KR20220050577A - 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법 - Google Patents

로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치는 전자제어부 및 로드 휠 액츄에이터를 포함한다. 전자제어부는 차량의 조향 휠과 전기적으로 연결될 수 있고, 로드 휠 액츄에이터는 전자제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 차량이 시동되면, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시킬 수 있고, 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법은 제1 단계, 제2 단계 및 제3 단계를 포함한다. 제1 단계는 차량이 시동되면, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시키는 단계이다. 제2 단계는 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 단계이다. 제3 단계는 로드 휠 액츄에이터에 이상이 발생한 경우에, 전자제어부는 표시부에 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시하는 단계이다.

Description

로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법{Steering device detecting the error of Road Wheel Actuator and Method for detecting the error of Road Wheel Actuator}
본 발명은 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 시동시 전자제어부가 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측하고 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지할 수 있는, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 파워 스티어링(power steering)이 개발되어 적용되고 있고, 파워 스티어링은 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동 유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 개발되어 적용되었다.
최근에는 조향 휠과 차륜사이의 스티어링 컬럼(steering column)이나 유니버설 조인트(universal joint) 혹은 피니언 샤프트(pinion shaft)와 같은 기계적인 연결장치를 제거하고, 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(Steer By Wire; SBW)식 조향장치가 개발되어 적용되고 있다.
스티어 바이 와이어식 조향장치는 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에, 노면에서 바퀴의 마찰, 걸림 등에 의한 무게감이 운전자에게 전달되지 않아 조향감이 저하되는 문제점이 존재한다. 따라서 종래의 스티어 바이 와이어 관련 발명은 운전자의 조향감을 향상시키기 위한 발명이 주로 진행되었다.
그러나 스티어 바이 와이어식 조향장치는 로드 휠 액츄에이터(Road Wheel Actuator; RWA)에 의해 구동되는데, 운전환경에 따라 로드 휠 액츄에이터에 녹이 발생하거나 구성품인 벨트(belt)가 스킵(skip)되어 조향이 불가능하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
대한민국 등록특허 제2132770호 (공고일자 2020년07월13일)
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 차량이 시동되면 전자제어부가 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 조향 휠을 일방향 및/또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시켜, 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측하고 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지할 수 있는, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 예시적인 실시예들은, 차량이 시동되면, 전자제어부가 로드 휠 액츄에이터의 모터 토크 데이터 및/또는 모터 회전수 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 체크할 수 있는, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치는 전자제어부 및 로드 휠 액츄에이터를 포함한다. 전자제어부는 차량의 조향 휠과 전기적으로 연결될 수 있고, 로드 휠 액츄에이터는 전자제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 차량이 시동되면, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시킬 수 있고, 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 토크 데이터일 수 있다. 전자제어부는 모터 토크 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 토크 데이터와 비교할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치는 표시부를 더 포함한다. 모터 토크 데이터가 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우에, 전자제어부는 표시부에 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리 및 센서 어셈블리를 포함한다. 표시부에 표시되는 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 전동 어셈블리 및/또는 센서 어셈블리에 녹이 발생하였음을 나타낸다.
일 실시예에 의하면, 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 회전수 데이터일 수 있다. 전자제어부는 모터 회전수 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 회전수 데이터와 비교할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 모터 회전수 데이터가 기준 모터 회전수 데이터보다 소정의 회전수 이상인 경우에, 전자제어부는 표시부에 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 표시부에 표시되는 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 전동 어셈블리의 벨트가 스킵(skip)됨을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법은 제1 단계, 제2 단계 및 제3 단계를 포함한다. 제1 단계는 차량이 시동되면, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시키는 단계이다. 제2 단계는 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 단계이다. 제3 단계는 로드 휠 액츄에이터에 이상이 발생한 경우에, 전자제어부는 표시부에 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시하는 단계이다.
일 실시예에 의하면, 제2 단계에서, 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 토크 데이터일 수 있다. 전자제어부는 모터 토크 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 토크 데이터와 비교할 수 있고, 모터 토크 데이터가 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우에, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터에 이상이 있음을 감지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제3 단계에서, 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리 및 센서 어셈블리를 포함한다. 표시부에 표시되는 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 전동 어셈블리 및/또는 센서 어셈블리에 녹이 발생하였음을 나타낸다.
