KR20180021112A - 센서 휠의 갭 검출 방법 - Google Patents

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안드레아스 얀
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 회전하는 샤프트, 특히 자동차의 내연기관의 회전하는 샤프트와 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있는 센서 휠(12)의 갭(L)을 검출하기 위한 방법에 관한 것이며, 센서 휠(12)은 마커들(M1, M2, M3, M4, M5)과, 2개의 인접한 마커(M3, M4) 사이의 갭(L)을 포함하고, 센서 휠(12)이 스캐닝되어 마커들(M1, M2, M3, M4, M5)이 검출되고, 인접되어 검출되는 마커들(M1, M2, M3, M4, M5) 사이의 시간 간격들(Tn-3, Tn -2, Tn -1, Tn)이 결정되며, 결정된 시간 간격들(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn) 각각으로부터는, 각각의 결정된 시간 간격(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn)의 반비례 값에 의존하는 주파수 값이 각각 결정되며, 결정된 주파수 값들은 사전 설정된 기준에 따라서 평가되고 이로부터 센서 휠(12)의 갭(L)이 검출된다.

Description

센서 휠의 갭 검출 방법
본 발명은 센서 휠의 갭(gap)을 검출하기 위한 방법뿐 아니라, 상기 방법의 실행을 위한 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램에도 관한 것이다.
회전하는 샤프트의 회전 운동의 각 위치(angle position)를 측정하기 위한 센서 휠들은 공지되어 있다. 상기 유형의 센서 휠은 회전하는 샤프트와 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있고, 복수의 마커(marker), 예컨대 치부(tooth)와; 상기 마커들 중 특정 마커들 사이의 갭을; 포함한다. 센서 휠은 적합한 픽업 센서에 의해 스캐닝될 수 있으며, 그럼으로써 개별 마커들 및 갭이 검출될 수 있다.
본 발명에 따라서, 특히 독립 청구항들의 특징들을 갖는 센서 휠의 갭을 검출하기 위한 방법뿐 아니라 상기 방법의 실행을 위한 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램도 제안된다. 바람직한 구현예들은 종속 청구항들 및 하기 기재내용의 대상이다.
센서 휠은 회전하는 샤프트와 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있다. 특히 센서 휠은 자동차의 내연기관의 회전하는 샤프트, 예컨대 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트와 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있다.
센서 휠은 마커들과, 이 마커들 중 2개의 인접한 마커 사이의 갭을 포함한다. 마커들은 특히 등거리로 센서 휠 상에 배치된다. 2개의 인접한 마커 사이에서 다수의 비워진 마커는 특히 갭으로서 제공된다.
센서 휠은 예컨대 홀 센서와 같은 적합한 픽업 센서에 의해 스캐닝되며, 이와 동시에 마커들이 검출된다. 인접되어 검출되는 마커들 사이의 시간 간격들(time interval)이 결정된다. 특히 센서 휠의 스캐닝 동안 센서 휠 신호가 측정되며, 특히 전압 펄스 신호 또는 하이-로우 신호(high-low signal)가 측정된다. 예컨대 상기 센서 휠 신호의 하이 레벨(high level)은 스캐닝되어 검출된 마커에 상응하고 로우 레벨(low level)은 2개의 인접한 마커 간의 이격 간격에 상응한다. 특히 센서 휠 신호의 인접한 활성 하강 에지들(active falling edge) 사이의 이격 간격들, 또는 센서 휠 신호의 인접한 비활성 상승 에지들(passive rising edge) 사이의 이격 간격들은 인접되어 검출되는 마커들 간의 시간 간격들로서 결정된다.
결정된 시간 간격들 각각으로부터는 주파수 값이 각각 결정된다. 이런 주파수 값은 상응하는 결정된 시간 간격의 반비례 값(reciprocal value)에 의존한다. 결정된 주파수 값들은 사전 설정된 기준에 따라서 평가되며, 이로부터 센서 휠의 갭이 검출된다.
발명의 장점.
본원의 방법은 센서 휠의 갭을 정확하면서도 신뢰성 있게 검출하는 것을 가능하게 한다. 이는 특히 시간 기반 시간 간격들을 주파수 대역으로 변환하는 것을 통해 가능해진다. 갭이 그 사이에 존재하는 인접한 마커들에 속하는 주파수 값은 특히 나머지 주파수 값들과 구분되며, 그럼으로써 갭은 정확하게 검출될 수 있다.
