KR20140121652A - 차량용 크랭크 축 미싱투스 검출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 크랭크 축 미싱 투스 검출 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 전자제어유닛에서 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간 경과한 후 수신된 투스를 유효 투스로 카운팅하는 도중에 소정 수의 유효 투스가 수신되지 아니하면 미싱 투스로 판정하고 이 후 판단 기준 수의 유효 투스가 연속되어 수신되어 상기 미싱 투스의 판정 결과에 대한 확인 후 현재 투스를 일정 수의 동기 투스로 설정함에 따라, 동기 투스의 설정 지연으로 늦어지는 차량 엔진을 신속하게 최적의 상태로 제어할 수 있어 엔진에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

차량용 크랭크 축 미싱투스 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZATING CAN AMD CLANK OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 크랭크축 미싱 투스 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크 포지션 센서의 유효 투스 대기 시간 경과 후 유효 투스 카운팅 중 미싱 투스인 지를 감지할 수 있도록 한 방법 및 장치에 관한 것이다.

자동차의 엔진에서 밸브를 작동시키는 캠 축은 벨트나 체인을 통해 크랭크 축과 연결되어 크랭크 축의 2회전 당 1회전한다.

엔진에서 최적의 토크가 출력되고, 완전 연소를 제어하기 위해서는 연료분사시기 및 점화시기의 결정이 매우 중요한 요소인데, 연료분사시기 및 점화시기의 결정은 크랭크 축과 캠 축에 복수개의 투스(Tooth)와 미싱 투스(Missing Tooth)로 구성되는 크랭크 각 센서 및 캠 각 센서를 통해 검출된다.

캠 투스 매칭 진단은 이와같이 캠 각 센서와 크랭크 각 센서간 상관관계의 불량을 진단하는 로직으로 엔진 조립이나 엔진의 수리후 재조립, 예를 들어 타이밍 벨트의 교환에 따른 크랭크 각 센서의 투스와 캠 각 센서의 투스간 매칭 여부를 진단하는 것이다.

예컨대, 자동차의 동력원으로 사용되는 내연기관은 연료와 공기를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복 운동시키고, 이의 상,하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻게 된다

이러한 내연기관에 있어서, 종래에는 기계식으로 작동되는 시스템으로 이루어져 있었으나, 최근에는 보다 더 효율적이고 외주 환경에 대한 대응이 가능하도록 첨단 전자 제어 시스템화시키고 있는데, 일반적인 전자제어시스템은 종래 기계식 시스템에서 감지되는 물리량을 측정하여 전기신호로 전환한 다음 그 신호를 판단 및 처리하고 다시 물리적으로 변환하는 액튜에이터로 구성되어 있다.

입력요소로서 전기신호로 전환하는데 사용되는 것은 센서이고, 이를 판단 처리하는 요소는 마이크로 컴퓨터에서 처리하며, 이 처리에 대한 실행은 액튜에이터에서 처리 신호에 따라 출력이 이루어지게 되는 바, 센서와 액튜에이터는 신호 처리의 수족과 같은 것이므로 성능에 아주 큰 영양을 미치게 되므로 아주 중요한 요소가 된다.

이러한 엔진 전자 제어시스템에 있어서는 여러 가지의 제어가 이루어지는데, 본 발명이 관계하는 크랭크 포지션 센서의 신호는 TDC 센서의 신호와 함께 크랭크 축(피스톤)이 상사점에 대해 어떤 위치에 있는지 측정하여 엔진 회전수와 분사시기를 결정하는 중요한 역할을 수행하게 된다.

상기와 같은 상기 크랭크 포지션 센서의 신호를 검출함에 있어서는, 도 1 에서와 같이, 크랭크 축에는 외주면에 다수의 투수(TOOTH, 4)와 미싱투수(6)가 형성된 타켓 휠(2)이 장착되어 크랭크 축에 연동하여 회전하고, 그의 일측에는 크랭크 포지션 센서(8)가 일정 거리 이격된 상태에서 배치된다.

그러면 상기 타켓 휠(2)이 크랭크 축의 회전에 의하여 회전하면 크랭크 포지션 센서(8)가 상기 투수(4)와 미싱 투스(6)에 의한 신호를 받고 이 신호는 버퍼링(10)이 이루어진 후에 전자제어유닛(12)에 입력되어 비교, 판단 처리된다.

