KR20040101818A - Electro-motive actuator for controling rear wheel toe angle of the vehicles - Google Patents

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KR20040101818A
KR20040101818A KR1020030033666A KR20030033666A KR20040101818A KR 20040101818 A KR20040101818 A KR 20040101818A KR 1020030033666 A KR1020030033666 A KR 1020030033666A KR 20030033666 A KR20030033666 A KR 20030033666A KR 20040101818 A KR20040101818 A KR 20040101818A
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권병수
윤상호
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주식회사 만도
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D17/00Means on vehicles for adjusting camber, castor, or toe-in
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2200/00Indexing codes relating to suspension types
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Abstract

PURPOSE: An electric actuator for controlling the toe angle of a rear wheel for a vehicle is provided to increase resolving power of an encoder disc and to reduce the total volume of an encoder by forming a circular disc of the encoder like a magnet ring shape by a polarizing process and detecting a magnet of a magnet disc by a hall sensor. CONSTITUTION: An electric actuator mounted at one end of a rear cross member to secure stability of a traveling vehicle by controlling toe angle of a rear wheel is composed of a DC(Direct Current) motor(40) combined to a rear end of a housing(45); a ball screw(42) joined rotatively in a hollow hole(58) of the housing by the DC motor; a bearing(46) press-fitting between the ball screw and the housing; a ball nut(61) screw-combined to the ball screw; a rod(41) disposed at the ball nut in the front end direction of the housing to rectilinearly move; and an encoder(10) installed at the end of the ball screw in the rotational direction to control displacement of the rod. The encoder comprises a magnet disc(11) having N or S pole formed alternatively around a concentric disc by a polarizing process and a hall sensor(12) for detecting a position of the rod by sensing the polarity of the magnet disc.

Description

차량의 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터{ELECTRO-MOTIVE ACTUATOR FOR CONTROLING REAR WHEEL TOE ANGLE OF THE VEHICLES}ELECTROL-MOTIVE ACTUATOR FOR CONTROLING REAR WHEEL TOE ANGLE OF THE VEHICLES

본 발명은 차량의 주행 상태에 따라 능동적으로 전동식 액츄에이터를 이용하여 차량 후륜의 토우 각(Toe Angle)을 가변하여 주행중인 차량의 안정성을 확보하는 후륜 토우각 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔코더의 원형 디스크를 착자공정으로 마그네트 링 형상으로 형성하고, 홀 센서로 마그네트 디스크를 감지함으로써 엔코더 디스크의 분해능을 높일 수 있으며, 엔코더의 전체 부피를 대폭적으로 축소할 수 있는 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a rear wheel toe angle control device which secures stability of a vehicle while driving by varying a toe angle of a rear wheel of an automobile actively using an electric actuator according to a driving state of a vehicle, and more particularly, to an encoder. Of circular disks in the magnetizing process by magnetizing process, and the Hall sensor detects the magnet disks to increase the resolution of the encoder disks, and the electric actuator for rear wheel toe angle control that can greatly reduce the total volume of the encoder. will be.

차량에 있어서의 현가장치(Suspension)는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 트레일링 암과 너클, 컨트롤 암 등으로 구성되어 있다.Suspension in a vehicle exists between a vehicle body and a wheel, and is a device that connects the two rigid bodies using one or more links, and is composed of a trailing arm, a knuckle, and a control arm.

이러한 현가장치는 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전 행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 셋째, 불규칙한 노면의 주행 시 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동 시 차량의 안정성을 확보할 수 있어야 한다.Such a suspension device firstly effectively blocks the irregular input of the road surface generated while driving the vehicle to provide a comfortable riding comfort of the occupant, and secondly, controls the vehicle body movement caused by the driver's driving behavior and the curvature of the road. Convenience should be provided, and third, it should be possible to secure the stability of the vehicle during turning and braking driving by maintaining the vertical load on the tire ground plane at an appropriate level when driving on irregular roads.

