KR102109475B1 - Actuator of vehicle and apparatus for controlling stability of vehicle with the said actuator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 위치한 기어들을 축방향으로 예압하는 백래시 저감 기구부와 내부에 위치한 모터 근처에 장착되는 위치 센서를 구비하는 차량용 액추에이터 및 이를 구비하는 차량 자세 제어 장치를 제안한다. 본 발명에 따른 차량용 액추에이터는 하우징의 일측에 고정되는 고정형 스태빌라이저 바; 하우징의 타측에 회전 가능하게 장착되는 회전형 스태빌라이저 바; 선기어, 유성기어 및 캐리어를 포함하며 하우징의 내부에 구비되는 다단 유성기어 세트; 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 스테이터와 자력으로 회전하는 로터를 포함하며 하우징의 내부에 구비되는 모터; 및 다단 유성기어 세트 일측에서 선기어를 축방향으로 예압하는 백래시 저감 기구부를 포함한다.The present invention proposes a vehicle actuator having a backlash reduction mechanism for preloading gears located in the axial direction and a position sensor mounted near a motor located therein, and a vehicle attitude control device having the same. A vehicle actuator according to the present invention includes a fixed stabilizer bar fixed to one side of a housing; A rotatable stabilizer bar rotatably mounted on the other side of the housing; A multi-stage planetary gear set including a sun gear, a planetary gear and a carrier and provided inside the housing; A motor including a stator generating magnetic force when a power is applied and a rotor rotating with magnetic force and provided inside the housing; And a backlash reduction mechanism for preloading the sun gear axially on one side of the multi-stage planetary gear set.

Description

차량용 액추에이터 및 이를 구비하는 차량 자세 제어 장치 {Actuator of vehicle and apparatus for controlling stability of vehicle with the said actuator}Vehicle actuator and vehicle attitude control device having same {Actuator of vehicle and apparatus for controlling stability of vehicle with the said actuator}

본 발명은 각측 바퀴를 지지하는 스태빌라이저 바들 사이에 장착되는 액추에이터와 이 액추에이터를 이용하여 차량의 자세를 제어하는 차량 자세 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator mounted between stabilizer bars supporting each side wheel and a vehicle attitude control device for controlling the attitude of a vehicle using the actuator.

ARS(Active Roll Stabilizer)는 스태빌라이저 바(Stabilizer Bar)의 강성을 변화시켜 차량의 안전성 및 승차감을 증대시키는 장치이다. 이러한 ARS는 차량의 선회시 차량 롤을 억제하여 안정성을 증대시키거나 전/후륜의 롤 강성을 배분함으로써 차량의 횡방향 자세를 제어한다. 또한 ARS는 차량의 직진 주행시 스태빌라이저 바의 강성을 저감시켜 노면으로부터의 충격을 저감시킴으로써 승차감을 개선시킬 수 있다.ARS (Active Roll Stabilizer) is a device that increases the safety and riding comfort of a vehicle by changing the stiffness of a stabilizer bar. The ARS controls the lateral attitude of the vehicle by suppressing the vehicle roll when turning the vehicle to increase stability or by distributing the roll stiffness of the front / rear wheels. In addition, the ARS can improve the ride comfort by reducing the stiffness of the stabilizer bar when driving the vehicle straight, thereby reducing the impact from the road surface.

한국공개특허 제2008-0040058호는 좌/우측에 위치한 스태빌라이저 바들로 구성된 ARS에 대하여 기술하고 있다. 그런데 이러한 ARS는 좌우 스태빌라이저 바들 간 동축이나 각종 기어 장치들이 정렬될 때 동축 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.Korean Patent Publication No. 2008-0040058 describes an ARS composed of stabilizer bars located on the left and right sides. However, such ARS has a problem in that coaxial precision is poor when coaxial or various gear devices are aligned between left and right stabilizer bars.

또한 헬리컬 기어를 사용할 경우 추력이 발생하는데, 이때 축간 유격이 있으면 추력에 의해 축방향으로 기어들이 이동하기 때문에 효율 및 소음에 불리한 문제점이 있다.In addition, when a helical gear is used, thrust is generated. At this time, if there is a clearance between the shafts, the gears move in the axial direction by thrust, which is disadvantageous to efficiency and noise.

또한 종래 ARS를 구성하는 액추에이터의 내부에는 모터 회전에 필요한 센서 이외에 스태빌라이저 바의 상대 각도를 파악하기 위한 센서가 없어 차량에 차고 센서나 기타 액추에이터 외부의 신호에 의존해야 하는 문제점도 있다.In addition, there is a problem in that the interior of the actuator constituting the ARS has no sensor for determining the relative angle of the stabilizer bar in addition to the sensor required for motor rotation, and thus the vehicle needs to rely on a signal from a garage sensor or other actuator.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 내부에 위치한 기어들을 축방향으로 예압하는 백래시 저감 기구부와 내부에 위치한 모터 근처에 장착되는 위치 센서를 구비하는 차량용 액추에이터 및 이를 구비하는 차량 자세 제어 장치를 제안함을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, a vehicle actuator having a backlash reduction mechanism for preloading gears located in the axial direction and a position sensor mounted near a motor located inside, and a vehicle attitude control having the same. The object is to propose a device.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned matters, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 하우징의 일측에 고정되는 고정형 스태빌라이저 바; 상기 하우징의 타측에 회전 가능하게 장착되는 회전형 스태빌라이저 바; 선기어, 유성기어 및 캐리어를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 다단 유성기어 세트; 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 스테이터와 상기 자력으로 회전하는 로터를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 모터; 및 상기 다단 유성기어 세트 일측에서 상기 선기어를 축방향으로 예압(pre-load)하는 백래시 저감 기구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액추에이터를 제안한다.The present invention was devised to achieve the above object, a fixed stabilizer bar fixed to one side of the housing; A rotatable stabilizer bar rotatably mounted to the other side of the housing; A multi-stage planetary gear set including a sun gear, a planetary gear and a carrier and provided inside the housing; A motor including a stator generating magnetic force when a power is applied and a rotor rotating with the magnetic force and provided inside the housing; And a backlash reduction mechanism for pre-loading the sun gear in an axial direction on one side of the multi-stage planetary gear set.

바람직하게는, 상기 백래시 저감 기구부는 상기 캐리어로부터 상기 모터를 관통하여 상기 고정형 스태빌라이저 바의 축상 내부에 스프링과 강구를 이용하여 조립된다.Preferably, the backlash reduction mechanism part is assembled by using a spring and a steel ball inside the shaft of the fixed stabilizer bar through the motor from the carrier.

바람직하게는, 상기 차량용 액추에이터는 상기 고정형 스태빌라이저 바와 상기 회전형 스태빌라이저 바 간 상대 각도를 검출하는 위치 센서를 더 포함한다.Preferably, the vehicle actuator further includes a position sensor that detects a relative angle between the fixed stabilizer bar and the rotating stabilizer bar.

바람직하게는, 상기 위치 센서는 상기 하우징 내에서 상기 모터와 상기 고정형 스태빌라이저 바 사이에 장착된다.Preferably, the position sensor is mounted between the motor and the fixed stabilizer bar in the housing.

