KR20050090765A

KR20050090765A - 휠속도센서의 고장감지장치

Info

Publication number: KR20050090765A
Application number: KR1020040016004A
Authority: KR
Inventors: 이형욱
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-14

Abstract

본 발명은 휠속도센서의 고장감지장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 휠속도센서의 고장여부 판단시 사용되는 포트의 수를 줄일 수 있는 휠속도센서의 고장감지장치를 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 복수의 휠속도센서, 상기 복수의 휠속도센서의 출력이 함께 입력되어 결정되는 입력전압을 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기의 출력이 기준범위를 벗어나면 휠속도센서에 오류가 있는 것으로 판단하는 마이컴을 포함한다.

Description

휠속도센서의 고장감지장치{A trouble monitoring apparatus of wheel speed sensor}

본 발명은 휠속도센서의 고장감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 휠속도센서의 오류를 감지하는 휠속도센서의 고장감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휠속도센서는 휠의 회전속도를 감지하는 센서로, 휠과 연동하여 회전하는 로타(회전체)에 대향하여 설치되며, 휠속도센서에 내재된 마그네트로부터 발생된 일정 세기의 자계 내를 치차가 형성된 로타가 회전함으로써 자계저항변화를 일으켜 코일 양단에 유도전압을 발생시킨다. 이에 따라 휠속도에 비례한 구형파가 출력된다.

이러한 휠속도센서는 차량의 제어에 있어 중요한 요소인 휠의 속도를 감지하므로 휠속도센서에 고장이 발생한다면 차량의 제어가 불안정해져 위험한 상태가 초래될 수 있다. 따라서 휠속도센서의 고장을 검출할 수 있는 방법이 개발되어 왔다.

도1을 참조하여 종래의 휠속도센서의 고장감지장치를 설명한다. 도1에 도시된 바와 같이 종래의 휠속도센서의 고장감지장치는 휠속도센서(10)와, 휠속도센서(10)에서 입력된 구형파 신호를 기준전압과 비교하는 비교기(11)와, 비교기(11)의 출력값을 입력받아 휠속도를 계산하고 휠속도센서(10)의 출력값을 입력받아 휠속도센서(10)의 오류여부를 판단하는 마이컴(12)을 구비한다. 기준전압은 정전압원(Vcc)에 연결된 분배저항(R1,R2)의 크기에 따라 결정되며, 비교기(11)의 출력단자에는 풀업저항(R3)이 연결된다. 또한, 휠속도센서(10)의 출력이 비교기(11)와 마이컴(12)에 입력되도록 휠속도센서(10)의 출력단자는 비교기(11) 및 마이컴(12)과 저항들(R4,R5)을 사이에 두고 연결되며, 휠속도센서(10)의 출력이 마이컴(12)으로 입력될 때 구형파의 노이즈를 제거하기 위한 RC필터(13)가 마이컴(12)에 연결되어 있다.

이하에서 종래의 휠속도센서 고장감지장치의 동작을 설명한다. 휠이 회전하면 휠속도센서(10)에서 휠의 회전속도에 비례하는 주파수를 가지는 구형파를 출력한다. 휠속도센서(10)에서 출력된 구형파는 비교기(11)의 비반전단자로 입력되어 기준전압과 비교되며 비교기(11)에서는 입력된 구형파에 대응하는 신호가 출력된다. 비교기(11)에서 출력된 신호는 마이컴(12)으로 입력되고, 마이컴(12)은 입력된 비교기(11)의 출력신호를 이용하여 휠의 속도를 계산한다.

한편, 휠속도센서(10)에서 출력된 구형파는 RC필터(13)에서 노이즈가 제거되어 마이컴(12)으로 입력되는데 마이컴(12)은 입력된 구형파를 분석하여 휠속도센서(10)에 이상이 있는 지를 판단한다.

