KR101704213B1 - 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 조향장치에 있어서, 상기 조향장치의 고장 여부를 조기에 감지하는 장치 및 방법을 제공하는바, 차량의 전체 상태를 현상학적으로 판단하여 조향장치의 고장 여부를 판단할 수 있고, 전동식 조향장치에 별도의 기능을 추가하지 않고 폐일 세이프 기능을 수행할 수 있는 기술을 제공하고자 한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치 및 검출방법의 경우, 차속, 조향 토크, 조향각, 모터 토크 및 추정된 요레이트 값에 따라 전동식 조향장치의 고장 여부를 판단하고, 조향장치 고장이 판단되는 경우, 조향장치 고장 종류를 추가적으로 판단하는 구성을 포함한다.

Description

전동식 조향장치 고장 여부 검출장치 및 방법 {failure detection apparatus of MDPS(Motor drive power system) and method of the same}
본 발명은 차량의 전동식 조향장치(MDPS, Motor Drive Power System)에 관한 발명이다. 더 바람직하게, 본 발명은 차량의 전체 상태를 고려하여 모니터링을 수행하는바, 전동식 조향장치의 고장 및 고장의 종류를 판단하는 검출장치 및 검출방법에 관한 것이다.
차량 내 부품들이 전자화됨에 따라서 차량의 기능 안전에 대한 관심이 높아져 가고 있으며, 차량 기능 안전에 관한 국제 표준인 ISO26262가 자동차 관련 업체들에게 큰 관심을 불러 일으키고 있다.
차량의 전동식 조향장치에서도 이러한 ISO26262를 만족하는 조향장치를 제공하고자 하는 노력이 가속화되고 있다. 그리고, 이러한 전동식 조향장치에서 발생할 수 있는 문제점으로, 오버 스티어링(Over Steering) 및 롱 디렉션(Wrong direction)이 있다. 오버 스티어링이란 차체가 조향각도에 비하여 지나치게 많이 돌아가는 현상을 말하는 것으로서, 뒷바퀴가 바깥쪽으로 미끄러져 나가 접지력을 잃었을 때 발생하는 현상을 가리키는 용어이다. 또한, 롱 디렉션은 차체가 스티어링 휠의 조향각도와 상이한 방향으로 차량이 진행하는 형상을 말하는 것으로서, 차량이 사용자의 요청과 상이한 선회 방향으로 주행 되는 현상을 가리키는 용어이다.
도 1 또는 도 2은 차량의 선회 주행시 오버 스티어링 및 롱 디렉션(wrong direction)이 발생한 경우를 보여주는 도면이다.
상기 도면에서 차량은 구동이 시작되고, 선회를 시작한다. 그리고, 전동식 조향장치의 고장이 발생하게 되면 차량은 정상적으로 코너를 선회하지 못하고 고장시 경로를 따르게 된다.
따라서, 주행중에 이러한 전동식 주행장치의 고장이 발생하면 사용자의 요청에 따라 차량이 코너를 돌지 못하고 도로 안쪽 또는 바깥쪽으로 튀어나가는 문제점이 있다.
선행기술로서, 국내 출원발명 제10-2012-0092310호(이하 문헌 1)의 경우, 차량의 전륜 조향장치를 이용하여 차량의 전륜을 후륜과 동일한 방향으로 조향함으로써, 차량 후륜 조향장치에 고장 시에도 차량의 직진성을 확보하는 기술을 제공하고 있다.
다만, 상기 문헌 1의 경우, 차량의 전자식 조향장치의 고장 여부를 조기에 감지하고 모터의 전류 인가를 차단하여 수동 조향장치의 조작이 가능하도록 하는 기술을 개시하고 있지 못하는바, 조향장치 고장 시에도 차량의 주행성을 유지하지 못하는 문제점이 존재한다.
