KR20230038874A - 센싱 장치 - Google Patents

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KR20230038874A
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예는, 로터; 상기 로터와 대응되도록 배치되는 스테이터;및 상기 스테이터 상측에 배치된 제1 콜렉터와 상기 스테이터 하측에 배치된 제2 콜렉터;를 포함하고, 상기 제1 콜렉터는 제1 플레이트와 제1 레그를 포함하는 제1 단위 콜렉터와 제2 플레이트와 제2 레그를 포함하는 제2 단위 콜렉터를 포함하고, 상기 제2 콜렉터는 제3 플레이트와 제3 레그를 포함하는 제3 단위 콜렉터와 제4 플레이트와 제4 레그를 포함하는 제4 단위 콜렉터를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 스테이터의 축방향 이격거리와, 상기 제2 플레이트와 상기 스테이터의 축방향 이격거리가 상이한 센싱 장치를 제공할 수 있다.

Description

센싱 장치{APPARATUS FOR SENSING}
실시예는 센싱 장치에 관한 것이다.
파워 스티어링 시스템(Electronic Power System, 이하, 'EPS'라 한다.)은 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행을 가능하게 한다.
EPS는 적절한 토크를 제공하기 위하여, 조향축의 토크, 조향각 등을 측정하는 센서 장치를 포함한다. 센서 장치는 토션바의 비틀림 정도를 측정하는 장치이다. 토션바는 조향축은 핸들에 연결되는 입력축, 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 출력축 및 입력축과 출력축을 연결하는 부재이다.
센서 장치는 하우징, 로터, 스테이터 투스를 포함하는 스테이터 및 콜렉터를 포함한다. 이때, 콜렉터는 스테이터 투스의 외측에 배치된다. 때문에 외부의 자기장이 생성될 때, 콜렉터가 외부 자기장의 통로 역할을 수행하여, 센서의 자속 값에 영향을 주는 문제가 있다. 이렇게 센서가 영향을 받으면, 센서 장치의 출력값에 변화가 발생하여 토션바의 비틀림 정도를 정확히 측정할 수 없는 문제가 발생한다.
실시예는 외부 자기에 의한 센서의 출력값의 변화량을 보상할 수 있는 센싱 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시예는, 로터와, 상기 로터와 대응되도록 배치되는 스테이터 및 상기 스테이터 상측에 배치된 제1 콜렉터와 상기 스테이터 하측에 배치된 제2 콜렉터를 포함하고, 상기 제1 콜렉터는 제1 플레이트와 제1 레그를 포함하는 제1 단위 콜렉터와, 제2 플레이트와 제2 레그를 포함하는 제2 단위 콜렉터를 포함하고, 상기 제2 콜렉터는 제3 플레이트와 제3 레그를 포함하는 제3 단위 콜렉터와, 제4 플레이트와 제4 레그를 포함하는 제4 단위 콜렉터를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 스테이터의 축방향 이격거리와, 상기 제2 플레이트와 상기 스테이터의 축방향 이격거리가 상이한 센싱 장치를 제공할 수 있다.
실시예는, 로터와, 상기 로터와 대응되도록 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터 상측에 배치된 제1 콜렉터와 상기 스테이터 하측에 배치된 제2 콜렉터 및 상기 제1 콜렉터는 제1 단위 콜렉터와 제2 단위 콜렉터를 포함하고, 상기 제1 단위 콜렉터는 제1 플레이트와 상기 제1 플레이트에서 돌출되어 상기 제2 콜렉터를 향하는 방향으로 연장되는 제1 레그를 포함하고, 상기 제2 단위 콜렉터는 제2 플레이트와 상기 제2 플레이트에서 돌출되어 상기 제2 콜렉터를 향하는 방향으로 연장되는 제2 레그를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 서로 이격되어 배치되되, 축방향으로 서로 오버랩되지 않게 배치되는 센싱 장치를 제공할 수 있다.
실시예는, 콜렉터의 자기 저항을 다르게 하여, 외부 자기에 의한 출력값의 변화량을 보상함으로써, 센서 장치의 성능을 확보할 수 있는 이점이 있다.
