KR20170008398A - 능동형 롤 스테빌라이저 - Google Patents

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심경훈
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Abstract

본 발명은 능동형 롤 스테빌라이저에 관한 것으로써, 기어부와, 댐퍼와, 스테빌라이저 바를 포함한다. 기어부는 전원을 인가받아 회전력을 발생시키는 모터와 연결되고, 모터로부터 회전력을 전달받는다. 댐퍼는 기어부와 결합되고, 내부에 탄성복원력이 작용되는 탄성부가 마련된다. 스테빌라이저 바는 댐퍼의 탄성부에 회전 가능하게 결속되고, 모터로부터 회전력을 전달받아 탄성부에 탄성복원력을 작용시킨다. 그리고, 댐퍼의 탄성부에 발생하는 탄성복원력의 변위에 기초하여 상기 스테빌라이저 바의 토크를 측정한다.

Description

능동형 롤 스테빌라이저{ACTIVE ROLL STABILIZER}
본 발명은 능동형 롤 스테빌라이저에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 차량에 장착된 스테빌라이저 바의 토크를 측정하기 위한 능동형 롤 스테빌라이저에 관한 것이다.
차량에 장착되는 능동형 롤 스테빌라이저(Active Roll Stabilizer)는 차량의 롤 모멘트(Roll Moment)를 제어하기 위한 것으로써, 차량의 좌우 선회시나 거친 노면을 주행할 때 원심력에 의해 발생하는 쏠림 현상을 방지하여 차량의 주행 안정성을 높이고 차량 운전시 운전자의 승차감을 향상시킨다. 이러한 능동형 롤 스테빌라이저는 차륜에 연결된 스테빌라이저 바의 토크를 측정하여 롤 모멘트를 제어한다.
종래에는, 스테빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정하기 위하여 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 이용하여 토크를 측정했다. 그러나, 스트레인 게이지를 이용하여 토크를 측정하게 되면 스트레인 게이지를 장착하는 방법, 환경에 따라 토크의 출력값이 달라져 토크를 정밀하게 측정할 수 없으며, 토크를 정밀하기 측정하기 위하여 스트레인 게이지를 장착할 때마다 매번 교정해야 하므로 작업이 번거로워지고 장착의 효율성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 스트레인 게이지는 외부에 노출된 상태로 장착되기 때문에 내구성이 약한 문제가 있다.
이와 같은 스트레인 게이지를 이용하여 토크를 측정하는 방법 외에 다른 측정 센서들을 이용하여 스테빌라이저 바의 토크를 측정할 수 있지만, 차량에 장착되기에는 고가이기 때문에 적합하지 않은 문제가 있다.
한국공개특허공보 제10-2015-0018987호
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
댐퍼의 탄성부에 작용되는 탄성복원력의 변위에 기초하여 스테빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정함으로써, 토크를 측정하기 위한 별도의 센서를 설치해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고 설치비용을 절감할 수 있으며, 토크의 측정을 용이하게 할 수 있는 능동형 롤 스테빌라이저를 제공함에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저는 롤 모멘트를 제어하기 위한 것으로, 전원을 인가받아 회전력을 발생시키는 모터와 연결되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받는 기어부; 상기 기어부와 결합되고, 내부에 탄성복원력이 작용되는 탄성부가 마련된 댐퍼; 및 상기 댐퍼의 탄성부에 회전 가능하게 결속되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 탄성부에 탄성복원력을 작용시키는 스테빌라이저 바;를 포함하며, 상기 댐퍼의 탄성부에 발생하는 탄성복원력의 변위에 기초하여 상기 스테빌라이저 바의 토크를 측정한다.
자기장을 발생시키는 마그넷부재; 및 상기 마그넷부재로부터 발생된 자기장을 검출하여 상기 탄성부에 작용되는 탄성복원력의 변위를 측정하는 센서부재;를 포함할 수 있다.
상기 마그넷부재는 상기 탄성부의 가장자리부에 장착되고, 상기 센서부재는 상기 댐퍼의 외주면에 장착될 수 있다.
상기 마그넷부재는 상기 탄성부의 가장자리부에 장착되고, 상기 센서부재는 상기 댐퍼의 외주면에 장착될 수 있다.
상기 센서부재는 비접촉식 센서가 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저는 댐퍼의 탄성부에 작용되는 탄성복원력의 변위에 기초하여 스테빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정함으로써, 스테빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정하기 위한 별도의 센서를 설치해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고 설치비용 또한 절감할 수 있으며, 토크의 측정을 용이하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 능동형 롤 스테빌라이저의 마그넷부재와 센서부재가 장착되는 상태를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 마그넷부재와 센서부재가 장착되는 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 서명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 능동형 롤 스테빌라이저의 마그넷부재와 센서부재가 장착되는 상태를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저는 기어부(110)와, 댐퍼(120)와, 스테빌라이저 바(미도시)와, 마그넷부재(140)와, 센서부재(150)를 포함한다.
본 발명에서, 차량의 롤 모멘트를 제어하기 위한 능동형 롤 스테빌라이저는 전자식 능동형 롤 스테빌라이저(Electronic Active Roll Stabilizer)이다. 이와 같은 전자식 능동형 롤 스테빌라이저는 차량의 선회구간 및 회전구간에서 롤 앵글(Roll Angle)을 변화하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
기어부(110)는 전원을 인가받아 회전력을 발생시키는 모터와 연결되고, 모터로부터 회전력을 전달받는다. 여기서, 기어부(110)는 모터가 구동되면서 회전력을 발생시킬 때 모터의 회전속도를 제어하기 위한 감속기이며, 3단의 기어로 구성될 수 있다.
댐퍼(120)는 기어부(110)와 결합되고, 내부에 탄성복원력이 작용되는 탄성부(121)가 마련된다. 구체적으로, 댐퍼(120)는 모터의 구동에 의해 기어부(110)로부터 회전력을 전달받는 스테빌라이저 바에 발생하는 충격을 완충시키는 완충작용을 한다.
스테빌라이저 바는 댐퍼(120)의 탄성부(121)에 회전 가능하게 결속되고, 모터로부터 회전력을 전달받아 탄성부(121)에 탄성복원력을 작용시킨다.
모터가 구동되면 스테빌라이저 바는 기어부(110)로부터 회전력을 전달받아 회전하게 되는데, 이때 탄성부(121)에서 스테빌라이저 바를 완충시키는 과정에서 탄성부(121)는 탄성복원력이 작용하면서 변형되게 된다.
본 실시예에서, 댐퍼(120)의 탄성부(121)에 발생하는 탄성복원력의 변위에 기초하여 스테빌라이저 바의 토크를 측정한다.
즉, 모터의 구동으로부터 스테빌라이저 바에 의해 탄성부(121)에 발생한 탄성복원력의 변위를 측정하고, 이처럼 측정된 변위에 기초하여 스테빌라이저 바의 토크를 측정한다. 여기서, 탄성부(121)에 작용되는 탄성복원력의 변위는 탄성부(121)의 탄성계수에 기초한다.
이와 같이, 댐퍼(120)의 탄성부(121)에 작용되는 탄성복원력의 변위에 기초하여 스테빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정함으로써, 스테빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정하기 위한 별도의 센서를 설치해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고 설치비용을 절감할 수 있으며, 토크의 측정을 용이하게 할 수 있다.
마그넷부재(140)는 자기장을 발생시킨다. 그리고, 센서부재(150)는 마그넷부재(140)로부터 발생된 자기장을 검출하여 탄성부(121)에 작용되는 탄성복원력의 변위를 측정한다.
도 2를 참조하면, 마그넷부재(140)는 탄성부(121)의 가장자리부에 장착되고, 센서부재(150)는 댐퍼(120)의 외주면에 장착된다. 댐퍼(120)의 외주면에서 변위가 가장 크므로, 댐퍼(120)의 외주면에 센서부재(150)가 장착되면 센서부재(150)의 변위 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 센서부재(150)는 비접촉식 센서가 이용될 수 있다.
결과적으로, 댐퍼(120)의 탄성부(121)에 장착된 마그넷부재(140)에서 자기장이 발생하면 센서부재(150)는 마그넷부재(140)의 자기 신호를 검출하여 탄성부(121)에 작용되는 탄성복원력의 변위를 측정한다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 마그넷부재와 센서부재가 장착되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3에 있어서, 도 1 및 도2에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 마그넷부재(240)와 센서부재(250)는 탄성부(121)의 중심부에 장착된다.
이와 같이, 마그넷부재(240)와 센서부재(250)가 탄성부(121)의 중심부에 장착되면 마그넷부재(240)와 센서부재(250)의 공극이 일정하게 유지되므로 외부의 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 기어부
120 : 댐퍼
140 : 마그넷부재
150 : 센서부재

