클러치 센서 시스템(CLUTCH SENSOR SYSTEM)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2016-0070757
(43) 공개일자 2016년06월20일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F16D 11/14 (2006.01) F16D 11/00 (2006.01)
(52) CPC특허분류
F16D 11/14 (2013.01)
F16D 2011/008 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-7009892
(22) 출원일자(국제) 2014년08월26일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2016년04월15일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2014/068033
(87) 국제공개번호 WO 2015/055339
국제공개일자 2015년04월23일
(30) 우선권주장
102013221056.6 2013년10월17일 독일(DE)
(71) 출원인
로베르트 보쉬 게엠베하
독일 데-70442 스투트가르트 포스트파흐 30 02 20
(72) 발명자
케스, 우도
독일 74399 발하임 빌라슈트라쎄 5
드로익, 토르스텐
독일 71640 루드비히스부르크 카이사르-폰-호팍커
안라게 15
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
장훈
전체 청구항 수 : 총 13 항
(54) 발명의 명칭 클러치 센서 시스템
(57) 요 약
본 발명은 회전축(4)을 중심으로 회전 가능하고 회전축의 방향으로 축방향으로 변위 가능한 클러치부(3)와 회전
가능한 클러치부(3)의 회전 운동량을 검출하기 위해 형성된 적어도 하나의 센서 소자(5)를 포함하는 센서 장치
(25)를 구비한 클러치 센서 시스템에 관한 것으로, 이 경우 회전 가능한 클러치부(3)의 원주(10)에 환형 송신기
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도2
공개특허 10-2016-0070757
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구조(7)가 제공되고, 상기 송신기 구조는 원주 방향(8)으로 교대로 연속하는, 제 1 부분 구조(14)와 적어도 하나
의 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재들(17, 18)을 포함하고, 상기 구조 부재들은 각각 구조 이행부들(19)에 의해
분리되고, 이 경우 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 시 구조 이행부들(19)은 적어도 하나의 센서 소자(5)의 센서
-검출 영역(9)을 지나가고, 센서 장치(25)는 지나간 구조 이행부들(19)의 검출에 따라 센서 신호(Se)를
생성하고, 상기 센서 신호는 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 운동량에 관한 정보를 포함하고, 회전 가능한 클러
치부(3)의 회전 운동 시 센서 장치(25)에 의해 검출된 구조 이행부(19a)와 원주 방향(8)으로 직접 또는 간접적으
로 후속하는, 센서 장치(25)에 의해 검출된 구조 이행부(19b) 사이의 원주 간격(A1, A2)은 회전 가능한 클러치부
(3)의 축방향 변위(6)에 의존하고, 이로써 센서 장치(25)는 센서 신호(Se)를 생성하고, 상기 센서 신호는 회전
가능한 클러치부(3)의 회전 운동량에 관한 정보에 추가하여 클러치부(3)의 축방향 변위 위치에 관한 정보를 포함
한다.
(52) CPC특허분류
F16D 2300/18 (2013.01)
(72) 발명자
바이베를레, 페터
독일 74343 작센하임 운테레 아우 4
쿠카브카, 올리비에
독일 71636 루드비히스부르크 뫼리케슈트라쎄 46
공개특허 10-2016-0070757
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명 세 서
청구범위
청구항 1
회전축(4)을 중심으로 회전 가능하고 회전축의 방향으로 축 방향으로 변위 가능한 클러치부(3), 및 회전 가능
한 클러치부(3)의 회전량을 검출하도록 형성된 적어도 하나의 센서 소자(5)를 구비한 센서 장치(25)를 포함하는
클러치 센서 시스템으로서, 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 원주(10)에 환형 송신기 구조(7)가 제공되고, 상기
송신기 구조는 원주 방향(8)으로 교대로 연속하는, 제 1 부분 구조(14)와 적어도 하나의 제 2 부분 구조(15)의
구조 부재들(17, 18)을 포함하고, 상기 구조 부재들은 각각 구조 이행부들(19)에 의해 분리되고, 상기 회전 가
능한 클러치부(3)의 회전 시 상기 구조 이행부들(19)은 상기 적어도 하나의 센서 소자(5)의 센서-검출 영역(9)
을 지나가고, 상기 센서 장치(25)는 지나간 구조 이행부들(19)의 검출에 따라 센서 신호(Se)를 생성하고, 상기
센서 신호는 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 운동량에 관한 정보를 포함하는, 클러치 센서 시스템에 있어
서,
상기 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 운동 시 상기 센서 장치(25)에 의해 검출된 구조 이행부(19a)와 상기 원
주 방향(8)으로 직접 또는 간접적으로 후속하는, 상기 센서 장치(25)에 의해 검출된 구조 이행부(19b) 사이의
원주 간격(A1, A2)은 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 축방향 변위(6)에 의존하고, 이로써 상기 센서 장치(25)
는 센서 신호(Se)를 생성하고, 상기 센서 신호는 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 운동량에 관한 정보에
추가하여 상기 클러치부(3)의 축방향 변위 위치에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스
템.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 구조 이행부(19a)는 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 상기 회전축(4)에 대해
비스듬하게 배치된 경사 위치 섹션(19s)을 포함하고, 상기 원주 방향(8)으로 직접 또는 간접적으로 후속하는 구
조 이행부(19a)는 상기 경사 위치 섹션(19s)에 대해 평행하지 않게 연장되는 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하
는 클러치 센서 시스템.
청구항 3
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 부분 구조(14) 및/또는 상기 제 2 부분 구조(15)는 유사하게 형성된
구조 부재들(17, 18)의 시퀀스로 또는 상이하게 형성된 그리고 원주 방향(8)으로 교대로 배치된 구조 부재들
(17, 18)의 시퀀스로 형성되는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 4
제 1 항에 있어서, 상기 센서 장치(25)는 단일 센서 소자(5)를 포함하거나 또는 상기 회전축(4)의 방향으로 서
로 이격 배치된 적어도 2개의 센서 소자(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 5
제 4 항에 있어서, 상기 센서 장치(25)는 하기 센서 소자들, 즉 차동 홀 센서, 홀 센서 또는 홀-IC, AMR-센서
또는 GMR-센서, 유도성 센서 소자, 광학 센서, 초음파 센서 또는 레이더 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을
특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 6
제 1 항에 있어서, 상기 센서 장치(25)는 센서 신호(Se)를 생성하고, 상기 센서 신호는 지나간 구조 이행부(1
9)의 검출에 따라 신호 펄스들(30)의 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 7
제 6 항에 있어서, 상기 센서 신호(Se)는 제 1 신호 펄스(30a), 제 2 신호 펄스(30b) 및 제 3 신호 펄스(30c)로
이루어진 적어도 3개의 연속하는 신호 펄스들(30)의 시퀀스를 포함하고, 상기 제 1 신호 펄스(30a)와 상기 제 2
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신호 펄스(30b) 사이의 시간 간격(t1)과 상기 제 2 신호 펄스(30b)와 상기 제 3 신호 펄스(30c) 사이의 시간 간
격(t2)의 비는 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 축 방향 변위 위치에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는
클러치 센서 시스템.
