KR20220165683A - Road condition diagnosis system and wheel bearing provided therewith - Google Patents

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Abstract

According to one embodiment of the present invention, provided is a road condition diagnosis system used to diagnose a road condition of a road while driving. According to one embodiment of the present invention, the road condition diagnosis system may include a sensing unit detecting information related to an operation condition of a vehicle, and a diagnosis unit diagnosing a road condition of a road while driving based on the operation condition information of the vehicle detected from the sensing unit. According to one embodiment of the present invention, the sensing unit may include a rotation speed sensing unit detecting a rotation speed of a wheel and an acceleration sensing unit detecting acceleration information of a vehicle. The diagnosis unit may be configured to mutually compare rotation speed-related information detected from the sensing unit and acceleration-related information in a driving direction detected from the acceleration sensing unit to diagnose a road condition of a road while driving.

Description

노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링{ROAD CONDITION DIAGNOSIS SYSTEM AND WHEEL BEARING PROVIDED THEREWITH}Road condition diagnosis system and wheel bearing having the same {ROAD CONDITION DIAGNOSIS SYSTEM AND WHEEL BEARING PROVIDED THEREWITH}

본 발명은 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하는 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단순한 방식으로 신뢰성 있는 노면 상태 진단이 가능한 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a road surface condition diagnosis system for diagnosing the road surface condition of a driving road and a wheel bearing having the same, and more particularly, to a road surface condition diagnosis system capable of reliable diagnosis of the road surface condition in a simple manner and a wheel bearing having the same It is about.

최근의 차량들은 주행성 및 안정성을 향상시키기 위해 다양한 제어 시스템들을 구비하고 있으며, 이러한 제어 시스템에 차량의 작동 상태에 관한 정보를 제공하기 위해 다양한 센서들이 장착되어 이용되고 있다.Recently, vehicles are equipped with various control systems to improve drivability and stability, and various sensors are mounted and used to provide information on the operating state of the vehicle to these control systems.

예컨대, 차량에는 급제동시 휠에 잠금 현상이 발생해 차량이 미끄러지는 것을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS; Anti-Lock Brake System), 노면과의 접지 마찰력에 따라 엔진 토크를 조정해 구동륜의 슬립을 방지하고 주행 안정성을 향상시키는 트랙션 컨트롤 시스템(TCS; Traction Control System), 차량의 주행 중에 각 휠에 걸리는 브레이크 액압과 엔진 토크를 제어해 차량의 주행 자세를 안정시키는 안정성 제어 시스템(ESC; Electronic Stability Control) 등이 주행성 및 안정성 제어를 위해 구비되어 이용되고 있다.For example, a vehicle has an Anti-Lock Brake System (ABS) that prevents the vehicle from slipping by locking the wheels during sudden braking, and the slip of the driving wheels by adjusting the engine torque according to the frictional force with the road surface. The Traction Control System (TCS), which prevents and improves driving stability, and the Electronic Stability Control (ESC), which stabilizes the vehicle's driving posture by controlling the brake hydraulic pressure and engine torque applied to each wheel while the vehicle is driving ) etc. are provided and used for control of drivability and stability.

그런데, 차량은 다양한 노면 상태의 도로에서 주행되어야 하기 때문에 제어 시스템을 이용해 차량을 보다 안정적으로 제어하기 위해서는 주행 중인 도로의 노면 상태를 감지해 이러한 정보를 제어에 반영할 필요가 있다.However, since the vehicle must be driven on roads with various road conditions, in order to more stably control the vehicle using a control system, it is necessary to detect the road surface conditions of the road on which it is running and reflect this information in control.

예컨대, 차량이 미끄러운 노면 상태의 도로를 주행하거나 선회할 경우 차량의 자세 및 주행을 안정적으로 제어하기 위해서는 차량의 각 휠에 인가되는 토크 및 제동력을 적절한 값으로 재분배하여 제공해야 하며, 이를 위해서는 제어 시스템에 노면 상태와 관련된 정보(예컨대, 노면의 마찰 계수 등)가 제공될 필요가 있다.For example, when a vehicle drives or turns on a road with slippery road conditions, in order to stably control the posture and driving of the vehicle, the torque and braking force applied to each wheel of the vehicle must be redistributed and provided to appropriate values. To this end, the control system It is necessary to provide information related to the condition of the road surface (eg, friction coefficient of the road surface).

이러한 이유로 최근에는 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단해 이에 대한 정보를 사용자 또는 차량의 제어 시스템에 제공하는 기술이 제안되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1을 참조하면 주행 중인 차량에서 검출되는 가속도 신호를 기초로 주행하고 있는 도로의 노면 상태를 진단하는 기술이 개시되어 있다.For this reason, recently, a technique for diagnosing the road surface condition of a driving road and providing information thereof to a user or a control system of a vehicle has been proposed. For example, referring to Patent Document 1, a technique for diagnosing the road surface condition of a road on the basis of an acceleration signal detected from a vehicle in motion is disclosed.

구체적으로, 특허문헌 1에 개시된 종래의 노면 상태 진단 시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 차체(20)에 탄성부재(30)를 개재한 상태로 장착된 휠(40)의 일측에 가속도 센서(50)를 부착하여 가속도 센서(50)를 통해 주행 중에 발생하는 차량의 수직방향(상하방향) 가속도를 검출해 평가유닛(60)으로 제공하여 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되며, 주행 중인 도로의 노면 상태는 가속도 센서를 통해 검출된 수직방향 가속도 신호를 FFT 분석해 주파수 스펙트럼을 산출한 뒤 산출된 주파수 스펙트럼에서 로컬 최대값을 식별하여 식별된 주파수 스펙트럼의 최대값을 기초로 판단하도록 구성된다.Specifically, the conventional road surface condition diagnosis system 10 disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. The sensor 50 is attached to detect the acceleration in the vertical direction (up and down direction) of the vehicle generated during driving through the acceleration sensor 50 and provide it to the evaluation unit 60 to diagnose the road surface condition of the driving road, The road surface condition of the road being driven is configured to calculate the frequency spectrum by FFT analysis of the vertical acceleration signal detected through the acceleration sensor, identify the local maximum value in the calculated frequency spectrum, and judge based on the maximum value of the identified frequency spectrum. do.

그러나, 이러한 종래의 노면 상태 진단 시스템은 가속도 센서를 통해 검출된 가속도 신호를 주파수 분석하여 노면 상태를 판단하도록 구성되어 있기 때문에 노면 상태 판단을 위해 복잡한 알고리즘의 주파수 분석이 수행되어야 하고, 이로 인해 노면 상태 진단 시스템의 구성이 복잡해지는 문제가 있다.However, since this conventional road surface condition diagnosis system is configured to determine the road surface condition by frequency analysis of an acceleration signal detected through an acceleration sensor, a frequency analysis of a complex algorithm must be performed to determine the road surface condition, and thus the road surface condition is determined. There is a problem that the configuration of the diagnosis system becomes complicated.

또한, 주파수 분석을 통해 산출되는 주파수 스펙트럼은 다양한 모드로 구현될 수 있기 때문에, 전술한 종래의 노면 상태 진단 시스템에서와 같이 가속도 신호를 주파수 분석하여 산출된 주파수 정보만을 기초로 노면 상태를 진단하게 되면 진단 결과에 높은 신뢰성을 보장하기 어려운 문제가 있다.In addition, since the frequency spectrum calculated through frequency analysis can be implemented in various modes, when the road condition is diagnosed based only on the frequency information calculated by frequency analysis of the acceleration signal as in the conventional road condition diagnosis system described above There is a problem that it is difficult to guarantee high reliability of diagnosis results.