이와 달리, 센서 휠의 갭을 검출하기 위한 종래 방법의 경우, 대개 검출된 마커들 간의 결정된 시간 간격들은 직접적으로 사전 설정된 기준들에 따라서 평가된다. 상기 유형의 방법들은, 특히 샤프트의 회전 운동의 가속도 또는 감속도가 클 경우, 자체의 한계에 부딪친다. 또한, 급가속도 또는 급감속도의 경우, 연속해서 결정되는 시간 간격들은 강하게 변동되며, 그리고 경우에 따라서는 갭에 대한 정밀한 추론이 더 이상 이루어질 수 없다. 특히, 단지 하나의 누락 마커(missing marker)만이 갭으로서 제공되어 있는 센서 휠들의 경우, 상기 갭은 경우에 따라 더 이상 검출될 수 없으며, 그리고 특히 가속도 또는 감속도가 클 경우 오검출(wrong detection)이 발생할 수 있다.
그와 반대로, 주파수 값을 이용하여 센서 휠의 갭을 검출하기 위한 본원의 방법을 통해, 가속도 및 감속도가 비교적 클 경우에도, 특히 갭이 단지 하나의 누락 마커를 통해서만 형성된 때에도, 갭을 정확하면서도 신뢰성 있게 검출하기 위한 가능성이 제공된다.
본원의 방법은 특히 급가속도 또는 급감속도가 발생할 수 있는 기간에 해당하는 샤프트의 회전 운동의 시작 또는 정지 동안 갭을 정확하면서도 신뢰성 있게 검출하는 것을 가능하게 한다. 그에 따라, 갭은 예컨대 샤프트를 포함하는 엔진을 시동하거나 정지시킬 때에도 정확하게 검출될 수 있다.
센서 휠은 특히 치형 휠(toothed wheel)로서 형성되고, 마커들은 등거리의 치부들로서 센서 휠의 원주부 상에 형성되며, 갭은 다수의 누락 치부로서 형성된다. 센서 휠은 특히 (원형) 다공판(perforated plate)으로서 형성될 수 있으며, 이 다공판은 마커들로서의 다공판 내 등거리 동심 구멍들, 및 갭으로서의 다수의 누락 구멍(missing hole)을 포함한다.
특히 센서 휠은, 특히 등거리의 마커 60개와 2개의 누락 마커의 형태인 갭 하나를 포함하는 60-2 센서 휠로서 형성된다. 이런 경우에, 2개의 마커 간 이격 간격은 6°이고, 갭의 폭은 18°이다. 특히 갭은 하나의 누락 마커로서도 제공될 수 있다(60-1 센서 휠). 이런 경우에, 갭의 폭은 12°이다.
바람직하게는, 마커들 간의 이격 간격, 특히 등거리인 이격 간격(α)과 각각의 결정된 시간 간격(Tn)의 비는 하기 공식처럼 각각의 주파수 값(vn)으로서 결정된다.
Figure pct00001
그 대안으로, 또는 그에 추가로, 바람직하게는 각각의 결정된 시간 간격(Tn)의 반비례 값은 하기 공식처럼 주파수 값(vn)으로서 결정될 수 있다.
Figure pct00002
바람직하게는, 사전 설정된 기준으로서, 제1 결정된 주파수 값이 임계값에 도달하는지 또는 임계값을 하회하는지 그 여부가 모니터링되며, 임계값은 제2 결정된 주파수 값 및 제3 결정된 주파수 값에 따라 결정된다. 그에 따라, 제1 주파수 값은 또 다른 주파수 값들과 비교되며, 그리고 제1 주파수 값에 속하는 마커들 사이에 갭이 존재하는지 그 여부가 추론될 수 있다. 제1 주파수 값이 임계값에 도달하거나, 또는 임계값을 하회한다면, 바람직하게는 제1 주파수 값이 결정된 근거가 되는 제1 시간 간격이 그 사이에서 결정된 2개의 인접한 마커 사이에 갭이 존재하는 것으로 판단된다.
