KR20140005061A - 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 스티어링 시스템에서 자기력을 이용하여 조향축에 가해지는 토크를 검출하는 토크센서에 관한 것이다.
본 발명은 입력축과 출력축에 각각 설치되어 있는 다극링자석 간의 N,S 자기력을 동시에 취득하고 연산하여 절대위상각 위치 각도의 차이값을 이용하여 토크량을 검출하는 새로운 형태의 토크량 검출방식을 구현함으로써, 간단한 구조에 의해 입력축의 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 있으며, 입력축의 토크량을 검출하기 위한 부품을 보다 용이하게 조립할 수 있는 한편, 기존 조향장치의 설계를 크게 변경하지 않고도 입력축 토크량을 검출하기 위한 부품을 용이하게 조립 및 적용할 수 있고, 회전시에는 물론 정지시에도 보다 정밀한 토크량을 검출할 수 있는 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서를 제공한다.

Description

절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서{Torque sensor for steering system using an absolute phase angle detection}

본 발명은 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 스티어링 시스템에서 입력축과 출력축에 장착된 다극링자석의 N극 및 S극 자기력을 2개의 자기소자를 갖는 홀센서에서 동시에 취득 및 연산하여 절대위상각을 검출하고 이 검출 값을 통해 비틀림 량을 계산하여 정확한 조향축의 토크값을 얻는 새로운 형태의 토크량 검출방식을 제공하기 위한 조향장치의 토크센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조향장치는 핸들 조작의 편리함을 위하여 대부분 전자제어식 파워스티어링 시스템을 적용하고 있는 추세이다.

이러한 전자제어식 파워스티어링 시스템은 운전자가 핸들을 회전시킬 경우에 핸들과 바퀴 사이에 발생하는 토크량을 검출한 후, 그 편차만큼 조향장치로 바퀴를 회전시키는데 필요한 회전력을 제공함으로써, 적은 힘으로도 편리하게 핸들을 조작할 수 있도록 해주는 역할을 한다.

예를 들면, 차량의 조향장치는 핸들을 회전시켜 바퀴를 조향하도록 구성되는데, 바퀴와 노면 사이에는 바퀴의 하중에 상응하는 마찰력이 작용하고 있어 핸들과 바퀴 사이에 회전 편차가 발생하게 되고, 이를 감안하여 최근 대부분의 조향장치는 토크센서를 이용해서 회전 편차를 측정하고, 측정된 편차만큼 출력축에 별도의 회전 동력을 제공하여 편차를 보상하는 전자제어식 파워스티어링 시스템(Electronic Power Steering) 형태로 설계된다.

상기 전자제어식 파워스티어링 시스템에서 핸들로부터 발생하는 토크를 측정하는 토크센서는 접촉식과 비접촉식으로 구분되며, 접촉식의 경우에는 스트레인 게이지나 포텐시오 메터 등을 이용하고, 비접촉식의 경우에는 인덕션 코일, 자기트랜스포머, 광센서, 마그네틱 홀센서 등을 이용한다.

종래의 비접촉식 토크센서 중 자기력을 이용한 일 예로서, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-1998-0026979호에는 조향장치의 토오크센서가 개시되고, 공개특허공보 공개번호 제10-1998-0026980호에는 조향장치의 토오크센서가 개시되어 있다.

상기 조향장치의 토오크센서들은 핸들 또는 바퀴 측에 결합되어 함께 이동하는 제1·제2홀더 및 이 홀더에 각각 결합된 마그네틱과 자기소자를 이용하는 것으로서, 상기 마그네틱과 자기소자 사이의 거리 변화로 인하여 발생하는 가우스 값을 제어부에서 감지 및 검출하고, 상기 제어부는 그 변화된 값을 설정치와 비교 분석하여 조향장치의 토오크를 센싱하는 방식으로 이루어진 구성이다.

그러나 상기 조향장치의 토오크센서들은 단일의 자기소자에 일측 또는 양측에 배치된 마그네틱과 일치하거나 이격될 때 감지되는 자기력의 차이를 검출하기 때문에 입력측의 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 없고, 특히 주변의 온도가 상승하면 자기력이 변화하므로 설정치와 비교 분석시 오차가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 비접촉식 토크센서 중 자기력을 이용한 일 예로서, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2005-0094954호에는 자동차용 조향장치의 토오크센서가 개시되었다.

