KR100842392B1

KR100842392B1 - Driving wheel system measurable torque

Info

Publication number: KR100842392B1
Application number: KR1020060098237A
Authority: KR
Inventors: 임종순; 김진용; 윤한수
Original assignee: 주식회사 일진글로벌
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2008-07-01
Also published as: KR20080032450A; WO2008044879A1

Abstract

본 발명은 엔진의 출력을 휠로 전달하고 엔진에 의하여 휠에 작용하는 토크를 측정할 수 있으며, 허브베어링유니트(110)와, 휠의 회전 속도를 측정하는 제1 센서부(120) 및 제2 센서부(130)와, 상기 허브베어링유니트(110)에 연결되는 버필드 조인트(140)와, 상기 버필드 조인트(140)와 트라이포드 조인트(160)를 연결하는 구동축(150)과, 상기 구동축(150)의 일단으로 연결되는 트라이포드 조인트(160)를 포함하여 구성되며; 상기 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163) 외면은 복수개의 원호부(163a)와 상기 원호부(163a)들 사이에 형성되며 원호부(163a)들과 동수의 오목부(163b)로 이루어지며, 상기 제2 센서부(130)는 상기 원호부(163a)의 반지름 방향으로 원호부(163a)와 소정간격 틈새를 가지도록 설치되어, 상기 제1 센서부(120)와 제2 센서부(130)에서 검출되는 파형으로부터 토크를 측정하는 구동휠시스템(100)에 관한 것으로; 미세한 토크를 측정할 수 있으며, 실제로 휠에 발생하는 토크를 정확하게 측정할 수 있으며, 휠의 속도와 휠에 작용하는 토크를 정확하게 측정함으로써 트랙션 제어를 각 휠마다 실시간으로 정밀하게 할 수 있는 반면, 설치 공간이나 설치 비용의 증가는 미미하게 되며, 파형의 크기에 관계없이 토크에 의하여 변형각이 크게 발생하는 경우에도 오차 없이 정확하게 토크를 산출할 수 있는 효과가 있다. The present invention can transmit the output of the engine to the wheel and measure the torque acting on the wheel by the engine, the hub bearing unit 110, the first sensor unit 120 and the second sensor for measuring the rotational speed of the wheel And a drive shaft 150 connecting the unit 130, the burfield joint 140 connected to the hub bearing unit 110, the burfield joint 140 and the tripod joint 160, and the drive shaft ( A tripod joint 160 connected to one end of 150; The outer surface of the outer ring 163 of the tripod joint 160 is formed between a plurality of arc portion (163a) and the arc portion (163a) and consists of arc portions (163a) and the same concave portion (163b) The second sensor part 130 is installed to have a predetermined gap with the arc part 163a in the radial direction of the arc part 163a, so that the first sensor part 120 and the second sensor part 130 are provided. A drive wheel system 100 for measuring torque from a waveform detected at; The fine torque can be measured, the torque actually generated on the wheel can be accurately measured, and the traction control can be precisely executed in real time for each wheel by accurately measuring the speed of the wheel and the torque acting on the wheel. The increase in space or installation cost is insignificant, and even when a large deformation angle occurs due to torque regardless of the size of the waveform, torque can be accurately calculated without error.

허브, 베어링, 토크, 버필드 조인트, 트라이포드 조인트 Hub, bearing, torque, burfield joint, tripod joint

Description

Driving wheel system measurable torque

도 1은 종래 기술에 의한 구동휠시스템을 도시한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a drive wheel system according to the prior art.

도 2는 도 1의 'A'부를 확대 도시한 것이다.FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a drive wheel system capable of measuring torque according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 구동휠시스템에 있어서 제1 센서부의 변형 예를 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates a modification of the first sensor unit in the driving wheel system of FIG. 3.

도 5는 도 3의 A-A선에 따르는 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3.

도 6은 도 5의 변형 예이다.6 is a modified example of FIG. 5.

도 7은 본 발명의 구동휠시스템에 있어서 제2 센서부의 변형 예를 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a modified example of the second sensor unit in the drive wheel system of the present invention.

도 8은 본 발명의 구동휠시스템에 있어서 제2 센서부의 또 다른 변형 예를 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing another modified example of the second sensor unit in the drive wheel system of the present invention.

도 9는 본 발명에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템에 연결되는 자동차 장치의 구조 예를 도시한 것이다.Figure 9 shows an example of the structure of an automobile device connected to a drive wheel system capable of torque measurement according to the present invention.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템에 의하여 검출된 파형의 예를 도시한 것이다.10 and 11 show examples of waveforms detected by a drive wheel system capable of torque measurement according to the present invention.

도 12 및 도 13은 본 발명에 바람직한 다른 실시 예에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템에 있어서 톤휠의 변형 예를 도시한 것이다.12 and 13 illustrate a modification of the tone wheel in the drive wheel system capable of measuring torque according to another embodiment of the present invention.

도 14는 도 12 및 도 13에 도시된 톤휠로부터 검출된 파형을 도시한 것이다.FIG. 14 shows waveforms detected from the tone wheels shown in FIGS. 12 and 13.

도 15는 본 발명에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템에 의하여 측정된 토크와 비틀림각의 관계를 도시한 그래프이다.15 is a graph showing the relationship between the torque and the torsion angle measured by the drive wheel system capable of torque measurement according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 구동휠시스템 110 : 허브베어링유니트100: drive wheel system 110: hub bearing unit

111 : 허브 112, 114 : 플랜지111: hub 112, 114: flange

113 : 외륜체 115 : 전동체113: outer ring body 115: rolling element

117, 149 : 리테이너 119 : 내륜117, 149: retainer 119: inner ring

120 : 제1 센서부 130 : 제2 센서부120: first sensor unit 130: second sensor unit

124, 134 : 톤휠 124, 134: tone wheel

140 : 버필드 조인트(Birfield Joint) 141 : 스템부140: Burfield Joint 141: Stem

142, 162 : 부트 143 : 외륜부142, 162: Boot 143: outer ring portion

145 : 볼 147 : 내륜부145: ball 147: inner ring portion

150 : 구동축 160 : 트라이포드 조인트150: drive shaft 160: tripod joint

161 : 스템 163 : 외륜161 stem 163 outer ring

164 : 스파이더 167 : 롤러164: spider 167: roller

169 : 고정부재169: fixing member

본 발명은 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세한 토크를 측정할 수 있으며, 토크가 미세한 경우에도 증폭할 필요가 없으며, 간단하게 실제 휠에 작용하는 토크를 측정할 수 있으며, 토크에 의하여 변형각이 크게 발생하는 경우에도 오차 없이 정확하게 토크를 산출할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a drive wheel system capable of measuring torque, and more particularly, it is possible to measure the fine torque, and even if the torque is fine, there is no need to amplify, simply to measure the torque acting on the actual wheel In addition, even when the deformation angle is large due to the torque, there is an effect that can accurately calculate the torque without error.

근래에는 자동차의 현가 장치에 장착되는 베어링에 인코더를 일체로 형성한 인코더 일체형 시일을 장착하고, 인코더로부터 발생하는 자장의 변화로부터 베어링의 회전을 감지하여 휠의 회전 속도를 측정하는 한편 엔진으로부터 출력되는 토크를 측정하여, 자동차에 구비되는 ABS(Anti-lock Brake System), TCU(Traction Control System), ESP(Electric Stability Program) 또는 LSD(Limited Slip Differential)와 같은 첨단 제어 시스템을 제어한다.In recent years, an encoder-integrated seal in which an encoder is integrally formed is mounted on a bearing mounted on a vehicle suspension system, and the rotational speed of the wheel is measured by detecting the rotation of the bearing from a change in the magnetic field generated from the encoder and output from the engine. The torque is measured to control advanced control systems such as an anti-lock brake system (ABS), a transaction control system (TCU), an electric stability program (ESP), or a limited slip differential (LSD) provided in a vehicle.