청구항 8
제 6 항에 있어서, 상기 센서 신호(Se)의 신호 펄스(30)의 펄스 지속 시간(ts) 대 상기 센서 신호(Se)의 주기
지속 시간(tp)의 비는 상기 회전 가능한 클러치부(3)의 축방향 변위 위치에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으
로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 9
제 6 항에 있어서, 미리 정해진 시간 간격 내에 검출된 신호 펄스들(30)의 개수에 따라 또는 상기 신호 펄스들
(30)의 시간 간격에 따라 회전 운동량을 나타내는 값이 검출되는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 10
제 1 항에 있어서, 원주 방향(8)으로 교대로 연속하는 상기 구조 부재들(17, 18)은 상기 회전 가능한 클러치부
(3)의 상기 원주(10)의 기하학적 형상에 의해 기어휠 형상의 방식으로 형성되고, 상기 제 1 부분 구조(14)는 구
조 부재로서 톱니(40)를 포함하고, 상기 제 2 부분 구조(15)는 구조 부재로서 각각 2개의 톱니 사이에 위치한
톱니 홈(41)을 갖고, 상기 적어도 하나의 센서 소자(5)의 센서-검출 영역(9)에 자기장이 제공되고, 상기 톱니
(40)와 상기 톱니 홈(41)이 상기 센서 장치(25)의 상기 적어도 하나의 센서 소자(5)의 상기 센서-검출 영역(9)
을 지나갈 때, 상기 센서 장치(25)는 자기장 변동을 검출하는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 11
제 1 항에 있어서, 원주 방향(8)으로 교대로 연속하는 상기 구조 부재들(17, 18)은 상기 회전 가능한 클러치부
(3)의 상기 원주(10)에 있는 자극 구조에 의해 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 부분 구조(14, 15) 사이의 상기 구
조 이행부들(19)은 자기 N-S-이행부에 의해 형성되고, 상기 자기 N-S 이행부가 상기 적어도 하나의 센서 소자
(5)의 센서-검출 영역(25)을 지나갈 때, 상기 센서 장치는 자기장 변동을 검출하는 것을 특징으로 하는 클러치
센서 시스템.
청구항 12
제 1 항에 있어서, 원주 방향(8)으로 교대로 연속하는 상기 구조 부재들(17, 18)은 회전 가능한 부분(3)의 상기
원주(10)의 광학적 표면 상태의 형성에 의해 구현되고, 상기 제 1 부분 구조(14)와 상기 제 2 부분 구조(15)는
광학적으로 상이한 표면을 갖고, 상기 센서 장치(25)는 광학 센서 소자로서 형성된 적어도 하나의 센서 소자
(5)를 포함하고, 상기 센서 소자는 상기 센서-검출 영역(9)에서 표면에 의해 반사된 전자기 복사, 특히 광을 검
출할 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
청구항 13
제 1 항에 있어서, 상기 클러치 센서 시스템(1)은 자동차 변속기 클러치의 부분이거나 또는 구동 측을 출력 측
에 연결하는 자동차의 분리 클러치의 부분인 것을 특징으로 하는 클러치 센서 시스템.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 회전축을 중심으로 회전 가능하고 회전축의 방향으로 축방향으로 변위 가능한 클러치부와 센서 장치[0001]
를 구비한 클러치 센서 시스템에 관한 것이다.
배 경 기 술
이러한 클러치 센서 시스템들은 예를 들면 자동차의 자동 변속기에서, 예를 들어 변속기의 맞물림 클러치의 클[0002]
러치 상태를 모니터링하기 위해 사용된다. 공개된 시스템들은 2개의 상이한 센서 장치를 사용하고, 이 경우 제
1 센서 장치는 회전 가능한 클러치부의 회전 운동을 검출한다. 제 1 센서 장치는 예를 들어 일반적인 회전 속도
센서, 예를 들어 차동 홀 센서일 수 있다. 회전 가능한 클러치부는 이를 위해 원주에 예를 들어 기어휠 구조를
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갖고, 상기 기어휠 구조는 원주 방향으로 교대로 연속하는 톱니와 톱니 홈을 갖고, 상기 톱니와 톱니 홈은 이행
부에 의해 분리된다. 회전 가능한 클러치부의 회전 시 톱니와 톱니 홈 사이의 각각의 이행부들은 센서 장치의
센서 소자의 검출 영역을 지나간다. 센서 소자는 이행부들의 검출에 따라 회전 운동량을 나타내는 회전 속도 신
호를 형성한다. 클러치부의 축방향 변위 위치는 공개된 해결책에서 별도의 센서 장치, 예를 들어 변위 센서에
의해 검출된다. 공개된 시스템은 상이한 송신기 구조들과 센서 장치들을 필요로 한다. 또한 클러치에 배치를 위
해 비교적 큰 조립 공간을 필요로 하는데, 그 이유는 회전 속도 신호와 축방향 변위 위치를 나타내는 변위 신호
가 분리된 위치에서 검출되기 때문이다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 과제는 클러치부의 회전 속도와 축방향 변위 위치가 간단하게 검출될 수 있는 클러치 센서 시스템을[0003]
제공하는 것이다.
과제의 해결 수단
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 클러치 센서 시스템에 의해 해결된다. [0004]
발명의 효과
청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 본 발명에 따른 클러치 센서 시스템은, 예를 들어 클러치부의 회전 속도[0005]
와 축방향 변위 위치와 같은 회전 운동량이 간단한 방식으로 검출될 수 있다는 장점을 갖는다. 이를 위해 클러
치 센서 시스템은 적어도 2개의 부분 구조들을 가진 특별한 송신기 구조를 포함하고, 상기 부분 구조들은, 회전
가능한 클러치부의 회전 운동 시 센서 장치에 의해 검출된 구조 이행부와 회전 가능한 클러치부의 원주 방향으
로 직접 또는 간접적으로 후속하는, 센서 장치에 의해 검출된 구조 이행부 사이의 원주 간격이 회전 가능한 클
러치부의 축방향 변위에 의존하도록 형성되고, 이로써 센서 장치는 회전 가능한 클러치부의 회전 운동량에 관한
정보에 추가하여 클러치부의 축방향 변위 위치에 관한 정보를 포함하는 센서 신호를 생성한다. 바람직하게 케이
블링 비용과 조립 공간이 감소할 수 있고, 이 경우 클러치 센서 시스템은 회전 가능한 클러치부의 회전 운동량
과 축방향 변위 위치를 확실하게 검출하여 정밀 클러치 제어를 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예들은 종속 청구항들에 제시된 특징들에 의해 가능해진다. [0006]
기본적으로 송신기 구조의 상이한 구현들이 가능하다. 그러나, 교대로 연속하는 부분 구조들의 구조 부재들을[0007]
가진 송신기 구조는, 적어도 하나의 구조 이행부가 회전 가능한 클러치부의 회전축에 대해 비스듬하게 배치된
경사 위치 섹션을 포함하도록 그리고 원주 방향으로 직접 또는 간접적으로 후속하는 구조 이행부가 경사 위치
섹션에 대해 평행하지 않게 연장되는 섹션을 포함하도록 형성되는 것이 특히 바람직하다. 이로 인해 간단하게,
센서 장치에 의해 감지되는, 적어도 상기 2개의 구조 이행부들의 원주 간격이 클러치부의 축방향 변위 위치에
의존하는 것이 달성된다. 송신기 구조가 단일 구조 부재에만 하나의 경사 위치 섹션만을 포함하거나 또는 전부
는 아니지만 다수의 구조 부재에 하나의 경사 위치 섹션을 포함하거나 또는 모든 구조 부재들에 각각 하나의 경
사 위치 섹션을 포함하는 실시예들이 가능하다.
