KR19990002285A - Inverter of vehicle speed signal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차속센서에 의해 검출되는 차속신호를 1차 함수의 형태로 선형화시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차속센서로부터 출력되는 차속신호를 아날로그 소자만을 사용하여 1차 함수의 형태로 선형화시켜 이를 필요로 하는 EPS(Electronic Power Steering)와 같은 장치의 전자제어장치 등에 사용될 수 있도록 한 차속신호의 변환장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 차속센서의 차속신호를 입력받아 이를 구형파로 변환한 다음 변환된 구형파의 주파수에 비례하는 전압을 출력하는 주파수/전압 변환수단과, 상기 주파수/전압 변환수단에서 출력되는 전압을 증폭시키는 전압 증폭수단과, 상기 전압 증폭수단에서 출력되는 증폭된 전압 신호를 반전증폭시키는 반전증폭 수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 이로써, 본 발명은 전자제어장치의 가격을 저감시키는 이점과 전자제어장치의 신뢰성 및 내구성을 향상시키는 이점을 제공하게 된다.The present invention relates to a device for linearizing a vehicle speed signal detected by a vehicle speed sensor in the form of a linear function, and more particularly, by linearizing the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor in the form of a linear function using only an analog device. The present invention relates to an apparatus for converting a vehicle speed signal to be used in an electronic control apparatus of a device such as EPS (Electronic Power Steering) which requires this. According to the present invention, a frequency / voltage converting means for receiving a vehicle speed signal of a vehicle speed sensor and converting the same into a square wave and outputting a voltage proportional to the frequency of the converted square wave, and a voltage output from the frequency / voltage converting means. And an inverting amplifying means for inverting and amplifying the amplified voltage signal outputted from the voltage amplifying means. Thus, the present invention provides an advantage of reducing the cost of the electronic control device and an advantage of improving the reliability and durability of the electronic control device.
Description
본 발명은 차속센서에 의해 검출되는 차속신호를 1차 함수의 형태로 선형화시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차속센서로부터 출력되는 차속신호를 아날로그 소자만을 사용하여 1차 함수의 형태로 선형화시켜 이를 필요로 하는 EPS(Electronic Power Steering)와 같은 장치의 전자제어장치 등에 사용될 수 있도록 한 차속신호의 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for linearizing a vehicle speed signal detected by a vehicle speed sensor in the form of a linear function, and more particularly, by linearizing the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor in the form of a linear function using only an analog device. The present invention relates to an apparatus for converting a vehicle speed signal to be used in an electronic control apparatus of a device such as EPS (Electronic Power Steering) which requires this.
최근, 전자산업의 비약적인 발전에 따라 자동차에도 마이크로컴퓨터 및 각종 전기전자소자등이 채용되어 자동차의 기본성능을 눈부시게 발전시키고 있다. 예를 들면, 엔진전자제어장치, EPS, ABS 전자제어장치 등에 상기한 마이크로컴퓨터 및 각종 전기전자소자가 채용되어 해당되는 자동차의 성능을 향상시키고 있는데, 이들 마이크로컴퓨터 및 각종 전기전자소자들은 주로 디지털 소자들이다.In recent years, with the rapid development of the electronics industry, microcomputers and various electric and electronic devices have been employed in automobiles, and thus, the basic performance of automobiles has been remarkably developed. For example, the above-described microcomputers and various electric and electronic devices are employed to improve the performance of a vehicle. The microcomputers and various electric and electronic devices are mainly digital devices. admit.
