KR20130064344A - Detecting device for wheel balance and the method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 휠 밸런스 진단 기술에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량 주행 상태에서 휠 진동에 따른 주파수 분석으로 휠 밸런스를 진단하는 자동차 휠 밸런스 진단 장치 및 그 휠 밸런스 진단 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an automobile wheel balance diagnosis technology, and more particularly, to a vehicle wheel balance diagnosis device for diagnosing a wheel balance by frequency analysis according to wheel vibration in a vehicle driving state, and a method for diagnosing the wheel balance thereof.
일반적으로, [도 8]에 도시된 바와 같이, 휠(1), 타이어(3), 댐퍼(5) 및 스프링(7)으로 구성되는 현가장치에서 휠(1)의 언밸런스가 발생되면, 고속주행에서 타이어가 심하게 흔들리고, 이러한 진동이 조향핸들에 전달되어 운전자에게 불안감을 주어, 승차감을 저하시키는 문제점이 발생한다.In general, as shown in FIG. 8, when unbalance of the
또한, 과도하거나 장기적인 진동에 의해 차체의 각 부속품이 헐거워지거나 유격이 생기고, 차체의 피로도도 증가해 차의 수명이 단축되고 연비가 저하될 수 있다.In addition, excessive or long-term vibration may cause each accessory of the vehicle body to loosen or play, and the fatigue of the vehicle body may increase, thereby shortening the life of the car and lowering fuel economy.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허 공보 제10-0694617호(2007. 03. 07)에 기재된 자동차용 샤시부품의 고장진단장치를 들 수 있는데, 인용된 특허문헌은 자동차 휠의 진동을 측정하고, 밴드패스필터(Band-pass filter)를 사용하여, 신호를 골라내고 실효치(RMS : Root-Mean-Square)크기를 이용하여, 휠 밸런스를 모니터링하고, 고장을 진단하는 기술이다.Background art of the present invention is a failure diagnosis device for the chassis parts for automobiles described in Republic of Korea Patent Publication No. 10-0694617 (2007. 03. 07), the cited patent document measures the vibration of the automobile wheel In addition, the band-pass filter (Band-pass filter), to pick out the signal, using the RMS (Root-Mean-Square) size, monitor the wheel balance, and diagnose the failure.
하지만 인용특허의 경우, 차량이 주행하는 노면에 따라서 RMS 산출 값에 노이즈 요소가 많이 발생하여, 자동차 휠 밸런스 상황 모니터링 및 고장진단의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
However, in the case of the cited patent, there are many noise factors in the RMS calculation value according to the road surface on which the vehicle is traveling, and thus there is a problem in that the reliability of the vehicle wheel balance situation monitoring and failure diagnosis is lowered.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치의 목적은 휠의 진동의 회전주파수 분석으로 노면 노이즈를 최소화하여, 휠 밸런스를 진단할 수 있는 장치를 제공하는데 있다. The present invention has been proposed to solve the above conventional problems, the object of the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention is to minimize the road noise by analyzing the rotation frequency of the vibration of the wheel, it is possible to diagnose the wheel balance To provide a device.
다른 목적은, 진단제어장치를 포함하여, 가속도 신호의 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼 값으로 휠 언밸런스를 판단하는데 있다.Another object is to determine the wheel unbalance from the power spectrum value of the wheel rotation frequency of the acceleration signal, including the diagnostic control device.
또 다른 목적은, 노면/차속 판단부를 더 포함하여, 포장노면의 여부 및 차속의 범위를 판단하는데 있다.Still another object is to further include a road surface / vehicle speed determining unit to determine whether the pavement surface and the range of the vehicle speed.
또 다른 목적은, 진단표시장치를 포함하여, 운전자에 휠 밸런스 진단 결과를 신속하게 전달하는데 있다.
Still another object is to quickly transmit a wheel balance diagnosis result to a driver, including a diagnostic display device.
본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법의 목적은, 가속도 신호의 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼의 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 언밸런스를 진단할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for diagnosing wheel unbalance according to a maximum value of a power spectrum and a number of times of exceeding a reference for a wheel rotation frequency of an acceleration signal.
