KR20170030934A - Electronic Active Roll Stabillizer apparatus using TAS sensor - Google Patents

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KR20170030934A
KR20170030934A KR1020150128484A KR20150128484A KR20170030934A KR 20170030934 A KR20170030934 A KR 20170030934A KR 1020150128484 A KR1020150128484 A KR 1020150128484A KR 20150128484 A KR20150128484 A KR 20150128484A KR 20170030934 A KR20170030934 A KR 20170030934A
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Abstract

The present invention relates to an electromotive active roll stabilizer device using a torque angle sensor (TAS) of a vehicle. The electromotive active roll stabilizer device using a TAS is equipped with a sensor measuring torque applied to a stabilizer bar and a resulting deformation angle, thereby being capable of increasing convenience of the measurement and reducing costs of installing the sensor by sharing a torque sensor and an angle sensor. To this end, in the electromotive active roll stabilizer device of a vehicle provided with an actuator installed in the stabilizer bar of a vehicle which is capable of varying roll stiffness, the TAS capable of measuring torque applied to the stabilizer bar and a resulting deformation angle is installed inside the actuator.

Description

ＴＡＳ센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치{Electronic Active Roll Stabillizer apparatus using TAS sensor}[0001] The present invention relates to an electronic active roll stabilizer apparatus using a TAS sensor,

본 발명은 차량의 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에 있어서, 스태빌라이저 바에 인가되는 토크와 그로 인한 변형 각을 측정하는 센서 장착 및 계측에 따른 편의성을 증대시킬 수 있고 토크 센서와 각도 센서의 공용화를 통해 센서의 설치에 따른 비용 절감을 도모할 수 있는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electric active stabilizer device for a vehicle, which can increase the convenience of the sensor mounting and measurement for measuring the torque applied to the stabilizer bar and the resulting deformation angle of the stabilizer bar, The present invention relates to an electric active stabilizer for an electric vehicle using a TAS sensor.

eARS(Electronic Active Roll Stabilizer) 시스템은 스태빌라이저 바(Stabilizer Bar)의 강성을 변화시켜 차량의 주행 안전성 및 승차감을 증대시키는 장치이다. 이러한 eARS 시스템은 차량의 선회시 발생하는 차량 롤(Roll)을 효과적으로 억제하여 차량의 주행 안정성을 증대시키거나 차량의 전,후륜의 롤 강성 배분을 통해 차량의 횡방향 자세를 제어하는 한편, 차량의 직진 주행시 스태빌라이저 바의 강성을 저감시켜 노면으로부터의 충격을 저감시킴으로써 승차감을 개선시킬 수 있도록 한다.The electronic active roll stabilizer (eARS) system changes the stiffness of the stabilizer bar to increase the driving safety and ride comfort of the vehicle. Such an eARS system effectively suppresses the roll of the vehicle when the vehicle is turning, increases the running stability of the vehicle, or controls the lateral posture of the vehicle through the roll stiffness distribution of the front and rear wheels of the vehicle, The rigidity of the stabilizer bar is reduced during the straight running, and the impact from the road surface is reduced, thereby improving the ride quality.

도 1은 종래의 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치를 도시한 것으로, 종래의 일반적인 eARS 시스템에서는 차량의 주행 중에 스태빌라이저 바에 걸리는 토크(Torque)를 측정하기 위하여 스태빌라이저 바(10)의 외부면에 스트레인 게이지(Strain gauge)와 같은 토크 센서(30)를 부착하고, 스태빌라이저 바(10)에 가해지는 토크에 따른 비틀림 각도를 측정하기 위하여 각도 센서를 장착하여 스태빌라이저 바(10)의 비틀림 정도를 측정하였다.FIG. 1 shows a conventional electric active stabilizer apparatus. In the conventional eARS system, a strain gauge (not shown) is attached to the outer surface of the stabilizer bar 10 in order to measure a torque applied to the stabilizer bar while the vehicle is running. And a degree of twist of the stabilizer bar 10 was measured by mounting an angle sensor in order to measure the twist angle in accordance with the torque applied to the stabilizer bar 10. The torque sensor 30 shown in FIG.

그러나, 스태빌라이저 바(10)에 걸리는 토크를 측정하기 위하여 토크 센서(30)를 부착하는 경우, 그 부착하는 방법이나 환경에 따라 캘리브레이션(Calibration)의 정도가 달라질 수 있다. 즉, 토크 센서(30)가 스태빌라이저 바(10)에 제대로 부착되지 않을 경우에는 토크 측정시 실제 비틀림에 관계된 토크가 아닌 전혀 다른 토크가 나타나게 되고, 이는 결국 시스템의 오류를 발생시키게 되는 문제점으로 작용될 수 있다. However, when the torque sensor 30 is attached to measure the torque applied to the stabilizer bar 10, the degree of calibration may vary depending on the method and environment in which the torque sensor 30 is attached. That is, when the torque sensor 30 is not firmly attached to the stabilizer bar 10, a torque different from a torque related to an actual twist is displayed at the time of measuring the torque, which results in a problem of causing a system error .