일 실시예에 의하면, 제2 단계에서, 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 회전수 데이터일 수 있다. 전자제어부는 모터 회전수 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 회전수 데이터와 비교할 수 있고, 모터 회전수 데이터가 기준 모터 회전수 데이터보다 소정의 회전수 이상인 경우에, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터에 이상이 있음을 감지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제3 단계에서, 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리를 포함한다. 표시부에 표시되는 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 전동 어셈블리의 벨트가 스킵(skip)됨을 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법은, 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 즉, 로드 휠 액츄에이터에 녹이 발생하는지 여부 및 구성품인 벨트가 스킵(skip)되는지 여부를 감지할 수 있다.
또한, 차량의 조향이 불가능하기 전에 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지할 수 있어, 조향 불능으로 인해 발생할 수 있는 인적 및 물적 피해를 최소화할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 로드 휠 액츄에이터를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 전동 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 센서 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 5는 전자제어부가 모터 토크 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 7은 시간에 따른 모터 토크 데이터를 나타내는 도면이다.
도 8은 변위에 따른 모터 토크 데이터를 나타내는 도면이다.
도 9는 전자제어부가 모터 회전수 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 흐름을 나타내는 도면이다.
도 10은 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 판단하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 로드 휠 액츄에이터를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 전동 어셈블리를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 센서 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른, 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치는 전자제어부(Electronic Control Unit)(100) 및 로드 휠 액츄에이터(200)(Road Wheel Actuator; RWA)를 포함한다.
전자제어부(100)는 차량의 조향 휠(steering wheel)과 전기적으로 연결될 수 있고, 또한 로드 휠 액츄에이터(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
전자제어부(100)는 도 1에 도시되지는 않았지만 입력장치, 저장장치, 정보처리장치 및 출력장치를 포함할 수 있다.
입력장치는 하기에서 설명하는 로드 휠 액츄에이터(200)의 모터 토크(torque) 데이터, 기준 모터 토크 데이터, 모터 회전수 데이터 및 기준 모터 회전수 데이터를 입력받을 수 있고, 저장장치는 상술한 데이터들을 저장할 수 있다.
정보처리장치는 입력 및 저장된 소프트웨어를 이용하여 상술한 데이터들을 비교 및 분석할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 실시예들에 따라, 전자제어부(100)는 모터 토크 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 토크 데이터와 비교할 수 있다. 그리고 전자제어부(100)는 모터 토크 데이터가 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우에(다시 말해, 모터 토크 데이터와 기준 모터 토크 데이터의 차가 소정의 크기 이상인 경우에), 출력장치를 이용하여 하기에서 설명하는 표시부(300)에 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상이 표시되도록 할 수 있다. 이는 전자제어부(100)가 모터 회전수 데이터를 계측한 경우에도 마찬가지이다.
로드 휠 액츄에이터(200)는 랙바(210)(Rack bar), 전동 어셈블리(230) 및 센서 어셈블리(270)를 포함한다.
랙바(210)는 스크류(screw)홈(211)과 랙 기어(Rack gear)(213)를 포함할 수 있다.
스크류홈(211)은 랙바(210)의 외주면에 소정의 길이로 형성될 수 있고, 전동 어셈블리(230)와 연결될 수 있다.
랙 기어(213)는 스크류홈(211)으로부터 소정 거리 이격되고, 랙바(210)의 외주면 일측에 소정의 길이로 형성될 수 있다. 랙 기어(213)는 센서 어셈블리(270)와 연결될 수 있다.
전자제어부(100)는 전동 어셈블리(230) 및 센서 어셈블리(270)와 전기적으로 연결될 수 있다.
전동 어셈블리(230)는 볼너트(ball-nut)(231), 모터(232) 및 벨트(belt) (234)를 포함할 수 있다.
볼너트(231)는 볼(ball)을 매개로 랙바(210)에 형성된 스크류홈(211)과 맞물릴 수 있다.
모터(232)는 랙바(210)와 소정 간격 이격되고, 랙바(210)를 감싸는 하우징에 배치될 수 있다.
벨트(234)는 모터(232)와 볼너트(231)를 연결할 수 있다. 구체적으로 벨트(234)는 모터(232)의 회전축에 배치된 풀리(233)와, 볼너트(231)의 외주면에 결합된 너트풀리 상에 배치되어, 풀리(233)와 너트풀리를 연결함으로써 모터(232)와 볼너트(231)를 연결할 수 있다.
모터(232)의 회전축이 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전하면, 벨트(234)를 통해 볼너트(231)가 회전하고, 볼너트(231) 내부에 배치된 볼이 랙바(210)에 형성된 스크류홈(211)에서 유동한다. 따라서 랙바(210)는 좌 또는 우로 이동할 수 있다.
센서 어셈블리(270)는 피니언 샤프트(271)(Pinion Shaft)를 포함할 수 있다.
피니언 샤프트(271)는 랙바(210)에 형성된 랙 기어(213)와 치합되는 피니언 기어(272)가 형성될 수 있다.
센서 어셈블리(270)는 좌 또는 우로 이동하는 랙바(210)를 지지할 수 있는 지지부재(273)를 더 포함할 수 있다.
센서 어셈블리(270)는, 전동 어셈블리(230)의 모터(232)가 구동하여 랙바(210)가 이동할 때 랙바(210)가 틸팅(tilting)되지 않도록, 랙바(210)를 지지할 수 있다.
전자제어부(100)는 센서 어셈블리(270)의 피니언 샤프트(271)와 랙바(210) 사이에서 발생하는 토크를 감지할 수도 있다.
로드 휠 액츄에이터(200)의 사용환경에 따라 전동 어셈블리(230) 및/또는 센서 어셈블리(270)의 내부에는 녹이 발생할 수 있다. 전동 어셈블리(230) 및/또는 센서 어셈블리(270)에 발생하는 녹은 차량의 조향을 불가능하게 할 수 있다.
구체적으로 전동 어셈블리(230)에서, 모터(232)의 회전축과 풀리(233) 사이, 볼너트(231)와 너트풀리 사이, 볼너트(231) 내부의 볼과 스크류홈(211) 사이 및 각종 베어링에 녹이 발생할 수 있다.
또한, 센서 어셈블리(270)에서, 피니언 샤프트(271)에 형성된 피니언 기어(272)와 랙바(210)에 형성된 랙 기어(213) 사이 및 각종 베어링에 녹이 발생할 수 있다.
볼너트(231)의 볼, 스크류홈(211), 피니언 기어(272), 랙 기어(213) 및 각종 베어링에 발생하는 녹은, 볼너트(231)의 볼과 볼너트(231)의 회전 및, 피니언 기어(272)의 회전에 저항으로 작용할 수 있다.
볼너트(231)의 회전 저항 및 피니언 기어(272)의 회전 저항은 모터(232)의 토크를 증가시키는 원인이 될 수 있다. 여기서 모터(232)의 토크는 모터(232)의 회전축이 회전할 때 회전축에 가해지는 하중을 의미한다. 볼너트(231)의 회전 저항 및 피니언 기어(272)의 회전 저항이 증가하면, 모터(232)의 회전축에 가해지는 하중이 증가하게 되고, 이는 모터(232)의 토크의 증가를 의미한다.
따라서, 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터를 계측하면 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지할 수 있다. 여기서 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터는 모터(232)의 토크를 나타내는 모터 토크 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치는, 차량이 시동되면, 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시킬 수 있고, 이때 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터를 계측할 수 있다.
구체적으로 전자제어부(100)는 입력 및 저장된 소프트웨어를 이용하여, 차량이 시동되면, 로드 휠 액츄에이터(200)의 모터(232)가 구동되도록 할 수 있고, 모터(232)의 회전축에 가해지는 하중인 모터 토크 데이터를 계측할 수 있다.
전자제어부(100)가 모터 토크 데이터를 계측하는 방법은, 모터(232)에 토크 센서를 장착하여 모터(232)의 회전축에 가해지는 하중을 측정하는 방법일 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 전자제어부(100)는 센서 어셈블리(270)의 피니언 샤프트(271)와 랙바(210) 사이에서 발생하는 토크를 감지하여 랙력(rack force)를 추정할 수 있고, 상기 랙력을 이용하여 모터 토크 데이터를 계측할 수 있다.
모터 토크 데이터의 변화 추이를 비교하면 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무, 즉 로드 휠 액츄에이터(200)에 녹이 발생하였는지 여부를 알 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예들을 도 5 내지 도 8에 나타내었다.
도 5는 전자제어부가 모터 토크 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 흐름을 나타내는 도면이고, 도 6 내지 도 7은 시간에 따른 모터 토크 데이터를 나타내는 도면이고, 도 8은 변위에 따른 모터 토크 데이터를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 전자제어부(100)는 모터 토크 데이터를 계측하여(S10), 입력 및 저장된 기준 모터 토크 데이터와 비교할 수 있고(S11), 모터 토크 데이터가 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우(S12)에(다시 말해, 모터 토크 데이터와 기준 모터 토크 데이터의 차가 소정의 크기 이상인 경우에), 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을 표시할 수 있다(S13). 여기서 소정의 크기는 사용자가 임의로 정할 수 있다. 구체적으로, 사용자는 상기 소정의 크기를 로드 휠 액츄에이터(200) 내부에 발생하는 녹의 발생장소, 진행정도 및 양을 감안하여 정할 수 있다.
도 6을 참조하면 도 6은, 전동 어셈블리(230) 및 센서 어셈블리(270)에 녹이 발생하지 않은 정상 상태에서는, 모터 토크 데이터가 '0'에 근접할 때 볼너트(231)의 회전으로 볼너트(231) 내부에 배치된 볼이 유동함을, 나타낸다. 이 경우에, 기준 모터 토크 데이터를 '0' 또는 이와 근접한 수치로 정할 수 있다.
그리고, 도 7을 참조하면 도 7은, 전동 어셈블리(230) 및 센서 어셈블리(270)에 녹이 발생한 상태에서는, 모터 토크 데이터가 '0'을 지나, △T에 도달한 후에 볼너트(231) 내부에 배치된 볼이 유동함을, 나타낸다. 이 경우에, 모터 토크 데이터와 기준 모터 토크 데이터의 차인 소정의 크기를 △T로 정할 수 있다.
전자제어부(100)는 모터 토크 데이터를 계측하여(S10), 입력 및 저장된 기준 모터 토크 데이터와 비교할 수 있고(S11), 모터 토크 데이터와 기준 모터 토크 데이터의 차가 △T 이상인 경우에(S12), 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을 표시할 수 있다(S13).
즉, 전자제어부(100)는 모터 토크 데이터를 계측하고(S10), 계측된 데이터를 기준 모터 토크 데이터와 비교하여(S11), △T 값이 일정 크기 이상이면(S12), 전동 어셈블리(230) 및/또는 센서 어셈블리(270)에 녹이 발생한 것으로 간주할 수 있고, 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을 표시할 수 있다(S13).
도 8을 참조하면 도 8은, 변위에 따른 모터 토크 데이터(하중치)가 기준 모터 토크 데이터(하중치)보다 높게 계측된 경우를, 예시적으로 나타내는 도면이다. 전자제어부(100)가 변위에 따른 모터 토크 데이터(하중치)를 계측한 경우에도 상술한 도 5에 도시된 과정으로 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치는 표시부(300)를 더 포함할 수 있다.
표시부(300)는 차량의 계기판에 배치된 알림등(또는 경고등)이나 알림음(또는 경고음)일 수 있다.
표시부(300)는 전자제어부(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을, 표시부(300)의 알림등이 점등되게 하거나 알림음이 발생하도록 하여, 표시할 수 있다(S13).
표시부(300)에 표시되는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상은, 전동 어셈블리(230) 및/또는 센서 어셈블리(270)에 녹이 발생하였음을 나타낸다.
또한, 로드 휠 액츄에이터(200)의 사용환경에 따라 전동 어셈블리(230)의 벨트(234)가 스킵(skip)되는 현상이 발생할 수 있다. 전동 어셈블리(230)의 벨트(234) 스킵 현상은 차량의 조향이 운전자가 원하는 조향범위에 미치지 못하게 할 수 있고, 심할 경우에는 차량의 조향이 불가능하게 할 수 있다.
전동 어셈블리(230)에서 벨트(234) 스킵 현상이 발생하면, 모터(232)의 회전수가 증가하게 된다. 여기서 모터(232)의 회전수는 모터(232)의 회전축이 회전하는 횟수를 의미한다.
사용자가 조향 휠을 일방향으로 끝까지 회전한 후, 상기 일방향의 반대방향으로 끝까지 회전할 경우(lock-to-lock까지 회전할 경우)에, 벨트(234) 스킵 현상이 발생한 경우에는 랙 기어(213) 상에서 회전하는 피니언 기어(272)의 회전수가 증가하게 된다. 예를 들면, 벨트(234) 스킵이 발생하지 않는 경우에 랙 기어(213) 상에서 피니언 기어(272)가 3.1 회전하였다면, 벨트(234) 스킵이 발생한 경우에는 랙 기어(213) 상에서 피니언 기어(272)가 3.3 회전할 수 있다. 모터(232)의 회전수가 증가하는 경우의 설명도 마찬가지이다.
따라서, 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터를 계측하면 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지할 수 있다. 여기서 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터는 모터(232)의 회전수를 나타내는 모터 회전수 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치는, 차량이 시동되면, 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시킬 수 있고, 이때 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터를 계측할 수 있다.
구체적으로 전자제어부(100)는 입력 및 저장된 소프트웨어를 이용하여, 차량이 시동되면, 로드 휠 액츄에이터(200)의 모터(232)가 구동되도록 할 수 있고, 모터(232)의 회전수인 모터 회전수 데이터를 계측할 수 있다.
전자제어부(100)가 모터 회전수 데이터를 계측하는 방법은, 모터(232)의 회전축에 각도센서를 장착하여 모터(232)의 회전수를 측정하는 방법일 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 전자제어부(100)는 피니언 샤프트(271)에 각도센서를 장착하여 피니언 샤프트(271)의 회전수를 측정할 수 있고, 피니언 샤프트(271)의 회전수 데이터를 계측할 수 있다.
도 9는 전자제어부가 모터 회전수 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 전자제어부(100)는 모터 회전수 데이터를 계측하여(S21), 입력 및 저장된 기준 모터 회전수 데이터와 비교할 수 있고(S22), 모터 회전수 데이터가 기준 모터 회전수 데이터보다 소정의 회전수 이상인 경우(S23)에, 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을 표시할 수 있다(S24). 여기서 소정의 회전수는 사용자가 임의로 정할 수 있다. 구체적으로, 사용자는 상기 소정의 회전수를 벨트(234) 스킵 현상이 발생하는 정도와 발생 횟수를 감안하여 정할 수 있다.
표시부(300)는 차량의 계기판에 배치된 알림등(또는 경고등)이나 알림음(또는 경고음)일 수 있다. 전자제어부(100)는 전동 어셈블리(230)에서 벨트(234) 스킵 현상이 발생한 경우에 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을, 표시부(300)의 알림등이 점등되게 하거나 알림음이 발생하도록 하여, 표시할 수 있다(S24). 즉, 여기서 표시부(300)에 표시되는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상은, 전동 어셈블리(230)의 벨트(234)가 스킵됨을 나타낸다.
상술한 내용은, 전자제어부(100)가 모터 회전수 데이터를 계측한 경우뿐만 아니라, 피니언 샤프트(271)의 회전수 데이터를 계측한 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
이하에서는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 판단하는 방법을 설명하기로 한다. 이하에서 설명하는 내용은 상술한 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치에서 설명한 내용과 동일한 내용을 포함하며, 동일한 내용의 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 판단하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무 판단방법은 제1 단계(S100), 제2 단계(S110) 및 제3 단계(S120)를 포함한다.
제1 단계(S100)는 차량이 시동되면, 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시키는 단계이다.
제2 단계(S110)는 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터를 계측하여 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 단계이다.
제3 단계(S120)는 로드 휠 액츄에이터(200)에 이상이 발생한 경우에, 전자제어부(100)는 표시부(300)에 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상을 표시하는 단계이다.
제2 단계(S110)에서, 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터는 모터 토크 데이터일 수 있다. 전자제어부(100)는 모터 토크 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 토크 데이터와 비교할 수 있고, 모터 토크 데이터가 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우에(다시 말해, 모터 토크 데이터와 기준 모터 토크 데이터의 차가 소정의 크기 이상인 경우에), 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)에 이상이 있음을 감지할 수 있다.
제3 단계(S120)에서, 로드 휠 액츄에이터(200)는 전동 어셈블리(230) 및 센서 어셈블리(270)를 포함한다. 표시부(300)에 표시되는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상은, 전동 어셈블리(230) 및/또는 센서 어셈블리(270)에 녹이 발생하였음을 나타낸다.
또한 다른 일 실시예에 의하면, 제2 단계(S110)에서, 로드 휠 액츄에이터(200)의 데이터는 모터 회전수 데이터일 수 있다. 전자제어부(100)는 모터 회전수 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 회전수 데이터와 비교할 수 있고, 모터 회전수 데이터가 기준 모터 회전수 데이터보다 소정의 회전수 이상인 경우에, 전자제어부(100)는 로드 휠 액츄에이터(200)에 이상이 있음을 감지할 수 있다. 그리고 제3 단계(S120)에서, 로드 휠 액츄에이터(200)는 전동 어셈블리(230)를 포함한다. 표시부(300)에 표시되는 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상은, 전동 어셈블리(230)의 벨트(234)가 스킵됨을 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지하는 조향장치 및 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무 판단방법은, 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무 즉, 로드 휠 액츄에이터(200)에 녹이 발생하는지 여부 및 전동 어셈블리(230)의 벨트(234)가 스킵되는지 여부를 감지할 수 있다.
사용자는 주기적으로 로드 휠 액츄에이터(200)의 성능 검사를 수행할 수 있다. 따라서, 차량의 조향이 불가능하기 전에 로드 휠 액츄에이터(200)의 이상유무를 감지할 수 있어, 조향 불능으로 인해 발생할 수 있는 인적 및 물적 피해를 최소화할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 전자제어부 200: 로드 휠 액츄에이터
210: 랙바 211: 스크류홈
213: 랙 기어 230: 전동 어셈블리
231: 볼너트 232: 모터
233: 풀리 234: 벨트
270: 센서 어셈블리 271: 피니언 샤프트
272: 피니언 기어 273: 지지부재
300: 표시부

Claims (12)

  1. 차량의 조향 휠과 전기적으로 연결되는 전자제어부; 및
    상기 전자제어부와 전기적으로 연결되는 로드 휠 액츄에이터;를 포함하고,
    상기 차량이 시동되면, 상기 전자제어부는 상기 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 상기 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시켜, 상기 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 토크 데이터이고,
    상기 전자제어부는 상기 모터 토크 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 토크 데이터와 비교하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자제어부와 전기적으로 연결된 표시부;를 더 포함하고,
    상기 모터 토크 데이터가 상기 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우에, 상기 전자제어부는 상기 표시부에 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리 및 센서 어셈블리를 포함하고,
    상기 표시부에 표시되는 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 상기 전동 어셈블리 또는 상기 센서 어셈블리에 녹이 발생하였음을 나타내는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 회전수 데이터이고,
    상기 전자제어부는 상기 모터 회전수 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 회전수 데이터와 비교하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전자제어부와 전기적으로 연결된 표시부;를 더 포함하고,
    상기 모터 회전수 데이터가 상기 기준 모터 회전수 데이터보다 소정의 회전수 이상인 경우에, 상기 전자제어부는 상기 표시부에 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리를 포함하고,
    상기 표시부에 표시되는 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 상기 전동 어셈블리의 벨트가 스킵(skip)됨을 나타내는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는 조향장치.
  8. 차량이 시동되면, 전자제어부는 로드 휠 액츄에이터를 구동하여 조향 휠을 일방향 또는 상기 일방향의 반대방향으로 회전시키는, 제1 단계;
    상기 전자제어부는 상기 로드 휠 액츄에이터의 데이터를 계측하여 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무를 감지하는, 제2 단계; 및
    상기 로드 휠 액츄에이터에 이상이 발생한 경우에, 상기 전자제어부는 표시부에 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상을 표시하는, 제3 단계;를 포함하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 단계에서,
    상기 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 토크 데이터이고,
    상기 전자제어부는 상기 모터 토크 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 토크 데이터와 비교하고, 상기 모터 토크 데이터가 상기 기준 모터 토크 데이터보다 소정의 크기 이상인 경우에, 상기 전자제어부는 상기 로드 휠 액츄에이터에 이상이 있음을 감지하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 단계에서,
    상기 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리 및 센서 어셈블리를 포함하고,
    상기 표시부에 표시되는 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 상기 전동 어셈블리 또는 상기 센서 어셈블리에 녹이 발생하였음을 나타내는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 단계에서,
    상기 로드 휠 액츄에이터의 데이터는 모터 회전수 데이터이고,
    상기 전자제어부는 상기 모터 회전수 데이터를 계측하여, 입력된 기준 모터 회전수 데이터와 비교하고, 상기 모터 회전수 데이터가 상기 기준 모터 회전수 데이터보다 소정의 회전수 이상인 경우에, 상기 전자제어부는 상기 로드 휠 액츄에이터에 이상이 있음을 감지하는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제3 단계에서,
    상기 로드 휠 액츄에이터는 전동 어셈블리를 포함하고,
    상기 표시부에 표시되는 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상은, 상기 전동 어셈블리의 벨트가 스킵(skip)됨을 나타내는, 상기 로드 휠 액츄에이터의 이상유무 판단방법.
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