바람직하게는, 상기 차량용 액추에이터는 상기 모터와 상기 위치 센서에 함께 전원을 공급하는 모터/센서 전원을 더 포함한다.Preferably, the vehicle actuator further includes a motor / sensor power supply that supplies power to the motor and the position sensor together.

바람직하게는, 상기 위치 센서는 감속기에 연결된 상기 백래시 저감 기구부를 통해 얻은 회전력을 기초로 상기 상대 각도를 검출한다.Preferably, the position sensor detects the relative angle based on the rotational force obtained through the backlash reduction mechanism connected to the reducer.

또한 본 발명은 차량의 자세를 제어하는 것으로서, 하우징의 일측에 고정되는 고정형 스태빌라이저 바; 상기 하우징의 타측에 회전 가능하게 장착되는 회전형 스태빌라이저 바; 선기어, 유성기어 및 캐리어를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 다단 유성기어 세트; 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 스테이터와 상기 자력으로 회전하는 로터를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 모터; 상기 다단 유성기어 세트 일측에서 상기 선기어를 축방향으로 예압(pre-load)하는 백래시 저감 기구부; 및 상기 고정형 스태빌라이저 바와 상기 회전형 스태빌라이저 바 간 상대 각도를 검출하는 위치 센서를 포함하는 액추에이터; 상기 상대 각도를 기초로 상기 차량의 롤 각을 검출하는 제1 전자 제어 장치; 및 상기 롤 각을 보상하기 위한 토크를 산출하며, 상기 토크를 기초로 상기 액추에이터를 제어하는 제2 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 자세 제어 장치를 제안한다.In addition, the present invention is to control the posture of the vehicle, a fixed stabilizer bar fixed to one side of the housing; A rotatable stabilizer bar rotatably mounted to the other side of the housing; A multi-stage planetary gear set including a sun gear, a planetary gear and a carrier and provided inside the housing; A motor including a stator generating magnetic force when a power is applied and a rotor rotating with the magnetic force and provided inside the housing; A backlash reduction mechanism unit for pre-loading the sun gear in an axial direction on one side of the multi-stage planetary gear set; And a position sensor detecting a relative angle between the fixed stabilizer bar and the rotating stabilizer bar; A first electronic control device for detecting the roll angle of the vehicle based on the relative angle; And a second electronic control device that calculates torque for compensating the roll angle, and controls the actuator based on the torque.

바람직하게는, 상기 제1 전자 제어 장치는 상기 롤 각으로 상기 차량이 선회할 때 발생되는 비틀림 각을 검출한다.Preferably, the first electronic control device detects a twist angle generated when the vehicle turns at the roll angle.

본 발명은 내부에 위치한 기어들을 축방향으로 예압하는 백래시 저감 기구부와 내부에 위치한 모터 근처에 장착되는 위치 센서를 포함하는 액추에이터 및 이 액추에이터를 포함하는 차량 자세 제어 장치를 구비함으로써 다음 효과를 얻을 수 있다.The present invention can provide the following effects by providing an actuator including a backlash reduction mechanism for preloading gears located in the axial direction and a position sensor mounted near a motor located therein, and a vehicle attitude control device including the actuator. .

첫째, 스태빌라이저 바의 비틀림 각도를 조절하여 차체에서 발생하는 좌우로 쏠리는 롤링을 최소화하여 능동 롤링 억제 효과를 구현 가능하다.First, by controlling the twist angle of the stabilizer bar, it is possible to realize an active rolling suppression effect by minimizing rolling that is generated from the vehicle body to the left and right.

둘째, 롤링 억제로 인해 승객이 느끼는 안정감을 향상시킬 수 있다.Second, it is possible to improve the sense of stability that passengers feel due to rolling suppression.

셋째, 코너링시 차량의 쏠림으로 인하여 승객들의 불편함을 제거하여 승차감을 향상시킬 수 있다.Third, it is possible to improve the ride comfort by eliminating the inconvenience of passengers due to the vehicle being tilted during cornering.

도 1은 ARS(Active Roll Stabilizer) 시스템이 장착된 차량의 하부 개략도이다.
도 2는 ARS 시스템이 장착된 차량과 ARS 시스템이 장착되지 않은 차량을 비교한 비교도이다.
도 3은 차량에 장착되는 ARS 시스템에 대한 제1 예시도이다.
도 4와 도 5는 차량에 장착되는 ARS 시스템에 대한 제2 예시도이다.
도 6은 차량에 장착된 ARS 시스템의 기능도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액추에이터의 내부 구성을 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 액추에이터를 이용하여 차량의 자세를 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 도 7의 액추에이터의 구동 순서를 보여주는 개념도이다.
도 10은 도 9에 도시된 백래시 저감 기구부의 부분 확대도이다.
도 11은 도 9에 도시된 백래시 저감 기구부의 부분 확대 단면도이다.
도 12는 백래시 저감 기구부와 연동되는 동심 정렬 가공부를 도시한 개념도이다.
도 13은 본 발명이 적용되지 않은 차량의 구동을 설명하기 위한 참고도이다.
도 14는 본 발명이 적용된 차량의 구동을 설명하기 위한 참고도이다.
도 15는 차량 선회에 따른 롤 각의 변화를 도시한 그래프이다.
1 is a lower schematic view of a vehicle equipped with an ARS (Active Roll Stabilizer) system.
2 is a comparison diagram comparing a vehicle equipped with an ARS system and a vehicle not equipped with an ARS system.
3 is a first exemplary view of an ARS system mounted on a vehicle.
4 and 5 are second exemplary views of an ARS system mounted in a vehicle.
6 is a functional diagram of an ARS system mounted on a vehicle.
7 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of controlling a posture of a vehicle using the actuator of FIG. 7.
9 is a conceptual diagram showing a driving sequence of the actuator of FIG. 7.
10 is a partially enlarged view of the backlash reduction mechanism shown in FIG. 9.
11 is a partially enlarged cross-sectional view of the backlash reduction mechanism shown in FIG. 9.
12 is a conceptual diagram showing a concentric alignment processing unit interlocked with a backlash reduction mechanism unit.
13 is a reference diagram for explaining driving of a vehicle to which the present invention is not applied.
14 is a reference diagram for explaining driving of a vehicle to which the present invention is applied.
15 is a graph showing a change in roll angle according to vehicle turning.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, although preferred embodiments of the present invention will be described below, the technical spirit of the present invention is not limited to or limited thereto, and can be variously implemented by a person skilled in the art.

도 1은 ARS(Active Roll Stabilizer) 시스템이 장착된 차량의 하부 개략도이다. 그리고 도 2는 ARS 시스템이 장착된 차량과 ARS 시스템이 장착되지 않은 차량을 비교한 비교도이다.1 is a lower schematic view of a vehicle equipped with an ARS (Active Roll Stabilizer) system. And FIG. 2 is a comparison diagram comparing a vehicle equipped with an ARS system and a vehicle not equipped with an ARS system.

