KR20080041147A - 토크 검출 장치 - Google Patents

토크 검출 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080041147A
KR20080041147A KR1020077029675A KR20077029675A KR20080041147A KR 20080041147 A KR20080041147 A KR 20080041147A KR 1020077029675 A KR1020077029675 A KR 1020077029675A KR 20077029675 A KR20077029675 A KR 20077029675A KR 20080041147 A KR20080041147 A KR 20080041147A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resonator
torsion bar
antenna
signal
housing
Prior art date
Application number
KR1020077029675A
Other languages
English (en)
Inventor
콜린 실스
빅토리아 클락
슈테판 륄
Original Assignee
티티 일렉트로닉스 테크놀러지 리미티드
아베 엘렉트로닉 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티티 일렉트로닉스 테크놀러지 리미티드, 아베 엘렉트로닉 게엠베하 filed Critical 티티 일렉트로닉스 테크놀러지 리미티드
Publication of KR20080041147A publication Critical patent/KR20080041147A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2086—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of two or more coils with respect to two or more other coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

하우징(housing)에 대하여 회전 가능한 토션 바에 가해지는 토크를 나타내는 회전 변위 정보를 제공하는 장치가 기술된다. 여기서, 상기 하우징에 대하여 고정된 송신 안테나(transmit aerial)와 상기 하우징에 대하여 고정된 수신 안테나(receive aerial) 사이의 상기 전자기(electromagnetic) 결합(coupling)은, 상기 토션 바의 축 위치에 위치한 각각에 대하여 고정된 제1 및 제2 공진기(resonators)에 의존하여 변화한다. 상기 제1 및 제2 공진기(resonators)는, 상기 제1 공진기에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 상기 신호가 상기 제2 공진기에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 상기 신호와 구별되도록, 각각 다른 공진 주파수(resonant frequencies)들을 가진다.

Description

토크 검출 장치{Torque sensing apparatus}
본 발명은 위치 또는 속도의 검출과 관련된다. 그리고, 토크 측정을 위한 시스템 및 그 부품들과 배타적이 아닌 특별한 관련성을 가진다.
토크 측정 시스템은, 예를 들어, 핸들(steering wheel)과 같은 회전 부재들에 가해지는 토크를 측정하기 위해 자동차에 적용된다. 토크를 측정하기 위해서, 토션 바(torsion bar)의 회전 축을 따라 두 지점 사이의 상대적인 회전 변위(rotary displacement)가 측정된다.
비 접촉식 위치 측정을 위해 과거에는 유도 센서들(inductive sensors)이 사용되었다. 본 발명은 토크 센서에서 유도 위치 검출의 결합을 위한 기술들에 초점을 맞춘다.
본 발명의 일 측면에 따라, 하우징(housing)에 대하여 회전 가능한 토션 바에 가해지는 토션을 나타내는 회전 변위 정보를 발생하기 위한 장치가 제공된다. 여기서, 상기 하우징에 대하여 고정된 송신 안테나(transmit aerial)와 상기 하우징에 대하여 고정된 수신 안테나(receive aerial) 사이의 상기 전자기(electromagnetic) 결합(coupling)은, 상기 토션 바의 축 위치에 위치한 각각에 대하여 고정된 제1 및 제2 공진기(resonators)에 의존하여 변화한다. 상기 제1 및 제2 공진기(resonators)는, 상기 제1 공진기에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 상기 신호가 상기 제2 공진기에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 상기 신호와 구별되도록, 각각 다른 공진 주파수(resonant frequencies)들을 가진다.
본 발명의 실시예는 이하 첨부된 도면들을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 핸들(steering wheel)과 랙-피니언(rack-and-pinion) 타입 조종 메커니즘(steering mechanism)의 기어(gear) 사이의 결합 장치의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 상기 결합 장치의 일부를 형성하는 위치 센서의 주요 부품을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 상기 결합 장치의 일부를 형성하는, 그 위에 유연한 인쇄회로기판이 배치된, 슬리브(sleeve) 부재의 사시도를 나타낸다.
도 4는 평평하게 펼쳐졌을 때, 도 3에 도시된 유연한 인쇄회로기판의 평면도를 나타낸다.
도 5는, 도 1에 도시된 상기 결합 장치의 일부를 형성하는, 그 위에 유연한 인쇄회로기판이 배치된, 제1 퍽 휠(puck wheel)의 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 상기 제1 퍽 휠의 평면도를 나타낸다.
도 7은 평평하게 펼쳐졌을 때, 도 5에 도시된 유연한 인쇄회로기판의 평면도를 나타낸다.
도 8은, 도 1에 도시된 상기 결합 장치의 일부를 형성하는, 그 위에 유연한 인쇄회로기판이 배치된, 제2 퍽 휠(puck wheel)의 사시도를 나타낸다.
도 9는 평평하게 펼쳐졌을 때, 도 8에 도시된 유연한 인쇄회로기판의 평면도를 나타낸다.
도 10은, 도 1에 도시된 상기 결합 장치에 배치될 때, 상기 제1 및 제2 퍽 휠들 사이의 위치 관계의 사시도를 개략적으로 나타낸다.
도 11은 상기 슬리브, 상기 제1 퍽 휠 및 상기 제2 퍽 휠 사이의 위치 관계의 분해도를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 도 1에 도시된 상기 결합 장치에 배치될 때, 상기 슬리브, 상기 제1 퍽 휠 및 상기 제2 퍽 휠 사이의 위치 관계의 사시도를 개략적으로 나타낸다.
도 13은 도 11에 도시된 상기 위치 센서의 일부를 형성하는 ASIC의 주요 부품들을 개략적으로 나타낸다.
도 14는 제1 검출 위상 각(detected phase angle)과, 도 1에 도시된 상기 결합 관계의 일부를 형성하는 제1 축(shaft)의 상기 절대 위치 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는 제2 검출 위상 각(detected phase angle)과, 도 1에 도시된 상기 결합 관계의 일부를 형성하는 제1 축(shaft)의 상기 절대 위치 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 상기 도시된 실시예에서, 자동차는 랙-피니언(rack-and-pinion) 조종 메커니즘(steering mechanism)의 일부를 형성하는 기어(gear)와 결합된 핸들(steering wheel)을 가진다. 도 1은 상기 핸들과 상기 기어 사이의 결합 장치의 단면도를 나타낸다.
제1 연장 원통 축(first elongate cylindrical shaft)(1)은 일 측의 길이 방향 단부(5)에서 상기 핸들(미도시)에 부착된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 축(1)은, 상기 핸들과 이격된 상기 길이 방향 단부(7)에서 계단 영역(9)으로 연장되는, 감소된 직경 축 부분(3)을 갖는다. 제2 연장 원통 축(second elongate cylindrical shaft)(11)은 일 측의 길이 방향 단부(13)에서 상기 랙-피니언 조종 메커니즘의 상기 기어(미도시)에 부착되고, 상기 기어와 이격된 상기 길이 방향 단부(17)(이후 상기 개구 단부(open end)(17)라고 지칭)로부터 연장되는 공동(空洞) 축 부분(15)을 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 축(1)의 상기 감소된 직경 부분(3)은 상기 제2 축(11)의 상기 공동 부분(15)에, 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(1)이 축 방향으로 정렬(align)되도록, 상기 제1 축(11)의 상기 계단 영역(9)이 상기 제2 축(11)의 상기 개구 단부(17)에 인접하게 배치된다. 잠금 핀(19)은 상기 감소된 직경 부분(3)의 상기 단부(7) 쪽에서 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11)을 고정한다.
이 명세서의 나머지에서, 축 방향(axial direction)은 상기 제1 및 제2 축(1)(11)의 일반적인 길이 방향의 축 방향을 가리키고, 반경 방향(radial direction)은 상기 축 방향으로부터 수직으로 방사하는 선을 가리키고, 원주 방 향(circumferential direction)은 상기 축 방향과 상기 반경 방향 양쪽에 대하여 수직 방향을 가리킨다.
자동차의 운전자가 상기 핸들을 돌릴 때, 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11) 양쪽 모두 상기 하우징(21)에 대하여 회전하도록, 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11)은 하우징(21)에 대하여 회전 가능하게 배치된다. 특히, 본 실시예에서 상기 제1 및 제2 축들의 회전 운동의 범위는 상기 하우징(21)에 대하여 두 번의 전체 회전, 즉, 720°이다.
본 실시예에서, 상기 조종 메커니즘(steering mechanism)은 전기 동력 보조(electronic power-assisted) 조종 메커니즘이다. 여기서 전기 모터는 상기 운전자에 의하여 상기 핸들에 가해지는 상기 토크에 의존하여 변화하는 보조 힘을 가한다. 따라서, 상기 운전자에 의해 가해지는 토크는 모니터 되어야 한다.
