KR101875959B1 - 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법 - Google Patents

전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101875959B1
KR101875959B1 KR1020120029648A KR20120029648A KR101875959B1 KR 101875959 B1 KR101875959 B1 KR 101875959B1 KR 1020120029648 A KR1020120029648 A KR 1020120029648A KR 20120029648 A KR20120029648 A KR 20120029648A KR 101875959 B1 KR101875959 B1 KR 101875959B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
torque sensor
cent
counter
ecu
fail
Prior art date
Application number
KR1020120029648A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130107683A (ko
Inventor
김도훈
최영민
정길영
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020120029648A priority Critical patent/KR101875959B1/ko
Publication of KR20130107683A publication Critical patent/KR20130107683A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101875959B1 publication Critical patent/KR101875959B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/029Adapting to failures or work around with other constraints, e.g. circumvention by avoiding use of failed parts
    • B60W2050/0292Fail-safe or redundant systems, e.g. limp-home or backup systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638Engine speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20Steering systems
    • B60W2510/202Steering torque

Abstract

본 발명은 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센트(SENT) 기반의 토크센서 페일-세이프를 구현할 수 있도록 한 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 토크센서의 로터 위치 정보가 센트 프로토콜을 이용하여 ECU에 전송되는 방식을 채택하여, 센트 프로토콜(SENT Protocol)이 가지고 있는 다양한 정보를 기반으로 토크센서에 대한 효율적인 페일-세이프(Fail-safe)이 이루어질 수 있도록 함으로써, 아날로그 타입에 비해 노이즈에 대한 강건성이 뛰어나고, 제어 안정성 및 조향 안정성을 확보할 수 있는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법{Fail-safe strategy method of motor driven power steering}
본 발명은 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센트(SENT) 기반의 토크센서 페일-세이프를 구현할 수 있도록 한 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법에 관한 것이다.
차량의 파워스티어링 장치는 스티어링 휠의 각회전 조작력 경감을 위한 장치를 말하며, 최근에는 주행속도에 따른 조타력을 변화시키기 위해 전동식 파워스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)가 탑재되고 있다.
상기 전동식 파워스티어링 장치는 차속 감응형 파워스티어링 장치로서, 전동식 파워스티어링 모듈의 ECU가 차량속도에 따라 조향각 및 모터 움직임을 제어하면서 최적의 조향감을 운전자에게 제공하는 기능을 한다.
이러한 전동식 스티어링 장치는 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 장치로서, 조향을 위한 동력 발생용 모터(14)와, 모터(14)의 출력축과 스티어링샤프트(10) 간을 연결하는 랙 구동형 감속기어박스(12)와, 차속 센서 및 토크센서 등의 정보를 입력받아 모터의 구동을 제어하는 ECU(16)와, 운전자에 의한 스티어링 휠의 조타여부 및 방향을 감지하기 위하여 스티어링 휠쪽에 장착되는 토크센서(18) 등을 포함하여 구성되어 있다.
MDPS 즉, 전동식 파워 스티어링 장치는 기본적으로 운전자의 조향 의지에 해당하는 토크센서의 값이 입력이 되고, ECU의 연산에 의한 출력으로 모터를 제어해 주며, 모터 포지션 정보가 피드백(Feedback)되는 시스템을 이루고 있고, 이러한 시스템의 관점에서 봤을 때, 입력에 해당되는 토크센서의 안정성(센서 값 취득 및 ECU로의 전송)은 조향 안정성과 전체적인 성능 보장에 필수적인 역할을 한다.
그러나, 상기 토크센서(Torque Sensor) 신호에 대한 지속적인 문제 제기에 따라 토크센서의 안정화가 요구되고 있는 실정에 있다.
최근, MDPS에 대한 필드 크레임(Field-Claim) 현황을 보면 토크센서 문제는 총 13%를 차지하고 있고, 핸들 무거움이 발생하는 문제 유형의 총 40%를 차지하고 있으며, 간헐적인 핸들 무거움의 직접적인 원인이 토크센서의 문제라고 단언할 순 없지만, MDPS 시스템의 입력에 해당하는 토크센서의 강건화가 전체적인 MDPS 시스템 안정화를 도모한다는 점에서 토크센서의 개선이 반드시 필요하다 하겠다.
