KR19980016298A

KR19980016298A - 자동차용 휠 얼라이먼트 장치와 그 제어 방법

Info

Publication number: KR19980016298A
Application number: KR1019960035835A
Authority: KR
Inventors: 윤주훈
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-05-25
Also published as: KR100335209B1

Abstract

본 발명은 자동차용 휠 얼라인먼트 장치와 그 제어 방법에 관한 것으로, 자동차용 휠의 얼라인먼트 상태를 감지할 수 있는 센서부와 휠의 얼라인먼트 상태를 조정할 수 있는 모터와, 상기 센서, 모터 등을 제어할 수 있는 일렉트로닉컨트롤유닛을 구비함으로서, 자동차 휠의 얼라인먼트 상태를 자체적으로 교정할 수 있는 자동차용 휠 얼라인먼트 장치와 그 제어 방법.

Description

자동차용 휠 얼라인먼트 장치와 그 제어 방법

본 발명은 자동차용 휠 얼라인먼트(Wheel Alignment) 장치와 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 자동차용 휠의 캠버각(Camber Angle), 킹핀 경사각(King-Pin Angle), 토우인(Toe-in) 및 캐스터각(Caster Angle) 등 휠의 얼라인먼트 상태를 측정할 수 있는 포토센서와 상기 휠의 얼라인먼트 상태를 조정할 수 있는 모터를 구비하여, 자체적으로 휠의 얼라인먼트 조정이 가능한 자동차용 휠 얼라인먼트 장치와 그 제어 방법에 관한 것이다.

자동차의 휠 얼라인먼트란, 자동차에 장착되어 있는 바퀴의 위치, 방향 및 상호 관련성 등을 올바르게 유지하는 정렬 상태를 말한다. 상기 휠 얼라인먼트를 결정하는 주요 요소는 바퀴의 중심선과 노면의 수직선이 이루는 캠버각(도 1A), 킹핀과 노면의 수직선이 이루는 킹핀 경사각(도 1B), 바퀴를 위쪽에서 내려다 볼 때 바퀴의 앞쪽이 약간 안쪽으로 오므라지게 조정된 상태를 나타내는 토우인(도 1C), 바퀴를 옆쪽에서 보았을 때 노면의 수직선과 킹핀 중심선 사이의 기울어진 각을 나타내는 캐스터각(도 1D) 등이며 상기 각 요소들이 올바르게 연동되어 유지되어 있지 않을 때는 주행 불안정이나 타이어의 이상 마모 등을 일으키게 된다. 도 1 에서 10은 바퀴를, 11은 어퍼볼조인트(Upper Ball Joint)를, 12는 로어볼조인트(Lower Ball Joint), 13은 위컨트롤암(Upper Control Arm), 14는 아래컨트롤암(Lower Control Arm), 15는 킹핀(King-Pin), 16은 차축을 나타낸 것이다.

종래에는 주행 중에 자동차가 옆으로 흔들리던가, 핸들의 조작이 힘들거나, 핸들이 헐겁던가, 자동차가 한쪽으로 쏠리는 현상등 운전자의 느낌으로 상기 휠 얼라인먼트 상태에 이상을 감지하고, 그 휠 얼라인먼트를 조정하기 위해 정비 업체에 위탁하는 방법을 이용하였다. 그러나 상기와 같은 휠 얼라인먼트의 불균형을 운전자의 느낌으로만 결정함으로서 휠 얼라인먼트의 정확한 이상 진단이 불가능하고, 그 휠 얼라인먼트의 점검이 적당한 시기에 이루어지지 않음으로서 사고의 발생 위험까지 내포하는 등의 문제점을 가지고 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 휠의 얼라인먼트 상태를 나타내는 캠버각, 킹핀 경사각, 토우인 및 캐스터각 등을 측정할 수 있는 포토센서와 상기 휠의 위치 및 방향, 즉 휠의 얼라인먼트 상태를 조절할 수 있는 모터와 상기의 것들을 제어할 수 있는 일렉트로닉컨트롤유닛을 구비함으로서, 자체적으로 휠의 얼라인먼트 조절이 가능한 자동차용 휠 얼라인먼트 장치와 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

도 1A 내지 1D 는 자동차의 휠 얼라인먼트 상태를 도시한 상태도.