이와 같이 토크 센서(30)를 장착하는 방법이나, 장착되는 환경에 따라 출력되는 값이 달라지기 때문에, 매번 캘리브레이션에 신경을 써야 하는 아주 번거로운 상황이 발생할 수 있으며, 스태빌라이저 바(10)의 외부에 노출되는 센서의 특성상 내구성 측면에서도 많은 문제가 있었다. 아울러, 스트레인 게이지와 같은 토크 센서(30)의 부착작업은 통상 사람의 손에 의해 일일이 수작업으로 이루어지기 때문에 센서의 장착 측면에서 매우 비효율적이며, 이는 곧 차량의 양산성 저하를 가져올 수 있는 문제점으로 작용하게 된다.Since the output value varies depending on the method of mounting the torque sensor 30 and the environment in which the torque sensor 30 is mounted, a very cumbersome situation may occur that requires attention to the calibration every time. When the torque sensor 30 is exposed to the outside of the stabilizer bar 10 There are many problems in terms of durability. In addition, since the work of attaching the torque sensor 30 such as a strain gauge is manually performed by a person's hand, it is very inefficient in terms of mounting the sensor, which leads to a problem of deterioration in mass productivity of the vehicle .

또한, 스태빌라이저 바(10)의 비틀림 각을 이용하여 액츄에이터(20)의 제어를 통해 차량의 포지션(Position) 제어를 실시하는 경우, 액츄에이터 내부의 모터 포지션 센서(Motor Position Sensor)를 이용하여 포지션 제어를 실시하게 되는데, 이때 모터 포지션 센서는 모터의 상대적인 각도를 측정할 수 있을 뿐, 그 측정된 각도가 스태빌라이저 바의 절대적인 비틀림 각도를 대변할 수 없다.When the position control of the vehicle is performed through the control of the actuator 20 using the twist angle of the stabilizer bar 10, the position control is performed using a motor position sensor in the actuator At this time, the motor position sensor can only measure the relative angle of the motor, and the measured angle can not represent the absolute twist angle of the stabilizer bar.

이는 차량의 시동을 온(On) 할 때에 스태빌라이저 바(10)의 상태에 따라 시스템에 심각한 오류를 발생시킬 수 있는데, 그 이유는 모터 포지션 센서가 전원이 들어온 시점을 "0"도로 인식하는 반면, 이 "0"도를 스태빌라이저 바(10)의 "0"도로 사용할 수는 없기 때문이다. This can cause a serious error in the system depending on the state of the stabilizer bar 10 when the vehicle is started, because the motor position sensor recognizes the time when the power is turned on as "0 & This is because the "0" degree can not be used as "0" of the stabilizer bar 10.

또한, 도 2는 기존의 eARS 시스템에서 액츄에이터(20) 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the actuator 20 in the conventional eARS system.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치는, 스태빌라이저 바(10)의 롤 강성을 가변시키기 위한 액츄에이터(20)를 구비하고, 액츄에이터(20)는 전동모터(22)와, 전동모터(22)의 회전을 감속시키는 감속기(24)를 포함하여 구성된다. 그리고, 전동모터(22)와 감속기(24)는 액츄에이터(20)의 외부 프레임인 하우징의 내부에 배치된 구성으로 이루어져 있다. 2, the electromotive active roll stabilizer apparatus according to the present invention includes an actuator 20 for varying the stiffness of the roll of the stabilizer bar 10. The actuator 20 includes an electric motor 22, And a speed reducer (24) for reducing the rotation of the electric motor (22). The electric motor 22 and the speed reducer 24 are disposed inside the housing, which is the outer frame of the actuator 20.

이와 같이 구성되는 종래의 액츄에이터(20) 내부에는 토크 센서를 장착할 공간적인 여유가 거의 없다. 앞서 언급했듯이, 스트레인 게이지와 같은 토크 센서의 경우에는 통상적으로 스태빌라이저 바에 부착되는데, 이는 시스템의 양산적인 측면을 고려할 경우 효율적이지 못하기 때문에 센서의 장착 위치를 반드시 변경할 필요가 있다. In the conventional actuator 20 constructed as described above, there is little space for mounting the torque sensor. As mentioned above, in the case of a torque sensor such as a strain gauge, it is usually attached to the stabilizer bar, which is ineffective when considering the mass-production aspects of the system, and therefore it is necessary to necessarily change the mounting position of the sensor.