이하에서 사용되는 용어인 구동휠시스템에 대하여 간단하게 설명한다. 일반적으로 자동차에 있어서, 엔진의 출력은 변속기로 전달되고, 변속기로부터의 출력 은 차동기어를 통하여 양측 휠로 전달된다. 상기 차동기어로부터 휠까지는 트라이포드 조인트, 구동축, 버필드 조인트를 통하여 휠로 전달되며, 상기 버필드 조인트와 휠 사이에는 휠을 회전 가능하게 지지하는 허브베어링유니트가 장착된다. 상기에서 트라이포드 조인트, 구동축, 버필드 조인트, 허브베어링유니트를 구동휠시스템이라고 한다.A driving wheel system, which is a term used below, will be briefly described. In automobiles in general, the output of the engine is transmitted to the transmission, and the output from the transmission is transmitted to both wheels through differential gears. The differential gear to the wheel is transferred to the wheel through a tripod joint, a drive shaft, and a burfield joint, and a hub bearing unit for rotatably supporting the wheel is mounted between the burfield joint and the wheel. The tripod joint, drive shaft, burfield joint and hub bearing unit are referred to as drive wheel systems.

도 1은 종래 기술에 의한 구동휠시스템(1)을 도시한 개략적인 단면도이며, 도 2는 도 1의 'A'부를 확대 도시한 단면도이다. 종래 기술에 의한 구동휠시스템(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 허브베어링유니트(10)와, 상기 허브베어링유니트(10)의 내측으로 스플라인(11a, 41a) 결합되며 너트(23) 체결되는 버필드 조인트(40)와, 상기 버필드 조인트(40)를 트라이포드 조인트(60)에 연결하는 구동축(50)과, 상기 구동축(50)에 의하여 버필드 조인트(40)로 회전력을 전달하는 트라이포드 조인트(60)로 구성된다. 상기 트라이포드 조인트(60)의 스템(61)은 변속기(도시하지 않음)의 차동기어에 스플라인 결합되어 동력을 전달받는다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a driving wheel system 1 according to the prior art, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part 'A' of FIG. As shown in FIG. 1, the driving wheel system 1 according to the related art is coupled with a hub bearing unit 10 and splines 11a and 41a inwardly of the hub bearing unit 10 and fastened with a nut 23. The burfield joint 40, the drive shaft 50 connecting the burfield joint 40 to the tripod joint 60, and the trishaft for transmitting rotational force to the burfield joint 40 by the drive shaft 50. It is composed of a pod joint 60. The stem 61 of the tripod joint 60 is splined to a differential gear of a transmission (not shown) to receive power.

상기 허브베어링유니트(10)는 하나 이상의 궤도가 형성된 허브(11)와, 너클(도시하지 않음)이 결합되도록 나사공(14a)이 형성된 플랜지(14)를 구비하며 복수의 궤도가 형성된 외륜체(13)과, 상기 허브(11)와 외륜체(13) 사이에 구비되는 복열의 전동체(15)와, 상기 전동체(15)의 간격을 유지하도록 설치되는 케이지(17)로 이루어진다. 상기 허브(11)는 브레이크 패드(도시하지 않음)와 함께 휠(도시하지 않음)이 장착되는 허브너트(20)를 구비하는 플랜지(12)를 가진다.The hub bearing unit 10 includes a hub 11 having one or more tracks formed therein, and a flange 14 having a threaded hole 14a formed therein so that a knuckle (not shown) is coupled to the outer ring body having a plurality of tracks formed therein ( 13, a double row rolling element 15 provided between the hub 11 and the outer ring body 13, and a cage 17 provided to maintain a distance between the rolling element 15. The hub 11 has a flange 12 having a hub nut 20 on which a wheel (not shown) is mounted together with a brake pad (not shown).

도 1에서 18은 휠의 회전속도를 측정하는 회전속도센서부를 도시한 것이며, 18a는 인코더 씰을 도시한 것이고, 18b는 상기 인코더 씰로부터 자기력의 변화를 센싱하는 센서를 도시한 것이다. 상기 회전속도센서부(18)로부터 측정된 자기력의 변화로부터 회전속도를 산출하여 ABS등의 제어 자료로 사용된다. 그리고 19는 상기 허브(11)의 외경면에 삽입되며 궤도가 형성된 내륜을 도시한 것이다.1 to 18 shows a rotational speed sensor unit for measuring the rotational speed of the wheel, 18a shows an encoder seal, 18b shows a sensor for sensing a change in magnetic force from the encoder seal. The rotational speed is calculated from the change in magnetic force measured by the rotational speed sensor unit 18 and used as control data such as ABS. And 19 shows the inner ring is inserted into the outer diameter surface of the hub 11 and the track is formed.

상기 버필드 조인트(40)와 트라이포드 조인트(60)는 일정한 각도 범위 내에서 회전 속도의 변동 없이 등속으로 회전력을 전달하기 위한 것으로, 버필드 조인트(40)는 허브(11)의 내경으로 삽입되어 너트(23) 체결되는 스템부(41)와, 상기 스템부(41)와 일체로 형성되며 일측으로 허브(11)의 측면을 지지하는 컵형 외륜부(43)와, 상기 외륜부(43) 내측으로 삽입되는 내륜부(47)와, 상기 내륜부(47)와 외륜부(43) 사이에 위치하는 복수개의 볼(45)과, 상기 볼(45)의 간격을 일정하게 유지하도록 하는 리테이너(49)로 이루어지며, 상기 내륜부(47)의 내측으로 구동축(50)이 삽입 고정된다. 상기 외륜부(43)의 외면과 구동축(50)의 외경면에는 버필드 조인트(40) 내에 충진되는 윤활재의 누설을 방지하고 외부로부터 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위한 부트(42)가 고정 설치된다.The burfield joint 40 and the tripod joint 60 are for transmitting the rotational force at constant speed without changing the rotational speed within a certain angle range, the burfield joint 40 is inserted into the inner diameter of the hub 11 A stem portion 41 to which the nut 23 is fastened, a cup-shaped outer ring portion 43 integrally formed with the stem portion 41, and supporting a side surface of the hub 11 on one side thereof, and an inner ring portion 43 inner side. An inner ring portion 47 inserted into the inner portion, a plurality of balls 45 positioned between the inner ring portion 47 and the outer ring portion 43, and a retainer 49 for maintaining a constant distance between the balls 45; It is made of), the drive shaft 50 is inserted into the inner ring portion 47 is fixed. The outer surface of the outer ring portion 43 and the outer diameter surface of the drive shaft 50 is fixed to the boot 42 to prevent the leakage of lubricant filled in the burfield joint 40 and to prevent foreign matter from invading from the outside. .

상기 구동축(50)의 타측은 트라이포드 조인트(60)의 스파이더(64)에 삽입 고정된다. 상기 트라이포드 조인트(60)는 구동축(50)이 삽입 고정되는 스파이더(64)와, 상기 스파이더(64)의 트라이온(65)에 회전 가능하게 장착되는 로울러(67)와, 상기 스파이더(64)가 삽입되면서 로울러(67)가 안착하는 조인트 외륜(63)으로 이루어지며, 상기 조인트 외륜(63)의 일측으로 스템(61)이 돌출 형성된다. 그리고 상기 구동축(50)과 조인트 외륜(63)의 외면에 고정되는 부트(62)를 구비한다.The other side of the drive shaft 50 is inserted and fixed to the spider 64 of the tripod joint 60. The tripod joint 60 includes a spider 64 to which the drive shaft 50 is inserted and fixed, a roller 67 rotatably mounted to the trion 65 of the spider 64, and the spider 64. The insert is made of a joint outer ring 63, the roller 67 is seated, the stem 61 is protruded to one side of the joint outer ring (63). And a boot 62 fixed to an outer surface of the drive shaft 50 and the joint outer ring 63.

종래에는 토크를 측정하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 허브(11)의 외경에 자기 왜곡링(21b)을 설치하고, 상기 자기 왜곡링(21b)이 변형할 때 발생하는 자기 변화를 측정하기 위한 자기센서(21a)를 상기 자기 왜곡링(21b)의 외측으로 설치하여, 상기 트라이포드 조인트(60)와, 구동축(50), 버필드 조인트(40)를 통하여 전달된 토크에 의하여 허브(11)에 비틀림이 발생할 때, 상기 허브(11)의 비틀림과 함께 자기 왜곡링(21b)에 비틀림이 발생하도록 하여, 자기 왜곡링(21b)의 비틀림에 의한 자기 변화로부터 허브(11)의 비틀림을 역산하여 허브(11)에 작용하는 토크를 측정하였다.Conventionally, as shown in FIGS. 1 and 2, in order to measure torque, a magnetic distortion ring 21b is provided at an outer diameter of the hub 11, and a magnetic change generated when the magnetic distortion ring 21b is deformed. The magnetic sensor 21a for measuring is installed outside the magnetic distortion ring 21b, and the hub is transmitted by the torque transmitted through the tripod joint 60, the drive shaft 50, and the burfield joint 40. When the torsion occurs in the (11), the torsion occurs in the magnetic distortion ring 21b with the torsion of the hub 11, so that the torsion of the hub 11 from the magnetic change caused by the torsion of the magnetic distortion ring 21b Inversely, the torque acting on the hub 11 was measured.