현재, 토크센서에 문제가 발생하면, 제어 중지 모드(Manual Assist) 진입하는 로직이 적용되고 있다.
즉, 대부분 자동차 메이커사의 경우 토크센서의 출력에 문제가 발생하면, MDPS 시스템의 제어를 중지하는 제어 중지 모드(manual 모드)에 진입하는 로직을 적용하고 있으며, 일부 메이커사에서는 급작스러운 조향 제어 중지에 의한 영향을 최소화하기 위해 일정 수준의 조향 제어가 가능한 페일-세이프(Fail-safe) 로직을 적용되고 있다.
여기서, 기존의 토크 센서 페일-세이프 즉, 고장 진단 예를 첨부한 도 6을 참조로 살펴보면 다음과 같다.
기존 방법으로서 아날로그 토크센서의 고장 진단은 단선/단락에 국한되는 방법으로서, 주요 파라미터(Parameter)인 임계치(Threshold level)과 카운터[Counter(High, LOW], 카운터 증분(Counter increment) 등은 반복적인 실험, 혹은 과거의 경험을 통해 정해진다.
따라서, 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S500), 토크센서의 임계치 판단이 이루어진다(S501).
판단 결과, 토크센서의 현재 감지값이 임계 토크 하한치보다 작으면, 토크센서의 감지가 제대로 이루어지지 않는 것으로 간주하여 토크센서 고장 카운터를 실시하고(S502), 토크센서 고장 카운터가 임계 카운터 하한치를 초과하지 않으면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S503), 토크센서 고장 카운터가 임계 카운터 하한치를 초과하면 토크센서의 단선/단락으로 판정한다(S504).
그러나, 아날로그 토크센서의 고장 진단은 단선/단락에 국한되는 방법이므로, MDPS 시스템의 조향 안정성 확보 및 안정성을 위하여 새로운 토크센서의 개발과 더불어 그에 따른 새로운 페일-세이프(Fail-Safe) 로직 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 토크센서의 로터 위치 정보가 센트 프로토콜을 이용하여 ECU에 전송되는 방식을 채택하여, 센트 프로토콜(SENT Protocol)이 가지고 있는 다양한 정보를 기반으로 토크센서에 대한 효율적인 페일-세이프(Fail-safe)가 이루어질 수 있도록 함으로써, 아날로그 타입에 비해 노이즈에 대한 강건성이 뛰어나고, 제어 안정성 및 조향 안정성을 확보할 수 있는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 토크센서의 감지정보가 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송되는 단계와; 상기 ECU에서 센트 프로토콜의 여러가지 정보 중 선택된 어느 하나의 정보를 기반으로 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 제공한다.
본 발명의 제1구현예에 따른 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는: 주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 스테이터스의 인베리드(invaid) 여부를 판단하는 단계와; 스테이터스 니블이 에러 또는 무효 상태로 판정되면, 토크센서 스테이터스 무효 카운터를 실시하는 단계와; 토크센서 스테이터스 무효 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2구현예에 따른 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는: 주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 첵썸 상태가 정확한지를 판정하는 단계와; 첵썸 니블이 부정확한 것으로 판정되면, 토크센서 첵썸 카운터를 실시하는 단계와; 토크센서 첵썸 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3구현예에 따른 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는: 주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 폴링 에지(falling edge)의 정해진 개수를 확인하는 판정 단계와; 폴링 에지가 정해진 개수가 아닌 것으로 판정되면, 토크센서 타임아웃 카운터를 실시하는 단계와; 토크센서 타임아웃 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4구현예에 따른 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는: 주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 컨텐츠 에러(Contents error)를 체크하는 단계와; 센트1(SENT1) 및 그 후속의 센트2(SENT2)를 통해 계산된 토크값을 서로 비교하여 기준 차이값[offset(Δ )] 이상으로 차이가 발생하면, 토크센서 합계 폴트 카운터를 실시하는 단계와; 토크센서 합계 폴트 카운 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 토크센서의 감지정보가 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송되는 점을 감안하여, 센트 프로토콜(SENT Protocol)이 가지고 있는 다양한 정보중 선택된 어느 하나의 정보를 기반으로 효율적이면서도 정확한 페일-세이프 판정 방법을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 페일-세이프 구현 방법은 기존의 아날로그 타입에 비하여 센트 프로토콜(SENT Protocol)이 가지고 있는 다양한 정보를 기반으로 하므로, 노이즈에 대한 강건성이 뛰어나고, 결국 MDPS의 제어안정성 및 조향 안정성을 용이하게 확보할 수 있다.
