KR20080022371A - Vehicle speed calculation apparatus - Google Patents

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Abstract

A vehicle speed calculation apparatus is provided to determine easily an error of a wheel speed sensor by storing time data of each of edges. A wheel speed sensor(31) is formed to sense a wheel speed of a vehicle. A counter(33) receives a wheel speed signal from the wheel speed sensor and outputs time data related to a rising edge and a falling edge of the wheel speed signal. An overflow counter(35) is formed to store an overflow number generated from the counter. A storage unit(37) is formed to store the time data of the counter and the overflow number of the overflow counter. A vehicle speed calculation unit(39) calculates a vehicle speed by a constant period by using the time data of each edge of the storage unit and the overflow number.

Description

차량속도 계산장치{Vehicle speed Calculation Apparatus}Vehicle speed calculation device {Vehicle speed Calculation Apparatus}

도 1은 일반적인 휠스피드 센서를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a general wheel speed sensor.

도 2는 휠스피드 센서에서 출력되는 파형을 나타내는 그래프.Figure 2 is a graph showing the waveform output from the wheel speed sensor.

도 3은 본 발명에 따른 차량속도 계산장치의 제어블록도.3 is a control block diagram of a vehicle speed calculating apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 차량속도 계산장치의 다양한 차량속도계산방식을 설명하기 위한 휠스피드 센서의 출력파형을 나타내는 그래프.Figure 4 is a graph showing the output waveform of the wheel speed sensor for explaining the various vehicle speed calculation method of the vehicle speed calculation apparatus according to the present invention.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main functions of the drawings *

11 : 톤휠 13 : 휠스피드 센서11: tone wheel 13: wheel speed sensor

15 : 홀IC 17 : 마그네트15: Hall IC 17: Magnet

19 : 홀IC 출력신호선19: Hall IC output signal line

본 발명은 차량속도 계산장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카운터의 오버플로어의 개수를 이용하여 차량속도의 저속 분해능을 향상시키는 차량속도 계산장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle speed calculating apparatus, and more particularly, to a vehicle speed calculating apparatus for improving the low speed resolution of the vehicle speed by using the number of the overflow of the counter.

일반적으로, 차량의 속도를 계산하기 위하여 구동축 등에 센서를 부착하고 상기 센서로부터 발생하는 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산한다. 이러한 센서에는 마그네트와 그 픽업코일로 구성된 passive타입의 센서로서 자기유도작용을 이용하여 하는 방식과 홀 IC를 이용한 active타입의 센서가 있다. In general, in order to calculate the speed of the vehicle, a sensor is attached to a driving shaft or the like and the speed of the vehicle is calculated using the signal generated from the sensor. These sensors include a passive type sensor composed of a magnet and a pick-up coil, and a magnetic type inductive method and an active type sensor using a hall IC.

passive타입의 센서는 마그네트와 픽업코일로 구성되어 있고 톤휠에 0.2~1.0mm 정도의 작은 간극으로 유지되어 장착된다. 픽업코일에는 영구 자석에서 발생하는 자속이 톤휠의 회전에 의해 변하게 되고 전자유도작용에 의해 코일에 교류 전압이 발생한다. 차륜의 속도에 따라 교류전압의 주파수가 변하는데 이러한 주파수의 변화를 이용하여 차륜의 속도를 계산하게 된다.The passive sensor consists of a magnet and a pick-up coil, and is mounted on the tone wheel with a small clearance of 0.2 ~ 1.0mm. In the pickup coil, the magnetic flux generated from the permanent magnet is changed by the rotation of the tone wheel, and an alternating voltage is generated in the coil by the electromagnetic induction action. The frequency of the AC voltage changes according to the speed of the wheel, and the speed of the wheel is calculated using the change of the frequency.

active타입의 센서는 도 1에 도시된 바와 같이 톤휠(11)과 일정간극(20)을 두고 장착된다. 톤휠(11)의 회전에 따라 투자율의 변화에 의해 마그네트(17)에서 홀IC(15)에 인가되는 수직방향의 자계에 변화가 생겨 홀IC(15)의 양단에 전위차가 발생하게 된다. 이러한 전위차는 홀IC(15) 출력신호선(19)을 통해 외부로 출력된다. The active sensor is mounted with a tone wheel 11 and a predetermined gap 20 as shown in FIG. As the tone wheel 11 rotates, the magnetic field in the vertical direction applied from the magnet 17 to the hole IC 15 is changed by the change of the permeability, so that a potential difference occurs at both ends of the hole IC 15. This potential difference is output to the outside via the Hall IC 15 output signal line 19.

홀 IC 출력신호선(19)을 통해 외부로 출력되는 휠스피드 센서의 출력파형은 도 2에 도시된 바와 같다. 홀IC(15)는 수직으로 입력되는 마그네트(17)의 자계가 톤휠(11)의 회전에 의해 변화하게 되어 홀IC(15)에서 도 2와 같은 파형이 홀IC 출력신호선(19)를 통해 출력되게 된다.An output waveform of the wheel speed sensor output to the outside through the hall IC output signal line 19 is shown in FIG. 2. In the Hall IC 15, the magnetic field of the magnet 17 that is vertically input is changed by the rotation of the tone wheel 11, so that the waveform shown in FIG. 2 is output from the Hall IC 15 through the Hall IC output signal line 19. Will be.

종래에는 차량의 속도를 계산함에 있어서 출력신호의 한 주기(△T)와 톤휠(11)의 각 티스간의 거리를 이용한다. 이러한 속도의 계산에는 라이징 에지와 폴릴에지의 발생시 출력되는 신호와 그 신호에 따라 카운터의 발생시간 데이터를 이용하여 속도를 계산한다. 다만 이러한 계산을 위해서는 카운터가 1회 카운팅을 마치기 전까지 에지신호가 적어도 3회 이상 입력되어야 하는데 3회 미만으로 입력되는 경우 속도를 계산하지 못하는 문제점이 있다.Conventionally, in calculating the speed of a vehicle, the distance between one cycle (ΔT) of the output signal and each tooth of the tone wheel 11 is used. In calculating the speed, the speed is calculated using the signal generated at the rising edge and the polyl edge and the occurrence time data of the counter according to the signal. However, for this calculation, the edge signal must be input at least three times before the counter finishes counting once. However, if the input signal is less than three times, the speed cannot be calculated.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카운터에서 발생하는 오버플로어신호를 이용하여 차량이 저속인 경우에도 차량의 속도를 구할 수 있는 차량속도 계산장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a vehicle speed calculating device that can obtain the speed of the vehicle even when the vehicle is a low speed by using the overflow signal generated in the counter.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량속도 계산장치는 차량의 휠스피드를 감지하는 휠스피드 센서와, 상기 휠스피드 센서의 신호를 입력받아 상기 신호의 라이징 에지와 폴링에지가 발생한 시간데이터를 출력하는 카운터와, 상기 카운터에서 발생하는 오버플로어의 개수를 저장하는 오버플로어 카운터, 상기 카운터의 시간데이터와 상기 오버플로어 카운터의 오버플로어 개수를 저장하는 저장부와, 상기 저장부의 각 에지의 시간데이터와 오버플로어의 개수를 이용하여 일정시간마다 차량의 속도를 계산하는 차량속도계산부를 포함한다.The vehicle speed calculator of the present invention for achieving the above object is a wheel speed sensor for detecting the wheel speed of the vehicle, and receives the signal of the wheel speed sensor and outputs the time data generated the rising edge and the falling edge of the signal A counter configured to store a counter, an overflow counter for storing the number of overflows generated by the counter, a storage unit for storing time data of the counter and an overflow number of the overflow counter, time data of each edge of the storage unit, It includes a vehicle speed calculator for calculating the speed of the vehicle every predetermined time using the number of the overflow.

또한, 상기 저장부는 발생한 모든 에지에 대해 각 에지가 발생한 시간데이터와 오버플로어의 개수를 저장하는 것을 특징으로 한다. The storage unit may store the time data and the number of overflows of each edge for all of the generated edges.

또한, 상기 차량속도계산부는 상기 저장부의 발생시간데이터 및 오버플로어의 개수를 이용하여 각 에지간의 간격을 계산하고 그 간격의 변화를 이용하여 휠스 피드 센서의 에러를 검출하는 것을 특징으로 한다.The vehicle speed calculator may calculate an interval between each edge using the occurrence time data of the storage unit and the number of overflows, and detect an error of the wheel feed sensor using the change of the interval.

또한, 상기 차량속도계산부는 차량이 미리 설정된 최저속도이하인 경우 상기 최저속도에 해당하는 가상의 시간데이터를 이용하여 차량의 속도를 상기 최저속도로 계산하는 것을 특징으로 한다.The vehicle speed calculator may calculate the speed of the vehicle as the minimum speed using virtual time data corresponding to the minimum speed when the vehicle is less than or equal to a preset minimum speed.

또한, 상기 카운터는 16비트 카운터인 것을 특징으로 한다.In addition, the counter is characterized in that the 16-bit counter.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 차량속도 계산장치의 제어블록도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 차륜에 부착된 톤휠(11)의 회전에 따라 펄스신호를 발생하는 휠스피드 센서(31)와 휠스피드 센서(31)의 펄스신호의 라이징 에지와 폴링에지의 발생신호에 따가 그 발생시간 데이터를 출력하는 16bit 카운터(33) 16bit 카운터(33)에서 발생하는 오버플로어의 개수를 카운트 하는 오버플로어 카운터(35)와 16bit 카운터(33)의 에지발생시간 데이터와 오버플로어 카운터(35)의 오버플로어 개수를 저장하는 버퍼(37)와 버퍼의 데이터를 이용하여 차량속도를 계산하는 차량속도계산부(39)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 차량속도 계산장치는 각 에지가 발생할 때마다 그 발생시간에 관한 데이터를 모두 저장하여 각 에지간의 간격을 계산하여 그 변화를 체크하여 휠스피드 센서의 에러를 판단할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 각 에지간의 간격이 물리적으로 도저히 발생할 수 없는 차이가 있으면 휠스피드 센서(31)의 에러로 판정할 수 있다. 이는 실험에 의해 기준값을 마련하여 이와의 비교를 통해 에러여부를 판정할 수 있다. 또는 그 간격의 변화율을 이용하여 에러 여부를 판정할 수 있다. 에러여부의 판정은 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있으나 이러한 판정을 위해서는 무엇보다 본 발명과 같이 모든 에지에 대한 시간데이터의 저장이 필요하다. 3 is a control block diagram of a vehicle speed calculating apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 3, the pulses of the wheel speed sensor 31 and the wheel speed sensor 31 which generate a pulse signal according to the rotation of the tone wheel 11 attached to the wheel are generated at the rising edge and the falling edge generation signal. In addition, the edge counter time data and the overflow counter of the overflow counter 35 and the 16-bit counter 33 that count the number of overflows generated by the 16-bit counter 33 and the 16-bit counter 33 that output the occurrence time data ( And a vehicle speed calculator 39 that calculates a vehicle speed by using the buffer 37 to store the number of overflows of the 35 and the data of the buffer. The vehicle speed calculating apparatus of the present invention has an effect of determining the error of the wheel speed sensor by storing all data regarding the occurrence time of each edge and calculating the interval between each edge to check the change. For example, if there is a difference between the edges that cannot be physically generated, it may be determined as an error of the wheel speed sensor 31. This can be determined whether the error through the comparison by providing a reference value by experiment. Alternatively, the change rate of the interval can be used to determine whether there is an error. Error determination can be made through various methods, but above all, it is necessary to store time data for all edges as in the present invention.

