KR101407912B1 - 토크센서 고장 검출 장치 및 토크센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토크센서의 고장을 검출하기 위한 기술에 관한 것으로서, 특히, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호를 출력하는 토크센서와, 이러한 토크센서의 출력특성을 이용하여 토크센서의 고장을 정확하게 검출할 수 있는 토크센서 고장 검출 장치에 관한 것이다.

Description

토크센서 고장 검출 장치 및 토크센서{TORQUE SENSOR AND APPARATUS FOR DETECTING TORQUE SENSOR TROUBLE}
본 발명은 토크센서의 고장을 검출하기 위한 기술에 관한 것으로서, 특히, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호를 출력하는 토크센서와, 이러한 토크센서의 출력특성을 이용하여 토크센서의 고장을 정확하게 검출할 수 있는 토크센서 고장 검출 장치에 관한 것이다.
전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering System) 등의 각종 차량 시스템은, 토크센서에서 센싱되어 출력되는 신호를 이용하여 본연의 기능을 수행한다.
이러한 토크센서는, 전원 핀(Vcc, GND) 및 복수의 신호선(메인신호 출력을 위한 신호선, 서브신호 출력을 위한 신호선)을 포함하여, 커넥터(Connector)를 포함한 와이어 하니스(Wire Harness)를 통해 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit, 이하 "ECU"라 칭함)과 연결된다. 이러한 토크센서와 ECU 간의 와이어 하니스를 통한 연결에서, 토크센서와 ECU에서 정의된 핀(전원핀 및 복수의 신호선)은 토크센서와 ECU에서 정확히 매칭되어야만, 토크센서에서 출력되는 신호(메인신호 및 서브신호 포함)가 ECU에 정확히 전달되고 이에 따라 ECU는 전동식 파워 스티어링 시스템 등의 각종 차량 시스템을 위한 각종 제어 기능을 정확히 수행할 수 있다.
만약, 와이어 하니스 불량 등의 문제나 제품 출고후 와이어 하니스 손상 및 조작 등으로 인해 신호선 간 단락이나 신호선간 오삽(메인신호의 신호선과 서브신호의 신호선이 서로 바뀌어 연결되는 경우) 등이 발생하여, 토크센서와 ECU 간에 정의된 핀(전원핀 및 복수의 신호선)이 정확히 매칭되지 않거나 토크센서의 신호출력값(메인신호의 신호출력값 및 서브신호의 신호출력값)이 ECU에 정확히 전달되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우로 인한 토크센서의 고장 여부를 정확히 검출해야만 토크센서에서 출력되는 신호(메인신호 및 서브신호 포함)를 이용하는 전동식 파워 스티어링 시스템 등의 각종 차량 시스템을 위한 각종 제어 기능이 정확히 수행될 수 있다.
하지만, 종래에는, 신호선간 단락이나 신호선간 오삽으로 인한 토크센서의 고장을 정확하게 검출하는 기술이 개발되어 있지 않은 실정이다. 즉, 다시말해, 종래의 토크센서 고장 검출 장치는, 신호선간 단락에 의한 토크센서의 고장 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서의 고장을 검출할 수 없을뿐더러, 토크센서의 고장이 신호선간 단락에 의한 것인지 신호선간 오삽에 의한 것인지를 구분하여 검출할 수도 없는 실정이다.
또한, 종래의 토크센서는, 토크센서 고장 검출 장치가 신호선간 단락 및 선호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호를 출력하지 못하는 문제점을 가지고 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호를 출력하는 토크센서를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있는 토크센서 고장 검출 장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 메인신호 및 서브신호를 각각의 신호선을 통해 출력하되, 동일한 입력토크에 대하여 상기 메인신호의 신호출력값과 상기 서브신호의 신호출력값이 일정한 값에 대하여 서로 대칭되지 않도록, 상기 메인신호의 메인신호 출력기울기 및 상기 서브신호의 서브신호 출력기울기 중 하나 이상이 변경된 것을 특징으로 하는 토크센서를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 동일한 입력토크값에 대하여 메인신호의 신호출력값과 서브신호의 신호출력값이 일정한 값에 대칭되지 않도록 하는 메인신호 출력기울기 및 서브신호 출력기울기를 각각 갖는 상기 메인신호 및 상기 서브신호를 토크센서로부터 입력받는 신호입력부; 및 상기 메인신호의 신호출력값, 상기 서브신호의 신호출력값 및 상기 중점전압값에 기초하여 상기 토크센서의 고장을 검출하는 고장검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크센서 고장 검출 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호를 출력하는 토크센서를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있는 토크센서 고장 검출 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 토크센서와 ECU 간의 연결상태가 정상연결 상태인 경우와 오삽 상태인 경우를 각각 나타낸 도면이다.