그리고 상기 타켓 휠(2)의 신호 구성은 정상적인 유효 투스(4)가 52개, 미싱 투스가 1개로 이루어진다.

상기 타켓 휠의 신호를 수신한 전자제어유닛(12)은 상기 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간(T1)이 경과되면 수신되는 투스를 유효 투스로서 카운팅을 시작하고 유효 투스 카운팅 도중에 미싱 투스가 수신되면 수신되는 투스를 유효 투스로 재카운팅한다. 이때 상기 전자제어유닛(12)은 유효 투스를 카운팅 완료 후 미싱 투스를 검출하기 위한 로직을 실행하고 이러한 미싱 투스 검출 시점의 투스를 4 또는 64로 동기한 후 유효 투스를 계속 카운팅한다.

따라서, 기 정의된 정상 수의 유효 투스 카운팅되는 도중에 미싱 투스가 수신되면, 이러한 미싱 투스를 감지하지 못하고 다음 미싱 투스가 감지될 때까지 투스가 4 또는 64로 설정되는 동기 시점이 지연되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자제어유닛에서 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간 경과한 후 수신된 투스를 유효 투스로 카운팅하는 도중에 소정 수의 유효 투스가 수신되지 아니하면 미싱 투스로 판정하고 이 후 판단 기준 수의 유효 투스가 연속되어 수신되어 상기 미싱 투스의 판정 결과에 대한 확인 후 현재 투스를 일정 수의 동기 투스로 설정함에 따라, 동기 투스의 설정 지연으로 늦어지는 차량 제어를 신속하게 실행할 수 있도록 한 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 감지 방법 및 장치를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 방법은,

크랭크 축의 외주면에 설치되는 다수의 투스로부터 생성된 투스 신호를 카운팅하는 전자제어유닛을 포함하는 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 방법에 있어서,

상기 전자제어유닛에서 크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스 중 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 투스를 설정하고 카운팅하는 단계;

상기 소정 수의 대기 투스 경과 후 수신된 투스 신호를 유효 투스로 설정하여 카운팅하는 단계;

상기 유효 투스를 카운팅한 후 기 정의된 소정 수의 유효 투스가 감지되지 아니한 경우 미싱 투스로 판정하는 단계;

이 후 수신되는 유효 투스가 기 정의된 판단 기준 수로 연속하여 수신되는 경우 상기 미싱 투스의 판정 결과를 확인하는 미싱 투스 확인 단계; 및

상기 미싱 투스 확인 후 미싱 투스 다음에 수신된 유효 투스를 정해진 일정 수의 동기 투스로 설정한 후 수신되는 유효 투스를 계속 카운팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 소정 수는,

2 또는 4 중 하나로 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 판단 기준수는,

3으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 장치는,

크랭크 축의 외주면에 설치되는 다수의 투스를 크랭크 위치 센서에 의해 감지하여 생성된 투스 신호를 카운팅하는 전자제어유닛를 포함하되,

상기 전자제어유닛은

크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스 신호가 기 정의된 대기 투스가 경과된 경우 수신되는 투스 신호를 유효 투스로 설정하여 카운팅하고 유효 투스가 기 정의된 소정 수 감지되지 아니한 경우 미싱 투스로 판정하는 미싱 투스 감지부와,

상기 미싱 투스 감지부에서 미싱 투스 판정 후 공급되는 유효 투스가 기 정의된 판단 기준수에 도달하였는 지를 판단하여 상기 판정된 미싱 투스임을 확인하는 미싱 투스 확인부와,

상기 미싱 투스 확인부에서 상기 미싱 투스 이후에 수신된 유효 투스를 기 정의된 일정수의 동기 투스로 설정하고 수시된 유효 투스를 카운팅하고 카운팅된 유효 투스에 따라 차량의 엔진 제어를 실행하는 제어부를 더 포함하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 방법 및 장치는, 전자제어유닛에서 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간 경과한 후 수신된 투스를 유효 투스로 카운팅하는 도중에 소정 수의 유효 투스가 수신되지 아니하면 미싱 투스로 판정하고 이 후 판단 기준 수의 유효 투스가 연속되어 수신되어 상기 미싱 투스의 판정 결과에 대한 확인 후 현재 투스를 일정 수의 동기 투스로 설정함에 따라, 동기 투스의 설정 지연으로 늦어지는 차량 엔진을 신속하게 최적의 상태로 제어할 수 있어 엔진에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면 들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일반적인 차량에 공급되는 크랭크 위치 센서의 신호 판별을 위한 장치의 구성도이다.
도 2는 일반적인 차량의 크랭크 위치 센서의 투스 신호를 보인 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 장치를 보인 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 크랭크 위치 센서의 투스 신호를 보인 파형도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 크랭크 위치 센서의 미싱 투스 검출 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 장치의 구성을 보인 도이고, 도 4는 도 3에 도시된 크랭크 축의 투스 신호를 보인 파형도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 장치를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 장치를 단지 예로서 설명한다.

