KR100792919B1 - 가변 랙 스트로크 시스템 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 VRS시스템의 제어장치 및 VRS시스템을 자동으로 제어하는 방법을 제공한다. VRS시스템에 있어서, 차량이 이그니션 온 되면, 차량의 좌우 구동륜의 속도를 감지하여 좌우 구동륜의 휠속정보를 출력하는 감지부; 및 상기 감지수단에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 이를 미분하여 얻어진 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS시스템의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다. 운전자가 항시 체인장치의 장착 유무를 확인해야되는 번거로움 없이 VRS시스템작동이 가능하다. 따라서 운전자의 편의성이 향상되고, 운전자 조작 미스로 겨울철 체인을 감은 상태로 VRS 온을 시키는 오류를 사전에 방지할 수 있다는데 그 효과가 있다.
VRS(Variable Rack Stroke)System, 좌우 구동륜, 휠속

Description

가변 랙 스트로크 시스템 제어장치 및 방법{Variable Rack Stroke system control unit and method}
도 1은 일반적인 VRS시스템의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 VRS시스템 제어장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 3은 VRS시스템이 오프상태일 때 차량이 이그니션 온 되면, VRS시스템을 제어하는 방법을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 VRS시스템이 오프상태일 때 좌우 구동륜의 휠가속도에 따라 VRS시스템이 온/오프되는 동작조건을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 VRS시스템이 온상태일 때 VRS시스템을 제어하는 방법을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이이다.
도 6는 VRS시스템이 온상태일 때 좌우 구동륜의 휠가속도에 따라 VRS시스템이 온/오프되는 동작조건을 설명하기 위한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
150 : VRS 온/오프 스위치 200 : 감지부
220 : 제어부 222 : 필터링부
224 : 연산부 226 : 비교판단부
본 발명은 자동차의 최소회전반경을 자동으로 조절하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ABS의 스피드센서에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 이를 미분하여 얻어진 휠가속도를 기초로, 체인의 장착여부를 판정하여 자동으로 VRS시스템을 온/오프하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
스티어링휠(Steering wheel)을 최대로 돌리고 선회할 때, 바깥쪽 바퀴가 그리는 원의 반경을 최소회전반경이라고 한다. 기존의 차량에서는 스티어링휠의 회전을 차륜에 전달하기 위한 피니언(Pinion)과 랙(Rack)이 각각 조향축과 전방차축에 구비된다. 또한 상기 랙의 스트로크를 가변시키는 VRS(Variable Rack Stroke)시스템이 구비된다.
VRS(Vriable Rack Stroke)시스템은 동계 특정 기간 이외에는 타이어체인을 사용하지 않는다는 점을 이용하여, 설계상 고려되어 있는 타이어 체인공간을 활용하여 조향각을 보다 더 줄 수 있도록 고안된 시스템이다.
도 1은 일반적인 VRS시스템의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 VRS시스템의 동작을 좀더 자세히 설명하면 VRS 온/오프 스위치(100)가 온(ON)되면 DC모터(130)가 회전을 하고, 이에 따라 모 터기어(100) 및 중간기어(110)가 차례로 회전을 하며, 중간기어(110)의 회전에 따라 기어스토퍼(stopper, 120)가 회전(스토퍼의 단차변경)하고, 일정양 회전하면 상기 DC모터(130)를 정지시킨 후, 풀 스토크 시 내부 볼 조인트(Inner Ball Joint)의 스톰돌기(140)를 변경된 기어스토퍼(120)의 단차부까지 이동시켜 조타스토커양을 조절한다. 이후 VRS 온/오프 스위치(150)를 오프(OFF)하면 상기 DC모터(130)의 방향이 반대로 작동하여 상기 동작 과정을 반복하여 수행한다.
그러나 종래의 기술에 있어서, VRS 시스템은 VRS 온/오프 스위치(150)가 콘솔박스(미도시)에 위치하여 운전자가 선택하도록 되어있다. 이 경우 운전자가 매번 선택해서 사용하여야 하는 번거로움이 있으며, 운전자가 스노우체인을 장착한 상태에서 VRS시스템을 온(ON)시키고 운행하면, 타이어와 부품 간 간섭으로 인하여 타이어 및 부품에 손상이 발생하여 사고 위험이 높아지며, 사고 위험을 방지하기 위해 운전자가 항시 체인장치의 장착 유무를 확인해야되는 번거로움이 따르는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자동차의 ABS의 스피드센서에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 이를 미분하여 얻어진 휠가속도를 기초로, 체인의 장착여부를 판정하여 자동으로 VRS를 제어하여 줌으로써, 운전자가 항시 체인장치의 장착 유무를 확인해야되는 번거로움 없이 VRS시스템작동이 가능하도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 VRS시스템 제어장치는 VRS시스템에 있어서, 차량이 이그니션 온 되면, 차량의 좌우 구동륜의 속도를 감지하여 좌우 구동륜의 휠속정보를 출력하는 감지부; 및 상기 감지부에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 이를 미분하여 얻어진 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS시스템의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 감지부는, 차량의 ABS의 스피드센서를 통해 좌우 구동륜의 속도를 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 감지부에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정 주파수로 필터링하는 필터링부와; 상기 필터링부를 통해 필터링된 좌우 구동륜의 휠속정보를 미분하여 좌우 구동륜의 휠가속도로 출력하는 연산부; 및 상기 좌우 구동륜의 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS 시스템의 온/오프를 제어하는 비교판단부를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 VRS시스템 제어방법은 필터링부는, 차량이 이그니션 온 되면, ABS에서 발생되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정 주파수로 필터링하는 제 1단계와; 연산부는, 상기 필터링 된 좌우 구동륜 휠속을 미분하여 좌우 구동륜 휠가속도를 계산하는 제 2단계; 및 비교판단부는, 상기 좌우 구동륜의 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS시스템의 온/오프를 제어하는 제 3단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VRS시스템 제어방법.
바람직하게는, 상기 제 3단계는, 상기 좌우 구동륜의 휠가속도가 기설정된 제 1임계치 이상이면, 기설정된 제 2 임계치를 초과하는지 비교하는 A단계와; 상기 A단계에서 기설정된 제 2 임계치를 초과하면, 초과한 시점부터 일정시간 동안 기설정된 제 2 임계치를 초과하는 회수를 카운트하고, 그 결과값을 근거로 체인장착상태를 판단하여 그에 따라 VRS시스템의 온/오프 신호를 출력하는 B단계를 포함하여 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 VRS시스템 제어장치를 설명하기 위한 구조도이다.
여기서 종래 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2와 같이 이루어진 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. VRS시스템이 있어서, 차량이 이그니션 온(ON) 되면, ABS(Anti-Lock Braking System)의 스피드센서(미도시)를 통해 좌우 구동륜의 속도를 감지하여 좌우 구동륜의 휠속정보를 출력하는 감지부(200)와 감지부(200)에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 이를 미분하여 얻어진 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS시스템의 온/오프를 제어하는 제어부(220)를 포함하여 구성된다.
제어부(220)는 감지부(200)에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정 주파수로 필터링하는 필터링부(222)와 필터링부(222)를 통해 필터링된 좌우 구동륜의 휠속정보를 미분하여 좌우 구동륜의 휠가속도로 출력하는 연산부(224)와 상기 좌우 구동륜의 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS의 온/오프를 제어하며, VRS의 온/오프 상태를 판단하는 비교판단부(226)를 포함하여 구성된다.
상기 기설정된 동작조건은 후술한 VRS시스템 제어방법을 통해 기술하기로 한다.
도 3은 VRS시스템이 오프상태일 때 차량이 이그니션 온 되면, VRS시스템을 제어하는 방법을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 좌우 구동륜의 휠가속도에 따라 VRS시스템이 온/오프되는 동작조건을 설명하기 위한 그래프이다.
