KR20160035556A - 차동 비교기를 포함하는 속력 센서 인터페이스 - Google Patents

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Abstract

차량용 센서 인터페이스 회로는 적어도 하나의 원시 센서 신호 입력과 적어도 하나의 조절된 센서 신호 출력을 구비하는 신호 조절 모듈, 및 차동 비교기와 적응가능한 히스테리시스 모듈을 구비하는 차동 비교기 모듈을 포함한다. 이 적응가능한 히스테리시스 모듈은 센서 신호가 임계값 미만일 때 제1 히스테리시스 크기를 차동 비교기에 제공하고, 센서 신호가 이 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기를 차동 비교기에 제공한다.

Description

차동 비교기를 포함하는 속력 센서 인터페이스{SPEED SENSOR INTERFACE INCLUDING DIFFERENTIAL COMPARATOR}
본 발명은 일반적으로 차량 센서 배열에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차동 비교기를 구비하는 속력 센서 인터페이스 회로에 관한 것이다.
상업적인 차량과 산업적인 차량과 같은 차량은 속력 센서를 사용하여 차량의 동작 동안 엔진 내 또는 차량에 있는 하나 이상의 컴포넌트의 회전 속력을 검출한다. 속력 센서의 출력은, 일부 예에서, 차동 비교기에 제공되고 차동 비교기는 속력이 미리-결정된 임계값을 초과한 때를 나타내는 판독가능한 출력을 마이크로프로세서에 제공한다. 판독가능한 출력에 기초하여, 마이크로프로세서는 제어 신호를 생성하여, 차량 내 회전 컴포넌트 또는 임의의 다른 시스템을 제어한다.
속력 센서의 출력을 마이크로프로세서에 연결하는 기존의 인터페이스 회로에서, 센서 신호의 처리에 사용되는 히스테리시스의 크기는 속력 증가에 대응하여 증가된다. 가변 리럭턴스 속력 센서(variable reluctance speed sensor)와, 이 가변 리럭턴스 속력 센서와 유사한 방식으로 동작하는 센서는, 속력의 증가에 대응하여 증가하는 크기를 갖는 출력 신호를 구비한다. 그 결과, 0 또는 낮은 속력에서, 가변 리럭턴스 속력 센서의 출력은 출력 신호 라인에 있는 잡음과 구별되기 어려워서, 더 큰 히스테리시스가 요구된다. 그에 반해, 높은 속력에서는, 출력 신호의 크기가 잡음보다 상당히 더 커서, 신호를 해석하는데 최소 히스테리시스가 요구된다.
적어도 하나의 원시(raw) 센서 신호 입력과 적어도 하나의 조절된 센서 신호 출력을 구비하는 신호 조절 모듈, 및 차동 비교기와 적응가능한 히스테리시스 모듈을 구비하는 차동 비교기 모듈을 포함하는 센서 인터페이스 회로로서, 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈은, 센서 신호가 임계값 미만일 때 제1 히스테리시스 크기를 상기 차동 비교기에 제공하고 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기를 상기 차동 비교기에 제공하며, 상기 제1 히스테리시스 크기는 상기 제2 히스테리시스 크기보다 큰, 상기 센서 인터페이스 회로가 개시된다.
