KR100418115B1 - 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법 - Google Patents

차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 실제 차량에서 노이즈 불량으로 예상되는 히터 모터를 블로우 유닛에 장착하고, 다수의 가속도계를 통해 진동을 감지하여 노이즈와의 상관관계에 대한 가중치를 연산하여 적용시킴으로써 효과적인 검사가 이루어질 수 있도록 한 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 차량의 히터모터가 부착된 블로우 유닛으로부터 진동 및 소음을 검출하여 그 모터의 불량을 판정하기 위한 검사장치에 있어서, 상기 블로우 유닛의 x, y, z 축의 특정 지점에 부착되어 히터모터의 진동을 감지하는 진동감지수단과; 상기 블로우 유닛으로부터 발생된 소음을 감지하기 위한 소음 감지수단과; 상기 진동 및 소음 감지수단으로부터 인가된 감지신호를 처리 가능한 신호로 처리하는 신호처리수단과; 상기 진동 및 소음 감지수단으로부터 감지신호를 인가받아 화면출력시키고, 히터모터의 양호 또는 불량 판정에 대한 결과를 화면 표시시키기 위한 화면출력 구동수단과; 상기 진동 및 소음감지 수단을 통해 인가된 소음 및 진동 감지신호에 가중치를 적용가능하게 하는 연산알고리즘과 이 알고리즘에 근거하여 산출된 가중치 상수 데이터를 저장하는 데이터저장수단과; 상기 신호처리부로부터 소음 및 진동신호를 인가받아 상기 데이터저장수단으로부터 해당하는 가충치 데이터 및 연산 알고리즘을 독취하여 감지신호에 적용하여 가충치 연산처리를 행하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 히터모터의 x, y, z로부터 감지된 진동값과 소음값의 상관도에 대하여 미리 진동과 소음값을 적용하여 가중치 상수를 산출하고, 그 가중치 상수값을 히터모터의 양/부에 적용시킴으로써 신속하고 정확한 모터의 양/부 판정을 행할 수 있게 되므로 비용 및 시간상으로 매우 유리하다.

Description

차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TESTING HEATING MOTOR OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 차량의 히터모터 장착시 그 히터모터의 소음과 진동을 검출하여 불량 또는 양호판정을 하기 위한 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 차량의 블로우 유닛에 장착되어 있는 히터모터를 구동시키게 되면 운전석에서는 그 히터모터로 인한 작동소음을 느낄 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터의 블로우 유닛을 나타내는 도면이다.
노이즈는 모터(4)에 전원이 인가된 후 모터(4)가 작동하면서 모터(4)의 진동이 블로우 유닛(2)에 전달되고 그 블로우 유닛(2)에 의해 노이즈가 주변으로 방사되는 것이 운전석에서 감지할 수 있는 주요 노이즈이다.
특히, 3단에서 히터 모터(4)의 작동 회전수는 대략 2500 RPM 정도이고, 그 히터모터의 슬롯의 수가 12개인 것에 기인하여 400Hz, 800Hz의 소음이 주를 이루게 된다.
(식 1)
주파수={(모터 RPM/60)×슬롯수(12)}={(2500RPM/60)×12}
이때, 400Hz(12 order)의 성분은 노이즈가 가장 큰 주파수로 'U' 노이즈라는 표현이 사용된다.
일반적으로, 종래의 불량 모터 추출방법은 블로우 유닛(2)의 진동을 검출함으로써 이루어지는 바, 진동측량에 의한 불량모터 선별은 진동신호(가속도계로부터 추출: 6)와 소음신호(도시는 생략)의 상관관계로 인한 선형성이 100%일 때 가장 정확한 검출이 이루어진다.
이하, 종래의 히터 모터의 소음과 진동간의 상관성에 대하여 기술한다.
(식 2)
노이즈(α) 진동(β)
실차량에서 측정된 노이즈(α)와 측정된 진동(β)이 한 개의 상수 a에 의해 [α]=a[β]가 완전히 성립될 때 선형성 또는 상관관계가 100%가 된다.
그러나, 실제로 실차량 3 스텝 노이즈(400Hz)와 라인에서 모터 생산시 가속도계(6)에서 인가받은 신호의 상관관계는 80%를 넘지 못한다. 왜냐하면, 1999년 본 출원인의 소속 연구소에서 개발되어 현재 검사라인에서 적용되고 있는 시스템을 통한 상기 가속도계(6) 지점은 히터모터의 소음을 감지할 때 그 진동과 상관성이 가장 뛰어난 지점이긴 하나, 불량 모터 검출시 그 모터를 모든 차량에 장착한 상태에서 검출하는 것이 현실적으로 불가능하며, 검사 라인에서는 주위의 소음요소에 의해 용이한 노이즈의 측정이 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 실제 차량에서 노이즈 불량으로 예상되는 히터 모터를 블로우 유닛에 장착하고, 다수의 가속도계를 통해 진동을 감지하여 노이즈와의 상관관계에 대한 가중치를 연산하여 적용시킴으로써 효과적인 검사가 이루어질 수 있도록 한 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터의 블로우 유닛을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템의 센서 장착상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템의 회로구성을 도시한 블록구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템의 알고리즘 작성과정을 도시한 플로우챠트,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템을 이용한 검사과정을 도시한 플로우챠트이다.
♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
2:블로우 유닛, 4:히터모터,
10,12,14:가속도계, 16:음향입력부,
20:전압증폭부, 22:주파수비교부,
24:모니터구동부, 28:데이터저장부,
30:제어부.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 차량의 히터모터가 부착된 블로우 유닛으로부터 진동 및 소음을 검출하여 그 모터의 불량을 판정하기 위한 검사장치에 있어서, 상기 블로우 유닛의 x, y, z 축의 특정 지점에 부착되어 히터모터의 진동을 감지하는 진동감지수단과; 상기 블로우 유닛으로부터 발생된 소음을 감지하기 위한 소음 감지수단과; 상기 진동 및 소음 감지수단으로부터 인가된 감지신호를 처리 가능한 신호로 처리하는 신호처리수단과; 상기 진동 및 소음 감지수단으로부터 감지신호를 인가받아 화면출력시키고, 히터모터의 양호 또는 불량 판정에 대한 결과를 화면 표시시키기 위한 화면출력 구동수단과; 상기 진동 및 소음감지 수단을 통해 인가된 소음 및 진동 감지신호에 가중치를 적용가능하게 하는 연산 알고리즘과 이 연산알고리즘에 근거하여 산출된 가중치 상수 데이터를 저장하는 데이터저장수단과; 상기 신호처리부로부터 소음 및 진동신호를 인가받아 상기 데이터저장수단으로부터 해당하는 가충치 데이터 및 연산 알고리즘을 독취하여 감지신호에 적용하여 가충치 연산처리를 행하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 신호처리수단은 상기 진동 및 음향감지수단으로부터 인가된 감지신호를 증폭시키기 위한 전압 증폭부와; 상기 전압 증폭부를 매개로 증폭된 소음 및 진동를 주파수로 변환하여 기설정된 주파수와 비교하기 위한 주파수 비교부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사시스템이 제공된다.
보다 바람직하게, 상기 연산 알고리즘은 α=을 이용하여 산출되는 가중치 상수를 적용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연산 알고리즘은 블로우 유닛 x, y, z 지점의 각 가중치 상수 a, b, c를
(A) (B) (C) (Veff)
에 적용하여 상관도가 최고인 Veff를 산출하는 알고리즘인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 차량의 히터모터가 부착된 블로우 유닛으로부터 진동 및 소음을 검출하여 그 모터의 양/부를 판정하기 위한 검사방법에 있어서, 상기 블로우 유닛의 x, y, z축의 대표 지점을 확보한 다음, 음향 및 진동값을 검출하기 위한 과정과; 가중치 상수 a, b, c가 기산출된 상태에서 상기 진동값 A, B, C를 적용하여 Veff를 산출하는 과정과; 산출된 Veff값을 V기준값과 비교하여 히터모터의 양/부를 판정하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 히터 모터의 양/부를 판정하는 과정은 산출된 Veff값이 V기준값보다 더 큰 경우에는 불량으로 판정하고, V기준값보다 더 작은 경우에는 양품으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 블로우 유닛 x, y, z에 대한 소음과 진동간의 가중치 상수 a, b, c를 산출하는 과정은 상기 히터모터의 불량을 검출하기 위하여 상수 a, b, c를 임의의 값으로 설정하고, 상기 진동감지수단을 이용하여 진동 데이터를 검출하는 과정과; Veff 결과값을 산출하여 그 상수의 합이 1이 되는 지의 여부를 판단하는 과정과; 상수 a, b, c의 합이 1인 경우, 상기 Veff 결과값과 소음 데이터와의 상관 관계 αijk를 산출하고, 산출된 αijk값 중 가장 큰 αijk값에 해당되는 ai, bj, ck값을 산출하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2에 대한 설명이전에 본 발명에 따른 히터모터의 검사시스템에 적용되는 노이즈와 진동간의 상관도 연산을 위한 이론적 근거를 제시한다.
진원지인 상기 히터모터(4)가 탄성 진동판으로 이루어진 상기 블로우 유닛(2)에 장착되어 있는 경우에 노이즈와 진동간의 상관도는 식 3의 식으로 연산된다.
(식 3)
α=
여기서 x는 진동소스로부터 마이크로폰에 의하여 검출된 노이즈 변수이고, y는 진동센서로부터 검출된 진동변수이다. 식 3에 기술된 수식을 이용하여 본 발명에서 노이즈와 진동간의 상관도를 연산한다. 또한, 다수의 진동감지센서(가속도계)를 사용하여 그 상관도를 보다 높힌다. 상관도라 함은 상관계수(Correlationship Efficient)를 의미한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템의 센서 장착상태를 도시한 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 히터모터 검사시스템은 진동 감지센서(또는 제 1∼3 가속도계라고 함: 10, 12, 14)를 3개 적용하고, 소음 감지센서(또는 음향 입력부라고 함.) 소음감지센서( 16)는 1개를 적용한 다음, 3개의 진동 감지센서(10, 12, 14)와 1개의 소음 감지센서(16)로부터 검출된 감지신호간의 상관도 상수를 적용하여 히터모터의 불량을 추출한다.이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 제1, 제2 및 제3진동감지센서(10), (12), (14)들은 진원소스(8)에 대하여 각각 x, y, z축상에 배열되도록 하여 진원 소스(8)가 각 블로우패널에 미치는 상관도를 연산해야만 한다. 소음과 진동간의 상관도는 상기 제 3 진동 감지센서 (14)가 가장 넓은 패널에 부착되어 있으므로 진동 및 소음간의 상관도가 가장 높게 나타나게 되므로 소음 감지센서(16)를 상기 제 3 진동 감지센서(14)에 적용하였 다. 진동감지센서(10), (12), (14)들은 블로우 유닛의 측면으로 되는 패널에 설치되는데 히터모터의 x, y, z축선에 위치된다. 그러므로, 본 발명에서는 세 지점에서의 진동 데이터를 이용하여 가장 선형성이 높은 Veff를 구하고, 이에 대한 식은 식 4에 기술한다.
(식 4)
(A) (B) (C) (Veff)
식 4에서 연산한 Veff와 소음 데이터와의 상관관계는 제 3 진동 감지센서(14)와 노이즈와의 상관관계보다 높게 출력되므로 불량을 선별할 때 높은 정확도를 나타나게 된다.
즉, 식 4의 적용은 다수의 상수 a, b, c를 적용하여 가장 높은 상관도를 나타내는 Veff를 산출하기 위한 것이다. 이때, 상수 a, b, c는 상기 진동 감지센서(10, 12, 14) 및 그 진동 감지센서(제 1∼3 가속도계; 10, 12, 14)에 대한 소음 감지센서(16)의 방향 또는 기여율 등의 물리적인 의미를 갖는다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템의 회로구성을 도시한 블록구성도이다.
이를 참조하면, 참조부호 20은 상기 제 1∼제 3 가속도계(10, 12, 14)와 음향 입력부(16)로부터 감지된 감지신호를 증폭시키기 위한 전압 증폭부를 나타내고, 참조부호 22는 상기 전압 증폭부(20)를 매개로 증폭된 소음 및 진동신호를 기설정된 주파수와 비교하기 위한 주파수 비교부를 나타낸다.
또한, 참조부호 24는 상기 제 1∼제 3 가속도계(10, 12, 14)와 음향 입력부 (16)로부터 감지된 감지신호를 모니터(26)를 매개로 출력시키고, 히터모터의 양호 또는 불량 판정에 대한 결과를 화면 출력시키기 위한 모니터구동부를 나타낸다.
참조부호 28은 소음 및 진동 감지신호를 이용하여 산출된 가중치 상수값을 저장함과 동시에 소음 및 진동 신호의 상관도 산출 알고리즘을 저장하며, 각 소음 데이터와 진동 데이터 및 그 결과값을 저장하는 데이터저장부를 나타낸다.
한편, 참조부호 30은 상기 제 1∼제 3 가속도계(10, 12, 14) 및 음향입력부 (16)로부터 진동 및 소음신호를 인가받아 각각의 상관도에 따른 가중치 상수값을 산출하고, 산출된 가중치 상수값을 히터모터의 소음 및 진동에 적용하여 모터의 불량을 판정하기 위한 제어부를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템의 알고리즘 작성과정을 도시한 플로우챠트이다.
먼저, 본 발명에서는 상기 히터모터(4)의 불량을 검출하기 위하여 검사장치에 적용되는 판정 알고리즘을 작성해야 하는 바, 그 알고리즘은 먼저 기술된 (식 4)의 상수 a, b, c를 임의의 값으로 설정한 다음(제 1 단계: ST1), 상기 제 1∼제 3 가속도계(10, 12, 14)를 매개로 진동 데이터를 검출한다(제 2 단계: ST2).
이때, 상수 a, b, c를 임의의 값으로 설정할 때, 그 임의의 값은 각각 100개(예컨대, 0, 0.01, .....0.99, 1)를 적용한다.
그러면, (식 4)를 적용하여 100개의 Veff 결과값을 산출할 수 있으며 (제 3 단계: ST3), 이때의 ai+bj+ck=1이 되는지의 여부를 판단하여(제 4 단계: ST4), 상기 Veff 결과값과 소음 데이터와의 상관 관계 αijk를 (식 3)을 적용하여 산출한다. (제 5 단계: ST5)
그래서, 산출된 αijk값 중 가장 큰 αijk값에 해당되는 ai, bj, ck값을 산출한다.(제 6 단계: ST6)
상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사장치의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템을 이용한 검사과정을 도시한 플로우챠트이다.
먼저, 상기 블로우 유닛(2)의 x, y, z축의 대표 지점을 확보한 다음, 상기 음향 입력부(16)로부터 음향 신호를 입력받고, 상기 제 1∼제 3 가속도계(10, 12, 14)를 통하여 진동값 A, B, C를 검출한다. (제 10 단계: ST10)
가중치 상수 a, b, c는 (식 4)를 이용하여 기산출된 상태이므로 상기 진동값 A, B, C를 적용하여 Veff를 산출한다.(제 11 단계: ST11)
이때, 산출된 Veff값은 해당 히터모터에 대한 진동 및 소음에 대한 값이므로 그 Veff값을 V기준값과 비교하여 더 큰 값인지의 여부를 판단한다.(제 12 단계: ST12)
만약, V기준값보다 식 4에 적용하여 산출된 Veff값이 더 큰 경우에는 불량으로 판정하고(제 13 단계: ST13), 반면에 V기준값보다 식 4에 적용하여 산출된 Veff값이 더 작은 경우에는 양품으로 판정하게 된다. (제 14 단계: ST14)
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 히터모터 검사시스템 및 그 방법은 히터모터의 x, y, z로부터 감지된 진동값과 소음값의 상관도에 대하여 미리 진동과 소음값을 적용하여 가중치 상수를 산출하고, 그 가중치 상수값을 히터모터의 양/부 에 적용시킴으로써 신속하고 정확한 모터의 양/부 판정을 행할 수 있게 되므로 비용 및 시간상으로 매우 유리하다.

Claims (7)

  1. 차량의 히터모터가 부착된 블로우 유닛으로부터 진동 및 소음을 검출하여 그 모터의 불량을 판정하기 위한 검사장치에 있어서,
    상기 블로우 유닛의 x, y, z 축의 특정 지점에 부착되어 히터모터의 진동을 감지하는 진동감지수단과;
    상기 블로우 유닛으로부터 발생된 소음을 감지하기 위한 소음 감지수단과;
    상기 진동 및 소음 감지수단으로부터 인가된 감지신호를 처리 가능한 신호로 처리하는 신호처리수단과;
    상기 진동 및 소음 감지수단으로부터 감지신호를 인가받아 화면출력시키고, 히터모터의 양호 또는 불량 판정에 대한 결과를 화면 표시시키기 위한 화면출력 구동수단과;
    상기 진동 및 소음감지 수단을 통해 인가된 소음 및 진동 감지신호에 가중치를 적용 가능하게 하는 연산알고리즘과 이 알고리즘에 근거하여 처리된 가중치 상수 데이터를 저장함과 동시에 소음 및 진동 신호의 연산 알고리즘을 저장하는 데이터저장수단과;
    상기 신호처리부로부터 소음 및 진동신호를 인가받아 상기 데이터저장수단으로부터 해당하는 가충치 데이터 및 연산 알고리즘을 독취하여 감지신호에 적용하여 가충치 연산처리를 행하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 신호처리수단은 상기 진동 및 음향감지수단으로부터 인가된 감지신호를 증폭시키기 위한 전압 증폭부와; 상기 전압 증폭부를 매개로 증폭된 소음 및 진동를 주파수로 변환하여 기설정된 주파수와 비교하기 위한 주파수 비교부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 연산 알고리즘 α=을 이용하여 가중치 상수를 산출 하는 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 연산 알고리즘은 블로우 유닛 x, y, z 지점의 각 가중치 상수 a, b, c를
    (A) (B) (C) (Veff)
    에 적용하여 상관도가 최고인 Veff를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사시스템.
  5. 차량의 히터모터가 부착된 블로우 유닛으로부터 진동 및 소음을 검출하여 그 모터의 양/부를 판정하기 위한 검사방법에 있어서,
    상기 블로우 유닛의 x, y, z축의 대표 지점을 확보한 다음, 음향 및 진동값을 검출하기 위한 과정과;
    가중치 상수 a, b, c가 기산출된 상태에서 상기 진동값 A, B, C를 적용하여 Veff를 산출하는 과정과;
    산출된 Veff값을 V기준값과 비교하여 히터모터의 양/부를 판정하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 히터 모터의 양/부를 판정하는 과정은 산출된 Veff값이 V기준값보다 더 큰 경우에는 불량으로 판정하고, V기준값보다 더 작은 경우에는 양품으로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 블로우 유닛 x, y, z에 대한 소음과 진동간의 가중치 상수 a, b, c를 산출하는 과정은 상기 히터모터의 불량을 검출하기 위하여 상수 a, b, c를 임의의 값으로 설정하고, 상기 진동감지수단을 이용하여 진동 데이터를 검출하는 과정과;
    Veff 결과값을 산출하여 그 상수의 합이 1이 되는 지의 여부를 판단하는 과정과;
    상수 a, b, c의 합이 1인 경우, 상기 Veff 결과값과 소음 데이터와의 상관 관계 αijk를 산출하고, 산출된 αijk값 중 가장 큰 αijk값에 해당되는 ai, bj, ck값을 산출하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 히터모터 검사방법.
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