KR200245261Y1 - 차량용 자기유도 속도센서 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량속도검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자속의 변화량으로 주행중인 차량의 속도를 검출하기 위한 차량속도검출장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 차량속도검출장치는, 치형을 갖는 회전체; 상기 회전체와 일정 간격을 두고 설치되어, 상기 회전체의 회전거리, 속도에 따라 변화하는 자속을 발생하는 영구자석; 상기 영구자석에서 발생된 자속을 전기적 신호인 교류전압으로 변환하는 코일; 상기 코일로부터 출력되는 교류전압을 출력하는 커넥터를 포함하여 구성되고, 상기 영구자석과 코일은 하우징에 의해 외부환경으로부터 보호되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 자기유도 속도센서{Inductive Vehicle Speed Sensor}

본 고안은 차량속도검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자속의 변화량으로 주행중인 차량의 속도를 검출하기 위한 차량속도검출장치에 관한 것이다.

종래, 차량속도검출장치는 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 리드 스위치형의 센서(3)를 통해서 차량의 속도를 검출하고 있다.

상기 리드 스위치형의 센서(3)는 접지선과 신호 전송선(7) 사이에 연결되어진다. 상기 리드 스위치형 센서(3)는, 차량의 바퀴와 같이 회전하는 로터(5)의 특정 부분과 대향될 때 마다 신호를 발생하도록 설정되어 있다. 상기 리드 스위치형 센서(3)에서 발생되는 신호는 도 2에 도시되고 있으며, 상기 신호는 신호 전송선(7)을 통해서 차량의 속도에 따라서 엔진을 제어하기 위한 컨트롤러인 ECU(1)에 입력되어진다.

즉, 종래 차량속도검출장치는, 주행 중인 바퀴가 회전함에 따라서 같이 회전하는 로터(5)가 상기 리드 스위치형 센서(3)를 지날때 마다 상기 리드 스위치형 센서(3)가 온/오프 동작을 소정횟수 반복하면서 도 2에 도시된 것과 같은 펄스신호를 발생시킨다. 상기 리드 스위치형 센서(3)는 바퀴 1 회전시, T1 구간, T2 구간, T3 구간에 각각 도시되고 있는 바와 같이 4개의 펄스신호를 발생한다. 이때, 상기 리드 스위치형 센서(3)에서 발생되는 펄스신호는 로터(5)의 회전속도에 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 전압의 다른 주파수를 갖게 된다.

이렇게 발생된 펄스신호는 신호 전송선(7)을 통해서 ECU(1)에 입력된다. 상기 ECU(1)는, 입력되는 펄스신호를 카운트해서 4개의 펄스신호를 1회전으로 하여, 차속을 계산하게 된다. 그리고 계산된 차속에 기초해서 사용자가 요구하는 엔진의 속도로 제어하게 된다.

즉, 종래의 차량속도검출장치는, 차량의 바퀴가 회전될 때 마다 리드 스위치형 센서를 통해서 회전수 및 회전속도에 따른 신호를 발생하도록 하고 있다.

그러나 상기 리드 스위치형 센서(3)는 차량이 주행하고 있는 도로의 상태 및 주변환경에 영향을 받아서 실제 로터(5)의 회전에 따른 신호가 아닌 외부 진동과 같은 잡음요인으로 인한 펄스신호를 발생할 우려가 있다. 이렇게 발생된 펄스신호는 신호 전송선(7)을 통해서 ECU(1)에 전달된다. 이때, 상기 ECU(1)는 부정확한 신호를 회전신호로 판단하는 오류를 범하면서 결과적으로 엔진 제어를 위한 오류정보를 제공하게 된다.

따라서 종래의 차량속도검출장치는, 리드 스위치형 센서가 도로의 상태 및 주변의 환경으로 인해 오류정보를 발생할 수 있고, 이로 인하여 검출되는 차량속도가 부정확하며, 또한 부정확한 속도제어를 수행하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 자속의 변화에 따라 유도되는 기전력을 이용하여회전속도를 검출하기 위한 차량속도검출장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 리드스위치형 차량속도검출장치의 구성도,

도 2는 종래 리드스위치를 통해 검출되는 속도 출력 파형도,

도 3은 본 고안에 따른 속도센서의 구성도,

도 4는 본 고안에 따른 차량속도검출장치의 구성도,

도 5는 본 고안에 따른 속도센서로부터 출력되는 전기적 신호 파형도,

도 6은 본 고안에 따른 속도센서를 적용한 차량속도검출장치의 신호 흐름 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : ECU 3 : 리드 스위치형 센서