또한 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법으로서, 센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계, 상기 센서 신호를 히스테리시스 비교기를 사용하여 적어도 하나의 임계값과 비교하는 단계로서, 상기 히스테리시스 비교기에 의해 인가되는 히스테리시스의 크기는 상기 센서 신호가 임계값 미만일 때 제1 히스테리시스 크기이고, 상기 히스테리시스 비교기에 의해 인가되는 히스테리시스의 크기는 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기인, 상기 비교하는 단계, 및 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 높은 신호를 제어기에 출력하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
또한 속력 센서, 상기 속력 센서의 출력을 수신하고 조절하도록 동작가능한 신호 인터페이스 모듈, 상기 센서 신호를 임계값과 비교하고 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 높은 값을 출력하고 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과하지 않을 때 낮은 값을 출력하도록 동작가능한 히스테리시스 비교기 모듈로서, 상기 히스테리시스 비교기 모듈은 상기 속력 센서의 출력이 상기 임계값을 초과하지 않을 때 제1 히스테리시스 크기를 구비하고, 상기 속력 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기를 구비하고, 상기 제1 히스테리시스 크기는 상기 제2 히스테리시스 크기를 초과하는, 상기 히스테리시스 비교기 모듈, 및 상기 히스테리시스 비교기 모듈의 출력을 수신하도록 동작가능한 제어기를 포함하는 차량이 개시된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징은 이하의 상세한 설명과 도면으로부터 최상으로 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 속력 센서를 포함하는 차량을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 차동 비교기를 포함하는 인터페이스 회로를 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 인터페이스 회로를 위한 센서 신호 인터페이싱 모듈을 개략적으로 도시한 도면;
도 4는 인터페이스 회로의 차동 비교기 부분을 개략적으로 도시한 도면;
도 5는 인터페이스 회로를 위한 적응가능한 히스테리시스 모듈을 도시한 도면;
도 6은 도 2 내지 도 5의 인터페이스 회로를 동작시키는 방법을 예시한 흐름도.
도 1은 차량(10)을 개략적으로 도시한다. 차량(10)은 다수의 회전 컴포넌트(12)와, 상기 다수의 회전 컴포넌트(12)들 중 적어도 하나의 컴포넌트의 속력을 측정하는 속력 센서(20)를 포함한다. 일 예에서 속력 센서(20)는 가변 리럭턴스 속력 센서이고 속력 센서(20)의 출력 크기는 회전 컴포넌트(12)의 속력이 증가할 때 증가한다. 신호 조절 회로(30)는 속력 센서(20)의 출력을 차동 비교기(40)의 입력에 연결한다. 차동 비교기(40)는 제어기(50)에 제공되는 개방 콜렉터 출력을 포함한다. 일부 예에서 제어기(50)는 마이크로프로세서이다. 다른 예에서, 제어기(50)는 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함하는 일반적인 시스템 제어기뿐만 아니라 다른 제어 시스템 컴포넌트이고, 다수의 차량 시스템 제어를 제공한다. 신호 조절 회로(50)와 차동 비교기(40)는 일괄적으로 인터페이스 회로(60)라고 지칭된다.
센서 신호의 크기와 센싱된 컴포넌트의 속력 사이에 대응관계로 인해, 낮은 또는 0 속력에서, 센서(20)의 출력의 크기는 이 출력 신호에 존재하는 잡음의 크기에 비해 낮다. 이 상태는 낮은 신호 대 잡음 비율이라고 지칭된다. 신호 대 잡음 비율이 너무 낮으면, 잡음이 의도치 않게 차동 비교기 모듈(40)을 트립하는 것을 방지하고 발진이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 신호 조절 회로(30)에 히스테리시스를 상당히 인가하는 것이 요구된다. 히스테리시스는 현재 신호를 필터링하기 위해 신호의 이전의 상태를 이용하는 것이다. 다시 말해, 히스테리시스는 포지티브 피드백 루프를 비교기의 입력 단자에 인가하는 것이다. 더 큰 히스테리시스는 낮은 신호 대 잡음 비율에도 불구하고 더 큰 정밀도를 초래한다. 그러나, 큰 히스테리시스를 이용하면 응답 시간에 지연을 증가시킨다.
표준 속력 센서와 쌍을 이룰 때, 기존의 인터페이스 회로는 회전 컴포넌트(12)의 속력이 증가할 때 히스테리시스를 증가시키고 또는 회전 컴포넌트(12)의 속력과 독립적으로 동일한 레벨에서 히스테리시스를 유지한다. 낮은 속력에서 가변 리럭턴스 센서의 낮은 신호 대 잡음 비율 때문에, 큰 히스테리시스는 0 및 낮은 속력에서 요구되는 반면, 낮은 히스테리시스는 높은 속력에서 바람직하다.
