KR20180007859A - 액티브 롤 스태빌라이저 - Google Patents

액티브 롤 스태빌라이저 Download PDF

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KR20180007859A
KR20180007859A KR1020160089299A KR20160089299A KR20180007859A KR 20180007859 A KR20180007859 A KR 20180007859A KR 1020160089299 A KR1020160089299 A KR 1020160089299A KR 20160089299 A KR20160089299 A KR 20160089299A KR 20180007859 A KR20180007859 A KR 20180007859A
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심경훈
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주식회사 만도
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Abstract

액티브 롤 스태빌라이저가 제공된다. 액티브 롤 스태빌라이저는 차량의 좌우 차륜 사이에 설치되는 한 쌍의 스태빌라이저 바 및 한 쌍의 스태빌라이저 바 사이에 연결되어 한 쌍의 스태빌라이저 바에 회전력을 전달하는 액추에이터를 포함하되, 액추에이터는 회전력을 발생시키는 모터; 한 쌍의 스태빌라이저 바 사이에 결합되고, 모터가 내부에 배치되는 하우징 및 하우징 내부에서 모터의 회전축의 연장선 상에 위치되고 회전력에 의해 전달되는 토크를 감소시키는 토크 측정 센서부를 포함한다.

Description

액티브 롤 스태빌라이저{Active Roll Stabilizer}
본 발명은 액트브 롤 스태빌라이저에 관한 것이다.
차량에 장착되는 액티브 롤 스태빌라이저(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 액티브 롤 스태빌라이저는 차륜에 연결된 스태빌라이저 바의 토크를 측정하여 롤 모멘트를 제어한다.
종래에는, 스태빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정하기 위하여 스트레인 게이지(Strain Gauge)이외의 다른 토크센서를 이용하여 토크를 측정할 수 있지만 이러한 토크센서는 가격이 고가이고, 크기가 크며 설치가 용이하지 못해 토크를 측정하는데 용이하지 못하다.
또한, 스트레인 게이지를 이용하여 토크를 측정하게 되면 스트레인 게이지를 장착하는 방법, 환경에 따라 토크의 출력 값이 달라져 토크를 정밀하게 측정할 수 없으며, 스트레인 게이지는 외부에 노출된 상태로 장착되기 때문에 내구성이 약하다.
한편, 종래의 스트레인 게이지를 이용하여 토크를 측정하는 구조에서는 스트레인 게이지에 과도한 힘이 전달되어 센싱 범위를 벗어나게 되고, 측정되는 토크를 줄이기 위해서 스트레인 게이지가 장착되는 장치의 크기를 크게 하는 것은 설계의 제약으로 인해 불가하다.
본 발명의 일 실시예는 스태빌라이저 바에 발생하는 토크를 정밀하게 측정함으로써 설정된 회전 각도를 넘어 회전되는 것을 방지하고, 차량의 선회구간 및 회전구간에서 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있는 액티브 롤 스태빌라이저를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 차량의 좌우 차륜 사이에 설치되는 한 쌍의 스태빌라이저 바; 및 상기 한 쌍의 스태빌라이저 바 사이에 연결되어 상기 한 쌍의 스태빌라이저 바에 회전력을 전달하는 액추에이터를 포함하되, 상기 액추에이터는 회전력을 발생시키는 모터; 상기 한 쌍의 스태빌라이저 바 사이에 결합되고, 상기 모터가 내부에 배치되는 하우징 및 상기 하우징 내부에서 상기 모터의 회전축의 연장선 상에 위치되고 상기 회전력에 의해 전달되는 토크를 감소시키는 토크 측정 센서부를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제공한다.
이때, 상기 토크 측정 센서부는 상기 모터의 회전축의 연장선 상의 동심축 상으로 배치되는 센서 지지부재 및 상기 센서 지지부재의 외주면에 설치되는 토크 측정 센서를 포함하고, 상기 센서 지지부재는 상기 토크 측정 센서가 장착되는 설치부 및 상기 설치부의 일단부에 위치하고, 상기 센서 지지부재의 강성보다 작은 제1 토크 전달부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 설치부의 타단부에 위치하고 상기 센서 지지부재의 강성보다 작은 제2 토크 전달부를 포함하되, 상기 제1 토크 전달부 및 상기 제2 토크 전달부의 단면적은 각각 상기 센서 지지부재의 단면적 보다 작을 수 있다.