제 1 부분 구조 및/또는 제 2 부분 구조는 예를 들어 유사하게 형성된 구조 부재들의 시퀀스로 이루어질 수 있[0008]
다. 즉 송신기 구조는 예를 들어 원주 방향으로 볼 때 교대로 연속하는, 톱니 형상의 구조 부재들의 어셈블리를
포함할 수 있다. 그러나, 제 1 부분 구조 및/또는 제 2 부분 구조가 상이하게 형성된 그리고 원주 방향으로 교
대로 배치된 구조 부재들의 시퀀스로 형성되는 것도 가능하다.
센서 장치는 일 실시예에서 단일 센서 소자를 포함할 수 있다. 그러나 센서 장치가 회전축의 방향으로 서로 이[0009]
격 배치된 2개 이상의 센서 소자들을 포함하는 것도 가능하고, 상기 센서 소자들은 서로 분리되거나 또는 통합
되어 하나의 구조 유닛을 형성한다.
센서 장치는 예를 들어 하기 센서 유형의 적어도 하나 또는 2개의 센서 소자를 포함한다: 차동 홀 센서, 홀 센[0010]
서 또는 홀-IC, 유도성 센서 소자, AMR-센서(Anisotropic Magneto Resistive Sensor;이방성 자기 저항 센서),
GMR-센서(Giant Magneto Resistance Sensor;거대 자기 저항 센서), 광학 센서, 초음파 센서 또는 레이더 센서,
이 경우 이 목록이 전부는 아니다.
센서 장치는 바람직하게는, 지나간 구조 이행부의 검출에 따라 신호 펄스들의 시퀀스를 포함하는 센서 신호를[0011]
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생성한다. 센서 신호는 센서 장치에 의해 검출된 신호일 수 있거나 또는 센서 장치에 의해 후속 처리되어 출력
부에 제공되는 신호일 수 있다.
바람직한 실시예에서 센서 신호는 예를 들어 제 1 신호 펄스, 제 2 신호 펄스 및 제 3 신호 펄스로 이루어진 연[0012]
속하는 적어도 3개의 신호 펄스들의 시퀀스를 포함하고, 이 경우 제 1 신호 펄스와 제 2 신호 펄스 사이의 시간
간격과 제 2 신호 펄스와 제 3 신호 펄스 사이의 시간 간격의 비는 회전 가능한 클러치부의 축방향 변위 위치에
관한 정보를 포함한다.
다른 바람직한 실시예에서 예를 들어 또한, 센서 신호의 신호 펄스의 펄스 지속 시간 대 센서 신호의 주기 지속[0013]
시간의 비는 회전 가능한 클러치부의 축방향 변위 위치에 관한 정보를 포함하거나 또는 축방향 변위 위치를 나
타낼 수 있다.
바람직하게는 미리 정해진 시간 간격 내에 검출된 신호 펄스들의 개수에 따라 또는 신호 펄스들의 시간 간격에[0014]
따라 회전 운동량을 나타내는 값이 검출될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 원주 방향으로 교대로 연속하는 구조 부재들은 회전 가능한 클러치부의 원주의 기하학적[0015]
형상에 의해 기어휠 형상의 방식으로 형성되고, 이 경우 제 1 부분 구조는 구조 부재로서 톱니를 포함하고, 제
2 구조 부재는 구조 부재로서 각각 2개의 톱니 사이에 위치한 톱니 홈을 갖는다. 톱니 홈들은 특히 간단하게 밀
링에 의해 제조될 수 있고, 이로써 전술한 경사 위치 섹션들이 간단하게 형성될 수 있다. 톱니 형상과 결합하여
바람직하게는 자기장 감응 센서 소자가 사용될 수 있고, 이 경우 예를 들어 적어도 하나의 센서 소자의 센서-검
출 영역에 자기장이 형성되고, 톱니와 톱니 홈이 센서 장치의 적어도 하나의 센서 소자의 센서-검출 영역을 지
나갈 때, 센서 장치는 자기장 변동을 검출한다. 센서 소자는 이러한 경우에 예를 들어 바람직하게는 차동 홀 센
서로서 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 원주 방향으로 교대로 연속하는 구조 부재들은 회전 가능한 클러치부의 원주에 있는 자극 구[0016]
조에 의해 형성되고(자석 휠), 이 경우 제 1 및 제 2 부분 구조 사이의 구조 이행부들은 자기 N-S-이행부에 의
해 형성된다. 센서 장치는 이 경우에, 자기 N-S-이행부가 적어도 하나의 센서 소자의 센서-검출 영역을 지나갈
때, 자기장 변동을 검출한다. 자석 휠 형태의 자기 능동 송신기 구조들은 문제없이 제조 가능하다.
다른 실시예에서, 원주 방향으로 교대로 연속하는 구조 부재들은 회전 가능한 부분의 원주의 광학적 표면 상태[0017]
의 형성에 의해 구현되고, 이 경우 제 1 부분 구조와 제 2 부분 구조는 광학적으로 상이한 표면을 갖는다. 센서
장치는 이 경우에 예를 들어 광학 센서 소자이고, 상기 센서 소자는 센서-검출 영역에서 표면에 의해 반사된 전
자기 복사, 특히 광을 검출할 수 있다. 바람직하게는 이를 위해 클러치부의 원주의 기하학적 형상이 필요 없고,
표면의 러프닝 또는 샌드블러스팅(sandblasting) 또는 도장에 의한 적합한 표면 가공만이 필요하고, 이는 많은
비용 없이 실시 가능하다.
클러치 센서 시스템은 바람직하게는 자동차 변속기 클러치의 부분이거나 또는 구동측을 출력측에 연결하는 자동[0018]
차의 분리 클러치의 부분일 수 있지만, 이러한 용도에 제한되지 않는다.