도 2는 도 1의 센서(20), 신호 조절 회로(30) 및 차동 비교기(40)를 포함하는 보다 상세한 인터페이스 회로(200)를 개략적으로 도시한다. 가변 리럭턴스 센서와 같은 센서(110)는 포지티브 출력(112)과 네거티브 출력(114)을 포함한다. 각 출력(112, 114)은 신호 조절 회로(120)에 제공된다. 신호 조절 회로(120)는 센서(110)로부터 출력(112, 114)을 처리하고, 차동 비교기 모듈(130)에서 사용가능한 상태에 신호를 둔다.
예로서, 신호 조절 회로(120)는 단자 댐핑 반사, 필터 또는 높은 전압 센서 신호에 대한 전압 강하를 제공하고, 센서 신호로부터 잡음을 필터링하고, 입력을 최대 전압으로 클램핑하여, 전체적인 회로(200)에 손상을 방지할 수 있다. 대안적인 예에서, 신호 조절 회로(120)는 대응하는 차동 비교기 모듈(130)에서 요구되는 대로 다른 방식으로 출력(112, 114)을 처리하고 준비할 수 있다.
신호 조절 모듈(120)은 2개의 출력, 즉 포지티브 출력(122)과 네거티브 출력(124)을 제공한다. 포지티브 출력(122)은 차동 비교기 모듈(130)의 네거티브 단자에 제공된다. 유사하게, 네거티브 출력(124)은 비교기 모듈(130)의 포지티브 단자에 제공된다. 비교기 모듈(130)은 출력(122, 124)을 2개의 임계값과 비교한다. 비교기 모듈(130) 출력은 높은 임계값이 초과될 때 낮은 (0 볼트) 값으로부터 높은 (포지티브 전압) 값으로 스위칭된다. 비교기(130) 출력은 센싱된 속력이 낮은 임계값 미만으로 떨어질 때 높은 값으로부터 낮은 값으로 스위칭된다. 대안적인 예에서, 비교기 모듈(130)의 낮은 출력은 높은 출력의 전압보다 더 낮은 0이 아닌 전압일 수 있다. 일 예에서, 비교기 모듈(130) 내 차동 비교기는 개방 콜렉터 출력 차동 비교기이다.
차동 비교기 모듈(130)의 출력(132)은 스위칭 모듈(140)과 마이크로프로세서 출력(134)에 제공된다. 마이크로프로세서 출력(134)은 차동 비교기 모듈(130)의 출력을 도 1에 도시된 제어기(50)와 같은 제어기(50) 내 마이크로프로세서에 제공하여, 제어기(50)가 센싱된 속력을 제어 동작에서 사용할 수 있게 한다.
스위칭 모듈(140)은 비교기 모듈의 출력(132)을 스위치 제어 신호로 수신한다. 스위칭 모듈(140)은 전압 공급원(미도시)에 연결된 입력(142)을 포함한다. 예시된 예에서, 스위칭 모듈(140)에 제공된 출력(132)은 차동 비교기 모듈(130)의 출력이 높을 때 스위칭 모듈(140)을 스위칭온(switch on)한다. 대안적인 예에서, 스위칭 모듈(140)은 전류 미러 회로로 교체될 수 있고, 기능적으로 유사한 방식으로 동작될 수 있다.
적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 센싱된 속력이 속력 임계값 미만일 때 (비교기 출력이 낮을 때) 제1, 더 높은, 히스테리시스 레벨을 비교기 모듈(130)에 제공하는 히스테리시스 회로를 포함한다. 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 센싱된 속력이 미리 결정된 임계값을 초과할 때 (비교기 출력이 높을 때) 더 낮은 히스테리시스 레벨로 스위칭된다. 미리 결정된 임계값은 적응가능한 히스테리시스 모듈(150) 내 저항기와 커패시터와 같은 컴포넌트의 물리적 품질에 기초하여 설정된다.