실시예는, 외부 자기가 크게 증가하여도, 콜렉터 간 자속값의 차이값을 활용하기 때문에 보상값의 크기를 줄이는 이점이 있다.
실시예는, 기존의 콜렉터 구조를 크게 변경하지 않고, 외부 자기에 의한 출력값의 변화량을 보상할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에서 도시한 센싱 장치의 분해도,
도 3은 도 1에서 도시한 센싱 장치의 정면도,
도 4는 제1 단위 콜렉터를 도시한 사시도,
도 5는 제2 단위 콜렉터를 도시한 사시도,
도 6은 제3 단위 콜렉터를 도시한 사시도,
도 7은 제4 단위 콜렉터를 도시한 사시도,
도 8 및 도 9는 제1 단위 콜렉터와, 제2 단위 콜렉터와, 제3 단위 콜렉터 및 제4 단위 콜렉터를 도시한 도면,
도 10은 외부 자기가 없는 조건에서 제1 센서의 민감도와 제2 센서의 민감도를 보상하는 과정을 도시한 그래프,
도 11은 외부 자기가 있는 조건에서 제1 센서의 민감도와 제2 센서의 민감도를 보상하는 과정을 도시한 그래프,
도 12는 외부 자기가 없는 경우, 제1 센서의 센싱값과 제2 센서의 센싱값을 비교한 그래프,
도 13은 외부 자기(1500A/m)가 있는 경우, 제1 센서의 센싱값과 제2 센서의 센싱값을 비교한 그래프,
도 14는 상대적으로 강한 외부 자기(4500A/m)가 있는 경우, 제1 센서의 센싱값과 제2 센서의 센싱값을 비교한 그래프,
도 15는 외부 자기장에 대응한 제1 센서의 옵셋과 제2 센서의 옵셋을 비교한 그래프,
도 16은 보상 후, 외부 자기장에 대응한 제1 센서의 옵셋과 제2 센서의 옵셋을 비교한 그래프이다.
이하, 센싱 장치의 축 방향과 수직한 방향을 반경 방향이라 하고, 축중심으로 반경 방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주 방향이라 부른다.
도 1은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 센싱 장치의 분해도이고, 도 3은 도 1에서 도시한 센싱 장치의 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 센싱 장치는 스테이터(100), 스테이터(100)에 일부가 배치되는 로터(200), 제1 콜렉터(300)와, 제2 콜렉터(400)와 제1 센서(T1)와 제2 센서(T2)를 포함할 수 있다.
여기서, 스테이터(100)는 출력축(미도시)과 연결되고, 스테이터(100)에 적어도 일부가 회전 가능하게 배치되는 로터(200)는 입력축(미도시)과 연결될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 로터(200)는 스테이터(100)에 대해 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이하, 내측이라 함은 상기 반경방향을 기준으로 중심을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
스테이터(100)와 제1 콜렉터(300)와, 제2 콜렉터(400)는 별도의 홀더나 하우징에 고정될 수 있다.
스테이터(100)는 제1 스테이터 투스(110)와 제2 스테이터 투스(120)를 포함할 수 있다.
로터(200)는 마그넷(210)을 포함할 수 있다. 마그넷(210)은 스테이터(100)의 내측에 배치될 수 있다. 마그넷(210은 별도의 홀더를 통해 입력축과 연결될 수 있다.
제1 센서(T1)와 제2 센서(T2)는 각각 스테이터(100)와 로터(200) 사이에 발생한 자기장의 변화를 검출한다. 제1 센서(T1) 및 제2 센서(T2)는 Hall IC일 수 있다. 검출된 자기장의 변화를 기반으로 센싱 장치는 토크를 측정한다.
제1 콜렉터(300)는 스테이터(100)의 상측에 배치될 수 있다. 제2 콜렉터(400)는 스테이터(100)의 하측에 배치될 수 있다. 제1 센서(T1)는 제1 콜렉터(300) 및 제2 콜렉터(400)와 대응되게 배치된다. 제2 센서(T2)도 제1 콜렉터(300) 및 제2 콜렉터(400)에 대응되게 배치된다.