미국특허 제8,437,907호 (등록일: 2013.05.07.)U.S. Patent No. 8,437,907 (registration date: 2013.05.07.)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 회전속도 센싱부로부터 검출된 휠의 회전속도 관련 정보와 가속도 센싱부로부터 검출된 차량의 가속도 관련 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 보다 간단하고 신뢰성 있게 진단할 수 있도록 구성된 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, and compares wheel rotational speed-related information detected from the rotational speed sensing unit and vehicle acceleration-related information detected from the acceleration sensing unit to compare the road surface conditions of the driving road. It is an object of the present invention to provide a road surface condition diagnosis system configured to diagnose simply and reliably and a wheel bearing having the same.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.Representative configurations of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하는데 이용되는 노면 상태 진단 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템은 차량의 작동 상태와 관련된 정보를 검출하는 센싱부와, 센싱부로부터 검출된 차량의 작동 상태 정보를 기초로 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱부는 휠의 회전속도를 검출하는 회전속도 센싱부와 차량의 가속도 정보를 검출하는 가속도 센싱부를 포함하고, 진단부는 회전속도 센싱부로부터 검출된 회전속도 관련 정보와 가속도 센싱부로부터 검출된 주행방향 가속도 관련 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a road surface condition diagnosis system used to diagnose the road surface condition of a driving road is provided. A road surface condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes a sensing unit for detecting information related to the operating state of a vehicle, and diagnosis for diagnosing the road surface condition of a driving road based on the operating state information of the vehicle detected by the sensing unit. wealth may be included. According to an embodiment of the present invention, the sensing unit includes a rotational speed sensing unit that detects a rotational speed of a wheel and an acceleration sensing unit that detects acceleration information of a vehicle, and the diagnosis unit includes rotational speed-related information detected from the rotational speed sensing unit and It may be configured to diagnose the road surface condition of the road in which driving is performed by comparing information related to acceleration in the driving direction detected by the acceleration sensing unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부는 회전속도 센싱부에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 시간에 대한 미분 연산 및 주행방향 정보로의 변환 연산을 수행해 산출된 주행방향 가속도 정보와 가속도 센싱부에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diagnosis unit performs a differential operation with respect to time and a conversion operation of the rotational speed information of the wheel detected by the rotational speed sensing unit and the conversion operation into driving direction information, and the driving direction acceleration information and the acceleration sensing unit It may be configured to diagnose the road surface condition of the driving road by comparing the detected driving direction acceleration information with each other.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부는 가속도 센싱부에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 시간에 대한 적분 연산 및 회전방향 정보로의 변환 연산을 수행해 산출된 회전속도 정보와 회전속도 센싱부에서 검출된 회전속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diagnosis unit performs an integration operation with respect to time and a conversion operation into rotation direction information of the driving direction acceleration information detected by the acceleration sensing unit, and the rotational speed information calculated and the rotational speed information detected by the rotational speed sensing unit It may be configured to diagnose the road surface condition of the driving road by comparing the rotational speed information with each other.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부는 회전속도 센싱부에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 시간에 대해 미분 연산하여 산출된 회전 가속도 정보와 가속도 센싱부에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 회전방향 정보로 변환 연산하여 산출된 회전 가속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diagnostic unit converts the rotational acceleration information calculated by differentiating the rotational speed information of the wheel detected by the rotational speed sensing unit with respect to time and the driving direction acceleration information detected by the acceleration sensing unit as rotational direction information. It may be configured to diagnose the road surface condition of the driving road by comparing rotational acceleration information calculated by converting to .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부는 회전속도 센싱부에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 주행방향 정보로 변환 연산하여 산출된 주행방향 속도 정보와 가속도 센싱부에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 시간에 대해 적분 연산하여 산출된 주행방향 속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diagnosis unit converts the rotational speed information of the wheel detected by the rotational speed sensing unit into driving direction information and converts the calculated driving direction speed information and the driving direction acceleration information detected by the acceleration sensing unit into time It may be configured to diagnose the road surface condition of the road being driven by mutually comparing driving direction speed information calculated by integrating for .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템은, 회전속도 센싱부로부터의 회전속도 관련 신호와 가속도 센싱부로부터의 주행방향 가속도 관련 신호가 미리 정해진 범위 내에서 일치하는 경우에는 휠 슬립이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 회전속도 센싱부로부터의 회전속도 관련 신호와 가속도 센싱부로부터의 주행방향 가속도 관련 신호가 미리 정해진 범위를 벗어나서 위치하는 경우에는 휠 슬립이 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the road surface condition diagnosis system, wheel slip occurs when the rotational speed related signal from the rotational speed sensing unit and the driving direction acceleration related signal from the acceleration sensing unit match within a predetermined range. It is determined that it is not, and when the rotational speed related signal from the rotational speed sensing unit and the driving direction acceleration related signal from the acceleration sensing unit are located out of a predetermined range, it is determined that wheel slip has occurred.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템은 정해진 시간 내에 휠 슬립이 미리 정해진 횟수 이상 발생한 경우 주행 중인 도로의 노면 상태가 미끄러운 노면 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the road surface condition diagnosis system may be configured to determine that the road surface condition of the driving road is a slippery road condition when wheel slip occurs a predetermined number of times or more within a predetermined time period.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템으로부터 판단된 노면 상태 정보는 저장부로 전달되어 저장되거나, 표시부를 통해 사용자에게 표시되거나, 구동장치를 제어하는데 이용되도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the road surface condition information determined by the road surface condition diagnosis system may be transmitted to and stored in a storage unit, displayed to a user through a display unit, or used to control a driving device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템으로부터 판단된 노면 상태 정보는 노면 상태가 검출된 위치 정보와 함께 저장되도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, road surface condition information determined by the road surface condition diagnosis system may be configured to be stored together with location information where the road surface condition is detected.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템으로부터 판단된 노면 상태 정보는 노면 상태가 검출된 위치 정보 및 노면 상태가 검출된 시점의 시간 정보와 함께 저장되도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the road condition information determined by the road condition diagnosis system may be configured to be stored together with location information at which the road condition is detected and time information at the point in time at which the road condition is detected.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템은 미끄러운 노면으로 저장되어 있는 도로를 주행할 때 해당 정보를 사용자에게 표시하도록 구성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the road condition diagnosis system may be configured to display corresponding information to a user when driving on a road stored as a slippery road.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템은 미끄러운 노면으로 저장되어 있는 도로를 주행할 때 미끄러운 노면에 적합한 상태로 차량의 주행상태를 자동으로 제어하도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the road surface condition diagnosis system may be configured to automatically control the driving condition of the vehicle in a state suitable for the slippery road surface when driving on a road stored as a slippery road surface.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링이 제공될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 전술한 노면 상태 진단 시스템을 구비하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wheel bearing for supporting a wheel of a vehicle by being rotatably mounted on a vehicle body may be provided. can be configured.

이 외에도, 본 발명에 따른 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.In addition to this, other additional components may be further included in the road surface condition diagnosis system and the wheel bearing having the same according to the present invention without impairing the technical spirit of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링은 회전속도 센싱부로부터 검출된 휠의 회전속도 관련 정보와 가속도 센싱부로부터 검출된 차량의 주행방향 가속도 관련 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되어 있어, 보다 신뢰성 있는 노면 상태 진단이 가능하며 나아가 종래에 비해 단순한 구조 및 알고리즘으로 노면 상태 진단 시스템을 구현하는 것이 가능해질 수 있게 된다.A road surface condition diagnosis system and a wheel bearing having the same according to an embodiment of the present invention compare information related to the rotational speed of a wheel detected from a rotational speed sensing unit and information related to acceleration in the driving direction of a vehicle detected from an acceleration sensing unit to drive. It is configured to diagnose the road surface condition of the road in progress, so that more reliable diagnosis of the road surface condition is possible, and furthermore, it becomes possible to implement a road condition diagnosis system with a simpler structure and algorithm compared to the prior art.

