KR20130061904A

KR20130061904A - 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치

Info

Publication number: KR20130061904A
Application number: KR1020110128214A
Authority: KR
Inventors: 이중섭
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-12

Abstract

본 발명은 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형트럭의 축중 모니터링을 위한 센서의 측정오차를 최소화시킬 수 있도록 한 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 각도측정센서를 판스프링에 장착하지 않고, 차체 프레임과 액슬 간에 각회전 가능하게 연결시킨 로드에 장착하여, 판스프링의 잦은 파손에 따라 판스프링과 함께 교환되는 점을 방지할 수 있고, 판스프링의 작은 각도변화에 따른 축하중 오차를 최소화시킬 수 있도록 한 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치{Device for mounting sensor for axial load monitoring}

본 발명은 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형트럭의 축중 모니터링을 위한 센서의 측정오차를 최소화시킬 수 있도록 한 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치에 관한 것이다.

상용차량(예를 들면, 대형 트럭)의 후륜 현가장치는 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 차체 프레임에 양단이 고정되는 몇 겹의 판스프링을 포함하고, 액슬이 판스프링의 중앙부에 연결되어 있다.

첨부한 도 6에서 보듯이, 상기 판스프링은 공차시 및 적차시 중앙부분을 중심으로 그 양단부가 각도 변화를 갖게 된다.

즉, 상기 판스프링은 공차시 액슬과 연결된 중앙부분을 중심으로 양단부가 상방향으로 휘어진 것과 같이 배열되고, 최대 적차시 적재하중에 의하여 양단부가 액슬과 연결된 중앙부분과 거의 수평을 이룰 정도로 하방향으로 펴지게 된다.

이때, 상기 차체 프레임에는 축하중 모니터링 시스템의 일 구성으로서, 판스프링의 각도변화를 측정하기 위한 기준용 각도측정센서가 장착된고, 판스프링의 일측단 상면 위치에는 축하중 모니터링 시스템의 다른 구성으로서, 공차 및 적차시 판스프링의 실질적인 각도변화를 측정하기 위한 변위용 각도측정센서가 장착된다.

상기 각도측정센서의 측정 원리를 첨부한 도 6 및 도 7을 참조로 간략하게 살펴보면, 차체 프레임에 장착된 기준용 각도측정센서를 기준으로, 공차시 판스프링의 양단부가 상방향으로 휘어진 것과 같이 배열될 때의 기울기와, 적차시 판스프링의 양단부가 하방향으로 휘어져 수평을 이룰때의 기울기를 변위용 각도측정센서에서 측정함으로써, 판스프링의 각도변화가 측정된다.

상기 축하중 모니터링 시스템은 기준용 각도측정센서를 기준점으로 하여 변위용 각도측정센서에서 측정된 판스프링의 각도변화치를 제어기에서 축하중으로 환산한 후, 운전석 전면의 표시수단을 통하여 운전자에게 보여주는 시스템으로서, 운전자가 현재의 축하중을 인지하도록 하여 과적 방지를 유도할 수 있다.

그러나, 상기한 종래의 축하중 모니터링 시스템의 센서 조립 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 판스프링은 공차시 차체 하중을 지지하고, 적차시 차체 하중 및 적재하중을 지지하는 부품이며, 또한 항상 외부로 노출된 상태이고, 하중 및 진동을 많이 받는 부품이기 때문에 잦은 파손 및 변형이 발생하여, 빈번한 교환 작업이 이루어지고 있다.

이에, 판스프링의 교체 작업마다, 판스프링에 장착된 변위용 각도측정센서까지 교체하여 과대한 공임이 발생되고, 다시 각도측정센서의 축하중 캘리브레이션(calibration)을 조절해야 하므로, 정비 작업성이 떨어지고 정비시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