특히 바람직한 구현예에 따라서, 3개의 최신 시간 간격 또는 3개의 최종 결정된 시간 간격은 서로에 따라서 평가된다. 이 목적을 위하여, 바람직하게는 3개의 시간 간격이 4개의 인접되어 최종 검출된 마커 사이에서 결정된다. 상기 3개의 결정된 시간 간격으로부터 3개의 주파수 값이 결정되고, 사전 설정된 기준에 따라서 평가된다. 이런 식으로, 4개의 인접되어 최종 검출된 마커 중 2개의 인접한 마커 사이에 갭이 존재하는지 그 여부가 추론된다.
바람직하게는, 사전 설정된 기준으로서, 3개의 주파수 값 중 끝에서 두 번째 주파수 값이 임계값에 도달하는지 또는 임계값을 하회하는지 그 여부가 모니터링되며, 임계값은 3개의 주파수 값 중 끝에서 세 번째 주파수 값 및 3개의 주파수 값 중 최종 주파수 값에 따라서 결정된다. 그에 따라, 상기 3개의 주파수 값 중 (하기에서 vn -1로서 지칭되는) 끝에서 두 번째 주파수 값은 상기 3개의 주파수 값 중 (하기에서 vn으로서 지칭되는) 최종 주파수 값 및 상기 3개의 주파수 값 중 (하기에서 vn -2로서 지칭되는) 끝에서 세 번째 주파수 값과 비교된다. 이런 식으로, 상기 3개의 주파수 값 중 끝에서 두 번째 주파수 값(vn - 1)이 결정된 근거가 되는 끝에서 두 번째 시간 간격(Tn - 1)이 그 사이에서 결정된 끝에서 두 번째 검출된 마커와 끝에서 세 번째 검출된 마커 사이에 갭이 존재하는지 그 여부가 추론될 수 있다. 이는, 특히 끝에서 두 번째 주파수 값(vn - 1)이 (하기에서 vcrit로서 지칭되는) 임계값을 하회할 때에 해당한다. 특히 3개의 최종 결정된 주파수 값은 하기 기준에 따라서 평가된다.
Figure pct00003
바람직하게는, 임계값은, 3개의 주파수 값 중 끝에서 세 번째 주파수 값(vn -2)과 3개의 주파수 값 중 최종 주파수 값(vn)의 평균값이 결정되고 이 평균값이 평가 계수(fcrit)와 곱셈됨으로써 결정된다. 임계값은 특히 하기 공식에 따라서 결정된다.
Figure pct00004
평가 계수(fcrit)는 바람직하게는 센서 휠의 기하구조에 따라서 선택되며, 특히 마커들 상호 간의 이격 간격 및 갭의 폭에 따라서 선택된다. 바람직하게 평가 계수(fcrit)는 적어도 하나의 센서 휠 값이며, 센서 휠 값은 마커들의 이격 간격, 특히 등거리인 이격 간격(α)과 갭의 폭(β)의 비에 상응한다. α와 β는 특히 각도 값들로서 결정된다. 추가로 바람직하게는, 평가 계수(fcrit)는 기껏해야 1의 값이다. 그에 따라, 평가 계수(fcrit)에 대해 바람직하게는 하기 관계식이 적용된다.
Figure pct00005
바람직하게는, 검출된 갭으로부터, 회전하는 샤프트의 샤프트 위치가 결정된다. 샤프트 위치는 회전하는 샤프트의 회전 운동의 각 위치를 의미한다. 그에 따라, 갭을 검출하기 위한 본원의 방법에 의해, 정확한 샤프트 위치는, 특히 샤프트의 회전 운동이 시작할 때 최대한 빨리 검출될 수 있다. 특히 내연기관의 크랭크 샤프트에서, 정확한 엔진 위치, 다시 말해 정확한 크랭크 샤프트 위치는 내연기관의 시동 시에 최대한 신속하게 검출될 수 있다. 예컨대 내연기관은 벨트 스타터 발전기에 의해 시동될 수 있다.
