KR102577252B1 - Zero point detection method of indicating instrument for a vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 지시계의 원점 검출 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 지시계의 원점 검출 방법은, 스텝 모터의 원점 검출을 위해, 원점 검출용 임계값을 설정하기 위한 초기화를 수행하는 단계; 상기 스텝 모터의 로터를 원점 방향으로 1 stet씩 회전시키는 과정을 Nth(총 반복 횟수) 번 반복하는 한편, Nth번 반복하는 각 과정에서의 유도전압을 측정 및 누적하고, 누적된 총 유도전압을 Nth로 나눈 값을 최종적으로 상기 임계값으로 설정하는 단계; 및 상기 로터를 원점 방향으로 1 step씩 회전시켜 가면서 측정되는 각 유도전압을 상기 임계값과 비교하여, 측정된 유도전압이 상기 임계값 미만이면, 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method for detecting the origin of a vehicle indicator. An origin detection method for a vehicle indicator according to an embodiment of the present invention includes the steps of performing initialization to set a threshold for origin detection to detect the origin of a step motor; The process of rotating the rotor of the step motor by 1 stet toward the origin is repeated N th (total number of repetitions) times, while measuring and accumulating the induced voltage in each process repeated N th times, and the accumulated total induced voltage dividing by N th and finally setting the threshold value; And comparing each induced voltage measured while rotating the rotor in the direction of the origin by one step with the threshold value, and determining that the origin has been detected if the measured induced voltage is less than the threshold value.
Description
본 발명은 차량용 지시계에 관한 것으로, 상세하게는 유도전압 발생 특성을 측정하고, 측정된 유도전압 발생 특성에 맞추어 유도 전압의 임계치를 설정하여 원점 검출 시에 이용하도록 구현된 차량용 지시계의 원점 검출 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle indicator, and more specifically, to a method for detecting the origin of a vehicle indicator implemented to measure the induced voltage generation characteristics, set the threshold of the induced voltage according to the measured induced voltage generation characteristics, and use it when detecting the origin. It's about.
속도계, 연료계, 가속도계 등과 같은 차량용 지시계는 입력 값을 가리키기 위한 지침(Pointer), 지침을 움직이기 위한 스텝 모터(Step Motor) 및 스텝 모터를 제어하기 위한 마이크로 컨트롤 유닛(MCU; Micro Control Unit)을 포함한다.Vehicle indicators such as speedometer, fuel gauge, accelerometer, etc. include a pointer to indicate input value, a step motor to move the pointer, and a micro control unit (MCU; Micro Control Unit) to control the step motor. Includes.
차량용 지시계를 이루는 구성들 중 스텝 모터는 크게 로터(Rotor)와 스테터(stator)로 구성된다.Among the components that make up a vehicle indicator, the step motor largely consists of a rotor and a stator.
여기서, 로터(Rotor)는 영구자석으로 이루어져, 스테터(Stator)에 인가되는 유도 전압의 크기에 따라 일정 방향으로 소정의 각도로 회전되고, 스테터(stator)는 인가되는 유도 전압에 상응하는 자기장을 형성하여 로터(Rotor)를 회전시킨다.Here, the rotor is made of permanent magnets and rotates in a certain direction at a predetermined angle depending on the magnitude of the induced voltage applied to the stator, and the stator generates a magnetic field corresponding to the applied induced voltage. forms and rotates the rotor.
그리고, 스테터(stator)로의 유도 전압 인가는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 의해 수행된다.And, the application of induced voltage to the stator is performed by a microcontrol unit (MCU).
즉, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)이 표시하고자 하는 입력 값에 상응하는 유도 전압을 스테터(stator)에 인가하면, 스테터(stator)는 인가된 유도 전압에 상응하는 자기장을 형성한다.That is, when the microcontrol unit (MCU) applies an induced voltage corresponding to the input value to be displayed to the stator, the stator forms a magnetic field corresponding to the applied induced voltage.
그러면, 스테터(stator)에 의해 형성된 자기장에 반응하여 로터(Rotor)가 소정의 각도로 회전하고, 로터(Rotor)의 회전과 함께 지침(Pointer)도 회전한다.Then, the rotor rotates at a predetermined angle in response to the magnetic field formed by the stator, and the pointer also rotates along with the rotation of the rotor.
한편, 스텝 모터는 입력되는 전압에 따라 회전하는 것 이외의 다른 기능은 수행하지 않기 때문에, 스텝 모터를 제어하는 MCU는 스텝 모터의 현재 상태를 관리할 수 있어야 한다.Meanwhile, since the step motor does not perform any functions other than rotating according to the input voltage, the MCU that controls the step motor must be able to manage the current state of the step motor.
