KR101890313B1 - 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치 - Google Patents

오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공기용 전기식 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 전기식 구동장치의 구동모터에 의해 조종면 등을 회전시킬 때, 상기 조종면 등의 회전축에 설치되어 회전각도를 측정하는 위치측정센서와 상기 전기식 구동장치의 출력축의 회전각도 및 구동모터의 회전각도를 각각 측정하는 위치감지센서와 홀센서를 이용하여 상기 전기식 구동장치를 제어하되, 상기 위치측정센서에서 측정된 측정값을 상기 전기식 구동장치의 제어부에서 직접 전달받아 구동모터를 제어함으로써, 전기식 구동장치의 작동 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치에 관한 기술분야가 개시된다.
또한, 본 발명은 출력축의 회전각도를 측정하는 위치감지센서와 구동모터의 회전각도를 측정하는 홀센서를 이용하여 상기 출력축을 더욱 세밀하고 안정적으로 제어할 뿐만 아니라 조종면 등의 대상 플랜트의 회전각도를 측정하는 위치측정센서를 이용하여 작동의 신뢰도를 향상킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치{Electro-mechanical actuator for preventing malfunction with external sensor signal}
본 발명은 항공기용 전기식 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 전기식 구동장치의 구동모터에 의해 조종면 등을 회전시킬 때, 상기 조종면 등의 회전축에 설치되어 회전각도를 측정하는 위치측정센서와 상기 전기식 구동장치의 출력축의 회전각도 및 구동모터의 회전각도를 각각 측정하는 위치감지센서와 홀센서를 이용하여 상기 전기식 구동장치를 제어하되, 상기 위치측정센서에서 측정된 측정값을 상기 전기식 구동장치의 제어부에서 직접 전달받아 구동모터를 제어함으로써, 전기식 구동장치의 작동 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치에 관한 기술분야이다.
일반적으로, 구동장치는 기계, 계기 등을 작동시키는 장치로서, 특히 항공기의 구동장치(Actuation System)는 항공기 날개의 조종면인 에일러론(aileron), 러더(rudder) 및 플래퍼론(flaperon) 등을 동작시키기 위해 사용되고 있으며, 주로 유압식 구동장치가 사용되고 있다.
상기와 같은 유압식 구동장치는 작동을 위하여, 유압유, 유압펌프, 유압탱크, 유압실린더 및 배관 등과 같은 다수의 구성품이 필요하게 되고, 따라서 비행장치의 설계시에는 이러한 구성품을 안치시킬 공간확보와 장치들의 무게에 따른 하중의 증가를 고려해야 한다.
최근 기술이 발전함에 따라 유압식 구동장치는 미래항공기의 MEA(More Electric Aircraft)화와 중량 절감 및 시스템 신뢰도 향상에 기여할 수 있는 전기식 구동장치(Electric actuator)로 대체하여 사용되고 있으며, 특히, 전기식 구동장치는 무인항공기에서 각광받고 있는 실정이다.
무인항공기에 사용되는 전기식 구동장치의 일예로, 대한민국 등록특허 제1640489호는 구동모터의 동력을 출력축에 전달 및 차단하는 클러치를 이용하여 외부의 충격하중으로부터 기어 및 구동모터를 보호할 뿐만 아니라, 말단에 회전센서를 구비하는 입력축을 출력축의 타측에 일체로 형성하고, 회전센서를 감지하는 회전감지기를 이용하여 토크에 의해 회전되는 출력축의 회전각도를 측정함으로써, 출력축을 원활하게 제어할 수 있는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치에 관한 기술을 개시하고 있다.
구체적으로, 상기 등록특허는 출력축의 회전각도를 감지하기 위해 회전감지기 하나를 단일센서로 전기식 구동장치의 내부에 설치하여 작동명령에 따른 실제 출력축의 회전각도를 측정하여 외부에서 충격이 발생하여도 원활하게 출력축을 제어하고 있다.
그러나 상기 등록특허는 출력축의 회전각도를 감지하는 회전감지기가 비정상일 경우 제어부에 잘못 측정된 회전각도를 전달하게 되고, 이에 따라 제어부는 구동모터를 오작동시키게 됨으로써, 전기식 구동장치의 고장이 발생 되며, 항공기에 있어서는 전기식 구동장치의 고장은 치명적인 문제를 발생시킬 수 있다.
상기와 같은 문제점을 방지하기 위한 쉬운 방법으로써 전기식 구동장치는 출력축의 회전각을 감지하는 위치감지센서를 하나 이상 설치하는 방법이 있으나, 하나 이상의 위치감지센서를 설치하게 되면 전기식 구동장치의 생산 단가를 상승시키고, 부품증가에 따른 중량이 증가되며, 추가로 설치된 위치감지센서의 제어를 위한 회로의 추가 등의 부가적인 구성이 더 포함되어야 하는 문제점이 있다.
이에 따른 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제1749134호에는 전기식 구동장치의 출력축의 회전각도를 측정하는 위치감지센서가 비정상일 경우 구동모터의 원활한 제어를 위해 상기 구동모터의 회전각도를 측정하는 홀센서를 더 구비함으로써, 위치감지센서 또는 홀센서의 고장으로 인한 오작동을 상호 보완할 수 있는 전기식 구동장치를 제시하고 있다.
상기 등록특허 제1749134호는 위치감지센서와 홀센서를 이용하여 어느 하나의 센서고장시에도 오작동을 미연에 방지할 수 있도록 함에 있어서는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있었으나, 상기 전기식 구동장치에 의해 구동되는 조종면 등의 대상 플랜트가 실제로 구동되는 회전각도를 측정하기 어려운 문제가 있어 상기 대상 플랜트를 정확하고 정밀하게 제어하기에는 어려움이 있었다.