한편, 차량 선회 시 (Toe Out) 경향이 나타나 조정성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 최근에 후륜 컨트롤 아암의 길이를 신축시켜 선회 시 후륜을 토우인(Toe In)으로 유도하여 조종 안정성을 향상하고자 하는 AGCS(Active Geometry Controlled System)가 장착된 후륜 토우각 제어장치가 개발되어 있다.Meanwhile, in order to solve the problem of inadequate adjustment due to a tendency to toe out of the vehicle, the AGCS has recently expanded the length of the rear wheel control arm and induces the rear wheel to toe in turning to improve steering stability. A rear wheel toe angle controller with Active Geometry Controlled System has been developed.

도 1은 종래기술의 AGCS 시스템이 장착된 후륜 토우 각 제어장치의 구성 사시도이며, 도 2는 종래기술에 따른 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view of a rear wheel toe angle control device equipped with a AGCS system of the prior art, Figure 2 is a cross-sectional view showing the electric actuator for rear wheel toe angle control according to the prior art.

도시된 바와 같이, 후륜(30)은 리어 크로스 멤버(31)에 현가 지지되며, 후륜(30)을 지지하는 너클(32)은 차폭방향으로는 컨트롤 아암(33)에 지지되고, 차체의 길이 방향으로는 미도시된 트레일링 아암에 의하여 지지되며, 상하방향으로는 스프링(34)과 쇽 업소버(35)에 의해 지지된다.As shown, the rear wheel 30 is suspended from the rear cross member 31, the knuckle 32 supporting the rear wheel 30 is supported by the control arm 33 in the vehicle width direction, and the longitudinal direction of the vehicle body. Is supported by a trailing arm, not shown, and is supported by a spring 34 and shock absorber 35 in the vertical direction.

후륜 토우 각 제어장치는 리어 크로스 멤버(31) 일단에 설치되어 DC 모터(40)의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 전동식 액츄에이터(36)와, 전동식 액츄에이터(36)의 구동에 따라 후륜(30)의 토우 각을 조절하는 링크 기구(37)로 구성된다.The rear wheel toe angle control device is installed at one end of the rear cross member 31 to convert the rotational motion of the DC motor 40 into linear reciprocating motion, and the rear wheel 30 according to the driving of the electric actuator 36. And a link mechanism 37 for adjusting the toe angle of

링크 기구(37)는 리어 크로스 멤버(31)의 일단에 힌지결합되며 그 일단은 전동식 액츄에이터(36)와 링크 결합되고 그 타단은 보조 링크(38)에 링크 결합되는 컨트롤 레버(39)와, 컨트롤 레버(39)의 타단과 후륜 너클(32) 사이에 연결되어 전동식 액츄에이터(36)의 구동력을 후륜에 전달하는 보조 링크(38)로 구성된다.The link mechanism 37 is hingedly coupled to one end of the rear cross member 31, one end thereof being coupled to the electric actuator 36, and the other end thereof to be connected to the auxiliary link 38 by a control lever 39. It is composed of an auxiliary link 38 connected between the other end of the lever 39 and the rear wheel knuckle 32 to transmit the driving force of the electric actuator 36 to the rear wheel.

한편, 전동식 액츄에이터(36)는 하우징(45)의 후단부에 결합되는 DC 모터(40)와, 하우징(45)의 중공 홀(58) 내부에 회전가능하게 결합되는 볼 스크류(42)와, 볼 스크류(42)에 나사결합되는 볼 너트(61)와, 하우징(45)의 전단부방향으로 볼 너트(61)에 설치되어 직선운동 가능하도록 결합된 로드(41)와, 리미트 센서(43), 엔코더(44) 등으로 구성된다.Meanwhile, the electric actuator 36 includes a DC motor 40 coupled to the rear end of the housing 45, a ball screw 42 rotatably coupled to the inside of the hollow hole 58 of the housing 45, and a ball. A ball nut 61 screwed to the screw 42, a rod 41 mounted to the ball nut 61 in the direction of the front end of the housing 45 and coupled to allow the linear movement, a limit sensor 43, The encoder 44 etc. are comprised.

