KR102322830B1 - 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템 - Google Patents

Abstract

테스트 시 자동차의 조향 번경에 따라서 자동차의 휠에 접촉되어 회전하는 롤러와 자동차 휠의 방향의 틀어짐에 따라서 발생 가능한 테스트 장치의 손상 및 사고 발생을 감소하고, 노면 상태를 구현할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템은, 테스트될 자동차가 올려지며 높이가 조절되는 플로팅 플레이트; 플로팅 플레이트 상에 설치되어 지지되고, 플로팅 플레이트가 이루는 평면에서 자동차의 휠과 접촉되도록 각각 한 쌍의 롤러로 구성되는 전륜부 롤러부 및 후륜부 롤러부를 포함하여, 자동차의 휠의 구동에 따라 휠과 접촉되어 회전되도록 하는 롤러부; 롤러부에 포함된 롤러의 회전 축에 결합되어, 회전 축의 플로팅 플레이트가 이루는 평면과 동일한 면 상의 방향을 변경하는 롤러 조향 제어 수단; 롤러 각각의 회전 축에 가해지는 압력을 센싱하는 다수의 압력 센서; 및 압력 센서의 센싱 결과에 따라서 롤러 조향 제어 수단의 구동을 제어하는 롤러 방향 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템{WHEEL MOUNT SYSTEM OF SMALL CAR TEST APPARATUS}

본 발명은 소형 자동차의 고정 주행 테스트를 위한 테스트 장치의 자동차 고정 및 휠의 구동력 흡수 및 측정을 위한 휠 마운트 구조에 관한 것으로, 구체적으로는, 테스트 시 자동차의 조향 번경에 따라서 자동차의 휠에 접촉되어 회전하는 롤러와 자동차 휠의 방향의 틀어짐에 따라서 발생 가능한 테스트 장치의 손상 및 사고 발생을 감소하기 위한 기술 및 테스트 시 가상의 노면 상태 구현이 가능한 기술에 관한 것이다.

자동차의 성능 및 주행을 점검하기 위해서는, 자동차의 구동 및 제어에 따라서 자동차의 각 구성들이 정상적으로 제어되는지 여부를 판단하는 것을 통해 이루어진다. 특히 자율주행 차량 등의 테스트에서는, 일정한 환경을 센서가 정상적으로 감지하는지 여부 및 센서의 감지에 따라서 자동차의 각 구성들이 정상적으로 제어되는지 여부를 모니터링하게 된다.

이러한 자동차의 테스트는 보통 테스트 주행 등 실제 주행에 의하여 이루어지는 것이 보통이다. 이러한 테스트 주행은 실질적인 점검이 가능한 장점은 있으나, 테스트 주행을 위한 경로의 확보가 필요하고, 특히 자동차의 제어 불량 등이 발생 시, 실제 주행 중인 자동차와 함께 주행 환경을 공유 시, 테스트 차량의 오작동에 의한 자동차와의 추돌 사고 등이 발생하는 문제점이 지적되어 왔다.

이에 예를 들어 미국등록특허 제10724925호 등에서는, 자동차의 테스트 주행 등을 통해 기능을 검사하기 위한 테스트 장치를 게시하고 있다. 상기 선행기술의 테스트 장치는, 자동차를 실제 노면 등의 공간에 배치하지 않고도, 자동차를 지지하는 롤러를 포함하는 플로팅 플레이트 상에 자동차를 배치하여, 자동차의 구동 시 엔진, 제어 계통 등의 검사를 수행할 수 있도록 하는 기술을 게시하고 있다.

이러한 자동차의 고정형 테스트 장치에는, 자동차의 구동 시 구동력에 의하여 회전하는 자동차의 전진을 위한 휠의 구동력을 흡수하기 위해서, 휠에 접촉되는 롤러가 배치된다. 롤러는, 휠의 구동력에 따라서 함께 회동하기 때문에, 휠의 구동력이 상쇄되어 자동차가 휠이 구동되더라도 전진되지 않고 테스트 장치에 고정되도록 할 수 있는 동시에, 속도 센싱 등의 기능을 수행할 수 있다.

그러나 이러한 롤러는 휠의 방향이 조향 제어에 따라서 변경되면, 롤러와 휠의 접촉이 강하게 이루어지는 데 있어서 롤러와 휠의 접촉되는 면이 틀어짐에 따라서, 사고가 발생할 수 있다. 즉, 롤러의 면과 휠의 면이 접촉되는 동안, 휠이 조향 제어에 따라서 휠의 면이 향하는 방향이 변경되면, 고정된 롤러의 면과 틀어짐에 따라서 자동차가 롤러로부터 이탈되어 사고가 발생하거나, 롤러에 가해지는 하중에 따라서 롤러의 회전 축이 손상되는 사고가 발생하는 것이다. 이에 따라서 고정형 테스트 장치에서는 휠의 조향을 변경하지 못하는 한계가 있는데, 이는 자동차의 고정형 테스트 장치의 기능의 한계성을 가져와, 고정형 테스트 장치의 사용성을 감소시키게 된다.

