KR19980016668A - 차륜 속도 신호 처리 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 차륜 센서에서 출력되는 신호를 처리하는 차륜 속도 신호 처리 장치에 관한 것으로, 센서 이상 유뮤 진단 동작 및 차륜 속도 신호 처리 동작을 선택하기 위한 동작 선택 수단과; 상기 동작 선택 수단에 의하여 센서 이상 유무 진단 동작이 선택된 경우에, 인가되는 차륜 속도 신호를 설정된 기준 전압과 비교하여, 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하는 센서 동작 진단 수단과; 상기 동작 선택 수단에 의하여 차륜 속도 신호 처리 동작이 선택된 경우에, 인가되는 차륜 속도 신호를 정형화시켜 출력하는 신호 처리 수단을 포함하여 이루어지며, 차륜 속도 신호 처리용 IC화가 가능하여 전상 기술력을 확보할 수 있으며, 또한 필요에 따라 차륜 속도 센서에서 출력되는 신호를 정형화시켜 출력하거나 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하여, 보다 정확한 차륜 속도 신호에 따라 차량의 제동 상태를 제어하여 ABS의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

차륜 속도 신호 처리 장치

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구성 블록도이고,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 상세 회로도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 필터부의 이득 특성을 나타낸 그래프이고,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 필터부의 위상 특성을 나타낸 그래프이고,

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 10Ω일 때, 10㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제6도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 10Ω일 때, 2K㎐, ±70V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제7도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 50Ω일 때, 10㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제8도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 50Ω일 때, 2K㎐, ±70V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제9도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 센서의 전압 변화에 따른 출력 신호의 전압 변화를 나타낸 그래프이고,

제10도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 10Ω일 때, 10K㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제11도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 10Ω일 때, 2K㎐, ±10V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제12도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 50Ω일 때, 10K㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제13도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 10Ω일 때, 1K㎐, ±10V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제14도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 센서 내부 저항의 저항값 변화에 따른 제1노드의 전압 변화를 나태는 파형도이다.

이 발명은 차륜 속도 신호 처리 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 안티 락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System : 이하 ABS라 명명함)에 사용되는 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하고, 차륜 속도 센서에서 출력되는 신호를 정형화시켜 출력하는 차륜 속도 신호 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 ABS는 급제동시와 미끄러지기 쉬운 노면을 주행하다가 제동하는 경우에 차륜과 노면의 마찰 계수 감소에 따라 발생되는 슬립(slip)을 방지하기 위하여, 각 차륜에 장착된 차륜 속도 센서에서 출력되는 신호에 따라 각 차륜의 회전 속도 변화를 측정하여 그에 따라 브레이크로 인가되는 유압을 제어하는 시스테이다.

이러한 ABS 시스템은 인간의 생명과 직결되는 안전 장치로서 그 수요가 날로 증가하고 있다. 그러나 현재 국내의 전장 기술력의 미흡으로 인하여 핵심 부품에 대한 선진 기술의 의존도가 높은 실정이며, 전량 수입에 의존하고 있다.

따라서 이러한 주요 부품들에 대한 적절한 기술력을 확보하지 못하는 경우에는 선진국에 의한 영원한 기술 종속에 빠질 위험이 있다.

그러므로 이 발명의 목적은 현재 ABS에 적용되고 있으며 ASIC(Application Specific Intergrated Circuit)화 되어 있는 핵신 IC 들 중 차륜 속도 신호 처리용 IC의 내부 회로를 자체 개발하여 실제 적용하고자 하는 것으로, 필요에 따라 차륜 속도 센서에서 출력되는 신호를 정형화시켜 출력하거나 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단함으로써, 보다 정확한 차륜 속도 신호에 따라 차량의 제동 상태를 제어하여 ABS의 안전성을 향상시키고, 자동차에 대한 전장 기술력을 확보하기 위한 차륜 속도 신호 처리 장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

