KR200286630Y1 - 크랭크 포지션 센서의 인터페이스 - Google Patents

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Abstract

크랭크 포지션 센서의 아날로그 출력 신호를 엔진 제어 장치가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 전송하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스에 관한 것으로, 기존의 크랭크 포지션 센서의 인터페이스에 비교기를 하나 더 추가하여 기준 전압과 추가된 비교기의 피이드 백 출력 전압을 기존 비교기의 기준 전위 신호로 이용함으로써 엔진의 고 RPM이나 저 RPM에서 발생되는 노이즈의 영향을 배제하여 정확한 크랭크축의 위치를 검출할 수 있다.

Description

크랭크 포지션 센서의 인터페이스
본 고안은 크랭크 포지션 센서의 인터페이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크 포지션 센서의 아날로그 출력 신호를 엔진 제어 장치가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 전송하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스에 관한 것이다.
일반적으로 크랭크 포지션 센서는 엔진과 연동하여 회전하는 크랭크 축 상에 설치된 홀 센서로 이루어지며, 크랭크축의 회전에 따른 홀 센서의 자기장 변화에 따른 소정의 신호를 출력하여 크랭크축의 위치를 검출한다.
이러한 크랭크 포지션 센서의 신호는 점화시기 등과 같은 엔진 제어를 하는 데 있어 매우 중요한 요소이다.
그러면, 첨부된 도면을 참조하여 크랭크 포지션 센서의 신호를 엔진 제어 장치가 인식할 수 있는 신호로 변환하여 전송하는 종래의 인터페이스를 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이 종래 크랭크 포지션 센서의 인터페이스는 크랭크 포지션 센서의 신호 출력단(CPS)이 저항(R1)과 저항(R4)을 통해 오피 앰프(OP1)의 반전 단자(-)에 접속되며, 저항(R1)과 저항(R4) 사이에는 제너 다이오드(Z2)와 콘덴서(C3)가 각각 병렬로 접속되어 접지 되어 있으며, 저항(R4)과 오피 앰프(OP1)의 반전 단자(-) 사이에는 저항(R5)과 콘덴서(C6)가 각각 병렬로 접속되어 있으며, 저항(R5)의 일측단은 전원단(Vcc)에 접속되어 있고, 콘덴서(C6)의 일측단은 접지 되어 있다.
또한, 기준 전위 신호 출력단(V)은 저항(R8)을 통해 오피 앰프(OP1)의 비반전 단자(+)에 접속되어 있으며, 기준 전위 신호 출력단(V)과 저항(R8) 사이에는 콘덴서(C7)가 병렬로 접속되어 접지 되어 있으며, 저항(R8)과 오피 앰프(OP1)의 비반전 단자(+) 사이에는 저항(R9)이 병렬로 접속되어 접지 되어 있다.
이와 같이 구성된 종래 크랭크 포지션 센서의 인터페이스의 동작을 설명하면 다음과 같다.
차량의 운행중 엔진 회전에 연동한 크랭크축의 회전에 따라 크랭크 포지션 센서에서 아날로그 형태의 구형파 신호를 출력하면 저항(R1)과 제어 다이오드(Z2)에 의해 분압되고, 분압된 파형 신호는 콘덴서(C3)에서 정류되어 정(+) 전압 신호만 남게 된다.
그리고, 정류된 파형 신호는 저항(R4)과 콘덴서(C6)에 의해 노이즈가 제거된 후, 저항(R5)에 의한 전원단(Vcc) 신호에 의해 신호가 안정화되어 오피 앰프(OP1)의 반전 단자(-)에 인가된다.
이와 동시에 기준 전위 신호는 콘덴서(C7)에 의해 정류되고, 저항(R8)과 저항(R9)에 의해 분압되어 일정한 기준 전압 신호를 오피 앰프(OP1)의 비반전 단자(+)에 인가된다.
그러면, 오피 앰프(OP1)는 비반전 단자(+)의 기준 전압 신호보다 반전 단자(-)의 크랭크 포지션 센서의 전압 신호가 낮으면 "하이"의 신호를 출력하고, 그 반대이면 "로우"의 신호를 출력하여 엔진 제어 장치가 인식할 수 있는 펄스파의 디지털 신호를 출력한다.
이와 같은 종래의 장치에서는 엔진 회전수가 고 RPM일 경우에는 크랭크 포지션 센서에서 출력되는 구형파 신호의 전위값이 기준 전위값 이상이 되어 엔진 제어 장치에 인가되는 펄스파 신호는 실제 크랭크 포지션 센서에 의한 신호값과 달라져 엔진의 오동작을 유발하며, 엔진 회전수가 저 RPM일 경우에는 크랭크 포지션 센서에서 출력되는 구형파 신호의 전위값이 기준 전위값 이하가 되어 크랭크축의 위치를 검출하지 못하는 문제점이 발생한다.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 엔진 회전수에 따라 크랭크 포지션 센서의 신호에 인가되는 노이즈를 제거하여 정확한 크랭크축의 위치를 검출할 수 있는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 고안에 다른 일 실시예인 크랭크 포지션 센서의 인터페이스를 개략적으로 도시한 회로 구성도이고,
도 2는 종래 크랭크 포지션 센서의 인터페이스를 개략적으로 도시한 회로 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 신호 변환부
20 : 기준 전위 발생부