바람직하게 내연기관은 스타트-스톱 모드로 작동된다. 이 경우, 내연기관은, 사전 설정된 스톱 조건들에서, 예컨대 해당 자동차가 멈추거나, 또는 적색 신호등으로 이동될 때 정지된다. 사전 설정된 스타트 조건들에서, 내연기관은 다시 시동된다. 또한, 스타트-스톱 모드는 하이브리드 자동차에도 제공될 수 있으며, 내연기관은 정지되고 전기 구동 장치가 시동되거나, 또는 그 반대로 전기 구동 장치가 정지되고 내연기관은 시동된다. 스타트-스톱 모드의 진행 중에 내연기관의 최대한 신속한 시동을 가능하게 하기 위해, 크랭크 샤프트는 급가속식 회전 운동으로 전환된다. 또한, 본원의 방법을 통해, 내연기관의 상기 유형의 시동 동안에도, 갭은 정확하게 검출될 수 있고 정확한 엔진 위치도 최대한 신속하게 검출될 수 있다.
본 발명에 따른 컴퓨터 유닛, 예컨대 자동차의 제어 유닛은 특히 프로그램 기술 측면에서 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성되어 있다.
또한, 컴퓨터 프로그램 형태로 본원의 방법의 구현 역시도 바람직한데, 그 이유는, 특히 실행하는 제어 유닛이 여전히 추가 기능들을 위해 이용되고 그로 인해 여하히 제공되어 있다면, 상기 사항이 특히 적은 비용을 야기하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램의 제공을 위한 적합한 데이터 저장 매체들은 특히 예컨대 하드디스크, 플래시 메모리, EEPROM, DVD 등과 같은 자기식, 광학식 및 전기식 메모리들이다. 또한, 컴퓨터 네트워크들(인터넷, 인트라넷 등)을 통한 프로그램의 다운로드 역시도 가능하다.
본 발명의 또 다른 장점들 및 구현예들은 본원의 명세서 및 첨부 도면에서 제시된다.
본 발명은 실시예들에 따라서 도면에 개략적으로 도시되어 있고 하기에서 도면을 참조하여 기재된다.
도 1은 회전하는 크랭크 샤프트와 센서 휠을 포함하여 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태를 실행하도록 구성된 내연기관의 한 절단 부분을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태의 진행 중에, 크랭크 샤프트 휠 센서 신호의 해당 절개 부분이 스캐닝될 때 결정될 수 있는 크랭크 샤프트 센서 휠 신호의 한 절단 부분을 도시한 개략도 및 크랭크 샤프트 센서 휠 신호를 도시한 개략도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태의 진행 중에 결정될 수 있는 서수(ordinal number)에 대해 도시된 주파수 값을 각각 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 내연기관의 한 절단 부분이 개략적으로 도시되어 있고 100으로 표시되어 있다.
내연기관(100)의 크랭크 샤프트(1)는 제1 구동 스프로킷(2a)과 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있다. 캠 샤프트(3)는 제2 구동 스프로킷(2b)과 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있다. 크랭크 샤프트(1)는 예컨대 체인, 치형 벨트 또는 일련의 기어들로서 형성되어 제1 구동 스프로킷(2a) 및 제2 구동 스프로킷(2b)에 형태 결합 방식으로 연동되는 일차 구동 장치(2c)(primary drive)를 통해 하나(또는 복수)의 캠 샤프트(3)를 구동한다.
내연기관(100)은 실린더들(5)을 포함한다. 실린더들(5) 내에는, 각각 하나의 이동 가능한 피스톤(6)이 배치된다. 피스톤들(6)은 각각 커넥팅 로드(7)에 의해 크랭크 샤프트(1) 상에 고정된다. 실린더들(5)은 각각 하나 이상의 흡기 밸브(8a)와 하나 이상의 배기 밸브(8b)를 포함하며, 이 밸브들은 캠 샤프트(3)의 캠들(4)에 의해 개방되거나 폐쇄된다.
크랭크 샤프트 위치 또는 크랭크 샤프트 각도(크랭크 샤프트의 회전 운동의 각 위치)를 측정하기 위해, 크랭크 샤프트(1)는 크랭크 샤프트 센서 휠(12)과 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있다. 크랭크 샤프트 센서 휠(12)의 원주부 또는 테두리는 등거리 치부들의 형태인 마커들(12a)을 포함한다. 본 예시에서, 크랭크 샤프트 센서 휠(12)은 60개의 등거리 치부와, 하나의 누락 치부의 형태인 갭을 포함한다. 그에 따라 치부들 사이의 이격 간격(α)은 6°이고, 갭은 12°의 폭(β)을 보유한다. 픽업 센서(13), 예컨대 홀 센서는 크랭크 샤프트 센서 휠(12)의 테두리 근처에 배치되어 제어 유닛(20)과 연결된다.
캠 샤프트 각도 또는 캠 샤프트 위치를 측정하기 위해, 캠 샤프트(3)는 캠 샤프트 센서 휠(14)과 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있으며, 캠 샤프트 센서 휠은 마찬가지로 제어 유닛(20)과 연결되어 있는 픽업 센서(15)에 의해 스캐닝된다.
내연기관(100)의 작동 중에, 크랭크 샤프트(1)와 그에 따른 크랭크 샤프트 센서 휠(12) 역시도 회전한다. 픽업 센서(13)는 크랭크 샤프트 센서 휠(12)을 스캐닝한다. 마커들(12a)은 픽업 센서(13) 내에서 전압 펄스 신호의 형태인 측정 신호를 생성한다. 제어 유닛(20) 내에서는 상기 크랭크 샤프트 센서 휠 신호가 평가되며, 그리고 이로부터 크랭크 샤프트 위치가 결정된다. 특히 전압 펄스 신호는 제어 유닛(20) 내에서 하이-로우 신호로 변환된다. 상기 하이-로우 신호는 하기에서 크랭크 샤프트 센서 휠 신호로서 지칭된다.
크랭크 샤프트 위치를 측정하기 위해, 제어 유닛은, 특히 프로그램 기술 측면에서, 하기에서 도 2 내지 도 6과 관련하여 설명되는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태를 실행하도록 구성된다.
유사한 방식으로, 캠 샤프트 위치 역시도, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태의 진행 중에, 캠 샤프트 센서 휠(14)을 스캐닝하고 상응하는 캠 샤프트 센서 휠 신호를 평가하는 것을 통해 결정될 수 있다.
도 2에는, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태의 진행 중에 측정될 수 있는 크랭크 샤프트 센서 휠 신호가 개략적으로 도시되어 200으로 표시되어 있다. 또한, 도 2에는, 크랭크 샤프트 센서 휠 신호(200)를 측정할 수 있도록 하기 위해 스캐닝되는 크랭크 샤프트 센서 휠(12)의 한 절단 부분이 도시되어 있다.
크랭크 샤프트 센서 휠 신호(200)는 시간(t)에 대해 도시된 전압 레벨(U)의 하이-로우 신호로서 측정된다. 하이 레벨(U 값 "1")은 검출된 치부에 상응한다. 로우 레벨(U 값 "0")은 2개의 인접한 치부 간의 이격 간격에 상응한다.
도 2의 도시된 예시에서, 시점(t1)에 제1 하이 레벨(P1)의 제1 활성 하강 에지가 검출된다. 상기 제1 하이 레벨(P1)은 크랭크 샤프트 센서 휠(12)의 제1 치부(M1)를 스캐닝하는 것을 통해 생성된다. 시점(t1)에서 하강 에지의 검출과 함께 상기 제1 치부(M1)가 검출된다. 이와 유사하게, 시점들(T2, T3, T4, 또는 T5)에서, 각각 제2 치부(M2), 제3 치부(M3), 제4 치부(M4) 또는 제5 치부(M5)를 스캐닝하는 것을 통해 생성되는 레벨들(P2, P3, P4, 또는 P5)의 또 다른 하강 에지들이 각각 검출된다.
도시된 예시에서, 치부들(M3 및 M4) 사이에 갭(L)이 위치된다. 갭은 파선으로 도시된 누락 치부(ML)에 상응한다.
인접한 하강 에지들 사이의 시간 간격들은 인접되어 검출되는 치부들 간의 시간 간격들로서 결정된다. 치부(M4)와 치부(M5 ) 사이의 최종 결정된 최신 시간 간격(Tn)은 시점들(t4 및 t5)에서 검출되는 하강 에지들 사이의 시간 간격으로서 결정된다.