상기 운전자에 의하여 상기 핸들에 가해지는 상기 토크는, 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11)을 고정하는 상기 잠금 핀(19)을 통하여 상기 기어에 전달된다. 그러나, 상기 잠금 핀(19)과, 상기 제1 축(1)의 상기 계단 영역(9)과 상기 제2 축(11)의 상기 개구 단부(17) 사이의 교차점 사이의 상기 축 변위는, 상기 가해진 토크에 의존하여 변화하는 상기 계단 영역(9)과 상기 개구 단부(17) 사이의 상대적인 회전 변위를 발생시킨다. 본 발명에 따라, 유도 센서(inductive sensor)는 상기 계단 영역(9)과 상기 개구 단부(17) 사이의 상대적인 회전 변위를 측정한다. 그리고, 상기 가해진 토크는 상기 측정된 상대적인 회전 변위로부터 계산된다.
본 발명의 상기 유도 센서는 다음을 포함한다: 상기 하우징(21)에 대하여 고 정된 안테나 가이드(aerial guide)(25)에 배치된 안테나 부재(aerial member)(23); 상기 제 1축(1)에 대하여 고정된 제1 슬리브 부재(first sleeve member)(29) 상에 배치된 제1 중간 결합 부재(first intermediate coupling element)(27)(도 1에는 미도시); 상기 제 2축(11)에 대하여 고정된 제2 슬리브 부재(second sleeve member)(33) 상에 배치된 제2 중간 결합 부재(second intermediate coupling element)(31). 상기 안테나 부재(aerial member)(23)는 상기 제1 축(1), 상기 제2 축(11) 및 수신 안테나(receive aerial)(도 1에는 미도시)의 상기 원주 주위를 따라 변화하는 자기장을 발생하는 송신 안테나(transmit aerial) 상에 형성된다. 상기 제1 중간 결합 부재(27)와 상기 제2 중간 결합 부재(31)의 부재 시에는 어떠한 순(純) 신호도 상기 송신 안테나에 의하여 발생된 상기 자기장에 의하여 상기 수신 안테나 내에서 유도되지 않는 반면, 상기 제1 중간 결합 부재(27)와 상기 제2 중간 결합 부재(31)의 존재 시에는 신호가 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11)의 상기 회전 위치들에 의존하는 상기 수신 안테나 내에 유도되도록, 상기 송신 안테나는 상기 수신 안테나에 대하여 균형 잡힌다.
본 실시예에서, 안전의 향상을 위하여 상기 유도 센서는, 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11)의 상기 상대적인 회전 변위를 위한 각각의 기록(reading)을 제공하는 두 개의 독립적인 검출 장치(sensing arrangement)들을 가진다. 이러한 방법으로, 만약 하나의 검출 장치가 상기 토크의 측정에 실패한다면, 나머지 검출 장치에 의해 제공되는 상기 상대적인 회전 변위 기록을 사용하여 계산될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유도 센서는 두 개의 ASIC(35a)(35b)를 갖는다. 각각의 ASIC(35)는 상기 두 개의 검출 장치의 각각 다른 하나에 의하여 사용된다.
도 2는 상기 토크 검출 회로의 주요 부품을 개략적으로 나타낸다. 도 2에서, 상기 제1 검출 장치(41a)와 상기 제2 검출 장치(41b)는 파선으로 도시된(dashed) 상자들에 의하여 개략적으로 지시된다.
각각의 독립적인 검출 장치(41)는 두 개의 결합 여기 권선부(associated excitation windings)(43)(검출 장치를 위하여 상기 송신 안테나 기능을 수행함)와, 하나의 센서 권선부(sensor winding)(45)(검출 장치를 위하여 상기 수신 안테나 기능을 수행함)를 갖는다. 특히, 상기 제1 검출 장치(41)는 상기 안테나 부재(23) 상에 형성되고 상기 제1 ASIC(35a)와 연결되는 제1 및 제2 여기 권선부들(43a)(43b)과 제1 센서 권선부(45a)를 갖는다. 상기 제1 검출 장치는 또한, 상기 제1 중간 결합 부재(27) 상에 형성되는 제1 공진 회로(47a)와, 상기 제2 중간 결합 부재(31) 상에 형성되는 제2 공진 회로(47b)를 가진다. 유사하게, 상기 제2 검출 장치(41b)는 상기 안테나 부재(23) 상에 형성되고 상기 제2 ASIC(35b)와 연결되는 제3 및 제4 여기 권선부들(43c)(43d)과 제2 센서 권선부(45b)를 갖는다. 제3 공진 회로(47c)는 상기 제1 중간 결합 부재(27) 상에 형성되고, 제4 공진 회로(47d)는 상기 제2 중간 결합 부재(31) 상에 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제1 검출 장치(41a)를 위하여, 상기 제1 및 제2 여기 권선부들은, 전체 원주 주위에 대하여 각각 싸인(sine)과 코싸인(cosine) 함수의 20회 주기를 통하여 변화하는, 반경 방향 자기장 성분을 생성한다. 그리고, 제3 및 제4 여기 권선부들은, 전체 원주 주위에 대하여 각각 싸인(sine)과 코싸인(cosine) 함수의 19회 주기를 통하여 변화하는, 반경 방향 자기장 성분들 생성한다. 상기 반경 방향 자기장 성분은, 상기 제1 축(1)의 상기 회전 위치에 따라 변화하는 상기 제1 공진 회로(47a)에서 신호를 유도하고, 상기 제2 축(11)의 상기 회전 위치에 따라 변화하는 상기 제2 공진 회로에서 신호를 유도한다. 상기 제1 및 제2 공진 회로들(47a)(47b)에서 유도되는 상기 신호들은, 상기 제1 축(1)과 상기 제2 축(11) 사이의 상기 상대적인 회전 변위를 결정하기 위해 상기 제1 ASIC(35a)에 의해서 처리되는 상기 제1 센서 권선부(45a)에서 대응하는 신호 성분을 유도한다. 상기 제2 검출 장치(41b)는 유사한 방법으로 작동한다.
각각의 검출 장치의 상기 ASIC(35)는, 상기 핸들에 가해지는 상기 토크를 계산하기 위하여 상기 상대적인 회전 변위들을 처리하는, 상기 자동차의 중앙 제어 유닛(central control unit)(49)으로 상기 계산된 상대적인 회전 변위를 출력한다.
도 3은 상기 안테나 부재(23)과 상기 안테나 가이드(25)의 사시도를 개략적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 안테나 가이드(25)는 우묵한 원주 부분(recessed circumferential portion)을 포함하는 외부 표면(outer surface)을 갖는 원통형 슬리브(sleeve)이다. 여기서, 상기 안테나 부재(23)는 고정적으로 배치된다. 본 실시예에서, 상기 안테나 부재(23)는 상기 안테나 가이드(25)의 상기 우묵한 부분의 상기 원주보다 긴 길이를 갖는 이층(two-layer)의 유연한 인쇄회로기판(PCB) 물질의 사각 시트이다. 상기 안테나 부재(23)는 상기 여기 권선부들(43)과 상기 센서 권선부들(45)을 형성하기 위하여, 관통 홀(via hole)들을 사용하여 연결된 양 측에 쌓인(deposited) 전도성 트랙(track)들을 가진다. 두 세트의 여섯 개의 전기적인 접점들(51)이 제공되고, 여기서 여섯 개의 전기적인 접점들(51) 각각의 세트는 대응하는 ASIC(35)와 함께 검출 장치의 상기 두 개의 여기 권선부들 및 상기 센서 권선부에 연결된다.
도 4는 평평하게 펼쳐졌을 때, 상기 안테나 부재(23)의 개략적인 평면도이다. 여기서, 상기 PCB의 일 측에 형성되는 상기 전도성 트랙들은 실선(solid lines)으로 표시되고, 반면 상기 PCB의 타 측에 형성되는 상기 전도성 트랙들은 파선(dashed lines)으로 표시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 검출 장치(41a)와 결합하는 상기 전도성 트랙들(61)은, 상기 PCB의 가로 방향에서 상기 제2 검출 장치(41b)와 결합하는 상기 전도성 트랙들(63)로부터 이격되어 배치된다. (상기 안테나 부재(23)가 상기 안테나 가이드(25) 상에 배치될 때 상기 축 방향에 대응된다.)
본 실시예에서, 각각의 검출 장치(41)를 위한 상기 여기 권선부들(43)과 상기 센서 권선부(45)는, 상기 안테나 가이드(25)의 상기 우묵한 부분의 상기 원주에 대응하는 상기 PCB의 길이(65)를 따라 연장되는 평면 코일 장치들(planar coil arrangements)을 포함한다. 상기 여기 권선부들은, UK 출원특허 GB2374424A에 기술된 여기 권선부들과 실질적으로 동일한 방법으로, 상기 싸인 함수와 상기 코싸인 함수 각각의 다수의 주기에 따라 변화하는, 상기 PCB에 수직인 자기장 성분을 가지는 자기장들을 발생한다. (상기의 모든 구성 요소들은 참조문헌에 의하여 이로써 여기에 통합된다.) 나아가, 본 실시예에서 검출 장치의 상기 센서 권선부는 상기 길이(61)의 전체 주위에 연장되는 다중 루프(multi-loop) 평면 코일에 의하여 형성 된다.
