KR20060082429A - 언밸런스 주기적 비율을 가진 위치 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 코더는, 한개 이상의 회전 자기 코더(2), 두개 이상의 검출 셀(3, 4), 그리고, 상기 셀들에 의해 전달되는 디지털 신호들을 처리하는 로직 리소스를 포함한다. 이때,
● 싱귤러 자극(PS)을 가진 자기 트랙(6)에 연계하여 위치하는 한개 이상의 검출 셀(4)은 단일-소자 검출 셀이고,
● 상기 로직 처리 리소스에 따라, 디지털 출력 신호(S)가 그 정규 코딩부(S1)와 비정규 코딩부(S2) 상에서 모두 동일한 일정 주기(T)를 가지며, 상기 정규 코딩부(S1)와 상기 비정규 코딩부(S2)의 주기적 비율(R1, R2)은 언밸런스 상태로 서로 다르도록, 상기 자기 트랙과 상기 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들이 배열된다.

Description

언밸런스 주기적 비율을 가진 위치 센서{POSITION SENSOR WITH UNBALANCED CYCLIC RATIO}
도 1은 본 발명에 따른 센서의 한 예의 개략도.
도 1A는 도 1에 도시되는 예의 한가지 방법의 개략도.
도 2와 2A는 두개의 서로 다른 방법을 이용하여 생성된 발명에 따른 센서의 제 2 예의 개략도.
도 3과 3A는 두개의 서로 다른 방법에 의해 생성된 발명에 따른 센서의 또다른 예의 개략도.
도 4와 4A는 두개의 서로 다른 방법에 의해 생성된 발명에 따른 센서의 또다른 예의 개략도.
본 발명은 회전 자기 센서의 기술적 영역에 관한 것으로서, 한개 이상의 각 위치를 판독해내도록 설계되어 검출 셀에 가깝게 움직이는 코더 소자를 포함하는 종류의 회전 자기 센서에 관한 것이다.
본 발명은 점화 기능 등처럼 센서가 사용될 수 있는 자동차 분야에 적용하기 에 특히 적합하다.
상기 선호되는 분야에서, 가변 자기장을 발생시키는 일련의 소자들을 구비한 코더가 한개 이상의 측정/검출 셀 앞에서 움직일 때, 자기장의 강도 변화를 측정하도록 설계된 자기 센서를 제작하는 것은 아주 흔한 일이다. 각각의 검출 셀(가령, 홀-이펙트 또는 자기-저항 프로브)은 해당 소자들에 의해 발생된 자기장 강도의 변화에 대응하는 주기적인 전기 신호를 전달한다. 각각의 검출 셀은 슈미트 트리거(Schmitt trigger)같은 히스테리시스 타입 레벨 비교기에 연결되어 있어, 자기장의 개별적인 값들에 대한 출력 전압의 날카로운 변화를 도출할 수 있다.
회전 속도 검출을 위한 센서를 구성하기 위해, 원주를 따라 정규 방식으로 분포된, 가변 자기장을 발생시키는 소자들을 구비한 코더를 제작하는 것은 흔한 일이다.
첫번째 형태의 구현에 따라, 가변 자기장 발생 소자들은 고정 자석에 의해 생성된 자기장을 붕괴시키는 소자들로 구성된다. 이 소자들은 이러한 붕괴형 소자에 가깝게 배치된다. 한 예로, 이러한 붕괴형 소자들은 강자성체 링으로 배열되는 톱니(teeth)로 구성된다.
두번째 구현 형태에 따르면, 가변 자기장 발생 소자들은 소정의 피치만큼 규칙적으로 이격된 자극(magnetic poles)에 의해 형성된다. 이러한 코더는 다극 자기 링 형태로 나타난다.
