KR20200107671A - 페달 스트로크 센싱장치 - Google Patents

Abstract

페달 스트로크 센싱장치가 개시된다. 본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 브레이크 페달의 움직임과 연동되어 수평 운동하도록 마련된 샤프트, 샤프트의 단부에 마련되어 자계를 발생시키는 마그넷, 마그넷과 이격되어 설치되는 자계 센서 및 마그넷에 의해 발생된 자계를 밀집시키는 자계 플레이트를 포함하되, 자계 플레이트는 마그넷 및 자계 센서 사이에 배치되고, 마그넷 또는 샤프트 중 어느 하나에 연결되어 제공될 수 있다.

Description

페달 스트로크 센싱장치{PEDAL STROKE SENSING DEVICE}

본 발명은 페달 스트로크 센싱장치에 관한 것이다.

차량에서는 페달이 대시보드의 하측에 설치되어, 운전자는 이들 페달을 답입함으로써 차량을 제동 및 가속할 수 있다. 최근에는, 페달 센서에 의해 검지된 검지 신호에 따라 전기적으로 기기를 제어하는 것이 점점 더 일반화되고 있다.

일반적으로, 페달 센서는 개별 마그넷에 의해 발생된 자계 세기의 변화를 검지하고, 이에 따라 전기 신호를 제어한다. 마그넷은 페달 레버 내에 수용되고, 페달 선회운동에 있어서 축선과 동축으로 배치된다. 센서에 의해 제어된 전기 신호의 평가는 마그넷에 의해 발생된 자계의 세기 변화와 관련하여 이루어진다.

페달 레버가 예컨대 유격으로 인해 그 선회 축선에 대해 틸팅되면, 자계 세기가 변하고 그에 따라 페달 레버가 그 선회 축선을 중심으로 작동되지 않았더라도 센서의 제어된 전기 신호도 변한다.

본 발명의 실시 예는 마그넷에 의해 발생된 자계를 자계 센서에 밀집시킬 수 있는 페달 스트로크 센싱장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 마그넷의 자계 세기를 효율적으로 감지할 수 있는 페달 스트로크 센싱장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 센싱 영역 내에서 자계의 균일성이 향상될 수 있는 페달 스트로크 센싱장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 장치의 구조 안정성 및 작동 신뢰성을 도모할 수 있는 페달 스트로크 센싱장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 단순한 구조로서 장착 및 설치가 용이한 페달 스트로크 센싱장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 페달의 움직임과 연동되어 수평 운동하도록 마련된 샤프트, 상기 샤프트의 단부에 마련되어 자계를 발생시키는 마그넷,

상기 마그넷과 이격되어 설치되는 자계 센서 및 상기 마그넷에 의해 발생된 상기 자계를 밀집시키는 자계 플레이트를 포함하되, 상기 자계 플레이트는 상기 마그넷 및 자계 센서 사이에 배치되고, 상기 마그넷 또는 샤프트 중 어느 하나에 연결되어 제공될 수 있다.

또한, 상기 자계 플레이트 및 마그넷을 연결하는 제1 연결부재를 더 포함하여 제공될 수 있다.

또한, 상기 자계 플레이트 및 샤프트를 연결하는 제2 연결부재를 더 포함하여 제공될 수 있다.

또한, 상기 마그넷의 수평 운동에 따라, 상기 자계 센서가 감지하는 자계 세기는 변화하고, 상기 자계 센서는 자계 세기의 변화량에 상응하는 전기신호를 생성하여 제공될 수 있다.

또한, 상기 자계 센서는 상기 마그넷과 마주하며 일정 간격 이격되어 형성되는 센서 칩, 상기 센서 칩이 부착되어 상기 센서 칩에서 검출된 신호를 전기신호로 변환하는 인쇄회로기판 및 내측에 상기 센서 칩 및 인쇄회로기판을 수용하는 하우징을 포함하여 제공될 수 있다.

