WO2020141677A1 - 고장 진단 장치 및 이러한 고장 진단 장치를 구비하는 차량용 휠베어링 - Google Patents

고장 진단 장치 및 이러한 고장 진단 장치를 구비하는 차량용 휠베어링 Download PDF

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acceleration
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acceleration sensor
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임종근
김경현
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Iljin Global Co Ltd
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Iljin Global Co Ltd
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    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
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    • G01M13/04—Bearings
    • G01M13/045—Acoustic or vibration analysis

Definitions

  • the present invention relates to a malfunction diagnosis device for diagnosing whether a malfunction or abnormal operation of a wheel bearing and a wheel bearing for a vehicle equipped with such a malfunction diagnosis device, and more specifically, reliability of malfunction or abnormal operation of the wheel bearing using an acceleration sensor It relates to a fault diagnosis device configured to be able to diagnose and a wheel bearing for a vehicle having the same.
  • This invention is the result of the research conducted by the Small and Medium Venture Business Department and the Korea Industrial Technology Agency's regional specialized industry development project (R&D, P0000519)]
  • a wheel bearing is a device that rotatably mounts and supports a vehicle's wheels on a vehicle body, and a wheel mounted on a rotating element is connected to a non-rotating element in which a wheel-mounted rotating element is fixed to the vehicle body through a rolling element. It is configured to be mounted and supported in a rotatable state on the vehicle body.
  • wheel bearings may be damaged due to damage such as flaking on the outer or inner ring that supports the rolling elements, because a large load and moment are applied in the radial and axial directions while the vehicle is running. , Such damage may cause noise, vibration, heat generation, etc. or, in severe cases, wheel bearings may be seized or a large accident may be separated from the drive shaft.
  • chassis parts such as wheel bearings were not equipped with a diagnostic function to monitor the operation status of the parts, the driver had to intuitively judge the abnormality of chassis parts such as wheel bearings by detecting noise or vibration by himself.
  • a technique for monitoring an operating state of a chassis component including a wheel bearing has been recently proposed by attaching a sensor to a wheel bearing or the like.
  • a technique for diagnosing a failure such as a wheel bearing by mounting a rotational speed sensor and an acceleration sensor on a wheel bearing or a vehicle body is disclosed.
  • Patent Document 1 collects an acceleration signal (vibration signal) and a speed signal of a driving vehicle using an acceleration sensor attached to a knuckle of a vehicle and a rotational speed sensor attached to a wheel bearing, and based on this, a failure of the wheel bearing Techniques for diagnosing are disclosed.
  • this conventional fault diagnosis technology requires both acceleration information (acceleration information) from the acceleration sensor and speed information from the rotational speed sensor to diagnose the failure. It is necessary to mount all of the acceleration sensors, and complicated wiring is required inside the vehicle in order to interlock signals from these sensors, and thus there is a problem in that hardware and software structures inside the vehicle body are complicated and manufacturing costs are increased.
  • Patent Literature 1 Korean Patent Publication No. 10-2011-0131411 (Publication date: 2011.12.7.)
  • the present invention is to solve the above-described conventional problems, and has an object to provide a fault diagnosis apparatus capable of reliable fault diagnosis while having a simpler structure and a wheel bearing for a vehicle having the same.
  • a representative configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
  • a failure diagnosis device mounted on the wheel bearing to diagnose whether the wheel bearing is malfunctioning or abnormal.
  • the apparatus for diagnosing a fault may include a detector for detecting an operating state of the wheel bearing, and a diagnostic unit for diagnosing a malfunction or abnormal operation of the wheel bearing using signal information detected by the detector.
  • the detection unit includes an acceleration sensor that collects acceleration information of the wheel bearing, and the diagnosis unit may be configured to diagnose whether the wheel bearing is abnormally operated by frequency analyzing the acceleration signal information collected from the acceleration sensor. have.
  • diagnosis of whether a wheel bearing is malfunctioning or abnormal may be configured to be performed based on acceleration signal information collected from an acceleration sensor and speed information calculated from the acceleration signal information.
  • the speed information used to diagnose whether the wheel bearing is malfunctioning or abnormal is processed by processing an acceleration signal information collected from an acceleration sensor, a root mean square (RMS), and then RMS peak It can be calculated by considering the frequency with the value as the rotational frequency of the wheel bearing.
  • RMS root mean square
  • the diagnosis unit may include a control unit for diagnosing a malfunction or abnormal operation of the wheel bearing based on a signal from the detection unit, and the control unit includes a filtering unit for filtering signals transmitted from the detection unit and a filtering unit It may include a signal analysis unit that receives the filtered signal from the unit and performs frequency analysis, and a failure diagnosis unit that diagnoses whether a wheel bearing malfunctions or malfunctions based on the analysis results.
  • the filtering unit may be configured to filter the signal transmitted from the acceleration sensor through a band pass filter.
  • the acceleration sensor may be configured to be mounted and used on the outer ring of the wheel bearing.
  • the detection unit may be further provided with a temperature sensor for measuring the temperature inside the wheel bearing.
  • the diagnosis unit may be configured to diagnose whether a wheel bearing malfunctions or malfunctions by using the acceleration signal information collected from the acceleration sensor and the temperature information collected from the temperature sensor together.
