KR100674136B1 - Active geometry control suspension system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터에 관한 것으로써, 특히, 로드와 모터 사이에 탄성부재를 배치하므로써, 모터의 회전력에 어시스트를 해주어 모터의 크기 및 용량을 줄일수 있는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator of an active geometry control suspension system, and more particularly, to an active geometry control suspension system capable of assisting the rotational force of a motor by reducing the size and capacity of the motor by arranging an elastic member between the rod and the motor. It relates to an actuator.
액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템, 액추에이터, 스프링 Active Geometry Control Suspension System, Actuator, Spring
Description
도 1은 종래의 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템 액추에이터 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional active geometry control suspension system actuator.
도 2는 본발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템 사시도.2 is a perspective view of an active geometry control suspension system in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 내부 사시도.3 is an internal perspective view of FIG. 2;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면도.4 is a plan view according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템 작동시 목표위치/힘 그래프.5 is a target position / force graph when operating an active geometry control suspension system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템 복귀시 목표위치/힘 그래프.6 is a target position / force graph upon return to an active geometry control suspension system in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
40 : 모터 41 : 로드40: motor 41: rod
42 : 리드스크류 43, 43a, 43b : 리미트 센서42:
44 : 엔코더 45 : 하우징44: encoder 45: housing
46 : 베어링 62 : 가이드46: bearing 62: guide
700 : 스프링 700: spring
본 발명은 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터에 관한 것으로써, 특히, 로드와 모터 사이에 탄성부재를 배치하므로써, 모터의 회전력에 어시스트를 해주어 모터의 크기 및 용량을 줄일수 있는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator of an active geometry control suspension system, and more particularly, to an active geometry control suspension system capable of assisting the rotational force of a motor by reducing the size and capacity of the motor by arranging an elastic member between the rod and the motor. It relates to an actuator.
AGCS(ACTIVE GEOMETRY CONTROL SUSPENSION SYSTEM)는 전기적으로 작동되는 엑추에이터를 이용하여 차량 리어 서스펜션의 지오메트리를 변경하고 결과적으로 선회시 롤 스티어량을 증대시켜 차량 핸들링 성능을 대폭적으로 개선시켜주는 기능을 해주는 시스템이다.ACTIVE GEOMETRY CONTROL SUSPENSION SYSTEM (AGCS) is a system that uses the electrically actuated actuator to change the geometry of the vehicle rear suspension and, as a result, increase the amount of roll steering when turning, significantly improving vehicle handling performance.
이러한 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터로써, 한국 공개특허공보 제2005-23866호의 공보에 제시되어 있다.As an actuator of such an active geometry control suspension system, it is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2005-23866.
전동식 액츄에이터는 하우징(45)의 후단부에 결합되는 DC 모터(40)와, 하우징(45)의 중공 홀(58) 내부에 회전가능하게 결합되는 리드 스크류(42)와, 리드 스크류(42)에 나사결합되는 너트 스크류(61)와, 하우징(45)의 전단부 방향으로 너트 스크류(61)에 설치되어 직선운동 가능하도록 결합된 로드(41)와, 리미트 센서(43), 엔코더(44)등으로 구성된다.The electric actuator includes a
리드 스크류(42)의 일단은 DC 모터(40)의 모터 축(51)과 커플링(52)에 의해 결합되어 DC 모터(40)의 회전운동이 리드 스크류(42)에 전달된다. 한편, 리드 스크류(42)와 나사결합된 너트 스크류(61)가 리드 스크류(42)의 회전운동에 따라 직선방향으로 움직인다. 이와 같은 너트 스크류(61)의 직선운동은 하우징(45)의 전단부 방향으로 돌출된 로드(41)를 직선운동시킨다. 로드(41)의 직선운동은 로드(41)의 일단에 돌출된 돌기(미도시)가 중공 홀(58)의 하단에 마련된 가이드(62)에 슬라이딩 결합되어 리드 스크류(42)의 회전운동이 로드(41)의 직선운동으로 전달된다. 그리고, 리드 스크류(42)는 베어링(46)을 매개로 하우징(45)에 압입되어 고정된 상태로 회전되며, 베어링(46)은 베어링 스토퍼(47)에 의해 하우징(45)에 고정된다.One end of the
하우징(45)의 상단부에는 포토 인터럽터(48)가 설치된 회로기판 장착을 위한 제 1 개구부(53)가 형성되며, 포토 인터럽터(48)는 엔코더 디스크(49)의 톱니형 슬릿을 감지하여 전기적 펄스를 출력한다. 엔코더 디스크(49)는 DC 모터(40)의 모터 축(51)상에 설치되어 회전된다.A
또한, 하우징(45)의 상단부에는 리미트 센서(43)가 설치된 회로기판 장착을 위한 제 2 개구부(54)가 형성되며, 리미트 센서(43)는 로드(41)의 초기 위치(인입된 위치)와 최종 위치(인출된 위치)를 제한할 수 있도록 2개소에 설치된다. 이와 같은 리미트 센서(43)는 2개의 센서(43a, 43b)로 이루어지며, 센서(43a, 43b)는 로드(41)의 일단에 설치된 반사부(43c)로 빛을 주사시켜 반사되는 빛을 감지한다.In addition, a
한편, 하우징(45)의 중공 홀(58) 내부에 로드 스토퍼(59)가 리드 스크류(42)의 나사산 형성부 시작위치에 회전 직각방향으로 설치되어 로드(41)가 더 이상 인입되는 것을 차단한다.On the other hand, the
하우징(45) 하부에는 설치 브래킷(60)이 결합되어 전동식 액츄에이터(36)를 리어 크로스 멤버(31)의 일단에 고정설치하기에 용이하도록 되어 있다.The
이와 같이 구성된 전동식 액츄에이터(36)는 DC 모터(40)의 구동에 의해 모터 축(51)이 정역 회전하며, 모터 축(51)과 연결된 커플링(52)과 엔코더 디스크(49)가 회전을 하며, 커플링(52)과 연결된 리드 스크류(42)의 회전운동에 의해 로드(41)가 직선운동한다. 로드(41)의 직선 변위 측정은 엔코더 디스크(49)의 회전량과 로드(41)에 형성된 피치크기의 비율에 의해 측정된다. 이때, 리미트 센서(43)는 직선운동을 하는 로드(41)의 작동범위를 규제한다.In the electric actuator 36 configured as described above, the
따라서, 전동식 액츄에이터(36)는 보조 링크(38)와 연결 고정되어 차량의 주행시 발생되는 토우 아웃에 의한 불안정한 자세를 전동식 액츄에이터(36)의 구동에 의한 토우 인으로 제어하여 차량의 안정된 자세 제어 및 주행 안정성을 얻을 수 있다.Accordingly, the electric actuator 36 is connected and fixed to the auxiliary link 38 to control the unstable posture caused by the toe-out generated when the vehicle is driven by the toe-in by the driving of the electric actuator 36 so as to control and drive the vehicle stably. Stability can be obtained.
한편, 액츄에이터(36)의 동작은 내부에 장착된 리미트 센서(43) 및 엔코더(44)와 같은 센서에 의하여 제어되도록 설계되어 있다.On the other hand, the operation of the actuator 36 is designed to be controlled by sensors such as the
그러나, 액츄에이터(36)의 동작이 센서(43, 44)에 의해 제어되지 않거나 센서(43, 44)가 작동을 정지하였더라도 리드 스크류(42)의 회전관성에 의하여 로드(41)가 작동구간을 넘어 진행하게 되면, 로드(41)는 작동구간 양 끝단에 위치하는 하우징(45)이나 로드 스토퍼(59)에 충돌하게 된다.However, even if the operation of the actuator 36 is not controlled by the
이와 같이, 종래 엑추에이터를 리드 스크류(42) 방식으로 구성한 이유는 주행시 차량으로부터 어시스트암->제어레버->엑추에이터로 전달되는 하중에 의해 엑 추에이터가 역전되는 것을 방지 하기 위해서이며 따라서 리드 스크류(42) 효율도 매우 낮게 설정되어 있다. 이로인해 모터 용량이 매우 커지게 되는 단점이 있다.As such, the reason why the conventional actuator is configured by the
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로드와 모터 사이에 탄성부재를 배치하므로써, 모터의 회전력에 어시스트를 해주어 모터의 크기 및 용량을 줄일수 있는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by providing an actuator of the active geometry control suspension system that can reduce the size and capacity of the motor by assisting the rotational force of the motor by disposing an elastic member between the rod and the motor. Its purpose is to.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터는 모터와, 상기 모터에 의해 회동되는 리드스크류와, 상기 리드스크류의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 로드와, 상기 로드에 전진방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.An actuator of the active geometry control suspension system of the present invention for achieving the above object includes a motor, a lead screw rotated by the motor, a rod for converting the rotational movement of the lead screw into a linear movement, and advancing to the rod. It characterized in that it comprises an elastic member for applying an elastic force in the direction.
