KR20110009427A - 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 AFS시스템의 결함허용 제어방법에 관한 것으로, 이는 가변기어비 제어의 기능을 가진 AFS시스템에서 모터 또는 모터위치센서와 조향각센서 및 피니언각센서 중 어느 하나에 결함 또는 고장이 생긴 경우에, 목표값과 실제값 사이의 차이를 소정의 기준값과 비교하되, 특히 조향각센서 및 피니언각센서 중 어느 센서에 결함 또는 고장이 발생한 것인지를 규명할 때에는 요레이트모델을 이용해서 판명하고, 이에 맞는 안전모드를 수행하게 됨으로써, 차량의 안전을 확보할 수 있게 됨과 더불어, 결함 또는 고장의 정확한 발생원인을 파악할 수 있는 효과가 있다.

Description

능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법 {Fault tolerant control method of active front steering system}
본 발명은 전체적으로 능동전륜 조향시스템의 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 가변기어비(이하 VGR:Variable Gear Ratio) 제어의 기능을 가진 능동전륜 조향(이하 AFS: Active Front Steering)시스템에서 각 센서의 오류를 감지하고 이에 맞는 안전모드(safety mode)를 수행하게 됨으로써, 제품의 신뢰성 향상을 도모함과 더불어 차량의 안전을 확보할 수 있게 하는 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법에 관한 것이다.
차량의 조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 앞바퀴가 선회하는 회전중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 운행할 수 있도록 보조하는 장치이다.
최근에는 주행 중 강하게 불어오는 횡풍이나 좌우가 비대칭인 노면 등의 외부 환경에 능동적으로 대처할 수 있도록 조향축을 분리하고서, 운전자의 조향휠 조작으로 인한 조향각을 직접 조향컬럼에 전달하지 않고 수시로 변화하는 조향각을 지속적으로 감지하여 이를 차량의 각종 정보와 비교분석한 후 조향컬럼의 조향축 회전을 제어하는 모터에 전기적 신호로 전달함으로써 조향각을 조절하는 이른바 AFS시스템이 등장하였다.
또한, 이러한 AFS시스템에는 입력축과 출력축 사이의 기어비를 변환시키는 기어비 변환장치가 구비되어 있다.
도 1은 종래 차량의 AFS시스템의 구성도이고, 도 2는 기어비 변환장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 차량의 AFS시스템은, 조향휠(101)과, 조향휠(101)에 연결되는 조향축(103), 조향축(103)을 둘러싸는 조향컬럼(105), 조향컬럼(105)의 하단에 설치된 조향각센서(107), 조향각센서(107)의 하측에 형성되는 기어비 변환장치(110), 기어비 변환장치(110)를 구동하기 위한 모터(111), 모터(111)에 구비되는 모터위치센서(113), 기어비 변환장치(110)의 하측에 형성되는 피니언각센서(115), 차량의 속도를 감지하는 차속센서(117), 기어비 변환장치(110)의 하측에 형성되되 출력축의 회전운동을 랙바(119)의 직선 운동으로 변환하는 랙-피니언 기구부(121), 랙바(119)에 조향보조동력을 공급하기 위한 액츄에이터(123), 조향각센서(107)와 모터위치센서(113) 및 피니언각센서(115)로부터 각종 신호를 전달받고 모터(111) 또는 액츄에이터(123)의 구동을 제어하는 전자제어장치(이하 ECU:125)를 포함하여 구성된다. 미설명부호 109는 요레이트센서(yaw rate sensor)를 표시한다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 기어비 변환장치(110)는, 상기 조향축(103)의 일부인 입력축(210)과, 입력축(210)의 하단에 형성되어 있는 제1태양기 어(220), 제1태양기어(220)와 외접하는 제1유성기어(270), 제1유성기어(270)와 유성기어축(275)으로 연결되는 제2유성기어(280), 제2유성기어(280)와 외접하는 제2태양기어(230), 제2태양기어(230)와 연결된 출력축(240), 상기 모터(111)에 연결되어 있는 웜(260), 웜(260)과 맞물리면서 입력축(210)이 관통되도록 배치되고 유성기어축(275)의 일측에 연결되는 웜휠(250), 웜휠(250)과 일체로 형성되면서 출력축(240)이 관통되도록 배치되고 유성기어축(275)의 타측에 연결되는 캐리어(290), 이들 부재를 둘러싸도록 된 하우징(200)을 포함하여 구성된다.
