KR102671202B1 - 센서 장치 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 외측에 배치되는 센서모듈을 포함하고, 상기 센서모듈은, 토크를 측정하는 토크 센서모듈과, 앵글을 측정하는 앵글 센서모듈과, 상기 토크 센서모듈과 상기 앵글 센서모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 토크 센서모듈은 제1 토크센서와 제2 토크센서를 포함하고, 상기 앵글센서모듈은 앵글센서를 포함하며, 상기 전원부는 제1 전원과 제2 전원을 포함하고, 상기 제1 전원은 상기 제1 토크센서와 상기 앵글센서와 연결되며, 상기 제2 전원은 상기 제2 토크센서와 상기 앵글센서가 연결되고, 상기 제1 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제1 정류소자가 배치되고, 상기 제2 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제2 정류소자 배치되며, 상기 제1 정류소자와 상기 제2 정류소자는 연결되는 센서 장치를 제공할 수 있다.

Description

센서 장치 및 이를 포함하는 차량{Apparatus for sensing and apparatus for steering}
실시예는 센서 장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
센서 장치에 있어서, 안정성을 높이기 위하여, 토크센서와 앵글센서에 공급하는 전원을 독립적으로 구현할 수 있다. 예를 들어, 2개의 전원이 마련되고, 2개의 어느 하나의 전원은 1개의 토크센서와 앵글센서에 전원을 공급하고, 다른 하나의 전원은 앵글센서에 전원을 공급하도록 설계하는 경우, 앵글센서에 연결된 전원에 이상이 발생한 경우, 토크센서는 정상 작동하더라도 앵글센서가 작동하지 않아 센서 장치가 고장 나는 치명적인 문제가 발생할 수 있다.
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2개의 전원 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도, 토크센서와 앵글센서 모두 정상적으로 작동할 수 있는 센서 장치 및 이를 포함하는 차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 센서모듈을 포함하고, 상기 센서모듈은, 토크를 측정하는 토크 센서모듈과, 앵글을 측정하는 앵글 센서모듈과, 상기 토크 센서모듈과 상기 앵글 센서모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 토크 센서모듈은 제1 토크센서와 제2 토크센서를 포함하고, 상기 앵글센서모듈은 앵글센서를 포함하며,상기 전원부는 제1 전원과 제2 전원을 포함하고, 상기 제1 전원은 상기 제1 토크센서와 상기 앵글센서와 연결되며, 상기 제2 전원은 상기 제2 토크센서와 상기 앵글센서가 연결되고, 상기 제1 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제1 정류소자가 배치되고, 상기 제2 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제2 정류소자 배치되며, 상기 제1 정류소자와 상기 제2 정류소자는 연결되는 센서 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 토크센서는 상기 제1 전원과 연결되는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 토크센서는 상기 제2 전원과 연결되는 제3 홀센서와 제4 홀센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 앵글센서는 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원과 연결되는 제5 홀센서와 제6 홀센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 정류소자 및 상기 제2 정류소자는 다이오드 및 P형 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(P-Mosfet) 중 어느 하나일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 토크센서와 제2 토크센서는 상기 스테이터의 자속 변화를 감지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 앵글 센서모듈은 메인기어와, 마그넷을 포함하며 상기 메인기어와 맞물리는 서브기어를 포함하고, 상기 앵글센서는 상기 마그넷의 자속변화를 검출할 수 있다.
다른 실시예는, 조향축 및 상기 조향축에 연결되는 센서 장치를 포함하고, 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 센서모듈을 포함하고, 상기 센서모듈은, 토크를 측정하는 토크 센서모듈과, 앵글을 측정하는 앵글 센서모듈과, 상기 토크 센서모듈과 상기 앵글 센서모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 토크 센서모듈은 제1 토크센서와 제2 토크센서를 포함하고, 상기 앵글센서모듈은 앵글센서를 포함하며, 상기 전원부는 제1 전원과 제2 전원을 포함하고, 상기 제1 전원은 상기 제1 토크센서와 상기 앵글센서와 연결되며, 상기 제2 전원은 상기 제2 토크센서와 상기 앵글센서가 연결되고, 상기 제1 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제1 정류소자가 배치되고, 상기 제2 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제2 정류소자 배치되는 차량을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 토크센서는 상기 제1 전원과 연결되는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 토크센서는 상기 제2 전원과 연결되는 제3 홀센서와 제4 홀센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 앵글센서는 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원과 연결되는 제5 홀센서와 제6 홀센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 정류소자 및 상기 제2 정류소자는 다이오드 및 P형 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(P-Mosfet) 중 어느 하나일 수 있다.
실시예에 따르면, 개의 전원 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도, 토크센서와 앵글센서 모두 정상적으로 작동하는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 센서 장치를 도시한 도면,