그러나 이와 같은 종래의 휠속도센서의 고장감지장치는 각 휠에 장착된 휠속도센서(10)의 출력이 각각 마이컴(12)으로 입력되기 위한 포트를 가져야 하므로 포트의 수가 늘어나 마이컴(12)의 크기가 커지고, 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 휠속도센서의 고장여부 판단시 사용되는 포트의 수를 줄일 수 있는 휠속도센서의 고장감지장치를 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수의 휠속도센서, 상기 복수의 휠속도센서의 출력이 함께 입력되어 결정되는 입력전압을 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기의 출력이 기준범위를 벗어나면 휠속도센서에 오류가 있는 것으로 판단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 증폭기는 비반전 단자로 상기 복수의 휠속도센서의 출력이 입력되는 비반전증폭기인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 증폭기의 입력전압은 평활된 상기 복수의 휠속도센서의 출력이 함께 입력되어 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 휠속도센서는 전륜과 후륜에 장착된 4개의 휠속도센서인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 휠속도센서의 고장감지장치는 복수의 휠속도센서(20)와, 휠속도센서(20)의 출력을 평활하는 평활회로(21)와, 평활회로(21)에서 평활된 휠속도센서(20)의 출력을 입력받아 증폭하는 증폭기(22)와, 증폭기(22)의 출력을 디지털신호로 변환하는 A/D(Analog to digital)변환기(23)와, 디지털신호로 변환된 증폭기의 출력을 이용하여 휠속도센서의 고장여부를 판단하는 마이컴(24)을 포함한다. A/D변환기(23)는 이와같이 마이컴(24)과 별도의 장치로 구비되거나, 마이컴(24)의 내부에 내장될 수도 있다.

휠속도센서(20)는 각 휠에 장착되며, 휠의 회전속도에 대응하는 주파수를 가지는 구형파를 출력한다. 즉, 휠의 회전속도가 빠르면 출력되는 구형파의 주파수가 크고, 휠의 회전속도가 느리면 출력되는 구형파의 주파수가 작아진다.

평활회로(21)는 교류인 휠속도센서(20)의 출력을 평활하여 직류로 변환시킨다. 평활회로(21)로는 콘덴서평활회로, 코일평활회로 등을 사용할 수 있다. 본 명세서에서는 교류를 직류로 변환하기 위해 평활회로(21)를 예시하였으나, 교류인 구형파를 직류로 만들기 위해 휠속도센서(20)의 출력을 먼저 컨버터(미도시)에 통과시킨 후 평활회로(21)에 입력시키거나, 컨버터만 사용할 수도 있다.

증폭기(22)는 비반전단자로 각 휠속도센서(20)의 출력이 모두 입력되는 비반전증폭기이며, 비반전증폭기의 증폭비는 (1+R1/R2)이다. 따라서 비반전증폭기의 출력은

Vo=(1+R1/R2)Vin(단, Vin은 비반전단자의 입력전압, R1은 OP-AMP의 반전단자와 출력단자 사이에 연결된 저항, R2는 OP-AMP의 반전단자와 접지 사이에 연결된 저항임)

이 된다. 여기에서 비반전단자의 입력전압은 평활회로(21)를 거치면서 직류성분으로 변환된 각 휠속도센서(20)의 출력에 의해 결정된다.

예를 들어 평활회로(21)를 거친 후 직류성분이 된 휠속도센서(20)의 출력전압을 A Vdc, A Vdc에 연결되는 저항을 R이라고 모델링하면, 휠속도센서(20)가 정상적일 경우 비반전단자에 연결되는 4개의 휠속도센서(20)의 출력은 모두 A Vdc 및 R이 된다. 이 경우 비반전입력단자에서의 노드방정식을 풀어보면 Vin은 A가 된다. 그러나 4개의 휠속도센서(20) 중 1개의 센서가 고장상태라고 가정하면, 정상인 3개의 휠속도센서(20)에서 출력된 구형파의 직류성분은 A Vdc, 저항은 Ra이며, 고장인 1개의 휠속도센서(20)에서 출력된 구형파의 직류성분은 B Vdc, 저항은 Rb가 되도록 설정할 수 있다. 이 경우 비반전단자에서의 노드방정식을 풀어보면 비반전단자에 입력되는 전압은

Vin=(3ARb+BRa)/(3Rb+Ra)

이다. 따라서 각 휠속도센서(20)의 값이 모두 정상적인 경우와 크기가 달라진다.

