KR20090128167A - 회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법 - Google Patents

회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법 Download PDF

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KR20090128167A
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Abstract

본 발명은 회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법에 관한 것으로서, 회전체의 자력변화를 감지하여 일정 파형의 신호를 출력하는 자기 센서를 포함하는 센서 유닛과, 자기 센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 A/D 변환 유닛 및 A/D 변환 유닛에서 출력되는 디지털 신호를 인가 받아 회전체의 회전각을 산출하는 제어 유닛을 포함하며, 제어 유닛은 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 측정부와, 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터와 실제 출력 신호를 비교하여, 자기 센서의 오차를 보정하는 오차 보정부 및 오차 보정된 자기 센서의 출력 신호에 기초하여 회전체의 회전각을 산출하는 회전각 산출부를 포함하는 회전각 검출 장치 및 이의 오차 보정방법이 제공된다.
회전각 검출장치, 자기 센서, 오차 보정

Description

회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법 {Rotary angle detecting apparatus and method for compensating error}
본 발명은 회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 환경 변화에 의한 신호 왜곡을 추가적인 구성요소 없이 보정할 수 있는 자기 센서 출력을 이용한 회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 조향장치가 마련되고, 이러한 조향장치는 자동차의 경로 및 진행방향을 사용자의 요구에 따라 방향을 전환하는 장치로서, 사용자가 조작하는 스티어링 휠과, 스티어링 휠과 동일하게 회동하는 스티어링 컬럼과, 스티어링 컬럼에 설치되어 스티어링 휠에서 자동차의 다양한 기능을 제어할 수 있게 케이블이 풀림과 감김이 반복될 수 있게 권취된 스티어링 롤 커넥터 및 스티어링 컬럼에 설치하여 스티어링 휠의 회전각을 감지하는 각속도 센서(또는 스티어링 앵글 센서; steering angle sensor)로 구성된다.
종래의 각속도 센서(스티어링 앵글 센서;SAS)는 스티어링 휠의 회전에 의한 스티어링 컬럼과 함께 회전하고 표면에 다수개의 홀을 형성한 디스크와 이를 판독 하는 감지센서로 구성되어 스티어링 휠의 각도 및 방향전환, 그리고 각속도 등을 연산 처리하여 사용하였으나, 구조적인 한계로 인해 정밀한 각도 및 각속도 값을 얻을 수가 없었다.
최근에는 마그넷을 회전비가 다른 두 개의 회전체에 각각 구비하고, 마그넷의 자력변화를 감지하는 자기센서를 설치하여 두 개의 회전체의 회전에 따라 출력되는 자력 감지신호를 연산하여 휠의 회전각을 검출하는 각속도 센서를 사용하고 있다.
그러나, 각속도 센서는 사용 중 외부 환경 변화에 영향을 받아 신호가 왜곡되어 출력될 수 있다. 이러한 외부 환경에 따른 신호 왜곡으로 인한 오차를 보정하기 위하여, 종래에는 외부 환경 변화를 검출하기 위한 검출 수단 (예를 들면, 온도 변화 검출을 위한 써미스터 등)과 이를 보정하기 위한 추가적인 회로 (예를 들면, 온도 보상 회로 등)를 구성하였으므로, 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 제품 신뢰성은 낮아지는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외부 환경 변화에 의한 신호 왜곡을 추가적인 구성요소 없이 보정할 수 있는 회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 회전체의 자력변화를 감지하여 일 정 파형의 신호를 출력하는 자기 센서를 포함하는 센서 유닛; 상기 자기 센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 A/D 변환 유닛; 및 상기 A/D 변환 유닛에서 출력되는 디지털 신호를 인가 받아 상기 회전체의 회전각을 산출하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 측정부; 상기 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터와 상기 실제 출력 신호를 비교하여, 상기 자기 센서의 오차를 보정하는 오차 보정부; 및 상기 오차 보정된 자기 센서의 출력 신호에 기초하여 상기 회전체의 회전각을 산출하는 회전각 산출부를 포함하는 회전각 검출 장치가 제공된다.
상기 데이터는 상기 자기 센서의 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능으로 분할하여 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값으로 나타낸 룩업 테이블일 수 있다.
상기 측정부에서는 상기 측정된 자기 센서의 실제 출력 신호로부터 제2 Sin, 제2 Cos 및 제2 Tan 값을 획득하며, 상기 오차 보정부는 상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 측정부에서 획득된 제2 Tan값을 비교 결과에 기초하여, 상기 자기 센서의 출력 신호의 오차를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따르면, 회전체의 자력변화를 감지하는 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 설정하여 저장하는 단계; 상기 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 단계; 상기 측정된 실제 출력 신호와 상기 저장된 기준 출력 신호에 대한 데이터를 비교하는 단계; 상기 비교결과 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 측정된 실제 출력 신호를 오차 범위 이내로 보정하는 단계; 및 상기 회전체의 회전각을 산출하는 단계를 포함하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법이 제공된다.
