KR100765087B1

KR100765087B1 - 차량의 조향 각 센서 어셈블리

Info

Publication number: KR100765087B1
Application number: KR1020060120618A
Authority: KR
Inventors: 김지웅
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2007-10-09
Also published as: CN101190689A; US7677122B2; CN101190689B; US20080127755A1

Abstract

본 발명은 차량의 조향각 센서 어셈블리에 관한 것으로, 조향 휠과 함께 회전되는 회전체의 내주 면으로 치합되어 회전되도록 종속기어를 배열하고, 종속기어의 회전을 감지해 전기적 신호를 발생하는 회로기판도 회전체의 내주 면으로 위치된 종속기어 쪽으로 배열함에 따라, 조향각 센서의 전체적인 크기를 조향휠과 함께 회전되는 회전체가 갖는 크기 정도로 줄여줄 수 있어 전체적인 크기를 보다 소형화할 수 있는 특징이 있다.

Description

차량의 조향 각 센서 어셈블리{Steering angle sensor assembly in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예로서, 차량의 조향 각 센서 어셈블리의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예로서, 차량의 조향 각 센서 어셈블리의 결합도

도 3은 본 발명에 따른 제2 실시예로서, 회전되는 기어의 백 래쉬(Backlash)를 방지하는 조향 각 센서 어셈블리의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 회전플레이트 1a : 선기어

1b : 내접면 1c : 인너보스 돌출단

2 : 위성기어 열

3,4 : 제1·2위성기어 3a,4a : 제1·2자석

5 : 회로기판 5a,5b : 제1·2감지부

6 : 커버하우징 7 : 유격보상부재

8 : 지지핀

A :조향 축 d,D : 기어직경

본 발명은 차량의 조향각 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조향 각을 측정하는 기어 열을 내접구조로 형성해 전체적인 크기를 줄여 소형화시킬 수 있도록 된 조향각 센서 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 진행 방향을 변화시키는 조향 장치는 운전석에 설치된 조향 휠에 조향 컬럼이 연결설치 되고, 이러한 조향 휠의 조작을 전달하는 조향 컬럼이 차륜에 이어지는 랙 기어기구를 조작해 차량의 진행방향을 전환시키게 된다.

이와 같은 조향 장치는 통상적으로, 주행중인 차량에서 직진 위치를 기준으로 조향 휠의 회전각이나 회전 각 속도에 관한 정보를 얻어, 이를 ECU에서 롤(roll) 제어나 선회 제어등을 위한 정보로서 사용하게 되며, 이를 위해 일반적으로 조향 휠과 조향 컬럼 사이로 조향 휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서를 장착하게 된다.

이러한 조향각 센서는 조향 휠의 회전에 따라 반응하여 회전되면서 실제적인 조향 휠의 조향 각을 산출하게 되는데, 일례로 조향각 센서는 조향 휠과 조향 컬럼 사이에 장착하면서 ECU등으로 신호를 전송하기 위해 전기 커넥터가 연결되는 하우징을 구비하고, 상기 하우징 내부로 조향휠의 회전에 따라 회전되면서 조향 휠의 회전 정도를 알 수 있는 기어 열이 내장되면서, 상기 기어 열의 회전을 감지하여 회전 량에 따른 전기적 신호로 변환해 ECU등으로 신호를 전송하는 회로를 갖는 PCB 기판으로 이루어진 구조를 갖게 된다.