또한, 이러한 자동차의 고정형 테스트 장치에 있어서 롤러는 정해진 외면 및 회전 축과의 마찰력을 가지고 있기 때문에, 다양한 노면 상태를 반영하는 것이 힘들어, 역시 자동차의 고정형 테스트 장치의 기능의 한계성을 가져와, 고정형 테스트 장치의 사용성을 감소시키게 된다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 고안된 것으로서, 자동차의 고정형 테스트 장치에 있어서 휠의 구동력을 흡수하는 롤러가 휠의 조향 변경에 따라서 적응되어 실시간으로 휠의 조향에 일치하도록 그 축 방향이 변경되도록 할 수 있는 기술을 제공하여, 자동차의 휠의 조향 변경에 따른 사고 발생의 감소 및 테스트 장치의 사용성을 상승시킬 수 있는 기술을 제공하는 데 일 목적이 있다.

또한, 다양한 노면 환경을 롤러의 회전 저항을 통해 구현할 수 있도록 함으로써, 테스트 환경의 다양한 구현이 가능하도록 하여, 테스트 장치의 사용성을 상승시킬 수 있는 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템은, 테스트될 자동차가 올려지며 높이가 조절되는 플로팅 플레이트; 상기 플로팅 플레이트 상에 설치되어 지지되고, 상기 플로팅 플레이트가 이루는 평면에서 자동차의 휠과 접촉되도록 각각 한 쌍의 롤러로 구성되는 전륜부 롤러부 및 후륜부 롤러부를 포함하여, 자동차의 휠의 구동에 따라 휠과 접촉되어 회전되도록 하는 롤러부; 상기 롤러부에 포함된 롤러의 회전 축에 결합되어, 상기 회전 축의 상기 플로팅 플레이트가 이루는 평면과 동일한 면 상의 방향을 변경하는 롤러 조향 제어 수단; 상기 롤러 각각의 회전 축에 가해지는 압력을 센싱하는 다수의 압력 센서; 및 상기 압력 센서의 센싱 결과에 따라서 상기 롤러 조향 제어 수단의 구동을 제어하는 롤러 방향 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러 조향 제어 수단 및 압력 센서는, 전륜부 롤러부에 설치된 것이 바람직하다.

상기 압력 센서는, 상기 한 쌍의 롤러의 회전 축 각각에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 롤러 방향 제어부는, 상기 전륜부 롤러부 및 후륜부 롤러부 중 어느 하나를 구성하는 롤러부로서, 좌측 휠의 제1 롤러부 및 우측 휠의 제2 롤러부에 설치된 압력 센서의 센싱 결과를 이용하여 롤러 조향 제어 수단의 구동을 제어하되, 상기 제1 롤러부를 구성하는 휠의 전방에 배치되는 제1 롤러 및 후방에 배치되는 제2 롤러에 가해지는 압력, 및 상기 제2 롤러부를 구성하는 휠의 전방에 배치되는 제3 롤러 및 후방에 배치되는 제4 롤러에 가해지는 압력값이 휠의 직진 상태에서 측정되는 기본값보다 큰 값으로 감지되는 경우, 감지된 큰 값을 제거하는 각도로 상기 제1 롤러부 및 상기 제2 롤러부의 회전 축의 방향을 변경하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 롤러 조향 제어 수단은, 상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부는 각 롤러의 회전 축이 고정 결합되며, 좌측 힐 영역과 우측 휠 영역의 축 방향이 서로 독립적으로 회전 가능하도록 구성되는 제1 회전부 및 제2 회전부로 구성되고, 상기 제1 회전부 및 상기 제2 회전부는 상기 롤러 방향 제어부의 제어에 따라서 평면 방향으로 회전 가능하도록 구성되어, 상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부의 각 롤러의 회전 축의 방향이 변경되는 것이 바람직하다.

상기 각 롤러의 회전 축과 롤러의 회전 바디 사이에 배치되며, 상기 회전 바디의 상기 회전 축에 대한 회전 저항력을 변경시키는 회전 저항력 제어 수단; 및 상기 회전력 제어 수단의 구동을 제어하는 마찰계수 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직히다.