5 : 로터 7 : 신호라인

10 : 영구자석 11 : 코일

12 : 폴 코어 13 : 몰딩

14 : 커넥터 15 : 부싱

20 : 치형 21 : 회전체

30 : 센서 40 : ECU

50 : 엔진부 60 : 변속기

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 차량속도검출장치는, 치형을 갖는 회전체; 상기 회전체와 일정 간격을 두고 설치되어, 상기 회전체의 회전거리, 속도에 따라 변화하는 자속을 발생하는 영구자석; 상기 영구자석에서 발생된 자속을 전기적 신호인 교류전압으로 변환하는 코일; 상기 코일로부터 출력되는 교류전압을 출력하는 커넥터를 포함하여 구성되고, 상기 영구자석과 코일은 하우징에 의해 외부환경으로부터 보호되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 코일의 중심부분에는 상기 영구자석에서 발생된 자속을 모으기 위한 폴 코어가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 커넥터의 외부는 플라스틱 몰딩 처리된 것을 특징으로 한다.

상기 플라스틱 몰딩 처리된 부분과 일체로 상기 구성들을 고정시키기 위한 부싱을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 차량속도검출장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 차량속도검출장치에 이용된 센서의 구성도이다.

센서(30)는, 회전체가 회전할때, 센서와 근접하는 거리에 따라서 변화하는 자속을 제공할 수 있는 영구자석(10)을 포함한다. 상기 영구자석(10)은, 센서의 맨 앞, 선단부에 장착되어진다. 그리고 상기 영구자석(10)에 의해서 발생된 자기력선들을 가운데로 모으기 위한 폴 코어(pole core)(12)가 포함된다. 상기 폴 코어(12)에는 구리로 코팅된 와이어로 만들어진 코일(11)이 감겨져 있다.

상기 코일(11)은, 상기 영구자석(10)과 회전체의 거리 변화에 따라서 변화되는 자속의 크기에 따른 유도 기전력을 발생한다. 상기 코일(11)로부터 발생된 유도 기전력은, 상기 코일(11) 양단에 접속되고 있는 커넥터(14)를 통해서 외부로 출력되어진다. 상기 커넥터(14)는 두개로 구성되며, 하나는 접지단에 연결되고, 또 하나의 커넥터는 후술되는 ECU에 연결되어진다.

그리고 상기 센서(30)의 선단부에 장착된 영구자석(10)과 코일(11)을 보호하기 위해서 하우징(16)이 감싸고 있다. 그리고 상기 코일(11)에 연결되고 있는 커넥터(14)의 외부는 플라스틱으로 몰딩(13) 처리하고 있다.

다음, 도 4는 본 고안에 따른 차량속도검출장치의 구성도이다.

본 고안에 사용되는 회전체는, 차량의 주행에 연동되어 회전되는 구성이다. 상기 회전체(21)는 도 4에 도시되고 있는 바와 같이, 치형(20)이 형성되고 있다. 즉, 상기 회전체(21)는, 차량의 엔진에서 전달되는 동력을 각 구동축으로 전달하는 중간단계에 위치하는 변속기 내부에 장착되어진다. 그리고 상기 회전체(21)는 금속물질로 구성되어진다.

그리고 상기 회전체(21)와 센서(30) 사이에는 일정 간격의 갭이 존재한다. 그리고 그 갭을 사이에 두고 상기 치형(20)을 갖는 회전체(21)와 센서(30)가 장착되어진다.

그리고 상기 센서(30)은 부싱(15)에 의해서 지지되어진다. 상기 부싱(15)은, 센서(30)와 연결되고 있는 커넥터(14)를 보호하기 위하여 플라스틱으로 몰딩(13) 처리된 부분과 일체로 형성되어져서, 상기 센서(30)를 정확하게 고정시키는 역할을 수행한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 회전체(21)의 회전에 따라서 센서(30)에서 신호를 출력하는 과정에 대해서 설명한다.

치형(20)을 갖는 회전체(21)는, 치형(20)이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분에서 다른 크기의 자속을 발생하는 원인을 제공한다. 즉, 치형(20)이 형성된 부분에서는 상기 회전체(21)와 센서(30)의 거리가 가깝게 된다. 그러나 치형(20)이 형성되지 않은 부분에서는 상기 회전체(21)와 센서(30)의 거리가 멀게 된다.

한편, 상기 센서(30)의 선단부에 장착되고 있는 영구자석(10)은 항상 동일 크기의 자계를 발생시킨다. 그러나 상기 센서(30)와 일정한 갭을 두고 장착된 회전체(21)는 회전될 때 치형이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분에서 센서와의 사이에서 거리변화를 발생시킨다. 이러한 거리변화와 회전체(21)의 회전속도에 따라서 코일(13)에 유도되는 유도 기전력은 다른 크기가 된다.

