KR101006915B1 - 조향각 센서의 에러검출장치 - Google Patents

조향각 센서의 에러검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조향각센서의 에러 검출방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 조향각센서의 에러여부를 센서 자체의 펄스신호들 간의 특성을 이용하여 효과적으로 검출함으로써 센서의 에러여부를 보다 신속하게 검출할 수 있어 차량의 주행안정성을 향상시킨다.
이를 위해 본 발명은 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 제1센서부와 제2센서부와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3센서부를 구비하고, 상기 제1센서부, 제2센서부 및 제3센서부로부터 출력된 펄스신호 ST1, ST2, STN에 근거하여 상기 조향각센서의 에러를 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 에러검출장치에 있어서, 상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST2가 로우, STN이 하이인 구간 내에서 ST1의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측으로 회전하는 경우, ST2가 로우, STN이 로우가 발생한 후 ST1의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST1의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST1의 에러로 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

조향각 센서의 에러검출장치{Failure detecting device for steering angle sensor}
도 1은 본 발명에 적용되는 조향각센서의 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1센서부의 에러를 검출하는 것을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 도 1의 제2센서부의 에러를 검출하는 것을 설명하기 위한 파형도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
10 : 회전축 11 : 회전원판
11a: 슬릿 11b: 중심점 검출용 슬릿
12 : 제1센서부 13 : 제2센서부
14 : 제3센서부 20 : 제어부
본 발명은 조향각 센서의 에러검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 등에 마련된 핸들의 회전각도, 회전방향, 그리고 중심점를 검출하는 조향각센서 의 에러검출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 핸들의 회전각도와 회전방향을 검출할 수 있도록 핸들의 조작과 연동하여 회전하는 회전원판에 등각도 간격으로 여러 개의 슬릿이 마련된다. 조향각센서는 이 슬릿의 통과 위치에 인접 배치되어 핸들 조작시에 동일 파형으로 위상이 서로 다른 펄스신호를 출력하는 2개의 포토 인터럽터를 이용하여 빛이 슬릿에 통과하는지 여부와 그 횟수를 카운트하여 핸들의 회전각도와 회전방향을 검출한다.
또한, 핸들은 좌우로 2 내지 3회전하기 때문에 핸들의 중심점를 검출하기 위해서 회전원판에는 중심점 위치검출용 슬릿이 마련된다. 조향각센서는 이 슬릿의 통과위치에 인접 배치되어 핸들 조작시에 펄스신호를 출력하는 제3의 포토 인터럽터를 이용하여 빛이 슬릿에 통과하는지 여부를 검출하여 핸들의 중심점를 검출한다.
그러나, 조향각센서에서 출력되는 3개의 펄스신호 중 어느 하나라도 고장이 나서 펄스가 발생하지 않으면 잘못된 조향각 정보로 인해 결국 차량이 안정적으로 주행되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 조향각센서의 에러여부를 센서 자체의 펄스신호들 간의 특성을 이용하여 효과적으로 검출함으로써 센서의 에러여부를 보다 신속하게 검출할 수 있어 차량의 주행안정성을 향상시킬 수 있는 조향각센서의 에러 검출방법을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조향각센서의 에러검출장치는 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 제1센서부와 제2센서부와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3센서부를 구비하고, 상기 제1센서부, 제2센서부 및 제3센서부로부터 출력된 펄스신호 ST1, ST2, STN에 근거하여 상기 조향각센서의 에러를 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 에러검출장치에 있어서, 상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST2가 로우, STN이 하이인 구간 내에서 ST1의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측으로 회전하는 경우, ST2가 로우, STN이 로우가 발생한 후 ST1의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST1의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST1의 에러로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST1가 하이, STN이 하이인 구간 내에서 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측으로 회전하는 경우, ST1이 하이, STN이 로우가 발생한 후 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST2의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST2의 에러로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 조향각 센서의 에러검출장치는 차량용 핸들에 연동하 여 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 제1센서부와 제2센서부와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3센서부를 구비하고, 상기 제1센서부, 제2센서부 및 제3센서부로부터 출력된 펄스신호 ST1, ST2, STN에 근거하여 상기 조향각센서의 에러를 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 에러검출장치에 있어서, 상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST1가 하이, STN이 하이인 구간 내에서 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측으로 회전하는 경우, ST1이 하이, STN이 로우가 발생한 후 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST2의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST2의 에러로 판단하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 조향각센서의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 조향각센서는 핸들과 연결된 회전축(10)에 회동가능하게 마련되는 회전원판(11), 이 회전원판(11)에 마련되어 핸들의 회전각도와 회전방향을 검출하는 제1센서부(12)와 제2센서부(13), 그리고 이 회전원판(11)에 마련되어 핸들의 중심점를 검출하는 제3센서부(14)를 포함한다.