ARS 시스템은 스태빌라이저 바(Stabilizer Bar)의 강성을 가변시켜 차량의 안전성 및 승차감을 증대시키는 장치이다. ARS 시스템은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 차량의 선회시 차량 롤을 억제하여 안정성을 증대시키거나 전/후륜의 롤 강성을 배분함으로써 차량의 횡방향 자세를 제어한다. 도 2의 (b)는 ARS 시스템이 장착되지 않은 차량의 예시이다.The ARS system is a device that increases the safety and riding comfort of the vehicle by varying the rigidity of the stabilizer bar. As shown in Fig. 2 (a), the ARS system controls the lateral attitude of the vehicle by suppressing the vehicle roll when turning the vehicle to increase stability or by distributing the roll stiffness of the front / rear wheels. 2B is an example of a vehicle without an ARS system.

또한 ARS 시스템은 차량의 직진 주행시 스태빌라이저 바의 강성을 저감시켜 노면으로부터의 충격을 저감시킴으로써 승차감도 개선시킨다.In addition, the ARS system improves ride comfort by reducing the stiffness of the stabilizer bar when driving the vehicle straight, thereby reducing the impact from the road surface.

도 2의 (a)와 같이 ARS 시스템이 장착된 차량은 액추에이터(110)와 두 스태빌라이저 바들(120, 130)을 포함한다. 액추에이터(110)는 전동 로터리 액추에이터로 구현될 수 있다. 두 스태빌라이저 바들(120, 130) 중에서 어느 하나는 고정형 스태빌라이저 바로 구현되고, 다른 하나는 회전형 스태빌라이저 바로 구현될 수 있다. 두 스태빌라이저 바들(120, 130) 모두 회전형 스태빌라이저 바로 구현되는 것도 가능하다.A vehicle equipped with an ARS system as shown in FIG. 2 (a) includes an actuator 110 and two stabilizer bars 120 and 130. The actuator 110 may be implemented as an electric rotary actuator. One of the two stabilizer bars 120 and 130 may be implemented as a fixed stabilizer bar, and the other may be implemented as a rotating stabilizer bar. It is also possible that both stabilizer bars 120 and 130 are implemented as a rotating stabilizer bar.

본 발명이 적용되는 차량은 ARS 시스템이 장착된 차량으로서, ARS 시스템을 이용하여 차량의 자세를 제어한다. 도 3은 차량에 장착되는 ARS 시스템에 대한 제1 예시도이다.The vehicle to which the present invention is applied is a vehicle equipped with an ARS system, and controls the attitude of the vehicle using the ARS system. 3 is a first exemplary view of an ARS system mounted on a vehicle.

전륜 ARS(Front ARS; 211)는 두 전륜들(FR, FL)을 연결시키는 스태빌라이저 바의 비틀림력을 조절하기 위한 로터리 액추에이터이다. 그리고 후륜 ARS(Rear ARS; 212)는 두 후륜들(RR, RL)을 연결시키는 스태빌라이저 바의 비틀림력을 조절하기 위한 로터리 액추에이터이다.Front ARS 211 is a rotary actuator for adjusting the torsional force of the stabilizer bar connecting the two front wheels FR and FL. And rear ARS (Rear ARS) 212 is a rotary actuator for adjusting the torsional force of the stabilizer bar connecting the two rear wheels (RR, RL).

액추에이터 ECU(220)는 전륜 ARS(211)의 액추에이터와 후륜 ARS(212)의 액추에이터를 구동시키기 위한 ECU이다.The actuator ECU 220 is an ECU for driving the actuator of the front wheel ARS 211 and the actuator of the rear wheel ARS 212.

브레이크 ECU(240)는 ABS(Anti-lock Brake System), ESC(Electronic Stability Control) 등 브레이크와 관련된 동작을 위한 ECU이다. 휠 스피드 센서(Wheel Speed Sensor)는 속도, 전진, 후진, 선회, 정지 등 차량의 상태를 판단하는 센서이다. 휠 스피드 센서에 의해 측정된 값은 브레이크 ECU(240)로 입력된다.The brake ECU 240 is an ECU for an operation related to a brake, such as an anti-lock brake system (ABS) or an electronic stability control (ESC). The wheel speed sensor is a sensor that determines the state of the vehicle such as speed, forward, reverse, turning, and stopping. The value measured by the wheel speed sensor is input to the brake ECU 240.

스티어링 휠 ECU(250)는 차량의 조향 상태를 판단하기 위한 ECU이다. 조향각 센서(Steering Angle Sensor)는 전륜의 좌우로 스티어링 휠이 감긴 위치 등 조향각에 따른 차량의 상태를 판단하기 위해 필요한 센서이다. 조향각 센서에 의해 측정된 값은 스티어링 휠 ECU(250)로 입력된다.The steering wheel ECU 250 is an ECU for determining the steering state of the vehicle. The steering angle sensor is a sensor required to determine the state of the vehicle according to the steering angle, such as a position where the steering wheel is wound to the left and right of the front wheel. The value measured by the steering angle sensor is input to the steering wheel ECU 250.

YR(Yaw Rate sensor; 231)은 차량 수직 축의 동작 판단을 위한 센서이다. YR(231)은 z축 상의 회전을 감지한다.YR (Yaw Rate sensor) 231 is a sensor for determining the motion of the vertical axis of the vehicle. The YR 231 detects rotation on the z-axis.

XG(X axis G sensor; 232)는 차량의 전진 및 후진 가속을 판단하기 위한 가속도 센서이다.XG (X axis G sensor) 232 is an acceleration sensor for determining the forward and backward acceleration of the vehicle.

YG(Y axis G sensor; 233)는 차량의 폭 방향 가속을 판단하기 위한 가속도 센서이다.YG (Y axis G sensor) 233 is an acceleration sensor for determining the acceleration in the width direction of the vehicle.

도 4와 도 5는 차량에 장착되는 ARS 시스템에 대한 제2 예시도이다.4 and 5 are second exemplary views of an ARS system mounted in a vehicle.

도 3에 도시된 ARS 시스템 즉, 제1 실시예에 따른 ARS 시스템에서는 한개의 ECU가 전륜 ARS와 후륜 ARS를 모두 제어한다. 반면 도 4와 도 5에 도시된 ARS 시스템 즉, 제2 실시예에 따른 ARS 시스템에서는 두개의 ECU들(330, 340)이 전륜 ARS(310)와 후륜 ARS(320)를 각각 제어한다.In the ARS system shown in FIG. 3, that is, the ARS system according to the first embodiment, one ECU controls both the front wheel ARS and the rear wheel ARS. On the other hand, in the ARS system shown in FIGS. 4 and 5, that is, the ARS system according to the second embodiment, two ECUs 330 and 340 control the front wheel ARS 310 and the rear wheel ARS 320, respectively.

이때 전륜 ECU(330)는 마스터 ECU(Master ECU)로서 DC-DC 컨버터(350), BMS(Battery Management System; 360) 등 시스템을 총괄 제어하며, 주행 상황에 따라 최적의 토크값을 각각 전륜 ARS(310)와 후륜 ARS(320)로 분배한다.At this time, the front wheel ECU 330 as a master ECU (Master ECU) controls the DC-DC converter 350, a system such as a BMS (Battery Management System; 360), and the optimal torque value for each front wheel ARS ( 310) and rear wheel ARS (320).