실린더 점화시 상부 데드 중심점(top dead center point)에 대응하는 한개 이상의 위치를 결정하기 위해, 비정규적인 자극으로 알려진 자기 코더에 마커 (marker)를 생성하는 경우가 자주 있다. 강자성체 링으로부터 두개의 톱니를 제거하는 것도 흔한 일이다. 다극 자기 링 형태로 구성된 코더를 이용하는 발명의 변형에서, 빈 공간을 남기면서 여러 자극을 제거하거나, 주어진 극성의 한개 이상의 자극을 반대 극성의 한개 이상의 자극으로 대체하는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 반대 극성의 두 인접 자극 사이에서, 나머지 자극의 이격 피치와는 다른 이격 피치를 가진 자극을 생성할 수 있다.
이러한 센서는 일정 주기를 가진 정규 코딩부와, 이와는 다른 더 긴 주기를 가진 비정규 코딩부로 구성되는 디지털 출력 신호를 전달한다. 실제로, 이는 싱귤러 폴 레벨에서 그 비-주기적 특성으로 인해 이러한 신호의 이용을 어렵게 한다.
따라서 본 발명은 회전 자기 센서의 풀 턴(full turn)에 대해 주기적 신호를 전달하면서, 한개 이상의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있는 회전 자기 센서를 제안함으로서 기존 설계의 단점을 극복하는 것이다.
본 발명은 센서에 관한 발명으로서, 상기 센서는
- 지정 주기(T1)를 가진 소자 쌍(N1)을 형성하도록 분포된, 가변 자기장의 일련의 발생기 소자(7)들에 의해 형성되는 한개 이상의 제 1 원형 자기 트랙(5)과, 지정 주기(T2)를 가진 소자 쌍(N2)을 형성하도록 분포된, 가변 자기장의 일련의 발생기 소자(8)들에 의해 형성되는 제 2 원형 자기 트랙(6)을 포함하는 한개 이상의 회전 자기 코더(2)로서, 이때, 상기 자기 트랙들 중 한개 이상은 한 쌍 이상의 싱 귤러 발생기 소자(9)들을 구비한 한 개 이상의 싱귤러 자극(PS)을 가지며, 이때, 상기 싱귤러 발생기 소자(9)들의 이격 피치는 나머지 발생기 소자들의 이격 피치와 다른 바의 상기 한개 이상의 회전 자기 코더(2),
- 자기 트랙에 연계하여 각기 위치하는 두개 이상의 검출 셀(3, 4)로서, 이때, 각각의 검출 셀은 자기장 강도 변화에 대응하는 전기 신호를 전달하며, 상기 검출 셀이나 자기 트랙은 위상차를 가진 두개의 디지털 신호(A, B)를 도출하도록 서로 이격되는 바의 상기 두개 이상의 검출 셀(3, 4), 그리고
- 디지털 출력 신호(S)를 전달하도록 설계된 상기 검출 셀들에 의해 전달되는 디지털 신호들을 처리하는 로직 리소스로서, 이때, 상기 디지털 출력 신호(S)는 지정 주기적 비율(R1)에 대응하는 하이 레벨 및 로우 레벨이 연속적으로 교대하여 나타나는 정규 코딩부(S1)과, 지정 주기적 비율(R2)에 대응하는 한개 이상의 하이 레벨 및 한개의 로우 레벨을 구비한 비정규 코딩부(S2)를 포함하는 바의 상기 로직 리소스
를 포함한다. 이때,
● 싱귤러 자극(PS)을 가진 자기 트랙(6)에 연계하여 위치하는 한개 이상의 검출 셀(4)은 단일-소자 검출 셀이고,
● 상기 로직 처리 리소스에 따라, 디지털 출력 신호(S)가 그 정규 코딩부(S1)와 비정규 코딩부(S2) 상에서 모두 동일한 일정 주기(T)를 가지며, 상기 정규 코딩부(S1)와 상기 비정규 코딩부(S2)의 주기적 비율(R1, R2)은 언밸런스 상태로 서로 다르도록, 상기 자기 트랙과 상기 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들이 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 로직 처리 리소스에 따라, 디지털 출력 신호(S)의 정규 코딩부(S1)의 언밸런스 주기적 비율(R1)이 상기 비정규 코딩부(S2)의 언밸런스 주기적 비율(R2)에 상보형이도록, 상기 자기 트랙과 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들이 배열된다.