아울러, 종래의 전기식 구동장치를 이용한 항공기는 전기식 구동장치에 의해 구동되는 조종면 등의 대상 플랜트의 작동을 확인하기 위한 감지센서가 설치되고 있으나, 상기 감지센서에서 측정된 측정값은 조작을 위한 리모콘 등의 메인 컨트롤러 또는 시스템 제어기(예:비행조종컴퓨터, 로봇 제어기 등)의 제어부에 전달되어 구동하기 위한 구동명령과 상기 측정값을 비교하여 구동명령을 정정함으로써, 상기 대상 플랜트를 정확하고 정밀하게 제어하는 방법을 사용하고 있다.
즉, 상기 종래의 전기식 구동장치를 이용한 항공기는 상기 대상 플랜트를 정확하게 구동하기 위해 상기 정정된 구동명령에 의해 전기식 구동장치의 구동모터를 제어하지만, 전기식 구동장치의 구동모터를 포함한 구성들의 오작동에 따른 대상 플랜트의 정확하고 정밀한 제어가 어려울 뿐만 아니라 상기 대상플랜트의 작동을 감지하는 센서와 전기식 구동장치가 직접 연결되지 않아 상기 전기식 구동장치와 대상 플랜트간의 연결구조가 파손될 경우 센서의 고장인지 상기 연결구조 또는 전기식 구동장치의 어떠한 구성의 파손에 의한 것인지 확인이 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제1749134호
본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 전기식 구동장치의 출력축의 회전각도를 측정하는 위치감지센서와 구동모터의 회전각도를 측정하는 홀센서를 이용하여 구동모터를 제어하되, 조종면 등의 대상 플랜트의 작동 즉, 회전각도를 측정하는 위치측정센서와 상기 전기식 구동장치의 제어부가 직접 연결되어 오작동을 유발하는 센서의 고장을 모니터링하여 쉽게 탐지할 수 있고, 위치측정센서, 위치감지센서, 홀센서의 측정값을 순서로 운선순위로 정하여 어느 하나 또는 두개의 센서가 비정상으로 판단되는 경우 상기 우선순위에 따른 정상인 어느 하나의 값을 채택하여 구동모터를 제어함으로써, 작동의 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 출력축을 회전시키는 구동모터와 입력부로부터 전달된 조종면의 구동명령을 이용하여 상기 구동모터를 제어하는 제어부와 항공기의 조종면의 회전축의 회전각도를 측정하여 제어부에 전달하는 위치측정센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 입력형 항공기용 전기식 구동장치를 제시한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는 상기 위치측정센서로부터 전달받은 측정값과 입력부로부터 전달된 조종면의 구동명령을 비교하여 구동모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 구동모터의 회전각도를 측정하여 제어부에 전달하는 홀센서와 출력축의 회전각도를 측정하여 제어부에 전달하는 하나의 위치감지센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부는 홀센서, 위치감지센서, 위치측정센서 중 어느 하나가 비정상으로 판단되는 경우, 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부로부터 전달된 조종면의 구동명령을 비교하여 구동모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는 위치측정센서, 위치감지센서, 홀센서의 측정값 순서로 우선순위를 정하고, 상기 위치측정센서, 위치감지센서, 홀센서 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되는 경우 상기 우선순위에 따른 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부로부터 전달된 조종면의 구동명령을 비교하여 구동모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 홀센서는 적어도 3개 이상의 홀수개로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부는 위치측정센서와 위치감지센서가 모두 비정상인 경우, 각각의 홀센서로부터 전달받은 구동모터의 회전각도 중 중간값을 "a"와 상기 중간값에 가까운 유사값을 "b"라 하고, 위치감지센서로부터 전달받은 출력축의 회전각도를 "c"라 할 때, "a"와 "b" 및 "c" 중 중간값을 회전각도로 선정하여 구동모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치는 출력축의 회전각도를 측정하는 위치감지센서와 구동모터의 회전각도를 측정하는 홀센서를 이용하여 상기 출력축을 더욱 세밀하고 안정적으로 제어할 뿐만 아니라 조종면 등의 대상 플랜트의 회전각도를 측정하는 위치측정센서를 이용하여 작동의 신뢰도를 향상킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 위치측정센서, 위치감지센서, 홀센서의 순서로 우선순위를 정하여 작동의 신뢰도를 더욱 향상시키는 한편, 위치측정센서, 위치감지센서, 홀센서 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되는 경우 상기 우선순위에 따른 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부로부터 전달된 조종면의 구동명령을 비교하여 구동모터를 정확하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 이에 따른 센서 고장에 따른 오작동을 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전기식 구동장치와 조종면의 결합을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전기식 구동장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전기식 구동장치의 내부를 개략적으로 나타낸 평단면도와 조종면을 개략적으로 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위치측정센서가 고장이 발생한 경우를 나타낸 작동 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위치감지센서가 고장이 발생한 경우를 나타낸 작동 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 홀센서가 고장이 발생한 경우의 작동 구성도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위치측정센서와 위치감지센서가 고장이 발생한 경우를 나타낸 작동 구성도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위치측정센서와 홀센서가 고장이 발생한 경우를 나타낸 작동 구성도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위치감지센서와 홀센서가 고장이 발생한 경우를 나타낸 작동 구성도.
본 발명은 항공기용 전기식 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 전기식 구동장치(1)의 구동모터(10)에 의해 조종면(2) 등을 회전시킬 때, 상기 전기식 구동장치(1)의 작동 신뢰도를 향상시키기 위해 출력축(20)의 회전각도를 감지 즉, 측정하는 위치감지센서(30)를 단일센서로 사용하지 않고, 구동모터(10)의 회전각도를 감지 즉, 측정하는 홀센서(40) 및 상기 조종면(2) 등의 회전축(2a)에 설치되어 회전각도를 측정하는 위치측정센서(80)를 설치하여 어느 하나 또는 두개의 센서의 고장 발생시에도 신뢰도 높은 회전각도를 선정할 수 있으며, 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40)의 순서로 우선순위를 정하여 어느 하나 또는 두개의 센서의 고장시에도 안정적으로 구동모터(10)를 제어할 수 있는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치에 관한 기술이다.