제어 로직의 개요는 다음과 같다. 마스터 ECU는 조향각, 차속, 횡가속도 등을 통해 최적의 롤 각을 찾아내고 그러한 롤 각을 얻기 위한 토크값을 계산하여 모터 제어기로 전달한다. 모터 제어기는 전류 제어를 통해 토크를 발생시키고 이를 통해 스태빌라이저 바의 각을 가변시켜 차량의 자세 제어를 수행한다.The outline of the control logic is as follows. The master ECU finds the optimal roll angle through the steering angle, vehicle speed, and lateral acceleration, and calculates the torque value to obtain the roll angle and transmits it to the motor controller. The motor controller generates torque through current control, and thereby changes the angle of the stabilizer bar to perform attitude control of the vehicle.

도 15는 차량 선회에 따른 롤 각의 변화를 도시한 그래프이다. 도 15는 ARS와 일반적인 스태빌라이저 바의 시험 결과를 나타낸 것으로서, 스태빌라이저 바에 비해 ARS가 더 작은 롤 각을 확보함으로써 차량의 선회 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.15 is a graph showing a change in roll angle according to vehicle turning. 15 shows the test results of the ARS and the general stabilizer bar, and it can be confirmed that the ARS secures a smaller roll angle than the stabilizer bar, thereby improving the vehicle's turning stability.

도 6은 차량에 장착된 ARS 시스템의 기능도이다.6 is a functional diagram of an ARS system mounted on a vehicle.

ARS 시스템은 제1 스태빌라이저 바, 제2 스태빌라이저 바, 액추에이터, 제1 전자 제어 장치 및 제2 전자 제어 장치를 포함한다.The ARS system includes a first stabilizer bar, a second stabilizer bar, an actuator, a first electronic control device and a second electronic control device.

제1 스태빌라이저 바는 차량의 일측 바퀴에 연결되는 스태빌라이저 바이다. 제2 스태빌라이저 바는 차량의 타측 바퀴에 연결되는 스태빌라이저 바이다. 제1 스태빌라이저 바와 제2 스태빌라이저 바 중에서 어느 하나는 고정형 스태빌라이저 바로 구현되고 다른 하나는 회전형 스태빌라이저 바로 구현될 수 있다. 제1 스태빌라이저 바와 제2 스태빌라이저 바 모두 회전형 스태빌라이저 바로 구현되는 것도 가능하다.The first stabilizer bar is a stabilizer bar connected to one wheel of the vehicle. The second stabilizer bar is a stabilizer bar connected to the other wheel of the vehicle. One of the first stabilizer bar and the second stabilizer bar may be implemented as a fixed stabilizer bar and the other as a rotating stabilizer bar. It is also possible that both the first stabilizer bar and the second stabilizer bar are implemented as a rotating stabilizer bar.

액추에이터(450)는 제1 스태빌라이저 바와 제2 스태빌라이저 바를 연결시키며 차량의 자세를 제어한다.The actuator 450 connects the first stabilizer bar and the second stabilizer bar and controls the posture of the vehicle.

제1 전자 제어 장치(430)는 주행(410)시 차량에 장착된 센서들(420)로부터 얻은 센싱 정보들(421 ~ 424)을 기초로 차량의 롤 각을 검출한다. 제1 전자 제어 장치(430)는 롤 각을 검출하기 위해 센싱 정보들로 휠 속도 센서에 의한 차량의 휠 속도(422), X축 가속도와 Y축 가속도를 포함하는 차량의 가속도(424), 차량의 요레이트(Yaw rate; 423), 및 조향각 센서(421) 등에 의한 차량의 스티어링 휠 각(421)을 이용한다. 그리고 제1 전자 제어 장치(430)는 롤 각으로 차량이 선회할 때 발생되는 비틀림 각을 검출한다. 제1 전자 제어 장치(430)는 예컨대 도 3에 도시된 브레이크 ECU(240), 스티어링 휠 ECU(250) 등으로도 구현될 수 있다.The first electronic control device 430 detects the roll angle of the vehicle based on the sensing information 421 to 424 obtained from the sensors 420 mounted on the vehicle when driving 410. The first electronic control device 430 is the vehicle's wheel speed 422 by the wheel speed sensor with sensing information to detect the roll angle, the vehicle's acceleration 424 including the X-axis acceleration and the Y-axis acceleration, the vehicle The yaw rate of 423 and the steering wheel angle 421 of the vehicle using the steering angle sensor 421 are used. Then, the first electronic control device 430 detects a twist angle generated when the vehicle turns at the roll angle. The first electronic control device 430 may also be implemented, for example, with the brake ECU 240 and the steering wheel ECU 250 shown in FIG. 3.

제2 전자 제어 장치(440)는 제1 전자 제어 장치(430)에 의해 생성된 토크를 기초로 차량의 롤 각을 보상하기 위한 토크를 산출하며, 이 토크를 기초로 액추에이터(450)를 제어한다. 제2 전자 제어 장치(440)는 도 3에 도시된 액추에이터 ECU(220)로도 구현될 수 있다.The second electronic control device 440 calculates torque for compensating the roll angle of the vehicle based on the torque generated by the first electronic control device 430, and controls the actuator 450 based on the torque. . The second electronic control device 440 may also be implemented with the actuator ECU 220 shown in FIG. 3.

일반적으로 차량의 좌우 선회시 원심력에 의한 쏠림을 줄여 주기 위해 일반적인 스태빌라이저 바가 장착된다.In general, a stabilizer bar is mounted to reduce the displacement caused by centrifugal force when turning the vehicle left and right.

본 발명에서는 이 일반적인 스태빌라이저 바를 중앙에서 절단하고 분리하여 그 위치에 전륜 ARS(211)와 후륜 ARS(212) 등 로터리 액추에이터를 구성하여, 선회시 원심력에 의한 차량의 좌우 쏠림 현상에 대해 로터리 액추에이터를 회전시켜 그에 따른 비틀림력을 발생시킴으로써 양쪽의 스태빌라이저 바를 통해 차량의 자세를 능동적으로 정상 직진 주행 상태와 유사하게 만들어준다.In the present invention, by cutting and separating this general stabilizer bar from the center, a rotary actuator such as a front wheel ARS 211 and a rear wheel ARS 212 is configured to rotate the rotary actuator against the left and right sides of the vehicle due to centrifugal force when turning. By making the torsional force accordingly, the posture of the vehicle is actively made similar to the normal straight driving state through the stabilizer bars on both sides.