센서 이상 유무 진단 동작 및 차륜 속도 신호 처리 동작을 선택하기 위한 동작 선택 수단과;

상기 동작 선택 수단에 의하여 센서 이상 유무 진단 동작이 선택된 경우에, 인가되는 차륜 속도 신호를 설정된 기준 전압과 비교하여, 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하는 센서 동작 진단 수단과;

상기 동작 선택 수단에 의하여 차륜 속도 신호 처리 동작이 선택된 경우에, 인가되는 차륜 속도 신호를 정형화시켜 출력하는 신호 처리 수단으로 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구성 블록도이고,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 상세 회로도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 필터부의 이득 특성을 나타낸 그래프이고,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 필터부의 위상 특성을 나타낸 그래프이고,

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 10Ω일 때, 10㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제6도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 50Ω일 때, 10K㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제7도는 이 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 저항이 50Ω일 때, 2㎐, ±70V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제8도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 센서의 전압 변화에 따른 출력 신호의 전압 변화를 나타낸 그래프이고,

제9도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 10Ω일 때, 10K㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제10도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 10Ω일 때, 2K㎐, ±10V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제11도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 50Ω일 때, 10K㎐, ±0.1V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제12도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 구형파 발생부의 저항이 50Ω일 때, 1K㎐, ±10V의 입력 신호에 따른 출력 신호의 변화 파형도이고,

제13도는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 센서 내부 저항의 저항값 변화에 따른 제1노드의 전압 변화를 나태는 파형도이다.

첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리구성의 구성은, 동작 선택 스위치(S1)와, 상기 동작 선택 스위치(S1)의 출력단과 차륜 속도 센서의 내부 저항(R1)에 연결되어 인가되는 차륜 속도 센서 신호를 정형화시켜 출력하는 신호 처리부(10)와, 입력단이 차륜 속도 센서의 내부저항(R1)에 연결되어 상기 동작 선택 스위치(S1)의 작동 상태에 따라 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하는 센서 동작 진단부(20)로 이루어진다.

이 발명의 실시예에 따른 상기 신호 처리부(10)의 구성은 첨부한 제1도 및 제2도에 도시되어 있듯이, 입력단이 차륜 속도 센서의 출력단에 연결된 필터부(11)와, 상기 필터부(11)의 출력단에 연결된 전압 플로워(13)와, 기준 전압 출력부(15)와, 상기 전압 플로워(13)와 기준 전압 출력부(15)의 출력단에 연결된 구형파 발생부(17)로 이루어진다.

상기한 필터부(11)는 일측 단자가 차륜 속도 센서의 내부 저항(R1)에 연결된 제2저항(R2)과, 상기 제2저항(R2)과 병렬 연결되고 타측 단자가 접지된 제1캐패시터(C1)와, 일측 단자가 상기 제2저항(R2)의 타측 단자에 연결된 제2캐패시터(C2)로 이루어진다.

상기 전압 플로워(13)는 일측 단자가 상기 제2캐패서터(C2)의 타측 단자에 연결된 제3저항(R3)과, 일측 단자가 상기 제3저항(R3)의 타측 단자에 연결된 제3캐패시터(C3)와, 비반전 단자가 상기 제3캐패시터(C2)의 타측 단자에 연결되고 반전 단자가 상기 제3캐패시터(C3)의 타측 단자에 연결된 제1연산 증폭기(OP1)로 이루어진다.

상기 기준 전압 출력부(15)는 일측 단자가 전원 단자에 연결되어 직렬로 연결된 제4저항(R4)과 제5저항(R5)과, 비반전 단자가 상기 저항쌍(R4,R5)의 연결점에 연결되고 반전 단자가 출력 단자에 연결된 제2연산 증폭기(OP2)로 이루어진다.