  • a wheel bearing for a vehicle that rotatably mounts and supports a vehicle wheel on a vehicle body may be provided.
  • a wheel bearing for a vehicle according to an embodiment of the present invention may be configured to include the above-described fault diagnosis apparatus.
  • the fault diagnosis apparatus according to the present invention and a wheel bearing for a vehicle provided with the same may further include other additional configurations without departing from the technical spirit of the present invention.
  • a fault diagnosis apparatus and a wheel bearing for a vehicle having the same may diagnose a malfunction or abnormal operation of the wheel bearing using only acceleration signal information (vibration signal information) from an acceleration sensor mounted on the outer ring of the wheel bearing. Because it is configured to enable the wheel bearing and complicated wiring work to interlock the rotational speed sensor and the acceleration sensor inside the vehicle is not required, the structure of the wheel bearing and the vehicle can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. do.
  • the wheel bearing for a vehicle since the wheel bearing for a vehicle according to an embodiment of the present invention does not need to interlock the rotational speed sensor and the acceleration sensor to diagnose a failure, the acceleration sensor can be formed at any position regardless of the position of the rotational speed sensor. Thereby, the design freedom of the wheel bearing can be greatly increased.
  • FIG. 1 exemplarily shows a structure of a wheel bearing for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 illustratively shows a cross-sectional structure of a wheel bearing for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 exemplarily shows a structure of a detection unit of a failure diagnosis device that can be applied to a wheel bearing for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 exemplarily shows a block diagram conceptually showing the configuration of a fault diagnosis apparatus that can be applied to a wheel bearing for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 5 exemplarily shows the frequency spectrum of the normal and defective bearings in the rotating frequency band.
  • FIG. 6 exemplarily shows an operation process of a failure diagnosis apparatus that can be applied to a vehicle wheel bearing according to an embodiment of the present invention.
  • the wheel bearing 10 for a vehicle according to an embodiment of the present invention may be formed similar to a conventional wheel bearing device.
  • the wheel bearing 10 for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a wheel hub 20 (rotating element), an inner ring 30, an outer ring 40 (non-rotating element), a rolling element 50, and the like. Can be.
  • the wheel hub 20 may be formed in a structure of a substantially cylindrical shape extending along the axial direction, and a hub flange may be provided near the wheel-side end of the wheel hub 20. .
  • the hub flange is formed in a shape extending radially outward along the circumferential direction of the wheel hub 20, and may be used to mount the wheel to the wheel hub 20 using a hub bolt or the like.
  • a step portion is formed at the vehicle body side end of the wheel hub 20 to be configured to mount the inner ring 30, and a part of the outer circumferential surface of the wheel hub 20 has a raceway surface (inside raceway surface) to form a rolling element ( 50) can be configured to support from the inside.
  • the one side raceway surface for supporting the rolling element is directly formed on a part of the outer circumferential surface of the wheel hub, but unlike this, two inner rings are mounted on the wheel hub to transmit through the two inner rings. It may be formed in another structure, such as being configured to form a raceway raceway surface (inner raceway surface).
  • the inner ring 30 may be configured to be press-fitted onto one side of the wheel hub 20.
  • the inner wheel 30 plastically deforms the end of the wheel hub 20 as shown in FIG. 2 or presses the end of the wheel hub 20 in a state in which it is pressed into the step formed at the vehicle body side end of the wheel hub 20. It may be configured to fasten a nut or the like on the vehicle body side end and be seated and maintained on the wheel hub 20.
  • the outer peripheral surface of the inner ring 30 is provided with a raceway surface (inner raceway surface) in contact with the rolling element 50 may be configured to support the rolling element from the inside.
  • the outer ring 40 may be configured to have a mounting flange for mounting the wheel bearing 10 on the outer circumferential surface to the vehicle body, and a raceway surface (outer raceway surface) to which the rolling element 50 contacts the inner circumferential surface.
  • the raceway surface (outer raceway surface) formed on the inner circumferential surface of the outer ring 40 cooperates with the raceway surface (inner raceway surface) formed on the wheel hub 20 and/or the inner ring 30, and is a rolling element that is a rolling element between the raceway surfaces ( 50) can be configured to receive and support.
  • the rolling element 50 is disposed between the wheel hub 20 and/or the raceway surface (inner raceway surface) formed on the inner ring 30 and the raceway surface (outer raceway surface) formed on the outer ring 40, where the wheels are mounted. It is possible to perform a function of rotatably supporting the wheel hub 20 with respect to the outer ring 40 fixed to the vehicle body.
  • the vehicle wheel bearing 10 may further include a failure diagnosis device 60 capable of diagnosing a malfunction or abnormal operation of the wheel bearing.
  • the malfunction diagnosis apparatus 60 of the wheel bearing 10 for a vehicle according to an embodiment of the present invention is based on the signal information detected by the detection unit 70 and the detection unit for detecting the operating state of the wheel bearing as shown in FIG. It may include a diagnostic unit 80 for diagnosing the operating state of the wheel bearing.
  • the detection unit 70 may be provided with an acceleration sensor 72 for detecting the vibration state of the wheel bearing.
  • the acceleration sensor 72 may be mounted on the outer ring 40 of the wheel bearing 10 or the like and configured to detect the vibration state of the wheel bearing 10.