제1 콜렉터(300)는 제1 단위 콜렉터(310)와 제2 단위 콜렉터(320)를 포함할 수 있다. 제1 단위 콜렉터(310)와 제2 단위 콜렉터(320)는 축방향으로 서로 오버랩되지 않게 배치된다. 제1 단위 콜렉터(310)는 외부 자기에 영향을 상대적으로 덜 받고 자속에 대응한 민감도(sensitivity)가 큰 콜렉터이며, 제2 단위 콜렉터(320)는 외부 자기에 영향을 상대적으로 더 받고 상대적으로 자속에 대응한 민감도(sensitivity)가 낮은 콜렉터이다. 이러한 제1 단위 콜렉터(310)와 제2 단위 콜렉터(420)에 의한 센싱값의 차이는 외부 자기장에 의한 센싱값의 변화량을 보상하는데 사용된다.
제1 단위 콜렉터(310)는 제1 플레이트(311)와 제1 레그(312)를 포함할 수 있다. 제1 레그(312)는 제1 플레이트(311)에서 돌출되어 제1 콜렉터(300)를 향하는 방향으로 연장되어 배치된다. 제1 레그(312)는 제1 센서(T1)와 대응되게 배치된다.
제2 단위 콜렉터(320)는 제2 플레이트(321)와 제2 레그(322)를 포함할 수 있다. 제2 레그(322)는 제2 플레이트(321)에서 돌출되어 제2 콜렉터(400)를 향하는 방향으로 연장되어 배치된다. 제2 레그(322)는 제2 센서(T2)와 대응되게 배치된다.
제2 플레이트(321)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H2)가 제1 플레이트(311)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H1)보다 클 수 있다.
제2 콜렉터(400)는 제3 단위 콜렉터(410)와 제4 단위 콜렉터(420)를 포함할 수 있다. 제3 단위 콜렉터(410)와 제4 단위 콜렉터(420)는 축방향으로 서로 오버랩되지 않게 배치된다.
제3 단위 콜렉터(410)는 외부 자기에 영향을 상대적으로 덜 받는 콜렉터이며, 제4 단위 콜렉터(420)는 외부 자기에 영향을 상대적으로 더 받는 콜렉터이다. 이러한 제3 단위 콜렉터(410)와 제4 단위 콜렉터(420)에 의한 센싱값의 차이는 외부 자기장에 의한 센싱값의 변화량을 보상하는데 사용된다.
제3 단위 콜렉터(410)는 제3 플레이트(411)와 제3 레그(412)를 포함할 수 있다. 제3 레그(412)는 제3 플레이트(411)에서 돌출되어 제1 콜렉터(300)를 향하는 방향으로 연장되어 배치된다. 제3 레그(412)는 제1 센서(T1)와 대응되게 배치된다.
제4 단위 콜렉터(420)는 제4 플레이트(421)와 제4 레그(422)를 포함할 수 있다. 제4 레그(422)는 제4 플레이트(421)에서 돌출되어 제1 콜렉터(300)를 향하는 방향으로 연장되어 배치된다. 제4 레그(422)는 제2 센서(T2)와 대응되게 배치된다.
제4 플레이트(421)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H3)는 제3 플레이트(411)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H4)보다 클 수 있다.
도 4는 제1 단위 콜렉터(310)를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 제1 단위 콜렉터(310)는, 제1 플레이트(311)와 제1 레그(312)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(311)는 평판형 부재로서, 제1 바디(311a)와 제1 연장부(311b)를 포함할 수 있다. 제1 바디(311a)는 내면이 곡면일 수 있다. 제1 바디(311a)는 제1 단위 콜렉터(310)를 고정하기 위한 복수 개의 체결홀(H1)을 포함할 수 있다. 제1 연장부(311b)는 제1 바디(311a)에서 외측으로 연장되어 배치된다. 이러한 제1 플레이트(311)는 별도의 하우징에 고정될 수 있다. 제1 레그(312)는 제1 연장부(311b)에서 밴딩되어 형성될 수 있다. 제1 레그(312)는 제1 레그바디(312a)와, 제1 팁(312b)을 포함할 수 있다. 제1 레그바디(312a)는 제1 연장부(311b)에서 하향하여 절곡되어 배치된다. 그리고 제1 팁(312b)은 제1 레그바디(312a)에 원주방향으로 절곡되어 제1 센서(T1)와 대향하여 배치된다.
