KR20190051358A - 차량 제어부품의 이동감지장치 - Google Patents

차량 제어부품의 이동감지장치 Download PDF

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KR20190051358A
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Abstract

본 발명은, 차량 제어부품의 이동에 대응하는 제1, 2 위상 신호를 출력하는 유도형 위치 센서부 및 상기 제1, 2 위상 신호를 기반으로 상기 차량 제어부품의 이동량을 연산하여 차량제어기로 출력하는 센서 제어부를 포함하고, 상기 센서 제어부는, 상기 제1, 2 위상 신호 사이의 위상 차이값이 설정된 기준범위를 초과하면 상기 유도형 위치 센서부의 오류인 것으로 확인한 오류진단정보를 상기 차량제어기로 출력하는 차량 제어부품의 이동감지장치를 제공한다.

Description

차량 제어부품의 이동감지장치{Movement detection device of vehicle control element}
본 발명은 차량 제어부품의 이동감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 제어부품에 연결된 무브먼트의 이동에 따라 유도된 위상(전압) 변화를 기반으로 차량 제어부품의 위치를 감지하기 용이한 차량 제어부품의 이동감지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 제어부품의 이동감지장치는 차량 제어부품에 코팅된 자성입자(마그넷)에 반응하여 이동신호를 출력하는 홀센서를 포함할 수 있다.
여기서, 자성입자는 자철광으로부터 제조되는 것으로, 입자의 표면을 관심의 대상이 되는 생체물질로 코팅하여 결합한 대상물의 존재를 검출하기 위한 태그로서 매우 유망하기 때문에 특히, 생화학 분야에서 오랫동안 연구되고 사용되어 왔다.
그러나 매우 작은 부피의 자성입자로부터 나오는 자기 신호는 극히 작기 때문에 자기 검출기 제조는 어려운 도전과제로 남겨져 있고 다양한 방식으로 연구되고 있는 실정이다.
특히, 이러한 센싱방식에 주로 사용되는 홀 센서는 수직방향으로 인가된 자장 중에서 도체에 전류가 흐를 경우에 발생하는 기전력, 즉 홀 효과를 이용하는 소자로써 전통적으로 자계를 측정하는 방식이다.
이러한 홀 센서는 자동차 등의 장비에 다양한 측정신호를 인지하는 구성으로 다양하게 활용되고 있다.
이를 테면, 자동차의 현가 시스템이나 자동차의 브레이크 감지시스템, 배터리의 충방전 여부에 대한 검출 시스템 등 기전력을 이용한 검출방식이 적용되는 장치는 수없이 많다.
최근들어, 홀센서의 오동작 및 신호 오인식을 방지하고, 자석 원료인 희토류의 원가 상승에 따른 비용 상승을 방지하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
본 발명의 목적은, 차량 제어부품에 연결된 무브먼트의 이동에 따라 유도된 위상(전압)변화를 기반으로 차량 제어부품의 위치를 감지하기 용이한 차량 제어부품의 이동감지장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치는, 차량 제어부품의 이동에 대응하는 제1, 2 위상 신호를 출력하는 유도형 위치 센서부 및 상기 제1, 2 위상 신호를 기반으로 상기 차량 제어부품의 이동량을 연산하여 차량제어기로 출력하는 센서 제어부를 포함하고, 상기 센서 제어부는, 상기 제1, 2 위상 신호 사이의 위상 차이값이 설정된 기준범위를 초과하면 상기 유도형 위치 센서부의 오류인 것으로 확인한 오류진단정보를 상기 차량제어기로 출력할 수 있다.
상기 이동량은, 상기 차량 제어부품의 위치(Stroke), 회전수(RPM), 회전각 및 회전속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 유도형 위치 센서부는, TX 코일, 상기 TX 코일에 전원이 공급되면, 상기 TX 코일과 유도 결합으로 상기 제1, 2 위상 신호를 출력하는 RX 코일 및 상기 차량 제어부품과 기계적으로 연결되면, 상기 차량 제어부품의 이동에 대응되게 상기 TX 코일 및 상기 RX 코일 사이의 유도 결합을 변형시키는 무브먼트를 포함할 수 있다.