이렇게 해서 상기 코일(13)에서 유도된 유도 기전력은 도 5에 도시된 바와 같은 교류신호로써 출력된다. 이 교류신호는 커넥터(15)를 통해서 후술되는 ECU로 입력되어진다. 즉, 상기 교류신호는, 영구자석(10)을 포함한 센서(30)에서 회전체(21)의 치형의 높이 및 회전체(21)의 속도에 따라서 유도되는 유도기전력이 된다.

따라서 상기 회전체(21)의 회전속도와 거리차에 따라서 상기 센서(30)로부터출력되는 전압의 크기와 주파수가 변화한다. 그러나 상기 회전체(21)의 회전속도와 거리차에 따라서 상기 코일(13)에 유도되는 자장의 크기는 외부 충격이나 잡음에 영향을 받지 않는다.

이와 같이 상기 센서(30)에서 출력되는 정현파는 후술되는 ECU에 입력되고, 상기 ECU 내에서 디지털신호로 변환되어 엔진 제어를 위한 기초신호로 이용되어진다.

다음, 도 6은 본 고안에 따른 속도센서로부터 검출된 속도를 이용한 엔진 제어 구성도이다.

변속기(60) 내부에는 치형(20)을 가진 회전체(21)가 위치하고, 상기 회전체(21)와 일정한 간격의 갭을 두고 센서(30)가 장착되어 있다. 그리고 상기 센서(30)로부터 출력되는 정현파신호를 입력하고, 디지털신호로 변환한 후 엔진부(50)를 제어하기 위한 기초신호로 이용하는 ECU(40)가 포함된다. 따라서 상기 센서(30)의 출력신호는 ECU(40)에 입력되고, 상기 ECU(40)의 엔진제어신호는 엔진부(50)에 입력되도록 구성되고 있다.

다음은 상기와 같은 구성에 의한 엔진 제어 과정을 설명한다.

센서(30)는, 회전체(21)와의 거리간격에 따른 자장을 형성하는 자기력선의 수의 차(자속의 차)를 이용해 유도되는 유도기전력을 정현파신호로써 출력한다.

상기 센서(30)에서 출력된 신호는 ECU(40)에 입력되고, 상기 ECU(40)는 입력된 신호에 따라 주행환경에 적합한 속도를 제공하도록 엔진부(50)에 제어신호를 출력한다.

이후, 상기 엔진부(50)는 입력된 신호에 기초하여 엔진의 회전수에 따른 신호를 상기 변속기(60)로 피이드백하고, 이러한 과정으로 차량의 속도를 제어하는 것이 가능하게 된다.

이상에서 설명된 본 고안에 따른 차량속도검출장치는 다음의 효과를 갖게 된다.

첫째, 종래 리드 스위치형 센서는, 로터의 회전에 따라서 온/오프를 반복하면서 전기적 접촉을 통해 0 또는 1의 디지털 구형파를 발생하는 형태이므로, 실제 로터의 회전에 의한 접점 부착이 아닌 외부환경에서 발생되는 진동, 충격에 의한 접촉이 이루어져서 잘못된 센싱이 발생될 우려가 있지만, 본 고안은 자장을 형성하는 자속의 차를 이용해 유도되는 유도기전력을 이용하기 때문에 외부 충격이나 잡음에 전혀 영향을 받지 않는다.

둘째, 본 고안은 영구자석을 포함한 간단한 내부구조로 인한 작업성 및 비용절감의 효과를 갖는다.

셋째, 따라서 본 고안은 속도검출에 따른 정확한 신호원을 제공할 수 있으므로서 제품에 대한 신뢰도를 높이는 것이 가능하다.

Claims (4)

1. 치형을 갖는 회전체;

   상기 회전체와 일정 간격을 두고 설치되어, 상기 회전체의 회전거리, 속도에 따라 변화하는 자속을 발생하는 영구자석;

   상기 영구자석에서 발생된 자속을 전기적 신호인 교류전압으로 변환하는 코일;

   상기 코일로부터 출력되는 교류전압을 출력하는 커넥터를 포함하여 구성되고,

   상기 영구자석과 코일은 하우징에 의해 외부환경으로부터 보호되도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량속도검출장치.
2. 제 1 항에 있어서:

   상기 코일의 중심부분에는 상기 영구자석에서 발생된 자속을 모으기 위한 폴 코어가 구비된 것을 특징으로 하는 차량속도검출장치.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 커넥터의 외부는 플라스틱 몰딩 처리된 것을 특징으로 하는 차량속도검출장치.
4. 제 3 항에 있어서:

   상기 플라스틱 몰딩 처리된 부분과 일체로 상기 구성들을 고정시키기 위한 부싱을 형성시킨 것을 특징으로 하는 차량속도검출장치.