주행이 시작되면(410) 차량의 주행에 대한 정보(휠 속도(422)), 좌우 쏠림(요레이트(423), 가속도(424)), 스티어링 휠의 각도(421) 등)가 획득되며, 이 정보들은 각 ECU로 집합되어(430), 로터리 액추에이터를 동작하기 위한 ECU(440)를 통해 로터리 액추에이터로 동작 명령을 전달하게 된다(450).When the driving starts (410), information about driving of the vehicle (wheel speed 422), left and right tilting (yield 423, acceleration 424), steering wheel angle 421, etc. is obtained, and this The information is aggregated to each ECU (430), and an operation command is transmitted to the rotary actuator through the ECU 440 for operating the rotary actuator (450).

액추에이터 양끝에서 연결된 스태빌라이저 바는 좌우 서스펜션에 스태빌라이저 바 링크로 연결되어 있다. 이러한 구조에서 센서들(421 ~ 424)에 수집된 데이터를 분석하여 상황에 맞는 토크가 도출되면 로터리 액추에이터를 통해 이 토크를 출력시켜 능동형 스태빌라이저를 동작시키며, 이로부터 차량의 롤 모멘트를 감소시켜 승차감을 향상시킨다.The stabilizer bars connected at both ends of the actuator are connected to the left and right suspensions by a stabilizer bar link. In this structure, by analyzing the data collected by the sensors 421 to 424, when a torque suitable for the situation is derived, the torque is output through a rotary actuator to operate the active stabilizer, from which the rolling moment of the vehicle is reduced to reduce ride comfort. Improve.

도 13은 본 발명이 적용되지 않은 차량의 구동을 설명하기 위한 참고도이다. 도 13에서 (a)는 정지된 차량을 도시한 것이고, (b)는 오른쪽으로 코너링을 하고 있는 차량을 도시한 것이며, (c)는 왼쪽으로 코너링을 하고 있는 차량을 도시한 것이다.13 is a reference diagram for explaining driving of a vehicle to which the present invention is not applied. In Fig. 13, (a) shows a stationary vehicle, (b) shows a vehicle cornering to the right, and (c) shows a vehicle cornering to the left.

도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 오른쪽으로 코너링을 하고 있는 차량을 정면에서 볼 때, 차량의 선회시 원심력 발생에 의해 오른쪽 휠에 연결된 차체 부품들이 전부 기존의 위치에서 높아지게 되고, 반대로 왼쪽 휠에 연결된 차체 부품들은 기존의 위치에서 낮아지게 되어 차량 실내에서 오른쪽이 높아지고, 왼쪽이 가라앉기 때문에 승객들은 왼쪽으로 쏠리게 된다.As shown in FIG. 13 (b), when the vehicle cornering to the right is viewed from the front, all of the vehicle body parts connected to the right wheel are raised from the existing position due to centrifugal force when the vehicle is turned, and, conversely, the left wheel The body parts connected to are lowered from the existing position, so the right side rises in the vehicle interior, and the left side sinks, so the passengers are shifted to the left side.

도 13의 (c)의 경우 도 13의 (b)의 경우와 모두 반대쪽으로 작용하고 있다.In the case of FIG. 13 (c), all of the cases of FIG. 13 (b) are operated in opposite directions.

도 14는 본 발명이 적용된 차량의 구동을 설명하기 위한 참고도이다. 도 14에서 (a)는 정지된 차량을 도시한 것이고, (b)는 오른쪽으로 코너링을 하고 있는 차량을 도시한 것이며, (c)는 왼쪽으로 코너링을 하고 있는 차량을 도시한 것이다.14 is a reference diagram for explaining driving of a vehicle to which the present invention is applied. 14, (a) shows a stationary vehicle, (b) shows a vehicle cornering to the right, and (c) shows a vehicle cornering to the left.

일반 차량의 스태빌라이저 바를 대신하여 본 발명을 적용한 예시는 도 14에 도시된 바와 같다. 본 발명에서는 상황에 따라 스태빌라이저 바 중간의 액추에이터로 회전 스태빌라이저 바를 비틀어 고정 스태빌라이저 바와 원하는 각도 차이를 발생하도록 회전이 가능하게 고안한다.An example of applying the present invention in place of the stabilizer bar of a general vehicle is as shown in FIG. 14. In the present invention, depending on the situation, the rotating stabilizer bar is twisted with an actuator in the middle of the stabilizer bar to be rotated to generate a desired angle difference between the fixed stabilizer bar and the like.

오른쪽으로 선회시 일반 차량이라면 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 한쪽으로 쏠리는 차량의 자세가 되겠지만, 본 발명을 적용하면 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 높이가 높아진 차량 오른쪽 부분의 스태빌라이저 바를 차 지붕 쪽으로 회전시켜서 차량의 오른쪽의 로워암을 잡아당겨 차량의 오른쪽 부분이 떠오르는 것을 방지하고, 차량의 왼쪽 부분의 스태빌라이저 바는 액추에이터의 상대 회전으로 인해 반대쪽으로 낮아진 높이를 높게 하여 차량 왼쪽 부분이 가라앉음을 방지하여 차량이 왼쪽으로 쏠리는 것을 방지할 수 있다.When turning to the right, the general vehicle will be the attitude of the vehicle that is tilted to one side as shown in FIG. 13 (b), but when the present invention is applied, the height of the vehicle as shown in FIG. 14 (b) is increased. The stabilizer bar is rotated toward the roof of the car to pull the lower arm on the right side of the vehicle to prevent the right side of the vehicle from rising, and the stabilizer bar on the left side of the vehicle increases the height lowered to the opposite side due to the relative rotation of the actuator, thereby increasing the left side of the vehicle. This sinking can be prevented to prevent the vehicle from leaning to the left.

한편 상기와 반대의 경우 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이 차량이 왼쪽으로 선회시 높이가 높아진 차량의 왼쪽 부분의 스태빌라이저 바를 비틀어 왼쪽의 로워암을 잡아당겨서 차량의 높이를 낮춰서 차량 왼쪽이 떠오르는 것을 방지하고, 차량의 오른쪽 부분의 스태빌라이저 바를 상대 운동을 통해서 차 바닥 쪽으로 비틀어 로워암을 밀어서 가라앉은 부분의 높이를 높여서 차량 오른쪽이 가라앉음을 방지하여 차량이 오른쪽으로 쏠리는 것을 방지한다.On the other hand, as shown in FIG. 14 (c), when the vehicle turns to the left, the left side of the vehicle is raised by lowering the height of the vehicle by twisting the stabilizer bar on the left side of the vehicle and pulling the lower arm on the left side. To prevent this, the stabilizer bar in the right part of the vehicle is twisted toward the bottom of the car through relative movement to push the lower arm to increase the height of the sunken part, thereby preventing the right side of the car from sinking, thereby preventing the vehicle from tilting right.

본 발명은 이러한 동작들로 인해 차량의 선회 안정성을 향상시키고, 승객이 느끼는 승차감 항샹을 꾀할 수 있다.The present invention can improve the turning stability of the vehicle due to these movements, and seek a comfortable ride feeling felt by the passenger.

다음으로 내부에 위치한 기어들을 축방향으로 예압하는 백래시 저감 기구부와 내부에 위치한 모터 근처에 장착되는 위치 센서를 구비하는 차량용 액추에이터에 대하여 설명한다.Next, a vehicle actuator having a backlash reduction mechanism for preloading gears located in the axial direction and a position sensor mounted near a motor located inside will be described.