상기와 같은 본 발명은 중량 절감 및 시스템 신뢰도가 높은 전기식 구동장치(1)로서, 항공기의 구동장치((Actuation System)에 사용되어 항공기 날개의 조종면인 에일러론(aileron), 러더(rudder) 및 플래퍼론(flaperon)(이하, '조종면(2)'으로 통칭한다.)등을 동작시키기 위해 사용되고, 특히, 무인항공기에 더욱더 효율적으로 사용이 가능하다.
즉, 본 발명의 전기식 구동장치(1)는 도면 2에 도시된 바와 같이, 무인 또는 유인 항공기의 조종면(2)과 하우징(1a)의 외부로 돌출되어 구동모터(10)에 의해 회전되는 출력축(20)이 연결구조(링키지 등)로 유기적 연결되어 상기 조종면(2)을 회전시킨다.
상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 출력축(20)을 회전시키는 구동모터(10);와 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 이용하여 상기 구동모터(10)를 제어하는 제어부(50);와 항공기의 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 위치측정센서(80);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부(50)는 상기 위치측정센서(80)로부터 전달받은 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 구동모터(10)의 회전각도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 홀센서(40);와 출력축(20)의 회전각도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 하나의 위치감지센서(30);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부(50)는 홀센서(40), 위치감지센서(30), 위치측정센서(80) 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되는 경우, 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부(50)는 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40)의 측정값 순서로 우선순위를 정하고, 상기 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40) 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되는 경우 상기 우선순위에 따른 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 홀센서(40)는 적어도 3개 이상의 홀수개로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부(50)는 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)가 모두 비정상인 경우, 각각의 홀센서(40)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각도 중 중간값을 "a"와 상기 중간값에 가까운 유사값을 "b"라 하고, 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각도를 "c"라 할 때, "a"와 "b" 및 "c" 중 중간값을 회전각도로 선정하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 9를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 전기식 구동장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 외형을 형성하는 하우징(1a)이 구비되고, 상기 하우징(1a)의 내부에 이후에 언급될 구동모터(10), 위치감지센서(30), 홀센서(40), 제어부(50) 등을 포함하여 구성되며, 구동모터(10)에 의해 구동되되, 하우징(1a)의 외부로 일측이 돌출되는 출력축(20)을 더 포함하여 구성된다.
또한, 상기 하우징(1a)의 타측에는 제어부(50)와 연결되어 외부 인터페이스 즉, 입력부(70)와 데이터를 송수신하고, 전원을 공급할 수 있는 인터페이스용 커넥터(미표시)가 더 포함되어 구성된다.
구체적으로, 본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 구동모터(10)는
하우징(1a)의 외부로 일측이 돌출되는 출력축(20)을 회전시키는 것으로서, 외부에서 공급되는 전원을 이용하여 구동모터(10)의 구동축을 회전시키고, 상기 구동축은 기어박스(60)와 연결되며, 기어박스(60)에 의해 출력축(20)이 회전되어 항공기의 에일러론, 러더 또는 플래퍼론 등의 조종면(2)을 작동시킨다.
다시 한번 설명하면, 상기 구동모터(10)는 기어박스(60)에 의해 구동축과 출력축(20)이 연결되고, 출력축(20)의 회전오차범위 이내로 출력축(20)을 회전시키도록 기어박스(60)에 내재 된 기어조립체(미도시)를 회전시킨다.
부가하여 설명하면, 상기 구동모터(10)의 구동축의 회전은 기어박스(60)에 내재된 기어조립체의 기어비에 의하여 감소되어 출력되는 것으로서, 일예로, 기어조립체의 구동축기어와 출력축기어(이하, '기어'라 한다.)의 기어비가 360:1이고 출력축(20)의 요구 정확도 범위가 ±0.5°이면, 구동축을 1회전 시킬 때, 출력축(20)을 1°도 회전시키게 되는 것이다.
즉, 본 발명의 상기 구동모터(10)는 사용자가 외부 인터페이스 즉, 입력부(100)를 통하여 출력축(20)의 회전각도 정보 즉, 작동명령을 입력하면 이후에 설명될 제어부(50)에 의해 구동모터(10)가 작동되어 출력축(20)을 회전시킨다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 구동모터(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, DSP(Digital Signal Processor)를 포함하는 제어·신호 처리 드라이브로부터 PWM(Pulse Width Modulation)신호가 생성되고, 이 PWM신호를 전달받아 구동모터(10)의 작동을 위한 스위칭 신호를 발생시키는 3-Phase Gate Driver가 포함되는 구동 드라이브를 지나 3-Phase Inverter Module에 전달되며, 3-Phase Gate Driver로부터 입력받은 스위칭 신호에 Power를 동기화시켜서 공급하는 3-Phase Inverter Module에 의하여 작동될 수 있다.
또한, 상기 제어·신호 처리 드라이브는 출력축(20)의 타측에 구비된 이후에 언급될 위치감지센서(30)에 의하여 출력축(20)의 회전각도를 감지하고, 상기 위치감지센서(30)에 의하여 감지된 출력축(20)의 회전각도 정보는 이후에 언급될 제어부(50)에 전달되어, 입력부(70)에서 입력되는 입력값을 보정할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어·신호 처리 드라이브는 조종면(2)의 회전축(2a)에 구비된 이후에 언급될 위치측정센서(80)에 의하여 조종면(2)의 회전각도를 감지하고, 상기 위치측정센서(80)에 의하여 감지된 조종면(2) 즉, 회전축(2a)의 회전각도 정보는 이후에 언급될 제어부(50)에 전달되어, 입력부(70)에서 입력되는 입력값을 보정할 수 있도록 한다.
