KR101611967B1 - 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 휠 즉 바퀴의 정렬 상태가 이상한지 여부를 실시간으로 모니터링하는 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템은, 차량의 로어암과; 상기 로어암에 장착되어 차량의 주행중 상기 로어암에 작용하는 실제힘을 측정하는 스트레인게이지와; 주어진 차량 환경조건에서 상기 로어암에 작용하는 이론적인 힘을 미리 설정된 산출방식에 따라 산출하는 이론힘산출부와; 상기 스트레인게이지에 의해 측정된 상기 실제힘과, 상기 이론힘산출부에서 산출된 상기 이론힘을 비교하는 비교연산부와; 상기 비교연산부에서 비교한 상기 실제힘과 이론힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하면, 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알리는 알림부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법 { VEHICLE WHEEL ALIGNMENT MONITORING SYSTEM AND METHOD THEREOF }

본 발명은 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 휠 즉 바퀴의 정렬 상태가 이상한지 여부를 실시간으로 모니터링하는 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행수단으로서 바퀴가 구비되어 있는데, 이 바퀴는 단순히 차체에 평형한 상태로 배치되어 있는 것이 아니라, 원만한 조향과 바퀴의 주행안정을 위해 각종 원칙에 따라 배치되어 있다.

예컨대 앞바퀴의 앞쪽 선단이 뒤쪽보다 안쪽을 향하도록 배치한 토우 인(toe in)과, 바퀴의 상단이 하단보다 바깥쪽을 향하게 한 캠버(camber) 및, 바퀴에 하중이 가해지는 방향과 바퀴가 지면에 접촉하는 방향사이에 소정의 각도를 나타내는 캐스터(caster)등이 있다.

이러한 조건들이 정상적으로 되어 있지 않으면 바퀴가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하거나 조향이 순조롭지 못하게 되어 운전에 힘이 들거나 자동차의 안전운전에 문제가 생기게 된다.

이 중 캐스터는, 바퀴(T)의 중심수선(P)에 대해 자동차의 너클아암(N)과 조향축의 중심선(O)이 갖는 각도(A)를 나타내는 것으로서, 이 캐스터각도는 차량의 주행에 중요한 영향을 미치는 것인 바, 예컨대 주행중에 조향 바퀴에 방향성을 주게 되고, 또한 조향하였을 때 직진방향으로 되돌아오는 복원력을 부여하게 되는 것이다.

따라서, 양쪽 바퀴의 캐스터각도가 일치되지 않으면 바퀴가 한쪽으로 쏠리거나, 주행성에 문제가 생기게 된다.

통상 이러한 경우에는 휠 얼라인먼트라는 작업을 통하여 캐스터각도를 정확하게 일치시킴과 더불어 양쪽 바퀴가 일치하도록 바로 잡아야 한다.

위와 같은 차량의 휠 얼라인먼트는 보통 타이어 교체 시기 혹은 운전자가 요구하는 시점에 보정하고 있다.

그러나, 바퀴 정렬에 이상이 있을 경우 차량의 주행 안정성 저하, 연비 저하, 타이어의 수명 단축 등의 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래에는 차량의 휠 얼라인먼트를 자동으로 조정하도록 하는 장치 등이 개발되었다.

그러나, 이러한 휠 얼라인먼트 자동조정장치는 그 구조가 복잡하고, 차량의 하중에 따른 차량의 높이 등을 검출하여 휠 얼라인먼트의 조정여부를 판단하기 때문에, 정확하지 못하다는 단점 등이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2002-0052268호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 차량 바퀴에 연결된 로어암에 작용하는 힘을 감지하여 바퀴의 정렬 이상 여부를 실시간으로 모니터링하고, 그 구조가 간단하며 보다 정확하게 바퀴의 정렬 이상여부를 확인할 수 있는 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템은, 차량의 로어암과; 상기 로어암에 장착되어 차량의 주행중 상기 로어암에 작용하는 실제힘을 측정하는 스트레인게이지와; 주어진 차량 환경조건에서 상기 로어암에 작용하는 이론적인 힘을 미리 설정된 산출방식에 따라 산출하는 이론힘산출부와; 상기 스트레인게이지에 의해 측정된 상기 실제힘과, 상기 이론힘산출부에서 산출된 상기 이론힘을 비교하는 비교연산부와; 상기 비교연산부에서 비교한 상기 실제힘과 이론힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하면, 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알리는 알림부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 이론힘산출부는 차량의 속도, 가속도, 하중을 이용하여 상기 이론힘을 산출한다.

상기 차량의 속도 및 가속도를 측정하여 상기 이론힘산출부로 전달하는 상기 엔진 및 변속기 제어기와; 차량의 쇽업소바에 장착되어 상기 차량의 하중을 측정하고 이를 상기 이론힘산출부로 전달하는 변위센서를 더 포함하여 이루어진다.

상기 이론힘산출부는 차량 선회반경정보를 추가적으로 전달받아 상기 이론힘을 산출한다.

상기 차량의 선회반경정보를 상기 이론힘산출부에 전달하는 조향각센서를 더 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 방법은, 주어진 차량 환경조건 하에서 차량의 로어암에 작용하는 이론힘을 산출하는 이론힘산출단계와; 차량의 로어암에 작용하는 실제힘을 측정하는 실제힘측정단계와; 상기 이론힘과 실제힘을 비교하여 그 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하였는지 여부를 판단하는 힘비교판단단계와; 상기 힘비교판단단계에서 상기 이론힘과 실제힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하였다고 판단되면, 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알리는 알림단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 이론힘산출단계에서는, 주어진 차량 환경조건 하에서의 차량의 속도, 가속도, 하중을 이용하여 상기 이론힘을 산출한다.

상기 이론힘산출단계에서는, 조향각센서로부터 차량 선회반경정보를 추가적으로 전달받아 상기 이론힘을 산출한다.

상기 실제힘측정단계에서는, 차량의 로어암에 장착된 스트레인게이지를 이용하여 상기 로어암에 실제 작용하는 힘을 측정한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

로어암에 장착된 스트레인게이지를 이용하여 창량 바퀴에 연결된 로어암에 작용하는 힘을 실시간으로 감지함으로써, 바퀴의 정렬 이상 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

또한, 본 발명은 그 구조가 간단하며, 바퀴에 연결된 로어암에 작용하는 힘을 측정하는 것이기 때문에, 보다 정확하게 바퀴의 정렬 이상여부를 확인할 수 있다.

이를 통해, 차량 바퀴의 정렬 이상시 운전자에게 정보를 전달하여 차량이 수리될 수 있도록 유도함으로써, 차량의 주향 안정성 저하, 연비 저감, 타이어 수명 단축 등의 문제에 대해 사전 예방이 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 방법의 순서도.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템의 구성도이다.

본 발명의 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템은, 로어암(10)과, 스트레인게이지(11)와, 이론힘산출부(20)와, 비교연산부(30)와, 알림부(40) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 로어암(10)은 차량의 서스펜션의 아랫쪽 암을 말하는 것으로써, 내측이 크로스멤버에 연결되고 외측이 차량의 휠에 결합된 조향너클에 연결된다.

상기 스트레인게이지(11)는 상기 로어암(10)에 장착되어 차량의 주행중 상기 로어암(10)에 작용하는 실제힘을 측정한다.

이러한 상기 스트레인게이지(11)는 상기 로어암(10)에 내장되어 있도록 함이 바람직하다.

상기 이론힘산출부(20)는 주어진 차량 환경조건에서 상기 로어암(10)에 작용하는 이론적인 힘을 미리 설정된 산출방식에 따라 산출한다.

이때, 상기 이론힘산출부(20)는 차량의 속도, 가속도, 하중 및 차량 선회반경정보를 이용하여 상기 이론힘을 산출한다.

상기 차량의 속도, 가속도, 하중 및 차량 선회반경정보를 얻기 위해, 본 발명은 엔진 및 변속기 제어기(21)와, 변위센서(22)와, 조향각센서(23)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 엔진 및 변속기 제어기(21)는, 상기 차량의 속도 및 가속도를 측정하여 이를 상기 이론힘산출부(20)로 전달한다.

상기 변위센서(22)는 차량의 쇽업소바에 장착되어 상기 차량의 하중을 측정하고 이를 상기 이론힘산출부(20)로 전달한다.

상기 조향각센서(23)는 상기 차량의 선회반경정보를 상기 이론힘산출부(20)에 전달한다.

위와 같은, 상기 엔진 및 변속기 제어기(21)와 변위센서(22)와 조향각센서(23)에 의해 차량의 속도, 가속도, 하중 및 선회반경정보를 얻고, 상기 이론힘산출부(20)를 이를 이용하여 미리 설정된 산출방식에 따라 이론힘을 산출한다.

이론힘을 산출하는 구체적인 방법은 종래의 공지된 방법을 이용하면 충분한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 비교연산부(30)는 상기 스트레인게이지(11)에 의해 측정된 상기 실제힘과, 상기 이론힘산출부(20)에서 산출된 상기 이론힘을 비교하여, 상기 실제힘과 이론힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하는지 여부를 연산한다.

이때, 상기 실제힘과 이론힘의 차이는 절대값으로 계산되도록 한다.

상기 알림부(40)는 상기 비교연산부(30)에서 비교한 상기 실제힘과 이론힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하면, 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알린다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 시스템을 이용한 모니터링 방법에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 방법의 순서도이다.

본 발명의 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 방법은, 이론힘산출단계(S1)와, 실제힘측정단계(S2)와, 힘비교판단단계(S3)와, 알림단계(S4)를 포함하여 이루어진다.

상기 이론힘산출단계(S1)는 주어진 차량 환경조건 하에서 차량의 로어암(10)에 작용하는 이론힘을 산출하는 단계이다.

상기 이론힘산출단계(S1)에서는, 주어진 차량 환경조건 하에서의 차량의 속도, 가속도, 하중 및 선회반경정보를 전달받아 상기 이론힘을 산출한다.

상기 실제힘측정단계(S2)는 차량의 로어암(10)에 작용하는 실제힘을 측정하는 단계이다.

상기 실제힘측정단계(S2)에서는, 차량의 로어암(10)에 장착된 스트레인게이지(11)를 이용하여 상기 로어암(10)에 실제 작용하는 힘을 측정한다.

상기 힘비교판단단계(S3)는 상기 이론힘과 실제힘을 비교하여 그 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하였는지 여부를 판단하는 단계이다.

이때, 상기 실제힘과 이론힘의 차이는 절대값으로 계산되도록 한다.

상기 알림단계(S4)는 상기 힘비교판단단계(S3)에서 상기 이론힘과 실제힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하였다고 판단되면, 계기판 등에 장착된 알람램프 등을 이용하여 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알리는 단계이다.

위와 같은 본 발명은, 휠을 조향하는 로어암(10)에 작용하는 힘을 스트레인게이지(11)를 이용하여 측정 비교함으로써, 실시간으로 휠의 정렬 이상 여부를 확인할 수 있다.

이를 통해, 차량 바퀴의 정렬 이상시 운전자에게 정보를 전달하여 차량이 수리될 수 있도록 유도함으로써, 차량의 주향 안정성 저하, 연비 저감, 타이어 수명 단축 등의 문제에 대해 사전 예방이 가능하도록 할 수 있다.

본 발명인 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 로어암, 11 : 스트레인게이지,
20 : 이론힘산출부, 21 : 엔진 및 변속기 제어기, 22 : 변위센서, 23 : 조향각센서,
30 : 비교연산부,
40 : 알림부,
S1 : 이론힘산출단계, S2 : 실제힘측정단계, S3 : 힘비교판단단계, S4 : 알림단계.

Claims (9)

1. 차량의 로어암과;
   상기 로어암에 내장되어 차량의 주행중 상기 로어암에 작용하는 실제힘을 측정하는 스트레인게이지와;
   주어진 차량 환경조건에서 상기 로어암에 작용하는 이론적인 힘을 미리 설정된 산출방식에 따라 산출하는 이론힘산출부와;
   상기 스트레인게이지에 의해 측정된 상기 실제힘과, 상기 이론힘산출부에서 산출된 상기 이론힘을 비교하는 비교연산부와;
   상기 비교연산부에서 비교한 상기 실제힘과 이론힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하면, 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알리는 알림부; 및
   차량의 선회반경정보를 상기 이론힘산출부에 전달하는 조향각센서를 포함하고,
   상기 이론힘산출부는 차량의 속도, 가속도, 하중 및 차량 선회반경정보를 이용하여 상기 로어암에 작용하는 이론적인 힘을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템.
   
2. 삭제
3. 청구항1에 있어서,
   상기 차량의 속도 및 가속도를 측정하여 상기 이론힘산출부로 전달하는 엔진 및 변속기 제어기와;
   차량의 쇽업소바에 장착되어 상기 차량의 하중을 측정하고 이를 상기 이론힘산출부로 전달하는 변위센서를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 주어진 차량 환경조건 하에서 차량의 로어암에 작용하는 이론힘을 산출하는 이론힘산출단계와;
   차량의 로어암에 내장된 스트레인게이지를 이용하여, 상기 로어암에 작용하는 실제힘을 측정하는 실제힘측정단계와;
   상기 이론힘과 실제힘을 비교하여 그 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하였는지 여부를 판단하는 힘비교판단단계와;
   상기 힘비교판단단계에서 상기 이론힘과 실제힘의 차이가 미리 설정된 오차범위를 초과하였다고 판단되면, 차량의 바퀴 정렬 이상을 외부로 알리는 알림단계를 포함하되,
   상기 이론힘산출단계에서는,
   주어진 차량 환경조건 하에서의 차량의 속도, 가속도, 하중 및 조향각 센서로부터 전달 받은 차량 선회반경정보를 이용하여 상기 이론힘을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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