그리고 다른 방법으로서 엔진의 성능 곡선인 회전수와 스로틀밸브의 함수로 작성된 토크 차트를 이용하는 엔진맵에 의하여 토크를 측정하였다. As another method, torque was measured by an engine map using a torque chart prepared as a function of the engine speed curve and the throttle valve.

그러나 상기의 자기 왜곡링(21b)을 이용하는 방법은 허브(11)의 비틀림 양이 미미하므로 측정신호가 미약하여 별도의 증폭회로가 필요하며, 미소 토크 변화를 정밀하게 측정할 수 없으며, 신호에 외란이 발생한 가능성이 크며, 허브베어링유니트(10) 내에 자기센서(21a)를 설치하므로 자기센서(21a)의 보정이 어려우며, 또한 보수 비용이 고가인 문제점이 있고, However, the method using the magnetic distortion ring 21b has a small amount of torsion of the hub 11, so the measurement signal is weak, so that a separate amplification circuit is required, and the small torque change cannot be accurately measured, and the signal is disturbed. This is likely to occur, and since the magnetic sensor 21a is installed in the hub bearing unit 10, it is difficult to correct the magnetic sensor 21a, and there is a problem that the maintenance cost is expensive.

엔진맵을 이용하여 토크를 측정하는 기술은 시간 지연의 문제가 있으며, 온도나 습도와 같은 외부 환경 요인에 의하여 오차가 발생하며, 엔진에서 토크를 측정하므로 휠에 실제로 발생하는 토크를 정확하게 측정할 수 없으며, 구동휠시스템에서 실시간으로 토크를 측정할 수 없으므로 휠을 실시간을 정밀하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다. The technique of measuring torque using the engine map has a problem of time delay, an error occurs due to external environmental factors such as temperature and humidity, and the torque is measured in the engine so that the actual torque generated in the wheel can be accurately measured. There is no problem in that the drive wheel system cannot measure torque in real time, so the wheel cannot be precisely controlled in real time.

본 발명은 위와 같은 종래의 토크 측정에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 미세한 토크도 측정할 수 있으며, 휠에 작용하는 토크를 실시간으로 측정할 수 있으며, 따라서 휠 제어를 실시간으로 정밀하게 할 수 있는 반면, 설치 비용은 저렴하고 또한 파형의 크기에 관계없이 토크에 의하여 변형각이 크게 발생하는 경우에도 오차 없이 정확하게 토크를 측정할 수 있는 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the problems in the conventional torque measurement as described above, it is possible to measure the fine torque, it is possible to measure the torque acting on the wheel in real time, and thus to accurately control the wheel in real time On the other hand, it is possible to provide a driving wheel system that can measure torque that is inexpensive in installation cost and can accurately measure torque without any error even when large deformation angle occurs due to torque regardless of waveform size. There is this.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템은 허브베어링유니트와, 휠의 회전 속도를 측정하는 제1 센서부 및 제2 센서부와, 상기 허브베어링유니트에 연결되는 버필드 조인트와, 상기 버필드 조인트와 트라이포드 조인트를 연결하는 구동축과, 상기 구동축의 일측으로 연결되는 트라이포드 조인트를 포함하여 구성되며; 상기 트라이포드 조인트의 외륜 외면은 복수개의 원호부와 상기 원호부들 사이에 형성되며 원호부들과 동수의 오목부로 이루어지며, 상기 제2 센서부는 상기 원호부의 반지름 방향으로 원호부와 소정간격 틈새를 가지도록 설치되어, 상기 제1 센서부와 제2 센서부에서 검출되는 파형의 위상차로부터 토크를 측정하는 것을 특징으로 하며,Drive wheel system capable of measuring the torque according to the present invention for achieving the above object is connected to the hub bearing unit, the first sensor unit and the second sensor unit for measuring the rotational speed of the wheel, and the hub bearing unit A burfield joint, a drive shaft connecting the burfield joint and the tripod joint, and a tripod joint connected to one side of the drive shaft; The outer ring outer surface of the tripod joint is formed between a plurality of circular arcs and the circular arcs, and formed of concave portions equal to the circular arcs, and the second sensor part has a gap between the circular arc and the arc in the radial direction of the circular arc. And torque is measured from the phase difference between the waveforms detected by the first sensor unit and the second sensor unit.

상기에서 트라이포드 조인트의 외륜의 외면 원호부에는 일정 간격으로 복수 개의 돌기가 형성되며, 상기 제2 센서부는 상기 원호부의 반지름 방향으로 돌기와 소정간격 틈새를 가지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In the above, a plurality of protrusions are formed at a predetermined interval on the outer arc portion of the outer ring of the tripod joint, and the second sensor portion is installed to have a predetermined gap with the protrusion in the radial direction of the arc portion.

그리고 본 발명에 따르는 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템은 허브베어링유니트와, 휠의 회전 속도를 측정하는 제1 센서부 및 제2 센서부와, 상기 허브베어링유니트에 연결되는 버필드 조인트와, 상기 버필드 조인트와 트라이포드 조인트를 연결하는 구동축과, 상기 구동축의 일측으로 구비되며 부트에 의하여 보호되는 트라이포드 조인트를 포함하여 구성되며; 상기 부트는 트라이포드 조인트의 외륜에 고정부재에 의하여 일측이 고정되며, 상기 고정부재는 원주방향으로 일정 간격으로 복수개의 관통공이 형성된 축방향 연장부를 구비하며, 상기 제2 센서부는 반지름 방향으로 상기 축방향 연장부와 소정간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.The drive wheel system capable of measuring torque according to the present invention includes a hub bearing unit, a first sensor unit and a second sensor unit for measuring the rotational speed of the wheel, a burfield joint connected to the hub bearing unit, A drive shaft connecting the burfield joint and the tripod joint, and a tripod joint provided on one side of the drive shaft and protected by a boot; One side of the boot is fixed to the outer ring of the tripod joint by a fixing member, and the fixing member includes an axial extension having a plurality of through holes formed at regular intervals in the circumferential direction, and the second sensor unit has the shaft in the radial direction. Characterized in that the installation is spaced apart from the direction extension portion by a predetermined interval.

또한, 본 발명에 따르는 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템은 허브베어링유니트와, 휠의 회전 속도를 측정하는 제1 센서부 및 제2 센서부와, 상기 허브베어링유니트에 연결되는 버필드 조인트와, 상기 버필드 조인트와 트라이포드 조인트를 연결하는 구동축과, 상기 구동축의 일측으로 연결되는 트라이포드 조인트를 포함하여 구성되며; 상기 트라이포드 조인트에는 복수개의 돌기부재를 구비하는 톤휠이 장착되며, 상기 제2 센서부는 반지름 방향으로 상기 돌기부재로부터 소정간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, a drive wheel system capable of measuring torque according to the present invention includes a hub bearing unit, a first sensor unit and a second sensor unit for measuring the rotational speed of the wheel, and a burfield joint connected to the hub bearing unit; A drive shaft connecting the burfield joint and the tripod joint, and a tripod joint connected to one side of the drive shaft; The tripod joint is equipped with a tone wheel having a plurality of projection members, the second sensor portion is characterized in that the radially spaced apart from the projection member by a predetermined interval.

상기에 있어서 제1 센서부는 허브베어링유니트에 구비되며 지지대에 원주 방향으로 등간격으로 오목부나 관통홈이 형성되거나, 원주 방향으로 하나 이상의 N극과 S극이 교차하는 자석부를 구비하는 씰과, 상기 씰과 소정간격 이격하여 설치되 어 씰로부터의 신호를 센싱하는 제1 센서이거나; 버필드 조인트의 외륜부 외경면에 설치되며 원주 방향으로 복수개의 돌기를 구비하는 톤휠과, 상기 돌기로부터 반지름 방향으로 소정간격 이격하여 설치되어 상기 톤휠로부터 신호를 센싱하는 제1 센서인 것을 특징으로 한다.In the above, the first sensor unit is provided in the hub bearing unit and the support is formed with a recess or through groove formed at equal intervals in the circumferential direction, or a seal having a magnet portion intersecting at least one N pole and S pole in the circumferential direction, A first sensor installed at a predetermined distance from the seal to sense a signal from the seal; And a tone wheel installed on an outer diameter surface of the outer ring portion of the burfield joint and having a plurality of protrusions in a circumferential direction, and a first sensor installed at a predetermined distance in the radial direction from the protrusion to sense a signal from the tone wheel. .

