KR20020087464A - 회전각의 비접촉 검출을 위한 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패달(3) 및 베어링 스텐드(7)로 구성된 패달 장치의 회전각을 비접촉 검출하기 위한 측정장치에 관한 것으로, 상기 측정장치는 자석(10)과 측정 신호의 생성을 위한 자계 감지 소자(6)를 구비한다. 따라서 자석(10)은 패달(3)에 배치되고, 자계 감지 소자(6)는 베어링 스탠드(7)에 고정 배치된다. 패달(3)의 스타팅 위치에서 자계 감지 소자(6)가 자력 선속도 측정하지 않도록 자석(10)은 자계 감지 소자(6)에 배치된다. 그럼으로써 최소 조립 공간을 필요로 하는 정확히 설계된 측정장치(1)를 얻을 수 있다. 또한 자계 감지 소자 및 자석이 각각 패달장치의 패달 및 베어링 스탠드에 통합되기 때문에 최소의 개별 부품이 사용된다. 측정장치(1)는 이동 부품을 구비하지 않으므로, 마모되지 않고 오랜 수명을 보장할 수 있다.

Description

회전각의 비접촉 검출을 위한 측정장치 {Measuring device for the contactless detection of an angle of rotation}

특히 차량 부문에서 최근에 예를 들어 안티 블로킹 시스템, 미끄럼 방지 장치 또는 전자 브레이크 장치와 같은 전자 시스템의 사용을 점점 더 많이 볼 수 있다. 따라서 전자 시스템의 제어장치에 상응하는 신호가 제공될 수 있도록 브레이크 패달 및/또는 가스 패달의 위치를 가능한 정확히 검출될 필요가 있다. 패달의 풋 레버 장치에 측정장치가 배치되는 것이 공지되어 있으며, 이것은 패달 부분에 부적절한 설계를 야기한다. 패달장치의 공간 문제 이외에도 패달용 각도 검출기는 특히 10°에서 25°사이에서 가능한 정확한 신호를 송출하도록 해야한다.

독일 특허 공개 제 199 17 939.5 호에 회전각의 비접촉 검출을 위한 측정장치가 공지되어 있으며, 상기 장치에서 자성의 비전도성 재료로 구성되는 받침판가 회전자로 사용된다. 받침판 위에 평면으로 형성된 영구자석이 배치되고, 상기 자석의 분극 방향은 회전자의 축선에 대해 정반대이다. 홀 소자는 비대칭으로 배치되고, 따라서 홀 소자의 타원형의 회전 운동은 상대적으로 영구 자석을 향해 나타난다. 따라서 출력 신호의 곡선에서 급격히 떨어지는 영역과 완만한 영역이 나타난다. 상기 장치는 자력 선속 장치를 필요로 하지 않지만, 회전자를 사용함으로써 상기 장치는 패달장치에 이용하기에 적합하다. 또한 상기 장치는 마모를 극복할 수 있는 이동 부품을 구비한다.

본 발명은 회전각의 비접촉 검출, 특히 패달장치의 회전각 검출을 위한 측정장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명에 따른 측정장치의 분해도.

패달장치의 회전각 비접촉 검출을 위한 본 발명에 따른 측정장치는 자석 및 측정 신호를 발생하는 자계 감지 소자를 구비한다. 따라서 자석은 패달장치의 패달에 배치되고, 자계 감지 소자는 패달장치의 베어링 스탠드에 고정 배치된다. 따라서 패달의 스타팅 위치에서 자계 감지 소자가 어떠한 자력 선속(B=0)도 측정하지 않도록 자계 감지 소자에 자석이 배치된다. 따라서 패달 작동시 자석은 베어링 스탠드에고정 배치된 자계감지 소자 주변을 이동하므로, 자석(패달 위치)의 상태에 따라 선형 신호가 제어부에 전달된다. 상기 장치에 의해 측정장치의 개별 부품은 본 발명에 따라 매우 협소한 조립 공간을 필요로 하며, 따라서 본 발명에 따른 측정장치는 문제없이 패달 부분에 조립될 수 있다. 그럼으로써 본 발명에 따른 측정장치는 특히 저렴하게 구현되며, 특히 자력 선속 장치와 같은 다른 부품을 필요로 하지 않기 때문이다. 또한 자석은 패달과 함께 회전되고, 따라서 패달의 베어링에 의해 회전 가능하도록 지지되기 때문에 본 발명에 따른 측정장치는 이동 부품을 구비하지 않는다. 따라서 측정장치의 마모가 실용적으로 저지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 자계 감지 소자는 베어링 스탠드에 장착된 포켓형의 수용부에 배치된다. 그럼으로써 측정장치에 별도의 하우징이 제공될필요가 없다. 따라서 본 발명에 따른 측정장치는 간단하게 형성되고 더욱 적은 개별 부품을 구비한다.

특히 자계 감지 소자는 기판 또는 압축 스크린 또는 MID 상에 직접 배치된다. 이것은 특히 정확히 설계된 측정장치 및 간단한 와이어링 및 접촉을 가능하게 한다.

베어링 스탠드에 자계 감지 소자의 밀봉을 가능하도록 하기 위해 본 발명에 따른 측정장치는 포켓형 수용부의 폐쇄를 위한 캐리어를 구비한다. 따라서 자계 감지 소자는 특히 캐리어에 직접 배치된다. 그럼으로써 자계 감지 소자는 캐리어에 사전 조립될 수 있고, 전체 베어링 스탠드가 포켓형 수용부 내부에 삽입될 수 있기 때문에 특히 조립이 간단해질 수 있다. 따라서 센서는 오픈형으로 형성될 수 있으므로 필수 개별 부품의 수도 최소화될 수 있다. 따라서 측정장치는 모든 이동 부품과 반대로 완전히 캡슐화된다. 그럼으로써 베어링 영역에서 패달의 경사에 대해 영향을 덜 받는다. 패달에 나타나는 횡력은 측정장치에 전적으로 어떠한 작용도 하지 않는다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 플러그 수용부로서 외측면에 캐리어가 형성되고, 따라서 상기 캐리어에 직접 플러그가 배치될 수 있다.

특히 캐리어는 초음파 용접되거나 클립 고정되거나 리벳 고정된다.

자계 감지 소자가 그 최종 조립 위치에서 스프링 소자에 의해 지정된 지점에 고정되는 것이 특히 바람직하다. 예컨대 스프링 소자는 베어링 스탠드의 포켓형 수용부에 통합될 수 있거나, 기판 단부에 배치될 수 있다. 그럼으로써 자계 감지 소자는 수명을 초과하여도 사전에 지정된 위치에 고정될 수 있고, 그 위치는 중요하지 않은 범위 내에서 변형될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에 따라 자석은 패달의 반동 스프링에 배치되고, 따라서 반동 스프링은 자성의 비전도성 재료로 제조된다. 그럼으로써 예를 들어 패달 파열시 센서의 복귀 위치가 보장되므로, 완전 정지시 제어부에 어떤 에러 신호도 송출되지 않는다.

두 개의 서로 독립된 베어링 위치에 있는 패달이 베어링 스탠드에 지지되고 양 베어링 위치 사이에 측정장치가 배치되는 경우 특히 정확히 설계된 측정장치가 구현된다. 특히 그럼으로써 패달에 고정된 자석의 정확한 가이드가 보장될 수 있다. 예컨대 패달의 두 개의 반대편 측면으로 패달이 배치되고, 두 개의 베어링 핀으로 베어링 스탠드에 회전 가능하도록 고정되며, 그럼으로써 두 개의 베어링 부시에 의해 베어링 위치는 서로 독립된다.

바람직하게 자석은 패달장치와 자계 감지 소자의 완전한 조립 이후에야 패달에 위치 설정되고 세팅된다. 그럼으로써 각도 센서는 자계 감지 소자가 어떠한 자력 선속(B=0)도 측정하지 않도록 간단한 방법으로 세팅될 수 있다. 따라서 자석의 세팅 및 위치설정은 특히 초음파 용접, 대응하도록 형성된 리세스 및 수용부로 자석을 끼워맞춤 또는 자석의 주입 및 클립으로 끼워맞춤에 의해 이루어진다. 바람직하게는 선형 운동에 의해 세팅이 이루어질 수 있다.

