KR100947288B1 - 가속도센서와 상대변위센서를 포함하는 센서모듈, 이를장착한 댐퍼, 이를 포함하는 전자제어 현가시스템 및 이를이용한 차량 동작 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상대변위센서와 가속도센서를 포함하는 센서모듈, 이러한 센서모듈이 장착된 댐퍼 및 이를 이용하여 차량의 동작을 제어하는 방법을 개시한다. 본 발명의 댐퍼는, 내부에 중공부를 가지는 실린더; 상기 실린더의 상부로부터 삽입되는 피스톤로드; 상기 피스톤로드의 단부에 연결되어 상기 실린더의 내부에서 왕복운동을 하며, 상하로 관통된 유체통과공을 가지는 피스톤밸브; 상기 실린더의 상단을 밀폐하며 상기 피스톤로드가 삽입되는 관통홀을 구비하는 로드가이드; 적어도 z축 방향의 가속도를 감지하는 가속도센서와 상기 피스톤로드의 변위를 감지하는 변위센서를 내장하며, 상기 로드가이드에 결합되는 센서모듈을 포함한다.

본 발명에 따르면, 댐퍼에 직접 센서를 결합하여 댐퍼의 거동을 감지하는 것이 가능해지므로, 그 감지결과를 바탕으로 댐퍼의 감쇠력을 보다 정확하게 제어하는 것이 가능해진다. 또한 센서모듈에 가속도센서와 상대변위센서를 포함시킴으로써 양 센서의 감지데이터를 비교하여 어느 센서의 고장여부를 확인할 수 있고, 하나의 센서가 고장나는 경우에도 다른 센서의 감지값을 이용하여 댐퍼를 제어할 수 있기 때문에 전자제어식 현가장치의 감쇠력 제어의 안정감과 신뢰감을 높일 수 있다.

댐퍼, 상대변위센서, 가속도센서

Description

가속도센서와 상대변위센서를 포함하는 센서모듈, 이를 장착한 댐퍼, 이를 포함하는 전자제어 현가시스템 및 이를 이용한 차량 동작 제어 방법{Sensor module comprising acceleration sensor and relative displacement sensor, damper and electronically controllable suspension system comprising the same, and method of controlling vehicle movement using the same}

본 발명은 댐퍼(damper)의 감쇠력 제어를 위하여 댐퍼에 직접 장착되는 센서모듈과 이를 이용하여 차량의 동작을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 피스톤 로드의 움직임을 감지할 수 있는 상대변위 센서와 댐퍼의 상대 가속도를 측정할 수 있는 가속도센서가 내장된 센서모듈과, 이러한 센서모듈이 장착된 댐퍼 및 이를 이용한 차량 동작 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차륜과 차체 사이에는 승차감을 향상시키기 위한 현가장치(suspension)가 설치되는데, 이러한 현가장치는 노면의 진동이나 충격을 흡수할 수 있는 섀시스프링과 승차감을 향상시키기 위하여 상기 섀시스프링의 자유진동 을 감쇠하는 댐퍼를 포함한다.

댐퍼는 상하운동의 에너지를 열에너지로 전환시켜 섀시스프링의 자유진동을 흡수함과 동시에 이를 신속히 감쇠시키는 역할을 한다.

최근에는 센서를 이용하여 차체의 상태를 감지한 후에 그 감지결과를 피드백하여 댐퍼의 감쇠력을 전자적으로 제어하는 능동제어형 현가장치가 고급차량을 중심으로 많이 사용되고 있다.

댐퍼의 감쇠력을 전자적으로 제어하는 방식에는 여러 가지가 있으나, 일반적으로는 실린더내에서 왕복동하는 피스톤밸브에 유체통과공을 형성하고 상기 유체통과공을 통과하는 유체의 거동을 조절하는 방식이 사용된다.

유체통과공을 통한 유체의 거동을 조절하는 방법에는 스프링을 이용하여 유체통과공의 단면적을 조절하는 방법과, 실린더 내부에 전기유동성(Electro-Rheological) 유체나 자기유동성(Magneto-Rheological) 유체를 충진한 후에 이들 유체의 전기적 또는 자기적 성질을 이용하여 유체의 유동저항을 조절하는 방법이 있다.

한편 댐퍼의 감쇠력을 전자적으로 제어하기 위해서는 차체의 상태를 정확히 감지하는 것이 선행되어야 하며, 따라서 이를 위한 센서를 설치하여야 한다.

현재 상용화된 능동제어식 현가장치에서는 차체의 상태를 판단하기 위하여 댐퍼와 별도로 차체와 차축(또는 차륜) 사이에 링크형 센서를 설치하여 노면의 진동이나 충격의 정도를 감지하고, 그 감지결과를 이용하여 댐퍼의 동작을 간접적으 로 제어하고 있다.

그런데 차량의 차체와 차축(또는 차륜) 사이에 링크형 센서를 별도로 설치하기 위해서는 상당한 공간이 요구되며, 이것은 설계상의 큰 부담으로 작용한다.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 댐퍼의 거동을 직접적으로 감지할 수 있는 소형 센서의 필요성이 커지고 있으나, 아직까지는 진동과 충격에 항상 노출되어 있는 자동차용 댐퍼에 장시간 사용할 수 있을 정도로 안정성과 내구성이 뛰어난 센서가 개발되지 못하고 있는 실정이다.

예를 들어 일반적으로 액츄에이터의 제어를 위하여 사용되는 접촉식 센서(예, 포텐셜 미터)는 피스톤로드 또는 피스톤밸브와 접한 상태에서 그 이동상태를 감지하기 때문에 마찰로 인해 센서가 손상되는 경우가 많고 상대적으로 제품수명이 짧다는 문제점이 있다.

또한 광학식 센서는 충격에 약할 뿐만 아니라 이물질로 인해 광이 차단되면 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

한편, 종래의 능동제어 현가장치는 대부분 하나의 센서의 감지결과를 이용하여 대응하는 댐퍼의 감쇠력을 제어하기 때문에 해당 센서에 고장이 발생하면 대응하는 댐퍼의 동작을 제어할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 센서 고장에 대비한 대책을 마련할 필요가 있다.

또한 종래에 능동제어 현가장치가 장착된 차량에서 차량의 거동을 분석하기 위해 설치되는 각종 센서는 차종에 따라 설치위치가 다르기 때문에 거동 분석 메카 니즘이 차종에 따라 다를 수밖에 없다.