MCU가 스텝 모터의 상태를 관리하는 방법으로, 원점(Zero Point) 기준으로 MCU가 스텝 모터를 회전시킨 각도(Step)를 통해 스텝 모터의 상태를 관리하는 방법이 많이 이용된다.As a method for the MCU to manage the state of the step motor, the method of managing the state of the step motor through the angle (step) at which the MCU rotates the step motor relative to the origin (Zero Point) is often used.
따라서, MCU는 스텝 모터를 제어하기 전에 스텝 모터를 원점으로 이동시킬 필요가 있으며, 스텝 모터를 원점으로 이동시킨 후에는, 스텝 모터가 원점으로 이동되었는지를 확인할 필요가 있다.Therefore, the MCU needs to move the step motor to the origin before controlling the step motor, and after moving the step motor to the origin, it needs to check whether the step motor has been moved to the origin.
이와 같이 스텝 모터가 원점으로 이동되었는지를 확인하는 것을 원점 검출(Zero Point Detection, ZPD)라고 한다.In this way, checking whether the step motor has moved to the origin is called zero point detection (ZPD).
원점 검출(ZPD)을 위한 대표적인 방법으로는, 스텝 모터의 로터가 회전함에 따라 발생하는 유도 전압(유도기전력(EMF, Electromotive force) 혹은 역기전력(Back EMF)라고도 함)을 측정하도록 구성된 회로를 이용하는 방법이 있다.A representative method for origin detection (ZPD) is to use a circuit configured to measure the induced voltage (also called electromotive force (EMF) or back EMF) generated as the rotor of the step motor rotates. There is.
이때, 회로에 의해 측정된 유도 전압이 임계 값(Threshold) 이하인 경우에 스텝 모터가 원점에 도달한 것으로 판단하게 된다.At this time, when the induced voltage measured by the circuit is below the threshold, it is determined that the step motor has reached the origin.
종래 원점 검출 기술에서 사용되는 원점 도달을 판단하는 척도인 임계 값(Threshold)은 로터의 회전에 의한 유도 전압 값을 주로 사용하며, 제품 생산 시에 계측되어 고정되는 값이다.Threshold, a measure used in conventional origin detection technology to determine whether the origin has been reached, is mainly used as an induced voltage value due to the rotation of the rotor, and is a value that is measured and fixed during product production.
그러나, 로터의 회전에 따른 유도 전압값의 크기 및 변화량은 지시계의 주변 환경(온도, 습도 등) 및 제품별 편차 등에 따라 변할 수 있으며, 이에 따라 원점 검출에 실패할 가능성이 있다.However, the magnitude and amount of change in the induced voltage value as the rotor rotates may vary depending on the indicator's surrounding environment (temperature, humidity, etc.) and product-specific deviations, and as a result, origin detection may fail.
예를 들어, 원점 검출에 실패한 경우로서, 스텝 모터가 실제로 원점에 도달하였으나, 측정된 유도 전압값이 임계값 이상으로 측정되는 경우, 혹은 스텝 모터가 원점에 도달하기 전에 유도 전압값이 임계값 이하로 측정되는 경우 등이 있다.For example, when origin detection fails, the step motor actually reaches the origin, but the measured induced voltage value is measured above the threshold, or the induced voltage value falls below the threshold before the step motor reaches the origin. There are cases where it is measured.
따라서, 원점 검출에 대한 실패를 방지하기 위해서는, 임계값이 매 원점 검출을 수행하는 시점에 새로 설정될 필요가 있다.
Therefore, in order to prevent failure in origin detection, the threshold needs to be newly set at the time of performing origin detection.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 유도전압 발생 특성을 측정하고, 측정된 유도전압 발생 특성에 맞추어 유도 전압값 임계치를 설정하여 원점 검출 시에 이용하도록 구현된 차량용 지시계의 원점 검출 방법을 제공함에 있다.