패달장치의 베어링 스탠드에 자계 감지 소자를 위한 포켓형 수용부의 본 발명에 따른 통합에 의해 본 발명에 따른 측정장치의 구조가 MID, 압축 스크린 또는기판에 자계 감지 소자의 설치와 같은 다수의 제조 및 공정 과정이 공지되어 있다. 또한 본 발명에 따른 측정장치는 부품의 크기 때문에 걸려 있거나 멈춰있는 패달에 사용될 수 있고, 통합된 외부 센서를 포함하는 패달로 설계될 수 있다. 본 발명에 따라 간단하고 저렴한 표준 평면 자석이 사용될 수 있기 때문에, 자석이 자계 감지 소자에 대해 직각으로, 그리고 자계 감지 소자의 감지면 높이의 중간에 배치됨으로써 본 발명에 따른 측정장치의 세팅이 패달의 정상 위치(비작동시 패달의 위치)에 쉽게 도달될 수 있다. 그럼으로써 자계 감지 소자는 정상 위치에서 어떠한 자력 선속도 측정하지 않는다(B=0). 패달장치에 측정장치를 적용함에 있어서 표준상태에서 공차가 매우 작으므로, 상기 공차가 변화하는 온도 이상으로 유지되도록 하기 위해 측정장치는 표준상태에서 어떠한 자력 선속도 측정하지 않는 것이 중요하다. 따라서 본 발명에 따라 패달장치 내부에 완전히 통합되고, 마모 부품 자체를 포함하지 않는 측정장치가 제공된다.

본 발명에 따른 실시예가 도면에 도시되며, 하기에서 상세히 설명된다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 측정장치는 패달장치에서 사용되고, 상기 패달장치는 패달(3) 및 베어링 스탠드(7)로 구성된다. 패달(3)에 자석(10)이 고정된다. 측정신호를 발생하기 위한 자계 감지 소자(6)가 베어링 스탠드(7)에 고정된다. 센서는 자석(10) 및 자계 감지 소자(6)로 구성된다. 자계 감지 소자로 예컨대 자기저항기, 자성 트랜시스터, 자기 저항 소자 또는 홀 소자가 사용될 수 있다. 자계 감지 부품이 가능한 자기 유도(B)에 따른 출력신호의 1차 종속성 및 자력 선속의 입사각의 종속성을 갖는다.

패달장치의 스타팅 위치(즉 패달의 비작동시)에서 자계 감지 소자(6)가 어떠한 자력 선속도 측정하지 않도록, 즉 B=0, 자석(10)이 자계 감지 소자를 향해 배치된다.

도 1에 도시되어 있듯이 자계 감지 소자는 기판(5)상에 고정된다. 장방형 기판(5)은 그 측면으로 캐리어(2)에 고정되고, 상기 캐리어는 그 외측면에 플러그 수용부(12)를 갖는다. 또한 베어링 스탠드(7)에 포켓형 수용부(11)가 형성되고, 상기 수용부는 기판(5)과 함께 자계 감지 소자를 수용하는데 사용된다. 예컨대 베어링 스탠드(7)는 플라스틱으로 사출되므로, 포켓형 수용부(11)가 베어링 스탠드의 통합 부품으로 사출될 수 있다. 캐리어(2)에 의해 자계 감지 소자(6)의 밀봉이 이루어지기 때문에 본 발명에 따른 측정장치는 오픈형으로 설계된다. 또한 그럼으로써 압축 스크린, MID 또는 기판으로 구현되는 것과 같은 다양한 설계의 변형 및 측정장치의 조립이 가능해진다. 또한 본 발명에 따른 구조는 플러그와 기판 사이의 다양한 접촉 방법 및 다양한 차량 제조사의 상이한 플러그 연결부에 플러그 수용부(12)가 쉽게 매칭될 수 있다.

도 1에 도시된 것처럼, 자계 감지 소자(6)가 조립된 상태에서 미리 지정된 위치로 위치설정 되도록 자계 감지 소자(6)의 측면으로 스프링 소자(8)가 형성되는 것을 알 수 있다. 그럼으로써 자계 감지 소자는 수명이 지나도 미리 지정된 위치에확실히 고정된다.

도 1에 도시되어 있듯이 베어링 스탠드(7)에 두 개의 베어링(13)이 형성된다. 베어링(13)은 각각의 베어링 부시(4) 수용에 사용된다. 조립을 위해 패달(13)은 미리 조립된 베어링 부시(4)에 의해 베어링 스탠드(7) 위에 세팅되고, 이어서 양 측면에 의해 각각 베어링 핀(9)이 가압된다. 그럼으로써 패달(7)이 베어링 핀(9)에 의해 형성된 축선 주위를 선회할 수 있다. 패달장치의 조립시 마지막 작업 단계로 자석(10)이 패달(3)에 배치된다.