볼 스크류(42)의 일단은 DC 모터(40)의 모터 축(51)과 스플라인 결합되어 DC 모터(40)의 회전운동이 볼 스크류(42)에 전달된다. 한편, 볼 스크류(42)와 나사결합된 볼 너트(61)가 볼 스크류(42)의 회전운동에 따라 직선방향으로 움직인다. 이와 같은 볼 너트(61)의 직선운동은 하우징(45)의 전단부 방향으로 돌출된 로드(41)를 직선운동 시킨다. 로드(41)의 직선운동은 로드(41)의 일단에 돌출된 돌기(미도시됨)가 중공부(58)의 하단에 마련된 가이드(62)에 슬라이딩 결합되어 볼 스크류(42)의 회전운동이 로드(41)의 직선운동으로 전달된다. 볼 스크류(42)는 베어링(46)을 매개로 하우징(45)에 압입되어 고정된 상태로 회전되며, 베어링(46)은 베어링 스토퍼(47)에 의해 하우징(45)에 고정된다.One end of the ball screw 42 is splined with the motor shaft 51 of the DC motor 40 so that the rotational movement of the DC motor 40 is transmitted to the ball screw 42. Meanwhile, the ball nut 61 screwed with the ball screw 42 moves in a linear direction according to the rotational movement of the ball screw 42. The linear motion of the ball nut 61 linearly moves the rod 41 protruding in the direction of the front end of the housing 45. The linear motion of the rod 41 is a projection (not shown) projecting at one end of the rod 41 is slidingly coupled to the guide 62 provided at the lower end of the hollow portion 58, so that the rotational movement of the ball screw 42 is It is transmitted by the linear motion of the rod 41. The ball screw 42 is pressed into the housing 45 via the bearing 46 and rotated in a fixed state, and the bearing 46 is fixed to the housing 45 by the bearing stopper 47.

하우징(45)의 상단부에는 포토 인터럽터(48)가 설치된 회로기판 장착을 위한 제 1 개구부(53)가 형성되며, 포토 인터럽터(48)는 엔코더 디스크(49)의 톱니형 슬릿을 감지하여 전기적 펄스를 출력한다. 엔코더 디스크(49)는 DC 모터(40)의 모터 축(51) 상에 설치되어 회전된다.A first opening 53 for mounting a circuit board on which the photo interrupter 48 is installed is formed at the upper end of the housing 45, and the photo interrupter 48 detects a toothed slit of the encoder disk 49 to generate an electrical pulse. Output The encoder disk 49 is installed and rotated on the motor shaft 51 of the DC motor 40.

또한, 하우징(45) 상단부에는 리미트 센서(43)가 설치된 회로기판 장착을 위한 제 2 개구부(54)가 형성되며, 리미트 센서(43)는 로드(41)의 초기 위치(입입된 위치)와 최종 위치(인출된 위치)를 제한할 수 있도록 2개소에 설치된다. 이와 같은 리미트 센서(43)는 2개의 광학 센서(43a, 43b)로 이루어지며, 광학센서(43a, 43b)는 로드(41)의 일단에 설치된 반사부(43c)로 빛을 주사시켜 반사되는 빛을 감지한다.In addition, a second opening 54 for mounting a circuit board on which the limit sensor 43 is installed is formed at an upper end of the housing 45, and the limit sensor 43 is formed at the initial position (inset position) and the final position of the rod 41. It is installed in two places to limit the position (drawed position). The limit sensor 43 is composed of two optical sensors 43a and 43b, and the optical sensors 43a and 43b reflect light by scanning light to the reflecting portion 43c provided at one end of the rod 41. Detect.