또한, 상기 마그넷은 상기 인쇄회로기판이 배향된 방향과 평행하게 운동할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 마그넷에 의해 발생된 자계를 자계 센서에 밀집시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 마그넷의 자계 세기를 효율적으로 감지할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 센싱 영역 내에서 자계의 균일성이 향상되는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 장치의 구조 안정성 및 작동 신뢰성을 도모할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 단순한 구조로서 장착 및 설치가 용이한 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치의 연결구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치의 연결구조를 나타내는 단면도이다.

이하에서는 본 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치의 연결구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치의 연결구조를 나타내는 단면도이다.

도시된 바에 의하면, 본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 브레이크 페달(1)의 움직임과 연동되어 구성된 샤프트(2), 샤프트(2)의 단부에 마련된 마그넷(4), 마그넷(4)에 발생된 자계를 감지하는 자계 센서(5) 및 자계를 밀집시키는 자계 플레이트(3)를 구비한다.

브레이크 페달(1)은 차량 운전자에 의해 발로 작동되고, 이에, 수평방향 변위(X) 및 수직방향 변위(Y)가 발생한다. 브레이크 페달(1)에 발생된 수평방향 변위(X)는 자계 센서(5)의 센싱동작으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 브레이크 부스터를 제어함에 있어서, 이 제어 동작은 브레이크 페달(1)의 변위의 함수로서 수행된다. 페달 변위가 증가함에 따라, 제어 부재에 가해지는 브레이크 압력이 증가하게 되며, 그 변위는 자계 센서(5)를 사용하여 결정될 수 있다.

샤프트(2)는 브레이크 페달(1)과 연동되어 구성되며, 브레이크 페달(1)의 수평방향 변위(X)에 대응되는 변위만큼 수평 운동하도록 마련된다.

마그넷(4)은 쌍극의 영구 자석으로서 자계를 발생시키도록 마련될 수 있다. 마그넷(4)은 샤프트(2)의 단부에 형성되어, 샤프트(2)와 일체로 마련됨으로써 샤프트(2)의 운동에 따라 움직일 수 있다. 보다 구체적으로, 마그넷(4)은 상술한 브레이크 페달(1)의 수평방향 변위(X)에 대응되는 변위만큼 샤프트(2)와 일체로 수평 운동할 수 있다.

자계 센서(5)는 마그넷(4)에 의해 발생되는 자계를 감지한다. 마그넷(4)이 수평 운동을 하게 되면, 자계 센서(5)가 감지하는 자계 세기는 변화하게 된다. 자계 센서(5)는 자계 세기의 변화량을 감지하여 이에 상응하는 전기신호를 생성할 수 있다.

자계 센서(5)는, 예를 들어, 홀 센서(Hall Sensor)일 수 있다. 이에, 후술할 센서 칩은 홀 소자(Hall IC)일 수 있다. 반도체 웨이퍼의 평면 내 자기장을 검출하기 위한 기술이 개발되고 있는데, 이러한 자기장 검출을 위해 홀 효과(Hall Effect)가 널리 사용되고 있다. 도체나 반도체에 전류를 흘리고 여기에 수직방향의 자계를 주면 전류와 자계의 수직방향에 전위차가 생기게 되는 현상을 홀 효과(Hall Effect)라 한다. 홀 센서(Hall Sensor)는 이러한 홀 효과를 이용하여 입력단자 간에 전류를 흘리고 센서 면에 전류의 직각 방향으로 가해지는 자계의 세기에 따라 그에 따른 전압을 발생시켜 센서로서의 동작을 수행한다.

한편, 자계 센서(5)는 마그넷(4)과 마주하며 일정 간격 이격되어 형성되는 센서 칩, 센서 칩이 부착되어 센서 칩에서 검출된 신호를 전기신호로 변환하는 인쇄회로기판, 상술한 센서 칩과 인쇄회로기판이 수용되는 하우징을 구비한다.