본 발명의 실시 예가 적용되는 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 장치는, 전자제어유닛에서 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간 경과한 후 수신된 투스를 유효 투스로 카운팅하는 도중에 소정 수의 유효 투스가 수신되지 아니하면 미싱 투스로 판정하고 이 후 판단 기준 수의 유효 투스가 연속되어 수신되어 상기 미싱 투스의 판정 결과에 대한 확인 후 현재 투스를 일정 수의 동기 투스로 설정하는 구성을 가진다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 장치는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 전자제어유닛(10)로 입력되면, 전자제어유닛(10)에서는 이들 정보를 미리 입력된 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진 제어 구동부(20)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

상기에서 센서라 함은, 공지에서와 같이, 차속센서, 크랭크 위치 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등등 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미한다.

그리고 엔진 제어 구동부(20)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하는 것이다.

상기 전자제어유닛(10)은 크랭크 축의 외주면에 설치된 투스를 감지하여 투스 신호를 생성하는 크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스를 유효 투스로 카운팅하고, 유효 투스를 토대로 미싱 투스를 판정하고 판정 결과를 확인하여 동기 투스를 설정하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 전자제어유닛(10)은 크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스 신호가 기 정의된 소정 수 이상 감지되었는 지를 판단하는 미싱 투스 감지부(11)와, 상기 미싱 투스 감지부(11)에서 소정수(2 또는 4) 이상의 투스가 감지되지 아니한 경우 클애크 위치 센서로부터 공급되는 투수가 기 정의된 판단 기준수(3) 이상으로 감지되었는 지를 판단하는 미싱 투스 확인부(13)와, 상기 미싱 투스 확인부(13)에서 미싱 투스 감지부의 미싱 투스로 확인되면 상기 미싱 투스 감지부(11)에서 판정된 미싱 투스를 일정 수(4 또는 64)의 동기 투스로 설정하는 제어부(15)를 포함한다.

즉, 도 4를 참조하면, 전자제어유닛(10)의 미싱 투스 감지부(11)에서 수신되는 투스를 카운팅하기 위한 정해진 대기 투스가 경과되면, 크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스를 유효 투스로서 카운팅을 시작하고 2 내지 4개의 유효 투스가 수신되지 아니한 경우 미싱 투스로 판정한다.

이 후 상기 전자제어유닛(10)은 기 정의된 3개의 유효 투스가 연속하여 수신되면, 상기 미싱 투스 감지부(11)에서 판정된 투스가 미싱 투스임을 확인하고 이 후 미싱 투스 다음의 유효 투스를 4 또는 64의 동기 투스로 설정한 후 수신되는 유효 투스를 계속 카운팅한다.

이러한 상기 유효 투스의 개수에 따라 전자제어유닛(10)는 엔진 점화 시기 및 폭발 시기를 결정하고 결정된 엔진점화 시기 및 폭발 시기에 맞추어 발생된 의 구동 신호에 따라 엔진의 점화 시기 등을 결정하여 엔진을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하여 엔진제어 구동부(20)로 제공하도록 구비된다.

상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 과정을 첨부된 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 전자제어유닛(10)은 엔진 시동 후 도 3에 도시된 크랭크 위치 센서로부터 공급되는 크랭크 축의 투스 신호를 대기 투스로 수신하고, 대기 투스의 수가 기 설정된 소정 수(3개 투스)에 도달하는 지를 판단하여 판단 결과 소정 수의 대기 투스가 경과된 경우 이 후 수신되는 투스 신호를 유효 투스로서 카운팅한다(단계 101, 103, 105),

이후 전자제어유닛(10)은 상기 유효 투스의 카운팅 도중에 기 설정된 판단 기준수(2 내지 4)의 유효 투스가 수신되지 아니한 경우 미싱 투스로 판정하고(단계 107, 109), 이 후 미싱 투스 판정 결과에 대한 확인을 실행한다.