상기 TX 코일은, 상기 RX 코일의 둘레를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 RX 코일은, 상기 제1 위상 신호를 출력하는 제1 패턴을 갖는 제1 RX 코일부 및 상기 제2 위상 신호를 출력하는 제2 패턴을 갖는 제2 RX 코일부를 포함할 수 있다.
상기 차량 제어부품은, 상기 무브먼트를 이동시키는 기어스틱(gearstick)이며, 상기 제1 패턴은, 사인(sin) 패턴이며, 상기 제2 패턴은, 코사인(cos) 패턴일 수 있다.
상기 무브먼트는, 상기 제1, 2 위상 신호가 출력되게, 상기 기어스틱의 이동에 대응되게 상기 제1, 2 패턴의 상부를 이동할 수 있다.
상기 RX 코일은, 상기 제1 위상 신호를 출력하는 제3 패턴을 갖는 제3 RX 코일부 및 상기 제2 위상 신호를 출력하는 제4 패턴을 갖는 제4 RX 코일부를 포함할 수 있다.
상기 차량 제어부품은, 액추에이터(actuator)이며, 상기 제3 패턴은, 제1 타원 패턴 및 상기 제1 타원 패턴에서 수평방향으로 시프트된 제2 타원 패턴을 포함하고, 상기 제4 패턴은, 제3 타원 패턴 및 상기 제3 타원 패턴에서 수직방향으로 시프트된 제4 타원 패턴을 포함할 수 있다.
상기 무브먼트는, 상기 TX 코일 및 상기 RX 코일과 2 ~ 5 mm로 이격될 수 있다.
상기 무브먼트의 폭은, 상기 TX 코일 및 상기 RX 코일의 0.5배일 수 있다.
상기 센서 제어부는, 상기 제1, 2 위상 신호 사이의 상기 위상 차이값이 상기 기준범위를 초과하는지 판단하는 판단부 및 상기 판단부의 판단결과, 상기 위상 차이값이 상기 기준범위를 초과하지 않으면 상기 제1, 2 위상 신호 각각의 잡음을 제거한 제1, 2 디지틸 신호를 상기 차량제어기로 출력하는 스미트 트리거 회로를 포함할 수 있다.
상기 센서 제어부는, 상기 판단부의 판단결과, 상기 위상 차이값이 상기 기준범위를 초과하면 상기 오류진단정보를 생성하여 상기 차량제어기로 출력하는 진단부를 더 포함할 수 있다.
상기 기준범위는, 상기 위상 차이값이 2% 내지 5%일 수 있다.
본 발명에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치는, 자기유도위상(전압) 변화를 가지며 제1, 2 위상 신호를 출력하는 유도형 위치 센서부 및 제1, 2 위상 신호를 기반으로 차량 제어부품의 이동량을 연산하는 센서 제어부를 포함함으로써, 자기유도위상(전압) 변화에 따라 차량 제어부품의 이동량을 연산함으로써 신호의 오인식 및 센서 오동작을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치는, TX 코일부 및 서로 다른 패턴을 가지는 RX 코일을 포함함으로써, 서로 다른 위상 신호가 출력되도록 함으로써, 차량 제어부품, 즉 기어스틱 또는 액추에이터의 동작에 따라 위치(Stroke), 회전수(RPM), 회전각 및 회전속도 중 적어도 하나를 산출할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 2는 도 1의 제1, 2 위상 신호를 나타낸 도이다.
도 3은 실시 예에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치를 계략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 제1 인쇄회로기판을 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 동작을 위한 도이다.