이 구성에 의하면, 모터 용량 저감으로 액추에이터가 차지하는 공간이 축소된다. According to this configuration, the space occupied by the actuator is reduced by reducing the motor capacity.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, among the configurations of the present invention to be described below, the same configuration as the prior art will be referred to the above-described prior art, and a detailed description thereof will be omitted.
도 2는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터 사시도이고, 도 3은 도 2의 하우징 내부를 보이는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터 평면도이다.FIG. 2 is a perspective view of the actuator of the active geometry control suspension system, and FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the housing of FIG. 4 is a plan view of an actuator of an active geometry control suspension system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터는 모터(40)와, 상기 모터(40)에 의해 회동되는 리드스크류(42)와, 상기 리드스크류(42)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 로드(41)와, 상기 로드(41)에 전진방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하여 이루어진다.As shown in Fig. 2 to 4, the actuator of the active geometry control suspension system of the present embodiment is a
리드스크류(42)은 모터(40)의 축과 커플링 등에 의해 결합되어 모터(40)의 회전운동이 리드스크류(42)에 전달된다.The
또한, 리드스크류(42) 외주면에는 스크류가 형성되어 있다.In addition, a screw is formed on the outer circumferential surface of the
한편, 리드스크류(42)는 베어링(46)을 매개로 하우징(45)에 압입되어 고정된 상태로 회전되며, 베어링(46)은 베어링 스토퍼 등에 의해 하우징(45)에 고정되는 것이 바람직하다.On the other hand, the
리미트 센서(43)는 로드(41)의 초기 위치(인입된 위치)와 최종 위치(인출된 위치)를 감지하여 제한할 수 있도록 설치된다. 이와 같은 리미트 센서(43)는 여러 방식이 적용될 수 있으며, 예를 들어 마그네트(43b)의 극성을 감지하여 로드(41)의 위치를 파악할 수 있는 홀 스위치(43a)로 이루어질 수 있다.The
로드(41)는 리드스크류(42)의 회전운동을 변환하여 전후방향으로 직선운동을 하며, 상기 직선운동은 제어레버에 전달되어 롤 스티어링 양을 조절한다.The
이와같이 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위해 로드(41)는 중심부에 상기 리드스크류(42)와 맞물리도록 너트 스크류가 형성되어 있다. In this way, in order to convert the rotational motion into a linear motion, the
이러한 너트 스크류는 로드(41)에 일체로 형성되거나 분리되어 형성되어 결합될 수 있다.The nut screw may be integrally formed with the
이로써, 리드스크류(42)의 회동운동에 연동되어 로드(41)는 전후방향으로 직선운동을 하게 된다.As a result, the
한편 가이드(62)가 구비되어 로드(41)의 전후방향운동을 가이드하도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the
탄성부재는 상기 로드(41)에 전진방향으로 탄성력을 가하며, 하우징(45)에 고정되는 베어링(46)과 마그네트(43b) 사이에 배치하여 로드(41)와 모터(40) 사이에 배치된다.The elastic member exerts an elastic force in the forward direction on the
이러한 탄성부재로써, 코일 스프링(700)이 적용될 수 있으며, 리드스크류(42)을 감싸도록 배치될 수 있다. As the elastic member, the
이로써, 스프링(700)이 없을 경우의 모터(40) 구동력은 차량으로 부터의 부하량 모두를 고려하여 설계되어야 하나, 도 5에 도시된 바와 같이, 스프링(700)이 있을 경우는 스프링(700)이 어시스트 해주는 힘 만큼의 모터(40) 용량을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the driving force of the
또한, 복귀하여 초기위치될 경우 차량부하는 매우 작은 수준이기 때문에, 비록 이때는 모터(40) 구동력에 스프링(700)이 부하로 작용하지만 큰 용량 마진을 가지고 복귀가 될 수 있다.In addition, since the vehicle load is very small when it is returned to the initial position, the
나아가, 리드스크류(42) 및 탄성부재를 감싸는 하우징(45)에는 전면 양측에 상하방향으로, 저면 양측에 수평방향으로 파이프가 형성되어 차체에 상기 액추에이터를 설치할 경우 볼트 등이 관통하도록 하여 설치가 용이하도록 하는 것이 바람직하다. Furthermore, a pipe is formed in the
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.The operation of this embodiment having the above-described configuration will be described below.