본 발명의 목적을 요약하면 다음과 같다.The purpose of the present invention is as follows.

첫째, 스태빌라이저 바 중간의 로터리 액추에이터를 이용하여 토크를 발생시키고 스태빌라이저 바를 비틀어 차량의 좌우 쏠림을 보상함으로써 차체 안정 보조 기능을 구현한다.First, by using a rotary actuator in the middle of the stabilizer bar, torque is generated and the stabilizer bar is twisted to compensate for the left and right tilt of the vehicle, thereby realizing the vehicle body stability assist function.

둘째, 액추에이터의 기어 장치들의 유격을 줄여 백래시를 제거하고 동심도를 증가시킨다.Second, the clearance of the gear devices of the actuator is reduced to eliminate backlash and increase concentricity.

셋째, 위치 센서와 출력부를 연결하여 차량 상태를 알 수 있고, 모터와 센서의 전원을 같이 공급하도록 전선을 구성한다.Third, it is possible to know the vehicle state by connecting the position sensor and the output, and configure the electric wires to supply the power of the motor and sensor together.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액추에이터의 내부 구성을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an actuator according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에서 제안하는 액추에이터(500)는 회전형 스태빌라이저 바(510), 고정형 스태빌라이저 바(520), 다단 유성기어 세트(530), 모터(540), 백래시 저감 기구부(550), 위치 센서(560) 및 모터/센서 전원(570)을 포함한다.The actuator 500 proposed in the present invention includes a rotating stabilizer bar 510, a fixed stabilizer bar 520, a multi-stage planetary gear set 530, a motor 540, a backlash reduction mechanism 550, and a position sensor 560. And a motor / sensor power supply 570.

모터(540)는 전원이 인가되면 스테이터에 의해 발생된 자력으로 로터를 회전시켜 구동력을 생성하는 부품이다.The motor 540 is a component that generates a driving force by rotating the rotor with magnetic force generated by the stator when power is applied.

다단 유성기어 세트(530)는 선기어, 유성 기어, 캐리어 등으로 구성되며, 단수를 더할수록 기어비가 커지는 감속기 역할을 한다.The multi-stage planetary gear set 530 is composed of a sun gear, a planetary gear, a carrier, etc., and acts as a reducer in which the gear ratio increases as the number of stages is increased.

고정형 스태빌라이저 바(520)는 하우징(580)에 고정된다.The fixed stabilizer bar 520 is fixed to the housing 580.

회전형 스태빌라이저 바(510)는 다단 유성기어 세트(530)의 최종 출력부에 연결되어 모터(540), 감속기 등을 거쳐 회전력이 전달되는 부품이다.The rotating stabilizer bar 510 is a component that is connected to the final output of the multi-stage planetary gear set 530 and transmits rotational force through a motor 540, a reduction gear, and the like.

백래시 저감 기구부(550)는 다단 유성기어 세트(530)를 구성하는 선기어의 축간 유격을 줄여 효율 상승 및 소음을 감소시키는 기능을 한다.The backlash reduction mechanism unit 550 functions to reduce efficiency and noise by reducing the clearance between the shafts of the sun gears constituting the multi-stage planetary gear set 530.

위치 센서(560)는 고정형 스태빌라이저 바(520)와 회전형 스태빌라이저 바(510) 간의 상대 각도를 확인하기 위한 센서이다. 본 실시예에서 위치 센서(560)는 ARS 액추에이터(500) 내부에 장착되어 차량에 센서가 없어도 ARS 액추에이터(500)의 자체적인 센서를 이용하여 고정형 스태빌라이저 바(520)와 회전형 스태빌라이저 바(510) 간의 상대 각도를 검출할 수 있도록 구성되며, 차량의 상태를 파악할 수 있도록 상대 각도를 ECU에 전달한다.The position sensor 560 is a sensor for checking the relative angle between the fixed stabilizer bar 520 and the rotating stabilizer bar 510. In this embodiment, the position sensor 560 is mounted inside the ARS actuator 500, and even if there is no sensor in the vehicle, the stationary stabilizer bar 520 and the rotating stabilizer bar 510 are used by using the sensors of the ARS actuator 500. It is configured to detect the relative angle of the liver, and transmits the relative angle to the ECU so as to grasp the state of the vehicle.

모터/센서 전원(570)는 위치 센서(560)를 모터(540)에 가깝게 배치하여 전원 공급에 대한 와이어링이 수월하도록 구성한다.The motor / sensor power supply 570 is configured to position the position sensor 560 close to the motor 540 to facilitate wiring for power supply.

도 8은 도 7의 액추에이터를 이용하여 차량의 자세를 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of controlling a posture of a vehicle using the actuator of FIG. 7.

먼저 ECU는 액추에이터를 구동시킬 것인지 여부를 판단한다(S610). 차량이 주행을 시작하면 휠 속도, 요레이트, 가속도, 조향각 등 센서에 의해 각종 주행 정보들이 획득된다. ECU는 이 주행 정보들이 수집되면 액추에이터에 동작 명령을 전달한다. 이후 ECU는 액추에이터에 전원을 공급하며(S620), 모터는 공급된 전원을 이용하여 회전력을 발생시킨다(S630).First, the ECU determines whether to drive the actuator (S610). When the vehicle starts driving, various driving information is acquired by sensors such as wheel speed, yaw rate, acceleration, and steering angle. When the ECU collects the driving information, it transmits an operation command to the actuator. Thereafter, the ECU supplies power to the actuator (S620), and the motor generates rotational force using the supplied power (S630).

이후 다단 유성기어 세트가 구동된다(S640). 먼저 1차(1st) 선기어가 회전하고(S641), 이어서 자전 및 공전을 고려하여 1차(1st) 유성 기어가 회전하며, 다음으로 1차 캐리어가 회전한다(S642). 이후 2차 선기어, 2차 유성 기어, 2차 캐리어 등 2차(2nd) 부품들이 회전하고(S643), 이어서 3차(3rd) 부품들이 차례대로 회전한다(S644).Thereafter, the multi-stage planetary gear set is driven (S640). First, the primary (1st) sun gear rotates (S641), then the primary (1st) planetary gear rotates in consideration of rotation and revolution, and then the primary carrier rotates (S642). Subsequently, the secondary (2nd) parts such as the secondary sun gear, the secondary planetary gear, and the secondary carrier rotate (S643), and then the tertiary (3rd) parts rotate in sequence (S644).

3차 캐리어가 회전하면 그 출력이 스태빌라이저 바로 전달되며(S650), 스태빌라이저 바는 스탭바 링크를 통해(S660) 서스펜션 암으로 전달된다(S670). 이와 같이 본 실시예에서는 차량의 좌우 쏠림이 발생할 경우 스태빌라이저 바를 비틀어 그 비틀림력을 링크를 통해 서스펜션에 전달한다.When the tertiary carrier rotates, its output is transmitted directly to the stabilizer (S650), and the stabilizer bar is transmitted to the suspension arm through the step bar link (S660) (S670). As described above, in the present embodiment, when the left and right sides of the vehicle are inclined, the stabilizer bar is twisted to transmit the twisting force to the suspension through a link.