도 6 내지 도 7은 실시 예에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 실시예에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량 제어부품의 이동감지장치는 유도형 위치 센서부(100) 및 센서 제어부(200)를 포함할 수 있다.
유도형 위치 센서부(100)는 차량 제어부품(미도시)의 이동에 대응하는 제1, 2 위상 신호(d1, d2)를 출력할 수 있다.
여기서, 유도형 위치 센서부(100)는 TX 코일(110), RX 코일(130) 및 무브먼트(150)를 포함할 수 있다.
실시 예에서, 유도형 위치 센서부(110)는 인쇄회로기판(미도시)에 TX 코일(110) 및 RX 코일(130)이 패터닝화 될 수 있다. 즉, TX 코일(110) 및 RX 코일(130)은 인턱티브 코일 패턴으로 패터닝될 수 있다.
이때, TX 코일(110)은 상기 인쇄회로기판의 형상에 대응되게, 상기 인쇄회로기판의 외측면을 따라 패터닝될 수 있으며, 단일 선 또는 다중 선으로 패터닝될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, TX 코일(110)은 RX 코일(130)의 둘레를 감싸도록 패터닝될 수 있다.
RX 코일(130)은 제1 RX 코일부(135) 및 제2 RX 코일부(140)를 포함할 수 있다.
제1 RX 코일부(135)는 제1 위상 신호(d1)를 출력하는 제1 패턴으로 형성될 수 있으며, 제2 RX 코일부(140)는 제2 위상 신호(d2)를 출력하는 제2 패턴으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 상기 제1 패턴은 사인(sine) 패턴이며, 상기 제2 패턴은 코사인(cos) 패턴일 수 있으며, 상기 제1, 2 패턴은 반대 패턴을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 상기 제1 패턴은 사인 패턴이 상, 하로 위상이 서로 다르게 '8'자 곡선으로 형성될 수 있으며, 상기 제2 패턴은 코사인 패턴이 상, 하로 위상이 서로 다르게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
상기 인쇄회로기판은 양면 기판이며, 제1, 2 RX 코일부(135, 140)가 상기 제1, 2 패턴을 형성함에 있어, 서로 중첩되지 않도록 비아 홀(via hole)로 연결될 수 있다.
무브먼트(150)는 차량 제어부품과 기계적으로 연결되며, 상기 차량 제어부품의 이동에 대응되게 TX 코일(110) 및 RX 코일(130) 사이의 유도 결합을 변형시켜, TX 코일(110) 및 RX 코일(130)에서 제1, 2 위상 신호(d1, d2)가 출력되게 조절할 수 있다.
이때, 무브먼트(150)는 제1, 2 위상 신호(d1, d2)가 출력되게, TX 코일(110) 및 RX 코일(130)의 상부로 소정 이격거리를 두고 이동할 수 있다.
상기 소정 이격거리는 2 내지 5 mm 일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 무브먼트(150)는 2 mm 보다 낮은 소정 이격거리를 가지는 경우, TX 코일(110) 및 RX 코일(130)이 서로 단락될 위험성이 높으며, 5 mm 보다 큰 소정 이격거리를 가지는 경우 TX 코일(110) 및 RX 코일(130) 사이의 유도위상(전압) 변화가 낮아질 수 있으므로, 이동을 감지하는데 어려움이 발생될 수 있다.
또한, 무브먼트(150)는 TX 코일(110) 및 RX 코일(130)의 0.5 배인 폭을 가질 수 있다.
즉, 무브먼트(150)는 TX 코일(110) 및 RX 코일(130)의 위상차가 90°를 가질 수 있도록, TX 코일(110) 및 RX 코일(130)의 0.5배인 폭을 가질 수 있다.
센서 제어부(200)는 판단부(210), 진단부(230) 및 스미트 트리거 회로(250)를 포함할 수 있으며, 차량 제어부품의 유도위상(전압)을 연산하여 차량제어기(300)로 출력할 수 있다.
