KR20100004567A - Vehicle control apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A vehicle control system is provided to accurately measure the wheel speed by constantly keeping the bias voltage of the pulse signal although the leaked electric current due to moisture is flowed in a wheel speed sensor interface circuit. CONSTITUTION: A vehicle control system is composed of a wheel speed sensor(S1), a differentiator(204), and a Schmitt trigger circuit(206). The wheel speed sensor outputs the sensor output signals of the pulse signal type corresponding to the wheel speed. The differentiator detects the rising edge and falling edge of the sensor output signals. The Schmitt trigger circuit is triggered with the rising edge and falling edge of the sensor output signals detected by the differentiator to generate the speed signal.

Description

차량 제어 장치{VEHICLE CONTROL APPARATUS}Vehicle Control Unit {VEHICLE CONTROL APPARATUS}

본 발명은 차량 제어 장치에 관한 것으로, 특히 차량의 차륜 속도 센서의 검출 신호를 변환하여 차륜 속도의 계산에 이용될 수 있도록 하는 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle control apparatus, and more particularly, to a wheel speed sensor interface circuit for converting a detection signal of a wheel speed sensor of a vehicle to be used for calculation of wheel speed.

자동차의 고성능화에 따라 강력하고 안정된 브레이크 성능을 확보하기 위한 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-lock Brake System, 이하 ABS라 한다)이나 트랙션 컨트롤 시스템(TCS) 등과 같이 전자 제어 시스템을 도입하고 있는 자동차에서는 차륜 속도를 바탕으로 제동 또는 가속 동작을 제어한다.In automobiles that adopt electronic control systems such as anti-lock brake system (ABS) or traction control system (TCS) to secure strong and stable brake performance according to the performance of automobiles Controls braking or acceleration based on wheel speed.

자동차의 차륜에 각각 설치된 차륜 속도 센서는 구동 전원을 공급받아 차륜 속도에 따라 속도 신호를 출력하고 컨트롤러는 속도 신호를 이용하여 자동차 기준 속도를 계산한다.Each wheel speed sensor installed in the wheel of the vehicle receives driving power and outputs a speed signal according to the wheel speed, and the controller calculates a vehicle reference speed using the speed signal.

ABS의 경우, 차륜 속도 센서로부터 차륜 속도를 검출받아 슬립률을 계산한 후, 계산된 슬립률이 제어 영역 내의 슬립률이 되도록 구동륜을 제어한다. 따라서 ABS가 이러한 기능을 수행하기 위해서는 차륜 속도 센서의 정확성이 요구된다. 이 때문에 차륜 속도 센서가 정상적으로 동작하지 않는 경우 이를 조기에 검출하여 경 고를 발생시킴으로써 차량 제어 시스템 및 운전자가 이를 인지하여 조치를 취할 수 있도록 하는 것이 무엇보다도 중요하다.In the case of ABS, the wheel speed is detected from the wheel speed sensor to calculate the slip ratio, and then the driving wheel is controlled so that the calculated slip ratio becomes the slip ratio in the control region. Therefore, the accuracy of the wheel speed sensor is required for ABS to perform this function. For this reason, it is important for the vehicle control system and the driver to recognize and take action when the wheel speed sensor does not operate normally by generating an early warning.

차량의 차륜 속도 센서는 차륜과 함께 회전하는 치차를 구비하고 치차의 회전 속도에 반비례하는 펄스폭을 갖는 펄스 신호를 발생시키도록 이루어지는데, 이 펄스 신호를 발생시키기 위해 소정의 기준 전압을 인터페이스 회로에 인가해 줘야 한다. 그러나 차량의 차륜 속도 센서는 차륜에 설치되어야 하기 때문에 빗물이나 기타 수분에 쉽게 노출될 수 있어서 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되면 이 기준 전압이 일정하게 유지되지 못하여 정확한 차륜 속도의 측정이 어렵게 된다.The wheel speed sensor of the vehicle is configured to generate a pulse signal having a gear that rotates with the wheel and having a pulse width inversely proportional to the rotation speed of the gear, and to generate a predetermined reference voltage to the interface circuit. Must be authorized. However, since the wheel speed sensor of the vehicle must be installed on the wheels, it can be easily exposed to rainwater or other moisture, so when the leakage current caused by the moisture is introduced, this reference voltage is not kept constant, making accurate measurement of the wheel speed difficult. .

따라서 본 발명은 차량의 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되더라도 펄스 신호의 바이어스 전압이 일정하게 유지되도록 하여 정확한 차륜 속도의 측정이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to enable accurate measurement of wheel speed by maintaining a constant bias voltage of a pulse signal even when a leakage current caused by moisture influences the wheel speed sensor interface circuit of a vehicle.