치부(M3)와 치부(M4) 사이의 끝에서 두 번째의 제2 최신 시간 간격(Tn - 1)은 시점들(t3 및 t4)에서 검출되는 하강 에지들 사이의 시간 간격으로서 결정된다.
시점들(t2 및 t3) 사이의 끝에서 세 번째 시간 간격(Tn - 2)은 치부들(M2 및 M3) 사이의 시간 간격으로서 결정된다. 시점들(t1 및 t2) 사이의 끝에서 네 번째 시간 간격(Tn-3)은 치부들(M1 및 M2) 사이의 시간 간격으로서 결정된다.
센서 휠(12)의 갭(L)을 검출하기 위해, 3개의 최종 결정된 시간 간격(Tn -2, Tn-1 및 Tn)이 평가된다. 상기 3개의 시간 간격 각각(Tn-2, Tn-1 및 Tn)으로부터, 각각의 주파수 값(vn -2, vn -1 및 vn)은, 하기 공식들처럼, 6°인 치부들 간의 등거리 이격 간격을 각각의 시간 간격으로 나눈 비로서 결정된다.
Figure pct00006
상기 최종 주파수 값(vn), 끝에서 두 번째 주파수 값(vn -1) 및 끝에서 세 번째 주파수 값(vn - 2)은 사전 설정된 기준에 따라서 평가된다. 이 경우, 끝에서 두 번째 주파수 값(vn - 1)이 임계값(vcrit)을 하회하는지 그 여부가 점검된다.
Figure pct00007
끝에서 두 번째 주파수 값(vn - 1)이 임계값(vcrit)을 하회한다면, 치부(M3)와 치부(M4) 사이에 갭이 존재하는 것으로 판단된다.
평가 계수(fcrit)는 하기 관계식에 따라서 선택된다.
Figure pct00008
본 예시에서, 평가 계수에 대해 값
Figure pct00009
이 선택된다.
도 2의 도시된 예시에서, 인접한 치부들 사이의 시간 간격들은 동일한 크기로서 도시되어 있다. 이는 특히 일정한 속도로 실행되는 크랭크 샤프트(1)의 단지 1회의 회전 운동 동안에만 해당된다. 크랭크 샤프트(1)의 회전 운동의 가속도들이 상이한 경우, 시간 간격들도 상이하게 나타난다.
하기에서는, 도 3 내지 도 6과 관련하여, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태의 진행 중에 크랭크 샤프트(1)의 회전 운동의 가속도들이 상이한 경우 결정될 수 있는 시간 간격들에 대한 4가지 상이한 예시가 설명된다.
도 3 내지 도 6에는, 각각 서수(x)에 대해 도시된 주파수 값들(v)의 그래프가 각각 개략적으로 도시되어 있다. 서수는 주파수 값들이 결정된 순서를 나타낸다. 서수 x=3은 최종 주파수 값(vn)에 속하며, 서수 x=2는 끝에서 두 번째 주파수 값(vn-1)에 상응하며, 그리고 x=1은 끝에서 세 번째 주파수 값(vn - 2)에 상응한다.
제1 예시: 크랭크 샤프트의 일정한 회전 운동
제1 예시에 따라서, 내연기관(100)은 속도가 일정한 상태에서 작동된다. 크랭크 샤프트(1) 및 그에 따른 크랭크 샤프트 센서 휠(12)은 예컨대 100U/min의 회전속도로 회전한다. 본 예시에서는, 시간 간격들에 대해 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00010
주파수 값들에 대해서는, 상기 시간 간격들에서 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00011
도 3에서의 곡선(320)은 상기 3개의 주파수 값을 서로 연결한다. 곡선(310)은 최종 및 끝에서 세 번째 주파수 값(vn 및 vn - 2)과 보정된 끝에서 두 번째 주파수 값(vn-1*)을 서로 연결한다. 상기 보정된 끝에서 두 번째 주파수 값(vn -1*)은 갭의 이격 간격(β)을 갭이 그 사이에 존재하는 2개의 치부(M3 및 M4) 사이의 시간 간격(Tn-1)으로 나눈 비에 상응한다. 그에 따라, 곡선(310)은, 시간 간격(Tn - 1)이 갭에 속한다는 점이 기지 사항일 때 결정될 수 있는 이론상 곡선이다.