다른 목적은, 노면 노이즈 성분을 최소화 하기 위해 휠 가속도신호에 대한 파워스펙트럼을 생성하고, 휠 회전주파수 구간의 파워스펙트럼 최대값을 추출하는데 있다.Another object is to generate a power spectrum for the wheel acceleration signal and to extract the power spectrum maximum value of the wheel rotation frequency section in order to minimize the road noise component.
또 다른 목적은, 가속도의 신호의 RMS값으로 포장노면 여부를 판단하고, 차속이 기준 범위 내에 있는지 판단하는데 있다.
Another object is to determine whether or not the pavement surface is based on the RMS value of the acceleration signal, and to determine whether the vehicle speed is within the reference range.
본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치는 휠 상하방향 가속도를 감지하는 가속도센서, 상기 가속도센서에서 감지하는 가속도 신호를 처리하는 센서신호처리장치 및 상기 센서신호처리장치에서 가속도 신호를 수집하여, 휠 밸런스 여부를 진단하는 진단제어장치를 포함한다.An apparatus for diagnosing a wheel balance of an automobile according to the present invention includes an acceleration sensor for detecting an up and down wheel acceleration, a sensor signal processing device for processing an acceleration signal detected by the acceleration sensor, and an acceleration signal collected from the sensor signal processing device, and a wheel balance. It includes a diagnostic control device for diagnosing whether or not.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치에 있어서, 진단제어장치는 가속도 신호를 처리하여, 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼을 추출하는 진단신호처리부, 파워스펙트럼의 최대값을 연산하는 진단신호연산부 및 상기 진단신호연산부의 연산값이 기준치를 초과 시, 휠 언밸런스를 판단하는 휠밸런스판단부를 포함한다.In addition, in the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention, the diagnostic control apparatus is a diagnostic signal processing unit for processing the acceleration signal, extracting the power spectrum for the wheel rotation frequency, a diagnostic signal calculation unit for calculating the maximum value of the power spectrum; And a wheel balance determination unit that determines wheel unbalance when the calculation value of the diagnostic signal calculation unit exceeds a reference value.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치에 있어서, 진단제어장치는 가속도 신호로 포장노면 여부 및 차속을 판단하는 노면/차속 판단부를 더 포함한다.In addition, in the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention, the diagnostic control apparatus further comprises a road surface / vehicle speed determination unit for determining whether the road surface and the vehicle speed as an acceleration signal.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치는 진단제어장치와 연결되어, 휠 밸런스 진단 결과를 표시하는 진단표시장치를 더 포함하고, 상기 진단표시장치는 계기판, 네비게이션, 휴대 단말기 중 어느 하나 이상으로 구성된다.
In addition, the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention is connected to the diagnostic control device, and further comprises a diagnostic display device for displaying the wheel balance diagnosis results, the diagnostic display device is composed of any one or more of the instrument panel, navigation, portable terminal do.
본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치를 이용한 자동차 휠 밸런스 진단 방법은 센서신호처리장치를 이용하여, 가속도센서에서 감지한 휠 상하방향의 가속도 신호를 처리하는 단계, 진단제어장치를 이용하여, 가속도 신호의 파워스펙트럼을 생성하는 단계 및 진단제어장치를 이용하여, 상기 파워스펙트럼에서 휠 회전주파수에 대한 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 밸런스 여부를 판단하는 단계를 포함한다.In the vehicle wheel balance diagnosis method using the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention, the acceleration signal in the up and down direction of the wheel detected by the acceleration sensor by using the sensor signal processing apparatus, and the acceleration signal using the diagnostic control device Generating a power spectrum of the and using the diagnostic control device, determining the wheel balance according to the maximum value for the wheel rotation frequency and the number of times of exceeding the reference in the power spectrum.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법에 있어서, 상기 가속도 신호의 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼을 생성하는 단계는, 진단신호처리부를 이용하여, 가속도 신호를 증폭하는 단계, 증폭된 상기 가속도 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)을 수행하는 단계, 변환된 신호의 파워스펙트럼을 생성하는 단계 및 휠 회전주파수 구간에서 파워스펙트럼의 최대값을 추출하는 단계를 포함한다.Further, in the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention, generating the power spectrum for the wheel rotation frequency of the acceleration signal, amplifying the acceleration signal using a diagnostic signal processing unit, the amplified acceleration signal Performing a Fast Fourier Transform (FFT), generating a power spectrum of the converted signal, and extracting a maximum value of the power spectrum in the wheel rotation frequency section.