상기 회전 저항력 제어 수단은, 상기 롤러의 회전 축에 설치되는 제1 코일; 상기 회전 바디의 내면에 설치되는 제2 코일; 및 상기 제1 코일 및 제2 코일에 각각 전원을 인가하는 전원 인가부;를 포함하여, 상기 전원 인가부의 전력 인가에 따라서 상기 제2 코일과 상기 제1 코일 사이의 전원에 따라서 상기 회전 축과 상기 회전 바디 사이의 회전 저항력이 변경되고, 상기 마찰계수 제어부는, 상기 전원 인가부가 상기 제1 코일 및 제2 코일 각각에 인가하는 전원을 제어하는 것이 바람직히다.

상기 마찰계수 제어부는, 상기 자동차의 테스트 환경에 따른 노면에 따라서 기설정된 마찰계수에 대응되도록 하는 회전 저항력이 구현되도록 상기 전원 인가부가 상기 제1 코일 및 제2 코일 각각에 인가하는 전원을 제어하는 것이 바람직하다.

마찰계수 제어부는, 상기 테스트될 자동차의 엔진 구동력이 가해지는 휠이 배치된 롤러의 회전력 제어 수단의 구동만을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 롤러 조향 제어 수단, 압력 센서 및 롤러 방향 제어부의 기능 수행에 따라서 자동차의 휠이 조향 제어에 따라서 방향이 변경되면, 롤러에 가해지는 압력이 변경됨을 감지하여, 이에 따라서 압력이 휠과 롤러가 안정적으로 접촉되는 방향으로 롤러의 방향을 자동으로 제어하게 된다. 이에 따라서 휠의 구동력을 흡수하는 롤러가 휠의 조향 변경에 따라서 적응되어 실시간으로 휠의 조향에 일치하도록 그 축 방향이 변경되도록 할 수 있는 기술을 제공하여, 자동차의 휠의 조향 변경에 따른 사고 발생 확률을 감소시킬 수 있고, 이에 따라서 조향 제어와 관련된 테스트를 실행할 수 있어, 테스트 장치의 사용성을 증가시킬 수 있다.

또한, 회전 저항력 제어 수단과 마찰계수 제어부를 통해, 축에 가해지는 회전 저항력을 변경시킬 수 있어, 다양한 노면에 따른 휠에 대한 마찰계수를 간접적으로 구현할 수 있기 때문에, 테스트 환경의 노면 변화 구현이 가능해져, 더욱 다양한 테스트를 수행할 수 있어 그 사용성이 더욱 증가되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 및 롤러 방향 제어부의 구성 예를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라서 롤러의 방향이 제어되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 더욱 구체적인 롤러의 방향에 제어되기 위한 롤러 조향 제어 수단, 압력 센서 및 롤러 방향 제어부의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 저항력 제어 수단 및 마찰계수 제어부의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서 노면 상태에 따라서 롤러의 회전 저항력이 제어되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라서 롤러 방향이 제어되거나 롤러의 회전 저항력이 제어되도록 하기 위한 구현 예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라서 전륜부 롤러부와 후륜부 롤러부의 간격이 변경되는 구조를 설명하기 위한 도면.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.

또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 및 롤러 방향 제어부의 구성 예를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라서 롤러의 방향이 제어되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 더욱 구체적인 롤러의 방향에 제어되기 위한 롤러 조향 제어 수단, 압력 센서 및 롤러 방향 제어부의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 저항력 제어 수단 및 마찰계수 제어부의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서 노면 상태에 따라서 롤러의 회전 저항력이 제어되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라서 롤러 방향이 제어되거나 롤러의 회전 저항력이 제어되도록 하기 위한 구현 예를 설명하기 위한 도면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라서 전륜부 롤러부와 후륜부 롤러부의 간격이 변경되는 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하의 설명에 있어서, 본 발명의 각 실시예에 대한 구체적인 설명 및 각 구성 및 구성이 수행하는 기능에 대한 설명을 위해서 다수의 도면이 함께 참조되어 설명될 것이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템(이하 '본 발명의 시스템'이라 함)은, 플로팅 플레이트(10), 롤러부(20), 롤러 조향 제어 수단(50), 압력 센서(2313) 및 롤러 방향 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 롤러 조향 제어 수단(50)은 제어 구동 수단(30)에 연결되며, 제어 구동 수단(30)은 롤러 방향 제어부(40)에 연결되거나 이에 포함되어, 롤러 조향 제어 수단(50)의 구동을 제어하도록 구비될 수 있다.

먼저 플로팅 플레이트(10)는 테스트될 자동차가 올려지며 높이가 조절되는 평면(플레이트)형의 구조로서, 예를 들어 자동차의 무게에 따라서 롤러부(20)와 함께 자동차의 무게를 분산 지지하는 구성을 포함할 수 있다. 물론, 본 발명에서 자동차는 소형차, 예를 들어 승용차로 분류되는 모든 차량(승합차 중 12인승 이하 등)을 의미하는 것으로 이해될 것이어서, 플로팅 플레이트(10)가 롤러부(20) 이외에 자동차와 접촉되는 부분은 없을 것이나, 소형차 이외의 차량에 대한 테스트가 이루어지는 경우, 상술한 바와 같이 무게를 분산 지지하는 구성을 포함할 수 있다.