상기에 있어서, 원호부, 원호부에 형성되는 돌기, 외륜에 장착되는 톤휠의 돌기부재 또는 고정부재에 형성되는 관통공은 하나 이상의 불규칙 펄스가 검출되도록 형성되며; 허브베어링유니트에 구비되는 씰의 지지대에 형성되는 오목부, 관통홈 또는 자석부, 또는 버필드 조인트에 구비되는 톤휠의 돌기는 하나 이상의 불규칙 펄스가 검출되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In the above, the circular arc portion, the projection formed in the circular arc portion, the through-hole formed in the projection member or the fixing member of the tone wheel mounted on the outer ring is formed so that one or more irregular pulses are detected; The concave portion formed in the support of the seal provided in the hub bearing unit, the through groove or the magnet portion, or the protrusion of the tone wheel provided in the burfield joint is characterized in that one or more irregular pulses are formed to be detected.

상기에서 본 발명에 따르는 구동휠시스템은 제1 센서부와 제2 센서부에 연결되어 제1 센서부와 제2 센서부로부터 파형을 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 연결되어 검출부에서 검출된 파형을 연산하여 연산결과를 제어부로 전달하는 연산부를 더 포함하여 구성되며; 상기 연산부는 제1 센서부 또는 제2 센서부에서 검출된 파형으로부터 회전속도를 연산하며; 제2 센서부와 제1 센서부로부터 검출된 파형을 대비하여 시간편차를 추출하며; 상기 추출된 시간편차로부터 토크를 연산하는 것을 특징으로 한다.The driving wheel system according to the present invention includes a detection unit connected to the first sensor unit and the second sensor unit to detect a waveform from the first sensor unit and the second sensor unit, and a waveform detected by the detection unit connected to the detection unit. It further comprises a calculation unit for performing the operation to transfer the calculation result to the control unit; The calculating section calculates the rotational speed from the waveform detected by the first sensor section or the second sensor section; Extracting a time deviation against the waveform detected from the second sensor unit and the first sensor unit; The torque is calculated from the extracted time deviation.

그리고 상기에서 본 발명에 따르는 구동휠시스템은 제1 센서부와 제2 센서부에 연결되어 제1 센서부와 제2 센서부로부터 파형을 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 연결되어 검출부에서 검출된 파형을 연산하여 연산결과를 제어부로 전달하는 연산부를 더 포함하여 구성되며; 상기 연산부는 제2 센서부에서 검출된 불규칙 펄 스에 대한 제1 센서부에서 검출된 불규칙 펄스의 위상차와 초기위상차의 차이로부터 시간편차를 추출하며, 상기 추출된 시간편차로부터 토크를 연산하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving wheel system according to the present invention includes a detector connected to the first sensor unit and the second sensor unit to detect a waveform from the first sensor unit and the second sensor unit, and a waveform detected by the detector connected to the detection unit. It is configured to further include an operation unit for calculating the operation result and delivers the operation result to the control unit; The calculating unit extracts a time deviation from a difference between a phase difference and an initial phase difference of the irregular pulse detected by the first sensor unit with respect to the irregular pulse detected by the second sensor unit, and calculates a torque from the extracted time deviation. It is done.

이하, 본 발명에 따르는 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따르는 토크를 측정할 수 있는 구동휠시스템의 설명에 있어서 종래 기술과 동등한 부분에 대해서는 종래 기술과 동등한 명칭을 사용하며, 중복 설명되는 부분에서는 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a drive wheel system capable of measuring torque according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drive wheel system capable of measuring the torque according to the present invention, the same parts as in the prior art are used for the same parts as in the prior art, and detailed descriptions thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템(100)을 도시한 개략적인 단면도이며, 도 4는 도 3에서 버필드 조인트를 도시한 단면도이며, 도 5는 도 3의 A-A선에 따르는 단면도이며, 도 6은 도 5의 변형 예를 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 구동휠시스템(100)의 또 다른 변형 예를 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 구동휠시스템(100)의 또 다른 변형 예를 도시한 단면도이며, 도 9는 본 발명에 구동휠시스템에 연결되는 자동차 장치의 구조 예를 도시한 것이며, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템에 의하여 검출된 파형의 예를 개략적으로 도시한 것이며, 도 15는 본 발명에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템(100)을 구동하면서 측정한 토크와 비틀림 각의 관계의 예를 도시한 그래프이다.3 is a schematic cross-sectional view showing a drive wheel system 100 capable of measuring torque according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a burfield joint in Figure 3, Figure 5 is a 6 is a cross-sectional view showing a modified example of FIG. 5, FIG. 7 is a cross-sectional view showing another modified example of the drive wheel system 100 of the present invention, and FIG. Fig. 9 is a cross-sectional view showing another modified example of the drive wheel system 100, and Fig. 9 shows a structural example of a vehicle device connected to the drive wheel system according to the present invention, and Figs. 10 and 11 are torques according to the present invention. An example of a waveform detected by a drive wheel system capable of measurement is schematically shown, and FIG. 15 is an example of a relationship between a torque and a torsion angle measured while driving the drive wheel system 100 capable of torque measurement according to the present invention. Showing the yeah A.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템(100)은 허브베어링유니트(110)와, 상기 허브베어링유니트(110)의 내경부에 삽입되어 연결되는 버필드 조인트(140)와, 상기 버필드 조인트(140)와 트라이포드 조인트(160)를 연결하는 구동축(150)과, 상기 구동축(150)의 일측으로 연결되는 트라이포드 조인트(160)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 3, the drive wheel system 100 capable of torque measurement according to an exemplary embodiment of the present invention includes a hub bearing unit 110 and a burr inserted into and connected to an inner diameter portion of the hub bearing unit 110. It comprises a field joint 140, a drive shaft 150 connecting the burfield joint 140 and the tripod joint 160, and a tripod joint 160 connected to one side of the drive shaft 150 do.

허브베어링유니트(110)에 있어서 111은 허브를, 112는 허브에서 반지름 방향으로 연장 형성되는 플랜지를, 113은 외륜체를, 114는 외륜체(113)에서 연장 형성되는 플랜지를, 115는 허브(111)와 외륜체(113) 사이에 위치하는 전동체를, 117은 상기 전동체(115)의 간격을 일정하게 유지하는 리테이너를, 119는 상기 허브(111)의 외경면에 안착하는 내륜을, 123은 버필드 조인트(140)를 허브베어링유니트(110)에 고정시키는 너트를, 111a와 141a는 각각 허브(111)의 내경에 형성되는 스플라인과 버필드 조인트(140)의 스템부(141) 외경면에 형성되는 스플라인을 도시한 것이다. 상기에서 도 3에 점선으로 도시한 바와 같이 허브(111)의 외경면에 분리된 2개의 내륜을 안착하여 형성하는 것도 가능하다. 도 3에서 112a는 플랜지(112)에 휠(도시하지 않음)과 브레이크 패드(도시하지 않음)를 고정 설치하기 위한 허브볼트를 도시한 것이며, 114a는 플랜지(114)에 너클(도시하지 않음)을 고정 설치하기 위한 너클공을 도시한 것이다.In the hub bearing unit 110, 111 is a hub, 112 is a flange extending radially from the hub, 113 is an outer ring body, 114 is a flange extending from the outer ring body 113, 115 is a hub ( 111 is a rolling element positioned between the outer ring body 113, 117 is a retainer for maintaining a constant interval of the rolling element 115, 119 is an inner ring seated on the outer diameter surface of the hub 111, 123 is a nut fixing the burfield joint 140 to the hub bearing unit 110, and 111a and 141a are splines formed on the inner diameter of the hub 111 and the outer diameter of the stem 141 of the burfield joint 140, respectively. It shows the spline formed on the surface. As shown by a dotted line in FIG. 3, it is also possible to form two inner rings separated on the outer diameter surface of the hub 111. In FIG. 3, 112a shows a hub bolt for fixing a wheel (not shown) and a brake pad (not shown) to the flange 112, and 114a shows a knuckle (not shown) to the flange 114. It shows a knuckle ball for fixed installation.

