針對具有偏擺的旋轉體的旋轉體檢測傳感器的控制裝置及方法與流程
2023-05-13 07:20:27 2
本發明涉及針對具有偏擺(run-out)的旋轉體的旋轉體檢測傳感器的控制裝置及方法。
並且，本發明主張2014年10月7日申請的韓國專利申請第10-2014-0134915號的權利，其全部內容包含於本說明書中。
背景技術：
現有的旋轉體檢測傳感器實現為利用霍爾(Hall)或磁阻(MR，Magneto Resistive)效果的方式。換句話說，現有的旋轉體檢測傳感器在旋轉時通過對磁束密度值與基準值進行比較，從而實現為打開(on)或關閉(off)的方式，所述磁束密度值根據齒形或極性而變化。在此，為了提高精準度而考慮旋轉體和檢測傳感器之間的氣隙(Air-gap)及旋轉體的速度等，從而能夠試驗性地決定基準值。並且，初始旋轉時為了快速應答性而以任意輸入的基準值進行操作(TPO：真實電源開啟(True Power On))，此時的基準值設定考慮根據氣隙而變化的磁束密度值，從而設定為穩定性較高，而精準度較低。
在只利用一個基準值的情況下，由於具有偏擺的旋轉體而磁束密度值不穩定的狀況下發生如下問題。首先，在一個的基準值較高的情況下，可能發生信號的穩定性下降。相反，在一個的基準值較低的情況下，信號的精準度可能降低。
與此相關地，存在發明名稱為「旋轉狀態檢測裝置」的韓國公開專利第2012-0109367號。
技術實現要素：
本發明的目的在於，提供一種旋轉體檢測傳感器控制裝置及方法，所述裝置即使在所述的條件下也能夠用於保持傳感器的穩定性和精準度。
為了解決所述課題，本發明的針對具有偏擺(run-out)的旋轉體的旋轉體檢測傳感器的控制方法的特徵在於，包括如下步驟：通過模式(Pattern)識別部，以在已設定的時間內所測定的旋轉體的磁束密度為根據來識別最大值模式；通過模式識別部，以磁束密度的最大值模式為根據來識別旋轉體的凸出部的個數；以及通過開關電平設定部，以凸出部的個數來設定磁束密度的開關電平，磁束密度具有與旋轉體的凸出部的個數相對應的個數的最大峰值，就對磁束密度的開關電平進行設定的步驟而言，在與最大峰值所分別設定的百分比相對應的地點設定開關電平。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器的控制方法還包括如下步驟：通過信號產生部，以所述開關電平為根據來輸出針對所述最大峰值的傳感器信號，傳感器信號可包括高(high)及低(low)狀態。
此外，輸出傳感器信號的步驟能夠通過如下方式實現：在傳感器信號為高狀態的情況下，磁束密度到達開關電平時，將高狀態的傳感器信號轉換為低狀態的傳感器信號，並在傳感器信號為低狀態的情況下，磁束密度到達開關電平時，將低狀態的傳感器信號轉換為高狀態的傳感器信號。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器的控制方法還可包括如下步驟：通過判斷部，判斷是否對旋轉體的凸出部的個數進行了正確識別。
此外，判斷是否對旋轉體的凸出部的個數進行了正確識別的步驟可通過如下方式來實現：對預先存儲於存儲部的凸出部的個數信息以及在對旋轉體的凸出部個數進行識別的步驟中所識別的凸出部的個數進行比較。
此外，判斷是否對旋轉體的凸出部的個數進行了正確識別的步驟可通過如下方式來實現：對通過在已設定的時間內識別最大值模式的步驟所導出的最大值模式進行相互比較。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器的控制方法還可包括如下步驟：通過開關電平設定部，對所設定的開關電平中大小最小的開關電平最低值進行識別。
此外，本發明的檢測傳感器的控制方法還可包括如下步驟：通過判斷部，比較所述開關電平最低值與TPO(True Power On)開關電平是否相同，TPO開關電平在執行設定開關電平的步驟前，可以是適用於磁束密度的初始開關電平。