한편, 하우징(45)의 중공 홀(58) 내부에 로드 스토퍼(59)가 볼 스크류(42)의 나사산 형성부 시작 위치에 회전 직각 방향으로 설치되어 로드(41)가 더 이상 인입되는 것을 차단한다.On the other hand, the rod stopper 59 is installed in the hollow hole 58 of the housing 45 in the rotational orthogonal direction at the starting position of the thread forming portion of the ball screw 42 to block the rod 41 from being pulled in any further. .

하우징(45) 하부에는 설치 브라켓(60)이 결합되어 전동식 액츄에이터(36)를 리어 크로스 멤버(31)의 일단에 고정 설치하기에 용이하도록 되어 있다.The mounting bracket 60 is coupled to the lower portion of the housing 45 so that the electric actuator 36 can be easily fixed to one end of the rear cross member 31.

이와 같이 구성된 전동식 액츄에이터(36)는 DC 모터(40)의 구동에 의해 모터 축(51)이 정역 회전하며, 모터 축(51)과 연결된 엔코더 디스크(49)가 회전을 하며, 모터 축(51)과 스플라인 결합된 볼 스크류(42)의 회전운동에 의해 로드(41)가 직선운동한다. 로드(41)의 직선 변위 측정은 엔코더 디스크(49)의 회전량과 로드(41)에 형성된 피치 크기의 비율에 의해 측정된다. 이때 리미트 센서(43)는 직선운동을 하는 로드(41)의 작동 범위를 규제한다.In the electric actuator 36 configured as described above, the motor shaft 51 is rotated forward and backward by the driving of the DC motor 40, the encoder disk 49 connected to the motor shaft 51 rotates, and the motor shaft 51 is rotated. The rod 41 linearly moves by the rotational movement of the spline-coupled ball screw 42. The linear displacement measurement of the rod 41 is measured by the ratio of the amount of rotation of the encoder disk 49 and the pitch size formed in the rod 41. At this time, the limit sensor 43 regulates the operating range of the rod 41 in a linear motion.

따라서, 전동식 액츄에이터(36)는 보조 링크(38)와 연결 고정되어 차량의 선회시 외륜의 토우 앵글제어에 의한 불안정한 자세를 전동식 액츄에이터(36)의 구동에 의한 토우 인으로 제어하여 차량의 안정된 자세제어 및 주행 안정성을 얻을 수 있다.Therefore, the electric actuator 36 is connected and fixed to the auxiliary link 38 to control the unstable posture by the toe angle control of the outer ring during the turning of the vehicle to the toe-in by the driving of the electric actuator 36 to stabilize the vehicle. And running stability can be obtained.

한편, 전동식 액츄에이터(36)의 위치제어 능력을 향상시키기 위해서는 엔코더 디스크(49)의 슬릿을 많이 형성할 수 있도록 직경을 크게 할수록 유지하지만, 종래의 엔코더 디스크(49)는 전동식 액츄에이터(36)의 전체 부피를 고려해야 하므로 직경을 키우는데는 한계가 있었다.On the other hand, in order to improve the position control capability of the electric actuator 36, the diameter of the encoder disk 49 is maintained so as to form a large number of slits, but the conventional encoder disk 49 is maintained in the entirety of the electric actuator 36. Since the volume must be considered, there was a limit to increasing the diameter.