플로팅 플레이트(10)는 예를 들어 자동차의 하면 영역 중, 휠(1)을 제외한 부분을 덮는 형태로 구성되거나, 외형만을 갖는 프레임 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 이때 도 9에 도시된 바와 같이 플로팅 플레이트(10)는 후술하는 롤러부(20)를 지지하는 구성 및 서브 플레이트(11)를 통해 제어 구동 수단(31, 32) 등의 이동에 의하여 롤러부(20) 사이의 간격이 D1, D2 방향으로 서로 제어되도록 하는 형태로 구성되어, 자동차의 휠베이스에 따라서 롤러부(20)가 각 휠(1)을 정확하게 지지하도록 구현될 수 있다.

한편 롤러부(20)는 플로팅 플레이트(10) 상에 설치되어 그 구성이 지지된다. 또한, 플로팅 플레이트(10)가 이루는 평면, 즉 자동차가 올려져 이루는 면 상의 형태에서, 자동차의 휠(1)과 접촉되도록 각각 한 쌍의 롤러(231, 232)로 구성되어 양 휠(1)에 접촉되도록 각각 전륜부 및 후륜부의 휠(1)에 대응되도록 한 쌍의 롤러(23)가 각각 구비되는 롤러부(211, 212)를 포함하는 전륜부 롤러부(21)와, 롤러부(221, 222)를 포함하는 후륜부 롤러부(22)를 포함하는 구성을 의미한다.

즉, 롤러(231, 232)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전 축(2311)과 회전 바디(2312)로 구성되며, 그 사이에는 후술하는 구성들 이외에 회전 축(2311)과 회전 바디(2312)의 자유로운 회전을 돕기 위한 베어링 구조(2315)가 도 5에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 이를 통해서, 롤러(231, 232)는 휠(1)과의 관계에 있어서, 휠(1)이 자동차가 전진하는 방향으로 회전 시, 이에 접촉되면서 자유롭게 베어링 구조(2315) 등이 형성하는 회전 저항력에 따라서 저항력을 부여하면서 회전되어, 일정한 노면 상태에서의 마찰력에 따른 휠(1)에 대한 회전 저항력을 부여하면서 휠(1)의 구동에 대응되어 회전하게 된다. 이에 따라서 휠(1)이 구동되더라도, 자동차가 직접 전진하거나 후진하지 않고, 롤러(20)에 의하여 그 이동이 제한되는 것이다.

롤러 조향 제어 수단(50)은, 롤러부(20)에 포함된 롤러(231, 232)의 회전 축(2311)에 결합되어, 회전 축(2311)의 플로팅 플레이트(10)가 이루는 평면과 동일한 면 상의 방향을 변경하는 기능을 수행한다. 즉, 롤러 조향 제어 수단(50)은 플로팅 플레이트(10)가 이루는 면과 평행한 방향으로, 회전 축(2311)을 회전 축(2311)의 중심을 기준으로 회동시키는 기능을 수행하는 것이다.

이때 회전 축(2311)이 중심을 기준으로 회동됨은, 바람직하게는, 휠(1)과 롤러(231, 232)의 접촉 구조 및 휠(1)의 중심 기준 회전 구조에 의하여, 롤러(231, 232)가 이루는 사각의 구조의 중심, 즉 바람직하게는 휠(1)의 중심과 동일한 포인트의 중심 점을 기준으로, 해당 사각 구조가 회전되도록 회전 축(2311)의 방향이 제어됨을 의미한다.

압력 센서(2313)는 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 롤러(231, 232)의 회전 축(2311)과 회전 바디(2312) 사이에 배치되어, 회전 바디(2312)에 하중이 가해짐에 따라서 회전 축(2311)에 전달되는 하중을 센싱하는 기능을 수행한다. 예를 들어 압력 센서(2313)는 도 5를 함께 참조하면, 베어링 구조(2315)가 배치되는 영역 상에 배치될 수 있거나, 베어링 구조(2315)와 회전 축(2311) 또는 회전 바디(2312) 사이에 선택적으로 배치될 수 있다.

롤러 방향 제어부(40)는, 상술한 압력 센서(2313)의 센싱 결과에 따라서 롤러 조향 제어 수단(50)의 구동을 제어함으로써, 상술한 바와 같이 회전 축(2311)의 방향을 제어하여, 롤러(231, 232)의 상술한 방향을 변경하도록 하는 기능을 수행한다.

