KR100910641B1

KR100910641B1 - 조향각 센서의 중심 재설정방법

Info

Publication number: KR100910641B1
Application number: KR1020040054118A
Authority: KR
Inventors: 김종욱
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2009-08-05
Also published as: KR20060005223A

Abstract

본 발명은 조향각센서의 중심 보정방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 초기 조향각 중심과 저전압인가시의 조향각 중심이 달라지더라도 조향각 중심을 올바르게 재설정할 수 있어 조향각센서의 신뢰성을 향상시킨다.

이를 위해 본 발명은 소정의 조향각 중심판단조건을 미리 설정하고, 조향각 중심판단이 필요한 경우, 제1포토커플러의 펄스신호, 제2포토커플러의 펄스신호, 제3포토커플러의 펄스신호를 읽어 들이고, 읽어 들인 펄스신호들이 조향각 중심판단조건을 만족하는지를 판단하고, 조향각 중심판단조건에 만족하는지 여부에 따라 조향각 중심을 재설정한다.

Description

조향각 센서의 중심 재설정방법{Center position resetting method for steering angle sensor}

도 1은 종래 조향각센서의 조향각 중심 설정을 설명하기 위한 펄스 파형도이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 조향각센서의 사시도이다.

도 3은 조향각센서에 정상전압이 인가된 경우의 펄스 파형도이다.

도 4는 조향각센서에 저전압이 인가된 경우의 펄스 파형도이다.

도 5는 본 발명에 따른 조향각센서의 조향각 중심을 설정하는 방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 회전축 11 : 회전원판

11a: 각도검출용 슬릿 11b: 중점검출용 슬릿

12 : 제1포토커플러 13 : 제2포토커플러

14 : 제3포토커플러 20 : 제어부

본 발명은 차량 핸들의 조향각을 검출하는 상대 조향각 센서의 조향각 중심 재설정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 상대 조향각 센서는 핸들의 조작과 연동하여 회전하는 회전원판를 포함한다. 이 회전원판에는 외주연과 인접되는 표면에 외주연을 따라 등 간격으로 형성된 다수의 각도검출용 슬릿과, 이 슬릿이 이루는 외주연 내측에는 중심검출용 슬릿이 형성된다. 이 각도검출용 슬릿에는 이 슬릿들의 통과 위치에 수광부와 발광부를 갖는 2개의 포토커플러가 각각 인접 배치되고, 중심검출용 슬릿에는 1개의 포토커플러가 인접 배치된다.

도 1과 같이, 각도검출용 슬릿에 마련된 2개의 포토커플러에서 출력되는 펄스신호 ST1과 ST2는 서로 소정각도의 위상차를 갖는다. 이때, STN은 각도검출용 슬릿에 마련된 포토커플러에서 출력되는 펄스신호이다. STN의 경우 -180도에서 180 범위 내에서 조향각 중심(0도)을 갖으며, 조향각 중심을 찾기 위해서 사용되는 펄스신호이다.

조향각 중심은 일예로, ST1이 에지 발생할 때, ST2 및 STN이 로우(L)인 위치(P1) 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이고, STN이 로우(L)인 위치(P2)로 설정되며, 각각의 포토커플러와 전기적으로 연결된 제어부는 ST1과 ST2의 에지(상승에지 또는 하강에지)를 인식할 때마다 조향각 중심(P1)을 기준으로 각도를 센서의 분해능(Resolution)만큼 회전방향에 따라 증감시켜서 조향각을 산출한다.

상대 조향각센서는 배터리 또는 별도의 전원공급 장치에 의해서 구동전압을 직접 인가받고 있으며, 적절한 전압의 공급에 의해 정상 동작되도록 구성되어 있다.

그러나, 조향각센서에 센서의 보증전압보다 낮은 저전압이 인가되면, 각각의 포토커플러에서 펄스파형들(ST1, ST2, STN)이 정상적으로 출력되지 않아 서로 간에 정해진 위상차를 갖지 않게 된다. 이로 인해, 초기 설정된 조향각 중심과 저전압 인가시의 조향각 중심이 달라질 수 있다. 즉, 초기 설정된 조향각 중심은 ST1이 에지 발생할 때, ST2 및 STN이 로우(L)인 위치(P1) 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이고, STN이 로우(L)인 위치(P2)이지만, 저전압이 인가되면 조향각 중심은 ST1이 에지 발생할 때, ST2 또는/및 STN이 하이(H)인 위치 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이거나, STN이 하이인 위치일 수 있다.