상기와 연관하여, 본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 홀센서(40)는
입력된 출력축(20)의 회전각도 정보 즉, 구동(작동)명령에 따라 출력축(20)을 회전시키기 위해 구동모터(10)가 구동될 때, 상기 구동모터(10)의 회전각도를 측정하여 이후에 자세히 언급될 제어부(50)에 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 홀센서(40)는 앞서 설명된 구동축을 회전시키기 위해 발생되는 구동모터(10)의 회전각을 측정하고, 측정된 구동모터(10)의 회전각도를 제어부(50)에 전달하여 구동모터(10)의 회전이 정상적으로 원활하게 이루어지고 있는 지를 확인할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 홀센서(40)는 이후에 자세히 설명될 위치감지센서(30), 위치측정센서(80)와 함께 사용되고, 구동명령에 따른 구동모터(10)의 구동에 따라 실제로 출력축(20) 또는 조종면(2)의 회전축(2a)이 회전되는 각도를 비교함으로써, 기어 백래쉬 및 공회전, 연결구조(링키지 등) 파손 등의 요인에 의한 오차범위를 줄여 더욱더 정교하게 출력축(20) 및 조종면(2)을 제어할 수 있는 효과를 실현케 한다.
아울러, 상기 본 발명의 홀센서(40)는 적어도 3개 이상의 홀수개로 구성되는 아날로그 홀센서(Analog Hall Sensor)인 것이 바람직한데, 이는 어느 하나의 홀센서(40)가 비정상적으로 작동하였을 때, 중간값을 채택하도록 함으로써, 어느 하나의 홀센서(40)가 고장났을 때에도 적어도 하나의 정상인 홀센서(40)를 통해 정상적으로 구동모터(10)의 회전각을 측정 및 제어할 수 있는 효과를 실현케 한다.
즉, 종래에 일반적으로 사용되는 디지털 홀센서는 어느 하나가 고장나면 그 기능이 발휘되지 못하여 구동모터(10)의 회전각을 측정 및 제어할 수 없지만, 본 발명의 홀센서(40)는 어느 하나 또는 어느 하나 이상이 고장나도 고장나지 않은 적어도 하나의 홀센서(40)를 이용하여 BLDC 모터인 본 발명의 구동모터(10)의 회전각을 측정 및 제어할 수 있는 것이다.
부가하여 설명하면, 상기 본 발명의 홀센서(40)가 3개로 구성될 경우, 구동모터(10)의 회전각이 각각 A, B, C로 측정되었을 때, A＜B＜C이고, C의 값이 B에 더 가까운 값이라고 가정하면, 이후에 자세히 설명될 제어부(50)는 B와 C값을 A에 비하여 높은 1차신뢰도값으로 판단한 후, A, B, C 세가지의 값 중 중간값인 B를 구동모터(10)의 회전각으로 선정하여 출력축(20)을 구동시키기 위해 구동모터(10)를 제어한다.
일예로, 상기 본 발명의 홀센서(40)가 3개로 구성될 경우, 상기 A, B, C의 값이 각각 10, 13, 15라 가정하면, 제어부(50)는 가까운 값 두가지의 13, 15를 1차신뢰도값으로 선정하고, 10, 13, 15 중 중간값인 13을 구동모터의 회전각으로 선정한다.
즉, 이렇듯 상기 본 발명의 홀센서(40)는 홀수개로 구성되어야만 중간값을 선정할 수 있고, 상기 중간값은 홀센서(40)에 의해 측정된 모든 값의 합을 나눈 평균값이 아닌 중간의 값을 선정하는 것으로서, 높은 신뢰도로 구동모터(10)의 회전각을 선정할 수 있는 효과를 실현케 한다.
이때, 이후에 설명될 위치감지센서(30)와 위치측정센서(80) 또한 상기 홀센서(40)와 같이, 적어도 3개 이상의 홀수개로 구성되어도 무방하나, 전기식 구동장치(1) 및 항공기의 생산단가 상승과 부품 증가에 따른 중량 증가 등의 문제가 있고, 이에 비해 구동모터(10)의 회전각을 측정하는 홀센서(40)는 위치감지센서(30)와 위치측정센서(80)에 비해 비교적 생산단가가 저렴하고, 부품 증가에 따른 중량 증가 등의 문제가 적어 효율적이다.
상기와 연관하여, 본 발명을 달성하기 위한 구성요소인 출력축(20)은
구동모터(10)에 의해 회전되는 것으로서, 앞서 설명한 바와 같이, 사용자가 입력부(70)에 출력축(20)의 회전각도 정보(구동명령)를 입력하면 이후에 설명될 제어부(50)에 의해 구동모터(10)가 작동되어 일정각도 회전되고, 출력축(20)의 회전에 따라 연결구조(링키지 등)로 연결된 조종면(2)의 회전축(2a)이 회전되어 상기 조종면(2)이 작동된다.
부가하여 설명하면, 상기 입력부(70)는 사용자가 실제로 조종면(2)의 작동값(구동명령)을 입력하고 이러한 조종면(2)의 작동값이 조종면(2)을 작동시키는 출력축(20)의 회전각도 정보로 변환되어 제어부(50)에 입력되며, 제어부(50)에 입력된 출력축(20)의 회전각도 정보를 바탕으로 구동모터(10)를 구동시켜 출력축(20)을 회전시키는 것이다.