상기 구형파 발생부(17)는 일측 단자가 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력 단자에 연결된 제6저항(R6)과, 비반전 단자가 상기 제6저항(R6)의 타측 단자에 연결되고 반전 단자가 상기 제3저항(R3)의 타측 단자에 연결된 제3연산 증폭기(OP3)와, 입력 단자가 상기 제3연산 증폭기(OP3)의 출력 단자에 연결된 버퍼(B1)와, 일측 단자가 상기 제6저항(R6)의 타측 단자에 연결되고 타측 단자가 상기 버퍼(B1)의 출력 단자에 연결된 제7저항(R7)으로 이루어진다.

이 발명의 실시예에 따른 센서 동작 진단부(20)의 구성은 첨부한 제8도에 도시되어 있듯이 전류 미러부(21)와, 상기 전류 미러부(21)의 출력단에 연결된 비교부(23)와, 상기 비교부(23)의 출력단에 연결된 논리합 연산부(25)와, 상기 논리합 연산부(25)의 출력단에 연결된 버퍼부(27)로 이루어진다.

상기 전류 미러부(21)는 전류 미러 회로로 구성되어, 드레인 단자가 전원 단자에 연결된 제1트랜지스터(T1)와, 일측 단자가 상기 제1트랜지스터(T1)의 소스 단자에 연결되고 타측 단자가 상기 동작 선택 스위치(S1)에 연결된 제8저항(R8)과, 드레인 단자가 전원 단자에 연결되고 게이트 단자가 상기 제1트랜지스터(T1)의 게이트 단자에 연결된 제2트랜지스터(T2)와, 일측 단자가 상기 제2트랜지스터(T2)의 소스 단자에 연결된 제9저항(R9)으로 이루어지며, 상기 트랜지스터(T1,T2)의 게이트 단자는 다시 제1트랜지스터(T1)의 소스 단자에 연결된다.

상기 비교부(23)는 비반전 단자가 저전압 단자(VL)에 연결되고 반전 단자가 상기 전류 미러부(21)의 제9저항(R9)의 타측 단자에 연결된 제4연산 증폭기(OP4)와, 반전 단자가 고전압 단자(VH)에 연결되고 비반전 단자가 상기 제9저항(R9)의 타측 단자에 연결된 제5연산 증폭기(OP5)로 이루어진다.

상기 논리합 연산부(25)는 제1입력 단자가 상기 제4연산 증폭기(OP4)의 출력 단자에 연결되고 제2입력 단자가 상기 제5연산 증폭기(OP5)의 출력 단자에 연결된 오아 게이트(OR1)로 이루어진다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치의 작용은 다음과 같다.

시동이 걸려 차량이 주행함에 따라, 차륜 속도 센서(도시하지 않음)가 주행 차량의 차속을 감지하여 그에 해당하는 아날로그 신호를 출력하게 된다.

이 때, 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하기 위하여 동작 선택 스위치(S1)를 작동시키면 전류 미러부(21)가 구동되어 일정량의 전류가 발생된다.

이 발명의 실시예에 따른 센서 동작 진단부(20)는 인덕티브형 ABS 차륜 속도 센서의 내부 코일의 단락과 개방에 따라 이상 유무를 진단한다.

상기에서 동작 선택 스위치(S1)가 온되면, 전류 미러부(21)에서 94㎂의 전류(i3)가 발생되고 상기 전류(i3)는 저항(R10)과 센서 내부 저항(R1)으로 흘러 들어가게 되어 센서 내부 저항(R1)의 변화에 따라 제2노드(2)로 인가되는 특정 전압이 가변된다.

이 때, 센서 내부 저항(R1)으로 흐르는 전류는 외부 저항(R8)을 조절하여 가변시킬 수 있다.

차륜 속도 센서가 정상적으로 작동하는 경우에 센서 내부 저항(R1)의 저항값이 1.3KΩ이라고 가정한 다음, 센서 내부 저항(R1)의 저항값이 1KΩ 이하로 감소하거나, 1.5KΩ 이상으로 증가하는 경우에는 단락과 개방이 발생한 것으로 간주한다.

상기에서 센서의 이상 유무를 진단하기 위하여 센서 내부 저항(R1)의 저항값이 1KΩ인 경우에 제2노드(2)에 발생되는 440mV이 저기준 전압(VL)을 제4연산 증폭기(OP4)의 비반전 단자로 인가시키고, 저항값이 1.5KΩ인 경우에 제2노드(2)에 발생되는 484mV인 고기준 전압(VH)을 제5연산 증폭기(OP5)의 반전 단자로 각각 인가시킨다.

따라서, 센서 내부 저항(R1)이 정상일 경우(저항값이 1.3KΩ)에는 각각 서로 다른 기준 전압을 가지는 연산 증폭기(OP4, OP5)의 포화 특성에 따라 각각 0V가 출력된다.

상기 연산 증폭기(OP4, OP5)에서 각각 출력된 0V의 전압은 논리합 연산부(25)의 오아 게이트(OR1)로 입력되어 논리합 연산됨으로써 0V의 전압이 출력되고, 상기 논리합 연산부(25)에서 출력된 0V 전압 신호는 버퍼부(27)를 통하여 도시하지 않은 중앙 처리 장치로 인가된다.

상기와 같이 센서 내부 저항(R1)의 저항값이 1KΩ에서 1.5KΩ 사이인 경우에는 정상 상태에 해당하는 0V 신호를 출력하게 된다.

그러나 상기 센서 내부 저항(R1)의 저항값이 1KΩ 보다 작아진 경우에는 센서 내부 저항에 걸리는 전압이 제4연산 증폭기(OP4)의 저기준 전압(VL) 보다 작아지게 됨으로써, 상기 제4연산 증폭기(OP4)는 하이 상태의 5V 전압을 출력하고, 제5연산 증폭기(OP5)는 로우 상태의 0V 전압을 각각 출력하게 된다.

상기 논리합 연산부(25)는 비교부(23)에서 출력된 5V 전압과 0V 전압을 논리합 연산하여 그에 해당하는 하이 상태의 5V 신호를 출력하게 된다. 따라서 차륜 속도 센서의 내부 저항이 1KΩ 보다 작은 경우에는 버퍼(27)를 통하여 하이 상태의 5V 신호가 출력된다.

또한 센서 내부 저항(R1)의 저항값이 1.5KΩ 이상인 경우에는, 센서 내부 저항에 걸리는 전압이 제5연산 증폭기(OP5)의 고기준 전압보다 커짐으로써, 상기 제4연산 증폭기(OP4)는 로우 상태의 0V 신호를 출력하고 제5연산 증폭기(OP5)는 하이 상태의 5V 신호를 출력함으로써, 버퍼(27)를 통하여 5V의 신호가 출력된다.

따라서 중앙 처리 장치(도시되지 않음)는 로우 상태의 0V 신호가 인가되는 경우에는 차륜 속도 센서가 정상적으로 동작하고 있는 상태로 판단하고, 하이 상태의 5V 신호가 인가되는 경우에는 차륜 속도 센서에 이상이 발생한 것으로 판단하게 된다.

상기에서와 같이 센서 동작 진단부(20)의 전체적인 동작 형태는 저항값의 변화에 따라 위도우형 비교기 형태를 가지게 되고, 센서 내부 저항이 1KΩ에서 1.5KΩ 사이인 경우에만 0V의 정상 신호를 출력하고, 센서가 단락되거나 노화되어 저항값이 1KΩ과 1.5KΩ 사이를 벗어나는 경우에는 5V의 이상 신호를 출력하게 된다.

첨부한 제8도는 센서 동작 진단부(20)를 스파이스(spice)를 이용하여 제2노드(2)를 DC 스윕(sweep)한 결과 오아 게이트(OR1)의 출력단에 윈도우형 출력 특성을 나타내는 것을 보여주고 있다.

상기와 같이 차륜 속도 센서의 이상 발생 여부를 진단한 다음, 차륜 속도 센서가 정상적으로 동작하는 경우에는 중앙 처리 장치(도시되지 않음)가 센서 동작 진단부(20) 구동을 정지시키고 신호 처리부(10)에서 출력되는 신호에 따라 현재 주행 차량의 차속을 측정한다.

상기에서 동작 선택 스위치(S1)가 오프되면 전류 미러부(21)에서 94㎂의 전류가 발생되지 않음으로써, 센서 동작 진단부(20)는 구동되지 않는다.

상기와 같이 센서 동작 진단부(20)가 구동되지 않는 상태에서, 차륜 속도 센서에서 출력된 차륜 속도 신호는 신호 처리부(10)의 필터부(11)로 입력된다. 상기 필터부(11)는 저역 통과 필터로서, 차륜의 고속 회전시에 회전수에 비례하여 출력되는 고전압의 신호를 적절히 감쇄시켜 연산 증폭기를 보호한다.

첨부한 제3도는 필터부(11) 입력을 1V로 인가했을 때 주파수 변화에 의하여 나타난 결과를 나타내고 있으며, 차륜 속도 신호를 유효 주파수 구간인 10㎐와 2KHz 사이에서 약 92.5% 정도 감쇄시켜 준다.

상기 필터부(11)의 제2캐패시터(C2)를 통과함에 따라 직류 성분이 제거된 차륜 속도 신호는 전압 플로워(13)로 입력되고, 전압 플로워(15)에서 출력되는 신호와 기준 전압 발생부(15)에서 출력되는 신호에 따라 구형파 발생부(17)가 인가되는 정현파 신호를 구평파로 변화시켜 출력한다.

상기에서 구형파 발생부(17)에서 출력되는 구형파 신호의 트리거 전압이 낮은 값을 유지할 수 있도록 첨부한 제4도에 도시되어 있는 바와 같이 10㎐와 2KHz 사이에서 차륜 속도 신호와 저역 통과 필터를 통과한 신호 사이의 위상차가 거의 발생하지 않는다.

만약 저역 통과 필터에 의하여 원래의 차륜 속도 신호에 위상 지연이 발생할 경우에는, 위상 지연된 차륜 속도 신호에 따라 실질적인 트리거가 이루어지게 된다.

따라서, 매우 낮은 전압에서 트리거가 발생하더라도 구형파 발생부(17)의 회로 동작에 의하여 원래 차륜 속도 신호를 기준으로 구형파 출력을 비교하는 경우에는, 차륜 속도 신호와 출력된 구형파 신호의 위상차에 의해서 수볼트에서 수십볼트의 높은 전압에서 트리거가 발생하는 것으로 나타나게 된다.

상기 필터부(11)에서 출력된 신호는 제2캐패시터(C2)를 통과함에 따라 직류 성분이 필터링되어 전압 플로워(13)로 입력되고, 상기 전압 플로워(13)로 입력된 차륜 속도 신호는 일정값 증폭출력된다.

상기한 전압 플로워(13)는 입력 임피던스를 증가시키고 2.5V의 정저압을 필터부(11)를 통과한 정현파 신호에 인가시키기 위한 회로로서, 필터부(11)와 구형파 발생부(17) 사이의 버퍼 역할을 한다.

이 때, 입력 임피던스는 다음 식(1)과 같이 제1연산 증폭기(OP1)의 전압 이득과 제3저항(R3)에 의하여 결정됨을 알 수 있다.

V1=Vi-V2=Vi=MV1

V1×(1+M)=Vi

V1=Vi/(1+M)

i=V1/R3=Vi/[(1+M)×R3]

Zin=Vi/i

Zin=(1+M)×R3 식(1)

상기 식(1)은 제1연산 증폭기(OP1)의 전압 이득을 나타낸다.

