KR101604093B1 - Sensor correcting device for turning of a track vihicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 조향 인식을 위한 센서보정 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 핸들의 조향정도를 감지하는 앵글 센서의 출력값을 보정하는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sensor correction method for steering recognition of a vehicle, and more particularly, to an apparatus for correcting an output value of an angle sensor for detecting a steering degree of a steering wheel.
본 발명의 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치로서, 조향시의 조향토크를 측정하기 위한 토크모듈과, 조향시의 조향각을 측정 하기 위한 앵글모듈과, 조향시의 방향전환을 감지하여 상기 토크모듈의 출력을 입력받아 제1 조향각을 연산하고, 상기 앵글모듈의 출력을 입력받아 제2 조향각을 연산하며, 상기 제1 조향각 값에 의한 제2 조향각 값의 보정 파라미터를 생성하여, 상기 제2 조향각값을 보정 파라미터에 의해 보정하여 출력하는 보정유닛을 갖는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A sensor correcting device for steering recognition of a vehicle, comprising: a torque module for measuring a steering torque at the time of steering; an angle module for measuring a steering angle at the time of steering; Calculates a second steering angle based on the output of the angle module, generates a second steering angle value correction parameter based on the first steering angle value, and outputs the second steering angle value And a correction unit for correcting the correction value based on the correction parameter and outputting the correction value.
차량, 조향각, 보정 Vehicle, steering angle, correction
Description
본 발명은 차량의 조향 인식을 위한 센서보정 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 핸들의 조향정도를 감지하는 앵글 센서의 출력값을 보정하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sensor correction method for steering recognition of a vehicle, and more particularly, to an apparatus for correcting an output value of an angle sensor for detecting a steering degree of a steering wheel.
차량에 사용되는 조향 장치는 주행 중인 차량의 진행 방향을 전환하기 위하여 조향 핸들을 통해 조향륜의 방향을 전환시키는 장치이다. A steering apparatus used in a vehicle is a device that changes the direction of a steering wheel through a steering wheel to change the traveling direction of the vehicle while driving.
최근, 조향 장치에는 주행 안정성과 사용자 편의성을 고려하여 전동 파워 스티어링 시스템(electric power steering system; 이하, "EPS 시스템"이라 칭함)이 적용되며, 이 EPS 시스템에는 조향각 측정 장치와 토크 측정 장치를 포함한다.In recent years, an electric power steering system (hereinafter referred to as "EPS system") is applied to a steering apparatus in consideration of driving stability and user convenience, and this EPS system includes a steering angle measuring apparatus and a torque measuring apparatus .
조향각 측정 장치(모듈)는 앵글 센서(steering angle sensor)가 포함되어 있으며, 이 앵글 센서는 주행 중인 차량의 제어에 필요한 조향 핸들의 조향 정도(절대각)를 측정한다. The steering angle measuring device (module) includes a steering angle sensor, which measures the steering angle (absolute angle) of the steering wheel necessary for controlling the vehicle while driving.
또한, 토크 측정 장치(모듈)에는 토크 센서(torque sensor)가 장착되어 있으며, 이 토크 센서는 조향 핸들을 원활하게 조작할 수 있도록 토션 바에 걸리는 토 크를 측정한다. 위와 같은 앵글 센서와 토크 센서는 토크 앵글 센서 조립체 내에서 다른 구성 부재들과 함께 개별적으로 모듈화, 즉 앵글 센서 모듈과 토크 센서 모듈로 구성된다.The torque sensor (module) is equipped with a torque sensor, which measures the torque applied to the torsion bar to smoothly operate the steering wheel. The angle sensor and the torque sensor as described above are individually modularized together with other constituent members in the torque angle sensor assembly, that is, an angle sensor module and a torque sensor module.