30 : 신호 전송부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 인가되는 크랭크 포지션 센서의 신호를 변환하는 신호 변환 수단과; 상기 신호 변환 수단의 신호에 따른 기준 전위 신호를 출력하는 기준 전위 신호 출력 수단과; 상기 신호 변환 수단의 신호와 상기 기준 전위 신호 출력 수단의 신호를 비교하여 펄스파의 디지털 신호를 출력하는 신호 전송수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 본 고안에서, 상기 신호 변환 수단은 크랭크 포지션 센서의 구형파 신호를 정류하는 정류기와; 상기 정류기에서 정류된 구형파 신호중의 노이즈를 제거하는 필터와; 상기 필터에서 노이즈가 제거된 정류 구형파 신호의 전위를 분압하는 분압기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 본 고안에서, 상기 기준 전위 신호 출력 수단은 기준 전위 출력 신호의 전위를 분압하는 분압기와; 상기 분압기에서 분압된 기준 전위 신호중의 노이즈를 제거하는 필터와; 상기 필터에서 노이즈가 제거된 기준 전위 신호와 상기 신호 변환 수단의 신호를 비교하는 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 본 고안에서, 상기 신호 전송수단은 비반전 단자가 상기 신호 변환 수단에 접속되고, 반전 단자가 기준 전위 신호 출력수단의 분압기와 필터 사이에 병렬로 접속된 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안에 따른 일 실시예인 크랭크 포지션 센서의 인터페이스는 신호 변환부(10)와 기준 전위 신호 출력부(20), 신호 전송부(30)로 이루어진다.
신호 변환부(10)는 크랭크 포지션 센서의 신호 출력단(CPS)에 다이오드(D10)와 저항(R12)이 직렬로 접속되고, 다이오드(D10)와 저항(R12)의 일측단 사이에는 콘덴서(C11)가 병렬로 접속되어 접지 되고, 저항(R12)의 다른 일측단에는 저항(R13)이 병렬로 접속되어 접지 되어 있으며, 크랭크 포지션 센서의 신호 출력단(CPS)에서 구형파 신호가 있으면 다이오드(D10)를 통해 정류하고, 콘덴서(C11)와 저항(R12)에서 노이즈를 제거하고, 저항(R13)에 의해 분압한다.
기준 전위 신호 출력부(20)는 기준 전위 신호 출력단(V)에 저항(R15)과 저항(R16)을 통해 제 2오피 앰프(OP20)의 반전 단자(-)가 접속되고, 기준 전위 신호 출력단(V)과 저항(R15) 사이에는 저항(R14)이 병렬로 접속되어 접지 되고, 저항(R16)과 제 2오피 앰프(OP20)의 사이에는 콘덴서(C17)가 병렬로 접속되어 접지 되고, 제 2오피 앰프(OP20)의 비반전 단자(+)는 신호 변환부(10)의 출력단에 접속되고, 제 2오피 앰프(OP20)의 출력단은 제어 다이오드(Z18)를 통해 제 2오피 앰프(OP20)의 반전 단자(-)에 접속되어 있으며, 신호 변환부(10)의 신호에 따른 소정의 기준 전위 신호를 출력한다.
신호 전송부(30)는 비반전 단자(+)가 신호 변환부(10)의 출력단에 접속되고, 반전 단자(-)가 기준 전위 신호 출력부(30)의 저항(R15)과 저항(R16) 사이에 병렬로 접속된 제 1오피 앰프(OP19)로 이루어지며, 입력단(+, -)의 신호를 비교하여 소정의 디지털 신호를 출력한다.
이와 같이 구성된 본 고안에 따른 일 실시예인 크랭크 포지션 센서의 인터페이스를 그 동작 과정에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
차량의 운행중 엔진의 회전과 연동하는 크랭크축의 회전에 따라 크랭크 포지션 센서에서 구형파의 신호를 출력하면 신호 변환부(10)의 다이오드(D10)에서 구형파를 정류하여 정(+) 전압 신호를 생성한다. 그리고, 콘덴서(C11)와 저항(R12)에서 노이즈를 제거한 후, 저항(R13)에 의해 분압하여 정(+) 전압 구형파 신호를 제 1오피 앰프(OP19)의 비반전 단자(+)에 인가함과 동시에 제 2오피 앰프(OP20)의 비반전 단자(+)에 인가한다.
그리고, 기준 전위 신호 출력단(V)의 신호는 저항(R14)과 저항(R15)에 의해 분압되어 저항(R16)과 콘덴서(C17)에 의해 노이즈가 제거되어 제 2오피 앰프(OP20)의 반전 단자(-)에 인가된다.
이때, 제 2오피 앰프(OP20)의 비반전 단자(+)에 인가되는 정(+) 전압 구형파 신호의 전위가 제 2오피 앰프(OP20)의 비반전 단자(-)에 인가되는 전위보다 클 경우에는 콘덴서(C17)가 충전을 시작하며, 저항(R14)과 저항(R15)에 의해 분압된 기준 전위 신호가 제 1오피 앰프(OP19)의 반전 단자(-)에 인가된다.
그리고, 제 2오피 앰프(OP20)의 비반전 단자(+)에 인가되는 신호 변환된 크랭크 포지션 센서의 신호 전위가 반전 단자(-)에 인가되는 기준 전위보다 낮아지면 충전된 콘덴서(C17)는 방전을 시작하며, 이때 제 1오피 앰프(OP19)의 반전 단자(-)에는 기준 전위가 "0"으로 된다.
그러면, 제 1오피 앰프(OP19)는 신호 변환되어 비반전 단자(+)에 인가되는 크랭크 포지션 센서의 신호와 반전 단자(-)에 인가되는 기준 전위 신호를 비교하여 반전 단자(+)의 신호 전위가 비반전 단자(-)의 신호 전위보다 클 경우에는 "하이" 신호를 출력하고, 그렇지 않을 경우에는 "로우"의 신호를 출력하여 펄스파의 디지털 신호를 출력한다.
이와 같이 본 고안은 기존의 크랭크 포지션 센서의 인터페이스에 비교기를 하나 더 추가하여 기준 전압과 추가된 비교기의 피이드 백 출력 전압을 기존 비교기의 기준 전위 신호로 이용함으로써 엔진의 고 RPM이나 저 RPM에서 발생되는 노이즈의 영향을 배제하여 정확한 크랭크축의 위치를 검출할 수 있다.

