KR101793554B1 - 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치는, 크랭크 포지션 센서가 타켓 휠에 대해 센서링하는 과정에서 센서 신호에 유입될 수 있는 잡음을 크랭크 포지션 센서로부터 센서 신호를 수신하는 전자제어장치에 의해 미리 저장되어 있는 정상 범위 내의 주기에 대한 평균값을 잡음의 주기와 비교함에 따라 크랭크 포지션 센서에 대해 잡음이 포함되었는지를 진단하고, 잡음이 포함되어 있으면 센서 신호에서 진단한 잡음을 필터 처리하기 위한 구성으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 전자제어장치에서 잡음이 포함되어 있지 않은 크랭크 포지션 센서신호를 획득할 수 있는바 크랭크 각도를 주요 인자로 하는 엔진 제어에 대한 오동작을 현저히 줄일 수 있다.

Description

크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치{METHOD FOR FILTERING NOISE ABOUT CRANK POSITION SENSOR, APPARATUS APPLIED TO THE SAME}

본 발명은 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크 포지션 센서가 타켓 휠에 대해 센서링하는 과정에서 센서 신호에 유입될 수 있는 잡음을 크랭크 포지션 센서로부터 센서 신호를 수신하는 전자제어장치에 의해 잡음의 포함 여부를 감지하여 감지한 잡음을 필터 처리하기 위한 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 자동차에는 엔진의 회전수를 검출하여 엔진 제어를 도모하는 것을 지원하기 위한 크랭크 포지션 센서가 구비된다.

이와 같은 크랭크 포지션 센서에 소정의 잡음이 유입되면 크랭크 포지션 센서로부터 출력되는 신호 주기가 짧아지게 되는바, 이렇게 크랭크 포지션 센서에 잡음이 발생하게 되면 타코메타 떨림 등과 같은 엔진 부조 현상이 발생하게 된다.

잡음 유입이 심할 경우에는 RPM 부조, 엔진 일시정지 현상이 발생할 수도 있다.

크랭크 포지션 센서에 잡음이 유입되는 원인으로는 크랭크 포지션 센서의 커넥터 터미널의 접촉 저항이 증가하는 점과 와이어링 하네스(wiring harness)의 쉴드(shield)선 접촉 불량 등이 있다.

또한, 크랭크 포지션 센서에 잡음이 발생하게 되면 이러한 잡음을 전자제어장치에서 정상 신호로 오인식하여 연료량 등 엔진 제어를 잘못 제어하는 문제점이 발생한다.

즉, 전자제어장치는 현 RPM보다 높거나 낮게 RPM을 인식하여 갑자기 연료량을 증가 또는 저감시켜 엔진의 오동작을 초래하게 된다.