센서 칩은 인쇄회로기판에 실장되고, 인쇄회로기판은 개별 접속부를 통해 전기 신호를 평가 전자장치에 전달하는 신호라인에 접속될 수 있다. 즉, 인쇄회로기판은 센서 칩에 의해 출력된 전압을 전압 또는 전류의 전기신호로 변환한다. 이후, 인쇄회로기판에 형성된 신호라인을 통해 상기 전기신호를 평가 전자장치에 송출할 수 있다. 이로써, 마그넷(4)의 위치 및 그에 따른 브레이크 페달(1)의 변위를 검출해낼 수 있다.

센서 칩은 마그넷(4)에서 출력되는 자계를 감지할 수 있는 거리에 마그넷(4)과 마주보도록 설치된다. 보다 구체적으로, 센서 칩이 실장된 인쇄회로기판은 마그넷(4)과 자계를 감지할 수 있는 센싱 영역 내에서 평행하게 배치된다. 이 때, 자계 센서(5)의 센서 칩은 상술한 센서면에 가해지는 자계 세기의 변화를 X/Y/Z 3축에 대해 인식하고, 각 축의 변화량을 통해 이에 상응하는 전압을 출력한다.

하우징은 자계 센서(5)의 센서 칩과 인쇄회로기판을 내부에 수용함으로써 외부로부터 보호한다. 이 때, 인쇄회로기판은, 예를 들어, 하우징과의 지지부위에 에폭시 수지로 코팅되어 하우징 내부로 습기가 침투되는 것을 방지함과 아울러, 먼지 등이 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있다.

자계 플레이트(3)는 마그넷(4)과 자계 센서(5) 사이에 배치되되, 자계 라인을 밀집시키는 구성으로서, 예를 들어, 강자성체인 스틸로 구성될 수 있다.

자계가 특정 매질로 밀집되는 현상은, 해당 매질이 작은 값의 자기 저항을 가져 자속의 흐름을 거의 방해하지 않는 것에 기인한다. 예를 들어, 스틸로 구성된 자계 플레이트(3)의 경우, 공기보다 훨씬 작은 값의 자기 저항을 가지므로 마그넷(4)으로부터 발생된 자계가 공기가 아닌 상술한 자계 플레이트(3) 내로 밀집될 수 있게 된다. 이에, 자계 성분이 자계 센서(5)의 센서 칩에 집중될 수 있고, 센싱 영역 내에서 높은 자계 세기 및 균일성은, 결과적으로 브레이크 페달(1)의 변위에 대한 센싱 정확도를 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도면에서는 마그넷(4)이 자계 플레이트(3)와 평행하게 좌우 방향 배치되어 있고, 자계의 방향도 상기 배치관계에 따라 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 마그넷(4)을 자계 플레이트(3)와 수직하게 상하 방향 배치시킨 경우를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 자계 플레이트(3)를 마그넷(4) 자체에 연결하도록 마련된 제1 연결부재(6a)를 포함할 수 있다. 이에, 자계 플레이트(3)와 마그넷(4)은 상호 인접한 위치에서 고정된 상태를 유지할 수 있으며, 마그넷(4)에 의해 발생된 자계가 자계 플레이트(3)를 온전히 통과할 수 있다.

제1 연결부재(6a)는 자계 플레이트(3) 및 마그넷(4)의 양쪽 단부에 위치하여, 마그넷(4)과 자계 플레이트(3)를 상호 연결한다.

제1 연결부재(6a)는 일단에 자계 플레이트(3)를 관통하여 형성된 회전 축을 포함할 수 있다. 즉, 마그넷(4)이 수평 운동함에 따라 제1 연결부재(6a) 역시 상술한 회전 축을 기준으로 좌우 선회운동을 하게 된다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 자계 플레이트(3)를 마그넷(4) 자체에 직접 연결시키지 않더라도, 마그넷(4)과 일체를 이루는 샤프트(2)에 연결시키는 제2 연결부재(6b)를 포함할 수 있다. 이에, 자계 플레이트(3)가 마그넷(4) 자체에 직접 연결되어 있지 않더라도, 마그넷(4)과 자계 플레이트(3)가 상호 인접한 곳에 위치하도록 마련될 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도시된 바에 의하면, 제1 연결부재(6a)는 자계 플레이트(3) 및 마그넷(4)의 양 단부를 연결하는 직선 형태를 가지고 있으며, 제2 연결부재(6b)는 수직하는 형상을 이루며 자계 플레이트(3)의 단부를 샤프트(2)에 연결하는 형태로 도시되어 있으나, 당해 형태에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 마그넷(4) 또는 샤프트(2)를 자계 플레이트(3)와 효과적으로 연결할 수 있다면 다양한 형태 및 구조로 형성되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치의 작동에 대해 설명한다.