버필드 조인트(140)에 있어서 141은 허브(111) 내경으로 삽입되는 스템부를, 143은 상기 스템부(141)와 일체 형성되는 컵형의 외륜부를, 147은 상기 외륜부(143) 내로 삽입되는 내륜부를, 145는 상기 외륜부(143)와 내륜부(147) 사이에 위치하는 볼을, 149는 상기 볼(145) 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 하는 리테 이너를 도시한 것이며, 142는 버필드 조인트(140) 내에 충진되는 윤활재의 누설을 방지하는 한편, 내부로 이물질이 침입하는 것을 방지하는 부트를 도시한 것이다.In the burfield joint 140, 141 is a stem portion inserted into the hub 111 inner diameter, 143 is a cup-shaped outer ring portion integrally formed with the stem portion 141, and 147 an inner ring is inserted into the outer ring portion 143. 145 shows a ball positioned between the outer ring portion 143 and the inner ring portion 147, 149 shows a retainer to maintain a constant distance between the ball 145, 142 is Burfield The boot to prevent leakage of the lubricant filled in the joint 140, and to prevent foreign matter from entering the inside.

본 발명에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템(100)은 휠(도시하지 않음)의 회전 속도를 측정하는 제1 센서부(120)와 트라이포드 조인트(160)의 회전 속도를 측정하는 제2 센서부(130)로 이루어지며,The drive wheel system 100 capable of torque measurement according to the present invention includes a first sensor unit 120 for measuring the rotational speed of a wheel (not shown) and a second sensor for measuring the rotational speed of the tripod joint 160. Part 130 is made,

상기 제1 센서부(120)는 도 3에 도시한 바와 같이 허브베어링유니트(110)에 구비되는 씰(122)과, 상기 씰(122)의 회전을 감지하도록 상기 씰(122)로부터 소정간격 이격되어 설치되는 제1 센서(121)로 이루어진다. As shown in FIG. 3, the first sensor unit 120 is spaced apart from the seal 122 provided at the hub bearing unit 110 by a predetermined distance from the seal 122 so as to detect rotation of the seal 122. It consists of a first sensor 121 is installed.

상기에서 씰(122)은 허브베어링유니트(110)에 충진되는 윤활재의 누설을 방지하는 한편, 외부로부터 허브베어링유니트(110) 내로 이물질이 침입하는 방지하는 작용을 하는 것으로, 금속성 재질로 형성되는 지지대(도시하지 않음)와, 상기 지지대에 부착되어 밀봉 작용을 하는 씰립(도시하지 않음)으로 이루어진다. 상기 씰(122)이 허브베어링유니트(110)의 내륜(119)이나 외륜체(113)와 함께 회전할 때, 제1 센서(121)에서 상기 회전을 감지할 수 있도록 하기 위하여 상기 지지대에 원주 방향으로 소정 간격으로 구멍이나 오목홈을 형성하거나, 원주 방향으로 하나 이상의 N극과 S극이 교대로 형성된 자석부(도시하지 않음)를 구비하도록 한다.The seal 122 prevents the leakage of lubricant filled in the hub bearing unit 110, and prevents foreign matter from entering the hub bearing unit 110 from the outside, and is formed of a metallic material. (Not shown) and a seal lip (not shown) attached to the support and sealing. When the seal 122 rotates together with the inner ring 119 or the outer ring body 113 of the hub bearing unit 110, the first sensor 121 can detect the rotation in the circumferential direction. To form holes or concave grooves at predetermined intervals, or to have magnet portions (not shown) in which one or more N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction.

한편, 상기 제1 센서부(120)는 도 4에 도시한 바와 같이 버필드 조인트(140)의 외륜부(143)에 장착되며 복수개의 돌기(126)를 구비하는 톤휠(124)과, 상기 돌기(126)로부터 반지름 방향으로 소정 간격 이격하여 설치되는 제1 센서(121)로 구성하는 것도 가능하다.On the other hand, the first sensor unit 120 is mounted on the outer ring portion 143 of the Burfield joint 140, as shown in Figure 4, the tone wheel 124 having a plurality of protrusions 126, and the protrusions It is also possible to comprise the first sensor 121 which is spaced apart from the predetermined direction in the radial direction from 126.

상기에서 트라이포드 조인트(160)는 스템(161)과, 상기 스템(161)과 일체로 형성되는 외륜(163)과, 상기 외륜(163) 내측으로 삽입 설치되는 스파이더(164)와, 상기 스파이더(164)의 트라이온(165)에 회전 가능하게 장착되는 로울러(167)로 이루어진다. 그리고 버필드 조인트(140)의 부트(142)와 동등한 작용을 하는 부트(162)를 구비한다.The tripod joint 160 includes a stem 161, an outer ring 163 integrally formed with the stem 161, a spider 164 inserted into the outer ring 163, and the spider ( It consists of a roller 167 rotatably mounted to the trion 165 of 164. And a boot 162 which functions equivalent to the boot 142 of the burfield joint 140.

상기에서 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163)을 형성함에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이 외륜(163) 외면에 중심이 스템(161)의 회전 중심과 일치하는 복수개의 원호부(163a)를 형성하고, 상기 원호부(163a) 사이에 상기 원호부(163a)와 동수의 오목부(163b)를 가지도록 하며, 상기 원호부(163a)의 반지름 방향으로 원호부(163a)와 소정 간격 이격하여 제2 센서(131)를 설치하여 제2 센서부(130)를 형성하고, 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163)를 피검출부로 하여 소정의 파형을 검출할 수 있다.In forming the outer ring 163 of the tripod joint 160 in the above, as shown in FIG. 5, a plurality of arc portions 163a having a center on the outer surface of the outer ring 163 coinciding with the rotation center of the stem 161. And a concave portion 163b equal to the arc portion 163a and the same number between the arc portion 163a, and spaced apart from the arc portion 163a by a predetermined distance in the radial direction of the arc portion 163a. The second sensor 131 may be installed to form the second sensor unit 130, and the predetermined waveform may be detected by using the outer ring 163 of the tripod joint 160 as the portion to be detected.

그리고 도 6에 도시한 바와 같이 상기 원호부(163a)에 하나 이상의 돌기(163c)를 구비하도록 하고, 상기 돌기(163c)에 대하여 반지름 방향으로 소정 간격 이격하여 제2 센서(131)를 설치하여 제2 센서부(130)로 형성하는 것도 가능하다.As shown in FIG. 6, one or more protrusions 163c may be provided on the arc portion 163a, and a second sensor 131 may be installed to be spaced a predetermined distance from the protrusion 163c in a radial direction. It is also possible to form the two sensor unit 130.

상기와 같이 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163) 외면을 피검출부로 하고, 제2 센서(131)를 설치하여 제2 센서부(130)를 구성함으로써, 간단하게 저 비용으로 제2 센서부(130)를 구성하는 것이 가능하며, 설치 공간도 별도로 필요로 하지 않게 되는 효과가 있다.As described above, the outer surface of the outer ring 163 of the tripod joint 160 is used as the portion to be detected, and the second sensor portion 130 is formed by installing the second sensor 131, thereby easily and at a low cost. It is possible to configure the 130, there is an effect that does not require a separate installation space.

도 7은 트라이포드 조인트(160)를 확대 도시한 단면도로서, 트라이포드 조인트(160)의 부트(162)는 고정부재(169)에 의하여 외륜(163)에 견고하게 고정된다. 상기 고정부재(169)에 도 7에 도시한 바와 같이 축방향으로 연장부(169a)를 구비하도록 하며, 상기 연장부(169a)에 원주 방향으로 복수개의 관통공(169c)을 형성하고, 상기 관통공(169c)으로부터 반지름 방향으로 소정 간격 이격하여 제2 센서(131)를 설치하여 제2 센서부(130)로 형성하는 것도 가능하다. 도 7에서 169b는 상기 연장부(169a)로부터 경방향으로 연장되어 연장부(169a)의 경방향 변형이 발생하는 것을 방지하는 작용을 하는 경방향 연장부를 도시한 것이다.FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the tripod joint 160. The boot 162 of the tripod joint 160 is firmly fixed to the outer ring 163 by the fixing member 169. The fixing member 169 is provided with an extension portion 169a in the axial direction as shown in FIG. 7, and a plurality of through holes 169c are formed in the extension portion 169a in the circumferential direction. It is also possible to form the second sensor unit 130 by installing the second sensor 131 spaced apart from the ball 169c in the radial direction by a predetermined interval. In FIG. 7, 169b illustrates a radial extension portion extending in the radial direction from the extension portion 169a to prevent the radial deformation of the extension portion 169a from occurring.