따라서, 이러한 조향각 중심의 변화로 인해 조향각 산출을 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 초기 조향각 중심과 저전압인가시의 조향각 중심이 달라지더라도 조향각 중심을 올바르게 재설정할 수 있는 조향각센서의 중심 재설정방법을 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조향각센서의 중심 재설정방법은 차량용 핸들에 연동하여 회전하는 회전원판과, 상기 회전원판의 외주부에 그 회전중심과 동심상에 배열되도록 형성된 복수 개의 슬릿, 상기 회전원판에 상기 복수 개의 슬릿과 별도로 형성된 중심검출용 슬릿과, 상기 복수 개의 슬릿 중 두 개의 슬 릿에 마련된 제1포토커플러와 제2포토커플러와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3포토커플러를 구비하고, 상기 제1포토커플러, 제2포토커플러, 제3포토커플러로부터 출력된 펄스신호에 근거하여 상기 핸들의 중심을 설정하는 조향각 센서의 중심재설정방법에 있어서, 상기 제1포토커플러의 펄스신호가 에지 발생할 때, 상기 제2포토커플러의 펄스신호 및 상기 제3포토커플러의 펄스신호가 로우인 제1위치 또는 상기 제2포토커플러의 펄스신호가 에지 발생할 때, 상기 제1포토커플러의 펄스신호는 하이이고, 상기 제3포토커플러의 펄스신호가 로우인 제2위치를 조향각 중심으로 판단하는 조향각 중심판단조건을 미리 설정하고, 상기 조향각 중심판단이 필요한 경우, 상기 제1포토커플러의 펄스신호, 상기 제2포토커플러의 펄스신호, 상기 제3포토커플러의 펄스신호를 읽어 들이고, 상기 읽어 들인 펄스신호들이 상기 조향각 중심판단조건을 만족하는지를 판단하고, 상기 조향각 중심판단조건에 만족하는지 여부에 따라 상기 조향각 중심을 재설정하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 적용되는 조향각센서는 도 2와 같이, 핸들과 연동된 회전축(10)에 회동가능하게 마련되는 회전원판(11), 이 회전원판(11)에 마련되어 핸들의 회전각도와 회전방향을 검출할 수 있도록 마련된 제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13), 그리고 이 회전원판(11)에 마련되어 핸들의 중심을 검출할 수 있도록 마련된 제3포토커플러(14)를 포함한다.

회전원판(11)에는 외주연과 인접되는 표면에 외주연을 따라 등간격으로 형성 된 다수의 각도검출용 슬릿(11a)이 마련되고, 이 각도검출용 슬릿(11a)이 이루는 외주연 내측에는 핸들의 중심을 검출할 수 있도록 중심검출용 슬릿(11b)이 마련된다. 이 각도검출용 슬릿(11a)은 둘레 방향의 폭이 각각 같은 사이즈에 형성되고, 등 간격으로 일정한 피치각이 형성되어 있다. 한편, 중심검출용 슬릿(11b)은 각도검출용 슬릿(11a)보다 둘레방향의 폭이 더 넓게 형성되어 있다.

제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13)는 각도검출용 슬릿(11a)의 상부와 하부에 상호간에 서로 이격된 채로 설치되고, 제3포토커플러는 중심검출용 슬릿(11b)의 상부와 하부에 설치된다.

제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13)는 발광소자와 수광소자로 이루어지며, 발광소자와 수광소자사이의 공간에 각도검출용 슬릿(11a)이 위치되도록 각각 설치된다. 발광소자와 수광소자사이의 대향위치에 슬릿(11a)이 존재할 때에는 발광소자에서 방출된 빛이 슬릿(11a)을 투과하여 수광소자에 수광된다. 이러한 경우, 하이 레벨(H) "H" 의 펄스신호를 출력한다. 반면에, 발광소자와 수광소자사이의 대향위치에 슬릿(11a)이 존재하지 않을 때에는 발광소자에서 방출된 빛은 수광소자에 수광되지 못한다. 이러한 경우, 로우 레벨(L) "L"의 펄스신호를 출력하도록 구성된다.

제3포토커플러(14)도 발광소자와 수광소자로 이루어지며, 발광소자와 수광소자사이의 공간에 중심검출용 슬릿(11b)이 위치되도록 각각 설치되며, 제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13)와는 반대로, 발광소자와 수광소자사이의 대향위치에 중심검출용 슬릿(11b)이 존재할 때에는 로우 레벨(L) "L"의 펄스신호를 출력하고, 슬릿(11b)이 존재하지 않을 때에는 하이 레벨(H) "H"의 펄스신호를 출력하도록 구성된다.

이러한 제1포토커플러(11), 제2포토커플러(12), 제3포토커플러(13)의 펄스신호들은 조향각센서와 전기적으로 연결된 제어부(20)로 전송되고, 제어부(20)는 이 펄스신호들에 기초하여 핸들의 회전각도와 회전방향, 그리고, 조향각 중심을 인식한다.

핸들의 회전축(51)이 회전되면, 회전원판(11)이 회전을 하게 되고, 제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13)가 각도검출용 슬릿(11a)을 감지하면서 핸들의 회전각도와 회전방향을 인식할 수 있게 된다. 즉, 회전원판(11)의 각도검출용 슬릿(11a)이 발광소자와 수광소자의 사이에 위치되면 발광소자에서 나오는 빛이 각도검출용 슬릿(11a)을 관통하여 수광소자로 들어가게 되고, 각도검출용 슬릿(11a)이 형성되지 않은 회전원판 면이 발광소자와 수광소자 사이에 위치되면 빛이 통과하지 못하게 되기 때문에 제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13)는 회전원판(11)의 회전위치에 따라 서로 다른 펄스신호를 출력하게 된다.

따라서, 제어부(20)는 제1포토커플러(12)와 제2포토커플러(13)에서 출력되는 펄스신호를 근거로 하여 핸들의 회전각도와 회전방향을 인식하게 된다.

한편, 회전원판(11)이 회전을 하게 되면, 제3포토커플러(14)가 중심검출용 슬릿(11b)이 감지하면서 핸들의 중심을 인식할 수 있게 된다. 즉, 회전원판(11)의 중심검출용 슬릿(11b)이 발광소자와 수광소자의 사이에 위치되면 발광소자에서 나오는 빛이 중심검출용 슬릿(11b)을 관통하여 수광소자로 들어가게 되고, 중심검출 용 슬릿(11b)이 형성되지 않은 회전원판 면이 발광소자와 수광소자 사이에 위치되면 빛이 통과하지 못하기 때문에 제3포토커플러(14)는 회전원판(11)의 회전위치에 따라 서로 다른 펄스신호를 출력하게 된다.

따라서, 제어부(20)는 제1포토커플러(12), 제2포토커플러(13), 제3포토커플러(14)에서 출력되는 펄스신호를 근거로 하여 핸들의 중심을 재설정하게 된다.

이하에서는 제1포토커플러(12), 제2포토커플러(13), 제3포토커플러(14)에서 출력되는 펄스신호를 근거로 하여 핸들의 중심을 재설정하는 것을 도 3과 도 4를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 3은 조향각센서에 정상전압이 인가된 경우의 펄스 파형도이고, 도 4는 조향각센서에 저전압이 인가된 경우의 펄스 파형도이다.

도 3, 4의 ST1, ST2, STN은 조향각센서의 출력신호들이며, ST1은 제1포토커플러(11)의 펄스신호이고, ST2는 제2포토커플러(12)의 펄스신호이고, STN은 제3포토커플러(13)의 펄스신호이다. 도 3, 4와 같이 핸들을 좌회전시키는 경우 ST1은 ST2의 위상보다 소정각도 뒤진 위상을 갖는다. 핸들을 우회전시키는 경우 ST1은 ST2의 위상보다 소정각도 앞선 위상을 갖는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 조향각센서에 센서의 보증전압이 인가된 경우에는 각각의 포토커플러에서 펄스파형들(ST1, ST2, STN)이 서로 간에 정해진 위상차를 가지므로 조향각 중심이 ST1이 에지 발생할 때, ST2 및 STN이 로우인 위치(P1) 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이고, STN이 로우인 위치(P2)이다.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 조향각센서에 센서의 보증전압보다 낮은 저전압이 인가된 경우에는 각각의 포토커플러에서 펄스파형들(ST1, ST2, STN)이 정상적으로 출력되지 않으므로 서로 간에 정해진 위상차를 갖지 않게 된다. 이로 인해, 초기 설정된 조향각 중심은 ST1이 에지 발생할 때, ST2 및 STN이 로우(L)인 위치(P1)인 경우에는 저전압이 인가되면, ST1이 에지 발생할 때, ST2 또는/및 STN이 하이(H)인 위치(P1')로 오판될 수 있고, 초기 설정된 조향각 중심이 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이고, STN이 로우(L)인 위치(P2)인 경우에는 저전압이 인가되면, ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이거나, STN이 하이인 위치(P2')로 오판될 수 있다.

도 5를 참조하여 좀더 상세히 살펴보면, 먼저, 단계 S100에서 제어부(20)는 ST1이 에지 발생할 때, ST2 및 STN이 로우인 위치(P1) 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이고, STN이 로우인 위치(P2)를 조향각 중심으로 판단하는 조향각 중심판단조건을 미리 설정한다.

단계S101에서 제어부(20)는 조향각중심 판단이 필요한가를 판단한다.

단계S101에서의 판단결과 조향각중심 판단이 필요한 것으로 판단되면, 제어부(20)는 S102로 진행하여 ST1, ST2, STN의 펄스신호를 읽어 들인다.

그리고, S103에서 제어부(20)는 읽어 들인 ST1, ST2, STN의 펄스신호가 조향각중심 판단조건을 만족하는지를 판단한다.

단계 S103에서의 판단결과, 도 3과 같이, 조향각 중심이 ST1이 에지 발생할 때, ST2 및 STN이 로우인 위치(P1) 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이고, STN이 로우인 위치(P2)이어서 조향각중심 판단조건을 만족하는 것으로 판단되면, S104에서 제어부(20)는 현재의 조향각 중심을 그대로 유지시킨다.

한편, 단계 S103에서의 판단결과, 도 4와 같이, 조향각 중심이 저전압이 인가된 경우와 같이, ST1이 에지 발생할 때, ST2 또는/및 STN이 하이(H)인 위치(P1') 또는 ST2가 에지 발생할 때, ST1이 하이이거나, STN이 하이인 위치(P2')이어서 조향각중심 판단조건을 만족하지 않는 것으로, 판단되면, S105에서 제어부(20)는 현재의 조향각 중심을 조향각 중심판단조건을 만족하는 위치로 재설정한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 초기 조향각 중심과 저전압인가시의 조향각 중심이 달라지더라도 조향각 중심을 올바르게 재설정할 수 있어 조향각센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims

차량용 핸들에 연동하여 회전하는 회전원판과, 상기 회전원판의 외주부에 그 회전중심과 동심상에 배열되도록 형성된 복수 개의 슬릿, 상기 회전원판에 상기 복수 개의 슬릿과 별도로 형성된 중심검출용 슬릿과, 상기 복수 개의 슬릿 중 두 개의 슬릿에 마련된 제1포토커플러와 제2포토커플러와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3포토커플러를 구비하고, 상기 제1포토커플러, 제2포토커플러, 제3포토커플러로부터 출력된 펄스신호에 근거하여 상기 핸들의 중심을 설정하는 조향각 센서의 중심재설정방법에 있어서,

상기 제1포토커플러의 펄스신호가 에지 발생할 때, 상기 제2포토커플러의 펄스신호 및 상기 제3포토커플러의 펄스신호가 로우인 제1위치 또는 상기 제2포토커플러의 펄스신호가 에지 발생할 때, 상기 제1포토커플러의 펄스신호는 하이이고, 상기 제3포토커플러의 펄스신호가 로우인 제2위치를 조향각 중심으로 판단하는 조향각 중심판단조건을 미리 설정하고,

상기 조향각 중심판단이 필요한 경우, 상기 제1포토커플러의 펄스신호, 상기 제2포토커플러의 펄스신호, 상기 제3포토커플러의 펄스신호를 읽어 들이고,

상기 읽어 들인 펄스신호들이 상기 조향각 중심판단조건을 만족하는지를 판단하고,

상기 조향각 중심판단조건에 만족하는지 여부에 따라 상기 조향각 중심을 재설정하는 것을 특징으로 하는 조향각센서의 중심 재설정방법.
제1항에 있어서, 상기 조향각 중심판단조건을 만족하면, 현재의 조향각 중심을 계속 유지하고, 상기 조향각 중심판단조건을 만족하지 않으면, 현재의 조향각 중심을 상기 조향각 중심판단조건을 만족하는 위치로 재설정하는 것을 특징으로 하는 조향각센서의 중심 재설정방법.