도 1은 종래의 노면 상태 진단 시스템의 일례를 예시적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템을 구비하는 휠베어링을 예시적으로 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 휠베어링의 단면 구조를 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템을 구성하는 가속도 센싱부의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템의 개략적인 구성도를 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템에서 회전속도 센싱부(휠속도 센서; Wheel Speed Sensor)에서 검출된 휠의 회전속도 정보[도 6의 (a)]와 이를 시간에 대해 미분하고 주행방향 정보로 변환하여 산출된 주행방향 가속도 정보[도 6의 (b)]를 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템에서 가속도 센싱부를 통해 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보를 예시적으로 도시한다.
1 exemplarily shows an example of a conventional road surface condition diagnosis system.
2 exemplarily shows a wheel bearing having a road surface condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 exemplarily shows a cross-sectional structure of the wheel bearing shown in FIG. 2 .
4 illustratively illustrates the structure of an acceleration sensing unit constituting a road condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
5 exemplarily shows a schematic configuration diagram of a road condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
6 is the rotational speed information of the wheel detected by the rotational speed sensing unit (wheel speed sensor) in the road surface condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention (FIG. 6(a)) and Driving direction acceleration information (FIG. 6(b)) calculated by differentiating and converting into driving direction information is shown as an example.
FIG. 7 illustratively illustrates vehicle driving direction acceleration information detected through an acceleration sensing unit in the road surface condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 설명하도록 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들의 형상 및 크기는 설명의 편의를 위해 임의로 도시된 것이므로, 본 발명이 반드시 도시된 형상 및 크기로 한정되는 것은 아니다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변형되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.In order to clearly describe the present invention, detailed descriptions of parts not related to the present invention will be omitted, and the same reference numerals will be given to the same components throughout the specification. In addition, since the shape and size of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated shape and size. That is, specific shapes, structures, and characteristics described in the specification may be modified and implemented from one embodiment to another without departing from the spirit and scope of the present invention, and the location or arrangement of individual components may also be implemented without departing from the spirit and scope of the present invention. and can be changed without departing from its scope. Therefore, the detailed description to be described later is not performed in a limiting sense, and the scope of the present invention should be taken as encompassing the scope claimed by the claims and all scopes equivalent thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템 및 휠베어링Road condition diagnosis system and wheel bearing according to an embodiment of the present invention

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링이 예시적으로 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템 및 이를 구비하는 휠베어링은 후술하는 바와 같이 회전속도 센싱부에서 검출된 휠의 회전속도 관련 정보와 가속도 센싱부에서 검출된 차량의 주행방향 가속도 관련 정보를 상호 비교해 주행하고 있는 도로의 노면 상태를 단순하고 신뢰성 있는 방식으로 진단할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.Referring to FIGS. 2 to 7 , a road surface condition diagnosis system and a wheel bearing having the same according to an embodiment of the present invention are exemplarily shown. As will be described later, the road condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention and the wheel bearing having the same include information related to the rotational speed of the wheel detected by the rotational speed sensing unit and information related to acceleration in the driving direction of the vehicle detected by the acceleration sensing unit. It is characterized in that it is configured to diagnose the road surface condition of the road being driven by comparing with each other in a simple and reliable way.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템을 구비하는 휠베어링(100)의 구조를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(100)은 통상의 휠베어링과 유사하게 회전요소(110)가 비회전요소(140)에 대해 전동체(150)를 통해 회전 가능하게 장착되어 회전요소(110)에 장착된 차륜이 차체에 고정되는 비회전요소(140)에 회전가능하게 지지되도록 구성될 수 있다.First, looking at the structure of the wheel bearing 100 having the road surface condition diagnosis system according to an embodiment of the present invention, the wheel bearing 100 according to an embodiment of the present invention is a rotating element similar to a conventional wheel bearing. 110 is rotatably mounted to the non-rotating element 140 through the rolling element 150 so that the wheel mounted on the rotating element 110 is rotatably supported by the non-rotating element 140 fixed to the vehicle body. can be configured.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소(110)는 차륜의 휠이 장착되는 휠허브(120)와 휠허브(120)에 압입되어 장착되는 내륜(130)을 포함하여 구성될 수 있으며, 비회전요소(140)는 차량의 샤시 부품에 결합되어 차체에 고정되는 외륜 등으로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 이러한 구조로 한정되어야 하는 것은 아니고 통상의 휠베어링에 적용될 수 있는 다른 다양한 구조로 형성되어도 무방하다.According to one embodiment of the present invention, the rotating element 110 may include a wheel hub 120 to which a wheel of a wheel is mounted and an inner ring 130 press-fitted and mounted to the wheel hub 120, The rotating element 140 may be composed of an outer wheel or the like that is coupled to chassis components of the vehicle and fixed to the vehicle body. However, the wheel bearing according to an embodiment of the present invention does not have to be limited to this structure and may be formed in various other structures that can be applied to normal wheel bearings.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소(110)를 구성하는 휠허브(120)는 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형의 형상으로 형성될 수 있으며, 휠허브(120)의 일측 외주면에는 휠측 장착 플랜지(122; 허브 플랜지)가 구비될 수 있다. 휠측 장착 플랜지(122)는 휠허브(120)의 반경방향 외측으로 연장된 형상으로 형성되어 볼트부재 등을 통해 차륜의 휠 및/또는 브레이크 디스크를 장착하는데 이용될 수 있다. 한편, 휠허브(120)의 차체측 단부에는 내륜(130)이 장착되도록 구성될 수 있으며, 휠허브(120)의 외주면 일부에는 궤도면(내측 궤도면)이 형성되어 전동체(150)를 반경방향 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the wheel hub 120 constituting the rotation element 110 may be formed in a substantially cylindrical shape extending along the axial direction, and a wheel side is mounted on one outer circumferential surface of the wheel hub 120. A flange 122 (hub flange) may be provided. The wheel-side mounting flange 122 is formed in a shape extending radially outward from the wheel hub 120 and may be used to mount a wheel and/or a brake disc of a wheel through a bolt member or the like. Meanwhile, the inner ring 130 may be mounted on an end portion of the wheel hub 120 on the vehicle body side, and a raceway surface (inner raceway surface) is formed on a part of the outer circumferential surface of the wheel hub 120 to move the rolling elements 150 along the radius. It can be configured to support inside the direction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내륜(130)은 휠허브(120)의 외주면에 하나 이상 압입되어 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 내륜(130)은 휠허브(120)의 차체측 단부에 압입되어 장착된 상태에서 휠허브(120)의 단부를 도 3에 도시된 바와 같이 소성변형시키거나 휠허브(120)의 차체측 단부에 너트 등을 체결해 휠허브(120)에 안착되어 유지되도록 구성될 수 있다. 또한, 내륜(130)의 외주면에는 전동체(150)가 접촉하는 궤도면(내측 궤도면)이 구비되어 전동체를 반경방향 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, one or more inner rings 130 may be configured to be mounted by being press-fitted to the outer circumferential surface of the wheel hub 120 . For example, in a state where the inner wheel 130 is press-fitted to and mounted on the end of the wheel hub 120 on the body side of the wheel hub 120, the end of the wheel hub 120 is plastically deformed as shown in FIG. It may be configured to be seated and maintained on the wheel hub 120 by fastening a nut or the like to an end thereof. In addition, the outer circumferential surface of the inner ring 130 may be provided with a raceway surface (inner raceway surface) with which the rolling element 150 contacts to support the rolling element from the inside in the radial direction.

다만, 도면에 도시된 실시예의 경우에는 전술한 바와 같이 휠허브의 외주면 일부에 전동체를 지지하기 위한 일측 궤도면이 직접 형성되도록 구성되어 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 이와 달리 휠허브에 2개의 내륜을 장착해 2개의 내륜을 통해 전동체의 궤도면(내측 궤도면)이 형성되도록 구성되어도 무방하며, 휠허브의 반경방향 내측에 내륜이 위치하도록 구성되는 등 임의의 다른 구조로 형성되어도 무방하다.However, in the case of the embodiment shown in the drawings, as described above, one side of the raceway for supporting rolling elements is directly formed on a part of the outer circumferential surface of the wheel hub, but the wheel bearing according to one embodiment of the present invention is different from this. It may be configured such that two inner rings are mounted on the wheel hub so that the raceway surface (inner raceway surface) of the rolling element is formed through the two inner rings, or any other structure is configured such that the inner ring is located radially inside the wheel hub. It is free even if it is formed by

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비회전요소(140)를 구성하는 외륜은 외주면에 차체에 연결되는 차체측 장착 플랜지(142)를 구비하고 내주면에 전동체(150)가 접촉하는 궤도면(외측 궤도면)을 구비하도록 구성될 수 있다. 외륜의 내주면에 형성된 궤도면(외측 궤도면)은 회전요소[예컨대, 휠허브(120) 및/또는 내륜(130)]에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 협력해 궤도면 사이에 구름요소인 전동체(150)를 수용하여 지지하도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the outer ring constituting the non-rotating element 140 has a vehicle body-side mounting flange 142 connected to the vehicle body on an outer circumferential surface, and a raceway surface (outer orbital surface). The raceway surface (outer raceway surface) formed on the inner circumferential surface of the outer ring cooperates with the raceway surface (inner raceway surface) formed on the rotating element (eg, the wheel hub 120 and/or the inner ring 130) to form a rolling element between the raceway surfaces. It may be configured to receive and support the rolling element 150 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전동체(150)는 회전요소(110)와 비회전요소(140) 사이에 배치되어, 회전요소(110)를 비회전요소(140)에 대해 회전가능하게 지지하는 기능을 수행할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the rolling element 150 is disposed between the rotating element 110 and the non-rotating element 140, and supports the rotating element 110 rotatably with respect to the non-rotating element 140. function can be performed.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(100)은 주행 중인 도로의 노면 상태(예컨대, 주행 중인 도로가 미끄러운 노면 상태인지 여부, 미끄러운 노면 상태로 인해 휠에 슬립에 발생하였는지 여부 등)를 진단하기 위한 노면 상태 진단 시스템(200)을 더 구비할 수 있다.On the other hand, the wheel bearing 100 according to an embodiment of the present invention measures the road surface condition of the driving road (eg, whether the driving road is a slippery road condition, whether slip occurs on a wheel due to a slippery road surface condition, etc.) A road surface condition diagnosis system 200 for diagnosing may be further provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템(200)은 주행 중인 차량의 작동 상태(휠의 회전속도, 차량의 가속도 등)와 관련된 신호를 검출하는 센싱부(210), 센싱부로부터 검출된 차량의 작동 상태 정보를 기초로 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하는 진단부(240) 등을 포함하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the road surface condition diagnosis system 200 includes a sensing unit 210 that detects a signal related to an operating state (rotational speed of a wheel, vehicle acceleration, etc.) of a running vehicle, and detection from the sensing unit. It may be configured to include a diagnosis unit 240 and the like for diagnosing the road surface condition of the driving road based on the operating state information of the vehicle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템(200)에 구비되는 센싱부(210)는 휠의 회전속도(휠베어링의 회전속도)와 관련된 정보를 검출하는 회전속도 센싱부(220)와 차량의 가속도 정보를 검출하는 가속도 센싱부(230)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensing unit 210 provided in the road surface condition diagnosis system 200 includes a rotational speed sensing unit 220 that detects information related to the rotational speed of a wheel (rotational speed of a wheel bearing) and An acceleration sensing unit 230 for detecting vehicle acceleration information may be included.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전속도 센싱부(220)는 휠베어링(100)의 일측에 배치되어 휠베어링(100)의 회전요소에 장착된 센서타겟(160)에 의해 발생되는 자기장의 변화를 감지해 휠의 회전속도(휠베어링의 회전속도)를 검출하는 휠속도 센서(WSS; Wheel Speed Sensor)로 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the rotational speed sensing unit 220 is disposed on one side of the wheel bearing 100 and changes the magnetic field generated by the sensor target 160 mounted on the rotational element of the wheel bearing 100. It can be composed of a wheel speed sensor (WSS) that senses and detects the rotational speed of the wheel (rotational speed of the wheel bearing).

구체적으로, 회전속도 센싱부(220)는 내부에 구비된 속도 센서(222)가 휠베어링(100)의 회전요소에 장착된 센서타겟(160; 예컨대, 엔코더)에 대향하도록 휠베어링의 일측에 인접하게 배치되어, 센서타겟(160)의 회전에 의해 발생되는 자기장의 변화를 감지해 휠의 회전속도를 검출하도록 구성될 수 있다.Specifically, the rotation speed sensing unit 220 is adjacent to one side of the wheel bearing so that the speed sensor 222 provided therein faces the sensor target 160 (eg, encoder) mounted on the rotation element of the wheel bearing 100. It may be configured to detect the rotational speed of the wheel by detecting a change in the magnetic field generated by the rotation of the sensor target 160.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전속도 센싱부(220)는 통상의 휠베어링에 이용되는 휠속도 센서(WSS: Wheel Speed Sensor)와 동일하거나 유사한 구조로 형성될 수 있으며, 휠베어링의 비회전요소(예컨대, 외륜) 또는 휠베어링의 비회전요소가 장착되는 너클 등의 샤시 부품에 결합되어 차체에 고정되도록 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the rotational speed sensing unit 220 may be formed in the same or similar structure as a wheel speed sensor (WSS) used in a conventional wheel bearing, and the non-rotation of the wheel bearing It may be configured to be fixed to a vehicle body by being coupled to a chassis component such as a knuckle on which an element (eg, an outer wheel) or a non-rotating element of a wheel bearing is mounted.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센싱부(230)는 휠베어링(100)의 비회전요소나 샤시 부재 등에 고정되어 주행 중인 차량의 가속도 정보를 검출하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 가속도 센싱부(230)에는 가속도 센서(232)가 구비되어 주행 중인 차량의 가속도 신호를 검출하도록 구성될 수 있으며, 가속도 센서(232)는 서로 수직한 x, y, z축 방향 중 어느 한 방향의 가속도 측정이 가능한 1축 가속도 센서, 두방향의 가속도 측정이 가능한 2축 가속도 센서, 세방향의 가속도 측정이 모두 가능한 3축 가속도 센서 등으로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acceleration sensing unit 230 may be fixed to a non-rotating element of the wheel bearing 100 or a chassis member to detect acceleration information of a running vehicle. Specifically, the acceleration sensor 232 may be provided in the acceleration sensing unit 230 and configured to detect an acceleration signal of a vehicle in motion. It may be composed of a 1-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in one direction, a 2-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in two directions, and a 3-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in all three directions.

본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 후술하는 바와 같이 차량의 주행방향(즉, 차량의 전후방향)의 가속도 정보를 이용해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성될 수 있으므로, 가속도 센싱부(230)에 구비되는 가속도 센서(232)는 차량의 주행방향을 향하는 가속도 신호를 포함해 1축, 2축 또는 3축의 가속도 신호를 검출하는 가속도 센서로 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센서(232)는 주행방향(차량의 전후방향) 가속도, 수직방향(차량의 상하방향) 가속도, 차축방향 가속도를 측정할 수 있는 3축 MEMS 가속도 센서 등으로 구성될 수 있다. As will be described later, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention may be configured to diagnose the road surface condition of the road in which the vehicle is running using acceleration information in the driving direction (ie, the forward and backward directions of the vehicle). , The acceleration sensor 232 provided in the acceleration sensing unit 230 may be configured as an acceleration sensor that detects one-axis, two-axis, or three-axis acceleration signals including acceleration signals directed in the driving direction of the vehicle. For example, according to an embodiment of the present invention, the acceleration sensor 232 is a 3-axis MEMS acceleration sensor capable of measuring acceleration in the driving direction (front and rear directions of the vehicle), acceleration in the vertical direction (up and down directions of the vehicle), and acceleration in the axle direction. etc. can be configured.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템(200)의 진단부(240)는 센싱부(210)를 통해 획득된 신호 정보를 전달받아 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단(예컨대, 주행 중인 도로의 노면 상태가 양호한 노면 상태인지 빗길이나 눈길과 같이 미끄러운 상태인지, 노면 상태로 인해 휠에 슬립이 발생하였는지 여부 등)하는 기능을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diagnosis unit 240 of the road surface condition diagnosis system 200 receives the signal information obtained through the sensing unit 210 and diagnoses the road surface condition of the driving road (eg, driving It may perform a function of determining whether the road surface condition is good or slippery such as rain or snow, whether slip occurs in the wheels due to the road surface condition, etc.).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부(240)는 센싱부(210)로부터 차량의 작동 상태 정보를 전달받는 제1 입출력부(242), 제1 입출력부(242)를 통해 전달된 정보(예컨대, 휠베어링의 회전속도 관련 정보 및 차량의 주행방향 가속도 관련 정보 등)를 이용해 주행 중인 도로의 노면 상태 및/또는 노면 상태에 의한 차량의 작동 상태를 진단하는 제어부(244), 기준 데이터를 저장하고 있거나 진단 결과 등을 저장할 수 있는 메모리부(246), 제어부(244)로부터의 진단 결과를 출력하는 제2 입출력부(248) 등을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diagnosis unit 240 includes a first input/output unit 242 receiving operation state information of the vehicle from the sensing unit 210, and information transmitted through the first input/output unit 242 ( For example, the control unit 244 diagnoses the road surface condition of the road and/or the operating condition of the vehicle based on the road surface condition using information related to the rotational speed of wheel bearings and information related to acceleration in the driving direction of the vehicle, etc.) and stores reference data. It may include a memory unit 246 capable of storing diagnosis results or the like, and a second input/output unit 248 outputting diagnosis results from the control unit 244.

한편, 진단부(240)에 구비되는 제어부(244)는 입력된 신호를 필터링하는 필터링부(예컨대, 특정 영역의 주파수 신호만 통과시키는 대역 통과 필터 등), 필터링부에서 필터링된 신호를 전달받아 분석을 수행하는 신호분석부, 신호분석부의 분석 결과를 기초로 주행 중인 도로의 노면 상태 등을 진단하는 상태진단부 등을 포함할 수 있다.On the other hand, the control unit 244 provided in the diagnosis unit 240 is a filtering unit that filters the input signal (eg, a band-pass filter that passes only frequency signals in a specific region), and receives and analyzes the signal filtered by the filtering unit. It may include a signal analysis unit that performs a signal analysis unit, a condition diagnosis unit that diagnoses the condition of the road surface of the road on the basis of the analysis result of the signal analysis unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템(200)을 통해 판단된 노면 상태 정보(예컨대, 미끄러운 노면 상태 정보, 휠 슬립 발생 정보 등은 차량의 ECU(250; Electronic Control Unit) 등으로 전달되어 저장부에 저장되거나, 경고음이나 디스플레이 등의 표시부(252)를 통해 사용자에게 표시되거나, 구동부(254)로 전달되어 샤시 부품 등의 구동부를 제어하는데 이용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, road surface condition information (eg, slippery road condition information, wheel slip occurrence information, etc.) determined through the road surface condition diagnosis system 200 is transmitted to the vehicle's ECU (Electronic Control Unit 250), etc. and stored in the storage unit, displayed to the user through the display unit 252 such as a warning sound or display, or transmitted to the driving unit 254 and used to control the driving unit such as chassis parts.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 진단 시스템(200)을 통해 판단된 노면 상태 정보(예컨대, 미끄러운 노면 상태 정보) 등은 GPS 등을 통해 검출된 차량의 위치 정보 및/또는 검출 시점의 시간 정보와 함께 저장되도록 구성되어 향후 차량이 미끄러운 노면 상태로 저장된 위치를 주행하게 될 경우 저장된 정보를 기초로 차량의 주행 상태를 자동으로 제어하거나 사용자에게 노면 상태에 대한 정보를 표시하도록 구성되어, 차량의 주행 안정성을 보다 향상시킬 수 있도록 구성될 수 있다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, road surface condition information (eg, slippery road surface condition information) determined through the road surface condition diagnosis system 200 is vehicle location information and/or detection time point detected through GPS, etc. It is configured to be stored together with the time information of, so that if the vehicle drives the stored location in a slippery road condition in the future, the driving condition of the vehicle is automatically controlled based on the stored information or information about the road condition is displayed to the user, It may be configured to further improve driving stability of the vehicle.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)에서 노면 상태의 진단은 아래와 같이 회전속도 센싱부(220)로부터 제공되는 회전속도 관련 정보와 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 주행방향 가속도 관련 정보를 상호 비교하여 판단하는 방식으로 수행되도록 구성될 수 있다. [참고로, 본 명세서에서 회전속도 센싱부(220)로부터 제공되는 회전속도 관련 정보는 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 비롯해 이로부터 산출되는 정보들(회전 가속도 정보, 주행방향 속도 정보 등)을 통칭하며, 가속도 센싱부(230)로부터 제공되는 가속도 관련 정보는 가속도 센싱부(230)에서 검출된 차량의 가속도 정보를 비롯해 이로부터 산출되는 정보들(회전 가속도 정보, 주행방향 속도 정보 등)을 통칭한다]On the other hand, in the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention, the diagnosis of the road surface condition is the rotational speed-related information provided from the rotational speed sensing unit 220 and driving detected from the acceleration sensing unit 230 as follows. It may be configured to be performed in a manner in which directional acceleration-related information is compared and determined. [For reference, in this specification, rotational speed-related information provided from the rotational speed sensing unit 220 includes rotational speed information of a wheel detected by the rotational speed sensing unit 220 and information calculated therefrom (rotational acceleration information, Driving direction speed information, etc.), and the acceleration-related information provided from the acceleration sensing unit 230 includes vehicle acceleration information detected by the acceleration sensing unit 230 and information calculated therefrom (rotational acceleration information, driving direction, speed information, etc.)]

예컨대, 도 6의 (a)를 참조하면 회전속도 센싱부(220; 휠속도 센서)로부터 검출된 휠베어링의 회전속도 정보(224)가 예시적으로 도시되어 있으며, 도 6의 (b)를 참조하면 도 6의 (a)에 도시된 회전속도 정보를 시간에 대해 미분 연산하고 타이어의 동반경을 고려해 주행방향(차량의 전후방향) 정보로 변환하여 산출된 가속도 정보(226)가 예시적으로 도시되어 있다. For example, referring to (a) of FIG. 6, the rotational speed information 224 of the wheel bearing detected by the rotational speed sensing unit 220 (wheel speed sensor) is exemplarily shown, see (b) of FIG. The acceleration information 226 calculated by differentially calculating the rotational speed information shown in FIG. 6 (a) with respect to time and converting it into driving direction (front and rear direction of the vehicle) information in consideration of the companion radius of the tire is shown as an example. has been

가속도 신호는 속도 신호와 시간에 대한 1차 미분 관계를 갖기 때문에 도 6의 (a)에 도시된 휠의 회전속도 신호를 시간에 대해 미분 연산하면 휠의 회전 가속도 신호를 얻을 수 있고 이러한 회전 가속도 신호를 타이어의 동반경을 고려해 주행방향 가속도로 변환하게 되면(주행방향 가속도=2xπx타이어의 동반경x회전 가속도) 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 차량의 전후방향 가속도(주행방향 가속도)가 산출될 수 있게 된다. [회전속도 신호를 미분 연산하고 주행방향으로 변환 연산해 주행방향 가속도 신호를 산출할 때, 미분 연산과 변환 연산은 임의의 순서로 수행되어도 무방하다]Since the acceleration signal has a first-order differential relationship with the speed signal and time, the rotational acceleration signal of the wheel can be obtained by differentiating the rotational speed signal of the wheel shown in FIG. 6 (a) with respect to time. When is converted to acceleration in the driving direction considering the companion diameter of the tire (acceleration in the driving direction = 2xπx companion diameter x rotational acceleration of the tire), as shown in (b) of FIG. can be derived. [When calculating the acceleration signal in the driving direction by differential operation of the rotational speed signal and conversion operation to the driving direction, the differential operation and conversion operation may be performed in any order]

한편, 도 7을 참조하면 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 가속도 정보(236; 차량의 전후방향 가속도 정보)가 예시적으로 도시되어 있다.On the other hand, referring to FIG. 7 , acceleration information 236 detected by the acceleration sensing unit 230 (rear direction acceleration information of the vehicle) is illustrated as an example.

도 7에 도시된 차량의 전후방향 가속도는 도 6의 (b)에 도시된 가속도와 동일한 방향의 가속도를 나타내기 때문에, 휠에 슬립이 발생하지 않고 휠베어링이 정상적으로 회전구동하는 경우에는 도 7에 도시된 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 주행방향 가속도 정보(236)와 도 6의 (b)에 도시된 회전속도 센싱부(220)의 회전속도 정보로부터 산출된 주행방향 가속도 정보(226)가 미리 결정된 소정의 범위 내에서 일치하게 된다. 그러나, 휠에 잠김 현상이 발생하거나 차량이 미끄러운 노면 상태의 도로를 주행하게 되어 주행 중에 휠에 슬립이 발생하게 되면 휠(휠베어링)이 정상적으로 회전구동하지 못해 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 주행방향 가속도 정보(236)와 회전속도 센싱부(230)의 회전속도 정보로부터 산출된 주행방향 가속도 정보(226) 사이에 차이가 발생하게 된다. 예컨대, 휠에 슬립이 발생하게 되면 휠이 충분한 회전을 하지 못하게 되어 회전속도 센싱부(220)의 회전속도 정보로부터 산출된 주행방향 가속도 정보(226)는 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보(236)보다 작은 값을 나타내게 된다. 따라서, 회전속도 센싱부(220)로부터 검출된 회전속도를 연산하여 산출된 주행방향 가속도 정보(226)와 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보(236)를 상호 비교하게 되면 휠 슬립의 발생 여부를 확인할 수 있고, 이를 기초로 주행하고 있는 도로가 양호한 노면 상태인지 아니면 빗길이나 눈길과 같은 미끄러운 노면 상태인지를 진단할 수 있게 된다.Since the acceleration in the forward direction of the vehicle shown in FIG. 7 represents the acceleration in the same direction as the acceleration shown in (b) of FIG. Traveling direction acceleration information 226 calculated from the driving direction acceleration information 236 detected from the illustrated acceleration sensing unit 230 and the rotational speed information of the rotational speed sensing unit 220 shown in FIG. 6 (b) They match within a predetermined range. However, if a wheel locking phenomenon occurs or the vehicle travels on a road with slippery road surface and slip occurs on the wheel while driving, the wheel (wheel bearing) cannot be rotated normally and the driving detected by the acceleration sensing unit 230 A difference occurs between the directional acceleration information 236 and the traveling direction acceleration information 226 calculated from the rotational speed information of the rotational speed sensing unit 230 . For example, when a wheel slips, the wheel cannot rotate sufficiently, so the driving direction acceleration information 226 calculated from the rotational speed information of the rotational speed sensing unit 220 is the value of the vehicle detected by the acceleration sensing unit 230. A value smaller than that of the driving direction acceleration information 236 is indicated. Therefore, when the driving direction acceleration information 226 calculated by calculating the rotational speed detected from the rotational speed sensing unit 220 and the driving direction acceleration information 236 of the vehicle detected from the acceleration sensing unit 230 are mutually compared It is possible to check whether wheel slip has occurred, and based on this, it is possible to diagnose whether the road on which you are driving is in a good road surface condition or whether it is a slippery road condition such as a rain or snowy road.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 (i) 회전속도 센싱부(220)로부터 검출된 휠의 회전속도 정보(224)를 시간에 대한 미분 연산 및 주행방향 정보로의 변환 연산해 산출된 가속도 정보(226)가 가속도 센싱부(230)에서 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보(236)에 대해 미리 결정된 소정의 범위 내에 위치하는 경우에는 휠에 슬립이 발생하지 않은 것으로 판단하고, (ii) 회전속도 센싱부(220)로부터 검출된 휠베어링의 회전속도 정보(224)를 시간에 대한 미분 연산 및 주행방향 정보로의 변환 연산해 산출된 가속도 신호(226)가 가속도 센싱부(230)에서 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보(236)에 대해 미리 결정된 범위를 벗어나는 경우에는 휠에 슬립이 발생하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 휠에 슬립이 발생한 것으로 판단된 경우 이러한 휠 슬립이 정해진 시간 내에 미리 정해진 횟수 이상 발생하게 되면 주행 중인 도로의 노면 상태가 빗길이나 눈길 등과 같은 미끄러운 노면 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.Specifically, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention (i) differential operation and driving direction information of the wheel rotational speed information 224 detected by the rotational speed sensor 220 with respect to time If the acceleration information 226 calculated by converting to , is located within a predetermined range with respect to the vehicle driving direction acceleration information 236 detected by the acceleration sensing unit 230, the wheel does not slip (ii) the acceleration signal 226 calculated by converting the rotational speed information 224 of the wheel bearing detected by the rotational speed sensing unit 220 into time differential operation and driving direction information When the driving direction acceleration information 236 of the vehicle detected by the sensing unit 230 is out of a predetermined range, it may be configured to determine that slip occurs in the wheel. In addition, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention, when it is determined that a wheel slip occurs, if such a wheel slip occurs more than a predetermined number of times within a predetermined time, the road surface condition of the road being driven is changed to rain or rain. It may be configured to determine that it is a slippery road surface condition such as a snowy road.

한편, 전술한 노면 상태 진단은 휠속도 센서(WSS; Wheel Speed Sensor) 등과 같은 회전속도 센싱부(220)로부터 검출된 회전속도 정보와 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 차량의 가속도 신호를 상호 비교해 노면 상태를 진단하도록 구성되면 임의의 다른 방식으로 알고리즘을 변형하여 실시해도 무방하다.On the other hand, the above-described road surface condition diagnosis is performed by mutually comparing the rotational speed information detected from the rotational speed sensing unit 220 such as a wheel speed sensor (WSS) and the acceleration signal of the vehicle detected from the acceleration sensing unit 230. If configured to diagnose the road surface condition, the algorithm may be modified and implemented in any other way.

예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 전술한 실시형태와 반대로 가속도 센싱부(230)에서 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보를 시간에 대한 적분 연산 및 회전방향 정보로의 변환 연산을 수행해 산출된 회전속도 정보와 휠속도 센싱부(220)에서 검출된 회전속도 정보와 비교함으로써 휠 슬립 발생 여부 및 노면 상태 진단을 수행하도록 구성되어도 좋다. [주행방향 가속도 신호를 적분 연산하고 회전방향으로 변환 연산해 주행방향 회전속도 신호를 산출할 때, 적분 연산과 변환 연산은 임의의 순서로 수행되어도 무방하다]For example, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention, contrary to the above-described embodiment, converts driving direction acceleration information of the vehicle detected by the acceleration sensing unit 230 into time integral operation and rotation direction information. It may be configured to perform wheel slip occurrence and diagnosis of road surface conditions by comparing the rotational speed information calculated by performing the conversion operation of and the rotational speed information detected by the wheel speed sensing unit 220. [When integrating the acceleration signal in the driving direction and converting it into the rotational direction to calculate the rotational speed signal in the driving direction, the integration and conversion operations may be performed in any order]

다른 방안으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 휠베어링의 회전속도 정보를 시간에 대해 미분하여 회전 가속도 정보를 산출하고, 가속도 센싱부(230)에서 검출된 차량의 주행방향 가속도 정보를 타이어의 동반경을 고려해 회전 가속도 정보로 변환한 다음, 이들 회전 가속도 정보를 상호 비교해 휠 슬립 발생 여부 및 노면 상태 진단을 수행하도록 구성되어도 좋다.Alternatively, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention differentiates the rotational speed information of the wheel bearing detected by the rotational speed sensor 220 with respect to time to calculate rotational acceleration information, and calculates rotational acceleration information. It may be configured to convert the driving direction acceleration information of the vehicle detected by the sensing unit 230 into rotational acceleration information in consideration of the rolling radius of the tire, and then compare these rotational acceleration information to determine whether wheel slip occurs and diagnose the road surface condition. .

다른 방안으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 휠베어링의 회전속도 정보를 타이어의 동반경을 고려해 주행방향 정보로 변환해 주행방향 속도 정보를 산출하고, 가속도 센싱부(230)에서 검출된 차량의 주행방향 가속도 신호를 시간에 대해 적분해 주행방향 속도 정보를 산출한 다음, 이들 주행방향 속도 정보를 상호 비교해 휠 슬립 발생 여부 및 노면 상태 진단을 수행하도록 구성되어도 좋다.As another method, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention converts the rotational speed information of the wheel bearing detected by the rotational speed sensor 220 into driving direction information in consideration of the companion diameter of the tire, and travels. The direction speed information is calculated, and the driving direction speed information is calculated by integrating the driving direction acceleration signal of the vehicle detected by the acceleration sensing unit 230 with respect to time. It may be configured to perform road surface condition diagnosis.

이러한 구성에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)은 회전속도 센싱부(220)로부터 검출된 회전속도 정보(휠의 회전속도 정보)와 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 가속도 정보(예컨대, 차량의 주행방향 가속도 정보)를 상호 비교해 휠의 슬립 발생 여부 및 주행 중인 도로의 노면 상태 진단을 수행하도록 구성되기 때문에, 양측 센싱부로부터의 검출 신호를 기초로 신뢰성 있는 노면 상태 진단이 수행될 수 있게 된다. 또한, 회전속도 센싱부로부터 제공된 회전속도 정보나 가속도 센싱부로부터 제공되는 가속도 정보를 시간에 대해 단순 1차 미분 또는 단순 1차 적분하는 연산과 주행방향/회전방향으로의 변환 연산만 수행해 노면 상태 진단을 수행할 수 있기 때문에, 노면 상태 진단 시스템(200)을 보다 단순한 구조 및 알고리즘으로 형성하는 것이 가능해 지게 된다.According to this configuration, the road surface condition diagnosis system 200 according to an embodiment of the present invention detects rotational speed information (wheel rotational speed information) detected from the rotational speed sensing unit 220 and acceleration sensing unit 230. Since it is configured to perform a diagnosis of whether a wheel has slipped and a road surface condition of a driving road by comparing the obtained acceleration information (e.g., vehicle driving direction acceleration information) with each other, the road condition is reliable based on detection signals from both sensing units. Diagnosis can be performed. In addition, the road surface condition is diagnosed by performing simple first-order differential or simple first-order integration of the rotational speed information provided from the rotational speed sensing unit or acceleration information provided from the acceleration sensing unit with respect to time and conversion into driving direction/rotational direction. , it becomes possible to form the road condition diagnosis system 200 with a simpler structure and algorithm.

이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예들에 의해 설명하였으나, 이들 실시예들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.Although the present invention has been described above with specific details and limited examples, such as specific components, these examples are provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and the present invention Those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위에 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and should not be determined, and all things equivalent or equivalently modified in the claims as well as the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. something to do.

100: 휠베어링
110: 회전요소
120: 휠허브
130: 내륜
140: 비회전요소
150: 전동체
160: 센서타겟
200: 노면 상태 진단 시스템
210: 센싱부
220: 회전속도 센싱부
222: 속도 센서
224: 회전속도 신호
226: (회전속도 신호로부터 산출된 주행방향의) 가속도 신호
230: 가속도 센싱부
232: 가속도 센서
236: (가속도 센서를 통해 검출된 주행방향의) 가속도 신호
240: 진단부
242: 제1 입출력부
244: 제어부
246: 메모리부
248: 제2 입출력부
250: 차량의 ECU
252: 표시부
254: 구동부
100: wheel bearing
110: rotation element
120: wheel hub
130: inner ring
140: non-rotating element
150: rolling element
160: sensor target
200: road condition diagnosis system
210: sensing unit
220: rotational speed sensing unit
222: speed sensor
224: rotational speed signal
226: acceleration signal (in the driving direction calculated from the rotational speed signal)
230: acceleration sensing unit
232: acceleration sensor
236: acceleration signal (in the driving direction detected through the acceleration sensor)
240: diagnosis unit
242: first input/output unit
244: control unit
246: memory unit
248: second input/output unit
250: vehicle's ECU
252: display unit
254: driving unit

Claims (14)

주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하는데 이용되는 노면 상태 진단 시스템(200)이며,
차량의 작동 상태와 관련된 정보를 검출하는 센싱부(210)와,
상기 센싱부(210)로부터 검출된 차량의 작동 상태 정보를 기초로 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하는 진단부(240)를 포함하고,
상기 센싱부(210)는 휠의 회전속도를 검출하는 회전속도 센싱부(220)와 차량의 가속도 정보를 검출하는 가속도 센싱부(230)를 포함하고,
상기 진단부(240)는 상기 회전속도 센싱부(220)로부터 검출된 휠의 회전속도와 관련된 신호 정보와 상기 가속도 센싱부(230)로부터 검출된 차량의 주행방향 가속도와 관련된 신호 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
A road surface condition diagnosis system 200 used to diagnose the road surface condition of a driving road,
A sensing unit 210 for detecting information related to the operating state of the vehicle;
And a diagnosis unit 240 for diagnosing the road surface condition of the road on the basis of the operating state information of the vehicle detected by the sensing unit 210,
The sensing unit 210 includes a rotational speed sensing unit 220 that detects a rotational speed of a wheel and an acceleration sensing unit 230 that detects vehicle acceleration information,
The diagnosis unit 240 mutually compares the signal information related to the rotational speed of the wheel detected from the rotational speed sensing unit 220 and the signal information related to the acceleration in the driving direction of the vehicle detected from the acceleration sensing unit 230. It is configured to diagnose the road surface condition of the road in progress,
Road condition diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 진단부(240)는 상기 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 시간에 대한 미분 연산 및 주행방향 정보로의 변환 연산을 수행해 산출된 주행방향 가속도 정보와 상기 가속도 센싱부(230)에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 1,
The diagnosis unit 240 calculates the driving direction acceleration information and the acceleration sensing unit by performing a derivative operation with respect to time and a conversion operation of the rotation speed information of the wheel detected by the rotation speed sensing unit 220 and the driving direction information. (230) configured to compare the driving direction acceleration information detected to diagnose the road surface condition of the driving road,
Road condition diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 진단부(240)는 상기 가속도 센싱부(230)에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 시간에 대한 적분 연산 및 회전방향 정보로의 변환 연산을 수행해 산출된 회전속도 정보와 상기 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 회전속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 1,
The diagnosis unit 240 performs an integral operation with respect to time and a conversion operation of the driving direction acceleration information detected by the acceleration sensing unit 230 and the rotation speed information calculated by the rotation speed sensing unit 220 ) configured to diagnose the road surface condition of the road being driven by comparing the rotational speed information detected in
Road condition diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 진단부(240)는 상기 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 시간에 대해 미분 연산하여 산출된 회전 가속도 정보와 상기 가속도 센싱부(230)에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 회전방향 정보로 변환 연산하여 산출된 회전 가속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 1,
The diagnosis unit 240 calculates the rotational acceleration information calculated by differentiating the rotational speed information of the wheel detected by the rotational speed sensing unit 220 with respect to time and the driving direction acceleration information detected by the acceleration sensing unit 230. Is configured to diagnose the road surface condition of the road being driven by mutually comparing the rotational acceleration information calculated by converting to rotational direction information,
Road condition diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 진단부(240)는 상기 회전속도 센싱부(220)에서 검출된 휠의 회전속도 정보를 주행방향 정보로 변환 연산하여 산출된 주행방향 속도 정보와 상기 가속도 센싱부(230)에서 검출된 주행방향 가속도 정보를 시간에 대해 적분 연산하여 산출된 주행방향 속도 정보를 상호 비교해 주행 중인 도로의 노면 상태를 진단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 1,
The diagnosis unit 240 converts the rotational speed information of the wheel detected by the rotational speed sensing unit 220 into driving direction information, and calculates the driving direction speed information and the driving direction detected by the acceleration sensing unit 230. Configured to diagnose the road surface condition of the road being driven by mutually comparing the driving direction speed information calculated by integrating the acceleration information with respect to time,
Road condition diagnosis system.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)은, 상기 회전속도 센싱부(220)로부터의 회전속도 관련 신호와 상기 가속도 센싱부(230)로부터의 주행방향 가속도 관련 신호가 미리 정해진 범위 내에서 일치하는 경우에는 휠 슬립이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 회전속도 센싱부(220)로부터의 회전속도 관련 신호와 상기 가속도 센싱부(230)로부터의 주행방향 가속도 관련 신호가 미리 정해진 범위를 벗어나서 위치하는 경우에는 휠 슬립이 발생한 것으로 판단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to any one of claims 1 to 5,
The road surface condition diagnosis system 200, when the rotational speed related signal from the rotational speed sensing unit 220 and the driving direction acceleration related signal from the acceleration sensing unit 230 match within a predetermined range, the wheel When it is determined that slip has not occurred, and the rotational speed-related signal from the rotational speed sensing unit 220 and the driving direction acceleration-related signal from the acceleration sensing unit 230 are located out of a predetermined range, the wheel slips. configured to determine that this has occurred,
Road condition diagnosis system.
제6항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)은 정해진 시간 내에 휠 슬립이 미리 정해진 횟수 이상 발생한 경우 주행 중인 도로의 노면 상태가 미끄러운 노면 상태인 것으로 판단하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 6,
The road surface condition diagnosis system 200 is configured to determine that the road surface condition of the road being driven is a slippery road surface condition when wheel slip occurs at least a predetermined number of times within a predetermined time period.
Road condition diagnosis system.
제7항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)으로부터 판단된 노면 상태 정보는 저장부로 전달되어 저장되거나, 표시부를 통해 사용자에게 표시되거나, 구동장치를 제어하는데 이용되도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 7,
The road surface condition information determined by the road surface condition diagnosis system 200 is transmitted to and stored in a storage unit, displayed to a user through a display unit, or configured to be used to control a driving device.
Road condition diagnosis system.
제8항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)으로부터 판단된 노면 상태 정보는 노면 상태가 검출된 위치 정보와 함께 저장되도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 8,
The road surface condition information determined by the road surface condition diagnosis system 200 is configured to be stored together with the location information where the road surface condition is detected.
Road condition diagnosis system.
제9항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)으로부터 판단된 노면 상태 정보는 노면 상태가 검출된 위치 정보 및 노면 상태가 검출된 시점의 시간 정보와 함께 저장되도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 9,
The road surface condition information determined by the road surface condition diagnosis system 200 is configured to be stored together with location information at which the road surface condition is detected and time information at the time when the road surface condition is detected.
Road condition diagnosis system.
제9항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)은 미끄러운 노면으로 저장되어 있는 도로를 주행할 때 해당 정보를 사용자에게 표시하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 9,
The road surface condition diagnosis system 200 is configured to display corresponding information to a user when driving on a road stored as a slippery road surface.
Road condition diagnosis system.
제9항에 있어서,
상기 노면 상태 진단 시스템(200)은 미끄러운 노면으로 저장되어 있는 도로를 주행할 때 미끄러운 노면에 적합한 상태로 차량의 주행상태를 자동으로 제어하도록 구성되는,
노면 상태 진단 시스템.
According to claim 9,
The road surface condition diagnosis system 200 is configured to automatically control the driving condition of the vehicle in a state suitable for the slippery road surface when driving on a road stored as a slippery road surface.
Road condition diagnosis system.
차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링(100)이며,
제6항에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)을 구비하는,
휠베어링.
A wheel bearing 100 that rotatably mounts and supports a wheel of a vehicle to a vehicle body,
Equipped with the road surface condition diagnosis system 200 according to claim 6,
wheel bearings.
차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링(100)이며,
제7항에 따른 노면 상태 진단 시스템(200)을 구비하는,
휠베어링.
A wheel bearing 100 that rotatably mounts and supports a wheel of a vehicle to a vehicle body,
Equipped with the road surface condition diagnosis system 200 according to claim 7,
wheel bearings.
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