가령, 한개 이상의 자기 트랙(6)은 한개 이상의 싱귤러 자극(PS)을 포함하며, 나머지 트랙은 지정 주기를 가진 소자 쌍들만을 포함한다.
발명의 한 실시예에 따르면, 제 1 자기 트랙(5)의 발생기 소자(7)들의 쌍(N1)의 주기(T1)가 제 2 자기 트랙(6)의 발생기 소자(8)의 쌍(N2)의 주기(T2)와 같다.
발명에 따른 센서의 상기 로직 처리 리소스들은 한개의 디지털 신호(A)나 다른 한개의 디지털 신호(B)를 고려하며, 또는 디지털 신호 중 하나(A, B)의 상보형을 고려한다.
상기 검출 셀(3, 4)이나 상기 자기 트랙(5, 6)이 언밸런스 주기적 비율(R1, R2)의 구성 값 중 하나에 따라 서로 이격된다는 점에 주목하여야 한다.
바람직하게는, 상기 발생기 소자(7, 8, 9)들이 교대형 북극과 남극에 의해 형성된다.
발명의 한 실시예에 따르면, 상기 교대형 북극 및 남극은 코더 움직임 방향에 대해 경사진 방향으로 연속적인 방식으로 뻗어가며, 발생기 소자(7, 8)들을 형성하는 상기 자극은 일정한 두께를 가지고, 싱귤러 발생기 소자(9)들의 두께는 코더 에지 방향으로 증가하거나 감소한다.
발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 두 트랙의 발생기 소자(7, 8)들은 코더의 움직임 방향에 대해 엇갈리게 뻗어가는 공통의 교대형 북극 및 남극에 의해 형성되며, 이때, 상기 싱귤러 발생 소자(9)들은 서로 다른 폭의 교대형 북극 및 남극에 의해 형성되며, 상기 셀(3, 4)들은 코더의 움직임 방향으로 서로 이격된다.
발명의 선호되는 응용에 따르면, 상기 자기 코더(2)는 차량 엔진의 축 상에 회전가능하도록 고정된다.
도 1은 적정 수단을 이용하여 축 x 주위로 회전하는 회전 자기 코더(2)를 구비한 회전 자기 센서(1)의 제 1 변형예를 도시한다. 코더(2)는 두개 이상의 고정 검출 셀(3, 4)의 앞에서 움직이며, 각각의 검출 셀(3, 4)은 로직 처리 리소스들에게 연결되며, 로직 처리 리소스들은 도시되지 않으나 디지털 신호 출력 S를 전달한다. 검출 셀(3, 4)은 가변 자기장에 민감한 한개 이상의 소자를 포함한다.
도시되는 예에서, 코더(2)는 제 1 원형 트랙(5)과 제 2 원형 트랙(6)을 포함하며, 각각의 원형 트랙(5, 6)은 셀(3, 4) 앞에서 움직인다. 두 트랙(5, 6)이 인접해 위치할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 이러한 사항이 본 발명에 제시하는 것은, 자기 트랙이 셀 앞에서 움직이는 코더 부분에 대응한다는 것이다.
제 1 자기 트랙(5)은 지정 주기 T1을 가진 N1 소자 쌍을 형성하도록 분포된 가변 자기장의 일련의 발생기 소자(7)에 의해 형성된다. 도시되는 예에서, 발생기 소자(7)들은 도 1에 흑색 및 백색으로 각각 표시된 교대형 북극 및 남극에 의해 형성된다. 도 1에 도시된 예에서, 북극과 남극(7)은 동일한 정규 이격 피치를 가지며, 따라서, 동일한 폭을 가진다.
마찬가지로, 제 2 자기 트랙(6)은 지정 주기 T2를 가진 N2 소자 쌍을 형성하도록 분포된 가변 자기장의 일련의 발생기 소자(8)에 의해 형성된다. 도시되는 예에서, 발생기 소자(8)들은 도 1에 흑색과 백색으로 각각 표시된 교대형 북극 및 남극에 의해 형성된다. 도 1에 도시된 예에서, 북극과 남극(8)은 동일한 정규 이격 피치를 가진다. 즉, 동일한 폭을 가진다. 발생기 소자(8)의 주기 T2가 발생기 소자(7)의 주기 T1과 동일한 것이 바람직하다.