또한, 전동식 조향장치의 고장에 기인하여 상기 조향장치를 리셋하여 재작동을 수행하는바, 오류가 발생하는 것을 막는 방법을 제공하지 못하는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전동식 조향장치에 있어, 상기 조향장치의 고장 여부를 조기에 감지하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 차량의 전체 상태를 현상학적으로 판단하여, 조향장치의 고장 여부를 판단할 수 있는바, 전동식 조향장치에 별도의 기능을 추가하지 않고 폐일 세이프 기능을 수행할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
또한, 조향장치의 고장이 발생하면 전동식 조향장치의 모터의 전류 인가를 차단하여 수동으로 조향장치의 조작이 가능하게 하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 조향장치의 고장이 발생하면 전동식 조향장치를 리셋하고 재작동 시켜서 오류가 발생하는 것을 막는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명 전동식 조향장치의 고장 여부 검출방법은, a) 차량의 선회시 차속이 제 1 설정값 이상인지 판단하는 단계; b) 상기 a)단계를 만족하는 경우, 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 수행하여 미리 설정된 일정시간 적분한 누적값의 크기가 제 2 설정값 이상인지 판단하는 단계; c) 상기 모터 토크 크기가 제 3 설정값 이상인지 판단하는 단계; d) 상기 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하여 제 4 설정값 이상인지 판단하는 단계; 상기 b) 내지 d) 단계의 판단 조건을 모두 만족하면, 조향장치의 고장 상태에 있다고 판단하고, 어느 한 단계라도 만족하지 않으면 상기 조향장치가 정상 상태에 있다고 판단하는 단계;를 포함되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
또한, 상기 조향장치가 고장상태에 있다고 판단된 경우, 고장 종류 판단을 수행하는 단계를 더 포함하는바, 상기 고장 종류 판단을 수행하는 단계는, e) 상기 조향각과 상기 요레이트 변화율의 부호가 동일한지 판단하는 단계; f) 상기 e) 단계를 만족하는 경우, 상기 조향장치는 오버 스티어링 고장으로 판단하고, 상기 e) 단계를 만족하지 못하는 경우, 상기 조향장치는 롱 디렉션 고장으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
또한, 상기 조향장치의 고장 상태에 있다고 판단되는 경우, 상기 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
또한, 상기 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 단계 이후, 상기 조향장치를 리셋하여 재시작하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
또한, 상기 각 단계를 순차적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
또한, 상기 a)단계에서 차량의 선회 판단시, 상기 조향 토크와 조향각 입력을 판단하여 상기 차량의 선회를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
또한, 상기 요레이트 변화율은 상기 조향각 입력과 차속을 기반으로 요레이트를 추정하고, 상기 추정된 요레이트 값을 미분하여 저역통과필터를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법을 제공한다.
본 발명의 전동식 조향장치의 고장 여부 검출장치는, 차량의 조향 토크 및 조향각 입력에 따라 차량의 선회 여부를 판단하고, 차량의 선회 판단시 차속이 제 1 설정값 이상인 경우, 조향장치의 고장 여부 판단 실행 명령을 송신하는 선행조건 판단 모듈; 상기 선행조건 판단 모듈의 고장 여부 판단 실행 명령을 수신하여, 조향장치의 고장 여부를 판단하는 고장 여부 판단모듈;을 포함하고, 상기 고장 여부 판단모듈의 경우, 상기 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 수행하여 미리 설정된 일정시간 적분한 누적값의 크기가 제 2 설정값 이상인지 판단하는 적분기반 검출모듈; 상기 모터 토크 크기가 제 3 설정값 이상인지 판단하는 모터 토크 기반 검출모듈; 및 상기 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하여 제 4 설정값 이상인지 판단하는 요레이트 변화율 기반 검출모듈;을 포함하며, 상기 적분기반 검출모듈, 모터 토크 기반 검출모듈 및 요레이트 변화율 기반 검출모듈의 조건을 모두 만족할 경우, 상기 조향장치의 고장을 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치를 제공한다.
또한, 상기 고장 여부 판단모듈에서 상기 조향장치의 고장을 판단한 경우, 상기 조향각과 요레이트 변화율의 부호가 동일한지 판단하고, 상기 조향각과 요레이트 변화율의 부호가 동일한 경우, 상기 조향장치는 오버 스티어링 고장으로 판단하고, 상기 조향각과 요레이트 변화율의 부호가 동일하지 않은 경우, 롱 디렉션 고장으로 판단하는 고장 종류 판단모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치를 제공한다.
또한, 상기 고장 여부 판단모듈에 의해 상기 조향장치의 고장 상태에 있다고 판단되는 경우, 상기 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 모터 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치를 제공한다.
또한, 상기 모터 제어모듈에서 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 경우, 상기 조향장치를 리셋하여 재시작하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치를 제공한다.
또한, 상기 요레이트 변화율은 상기 조향각 입력과 차량의 속도를 기반으로 요레이트를 추정하고, 상기 추정된 요레이트 값을 미분하여 저역통과필터에 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치 및 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전동식 조향장치의 고장 상태를 효과적으로 감지하여 재난 상황에 대비할 수 있다.
둘째, 차량의 전체 상태를 현상학적으로 판단하여, 조향장치의 고장 여부를 판단할 수 있는바, 전동식 조향장치에 별도의 기능을 추가하지 않고 폐일 세이프 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 조향장치 고장 여부 감지시 전동식 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하여 전동식 조향장치를 메뉴얼(manual) 상태로 조작 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 전동식 조향장치의 고장 상태 감지시 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단함과 동시에 리셋하고 재동작시킴으로써, 전동식 조향장치의 올바른 작동이 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 전동식 조향장치 고장이 발생하는 경우, 차량의 오버 스티어링 시뮬레이션 조건을 도시하고 있다.
도 2는 전동식 조향장치 고장이 발생하는 경우, 차량의 롱 디렉션(wrong direction)의 시뮬레이션 조건을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치의 블록도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 고장 여부 판단모듈을 구성하는 모듈들의 구성을 블록도로 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법의 고장 여부 판단을 수행하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 조향장치 고장 여부로 판단된 경우, 고장 종류를 판단하는 순서도를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
차량의 주행 중에 전동식 조향장치의 스티어링 휠이 조절되면 이러한 스티어링 휠의 각도 변화나 토크 변화에 따라 조향장치 내의 모터가 작동하여 차량의 주행 방향을 바꿀 수 있게 된다. 즉, 전동식 조향장치는 운전자가 손으로 잡고 운전하는 스티어링 휠을 조작하면 토크 센서가 이를 감지하고 자동차의 전자제어장치(ECU)가 스티어링 휠의 조향 방향과 토크의 값에 대응되는 지령을 조향장치 내의 모터에 내리고, 모터가 이에 상응되게 동작하여 차량의 앞바퀴 축을 움직임으로써 차량의 진행 방향을 바꾸게 하는 장치이다.
다만, 상기와 같은 전동식 조향장치의 경우, 차량의 주행과 직결되는 구성으로서, 안전과 직결되는 기술이며, 최근에는 차량 기능 안전에 관한 국제 표준인 ISO26262가 이슈화되고 있다.
이러한 국제 표준을 만족하는 전동식 조향장치 시스템의 기능과 고장을 분석하고 고장을 조기에 발견하여, 사고 예방을 방지하기 위해 전동식 조향장치 고장 여부 검출을 위한 기술을 제공한다.
이에 본 발명은 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치 및 검출방법을 제공하는바, 모터에 의해 스티어링 휠과 상응하는 앞바퀴 축의 움직임을 수행하는 전동식 조향장치를 대상으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치의 고장에 따른 차량 오버 스티어링 거동 시뮬레이션을 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 선회를 수행함에 있어서, 운전자의 선회주행 시, 운전자의 조향 방향과 동일한 방향으로 모터 토크가 발생하는바, 차체가 조향각도에 비하여 지나치게 많이 돌아가는 주행 형태를 보여준다.
즉, 오버 스티어링 상황의 경우 운전자의 조향장치의 회전 토크는 일정하게 유지되는 상태에서, 운전자의 조향 방향과 동일한 방향으로 모터 토크가 발생한 상황이므로 운전자 조향 토크와 모터 토크의 같은 방향으로 발생하게 된다.
이와 상이하게, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치 고장 의해 롱 디렉션 거동 시뮬레이션 상황을 도시하고 있다.
즉, 상기 오버 스티어링과 다른 조건으로서, 운전자의 조향 방향과 반대 방향의 모터 토크가 발생하는 상황으로서, 운전자 조향 토크와 모터 토크가 서로 역방향으로 발생하게 된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치를 도시하고 있다.
본 발명의 고장여부를 판단함에 앞서, 차량의 선회주행을 수행하는지 판단하고, 차속의 크기를 판단하여 미리 설정되어 있는 설정값과 비교하여 실제 차속이 더 큰지 여부를 판단하는 선행조건 판단모듈을 구성한다.
차량의 선회주행 여부는 차속, 조향각 및 조향 토크에 따른 검출로직을 수행하여 판단한다. 더욱이, 이렇게 차량이 선회주행을 수행하는 것으로 판단되는 경우, 차속이 제 1 설정값 이상인지 여부를 판단하고, 차량의 선회주행 차속이 제 1 설정값 이상에서 고장 여부 판단 명령을 송신한다.