동작시, 스위칭 모듈(140)의 온 시간은 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)이 높은 히스테리시스 모드 또는 낮은 히스테리시스 모드에 있는지 여부를 제어한다. 스위칭 모듈(140)의 온 시간이 증가될 때, 주어진 시간 기간에 스위칭 모듈(140)을 통해 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)에 제공되는 전압의 크기가 증가된다. 그 결과, 적응가능한 히스테리시스 모듈(150) 내 적어도 하나의 커패시터, 또는 유사한 충전 컴포넌트는 방전하는 것보다 더 빠른 속도로 충전을 시작한다. 커패시터, 또는 유사한 충전 컴포넌트가 완전히 충전되면, 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 낮은 히스테리시스 모드로 스위칭된다. 커패시터, 또는 유사한 충전 컴포넌트가 충전되는 한, 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 낮은 히스테리시스 모드에 유지된다.
센싱된 컴포넌트의 속력이 임계값 미만으로 떨어지면, 스위칭 모듈(140)은 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)이 방전하는 것보다 더 빨리 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)을 충전할 만큼 주어진 시간 기간이 더 이상 충분히 길지 않을 수 있고, 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 높은 히스테리시스 모드로 복귀된다. 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)의 상세 예는 도 5에 예시되고 아래에서 설명된다.
도 2를 계속 참조하면, 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타내며, 도 3은 비교기 모듈(130)과 원시 센서 출력(112, 114)을 인터페이싱하는 예시적인 조절 회로(120)를 도시한다. 신호 조절 회로(120)는 저항기(212)와 커패시터(214)를 구비하는 제1 필터(210)를 포함한다. 제1 필터(210)는 속력 센서(110)로부터 수신된 원시 센서 신호의 초기 필터링을 제공한다. 필터링된 신호는 한 쌍의 저항기(222, 224)를 구비하는 단자 블록(220)에 제공된다. 단자 블록(220)은 센서 출력(112, 114)에서 센서 반사를 댐핑하고 댐핑된 센서 신호를 제2 필터(230)와 전압 클램프(240)에 제공한다.
제2 필터(230)는 제1 필터(210)와 유사한 방식으로 동작하고, 센서 출력에서 잡음을 감소시킨다. 전압 클램프(240)는 다이오드(242)를 사용하여 신호 조절 모듈(120)로부터 센서 신호를 출력하기 전에 최대 전압에서 센서 신호 출력을 클램핑한다. 신호 조절 회로(120)는 (노드(252)에 연결된) 전압 소스(미도시)로부터 바이어스 전압을 제공하는 바이어스 전압 블록(250)을 더 포함한다. 바이어스 전압은 차동 비교기 모듈(130)을 원하는 전압으로 바이어스시킨다.
대안적인 예에서, 신호 인터페이싱 모듈(120)은 추가적인 신호 처리 요소, 또는 특정 응용에서 보장되는 더 적은 신호 처리 블록을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 계속 참조하면, 도 4는 차동 비교기 모듈(130)을 개략적으로 도시한다. 센서(110)로부터 원시 신호는 신호 조절 모듈(120)에 의해 처리되면, 센서 신호는 차동 비교기(420)의 포지티브 입력 단자(410)에 제공되고, 차동 비교기(420)의 네거티브 입력 단자(412)에는 기준 신호가 제공된다. 예시된 차동 비교기(420)는 개방 콜렉터 출력을 가지게 구성된 표준 개방 종단을 갖는 차동 비교기이고, 비교기 출력(430)을 통해 출력 신호를 제공한다. 피드백 저항기(420)는 차동 비교기(420)의 출력을 차동 비교기(420)의 포지티브 입력(410)에 연결한다. 본 발명의 이익을 가지는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 피드백 저항기(440)의 저항은 차동 비교기(420)의 0 교차점과 임계값을 설정하여, 알려진 차동 비교기 원리에 따라 차동 비교기(420)가 높은 값을 출력할 때 그리고 차동 비교기(420)가 낮은 값을 출력할 때를 결정한다.
바이어스 전압(450)은 바이어스 저항기(452)를 통해 출력 신호(430)에 제공되고, 결합된 바이어스 전압(450)과 출력 신호(330)는 차동 비교기 모듈(130)로부터 출력(432, 434)으로 제공된다. 2개의 출력(432, 434)은 동일하고, 이들 출력 중 하나의 출력(432)은 제어기 또는 마이크로프로세서에 제공되어 제어를 수행하는 반면, 다른 출력(434)은 스위칭 모듈(140)에 제공된다.