도 5는 제2 단위 콜렉터(320)를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제2 단위 콜렉터(320)는, 제2 플레이트(321)와 제2 레그(322)를 포함할 수 있다. 제2 플레이트(321)는 평판형 부재로서, 제2 바디(321a)와 제2 연장부(322b)를 포함할 수 있다. 제2 바디(321a)는 내면이 곡면일 수 있다. 제2 바디(321a)는 제2 단위 콜렉터(320)를 고정하기 위한 복수 개의 체결홀(H2)을 포함할 수 있다. 제2 연장부(322b)는 제2 바디(321a)에서 외측으로 연장되어 배치된다. 이러한 제2 플레이트(321)는 별도의 하우징에 고정될 수 있다. 제2 레그(322)는 제2 연장부(322b)에서 밴딩되어 형성될 수 있다. 제2 레그(322)는 제2 레그바디(322a)와, 제2 팁(322b)을 포함할 수 있다. 제2 레그바디(322a)는 제2 연장부(322b)에서 하향하여 절곡되어 배치된다. 그리고 제2 팁(322b)은 제2 레그바디(322a)에 절곡되어 제2 센서(T2)와 대향하여 배치된다.
도 6은 제3 단위 콜렉터(410)를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제3 단위 콜렉터(410)는, 제3 플레이트(411)와 제3 레그(412)를 포함할 수 있다. 제3 플레이트(411)는 평판형 부재로서, 제3 바디(411a)와 제3 연장부(411b)를 포함할 수 있다. 제3 바디(411a)는 내면이 곡면일 수 있다. 제3 바디(411a)는 제3 단위 콜렉터(410)를 고정하기 위한 복수 개의 체결홀(H3)을 포함할 수 있다. 제3 연장부(411b)는 제3 바디(411a)에서 외측으로 연장되어 배치된다. 이러한 제3 플레이트(411)는 별도의 하우징에 고정될 수 있다. 제3 레그(412)는 제3 연장부(411b)에서 밴딩되어 형성될 수 있다. 제3 레그(412)는 제3 레그바디(412a)와, 제3 팁(412b)을 포함할 수 있다. 제3 레그바디(412a)는 제3 연장부(411b)에서 상향하여 절곡되어 배치된다. 그리고 제3 팁(412b)은 제3 레그바디(412a)에 원주방향으로 절곡되어 제1 센서(T1)와 대향하여 배치된다. 이러한 제3 단위 콜렉터(410)는 제1 단위 콜렉터(310)와 형상과 크기가 동일할 수 있다.
도 7은 제4 단위 콜렉터(420)를 도시한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 제4 단위 콜렉터(420)는, 제4 플레이트(421)와 제4 레그(422)를 포함할 수 있다. 제4 플레이트(421)는 평판형 부재로서, 제4 바디(421a)와 제4 연장부(421b)를 포함할 수 있다. 제4 바디(421a)는 내면이 곡면일 수 있다. 제4 바디(421a)는 제4 단위 콜렉터(420)를 고정하기 위한 복수 개의 체결홀(H4)을 포함할 수 있다. 제4 연장부(421b)는 제4 바디(421a)에서 외측으로 연장되어 배치된다. 이러한 제4 플레이트(421)는 별도의 하우징에 고정될 수 있다. 제4 레그(422)는 제4 연장부(421b)에서 밴딩되어 형성될 수 있다. 제4 레그(422)는 제4 레그바디(422a)와, 제4 팁(422b)을 포함할 수 있다. 제4 레그바디(422a)는 제4 연장부(421b)에서 상향하여 절곡되어 배치된다. 그리고 제4 팁(422b)은 제4 레그바디(422a)에 원주방향으로 절곡되어 제2 센서(T2)와 대향하여 배치된다. 이러한 제4 단위 콜렉터(420)는 제2 단위 콜렉터(320)와 형상과 크기가 동일할 수 있다.
