KR100761193B1

KR100761193B1 - A torque sensor for steering system of vehicle

Info

Publication number: KR100761193B1
Application number: KR1020050061670A
Authority: KR
Inventors: 백승호
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-09-21
Also published as: KR20070006381A

Abstract

본 발명은 차량의 조향장치용 토크 센서로서, 그 구성은 전원부로부터 ECU 레귤레이터를 통해 공급되는 전압을 승압하는 승압회로부; 상기 승압회로부를 통해 승압된 전압을 공급 받아 발진 동작하는 발진부; 상기 발진부의 출력전압과 동위상의 교류 전압을 출력하는 전류증폭부; 상기 발진부의 출력전압과 동위상의 교류 전압을 위상 반전시켜 출력하는 반전 전류증폭부; 상기 전류증폭부와 반전 전류증폭부의 출력단 양단에 연결된 직렬 연결 상태의 제1,2 코일; 상기 제1,2 코일에 병렬 연결된 직렬 연결 상태의 제1,2 써미스터; 상기 제1,2 코일 접속부 및 상기 제1,2 써미스터 접속부의 전압을 인가받아 차동증폭하는 제1 차동증폭부; 상기 발진부의 출력 전압에 동기하는 샘플링 펄스를 발생시키는 제1 샘플링펄스발생부; 상기 제1 샘플링펄스발생부로부터 출력된 샘플링 펄스 신호에 동기하여 상기 제1 차동증폭부로부터 출력되는 교류 전압을 검파하는 제1 동기검파부; 상기 제1 동기검파부로부터 출력되는 전압을 샘플 홀드하는 제1 샘플홀드부; 및 상기 제1 샘플홀드부를 통해 출력되는 전압을 전류로 변환하여 토크 신호(Ts)로서 출력하는 제1 전압/전류변환부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a torque sensor for a steering device of a vehicle, the configuration comprising: a boost circuit unit for boosting a voltage supplied from a power supply unit through an ECU regulator; An oscillator for oscillating by receiving a boosted voltage through the booster circuit; A current amplifier for outputting an AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator; A reverse current amplifier for outputting the phase voltage of the AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator; First and second coils connected in series between the output terminals of the current amplifier and the inverting current amplifier; First and second thermistors connected in series with the first and second coils in parallel; A first differential amplifier configured to differentially amplify the voltages of the first and second coil connections and the first and second thermistor connections; A first sampling pulse generator for generating a sampling pulse in synchronization with the output voltage of the oscillator; A first synchronous detector configured to detect an AC voltage output from the first differential amplifier in synchronization with a sampling pulse signal output from the first sampling pulse generator; A first sample hold part which holds a voltage output from the first sync detector; And a first voltage / current converter configured to convert the voltage output through the first sample holder into a current and output the current as a torque signal Ts.

토크센서, 승압, 코일, 온도, 써미스터 Torque sensor, step-up, coil, temperature, thermistor

Description

Torque sensor for vehicle steering system {A torque sensor for steering system of vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 조향장치용 토크 센서 구성도. 1 is a configuration of a torque sensor for a steering apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 전원부 2 ECU 레귤레이터1 Power Supply 2 ECU Regulator

4 승압회로부 6 발진부4 Boost circuit section 6 Oscillator section

8 전류증폭부 10 반전 전류증폭부8 Current amplifier 10 Reverse current amplifier

12a 제1 차동증폭부 12b 제2 차동증폭부12a first differential amplifier 12b second differential amplifier

14a 제1 샘플링펄스발생부 14b 제2 샘플링펄스발생부14a first sampling pulse generator 14b second sampling pulse generator

16a 제1 동기검파부 16b 제2 동기검파부16a first synchronous detector 16b second synchronous detector

18a 제1 샘플홀드부 18b 제2 샘플홀드부18a First Sample Hold Part 18b Second Sample Hold Part

20a 제1 전압/전류변환부 20b 제2 전압/전류변환부 20a first voltage / current converter 20b second voltage / current converter

본 발명은 차량의 조향장치용 토크 센서에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 온도변화 및 공급전원의 변화에 대해 안정된 출력을 유지하기 위한 차량의 조향 장치용 토크 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a torque sensor for a steering device of a vehicle, and more particularly to a torque sensor for a steering device of a vehicle for maintaining a stable output against temperature changes and changes in power supply.