한편 3차 캐리어에 연결된 백래시 저감 기구부는 3차 캐리어의 회전을 이용하여 백래시 저감 기능을 수행한다(S680). 자세하게는, 백래시 저감 기구부는 스프링 압축(S681)을 통해 3차 캐리어, 2차 선기어, 1차 선기어 등에 축방향으로 하중을 가하고(S682), 3차 캐리어, 2차 선기어, 1차 선기어 등의 회전을 통해 백래시를 제거한다(S683).Meanwhile, the backlash reduction mechanism connected to the tertiary carrier performs a backlash reduction function by using rotation of the tertiary carrier (S680). In detail, the backlash reduction mechanism unit applies an axial load to the tertiary carrier, secondary sun gear, primary sun gear, etc. through spring compression (S681) (S682), rotation of the tertiary carrier, secondary sun gear, primary sun gear, etc. Remove the backlash through (S683).

이후 위치 센서는 백래시 저감 기구부를 통해 스태빌라이저 바들 간 상대 각도를 검출하여 ECU에 제공한다(S690).Thereafter, the position sensor detects the relative angle between the stabilizer bars through the backlash reduction mechanism and provides it to the ECU (S690).

본 발명에 따른 액추에이터는 능동형 스태빌라이저 바를 작동시키는 액추에이터로서, 도 7에 도시된 바와 같이 회전형 스태빌라이저 바(510), 다단 유성기어 세트(530), 모터(540), 고정형 스태빌라이저 바(520)의 순서로 조립된다.The actuator according to the present invention is an actuator for operating the active stabilizer bar, as shown in FIG. 7, the order of the rotating stabilizer bar 510, the multi-stage planetary gear set 530, the motor 540, and the fixed stabilizer bar 520 Is assembled into.

액추에이터(500) 내부 기어 장치들의 유격을 줄이고 백래시를 감소시켜 소음을 줄이고 효율을 높이기 위해, 백래시 저감 기구부(550)는 3단 캐리어(1차 캐리어, 2차 캐리어 및 3차 캐리어를 포함하는 구성)로부터 모터(540)를 관통하여 반대편 고정형 스태빌라이저 바(520) 축상 내부에 스프링과 강구로 조립된다.In order to reduce the clearance of the gear units inside the actuator 500 and reduce the backlash to reduce noise and increase efficiency, the backlash reduction mechanism unit 550 has a three-stage carrier (configuration including a primary carrier, a secondary carrier, and a tertiary carrier) It penetrates the motor 540 from the opposite fixed stabilizer bar 520 is assembled with a spring and a steel ball inside the shaft.

백래시 저감 기구부(550)는 다단 유성기어 세트(530)의 선기어를 축방향으로 예압을 주어 헬리컬 기어에서 발생되는 추력을 줄여 기어 장치의 유격을 줄인다.The backlash reduction mechanism unit 550 reduces the thrust generated in the helical gear by preloading the sun gear of the multi-stage planetary gear set 530 in the axial direction, thereby reducing the clearance of the gear device.

모터(540)와 고정형 스태빌라이저 바(520) 사이에는 위치 센서(560)가 있고, 감속기와 연결된 백래시 저감 기구부(550)를 통해 회전력이 위치 센서(560)에 전달되어 고정형 스태빌라이저 바(520)와 회전형 스태빌라이저 바(510) 사이의 위치(각도) 상태를 알 수 있고, ARS 액추에이터만으로도 차량의 좌/우측 쏠림 상태를 파악할 수 있도록 한다.There is a position sensor 560 between the motor 540 and the fixed stabilizer bar 520, and the rotational force is transmitted to the position sensor 560 through the backlash reduction mechanism unit 550 connected to the reducer and rotates with the fixed stabilizer bar 520. The position (angle) state between the typical stabilizer bars 510 can be known, and the left / right leaning state of the vehicle can be grasped only with the ARS actuator.

도 9는 도 7의 액추에이터의 구동 순서를 보여주는 개념도이다.9 is a conceptual diagram showing a driving sequence of the actuator of FIG. 7.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 액추에이터는 백래시 저감 기구부와 위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 전원을 인가하면(S710) 모터에서 회전력이 발생되며(S720) 기어를 통해 토크를 증대시킨 회전력을 발생시켜(S730) 스탭바에 회전력을 전달한다(S740). 최종적으로 차량 서스펜션까지 회전력을 전달하여 차량의 자세를 제어한다.As described above, the actuator according to the present invention is characterized by including a backlash reduction mechanism part and a position sensor. When power is applied (S710), a rotational force is generated in the motor (S720), and a rotational force that increases torque through a gear is generated (S730), and the rotational force is transmitted to the staff bar (S740). Finally, the rotational force is transmitted to the vehicle suspension to control the attitude of the vehicle.

도 10은 도 9에 도시된 백래시 저감 기구부의 부분 확대 사시도이다. 그리고 도 11은 도 9에 도시된 백래시 저감 기구부의 부분 확대 단면도이다.10 is a partially enlarged perspective view of the backlash reducing mechanism shown in FIG. 9. And FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of the backlash reduction mechanism shown in FIG. 9.

위치 센서는 위치 센서 고정부(764)와 자석 형태의 위치 센서 회전부(761)로 구성된다.The position sensor is composed of a position sensor fixing part 764 and a magnet type position sensor rotating part 761.

백래시 저감 기구부는 백래시 감소 및 위치 센서 연결 로드(763), 백래시 감소용 스프링(765), 회전 및 스프링 고정용 강구(766) 등으로 구성되어 있으며, 로드(763)의 한쪽은 3단 캐리어와 연결되어 있어 회전력을 반대편으로 전달할 수 있도록 되어 있다.The backlash reduction mechanism comprises a backlash reduction and position sensor connecting rod (763), a backlash reduction spring (765), a rotating and spring fixing steel ball (766), and one end of the rod (763) connected to a three-stage carrier It is designed to transmit the rotational force to the other side.

본 발명에서는 백래시 저감 기구부의 로드(763)를 통해 반대편으로 전달되는 회전부를 위치 센서의 회전부(761)와 연결하여 좌우 스탭바의 각도 차이를 검출할 수 있도록 하였다. 기존의 ARS 액추에이터에는 위치 센서가 포함되지 않아서, 차량에 장착된 센서들로 차량의 좌우 쏠림 상태 등을 유추하였으나, 본 발명에 따르면 차량 센서가 없더라도 액추에이터 자체의 센서만으로 차량의 상태를 확인하는 것이 가능해진다.In the present invention, the angle difference between the left and right stepbars can be detected by connecting the rotating part transmitted to the opposite side through the rod 763 of the backlash reduction mechanism part with the rotating part 761 of the position sensor. Since the existing ARS actuator does not include a position sensor, the sensors mounted on the vehicle infer the left and right tilt states of the vehicle, but according to the present invention, even without the vehicle sensor, it is possible to check the state of the vehicle only with the sensor of the actuator itself. Becomes

한편 도 9에서 도면부호 762는 모터 구동력이 전달되는 경로를 표시한다.Meanwhile, reference numeral 762 in FIG. 9 denotes a path through which the motor driving force is transmitted.