센서(1)의 한가지 특성에 따르면, 도시되는 예에서 트랙(6)에 해당하는 한개 이상의 트랙은 한 쌍 이상의 싱귤러 발생기 소자(9)를 가진 한개 이상의 싱귤러 자극 PS를 포함한다. 이 발생기 소자(9)들의 이격 피치는 나머지 발생기 소자(8)의 이격 피치와 다르다. 싱귤러 발생기 소자(9)들은 교대형 북극 및 남극에 의해 형성되며, 도시되는 예에서 숫자로 3이다.
물론, 상기 자기 트랙(5, 6)에 가깝게 배치되는 고정 소자에 의해 생성되는 자기장을 붕괴시키도록 설계된 소자들에 의해 형성되는, 가변 자기장(7, 8, 9)의 발생기 소자들을 구비한 각각의 자기 트랙(5, 6)을 생성하는 것을 고려할 수 있다. 이 경우에, 붕괴형 소자들은 강자성체 물질로 만들어진 링으로 배열되는 톱니를 이용하여 구성될 수 있다.
발명에 따르면, 싱귤러 폴 PS을 구비한 자기 트랙(6)에 관련되어 위치한 검출 셀(4)은 단일-소자 검출 셀이다. 즉, 검출되는 가변 자기장의 직접 이미지에 해당하는 고유 신호를 전달하는 셀이다. 이 단일-소자 셀은, 두개의 서로 다른 위치에서 취해지는 가변 자기장의 변화에 각기 대응하는 두개의 신호의 차이로부터 발생하는 단일 신호를 전달하는 차이 셀(differential cell)과 다르다. 정규 발생기 소자들만을 구비한 트랙과 연계하여 위치한 검출 셀(3)은 단일-소자 셀일 수도 있고, 차이 셀일 수도 있다. 각각의 검출 셀(3, 4)은 홀-이펙트 셀(Hall-Effect cell), 차이 홀-이펙트 셀(differential Hall-Effect cell), 또는 플럭스 콘센트레이터, 자기저항성, 또는 자이언트 자기-저항 홀-이펙트 셀이다.
검출 셀(3, 4)과 로직 처리 리소스들은 전자 마이크로회로의 일체부를 형성한다.
각각의 검출 셀(3, 4)은 코더(2)의 회전 중 셀 앞을 지나가는 트랙(5, 6)의 자기장 변화에 대응하는 전기 신호를 전달한다. 셀(3, 4)에 의해 전달되는 신호들은 위상차를 보이며, 상기 로직 처리 리소스들에 의해 처리되어 디지털 신호 A와 B를 도출한다. 각각의 신호 A와 B는 트랙(5, 6)의 북극과 남극의 각각의 변동에 대 응한다. 가령, 셀(3, 4)에 의해 전달되는 신호들은 기설정 임계치와 비교되어 디지털 신호 A와 B를 도출한다. 나중에 설명되겠지만, 검출 셀(3, 4), 또는 자기 트랙(5, 6)은 서로 이격되어 위치하여, 두개의 위상차 디지털 전기 신호 A와 B를 도출한다. 따라서, 지정 특성을 가진 한개의 출력 신호 S를 도출한다.
발명에 따르면, 자기 트랙(5, 6)과 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들은 서로 관련성있게 배열되어, 검출 셀(3, 4)에 의해 전달되는 디지털 신호 A, B에공급되는 로직 처리에 따라, 출력 로직 디지털 신호 S가 일정 주기 T를 가진다. 이러한 측면에서, 출력 신호 S가 R1 = tH1/T의 주기적 비율에 해당하는 시간구간 tH1의 하이 레벨 H1과, 시간구간 tB1의 로우 레벨 B1의 교대형 이어짐을 가진 정규 코딩부 S1을 먼저 포함한다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력 신호 S의 하강 에지의 검출은 그 시간구간 전체(즉, 코더 회전의 전체 범위에 해당하는 시간구간)에 대해 동일한 일정 주기 T를 가진 출력 신호 S를 도출하는 데 사용된다. 따라서 출력 신호 S는 정규 코딩부 S1과 비정규 코딩부 S2에 대해 모두 주기적이다.