도 8 및 도 9는 제1 단위 콜렉터(310)와, 제2 단위 콜렉터(320)와, 제3 단위 콜렉터(410) 및 제4 단위 콜렉터(420)를 도시한 도면이다.
도 1, 도 8 및 도 9를 참조하면, 축방향으로, 제1 콜렉터(300)는 제1 센서(T1) 및 제2 센서(T2)의 일측에 배치될 수 있다. 제2 콜렉터(400)는 제1 센서(T1) 및 제2 센서(T2)의 타측에 배치될 수 있다. 축“‡향으로, 제1 콜렉터(300)의 제1 레그(312)와 제2 콜렉터(400)의 제3 레그(412) 사이는 제1 갭(G1)을 두고 배치된다. 제1 레그(312)와 제3 레그(412)는 축방향으로 오버랩되게 배치된다. 그리고 축방향으로 제1 콜렉터(300)의 제2 레그(322)와 제2 콜렉터(400)의 제4 레그(422) 사이는 제2 갭(G2)을 두고 배치된다. 제2 레그(322)와 제4 레그(422)는 축방향으로 오버랩되게 배치된다. 제1 갭(G1)과 제2 갭(G2)은 각각 자기 저항으로 작용한다.
도 9의 K1은 스테이터(200)의 일측단을 나타내는 가상의 기준선이고, 도 9의 K2는 스테이터(200)의 타측단을 나타내는 가상의 기준선이다.
외부 자기는 제1 플레이트(311)를 통해 제1 레그(312)로 안내된다. 또한, 외부 자기는 제1 플레이트(311)와 스테이터(200) 사이 공간을 통해 스테이터(200)로 안내되어 제1 센서(T1)에서 측정되는 센싱값에 영향을 미친다.
그리고 외부 자기는 제2 플레이트(321)를 통해 제2 레그(322)로 안내된다. 또한, 외부 자기는 제2 플레이트(321)와 스테이터(200) 사이 공간을 통해 스테이터(200)로 안내되어 제2 센서(T2)에서 측정되는 센싱값에 영향을 미친다.
제2 플레이트(321)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H2)가 제1 플레이트(311)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H1)보다 크다. 따라서, 자속에 대응한 제2 단위 콜렉터(320)의 민감도가 제1 단위 콜렉터(310)보다 낮다. 또한, 제2 플레이트(321)와 스테이터(200)의 축방향 이격 공간를 통해 스테이터(200)로 흘러 들어가는 외부 자기와, 제1 플레이트(311)와 스테이터(200)의 축방향 이격 공간를 통해 스테이터(200)로 흘러 들어가는 외부 자기가 상이하기 때문에, 외부 자기에 대응하여 제1 센(T1)에서 측정된 센싱값과 제2 센서(T2)에서 측정되는 센싱값이 달라진다.
외부 자기가 발생하면, 제2 플레이트(321), 제2 레그(322), 제2 센서(T2), 제4 레그(422)를 거치는 제1 경로(P1)를 따라 외부 자기가 흐른다. 또한. 제2 플레이트(321), 제1 플레이트(311), 제1 레그(312), 제1 센서(T1), 제3 레그(412)를 거치는 제2 경로(P2)를 따라 외부 자기가 흐른다.
제2 경로(P1) 보다 제1 경로(P1)를 통해 많은 자속이 흐른다. 제2 경로(P1)의 경우, 제2 단위 콜렉터(320)의 자속에 대한 민감도가 낮고 스테이터(200) 측으로 외부 자기가 제1 경로(P1)의 경우보다 많이 흘러 들어가기 때문이다.
따라서, 외부 자기에 대응하여, 제1 센서(T1)에서 측정된 센싱값과 제2 센서(T2)에서 측정된 센싱값에 차이가 발생한다.
도면에는 도시하진 않았으나, 외부 자기가 제2 콜렉터(400) 측에서 흐르는 경우, 제3 플레이트(411)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H3)가 제4 플레이트(421)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H4)보다 크기 때문에, 제1 콜렉터(300)측에서 흐르는 경우와 동일하게. 자속의 흐름이 형성되어, 제1 센서(T1)에서 측정된 센싱값과 제2 센서(T2)에서 측정된 센싱값에 차이가 발생한다.