또한 능동제어 현가장치가 장착된 고급차량에서는 센서 장착을 고려하여 차량의 설계가 이루어지지만, 그렇지 않은 차량에서는 이러한 것이 설계에 전혀 반영되지 않는다. 따라서 능동제어 현가시스템을 추가적으로 장착하는 것이 차량의 구조상 불가능하거나 매우 많은 비용이 소요될 수밖에 없는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 댐퍼에 직접 장착하여 댐퍼의 거동을 직접적으로 정확하게 감지하고 그 감지결과를 바탕으로 댐퍼의 감쇠력을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 내구성이 우수한 센서모듈을 제공하는데 목적이 있다.

또한 센서고장에 대비하여 댐퍼를 보다 안정적으로 제어할 수 있는 센서모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 고가의 능동제어 현가장치가 장착되지 않은 차량인 경우에도 저렴한 비용으로 차량의 거동을 분석하고 동작을 전자적으로 제어할 수 있도록 함으로써 차량의 안전성을 높이는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 내부에 중공부를 가지는 실린 더; 상기 실린더의 상부로부터 삽입되는 피스톤로드; 상기 피스톤로드의 단부에 연결되어 상기 실린더의 내부에서 왕복운동을 하며, 상하로 관통된 유체통과공을 가지는 피스톤밸브; 상기 실린더의 상단을 밀폐하며 상기 피스톤로드가 삽입되는 관통홀을 구비하는 로드가이드; 적어도 z축 방향의 가속도를 감지하는 가속도센서와 상기 피스톤로드의 변위를 감지하는 변위센서를 내장하며, 상기 로드가이드에 결합되는 센서모듈을 포함하는 댐퍼를 제공한다.

상기 댐퍼에서 상기 로드가이드에는 외주면에서 상기 관통홀까지 연통되는 결합홀이 형성되고, 상기 센서모듈은 결합홀에 삽입 장착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 결합홀은 상기 로드가이드의 상면으로 개구되고, 상기 로드가이드의 상부에는 상기 결합홀에 삽입된 상기 센서모듈을 고정하기 위한 고정용 캡이 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 결합홀은 상기 로드가이드의 외주면쪽 입구보다 폭이 큰 확장부를 구비하며, 상기 센서모듈의 하우징에는 상기 센서모듈이 상기 로드가이드로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여 상기 확장부에 삽입되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 피스톤로드의 표면에는 상기 피스톤로드의 이동방향에 대해 수직방향으로 형성되고 다수의 오목부와 다수의 볼록부가 교대로 배치된 그루브패턴이 형성되며, 상기 변위센서는, 자기장을 발생시키는 자석 상기 자석과 상기 피스톤로드의 사이에 위치하며, 상기 피스톤로드가 이동할 때 상기 그루브패턴으로 인해 발생하는 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 거대 자기저항(GMR) 센서; 상기 거대자기저항 센서의 출력신호를 처리하여 구형파를 출력하는 신호처리부를 포함하는 비접촉식의 상대변위센서인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 GMR센서는, 제1저항소자 및 제2저항소자의 직렬연결쌍과 제3저항소자 및 제4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 가지며, 상기 전기적신호는 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항소자 사이의 제1노드와 상기 제3 저항소자 및 상기 제4 저항소자 사이의 제2 노드 간에서 자기장의 변화에 따라 발생하는 출력전압인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 GMR센서는 각각 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 제1 서브센서 및 제2 서브센서를 구비하며, 상기 제1 서브센서의 선단부와 상기 제2 서브센서의 선단부는 상기 피스톤로드의 이동방향을 따라 이격되어 있어, 상기 피스톤로드가 이동하면 상기 제1 서브센서의 출력신호와 상기 제2 서브센서의 출력신호가 시간차를 두고 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 차량의 앞차축 및 뒤차축의 각 단부와 차체 사이에 설치되고, 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착된 다수의 댐퍼 상기 댐퍼에 내장된 상기 가속도센서의 감지신호를 수신하여 상기 차량의 거동을 분석하고, 상기 댐퍼의 감쇠력을 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 댐퍼로 전송하는 제어모듈을 포함하는 전자제어 현가 시스템을 제공한다.

상기 전자제어 현가 시스템에서 상기 다수의 댐퍼에 장착된 상기 센서모듈은 모두 x축, y축 및 z축의 가속도를 측정할 수 있는 3축 가속도센서를 내장한 것 을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 다수의 댐퍼 중에서 상기 앞차축의 일단부 및 타단부에 설치되는 제1 댐퍼 및 제2댐퍼에는, x축, y축 및 z축의 가속도를 측정할 수 있는 3축 가속도센서가 내장된 센서모듈이 장착된 것을 특징으로 할 수도 있다.

또한 상기 다수의 댐퍼 중에서 상기 앞차축의 일 단부에 설치된 제1댐퍼에는 제1수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제1 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되고, 상기 앞차축의 타 단부에 설치된 제2댐퍼에는 제2수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제2 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되며, 상기 뒤차축의 일 단부에 설치되고 상기 제1댐퍼와 대각선 방향에 위치하는 제3댐퍼에는 제1수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제3가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되며, 상기 뒤차축의 타 단부에 설치되고 상기 제2댐퍼와 대각선 방향에 위치하는 제4댐퍼에는 제2수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제4가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되는 것을 특징으로 할 수도 있다.

또한 본 발명은 전술한 전자제어 현가시스템에서 상기 가속도센서의 감지결과를 이용하여 상기 차량의 거동을 분석하는 제1단계; 상기 분석결과를 피드백하여 상기 댐퍼의 감쇠력을 조절함으로써 상기 차량의 동작을 제어하는 제2단계를 포함하는 차량 동작 제어방법을 제공한다.

상기 차량 동작 제어 방법의 상기 제1단계는, 상기 가속도센서에서 측정한 제1수평방향 가속도를 이용하여 상기 차량의 피치각(pitch angle)을 분석하는 과 정, 상기 가속도센서에서 측정한 제2수평방향 가속도를 이용하여 상기 차량의 롤링각(rolling angle)을 분석하는 과정, 또는 상기 가속도센서에서 측정한 제1수평방향 가속도 및 제2수평방향 가속도를 이용하여 상기 차량의 요레이트(yaw rate)를 분석하는 과정 중에서 적어도 하나의 분석과정을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 센서모듈은 댐퍼에 직접 장착되어 댐퍼의 거동을 보다 정확하게 감지할 수 있기 때문에 그 감지결과를 바탕으로 댐퍼의 감쇠력을 보다 정확하게 제어할 수 있다.

또한 센서모듈에 가속도센서와 상대변위센서를 포함시킴으로써 양 센서의 감지데이터를 비교하여 어느 센서의 고장여부를 확인할 수 있고, 하나의 센서가 고장난 경우에도 다른 센서의 감지결과를 이용하여 댐퍼를 제어할 수 있기 때문에 전자제어식 현가장치의 안정감과 신뢰감을 높일 수 있다.