물론, 전체 원주에 대해 일정 주기 T를 가진 출력 신호 S를 도출하기 위해, 디지털 신호 A, B의 로직 처리와 싱귤러 발생기 소자(9)의 배열을 수정함으로서 출력 신호 S의 상승 에지를 이용하는 것을 고려할 수 있다.
자기 트랙(5, 6)과 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자들(7, 8, 9)은 서로 관련성있게 배열되어, 디지털 신호 A, B에 공급되는 로직 처리에 따라, 디지털 출력 신호 S의 코딩을 위한 정규부 S1과 비정규부 S2가 서로 다른("언밸런스") 주기적 비율 R과 R를 가지게 된다. 주기적 비율이 0.5와는 다른 값을 가질 경우 주기적 비율은 "언밸런스"하다고 간주된다. 즉, 시간 tH1과 시간 tB1이 서로 다르거나 시간 tH2와 tB2가 서로 다른 경우에 해당한다.
선호되는 특성에 따르면, 로직 처리 리소스에 따라, 디지털 출력 신호 S가 정규 코딩부 S1을 가지도록 자기 트랙(5, 6) 및 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들이 배열된다. 이때, S1의 언밸런스 주기적 비율 R1이 비정규 코딩부 S2의 언밸런스 주기적 비율에 상보적이다. 즉, R2 = 1 - R1이다.
도 1에 도시되는 구현 예에서, 정규 코딩부 S1의 주기적 비율 R1 = 0.7이다. 즉, 이 정규 코딩부 S1의 주기 T에 대해, 하이 신호는 시간의 70%에 해당하고, 로우 신호는 30%에 해당한다. 가령, 주기적 비율 R1 = 0.7은 58개의 주기에 대해 도출된다. 바람직한 경우에는 비정규 코딩부 S2의 주기적 비율 R2 는 0.3이다. 이는 비정규 코딩부 S2의 주기 T에 대해, 하이 신호는 시간의 30%에 해당하고, 로우 신호는 시간의 70%에 해당한다. 도시되는 예에서, 주기적 비율 R2 = 0.3은 두 주기에 대해 달성된다.
물론, 서로 다른 비-상보형 값(R1 ≠ 1 - R2)을 가진 주기적 비율을 도출하 도록 구성될 수도 있다. 가령, R1 = 0.7, R2 = 0.4 를 도출하도록 선택될 수도 있다.
도 1에 도시되는 예에서, 로직 처리 리소스들은 위상차를 가진 디지털 신호 A, B에 로직 상보형 "OR"나 상보형 "XOR" 함수를 적용하도록 설계된다. 따라서 로직 처리 리소스들은 다음과 같이 출력 신호 S를 전달한다.
S = NOT(A OR B) = NOT(A XOR B)
도 1에 도시되는 예에서, 검출 셀(3, 4)은 트랙 움직임 방향에 수직인 방향으로 정렬된다. 트랙(5, 6)은 서로 이격된다. 즉, 트랙의 발생기 소자들이 이격된다. 이 측면에서, 그리고 도시된 예에서, 트랙(5, 6)과 동일한 부호를 가진 발생기 소자들(7, 8)은 그 폭의 30%에 해당하는 값만큼 서로 이격된다. 따라서, 30%에 해당하는 값이라 함은, 디지털 출력 신호 S의 코딩부 S1, S2 중 하나에 존재하는 주기적 비율의 구성 값들 중 하나에 대응하는 값이다.
도 1A는 도 1에 제시된 예에 관련한 한가지 특정 구현 방법을 제시한다. 이 경우에 트랙(5, 6)은 도 1에 제시된 것과는 반대의 개념으로 한 피치만큼 서로 이격되어 위치한다. 본 예에서, 도 1A에서, 트랙(5)의 발생기 소자(7)들은 도 1에 제시된 이격 방향과는 반대 방향으로, 트랙(6)의 발생기 소자(8)들과 관련하여 그 폭의 70%만큼 이격된다. 트랙(5, 6)의 발생기 소자(7, 8, 9)들은 도 1에 제시된 예에서와 동일한 방식으로 배열된다.