회전원판(11)에는 외주연과 인접되는 표면에 외주연을 따라 등간격으로 형성 된 다수의 슬릿(11a)이 마련되고, 이 슬릿(11a)이 이루는 외주연 내측에는 핸들의 중심점를 검출하기 위해 마련된 중심점 위치검출용 슬릿(11b)이 마련된다. 이 슬릿(11a)은 둘레 방향의 폭이 각각 같은 사이즈에 형성되고, 등간격으로 일정한 피치각이 형성되어 있다. 한편, 슬릿(11b)는 슬릿(11a)보다 둘레방향의 폭이 더 넓게 형성되어 있다.
제1센서부(12)와 제2센서부(13)는 슬릿(11a)의 상부와 하부에 상호간에 서로 이격된 채로 설치되고, 제3센서부는 슬릿(11b)의 상부와 하부에 설치된다.
제1센서부(12)와 제2센서부(13)는 발광소자와 수광소자로 이루어지며, 발광소자와 수광소자사이의 공간에 회전원판의 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) "1" 의 펄스신호를 출력한다. 반면에, 발광소자와 수광소자사이의 대향위치에 슬릿(11a)이 존재하지 않을 때에는 발광소자에서 방출된 빛은 수광소자에 수광되지 못한다. 이러한 경우, 로우 레벨(L) "0"의 펄스신호를 출력하도록 구성된다.
제3센서부(14)도 발광소자와 수광소자로 이루어지며, 발광소자와 수광소자사이의 공간에 회전원판의 슬릿(11b)이 위치되도록 각각 설치되며, 제1센서부(12)와 제2센서부(13)과는 반대로, 발광소자와 수광소자사이의 대향위치에 슬릿(11b)이 존재할 때에는 로우 레벨(L) "0"의 펄스신호를 출력하고, 슬릿(11b)이 존재하지 않을 때에는 하이 레벨(H) "1"의 펄스신호를 출력하도록 구성된다.
이러한 제1센서부(11), 제2센서부(12), 제3센서부(13)의 펄스신호들은 조향각센서와 전기적으로 연결된 제어부(20)로 전송되고, 제어부(20)는 이 펄스신호들에 기초하여 핸들의 회전각도와 회전방향, 그리고, 중심점를 검출한다. 아울러, 제어부(20)는 이 펄스신호들에 기초하여 조향각센서의 에러여부를 판단한다.
핸들의 회전축(51)이 회전되면, 회전원판(11)이 회전을 하게 되고, 제1센서부(12)와 제2센서부(13)의 발광소자와 수광소자 사이에 위치하는 슬릿(11a)이 감지되면서 핸들의 회전각도와 회전방향을 감지할 수 있게 된다.
즉, 회전원판(11)의 슬릿(11a)이 발광소자와 수광소자의 사이에 위치되면 발광소자에서 나오는 빛이 슬릿(11a)을 관통하여 수광소자로 들어가게 되고, 슬릿(11a)이 형성되지 않은 회전원판 면이 발광소자와 수광소자 사이에 위치되면 빛이 통과하지 못하게 된다. 따라서, 제1센서부(12)와 제2센서부(13)는 빛의 통과여부 및 그 횟수를 감지하여 회전각도와 회전방향을 검출할 수 있게 된다.