이와 같은 문제점으로 인하여, 크랭크 포지션 센서로 유입되는 잡음을 진단하고 진단한 잡음을 제거할 수 있는 방안이 요구된다 할 것이다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 크랭크 포지션 센서가 타켓 휠에 대해 센서링하는 과정에서 센서 신호에 유입될 수 있는 잡음을 크랭크 포지션 센서로부터 센서 신호를 수신하는 전자제어장치에 의해 미리 저장되어 있는 정상 범위 내의 주기에 대한 평균값을 잡음의 주기와 비교함에 따라 크랭크 포지션 센서에 대해 잡음이 포함되었는지를 진단하고, 잡음이 포함되어 있으면 센서 신호에서 진단한 잡음을 필터 처리하기 위한 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법은, 전자제어장치에서 타켓 휠에 대한 크랭크 포지션 센서신호를 수신한 후 상기 크랭크 포지션 센서신호에 상응하는 전체 주기를 판정하는 단계, 상기 전체 주기를 토대로 상기 크랭크 포지션 센서신호에서 이루어지는 제1 주기 및 제2 주기를 구분하는 단계, 상기 제1 주기로 이루어지는 크랭크 포지션 센서신호의 평균 지속시간을 산출하고, 상기 평균 지속시간을 저장하는 단계, 도래하는 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기 내에 상기 평균 지속시간 미만의 특정 주기가 존재하는지를 판정하는 단계, 상기 특정 주기가 존재하면 상기 특정 주기를 상기 크랭크 포지션 센서에 입력된 잡음으로 판정하는 단계 및 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기에서 상기 특정 주기를 필터 처리하여 크랭크 각도를 측정하기 위한 최종 입력 주기를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법은, 상기 타켓 휠에 대해 1 순환하여 크랭크 포지션 센서링을 할 때마다 상기 평균 지속시간을 재산출하여 변경 및 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 주기는 상기 제2 주기보다 짧은 주기인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 평균 지속시간은 상기 제2 주기의 도래 이전 적어도 2 이상의 제1 주기들에 대한 평균값인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 적어도 2 이상의 제1 주기는 3개인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 특정 주기는 상기 제2 주기 내에 존재하는 주기인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 장치는, 타켓 휠에 대한 크랭크 포지션 센서신호를 측정하여 출력하기 위한 크랭크 포지션 센서 및 상기 크랭크 포지션 센서신호로 이루어지는 입력 주기 중에서 상기 타켓 휠의 구동 톱니에 상응하여 미리 저장되어 있는 제1 주기의 평균 지속시간을 토대로 상기 크랭크 포지션 센서신호에 잡음이 존재하는지를 판정하고, 잡음이 존재하면 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기에서 상기 잡음에 상응하는 특정 주기를 필터 처리하기 위한 전자제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전자제어장치는 상기 크랭크 포지션 센서신호를 수신하기 위한 수신부, 상기 크랭크 포지션 센서신호에 상응하는 전체 주기를 판정하기 위한 제1 판정부, 상기 전체 주기를 토대로 상기 크랭크 포지션 센서신호에서 이루어지는 상기 제1 주기 및 제2 주기를 구분하는 주기분별부, 상기 평균 지속시간을 산출하여 메모리에 저장하는 산출부, 도래하는 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기 내에 상기 평균 지속시간 미만의 특정 주기가 존재하는지를 판정하는 제2 판정부, 상기 특정 주기가 존재하면 상기 특정 주기를 상기 크랭크 포지션 센서신호에 입력된 잡음으로 판정하는 제3 판정부 및 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기에서 상기 특정 주기를 필터 처리한 결과를 이용하여 크랭크 각도를 측정하기 위한 최종 입력 주기를 형성하는 형성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에서는 크랭크 포지션 센서가 타켓 휠에 대해 센서링하는 과정에서 센서 신호에 유입될 수 있는 잡음을 크랭크 포지션 센서로부터 센서 신호를 수신하는 전자제어장치에 의해 미리 저장되어 있는 정상 범위 내의 주기에 대한 평균값을 잡음의 주기와 비교함에 따라 크랭크 포지션 센서에 대해 잡음이 포함되었는지를 진단하고 잡음이 포함되어 있으면 센서 신호에서 진단한 잡음을 필터 처리함으로써, 전자제어장치에서 잡음이 포함되어 있지 않은 크랭크 포지션 센서신호를 획득할 수 있는바 크랭크 각도를 주요 인자로 하는 엔진 제어에 대한 오동작을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 장치를 일실시 예로 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 전자제어장치를 일실시 예로 나타내는 도면,
도 3은 도 1에 도시된 전자제어장치에서 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기 중 잡음을 제거하는 개념을 일실시 예로 나타내는 도면, 및
도 3은 도 1에 도시된 전자제어장치의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 크랭크 포지션 센서(200)에 대한 잡음 필터 장치의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 크랭크 포지션 센서(200)에 대한 잡음 필터 장치를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 크랭크 포지션 센서(200)에 대한 잡음 필터 장치는 엔진 회전수를 측정하는 데에 사용되는 타켓 휠(100)에 대한 크랭크 포지션 센서(200)신호를 측정하여 출력하기 위한 크랭크 포지션 센서(200), 및 크랭크 포지션 센서(200)로부터 전달되는 크랭크 포지션 센서(200)신호로 이루어지는 입력 주기 중에서 타켓 휠(100)의 각 구동 톱니에 상응하여 미리 저장되어 있는 각 구동 톱니 주기(즉, 하기 기재된 '제1 주기'에 해당 됨)의 평균 지속시간을 토대로 크랭크 포지션 센서(200)신호에 잡음이 존재하는지를 판정한 후 크랭크 포지션 센서(200)신호에 잡음이 존재하면 크랭크 포지션 센서(200)신호의 입력 주기에서 감지한 잡음에 상응하는 특정 주기를 필터 처리하기 위한 전자제어장치(300)를 포함하는 구성을 갖춘다.