그러나, 센서를 액츄에이터(20) 내부에 장착하기 위해 액츄에이터(20)의 크기를 변경할 경우에는 이에 맞도록 차량의 후륜 하단부 레이아웃을 변경할 수밖에 없고, 이렇게 되면 와이어(Wire)의 배선에 대한 레이아웃 문제도 함께 발생되기 때문에, 현재 양산되고 있는 eARS 시스템에서는 한가지의 센서만으로 가지고 시스템을 제어하고 있는 실정이다.
However, when the size of the actuator 20 is changed in order to mount the sensor in the actuator 20, the layout of the lower end of the rear wheel of the vehicle must be changed so that the layout of the actuator 20 is changed. In the eARS system, which is mass-produced at present, the system is controlled by only one sensor.

대한민국 특허공개 제2015-0062376(2015.06.08)Korean Patent Publication No. 2015-0062376 (June 5, 2015)

본 발명은 기존의 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에서, 스태빌라이저 바에 걸리는 토크와 비틀림 각의 측정을 위해 개별적으로 장착되던 토크 센서 및 각도 센서를 하나의 통합형 센서로 구현하여 전동식 능동 롤 제어장치의 액츄에이터 내부 출력부에 장착함으로써, 센서의 장착 및 계측에 따른 편의성을 증대시킬 수 있고, 센서의 공용화에 따른 비용 절감을 도모할 수 있는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치를 제공하는 데에 있다.
In the present invention, in a conventional electric active stabilizer apparatus, a torque sensor and an angle sensor, which are individually mounted for measurement of a torque and a twist angle applied to the stabilizer bar, are implemented as one integrated sensor, And it is an object of the present invention to provide an electric active stabilizer device using a TAS sensor which can increase the convenience of mounting and measuring the sensor and can reduce the cost due to the commonality of the sensor.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 차량의 스태빌라이저 바에 설치되어 롤 강성을 가변시키는 액츄에이터가 구비된 차량의 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에 있어서, 상기 액츄에이터 내부에는 스태빌라이저 바에 인가되는 토크와 그로 인한 변형 각도를 측정할 수 있는 TAS 센서가 설치된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric active stabilizer apparatus for a vehicle, including an actuator provided on a stabilizer bar of a vehicle for varying roll stiffness, wherein torque applied to the stabilizer bar And a TAS sensor capable of measuring a strain angle caused by the TAS sensor is installed.

이때, 상기 TAS 센서는 액츄에이터의 모터 출력부 부분에 배치되도록 형성될 수 있다.At this time, the TAS sensor may be arranged to be disposed at the motor output portion of the actuator.

구체적으로, 상기 TAS 센서는 그 일부분이 액츄에이터의 하우징에 고정되도록 하고, 상기 액츄에이터의 출력 측 부분에 배치된 스태빌라이저 바에 끼워져 결합되도록 구성할 수 있다.Specifically, the TAS sensor may be configured such that a part thereof is fixed to the housing of the actuator, and the TAS sensor is fitted and coupled to the stabilizer bar disposed at the output side portion of the actuator.

여기서, 상기 액츄에이터의 하우징 외면에는 TAS 센서로부터 감지된 신호가 입력되며 액츄에이터를 제어하는 ECU가 설치될 수 있다.Here, an ECU for inputting a signal sensed by the TAS sensor and controlling the actuator may be installed on the outer surface of the housing of the actuator.

이때, 상기 TAS 센서의 일부분은 액츄에이터의 하우징 외부로 노출되도록 형성되고, 상기 TAS 센서의 노출된 일부분이 상기 ECU와 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.At this time, a part of the TAS sensor is formed to be exposed to the outside of the housing of the actuator, and an exposed part of the TAS sensor may be formed to be electrically connected to the ECU.

그리고, 전동식 능동 롤 스태빌라이저 시스템의 에러 발생시 TAS 센서로부터 측정된 토크 신호와 각도 신호를 통해 ECU에 의한 제어방법이 스위칭될 수 있다.
The control method by the ECU can be switched through the torque signal and the angle signal measured from the TAS sensor when an error occurs in the electric active stabilizer system of the electric motor.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 기존의 액츄에이터 및 스태빌라이저 바에 개별적으로 설치되던 토크 센서와 각도 센서를 하나의 TAS 센서로 통합하여 적용함으로써 센서의 장착 및 계측에 따른 편의성을 증대시킬 수 있고, 센서의 공용화를 통해 비용 절감을 도모할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the torque sensor and the angle sensor separately provided to the conventional actuator and the stabilizer bar can be integrated with one TAS sensor, thereby increasing the convenience of mounting and measuring the sensor, It is possible to reduce the cost through the common use.

또한, 토크 센서와 각도 센서를 통합한 단일 구조의 TAS 센서를 능동 롤 제어장치의 액츄에이터 내부에 설치함에 따라, 외부의 환경적 영향으로부터 센서를 보호할 수 있기 때문에 센서로부터 ECU로 전달되는 신호에 대한 외란의 영향을 줄일 수 있고, 결과적으로 센서의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, since a single structure TAS sensor incorporating a torque sensor and an angle sensor is installed inside the actuator of the active roll control device, the sensor can be protected from external environmental influences, The influence of the disturbance can be reduced, and as a result, the durability of the sensor can be improved.