도 2는 병렬 타입(Parallel Type)의 종래 토크센서의 출력 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 크로스 타입(Cross Type)의 종래 토크센서의 출력 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서 및 토크센서 고장 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서의 출력 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서 고장 검출 장치가 정상연결 상태인 경우와 오삽 상태인 경우를 구분하여 인식하는 것을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 토크센서(10)와 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit, 이하 "ECU"라 칭함, 20) 간의 연결상태가 정상연결 상태인 경우와 오삽 상태인 경우를 각각 나타낸 도면이다.
토크센서(10)는, 전원 핀(Vcc, GND) 및 복수의 신호선(메인신호 출력(Tmain)을 위한 신호선, 서브신호 출력(Tsub)을 위한 신호선)을 포함한다.
이러한 토크센서(10)는 ECU(20)와 커넥터를 포함한 와이어 하니스(Wire Harness)를 통해 연결된다. 이러한 토크센서(10)와 ECU(20) 간의 와이어 하니스를 통한 연결에서, 토크센서(10)와 ECU(20)에서 정의된 핀(전원핀 및 복수의 신호선)은 토크센서(10)와 ECU(20)에서 정확히 매칭되어야 한다. 또한, 토크센서(10)의 신호출력값(메인신호의 신호출력값(Tmain) 및 서브신호의 신호출력값(Tsub))이 ECU(20)에 정확히 전달되도록, 토크센서(10)와 ECU(20)는 와이어 하니스를 통해 연결되어야 한다. 도 1의 (a)는, 토크센서(10)와 ECU(20) 간에 정의된 핀(전원핀 및 복수의 신호선)이 정확히 매칭된 정상연결 상태를 나타낸 도면이다.
만약, 와이어 하니스 불량 등의 문제나 제품 출고후 와이어 하니스 손상 및 조작 등으로 인해, 토크센서(10)와 ECU(20) 간에 정의된 핀(전원핀 및 복수의 신호선)이 정확히 매칭되지 않는 경우나, 토크센서(10)의 신호출력값(메인신호의 신호출력값(Tmain) 및 서브신호의 신호출력값(Tsub))이 ECU(20)에 정확히 전달되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
예를 들어, 와이어 하니스 불량, 와이어 하니스 손상 등의 여러 이유로 인해, 복수의 신호선이 단락되는 경우(즉, 신호선간 단락 상태인 경우), 또는 복수의 신호선이 서로 바뀌어 연결되는 경우(즉, 신호선간 오삽 상태인 경우)가 발생할 수 있다. 도 1의 (b)는, 토크센서(10)와 ECU(20) 간의 와이어 연결에서, 메인신호 출력(Tmain)을 위한 신호선 및 서브신호 출력(Tsub)을 위한 신호선이 바뀌어 연결된 "신호선간 오삽 상태"인 경우를 도시한 도면이다.
토크센서(10)의 신호출력값(메인신호의 신호출력값(Tmain) 및 서브신호의 신호출력값(Tsub))을 이용하여 특정 기능을 수행하는 차량 시스템의 오동작을 방지하기 위해서는, 전술한 신호선간 단락 및 선호선간 오삽으로 인한 토크센서(10)의 고장은 정확하게 검출되어야만 한다.
전술한 신호선간 단락 및 선호선간 오삽으로 인한 토크센서(10)의 고장을 정확하게 검출하기 위해서는, 토크센서(10)에서 출력되는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)가 토크센서(10)의 고장이 검출될 수 있도록 하는 출력 특성을 가져야만 한다. 하지만, 종래의 토크센서(10)는, 신호선간 단락 및 선호선간 오삽으로 인한 토크센서(10)의 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)를 출력하지 못한다. 이로 인해, 토크센서(10)의 출력신호인 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)를 토대로 토크센서(10)의 고장을 검출하는 ECU(20)에서도 토크센서(10)의 고장을 검출할 수 없게 된다. 이와 관련하여, 도 2의 출력 특성을 갖는 병렬 타입(Parallel Type)의 종래의 토크센서(10)와, 도 3의 출력 특성을 갖는 크로스 타입(Cross Type)의 종래의 토크센서(10)에 대하여 알아보고, 이러한 병렬 타입 및 크로스 타입의 종래의 토크센서(10)에서 출력되는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)를 통해서는, 신호선간 단락 및 선호선간 오삽으로 인한 토크센서(10)의 고장을 왜 검출할 수 없는지를 도 2 및 도 3을 참조하여 알아본다.
우선, 병렬 타입의 종래의 토크센서(10)의 출력 특성과 이에 기인한 토크센서(10)의 고장 검출이 불가능한 이유를 도 2를 참조하여 설명한다.
병렬 타입의 종래의 토크센서(10)에서 입력토크 대 센서출력(전압)을 나타낸 그래프를 도시한 도 2를 참조하면, 병렬 타입의 종래의 토크센서(10)는, 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)가 동일한 출력 특성을 가진다. ECU(20)에서는 토크센서(10)에서 출력된 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)를 읽어 두 신호의 차이가 일정 값 안에만 들어오면 정상으로 인식한다.
신호선간 단락(Short) 발생시, 병렬 타입의 종래의 토크센서(10)에서 출력되는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)는 같은 전압레벨을 가지게 된다. 하지만, 신호선간 단락(Short)이 발생하지 않는 정상인 상태에서도, 병렬 타입의 종래의 토크센서(10)에서 출력되는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)는 같은 전압레벨을 가지게 때문에, ECU(20)는 두 신호의 출력을 통해, 신호선간 단락으로 인한 토크센서(10)의 고장(short)를 검출하지 못하는 것이다. 만일 신호선간 단락(Short)으로 인한 토크센서(10)의 고장 발생시에도, 입력토크에 대한 전압출력 특성을 만족한다면, 전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering System) 등과 같은 시스템의 동작은 문제가 없으나, 대부분의 신호선 간 단락 상황에서는 전기적으로 불안정하여 이러한 상황을 기대하기 어렵다. 예를 들어, 고장이 발생하여 두 신호의 단락이 발생하고 입력토크가 변해도 일정한 출력전압을 내보내는 고장 상황에서 이를 검출 할 수 없다. 이러한 상황에서는 운전자가 조향을 하더라도 전동식 파워 스티어링 시스템에서는 운전자의 의사와 무관한 출력 토크를 내보내게 된다.
메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)가 서로 바뀌어 연결된 경우, 즉 신호선 오삽이 발생한 경우, 병렬 타입의 종래의 토크센서(10)에서 출력되는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)는, 신호선 오삽이 발생하나 발생하지 않으나, 같은 전압레벨을 가지게 된다. 따라서, ECU(20)에서 이를 검출 할 수 없다.
다음으로, 크로스 타입의 종래의 토크센서(10)의 출력 특성과 이에 기인한 토크센서(10)의 고장 검출(신호선간 오삽으로 인한 토크센서(10)의 고장 검출)이 불가능한 이유를 도 3을 참조하여 설명한다.
크로스 타입의 종래의 토크센서(10)에서 입력토크 대 센서출력(전압)을 나타낸 그래프를 도시한 도 3의 (a)를 참조하면, 크로스 타입의 종래의 토크센서(10)에서 출력된 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)는, 일정한 값(예: 중점전압)에 대하여 대칭하는 출력특성을 갖는다. 메인신호(Tmain)의 출력 특성은 병렬 타입과 동일하고, 서브신호(Tsub)를 중점전압(운전자가 조타하지 않는 상태의 토크센서 출력전압) 기준으로 대칭으로 구성한다. 입력토크의 변화로 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)가 변하더라도 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)의 합은 대칭의 기준값인 일정한 값(예: 중점전압)의 2배가 된다. ECU(20)에서는 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)의 합이 임계값(예: 2*중점전압)을 벗어나는 경우, 토크센서(10)의 고장으로 판단한다.
신호선간 단락이 발생한 경우, 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)가 같은 전압레벨을 가지게 된다. 이 경우, 중립 조향 상태, 즉 입력토크가 0 부근을 제외하고는, 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)의 합이 임계값(예: 2*중점전압)을 벗어 나게되어, 신호선간 단락으로 인한 크로스 타입의 종래의 토크센서(10)의 고장을 검출할 수 있다.