VRS시스템 오프(OFF)상태에서 차량이 이그니션(Ignition) 온 되면(S10), 감지부(200)는 ABS(Anti-Lock Braking System)의 스피드센서(미도시)를 통해 좌우 구동륜의 휠속를 감지하여 좌우 구동륜의 휠속정보를 제어부(220)에 출력하게 된다(S20). 제어부(220)에 입력된 좌우 구동륜의 휠속정보는 필터링부(222)에서 특정주파수로 필터링된다(S30). 연산부(224)는 상기 필터링된 좌우 구동륜의 휠속정보를 미분하여 좌우 구동륜의 휠가속도를 계산하게 된다(S40). 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 휠 가속도 임계치인 제 1임계치(실시예'1.0G')를 설정하고(S50), 비교판단부(226)는 연산부(224)로부터 상기 좌우 구동륜 휠가속도를 입력받는다. 입력 받은 상기 좌우 구동륜 휠가속도를 기초로, 현재의 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치(실시예'1.5G')를 초과하는지 비교판단하게 된다(S60). 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치를 초과하면, 초과한 시점부터 일정시간(실시예'240ms')동안 상기 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치를 초과하는 회수를 카운트(Count)하는 판정카운트를 수행하게 된다(S70). 상기 좌우 구동륜 휠가속도가 제 2임계치를 초과하는지 판단하는 과정에서, 좌우 구동륜 중 어느 하나의 차륜이라도 제 2임계치를 초과하면 초과한 것으로 본다. 상기 판정카운트가 기설정된 회수(실시예'2회')를 초과하면, 차량 타이어(미도시)에 체인이 장착된 상태로 판단하고 현상태(VRS 오프상태)를 그대로 유지하게 되고(S80), 상기 판정카운트가 기설정된 회수(실시예'2회')를 초과하지 않으면, 차량 타이어에 체인이 미장착 상태로 판정하고 비교판단부(226)는 VRS 온/오프 스위치(150)를 통해 VRS시스템을 온 시키게 된다(S90). 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치를 초과하지 않는다면, 차량 타이어에 체인이 미장착 상태로 판정하고 비교판단부(226)는 VRS 온/오프 스위치(150)를 통해 VRS시스템을 온 시키게 된다(S90).
도 5은 VRS시스템이 온상태일 때 VRS시스템을 제어하는 방법을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6는 VRS시스템이 온상태일 때 좌우 구동륜의 휠가속도에 따라 VRS시스템이 온/오프되는 동작조건을 설명하기 위한 그래프이다.
VRS시스템이 온(ON) 되어있는 상태에서(S100), 감지부(200)는 ABS(Anti-Lock Braking System)의 스피드센서(미도시)를 통해 좌우 구동륜의 휠속을 감지하여 좌 우 구동륜의 휠속정보를 제어부(220)에 출력하게 된다(S110). 제어부(220)에 입력된 좌우 구동륜의 휠속정보는 필터링부(222)에서 특정주파수로 필터링된다(S120). 연산부(224)는 상기 필터링된 좌우 구동륜의 휠속정보를 미분하여 좌우 구동륜의 휠가속도를 계산하게 된다(S130). 도 6에 도시된 바와 같이, 기준 휠 가속도 임계치인 제 1임계치(실시예'1.0G')를 설정하고(S140), 비교판단부(226)는 연산부(224)로부터 상기 좌우 구동륜 휠가속도를 입력받는다. 입력받은 상기 좌우 구동륜 휠가속도를 기초로, 현재의 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치(실시예'1.5G')를 초과하는지 비교판단하게 된다(S150). 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치를 초과하면, 초과한 시점부터 일정시간(240ms)동안 상기 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2 임계치를 초과하는 회수를 카운트(Count)하는 판정카운트를 수행하게 된다(S160). 상기 좌우 구동륜 휠가속도가 제 2임계치를 초과하는지 판단하는 과정에서, 좌우 구동륜중 어느 하나의 차륜이라도 제 2임계치를 초과하면 초과한 것으로 본다. 상기 판정카운트가 기설정된 회수(실시예'2회')를 초과하지 않으면, 다시 처음단계로 돌아가 ABS의 스피드 센서(미도시)에서 발생되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정주파수로 필터링하게 된다(S110).
상기 판정카운트가 기설정된 회수를 초과하면, 비교판단부(226)는 체인이 장착된 상태로 판정하고 VRS 온/오프 스위치(150)를 통해 VRS 오프를 실행하게 된다(S170).