본 발명의 차량속도 계산장치의 동작을 도 4를 참조하여 이하에서 설명한다. 본 발명의 차량속도의 계산은 일정한 시간간격마다 이루어지게 되는데 이는 차량의 주된 제어부의 차량데이터의 입출력 및 차량의 제어가 일정한 클럭으로 진행되기 때문이다. 도 4(a)는 차량의 속도를 계산하는 간격내에 에지가 3개 또는 홀수개 입력된 경우이다. 이때에는 톤휠(11)의 회전에 따른 펄스의 주기는 버퍼(37)로부터의 ①과 ③시간데이터를 이용하여 ③-①의 계산을 통해 얻게 된다. 또는 3개 이상 홀수개 입력된 경우 {ⓝ-①}/{(n-1)/2}의 계산을 통해 얻게 된다. 이렇게 계산된 펄스 주기와 톤휠(11)의 각 티스간의 간격을 이용하여 차륜의 속도를 계산하게 된다. The operation of the vehicle speed calculating apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG. The calculation of the vehicle speed of the present invention is performed at regular time intervals, because the input and output of the vehicle data of the main control unit of the vehicle and the control of the vehicle proceed at a constant clock. FIG. 4A illustrates a case where three or odd edges are input within an interval for calculating a vehicle speed. At this time, the period of the pulse according to the rotation of the tone wheel 11 is obtained through the calculation of ③-① using ① and ③ time data from the buffer 37. Alternatively, if three or more odd numbers are input, they are obtained by calculating {ⓝ-①} / {(n-1) / 2}. The speed of the wheel is calculated using the interval between the pulse period calculated in this way and each tooth of the tone wheel 11.

도 4(b)는 에지가 4개 또는 짝수개 입력된 경우이다. 도 4(a)와 비슷하게 4개가 입력된 경우 ③-①의 계산을 통해 4개 이상 짝수개 입력된 경우에는 {ⓜ-①}/{(n-2)/2}를 통해 펄스주기를 얻게 된다.4B illustrates a case where four or even edges are input. Similar to FIG. 4 (a), if four are inputted, four or more even inputs are calculated through the calculation of ③-① to obtain a pulse period through {ⓜ-①} / {(n-2) / 2}. .

도 4(c)는 2개의 에지가 입력된 경우를 나타낸다. 이 경우 종래에는 펄스주기를 계산할 수 없으므로 일정한 최저속도를 표시하였다. 본 발명은 16bit 카운터가 카운팅을 마치면 즉 1bit에 1.6

Figure 112006064445069-PAT00001
s인 경우 104.875ms가 경과하면 오버플로우 신호를 출력하는데 그 신호의 개수를 카운트하는 16bit 카운터(33)에 비해 저용량의 오버플로어 카운터(35)를 마련하여 각 에지에서 발생하는 오버플로어의 개수까지 이용하여 차량의 속도를 계산한다. 이를 통해 각 에지간의 시간간격을 104.875ms 이상까지 계산할 수 있다. 예를 들어 오버플로어 카운터(35)를 8bit로 마련하게 되면 최대 26초까지 각 에지간격을 기억할 수 있다. 이를 통해 저속에서도 차량의 속도를 계산할 수 있고 저속도에서의 차속의 분해능을 향상시킬 수 있다. 오버플로어 카운터(35)의 신호를 포함하여 펄스주기를 ④-②의 계산을 통해 얻게 된다.4C shows a case where two edges are input. In this case, since the pulse period cannot be calculated conventionally, a constant minimum speed is displayed. In the present invention, when the 16-bit counter finishes counting, that is, 1.6 in 1 bit.
Figure 112006064445069-PAT00001
In the case of s, when 104.875ms elapses, an overflow signal is output, and a low capacity overflow counter 35 is provided in comparison with the 16-bit counter 33 that counts the number of signals, and the number of overflows generated at each edge is used. Calculate your vehicle's speed. This allows the time interval between each edge to be calculated up to 104.875 ms or more. For example, if the overflow counter 35 is provided in 8 bits, each edge interval can be stored for up to 26 seconds. This makes it possible to calculate the speed of a vehicle at low speeds and improve the resolution of the vehicle at low speeds. The pulse period including the signal of the overflow counter 35 is obtained through the calculation of ④-②.