본 명세서와 관련해서, 클러치는 적어도 하나의 회전 가능하고 축방향으로 변위 가능한 클러치 부재가 분리 가[0019]
능하게 제 2 클러치 부재와 맞물리고, 그에 따라서 작용 결합되는 회전 모멘트의 전달 장치이다. 클러치는 예를
들어 차량 변속기의 맞물림 클러치일 수 있다. 그러나 다른 클러치, 예를 들어 다이어프램 스프링 클러치 또는
이와 유사한 것일 수도 있다.
회전 가능한 클러치부란 클러치의 맞물림에 필요한, 클러치의 회전하면서 축방향으로 변위 가능한 적어도 하나[0020]
의 클러치 부재와 상대 회전 불가능하게 결합되거나 또는 결합 과정 중에야 비로소 결합되는 또는 상기 클러치
부재 자체인, 다수의 부분으로 이루어진 클러치의 임의의 부분이다.
클러치부의 원주란 회전축에 대해 수직으로 볼 때 클러치부의 환형 면이다. 이는 예를 들어 실린더 재킷형 형상[0021]
일 수 있다. 클러치부의 원주에 송신기 구조의 형성은 본 발명에 중요하다. 송신기 구조의 외부에 클러치부의
원주의 형성은 중요하지 않다.
원주 방향이란 클러치부의 회전 방향과 동일한 또는 반대의 회전 방향이다. [0022]
명세서와 관련해서 원주 간격이란 하나의 평면에서 회전 가능한 부분의 송신기 구조의 가상의 롤링 곡선 상의 2[0023]
개의 점들의 공간적 간격이다.
센서-검출 영역이란 클러치부의 원주의, 센서 소자를 향한 영역과 센서 소자 사이의 넓은 또는 공간적으로 연장[0024]
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된 2차원 또는 3차원 영역이다. 구조 이행부들이 센서-검출 영역을 지나갈 때, 센서 소자는 상기 구조 이행부
및 송신기 구조의 구조 변동을 검출한다.
본 명세서와 관련해서 송신기 구조는 바람직하게 회전 가능한 부분의 원주의 입체적 또는 기하학적 형상에 의해[0025]
또는 원주에 걸쳐 분포된 자극에 의해 또는 회전 가능한 부분의 원주 상의 표면의 광학적 형상에 의해 설명될
수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
구조 이행부란 원주 방향으로 볼 때 각각 인접한 2개의 구조 부재들 사이의 이행부이다. 구조 이행부는 선, 에[0026]
지, 자극 이행부 또는 이와 유사한 형태를 가질 수 있다. 구조 이행부는 원주 방향으로 약간 연장된 영역, 예를
들어 연속적인 이행 영역일 수 있다.
원주 방향으로 보이는 구조 이행부에 바로 후속하는 구조 이행부란 원주 방향으로 볼 때 센서 장치에 의해 검출[0027]
된 다음 구조 이행부이다.
원주 방향으로 보이는 구조 이행부에 바로 후속하는 구조 이행부란 다음에 검출된 구조 이행부가 아니라 원주[0028]
방향으로 볼 때 다른 구조 이행부에 의해 먼저 검출된 구조 이행부로부터 분리될 수 있는 구조 이행부이다.
송신기 구조의 제 1 및 제 2 부분 구조란 송신기 구조의 2개의 부분 구조이고, 이 경우 송신기 구조는 2개의 부[0029]
분 구조로 세분되는 것으로 제한되어서는 안 되고, 예를 들어 추가로 제 3, 제 4 또는 더 많은 부분 구조들을
포함할 수 있다.
클러치부의 축방향 변위 위치에 관한 정보란 작동 시 발생하는 변위 시 회전축의 방향으로 클러치부의 상대적[0030]
또는 절대적 축방향 변위 위치를 확실하게 계산하는 것을 가능하게 하는 정보이다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 이하에서 상세히 설명된다. [0031]
도면의 간단한 설명
도 1은 클러치 센서 시스템의 기본 구조를 도시한 도면.[0032]
도 2는 센서 소자로부터 송신기 구조를 볼 때 송신기 구조의 실시예를 개략적으로 도시한 평면도.
도 3a는 회전 가능한 부분의 회전 운동 시 센서-검출 영역이 도 2의 경로 S1을 지나갈 때, 센서 소자에 의해 생
성된 신호의 예를 도시한 도면.
도 3b는 회전 가능한 부분의 회전 운동 시 센서-검출 영역이 도 2의 경로 S2를 지나갈 때, 센서 소자에 의해 생
성된 신호의 예를 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 송신기 구조의 대안적 실시예들을 도시한 도면.
도 6은 입체적인 또는 기하학적으로 구조화된 송신기 구조의 특수한 경우를 위한 도 2의 송신기 구조의 실시예
를 도시한 횡단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 위한 송신기 구조 및 상응하는 센서 신호를 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 송신기 구조의 다른 실시예를 도시한 도면.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
도 1은 클러치 센서 시스템(1)의 기본적인 매우 간단한 구조를 도시한다. 클러치 센서 시스템(1)은 적어도 2개[0033]
의 클러치 부재(2a, 2b)를 가진 클러치를 포함하고, 클러치 결합의 형성에 의해 상기 클러치 부재들 사이에 회
전 모멘트가 전달될 수 있다. 이를 위해 클러치 부재들(2, 3)은 서로 결합될 수 있고, 이 경우 결합은 마찰 결
합 방식, 형상 끼워 맞춤 결합 방식, 압력 끼워맞춤 결합 방식 또는 다른 방식으로 이루어질 수 있다. 클러치의
결합에 의해 회전 모멘트는 예를 들어 클러치 입력측에 결합된 클러치 부재(2a)로부터 예를 들어 클러치 출력측
에 결합된 클러치 부재(2b)로 또는 반대로 전달될 수 있다. 제 1 및 제 2 클러치 부재는 도시된 원주 방향(8)으
로 또는 반대로 회전 가능하게 형성될 수 있고, 이 경우 클러치 부재들 중 적어도 하나의 클러치 부재, 예를 들
어 클러치 부재(2b)는 축방향(6)으로 변위 가능하다. 클러치는 예를 들어 자동차 변속기의 맞물림 클러치이다.
클러치 부재(2b)는 클러치부(3)에 기계적으로 연결된다. 따라서, 클러치부(3)는 클러치 부재(2b)처럼 회전 가능[0034]
하게 회전축(4)에 배치되고, 회전축(4)의 방향으로 변위 가능하게 배치된다. 도 1에서 클러치부(3)는 제 2 클러
치 부재(2b)를 형성한다. 그러나 클러치부(3)가 추후에야 클러치 부재(2b)에 연결되는 별도의 부분에 의해 형성
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되는 것도 가능하다. 클러치 센서 시스템(1)의 클러치 상태를 센서 장치(25)에 의해 검출할 수 있기 위해, 원주
방향(8)으로 클러치부(3)의 회전 운동 및 클러치부(3)의 축방향 변위(6)가 클러치 부재(2b)의 그것들에 관련되
는 것이 중요하다.