특히, 각도측정센서를 판스프링에 직접 장착함에 따라, 판스프링의 비선형적인 변형과 작은 각도변화에 따른 축하중 오차가 아래의 표 1에 나타낸 바와 같이 크게 발생하여, 운전자가 정확한 축하중을 인지하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 각도측정센서를 판스프링에 장착하지 않고, 차체 프레임과 액슬 간에 각회전 가능하게 연결시킨 로드에 장착하여, 판스프링의 잦은 파손에 따라 판스프링과 함께 교환되는 점을 방지할 수 있고, 판스프링의 작은 각도변화에 따른 축하중 오차를 최소화시킬 수 있도록 한 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체 프레임과 액슬 간에 이중 로드를 축하중에 따라 각회전 가능하게 연결시키고, 이중 로드의 소정 위치에 변위용 각도측정센서를 장착하는 동시에 차체 프레임에 기준용 각도측정센서를 장착하여, 공차 및 적차시 이중 로드의 각도변화를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 이중 로드는 차체 프레임에 상단이 힌지 장착되는 수직로드와, 액슬 하단부에 일측단이 힌지 연결되는 수평로드로 구성되고, 수직로드의 하단과 수평로드의 타측단이 힌지로 연결되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 변위용 각도측정센서의 저면에 평판형 브라켓이 일체로 장착되고, 브라켓이 이중 로드의 수평로드의 상면에 유볼트 및 너트로 조립된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기준용 각도측정센서의 저면에 평판형 브라켓이 일체로 장착되고, 브라켓이 차체 프레임의 표면에 볼트 및 너트로 조립된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 상용차량의 축하중 모니터링을 위한 변위용 각도측정센서를 수직 및 수평로드로 구성된 이중 로드에 장착하여, 공차 및 적차시 로드의 각도 변화를 측정할 수 있도록 함으로써, 기존에 판 스프링 잦은 파손에 따른 센서 교환을 방지하는 동시에 공임 및 교체 작업 시간이 과다하게 소모되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 판스프링의 각도변화가 아닌 축하중에 따른 각도 변화가 크게 발생하는 프레임과 액슬 사이에 연결시킨 로드의 각도변화를 측정함으로써, 축하중 오차범위를 1% 이하로 크게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치에 조립된 센서의 공차 및 적차시 센싱 동작을 설명하는 개략도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 상용차량 축하중 모니터링용 센서의 취부 구조를 종래와 비교하여 나타낸 개략도,
도 5는 종래의 센서 조립 구조를 나타낸 개략도,
도 6 및 도 7은 축하중 모니터링용 센서의 각도변화 측정 원리를 나타낸 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

전술한 바와 같이, 기준용 각도측정센서를 기준점으로 하여 변위용 각도측정센서에서 측정된 기울기 변화를 축하중으로 환산한 후, 운전석 전면의 표시수단을 통하여 운전자에게 보여주는 축하중 모니터링 시스템이 과적 방지를 목적으로 대형 트럭과 같은 상용차량에 적용되고 있다.

본 발명은 축하중 모니터링 시스템을 구성하는 각도측정센서를 기존에 판스프링에 장착하지 않고, 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이 축하중에 따른 각도 변화가 크게 발생하는 프레임(10)과 액슬(12) 사이에 별도로 연결시킨 이중 로드(20)에 장착하여, 모니터링된 축하중 오차범위를 크게 줄일 수 있고, 기존에 판 스프링 교체와 함께 판스프링에 장착된 각도측정센서까지 교환되어야 하는 점을 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 차체 프레임(10)과 액슬(12) 간에 수직 및 수평로드(22,24)를 포함하는 이중 로드(20)를 각회전 가능하게 연결시키고, 특히 이중 로드(20)의 수평로드(24) 위에 변위용 각도측정센서(14)를 장착하는 동시에 차체 프레임(10)에 기준용 각도측정센서(16)를 장착하여, 공차 및 적차시 이중 로드(20)의 각도변화를 측정하도록 한다.

상기 이중 로드(20)는 수직로드(22)와 수평로드(24)로 구성된 느바, 수직로드(22)의 상단이 차체 프레임(10)에 힌지 장착되고, 수평로드(24)의 일측단이 액슬(12) 하단부에 힌지 연결되며, 또한 수직로드(22)의 하단과 수평로드(24)의 타측단이 서로 힌지로 연결된다.

이때, 상기 기준용 각도측정센서(16)는 차체 프레임(10)에 고정 장착되고, 상기 변위용 각도측정센서(14)는 이중 로드(20)의 수평로드(24) 위에 고정 장착된다.

바람직하게는, 첨부한 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 변위용 각도측정센서(14)를 이중 로드(20)의 수평로드(24) 위에 스트랩 처리하면서 실리콘으로 접착하여 고정시키거나, 도 3의 (b)에서 보듯이 변위용 각도측정센서(14)를 그 저면에 평판형 브라켓(18)이 일체형으로 된 구조로 제작하고, 브라켓(18)을 이중 로드(20)의 수평로드(24)의 상면에 유볼트(26) 및 너트(28)로 조립함으로써, 보다 견고한 고정상태를 유지할 수 있다.