도 5는 상기 제1 중간 결합 부재(27)와 상기 제1 슬리브 부재(29)의 사시도를 개략적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 제1 슬리브 부재(29)는 상기 제1 축(1)을 수용하기 위한 원통형 함몰부(cylindrical recess)(71)를 가진다. 상기 제1 슬리브 부재(29)는 또한 상기 제1 중간 결합 부재(27)가 배치되는 가이드부(73)를 가진다. 상기 가이드부(73)는 상기 원통형 함몰부 (71)의 상기 축 상에 중심이 있는 두 개의 대향하는 아크부들(arc portions)(75a)(75b)과, 상기 두 개의 아크부들(75a)(75b)과 상호 연결되는 두 개의 대향하는 연결 부재들(connection portions)(77a)(77b)을 가진다.
도 6은 상기 원통형 함몰부(71)와 상기 가이드부(73)를 나타내는, 상기 제1 슬리브 부재(29)의 평면도(즉, 상기 제1 축에 배치되었을 때 상기 축 방향을 따라 보이는)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 대향하는 아크부들(75a)(75b) 각각은 상기 원통형 함몰부(71) 주위에 대략 70° 연장되고, 상기 연결 부재들(77a)(77b)은 상기 원주의 일부를 형성하는 상기 두 개의 아크부들(75)의 상기 외부 표면들의 상기 원의 내부로 연장된다.
도 5로 돌아가서, 상기 두 개의 아크부들(75)은, 상기 아크부들(75)이 상기 두 개의 연결 부재들(77)의 대략 두 배의 축 방향 길이를 갖도록 하는, 돌출 부재들(projecting parts)을 포함한다. 이러한 방법으로, 상기 돌출 부재들을 포함하는 상기 제1 슬리브 부재(29)의 측면은 성곽 모양의(castellated) 외관을 갖는다.
전도성 트랙들을 갖는 이층(two-layer)의 유연한 PCB(79)를 포함하는 상기 제1 중간 결합 장치는, 상기 제1 및 제3 공진 회로들(47a)(47c)을 위한 상기 유도자(inductor)를 형성하기 위한 관통 홀들(via holes)에 의하여 상호 연결되는 양 측에 놓인다. 도 7은 평평하게 펼쳐졌을 때, 상기 유연한 PCB의 평면도를 개략적으로 나타낸다. 여기서, 상기 PCB(79)의 일 측의 전도성 트랙들은 실선으로 표시되고, 상기 PCB(79)의 타 측의 전도성 트랙들은 파선으로 표시된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 PCB(79)는 상기 가이드부(73)의 각각의 아크부들(75)과 치수가 동일한 두 개의 단부들(end parts)(91a)(91b)과, 상기 두 개의 단부들(91)보다 감소된 폭을 가지고 상호 연결되는 연결부(connecting part)(93)를 갖는다.
상기 연결부(93)는 상기 두 개의 단부들(91)을, 상기 두 개의 단부들(91)이 상기 가이드부(73)의 상기 두 개의 아크부들(75)의 상기 외측 표면에 배치되도록 하는 거리만큼 이격시킨다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(93) 자신은 상기 가이드부(73)의 상기 연결 부재들(77) 중 하나에 배치된다.
상기 제1 공진 회로(47a)를 위한 상기 유도자(inductor)는 여덟 개의 주기적으로 이격된(periodically-spaced) 커런트 루프 구조들(current loop structures)(95a-95h)의 일련의 연결에 의하여 형성된다. 그리고, 상기 제3 공진 회로(47c)를 위한 상기 유도자(inductor)는 일곱 개의 주기적으로 이격된(periodically-spaced) 커런트 루프 구조들(current loop structures)(97a-97g)의 일련의 연결에 의하여 형성된다. 상기 커런트 루프 구조들(current loop structures)(95,97)은, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 슬리브 부재(29)가 배치될 때, 상기 제1 공진 회로(47a)를 위한 상기 커런트 루프들(95)이 상기 제3 공진 회로(47c)의 상기 커런트 루프들(97)로부터 축 방향으로 이격되어 위치하도록 배치된다. 특히, 상기 제1 및 제3 공진 회로들(47a)(47c)을 위한 상기 커런트 루프들 사이의 상기 축 방향 간격(axial spacing)은, 상기 제1 검출 장치(41a)를 위한 상기 자극/센서 권선부들과 상기 제2 검출 장치(41b)를 위한 상기 자극/센서 권선부들 사이의 상기 축 방향 간격(axial spacing)과 동일하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 커런트 루프 구조들(95)(97)은 상기 유연한 PCB(79)의 상기 단부들(91) 내에 형성된다. 두 개의 터미널들(terminals)(99a)(99b)은, 상기 커런트 루프 구조들(95)에 의하여 형성되는 상기 유도자와 함께 상기 제1 공진 회로(47a)를 형성하도록 커패시터(capacitor)(미도시)가 배치되는, 상기 유연한 PCB(79)의 상기 연결부(93) 내에 형성된다. 그리고, 두 개의 터미널들(terminals)(101a)(101b)은, 상기 커런트 루프 구조들(97)에 의하여 형성되는 상기 유도자와 함께 상기 제3 공진 회로(47c)를 형성하도록 커패시터(capacitor)가 배치되는, 상기 유연한 PCB(79)의 상기 연결부(93) 내에 형성된다. 상기 제1 공진 회로(47a)를 위한 상기 커런트 루프 구조들(95)은 상기 제1 슬리브 부재(29)의 상기 돌출 부재들에 이웃하게 배치된다.
본 실시예에서, 상기 제1 공진 회로는 3.75MHz의 공진 주파수를 가지고, 상기 제3 공진 회로는 5MHz의 공진 주파수를 갖는다. 나아가, 상기 제1 공진 회로(47a)를 위한 상기 커런트 루프 구조들(95)의 상기 주기적인 간격은 18°(이것은 360°을 20으로 나눈 결과임)의 각(角) 간격(angular spacing)과 대응한다. 그리 고, 상기 제3 공진 회로(47c)를 위한 상기 커런트 루프 구조들(97)의 상기 주기적인 간격은 18.95°(이것은 360°을 19로 나눈 결과임)의 각(角) 간격(angular spacing)과 대응한다.
도 8은 상기 제2 중간 결합 부재(31) 및 상기 제2 슬리브 부재(33)의 사시도를 개략적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 제2 슬리브 부재(33)는 상기 제1 슬리브 부재(29)에 대하여 실질적으로 동일한 성곽 모양(castellated)을 갖는다.
상기 제2 중간 결합 부재(33)는 상기 제1 중간 결합 부재(29)와 유사한 방법으로 이층(two-layer)의 유연한 PCB(111)에 의하여 형성된다. 도 9는 평평하게 펼쳐졌을 때, 상기 유연한 PCB(111)의 평면도를 개략적으로 나타낸다. 여기서, 일 측의 상기 전도성 트랙들은 실선으로 표시되고, 타 측의 상기 전도성 트랙들은 파선으로 표시된다. 상기 유연한 PCB(111)의 상기 단부들 내의 여덟 개의 커런트 루프 구조들(113a-113h)은, 본 실시예에서 1.875MHz의 공진 주파수를 가지는 상기 제2 공진 회로(47b)를 형성하기 위하여 터미널들(115a)(115b) 사이에 연결된 커패시터(capacitor)(미도시)와 연속적으로 연결되어 있다. 그리고, 상기 유연한 PCB(111)의 상기 단부들 내의 일곱 개의 커런트 루프 구조들(117a-117g)은, 본 실시예에서 2.5MHz의 공진 주파수를 가지는 상기 제4 공진 회로(47d)를 형성하기 위하여 터미널들(119a)(119b) 사이에 연결된 커패시터(capacitor)(미도시)와 연속적으로 연결되어 있다.
상기 제2 공진 회로(47b)를 위한 상기 커런트 루프 구조들(113)의 상기 주기적인 간격은 18°(이것은 360°을 20으로 나눈 결과임)의 각 간격(angular spacing)과 대응한다. 그리고, 상기 제4 공진 회로를 위한 상기 커런트 루프 구조들(117)의 상기 주기적인 간격은 18.95°(이것은 360°을 19로 나눈 결과임)의 각 간격(angular spacing)과 대응한다. 상기 제4 공진 회로(47d)를 위한 상기 커런트 루프 구조들(117)은 상기 제2 슬리브 부재(33)의 상기 돌출 부재들에 이웃하게 배치된다.
