KR20200094735A - 크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서, 이러한 센서를 구현하는 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서, 이러한 센서를 구현하는 진단 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20200094735A
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KR1020207012282A
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마리-나탈리 라루
마스오 한누키
벤자민 마르코나토
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
콘티넨탈 오토모티브 프랑스
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Abstract

본 발명은 케이블(20)을 통해 엔진 제어 유닛(30)에 연결되기 위한 자동차 용 크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서(10)에 관한 것이다. 상기 센서는 처리 모듈(17), 및 상기 센서(10)의 출력 포트(12)를 통해 출력 신호를 생성하도록 구성된 전압 조정기 회로(18)를 포함하여, 상기 엔진 제어 유닛(30)의 진단 모듈(36)이 상기 센서(10) 또는 상기 케이블(20)의 결함을 검출하고 식별할 수 있게 한다. 특히, 상기 처리 모듈(17)은 톱니를 가진 타깃(14)이 움직이지 않을 때, 상기 톱니를 가진 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 미리 결정된 패턴을 출력 포트(172)에 제공하도록 구성되고, 이 미리 결정된 패턴은 미리 결정된 지속 시간 동안 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)의 상태의 변화에 대응하고 주기적으로 반복된다. 본 발명은 또한 상기 센서(10), 케이블(20) 및 엔진 제어 유닛(30)을 포함하는 진단 시스템(1)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 진단 시스템(1)에 의해 구현되는 진단 방법(50)에 관한 것이다.

Description

크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서, 이러한 센서를 구현하는 진단 시스템 및 방법
본 발명은 자동차 센서 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 센서, 및 상기 센서에 전기 케이블에 의해 연결되고, 상기 센서 또는 케이블의 결함을 검출 및 식별하기에 적합한 진단 방법을 구현하는 엔진 제어 유닛을 포함하는 시스템에 관한 것이다.
크랭크샤프트 센서는 자동차의 엔진의 크랭크샤프트의 각도 위치 및/또는 회전 속도를 결정하기 위해 자동차에 사용된다.
도 1은 이러한 크랭크샤프트 센서(10')를 개략적으로 도시한다. 센서는 크랭크샤프트에 장착된 타깃(14') 및 측정 셀(15')(예를 들어, 홀 효과 셀(Hall effect cell) 또는 자기 저항 셀(magnetic resistive cell))을 포함하고, 측정 셀은 상기 측정 셀(15')에서 자기장의 세기를 나타내는 원시 신호(raw signal)를 공급한다. 도 1에 도시된 고려 예에서, 측정 셀(15')에 의해 측정된 자기장은 타깃(14')과는 다른 영구 자석과 같은 자기장 생성기(16')에 의해 형성된다. 다른 예에 따르면, 측정 셀(15')에 의해 측정된 자기장은 경우에 따라 자성 재료로 구성된 타깃(14') 자체에 의해 형성될 수 있다.
타깃(14')은 디스크의 형상을 취하며, 그 둘레는 톱니를 가진다. 도 1에 도시된 경우에 센서(10')는 타깃(14')과는 다른 자기장 생성기(16')를 포함하고, 타깃(14')은 "기하학적으로(geometrically)" 톱니를 가지는 데, 즉 타깃(14') 둘레의 기하학적 형상은 톱니와 갭을 갖는 것을 특징으로 한다. 자기장 생성기가 타깃(14') 자체인 경우에, 타깃(14')은 "자기적으로(magnetically)" 톱니를 가지는 데, 즉 타깃(14')의 둘레는 북극(이하 톱니와 유사한 것으로 간주됨) 및 남극(이하 갭과 유사한 것으로 간주됨)을 교대로 갖는 것을 특징으로 한다.
타깃(14')의 톱니는 일반적으로 동일한 높이이지만, 타깃(14')의 각도 위치를 코딩하기 위해 모두 동일한 것은 아닌 간격(갭) 및 길이를 가질 수 있다.
따라서, 타깃(14')이 회전하면 측정 셀(15')에 의해 측정되는 자기장에 변화를 생성할 수 있고, 이 변화를 분석하여 타깃(14')의 다양한 톱니를 인식하고 타깃(14')의 각도 위치 및/또는 속도 및 궁극적으로 타깃(14')에 강성으로 연결된 크랭크샤프트의 각도 위치 및/또는 속도를 디코딩할 수 있다.
센서(10')는 측정 셀(15')의 출력에 연결된 처리 모듈(17')을 더 포함한다. 측정 셀(15')에 의해 전달된 원시 신호에 기초하여, 처리 모듈(17')은 예를 들어 오픈 컬렉터 논리 집적 회로를 사용하는 것에 의해 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')를 2개의 다른 상태에 놓을 수 있다. 예를 들어, 타깃(14')의 갭이 측정 셀(15')의 전방을 통과할 때, 오픈 컬렉터 트랜지스터는 턴오프되고, 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')는 제1 높은 임피던스 상태에 놓이고, 타깃(14')의 톱니가 측정 셀(15')의 전방을 통과할 때, 오픈 컬렉터 트랜지스터는 포화되고, 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')는 접지 전위에 대응하는 제2 낮은 상태에 놓인다. 타깃(14')이 회전하지 않는 경우, 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')는 제1 상태 또는 제2 상태에 영구적으로 유지된다. 따라서, 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이의 전이는 타깃(14')의 톱니가 측정 셀(15')을 통과하는 순간을 나타낸다.
센서(10')는 전기 케이블(20')에 의해 엔진 제어 유닛(30')에 연결된다. 케이블(20')은 전력 공급선(21'), 접지선(23') 및 신호선(22')을 포함한다. 엔진 제어 유닛(30')의 입력 포트(32')는 신호선(22')에 의해 센서(10')의 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')에 연결된다. 엔진 제어 유닛(30')의 전력 공급선에 연결된 풀업(pull-up) 저항기(R1)는, 엔진 제어 유닛(30')의 입력 포트(32')에서 관찰되는 전압을, 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')가 제1 높은 임피던스 상태에 있을 때의 기준 전위(VR)로부터, 처리 모듈(17')의 출력 포트(172')가 제2 낮은 상태에 있을 때의 실질적으로 0V와 동일한 접지 전위(VG)로 변화시킬 수 있다. 따라서 엔진 제어 유닛(30')의 컴퓨터(37')는 엔진 제어 유닛(30')의 입력 포트(32')에서 관찰된 전압 신호에 기초하여 타깃(14')의 각도 위치 및/또는 속도(및 이에 따라 크랭크샤프트의 각도 위치 및/또는 속도)를 디코딩할 수 있다. 일 변형에서, 저항기(R1)는 센서(10')의 전력 공급선(34')에 연결될 수 있고, 이 경우 기준 전위(VR)는 센서의 공급 전위(VS)와 동일하다는 것이 주목된다.