도 2는 도 1의 제1, 2 위상 신호를 나타낸 도이다. 즉, 여기서 도 2를 참조하면, 무브먼트(150)는 기준점, 즉 제1, 2 RX 코일(135, 140)의 유도위상(전압)이 ‘0’인 점에서 이동할 수 있다.
이때, 센서 제어부(200)는 제1 RX 코일(135)의 유도위상(전압)이 ‘0’에서 ‘Ksin’으로 가변되고, 제2 RX 코일(140)의 유도위상(전압)이 ‘0’에서 ‘Kcos’으로 가변되는 것을 알 수 있다.
여기서, ‘Ksin’ 및 ‘Kcos’은 제1, 2 위상 신호(d1, d2)에 포함된 유도위상(전압)일 수 있다.
판단부(210)는 유도성 위치 센서부(100)로부터 출력된 제1, 2 위상 신호(d1, d2)가 입력되면, 제1, 2 위상 신호(d1, d2), 즉 상술한 ‘Ksin’ 및 ‘Kcos’ 사이의 위상 차이값(d3)를 산출할 수 있다.
이후, 판단부(210)는 위상 차이값(d3)이 설정된 기준 범위(미도시)를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 기준 범위는 위상 차이값(d3)에 대해 설정된 차이값이며, 2% 내지 5% 일 수 있다.
즉, 판단부(210)는 위상 차이값(d3) 즉, 제1 위상 신호(d1)의 위상값 및 제2 위상 신호(d2)의 위상값 차이를 백분율로 표시한 상기 기준 범위를 현재 산출한 위상 차이값(d3)이 초과하는지 판단할 수 있다.
진단부(230)는 판단부(210)의 판단결과, 위상 차이값(d3)이 상기 기준 범위를 초과한 것으로 판단하면, 유도형 위치 센서부(100)가 오류인 것으로 진단 확인하고, 오류진단정보(f1)를 차량제어기(300)로 출력할 수 있다.
즉. 진단부(230)는 위상 차이값(d3)이 상기 기준 범위를 초과하면 RX 코일(130)이 쇼트된 것으로 판단하고, 위상 차이값(d3)이 상기 기준 범위 미만이면 그라운드 쇼트 또는 RX 코일(130)이 단선된 것으로 판단하여, 오류진단정보(f1)를 차량 제어기(300)로 출력할 수 있다.
실시 예에서, 차량제어기(300)는 차량의 전기적인 동작을 제어하는 전자제어유닛(ECU)일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 오류진단정보(f1)에는 위상 차이값(d3)에 따라 발생될 수 오류, 예를 들어 무브먼트(150)의 소정 이격거리 오류 등을 포함할 수 있다.
스미트 트리거 회로(250)는 판단부(210)의 판단결과, 위상 차이값(d3)이 상기 기준 범위를 초과하지 않은 것으로 판단하면, 제1, 2 위상 신호(d1, d2) 각각의 잡음, 즉 신호 왜곡을 제거한 제1, 2 디지털 신호(dd1, dd2)를 차량 제어기(290)로 출력할 수 있다.
즉, 스미트 트리거 회로(250)는 제1, 2 위상 신호(d1, d2)에 포함되는 피크성 잡음을 제거하도록, 설정된 위상 레벨 이상이면 '1', 설정된 위상 레벨 이하이면 '0'를 가지는 정형화된 디지털 신호를 출력할 수 있다.
차량 제어기(290)는 센서 제어부(200)로부터 출력되는 제1, 2 디지털 신호(dd1, dd2)를 기반으로, 상기 차량 제어부품의 위치, 회전수, 회전각 및 회전속도 중 적어도 하나를 확인할 수 있으며, 이에 따라 차량을 제어할 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치를 계략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 차량 제어부품이 무브먼트와 연결된 기어스틱(gearstick)인 경우에 대한 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 것이다.