또한 능동제어 현가시스템이 고려되지 않은 차량이라 하더라도 기존의 댐퍼를 본 발명의 실시예에 따른 댐퍼로 교체함으로써 간단하고 저렴하게 능동제어 현가시스템을 구현할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기 로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 댐퍼(10)를 나타낸 부분 절개 사시도로서, 특히 자기유동성(Magneto-Rheological) 유체를 이용하여 감쇠력을 제어하는 댐퍼를 도시한 것이다.

상기 댐퍼(10)는 내부에 길이방향의 중공부를 가지는 실린더(11), 상기 실린더(11)의 상부로부터 삽입되는 피스톤로드(13), 상기 피스톤로드(13)의 하단부에 연결되어 상기 실린더(11)의 내부에서 왕복운동을 하는 피스톤밸브(12), 상기 실린더(11)의 상단부에 결합되어 상기 실린더(11)를 밀폐하면서 상기 피스톤로드(13)의 상하 직선운동을 가이드하는 로드가이드(14), 피스톤로드(13)의 진출입에 따른 체적보상을 위하여 상기 피스톤밸브(12)의 하부에 설치되는 플로팅피스톤(15)을 포함한다.

자기유동성 유체를 이용하는 댐퍼(10)는 도 2의 개략구성도에 도시된 바와 같이 실린더(11)의 내부에 자기유동성 유체가 충진되는 한편 피스톤밸브(12)에 유체통과공(16)과 상기 유체통과공(16)을 통한 유체의 거동을 제어하기 위한 솔레노이드 코일(17)이 설치된다.

자기유동성 유체는 자화될 수 있는 금속입자를 함유하는 유체로서 주변에 자기장이 발생하면 그 영향으로 겉보기 점도가 달라지는 특성을 가진다. 따라서 상기 솔레노이드 코일(17)에 인가되는 전류를 조절하여 유체통과공(16) 주위의 자기장을 제어함으로써 유체의 유동저항을 조절할 수 있으며, 이를 통해 댐퍼(10)의 감쇠력을 제어할 수 있다.

솔레노이드 코일(17)에 인가되는 전류는 차량의 전자제어장치(ECU)가 센서를 통해 차체의 상태를 감지한 결과를 이용하여 조절된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 차체의 상태를 감지하기 위해 로드가이드(14)에 센서모듈(100)을 결합하며, 상기 센서모듈(100)은 피스톤로드(13)의 움직임을 비접촉식으로 감지하는 상대변위센서와 댐퍼(10)의 수직 또는 수평방향의 가속도를 감지하는 가속도센서를 내장한다.

센서모듈(100)과 로드가이드(14)의 결합관계를 나타낸 도 3의 분해사시도에서 알 수 있듯이, 로드가이드(14)에는 피스톤로드(13)가 결합되는 관통홀(14a)과 외주면에서 상기 관통홀(14a)까지 연통되는 결합홀(18)이 형성된다.

상기 결합홀(18)은 로드가이드(14)의 상면으로 개구되는 한편, 로드가이드(14)의 내주면과 외주면 사이에는 로드가이드(14)의 외주면에 위치하는 결합홀(18)의 입구보다 큰 폭을 가지는 확장부(18a)가 형성된다.

센서모듈(100)은 하우징(110), 하우징(110) 내부에 탑재된 상대변위센서와 가속도센서(도면에는 보이지 않음), 하우징(110)의 외부로 인출되는 케이블(102)을 포함한다.

하우징(110)은 상기 확장부(18a)에 대응하는 돌출부(112)를 구비하며, 따라서 하우징(110)의 돌출부(112)를 상기 확장부(18a)에 삽입한 상태에서 로드가이드(14)의 상부에 고정용 캡(19)을 씌우면 센서모듈(100)이 로드가이드(14)에 안정 적으로 고정된다.

센서모듈(100)을 로드가이드(14)에 고정시키는 방법이 전술한 것에 한정되지는 않으므로 얼마든지 다른 방법으로 로드가이드(14)에 고정시킬 수 있다.

또한 센서모듈(100)을 로드가이드(14)에 장착하지 않고 실린더(11)의 측벽을 관통하여 설치하는 것도 가능하지만, 피스톤로드(13)의 상대변위를 측정하기 위해서는 센서모듈(100)이 피스톤로드(13)에 최대한 근접하여야 하므로 도시된 바와 같이 로드가이드(14)에 설치하는 것이 바람직하다.

한편 로드가이드(14)의 측부에 도시된 바와 같은 결합홀(18)을 형성하지 않고, 로드가이드(14)의 상부에 센서모듈(100)을 고정시키는 것도 가능하며, 다만 이 경우에는 센서모듈(100)을 로드가이드(14)에 고정시킬 수 있는 별도의 고정수단이 필요하다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤로드(13)에서 센서모듈(100)에 의해 감지되는 영역에는 볼록부와 오목부가 교대로 형성된 그루브패턴(20)을 형성한다. 이러한 그루브패턴(20)은 센서모듈(100)에 포함된 상대변위센서가 자기장의 변화를 감지하여 피스톤로드(13)의 상대변위를 감지하기 위한 것이다.

또한 이러한 그루브패턴(20)은 피스톤로드(13)의 이동방향(도면상 상하방향)에 대해 수직방향(도면상 수평방향)으로 형성되고 볼록부와 오목부는 서로 평행하게 형성되고 균일한 크기와 피치를 가지는 것이 바람직하며, 볼록부와 오목부의 피치나 형상은 감지해상도에 따라 적절히 선택될 수 있다.

피스톤로드(13)에 형성된 그루브패턴(20)을 이용하여 상대변위를 감지하는 구체적인 방법은 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 댐퍼(10)의 로드가이드(14)에 장착되는 센서모듈(100)에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(100)의 하우징(110)의 내부에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 수직방향으로 설치되는 제1PCB(120), 상기 제1PCB(120)의 외측에 결합하는 GMR센서(130), 상기 제1 PCB(120)의 내측에 결합하는 영구자석(140)을 포함한다.

제1PCB(120)의 내측으로는 수평방향의 제2PCB(160)가 설치되고, 제2PCB(160)에는 GMR센서(130)의 출력신호를 처리하는 신호처리부(150) 및 기타 부속회로가 탑재된다.

여기서 제1PCB(120), GMR센서(130), 영구자석(140), 신호처리부(150) 등은 피스톤로드(13)의 상대변위를 감지하는 상대변위센서를 구성한다.

