KR20090079087A - 차속 산출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차속 산출 장치에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 차속을 산출하는 장치에 있어서, 펄스 타입의 차속 신호에 포함된 노이즈 제거 및 상기 차속 신호의 전압값을 분압(分壓)하는 분압 및 1차(Single Pole) 필터 회로부; 및 상기 분압 및 1차 필터 회로부에서 상기 노이즈를 제거한 차속 신호인 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하되, 상기 필터링 신호의 최소값 또는 최대값을 상기 디지털 데이터의 최소값 또는 최대값으로 변환한 제 1 시점부터 상기 필터링 신호의 다음 최소값 또는 다음 최대값을 상기 디지털 데이터의 다음 최소값 또는 다음 최대값으로 변환한 제 2 시점까지의 시간을 상기 차속 신호의 주기로 설정하고, 상기 주기를 이용하여 상기 차속을 산출하는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, MCU에서 펄스 타입인 차속 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하여 차속 신호의 주기를 설정하고, 주기를 이용하여 차속을 산출할 수 있기 때문에 ECU의 생산 단가가 낮아지는 효과가 있다.
차속, ECU, MCU, ADC

Description

차속 산출 장치{Apparatus for Caculating Vehicle Speed}
본 발명은 차속 산출 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 IC(Integrated Circuit) 또는 반전 회로를 사용하지 않고, MCU(Micro Controller Unit)의 ADC(Analog to digital Convertor) 모듈을 이용하여 차속 센서로부터 수신하는 차속 신호의 주기 및 차속을 산출하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 차속은 자동차의 주행 상태를 제어하는 중요한 변수로 작용하며, 자동 변속 차량에 있어서는 기관에 걸리는 부하, 즉 스로틀 밸브의 열린 정도와 차속에 의하여 설정된 시프트 패턴에 따라 엔진 성능 및 운전 상황에 맞추어 가장 적절한 변속단을 설정한다.
차량의 EPS(Electric Power Steering) 등 위와 같은 차속을 제어 인자로 사용하는 시스템의 ECU(Electronic Control Unit)는 차속 센서로부터 펄스(Pulse) 타입의 차속 신호를 수신하여 차속 신호의 주파수(Frequency)를 산출하고, 산출한 주파수를 이용하여 차속을 산출하였다.
종래에 ECU는 도 1의 1A 또는 1B와 같이 역전압 방지 및 풀업(Pull Up) 회로부(110) 및 1차(Single-Pole) 필터 회로부(120)를 구성하여 차속 신호에 포함된 노 이즈를 제거하고, 인버터(Inverter) 및 비교기 중 어느 하나인 IC(Integrated Circuit)(130) 또는 트랜지스터 및 FET(Field Effect Transistor) 중 어느 하나를 포함하는 반전 회로(150)에서 차속 신호를 MCU(Micro Controller Unit)(140)에서 인식할 수 있도록 처리한 후, MCU(140)의 타이머(Timer) 모듈(142)에 입력됨으로써 MCU(140)에서 차속 신호의 주파수 및 주파수를 이용한 차속의 산출이 수행되었다.