이를 위해 클러치부(3)는 도 1에서 간단하게 실린더 재킷면으로서 도시된 원주(10)에 원주 방향(8)으로 볼 때[0035]
환형 송신기 구조(7)를 갖는다. 송신기 구조(7)는 도 1에만 도시된다. 센서 장치(25)는 예를 들어 센서 소자
(5)를 포함하고, 상기 센서 소자(5)는 송신기 구조(7)의 원주(10)에 대해 방사방향으로 이격되어 위치하고, 바
람직하게는 직접 수직으로 송신기 구조(7)를 향한다. 센서 소자에 의해 감지되는 송신기 구조(7)의 영역 또는
송신기 구조(7)와 센서 소자(5) 사이의 영역은 센서-검출 영역(9)을 형성한다. 센서-검출 영역(9)은 송신기 구
조(7)보다 훨씬 작을 수 있다.
도 2에는 송신기 구조(7)의 예가 도시된다. 도 2는 평면에서 도 1의 환형 송신기 구조(7)의 롤링 곡선의 부분을[0036]
개략적으로 도시한다. 원주 방향(8)은 따라서 도 2의 도면 평면에 위치하고, 상응하게 표시되었다. 화살표(6)는
센서 장치(25) 또는 센서-검출 영역(9)에 대해 송신기 구조(7)의 축방향 변위를 표시한다. 송신기 구조(7)는 여
기에서 예를 들어 원주 방향(8)으로 볼 때 교대로 연속하는 톱니 형상의 구조 부재들에 의해 형성되고, 상기 구
조 부재들의 팁은 도 2에서 교대로 우측 및 좌측으로 향한다.
도 2에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 송신기 구조(7)는 제 1 부분 구조(14)와 제 2 부분 구조(15)를 포함한다.[0037]
여기에 도시된 실시예에서 송신기 구조(7)의 2개의 부분 구조를 갖는 실시 형태가 제시된다. 물론, 3개, 4개 또
는 더 많은 부분 구조로 형성된 실시예들도 가능하다.
제 1 및 제 2 부분 구조(14, 15)는 주기적으로 배치된 구조 부재들(17, 18)을 포함하고, 상기 구조 부재들은 예[0038]
를 들어 톱니 형상으로 형성된다. 제 1 부분 구조(14)의 구조 부재들은 도면부호 17을 갖고, 제 2 부분 구조
(15)의 구조 부재들은 도면부호 18을 갖는다. 이 실시예에서 제 1 부분 구조(14)의 구조 부재들(17)은 모두 유
사하게 형성되는 것을 알 수 있다. 또한 예를 들어 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재들(18)은 모두 유사하게 형
성된다. 제 1 부분 구조(14)의 구조 부재들과 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재들(18)은 원주 방향(8)으로 볼 때
교대로 연속하므로, 제 1 부분 구조(14)와 제 2 부분 구조(15)는 예를 들어 2개의 맞물리는 콤(comb)과 같다.
제 1 부분 구조(14)의 구조 부재들(17)과 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재들(18) 사이에 각각 구조 이행부(19)[0039]
가 위치한다. 구조 이행부는 선, 에지, 자극 이행부 또는 이와 유사한 형태를 가질 수 있다. 이는 원주 방향
(8)으로 약간 연장된 영역, 예를 들어 연속하는 이행 영역일 수도 있다. 구조 이행부(19)가 센서-검출 영역(9)
을 지나갈 때, 센서 장치(25) 또는 센서 소자(9)가 이를 검출하는 것이 중요하다. 이것이 어떻게 달성될 수 있
는지가 이하에서 더 자세히 설명된다. 도 2의 각각의 구조 부재는 인접한 구조 부재에 대한 2개의 구조 이행부
를 포함한다. 예를 들어 도 2에 18a로 표시된, 제 2 부분 구조(15)의 제 1 구조 부재는 제 1 부분 구조(14)의
제 1 구조 부재(17a)를 향한 구조 이행부(19a) 및 제 1 부분 구조(14)의 제 2 구조 부재(17b)를 향한 구조 이행
부(19b)를 포함한다.
센서 소자(5)는 클러치부(3)의 축방향 변위(6)에 의존하는 궤도 또는 경로를 따라 송신기 구조를 감지한다. 경[0040]
로(S1, S2)는 도 2에서 파선으로 도시된다. 제 1 변위 위치에서 센서 소자(5)는 예를 들어 경로(S1)를 따라 송
신기 구조(7)를 감지한다. 도 2에서 클러치부(3)가 도 2의 축방향 변위(6)를 따라 좌측으로 변위되면, 센서 소
자(5)는 이제 경로(S2)를 따라 송신기 구조(7)를 감지한다. 회전축(4)을 중심으로 클러치부(3) 및 송신기 구조
(7)의 회전 시 센서 소자(5)의 센서-검출 영역(9)은 경로(S1 또는 S2)를 따라 원주 방향(8)으로 구조 부재(17,
18)를 지나 이동하고, 상기 구조 부재의 구조 이행부(19)를 감지한다.
본 발명에 따라 송신기 구조는, 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 운동 시 센서 소자(5)에 의해 검출된 구조 이[0041]
행부(19)와 직접 또는 간접적으로 후속해서 검출되는 구조 이행부 사이의 원주 간격(A1, A2)이 클러치부의 축방
향 변위(6)에 의존하도록 설계된다. 이는 예를 들어, 하나의 구조 부재로부터 다음 구조 부재를 향한 구조 이행
부들(19)이 회전축(4)에 대해 및 축방향 변위(6)의 방향에 대해 비스듬하게 배치된 경사 위치 섹션(19s)을 포함
함으로써 달성될 수 있다. 도 2의 하나의 부분 구조의 각각의 구조 부재는 다른 부분 구조의 인접한 구조 부재
들을 향한 2개의 구조 이행부를 포함한다. 2개의 구조 이행부들의 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 경사
위치 섹션을 포함하는 것이 가능하다. 그러나 2개의 구조 이행부 중 하나의 구조 이행부만이 경사 위치 섹션
(19a)을 포함하고, 다른 구조 이행부는 경사 위치 섹션(19s)에 대해 평행하지 않게 연장되는 것도 가능하다. 송
신기 구조(7)의 대안적 실시예는 도 4에 도시된다. 도 4의 각각의 구조 부재는 경사 위치 섹션(19s)을 갖는 제
1 구조 이행부를 포함한다. 제 2 구조 이행부는 회전축(4)에 대해 평행하게 연장되고 비스듬하게 배치되지 않는
다. 다른 실시예는 도 5에 도시된다. 이 경우 구조 이행부(19)는 예를 들어 균일하게 만곡된 섹션에 의해 형성
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되고, 상기 섹션은 이로 인해 회전축(4)에 대해 경사 위치 섹션(19s)을 형성한다. 각각의 구조 부재(17, 18)의
다른 구조 이행부는 예를 들어 직선으로 형성되고, 회전축(4)에 대해 다른 각도로 비스듬하게 배치된다.