도 3을 참조하면, 차량 제어부품의 이동감지장치는 하우징(1) 및 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)을 포함할 수 있다.
여기서, 하우징(1)은 상부 하우징(2) 및 하부 하우징(3)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 하우징(1)은 상부 하우징(2) 및 하부 하우징(3)이 서로 결합 구조를 형성하는 것으로 설명하지만, 일체형으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 상부 하우징(2) 및 하부 하우징(3)은 도 1에서 설명한 무브먼트(150)가 기어스틱(gearstick)에 의해 제1, 2 방향으로 이동할 수 있도록, 2 내지 5 mm 의 소정 이격거리를 가지고 이격되어 결합될 수 있다.
또한, 하부 하우징(3)에는 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)이 고정 결합될 수 있도록, 적어도 하나의 돌출부(4, 5)가 형성될 수 있다.
여기서, 하부 하우징(3)은 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)이 고정 결합되게 삽입될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
제1, 2 인쇄회로기판(7, 9) 각각은 무브먼트(150)가 서로 교차하는 제1, 2 방향으로 이동할 때, 이동을 감지할 수 있다.
여기서, 제1 인쇄회로기판(7)에는 도 1에서 상술한 바와 같이 유도형 위치 센서부(100) 및 센서 제어부(200)가 배치될 수 있다.
이때, 제2 인쇄회로기판(9)에는 유도형 위치 센서부(100)가 형성되며, 센서 제어부(200)를 공용으로 사용할 수 있으며, 제1 인쇄회로기판(7)과 커넥터로 연결될 수 있다.
실시 예에서, 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)은 서로 분리형으로 설명하였으나, 일체형으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3에 나타낸 차량 제어부품의 이동감지장치는 2개의 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)을 가지는 것으로 설명하였으나, 하나의 인쇄회로기판을 가질 수 있으며, 구조 상의 변형이 가능할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4는 도 3에 나타낸 제1 인쇄회로기판을 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 4을 참조하면, 제1 인쇄회로기판(7)은 TX 코일(310) 및 RX 코일(330)이 패터닝될 수 있다.
여기서, TX 코일(310)은 제1 인쇄회로기판(7)의 하부면에 패터닝될 수 있으며, RX 코일(330)은 제1 인쇄회로기판(7)의 상부면에 패터닝될 수 있다.
여기서, TX 코일(310)에는 전원이 공급될 수 있으며, RX 코일(330)의 도 1에서 언급한 무브먼트(150)의 이동에 따라 TX 코일(310)과 중첩되는 면적에 따라 제1, 2 위상 신호(d1, d2)를 출력할 수 있다.
RX 코일(330)은 제1, 2 RX 코일부(335, 340)를 포함할 수 있다.
이때, 제1, 2 RX 코일부(335, 340)는 제1 인쇄회로기판(7)의 상부면에 패터닝되며, 서로 중첩되는 부분이 발생되지 않도록 제1 인쇄회로기판(7)의 하부면으로 비아 홀을 통하여 전기적으로 절연될 수 있다.
제1 RX 코일부(335)는 제1 패턴으로 형성될 수 있으며, 제2 RX 코일부(340)는 상기 제1 패턴과 90°위상차가 있는 제2 패턴으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 패턴은 사인 패턴이며, 상기 제2 패턴은 코사인 패턴일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2에 언급한 제2 인쇄회로기판(9)은 제1 인쇄회로기판(7)의 TX 코일(310) 및 RX 코일(330)과 같이 동일할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 5는 도 3에 나타낸 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 동작을 위한 도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 차량 제어부품의 이동감지장치에 대하여 동작을 나타내기 위한 도이며, 차량 제어부품으로는 기어스틱이 적용되어, 기어스틱의 수직방향 및 수평방향으로 이동에 따라 기어스틱의 기어 변속을 감지할 수 있다.
또한, 차량 제어부품의 이동감지장치는 도 3에서 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)이 나타나도록 상부 하우징(2)의 일부를 제거한다.
