KR102334659B1

KR102334659B1 - 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102334659B1
Application number: KR1020170082264A
Authority: KR
Inventors: 홍일화
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2021-12-03
Also published as: US20190005749A1; CN109211580A; DE102018210576B4; US11222487B2; DE102018210576A1; KR20190002001A

Abstract

본 발명은 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 인휠 모터, 인휠 모터에 기어로 접속되어 모터의 회전력을 휠에 전달하는 적어도 하나 이상의 감속부, 인휠 모터 및 상기 감속부의 회전수를 각기 감지하는 센서부, 및 상기 센서부를 통해 감지한 각 회전수를 이용해 상기 인휠 모터와 감속부 간의 회전수 비를 산출하고, 상기 산출한 회전수 비에 기초하여 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FAULTS IN IN-WHEEL DRIVING SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 적용된 인휠 구동 시스템의 인휠 모터의 구동력 전달 요소에 발생할 수 있는 고장이나 손상을 검출하여 경고할 수 있도록 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인휠 구동 시스템(또는 인휠 모터 구동 시스템)은 인휠 모터(In-Wheel Motor)를 이용해 자동차를 구동하는 시스템이다.

여기서 상기 인휠 모터(In-Wheel Motor)는 전기자동차(EV)의 구동계 배치 방식의 한가지로서, 기존의 전기자동차는 모터를 기존 엔진 자동차의 엔진을 대신하는 형태로 탑재되었으나, 최근의 인휠 모터 구동 방식에서는 구동륜(즉, 바퀴)의 가까운 곳에 각각 모터를 배치하여 차륜(즉, 바퀴, 휠)을 직접 구동한다.

이러한 인휠 모터 구동 방식은 운전자의 엑셀레이터 조작에 대한 좋은 응답성에 더해서 좌우의 차륜(즉, 바퀴, 휠)을 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 핸들 조작에 대한 코너링 시 자동차의 거동을 더욱 자유롭게 만들 수 있는 장점이 있다.

하지만, 이러한 장점에도 불구하고, 상기 인휠 모터 구동 방식은 노면에서 오는 충격이 모터 본체에 직접 전달되기 때문에 모터 감속기에 높은 내구성이 요구된다. 즉, 노면에서 오는 충격으로 모터 감속기의 고장 가능성이 높아지는 단점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1473587호(2014.12.10. 등록, 차량의 인휠 구동 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량에 적용된 인휠 구동 시스템의 인휠 모터의 구동력 전달 요소에 발생할 수 있는 고장이나 손상을 검출하여 경고할 수 있도록 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치는, 인휠 모터; 상기 인휠 모터에 기어로 접속되어 모터의 회전력을 휠에 전달하는 적어도 하나 이상의 감속부; 상기 인휠 모터 및 상기 감속부의 회전수를 각기 감지하는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 감지한 각 회전수를 이용해 상기 인휠 모터와 감속부 간의 회전수 비를 산출하고, 상기 산출한 회전수 비에 기초하여 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 감속부는, 상기 모터의 회전을 지정된 감속 기어 비로 1차로 감속하는 1단 감속부; 및 상기 1단 감속부의 회전을 지정된 감속 기어 비로 2차로 감속하는 2단 감속부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 센서부는, 상기 인휠 모터의 회전수를 상기 감속부에 대한 입력 회전수로서 검출하는 제1 센서부; 상기 감속부의 1단 감속부에 대한 회전수를 제1 출력 회전수로서 검출하는 제2 센서부; 및 상기 감속부의 2단 감속부에 대한 회전수를 제2 출력 회전수로서 검출하는 제3 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 센서부는, 휠속 센서, 엔코더, 레졸버, 및 각도 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 검출된 회전수를 바탕으로, 입력 회전수 대 제1 출력 회전수 비, 입력 회전수 대 제2 출력 회전수 비, 및 제1 출력 회전수 대 제2 출력 회전수 비를 각기 산출하고, 상기 산출한 각 회전수 비가 허용치 범위인지 여부에 따라 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하기 위하여, 상기 제어부는, 상기 인휠 모터와 감속부 간의 미리 알고 있는 감속 기어 비를 바탕으로 기준 회전수를 산출하고, 상기 기준 회전수에 대한 센서부의 오차를 고려하여 허용치 범위를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 차량 내의 AVN(Audio, Video, Navigation)을 통해 인휠 구동 시스템에 이상이 있음을 경고하는 경고 출력부;를 더 포함하고, 상기 감속부의 손상이나 고장 시, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 경고 출력부를 시스템에 이상이 있음을 경고하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량 주행 중 또는 차량 주행 전 테스트 모드에서, 실시간 또는 주기적으로 인휠 구동 시스템의 상태를 판단하고, 고장이나 손상이 있는 것으로 판단되는 경우에 경고를 출력하거나, 인휠 모터가 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법은, 인휠 모터에 기어로 접속되어 모터의 회전력을 휠에 전달하는 적어도 하나 이상의 감속부를 포함하는 인휠 구동 시스템의 고장을 검출하는 방법에 있어서, 제어부가 센서부를 이용해 상기 인휠 모터 및 상기 적어도 하나 이상의 감속부의 회전수를 각기 감지하는 단계; 상기 제어부가 상기 감지한 각 회전수를 이용해 상기 인휠 모터와 상기 감속부 간의 미리 지정된 적어도 하나 이상의 회전수 비를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출한 적어도 하나 이상의 회전수 비에 기초하여 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 인휠 모터 및 상기 적어도 하나 이상의 감속부의 회전수를 각기 감지하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 인휠 모터의 회전수를 상기 감속부에 대한 입력 회전수로서 검출하고, 상기 감속부의 1단 감속부에 대한 회전수를 제1 출력 회전수로서 검출하고, 상기 감속부의 2단 감속부에 대한 회전수를 제2 출력 회전수로서 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 인휠 모터와 상기 감속부 간의 미리 지정된 적어도 하나 이상의 회전수 비를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 검출된 회전수를 바탕으로, 입력 회전수 대 제1 출력 회전수 비, 입력 회전수 대 제2 출력 회전수 비, 및 제1 출력 회전수 대 제2 출력 회전수 비를 각기 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 산출한 적어도 하나 이상의 회전수 비에 기초하여 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 인휠 모터와 감속부 간의 미리 알고 있는 감속 기어 비를 바탕으로 기준 회전수를 산출하고, 상기 기준 회전수에 대한 센서부의 오차를 고려하여 허용치 범위를 설정하며, 상기 산출한 각 회전수 비가 허용치 범위인지 여부에 따라 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 단계에서, 고장이나 손상이 있는 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 경고 출력부를 통해 경고를 출력하거나, 인휠 모터가 구동되지 않도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차량에 적용된 인휠 구동 시스템의 인휠 모터의 구동력 전달 요소에 발생할 수 있는 고장이나 손상을 검출하여 경고할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 인휠 모터가 부착되는 위치를 설명하기 위하여 휠의 내측 형상을 개략적으로 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 센서부의 부착 위치를 설명하기 위하여 휠의 단면을 개략적으로 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 인휠 모터가 부착되는 위치를 설명하기 위하여 휠의 내측 형상을 개략적으로 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인휠 모터(110)는 휠 주행 중 샤시 부품과의 간섭을 피하면서 모터의 사이즈를 최대화하기 위하여 휠 내측의 상측 전방에 부착된다.

이에 따라 상기 인휠 모터(110)의 하부측에 타이로드 및 로어암 등의 서스펜션을 배치할 수 있는 자유도가 커지고, 또한 브레이크 캘리퍼는 휠 내에 모터(110)가 부착되는 반대 측에 용이하게 수납될 수 있다.

따라서 본 실시예에 관련된 인휠 구동 시스템은 차량 내측에서 외측 방향으로 봤을 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 차축 중심보다 전방 상측에 일정한 거리를 두고 모터 중심이 위치하고 있으며, 후방 상측에는 브레이크 캘리퍼가 위치하고 있고, 차축 중심으로 상측에는 스트럿 장착부가 위치하고 있으며, 하측으로는 로어암 장착부와 타이로드가 위치하게 된다.

참고로, 상기 인휠 모터(또는 모터)(110)는 스테이터 코어, 스테이터 코일, 및 로터(rotor)를 포함한다. 여기서 상기 모터(110)가 3상(three phase) 모터인 경우에 상기 스테이터 코일(미도시)은 U상 코일, V상 코일 및 W상 코일을 포함할 수 있고, 상기 로터는 상기 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코일의 내주 측에 배치되며 베어링(미도시)과 모터 커버(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 한편 상기 베어링 뒤에는 레졸버(모터 회전자의 위치를 측정하기 위한 일종의 센서)가 장착되어 모터 제어를 위한 위치정보를 바탕으로 제어부(도 2의 130)가 입력 회전수(즉, 감속부에 입력되는 모터 회전수)를 검출할 수 있도록 한다.

한편 상기 로터의 회전 출력은 적어도 하나 이상의 감속 기구(예 : 1단 감속부, 2단 감속부)(G1, G2)를 경유하여 휠에 전달된다. 상기 감속 기구(G1, G2)는 유성 기어 및 카운터 기어와 같은 감속 기어를 이용할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 다단 감속의 실현이 가능하다. 본 실시예에서는 1단 감속부(G1)와 2단 감속부(G2)의 다단 감속 기구가 적용된 것을 예시하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치는, 모터(110), 1단 감속부(G1), 및 2단 감속부(G2)의 회전수를 각기 검출하는 센서부(121, 122, 123), 상기 센서부(121, 122, 123)를 통해 각기 검출된 회전수에 기초한 비(ratio)를 산출하고 상기 산출된 회전수 비를 바탕으로 인휠 구동 시스템의 고장 여부를 판단하는 제어부(130), 및 상기 제어부(130)의 제어에 따라 인휠 구동 시스템의 고장 시 경고를 출력하는 경고 출력부(140)를 포함한다.

상기 1단 감속부(G1)는 상기 모터(110)의 회전을 1차로 감속하는 감속 기구(예 : 기어)이고, 상기 2단 감속부(G2)는 상기 1단 감속부(G2)의 회전을 2차로 감속하는 감속 기구(예 : 기어)이다.

상기 센서부(121, 122, 123)는 상기 모터(110)의 회전수(1단 감속부에 구동력이 입력되는 입력 회전수)를 검출하는 제1 센서부(121), 상기 1단 감속부(G1)의 회전수(제1 출력 회전수)를 검출하는 제2 센서부(122), 상기 2단 감속부(G2)의 회전수(제2 출력 회전수)를 검출하는 제3 센서부(123)를 포함한다(도 3 참조).

도 3은 상기 도 2에 있어서, 센서부(121, 122, 123)의 부착 위치를 설명하기 위하여 휠의 단면을 개략적으로 보인 예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 1,2단 감속부(예 : 유성 기어 세트)(G1, G2)는 상기 모터(110)보다 더 외부 측에 배치된다. 상기 유성 기어 세트는 타이어/휠 어셈블리내의 모터 보다 더 차량 외부측에 배치된다. 여기서 상기 유성 기어 세트는 모터(110) 중심과 같은 축선에 배치되며, 선기어, 유성기어, 유성 캐리어, 및 링기어를 포함한다.

예컨대 상기 센서부(121, 122, 123)는 휠속 센서(휠 스피드 센서), 엔코더, 레졸버, 및 각도 센서 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

이때 상기 센서부(121, 122, 123)는 모터(110), 1단 감속부(G1), 및 2단 감속부(G2)의 각 회전축에 동축으로 부착되어 각 회전수를 검출할 수 있다. 하지만 이러한 센서부(121, 122, 123) 구성이 어려울 경우, 회전축을 중심으로 반경 및 축방향으로 옵셋이 가능한 기구들을 활용하여 간접적으로 회전수를 검출할 수 있게 구성하는 것도 가능하다. 가령 도면에 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 기어 또는 벨트 등의 회전축 옵셋 전동 기구를 이용해 회전수 검출이 가능하다.

상기 제어부(130)는 상기 센서부(121, 122, 123)를 통해 검출된 회전수를 바탕으로, 입력 회전수/제1 출력 회전수 비를 산출하고, 입력 회전수/제2 출력 회전수 비를 산출하며, 제1 출력 회전수/제2 출력 회전수 비를 각기 산출한다.

이때 상기 제어부(130)가 상기 모터(110)와 1단 감속부(G1), 및 상기 1단 감속부(G1)와 2단 감속부(G2)의 감속 기어 비를 이미 알고 있다고 가정할 경우, 상기 모터(110)의 회전수에 대응하는 상기 1단 감속부(G1) 및 2단 감속부(G2)의 정상적인 회전수(또는 기준 회전수)를 산출할 수 있다.

만약 상기 1단 감속부(G1) 및 2단 감속부(G2)에 손상이 없거나 고장이 발생하지 않을 경우, 상기 센서부(121, 122, 123)를 통해 검출된 회전수를 바탕으로 산출되는 각 회전수 비(예 : 입력 회전수/제1 출력 회전수 비, 입력 회전수/제2 출력 회전수 비, 제1 출력 회전수/제2 출력 회전수 비)는 허용치 범위(상기 기준 회전수에 대하여 센서부의 오차를 고려한 회전수 범위)여야 한다.

그런데 상기 각 회전수 비(예 : 입력 회전수/제1 출력 회전수 비, 입력 회전수/제2 출력 회전수 비, 제1 출력 회전수/제2 출력 회전수 비)는 허용치 범위(상기 기준 회전수에 대하여 센서부의 오차를 고려한 회전수 범위)를 벗어나는 경우, 상기 제어부(130)는 상기 경고 출력부(140)를 통해 시스템 경고를 출력한다.

상기 경고 출력부(140)는 차량 내의 AVN(Audio, Video, Navigation)을 통해 인휠 구동 시스템에 이상이 있음을 경고한다.

이에 따라 운전자가 인휠 구동 시스템의 이상에 능동적 대처가 가능하게 함으로써 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

예컨대 상기 제어부(130)는 상기 회전수 비(또는 회전수)를 이미 알려져 있는 감속비를 고려하여 허용치(센서부의 오차를 고려한 허용치) 이상의 차이가 발생할 경우 인휠 구동 시스템에 이상이 있는 것으로 판별할 수 있다.

여기서 상기 인휠 구동 시스템에 이상이 있는 것으로 판별될 경우, 이상이 있는 것으로 추정할 수 있는 요소는 1단 감속부(G1) 또는 그 이상의 감속 기구(dP : 2단 감속부(G2))임을 판단할 수 있으며, 상기 판단된 정보를 바탕으로 운전자에게 인휠 구동 시스템의 이상을 경고할 수 있다. 가령 상기 인휠 구동 시스템의 고장 또는 이상 모드에서, 상기 제어부(130)는 급제동 경보 또는 차량 정지 유도와 같은 운전자의 능동적인 대처를 유도하여 안전사고를 예방할 수 있도록 한다.

특히 인휠 구동 시스템의 고장으로 인한 휠 잠김 현상은 운전자에게 매우 위험한 상황에 이르게 할 수 있기 때문에, 상기 제어부(130)는 인휠 구동 시스템의 상태를 실시간으로 판단하거나, 또는 미리 설정된 주기마다 판단하여 고장이나 이상이 있는 것으로 판단되는 위험 모드 시 운전자에게 위험성을 경고함으로써, 능동적 대처가 가능하게 하여 안전성을 확보할 수 있도록 한다.

이하 상기 제어부(130)의 보다 구체적인 동작에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 제어부(130)는 인버터 전류를 인가하여 인휠 모터(110)(또는 모터)를 구동한다(S101).

상기 인휠 모터(110)를 구동한 후, 상기 제어부(130)는 제1 센서부(121)를 통해 모터 회전수(즉, 1단 감속부에 대한 입력 회전수)를 감지한다(S102).

예컨대 상기 모터 회전수(즉, 1단 감속부에 대한 입력 회전수)는 모터 레졸버(미도시)를 통해 감지할 수 있다.

또한 상기 제어부(130)는 제2 센서부(122)를 통해 1단 감속부(G1)의 회전수(즉, 제1 출력 회전수)를 감지한다(S103).

예컨대 상기 1단 감속부(G1)의 회전수(즉, 제1 출력 회전수)는 엔코더(미도시)를 통해 감지할 수 있다.

상기와 같이 모터 회전수(즉, 1단 감속부에 대한 입력 회전수)와 1단 감속부(G1)의 회전수(즉, 제1 출력 회전수)가 감지되면, 상기 제어부(130)는 상기 입력 회전수와 제1 출력 회전수 비를 산출한다(S104).

참고로 상기 제어부(130)가 상기 모터(110)와 1단 감속부(G1), 및 상기 1단 감속부(G1)와 2단 감속부(G2)의 감속 기어 비를 이미 알고 있다고 가정할 경우, 상기 모터(110)의 회전수에 대응하는 상기 1단 감속부(G1) 및 2단 감속부(G2)의 정상적인 회전수(또는 기준 회전수)를 산출할 수 있다.

따라서 상기 제어부(130)는 상기 산출된 회전수 비(예 : 입력 회전수/제1 출력 회전수 비)가 허용치 범위(상기 기준 회전수에 대하여 센서부의 오차를 고려한 회전수 범위)인지 판단한다(S105).

상기 판단(S105)에 따라 상기 산출된 회전수 비가 허용치 범위를 벗어나는 경우(S105의 아니오), 상기 제어부(130)는 상기 경고 출력부(140)를 통해 시스템 경고를 출력한다(S107). 한편 상기 판단(S105)에 따라 상기 산출된 회전수 비가 허용치 범위를 벗어나지 않는 경우(S105의 예), 상기 제어부(130)는 인휠 모터(110)를 정상 구동한다(S106).

상기 도 4는 본 실시예에 따른 인휠 구동 시스템에 한 개의 감속 수단이 부가된 경우에 고장 검출 방법을 설명한 것이며, 도 5는 본 실시예에 따른 인휠 구동 시스템에 두 개의 감속 수단이 부가된 경우에 고장 검출 방법을 설명한 것이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 제어부(130)는 인버터 전류를 인가하여 인휠 모터(110)(또는 모터)를 구동한다(S201).

상기 인휠 모터(110)를 구동한 후, 상기 제어부(130)는 제1 센서부(121)를 통해 모터 회전수(즉, 1단 감속부에 대한 입력 회전수)를 감지한다(S202).

또한 상기 제어부(130)는 제2 센서부(122)를 통해 1단 감속부(G1)의 회전수(즉, 제1 출력 회전수)를 감지한다(S203).

상기와 같이 모터 회전수(즉, 1단 감속부에 대한 입력 회전수)와 1단 감속부(G1)의 회전수(즉, 제1 출력 회전수)가 감지되면, 상기 제어부(130)는 상기 입력 회전수와 제1 출력 회전수 비를 산출한다(S204).

따라서 상기 제어부(130)는 상기 산출된 회전수 비(예 : 입력 회전수/제1 출력 회전수 비)가 허용치 범위(상기 기준 회전수에 대하여 센서부의 오차를 고려한 회전수 범위)인지 판단한다(S205).

상기 판단(S205)에 따라 상기 산출된 회전수 비가 허용치 범위를 벗어나는 경우(S205의 아니오), 상기 제어부(130)는 상기 경고 출력부(140)를 통해 시스템 경고를 출력한다(S210).

한편 상기 판단(S205)에 따라 상기 산출된 회전수 비가 허용치 범위를 벗어나지 않는 경우(S205의 예), 상기 제어부(130)는 제3 센서부(123)를 통해 2단 감속부(G2)의 회전수(즉, 제2 출력 회전수)를 감지한다(S206).

예컨대 상기 2단 감속부(G2)의 회전수(즉, 제2 출력 회전수)는 휠 스피드 센서(미도시)를 통해 감지할 수 있다.

여기서 상기 입력 회전수, 제1 출력 회전수, 및 제2 출력 회전수는 반드시 예시한 센서를 이용해서 회전수를 감지해야 하는 것은 아니며, 상기 휠속 센서(휠 스피드 센서), 엔코더, 레졸버, 및 각도 센서 중 어느 하나 이상이나, 다른 실시예의 회전수 감지 센서를 이용해 감지할 수 있음에 유의한다.

상기와 같이 2단 감속부(G2)의 회전수(즉, 제2 출력 회전수)가 감지되면, 상기 제어부(130)는 상기 입력 회전수와 제2 출력 회전수 비, 및 상기 제1 출력 회전수와 제2 출력 회전수 비를 산출한다(S207).

그리고 상기 제어부(130)는 상기 산출된 회전수 비(예 : 입력 회전수/제2 출력 회전수 비, 제1 출력 회전수/제2 출력 회전수 비)가 허용치 범위(상기 기준 회전수에 대하여 센서부의 오차를 고려한 회전수 범위)인지 판단한다(S208).

상기 판단(S208)에 따라 상기 산출된 회전수 비가 허용치 범위를 벗어나는 경우(S208의 아니오), 상기 제어부(130)는 상기 경고 출력부(140)를 통해 시스템 경고를 출력한다(S210). 한편 상기 판단(S208)에 따라 상기 산출된 회전수 비가 허용치 범위를 벗어나지 않는 경우(S208의 예), 상기 제어부(130)는 인휠 모터(110)를 정상 구동한다(S209).

한편 상기 본 실시예에 따른 인휠 모터 구동 시스템의 고장 검출 방법은 차량 주행 중에 실시할 수도 있으며, 차량 주행 전 테스트 모드에서 미리 실시할 수도 있다. 상기 테스트 모드에서 고장이 검출될 경우 운전자가 차량을 주행하고자 할 때 상기 제어부(130)가 인휠 모터가 구동되지 않도록 제어할 수도 있다.

상기와 같이 본 실시예는 차량에 적용된 인휠 구동 시스템의 인휠 모터의 구동력 전달 요소에 발생할 수 있는 고장이나 손상을 검출하여 경고함으로써, 운전자가 안전사고 발생 방지를 위해 능동적으로 대처할 수 있도록 한다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

G1, G2 : 감속부
110 : 모터, 또는 인휠 모터
121, 122, 123 : 센서부
130 : 제어부
140 : 경고 출력부

Claims

인휠 모터;
상기 인휠 모터에 기어로 접속되어 모터의 회전력을 휠에 전달하는 적어도 하나 이상의 감속부;
상기 인휠 모터 및 상기 감속부의 회전수를 각기 감지하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 감지한 각 회전수를 이용해 상기 인휠 모터와 감속부 간의 회전수 비를 산출하고, 상기 산출한 회전수 비에 기초하여 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 센서부를 통해 검출된 회전수를 바탕으로, 입력 회전수 대 제1 출력 회전수 비, 입력 회전수 대 제2 출력 회전수 비, 및 제1 출력 회전수 대 제2 출력 회전수 비를 각기 산출하고,
상기 산출한 각 회전수 비가 허용치 범위인지 여부에 따라 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하며,
상기 센서부는,
상기 인휠 모터의 회전수를 상기 감속부에 대한 입력 회전수로서 검출하는 제1 센서부;
상기 감속부의 1단 감속부에 대한 회전수를 제1 출력 회전수로서 검출하는 제2 센서부; 및
상기 감속부의 2단 감속부에 대한 회전수를 제2 출력 회전수로서 검출하는 제3 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치.
제 1항에 있어서, 상기 감속부는,
상기 모터의 회전을 지정된 감속 기어 비로 1차로 감속하는 1단 감속부; 및
상기 1단 감속부의 회전을 지정된 감속 기어 비로 2차로 감속하는 2단 감속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치.
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제 1항에 있어서, 상기 감속부의 손상이나 고장 여부를 판단하기 위하여,
상기 제어부는,
상기 인휠 모터와 감속부 간의 미리 알고 있는 감속 기어 비를 바탕으로 기준 회전수를 산출하고,
상기 기준 회전수에 대한 센서부의 오차를 고려하여 허용치 범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치.
제 1항에 있어서,
차량 내의 AVN(Audio, Video, Navigation)을 통해 인휠 구동 시스템에 이상이 있음을 경고하는 경고 출력부;를 더 포함하고,
상기 감속부의 손상이나 고장 시, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 경고 출력부를 시스템에 이상이 있음을 경고하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
차량 주행 중 또는 차량 주행 전 테스트 모드에서, 실시간 또는 주기적으로 인휠 구동 시스템의 상태를 판단하고,
고장이나 손상이 있는 것으로 판단되는 경우에 경고를 출력하거나,
인휠 모터가 구동되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 장치.
인휠 모터에 기어로 접속되어 모터의 회전력을 휠에 전달하는 적어도 하나 이상의 감속부를 포함하는 인휠 구동 시스템의 고장을 검출하는 방법에 있어서,
제어부가 센서부를 이용해 상기 인휠 모터 및 상기 적어도 하나 이상의 감속부의 회전수를 각기 감지하는 단계;
상기 제어부가 상기 감지한 각 회전수를 이용해 상기 인휠 모터와 상기 감속부 간의 적어도 하나 이상의 회전수 비를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 산출한 적어도 하나 이상의 회전수 비에 기초하여 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 단계;를 포함하되,
상기 인휠 모터와 상기 감속부 간의 적어도 하나 이상의 회전수 비를 산출하는 단계에서,
상기 제어부는,
상기 센서부를 통해 검출된 회전수를 바탕으로, 입력 회전수 대 제1 출력 회전수 비, 입력 회전수 대 제2 출력 회전수 비, 및 제1 출력 회전수 대 제2 출력 회전수 비를 각기 산출하며,
상기 인휠 모터 및 상기 적어도 하나 이상의 감속부의 회전수를 각기 감지하는 단계에서,
상기 센서부는,
제1 센서부를 통해 상기 인휠 모터의 회전수를 상기 감속부에 대한 입력 회전수로서 검출하고,
제2 센서부를 통해 상기 감속부의 1단 감속부에 대한 회전수를 제1 출력 회전수로서 검출하고,
제3 센서부를 통해 상기 감속부의 2단 감속부에 대한 회전수를 제2 출력 회전수로서 검출하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법.
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제 9항에 있어서, 상기 산출한 적어도 하나 이상의 회전수 비에 기초하여 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 단계에서,
상기 제어부는,
상기 인휠 모터와 감속부 간의 미리 알고 있는 감속 기어 비를 바탕으로 기준 회전수를 산출하고, 상기 기준 회전수에 대한 센서부의 오차를 고려하여 허용치 범위를 설정하며, 상기 산출한 각 회전수 비가 허용치 범위인지 여부에 따라 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법.
제 9항에 있어서, 상기 인휠 모터와 감속부 간의 손상이나 고장 여부를 판단하는 단계에서, 고장이나 손상이 있는 것으로 판단되는 경우,
상기 제어부가 경고 출력부를 통해 경고를 출력하거나, 인휠 모터가 구동되지 않도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동 시스템의 고장 검출 방법.