도 2에서, 도시된 원주 방향(8)으로 송신기 구조(7)의 회전 시 센서 소자(5)가 경로(S1)를 감지하는 경우에, 센[0042]
서-검출 영역(9)은 경로(S1)를 따라 아래로 이동하는 것을 알 수 있다. 이제 예를 들어 제 2 부분 구조(15)의
제 1 구조 부재(18a)가 보인다. 센서 소자(5)는 예를 들어 먼저 제 1 부분 구조(14)의 제 1 센서 소자(17a)와
제 2 부분 구조(15)의 제 1 구조 부재(18a) 사이의 구조 이행부(19a)를 검출한다. 원주 방향(8)으로 회전 시 다
음 구조 이행부로서, 센서 소자(5)는 제 2 부분 구조(15)의 제 1 구조 부재(18a)와 제 1 부분 구조(14)의 제 2
구조 부재(17b) 사이의 구조 이행부(19b)를 검출한다. 2개의 구조 이행부(19a, 19b) 사이의 원주 간격(A1)은 제
2 부분 구조(15)의 관찰되는 제 1 구조 부재(18a)의 경우에 경로(S1)에 의존하는데, 그 이유는 클러치부(3)가
송신기 구조와 함께 도 2에서 좌측으로 변위되면, 센서 소자(5)는 이제 경로(S2)를 감지하기 때문이다. 이 경우
제 2 부분 구조(15)의 상기 제 1 구조 부재(18a)의 관찰되는 상기 2개의 구조 이행부(19a, 19b) 사이의 원주 간
격(A2)은 훨씬 작아진다. A1로부터 A2를 향한 구조 이행부들의 원주 간격의 변동은 구조 이행부들(19)의 경사
위치에 기인할 수 있다. 이로 인해, 원주 간격(A1 또는 A2)은 송신기 구조(7)의 축 방향 변위 위치에 의존한다.
알 수 있는 바와 같이, 이 실시예에서 제 2 부분 구조(15)의 제 1 구조 부재(18a)뿐만 아니라 다른 모든 구조
부재들에 대해서 의존성이 존재한다. 축방향 변위에 대한 원주 간격의 의존성은 이 경우 예를 들어 송신기 구조
의 모든 구조 부재들에 대해 보장되고, 이 경우 인접한 구조 부재에 따라 원주 간격은 한 번은 커지고 한 번은
작아진다.
물론, 이러한 의존성을 달성하기 위해 하나의 구조 부재의 2개의 양측 구조 이행부들 중 하나의 구조 이행부의[0043]
경사 위치만이 중요하다. 도 4 또는 도 5에 도시된 실시예에서 연속적으로 검출된 2개의 구조 이행부들의 원주
간격은 또한 축방향 변위(6)에 의존한다. 전술한 바와 같이, 각각의 구조 부재에 하나의 경사 위치 섹션이 제공
되지 않아도 된다. 특수한 경우에 구조 부재들 중 하나의 구조 부재에 단일 경사 위치 섹션이면 충분하다.
도 3a에 경로(S1)의 감지 시 센서 장치(25)가 생성하는 센서 신호의 예가 도시된다. 수평축에 시간이 도시되고,[0044]
수직축에 예를 들어 전압 신호일 수 있는 센서 신호의 레벨이 도시된다. 센서 장치(25)는 예를 들어 센서 소자
(5)를 포함하고, 상기 센서 소자는 차동 홀 센서로서 형성되고, 상기 센서는 소위 피크 검출기로서 작동된다.
예를 들어 Allegro사로부터 구입될 수 있는 이러한 특수한 차동 홀 센서는 구조 이행부(19)의 검출 시 하이
(High)에서 로우(Low)로 및 반대로 센서 레벨을 전환한다. 센서 소자(5)는 이와 같이 예를 들어 2진 센서 신호
(Se)를 생성하고, 이 경우 센서 소자(5)는 검출된 구조 이행부(19)에서 신호 레벨을 로우에서 하이로 전환하고,
다음에 검출된 구조 이행부(19)에서 신호 레벨을 하이에서 로우로 재전환된다. 이로 인해 도 3a에 도시된, 센서
펄스(30)를 갖는 센서 신호가 생성된다.
송신기 구조(7)의 축방향 변위 시 신호가 변경되고, 경로(S2)에서 송신기 구조의 감지 시 이제 도 3b에 도시된[0045]
센서 신호(Se)를 생성한다. 도 3a 및 도 3b에서, 하이 레벨(30)의 지속 시간은 펄스 지속 시간(ts)을 규정하고,
상기 펄스 지속 시간(ts) 대 센서 신호(Se)의 주기 지속 시간(tp)의 비는 송신기 구조(7) 및 회전 가능한 클러
치부(3)의 축방향 변위 위치에 의존하는 것을 알 수 있다. 또한, 주기 지속 시간(tp)은 축방향 변위(6)에 의존
하지 않고, 미리 정해진 시간 간격 내에 검출된 신호 펄스들(30)의 개수 또는 간격에 따라 회전 운동량을 나타
내는 값이 검출될 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서 송신기 구조(7)의 구조 부재들의 개수의 정보로부터 예를
들어 간단하게 직접 클러치부의 회전 속도가 계산될 수 있다. 이러한 방식으로 여기에 제안된 센서 소자(5)는
센서 신호(Se)를 생성하고, 상기 센서 신호는 회전 가능한 클러치부(3)의 회전 운동량에 추가해서 클러치부(3)
의 축방향 변위 위치를 나타낸다.
신호 생성은 본 명세서와 관련해서 상이한 물리적 원리에 기초할 수 있다. 바람직한 실시예에서 송신기 구조는[0046]
클러치부(3)의 원주(10)의 기하학적 형상에 의해 구현된다. 이러한 클러치부(3)의 횡단면은 도 2에 도시된 실시
예에 대한 도 6에 도시된다. 송신기 구조(7)는 이 경우 제 1 부분 구조(14)로서 톱니들(40)의 시퀀스 형태로 형
성되고, 상기 톱니들은 제 2 부분 구조(15)로서 톱니 홈(41)에 의해 분리된다. 톱니들의 플랭크는 회전축(4)에
대해 비스듬하게 배치되므로, 톱니와 톱니 홈 사이에 도 2에 도시된 비스듬하게 배치된 구조 이행부들(19)이 형
성된다. 센서 소자(5)는 간단한 홀센서 소자, 홀-IC, 차동 홀 센서 또는 유도성 센서 소자로서 형성될 수 있다.