상기 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 설정하여 저장하는 단계는 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 제1 Sin값 및 제1 Cos값으로 변경하는 단계; 및 상기 제1 Sin값 및 제1 Cos값을 이용하여 제1 Tan값을 도출하고, 상기 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능으로 분할하여 상기 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값으로 나타낸 룩업 테이블을 구성하여 저장하는 단계를 포함한다.
상기 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 단계는 상기 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 실제 출력 신호로부터 제2 Sin, 제2 Cos 및 제2 Tan 값을 획득하는 단계를 포함한다.
상기 비교하는 단계는 상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 제2 Tan값을 비교하는 단계를 포함한다.
상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 제2 Tan값을 비교하는 단계는 상기 자기 센서의 실제 출력 신호의 위상 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 자기 센서의 실제 출력 신호의 증폭 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 별도의 회로를 추가하지 않고도 회전각 검출 장치의 환경 변화 등에 따른 신호 왜곡 정도를 검출하여 오차를 보정할 수 있다. 그 결과, 회전 각 검출 장치의 신뢰성을 높이고, 재료비 절감을 할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회전각 검출장치의 센서 유닛의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회전각 검출장치의 개략적인 기능 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 회전각 검출장치는 센서 유닛(100), 증폭 유닛(200), A/D 변환 유닛(300) 및 제어 유닛(400)을 포함한다.
센서 유닛(100)은 회전체의 자력변화를 감지하여 일정 파형 즉, Sin, Cos 파형의 신호를 출력한다. 증폭 유닛(200)은 센서 유닛(100)에서 출력된 아날로그 신호의 크기를 증폭시킨 후, A/D 변환 유닛(300)으로 인가한다. A/D 변환 유닛(300)은 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 제어 유닛(400)은 A/D 변환 유닛(300)에서 출력된 디지털 신호를 인가 받아 회전체의 회전각을 산출한다. 이때, 제어 유닛(400)은 외부 환경 변화에 따라 발생된 신호 왜곡으로 인하여 오차가 발생한 경우에는 이러한 오차를 보정한 다음에 회전각을 산출한다.
각 구성요소의 구조 및 기능을 상세히 살펴보면, 센서 유닛(100)은 하우징(10)과, 회전체(20)와, 마그넷(30)과, 자기센서(40)를 포함한다. 하우징(10)의 내부에 휠과 연동되는 스티어링 컬럼이 중앙에 설치될 수 있도록 관통되며 일측에는 소정크기의 수용부(11)가 형성된다. 수용부(11)를 덮을 수 있도록 커버(12)가 마련되며, 커버(12) 또한 휠(2)과 연동되는 스티어링 컬럼이 설치될 수 있도록 관통 형성된다. 수용부(11)에는 회전체(20)가 설치되며, 회전체(20)에는 마그넷(30)이 구비된다. 즉, 회전체(20)는 제1 회전체(21)와 제2 회전체(22)로 구성되며, 제1 및 제2 회전체(21,22)에는 극성을 갖는 제1 마그넷(31)과 제2 마그넷(32)이 각각 설치된다. 이때, 제1 및 제2 회전체(21,22)는 주기가 다른 기어로 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 마그넷(31,32)은 제1 및 제2 회전체(21,22)에 고정 설치되어, 제1 및 제2 회전체(21,22)가 회전함에 따라 제1 및 제2 마그넷(31,32) 역시 함께 회전한다.
제1 및 제2 마그넷(31,32)의 자력변화를 감지할 수 있도록 제1 및 제2 자기센서(41,42)로 이루어진 자기센서(40)가 설치된다. 여기서 제1 및 제2 자기센서(41,42)는 제1 및 제2 마그넷(31,32)의 직하부에 설치되거나 인접하여 설치될 수 있도록 인쇄회로기판(43) 상에 설치된다.
제1 및 제2 회전체(21,22)가 회전하면, 제1 및 제2 마그넷(31,32)이 회전하며, 제1 및 제2 마그넷(31, 32)의 극성이 변화하게 된다. 제1 및 제2 자기 센서(41, 42)는 제1 및 제2 마그넷(31, 32)의 극성 변화에 따라 발생된 자력변화를 감지하여, Sin 파형의 감지신호와, Sin파형의 감지신호에서 90도 이동된 Cos 파형의 감지신호를 출력한다.