도 1은 전동식 스티어링 장치의 구성을 나타내는 모식도,
도 2는 토크센서의 구성을 설명하는 모식도,
도 3은 토크센서의 감지 및 전송 방법을 설명하는 모식도,
도 4 및 도 5는 토크센서의 센트 프로토콜 정보를 설명하는 모식도,
도 6의 기존의 토크센서 고장 진단예를 설명하는 순서도,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 설명하는 순서도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 설명하는 순서도,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 설명하는 순서도,
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법을 설명하는 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 센트(SENT: Single Edge Nibble Transmission) 기반의 토크센서 및 그 신호 전송 방식을 살펴보면 다음과 같다.
상기 토크센서의 구성을 보면, 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이 스티어링 컬럼 샤프트(20: Steering Column shaft)에 상하로 이격 장착되는 인풋로터(21: input rotor)와 출력로터(22: output rotor), 그리고 그 사이에 배치되는 스테이터(23: stator)를 포함한다.
특히, 상기 로터와 대응되는 스테이터의 일측 위치에는 송신기 코일(30: Transmitter(TX) coil)과 수신기 코일(32: Receiver(RX) Coil)이 형성되어 있고, 그 반대측에는 한 쌍의 에이직(34: ASIC) 칩이 탑재되어 있다.
따라서, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 운전자의 조향 의지에 따라 로터가 회전을 하면 송신기 코일(30) 및 수신기 코일(32)을 이용해 유도전류를 측정하고, 측정된 유도 전류를 에이직 칩(34)에서 로터의 위치정보에 해당하는 값으로 변환한다.
이어서, 변환된 로터의 위치정보는 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송되고, 이에 ECU에서는 입력로터와 출력로터의 위치 정보를 통해 뒤틀림 값을 계산해서 최종적으로 토크값을 산출하게 된다.
상기 센트 프로토콜(SENT Protocol) 전송 방식은 토크센서에서 ECU로 전송되는 일방향 통신에 사용되는 통신 프로토콜로서, SAE J2716 (Jan. 2010)를 기반으로 한다.
상기 센트(SENT: Single Edge Nibble Transmission)의 각 니블(nibble)은 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 최초 5 클럭 틱(Clock Tick)에 해당하는 로우 레벨(Low level)과 [7 클럭 틱 + n(십진수)×클럭 틱]에 해당하는 하이 레벨(High level)로 구성되면서 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 형성한다.
이때, 최소값인 니블(nibble)값 0을 표현하기 위해 5 클럭 틱에 해당하는 로우 레벨과 7 클럭 틱에 해당되는 하이 레벨을 갖는다.
상기 센트 프로토콜(SENT Protocol)의 니블 구성을 보면, 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이 캘리브레이션/싱크로나이제이션 니블[Calibration/Synchronization nibble]과, 스테이터스 니블[Status nibble (Nibble#1)]과, 데이터 니블[Data nibble (Nibble#2…#7)]과, 첵썸[Checksum(CRC) nibble (Nibble#8)] 등을 포함하여 구성되어 있고, 각 리블의 구체적 구성 및 기능을 살펴보면 다음과 같다.
ⅰ) 캘리브레이션/싱크로나이제이션 니블
총 56 클럭 틱(Clock Tick)으로 고정되어 있고, 5 클럭 틱의 로우 레벨과 51 클럭 틱의 하이 레벨로 구성되어 있으며, 전동식 파워 스티어링을 위한 ECU는 펄스 주기(pulse period) 계산을 통해 클럭 틱(Clock Tick)에 대한 실질적인 시간을 계산하게 되고, 이를 통해 센서내부의 오실레이터(oscillator)가 가지는 주파수 편차 및 송신라인에서 생기는 딜레이(Delay)에 대한 보상작업을 수행하게 된다.
ⅱ) 스테이터스 니블
센서 내부의 고장(MCU, ASIC, Resistive Short)에 대한 상태 정보를 담고 있으며, 센서 진단을 위해 사용된다.