따라서 자석(10)은 자계 감지 소자(6)가 스타팅 위치에서 어떠한 자력 선속(B=0)도 측정하지 않도록 배치된다. 이를 위해 자석(10)은 자계 감지 소자(6)에 대해 직각으로, 예를 들어 가압, 용접, 램 고정 또는 클립 고정된다. 그럼으로써 자석(10)은 자력 라인이 예컨대 자계 감지 소자로서 홀 소자 사용시 홀 텐션(B=0)이 발생하지 않도록 배치된다. 이것은 자석(10)이 홀 소자에 대해 직각으로, 홀 소자의 감지 면적 높이의 중간 정도에 배치되는 경우이다.

패달(3)이 운전자에 의해 작동되면, 패달(3)은 베어링 핀(9) 주변을 선회한다. 따라서 자석(10)은 고정적으로 배치된 자계 감지 소자(6) 주변을 선회한다. 그럼으로써 자계 감지 소자(6)의 자력 유도(B)가 변형되며, 따라서 자력 유도(B)의 변형으로부터 패달(3)의 회전각에서 폐쇄될 수 있고, 제어장치에 상응하는 신호가 송출될 수 있다.

본 발명에 따라 패달(3) 및 베어링 스탠드(7)로 구성되는 패달장치의 회전각비접촉 검출을 위한 측정장치가 제공되며, 상기 장치는 자석(10) 및 측정신호의 생성을 위한 자계 감지 소자(6)를 구비한다. 따라서 자석(10)은 패달(3)에 배치되고, 자계 감지 소자(6)는 베어링 스탠드(7)에 고정 배치된다. 패달(3)의 스타팅 위치에서 자석(10)은 자계 감지 소자(6)가 어떠한 자력 선속도 측정하지 않도록 자계 감지 소자(6)에 배치된다. 그럼으로써 정확히 설계된 측정장치(1)를 얻을 수 있으며, 상기 장치는 최소 조립 공간을 필요로 한다. 또한 자계 감지 소자(6) 및 자석(10)이 각각 패달(3) 및 패달장치의 베어링 스탠드(7)에 통합되기 때문에, 최소의 개별 부품이 사용된다. 측정장치(1)는 이동 부품이 아니기 때문에 마모되지 않고 오랜 수명이 보장될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 선행하는 상세한 설명은 단지 설명의 목적이며, 발명의 제한하고자 함이 아니다. 본 발명의 범주에서 본 발명의 범위 및 동일성을 벗어나지 않는 다양한 변형과 수정이 가능하다.

Claims (12)

1. 패달(3) 및 베어링 스탠드(7)로 구성된 패달장치의 회전각 비접촉 검출을 위한 자석(10) 및 측정신호 생성을 위한 자계 감지 소자(6)를 포함하는 측정장치에 있어서,

   상기 자석(10)이 패달(3)에 배치되고, 자계 감지 소자(6)는 베어링 스탠드(7)에 고정 배치되며, 따라서 패달(3)의 스타팅 위치에서 자석(10)이 자계 감지 소자(6)가 어떠한 자력 선속도 측정하지 않도록 자계 감지 소자(6)에 배치되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
2. 제 1항에 있어서, 상기 자계 감지 소자(6)가 베어링 스탠드(7)에 장착된 포켓형 수용부(11)에 배치되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 자계 감지 소자(6)가 베어링 스탠드(7)의 중앙에 이동 부품에 의해 캡슐화되어 배치되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 독립된 베어링(13) 위치에 있는 패달(3)이 베어링 스탠드(7)에 지지되고, 양 베어링 위치(13) 사이에 측정장치가 배치되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자계 감지 소자(6)가 포켓형 수용부(1)를 폐쇄하기 위해 캐리어(2)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
6. 제 5항에 있어서, 상기 캐리어(2)가 플러그 수용부(12)로 형성되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
7. 제 5항 또는 6항에 있어서, 상기 캐리어(2)가 초음파 용접 또는 클립 고정 또는 리벳 고정되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
8. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자계 감지 소자(6)가 그 최종 조립 위치에서 스프링 소자(8)에 의해 지정된 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
9. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석(10)이 스프링 장치가 완전히 조립된 후 위치 설정되고, 세팅되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
10. 제 9항에 있어서, 선형 이동에 의한 세팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
11. 제 9항에 있어서, 상기 자석의 위치설정이 초음파 용접 또는 램 고정 또는 가압 또는 클립 고정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).
12. 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석(10)이 패달(3)용 반동 스프링에 배치되며, 따라서 반동 스프링이 자성의 비전도성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 측정장치(1).