이러한 구성을 가지는 종래 차량의 AFS시스템과 기어비 변환장치의 작동 원리는 다음과 같다.
운전자가 조향휠(101)을 조작함에 따라 조향축(103)의 일부인 입력축(210)이 회전하면 입력축(210)의 하단에 형성되어 있는 제1태양기어(220)가 입력축(210)과 연동하여 회전한다. 또한, 제1태양기어(220)와 외접하고 있는 제1유성기어(270)도 회전하게 되고 제1유성기어(270)와 유성기어축(275)으로 연결되어 있는 제2유성기어(280)가 회전하게 된다. 최종적으로, 제2유성기어(280)와 외접하는 제2태양기어(230)가 회전하게 되고, 이에 따라 제2태양기어(230)로부터 연장되어 형성된 출력축(240)이 회전하게 됨으로써, 운전자의 조향휠(101) 조작에 따라 발생한 조향력이 랙-피니언 기구부(121)까지 전달되게 되는 것이다.
그런데, 위의 과정은 모터(111)가 작동하지 않는 경우이고, 모터(111)가 작동하는 경우, 즉 AFS시스템의 기어비 변환 제어가 수행되는 경우에는 다음과 같은 변화가 생긴다.
차량의 속도를 감지하는 차속센서(117)와, 조향각의 변화를 감지하는 조향각센서(107) 및 피니언각센서(115), 그리고 모터위치센서(113)로부터 각각 전기적 신호가 발생하여 ECU(125)에 도달하면, ECU(125)는 모터(111)에 전기적 신호를 전달하여 모터(111)를 구동하게 된다.
이렇게 모터(111)가 구동되면 모터(111)의 모터축에 연결되어 있는 웜(260)도 회전하고 그에 따라 웜(260)과 맞물려 있는 웜휠(250)이 회전하며 최종적으로 웜휠(250)과 일체로 구성되어 있는 캐리어(290)가 회전하게 됨으로써 조향각에 대한 피니언각의 비를 조절할 수 있게 된다.
차량의 AFS시스템은 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 운전자가 조향휠(101)을 한쪽 방향으로 조작하여 입력축(210)과 제1태양기어(220) 및 제1유성기어(270)가 회전하더라도 ECU(125)가 웜휠(250), 더 나아가 캐리어(290)가 제1유성기어(270)와 연결되어 있는 제2유성기어(280)의 회전을 방해하는 방향으로 회전하도록 모터(111)를 제어함으로써, 결국에는 입력축(210)의 회전각도에 비하여 출력축(240)의 회전각도가 작게 되도록 하여 안전한 운전을 할 수 있도록 보조한다.
한편, 차량의 AFS시스템은 차량이 주차 등을 위해 저속 상태에 있는 경우에는 입력축(210)의 회전각도에 비하여 출력축(240)의 회전각도가 크게 되는 방향으로 모터(111)를 제어함으로써 운전자가 보다 작은 힘으로 용이한 운전을 할 수 있게 하여 준다.
그런데, 이러한 AFS시스템은 기어비 변환을 제어하는 상태에서 상기 모터 또는 모터위치센서와 조향각센서 및 피니언각센서 중 적어도 어느 하나에 결함 또는 고장이 생기면 운전자가 의도한 방향으로 차량 바퀴의 방향이 실제로 변화하지 않으며, 심지어 운전자가 의도한 방향의 반대쪽으로 바퀴가 움직이는 위험한 상황이 발생하여 차량의 안전을 방해하게 되는 치명적인 문제점을 안고 있다.
또한, 상기 모터 또는 모터위치센서와 조향각센서 및 피니언각센서 중 어느 하나에 결함 또는 고장이 생긴 경우에, 정확한 발생원인을 파악하지 못하여 해당 부품의 수리나 교체는 물론 전반적인 부품 모델의 변경 등과 같은 조치가 제대로 이루어지지 못하고 있는 실정에 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명은 가변기어비 제어의 기능을 가진 AFS시스템에서 각 센서의 오류를 감지하고 이에 맞는 안전모드를 수행하게 됨으로써, 제품의 신뢰성 향상을 도모함과 더불어 차량의 안전을 확보할 수 있도록 된 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법은, 차속센서와, 모터위치센서, 조향각센서, 피니언각센서, 요레이트센서에서 신호를 입력받는 단계와, 차속별 가변기어비의 설정맵을 통해 차속센서로 입력된 해당 차속에 따라 가변기어비를 설정하는 단계와, 설정된 가변기어비와 조향각센서로부터 입력된 조향각으로 연산된 목표 모터위치값과 모터위치센서로부터 입력된 실제 모터위치값의 차이를 연산하고 이 모터위치값의 차이를 기준값과 비교하여 모터 또는 모터위치센서의 안전모드를 결정하는 단계와, 모터 또는 모터위치센서가 정상인 경우에 실제 모터위치값에 대해 연산된 목표 조향각과 조향각센서로부터 입력된 실제 조향각의 차이를 연산하고 이 조향각의 차이를 기준값과 비교하여 조향각센서의 안전모드를 결정하는 단계와, 모터 또는 모터위치센서가 정상인 경우에 실제 모터위치값에 대해 연산된 목표 피니언각과 피니언각센서로부터 입력된 실제 피니언각의 차이를 연산하고 이 피니언각의 차이를 기준값과 비교하여 피니언각센서의 안전모드를 결정하는 단계와, 상기 안전모드들 중 어느 하나로 결정된 경우에 모터의 작동을 중지시키고 기계적으로 동력을 전달하는 단계와, 상기 모 터위치값의 차이와 상기 조향각의 차이 및 상기 피니언각의 차이가 각각 기준값 내에 있는 경우에 AFS시스템의 기어비 변환 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법은, 상기 모터 또는 모터위치센서가 안전모드인 경우에 모터 또는 모터위치센서에 결함이 있는 것으로 인식하여 모터의 작동을 중지시키고 기계적으로 동력을 전달하는 단계와, 조향각센서 또는 피니언각센서가 안전모드인 경우에 차량의 목표 거동을 추정하는 요레이트모델을 통해 실제 조향각에 대한 목표 요레이트값 및 실제 피니언각에 대한 목표 요레이트값을 결정하여 이들 목표 요레이트값들과 요레이트센서로부터 입력된 실제 요레이트값의 차이들을 각각 연산하고 이들 요레이트값의 차이를 각각의 기준값과 비교하는 단계와, 이들 요레이트값의 차이 중 어느 하나가 각각의 기준값 이상인 것을 판단함에 따라 조향각센서 또는 피니언각센서 중 결함이 있는 쪽을 규명하고 모터의 작동을 중지시켜 기계적으로 동력을 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 가변기어비 제어의 기능을 가진 AFS시스템에서 각 센서의 오류를 감지하고 이에 맞는 안전모드를 수행하게 됨으로써, 제품의 신뢰성 향상을 도모함과 더불어 차량의 안전을 확보할 수 있는 효과가 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 명세서에 기술된 '결함'은 부품 내 소프트웨어의 오류나 작동불능 상태뿐만 아니라 부품의 물리적인 파손이나 고장 등을 모두 의미하는 용어로 이해되어야 함을 미리 밝혀둔다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법을 나타낸 흐름도이며, 도 4는 가변기어비의 설정맵을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법은, 차속센서(117)와, 모터위치센서(113), 조향각센서(107), 피니언각센서(115), 요레이트센서(109)에서 신호를 입력받는 단계와, 차속별 가변기어비의 설정맵(도 4 참조)을 통해 차속센서(117)로 입력된 해당 차속에 따라 가변기어비(VGR)를 설정하는 단계와, 설정된 가변기어비(VGR)와 조향각센서(107)로부터 입력된 조향각(θSR)으로 연산된 목표 모터위치값(θMT)과 모터위치센서(113)로부터 입력된 실제 모터위치값(θMR)의 차이(△θM)를 연산하고 이 모터위치값의 차이(△θM)를 기준값과 비교하여 모터(111) 또는 모터위치센서(113)의 안전모드(SM)를 결정하는 단계와, 모터 또는 모터위치센서가 정상인 경우에 실제 모터위 치값(θMR)에 대해 연산된 목표 조향각(θST)과 조향각센서(107)로부터 입력된 실제 조향각(θSR)의 차이(△θS)를 연산하고 이 조향각의 차이(△θS)를 기준값과 비교하여 조향각센서(107)의 안전모드(SO)를 결정하는 단계와, 모터 또는 모터위치센서가 정상인 경우에 실제 모터위치값(θMR)에 대해 연산된 목표 피니언각(θPT)과 피니언각센서(115)로부터 입력된 실제 피니언각(θPR)의 차이(△θP)를 연산하고 이 피니언각의 차이(△θP)를 기준값과 비교하여 피니언각센서(115)의 안전모드(SO)를 결정하는 단계와, 모터 또는 모터위치센서가 안전모드(SM)인 경우에 모터 또는 모터위치센서에 결함이 있는 것으로 인식하여 모터(111)의 작동을 중지시키고 기계적으로 동력을 전달하는 단계와, 차량의 목표 거동을 추정하는 요레이트모델을 통해 실제 조향각(θSR)에 대한 목표 요레이트값(YST)과 실제 피니언각(θPR)에 대한 목표 요레이트값(YPT)을 결정하여 이들 목표 요레이트값들과 요레이트센서(109)로부터 입력된 실제 요레이트값(YR)의 차이들(△YS,△YP)을 각각 연산하고 이들 요레이트값의 차이(△YS,△YP)를 각각의 기준값과 비교하는 단계와, 이들 요레이트값의 차이(△YS,△YP) 중 어느 하나가 기준값 이상인 것을 판단함에 따라 조향각센서(107) 또는 피니언각센서(115) 중 결함이 있는 쪽을 규명하고 모터(111)의 작동을 중지시켜 기계적으로 동력을 전달하는 단계와, 상기 모터위치값의 차이(△θM)와 상기 조향각의 차이(△θS) 및 상기 피니언각의 차이(△θP)가 각각 기준값 내에 있는 경우에 AFS시스템의 기어비 변환 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세히 설명하자면, 먼저 차량에 장착된 차속센서(117)와, 모터위치센서(113), 조향각센서(107), 피니언각센서(115), 요레이트센서(109)에서 각각 검출된 실제 값들이 ECU(125)로 입력된다.
이어서, ECU(125)에서는 저장되어 있는 차속별 가변기어비의 설정맵 또는 설정함수를 통해 차속센서(117)로부터 입력된 해당 차속에 따라 가변기어비(VGR)를 설정한다.
이렇게 설정된 가변기어비(VGR)와 상기 조향각센서(107)로부터 입력된 실제 조향각(θSR)으로 목표 모터위치값(θMT)을 연산한다. AFS시스템에서 기어비 변환에 대한 기구적인 구속조건을 살펴보면, 아래의 수학식 1과 수학식 2의 관계를 갖는 것이 알려져 있다.
Figure 112009044693470-PAT00001
여기서, θP는 피니언각이고, θS는 조향각이며, VGR은 가변기어비이다.
Figure 112009044693470-PAT00002
여기서, θP는 피니언각이고, θS는 조향각이며, θM은 모터위치값이다. 또한, a와 b 및 c는 상기 태양기어들(220,230)과 상기 유성기어들(270,280)이 갖는 이빨수에 의해 결정되는 상수이다.
상기 수학식 1과 수학식 2를 통합하면 아래의 수학식 3에 의해 상기 목표 모터위치값(θMT)을 구할 수 있다.
Figure 112009044693470-PAT00003
이렇게 연산된 목표 모터위치값(θMT)과 모터위치센서(113)로부터 입력된 실제 모터위치값(θMR)의 차이(△θM)를 연산하여서, 이 모터위치값의 차이(△θM)를 소정의 기준값과 비교하여 모터(111) 또는 모터위치센서(113)의 안전모드(SM)를 결정하게 된다. 통상, 모터위치센서(113)가 모터(111)에 장착되기 때문에 모터(111)와 모터위치센서(113)를 별개로 구분하지 않고서 일체화된 모터구동부의 안전모드(SM)를 결정하는 것으로 해석되어도 좋다.
만일, 상기 모터위치값의 차이(△θM)가 소정의 기준값 이상으로 벗어나게 되면, 모터(111) 또는 모터위치센서(113), 즉 모터구동부를 안전모드(SM)에 두고서 차후에 결함이나 고장이 발생한 것으로 인식하여, 모터 또는 결과적으로 AFS시스템 의 작동을 정지시키고, 단지 입력축(210)의 회전이 출력축(240)의 회전으로 연결되는 기계적인 동력전달만 이루어지게 됨으로써, 운전자의 조향휠(101) 조작에 따라 발생한 조향력이 랙-피니언 기구부(121)까지 기계적으로 전달되게 한다.
반면에, 상기 모터위치값의 차이(△θM)가 소정의 기준값 내에 있으면, 일단 모터(111)와 모터위치센서(113)를 포함한 모터구동부는 정상으로 판단한 다음에, 조향각센서(107) 또는 피니언각센서(115)의 안전모드(SO)를 결정하는 단계로 나아간다. 이때에는, 모터구동부가 정상인 것으로 판단하였기 때문에, 모터위치센서(113)로부터 입력된 실제 모터위치값(θMR)을 이용하여 목표 조향각(θST) 및 목표 피니언각(θPT)을 구할 수 있다.
예를 들어, 목표 조향각(θST)은 상기 수학식 3으로부터 아래의 수학식 4를 쉽게 얻을 수 있다.
Figure 112009044693470-PAT00004
이렇게 연산된 목표 조향각(θST)과 조향각센서(107)로부터 입력된 실제 조향각(θSR)의 차이(△θS)를 연산하여서, 이 조향각의 차이(△θS)를 소정의 기준값과 비교하여 조향각센서(107)의 안전모드(SO)를 결정하게 된다.
또, 목표 피니언각(θPT)은 상기 수학식 1과, 수학식 2 또는 수학식 4를 통합하고 정리하여, 아래의 수학식 5를 얻을 수 있다.
Figure 112009044693470-PAT00005
이렇게 연산된 목표 피니언각(θPT)과 피니언각센서(115)로부터 입력된 실제 피니언각(θPR)의 차이(△θP)를 연산하여서, 이 피니언각의 차이(△θP)를 소정의 기준값과 비교하여 피니언각센서(115)의 안전모드(SO)를 결정하게 된다.
만일, 상기 조향각의 차이(△θS) 및 상기 피니언각의 차이(△θP)가 소정의 기준값 내에 있으면, 조향각센서(107)와 피니언각센서(115) 그리고 모터(111)와 모터위치센서(113)를 포함한 모터구동부가 정상인 것으로 판단하게 되고, 이에 따라 이들을 정상모드(N)로 결정한다. 정상모드(N)로 결정된 후에는 AFS시스템의 기어비 변환 제어를 수행하게 된다.
하지만, 상기 조향각의 차이(△θS) 또는 상기 피니언각의 차이(△θP)가 각각의 기준값 이상으로 벗어나 있으면, 조향각센서(107) 또는 피니언각센서(115) 중 적어도 어느 하나에 결함이나 고장이 발생한 것으로 인식하여, 안전모드(SO)로 결정하게 된다.
상기와 같이 각 센서의 모드가 결정되면, 바람직하기로 소정의 시간 동안 각 모드가 유지되는 것을 관찰한다. 결정된 모드가 기준값 이상의 시간 동안 유지되면 결정된 모드가 정상모드(N)인지를 판단한다.
정상모드(N)인 경우에는 전술한 바와 같이 AFS시스템의 기어비 변환 제어를 정상적으로 수행하게 된다.
안전모드(SM)인 경우에는 모터(111) 또는 모터위치센서(113)를 포함하는 모터구동부에 결함이나 고장이 발생한 것으로 인식하여, 모터 또는 결과적으로 AFS시스템의 작동을 정지시키고, 단지 입력축(210)의 회전이 출력축(240)의 회전으로 연결되는 기계적인 동력전달만 이루어지게 한다.
다음으로, 안전모드(SO)인 경우에는 조향각센서(107) 및 피니언각센서(115) 중 어느 센서에 결함 또는 고장이 발생한 것인지를 규명하는 단계들을 수행하게 되는바, 본 발명의 실시예에서는 요레이트모델을 이용해서 판명하게 된다. 더욱 구체적으로 설명하자면, 상기 ECU(125)에는 차량의 목표 거동을 추정하기 위한 차량 모델이 들어 있어, 운전자의 조향에 따라 상기 차속센서(117)와 조향각센서(107) 등에서 검출된 각 정보로부터 차량의 목표 거동을 추정하기 위한 목표 요레이트값을 결정할 수 있다.
예컨대, 상기 차량 모델에 의해 목표 요레이트값을 결정하는 데에 이용되는 요레이트모델은 다음 수학식들로 나타낼 수 있다.
Figure 112009044693470-PAT00006
Figure 112009044693470-PAT00007
여기서, v는 차속이고, L은 축간거리이며, k는 언더스티어 구배(under-steer gradient), g는 중력가속도이다.
이들 요레이트모델을 통해 차속센서(117)와 조향각센서(107) 및 피니언각센서(115)로 입력된 각 정보에 따라 실제 조향각(θSR)에 대한 목표 요레이트값(YST)과, 실제 피니언각(θPR)에 대한 목표 요레이트값(YPT)을 구하고 나서, 이렇게 얻어진 실제 조향각(θSR)에 대한 목표 요레이트값(YST)과 요레이트센서(109)로부터 입력된 실제 요레이트값(YR)의 차이(△YS) 및, 실제 피니언각(θPR)에 대한 목표 요레이트값(YPT)과 상기 실제 요레이트값(YR)의 차이(△YP)를 각각 연산한다. 이들 요레이트값의 차이(△YS,△YP)를 각각의 소정 기준값과 비교하여 어느 하나가 기준값 이상 인 것을 판단함에 따라, 조향각센서(107)와 피니언각센서(115) 중에서 결함이나 고장이 발생한 쪽을 알 수 있게 되는 것이다.
그 후에, ECU(125)는 모터 또는 결과적으로 AFS시스템의 작동을 중지시키고, 입력축(210)의 회전이 출력축(240)의 회전으로 연결되는 기계적인 동력전달만 이루어지게 한다.
추가적으로, 모터구동부나 조향각센서(107) 또는 피니언각센서(115) 중 하나가 결함이나 고장이 발생한 것으로 정확히 인식된 경우에는, 운전자에게 이러한 결함이나 고장이 일어난 부품을 시각적 수단 또는 청각적 수단을 매개로 하여 표시하는 단계가 포함될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 상기 모터 또는 모터위치센서와 조향각센서 및 피니언각센서 중 어느 하나에 결함 또는 고장이 생긴 경우에, 정확한 발생원인을 파악할 수 있게 되어서, 해당 부품의 수리나 교체는 물론 전반적인 부품 모델의 변경 등과 같은 조치가 이루어질 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 가변기어비 제어의 기능을 가진 AFS시스템에서 각 센서의 오류를 감지하고 이에 맞는 안전모드를 수행하게 됨으로써, 차량 주행 중 최소한의 안전을 확보할 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위 한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 차량의 AFS시스템의 구성도이다.
도 2는 기어비 변환장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 가변기어비의 설정맵을 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims (4)

  1. 차속센서와, 모터위치센서, 조향각센서, 피니언각센서, 요레이트센서에서 신호를 입력받는 단계와,
    차속별 가변기어비의 설정맵을 통해 차속센서로 입력된 해당 차속에 따라 가변기어비를 설정하는 단계와,
    설정된 가변기어비와 조향각센서로부터 입력된 조향각으로 연산된 목표 모터위치값과 모터위치센서로부터 입력된 실제 모터위치값의 차이를 연산하고 이 모터위치값의 차이를 기준값과 비교하여 모터 또는 모터위치센서의 안전모드를 결정하는 단계와,
    모터 또는 모터위치센서가 정상인 경우에 실제 모터위치값에 대해 연산된 목표 조향각과 조향각센서로부터 입력된 실제 조향각의 차이를 연산하고 이 조향각의 차이를 기준값과 비교하여 조향각센서의 안전모드를 결정하는 단계와,
    모터 또는 모터위치센서가 정상인 경우에 실제 모터위치값에 대해 연산된 목표 피니언각과 피니언각센서로부터 입력된 실제 피니언각의 차이를 연산하고 이 피니언각의 차이를 기준값과 비교하여 피니언각센서의 안전모드를 결정하는 단계와,
    상기 안전모드들 중 어느 하나로 결정된 경우에 모터의 작동을 중지시키고 기계적으로 동력을 전달하는 단계와,
    상기 모터위치값의 차이와 상기 조향각의 차이 및 상기 피니언각의 차이가 기준값 내에 있는 경우에 AFS시스템의 기어비 변환 제어를 수행하는 단계를 포함하 는 것을 특징으로 하는 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터 또는 모터위치센서가 안전모드인 경우에 모터 또는 모터위치센서에 결함이 있는 것으로 인식하여 모터의 작동을 중지시키고 기계적으로 동력을 전달하는 단계와,
    조향각센서 또는 피니언각센서가 안전모드인 경우에 차량의 목표 거동을 추정하는 요레이트모델을 통해 실제 조향각에 대한 목표 요레이트값 및 실제 피니언각에 대한 목표 요레이트값을 결정하여 이들 목표 요레이트값들과 요레이트센서로부터 입력된 실제 요레이트값의 차이들을 각각 연산하고 이들 요레이트값의 차이를 각각의 기준값과 비교하는 단계와,
    이들 요레이트값의 차이 중 어느 하나가 각각의 기준값 이상인 것을 판단함에 따라 조향각센서 또는 피니언각센서 중 결함이 있는 쪽을 규명하고 모터의 작동을 중지시켜 기계적으로 동력을 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 각 센서의 모드가 결정될 때, 소정의 시간 동안 각 모드가 유지되는 것을 관찰하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모터 또는 모터위치센서, 조향각센서, 피니언각센서 중 하나가 결함이 발생한 것으로 정확히 인식될 때, 운전자에게 이러한 결함이 일어난 부품을 시각적 수단 또는 청각적 수단을 매개로 하여 표시하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 능동전륜 조향시스템의 결함허용 제어방법.
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