그러나, 이와 같은 조향각 센서는 정확한 조향 각 측정은 물론 소형화할수록 장착성이 좋게 되므로 전체적인 크기를 보다 줄여 주는 것이 좋지만, 기어 열을 이용하여 조향 휠의 회전각을 측정하는 방식에서는 조향 휠과 함께 회전되는 회전체의 외주 면으로 종속기어가 치합되어 회전되는 배열을 갖게 됨에 따라, 회전체와 이에 치합 된 종속기어가 갖는 각각의 크기를 수용할 수 있는 충분한 크기로 형성될 수밖에 없어, 조향 각 센서의 전체적인 크기를 줄여 소형화하는데는 한계를 갖게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조향 휠과 함께 회전되는 회전체의 내주 면으로 치합되어 회전되도록 종속기어를 배열하고, 종속기어의 회전을 감지해 전기적 신호를 발생하는 회로기판도 회전체의 내주 면으로 위치된 종속기어 쪽으로 배열함에 따라, 조향 각 센서의 전체적인 크기를 조향 휠과 함께 회전되는 회전체가 갖는 크기 정도로 줄여줄 수 있어 전체적인 크기를 보다 소형화할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 조향 절대 각을 산출하기 위해 맞물려 회전되는 기어에 지속적인 밀착력을 가해, 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되도록 서로 치합 된 기어 이에서 발생되는 조립 공차나 마모에 의한 접촉 소음인 백래쉬(Backlash)를 완전히 차단할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향 각 센서 어셈블 리가 조향 휠과 조향 컬럼 사이에 위치되어져 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전플레이트와,

상기 회전플레이트의 내접면에 배열되어져 회전플레이트의 테두리를 따라 안쪽으로 형성된 선기어에 치합되는 위성기어 열,

상기 위성기어 열의 자전을 위해 위성기어 열을 고정한 지지핀이 관통하면서 위성기어 열을 가리도록 회전플레이트의 내접면을 따라 구비되어, 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하기 위한 측정 신호를 위성기어 열의 회전에 따른 자력 크기로 감지해 신호 처리한 후, 신호 처리된 측정값을 ECU로 전송하는 하는 회로기판 및

조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 그 내면으로 회로기판이 고정되고 회전플레이트가 회전되도록 결합하는 커버하우징으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 상기 회전플레이트가 조향 컬럼에 감싸인 조향 축에 고정되도록 중앙으로 관통된 홀을 형성하고, 상기 관통 홀에서 선 기어를 형성한 테두리까지는 위성기어 열이 수용되도록 내접 면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위성기어 열은 회전플레이트의 테두리에 형성된 선기어에 간격을 두고 각각 치합되면서 서로간에 직경 차를 갖는 제1·2위성기어로 이루어지고, 제1·2위성기어에 고정되면서 제1·2위성기어를 가리는 회로기판에 형성된 관통 홀로 끼워지는 지지핀을 매개로 회전플레이트의 내접면에서 자전되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 회로기판은 제1·2위성기어의 회전수를 자력을 이용해 측정하 도록, 제1·2위성기어에 각각 구비된 제1·2자석의 위치 이동을 감지해 신호를 발생하는 제1·2감지부를 구비하고, 상기 제1·2감지부의 측정값을 신호 처리한 후 ECU로 전송하는 신호선이 결합되기 위한 커넥터가 구비되어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1·2감지부는 각각 제1·2자석을 통한 자력의 크기를 최대로 감지하는 위치를 0°로 설정하고, 자력의 크기가 점진적으로 감소되어 최소가 되는 위치를 180°로 하며, 자력의 크기가 점진적으로 증가되어 최대가 되는 위치를 360°로 선정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 조향 컬럼에 감싸인 조향 축을 회전시키는 조향 휠에 고정되는 인너보스 돌출단의 외주면으로 선 기어가 형성되어, 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전플레이트와,

조향 휠 쪽으로 삽입되는 상기 회전플레이트의 내접면에서 선기어에 치합되도록 위치되고, 상기 선기어를 통한 회전 정도를 감지하도록 각각 제1·2자석을 갖춘 제1·2위성기어로 이루어진 위성기어 열,

상기 위성기어 열의 기어 이를 선 기어의 기어 이로 밀착 시켜 주도록 가압력을 가하는 유격보상부재,

상기 위성기어 열의 자전을 위해 위성기어 열을 고정한 지지핀이 끼워진 상태에서 위성기어 열을 가리도록 회전플레이트의 내접면을 따라 위치되어 제1·2감지부를 통해 위성기어 열의 제1·2자석을 감지한 후, 측정값을 신호 처리해 ECU에서 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하도록 전송하는 하는 회로기판 및