이때, 본 발명의 출력축(20)은 앞서 설명한 바와 같이, 기어박스(60)에 의해 구동모터(10)의 구동축(미표시)과 연결되어 회전되고, 하우징(1a)의 내부 즉, 출력축(20)의 타측에 베어링이 결합되어 출력축(20)이 자유롭게 회전되도록 설치되며 이러한 베어링의 결합은 종래에 일반적으로 사용되는 어떠한 베어링을 사용하여도 무방함으로 자세한 설명은 생략한다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 출력축(20)은 일측이 하우징(1a)의 외부로 돌출되고, 타측에 연장형성되되, 구동모터(10)의 동력을 전달받는 기어를 구비하는 입력축(미도시)을 포함하여 구성되는 것으로서, 하우징(1a)의 외부로 돌출된 출력축(20)의 일측은 조종면(2)과 연결되고, 타측에 연장형성된 입력축은 기어박스(60)의 기어조립체와 기어에 의해 회전되어 출력축(20)을 회전시키는 것이다.
상기와 연관하여, 본 발명의 출력축(20)은 타측 말단 즉 입력축의 말단에 이후에 언급될 위치감지센서(30)에 회전각도 정보를 전달하는 회전센서(미도시)를 포함하여 구성되고, 출력축(20)의 회전과 함께 회전되는 입력축의 회전각도 정보를 회전센서를 통하여 위치감지센서(30)에 전달함으로써, 출력축(20)의 회전각도 정보를 이후에 언급될 제어부(50)에 위치감지센서(30)를 통하여 전달할 수 있는 효과를 실현케 한다.
이때, 상기 위치감지센서(30)는 회전센서와 대향되게 설치되어 입력축 즉, 출력축(20)의 회전각도 정보를 원활하게 감지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하나, 당업자의 판단에 의해 회전센서 및 위치감지센서(30)의 구성외에도 출력축(20)의 회전각도 정보를 감지할 수 있다면 종래에 사용되는 어떠한 감지센서를 사용하여도 무방함은 자명할 것이다.
상기와 연관하여, 본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 위치감지센서(30)는
입력된 출력축(20)의 회전각도 정보 즉, 작동명령에 따라 출력축(20)을 회전시키기 위해 구동모터(10)가 구동될 때, 조종면(2)을 구동시키는 실제 출력축(20)의 회전각을 측정하여 제어부(50)에 전달하는 것으로서, 하나로 구성되어 전기식 구동장치(1)의 생산 단가 및 부품 증가에 따른 중량 증가, 제어를 위한 회로 추가 등이 불필요하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 위치감지센서(30)는 출력축(20)의 회전각도를 감지하여 제어부(50)에 출력축(20)의 회전각도 정보를 전달함으로써, 제어부(50)에서 출력축(20)이 회전된 각도를 최신정보로 갱신하여 저장함으로써, 출력축(20)에 의해 조종면(2)이 작동된 값을 산출할 수 있는 효과를 실현케 한다.
상기와 같은 효과를 달성하기 위해 본 발명의 위치감지센서(30)는 앞서 설명한 바와 같이, 하우징(1a)의 내부에 설치되되, 출력축(20)의 타측말단 방향 즉, 출력축(20)의 타측에 일체로 형성된 입력축의 타측 말단에 구비된 회전센서와 대향되도록 설치되어 입력축의 회전각도 정보를 감지함으로써, 출력축(20)의 회전각도 정보를 감지하게 되고, 감지된 출력축(20)의 회전각도 정보를 제어부(50)에 전달하여 출력축(20)의 회전각도 정보 즉, 조종면(2)이 작동된 최신 정보를 제어부(50)에서 갱신할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.
아울러, 본 발명의 위치감지센서(30)는 앞서 설명된 구동모터(10)의 회전각도를 측정하는 홀센서(40)와 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도를 측정하는 위치측정센서(80)와 함께 사용되어 구동모터(10)의 제어를 더욱 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 효과를 실현케 하고, 보다 상세하게 설명하면, 위치감지센서(30)는 실제 출력축(20)이 회전각도 정보를 획득하고, 이에 따라 홀센서(40)에 의해 측정된 구동모터(10)의 회전각도 정보 및 위치측정센서(80)에 의해 조종면(2)의 회전축(2a)이 회전되는 회전각도 정보와 함께 분석되어 구동모터(10)의 회전각도 정보에 따른 출력축(20)의 회전각도가 환산되어 계산되며, 이에 따라 이후에 설명될 제어부(50)는 구동모터(10)를 보다 정밀하게 제어하여 출력축(20)을 제어할 수 있게 된다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 위치측정센서(80)는
항공기의 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도 또는 직선 이동을 감지 즉, 측정하여 제어부(50)에 전달하는 것으로서, 상기 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도 정보를 통해 상기 제어부(50)가 실제로 상기 조종면(2)이 구동되는 상태를 확인하여 구동모터(10)를 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
부가하여 설명하면, 종래의 전기식 구동장치를 이용한 항공기는 조종면의 회전축의 회전각도를 측정하는 위치측정센서가 메인 컨트롤러 또는 시스템 제어기의 제어부에 조종면의 작동이 정상적으로 이루어지는 지를 측정값을 전달함으로써, 모니터링 즉, 확인이 가능할 뿐만 아니라 전기식 구동장치를 구동시키기 위한 구동명령을 정정하여 입력할 수 있도록 했었다.
그러나 본 발명에서의 위치측정센서(80)는 상기 메인 컨트롤러 또는 시스템 제어기의 제어부에 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도 정보를 전달하지 않고 이후에 자세히 언급될 전기식 구동장치(2)의 제어부(50)에 직접 전달함으로써, 상기 위치측정센서(80)에 의해 측정된 회전각도 정보를 이용하여 상기 제어부(50)가 구동모터(10)를 직접 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 위치측정센서(80)는 전기식 구동장치(1)의 외부에 설치되는 것으로서, 상기 전기식 구동장치(1)의 제어부(50)와 연결되기 위해 상기 전기식 구동장치(1)의 외부 인터페이스에 연결되어 측정값을 입력함으로써, 이후에 언급될 제어부(50)의 제어·신호 처리 드라이브에 감지된 측정값 즉, 회전축(2a)의 회전각도 정보를 전달한다.