상기와 같이, 차량의 조향장치 고장 현상 검출에 더 민감하게 작동되어야 할 속도 시점을 결정하여 임의로 제 1 설정값은 선택될 수 있다. 차량이 저속으로 동작할 때는 무시할 수 있었던 조향장치 고장 현상도 고속 주행에서는 심각한 영향을 미칠 수 있으므로, 이러한 미리 설정된 제 1 설정값은 조절에 따라 민감도를 결정할 수 있다.
또한, 도 4는 상기 고장 여부 판단모듈의 구성을 블록도로 도시하고 있다.
상기 차량의 고장 여부 판단 명령을 수신하여 차량의 고장 여부를 판단하는 조향장치 고장 여부 판단모듈의 경우, 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 수행하여 미리 설정된 일정시간 적분한 누적값의 크기가 제 2 설정값 이상인지 판단하는 적분기반 검출모듈, 모터 토크 크기가 제 3 설정값 이상인지 판단하는 모터 토크 기반 검출모듈 및 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하여 제 4 설정값 이상인지 판단하는 요레이트 변화율 기반 검출모듈을 포함하여 구성된다.
상기 고장 여부 판단모듈을 구성하는 각각의 모듈을 살펴보면, 첫째, 적분기반 검출모듈을 포함한다. 일반적으로, 전동식 조향장치가 정상으로 작동하는 경우, 조향 토크와 모터 토크의 부호는 항상 반대 부호를 갖는다. 다만, 전동식 조향장치의 고장이 발생하는 경우, 조향 토크와 모터 토크의 부호가 동일하게 출력될 수 있다.
따라서, 상기 조향 토크와 모터 토크의 곱을 산출하고, 산출된 조향 토크와 모터 토크의 곱을 미리 설정된 일정시간 동안 적분을 수행하여 누적값을 산출한다. 이처럼 적분기반 검출모듈의 경우, 모터 토크와 조향 토크의 곱의 적분을 수행하는바, 감지 시간의 설정이 용이하다.
본 발명은 상기 산출된 누적값이 제 2설정값 이상인지 판단을 수행하는바, 적분기반 검출모듈에서 산출된 누적값이 제 2설정값 이상인 경우, 조향장치 고장이라 판단한다.
이렇게 일정시간 동안 적분한 누적값을 가지고 미리 설정된 제 2설정값과 비교하여 조향장치 고장을 판단하는 이유는 전동식 조향장치의 조작 중에 일시적으로 고장진로를 주행 발생하더라도 곧바로 정상 상태로 복귀하게 되면 조향장치 고장으로 판단하여 모터의 전류를 차단하는 등의 조치를 취할 필요가 없기 때문이다.
하지만, 이러한 상태가 일정시간 동안 계속 발생하여 상기 누적값이 미리 설정된 제 2설정값 이상인 경우 조향장치 고장으로 인해 차량이 고장 진로로 주행하게 되는바, 대응책이 필요하므로 조향장치의 고장으로 판단하고, 모터의 전류를 차단하는 등의 폐일 세이프 단계를 수행한다.
둘째로, 상기 고장 여부 판단모듈은 모터 토크 기반 검출모듈을 더 포함하여 구성된다. 이는 모터 토크가 제 3설정값 이상인 경우, 조향장치 고장이라 판단한다.
상기와 같이, 모터 토크가 미리 설정되어 있는 제 3설정값 이하인 경우, 차량의 조향장치 고장 시에도 운전자의 요청에 따른 주행 방향과 차량의 선회 방향의 차이가 작아 별도의 폐일 세이프 단계의 수행이 요구되지 않는바, 조향장치의 모터 토크가 미리 설정되어 있는 제 3 설정값 이상인 조건을 만족하는 경우 조향장치 고장이라 판단한다.
셋째로, 본 발명의 고장 여부 판단모듈은 요레이트 변화율 기반 검출모듈을 포함한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 상기 적분기반 검출모듈의 경우, 요레이트 센서를 사용하지 않으며 요레이트 변화율 산출모듈을 통해 조향각 및 차속으로부터 요레이트 값을 추정하여 사용한다.
이처럼 본 발명은 요레이트 센서를 통한 차량의 제어 시스템의 정보를 이용하지 않고, 차량의 입력되는 조향각 및 차속 등의 인자로부터 요레이트 값을 추정하고, 상기 추정된 요레이트 값을 통해 요레이트 변화율을 산출하는 과정을 수행한다. 이렇게 산출된 요레이트 변화율이 제 4설정값 이상인 경우, 본 발명의 조향장치는 고장이라 판단한다.
상기와 같이, 차량에 입력되는 조향각 및 차속 등의 인자로부터 요레이트 변화율 산출모듈은 요레이트 값을 추정하고, 추정된 요레이트 변화율을 산출하는 경우, 차량의 전체 상태를 현상학적으로 판단할 수 있다. 즉, 요레이트 센서를 이용하여 조향장치 고장을 판단할 경우, 요레이트 센서 자체 지연에 의해 즉각적인 고장 감지에 불리한바, 본 발명은 조향각 센서 및 차속을 기반으로 요레이트 값을 추정하는바, 차량의 주행 상태에 따른 조향장치 고장 여부를 신속하게 감지할 수 있다.
요레이트 변화값을 산출하기 위해 요구되는 요레이트 추정값은 아래의 수식을 통해 추정될 수 있다.
Figure 112015057844615-pat00001
(Vx: 차속, L: 축거, Kus:언더스티어 상수, g:중력, δf: 조향각)
위에 언급한 바와 같이, 본 발명은 차량의 조향장치 고장 여부를 검출함에 있어서, 상기 적분기반 검출모듈, 모터 토크 기반 검출모듈 및 요레이트 변화율 기반 검출모듈의 각각의 모든 조건을 만족하는 경우, 조향장치 고장이라 판단한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법의 순서도를 도시하고 있다.
본 발명의 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법에 따라, 차속을 수신하고(S110), 차량 선회를 판단하는 단계(S120)를 수행한다. 상기 차량 선회를 판단함에 있어서, 조향각 입력 및 조향 토크를 대상으로 판단을 수행한다. 차량이 선회하는 것으로 판단되는 경우, 차속이 제 1설정값 보다 큰지 판단한다(S130). 상기 차속이 제 1설정값보다 큰 경우, 조향장치의 고장 여부를 판단하고(S140), 추가로, 고장 종류를 판단하고(S150), 상기 차속이 제 1설정값 보다 작은 경우 로직을 종료한다.
상기 고장 여부 판단을 수행하여, 조향장치 고장이라 판단되는 경우, 폐일 세이프 로직을 적용하여 고장시 안전상태 모드를 수행하는바, 모터에 인가되는 전류를 차단하고, 전류가 차단된 모터를 리셋하여 재시작하는바, 전동식 조향 장치가 올바르게 작동할 수 있는 것을 보장할 수도 있다.
도 6은 고장 여부 판단을 수행함에 있어서, 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 수행하여(S210) 미리 설정된 일정시간 적분한 누적값(S220)의 크기가 제 2 설정값 이상인지 판단한다(S230). 상기 적분은 적분기반 검출모듈을 통해서 수행된다.
더욱이, 상기 적분 연산과정을 수행함과 동시에, 모터 토크 크기가 제 3 설정값 이상인지 판단하는 단계를 수행하고(S240), 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하여 제 4 설정값 이상인지 판단한다(S250).
상기 모터 토크 크기의 연산은 모터토크 기반 검출모듈을 통해 수행하고, 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하는 단계는 요레이트 변화율 기반 검출모듈을 통해 연산될 수 있다.
더욱이, 상기 요레이트 변화율을 산출하기 위해 차량의 요레이트 값을 추정하는바, 차속과 조향각에 따라 상기 요레이트 값은 추정된다. 상기 요레이트 변화율은 요레이트 변화율 산출모듈을 통해 수행될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 모터 토크 조건, 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 통한 적분 누적값의 크기 조건 및 요레이트 변화율의 크기 조건을 모두 만족하는 경우(S260), 전동식 조향장치 고장이 판단된다(S270).
도 7은 전동식 조향장치 고장이 판단된 경우, 고장 종류 판단을 수행하는 순서도를 도시하고 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전동식 조향장치 고장여부 판단 수행(S310)을 통해 전동식 조향장치 고장으로 판단되는 경우, 조향각 및 요레이트 변화율의 곱을 산출하고, 상기 산출된 연산값의 부호를 판단한다(S320).
상기 연산값의 부호가 양수인 경우, 전동식 조향장치는 오버 스티어링 고장으로 판단하고(S330), 상기 연산값의 부호가 음수인 경우, 전동식 조향장치는 롱 디렉션(wrong direction) 고장으로 판단한다(S340).