도 5를 참조하면, 차량 제어부품의 이동감지장치는 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9) 및 무브먼트(150)를 포함할 수 있다.
먼저, 무브먼트(150)는 기어스틱의 동작에 대응하여 제1, 2 방향으로 이동되게 기어스틱과 연결 결합되는 무브먼트 본체(152) 및 무브먼트 본체(152)의 동작에 따라 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9)의 상부를 제1, 2 방향으로 이동하는 제1, 2 무브먼트 이동체(154, 156)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9) 각각은 도 2 및 도 3에서 상술한 바와 같이 TX 코일(310) 및 RX 코일(330)이 형성될 수 있다.
또한, RX 코일(330)은 제1, 2 RX 코일(335, 340)을 포함할 수 있으며, 도 3에서 언급한 바, 설명을 생략하기로 한다.
예를 들어, 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 동작을 아래의 [표 1]을 기반으로 설명하기로 한다.
H(제2 방향)
V (제1 방향)



 0.5V±A? 1V±A? 2.5V±A? 4V±A? 4.5V±A?
0.5V±A? FE-R FE-1 FE-3 FE-5 NA
1V±A? SLI-R SLI-1 SLI-3 SLI-5 NA
2.5V±A? 유격 구간
4V±A? NA SLI-2 SLI-4 SLI-6 NA
4.5V±A? NA FE-2 FE-4 FE-6 NA
먼저, [표 1]을 설명하면, 제1, 2 방향(V, H)은 기어스틱의 이동에 따라 제1, 2 무브먼트 이동체(154, 156)이 이동되는 방향을 나타낸다.
또한, 전압값인, 0.5V±A?, 1V±A?, 2.5V±A?, 4V±A? 및 4.5V±A?는 제1,2 무브먼트 이동체(154, 156)이 제1, 2 방향(V, H)로 이동하는 경우, 제1, 2 인쇄회로기판(7, 9) 각각에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340)에서 출력되는 제1, 2 위상 신호 사이의 위상 차이값을 나타낼 수 있으며, ±A?는 오차값을 나타낼 수 있다.
즉, [표 1]은 도 1에서 언급한 센서 제어부(200)에 설정된 룩업테이블이며, 센서 제어부(200)는 룩업테이블을 기반으로 기어스틱의 위치를 감지하여, 차량 제어기(300)로 기어스틱의 위치에 대응하는 이동량을 출력할 수 있다.
여기서, 현재 기어스틱이 존재하는 위치가 1단 기어(ⓛ)에서 기어스틱이 이동하여 2단 기어(②)로 이동(m1)하는 경우, 센서 제어부(200)는 제2 인쇄회로기판(9)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340)에서 출력되는 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 'FE-1'에서 'SLI-1', '유격 구간', 'SLI-2', 및 'FE-2'로 가변되는지 [표 1]을 기반으로 확인할 수 있다.
이때, 제1 무브먼트 이동체(154)는 제1 인쇄회로기판(7)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340) 위로 제1 방향(V)으로 이동함으로써, 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 '1V±A?V'로 고정되며, 제2 무브먼트 이동체(156)는 제2 인쇄회로기판(9)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340)을 제1 방향(V)으로 이동함으로써, 상술한 바와 같이 위상 차이값이 발생됨을 알 수 있다.
이후, 2단 기어(②)에서 3단 기어(③)로 이동(m2)하는 경우, 센서 제어부(200)는 제2 인쇄회로기판(9)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340)에서 출력되는 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 'FE-2'에서 'SLI-2', '유격 구간', 'SLI-3', 및 'FE-3'로 가변되는지 [표 1]을 기반으로 확인할 수 있다.