조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 그 내면으로 회로기판이 유동 가능하도록 결합 되고 회전플레이트가 회전되도록 결합하는 커버하우징으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예로서, 차량의 조향각 센서의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 조향각 센서 어셈블리는 조향 휠과 조향 컬럼 사이에 위치되어져 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전플레이트(1)와, 상기 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에 배열되어져 회전플레이트(1)의 테두리를 따라 안쪽으로 형성된 선기어(1a)에 치합되는 위성기어 열(2), 상기 위성기어 열(2)의 자전을 위해 위성기어 열(2)을 고정한 지지핀(8)이 관통하면서 위성기어 열(2)을 가리도록 회전플레이트(1)의 내접면(1b)을 따라 구비되어, 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하기 위한 측정 신호를 위성기어 열(2)의 회전에 따른 자력 크기를 통해 발생하는 회로기판(5) 및 조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 그 내면으로 회로기판(5)이 고정되고 회전플레이트(1)가 회전되도록 결합하는 커버하우징(6)으로 구성된다.

여기서, 상기 회전플레이트(1)는 그 중앙으로 관통된 홀을 형성해 조향 휠의 회전에 따라 회전되도록 조향 컬럼에 감싸인 조향 축(A)에 고정되며, 상기 조향 축(A)이 고정되는 관통 홀에서 선기어(1a)를 형성한 테두리까지는 위성기어 열(2)이 수용되도록 소정 깊이로 내접면(1b)을 형성하게 된다.

그리고, 상기 위성기어 열(2)은 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전 플레이트(1)의 테두리에 형성된 선기어(1a)를 통해 회전되는 제1·2위성기어(3,4)로 이루어지고, 상기 제1·2위성기어(3,4)에는 각각 제1·2자석(3a,4a)이 구비된다.

여기서, 상기 제1·2위성기어(3,4)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에서 서로 간격을 두고 자유회전인 자전 되도록 고정되는데, 이러한 제1·2위성기어(3,4)의 자전을 위해서 제1·2위성기어(3,4)를 고정한 지지핀(8)이, 제1·2위성기어(3,4)에 고정되면서 제1·2위성기어(3,4)를 가리는 회로기판(5)에 형성된 관통 홀로 끼워지게 되고, 이로 인해 회전플레이트(1)의 선기어(1a)를 통해 회전될 때 제1·2위성기어(3,4)가 자전되어진다.

이때, 상기 지지핀(8)은 회로기판(5)을 관통해 커버하우징(6)쪽으로 끼워질 수도 있게 된다.

또한, 상기 제1위성기어(3)의 직경(d)은 제2위성기어(4)의 직경(D)에 비해 작은 직경으로 이루어져 선기어(1a)의 회전에 대한 회전수가 각각 다르게 되는데, 이와 같은 선기어(1a)의 직경에 대한 제1·2위성기어(3,4)의 직경 차(d,D) 즉, 선기어(1a)의 기어 잇수에 대한 제1·2위성기어(3,4)의 기어 잇수는 조향 휠의 최대 회전수에 따라 결정되어진다.

일례로 조향 휠의 최대 회전수가 3회전으로 형성 될 때, 조향 휠의 회전에 따라 회전되는 회전플레이트(1)의 선기어(1a)와 이에 치합되어 회전되는 제1·2위성기어(3,4)의 회전수를 각각 달리하게 되고, ECU는 선기어(1a)의 회전에 대한 제1·2위성기어(3,4)의 서로 다른 회전수 신호를 이용하여 조향 휠의 절대 각을 산출 하게 된다.

이러한 ECU의 절대 각 산출 알고리즘(Algorithm)은 조향각 센서의 신호를 이용하여 조향 휠의 조향 각을 산출하는 ECU의 통상적인 사항이며, 또한 제1·2위성기어(3,4)의 직경 차(d,D)는 선기어(1a)가 갖는 직경에 의해 결정되므로, 이에 대한 수치 한정을 생략을 생략한다.

그리고, 상기 회로기판(5)에는 제1·2위성기어(3,4)에 각각 구비된 제1·2자석(3a,4a)의 위치 이동을 감지해 신호를 발생하는 제1·2감지부(5a,5b)가 각각 구비되며, 상기 제1·2감지부(5a,5b)에서 발생된 신호를 전기적 신호로 변환하면서 이들 신호를 ECU로 전송하는 신호선이 결합되는 커넥터(connector)가 구비되어진다.