일반적으로, 차량의 전동파워스티어링(EPS:Electrical Power Steering, 이하 EPS라 칭함) 시스템의 ECU에서는 토크 센서를 통해 운전자의 조향 휠 조작에 따른 조타 토크를 검출하여 조향을 이룬다. In general, the ECU of the electric power steering (EPS) system of the vehicle performs steering by detecting steering torque according to the steering wheel operation of the driver through a torque sensor.

종래 EPS 시스템에서 조타 토크 검출을 위한 토크 센서로의 전원 공급 구조는, 배터리 전압이 ECU로 입력된 후 ECU 내 레귤레이터를 통해 출력되는 전압을 토크 센서의 공급 전원으로 사용한다. In the conventional EPS system, the power supply structure to the torque sensor for steering torque detection uses the voltage outputted through the regulator in the ECU after the battery voltage is input to the ECU as the power supply for the torque sensor.

그러나, 배터리 전압이 순간적인 차량의 과부하 등으로 인해 일정 전압 이하로 떨어지게 되면, ECU 내 레귤레이터를 통해 출력되는 토크 센서로의 공급 전압이 정격 전압 이하의 저전압으로 떨어지게 되고, 그에 따라 토크 센서의 출력 감소로 토크 센서의 동작이 정상적으로 이루어지지 못해 정확한 조향을 이룰 수 없는 문제점을 갖고 있다. However, when the battery voltage drops below a certain voltage due to a momentary overload of the vehicle, the supply voltage to the torque sensor output through the regulator in the ECU drops to a low voltage below the rated voltage, thereby reducing the output of the torque sensor. The low torque sensor does not operate properly and has a problem in that it cannot achieve accurate steering.

또한, 상기 종래의 토크 센서에서 코일 즉, 토크검출코일과 온도보상코일은 온도가 상승할수록 저항이 증가되므로, 그에 따라 토크 센서의 출력이 감소되어 토크 센서의 출력이 불안정한 문제점을 갖고 있다. Further, in the conventional torque sensor, the resistance of the coil, that is, the torque detection coil and the temperature compensation coil increases as the temperature increases, thereby reducing the output of the torque sensor and thus unstable output of the torque sensor.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 온도보상수단 및 승압회로를 구비하여 온도변화 및 공급전원의 변화에 대해 안정된 출력을 유지할 수 있도록 한 차량의 조향장치용 토크 센서를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a steering apparatus of a vehicle having a temperature compensation means and a boosting circuit to maintain a stable output against temperature changes and changes in power supply It is to provide a torque sensor.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 조향장치용 토크 센서는, 전원부로부터 공급되는 전원을 ECU 레귤레이터를 통해 공급받되, 공급되는 전압을 승압하는 승압회로부; 상기 승압회로부를 통해 승압된 전압을 공급 받아 발진 동작하는 발진부; 상기 발진부의 출력전압과 동위상의 교류 전압을 출력하는 전류증폭부; 상기 발진부의 출력전압과 동위상의 교류 전압을 위상 반전시켜 출력하는 반전 전류증폭부; 상기 전류증폭부와 반전 전류증폭부의 출력단 양단에 연결된 직렬 연결 상태의 제1,2 코일; 상기 제1,2 코일에 병렬 연결된 직렬 연결 상태의 제1,2 써미스터; 상기 제1,2 코일 접속부 및 상기 제1,2 써미스터 접속부의 전압을 인가받아 차동증폭하는 제1 차동증폭부; 상기 발진부의 출력 전압에 동기하는 샘플링 펄스를 발생시키는 제1 샘플링펄스발생부; 상기 제1 샘플링펄스발생부로부터 출력된 샘플링 펄스 신호에 동기하여 상기 제1 차동증폭부로부터 출력되는 교류 전압을 검파하는 제1 동기검파부; 상기 제1 동기검파부로부터 출력되는 전압을 샘플 홀드하는 제1 샘플홀드부; 및 상기 제1 샘플홀드부를 통해 출력되는 전압을 전류로 변환하여 토크 신호(Ts)로서 출력하는 제1 전압/전류변환부로 구성되는 것을 특징으로 한다. To achieve the above object, the torque sensor for steering apparatus according to the present invention, the power supplied from the power supply unit via the ECU regulator, but boosting circuit unit for boosting the voltage supplied; An oscillator for oscillating by receiving a boosted voltage through the booster circuit; A current amplifier for outputting an AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator; A reverse current amplifier for outputting the phase voltage of the AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator; First and second coils connected in series between the output terminals of the current amplifier and the inverting current amplifier; First and second thermistors connected in series with the first and second coils in parallel; A first differential amplifier configured to differentially amplify the voltages of the first and second coil connections and the first and second thermistor connections; A first sampling pulse generator for generating a sampling pulse in synchronization with the output voltage of the oscillator; A first synchronous detector configured to detect an AC voltage output from the first differential amplifier in synchronization with a sampling pulse signal output from the first sampling pulse generator; A first sample hold part which holds a voltage output from the first sync detector; And a first voltage / current converter configured to convert the voltage output through the first sample holder into a current and output the current as a torque signal Ts.