도시되지 않은 영구자석, 예를 들어 백 바이어스 자석(Back-Bias-Magnet)은 센서-검출 영역(9) 내에 자기장을
형성할 수 있다. 송신기 구조(7)의 회전 시 톱니와 톱니 홈들은 센서-검출 영역(9)을 통해 이동하므로, 센서-검
출 영역 내의 자기장은 주기적으로 변경된다. 센서 소자(5)는 자기장 강도의 변동을 검출하고, 예를 들어 센서
소자 내에 저장된 임계값의 초과 시 전환한다. 이로써 톱니로부터 톱니 홈을 향한 또는 톱니 홈으로부터 톱니를
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향한 구조 이행부의 검출 시 센서는 전환하여 예를 들어 2진 출력 신호를 생성한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는 도 7에 도시된다. 도 7의 상부에 이 실시예의 송신기 구조(7)가 도시된다.[0047]
클러치부(3)는 예를 들어 강자성 송신기 휠이고, 상기 휠의 원주(10)에 톱니 홈들(52, 54, 56)은 밀링에 의해
형성되므로, 송신기 휠은 톱니 홈들(52, 54, 56) 사이에 위치한 톱니(51, 53, 55, 57)를 포함한다. 도 7의 상부
에 도시된 송신기 구조(7)는 좌측 및 우측으로 주기적으로 상응하게 계속된다. 알 수 있는 바와 같이, 톱니 홈
들(52, 54, 56) 또는 밀링된 홈들은 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재(18)를 형성하는 한편, 톱니들(51, 53,
55, 57)은 제 1 부분 구조(14)의 구조 부재(17)를 형성한다. 이 실시예에서도 송신기 구조(7)는 원주 방향(8)으
로 교대로 연속하는, 제 1 부분 구조(14)와 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재들(17, 18)을 포함한다. 그러나 도
2에 도시된 실시예와 달리 이 경우 제 1 부분 구조(14)의 구조 부재들(17)과 제 2 부분 구조(15)의 구조 부재들
(18)은 모두 유사하게 형성되지 않는다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 부분 구조의 톱니 홈들(52, 56)
은 축(4)에 대해 평행하게 및 축방향 변위 방향(6)에 대해서도 평행하게 형성되는 한편, 톱니 홈들(54)은 축
(4)에 대해 비스듬하게 송신기 휠의 원주 내로 밀링되었다. 그 결과 제 2 부분 구조(15)는 축(4)에 대해 평행하
게 및 비스듬하게 정렬된 톱니 홈들 또는 홈들의 교대하는 시퀀스로 이루어진다. 톱니 홈들과 유사하게 제 1 부
분 구조(14)는 원주 방향(8)으로 볼 때 2개의 상이하게 형성된 톱니들(53, 55)의 교대하는 시퀀스로
이루어진다. 즉, 톱니들(53, 55)은 서로 거울 대칭으로 형성될 수 있는 것을 알 수 있다. 톱니(57)는 또한 톱니
(53)에 상응하는 한편, 톱니(55)는 톱니(51)에 상응한다. 또한 도 7의 상부에서, 이 실시예의 센서 장치(25)는
원주 방향(8)으로 볼 때, 축(4)에 대해 평행하게 연장되는 2개의 구조 이행부(19)에 이어 축(4)에 대해 비스듬
하게 연장되는 2개의 구조 이행부(19) 그리고 나서 다시 축(4)에 대해 평행하게 연장되는 구조 이행부(19)를 갖
는 것을 알 수 있다.
도 7에 도시된 센서 장치(25)는 이 실시예에서 예를 들어 회전축의 방향으로 서로 이격 배치된 2개의 센서 소자[0048]
(5)를 포함할 수 있고, 상기 센서 소자들은 각각 경로(S1, S2)를 동시에 감지한다. 송신기 구조(7)의 축방향 변
위(6) 시 물론 각각의 감지되는 경로(S1, S2)는 달라진다. 바람직하게는 2개의 센서 소자(5)는 각각 차동 홀 센
서로서 형성된다. 2개의 차동 홀 센서들은 서로 분리될 수 있거나 통합되어 하나의 모듈을 형성할 수 있다. 차
동 홀 센서에서 영구 자석에 의해 자기장이 형성된다. 자석 사이에 도 7에 점으로 도시된 2개의 홀 소자들이 위
치하고, 상기 홀 소자들은 원주 방향(8)으로 연속한다. 상기 홀 소자들을 관통하는 자속은, 톱니 또는 톱니 홈
이 2개의 홀 소자에 대향되는지의 여부에 의존한다. 홀 소자의 2개의 신호의 차동 형성에 의해 자기 간섭 신호
의 감소 및 신호 대 잡음 비의 개선이 이루어진다.
도 7의 중앙에 신호들이 도시되고, 상기 신호들은 경로(S1)에서 제 1 차동 홀 센서에 의해, 그리고 경로 S2에서[0049]
제 2 차동 홀 센서에 의해 검출된다. 예를 들어 톱니(51)와 톱니 홈(52)의 구조 이행부가 경로(S1)에서 차동 홀
센서에 의해 검출되면, 차동 홀 센서는 양의 전압값을 생성한다. 후속해서 톱니 홈(52)으로부터 톱니(53)를 향
한 구조 이행부의 검출 시 차동 형성으로 인해 차동 홀 센서에 음의 전압값이 형성된다.