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법에 있어서, 파워스펙트럼의 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 밸런스 여부를 판단하는 단계는 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값의 2배 이상인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값의 2배를 초과한 현상이 2번 이상 반복되었는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.Further, in the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention, the step of determining whether the wheel balance according to the maximum value of the power spectrum and the reference exceeded number is to determine whether the maximum value of the power spectrum is more than twice the reference value And determining whether the phenomenon in which the maximum value of the power spectrum exceeds twice the reference value is repeated two or more times.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법은 가속도 신호를 증폭하는 단계 이전에, 노면/차속 판단부를 이용하여, 가속도 신호에 따라 포장노면 여부 및 차속을 판단하는 단계를 더 포함한다.In addition, the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention further includes the step of determining whether or not the pavement surface and the vehicle speed according to the acceleration signal, using the road surface / vehicle speed determination unit before amplifying the acceleration signal.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법에 있어서, 포장노면 여부는 가속도 신호의 RMS(Root-Mean-Square)가 1.0g 이하인 경우, 포장노면으로 판단한다.In the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention, whether or not the pavement surface is determined as the pavement surface when the root-mean-square (RMS) of the acceleration signal is 1.0 g or less.
또한, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법에 있어서, 차속을 판단하는 단계는 80km/h에서 160km/h의 구간 내의 차속인지 판단한다.
In addition, in the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention, the step of determining the vehicle speed determines whether the vehicle speed within the section of 80km / h to 160km / h.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치는 휠의 진동의 회전주파수 분석으로 노면 노이즈를 최소화함으로써, 휠 밸런스를 정확하게 진단할 수 있으며, 나아가 휠 언밸런스로 인해 승차감이 저하되는 것을 방지하고, 현가 부품의 조기마모 및 연비 저하를 예방할 수 있는 효과가 있다.As described above, the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention can accurately diagnose the wheel balance by minimizing the road noise by analyzing the rotation frequency of the vibration of the wheel, and further prevents the riding comfort due to the wheel unbalance. In addition, there is an effect that can prevent early wear of the suspension parts and lower fuel economy.
또한, 진단제어장치를 포함함으로써, 가속도 신호의 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼 값으로 휠 언밸런스 여부를 신속하게 판단할 수 있는 효과가 있다.In addition, by including the diagnostic control device, it is possible to quickly determine whether the wheel is unbalanced by the power spectrum value of the wheel rotation frequency of the acceleration signal.
또한, 노면/차속 판단부를 더 포함함으로써, 포장노면의 여부 및 차속의 범위를 판단할 수 있는 효과가 있다.In addition, by further including a road surface / vehicle determination unit, whether or not the pavement surface and the range of the vehicle speed can be determined.
또한, 진단표시장치를 포함함으로써, 운전자에 휠 밸런스 진단 결과를 신속하게 전달할 수 있는 효과가 있다.
In addition, by including a diagnostic display device, there is an effect that can quickly deliver the wheel balance diagnosis results to the driver.
본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법은, 가속도 신호의 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼의 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 언밸런스를 정확하게 진단할 수 있는 방법을 제공하여, 휠 밸런스 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention provides a method for accurately diagnosing wheel unbalance according to the maximum value of the power spectrum and the number of times of exceeding the reference for the wheel rotation frequency of the acceleration signal, thereby improving the reliability of the wheel balance diagnosis. It can be effected.
또한, 노면 노이즈 성분을 최소화 하기 위해 휠 가속도신호에 대한 파워스펙트럼을 생성하고, 휠 회전주파수 구간의 파워스펙트럼 최대값을 추출함으로써, 노면 노이즈를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, by generating a power spectrum for the wheel acceleration signal to minimize the road noise components, and extracting the maximum power spectrum of the wheel rotation frequency section, there is an effect that can minimize the road noise.
또한, 가속도의 신호의 RMS값으로 포장노면 여부를 판단하고, 차속이 기준 범위 내에 있는지 판단할 수 있는 효과가 있다.