ⅲ) 데이터 니블
총 6개의 니블로 구성되어 있고, 실질적인 데이터를 담고 있으며, 데이터 니블의 구성은 센서 및 제어 로직에 따라 여러 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 센트 타입 토크(SENT type torque) 센서의 경우, 2가지 데이터가 니블(nibble) #2 ~ #4 및 니블(nibble) #5 ~ #7로 양분되어 전송된다.
ⅳ) 첵썸 니블
ECU가 CRC(Checksum) 계산을 통해 전송 중 데이터의 훼손 여부를 확인할 수 있게 해준다.
여기서, 상기와 같은 센트 프로토콜(SENT Protocol)을 기반으로 하는 본 발명의 제1실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법을 첨부한 도 7을 참조로 살펴보면 다음과 같다.
제1실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 센서 내부의 고장(MCU, ASIC, Resistive Short)에 대한 상태 정보를 담고 있으며, 센서 진단을 위해 사용되는 스테이터스 니블(Status nibble)을 이용하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.
즉, 기존의 아날로그 타입의 경우는 센서 상태정보를 알 수 없지만, 본 발명은 스테이터스 니블을 통하여 ECU는 토크센서의 상태 정보에 대해 알 수 있고, 특히 센서 내의 MCU나 ASIC의 고장, 그리고 인터페이스 상의 저항성 단락(Resistive short)이 발생할 경우 스테이터스 니블을 통해 상태 정보가 ECU로 전송되는 점을 이용하게 된다.
제1실시예에 따르면, 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S100), 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 스테이터스의 인베리드(invaid) 여부를 판단하는 단계가 이루어진다(S101).
즉, 토크센서에서 감지된 로터의 위치정보가 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송될 때, 센트 프로토콜(SENT Protocol)의 니블 구성 중, 스테이터스 니블[Status nibble (Nibble#1)]의 에러 또는 사용여부를 판정한다.
판정 결과, 스테이터스 니블이 에러 또는 무효 상태로 판정되면, 토크센서의 감지가 제대로 이루어지지 않는 것으로 간주하여, 토크센서 스테이터스 무효 카운터(Sent_Torque_Invalid_Status_counter)를 실시한다(S102).
이에, 토크센서 스테이터스 무효 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S103), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S104).
여기서, 상기와 같은 센트 프로토콜(SENT Protocol)을 기반으로 하는 본 발명의 제2실시예에 따른 토크 센서 페일-세이프 방법을 첨부한 도 8을 참조로 살펴보면 다음과 같다.
제2실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 첵썸 니블(Checksum nibble)을 이용하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.
토크센서의 출력이 ECU로 하드-와이어(hard-wire)를 통해 전송되기 때문에 전자적인 노이즈, 기계적인 진동에 의해 센서 출력값이 왜곡되어 전송될 가능성이 있다.
이에, 센트 프로토콜(SENT Protocol)은 전송 중 데이터의 훼손 여부를 확인할 수 있게 해주는 첵썸 니블(Checksum nibble)을 포함하고 있기 때문에 ECU는 첵썸(Checksum)계산을 통해 수신된 센서 값의 왜곡여부를 판가름하게 된다.
따라서, 제2실시예에 따라 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S200), 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 첵썸 상태가 정확한지를 판정하는 단계가 이루어진다(S201).
이러한 판정 결과, 첵썸 니블이 부정확한 것으로 판정되면, 토크센서의 감지가 제대로 이루어지지 않는 것으로 간주하여, 토크센서 첵썸 카운터(Sent_Torque_Sensor_CRC_counter)를 실시한다(S202).
이에, 토크센서 첵썸 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S203), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S204).
여기서, 상기와 같은 센트 프로토콜(SENT Protocol)을 기반으로 하는 본 발명의 제3실시예에 따른 토크 센서 페일-세이프 방법을 첨부한 도 9를 참조로 살펴보면 다음과 같다.
제3실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 폴링 에지(Falling Edge)를 체크하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.
한 개의 센트 프로토콜은 총 9개의 폴링 에지(falling edge)를 가지고 있는 바, 하드-와이어(hard-wire)에 단선 및 단락과 같은 물리적인 문제가 발생 할 경우 ECU는 폴링 에지(falling edge)의 개수(9개)를 파악하여 고장 검출을 하는 점에 제3실시예의 특징이 있다.
따라서, 제3실시예에 따라 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S300), 토크센서의 센트 정보로부터 폴링 에지(falling edge)의 개수가 9개인지를 확인하는 판정 단계가 이루어진다(S301).