  • the acceleration sensor 72 is a one-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in one of the x, y, and z-axis directions perpendicular to each other, a two-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in two directions, and three acceleration measurements. Any of the possible three-axis acceleration sensors can be configured.
  • the failure diagnosis device 60 may diagnose a failure of the wheel bearing using only vibration information in a direction perpendicular to the ground (for example, the z direction), but has two axes Alternatively, if the 3-axis acceleration sensor is used, it is possible to perform additional diagnosis, such as diagnosing an abnormality in the drive shaft (CVJ) or wheel alignment, as well as a malfunction of the wheel bearing, or diagnosing a brake adjuster or wheel balance abnormality. .
  • a detection device such as a temperature sensor 74 may be additionally provided in the detection unit 70 of the failure diagnosis device 60.
  • the temperature sensor 74 it is possible to diagnose a failure or abnormality of the wheel bearing through a change in the temperature inside the wheel bearing, so it is difficult to grasp through the detection information from the acceleration sensor or leakage of lubricant or grease (grease) It is possible to perform a fault diagnosis of a wheel bearing by the like, so that the diagnosis function of the fault diagnosis device can be further improved.
  • the diagnosis unit 80 of the failure diagnosis device 60 may receive a signal information obtained through the detection unit 70 and perform a function of diagnosing an operating state such as wheel bearing. .
  • the diagnostic unit 80 wheel bearings using the first input/output unit 82 receiving the detection signal from the detection unit 70 and the signal information (eg, acceleration signal information) transmitted from the first input/output unit 82.
  • control unit 84 provided in the diagnosis unit 80 is a filtering unit that filters the input signal, a signal analysis unit that receives the filtered signal from the filtering unit to perform analysis, and a wheel based on the analysis results of the signal analysis unit It may include a failure diagnosis unit for diagnosing whether the bearing is malfunctioning or abnormal.
  • the filtering unit performs a function of removing noise by filtering a signal (eg, an acceleration signal) detected by the detection unit 70, and is implemented by a band pass filter or the like that passes only signals of a specific frequency. Can be.
  • the signal analysis unit performs a function of analyzing a signal that has passed through the filtering unit, and the vehicle wheel bearing 10 according to an embodiment of the present invention performs frequency analysis (FFT analysis) of the acceleration signal from the acceleration sensor 72 It can be configured to perform signal analysis.
  • the failure diagnosis unit may perform a function of diagnosing and determining whether the wheel bearing is malfunctioning using the analysis result processed by the signal analysis unit.
  • diagnosis unit 80 As a result of diagnosing an operation state in the diagnosis unit 80, when it is diagnosed that there is a malfunction or abnormal operation in the wheel bearing, these diagnosis results are transmitted to an ECU (Electronic Control Unit) 90 of the vehicle or stored, such as a warning sound or display. It can be used to control the chassis parts of the vehicle by displaying the abnormality to the user through the display unit 92 or being transmitted to the driving unit 94.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the vehicle wheel bearing 10 calculates the current speed of the vehicle based on the acceleration signal information detected by the acceleration sensor 72, and then calculates the detected acceleration signal information and It is configured to diagnose malfunction or abnormal operation of the wheel bearing using speed information.
  • the defect frequency varies depending on the speed of the vehicle
  • speed information as well as acceleration signal information (vibration information) from the acceleration sensor 72 is required to diagnose whether a malfunction or abnormal operation such as wheel bearing is performed.
  • the defect frequency of the inner ring, outer ring, and rolling element can be calculated through the following formula.
  • the failure diagnosis device and a wheel bearing for a vehicle having the same have speeds from acceleration signal information from an acceleration sensor without receiving speed information from a separate rotation speed sensor, unlike a conventional failure diagnosis device. After extracting the information, it may be configured to diagnose whether a malfunction or abnormal operation of a wheel bearing is used.
  • the failure diagnosis apparatus calculates a root mean square (RMS) of an acceleration signal detected through the acceleration sensor 72 and extracts a frequency having an RMS peak value therefrom. It can be configured to recognize the current speed by considering this as a rotation frequency.
  • RMS root mean square
  • the fault diagnosis apparatus measures the amplitude by time through an acceleration sensor, and then frequency-converts the measured hourly amplitude (FFT conversion) to extract in Hz, and RMS from the extracted data
  • the wheel bearing 10 for a vehicle is configured to calculate the vehicle speed based on the acceleration signal information from the acceleration sensor 72 to perform a malfunction diagnosis of the wheel bearing. It is possible to diagnose the operating state of a wheel bearing, etc., without receiving vehicle speed information separately from a sensor or the like.
  • the wheel bearing 10 for a vehicle can implement a failure diagnosis device only with an acceleration sensor, as shown in FIGS. 1 to 3, any of the outer surface of the outer ring fixed to the vehicle body, etc. It is possible to implement a failure diagnosis device by mounting an acceleration sensor at the position of the, it is easy to install the failure diagnosis device, and the degree of freedom in design of the failure diagnosis device and a wheel bearing for a vehicle having the same can be greatly improved.
  • a process of diagnosing a fault in the fault diagnosis apparatus 60 of the wheel bearing 10 for a vehicle may be implemented as follows.