도 10은 상기 결합 장치가 조립되었을 때, 상기 제1 중간 결합 부재(27)와 상기 제2 중간 결합 부재(31)의 위치 관계의 사시도를 개략적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 일 측의 슬리브 부재의 상기 아크부들(75)의 상기 돌출 부재들이 타 측의 슬리브 부재의 상기 연결 부재들(77)의 바깥쪽에 인접하는 공간들에 위치하도록, 상기 제1 및 제2 슬리브 부재들의 상기 성곽 모양의 단부들이 서로 맞물린다. 이러한 방법으로, 상기 제1 공진 회로(47a)의 상기 커런트 루프 구조들은, 상기 제2 공진 회로(47b)의 상기 커런트 루프 구조들처럼, 상기 축 방향을 따라 같은 위치에 있는 반면, 상기 원주 방향으로는 이격되어 위치한다. 유사하게, 상기 제3 공진 회로(47c)의 상기 커런트 루프 구조들은, 상기 제4 공진 회로(47d)의 상기 커런트 루프 구조들처럼, 상기 축 방향을 따라 같은 위치에 있는 반면, 상기 원주 방향으로는 이격되어 위치한다.
도 11은 상기 제1 슬리브 부재(29) 및 상기 제2 슬리브 부재(31)가 상기 안테나 가이드(25) 내에 어떻게 수용되는지 개략적으로 나타내는 분해도이고, 도 12는 상기 안테나 가이드(25) 내에 위치할 때 제1 슬리브 부재(29) 및 상기 제2 슬리브 부재(31)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 조립되었을 때, 상기 제1 슬리브 부 재(29) 및 상기 제2 슬리브 부재(33)는 상기 안테나 가이드(25) 내에 회전 가능하게 배치된다. 여기서, 상기 제1 및 제2 공진 회로들(47a)(47b)의 상기 커런트 루프 구조들은, 상기 제1 및 제2 여기 권선부들(43a)(43b)과 상기 제1 센서 권선부(45a)처럼, 상기 축 방향을 따라 동일한 위치에 위치한다. 그리고, 상기 제3 및 제4 공진 회로들(47c)(47d)의 상기 커런트 루프 구조들은, 상기 제3 및 제4 여기 권선부들(43c)(43d)과 상기 제2 센서 권선부(45b)처럼, 상기 축 방향을 따라 동일한 위치에 위치한다.
도 13은 상기 제1 ASIC(35a)의 주요 부품들을 개략적으로 나타낸다. 제1 직각 위상 신호 생성기(first quadrature signal generator)(151a)는, 본 실시예에서 5kHz(이후, 변조 주파수(modulation frequency)라 함)의 주파수를 갖는 신호들의 직각 위상 쌍을 생성한다. 제2 직각 위상 신호 생성기(second quadrature signal generator)(151b)는, 본 실시예에서 3.75MHz인, 상기 제1 공진 회로(47a)의 상기 공진 주파수와 동일한 제1 운반 주파수(first carrier frequency)에서 직각 위상 신호를 생성한다. 제3 직각 위상 신호 생성기(third quadrature signal generator)(151c)는, 본 실시예에서 1.875MHz인, 상기 제2 공진 회로(47b)의 상기 공진 주파수와 동일한 제3 운반 주파수(third carrier frequency)에서 직각 위상 신호를 생성한다.
상기 변조 주파수에서 상기 직각 위상 신호의 쌍은, 신호 I1(t)를 생성하기 위하여 상기 제1 운반 주파수에서 상기 동위상 신호에 의하여 상기 변조 주파수에 서 상기 동위상(in-phase) 신호 I1을 변조하고, 신호 Q1(t)를 생성하기 위하여 상기 제1 운반 주파수에서 상기 동위상 신호 I1에 의하여 상기 변조 주파수에서 상기 직각 위상 신호를 변조하는, 제1 변조 장치(153a)에 입력된다. 상기 변조 주파수에서 상기 직각 위상 신호의 쌍은, 신호 I2(t)를 생성하기 위하여 상기 제2 운반 주파수에서 상기 동위상 신호 I2에 의하여 상기 변조 주파수에서 상기 동위상(in-phase) 신호를 변조하고, 신호 Q2(t)를 생성하기 위하여 상기 제2 운반 주파수에서 상기 동위상 신호 I2에 의하여 상기 변조 주파수에서 상기 직각 위상 신호를 변조하는, 제2 변조 장치(153b)에 또한 입력된다.
상기 신호들 I1(t)와 I2(t)는 그리고 나서 상기 신호 I1(t) 및 I2(t)를 결합하는 제1 디지털 믹서(first digital mixer)(155a)에 입력되고, 상기 합성 결합된 신호(resultant combined signal)는 제1 코일 드라이버(157a)에 의하여 증폭된다. 상기 제1 코일 드라이버(157a)에 의한 상기 증폭된 신호 출력은 상기 제1 여기 권선부(43a)에 공급된다. 상기 신호들 Q1(t)와 Q2(t)는 제2 디지털 믹서(second digital mixer)(155b)에 입력되고, 상기 합성 결합된 신호(resultant combined signal)는 제2 코일 드라이버(157b)에 의하여 증폭되고, 상기 제2 여기 권선부(43b)에 공급된다.
상기 제1 운반 주파수 주위에서 상기 제1 및 제2 여기 권선부들(43a)(43b)에 공급되는 상기 신호 요소들은, 상기 제1 축(1)의 상기 반경 방향 위치에 따라서 변 화하는 상기 제1 공진 회로(47a)에서 공진 신호를 유도한다. 상기 제1 공진 회로(47a)에서 차례로 유도되는 상기 공진 신호는 상기 제1 센서 권선부(45a)에서 신호를 유도한다. 유사하게, 상기 제2 운반 주파수에서 상기 제1 및 제2 여기 권선부들(43a)(43b)에 공급되는 상기 신호 요소들은, 상기 제1 센서 권선부(45a)에서 차례로 신호를 유도하는 상기 제2 공진 회로(47b)에서 공진 신호를 유도한다.
UK 출원특허 GB2374424A에서 제시된 바와 같이, 상기 제1 센서 권선부(45a)에서 유도된 상기 신호가, 상기 제1 운반 주파수에서 상기 직각 위상 신호 Q1을 사용하여 동기 검출을 수행하는 제1 동기 검출기(first synchronous detector)(159a)에 입력될 때, 상기 제1 동기 검출기(159a)에 의해 출력되는 상기 합성 신호는 상기 제1 축(1)의 상기 각 위치(angular position)에 의존하는 위상(phase)의 상기 변조 주파수 성분을 가진다. 이 위상은 제1 위상 검출기(first phase detector)(161a)에 의해 검출된다. 유사하게, 상기 제1 센서 권선부(45a)에서 유도된 상기 신호가, 상기 제2 운반 주파수에서 상기 직각 위상 신호 Q2를 사용하여 동기 검출을 수행하는 제2 동기 검출기(second synchronous detector)(159b)에 입력될 때, 상기 제2 동기 검출기(159b)에 의해 출력되는 상기 합성 신호는 상기 제2 축(11)의 상기 각 위치(angular position)에 의존하는 위상(phase)의 상기 변조 주파수 성분을 가진다. 이 위상은 제2 위상 검출기(second phase detector)(161b)에 의해 검출된다.
도 14는 상기 제1 위상 검출기(161a)에 의하여 검출되는 상기 위상과, 상기 제1 축(1)의 상기 각 위치(angular position) 사이의 관계를 나타내는 그래프를 보여준다. 전체 1 회전 동안 상기 여기 권선부들의 상기 20회의 주기들의 결과로서, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 제1 위상 검출기(161a)에 의해 검출되는 상기 위상은, 상기 제1 축(1)의 스무 번의 다른 절대 회전 위치들과 대응한다. 유사하게, 상기 제2 위상 검출기(161b)에 의해 검출되는 상기 위상은, 상기 제2 축(11)의 스무 번의 다른 회전 위치들과 대응한다. 상기 제1 ASIC(35a)는 따라서 상기 제1 및 제2 축들(1)(11)의 상기 절대 회전 위치들을 결정할 수 없다. (본 명세서에서 절대 회전 위치(absolute rotary position)는 참조 위치(reference position)에 대한 축의 상기 회전 위치를 가리킨다; 상기 축들이 약 전체 2회전 회전할 수 있는 것처럼, 상기 절대 위치는 자신의 운동의 전체 회전 범위 내에서 축의 상기 위치를 명확하게 나타내지는 않는다.)
상기 제1 및 제2 축들(1)(11)이 대략 720°의 범위 이상을 회전할 수 있음에도 불구하고, 상기 제1 및 제2 축들(1)(11) 사이의 상기 상대 회전 변위는 몇 도, 즉 상기 기록들(readings)의 한 주기 내를 넘지 않는다. 프로세서(processor)(163)는 따라서 상기 제1 및 제2 축들(1)(11) 사이의 상기 상대적인 회전 변위를 계산하고 출력할 수 있고, 그 때문에 상기 중앙 제어 유닛(central control unit)(49)에 의해서 상기 토크가 계산되는 것이 허용된다.