본 발명에 따른 차량 제어 장치는, 차륜 속도에 대응되는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호를 출력하는 차륜 속도 센서와; 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지를 검출하는 미분기와; 미분기에 의해 검출되는 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지에 의해 트리거되어 속도 신호를 발생시키는 슈미트 트리거 회로를 포함한다.The vehicle control apparatus according to the present invention includes a wheel speed sensor for outputting a sensor output signal in the form of a pulse signal corresponding to the wheel speed; A differentiator for detecting rising and falling edges of the sensor output signal; And a Schmitt trigger circuit triggered by the rising and falling edges of the sensor output signal detected by the differentiator to generate a speed signal.

또한, 상술한 슈미트 트리거 회로는 히스테리시스 특성을 갖도록 이루어진 다.In addition, the Schmitt trigger circuit described above is configured to have hysteresis characteristics.

또한, 상술한 미분기의 앞단에 마련되어 미분기에 입력되는 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 통과 필터를 더 포함한다.The apparatus may further include a low pass filter provided at the front end of the above-described differentiator to remove noise components included in the signal input to the differentiator.

본 발명은 차량의 차륜 속도 센서 인터페이스 회로에 수분의 영향에 의한 누설 전류가 인입되더라도 펄스 신호의 바이어스 전압이 일정하게 유지되도록 하여 정확한 차륜 속도의 측정이 가능하도록 하기 때문에, 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.According to the present invention, even if a leakage current due to moisture influences the wheel speed sensor interface circuit of the vehicle, the bias voltage of the pulse signal is kept constant so that accurate wheel speed can be measured. It provides the effect of making it possible.

본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 제어 계통은, 차륜 속도 센서(S1-S4)와 전자 제어부(ECU), 안티록 브레이크 유압 회로로 이루어진다. 전자 제어부(ECU)는 인터페이스 회로(11)와 펄스 처리 회로(12), 중앙 연산 장치(13), 솔레노이드 구동 회로(14), 모터 릴레이 구동 회로(15), 경고 등 릴레이 구동 회로(16)를 포함한다.A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 as follows. 1 is a block diagram illustrating a control system of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a control system of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present disclosure includes a wheel speed sensor S1-S4, an electronic control unit ECU, and an antilock brake hydraulic circuit. The electronic control unit ECU stores the interface circuit 11, the pulse processing circuit 12, the central processing unit 13, the solenoid driving circuit 14, the motor relay driving circuit 15, and the relay driving circuit 16 such as a warning. Include.

차륜 속도 센서(S1-S4)의 출력신호인 교류 전압 신호는 인터페이스 회로(11)에서 펄스로 변환되고, 이는 펄스 처리 회로(12)에서 펄스의 계수 및 계산이 행해진다.The AC voltage signal, which is the output signal of the wheel speed sensors S1-S4, is converted into a pulse in the interface circuit 11, which counts and calculates the pulse in the pulse processing circuit 12.

또, 중앙 연산 장치(13)는 펄스 처리 회로(12)에서 계산된 수치를 미리 짜여 진 프로그램에 따라 연산 및 분석, 판정하며, 그 결과에 근거해서 솔레노이드 구동 회로(14) 및 모터 릴레이 구동 회로(15), 경고 등 릴레이 구동 회로(15)에 지령을 발하여 후술하는 브레이크 액압 조절 수단인 노말 오픈 밸브(NO), 노말 클로즈 밸브(NC), 모터 릴레이(MR), 경고 등 릴레이(WR) 등을 구동한다.In addition, the central computing device 13 calculates, analyzes and determines the numerical value calculated by the pulse processing circuit 12 according to a pre-programmed program, and based on the result, the solenoid driving circuit 14 and the motor relay driving circuit ( 15), the warning light relay command circuit 15 is commanded to normal brake valve (NO), normal close valve (NC), motor relay (MR), warning relay (WR), etc. Drive.

또한, 중앙 연산 장치(13)는 차륜 속도 센서(S1-S4)로부터 발생하는 펄스 신호의 상태 정보를 통해 차륜 속도 센서(S1-S4)의 고장을 검출하고, 그 결과에 의거해서 경고 등 릴레이 구동 회로(16)에 지령을 발하여 경고 등(30)을 점등한다.Further, the central computing unit 13 detects a failure of the wheel speed sensors S1-S4 through the state information of the pulse signal generated from the wheel speed sensors S1-S4, and drives a relay such as a warning based on the result. The circuit 16 is instructed to light the warning lamp 30.