다만, 상기 전동식 조향장치 고장이 아닌 것으로 판단되는 경우, 조향장치 고장 종류의 판단을 보류한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 선행조건 판단모듈
11: 고장 여부 판단모듈
12: 고장 종류 판단모듈
13: 모터 제어모듈
14: 요레이트 변화율 산출모듈
21: 적분기반 검출모듈
22: 모터토크 기반 검출모듈
23: 요레이트 변화율 기반 검출모듈

Claims (12)

  1. a) 차량의 선회시 차속이 제 1 설정값 이상인지 판단하는 단계;
    b) 상기 a)단계를 만족하는 경우, 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 수행하여 미리 설정된 일정시간 적분한 누적값의 크기가 제 2 설정값 이상인지 판단하는 단계;
    c) 상기 모터 토크 크기가 제 3 설정값 이상인지 판단하는 단계;
    d) 상기 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하여 제 4 설정값 이상인지 판단하는 단계;
    상기 b) 내지 d) 단계의 판단 조건을 모두 만족하면, 조향장치의 고장 상태에 있다고 판단하고, 어느 한 단계라도 만족하지 않으면 상기 조향장치가 정상 상태에 있다고 판단하는 단계;를 포함되며,
    상기 조향장치가 고장상태에 있다고 판단된 경우, 고장 종류 판단을 수행하는 단계를 더 포함하는바, 상기 고장 종류 판단을 수행하는 단계는,
    e) 상기 조향각과 상기 요레이트 변화율의 부호가 동일한지 판단하는 단계;
    f) 상기 e) 단계를 만족하는 경우, 상기 조향장치는 오버 스티어링 고장으로 판단하고, 상기 e) 단계를 만족하지 못하는 경우, 상기 조향장치는 롱 디렉션 고장으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조향장치의 고장 상태에 있다고 판단되는 경우,
    상기 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 단계 이후,
    상기 조향장치를 리셋하여 재시작하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 단계를 순차적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 a)단계에서 차량의 선회 판단시, 상기 조향 토크와 조향각 입력을 판단하여 상기 차량의 선회를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 요레이트 변화율은 상기 조향각 입력과 차속을 기반으로 요레이트 값을 추정하고, 상기 추정된 요레이트 값을 미분하여 저역통과필터를 이용하여 상기 요레이트 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출방법.
  8. 차량의 조향 토크 및 조향각 입력에 따라 차량의 선회 여부를 판단하고, 차량의 선회 판단시 차속이 제 1 설정값 이상인 경우, 조향장치의 고장 여부 판단 실행 명령을 송신하는 선행조건 판단 모듈;
    상기 선행조건 판단 모듈의 고장 여부 판단 실행 명령을 수신하여, 조향장치의 고장 여부를 판단하는 고장 여부 판단모듈;을 포함하고,
    상기 고장 여부 판단모듈의 경우, 상기 조향 토크와 모터 토크의 곱 연산을 수행하여 미리 설정된 일정시간 적분한 누적값의 크기가 제 2 설정값 이상인지 판단하는 적분기반 검출모듈;
    상기 모터 토크 크기가 제 3 설정값 이상인지 판단하는 모터 토크 기반 검출모듈; 및
    상기 차속과 조향각에 따라 요레이트 변화율의 크기를 판단하여 제 4 설정값 이상인지 판단하는 요레이트 변화율 기반 검출모듈;을 포함하며,
    상기 적분기반 검출모듈, 모터 토크 기반 검출모듈 및 요레이트 변화율 기반 검출모듈의 조건을 모두 만족할 경우, 상기 조향장치의 고장을 판단하고,
    상기 고장 여부 판단모듈에서 상기 조향장치의 고장을 판단한 경우,
    상기 조향각과 요레이트 변화율의 부호가 동일한지 판단하고, 상기 조향각과 요레이트 변화율의 부호가 동일한 경우, 상기 조향장치는 오버 스티어링 고장으로 판단하고,
    상기 조향각과 요레이트 변화율의 부호가 동일하지 않은 경우, 롱 디렉션으로 판단하는 고장 종류 판단모듈;을 포함하는는
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 고장 여부 판단모듈에 의해 상기 조향장치의 고장 상태에 있다고 판단되는 경우,
    상기 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 모터 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 모터 제어모듈에서 조향장치의 모터에 인가되는 전류를 차단하는 경우,
    상기 조향장치를 리셋하여 재시작하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 요레이트 변화율은 상기 조향각 입력과 차량의 속도를 기반으로 요레이트를 추정하고, 상기 추정된 요레이트 값을 미분하여 저역통과필터에 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치 고장 여부 검출장치.
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