메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)가 서로 바뀌어 연결된 신호선간 오삽이 발생한 경우, 도 3의 (b)에서와 같이, 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)의 신호출력값이 모두 중점전압 기준으로 반전되어 ECU(20)에 입력되기 때문에, 실제 입력토크와 반대 방향으로 ECU(20)에서 판단하게 된다. 이는 매우 심각한 고장이지만, 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)의 합은, 정상상태와 동일하게 여전히 일정한 값(예: 중점전압)의 2배가 되기 때문에, 즉, 메인신호(Tmain)와 서브신호(Tsub)의 합이 임계값(예: 2*중점전압)을 벗어나지 않기 때문에, 신호선간 오삽으로 인한 토크센서(10)의 고장은 검출할 수 없다.
따라서, 본 발명은, 토크센서의 고장을 검출하기 위한 기술을 개시하는데, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호를 출력하는 토크센서의 일 실시예와, 이러한 토크센서의 출력특성을 이용하여 토크센서의 고장을 정확하게 검출할 수 있는 토크센서 고장 검출 장치의 일 실시예를 개시한다.
아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서와 토크센서 고장 검출 장치를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서(40) 및 토크센서 고장 검출 장치(400)를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서(40)는, 토크센서 고장 검출 장치(400)가 신호선간 단락 및 신호선간 오삽(신호선의 바뀌어 연결된 경우)으로 인한 토크센서(40)의 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 메인신호 및 서브신호를 각각의 신호선을 통해 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서(40)는, 토크센서(40)의 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 메인신호 및 서브신호를 출력함에 있어서, 출력되는 메인신호 및 서브신호는, 동일한 입력토크에 대하여 메인신호의 신호출력값과 서브신호의 신호출력값이 일정 신호출력값(예: 중점전압)에 대하여 서로 대칭되지 않도록, 메인신호의 메인신호 출력기울기 및 서브신호의 서브신호 출력기울기 중 하나 이상이 변경되어 있다. 여기서, 토크센서(40)에서 출력되는 메인신호 및 서브신호는, 아날로그 형태의 전압을 나타내는 신호로서, 특정 입력토크에 대하여 특정 전압값에 대응되는 특정 신호출력값을 갖는다.
예를 들어, 메인신호 출력기울기 및 서브신호 출력기울기 중 하나는 나머지 하나에 대하여 0과 1이 아닌 실수 배가 되도록 변경되어 있을 수 있다. 여기서, k는 0과 1이 아닌 실수 값이다. 도 5의 (a)는, 토크센서(10)가 신호선간 단락이나 신호선간 오삽 등에 의해 고장이 나지 않은 정상 상태에서, 메인신호 출력기울기가 서브신호 출력기울기의 2배인 경우를 예시적으로 나타낸 입력토크에 대한 센서출력을 나타낸 그래프이다.
도 5의 (a)의 예시와 같은 출력 특성(메인신호 출력기울기가 서브신호 출력기울기의 2배가 되는 특성)을 갖는 메인신호와 서브신호를 출력하는 토크센서(40)의 고장 여부를 검출하는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서 고장 검출 장치(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 입력토크값에 대하여 메인신호의 신호출력값과 서브신호의 신호출력값이 일정한 값(예: 운전자가 조타하지 않는 상태의 토크센서 출력전압인 중점전압)에 대칭되지 않도록 하는 메인신호 출력기울기 및 서브신호 출력기울기를 각각 갖는 메인신호 및 서브신호를 토크센서(40)로부터 입력받는 신호입력부(410)와, 메인신호의 신호출력값, 서브신호의 신호출력값 및 중점전압값에 기초하여 토크센서(40)의 고장을 검출하는 고장검출부(420) 등을 포함한다.
여기서, 메인신호 출력기울기는, 입력토크값의 변화량에 대한 메인신호의 신호출력값의 변화량을 의미한다. 또한, 서브신호 출력기울기는, 입력토크값의 변화량에 대한 서브신호의 신호출력값의 변화량을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토크센서 고장 검출 장치(400)의 신호입력부(410)가 토크센서(40)로부터 입력받는 메인신호 및 서브신호 각각의 메인신호 출력기울기 및 서브신호 출력기울기 중 하나는 나머지 하나에 대하여 0과 1이 아닌 실수배이다.
예를 들어, 메인신호 출력기울기가 서브신호 출력기울기의 k배인 경우(k: 0과 1이 아닌 실수값), 고장검출부(220)는, 메인신호의 신호출력값(Tmain), 서브신호의 신호출력값(Tsub), 중점전압(Vc) 및 임계값(TH)에 의해 정의되는 하기 수학식 1의 만족 여부에 따라 토크센서(40)의 고장을 검출할 수 있다. 여기서, 임계값(TH)는, 토크센서(40)의 고장 여부를 판단하기 위하여 미리 정의된 값으로서, 0이거나 0 근방의 일정 범위 이내의 작은 값으로 설정될 수 있다.
