향 센서들이 존재한다. 타겟의 회전 방향은 예를 들어 액티브 레벨 및/또는 인액티브 레벨에 대응하는 전압을 가변함으로써 신호에서 주어진다. 그런 센서는 또한, 4개의 상이한 레벨들을 포함하는 신호를 갖는 문헌 JP 2005 233622의 도 6으로부터 알려진다.

[0011] 그 다음 본 발명의 목적은, 사용된 디지털 위상 고정 루프가 액티브 레벨의 상이한 지속 시간들을 검출하도록 프로그램되는 동안, 예를 들어 액티브 레벨 및/또는 인액티브 레벨의 전압의 변동을 통해, 대응하는 타겟의 회전 방향의 표시를 제공하는 센서를 이용하여 각도 클럭을 제공하는 것을 가능하게 하는 양방향 센서에 의해 제공된 신호를 프로세싱하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 대응하는 엔진의 각도 포지션의 신뢰성 있는 결정을 수행하는 것을 가능하게 할 것이다. 게다가, 유리하게, 대응하는 전자 디바이스의 레벨에서 제공될 수정들은 제한될 것이다.

[0012] 이런 목적을 위하여, 본 발명은 양방향 센서로부터 발생하는 신호를 수신하는 제1 전자 컴포넌트의 도움으로 내연 엔진의 각도 클럭을 생성하기 위하여 타겟의 톱니의 통과를 검출하는 양방향 센서에 의해 제공된 신호를 프로세싱하기 위한 방법으로, 상기 제1 컴포넌트는, 저-레벨 세그먼트들 및 고-레벨 세그먼트들을 나타내는 신호에서, 주어진 레벨의 세그먼트 길이가 미리 정의된 임계치보다 큰지 또는 크지 않은지를 결정하기 위한 수단을 나타내고, 상기 양방향 센서에 의해 제공된 신호는 적어도 저-레벨 세그먼트들, 고-레벨 세그먼트들, 및 중간-레벨 세그먼트들을 포함하는 슬롯들 형태의 신호이고, 각각의 슬롯은 센서의 전면 타겟의 톱니의 통과에 대응하고 상기 신호는 또한 톱니의 통과 방향을 결정하는 것을 가능하게 하는 특성들을 포함한다.

[0013] 본 발명에 따라, 그런 프로세싱 방법은 다음 단계들을 포함한다:

● 센서에 의해 제공된 신호의 모든 슬롯들을 활용하지만 제1 레벨에 대응하는 세그먼트들 및 제2 레벨에 대응하는 세그먼트들만을 나타내는 제1 신호의 생성,

● 센서에 의해 제공된 신호의 슬롯들을 활용하고 센서의 전면의 톱니의 제1 통과 방향에 대응하고, 그리고 제2 통과 방향에서 타겟의 회전 동안 일정한 레벨을 나타내는 제2 신호의 생성,

● 제1 전자 컴포넌트의 입력에 제1 신호의 연결,

● 제2 전자 컴포넌트에 제2 신호의 연결,

● 제1 신호 및 제2 신호의 상승 및/또는 하강 에지들의 제2 전자 컴포넌트에 의한 검출,

● 상승 및/또는 하강 에지가 제1 신호 상에서 검출될 때 제2 신호 상 에지의 존재 또는 부재의 함수로서 통과 방향의 결정,

● 제1 신호의 상승 및/또는 하강 에지에 대한 이전 단계에서 결정된 통과 방향이 이 제1 신호의 바로 이전 상승 및/또는 하강 에지에 대해 결정된 통과 방향과 상이할 때 제1 컴포넌트에서 미리 정의된 임계치의 값의 변경, 상기 임계 값은 슬롯들의 길이가 대응하는 임계치의 하나의 동일 측 상에 항상 있도록 제1 미리 정의된 값 또는 제2 미리 정의된 값 중 어느 하나를 취할 수 있음.

[0014] 그러므로, 본 발명의 근원적인 아이디어는, 한편으로 컴포넌트와 호환 가능하게 하도록 하기 위하여 신호를 적응시키는 것과 다른 한편으로 이 컴포넌트에 의해 사용된 임계 값을 변화시키는 것이다. 이런 방식으로, 컴포넌트는 몇몇 양방향 센서들과 호환 가능하게 된다. 게다가, 첨부된 도면들을 참조하여 이후 주어진 설명으로부터 나타낸 바와 같이, 하나의 센서의 다른 센서로의 적응은 상기 적응에 필요한 하드웨어 수단의 양 및 비용을 제한하면서 행해질 수 있다.