즉, 본 발명의 전기식 구동장치(1)는 조종면(2)의 회전각도 또는 직선 이동을 감지하는 위치측정센서(80)를 이용하여 감지 즉, 측정된 정보를 입력받아 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령과 비교하여 정상 또는 비정상 유무를 쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라 구동모터(10)를 더욱더 정확하게 제어할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.
또한, 본 발명의 위치측정센서(80)는 전기식 구동장치(1)에 직접 연결됨에 따라 메인 컨트롤러 또는 시스템 제어기(이하, '시스템 제어기'라 한다.)의 인터페이스 구조를 단순화시킬 수 있고, 조종면(2)의 모니터링을 통한 오작동 유무 확인 및 이에 따른 제어를 상기 시스템 제어기에서 제외 시킴으로써, 상기 시스템 제어기의 다른 성능을 보다 향상 및 추가시킬 수 있는 효과를 실현케 한다.
아울러, 본 발명의 위치측정센서(80)는 종래의 전기식 구동장치의 구동장치구성의 폭을 넓힐 수 있도록 하는 효과를 실현케 하는데, 부가하여 설명하면, 종래에는 위치감지센서(30)와 홀센서(40)를 이용하여 전기식 구동장치 자체의 제어정밀도만을 고려하여 출력축(20) 즉, 조종면(2)을 제어했다면, 상기 위치측정센서(80)를 이용하여 구동제어 대상(대상 플랜트) 즉, 조종면(2)을 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과를 실현케 하는 것이다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제어부(50)는
홀센서(40)와 위치감지센서(30) 및 위치측정센서(80)로부터 측정된 구동모터(10)의 회전각도 정보와 출력축(20)의 회전각도 정보 및 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도 정보를 전달받아 입력부(70)에서 입력된 출력축(20)의 회전각도 즉, 조종면(2)의 구동명령을 전달받으면 구동모터(10)를 제어하여 출력축(20)을 회전시키되, 앞서 설명된 바와 같이, 위치감지센서(30)에 의해 측정된 출력축(20)의 회전각도 정보와 홀센서(40)에 의해 측정되는 구동모터(10)의 회전각도 정보 및 위치측정센서(80)의 회전축(2a)의 회전각도 정보를 바탕으로 구동모터(10)를 더욱 정밀하게 제어하여 조종면(2)을 정확하게 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 제어부(50)는 홀센서(40), 위치감지센서(30), 위치측정센서(80) 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되면, 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제어부(50)는 입력부(70)로부터 전달된 구동명령을 바탕으로 구동모터(10)를 구동시키면, 위치측정센서(80)에 의해 조종면(2)의 회전축(2a) 회전각도 정보를 전달받아 상기 조종면(2)의 구동정보를 얻게 되고, 이때, 기설정된 구동명령값에 대응하는 조종면(2)의 구동정보와 오차범위 이상으로 차이가 난다고 판단되면, 위치측정센서(80)를 비정상으로 판단하고, 위치감지센서(30) 또는 홀센서(40)에서 측정된 출력축(20)의 회전각도 정보 또는 구동모터(10)의 회전각도 정보를 기준으로 구동모터(10)를 제어함으로써, 최종적으로 조종면(2)을 정확하고 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
마찬가지로, 본 발명의 제어부(50)는 입력부(70)로부터 전달된 구동명령을 바탕으로 구동모터(10)를 구동시키면, 위치감지센서(30)에 의해 구동모터(10)의 회전각도 정보를 전달받게 되고, 이때, 기설정된 구동명령값에 대응하는 출력축(20)의 회전각도 정보와 오차범위 이상으로 차이가 난다고 판단되면, 위치측정센서(80) 또는 홀센서(40)에서 측정된 회전축(2a)의 회전각도 정보 또는 구동모터(10)의 회전각도 정보를 기준으로 구동모터(10)를 제어함으로써, 구동모터(10)를 정확하게 제어할 수 있게 되며, 전기식 구동장치(1)의 오작동 및 고장을 방지함과 동시에 최종적으로 조종면(2)을 정확하고 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
마찬가지로, 본 발명의 제어부(50)는 입력부(70)로부터 전달된 구동명령을 바탕으로 구동모터(10)를 구동시키면, 홀센서(40)에 의해 구동모터(10)의 회전각도 정보를 전달받게 되고, 이때, 기설정된 구동명령값에 대응하는 구동모터(10)의 회전각도 정보와 오차범위 이상으로 차이가 난다고 판단되면, 홀센서(40)를 비정상으로 판단하고, 위치측정센서(80) 또는 위치감지센서(30)에서 측정된 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도 정보 또는 출력축(20)의 회전각 정보를 기준으로 구동모터(10)를 제어함으로써, 출력축(20)을 정확하게 제어할 수 있게 되며, 전기식 구동장치(1)의 오작동 및 고장을 방지함과 동시에 최종적으로 조종면(2)을 정확하고 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
상기와 연관하여, 본 발명의 제어부(50)는 상기 위치측정센서(80)로부터 전달받은 측정값을 최우선 정보로 판단하여 상기 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40)의 측정값 순서로 우선순위를 정하고, 상기 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40) 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되는 경우, 상기 우선순위에 따른 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 전기식 구동장치(1)의 제어부(50)는 조종면(2)을 보다 정확하게 제어하기 위해 조종면(2)의 작동상태를 모니터링 할 수 있는 위치측정센서(80)의 측정값을 최우선 정보로 판단하여 구동모터(10)를 제어하도록 하는 것이다.