Claims (5)

  1. 차량의 롤 모멘트를 제어하기 위한 차량의 능동형 롤 스테빌라이저에 있어서,
    전원을 인가받아 회전력을 발생시키는 모터와 연결되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받는 기어부;
    상기 기어부와 결합되고, 내부에 탄성복원력이 작용되는 탄성부가 마련된 댐퍼; 및
    상기 댐퍼의 탄성부에 회전 가능하게 결속되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 탄성부에 탄성복원력을 작용시키는 스테빌라이저 바;를 포함하며,
    상기 댐퍼의 탄성부에 발생하는 탄성복원력의 변위에 기초하여 상기 스테빌라이저 바의 토크를 측정하는 능동형 롤 스테빌라이저.
  2. 제1항에 있어서,
    자기장을 발생시키는 마그넷부재; 및
    상기 마그넷부재로부터 발생된 자기장을 검출하여 상기 탄성부에 작용되는 탄성복원력의 변위를 측정하는 센서부재;를 포함하는 능동형 롤 스테빌라이저.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마그넷부재는 상기 탄성부의 가장자리부에 장착되고, 상기 센서부재는 상기 댐퍼의 외주면에 장착되는 능동형 롤 스테빌라이저.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마그넷부재는 상기 탄성부의 가장자리부에 장착되고, 상기 센서부재는 상기 댐퍼의 외주면에 장착되는 능동형 롤 스테빌라이저.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 센서부재는 비접촉식 센서가 이용되는 능동형 롤 스테빌라이저.




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