여기서, 엔진의 제어를 위해 계산되는 연료량과 점화시기는 크랭크의 각도를 주요 인자로 사용하는데, 이 크랭크의 각도를 측정하기 위하여 타켓 휠(100)이 사용된다.

이러한 타켓 휠(100)은 통상적으로 58개의 정상 톱니(Tooth)와 1개의 롱 톱니(Tooth)로 이루어진다.

또한, 크랭크 포지션 센서(200)는 타켓 휠(100)의 회전 시에 타켓 휠(100)의 회전 상태를 측정하기 위한 것으로, 타켓 휠(100)을 이루는 각 톱니의 정상 여부, 회전된 개수 및 순서를 측정한다.

따라서, 크랭크 포지션 센서(200)에 이상 신호인 잡음이 유입되면 타켓 휠(100)에 대해 센서링한 회전된 개수 및 순서가 틀려지므로, 이로 인해 크랭크 포지션 센서(200)로부터 전자제어장치(300)로 전달되는 크랭크 포지션 센서(200)신호도 비정상 상태가 된다.

이에, 전자제어장치(300)는 비정상 상태의 크랭크 포지션 센서(200)신호를 전달받게 되는바, 엔진의 위치 즉 회전각도 계산을 정확하게 산출하는 것이 불가능해져 연료량과 점화시기의 오 계산을 초래하게 되므로, 이로 인한 에러 발생과 엔진의 불안정 및 시동 꺼짐을 유발하게 된다.

한편, 상기 타켓 휠(100)의 58개의 정상 톱니(Tooth)에 대해 크랭크 포지션 센서(200)가 센서링하여 형성하는 크랭크 포지션 센서(200)신호의 주기는 제1 주기라 칭하고, 타켓 휠(100)의 1개 롱 톱니(Tooth)에 대한 크랭크 포지션 센서(200)신호의 주기는 제2 주기라 칭하기로 한다.

상기 제1 주기는 타켓 휠(100)의 회전 시에 회전된 톱니의 개수 및 순서를 측정하기 위한 각 구동 톱니의 주기이며, 상기 제2 주기는 구동 톱니 1개의 주기가 생략되어 제1 주기보다는 다소 긴 주기이다.

이와 같은 제2 주기의 특징에 따라 제2 주기의 도래를 타켓 휠(100)의 시작 판단 지점으로 판단할 수 있으며, 제2 주기 이후 도래하는 제1 주기의 첫 번째 구동 톱니를 1번 구동 톱니라고 판단할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 전자제어장치(300)를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바에 따르면 전자제어장치(300)는 크랭크 포지션 센서(200)로부터 크랭크 포지션 센서(200)신호를 수신하기 위한 수신부(310), 수신한 크랭크 포지션 센서(200)신호에 상응하는 전체 주기를 판정하기 위한 제1 판정부(320), 판정한 전체 주기를 토대로 하여 크랭크 포지션 센서(200)신호에서 이루어지는 전제주기를 상기에서 언급된 다수의 제1 주기 및 1개의 제2 주기로 구분하는 주기분별부(330), 각 제1 주기의 평균 지속시간을 산출하여 메모리(350)에 저장하는 산출부(340), 이후 도래하는 크랭크 포지션 센서(200)신호의 입력 주기 내에 미리 저장된 평균 지속시간 미만의 특정 주기가 존재하는지를 판정하는 제2 판정부(360), 특정 주기가 존재하면 해당 특정 주기를 크랭크 포지션 센서(200)신호에 입력된 잡음으로 판정하는 제3 판정부(370) 및 크랭크 포지션 센서(200)신호의 입력 주기에서 진단한 특정 주기를 필터 처리한 결과를 이용하여 크랭크 각도를 측정하기 위한 최종 입력 주기를 형성하는 형성부(380)를 포함한다.