In addition, it is possible to determine whether or not the pavement surface on the basis of the RMS value of the acceleration signal, it is possible to determine whether the vehicle speed is within the reference range.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치에 있어서, 진단제어장치의 상세구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치의 휠 언밸런스를 재현하기 위한 균형추 설치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치를 이용한 가속도 및 휠 속도의 측정값을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법의 전체 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법에 있어서, S30단계의 상세 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법의 신호처리를 나타내는 그래프.
도 8은 일반적인 현가장치를 나타내는 도면.1 is a block diagram showing the configuration of a vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of a diagnosis control apparatus in a vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention;
3 is a view showing a counterweight installation for reproducing wheel unbalance of the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention.
4 is a graph showing measured values of acceleration and wheel speed using the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention.
5 is an overall flowchart of a vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention.
6 is a detailed flowchart of the step S30 in the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention.
7 is a graph showing signal processing of the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention.
8 is a view showing a typical suspension device.
이하, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치를 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a detailed description for implementing a vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention.
[도 1]은 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치의 구성을 나타내는 도면으로, 가속도센서(10), 센서신호처리장치(20), 진단제어장치(30) 및 진단표시장치(40)를 포함한다.
1 is a view showing the configuration of the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention, which includes an
상기 가속도센서(10)는 휠 상하방향 가속도를 감지하는 역할을 하며, 본 발명에 있어서, 상기 가속도센서(10)는 차량 핸들 조작으로 좌우 선회하는 관절인 너클에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
The
상기 센서신호처리장치(20)는 상기 가속도센서(10)에서 아날로그 신호로 감지하는 가속도 신호를 디지털 신호로 처리하는 역할을 하며, 처리된 가속도 신호는 상기 진단제어장치(30)에 전달한다.
The sensor
상기 진단제어장치(30)는 상기 센서신호처리장치에서 가속도 신호를 수집하여, 휠 밸런스 여부를 진단하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 상기 진단제어장치(30)는 [도 2]에 도시된 바와 같이, 센서신호수집부(31), 노면/차속판단부(31), 진단신호처리부(33), 진단신호연산부(34) 및 휠밸런스판단부(35)를 포함한다.The
상기 센서신호수집부(31)는 상기 가속도센서(10) 및 상기 센서신호처리장치(20)에서 처리된 휠 상하 가속도 신호를 수집하는 역할을 하며, 수집된 신호는 상기 노면/차속판단부(31)에 전달한다.The sensor
상기 노면/차속판단부(31)는 가속도 신호로 포장노면 여부 및 차속을 판단하는 역할을 하며, 본 발명에 있어서, 상기 포장노면 여부는 휠 상하방향 가속도 신호에 대한 실효치(RMS : Root-Mean-Square)가 1.0g 이하 인지로 판단하며, 상기 차속은 80km/h에서 160km/h의 구간 내인지 판단하게 된다.The road surface /
상기 진단신호처리부(33)는 수집된 상하방향의 가속도 신호를 처리하여, 파워스펙트럼을 추출하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 파워스펙트럼은 가속도 신호를 증폭하고, 고속 퓨리에 변환을 통해 생성이 가능하다.The
상기 진단신호연산부(34)는 파워스펙트럼의 휠 회전주파수 영역에서 파워스펙트럼의 최대값을 추출하는 역할을 하며, 추출된 파워스펙트럼의 최대값은 상기 휠밸런스판단부(35)에 전달한다.The
상기 휠밸런스판단부(35)는 진단신호연산부의 연산값이 기준치를 초과 시, 휠 언밸런스를 판단하는 역할을 하며, 상세하게는 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준보다 2배 이상을 초과하는지 여부와 이러한 초과 현상이 2회 연속인지 여부를 판단하며, 이러한 두 가지 조건을 만족 시, 휠 언밸런스라 진단하고, 휠 언밸런스 경고 신호를 생성한다.
The wheel
상기 진단표시장치(40)는 상기 진단제어장치(30)와 연결되어, 휠 밸런스 진단 결과를 표시하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 상기 진단표시장치(40)는 계기판, 네비게이션, 휴대 단말기 중 어느 하나 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.