이때, 상기 센서 지지부재는 원통 형상으로 상기 센서 지지부재의 중심부에 상기 센서 지지부재의 연장방향으로 연장된 관통홀이 형성되고, 상기 센서 지지부재의 외주면 상에 인쇄회로 기판이 설치되며 상기 인쇄회로기판에는 상기 토크 측정 센서에서 측정한 상기 스태빌라이저 바의 비틀림 모멘트의 전기적 신호를 증폭시키는 제어회로가 구비될 수 있다.
이때, 상기 설치부의 외주면 상에는 상기 토크 측정센서 및 상기 인쇄회로 기판이 설치되는 설치면이 형성되되, 상기 설치면은 평면 또는 내부에 평면을 구비한 홈으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 하우징 내부에서 모터의 회전축의 연장선 상에 배치되고 일측이 상기 하우징의 내측면을 지지하며 상기 토크 측정 센서부가 내부에 설치되는 커플러; 및 일측이 상기 커플러의 타측과 결합되고, 타측이 한 쌍의 스태빌라이저 바 중 어느 하나와 결합되는 캐리어를 포함하여 상기 하우징 내부에서 상기 모터 및 상기 한 쌍의 스태빌라이저 바에서 발생하는 진동을 흡수하는 댐핑부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 커플러는 원판 형의 커플러 몸체 및 상기 커플러 몸체의 일면에 돌출 형성되어 상기 캐리어의 중심부에 형성된 결합홈에 결합되는 돌출부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 커플러 몸체 및 상기 돌출부의 중심부에는 토크 측정센서부가 장착될 수 있는 수용공간인 설치홈이 형성되고, 상기 센서 지지부재의 일단부에는 안착부재가 결합되고, 상기 안착부재는 상기 설치홈의 개방된 타단부를 막음으로써 상기 토크 측정 센서부가 설치되는 내부 공간이 외부로부터 격리될 수 있다.
이때, 상기 센서 지지부재의 일단부에는 체결부가 결합되고, 상기 체결부는 상기 설치홈의 개방된 타단부를 막음으로써 상기 토크 측정 센서부가 설치되는 내부 공간이 외부로부터 격리될 수 있다.
이때, 상기 체결부는 원판 형상의 체결부재 및 상기 체결부재의 일면에 돌출 형성되어 상기 센서 지지부재에 형성된 수용홈에 결합되는 결합부재를 포함하되, 상기 센서 지지부재의 강성은 상기 체결부의 강성보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 차륜에 연결된 한 쌍의 스태빌라이저 바의 토크를 측정하고, 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 커플러 내부에 토크 측정 센서부가 압입되어 한 쌍의 스태빌라이저 바에서 발생하는 토크를 정밀하게 측정함으로써 설정된 회전 각도를 넘어 회전되는 것을 방지하고, 차량의 선회구간 및 회전구간에서 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 토크측정 센서인 스트레인 게이지가 커플러 내부에 설치되어 스트레인 게이지의 내구성 및 신뢰도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 토크측정 센서인 스트레인 게이지와 인쇄회로 기판을 나란하게 배치하여 토크 측정 센서부를 모듈화할 수 있고 인쇄회로 기판을 이용하여 토크를 용이하게 교정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 체결부를 통하여 센서 지지부재를 커플러 내부의 설치홈에 체결함으로써 센서 고장 시 재 가공이 간편하고 센서 신호에 왜곡을 없앨 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 스트레인 게이지가 장착되는 설치부 및 전달부의 강성, 직경이 달라서 스트레인 게이지에 전달되는 토크를 줄여 센싱 범위를 벗어나지 않도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 스태빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정하기 위한 별도의 센서를 설치해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고 설치비용 또한 절감할 수 있으며, 토크 측정이 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저가 장착된 차량을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 액추에이터의 내부를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 댐핑부 및 고정부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정 센서부가 장착된 커플러를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정 센서부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정 센서부를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정 센서부의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정부가 장착된 커플러를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저가 장착된 차량을 도시한 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 액추에이터의 내부를 도시한 분해 사시도이다.