도 12는 백래시 저감 기구부와 연동되는 동심 정렬 가공부를 도시한 개념도이다.12 is a conceptual diagram showing a concentric alignment processing unit interlocked with a backlash reduction mechanism unit.

반대편으로 연결된 로드는 스프링 및 강구와 연결되어 스프링에 의해 축하중을 발생시킨다. 그리고 헬리컬 기어로 구성된 3단 유성기어 감속기의 축간 유격을 감소시켜, 백래시를 제거한다. 이때 각 선기어와 45도 면접촉으로 이루어진 동심 정렬 가공부(771, 772)를 통해 각 선기어들의 동심도를 높인다.The rod connected to the opposite side is connected to the spring and the steel ball to generate the axial load by the spring. And the clearance between the shafts of the three-speed planetary gear reducer composed of helical gears is reduced to eliminate backlash. At this time, the concentricity of each sun gear is increased through the concentric alignment processing parts 771 and 772 made of 45 ° surface contact with each sun gear.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The fact that all components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the object scope of the present invention, all of the components may be selectively combined and operated. In addition, although all of the components may be implemented by one independent hardware, a part or all of the components are selectively combined to perform a part or all of functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. In addition, such a computer program is stored in a computer readable recording medium (Computer Readable Media), such as a USB memory, CD disk, flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing an embodiment of the present invention. The recording medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, all terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, unless otherwise defined in the detailed description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not to be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments and the accompanying drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain the scope of the technical spirit of the present invention. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (8)

하우징의 일측에 고정되는 고정형 스태빌라이저 바;
상기 하우징의 타측에 회전 가능하게 장착되는 회전형 스태빌라이저 바;
선기어, 유성기어 및 캐리어를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 다단 유성기어 세트;
전원이 인가되면 자력을 발생시키는 스테이터와 상기 자력으로 회전하는 로터를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 모터; 및
상기 다단 유성기어 세트 일측에서 상기 선기어를 축방향으로 예압(pre-load)하는 백래시 저감 기구부를 포함하고,
상기 백래시 저감 기구부는 상기 캐리어로부터 상기 모터를 관통하여 상기 고정형 스태빌라이저 바의 축상 내부에 스프링과 강구를 이용하여 조립되며,
상기 강구는 상기 스프링을 고정하는 것을 특징으로 하는 차량용 액추에이터.
A fixed stabilizer bar fixed to one side of the housing;
A rotatable stabilizer bar rotatably mounted to the other side of the housing;
A multi-stage planetary gear set including a sun gear, a planetary gear and a carrier and provided inside the housing;
A motor including a stator generating magnetic force when a power is applied and a rotor rotating with the magnetic force and provided inside the housing; And
On the one side of the multi-stage planetary gear set includes a backlash reduction mechanism for pre-loading the sun gear in the axial direction,
The backlash reduction mechanism part is assembled by using a spring and a steel ball inside the shaft of the fixed stabilizer bar through the motor from the carrier,
The steel ball is a vehicle actuator, characterized in that for fixing the spring.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 고정형 스태빌라이저 바와 상기 회전형 스태빌라이저 바 간 상대 각도를 검출하는 위치 센서
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액추에이터.
According to claim 1,
Position sensor for detecting the relative angle between the fixed stabilizer bar and the rotating stabilizer bar
Vehicle actuator characterized in that it further comprises.
제 3 항에 있어서,
상기 위치 센서는 상기 하우징 내에서 상기 모터와 상기 고정형 스태빌라이저 바 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 액추에이터.
The method of claim 3,
The position sensor is a vehicle actuator, characterized in that mounted between the motor and the fixed stabilizer bar in the housing.
제 4 항에 있어서,
상기 모터와 상기 위치 센서에 함께 전원을 공급하는 모터/센서 전원
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액추에이터.
The method of claim 4,
Motor / sensor power supply that supplies power to the motor and the position sensor together
Vehicle actuator characterized in that it further comprises.
제 3 항에 있어서,
상기 위치 센서는 감속기에 연결된 상기 백래시 저감 기구부를 통해 얻은 회전력을 기초로 상기 상대 각도를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 액추에이터.
The method of claim 3,
The position sensor is a vehicle actuator, characterized in that for detecting the relative angle based on the rotational force obtained through the backlash reduction mechanism connected to the reducer.
차량의 자세를 제어하는 것으로서, 하우징의 일측에 고정되는 고정형 스태빌라이저 바; 상기 하우징의 타측에 회전 가능하게 장착되는 회전형 스태빌라이저 바; 선기어, 유성기어 및 캐리어를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 다단 유성기어 세트; 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 스테이터와 상기 자력으로 회전하는 로터를 포함하며 상기 하우징의 내부에 구비되는 모터; 상기 다단 유성기어 세트 일측에서 상기 선기어를 축방향으로 예압(pre-load)하는 백래시 저감 기구부; 및 상기 고정형 스태빌라이저 바와 상기 회전형 스태빌라이저 바 간 상대 각도를 검출하는 위치 센서를 포함하는 액추에이터;
상기 상대 각도를 기초로 상기 차량의 롤 각을 검출하는 제1 전자 제어 장치; 및
상기 롤 각을 보상하기 위한 토크를 산출하며, 상기 토크를 기초로 상기 액추에이터를 제어하는 제2 전자 제어 장치를 포함하고,
상기 백래시 저감 기구부는 상기 캐리어로부터 상기 모터를 관통하여 상기 고정형 스태빌라이저 바의 축상 내부에 스프링과 강구를 이용하여 조립되며,
상기 강구는 상기 스프링을 고정하는 것을 특징으로 하는 차량 자세 제어 장치.
As to control the attitude of the vehicle, a fixed stabilizer bar fixed to one side of the housing; A rotatable stabilizer bar rotatably mounted to the other side of the housing; A multi-stage planetary gear set including a sun gear, a planetary gear and a carrier and provided inside the housing; A motor including a stator generating a magnetic force when a power is applied and a rotor rotating with the magnetic force and provided inside the housing; A backlash reduction mechanism unit for pre-loading the sun gear in an axial direction on one side of the multi-stage planetary gear set; And a position sensor detecting a relative angle between the fixed stabilizer bar and the rotating stabilizer bar;
A first electronic control device for detecting the roll angle of the vehicle based on the relative angle; And
Comprising a torque for compensating the roll angle, and a second electronic control device for controlling the actuator based on the torque,
The backlash reduction mechanism part is assembled by using a spring and a steel ball inside the shaft of the fixed stabilizer bar through the motor from the carrier,
The steel ball is a vehicle attitude control device, characterized in that for fixing the spring.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 전자 제어 장치는 상기 롤 각으로 상기 차량이 선회할 때 발생되는 비틀림 각을 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 자세 제어 장치.
The method of claim 7,
The first electronic control device detects a twist angle generated when the vehicle is turning at the roll angle.
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