KR101769781B1 - 액추에이터의 구동축 동심도 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 액추에이터의 구동축계 동심도 검출 방법에 관한 것으로, 모터로 전기를 공급하는 공급단계와, 전류측정기로 모터로 공급되는 전류를 측정하는 전류측정단계와, 임의의 두 전류 데이터를 선정하는 설정값 선정단계와, 두 전류 데이터로 일차함수를 유도하는 유도단계와, 일차함수로 상기 전류 측정단계에서 일정시간마다의 전류 데이터를 구하는 제1연산단계와, 상기 전류측정단계에서 측정한 일정시간마다의 전류 데이터와, 상기 제1연산단계에서 일차함수로 구한 일정시간마다의 전류 데이터와의 차이를 구하는 제2연산단계와, 전류 차이를 이용하여 상기 전류측정단계에서 일정시간동안에 측정한 전류에 대한 직진성에 대한 데이터를 구하는 직진성 구함단계와, 직진성에 대한 데이터와 기설정된 직진성에 대한 데이터를 비교하여 구동축계의 동심도의 불량을 판단하는 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 차량용 액추에이터를 차량에 장착하기 전에 모터의 전류에 대한 직진성을 구하여 구동축계의 불량을 사전에 판별함으로써, 제품에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다.

Description

액추에이터의 구동축 동심도 검출방법 {DRIVING SHAFT CONCENTRICITY DETECTING METHOD OF ACTUATOR}

본 발명은 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액추에이터에 공급되는 전류를 기반으로 하여 회전운동을 직선 운동으로 전환하기 위한 구동축의 동심도를 검출할 수 있는 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 수만 종류의 부품으로 이루어져 있는데, 이 부품들 중에는 전기, 유압, 압축공기를 이용하여 기계적인 작동을 수행하는 장치가 있는데, 이러한 장치를 액추에이터라 한다.

이 액추에이터는 자동차에서 다양하게 사용되고 있는데, 예를 들면, 주차 브레이크, 클러치, 도어록킹, 서스펜션, 전동미러 등에 사용되고 있다.

상기와 같이, 자동차에서 사용되고 있는 액추에이터 중 모터의 구동에 의해 직선 운동을 수행하면서 밀거나 당기는 작동을 수행하는 액추에이터의 일예가 한국특허 출원번호 10-2013-0011740호에 개시되어 있다.

이러한 종래의 액추에이터는 회전력을 발생시키는 모터와, 모터의 구동에 의해 회전되는 기어부재와, 기어부재의 결합되어 기어부재의 회전에 의해 직선 운동하며 다른 기계적인 작동을 수행하는 축부재 및 기어부재와 축부재를 수용하는 하우징을 포함하여 구성된다.

기어부재는 모터의 구성부품 중 회전하는 로터로 구성되며, 중앙에는 축부재가 회전 가능하게 관통 결합되는 결합홀이 형성된다. 그리고, 기어부재는 결합홀의 내주면에 나사산이 형성되어 축부재와 치합되도록 구성된다.

종래의 액추에이터는, 모터에 의해 기어부재가 회전 가능하게 구성되되, 축부재에 끼워져 결합되는 기어부재가 축부재를 직선 왕복 운동하도록 구성되는 구조도 개시되어 있다.

상기와 같은 종래의 액추에이터는 모터의 회전력에 의해 기어부재가 회전하며, 이 기어부재에서 축부재가 직선 운동할 때, 축부재의 동심도 불량이나, 부품들 간의 단차 등으로 인하여 기어 및 모터에서는 비선형적인 부하로 인하여 기어의 파손이나 소음의 유발시키는 문제점이 있었다.

한국특허 출원번호 10-2013-0011740 (2013.02.01.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 모터의 작동시 측정전류를 측정하고, 측정된 임의의 두 전류를 선택하여 일차함수를 구하여 기준값을 설정한 후에, 실제 측정된 전류와 기준값을 비교하여 비정상적인 전류인지를 판단함으로써, 구동축의 동심도를 측정할 수 있도록 한 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전원이 연결되는 모터로 전기를 공급하는 공급단계와, 일정시간동안 일정시간마다 전류측정기로 모터로 공급되는 전류를 측정하는 전류측정단계와, 일정시간 동안 측정된 전류 데이터 중에서 임의의 두 전류 데이터를 선정하는 설정값 선정단계와, 선정단계에서 선정된 두 전류 데이터로 일차함수를 유도하는 유도단계와, 상기 유도단계에서 구한 일차함수로 상기 전류 측정단계에서 일정시간마다의 전류 데이터를 구하는 제1연산단계와, 상기 전류측정단계에서 측정한 일정시간마다의 전류 데이터와, 상기 제1연산단계에서 일차함수로 구한 일정시간마다의 전류 데이터와의 차이를 구하는 제2연산단계와, 상기 전류측정단계에서 측정한 일정시간마다 상기 제2연산단계에서 구한 차이를 이용하여 상기 전류측정단계에서 일정시간동안에 측정한 전류에 대한 직진성에 대한 데이터를 구하는 직진성 구함단계와, 상기 직진성 구함단계에서 구한 직진성에 대한 데이터와 기설정된 직진성에 대한 데이터를 비교하는 비교단계와, 상기 비교단계 이후에, 구동축계의 동심도의 불량을 판단하는 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선정단계에서 선정하는 임의의 전류는, 상기 모터로 인가되는 전류 중 최대 전류보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 상기 일차함수 유도단계는, 임의의 두 전류 데이터로 기울기를 구한 후에, 기울기를 a, 모터로 공급되는 전류를 Y, 시간을 X라 하며, 초기 전류는 b라 할 때, Y = aX + b를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 직진성 구함 단계에서, 직진성은 최대편차 / 최대전류 ×100(%)를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 판단단계에서 상기 직진성 구함 단계에서 구한 직진성 데이터가 기설정된 직진성 데이터보다 크면 구동축계의 동심도가 불량인 것으로 판단하고, 직진성 구함 단계에서 구한 직진성 데이터가 기설정된 직진성 데이터보다 작으면 구동축계의 동심도가 양품인 것으로 판단하도록 된 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 차량용 액추에이터를 차량에 장착하기 전에 모터의 전류에 대한 직진성을 구하여 구동축계의 불량을 사전에 판별함으로써, 제품에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터의 구동축 동심도 불량 검출 과정을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 액추에이터의 구동부인 모터의 전류를 측정한 후에 선정된 임의의 두 전류를 1차 그래프로 도시한 도면.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터의 구동축 동심도 불량 검출 과정을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 액추에이터의 구동부인 모터의 전류를 측정한 후에 선정된 임의의 두 전류를 1차 그래프로 도시한 도면이다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터는, 차량의 다양한 장치 즉, 주차 브레이크, 클러치, 도어록킹, 서스펜션, 전동미러에 사용되는 것으로, 당기거나 미는 작동을 위하여 회전운동을 직선으로 전환하는 장치로서, 회전력을 발생시키는 모터와, 모터에 연결되어 회전되는 구동축과, 구동축에 기어 결합되되 구동축에서 왕복 이동되는 기어부재와, 기어부재를 다른 장치에 연결하여 다른 장치를 작동시키기 위한 연결부재를 포함한다.

즉, 액추에이터는 구동축이 모터의 로터에 고정되어 로터와 함께 회전할 때, 구동축에 이동 가능하게 결합되는 기어부재가 다른 장치에 연결되어 다른 장치를 직선 운동시키도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터는, 모터에서 회전되는 부품인 로터에 결합되되 로터에 대해 구동축이 축방향으로 이동 가능하게 결합하고, 구동축에 다른 장치를 직접 연결하여 다른 장치를 직선 운동시키도록 구성할 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법은, 먼저, 전원이 연결되는 모터로 전기를 공급하는 공급단계를 갖는다.(S100)

여기서, 모터는 전원에 연결되어 있으며, 모터와 전원 사이에 스위치가 구비되어 액추에이터의 구동축 동심도를 측정하는 작업자가 스위치를 조작하도록 구성된다.

공급단계(S100)는 작업자가 스위치를 ON(온)으로 조작하여 모터로 전기를 공급한다.

공급단계(S100) 이후에 모터로 공급되는 전류를 측정하는 측정단계를 갖는다.(S110)

상기 측정단계(S110)는 모터에 전류측정기를 연결하여 모터로 공급되는 전류를 일정시간 동안 일정시간마다 측정한다. 여기서, 측정단계(S110)에서 전류측정기에서 모터의 전류를 측정한 후에 제어부로 전송하여 저장하도록 구성한다.

즉, 제어부는 전류측정기로 모터의 전류를 측정할 때, 일정시간 동안 일정시간마다 측정하여 각 시간마다(구간)의 전류 데이터를 저장하여 기록하게 된다.

상기 측정단계(S110) 이후에 일정시간 동안 모터에서 측정된 전류 데이터 중에 임의의 두 전류 데이터를 선정하는 설정값 선정단계를 갖는다.(S120)

선정단계(S120)는 일정시간 동안 일정시간마다 측정한 전류 데이터 중에서 최대 출력 전류를 넘지 않는 전류 데이터 중에서 두 전류 데이터를 선정한다.

선정단계(S120) 이후에는 상기에서 선정된 두 전류 데이터로 기울기를 구하고, 이 기울기로 일차 함수를 유도하는 일차함수 유도단계를 갖는다.(S130)

여기서, 선정된 두 전류 데이터를 a1, a2라 할 때, 도 2와 같이, 두 전류 데이터를 일직선으로 그었을 때의 기울기 a 라 한다. 초기 전류값은 b라 하며, 전류는 Y라 하고, 시간은 X라 할 때, Y = aX + b 라는 일차함수를 구할 수 있다.

상기 일차 함수 유도단계(S130) 이후에, 일차함수를 이용하여 상기 전류측정단계에서 일정시간마다 측정한 전류 데이터를 구하는 제1연산단계를 갖는다.(S140)

제1연산단계(S140)는 상기 전류측정단계(S110)에서 전류측정기로 일정시간마다 전류를 측정하는데, 전류가 측정되는 각 시간에 따른 전류를 상기 일차함수를 통해 구하게 된다.

상기 제1연산단계(S140) 이후에, 전류측정단계에서 측정한 일정시간마다의 전류 데이터와, 일치함수를 통하여 구한 전류 데이터와의 차이를 구하는 제2연산단계를 갖는다.(S150)

제2연산단계(S150)는 각 구간에 따라 전류측정기에 의해 측정된 전류 데이터와 일차함수를 통하여 구한 전류 데이터의 차에서 최대치와 최소치 값을 결정하는 단계를 포함한다.

제2연산단계(S150) 이후에 각 구간에 따라 연산된 측정 전류값과 일차함수에 의한 전류값 사이의 차이(편차)를 이용하여 전류를 측정한 일정시간 동안(임의 구간)의 측정전류에 대한 직진성(Linearity)에 대한 데이터를 구하는 직진성 구함단계를 갖는다.(S160)

직진성 구함 단계(S160)는 선정단계(S120)에서 선정된 두 전류값중 최대 전류값 a2라 할 때, 식 [ 직진성 = 최대편차 / 최대전류 ×100(%) ] 을 만족한다.

직진성 구함 단계(S160)에서 구한 직진성에 대한 값을 설정된 직진성에 대한 데이터와 비교하는 비교 단계를 갖는다.(S170)

상기 비교단계(S170) 이후에, 설정된 값보다 크면 구동축계의 동심도가 불량인 것으로 판단하고, 설정된 값보다 작으면 구동축계의 동심도가 불량이 아닌 것으로 판단하는 판단단계를 갖는다.(S180)

여기서, 제어부는 직진성에 대한 데이터가 기설정되어야 하며, 기설정된 데이터를 기준으로 직진성 구함 단계(S160)에서 구한 데이터와 비교하여 액추에이터에서 구동축계의 동심도가 불량인지 양품인지를 판단한 후에 작업자에게 통보하도록 구성된다. 즉, 제어부는 판단단계(S180)에서 액추에이터의 구동축계의 동심도가 불량인지 양품인지를 판단한 후에 경보기, 경보음, 디스플레이 중 하나를 작동시켜 작업자에게 알리도록 구성된다.

예로써, 제어부에 기설정된 직진성 데이터가 0.6 일 때, 직진성 구함 단계에서 구한 직진성 데이터가 0.6이하 일 때 즉 0.5212, 0.4223이면 구동축계의 동심도가 양품이고, 직진성 구함 단계에서 직진성 데이터가 0.6 초과 즉, 0.6223, 0.7474, 1.5235 이면 구동축계의 동심도가 불량인 것으로 판단하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 액추에이터 구동축계 동심도 검출 방법에 의하면, 차량용 액추에이터를 차량에 장착하기 전에 모터의 전류에 대한 직진성을 구하여 구동축계의 불량을 사전에 판별함으로써, 제품에 대한 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 전원이 연결되는 모터로 전기를 공급하는 공급단계;
   일정시간동안 일정시간마다 전류측정기로 모터로 공급되는 전류를 측정하는 전류측정단계;
   일정시간 동안 측정된 전류 데이터 중에서 임의의 두 전류 데이터를 선정하는 설정값 선정단계;
   선정단계에서 선정된 두 전류 데이터로 일차함수를 유도하는 유도단계;
   상기 유도단계에서 구한 일차함수로 상기 전류 측정단계에서 일정시간마다의 전류 데이터를 구하는 제1연산단계;
   상기 전류측정단계에서 측정한 일정시간마다의 전류 데이터와, 상기 제1연산단계에서 일차함수로 구한 일정시간마다의 전류 데이터와의 차이를 구하는 제2연산단계;
   상기 전류측정단계에서 측정한 일정시간마다 상기 제2연산단계에서 구한 차이를 이용하여 상기 전류측정단계에서 일정시간동안에 일정시간마다 측정한 전류에 대한 직진성에 대한 데이터를 구하는 직진성 구함단계;
   상기 직진성 구함단계에서 구한 직진성에 대한 데이터와 기설정된 직진성에 대한 데이터를 비교하여 구동축계의 동심도의 불량을 판단하는 판단단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 설정값 선정단계에서 선정하는 임의의 전류는,
   상기 모터로 인가되는 전류 중 최대 전류보다 작은 것을 특징으로 하는 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유도단계는,
   임의의 두 전류 데이터로 기울기를 구한 후에, 기울기를 a, 모터로 공급되는 전류를 Y, 시간을 X라 하며, 초기 전류는 b라 할 때,
   Y = aX + b를 만족하는 것을 특징으로 하는 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 판단단계에서
   상기 직진성 구함 단계에서 구한 직진성 데이터가 기설정된 직진성 데이터보다 크면 구동축계의 동심도가 불량인 것으로 판단하고, 직진성 구함 단계에서 구한 직진성 데이터가 기설정된 직진성 데이터보다 작으면 구동축계의 동심도가 양품인 것으로 판단하도록 된 것을 특징으로 하는 액추에이터의 구동축 동심도 검출 방법.
   
   
   
   
   
   

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