KR20210015251A - 휠 속도센서 조립체 - Google Patents

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KR20210015251A
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Abstract

본 발명의 휠 속도센서 조립체가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 휠에 연결되어 회전하는 마그넷과 간극을 두고 배치되어 마그넷에 의한 자속 변화를 검출하는 감지부; 감지부를 내측에 수용 및 지지하고 자화 방향을 밀집 가능한 소재로 형성되는 홀더부; 홀더부를 내측에 수용하는 커버부; 및 감지부의 신호를 전자제어유닛으로 전달하는 신호전달부;를 포함하고, 감지부는 복수 개의 센서를 포함하는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.

Description

휠 속도센서 조립체{ASSEMBLY OF WHEEL SPEED SENSOR}
본 발명은 휠 속도센서 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 휠 속도를 보다 정밀하게 감지하기 위한 휠 속도센서 조립체에 관한 것이다.
차량의 기술이 발전함에 따라 안정된 브레이크 성능을 확보하기 위한 ABS 시스템(Anti-lock Brake System) 또는 구동륜의 과도한 슬립을 억제하여 차량의 방향 안전성과 구동력을 확보하기 위한 TCS 시스템(Traction Control System), 미끄러운 노면에서 차량이 주행 방향을 이탈하는 것을 방지하기 위해 능동적으로 제동력을 제어해 차체 균형을 잡아주기 위한 ESC 시스템(Electronic Stability Control) 등의 전자식 브레이크 시스템이 마련되어 있다.
또한, 차량의 주행 제어기술이 발전됨에 따라 운전자의 운전을 보조하여 안전운전을 가능하게 하는 반자율주행 기술과, 도로상의 시작점부터 도착점까지 차량의 주행을 자동으로 제어하는 완전자율주행 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다.
이러한 전자식 브레이크 시스템 및 자율주행 기술에 있어서 가장 중요한 요소는 안정성이며, 안정성을 향상시키기 위해서 각종 신호를 정밀하게 감지하는 센서에 대한 필요성이 증대된다. 특히, 휠 회전속도를 감지하는 휠 회전속도 센서는 차량의 운행과 밀접하게 관련되므로 센서 신호의 정확도, 민감도, 안정성 및 신뢰성이 요구된다.
일본 공개특허 JP 2007-155580 A (2007. 06. 21.)
본 실시 예는 휠의 속도를 정밀하고 민감하게 감지하여 차량의 속도 및 운행상태를 정확하게 인지할 수 있는 휠 속도센서 조립체를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 각 휠마다 복수 개의 센서를 구비하여 하나의 센서가 고장나도 다른 센서의 작동으로 안정성이 보장되는 휠 속도센서 조립체를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 자화를 밀집시켜 센서의 효율성 및 민감도를 향상시키는 휠 속도센서 조립체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 휠에 연결되어 회전하는 마그넷과 간극을 두고 배치되어 상기 마그넷에 의한 자속 변화를 검출하는 감지부; 상기 감지부를 내측에 수용 및 지지하고 자화 방향을 밀집 가능한 소재로 형성되는 홀더부; 상기 홀더부를 내측에 수용하는 커버부; 및 상기 감지부의 신호를 전자제어유닛으로 전달하는 신호전달부;를 포함하고, 상기 감지부는 복수 개의 센서를 포함하는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 센서는 상기 마그넷의 회전 방향의 접선 방향과 나란하게 직렬 배치되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 센서는 상기 마그넷의 회전축 방향과 나란하게 병렬 배치되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 홀더부는 내측에 상기 감지부를 수용 및 지지하는 중공이 마련되고, 상기 신호전달부 측에 개구가 마련되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 신호전달부는 일단이 상기 센서에 연결되고 타단이 상기 전자제어유닛과 연결되는 커넥터에 연결되어 신호를 전달하는 복수 개의 와이어와, 상기 복수 개의 와이어를 일체형으로 감싸는 케이블을 포함하는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 와이어는 상기 센서와 클램핑 방식으로 연결되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 와이어는 상기 센서와 솔더링 방식으로 연결되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 와이어는 상기 센서와 웰딩 방식으로 연결되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
상기 커버부는 인서트 방식에 의한 오버몰드 금형으로 사출 성형되는 휠 속도센서 조립체가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체는 휠의 속도를 정밀하고 민감하게 감지하여 차량의 속도 및 운행상태를 정확하게 인지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체는 각 휠마다 복수 개의 센서를 구비하여 하나의 센서가 고장나도 다른 센서의 작동으로 안정성이 보장된다.
본 발명의 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체는 자화를 밀집시켜 센서의 효율성 및 민감도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 상측 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체의 신호전달부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 상측 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 측면 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 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 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 상측 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 측면 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체의 신호전달부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체(100)는 휠에 결합되거나 연결되어 회전하는 마그넷(M)에 의한 자속 변화를 감지하여 전자제어유닛(ECU)으로 신호를 전달한다.
구체적으로, 휠 속도센서 조립체(100)는 회전하는 마그넷(M)과 간극을 두고 배치되어 마그넷(M)에 의한 자속 변화를 검출하는 감지부(110)와, 감지부(110)를 내측에 수용 및 지지하고 자화 밀집 가능한 소재로 형성하는 홀더부(120)와, 홀더부(120)를 내측에 수용하는 커버부(130)와, 감지부(110)의 신호를 전자제어유닛으로 전달하는 신호전달부(140)를 포함한다.
마그넷(M)은 휠(미도시) 또는 휠에 연결되는 기어(미도시)에 연결되어 휠의 회전 시 함께 회전 가능하게 마련될 수 있다.