그리고 안티록 브레이크 유압 회로는, 마스터 실린더(21)로부터 휠 실린더(W)로 공급되는 브레이크 액압을 조절하는 노말 오픈 밸브(NO)와 노말 클로즈 밸브(NC)가 휠 실린더(W)의 입구 측과 출구 측에 배치되며, 제동 동작 시 중앙 연산 장치(13)의 지령에 의해 개폐동작을 수행함으로서 차륜이 잠기는 것(lock)을 방지한다. 미설명 부호 22는 모터, 23은 펌프, LPA는 저압 어큐뮬레이터, HPA는 고압 어큐뮬레이터이다.The anti-lock brake hydraulic circuit includes a normal open valve NO and a normal close valve NC for adjusting the brake hydraulic pressure supplied from the master cylinder 21 to the wheel cylinder W, and the inlet side of the wheel cylinder W. It is arranged on the outlet side and prevents the wheel from being locked by performing the opening and closing operation by the command of the central computing device 13 during the braking operation. Reference numeral 22 is a motor, 23 is a pump, LPA is a low pressure accumulator, and HPA is a high pressure accumulator.

도 2는 도 1에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차륜 속도 센서 인터페이스 회로(11)는 저역 통과 필터(202)와 미분기(204), 슈미트 트리거 회로(206)를 포함한다. 차륜 속도에 상응하는 교류 성분을 포함하는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호(212)가 차륜 속도 센서(S1)에서 발생하여 인터페이스 회로(11)에 입력된다.FIG. 2 is a diagram illustrating the wheel speed sensor interface circuit shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the wheel speed sensor interface circuit 11 according to an embodiment of the present invention includes a low pass filter 202, a differentiator 204, and a Schmitt trigger circuit 206. A sensor output signal 212 in the form of a pulse signal comprising an alternating current component corresponding to the wheel speed is generated by the wheel speed sensor S1 and input to the interface circuit 11.

이 센서 출력 신호(212)는 저역 통과 필터(LPF)(202)를 거치면서 노이즈 성분이 제거된 상태로 미분기(204)에 입력된다. 미분기(204)는 그 특성 상 노이즈의 영향을 많이 받기 때문에 그 앞단에 저역 통과 필터(202)를 배치함으로써 미분기(204)에 입력되는 신호에서 노이즈 성분을 제거하는 것이 바람직하다. 미분기(202)는, 펄스 형태의 센서 출력 신호(212)를 입력받아 이 센서 출력 신호(212)의 상승 에지(rising edge)와 하강 에지(falling edge)를 검출하여 트리거 펄스를 만들어낸다. 미분기(204)에서 만들어지는 트리거 펄스는 미분기(204)의 뒤 쪽에 배치되는 슈미트 트리거 회로(Schmitt trigger circuit)(206)를 동작시키는데 이용된다. 이 슈미트 트리거 회로(206)는 앞 쪽의 미분기(204)에서 출력되는 트리거 펄스를 입력받아 그 트리거 펄스가 높은 트리거 전압(Upper Trigger Point) 이상일 때에는 하이 레벨의 신호를 출력하고 반대로 낮은 트리거 전압(Lower Trigger Point) 이하일 때에는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 본 발명의 실시 예에 따른 슈미트 트리거 회로(206)는 히스테리시스 전압(Vhys)을 입력받아 동작함으로써 히스테리시스 특성을 갖기 때문에 하이 레벨과 로우 레벨이 안정적으로 유지되어 양호한 형태의 펄스 신호가 얻어진다.The sensor output signal 212 is input to the differentiator 204 while the noise component is removed while passing through the low pass filter (LPF) 202. Since the differentiator 204 is highly affected by noise due to its characteristics, it is preferable to remove the noise component from the signal input to the differentiator 204 by arranging the low pass filter 202 in front of it. The differentiator 202 receives the pulsed sensor output signal 212 and detects a rising edge and a falling edge of the sensor output signal 212 to generate a trigger pulse. The trigger pulse generated at the differentiator 204 is used to operate the Schmitt trigger circuit 206 disposed behind the differentiator 204. The Schmitt trigger circuit 206 receives a trigger pulse output from the front differentiator 204 and outputs a high level signal when the trigger pulse is higher than the upper trigger point. If it is below Trigger Point, it outputs low level signal. The Schmitt trigger circuit 206 according to the embodiment of the present invention has hysteresis characteristics by operating by receiving a hysteresis voltage Vhys, so that the high level and the low level are stably maintained, thereby obtaining a good pulse signal.

즉, 미분기(204)를 통해 센서 출력 신호(212)의 상승 에지와 하강 에지를 검출하고, 이 상승 에지와 하강 에지에 근거하여 슈미트 트리거 회로(206)를 통해 양호한 형태의 펄스 회로 즉 센서 출력 신호(212)와 동일한 주기와 위상, 듀티 비를 갖는 펄스 형태의 속도 신호(So)를 발생시킨다.That is, the rising edge and the falling edge of the sensor output signal 212 are detected through the differentiator 204, and a good form pulse circuit, that is, the sensor output signal, is generated through the Schmitt trigger circuit 206 based on the rising edge and the falling edge. A pulse type speed signal So having the same period, phase, and duty ratio as 212 is generated.

