KR100757373B1 - 조향각 센싱장치 - Google Patents

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Abstract

조향각 센싱장치가 개시된다. 상기 조향각 센싱장치는 조향축과 함께 회전하는 메인기어에 외접하여 제 1 보조기어가 연동 회전하고, 제 1 보조기어에 내접하여 제 2 보조기어가 연동 회전한다. 그러므로, 제 1 보조기어와 제 2 보조기어 사이의 거리가 짧으므로, 제 1 및 제 2 보조기어에 결합된 제 1 마그네트와 제 2 마그네트 사이의 거리도 짧고, 제 1 및 제 2 마그네트와 대향되게 설치된 제 1 센서와 제 2 센서 사이의 거리도 짧다. 따라서, 제 1 센서와 제 2 센서를 연결시키기 위한 회로기판의 크기를 줄일 수 있으므로, 제품의 소형화가 가능하다.

Description

조향각 센싱장치 {APPARATUS FOR SENSING STEERING ANGLE}
도 1은 종래의 조향각 센싱장치를 보인 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각 센싱장치를 보인 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 조향축 210 : 메인기어
221,225 : 제 1,2 보조기어 231,235 : 제 1,2 마그네트
241,245 : 제 1,2 센서
본 발명은 조향각 센싱장치에 관한 것이다.
차량에 사용되는 조향장치는 주행중인 차량의 진행방향을 전환하기 위하여 조향륜(전륜 또는 후륜)의 방향을 전환시키는 장치이다. 주행중인 차량의 조향 정도는 차량을 제어하기 위한 데이터로 활용되므로, 조향축의 조향각 및 조향토크를 측정하여 차량의 조향 정도를 검출한다.
그런데, 360°를 검출하는 종래의 조향각 센서로는 시계방향으로 2~3 회전 및 반시계방향으로 2~3 회전하는 차량의 조향 핸들의 절대 위치 및 회전수를 알 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 2개의 마그네트 및 2개의 센서를 이용한 조향각 센싱장치가 개발되었는데, 이를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 조향각 센싱장치를 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 조향축(10)의 외면에는 조향축(10)에 의하여 회전하는 메인기어(20)가 설치된다. 메인기어(20)에는 제 1 및 제 2 보조기어(23,25)가 각각 외접하여 설치되고, 제 1 및 제 2 보조기어(23,25)의 상면에는 제 1 및 제 2 마그네트(31,33)가 각각 설치된다. 그리고, 제 1 및 제 2 마그네트(31,33)의 상측에는 제 1 및 제 2 마그네트(31,33)와 대향되게 제 1 및 제 2센서(41,43)가 설치된다.
그리하여, 조향축(10)의 회전에 의하여 메인기어(20)가 회전하면, 제 1 및 제 2 보조기어(23,25)는 메인기어(20)와 연동하여 회전하고, 제 1 및 제 2 마그네트(31,33)는 제 1 및 제 2 보조기어(23,25)와 동일하게 회전한다. 그러면, 제 1 및 제 2 센서(41,43)가 회전하는 제 1 및 제 2 마그네트(31,33)의 위치를 각각 센싱하여 제어부(미도시)로 송신하고, 상기 제어부는 적절한 조합 및 연산을 통하여 조향륜의 절대각을 검출한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 조향각 센싱장치는 상호 소정 거리 이격되어 설치된 제 1 및 제 2 보조기어(23,25)의 상면에 제 1 및 제 2 마그네트(31,33)가 설치된다. 이로인해, 제 1 마그네트(31)와 제 2 마그네트(33) 사이의 거리가 상대적으로 멀고, 제 1 마그네트(31)와 제 2 마그네트(31,33)와 대향되게 설치된 제 1 센서(41)와 제 2 센서(41,43) 사이의 거리도 멀다. 따라서, 제 1 센서(41)와 제 2 센 서(43)를 연결하기 위한 회로를 구성하는 회로기판(40)의 크기가 커져, 조향각 센싱장치의 부피가 커지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소형화가 가능한 조향각 센싱장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조향각 센싱장치는, 조향축과 함께 회전하는 메인기어; 상기 메인기어에 외접하여 연동 회전하는 제 1 보조기어; 상기 제 1 보조기어에 내접하여 연동 회전하는 제 2 보조기어; 상기 제 1 및 제 2 보조기어에 각각 결합되어 상기 제 1 및 제 2 보조기어와 각각 함께 회전하는 제 1 및 제 2 마그네트; 상기 제 1 및 제 2 마그네트와 각각 대향되게 설치되며 상기 제 1 및 제 2 마그네트의 회전각도를 각각 센싱하여 제어부로 송신하는 제 1 및 제 2 센서를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각 센싱장치를 차량을 예로 들어 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각 센싱장치를 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조향각 센싱장치는 메인기어(210), 제 1 및 제 2 보조기어(221,225), 제 1 및 제 2 마그네트(231,235), 제 1 및 제 2 센서(241,245)를 가진다.
메인기어(210)는 조향핸들(미도시)을 회전시키기 위한 외력에 따라 회전하는 조향축(100)의 외주면에 결합되어 조향축(100)과 함께 회전한다.
제 1 보조기어(221)는 메인기어(210)에 외접하여 연동 회전하고, 제 2 보조기어(225)는 제 1 보조기어(221)에 내접하여 연동한다. 이때, 제 1 보조기어(221)의 기어비와 제 2 보조기어(225)의 기어비는 상호 다르게 형성된다. 이하, 제 1 보조기어(221)의 기어비가 제 2 보조기어(225)의 기어비 보다 크다고 가정한다. 그러면, 메인기어(210)가 1바퀴 회전하면, 제 1 보조기어(221)는 제 2 보조기어(225)보다 적게 회전한다.
제 1 및 제 2 마그네트(231,235)는 제 1 및 제 2 보조기어(221,225)의 중앙부측에 각각 결합되어, 제 1 및 제 2 보조기어(221,225)와 각각 동일하게 회전한다. 그런데, 제 2 보조기어(225)가 제 1 보조기어(221)의 상면에 설치되어 있으므로, 제 1 마그네트(231)가 제 2 보조기어(225)에 의하여 가릴 수 있다. 그러므로, 제 1 마그네트(231)의 테두리부측이 제 2 보조기어(235)의 외측으로 노출되도록, 그 크기를 적절하게 조절하여 설치한다.
그리고, 제 1 및 제 2 센서(241,245)는 제 1 및 제 2 마그네트(231,235)와 각각 대향되게 제 1 및 제 2 마그네트(231,235)의 상측에 설치되어 제 1 및 제 2 마그네트(231,235)의 회전각도를 센싱하여, 제어부(미도시)로 송신한다.
메인기어(210)는 조향축(100)에 직접 결합될 수도 있고, 조향토크 센싱장치(300)를 매체로 조향축(100)에 결합될 수도 있다. 조향토크 센싱장치(300)는 조향축(100)과 연결되어 조향축(100)과 함께 회전하는데, 조향축(100)에 결합된 조향토크 센싱장치(300)의 출력축(310)에 메인기어(210)가 결합된다. 메인기어(210)와 출력축(310)의 결합을 위하여 메인기어(210)의 내주면 및 출력축(310)의 외주면에는 상호 삽입되어 걸리는 돌기(213) 및 홈(313)이 형성된다.
그리고, 제 1 및 제 2 보조기어(221,225)는 조향토크 센싱장치(300)의 케이스(350)에 결합되어 지지되고, 제 1 및 제 2 센서(241,245)는 조향각 센싱장치의 케이스(250)에 결합된 회로기판(260)에 접속된다.
본 실시예에 따른 조향각 센싱장치를 이용하여 조항각을 측정하는 방법을 설명한다.
차량의 조향을 위하여, 상기 조향핸들을 회전시키면 조향축(100)이 회전한다. 그러면, 조향축(100)의 외주면에 결합된 메인기어(210)도 조향축(100)과 동일하게 회전한다. 메인기어(210)가 회전하면, 메인기어(210)와 연동하여 회전하는 제 1 보조기어(221) 및 제 1 보조기어(221)와 연동하여 제 1 보조기어(221)와 다른 각속도로 회전하는 제 2 보조기어(225)도 회전하므로, 제 1 및 제 2 보조기어(221,225)에 결합된 제 1 및 제 2 마그네트(231,235)도 상호 다른 각속도로 회전한다.
그러면, 제 1 및 제 2 센서(241,245)가 제 1 및 제 2 마그네트(231,235)의 회전각도를 센싱하여 상기 제어부로 송신하고, 상기 제어부는 적절한 조합 및 연산을 통하여 조향축(100)의 회전각도를 계산한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 조향각 센싱장치는 조향축과 함께 회전하는 메인기어에 외접하여 제 1 보조기어가 연동 회전하고, 제 1 보조기어 에 내접하여 제 2 보조기어가 연동 회전한다. 그러므로, 제 1 보조기어와 제 2 보조기어 사이의 거리가 짧으므로, 제 1 및 제 2 보조기어에 결합된 제 1 마그네트와 제 2 마그네트 사이의 거리도 짧고, 제 1 및 제 2 마그네트와 대향되게 설치된 제 1 센서와 제 2 센서 사이의 거리도 짧다. 따라서, 제 1 센서와 제 2 센서를 연결시키기 위한 회로기판의 크기를 줄일 수 있으므로, 제품의 소형화가 가능하다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (2)

  1. 조향축과 함께 회전하는 메인기어;
    상기 메인기어에 외접하여 연동 회전하는 제 1 보조기어;
    상기 제 1 보조기어에 내접하여 연동 회전하는 제 2 보조기어;
    상기 제 1 및 제 2 보조기어에 각각 결합되어 상기 제 1 및 제 2 보조기어와 각각 함께 회전하는 제 1 및 제 2 마그네트;
    상기 제 1 및 제 2 마그네트와 각각 대향되게 설치되며 상기 제 1 및 제 2 마그네트의 회전각도를 각각 센싱하여 제어부로 송신하는 제 1 및 제 2 센서를 포함하는 조향각 센싱장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인기어는 상기 조향축에 결합되어 상기 조향축과 동일하게 회전하는 조향토크 센싱장치의 출력축의 외주면에 결합된 조향각 센싱장치.
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