상기 제2 검출 장치(41b)에서, 상기 제1 운반 주파수가 5MHz로 맞춰지고 상기 제2 운반 주파수는 2.5MHz로 맞춰지는 것 이외에는, 상기 제2 ASIC(35b)는 상기 제1 ASIC(35a)와 실질적으로 동일하다.
논의한 바와 같이, 상기 제2 검출 장치(41b) 내에서 상기 여기 권선부들과 상기 공진 회로들의 상기 주기성(periodicity)은 360° 동안 열 아홉 번의 주기들과 대응한다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 각각의 위상 기록은 열 아홉 번의 가능한 회전 위치들과 대응한다. 다시, 상기 제2 검출 장치(41b)를 이용한 상기 절대 위치 측정에 모호성(ambiguity)이 존재한다고 하더라도 상기 제1 검출 장치(41a)를 위한 것처럼, 상기 제1 축(1) 및 상기 제2 축(11) 사이의 상대적인 회전 변위의 상기 범위는 한 주기보다 상당히 적고, 따라서 상기 상대적인 회전 변위는 명확하게 계산될 수 있다.
본 실시예에서, 각각의 검출 장치(41)의 상기 ASIC(35)는 상기 자동차의 중앙 제어 유닛(central control unit)(49)에 상기 각각 계산된 상대적인 회전 변위를 출력하고, 또한 상기 자동차의 상기 중앙 제어 유닛(central control unit)(49)에 상기 검출된 위상 각들을 출력한다. 상기 중앙 제어 유닛(central control unit)(49)은 상기 계산된 상대적인 회전 변위를 이용하여 상기 토크를 계산한다. 나아가, 각각의 개별적인 검출된 위상 각들이 절대 위치 측정으로 명확히 변환될 수 없다고 하더라도, 상기 제1 검출 장치(41a)와 상기 제2 검출 장치(41b)의 상기 주기성 사이의 차이에 기인하여, 상기 중앙 제어 유닛(central control unit)(49)은, 버니어 타입(vernier-type) 계산을 사용하는 양쪽의 검출 장치들(41)을 형성하는 상기 위상 기록들을 사용하는 절대적인 위치 측정을 결정할 수 있다.
상기 기술된 실시예의 상기 자극 와인딩들(43), 센서 와인딩들(45) 및 공진 회로들(47)의 상기 특정 장치는 다양한 이점을 가지고 있다.
(1) 상기 공진 회로들 내에서 다수의 주기적인 형상의(periodically-spaced) 커런트 루프 구조들에 의하여, 각각의 공진 회로에서 유도된 상기 신호는 하나의 커런트 루프 구조를 가진 공진 회로들에 비하여 증가된다.
(2) 각각의 커런트 루프 구조가 대향하는 커런트 루프 구조를 가지도록 원자 방향 평면에 커런트 루프 구조를 배치함으로써, 모든 둘러싸는 전자기 장에 대한 민감도가 감소된다. 나아가, 상기 회전축들의 회전의 상기 축과 상기 전도 및 수신 영역들의 상기 순환 경로의 상기 중심들 사이의 근소한 오정렬(misalignment)에 대한 상기 민감도는 감소된다. 더불어, 이러한 원통형 형상은 상기 전도/수신 영역들과 상기 공진기들 사이의 축 오정렬에 대한 증가된 공차(tolerance)를 제공한다.
(3) 각각의 검출 장치 내에서 각각의 공진기들과 결합한 상기 커런트 루프들과 이격된 원주 상의 간격에 의해서, 인접한 공진 회로들 사이의 결합에 의해 야기되는 소음이 감소된다.
(4) 상기 제2 검출 장치를 위한 상기 자극 와인딩들, 센서 와인딩 및 상기 공진 회로들의 커런트 루프 구조들로부터, 상기 제1 검출 장치를 위한 상기 자극 와인딩들, 센서 와인딩 및 상기 공진 회로들의 커런트 루프 구조들과 이격된 축 방향 간격(axial spacing)에 의해서, 상기 검출 장치들 사이의 결합에 의해 야기되는 소음이 감소된다.
(5) 상기 기술한 성곽 모양의 장치를 채택함으로써, 상기 유도 센서가 연장 되는 주어진 축 방향 거리를 위한 상기 성능이 향상된 것이 발견되었다.
변형과 다른 실시예들(modification and further embodiments)
상기 기술한 바와 같이, 상기 공진 회로들 내의 다수 개의 주기적으로 위치하는(periodically-spaced) 커런트 루프 구조들(current loop structures)은 신호 강도 증가의 장점을 가진다. 상기 기술한 실시예에서 상기 커런트 루프 구조들의 상기 주기적인 간격은 상기 대응하는 송신 안테나의 상기 주기와 대응되는 반면, 상기 공진 회로들의 주기는 상기 대응하는 전도 코일의 상기 주기의 소정의 정수배가 될 수 있다.
각각의 공진 회로들에서 다수 개의 커런트 루프 구조들의 사용은 필수적인 것이 아니며, 이를 대신하여 각각의 공진 회로는 하나의 커런트 루프 구조에 의하여 형성될 수도 있다.
상기 기술한 실시예에서, 상기 여기 권선부들, 상기 센서 권선부들 및 상기 공진 회로들의 상기 커런트 루프 구조들은 원주 표면들에 배치되고, 이는 상기 장점(2)를 발생시킨다. 그러나, 이것을 필수적인 것이 아니며, 상기 여기 권선부들, 센서 권선부들 및 커런트 루프 구조들은, 예를 들어, 반경 방향의 표면들에 형성될 수도 있다. 본 실시예에서, 상기 커런트 루프 구조들을 위한 상기 반경 방향의 표면들은 같은 축을 가진(co-axially) 상기 제1 및 제2 축들에 부착된 디스크들의 표면들에 의하여 제공된다.
상기 검출 장치들의 상기 축 방향 간격(axial spacing)은 바람직하나, 필수 적이지는 않다. 대체 실시예에서, (상기 제1 축과 함께 회전하는) 상기 제1 및 제3 공진 회로들을 위한 상기 커런트 루프 구조들은 일반적인 축 방향 위치에서 상기 제1 축 상에 위치한다. 그리고, (상기 제2 축과 함께 회전하는) 상기 제2 및 제4 공진 회로들을 위한 상기 커런트 루프 구조들은, 상기 제1 및 제3 공진 회로들의 상기 일반적인 축 방향 위치로부터 축 방향으로 이격되는, 일반적인 축 방향 위치에서 상기 제2 축 상에 위치한다. 본 대체 실시예에서, 상기 제1 및 제2 검출 장치들을 위한 상기 송신 안테나와 수신 안테나는 상기 커런트 루프 구조들 전체를 둘러싸는 축 방향 범위로 연장된다. 이러한 배열의 한가지 장점은 서로 맞물리는 성곽 모양 부분들을 필요로 하지 않고, 따라서 -180° 부터 +180° 까지 상대적인 회전 변위의 전체 범위가 측정될 수 있다는 것이다. 나아가, 동일한 축의 위치에서 형성된 공진 회로들을 위한 상기 커런트 루프 구조들은 원주 상에서 이격될 필요가 없고, 실시예에서 상기 공진 회로들은 상기 각각의 축 전체에 연장된 커런트 루프들의 시리즈 각각에 의하여 형성될 수 있다.
상기 기술한 실시예에서, 각각의 검출 장치에서 상기 결합한 공진 회로들은 동시에 전원을 공급받고(energised), 상기 센서 권선부에서 유도된 상기 합성 신호들은, 각각의 공진 회로와 결합한 상기 변조 주파수에서 상기 위상 각들이 병렬로 측정되도록 병렬(parallel) 처리(processing) 경로들(paths)로 입력된다. 이를 대체하여, 상기 공진 회로들은 대체하여 전원이 공급될 수 있고, 상기 센서 권선부에서 유도된 상기 합성 신호는 상기 동기 검출기의 상기 주파수가 상기 전원이 공급되는 공진 회로에 따라 교번하게 되는 하나의(single) 처리(processing) 경로 들(paths)로 입력된다.
상기 기술한 실시예에서, 상기 자극 신호 생성과 검출된 신호 처리 회로는 GB2374424A에 개시된 상기 일반적인 원리들을 채택한다. 그러나, 이를 대체하는 형태의 자극 신호 생성과 검출된 신호 처리가 채택될 수도 있다. 예를 들어, 상기 송신 안테나에 두 개의 여기 권선부들을 가지고 하나의 센서 권선부에 의해 형성되는 수신 안테나에서 유도되는 신호의 위상을 감지하는 대신에, 상기 송신 안테나는 하나의 여기 권선부에 의하여 형성될 수 있고, 상기 수신 안테나는 두 개의 센서 권선부들에 의하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 여기 권선부와 상기 두 개의 센서 권선부들 사이의 상기 결합은 회전 위치와 함께 변화한다. 이러한 로터리 인코더(rotary encoder)의 일반적인 원리들은 WO 95/31696에서 논의된다.