此外，在比較開關電平最低值與TPO(True Power On)開關電平是否相同的步驟中的比較結果，開關電平最低值與TPO開關電平不同時，能夠以開關電平最低值為根據來更新所述TPO開關電平。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器的控制方法還可包括如下步驟：通過補償部，對因溫度變化所致的磁束密度變化進行補償。
為了解決所述課題，本發明的針對具有偏擺的旋轉體的旋轉體檢測傳感器的控制裝置的特徵在於，包括：模式識別部，其以已設定的時間內所測定的旋轉體的磁束密度為根據識別最大值模式，並以磁束密度的最大值模式為根據對旋轉體的凸出部的個數進行識別；以及開關電平設定部，其以凸出部的個數來設定磁束密度的開關電平，磁束密度具有與旋轉體的凸出部的個數相對應的個數的最大峰值，開關電平設定部在與各個最大峰值上已設定的百分比相對應的地點設定開關電平。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器控制裝置還可包括信號產生部，所述信號產生部以開關電平為根據來輸出針對最大峰值的傳感器信號。
此外，信號產生部可以通過如下方式輸出傳感器信號：在傳感器信號為高狀態的情況下，當磁束密度到達開關電平時，將高狀態的傳感器信號轉換為低狀態的傳感器信號，而在傳感器信號為低狀態的情況下，當磁束密度到達開關電平時，將低狀態的傳感器信號轉換為高狀態的傳感器信號。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器控制裝置還可包括判斷部，所述判斷部判斷旋轉體的凸出部的個數是否得到了正確識別。
此外，判斷部通過對預先存儲於存儲部的凸出部的個數信息以及模式識別部所識別的凸出部的個數進行比較，從而能夠判斷旋轉體的凸出部的個數是否得到了正確識別。
此外，判斷部通過對已設定的時間內通過模式識別部所導出的最大值模式進行相互比較，從而能夠判斷旋轉體的凸出部的個數是否得到了正確識別。
此外，開關電平設定部能夠進一步識別所設定的開關電平中大小最小的開關電平的最低值。
此外，判斷部進一步比較開關電平最低值與TPO開關電平是否相同，當開關電平最低值與TPO開關電平不同時，能夠以開關電平最低值為根據來更新TPO開關電平。
此外，本發明的旋轉體檢測傳感器控制裝置還可包括補償部，所述補償部對因溫度變化所致的磁束密度變化進行補償。
根據本發明的旋轉體檢測傳感器控制裝置及方法，其效果在於，能夠提高具有偏擺的旋轉體檢測傳感器的精準度及穩定性。
此外，根據本發明的旋轉體檢測傳感器控制裝置及方法，其效果在於，旋轉體檢測傳感器對旋轉體進行檢測時，利用各自不同的開關電平來提高旋轉體檢測能力，且由此易於旋轉體偏擺的加工，從而能夠降低旋轉體的製造成本。
根據本發明的旋轉體檢測傳感器控制裝置及方法，其效果在於，隨著適用自適應(Adaptive)TPO，初始旋轉時傳感器精準度及穩定性能夠得到提高。
附圖說明
圖1是用於對根據本發明的一個實施例的旋轉體、傳感器及旋轉體檢測傳感器控制裝置的關係進行說明的圖。
圖2是根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置的框圖。
圖3是用於對根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法進行說明的圖表。
圖4是根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法的流程圖。
具體實施方式
參照附圖對本發明進行如下詳細說明。在此，對反覆的說明、可能不必要地混淆本發明的主旨的公知功能及結構的詳細說明進行省略。本發明的實施形態是為了向業內具備通常知識的人員更為完整地說明本發明而提供的。由此，附圖中要素的形狀及大小等為了更明確的說明而可能得到誇張。
以下，對根據本發明的實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100進行說明。