전술한 바와 같이, 스위칭 모듈(140)은 전계 효과 트랜지스터 (Field Effect Transistor: FET) 회로와 같은 트랜지스터와 버스로 연결된 스위칭 모듈 또는 전류 미러 회로일 수 있다. 이들 각 예에서, 스위칭 모듈(140)의 온 시간은 차동 비교기 모듈(130)로부터 수신된 입력에 종속한다. 다시 말해, 센싱된 속력(그리고 이에 따라, 차동 비교기의 출력)이 증가할 때 총 시간 기간 동안 대안적으로 폐쇄 상태로 지칭되는 스위칭 모듈(140)이 온 상태인 시간의 퍼센트가 증가한다.
스위칭 모듈(140)이 온일 때 스위칭 모듈(140)은 바이어스 전압 소스를 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)에 연결한다. 스위칭 모듈(140)의 스위칭 속도가 임계값을 초과할 때 (예를 들어 센싱된 속력이 속력 임계값을 초과할 때), 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)이 충전되는 속도는 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)이 방전되는 속도보다 더 빠르다. 이 상태가 발생하기 시작하면, 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 속력 임계값을 초과하는 속력에 대응하는 낮은 히스테리시스 모드로 스위칭된다. 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 히스테리시스를 비교기 모듈(130)에 제공하고, 여기서 히스테리시스의 크기는 전술한 바와 같이 스위칭 모듈(140)의 온 시간에 종속한다.
대안적인 예에서, 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)은 마이크로프로세서 내 미리 수립된 논리 회로를 사용하여 히스테리시스를 신호에 적용하는 디지털 논리 회로에 의해 기능적으로 교체될 수 있다. 대안적인 예에서, 출력(334)은 히스테리시스 마이크로프로세서 또는 논리 회로에 직접 제공되고, 히스테리시스 마이크로프로세서 또는 논리 회로는 적용할 올바른 히스테리시스를 결정하고, 히스테리시스를 적용한다. 마이크로-프로세서 또는 논리 회로는 출력을 예를 들어 솔리드 스테이트의 예시적인 적응가능한 히스테리시스 모듈(150) 내 차동 비교기(320)의 네거티브 입력(312)에 제공한다. 본 발명의 이익을 가지는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 알려진 디지털 논리 프로토콜을 사용하여 전술한 기능을 수행하는데 필요한 디지털 논리 시퀀스를 생성할 수 있을 것이다.
도 2를 계속 참조하면, 도 5는 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)을 위한 예시적인 솔리드 스테이트 회로(300)를 도시한다. 솔리드 스테이트 회로(300)는 도 2의 스위칭 모듈(140)의 출력에 연결된 입력(310)을 포함한다. 입력(310)은 스위칭 모듈(140)이 턴온될 때 스위칭 모듈(140)로부터 포지티브 전압을 수신하고, 스위칭 모듈(140)이 턴오프될 때 전압을 수신하지 않는다.
스위칭 모듈(140)로부터 전하는 저항기(322, 324)와 다이오드(326)를 포함하는 조절 요소(320)를 통해 전달된다. 조절 요소(320)는 대안적으로 접지라고 지칭되는 중립점(neutral)(302)에 연결된다. 또한 조절 요소(320)에는 전하 요소(330)가 연결된다. 예시된 예에서 전하 요소(330)는 커패시터(302)이다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 유사한 용량으로 기능하는 대안적인 전하 요소가 기능적으로 유사한 동작을 제공하고 최소의 변경으로 예시된 커패시터 대신에 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
전하 요소(330)의 고압측에는 전계 효과 트랜지스터(340)의 게이트가 연결된다. 이 연결 결과, 전하 요소(330)는 FET(340)의 개방/폐쇄 상태를 제어한다. 전하 요소(330)가 (예를 들어 완전히 충전된 것이 아니라) 충전 중에 있는 동안, FET(340)는 개방 상태에 유지된다. 그러나, 전하 요소(330)가 완전히 충전되면, 입력(310)으로부터 제공된 전압은 FET(340)의 게이트에 제공되고, FET(340)는 폐쇄된다.