제1 및 제2 자기 센서(41, 42)로부터 출력되는 신호는 증폭 유닛(200)으로 입력된다. 증폭 유닛(200)으로 본 실시예의 경우 OP AMP를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 증폭 유닛(200)은 입력된 아날로그 신호를 증폭시킨 후, A/D 변환 유닛(300)으로 인가한다. A/D 변환 유닛(300)은 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
A/D 변환 유닛(300)으로부터 디지털 신호를 인가 받아 회전각을 산출하는 제어 유닛(400)은 회전각 산출부(410), 측정부(430), 데이터 저장부(450) 및 오차 보정부(470)를 포함한다.
데이터 저장부(450)는 자기 센서(40)의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 저장하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 이상적인(ideal) 자기 센서(40)의 출력 신호를 기준 출력 신호로 정하며, 그 데이터는 데이터 저장부(450)에 저장된다. 이때, 데이터는 자기 센서(40)의 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능으로 분할하여 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값으로 나타낸 룩업 테이블(Look-up table)일 수 있다.
측정부(430)는 자기 센서(40)의 실제 출력 신호를 측정한다. 이때, 측정부(430)는 A/D 변환 유닛(300)을 통하여 디지털 신호로 출력되는 자기 센서(40)의 실제 출력 신호를 측정하게 된다. 또한, 측정부(430)는 측정된 자기 센서의 실제 출력 신호를 제2 Sin, 제2 Cos 및 제2 Tan 값을 변경한다.
오차 보정부(470)는 데이터 저장부(450)에 저장된 자기 센서(40)의 기준 출력 신호에 대한 데이터와 측정부(430)에 측정된 자기 센서(40)의 실제 출력 신호를 비교하여, 비교 결과에 기초하여 자기 센서(40)의 실제 출력 신호의 오차를 보정한다. 이때, 오차 보정부(470)는 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 측정부(430)에서 획득된 제2 Tan값을 비교하여, 자기 센서(40)의 실제 출력 신호의 오차를 보정한다.
회전각 산출부(410)는 오차 보정된 자기 센서의 출력 신호에 기초하여 회전 체의 회전각을 산출한다.
도 3은 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 우선 회전체의 자력변화를 감지하는 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 설정하여 데이터 저장부에 저장하는 과정을 수행한다(S310).
제1 및 제 2 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정한다(S320).
그리고 나서, 측정된 제1 및 제2 자기 센서의 신호 왜곡 정도를 검출하기 위하여, 제1 및 제2 자기 센서의 측정된 실제 출력 신호와 데이터 저장부에 저장된 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 상호 비교하는 과정을 수행한다(S330).
비교한 결과가 오차 범위 이내인지를 판단하는 과정을 수행한다(S340). 만약 오차 범위를 벗어나는 경우, 측정된 실제 출력 신호를 오차 범위 이내로 보정하는 과정(S345)을 수행하며, 만약 오차 범위 이내라면 회전체의 회전각을 산출하는 과정으로 진행된다(S350).
세부적인 오차 보정 방법은 이하의 도면을 참조하여 상술한다.
도 4는 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 6a는 자기 센서의 출력 신호에 증폭 변화가 발생한 것을 나타낸 그래프이며, 도 6b는 자기 센서의 출력 신호에 위상 변화가 발생한 것을 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 우선 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 Sin, Cos 형태의 값으로 변경한다(S410). 이하에서는 변경된 Sin, Cos 형태의 값을 제1 Sin값, 제1 Cos값(Sin_1, Cos_1)이라 칭한다.
제1 Sin값 및 제1 Cos값(Sin_1, Cos_1)을 이용하여 제1 Tan값(Tan_1)을 도출한다(S420).
그리고 나서, 제1 Sin값, 제1 Cos값 및 제1 Tan값(Sin_1, Cos_1, Tan_1)을 이용하여 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능으로 분할하여 데이터를 세팅 및 저장한다(S430). 즉, 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능(Resolution)으로 분할하고, 이를 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값(Sin_1, Cos_1, Tan_1)으로 나타낸 룩업 테이블을 구성하여 저장한다.
그 다음에, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정(S440)하며, 측정된 실제 출력 신호로부터 Sin, Cos 및 Tan 값을 획득한다(S450). 이하에서는 측정된 실제 출력 신호로부터 획득된 Sin, Cos 및 Tan 값을 제2 Sin값, 제2 Cos 및 제2 Tan 값(Sin_2, Cos_2, Tan_2)이라 칭한다.