또한, 종래의 포토 인터럽터(48)는 도 3에 도시된 바와 같이, 엔코더 디스크(49)을 기준으로 양단에 발광부와 수광부를 구비한 센서를 회전방향으로 최소한 2개 이상 구비해야 하므로 포토 인터럽터(48) 자체의 부피가 증가하는 단점이 있었다.In addition, as shown in FIG. 3, the conventional photointerrupter 48 includes at least two sensors having a light emitting part and a light receiving part at both ends with respect to the encoder disk 49 in the rotation direction. 48) There was a disadvantage of increasing its volume.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해소하기 위한 것으로, 엔코더의 원형 디스크를 착자공정으로 마그네트 링 형상으로 형성하고, 홀 센서로 마그네트 디스크의 마그네트를 감지함으로써 엔코더 디스크의 분해능을 높일 수 있으며, 엔코더의 전체 부피를 대폭적으로 축소할 수 있는 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the above disadvantages, by forming the circular disk of the encoder in the magnet ring shape by the magnetizing process, by detecting the magnet of the magnet disk with a Hall sensor can increase the resolution of the encoder disk, An object of the present invention is to provide an electric actuator for controlling the rear toe angle, which can greatly reduce the total volume of the encoder.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량 후륜의 토우 각(Toe Angle)을 조절하여 주행중인 차량의 안정성을 확보하기 위해 리어 크로스 멤버 일단에 전동식 액츄에이터가 설치되고, 상기 전동식 액츄에이터는 하우징의 후단부에 결합되는 DC 모터와, 하우징의 중공 홀 내부에 DC 모터에 의해 회전가능하게 결합되는 볼 스크류와, 볼 스크류와 하우징 사이에 압입되는 베어링과, 볼 스크류에 나사결합되는 볼 너트와, 하우징의 전단부 방향으로 볼 너트에 설치되어 직선운동 가능하도록 결합된 로드와, 상기 로드의 변위를 제어하기 위해 볼 스크류의 일단에 회전방향으로 설치된 엔코더를 포함하는 후륜 토우각 제어장치에 있어서, 상기 엔코더는 동심원 형상의 디스크 둘레에 착자공정으로 N극 또는 S극이 교대로 형성되는 마그네트 디스크와, 상기 마그네트 디스크의 극성을 감지하여 상기 로드의 위치를 파악할 수 있는 홀 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, an electric actuator is installed at one end of a rear cross member to adjust the toe angle of the rear wheel of the vehicle to secure stability of the vehicle being driven, and the electric actuator is provided at the rear end of the housing. A DC motor coupled to the ball screw, a ball screw rotatably coupled by the DC motor in the hollow hole of the housing, a bearing press-fitted between the ball screw and the housing, a ball nut screwed onto the ball screw, and a front end of the housing In the rear wheel toe angle control device comprising a rod installed in the ball nut in a negative direction and coupled to enable linear movement, and an encoder installed in a rotational direction at one end of the ball screw to control the displacement of the rod, wherein the encoder is a concentric circle. A magnet disk in which an N pole or an S pole is alternately formed in a magnetizing process around a disc of a shape; It characterized in that it comprises a Hall sensor that can detect the polarity of the magnet disk to determine the location of the rod.

도 1은 종래기술에 따른 후륜 토우 각 제어장치를 도시한 구성도.1 is a block diagram showing a rear wheel toe angle control apparatus according to the prior art.

도 2는 종래기술에 따른 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the electric actuator for rear wheel toe angle control according to the prior art.

도 3은 종래기술에 따른 엔코더를 도시한 정면도.Figure 3 is a front view showing an encoder according to the prior art.

도 4는 본 발명에 따른 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing the electric actuator for controlling the rear toe angle according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 엔코더를 도시한 정면도.5 is a front view of the encoder according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 ; 엔코더 11 ; 마그네트 디스크10; Encoder 11; Magnet disk

12 ; 홀 센서 40 : DC 모터12; Hall sensor 40: DC motor

41 : 로드 42 : 볼 스크류41: rod 42: ball screw

43 ; 리미트 센서 45 : 하우징43; Limit Sensor 45: Housing

46 ; 베어링 51 : 모터 축46; Bearing 51: motor shaft

53 : 제 1 개구부 54 : 제 2 개구부53: first opening 54: second opening

61 : 볼 너트61: Ball Nut

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 4는 본 발명에 전동식 액츄에이터를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 엔코더를 도시한 정면도이다. 한편, 엔코더를 제외한 다른 구성부재들은 종래와 동일한 구성이므로 종래와 동일한 도면부호로서 설명한다.4 is a cross-sectional view showing the electric actuator in the present invention, Figure 5 is a front view showing the encoder according to the present invention. On the other hand, since the other components except the encoder is the same configuration as the prior art will be described with the same reference numerals.