도 3에서는, 상기 이론상 곡선(310)이 분명히 본원의 방법의 진행 중에 실제로 결정되는 곡선(320)과 확실히 구분된다는 점을 알 수 있다. 곡선(320)을 평가하는 것을 통해, 정확하게 갭이 추론될 수 있다.
본 예시에서, 임계값(vcrit)은 하기 공식으로 계산된다.
Figure pct00012
임계값은 도 3에서 직선(330)으로서 도시되어 있다. 이런 경우에, 기준(
Figure pct00013
)은 충족되며, 그리고 갭은 치부(M3)와 치부(M4) 사이에 존재하는 것으로 판단될 수 있다.
제2 예시: 크랭크 샤프트의 가속된 회전 운동
제2 예시에 따라서, 크랭크 샤프트(1)의 회전 운동은 급가속된다. 크랭크 샤프트(1) 및 크랭크 샤프트 센서 휠(12)은 100U/min의 초기 회전속도부터 20,000(U/min)/s의 일정한 가속도로 가속된다. 본 예시에서, 시간 간격들에 대해 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00014
주파수 값들에 대해서는, 상기 시간 간격들에서 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00015
도 4에서의 곡선(420)은 상기 3개의 주파수 값을 서로 연결한다. 곡선(410)은, 곡선(310)과 유사하게, 갭이 검출된 상태에서 결정될 수 있는 이론상 곡선이다.
본 예시에서 임계값(vcrit)은
Figure pct00016
로 계산되고 직선(430)으로서 도시되어 있다. 이런 경우에, 기준(
Figure pct00017
)은 충족되며, 그리고 갭은 치부(M3)와 치부(M4) 사이에 존재하는 것으로 판단될 수 있다.
제3 예시: 크랭크 샤프트의 가속된 회전 운동
제3 예시에 따라서, 크랭크 샤프트(1)의 회전 운동은 제2 예시에서보다 훨씬 더 강하게 급가속된다. 본 제3 예시에서, 크랭크 샤프트(1) 및 크랭크 샤프트 센서 휠(12)은 100U/min의 초기 회전속도부터 1,000,000(U/min)/s의 일정한 가속도로 가속된다. 본 예시에서, 시간 간격들에 대해 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00018
주파수 값들에 대해서는, 상기 시간 간격들에서 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00019
도 5에서의 곡선(520)은 상기 3개의 주파수 값을 서로 연결한다. 곡선(510)은, 곡선(310)과 유사하게, 갭이 검출된 상태에서 결정될 수 있는 이론상 곡선이다.
본 예시에서 임계값(vcrit)은
Figure pct00020
로 계산되고 직선(530)으로서 도시되어 있다. 이런 경우에, 기준(
Figure pct00021
)은 충족되며, 그리고 갭은 치부(M3)와 치부(M4) 사이에 존재하는 것으로 판단될 수 있다.
제4 예시: 크랭크 샤프트의 감속된 회전 운동
제4 예시에 따라서, 크랭크 샤프트(1)의 회전 운동은 감속된다. 본 제4 예시에서, 크랭크 샤프트(1) 및 크랭크 샤프트 센서 휠(12)은 50U/min의 초기 회전속도에서부터 -40,000(U/min)/s)의 일정한 가속도로 감속된다. 본 예시에서, 시간 간격들에 대해 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00022
주파수 값들에 대해서는, 상기 시간 간격들에서 하기 값들이 생성된다.
Figure pct00023
도 6에서의 곡선(620)은 상기 3개의 주파수 값을 서로 연결한다. 곡선(610)은, 곡선(310)과 유사하게, 갭이 검출된 상태에서 결정될 수 있는 이론상 곡선이다. 본 예시에서 임계값(vcrit)은
Figure pct00024
로 계산되고 직선(630)으로서 도시되어 있다. 이런 경우에, 기준(
Figure pct00025
)은 충족되며, 그리고 갭은 치부(M3)와 치부(M4) 사이에 존재하는 것으로 판단될 수 있다.

Claims (15)

  1. 회전하는 샤프트(1), 특히 자동차의 내연기관(100)의 회전하는 샤프트(1)와 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있는 센서 휠(12)의 갭(L)을 검출하기 위한 방법에 있어서,
    - 센서 휠(12)은 마커들(M1, M2, M3, M4, M5)과, 2개의 인접한 마커(M3, M4) 사이의 갭(L)을 포함하고,
    - 센서 휠(12)이 스캐닝되어 마커들(M1, M2, M3, M4, M5)이 검출되고, 인접되어 검출되는 마커들(M1, M2, M3, M4, M5) 사이의 시간 간격들(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn)이 결정되며,
    - 결정된 시간 간격들(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn) 각각으로부터는, 상기 각각의 결정된 시간 간격(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn)의 반비례 값에 의존하는 주파수 값이 각각 결정되며,
    - 결정된 주파수 값들은 사전 설정된 기준에 따라서 평가되고 이로부터 센서 휠(12)의 갭(L)이 검출되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 사전 설정된 기준으로서, 제1 결정된 주파수 값이 임계값에 도달하는지 또는 임계값을 하회하는지 그 여부가 모니터링되며, 상기 임계값은 제2 결정된 주파수 값 및 제3 결정된 주파수 값에 따라 결정되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  3. 제2항에 있어서, 제1 결정된 주파수 값이 상기 임계값에 도달하거나, 또는 상기 임계값을 하회한다면, 상기 제1 주파수 값이 결정된 근거가 되는 제1 시간 간격(Tn-1)이 그 사이에서 결정된 2개의 인접한 마커(M3, M4) 사이에 갭(L)이 존재하는 것으로 판단되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 3개의 시간 간격(Tn -2, Tn -1, Tn)은 4개의 인접되어 최종 검출된 마커(M2, M3, M4, M5) 사이에서 결정되고,
    - 상기 3개의 결정된 시간 간격(Tn -2, Tn -1, Tn)으로부터 3개의 주파수 값이 결정되고,
    - 상기 3개의 결정된 주파수 값은 사전 설정된 기준에 따라서 평가되며, 상기 4개의 인접되어 최종 검출된 마커(M2, M3, M4, M5) 중 2개의 인접한 마커(M3, M4) 사이에 갭(L)이 존재하는지 그 여부가 추론되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  5. 제4항에 있어서, 사전 설정된 기준으로서, 상기 3개의 주파수 값 중 끝에서 두 번째 주파수 값이 임계값에 도달하는지 또는 임계값을 하회하는지 그 여부가 모니터링되며, 상기 임계값은 상기 3개의 주파수 값 중 끝에서 세 번째 주파수 값 및 상기 3개의 주파수 값 중 최종 주파수 값에 따라서 결정되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 임계값은, 상기 3개의 주파수 값 중 끝에서 세 번째 주파수 값과 상기 3개의 주파수 값 중 최종 주파수 값의 평균값이 결정되고 이 평균값이 평가 계수와 곱셈됨으로써 결정되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 평가 계수는 센서 휠(12)의 기하구조에 따라서 선택되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 평가 계수는 적어도 하나의 센서 휠 값이며, 상기 센서 휠 값은 마커들(M1, M2, M3, M4, M5)의 이격 간격(α)과 갭(L)의 폭(β)의 비에 상응하며, 상기 평가 계수는 기껏해야 1의 값인, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 마커들(M1, M2, M3, M4, M5)의 이격 간격(α)과 각각의 결정된 시간 간격(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn)의 비, 및/또는 각각의 결정된 시간 간격(Tn -3, Tn -2, Tn -1, Tn)의 반비례 값이 주파수 값으로서 결정되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 검출된 갭(L)으로부터 회전하는 샤프트(1)의 샤프트 위치가 결정되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 휠(12)은 자동차의 내연기관(100)의 크랭크 샤프트(1) 또는 캠 샤프트(3)와 함께 회전하는 방식으로 연결되어 있는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연기관(100)은 스타트-스톱 모드로 작동되는, 센서 휠의 갭 검출 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 구성되어 있는 컴퓨터 유닛(20).
  14. 컴퓨터 유닛(20) 상에서 실행될 때, 상기 컴퓨터 유닛(20)이 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하게 하는 컴퓨터 프로그램.
  15. 제14항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 저장 매체.
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