즉, 상기 미싱 투스 판정 후 일정 수의 유효 투스가 연속하여 수신되면, 상기 전자제어유닛(10)은 상기 단계(109)의 미싱 투스가 맞는 지를 확인한다(단계 111, 113).

그리고, 상기 전자제어유닛(10)은 상기 단계(111)에서 수신된 미싱 투스의 다음의 유효 투스를 일정 수(4 또는 64)의 동기 투스로 설정한 후 수신되는 유효 투스를 카운팅한다(단계 115, 117).

전자제어유닛(10)은 카운팅되는 유효 투스를 기반으로 엔진 점화 시기 및 폭발 행정 시기를 결정하고 결정된 엔진 점화 및 폭발 행정 시기에 맞추어 엔진을 구동한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 전자제어유닛에서 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간 경과한 후 수신된 투스를 유효 투스로 카운팅하는 도중에 소정 수의 유효 투스가 수신되지 아니하면 미싱 투스로 판정하고 이 후 판단 기준 수의 유효 투스가 연속되어 수신되면 상기 미싱 투스의 판정 결과에 대한 확인 후 현재 투스를 일정 수의 동기 투스로 설정함에 따라, 동기 투스의 설정 지연으로 늦어지는 차량 엔진을 신속하게 최적의 상태로 제어할 수 있어 엔진에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

전자제어유닛에서 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 시간 경과한 후 수신된 투스를 유효 투스로 카운팅하는 도중에 소정 수의 유효 투스가 수신되지 아니하면 미싱 투스로 판정하고 이 후 판단 기준 수의 유효 투스가 연속되어 수신되어 상기 미싱 투스의 판정 결과에 대한 확인 후 현재 투스를 일정 수의 동기 투스로 설정함에 따라, 동기 투스의 설정 지연으로 늦어지는 차량 엔진을 신속하게 최적의 상태로 제어할 수 있어 엔진에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 방법 및 장치에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (4)

1. 크랭크 축의 외주면에 설치되는 다수의 투스로부터 생성된 투스 신호를 카운팅하는 전자제어유닛을 포함하는 차량의 크랭크 축의 미싱 투스 검출 방법에 있어서,
   상기 전자제어유닛에서 크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스 중 유효 투스를 카운팅하기 위한 대기 투스를 설정하고 카운팅하는 단계;
   상기 소정 수의 대기 투스 경과 후 수신된 투스 신호를 유효 투스로 설정하여 카운팅하는 단계;
   상기 유효 투스를 카운팅한 후 기 정의된 소정 수의 유효 투스가 감지되지 아니한 경우 미싱 투스로 판정하는 단계;
   이 후 수신되는 유효 투스가 기 정의된 판단 기준 수로 연속하여 수신되는 경우 상기 미싱 투스의 판정 결과를 확인하는 미싱 투스 확인 단계; 및
   상기 미싱 투스 확인 후 미싱 투스 다음에 수신된 유효 투스를 정해진 일정 수의 동기 투스로 설정한 후 수신되는 유효 투스를 계속 카운팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 소정 수는,
   2 또는 4 중 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 판단 기준수는,
   3으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 방법.
4. 크랭크 축의 외주면에 설치되는 다수의 투스를 크랭크 위치 센서에 의해 감지하여 생성된 투스 신호를 카운팅하는 전자제어유닛를 포함하되,
   상기 전자제어유닛은
   크랭크 위치 센서로부터 공급되는 투스 신호가 기 정의된 대기 투스가 경과된 경우 수신되는 투스 신호를 유효 투스로 설정하여 카운팅하고 유효 투스가 기 정의된 소정 수 감지되지 아니한 경우 미싱 투스로 판정하는 미싱 투스 검출부와,
   상기 미싱 투스 감지부에서 미싱 투스 판정 후 공급되는 유효 투스가 기 정의된 판단 기준수에 도달하였는 지를 판단하여 상기 판정된 미싱 투스임을 확인하는 미싱 투스 확인부와,
   상기 미싱 투스 확인부에서 상기 미싱 투스 이후에 수신된 유효 투스를 기 정의된 일정수의 동기 투스로 설정하고 수시된 유효 투스를 카운팅하고 카운팅된 유효 투스에 따라 차량의 엔진 제어를 실행하는 제어부를 더 포함하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 크랭크 축 미싱 투스 검출 방법.
   

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