액추에이터는 모터(40)와 로드(41) 사이에 탄성부재가 배치되어, 모터(40)가 정회전하여 작동위치로 로드(41)가 이동할 때에는 스프링(700)이 힘을 보조해 주어 액추에이터 용량이 모터(40) 추력에 스프링(700) 탄성력을 더한 값이 되며, 반대로 초기위치로 복귀할 때는 스프링(700)이 모터(40)의 회전에 의한 복귀력과 방향이 반대가 되어 부하로 작용하여, 액추에이터 용량이 모터(40) 추력에 스프링(700) 탄성력을 뺀 값이 된다.In the actuator, an elastic member is disposed between the
비록, 복귀시 스프링(700) 탄성력이 부하로 작용하나, 도6에 도시된 바와 같이, 복귀할 때는 차량으로부터의 부하가 상대적으로 매우 작기 때문에 스프링(700) 부하에도 불구하고 큰 하중 마진을 가지고 복귀할 수가 있게 된다.Although the
또한, 로드(41) 작동시 스프링(700)의 보조력에 해당하는 만큼 모터(40)의 용량을 저감시킬 수 있는 장점이 있기 때문에 모터(40) 크기 및 용량을 줄일수 있는 장점이 있다. 그리고 작동전류가 줄어들기 때문에 이에 따른 구동 ECU측의 POWER소자 용량도 동시에 줄일수 있게 된다.In addition, since the capacity of the
이로써, 전동식 액츄에이터는 어시스트 링크와 연결 고정되어 차량의 주행시 발생되는 토우 아웃에 의한 불안정한 자세를 전동식 액츄에이터의 구동에 의한 토우 인으로 제어하여 차량의 안정된 자세 제어 및 주행 안정성을 얻을 수 있다.As a result, the electric actuator is connected to the assist link and fixed to control the unstable posture caused by the tow-out generated when the vehicle is driven by the toe-in by the electric actuator, thereby obtaining stable posture control and driving stability of the vehicle.
또한, 하우징(45)에는 파이프가 일체로 형성되어 있기 때문에 하우징(45)의 강성이 커지게 된다.In addition, since the pipe is integrally formed in the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications or variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below Can be carried out.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템의 액추에이터에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the actuator of the active geometry control suspension system of the present invention as described above, there are the following effects.
로드에 전진방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재가 구비되어, 로드 작동시 탄성부재의 보조력에 해당하는 만큼 모터의 용량을 저감시킬 수 있으므로, 모터 크기 및 용량을 줄일수 있는 장점이 있다. 그리고 이에 따른 구동 ECU측의 POWER소자 용량도 동시에 줄일수 있으며, 액추에이터의 용량 저감에 따라 원가도 절감할 수 있다. An elastic member is provided to apply an elastic force to the rod in the forward direction, so that the capacity of the motor can be reduced as much as the auxiliary force of the elastic member during the rod operation, thereby reducing the motor size and capacity. In addition, the power element capacity of the driving ECU can be reduced at the same time, and the cost can be reduced by reducing the capacity of the actuator.
또한, 탄성부재가 상기 로드와 상기 모터 사이에 배치되어 하우징 내부에 삽입됨으로써, 탄성부재가 추가적으로 차지하는 공간이 없으므로 액추에이터는 컴팩트하게 유지될 수 있다.In addition, since the elastic member is disposed between the rod and the motor and inserted into the housing, the actuator can be kept compact since there is no space occupied additionally by the elastic member.
나아가, 하우징에는 파이프가 일체로 형성되어, 하우징 내부에서 스프링이 지속적으로 탄성력을 가하더라도 이를 지지하는 하우징이 파이프에 의해 강성이 보강되기 때문에 하우징의 손상을 방지할 수 있다.Furthermore, since the pipe is integrally formed in the housing, even if the spring continuously applies the elastic force inside the housing, the housing supporting the same is rigidly reinforced by the pipe, thereby preventing damage to the housing.
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