한편, 제2 레그(322)의 축방향 길이(L2)는 제1 레그(312)의 축방향 길이(L1)보다 길다. 그리고 제3 레그(412)의 축방향 길이(L3)는 제4 레그(422)의 축방향 길이(L4)보다 길다.
이러한 센싱 장치에서, 외부 자기에 대응한 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 보상하는 과정은 다음과 같다.
제1 센서(T1)의 센싱값은 하기 수학식 1에 의해 보상된다.
Figure pat00001
여기서, T1c는 제1 센서(T1)의 보상된 센싱값이며, T1o은 제1 센서(T1)의 보상전 센싱값이며, T2o는 제2 센서(T2)의 보상전 센싱값이며, a는 제1 센서(T1)에 대한 보상계수로, 제2 플레이트(321)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H2)와 제1 플레이트(311)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H1)의 차이에 대응한 보상계수다.
그리고 제2 센서(T2)의 센싱값은 하기 수학식 2에 의해 보상된다.
Figure pat00002
여기서, T2c는 상기 제2 센서(T2)의 보상된 센싱값이며, T1o는 제2 센서(T2)의 보상전 센싱값이며, T2o는 제2 센서(T2)의 보상전 센싱값이며, b는 제2 센서(T2)에 대한 보상계수로, 제2 플레이트(321)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H2)와 제1 플레이트(311)와 스테이터(200)의 축방향 이격거리(H1)의 차이에 대응한 보상계수다.
a와, b는 미리 설정된 값일 수 있다. a와, b는 제1 단위 콜렉터(310)나 제2 단위 콜렉터(320)의 형상에 따라서도 달라질 수 있다.
이하, a가 1.64이고, b가 2.64일 때 기준으로 설명한다.
도 10은 외부 자기가 없는 조건에서 제1 센서(T1)의 민감도와 제2 센서(T2)의 민감도를 보상하는 과정을 도시한 그래프이다. 도 10에서 (a)와 같이, 외부 자기가 없는 조건에서 제1 센서(T1)와 제2 센서(T2)는 자속에 대응한 민감도(sensitivity)에 차이가 있다. 제2 센서(T2)의 민감도가 제1 센서(T1)의 민감도보다 낮다. 외부 자기가 없는 조건에서는 제1 센서(T1)의 민감도와 제2 센서(T2)의 민감도를 도 10에서 (b)와 같이, 제1 센서(T1)의 센싱값(출력 각도)과 제2 센서(T2)의 센싱값(출력 각도)을 출력하는 과정에서 바로 보상할 수 있다.
도 11은 외부 자기가 있는 조건에서 제1 센서(T1)의 민감도와 제2 센서(T2)의 민감도를 보상하는 과정을 도시한 그래프이다.
도 11에서 (a)와 같이, 외부 자기가 있는 경우, 제1 센서(T1)와 제2 센서(T2)가 외부 자기에 영향을 받는다. 이에 제1 센서(T1)에 옵셋(G1)이 발생하고, 제2 센서(T2)에서 상대적으로 큰 옵셋(G2)이 발생한다. 따라서, 외부 자기가 있는 조건에서는 도 11에서 (b)와 같이, 제1 센서(T1)의 민감도와 제2 센서(T2)의 민감도를 보상 한 후에도 제1 센서(T1)의 센싱값(T1o)과 제2 센서(T2)의 센싱값(T2o)에 각각 옵셋이 발생한다.
이러하 옵셋에 의해, 각도의 전 구간에서 제1 센서(T1)의 센싱값(T1o)과 제2 센서(T2)의 센싱값(T2o)은 일정한 차이값(T1o-T2o)을 가진다.
도 12는 외부 자기가 없는 경우, 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 비교한 그래프이다. 도 12에서 (a)는 보상 전 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 도시한 것이고, 도 12에서 (b)는 보상 후 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 도시한 것이다.
외부 자기가 없는 경우, 수학식1,2에서 확인할 수 있듯이, 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값이 같기 때문에, 즉, T2o-T1o가 0이 되어, 보상 전 제1 센서(T1)의 센싱값과 보상 후 제1 센서(T1)의 센싱값이 동일하다. 그리고 보상 전 제2 센서(T2)의 센싱값과 보상 후 제2 센서(T2)의 센싱값이 동일하다.