마이컴(24)은 A/D변환기(23)에서 변환된 증폭기(22)의 출력을 입력받아 휠속도센서(20)의 오류여부를 감지한다. 즉, 증폭기(22)에서 출력된 전압의 크기가 기준전압의 범위이내이면 각 휠속도센서(20)는 정상인 것으로 판단하고, 증폭기(22)에서 출력된 전압의 크기가 기준범위를 벗어난 경우 4개의 휠속도센서(20) 중 임의의 휠속도센서(20)에 오류가 있는 것으로 판단할 수 있다. 여기에서 기준전압의 범위는 미리 실험에 의해 설정할 수 있다.

이하에서 도2에 도시된 휠속도센서 고장감지장치의 동작을 설명한다.

휠이 회전하면 휠의 회전속도에 비례하는 구형파가 휠속도센서(20)에서 출력된다. 출력된 구형파는 평활회로(또는 컨버터)(21)를 거치면서 직류로 변환된다. 직류로 변환된 각 휠속도센서(20)의 출력은 모두 비반전단자로 입력되는데 비반전단자의 입력전압의 크기는 비반전단자로 입력되는 각 직류성분들의 크기에 의해 결정된다.

각 직류성분들에 의해 입력전압이 결정되면 입력전압은 증폭기(22)에서 증폭비만큼 증폭되며, 증폭된 신호는 A/D변환기(23)를 거치면서 증폭기(22)의 출력에 대응하는 디지털신호로 변환된다. A/D변환기(23)에서 변환된 디지털신호는 마이컴(24)에 입력되고, 마이컴(24)은 입력된 신호를 이용하여 증폭기(22)의 출력이 기준범위이내인지를 판단한다. 만약 증폭기(22)의 출력이 기준범위이내이면 각 휠속도센서(20)는 정상인 것으로 볼 수 있지만, 증폭기(22)의 출력이 기준범위를 벗어나면 4개의 휠속도센서(20) 중 임의의 센서에 오류가 있는 것으로 판단할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의할 경우 휠속도센서의 고장여부판단시 사용되는 마이컴의 포트수를 줄일 수 있게 된다. 따라서 마이컴의 크기가 작아지고, 제조비용이 감소된다.

도 1은 종래의 휠속도센서의 고장감지장치를 도시한 회로도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휠속도센서의 고장감지장치를 도시한 회로도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

20:휠속도센서 21:평활회로

22:증폭기 23:A/D변환기

24:마이컴

Claims

복수의 휠속도센서,

상기 복수의 휠속도센서의 출력이 함께 입력되어 결정되는 입력전압을 증폭하는 증폭기,

상기 증폭기의 출력이 기준범위를 벗어나면 휠속도센서에 오류가 있는 것으로 판단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠속도센서의 고장감지장치
제1항에 있어서,

상기 증폭기는 비반전 단자로 상기 복수의 휠속도센서의 출력이 입력되는 비반전증폭기인 것을 특징으로 하는 휠속도센서의 고장감지장치
제1항에 있어서,

상기 증폭기의 입력전압은 평활된 상기 복수의 휠속도센서의 출력이 함께 입력되어 결정되는 것을 특징으로 하는 휠속도센서의 고장감지장치
제1항에 있어서,

상기 복수의 휠속도센서는 전륜과 후륜에 장착된 4개의 휠속도센서인 것을 특징으로 하는 휠속도센서의 고장감지장치