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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lineare Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere auf eine lineare Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, die in der Lage ist, einen EIN/AUS-Wert aufgrund eines Magnetelements auszugeben, das in einem beweglichen Element enthalten ist, das sich linear zwischen einem ersten Bereich und einen zweiten Bereich gemäß dem Fahren bzw. Antreiben eines Fahrsystems des Fahrzeugs bewegt.
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2. Erörterung des Standes der Technik
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Da ein Bereich des Montierens von elektrischen Bauteilen bzw. Komponenten in einem Fahrzeug ausgedehnt worden ist, ist eine elektronische Ausstattung von Systemen, die mechanisch angetrieben werden, rasant vorgenommen worden. Dementsprechend wird dringend eine Eingabeeinheit benötigt, die ein Eingangssignal von einem Fahrer in elektrische Signale umwandelt.
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So ist zum Beispiel in dem Fall eines Bremspedals oder einer elektrischen Lenkkomponente eine Messeinheit, die einen Betrag einer Bewegung misst, sehr wichtig.
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Zum Messen eines Betrags einer Bewegung eines Systems für ein Fahrzeug, wie dies oben beschrieben ist, sind bisher lineare Sensoren verwendet worden, von denen jeder ein analoges oder ein PBM-(Pulsbreitenmodulations)-Signal in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen einem Magneten und einem Sensor zum Messen des Betrags einer Bewegung des Systems ausgibt.
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In der Zwischenzeit ist in dem Fall des Bremspedals oder der elektrischen Lenkkomponente für das perfekte Empfangen eines Eingangssignals eines Fahrers eine mechanische Versatzkompensation notwendig. Insbesondere in dem Fall eines Lenksystems ist es sehr wichtig, eine absolute Position im Hinblick auf einen vorhandenen Lenkwinkel der Räder zu erfassen. Wenn ein gewisser Betrag an Versatz zu einem Zeitpunkt, an dem ein elektrisches Steuergerät (ECU; electric control unit) EIN-geschaltet wird, nicht richtig kompensiert wird, tritt ein gewisser Betrag an Widerstand in einem Bremssystem auf und bleibt als ein Verlust, und es ist unmöglich, das Geradeausfahren eines Fahrzeugs zu gewährleisten.
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Aber da allgemeine lineare Sensoren ein Verfahren zum Umwandeln eines Magnetkraftwerts, der von einem Magneten ausgegeben wird, in einen analogen oder digitalen Wert verwenden, kann ein Ausgabewert in Abhängigkeit von einer Eingangsspannung oder einer peripheren Umgebung variieren.
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Dementsprechend ist es notwendig, die oben beschriebenen Beschränkungen zu überwinden.
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[Dokument aus dem Stand der Technik]
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[Patentdokument]
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Koreanische Patentveröffentlichung
KR 10 1995 0 013 889 A -
DE 10 2012 210 225 A1 beschreibt eine Verstellvorrichtung für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, umfassend mindestens eine Spindel, mindestens einen Gleitstein, eine Axialführung für den Gleitstein und mindestens ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement drehfest an der Spindel angeordnet und mit dem Gleitstein verbunden ist und zwischen dem Verbindungselement und dem Gleitstein eine Gelenkverbindung vorgesehen ist.
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DE 10 2012 022 550 A1 beschreibt eine Sensoreinheit zum Erfassen der Intensität einer beim Bremsen eines Fahrzeugs auf ein Parkkabel ausgeübten Kraft. Die offenbarte Sensoreinheit enthält ein Sensorgehäuse, in welchem eine Hall-IC installiert ist, um eine durch die Versetzung eines Magneten bewirkte Veränderung einer magnetischen Kraft zu erfassen, ein innerhalb des Sensorgehäuses bewegbar angeordnetes Magnetgehäuse, wobei der Magnet in dem Magnetgehäuse installiert ist, und ein elastisches Teil, das zwischen dem Magnetgehäuse und dem Sensorgehäuse angeordnet ist, um das Magnetgehäuse elastisch zu stützen.