현재의 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치를 초과하는지 비교판단한 결과(S150), 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 제 2임계치를 초과하지 않는다 면, (이 과정에서 제 2 임계치를 초과하지 않는지의 판단여부는 좌우 구동륜 휠가속도 모두 기설정된 제 2임계치를 초과하지 않는 것을 기준으로 해야함은 물론이다.) 일정 시간(실시예'960ms')동안 좌우 구동륜 휠가속도가 제 2임계치를 초과하는 회수를 카운트(Count)하는 판정카운트를 수행하여 기설정된 회수(실시예'4회')를 초과하는지 판단하게 된다(S180). 상기 판정카운트가 기설정된 회수를 초과하면, 다시 처음단계로 돌아가 ABS의 스피드 센서(미도시)에서 발생되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정주파수로 필터링하게 된다(S110). 하지만, 상기 판정카운트가 기설정된 회수를 초과하지 않는다면, 체인이 미장착되어있다고 판단하고 비교판단부(226)는 현상태(VRS오프상태)를 유지하게 된다(S190).
상기 실시예에 있어서 기설정된 임계치 등은 자동차의 구조 및 성능, 주변환경 등에 따라 달라질 수 있으며 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져는 안될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 VRS시스템 제어장치 및 방법은 체인 의 장착여부를 판정하여 자동으로 VRS를 제어하여 줌으로써, 운전자가 항시 체인장치의 장착 유무를 확인해야되는 번거로움 없이 VRS시스템작동이 가능하다. 따라서 운전자의 편의성이 향상되고, 운전자 조작 미스로 겨울철 체인을 감은 상태로 VRS 온을 시키는 오류를 사전에 방지할 수 있다는데 그 효과가 있다.

Claims (5)

  1. VRS시스템에 있어서,
    차량이 이그니션 온 되면, 차량의 좌우 구동륜의 속도를 감지하여 좌우 구동륜의 휠속정보를 출력하는 감지부; 및
    상기 감지수단에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 이를 미분하여 얻어진 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS시스템의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VRS시스템 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지부는,
    차량의 ABS의 스피드센서를 통해 좌우 구동륜의 속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 VRS시스템 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지부에서 출력되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정 주파수로 필터링하는 필터링부;
    상기 필터링부를 통해 필터링된 좌우 구동륜의 휠속정보를 미분하여 좌우 구 동륜의 휠가속도로 출력하는 연산부; 및
    상기 좌우 구동륜의 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS 시스템의 온/오프를 제어하는 비교판단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VRS시스템 제어장치.
  4. 필터링부는, ABS에서 발생되는 좌우 구동륜의 휠속정보를 입력받아 특정 주파수로 필터링하는 제 1단계;
    연산부는, 상기 필터링 된 좌우 구동륜 휠속을 미분하여 좌우 구동륜 휠가속도를 계산하는 제 2단계; 및
    비교판단부는, 상기 좌우 구동륜의 휠가속도를 기초로, 기설정된 동작조건과 비교판단하여 VRS 시스템의 온/오프를 제어하는 제 3단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VRS시스템 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 3단계는,
    좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치를 초과하는지 비교하는 A단계;
    VRS 오프 되어있는 상태에서, 기설정된 휠가속도가 임계치를 초과하면, 초과한 시점부터 일정시간 동안 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치를 초과하는 회수를 카운트하는 판정카운트를 수행하고, 상기 판정카운트에 따라 체인장착상태를 판정하여 VRS의 온/오프를 제어하며, 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치 를 초과하지 않으면, 체인 미장착상태로 판정하여 VRS을 온 시키는 B단계; 및
    VRS 온 되어있는 상태에서, 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치를 초과하면, 초과한 시점부터 일정시간 동안 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치를 초과하는 회수를 카운트하는 판정카운트를 수행하고, 상기 판정카운트에 따라 체인장착상태를 판정하여 VRS의 온/오프를 제어하며, 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치를 초과하지 않으면, 초과하지 않은 시점부터 일정시간 동안 좌우 구동륜 휠가속도가 기설정된 임계치를 초과하는 회수를 카운트하는 판정카운트를 수행하고, 상기 판정카운트에 따라 체인장착상태를 판정하여 VRS의 온/오프를 제어는 C단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 VRS시스템 제어방법.
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공개특허공보 제2006-32020호

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