도 2A 내지 2C 는 본 발명에 의한 자동차용 휠 얼라인먼트 장치의 제어를 위한 전기회로 구성도 및 기계적 구성을 보인 사시도.

도 3 은 본 발명에 의한 자동차용 휠 얼라인먼트 장치의 제어를 위한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

160 ; 차축200 ; 포토센서(Photo Sensor)

210 ; 일렉트로닉컨트롤유닛(Electronic Control Unit)

220 ; 모터(Motor)

270 ; 반사부280 ; 휠(Wheel)

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 휠의 안쪽에 설치되어 휠의 각도를 측정하고 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 포토센서와, 상기 센서의 신호를 변환 수단에 의해 변환하고 이를 입력포트로 받아들여 메모리에 기억된 참조각도데이터와 비교한 후 그 비교결과에 따라서 출력데이터를 출력포트로 출력하여 구동 회로를 작동시키는 일렉트로컨트롤유닛과, 상기 구동회로의 작동으로 참조각도데이터의 값과 같아지도록 휠의 얼라인먼트 상태를 조정하는 모터를 포함하여 이루어진 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 포토센서가 위치하는 휠의 안쪽면에는 그 휠의 얼라인먼트 상태를 측정할 수 있도록 반사부를 더 설치하여 이루어 질 수 있고, 또한 상기 변환 수단은 아날로그/디지털 컨버터(Analog/Digital Converter)를 이용할 수 있다. 한편, 상기 일렉트로닉컨트롤유닛에는 휠의 얼라인먼트 조절을 수행하는 모터를 연속적으로 작동하는 수단, 일시적으로 작동하는 수단, 그리고 작동을 중지시키는 수단의 얼라인먼트 스위치를 더 포함하여 이루어 질 수 있는 것이다.

또한 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어 방법은, 전원이 인가되면 모든 메모리 변수를 초기화시키는 단계와, 포토센서로 휠의 얼라인먼트 상태를 측정하는 단계와, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 메모리에 기억되어 있는 참조얼라인먼트데이터를 비교하는 단계와, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트데이터와 참조얼라인먼트데이터가 일치하는 경우 동작을 완료하고 일치하지 않는 경우 구동회로를 작동하는 단계와, 상기 구동회로의 작동에 의해 휠의 얼라인먼트 상태를 메모리의 참조얼라인먼트데이터와 일치하도록 조정하기 위해 모터가 작동되는 단계로 이루어진 것을 그 방법상의 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴퓨터용 메모리(Computer-Readable Memory)는, 전원이 인가되면 모든 메모리 변수를 초기화시키는 명령어 수단과, 포토센서로 휠의 얼라인먼트 상태를 측정하는 명령어 수단과, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 메모리에 기억되어 있는 참조얼라인먼트 데이터를 비교하는 명령어 수단과, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 참조얼라인먼트 데이터가 일치하는 경우 동작을 완료하고 일치하지 않는 경우 구동회로를 작동하는 명령어 수단과, 상기 구동회로의 작동에 의해 휠의 얼라인먼트 상태를 메모리의 참조얼라인먼트 데이터와 일치하도록 조정하기 위해 모터를 작동시키는 명령어 수단으로 이루어진 컴퓨터용 메모리를 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 자동차용 휠의 얼라인먼트 장치와 그 제어 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2A 는 본 발명에 의한 자동차용 휠 얼라인먼트 장치의 전기 회로 구성도를 도시한 것으로, 일렉트로닉컨트롤유닛(210)의 아날로그/디지털 컨버터 단자에 포토센서(200)가 연결되어 있고, 상기 포토센서(200)는 휠의 캠버각, 킹핀 경사각, 토우인 및 캐스터각 등의 얼라인먼트 상태를 측정하고 상기 데이터를 전기적 신호로 변환하여 아날로그/디지털 컨버터로 출력하는 역할을 한다. 여기서 상기 포토센서(200)는 각종 발광센서, 수광센서등으로 대체하여 사용할 수 있으며, 자동차 휠의 안쪽면에는 반사부(270)가 설치되어 있어, 상기 반사부(270)에 포토센서(200)가 연속적으로 빛을 입사시키고 그 반사량를 측정하여 휠의 얼라인먼트 상태를 측정하는 것이다.