또한, TAS 센서와, 상기 TAS 센서로부터 신호를 전달받아 액츄에이터를 제어하는 ECU를 직결시켜 구성함으로써, 파워 팩(Power pack) 형태로의 개발이 용이한 장점이 있고, 이를 통해 CAN 통신이 아닌 SPI 통신을 통해 구현하는 것이 가능해지기 때문에 CAN 통신 적용에 따른 부하를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 와이어 배선에 따른 통신상의 문제나 내구성 측면에서도 여러 이점을 추구할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the TAS sensor and the ECU that receives the signal from the TAS sensor and controls the actuator are directly connected, development in the form of a power pack is facilitated, and SPI communication It is possible not only to reduce the load imposed by the application of CAN communication but also to have various advantages in terms of communication problems and durability according to the wire wiring.

또한, TAS 센서로부터 측정된 토크 신호와 각도 신호를 활용하여 각종 부가적 시스템 개발이 용이하고, 페일 세이프(Fail safe) 측면에서 볼 때에도 스태빌라이저 바에 인가되는 토크와 비틀림 각의 2가지 인자에 대한 센싱을 통해 롤 제어방법을 효과적으로 스위칭할 수 있기 때문에, 기존과 같이 센서에 이상이 발생되는 경우 시스템 중단으로 인한 폐해를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
In addition, it is easy to develop various additional systems by using the torque signal and angle signal measured from the TAS sensor, and it is possible to detect the two factors of torque and torsion angle applied to the stabilizer bar in terms of fail safe The roll control method can be switched effectively. Therefore, there is an advantage in that if the sensor is abnormally generated, the damage due to the system stop can be prevented.

도 1은 종래의 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 액츄에이터의 내부 구조를 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 TAS 센서가 내장된 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치를 도시한 분리 사시도.
도 4는 본 발명의 TAS 센서 및 ECU가 액츄에이터에 장착된 모습을 도시한 부분 결합 사시도.
도 5는 도 4의 내부구조를 보여주는 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 액츄에이터 내부에 장착되는 TAS 센서를 상세하게 도시한 상세도
도 7은 본 발명에 따른 TAS 센서의 동작 원리를 설명하기 위한 개념도.1 is a perspective view showing a conventional electromotive active roll stabilizer device.
2 is a sectional view showing the internal structure of the actuator shown in Fig.
3 is an exploded perspective view of an electromotive active roll stabilizer device incorporating a TAS sensor according to an embodiment of the present invention;
4 is a partially-assembled perspective view showing a state in which a TAS sensor and an ECU of the present invention are mounted on an actuator.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of FIG. 4; FIG.
6 is a detailed view showing the TAS sensor mounted inside the actuator of the present invention in detail
7 is a conceptual diagram for explaining the operation principle of the TAS sensor according to the present invention.

본 발명에 따른 차량의 전동식 능동 롤 스태빌라이저(Electronic Active Roll Stabilizer) 장치는 차체에 작용하는 롤 모멘트(Roll Moment)에 대하여 롤 억제력을 발휘하고 상기 롤 억제력이 롤 모멘트에 따라 제어될 수 있도록 구성된 시스템이다.An electronic active roll stabilizer device of a vehicle according to the present invention is a system configured to exhibit roll restraining force against a roll moment acting on a vehicle body and to control the roll restraining force according to a roll moment .

이 경우 스태빌라이저 바(Stabilizer Bar)는 그 강성에 따라 롤 억제력을 발휘하도록 구성되는데, 본 발명에 따른 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에서는 토크 센서와 각도 센서가 하나로 통합된 형태의 TAS(Torque & Angle) 센서를 통해 스태빌라이저 바에 인가되는 토크와 그로 인한 변형 각도를 측정하고, ECU(Electronic Control Unit)를 통해 액츄에이터의 작동량을 제어하여 스태빌라이져 바의 강성을 변화시킴으로써 롤 억제력을 조정하고 차량 선회 시 조종안정성과 주행 승차감을 향상시키도록 한다.In this case, the stabilizer bar is configured to exhibit roll restraining force according to its stiffness. In the electric active stabilizer apparatus according to the present invention, the torque sensor and the angle sensor are combined into a single TAS (Torque & Angle) sensor The steering torque applied to the stabilizer bar and the resulting deformation angle are measured. The actuation amount of the actuator is controlled through an ECU (Electronic Control Unit) to change the stiffness of the stevia gear bar to adjust the roll restraining force. Thereby improving ride comfort.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 TAS 센서가 내장된 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치를 도시한 분리 사시도이다. 그리고, 도 4는 TAS 센서 및 ECU가 액츄에이터에 장착된 모습을 도시한 부분 결합 사시도이고, 도 5는 도 4의 내부구조를 보여주는 부분 단면도이다.3 is an exploded perspective view illustrating an electromotive active roll stabilizer device incorporating a TAS sensor according to an embodiment of the present invention. 4 is a partially coupled perspective view showing a state where the TAS sensor and the ECU are mounted on the actuator, and FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of FIG.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치는, 스태빌라이저 바(210)의 롤 강성을 가변시키는 액츄에이터(100)와, 액츄에이터(100)의 동작을 제어하는 ECU(230)를 구비한다.3 to 5, an electromotive active roll stabilizer device according to the present invention includes an actuator 100 for varying the roll stiffness of the stabilizer bar 210, an ECU 230 for controlling the operation of the actuator 100, Respectively.