본 발명에 따른 후륜 토우 각 제어장치는 리어 크로스 멤버 일단에 설치되어 DC 모터의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 전동식 액츄에이터와, 전동식 액츄에이터의 구동에 따라 후륜의 토우 각을 조절하는 링크 기구로 구성된다.The rear wheel toe angle control device according to the present invention comprises an electric actuator installed at one end of the rear cross member and converting the rotational motion of the DC motor into a linear reciprocating motion, and a link mechanism for adjusting the toe angle of the rear wheel according to the driving of the electric actuator. do.

링크 기구는 리어 크로스 멤버의 일단에 힌지결합되며 그 일단은 전동식 액츄에이터와 링크 결합되고 그 타단은 보조 링크에 링크 결합되는 컨트롤 레버와, 컨트롤 레버의 타단과 후륜 너클 사이에 연결되어 전동식 액츄에이터의 구동력을 후륜에 전달하는 보조 링크로 구성된다.The link mechanism is hinged to one end of the rear cross member, one end of which is linked to the electric actuator, and the other end of which is connected between the control lever, which is linked to the auxiliary link, and between the other end of the control lever and the rear knuckle to drive the driving force of the electric actuator. It consists of an auxiliary link to the rear wheels.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 액츄에이터(36)는 정역 회전하는 DC 모터(40)를 이용하여 직선 변위를 제어하기 위한 것으로, 하우징(45)의 후단부에 결합되는 DC 모터(40)와, 하우징(45)의 중공 홀(58) 내부에 회전가능하게 결합되는 볼 스크류(42)와, 볼 스크류(42)에 나사결합되는 볼 너트(61)와, 하우징(45)의 전단부 방향으로 볼 너트(61)에 설치되어 직선운동 가능하도록 결합된 로드(41)와, 리미트 센서(43), 엔코더(44), 하우징(45) 등으로 구성된다.As shown in FIG. 4, the electric actuator 36 according to the present invention is for controlling the linear displacement by using the forward and reverse rotation of the DC motor 40, and is coupled to the rear end of the housing 45. 40, a ball screw 42 rotatably coupled inside the hollow hole 58 of the housing 45, a ball nut 61 screwed into the ball screw 42, and a front end of the housing 45. The rod 41 is installed in the ball nut 61 in the negative direction, and is coupled to the linear motion so as to be able to move linearly, and the limit sensor 43, the encoder 44, the housing 45, and the like.

본 발명에 따른 전동식 액츄에이터(36)의 로드(41) 작동 방향은 전동식 액츄에이터(36) 몸체 방향으로 작동하는 경우를 정방향으로 정의하였고, 그 반대 방향을 역방향으로 정의하였다.The rod 41 operating direction of the electric actuator 36 according to the present invention was defined as the case of operating in the direction of the body of the electric actuator 36 in the forward direction, and the opposite direction to the reverse direction.

본 발명에 따른 로드(41)의 일단에 볼 너트(61)가 고정 설치되고, 볼 너트(61)의 암나사부에 볼 스크류(42)의 숫나사부가 맞물려 나사 결합되어 DC 모터(40)의 출력 축과 직접 연결되어 1:1의 회전 속도비를 갖는다. 로드(41) 및 볼 너트(61)는 볼 스크류(42)에 의해 직선 운동을 하게 된다. 볼 스크류(42)는 베어링(46)에 압입되어 고정된 상태로 회전된다.The ball nut 61 is fixedly installed at one end of the rod 41 according to the present invention, and the male threaded portion of the ball screw 42 is engaged with the female threaded portion of the ball nut 61 to be screwed to the output shaft of the DC motor 40. It is directly connected with and has a rotation speed ratio of 1: 1. The rod 41 and the ball nut 61 are linearly moved by the ball screw 42. The ball screw 42 is pressed into the bearing 46 and rotated in a fixed state.