그러나, 도 1에 도시되고 크랭크샤프트 센서(10'), 케이블(20') 및 엔진 제어 유닛(30')을 포함하는 시스템(1')은 센서(10')의 결함 또는 케이블(20')의 결함으로 인한 오작동을 검출할 수 없다는 점에서 실질적인 한계를 가진다.
더욱이, 시스템(1')의 오작동이 센서(10')의 결함으로 인한 것인지 또는 케이블(20')의 결함으로 인한 것인지 여부를 식별할 수 있는 것이 유리하다. 구체적으로, 시스템(1')이 오작동하는 경우 그리고 진단 보조 시스템이 없는 경우, 자동차 수리공은 일반적으로 케이블(20')에 결함이 있는 경우 케이블(20')만을 교체하면 됨에도 센서(10')와 케이블(20')을 모두 교체할 가능성이 있다. 이러한 상황으로 인해 불필요한 하드웨어 및 인건비가 발생할 수 있다.
자동차의 캠샤프트 센서 또는 변속기 센서의 구조 및 동작은 도 1에 도시된 크랭크샤프트 센서(10')의 구조 및 동작과 매우 유사하며, 이러한 센서는 예를 들어 크랭크샤프트 센서(10')에 대해 전술한 것과 동일한 한계를 가진다는 것이 주목된다.
현재, 크랭크샤프트, 캠샤프트 또는 변속기 센서(10')로는 엔진 제어 유닛(30')이 센서(10')로 인한 오작동 또는 센서(10')를 엔진 제어 유닛(30')에 연결시키는 케이블(20')로 인한 오작동을 검출 및 식별할 수 없다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 결점, 특히 전술한 결점의 전부 또는 일부를 극복하는 것이다.
이를 위해, 제1 양태에 따르면, 본 발명은 자동차의 엔진 제어 유닛에 연결되기 위한 자동차용 크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서에 관한 것이다. 상기 센서는 톱니를 갖는 타깃, 상기 타깃이 회전하는 것에 의해 유도된 자기장의 변화를 나타내는 원시 신호를 전달하기에 적합한 측정 셀, 및 상기 원시 신호에 따라 상기 처리 모듈의 출력 포트를 제1 상태 또는 제2 상태에 놓기에 적합한 처리 모듈을 포함하고; 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이의 전이는 상기 타깃의 톱니가 상기 측정 셀을 통과하는 순간을 나타낸다. 상기 센서는 상기 처리 모듈의 출력 포트와 상기 센서의 출력 포트 사이에 배열된 전자 전압 조정기 회로를 더 포함하고, 상기 전압 조정기 회로는 상기 처리 모듈의 출력 포트가 상기 제1 상태에 있을 때 전위(VH)와 동일하고 상기 처리 모듈의 출력 포트가 상기 제2 상태에 있을 때 전위(VL)와 동일한 출력 신호를 상기 센서의 출력 포트를 통해 전달하도록 구성되고, 상기 전위(VH)와 상기 전위(VL)는 서로 다르고, 상기 센서의 공급 전위(VS) 및 접지 전위(VG)와도 다르다.
이러한 배열은 특히 출력 신호가 값(VH) 또는 값(VL)을 취하는 정상 동작의 경우와 출력 신호가 값(VS) 또는 값(VG)을 취하는 오작동의 경우 간을 구별할 수 있게 해준다. 추가적으로, 상기 센서의 결함 또는 상기 센서를 엔진 제어 유닛에 연결시키는 케이블의 결함을 분류하거나, 심지어 경우에 따라 식별할 수 있다.
일부 특정 실시예에서, 본 발명은 단독으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 취해진 하기 특징 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
일부 특정 실시예에서, 상기 처리 모듈은 상기 톱니를 가진 타깃이 움직이지 않을 때, 상기 톱니를 가진 타깃이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 미리 결정된 패턴을 상기 처리 모듈의 출력 포트를 통해 전달하도록 더 구성된다.
이러한 배열은 상기 센서의 결함 또는 상기 센서를 상기 엔진 제어 유닛에 연결시키는 상기 케이블의 결함을 검출 및 식별할 수 있게 해준다. 이것은 특히 상기 타깃이 움직이지 않는 정상 경우와 일부 오작동의 경우 간을 구별할 수 있게 해준다.
일부 특정 실시예에서, 상기 미리 결정된 패턴은 미리 결정된 지속 시간 동안 상기 처리 모듈의 출력 포트의 상태의 변화에 대응하고 주기적으로 반복된다.
일부 특정 실시예에서, 상기 전압 조정기 회로는 상기 센서의 전력 공급 포트와 상기 센서의 출력 포트 사이에 배치된 저항기, 상기 처리 모듈의 출력 포트와 상기 센서의 출력 포트 사이에 배치된 저항기, 및 상기 센서의 접지 포트와 상기 센서의 출력 포트 사이에 배치된 저항기를 포함한다.
일부 특정 실시예에서, 상기 전압 조정기 회로는 수동 이산 전자 부품만을 포함한다.
이러한 배열을 통해 상기 전압 조정기 회로는 제조하기 쉽고 저렴하다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 진단 시스템으로서,
Figure pct00001
전술한 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 센서;
Figure pct00002
전력선, 접지선 및 신호선을 포함하는 전기 케이블; 및
Figure pct00003
상기 케이블에 의해 상기 센서에 연결된 엔진 제어 유닛을 포함하고; 상기 엔진 제어 유닛은,
- 상기 전력 공급선에 의해 상기 센서의 전력 공급 포트에 연결된 전력 공급 포트;
- 상기 접지선에 의해 상기 센서의 접지 포트에 연결된 접지 포트;
- 상기 신호선에 의해 상기 센서의 출력 포트에 연결된 입력 포트; 및
- 상기 입력 포트에 연결된 진단 모듈을 포함하고, 상기 진단 모듈은 상기 엔진 제어 유닛의 입력 포트에서 관찰된 신호에 따라 상기 센서의 결함 또는 상기 케이블의 결함을 검출하고 식별하도록 구성된, 상기 진단 시스템에 관한 것이다.
일부 특정 실시예에서, 상기 엔진 제어 유닛의 입력 포트는 또한 상기 엔진 제어 유닛의 접지선에 연결된 풀다운 저항기에 연결된다.
제3 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 시스템을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
제4 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 시스템에 의해 구현되는 진단 방법으로서,
Figure pct00004
진단 모듈이 엔진 제어 유닛의 입력 포트에서 관찰된 신호에 의해 취해진 값을 검색하는 것을 반복하는 단계;
Figure pct00005
상기 진단 모듈이 상기 관찰된 신호에 의해 취해진 값을 미리 정해진 예상 값과 비교하는 단계; 및
Figure pct00006
상기 진단 모듈이 상기 관찰된 신호에 의해 취해진 값과 상기 미리 정해진 예상 값 사이의 차이에 따라, 상기 센서의 결함 또는 상기 케이블의 결함을 검출 및 식별하는 단계를 포함하는 진단 방법에 관한 것이다.
본 발명은 완전히 비-제한적인 예로서 도 1 내지 도 7을 참조하여 주어진 다음의 상세한 설명을 읽을 때 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 엔진 제어 유닛에 연결된 종래 기술에 따른 크랭크샤프트 센서의 개략도(상기에서 설명됨);
도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템의 개략도;
도 3은, a) 부분에서 크랭크샤프트 센서의 측정 셀에 의해 전달되는 원시 신호, 및 b), c) 및 d) 부분에서 엔진 제어 유닛의 입력 포트에서 관찰된 신호의 예를 나타내는 도면;
도 4는 본 발명에 따른 진단 방법의 하나의 특정 실시예의 상세한 개략도;
도 5는 본 발명에 따른 진단 시스템의 바람직한 실시예의 상세한 개략도;
도 6은 본 발명에 따른 진단 시스템의 바람직한 실시예에 대해 센서의 타깃이 움직이지 않을 때 엔진 제어 유닛의 입력 포트에서 관찰된 신호를 나타내는 도면; 및
도 7은 본 발명에 따른 진단 시스템에 의해 구현된 진단 방법의 주요 단계의 개략도.
이들 도면에서, 하나의 도면으로부터 다음 도면까지 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다. 간결함을 위해, 다른 언급이 없는 한, 도시된 요소는 축척에 맞게 그려진 것이 아니다.
나머지 설명 부분에 걸쳐, 예를 들어, 자동차의 크랭크샤프트 센서(10)의 경우를 본 발명을 제한함이 없이 예로서 참조한다. 그러나, 본 발명은 또한 예를 들어 변속기 센서 또는 캠샤프트 센서와 같은 크랭크샤프트 센서와 유사한 방식으로 동작하는 다른 유형의 센서에도 적합하다는 것이 주목된다. 보다 일반적으로, 본 발명은 자동차 분야에 속하지 않는 다른 센서에도 적용될 수 있다.
센서(10)가 활성화되는 것으로 고려되는 사용 사례가 또한 가정되는데; 즉, 엔진 제어 유닛(30)에 의해 센서(10)에 전기가 의도적으로 공급되지 않는 일반적인 경우는 관심 대상이 아니다.
나머지 설명 부분에 걸쳐, 전기 요소에 대한 "개방 회로"라는 용어는 이 요소의 일부가 다른 전기 요소에 연결되지 않아서 이 요소를 통해 흐르는 전류가 없다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 하나의 요소와 다른 요소가 "단락"되었다라는 용어는 2개의 요소가 예를 들어 전선과 같은 저 저항 전도체에 의해 의도치 않게 서로 연결된 것을 의미하는 것으로 이해된다.
도 2는 크랭크샤프트 센서(10), 전기 케이블(20), 및 이 케이블(20)에 의해 센서(10)에 연결된 엔진 제어 유닛(30)을 포함하는 본 발명에 따른 진단 시스템(1)을 도시한다.
센서(10)는 크랭크샤프트에 장착된 타깃(14) 및 측정 셀(15)(예를 들어, 홀 효과 셀 또는 자기 저항 셀)을 포함하고, 측정 셀은 상기 측정 셀(15)에서 자기장의 세기를 나타내는 원시 신호를 공급한다. 도 1에 도시된 고려 예에서, 측정 셀(15)에 의해 측정된 자기장은 타깃(14)과는 다른 영구 자석과 같은 자기장 생성기(16)에 의해 형성된다. 그리하여, 타깃(14)은 "기하학적으로" 톱니를 갖고, 디스크의 형상을 취하는데, 그 둘레는 복수의 톱니(D1, D2, D3, D4, D5)를 포함하고, 이들 톱니는 모두 동일한 높이인 것으로 가정되지만 이로 제한되는 것은 아니다. 도 1에 도시된 예에서, 타깃(14)은 길이가 모두 동일한 것은 아닌 5개의 톱니(D1 내지 D5)를 포함한다. 보다 구체적으로, 톱니(D2, D3, D4 및 D5)는 동일한 길이인 반면, 톱니(D1)는 톱니(D2, D3, D4, D5)보다 더 긴 다른 길이를 갖는다. 도시된 예에서, 톱니들 사이의 간격, 즉 갭의 길이는 모든 톱니(D1 내지 D5)에 대해 동일하다.
그러나, 다른 예에 따르면, 자기장이 경우에 따라 "자기적으로" 톱니를 갖는 타깃(14)에 의해 생성되는 것, 즉 상기 타깃이 둘레에 북극(톱니와 유사한 것으로 간주됨)과 남극(갭과 유사한 것으로 간주됨)을 교번하여 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 배제하는 것이 아니다.
종래에, 생성기(16)에 의해 생성된 자기장은 크랭크샤프트에 강성으로 연결된 타깃(14)이 회전하는 것에 의해 변하고, 측정 셀(15)은 타깃(14)이 회전하는 것에 의해 유도되는 자기장의 변화를 나타내는 "원시 신호"라 불리는 아날로그 신호를 전달한다.
센서(10)는 3개의 포트, 즉 전력 공급 포트(11), 접지 포트(13) 및 출력 포트(12)뿐만 아니라 처리 모듈(17)을 더 포함한다. 종래에, 전달된 원시 신호에 기초하여, 처리 모듈(17)은 예를 들어 오픈 콜렉터 논리 집적 회로를 사용하는 것에 의해 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)를 제1 상태 또는 제2 상태에 놓을 수 있고, 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이의 전이는 타깃(14)의 톱니가 측정 셀(15)을 통과하는 순간을 나타낸다. 처리 모듈(17)은 측정 셀(15)에 의해 전달되는 원시 신호에 따라 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)를 적절한 상태에 놓는 데 필요한 동작의 전부 또는 일부를 구현하기에 적합한, 예를 들어, 프로그래밍 가능 논리 회로, 예를 들어, FPGA, PLD 등 및/또는 특수 집적 회로(ASIC)를 포함한다. 처리 모듈(17)은 센서의 전력 공급 포트(11)에 연결된 전력 공급 포트(171)를 더 포함한다.
유리하게는, 센서(10)는 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)와 센서의 출력 포트(12) 사이에 배열된 전자 전압 조정기 회로(18)를 더 포함한다. 이 전압 조정기 회로(18)는, 처리 모듈의 출력 포트(172)가 제1 상태에 있을 때 전위(VH)와 동일하고, 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 제2 상태에 있을 때 전위(VL)와 동일한 출력 신호를 센서(10)의 출력 포트(12)를 통해 전달하도록 구성되고, 상기 전위(VH)와 상기 전위(VL)는 서로 다르고, 센서(10)의 공급 전위(VS) 및 접지 전위(VG)와도 다르다.
본 설명에 걸쳐, "Vref와 동일한 신호"라는 표현은 신호가 예를 들어 5%의 에러 마진을 갖는 실질적으로 Vref와 동일한 값을 취하는 것임을 의미하는 것으로 이해된다는 것이 주목된다.
전기 케이블(20)은 3개의 선, 즉 전력 공급선(21), 접지선(23) 및 신호선(22)을 포함한다.
엔진 제어 유닛(30)은 3개의 포트, 즉
Figure pct00007
예를 들어 5V와 동일한 전위(VS)의 DC 전압을 전달하는 전력 공급선(34)에 연결되고, 그리고 전력 공급선(21)에 의해 센서(10)의 전력 공급 포트(11)에 연결된 전력 공급 포트(31);
Figure pct00008
실질적으로 0V와 동일한 전위(VG)로 설정된 접지선(35)에 연결되고, 그리고 접지선(23)에 의해 센서(10)의 접지 포트(13)에 연결된 접지 포트(33); 및
Figure pct00009
신호선(22)에 의해 센서(10)의 출력 포트(12)에 연결된 입력 포트(32)를 포함한다.
엔진 제어 유닛(30)은 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에 연결된 진단 모듈(36)을 더 포함하고, 이 진단 모듈은 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 따라 센서(10)의 결함 또는 전기 케이블(20)의 결함을 검출 및 식별하도록 구성된다. 종래의 방식에서, 진단 모듈(36)은 신호(아날로그 필터, 증폭기, 아날로그-디지털 변환기, 샘플러 등)를 처리하기 위해 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 것으로 간주되는 수단 세트, 및 프로세서 및 전자 메모리를 포함하고, 상기 전자 메모리는, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 기초하여, 센서(10)의 결함 또는 케이블(20)의 결함을 검출하고 식별할 수 있는 진단 방법(50)을 구현하기 위해 실행될 일련의 프로그램 코드 명령의 형태로 컴퓨터 프로그램 제품을 저장한다. 일 변형에서 진단 모듈(36)은 대안적으로 또는 추가적으로 진단 방법(50)을 구현하는 데 필요한 동작의 전부 또는 일부를 구현하기에 적합한 하나 이상의 프로그래밍 가능한 논리 회로, 예를 들어, FPGA, PLD 등 및/또는 하나 이상의 특수 집적 회로(ASIC)를 포함한다.
다시 말해, 진단 모듈(36)은 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 기초하여 진단 방법(50)을 구현하기 위해 소프트웨어(특정 컴퓨터 프로그램 제품) 및/또는 하드웨어(FPGA, PLD, ASIC 등)로서 구성된 수단 세트를 포함한다.
진단 모듈(36)은 도 1을 참조하여 설명된 엔진 제어 유닛(30)의 컴퓨터(37') 내에 통합될 수 있다. 그러나, 진단 모듈(36)이 컴퓨터(37')와는 다른 엔진 제어 유닛(30)의 모듈인 것을 배제하는 것은 아니다. 컴퓨터(37')는 도면을 단순화하기 위해 도 2에 도시되지 않았다.
도 3의 a) 부분은 센서(10)의 타깃(14)이 회전하는 것에 의해 유도되는 자기장의 변화를 나타내는, 측정 셀(15)에 의해 전달되는 원시 신호의 일례를 도시한다. 원시 신호는 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5)를 향하고 있는 순간에 대응하는 국소 최대값과, 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5)를 분리시키는 갭을 향하고 있는 순간에 대응하는 국소 최소값을 교번하여 포함하는 것으로 관찰된다. 톱니(D1)는 다른 톱니(D2 내지 D5)보다 더 길기 때문에, 톱니(D1)가 셀(15)의 전방을 통과할 때 원시 신호는 더 긴 시간 동안 국부 최대값에 머무른다.
b), c) 및 d) 부분은 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰될 수 있는 신호의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 3의 b) 부분에 의해 설명된 예에서, 원시 신호가 (톱니(D1 내지 D5)가 측정 셀(15)의 전방을 통과하는 것에 대응하는) 미리 정해진 임계값(VS)보다 더 높은 경우, 센서(10)의 처리 모듈(17)의 오픈 컬렉터 트랜지스터는 턴오프되고, 이에 따라 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)는 제1 높은 임피던스 상태에 놓인다. 원시 신호가 (갭을 통과하는 것에 대응하는) 임계값(VS)보다 더 낮을 때, 센서(10)의 처리 모듈(17)의 오픈 컬렉터 트랜지스터가 포화되고, 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)는 접지 전위(VG)에 대응하는 제2 낮은 상태에 놓인다.
도 1을 참조하여 설명된 종래 기술의 시스템(1')을 고려하면, 엔진 제어 유닛(30')의 입력 포트(32')에서 관찰된 신호는 측정 셀(15')이 톱니(D1 내지 D5)를 향하고 있을 때 전위(V1 = VR)로부터, 측정 셀(15')이 갭을 향하고 있을 때 전위(V2 = VG)로 전이된다.
도 2를 참조하여 설명된 본 발명에 따른 시스템(1)을 고려하면, 후술될 전압 조정기 회로(18)에 의해 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5)를 향할 때 전위(V1 = VH)로부터, 측정 셀(15)이 갭을 향할 때 전위(V2 = VL)로 전이하고, VH 및 VL은 서로 다르고, 전위(VS) 및 전위(VG)와도 다르다.
타깃(14)이 움직이지 않을 때, 신호는 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5)를 향할 때 전위(V1)에 계속 있고, 또는 측정 셀(15)이 갭을 향할 때 전위(V2)에 계속 있다.
도 3의 c) 부분은, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가도 3의 b) 부분에 설명된 신호에 대해 단순히 오프셋되어 있어서, 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5) 또는 갭의 중간을 향하여 위치된 순간에 전위(V1)로부터 전위(V2)로 전이가 일어나는 다른 예를 도시한다.
도 3의 (d) 부분은, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 대부분의 시간 동안 전위(V2)에 있고, 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5)의 중간을 향하여 위치될 때마다 짧은 펄스 동안에만 전위(V1)로 전이되는 다른 예를 도시한다. 펄스의 지속 시간은 예를 들어 45㎲이다. 타깃(14)이 움직이지 않을 때, 신호는 이 경우에 전위(V2)에 계속 있다.
타깃(14)의 톱니(D1 내지 D5)가 측정 셀(15)의 전방을 통과하는 것을 나타내는 신호의 이러한 예는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있다. 특히, 펄스에 대해 선택된 지속 시간은 타깃(14)의 회전 방향을 나타낼 수도 있기 때문에 도 3의 d) 부분에 도시된 유형의 신호는 회전 방향을 검출하는 것을 포함하는 크랭크샤프트 센서에 특히 적합하다.
따라서, 신호는 측정 셀(15)에 대한 타깃(14)의 위치를 시간적으로 표현한 것에 대응한다. 따라서, 컴퓨터(37')는 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 기초하여 타깃(14)의 다양한 톱니(D1 내지 D5) 간을 구별하고, 이로부터 타깃(14) 및 이에 따라 크랭크샤프트의 각도 위치 및/또는 회전 속도를 추론할 수 있는 것으로 이해된다.
그러나, 도 1을 참조하여 설명된 종래 기술의 시스템(1')은 센서(10') 또는 케이블(20')로 인한 오작동을 검출할 수 없다. 구체적으로, 이들 두 요소 중 하나 또는 다른 하나에 결함이 있는 경우, 예를 들어, 케이블(20')의 선(21', 22', 23') 중 하나에 또는 처리 모듈(17')에 단락 또는 개방 회로가 발생한 경우, 엔진 제어 유닛(30')의 입력 포트(32')에서 관찰된 신호는 공급 전위(VR) 또는 접지 전위(VG)에 계속 있게 된다. 이러한 신호는 또한 타깃(14')이 회전하지 않는 정상 동작 경우도 나타내므로, 센서(10') 또는 케이블(20')의 결함을 검출하는 것은 불가능하다.
역으로, 도 2를 참조하여 설명된 본 발명에 따른 시스템(1)은 전압 조정기 회로(18)에 의해 센서(10) 또는 케이블(20)의 결함을 검출 및 식별할 수 있다.
구체적으로, 시스템(1)이 정상 동작하는 경우, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 VH 또는 VL과 동일한 값을 취한다. 역으로, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 VH 또는 VL 이외의 값, 특히 VS 또는 VG의 값을 취하는 경우, 이것은 센서(10) 또는 케이블(20)에 결함이 있는 경우를 나타낸다. 따라서, 센서(10) 또는 케이블(20)로 인한 오작동을 검출하는 것이 가능하다. 추가적으로, 결함의 유형을 분류하거나 심지어 경우에 따라 식별하는 것이 가능하다.
나머지 설명 부분에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 도 3의 d) 부분에 도시된 유형인 경우는 예로서 본 발명을 제한함이 없이 사용된다. 다시 말해, 정상 동작의 경우에, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 톱니(D1 내지 D5)가 통과할 때마다 값(VL)으로 짧은 전이하고 나머지 시간 동안 전위(VH)에 유지된다.
도 4는 전압 조정기 회로(18)를 상세히 도시한 본 발명에 따른 진단 시스템의 하나의 특정 실시예의 개략도이다. 이 도면에서, 타깃(14), 측정 셀(15) 및 자기장 생성기(16)는 도면을 단순화하기 위해 의도적으로 도시되지 않았다.
이 특정 실시예에서, 전압 조정기 회로(18)는 센서(10)의 전력 공급 포트(11)와 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 위치된 저항기(R2), 센서(10)의 접지 포트(13)와 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 위치된 저항기(R3), 및 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)와 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 배치된 저항기(R4)를 포함한다.
도 4에 도시된 고려 예에서, 저항기(R2)는 1㏀의 값을 가지고, 저항기(R3)는 5.1㏀의 값을 가지며, 저항기(R4)는 200Ω의 값을 갖는다. 따라서, 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 (센서(10)의 처리 모듈(17)의 오픈 컬렉터 트랜지스터가 턴오프된 경우에 대응하는) 제1 높은 임피던스 상태에 놓일 때, 전압 분배기 브리지는 저항기(R2 및 R3)에 의해 형성된다. 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 다음 값을 취한다:
Figure pct00010
처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 제2 상태(처리 모듈(17)의 오픈 컬렉터 트랜지스터가 포화된 경우에 대응하는 낮은 상태)에 놓일 때, 전압 분배기 브리지는 일측에서 저항기(R2)에 의해 형성되고, 타측에서 병렬로 연결된 저항기(R3 및 R4)에 의해 형성된다. 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 다음 값을 취한다:
Figure pct00011
저항기(R2, R3 및 R4)에 대해 전술한 값을 통해 VH는 VS의 84%에 가까운 값을 취하고, VL은 VS의 16%에 가까운 값을 취한다.
도 4에 설명된 전압 조정기 회로(18)는 이산 수동 요소만을 사용하여서 제조하기 쉽고 저렴하다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 시스템의 바람직한 실시예의 개략도이다. 이 진단 시스템은 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)와 접지선(35) 사이에 풀다운 저항기(R5)가 추가로 놓여 있는, 도 4를 참조하여 설명된 실시예에 대응한다. 이 풀다운 저항기(R5)는 특히 신호선(22)이 개방된 회로인 경우 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)를 접지 전위(VG)와 동일한 결정된 상태에 놓을 수 있다. 도 5에 도시된 고려 예에서, 저항기(R5)는 51㏀의 값을 가져서, VH 및 VL의 값에 아주 약간만 영향을 미친다.
엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 기초하여, 결함의 유형을 분류하거나 심지어 경우에 따라 식별하는 것이 가능하다.
예를 들어, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 VG와 계속 동일한 경우, 오작동은 다음 결함 중 하나로 인한 것일 수 있다:
Figure pct00012
전력 공급선(21)의 개방 회로;
Figure pct00013
신호선(22)의 개방 회로;
Figure pct00014
접지선(23)과 신호선(22)의 단락;
Figure pct00015
접지선(23)과 전력 공급선(21)의 단락; 및
Figure pct00016
접지선(23)과 처리 모듈(17)의 전력 공급 포트(171)의 단락.
엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 VS와 계속 동일한 경우, 오작동은 다음 결함 중 하나로 인한 것일 수 있다:
Figure pct00017
신호선(22)과 전력 공급선(21)의 단락;
Figure pct00018
접지선(23)의 개방 회로;
Figure pct00019
신호선(22)과 처리 모듈(17)의 전력 공급 포트(171)의 단락; 및
Figure pct00020
전력 공급선(21)과 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)의 단락.
엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 VL과 계속 동일한 경우, 오작동은 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)와 접지선(23)이 단락된 것으로 인한 것일 수 있다.
엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호가 타깃(14)이 회전하고 있을 때 전위(VH)로부터 전위(VG)로 정기적으로 전이하는 경우, 오작동은 신호선(22)과 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 단락된 것으로 인한 것일 수 있다.
그러나, 전력 포트(171)가 개방 회로인 것으로 인한 오작동인지 또는 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 개방 회로인 것으로 인한 오작동인지 검출할 수는 없다. 구체적으로, 이러한 경우에, 신호는 계속 값(VH)을 취한다. 타깃(14)이 움직이지 않는 정상 동작 시나리오에서도 이러한 경우가 있기 때문에, 이러한 오작동을 검출할 수는 없다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 진단 시스템(1)의 바람직한 실시예에서, 센서(10)의 처리 모듈(17)은 타깃(14)이 움직이지 않을 때 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 미리 결정된 패턴을 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)를 통해 전달하도록 더 구성된다. 예를 들어, 타깃(14)이 움직이지 않을 때, 처리 모듈(17)은 40㎳마다 180㎲ 동안 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)를 제2 상태(접지 전위(VG)에 대응하는 낮은 상태)에 놓고, 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)는 나머지 시간 동안 제1 (높은 임피던스) 상태에 유지된다.
이를 위해, 처리 모듈(17)은 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 패턴을 생성하기 위해 종래의 방식으로 소프트웨어(프로세서, 전자 메모리, 특정 컴퓨터 프로그램 제품 등) 및/또는 하드웨어(FPGA, PLD, ASIC 등)로 구성된 수단 세트를 포함한다.
도 6은 이 바람직한 실시예에서 타깃(14)이 움직이지 않을 때 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호를 도시한다. 신호는 40㎳마다 180㎲ 동안 값(VL)을 취하고, 신호는 나머지 시간 동안 값(VH)을 취한다.
물론, 이 예는 전적으로 비-제한적인 예이며, 본 발명은 타깃(14)이 움직이지 않을 때 출력 포트(172)를 통해 미리 결정된 패턴을 송신하는 것에 기초한다. 이 미리 결정된 패턴이 존재하는 것을 통해 센서(10)가 올바르게 동작하고 있는 것을 확인할 수 있다.
미리 결정된 패턴은 다양한 형태를 취할 수 있다: 도 6에서, 이 패턴은 180㎲의 지속 시간 동안 40㎳마다 값(VL)을 갖는 펄스이고, 신호는 나머지 시간 동안 값(VH)에 유지된다. 미리 결정된 패턴은 미리 결정된 지속 시간 동안 출력 포트(172)의 상태 변화에 각각 대응하는 펄스 쌍의 형태를 취하는 것도 고려될 수 있다. 전위(VH) 또는 전위(VL)의 지속 시간은 서로 다르며, 또한 펄스 쌍의 두 펄스 간에도 다르다.
따라서, 이 펄스 쌍은 전위(VH)와 전위(VL)의 미리 결정된 지속 시간이 두 개의 펄스 간에 서로 상이한 것으로 인해 센서(10)가 오작동하는 순간을 신속히 식별할 수 있게 하므로 주목된다. 타깃(14)이 움직이지 않는 정상 동작의 경우를, 처리 모듈(17)의 전력 공급 포트(171) 또는 출력 포트(172)가 개방 회로인 것으로 인해 오작동하는 경우와 구별하는 것이 가능해진다. 구체적으로, 타깃(14)이 움직이지 않는 정상 동작의 경우 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰되는 신호는 40㎳마다 180㎲ 동안 값(VL)의 비정형 펄스를 포함하는 반면, 나머지 시간 동안 값(VH)에 유지되는 반면, 처리 모듈(17)의 전력 공급 포트(171) 또는 출력 포트(172)가 개방 회로인 것으로 인해 오작동하는 경우, 신호는 값(VH)에 계속 유지된다.
추가적으로, 케이블(20)에 기인한 것보다는 센서(10)에 기인한 오작동을 명확히 식별할 수 있다. 예를 들어, 다음의 결함의 경우에, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 이러한 특정 사례를 나타내는 특성 값을 취한다:
Figure pct00021
처리 모듈(17)의 전력 공급 포트(171)의 개방 회로(이 경우 신호는 값(VH)에 계속 유지됨);
Figure pct00022
처리 모듈(17)의 출력 포트(172)의 개방 회로(이 경우 신호는 값(VH)에 계속 유지됨);
Figure pct00023
접지선(23)과 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)의 단락(이 경우, 신호는 값(VL)에 계속 유지됨); 및
Figure pct00024
신호선(22)과 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)의 단락(이 경우, 타깃이 톱니(D1 내지 D5)의 전방을 통과할 때 신호는 값(VL) 대신에 값(VG)을 취함).
설명이 도 3의 d) 부분에 도시된 유형의 신호에 기초하여 제공되었지만, 본 발명은 도 3의 b) 및 c) 부분에 도시된 유형의 신호에도 적용될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 타깃(14)이 움직이지 않을 때 처리 모듈(17)에 의해 생성된 비정형 펄스의 극성은 정지 상태에 있을 때 타깃(14)의 위치에 의존할 수 있는데, 즉 측정 셀(15)이 톱니(D1 내지 D5)를 향해 있어 신호가 계속 값(VH)을 취하는 경우, 비정형 펄스는 값(VL)을 취한다. 역으로, 측정 셀(15)이 갭을 향해 있어 신호가 계속 값(VL)을 취하는 경우, 비정형 펄스는 값(VH)을 취한다.
유리하게는, 타깃(14)이 움직이지 않을 때 비정형 펄스가 처리 모듈(17)에 의해 생성되는 기간은 타깃(14)이 움직이지 않는 정상 동작의 경우에 측정 셀(15)의 전방을 타깃(14)의 갭이 통과하는 시각과 톱니(D1 내지 D5)가 통과하는 시각을 분리시키는 최대 시간보다 더 길도록 선택된다. 추가적으로, 비정형 펄스의 지속 시간은 갭이 통과하는 시각으로부터 톱니(D1 내지 D5)가 통과하는 시각을 분리시키는 최소 시간보다 더 짧도록 선택된다.
도 7은 전술한 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 진단 시스템(1)에 의해 구현된 진단 방법(50)의 주요 단계를 개략적으로 도시한다. 진단 방법(50)은 센서(10)로 인한 오작동 또는 케이블(20)로 인한 오작동을 검출 및 식별할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 진단 방법(50)은 먼저 진단 모듈(36)이 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 의해 취해진 값을 검색하는 것을 반복하는 단계(51)를 포함한다. 이들 값은 예를 들어 종래의 방식으로, 정상 동작의 경우에 톱니(D1 내지 D5)가 측정 타깃(14)의 전방을 통과하는 최대 주파수에 비해 충분히 높은 주파수로 신호를 샘플링하는 것에 대응한다. 이 값은 예를 들어 진단 방법(50)의 다음 단계에서 나중에 처리될 수 있도록 진단 모듈(36)의 전자 메모리에 저장된다.
진단 방법(50)은 다음에 진단 모듈(36)이 신호에 의해 취해진 값을 미리 정해진 예상 값과 비교하는 단계(52)를 포함한다. 예를 들어, 도 5를 참조하여 설명된 바람직한 실시예에서, 타깃(14)이 회전하는 정상 동작의 경우에, 신호는 주로 값(VH)을 취하고, 톱니(D1 내지 D5)가 측정 셀(15)의 전방을 통과할 때 45㎲ 동안 값(VL)의 전형 펄스를 나타내고, 타깃(14)이 움직이지 않는 정상 동작의 경우, 신호는 주로 값(VH)을 취하고 40㎳마다 180㎲의 비정형 펄스를 나타낸다. 따라서, 신호가 전술한 값 이외의 값을 취하는 경우, 예를 들어, 신호가 VS, VG 값을 취하는 경우, 또는 신호가 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 비정형 펄스를 나타내지 않고 값(VH) 또는 값(VL)에 계속 유지되는 경우 센서 또는 케이블에 결함이 있다.
진단 방법(50)은 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 의해 취해진 값에 따라 센서(10) 또는 케이블(20)의 오작동을 검출 및 식별하는 단계(53)를 포함한다. 예를 들어, 도 5를 참조하여 설명된 바람직한 실시예에서, 다음 2개의 조건 중 하나가 충족되면 센서(10) 또는 케이블(20)로 인한 오작동을 검출할 수 있다:
Figure pct00025
신호는 VH 및 VL 이외의 값을 취한다;
Figure pct00026
신호는 40㎳보다 더 긴 지속 기간 동안 (즉, 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 비정형 펄스를 나타내지 않고) 값(VH) 또는 값(VL)에 계속 유지된다.
추가적으로, 다음의 경우에 센서(10)의 결함을 명확히 식별할 수 있다:
Figure pct00027
신호가 40㎳보다 더 긴 지속 기간 동안 값(VH)에 계속 유지되는 경우(처리 모듈(17)의 전력 공급 포트(171) 또는 출력 포트(172)가 개방 회로인 경우);
Figure pct00028
신호가 40㎳보다 더 긴 지속 기간 동안 값(VL)에 계속 유지되는 경우(접지선(23)과 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 단락된 경우); 및
Figure pct00029
타깃이 톱니(D1 내지 D5) 앞을 통과할 때 신호가 값(VL) 대신 값(VG)을 취하는 경우(신호선(22)과 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 단락된 경우).
센서(10) 또는 케이블(20)의 결함이 검출 및/또는 식별되면, 정보는 예를 들어 사용자에게 경보하기 위해 자동차의 계기판에 디스플레이된다. 대안적으로, 이 정보는 온보드 진단(on-board diagnostic: OBD) 유닛과 같은 진단 툴을 엔진 제어 유닛(30)에 연결함으로써 획득될 수 있다. 이 정보로 인해, 자동차를 수리하는 수리공은 수리를 할지 여부에 대한 의사 결정을 향상할 수 있다. 특히, 수리공은 식별된 결함에 따라 케이블(20)만 또는 센서(10)만을 교체하기로 결정할 수 있다.
상기 설명은 전압 조정기 회로(18)에 결함이 있는 경우를 고려하지 않는다. 그러나, 전압 조정기 회로(18)로 인한 결함의 경우와 케이블(20)로 인한 결함의 경우 간을 구별하는 것이 가능하다는 것이 주목된다. 예를 들어, 저항기(R4)에 단락이 발생한 경우, 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호는 계속 값(VH)을 취하고, 타깃(14)이 움직이지 않을 때 비정형 펄스는 없다. 이러한 상황은 케이블(20)의 결함으로 인한 것이 아닐 수 있다. 저항기(R3)에 단락이 발생한 경우, 신호는 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 알리는 펄스 동안 또는 타깃(14)의 톱니(D1 내지 D4)가 통과하는 것에 대응하는 펄스 동안 예상치 못한 값(VE)을 취한다:
Figure pct00030
다시, 이러한 상황은 케이블(20)의 결함으로 인한 것이 아닐 수 있다. 구체적으로, 케이블(20)의 결함인 경우, 톱니(D1 내지 D4)가 통과하는 것을 알리거나 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 알리는 펄스가 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰되지 않는다.
상기 설명은 다양한 특징 및 장점을 통해 본 발명이 정해진 목표를 달성한다는 것을 명확히 제시한다. 특히, 진단 시스템(1)은 저렴한 비용으로 센서(10)의 결함 또는 케이블(20)의 결함을 검출 및 식별할 수 있다.
전술한 구현예 및 실시예는 비-제한적인 예로서 설명되었고, 이에 따라 다른 변형이 고려될 수 있다는 것이 주목된다.
특히, 본 발명은 자동차의 크랭크샤프트 센서(10)의 경우에 특히 유리하게 적용되지만, 본 발명은 변속기 센서 또는 캠샤프트 센서에도 적용 가능하다. 보다 일반적으로, 본 발명은 자동차 분야에 속하지 않는 다른 센서에도 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 자동차의 엔진 제어 유닛(30)에 연결되기 위한 자동차용 크랭크샤프트, 변속기 또는 캠샤프트 센서(10)로서,
    상기 센서는 톱니를 갖는 타깃(14), 상기 타깃(14)이 회전하는 것에 의해 유도된 자기장의 변화를 나타내는 원시 신호를 전달하기에 적합한 측정 셀(15), 및 상기 원시 신호에 따라 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)를 제1 상태 또는 제2 상태에 놓기에 적합한 처리 모듈(17)을 포함하되;
    상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이의 전이는 상기 타깃(14)의 톱니가 상기 측정 셀(15)을 통과하는 순간을 나타내고, 상기 센서(10)는 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)와 상기 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 배열된 전자 전압 조정기 회로(18)를 더 포함하고, 상기 전압 조정기 회로(18)는, 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 상기 제1 상태에 있을 때 전위(VH)와 동일하고, 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)가 상기 제2 상태에 있을 때 전위(VL)와 동일한 출력 신호를 상기 센서(10)의 출력 포트(12)를 통해 전달하도록 구성되고, 상기 전위(VH)와 상기 전위(VL)는 서로 다르고, 상기 센서(10)의 공급 전위(VS) 및 접지 전위(VG)와 다르며, 상기 처리 모듈(17)이 상기 톱니를 가진 타깃(14)이 움직이지 않을 때, 상기 톱니를 가진 타깃(14)이 움직이지 않는다는 것을 나타내는 미리 결정된 패턴을 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)를 통해 전달하도록 더 구성되고, 상기 미리 결정된 패턴은 미리 결정된 지속 시간 동안 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)의 상태의 변화에 대응하고 주기적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 센서(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 패턴은 미리 결정된 지속 시간 동안 상기 출력 포트(172)의 상태의 변화에 각각 대응하는 펄스 쌍의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 센서(10).
  3. 제2항에 있어서, 상기 전위(VH) 또는 상기 전위(VL)의 지속 시간은 서로 다르고, 또한 상기 펄스 쌍의 두 펄스 간에 다른 것을 특징으로 하는 센서(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 조정기 회로(18)는 상기 센서(10)의 전력 공급 포트(11)와 상기 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 배치된 저항기(R2), 상기 처리 모듈(17)의 출력 포트(172)와 상기 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 배치된 저항기(R4), 및 상기 센서(10)의 접지 포트(13)와 상기 센서(10)의 출력 포트(12) 사이에 배치된 저항기(R3)를 포함하는, 센서(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 전압 조정기 회로(18)는 수동 이산 전자 부품만을 포함하는, 센서(10).
  6. 진단 시스템(1)으로서,
    Figure pct00031
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 센서(10);
    Figure pct00032
    전력 공급선(21), 접지선(23) 및 신호선(22)을 포함하는 전기 케이블(20); 및
    Figure pct00033
    상기 케이블(20)에 의해 상기 센서(10)에 연결된 엔진 제어 유닛(30)을 포함하되, 상기 엔진 제어 유닛은,
    - 상기 전력 공급선(21)에 의해 상기 센서(10)의 전력 공급 포트(11)에 연결된 전력 공급 포트(31);
    - 상기 접지선(23)에 의해 상기 센서(10)의 접지 포트(13)에 연결된 접지 포트(33);
    - 상기 신호선(22)에 의해 상기 센서(10)의 출력 포트(12)에 연결된 입력 포트(32); 및
    - 상기 입력 포트(32)에 연결된 진단 모듈(36)을 포함하고, 상기 진단 모듈(36)은 상기 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 따라 상기 센서(10)의 결함 또는 상기 케이블(20)의 결함을 검출 및 식별하도록 구성된, 진단 시스템(1).
  7. 제6항에 있어서, 상기 입력 포트(32)는 상기 엔진 제어 유닛(30)의 접지선(35)에 연결된 풀다운 저항기(R5)에 더 연결된, 진단 시스템(1).
  8. 제6항 또는 제7항의 시스템(1)을 포함하는 자동차.
  9. 제6항 또는 제7항의 시스템(1)에 의해 구현되는 진단 방법(50)으로서,
    Figure pct00034
    상기 진단 모듈(36)이 상기 엔진 제어 유닛(30)의 입력 포트(32)에서 관찰된 신호에 의해 취해진 값을 검색하는 것을 반복하는 단계(51);
    Figure pct00035
    상기 진단 모듈(36)이 상기 관찰된 신호에 의해 취해진 값을 미리 정해진 예상 값과 비교하는 단계(52); 및
    Figure pct00036
    상기 진단 모듈(36)이 상기 관찰된 신호에 의해 취해진 값과 상기 미리 정해진 예상 값 사이의 차이에 따라 상기 센서(10)의 결함 또는 상기 케이블(20)의 결함을 검출하고 식별하는 단계(53)를 포함하는, 진단 방법(50).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3108975B1 (fr) * 2020-04-01 2022-02-25 Vitesco Technologies Procédé de diagnostic capteur vitesse/position
FR3123453B1 (fr) * 2021-05-31 2023-04-14 Vitesco Technologies dispositif de diagnostic pour capteur d’arbre d’entraînement de véhicule
FR3127027B1 (fr) * 2021-09-10 2023-08-04 Vitesco Technologies Calculateur de contrôle moteur

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338288A (ja) * 1995-06-08 1996-12-24 Mitsubishi Electric Corp Ｏ▲２▼センサ故障診断装置及びｏ▲２▼センサ故障診断方法
JP4477448B2 (ja) * 2004-08-06 2010-06-09 旭化成東光パワーデバイス株式会社 レベルシフト回路を具えたホールセンサ
FR2874982B1 (fr) * 2004-09-09 2008-02-01 Goodrich Actuation Systems Soc Dispositif de freinage anti-retour a detection de defaillance
AT502842B1 (de) * 2005-11-30 2007-12-15 Trumpf Maschinen Austria Gmbh Schaltvorrichtung, insbesondere fussschalter, für eine fertigungseinrichtung
FR2911443B1 (fr) * 2007-01-12 2014-11-14 Delty Machine electrique motrice ou generatrice polyphasee
CN101833052A (zh) 2010-04-23 2010-09-15 北京锐意泰克汽车电子有限公司 一种汽车氧传感器加热器的故障诊断电路
CN103176070B (zh) * 2011-12-23 2016-06-01 比亚迪股份有限公司 故障采集电路及具有其的故障诊断电路
CN102915033A (zh) 2012-11-09 2013-02-06 三一重工股份有限公司 车辆故障诊断系统和工程机械
CN103292806B (zh) * 2013-05-30 2015-08-19 成都四威高科技产业园有限公司 一种适合agv的磁导航系统和导航方法
FR3021739B1 (fr) 2014-06-03 2016-06-24 Continental Automotive France Procede d'adaptation d'un seuil de detection d'un capteur de vilebrequin pour vehicule automobile
FR3029283B1 (fr) * 2014-11-28 2016-12-23 Continental Automotive France Capteur d'arbre a came ou de vilebrequin pour vehicule automobile et procede de diagnostic d'un tel capteur
US9939410B2 (en) * 2015-09-01 2018-04-10 Infineon Technologies Ag Transmission of information associated with a possible sensor fault of a magnetic sensor
DE102017005071A1 (de) * 2017-05-27 2018-11-29 Wabco Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors in einem Fahrzeug, sowie Sensoranordnung

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