상기 자동차용 조향장치의 토오크센서는 입력축의 하단 외주면에 부착된 채 원주면을 따라 N, S 극성이 반복되게 착자된 제1마그네틱 링과, 이 제1마그네틱 링에 대응하여 출력축의 상단에 고정한 2개 이상의 홀소자를 갖는 제1홀센서로서 입력축의 회전 토오크를 감지할 수 있는 토오크 감지수단과; 상기한 입력축의 외주면에 부착된 채 원주면을 따라 N, S 극성이 반복되게 착자된 제2마그네틱 링과, 이 제2마그네틱 링에 대응하여 하우징의 내경에 부착한 제2홀센서로서 회전량을 감지할 수 있는 회전량 감지수단을 구성하여 입력축의 토오크 값과 출력축의 회전량을 따로 감지하여 조향장치의 토오크를 센싱하는 방식으로 이루어진 구성이다.

그러나 상기 자동차용 조향장치의 토오크센서는 제1홀센서가 적어도 2개 이상의 홀소자를 사용하기 때문에 하우징 내부의 온도 변화에 따른 오차를 최소로 줄일 수 있는 장점을 가지며, 입력축의 토오크 값과 출력축의 회전량을 따로 감지할 수 있는 특징을 가진다 하지만 이 역시 각각의 마그네틱 링과 홀센서가 하나의 극성 자기력 값을 취득하고 비교하는 것으로 검출 값이 정확하지 못하여 오차가 발생하게 되고, 그 구조가 복잡하고 제어가 복잡하며, 그 결과에 대한 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래의 비접촉식 토크센서 중 자기력을 이용한 일 예로서, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0104190호에는 자동차용 조향장치의 토오크센서가 개시되었다.

상기 자동차용 조향장치의 토오크센서는 입력축은 그 하단에서부터 마그네틱 조각을 가진 원통형 승강체를 끼우되, 이 승강체는 그 외주면을 따라 형성된 경사홈을 통해서 회전돌기를 고정하여 이 회전돌기가 상기 승강체를 승강시킬 수 있도록 하고, 상기한 출력축은 그 상단에 기준 돌기를 고정하여, 이 기준 돌기가 상기 승강체의 하단에 형성된 승강 안내홈에 끼워져 상기 승강체의 회전을 방지하도록 하며, 상기한 하우징은 그 내주면에 자기력 검출소자를 고정하여, 이 자기력 검출소자가 상기 입력축의 회전에 따라 승강되는 상기 승강체의 위치 변화를 검출함으로써 입력축의 회전 토오크를 감지하는 방식으로 이루어진 구성이다.

그러나 상기 자동차용 조향장치의 토오크센서는 마그네틱 조각의 승강작동에 대한 거리의 변화 값을 자기력 검출소자를 통해 증감 값을 감지하는 것으로, 마그네틱 조각의 위치를 승강시키는 구조가 복잡하여 제조 및 설치가 어렵고, 단순히 입력축 및 출력축의 자기력 변화를 비교하여 회전 토오크를 감지하는 것으로 정확성이 낮아 오차를 발생하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-1998-0026979호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-1998-0026980호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2005-0094954호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0104190호

