KR200225620Y1 - 차량용 기준신호 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 크랭크 축에 부착된 기어의 회전을 감지하여 차량에서 연소해석이나 각종 자료를 취득하기 위해 사용되는 기준신호 발생장치에 관한 것으로, 크랭크 축 일단에 장착되어 크랭크 축과 연동하여 회전하여 신호를 발생시키는 제1,2기어와, 제1기어의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키는 홀센서, 제2기어의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키는 픽업센서 및, 상기 센서에서 발생된 기준신호를 분주하는 신호분주수단으로 이루어져, 상기 센서들을 엔진블록에 간단하게 설치하여 기준신호를 발생시킬 수 있으므로써 엔진과 트랜스미션의 분리작업이 필요없고, 마운팅을 위한 별도의 시스템을 제작할 필요없이 시스템을 간단하게 부착할 수 있도록 한 것이다.

Description

차량용 기준신호 발생장치{ An apparatus for generating reference signal for an automobile }

본 고안은 차량용 기준신호 발생장치에 관한 것으로, 특히 크랭크 축에 부착된 기어의 회전을 감지하여 차량의 상태에 관한 자료를 얻는 차량용 기준신호 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에서 연소 해석이나 각종 자료를 취득하기 위해서는 해상도(resolution) 측면에서 정밀도가 좋은 기준신호 발생장치가 필요한 바, 이러한 기준신호 발생장치는 캠 축이나 크랭크 축에 홀 센서(hall sensor)를 설치하여 기준신호(reference signal)를 생성하고, 이 기준신호에 따라 제어시스템은 차량을 제어하게 된다.

이와 같이 센서를 사용하여 1°간격으로 신호가 발생하면 제어시스템이 그 제원을 만족하기 위해서 시스템 구성이 복잡해지며, 이에 따라 제품의 가격이 상승하고 시스템의 중앙연산처리장치에서의 연산처리 속도가 현실적으로 불가능하다.

그래서, 현재의 차량에서는 기준신호의 발생간격을 넓히고 있으며, 제어를 위해서 온도 및 압력센서를 이용하여 판단제어한다.

한편, 차량개발과정에서 연소 및 응답특성을 정밀하게 분석하여 자료를 얻기 위해서는 시험용 기준신호 발생장치를 이용하고 있다.

일반적으로 사용하는 방법중의 하나는, 트랜스미션 하우징에 구멍을 뚫고 클러치부의 기어에 홀 센서를 부착하여 기준신호를 발생하도록 하고 있으나, 이 경우 트랜스미션과 엔진을 결합하기 전에 별도의 가공이 필요하고, 일반 차량에서는 엔진과 트랜스미션을 분해하는 작업을 수행해야 한다는 문제점이 있다.

또 하나의 방법은 엔진시험실에서 사용하는 방법과 마찬가지로 엔코더(encoder)를 크랭크 풀리 축에 부착하는 것이 있으나, 이 경우 엔코더를 엔진블록에 마운팅하는 별도의 시스템을 제작해야 할 뿐만 아니라 차량 엔진룸 내 크랭크풀리 전반부의 공간이 이 시스템을 부착하기에는 협소하다는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 크랭크축 일단에 별도의 기어를 부착하여 이를 센서를 통해 감지하여 기준신호를 생성함으로써 엔진과 트랜스미션의 분리작업을 생략할 수 있고, 마운팅을 위한 별도의 시스템을 제작할 필요가 없으면서도 시스템을 간단하게 부착할 수 있도록 한 차량용 기준신호 발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 차량의 크랭크 축 일단에 장착되어 크랭크 축과 연동하여 회전하여 신호를 발생시키는 신호발생수단과, 상기 신호발생수단의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키는 감지수단 및, 상기 감지수단에서 발생된 기준신호를 분주하는 신호분주수단을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 신호발생수단은 1회전마다 1개의 신호를 발생하는 제1기어와, 1회전마다 180개의 신호를 발생하는 제2기어로 이루어지고, 상기 감지수단은 상기 제1기어의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키기 위한 홀센서와, 상기 제2기어의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키기 위한 픽업센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 고안에 따르면, 크랭크축 일단에 별도의 기어를 부착하여 이를 센서를 통해 감지하여 기준신호를 생성함으로써 엔진과 트랜스미션의 분리작업을 생략할 수 있고, 마운팅을 위한 별도의 시스템을 제작할 필요가 없으면서도 시스템을 간단하게 부착할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 차량용 기준신호 발생장치의 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 차량용 기준신호 발생장치의 개략적인 설치상태도,

도 3은 본 고안의 센서를 엔진블록에 설치하기 위한 브라켓의 설계도,

도 4는 본 고안의 센서작동과정을 설명하기 위한 개념도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 크랭크 축 20 : 신호발생수단

21 : 제1기어 22 : 제2기어

30 : 감지수단 31 : 홀센서

32 : 픽업센서 40 : 신호분주수단

50 : 엔진블록 60 : 브라켓

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 차량용 기준신호 발생장치의 구성도로서, 차량의 크랭크 축(10) 일단에 장착되어 크랭크 축(10)의 회전에 따라 일체로 회전하면서 신호를 발생시키는 신호발생수단(20)과, 상기 신호발생수단(20)의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키는 감지수단(30) 및, 상기 감지수단(30)에서 발생된 기준신호를 분주하는 신호분주수단(40)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 신호발생수단(20)은 1회전마다 1개의 신호를 발생하는 제1기어(21)와, 1회전마다 180개의 신호를 발생하는 제2기어(22)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 감지수단(30)은 상기 제1기어(21)의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키기 위한 홀센서(31)와, 상기 제2기어(22)의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키기 위한 픽업센서(32)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 홀센서(31)와 픽업센서(32)는 제1,2기어(21,22)의 이빨이 지나갈 때마다 기준신호파형을 발생하도록 되어 있다.