도 4(d)는 1개의 에지가 입력된 경우로서 그 이전 에지의 시간데이터를 이용하여 차속을 계산할 수 있으나 차량의 주된 제어부(ECU)에서 제어에 이용되는 최저의 차속이 정해져 있어 그 이하의 차속은 필요가 없다. 따라서 이런 경우 가상의 시간데이터를 이용하여 차속을 계산하게 된다. 이러한 최저의 차속은 차량의 제어의 변경에 따라 달라질 수 있는 값이며 최저의 차속이 변경됨에 따라 가상의 시간데이터도 변하게 되고 최저차속의 연산을 위해 오버플로어 카운터(35)를 더 고용량으로 교체할 수도 있다. In FIG. 4 (d), when one edge is input, the vehicle speed can be calculated using the time data of the previous edge, but the minimum vehicle speed used for the control in the main control unit ECU of the vehicle is determined, and the vehicle speed below that is determined Need not. Therefore, in this case, the vehicle speed is calculated using the virtual time data. This lowest vehicle speed is a value that can be changed according to the control of the vehicle. As the minimum vehicle speed is changed, the virtual time data also changes, and the overflow counter 35 may be replaced with a higher capacity to calculate the minimum vehicle speed. have.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 카운터의 오버플로어의 개수를 이용하여 저속에서도 차량의 속도를 계산할 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, the present invention has an effect of calculating the speed of the vehicle even at a low speed by using the number of overflows of the counter.

또한, 각 에지의 발생시간 데이터를 모두 저장함으로써 휠스피드 센서의 에러여부를 손쉽게 판정할 수 있는 효과가 있다.In addition, by storing all occurrence time data of each edge, it is possible to easily determine whether an error of the wheel speed sensor.

또한, 오버플러오의 개수를 이용함에 따라 저속도에서의 차속 분해능이 향상되는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the vehicle speed resolution at a low speed is improved by using the number of over plugs.

Claims (5)

차량의 휠스피드를 감지하는 휠스피드 센서와,Wheel speed sensor to detect the wheel speed of the vehicle, 상기 휠스피드 센서의 신호를 입력받아 상기 신호의 라이징 에지와 폴링에지가 발생한 시간데이터를 출력하는 카운터와A counter for receiving a signal of the wheel speed sensor and outputting time data at which a rising edge and a falling edge of the signal are generated; 상기 카운터에서 발생하는 오버플로어의 개수를 저장하는 오버플로어 카운터,An overflow counter for storing the number of overflows occurring in the counter, 상기 카운터의 시간데이터와 상기 오버플로어 카운터의 오버플로어 개수를 저장하는 저장부와,A storage unit which stores time data of the counter and the number of overflows of the overflow counter; 상기 저장부의 각 에지의 시간데이터와 오버플로어의 개수를 이용하여 일정시간마다 차량의 속도를 계산하는 차량속도계산부를 포함하는 차량속도 계산장치. And a vehicle speed calculator configured to calculate a speed of the vehicle at a predetermined time by using the time data of each edge of the storage unit and the number of overflows. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저장부는 발생한 모든 에지에 대해 각 에지가 발생한 시간데이터와 오버플로어의 개수를 저장하는 것이 특징인 차량속도 계산장치. And the storage unit stores the time data and the number of overflows of each edge for every edge generated. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 차량속도계산부는 상기 저장부의 발생시간데이터 및 오버플로어의 개수를 이용하여 각 에지간의 간격을 계산하고 그 간격의 변화를 이용하여 휠스피드 센서의 에러를 검출하는 것이 특징인 차량속도 계산장치.And the vehicle speed calculator calculates an interval between each edge using the occurrence time data of the storage unit and the number of overflows, and detects an error of a wheel speed sensor using a change in the interval. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차량속도계산부는 차량이 미리 설정된 최저속도이하인 경우 상기 최저속도에 해당하는 가상의 시간데이터를 이용하여 차량의 속도를 상기 최저속도로 계산하는 것이 특징인 차량속도 계산장치. And the vehicle speed calculator calculates a vehicle speed as the minimum speed using virtual time data corresponding to the minimum speed when the vehicle is less than or equal to a preset minimum speed. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 카운터는 16비트 카운터인 것이 특징인 차량속도 계산장치.And said counter is a 16-bit counter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130008097A (en) * 2011-06-22 2013-01-22 현대중공업 주식회사 Speed measurement algorithm for low-resolution magnetic encoder of industrial electric vehicles

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