[0015] 본 발명은 또한 상기 설명된 바와 같은 프로세싱 방법의 단계들 각각의 구현을 위한 수단을 나타내는 전자 디바이스에 관한 것이다.

[0016] 이와 같은 전자 디바이스의 일 실시예에서, 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트가 임베딩된 일반적인 타이머 모듈뿐 아니라, 제1 신호 및 제2 신호를 생성하기 위한 일반적 타이머 모듈 외부의 적어도 하나의 제3 컴포넌트가 예상될 수 있다.

[0017] 본 발명에 따른 전자 디바이스에서, 제1 컴포넌트는 예를 들어 위상 고정 루프, 특히 디지털 위상 고정 루프(DPLL)이다.

[0018] 마지막으로, 본 발명은 또한, 상기 설명된 바와 같은 전자 디바이스뿐 아니라 적어도 하나의 양방향 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내연 엔진의 관리 시스템에 관한 것이다.

[0019] 본 발명의 상세들 및 장점들은, 첨부된 개략도를 참조하여 제공되면, 다음 설명으로부터 보다 잘 나타날 것이다:
도 1은 본 발명의 구현을 위해 사용될 수 있는 일반적 타이머 모듈을 예시한다.
도 2는 도 1의 모듈의 컴포넌트에 사용된 임계 값을 예시한다.
도 3은 종래 기술의 회전 방향의 검출을 예시한다.
도 4는 양방향 센서에 의해 제공된 제1 신호 및 이 제1 신호에 기초하여 얻어진 두 개의 신호들을 예시한다.
도 5는 본 발명에서 구현될 수 있는 타겟의 톱니의 통과 방향을 결정하는 단계를 개략적으로 예시한다.
도 6은 본 발명의 구현을 위해 사용될 수 있는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 구현을 개략적으로 예시한다.

[0020] 도 1은 차후 GTM이라 불리는 일반적 타이머 모듈을 예시한다. 그런 모듈은 내연 엔진 전자 관리 시스템 내에서 사용될 수 있다. 이 모듈 내에는 대응하는 엔진의 포지션의 동기화를 관리할 뿐 아니라 각도 클럭을 생성하는 것을 담당하는 제1 컴포넌트(2)가 있다. 이 제1 컴포넌트(2)는 예를 들어 또한 DPLL이라 불리는 디지털 위상 고정 루프가다.

[0021] 제1 컴포넌트(2)는 종래 기술로부터 알려져 있다. 제1 컴포넌트(2)는 일반적으로 대응하는 엔진에 임베딩된 센서들(표현되지 않음)로부터 발생하는 두 개의 신호들을 수신한다. 제1 신호는 엔진의 크랭크샤프트에 고정된 치형 타겟과 연관된 센서로부터 발생한다. 그런 타겟은 일반적으로 36 또는 60개의 톱니(타겟 상의 원점을 정의하는 불연속점을 도입할 수 있게 하는 하나 또는 두 개의 누락된 톱니는 고려하지 않음)를 포함하여, 상기 크랭크샤프트의 포지션을 정의하기 위해 정밀한 신호를 도출시킨다. 제1 컴포넌트(2)와 함께 종래 기술에 사용된 제2 신호는 예를 들어 엔진의 캠샤프트와 함께 회전하는 타겟과 연관된 센서로부터 발생하는 덜 정밀한 신호이다. 그러나, 캠샤프트의 회전 속도가 크랭크샤프트의 회전 속도의 정확하게 절반에 대응하기 때문에, 캠샤프트로부터 발생하는 수신된 신호는, 또한 내연 엔진의 "페이징" 또는 "동기화"라 불리는 720°에 걸쳐 엔진의 포지션을 조사하는 것을 가능하게 한다.

[0022] 특정 엔진들에 대해, 엔진이 정지될 때, 엔진의 포지션을 정밀하게 조사하는 것이 필요하다. 이제, 엔진이 정지할 때, 크랭크샤프트는 궁극적으로 정지할 그의 평형 포지션을 중심으로 기계적으로 진동한다. 그 다음 크랭크샤프트는 일방향으로 그리고 그 다음 다른 방향으로 교대로 회전한다.

[0023] 관례상, 차후 설명에서, 운용할 때 엔진의 회전 방향에 대응하는 회전 방향은 순(또는 FW) 회전 방향으로 불릴 것이다. 회전의 반대 방향은 역(또는 BW) 회전 방향으로 불릴 것이다.