즉, 상기 제1기어(21)는 하나의 이빨만 형성되어 있으므로 1회전시마다 하나의 신호파형을 발생하고, 상기 제2기어(22)는 180개의 이빨이 형성되어 있으므로 1회전시마다 180개의 신호파형을 발생하게 된다.

이와 같이 상기 픽업센서(32)에 의해 발생된 180개의 신호파형을 둘로 분주하면 360개의 파형으로 되고, 이 때 사이클마다의 기준신호는 홀센서(31)에 의해 감지된다.

한편, 상기 센서(31,32)들에 의해 발생된 감지신호의 분주는 별도의 신호분주수단(40)에 의해 이루어지며, 이와 같이 분주된 신호는 연소해석과 자료취득장치에 이용된다.

즉, 상기 신호분주수단(40)은 홀센서(31)와 픽업센서(32)로 측정한 신호들은 하나의 사이클에 걸리는 시간을 크랭크 각도 1도 간격으로 분주하기 위하여 사용되는 것이다.

도 2는 본 고안에 따른 차량용 기준신호 발생장치의 개략적인 설치상태도를 나타낸 것으로서, 상기 신호발생수단(20)인 제1,2기어(21,22)가 크랭크 축(10) 일단에 장착되어 있고, 상기 감지수단(30)인 홀센서(31)와 픽업센서(32)가 차량의 엔진블록(50)에 브라켓(60)을 매개로 하여 설치되어, 전반적인 구성이 간단하고 임의의 차종에 대하여 설계변경하여 설치할 수 있도록 되어 있다.

여기서 상기 브라켓(60)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 엔진블록(50)에 있는 홈을 그대로 사용하여 센서(31,32)들을 부착할 수 있도록 설계한 것으로, 센서(31,32)를 부착할 수 있도록 약 20도 정도로 기울여져 있으며, 이 각도는 엔진의 마운팅 위치에 따라서 임의적으로 변경할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 차량용 기준신호 발생장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

차량이 운전되어 크랭크축이 회전하는 경우 이 크랭크 축(10) 일단에 결합된 제1,2기어(21,22)는 크랭크 축(10)과 연동하여 회전하게 된다.

이와 같이 회전되는 제1기어(21)는 1회전마다 하나의 신호를 발생시키고, 제1기어(21)에서 발생된 신호는 홀센서(31)에 의해 감지되어 하나의 기준신호를 발생시킨다.

그리고, 제2기어(22)는 1회전마다 180개의 신호를 발생시키고, 제2기어(22)에서 발생된 신호는 픽업센서(32)에 의해 감지되어 기준신호를 발생시킨다.

즉, 상기 센서(31,32)에 의한 신호발생 원리를 설명하면 다음과 같다.

제2기어(22)의 회전을 감지하는 픽업센서(32)를 예를 들어 설명하면 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2기어(22)에 형성된 이빨(22a) 가까이에 코일이 감겨진 마그네트(32a)의 헤드(32b)를 놓으면 기어(22)의 회전에 의해 헤드(32b)를 통과하는 이빨(22a)의 수에 따라 교류전압이 코일(32c)에 발생하게 되는데, 이것을 펄스신호로 바꾸어 크랭크축(10)의 회전각도 및 속도 등을 검출하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 픽업센서(32)에 의해 발생된 180개의 신호파형을 둘로 분주하면 360개의 파형으로 되고, 이 때 사이클마다의 기준신호는 홀 센서(31)에 의해 감지된다.

한편, 상기 센서(31,32)들에 의해 발생된 감지신호의 분주는 별도의 신호분주수단(40)에 의해 이루어지며, 이와 같이 분주된 신호는 연소해석이나 각종 자료취득장치에 이용할 수 있게 된다.

본 고안은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 차량용 기준신호 발생장치에 따르면, 크랭크 축 일단에 기어들을 설치한 상태에서 엔진블록에 설치된 센서를 이용하여 기어들에서 발생된 신호를 감지하여 기준신호를 발생시키게 되어 있음으로써 트랜스미션과 엔진을 분리하지 않고도 작업할 수 있게 된다.

또한, 크랭크축 풀리에 엔코더를 부착하는 경우에 문제가 되었던 마운팅을 위한 별도의 시스템을 제작할 필요가 없고, 공간의 제약을 받지 않고 엔진과 차량의 사양에 구분없이 간단하게 부착할 수 있다.

그리고, 기어를 사용할 경우 기어 이빨 수에 따라 분주 시스템을 임의적으로 구성할 수 있다.

Claims (3)

1. 크랭크 축(10) 일단에 장착되어 크랭크 축(10)과 함께 회전하면서 신호를 발생시키는 신호발생수단(20)과;

   상기 신호발생수단(20)의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키는 감지수단(30) 및;

   상기 감지수단(30)에서 발생된 기준신호를 분주하는 신호분주수단(40)을 포함하여 이루어진 차량용 기준신호 발생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호발생수단(20)은 1회전마다 1개의 신호를 발생하는 제1기어(21)와, 1회전마다 180개의 신호를 발생하는 제2기어(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 기준신호 발생장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지수단(30)은 상기 제1기어(21)의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키기 위한 홀센서(31)와, 상기 제2기어(22)의 회전을 감지하여 기준신호를 발생시키기 위한 픽업센서(32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 기준신호 발생장치.