KR20160078004A - 차륜 정렬 장치 및 이를 이용한 차륜 정렬 방법 - Google Patents

차륜 정렬 장치 및 이를 이용한 차륜 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 경우 소정 시간 동안 전원이 유지되는 파워 래치 모드로 동작하는 단계와, 상기 파워 래치 모드 상태에서 차륜을 정렬하는 단계, 및 상기 차륜의 정렬이 완료된 경우 전원을 오프시키는 단계를 포함하는 차륜 정렬 방법을 개시한다.

Description

차륜 정렬 장치 및 이를 이용한 차륜 정렬 방법{Apparatus for wheel alignment and method therefor}
본 발명은 차량 주차시 차륜을 자동으로 정렬하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전동식 파워 스티어링 시스템(Power Steering System)은 전기모터를 이용해 조향력을 향상시킬 수 있는 전동 보조 조향 장치이다. 전동식 파워 스티어링 시스템은 기존의 유압식과는 달리 주행조건에 따라 전기모터가 자동으로 제어기능을 발휘함으로써 조향의 성능은 물론 주행 감각적인 측면에서도 향상을 가져온다.
전동식 파워 스티어링 시스템은 차속 센서, 토크 센서 및 앵글 센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
그러나, 이러한 전동식 파워 스티어링 시스템은 주행시에 제공되는 것으로서, 운전자가 주차 완료 후 스티어링 휠의 센터 정렬을 수행할 경우 불편함이 존재할 뿐만 아니라 센터 정렬이 이루어지지 않은 상태에서 운전자가 임의로 출발할 경우 차량 추돌의 가능성이 있는 문제점이 있다.
본 발명은 파워 래치 모드를 이용하여 주차완료 조건 만족 시 시동이 꺼지면 자동으로 차륜정렬이 완료될 수 있도록 하는 차륜 정렬 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 방법은, 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 경우 소정 시간 동안 전원이 유지되는 파워 래치 모드로 동작하는 단계; 상기 파워 래치 모드 상태에서 차륜을 정렬하는 단계; 및 상기 차륜의 정렬이 완료된 경우 전원을 오프시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 방법에서, 파워 래치 모드로 동작하는 단계는, 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 단계; 및 차량의 주차 여부를 판단하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 방법에서, 상기 차륜을 정렬하는 단계는, 현재 스티어링 휠의 조향 오차값이 미리 정해진 임계치를 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 임계치를 벗어난 경우 상기 조향 오차값이 상기 임계치를 만족하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 방법에서, 상기 파워 래치 모드로 동작하는 단계와 차륜을 정렬하는 단계 사이에 차량의 기울기를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 차륜을 정렬하는 단계는 상기 차량의 기울기가 소정 각도를 만족하는 경우 차륜을 정렬할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 차륜 정렬 방법은, 이그니션 키의 온 신호를 수신한 경우 차륜 정렬 여부를 판단하는 단계; 및 상기 차륜이 정렬되지 않은 경우 상기 차륜을 정렬하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 장치는, 차량의 스티어링 휠을 동작시키는 조향 모터; 상기 스티어링 휠의 센싱하는 토크 센서부; 및 상기 조향 모터와 토크 센서부에 연결되는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 경우 소정 시간 동안 전원이 유지되는 파워 래치 모드로 동작하며, 상기 스티어링 휠을 정렬하도록 상기 조향 모터에 출력 신호를 인가한다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 장치에서, 상기 제어부는 차륜 정렬이 완료된 경우 전원을 오프시킬 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 장치에서, 상기 제어부는 이그니션 키의 온 신호를 수신하는 경우 상기 스티어링 휠을 정렬하도록 상기 조향 모터에 출력 신호를 인가할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 차륜 정렬 장치에서, 상기 제어부는 상기 차량의 기울기가 미리 정해진 각도 이하인 경우에 상기 스티어링 휠을 정렬하도록 상기 조향 모터에 출력 신호를 인가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 주차 완료 후 운전자가 직접 차륜 정렬을 할 필요가 없어 편의성 증대된다.