댐퍼의 수평방향 또는 수직방향의 가속도를 측정하는 가속도센서(170)는 상대변위센서와는 구분되는 것이어서, 하우징(110)의 내부에 임의의 위치에 고정될 수 있으며 편의상 제2PCB(160) 또는 별도의 PCB에 탑재되는 것이 바람직하다.

제2PCB(160)는 GMR센서(130)가 탑재된 제1PCB(120)와 전기적으로 연결되는 한편, 하우징(110)의 외부로 인출되는 케이블(102)과도 연결된다.

상기 케이블(102)은 GMR센서(130), 신호처리부(150), 가속도센서(170) 등의 동작전원을 공급하는 전원공급선과 신호처리부(150)의 출력신호나 가속도센서(170)의 출력신호를 외부(예, 차량의 ECU)로 전송하는 신호전송선을 포함한다.

가속도센서(170)는 수직방향의 가속도를 감지하는 z축 가속도센서일 수도 있고, z축 및 x축 방향의 가속도를 감지하는 2축 가속도센서일 수도 있고, z축 및 y축 방향의 가속도를 감지하는 2축 가속도센서일 수도 있다.

또한 x축, y축, z축 3개 방향의 가속도를 모두 감지하는 3축 가속도 센서일 수도 있고, 상기 여러 종류의 가속도 센서를 다수 포함할 수도 있다.

다만, 피스톤로드(130)의 움직임을 감지하는 상대변위센서와 상보적인 기능을 수행하기 위해서는 수직방향의 가속도센서, 즉 z축 방향의 가속도센서가 반드시 포함되어야 한다.

이와 같이 댐퍼(10)에 직접 장착되는 센서모듈(100)에 서로 다른 2종류의 센서, 즉, GMR센서(130)를 포함하는 상대변위센서와 가속도센서(170)를 포함시키면 각 센서의 데이터를 비교 연산하여 특정 센서의 고장여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.

예를 들어 차량의 ECU는 가속도센서(170) 및 GMR센서(130)로부터 신호를 수신한 다음, 수직방향 속도데이터로부터 적분연산을 통해 차량 또는 댐퍼의 변위데이터를 2차적으로 획득하고, 변위데이터로부터 미분연산을 통해 차량 또는 댐퍼의 수직방향의 가속도데이터를 2차적으로 획득할 수 있다.

따라서 가속도센서(170)에서 측정된 가속도데이터와 2차적으로 획득된 가속도데이터가 오차범위를 벗어날 정도로 다르거나, GMR센서(130)에서 측정된 변위데이터와 2차적으로 획득된 변위데이터가 오차범위를 벗어날 정도로 다르다면 적어도 하나의 센서에 고장이 발생하였음을 알 수 있다.

또한 하나의 센서가 고장난 것으로 확인되면 나머지 센서의 감지값을 이용하여 댐퍼(10)를 제어할 수 있기 때문에 전자제어식 현가장치의 감쇠력 제어의 안정감과 신뢰감을 높일 수 있다.

한편 이하에서는 GMR센서(130)의 원리 및 이를 이용하여 비접촉식으로 상대변위를 측정하는 방법을 상세히 설명한다.

GMR센서(130)는 주변 자기장의 세기에 따라 내장된 저항소자의 저항값이 달라지는 특성을 이용하는 센서로서, 입력전압이 동일하여도 주변자기장이 달라지면 출력전압이 달라지는 특징이 있다.

GMR센서(130)는 제1PCB(120)에 탑재된 채 로드가이드(14)의 관통홀(14a)에 근접되도록 설치되며, 외부와 격리되도록 하우징(110)의 내부에 설치될 수도 있고, 하우징(110)의 일단에 개구부를 형성하여 외부로 노출시킬 수도 있다.

GMR센서(130)는 여러 가지 형태로 제조될 수 있으며, 도 5의 블록도는 그 일 예를 나타낸 도면이다. 즉, 4개의 저항소자(R1,R2,R3,R4)를 휘스톤 브릿지 형태로 연결하여 GMR센서(130)를 구성하였으며, 이때 상기 저항소자(R1,R2,R3,R4)들은 기판상에 증착된 금속박막으로서 적어도 하나는 주변 자기장의 세기에 따라 저항값 이 달라지는 특성을 가진다.

따라서 GMR센서(130)의 주변에서 자기장이 변하면 휘스톤 브릿지의 저항 균형이 깨지면서 GMR센서(130)에서 소정의 출력전압(Vout)이 발생하게 된다.

도 6은 GMR센서(130)의 출력전압(Vout)이 변하는 과정을 피스톤로드(13)의 움직임에 따라 나타낸 도면이다.

먼저 영구자석(140)을 그루브패턴을 가지는 피스톤로드(13)에 근접 설치한 상태에서 상기 피스톤로드(13)를 이동시키면, 그루브패턴의 볼록부(21)와 오목부(22) 때문에 영구자석(140)과 피스톤로드(13)의 간격이 주기적으로 변하게 되며 이로 인해 영구자석(140)과 피스톤로드(13) 사이의 자기장의 패턴도 주기적으로 변하게 된다.

따라서 영구자석(140)과 피스톤로드(13)의 사이에 GMR센서(130)를 설치하면 이러한 자기장의 변화로 인하여 GMR센서(130)에 내장된 저항소자의 저항값이 달라지면서 출력전압(Vout)이 주기적으로 변동된다.

먼저 GMR센서(130)가 도 5와 같이 연결된 저항소자(R1,R2,R3,R4)를 내장하고 있고, 도 6(a)와 같이 GMR센서(130)가 피스톤로드(13)의 볼록부(21)의 상부에 위치하는 경우에는 각 저항소자(R1,R2,R3,R4)의 저항값이 균형을 이루어 출력전압(Vout)이 제로(0)라고 가정한다.

이어서 도 6(b)와 같이 피스톤로드(13)가 도면상 오른쪽으로 이동하면서 영구자석(140)이 오목부(22)의 상부와 중첩되기 시작하면 자기장의 변화로 인해 GMR 센서(130)의 저항균형이 깨지면서 출력전압(Vout)이 발생하기 시작한다.

출력전압(Vout)은 서서히 증가하다가 GMR센서(130)가 피스톤로드(13)의 오목부(22)의 상부와 많이 중첩되면서 다시 감소하며, 도 6(c)에 도시된 바와 같이 영구자석(140)이 완전히 오목부(22)의 상부에 위치하면 다시 저항균형이 이루어져 출력전압(Vout)이 제로(0)가 된다.

피스톤로드(13)가 도면상 오른쪽으로 계속 이동하여 영구자석(140)이 도 6(d)와 같이 다시 볼록부(21)의 상부와 중첩되기 시작하면 다시 GMR센서(130)의 저항균형이 깨지면서 출력전압(Vout)이 발생하기 시작하는데, 이 경우에 출력전압은 도 6(a)와는 반대의 극성을 가지게 된다.

결국 볼록부(21) 및 오목부(22)의 그루브패턴을 가지는 피스톤로드(13)가 영구자석(130)에 대해 이동하는 동안에 GMR센서(130)는 사인파 형태의 출력전압(Vout)을 연속적으로 발생하게 된다.

신호처리부(150)는 도 7의 회로블록도에 도시된 바와 같이 신호증폭부(152)와 디지털변환부(154)로 구성된다.

신호증폭부(152)는 GMR센서(130)의 출력전압(Vout)을 증폭시키는 역할을 하며, 예를 들어 도 7의 회로에서는 R7/R4, 즉 200배로 증폭된 출력전압(Vout)을 얻을 수 있다.

디지털변환부(154)는 신호증폭부(152)에서 증폭된 신호를 구형파(square wave)로 변환시키는 역할을 한다.

디지털변환부(154)에서 출력되는 구형파의 주파수, 펄스 폭, 오프셋 데이터 등은 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어모듈(미도시)로 전송되고, 제어모듈은 이러한 데이터를 이용하여 피스톤로드(13)의 이동속도나 이동거리를 판단하고 필요한 제어신호를 송출하여 댐퍼(10)의 감쇠력을 피드백제어한다.

한편, 전술한 방식의 GMR센서(130)를 사용하면 피스톤로드(13)의 이동을 감지할 수는 있으나 이동방향을 판별하기는 어렵다는 문제점이 있다.

즉, 도 6(b)와 같이 GMR센서(13)의 출력전압(Vout)이 최고치인 상태에서 출력전압(Vout)이 제로(0)가 된 경우에 도 6(a)의 위치에 있는 것인지 도 6(c)의 위치에 있는 것인지 여부를 판단하기가 어렵다,

이를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 하나의 반도체 칩에 2개의 센서가 포함된 GMR센서(130)를 이용하여 피스톤로드(13)의 이동방향을 감지한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 각각 휘스톤 브릿지를 구성하는 4개의 저항소자들로 이루어진 제1 서브센서(130a)와 제2 서브센서(130b)를 포함하여 하나의 GMR센서(130)를 구성한다.

이때 제1서브센서(130a)와 제2 서브센서(130b)를 동일한 위치에 형성하지 않고 제1 서브센서(130a)의 선단부와 제2 서브센서(130b)의 선단부가 피스톤로드(13)의 이동방향을 따라 소정 간격 이격되도록 형성하면, 제1 서브센서(130a)와 제2 서브센서(130b)에서 출력전압이 발생하는 시점이 달라지기 때문에 이를 이용하여 대상물체의 이동방향을 확인할 수 있다.

즉, 도 8에서 피스톤로드(13)가 도면상 오른쪽으로 이동하면, GMR센서(130)의 하부로 오목부(22)가 접근하면서 제1 서브센서(130a)가 제2서브센서(130b)보다 먼저 오목부(22)의 상부에 위치하게 된다.

따라서 자기장의 변화로 인해 제1 서브센서(130a)에서 먼저 출력전압이 발생하고, 소정 시간 후에 제2 서브센서(130b)에서 출력전압이 발생하게 된다.

이 경우 신호처리부(150)의 출력신호는 도 9a에 도시된 바와 같이 나타나며, 이를 통해 제1 서브센서(130a)의 출력신호(Vout1)가 제2 서브센서(130b)의 출력신호(Vout2)에 비해 시간적으로 앞서는 것을 알 수 있다.

만일 피스톤로드(13)가 도면상 왼쪽으로 이동하면, 제2 서브센서(130b)에서 출력전압이 먼저 발생하고, 소정 시간 후에 제1 서브센서(130a)에서 출력전압이 발생한다.

이 경우 신호처리부(150)의 출력신호를 살펴보면 도 9b에 도시된 바와 같이 제2 서브센서(130b)의 출력신호(Vout2)가 제1 서브센서(130a)의 출력신호(Vout1)에 비해 시간적으로 앞선다.

결국 제1 서브센서(130a)의 출력신호와 제2 서브센서(130b)의 출력신호의 발생순서를 이용하여 피스톤로드(13)의 이동방향을 알 수 있다.

도 10은 2개의 서브센서를 내장하는 GMR센서(130)와 신호처리부(150)의 연결구성을 나타낸 회로블록도이다.

GMR센서(130)는 각 서브센서마다 독립된 출력단자(Vout1, Vout2)를 구비하며, 신호처리부(150)는 GMR센서(130)의 각 출력단자(Vout1, Vout2)의 신호를 독립적으로 처리한 후 구형파로 출력한다.

전술한 구성을 가지는 센서모듈(110)은 피스톤로드(13)의 볼록부(21)와 오목부(22)의 피치를 조절함으로써 해상도를 조절할 수 있으며, 실제 차량용 댐퍼(10)에 장착하는 경우에는 직경 12mm, 길이 25mm 정도의 소형으로 제작하는 것이 가능하다.

또한 이론상으로는 볼록부(21)와 오목부(22) 사이의 피치가 10마이크로미터인 경우에도 피스톤로드(13)의 움직임을 감지할 수 있기 때문에 댐퍼(10)의 감쇠력을 매우 정밀하게 제어할 수 있다.

한편, 피스톤로드(13)는 철을 주성분으로 하기 때문에 내식성을 높이기 위하여 표면에 도금층을 형성하는 것이 바람직하다. 이때 그루브패턴(20)의 오목부를 모두 메울 수 있을 정도의 충분한 두께로 도금층을 형성한 후에 연마를 통해 피스톤로드(13)의 표면을 매끄럽게 가공하는 것이 바람직하다.

그런데 피스톤로드(13)에 이와 같이 도금층을 형성하더라도 센서모듈(100)이 도금층의 하부에 위치하는 오목부(21)와 볼록부(22)의 이동을 감지할 수 있어야 함은 물론이다.

따라서 센서모듈(100)에서 발생한 자기장에 거의 영향을 미치지 않는 크 롬(Cr) 등의 비자성 물질로 도금층을 형성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(100)을 이용하여 차량의 거동을 분석하는 방법을 설명한다.

