KR-102960192-B1 - 스티어링 토크 센서 어셈블리

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 토크 센서 어셈블리(01)에 관한 것이다. 스티어링 토크 센서 어셈블리는 기본 센서(06)를 형성하는 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)과 기본 센서(06)에 의해 생성되는 자기장의 변화를 전기 신호로 변환하는 보조 센서(03)로 구성된다. 보조 센서(03)는 스티어링 샤프트 섹션(02)과 평행하게 작동하는 센서 회로 기판(04)에 위치하며 기본 센서(06)의 반대쪽에 위치한다.

Inventors

• 린덴마이어 토마스
• 비트만 베른트
• 노이셰퍼-루베 슈테판

Assignees

• 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20200420

Priority Date

20190513

Claims (10)

1. 차량용 스티어링 토크 센서 어셈블리로서, 기본 센서(06)를 형성하는 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)과, 기본 센서(06)에 의해 생성되는 자기장의 변화를 전기 신호로 변환하고, 보조 센서(03)와 나란하게 뻗은 센서 회로 기판(04)에 위치하며 상기 기본 센서(06)의 반대쪽에 위치하는 보조 센서(03)를 포함하고, 상기 센서 회로 기판(04)은 두 개의 기계적으로 분리된 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)로 나누어지고, 적어도 하나의 보조 센서(03)가 각각의 센서 회로 기판 패널(04a, 04b) 상에 배치되고, 상기 두 개의 센서 회로 기판은 각각 스티어링 샤프트 섹션(02)과 평행하게 배열되고, 상기 기본 센서(06)의 반대쪽에 위치하며, 서로 리본 케이블로 연결되고, 상기 보조 센서(03)는 센서 회로 기판(04)로부터 기계적으로 분리되나 센서 회로 기판(04)에 전기적으로 연결되는 컨트롤러 회로 기판(08)을 더 포함하는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 회로 기판(08)은 상기 스티어링 샤프트 섹션(02)에 각지게 연장하는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
5. 제1항에 있어서, 상기 기본 센서(06)를 형성하는 상기 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)은, -스티어링 샤프트에 인접하는 스티어링 샤프트의 상부 섹션 의 위치, -두 개의 유니버셜 죠인트 사이에 위치된 스티어링 샤프트의 중앙 섹션의 위치, -스티어링 기어에 인접하는 스티어링 샤프트의 하부 섹션의 위치 중 하나 이상의 위치에 형성되는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
6. 제1항에 있어서, 상기 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)은 스티어링 샤프트의 내부 표면에 연장하는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
7. 제1항에 있어서, 상기 보조 센서(03)로부터의 신호를 평가하는 평가 장치(09)는 상기 센서 회로 기판(04)에 또는 상기 컨트롤러 회로 기판(08)에 연장하는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
8. 제1항에 있어서, 다수의 기본 센서(06)가 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)에 형성되고, 각각이 상기 보조 센서(03)의 적어도 하나의 센서 요소(07)의 반대쪽에 위치되는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
9. 제1항에 있어서, 상기 센서 회로 기판(04) 및/또는 컨트롤러 회로 기판(08)는 플렉시블 회로 기판 또는 리지드-플렉시블 회로 기판으로서 설계되는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).
10. 제9항에 있어서, 상기 회로 기판은 적어도 하나의 플렉시블 영역(11)을 가지는, 스티어링 토크 센서 어셈블리(01).