구체적으로, 자동차의 조향 수단이 전륜부에 배치되는 것이 일반적이기 때문에, 예를 들어 상술한 롤러 조향 제어 수단(50) 및 압력 센서(2313)는 상술한 롤러부(20) 중 전륜부 롤러부(21)에 설치됨이 바람직하다. 물론, 제어 구동 수단(30)이 전륜부(31) 및 후륜부(32)에 각각 설치되고, 롤러 조향 제어 수단(50) 및 압력 센서(2313)가 전륜부 및 후륜부 롤러부(21, 22)에 모두 설치되고, 이때 각 조향 수단의 전륜부 또는 후륜부 휠(1) 제어 방식에 따라서, 제어 구동 수단(30)의 전륜부 또는 후륜부 수단(31, 32)의 구동에 따라서 상술한 기능 수행이 제어되도록 구현될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 휠(1)이 RW 방향으로 회전되면, 이에 접촉되는 롤러(231)는 이에 접촉 상응하는 RW 방향으로 역시 회전될 것이고, 롤러(232) 역시 이에 접촉 상응하는 RW 방향으로 회전될 것이다. 이를 위해서 롤러(231, 232)는 서로 접촉되지 않도록 모든 도면들에 도시된 바와 같이 각각의 회전축(2311)에 설치될 수 있다.

이 경우, 압력 센서(2313)에 가해지는 하중값에 따라서, 롤러 방향 제어부(40)는 제어 구동 수단(30)을 통해서, 롤러 조향 제어 수단(50)을 구동시켜, 롤러(231, 232)의 방향을 제어함으로써, 조향 수단의 조작에 따라서 휠(1)의 방향이 변경됨에 따라서, 그 직진 방향의 휠(1)이 비스듬하게 놓여짐에 따른 직진 방향의 휠(1)의 길이 변화에 따라서 롤러(231, 232)를 압박함에 따라서 발생되는 직진 방향과 다른 하중값에 따라서 매우 정밀하게 롤러(231, 232)의 방향을 제어하여, 휠(1)의 방향 변경에 즉시 반응하여 롤러(231, 232)의 방향이 제어되도록 하여, 자동차가 이탈되거나, 롤러(231, 232)의 하중에 따른 손상을 방지하도록 기능하는 것이다.

이때, 정확한 센싱을 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압력 센서(2313)는 한 쌍의 롤러(231, 232)의 회전 축(2311) 각각에 설치될 수 있다. 이때, 롤러 방향 제어부(40)는 각 압력 센서(2313)의 센싱 결과에 따라서 정말하게 전륜부 롤러부(21)와, 후륜부 롤러부(22)을 방향을 제어할 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이 전반적인 조향 수단의 설치 형태에 따라서, 후륜부의 휠이 자동차의 길이 방향 축과 평행하게 유지됨에 따라서, 전륜부 롤러부(21)의 방향을 정밀 제어할 수 있다.

구체적으로 설명하면 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 전륜부 롤러부(21) 및 후륜부 롤러부(22), 바람직하게는 전륜부 롤러부(21)를 구성하는 롤러부(211, 212)로서, 좌측 휠의 제1 롤러부(211) 및 우측 휠의 제2 롤러부(212)에 설치된 압력 센서의 센싱 결과를 이용하여 롤러 조향 제어 수단(50)의 구동을 제어한다.

이때, 제1 롤러부(211)를 구성하는 휠의 전방에 배치되는 제1 롤러(231) 및 후방에 배치되는 제2 롤러(232)의 압력 센서들로부터 센싱된 각 롤러(231, 232)에 가해지는 압력과, 제2 롤러부(212)를 구성하는 휠의 전방에 배치되는 제3 롤러(241) 및 후방에 배치되는 제4 롤러(242)의 압력 센서들로부터 센싱된 각 롤러(241, 242)에 가해지는 압력값을 수신하게 된다.

이때, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 휠의 회전(R11, R21)이 발생되는 경우(S0), 이에 따라서 각 롤러(231, 232, 241, 242)에 가해지는 압력값이 직진 상태에서 측정되는 기본값(Pth)보다 상술한 바와 같이 직진 방향의 휠(1)이 비스듬하게 놓여짐에 따른 직진 방향의 휠(1)의 길이 변화에 따라서 롤러(231, 232)를 압박하기 때문에 그 롤러 쌍(23, 24)에 대한 압박에 따라서 각 롤러(231, 232, 241, 242)에 가해지는 압력값이 큰 값(P23, P24)로 측정될 것이다.