圖1是用於對根據本發明的一個實施例的旋轉體、傳感器及旋轉體檢測傳感器控制裝置的關係進行說明的圖。在此，旋轉體1包括多個凸出部。例如，旋轉體1可以是具有多個鋸齒(Gear Tooth)的齒輪。傳感器10根據旋轉體1的旋轉感知旋轉體的凸出部，並將所述信息傳遞至旋轉體檢測傳感器控制裝置100。另外，旋轉體檢測傳感器控制裝置100能夠執行控制傳感器10的作用，並且能夠通過對傳感器10所收集的信息的模式(pattern)進行識別，並利用所識別的模式來設定開關電平(switching level)的個數，從而執行輸出最大峰值(peak)的傳感器信號的作用。
圖2是根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100的框圖。在此，傳感器10與旋轉體檢測傳感器控制裝置100能夠得到電式或機械式連接。根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100為了提高旋轉體檢測傳感器的檢測準確度，使得基準值(以下，開關電平)正確地設定，所述基準值是針對根據旋轉體的齒形或極性而變化的磁束密度所設定的，由此以高準確度及精準度執行輸出傳感器信號的功能。在此，旋轉體表現為具有偏擺的旋轉體。為此，根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100可包括模式識別部110、判斷部120、開關電平設定部130、信號產生部140及模式學習部150。以下，對根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100所包括的各個構成進行說明。
模式識別部110以已設定的時間內所測定的旋轉體的磁束密度為根據識別最大值模式，並以磁束密度的最大值模式為根據執行對旋轉體的凸出部的個數進行識別的功能。如上所示，旋轉體被提及為具有偏擺的旋轉體。換句話說，旋轉體包括多個凸出部，這些凸出部可以具有不同的高度。例如，當旋轉體為車輛的齒輪時，齒輪可以具有多個鋸齒(Gear Tooth)，並且這樣的鋸齒可以是所述的凸出部的一個實施例。換句話說，如果通過固定的傳感器10來執行對這樣的旋轉體的感知，則由於具有不同高度的凸出部的形態，從而能夠輸出不同的振幅的磁束密度。在此，傳感器10和凸出部的距離越近，即，凸出部的高度越高，則能夠輸出較高振幅的磁束密度。換句話說，通過傳感器10所感知的磁束密度在各個凸出部每次被傳感器10所感知時畫出上升曲線，而如果脫離凸出部，則重新畫出下降曲線。
模式識別部110能夠接收所述磁束密度的信息，並識別最大值模式。模式識別部110以磁束密度的最大值模式為根據，即，以磁束密度所包含的最大峰值地點的個數為根據能夠識別凸出部的個數。
例如，以旋轉體具有三個凸出部為例。此時，通過傳感器10所感知的磁束密度每旋轉一周便具有三個最大峰值，以及三個最低峰值。在此，三個最大峰值，即，第一最大峰值、第二最大峰值及第三最大峰值由於凸出部的高度各不相同的特徵，從而具有不同的值。由此，模式識別部110以這樣的最大峰值的個數為根據能夠判斷凸出部的個數。
判斷部120執行判斷是否對旋轉體所包含的凸出部的個數進行了正確識別的功能。這樣的判斷大致能夠以兩種方法實現。在本發明的一個實施例中，就通過判斷部120的判斷過程而言，通過對通過模式識別部110所識別的凸出部的個數的信息以及使用者所輸入的或存儲於存儲部20的凸出部的個數進行比較，從而能夠實現。此外，在另一個實施例中，就通過判斷部120的判斷過程而言，與模式學習部150聯動，通過相互比較已設定的時間內通過模式識別部110所導出的最大值模式，從而能夠識別旋轉體的凸出部的個數是否正確。如上所述，通過判斷部120而實現的對凸出部的個數的確認過程大致可形成為兩種。在上面的敘述中，這樣的判斷過程只提及了兩種方法中的一個方法，但是這只是示例性的，根據使用者的設定也可全部執行兩種方法。
開關電平設定部130以凸出部的個數為根據來設定基準值，即開關電平的個數，並執行通過所述開關電平的個數來設定開關電平的功能。具體而言，開關電平設定部130執行在與各個最大峰值上已設定的百分比相對應的地點設定開關電平的功能。
如上所述，在旋轉體具有三個凸出部的情況下，通過傳感器10的磁束密度輸出三個最大峰值，以及三個最低峰值。此外，三個最大峰值，即，第一最大峰值、第二最大峰值及第三最大峰值由於凸出部的高度各不相同的特徵，從而具有不同的值。開關電平設定部130分別針對第一最大峰值、第二最大峰值及第三最大峰值設定開關電平。換句話說，通過開關電平設定部130所設定的開關電平的個數以與最大峰值的個數，即，凸出部的個數相對應的形式可以是三個。
此外，所述開關電平能夠在與各個最大峰值上所設定的百分比相對應的地點得到設定。例如，開關電平以各個最大峰值為基準可設定於70％的地點，但是並非限定於所述數值。此外，以下參照圖3對其進行詳細說明，因此在此省略額外說明。
信號產生部140以通過開關電平設定部130所設定的開關電平為根據，執行輸出針對最大峰值的傳感器信號的功能。換句話說，由於根據各個最大峰值設定為不同大小的開關電平，因而信號產生部140能夠輸出正確的傳感器信號。在此，傳感器信號可包括高(high)及低(low)狀態。換句話說，信號產生部140在之前所輸出的傳感器信號為高狀態的情況下，當磁束密度到達開關電平時，能夠將高狀態的傳感器信號轉換為低狀態的傳感器信號，從而輸出傳感器信號。相同地，信號產生部140在之前的傳感器信號為低狀態的情況下，當磁束密度到達開關電平時，能夠將低狀態的傳感器信號轉換為高狀態的傳感器信號，從而輸出傳感器信號。
此外，開關電平設定部130能夠對所設定的開關電平中大小最小的開關電平最低值進行進一步識別。在此，執行針對開關電平最低值的識別過程的原因如下。一般地，以適用於車輛的旋轉體為例，就針對齒輪的檢測傳感器而言，即使開關電平經過上述過程而導出，在車輛熄火後再次啟動的狀況下，可能遺失針對所述開關電平的信息。由此，一般地，在車輛內的存儲部包括TPO(True Power On)開關電平，這樣的TPO開關電平在車輛啟動時可以用作開關電平的初始值。但是，這樣的初始值設定為太高的值的情況下，可能發生高度比較低的凸出部的磁密度無法正確得到檢測的情況。由此，根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100對開關電平最低值進行識別，並將其適用於開關電平初始值，即，TPO開關電平，從而即使在車輛的最初啟動時也能夠正確地執行針對凸出部的感知。
例如，對包括齒輪的車輛進行例示，所述齒輪具有三個鋸齒(Gear Tooth)。此外，三個鋸齒(Gear Tooth)分別具有不同的高度，假設第一鋸齒(Gear Tooth)具有最高的高度，並且第三鋸齒(Gear Tooth)具有最低的高度。搭載於車輛的旋轉體檢測傳感器在車輛啟動以後，對旋轉的齒輪的磁束密度進行檢測，並以此為根據輸出傳感器信號。如上所述，在對各個最大峰值的開關電平進行設定之前，以TPO開關電平為根據輸出傳感器信號。
在此，TPO開關電平以所述鋸齒(Gear Tooth)中具有最低高度的鋸齒(Gear Tooth)，即，第三鋸齒(Gear Tooth)為根據而設定，因此與對各個鋸齒(Gear Tooth)的檢測順序無關，能夠輸出正確的傳感器信號。
為此，判斷部120執行對通過開關電平設定部130所識別的開關電平最低值與TPO開關電平的比較過程。判斷部120中的判斷結果，如果開關電平最低值與TPO開關電平被判定為相同，則保持當前系統。如果判定為不相同，則判斷部120以開關電平最低值為根據更新TPO開關電平。在此，TPO開關電平能夠存儲於存儲部20，例如，TPO開關電平能夠存儲於電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)。換句話說，根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器裝置100可適用自適應(Adaptive)TPO。
補償部160執行對因溫度變化所致的磁束密度變化進行補償的功能。由此，與所述的模式識別、開關電平適用及TPO開關電平的更新一樣，能夠確保所述功能的穩定性。
圖3是用於對根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法進行說明的圖表。與在圖2中所提及的實施例相同，在圖3中所提及的實施例中假設旋轉體所包括的凸出部為三個。在此，對凸出部的個數的限定是為了有助於說明書的理解，即使存在多種個數的凸出部，本發明的旋轉體檢測傳感器裝置及方法也能夠對其進行正確的感知。
如上所述，假設旋轉體所包括的凸出部為三個，並且凸出部各自的高度互不相同。對於通過傳感器所感知的旋轉體的磁束密度的示例示出於圖3。根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法，首先以旋轉體的磁束密度為根據識別最大值模式。換句話說，如圖3所示，旋轉體包括三個凸出部的情況，可存在三個最大峰值(第一最大峰值、第二最大峰值及第三最大峰值)。當旋轉體包括四個凸出部時，最大峰值的個數存在四個。由此，根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法以這樣的最大峰值數為根據能夠識別凸出部的個數。
之後，通過判斷部的判斷過程，經過判斷所述被識別的凸出部的個數是否正確的過程後，實現將開關電平的個數設定為相當於最大峰值的個數，即，凸出部的個數的過程。如上所述，就開關電平的設定而言，通過在與以各個最大峰值為基準所設定的百分比相對應的地點設定開關電平來實現。在本發明中提及已設定的百分比為70％，但是這只是示例性的，並非限定於所述數值的百分比。
由此，如果完成開關電平的設定過程，則如圖3的磁束密度的圖表右側所示出的一樣，第一開關電平、第二開關電平及第三開關電平能夠得到設定。如上所述，這些開關電平以與各個凸出部相對應的形式，即，以與各個最大峰值相對應的形式不同地設定，因此如圖3的下端所示，能夠實現正確的傳感器信號輸出。
圖4是根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法的流程圖。根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制方法為了提高旋轉體檢測傳感器的檢測準確度，正確設定針對根據旋轉體的齒形或極性而變化的磁束密度所設定的開關電平，由此以較高準確度及精密度執行輸出傳感器信號的功能。以下，進行針對根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器的控制方法的說明。此外，在以下的敘述中省略說明與參照圖2及如圖3所言及的部分重複的事項。
首先，通過模式識別部，以已設定的時間內所測定的所述旋轉體的磁束密度為根據，執行識別最大值模式的步驟S110。此外，以在識別最大值模式的步驟S110中所識別的磁束密度的最大值模式為根據，能夠進一步執行對旋轉體的凸出部的個數進行識別的過程。
此後，通過判斷部，執行判斷旋轉體的凸出部的個數是否得到正確識別的步驟S120。如上所述，在進行判斷的步驟S120中所實現的判斷大致可分為兩個方法。第一個方法為，為了判斷旋轉體的凸出部的個數是否得到正確識別S120,對預先存儲於存儲部的凸出部的個數信息以及在以旋轉體的磁束密度為根據識別最大值模式的步驟S110中所識別的凸出部的個數進行比較的方法。並且第二個方法為，為了判斷旋轉體的凸出部的個數是否得到正確識別S120，對通過在已設定的時間內識別最大值模式的步驟S110所導出的最大值模式進行相互比較的方法。經過這樣的判斷過程，如果判斷最大值峰值模式得到了正確識別，則控制向步驟S130傳遞，所述步驟S130以凸出部的個數為根據來決定開關電平的個數。另外，如果判斷最大值峰值模式未得到正確識別，則控制再次向步驟S110傳遞，從而反覆上述過程，所述步驟S110以已設定的時間內所測定的所述旋轉體的磁束密度為根據來識別最大值模式。
以凸出部的個數為根據決定開關電平的個數的步驟S130通過開關電平設定部來實現。如上所述，根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器的控制方法考慮到根據具有不同高度的凸出部而具有不同大小的最大峰值，由此其特徵在於，各個最大峰值使用不同水準的開關電平。由此，針對各個最大峰值可以適用不同的開關電平，因此通過以凸出部的個數為根據決定開關電平的個數的步驟S130來實現決定這樣的開關電平的個數的過程。
之後，實現以在步驟S130所設定的開關電平的個數來設定磁束密度的開關電平的步驟S140，所述步驟S130以凸出部的個數為根據來決定開關電平的個數。具體而言，以開關電平的個數來設定磁束密度的開關電平的步驟S140表示在與最大峰值分別所設定的百分比相對應的地點設定開關電平的步驟。對於這樣的開關電平的設定步驟的說明在以上參照圖2及圖3進行了詳細說明，因此在此省略對其的額外說明。
此後，通過信號產生部，能夠執行以開關電平為根據對最大峰值的傳感器信號進行輸出的步驟。在此，輸出傳感器信號的步驟並非一定在步驟S140之後進行，所述步驟S140以開關電平的個數來設定磁束密度的開關電平。換句話說，輸出傳感器信號的步驟並非特定為在某特定步驟之後進行。此外，如上所述，傳感器信號可包括高(high)及低(low)狀態。換句話說，這樣的傳感器信號的輸出在之前的傳感器信號為高狀態的情況下，磁束密度到達開關電平時，能夠通過將高狀態的傳感器信號轉換為低狀態的傳感器信號來實現。相同地，傳感器信號的輸出在之前的傳感器信號為低狀態的情況下，磁束密度到達開關電平時，能夠通過將低狀態的傳感器信號轉換為高狀態的傳感器信號來實現。
此後，通過開關電平設定部，能夠執行步驟S150，所述步驟S150對所設定的開關電平中大小最小的開關電平最低值進行識別。通過對開關電平中大小最小的開關電平最低值進行識別的步驟S150對開關電平最低值進行考慮的原因如下。如上所述，一般地，以適用於車輛的旋轉體為例，就針對齒輪的檢測傳感器而言，即使開關電平經過所述過程而被導出，在車輛熄火後重新啟動的狀況下，可能遺失所述開關電平的信息。由此，一般地，在車輛內的存儲部存儲有TPO(True Power On)開關電平，這樣的TPO開關電平在車輛啟動時，能夠用作開關電平的初始值。但是，這樣的初始值被設定為太高的值時，可能發生因較低高度的凸出部而無法正確地檢測磁密度的情況。由此，根據本發明的一個實施例的旋轉體檢測傳感器控制裝置100對開關電平最低值進行識別，並將其適用於開關電平初始值，即，TPO開關電平，從而在車輛最初啟動時也能夠正確地執行對凸出部的感知。
由此，識別開關電平最低值後，執行步驟S160，所述步驟S160判斷TPO開關電平與開關電平最低值是否相同。判斷結果，如果判斷為TPO開關電平與開關電平最低值相同，則控制再次向步驟S110傳遞並反覆上述步驟，所述步驟S110以已設定的時間內所測定的所述旋轉體的磁束密度為根據來識別最大值模式。另外，如果判斷為TPO開關電平與開關電平的最低值不同，則向步驟S170傳遞，所述步驟S170以開關電平最低值為根據更新TPO開關電平。之後，控制再次向步驟S110傳遞並反覆上述步驟，所述步驟S110以已設定的時間內所測定的所述旋轉體的磁束密度為根據來識別最大值模式。
此外，雖然未在附圖中示出，但是通過補償部能夠進一步執行對因溫度變化所致的磁束密度變化進行補償的步驟。通過這樣的補償過程，能夠進一步改善所述步驟的穩定性。
如上所示，在附圖和說明書中公開了最佳實施例。在此雖然使用了特定的術語，但是這只是用於對本發明進行說明而使用的，並非用於限定含義或限制權利要求範圍所記載的本發明的範圍。因此應理解，如果是本技術領域內具有一般知識的從業者能夠由此進行多種變形及均等的其他實施例。由此，本發明的真正技術保護範圍應根據所附的權利要求範圍的技術思想而定。