[0024] 정지될 때 엔진의 포지션을 결정하기 위하여, 대응하는 센서 전면에서 통과하는 타겟의 톱니를 검출하는 것뿐 아니라 이들 톱니의 통과 방향을 결정하는 것이 요구된다. 이 목적을 위하여, 한편으로 각각의 톱니의 통과를 검출하는 것을 가능하게 하는 신호를 제공하고 그리고 다른 한편으로 대응하는 톱니의 통과 방향에 관한 표시를 제공하는 양방향 센서들이라 불리는 센서들이 존재한다.

[0025] 도 3은 양방향 센서에 의해 제공된 예시적 신호를 예시한다. 이 신호가 두 개의 상이한 타입들의 슬롯들로 형성되는 것이 주의된다. 도 3의 좌측 상에는 감소된 길이의 제1 슬롯들이 있다. 그 후 여기서 내연 엔진의 회전 방향의 변화를 가리키는 파선(4)이 있다. 이 파선(4)의 우측에, 표현된 신호의 슬롯들은 보다 큰 폭을 가진다. 따라서 좁은 슬롯들 및 넓은 슬롯들이 존재한다. 도 2는 넓은 슬롯과 좁은 슬롯의 비교를 허용한다.

[0026] 도 3에 예시된 신호의 각각의 슬롯은 제1 액티브 에지(6)를 나타낸다. 제1 액티브 에지(6)는 제1 컴포넌트(2) 내에 생성된 각도 클럭의 관리를 위하여 사용된다. 슬롯의 좌측은 그 후 대응하는 센서의 전면의 톱니의 회전 방향을 결정하기 위하여 사용된다. 제1 컴포넌트(2)는 실제로, 한편으로 제1 액티브 에지(6)를 검출하고, 다른 한편으로 슬롯의 길이를 결정하기 위하여 프로그램된다. THMI라 불리는 임계값은 제1 컴포넌트(2)의 레지스터에 레코딩된다. 슬롯의 길이가 값(THMI) 아래에 있는 한, 제1 컴포넌트는 톱니가 순 회전 방향에서 센서의 전면에서 통과된 것을 고려한다. 반대 경우에서, 톱니가 역 회전 방향에서 센서의 전면에서 통과된 것을 고려한다.

[0027] 따라서 도 3에서는 먼저 순 회전 방향에서 대응하는 센서의 전면의 3개의 톱니의 통과에 대응하는 신호를 표현했다. 파선(4)은 상기 언급된 바와 같이, 크랭크샤프트, 및 그에 따른 이와 연관된 타겟의 회전 방향의 변화를 예시한다. 그 다음 다음 톱니는 역방향으로 움직이는 센서의 전면에서 통과한다. 그러므로, 크랭크샤프트의 회전 방향의 변화 바로 직전에, 순방향들로 움직이는 센서의 전면에서 막 통과된 톱니를 처리한다. 파선(4)에 의해 예시된 방향 변화의 제1 컴포넌트에 의한 검출은 대응하는 슬롯이 제1 컴포넌트(2)에 의해 분석될 때만, 즉 실질적으로 화살표(8)에 의해 도 3에 개략적으로 예시된 시기에서만 수행된다. 도 3에 예시된 신호의 슬롯들의 제2 에지들(10)은 타겟에 대한 형상의 변화에 대응하지 않기 때문에 인액티브 에지들일 것으로 고려된다. 그러나, 이들 제2 에지들(10)은 크랭크샤프트의 회전 방향을 결정하기 위하여 사용된다.

[0028] 이런 종래 기술 검출 전략은 잘 작동한다. 그러나, 상기 설명된 것과는 상이한 동작 모드들을 가진 신규 양방향 센서들이 등장하고 있고 도 3에 도시된 것들과 상이한 형상들의 신호들을 제공하고 있다. 본 발명이 해결하기 위하여 제안하는 문제는 제1 컴포넌트(2)의 사용이 도 2 및 도 3에 예시된 것과 상이한 타입의 신호들을 이용하여 각도 클럭을 생성하게 허용하는 것이다.