추가적으로, 도 1A에 제시되는 예에서, 로직 처리 리소스들은 디지털 신호들 중 하나, 또는 나머지를 고려한다. 따라서, 로직 처리 리소스들은 위상차이를 가진 디지털 신호들 A, B에 로직 함수 "OR"나 "XOR"를 적용하도록 설계된다. 따라서 로직 처리 리소스들은 다음과 같이 출력 신호 S를 전달한다.
S = A OR B = A XOR B
도 2와 도 2A는 도 1에 제시된 바와 같이, 발명에 따른 출력 신호 S를 얻기 위해 사용되는 코더의 두가지 서로 다른 방법을 제시한다.
도 2와 2A에 제시되는 예에서, 트랙(5, 6)은 도 1 및 도 1A에 제시된 트랙(5, 6)과 동일한 특성을 가진다. 그렇지만 이것이 싱귤러 자극 Ps의 레벨에서 나타나는 수정사항에 해당하진 않는다. 따라서, 도 2 및 도 2A의 트랙(5, 6)에 대한 발생기 소자(7, 8)들 간의 이격은 도 1 및 도 1A에서의 이격에 대응한다. 싱귤러 자극은 훨씬 더 많은 다수 쌍의 싱귤러 발생기 소자(9)들을 포함한다. 도 2에 제시된 예에서, 로직 처리 리소스들은 다음과 같이 출력 신호 S를 전달한다.
S = NOT(A OR B) = NOT(A XOR B)
도 2A에 제시된 예에서, 로직 처리 리소스들은 다음과 같이 출력 신호 S를 전달한다.
S = A OR B = A XOR B
도 3 및 도 3A는 한 트랙에서 다른 트랙으로 변할 때 발생기 소자(7, 8, 9)들이 연속적으로 이어지는 코더(2)의 두가지 서로 다른 방법을 제시한다. 발생기 소자(7, 8, 9)들은 코더의 움직임 방향에 대해 경사진 방식으로 뻗어가는 교대형 북극 및 남극에 의해 형성된다. 발생기 소자(7, 8)를 형성하는 자극들은 일정 두께 를 가지며, 싱귤러 발생기 소자(9)를 형성하는 자극 중 일부는 코더 에지 방향으로 증가하거나 감소하는 두께를 가진다.
도 3에 제시된 예에서, 로직 처리 리소스들은 위상차를 가진 디지털 신호 A, B에 로직 함수 "OR" 또는 "XOR"를 적용한다. 따라서, 출력 신호 S는 다음과 같다.
S = A OR B = A XOR B
도 3A에 제시된 예에는 자극들이 도 3에 제시된 경사와 반대 방향으로 경사지는 데, 로직 처리 리소스들은 위상차를 가진 디지털 신호 A, B에게 다음과 같은 로직 처리를 적용한다.
S = NOT(A OR B) = NOT(A XOR B)
도 4와 도 4A는 센서의 두가지 방법을 제시하는 도면으로서, 이 경우에는 센서의 셀(3, 4)이 두개의 개별적 값에 따라 코더의 움직임 방향으로 서로 이격된다. 이 예들에 따르면, 두 트랙(5, 6)의 발생기 소자(7, 8)들은 북극과 남극에 의해 형성되는 데, 이 북극과 남극은 두 트랙에 공통이면서, 코더의 움직임 방향에 엇갈리게 놓인다. 북극 및 남극은 동일한 일정 두께를 가진다. 싱귤레이터 발생기 소자(9)들은 폭이 서로 다른 북극과 남극을 가진다.
도 4에 도시되는 예에서, 로직 처리 리소스들은 위상차를 가진 디지털 신호 A, B에 로직 함수 "OR"나 "XOR"를 적용한다. 따라서, 출력 신호 S는 다음과 같다.