상기 기술한 실시예에서, 1.875MHz부터 5MHz까지의 운반 주파수들이 사용된다. 비록 바람직하게 상기 운반 주파수들은 비교적(comparatively) 저렴한(cheap) 자극 및 동기 검출 회로에 대하여 양질의 신호 결합을 이루기 위하여 100kHz 내지 10MHz 범위이지만, 상기 운반 주파수들의 상기 정확한 값들(그리고 따라서 상기 공진 회로들의 상기 공진 주파수들)은 설계상 선택(design choice) 될 수 있다. 상기 변조 주파수도 또한 설계 선택(design choice)이다.
상기 기술한 실시예에서, 상기 두 개의 검출 장치들은 절대적인 위치 측정이 수행되도록 각각 360° 동안에 스무 번의 주기와 360° 동안에 열 아홉 번의 주기의 주기성(periodicity)을 가진다. 이를 대체하는 주기성들이 사용될 수 있다고 예측될 수 있다. 나아가, 만약 절대 위치 측정이 필요하지 않다면, 상기 제1 및 제2 검출 장치들을 위한 상기 주기성들은 동일할 수 있다.
상기 기술한 실시예에서는 절대 위치 측정이 오직 상기 하우징에 대하여만 얻어진 반면, 회전 운동의 상기 전체 범위 내에서 상기 절대 위치가, 회전을 카운트하기 위한 별도의 센서(extra sensor)의 채택에 의해서나 또는 상기 회전들의 트랙을 유지하기 위한 상기 회전 위치의 연속적인 모니터링에 의해서 측정될 수 있다고 예측될 수 있다.
비록 상기 기술한 실시예에서는 안전상의 이유로 상기 두 개의 검출 장치들을 위해 각각의 ASIC들이 사용되지만, 이것은 필수적인 것이 아니며, 많은 경우에, 안전 요건들을 여전히 만족하면서도, 양쪽 검출 장치들을 위하여 하나의 일반적인 ASIC가 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 상기 여분의(redundant) 검출 장치가 필요하지 않고, 상기 여분의 검출 장치는 따라서 포함될 필요가 없다.
상기 기술한 실시예에서, 각각의 ASIC의 상기 출력은 상기 제1 및 상기 제2 축들 사이의 상기 상대적인 회전 변위를 대표하고, 상기 중앙 제어 유닛은 상기 가해지는 토크를 결정한다. 상기 ASIC는 선형화(linearization) 및/또는 측정(calibration) 처리를 수행할 수 있다고 예측될 수 있다. 대체 실시예에서, 상기 ASIC는 상기 가해지는 토크를 결정할 수 있다. 다른 대체 실시예에서, 각각의 ASIC의 상기 출력은 상기 제1 및 상기 제2 축들과 결합한 상기 검출된 위상 각들을 대표하고, 상기 중앙 제어 유닛은 상기 상대적인 회전 변위와 상기 가해지는 토크 양쪽을 계산한다.
상기 ASIC들과 상기 중앙 제어 유닛 사이에 데이터를 교환하는데 사용될 수 있는 다양한 전통적인 신호 시스템, 예를 들어 펄스 폭 변조나 펄스 코드 변조 등, 이 있다고 예측될 수 있다.
비록 상기 기술한 실시예에서 ASIC들이 사용되었다고 하더라도, 이것은 필수적이 아니며, 개별의(discrete) 전기적 요소들의 사용을 포함하는 다른 처리 수단들이 채택될 수 있다.
상기 기술한 실시예에서, 상기 영역들과 공진 회로들은 PCB 기술을 사용하여 형성된다. 이것은 필수적이 아니며, 와이어 트랙들의 배치를 포함하는 전도성 트랙들의 배치를 위한 다른 기술들이 이를 대체하여 사용될 수 있다.
상기 기술한 실시예에서, 상기 토크 센서는 자동차의 핸들에 가해지는 상기 토크를 측정한다. 자동차 내에 토크가 가해지고 본 발명에 따른 상기 유도 센서가 사용될 수 있는 다른 많은 장소가 있다고 예측될 수 있다. 예를 들어, 구동 축(drive shaft)에 가해지는 상기 토크가 측정될 수 있다. 나아가, 본 발명의 상기 유도 토크 센서는 또한 상기 자동차 산업의 이외에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 상기 유도 센서는 드릴에 가해지는 상기 토크를 측정하는데 사용될 수 있다.
상기 기술한 실시예에서, 토션 바(torsion bar) 장치는 두 개의 바들이 서로에 대하여 고정되어 있는 경우에 사용되었고, 상기 두 개의 바들의 상대적인 회전 운동이 측정되었다. 이것은 상기 토션 바가 단단한 물질(stiff material)로 이루어져야 하는 경우에 일반적으로 장점이 된다. 그러나, 덜 단단한 물질이 허용될 수 있는 다른 경우에는, 하나의 바의 비틀림(twisting)이 측정될 수 있다. 다른 말로, 동일한 부재의 두 개의 축 위치들 사이의 상기 상대적인 회전 변위가 측정될 수 있다.

Claims (23)

  1. 회전 축을 중심으로, 하우징에 대하여 회전 가능한, 토션 바(torsion bar)에 가해지는 상기 토션(torsion)을 나타내는 회전 변위 정보를 생성하기 위한 장치로서,
    제1 공진 주파수(first resonant frequency)를 가지고, 상기 토션 바(torsion bar)의 제1 축 위치에 대하여 고정된 제1 공진기(resonator);
    상기 제1 공진 주파수와 다른 제2 공진 주파수(second resonant frequency)를 가지고, 상기 제1 축 위치와 이격된 상기 토션 바(torsion bar)의 제2 축 위치에 대하여 고정된 제2 공진기(resonator);
    상기 하우징(housing)에 대하여 고정된 송신 안테나(transmit aerial); 및
    상기 하우징(housing)에 대하여 고정된 수신 안테나(receive aerial)를 포함하고,
    상기 송신 안테나에 의하여 생성된 전자기장(electromagnetic field)에 의하여 상기 제1 공진기에서 유도된 제1 공진 신호(first resonant signal)에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 신호가, 상기 제1 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하도록, 상기 송신 안테나와 상기 제1 공진기 사이의 상기 전자기 결합과, 상기 제1 공진기와 상기 수신 안테나 사이의 상기 전자기 결합 중 적어도 하나가, 상기 제1 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하고,
    상기 송신 안테나에 의하여 생성된 전자기장(electromagnetic field)에 의하여 상기 제2 공진기에서 유도된 제2 공진 신호(second resonant signal)에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 신호가, 상기 제2 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하도록, 상기 송신 안테나와 상기 제2 공진기 사이의 상기 전자기 결합과, 상기 제2 공진기와 상기 수신 안테나 사이의 상기 전자기 결합 중 적어도 하나가, 상기 제2 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하는 장치(apparatus).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 안테나는 회전 측정 경로(rotary measurement path)를 따라 주기적으로(periodically) 변화하는 전자기장을 생성하도록 조작 가능하고(operable),
    상기 제1 및 제2 공진기들 중 적어도 하나는 상기 송신 안테나의 상기 각(angular) 주기의 정수 배(integer multiple)에 따라 이격된 둘 또는 그 이상의 커런트 루프들(current loops)을 포함하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나 및 상기 제1 및 제2 공진기들은 상기 토션 바 주위에 축 방향(axially)과 원주 방향(circumferentially)으로 배치된 전도성 권선부들(conductive windings)에 의하여 형성되는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나 및 상기 제1 및 제2 공진기들 중 적어도 하나는 유연한 인쇄회로기판(flexible printed circuit board)상에 형성되는 장치.
  5. 상기 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 둘 또는 그 이상의 커런트 루프들(current loops)은 상기 토션 바의 대향하는(opposing) 측으로부터 일반적으로 서로 마주보는(facing) 커런트 루프들이 원주 방향으로 배치되는 장치.
  6. 상기 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기는 일반적인 축 위치의 원주 방향으로 이격된 부분에 형성되는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 공진기와 상기 제2 공진기는 서로 축 방향으로 이격되어 있는 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나 및 상기 제1 및 제2 공진기들은 상기 토션 바 주위에 반경 방향(radially)과 원주 방향(circumferentially)으로 배치된 전도성 권선부들(conductive windings)에 의하여 형성되는 장치.