이때, 상기 제1·2감지부(5a,5b)의 신호 발생은 제1·2자석(3a,4a)의 위치부위로 구비됨에 따라, 상기 제1·2위성기어(3,4)의 회전에 따라 제1·2감지부(5a,5b)에 근접되거나 멀어짐에 따른 제1·2자석(3a,4a)의 자력 크기를 통해 이루어진다.

여기서, 상기 커넥터는 회로기판(5)내에 편리한 위치로 형성되는데 이는, 조향각 센서 어셈블리가 장착되는 조향 장치 부위의 구조나 또는 조향 장치 주변부의 레이 아웃(Layout)에 따라 적절히 형성되어져, 커넥터에서 ECU로 이어지는 신호선의 레이 아웃(Layout)을 보다 용이하도록 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 회로기판(5)에는 제1·2위성기어(3,4)가 자전되도록 지지핀(8)이 끼워지는 관통 홀이 형성되어진다.

또한, 상기 회로기판(5)은 회전플레이트(1)에 완전히 수용되는 형상을 이루도록, 회전플레이트(1)의 테두리에 일치되면서 중앙으로 형성된 관통 홀에 인접된 위치까지 내접면(1b)을 점유하는 형상으로 이루어지고, 상기 회전플레이트(1)의 일부 구간을 점유하는 크기로 이루어지게 된다.

그리고, 상기 커버하우징(6)은 중앙으로 조향 컬럼이나 조향축 부위로 결합되는 관통 홀을 형성하면서, 회전플레이트(1)를 수용한 상태에서 회전플레이트(1)의 회전에 관계없이 회로기판(5)이 고정되도록 커넥터가 결합되는 커넥터 위치단이 돌출 형성되어진다.

여기서, 상기 커넥터 위치단은 ECU로 이어지는 신호선에 구비된 커넥터가 삽입되어 회로기판(5)의 커넥터와 이어지게 된다.

또한, 상기 커버하우징(6)에는 회로기판(5)의 관통 홀을 관통한 지지핀(8)이 끼워지는 관통 홀이 형성되는데, 이는 상기 지지핀(8)이 회로기판(5)쪽에 만 끼워지는 경우 형성시키지 않게 된다.

한편, 본원 발명의 조향 각 센서 어셈블리는 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되도록 치합된 기어(선 기어와 위성기어 열)들간의 기어 이에 의한 백래쉬(Backlash)현상을 방지하도록 구성할 수 있으며, 일례로 치합된 기어(선 기어와 위성기어 열)들간의 기어 이를 서로 간에 강하게 밀착 시켜 주는 구조를 갖도록 구성하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 제2 실시예를 도시한 도 3에 도시된 바와 같이, 조향각 센서 어셈블리가 조향 휠과 조향 컬럼 사이에 위치되어져 조향휠의 회전에 따라 함 께 회전되는 회전플레이트(1)와, 조향 휠 쪽으로 삽입되는 상기 회전플레이트(1)의 내접면(1b)의 안쪽에서 인너보스 돌출단(1c)의 외주면에 형성된 선기어(1a)에 치합되는 위성기어 열(2), 상기 위성기어 열(2)의 기어 이를 선기어(1a)의 기어 이로 밀착 시켜 주도록 가압력을 가하는 유격보상부재(7), 상기 위성기어 열(2)의 자전을 위해 위성기어 열(2)을 고정한 지지핀(8)이 관통하면서 위성기어 열(2)을 가리도록 회전플레이트(1)의 내접면(1b)을 따라 구비되어, 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하기 위한 측정 신호를 위성기어 열(2)의 회전에 따른 자력 크기를 통해 발생하는 회로기판(5) 및 조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 그 내면으로 회로기판(5)이 어느 정도 유동 가능하도록 결합되고 회전플레이트(1)가 회전되도록 결합하는 커버하우징(6)으로 구성된다.

여기서, 상기 회전플레이트(1)는 그 중앙으로 조향 컬럼에 감싸인 조향 축(A)에 고정되는 인너보스 돌출단(1c)과, 상기 인너보스 돌출단(1c)의 외주면으로 형성된 선기어(1a) 및 상기 인너보스 돌출단(1c)에서 회전플레이트(1)의 테두리까지 위성기어 열(2)이 수용되도록 소정 깊이로 형성된 내접면(1b)을 갖는 구조를 이루게 된다.