스태빌라이저 바(210)는 좌측 스태빌라이저 바(212)와, 우측 스태빌라이저 바(214)로 구성되며, 좌측 스태빌라이저 바(212)와 우측 스태빌라이저 바(214)는 그 사이에 끼워지는 액츄에이터(100)에 의해 서로 회전가능하게 연결된다.The stabilizer bar 210 includes a left stabilizer bar 212 and a right stabilizer bar 214. The left stabilizer bar 212 and the right stabilizer bar 214 are connected to each other by an actuator 100 sandwiched therebetween. And is rotatably connected.

액츄에이터(100)는 도 5에서 보는 바와 같이 전동모터(110)와, 전동모터(110)의 회전을 감속시키는 감속기(120)를 포함하고, 상기 전동모터(110)와 감속기(120)는 상기 액츄에이터(100)의 외부 프레임인 하우징(130)의 내부에 설치된다. 5, the actuator 100 includes an electric motor 110 and a speed reducer 120 for reducing the rotation of the electric motor 110. The electric motor 110 and the speed reducer 120 are connected to the actuator 100, (130) which is an outer frame of the housing (100).

그리고, 좌측 스태빌라이저 바(212)는 액츄에이터(100)의 하우징(130)의 일단부에 연결되고, 우측 스태빌라이저 바(214)는 하우징(130) 내부로 연장되도록 배치되어 상기 하우징(130)에 대해 회전가능하면서 축 방향으로는 이동이 불가능하도록 상기 하우징(130)에 의해 지지된다. 아울러, 상기 액츄에이터(100)의 하우징(130) 내부에 위치하는 우측 스태빌라이저 바(214)의 일단부는 감속기(120)에 연결된다.The left stabilizer bar 212 is connected to one end of the housing 130 of the actuator 100 and the right stabilizer bar 214 is disposed to extend into the housing 130 to rotate about the housing 130. [ And is supported by the housing 130 such that movement in the axial direction is impossible. One end of the right stabilizer bar 214 located in the housing 130 of the actuator 100 is connected to the speed reducer 120.

전동모터(110)는 액츄에이터(100)의 하우징(130) 내주면을 따라 고정되도록 배치되는 스테이터 코일(미도시)과, 하우징(130)에 의해 회전가능하게 유지되는 중공 모터축(미도시)과, 모터축의 외주면을 따라 고정되도록 배치되어 스테이터 코일과 대면하는 영구자석(미도시)을 포함한다. The electric motor 110 includes a stator coil (not shown) arranged to be fixed along the inner circumferential surface of the housing 130 of the actuator 100, a hollow motor shaft (not shown) rotatably held by the housing 130, And a permanent magnet (not shown) arranged to be fixed along the outer peripheral surface of the motor shaft and facing the stator coil.

이러한 전동모터(110)는 스테이터 코일이 고정자로서의 기능을 수행하고, 영구자석이 회전자로서의 기능을 수행하게 된다.In this electric motor 110, the stator coil functions as a stator, and the permanent magnet functions as a rotor.

또한, 감속기(120)는 다수의 기어들이 결합된 다단식으로 구성되어 전동모터(110)의 회전을 감속시키는 기능을 수행하게 된다.In addition, the speed reducer 120 has a multi-stage structure in which a plurality of gears are coupled to perform a function of decelerating the rotation of the electric motor 110.

그리고, 감속기(120)에 구비된 댐퍼(124)에는 커플러(coupler)(132)의 일단부가 끼워져 고정되고, 상기 커플러(132)의 외주면와 하우징(130)의 내주면 사이에는 볼 베어링(134)이 끼워져 결합된다.One end of the coupler 132 is fixed to the damper 124 of the reducer 120 and a ball bearing 134 is inserted between the outer circumferential surface of the coupler 132 and the inner circumferential surface of the housing 130 .

이러한 감속기(120)는 우측 스태빌라이저 바(214)에 연결되는데, 구체적으로, 우측 스태빌라이저 바(214)의 일측이 모터축을 관통하여 상기 감속기(120)에 연결된다.The speed reducer 120 is connected to the right stabilizer bar 214. Specifically, one side of the right stabilizer bar 214 is connected to the speed reducer 120 through the motor shaft.