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또한, 본 발명에 따른 조향장치용 토크 센서는 상기 제1,2 코일 접속부 및 상기 제1,2 써미스터 접속부의 전압을 인가받아 차동증폭하는 제2 차동증폭부; 상기 발진부의 출력 전압에 동기하는 샘플링 펄스를 발생시키는 제2 샘플링펄스발생부; 상기 제2 샘플링펄스발생부로부터 출력된 샘플링 펄스 신호에 동기하여 상기 제2 차동증폭부로부터 출력되는 교류 전압을 검파하는 제2 동기검파부; 상기 제2 동기검파부로부터 출력되는 전압을 샘플 홀드하는 제2 샘플홀드부; 및 상기 제2 샘플홀드부를 통해 출력되는 전압을 전류로 변환하여 페일세이프용 토크 신호(Ts')로서 출력하는 제2 전압/전류변환부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the torque sensor for the steering apparatus according to the present invention includes a second differential amplifier for differentially amplifying the voltage applied to the first and second coil connections and the first and second thermistor connections; A second sampling pulse generator configured to generate a sampling pulse synchronized with the output voltage of the oscillator; A second synchronous detector configured to detect an AC voltage output from the second differential amplifier in synchronization with a sampling pulse signal output from the second sampling pulse generator; A second sample holding unit which holds the voltage output from the second synchronization detecting unit; And a second voltage / current converter configured to convert the voltage output through the second sample holder into a current and output the current as a fail safe torque signal Ts'.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment according to the present invention.