이때, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단되는 경우, 입력부(70)로부터 전달된 구동명령에 의해 구동모터(10)를 작동시킨 후 위치감지센서(30)에 의해 출력축(20)의 회전각도 정보를 전달받고, 상기 위치감지센서(30)의 정상유무를 판단하여 상기 위치감지센서(30)가 정상인 경우 상기 위치감지센서(30)의 출력축(20)의 회전각도 정보를 기준으로 구동모터(10)를 제어함으로써, 최종적으로 위치측정센서(80)와 홀센서(40)에 구애받지 않고 조종면(2)을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제어부(50)는 상기 위치감지센서(30)가 비정상으로 판단되는 경우, 입력부(70)로부터 전달된 구동명령에 의해 구동모터(10)를 작동시킨 후 홀센서(40)에 의해 구동모터(10)의 회전각도 정보를 전달받고, 상기 홀센서(40)의 정상유무를 판단하여 상기 홀센서(40)가 정상인 경우 상기 홀센서(40)의 구동모터(10)의 회전각도 정보를 기준으로 구동모터(10)를 제어함으로써, 최종적으로 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)에 구애받지 않고 조종면(2)을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40) 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되어도 우선순위에 따라 정상인 어느 하나의 센서를 이용하여 다른 두개의 센서에 구애받지 않고 조종면(2)을 정확하게 제어할 수 있는 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 제어부(50)는 앞서 설명된 바와 같이, 위치감지센서(30)와 홀센서(40) 중 어느 하나 이상이 비정상으로 판단되거나, 모두 정상으로 판단되는 경우, 위치측정센서(80)로 부터 전달받은 회전축(2a)의 회전각도 정보만으로 구동모터(10)의 회전각을 환산하여 구동모터(10)를 제어한다.
즉, 본 발명의 제어부(50)는 최초 조종면(2)의 구동시 위치측정센서(80)를 주 센서로 이용하여 구동모터(10)를 제어하고 있었기 때문에, 위치감지센서(30)와 홀센서(40) 중 어느 하나 이상이 비정상으로 판단되는 경우 또는 위치감지센서(30)와 홀센서(40) 모두가 정상으로 판단되는 경우에도 위치감지센서(30)와 홀센서(40)에 의한 출력축(20)의 회전각도 정보와 구동모터(10)의 회전각도 정보를 버리게 되고, 위치측정센서(80)에 의해 측정되는 회전축(2a)의 회전각도 정보만을 사용하여 기설정되어 있던 회전축(2a)의 회전각도 정보에 의해 환산된 구동모터(10)의 회전각도로 구동모터(10)를 제어한다.
이때, 상기 기설정되어 있던 회전축(2a)의 회전각도 정보에 의해 환산된 구동모터(10)의 회전각도는 정상으로 작동하고 있던 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40)로부터 각각 전달받은 회전축(2a)과 출력축(20) 및 구동모터(10)의 회전각도 정보를 최신상태로 유지한 최근값으로 선정된다.
다시 말하면, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40)가 모두 정상으로 작동하고 있을 때, 위치측정센서(80)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각도 정보를 위치감지센서(30)와 홀센서(40) 각각으로부터 전달받은 출력축(20)과 구동모터(10)의 회전각도 정보와 비교하여 회전축(2a)의 회전각도 정보인 회전축 회전각 환산정보로 환산하고, 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각도 정보를 위치측정센서(80)와 홀센서(40) 각각으로부터 전달받은 회전축(2a)과 구동모터(10)의 회전각도 정보와 비교하여 출력축(20)의 회전각도 정보인 출력축 회전각 환산정보로 환산하며, 홀센서(40)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각도 정보를 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30) 각각으로부터 전달받은 회전축(2a)과 출력축(20)의 회전각도 정보와 비교하여 구동모터(10)의 회전각도 정보인 구동모터 회전각 환산정보로 환산하여 유지함으로써, 기어의 백래쉬 및 공회전 등의 오차와 함께 계산되어 최신상태로 유지한 최근값으로 DSP(Digital Signal Processor)에 저장된다.
상기와 같이, 본 발명의 제어부(50)는 위치감지센서(30) 또는 홀센서(40) 중 어느 하나 이상이 비정상으로 판단되는 경우, 주 센서로 사용되던 위치측정센서(80)를 바탕으로 환산된 회전축 회전각 환산정보를 이용하여 구동모터(10)를 제어하기 때문에 조종면(2)을 정확하고 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단되는 경우, 위치감지센서(30)와 홀센서(40) 순서의 우선순위로 측정된 출력축 회전각 환산정보 또는 구동모터 회전각 환산정보를 이용하여 구동모터(10)를 제어하여 회전축(2a)을 회전시키기 때문에 전기식 구동장치(1)의 오작동 및 고장을 미연에 방지함과 동시에 조종면(2)을 정확하게 제어할 수 있는 효과를 실현케 한다.
상기와 연관하여, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단되는 경우, 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각도 정보로 구동모터(10)의 회전각도를 환산하여 구동모터(10)를 제어하고, 이에 따라 회전축(2a)을 제어한다.
즉, 본 발명의 제어부(50)는 앞서 설명한 바와 같이, 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단되는 경우, 그 다음 우선순위인 위치감지센서(30)를 바탕으로 환산된 출력축 회전각 환산정보를 이용하여 구동모터(10)를 제어함으로써, 회전축(2a)의 회전을 제어하게 된다.
이때, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단되는 경우, 실제 회전축(2a)의 회전각도 정보를 획득하지 못하기 때문에 위치감지센서(30)로부터 획득한 출력축(20)의 회전각도 정보를 이용하여 회전축(2a) 즉, 조종면(2)을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)가 모두 비정상으로 판단되는 경우, 홀센서(40)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각도 정보로 출력축(20)의 회전각을 환산하여 구동모터(10)를 제어하고, 이에 따라 회전축(2a)을 제어한다.
즉, 본 발명의 제어부(50)는 앞서 설명한 바와 같이, 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)가 비정상으로 판단되는 경우, 홀센서(40)를 바탕으로 환산된 구동모터 회전각 환산정보를 이용하여 구동모터(10)를 제어함으로써, 출력축(20)의 회전을 제어하고, 이에 따라 회전축(2a)을 제어하게 된다.