  • a method of diagnosing a failure of the vehicle wheel bearing failure diagnosis apparatus 60 includes collecting acceleration signal information (vibration status information) from the acceleration sensor 72 of the failure diagnosis apparatus 60. And, the step of calculating the current speed of the vehicle from the collected acceleration signal information, and the frequency of the acceleration signal information collected from the acceleration sensor 72 (FFT analysis) to detect whether the abnormal operation of the wheel bearing failure diagnosis step It can contain.
  • acceleration signal information vibration status information
  • FFT analysis frequency of the acceleration signal information collected from the acceleration sensor 72
  • the frequency analysis in the failure diagnosis step may be performed based on the acceleration signal information from the acceleration sensor 72 and the speed information calculated therefrom.
  • a method for calculating speed information from the acceleration signal information collected by the acceleration sensor 72 uses the acceleration signal information detected by the acceleration sensor 72 as described above, in a practical area of the vehicle. After performing RMS processing (eg, 0 to 250 km/h), the frequency at which the RMS amplitude peaks may be regarded as a rotational frequency, and configured to recognize the current speed.
  • the operation process of the failure diagnosis apparatus may be configured in the following manner as shown in FIG. 6.
  • acceleration signal information may be collected through the acceleration sensor 72 provided in the detection unit 70 of the failure diagnosis device 60 (S100).
  • the collected acceleration signal information is collected, it is determined whether the vehicle satisfies the predetermined driving condition from the collected signal information (S200), and when the driving condition does not satisfy the predetermined requirement, the vehicle returns to the acceleration signal collecting step again. And, if a predetermined requirement is satisfied, it may be configured to proceed to a subsequent step.
  • the criteria for determining the driving conditions may be appropriately selected and set by a person skilled in the art according to the design requirements of the vehicle and the failure diagnosis device.
  • the collected acceleration signal information is filtered (S300), and the filtered signal is frequency-processed to extract the RMS peak value (S400).
  • the signal filtering may be implemented with a low pass filter or the like that passes only frequencies in the 0-40 Hz range (rotation frequency range in the 0-250 km/h speed section).
  • the deviation of the rotation frequency is compared to check whether the deviation is within a predetermined range (for example, within 10%) (S500), and if the deviation is within a predetermined range, the vehicle is based on the RMS peak value.
  • a predetermined range for example, within 10%
  • S500 the vehicle is based on the RMS peak value.
  • the calculation of the rotational speed may be performed by reversing the rotational speed of the vehicle by considering the frequency at which the RMS amplitude peaks as the rotational frequency, and the failure diagnosis is performed between the detected signal and the preset reference signal. It can be configured to diagnose failure or abnormal operation by comparing with each other.
  • the fault diagnosis may further include collecting temperature information from the temperature sensor 74 prior to the fault diagnosis step (S800), and the temperature sensor 74 in the fault diagnosis step It can be configured to perform a fault diagnosis considering the temperature information from.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링에 장착되어 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장 진단 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치는 휠베어링의 작동 상태를 검출하는 검출부와, 검출부에서 검출된 신호 정보를 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 검출부는 휠베어링의 가속도 정보를 수집하는 가속도 센서를 포함하고, 진단부는 가속도 센서로부터 수집된 가속도 신호 정보를 주파수 분석해 휠베어링의 이상 작동 여부를 진단하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부의 진단은 가속도 센서로부터 수집된 가속도 신호 정보와 이러한 가속도 신호 정보로부터 산출된 속도 정보에 기초해 수행되도록 구성될 수 있다.

Description

고장 진단 장치 및 이러한 고장 진단 장치를 구비하는 차량용 휠베어링
본 발명은 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장 진단 장치 및 이러한 고장 진단 장치를 구비하는 차량용 휠베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가속도 센서를 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 신뢰성 있게 진단할 수 있도록 구성된 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 차량용 휠베어링에 관한 것이다. [본 발명은 중소벤처기업부와 한국산업기술진흥원의 지역특화산업육성사업(R&D, P0000519)으로 수행된 연구 결과입니다]
휠베어링은 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 장치로, 차륜(wheel)이 장착되는 회전요소가 차체에 고정되는 비회전요소에 전동체를 통해 연결되어 회전요소에 장착된 차륜을 차체에 회전 가능한 상태로 장착하여 지지하도록 구성된다.
그런데, 이러한 휠베어링은 차량의 주행 중에 반경방향 및 축방향으로 큰 하중과 모멘트가 인가되기 때문에 전동체를 지지하는 외륜이나 내륜에 박리(flaking) 등의 손상이 발생해 파손되는 일이 발생할 수 있고, 이러한 파손은 소음, 진동, 발열 등의 원인이 되거나 심할 경우에는 휠베어링이 소착되거나 구동축에서 분리되는 대형 사고의 원인이 될 수 있다.
과거에는 휠베어링 등의 샤시 부품에 부품의 작동 상태를 모니터링하는 진단기능이 구비되어 있지 않았기 때문에 운전자는 스스로 소음이나 진동을 감지해 휠베어링 등의 샤시 부품의 이상을 직감적으로 판단해야 하였다.