이와 같이 종래에는 ECU 내에서 차속 신호를 MCU에서 인식할 수 있도록 처리하기 위해 가격이 비싼 IC 또는 반전 회로를 사용하기 때문에 ECU의 생산 단가가 높아지는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, IC 또는 반전 회로를 사용하지 않고, MCU의 ADC 모듈을 이용하여 차속 센서로부터 수신하는 차속 신호의 주기 및 차속을 산출하는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차량의 차속을 산출하되, 역전압 방지 및 풀업 회로부를 포함하는 장치에 있어서, 펄스 타입의 차속 신호에 포함된 노이즈 제거 및 상기 차속 신호의 전압값을 분압(分壓)하는 분압 및 1차(Single Pole) 필터 회로부; 및 상기 분압 및 1차 필터 회로부에서 상기 노이즈를 제거한 차속 신호인 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하되, 상기 필터링 신호의 최소값 또는 최대값을 상기 디지털 데이터의 최소값 또는 최대값으로 변환한 제 1 시점부터 상기 필터링 신호의 다음 최소값 또는 다음 최대값을 상기 디지털 데이터의 다음 최소값 또는 다음 최대값으로 변환한 제 2 시점까지의 시간을 상기 차속 신호의 주기로 설정하고, 상기 주기를 이용하여 상기 차속을 산출하는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, ECU(Electronic Control Unit)에서 차속을 산출하는 장치에 있어서, 상기 ECU에 포함된 분압 및 1차 필터 회로부에서 차속 신호에 포함된 노이즈를 제거한 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter) 모듈; 및 상기 ADC 모듈에서 상기 필터링 신호의 최소값 또는 최대값을 상기 디지털 데이터의 최소값 또는 최대값으로 변환한 제 1 시점 및 상기 필터링 신호의 다음 최소값 또는 다음 최대값을 상기 디지털 데이터의 다음 최소값 또는 다음 최대값으로 변환한 제 2 시점을 확인하고, 상기 제 1 시점부터 상기 제 2 시점까지의 시간을 상기 차속 신호의 주기로 설정하고, 상기 주기를 이용하여 상기 차속을 산출하는 차속 산출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, MCU에서 펄스 타입인 차속 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하여 차속 신호의 주기를 설정하고, 주기를 이용하여 차속을 산출할 수 있기 때문에 ECU의 생산 단가가 낮아지는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차속을 산출하는 ECU의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차속 산출 장치, 즉 차속을 제어 인자로 사용하는 시스템의 ECU(200)는 역전압 방지 및 풀업 회로부(110), 분압 및 1차(Single Pole) 필터 회로부(210) 및 MCU(220)를 포함한다. 여기서, 역전압 방지 및 풀업 회로부(110)는 종래의 ECU(100)에 포함된 구성이므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
분압 및 1차 필터 회로부(210)는 종래의 ECU(100)에 포함된 1차(Single-Pole) 필터 회로부(120)와 마찬가지로 펄스 타입의 차속 신호에 포함된 노이즈를 제거함은 물론, 차속 신호의 전압값을 MCU(220)의 허용 입력 전압값으로 분압(分壓)한다. 예를 들어, 차속 신호의 전압값이 10V(볼트)이고 허용 입력 전압값이 5V인 경우에 분압 및 1차 필터 회로부(210)는 차속 신호에 포함된 노이즈를 제거함은 물론, 차속 신호의 전압값을 10V에서 5V로 강하시킨다. 여기서, 분압 및 1차 필터 회로부(210)는 R(Resistor)-C(Capacitor) 필터를 포함하고, 분압은 분압 및 1차 필터(210)에 포함된 저항을 사용한다.
MCU(220)는 ECU(200)의 전반적인 기능을 제어한다.
본 발명에서 MCU(220)는 분압 및 1차 필터 회로부(210)에서 차속 신호에 포함된 노이즈를 제거한 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하되, 도 3 및 도 4와 같이 필터링 신호의 최소값(또는 최대값)을 디지털 데이터의 최소값(또는 최대값)으로 변환한 제 1 시점부터 필터링 신호의 다음 최소값(또는 다음 최대값)을 디지털 데이터의 다음 최소값(또는 다음 최대값)으로 변환한 제 2 시점까지의 시간을 차속 신호의 주기(T)로 설정한다. 여기서, 다음 최소값(또는 다음 최대값)은 필터링 신호 또는 디지털 데이터의 최소값(또는 최대값) 직후의 최소값(또는 최대값)이다.
본 발명에서 도 3과 같이 차속 신호의 펄스폭이 좁은 경우, 즉 차속이 빠른 경우에는 차속 신호의 주기(T)가 작아지고, 도 4와 같이 차속 신호의 펄스폭이 넓은 경우, 즉 차속이 느린 경우에는 차속 신호의 주기(T)가 커지므로, 차속 신호의 주기(T)에 반비례하는 차속 신호의 주파수(f)는 차속 신호의 펄스폭이 좁은 경우에는 그 값이 커지고, 차속 신호의 펄스폭이 넓은 경우에는 그 값이 작아진다.