[0029] 예시적이지만 비제한적인 예에 의해 신규 양방향 센서에 의해 제공된 신호들이 도 4의 신호(CRK)의 타입을 가지는 것이 가정된다. 이 신호가 슬롯들의 형태인 것이 주의된다. 그러나, 도 2 및 도 3에 예시된 신호들이 최저 레벨 및 최고 레벨만을 나타내는 반면, 도 4의 신호(CRK)는 저-레벨 세그먼트들(12), 고-레벨 세그먼트들(14) 및 중간-레벨 세그먼트들(16)을 포함하는 것이 주의된다. 저 레벨은 예를 들어 0V의 전압에 대응하고, 고 레벨은 예를 들어 5V의 전압에 대응하는 반면 중간 레벨은 2.5V의 전압에 대응할 수 있다. 신호(CRK)에서, 슬롯의 레벨에서 전압 차가 5V 정도를 가질 때, 이것은 톱니가 순 회전 방향에서 센서의 전면에서 통과하는 것을 의미한다. 슬롯의 레벨에서 전압 차가 2.5 V 정도를 가질 때, 이것은 톱니가 역 회전 방향에서 대응하는 센서의 전면에서 통과하는 것을 의미한다.

[0030] 도 4에서, 파선(4)은 크랭크샤프트의 방향 변화에 대응하는 것을 나타내었다. 센서의 함수로서, 신호의 슬롯의 액티브 에지는 제1 상승 에지, 또는 제2 하강 에지 중 어느 하나일 수 있다. 도 4에서, 액티브 에지들은 신호에 대한 화살표에 의해 라벨링된다. 여기서 신호(CRK)의 액티브 에지들이 하강 에지들인 것이 주의된다.

[0031] 이런 타입의 신호들이 제1 컴포넌트(2)에 의한 것과 같이 프로세싱될 수 없다는 것이 명확하게 주의된다. 본 발명은 그런 신호들을 상기 설명된 제1 컴포넌트(2)와 호환 가능하게 하도록 제안한다.

[0032] 여기서 도 4에서 CRK_CNT 및 CRK_DIR이라 불리는 두 개의 구별되는 신호들을 생성하기 위하여 양방향 센서에 의해 얻어진 신호를 프로세싱하는 것이 제안된다.

[0033] 제1 신호(CRK_CNT)는 신호(CRK)의 상승 에지들 및 하강 에지들 모두를 활용하고 따라서 슬롯들을 형성한다. 그러나, 여기서, 신호(CRK_CNT)가 단지 저-레벨 세그먼트들 및 고-레벨 세그먼트들을 가지는 것이 제공된다. 저 레벨은 0V의 전압에 대응할 수 있는 반면 고 레벨은 예를 들어 2.5 또는 5V의 전압에 대응할 수 있다.

[0034] 제2 신호(CRK_DIR)는 역 회전 방향에서 톱니의 통과들에 대응하는 슬롯들이 "제거"되는 것을 제외하고 신호(CRK_CNT)와 유사한 신호이다. 그러므로, 이 제2 신호(CRK_DIR)는, 크랭크샤프트가 역방향으로 회전할 때, 이 제2 신호(CRK_DIR)의 레벨이 일정하도록 한다. 도 4에 예시된 바와 같이, 신호(CRK)가 자신의 고 레벨에 있을 때 회전 방향 변화가 발생하는 경우, 일정한 레벨은 저 레벨일 수 있지만, 또한 고 레벨일 수 있다.

[0035] 제1 신호(CRK_CNT)가 제1 컴포넌트(2)의 제1 입력(18) 상에 주입되는 것이 제안된다. 제1 입력(18)은 도 3에 예시된 것의 타입의 신호를 수신하기 위하여 제공된 것이다. 그 다음 제1 신호(CRK_CNT)는 제2 컴포넌트(24) 타입의 전자 컴포넌트의 레벨에서 모듈(GTM)의 제2 입력(20) 상에 주입된다. 제2 컴포넌트(24) 타입은 지연 없이, 제1 컴포넌트(2)의 제1 입력(18) 상에 수신된 신호를 자동으로 재전송한다.

[0036] 제2 신호(CRK_DIR)는 모듈(GTM)의 제3 입력(22) 상에 주입된다. 또한 제2 신호(CRK_DIR)는 제2 컴포넌트(24) 타입의 컴포넌트의 레벨에 주입된다. 제2 컴포넌트(24) 타입의 컴포넌트는 자신의 입력에서 수신하는 신호들의 에지들을 검출하도록 의도된다. 이것은 또한 제2 입력(20)과 연관된 컴포넌트를 보류한다. 따라서, 제1 신호(CRK_DIR) 및 제2 신호(CRK_CNT) 둘 다에 대해 제2 컴포넌트들(24)은 이들 신호들 각각의 액티브 에지(여기서 이것은 상승 에지 또는 하강 에지일 수 있지만 통상적인 경우 이는 하강 에지인 것으로 표현됨)를 검출할 수 있다.