S = A OR B = A XOR B
도 4A에 제시된 예에서, 로직 처리 리소스들은 위상차를 가진 디지털 신호 A, B에 다음과 같이 로직 함수를 적용한다.
S = NOT(A OR B) = NOT(A XOR B)
바람직하게는, 코더(2)가 회전 타겟에 장착될 것이다. 이로부터 한개 이상의 위치가 결정될 수 있다. 발명의 선호되는 구현에 따르면, 코더(2)는 차량 엔진의 출력부에 장착된 구동 풀리에 장착될 것이다. 즉, 분배 풀리 위, 또는 보조 풀리 중 하나 위에 장착될 것이다. 바람직한 특성에 따르면, 코더(2)는 크랭크축에 위치한 구동 풀리에 장착되어, 실린더 점화시 상부 데드 중심점(top dead center point)을 검출할 수 있게 한다.
본 발명은 여러 위치들을 결정하는 데 사용될 수 있는 여러 비정규 자극을 v포함한 자기 링을 구비한 센서의 구현에 적용될 수 있다. 엔진의 실린더 위치를 결정하는 데 사용될 수 있는 네개의 비정규 자극들을 자기 링이 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 코더는 차량 엔진의 캠축에 견고하게 장착된다. 물론, 코더가 단일 비정규 자극을 가진 캠축에 고정될 수도 있다.
발명의 또다른 선호 특성에 따르면, 본 발명에 따른 코더는 차량 엔진의 기어박스와 크랭크축 간에 장착되는 트랜시미션축을 위한 동적 씰링 가스켓(dynamic sealing gasket)을 위한 지지판 내부에 장착될 것이다. 코더는 트랜스미션축에 의해 회전구동되며, 동적 씰링 가스켓의 지지판 위에 장착되는 검출 셀들의 근처에 장착되어, 위치 센서를 구성한다.
또다른 선호 특성에 따르면, 코더가 차량 엔진의 축 상에서 회전가능하게 고정된다. 또는 검출 셀에 가까운 이러한 차량의 엔진 블록 내부에 장착되는, 차량 엔진의 캠축이나 크랭크축에 의해 회전구동된다. 그래서 위치 또는 속도 센서를 구 성한다.
본 발명은 도시되고 기술된 예에 제한받지 아니하며, 본원의 사상과 범위를 벗어나지 않는 수준에서 여러가지 수정 및 변경이 행하여질 수 있다.
따라서 본 발명은 회전 자기 센서의 풀 턴(full turn)에 대해 주기적 신호를 전달하면서, 한개 이상의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있는 회전 자기 센서를 제안함으로서 기존 설계의 단점을 극복하는 것이다.

Claims (12)

  1. - 지정 주기(T1)를 가진 소자 쌍(N1)을 형성하도록 분포된, 가변 자기장의 일련의 발생기 소자(7)들에 의해 형성되는 한개 이상의 제 1 원형 자기 트랙(5)과, 지정 주기(T2)를 가진 소자 쌍(N2)을 형성하도록 분포된, 가변 자기장의 일련의 발생기 소자(8)들에 의해 형성되는 제 2 원형 자기 트랙(6)을 포함하는 한개 이상의 회전 자기 코더(2)로서, 이때, 상기 자기 트랙들 중 한개 이상은 한 쌍 이상의 싱귤러 발생기 소자(9)들을 구비한 한 개 이상의 싱귤러 자극(PS)을 가지며, 이때, 상기 싱귤러 발생기 소자(9)들의 이격 피치는 나머지 발생기 소자들의 이격 피치와 다른 바의 상기 한개 이상의 회전 자기 코더(2),
    - 자기 트랙에 연계하여 각기 위치하는 두개 이상의 검출 셀(3, 4)로서, 이때, 각각의 검출 셀은 자기장 강도 변화에 대응하는 전기 신호를 전달하며, 상기 검출 셀이나 자기 트랙은 위상차를 가진 두개의 디지털 신호(A, B)를 도출하도록 서로 이격되는 바의 상기 두개 이상의 검출 셀(3, 4), 그리고
    - 디지털 출력 신호(S)를 전달하도록 설계된 상기 검출 셀들에 의해 전달되는 디지털 신호들을 처리하는 로직 리소스로서, 이때, 상기 디지털 출력 신호(S)는 지정 주기적 비율(R1)에 대응하는 하이 레벨 및 로우 레벨이 연속적으로 교대하여 나타나는 정규 코딩부(S1)과, 지정 주기적 비율(R2)에 대응하는 한개 이상의 하이 레벨 및 한개의 로우 레벨을 구비한 비정규 코딩부(S2)를 포함하는 바의 상기 로직 리소스
    를 포함하는 센서에 있어서,
    ● 싱귤러 자극(PS)을 가진 자기 트랙(6)에 연계하여 위치하는 한개 이상의 검출 셀(4)은 단일-소자 검출 셀이고,