The
[도 3]는 상기 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치를 시험하기 위해, 휠 언밸런스를 재현하는 개념도로, 휠(1) 내부에 균형추(9)의 질량을 차등적으로 설치하여, 측정된 가속도 신호와 휠 속도 신호를 관측하는 실험을 진행하였으며, 그 결과는 [도 4]에 도시된 바와 같다.3 is a conceptual diagram of reproducing wheel unbalance in order to test a vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention, and differentially install the mass of the
즉, 너클에서 가속도와 휠 속도신호를 측정한 결과, 언밸런스 질량의 크기에 따라 가속도 신호의 진폭이 커지고 주기성이 나타나는 것을 확인할 수 있는 것이다.
That is, as a result of measuring the acceleration and the wheel speed signal in the knuckle, it can be seen that the amplitude of the acceleration signal increases and the periodicity appears according to the magnitude of the unbalanced mass.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치를 적용할 경우, 휠의 진동의 회전주파수 분석으로 노면 노이즈를 최소화함으로써, 휠 밸런스를 정확하게 진단할 수 있는 효과를 누릴 수 있는 것이다.
As described above, when applying the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention, by minimizing road noise by analyzing the rotation frequency of the vibration of the wheel, it is possible to enjoy the effect of accurately diagnosing the wheel balance.
이러한 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 장치를 이용하여, 휠 밸런스를 진단하는 방법을 설명하면, 다음과 같다.The method for diagnosing the wheel balance using the vehicle wheel balance diagnosis apparatus according to the present invention will be described below.
[도 5]는 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법을 나타내는 흐름도로, 상기 가속도센서(10)를 이용하여, 휠 상하방향 가속도를 감지(S10)하고, 상기 센서신호처리장치(20)를 이용하여, 가속도센서에서 감지한 휠 상하방향 가속도 신호를 처리하는 단계를 수행한다.(S20)5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a vehicle wheel balance according to the present invention, by using the
다음으로, 상기 진단제어장치(30)를 이용하여, 휠 밸런스를 진단하는 단계(S30)를 수행하는데, [도 6]은 본 발명에 따른 상기 S30단계의 상세 흐름을 나타내는 도면이다.Next, using the
상기 센서신호수집부(31)를 이용하여, 휠 상하방향 가속도 신호를 수집하는 단계(S31)를 수행하며, 본 발명에 실시예에서는 약 1초 동안 가속도 신호를 수집하였다.Using the sensor
다음으로, 상기 노면/차속판단부(32)를 이용하여, 가속도 신호에 따라 포장노면 여부를 판단하는 단계(S32) 및 차속을 판단하는 단계(S33)를 수행한다.Next, by using the road surface /
본 발명의 실시예에서 상기 S32 단계의 포장노면 여부는 가속도 신호의 RMS(Root-Mean-Square)가 1.0g 이하인 경우, 포장노면으로 판단하였으며, 상기 S33단계의 차속은 80km/h에서 160km/h의 구간 내의 차속인지 판단하였다.In the embodiment of the present invention, whether or not the pavement surface of the step S32 is determined if the RMS (Root-Mean-Square) of the acceleration signal is 1.0g or less, it was determined as a pavement surface, the vehicle speed of the step S33 is 160km / h at 80km / h It was determined whether the vehicle speed within the interval of.
다음으로, 상기 진단신호처리부(33)를 이용하여, 가속도 신호의 파워스펙트럼을 생성하는 단계를 수행하는데 이를 상세히 설명하면, 가속도 신호를 증폭하는 단계(S34)와 증폭된 가속도 신호를 파워스펙트럼 신호로 생성하는 단계(S35)를 순차적으로 수행한다.Next, the step of generating a power spectrum of the acceleration signal using the diagnostic
다음으로, 상기 진단신호연산부(34)를 이용하여, 파워스펙트럼의 휠 회전주파수 구간에서 파워스펙트럼의 최대값을 추출하는 단계(S36)를 수행한다.Next, using the diagnostic
다음으로 상기 휠밸런스판단부(35)를 이용하여, 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S37)를 수행하는데, 본 발명의 실시예에서 상기 S37단계는 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값의 2배 이상인지 확인하여, 초과할 경우 언밸런스 조건을 만족하는 것으로 판단하였다.Next, by using the wheel
다음으로, 상기 휠밸런스판단부(35)를 이용하여, 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값을 초과하는 횟수를 확인하는 단계(S38)를 수행하며, 본 발명의 실시예에서 상기 S38단계는 상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값의 2배를 초과한 현상이 2번 이상 반복되었는지 확인하여, 초과할 경우, 휠 언밸런스로 판단한다.Next, by using the wheel
다음으로, 상기 휠밸런스판단부(35)를 이용하여, 휠 언밸런스 발생에 따른 경고 신호를 생성하는 단계(S39)를 수행한다.Next, using the wheel
이때, 이론적으로 휠 언밸런스 주파수는 회전주파수 성분과 일치하는데, [도 7]은 본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법을 이용한 신호처리 결과를 나타내는 그래프로, 산출된 파워스펙트럼은 회전주파수 부근에서 휠 언밸런스 질량에 따른 에너지 크기를 명확하게 확인할 수 있다.