본 실시예에 따른 차량의 조향장치용 토크 센서 구성을 도 1을 참조하여 설명한다. The torque sensor configuration for the steering apparatus of the vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조향장치용 토크 센서는, 전원부(1)로부터 공급되는 전원을 ECU 레귤레이터(2)를 통해 공급받되, 공급되는 전압을 승압하는 승압회로부(4); 상기 승압회로부(4)를 통해 승압된 전압을 공급 받아 발진 동작하는 발진부(6); 상기 발진부(6)의 출력전압과 동위상의 교류 전압을 출력하는 전류증폭부(8); 상기 발진부(6)의 출력전압과 동위상의 교류 전압을 위상 반전시켜 출력하는 반전 전류증폭부(10); 상기 전류증폭부(8)와 반전 전류증폭부(10)의 출력단 양단에 연결된 직렬 연결 상태의 제1,2 코일(L1, L2); 상기 제1,2 코일(L1, L2)에 병렬 연결된 직렬 연결 상태의 제1,2 써미스터(S1, S2); 상기 제1,2 코일 접속부(A) 및 상기 제1,2 써미스터 접속부(B)의 전압을 인가받아 차동증폭하는 제1 차동증폭부(12a); 상기 발진부(6)의 출력 전압에 동기하는 샘플링 펄스를 발생시키는 제1 샘플링펄스발생부(14a); 상기 제1 샘플링펄스발생부(14a)로부터 출력된 샘플링 펄스 신호에 동기하여 상기 제1 차동증폭부(12a)로부터 출력되는 교류 전압을 검파하는 제1 동기검파부(16a); 상기 제1 동기검파부(16a)로부터 출력되는 전압을 샘플 홀드하는 제1 샘플홀드부(18a); 및 상기 제1 샘플홀드부(18a)를 통해 출력되는 전압을 전류로 변환하여 토크 신호(Ts)로서 출력하는 제1 전압/전류변환부(20a)로 구성된다. As shown in FIG. 1, the torque sensor for the steering apparatus according to the present embodiment receives the power supplied from the power supply 1 through the ECU regulator 2, but boosts the circuit 4 to boost the supplied voltage. ; An oscillator (6) for oscillating by receiving a voltage boosted by the booster circuit unit (4); A current amplifier 8 outputting an AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator 6; An inversion current amplifier unit 10 for inverting and outputting an AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator 6; First and second coils L1 and L2 connected in series with both ends of the output terminals of the current amplifier 8 and the inverted current amplifier 10; First and second thermistors S1 and S2 connected in series with the first and second coils L1 and L2 in parallel; A first differential amplifier 12a configured to differentially amplify the voltages of the first and second coil connection units A and the first and second thermistor connection units B; A first sampling pulse generator (14a) for generating a sampling pulse in synchronization with the output voltage of the oscillator (6); A first synchronization detector (16a) for detecting an AC voltage output from the first differential amplifier (12a) in synchronization with a sampling pulse signal output from the first sampling pulse generator (14a); A first sample holding part (18a) for sample holding the voltage output from the first synchronization detecting part (16a); And a first voltage / current converter 20a which converts the voltage output through the first sample hold unit 18a into a current and outputs it as a torque signal Ts.

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상기의 구성에서, 본 실시예에 따른 조향장치용 토크 센서는 상기 제1,2 코일 접속부(A) 및 상기 제1,2 써미스터 접속부(B)의 전압을 인가받아 차동증폭하는 제2 차동증폭부(12b); 상기 발진부(6)의 출력 전압에 동기하는 샘플링 펄스를 발생시키는 제2 샘플링펄스발생부(14b); 상기 제2 샘플링펄스발생부(14b)로부터 출력된 샘플링 펄스 신호에 동기하여 상기 제2 차동증폭부(12b)로부터 출력되는 교류 전압을 검파하는 제2 동기검파부(16b); 상기 제2 동기검파부(16b)로부터 출력되는 전압을 샘플 홀드하는 제2 샘플홀드부(18b); 및 상기 제2 샘플홀드부(18b)를 통해 출력되는 전압을 전류로 변환하여 페일세이프(fail-safe)용 토크 신호(Ts')로서 출력하는 제2 전압/전류변환부(20b)를 추가로 포함하여 구성된다. 이러한, 페일 세이프용 토크 검출 구조는 상기 주회로용 토크 검출신호(Ts)가 삭감되는 경우 등과 같은 이상 현상 발생시 토크 검출신호(Ts')를 이용하여 조향을 이루기 위함이다. In the above configuration, the torque sensor for the steering apparatus according to the present embodiment is a second differential amplifier for differentially amplifying the voltage of the first and second coil connecting portion (A) and the first and second thermistor connecting portion (B) (12b); A second sampling pulse generator 14b for generating a sampling pulse in synchronization with the output voltage of the oscillator 6; A second synchronous detector 16b for detecting an AC voltage output from the second differential amplifier 12b in synchronization with a sampling pulse signal output from the second sampling pulse generator 14b; A second sample holding part (18b) for sample holding the voltage output from the second synchronization detecting part (16b); And a second voltage / current converter 20b which converts the voltage output through the second sample hold unit 18b into a current and outputs it as a fail-safe torque signal Ts'. It is configured to include. The fail safe torque detection structure is to achieve steering by using the torque detection signal Ts' when an abnormal phenomenon occurs, such as when the main circuit torque detection signal Ts is reduced.

