KR20110060359A - Ａｕｔｏｓａｒ 기반 전기식 조향 시스템 및 그 구현방법 - Google Patents

Ａｕｔｏｓａｒ 기반 전기식 조향 시스템 및 그 구현방법 Download PDF

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Abstract

AUTOSAR(automotive open system architecture) 기반 전기식 조향(electric power steering) 시스템에 관한 기술이 개시(disclosure)된다. 일 실시 예에 있어서, AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템은 차량 조향 상태를 감지하는 센서부 및 상기 센서부에 의해 감지된 정보와 차량 상태 정보를 이용하여 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로에 전달하는 조향 시스템을 포함한다. 상기 조향 시스템은 상기 센서부로부터 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성하는 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트, 상기 차량 조향 상태 정보와 상기 차량 상태 정보로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 제어 소프트웨어 컴포넌트 및 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 상기 모터 구동 회로에 전달하는 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 포함한다.

Description

ＡＵＴＯＳＡＲ 기반 전기식 조향 시스템 및 그 구현방법{electric power steering system based on AUTOSAR and method thereof}
본 명세서는 대체로 전기식 조향 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 및 그 구현방법에 관한 것이다.
기반 전기식 조향(electric power steering, 이하 EPS라 함) 시스템은 온실가스 규제, 고유가 등의 여러 요인으로 소형차 위주로 적용된 이후, 중대형 승용차시장까지 그 범위를 확대되어 가고 있다. 현재는 주로 운전자의 편의성과 고속 주행 안정성 확보를 목적으로 개발되고 있지만 차선 이탈 방지, 충돌 회피 시스템과 같은 능동안전시스템의 기능이 부가된 자동조향장치를 목표로　활발히 연구 개발되고 있다.
AUTOSAR는 하드웨어와 소프트웨어의 분리를 통하여 소프트웨어의 재사용성과 이식성을 보장하는 자동차산업계의 국제표준 소프트웨어 규격을 의미한다. AUTOSAR는 크게 소프트웨어 아키텍처, 개발 방법론, 응용시스템 인터페이스 등을 규정하고 있다. 특히 각 시스템의 기능에 대한 알고리즘의 구조와 데이터 교환 역할을 담당하는 응용시스템 인터페이스 분야는 소프트웨어의 호환성 및 재사용성을 위해 중요 한 부분이다. 현재 응용시스템 인터페이스는 바디 및 편의장치, 섀시, 파워트레인 분야의 대표적인 인터페이스를 제정하였고, 수동 안전, 텔레매틱스, 멀티미디어, HMI 등 분야에 대해서 인터페이스를 제정하고 있는 중에 있다.
EPS 시스템은 운전자의 조향 토크를 전기 모터로 보조하므로 유압을 사용하는 유압식 조향 시스템보다 다양한 편의 기능을 구현할 수 있고, 연료효율이 뛰어나 CO2 배출이 감소하는 장점을 갖고 있다. 하지만 댐핑이나 마찰력이 증가하는 문제를 해결하기 위해 복잡한 알고리즘을 적용해야 한다. 또한, 최근 다양한 차종에 EPS 시스템 적용이 증가함에 따라, 개발 기간 단축, 비용 절감, 제품의 신뢰성 향상 등을 위해 효율적인 개발과 관리 방법이 필요하다. EPS 시스템에 AUTOSAR 플랫폼을 적용시, 소프트웨어의 재사용이 가능하여 개발 기간을 단축시킬 수 있으며, 검증된 소프트웨어를 활용하므로 신뢰성 또한 향상이 가능하다. 이를 위해서는 EPS 응용시스템 인터페이스를 AUTOSAR 규격에 준거하여 설계하고, 아키텍처와 통합하여 가상 또는 실제 환경에서 기능 테스트를 수행해야 한다. 본 발명에서는 자동차 섀시도메인(Chasis-Domain) 시스템인 EPS 시스템의 소프트웨어 컴포넌트(software component)를 AUTOSAR 플랫폼 기반에서 소프트웨어 컴포넌트 설계 및 구현하는 방법을 제시한다.