도 2는 앵글센서모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 제1 토크센서와 제2 토크센서와 전원부를 도시한 도면이고,
도 4는 센서 장치의 출력을 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 센서 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 센서 장치는, 로터(100)와, 스테이터(200)와, 센서모듈(300)를 포함할 수 있다.
로터(100)는 스테이터(200)의 내측에 배치된다. 로터(100)는 조향축의 입력축과 연결된다, 여기서, 입력축이란, 차향의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다. 로터(100)는 원통형의 요크(110)와 요크(110)에 배치되는 마그넷(120)을 포함할 수 있다. 요크(110)의 내측으로 입력축이 삽입된다. 그리고 요크(110)의 외측으로 마그넷(120)이 배치될 수 있다. 마그넷(120)이 요크(110)의 외주면에 접착 고정되거나 압입 고정될 수 있다.
스테이터(200)는 로터(100)의 외측에 배치된다. 스테이터(200)는 스테이터링과, 몰드부재와, 홀더를 포함할 수 있다. 여기서 홀더는 조향축의 출력축과 연결될 수 있다. 여기서, 출력축은 바퀴측의 동력전달구성과 연결될 수 있다. 따라서, 스테이터(200)는 출력축과 연결되어 출력축과 함께 회전한다.
센서모듈(300)은 토크 센서모듈(310)과 앵글 센서모듈(320)과 전원부(330)을 포함할 수 있다.
토크 센서모듈(310)은 스테이터(200)의 자화량을 수집하는 콜렉터가 구비될 수 있다 그리고, 콜렉터를 통해 자속 변화를 감지하는 제1 토크센서(311)와 제2 토크센서(312)를 포함할 수 있다. 제1 토크센서(311)와 제2 토크센서(312)는 입력출과 출력축을 연결하는 토션바의 비틀림에 따라 변화하는 자속변화를 감지한다.
도 2는 앵글센서모듈을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 앵글센서모듈(320)은 앵글센서(321)와 메인 기어(322)와 서브 기어(323)을 포함할 수 있다. 메인 기어(322)는 조항축과 함께 회전한다. 2개의 서브 기어(323)는 메인 기어(322)의 회전에 따라 회전된다. 이때, 2개의 서브 기어(323)에는 각각 마그넷(324)이 장착될 수 있다. 인쇄회로기판(S)에는 서브 기어(323)에 장착된 마그넷의 회전에 의해 발생하는 자기장을 측정할 수 있는 앵글센서(321)가 실장된다.
하우징(400)은 상부 커버(410)와 중간 커버(420)와 하부 커버(430)를 포함할 수 있다. 상부 커버(410)와 중간 커버(420)는 서로 마주보고 배치되며 내부에 스테이터(200)를 수용하는 공간이 마련될 수 있다. 상부 커버(410)와 중간 커버(420) 사이에는 인쇄회로기판(S)이 배치된다. 상부 커버(410)는 로터(100)가 관통하는 홀을 포함할 수 있다. 그리고, 중간 커버(420)는 스테이터(200)가 관통하는 홀을 포함할 수 있다. 하부 커버(430)는 중간 커버(420)를 마주보고 배치된다.
도 3은 제1 토크센서와 제2 토크센서와 전원부를 도시한 도면이고, 도 4는 센서 장치의 출력을 도시한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 토크센서(311)는 제1 홀센서(311a)와 제2 홀센서(311b)를 포함할 수 있다. 제2 토크센서(312)는 제3 홀센서(312a)와 제4 홀센서(312b)를 포함할 수 있다. 토크가 변할 때, 제1 홀센서(311a)와 제3 홀센서(312a)는 동일한 값(T1,T3)을 출력하고, 제2 홀센서(311b)와 제4 홀센서(312b)는 제1 홀센서(311a)와 제3 홀센서(312a)의 값과 동일하지만 기울기가 반대인 값(T3,T4)을 출력한다.
전원부(330)는 제1 전원(331)과 제2 전원(332)을 포함한다. 제1 전원(331)은 제1 토크센서(311)와 앵글센서(321)와 연결된다. 제2 전원(332)은 제2 토크센서(312)와 앵글센서(321)와 연결된다. 즉, 제1 토크센서(311)와 제2 토크센서(312)에 연결되는 전원이 독립적이다. 따라서, 제1 전원(331)과 제2 전원(332) 중 어느 하나에 이상이 발생하여도 다른 하나를 통해 센서 장치는 정상 작동할 수 있다.
제1 전원(331)과 앵글센서(321) 사이에는 제1 정류소자(340)가 배치되고, 제2 전원(332)과 앵글센서(321) 사이에는 제2 정류소자(350)가 배치된다. 그리고, 제1 정류소자(340)와 제2 정류소자(350)가 연결되어 배치된다. 제1 정류소자(340)는 제1 전원(331)에서 앵글센서(321) 방향으로만 전류를 흐르게 하는 소자이다. 그리고 제2 정류소자(350)는 제2 전원(332)에서 앵글센서(321) 방향으로만 전류를 흐르게 하는 소자이다. 여기서, 제1 정류소자(340)와 제2 정류소자(350)는 다이오드 및 P형 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(P-Mosfet) 중 어느 하나일 수 있다. 다이오드에 의한 전압 강하를 줄이기 위해서는 제1 정류소자(340)와 제2 정류소자(350)로서 P형 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(P-Mosfet)을 사용할 수 있다.
제1 전원(331)과 제2 전원(332)이 모두 정상인 경우, 제1 토크센서(311)는 제1 전원(331)으로부터 전원을 공급받고, 제2 토크센서(312)는 제2 전원(332)으로부터 전원을 공급받는다. 그리고, 앵글센서(321)는 제1 전원(331)과 제2 전원(332) 중 전압이 높은 측으로 공급받는다.
제1 전원(331)이 고장 난 경우, 제2 토크센서(312)는 제2 전원(332)으로부터 전원을 공급받고, 앵글센서(321)는 는 제2 전원(332)으로부터 전원을 공급받아, 센서 장치는 정상 구동될 수 있다.
제2 전원(332)이 고장 난 경우, 제1 토크센서(311)는 제1 전원(331)으로부터 전원을 공급받고, 앵글센서(321)는 제1 전원(331)으로부터 전원을 공급받아, 센서 장치는 정상 구동될 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 센서 장치 및 이를 포함하는 차량에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 로터
200: 스테이터
300: 센서모듈
310: 토크 센서모듈
311: 제1 토크센서
312: 제2 토크센서
320: 앵글 센서모듈
321: 앵글센서
330: 전원부
331: 제1 전원
332: 제2 전원
340: 제1 정류소자
350: 제2 정류소자

Claims (12)

  1. 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터의 외측에 배치되는 센서모듈을 포함하고,
    상기 센서모듈은, 토크를 측정하는 토크 센서모듈과, 앵글을 측정하는 앵글 센서모듈과, 상기 토크 센서모듈과 상기 앵글 센서모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
    상기 토크 센서모듈은 제1 토크센서와 제2 토크센서를 포함하고, 상기 앵글센서모듈은 앵글센서를 포함하며,
    상기 전원부는 서로 다른 전압을 갖는 제1 전원과 제2 전원을 포함하고,
    상기 제1 전원은 상기 제1 토크센서와 상기 앵글센서와 연결되며, 상기 제2 전원은 상기 제2 토크센서와 상기 앵글센서가 연결되고,
    상기 제1 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제1 정류소자가 배치되고, 상기 제2 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제2 정류소자 배치되며, 상기 제1 정류소자와 상기 제2 정류소자는 연결되며,
    상기 앵글센서는 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 전압이 높은 어느 한 측에서 전원을 공급받는 센서 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 토크센서는 상기 제1 전원과 연결되는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 센서 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 토크센서는 상기 제2 전원과 연결되는 제3 홀센서와 제4 홀센서를 포함하는 센서 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 앵글센서는 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원과 연결되는 제5 홀센서와 제6 홀센서를 포함하는 센서 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 정류소자 및 상기 제2 정류소자는 다이오드 및 P형 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(P-Mosfet) 중 어느 하나인 센서 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 토크센서와 제2 토크센서는 상기 스테이터의 자속 변화를 감지하는 센서 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 앵글 센서모듈은 메인기어와, 마그넷을 포함하며 상기 메인기어와 맞물리는 서브기어를 포함하고,
    상기 앵글센서는 상기 마그넷의 자속변화를 검출하는 센서 장치.
  8. 조향축;및
    상기 조향축에 연결되는 센서 장치를 포함하고,
    로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터의 외측에 배치되는 센서모듈을 포함하고,
    상기 센서모듈은, 토크를 측정하는 토크 센서모듈과, 앵글을 측정하는 앵글 센서모듈과, 상기 토크 센서모듈과 상기 앵글 센서모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
    상기 토크 센서모듈은 제1 토크센서와 제2 토크센서를 포함하고, 상기 앵글센서모듈은 앵글센서를 포함하며,
    상기 전원부는 서로 다른 전압을 갖는 제1 전원과 제2 전원을 포함하고,
    상기 제1 전원은 상기 제1 토크센서와 상기 앵글센서와 연결되며, 상기 제2 전원은 상기 제2 토크센서와 상기 앵글센서가 연결되고,
    상기 제1 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제1 정류소자가 배치되고, 상기 제2 전원과 상기 앵글센서 사이에는 제2 정류소자가 배치되며,
    상기 앵글센서는 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 전압이 높은 어느 한 측에서 전원을 공급받는 차량.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 토크센서는 상기 제1 전원과 연결되는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 차량..
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 토크센서는 상기 제2 전원과 연결되는 제3 홀센서와 제4 홀센서를 포함하는 차량.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 앵글센서는 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원과 연결되는 제5 홀센서와 제6 홀센서를 포함하는 차량.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 정류소자 및 상기 제2 정류소자는 다이오드 및 P형 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(P-Mosfet) 중 어느 하나인 차량.
KR1020160177560A 2016-12-23 센서 장치 및 이를 포함하는 차량 KR102671202B1 (ko)

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JP2012132757A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Denso Corp トルクセンサ、トルク検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置。
JP2014155403A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Hitachi Automotive Systems Steering Ltd 電源電圧監視回路、車両のセンサ回路およびパワーステアリング装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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