이하의 설명에서 도 2에서 볼 때 모터에서 스태빌라이저 바 쪽을 전방으로 규정하고, 스태빌라이저 바에서 모터 쪽을 후방으로 규정하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 별도의 설치기구 없이 장착된 센서로부터 스태빌라이저 바(10)의 토크를 측정할 수 있는 것으로써, 스태빌라이저 바(10) 및 액추에이터(20)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 차륜에 연결된 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)의 토크를 측정하고, 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 전자식 액티브 롤 스태빌라이저(Electronic Active Roll Stabilizer)일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 이와 같은 전자식 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 차량의 선회구간 및 회전구간에서 롤 앵글(Roll Angle)을 변화시켜 차량의 안정성을 도모한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 한 쌍의 스태빌라이저 바(10) 각각의 일단부는 차량의 좌우 차륜 사이에 설치될 수 있고, 타단부는 액추에이터(20)의 양측에 각각 결합될 수 있다. 또한, 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)는 차량 운행시 차량의 롤 거동을 제어하며 모터(30)가 구동되면 모터로부터 회전력을 전달받는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)와 연결된 액추에이터(20)를 통해서 스태빌라이저 바의 비틀림 모멘트를 제어하여 차량의 자세를 제어할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)는 제1 스태빌라이저 바(11) 및 제2 스태빌라이저 바(13)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 스태빌라이저 바(11) 및 제2 스태빌라이저 바(13)는 모터(30)의 회전축(C)의 연장선 상에 하우징(21)의 양 단부에 회전 가능하게 결합된다.
이때, 제1 스태빌라이저 바(11)는 하우징(21)의 일단부, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 하우징의 전단부에 결합되고, 제2 스태빌라이저 바(13)는 하우징의 타단부, 예를 들어, 하우징의 후단부에 결합될 수 있다.
한편, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 액추에이터(20)는 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)의 비틀림 모멘트를 조절하기 위하여 하우징(21), 모터(30), 유성기어부(40), 댐핑부(50) 및 토크 측정 센서부(70)를 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 하우징(21)은 원통 형상으로 모터(30), 유성기어부(40), 댐핑부(50) 및 토크 측정 센서부(70)가 내부에 위치되도록 중공부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 하우징(21) 내부에는 모터(30)가 고정되고, 모터가 하우징 내부에 고정된 상태에서 구동되면 하우징에 비틀림 모멘트가 발생할 수 있다. 이와 같이 발생하는 비틀림 모멘트를 기초로 스태빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 댐핑부 및 고정부재를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정 센서부가 장착된 커플러를 도시한 사시도이다.
도 3을 참고하면 본 발명의 일 실시예에서 고정부재(23)는 원통 형상으로 하우징(21) 내부에 고정됨으로써 댐핑부(50) 및 토크 측정 센서부(70)를 하우징 내부에 고정시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 고정부재(23)의 중심부에는 고정부재의 길이방향으로 관통된 장착홀(23a)이 형성될 수 있다. 이때, 장착홀(23a)은 단면이 원형으로 형성되고 장착홀 내에는 댐핑부(50) 및 토크 측정 센서부(70)가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 고정부재(23)는 탄성 재질로 이루어져 모터(30) 및 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)가 작동하면서 발생되는 진동을 흡수할 수 있다. 이때 댐핑부(50)와 고정부재(23) 사이에는 베어링 부재(57)가 설치될 수 있다.
한편, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 모터(30)는 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 스테이터(미도시) 및 스테이터에 의해 발생된 자력으로 회전하는 로터(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 모터(30)는 하우징(21) 내부 일측 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 유성기어부(40) 및 댐핑부(50) 사이에 위치하여 구동될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서 모터(30)는 전방에 유성기어부(40)와 연결되고 후방에 댐핑부(50)가 위치될 수 있다.