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량의 스티어링 시스템에서 입력축과 출력축에 장착된 다극링자석의 N극 및 S극 자기력을 2개의 자기소자를 갖는 각 홀센서에서 동시에 읽어 각각 그 값을 출력한 후 연산하여 절대위상각을 검출하고 이 검출 값을 통해 비틀림 량을 계산하여 정확한 조향축의 토크값을 취득할 수 있도록 한 검출방식을 구현함으로써, 간단한 구조에 의해 입력축과 출력축의 정확한 비교를 통해 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 있으며, 입력축 및 출력축의 위상각 편차를 통한 토크량을 검출하기 위한 부품을 보다 용이하게 조립할 수 있도록 한 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기존 조향장치의 설계를 크게 변경하지 않고도 입력축 토크량을 검출하기 위한 부품을 용이하게 조립 및 적용할 수 있고, 회전시에는 물론 정지시에도 보다 정밀한 토크량을 검출할 수 있는 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서는 조향핸들에 연결되는 입력축과, 토션바를 매개로 입력축에 결합되는 출력축과, 토크량을 검출하는 검출부로 이루어지고, 상기 검출부는 입력축의 원주면에 배치되는 제1 다극링자석과 출력축의 원주면에 배치되는 제2 다극링자석과 이 제1 다극링자석 및 제2 다극자석링의 외측에 설치되어 자기력을 수집하는 제1 및 제2 홀센서로 이루어지며, 상기 검출부에서 검출된 토크값을 토크 비례 전압으로 변환하여 출력하는 컨트롤러를 통해 바퀴의 회전방향을 제어하는 조향장치의 토크센서로서, 상기 제1 홀센서 및 제2 홀센서는 입력축과 출력축에 장착된 제1 다극링자석 및 제2 다극자석링의 N극 및 S극 자기력 값을 동시에 취득하기 위해 제1 다극링자석 및 제2 다극자석링의 모서리부분의 상부에 배치하여 이루어지고, 상기 컨트롤러는 제1 홀센서 및 제2 홀센서를 통해 취득한 자기력 검출값을 1차 연산하여 각각의 절대위상각을 산출하고 이 산출값을 통해 절대위상각 차이값을 토크 비례 전압으로 변환 출력하여 바퀴의 회전방향을 제어하도록 이루어짐으로써, 구조가 간단할 뿐만 아니라 입력축의 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 있는 기술적 특징이 있다.

여기서, 상기 제1 홀센서 및 제2 홀센서는 2개가 한 조를 이루는 자기소자(41,42)와 자기소자(51,52)를 90도 위상차로 배치여 N극 및 S극의 자기력을 동시에 취득하고 연산하여 절대위상각을 검출할 수 있으므로 오차 발생이 없이 항상 정확한 토크값을 제공할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 각각의 홀센서를 이용하여 입력축 제1 다극링자석과 출력축 제2 다극링자석 간 N극 및 S극 자기력을 동시에 취득하여 얻어진 값을 연산하여 절대위상각을 얻어내고, 이 입력축과 출력축의 절대위상각의 차이를 연산하여 입력축과 출력축의 위상각 차이값을 통해 바퀴의 진행 방향을 조정할 수 있는 전압변환을 위한 토크량을 정확하게 검출할 수 있다.

둘째, 입력축 제1 다극링자석과 출력축 제2 다극링자석 간 N극 및 S극 자기력을 2개의 자기소자를 갖는 홀센서로 동시에 취득하고 절대위상각을 얻어 비교 판단하므로 내부온도의 변화 및 기계적 위치 변화 등이 발생하여도 측정오차를 최소화할 수 있는 등 입력축 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 있다.

셋째, 입력축 및 출력측 위상각 검출과 관련한 부품을 기존 조향장치의 설계변경 없이 용이하게 조립할 수 있다.

넷째, 장치의 회전시는 물론 정지시에도 보다 정밀한 토크량을 검출할 수 있는 등 토크센서의 기능성 및 상품성 향상을 도모할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서가 적용되어 있는 조향장치를 일부 절결하여 나타내는 사시도.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서가 적용되어 있는 조향장치를 나타내는 단면도.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서의 다극링자석와 홀센서의 배치상태를 나타낸 일부 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서에서 홀센서의 자기소자의 배치상태를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서를 이용하여 토크량을 검출하는 과정을 나타내는 블럭도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서를 이용한 토크량 검출시 토크에 따른 자기력의 위상변화를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서가 적용되어 있는 조향장치를 일부 절결하여 나타내는 사시도 및 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 토크센서는 N,S 극성이 반복되게 착자된 다극링자석과 홀센서를 포함하는 검출부(14)를 이용하여 입력축(10)에 있는 제1 다극링자석(2)과 출력축(12)에 있는 제2 다극링자석(3) 간의 위치 각도의 차이값을 토크 비례 전압으로 변환시켜서 토크량을 검출하는 방식으로 이루어지며, 이에 따라 입력축(10)의 토크량을 검출하기 위한 구조를 단순화할 수 있고, 또한, 더욱 정밀하게 토크량을 검출할 수 있다.