한편, 액츄에이터(100) 내부에는 스태빌라이저 바(210)에 인가되는 토크와 그에 따른 비틀림 각을 측정할 수 있도록 TAS(Torque & Angle) 센서(220)가 설치된다.A torque and angle (TAS) sensor 220 is installed in the actuator 100 to measure a torque applied to the stabilizer bar 210 and a corresponding twist angle.

TAS 센서(220)는 기존의 토크 센서(Torque sensor)와 각도 센서(Angle sensor)를 하나로 일체화시킨 통합형 센서로서, 스태빌라이저 바(210)에 인가되는 토크 정보와, 그로 인해 발생하는 스태빌라이저 바(210)의 비틀림 각도에 대한 정보를 ECU(230)로 제공한다.The TAS sensor 220 is an integrated sensor that integrates a conventional torque sensor and an angular sensor into one. The TAS sensor 220 detects torque information applied to the stabilizer bar 210 and the torque information applied to the stabilizer bar 210, To the ECU (230).

이와 같은 TAS 센서(220)는 액츄에이터(100)에 있어서 좌측 스태빌라이저 바(212)가 연결된 모터의 출력부 부분에 배치되도록 설치된다. 이를 위해 상기 액츄에이터(100)의 내부공간에는 상기 TAS 센서(220)가 설치될 수 있는 설치공간(136)이 마련되어 있다.The TAS sensor 220 is installed in the actuator 100 so as to be disposed at the output portion of the motor to which the left stabilizer bar 212 is connected. For this purpose, an installation space 136 in which the TAS sensor 220 can be installed is provided in the internal space of the actuator 100.

이 경우, TAS 센서(220)는 비교적 두께가 얇은 납작한 형상 구조로 제작되기 때문에, 상기 액츄에이터(100) 내부에 상기 TAS 센서(220)의 설치를 위하여 큰 설치공간(136)이 마련될 필요는 없다. 즉, 작은 크기의 설치공간(136)에도 TAS 센서(220)의 장착이 가능하기 때문에 전체 액츄에이터(100)의 길이는 크게 늘어나지 않는다.In this case, since the TAS sensor 220 is manufactured in a relatively thin flat structure, it is not necessary to provide a large installation space 136 for installing the TAS sensor 220 in the actuator 100 . That is, since the TAS sensor 220 can be mounted in the small-sized installation space 136, the length of the entire actuator 100 does not increase greatly.

이러한 TAS 센서(220)는 도 3 및 도 5에서 보는 바와 같이 액츄에이터(100)의 하우징(130) 내부에 마련되는 설치공간(136) 내에 인입된 상태에서 좌측 스태빌라이저 바(212)에 끼워져 하우징(130)에 고정된다.3 and 5, the TAS sensor 220 is inserted into an installation space 136 provided in the housing 130 of the actuator 100 and is fitted into the left stabilizer bar 212 to be housed in the housing 130 .

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, TAS 센서(220)의 중앙부에는 좌측 스태빌라이저 바(212)의 단부가 끼워져 결합되는 결합공(222)이 형성된 로터부(221)가 회전 가능하게 구비된다. As shown in FIG. 6, the TAS sensor 220 is rotatably provided at a center portion thereof with a rotor portion 221 formed with a coupling hole 222 into which an end portion of the left stabilizer bar 212 is fitted.

이에 따라, 좌측 스태빌라이저 바(212)가 회전되는 경우 이와 결합상태를 유지하고 있는 TAS 센서(220)의 로터부(221)가 함께 회전이 이루어지게 된다. Accordingly, when the left stabilizer bar 212 is rotated, the rotor portion 221 of the TAS sensor 220 maintaining the engaged state is rotated together.

또한, TAS 센서(220)에는 영구자석으로 이루어진 상기 로터부(221)로부터 이격된 위치에 스테이터(stator)(223)가 구비된다. 상기 스테이터(223)는 액츄에이터(100)의 하우징(130)에 결합되어 고정상태를 유지하게 된다. 아울러, 상기 스테이터(223)에는 리시버 코일(receiver coil)(225)과, 트랜스미터 코일(transmitter coil)(224) 및 반도체 칩(226)이 구비된 구성을 갖는다.Also, the TAS sensor 220 is provided with a stator 223 at a position spaced apart from the rotor portion 221 made of a permanent magnet. The stator 223 is coupled to the housing 130 of the actuator 100 to maintain a fixed state. The stator 223 is provided with a receiver coil 225, a transmitter coil 224 and a semiconductor chip 226.

이와 같이 구성된 TAS 센서(220)는 스태빌라이저 바(210)에 결합된 로터부(221)의 회전을 리시버 코일(225)에서 감지하는 비접촉식 감지방식으로 측정하게 되며, 상기 리시버 코일(225)에 유도되는 유도기전력을 검출하여 스태빌라이저 바(210)에 작용되는 토크 및 회전각을 측정하게 된다.The TAS sensor 220 configured as described above measures the rotation of the rotor portion 221 coupled to the stabilizer bar 210 by a contactless sensing method that senses the rotation of the rotor portion 221 by the receiver coil 225, The induced electromotive force is detected and the torque and the rotation angle applied to the stabilizer bar 210 are measured.

이와 같은 TAS 센서(220)는 전동식 파워스티어링 시스템(MDPS; Motor Driving Power Steering)에서 파워 스티어링 휠에 장착되어 운전자의 조향 중에 발생하는 토크와 각도신호를 ECU에 전달하는 조향각 센서와 그 작동원리가 유사하기 때문에 그 구체적인 작동원리에 대한 설명은 생략하기로 한다.Such a TAS sensor 220 is mounted on a power steering wheel in an electric power steering system (MDPS) to provide a steering angle sensor for transmitting a torque and an angle signal generated during a driver's steering operation to the ECU, Therefore, the detailed description of the operation principle will be omitted.

한편, 액츄에이터(100) 내부에 설치되는 TAS 센서(220)는 그의 일부분이 상기 액츄에이터(100)의 하우징(130) 외부로 노출된 구조로 고정상태를 유지한다.Meanwhile, the TAS sensor 220 installed inside the actuator 100 maintains a fixed state with a structure in which a part of the TAS sensor 220 is exposed to the outside of the housing 130 of the actuator 100.

그리고, 액츄에이터(100)의 하우징(130) 외면에는 TAS 센서(220)로부터 측정된 스태빌라이저 바(210)의 토크와 변형 각에 대한 각각의 신호가 입력되는 ECU(230)가 설치된다.An ECU 230 is provided on the outer surface of the housing 130 of the actuator 100 to receive signals of the torque and the angle of deformation of the stabilizer bar 210 measured by the TAS sensor 220.

이때, 상기 ECU(230)는 액츄에이터(100)의 하우징(130) 외부로 노출된 TAS 센서(220)와 직결되도록 전기적으로 연결되고, 상기 TAS 센서(220)로부터 전송된 토크 신호와 각도 신호를 입력받아 액츄에이터(100)의 전동모터(110)를 제어하게 된다.At this time, the ECU 230 is electrically connected to the TAS sensor 220 exposed to the outside of the housing 130 of the actuator 100, and inputs the torque signal and the angle signal transmitted from the TAS sensor 220 And controls the electric motor 110 of the actuator 100.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에서는 기존의 액츄에이터 내부나 스태빌라이저 바의 외부에 개별적으로 설치되던 토크 센서 및 각도 센서가 일체화되어 하나의 통합형 센서 형태로 액츄에이터(100) 내부에 설치되기 때문에 종래와 비교하여 센서의 장착 및 계측에 따른 편의성을 크게 증대시킬 수 있고, 토크 센서와 각도 센서의 공용화를 통한 비용 절감을 도모할 수 있다.As described above, in the electric active stabilizer apparatus according to the present invention, the torque sensor and the angle sensor, which are separately provided inside the conventional actuator or the outside of the stabilizer bar, are integrated and installed in the actuator 100 in the form of one integrated sensor Therefore, the convenience of mounting and measuring the sensor can be greatly increased, and the cost can be reduced by sharing the torque sensor and the angle sensor.

그리고, 토크 센서와 각도 센서가 통합된 단일 구조의 TAS 센서(220)가 액츄에이터(100)의 내부에 설치되도록 구성함으로써, 외부의 환경적 영향으로부터 센서를 보호할 수 있기 때문에 ECU(230)로 전달되는 신호에 대한 외란의 영향을 줄일 수 있고, 결과적으로 센서의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Since the TAS sensor 220 having a single structure in which the torque sensor and the angle sensor are integrated is installed inside the actuator 100, the sensor can be protected from external environmental influences, It is possible to reduce the influence of the disturbance on the signal to be transmitted, and as a result, the durability of the sensor can be improved.

또한, 액츄에이터(100)의 내부에 설치되는 TAS 센서(220)와, 액츄에이터(100)의 외면에 설치되는 ECU(230)가 상호 전기적으로 연결되도록 형성함으로써, TAS 센서(220)와 ECU(230)가 직결된 파워 팩(Power pack) 형태로 개발이 용이한 장점이 있다. 아울러, 이러한 파워 팩 형태로의 적용이 가능해짐에 따라 CAN(Controller Area Network) 통신이 아닌 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 통해 시스템의 구현이 가능해지기 때문에 CAN 통신 적용에 따른 부하를 줄일 수 있고, 와이어(Wire) 배선에 따른 통신상의 문제나 내구성 측면에서도 여러 이점을 추구할 수 있다.The TAS sensor 220 installed in the actuator 100 and the ECU 230 installed on the outer surface of the actuator 100 are electrically connected to each other so that the TAS sensor 220 and the ECU 230, And it is easy to develop in the form of a power pack that is directly connected to the power pack. In addition, since the system can be implemented through the SPI (Serial Peripheral Interface) communication method instead of the CAN (Controller Area Network) communication as the power pack type can be applied, the load imposed on the CAN communication application can be reduced , It is possible to seek various advantages in terms of communication problems and durability according to wire wiring.

또한, TAS 센서(220)로부터 측정된 토크 신호와 각도 신호를 활용하는 각종 부가기능의 개발이 용이하고, 페일 세이프(Fail safe) 측면에서도 스태빌라이저 바에 인가되는 토크와 비틀림 각의 2가지 인자에 대한 센싱이 가능해지기 때문에 롤 제어방법을 효과적으로 스위칭(Switching)할 수 있으며, 이로 인해 기존과 같이 센서에 이상이 발생될 경우 시스템 중단으로 인한 폐해를 미연에 방지할 수 있다.In addition, it is easy to develop various additional functions utilizing the torque signal and the angle signal measured from the TAS sensor 220, and it is also possible to detect the torque and torsion angle of two factors, i.e., the torque applied to the stabilizer bar in terms of fail- It is possible to switch the roll control method effectively. As a result, if an abnormality occurs in the sensor as in the conventional method, it is possible to prevent the damage caused by the system stoppage.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Will be possible.

100 : 액츄에이터 120 : 감속기
130 : 하우징 136 : 설치공간
212 : 좌측 스태빌라이저 바 214 : 우측 스태빌라이저 바
220 : TAS 센서 210 : 스태빌라이저 바
221 : 로터부 223 : 스테이터
225 : 리시버 코일 230 : ECU100: actuator 120: speed reducer
130: housing 136: installation space
212: left stabilizer bar 214: right stabilizer bar
220: TAS sensor 210: stabilizer bar
221: rotor portion 223: stator
225: receiver coil 230: ECU

Claims (6)

차량의 스태빌라이저 바(210)에 설치되어 롤 강성을 가변시키는 액츄에이터(100)가 구비된 차량의 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치에 있어서,
상기 액츄에이터(100) 내부에는 상기 스태빌라이저 바(210)에 가해지는 토크와 그로 인한 변형 각도를 측정할 수 있는 TAS(Torque And Angle) 센서(220)가 설치된 것을 특징으로 하는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치.
1. An electrically driven active roll stabilizer device for a vehicle provided with an actuator (100) provided on a stabilizer bar (210) of a vehicle for varying roll stiffness,
A torque and angle sensor 220 for measuring a torque applied to the stabilizer bar 210 and a deformation angle of the torque applied to the stabilizer bar 210 is installed in the actuator 100. [ A stabilizer device.
제1항에 있어서, 상기 TAS 센서(220)는 상기 액츄에이터(100)의 모터 출력부 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치.
The electric active stabilizer device according to claim 1, wherein the TAS sensor (220) is disposed at a motor output portion of the actuator (100).
제2항에 있어서, 상기 TAS 센서(220)는 그 일부분이 상기 액츄에이터(100)의 하우징(130)에 고정된 상태로 스태빌라이저 바(210)에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치.
The TAS sensor according to claim 2, wherein the TAS sensor (220) is coupled to the stabilizer bar (210) while a part thereof is fixed to the housing (130) of the actuator (100) Roll stabilizer device.
제3항에 있어서, 상기 액츄에이터(100)의 하우징(130) 외면에는 상기 TAS 센서(220)로부터 감지된 신호가 입력되는 ECU(230)가 설치된 것을 특징으로 하는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치.
The electric active stabilizer device according to claim 3, wherein an ECU (230) is mounted on an outer surface of the housing (130) of the actuator (100) to receive a signal sensed by the TAS sensor (220) .
제4항에 있어서, 상기 TAS 센서(220)의 일부분은 상기 액츄에이터(100)의 하우징(130) 외부로 노출되도록 형성되고, 상기 TAS 센서(220)의 노출된 일부분이 상기 ECU(230)와 전기적으로 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치.
5. The system of claim 4, wherein a portion of the TAS sensor (220) is configured to be exposed to the exterior of the housing (130) of the actuator (100), and wherein an exposed portion of the TAS sensor And the torsion spring is formed to be connected to the TAS sensor.
제4항에 있어서, 상기 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치의 에러(error) 발생시 상기 TAS 센서(220)로부터 측정된 토크 신호와 각도 신호를 통해 상기 ECU(230)에 의한 제어방법이 스위칭(switcing)되는 것을 특징으로 하는 TAS 센서를 이용한 전동식 능동 롤 스태빌라이저 장치.
5. The method according to claim 4, wherein the control method by the ECU (230) is switched through a torque signal and an angle signal measured from the TAS sensor (220) when an error occurs in the electric active stabilizer A motorized active roll stabilizer device using a TAS sensor.
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