이 경우, 롤러 방향 제어부(40)는 롤러 조향 제어 수단(50)을 구동시켜, 롤러(231, 232, 241, 242)를 상술한 바와 같이 휠(1)과 롤러(231, 232)의 접촉 구조 및 휠(1)의 중심 기준 회전 구조에 의하여, 롤러(231, 232)가 이루는 사각의 구조의 중심, 즉 바람직하게는 휠(1)의 중심과 동일한 포인트의 중심 점을 기준으로, 해당 사각 구조가 회전되도록 회전 축(2311)의 방향을 R12, R22로 제어하여(S2), 그 압력값(P23, P24)가 상술한 기본값(Pth)과 동일하도록, 즉 상술한 큰 차이값이 제거되어 압력값(P23, P24)이 기본값(Pth)과 동일하게 되도록 제어하게 된 후(S3), 롤러 조향 제어 수단(50)의 구동을 정지시켜(S4)해당 방향을 유지하도록 한다. 즉 이때 제1 롤러부(211, 221) 및 제2 롤러부(212, 222)의 각 롤러의 회전축의 방향을 변경하도록 제어할 수 있다.

이때, 롤러 조향 제어 수단(50)의 구동이 발생되는 압력값 차이는 매우 미세하도록(예를 들어 10N) 설정되어, 휠(1)의 회전에 따른 일반적인 하중 변화가 아닌 경우에 즉시 반응하도록 할 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이, 모든 전륜부 롤러부(21)의 롤러 쌍(23, 24)에 대한 압력값을 모두 센싱하고, 이에 대한 기본값(Pth)과의 하중 차이값을 동시에 감지하도록 하여, 모든 롤러 쌍(23, 24)에 대한 기본값(Pth)과의 하중 차이값을 감지한 경우 롤러 조향 제어 수단(50)을 구동하도록 하여, 일반적인 휠(1)의 구동에 따른 진동에 의한 하중에 대해서는 롤러 조향 제어 수단(50)을 구동시키지 않게 함으로써, 더욱 정밀한 제어가 가능하도록 할 수 있다.

한편 상술한 바와 같이 회전축(2311)의 방향이 제어됨은, 롤러(231, 232)가 이루는 사각의 구조의 중심, 즉 바람직하게는 휠(1)의 중심과 동일한 포인트의 중심 점을 기준으로, 해당 사각 구조가 회전되도록 회전 축(2311)의 방향을 변경/제어함을 의미한다.

이를 더욱 효율적으로 구현하기 위해서, 상술한 롤러 조향 제어 수단(50)은 제1 롤러부(211)를 구성하는 롤러(231, 232)의 회전 축이 고정 결합되는 제1 회전부(51) 및 제2 롤러부(212)를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 회전부(51)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 롤러부(211)의 롤러(231, 232)의 회전 축이 완전히 고정되는 구성이고, 제2 회전부(52)는 제2 롤러부(213)의 롤러(241, 242)의 회전 축이 완전히 고정되는 구성이다.

이때, 제1 회전부(51) 및 제2 회전부(52)는 롤러 방향 제어부(40)의 제어에 따라서 평면 방향으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 구성된다. 이에 따라서 상술한 바와 같이 롤러(231, 232)가 이루는 사각 구조가 각 회전부(51, 52)의 중심과 그 중심이 동일하게 구성되도록 하여, 회전부(51, 52)의 회전에 따라서 사각 구조가 회전되면서 각 회전 축의 방향이 이에 대응하여 변경되도록 구성되는 것이다. 이를 위해서 각 회전부(51, 52)는, 회전 판(512, 522) 및 회전 판(512, 522)을 회전시키는 서보 모터 및 기어 구조를 포함하는 회전 수단(511, 521)으로 구성될 수 있다.

도 4의 실시예에 있어서 압력 센서(2313)는, 도 4의 각 롤러(231, 232, 241, 242)에 도시된 바와 같이 양 측에 하나의 압력 센서(23131, 23132)가 한 쌍으로 설치될 수 있다.

이는, 상술한 제어 흐름의 예에 있어서 기본값(Pth)과 그 측정된 압력값(P23, P24)의 단순 크기만으로는, 조향 방향을 즉시 감지하는 것이 힘들로, 일부 제어 후, 즉 일 방향 제어 후 그 압력값(P23, P24)과 기본값(Pth)의 차이가 적어지는지 여부를 기준으로 추가 제어를 해야 하기 때문에 제어 속도가 불안정할 수 있음에 따른 것이다.

즉, 압력값(P23, P24)과 기본값(Pth)의 차이만을 감지하는 대신, 한 쌍의 압력 센서(23131, 23132)의 차이를 센싱하게 되면, 예를 들어 어느 방향으로 휠의 조향이 제어되는지 여부를 즉시 파악할 수 있으므로, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 압력 센서의 수가 도 4에 도시된 바와 같이 확보 가능한 경우, 상술한 제어 흐름에 따라서 즉시 롤러부(20)의 각 롤러들의 회전 축을 매우 신속하고 정밀하게 제어할 수 있는 것이다.