  9. 상기 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 안테나는 제1 송신 안테나이고, 상기 수신 안테나는 제1 수신 안테나이며,
    상기 제1 및 제2 공진 주파수들과 다른 제3 공진 주파수(third resonant frequency)를 가지고, 상기 토션 바(torsion bar)의 제3 축 위치에 대하여 고정된 제3 공진기(resonator);
    상기 제1, 제2 및 제3 공진 주파수와 다른 제4 공진 주파수(fourth resonant frequency)를 가지고, 상기 제3 축 위치와 이격된 상기 토션 바(torsion bar)의 제4 축 위치에 대하여 고정된 제4 공진기(resonator);
    상기 하우징(housing)에 대하여 고정된 제2 송신 안테나(transmit aerial); 및
    상기 하우징(housing)에 대하여 고정된 제2 수신 안테나(receive aerial)를 포함하고,
    상기 제2 송신 안테나에 의하여 생성된 전자기장(electromagnetic field)에 의하여 상기 제3 공진기에서 유도된 제3 공진 신호(third resonant signal)에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 신호가, 상기 제3 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하도록, 상기 제2 송신 안테나와 상 기 제3 공진기 사이의 상기 전자기 결합과, 상기 제3 공진기와 상기 수신 안테나 사이의 상기 전자기 결합 중 적어도 하나가, 상기 제3 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하고,
    상기 제2 송신 안테나에 의하여 생성된 전자기장(electromagnetic field)에 의하여 상기 제4 공진기에서 유도된 제4 공진 신호(fourth resonant signal)에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 신호가, 상기 제4 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하도록, 상기 송신 안테나와 상기 제4 공진기 사이의 상기 전자기 결합과, 상기 제4 공진기와 상기 수신 안테나 사이의 상기 전자기 결합 중 적어도 하나가, 상기 제4 축 방향 위치에서 상기 하우징에 대한 상기 토션 바의 상기 회전 위치를 변경하는 장치(apparatus).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 공진기들은 상기 토션 바에 대하여 일반적인 원주 부분들에서 커런트 루프들에 의하여 형성되고, 여기서 상기 제1 공진기의 상기 커런트 루프들은 상기 제3 공진기의 상기 커런트 루프들로부터 축 방향으로 이격되어 있고,
    상기 제2 및 제4 공진기들은 상기 토션 바에 대하여 일반적인 원주 부분들에서 커런트 루프들에 의하여 형성되고, 여기서 상기 제2 공진기의 상기 커런트 루프들은 상기 제4 공진기의 상기 커런트 루프들로부터 축 방향으로 이격되어 있는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 공진기들은 상기 토션 바에 고정된 제1 성곽 모양(castellated) 부재의 연장된 영역들 상에 형성되고,
    상기 제2 및 제4 공진기들은 상기 토션 바에 고정된 제2 성곽 모양(castellated) 부재의 연장된 영역들 상에 형성되고,
    상기 제1 및 제2 성곽 모양(castellated) 부재는 적어도 상대 회전 변위가 허용되는 동안 서로에 대하여 맞물리는(interlock) 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 공진기들을 통한 상기 제1 송신 안테나와 상기 제1 수신 안테나 사이의 상기 전자기적 결합은 제1 각(角) 주기성(angular periodicity)를 변경하고,
    상기 제3 및 제4 공진기들을 통한 상기 제2 송신 안테나와 상기 제2 수신 안테나 사이의 상기 전자기적 결합은 상기 제1 각(角) 주기성(angular periodicity)과 다른 제2 각(角) 주기성(angular periodicity)을 변경하는 장치.
  13. 상기 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토션 바는, 그 길이 방향 축들이 회전의 상기 축과 정렬된 제1 연장 축(elongate axis) 및 제2 연장 축(elongate axis)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 축들은 상기 제1 및 제2 축 위치들로부터 이격된 축 위치에서 결합되어 있는 장치.
  14. 상기 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 안테나에 자극 신호(excitation signal)를 공급하기 위한 자극 신호 생성기(excitation signal generator)와,
    상기 수신 안테나에서 유도된 상기 신호를 처리하기 위한 신호 처리기(signal processor)를 더 포함하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 자극 신호 생성기는 상기 제1 및 제2 공진기들에 동시에(simultaneously) 전원을 공급하도록(energised) 조작 가능한 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 신호 처리기는, 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 신호들을 동시에(simultaneously) 처리하도록 조작 가능한 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 자극 신호 생성기는 상기 제1 및 제2 공진기들에 번갈아(alternately) 전원을 공급하도록(energised) 조작 가능한 장치.
  18. 제 14 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 신호 처리기는, 상기 제1 공진기 및 상기 제2 공진기에 의하여 상기 수신 안테나에서 유도된 신호들을 번갈아(alternately) 처리하도록 조작 가능한 장치.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항에 있어서,
    상기 신호 처리기는, 상기 토션 바의 상기 제1 및 제2 축 위치들 사이에 상기 상대 회전 변위에 대한 정보를 운반하는(conveying) 신호를 생성하도록 조작 가능한 장치.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항에 있어서,
    상기 신호 생성기는 제2 주파수를 갖는 주기적인 변조 신호(modulation signal)에 의해서 변조된 제1 주파수를 갖는 주기적인 운반 신호(carrier signal)를 포함하는 자극 신호를 생성하도록 조작 가능하고, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 큰 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 신호 처리기는, 상기 제2 주파수에서 복조된(demodulated) 신호를 얻기 위하여 상기 수신 안테나에서 생성된 상기 유도된 신호를 복조하도록(demodulate) 조작 가능한 복조기(demodulator)를 포함하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 신호 처리기는 상기 제2 주파수에서 상기 복조된 신호의 상기 위상을 검출하도록 조작 가능한 위상 검출기(phase detentor)를 더 포함하는 장치.
  23. 하우징에 대하여 회전 가능한(rotatable) 토션 바에 가해지는 상기 토크를 가리키는 회전 변위 정보를 제공하고,
    상기 하우징(housing)에 대하여 고정된 송신 안테나(transmit aerial)와 상기 하우징(housing)에 대하여 고정된 수신 안테나(receive aerial) 사이의 상기 전자기 결합은 상기 토션 바의 이격된 축 위치들에 대하여 고정된 제1 및 제2 공진기들의 상기 회전 위치에 의존하여 변화하고,
    상기 제1 및 제2 공진기들(resonators)은, 상기 제1 공진기를 통해 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나 사이에 결합된 상기 신호가 상기 제2 공진기를 통해 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나 사이에 결합된 상기 신호와 구별되도록, 각각 다른 공진 주파수(resonant frequencies)들을 가지는 장치.
KR1020077029675A 2005-05-27 2006-05-30 토크 검출 장치 KR20080041147A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0510961.6 2005-05-27
GB0510961A GB2426591B (en) 2005-05-27 2005-05-27 Sensing apparatus and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080041147A true KR20080041147A (ko) 2008-05-09

Family

ID=34834812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077029675A KR20080041147A (ko) 2005-05-27 2006-05-30 토크 검출 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090217774A1 (ko)
EP (1) EP1891410A1 (ko)
JP (1) JP2008542705A (ko)
KR (1) KR20080041147A (ko)
CN (1) CN101189497A (ko)
GB (1) GB2426591B (ko)
WO (1) WO2006126013A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120120852A (ko) * 2011-04-25 2012-11-02 엘지이노텍 주식회사 토크 센서의 로터

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006055409A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Ab Elektronik Gmbh Induktiver Sensor zur Erfassung von zwei Koppelelementen
DE102008006865B4 (de) 2008-01-31 2024-02-29 HELLA GmbH & Co. KGaA Induktiver Drehmomentsensor
DE102009010188A1 (de) * 2009-02-23 2010-08-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraft-/Drehmomentenaufnehmer zur Lenkungskraftmessung
EP2420803A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-22 BALLUFF GmbH Vorrichtung zum Erfassen des Verdrehwinkels einer Welle und /oder eines an der Welle auftretenden Drehmoments und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
DE102012100682A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-29 Rolf Strothmann Drehmomentsensor
GB2493399A (en) * 2011-08-05 2013-02-06 Tt Electronics Technology Ltd Inductive position sensor with multiple resonant circuits of differing resonant frequencies
CN102967399B (zh) * 2012-12-12 2014-10-08 合肥工业大学 应用于方向盘扭矩传感器的弹性元件
FR3002034B1 (fr) * 2013-02-12 2015-03-20 Continental Automotive France Capteur de position inductif
GB2520981A (en) * 2013-12-05 2015-06-10 Tt Electronics Technology Ltd Self-calibrating position sensor
DE102014205397A1 (de) * 2014-03-24 2015-09-24 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Abtastelement für eine induktive Winkelmesseinrichtung
US10551190B1 (en) * 2015-10-30 2020-02-04 Garmin International, Inc. Multi Coriolis structured gyroscope
DE102016208736A1 (de) * 2016-05-20 2017-11-23 Zf Friedrichshafen Ag Elektronikmodul für ein Steuergerät zum Steuern eines Kraftfahrzeugs, Steuergerät und Verfahren zum Herstellen eines Elektronikmoduls
CN109211447A (zh) * 2017-07-09 2019-01-15 东北林业大学 一种无源无线汽车c-eps系统扭矩测量装置
WO2019038743A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Flexiv Robotics Ltd. ROBUST TORQUE SENSOR WITH MODERATE COMPLIANCE
US11769578B2 (en) * 2017-12-21 2023-09-26 Sanofi Transmission of data associated with an injection device usage using passive RF modulation
FR3077880B1 (fr) * 2018-02-15 2020-01-17 Continental Automotive France Capteur de couple integrant un capteur de position angulaire d'un element en rotation
US11287338B2 (en) * 2019-10-03 2022-03-29 Infineon Technologies Ag Torque measurement using millimeter-wave metamaterial
US11435245B2 (en) * 2019-10-03 2022-09-06 Infineon Technologies Ag Torque measurement using millimeter-wave metamaterial