상기한 바와 같은 엔진전자제어장치, EPS, ABS 전자제어장치 등에는 각종 센서들에 의해 감지된 신호가 입력되어 사용되는데, 차속과 관련된 신호는 차축 또는 미터 세트(Meter Set)에 설치된 리드 스위치와 같은 차속센서에 의해 감지되어 사용된다. 상기한 차속센서는 통상적으로 도 2(a)에 도시된 바와 같은 정현파 형태의 차속신호를 출력하는데, 이와 같이 출력된 차속신호는 궁극적으로는 마이크로컴퓨터 및 디지털 소자들을 통해 도 2(b),(e)와 같은 형태로 변환되어 사용되게 된다. 즉, 도 2(a)에 도시된 바와 같은 형태의 차속센서 출력신호는 소정의 디지털 소자들에 의해 도 2(b)의 구형파로 변환된 후 마이크로컴퓨터에 입력되면, 마이크로컴퓨터는 입력되는 구형파의 주파수등을 판독하여 소정의 1차 함수 변환 알고리즘을 통해 도 2(e)에 도시된 바와 같은 음의 기울기를 갖는 1차 함수로 변환한다. 도 2(e)에 도시된 바와 같이 변환된 1차 함수 형태의 전압은 주로 EPS 전자제어장치에 사용된다.As described above, signals sensed by various sensors are input to the engine electronic controller, the EPS, the ABS electronic controller, and the like. The signals related to the vehicle speed are the same as those of the reed switch installed in the axle or the meter set. It is detected and used by the vehicle speed sensor. The vehicle speed sensor typically outputs a sinusoidal vehicle speed signal as shown in FIG. 2 (a). The vehicle speed signal thus output is ultimately transmitted through the microcomputer and the digital elements of FIGS. It is converted to the form as e) and used. That is, when the vehicle speed sensor output signal of the type as shown in FIG. 2 (a) is converted into the square wave of FIG. The frequency and the like are read out and converted into a linear function having a negative slope as shown in FIG. As shown in FIG. 2E, the converted first-order voltage is mainly used in an EPS electronic controller.
그런데, 차속센서에 의해 출력되는 차속신호를 최종적으로 도 2(e)의 형태와 같이 변환하여 EPS 전자제어장치에서 이용되도록 하는 종래의 방식은 주로 마이크로컴퓨터 및 디지털 소자들을 채용하여 달성하고 있기 때문에 여러 가지 문제점이 있다. 즉, 종래의 EPS 전자제어장치에서는 정현파 형태의 차속신호를 마이크로컴퓨터 및 디지털 소자들을 사용하여 음의 기울기를 갖는 1차 함수의 전압으로 변환하여 사용하고 있기 때문에 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional method of converting the vehicle speed signal output by the vehicle speed sensor as shown in FIG. 2 (e) to be used in the EPS electronic controller is mainly achieved by employing microcomputers and digital elements. There are several problems. That is, in the conventional EPS electronic controller, the sinusoidal vehicle speed signal is converted into a voltage of a linear function having a negative slope using a microcomputer and digital elements, and thus has the following problems.
첫째, 마이크로컴퓨터의 가격이 고가이기 때문에 장치의 전체적인 가격을 상승시킨다.First, the price of the microcomputer is high, which increases the overall price of the device.
둘째, 마이크로컴퓨터는 노이즈에 취약함으로 노이즈를 제거하기 위한 주변 보호회로가 별도로 구성되어야 한다. 따라서, 주변 보호회로의 구성에 따른 번거로움과 시스템 회로 자체가 복잡해지는 문제점이 있다.Second, the microcomputer is vulnerable to noise, so a peripheral protection circuit for removing the noise must be separately configured. Therefore, there is a problem in that the troublesome and system circuit itself is complicated by the configuration of the peripheral protection circuit.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차속센서로부터 출력되는 차속신호를 아날로그 소자만을 사용하여 1차 함수의 형태로 선형화시켜 이를 필요로 하는 EPS(Electronic Power Steering)와 같은 장치의 전자제어장치 등에 사용될 수 있도록 한 차속신호의 변환장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, and linearizes the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor into the form of a linear function using only an analog device, such as an EPS (Electronic Power Steering). It is an object of the present invention to provide an apparatus for converting a vehicle speed signal to be used in an electronic controller or the like.
도 1은 본 발명에 따른 차속신호의 변환장치를 도시한 구성도,1 is a block diagram showing an apparatus for converting a vehicle speed signal according to the present invention;
도 2(a) 내지 도 2(e)는 본 발명 차속신호의 변환장치와 관련되는 신호의 형태를 도시한 파형도 및 그래프도.2 (a) to 2 (e) are waveform diagrams and graphs showing the form of a signal associated with the apparatus for converting a vehicle speed signal of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 차속센서 20 : 주파수/전압 변환부 30 : 제너 다이오드10: vehicle speed sensor 20: frequency / voltage conversion unit 30: Zener diode
40 : 차동 증폭기 51 : 가변저항 100 : 전압 증폭부40: differential amplifier 51: variable resistor 100: voltage amplifier
200 : 반전증폭부200: inverted amplifier
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차속신호의 변환장치는,In order to achieve the above object, a vehicle speed signal converting apparatus according to the present invention,
차속센서의 차속신호를 입력받아 이를 구형파로 변환한 다음 변환된 구형파의 주파수에 비례하는 전압을 출력하는 주파수/전압 변환수단과, 상기 주파수/전압 변환수단에서 출력되는 전압을 증폭시키는 전압 증폭수단과, 상기 전압 증폭수단에서 출력되는 증폭된 전압 신호를 반전증폭시키는 반전증폭 수단을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.A frequency / voltage converting means for receiving a vehicle speed signal of the vehicle speed sensor and converting the result into a square wave and then outputting a voltage proportional to the frequency of the converted square wave, and voltage amplifying means for amplifying the voltage output from the frequency / voltage converting means; And an inverting amplifying means for inverting and amplifying the amplified voltage signal output from the voltage amplifying means.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 차속신호의 변환장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the vehicle speed signal conversion apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 차속신호의 변환장치는 차속센서로부터 출력되는 차속신호를 아날로그 소자만을 사용하여 1차 함수의 형태로 선형화시켜 이를 필요로 하는 EPS(Electronic Power Steering)와 같은 장치의 전자제어장치 등에 사용될 수 있도록 한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 차속센서(10)의 차속신호를 입력받아 이를 구형파로 변환한 다음 변환된 구형파의 주파수에 비례하는 전압을 출력하는 주파수/전압 변환부(20)와, 주파수/전압 변환부(20)에서 출력되는 전압을 증폭시키는 전압 증폭부(100)과, 전압 증폭부(100)에서 출력되는 증폭된 전압 신호를 반전증폭시키는 반전증폭부(200)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 주파수/전압 변환부(20)는 바람직하게 주파수/전압 변환기이다. 그리고, 상기 전압 증폭부(100)는 주파수/전압 변환부(20)의 출력 전압을 입력받는 (+)입력단자와 소정의 기준전압을 입력받는 (-)입력단자 및 소정의 증폭된 전압을 반전 증폭부(200)로 출력하는 출력단자를 구비한 차동 증폭기(40)와, 상기한 (-)입력단자에 소정의 기준전압, 즉 도 2(d)의 주파수(f) 축과 만나는 점의 크기를 고려하여 설정되는 전압을 제공하는 정전압 다이오드(또는, 제너 다이오드)(30)를 바람직하게 구비한다. 또한, 반전증폭부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 증폭기(50)와 전압 증폭부(100)의 증폭 전압의 크기를 조정하여 이를 증폭기(50)의 (-)단자에 입력시키는 가변저항(51) 및 증폭기(50)의 출력전압을 (-)단자에 피드백시키는 저항(52)를 바람직하게 구비한다. 증폭기(50)의 (+)단자는 접지된다.The apparatus for converting a vehicle speed signal according to the present invention may be used for an electronic control device of a device such as EPS (Electronic Power Steering) which requires linearizing the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor into a linear function form using only an analog device. As shown in FIG. 1, the frequency / voltage converter 20 receives a vehicle speed signal of the vehicle speed sensor 10, converts the vehicle speed signal into a square wave, and then outputs a voltage proportional to the frequency of the converted square wave. Including a voltage amplifier 100 for amplifying the voltage output from the frequency / voltage converter 20, and an inverted amplifier 200 for inverting and amplifying the amplified voltage signal output from the voltage amplifier 100 Is done. Here, the frequency / voltage converter 20 is preferably a frequency / voltage converter. In addition, the voltage amplifier 100 inverts the (+) input terminal for receiving the output voltage of the frequency / voltage converter 20, the (-) input terminal for receiving a predetermined reference voltage, and the predetermined amplified voltage. A differential amplifier 40 having an output terminal for outputting to the amplifying unit 200 and a magnitude of a point where the (-) input terminal meets a predetermined reference voltage, that is, the frequency f axis of FIG. Preferably, a constant voltage diode (or zener diode) 30 is provided to provide a voltage set in consideration of the following. In addition, the inverting amplifier 200 adjusts the amplitude of the amplifier voltage of the amplifier 50 and the voltage amplifier 100 as shown in FIG. 1 and inputs the variable resistor to the negative terminal of the amplifier 50. A resistor 52 for feeding back the output voltage of the 51 and the amplifier 50 to the negative terminal is preferably provided. The positive terminal of the amplifier 50 is grounded.
상기와 같이 구성된 본 발명 차속신호의 변환장치의 작용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.The operation of the apparatus for converting a vehicle speed signal of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
먼저, 차량이 주행하게 되면, 차속센서(10)에서는 도 2(a)에 도시된 바와 같은 정현파 형태의 차속신호가 출력되어 주파수/전압 변환부(20)에 입력된다. 상기한 차속신호가 주파수/전압 변환부(20)에 입력되면, 주파수/전압 변환부(20)는 정현파 형태의 차속신호를 도 2(b)의 구형파 신호로 변환한 다음, 구형파 신호의 주파수에 비례한 1차 함수의 전압(도 2(c))을 전압 증폭부(100)에 입력한다. 주파수/전압 변환부(20)의 출력전압이 전압 증폭부(100)에 입력되면, 전압 증폭부(100)의 차동 증폭기(40)는 주파수/전압 변환부(20)에서 출력된 전압을 증폭하여 도 2(d)에 도시된 바와 같은 주파수에 비례한 전압을 출력한다. 여기서, 차동 증폭기(40)의 입출력 특성은 아래의 공식으로 표시된다.First, when the vehicle travels, the vehicle speed sensor 10 outputs a vehicle speed signal having a sinusoidal wave shape as shown in FIG. 2A and is input to the frequency / voltage converter 20. When the vehicle speed signal is input to the frequency / voltage converter 20, the frequency / voltage converter 20 converts the vehicle speed signal in the sine wave form into the square wave signal of FIG. A proportional linear function voltage (FIG. 2C) is input to the voltage amplifier 100. When the output voltage of the frequency / voltage converter 20 is input to the voltage amplifier 100, the differential amplifier 40 of the voltage amplifier 100 amplifies the voltage output from the frequency / voltage converter 20 A voltage proportional to the frequency as shown in FIG. 2 (d) is output. Here, the input and output characteristics of the differential amplifier 40 is represented by the following formula.
Vout = k(V2 - V1) 여기서, k는 상수로서 차동 증폭기(40)에 부가되는 저항(미도시)에 의해 결정되는 값이며, V2는 차동 증폭기(40)의 (+)입력단에 입력되는 전압값이며, V1은 차동 증폭기(40)의 (-)입력단에 입력되는 기준전압이다. V1 기준전압은 제너 다이오드(30)에 의해 제공되는데, 이 V1 기준전압의 크기는 도 2(d)의 주파수 축과 만나는 점의 크기를 고려하여 설정된다.Vout = k (V2-V1) where k is a value determined by a resistor (not shown) added to the differential amplifier 40 as a constant, and V2 is a voltage input to the positive input terminal of the differential amplifier 40. V1 is a reference voltage input to the negative input terminal of the differential amplifier 40. The V1 reference voltage is provided by the zener diode 30, and the magnitude of the V1 reference voltage is set in consideration of the magnitude of the point meeting the frequency axis of FIG.
전압 증폭부(100)에서 출력된 전압은 반전 증폭부(200)에 입력되어 도 2(e)에 도시된 바와 같은 형태로 반전되는데, 이와 같이 전압 증폭부(100)의 출력 전압을 반전시키는 이유는 EPS용 전자제어장치 등에는 음의 기울기를 같는 1차 함수의 전압을 필요로 하기 때문이다. 물론, 양의 기울기를 갖는 1차 함수의 전압을 필요로 하는 전자제어장치는 전압 증폭부(100)의 출력 전압을 그대로 인가받아 사용할 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.The voltage output from the voltage amplifying unit 100 is input to the inverting amplifying unit 200 to be inverted in the form as shown in FIG. 2 (e). The reason for inverting the output voltage of the voltage amplifying unit 100 in this manner is as follows. This is because the electronic control device for EPS requires a voltage of linear function equal to the negative slope. Of course, it will be apparent to those skilled in the art that an electronic control device that requires a voltage of a primary function having a positive slope can be used as it is by applying the output voltage of the voltage amplifier 100 as it is.
반전 증폭부(200)가 전압 증폭부(100)의 출력전압을 인가받아 도 2(e)와 같은 형태의 음의 기울기를 갖는 1차 함수의 전압을 출력할 때, 상기 기울기는 정수배의 기울기로 조정할 필요가 있는데, 이는 가변 저항(51)에 의해서 조정되게 된다. 즉, 반전 증폭부(200)에서 출력되는 음의 기울기를 갖는 1차 함수의 기울기가 정수배의 크기를 취하지 않을 때 가변저항(51)을 통해 기울기를 조정한다. 이로써, 본 발명에 따르면, 차속센서의 출력은 일정크기의 기울기를 갖는 1차 함수로 바람직하게 선형화될 수 있게 된다.When the inverting amplifier 200 receives the output voltage of the voltage amplifier 100 and outputs a voltage of a linear function having a negative slope of the form shown in FIG. 2 (e), the slope is an integer multiple of the slope It is necessary to adjust, which is to be adjusted by the variable resistor 51. That is, when the slope of the linear function having a negative slope output from the inverting amplifier 200 does not take an integer multiple, the slope is adjusted through the variable resistor 51. Thus, according to the present invention, the output of the vehicle speed sensor can be preferably linearized as a linear function with a certain magnitude of slope.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차속신호의 변환장치는, 차속센서로부터 출력되는 차속신호를 아날로그 소자만을 사용하여 1차 함수의 형태로 선형화시켜 이를 필요로 하는 EPS(Electronic Power Steering)와 같은 장치의 전자제어장치 등에 사용될 수 있도록 하기 때문에 비용의 저렴화를 달성토록 하는 이점을 제공한다. 또한, 본 발명은 노이즈에 강한 아날로그 소자만을 사용하기 때문에 각종 전자제어장치의 신뢰성 및 내구성을 향상시키는 이점도 제공한다.As described above, the apparatus for converting a vehicle speed signal according to the present invention includes a device such as an electronic power steering (EPS) that linearizes a vehicle speed signal output from a vehicle speed sensor into a linear function using only an analog device. Since it can be used for electronic control devices, etc., it provides an advantage of achieving cost reduction. In addition, the present invention also provides the advantage of improving the reliability and durability of various electronic control devices because only the analog element resistant to noise is used.
한편, 상술한 바와 같은 본 고안 차속신호의 변환장치는 상기 실시예에 한정되지 않고 본원 발명의 정신과 범위를 이탈하지 아니하고 많은 제조변형을 가하여 실시할 수 있음은 물론이다.On the other hand, the apparatus for converting a vehicle speed signal of the present invention as described above is not limited to the above embodiment and can be carried out by applying many manufacturing modifications without departing from the spirit and scope of the present invention.
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| KR1019970025850A KR19990002285A (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Inverter of vehicle speed signal |
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| KR19990002285A true KR19990002285A (en) | 1999-01-15 |
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| KR (1) | KR19990002285A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101230867B1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-02-07 | 주식회사 한국가스기술공사 | Signal converter for vibration sensor |
-
1997
- 1997-06-19 KR KR1019970025850A patent/KR19990002285A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101230867B1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-02-07 | 주식회사 한국가스기술공사 | Signal converter for vibration sensor |
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