여기서, 제1 판정부(320), 주기분별부(330) 및 산출부(340)의 동작으로 인해 산출하는 각 제1 주기의 평균 지속시간은 디폴트로 미리 정해져 메모리(350)에 저장되는 것도 가능한 방식이다.

상기에 언급된 평균 지속시간은 타켓 휠(100)이 1 순환하는 것에 상응하여 크랭크 포지션 센서(200)링을 할 때마다 재산출되어 메모리(350)에 저장되는 것이 바람직하다.

이는, 보다 정확하게 크랭크 포지션 센서(200)에 대한 잡음을 필터 처리하기 위한 선제 조건이 될 수 있다.

이와 같은 평균 지속시간은 타켓 휠(100)의 재시작을 알리는 제2 주기 전 적어도 2 이상의 제1 주기들에 대한 평균값으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 제2 주기 전 3개의 제1 주기들에 대한 평균값으로 이루어진다.

도 3은 도 1에 도시된 전자제어장치(300)에서 크랭크 포지션 센서(200)신호의 입력 주기 중 잡음을 제거하는 개념을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 평균 지속시간은 56번째 구동 톱니의 주기(즉, Tw56), 57번째 구동 톱니의 주기(즉, Tw57) 및 58번째 구동 톱니의 주기(즉, Tw58)의 평균값으로 설정된다.

이후, 전자제어장치(300)가 크랭크 포지션 센서(200)로부터 수신한 크랭크 포지션 센서(200)신호를 일단 하드웨어적으로 신호 해석한 바에 따라 'A'와 같은 신호 흐름을 판정한다.

'A'에 나타낸 바에 따르면, 제2 주기 중에 소정의 잡음이 포함되어 있는 것이 확인된다. 잡음인지 여부는 그 특정 주기(Twn)가 미리 저장되어 있는 평균 지속시간보다 짧음에 따라 잡음인 것으로 판정하는 것이 가능하다.

또한, 잡음의 속성이 일시적이면서 변동성이 큰 것으로 미루어 볼 때, 잡음의 주기가 짧아지는 것으로 고려하여 진폭을 고려하지 않고 주기만을 잡음 해석을 위한 주요 요소로 하는 것이 가능하다 할 것이다.

'B'의 신호 흐름은, 전자제어장치(300)에서 'A' 신호 흐름 중 잡음을 제거한 결과로써 도출된 것이다.

도 4는 도 1에 도시된 전자제어장치(300)의 동작 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 4에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 크랭크 포지션 센서(200)에 대한 잡음 필터 방법은 전자제어장치(300)에서 크랭크 포지션 센서(200)로부터 타켓 휠(100)에 대한 크랭크 포지션 센서(200)신호를 수신하고 수신한 크랭크 포지션 센서(200)신호를 토대로 하여 그에 상응하는 신호의 전체 주기를 판정하는 것으로 진행된다(S1).

S1 단계에서 판정한 크랭크 포지션 센서(200)신호에 대한 전체 주기를 톱니 구동 구간인 제1 주기 및 타켓 휠(100)의 재회전을 나타내는 제2 주기로 구분한다(S3 및 S5).

이후로, 제2 주기 전의 적어도 2개 이상의 제1 주기들에 대한 평균값을 산출한 후 이를 각 제1 주기의 평균 지속시간으로 하여 메모리(350)에 저장한다(S7 및 S9).

이어, 전자제어장치(300)는 크랭크 포지션 센서(200)로부터 인가되는 크랭크 포지션 센서(200)신호를 수신한 후, 메모리(350)에 미리 저장되어 있는 각 구동 톱니의 주기에 대한 평균 지속시간 보다 작은 시간으로 확인되는 특정 주기가 존재하는지를 확인한다(S11 및 S13).

상기 특정 주기가 확인되면, 확인한 특정 주기를 잡음인 것으로 판정하여 크랭크 포지션 센서(200)신호의 입력 주기에서 필터 처리함에 따라, 크랭크 각도를 측정하기 위한 최종 입력 주기에 대한 형성을 완료한다(S15 내지 S19).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 크랭크 포지션 센서가 타켓 휠에 대해 센서링하는 과정에서 센서 신호에 유입될 수 있는 잡음을 크랭크 포지션 센서로부터 센서 신호를 수신하는 전자제어장치에 의해 미리 저장되어 있는 정상 범위 내의 주기에 대한 평균값을 잡음의 주기와 비교함에 따라 크랭크 포지션 센서에 대해 잡음이 포함되었는지를 진단하고, 잡음이 포함되어 있으면 센서 신호에서 진단한 잡음을 필터 처리하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100: 타켓 휠 200: 크랭크 포지션 센서
300: 전자제어장치 310: 수신부
320: 제1 판정부 330: 주기분별부
340: 산출부 350: 메모리
360: 제2 판정부 370: 제3 판정부
380: 형성부

Claims (8)

1. 전자제어장치에서 타켓 휠에 대한 크랭크 포지션 센서신호를 수신한 후 상기 크랭크 포지션 센서신호에 상응하는 전체 주기를 판정하는 단계;
   상기 전체 주기를 토대로 상기 크랭크 포지션 센서신호에서 이루어지는 제1 주기 및 제2 주기를 구분하는 단계로서, 상기 제2 주기는 타켓 휠의 시작 판단 시점을 알리는 주기이고, 상기 제1 주기는 상기 제2 주기보다 짧은 주기인, 제1 주기 및 제2 주기를 구분하는 단계;
   상기 제1 주기로 이루어지는 크랭크 포지션 센서신호의 평균 지속시간을 산출하고, 상기 평균 지속시간을 저장하는 단계;
   도래하는 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기 내에 상기 평균 지속시간 미만의 특정 주기가 존재하는지를 판정하는 단계;
   상기 특정 주기가 존재하면 상기 특정 주기를 상기 크랭크 포지션 센서에 입력된 잡음으로 판정하는 단계; 및
   상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기에서 상기 특정 주기를 필터 처리하여 크랭크 각도를 측정하기 위한 최종 입력 주기를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법은, 상기 타켓 휠에 대해 1 순환하여 크랭크 포지션 센서링을 할 때마다 상기 평균 지속시간을 재산출하여 변경 및 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 평균 지속시간은 상기 제2 주기의 도래 이전 적어도 2 이상의 제1 주기들에 대한 평균값인 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 적어도 2 이상의 제1 주기는 3개인 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 특정 주기는 상기 제2 주기 내에 존재하는 주기인 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 방법.
7. 타켓 휠에 대한 크랭크 포지션 센서신호를 측정하여 출력하기 위한 크랭크 포지션 센서; 및
   상기 크랭크 포지션 센서신호로 이루어지는 입력 주기 중에서 상기 타켓 휠의 구동 톱니에 상응하여 미리 저장되어 있는 제1 주기의 평균 지속시간을 토대로 상기 크랭크 포지션 센서신호에 잡음이 존재하는지를 판정하고, 잡음이 존재하면 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기에서 상기 잡음에 상응하는 특정 주기를 필터 처리하기 위한 전자제어장치;를 포함하고,
   상기 전자제어장치는
   상기 크랭크 포지션 센서신호를 수신하기 위한 수신부;
   상기 크랭크 포지션 센서신호에 상응하는 전체 주기를 판정하기 위한 제1 판정부;
   상기 전체 주기를 토대로 상기 크랭크 포지션 센서신호에서 이루어지는 상기 제1 주기 및 제2 주기를 구분하는 주기분별부로서, 상기 제2 주기는 타켓 휠의 시작 판단 시점을 알리는 주기이고, 상기 제1 주기는 상기 제2 주기보다 짧은 주기인, 주기분별부;
   상기 평균 지속시간을 산출하여 메모리에 저장하는 산출부;
   도래하는 상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기 내에 상기 평균 지속시간 미만의 특정 주기가 존재하는지를 판정하는 제2 판정부;
   상기 특정 주기가 존재하면 상기 특정 주기를 상기 크랭크 포지션 센서신호에 입력된 잡음으로 판정하는 제3 판정부; 및
   상기 크랭크 포지션 센서신호의 입력 주기에서 상기 특정 주기를 필터 처리한 결과를 이용하여 크랭크 각도를 측정하기 위한 최종 입력 주기를 형성하는 형성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크 포지션 센서에 대한 잡음 필터 장치.
   
8. 삭제

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