At this time, the theoretical wheel unbalance frequency is in agreement with the rotation frequency component, Figure 7 is a graph showing the signal processing results using the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention, the calculated power spectrum is wheel unbalance near the rotation frequency The magnitude of energy with respect to mass can be clearly identified.
다음으로, 상기 진단표시장치(40)를 이용하여 휠 언밸런스 발생을 외부에 표시하는 단계(S40)를 수행한다.
Next, the step of displaying the wheel unbalance generation to the outside using the
본 발명에 따른 자동차 휠 밸런스 진단 방법을 적용하면, 노이즈 성분이 최소화된 휠 회전주파수에 대한 파워스펙트럼을 생성하고, 생성된 파워스펙트럼의 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 언밸런스를 정확하게 진단할 수 있으며, 나아가 휠 밸런스 진단의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 누릴 수 있는 것이다.
Applying the vehicle wheel balance diagnosis method according to the present invention, it is possible to generate a power spectrum for the wheel rotation frequency with a minimum noise component, and to accurately diagnose the wheel unbalance according to the maximum value of the generated power spectrum and the number of times of exceeding the reference. Furthermore, it can enjoy the effect of greatly improving the reliability of the wheel balance diagnosis.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 자동차 휠 밸런스 진단 장치 및 그 휠 밸런스 진단 방법으로 구현할 수 있다.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiments, and may be implemented as an apparatus for diagnosing a wheel balance and a method for diagnosing the wheel balance thereof in a range that does not depart from the technical idea of the present invention.
1 : 휠
3 : 타이어
5 : 댐퍼
7 : 스프링
9 : 균형추
10 : 가속도센서
20 : 센서신호처리장치
30 : 진단제어장치
31 : 센서신호수신부
32 : 노면/차속판단부
33 : 진단신호처리부
34 : 진단신호연산부
35 : 휠밸런스판단부
40 : 진단표시장치
100 : 휠 밸런스 진단 장치1: Wheel
3: tire
5: damper
7: spring
9: balance weight
10: acceleration sensor
20: sensor signal processing device
30: diagnostic control device
31: sensor signal receiver
32: road surface / vehicle judgment part
33: diagnostic signal processing unit
34: diagnostic signal calculation unit
35: wheel balance judgment
40: diagnostic display device
100: wheel balance diagnosis device
Claims (10)
상기 가속도센서에서 감지하는 가속도 신호를 처리하는 센서신호처리장치 및
상기 센서신호처리장치에서 가속도 신호를 수집하여, 휠 밸런스 여부를 진단하는 진단제어장치를 포함하는 자동차 휠 밸런스 진단 장치.An acceleration sensor for sensing wheel up and down accelerations;
Sensor signal processing device for processing the acceleration signal detected by the acceleration sensor and
And a diagnostic control device for collecting acceleration signals from the sensor signal processing device and diagnosing wheel balance.
상기 진단제어장치는,
가속도 신호를 처리하여, 파워스펙트럼을 추출하는 진단신호처리부;
휠 회전주파수 구간에서 파워스펙트럼의 최대값을 연산하는 진단신호연산부 및
상기 진단신호연산부의 연산값 이 기준치를 초과 시, 휠 언밸런스를 판단하는 휠밸런스판단부를 포함하는 자동차 휠 밸런스 진단 장치.The method of claim 1,
The diagnostic control device,
A diagnostic signal processor for processing an acceleration signal and extracting a power spectrum;
Diagnostic signal calculation unit for calculating the maximum value of the power spectrum in the wheel rotation frequency section and
And a wheel balance determination unit for determining wheel unbalance when the calculated value of the diagnostic signal calculation unit exceeds a reference value.