그러나, 이러한 직감적인 판단은 운전자의 숙련도에 따라 판단 결과에 차이가 크고 판단 결과에 대한 신뢰성을 보장할 수 없어 정확한 이상 작동 여부의 진단을 수행하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 최근에는 휠베어링 등에 센서를 부착해 휠베어링을 포함하는 샤시 부품의 작동 상태를 모니터링하는 기술이 제시되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1을 참조하면 휠베어링이나 차체에 회전속도 센서 및 가속도 센서를 장착해 휠베어링 등의 고장을 진단하는 기술이 개시되어 있다.
구체적으로, 특허문헌 1에는 차량의 너클 등에 부착된 가속도 센서와 휠베어링에 부착된 회전속도 센서를 이용해 주행 중인 차량의 가속도 신호(진동 신호)와 속도 신호를 수집하고, 이를 기초로 휠베어링의 고장을 진단하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 고장 진단 기술은 고장 진단을 위해 가속도 센서로부터의 가속도 정보(진동 정보)와 회전속도 센서로부터의 속도 정보를 함께 요구하기 때문에 고장 진단을 위해서는 휠베어링이나 주변 부품에 회전속도 센서와 가속도 센서를 모두 장착해야 하고, 이들 센서로부터의 신호를 연동하기 위해 차량 내부에 복잡한 배선 작업(wiring)이 요구되어, 차체 내부의 하드웨어 및 소프트웨어 구조가 복잡해지고 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
특허문헌 1: 한국공개특허공보 제10-2011-0131411호(공개일: 2011.12.7.)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 보다 단순한 구조를 가지면서도 신뢰성 있는 고장 진단이 가능한 고장 진단 장치와 이를 구비하는 차량용 휠베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링에 장착되어 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장 진단 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치는 휠베어링의 작동 상태를 검출하는 검출부와, 검출부에서 검출된 신호 정보를 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 검출부는 휠베어링의 가속도 정보를 수집하는 가속도 센서를 포함하고, 진단부는 가속도 센서로부터 수집된 가속도 신호 정보를 주파수 분석해 휠베어링의 이상 작동 여부를 진단하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부의 진단은 가속도 센서로부터 수집된 가속도 신호 정보와 이러한 가속도 신호 정보로부터 산출된 속도 정보에 기초해 수행되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는데 이용되는 속도 정보는 가속도 센서에서 수집된 가속도 신호 정보를 제곱 평균 제곱근(RMS; root mean square) 처리한 다음, RMS 피크값을 갖는 주파수를 휠베어링의 회전 주파수로 간주해 산출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부는 검출부로부터의 신호에 기초해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 제어부를 포함할 수 있으며, 제어부는 검출부로부터 전달된 신호를 필터링하는 필터링부와 필터링부에서 필터링된 신호를 전달받아 주파수 분석을 수행하는 신호분석부와 신호분석부의 분석 결과를 기초로 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장진단부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터링부는 대역 통과 필터를 통해 가속도 센서로부터 전달된 신호를 필터링하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센서는 휠베어링의 외륜에 장착되어 이용되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 검출부에는 휠베어링 내부의 온도를 측정하는 온도 센서가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단부는 가속도 센서로부터 수집된 가속도 신호 정보와 온도 센서로부터 수집된 온도 정보를 함께 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 차량용 휠베어링이 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링은 전술한 고장 진단 장치를 구비하도록 구성될 수 있다.
이 외에도, 본 발명에 따른 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 차량용 휠베어링에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 차량용 휠베어링은 휠베어링의 외륜 등에 장착된 가속도 센서로부터의 가속도 신호 정보(진동 신호 정보)만을 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동을 진단할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 휠베어링 및 차량 내부에 회전속도 센서와 가속도 센서를 연동시키기 위한 복잡한 배선 작업 등이 요구되지 않아 휠베어링 및 차량의 구조가 보다 단순해질 수 있고 제조 비용이 감소될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링은 고장 진단을 위해 회전속도 센서와 가속도 센서를 서로 연동시킬 필요가 없기 때문에 가속도 센서를 회전속도 센서의 위치에 무관하게 임의의 위치에 형성할 수 있고, 이로 인해 휠베어링의 설계 자유도가 크게 증가될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링에 적용될 수 있는 고장 진단 장치의 검출부 구조를 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링에 적용될 수 있는 고장 진단 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 블록도를 예시적으로 도시한다.
도 5는 회전 주파수 대역에서 정상 베어링과 결함 베어링의 주파수 스펙트럼을 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링에 적용될 수 있는 고장 진단 장치의 작동 프로세스를 예시적으로 도시한다.