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DE 199 15 832 A1 beschreibt ein Fahrzeug mit einem Stellungsgeber für ein Leistungssteuerorgan, das auf einen hydraulischen Geberzylinder mit einem linear beweglichen Kolben wirkt. Der Stellungsgeber umfasst einen Hall-Schalter, der bei einer definierten Stellung des Organs ein Schaltsignal abgibt. Der Hall-Schalter umfasst einen im Geberzylinder integrierten Magneten und ein auf das Gehäuse des Geberzylinders aufsteckbares Aufnehmerteil.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine lineare Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug gerichtet, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, einen Fahrgrad bzw. Antriebsgrad in einem vorbestimmten Fahrsystem des Fahrzeugs präzise zu erfassen.
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Die vorliegende Erfindung ist auch auf das Integrieren einer Vielzahl von fahrtdetektionsbezogenen Vorrichtungen in einem allgemeinen Fahrsystem gerichtet.
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Aspekte der Erfindung werden nicht auf das oben Beschriebene beschränkt sein, und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet aus der folgenden Beschreibung ersichtlich sein.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine lineare Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, welche die im unabhängigen Patentanspruch 1 definierten Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet durch das ausführliche Beschreiben von exemplarischen Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen:
- 1 eine perspektivische Ansicht ist, die das Gesamterscheinungsbild einer linearen Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, die eine Struktur der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 3 eine Querschnittansicht ist, die einen Kontakt zwischen einem Magnetelement und einer Schaltereinheit in der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 4 eine Querschnittansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, in dem sich ein bewegliches Element und das Magnetelement in einem ersten Bereich in der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befinden;
- 5 eine Querschnittansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das bewegliche Element und das Magnetelement in einen zweiten Bereich ausgehend von dem ersten Bereich in der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eintreten; und
- 6 eine graphische Darstellung ist, die einen Messalgorithmus der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne dass von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird.
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpern können, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Durch die ganze Patentspezifikation hindurch bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, und eine wiederholende Beschreibung davon wird weggelassen werden.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Gesamterscheinungsbild einer linearen Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine Struktur der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist die lineare Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ein Gehäuse 100, ein bewegliches Element 120, ein Magnetelement 122 und eine Ausgabeeinheit 110 auf.
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Das Gehäuse 100 weist einen Aufnahmeraum im Innern davon auf, in dem andere Bauteile bzw. Komponenten untergebracht sind. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Gehäuse 100 ein oberes Gehäuse 100a und ein unteres Gehäuse 100b auf, und der Aufnahmeraum ist durch das Kombinieren derselben gebildet.
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Und ein sich erstreckender Abschnitt 124 des beweglichen Elements 120, das unten beschrieben werden wird, erstreckt sich durch das untere Gehäuse 100b und eine Durchgangsbohrung 102, die in einer Längsrichtung lang gebildet ist und in dem unteren Gehäuse 100b gebildet ist. Das heißt, das bewegliche Element 120 kann sich entlang der Durchgangsbohrung 102 bewegen.
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Das bewegliche Element 120 ist in dem Aufnahmeraum enthalten, aber wenigstens ein Teil davon erstreckt sich ausgehend von dem Gehäuse 100 und ist mit einem vorbestimmten Fahrsystem des Fahrzeugs verbunden. Und gemäß dem Fahren bzw. Antreiben des Fahrsystems kann sich das bewegliche Element 120 linear zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich bewegen.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das bewegliche Element 120 einen Aufnahmeabschnitt 126 und den sich erstreckenden Abschnitt 124 auf. Der Aufnahmeabschnitt 126 weist das Magnetelement 122 auf, das unten noch beschrieben werden wird, und ist in dem Aufnahmeraum enthalten. Und der sich erstreckende Abschnitt 124 ist mit dem Aufnahmeabschnitt 126 verbunden und erstreckt sich ausgehend von dem Aufnahmeraum und ist mit dem vorbestimmten Fahrsystem des Fahrzeugs verbunden.
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Hier weist der Aufnahmeabschnitt 126 eine Aufnahmenut auf, die eine Form hat, die zu dem Magnetelement 122 passt, und in die das Magnetelement 122 eingesetzt ist.
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Und das vorbestimmte Fahrsystem des Fahrzeugs kann eines von einem Hinterrad-Lenksystem und einem Bremssystem sein. Das heißt, der sich erstreckende Abschnitt 124 kann mit irgendeiner Komponente des Hinterrad-Lenksystems und des Bremssystems verbunden sein, während er außerhalb des Aufnahmeraums freiliegend ist, und er kann sich linear entlang der Durchgangsbohrung 102 entsprechend dem Fahren bzw. Antreiben davon bewegen.
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Dementsprechend kann die lineare Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Vorgang von dem Messen eines zentralen Punkts einer Hinterrad-Lenkvorrichtung und dem Feststellen, ob es eine Eingabe zu einem Bremspedal gibt, durchführen, was später noch beschrieben werden wird.
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In der Zwischenzeit ist, um zu verhindern, dass das bewegliche Element 120 von dem Gehäuse 100 getrennt wird, eine Breite des Aufnahmeabschnitts 126 größer als eine Breite der Durchgangsbohrung 102 und ist eine Breite des sich erstreckenden Abschnitts 124 kleiner als die Breite der Durchgangsbohrung 102.
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Das Magnetelement 122 ist in dem beweglichen Element 120 enthalten und erzeugt eine Magnetkraft. Dementsprechend kann das Magnetelement 122 zusammen mit dem beweglichen Element 120 bewegt werden.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Magnetelement 122 vorstehende Abschnitte 123 auf, die weiter als das bewegliche Element 120 vorstehen und sich in Kontakt mit Schaltereinheiten 130 und 132 befinden (siehe 3), was unten noch beschrieben werden wird, wodurch ein elektrisches Signal erzeugt wird.
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Auch die Ausgabeeinheit 110 ist in dem Aufnahmeraum bereitgestellt und erfasst das elektrische Signal, das durch einen Kontakt zwischen dem Magnetelement 122 und den Schaltereinheiten 130 und 132 erzeugt wird. Aber Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf beschränkt, und die Ausgabeeinheit 110 kann als ein Typ bereitgestellt sein, der die Magnetkraft des Magnetelements 122 erfasst.
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3 ist eine Querschnittansicht, die den Kontakt zwischen dem Magnetelement 122 und den Schaltereinheiten 130 und 132 in der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 3 gezeigt ist, weist das Magnetelement 122 die vorstehenden Abschnitte 123 auf, die von beiden Seiten des beweglichen Elements 120 vorstehen.
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Und das Gehäuse 100 enthält die Schaltereinheiten 130 und 132, die sich in Kontakt mit den vorstehenden Abschnitten 123 befinden und ein elektrisches Signal erzeugen, während sich das Magnetelement 122 in dem zweiten Bereich befindet, und das elektrische Signal zu der Ausgabeeinheit 110 übertragen.
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Hier weisen die Schaltereinheiten 130 und 132 im Einzelnen in der Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung einen spannungserzeugenden Port in Kontakt mit einem von den vorstehenden Abschnitten 123 und einen Überwachungs-Port 130 in Kontakt mit dem anderen der vorstehenden Abschnitte 123 auf.
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Das heißt, in dem Fall der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabeeinheit 110, da ein elektrisches Signal nicht erzeugt wird, wenn sich das Magnetelement 122 in dem ersten Bereich befindet, ein AUS-Signal erzeugen. Wenn sich das Magnetelement 122 in dem zweiten Bereich befindet, wird aufgrund des Kontakts zwischen den Schaltereinheiten 130 und 132 und dem Magnetelement 122 ein elektrisches Signal erzeugt, und die Schaltereinheiten 130 und 132 können das elektrische Signal zu der Ausgabeeinheit 110 übertragen, wodurch ein EIN-Signal erzeugt wird.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Schaltereinheiten 130 und 132 auch so gebildet, dass sie in einer Längsrichtung des zweiten Bereichs lang sind. Dementsprechend ist es, selbst wenn sich das Magnetelement 122 in irgendeiner Position des zweiten Bereichs befindet, möglich, ein elektrisches Signal zu erzeugen.
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4 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem sich das bewegliche Element 120 und das Magnetelement 122 in dem ersten Bereich in der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befinden. 5 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das bewegliche Element 120 und das Magnetelement 122 ausgehend von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich in der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eintreten.
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Wie in 4 und 5 gezeigt ist, ist in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Bewegungsbereich des beweglichen Elements 120 in den ersten Bereich und den zweiten Bereich auf der Grundlage eines vorbestimmten Punkts unterteilt. Das heißt, wie oben beschrieben worden ist, kann die Ausgabeeinheit 110 einen AUS-Wert ausgeben, wenn sich das Magnetelement 122 in dem ersten Bereich befindet, und kann sie einen EIN-Wert ausgeben, wenn sich das Magnetelement 122 in dem zweiten Bereich befindet.
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Das heißt, in dem Fall der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Zeitpunkt, an dem das Magnetelement 122 von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich wechselt, während es sich von einer Seite zu der anderen Seite bewegt, gemessen, um für die Versatzkompensation verwendet zu werden.
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Hier kann der Zeitpunkt, an dem das Magnetelement 122 von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich wechselt, als ein Zeitpunkt festgelegt sein bzw. werden, an dem sich das Magnetelement 122 in Kontakt mit den Schaltereinheiten 130 und 132 befindet und an dem ein elektrisches Signal erzeugt wird, wie dies oben beschrieben ist.
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6 ist eine graphische Darstellung, die einen Messalgorithmus der linearen Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 6 gezeigt ist, sind, da eine Sensorausgabe, die von der Ausgabeeinheit 110 gemessen wird, einen digitalen Wechsel von EIN/AUS in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat, eine ansteigende Flanke und eine fallende Flanke in der graphischen Darstellung vorhanden.
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Das heißt, wie in 5 gezeigt ist, kann der Zeitpunkt, an dem das Magnetelement 122 ausgehend von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich bedingt durch das bewegliche Element 120 eintritt, von der Ausgabeeinheit 110 erfasst werden, und ein vorhandener Punkt kann durch einen Flankenwechsel an diesem Zeitpunkt auf einen Ursprung kalibriert werden.
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Hier kann der erste Bereich ein EIN-Signal angeben und kann der zweite Bereich ein AUS-Signal angeben oder umgekehrt.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist es dann, wenn die lineare Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, möglich, einen zentralen Punkt einer Hinterrad-Lenkvorrichtung in einem Hinterrad-Lenksystem zu messen oder genau festzustellen, ob es eine Eingabe zu einem Bremspedal in einem Bremssystem gibt.
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Und ein Sensorwert, der durch das Messen einer absoluten Position des Fahrsystems durch die lineare Sensorvorrichtung für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird, kann in einem elektronischen Steuergerät (ECU; electronic control unit; nicht gezeigt) zum Steuern bzw. Regeln eines Zustands des Fahrzeugs gespeichert werden. Der Sensorwert kann in einem elektrisch löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) gespeichert werden, welcher ein interner Speicher des ECU ist. Der gespeicherte Sensorwert kann als Information für das Erlauben einer Ursprungspunktkontrolle bzw. Ursprungspunktsteuerung und einer Positionskontrolle bzw. Lageregelung verwendet werden, wenn das Fahrsystem gefahren bzw. angetrieben wird.
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Wie oben beschrieben worden ist, wird der Sensorwert, der durch das Messen der absoluten Position des Fahrsystems durch die lineare Sensorvorrichtung erhalten worden ist, als die Information für die Ursprungskontrolle bzw. Ursprungssteuerung und die Positionskontrolle bzw. Lageregelung verwendet, wodurch die Ursprungskontrolle bzw. Ursprungssteuerung und die Positionskontrolle bzw. Lageregelung des Fahrsystems leicht durchgeführt werden können.
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Die lineare Sensorvorrichtung in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Effekte.
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Erstens ist es möglich, einen Fahrgrad bzw. Antriebsgrad jeder Vorrichtung in einem Fahrsystem, wie etwa einem Bremssystem und einem Hinterrad-Lenksystem eines Fahrzeugs, exakt erfassen zu können.
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Zweitens ist es entsprechend diesem möglich, eine Vielzahl von fahrtdetektionsbezogenen Vorrichtungen in einem allgemeinen Fahrsystem integrieren zu können, wodurch Kosten reduziert werden.
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Drittens ist es, da eine Vorrichtung nicht kompliziert ist und einfach ist, möglich, die Herstellungskosten zu reduzieren und eine Ausfallrate beträchtlich zu verringern.
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Die Effekte der Erfindung werden nicht auf die oben Beschriebenen beschränkt sein, und weitere Effekte werden einem Durchschnittfachmann auf dem Gebiet aus der Beschreibung, wie sie folgt, offensichtlich sein.
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Es wird den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen bei den oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne dass von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Infolgedessen ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle diese Modifikationen abdeckt, vorausgesetzt sie liegen innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche und ihrer Äquivalente.
