KR102494675B1 - 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치 및 방법에 관한 것으로서, 조향 보조력을 공급하는 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집부, 상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출부, 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치의 이상을 판단하는 이상 판단부, 수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 제어 장치의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정부, 상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 상기 조향 모터에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어부 및 생성된 신호를 상기 조향 제어 장치로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치를 제공한다.

Description

전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치 및 방법{Fail Safe Apparatus For Electric Power Steering System And Method Thereof}
본 발명은 전동식 동력 조향 시스템을 구성하는 장치들에 오류 발생시, 전동식 동력 조향 시스템의 구동을 제어하는 페일 세이프 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 스티어링 휠(steering wheel, 핸들)의 조향력을 경감하여 조향 상태의 안정성을 보장하기 위한 수단으로써 동력을 보조하는 전동식 동력 조향 시스템(EPS; Electronic Power Steering System)이 설치되는데, 이는 모터의 회전력을 이용하므로 운전자의 조향력을 쉽게 한다.
즉, 조향 제어(Steering Control)는 운전자의 조향력을 보조해주기 위한 보조 조향력을 발생시키는 제어로, 조향 성능 저하 또는 오동작 시 사고를 초래할 수 있기 때문에 안정성, 신뢰성 등이 반드시 보장되어야 한다.
따라서, 이를 구현하기 위해서 모터 제어가 필수적이므로 전동식 동력 조향 시스템(EPS)에는 센서, ECU, 모터 등의 다양한 부품이 장착되어 있으며, 조향 모터의 위치, 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
이때, 장착된 부품 중에서 하나의 오류 등으로 인해서 에 대한 신뢰성이 보장되지 않는 상황이 발생하는 경우, 조향 보조력의 손실이 발생하거나 조향 제어 자체가 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 이는 심각한 주행 사고를 초래시킬 수 있다.
따라서 종래의 전동식 동력 조향 시스템(EPS)에서 오류가 감지되면 오류의 정도에 상관없이 조향 모터의 작동을 정지시킴으로써 일시적으로 조향 보조력을 상실시킨다.
그러나 발생된 오류가 오감지 또는 단발성 오류인 경우에는 상기 조향 모터의 정지는 불필요한 동작이 될 수 있으므로 주행에 위화감을 조성하며, 운전자의 조향휠 조작에 큰 이질감을 주는 문제가 있다.
또한, 자율 주행 차량이 개발됨에 따라, 전동식 동력 조향 시스템(EPS)의 페일 세이프 장치의 높은 신뢰성을 요하므로 다양한 오류 발생 상황에 능동적으로 대응할 수 있는 페일 세이프 장치가 요구되는 실정이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 전동식 동력 조향 시스템의 오류 발생시, 오류 상태를 판단함으로써, 모터의 어시스트 전류의 출력을 제어하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전동식 동력 조향 시스템의 오류 발생시에도 오류 상태에 따라 전동식 동력 조향 시스템의 제어 장치를 초기화함으로써, 조향 보조력을 지속적으로 제공하는 페일 세이프 장치 및 방법을 제공한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치는, 조향 보조력을 공급하는 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집부, 상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출부, 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치의 이상을 판단하는 이상 판단부, 수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 제어 장치의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정부, 상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 상기 조향 모터에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어부 및 생성된 신호를 상기 조향 제어 장치로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법은, 조향 보조력을 공급하는 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집단계, 상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출단계, 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치의 이상을 판단하는 이상 판단단계, 수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 제어 장치의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정단계, 상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 상기 조향 모터에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어단계 및 생성된 신호를 상기 조향 제어 장치로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전동식 동력 조향 시스템의 오류 발생시, 오류 상태에 따라 차량의 조향 보조력을 제어하므로 조향 조작에 대한 이질감을 감소시킬 수 있다.
또한, 오류 발생 시에도 전동식 동력 조향 시스템이 정상 작동하므로 신뢰성 및 주행의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 페일 세이프 장치를 포함하는 전동식 동력 조향 시스템의 일부 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치에 대한 블럭구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법에 대한 구체적인 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 페일 세이프 장치를 포함하는 전동식 동력 조향 시스템(1)의 일부 블럭구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템(1)은 스티어링 휠(Steering Wheel), 상기 스티어링 휠의 조작에 따른 조향 보조력을 발생시키는 모터(110), 모터(110)를 제어하는 전자 제어 수단(ECU; Electronic Control Unit), 페일 세이프 장치(120)를 포함하며, 전동식 동력 조향 시스템(1)의 각종 구동을 제어하는 조향 제어 장치(130), 조향 제어 장치(130)의 이상을 감지하고, 조향 제어 장치(130)의 동작을 제어하는 페일 세이프 장치(120), 상기 스티어링 휠의 조향 각도를 감지하는 조향각 센서(Steering Angle Sensor, 140), 운전자가 차량의 스티어링 휠 에 가하는 조향력을 감지하는 토크 센서(Torque Sensor, 150), 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(160) 등을 포함할 수 있다.