도 2와 도 3은 도 1의 제1센서부, 제2센서부, 제3센서부의 펄스신호를 근거로 한 제1센서부의 에러 또는 제2센서부의 에러를 검출하는 것을 설명하기 위한 파형도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, ST1은 제1센서부(11)의 펄스신호이고, ST2는 제2센서부(12)의 펄스신호이고, STN은 제3센서부(13)의 펄스신호이다.
ST1, ST2, STN은 일반적인 조향각센서의 출력신호들이다. ST1은 ST2의 위상보다 소정각도 뒤진 위상을 갖는다.
도 2와 도 3과 같이, ST1, ST2, STN에서 순서대로 한번의 하이(HIGH), 로우(LOW), 로우(LOW)가 검출되는데 이 점이 중심점이 된다.
STN은 약 16도 정도이며, 중심점을 기준으로 좌우 8도 정도 유지하게 되어 있으며, 하이, 로우, 로우 좌우로 ST1과 ST2에서 한번의 에지가 발생하게 되는데, 이 에지의 발생유무를 근거로 하여 ST1과 ST2의 고착 에러를 판단하게 된다.
즉, 도 2와 같이, ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우이며, 이 중심점을 기준으로 핸들을 좌측으로 회전시키는 경우, ST2가 로우, STN이 하이인 구간내에서 반드시 ST1의 에지가 발생하게 되고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들을 우측으로 회전시키는 경우, ST2가 로우, STN이 로우가 발생한 후 반드시 ST1의 에지가 발생하게 된다. 따라서, 차량이 주행하는 동안 운전자가 핸들을 좌우로 회전시키므로 ST1의 에지가 연속하여 3번 이상 발생하지 않으면, ST1의 에러로 판단한다.
또한, 도 3과 같이, ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우이며, 이 중심점을 기준으로 핸들을 좌측으로 회전시키는 경우, ST1가 하이, STN이 하이인 구간내에서 반드시 ST2의 에지가 발생하게 되고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들을 우측으로 회전시키는 경우, ST1이 하이, STN이 로우가 발생한 후 반드시 ST2의 에지가 발생하게 된다. 따라서, 차량이 주행하는 동안 운전자가 핸들을 좌우로 회전시키므로, ST2의 에지가 연속하여 3번 이상 발생하지 않으면, ST2의 에러로 판단한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 조향각센서에서 핸들의 회전각도와 회전방향 검출을 위한 두 개의 펄스신호 중 어느 하나의 펄스신호가 에러인 경우, 이를 효과적으로 검출할 수 있으므로 차량을 안정적으로 주행시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 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 제1센서부와 제2센서부와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3센서부를 구비하는 조향각 센서의 상기 제1센서부, 제2센서부 및 제3센서부로부터 출력된 펄스신호 ST1, ST2, STN에 근거하여 상기 조향각센서의 에러를 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 에러검출장치에 있어서,
    상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST2가 로우, STN이 하이인 구간 내에서 ST1의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측으로 회전하는 경우, ST2가 로우, STN이 로우가 발생한 후 ST1의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST1의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST1의 에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서의 에러검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST1가 하이, STN이 하이인 구간 내에서 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측 으로 회전하는 경우, ST1이 하이, STN이 로우가 발생한 후 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST2의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST2의 에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서의 에러검출장치.
  3. 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 제1센서부와 제2센서부와, 상기 중심검출용 슬릿에 마련된 제3센서부를 구비하는 조향각 센서의 상기 제1센서부, 제2센서부 및 제3센서부로부터 출력된 펄스신호 ST1, ST2, STN에 근거하여 상기 조향각센서의 에러를 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 에러검출장치에 있어서,
    상기 제어부는 ST1, ST2, STN이 각각 하이, 로우, 로우인 중심점을 기준으로 핸들이 좌측으로 회전하는 경우, ST1가 하이, STN이 하이인 구간 내에서 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 상기한 중심점을 기준으로 핸들이 우측으로 회전하는 경우, ST1이 하이, STN이 로우가 발생한 후 ST2의 에지발생여부를 인식하고, 차량 주행 중 상기 ST2의 에지가 연속하여 발생한 횟수가 미리 설정된 횟수이상이면, 상기 ST2의 에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서의 에러검출장치.
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