<부호의 설명>
10: 차량용 휠베어링
20: 휠허브
30: 외륜
40: 내륜
50: 전동체
60: 고장 진단 장치
70: 검출부
72: 가속도 센서
74: 온도 센서
80: 진단부
82: 제1 입출력부
84: 제어부
86: 메모리부
88: 제2 입출력부
90: 차량의 ECU
92: 표시부
94: 구동부
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.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 휠베어링
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 차량용 휠베어링이 예시적으로 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)은 통상의 휠베어링 장치와 유사하게 형성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)은 휠허브(20; 회전요소), 내륜(30), 외륜(40; 비회전요소), 전동체(50) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(20)는 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형 형상의 구조로 형성될 수 있으며, 휠허브(20)의 차륜측 단부 부근에는 허브 플랜지가 구비될 수 있다. 허브 플랜지는 휠허브(20)의 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 연장된 형상으로 형성되어, 허브 볼트 등을 이용해 차륜을 휠허브(20)에 장착하는데 이용될 수 있다. 한편, 휠허브(20)의 차체측 단부에는 단차부가 형성되어 내륜(30)을 장착하도록 구성될 수 있으며, 휠허브(20)의 외주면 일부에는 궤도면(내측 궤도면)이 형성되어 전동체(50)를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다. 다만, 도면에 도시된 실시예의 경우에는 휠허브의 외주면 일부에 전동체를 지지하기 위한 일측 궤도면이 직접 형성되도록 구성되어 있으나, 이와 달리 휠허브에 2개의 내륜을 장착해 2개의 내륜을 통해 전동체의 궤도면(내측 궤도면)이 형성되도록 구성되는 등 다른 구조로 형성되어도 무방하다.
내륜(30)은 휠허브(20)의 일측에 압입되어 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 내륜(30)은 휠허브(20)의 차체측 단부에 형성된 단차부에 압입된 상태에서 휠허브(20)의 단부를 도 2에 도시된 바와 같이 소성변형시키거나 휠허브(20)의 차체측 단부에 너트 등을 체결해 휠허브(20)에 안착되어 유지되도록 구성될 수 있다. 또한, 내륜(30)의 외주면에는 전동체(50)가 접촉하는 궤도면(내측 궤도면)이 구비되어 전동체를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
외륜(40)은 외주면에 휠베어링(10)을 차체에 장착하기 위한 장착 플랜지를 구비하고, 내주면에 전동체(50)가 접촉하는 궤도면(외측 궤도면)을 구비하도록 구성될 수 있다. 외륜(40)의 내주면에 형성된 궤도면(외측 궤도면)은 휠허브(20) 및/또는 내륜(30)에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 협력해 궤도면 사이에 구름요소인 전동체(50)를 수용하여 지지하도록 구성될 수 있다.
전동체(50)는 휠허브(20) 및/또는 내륜(30)에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 외륜(40)에 형성된 궤도면(외측 궤도면) 사이에 배치되어, 차륜이 장착되는 휠허브(20)를 차체에 고정되는 외륜(40)에 대해 회전 가능하게 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)은 휠베어링의 고장 또는 이상 작동을 진단할 수 있는 고장 진단 장치(60)가 더 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)의 고장 진단 장치(60)는 도 4에 도시된 바와 같이 휠베어링의 작동 상태를 검출하는 검출부(70)와 검출부에서 검출된 신호 정보를 기초로 휠베어링의 작동 상태를 진단하는 진단부(80)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 검출부(70)에는 휠베어링의 진동 상태를 검출하는 가속도 센서(72)가 구비될 수 있다. 예컨대, 가속도 센서(72)는 휠베어링(10)의 외륜(40) 등에 장착되어 휠베어링(10)의 진동 상태를 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 가속도 센서(72)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 중 어느 하나도 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)에서 고장 진단 장치(60)는 지면에 수직한 방향(예컨대, z 방향)의 진동 정보만 이용해 휠베어링의 고장을 진단할 수 있으나, 2축 또는 3축 가속도 센서를 이용하게 되면 휠베어링의 고장뿐만 아니라 구동축(CVJ) 또는 휠 얼라이먼트의 이상을 진단하거나, 브레이크 져더나 휠 발란스 이상을 진단하는 등의 추가 진단을 수행할 수 있어 보다 유리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고장 진단 장치(60)의 검출부(70)에는 온도 센서(74) 등의 검출 장치가 추가로 구비될 수 있다. 온도 센서(74)를 이용하면 휠베어링 내부의 온도 변화를 통해 휠베어링의 고장 또는 이상을 진단할 수 있기 때문에, 가속도 센서로부터의 검출 정보를 통해서는 파악이 어려운 이물질 유입이나 윤활유(그리스)의 누출 등에 의한 휠베어링의 고장 진단을 수행할 수 있어 고장 진단 장치의 진단 기능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고장 진단 장치(60)의 진단부(80)는 검출부(70)를 통해 획득된 신호 정보를 전달받아 휠베어링 등의 작동 상태를 진단하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 진단부(80)는 검출부(70)로부터의 검출 신호를 전달받는 제1 입출력부(82), 제1 입출력부(82)로부터 전달된 신호 정보(예컨대, 가속도 신호 정보)를 이용해 휠베어링 등의 작동 상태를 진단하는 제어부(84), 기준 데이터를 저장하고 있거나 진단/분석 결과 등을 저장할 수 있는 메모리부(86), 제어부(84)로부터의 진단 결과를 출력하는 제2 입출력부(88) 등을 포함할 수 있다.
한편, 진단부(80)에 구비되는 제어부(84)는 입력된 신호를 필터링하는 필터링부, 필터링부에서 필터링된 신호를 전달받아 분석을 수행하는 신호분석부, 신호분석부의 분석 결과를 기초로 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장진단부 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터링부는 검출부(70)에서 검출된 신호(예컨대, 가속도 신호)를 필터링하여 노이즈를 제거하는 기능을 수행하며, 특정 주파수의 신호만 통과시키는 대역 통과 필터 등으로 구현될 수 있다. 다음으로, 신호분석부는 필터링부를 통과한 신호를 분석하는 기능을 수행하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)에서는 가속도 센서(72)로부터의 가속도 신호를 주파수 분석(FFT 분석)해 신호분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 한편, 고장진단부는 신호분석부에서 처리된 분석 결과를 이용해 휠베어링의 이상 작동 여부를 진단하고 판단하는 기능을 수행할 수 있다.
진단부(80)에서 작동 상태를 진단한 결과 휠베어링에 고장 또는 이상 작동이 있는 것으로 진단되면, 이러한 진단 결과는 차량의 ECU(90; Electronic Control Unit) 등으로 전달되어 저장되거나 경고음이나 디스플레이 등의 표시부(92)를 통해 사용자에게 이상 여부를 표시하거나 구동부(94)로 전달되어 차량의 샤시 부품을 제어하는데 이용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)은 가속도 센서(72)에서 검출된 가속도 신호 정보를 기초로 차량의 현재 속도를 산출한 다음, 검출된 가속도 신호 정보와 이로부터 산출된 속도 정보를 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동을 진단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 결함 주파수는 차량의 속도에 따라 달라지기 때문에 휠베어링 등의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하기 위해서는 가속도 센서(72)로부터의 가속도 신호 정보(진동 정보) 뿐만 아니라 속도 정보가 함께 요구된다.
예컨대, 내륜, 외륜 및 전동체의 결함 주파수는 아래와 같은 공식을 통해 산출될 수 있다.
내륜:
Figure PCTKR2019009497-appb-I000001
외륜:
Figure PCTKR2019009497-appb-I000002
전동체:
Figure PCTKR2019009497-appb-I000003
[
Figure PCTKR2019009497-appb-I000004
는 내륜의 결함 주파수,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000005
는 외륜의 결함 주파수,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000006
는 전동체의 결함 주파수,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000007
은 축의 회전 주파수,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000008
는 전동체의 수,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000009
는 전동체의 직경,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000010
는 전동체의 피치원 직경,
Figure PCTKR2019009497-appb-I000011
는 전동체의 접촉각을 의미함]
이와 관련해, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 차량용 휠베어링은 종래의 고장 진단 장치와 달리 별도의 회전속도 센서로부터 속도 정보를 전달받지 않고 가속도 센서로부터의 가속도 신호 정보로부터 속도 정보를 추출한 다음 이를 이용해 휠베어링 등의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하도록 구성될 수 있다.
차량의 운행시에는 휠베어링에 회전에 따른 고유의 회전 주파수가 발생하게 되는데, 이러한 회전 주파수에서 차량의 가속도 신호는 큰 진폭값을 나타내게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치는 가속도 센서(72)를 통해 검출된 가속도 신호의 제곱 평균 제곱근(RMS: root meean square)을 계산한 다음 이로부터 RMS 피크값을 갖는 주파수를 추출해 이를 회전 주파수로 간주하여 현재 속도를 인지하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치는 가속도 센서를 통해 시간별로 진폭을 측정한 다음, 측정된 시간별 진폭을 주파수 변환(FFT 변환)해 Hz 단위로 추출하고, 추출된 데이터로부터 RMS 피크값을 갖는 주파수를 검색해 이를 역산하여 차륜의 rpm을 계산하고(차륜의 rpm=회전 주파수*60), 계산된 rpm을 역산하여 차량의 속도를 산출(차량속도=rpm*2π*타이어 동반경*60/1000000)하는 방식으로 측정된 가속도 정보로부터 속도를 산출해 낼 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)은 가속도 센서(72)로부터의 가속도 신호 정보를 기초로 차량의 속도를 산출해 휠베어링의 고장 진단을 수행하도록 구성되어 있기 때문에 회전속도 센서 등으로부터 차량의 속도 정보를 별도로 수신 받지 않아도 휠베어링 등의 작동 상태를 진단할 수 있게 된다.
따라서, 종래의 고장 진단 기능을 구비한 휠베어링과 달리 복잡한 배선 작업 등을 수행하지 않고 간단하게 휠베어링에 고장 진단 장치를 구현하는 것이 가능해지게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)은 가속도 센서 만으로 고장 진단 장치의 구현이 가능하기 때문에 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 차체에 고정되는 외륜의 외부 표면 등과 같은 임의의 위치에 가속도 센서를 장착해 고장 진단 장치를 구현할 수 있고, 이로 인해 고장 진단 장치의 장착이 용이하고 고장 진단 장치 및 이를 구비하는 차량용 휠베어링의 설계 자유도가 크게 향상될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 휠베어링(10)의 고장 진단 장치(60)에서 고장을 진단하는 프로세스는 다음과 같이 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량용 휠베어링의 고장 진단 장치(60)의 고장 진단 방법은, 고장 진단 장치(60)의 가속도 센서(72)로부터 가속도 신호 정보(진동 상태 정보)를 수집하는 단계와, 수집된 가속도 신호 정보로부터 차량의 현재 속도를 산출하는 단계와, 가속도 센서(72)로부터 수집된 가속도 신호 정보를 주파수 분석(FFT 분석)해 휠베어링의 이상 작동 여부를 감지하는 고장 진단 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 고장 진단 단계에서의 주파수 분석은 가속도 센서(72)로부터의 가속도 신호 정보와 이로부터 산출된 속도 정보를 기초로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센서(72)에서 수집된 가속도 신호 정보로부터 속도 정보를 산출하는 방법은 전술한 바와 같이 가속도 센서(72)에서 검출된 가속도 신호 정보를 차량의 실용 영역(예컨대, 0~250km/h)에서 RMS 처리한 다음, RMS 진폭이 피크가 되는 주파수를 회전 주파수로 간주해 현재 속도를 인지하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 진단 장치의 작동 프로세스는 도 6에 도시된 바와 같이 아래와 같은 방식으로 구성될 수 있다.
먼저, 고장 진단 장치(60)의 검출부(70)에 구비된 가속도 센서(72)를 통해 가속도 신호 정보가 수집될 수 있다(S100). 수집된 가속도 신호 정보가 수집되면, 수집된 신호 정보로부터 차량이 소정의 주행조건을 만족하는지 여부를 판단하고(S200), 주행조건이 소정의 요건을 만족하지 않는 경우에는 가속도 신호 수집 단계로 다시 복귀하고 소정의 요건을 만족하는 경우에는 후속 단계를 진행하도록 구성될 수 있다. 이 때, 주행조건 판단 기준은 차량 및 고장 진단 장치의 설계 요건에 따라 통상의 기술자가 적절히 선택하여 설정할 수 있다.
주행조건 판단 결과 차량이 미리 설정된 적절한 주행상태에 있다고 판단되면 수집된 가속도 신호 정보를 필터링한 다음(S300), 필터링된 신호를 주파수 처리해 RMS 피크값을 추출하게 된다(S400). 이 때, 신호 필터링은 0~40Hz 영역의 주파수(0~250km/h 속도 구간에서의 회전 주파수 영역)만 통과시키는 Low pass filter 등으로 구현될 수 있다.
RMS 피크값이 추출되면, 회전 주파수의 편차를 비교해 편차가 소정의 범위(예컨대, 10% 이내의 범위) 내에 있는지를 확인하고(S500), 편차가 소정의 범위 내에 있으면 RMS 피크값을 기초로 차량의 속도를 산출하고(S600), 산출된 속도가 소정의 진단조건을 만족하면(S700) 이를 기초로 휠베어링의 고장 진단을 수행(S800)하도록 구성될 수 있다. 이 때, 회전속도 산출은 전술한 바와 같이 RMS 진폭이 피크가 되는 주파수를 회전 주파수로 간주해 차량의 회전속도를 역산하는 방식으로 수행될 수 있으며, 고장 진단은 검출된 신호와 미리 설정된 기준 신호 사이를 서로 비교해 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고장 진단은 고장 진단 단계(S800) 이전에 온도 센서(74)로부터 온도 정보를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있고, 고장 진단 단계에서 온도 센서(74)로부터의 온도 정보를 함께 고려해 고장 진단을 수행하도록 구성될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면을 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐이며, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 휠베어링에 장착되어 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장 진단 장치(60)이며,
    휠베어링의 작동 상태를 검출하는 검출부(70)와,
    상기 검출부(70)에서 검출된 신호 정보를 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 진단부(80)를 포함하고,
    상기 검출부(70)는 휠베어링의 가속도 정보를 수집하는 가속도 센서(72)를 포함하고,
    상기 진단부(80)는 가속도 센서(72)로부터 수집된 가속도 신호 정보를 주파수 분석해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하도록 구성되고,
    상기 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부의 진단은 가속도 센서(72)로부터 수집된 가속도 신호 정보와 이러한 가속도 신호 정보로부터 산출된 속도 정보에 기초해 수행되는,
    고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는데 이용되는 속도 정보는 가속도 센서(72)에서 수집된 가속도 신호 정보를 제곱 평균 제곱근(RMS; root mean square) 처리한 다음, RMS 피크값을 갖는 주파수를 휠베어링의 회전 주파수로 간주해 산출되는,
    고장 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 진단부(80)는 상기 검출부(70)로부터의 신호에 기초해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 제어부(84)를 포함하고,
    상기 제어부(84)는 상기 검출부(70)로부터 전달된 신호를 필터링하는 필터링부와, 상기 필터링부에서 필터링된 신호를 전달받아 주파수 분석을 수행하는 신호분석부와, 신호분석부의 분석 결과를 기초로 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하는 고장진단부를 포함하는,
    고장 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터링부는 대역 통과 필터를 통해 가속도 센서로부터 전달된 신호를 필터링하는,
    고장 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가속도 센서(72)는 휠베어링의 외륜에 장착되어 이용되는,
    고장 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 검출부(70)에는 휠베어링 내부의 온도를 측정하는 온도 센서(74)가 더 구비되는,
    고장 진단 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진단부(80)는 가속도 센서(72)로부터 수집된 가속도 신호 정보와 온도 센서(74)로부터 수집된 온도 정보를 함께 이용해 휠베어링의 고장 또는 이상 작동 여부를 진단하도록 구성되는,
    고장 진단 장치.
  8. 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 차량용 휠베어링(10)이며,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고장 진단 장치를 구비하는,
    차량용 휠베어링.
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