상기에서 직류 성분이 제거되고 증폭 출력된 차륜 속도 신호에 기준 전압 발생부(15)에서 출력되는 직류 전압이 인가되어 구평파 발생부(17)로 입력된다.

일반적으로 ABS 시스템에서 사용되는 인덕티브(inductive)형 차륜 속도 센서의 출력 신호는 0V 를 기준으로 양과 음의 값을 가지는 정현파 신호이지만, ABS로 공급되는 전원이 +5V의 단전원이므로 이러한 차륜 속도 신호가 그대로 구형파 발생부(17)로 입력되는 경우에는, 차륜 속도 신호의 음의 값에 대한 트리거가 불가능하게 된다.

그러므로 일정한 직류 전압을 차륜 속도 신호에 인가하고, 이러한 직류 전압을 구형파 발생부(17)의 기준 전압으로 사용함으로써 음의 값에 대한 트리거가 가능하게 된다.

상기 기준 전압 발생부(15)는 일정한 직류 전압을 상기 전압 플로워(13)에서 출력되는 차륜 속도 신호로 인가하기 위하여, 5V의 전원 전압을 제4저항(R4)와, 제5저항(R5)에 의하여 2.5V로 분할시킨 다음, 제2연산 증폭기(OP2)를 통하여 출력한다.

따라서, 상기 전압 플로워(13)에서 출력되는 차륜 속도 신호에 2.5V의 직류 전압이 인가되어 구형파 발생부(17)의 기준 전압으로 인가된다. 이와 같이 인가되는 2.5V의 기준 전압에 의하여, 원래의 차륜 속도 신호를 기준으로 측정할 경우에 2.5V 이하의 트리거 전압은 음의 값에서 트리거 전압이 결정된다.

이 때 상기 전압 플로워(13)의 제3캐패시터(C3)의 갑은 구형파 발생부(17)로 입력되는 신호의 직류 전압과 구형파 발생부(17)의 기준 전압이 동일하도록 작게 설정하여야 한다.

구형파 발생부(17)는 연산 증폭기와 외부 저항에 의하여 구성된 슈미트 트리거(schmitt trigger) 회로로서, ABS 차륜 속도 센서에서 출력되는 정현파 신호를 중앙 처리 장치에서 처리할 수 있는 구형파 신호 형태로 변환시켜 주며, 이 때 외부 저항값을 가변시켜 트리거 전압을 조절할 수 있다.

상기 필터부(11)에서 약 92% 정도 감쇄되어 전압 플로워(13)를 통하여 출력된 신호는 제3노드(3)에서 인가되는 기준 전압을 기준으로 하여 트리거 하게 되며, 제6저항(R6)과 제7저항(R7)의 저항비에 따라 다음과 같이 트리거값이 결정된다.

il=i2

V1-V2=i1×R6

i1=(V1-V2)/R6

V2-V3=i2×R6

i2=(V2-V3)/R7

(V1-V2)/R6=(V2-V3)/R7

(V1-V2)=(R6/R7)×(V2-V3)

V1=(R6/R7)×(V2-V3)+V2 식(2)

상기 식(2)에서 연산 증폭기의 입력 임피던스는 무한대라고 가정한다.

첨부한 제5도에서 제8도까지는 차륜 속도 신호 ±0.1V, 10㎐와 ±70V, 2KHz의 경우에 대하여 저항(R6)의 값이 10Ω일때와 50Ω일때에 대한 출력 구형파의 트리거 전압 변화를 각각 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타낸 것이며, 트리거 전압 변화는 다음 표1과 같다.

상기와 같이 동작 선택 스위치(S1)가 차륜 속도 센서에서 출력되는 신호를 정형화시켜 중앙 처리 장치로 출력하는 상태로 선택된 경우에는, 차륜 속도 센서에서 출력된 정현파 신호가 필터링되어 인가되는 기준 전압에 따라 트리거되어 구형파 신호로 출력된다.