또한 적응가능한 히스테리시스 모듈(150)에는 바이어스 전압 입력(352)에서 바이어스 전압에 연결된 풀업 회로(pull up circuit)(350)가 포함된다. 풀업 회로(350)는 2개의 저항기(354, 356)를 포함하고, 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)의 게이트에 연결된다. 풀업 회로(350)는 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)의 게이트가 높은 값으로 유지되어서, FET(340)가 개방되는 한, 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)를 턴온하는 것을 보장한다. FET(340)가 폐쇄되면, 중립점(302)으로 직접 경로가 바이어스 전압에 제공되고, 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)의 게이트가 풀다운(pull down)된다. FET(340)가 재개방되면, 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)의 게이트가 풀업 회로(350)에 의해 다시 업되고, 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)가 턴온된다.
히스테리시스 제어 트랜지스터(370)는 저항기(384)를 히스테리시스 저항기 네트워크(380) 내로 스위칭하거나 밖으로 스위칭하는 것에 의해 히스테리시스 저항기 네트워크(380)의 저항을 제어한다. 히스테리시스 제어 트랜지스터(370)가 온 상태이면(폐쇄되면), 히스테리시스 저항기 네트워크(380) 내 제2 저항기(384)는 제1 저항기(382)와 병렬로 스위칭되고 대안적인 경로를 중립점(302)에 제공한다. 병렬 저항기(384)를 포함하면 히스테리시스 저항기 네트워크(380)의 전체적인 저항을 감소시켜, 차동 비교기 모듈(130)에서 수신되는 신호에 적용되는 히스테리시스의 양을 감소시킨다.
히스테리시스 저항기 네트워크(380)의 각 분기(branch)는 기호가 동일한 저항기(382, 284)로 예시되어 있으나, 본 발명의 이익을 가지는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 상이한 저항기가 요구에 따라 각 분기에 포함되어, 각 상태에서 적용되는 히스테리시스의 크기를 제어할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한 적응가능한 히스테리시스 제어 모듈(300) 내에는 출력(360)이 포함된다. 이 출력(360)은 적응가능한 히스테리시스 모듈(300)이 주어진 시간에 존재하는 모드를 나타내는 이진 출력을 제어기에 제공한다.
나아가, 상기 시스템이 2개의 모드, 즉 높은 히스테리시스와 낮은 히스테리시스를 가지는 것으로 설명되어 있으나, 본 발명의 이익을 가지는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 적응적 히스테리시스 모듈의 추가적인 반복을 단일 시스템에 사용하여 본 명세서에 설명된 회로와 시스템을 최소한 변경하여 추가적인 레벨의 히스테리시스 제어를 제공할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 5를 계속 참조하면, 도 6은 전술한 속력 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법(500)을 도시하는 흐름도이다. 차량이 제일 먼저 시동(started)되면, 속력 센서는 "낮은/0 속력 신호를 출력하는" 단계(510)에서 낮은/0 속력 신호를 출력한다. 인터페이스 회로는 "센서 신호를 조절하는" 단계(512)에서 신호 조절 모듈을 사용하여 센서 신호 처리에서 센서 출력을 처리한다.
조절된 센서 신호는 히스테리시스 비교기에 제공되고 이 히스테리시스 비교기는 히스테리시스를 신호에 적용하고 이 신호를 "신호를 임계값과 비교하는" 단계(520)에서 기준 전압과 비교한다. 스타트업 시에 또는 이전의 속력 출력이 낮을 때, 비교 동안 적용된 히스테리시스는 더 높은 레벨의 히스테리시스이고 이에 따라 마이크로프로세서가 센서 신호를 잡음 레벨과 구별할 수 있다.