차동 홀 센서는 검출된 상기 전압 신호에 따라 예를 들어 도 7의 하부에 도시된 센서 신호(Se)를 생성하고, 상[0050]
기 신호는 예를 들어 구형파 신호 펄스들의 시퀀스로 이루어질 수 있다. 제 1 신호 펄스(30a)는 톱니 홈(52) 양
측의 구조 이행부(19)가 차동 홀 센서의 검출 영역의 통과 시 발생하고, 다음 신호 펄스(30b)는 톱니 홈(54)의
양측의 구조 이행부의 통과 시 발생하고, 제 3 신호 펄스(30c)는 톱니 홈(56)의 양측의 구조 이행부의 통과 시
발생한다. 상응하는 것이 경로(S2)를 감지하는 제 2 차동 홀 센서에 대해 적용된다. 톱니 홈(52)의 양측의 구조
이행부(19)의, 축(4)에 대해 평행하게 연장되는 정렬 및 톱니 홈(54)의 양측의 구조 이행부(19)의, 축(4)에 대
해 비스듬하게 연장되는 정렬로 인해 경로(S1, S2)에서 2개의 차동 홀 센서들은 제 1 신호 펄스(30a)를 동시에
형성하는 한편, 경로(S2)에서 차동 홀 센서는 경로(S1)에서 차동 홀 센서보다 신속하게 신호 펄스(30b)를 출력
한다. 제 3 신호 펄스(30c)는 또한 동시에 형성된다. 경로(S2)와 비교해서 경로(S1)에서 제 1 신호 펄스(30a)와
제 2 신호 펄스(30b) 사이의 상이한 시간 간격에 클러치부(3)의 축방향 변위 위치(6)에 관한 정보가 포함되고,
상기 정보는 예를 들어 제어장치 또는 센서 장치(25)에 할당된 전자 회로부에 의해 평가될 수 있다. 이를 위해
경로(S1, S2)에서 2개의 차동 홀 센서의 2개의 센서 신호(Se)가 평가될 수 있다. 도 7의 송신기 구조가 축방향
변위 방향(6)을 따라 변위되면, 변경되지 않은 검출된 신호 펄스(30a)와 변위되는 신호 펄스(30b) 사이의 시간
간격(t1)은 2개의 차동 홀 센서에 대해 상이한 방식으로 변경된다. 상응하는 것이 신호 펄스(30b, 30c) 사이의
시간 간격(t2)에 대해 적용된다. 이 경우 바람직하게 센서 장치(25)의 스위치 온 직후에 이미 차동 홀 센서의 2
개의 센서 신호들의 평가에 의해 축방향 변위 위치(6)의 측정이 가능하고, 이 경우 이러한 측정은 학습되지 않
아도 된다. 회전 속도의 검출은 종래 방식으로 미리 정해진 시간 간격 내에 차동 홀 센서에 의해 검출된 신호
펄스들의 개수에 따라 또는 신호 펄스들의 시간 간격에 따라 이루어진다. 이 실시예는 특히 바람직하게 이루어
공개특허 10-2016-0070757
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질 수 있는데, 그 이유는 센서 장치(25)는 저렴한 2개의 차동 홀 센서로 충분하고, 송신기 구조는 밀링에 의해
간단하고 저렴하게 제조 가능하기 때문이다.
도 7의 이 실시예의 변형예에서, 하나의 차동 홀 센서만, 예를 들어 도 7의 상부에서 경로(S1)를 감지하고 또한[0051]
예를 들어 도 7의 하부의 2개의 센서 신호들(Se) 중 상부 센서 신호를 생성하는 차동 홀 센서만이 사용된다. 송
신기 구조(7)의 축방향 변위 시 상기 차동 홀 센서는 예를 들어 경로(S2)를 감지하고 도 7의 하부의 2개의 센서
신호들(Se) 중 하부 센서 신호를 생성한다. 이 경우에도 시간 간격(t2)과 관련해서 시간 간격(t1)의 변동으로부
터 남은 축 방향 변위 거리(6)에 관한 정보가 얻어진다. 이 경우에 센서 장치(25)는 스위치 온 직후에, 이동 가
능한 클러치부(3)가 어떤 축 방향 출발 위치에 있는지를 검출할 수 없다. 따라서 이 실시예에서 센서 장치(25)
의 스위치 온 후에 먼저 학습 과정이 이루어지고, 상기 과정은 예를 들어 제어장치의 소프트웨어에 저장될 수
있다. 센서 장치(25)를 학습하기 위해, 먼저 클러치부(3)와 송신기 구조(7)의 축 방향 변위(6) 시 센서 신호
(Se)가 평가되어 학습된다. 도 1에서 좌측 또는 우측으로 클러치부의 축 방향 변위 시 도 7의 시간 간격(t1 또
는 t2)이 증가 또는 감소하는지 여부 및 얼마나 증가 또는 감소하는지가 검출되는 즉시, 축방향 변위의 방향 및
크기는 이 실시예에서 센서 소자(5)만으로도 정확하게 검출될 수 있다.
원주 방향(8)으로 교대로 연속하는 구조 부재들(17, 18)이 적절한 자화에 의해 회전 가능한 클러치부(3)의 원주[0052]
(10)에 형성되는 다른 실시예가 가능하다. 이 경우 제 1 부분 구조(14)와 제 2 부분 구조(15) 사이의 구조 이행
부들(19)은 바람직하게 자기 N-S-이행부에 의해 형성될 수 있다. 센서 소자(5)는 자기 감응 센서 소자로서, 예
를 들어 홀 소자로서 형성될 수 있고, 자기 N-S-이행부가 센서 소자(5)를 지나갈 때, 센서-검출 영역(9) 내의
자기장 변동이 검출된다. 자기 송신기 구조(7)의 실시예는 도 8에 도시된다. 구조는 도 7의 상부에 도시된 송신
기 구조에 상응하고, 이 경우 자기 N극(N)은 제 1 부분 구조의 구조 부재(17)를 형성하고, 자기 S극(S)은 제 2
부분 구조의 구조 부재(18)를 형성하는 점에서만 도 7과 다르다. 이 실시예에서도 예를 들어 하나 또는 2개의
차동 홀 센서가 사용될 수 있다. 신호 평가는 이 경우 도 7에 의해 설명된 평가와 유사하게 이루어진다.
도 9는 도 7의 상부와 유사한 송신기 구조(7)를 도시하고, 상기 송신기 구조는 박판 스트립에서 재료의 스탬핑[0053]
에 의해 제조된다. 박판 스트립은 후속해서 클러치부(3)의 원주(10) 둘레에 벤딩된다. 평가 및 신호 검출은 도
7을 참고로 설명된 실시예와 유사하게 실시될 수 있다.
그러나, 2개의 부분 구조의 원주 방향으로 교대로 연속하는 구조 부재들(17, 18)을 회전 가능한 부분(3)의 원주[0054]
(10)의 광학적 표면 상태의 형성에 의해 구현하는 것도 가능하다. 이러한 경우에 송신기 구조(7)는 예를 들어
표면 구조이고, 제 1 부분 구조(14)와 제 2 부분 구조(15)는 예를 들어 실린더 재킷형 원주(10)의 광학적으로
상이한 표면에 의해 형성된다. 센서 소자(5)는 이 경우 광학 센서 소자로서 형성되고, 상기 센서 소자는 센서-
검출 영역(9)에서 표면에 의해 반사된 전자기 복사, 특히 광을 검출한다. 이는 예를 들어 레이저일 수 있다. 상
이하게 반사하는 표면들은 제 1 부분 구조의 구조 부재로부터 제 2 부분 구조의 구조 부재를 향한 구조 이행부
(19)의 검출을 가능하게 한다.
물론, 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않으면서, 본 발명의 공개 내용 내에서 전술한 실시예들과 다를 수 있는[0055]
송신기 구조(7) 및 센서 장치(25)의 형성에 관한 다양한 가능성들이 존재한다.
부호의 설명
1 클러치 센서 시스템[0056]
2a 클러치 부재
2b 클러치 부재
3 클러치부
4 회전축
5 센서 소자
6 축방향 변위
7 송신기 구조
8 원주 방향
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9 센서-검출 영역
17 구조 부재
18 구조 부재
25 센서 장치
도면
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도면2
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