그리고 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리의 장치의 실제 IC화를 위한 연산 증폭기와 디지탈 게이트에 대한 설계 사양은 표2와 같다.

디지탈 게이트 설계 사양

상기와 같이 이루어지는 이 발명의 실시예에 따른 차륜 속도 신호 처리 장치를 구현하여 실제 동작 상태를 실험한 결과 첨부한 제10도∼제14도에 도시되어 있는 바와 같은 결과를 얻었으며, 정상 동작함을 확인하였다.

또한 상기와 같은 연산 증폭기와 다지탈 게이트들에 대한 설계 사양에 따라 전체 회로를 구성하면 실제 IC화는 물론 자동차의 ABS 장치에 적용이 가능하다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라 차륜 속도 신호 처링용 IC의 내부 회로를 자체 개발하여 실제 적용가능함으로써 자동차에 대한 전장 기술력을 확보할 수 있다.

또한 필요에 따라 차륜 속도 센서에서 출력되는 신호를 정형화시켜 출력하거나 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하여, 보다 정확한 차륜 속도 신호에 따라 차량의 제동 상태를 제어하여 ABS의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 가지는 차륜 속도 신호 처리 장치를 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 센서 이상 유무 진단 동작 및 차륜 속도 신호 처리 동작을 선택하기 위한 동작 선택 수단과;

   상기 동작 선택 수단에 의하여 센서 이상 유무 진단 동작이 선택된 경우에, 인가되는 차륜 속도 신호를 설정된 기준 전압과 비교하여, 차륜 속도 센서의 이상 유무를 진단하는 센서 동작 진단 수단과;

   상기 동작 선택 수단에 의하여 차륜 속도 신호 처리 동작이 선택된 경우에, 인가되는 차륜 속도 신호를 정형화시켜 출력하는 신호 처리 수단으로 포함하여 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 신호 처리 수단은,

   인가되는 차륜 속도 신호를 필터링시켜 출력하는 필터부와;

   상기 필터부에서 출력되는 필터링된 차륜 속도 신호를 일정값 증폭시켜 출력하는 전압 플로워와;

   기준 전압을 생성 출력하는 기준 전압 발생부와;

   상기 전압 플로워에서 출력되는 차륜 속도 신호와 상기 기준 전압이 가산된 신호를 기준으로 하여, 상기 전압 플로워에서 출력되는 차륜 속도 신호를 트리거시켜 해당하는 구형파 신호로 변환시켜 출력하는 구형파 발생부를 포함하여 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기한 필터부는 저역 통과 필터로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기한 필터부는,

   일측 단자가 차륜 속도 센서의 내부 저항에 연결된 제2저항과;

   상기 제2저항과 병렬 연결되고 타측 단자가 접지된 제1캐패시터와;

   일측 단자가 상기 제2저항의 타측 단자에 연결되어 인가되는 차륜 속도 신호의 직류 성분을 제거하는 제2캐패시터로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기한 전압 플로워는,

   일측 단자가 상기 제2캐패시터의 타측 단자에 연결된 제3저항과;

   일측 단자가 상기 제3저항의 타측 단자에 연결된 제3캐패시터와;

   비잔전 단자가 상기 제3캐패시터의 타측 단자에 연결디고 반전 단자가 상기 제3캐패시터의 타측 단자에 연결되어 인가되는 차륜 속도 신호를 일정값 증폭시켜 출력하는 제1연산 증폭기로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기한 기준 전압 출력부는,

   인가되는 전압을 분압시켜 출력하는 제4저항 및 제5저항과;

   상기 제4저항과 제5저항을 통하여 분압된 전압을 일정값 증폭시켜 해당하는 직류 기준 전압을 출력하는 제2연산 증폭기로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
7. 제2항에 있어서,

   상기한 구형파 발생부는,

   일측 단자가 상기 전압 플로워의 제1연산 증폭기의 출력 단자에 연결된 제6저항과;