이때, 제1 무브먼트 이동체(154)는 제2 인쇄회로기판(9)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340)에서 출력되는 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 'FE-2'에서 'SLI-2' 및 '유격 구간'으로 이동하는 경우, 제1 인쇄회로기판(7)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340) 위로 제1 방향(V)으로 이동하여 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 '1V±A?V'로 고정되며, 제2 인쇄회로기판(9)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340)에서 출력되는 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 '유격 구간'에서 제2 방향(H)으로 이동하는 경우 제1 인쇄회로기판(7)에 포함된 제1, 2 RX 코일(335, 340) 위로 제2 방향(H)으로 이동하여 제1, 2 위상 신호의 위상 차이값이 '2.5V±A?V'로 고정될 수 있다.
상술한 바와 같이 [표 1]에 나타낸 룩업테이블은 운전자 또는 사용자에 의해 기어스틱의 위치가 이동되는 것인지 여부를 확인할 수 있으며, 기어스틱의 움직임에 따라 정확한 기어 변환을 감지하여, 차량 제어기(290)로 이동량을 전달할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1, 2 방향(V, H)로 무브먼트 이동에 따른 제1, 2 위상 신호의 위상 변화 발생 시 운전자의 의지를 판단할 수 있으며, 이에 따라 동작 특성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고, FAEL-SAPE 관련하여, 제1, 2 위상 신호에 따라 신호 안정성 향상 및 제1, 2 위상 신호 중 하나의 신호, 또는 코일이 고장 발생 시 보조용으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
도 6 내지 도 7은 실시 예에 따른 차량 제어부품의 이동감지장치에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도이다.
도 6을 참조하면, 차량 제어부품의 이동감지장치는 회전각을 산출하기 위한 패턴이 계시될 수 있다.
즉, 도 6에 나타낸 이동감지장치는 도 3에 나타낸 TX 코일(110) 및 RX 코일(130)이 동일하게 패터닝될 수 있다. 다만, 도 6에 나타낸 인쇄회로기판이 무브먼트의 회전을 산출하기 위하여 굴곡을 가지도록 형성될 수 있다.
도 6에 나타낸 이동감지장치는 도 2 내지 도 5에 나타낸 이동량을 산출하는 방식과 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 차량 제어부품의 이동감지장치는 원 형상의 인쇄회로기판 상에 TX 코일(410) 및 RX 코일(430)이 패터닝될 수 있다.
이때, TX 코일(410)은 인쇄회로기판의 둘레 내에 원 형상으로 형성될 수 있다.
또한, RX 코일(430)은 2개의 원 형상으로 형성되며, 2개의 원 형상이 서로 좌우로 시프트되어 형성된 제3 RX 코일(435) 및 2개의 원 형상으로 형성되며, 2개의 원 형상이 서로 상하로 시프트되어 형성된 제4 RX 코일(440)을 포함할 수 있다.
도 7에 나타낸 이동감지장치는 회전속도 및 회전각을 연산할 수 있도록 패터닝되어 있다.
즉, 이동감지장치는 도 2에 나타낸 센서 제어부(200)를 포함할 수 있으며, 센서 제어부(200)는 제3, 4 RX 코일(435, 440)에서 출력되는 제1, 2 위상 신호를 기반으로, 일정 시간 간격으로 각도를 측정할 수 있다.
이후, 센서 제어부(200)는 제1, 2 위상 신호의 각도차를 이용하여 회전속도 및 방향을 측정할 수 있다.
즉, 센서 제어부(200)는 제2 위상 신호의 각도에 제1 위상 신호의 각도를 뺀 상태에서, 전체 회전각(360도)을 나누고, 측정 간격에 60초를 곱한 값을 나누어, 회전 속도를 산출할 수 있다.
또한, 센서 제어부(200)는 1회전 상태에서 각도가 초기와 되므로 최대 회전속도가 높으며 측정 간격을 줄여야 한다.
따라서, 센서 제어부(200)는 1회전에 최소 3번정도 측정하는 경우, 초당 400회를 측정할 수 있으며, 회전속도가 빠른 경우 오차가 발생되므로 복수 회를 측정하여 평균값을 적용하여, 회전 속도를 연산할 수 있다.