이때, 폴링 에지가 9개가 아닌 것으로 판정되면, 토크센서의 감지가 제대로 이루어지지 않는 것으로 간주하여 토크센서 타임아웃 카운터(Sent_Torque_Sensor_Timeout_counter)를 실시한다(S302).
이에, 토크센서 타임아웃 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S303), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S304).
여기서, 상기와 같은 센트 프로토콜(SENT Protocol)을 기반으로 하는 본 발명의 제4실시예에 따른 토크 센서 페일-세이프 방법을 첨부한 도 10을 참조로 살펴보면 다음과 같다.
제4실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 컨텐츠 에러(Contents Error)를 체크하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.
토크센서에 의하여 감지된 로터(rotor)의 위치 정보는 센트1(SENT1) 및 그 후속의 센트2(SENT2)를 통해 동일하게 ECU로 전송되기 때문에 계산된 토크값 또한 동일하게 된다.
이때, 컨텐츠 에러 체크(Contents error check)는 센트1(SENT1) 및 그 후속의 센트2(SENT2)를 통해 계산된 토크값을 서로 비교하여 기준 차이값[offset(Δ )] 이상으로 차이가 발생할 때 고장 검출로 판정할 수 있으며, 이를 통해 ECU는 센서 출력에 대한 신뢰도를 확보하게 되어 잘못된 센서 출력에 의한 오 제어 가능성을 최소화 시킬 수 있다.
따라서, 제4실시예에 따라 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S400), 토크센서의 센트 정보로부터 컨텐츠 에러(Contents error)를 체크한다(S401).
즉, 센트1(SENT1) 및 그 후속의 센트2(SENT2)를 통해 계산된 토크값을 서로 비교하여 기준 차이값[offset(Δ )] 이상으로 차이가 발생하면, 토크센서의 감지가 제대로 이루어지지 않는 것으로 간주하여 토크센서 합계 폴트 카운터(Torque_Sensor_Sum_fault_counter)를 실시한다(S402).
이에, 토크센서 합계 폴트 카운 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S403), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S404).
이와 같이, 본 발명의 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법은 아날로그 타입에 비하여 노이즈에 대한 강건성이 뛰어나고, 센트 프로토콜(SENT Protocol)이 가지고 있는 다양한 정보를 기반으로 효율적인 페일-세이프가 가능한 장점을 제공할 수 있으므로, MDPS의 제어안정성 및 조향 안정성을 용이하게 확보할 수 있다.
10 : 스티어링샤프트
12 : 감속기어박스
14 : 모터
16 : ECU
18 : 토크센서

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 토크센서의 감지정보가 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송되는 단계와;
    상기 ECU에서 센트 프로토콜의 여러가지 정보 중 선택된 어느 하나의 정보를 기반으로 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계;
    로 이루어지되,
    상기 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는:
    주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 첵썸 상태가 정확한지를 판정하는 단계와;
    첵썸 니블이 부정확한 것으로 판정되면, 토크센서 첵썸 카운터를 실시하는 단계와;
    토크센서 첵썸 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계;
    로 진행되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법.
  4. 토크센서의 감지정보가 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송되는 단계와;
    상기 ECU에서 센트 프로토콜의 여러가지 정보 중 선택된 어느 하나의 정보를 기반으로 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계;
    로 이루어지되,
    상기 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는:
    주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 폴링 에지(falling edge)의 정해진 개수를 확인하는 판정 단계와;
    폴링 에지가 정해진 개수가 아닌 것으로 판정되면, 토크센서 타임아웃 카운터를 실시하는 단계와;
    토크센서 타임아웃 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계;
    로 진행되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법.
  5. 토크센서의 감지정보가 에이직 칩을 통해 센트 프로토콜(SENT Protocol) 형식으로 ECU에 전송되는 단계와;
    상기 ECU에서 센트 프로토콜의 여러가지 정보 중 선택된 어느 하나의 정보를 기반으로 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계;
    로 이루어지되,
    상기 토크센서의 고장 진단을 실시하는 단계는:
    주행을 위한 엔진 속도가 일정 수준 이상이 되면, 토크센서의 센트 정보로부터 컨텐츠 에러(Contents error)를 체크하는 단계와;
    센트1(SENT1) 및 그 후속의 센트2(SENT2)를 통해 계산된 토크값을 서로 비교하여 기준 차이값[offset(Δ )] 이상으로 차이가 발생하면, 토크센서 합계 폴트 카운터를 실시하는 단계와;
    토크센서 합계 폴트 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고, 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정하는 단계;
    로 진행되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법.