또한, 차륜이 중앙에 정렬되어 있기 때문에 운전자 부주의에 의한 사고 예방 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 정렬 장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 정렬 장치의 파워 래치 모드를 설명하기 위한 타이밍도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 정렬 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜 정렬 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 정렬 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 정렬 장치의 파워 래치 모드를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 차륜 정렬 장치는 차량의 스티어링 휠을 동작시키는 조향 모터(17)와, 스티어링 휠의 조향값을 검출하는 토크 센서부(15), 및 조향 모터(17)와 토크 센서부(15)에 연결되는 제어부(10)를 포함한다.
제어부(10)는 전동식 파워 스티어링 시스템(Power Steering System)을 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. 운행시 제어부(10)는 토크 센서부(15) 및 조향 센서부(16)으로부터 보조력을 산출하여 스티어링 휠을 제어함으로써 운행조건에 따라 조향 모터(17)를 구동한다.
제어부(10)는 이그니션 스위치(11)로부터 이그니션 키(작동키)의 오프 신호를 수신하는 경우 엔진 검출부(12)와 변속단 감지부(13)로부터 차량의 주차 여부를 판단한다. 운행자의 부주의로 작동 스위치를 오프할 수 있으므로 이러한 위험을 방지하기 위하여 차량 주차 여부를 확인하는 것이 필요하다.
제어부(10)는 복수 개의 센서로부터 수신한 값을 기초로 운행자의 주차 여부를 확인한다. 예를 들면, 엔진이 1000rpm이하이고, 차속이 0이고 브레이크가 온(ON) 인 경우 해당 차량은 주차 모드에 진입한 것으로 판단한다.
만약, 상기 조건값 중 어느 하나가 미리 정해진 값을 만족하지 않는 경우 제어부(10)는 차륜 정렬 모드로 진입하지 않고, 조건값이 모두 만족될 때까지 대기할 수 있다.
제어부(10)는 이그니션 키(IGN) 오프 신호가 수신되고 차량이 주차 모드에 진입한 것으로 판단하는 경우, 파워 래치 모드로 동작한다. 도 2를 참고하면, 파워 래치 모드에서는 이그니션 키(IGN) 오프 신호가 수신되어도 소정 시간 동안 전원이 유지된다.
이러한 파워 래치 모드는 오아 게이트와 앤드 게이트를 이용하는 공지의 구성일 수도 있고, 전원단에서 제어되는 구성일 수도 있다. 즉, 제어부(10)가 능동적으로 파워 래치 모드를 동작시키거나, 또는 미리 정해진 로직에 의해 이그니션 키 오프 신호가 인가되면 자동으로 파워 래치 모드에 진입할 수도 있다.
제어부(10)는 기울기 감지부(14)의 신호로부터 차량의 기울기가 소정 각도 이상인지 판단한다. 차량의 기울기기 소정 각도 이상 경우에는 차륜 제어 모드로 동작하지 않을 수 있다. 기울기 감지부(14)는 공지의 센서(자이로 센서 등)일 수 있다.
일 예로, 차량의 기울기가 30도 이상인 경우 차량이 경사로에 주차한 경우일 수 있으며, 이 경우에는 운전자가 의도적으로 스티어링 휠을 회전시켜 미끄러짐을 방지한 것으로 판단할 수 있다.
경사로가 아니라고 판단한 경우, 제어부(10)는 토크 센서부(15)와 조향각 센서부(16)로부터 스티어링 휠의 조향값을 검출한다. 토크 센서부(15)와 조향각 센서부(16)는 조향축과 출력축에 연결되어 토크 및 조향각을 산출하는 공지의 구성일 수 있다. 일 예로, 토크 센서부(15)와 조향각 센서부(16)는 토크와 조향각을 측정하는 토크 앵글 센서일 수 있다.
제어부(10)는 검출된 조향값을 기준으로 조향 오차값을 산출한다. 여기서, 조향 오차값이란 스티어링 휠이 수평인 경우를 기준으로 비틀어진 정도의 값으로 정의할 수 있다. 제어부(10)는 조향 오차값이 미리 정해진 임계치를 초과하는 경우 조향 오차값이 0이 되도록 조향 모터(17)에 출력 신호를 인가한다. 이때, 미리 정해진 임계치는 적정한 값으로 메모리에 저장될 수 있다. 일 예로 임계치는 20도 일 수 있다.
제어부(10)는 조향 오차값이 0이 될 때까지 반복적으로 피드백 제어를 할 수 있다. 그러나, 반드시 조향 오차값이 0이 될 때까지 제어하지 않고, 임계치를 만족하도록 정렬할 수도 있다.
제어부(10)는 차륜 정렬이 완료되었다고 판단되면, 파워 래치 오프 신호를 출력한다. 일 예로, 제어부(10)의 MCU는 파워 래치 오프 신호를 전원단에 출력할 수 있다. 전원단은 파워 래치 오프 신호를 수신한 경우 배터리 전원을 오프시킬 수 있다.
종래 파워 래치 모드는 타이머에 의해 미리 정해진 시간 동안 작동하는 것에 반해, 본원발명에서는 제어부(10)가 차륜 종료 후 능동적으로 파워 래치 모드를 종료시키는 점에서 차이가 있다.
이러한 구성에 의하면, 운전자가 작동 스위치를 오프하는 것만으로 자동으로 차량의 차륜이 정렬되므로 이후 운전자 부주의에 의한 사고를 예방할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 정렬 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜 정렬 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 차륜 정렬 방법은, 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 경우 소정 시간 동안 전원이 유지되는 파워 래치 모드로 동작하는 단계와, 차량의 기울기를 판단하는 단계와, 파워 래치 모드 상태에서 차륜을 정렬하는 단계, 및 차륜의 정렬이 완료된 경우 전원을 오프시키는 단계를 포함한다.
먼저, 파워 래치 모드로 동작하는 단계는, 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 단계(S11)와 차량의 주차 여부를 판단하는 단계(S12)를 포함한다.
작동 스위치로부터 이그니션 키의 오프 신호가 수신되면(S11) 차량이 주차 모드인지 판단(S12)한다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 먼저 주차 모드 여부를 판단한 후 이그니션 키 오프 신호가 수신되었는지를 판단할 수 있다.
차량의 주차 여부를 판단하는 단계(S12)는 엔진이 1000rpm이하이고, 차속이 0이고 브레이크가 온(ON)인 경우 해당 차량은 주차 모드에 진입한 것으로 판단한다.
만약, 상기 조건값 중 어느 하나가 미리 정해진 값을 만족하지 않는 경우 차륜 정렬 모드로 진입하지 않고, 조건값이 모두 만족할 때까지 대기할 수도 있다.
파워 래치 모드(S13)에 의해 이그니션 키 오프 신호가 수신되어도 소정 시간 동안 전원이 공급된다.
차량의 기울기를 판단하는 단계(S14)는 차량이 소정 각도 이상 기울어진 경우에는 차량이 경사로에 주차된 것으로 판단하고, 파워 래치 오프 신호를 출력하여 전원을 오프시킬 수 있다.
차륜을 정렬하는 단계는 차량이 경사로에 있지 않다고 판단한 경우 실행되며, 현재 스티어링 휠의 조향 오차값이 미리 정해진 임계치를 만족하는지 판단하는 단계(S15)와, 임계치를 벗어난 경우 상기 조향 오차값이 임계치를 만족하도록 제어하는 단계(S16)를 포함한다.
임계치를 만족하는지 판단하는 단계(S15)에서는 스티어링 휠의 각도가 수평을 기준으로 20도 이하인 경우에는 별도로 차륜을 정렬하지 않을 수 있다.
임계치를 만족하도록 제어하는 단계(S16)는 조향 오차값이 0이 되도록 조향 모터(17)에 출력 신호를 인가한다. 이후, 제어부(10)는 조향 오차값이 0이 될 때까지 반복적으로 피드백 제어를 할 수 있다. 그러나, 반드시 조향 오차값이 0이 될 때까지 제어하지 않고, 임계치를 만족하도록 정렬할 수도 있다.
전원을 오프시키는 단계(S17)는 차륜 정렬이 완료되면 파워 래치 오프 신호를 출력한다. 이때, 파워 래치 오프 신호를 수신한 전원단은 배터리 전원을 차단할 수 있다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 차륜 조절 방법은, 이그니션 키의 온 신호를 수신한 경우 차륜 정렬 여부를 판단하는 단계(S22), 및 차륜의 정렬되지 않은 경우 상기 차륜을 정렬하는 단계(S23)를 포함한다.
전술한 차륜 정렬 방법은 시동이 꺼진 경우 실행되는 것에 반해, 본 실시예에서는 시동이 켜진 경우 차륜을 정렬하는 것이 상이하다.
구체적으로, 이그니션 키의 온 신호를 수신한 경우(S21) 차륜 정렬 여부를 판단한다(S22). 차륜 정렬 여부를 판단하는 방법은 전술한 방법과 동일하다. 이후, 차륜 정렬이 필요한 경우 차륜을 정렬한다(S23).
이때, 제어부(10)는 이그니션 키 온 신호에 의해 초기화되고, 이후 차륜을 정렬한다. 제어부(10)는 정렬이 완료된 후부터 상위 제어단으로부터 제어 지령을 받을 수 있도록 세팅될 수 있다. 즉, 차륜 정렬 중에는 외부 동작 지령은 무시될 수 있다. 다만, 오류에 의한 정지 제어 신호에 의해서는 동작할 수 있다.
10: 제어부
11: 점화 스위치
15: 토크 센서부
16: 조향각 센서부
17: 조향 모터

Claims (9)

  1. 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 경우 소정 시간 동안 전원이 유지되는 파워 래치 모드로 동작하는 단계;
    상기 파워 래치 모드 상태에서 차륜을 정렬하는 단계; 및
    상기 차륜의 정렬이 완료된 경우 전원을 오프시키는 단계를 포함하는 차륜 정렬 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    파워 래치 모드로 동작하는 단계는,
    이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 단계; 및
    차량의 주차 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 차륜 정렬 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차륜을 정렬하는 단계는,
    현재 스티어링 휠의 조향 오차값이 미리 정해진 임계치를 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 임계치를 벗어난 경우 상기 조향 오차값이 상기 임계치를 만족하도록 제어하는 단계를 포함하는 차륜 정렬 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파워 래치 모드로 동작하는 단계와 차륜을 정렬하는 단계 사이에 차량의 기울기를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 차륜을 정렬하는 단계는 상기 차량의 기울기가 소정 각도를 만족하는 경우 차륜을 정렬하는 차륜 정렬 방법.
  5. 이그니션 키의 온 신호를 수신한 경우 차륜 정렬 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 차륜이 정렬되지 않은 경우 상기 차륜을 정렬하는 단계;를 포함하는 차륜 정렬 방법.
  6. 차량의 스티어링 휠을 동작시키는 조향 모터;
    상기 스티어링 휠의 센싱하는 토크 센서부; 및
    상기 조향 모터와 토크 센서부에 연결되는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 이그니션 키의 오프 신호를 수신하는 경우 소정 시간 동안 전원이 유지되는 파워 래치 모드로 동작하며, 상기 스티어링 휠을 정렬하도록 상기 조향 모터에 출력 신호를 인가하는 차륜 정렬 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 차륜 정렬이 완료된 경우 전원을 오프시키는 차륜 정렬 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 이그니션 키의 온 신호를 수신하는 경우 상기 스티어링 휠을 정렬하도록 상기 조향 모터에 출력 신호를 인가하는 차륜 정렬 장치.
  9. 제6항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 기울기가 미리 정해진 각도 이하인 경우에 상기 스티어링 휠을 정렬하도록 상기 조향 모터에 출력 신호를 인가하는 차륜 정렬 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106394659A (zh) * 2016-11-29 2017-02-15 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种电动助力转向系统及方法
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