도 3은 앵글 센서 모듈이 조립된 후 제 1 및 제 2 기어(1 및 2)와 인쇄 회로 기판(3)상에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(3a 및 3b)의 관계를 도시한 도면으로서, 제 1 및 제 2 기어(1 및 2)의 중심부(즉, 회전축)가 인쇄 회로 기판(3) 상에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(3a 및 3b)와 각각 대응한 상태를 도시하고 있다. 앵글 센서 모듈에서, 포지션 로터의 회전, 즉 메인 기어(4)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 기어(1 및 2)는 서로 반대 방향으로 회전하며, 따라서 제 1 및 제 2 기어(1 및 2)의 회전축 종단에 고정된 마그네트(M1 및 M2)의 회전에 따른 자력의 변화가 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(3a 및 3b)에 전달되며, 따라서 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(3a 및 3b)은 각각 센싱 신호를 출력하게 된다. 3 shows the relationship between the first and
앵글 센서 모듈의 성능을 결정하는 한 요인은 히스테리시스(hysterisis)이다. 앵글 센서 모듈에서의 히스테리시스는 메인 기어(4)가 서로 다른 방향으로 회전할 때의 출력, 즉 메인 기어(4)가 반시계 방향으로 회전할 때의 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(3a 및 3b)에서의 출력과 시계 방향으로 할 때의 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(3a 및 3b)에서의 출력 간의 차이를 의미한다. 메인 기어(4)와 제 1 기어(1) 간의 기어 백 래쉬(gear backlash) 그리고 메인 기어(4)와 스테이터 홀더 간의 유격이 이와 같은 출력 차이를 발생시키는 원인으로 알려져 있다. One factor that determines the performance of the angle sensor module is hysteresis. The hysteresis in the angle sensor module is obtained when the
이는 일반적으로, 메인 기어(4)와 스테이터 홀더 간의 유격을 줄이기 위하여 그리고 스테이터 홀더의 회전력을 메인 기어(4)로 정확하게 전달하기 위하여 스테이터 홀더의 외주부에는 단일의 키 홈이 형성되고, 메인 기어(4)의 내주면에는 단일의 돌기부가 일체로 형성되어 있다. 이와 같은 구조에서는, 메인 기어(4)와 스테이터 홀더의 결합시, 메인 기어(4)의 돌기부는 스테이터 홀더의 키홈 내에 수용된다. 합성 수지를 이용한 사출 성형 공정을 통하여 제조된 메인 기어(4)와 스테이터 홀더의 결합(억지끼워맞춤)시, 돌기부와 키홈의 결합에 의하여 메인 기어(4)의 돌기부의 주변 영역은 돌기부가 형성되지 않은 영역으로 밀리게 된다. 이러한 현상에 의하여, 정원(正圓)의 형상을 갖고 제조된 메인 기어(4)는 스테이터 홀더와의 결합후, 일부 영역이 반경 방향으로 돌출된 형상을 갖게 된다. 이와 같이 정원(正圓)이 아닌 일부 영역이 돌출된 형상을 갖는 메인 기어(4)와 제 1 기어(1)의 치합시, 메인 기어(4)의 돌출 영역에 의하여 제 1 기어(1)에 과도한 부하가 작용하며, 이로 인하여 제 1 기어(1) 및 제 2 기어(2)의 정확한 회전이 이루어지지 않는다.Generally, a single key groove is formed in the outer circumferential portion of the stator holder in order to reduce the clearance between the
상기와 같은 원인은 특히, 한방향으로 조향을 지속중에 다른 방향으로 조향방향을 변경하는 경우에 특히 발생한다. The above-described causes particularly occur particularly when the steering direction is changed in the other direction while the steering is continued in one direction.
이와 같은 현상은 앵글 센서 모듈에 의하여 측정된 조향 정도의 정확도를 저하시키는 원인으로 작용한다. 상기와 같은 문제는 기구적인 개선을 통해 가능하지만, 제조공차 등에 따른 원천적인 문제사항에 대해서는 해결할 수 없는 편차가 발생한다.Such a phenomenon acts as a cause of lowering the accuracy of the steering degree measured by the angle sensor module. The above-described problems can be solved through mechanical improvements, but deviations that can not be solved can be caused due to manufacturing tolerances and the like.
상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 본 발명은 기구적인 개선을 통해 해결할 수 없는 앵글 센서모듈의 측정 편차에 대해서 정확도를 향상시키기 위한 보정 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 토크 센서모듈의 감지값을 이용하여 앵글 센서모듈의 편차를 보정하도록 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a calibration device for improving the accuracy of a measurement error of an angle sensor module that can not be solved through mechanical improvement. The present invention corrects the deviation of the angle sensor module by using the sensing value of the torque sensor module.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치로서, 조향시의 조향토크를 측정하기 위한 토크모듈과, 조향시의 조향각을 측정 하기 위한 앵글모듈과, 조향시의 방향전환을 감지하여 상기 토크모듈의 출력을 입력받아 제1 조향각을 연산하고, 상기 앵글모듈의 출력을 입력받아 제2 조향각을 연산하며, 상기 제1 조향각 값에 의한 제2 조향각 값의 보정 파라미터를 생성하여, 상기 제2 조향각값을 보정 파라미터에 의해 보정하여 출력하는 보정유닛을 갖는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sensor correcting apparatus for steering recognition of a vehicle, comprising: a torque module for measuring a steering torque at the time of steering; an angle module for measuring a steering angle at the time of steering; A first steering angle is calculated based on the output of the torque module, and a second steering angle is calculated by receiving an output of the angle module. A correction parameter of a second steering angle value based on the first steering angle value is calculated And a correction unit for correcting the second steering angle value by a correction parameter and outputting the corrected second steering angle value.
또한, 본 발명의 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치에서 상기 보정유닛의 조향시의 방향전환을 감지하는 것은, 상기 토크모듈의 출력값이 증가 또는 감소하는 도중에 감소 또는 증가되는 시점을 조향시의 방향전환으로 판단하는 것을 특징으로 한다.Further, in the sensor correction apparatus for steering recognition of a vehicle according to the present invention, sensing the direction change of the correction unit during steering may include detecting a point at which the output value of the torque module is decreased or increased during the increase or decrease of the output, It is determined that the switching is performed.
또한, 본 발명의 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치에서, 상기 보정 파라미터는 제1 조향각값과 제2 조향각값과의 차이값 이며, 상기 보정유닛은 상기 제1 조향각값과 제2 조향각값과의 차이값 만큼 상기 제2 조향각값을 가감하여 보정하는 것을 특징으로 한다.In the sensor correction apparatus for steering recognition of a vehicle according to the present invention, the correction parameter is a difference value between a first steering angle value and a second steering angle value, and the correction unit calculates the first steering angle value and the second steering angle value The second steering angle value is added and corrected by a difference value between the first steering angle value and the second steering angle value.
또한, 본 발명의 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치에서, 상기 보정유닛은 상기 토크모듈의 출력값이 증가 또는 감소하는 도중에 감소 또는 증가되는 출력값이 설정값 이상일 경우에만 조향시 방향전환으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the sensor correction apparatus for steering recognition of a vehicle according to the present invention, the correction unit may determine that the steering mode is switched only when the output value decreased or increased during the increase or decrease of the output value of the torque module is equal to or greater than a set value .
상기와 같은 본 발명은 기구적인 개선을 통해서도 해결할 수 없는 원천적인 앵글 센서모듈의 편차에 대해서 토크 센서모듈의 측정값을 이용하여 보정함으로써, 정확한 앵글 센서모듈의 출력이 이루어질 수 있도록 하는 장점이 있다.The present invention is advantageous in that the output of the angle sensor module can be corrected by correcting the deviation of the original angle sensor module, which can not be solved by mechanical improvement, using the measured value of the torque sensor module.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 스포츠 영상 분석 시스템에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.Hereinafter, a sports image analysis system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, and the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof are omitted .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시된 토크모듈 및 앵글모듈의 출력값을 보이기 위한 도면으로서, 도 2a는 토크모듈의 출력값을 보이는 그래프이고, 도 2b는 앵글모듈의 출력값을 보이는 그래프이며, 도 3은 차량의 조향시 조향각을 감지하기 위한 앵글 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a block diagram for explaining an operation of a sensor correction device for steering recognition of a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for showing output values of the torque module and the angle module shown in FIG. 1 FIG. 2A is a graph showing an output value of the torque module, FIG. 2B is a graph showing an output value of the angle module, and FIG. 3 is a view for explaining the operation of the angle module for detecting a steering angle when steering the vehicle.
본 실시예에 따른 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치는 조향시의 조향토크를 측정하기 위한 토크모듈(10)과, 조향시의 조향각을 측정하기 위한 앵글모듈(20)과, 상기 앵글모듈(20)의 측정된 조향각 값을 보정하여 출력하는 보정유닛(32)을 포함하는 제어부(30)로 구비된다. 상기 토크모듈(10)은 통상의 리니어 홀 센서(Linear Hall IC)로 마련되어 그 출력은 전압값으로 표시된다. 즉, 아날로그 출력으로서 상기 토크모듈(10)과 보정유닛(32)의 사이에는 A/D 컨버터(31)가 구비되어 아날로그 출력값을 디지털로 변환하여 주며, 다이오드(기호표시)를 구비하여 토크모듈(10)로의 노이즈 유입을 방지한다. 상기 앵글모듈(20)은 통상의 로터리 홀 센서(Rotary Hall IC)로 마련되고, 그 출력은 디지트(Digit)로 표시된다. The sensor correcting apparatus for steering recognition of a vehicle according to the present embodiment includes a
상기와 같은 토크모듈(10)과 앵글모듈(20)의 출력을 입력받아 앵글모듈(20)의 출력을 보정하는 보정유닛(32)은 시계방향 또는 반시계 방향으로의 조향도중에 반대방향으로의 조향이 이루어지는 시점부터 보정 파라메터를 생성하고, 상기 보정 파라메터를 앵글모듈(20)의 출력에 적용하여 보정을 하게 된다. The
즉, 어느 한 방향으로의 조향 도중에 반대방향으로의 조향이 이루어짐을 감지하게 되면, 토크모듈(10)의 출력을 입력받아 제1 조향각을 연산하고, 상기 앵글모듈(20)의 출력을 입력받아 제2 조향각을 연산하며, 상기 제1 조향각 값에 의한 제2 조향각 값의 보정 파라메터를 생성한다. 상기 보정파라메터는 제1 조향각 값과 제2 조향각 값의 차이 값으로서 상기 보정유닛(32)은 상기와 같은 보정 파라메터를 이용하여 상기 앵글모듈의 제2 조향각 값을 보정하게 된다. In other words, when it is sensed that the steering is performed in the opposite direction during the steering in one direction, the first steering angle is calculated by receiving the output of the
도 2를 참조하여 더 상세히 살펴보면, 도 2a에서 핸들이 중립상태 일 경우 각도는 조향각은 0°이므로 이때 갖는 토크모듈(10)의 출력값은 약 2.5[V]이다. 이때, 시계방향으로 핸들이 조향된 경우, 토크모듈(10)은 그래프상에서 우측으로 값이 상승하게 되고 시계방향 끝까지 핸들이 조향될 때 최대 토크값인 4.2[V]를 출력하며, 반 시계방향으로 핸들이 조향된 경우 그래프 상에서 좌측으로 값이 하락하게 되며 반 시계방향 끝까지 핸들이 조향될 때 최대 토크값이 0.8[V]를 출력하게 된다. 어느 한 방향, 즉 시계방향 또는 반시계 방향으로 핸들이 조향되는 도중에 반대방향으로 핸들을 조향하면 토크모듈(10)의 출력이 상승 또는 하락 하는 도중에 하락 또는 상승하게 되는 것이다. 그 시점부터 보정유닛(32)은 설정시간 마다 토크모듈(10)의 출력값을 입력받아 조향각을 연산하게 되는데, 상기 토크모듈(10)의 센싱감도를 0.46V/Deg 라고 하는 경우, 첫번째 감지타임에서 3[V]가 감지되고, 두번째 감지타임에서 2.08[V]가 감지되면 반시계방향으로 약 2°의 조향각이 이루어 진것을 알 수 있는 것이다. 2, when the steering wheel is in a neutral state in FIG. 2A, the steering angle is 0 °, so that the output value of the
동일하게, 앵글모듈(20)의 첫번째 감지타임에서 150.3° 의 감지값이 입력되고, 두번째 감지타임에서 149°감지값이 입력되면 약 1.3°의 조향각이 이루어 진 것으로 연산된다. 상기 토크모듈(10)에서 감지된 조향각 값과는 0.7°의 차이가 발생하는 바, 상기와 같은 차이를 보정유닛(32)은 보정 파라메터로 하여, 앵글모듈(20)의 출력 조향각 값을 보정하여 주는 것이다. Similarly, when the first detection time of the
상기 보정유닛(32)은 어느 한 방향으로의 조향중에 다른 방향으로의 조향이 발생하는 경우, 상기 토크모듈(10)의 출력값이 설정값 이상일 경우에만 방향전환으 로 판단하여 보정을 수행하도록 함도 가능하다. 이는 기구적인 히스테리시스를 감안하여 유효한 보정범위를 선정함으로써 좀 더 정확한 보정을 수행하기 위함이다.The
상기와 같은 앵글모듈(20)의 조향각 측정편차는 기구적인 제조공차 등에 의해 발생하는 것으로서, 기구개선을 통해 극복할 수 있는 한계가 있으므로, 정확한 조향각을 측정할 수 있는 토크모듈(10)의 출력값을 통해 보정하여 줌으로써 좀 더 정확한 조향이 수행되는 장점이 있는 것이다. Since the deviation of the steering angle of the
앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiment of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향인식을 위한 센서 보정장치의 동작을 설명하기 위한 블록도1 is a block diagram for explaining the operation of a sensor correction device for steering recognition of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
도 2는 상기 도 1에 도시된 토크모듈 및 앵글모듈의 출력값을 보이기 위한 도면으로서, 도 2a는 토크모듈의 출력값을 보이는 그래프이고, 도 2b는 앵글모듈의 출력값을 보이는 그래프FIG. 2 is a graph showing output values of the torque module and the angle module shown in FIG. 1. FIG. 2 (a) is a graph showing an output value of the torque module,
도 3은 차량의 조향시 조향각을 감지하기 위한 앵글 모듈의 감지편차 발생을 설명하기 위한 도면3 is a view for explaining the occurrence of a detection deviation of an angle module for sensing a steering angle when the vehicle is steered;
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