이때, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)가 비정상으로 판단되는 경우, 실제 출력축(20)의 회전각도 정보를 획득하지 못하기 때문에 작동의 신뢰도가 저하될 수 밖에 없고, 이를 해결하기 위해 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 홀센서(40)가 적어도 3개의 홀수개로 구성됨으로써 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
부가하여 설명하면, 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단되는 경우, 적어도 3개 이상의 홀센서(40)와 위치감지센서(30)가 정상적으로 작동하고 있을 때, 홀센서(40)에서 측정된 구동모터(10)의 회전각 정보 중 중간값을 구동모터(10)의 실제 회전각 정보로 선정하고, 위치감지센서(30)로부터 측정된 출력축(20)의 회전각 정보를 바탕으로 서로 환산된 정보를 얻게 되고, 이는 더욱더 높은 신뢰도를 얻을 수 있는 효과를 실현케 한다.
상기와 연관하여, 본 발명의 제어부(50)는 홀센서(40)가 3개라고 가정할 때, 홀센서(40)와 위치감지센서(30)로부터 4가지의 회전각 정보를 획득하게 되고, 획득한 홀센서(40)의 회전각 정보 중 중간값과, 중간값에 가까운 값을 1차선정값으로 선정하고, 상기 중간값과 중간값에 가까운 값 및 위치감지센서(30)로부터 획득한 회전각 정보를 비교하여 다시 최종적으로 중간값을 회전각으로 선정함으로써, 더욱더 신뢰도 높은 출력축(20)의 회전각을 선정할 수 있게 된다.
다시 말하면, 본 발명의 제어부(50)는 각각의 홀센서(40)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각 중 중간값을 "a", 상기 중간값 "a"에 가까운 유사값을 "b"라 하고, 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각을 "c"라 할 때, "a"와 "b" 및 "c" 중 중간값을 회전각으로 선정하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일예로, 본 발명의 제어부(50)는 홀센서(40)가 3개일 때, 각각의 홀센서(40)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각이 10, 13, 15라고 가정하고(이때, 상기 회전각 10, 13, 15는 출력축(20)의 회전각으로 환산된 값이다.), 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각이 14라고 가정하면, 홀센서(40)와 위치감지센서(30)가 정상일 때는 상기 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각 14를 기준으로 구동모터(10)의 회전각 중 중간값인 13과 유사값인 15를 비교하여 최종적으로 회전각으로 선정되는 것은 14가 된다.
그러나 본 발명의 제어부(50)는 위치측정센서(80)가 비정상으로 판단될 때, 위치감지센서(30)가 비정상으로 판단된 경우 즉, 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각이 7이라고 가정하면, 오차범위를 벗어나 위치감지센서(30)의 고장을 인식하게 되고, 각각의 홀센서(40)로부터 전달받은 회전각 10, 13, 15 중 중간값 13과 유사값 15를 1차선정값으로 선정하며, 상기 위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각 7을 1차선정값으로 선정하게 된 후, 상기 1차선정값 13, 15, 7 중 중간값인 13을 최종적으로 회전각으로 선정하여 구동모터(10)를 제어함으로써, 위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)가 모두 비정상인 경우에도 전기식 구동장치(1)의 오작동 및 고장을 미연에 방지함과 동시에 조종면(2)을 정확하게 저어할 수 있는 효과를 실현케 한다.
종합하여 설명하면, 본 발명은 위치측정센서(80), 위치감지센서(30) 및 홀센서(40)를 이용하여 전기식 구동장치(1)의 센서를 이중화함으로써, 종래에 사용되는 위치감지센서(30)의 고장시 안정적으로 구동모터(10)를 제어할 수 있어, 전기식 구동장치(1)의 오작동 및 고장을 미연에 방지할 뿐만 아니라 실제로 구동되는 대상 플랜트 즉, 조종면(2)의 정확한 제어가 가능하여 항공기의 치명적인 문제를 해결할 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
1 : 전기식 구동장치 2 : 조종면
2a : 회전축 10 : 구동모터
20 : 출력축 30 : 위치감지센서
40 : 홀센서 50 : 제어부
60 : 기어박스 70 : 입력부
80 : 위치측정센서

Claims (7)

  1. 출력축(20)을 회전시키는 구동모터(10);와
    입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 이용하여 상기 구동모터(10)를 제어하는 제어부(50);와
    항공기의 조종면(2)의 회전축(2a)의 회전각도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 위치측정센서(80);와
    구동모터(10)의 회전각도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 홀센서(40);와
    출력축(20)의 회전각도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 하나의 위치감지센서(30);를 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어부(50)는
    상기 위치측정센서(80)로부터 전달받은 측정값을 최우선 정보로 판단하여 상기 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하되,
    위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40)의 측정값 순서로 우선순위를 정하고, 상기 위치측정센서(80), 위치감지센서(30), 홀센서(40) 중 어느 하나 또는 두개가 비정상으로 판단되는 경우 상기 우선순위에 따른 정상인 어느 하나의 측정값과 입력부(70)로부터 전달된 조종면(2)의 구동명령을 비교하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 하는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홀센서(40)는
    적어도 3개 이상의 홀수개로 구성되는 것을 특징으로 하는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부(50)는
    위치측정센서(80)와 위치감지센서(30)가 모두 비정상인 경우,
    각각의 홀센서(40)로부터 전달받은 구동모터(10)의 회전각도 중 중간값을 "a"와 상기 중간값에 가까운 유사값을 "b"라 하고,
    위치감지센서(30)로부터 전달받은 출력축(20)의 회전각도를 "c"라 할 때,
    "a"와 "b" 및 "c" 중 중간값을 회전각도로 선정하여 구동모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 하는 오작동 및 고장을 방지하는 센서 신호 입력형 항공기용 전기식 구동장치.
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