한편 본 발명에 있어서 노면의 상태가 변화됨을 구현하기 위한 추가적인 구성이 포함될 수 있다. 자동차의 주행 시 노면의 상태가 변화됨은, 예를 들어 휠(1)이 구동 시 이에 대한 회전 저항력이 변동됨을 의미한다.

이러한 환경을 구현하기 위해서, 본 발명의 시스템은, 도 5에 도시된 바와 같이 회전 저항력 제어 수단(2310, 60) 및 마찰계수 제어부(70)를 더 포함할 수 있다.

회전 저항력 제어 수단(2310, 60)은 롤러(231)가 회전될 때, 회전 축(2311)과 회전 바디(2312)의 회전 시의 마찰력, 즉 회전 시의 저항력을 변경할 수 있는 구성으로서, 이를 통해 노면 상태를 구현하거나, 제동 또는 구동 시의 휠의 구동을 방해하는 정도를 변경시켜, 더욱 다양한 환경에서의 차량 주행 테스트가 가능하도록 한다. 예를 들어 진흙 등에서는 휠(1)이 구동 시 가속이 보통 노면보다 늦게 이루어지기 때문에, 회전 시의 저항력이 크도록 회전 저항력 제어 수단(2310, 60)을 구동시킬 수 있는 것이다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이 회전 저항력 제어 수단(2310, 60)은, 회전 축(2311)과 회전 바디(2312) 사이에 배치되어, 회전 바디(2312)가 회전 축(2311)에 대하여 회전 시 이에 대한 저항력을 변경시키기 위해서, 롤러의 회전 축(2311)에 설치되는 제1 코일(2314), 회전 바디(2312)의 내면에 설치되는 제2 코일(2313) 및 제1 코일(2314) 및 제2 코일(2313)에 각각 전원을 인가하는 전원 인가부(60)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 전원 인가부(60)에서 제1 코일(2314)에 인가하는 전원(O2)와, 제2 코일(2313)에 인가하는 전원(O1)의 차이에 따라서 형성되는 자기장에 의한 저항력에 의하여, 회전 축(2311)과 회전 바디(2312)의 회전 시의 마찰력, 즉 회전 시의 저항력이 변경될 것이다. 이에 따라서 마찰계수 제어부(70)는 전원 인가부(60)가 제1 코일(2314) 및 제2 코일(2313)에 인가하는 전원을 제어하게 된다.

이때 마찰계수 제어부(70)에서 출력되는 전원값에 대한 제어 명령은, 도 6에 도시된 바와 같이 자동차 테스트 서버(80)로부터 수신된 값으로서, 테스트 환경에 포함된 노면의 상태에 따라서 설정된 값을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 우천시(81), 진흙 환경(82), 눈길(83)에서 각 휠의 구동에 영향을 미치는 마찰력(F1, F2, F3)에 따라서 정해진 회전 저항력(P1, P2, P3)에 따라서 전원 인가부(60)에서 인가될 전원값이 달라질 것이며, 이에 따라서 제1 코일(2314) 및 제2 코일(2313)에 서로 다른 전원을 인가하도록 하여, 상술한 노면 상태에 대응하는 회전 저항 환경을 구현하는 것이다.

즉, 상술한 바와 같이, 마찰계수 제어부(70)는, 자동차의 테스트 환경에 따른 노면에 따라서 기설정된 마찰계수에 대응되도록 하는 회전 저항력이 구현되도록 전원 인가부(60)가 제1 코일(2314) 및 제2 코일(2313) 각각에 인가하는 전원을 제어한다.

한편, 롤러 방향 제어부(40)와 마찬가지로, 마찰계수 제어부(70)는 테스트될 자동차의 엔진 구동력이 가해지는 휠이 배치된 롤러의 회전력 제어 수단의 구동만을 제어하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 휠의 구동에 영향을 미치도록 해야 하기 때문에, 엔진의 구동력이 전달되어 실제 상황에서 자동차에 전진 또는 후진력을 제공하는 휠에 해당 저항력을 제공하는 것이 바람직하기 때문이다.