Claims (6)

  1. 인가되는 크랭크 포지션 센서의 신호를 변환하는 신호 변환 수단과;
    상기 신호 변환 수단의 신호에 따른 기준 전위 신호를 출력하는 기준 전위 신호 출력 수단과;
    상기 신호 변환 수단의 신호와 상기 기준 전위 신호 출력 수단의 신호를 비교하여 펄스파의 디지털 신호를 출력하는 신호 전송수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스.
  2. 청구항 1 에 있어서, 상기 신호 변환 수단은 크랭크 포지션 센서의 구형파 신호를 정류하는 정류기와;
    상기 정류기에서 정류된 구형파 신호중의 노이즈를 제거하는 필터와;
    상기 필터에서 노이즈가 제거된 정류 구형파 신호의 전위를 분압하는 분압기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스.
  3. 청구항 1 또는 2 에 있어서, 상기 기준 전위 신호 출력 수단은 기준 전위 출력 신호의 전위를 분압하는 분압기와;
    상기 분압기에서 분압된 기준 전위 신호중의 노이즈를 제거하는 필터와;
    상기 필터에서 노이즈가 제거된 기준 전위 신호와 상기 신호 변환 수단의 신호를 비교하는 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스.
  4. 청구항 3 에 있어서, 상기 신호 전송수단은 비반전 단자가 상기 신호 변환 수단에 접속되고, 반전 단자가 기준 전위 신호 출력수단의 분압기와 필터 사이에 병렬로 접속된 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스.
  5. 청구항 2 에 있어서, 상기 신호 변환 수단은 크랭크 포지션 센서의 신호 출력단에 다이오드와 제 1저항이 직렬로 접속되고, 다이오드와 제 1저항의 일측단 사이에는 제 1콘덴서가 병렬로 접속되어 접지 되고, 제 1저항의 다른 일측단에는 제 2저항이 병렬로 접속되어 접지 되어 있는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스.
  6. 청구항 3 에 있어서, 상기 기준 전위 신호 출력 수단은 기준 전위 신호 출력단에 제 3저항과 제 4저항을 통해 제 2오피 앰프의 반전 단자가 접속되고, 기준 전위 신호 출력단과 제 3저항 사이에는 제 5저항이 병렬로 접속되어 접지 되고, 제 4저항과 제 2오피 앰프의 사이에는 제 2콘덴서가 병렬로 접속되어 접지 되고, 제 2오피 앰프의 비반전 단자는 신호 변환부의 출력단에 접속되고, 제 2오피 앰프의 출력단은 제어 다이오드를 통해 제 2오피 앰프의 반전 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서의 인터페이스.
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