도 2를 참고하면, 유성기어부(40)는 하우징(21) 내부에 위치하고 선기어(미도시), 유성기어(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 유성기어부(40)는 모터(30)와 제1 스태빌라이저 바(11) 사이에서 모터의 회전력을 제1 스태빌라이저 바에 제공할 수 있다. 이때, 유성기어부(40)는 단수를 더할수록 기어비가 커지는 감속기(미도시)를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 댐핑부(50)는 캐리어(51), 커플러(59) 및 댐퍼(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 댐핑부(50)는 하우징(21) 내부 타측 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 하우징의 후방측에 모터(30)와 제2 스태빌라이저 바(13) 사이에 위치된다.
한편, 댐핑부(50)는 모터(30)에서 후방으로 이격 배치됨으로써 모터 및 유성기어부(40)로부터 발생된 회전력이 제1 스태빌라이저 바(11)로 제공되면서 발생된 비틀림을 제2 스태빌라이저 바(13)가 비틀어지면서 진동을 흡수할 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 캐리어(51)는 하우징(21)의 내부에서 회전 가능하게 지지되고 캐리어 몸체(53) 및 연결부재(55)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 캐리어 몸체(53)는 일 방향으로 회전 가능한 원통 형상으로서 일면, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 전면에 결합홈(53a)이 형성될 수 있다.
도 3을 참고하면, 캐리어 몸체(53)는 고정부재(23)의 장착홀(23a) 내부에 위치되고, 캐리어 몸체와 고정부재 사이에는 베어링 부재(57)가 구비되어 캐리어 몸체는 베어링 부재에 의해 하우징(21)에 지지될 수 있다.
이때, 베어링 부재(57)는 복수 개로 형성된 복열 베어링일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 3을 참고하면 본 발명의 일 실시예에서 캐리어(51)는 캐리어 몸체(53)에 후방으로 연장 형성된 원통형의 연결부재(55)를 포함할 수 있다. 이때, 연결부재(55)는 캐리어 몸체(53)의 외측 방향으로 돌출되어 제2 스태빌라이저 바(13)와 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 연결부재(55)는 중심부에 단면이 원형 형상인 연결홈(55a)이 형성될 수 있다. 연결홈(55a)은 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)의 외주면과 대응되도록 형성되어 한 쌍의 스태빌라이저 바 중 어느 하나의 일단부가 삽입되어 결합될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서 연결홈(55a)은 제2 스태빌라이저 바(13)의 외주면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 캐리어(51)는 일측, 연결부재(55)의 연결홈(55a)에 제2 스태빌라이저 바(13)와 결합될 수 있고, 캐리어의 타측, 캐리어 몸체(53)의 결합홈(53a)에 커플러(59) 및 댐퍼가 위치될 수 있다.
한편, 도 3을 참고하면, 커플러(59)는 모터(30)의 회전축(C)의 연장선 상에 모터의 후방부에 이격 배치됨으로써 모터 및 유성기어부(40)로부터 발생된 회전력이 제1 스태빌라이저 바(11)로 제공되면서 발생된 비틀림을 제2 스태빌라이저 바(13)가 비틀어지면서 진동을 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 커플러(59)는 커플러 몸체(61) 및 돌출부(63)를 포함하여, 캐리어(51)와 결합되고 하우징(21)의 내측면에 지지될 수 있다. 이때, 돌출부(63)는 댐퍼와 함께 캐리어(51)의 결합홈(53a)에 끼움 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 커플러(59)는 모터(30) 및 제1 스태빌라이저 바(11)를 통해 발생된 회전력을 댐퍼 및 캐리어(51)를 통해 제2 스태빌라이저 바(13)로 전달한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 커플러 몸체(61)는 원판 형상으로 하우징(21)의 내측면에 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 한편, 돌출부(63)는 커플러 몸체(61)의 일면, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 커플러 몸체의 중심부에 후방으로 연장 형성될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 커플러(59)는 커플러 몸체(61) 및 돌출부(63)의 중심부에는 토크 센서가 장착될 수 있는 수용공간인 설치홈(65)이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 커플러(59)의 설치홈(65)에는 토크 측정 센서부(70)가 압입되어 한 쌍의 스태빌라이저 바(10)에서 발생하는 토크를 정밀하게 측정함으로써 설정된 회전 각도를 넘어 회전되는 것을 방지하고, 차량의 선회구간 및 회전구간에서 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 토크 측정 센서부(70)는 센서 지지부재(71), 토크측정 센서(85) 및 인쇄회로 기판(83)을 포함할 수 있다. 이때, 토크 측정 센서부(70)는 모터(30)의 회전축의 연장선 상에 위치되고, 커플러(59) 내부에 고정되어 한 쌍의 스태빌라이저 바(10) 중 어느 하나에서 발생하는 토크를 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(61)는 토션 바 일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 이때, 센서 지지부재(61)는 탄성재질로 이루어질 수 있다.
도 5를 참고하면, 센서 지지부재(71)는 중심부에 센서 지지부재의 연장방향으로 관통홀(71a)이 형성된 원통 형상으로 모터(50)의 회전축의 연장선의 동심축 상으로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(71)는 설치부(73), 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)를 포함할 수 있다. 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 설치부(73)의 양 단부에는 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)가 각각 연결될 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에서 설치부(73), 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 설치부(73), 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)의 강성이 다르게 형성될 수 있다. 즉, 설치부(73)의 강성은 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)의 강성보다 크게 할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 설치부(73)의 단면적은 제1 토크 전달부(75)의 단면적 및 제2 토크 전달부(77)의 단면적보다 클 수 있다, 즉, 설치부(73)의 직경(D1)은 제1 토크 전달부(75)의 직경(D2) 및 제2 토크 전달부(77)의 직경(D3)보다 커서 설치부(73)의 강성이 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)의 강성보다 크게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 설치부(73)의 강성이 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)의 강성보다 크므로 인해서 외부에서 토크가 인가되어도 설치부(73)의 비틀림을 작게 하여 전달되는 토크의 양을 감쇄시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 설치부(73), 제1 토크 전달부(75) 및 제2 토크 전달부(77)는 별개로 결합될 수 있으나 이에 한정되지 않고 일체로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 설치부(73)의 외주면에는 설치면(73a)이 형성될 수 있다. 도 6을 참고하면 설치면(73a)은 센서 지지부재(71)의 길이방향 즉, 전후 방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 설치면(73a)에는 도 5에 도시된 바와 같이 토크측정 센서(85) 및 인쇄회로 기판(83)이 인접하게 설치될 수 있도록 가공될 수 있다. 이때 설치면은 평면 또는 내부에 평면을 구비한 홈으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
이때, 도 5 및 도 6을 참고하면 토크측정 센서(85)는 인쇄회로 기판(83)의 전방으로 이격되도록 나란하게 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 토크측정 센서(69)는 스트레인 게이지일 수 있다. 이때 스트레인 게이지는 스태빌라이저 바(10)의 비틀림 모멘트를 검출하여 전기적인 신호로 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 토크측정 센서(85)인 스트레인 게이지가 커플러(59) 내부에 설치되어 스트레인 게이지의 내구성 및 신뢰도를 증가시킬 수 있다.
한편, 인쇄회로 기판(83)은 센서 지지부재(71)의 설치면(73a)에 토크측정 센서(85)와 나란하게 설치될 수 있고, 인쇄회로 기판에는 토크측정 센서에서 측정한 스태빌라이저 바(10)의 비틀림 모멘트의 전기적인 신호를 일정한 범위 내로 증폭시킬 수 있는 제어회로(미도시)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 토크측정 센서(85)인 스트레인 게이지와 인쇄회로 기판(83)을 나란하게 배치하여 토크 측정 센서부(70)를 모듈화할 수 있고 인쇄회로 기판을 이용하여 토크를 용이하게 교정할 수 있다.