상기 포토센서(200)로부터의 전기적 신호를 해독하여 각종 제어를 실시하는 일렉트로닉컨트롤유닛(210)은 신호변환수단, 입력/출력포트, 중앙처리장치, 메모리, 구동회로 등으로 구성되어 있다. 여기서 상기 신호변환수단은 포토센서(200)의 전기적 신호가 왜곡되어 있고 정형화되어 있지 않아 일렉트로닉컨트롤유닛(210)이 직접 처리 할 수 없기 때문에 이 신호를 처리할 수 있도록 변환 해주는 역할을 하며 일반적으로 많이 사용되는 아날로그/디지털 컨버터를 이용하였다.

상기와 같이 변환된 데이터는 입력포트로 입력되어 연산부, 제어부등으로 구성된 중앙처리 장치에 의해 메모리에 기억된 참조얼라인먼트 데이터, 즉 휠의 얼라인먼트 조정을 위한 기준얼라인먼트 데이터와 비교된 후 출력데이터가 결정되어 출력포트로 보내지게 되는 것이다. 상기 출력포트로 보내진 데이터에 따라 출력포트에 연결된 구동회로가 작동되거나 또는 작동이 정지되는 것이다.

상기 구동회로는 마지막 단의 모터(220)와 연결되어 그 모터(220)를 온 시키거나 오프 시킴으로서 자동차 휠의 캠버각, 킹핀 경사각, 토우인 및 캐스터각 등의 얼라인먼트 상태를 조정함으로서 휠의 얼라인먼트 조정을 자동으로 실시하는 것이다.

도 2B 는 상기의 포토센서(200), 반사부(270) 그리고 모터(220)가 휠(280)과 차축(160)에 설치된 일 예를 도시한 것으로, 차축(160)에 포토센서(200)와 모터(220)가 구비되고 휠(280)의 안쪽면에 반사부(270)가 설치되어 있다. 따라서 상기 포토센서(200)가 그 반사부(270)에 빛을 입사시켜 상기 휠(280)의 얼라인먼트 상태를 측정하여 일렉트로닉컨트롤유닛(210)에 신호를 보내면 일렉트로닉컨트롤유닛(210)의 제어에 의해 모터(220)가 작동하여 상기 휠(280)의 얼라인먼트 상태를 조정하게 되는 것이다.

도 2C는 상기 일렉트로닉컨트롤유닛(210)의 제어에 의해 휠(280)의 얼라인먼트 상태를 조절하는 모터(220)를 연속적으로 작동하는 수단(ON), 일시적으로 작동하는 수단(Temporary), 그리고 작동을 중지시키는 수단(OFF)을 운전자에 선택하여 조정할 수 있도록 한 얼라인먼트 스위치(290)를 도시한 것으로 상기와 같이 3가지로 모드(Mode)로 구성되어 있다. 여기서 상기 일시적 작동 수단은 모터(220)의 작동에 의해 휠(280)의 얼라인먼트 상태가 메모리에 기억된 참조얼라인먼트 데이터와 일치하면 그 일렉트로닉컨트롤유닛(210)의 작동을 중지시키도록 한 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 자동차용 휠의 얼라인먼트 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도로서, 전원이 인가되면 일렉트로닉컨트롤유닛(210)의 메모리에 영구적으로 기억되어 있는 프로그램에 의해 도 3 과 같은 순서로 동작이 실행되는 것이다. 먼저 상기 일렉트로닉컨트롤유닛(210)은 포토센서(200)로 부터 입력되는 데이터를 비교, 연산 및 제어하기 위해 메모리의 모든 변수를 초기화 시키고(S1), 포토센서(200)에 전원을 인가하여 자동차 휠(280)의 캠버각, 킹핀 경사각, 토우인 및 캐스터각 등 얼라인먼트 상태를 감지한 후 그 신호를 아날로그/디지털 컨버터로 보내고 상기 아날로그/디지털 컨버터는 포토센서(200)의 신호를 일렉트로닉컨트롤유닛(210)이 처리할 수 있는 데이터의 형태로 변환한 다음 그 신호를 입력포트로 보내어 상기 감지된 자동차 휠(280)의 각종 얼라인먼트 데이터를 메모리에 기억되어 있는 참조얼라인먼트 데이터와 비교한다.(S3)