Figure 112010031658637-pat00001
메인신호 출력기울기가 서브신호 출력기울기의 2배인 경우, 신호선간 단락이나 신호선간 오삽으로 인해 토크센서(40)의 고장이 검출되지 않는 정상상태에서의 메인신호와 서브신호의 출력특성을 나타낸 그래프인 도 5의 (a)를 참조하면, 정상상태에서는, 임계값(TH)이 0이라고 가정하면, 메인신호의 신호출력값(Tmain)과 중점전압(Vc)의 차이값은, 서브신호의 신호출력값(Tsub)와 중점전압(Vc)의 차이값을 2배한 값과 동일하기 때문에, 상기 수학식 1에 따르면, 토크센서(40)는 고장이 아닌 것으로 판단된다.
만약, 신호선간 단락이 발생한 경우에는, 메인신호와 서브신호가 동일한 전압레벨을 같기 때문에, 메인신호의 신호출력값(Tmain)과 중점전압(Vc)의 차이값은, 서브신호의 신호출력값(Tsub)와 중점전압(Vc)의 차이값을 2배한 값과 다르게 되어, 상기 수학식 1을 만족하게 되고, 이로 인해, 토크센서(40)는 고장이 난 것으로 판단된다. 이때, 메인신호의 신호출력값(Tmain)과 서브신호의 신호출력값(Tsub)은 동일하거나 미리 정의된 일정 범위 이내에서 차이가 난다.
만약, 신호선간 오삽이 발생한 경우, 도 5의 (a)에서의 출력 특성을 갖는 메인신호와 서브신호는, 도 5의 (b)에서처럼 전압레벨이 서로 바뀌게 된다. 이로 인해, 메인신호의 신호출력값(Tmain)과 중점전압(Vc)의 차이값은, 서브신호의 신호출력값(Tsub)와 중점전압(Vc)의 차이값을 2배한 값과 다르게 되어, 상기 수학식 1을 만족하게 되고, 이로 인해, 토크센서(40)는 고장이 난 것으로 판단된다. 이때, 메인신호의 신호출력값(Tmain)과 서브신호의 신호출력값(Tsub)의 대소 관계는, 도 6에서와 같이, 정상연결 상태(도 5의 (a))의 대소 관계와는 반대가 된다. 즉, 도 6을 참조하면, 좌턴시 발생하는 입력토크에 대하여, 정상 연결 상태(도 5의 (a))에서는 메인신호의 신호출력값이 서브신호의 신호출력값보다 작지만, 신호선간 오삽 상태(도 5의 (b))에서는 메인신호의 신호출력값이 서브신호의 신호출력값보다 크다. 또한, 우턴시 발생하는 입력토크에 대하여, 정상 연결 상태(도 5의 (a))에서는 메인신호의 신호출력값이 서브신호의 신호출력값보다 크지만, 신호선간 오삽 상태(도 5의 (b))에서는 메인신호의 신호출력값이 서브신호의 신호출력값보다 작다.
다시 말해, 고장검출부(420)는, 상기 수학식 1을 이용하여 토크센서(40)의 고장을 겸출한 경우, 검출된 토크센서(40)의 고장의 원인이 신호선간 단락(Short)에 의한 것인지 아니면 신호선간 오삽에 의한 것인지를 판단하기 위하여, 고장검출부(420)는, 메인신호의 신호출력값 및 서브신호의 신호출력값이 정의된 일정범위 이내에서 차이가 나면(동일한 것도 포함), 검출된 토크센서(40)의 고장이 신호선간 단락에 의해 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 고장검출부(420)는, 메인신호의 신호출력값 및 서브신호의 신호출력값이 정의된 일정범위보다 크게 차이가 나면, 검출된 토크센서(40)의 고장이 신호선간 오삽에 의해 발생한 것으로 판단할 수 있다.