Therefore, the present invention was proposed to solve the problems of the prior art as described above. The purpose of the present invention is to measure the induced voltage generation characteristics, set the induced voltage value threshold according to the measured induced voltage generation characteristics, and set the origin. The aim is to provide a method for detecting the origin of a vehicle indicator implemented for use during detection.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 지시계의 원점 검출 방법은, 차량용 지시계의 원점 검출 방법에 있어서, 스텝 모터의 원점 검출을 위해, 원점 검출용 임계값을 설정하기 위한 초기화를 수행하는 단계; 상기 스텝 모터의 로터를 원점 방향으로 1 stet씩 회전시키는 과정을 Nth(총 반복 횟수) 번 반복하는 한편, Nth번 반복하는 각 과정에서의 유도전압을 측정 및 누적하고, 누적된 총 유도전압을 Nth로 나눈 값을 최종적으로 상기 임계값으로 설정하는 단계; 및 상기 로터를 원점 방향으로 1 step씩 회전시켜 가면서 측정되는 각 유도전압을 상기 임계값과 비교하여, 측정된 유도전압이 상기 임계값 미만이면, 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the origin detection method of a vehicle indicator according to an embodiment of the present invention is an initialization method for setting a threshold for origin detection for detecting the origin of a step motor. performing steps; The process of rotating the rotor of the step motor by 1 stet toward the origin is repeated N th (total number of repetitions) times, while measuring and accumulating the induced voltage in each process repeated N th times, and the accumulated total induced voltage dividing by N th and finally setting the threshold value; And comparing each induced voltage measured while rotating the rotor in the direction of the origin by one step with the threshold value, and determining that the origin has been detected if the measured induced voltage is less than the threshold value.
상기 초기화를 수행하는 단계는, 상기 로터를 원점 반대 방향으로 상기 Nth 만큼 회전시키고, 상기 임계값 설정에 사용될 변수 N(현재 반복 횟수)과 Vth(현재 임계값)를 0으로 초기화시키는 것을 포함한다.The step of performing the initialization includes rotating the rotor by the N th amount in the direction opposite to the origin, and initializing the variables N (current repetition number) and V th (current threshold) to be used to set the threshold to 0. do.
상기 임계값으로 설정하는 단계는, 상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계; 상기 로터가 원점 방향으로 1 step 회전하는 동안 발생한 유도전압을 측정하는 단계; 측정된 유도전압을 상기 현재 임계값에 더하여, 현재 임계값을 재설정하고, 상기 현재 반복 횟수에 1을 더하여, 현재 반복 횟수를 재설정하는 단계; 재설정된 현재 반복 횟수를 상기 총 반복 횟수와 비교하여, 상기 재설정된 현재 반복 횟수가 상기 총 반복 횟수보다 작은지를 판단하는 단계; 및 상기 현재 반복 횟수가 상기 총 반복 횟수보다 작지 않으면, 재설정된 현재 임계값을 상기 총 반복 횟수로 나눈 값을 원점 검출을 위한 임계값으로 설정하는 단계를 포함한다.Setting the threshold value includes rotating the rotor 1 step toward the origin; Measuring the induced voltage generated while the rotor rotates one step toward the origin; adding the measured induced voltage to the current threshold to reset the current threshold, and adding 1 to the current repetition number to reset the current repetition number; Comparing the reset current number of repetitions with the total number of repetitions, and determining whether the reset current number of repetitions is less than the total number of repetitions; And if the current number of repetitions is not less than the total number of repetitions, setting the reset current threshold divided by the total number of repetitions as a threshold for origin detection.
상기 임계값으로 설정하는 단계는, 상기 재설정된 현재 반복 횟수가 상기 총 반복 횟수보다 작으면, 상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계를 수행하는 단계를 더 포함한다.The step of setting the threshold further includes performing a step of rotating the rotor 1 step toward the origin if the reset current number of repetitions is less than the total number of repetitions.
상기 원점 검출을 위한 임계값으로 설정하는 단계는, 재설정된 현재 임계값을 상기 총 반복 횟수로 나눈 값에 기 설정된 가중치를 곱한 값을 원점 검출을 위한 임계값으로 설정하는 것을 포함한다.The step of setting the threshold for origin detection includes setting the reset current threshold divided by the total number of repetitions multiplied by a preset weight as the threshold for origin detection.
상기 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계는, 상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계; 상기 로터가 원점 방향으로 1 step 회전하는 동안 발생한 유도전압을 측정하는 단계; 측정된 유도전압을 상기 임계값과 비교하여, 측정된 유도 전압이 상기 임계값보다 작은지를 판단하는 단계; 및 상기 측정된 유도 전압이 상기 임계값보다 작으면, 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.The step of determining that the origin has been detected includes rotating the rotor 1 step toward the origin; Measuring the induced voltage generated while the rotor rotates one step toward the origin; Comparing the measured induced voltage with the threshold value and determining whether the measured induced voltage is less than the threshold value; and determining that the origin has been detected if the measured induced voltage is less than the threshold.