상기 진단제어장치는,
가속도 신호로 포장노면 여부 및 차속을 판단하는 노면/차속 판단부를 더 포함하는 자동차 휠 밸런스 진단 장치.The method of claim 2,
The diagnostic control device,
The vehicle wheel balance diagnosis apparatus further comprising a road surface / vehicle speed determination unit that determines whether or not the pavement surface and the vehicle speed by the acceleration signal.
상기 진단제어장치와 연결되어, 휠 밸런스 진단 결과를 표시하는 진단표시장치를 더 포함하고,
상기 진단표시장치는 계기판, 네비게이션, 휴대 단말기 중 어느 하나 이상으로 구성되는 자동차 휠 밸런스 진단 장치.The method of claim 1,
A diagnostic display device connected to the diagnostic control device and displaying a wheel balance diagnosis result;
The diagnostic display device is a vehicle wheel balance diagnostic device composed of any one or more of the instrument panel, navigation, portable terminal.
진단제어장치를 이용하여, 가속도 신호의 파워스펙트럼을 생성하는 단계 및
진단제어장치를 이용하여, 상기 파워스펙트럼에서 휠 회전주파수 구간의 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 밸런스 여부를 판단하는 단계를 포함하는 휠 밸런스 진단 방법.Processing a wheel up and down acceleration signal sensed by an acceleration sensor using a sensor signal processing device;
Generating a power spectrum of the acceleration signal using the diagnostic control apparatus; and
And determining the wheel balance according to the maximum value of the wheel rotation frequency section and the number of times of exceeding the reference in the power spectrum using a diagnostic control device.
상기 가속도 신호의 파워스펙트럼을 생성하는 단계는,
진단신호처리부를 이용하여, 가속도 신호를 증폭하는 단계;
증폭된 상기 가속도 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)을 수행하는 단계;
변환된 신호의 파워스펙트럼을 생성하는 단계 및
휠 회전주파수 구간에서 파워스펙트럼의 최대값을 추출하는 단계를 포함하는 자동차 휠 밸런스 진단 방법.The method of claim 5,
Generating the power spectrum of the acceleration signal,
Amplifying the acceleration signal using the diagnostic signal processor;
Performing a Fast Fourier Transform (FFT) on the amplified acceleration signal;
Generating a power spectrum of the converted signal, and
And extracting a maximum value of the power spectrum in the wheel rotation frequency section.
상기 파워스펙트럼의 최대값 및 기준 초과 횟수에 따라 휠 밸런스 여부를 판단하는 단계는
상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값의 2배 이상인지 여부를 판단하는 단계 및
상기 파워스펙트럼의 최대값이 기준값의 2배를 초과한 현상이 2번 이상 반복되었는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 자동차 휠 밸런스 진단 방법.The method according to claim 6,
Determining whether or not the wheel balance according to the maximum value of the power spectrum and the number of times exceeding the reference
Determining whether the maximum value of the power spectrum is at least two times the reference value; and
And determining whether the phenomenon in which the maximum value of the power spectrum exceeds twice the reference value is repeated two or more times.
상기 가속도 신호를 증폭하는 단계 이전에,
노면/차속 판단부를 이용하여, 가속도 신호에 따라 포장노면 여부 및 차속을 판단하는 단계를 더 포함하는 자동차 휠 밸런스 진단 방법.The method according to claim 6,
Prior to amplifying the acceleration signal,
Using the road surface / vehicle speed determination unit, determining whether the road surface and the vehicle speed according to the acceleration signal further comprising the wheel balance diagnosis method.
상기 포장노면 여부는,
가속도 신호의 RMS(Root-Mean-Square)가 1.0g 이하인 경우, 포장노면으로 판단하는 자동차 휠 밸런스 진단 방법.9. The method of claim 8,
Whether the pavement surface,
If the root-mean square (RMS) of the acceleration signal is 1.0g or less, the vehicle wheel balance diagnosis method is determined by the pavement surface.
상기 차속을 판단하는 단계는
80km/h에서 160km/h의 구간 내의 차속인지 판단하는 자동차 휠 밸런스 진단 방법.9. The method of claim 8,
Determining the vehicle speed
Vehicle wheel balance diagnosis method for determining whether the vehicle speed within the range of 80km / h to 160km / h.
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