브레이크 페달(1)에 변위(X, Y)가 발생하게 되면, 브레이크 페달(1)과 연동되도록 구성된 샤프트(2) 및 마그넷(4) 역시 수평방향 운동을 하게 되고, 이로 인해 센서영역 내에서 감지되는 자계 세기가 변화하게 된다. 자계 센서(5)는 상술한 자계 세기의 변화량을 감지하고, 이의 전기신호를 평가 전자장치에 송출함으로써 결과적으로 브레이크 페달(1)의 변위를 확인할 수 있다. 이 때, 마그넷(4)과 자계 센서(5) 사이에 자계 플레이트(3)를 배치시키고, 자계 플레이트(3)는 상술한 자계 센서(5)의 센서 칩에 자계가 집중될 수 있도록 한다.

보다 구체적으로, 자계 센서(5)가 상술한 자계 세기의 변화량을 효율적으로 감지하기 위해 자계 플레이트(3)는 마그넷(4)에 의해 발생되는 자계를 최대한 밀집시킬 것이 요구되며, 이에 따라, 지지 플레이트(3)는 마그넷(4)에 인접한 곳에 위치되어야 한다. 지지 플레이트(3)는 제1 연결부재(6a)에 의해 마그넷(4) 자체에 직접 연결되거나, 제2 연결부재(6b)에 의해 샤프트(2)에 연결됨으로써 마그넷(4)과 상호 인접한 곳에 배치되는 구조를 유지할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 의한 페달 스트로크 센싱장치는 단순한 구조 및 동작에 의해 자계를 밀집시킴으로써 센싱 영역 내에서 자계의 세기가 효율적으로 감지시킬 수 있고, 자계의 균일성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1: 브레이크 페달
2: 샤프트
3: 자계 플레이트
4: 마그넷
5: 자계 센서
6a: 제1 연결부재
6b: 제2 연결부재

Claims (6)

1. 브레이크 페달의 움직임과 연동되어 수평 운동하도록 마련된 샤프트;
   상기 샤프트의 단부에 마련되어 자계를 발생시키는 마그넷;
   상기 마그넷과 이격되어 설치되는 자계 센서; 및
   상기 마그넷에 의해 발생된 상기 자계를 밀집시키는 자계 플레이트;를 포함하되,
   상기 자계 플레이트는
   상기 마그넷 및 자계 센서 사이에 배치되고,
   상기 마그넷 또는 샤프트 중 어느 하나에 연결되는 페달 스트로크 센싱장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자계 플레이트 및 마그넷을 연결하는 제1 연결부재를 더 포함하는 페달 스트로크 센싱장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 자계 플레이트 및 샤프트를 연결하는 제2 연결부재를 더 포함하는 페달 스트로크 센싱장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 마그넷의 수평 운동에 따라, 상기 자계 센서가 감지하는 자계 세기는 변화하고,
   상기 자계 센서는
   자계 세기의 변화량에 상응하는 전기신호를 생성하는 페달 스트로크 센싱장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 자계 센서는
   상기 마그넷과 마주하며 일정 간격 이격되어 형성되는 센서 칩;
   상기 센서 칩이 부착되어 상기 센서 칩에서 검출된 신호를 전기신호로 변환하는 인쇄회로기판; 및
   내측에 상기 센서 칩 및 인쇄회로기판을 수용하는 하우징;을 포함하는 페달 스트로크 센싱장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 마그넷은
   상기 인쇄회로기판이 배향된 방향과 평행하게 운동하는 페달 스트로크 센싱장치.

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