여기에서, 모터(110)는 전자 제어 수단(ECU, 130) 및 페일 세이프 장치(120)로부터 수신된 제어 신호에 따라 조향 보조력을 발생시킬 수 있다.
구체적으로, 전자 제어 수단(ECU, 130)은 조향각 센서(140) 및 토크 센서(150)로부터 출력된 신호를 기반으로 기설정된 어시스트 제어 맵으로부터 목표 조향 토크값을 연산할 수 있다. 그리고 상기 목표 조향 토크값에 따른 상기 제어 신호 즉, 어시스트 전류 신호를 모터(110)로 인가할 수 있다.
또한, 페일 세이프 장치(110)는 조향각 센서(140) 토크 센서(150), 차속 센서(160)로부터 출력된 신호를 기반으로 전자 제어 수단(ECU, 130)의 이상 여부를 판단함으로써, 상기 어시스트 전류의 출력을 제어할 수 있다.
또한, 페일 세이프 장치(110)는 차량 내 통신을 통해 차량 내에 구비된 각종 시스템의 ECU로부터 출력된 고장 신호를 기반으로 활성화될 수 있다.
즉, 전동식 동력 조향 시스템(1)뿐만 아니라, 차량 내에 구비된 하나 이상의 시스템 오류 발생시에도 페일 세이프 장치(110)를 동작시킴으로써, 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
더불어, 페일 세이프 장치(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 조향 제어 장치(130)에 포함되는 것이 바람직하나, 조향 제어 장치(130)에 포함되지 않고, 유기적으로 연결되는 장치일 수 있다.
이때 도 1에 도시된 전동식 동력 조향 시스템(1)의 일부는 일 예일뿐 이에 한정하지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템(1)의 페일 세이프 장치(120)에 대한 블럭구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템(1)의 페일 세이프 장치(120)는 조향 보조력을 공급하는 조향 모터(110)의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집부(210), 상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출부(220), 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치(130)의 이상을 판단하는 이상 판단부(230), 수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 조향 제어 장치(130)의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정부(240), 상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 조향 모터(110)에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어부(250) 및 생성된 신호를 조향 제어 장치(130)로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력부(260)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 정보 수집부(210)는 조향 모터(110)에 인가되는 어시스트 전류를 전자 제어 수단(ECU)로부터 수집할 수 있으며, 이를 이상 판단부(230)로 송신할 수 있다.
또한, 정보 수집부(210)는 조향각 센서(140)로부터 상기 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보인 조향 각을 감지하고, 토크 센서(150)로부터 목표 조향 정보인 조향 토크를 감지할 수 있다. 또한, 정보 수집부(210)는 차속 센서(160)와 같은 차량 내 구비된 각종 센서를 통해 상기 주행 정보를 수집할 수 있다.
더불어, 전동식 동력 조향 시스템(EPS, 1)에 포함되는 페일 세이프 장치(120)의 정보 수집부(210)는 SPI(Serial Programming Interface) 통신과 같은 시리얼 통신(직렬 통신)을 통해 조향각 센서(140), 토크 센서(150) 및 차속 센서(160) 중 적어도 하나 이상으로부터 상기 정보들을 감지할 수 있다.
따라서 정보 수집부(210)는 수집된 상기 목표 조향 정보를 전류 산출부(220) 및 초기화 결정부(240)로 송신할 수 있고, 상기 주행 정보를 초기화 결정부(240)로 송신할 수 있다.
또한, 정보 수집부(210)는 차량에 구비된 적어도 하나 이상의 ECU(Electronic Control Unit)로부터 고장 신호를 수집할 수 있다.
예를 들어, 자동 긴급 제동 시스템(AEB; Autonomous Emergency Braking)의 ECU에 고장이 감지된 경우에 이에 대한 고장 신호를 차량 내 통신을 통해 정보 수집부(210)로 송신할 수 있다. 또는 정보 수집부(210)는 제동 장치, 가속 장치 등의 ECU로부터 고장 신호를 수집할 수 있다.
그리고 전류 산출부(220)는 상기 목표 조향 정보인 상기 조향 각 또는 상기 조향 토크를 기반으로 상기 목표 전류를 산출할 수 있다. 이때, 상기 목표 전류는 상기 운전자 목표로 하는 조향 보조력을 상기 차량에 출력하기 위한 전류로, 산출 방법은 당업계에 일반적으로 사용되는 연산 방식일 수 있다.
그리고 이상 판단부(230)는 정보 수집부(210)에서 수집된 상기 고장 신호를 기반으로 상기 조향 제어 장치에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉 차량 내에 구비된 하나 이상의 시스템 오류 발생시에도 페일 세이프 장치(110)를 동작시킴으로써, 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이상 판단부(230)는 상기 고장 신호뿐만 아니라, 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 비교하여 오차 전류가 발생하면 조향 제어 장치(130)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때 상기 오차 전류는 기설정된 임계전류 이상일 경우에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 오차 전류는 상기 목표 전류의 전류값과 상기 어시스트 전류 정보인 조향 모터(110)에 인가되는 현재 전류값의 차이값일 수 있다. 즉, 상기 오차 전류는 전동식 동력 조향 시스템(EPS, 1)을 구성하는 부품 예를 들어, 조향각 센서(140), 모터 위치 센서 등과 같은 각종 센서들 또는 회로 소자 등에 고장으로 인해 발생할 수 있다.
그리고 초기화 결정부(240)는 상기 주행 정보인 차속, 상기 목표 조향 정보인 조향 토크 및 조향 각 중 적어도 하나 이상을 기반으로 상기 초기화 실행 여부를 판단할 수 있다.
이때, 상기 초기화 실행은 조향 제어 장치(130)에 입력된 정보들을 초기화(reset)하는 동작으로, 목표 조향 보조력에 대응하는 목표 전류 정보를 초기화시킬 수 있다.
그리고 초기화 결정부(240)는 상기 차속이 상기 임계속도 이하이면, 상기 조향 토크 또는 상기 조향 각을 기반으로 상기 초기화 실행 여부를 판단할 수 있다.
이때, 상기 임계속도는 기설정된 값이며, 조향 제어 장치(130)를 초기화 실행하는 동안에 사고의 위험이 없다고 판단되는 차량의 속도일 수 있다.
그리고 초기화 결정부(240)는 상기 조향 토크가 상기 임계값 이하이거나 또는 상기 조향각이 임계각 이하이면 조향 제어 장치(130)가 초기화되도록 상기 초기화 실행을 결정할 수 있다.
이때, 상기 임계값 및 임계각은 기설정된 값이며, 조향 제어 장치(130)를 초기화 실행하는 동안에 사고의 위험이 없다고 판단되는 차량의 조향 상태일 수 있다.
그리고 제어부(250)는 상기 초기화 실행이 결정되면, 상기 전류 제어 신호 및 상기 초기화 실행 신호를 생성할 수 있다.
따라서 제어부(250)는 상기 제한 전류를 상기 목표 전류를 기반으로 산출하고, 상기 제한 전류를 일정 비율로 증가시키는 상기 전류 제어 신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 제한 전류는 상기 목표 전류보다 작은 전류값을 가질 수 있으며, 운전자의 조향 이질감을 저감시키기 위해 상기 제한 전류의 출력 범위를 기설정하여 일정 비율로 점진적으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라 상기 제한 전류가 일정 비율로 증가하여 조향 모터(110)에 인가되도록 상기 전류 제어 신호를 생성할 수 있다. 더불어, 전동식 동력 조향 시스템(1, EPS)의 전자 제어 수단(ECU)에 기저장된 어시스트 맵에 의해 상기 제한 전류의 크기는 제한 및 고정될 수 있다.
따라서 조향 모터(110)로 상기 제한 전류 신호를 출력함으로써, 상기 운전자가 조향 조작시, 이질감을 최소화시킬 수 있다.
또한, 제어부(250)는 상기 초기화 실행이 연속 발생하거나 또는 상기 초기화 실행의 횟수가 일정 횟수 이상이면 조향 제어 장치(130)를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성할 수 있다.
즉, 제어부(250)는 상기 초기화 실행이 발생하는 경우에 초기화 실행의 발생 시기, 초기화 실행 횟수 등의 초기화 발생 정보를 메모리(미도시)에 저장하고, 저장된 정보를 이용하여 상기 정지 제어 신호의 생성 여부를 판단할 수 있다.
그리고 상기 정지 제어 신호는 조향 제어 장치(130)의 작동을 정지시키는 신호로써, 조향 모터(110)에 전류를 인가하지 않으므로 조향 보조력은 0이 되므로 일시적으로 상기 차량의 조향 보조력을 상실시킬 수 있다.
그리고 출력부(260)는 제어부(250)에서 생성된 상기 전류 제어 신호, 상기 초기화 실행 신호 및 상기 정지 제어 신호 중 적어도 하나 이상을 수신하여 조향 제어 장치(130)의 전자 제어 수단(ECU)으로 출력할 수 있다.
즉, 출력부(260)가 전자 제어 수단(ECU)으로 상기 전류 제어 신호 및 상기 초기화 실행 신호를 출력하는 경우에는 상기 제한 전류가 일정 비율로 증가하여 조향 모터(110)에 인가될 수 있다.
반면에, 출력부(260)가 전자 제어 수단(ECU)으로 상기 정지 제어 신호를 출력하는 경우에는 일시적으로 상기 차량의 조향 보조력을 상실시킬 수 있다.
또한, 출력부(260)는 상기 경고 신호를 청각적 경고, 시각적 경고 및 촉각적 경고 중 적어도 하나 이상의 신호로 출력할 수 있다. 이때 출력부(260)의 상기 경고 신호는 디스플레이(미도시), 음향 출력 모듈(미도시), 알람 모듈(미도시), 햅틱 모듈(미도시) 등으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 출력부(260)는 차량의 클러스터 또는 헤드업 디스플레이로 시각적 경고 신호 또는 청각적 경고 신호를 출력함으로써, 운전자에게 조향 제어 장치(130)의 고장 메시지를 알려줄 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 페일 세이프 장치(120)는 전동식 동력 조향 시스템(1)의 오류 발생시, 오류 상태를 판단함으로써, 모터의 어시스트 전류의 출력을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 전동식 동력 조향 시스템(1)의 오류 발생시에도 오류 상태에 따라 전동식 동력 조향 시스템의 제어 장치를 초기화함으로써, 조향 보조력을 지속적으로 제공하는 페일 세이프 장치(120)를 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법에 대한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법은, 조향 보조력을 공급하는 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집단계(S300), 상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출단계(S310), 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치의 이상을 판단하는 이상 판단단계(S320), 수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 제어 장치의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정단계(S330), 상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 상기 조향 모터에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어단계(340) 및 생성된 신호를 상기 조향 제어 장치로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력단계(S350)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 정보 수집단계(S300)에서 조향각 센서로부터 상기 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보인 조향 각을 감지하고, 토크 센서로부터 목표 조향 정보인 조향 토크를 감지할 수 있다. 또한, 차속 센서(160)와 같은 차량 내 구비된 각종 센서를 통해 상기 주행 정보를 수집할 수 있다.
또한, 정보 수집단계(S300)에서 차량에 구비된 적어도 하나 이상의 ECU로부터 고장 신호를 수집할 수 있다.
그리고 전류 산출단계(S310)에서 상기 목표 조향 정보인 상기 조향 각 또는 상기 조향 토크를 기반으로 상기 목표 전류를 산출할 수 있다.
그리고 이상 판단단계(S320)에서 상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 비교하여 오차 전류가 발생하면 상기 조향 제어 장치에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 이상 판단단계(S320)에서 수집된 상기 고장 신호를 기반으로 상기 조향 제어 장치에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
그리고 초기화 결정단계(S330)에서 상기 주행 정보인 차속, 상기 목표 조향 정보인 조향 토크 및 조향 각 중 적어도 하나 이상을 기반으로 상기 초기화 실행 여부를 판단할 수 있다.
즉, 초기화 결정단계(S330)에서 상기 차속이 임계속도 이하이고, 상기 조향 토크가 상기 임계값 이하이거나 또는 상기 조향각이 임계각 이하이면 상기 조향 제어 장치가 초기화되도록 상기 초기화 실행을 결정할 수 있다.
그리고 제어단계(S340)에서 상기 초기화 실행이 결정되면, 상기 전류 제어 신호 및 상기 초기화 실행 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어단계(S340)에서 상기 초기화 실행이 연속 발생하거나 또는 상기 초기화 실행의 횟수가 일정 횟수 이상이면 상기 조향 제어 장치를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성할 수 있다.
그리고 출력단계(S350)에서 제어부(250)에서 생성된 상기 전류 제어 신호, 상기 초기화 실행 신호 및 상기 정지 제어 신호 중 적어도 하나 이상을 수신하여 상기 조향 제어 장치의 전자 제어 수단(ECU)으로 출력할 수 있다.
또한, 출력단계(S350)에서 상기 경고 신호를 청각적 경고, 시각적 경고 및 촉각적 경고 중 적어도 하나 이상의 신호로 출력할 수 있다. 이때 출력부(260)의 상기 경고 신호는 디스플레이(미도시), 음향 출력 모듈(미도시), 알람 모듈(미도시), 햅틱 모듈(미도시) 등으로 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법에
도 4를 참조하면, 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집함(S400)과 동시에 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집한다(S410). 더불어, 차량에 구비된 적어도 하나 이상의 ECU로부터 고장 신호를 수집한다.
그러면 상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출한다(S420).
그리고 상기 목표 전류와 상기 어시스트 전류 정보를 비교하고(S430), 오차 전류가 발생하는지 또는 상기 고장 신호를 감지하였는지 판단한다(S440).
즉이때, 상기 오차 전류는 상기 목표 전류의 전류값과 상기 어시스트 전류 정보인 조향 모터(110)에 인가되는 현재 전류값의 차이값이므로, 전동식 동력 조향 시스템(EPS, 1)을 구성하는 부품에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이그리고때, 상기 고장 신호를 감지하지 않았거나 또는 상기 오차 전류가 발생하지 않으면 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 다시 수집함(S400)과 동시에 목표 조향 정보 및 주행 정보를 다시 수집한다(S410).
반면에, 상기 오차 전류가 발생하거나 상기 고장 신호를 감지하면, 조향 제어 장치에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S450).
그리고 상기 조향 제어 장치를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성 및 출력한다(S54630).
그러면 상기 정지 제어 신호에 의해 상기 조향 제어 장치는 정지하고, 상기 정지 제어 신호에 대응하는 경고 신호를 출력한다(S470).
그리고 상기 조향 제어 장치에 초기화 실행이 연속으로 발생하였거나 또는 상기 초기화 실행의 횟수가 N회 이상 발생하였는지 판단한다(S4680).
이때, 상기 조향 제어 장치에 상기 초기화 실행이 연속으로 발생한 경우 또는 상기 초기화 실행의 횟수가 N회 이상인 경우에 계속 상기 조향 제어 장치를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성 및 출력한다(S530).
즉, 상기 조향 모터에 전류를 인가하지 않으므로 조향 보조력은 0이 되므로 일시적으로 상기 차량의 조향 보조력을 상실시킨다.
반면에, 상기 조향 제어 장치에 상기 초기화 실행이 연속으로 발생하지 않았고, 상기 초기화 실행의 횟수가 N회 미만인 경우에 상기 주행 정보인 차속이 임계속도 이하인지 판단한다(S4790).
이때, 상기 차속이 상기 임계속도 초과이면, 계속 상기 조향 제어 장치를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성 및 출력한다 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 다시 수집함(S400)과 동시에 목표 조향 정보 및 주행 정보를 다시 수집한다(S4610).
반면에, 상기 차속이 상기 임계속도 이하이면, 상기 목표 조향 정보인 조향 토크가 임계값 이하이거나 또는 조향 각이 임계각 이하인지 판단한다(S50480).
이때, 상기 조향 토크가 상기 임계값 초과이거나 또는 상기 조향 각이 상기 임계각 초과이면, 계속 상기 조향 제어 장치를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성 및 출력한다 (S460).조향 모터의 어시스트 전류 정보를 다시 수집함(S400)과 동시에 목표 조향 정보 및 주행 정보를 다시 수집한다(S410).
반면에, 상기 조향 토크가 상기 임계값 이하이거나 또는 상기 조향 각이 상기 임계각 이하이면, 상기 조향 제어 장치를 초기화 실행하기로 결정한다(S51490).
그러면 제한 전류를 산출하는데, 이는 상기 목표 전류를 기반으로 하며, 상기 제한 전류를 일정 비율로 증가시키는 상기 전류 제어 신호를 생성한다(S5200).
이때, 상기 제한 전류는 상기 목표 전류보다 작은 전류값을 가질 수 있으며, 운전자의 조향 이질감을 저감시키기 위해 상기 제한 전류의 출력 범위를 기설정하여 일정 비율로 점진적으로 증가시킬 수 있다.
그리고 상기 초기화 실행 신호를 생성하고, 상기 초기화 실행 신호 및 상기 전류 제어 신호를 출력한다(S5130).
그러면 상기 초기화 실행 신호에 의해 상기 조향 제어 장치는 초기화가 실행되고(S530), 상기 초기화 실행 신호에 대응하는 경고 신호를 출력한다(S5540).
즉, 상기 제한 전류가 일정 비율로 증가하여 상기 조향 모터에 인가되므로, 운전자가 조향 조작시, 이질감을 최소화시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치 및 방법은 전동식 동력 조향 시스템의 오류 발생시, 오류 상태에 따라 차량의 조향 보조력을 제어하므로 조향 조작에 대한 이질감을 감소시킬 수 있다.
또한, 오류 발생 시에도 전동식 동력 조향 시스템이 정상 작동하므로 신뢰성 및 주행의 안정성을 향상시키는 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, 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. 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.
1: 전동식 동력 조향 시스템(EPS)
110 : 모터
120 : 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치
130 : 조향 제어 장치
140 : 조향각 센서 150 : 토크 센서
160 : 차속 센서
210 : 정보 수집부 220 : 전류 산출부
230 : 이상 판단부 240 : 초기화 결정부
250 : 제어부 260 : 출력부

Claims (12)

  1. 조향 보조력을 공급하는 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집부;
    상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출부;
    상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치의 이상을 판단하는 이상 판단부;
    수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 제어 장치의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정부;
    상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 상기 조향 모터에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    생성된 신호를 상기 조향 제어 장치로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력부;를 포함하되,
    상기 초기화 결정부는,
    차속이 임계속도 이하이면, 조향 토크 또는 조향 각을 기반으로 상기 초기화 실행 여부를 판단하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 수집부는,
    차량에 구비된 적어도 하나 이상의 ECU(Electronic Control Unit)로부터 고장 신호를 수집하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이상 판단부는,
    상기 고장 신호를 기반으로 상기 조향 제어 장치에 이상이 발생한 것으로 판단하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이상 판단부는,
    상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 비교하여 오차 전류가 발생하면 상기 조향 제어 장치에 이상이 발생한 것으로 판단하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기화 결정부는,
    상기 주행 정보인 차속, 상기 목표 조향 정보인 조향 토크 및 조향 각 중 적어도 하나 이상을 기반으로 상기 초기화 실행 여부를 판단하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기화 결정부는,
    상기 조향 토크가 임계값 이하이거나 또는 상기 조향 각이 임계각 이하이면 상기 조향 제어 장치가 초기화되도록 상기 초기화 실행을 결정하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 초기화 실행이 결정되면, 상기 전류 제어 신호 및 상기 초기화 실행 신호를 생성하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제한 전류를 상기 목표 전류를 기반으로 산출하고, 상기 제한 전류를 일정 비율로 증가시키는 상기 전류 제어 신호를 생성하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 초기화 실행이 연속 발생하거나 또는 상기 초기화 실행의 횟수가 일정 횟수 이상이면 상기 조향 제어 장치를 정지시키는 정지 제어 신호를 생성하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 경고 신호를 청각적 경고, 시각적 경고 및 촉각적 경고 중 적어도 하나 이상의 신호로 출력하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 장치.
  12. 조향 보조력을 공급하는 조향 모터의 어시스트 전류 정보를 수집하고, 운전자의 조향 입력에 따른 목표 조향 정보 및 주행 정보를 수집하는 정보 수집단계;
    상기 목표 조향 정보를 기반으로 목표 전류를 산출하는 전류 산출단계;
    상기 목표 전류 및 상기 어시스트 전류 정보를 기반으로 조향 제어 장치의 이상을 판단하는 이상 판단단계;
    수집된 상기 목표 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 제어 장치의 초기화 실행 여부를 결정하는 초기화 결정단계;
    상기 초기화 실행을 명령하는 초기화 실행 신호 및 상기 조향 모터에 제한 전류를 인가하는 전류 제어 신호를 생성하는 제어단계; 및
    생성된 신호를 상기 조향 제어 장치로 출력하고, 경고 신호를 출력하는 출력단계;를 포함하되,
    상기 초기화 결정단계는,
    차속이 임계속도 이하이면, 조향 토크 또는 조향 각을 기반으로 상기 초기화 실행 여부를 판단하는 것을 포함하는 전동식 동력 조향 시스템의 페일 세이프 방법.
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