KR101957781B1 - 차량용 리니어 센서장치 - Google Patents

차량용 리니어 센서장치 Download PDF

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    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members

Abstract

본 발명에 따른 차량용 리니어 센서장치는, 내부에 수용공간이 형성된 하우징, 상기 수용공간 내에 구비되되, 적어도 일부는 상기 하우징의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결되고, 상기 구동시스템의 구동에 따라 제1영역 및 제2영역 사이를 직선 이동하는 이동부재, 상기 이동부재에 구비되는 마그넷부재 및 상기 마그넷부재가 제1영역에 위치된 경우 OFF값을 출력하고, 상기 마그넷부재가 제2영역에 위치된 경우 ON 값을 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

차량용 리니어 센서장치{Linear Sensor Apparatus for Vehicle}
본 발명은 차량용 리니어 센서장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 구동시스템의 구동에 따라 제1영역 및 제2영역 사이를 직선 이동하는 이동부재에 구비된 마그넷부재에 의해 ON/OFF 값을 출력할 수 있도록 하는 차량용 리니어 센서장치에 관한 것이다.
자동차에 전동 부품이 장착되는 범위가 확장됨에 따라 기존에 기계적으로 구동되던 시스템에 대한 전장화가 급속하게 이뤄지고 있다. 이에 따라 운전자의 입력 신호를 전기 신호로 변환하는 입력 수단이 절실히 필요하다.
예를 들어, 브레이크 페달이나 전동식 조향 부품의 경우 이동하는 양을 측정하는 수단이 굉장히 중요한 수단이 될 수 있다.
이와 같은 차량용 시스템의 이동량을 측정하기 위해 종래에는 리니어 센서를 사용하기도 하였으며, 이는 마그넷과 센서 사이의 거리에 따라서 아날로그 혹은 PWM 신호로 출력하여 시스템의 이동량을 측정하는 방식을 가진다.
한편 상기와 같은 브레이크 페달이나 전동식 조향 부품의 경우, 완벽히 운전자의 입력신호를 전달 받기 위해서는 기계적인 offset보정이 필수적이며, 특히 조향 시스템의 경우 현재 바퀴의 조향각에 대한 절대위치 판별이 중요하다. 만약 ECU가 ON이 된 시점에서 일정량의 offset을 가지고 정확한 보정이 이루어지지 않는다면 브레이크 시스템에서는 일정량의 드래그가 발생하게 되어 손실로 남게 되며, 조향 시스템에서는 차량의 직진성을 확보할 수 없다.
하지만, 종래의 리니어 센서는 마그넷으로부터 나오는 자기력 값을 아날로그 혹은 디지털 값으로 환산하는 방식을 가지므로, 입력전압 또는 주변 환경 등에 따라 출력되는 값이 변할 수 있는 문제가 있다.
도 1은 종래의 리니어 센서의 측정 알고리즘을 나타내는 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 센서는 2개의 센서아웃풋을 이용하게 되며, 제1센서아웃풋과 제2센서아웃풋은 서로 반대 방향에서 최대치를 나타내게 된다. 이에 따라, 마그넷과 센서의 거리에 따라 제1센서아웃풋 및 제2센서아웃풋 중 어느 하나는 점차 증가하게 되며, 다른 하나는 점차 감소하게 된다. 결과적으로, 제1센서아웃풋과 제2센서아웃풋이 서로 교차되는 지점에서 Offset 보정을 수행하게 된다.
다만, 이는 기계적 방식으로 제1센서아웃풋과 제2센서아웃풋의 교차점을 인식하기가 어렵기 때문에, 정확한 교차 위치를 찾아내기가 용이하지 않다는 문제가 있다. 즉 정밀하게 제1센서아웃풋과 제2센서아웃풋의 교차 지점을 판별하기가 어려우므로 보정이 이루어지더라도 다소의 오차가 발생하게 된다.
따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.
한국공개특허공보 제1995-0013889호
본 발명에 따른 차량용 리니어 센서장치는 차량의 소정 구동시스템에서 구동 정도를 정밀하게 판별할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.
또한 종래 구동시스템에서의 구동을 판별하기 위한 다수의 관련 장치들을 통합하도록 하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 차량용 리니어 센서장치는, 내부에 수용공간이 형성된 하우징, 상기 수용공간 내에 구비되되, 적어도 일부는 상기 하우징의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결되고, 상기 구동시스템의 구동에 따라 제1영역 및 제2영역 사이를 직선 이동하는 이동부재, 상기 이동부재에 구비되는 마그넷부재 및 상기 마그넷부재가 제1영역에 위치된 경우 OFF값을 출력하고, 상기 마그넷부재가 제2영역에 위치된 경우 ON 값을 출력하는 출력부를 포함한다.
그리고 상기 이동부재는, 상기 마그넷부재가 구비되며, 상기 수용공간 내에 구비되는 수용부, 상기 수용부와 연결되고, 상기 수용공간의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결되는 연장부를 포함할 수 있다.