이와 같이, 미분기(204)와 슈미트 트리거 회로(206)를 통해 센서 출력 신호(212)가 속도 신호(So)로서 재생산되는 과정에서 센서 출력 신호(212)의 직류 레벨의 변화에 대한 영향은 전혀 받지 않고, 이 때문에 속도 센서(So)가 센서 출력 신호(212)의 직류 레벨의 변화에 상관없이 센서 출력 신호(212)와 동일한 주기와 위상, 듀티 비를 갖는 것을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 특징을 도 3을 통해 설명하면 다음과 같다.As described above, the sensor output signal 212 is reproduced as the speed signal So through the differentiator 204 and the Schmitt trigger circuit 206, and thus the DC output level of the sensor output signal 212 is not affected. For this reason, it can be seen that the speed sensor So has the same period, phase, and duty ratio as the sensor output signal 212 regardless of the change in the DC level of the sensor output signal 212. Referring to Figure 3 through the features of the present invention as follows.

도 3은 도 2에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로의 동작 특성을 나타낸 도면이다. 도 3(A)에 나타낸 것처럼 종래 기술의 경우 누설 전류 등의 영향을 받아 센서 출력 신호(212)의 직류 레벨이 변화(상승)하더라도, 본 발명의 미분기(204)와 슈미트 트리거 회로(206)의 작용에 의해 도 3(B)에 나타낸 것과 같은 온전한 형태의 속도 신호(So)가 생성되기 때문에, 만약 외부 영향에 의해 비정상적인 센서 출력 신호(212)가 발생하더라도 속도 신호(So)의 변화를 통해 이를 정확하게 인지할 수 있게 된다.FIG. 3 is a diagram illustrating operation characteristics of the wheel speed sensor interface circuit shown in FIG. 2. As shown in FIG. 3A, even if the DC level of the sensor output signal 212 is changed (rising) under the influence of leakage current or the like, the fine powder 204 and the Schmitt trigger circuit 206 of the present invention are changed. Since the speed signal So of the intact form as shown in FIG. 3 (B) is generated by the action, even if an abnormal sensor output signal 212 is generated due to external influence, the speed signal So is changed. It can be recognized correctly.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 제어 계통을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a control system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로를 나타낸 도면.FIG. 2 shows the wheel speed sensor interface circuit shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 2에 나타낸 차륜 속도 센서 인터페이스 회로의 동작 특성을 나타낸 도면.FIG. 3 is a view showing operating characteristics of the wheel speed sensor interface circuit shown in FIG. 2; FIG.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

S1-S4 : 차륜 속도 센서S1-S4: Wheel Speed Sensor

11 : 인터페이스 회로11: interface circuit

12 : 펄스 처리 회로12: pulse processing circuit

13 : 중앙 연산 장치13: central computing unit

14 : 솔레노이드 밸브 구동 회로14: solenoid valve driving circuit

30 : 경고 등30: warning light

202 : 저역 통과 필터(LPF)202 low pass filter (LPF)

204 : 미분기204: Differential

206 : 슈미트 트리거 회로206: Schmitt trigger circuit

212 : 센서 출력 신호212 sensor output signal

213 : 비교기213: comparator

214 : 전압 검출부214: voltage detector

306 : 기준 전압306: reference voltage

So, So' : 속도 신호(펄스 신호)So, So ': Speed signal (pulse signal)

Claims (3)

차륜 속도에 대응되는 펄스 신호 형태의 센서 출력 신호를 출력하는 차륜 속도 센서와;A wheel speed sensor for outputting a sensor output signal in the form of a pulse signal corresponding to the wheel speed; 상기 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지를 검출하는 미분기와;A differentiator for detecting a rising edge and a falling edge of the sensor output signal; 상기 미분기에 의해 검출되는 상기 센서 출력 신호의 상승 에지와 하강 에지에 의해 트리거되어 속도 신호를 발생시키는 슈미트 트리거 회로를 포함하는 차량 제어 장치.And a Schmitt trigger circuit triggered by the rising and falling edges of the sensor output signal detected by the differentiator to generate a speed signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 슈미트 트리거 회로가 히스테리시스 특성을 갖도록 이루어지는 차량 제어 장치.And the Schmitt trigger circuit has hysteresis characteristics. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미분기의 앞단에 마련되어 상기 미분기에 입력되는 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 통과 필터를 더 포함하는 차량 제어 장치.And a low pass filter provided at a front end of the differentiator to remove noise components included in a signal input to the differentiator.
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