Description

스티어링 토크 센서 어셈블리 본 발명은 차량용 스티어링 토크 센서 어셈블리에 관한 것이다. 독일 공개특허 공보(DE10 2008035989 A1)에는 하우징이 있는 회전식 스티어링 샤프트와, 스티어링 요소에 연결하기 위한 구동 단부, 및 적어도 하나의 조향 가능한 차량 휠에 연결하기 위한 구동 단부를 갖는 스티어링 장치를 개시하고 있다. 전기 모터는 종축을 중심으로 회전하지 않기 위하여 스티어링 샤프트와 작동되게 연결된다. 스티어링 샤프트는 자기화되어 토크 변환기 역할을 한다. 적어도 하나의 자기장 센서가 스티어링 샤프트 외부 근처에 부착된다. 스티어링 샤프트 및 자기장 센서는 토크 센서 유닛을 형성하고, 이 유닛은 스티어링 요소를 통해 스티어링 샤프트에 작용하는 토크를 감지하고, 스티어링 샤프트를 통해 스티어링 요소를 보조하는 전기 모터를 작동시키는 신호를 제공하는데 사용된다. 미국 특허US Pat. No. 6,758,105 B2)에, 샤프트의 토크, 특히 차량의 스티어링 샤프트의 토크를 감지하는 데 사용되는 자기 탄성 토크 센서 유닛이 알려져 있다. 센서 유닛은 축 채널을 형성하는 플라스틱 사출 성형 본체로 구성되며, 축 개구부가 있다. 또한 플라스틱 사출 성형 본체에는 U자형 가이드 프레임이 배치되어 있고, 가이드 프레임의 측면 부분은 플라스틱 성형 본체의 측면 부분과 맞물려 있다. 자기 흐름 센서는 플라스틱 사출 성형 본체의 측면 부분에 배치되어 가이드 프레임에 연결된다. 샤프트는 플라스틱 사출 성형 본체의 축 개구부를 통해 유도되며 축 채널에서 연장된다. 자속 센서는 샤프트 위에 미리 정해진 배열로 배치된다. 형성된 센서 어레이는 축을 통과하는 평면에서 서로 반대 방향 또는 축방향으로 이격된 센서로 구성된다. 출원일이 공표되지 않은 독일 특허출원(DE10 2018 110 553)에는 축을 따라 연장된 기계 요소의 토크를 결정하는 토크 센서 어셈블리를 개시하고 있다. 이 토크 센서 어셈블리에는 기계 요소의 자기 인코딩 섹션으로 설계된 적어도 하나의 기본 센서, 및 기본 센서 반대쪽에서 기본 센서에 의해 생성되는 자기장의 변화를 전기 신호로 변환하는 적어도 하나의 보조 센서를 가진다. 보조 센서는 베이스 표면과 이 베이스 표면과 각진 적어도 하나의 표면이 있는 회로 기판에 배열된다. 각진 표면은 기본 센서 반대편에 배치된다. 보조 센서는 이 각진 표면에 배열된다. 또한 회로 기판이 부착된 슬리브-형 캐리어가 제공된다. 이러한 이전의 특허 출원에서는 토크 센서의 바람직한 출원으로서 차량용 전자기계식 롤 스태빌라이저도 설명하고 있다. 롤 스태빌라이저는 해당 토크 센서 어셈블리와, 2개의 스태빌라이저 부품(각각 차량의 휠 서스펜션과 결합할 수 있음), 및 스태빌라이저 부품 사이에 배열되어 스태빌라이저 부품에 토크를 가하는 액추에이터로 구성된다. 토크 센서 어셈블리는 스태빌라이저 부품에 가해지는 토크를 감지하며, 기본 센서는 스태빌라이저 부품을 액추에이터에 연결하는 역할을 하는 플랜지의 자기 인코딩 섹션으로 설계된다. 도에서: 도 1은 본 발명에 따른 스티어링 토크 센서 어셈블리의 바람직한 실시예의 간략 사시도이고; 도 2는 자기 엔코딩된 스티어링 샤프트 섹션의 부분 측단면도이고; 도 3은 두 개의 센서 회로 기판 패널을 가지는 센서 회로 기판의 실시예의 사시도이고; 도 4는 컨트롤러 회로 기판을 가지는 센서 회로 기판의 변형 실시예의 평면도이다. 도 1은 본 발명에 따른 스티어링 토크 센서 어셈블리(01)를 매우 간략한 사시도로서 도시하고 있고, 이 어셈블리는 기본 센서로 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)과 보조 센서(03)로 구성된다. 보조 센서에는 센서 회로 기판(04)이 있으며, 이는 두 개의 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)로 나뉘며, 두 패널 모두 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)과 평행하게 연장되며 센서로부터 반경 거리만큼 약간 떨어져 있다. 센서 회로 기판(04)과 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02) 사이의 반경 거리는 예를 들어 0.5~2mm이다. 두 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)은 케이블(05)을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 도 2는 차량의 스티어링 샤프트의 한 단면이며 회전 축을 중심으로 회전할 수 있는 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)의 측면도이다. 도시된 실시예에 있어서, 스티어링 샤프트 섹션은 두 개의 자기 트랙(06a, 06b)을 기본 센서로 구성한다. 이 섹션은 스티어링 샤프트의 외부 표면에 배치되거나 재료에 통합될 수 있는 스티어링 샤프트의 자기 인코딩된 섹션이다. 자기 인코딩 트랙은 기본 센서(06)로서 회전 축을 중심으로 완전히 원주형으로 확장되며, 가급적 반대 방향으로 설계된다. 트랙은 서로 축간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)은 간단한 방법으로 일부 섹션에 자기 인코딩이 가능한 강자성 재료로 제작되는 것이 바람직하다. 기본 센서(06)는 자기 인코딩된 스티어링 샤프트 섹션(02)에 가해지는 힘을 스티어링 샤프트의 외부 표면에서 감지할 수 있는 자기 신호로 변환한다. 도 3은 두 개의 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)을 사용한 보조 센서(03)의 제1 실시예의 사시도를 나타내고 있다. 스티어링 토크 센서 어셈블리(01)는 여러 개의 센서 요소(07)로 구성되며, 장착 후 기본 센서(06)의 바로 근처에 정렬된다. 센서 요소(07)는 기본 센서에 작용하는 힘 또는 기계적 응력으로 인해 발생하는 자기장의 변화를 전기 신호로 변환한다. 센서 요소(07)은 센서 회로 기판(04)에 배열된 집적 회로 구조로 설계된다. 두 개의 각도 오프셋 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)은 서로 반대 방향으로 배열되어 있다. 도 4는 보조 센서(03)의 변형 실시예를 나타내고 있다. 여기서 두 개의 센서 회로 기판 패널(04a, 04b) 외에 컨트롤러 회로 기판(08)도 포함한다. 보조 센서(03)는 도 4의 비각도 또는 비굴절 상태로 표시된다. 즉, 두 개의 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)은 컨트롤러 회로 기판(08)과 여전히 한 평면에 있다. 설치 시, 센서 회로 기판 패널은 컨트롤러 회로 기판에 상대적으로 구부러져 기본적으로 후자에 수직으로 연장된다. 평가 장치(09)는 컨트롤러 회로 기판(08)에 배치되어 있다. 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)은 컨트롤러 회로 기판(08)보다 작은 폭의 치수를 가진다. 센서 회로 기판 패널은 각각 플렉시블 영역(11)을 통해 컨트롤러 회로 기판(08)에 연결된다. 플렉시블 영역(11)은 컨트롤러 회로 기판(08)을 기준으로 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)을 각도 정렬할 수 있도록 하여 센서 회로 기판 패널(04a, 04b)을 스티어링 샤프트 섹션(02)과 평행하게 배치한다.