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE406642B (sv) * 1977-02-16 1979-02-19 Aga Ab Elektromekanisk legesgivare
US4645961A (en) * 1983-04-05 1987-02-24 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Dynamoelectric machine having a large magnetic gap and flexible printed circuit phase winding
FR2549955B1 (fr) * 1983-07-29 1985-10-04 Renault Capteur de deplacement angulaire, notamment pour la detection du couple dans les directions assistees
JPS61259132A (ja) * 1985-04-24 1986-11-17 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 回転軸のトルク測定方法及び装置
GB2195183B (en) * 1986-09-12 1990-03-14 Ford Motor Co Torque measurement transducer
US4762007A (en) * 1987-02-18 1988-08-09 Allen-Brady Company, Inc. Torque measuring apparatus
US4851771A (en) * 1987-02-24 1989-07-25 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Seisakusho Magnetic encoder for detection of incremental and absolute value displacement
US4893077A (en) * 1987-05-28 1990-01-09 Auchterlonie Richard C Absolute position sensor having multi-layer windings of different pitches providing respective indications of phase proportional to displacement
US4893078A (en) * 1987-05-28 1990-01-09 Auchterlonie Richard C Absolute position sensing using sets of windings of different pitches providing respective indications of phase proportional to displacement
JPH01107122A (ja) * 1987-10-19 1989-04-25 Toyota Autom Loom Works Ltd 回転軸のトルク検出装置
US4907460A (en) * 1987-10-30 1990-03-13 Koyo Seiko Co., Ltd. Torque sensor
JPH01285829A (ja) * 1988-05-12 1989-11-16 Toyota Autom Loom Works Ltd トルク検出装置
US4918418A (en) * 1988-08-04 1990-04-17 Caterpillar Inc. Inductive coil structure with electrical return path
US4922604A (en) * 1989-03-13 1990-05-08 Pacific Scientific Company Method of fabricating an encapsulated motor
US5062306A (en) 1989-04-20 1991-11-05 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Apparatus for detecting torque of rotating shaft
JPH04370724A (ja) * 1991-06-20 1992-12-24 Toyota Autom Loom Works Ltd トルク検出装置
US5406155A (en) * 1992-06-03 1995-04-11 Trw Inc. Method and apparatus for sensing relative position between two relatively rotatable members
US5625239A (en) * 1992-06-03 1997-04-29 Trw Inc. Method and apparatus for sensing relative position between two relatively rotatable members using concentric rings
JP2783118B2 (ja) * 1992-11-06 1998-08-06 三菱電機株式会社 トルク検出装置
US5442958A (en) * 1992-12-15 1995-08-22 The B.F. Goodrich Company Deployable probe combined with flush static port
EP0760087B9 (en) * 1994-05-14 2005-01-05 Synaptics (UK) Limited Position encoder
WO1997021231A1 (en) * 1995-12-05 1997-06-12 Smith's Industries Aerospace & Defense Systems, Inc. Flexible lead electromagnetic coil assembly
DE19716985A1 (de) * 1997-04-23 1998-10-29 A B Elektronik Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung der Position und/oder Torsion rotierender Wellen
JPH11209289A (ja) * 1998-01-22 1999-08-03 Taisho Pharmaceut Co Ltd 粘膜免疫誘起剤
DE19904000A1 (de) * 1999-02-02 2000-08-10 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades eines Kraftfahrzeugs
DE19935429C2 (de) * 1999-07-28 2002-01-17 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition eines Drehbewegungen ausführenden rotatorischen Teils
US6520031B2 (en) * 1999-09-07 2003-02-18 Bei Sensors & Systems Company, Inc. Non contacting torque sensor
FR2801969B1 (fr) * 1999-12-01 2002-02-08 Siemens Automotive Sa Capteur analogique de decalage angulaire sans contact
DE10039217A1 (de) * 2000-08-11 2002-02-28 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels bzw. einer Torsionsverdrehung
DE10041092A1 (de) * 2000-08-22 2002-03-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Korrektur eines Phasenwinkels bei der Abtastung einer Codespur
US7196604B2 (en) * 2001-05-30 2007-03-27 Tt Electronics Technology Limited Sensing apparatus and method
US6701792B2 (en) * 2001-08-27 2004-03-09 Visteon Global Technologies, Inc. Torque sensing apparatus for measuring relative torque between two shafts
JP3831841B2 (ja) * 2001-09-26 2006-10-11 ミネベア株式会社 高精度トルク測定装置
GB2374424B (en) 2001-10-30 2003-05-14 Gentech Invest Group Ag Sensing apparatus and method
US6608411B2 (en) * 2001-11-14 2003-08-19 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Direct current brushless motor
US7053602B2 (en) * 2002-03-25 2006-05-30 The Furukawa Electric Co., Limited Rotation sensor and method for detecting a rotation angle of a rotating member
JP2003291830A (ja) * 2002-04-03 2003-10-15 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
AU2003259372A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-19 Tt Electronics Technology Limited Multiturn absolute rotary position sensor with coarse detector for axial movement and inductive fine detector for rotary movement
GB0224090D0 (en) * 2002-10-16 2002-11-27 Sensopad Technologies Ltd Sensing apparatus & method
EP1552249A2 (en) * 2002-10-16 2005-07-13 TT Electronics Technology Limited Position sensing apparatus and method
FR2848173B1 (fr) * 2002-12-06 2005-09-30 Soc Mecanique Irigny Procede d'etablissement, dans un systeme de direction assistee electrique pour vehicule automobile, de la consigne du couple d'assistance et systeme de direction assistee ele ctrique pour la mise en oeuvre de ce procede
GB0303627D0 (en) * 2003-02-17 2003-03-19 Sensopad Technologies Ltd Sensing method and apparatus
JP2004340783A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Ntn Corp トルク検出装置
EP1659384B1 (en) * 2003-08-28 2011-11-30 Amiteq Co., Ltd. Relative rotation position-detecting device
JP3984213B2 (ja) * 2003-10-17 2007-10-03 ミネベア株式会社 タンデム型回転検出装置
DE102004056049A1 (de) * 2004-11-19 2006-06-01 Ab Elektronik Gmbh Sensor und Verfahren zur Herstellung eines Sensors
US7449878B2 (en) * 2005-06-27 2008-11-11 Ksr Technologies Co. Linear and rotational inductive position sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120120852A (ko) * 2011-04-25 2012-11-02 엘지이노텍 주식회사 토크 센서의 로터

Also Published As

Publication number Publication date
GB2426591B (en) 2009-12-30
GB0510961D0 (en) 2005-07-06
EP1891410A1 (en) 2008-02-27
WO2006126013A1 (en) 2006-11-30
JP2008542705A (ja) 2008-11-27
CN101189497A (zh) 2008-05-28
US20090217774A1 (en) 2009-09-03
GB2426591A (en) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080041147A (ko) 토크 검출 장치
US8570028B2 (en) Transducer for a position sensor
JP6605750B2 (ja) 回転角度センサ
US9470505B2 (en) Position sensing transducer
JP6028287B2 (ja) トルクセンサ
EP1078226B1 (en) Position sensor
EP2656013B1 (en) Position sensing transducer
US20140283623A1 (en) Torque Sensor For Measuring Torsion Of Steering Column And Measurement Method Using The Same
US20040222787A1 (en) Inductive angle-of-rotation sensor and rotary transducer equipped with the same
JP6808747B2 (ja) 回転角度センサ
CN106996738B (zh) 旋转角度传感器
WO1999019691A1 (en) Position sensor
US20110303001A1 (en) Rotary angle and rotary torque sensing device
EP2881715B1 (en) Self-calibrating position sensor
US20070007950A1 (en) Relative rotational position-detection device
JP4532360B2 (ja) 変位センサ
WO2004020936A2 (en) Multiturn absolute rotary position sensor with coarse detector for axial movement and inductive fine detector for rotary movement
JP2022539082A (ja) トルクセンサ、操舵角度センサおよび対応する統合型のセンサならびに監視システム
JP2024012190A (ja) 位置検出用の誘導型センサー
GB2500522A (en) Position Sensing Transducer
WO2005003687A2 (en) Multiturn absolute rotary position sensor with coarse detector for axial movement and inductive fine detector for rotary movement

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid