KR101500592B1 - 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터 - Google Patents

차량용 전동식 롤 제어 액추에이터 Download PDF

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조태영
김차식
이한구
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주식회사 인팩
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Abstract

본 발명은 차량의 좌, 우측 차륜과 각각 연결된 스테빌라이져바 각각의 단부에 연결된 액추에이터; 및 상기 스테빌라이져바 각각의 단부와 상기 액추에이터 사이에 배치되며, 스테빌라이져바의 회전각도를 검출하고, 상기 스테빌라이져바의 회전각도가 일정 각도 이상으로 벗어나는 경우 오작동 신호를 출력하여 ECU에서 상기 액추에이터에 작동 신호를 송신하여 상기 스테빌라이져바를 원래 위치로 복귀시키는 위치센싱 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하여, 높은 감속비의 구현이 가능함은 물론, 오작동시에도 절대위치를 유지할 수 있도록 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터에 관한 것이다.

Description

차량용 전동식 롤 제어 액추에이터{ELECTRICALLY DRIVEN TYPE ROLLING CONTROL ACTUATOR FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 감속비의 구현이 가능함은 물론, 오작동시에도 절대위치를 유지할 수 있도록 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터에 관한 것이다.
스태빌라이저 제어 장치는 차량 주행 시의 롤링(rolling)의 안정화를 도모하기 위해 사용되는 것이다.
이러한 스태빌라이저 제어 장치에는 모터측 단부에 휠센서 또는 조향각 센서를 장착하여 차량의 롤 각도를 추정하거나, 모터부에 엔코더(encoder) 센서를 통하여 모터 회전각을 출력하는 방식을 채용하고 있다.
그러나, 이러한 방식들은 기준위치, 즉 원점으로부터 절대위치가 계수되므로, 카운터를 지속적으로 실시할 필요가 있으며, 전원을 오프(Off)할 경우에는 전원이 온(ON)될 때의 원점을 다시 찾아야 하는 번거로움이 있었다.
따라서, 전술한 방식들은 절대위치의 유지 및 파악에 상당한 어려움이 있었을 뿐만 아니라, 그 정확도 또한 떨어지는 문제점이 있었던 것이다.
공개특허 제10-2008-0055076호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 높은 감속비의 구현이 가능함은 물론, 오작동시에도 절대위치를 유지할 수 있도록 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 차량의 좌, 우측 차륜과 각각 연결된 스테빌라이져바 각각의 단부에 연결된 액추에이터; 및 상기 스테빌라이져바 각각의 단부와 상기 액추에이터 사이에 배치되며, 스테빌라이져바의 회전각도를 검출하고, 상기 스테빌라이져바의 회전각도가 일정 각도 이상으로 벗어나는 경우 오작동 신호를 출력하여 ECU에서 상기 액추에이터에 작동 신호를 송신하여 상기 스테빌라이져바를 원래 위치로 복귀시키는 위치센싱 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 액추에이터는, 상기 스테빌라이져바 각각의 단부를 감싸는 하우징과; 상기 하우징에 내장되고, 좌측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 또는 우측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 중 하나의 단부와 연결되는 감속기 캐리어와; 상기 감속기 캐리어와 연결되는 감속기; 및 상기 감속기와 연결되고, 상기 ECU와 전기적으로 연결되는 BLDC모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 액추에이터는, 상기 스테빌라이져바와 연결된 상기 감속기 캐리어 단부의 외주면과 상기 하우징 사이에 장착되는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 위치센싱 유닛은, 좌측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 또는 우측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 중 하나의 단부와 연결되는 감속기 캐리어의 외주면에 장착된 메인 기어와; 상기 메인 기어와 맞물려 회전하는 보조 기어와; 상기 스테빌라이져바가 관통되며 상기 메인 기어 및 상기 보조 기어와 대면하고, 상기 ECU와 전기적으로 연결되는 링 형상의 PCB와; 상기 PCB에 장착되고 상기 ECU와 전기적으로 연결되며, 상기 보조 기어와 대면하는 위치센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 위치센싱 유닛은, 상기 PCB측을 향하여 개방되고, 상기 스테빌라이져바와 감속기 캐리어가 관통하며, 상기 메인기어가 수용되는 기어 하우징과; 상기 기어 하우징의 일측에 상기 PCB측을 향하여 돌출되고 상기 보조 기어와 결합되어 상기 보조 기어의 회전을 지지하는 기어축;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터에 의하면, 스테빌라이져바에 위치센싱 유닛을 장착하여 회전축의 회전각에 따라 ECU와 통신하고, 절대위치를 상시 판별 가능함은 물론, 전원을 오프(Off)한 경우에도 절대위치를 유지하므로, 차량의 안정적인 롤링 제어가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터의 구조를 보여주는 부분 단면도
도 2는 본 발명에 따른 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터의 주요부인 액추에이터의 일부와 위치센싱 유닛 및 스테빌라이져바의 결합 관계를 보여주는 분해 사시도
도 3은 도 2의 부분 단면도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.
상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다.
예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터의 구조를 보여주는 부분 단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터의 주요부인 액추에이터의 일부와 위치센싱 유닛 및 스테빌라이져바의 결합 관계를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 부분 단면도이다.
참고로, 미설명 부호로 270은 PCB 하우징을 나타낸다.
본 발명은 도시된 바와 같이, 액추에이터(100) 및 위치센싱 유닛(200)을 포함하는 구조임을 알 수 있다.
액추에이터(100)는 차량의 좌, 우측 차륜(이하 미도시)과 각각 연결된 스테빌라이져바(300, 300) 각각의 단부에 연결된 것이다.
위치센싱 유닛(200)는 스테빌라이져바(300, 300) 각각의 단부와 액추에이터(100) 사이에 배치되며, 스테빌라이져바(300, 300)의 회전각도를 검출하고, 스테빌라이져바(300, 300)의 회전각도가 일정 각도 이상으로 벗어나는 경우 오작동 신호를 출력하여 ECU(500)에서 액추에이터(100)에 작동 신호를 송신하여 스테빌라이져바(300, 300)를 원래 위치로 복귀시키는 것이다.
액추에이터(100)는 크게 하우징(110)에 감속기 캐리어(120)와 감속기(130) 및 BLDC모터(140)가 수용된 구조임을 알 수 있다.
하우징(110)은 스테빌라이져바(300, 300) 각각의 단부를 감싸는 것으로, 후술할 감속기 캐리어(120)와 감속기(130) 및 BLDC모터(140)를 수용하는 공간을 제공하기 위한 것이다.
감속기 캐리어(120)는 하우징(110)에 내장되고, 좌측 차륜과 연결된 스테빌라이져바(300, 300) 또는 우측 차륜과 연결된 스테빌라이져바(300, 300) 중 하나의 단부와 연결되는 것이다.
감속기(130)는 감속기 캐리어(120)와 연결되어 후술할 BLDC모터(140)의 회전수를 일정 비율로 낮추어 소망하는 스테빌라이져바의 회전을 제어하게 된다.
BLDC모터(140)는 감속기(130)와 연결되고, ECU(500)와 전기적으로 연결되며, 회전 구동력을 스테빌라이져바(300, 300)에 감속기(130)를 통하여 전달하기 위한 것이다.
또한, 액추에이터(100)는 스테빌라이져바(300, 300)가 액추에이터(100)에 대하여 원활한 회전 동작을 지지받을 수 있도록, 스테빌라이져바(300, 300)와 연결된 감속기 캐리어(120) 단부의 외주면과 하우징(110) 사이에 장착되는 베어링(150)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 위치센싱 유닛(200)은 크게 메인 기어(210)와 보조 기어(220)와 PCB(230)와 위치센서(240)를 포함하는 구조임을 알 수 있다.
메인 기어(210)는 좌측 차륜과 연결된 스테빌라이져바(300, 300) 또는 우측 차륜과 연결된 스테빌라이져바(300, 300) 중 하나의 단부와 연결되는 감속기 캐리어(120)의 외주면에 장착되며, 보조 기어(220)는 메인 기어(210)와 맞물려 회전하는 것이다.
PCB(230)는 스테빌라이져바(300, 300)가 관통되며 메인 기어(210) 및 보조 기어(220)와 대면하고, ECU(500)와 전기적으로 연결되는 링 형상의 부재이고, 위치센서(240)는 PCB(230)에 장착되고 ECU(500)와 전기적으로 연결되며, 보조 기어(220)와 대면하는 것이다.
또한, 위치센싱 유닛(200)은 PCB(230)측을 향하여 개방되고, 스테빌라이져바(300, 300)와 감속기 캐리어(120)가 관통하며, 메인기어가 수용되는 기어 하우징(250)과, 기어 하우징(250)의 일측에 PCB(230)측을 향하여 돌출되고 보조 기어(220)와 결합되어 보조 기어(220)의 회전을 지지하는 기어축(260)을 더 구비한 실시예의 적용도 가능함은 물론이다.
따라서, 구동력은 BLDC모터(140)에서 전압이 인가되어 회전함과 동시에 감속기(130)를 통하여 스테빌라이져바(300, 300)에 각각 전달되고, 감속기(130)는 스테빌라이져바(300, 300) 중 감속기(130)와 결합된 스테빌라이져바(300)와 비틀림 또는 회전 발생에 따른 상대운동을 하게 된다.
즉, 스테빌라이져바(300)의 회전 운동에 따라 메인 기어(210)가 회전하면, 메인 기어(210)와 맞물린 보조 기어(220)가 회전하게 되고, 이러한 보조 기어(220)의 회전을 PCB(230)에 장착된 위치센서(240)에 의하여 회전각도가 실시간으로 검출되는 것이다.
따라서, 위치센서(240)가 실시간으로 검출한 스테빌라이져바(300)의 회전각도는 ECU(500)로 실시간 송출된다.
이때, 스테빌라이져바(300, 300)의 회전각도가 일정 각도 이상으로 벗어나는 경우 오작동 신호를 출력하여 ECU(500)에서 액추에이터(100)에 작동 신호를 송신하여 스테빌라이져바(300, 300)를 원래 위치로 복귀시키는 것이다
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 액추에이터
110 : 하우징
120 : 감속기 캐리어
130 : 감속기
140 : BLDC모터
150 : 베어링
200 : 위치센싱 유닛
210 : 메인 기어
220 : 보조 기어
230 : PCB
240 : 위치센서
250 : 기어 하우징
260 : 기어축
270 : PCB 하우징
300 : 스테빌라이져바
500 : ECU

Claims (5)

  1. 차량의 좌, 우측 차륜과 각각 연결된 스테빌라이져바 각각의 단부에 연결된 액추에이터; 및
    상기 스테빌라이져바 각각의 단부와 상기 액추에이터 사이에 배치되며, 스테빌라이져바의 회전각도를 검출하고, 상기 스테빌라이져바의 회전각도가 일정 각도 이상으로 벗어나는 경우 오작동 신호를 출력하여 ECU에서 상기 액추에이터에 작동 신호를 송신하여 상기 스테빌라이져바를 원래 위치로 복귀시키는 위치센싱 유닛;을 포함하고,
    상기 위치센싱 유닛은,
    좌측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 또는 우측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 중 하나의 단부와 연결되는 감속기 캐리어의 외주면에 장착된 메인 기어와;
    상기 메인 기어와 맞물려 회전하는 보조 기어와;
    상기 스테빌라이져바가 관통되며 상기 메인 기어 및 상기 보조 기어와 대면하고, 상기 ECU와 전기적으로 연결되는 링 형상의 PCB와;
    상기 PCB에 장착되고 상기 ECU와 전기적으로 연결되며, 상기 보조 기어와 대면하는 위치센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 스테빌라이져바 각각의 단부를 감싸는 하우징과;
    상기 하우징에 내장되고, 좌측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 또는 우측 차륜과 연결된 스테빌라이져바 중 하나의 단부와 연결되는 감속기 캐리어와;
    상기 감속기 캐리어와 연결되는 감속기; 및
    상기 감속기와 연결되고, 상기 ECU와 전기적으로 연결되는 BLDC모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 스테빌라이져바와 연결된 상기 감속기 캐리어 단부의 외주면과 상기 하우징 사이에 장착되는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치센싱 유닛은,
    상기 PCB측을 향하여 개방되고, 상기 스테빌라이져바와 감속기 캐리어가 관통하며, 상기 메인기어가 수용되는 기어 하우징과;
    상기 기어 하우징의 일측에 상기 PCB측을 향하여 돌출되고 상기 보조 기어와 결합되어 상기 보조 기어의 회전을 지지하는 기어축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 롤 제어 액추에이터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20070027748A (ko) * 2003-03-28 2007-03-09 아이신세이끼가부시끼가이샤 차량용 스태빌라이저 제어 장치
JP2008138729A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Ntn Corp 回転伝達装置

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