하우징(45)의 중공 홀(58) 내부에 로드 스토퍼(59)가 볼 스크류(42)의 나사산 형성부 시작 위치에 회전 직각 방향으로 설치되어 로드(41)가 더 이상 정방향으로 이동하는 것을 강제로 제한한다. 하우징(45)의 후단부에는 DC 모터(40)가 결합되며, 하우징(45)의 상단부에는 홀 센서(12)를 설치하기 위한 제 1 개구부(53)와 리미트 센서(43)를 설치하기 위한 제 2 개구부(54)가 형성된다.The rod stopper 59 is installed in the hollow hole 58 of the housing 45 in the rotational perpendicular direction at the starting position of the threaded portion of the ball screw 42 to force the rod 41 to move further in the forward direction. Restrict. The DC motor 40 is coupled to the rear end of the housing 45, and the first opening 53 for installing the hall sensor 12 and the limit sensor 43 for installing the hall sensor 12 are provided at the upper end of the housing 45. 2 openings 54 are formed.

DC 모터(40)의 모터 축(51)과 볼 스크류(42)가 스플라인 결합되어 DC 모터(40)의 구동력이 볼 스크류(42)에 전달된다.The motor shaft 51 and the ball screw 42 of the DC motor 40 are spline-coupled so that the driving force of the DC motor 40 is transmitted to the ball screw 42.

특히, 본 발명에 따르면 엔코더(10)는 동심원 형상의 디스크 둘레에 착자공정으로 N극 또는 S극이 교대로 형성되는 마그네트 디스크(11)와, 상기 마그네트 디스크(11)의 극성을 감지하여 로드(41)의 위치를 파악할 수 있는 홀 센서(12)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Particularly, according to the present invention, the encoder 10 has a magnet disk 11 in which N poles or S poles are alternately formed in a magnetization process around a disk having a concentric shape, and a rod (S) sensing the polarity of the magnet disk 11. It characterized in that it comprises a Hall sensor 12 that can grasp the position of 41).

본 발명에 따른 마스네트 디스크(11)는 종래처럼 기계가공을 해야하는 톱니형 슬릿 구조가 아니라 자기적으로 착자된 구조이므로 톱니형 슬릿 구조에 비해 훨씬 세분하여 형성할 수 있으므로 동일한 디스크 사이즈를 기준으로 훨씬 높은 분해능을 확보할 수 있어 로드(41)의 정밀한 위치제어를 구현할 수 있다.The masnet disk 11 according to the present invention is not a sawtooth slit structure that should be machined as it is conventionally, but a magnetically magnetized structure. High resolution can be ensured and precise position control of the rod 41 can be implemented.

또한, 본 발명에 따른 홀 센서(12)는 종래의 포토 인터럽터 구조에 비해 그 부피가 훨씬 작아질 수 있어 전동식 액츄에이터의 전체 부피를 줄이는데 기여할 수 있다.In addition, the Hall sensor 12 according to the present invention can be much smaller in volume than the conventional photo interrupter structure, which can contribute to reducing the total volume of the electric actuator.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전동식 액츄에이터(36)는 DC 모터(40)의 구동에 의해 모터 축(51)이 정/역회전하며, 모터 축(51)과 스플라인 결합된 볼 스크류(42)에 회전력이 전달되며, 모터 축(51)의 일단에 설치된 엔코더 디스크(49)가 회전을 하며, 볼 스크류(42)의 회전운동에 의해 로드(41)가 직선방향으로 이동한다. 로드(41)의 직선 변위 측정은 엔코더 디스크(49)의 회전량과 로드(41)에 형성된 피치 크기의 비율에 의해 측정된다. 이때 리미트 센서(43)는 직선운동을 하는 로드(41)의 작동 범위를 규제한다.According to the present invention configured as described above, the electric actuator 36 rotates forward / reversely by the driving of the DC motor 40, and is connected to the ball screw 42 splined with the motor shaft 51. The rotational force is transmitted, the encoder disk 49 provided at one end of the motor shaft 51 rotates, and the rod 41 moves in a linear direction by the rotational movement of the ball screw 42. The linear displacement measurement of the rod 41 is measured by the ratio of the amount of rotation of the encoder disk 49 and the pitch size formed in the rod 41. At this time, the limit sensor 43 regulates the operating range of the rod 41 in a linear motion.