또한 상기 수용부에는, 상기 마그넷부재에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 마그넷부재가 안착되는 수용홈이 형성될 수 있다.
그리고 상기 하우징에는, 상기 연장부가 통과하며, 길이 방향으로 길게 형성된 통과홀이 형성될 수 있다.
또한 상기 수용부의 폭은 상기 통과홀의 폭보다 크게 형성되고, 상기 연장부의 폭은 상기 통과홀 이하로 형성될 수 있다.
그리고 상기 마그넷부재는 상기 이동부재의 양측으로 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 하우징은, 상기 마그넷부재가 제2영역에 위치된 상태에서 상기 돌출부에 접촉되어 전기 신호를 발생시키고, 상기 전기 신호를 상기 출력부에 전달하는 스위치부를 포함할 수 있다.
또한 상기 스위치부는, 상기 제2영역의 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.
그리고 상기 구동시스템은 후륜조향시스템일 수 있다.
또한 상기 구동시스템은 제동시스템일 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 리니어 센서장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 차량의 제동시스템 또는 후륜조향시스템 등의 구동시스템에서 각 장치의 구동 정도를 정밀하게 판별이 가능한 장점이 있다.
둘째, 이에 따라 종래 구동시스템에서의 구동을 판별하기 위한 다수의 관련 장치들을 통합할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 장치가 복잡하지 않고 간단하므로 제조 단가를 절감할 수 있으며, 고장률을 대폭 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 리니어 센서의 측정 알고리즘을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치의 전체 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치의 구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치에 있어서, 마그넷부재 및 스위치부의 접촉 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치에 있어서, 이동부재 및 마그넷부재가 제1영역에 위치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치에 있어서, 이동부재 및 마그넷부재가 제1영역에서 제2영역으로 진입하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치의 측정 알고리즘을 나타내는 그래프이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치의 전체 모습을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치의 구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치는 하우징(100)과, 이동부재(120)와, 마그넷부재(122)와, 출력부(110)를 포함한다.
상기 하우징(100)은 내부에 타 구성요소들이 수용되는 수용공간이 형성된다. 본 실시예의 경우, 상기 하우징(100)은 상부하우징(100a) 및 하부하우징(100b)을 포함하며, 이들의 결합에 의해 수용공간이 형성된다.
그리고 상기 하우하우징(100b)에는, 후술할 이동부재(120)의 연장부(124)가 통과하며, 길이 방향으로 길게 형성된 통과홀(102)이 형성된다. 즉 상기 이동부재(120)는 상기 통과홀(102)을 따라 이동될 수 있다.
상기 이동부재(120)는 상기 수용공간 내에 구비되되, 적어도 일부는 상기 하우징(100)의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결된다. 그리고 상기 구동시스템의 구동에 따라 제1영역 및 제2영역 사이를 직선 이동할 수 있다.
본 실시예에서 상기 이동부재(120)는 수용부(126)와, 연장부(124)를 포함한다. 상기 수용부(126)는 후술할 마그넷부재(122)가 구비되며, 상기 수용공간 내에 구비되는 구성요소이다. 그리고 상기 연장부(124)는 상기 수용부(126)와 연결되고, 상기 수용공간의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결되는 구성요소이다.
이때 상기 수용부(126)에는 상기 마그넷부재(122)에 대응되는 형상으로 형성되어, 상기 마그넷부재(122)가 안착되는 수용홈이 형성될 수 있다.
그리고 상기 차량의 소정 구동시스템은, 후륜조향시스템 또는 제동시스템일 수 있다. 즉 상기 연장부(124)는 수용공간의 외부로 노출된 상태로 후륜조향시스템 또는 제동시스템의 구성요소 중 어느 하나와 연결되며, 이들의 구동에 의해 상기 통과홀(102)을 따라 직선 이동될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 센서장치는, 후륜조향장치의 중심점을 측정하거나, 브레이크 페달의 입력 여부를 판단하는 역할을 수행할 수 있게 된다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
한편 상기 이동부재(120)가 하우징(100)의 외부로 이탈되지 않도록 하기 위해, 상기 수용부(126)의 폭은 상기 통과홀(102)의 폭보다 크게 형성되고, 상기 연장부(124)의 폭은 상기 통과홀(102) 이하로 형성될 수 있다.
상기 마그넷부재(122)는 상기 이동부재(120)에 구비되며, 자기력을 발생시킨다. 이에 따라 마그넷부재(122)는 이동부재(120)와 함께 이동될 수 있다.
본 실시예에서 상기 마그넷부재(122)는 상기 이동부재(120)보다 돌출되도록 형성된 돌출부(123)를 포함하며, 이는 후술할 스위치부에 접촉됨으로써 전기 신호를 발생시킬 수 있도록 한다.
그리고 상기 출력부(110)는 상기 수용공간 내에 구비되며, 상기 마그넷부재(122) 및 상기 스위치부의 접촉에 의해 발생되는 전기 신호를 감지한다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지는 않으며, 상기 출력부(110)은 상기 마그넷부재(122)의 자기력을 감지하는 방식으로 구현될 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치에 있어서, 마그넷부재(122) 및 스위치부(130, 132)의 접촉 모습을 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷부재(122)는 상기 이동부재(120)의 양측으로 돌출된 돌출부(123)를 포함한다.
그리고 상기 하우징(100)은, 상기 마그넷부재(122)가 제2영역에 위치된 상태에서 상기 돌출부(123)에 접촉되어 전기 신호를 발생시키고, 상기 전기 신호를 상기 출력부(110)에 전달하는 스위치부(130, 132)를 포함한다.
이때 구체적으로 본 실시예에서 상기 스위치부(130, 132)는 상기 돌출부(123)의 일측에 접촉되는 전압발생포트(132)와, 다른 일측에 접촉되는 모니터링포트(130)를 포함한다.
즉 본 실시예의 경우, 상기 마그넷부재(122)가 제1영역에 위치된 상태에서는 전기 신호가 발생되지 않으므로 상기 출력부(110)는 OFF신호를 발생시킬 수 있으며, 상기 마그넷부재(122)가 제2영역에 위치된 상태에서는 상기 스위치부(130, 132)와 상기 마그넷부재(122)의 접촉에 의해 전기 신호가 발생되며, 상기 스위치부(130, 132)는 상기 전기 신호를 상기 출력부(110)에 전달하여 ON신호를 발생시킬 수 있다.
또한 본 실시예에서 상기 스위치부(130, 132)는, 상기 제2영역의 길이 방향을 따라 길게 형성된다. 따라서 상기 마그넷부재(122)가 제2영역의 어느 위치에 위치되더라도 전기 신호를 발생시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치에 있어서, 이동부재(120) 및 마그넷부재(122)가 제1영역에 위치된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치에 있어서, 이동부재(120) 및 마그넷부재(122)가 제1영역에서 제2영역으로 진입하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 이동부재(120)의 이동범위는 소정 지점을 기준으로 제1영역 및 제2영역으로 구획된다. 즉 전술한 바와 같이 상기 출력부(110)는 상기 마그넷부재(122)가 제1영역에 위치된 경우 OFF값을 출력하고, 상기 마그넷부재(122)가 제2영역에 위치된 경우 ON 값을 출력하도록 할 수 있다.
즉 본 발명의 경우 마그넷부재(122)가 일측에서 타측으로 이동하는 과정 중 마그넷부재(122)가 제1영역에서 제2영역으로 위치 이동되는 순간을 측정하여 이를 Offset 보정 시 이용할 수 있다.
이때 상기 마그넷부재(122)가 제1영역에서 제2영역으로 위치 이동되는 순간은, 전술한 바와 같이 상기 마그넷부재(122)가 스위치부(130, 132)에 접촉되어 전기 신호가 발생되는 순간으로 설정될 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치의 측정 알고리즘을 나타내는 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 출력부로부터 측정되는 센서 아웃풋은 ON/OFF의 디지털 변화를 가지므로, 그래프 상 라이징 엣지(Rising Edge) 및 폴링 엣지(Falling Edge)를 가지게 된다.
즉, 도 6에서와 같이 마그넷부재가 이동부재(120)에 의해 제1영역으로부터 제2영역에 진입되는 순간을 출력부(110)에서 감지하게 되고, 이 순간의 엣지 변화를 통해 현재 지점을 원점으로 보정할 수 있다.
이때 상기 제1영역이 ON 신호를 나타내고, 제2영역이 OFF 신호를 나타내는 것으로 할 수도 있으나, 반대의 경우도 가능함은 물론이다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 리니어 센서장치를 이용할 경우, 후륜조향시스템에서 후륜조향장치의 중심점을 측정하거나, 브레이크시스템에서 브레이크 페달의 입력 여부를 정밀하게 판단할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 하우징 100a: 상부하우징
100b: 하부하우징 102: 통과홀
110: 출력부 120: 이동부재
122: 마그넷부재 124: 연장부
126: 수용부 130, 132: 스위치부

Claims (9)

  1. 내부에 수용공간이 형성된 하우징(100);
    상기 수용공간 내에 구비되되, 적어도 일부는 상기 하우징(100)의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결되고, 상기 구동시스템의 구동에 따라 제1영역 및 제2영역 사이를 직선 이동하는 이동부재(120);
    상기 이동부재(120)에 구비되는 마그넷부재(122); 및
    상기 마그넷부재(122)가 제1영역에 위치된 경우 OFF값을 출력하고, 상기 마그넷부재(122)가 제2영역에 위치된 경우 ON값을 출력하는 출력부(110);
    를 포함하고,
    상기 마그넷부재(122)는 상기 이동부재(120)의 양측으로 돌출된 돌출부(123)를 포함하며,
    상기 하우징(100)은,
    상기 마그넷부재(122)가 제2영역에 위치된 상태에서 상기 돌출부(123)에 접촉되어 전기 신호를 발생시키고, 상기 전기 신호를 상기 출력부(110)에 전달하는 스위치부(130, 132)를 포함하여,
    상기 마그넷부재(122)가 제1영역에 위치된 상태에서는 전기 신호가 발생하지 않아 상기 출력부(110)가 OFF값을 출력하고, 상기 마그넷부재(122)가 제2영역에 위치된 상태에서는 전기 신호가 발생되어 상기 출력부(110)가 ON값을 출력하는 차량용 리니어 센서장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동부재(120)는,
    상기 마그넷부재(122)가 구비되며, 상기 수용공간 내에 구비되는 수용부(126); 및
    상기 수용부(126)와 연결되고, 상기 수용공간의 외부로 연장되어 차량의 소정 구동시스템과 연결되는 연장부(124);
    를 포함하는 차량용 리니어 센서장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용부(126)에는,
    상기 마그넷부재(122)에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 마그넷부재(122)가 안착되는 수용홈이 형성된 차량용 리니어 센서장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(100)에는,
    상기 연장부(124)가 통과하며, 길이 방향으로 길게 형성된 통과홀(102)이 형성된 차량용 리니어 센서장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수용부(126)의 폭은 상기 통과홀(102)의 폭보다 크게 형성되고,
    상기 연장부(124)의 폭은 상기 통과홀(102) 이하로 형성되는 차량용 리니어 센서장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부(130, 132)는,
    상기 제2영역의 길이 방향을 따라 길게 형성된 차량용 리니어 센서장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동시스템은 후륜조향시스템인 차량용 리니어 센서장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동시스템은 제동시스템인 차량용 리니어 센서장치.
KR1020140070602A 2014-06-11 2014-06-11 차량용 리니어 센서장치 KR101957781B1 (ko)

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