일 실시 예에 있어서, AUTOSAR 기반 EPS 시스템이 개시된다. 상기 AUTOSAR 기반 EPS 시스템은 차량 조향 상태를 감지하는 센서부 및 상기 센서부로부터 감지된 정보와 차량 상태 정보를 이용하여 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로에 전달하는 조향 시스템을 포함한다. 상기 조향 시스템은 상기 센서부로부터 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성하는 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트, 상기 차량 조향 상태 정보와 상기 차량 상태 정보로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 제어 소프트웨어 컴포넌트 및 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 상기 모터 구동 회로에 전달하는 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 포함한다.
다른 실시 예에 있어서, AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법이 개시된다. 상기 AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법은 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 센서에 의해 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성하는 과정, 제어 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 상기 차량 조향 상태 정보와 차량 상태 정보로부터 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 과정 및 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로에 전달하는 과정을 포함한다.
전술한 내용은 이후 보다 자세하게 기술되는 사항에 대해 간략화된 형태로 선택적인 개념만을 제공한다. 본 내용은 특허 청구 범위의 주요 특징 또는 필수적 특징을 한정하거나, 특허청구범위의 범위를 제한할 의도로 제공되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 AUTOSAR 기반 EPS 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, AUTOSAR 기반 EPS 시스템은 조향 시스템(110) 및 센서부(120)를 포함한다. 도 1은 일반적인 EPS 시스템의 요구사항을 바탕으로 AUTOSAR 플랫폼을 이용하여 설계한 응용소프트웨어를 포함하는 EPS 시스템을 나타내는 도면이다.
조향 시스템(110)은 센서부(120)로부터 감지된 정보 및 차량 상태 정보를 이용하여 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로(152)에 전달한다. 조향 시스템(110)은 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130), 제어 소프트웨어 컴포넌트(140) 및 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트(150)를 포함한다. 몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 조향 시스템(110)은 선택적으로(optionally) 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트(160)를 더 포함할 수 있다. 컴포넌트는 서로의 내부 구현에 의존하지 않고 인터페이스를 통해서만 상호 작용하는 소프트웨어 모듈을 의미한다. AUTOSAR 표준에서 소프트웨어는 컴포넌트 단위로 개발된다. 조향 시스템(110)은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 일례로, 조향 시스템(110)은 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130), 제어 소프트웨어 컴포넌트(140), 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트(150) 및 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트(160)의 기능을 갖는 소프트웨어가 기록되고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체일 수 있다. 다른 예로, 조향 시스템(110)은 상기 기록매체에 포함된 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130), 제어 소프트웨어 컴포넌트(140), 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트(150) 및 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트(160)의 기능을 갖는 소프트웨어에 의해 구동되는 엔진제어유닛(ECU)일 수 있다.
센서부(120)는 차량 조향 상태를 감지한다. 상기 차량 조향 상태는 예로서 운전자 조향 방향, 모터 위치, 모터에 흐르는 전류 등일 수 있다. 센서부(120)는 예로서 운전자 조향 센서, 모터 위치 센서, 모터 전류 센서 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130)는 센서부(120)로부터 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성한다. 일 실시 예로서, 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130)는 운전자 조향 센서, 엔코더와 홀센서 및 전류 센서를 통하여 감지된 정보로부터 각각 운전자 조향 토크, 모터의 위치와 속도 및 모터에 흐르는 전류 또는 전압을 계산할 수 있다. 이들 계산된 값은 제어 소프트웨어 컴포넌트(140)에 전달된다.
제어 소프트웨어 컴포넌트(140)는 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130)에 의해 계산된 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보로부터 상기 모터 구 동 전류 또는 전압을 계산한다. 일 실시 예로서, 제어 소프트웨어 컴포넌트(140)는 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트(142), 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트(144), 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트(146) 및 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트(148)를 포함할 수 있다. 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트(142)는 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 조향 시스템(110)의 동작 가능 여부를 판단하는 역할을 수행한다. 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트(144)는 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 조향 시스템(110) 제어 기능을 수행한다. 이를 위해 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트(144)는 조향력 보조 알고리즘, 복원성능 개선 알고리즘, 마찰력 보상 알고리즘, 관성력 보상 알고리즘 및 댐핑 보상 알고리즘을 포함할 수 있다. 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트(146)는 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 조향 시스템(110)의 진단 및 서비스 기능을 수행하는 역할을 수행한다. 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트(148)는 인버터 제어 알고리즘을 포함한다. 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트(148)는 상기 인버터 제어 알고리즘, 상기 차량 조향 상태 정보 및 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트(144)의 모터 구동 전류 명령으로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 역할을 수행한다.