따라서, 전동식 액츄에이터(36)는 보조 링크와 연결 고정되어 차량의 선회시 외륜의 토우 앵글제어에 의한 불안정한 자세를 전동식 액츄에이터의 구동에 의한 토우 인으로 제어하여 차량의 안정된 자세제어 및 주행 안정성을 얻을 수 있다.Therefore, the electric actuator 36 is connected and fixed to the auxiliary link to control the unstable posture by the toe angle control of the outer ring during the turning of the vehicle to the toe-in by the driving of the electric actuator to obtain stable posture control and running stability of the vehicle. have.

따라서, 본 발명에 따르면, 엔코더의 원형 디스크를 착자공정으로 마그네트 링 형상으로 형성하고, 홀 센서로 마그네트 디스크의 마그네트를 감지함으로써 엔코더 디스크의 분해능을 높일 수 있으며, 엔코더의 전체 부피를 대폭적으로 축소할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the circular disk of the encoder is formed in a magnet ring shape by the magnetizing process, and the hall sensor can detect the magnet of the magnet disk to increase the resolution of the encoder disk, and greatly reduce the total volume of the encoder. Can be.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터에 대한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment of the electric actuator for controlling the rear toe angle according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, the gist of the present invention. Without departing from the technical spirit of the present invention to the extent that any person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications can be made.

Claims (1)

차량 후륜의 토우 각(Toe Angle)을 조절하여 주행중인 차량의 안정성을 확보하기 위해 리어 크로스 멤버 일단에 전동식 액츄에이터가 설치되고, 상기 전동식 액츄에이터는 하우징의 후단부에 결합되는 DC 모터와, 하우징의 중공 홀 내부에 DC 모터에 의해 회전가능하게 결합되는 볼 스크류와, 볼 스크류와 하우징 사이에 압입되는 베어링과, 볼 스크류에 나사결합되는 볼 너트와, 하우징의 전단부 방향으로 볼 너트에 설치되어 직선운동 가능하도록 결합된 로드와, 상기 로드의 변위를 제어하기 위해 볼 스크류의 일단에 회전방향으로 설치된 엔코더를 포함하는 후륜 토우각 제어장치에 있어서,An electric actuator is installed at one end of the rear cross member to adjust the toe angle of the rear wheel of the vehicle to secure stability of the vehicle being driven, and the electric actuator is a DC motor coupled to the rear end of the housing, A ball screw rotatably coupled to the inside of the hole by a DC motor, a bearing press-fitted between the ball screw and the housing, a ball nut screwed into the ball screw, and a ball nut installed in the direction of the front end of the housing, for linear movement In the rear wheel toe angle control device comprising a rod coupled to enable and an encoder installed in one rotational direction of the ball screw to control the displacement of the rod, 상기 엔코더는 동심원 형상의 디스크 둘레에 착자공정으로 N극 또는 S극이 교대로 형성되는 마그네트 디스크, 및The encoder is a magnet disk in which an N pole or an S pole is alternately formed by a magnetizing process around a disc of a concentric circle, and 상기 마그네트 디스크의 극성을 감지하여 상기 로드의 위치를 파악할 수 있는 홀 센서Hall sensor which can detect the position of the rod by sensing the polarity of the magnet disk 를 포함하는 후륜 토우 각 제어용 전동식 액츄에이터.Electric actuator for rear wheel toe angle control comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101500352B1 (en) * 2009-12-03 2015-03-10 현대자동차 주식회사 Active geometry controll suspension
WO2022077059A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-21 Doftek Pty Ltd Wheel alignment systems
US11565752B2 (en) 2017-01-19 2023-01-31 Doftek Pty Ltd Electromechanical devices for controlling vehicle suspension settings

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