상술한 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 차량 제어부품의 이동에 대응하는 제1, 2 위상 신호를 출력하는 유도형 위치 센서부; 및
    상기 제1, 2 위상 신호를 기반으로 상기 차량 제어부품의 이동량을 연산하여 차량제어기로 출력하는 센서 제어부를 포함하고,
    상기 센서 제어부는,
    상기 제1, 2 위상 신호 사이의 위상 차이값이 설정된 기준범위를 초과하면 상기 유도형 위치 센서부의 오류인 것으로 확인한 오류진단정보를 상기 차량제어기로 출력하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동량은,
    상기 차량 제어부품의 위치(Stroke), 회전수(RPM), 회전각 및 회전속도 중 적어도 하나를 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도형 위치 센서부는,
    TX 코일;
    상기 TX 코일에 전원이 공급되면, 상기 TX 코일과 유도 결합으로 상기 제1, 2 위상 신호를 출력하는 RX 코일; 및
    상기 차량 제어부품과 기계적으로 연결되면, 상기 차량 제어부품의 이동에 대응되게 상기 TX 코일 및 상기 RX 코일 사이의 유도 결합을 변형시키는 무브먼트를 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 TX 코일은,
    상기 RX 코일의 둘레를 감싸도록 형성된 차량 제어부품의 이동감지장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 RX 코일은,
    상기 제1 위상 신호를 출력하는 제1 패턴을 갖는 제1 RX 코일부; 및
    상기 제2 위상 신호를 출력하는 제2 패턴을 갖는 제2 RX 코일부를 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차량 제어부품은,
    상기 무브먼트를 이동시키는 기어스틱(gearstick)이며,
    상기 제1 패턴은,
    사인(sine) 패턴이며,
    상기 제2 패턴은,
    코사인(cos) 패턴인 차량 제어부품의 이동감지장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무브먼트는,
    상기 제1, 2 위상 신호가 출력되게, 상기 기어스틱의 이동에 대응되게 상기 제1, 2 패턴의 상부를 이동하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 RX 코일은,
    상기 제1 위상 신호를 출력하는 제3 패턴을 갖는 제3 RX 코일부; 및
    상기 제2 위상 신호를 출력하는 제4 패턴을 갖는 제4 RX 코일부를 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차량 제어부품은,
    액추에이터(actuator)이며,
    상기 제3 패턴은,
    제1 타원 패턴 및 상기 제1 타원 패턴에서 수평방향으로 시프트된 제2 타원 패턴을 포함하고,
    상기 제4 패턴은,
    제3 타원 패턴 및 상기 제3 타원 패턴에서 수직방향으로 시프트된 제4 타원 패턴을 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 무브먼트는,
    상기 TX 코일 및 상기 RX 코일과 2 ~ 5 mm로 이격된 차량 제어부품의 이동감지장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 무브먼트의 폭은,
    상기 TX 코일 및 상기 RX 코일의 0.5배인 차량 제어부품의 이동감지장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는,
    상기 제1, 2 위상 신호 사이의 상기 위상 차이값이 상기 기준범위를 초과하는지 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 판단결과, 상기 위상 차이값이 상기 기준범위를 초과하지 않으면 상기 제1, 2 위상 신호 각각의 잡음을 제거한 제1, 2 디지틸 신호를 상기 차량제어기로 출력하는 슈미트 트리거 회로를 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 센서 제어부는,
    상기 판단부의 판단결과, 상기 위상 차이값이 상기 기준범위를 초과하면 상기 오류진단정보를 생성하여 상기 차량제어기로 출력하는 진단부를 더 포함하는 차량 제어부품의 이동감지장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준범위는,
    상기 위상 차이값이 2% 내지 5%인 차량 제어부품의 이동감지장치.
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