고장검출부(420)는, 도 6을 참조하면, 기준입력토크값(예: 입력토크값=0)을 제외한 나머지의 입력토크값에 대하여, 메인신호의 신호출력값 및 서브신호의 신호출력값이 모두 중점전압값보다 작거나 크고, 메인신호의 신호출력값 및 서브신호의 신호출력값 간의 대소 관계가 정상연결 상태에서의 대소 관계와 반대인 경우, 신호선간 오삽에 의해 발생한 토크센서(40)의 고장을 바로 검출할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서(40)의 고장을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 출력 특성을 갖는 신호(메인신호 및 서브신호)를 출력하는 토크센서(40)를 제공하는 효과가 있다. 이를 위해, 메인신호 및 서브신호는, 동일한 입력토크값에 대하여 메인신호의 신호출력값과 서브신호의 신호출력값이 일정한 값에 대칭되지 않도록 하는 출력특성을 갖는다.
또한, 본 발명에 의하면, 신호선간 단락 및 신호선간 오삽으로 인한 토크센서(40)의 고장을 정확하게 검출할 수 있는 토크센서 고장 검출 장치(400)를 제공하는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 40: 토크센서
20: 전자제어유닛(ECU)
400: 토크센서 고장 검출 장치
410: 신호입력부
420: 고장검출부

Claims (7)

  1. 동일한 입력토크값에 대하여 메인신호의 신호출력값과 서브신호의 신호출력값이 일정한 값에 대칭되지 않도록 하는 메인신호 출력기울기 및 서브신호 출력기울기를 각각 갖는 상기 메인신호 및 상기 서브신호를 토크센서로부터 입력받는 신호입력부; 및
    상기 메인신호의 신호출력값, 상기 서브신호의 신호출력값 및 중점전압값에 기초하여 상기 토크센서의 고장을 검출하는 고장검출부를 포함하되,
    상기 고장검출부는,
    기준입력토크값을 제외한 나머지의 입력토크값에 대하여, 상기 메인신호의 신호출력값 및 상기 서브신호의 신호출력값이 모두 상기 중점전압값보다 작거나 크고, 상기 메인신호의 신호출력값 및 상기 서브신호의 신호출력값 간의 대소 관계가 정상연결 상태에서의 대소 관계와 반대인 경우, 신호선간 오삽에 의해 발생한 상기 토크센서의 고장을 검출하는 것을 특징으로 하는 토크센서 고장 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인신호 출력기울기 및 상기 서브신호 출력기울기 중 하나는 나머지 하나에 대하여 0과 1이 아닌 실수배인 것을 특징으로 하는 토크센서 고장 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고장검출부는,
    상기 메인신호 출력기울기가 상기 서브신호 출력기울기의 k배인 경우, 상기 메인신호의 신호출력값에서 상기 중점전압을 뺀 값과, 상기 서브신호의 신호출력값에서 상기 중점전압을 뺀 값에 상기 k배를 한 값 간의 차이값이 임계값 이상이 되는 조건의 만족 여부에 따라 상기 토크센서의 고장을 검출하는 것을 특징으로 하는 토크센서 고장 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고장검출부는,
    상기 토크센서의 고장을 검출한 경우,
    상기 메인신호의 신호출력값 및 상기 서브신호의 신호출력값이 일정범위 이내에서 차이가 나면, 상기 검출된 토크센서의 고장이 신호선간 단락에 의해 발생한 것으로 판단하고,
    상기 메인신호의 신호출력값 및 상기 서브신호의 신호출력값이 일정범위보다 크게 차이가 나면, 상기 검출된 토크센서의 고장이 신호선간 오삽에 의해 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 토크센서 고장 검출 장치.
  5. 삭제
  6. 메인신호 및 서브신호를 각각의 신호선을 통해 출력하되,
    동일한 입력토크에 대하여 상기 메인신호의 신호출력값과 상기 서브신호의 신호출력값이 일정한 값에 서로 대칭되지 않도록, 상기 메인신호의 메인신호 출력기울기 및 상기 서브신호의 서브신호 출력기울기 중 하나 이상이 변경되고,
    상기 메인신호 및 상기 서브신호 각각이 출력되는 신호선간 오삽이 발생한 경우, 상기 메인신호의 신호출력값 및 상기 서브신호의 신호출력값 간의 대소 관계가 상기 메인신호 및 상기 서브신호 각각이 출력되는 신호선의 정상연결 상태에서의 대소 관계와 반대가 되도록 하는 신호출력값을 갖는 상기 메인신호 및 상기 서브신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 토크센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인신호 출력기울기 및 상기 서브신호 출력기울기 중 하나는 나머지 하나에 대하여 0과 1이 아닌 실수배가 되도록 변경된 것을 특징으로 하는 토크센서.
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