또한, 첨부한 도 4의 (a)에서 보듯이 기준용 각도측정센서(16)를 차체 프레임(10)에 실리콘을 이용하여 접착고정시키거나, 도 4(b)에서 보듯이 기준용 각도측정센서(16)의 저면에도 평판형 브라켓(18)이 일체로 장착되고, 이 브라켓(18)이 차체 프레임(10)의 표면에 볼트(30) 및 너트(28)로 조립됨으로써, 견고한 고정상태를 유지할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 조립 장치에 의하여 장착된 센서의 센싱 동작을 도 2를 참조로 살펴보면 다음과 같다.

차체 프레임(10)에 장착된 기준용 각도측정센서(16)를 기준으로, 공차시 판스프링(32)의 양단부가 상방향으로 휘어진 것과 같이 배열되면, 이중 로드(20)의 수평로드(24)와 수직로드(22)가 최대로 벌어진 각도를 유지하는 동시에 수평로드(24)가 액슬(12)쪽을 향하여 하향 경사를 이루게 되며, 이때 수평로드(24)의 하향 기울기를 변위용 각도측정센서(14)에서 측정하게 된다.

반면, 적차시 판스프링(32)의 양단부가 하방향으로 휘어져 수평을 이루는 동시에 차체프레임(10)이 액슬(12)쪽으로 이동된 상태가 되며, 이때 수평로드(24)와 수직로드(22) 간의 각도로 좁혀지는 동시에 수평로드(24)가 액슬(12)쪽을 향하여 상향 경사를 이루게 되며, 이때 수평로드(24)의 상향 기울기를 변위용 각도측정센서(14)에서 측정하게 된다.

이렇게 기준용 각도측정센서(16)를 기준으로 수평로드(24)에 장착된 변위용 각도측정센서(14)의 각도 측정 신호가 제어기로 전송되며, 제어기에서 각도변화치를 축하중으로 환산한 후, 운전석 전면의 표시수단을 통하여 운전자에게 보여주게 되며, 이에 운전자가 현재의 축하중을 인지하도록 하여 과적 방지를 유도할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 센서 조립 구조, 즉 축하중에 따른 각도 변화가 크게 발생하는 프레임(10)과 액슬(12) 사이에 별도로 연결시킨 이중 로드(20)에 변위용 각도측정센서(14)를 장착하여, 축하중 실험을 하였는 바, 그 결과는 아래의 표 2에 나타낸 바와 같다.

위의 표 2에 나타낸 바와 같이, 기존의 판스프링에 센서를 장착하여 측정한 축하중 측정값은 실측중량에 비하여 공차시 최대 5.6% 정도의 오차가 발생하였지만, 본 발명의 이중 로드에 센서를 장착하여 측정한 축하중 측정값은 실측중량에 비하여 공차시 최대 3.8% 정도의 오차를 나타내고, 적차시에는 거의 오차가 없는 수준이 됨에 따라 축하중 오차를 최소화할 수 있음을 알 수 있다.

10 : 차체 프레임
12 : 액슬
14 : 변위용 각도측정센서
16 : 기준용 각도측정센서
18 : 평판형 브라켓
20 : 이중 로드
22 : 수직로드
24 : 수평로드
26 : 유볼트
28 : 너트
30 : 볼트
32 : 판스프링

Claims

차체 프레임(10)과 액슬(12) 간에 이중 로드(20)를 축하중에 따라 각회전 가능하게 연결시키고, 이중 로드(20)의 소정 위치에 변위용 각도측정센서(14)를 장착하는 동시에 차체 프레임(10)에 기준용 각도측정센서(16)를 장착하여, 공차 및 적차시 이중 로드(20)의 각도변화를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이중 로드(20)는 차체 프레임(10)에 상단이 힌지 장착되는 수직로드(22)와, 액슬(12) 하단부에 일측단이 힌지 연결되는 수평로드(24)로 구성되고, 수직로드(22)의 하단과 수평로드(24)의 타측단이 힌지로 연결되는 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변위용 각도측정센서(14)를 저면에 평판형 브라켓(18)이 일체로 장착된 구조로 제작하여, 브라켓(18)을 이중 로드(20)의 수평로드(24)의 상면에 유볼트(26) 및 너트(28)로 조립시킨 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변위용 각도측정센서(14)를 수평로드(24)에 스트랩 처리하면서 실리콘으로 접착시킨 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기준용 각도측정센서(16)를 저면에 평판형 브라켓(18)이 일체로 장착된 구조로 제작하여, 브라켓(18)을 차체 프레임(10)의 표면에 볼트(30) 및 너트(28)로 조립시킨 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기준용 각도측정센서(16)를 차체 프레임(10) 위에 실리콘으로 접착시킨 것을 특징으로 하는 상용차량 축하중 모니터링용 센서 조립 장치.