측정된 실제 출력 신호와 저장된 기준 출력 신호에 대한 데이터를 비교하기 위하여, 룩업 테이블의 제1 Tan 값(Tan_1)과 제2 Tan값(Tan_2)을 비교한다(S460).
자기 센서의 실제 출력 신호의 위상 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단한다(S470). 만약, 위상 변화가 오차 범위를 벗어나는 경우, 측정된 실제 출력 신호의 위상 변화를 오차 범위 이내로 보정하며(S475), 만약 위상 변화가 오차 범위 이내인 경우에는 회전체의 회전각을 산출한다(S480).
도 5를 참조하여, 자기 센서의 실제 출력 신호의 신호 왜곡 검출 및 오차 보정 과정을 상세히 살펴본다.
제1 및 제2 자기 센서의 신호 왜곡 정도를 검출하기 위하여, 측정된 실제 출력 신호로부터 획득된 제2 Tan값(Tan_2)와 저장된 기준 출력 신호에 대한 데이터인 제1 Tan 값(Tan_1)을 비교한다.
Tan_1 = Tan_2 이면, Sin_1/Cos_1 = Sin_2 * (x) / Cos_2* (y)가 성립한다. 이때, (x), (y) 값을 이용해 원신호(즉, 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호)에 대한 위상 변화량과 증폭 변화량을 알 수 있다.
(ⅰ) 만약, x = y = 1 이면, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호와 기준 출력 신호가 동일하다는 의미로서, 제1 및 제2 자기 센서의 신호 왜곡이 발생되지 않았음을 의미한다. 도 5에 도시된 A 지점은 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 제1 Sin값, 제1 Cos값 (Sin_1, Cos_1)에 기초한 룩업 테이블값을 표시한 것으로서, 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호와 실제 출력 신호 모두 A 지점으로 표시된다.
(ⅱ) x = y≠ 1 이면, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호는 기준 출력 신호와 비교할 때, 위상 변화는 없이 증폭만 변화되었음을 의미한다. 도 5에서 살 펴보면, 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호는 A 지점으로 표시되며, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호는 C 지점으로 표시된다.
(ⅲ) x ≠ y 이면, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호는 기준 출력 신호와 비교할 때, 위상 변화가 있음을 의미한다. 즉, 도 5에서 살펴보면, 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호는 A 지점으로 표시되며, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호는 B 지점으로 표시된다.
제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호의 위상 변화가 오차 범위를 벗어난 경우로 판단되면, 측정값 B를 A 또는 C로 만드는 보정 상수를 구한다. 즉, x, y를 이용하여 오프셋(offset)을 구하고 이를 이용하여 실제 출력 신호의 신호 왜곡을 보정한다. 이때, 오프셋은 Sin_1이 Sin_2로 변화된 정도 및 Cos_1이 Cos_2로 변화된 정도를 의미한다.
한편, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호가 위상 변화 없이 증폭만 변화된 경우, 실제 회전각 검출 장치의 오차 범위는 매우 적게 나타나므로, 증폭 변화가 발생한 경우에는 보정 과정을 생략할 수도 있다.
도 6a에는 자기 센서의 출력 신호에 증폭 변화가 발생한 그래프가 도시되며, 도 6b에는 자기 센서의 출력 신호에 위상 변화가 그래프가 도시된다.
도 6a의 I1은 제1 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 Sin 그래프이며, I2는 제2 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 Cos 그래프이다. E1은 외부 환경에 의해 왜곡된 제1 자기 센서의 실제 출력 신호에 대한 Sin 그래프이며, E2는 외부 환경에 의 해 왜곡된 제2 자기 센서의 실제 출력 신호에 대한 Cos 그래프로서, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호는 증폭 변화가 있음을 알 수 있다.
도 6b에서 I3는 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 Sin 그래프와 Cos 그래프의 교차 지점(즉, Sin_1 = Cos_1 )이며, E3는 외부 환경에 의해 왜곡된 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력에 대한 Sin 그래프와 Cos 그래프의 교차 지점(즉, Sin_2 = Cos_2 )으로서, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호는 위상 변화가 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 제2 실시예를 나타내는 흐름도이다. 도 7에 도시된 제2 실시예는 상기에서 살펴본 제1 실시예와 비교하여 증폭 변화를 판단 및 보정 과정이 추가되었으며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
도 7을 참조하면, 우선 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 제1 Sin값, 제1 Cos값(Sin_1, Cos_1)으로 변경한다(S710).
제1 Sin값 및 제1 Cos값(Sin_1, Cos_1)을 이용하여 제1 Tan값(Tan_1)을 도출한다(S720).
그리고 나서, 제1 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능(Resolution)으로 분할하고, 이를 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값(Sin_1, Cos_1, Tan_1)으로 나타낸 룩업 테이블을 구성하여 저장한다(S730).
그 다음에, 제1 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정(S740)하며, 측정된 실제 출력 신호로부터 제2 Sin값, 제2 Cos 및 제2 Tan 값(Sin_2, Cos_2, Tan_2)을 획득한다(S750).
측정된 실제 출력 신호와 저장된 기준 출력 신호에 대한 데이터를 비교하기 위하여, 룩업 테이블의 제1 Tan 값(Tan_1)과 제2 Tan값(Tan_2)을 비교한다(S760).
자기 센서의 실제 출력 신호의 위상 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단한다(S770). 만약, 위상 변화가 오차 범위를 벗어나는 경우, 측정된 실제 출력 신호의 위상 변화를 오차 범위 이내로 보정한다(S775).
그리고 나서, 자기 센서의 실제 출력 신호의 증폭 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단한다(S780). 만약, 증폭 변화가 오차 범위를 벗어나는 경우, 측정된 실제 출력 신호의 증폭 변화를 오차 범위 이내로 보정한다(S785).
만약 증폭 변화가 오차 범위 이내인 경우에는 회전체의 회전각을 산출한다(S790).
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 회전각 검출장치 및 이의 오차 보정방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회전각 검출장치의 센서 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회전각 검출장치의 개략적인 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a는 자기 센서의 출력 신호에 증폭 변화가 발생한 것을 나타낸 그래프이며, 도 6b는 자기 센서의 출력 신호에 위상 변화가 발생한 것을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 회전각 검출장치의 오차 보정 방법의 제2 실시예를 나타내는 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
41, 42 : 제1 및 제2 자기 센서
100 : 센서 유닛
200 : 증폭 유닛
300 : A/D 변환 유닛
400 : 제어 유닛
410 : 회전각 산출부
430 : 측정부
450 : 데이터 저장부
470 : 오차 보정부

Claims (9)

  1. 회전체의 자력변화를 감지하여 일정 파형의 신호를 출력하는 자기 센서를 포함하는 센서 유닛;
    상기 자기 센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 A/D 변환 유닛; 및
    상기 A/D 변환 유닛에서 출력되는 디지털 신호를 인가 받아 상기 회전체의 회전각을 산출하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은,
    상기 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부;
    상기 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 측정부;
    상기 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터와 상기 실제 출력 신호를 비교하여, 상기 자기 센서의 오차를 보정하는 오차 보정부; 및
    상기 오차 보정된 자기 센서의 출력 신호에 기초하여 상기 회전체의 회전각을 산출하는 회전각 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 자기 센서의 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능으로 분할하여 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값으로 나타낸 룩업 테이블인 것을 특징 으로 하는 회전각 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정부에서는 상기 측정된 자기 센서의 실제 출력 신호로부터 제2 Sin, 제2 Cos 및 제2 Tan 값을 획득하며,
    상기 오차 보정부는 상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 측정부에서 획득된 제2 Tan값을 비교 결과에 기초하여, 상기 자기 센서의 출력 신호의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출 장치.
  4. 회전체의 자력변화를 감지하는 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 설정하여 저장하는 단계;
    상기 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 단계;
    상기 측정된 실제 출력 신호와 상기 저장된 기준 출력 신호에 대한 데이터를 비교하는 단계;
    상기 비교결과 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 측정된 실제 출력 신호를 오차 범위 이내로 보정하는 단계; 및
    상기 회전체의 회전각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기 센서의 기준 출력 신호에 대한 데이터를 설정하여 저장하는 단계는,
    제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 기준 출력 신호를 제1 Sin값 및 제1 Cos값으로 변경하는 단계; 및
    상기 제1 Sin값 및 제1 Cos값을 이용하여 제1 Tan값을 도출하고, 상기 기준 출력 신호를 원하는 크기의 분해능으로 분할하여 상기 제1 Sin, 제1 Cos 및 제1 Tan 값으로 나타낸 룩업 테이블을 구성하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 단계는,
    상기 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 실제 출력 신호를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 실제 출력 신호로부터 제2 Sin, 제2 Cos 및 제2 Tan 값을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는,
    상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 제2 Tan값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 제2 Tan값을 비교하는 단계는,
    상기 자기 센서의 실제 출력 신호의 위상 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 룩업 테이블의 제1 Tan 값과 상기 제2 Tan값을 비교하는 단계는,
    상기 자기 센서의 실제 출력 신호의 증폭 변화가 오차 범위 이내 인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각 검출장치의 오차 보정 방법.
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