그리고, 상기 위성기어 열(2)은 회전플레이트(1)의 인너보스 돌출단(1c)의 외주면으로 형성된 선기어(1a)를 통해 회전되는 제1·2위성기어(3,4)로 이루어지고, 상기 제1·2위성기어(3,4)에는 각각 제1·2자석(3a,4a)이 구비된다.

여기서, 상기 제1·2위성기어(3,4)는 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에서 서로 간격을 두고 자유회전인 자전 되도록 고정되는데, 이러한 제1·2위성기어(3,4) 의 자전을 위해서 제1·2위성기어(3,4)를 고정한 지지핀(8)이, 제1·2위성기어(3,4)에 고정되면서 제1·2위성기어(3,4)를 가리는 회로기판(5)에 형성된 관통 홀로 끼워지게 되고, 이로 인해 회전플레이트(1)의 선기어(1a)를 통해 회전될 때 제1·2위성기어(3,4)가 자전되어진다.

그리고, 상기 제1위성기어(3)의 직경(d)은 제2위성기어(4)의 직경(D)에 비해 작은 직경으로 이루어져 선기어(1a)의 회전에 대한 회전수가 각각 다르고, 이들을 이용한 조향 휠의 절대 각 산출은 제1 실시예의 경우와 동일한 방식이다.

또한, 상기 제1·2위성기어(3,4)를 고정하는 유격보상부재(7)는 탄성력을 갖는 재질로 이루어지며, 회전플레이트(1)의 중앙에서 외주면으로 선기어(1a)를 형성한 인너보스 돌출단(1c)과 제1·2위성기어(3,4)를 고정한 지지핀(8)에 걸쳐져, 유격보상부재(7)가 갖는 탄성력으로 통해 제1·2위성기어(3,4)의 기어 이를 회전플레이트(1)의 선기어(1a)쪽으로 가압하게 된다.

이때, 상기 유격보상부재(7)가 지지핀(8)에 가하는 힘은 회로기판(5)과 함께 제1·2위성기어(3,4)를 선기어(1a)쪽으로 기어 이의 마모 정도에 따라 이동시키고, 이러한 회로기판(5)의 이동은 커버하우징(6)의 내면에서 회로기판(5)이 어느 정도 유동이 가능하도록 결합됨에 따라 이루어지게 된다.

여기서, 상기 유격보상부재(7)의 탄성 가압력은 제1·2위성기어(3,4)의 회전력을 저하시키지 않는 마찰력을 갖는 정도이며, 이는 선기어(1a)쪽과 제1·2위성기어(3,4)의 지지핀(8)에 걸쳐지는 상태를 조정하여 이루게 된다.

그리고, 상기 지지핀(8)은 제1·2위성기어(3,4)에 일체로 형성되거나 또는, 제1·2위성기어(3,4)와는 별도로 제작되어 제1·2위성기어(3,4)에 압입 고정되는 방식을 갖게 된다.

이하 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 조향 각 센서 어셈블리는 조향 휠과 조향 컬럼 사이에 위치되어져, 조향 휠의 회전 시 회전 정도에 따른 전기 신호를 ECU내 알고리즘을 이용하여 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하게 되며, 이러한 조향 각 측정과 더불어 그 내부에서 조향 휠의 회전에 따른 전기 신호 발생이 기어 열 내접 타입을 이용함에 따라 조향 각 센서의 전체적인 크기를 보다 줄여 줄 수 있는 특징이 있다.

즉, 본원 발명의 조향 각 센서 어셈블리는 그 전체적인 크기가 제 1실시예를 도시한 도 1에 도시된 바와 같이, 조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 조향휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전플레이트(1)를 수용하는 커버하우징(6)의 전체적인 직경에 의해 결정되어진다.

이는 상기 커버하우징(6)에 수용되어져 조향 휠의 절대 각을 산출하도록, 도 2에 도시된 바와 같이 조향 휠과 함께 회전되는 회전플레이트(1)를 통해 회전되는 위성기어 열(2)이 회전플레이트(1)의 테두리를 따라 안쪽으로 형성된 선기어(1a)에 내접되도록 내접면(1b)에 수용되므로, 상기 위성기어 열(2)을 이루는 제1·2위성기어(3,4)의 직경(d,D)으로 인해 요구되는 공간이 회전플레이트(1)의 바깥쪽에서 형성되지 않기 때문이다.

이와 같은 본원 발명의 조향 각 센서 어셈블리는 서로 결합되는 회전플레이 트(1)와 커버하우징(6)내에서 위성기어 열(2)과 회로기판(5)이 구비되고, 상기 회로기판(5)을 통해 발생되는 신호는 커버하우징(6)의 커넥터 연결단으로 결합된 신호선을 통해 ECU로 전달되면, ECU의 절대 각 산출 알고리즘(Algorithm)을 통해 조작된 조향 휠의 조향 각을 산출하게 된다.

이러한 조향 휠의 조향 각 산출은 조향 휠을 회전시킴에 따라 회전플레이트(1)가 함께 회전되면, 상기 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에 수용된 제1·2위성기어(3,4)가 회전플레이트(1)의 선기어(1a)에 내접되어 각각 회전하게 되고, 상기 제1·2위성기어(3,4)의 회전에 따라 제1·2위성기어(3,4)에 각각 구비된 제1·2자석(3a,4a)의 위치도 이동되어진다.

이와 같은 상기 제1·2위성기어(3,4)의 회전에 따른 제1·2자석(3a,4a)의 위치 이동은 회로기판(5)을 통해 감지되는데, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1·2위성기어(3,4)를 덮도록 위로 위치된 회로기판(5)에 구비된 제1·2감지부(5a,5b)가 각각 제1·2자석(3a,4a)의 위치 이동에 따른 측정 신호를 발생하면, 각 소자들로 회로를 구성한 상기 회로기판(5)을 통해 제1·2감지부(5a,5b)의 신호를 전기적으로 처리해 커넥터에 결합된 신호선 쪽으로 보내게 된다.

이때 상기 제1·2감지부(5a,5b)는 제1·2자석(3a,4a)과 형성되는 거리 변화에 따라 변화되는 자력의 크기를 이용해 제1·2위성기어(3,4)의 회전수를 감지하게 되는데, 일례로 자력의 크기를 최대로 감지하는 위치를 0°로 설정하고, 자력의 크기가 점진적으로 감소되어 최소가 되는 위치를 180°로 하며, 자력의 크기가 점진적으로 증가되어 최대가 되는 위치를 360°로 선정하여, ECU의 알고리즘을 통해 조 향휠의 절대 각을 산출하게 된다.

즉, 제1·2자석(3a,4a)의 자력 크기의 변화를 감지하는 제1·2감지부(5a,5b)의 신호를 전기 소자로 이루어진 회로를 통해 처리해 ECU로 입력되면, 상기 ECU에서는 알고리즘에 따라 제1·2위성기어(3,4)의 회전수를 계산하면서, 선기어(1a)와 제1·2위성기어(3,4)간의 직경 비를 고려해 실제적인 조향 휠의 회전수와 더불어 조향 각을 산출하게 된다.

이와 같이 조향 각 센서 어셈블리를 통해 측정된 정보를 이용해 조향 휠의 조향 각을 산출한 ECU는, 이를 이용해 요구되는 차량 제어를 수행하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 제2 실시예도 제1 실시예와 동일한 작용을 하며, 이에 더해 제2 실시예는 선기어(1a)와 치합된 제1·2위성기어(3,4)간에 발생되는 백 래쉬(Backlash)를 차단하는 특징이 있으므로, 제2 실시예는 백 래쉬(Backlash)를 차단하는 작용에 대해서 만 설명한다.

즉, 조향 휠을 회전하면 제1 실시예와 같이 조향 휠과 함께 회전플레이트(1)가 회전되면서 선기어(1a)를 통해 제1·2위성기어(3,4)도 회전하게 되고, 상기 제1·2위성기어(3,4)는 회전플레이트(1)의 인너보스 돌출단(1c)과 제1·2위성기어(3,4)를 고정한 지지핀(8)에 걸쳐진 유격보상부재(7)의 탄성 가압력을 통해 선기어(1a)와 밀착되어진다.