속력 센서의 검출된 속력이 히스테리시스 비교기의 높은 임계값을 초과할 때, 시스템의 히스테리시스는 더 낮은 히스테리시스 값으로 조절되고, 비교기는 "속력이 높은 임계값을 초과할 때 히스테리시스를 조절하는" 단계(530)에서 높은 값을 출력하는 것으로 스위칭된다. 히스테리시스가 더 낮은 값으로 설정되면, 히스테리시스는 속력 센서의 출력이 히스테리시스 비교기의 낮은 임계값 미만으로 떨어질 때까지 유지된다. 속력 센서 출력이 낮은 임계값 미만으로 떨어질 때, 히스테리시스는 속력이 낮은 임계값 미만으로 떨어질 때 히스테리시스를 조절하는" 단계(540)에서 속력 센서의 낮은/0 속력 출력에 대응하여 높은 히스테리시스 값으로 다시 리턴하도록 조절된다. 단계(530 및 540)의 히스테리시스 조절은 차량 동작의 코스 전체에 걸쳐 계속되어, 속력 센서가 높은 속력을 검출할 때 낮은 히스테리시스가 적용되고, 속력 센서가 낮은 또는 0 속력을 검출할 때 높은 히스테리시스가 적용되는 것을 보장한다.
본 발명의 이익을 가지는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 시스템과 방법을 변형하여 전술한 회로에 최소한의 변형을 가한 유사한 회로를 사용하여 높은/낮은 이진값을 넘어 추가적인 히스테리시스 레벨을 포함하도록 할 수 있을 것이다.
임의의 전술한 개념은 단독으로 사용되거나 또는 다른 전술한 개념들 중 어느 것이나 모든 것과 조합하여 사용될 수 있는 것으로 더 이해된다. 본 발명의 일 실시예가 개시되었으나, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 특정 변형은 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이 때문에, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위에 의해서만 한정되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 센서 인터페이스 회로로서,
    적어도 하나의 원시(raw) 센서 신호 입력과 적어도 하나의 조절된 센서 신호 출력을 포함하는 신호 조절 모듈; 및
    차동 비교기와 적응가능한 히스테리시스 모듈을 포함하는 차동 비교기 모듈을 포함하되,
    상기 적응가능한 히스테리시스 모듈은, 센서 신호가 임계값 미만일 때 제1 히스테리시스 크기를 상기 차동 비교기에 제공하고 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기를 상기 차동 비교기에 제공하며, 상기 제1 히스테리시스 크기는 상기 제2 히스테리시스 크기보다 큰, 센서 인터페이스 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 조절된 모듈은 단자 댐핑 반사기, 잡음 필터 및 전압 클램프 중 적어도 하나를 포함하는, 센서 인터페이스 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차동 비교기 모듈은 상기 차동 비교기 모듈의 출력을 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈에 연결하는 스위칭 모듈을 더 포함하되, 상기 스위칭 모듈은, 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈로 도통되고 상기 센서 신호가 상기 임계값 미만일 때 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈로의 도통을 차단하는, 센서 인터페이스 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스위칭 모듈은 트랜지스터 네트워크인, 센서 인터페이스 회로.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스위칭 모듈은 전류 미러인, 센서 인터페이스 회로.
  6. 제3항에 있어서, 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈은 상기 스위칭 모듈이 도통되는 동안 충전하고 상기 스위칭 모듈이 도통되지 않는 동안 방전하도록 동작가능한 충전 컴포넌트를 더 포함하는, 센서 인터페이스 회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 충전 컴포넌트는 커패시터를 포함하는, 센서 인터페이스 회로.
  8. 제6항에 있어서, 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈은,
    상기 비교기 모듈에 항상 연결된 제1 히스테리시스 분기; 및
    히스테리시스 제어 스위치가 온(on)일 때 상기 제2 히스테리시스가 상기 비교기 모듈에 연결되고, 상기 히스테리시스 제어 스위치가 오프(off)일 때 상기 제2 히스테리시스 분기가 상기 회로로부터 전기적으로 제거되도록 상기 히스테리시스 제어 스위치에 연결된 제2 히스테리시스 분기를 포함하되;
    상기 적응가능한 히스테리시스 모듈로부터 상기 비교기 모듈에 제공되는 총 히스테리시스는 상기 히스테리시스 제어 스위치가 오프일 때보다 상기 히스테리시스 제어 스위치가 온일 때 더 큰, 센서 인터페이스 회로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 히스테리시스 제어 스위치는 상기 충전 컴포넌트가 완전히 충전되었을 때 오프이고, 상기 히스테리시스 제어 스위치는 상기 충전 컴포넌트가 완전히 충전되지 않았을 때 온인, 센서 인터페이스 회로.