모터 출력 소프트웨어 컴포넌트(150)는 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로(152)에 전달하는 역할을 수행한다.
데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트(160)는 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트(146)로부터 제공되는 조향 시스템(110)의 진단 및 서비스 데이터를 데이터 출력 회로(162)에 전달하는 역할을 수행한다. 이 경우, 조향 시스템(110)의 진단 및 서비스 데이터는 차량 전용 통신 네트워크를 통하여 전달되거나, 네트워크를 거치지 않고 직접 전달될 수 있다.
도면을 다시 참조하면, 조향 시스템(110)은 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트(130), 제어 소프트웨어 컴포넌트(140) 및 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트(150)를 포함한다. 몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 조향 시스템(110)은 선택적으로(optionally) 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트(160)를 더 포함할 수 있다. 이들 소프트웨어 컴포넌트(130, 140, 150 또는 160)는 AUTOSAR 인터페이스(interface)를 통하여 액세스 가능하다. AUTOSAR 인터페이스는 소프트웨어 컴포넌트 간의 데이터 교환을 정의한다. AUTOSAR 인터페이스 부분은 기본소프트웨어(basic software) 계층과의 데이터 송수신을 위한 미들웨어(AUTOSAR Runtime Environment, RTE)와의 포트 인터페이스, 입출력 정의 등이 해당된다. 다시 말하면, 조향 시스템(110)에 포함되는 각 소프트웨어 컴포넌트(130, 140, 150 또는 160)는 RTE를 통하여 각각 통신하거나, 기본소프트웨어와 통신을 할 수 있다. 이 경우, AUTOSAR 인터페이스가 이용된다. 표 1은 AUTOSAR 기반 EPS 시스템을 구현하기 위한 필수적인 인터페이스 사항을 보여준다.
AUTOSAR 인터페이스이름 기능 인터페이스 방식 데이터타입
PI_StaOperationMode 차량 전원 상태
IDLE, ACC, IGN_ON, CRANK		 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_StaOperationMode
UInt8
PI_VehicleLongtitudinalSpeed 종방향 차량 속도(m/s) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_VehicleLongtitudinalSpeed
UInt16
PI_EngineSpeed 엔진 회전 속도(rpm) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_EngineSpeed
SInt16
PI_DriverSteerTorqueBase 운전자 조향 토크(Nm) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_DriverSteerTorqueBase
SInt16
PI_StaMotorPosition 모터 위치(rad) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_StaMotorPosition
SInt16
PI_StaMotorSpeed 모터 회전 속도(rpm) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_StaMotorSpeed
SInt16
PI_StaMotorCurrent 모터 전류(A) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_StaMotorCurrent
SInt16
PI_StaMotorVoltage 모터 전압(V) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_StaMotorVoltage
SInt16
PI_StaEPSEnable EPS 동작 가능 여부 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_StaEPSEnable
Boolean
PI_CmdDesiredCurrent 모터 전류 명령(A) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_CmdDesiredCurrent
SInt16
PI_CmdMotorEnable 모터 구동 가능 여부 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_CmdMotorEnable
Boolean
PI_CmdMotorDrive 모터 구동 전류(A) 센더-리시버 또는 서버-클라이언트 DT_CmdMotorDrive
SInt16
AUTOSAR에서는 응용소프트웨어 컴포넌트 간의 인터페이스 방식은 기본적으로 동기 방식인 센더-리시버(sender-receiver) 방식을 사용하고, 하드웨어 관련된 인터페이스의 경우 ECU 추상화계층(ECU abstraction layer)과의 통신을 위하여 비동기 방식인 서버-클라이언트(server-client) 방식을 사용할 수 있다.
AUTOSAR 응용 소프트웨어 컴포넌트는 태스크(task) 단위로 나누어지고, 태스크는 다시 최소 기능단위인 적어도 하나의 런어블(runnable)로 구성된다. 본 개시의 AUTOSAR 기반 EPS 시스템의 조향 시스템(110)의 소프트웨어 구조성과 기능성을 고려하여 다음과 같이 태스크를 설계한다.