이러한 유격보상부재(7)에 의해 가해지는 탄성 가압력은 제1·2위성기어(3,4)가 선기어(1a)쪽으로 밀착되는 지속적인 힘으로 작용하게 되며, 이는 서로 치합되어 회전되는 기어 이의 마모나 조립 공차등으로 인한 간격 즉, 선기어(1a)와 제1·2위성기어(3,4)의 기어 이간 접촉 소음인 백 래쉬(Backlash)의 발생을 방지하도록 작용하게 된다.

이는, 선기어(1a)와 제1·2위성기어(3,4)간 기어 이의 완전 밀착이 되지 않을 경우, 상기 유격보상부재(7)가 지지핀(8)에 가하는 힘이 회로기판(5)이 커버하우징(6)의 안쪽에서 선기어(1a)와 제1·2위성기어(3,4)의 기어 이의 마모 정도 만큼 이동됨에 따라, 상기 제1·2위성기어(3,4)가 회로기판(5)과 함께 선기어(1a)쪽으로 밀착되어 이루어지게 된다.

이어, ECU를 통해 산출되는 조향 휠의 절대 각은 제 1실시예의 산출과정과 동일 즉, 회전되는 제1·2위성기어(3,4)의 제1·2자석(3a,4a)이 갖는 위치 변화에 따른 자력 크기 변화를 회로기판(5)의 제1·2감지부(5a,5b)를 통해 감지하면, 상기 회로기판(5)은 제1·2감지부(5a,5b)의 신호를 전기 소자로 이루어진 회로를 통해 처리해 ECU로 전송하게 된다.

이에 따라 상기 ECU에서는 알고리즘에 따라 제1·2위성기어(3,4)의 회전수를 계산하면서, 선기어(1a)와 제1·2위성기어(3,4)간의 직경 비를 고려해 실제적인 조향 휠의 회전수와 더불어 조향 각을 산출하고, 이를 이용해 요구되는 차량 제어를 수행하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향 휠의 조작에 따라 회전하면서 ECU에서 조향 절대 각을 산출하기 위한 정보를 발생하는 위성기어 열이, 조향휠 의 조작에 따라 회전되는 회전부재의 테두리를 따라 안쪽으로 형성된 기어에 내접되고 위성 기어 열을 통한 측정값을 신호 처리하는 회로 기판도 회전부재의 안쪽으로 배열되어져, 조향 각 센서의 크기를 회전부재의 크기만으로 형성할 수 있어 전체적인 크기를 더욱 소형화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 조향 절대 각을 산출하기 위한 측정값을 발생하는 위성 기어 열이 조향 휠과 함께 회전되는 회전부재의 테두리를 따라 안쪽으로 형성된 기어에 내접됨에 따라, 외곽으로 고정되는 기어에 의한 백래쉬(Backlash) 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 조향 절대 각을 산출하기 위해 맞 물려 회전되는 기어가 지속적인 밀착력을 받게 됨에 따라, 서로 치합된 기어 이의 간격에 의한 접촉 소음인 백래쉬(Backlash)를 완전히 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 조향 각 센서의 전체적인 크기를 보다 소형화 할 수 있으므로, 차량 장착 시 기존 부품이 레이 아웃(Lay out)에 따른 간섭문제를 줄여 장착성이 보다 용이해지는 효과가 있다.

Claims

조향 휠과 조향 컬럼 사이에 위치되어져 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전플레이트(1)와,

상기 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에 배열되어져 회전플레이트(1)의 테두리를 따라 안쪽으로 형성된 선기어(1a)에 치합되는 위성기어 열(2),

상기 위성기어 열(2)의 자전을 위해 위성기어 열(2)을 고정한 지지핀(8)이 관통하면서 위성기어 열(2)을 가리도록 회전플레이트(1)의 내접면(1b)을 따라 구비되어, 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하기 위한 측정 신호를 위성기어 열(2)의 회전에 따른 자력 크기로 감지해 신호 처리한 후, 신호 처리된 측정값을 ECU로 전송하는 하는 회로기판(5) 및