도 13은 외부 자기(1500A/m)가 있는 경우, 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 비교한 그래프이다. 도 13에서 (a)는 보상 전 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 도시한 것이고, 도 13에서 (b)는 보상 후 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 도시한 것이다.
외부 자기(1500A/m)가 있는 경우, 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값의 차이값(T2o-T1o)이 0.54로 검출된다. a가 1.64이고, b:2.64인 경우, 수학식1을 통해, 제1 센서(T1)의 보상된 센싱값을 구하고, 수학식2를 통해 제2 센서(T2)의 보상된 센싱값을 구하면 도 13에서 (b)와 같이, 제1 센서(T1)의 보상된 센싱값과 제2 센서(T2)의 보상된 센싱값이 일치하여 옵셋이 발생하지 않고 보상됨을 확인할 수 있다.
도 14는 상대적으로 강한 외부 자기(4500A/m)가 있는 경우, 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 비교한 그래프이다. 도 14에서 (a)는 보상 전 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 도시한 것이고, 도 14에서 (b)는 보상 후 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값을 도시한 것이다.
상대적으로 강한 외부 자기(4500A/m)가 있는 경우, 제1 센서(T1)의 센싱값과 제2 센서(T2)의 센싱값의 차이값(T2o-T1o)이 1.62로 검출된다. a가 1.64이고, b:2.64인 경우, 수학식1을 통해, 제1 센서(T1)의 보상된 센싱값을 구하고, 수학식2를 통해 제2 센서(T2)의 보상된 센싱값을 구하면 도 14에서 (b)와 같이, 작은 옵셋(0.002deg)이 발생하지만. 제1 센서(T1)의 보상된 센싱값과 제2 센서(T2)의 보상된 센싱값이 거의 일치함을 알 수 있다.
도 15는 외부 자기장에 대응한 제1 센서(T1)의 옵셋과 제2 센서(T2)의 옵셋을 비교한 그래프이고, 도 16은 보상 후, 외부 자기장에 대응한 제1 센서(T1)의 옵셋과 제2 센서(T2)의 옵셋을 비교한 그래프이다.
도 15를 참조하면, 외부 자기장이 증가할수록, 제1 센서(T1)의 옵셋과 제2 센서(T2)의 옵셋이 모두 선형적으로 증가함을 알 수 있다. 그리고 외부 자기장이 증가할수록 제2 센서(T2)의 옵셋이 제1 센서(T1)의 옵셋보다 더 크게 증가함으로 알 수 있다
상술한 바와 같은 보상 과정을 진행하면, 도 16에서 도시한 바와 같이, 외부 자기장이 증가하는 것과 무관하게 제1 센서(T1)의 옵셋과 제2 센서(T2)의 옵셋이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
전술된 실시예는 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.
100: 스테이터
200: 로터
210: 마그넷
300: 제1 콜렉터
310: 제1 단위 콜렉터
311: 제1 플레이트
312: 제1 레그
320: 제2 단위 콜렉터
321: 제2 플레이트
322: 제2 레그
400: 제2 콜렉터
410: 제3 단위 콜렉터
411: 제3 플레이트
412: 제3 레그
420: 제4 단위 콜렉터
421: 제4 플레이트
422: 제4 레그
410: 제3 플레이트
420: 제3 단위 콜렉터
421: 제3 레그
430: 제4 플레이트
440: 제4 단위 콜렉터
441: 제4 레그

Claims (10)

  1. 로터;
    상기 로터와 대응되도록 배치되는 스테이터;및
    상기 스테이터 상측에 배치된 제1 콜렉터와 상기 스테이터 하측에 배치된 제2 콜렉터;를 포함하고,
    상기 제1 콜렉터는 제1 플레이트와 제1 레그를 포함하는 제1 단위 콜렉터와
    제2 플레이트와 제2 레그를 포함하는 제2 단위 콜렉터를 포함하고,
    상기 제2 콜렉터는 제3 플레이트와 제3 레그를 포함하는 제3 단위 콜렉터와
    제4 플레이트와 제4 레그를 포함하는 제4 단위 콜렉터를 포함하고,
    상기 제1 플레이트와 상기 스테이터의 축방향 이격거리와, 상기 제2 플레이트와 상기 스테이터의 축방향 이격거리가 상이한 센싱 장치.