한편, 인쇄회로 기판(83)은 케이블을 통해 전자식 제어 유닛(electronic control unit, ECU)과 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 전자식 제어 유닛(ECU)은 토크 측정 센서부(70)에 의해 측정된 토크를 기초로 상황에 맞는 차량의 롤 앵글을 보상하기 위한 토크를 산출하며 이 토크를 기초로 액추에이터(20)를 통해 스태빌라이저 바(10)를 동작시켜 이로부터 차량의 롤 모멘트를 감소시켜 승차감을 향상시킬 수 있다.
즉, 선회 시 원심력에 의한 차량의 좌우 쏠림 현상에 대해 액추에이터(20)를 회전시켜 그에 따른 비틀림력을 발생시킴으로써 양쪽의 스태빌라이저 바(10)를 통해 차량의 자세를 능동적으로 정상 직진 주행 상태와 유사하게 만든다.
한편, 전자식 제어 유닛(ECU)은 차량의 주행에 대한 모든 정보가 획득되며 이 정보들은 전자식 제어 유닛(ECU)으로 집합되어 전자식 제어 유닛(ECU)을 통해 동작 명령을 전달한다.
한편, 도 5를 참고하면, 센서 지지부재(71)의 일단부 예를 들어, 제2 토크 전달부(77)의 전방부에는 원통 형상의 제1 안착부재(79)가 형성될 수 있고, 타단부 예를 들어 제1 토크 전달부(75)의 후방부에는 원통 형상의 제2 안착부재(81)가 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 제1 안착부재(79) 및 제2 안착부재의 외주면은 커플러(59) 내부에 형성된 설치홈(65)과 대응되도록 형성되어 센서 지지부재(71)가 설치홈에 압입될 수 있도록 한다. 이때 제1 안착부재(79) 및 제2 안착부재(81)는 동일한 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 안착부재(79)는 설치홈(65)의 내부면에 접하고, 제2 안착부재(81)는 외부에 노출될 수 있다. 이때 제2 안착부재(81)는 반경방향 내측으로 연장된 삽입홈(81a)이 형성됨으로써 센서 지지부재(71)를 설치홈(65)에 압입시키거나 빼낼 때 용이하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(71), 제1 안착부재(79) 및 제2 안착부재(81)는 별개로 결합될 수 있으나 이에 한정되지 않고 일체로 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정 센서부의 변형예를 도시한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저의 토크 측정부가 장착된 커플러를 도시한 사시도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(71)는 원기둥 형상으로 모터(30)의 회전축의 연장선 상에 동심축 상으로 배치될 수 있다. 한편, 센서 지지부재(71)의 전단부에는 체결부(181)가 형성되어 커플러(59)에 형성된 설치홈(65)에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저(1)는 체결부(181)를 통하여 센서 지지부재(171)를 커플러(59) 내부의 설치홈(65)에 체결함으로써 센서 고장 시 재 가공이 간편하고 센서 신호에 왜곡을 없앨 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 체결부(181)는 체결부재(181a) 및 결합부재(181b)를 포함할 수 있다. 이때 체결부재(181a)는 원판 형상으로 형성되고 일면 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 볼트 결합이 가능하도록 체결홀(미도시)이 형성될 수 있다.
이때, 체결부재(181a)는 원판 형상으로 커플러(59)의 개방된 설치홈(65)을 막음으로써 토크 측정 센서부(170)가 설치되는 내부 공간이 외부로부터 격리되어 토크 측정 센서부(170)를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 체결부재(181a)의 후단부에는 외측방향으로 돌출 형성된 결합부재(181b)를 포함할 수 있다. 이때, 결합부재(181b)는 단면이 사각형으로 센서 지지부재(171)의 전단부에 형성된 수용홈(175)에 삽입되어 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(171)는 일측 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 센서 지지부재의 전방부에는 결합부재(181b)가 삽입되어 결합될 수 있는 수용홈(175)이 형성될 수 있다.