먼저 설명의 편의를 위하여, 본 명세서에서는 차량의 전후(longitudinal)방향을 x축, 좌우(lateral)방향을 y축, 수직(vertical)방향을 z축으로 정의하고, x축, y축 및 z축의 가속도를 모두 감지할 수 있는 가속도 센서를 3축 가속도센서, x축 및 z축 방향의 가속도를 감지할 수 있는 가속도센서를 x-z축 가속도 센서, y축 및 z축 방향의 가속도를 감지할 수 있는 가속도센서를 y-z축 가속도 센서, z축 방향의 가속도만을 감지할 수 있는 가속도센서를 z축 가속도센서, x-z축 가속도 센서와 y-z축 가속도 센서를 합하여 2축 가속도센서라 칭하기로 한다.

도 11은 차량에서 댐퍼가 장착되어야 하는 모든 위치 예를 들어, 앞차축의 및 뒤차축의 각 단부와 차체의 사이 - 에 본 발명의 실시예에 따른 댐퍼를 설치하되, 각 댐퍼의 센서모듈(100)에 3축 가속도센서가 내장된 경우를 나타낸 도면이다. 도면에서 차량의 각 바퀴 부근에 표시된 화살표는 가속도센서에 의해 감지되는 가속도의 방향을 나타낸 것이다.

이와 같은 방식으로 센서모듈(100)을 설치하면, 차량의 제어모듈(미도시)은 4개의 3축 가속도센서에서 측정한 각 축 방향의 가속도 데이터를 이용하여 차량의 거동을 분석할 수 있다.

예를 들어, 3축 가속도 센서에서 측정한 z축 방향 가속도는 노면상태를 판단하여 노면의 굴곡정도에 따라 각 댐퍼의 감쇠력을 제어하는데 활용될 수 있다.

또한 x축 방향의 가속도는 차량의 가감속 정도와 전후방향의 흔들림 정도, 즉 피치각(pitch angle)을 판단하여 차량의 앞쪽에 설치된 댐퍼와 뒤쪽에 설치된 댐퍼의 감쇠력을 독립적으로 제어하는데 활용되며, 이를 통해 차량의 급출발과 급정거시에 차량의 흔들림을 감소시킬 수 있다.

또한 y축 방향의 가속도는 차량의 횡방향 가속도로서 이를 통해 횡방향의 흔들림 정도, 즉 롤링각(rolling angle)을 판단하여, 차량의 좌측에 설치된 댐퍼와 우측에 설치된 댐퍼의 감쇠력을 독립적으로 제어하는데 활용될 수 있다. 이를 통해 차량이 급회전할 때 흔들림을 감소시킬 수 있다.

또한 x축 방향의 가속도와 y축 방향의 가속도를 이용하여 차량의 무게중심(Center of gravity)에 대한 회전력의 정도, 즉, 요레이트(Yaw Rate)를 추정할 수도 있다. 즉, 각 센서모듈에서 측정한 x방향 가속도와 y방향 가속도를 벡터 합성하면 차량의 무게중심에 대한 토오크를 알 수 있으므로 이를 통해 요레이트를 추정한다.

본 발명의 실시예에 따른 댐퍼(10)를 설치하면 댐퍼(10) 자체에 가속도센서를 포함한 센서모듈(100)이 장착되어 있기 때문에, 차체에 별도의 센서를 설치하지 않더라도 각 댐퍼(10)가 설치된 위치에서의 다양한 가속도 정보를 획득할 수 있다. 또한 이러한 가속도 정보를 이용하여 피치각, 롤링각, 요레이트 등 차량 거동에 관 한 여러 가지 정보를 획득할 수 있다.

종래 방식의 능동제어 현가장치는 전자제어에 필요한 각종 센서(가속도 센서 포함)를 차량의 여러 곳에 임의로 설치해야 했고, 차량 설계시부터 이러한 센서를 장착할 수 있는 공간을 확보하여야 했다.

따라서 이러한 설계사항이 고려되지 않은 보통의 차량에 전자제어 방식을 추가로 구현하는 것은 차량의 구조상 불가능하거나 매우 많은 비용이 소요될 수밖에 없었다.

그러나 본 발명의 댐퍼(10)에는 차량 거동분석에 필요한 센서모듈(100)이 장착되어 있기 때문에, 능동제어 현가시스템이 고려되지 않은 차량이라 하더라도 기존의 댐퍼를 본 발명의 실시예에 따른 댐퍼(10)로 교체함으로써 간단히 능동제어 현가 시스템을 구현할 수 있다.

이 경우 차량의 제어모듈에 거동분석 및 제어에 필요한 프로그램을 업데이트하거나 별도의 제어모듈을 추가적으로 설치하면 된다.

실제로 차량의 댐퍼를 본 발명의 댐퍼(10)로 교체하여 능동제어 현가시스템을 구현하는 것이, 종래 방식의 능동제어 현가시스템을 장착하는 경우에 비하여 비용면에서도 훨씬 저렴하다.

또한 댐퍼 교체만으로 간단히 능동제어 현가시스템을 구현할 수 있기 때문에 적용대상에 제한이 없으며, 따라서 전반적으로 차량운행의 안전성을 크게 제고할 수 있게 된다.

한편 차량의 거동을 보다 완벽하게 분석하기 위해서는 차량의 모든 바퀴에 본 발명의 센서모듈(100)이 장착된 댐퍼(10)를 설치하는 것이 바람직하지만, 설치비용이나 필요도에 따라서는 센서모듈(100)의 설치개수를 줄이거나 센서모듈(100)에 3축 가속도센서가 아닌 다른 종류의 가속도센서를 내장할 수도 있다.

일 예로서 도 12에 도시된 바와 같이 3축 가속도센서를 구비한 본 발명의 댐퍼(10)를 앞 차축의 양 단부에만 하나씩 설치할 수도 있다.

이 경우에도 각 가속도센서에서 측정한 z축 방향의 가속도는 노면상태를 판단하여 댐퍼의 감쇠력을 제어하는데 활용될 수 있다.

또한 x축 방향의 가속도는 차량의 가감속 정도와 피치각(pitch angle)을 판단하여 차량의 앞쪽에 설치된 댐퍼와 뒤쪽에 설치된 댐퍼의 감쇠력을 독립적으로 제어하는데 활용될 수 있다.

또한 y축 방향의 가속도는 차량의 횡방향 가속도로서 이를 통해 롤링각(rolling angle)을 판단하여, 좌측에 설치된 댐퍼와 우측에 설치된 댐퍼의 감쇠력을 적절히 제어하는데 활용될 수 있다.

또한 x축 방향의 가속도와 y축 방향의 가속도는 요레이트(Yaw Rate)를 추정하는 자료로 활용될 수 있다.

가속도센서가 설치되지 않은 후륜의 거동 정보는 예를 들어 같은 x축상에 있는 전륜의 거동정보와 동일한 것으로 추정하거나, 기타 다른 방법을 적용하여 후륜의 거동을 추정한다.