    ● 상기 로직 처리 리소스에 따라, 디지털 출력 신호(S)가 그 정규 코딩부(S1)와 비정규 코딩부(S2) 상에서 모두 동일한 일정 주기(T)를 가지며, 상기 정규 코딩부(S1)와 상기 비정규 코딩부(S2)의 주기적 비율(R1, R2)은 언밸런스 상태로 서로 다르도록, 상기 자기 트랙과 상기 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들이 배열되는 것을 특징으로 하는 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 로직 처리 리소스에 따라, 디지털 출력 신호(S)의 정규 코딩부(S1)의 언밸런스 주기적 비율(R1)이 상기 비정규 코딩부(S2)의 언밸런스 주기적 비율(R2)에 상보형이도록, 상기 자기 트랙과 검출 셀(3, 4)의 발생기 소자(7, 8, 9)들이 배열되는 것을 특징으로 하는 센서.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 한개 이상의 자기 트랙(6)은 한개 이상의 싱귤러 자극(PS)을 포함하며, 나머지 트랙은 지정 주기를 가진 소자 쌍들만을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 자기 트랙(5)의 발생기 소자(7)들의 쌍(N1)의 주기(T1)가 제 2 자기 트랙(6)의 발생기 소자(8)의 쌍(N2)의 주기(T2)와 같은 것을 특징으로 하는 센서.
  5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 로직 처리 리소스들은 한개의 디지털 신호(A)나 다른 한개의 디지털 신호(B)를 고려하며, 또는 디지털 신호 중 하나(A, B)의 상보형을 고려하는 것을 특징으로 하는 센서.
  6. 제 2 항 또는 4 항에 있어서, 상기 검출 셀(3, 4)이나 상기 자기 트랙(5, 6)이 언밸런스 주기적 비율(R1, R2)의 구성 값 중 하나에 따라 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 센서.
  7. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발생기 소자(7, 8, 9)들이 교대형 북극과 남극에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 센서.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 교대형 북극 및 남극은 코더 움직임 방향에 대해 경사진 방향으로 연속적인 방식으로 뻗어가며, 발생기 소자(7, 8)들을 형성하는 상기 자극은 일정한 두께를 가지고, 싱귤러 발생기 소자(9)들의 두께는 코더 에지 방향으로 증가하거나 감소하는 것을 특징으로 하는 센서.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 두 트랙의 발생기 소자(7, 8)들은 코더의 움직임 방향에 대해 엇갈리게 뻗어가는 공통의 교대형 북극 및 남극에 의해 형성되며, 이때, 상기 싱귤러 발생 소자(9)들은 서로 다른 폭의 교대형 북극 및 남극에 의해 형성되며, 상기 셀(3, 4)들은 코더의 움직임 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 센서.
  10. 제 1 항에 있어서, 각각의 검출 셀(3, 4)은, 홀-이펙트 셀, 차이 홀-이펙트 셀, 또는 플럭스 콘센트레이터, 자기-저항성, 또는 자이언트 자기-저항성 홀-이펙트 셀인 것을 특징으로 하는 센서.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 검출 셀(3, 4)과 상기 로직 처리 리소스들은 전자 마이크로회로의 일체부를 형성하는 것을 특징으로 하는 센서.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 코더(2)는 차량 엔진의 축 상에 회전가능하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 센서.
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