상기 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계는, 상기 측정된 유도 전압이 상기 임계값보다 작지 않으면, 상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계를 수행하는 단계를 더 포함한다.
The step of determining that the origin has been detected further includes performing a step of rotating the rotor 1 step toward the origin if the measured induced voltage is not less than the threshold.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량용 지시계에 있어서의 원점 검출에 이용되는 임계값이 원점 검출 전에 설정되고, 설정된 임계값을 바탕으로 원점 검출이 수행된다.According to this embodiment of the present invention, a threshold value used for origin detection in a vehicle indicator is set before origin detection, and origin detection is performed based on the set threshold value.
즉, 기존에는 한 번 설정된 임계값은 제품 생산 시에 설정된 후에는 고정되는 값이었으나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 원점 검출 전에 항시 임계값이 설정된다.That is, conventionally, the threshold value once set was a fixed value after being set during product production, but according to an embodiment of the present invention, the threshold value is always set before detecting the origin.
따라서, 차량용 지시계의 동작 환경(온도, 습도 등)이나, 제품 편차와 같은 환경 요인이 변경되더라도, 현재의 조건 하에서 설정된 임계값을 바탕으로 원점 검출이 이루어지기 때문에, 원점 검출 실패 확률을 줄일 수 있고, 원점 검출의 정확도를 높일 수 있다.Therefore, even if the operating environment of the vehicle indicator (temperature, humidity, etc.) or environmental factors such as product deviation change, the origin detection is performed based on the threshold value set under the current conditions, reducing the probability of origin detection failure. , the accuracy of origin detection can be increased.
또한, 제품 생산 과정에서 제품별 유도전압 임계치를 측정 및 입력하는 과정을 생략할 수 있기 때문에, 공정 단계 및 공정 시간을 줄일 수 있다.Additionally, since the process of measuring and entering the induced voltage threshold for each product can be omitted during the product production process, process steps and process time can be reduced.
이에 더하여, 스텝 모터가 바뀌는 등 제품 특성이 변경되더라도, 원점 검출용 임계값을 설정하기 위한 소프트웨어 코드는 변경되지 않기 때문에, 소프트웨어 재사용성이 높아지고, 제품 개발 및 유지보수 비용이 감소된다.
In addition, even if product characteristics change, such as when the step motor changes, the software code for setting the threshold for origin detection does not change, thus increasing software reusability and reducing product development and maintenance costs.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계의 임계값 설정 과정과 원점 검출 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 순서에 따라 차량용 지시계의 임계값을 설정하고, 설정된 임계값을 바탕으로 원점을 검출하는 경우에 있어서의 로터의 동작에 따른 지침 위치를 도시한 일례이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계가 원점 검출용 임계값을 설정하는 과정을 구체적으로 도시한 순서도이다.1 is a diagram showing the configuration of a vehicle indicator according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart for explaining the threshold setting process and origin detection process of a vehicle indicator according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an example showing the pointer position according to the operation of the rotor when the threshold value of the vehicle indicator is set according to the procedure shown in FIG. 2 and the origin is detected based on the set threshold value.
Figure 4 is a flowchart specifically illustrating a process in which a vehicle indicator sets a threshold for origin detection according to a preferred embodiment of the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.Regarding the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural and functional descriptions are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms and are not included in the text. It should not be construed as limited to the described embodiments.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “바로 ~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be “connected” or “connected” to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as “between” and “immediately between” or “neighboring” and “directly adjacent to” should be interpreted similarly.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of a disclosed feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or numbers, It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
Meanwhile, if an embodiment can be implemented differently, functions or operations specified within a specific block may occur differently from the order specified in the flowchart. For example, two consecutive blocks may actually be performed substantially simultaneously, or the blocks may be performed in reverse depending on the functions or operations involved.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계 및 그 원점 검출 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a vehicle indicator and its origin detection method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a vehicle indicator according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 지시계(100)는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU; Micro Control Unit, 110), 스텝 모터(130, 이하 ‘모터’)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
상기 MCU(110)는 기능 수행을 위한 적어도 하나 이상의 프로세서와 기능 수행에 필요한 정보 혹은 수행 결과를 저장하는 메모리를 포함한다.The
구체적으로, 상기 MCU(110)는 모터(130)에 대한 원점 검출을 수행하기 전에, 모터(130)에 대한 원점 검출 시에 이용되는 임계값(Vth)을 설정하고, 설정된 임계값(Vth)을 기준으로 하여 모터(130)에 대한 원점 검출을 수행한다.Specifically, before performing origin detection for the
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 MCU(110)는 종래의 MCU의 기능에 더하여, 원점 검출용 임계값(Vth)을 설정하는 기능을 수행한다.That is, the
상기 MCU(110)는 모터(130)의 동작을 제어하기 위해 유도 전압을 모터(130)에 인가하는데, 유도 전압 인가를 이용하여 MCU(110)가 모터(130)를 제어하는 방법은 기 공지된 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
다만, 상기 MCU(110)의 임계값(Vth) 설정 방법 및 원점 검출 방법과 관련된 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.However, detailed descriptions related to the threshold value (Vth) setting method and origin detection method of the
한편, 상기 모터(130)는 차량용 지시계에 일반적으로 사용되는 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고 간단하게 살펴보기로 한다.Meanwhile, the
상기 모터(130)는 스테터(131) 및 로터(133)로 구성되고, 로터(133)에는 지침(135)이 연결되어 있으며, MCU(110)의 제어에 따라 동작한다.The
상기 스테터(131)는 MCU(110)로부터 인가되는 유도 전압에 상응하여 로터(133)의 회전을 위한 자기장을 형성한다.The
상기 로터(133)는 영구자석으로 이루어지며, 스테터(131)에 의해 형성되는 자기장의 영향을 받아 소정의 각도로 회전하며, 특히 자기장의 세기에 상응하여 회전한다.The
상기 지침(135)은 로터(133)에 연동되어 회전되는 것으로, 로터(133)의 회전과 함께 회전되어 유도 전압에 상응하는 값을 지칭한다.
The
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계의 구성에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계가 원검 검출에 이용되는 임계값을 설정하는 과정과 설정된 임계값을 이용하여 원점을 검출하는 과정에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
In the above, we looked at the configuration of a vehicle indicator according to a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, we will look in detail at the process of setting the threshold value used for detecting the original point by the vehicle indicator according to a preferred embodiment of the present invention and the process of detecting the origin using the set threshold value.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계의 임계값 설정 과정과 원점 검출 과정을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining the threshold setting process and origin detection process of a vehicle indicator according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 순서에 따라 차량용 지시계의 임계값을 설정하고, 설정된 임계값을 바탕으로 원점을 검출하는 경우에 있어서의 로터의 동작에 따른 지침 위치를 도시한 일례이다.FIG. 3 is an example showing the pointer position according to the operation of the rotor when the threshold value of the vehicle indicator is set according to the procedure shown in FIG. 2 and the origin is detected based on the set threshold value.
도 2에 도시된 동작은 도 1을 참조하여 살펴본 차량용 지시계(100)에 의해 수행될 수 있는 것으로서, 특히 차량용 지시계(100)의 MCU(110)에 의해 수행될 수 있다.The operation shown in FIG. 2 can be performed by the
도 2 및 3을 참조하면, MCU(110)는 스텝 모터(130)의 원점 검출용 임계값을 설정하기 위한 초기화를 수행한다(S200).Referring to FIGS. 2 and 3, the
상기 단계 S200에서의 초기화 과정에는 로터(133)를 원점 반대 방향으로 Nth step 회전시키는 것(S201)과, 원점 검출용 임계값 설정에 사용될 변수 N과 Vth를 0으로 초기화시키는 것(S202)이 포함될 수 있다.The initialization process in step S200 includes rotating the rotor 133 N th steps in the direction opposite to the origin (S201), and initializing the variables N and V th to be used to set the threshold for origin detection to 0 (S202). This may be included.
여기서, 상기 Nth는 임계값을 구하기 위한 과정의 총 반복 횟수로서, 임계값을 구하는 과정이 Nth번 반복된 후에 최종적으로 임계값을 설정하게 된다. 그리고, 상기 N은 임계값 구하는 과정의 현재 반복 횟수이고, Vth는 현재 유도전압 임계값이다.Here, N th is the total number of repetitions of the process for finding the threshold, and the threshold is finally set after the process for finding the threshold is repeated N th times. And, N is the current number of repetitions of the process of calculating the threshold, and V th is the current induced voltage threshold.
예를 들어, 상기 단계 S201에서와 같이 로터(133)를 원점 반대 방향으로 Nth step 회전시키게 되면, 도 3에서와 같이 지침(135)은 제 1 위치(P1)에 위치하게 된다.For example, when the
한편, 본 실시 예에서는 단계 S201이 수행된 후에 단계 S202가 수행되나, 이와는 반대로, 단계 S202가 수행된 이후에 단계 S201이 수행될 수도 있다. 또한, 상기 단계 S201과 S202는 병렬적으로 수행될 수도 있다.Meanwhile, in this embodiment, step S202 is performed after step S201, but on the contrary, step S201 may be performed after step S202. Additionally, steps S201 and S202 may be performed in parallel.
상기 단계 S200에 따라 초기화 과정을 수행한 후, MCU(110)는 로터(133)를 원점 방향으로 1 stet씩 회전시키는 과정을 Nth번 반복하는 한편, Nth번 반복하는 각 과정에서의 유도전압(Vth1, Vth2, ... VthN)을 측정 및 누적하고, 누적된 총 유도전압(Vth1 + Vth2 + ... + VthN)을 Nth로 나눈 값을 최종적으로 원점 검출용 임계값(Vth)으로 설정한다(S210).After performing the initialization process according to step S200, the
예를 들어, 상기 단계 S210에서와 같이 로터(133)를 원점 방향으로 1 step씩 회전시키는 과정을 Nth번 반복하게 되면, 도 3에서와 같이 지침(135)은 제 2 위치(P2)에 위치하게 된다.For example, if the process of rotating the
상기 단계 S210에서의 원점 검출용 임계값을 설정하는 구체적인 과정은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.The specific process of setting the threshold for origin detection in step S210 will be described later with reference to FIG. 3.
상기 단계 S210에 따라 원점 검출용 임계값(Vth)을 설정한 후, MCU(110)는 로터(133)를 원점 방향으로 1 step씩 회전시켜 가면서 측정되는 각 유도전압을 임계값(Vth)과 비교하여, 유도전압이 임계값(Vth) 미만이면, 원점이 검출된 것으로 판단한다(S220).After setting the threshold value (V th ) for origin detection in step S210, the
구체적으로, 상기 단계 S220에서의 원점 검출 과정은 MCU(110)가 로터(133)를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계(S221), 로터(133)가 1 step 회전된 상태에서 유도전압을 측정하는 단계(S222), 측정된 유도전압을 임계값(Vth)과 비교하여, 측정된 유도 전압이 임계값(Vth)보다 작은지를 판단하는 단계(S223)를 포함한다.Specifically, the origin detection process in step S220 involves the
그리고, 상기 단계 S223에서의 판단 결과, 측정된 유도 전압이 임계값(Vth)보다 작으면(S223-예), MCU(110)는 원점이 검출된 것으로 판단한다(S224).And, as a result of the determination in step S223, if the measured induced voltage is less than the threshold value (V th ) (S223 - Yes), the
예를 들어, 상기 단계 S223에서와 같이 원점이 검출된 경우에, 도 3에서와 같이 지침(135)은 제 3 위치(P3)에 위치하게 된다.For example, when the origin is detected as in step S223, the
반면, 상기 단계 S223에서의 판단 결과, 측정된 유도 전압이 임계값(Vth)보다 작지 않으면(S223-아니오), MCU(110)는 단계 S221를 진행한다.
On the other hand, as a result of the determination in step S223, if the measured induced voltage is not less than the threshold value (V th ) (S223-No), the
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 지시계가 원점 검출용 임계값을 설정하는 과정을 구체적으로 도시한 순서도이다.Figure 4 is a flowchart specifically illustrating a process in which a vehicle indicator sets a threshold for origin detection according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 순서는 도 2에 있어서의 단계 S210를 세부적으로 나타낸 것으로서, 단계 S200에 따라 초기화 과정이 수행된 후 이루어진다.The sequence shown in FIG. 4 shows step S210 in FIG. 2 in detail, and is performed after the initialization process is performed according to step S200.
상기 단계 S200에 따라 초기화 과정이 완료되면, MCU(110)는 로터(133)를 원점 방향으로 1 step 회전시킨다(S211).When the initialization process is completed in step S200, the
상기 단계 S2110에 따라 로터(133)가 원점 방향으로 1 step 회전된 상태에서, MCU(110)는 유도전압을 측정한다(S212).With the
그리고, MCU(110)는 현재의 유도전압 임계값에 단계 S212에서 측정된 유도전압을 더하여 유도전압 임계값을 재설정하고, 현재의 반복 횟수에 1을 더하여 반복 횟수를 재설정한다(S213).Then, the
상기 단계 S213에 따라 현재의 유도전압 임계값과 현재의 반복 횟수를 재설한 후, MCU(110)는 현재의 반복 횟수를 총 반복 횟수와 비교하여, 재설정된 반복 횟수가 총 반복 횟수보다 작은지를 판단한다(S214).After re-establishing the current induced voltage threshold and the current number of repetitions according to step S213, the
상기 단계 S214에서의 판단 결과, 현재의 반복 횟수가 총 반복 횟수보다 작지 않으면(S214-아니오), MCU(110)는 재설정된 유도전압 임계값을 총 반복 횟수로 나눈 값을 원점 검출용 임계값으로 설정한다(S215).As a result of the determination in step S214, if the current number of repetitions is not less than the total number of repetitions (S214-No), the
반면, 상기 단계 S214에서의 판단 결과, 현재의 반복 횟수가 총 반복 횟수보다 작으면(S214-에), MCU(110)는 단계 S211를 진행한다.On the other hand, as a result of the determination in step S214, if the current number of repetitions is less than the total number of repetitions (at S214-), the
한편, 하드웨어(ex, ADC)를 통해 입력되어 소프트웨어 상에서 값이 측정되는 유도 전압은 기구적 혹은 하드웨어/소프트웨어적 특성으로 인하여 항상 일정한 값을 갖는 것은 아니다.Meanwhile, the induced voltage that is input through hardware (ex, ADC) and whose value is measured in software does not always have a constant value due to mechanical or hardware/software characteristics.
따라서, 상기 단계 S211 ~ S215에 따라 원점 검출용 임계값이 설정되더라도, 설정된 원점 검출용 임계값이 로터(133)가 원점에 도달하기 전에 발생하는 유도전압의 값보다 항상 작다는 것이 보장되지 않을 수도 있다.Therefore, even if the threshold for origin detection is set according to steps S211 to S215, it may not be guaranteed that the set threshold for origin detection is always smaller than the value of the induced voltage that occurs before the
즉, 원점 검출용 임계값이 너무 높으면, 로터(133)가 원점에 도달하지 않았음에도 불구하고, MCU(110)가 로터(133)가 원점에 도달한 것으로 오 판단하는 경우가 발생한다.That is, if the threshold for detecting the origin is too high, the
반대로, 원점 검출용 임계값이 너무 낮으면, 로터(133)가 원점에 도달했음에도 불구하고, MCU(110)가 로터(133)가 원점에 도달하지 않은 것으로 오 판단하는 경우가 발생한다.Conversely, if the threshold for detecting the origin is too low, the
이에, 단계 S215에 따라 원점 검출용 임계값을 설정하는 경우에, MCU(110)는 재설정된 유도전압 임계값을 총 반복 횟수로 나눈 값에 소정의 가중치를 곱한 값(ex, 40~50%)을 원점 검출용 임계값으로 설정할 수도 있다.Accordingly, when setting the threshold for origin detection in step S215, the
이때, 원점 검출용 임계값의 설정에 이용되는 가중치는 기구적 혹은 하드웨어/소프트웨어적 특성의 영향에도 불구하고, MCU(110)가 로터(133)가 원점에 도달하였는지에 대해 오판하지 않도록 적절하게 원점 검출용 임계값을 설정하도록 결정되어야 한다. At this time, the weight used to set the threshold for origin detection is used to properly detect the origin so that the
장치마다 특성이 다르기 때문에, 원점 검출용 임계값의 설정에 이용되는 가중치는 반복적인 실험 결과를 바탕으로 결정될 수 있으며, 특정 값에 국한되지 않는다.
Since the characteristics of each device are different, the weight used to set the threshold for origin detection can be determined based on the results of repeated experiments and is not limited to a specific value.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 차량용 지시계 및 이의 원점 검출 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.As described above, the vehicle indicator and its origin detection method according to the present invention have been described according to embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, and is not intended to be used by those skilled in the art. It can be implemented with various alternatives, modifications, and changes within the scope of self-evidentity.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Accordingly, the embodiments described in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the attached drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.