마그넷(M)은 원판 형태 또는 링 형태로 마련되고, 원주 방향을 따라 적어도 한 쌍 이상으로 분할될 수 있다. 즉, 마그넷(M)은 원주 방향을 따라서 N극과 S극이 순서대로 연속적으로 교차 마련되고, 마그넷(M)의 회전 시 마그넷(M) 주변의 자속 변화를 발생시킬 수 있다.
이 때, 마그넷(M)의 분할 개수에 따라서 센서(111)의 정밀도가 향상될 수 있다. 즉, 마그넷(M)이 여러 쌍으로 분할될수록 마그넷(M)의 1회전당 자속 변화 주기의 횟수(또는 주파수)가 증가하고, 마그넷(M)의 움직이는 각도가 작더라도 자속 변화를 검출 가능하게 되며 궁극적으로 휠 회전속도 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
마그넷(M)의 자속 변화를 감지하는 것은 센싱 방법 중 하나의 예시에 불과하고, 센싱 방법에 따라 마그넷(M)은 톤휠(Tonewheel)로 대체될 수도 있으며, 후술할 감지부(110) 또한 톤휠용 센서(미도시)로 변경될 수 있는 바, 동일하게 이해되어야 할 것이다.
감지부(110)는 마그넷(M)과 일정 간격을 두고 배치되어 마그넷(M)에 의한 자속 변화를 검출할 수 있다.
구체적으로, 감지부(110)는 마그넷(M)의 외경 측 단부와 일정 간극을 두고 배치될 수 있으며 센서(111)의 종류에 따라 마그넷(M)의 상측 또는 마그넷(M)의 반경 방향 외측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 센서(111)가 홀센서(Hall sensor)로 마련될 경우에는 도면에 도시된 바와 같이 마그넷(M)의 상측에 마련될 수 있으며, 센서(111)가 MR센서(Magnetoresistive sensor) 등 자속 변화를 감지하는 방향이 달라지는 경우에는 센서(111)의 위치도 다르게 배치될 수 있다.
감지부(110)는 복수 개의 센서(111)로 마련될 수 있다. 또한, 복수 개의 센서(111)는 마그넷(M)의 회전 방향 또는 그 접선 방향과 나란하게 직렬 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 감지부(110)는 2개의 센서(111)로 구성되지만 이에 한정되지 않고, 더 많은 수의 센서(111)로 구성될 수 있으며, 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
복수 개의 센서(111)는 마그넷(M)의 회전 방향으로 직렬 배치되므로 회전하는 마그넷(M)의 자속 변화를 각각 계산하여 이중으로 속도를 계산할 수 있을 뿐만 아니라, 각 센서(111)에서 검출되는 자속의 위상 차이를 비교해서 속도를 계산할 수 있으며 더욱 정밀한 검출을 가능하게 한다.
홀더부(120)는 내측에 감지부(110)를 수용하고, 감지부(110)가 내측에서 고정되도록 지지한다.
구체적으로, 홀더부(120)는 내측에 감지부(110)를 수용하는 중공(121)이 마련되고, 신호전달부(140)가 연결되는 측에 중공(121)과 연통되는 개구(122)가 마련된다. 예컨대 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 홀더부(120)는 직육면체 형태로 마련되되, 신호전달부(140)가 연결되는 면에 개구(122)가 형성될 수 있다.
홀더부(120)는 자화 방향을 밀집 가능한 소재로 형성되어 마그넷(M)에 의한 자화를 밀집시켜 홀더부(120) 내측에 수용되는 감지부(110)의 센싱 효율을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 홀더부(120)는 금속 소재로 형성될 수 있고, 더욱 상세하게는 스틸 플레이트(Steel Plate)로 마련될 수 있다.
신호전달부(140)는 감지부(110)와 전자제어유닛(ECU)에 연결되어 감지부(110)에서 검출된 신호를 전자제어유닛으로 전달할 수 있다. 도 3을 참조하면, 신호전달부(140)는 일단이 센서(111)에 연결되고 타단이 전자제어유닛과 연결되는 커넥터(C)에 연결되어 신호를 전달하는 복수 개의 와이어(141)와, 복수 개의 와이어(141)를 일체형으로 감싸는 케이블(143)을 포함한다.
더욱 상세하게는, 와이어(141)는 전류가 흐르는 도체로 마련되어 센서(111)에서 검출된 전기적 신호를 전달 가능하게 마련되고, 각각의 와이어(141)는 절연체(142)로 감싸진다. 또한, 절연체(142)로 감싸진 복수 개의 와이어(141)는 통합형 케이블(143)에 의해 일체형으로 마련되며 케이블(143)은 TPU 소재와 같은 열가소성 탄성체로 형성될 수 있다.
와이어(141)는 센서(111)와 클램핑(Clamping) 또는 솔더링(Soldering) 또는 웰딩(Weliding) 방식으로 연결될 수 있다.
커버부(130)는 홀더부(120)를 내측에 수용하여 보호하는 케이스 역할을 한다.
커버부(130)는 상술한 홀더부(120)와 신호전달부(140)가 조립된 상태에서 오버몰드 금형에 삽입시켜 홀더부(120)의 외측을 둘러싸도록 사출 성형될 수 있다. 이 때, 커버부(130)는 홀더부(120)와 케이블(143)의 일단부가 함께 둘러싸도록 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체(200)에 대해서 설명한다. 이 때, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체(100)와 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 상측 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체를 개략적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체(200)의 홀더부(220), 커버부(230), 신호전달부(240)의 구성은 상술한 실시 예와 동일하므로 설명을 생략하고, 감지부(210)에 대해서만 설명한다.
감지부(210)는 마그넷(M)과 일정 간격을 두고 배치되어 마그넷(M)에 의한 자속 변화를 검출할 수 있다.
감지부(210)는 복수 개의 센서(211)로 마련될 수 있다. 이 때, 복수 개의 센서(211)는 마그넷(M)의 회전축 방향과 나란하게 병렬 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 감지부(210)는 2개의 센서(211)로 구성되지만 이에 한정되지 않고, 더 많은 수의 센서(211)로 구성될 수 있으며, 이와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
복수 개의 센서(211)는 마그넷(M)의 회전축 방향과 나란하게 병렬 배치되므로 회전하는 마그넷(M)의 자속 변화를 이중으로 검출하여 휠 회전속도를 계산할 수 있으므로 더욱 정밀한 검출을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시 예 및 다른 실시 예에 의한 휠 속도센서 조립체(100, 200)는 복수 개의 센서(111, 211)를 구비하여 하나의 센서(111, 211)가 고장나도 다른 센서(111, 211)의 작동으로 안정성이 향상되어 주행 안정성이 보장된다.
또한, 홀더부(120, 220)가 자화 방향을 밀집 가능한 소재로 형성되어 센서(111, 211)의 센싱 효율 및 성능이 향상되어 휠 회전속도를 보다 정확하고 민감하게 감지할 수 있게 되며, 전자식 브레이크 시스템 및 자율주행 기술과 같이 정확한 센서 신호 검출이 필요한 곳에 적용 가능하다.
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.
C: 커넥터 M: 마그넷
100, 200: 휠 속도센서 조립체 110, 210: 감지부
111, 211: 센서 120, 220: 홀더부
121, 221: 중공 122, 222: 개구
130, 230: 커버부 140, 240: 신호전달부
141: 와이어 142: 절연체
143: 케이블