한편 이와 같이 센서모듈(100)을 최소한으로 설치하더라도 거동분석 후에 차량의 동작을 전자적으로 제어하기 위해서는 뒤차축에 설치되는 댐퍼가 적어도 전자제어가 가능한 것이어야 함은 물론이다. 이것은 이하 다른 실시예에서도 마찬가지이다.

다른 예로서 도 13에 도시된 바와 같이 모든 설치위치에 본 발명의 댐퍼(10)를 설치하되, 각 댐퍼(10)에는 2축 가속도센서를 내장한 센서모듈(100)을 장착할 수도 있다.

이 경우 동일한 종류의 2축 가속도센서를 설치하면 x축 또는 y축 가속도 중에서 하나는 파악할 수 없게 된다.

따라서 앞차축의 일 단부에는 z-x축 가속도센서를 배치하고 타 단부에는 z-y축 가속도센서를 배치하는 한편, 뒤차축의 일 단부에는 z-x축 가속도센서를 배치하고 타 단부에는 z-y축 가속도센서를 배치하되 앞차축과 뒤차축에서 서로 동일한 가속도센서는 대각선 방향에 위치하도록 한다,

만일 앞차축의 좌측과 뒤차축의 우측에 x-z축 가속도센서를 설치하였다면, 앞차축의 우측과 뒤차축의 좌측에는 y-z축 가속도센서를 설치한다. 물론 반대의 경우도 가능하다.

이렇게 설치하면 비록 2축 가속도센서를 사용하지만, 차량의 x축 가속도와 y축 가속도를 차량의 앞쪽과 뒤쪽에서 모두 측정할 수 있으므로 차량의 피치각, 롤링각, 요레이트를 추정하는 것이 가능하다.

또 다른 예로서, 도 14에 도시된 바와 같이 2축 가속도센서를 내장한 본 발명의 댐퍼(10)를 앞차축의 양 단부에 하나씩 설치할 수도 있다.

즉, 앞차축의 일단부에는 x-z축 가속도센서를 설치하고, 타단부에는 y-z축 가속도센서를 설치한다.

이 경우 x-z축 가속도센서를 이용하여 차량 전체의 x방향 가속도를 추정하고, y-z축 가속도센서를 이용하여 차량 전체의 y방향 가속도를 추정할 수 있다. 또한 차량의 무게중심에 대한 요레이트도 추정할 수 있다.

도로상태 등의 주행환경이 비교적 양호한 상황이라면 이와 같은 추정을 통해서 차량의 동작을 안정적으로 제어하는 것이 가능하다.

또 다른 예로서, 도 15에 도시된 바와 같이 2축 가속도센서를 내장한 본 발명의 댐퍼(10)를 차량의 앞차축과 뒤차축에 하나씩만 설치하되, 양자가 서로 대각선 방향에 위치하도록 배치할 수도 있다.

즉 차량의 앞쪽에는 x-z축 가속도센서를 설치하고, 차량의 뒤쪽에는 z-y축 가속도센서를 설치한다.

이 경우에도 x-z축 가속도센서를 이용하여 차량 전체의 x방향 가속도를 추정할 수 있고, y-z축 가속도센서를 이용하여 차량 전체의 y방향 가속도를 추정할 수 있다. 또한 차량의 무게중심에 대한 요레이트도 추정할 수 있다.

한편, 이상에서는 자기유동성 유체를 이용하는 댐퍼(10)를 예를 들어 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 다른 종류의 전자제어식 댐퍼에서도 전술한 센서모듈(100)을 직접 결합하여 그 감지결과를 피드백하여 감쇠력을 제어할 수 있음은 당연하다.

또한 이상에서는 차량용 댐퍼에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 실시예가 차량용 댐퍼에 굳이 한정되는 것은 아니므로 항공기 등의 랜딩 기어에 사용되는 댐퍼에도 적용될 수 있고, 굴삭기 등의 건설기기나 산업기기 또는 공장자동화 기기의 댐퍼에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈이 설치된 댐퍼의 부분 절개 사시도

도 2는 MR댐퍼의 작동원리를 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈이 결합된 로드가이드의 분해 사시도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈의 내부구성도

도 5는 GRM센서의 개념도

도 6은 GRM센서가 대상물체의 움직임을 감지하는 원리를 순서대로 나타낸 도면

도 7은 신호처리부의 회로블록도

도 8은 2개의 서브센서를 내장한 GRM 센서가 대상물체를 감지하는 모습을 나타낸 도면

도 9a 및 도 9b는 대상물체의 이동방향에 따라 2개 서브센서의 출력신호가 시간차를 가지는 모습을 나타낸 도면

도 10은 2개의 서브센서를 내장하는 GMR센서와 신호처리부의 연결구성을 나타낸 회로블록도

도 11은 차량의 모든 댐퍼가 3축 가속도센서를 내장한 댐퍼인 경우에 측정되는 가속도를 나타낸 도면

도 12는 3축 가속도센서를 내장한 댐퍼를 차량의 앞차축의 양측에만 설치한 경우에 측정되는 가속도를 나타낸 도면

도 13은 차량의 모든 댐퍼가 2축 가속도 센서를 내장한 댐퍼인 경우에 측정되는 가속도를 나타낸 도면

도 14는 2축 가속도센서를 내장한 댐퍼를 차량의 앞차축의 양측에만 설치한 경우에 측정되는 가속도를 나타낸 도면

도 15는 2축 가속도센서를 내장한 댐퍼를 차량의 앞차축의 일단 및 뒤차축의 타단에 대각선 방향으로 설치한 경우에 측정되는 가속도를 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 댐퍼 11: 실린더

12: 피스톤밸브 13: 피스톤로드

14: 로드가이드 15: 플로팅 피스톤

18: 결합홀 18a: 확장부

19: 고정용 캡 100: 센서모듈

102: 케이블 110: 하우징

112: 돌출부 120: 제1PCB

130: GRM센서 140: 영구자석

150: 신호처리부 152: 신호증폭부

154: 디지털변환부 160: 제2PCB

170: 가속도센서

Claims (17)

1. 내부에 중공부를 가지는 실린더;

   상기 실린더의 상부로부터 삽입되는 피스톤로드;

   상기 피스톤로드의 단부에 연결되어 상기 실린더의 내부에서 왕복운동을 하며, 상하로 관통된 유체통과공을 가지는 피스톤밸브;

   상기 실린더의 상단을 밀폐하며 상기 피스톤로드가 삽입되는 관통홀을 구비하는 로드가이드;

   적어도 z축 방향의 가속도를 감지하는 가속도센서와 상기 피스톤로드의 변위를 감지하는 변위센서를 내장하며, 상기 로드가이드에 결합되는 센서모듈;