  10. 제8항에 있어서, 상기 히스테리시스 제어 스위치가 통상적으로 온이도록 상기 히스테리시스 제어 스위치의 게이트에 연결된 풀업 회로(pull up circuit)를 더 포함하는 센서 인터페이스 회로.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 원시 센서 신호 입력은 가변 리럭턴스 속력 센서 입력(variable reluctance speed sensor input)인, 센서 인터페이스 회로.
  12. 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법으로서,
    센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계;
    히스테리시스 비교기를 사용하여 상기 센서 신호를 적어도 하나의 임계값과 비교하는 단계로서, 상기 히스테리시스 비교기에 의해 인가되는 히스테리시스의 크기는 상기 센서 신호가 임계값 미만일 때 제1 히스테리시스 크기이고, 상기 히스테리시스 비교기에 의해 인가되는 히스테리시스의 크기는 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기인, 상기 비교하는 단계; 및
    상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 높은 신호를 제어기에 출력하는 단계를 포함하는, 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 센서 신호를 히스테리시스 비교기를 사용하여 적어도 하나의 임계값과 비교하기 전에, 신호 조절 회로를 사용하여 상기 센서 신호를 처리하는 단계를 더 포함하는, 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 센서 신호가 임계값을 초과할 때 적응가능한 히스테리시스 모듈을 사용하여 인가되는 상기 히스테리시스의 상기 크기를 변경하는 단계를 더 포함하는, 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈 내 충전 컴포넌트를 충전하고 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과하지 않을 때 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈 내 충전 컴포넌트를 방전하는 단계를 더 포함하는, 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 센서 신호가 임계값을 초과할 때 적응가능한 히스테리시스 모듈을 사용하여 인가되는 상기 히스테리시스의 상기 크기를 변경하는 단계는 상기 충전 컴포넌트가 충전될 때 비교기 입력으로부터 히스테리시스 분기를 분리하는 단계를 포함하는, 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법.
  17. 제12항에 있어서, 센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계는 가변 리럭턴스 속력 센서로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하는, 센서 인터페이스 회로를 동작시키는 방법.
  18. 차량으로서,
    속력 센서;
    상기 속력 센서의 출력을 수신하고 조절하도록 동작가능한 신호 인터페이스 모듈;
    상기 센서 신호를 임계값과 비교하여, 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 높은 값을 출력하고, 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과하지 않을 때 낮은 값을 출력하도록 동작가능한 히스테리시스 비교기 모듈로서, 상기 히스테리시스 비교기 모듈은 상기 속력 센서의 상기 출력이 상기 임계값을 초과하지 않을 때 제1 히스테리시스 크기를 구비하고, 상기 속력 센서의 상기 출력이 상기 임계값을 초과할 때 제2 히스테리시스 크기를 구비하며, 상기 제1 히스테리시스 크기는 상기 제2 히스테리시스 크기를 초과하는, 상기 히스테리시스 비교기 모듈; 및
    상기 히스테리시스 비교기 모듈의 출력을 수신하도록 동작가능한 제어기를 포함하는, 차량.
  19. 제18항에 있어서, 상기 히스테리시스 비교기 모듈은 차동 비교기의 출력을 적응가능한 히스테리시스 모듈에 연결하는 스위칭 모듈을 더 포함하되, 상기 스위칭 모듈은 상기 센서 신호가 상기 임계값을 초과할 때 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈로 도통하고, 상기 센서 신호가 상기 임계값 미만일 때 상기 적응가능한 히스테리시스 모듈로의 도통을 차단하는, 차량.
  20. 제18항에 있어서, 상기 속력 센서는 가변 리럭턴스 속력 센서인, 차량.
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