Claims (9)

  1. 휠에 연결되어 회전하는 마그넷과 간극을 두고 배치되어 상기 마그넷에 의한 자속 변화를 검출하는 감지부;
    상기 감지부를 내측에 수용 및 지지하고 자화 방향을 밀집 가능한 소재로 형성되는 홀더부;
    상기 홀더부를 내측에 수용하는 커버부; 및
    상기 감지부의 신호를 전자제어유닛으로 전달하는 신호전달부;를 포함하고,
    상기 감지부는
    복수 개의 센서를 포함하는 휠 속도센서 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서는
    상기 마그넷의 회전 방향의 접선 방향과 나란하게 직렬 배치되는 휠 속도센서 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서는
    상기 마그넷의 회전축 방향과 나란하게 병렬 배치되는 휠 속도센서 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홀더부는
    내측에 상기 감지부를 수용 및 지지하는 중공이 마련되고, 상기 신호전달부 측에 개구가 마련되는 휠 속도센서 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호전달부는
    일단이 상기 센서에 연결되고 타단이 상기 전자제어유닛과 연결되는 커넥터에 연결되어 신호를 전달하는 복수 개의 와이어와, 상기 복수 개의 와이어를 일체형으로 감싸는 케이블을 포함하는 휠 속도센서 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 와이어는
    상기 센서와 클램핑 방식으로 연결되는 휠 속도센서 조립체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 와이어는
    상기 센서와 솔더링 방식으로 연결되는 휠 속도센서 조립체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 와이어는
    상기 센서와 웰딩 방식으로 연결되는 휠 속도센서 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커버부는
    인서트 방식에 의한 오버몰드 금형으로 사출 성형되는 휠 속도센서 조립체.
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