KR20170007007A - 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법 - Google Patents

차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치에 관한 것으로, 제1센서부와, 제2센서부와, 전자제어유닛을 포함한다. 제1센서부는 액추에이터를 구동시키기 위한 모터의 위치값을 측정한다. 제2센서부는 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바의 토크값을 측정한다. 전자제어유닛은 제1센서로부터 측정한 위치값 및 제2센서로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위 내에 포함되는지 판단하여 모터의 구동을 제어한다. 그리고, 전자제어유닛은 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되면 모터를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위 내에 포함되지 않으면 모터를 비정상 상태로 판단한다.

Description

차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법{ACTIVE ROLL STABILIZER APPARATUS FOR VEHICLE AND METHOD OF DIAGNOSING TROUBLE THEREOF}
본 발명은 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 고장을 감지할 수 있는 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 스테빌라이저 장치에서 스테빌라이저 바는 차량이 선회할 때 발생하는 롤(Roll)을 저감하고 차체의 평형을 유지하여 차량의 승차감 및 주행안정성을 향상시킨다.
이와 같은 스테빌라이저 바는 모터로부터 구동력을 전달받는 액추에이터의 작동에 따라 강성이 변화되며, 차량의 횡방향으로 배치되도록 장착되어 좌측 차륜 및 우측 차륜에 각각 연결되고, 주행중 좌측 차륜 및 우측 차륜이 서로 상대적으로 상하운동을 하는 경우에 비틀려지면서 그때에 발생하는 부재의 복원력을 매개로 차체의 기울어짐을 감소시키는 이른 바 롤을 제어한다.
여기서, 차량 주행시 모터의 구동에 의해 발생하는 모터의 위치값 및 이에 따른 스테빌라이저 바의 토크값이 발생할 수 있는데, 모터의 위치값과 이에 따른 스테빌라이저 바의 토크값 차이가 심하게 발생할 경우 차량의 운전시 운전자의 승차감이 저하될 수 있고, 차량의 주행안정성 또한 저하될 수 있는 문제가 있다.
한국공개특허공보 제10-2014-0128090호
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
모터의 위치값과 스테빌라이저 바의 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되는지 비교하여 모터의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단하고 모터가 비정상 상태로 판단되면 모터의 구동을 제한함으로써, 차량 운전시 운전자의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 차량의 주행안정성을 향상시킬 수 있는 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치 및 이의 고장 진단방법을 제공함에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치는 액추에이터를 구동시키기 위한 모터의 위치값을 측정하는 제1센서부; 상기 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 제2센서부; 그리고 상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위값 내에 포함되는지 판단하여 상기 모터의 구동을 제어하는 전자제어유닛;을 포함하며, 상기 전자제어유닛은 상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되면 상기 모터를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되지 않으면 상기 모터를 비정상 상태로 판단한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법은 액추에이터를 구동시키기 위한 모터의 위치값을 측정하는 제1센서부로부터 상기 모터의 위치값을 측정하는 단계; 상기 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 제2센서부로부터 상기 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 단계; 상기 모터의 구동을 제어하는 전자제어유닛에서 상기 제1센서로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서로부부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위값 내에 포함되는지 비교하는 단계; 그리고 상기 전자제어유닛에서 상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되면 상기 모터를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되지 않으면 상기 모터를 비정상 상태로 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시에에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치는 제1센서부로부터 모터의 위치값을 측정하고 제2센서부로부터 스테빌라이저바의 토크값을 측정하여 모터의 위치값과 스테빌라이저 바의 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되는지 비교함으로써, 모터의 위치값과 스테빌라이저의 토크값의 차이가 커지는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 제1센서부로부터 측정한 위치값과 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 저장된 일정범위값 내에 포함되는지 비교하여 모터의 정상 또는 비정상 상태를 판단할 수 있으며, 모터가 비정상 상태인 것으로 판단되면 차량의 운전자에게 모터의 비정상 상태를 알리고 모터의 구동을 제한함으로써, 차량 운전시 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 비정상 상태를 신속하게 판단할 수 있어 차량의 주행안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 도 1의 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 전자제어유닛에 미리 설정된 위치값 및 토크값의 상관관계 따라 일정범위값을 그래프로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 전자제어유닛에 미리 설정된 위치값 및 토크값의 상관관계 따라 일정범위값을 그래프로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치는 제1센서부(110)와, 제2센서부(120)와, 전자제어유닛(130)을 포함한다.
제1센서부(110)는 액추에이터(미도시)를 구동시키기 위한 모터(10)의 위치값을 측정한다. 모터(10)의 위치값이란 모터(10)의 회전량 등이 될 수 있으며, 제1센서부(110)에서 측정하는 모터의 위치값은 3상 모터의 위치값이 될 수 있다.
여기서, 제1센서부(110)는 3상 모터가 이용되는 경우 3상 모터의 회전자의 위치를 측정함으로써 3상 모터의 위치값을 측정할 수 있지만, DC 모터가 이용되는 경우에는 액추에이터의 구동각을 측정함으로써 DC 모터의 위치값을 측정할 수 있다.
본 실시예에서, 제1센서부(110)는 위치센서가 이용될 수 있다. 즉, 제1센서부(110)는 위치센서가 이용됨으로써 모터(10)의 위치를 측정하여 동작을 감지하며 모터(10)의 회전량 등을 측정할 수 있다.
또한, 제1센서부(110)는 전류센서가 이용될 수 있다. 즉, 제1센서부(110)는 전류센서가 이용됨으로써 모터(10)의 교류전류 및 직류전류를 감지하여 동작을 감지하며, 모터(10)의 회전량 등을 측정할 수 있다.
제2센서부(120)는 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바(미도시)의 토크값을 측정한다. 여기서, 스테빌라이저 바는 차량의 좌측 차륜과 우측 차륜에 각각 연결되고 액추에이터의 작동에 따라 강성이 변화되며, 변화되는 강성을 조절하면서 차량의 롤 발생을 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 제2센서부(120)는 토크센서가 이용될 수 있다. 즉, 제2센서부(120)는 토크센서가 이용됨으로써 스테빌라이저 바의 토션에 대한 토크값을 측정할 수 있다.
한편, 본 발명에서, 제2센서부(120)는 토크센서를 이용하여 스테빌라이저 바의 토션에 대한 토크값을 측정하여 모터(10)의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단할 수 있지만, 스테빌라이저 바의 토션에 대한 비틀림각을 측정하여 모터(10)의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단할 수도 있다. 즉, 모터(10)의 위치값 및 스테빌라이저 바의 토션에 대한 비틀림각을 이용하여 모터(10)의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단할 수 있다.
전자제어유닛(130)은 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위값(A) 내에 포함되는지 판단하여 모터(10)의 구동을 제어한다.
그리고, 전자제어유닛(130)은 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값(A) 내에 포함되면 모터(10)를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위값(A) 내에 포함되지 않으면 모터(10)를 비정상 상태로 판단한다.
본 실시예에서, 전자제어유닛(130)은 저장부와, 비교부와, 제어부와, 출력부를 포함한다.
저장부는 미리 설정된 모터(10)의 위치값 및 스테빌라이저 바의 토크값의 상관관계에 따른 일정범위값(A)이 저장된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 저장부에는 미리 설정된 위치값 및 위치값에 따른 토크값의 상관관계에 따라 일정범위값(A)이 저장된다. 여기서, 미리 설정되는 일정범위값(A)은 차량의 롤 발생을 제어하기 위한 상황에 따라 변경될 수 있다.
비교부는 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 저장부에 저장된 일정범위값(A) 내에 포함되는지 비교한다.
제어부는 모터(10)를 비정상 상태로 판단하면 모터(10)의 구동이 정지되도록 모터(10)의 구동을 제어한다. 구체적으로, 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 저장부에 저장된 일정범위값(A) 내에 포함되면 모터(10)를 정상 상태로 판단하고, 측정한 위치값 및 토크값이 일정범위값(A) 내에 포함되지 않으면 모터(10)를 비정상 상태로 판단하며, 모터(10)가 비정상 상태로 판단되면 제어부는 모터(10)의 구동이 정지되도록 모터를 제어한다.
출력부는 차량의 운전자에게 모터(10)의 비정상 상태를 경고하기 위하여 경고신호를 출력한다. 모터(10)가 비정상 상태로 판단되면 차량의 운전자가 모터의 비정상 상태를 인지하는 것이 바람직하다. 따라서, 출력부는 모터(10)가 비정상 상태로 판단되면 차량의 운전자에게 모터의 비정상 상태를 경고하기 위하여 경고신호를 출력하며, 경고신호가 출력되면 차량의 운전자는 모터의 비정상 상태를 감지할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법은 모터의 위치값을 측정하는 단계(S100)와, 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 단계(S200)와, 위치값 및 토크값을 비교하는 단계(S300)와, 모터의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단하는 단계(S400)를 포함한다.
모터의 위치값을 측정하는 단계(S100)는 제1센서부(110)로부터 액추에이터를 구동시키기 위한 모터(10)의 위치값을 측정한다.
본 실시예에서, 제1센서부(110)는 위치센서 또는 전류센서가 이용될 수 있으며, 제1센서부(110)에서 측정하는 모터(10)의 위치값은 3상 모터의 위치값이 될 수 있다. 제1센서부(110)는 위치센서가 이용되면 모터(10)의 위치를 측정하여 회전량을 검출할 수 있고, 전류센서가 이용되면 모터(10)의 직류 및 전류를 감지하여 회전량을 검출할 수 있다.
스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 단계(S200)는 제2센서부(120)로부터 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바의 토크값을 측정한다.
본 실시예에서, 제2센서부(120)는 토크센서가 이용될 수 있으며, 토크센서를 이용함으로써 스테빌라이저 바의 토션에 대한 토크값을 측정할 수 있다.
위치값 및 토크값을 비교하는 단계(S300)는 모터(10)의 구동을 제어하는 전자제어유닛(130)에서 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위값(A) 내에 포함되는지 비교한다.
구체적으로, 전자제어유닛(130)의 비교부에서 제1센서부(110)로부터 측정한 모터의 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 스테빌라이저 바의 토크값이 전자제어유닛(130)의 저장부에 저장된 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되는지 비교한다.
모터의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단하는 단계(S400)는 전자제어유닛(130)에서 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값(A) 내에 포함되면 모터(10)를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되지 않으면 모터(10)를 비정상 상태로 판단한다.
구체적으로, 전자제어유닛(130)의 제어부에서 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값 및 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 저장부에 저장된 일정범위값(A) 내에 포함되는지 비교한 비교값에 기초하여 모터(10)의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단한다.
모터를 제어하는 단계(S500)는 전자제어유닛(130)에서 모터(10)를 비정상 상태로 판단하면 모터(10)의 구동이 정지되도록 모터(10)를 제어한다.
모터(10)가 비정상 상태로 판단되면 모터(10)의 구동을 제한하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 전자제어유닛(130)의 제어부에서 모터(10)를 비정상 상태로 판단하면 모터(10)의 구동을 제한한다. 따라서, 모터(10)를 제어하는 단계(S500)에서 제어부는 모터(10)가 비정상 상태로 판단되면 모터(10)의 구동이 정지되도록 모터(10)를 제어한다.
경고신호를 출력하는 단계(S600)는 차량의 운전자에게 모터(10)의 비정상 상태를 경고하기 위하여 전자제어유닛(130)으로부터 경고신호를 출력한다.
구체적으로, 전자제어유닛(130)의 출력부로부터 경고신호가 출력된다. 즉, 출력부는 모터(10)가 비정상 상태로 판단되면 차량의 운전자에게 모터의 비정상 상태를 경고하기 위하여 경고신호를 출력하며, 경고신호가 출력되면 차량의 운전자는 모터(10)의 비정상 상태를 감지할 수 있다.
이와 같이, 모터(10)의 위치값과 스테빌라이저 바의 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되는지 비교함으로써, 모터(10)의 위치값과 스테빌라이저의 토크값의 차이가 커지는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 제1센서부(110)로부터 측정한 위치값과 제2센서부(120)로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값(A) 내에 포함되는지 비교하여 모터(10)의 정상 또는 비정상 상태를 판단할 수 있다. 이후, 모터(10)가 비정상 상태인 것으로 판단되면 모터(10)의 구동을 제어함으로써, 차량 운전시 운전자의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 차량의 주행안정성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 모터
110 : 제1센서부
120 : 제2센서부
130 : 전자제어유닛
A : 미리 설정된 일정범위값
S100 : 모터의 위치값을 측정하는 단계
S200 : 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 단계
S300 : 위치값 및 토크값을 비교하는 단계
S400 : 모터의 정상 상태 또는 비정상 상태를 판단하는 단계
S500 : 모터의 구동을 제어하는 단계
S600 : 경고신호를 출력하는 단계

Claims (10)

  1. 액추에이터를 구동시키기 위한 모터의 위치값을 측정하는 제1센서부;
    상기 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 제2센서부; 그리고
    상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위값 내에 포함되는지 판단하여 상기 모터의 구동을 제어하는 전자제어유닛;을 포함하며,
    상기 전자제어유닛은 상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되면 상기 모터를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되지 않으면 상기 모터를 비정상 상태로 판단하는 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은,
    미리 설정된 모터의 위치값 및 스테빌라이저 바의 토크값의 상관관계에 따른 일정범위값이 저장되는 저장부;
    상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 상기 저장부에 저장된 일정범위값 내에 포함되는지 비교하는 비교부;
    상기 모터를 비정상 상태로 판단하면 상기 모터의 구동이 정지되도록 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부; 및
    차량의 운전자에게 상기 모터의 비정상 상태를 경고하기 위하여 경고신호를 출력하는 출력부;를 포함하는 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1센서부는 위치센서인 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1센서부는 전류센서인 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2센서부는 토크센서인 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치.
  6. 액추에이터를 구동시키기 위한 모터의 위치값을 측정하는 제1센서부로부터 상기 모터의 위치값을 측정하는 단계;
    상기 액추에이터에 따라 강성이 변화되는 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 제2센서부로부터 상기 스테빌라이저 바의 토크값을 측정하는 단계;
    상기 모터의 구동을 제어하는 제어부에서 상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 위치값 및 토크값의 일정범위값 내에 포함되는지 비교하는 단계; 그리고
    상기 전자제어유닛에서 상기 제1센서부로부터 측정한 위치값 및 상기 제2센서부로부터 측정한 토크값이 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되면 상기 모터를 정상 상태로 판단하고, 미리 설정된 일정범위값 내에 포함되지 않으면 상기 모터를 비정상 상태로 판단하는 단계를 포함하는 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자제어유닛에서 상기 모터를 비정상 상태로 판단하면 상기 모터의 구동이 정지되도록 상기 모터를 제어하는 단계; 및
    차량의 운전자에게 상기 모터의 비정상 상태를 경고하기 위하여 상기 전자제어유닛으로부터 경고신호를 출력하는 단계;를 포함하는 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1센서부는 위치센서인 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1센서부는 전류센서인 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2센서부는 토크센서인 차량용 액티브 롤 스테빌라이저 장치의 고장 진단방법.

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