예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이, 엔진(E)이 구동축(shaft)를 통해 후륜부에 구동력을 전달하여 후륜부의 휠(1-2)에 의하여 자동차가 이동되도록 하는 후륜 차량의 경우, 전륜부의 휠(1-1)은 조향을 제어하는 기능을 전담하기 때문에, 전륜부 롤러부(21)에 상술한 바와 같이 롤러 방향 제어부(40) 및 롤러 조향 제어 수단(50)이 설치될 수 있고, 후륜부의 휠(1-2)에 그 회전 저항력을 제공해야 하기 때문에, 이에 마찰계수 제어부(70) 및 상술한 회전 저항력 제어 수단(2310, 60)이 설치될 것이다. 이러한 롤러 방향 제어부(40) 및 마찰계수 제어부(70)는 하나의 컴퓨팅 장치(100)로 구현되어 테스트 서버(80)에 연결되어 상술한 기능을 테스트 환경에 따라서 수행하도록 기능할 수 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 테스트될 자동차가 올려지며 높이가 조절되는 플로팅 플레이트;
   상기 플로팅 플레이트 상에 설치되어 지지되고, 상기 플로팅 플레이트가 이루는 평면에서 자동차의 휠과 접촉되도록 각각 한 쌍의 롤러로 구성되는 전륜부 롤러부 및 후륜부 롤러부를 포함하여, 자동차의 휠의 구동에 따라 휠과 접촉되어 회전되도록 하는 롤러부;
   상기 롤러부에 포함된 롤러의 회전 축에 결합되어, 상기 회전 축의 상기 플로팅 플레이트가 이루는 평면과 동일한 면 상의 방향을 변경하는 롤러 조향 제어 수단;
   상기 롤러 각각의 회전 축에 가해지는 압력을 센싱하는 다수의 압력 센서; 및
   상기 압력 센서의 센싱 결과에 따라서 상기 롤러 조향 제어 수단의 구동을 제어하는 롤러 방향 제어부;를 포함하고,
   상기 압력 센서는,
   상기 한 쌍의 롤러의 회전 축 각각에 설치되고,
   상기 롤러 방향 제어부는,
   상기 전륜부 롤러부 및 후륜부 롤러부 중 어느 하나를 구성하는 롤러부로서, 좌측 휠의 제1 롤러부 및 우측 휠의 제2 롤러부에 설치된 압력 센서의 센싱 결과를 이용하여 롤러 조향 제어 수단의 구동을 제어하되,
   상기 제1 롤러부를 구성하는 휠의 전방에 배치되는 제1 롤러 및 후방에 배치되는 제2 롤러에 가해지는 압력, 및 상기 제2 롤러부를 구성하는 휠의 전방에 배치되는 제3 롤러 및 후방에 배치되는 제4 롤러에 가해지는 압력값이 휠의 직진 상태에서 측정되는 기본값보다 큰 값으로 감지되는 경우, 감지된 큰 값을 제거하는 각도로 상기 제1 롤러부 및 상기 제2 롤러부의 회전 축의 방향을 변경하도록 하는 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 롤러 조향 제어 수단 및 압력 센서는, 전륜부 롤러부에 설치된 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 롤러 조향 제어 수단은,
   상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부는 각 롤러의 회전 축이 고정 결합되며, 좌측 힐 영역과 우측 휠 영역의 축 방향이 서로 독립적으로 회전 가능하도록 구성되는 제1 회전부 및 제2 회전부로 구성되고,
   상기 제1 회전부 및 상기 제2 회전부는 상기 롤러 방향 제어부의 제어에 따라서 평면 방향으로 회전 가능하도록 구성되어, 상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부의 각 롤러의 회전 축의 방향이 변경되는 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 각 롤러의 회전 축과 롤러의 회전 바디 사이에 배치되며, 상기 회전 바디의 상기 회전 축에 대한 회전 저항력을 변경시키는 회전 저항력 제어 수단; 및
   상기 회전 저항력 제어 수단의 구동을 제어하는 마찰계수 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 회전 저항력 제어 수단은,
   상기 롤러의 회전 축에 설치되는 제1 코일;
   상기 회전 바디의 내면에 설치되는 제2 코일; 및
   상기 제1 코일 및 제2 코일에 각각 전원을 인가하는 전원 인가부;를 포함하여,
   상기 전원 인가부의 전력 인가에 따라서 상기 제2 코일과 상기 제1 코일 사이의 전원에 따라서 상기 회전 축과 상기 회전 바디 사이의 회전 저항력이 변경되고,
   상기 마찰계수 제어부는,
   상기 전원 인가부가 상기 제1 코일 및 제2 코일 각각에 인가하는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 마찰계수 제어부는,
   상기 자동차의 테스트 환경에 따른 노면에 따라서 기설정된 마찰계수에 대응되도록 하는 회전 저항력이 구현되도록 상기 전원 인가부가 상기 제1 코일 및 제2 코일 각각에 인가하는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   
9. 제6항에 있어서,
   마찰계수 제어부는,
   상기 테스트될 자동차의 엔진 구동력이 가해지는 휠이 배치된 롤러의 회전력 제어 수단의 구동만을 제어하는 것을 특징으로 하는 소형 자동차 테스트 장치의 휠 마운트 시스템.
   

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