조향 시스템(110) 동작 가능 여부를 판단하는 태스크는 조향 시스템(110)의 전원을 관리하고, 동작 가능 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 조향 시스템(110) 동작 가능 여부를 판단하는 태스크는 런어블인 R_EPS_ENABLE_MANAGER를 포함한다.
조향 시스템(110) 입력 신호 처리 태스크는 운전자 조향(또는 토크) 센서, 모터 위치(또는 속도) 센서, 모터(또는 인버터) 전류 센서 등을 통해 입력되는 정보를 관리하는 기능을 수행한다. 조향 시스템(110) 입력 신호 처리 태스크는 런어블인 R_EPS_INVERTER_INPUT, R_EPS_MOTOR_INPUT 및 R_EPS_STEER_INPUT을 포함한다.
조향 시스템(110) 제어 태스크는 차량 정보와 운전자의 조향 토크를 입력받아, 최적의 조향 보조 알고리즘을 계산한다. 이외에도 복원성능 개선, 마찰력 보상, 댐핑 보상 알고리즘을 계산하는 기능을 수행한다. 조향 시스템(110) 제어 태스크는 런어블인 R_EPS_SYSTEM_CONTROL을 포함한다.
조향 시스템(110) 출력 신호 처리 태스크는 차량 내 각종 센서 값을 이용하여 최종적으로 모터 구동을 위해 제어된 전류 또는 전압을 계산하는 기능을 한다. 조향 시스템(110) 출력 신호 처리 태스크는 런어블인 R_EPS_MOTOR_DRIVE를 포함한다.
조향 시스템(110) 모터 구동 태스크는 모터 구동 신호를 입력받아 외부의 모터 구동 회로로 전달하는 역할을 한다. 조향 시스템(110) 모터 구동 태스크는 런어블인 R_EPS_MOTOR_OUTPUT를 포함한다.
표 2는 조향 시스템(110)의 태스크 설계에 사용되는 런어블을 보여준다.
런어블(runnable) 이름 기능 동작방식
R_EPS_ENABLE_MANAGER 차량속도, IGN상태 등 차량내 정보를 받아서 EPS의 동작을 결정(활성화 또는 비활성화) 주기적인 네트워크 입력
R_EPS_INVERTER_INPUT 모터 인버터의 전류 및 전압값을 계산하여 제어를 위한 응용 SW-C에 제공 주기적인 호출
R_EPS_MOTOR_INPUT 모터 엔코더의 위치 및 속도값을 계산하여제어를 위한 응용 SW-C에 제공 주기적인 호출
R_EPS_STEER_INPUT 운전자의 조향입력 토크값을 계산하여 제어를 위한 응용 SW-C에 제공 주기적인 호출 또는 인터럽트 방식
R_EPS_SYSTEM_CONTROL 차량현재속도, 운전자 조향토크입력 등을 받아서 모터제어를 위한 전류값을 계산하여 출력함 주기적인 호출
R_EPS_MOTOR_DRIVE 인버터, 엔코더 등의 신호를 입력받아 모터 구동을 위한 알고리즘을 수행함. 모터 구동을 위한 제어된 출력값을 엑추에이터 SW-C로 전달. 주기적인 호출 또는 인터럽트 방식
R_EPS_MOTOR_OUTPUT 모터 구동 알고리즘을 거쳐 계산된 모터 구동 신호를 입력받아 외부의 모터 구동 회로로 전달하는 역할을 수행 주기적인 호출
도 2는 일 실시 예에 따른 AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법을 설명하는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 210 블록에서, 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 센서에 의해 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 센서는 운전자 조향 센서, 모터 위치 센서, 모터 전류 센서 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트는 상기 운전자 조향 센서, 상기 모터 위치 센서, 및 상기 모터 전류 센서로부터 감지된 상기 정보로부터 각각 상기 운전자의 조향 토크, 상기 모터의 위치와 속도 및 상기 모터에 흐르는 전류와 전압을 계산할 수 있다. 상기 차량 조향 상태 정보는 상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_INVERTER_INPUT, R_EPS_MOTOR_INPUT 및 R_EPS_STEER_INPUT에 의하여 생성될 수 있다.
220 블록에서, 제어 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 상기 차량 조향 상태 정보 및 차량 상태 정보로부터 모터 구동 전류 또는 전압을 계산한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 제어 소프트웨어 컴포넌트는 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트, 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트, 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트 및 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트를 포함할 수 있다.
상기 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트는 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템 동작 가능 여부를 판단한다. 상기 조향 시스템 동작 가능 여부는 상기 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블(runnable)인 R_EPS_ENABLE_MANAGER에 의하여 판단될 수 있다.
상기 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트는 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템 제어 기능을 수행하며, 조향력 보조 알고리즘, 복원성능 개선 알고리즘, 마찰력 보상 알고리즘, 관성력 보상 알고리즘 및 댐핑 보상 알고리즘을 포함한다. 상기 조향 시스템 제어 기능은 상기 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_SYSTEM_CONTROL에 의하여 수행될 수 있다.
상기 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트는 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템의 진단 및 서비스 기능을 수행한다.
상기 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트는 인버터 제어 알고리즘을 포함하며, 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트의 모터 구동 전류 명령으로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산한다. 상기 모터 구동 전류 또는 전압은 상기 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_MOTOR_DRIVE에 의하여 계산될 수 있다.
230 블록에서, 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로에 전달한다. 상기 모터 구동 전류 또는 전압은 상기 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_MOTOR_OUTPUT에 의하여 상기 모터 구동 회로에 전달될 수 있다.
몇몇 다른 실시 예들에 있어서, AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법은 선택적으로(optionally) 상기 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트로부터 제공되는 상기 조향 시스템의 진단 및 서비스 데이터를 데이터 출력 회로에 전달하는 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법은 상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트, 상기 제어 소프트웨어 컴포넌트 및 상기 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 포함한다. 몇몇 다른 실시 예들에 있어서, AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법은 선택적으로(optionally) 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. 이들 소프트웨어 컴포넌트들 각각은 AUTOSAR 인터페이스를 통하여 액세스 가능하다. 즉, 이들 소프트웨어 컴포넌트들은 AUTOSAR 인터페이스에 근거하여, RTE를 통하여 각각 통신하거나, 기본소프트웨어와 통신을 할 수 있다. AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현에 사용되는 AUTOSAR 인터페이스는 표 1에서 설명한 PI_StaOperationMode, PI_VehicleLongtitudinalSpeed, PI_EngineSpeed, PI_DriverSteerTorqueBase, PI_StaMotorPosition, PI_StaMotorSpeed, PI_StaMotorCurrent, PI_StaMotorVoltage, PI_StaEPSEnable, PI_CmdDesiredCurrent, PI_CmdMotorEnable 및 PI_CmdMotorDrive를 포함한다.
본 개시에 의한 AUTOSAR 기반 EPS 시스템 및 그 구현방법은 AUTOSAR 표준플랫폼 규격에 호환되도록 ESP 시스템 및 그 구현방법을 제안하고 있다. 이를 통하여 복잡한 소프트웨어 컴포넌트 재사용을 극대화할 수 있으며, 이는 궁극적으로 시스템 개발시간 및 비용의 절감을 가져온다. 또한, 본 개시에 의한 AUTOSAR 기반 EPS 시스템 및 그 구현방법은 AUTOSAR 소프트웨어 아키텍처, 런어블 및 태스크, 그리고 인터페이스의 설계 및 구현방법을 제시하여 복잡한 소프트웨어를 빠르고, 신뢰성 있게 개발 가능하게 할 수 있다.
상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구항으로부터 제시될 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 AUTOSAR 기반 EPS 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 AUTOSAR 기반 EPS 시스템 구현방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (11)

  1. AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템에 있어서,
    차량 조향 상태를 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부에 의해 감지된 정보 및 차량 상태 정보를 이용하여 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로에 전달하는 조향 시스템을 포함하되,
    상기 조향 시스템은
    상기 센서부로부터 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성하는 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트;
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 제어 소프트웨어 컴포넌트; 및
    상기 모터 구동 전류 또는 전압을 상기 모터 구동 회로에 전달하는 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트, 상기 제어 소프트웨어 컴포넌트 및 상기 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트는 AUTOSAR 인터페이스를 통하여 액세스 가능한 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 소프트웨어 컴포넌트는
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템 동작 가능 여부를 판단하는 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트;
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템 제어 기능을 수행하며, 조향력 보조 알고리즘, 복원성능 개선 알고리즘, 마찰력 보상 알고리즘, 관성력 보상 알고리즘 및 댐핑 보상 알고리즘을 포함하는 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트;
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템의 진단 및 서비스 기능을 수행하는 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트; 및
    인버터 제어 알고리즘을 포함하며, 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트의 모터 구동 전류 명령으로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트를 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트로부터 제공되는 상기 조향 시스템의 진단 및 서비스 데이터를 데이터 출력 회로에 전달하는 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 더 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템.
  5. AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구동 방법에 있어서,
    정보 센서 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 센서에 의해 감지된 정보로부터 차량 조향 상태 정보를 생성하는 과정;
    제어 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 상기 차량 조향 상태 정보 및 차량 상태 정보로부터 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 과정; 및
    모터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 사용하여 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 모터 구동 회로에 전달하는 과정을 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서는 운전자 조향 센서, 모터 위치 센서 및 모터 전류 센서를 포함하며,
    상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트는 상기 운전자 조향 센서, 상기 모터 위치 센서 및 상기 모터 전류 센서로부터 감지된 상기 정보로부터 각각 상기 운전자의 조향 토크, 상기 모터의 위치와 속도 및 상기 모터에 흐르는 전류와 전압을 계산하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 소프트웨어 컴포넌트는
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템 동작 가능 여부를 판단하는 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트;
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템 제어 기능을 수행하며, 조향력 보조 알고리즘, 복원성능 개선 알고리즘, 마찰력 보상 알고리즘, 관성력 보상 알고리즘 및 댐핑 보상 알고리즘을 포함하는 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트;
    상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 차량 상태 정보를 바탕으로 상기 조향 시스템의 진단 및 서비스 기능을 수행하는 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트; 및
    인버터 제어 알고리즘을 포함하며, 상기 차량 조향 상태 정보 및 상기 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트의 모터 구동 전류 명령으로부터 상기 모터 구동 전류 또는 전압을 계산하는 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트를 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 진단 및 서비스 소프트웨어 컴포넌트로부터 제공되는 상기 조향 시스템의 진단 및 서비스 데이터를 데이터 출력 회로에 전달하는 데이터 출력 소프트웨어 컴포넌트를 더 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 조향 시스템 동작 가능 여부는 상기 동작 가능 관리 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블(runnable)인 R_EPS_ENABLE_MANAGER에 의하여 판단되며,
    상기 차량 조향 상태 정보는 상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_INVERTER_INPUT, R_EPS_MOTOR_INPUT 및 R_EPS_STEER_INPUT에 의하여 생성되며,
    상기 조향 시스템 제어 기능은 상기 시스템 제어 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_SYSTEM_CONTROL에 의하여 수행되며,
    상기 모터 구동 전류 또는 전압은 상기 모터 구동 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_MOTOR_DRIVE에 의하여 계산되며,
    상기 모터 구동 전류 또는 전압은 상기 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트에 포함된 런어블인 R_EPS_MOTOR_OUTPUT에 의하여 상기 모터 구동 회로에 전달되는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 정보 센서 소프트웨어 컴포넌트, 상기 제어 소프트웨어 컴포넌트 및 상기 모터 출력 소프트웨어 컴포넌트는 AUTOSAR 인터페이스를 통하여 액세스 가능한 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 AUTOSAR 인터페이스는 PI_StaOperationMode, PI_VehicleLongtitudinalSpeed, PI_EngineSpeed, PI_DriverSteerTorqueBase, PI_StaMotorPosition, PI_StaMotorSpeed, PI_StaMotorCurrent, PI_StaMotorVoltage, PI_StaEPSEnable, PI_CmdDesiredCurrent, PI_CmdMotorEnable 및 PI_CmdMotorDrive를 포함하는 AUTOSAR 기반 전기식 조향 시스템 구현방법.
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