100 : 차량용 지시계
110 : 마이크로 컨트롤 유닛
130 : 스텝 모터
131 : 스테터
133 : 로터
135 : 지침100: Vehicle indicator
110: microcontrol unit
130: step motor
131: stator
133: rotor
135: Instructions
Claims (7)
스텝 모터의 원점 검출을 위해, 원점 검출용 임계값을 설정하기 위한 초기화를 수행하는 단계;
상기 스텝 모터의 로터를 원점 방향으로 1 stet씩 회전시키는 과정을 Nth번 반복하는 한편, Nth(총 반복 횟수) 번 반복하는 각 과정에서의 유도전압을 측정 및 누적하고, 누적된 총 유도전압을 Nth로 나눈 값을 최종적으로 상기 임계값으로 설정하는 단계; 및
상기 로터를 원점 방향으로 1 step씩 회전시켜 가면서 측정되는 각 유도전압을 상기 임계값과 비교하여, 측정된 유도전압이 상기 임계값 미만이면, 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.In the method of detecting the origin of a vehicle indicator,
In order to detect the origin of a step motor, performing initialization to set a threshold for origin detection;
The process of rotating the rotor of the step motor by 1 stet toward the origin is repeated N th times, while the induced voltage in each process repeated N th (total number of repetitions) is measured and accumulated, and the accumulated total induced voltage dividing by N th and finally setting the threshold value; and
Comparing each induced voltage measured while rotating the rotor in the direction of the origin by 1 step with the threshold value, and determining that the origin has been detected if the measured induced voltage is less than the threshold value.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
상기 초기화를 수행하는 단계는,
상기 로터를 원점 반대 방향으로 상기 Nth만큼 회전시키고, 상기 임계값 설정에 사용될 변수 N(현재 반복 횟수)과 Vth(현재 임계값)를 0으로 초기화시키는 것을 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.According to claim 1,
The step of performing the initialization is,
Including rotating the rotor by the N th amount in the direction opposite to the origin and initializing the variables N (current repetition number) and V th (current threshold) to be used to set the threshold to 0.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
상기 임계값으로 설정하는 단계는,
상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계;
상기 로터가 원점 방향으로 1 step 회전하는 동안 발생한 유도전압을 측정하는 단계;
측정된 유도전압을 상기 현재 임계값에 더하여, 현재 임계값을 재설정하고, 상기 현재 반복 횟수에 1을 더하여, 현재 반복 횟수를 재설정하는 단계;
재설정된 현재 반복 횟수를 상기 총 반복 횟수와 비교하여, 상기 재설정된 현재 반복 횟수가 상기 총 반복 횟수보다 작은지를 판단하는 단계; 및
상기 현재 반복 횟수가 상기 총 반복 횟수보다 작지 않으면, 재설정된 현재 임계값을 상기 총 반복 횟수로 나눈 값을 원점 검출을 위한 임계값으로 설정하는 단계를 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.According to claim 2,
The step of setting the threshold is,
Rotating the rotor 1 step toward the origin;
Measuring the induced voltage generated while the rotor rotates one step toward the origin;
adding the measured induced voltage to the current threshold to reset the current threshold, and adding 1 to the current repetition number to reset the current repetition number;
Comparing the reset current number of repetitions with the total number of repetitions, and determining whether the reset current number of repetitions is less than the total number of repetitions; and
If the current number of repetitions is not less than the total number of repetitions, setting the reset current threshold divided by the total number of repetitions as a threshold for origin detection.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
상기 임계값으로 설정하는 단계는,
상기 재설정된 현재 반복 횟수가 상기 총 반복 횟수보다 작으면, 상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.According to claim 3,
The step of setting the threshold is,
If the reset current number of repetitions is less than the total number of repetitions, further comprising rotating the rotor 1 step toward the origin.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
상기 원점 검출을 위한 임계값으로 설정하는 단계는, 재설정된 현재 임계값을 상기 총 반복 횟수로 나눈 값에 기 설정된 가중치를 곱한 값을 원점 검출을 위한 임계값으로 설정하는 것을 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.According to claim 3,
The step of setting the threshold for origin detection includes setting the reset current threshold divided by the total number of repetitions multiplied by a preset weight as the threshold for origin detection.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
상기 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계는,
상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계;
상기 로터가 원점 방향으로 1 step 회전하는 동안 발생한 유도전압을 측정하는 단계;
측정된 유도전압을 상기 임계값과 비교하여, 측정된 유도 전압이 상기 임계값보다 작은지를 판단하는 단계; 및
상기 측정된 유도 전압이 상기 임계값보다 작으면, 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계를 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.According to claim 1,
The step of determining that the origin has been detected is,
Rotating the rotor 1 step toward the origin;
Measuring the induced voltage generated while the rotor rotates one step toward the origin;
Comparing the measured induced voltage with the threshold value and determining whether the measured induced voltage is less than the threshold value; and
If the measured induced voltage is less than the threshold, determining that the origin has been detected.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
상기 원점이 검출된 것으로 판단하는 단계는,
상기 측정된 유도 전압이 상기 임계값보다 작지 않으면, 상기 로터를 원점 방향으로 1 step 회전시키는 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는
차량용 지시계의 원점 검출 방법.
According to claim 6,
The step of determining that the origin has been detected is,
If the measured induced voltage is not less than the threshold, further comprising rotating the rotor 1 step toward the origin.
Method for detecting the origin of a vehicle indicator.
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