  2. 로터;
    상기 로터와 대응되도록 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터 상측에 배치된 제1 콜렉터와 상기 스테이터 하측에 배치된 제2 콜렉터;및
    상기 제1 콜렉터는 제1 단위 콜렉터와 제2 단위 콜렉터를 포함하고,
    상기 제1 단위 콜렉터는 제1 플레이트와 상기 제1 플레이트에서 돌출되어 상기 제2 콜렉터를 향하는 방향으로 연장되는 제1 레그를 포함하고,
    상기 제2 단위 콜렉터는 제2 플레이트와 상기 제2 플레이트에서 돌출되어 상기 제2 콜렉터를 향하는 방향으로 연장되는 제2 레그를 포함하고,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 서로 이격되어 배치되되, 축방향으로 서로 오버랩되지 않게 배치되는 센싱 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 서로 오버랩되지 않게 배치되는 센싱 장치.
    상기 제3 플레이트와 상기 제4 플레이트는 축방향으로 서로 오버랩되지 않게 배치되는 센싱 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 레그의 축방향 길이는 상기 제1 레그의 축방향 길이보다 길고, 상기 제4 레그의 축방향 길이는 상기 제3 레그의 축방향 길이보다 긴 센싱 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 레그의 축방향 길이는 상기 제1 레그의 축방향 길이보다 긴 센싱 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 크기는 상기 제2 플레이트의 크기와 대응되고, 상기 제3 플레이트의 크기는 상기 제4 플레이트의 크기와 대응되는 센싱 장치.
  7. 로터;
    상기 로터와 대응되도록 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터 상측에 배치된 제1 콜렉터와 상기 스테이터 하측에 배치된 제2 콜렉터;및
    상기 제1 콜렉터와 상기 제2 콜렉터 사이에 배치되는 제1 센서와 제2 센서를 포함하고,
    상기 제1 콜렉터는 축방향으로 서로 오버랩되지 않는 제1 단위 콜렉터와 제2 단위 콜렉터를 포함하고,
    상기 제1 단위 콜렉터로 전달되는 상기 제1 센서의 센싱값과 상기 제2 단위 콜렉터로 전달되는 상기 제2 센서의 센싱값의 차이값에 기초하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 중 적어도 하나의 센싱값을 보정하는 센싱 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 센서의 센싱값은 하기 수학식 1에 의해 산출되는 보상값으로 보상하는 센싱 장치.
    수학식1
    T1c= T1o-a*(T2o-T1o)
    여기서, T1c는 상기 제1 센서의 보상된 센싱값이며, T1o은 제1 센서의 보상전 센싱값이며, T2o는 제2 센서의 보상전 센싱값이며, a는 상기 제1 단위 콜렉터와 상기 제2 단위 콜렉터의 축방향 이격 거리에 대응한 보상계수다.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 센서의 센싱값은 하기 수학식 2에 의해 산출되는 보상값으로 보상하는 센싱 장치.
    수학식2
    T2c= T2o-b*(T2o-T1o)
    여기서, T2c는 상기 제2 센서의 보상된 센싱값이며, T1o는 제2 센서의 보상전 센싱값이며, T2o는 제2 센서의 보상전 센싱값이며, b는 상기 제1 단위 콜렉터와 상기 제2 단위 콜렉터의 축방향 이격 거리에 대응한 보상계수다.
  10. 제6 항에 있어서
    상기 제1 단위 콜렉터는 제1 플레이트와 상기 제1 플레이트에서 돌출되어 상기 제2 콜렉터를 향하는 방향으로 연장되는 제1 레그를 포함하고,
    상기 제2 단위 콜렉터는 제2 플레이트와 상기 제2 플레이트에서 돌출되어 상기 제2 콜렉터를 향하는 방향으로 연장되는 제2 레그를 포함하고,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 서로 이격되어 배치되는 센싱 장치.
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