[0037] 여기서 신호들의 프로세싱을 위하여, 신호들이 만약 필요하면 필터링될 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 그 다음 필터의 지속 시간(지연)을 제한하는 것에 주의하는 것이 적당할 것이다.

[0038] 제2 컴포넌트들(24)에 의해 제공되는, 레벨에 관한 정보 항목은 도 1에서 ARU로 불리는 송신 모듈에 의해 모듈(GTM)의 시퀀서(26)에 직접 발송된다. 시퀀서(26)는 영구적으로 양방향 센서와 연관된 타겟의 톱니에 대응하는 신호(CRK)의 슬롯들의 세트를 포함하는 제1 신호(CRK_CNT) 상 액티브 에지를 기다리면서 대기한다. 시퀀서(26)에 의해 검출된, 각각의 신규 슬롯에 대해, 또는 보다 정밀하게는 각각의 액티브 에지에 대해, 각각의 액티브 에지는 제2 신호(CRK_DIR) 상에 대응하는 에지가 있는지를 검증할 것이다. 그런 에지가 제2 신호(CRK_DIR) 상에서 검출되면, 타겟의 대응하는 톱니는 순 회전 방향에서 대응하는 양방향 센서의 전면에서 통과되었다. 반대 경우, 제1 신호(CRK_CNT) 상에서 검출된 액티브 에지에 대응하는 톱니가 역방향에서 센서의 전면에서 통과되었다는 것이 고려된다.

[0039] 따라서, 방향 변화의 각각의 검출시, 시퀀서(26)는 이 시퀀서(26)와 연관된 소프트웨어 인터럽트 요청을 사용한다. 이 인터럽트 요청은 GTM 외부의 전자 컴포넌트에서 수행된다. 이 외부 컴포넌트는 예를 들어 DMA("직접 메모리 액세스(Direct Memory Access)") 타입의 컴포넌트이다. DMA 컴포넌트에서 인터럽트는 특히 도 2를 참조하여, 상기 정의된 레지스터의 값(THMI)을 가변하기 위하여 사용된 자동 전달과 연관된다.

[0040] 연관된 전자 메모리에서, 버퍼 메모리, 또는 단지 버퍼는 두 개의 값들을 포함한다. 여기서 값들(THMI_MIN 및 THMI_MAX)이 버퍼 메모리에 대한 값들로서 선택되는 것이 제안된다.

[0041] 버퍼 메모리의 제1 값, 예를 들어 THMI_MAX는 레지스터 THMI에 레코딩될 때, 항상 슬롯의 길이보다 크도록 하는 값에 대응한다. 예를 들어, 이는, 레지스터 THMI에 의해 취해질 수 있는 최대 값이다. 그 다음 디폴트로 타겟이 순방향 회전하는 것이 고려된다.

[0042] 그 다음, 제2 값(THMI_MIN)은, 그 부분에 대해, 제1 컴포넌트(2)가 모든 슬롯들을 넓은 슬롯들인 것으로 보도록, 즉 임계 폭 보다 큰 폭을 가지는 것으로 보도록 매우 작게 의도적으로 선택된 값이다. 예를 들어, THMI_MIN은 값 "1"이 주어질 수 있다(그리고 값 "0"은 전체적으로 방향 검출 전략을 비활성화하는 값으로서 유지될 수 있음). 따라서, 이런 통상적인 경우에, 상기 설명된 바와 같이, 타겟이 역 회전 방향에서 양방향 센서의 전면에서 통과하는 것이 고려된다.

[0043] 따라서, 소프트웨어 인터럽트가 요청될 때마다, DMA 타입의 컴포넌트를 통과하여, 레지스터의 값(THMI)은 순시적으로 수정되고, 따라서 값(THMI_MIN) 및 그 다음(THMI_MAX) 등으로부터 연속으로 스위칭된다. 레지스터 값(THMI)의 변경을 수행하기 위한 시간은 매우 짧고 액티브 레벨의 지속 시간보다 작게 유지된다. 따라서 이 레지스터의 값은 인액티브 에지가 상기 값을 사용하여 프로세싱되기 전에 변화된다. 마찬가지로, 검출이 인액티브 에지 상에서 이루어지면, 레지스터 값의 변화는 다음 액티브 에지에 대해 효과적일 것이다.

[0044] 제1 신호 상의 액티브 에지의 검출로부터 레지스터 값(THMI)의 변화에 관하여 설명된 모든 단계들은 순시적으로 수행되고 임의의 지연을 유발하지않는다. 그러므로, 방향 변화가 검출될 때 제1 컴포넌트(2)의 시프트 없는 업데이팅이 존재한다. 레지스터의 값(THMI)을 변경하기 위한 다른 수단이 구현될 수 있다. 예를 들어, 연관된 마이크로프로세서 내에서 프로세싱하는 소프트웨어가 고려될 수 있다. 내연 엔진 관리 시스템에서, 엔진이 정지할 때에만, 즉 매우 낮은 회전 속도에 있을 때, 및 그에 따라 소프트웨어 로딩이 적은 순간에만 역 회전 방향의 검출이 수행되기 때문에, 이러한 해결책이 고려될 수 있다.

[0045] 도 6은 시퀀서(26) 내의 방향 변화의 검출 프로세싱을 알고리즘 형태로 제시한다. 제1 단계(30)는 초기화 단계이다. 방향 검출은 시스템이 동작할 준비가 될 때만 시작된다. 엔진을 시작할 때, 엔진은 항상 순 회전 방향에 대응하는 동일한 방향으로 프로펠링(propell)된다. 그러므로, 시작시, 시퀀서(26)는 타겟이 순 회전 방향으로 회전하고 있는 것으로 고려한다. 단계(32) 동안, 이 신호에 대한 에지를 기다리는 대기시 ARU에 의해 전송된 신호(CRK_CNT)를 분석한다. 이 대기 동안 ARU는 동작 및 그에 따른 회전 방향의 검출의 중단을 요청하는 연관된 마이크로프로세서(박스 34)로부터의 커맨드를 수신할 수 있다. 그 다음 단계(36)는 크랭크샤프트의 회전 방향의 검출을 중단하기 위하여 제공된다. 이 해결책은 예를 들어 엔진이 멎는 통상적인 경우 또는 "동기화"(또는 "페이징")의 손실의 경우에 대응할 수 있다. 이 경우, 초기화 프로세스(단계 30)는 재시작된다.

[0046] 어떤 커맨드도 연관된 마이크로프로세서로부터 수신되지 않는 한, 신호(CRK_CNT)에 대한 에지의 검출이 얻어질 때까지 모니터링이 계속된다(단계 38). 이 단계(38) 동안, 시퀀서(26)는 이것이 가능한 방향 변화를 결정하기 위하여 사용된 에지인지를 검증한다. 여기서 에지는 상승 또는 하강 에지일 수 있다. 도면에 표현된 예시적인 예에서, 여기서 하강 에지들을 유지하도록 선택된다(또한 도 5를 참조함). 유지되지 않으면, 시퀀서(26)는 제1 신호(CRK_CNT) 상의 다음 에지를 대기한다(단계 32). 다른 한편, 검출된 에지가 가능한 방향 변화를 결정하기 위하여 사용된 에지이면, 신호(CRK_DIR)의 분석이 시작될 것이다. 이런 분석은, 대응하는 에지가 (약간의) 지연의 경우에도 제2 신호(CRK_DIR) 상에서 검출되는 것을 보장하기 위하여, 예를 들어 신호들 중 하나가 필터링되는 경우를 고려하면, 선택적으로 대기 단계(40)에서 시작한다. 다음 단계는 신호(CRK_DIR)의 분석 단계(42)이다. 그 다음 에지가 이 신호 상에서 검출되면(박스 44), 센서의 전면에서 톱니의 회전 방향(DIR)은 순(FW) 회전 방향이다. 반대 경우, 이 회전 방향은 역(BW) 회전 방향이다.

[0047] 양쪽 통상적인 경우들(순 또는 역 회전 방향)에서, 이에 따라 결정된 회전 방향(DIR)은 레지스터에 레코딩된 값(DIR_old)과 비교된다. 예를 들어 값 "0"은 순(FW) 회전 방향과 연관되게 제공이 이루어질 수 있는 한편 값 "1"은 역(BW) 회전 방향과 연관될 것이다.

[0048] 검출된 회전 방향이 레지스터에 저장된 회전 방향(DIR_old)에 대응하면, 회전 방향 변화가 없고 검출은 계속될 수 있다(단계 32로 리턴함).

[0049] 다른 한편, 검출된 회전 방향이 레지스터에 저장된 것(DIR_old)과 상이하면, 소프트웨어 인터럽트가 요청되고(단계 46) 이는 레지스터의 값(THMI) 변화를 유도한다. 동시에, 레지스터의 값(DIR_old)은 변경되고 새롭게 검출된 회전 방향(DIR)에 대응하는 값을 취한다. 프로세스는 단계(32)로 리턴하여 계속된다.

[0050] 도 7은 양방향 센서에 의해 제공된 신호에 기초하여 생성된 신호들의 도움으로 본 발명을 예시한다. 방향 변화들에 대응하는 점-쇄선들(4')은 이 도면에 표현되었다. 도면의 좌측 상에는, 타겟이 역방향으로 회전하는 것이 가정된다. 회전 방향들(역방향에 대해 BW 및 순방향에 대해 FW)은 도 7의 상단에 언급된다.

[0051] 신호(CRK_CNT)가 표현된다. 이는 슬롯들의 형상을 나타내고 제1 화살표는 가능한 방향 변화의 검출을 위하여 사용된 상승 에지들을 예시하고 제2 화살표들은 하강 에지들을 예시하고, 각각의 시간은 슬롯의 액티브 에지를 표현한다. 본 예시에 대해, 타겟의 톱니는 로마 문자들로 번호가 매겨졌다.

[0052] 신호(CRK_CNT) 아래에 신호(CRK_DIR)가 있다. 이 신호 상에서, 화살표는 가능한 방향 변화를 검출하기 위하여 사용된 에지들을 가리킨다. 신호(CRK_DIR) 아래에, 차트는 레지스터에 의해 취해진 값들(THMI)을 예시한다. 신호(CRK_DIR)의 도움으로 신호(CRK_CNT) 상에서 검출된 방향 변화에 대응하는 각각의 에지에 레지스터의 값(THMI)의 변화가 대응한다.

[0053] 도 7의 최종 라인은 제1 컴포넌트(2)(DPLL)에 의해 행해진 프로세싱에 대응한다. 이 제1 컴포넌트에 의해 수신된 신호는 이 컴포넌트의 제1 입력(18)에 주입된 신호(CRK_CNT)에 대응한다. 화살표들(48)은 제1 컴포넌트(2)에 의한 방향 변화의 검출을 예시한다. 이 방향 변화 검출이 하나의 톱니의 지연으로 수행되는 것이 주의된다. 방향 변화의 제1 컴포넌트(2)에 의하여 지연된 검출 때문에, 방향 변화를 검출하기 직전에 제1 컴포넌트(2)에 의해 검출된 톱니의 수를 정정하는 것이 적당하다. 이들 자동 정정들(50)은 도 7의 하단에 예시된다. 따라서, 제1 컴포넌트(2)는 수신된 신호를 올바르게 분석하고 정확한 각도 클럭을 제공할 수 있다.

[0054] 본 발명에 의해 제안된 해결책에 의해 제시된 주 장점은, 하나의 양방향 센서에 의해 제공된 타입의 신호를, 다른 양방향 센서가 제공한 다른 신호들로 프로세싱하도록 적응된 컴포넌트의 사용을 허용하는 것이다. 방향 변화를 검출하기 위한 디지털 위상 고정 루프의 내부 전략은 변경되지 않는다.

[0055] 이 적응은, 이 적응을 수행하도록 구현될 전자 수단을 제한하지 않고 본원에서 수행된다. 여기서 필요한 전자 하드웨어는 양방향 센서의 신호를 프로세싱하기 위한 수단에만 대응한다. 그런 수단은 적응된 소프트웨어 솔루션(ASIC: adapted software solution)을 통합한 전자 컴포넌트의 개발 및 제조보다 덜 비용이 든다.

[0056] 본원에서 제안된 해결책은 마이크로프로세서의 로딩에 아무런 영향을 미치지 않는 추가의 장점을 가진다. 상기 설명된 해결책은 DMA 타입의 컴포넌트와 함께, GTM(generic timer module)의 내부 자원들만을 사용한다. 이것은 또한 디지털 위상 고정 루프의 구성 변화시 지연에 관련된 제어되지 않은 비동기화의 어떠한 위험도 제거하는 중간 프로세싱을 가진 장점을 가진다.

[0057] 본원에 제안된 전략은 융통성이 있다. 이는 다양한 타입들의 양방향 센서들, 특히 가변 전압과 방향 변화의 경우 상이한 거동 타입들을 가진 다양한 타입들의 센서들에 적응할 수 있다. 게다가, 이전 설명으로부터 나온 바와 같이, 또한 하드웨어 환경에 적응할 수 있다. 여기서 이런 융통성이 ASIC("주문형 집적 회로")의 사용으로 달성될 수 없다는 것이 주의될 수 있다.

[0058] 물론, 본 발명은 비제한적 예에 의해 상기 설명된 실시예 및 언급된 이의 변형 실시예들로 제한되지 않는다. 또한 이는 본 설명에 기초하여 당업자의 범위 내에서 모든 변형 실시예들에 관련된다.

Claims

양방향 센서로부터 발생하는 신호를 수신하는 제1 전자 컴포넌트(2)를 이용하여 내연 엔진의 각도 클럭(angular clock)을 생성하기 위하여, 타겟의 톱니(teeth)의 통과를 검출하는 상기 양방향 센서에 의해 제공된 신호(CRK)를 프로세싱하기 위한 방법으로서,
상기 제1 전자 컴포넌트(2)는, 저-전압 레벨 세그먼트들 및 고-전압 레벨 세그먼트들을 나타내는 신호에서, 상기 저-전압 레벨 세그먼트들 또는 상기 고-전압 레벨 세그먼트들의 길이가 미리 정의된 임계치(THMI)보다 큰지 또는 크지 않은지를 결정하기 위해 구성되고,
상기 양방향 센서에 의해 제공된 신호(CRK)는 적어도 저-전압 레벨 세그먼트들, 고-전압 레벨 세그먼트들, 및 중간-전압 레벨 세그먼트들을 포함하는 슬롯들로 형성되고, 각각의 슬롯은 상기 양방향 센서의 전면에서의 상기 타겟의 톱니의 통과에 대응하고 상기 신호(CRK)는 또한 상기 톱니의 통과 방향을 결정하는 것을 가능하게 하는 특성들을 포함하고,
상기 프로세싱하기 위한 방법은:
상기 양방향 센서에 의해 제공된 신호(CRK)의 모든 슬롯들을 활용하지만 저-전압 레벨 세그먼트들 및 고-전압 레벨 세그먼트들만을 나타내는 제1 신호(CRK_CNT)를 생성하는 단계,
상기 양방향 센서에 의해 제공된 신호(CRK)의 슬롯들을 활용하고 상기 양방향 센서의 전면의 톱니의 제1 통과 방향에 대응하고, 그리고 제2 통과 방향으로의 타겟의 회전 동안 일정한(constant) 전압 레벨을 나타내는 제2 신호(CRK_DIR)를 생성하는 단계,
제1 전자 컴포넌트(2)의 입력에 상기 제1 신호(CRK_CNT)를 연결하는 단계,
제2 전자 컴포넌트(24)의 입력에 상기 제2 신호(CRK_DIR)를 연결하는 단계,
상기 제1 신호(CRK_CNT) 및 상기 제2 신호(CRK_DIR)의 적어도 하나의 상승 또는 하강 에지들을 상기 제2 전자 컴포넌트(24)에 의해 검출하는 단계,
상기 제1 신호 상에서 적어도 하나의 상승 또는 하강 에지가 검출될 때 상기 제2 신호(CRK_DIR) 상의 에지의 존재 또는 부재에 따라 통과 방향을 결정하는 단계, 및
상기 결정된 통과 방향이 상기 제1 신호의 직전의 에지에 대해 결정된 통과 방향과 상이할 때, 상기 제1 전자 컴포넌트(2)에서 미리 정의된 임계치(THMI)의 값을 변경하는 단계 ― 상기 임계치의 변경된 값은, 상기 미리 정의된 임계치(THMI)의 값의 변경들에 의해 형성되는 슬롯들의 길이가 각각 상기 제1 전자 컴포넌트(2)에서 상기 미리 정의된 임계치(THMI)의 동일 측 상에 항상 있도록, 최대 값으로 지칭되는 제1 미리 정의된 값 또는 최소 값으로 지칭되는 제2 미리 정의된 값 중 어느 하나를 취할 수 있음 ―
를 포함하는,
프로세싱하기 위한 방법.
제1항에 따른 방법의 단계들의 각각을 구현하기 위한 수단을 포함하는 전자 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 전자 디바이스는, 상기 제1 전자 컴포넌트(2) 및 상기 제2 전자 컴포넌트(24)가 임베딩된 GTM(generic timer module)를 포함하고, 또한 상기 제1 신호(CRK_CNT) 및 상기 제2 신호(CRK_DIR)를 생성하기 위한 상기 GTM 외부의 적어도 하나의 제3 컴포넌트를 포함하는,
전자 디바이스.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 전자 컴포넌트(2)는 위상 고정 루프(phase locked loop)인,
전자 디바이스.
내연 엔진의 관리 시스템으로서,
제2항 또는 제3항에 따른 전자 디바이스 및 적어도 하나의 양방향 센서를 포함하는,
내연 엔진의 관리 시스템.