   비반전 단자가 상기 제6저항의 타측 단자에 연결되고 반전 단자가 상기 전압 플로워의 출력 단자와 상기 기준 전압 발생부의 출력 단자가 연결된 노드에 연결된 제3연산 증폭기와;

   입력 단자가 상기 제3연산 증폭기의 출력 단자에 연결된 버퍼와;

   일측 단자가 상기 제6저항의 타측 단자에 연결되고 타측 단자가 상기 버퍼의 출력 단자에 연결된 제7저항으로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 전압 플로워에서 출력되는 차륜 속도 신호에 상기 기준 전압 발생부에서 출력되는 직류 전압이 가산되어 상기 제3연산 증폭기의 기준 전압으로 인가되고,

   상기 제3연산 증폭기는 제6저항과 제7저항의 저항비에 따라 결정된 트리거값에 따라 인가되는 기준 전압을 기준으로 하여 차륜 속도 신호를 트리거시킴으로써, 차륜 속도 신호의 음의 값에 대한 트리거를 수행하는 차륜 속도 신호 처리 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기한 센서 동작 진단 수단은,

   일정량의 전류를 생성 출력하는 전류 미러부와;

   상기 전류 미러부에서 출력되는 전류값에 따른 전압과 차륜 센서에서 출력되는 전압을 비교하여 해당 신호를 출력하는 비교부와;

   상기 비교부에서 출력되는 신호를 논리합 연산하여 해당 신호를 출력하는 논리합 연산부와;

   상기 논리합 연산부에서 출력되는 신호를 일시 저장하였다가 출력하는 버퍼부를 포함하여 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기한 전류 미러부는,

    동작 선택 수단의 작동 상태에 따라 동작 상태가 가변되며, 드레인 단자가 전원 단자에 연결된 제1트랜지스터와;

    일측 단자가 상기 제1트랜지스터의 소스 단자에 연결되고 타측 단자가 상기 동작 선택 수단에 연결된 제8저항과;

    드레인 단자가 전원 단자에 연결되고 게이트 단자가 상기 제1트랜지스터의 게이트 단자에 연결되어, 상기 제1트랜지스터의 동작 상태에 따라 구동 상태가 가변되는 제2트랜지스터와;

    일측 단자가 상기 제2트랜지스터의 소스 단자에 연결된 제9저항으로 이루어지며, 상기 제1트랜지스터와 제2트랜지스터의 게이트 단자는 다시 제1트랜지스터의 소스 단자에 연결되는 차륜 속도 신호 처리 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기한 비교부는,

    비반전 단자로 인가되는 저전압 신호와 반전 단자로 인가되는 상기 전류 미러부 출력 신호에 차륜 센서의 출력 신호가 가산된 신호를 비교하여 해당 신호를 출력하는 제4연산 증폭기와;

    반전 단자로 인가되는 고전압 신호와 비반전 단자로 인가되는 상기 전류 미러부 출력 신호에 차륜 센서의 출력 신호가 가산된 신호를 비교하여 해당 신호를 출력하는 제5연산 증폭기로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
12. 제9항에 있어서,

    상기한 논리합 연산부는,

    상기 제4연산 증폭기에서 출력되는 신호와 제5연산 증폭기에서 출력되는 신호를 논리합 연산하여 해당 신호를 출력하는 오아 게이트로 이루어지는 차륜 속도 신호 처리 장치.
13. 제9항에 있어서,

    차륜 센서의 내부 저항 변화에 따라 센서 동작 진단 수단에서 출력되는 신호 상태가 가변되는 차륜 속도 신호 처리 장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기한 센서 동작 진단 수단은,

    차륜 센서가 정상적으로 동작하는 경우에는 로우 레벨의 신호를 출력하고, 차륜 센서가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는 하이 레벨의 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차륜 속도 신호 처리 장치.