한편, 도 8에 도시한 바와 같이 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163)의 외면에 원주 방향으로 다수개의 돌기부재(136)를 구비한 톤휠(134)을 장착하고, 반지름 방향으로 상기 돌기부재(136)로부터 소정간격 이격되도록 제2 센서(131)를 설치함으로써, 제2 센서부(130)를 형성하는 것이 가능하다. 이 경우에는 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163)에 구비되는 원호부(163a)를 형성함에 있어서 원호부(163a) 중심을 스템(161)의 회전 중심과 일치하도록 할 필요는 없다.Meanwhile, as shown in FIG. 8, a tone wheel 134 having a plurality of protrusion members 136 in the circumferential direction is mounted on the outer surface of the outer ring 163 of the tripod joint 160, and the protrusion members are disposed in the radial direction. By providing the second sensor 131 so as to be spaced apart from the predetermined interval 136, it is possible to form the second sensor unit 130. In this case, it is not necessary to make the center of the arc part 163a coincide with the rotation center of the stem 161 in forming the arc part 163a provided in the outer ring 163 of the tripod joint 160. FIG.

트라이포드 조인트(160)가 회전할 때 상기 톤휠(134)이 트라이포드 조인트(160)의 외륜(163)에 대하여 상대 회전 운동을 하는 것을 방지하기 위하여 상기 톤휠(134)의 내경부로 두 개 이상의 돌기부(138)를 구비하도록 하는 것이 바람직하다.When the tripod joint 160 is rotated, the tone wheel 134 may have two or more inner portions of the tone wheel 134 to prevent relative rotation of the outer ring 163 of the tripod joint 160. It is preferable to provide the projection 138.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 토크 측정이 가능한 구동휠시스템(100)의 제1 센서부(120)의 제1 센서(121)와 제2 센서부(130)의 제2 센서(131)는 도 9에 도시된 바와 같이 검출부(171)에 연결되어 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같은 파형으로 검출된다. 한편, 상기 검출부(171)는 연산부(173)에 연결되며, 사이 연산부(173)는 자동차의 제어부(ECU, 175)에 연결되어, 검출부(171)에서 검출된 파형을 연산하여 연산 결과를 제어부(175)로 전달하며, 제어부(175)는 연산부(173)로부터 전달된 연산 결과에 기초하여 제어장치부(180)로 제어 신호를 전달하게 된다. 상기 제어장치부(180)는 자동차의 성능에 따라서 서로 다른 구성으로 구비될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first sensor 121 of the first sensor unit 120 and the second sensor 131 of the second sensor unit 130 of the driving wheel system 100 capable of measuring torque are illustrated in FIG. As shown in FIG. 9, it is connected to the detector 171 and detected as a waveform as shown in FIGS. 10 and 11. Meanwhile, the detector 171 is connected to the calculator 173, and the inter calculator 173 is connected to the controller ECU 175 of the vehicle to calculate a waveform detected by the detector 171 to control the calculation result. The control unit 175 transmits a control signal to the control unit 180 based on the operation result transferred from the operation unit 173. The control unit 180 may be provided in different configurations according to the performance of the vehicle.

도 10 및 도 11에서 131로 도시된 파형은 제2 센서부(130)의 제2 센서(131)로부터 검출된 파형을 도시한 것이며, 121로 도시된 파형은 제1 센서부(120)의 제1 센서(121)로부터 검출된 파형을 도시한 것이다. 구동휠조인트(100)에 토크가 발생하지 않은 초기 상태에서 상기 두 파형 사이에 위상차가 발생하지 않는다고 가정할 때, 트라이포드 조인트(160)로부터 동력이 전달되어 제1 센서부(120)와 제2 센서부(130) 사이의 구조물(예를 들면 구동축(150))에서 비틀림이 발생하면 도 10과 도 11의 첫 번째 파형과 두 번째 파형에서와 같은 시간편차(Δt)를 검출할 수 있으며, 상기 검출된 시간편차(Δt)로부터

식에 의하여 비틀림각을 연산할 수 있다. 상기 식에서

는 비틀림각(rad), N은 회전수(rpm), Δt(sec)는 상기와 같이 시간편차를 나타낸다. 그리고 상기 비틀림각(

)으로부터

식에 의하여 토크를 연산할 수 있다. 상기 식에서

는 전단탄 성계수(N/m²),

는 극관성모멘트(m⁴),

은 제1 센서부(120)와 제2 센서부(130) 사이의 거리(m)를 나타낸다.10 and 11 illustrate waveforms detected by the second sensor 131 of the second sensor unit 130, and waveforms illustrated by 121 represent first waveforms of the first sensor unit 120. 1 shows a waveform detected from the sensor 121. Assuming that a phase difference does not occur between the two waveforms in the initial state in which the torque is not generated in the driving wheel joint 100, power is transmitted from the tripod joint 160 so that the first sensor unit 120 and the second sensor 200 are driven. When torsion occurs in the structure between the sensor unit 130 (for example, the drive shaft 150), the same time deviation Δt as in the first and second waveforms of FIGS. 10 and 11 may be detected. From the detected time deviation (Δt)

The torsion angle can be calculated by the equation. In the above formula

Is the torsion angle (rad), N is the rotational speed (rpm), and Δt (sec) is the time deviation as described above. And the twist angle (

From

The torque can be calculated by the equation. In the above formula

Is the shear modulus (N / m ² ),

Is the moment of inertia (m ⁴ ),

Denotes the distance m between the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130.

상기와 같이 본 발명에 바람직한 실시 예에 따르는 구동휠시스템(100)은 간단하게 토크를 측정할 수 있으며, 제1 센서부(120)와 제2 센서부(130) 사이의 거리를 크게 함으로써 아주 작은 토크도 증폭 없이 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있으나, 도 10 및 도 11에 세 번째 파형으로 도시한 바와 같이 큰 토크가 작용하여 시간편차(Δt)가 제2 센서부(130)에서 검출되는 파형의 주기보다 커지는 경우에는 상기 시간편차의 크기를 Δt보다 파형의 주기 만큼 작은 값인 Δt'로 검출하여 실제 작용하는 토크보다 작은 값으로 연산될 염려가 있다. 즉, 토크 검출 시간 간격보다 토크 변화 속도가 빠른 경우에는 Δt를 Δt'로 인식하여 토크를 연산할 염려가 있는 것이다.As described above, the driving wheel system 100 according to the preferred embodiment of the present invention can simply measure torque, and by increasing the distance between the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130, Torque can also be measured accurately without amplification, but as shown in FIG. 10 and FIG. 11 as a third waveform, a large torque is applied to the time deviation Δt of the waveform detected by the second sensor unit 130. If it is larger than the period, the magnitude of the time deviation may be detected as Δt ', which is a value smaller than the period of the waveform than Δt, and may be calculated to be smaller than the actual torque. That is, when the torque change rate is faster than the torque detection time interval, there is a fear that the torque is calculated by recognizing Δt as Δt '.

상기 예에서 제1 센서부(120)에 구비되는 톤휠(124)에서 돌기(126)의 개수가 일반적으로 널리 사용되는 톤휠과 같이 48개라면, 도 10 및 도 11에서 121로 도시한 펄스의 개수는 48개가 될 것이며, 각 펄스의 주기가 일정하다면 각 펄스가 가지는 주기는 회전 각으로 나타내면 15°가 될 것이다. 따라서 작용하는 토크에 의하여 발생하는 비틀림 각이 15°보다 크게 되는 경우에는 Δt를 Δt'로 인식하여 토크를 잘못 연산할 염려가 있게 된다.In the above example, if the number of protrusions 126 in the tone wheel 124 provided in the first sensor unit 120 is 48, such as the tone wheel which is generally used, the number of pulses shown by 121 in FIGS. 10 and 11 is shown. Will be 48, and if the period of each pulse is constant, the period of each pulse will be 15 ° in terms of rotation angle. Therefore, when the torsion angle generated by the torque acting becomes larger than 15 °, there is a fear that Δt is recognized as Δt 'and the torque is miscalculated.

도 15는 본 발명에 따르는 구동휠시스템(100)이 작동할 때 토크와 비틀림 각을 측정한 결과의 예를 도시한 그래프이다. 도 15에서 세로축이 구동휠시스 템(100)에 작용하는 토크이며, 가로축이 토크에 의하여 발생하는 비틀림 각이다. 도 15에 도시한 바와 같이 일반적으로 자동차에서 발생할 수 있는 토크 범위에서 비틀림 각은 15°보다 크게 발생할 수 있다.15 is a graph showing an example of the result of measuring the torque and the torsion angle when the drive wheel system 100 according to the present invention operates. In Figure 15, the vertical axis is the torque acting on the drive wheel system 100, the horizontal axis is a torsion angle generated by the torque. As shown in FIG. 15, the torsion angle may generally be greater than 15 ° in a torque range that may occur in an automobile.

상기와 같이 토크가 작용하여 제1 센서부(120)에서 검출되는 파형의 주기보다 커지는 경우를 대비하여, 상기 원호부(163a), 원호부(163a)에 구비되는 복수개의 돌기(163c), 외륜(163)에 장착되는 톤휠(134)의 돌기부재(136) 또는 고정부재(169)에 형성되는 관통공(169c)을 형성함에 있어서 제2 센서(131)에서 센싱되어 검출되는 파형에서 하나 이상의 불규칙 펄스가 형성되도록 하며,In case the torque acts as described above and becomes larger than the period of the waveform detected by the first sensor unit 120, the plurality of protrusions 163c and the outer ring provided in the arc portion 163a and the arc portion 163a. One or more irregularities in the waveform sensed and detected by the second sensor 131 in forming the through hole 169c formed in the protruding member 136 or the fixing member 169 of the tone wheel 134 mounted on the 163. To form a pulse,

마찬가지로 허브베어링유니트(110)에 구비되는 씰(122)의 지지대에 형성되는 오목부, 관통홈 또는 자석부, 또는 버필드 조인트(140)에 구비되는 톤휠(124)의 돌기(126)를 형성함에 있어서 제1 센서(121)에서 센싱되어 검출되는 파형에서 하나 이상의 불규칙 펄스가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.Likewise, in forming the protrusions 126 of the tone wheel 124 provided in the recess, the through groove or the magnet portion, or the burfield joint 140 formed in the support of the seal 122 provided in the hub bearing unit 110. In this case, at least one irregular pulse is preferably formed in a waveform detected by the first sensor 121.

도 12 및 도 13은 제1 센서부(120) 및 제2 센서부(130)로부터 불규칙 파형을 검출하기 위한 예를 도시한 것이며, 도 14는 도 12 및 도 13에 도시된 톤휠로부터 검출된 파형을 도시한 것이다.12 and 13 illustrate examples for detecting irregular waveforms from the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130, and FIG. 14 illustrates waveforms detected from the tone wheels illustrated in FIGS. 12 and 13. It is shown.

본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따르는 구동휠시스템(100)에 있어서 제1 센서부(120)와 제2 센서부(130)에 구비되는 톤휠(124, 134)은 복수개의 돌기(126)와 돌기부재(136)를 구비하며, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 상기 톤휠(124)은 돌기(126)들 중에서 다른 돌기(126)들 보다 폭이 작게(또는 크게) 형성되는 돌기(126a)를 구비하며, 마찬가지로 톤휠(134)도 돌기부재(136) 들 중에서 다른 돌기 부재(136)들 보다 폭이 작게(또는 크게) 형성되는 돌기부재(136a)를 구비한다.In the driving wheel system 100 according to another exemplary embodiment of the present invention, the tone wheels 124 and 134 provided in the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130 may include a plurality of protrusions 126 and protrusions. 12 and 13, the tone wheel 124 is formed of a smaller width (or larger) than the other protrusions 126 of the protrusions 126, as shown in FIGS. 12 and 13. In addition, the tone wheel 134 also has a projection member 136a which is formed smaller in width (or larger) than the other projection members 136 among the projection members 136.

상기 톤휠(124, 134)이 회전하는 경우 도 14에 도시된 바와 같은 파형이 검출되고, 상기 파형 중 다른 돌기(126)보다 폭이 작게(또는 크게) 형성되는 돌기(126a)에 의하여 불규칙 파형(1P)이 검출되며, 마찬가지로 다른 돌기부재(136)보다 폭이 작게(또는 크게) 형성되는 돌기부재(136a)에 의하여 불규칙 파형(1R)이 검출 된다.When the tone wheels 124 and 134 rotate, a waveform as shown in FIG. 14 is detected, and irregular waveforms are formed by protrusions 126a that are smaller (or larger) than other protrusions 126 among the waveforms. 1P) is detected, and the irregular waveform 1R is detected by the projection member 136a which is formed smaller (or larger) than the other projection member 136.

도 14에서 130으로 도시한 제2 센서부(130)의 파형과, Ⅰ로 도시한 제1 센서부(120)의 파형을 토크가 작용하지 않는 기준 파형이라고 할 때, 상기 두 파형에서의 불규칙 펄스(1R, 1P) 사이의 위상차를 초기 위상차(T)로 한다. 토크가 작용하여 Ⅱ로 도시한 세 번째 파형과 같이 시간 지연이 발생하면 130 파형과 Ⅱ 파형의 불규칙 펄스(1R, 1P) 사이에 위상차는 T₁으로 감소하게 되며, 상기 초기 위상차(T)와 T₁의 차이로부터 시간편차(Δt)를 추출할 수 있게 된다. 그리고 토크가 증가하여 시간편차(Δt)가 제1 센서부(120)로부터 검출되는 파형의 주기보다 커져서 Ⅲ 파형과 같이 되는 경우에도 130 파형과 Ⅲ 파형의 불규칙 펄스(1R, 1P)의 위상차(T₂)를 용이하게 검출할 수 있으며, 따라서 토크 검출 시간 간격과 관계없이 초기 위상차(T)와의 차이로부터 시간편차(Δt)를 정확하게 검출할 수 있게 된다. 상기 초기 위상차(T)를 토크에 의하여 발생하는 비틀림 각보다 충분히 크게 함으로써 토크에 의하여 발생하는 비틀림 각이 펄스(1P)의 주기보다 크게 되는 경우에도 항상 정확하게 토크를 측정할 수 있게 된다.When the waveforms of the second sensor unit 130 shown in FIG. 14 to 130 and the waveforms of the first sensor unit 120 shown in I are referred to as reference waveforms without torque, irregular pulses in the two waveforms are shown. Let the phase difference between (1R, 1P) be an initial phase difference T. When a time delay occurs as shown in the second waveform shown by II due to torque, the phase difference is reduced to T ₁ between the 130 pulses and the irregular pulses 1R and 1P of the II waveform, and the initial phase difference T and T _From the difference of _1, the time deviation Δt can be extracted. In addition, even when the torque increases and the time deviation Δt becomes larger than the period of the waveform detected from the first sensor unit 120 to become the III waveform, the phase difference T between the irregular pulses 1R and 1P of the 130 waveform and the III waveform is increased. ₂ ) can be easily detected, and thus it is possible to accurately detect the time deviation [Delta] t from the difference from the initial phase difference T regardless of the torque detection time interval. By making the initial phase difference T sufficiently larger than the torsion angle generated by the torque, it is always possible to accurately measure the torque even when the torsion angle generated by the torque becomes larger than the period of the pulse 1P.

상기에서 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 상기 실시 예에 한정해서 해석하여서는 아니 되며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변형할 수 있는 범위까지 본 발명의 권리에 속하는 것으로 하여야 할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and can be easily modified by those skilled in the art. It should be considered to belong to the rights of the present invention to the extent that is.

이상과 같이, 본 발명의 토크 측정이 가능한 구동휠시스템(100)은 미세한 토크를 정확하게 증폭하지 않고 측정할 수 있으며, 휠에 작용하는 토크를 측정하므로 정확하게 실제로 휠에 발생하는 토크를 측정할 수 있으며, 휠의 속도와 휠에 작용하는 토크를 정확하게 측정함으로써 트랙션 제어를 각 휠마다 실시간으로 정밀하게 할 수 있는 반면, 설치 공간이나 설치 비용의 증가는 미미하게 되는 효과가 있다. 그리고 파형의 크기에 관계없이 토크에 의하여 변형각이 크게 발생하는 경우에도 오차 없이 정확하게 토크를 산출할 수 있는 효과가 있다.As described above, the drive wheel system 100 capable of measuring torque of the present invention can be measured without accurately amplifying minute torque, and can measure the torque actually acting on the wheel because it measures the torque acting on the wheel. By accurately measuring the speed of the wheel and the torque acting on the wheel, the traction control can be precisely performed in real time for each wheel, while the increase in the installation space and installation cost is insignificant. In addition, even when the deformation angle is large due to the torque regardless of the magnitude of the waveform, the torque can be accurately calculated without error.