MCU(320)는 차속 신호의 주기를 이용하여 차속을 산출한다. 여기서, 차속 신호의 주기를 이용하여 차속을 산출하는 방법은 공지된 기술이므로 이에 대한 자세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 MCU(220)가 노이즈를 제거한 차속 신호인 필터링 신호를 수신하는 이유는 노이즈를 포함한 차속 신호를 디지털 데이터로 변환하면, 노이즈에 의해 디지털 데이터의 오차가 발생할 수 있기 때문이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MCU의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 MCU(220)는 ADC(Analog to Digital Converter) 모 듈(510) 및 차속 산출 모듈(520)을 포함한다.
ADC 모듈(510)은 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 모듈이다.
본 발명에서 ADC 모듈(510)은 ECU(200)에 포함된 분압 및 1차 필터 회로부(210)에서 차속 신호에 포함된 노이즈를 제거한 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환한다.
차속 산출 모듈(520)은 ADC 모듈(510)에서 필터링 신호의 최소값(또는 최대값을 디지털 데이터의 최소값(또는 최대값)으로 변환한 제 1 시점 및 필터링 신호의 다음 최소값(또는 다음 최대값)을 디지털 데이터의 다음 최소값(또는 다음 최대값)으로 변환한 제 2 시점을 확인하고, 제 1 시점부터 제 2 시점까지의 시간을 차속 신호의 주기(T)로 설정한다.
차속 산출 모듈(520)은 차속 신호의 주기(T)를 이용하여 차속을 산출한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 차속 산출 장치 분야에 적용되어, MCU에 서 펄스 타입인 차속 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하여 차속 신호의 주기를 설정하고, 주기를 이용하여 차속을 산출할 수 있기 때문에 ECU의 생산 단가가 낮아지는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 종래의 ECU의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차속을 산출하는 ECU의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차속 산출 방식을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MCU의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 역전압 방지 및 풀업 회로부 120: 1차 필터 회로부
130: IC 140: MCU
142: 타이머 모듈 150: 반전 회로
200: ECU 210: 분압 및 1차 필터 회로부
220: MCU 510: ADC 모듈
520: 차속 산출부

Claims (4)

  1. 차량의 차속을 산출하되, 역전압 방지 및 풀업 회로부를 포함하는 장치에 있어서,
    펄스 타입의 차속 신호에 포함된 노이즈 제거 및 상기 차속 신호의 전압값을 분압(分壓)하는 분압 및 1차(Single Pole) 필터 회로부; 및
    상기 분압 및 1차 필터 회로부에서 상기 노이즈를 제거한 차속 신호인 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하되, 상기 필터링 신호의 최소값 또는 최대값을 상기 디지털 데이터의 최소값 또는 최대값으로 변환한 제 1 시점부터 상기 필터링 신호의 다음 최소값 또는 다음 최대값을 상기 디지털 데이터의 다음 최소값 또는 다음 최대값으로 변환한 제 2 시점까지의 시간을 상기 차속 신호의 주기로 설정하고, 상기 주기를 이용하여 상기 차속을 산출하는 MCU(Micro Controller Unit)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분압 및 1차 필터 회로부는 R(Resistor)-C(Capacitor) 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분압 및 1차 필터 회로부는 상기 차속 신호의 전압값을 상기 MCU의 허용 입력 전압값으로 분압하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치.
  4. ECU(Electronic Control Unit)에서 차속을 산출하는 장치에 있어서,
    상기 ECU에 포함된 분압 및 1차 필터 회로부에서 차속 신호에 포함된 노이즈를 제거한 필터링 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter) 모듈; 및
    상기 ADC 모듈에서 상기 필터링 신호의 최소값 또는 최대값을 상기 디지털 데이터의 최소값 또는 최대값으로 변환한 제 1 시점 및 상기 필터링 신호의 다음 최소값 또는 다음 최대값을 상기 디지털 데이터의 다음 최소값 또는 다음 최대값으로 변환한 제 2 시점을 확인하고, 상기 제 1 시점부터 상기 제 2 시점까지의 시간을 상기 차속 신호의 주기로 설정하고, 상기 주기를 이용하여 상기 차속을 산출하는 차속 산출 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 산출 장치.
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