이때 수용홈(175)은 좌 우측 방향으로 개구되도록 형성되고, 결합부재(181b)의 외주면에 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(71)의 후단부에는 제1 안착부재(79)가 형성되어 커플러 내부에 형성된 설치홈(65)에 안착될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(171) 및 체결부(181)의 강성이 다르게 형성될 수 있다. 즉, 센서 지지부재(171)의 강성은 체결부(181)의 강성보다 크게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(171)의 강성이 체결부(181)의 강성보다 크므로 인해서 외부에서 토크가 인가되어도 설치부(173)의 비틀림을 작게 하여 전달되는 토크의 양을 감쇄시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 센서 지지부재(171)의 강성이 체결부(181)의 강성보다 작아서 액추에이터(20)에 강한 외력이 발생하여도 체결부(181)의 길이에 따라 전달되는 힘의 크기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 회전력이 발생할 때 토크를 직접 측정하는 토크측정 센서의 비틀림 양을 제한할 수 있다. 즉, 외부에서 토크가 인가되어도 설치부의 비틀림을 작게 하여 전달되는 토크의 양을 감쇄시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하우징(21) 내부에는 모터(30)와 토크 측정 센서부(70, 170)가 설치되어 있으나 이외에도 모터와 토크 측정 센서부 사이에 전자식 액티브 롤 스태빌라이저(Electronic Active Roll Stabilizer)가 작동하기 위한 여러 가지 장치들이 설치될 수 있다.
이러한 장치들은 전자식 액티블 롤 스태빌라이저에서 공지된 장치들로서 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 차륜에 연결된 한 쌍의 스태빌라이저 바의 토크를 측정하고, 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 커플러 내부에 토크 측정 센서부가 압입되어 한 쌍의 스태빌라이저 바에서 발생하는 토크를 정밀하게 측정함으로써 설정된 회전 각도를 넘어 회전되는 것을 방지하고, 차량의 선회구간 및 회전구간에서 롤 모멘트를 제어하여 차량의 안정성을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 토크측정 센서인 스트레인 게이지가 커플러) 내부에 설치되어 스트레인 게이지의 내구성 및 신뢰도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 토크측정 센서인 스트레인 게이지와 인쇄회로 기판을 나란하게 배치하여 토크 측정 센서부를 모듈화할 수 있고 인쇄회로 기판을 이용하여 토크를 용이하게 교정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 체결부를 통하여 센서 지지부재를 커플러 내부의 설치홈에 체결함으로써 센서 고장 시 재 가공이 간편하고 센서 신호에 왜곡을 없앨 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 스트레인 게이지가 장착되는 설치부 및 전달부의 강성, 직경이 달라서 스트레인 게이지에 전달되는 토크를 줄여 센싱 범위를 벗어나지 않도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저는 스태빌라이저 바에 발생하는 토크를 측정하기 위한 별도의 센서를 설치해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고 설치비용 또한 절감할 수 있으며, 토크 측정이 용이할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 액티브 롤 스태빌라이저 10 : 스태빌라이저 바
11 : 제1 스태빌라이저 바 13 : 제2 스태빌라이저 바
20 : 액추에이터 21 : 하우징
23 : 고정부재 23a : 장착홀
30 : 모터 40 : 유성기어부
50 : 댐핑부 51 : 캐리어
53 : 캐리어 몸체 53a : 결합홈
55 : 연결부재 55a : 연결홈
57 : 베어링 부재 59 : 커플러
61 : 커플러 몸체 63 : 돌출부
65 : 설치홈 70, 170 : 토크 측정 센서부
71, 171 : 센서 지지부재 71a : 관통홀
73, 173 : 설치부 73a, 173a : 설치면
75 : 제1 전달부 77 : 제2 전달부
79, 179 : 제1 안착부재 81 : 제2 안착부재
83 : 인쇄회로 기판 85 : 토크측정 센서
81a : 삽입홈 175 : 수용홈
181 : 체결부 181a : 체결부재
181b : 결합부재

Claims (10)

  1. 차량의 좌우 차륜 사이에 설치되는 한 쌍의 스태빌라이저 바; 및
    상기 한 쌍의 스태빌라이저 바 사이에 연결되어 상기 한 쌍의 스태빌라이저 바에 회전력을 전달하는 액추에이터를 포함하되,
    상기 액추에이터는
    회전력을 발생시키는 모터;
    상기 한 쌍의 스태빌라이저 바 사이에 결합되고, 상기 모터가 내부에 배치되는 하우징; 및
    상기 하우징 내부에서 상기 모터의 회전축의 연장선 상에 위치되고 상기 회전력에 의해 전달되는 토크를 감소시키는 토크 측정 센서부를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 토크 측정 센서부는
    상기 모터의 회전축의 연장선 상의 동심축 상으로 배치되는 센서 지지부재 및
    상기 센서 지지부재의 외주면에 설치되는 토크 측정 센서를 포함하고,
    상기 센서 지지부재는
    상기 토크 측정 센서가 장착되는 설치부 및 상기 설치부의 일단부에 위치하고, 상기 센서 지지부재의 강성보다 작은 제1 토크 전달부를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 설치부의 타단부에 위치하고 상기 센서 지지부재의 강성보다 작은 제2 토크 전달부를 포함하되,
    상기 제1 토크 전달부 및 상기 제2 토크 전달부의 단면적은 각각 상기 센서 지지부재의 단면적 보다 작은 액티브 롤 스태빌라이저.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 센서 지지부재는 원통 형상으로 상기 센서 지지부재의 중심부에 상기 센서 지지부재의 연장방향으로 연장된 관통홀이 형성되고,
    상기 센서 지지부재의 외주면 상에 인쇄회로 기판이 설치되며 상기 인쇄회로기판에는 상기 토크 측정 센서에서 측정한 상기 스태빌라이저 바의 비틀림 모멘트의 전기적 신호를 증폭시키는 제어회로가 구비되는 액티브 롤 스태빌라이저.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 설치부의 외주면 상에는 상기 토크 측정센서 및 상기 인쇄회로 기판이 설치되는 설치면이 형성되되,
    상기 설치면은 평면 또는 내부에 평면을 구비한 홈으로 이루어지는 액티브 롤 스태빌라이저.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 내부에서 모터의 회전축의 연장선 상에 배치되고 일측이 상기 하우징의 내측면을 지지하며 상기 토크 측정 센서부가 내부에 설치되는 커플러; 및
    일측이 상기 커플러의 타측과 결합되고, 타측이 한 쌍의 스태빌라이저 바 중 어느 하나와 결합되는 캐리어를 포함하여 상기 하우징 내부에서 상기 모터 및 상기 한 쌍의 스태빌라이저 바에서 발생하는 진동을 흡수하는 댐핑부를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 커플러는
    원판 형의 커플러 몸체 및
    상기 커플러 몸체의 일면에 돌출 형성되어 상기 캐리어의 중심부에 형성된 결합홈에 결합되는 돌출부를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 커플러 몸체 및 상기 돌출부의 중심부에는 토크 측정센서부가 장착될 수 있는 수용공간인 설치홈이 형성되고,
    상기 센서 지지부재의 일단부에는 안착부재가 결합되고, 상기 안착부재는 상기 설치홈의 개방된 타단부를 막음으로써 상기 토크 측정 센서부가 설치되는 내부 공간이 외부로부터 격리되는 액티브 롤 스태빌라이저.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 지지부재의 일단부에는 체결부가 결합되고, 상기 체결부는 상기 설치홈의 개방된 타단부를 막음으로써 상기 토크 측정 센서부가 설치되는 내부 공간이 외부로부터 격리되는 액티브 롤 스태빌라이저.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 체결부는
    원판 형상의 체결부재 및
    상기 체결부재의 일면에 돌출 형성되어 상기 센서 지지부재에 형성된 수용홈에 결합되는 결합부재를 포함하되,
    상기 센서 지지부재의 강성은 상기 체결부의 강성보다 큰 액티브 롤 스태빌라이저.
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