   을 포함하는 댐퍼
2. 제1항에 있어서,

   상기 로드가이드에는 외주면에서 상기 관통홀까지 연통되는 결합홀이 형성되고, 상기 센서모듈은 상기 결합홀에 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는 댐퍼
3. 제2항에 있어서,

   상기 결합홀은 상기 로드가이드의 상면으로 개구되고, 상기 로드가이드의 상부에는 상기 결합홀에 삽입된 상기 센서모듈을 고정하기 위한 고정용 캡이 결합되는 것을 특징으로 하는 댐퍼
4. 제2항에 있어서,

   상기 결합홀은 상기 로드가이드의 외주면쪽 입구보다 폭이 큰 확장부를 구비하며, 상기 센서모듈의 하우징에는 상기 센서모듈이 상기 로드가이드로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여 상기 확장부에 삽입되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼
5. 제1항에 있어서,

   상기 피스톤로드의 표면에는 상기 피스톤로드의 이동방향에 대해 수직방향으로 형성되고 다수의 오목부와 다수의 볼록부가 교대로 배치된 그루브패턴이 형성되며,

   상기 변위센서는,

   자기장을 발생시키는 자석;

   상기 자석과 상기 피스톤로드의 사이에 위치하며, 상기 피스톤로드가 이동할 때 상기 그루브패턴으로 인해 발생하는 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 거대 자기저항(GMR) 센서;

   상기 거대자기저항 센서의 출력신호를 처리하여 구형파를 출력하는 신호처리부;

   를 포함하는 비접촉식의 상대변위센서인 것을 특징으로 하는 댐퍼
6. 제5항에 있어서,

   상기 GMR센서는, 제1저항소자 및 제2저항소자의 직렬연결쌍과 제3저항소자 및 제4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 가지며,

   상기 전기적신호는 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항소자 사이의 제1노드와 상기 제3 저항소자 및 상기 제4 저항소자 사이의 제2 노드 간에서 자기장의 변화에 따라 발생하는 출력전압인 것을 특징으로 하는 댐퍼
7. 제5항에 있어서,

   상기 GMR센서는 각각 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 제1 서브센서 및 제2 서브센서를 구비하며,

   상기 제1 서브센서의 선단부와 상기 제2 서브센서의 선단부는 상기 피스톤로드의 이동방향을 따라 이격되어 있어, 상기 피스톤로드가 이동하면 상기 제1 서브센서의 출력신호와 상기 제2 서브센서의 출력신호가 시간차를 두고 생성되는 것을 특징으로 하는 댐퍼
8. 댐퍼에 사용되며 그루브패턴을 가지는 피스톤로드의 상대변위와 상기 댐퍼가 장착된 대상장치의 가속도를 동시에 감지하기 위하여 상기 댐퍼에 장착되는 센서모듈로서,

   자기장을 발생시키는 자석;

   상기 자석과 상기 피스톤로드의 사이에 위치하며, 상기 피스톤로드가 이동할 때 상기 그루브패턴으로 인해 발생하는 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 거대 자기저항(GMR) 센서;

   상기 거대자기저항 센서의 출력신호를 처리하여 구형파를 출력하는 신호처리부;

   적어도 z축방향의 가속도를 감지하는 가속도센서;

   상기 자석, 상기 거대자기저항 센서, 상기 신호처리부 및 상기 가속도센서를 내부에 수용하는 하우징;

   상기 신호처리부의 출력신호 및 상기 가속도센서의 출력신호를 차량의 제어모듈로 전송하기 위해 상기 하우징의 외부로 인출되는 케이블;

   을 포함하는 댐퍼 장착용 센서모듈
9. 차량의 앞차축 및 뒤차축의 각 단부와 차체 사이에 설치되고, 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착된 다수의 댐퍼,

   상기 댐퍼에 내장된 상기 가속도센서의 감지신호를 수신하여 상기 차량의 거동을 분석하고, 상기 댐퍼의 감쇠력을 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 댐퍼로 전송하는 제어모듈

   을 포함하여 이루어지며,

   상기 댐퍼는,

   내부에 중공부를 가지는 실린더와,

   상기 실린더의 상부로부터 삽입되는 피스톤로드와,

   상기 피스톤로드의 단부에 연결되어 상기 실린더의 내부에서 왕복운동을 하며, 상하로 관통된 유체통과공을 가지는 피스톤밸브와;

   상기 실린더의 상단을 밀폐하며 상기 피스톤로드가 삽입되는 관통홀을 구비하며 상기 센서모듈이 결합되는 로드가이드

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 현가 시스템
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,

    상기 다수의 댐퍼에 장착된 상기 센서모듈은 모두 x축, y축 및 z축의 가속도를 측정할 수 있는 3축 가속도센서를 내장한 것을 특징으로 하는 전자제어 현가 시스템
12. 제9항에 있어서,

    상기 다수의 댐퍼 중에서 상기 앞차축의 일단부 및 타단부에 설치되는 제1 댐퍼 및 제2댐퍼에는, x축, y축 및 z축의 가속도를 측정할 수 있는 3축 가속도센서가 내장된 센서모듈이 장착된 것을 특징으로 하는 전자제어 현가 시스템
13. 제9항에 있어서,

    상기 다수의 댐퍼 중에서 상기 앞차축의 일 단부에 설치된 제1댐퍼에는 제1수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제1 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되고,

    상기 앞차축의 타 단부에 설치된 제2댐퍼에는 제2수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제2 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되며,

    상기 뒤차축의 일 단부에 설치되고 상기 제1댐퍼와 대각선 방향에 위치하는 제3댐퍼에는 제1수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제3가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되며,

    상기 뒤차축의 타 단부에 설치되고 상기 제2댐퍼와 대각선 방향에 위치하는 제4댐퍼에는 제2수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제4가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 전자제어 현가 시스템
14. 제9항에 있어서,

    상기 다수의 댐퍼 중에서 상기 앞차축의 일 단부에 설치된 제1댐퍼에는 제1수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제1가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되고,

    상기 앞차축의 타 단부에 설치된 제2댐퍼에는 제2수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제2가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착된 것을 특징으로 하는 전자제어 현가 시스템
15. 제9항에 있어서,

    상기 다수의 댐퍼 중에서 상기 앞차축의 일 단부에 설치된 제1댐퍼에는 제1수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제1 가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되고,

    상기 뒤차축의 일 단부에 설치되고 상기 제1댐퍼와 대각선 방향에 위치하는 제2댐퍼에는 제2수평방향 및 수직방향의 가속도를 측정할 수 있는 제2가속도센서를 내장한 센서모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 전자제어 현가 시스템
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