상기 포토센서에 의해 감지된 얼라인먼트 데이터가 메모리에 기억되어 있는 참조얼라인먼트 데이터와 일치할 경우는 모든 동작을 완료하고, 상기 감지된 얼라인먼트 데이터가 메모리에 기억된 참조얼라인먼트 데이터와 일치하지 않을 경우 출력포트로 구동회로를 작동하는 데이터를 출력하게 된다.(S4)

상기 구동회로가 작동하면 메모리에 저장된 참조얼라인먼트 데이터와 실제 휠의 얼라인먼트 상태가 일치하도록 모터가 작동함으로서(S5) 자동차용 휠 얼라인먼트 장치의 제어가 완료되는 것이다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명은 자동차용 휠의 얼라인먼트 상태를 감지할 수 있는 센서부와 휠의 얼라인먼트 상태를 조정할 수 있는 모터와, 상기 센서, 모터 등을 제어할 수 있는 일렉트로닉컨트롤유닛을 구비함으로서, 자동차 휠의 얼라인먼트 상태를 운전자가 직접 손쉽게 교정할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

휠의 안쪽에 설치되어 휠의 얼라인먼트 상태를 측정하고 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 포토센서와, 상기 포토센서의 전기적 신호를 변환 수단에 의해 변환하고 이를 입력포트로 받아들여 메모리에 기억된 참조얼라인먼트 데이터와 비교한 후 그 비교결과에 따라서 데이터를 출력포트로 출력하여 구동회로를 작동시키는 일렉트로컨트롤유닛과, 상기 구동회로의 작동으로 참조얼라인먼트 데이터와 같아지도록 휠의 얼라인먼트 상태를 조정하는 모터가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 얼라인먼트 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 포토센서가 위치한 휠의 안쪽면에는 그 휠의 얼라인먼트 상태를 측정할 수 있도록 반사부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 얼라인먼트 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 변환수단은 아날로그/디지털 컨버터임을 특징으로 하는 자동차용 휠 얼라인먼트 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 일렉트로닉컨트롤유닛에는 휠의 얼라인먼트 상태를 조절하는 모터를 연속적으로 작동하는 수단, 일시적으로 작동하는 수단, 그리고 작동을 중지시키는 수단의 얼라인먼트 스위치를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 얼라인먼트 장치.
전원이 인가되면 모든 메모리 변수를 초기화시키는 단계(S1)와, 포토센서로 휠의 얼라인먼트 상태를 측정하는 단계(S2)와, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 메모리에 기억되어 있는 참조얼라인먼트 데이터를 비교하는 단계(S3)와, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 참조얼라인먼트 데이터가 일치하는 경우 동작을 완료하고 일치하지 않는 경우 구동회로를 작동하는 단계(S4)와, 상기 구동회로의 작동에 의해 휠의 얼라인먼트 상태를 메모리의 참조얼라인먼트 데이터와 일치하도록 모터가 작동되는 단계(S5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 얼라인먼트 조정 장치 제어 방법.
전원이 인가되면 모든 메모리 변수를 초기화시키는 명령어 수단과, 포토센서로 휠의 얼라인먼트 상태를 측정하는 명령어 수단과, 상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 메모리에 기억되어 있는 참조얼라인먼트 데이터를 비교하는 명령어 수단과,

상기 측정된 휠의 얼라인먼트 데이터와 참조얼라인먼트 데이터가 일치하는 경우 동작을 완료하고 일치하지 않는 경우 구동회로를 작동하는 명령어 수단과, 상기 구동회로의 작동에 의해 휠의 얼라인먼트 상태를 메모리의 참조얼라인먼트 데이터와 일치하도록 모터가 작동되는 명령어 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴퓨터용 메모리.