KR1020120029648A 2012-03-23 2012-03-23 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법 KR101875959B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120029648A KR101875959B1 (ko) 2012-03-23 2012-03-23 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120029648A KR101875959B1 (ko) 2012-03-23 2012-03-23 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130107683A KR20130107683A (ko) 2013-10-02
KR101875959B1 true KR101875959B1 (ko) 2018-07-06

Family

ID=49630938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120029648A KR101875959B1 (ko) 2012-03-23 2012-03-23 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101875959B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170059107A (ko) * 2015-11-20 2017-05-30 주식회사 만도 모터 제어 방법 및 그 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102253167B1 (ko) * 2015-01-29 2021-05-18 현대모비스 주식회사 자동차 및 센서 데이터의 동기화 방법
KR101970988B1 (ko) * 2017-08-07 2019-04-22 주식회사 만도 센트 프로토콜을 이용한 센서 이상 검출 방법
US10521974B2 (en) * 2017-08-28 2019-12-31 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring an autonomous vehicle
US10129339B1 (en) 2017-11-15 2018-11-13 Sensata Technologies, Inc. Communication system configured for transmitting sensor values from N sensing sources to a control unit
KR102569824B1 (ko) 2018-10-29 2023-08-23 현대모비스 주식회사 차량 보호 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006157A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd カメラ付き画像通信装置
JP2005024509A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Calsonic Kansei Corp トルクセンサの故障診断方法
KR20060045466A (ko) * 2004-09-10 2006-05-17 미츠비시덴키 가부시키가이샤 스티어링 제어 장치
KR20060045221A (ko) * 2004-11-12 2006-05-17 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006157A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd カメラ付き画像通信装置
JP2005024509A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Calsonic Kansei Corp トルクセンサの故障診断方法
KR20060045466A (ko) * 2004-09-10 2006-05-17 미츠비시덴키 가부시키가이샤 스티어링 제어 장치
KR20060045221A (ko) * 2004-11-12 2006-05-17 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[비특허 - 웹 게시물] DIGI-KEY ELECTRONICS *
Vincent Hiligsmann. Digital Communication for Smart Modern Sensors. Digi-Key ELECTRONICS, 2011-05-06. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170059107A (ko) * 2015-11-20 2017-05-30 주식회사 만도 모터 제어 방법 및 그 장치
KR102389095B1 (ko) 2015-11-20 2022-04-21 주식회사 만도 모터 제어 방법 및 그 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130107683A (ko) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101875959B1 (ko) 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법
US10850769B2 (en) Detecting apparatus and electric power steering apparatus
US10717462B2 (en) Sensor device and electric power steering device using same
US8579072B2 (en) Electric power steering system and controller of the electric power steering system
US9522696B2 (en) Method and apparatus for controlling electric power steering
US8924083B2 (en) Power steering apparatus, and controller for power steering apparatus
US9975572B2 (en) In-vehicle device controller and power steering device
US9422000B2 (en) Method for providing torque reliability and control apparatus
US10232879B2 (en) Communication system
JP5257050B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US9193386B2 (en) Steering angle detecting apparatus for vehicle and electric power steering apparatus
US8798861B2 (en) Electric power steering apparatus
US6865463B2 (en) Electrically-powered steering apparatus
JP2017032383A (ja) センサ装置
CN104685321A (zh) 用于检测设有电机的马达装置中的故障的方法和马达控制单元
KR101484271B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그의 조향각 검증 방법
WO2018194029A1 (ja) 舵角検出装置
KR101784643B1 (ko) 전동 파워 스티어링 장치 및 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치
JP7081386B2 (ja) 回転検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
US9688303B1 (en) System and method for detecting failure of a steering angle sensor
KR20150065986A (ko) 모터 위치 센서의 고장 여부를 검출하는 전자 제어 유닛
JP2019207205A (ja) 回転検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2014133428A (ja) パワーステアリング装置
JP2004276635A (ja) 電動パワーステアリング装置
KR20120036203A (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 조향각 산출방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant