KR20080097885A - 조향각 센서 고장 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향각 센서 고장 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 주행 안정성 제어장치(ESP)에 적용되는 조향각 센서(Steering Angle Sensor)의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 조향각 센서 고장 검출 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 차량에 장착된 다수의 센서로부터 얻어진 신호로 실제 차량의 조향 상태를 추정한 후 이를 조향각 센서의 출력값과 비교하여 고장 유무 판단을 하도록 함으로써, 조향각 센서의 고장 유무 판단 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 조향각 센서 고장 검출 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량 선회 시 조향각 센서에서 이를 검출하여 조향각을 전자제어유닛에 전송하는 단계와,

상기한 고장 검출 로직의 중단 조건이 아니면 전자제어유닛에 휠속도센서, 횡가속도센서, 요레이트센서 각각으로부터 입력된 정보에 따라 각각 조향각을 연산하는 단계와,

상기한 각 센서에서 전자제어유닛에 입력된 정보에 따라 각 센서의 유효성이 일정 미만이거나 현재 차량이 이상 노면 주행중이거나 급선회 시인지 여부를 판단하여 조향각센서 고장 검출 로직을 중단하는 단계와,

상기한 조향각센서에서의 조향각과 전자제어유닛에서 연산한 조향각이 일정 범위 이상을 차이나게 되면 조향각센서의 고장으로 판단하는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

ESP 제어 시스템, 스티어링 앵글 센서, 조향각 센서 고장 검출 방법

Description

조향각 센서 고장 검출 방법{detecting method for steering sensor}

도1은 본 발명에 따른 조향각 센서 고장 검출 방법을 도시한 블록도,

도2는 본 발명에 따른 조향각 센서 고장 검출 방법을 도시한 플로우차트.

본 발명은 조향각 센서 고장 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 주행 안정성 제어장치(ESP)에 적용되는 조향각 센서(Steering Angle Sensor)의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 조향각 센서 고장 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 차량의 주행 안정성 향상 및 제동 안정성등을 위해 다양한 장치가 설치되는 바, 휠의 슬립을 방지하기 위한 ABS(Anti-Lock Brake System) 및 TCS(Traction Control System)와, 차량 자세 제어를 위한 ESP(Electronic Stability Program) 및 현가 장치인 CDC(Continuous Damping Control)등이 장착된다.

상기한 ESP 장치는 차량의 주행중 안정성을 확보하기 위한 것으로서 차속센서, 휠속도센서, 요레이트 센서, 조향각센서, 브레이크압력센서, 횡가속도센서등로부터 전송되는 차량 상태의 신호를 입력받아 브레이크 컨트롤러와 엔진컨트롤러를 통해 휠실린더 및 EMS(Engine Management System)를 ESP 컨트롤러로 제어하도록 구성된다.

즉, 상기한 다양한 센서에서 입력받은 정보로 차속과 조향각 및 선회속도와 횡가속도등을 연산한 후, 차량이 가장 안정적으로 선회등을 할 수 있도록 제어하게 되는 것이다.

상기한 조향각 센서는 운전자의 조향 시 조향각과 차량의 미끄러짐을 판단해서 차량의 자세를 안정적으로 유지하도록 하는 것으로서, 조향 핸들의 회전각과, 요레이트 센서 및 횡가속도센서로부터 연산된 차량 미끄러짐(오버스티어 또는 언더스티어)으로 차량 상태를 안정적으로 유지하도록 하는 것이다.

여기서, 상기한 조향각 센서는 ESP 시스템의 제어에서 중요한 역할을 하기 때문에 고장 여부를 체크하게 되는 바, 조향각 센서에서 소정 위상차를 갖고 출력되는 제1, 2레벨신호를 직진시와 선회시 비교하여 고장 여부를 판단하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 조향각 센서의 고장 판단 시 조향각센서에서 출력되는 신호만으로 고장 여부를 판단하게 되면 고장 판단의 신뢰성이 낮을 뿐만 아니라 고장 검출의 신뢰성 저하로 인해 ESP 시스템등의 치명적인 오류를 유발하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량에 장착된 다수의 센서로부터 얻어진 신호로 실제 차량의 조향 상태를 추정한 후 이를 조향각 센서의 출력값과 비교하여 고장 유무 판단을 하도록 함으로써, 조향각 센서 의 고장 유무 판단 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 조향각 센서 고장 검출 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량 선회 시 조향각 센서에서 이를 검출하여 조향각을 전자제어유닛에 전송하는 단계와,

상기한 고장 검출 로직의 중단 조건이 아니면 전자제어유닛에 휠속도센서, 횡가속도센서, 요레이트센서 각각으로부터 입력된 정보에 따라 각각 조향각을 연산하는 단계와,

상기한 각 센서에서 전자제어유닛에 입력된 정보에 따라 각 센서의 유효성이 일정 미만이거나 현재 차량이 이상 노면 주행중이거나 급선회 시인지 여부를 판단하여 조향각센서 고장 검출 로직을 중단하는 단계와,

상기한 조향각센서에서의 조향각과 전자제어유닛에서 연산한 조향각이 일정 범위 이상을 차이나게 되면 조향각센서의 고장으로 판단하는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 조향각 센서 고장 검출 방법을 도시한 블록도이고, 도2는 플로우차트로서, 휠속도 센서, 횡가속도 센서, 요레이트 센서의 정보에 따라 현재 차량의 조향 상태를 추정하고 전자제어유닛(ECU)가 조향각을 연산함과 아울러 조향각센서로부터 전송된 조향각과 연산된 실제 조향각을 전자제어유닛(ECU)이 비교하여 고장 여부를 판단하게 된다.

즉, ESP, ABS등의 시스템을 위해 차량에 장착된 휠속도 센서, 횡가속도 센 서, 요레이트 센서로부터 정보를 받아 전자제어유닛이 실체 차량 조향각을 연산하여 이를 조향각센서로부터의 신호와 비교함으로써, 신속하고 정확하게 조향각 센서의 고장 여부를 판단할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 도2에 따라 설명하면, 차량 주행 시 차량이 선회를 위해 운전자가 조향휠을 일정 각도 회전시키게 되면, 조향각 센서에서 이를 검출하여 조향각을 전자제어유닛에 전송하게 된다.

전자제어유닛이 조향각센서에서 조향각을 전송받은 상태에서, 전자제어유닛에는 휠속도센서, 횡가속도센서, 요레이트센서로부터 신호가 입력되는 바, 전자제어유닛은 고장 검출 보정 조건을 먼저 판단하여 조건에 부합되면 조향각을 연산하게 된다.

즉, 휠속도센서, 횡가속도 센서, 요레이트센서로부터 입력된 각 조향각 정보의 유효성이 2개 미만이거나 또는 차량이 급격한 선회 조건인 경우, 노면 상태가 정상 노면이 아닌 경우(눈길 조건)에는 조향각 센서의 고장 검출 및 보정 로직을 실행하지 않는다.

먼저, 전자제어유닛으로 입력된 좌우 휠속도센서의 속도차에 따라 추정된 조향각과, 횡가속도 센서에서 G값에 따라 추정된 조향각 및 요레이트 센서에서 요레이트값에 따라 추정된 조향각의 값이 유효한가를 검사하게 된다.

유효성의 검사는 각 센서에서 출력된 신호레벨이 정상 레벨 범위인지를 판단하여 유효성 여부를 검사하게 되는 바, 상기한 센서의 유효성이 2개 미만이 되면 고장 검출 로직을 중단하고 2개 이상이면 다음 단계를 진행하게 된다.

센서의 유효성이 만족되면 조향각 센서로부터의 조향각속도가 80deg/s 이상이거나 횡가속도 센서 및 요레이트 센서로부터 차량 슬립 정보가 인가되면, 급격한 조향으로 판단하여 고장 검출 로직을 중단하게 된다.

차량이 급격한 조향 조건이 아니면 노면 상태를 체크하게 되는 바, 휠속도센서로부터 입력된 조향각 정보와, 요레이트센서 및 횡가속도센서로부터 입력된 조향각 정보를 비교하여 차이가 너무 크면 눈길등과 같은 이상 노면 조건으로 판단하여 로직을 중단하게 된다.

예를 들면, 휠속도 센서에서 입력된 조향각과 요레이트센서 및 횡가속도 센서에서 입력된 조향각이 최대 100deg/s 이상 차이가 발생되면 이상 노면으로 판단하여 로직을 중단하게 되는 것이다.

즉, 차량의 급격한 조향시 및 눈길등과 같은 이상 노면에서는 차량이 슬립하거나 심하게 요동하게 됨으로써 정확한 조향각 측정이 어렵기 때문이다.

물론, 상기한 이상 노면 조건의 판단은, 휠속도센서에서 입력된 조향각 정보의 변화량이 일정 범위 이상으로 변화될 때 이상 노면으로 판단하게 된다.

상기한 바와 같이 조향각 센서의 고장 검출 중단 조건에 현재 차량 상태가 부합되지 않으면, 전자제어유닛에서 조향각센서에서 입력된 조향각과 연산된 조향각을 비교하게 된다.

조향각센서의 조향각과 연산된 조향각을 비교하여 그 차이가 일정범위(예를 들면, 설정된 오차범위X〉차이값〉0)를 벗어나게 되면 조향각센서의 고장으로 판단하고, 일정범위이내이면, 정상으로 판단하여 로직을 종료하게 된다.

물론, 조향각센서의 고장으로 판단되면 램프 점등등과 같은 별도의 경고 수단을 통해 운전자에게 경고를 하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 요레이트센서, 횡가속도센서, 휠속도센서에서 실제 차량의 조향각을 연산하고, 이를 조향각센서에서 출력된 조향각과 비교하여 일정범위 이상 상이하면 고장으로 판단함으로써, 조향각센서의 고장을 신속하고 정확하게 판단할 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims (4)

1. 차량 선회 시 조향각 센서에서 이를 검출하여 조향각을 전자제어유닛에 전송하는 단계와,

   상기한 고장 검출 로직의 중단 조건이 아니면 전자제어유닛에 휠속도센서, 횡가속도센서, 요레이트센서 각각으로부터 입력된 정보에 따라 각각 조향각을 연산하는 단계와,

   상기한 각 센서에서 전자제어유닛에 입력된 정보에 따라 각 센서의 유효성이 일정 미만이거나 현재 차량이 이상 노면 주행중이거나 급선회 시인지 여부를 판단하여 조향각센서 고장 검출 로직을 중단하는 단계와,

   상기한 조향각센서에서의 조향각과 전자제어유닛에서 연산한 조향각이 일정 범위 이상 차이나게 되면 조향각센서의 고장으로 판단하는 단계로 구성함을 특징으로 하는 조향각 센서 고장 검출 방법.
2. 제2항에 있어서,

   상기한 각 센서의 유효성 판단은 각 센서에서 출력된 신호레벨이 정상 레벨 범위인지를 판단하여 상기한 센서의 유효성이 2개 미만이 되면 고장 검출 로직을 중단하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 고장 검출 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기한 급선회 조건은 조향각 센서로부터의 조향각속도가 80deg/s 이상이거나 횡가속도 센서 및 요레이트 센서로부터 차량 슬립 정보가 인가되면 급선회로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 고장 검출 방법.
4. 제2항에 있어서,

   상기한 이상 노면 판단은 휠속도센서로부터 입력된 조향각 정보와 요레이트센서 및 횡가속도센서로부터 입력된 조향각 정보를 비교하여 100deg/s 이상 차이가 발생되면 이상 노면 조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 고장 검출 방법.

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