이를 위하여, 조향핸들(미도시)에 연결되는 입력축(10)과 조향축에 연결되는 출력축(13)이 마련되고, 상기 입력축(10)과 출력축(13)은 토션바(11)를 매개로 하여 결합되는 동시에 하우징(24)의 내부에서 베어링에 의해 지지되는 구조로 설치된다.

여기서, 상기 하우징(24)은 입력축(10) 및 출력축(13)과 후술하는 검출부(14)의 구성부품들을 수용하는 수단으로서, 통상적인 컨넥터와 케이블을 구비하고 있으며, 이때 케이블은 후술하는 PCB 기판(23)과 전기적으로 연결되고 커넥터 역시 후술하는 컨트롤러(12)측에 접속된다.

특히, 상기 입력축(10)과 출력축(13)의 토크량을 검출하는 수단으로 검출부(14)가 구비되며, 이때의 검출부(14)는 N, S 극성이 반복되게 착자된 제1 다극링자석(2), 제2 다극링자석(3), 제1 홀센서(4), 제2 홀센서(5) 및 토크량 연산 및 출력을 위한 컨트롤러(12) 수단 등을 포함하는 형태로 구성된다.

상기 검출부(14)의 제1 다극링자석(2)과 제2 다극링자석(3)은 N, S 극성이 반복되게 착자된 링형상으로 이루어지고, 상기 제1 다극링자석(2)은 입력축(10)의 외측 둘레에 동심원상으로 끼워지는 구조로 결합면서 입력축(10)과 함께 회전하게 된다. 또한, 상기 제2 다극링자석(3)은 제1 다극링자석(2) 한쪽 옆에 나란하게 배치됨과 더불어 출력축(13)의 외측 둘레에 동심원상으로 끼워지는 구조로 결합되어 이것 역시 출력축(13)과 함께 회전하게 된다.

그리고, 제1 및 제2 홀센서(4,5)의 지지부재로서 하우징(24)의 내부에 배치된 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 상부에 PCB 기판(23)이 설치되며, 이 PCB 기판(23)의 하면에 제1 및 제2 홀센서(4,5)가 전기적인 회로를 연결되도록 설치된다.

이러한 PCB 기판(23)은 케이블 및 커넥터를 통해 컨트롤러(12)측과 전기적으로 연결되며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 홀센서(4,5)로부터 검출한 자기력의 위치값이 컨트롤러(12)측으로 전송될 수 있게 된다.

이때의 컨트롤러(12)는 제1 및 제2 홀센서(4,5)로부터 입력되는 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3) 간의 위치 각도(위상각) 차이값을 토크 비례 전압으로 변환하여 출력하는 역할을 하게 된다.

상기 제1 홀센서(4)는 제1 다극링자석(2)의 위치 각도를 검출하는 수단으로서, 제1 다극링자석(2)의 상부에서 배치되며, 상기 제1 홀센서(4,5)는 제1 다극링자석(2)의 N, S 자기력을 동시에 취득하는 역할을 하게 된다.

이와 마찬가지로, 상기 제2 홀센서(5)는 제2 다극링자석(3)의 위치 각도를 검출하는 수단으로서, 제2 다극링자석(3)의 상부에서 배치되며, 상기 제2 홀센서(5)는 제2 다극링자석(2)의 N, S 자기력을 동시에 취득하는 역할을 하게 된다.

특히, 상기 제1 및 제2 홀센서(4,5)는 입력축(10) 및 출력축(13)과 함께 회전하는 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 회전 위상각을 취득할 때 평면상의 단일 극성의 자기력만을 읽을 경우 주위환경 변화에 따라 오차가 발생할 수 있으므로 본 발명에서는 동일 위치의 N, S 자기력을 동시에 취득하고 연산하여 절대위상각을 얻을 수 있도록 2개의 자기소자를 배치하게 된다.

즉, 제1 홀센서(4)의 자기소자(41,42) 및 제2 홀센서(5)의 자기소자(51,52)는 각각 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 N,S 자기력을 동시에 읽어 각각 N극의 SinØ 값(A',B')과 S극의 CosØ 값(A",B")을 얻도록 신호를 제공하는 역할을 하게 되고, 이 얻어진 신호값을 컨트롤러(12)에서 삼각 역함수로 연산하여 TanØ의 절대값(A, B) 절대위상각을 얻어 그 차이값인 토크량을 전압 변환하여 바퀴의 진행 방향을 조정하도록 이루어진다.

그리고 상기 제1 홀센서(4)의 자기소자(41,42) 및 제2 홀센서(5)의 자기소자(51,52)가 각각 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 N, S 자기력을 동시에 읽을 수 있도록 도 4에서와 같이 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극자석링(3)의 모서리부분의 상부에 배치되어 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 N,S 자기력을 취득하도록 이루어지고, N극의 SinØ 값(A',B')과 S극의 CosØ 값(A",B")을 얻기 위하여 도 5에서와 같이 자기소자(41) 및 자기소자(51)에 대하여 자기소자(42) 및 자기소자(52)가 90도 위상차로 배치하게 된다. 이때 상기 자기소자(41) 및 자기소자(51)는 N극의 SinØ 값(A',B')을 자기소자(42) 및 자기소자(52)는 S극의 CosØ 값(A",B")을 취득하도록 배치하여 이루어진다. 또한, 상기 자기소자(41) 및 자기소자(51)에 대하여 90도 위상차로 배치되는 자기소자(42) 및 자기소자(52)는 도 5의 (A)와 같이 좌우에 배치하거나 도 5의 (B)와 같이 상하로 배치하여 N,S 자기력을 취득하도록 이루어진다.

이렇게 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 하나의 단위 자석에서 발생하는 N,S극 자기력을 2개의 자기소자를 갖는 제1, 제2 홀센서(4,5)에서 동시에 읽어 SinØ 위치값(A',B')과 S극의 CosØ 위치값(A",B")을 얻고, 이 얻어진 신호값을 컨트롤러(12)에서 삼각 역함수로 연산하여 TanØ의 절대값(A, B)인 절대위상각을 얻어 그 차이값인 토크량을 정밀하게 얻은 후 전압 변환하여 바퀴의 진행 방향을 조정할 수 있으므로, 토크량 검출이 오차 없이 더욱 정확하게 이루어질 수 있게 된다.

즉, 도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 상기 컨트롤러(12)는 제1 다극링자석(2)의 지기력을 취득한 제1 홀센서(4)로부터 각각 제공되는 위치값(A',A")을 취득하고, 또 제2 다극링자석(3)의 자기력을 취득한 제2 홀센서(5)로부터 각각 제공되는 위치값(B',B")을 취득하여 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극링자석(3)의 위치 위상각을 연산하여 절대위상각 절대값(A, B)을 얻을 수 있게 되고, 결국 이 절대값(A, B)을 가지고 입력축(10)과 출력축(13)의 현위치 위상각을 판독하게 됨으로써, 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 있게 된다.

도면 중 미설명부호 6은 제1 다극링자석 및 제2 자극링자석의 자기력의 혼용을 방지하기 위한 비도체 차단판이다.

따라서, 이와 같이 구성되는 토크센서을 이용하여 토크량을 검출하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서에서 홀센서의 자기소자의 배치상태를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서를 이용하여 토크량을 검출하는 방식을 나타내는 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서를 이용한 토크량 검출시 토크에 따른 자기력 위상변화를 나타내는 개략도이다.

도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 입력축(10)과 함게 회전하는 제1 다극링자석(2)과 출력축(13)과 함께 회전하는 제2 다극링자석(3)의 단위 자석에서 N, S 자기력이 발생하게 되고, 이때 발생되는 N, S 자기력은 상부에 배치된 제1 홀센서(4)의 자기소자(41,51) 및 제2 홀센서(4)의 자기소자(42,52)에서 취득하여 N극의 SinØ 위치값(A',B')과 S극의 CosØ 위치값(A",B")을 각각 얻은 후 위상각 위치값은 컨트롤러(12)에 전송된다.

다음으로, 이 얻어진 위치값의 신호는 컨트롤러(12)에서 SinØ/CosØ=TanØ를 구하는 삼각 역함수로 연산하여 TanØ의 절대값(A, B)인 절대위상각을 얻어 현 위치각도를 정밀하게 판독한 후 제1 다극링자석(2)과 제2 다극링자석(3)의 그 위치 각도의 차이값(A,B)을 전압으로 변환하여 출력하게 되고, 이렇게 컨트롤러(12)에서 출력된 토크 비례 전압을 이용하여 구동바퀴의 조향 각도를 제어하게 된다.

이때, 토크력이 없는 경우에는 제1 홀센서(4)에서 취득하는 자기력(A',A")에 의한 절대위상각이 제2 홀센서(5)에서 취득하는 자기력(B',B")에 의한 절대위상각 차가 없게 되고, 시계 방향이나 반시계 방향으로 토크력이 가해지는 경우에는 제1 홀센서(4)에서 취득하는 자기력(A',A")에 의한 절대위상각이 제2 홀센서(5)에서 취득하는 자기력(B',B")에 의한 절대위상각이 서로 위상차가 발생하게 되므로, 이때의 위상차 차이값(A,B)에 따른 토크 비례 전압을 이용하여 구동바퀴의 조향 각도를 제어할 수 있게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 토크센서는 토크량 검출을 위해 입력축과 출력축에 각각 결합되는 제1 다극링자석 및 제2 다극링자석과 이 제1 다극링자석 및 및 제2 다극링자석의 상부에 설치되어 N, S 자기력을 동시에 취득할 수 있도록 2개의 자기소자를 갖는 제1 홀센서 및 제2 홀센서를 채용하여 절대위상각을 얻을 수 있음으로써, 전체적인 구조를 간단하게 구성할 수 있고, 또 토크량을 보다 정밀하게 검출할 수 있으며, 그 구성이 간단하여 토크량을 검출하기 위한 각 부품을 종래의 조향장치에 용이하게 조립할 수 있는 이점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 상기 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에 한정하는 것은 아니다. 따라서 상기 실시 예를 적절히 변형 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있으므로 적절한 변경 및 수정과 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.

10 : 입력축 11 : 토션바
12 : 컨트롤러 13 : 출력축
14 : 검출부 2 : 제1 다극링자석
3 : 제2 다극링자석 4 : 제1 홀센서
5 : 제2 홀센서 41,42 : 자기소자
51,52 : 자기소자 23 : PCB 기판
24 : 하우징

Claims (2)

1. 조향핸들에 연결되는 입력축(10)과, 조향축에 연결되는 동시에 토션바(11)를 매개로 입력축(10)과 결합되는 출력축(13)과, 입력축(10)과 출력축(13)의 토크량을 검출하는 검출부(14)로 이루어지고, 상기 검출부(14)는 입력축(10)의 외주면에 부착된 채 원주면을 따라 N, S 극성이 반복되게 착자된 제1 다극링자석(2)과 출력축(13)의 외주면에 부착된 채 원주면을 따라 N, S 극성이 반복되게 착자된 제2 다극링자석(3)과 이 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극자석링(3)의 외측에 설치되어 자기력을 수집하는 제1 및 제2 홀센서(4,5)로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 홀센서(4,5)로부터 입력되는 자기력을 통해 위치 각도 차이값을 토크 비례 전압으로 변환하여 출력하는 컨트롤러(12)를 포함하고, 상기 검출부(14)에서 검출된 토크값을 이용하여 바퀴의 회전방향을 제어하는 조향장치의 토크센서에 있어서,
   상기 제1 홀센서(4) 및 제2 홀센서(5)는 입력축과 출력축에 장착된 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극자석링(3)의 N극 및 S극 자기력 값을 동시에 취득하기 위해 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극자석링(3)의 모서리부분의 상부에 배치하여 이루어지고,
   상기 컨트롤러(12)는 제1 홀센서(4) 및 제2 홀센서(5)를 통해 취득한 자기력 검출값을 1차 연산하여 각각의 절대위상각을 산출하고 이 산출값을 통해 절대위상각 차이값을 토크 비례 전압으로 변환 출력하여 바퀴의 회전방향을 제어하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 홀센서(4) 및 제2 홀센서(5)는 제1 다극링자석(2) 및 제2 다극자석링(3)의 N극 및 S극 자기력 값을 동시에 취득하기 위해 제1 홀센서(4)의 자기소자(41,42)와 제2 홀센서(5)의 자기소자(51,52)를 90도 위상차로 배치한 것을 특징으로 하는 절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토크센서.

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