조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 그 내면으로 회로기판(5)이 고정되고 회전플레이트(1)가 회전되도록 결합하는 커버하우징(6)으로 구성된 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 회전플레이트(1)는 조향 컬럼에 감싸인 조향 축(A)에 고정되도록 중앙으로 관통된 홀을 형성하고, 상기 관통 홀에서 선기어(1a)를 형성한 테두리까지는 위성기어 열(2)이 수용되도록 내접면(1b)을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 위성기어 열(2)은 회전플레이트(1)의 테두리에 형성된 선기어(1a)에 간격을 두고 각각 치합되면서 서로간에 직경 차를 갖는 제1·2위성기어(3,4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 3에 있어서, 상기 제1·2위성기어(3,4)는 자전을 위해 지지핀(8)을 매개로 고정되되, 상기 지지핀(8)은 제1·2위성기어(3,4)에 고정되면서 제1·2위성기어(3,4)를 가리는 회로기판(5)에 형성된 관통 홀로 끼워져, 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에서 자전되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 회로기판(5)에는 제1·2위성기어(3,4)의 회전수를 자력을 이용해 측정하도록, 제1·2위성기어(3,4)에 각각 구비된 제1·2자석(3a,4a)의 위치 이동을 감지해 신호를 발생하는 제1·2감지부(5a,5b)를 구비하고, 상기 제1·2감지부(5a,5b)의 측정값을 신호 처리한 후 ECU로 전송하는 신호 선이 결합되기 위한 커넥터가 구비되어진 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 5에 있어서, 상기 회로기판(5)은 회전플레이트(1)의 테두리에 일치되 면서, 위성기어 열(2)을 위에서 덮는 형상으로 내접면(1b)의 일부 구간을 점유하는 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 5에 있어서, 상기 제1·2감지부(5a,5b)는 각각 제1·2자석(3a,4a)을 통한 자력의 크기를 최대로 감지하는 위치를 0°로 설정하고, 자력의 크기가 점진적으로 감소되어 최소가 되는 위치를 180°로 하며, 자력의 크기가 점진적으로 증가되어 최대가 되는 위치를 360°로 선정하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 커버하우징(6)은 중앙으로 관통 홀을 형성하면서, 그 내면으로 회로기판(5)이 고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
조향 컬럼에 감싸인 조향 축(A)을 회전시키는 조향 휠에 고정되는 인너보스 돌출단(1c)의 외주면으로 선기어(1a)가 형성되어, 조향 휠의 회전에 따라 함께 회전되는 회전플레이트(1)와,

조향 휠 쪽으로 삽입되는 상기 회전플레이트(1)의 내접면(1b)에서 선기 어(1a)에 치합되도록 위치되고, 상기 선기어(1a)를 통한 회전 정도를 감지하도록 각각 제1·2자석(3a,4a)을 갖춘 제1·2위성기어(3,4)로 이루어진 위성기어 열(2),

상기 위성기어 열(2)의 기어 이를 선기어(1a)의 기어 이로 밀착 시켜 주도록 가압력을 가하는 유격보상부재(7),

상기 위성기어 열(2)의 자전을 위해 위성기어 열(2)을 고정한 지지핀(8)이 끼워진 상태에서 위성기어 열(2)을 가리도록 회전플레이트(1)의 내접면(1b)을 따라 위치되어, 제1·2감지부(5a,5b)를 통해 위성기어 열(2)의 제1·2자석(3a,4a)을 감지한 후, 측정값을 신호 처리해 ECU에서 조작된 조향 휠의 절대 각을 산출하도록 전송하는 하는 회로기판(5) 및

조향 컬럼 쪽으로 결합되면서 그 내면으로 회로기판(5)이 유동 가능하도록 결합되고 회전플레이트(1)가 회전되도록 결합하는 커버하우징(6)으로 구성된 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 9에 있어서, 상기 유격보상부재(7)는 탄성력을 갖는 재질로 이루진 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.
청구항 9에 있어서, 상기 지지핀(8)은 제1·2위성기어(3,4)에 압입 고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 각 센서 어셈블리.