Claims

In the drive wheel system 100 that transmits the output of the engine to the wheel and can measure the torque acting on the wheel by the engine, the drive wheel system 100 is the hub bearing unit 110 and the rotational speed of the wheel The first sensor unit 120 and the second sensor unit 130 to be measured, the burfield joint 140 connected to the hub bearing unit 110, the burfield joint 140 and the tripod joint 160 And a tripod joint 160 connected to one end of the drive shaft 150 and protected by a boot 162;

The second sensor unit 130 has an equal number of concave portions between the arc portions 163a and the arc portions 163a and the arc portions 163a on the outer surface of the outer ring 163 of the tripod joint 160. (163b), and is formed by installing a second sensor (131) to have a predetermined gap with the arc portion (163a) in the radial direction of the arc portion (163a);

The drive wheel system (100), characterized in that for measuring the torque from the phase difference of the waveform detected by the first sensor unit (120) and the second sensor unit (130).

According to claim 1, The second sensor unit 130 is provided with a plurality of protrusions (163c) at regular intervals on the outer surface arc portion (163a) of the outer ring 163 of the tripod joint 160, the circular arc A drive wheel system (100) capable of measuring torque, characterized in that formed by installing a second sensor (131) to have a predetermined gap between the protrusion (163c) in the radial direction of the portion (163a).

According to claim 1, The second sensor unit 130 is fixed to the boot 162 by the fixing member 169 to the outer ring 163 of the tripod joint 160, the fixing member 169 An axial extension portion 169a having a plurality of through holes 169c formed at regular intervals in a circumferential direction is provided, and a second sensor 131 is installed at predetermined intervals in the radial direction of the axial extension portion 169a. Drive wheel system 100 that can measure the torque, characterized in that formed by.

The method of claim 1, wherein the second sensor unit 130 is mounted on the tripod joint 160, the tone wheel 134 having a plurality of projection members 136, the radial direction from the projection member 136 Drive wheel system 100 that can measure the torque, characterized in that formed by installing a second sensor 131 at a predetermined interval apart.

According to claim 1, wherein the first sensor unit 120 is provided in the hub bearing unit 110, the seal 122 is formed with a recess or a through groove in the circumferential direction on the support, and a predetermined distance from the seal 122 A first sensor 121 spaced apart from the seal 122 to sense a signal; The arc portion (163a), and the recess or through groove formed in the support of the seal 122 is a drive wheel system (100) capable of measuring torque, characterized in that formed to detect one or more irregular pulses.

The seal 122 of claim 1, wherein the first sensor unit 120 is provided in the hub bearing unit 110, and includes a seal 122 having a magnet part crossing at least one N pole and an S pole in a circumferential direction, and the seal 122. A first sensor 121 which senses a signal from the seal 122 at a predetermined interval from the 122; The arc portion (163a) and the magnet portion provided in the seal 122 is a drive wheel system (100) capable of measuring torque, characterized in that formed to detect one or more irregular pulses.

According to claim 3, wherein the first sensor unit 120 is provided in the hub bearing unit 110, the seal 122 is formed in the support circumferentially or recessed in the circumferential direction, and the predetermined distance from the seal 122 A first sensor 121 spaced apart from the seal 122 to sense a signal; The plurality of through holes 169c formed in the axial extension 169a of the fixing member 169 and the recesses or through grooves formed in the support of the seal 122 are formed to detect one or more irregular pulses. Drive wheel system 100 that can measure the torque, characterized in that.

The seal 122 of claim 3, wherein the first sensor unit 120 is provided in the hub bearing unit 110, and includes a seal 122 having a magnet part crossing at least one N pole and an S pole in a circumferential direction, and the seal A first sensor 121 which senses a signal from the seal 122 at a predetermined interval from the 122; Torque characterized in that the plurality of through holes (169c) formed in the axial extension (169a) of the fixing member 169, and the magnet portion provided in the seal 122 is formed so that one or more irregular pulses are detected Drive wheel system 100 that can measure the.

The method of claim 4, wherein the first sensor unit 120 is provided in the hub bearing unit 110, the seal 122 has a recess or a through groove formed in the circumferential direction on the support base, and the predetermined distance from the seal 122 A first sensor 121 spaced apart from the seal 122 to sense a signal; The tone wheel 134 including the plurality of protrusion members 136 and the recess or the through groove formed in the support of the seal 122 may measure the torque, characterized in that one or more irregular pulses are detected. Drive wheel system (100).

The method of claim 4, wherein the first sensor unit 120 is provided in the hub bearing unit 110 and the seal 122 having a magnet portion in which at least one N pole and S pole in the circumferential direction crosses the support; A first sensor (121) for sensing a signal from the seal (122) spaced apart from the seal (122); The driving wheel system capable of measuring torque, characterized in that the tone wheel 134 having the plurality of protrusion members 136, and the magnet portion provided in the seal 122 is formed to detect one or more irregular pulses ( 100).

According to claim 1, wherein the first sensor unit 120 is installed on the outer diameter surface of the outer ring portion 143 of the Burfield joint 140, the tone wheel 124 having a plurality of projections 126 in the circumferential direction, A first sensor 121 installed spaced apart from the protrusion 126 by a predetermined interval in a radial direction and sensing a signal from the tone wheel 124;

The tone wheel 124 is installed on the arc portion 163a and the outer diameter surface of the outer ring portion 143 of the burfield joint 140 and includes a plurality of protrusions 126 in the circumferential direction such that one or more irregular pulses are detected. Drive wheel system 100 capable of measuring the torque, characterized in that formed.

According to claim 3, wherein the first sensor unit 120 is installed on the outer diameter surface of the outer ring portion 143 of the Burfield joint 140, the tone wheel 124 having a plurality of projections 126 in the circumferential direction, A first sensor 121 installed spaced apart from the protrusion 126 by a predetermined interval in a radial direction and sensing a signal from the tone wheel 124;

A plurality of through holes 169c formed in the axial extension part 169a of the fixing member 169 and the outer ring surface 143 of the burfield joint 140 are provided on the outer diameter surface thereof, and a plurality of protrusions are provided in the circumferential direction. A tone wheel 124 having a 126 is a drive wheel system 100 capable of measuring torque, characterized in that the one or more irregular pulses are formed to be detected.

The method of claim 4, wherein the first sensor unit 120 is installed on the outer diameter surface of the outer ring portion 143 of the Burfield joint 140 and a tone wheel 124 having a plurality of projections 126 in the circumferential direction, A first sensor 121 installed spaced apart from the protrusion 126 by a predetermined interval in a radial direction and sensing a signal from the tone wheel 124;

The tone wheel 124 having the plurality of protrusion members 136 and the tone wheel 124 installed on the outer diameter surface of the outer ring portion 143 of the burfield joint 140 and having a plurality of protrusions 126 in the circumferential direction. ) Is a drive wheel system (100) capable of measuring torque, characterized in that formed to detect one or more irregular pulses.

According to any one of claims 1 to 4, It is connected to the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130, waveforms from the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130 And a detection unit 171 for detecting a signal, and an operation unit 173 connected to the detection unit 171 to calculate a waveform detected by the detection unit 171 and transmit a calculation result to the control unit ECU 180. ; The calculating section (173) calculates the rotational speed from the waveform detected by the first sensor section (120) or the second sensor section (130); Extracting a time deviation [Delta] t against the waveform detected from the second sensor unit 130 and the first sensor unit 120; A drive wheel system (100) capable of measuring torque, characterized in that for calculating torque from the extracted time deviation (Δt).

According to any one of claims 5 to 13, It is connected to the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130, waveforms from the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130 And a detection unit 171 for detecting a signal, and an operation unit 173 connected to the detection unit 171 to calculate a waveform detected by the detection unit 171 and transmit a calculation result to the control unit ECU 180. ; One or more irregular pulses are detected in the first sensor unit 120 and the second sensor unit 130, and the calculation unit 173 includes a first sensor unit for an irregular pulse detected by the second sensor unit 130. The time deviation Δt is extracted from the difference between the phase difference T ₁ and the initial phase difference T of the irregular pulse detected at 120, and the torque is calculated from the extracted time deviation Δt. Drive wheel system 100 capable of measuring.