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상기에서, 본 실시예에 따른 승압회로부(4)는 ECU 레귤레이터(2)로부터 인가되는 전압을 2배 이상으로 승압시킬 수 있는 회로구성이라면 적용하여 실시가능할 것이다. In the above, the booster circuit unit 4 according to the present embodiment may be implemented by applying any circuit configuration capable of boosting the voltage applied from the ECU regulator 2 by more than twice.

또한, 본 실시예에 따른 토크 센서에서는 인가되는 전압의 승압배수에 해당하는 오프셋 전압(Voffset)이 상기 발진부(6)를 포함한 이후의 구성수단으로 인가되는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 실시예에서는 토크 센서의 구동 전원으로 승압된 전압을 사용하기 때문에, 상기 발진부를 포함한 이후의 구성수단으로 인가되는 오프셋 전압 또한 승압배수만큼 변경해 주어야 한다. 이러한, 오프셋 전압은 오프셋 전압 회로구성을 통해 인가되는 직류전원을 이용하여 만들어짐은 당업자에게 자명한 사항일 것이다. In addition, in the torque sensor according to the present embodiment, an offset voltage Voffset corresponding to a boost multiplier of the applied voltage is applied to the subsequent construction means including the oscillation unit 6. That is, in this embodiment, since the voltage boosted by the driving power supply of the torque sensor is used, the offset voltage applied to the subsequent constituent means including the oscillation part must also be changed by the boosting multiple. It will be apparent to those skilled in the art that the offset voltage is made using a DC power source applied through an offset voltage circuit configuration.

상기와 같은 구성으로 이루어진, 본 실시예에 따른 조향장치용 토크 센서의 동작을 도 1을 참조하여 설명한다. The operation of the torque sensor for steering apparatus according to the present embodiment having the configuration as described above will be described with reference to FIG. 1.

도 1에서 보는 바와 같이, 전원부(1)로부터 인가된 전압은 ECU 레귤레이터 (2)를 통해 발진부(6)로 인가되는데, 이때 발진부(6)로 인가되는 전압은 승압회로부(4)에 의해 승압배수만큼 승압된 후 발진부(6)로 인가되어 토크 센서의 동작 전압으로 사용된다. As shown in FIG. 1, the voltage applied from the power supply unit 1 is applied to the oscillator 6 through the ECU regulator 2, wherein the voltage applied to the oscillator 6 is boosted by the booster circuit unit 4. After boosting by the power, it is applied to the oscillator 6 and used as the operating voltage of the torque sensor.

상기 승압된 전압을 인가받은 발진부(6)에서는 발진 동작(oscillating)이 이루어지는데, 이때 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발진부(6)로 오프셋 전압(Voffset)도 함께 인가된다. 상기 인가된 오프셋 전압에 의해 바이어스된 발진 전압이 출력되고, 출력된 발진 전압은 전류증폭부(8), 반전 전류증폭부(10) 및 제1,2 샘플링펄스발생부(14a, 14b)로 각각 인가된다. Oscillating is performed in the oscillator 6 receiving the boosted voltage. As shown in FIG. 1, an offset voltage Voffset is also applied to the oscillator 6. An oscillation voltage biased by the applied offset voltage is output, and the output oscillation voltages are respectively supplied to the current amplifier 8, the inverted current amplifier 10, and the first and second sampling pulse generators 14a and 14b, respectively. Is approved.

상기 발진부(6)로부터 출력된 전압이 인가된 후, 상기 전류증폭부(8)에서는 발진부(6)로부터 인가된 전압과 동위상의 교류전압을 출력하며, 상기 반전 전류증폭부(10)에서는 발진부(6)로부터 인가된 전압의 위상이 반전된(180°) 교류전압을 출력한다. After the voltage output from the oscillator 6 is applied, the current amplifier 8 outputs an AC voltage in phase with the voltage applied from the oscillator 6, and the oscillator ( Outputs an AC voltage whose phase of the voltage applied from 6) is inverted (180 °).

한편, 상기 전류증폭부(8)와 반전 전류증폭부(10)의 출력단 양단에는 직렬 연결 상태의 제1,2 코일(L1, L2) 즉, 온도보상코일(L1)과 토크검출코일(L2)이 연결되고, 상기 제1,2 코일에는 병렬로 직렬 연결 상태의 제1,2 써미스터(S1, S2)가 연결된다. 즉, 상기 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2) 상에는 전류증폭부(8)로부터 출력되는 교류전압과 반전 전류증폭부(10)로부터 출력되는 교류전압의 차이 전압이 흐르게 되므로, 제1,2 코일(L1, L2)의 접속부(A)에서의 전압은 제1 코일(L1)의 임피던스보다 제2 코일(L2)의 임피던스가 큰 경우(L1 < L2) 전류증폭부(8)의 출력 교류전압과 동일한 신호 변화가 이루어지는 반면, 제2 코일(L2)의 임피던스보다 제1 코 일(L1)의 임피던스가 큰 경우(L1 > L2)에는 반전 전류증폭부(10)의 출력 교류전압과 동일한 신호 변화가 이루어지게 된다. The first and second coils L1 and L2 in series connection, that is, the temperature compensation coil L1 and the torque detection coil L2 are connected to both ends of the output terminals of the current amplifier 8 and the inverted current amplifier 10. The first and second thermistors S1 and S2 in a series connection state are connected to the first and second coils in parallel. That is, the difference voltage between the AC voltage output from the current amplifier 8 and the AC voltage output from the inversion current amplifier 10 flows on the first coil L1 and the second coil L2. When the voltage at the connection portion A of the two coils L1 and L2 is greater than the impedance of the first coil L1 (L1 <L2), the output of the current amplifier 8 While the same signal change as the AC voltage occurs, when the impedance of the first coil L1 is greater than the impedance of the second coil L2 (L1> L2), the output AC voltage of the inverting current amplifier 10 is the same. The signal change is made.

그리고, 상기 제1,2 코일(L1, L2)에 병렬로 직렬 연결 상태의 제1,2 써미스터(S1, S2)에 의해 온도보상이 이루어진다. In addition, temperature compensation is performed by the first and second thermistors S1 and S2 connected in series to the first and second coils L1 and L2 in parallel.

이러한, 상기 제1,2 써미스터(S1, S2)는 상기 제1,2 코일(L1, L2)의 온도 특성과는 반대되는 특성을 갖는다. 즉, 온도가 상승할 수록 상기 제1,2 코일(L1, L2)의 저항이 증가한다면, 상기 제1,2 써미스터(S1, S2)는 온도가 상승할 수록 저항이 줄어드는 온도 특성(NTC:Negative Temperature Coefficient)을 갖는다. 반면, 온도가 상승할 수록 상기 제1,2 코일(L1, L2)의 저항이 감소한다면, 상기 제1,2 써미스터(S1, S2)는 온도가 상승할 수록 저항이 증가하는 온도 특성(PTC:Positive Temperature Coefficient)을 갖는다. 한 예로, 온도가 상승하게 되면 상기 제1,2 코일(L1, L2)의 저항이 증가하게 되어 출력 전류가 감소하게 되는데, 이때 상기 제1,2 써미스터(S1, S2)는 상승 온도에 대해 네거티브 온도 특성을 갖으므로 온도 상승에 따라 저항이 감소되어 출력 전류가 증가된다. 따라서, 온도 상승으로 인한 상기 제1,2 코일(L1, L2)에서의 출력 감소분은 제1,2 써미스터(S1, S2)에서의 출력 증가분과 상호 상쇄되어 안정된 출력전류를 유지할 수 있다. 참고로, 온도 하강시에도 상기와 같은 원리를 통해 안정된 출력전류를 유지할 수 있게 된다. The first and second thermistors S1 and S2 have properties opposite to those of the first and second coils L1 and L2. That is, if the resistance of the first and second coils L1 and L2 increases as the temperature increases, the first and second thermistors S1 and S2 decrease the resistance as the temperature increases (NTC: Negative). Temperature Coefficient). On the other hand, if the resistance of the first and second coils L1 and L2 decreases as the temperature increases, the first and second thermistors S1 and S2 increase the resistance as the temperature increases (PTC: Positive Temperature Coefficient). For example, when the temperature rises, the resistance of the first and second coils L1 and L2 increases to decrease the output current, wherein the first and second thermistors S1 and S2 are negative with respect to the rising temperature. As it has a temperature characteristic, the resistance decreases with increasing temperature, thereby increasing the output current. Therefore, the output reduction in the first and second coils L1 and L2 due to the temperature rise may be offset by the output increase in the first and second thermistors S1 and S2 to maintain a stable output current. For reference, even when the temperature decreases, it is possible to maintain a stable output current through the same principle as described above.

그리고, 상기 제1,2 코일(L1, L2) 접속부(A)에서의 전압과 상기 제1,2 써미스터(S1, S2)에서의 전압이 제1 차동증폭부(12a)로 인가되면, 제1 차동증폭부(12a)에서는 인가된 두 전압의 차동 증폭이 이루어진 후 제1 동기검파부(16a)로 출력한 다. When the voltage at the connection portion A of the first and second coils L1 and L2 and the voltage at the first and second thermistors S1 and S2 are applied to the first differential amplifier 12a, the first differential amplifier 12a is applied. The differential amplifier 12a outputs the first synchronous detector 16a after differential amplification of the applied two voltages.

상기 제1 동기검파부(16a)에는 상기 제1 차동증폭부(12a)로부터 전압이 인가됨과 동시에 제1 샘플링펄스발생부(14a)로부터 샘플링 펄스 신호도 인가된다. 상기 제1 샘플링펄스발생부(14a)에서의 샘플링 펄스 신호는 상기 발진부(6)에서의 출력 전압에 동기(synchronize)하는 샘플링 펄스 신호이다. 이렇게, 제1 동기검파부(16a)에서 상기 제1 차동증폭부(12a)의 출력 교류전압과 상기 제1 샘플링펄스발생부(14a)의 출력 샘플링 펄스 신호를 인가받은 후에는, 샘플링 펄스 신호에 동기하는 인가된 교류 전압의 검파가 이루어진다. 즉, 상기 제1 동기검파부(16a)에서는 샘플링 펄스가 'H' 레벨인 경우 교류 전압의 (+) 전압만을 검파(detection)하며, 반면 샘플링 펄스가 'L' 레벨인 경우에는 교류 전압의 (-) 전압만을 검파(detection)한다. 참고로, 상기에서 샘플링 펄스가 'H' 또는 'L'인 경우는 조향방향이 중립에서 우측 또는 좌측으로 조향되는 것을 의미하며, 인가 전압에 따라 토크가 증가/감소하는 상황을 의미한다. The voltage is applied from the first differential amplifier 12a to the first synchronous detector 16a and a sampling pulse signal is also applied from the first sampling pulse generator 14a. The sampling pulse signal in the first sampling pulse generator 14a is a sampling pulse signal synchronized with the output voltage in the oscillator 6. After the first AC detector 16a receives the output AC voltage of the first differential amplifier 12a and the output sampling pulse signal of the first sampling pulse generator 14a, the sampling pulse signal is applied to the first synchronization detector 16a. Detection of synchronized AC voltages is performed. That is, when the sampling pulse is at the 'H' level, the first synchronous detector 16a detects only the positive voltage of the AC voltage. On the other hand, when the sampling pulse is at the 'L' level, -) Detect only voltage. For reference, when the sampling pulse is 'H' or 'L', the steering direction is steered from neutral to right or left, and means a situation in which torque increases / decreases according to an applied voltage.

상기 제1 동기검파부(16a)로부터 출력된 전압은 제1 샘플홀드부(18a)를 통해 출력 전압파형이 유지된 후 제1 전압/전류변환부(20a)를 통해 토크 검출신호(Ts)로 출력되는데, 출력된 토크 신호(Ts)는 제어수단(미도시)에 인가된 후 제어수단의 제어신호에 따라 모터의 구동으로 조타력을 확보하게 된다. The voltage output from the first synchronization detector 16a is maintained as the torque detection signal Ts through the first voltage / current converter 20a after the output voltage waveform is maintained through the first sample hold unit 18a. The output torque signal Ts is applied to the control means (not shown), and the steering force is secured by driving the motor according to the control signal of the control means.

한편, 본 실시예에 따른 페일 세이프(fail-safe)용 토크 검출센서의 구조에 따른 동작은, 상기 주회로용 토크 검출센서의 동작과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다. 즉, 상기 페일 세이프용 토크 검출센서의 구조에 따른 토크 검출신호 (Ts')는 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 주회로용 토크 검출신호(Ts)가 페일되는 경우 등에 대비하여 페일 세이프용으로 동작되는 토크 신호 검출용이다. On the other hand, since the operation according to the structure of the fail-safe torque detection sensor according to the present embodiment is the same as the operation of the torque detection sensor for the main circuit, a description thereof will be omitted. That is, the torque detection signal Ts' according to the structure of the fail safe torque detection sensor is operated for fail safe in preparation for the case where the main circuit torque detection signal Ts fails, as described above. For torque signal detection.

이와 같이, 본 발명에서는 온도보상을 위한 제1,2 써미스터 수단 및 인가 전압의 승압을 위한 승압회로를 구비하여, 온도변화 및 공급전원의 변화에 대해 토크 센서의 안정된 출력을 유지할 수 있도록 한 것이다. As described above, the present invention includes a first and second thermistor means for temperature compensation and a boosting circuit for boosting the applied voltage, so that the stable output of the torque sensor can be maintained against temperature change and supply power change.

본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다. In interpreting the technical scope of the present invention, it should not be construed as being limited to the embodiments described above, and the technical scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the matters described in the claims.

본 발명의 차량의 조향장치용 토크 센서에 따르면, 온도 변화 및 공급 전원의 변화에 대해 토크 센서의 안정된 출력을 유지할 수 있는 효과가 있다. According to the torque sensor for the steering apparatus of the vehicle of the present invention, there is an effect that can maintain a stable output of the torque sensor against changes in temperature and changes in the power supply.

Claims

A boost circuit unit receiving power supplied from a power supply unit through an ECU regulator and boosting a supplied voltage;

An oscillator for oscillating by receiving a boosted voltage through the booster circuit;

A current amplifier for outputting an AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator;

A reverse current amplifier for outputting the phase voltage of the AC voltage in phase with the output voltage of the oscillator;

First and second coils connected in series between the output terminals of the current amplifier and the inverting current amplifier;

First and second thermistors having a temperature characteristic opposite to that of the first and second coils and being connected in series with each other in parallel to the first and second coils;

A first differential amplifier configured to differentially amplify the voltages of the first and second coil connections and the first and second thermistor connections;

A first sampling pulse generator for generating a sampling pulse in synchronization with the output voltage of the oscillator;

A first synchronous detector configured to detect an AC voltage output from the first differential amplifier in synchronization with a sampling pulse signal output from the first sampling pulse generator;

A first sample hold part which holds a voltage output from the first sync detector; And

And a first voltage / current converter configured to convert a voltage output through the first sample holder into a current and output the current as a torque signal (Ts).

The method of claim 1,

A second differential amplifier for differentially amplifying the voltage applied to the first and second coil connections and the first and second thermistor connections;

A second sampling pulse generator configured to generate a sampling pulse synchronized with the output voltage of the oscillator;

A second synchronous detector configured to detect an AC voltage output from the second differential amplifier in synchronization with a sampling pulse signal output from the second sampling pulse generator;

A second sample holding unit which holds the voltage output from the second synchronization detecting unit; And

And a second voltage / current converting unit converting the voltage output through the second sample holding unit into a current and outputting the same as a fail-safe torque signal Ts'.

The method according to claim 1 or 2,

And an offset voltage (Voffset) corresponding to a boosted multiplier of the applied voltage is applied to the oscillator.