KR20130107683A - Fail-safe strategy method of motor driven power steering - Google Patents
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Abstract
Description
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.
The present invention relates to a fail-safe implementation method of an electric power steering apparatus, and more particularly, to a fail-safe implementation method of an electric power steering apparatus capable of implementing a cent-based torque sensor fail-safe. .
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.The vehicle's power steering device refers to a device for reducing the angular rotation operation force of the steering wheel, and recently, a motor driven power steering (MDPS) is mounted to change the steering force according to the driving speed.
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.The electric power steering device is a vehicle speed responsive power steering device. The ECU of the electric power steering module functions to provide an optimum steering feeling to the driver while controlling the steering angle and motor movement according to the vehicle speed.
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.Such an electric steering apparatus is an apparatus for assisting steering power by the rotational force of a motor, as shown in FIG. 1, which includes a
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.MDPS, the electric power steering device, is basically a system in which the torque sensor value corresponding to the driver's steering will be input, the motor is controlled by the output of the ECU, and the motor position information is fed back. From the point of view of this system, the stability of the torque sensor corresponding to the input (sensor value acquisition and transmission to the ECU) plays an essential role in steering stability and overall performance.
그러나, 상기 토크센서(Torque Sensor) 신호에 대한 지속적인 문제 제기에 따라 토크센서의 안정화가 요구되고 있는 실정에 있다.However, there is a demand for stabilization of the torque sensor in accordance with the ongoing problem for the torque sensor signal.
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.Recently, the field-Claim status of the MDPS shows that the torque sensor problem accounts for 13% of the total, 40% of the type of problem that the handle heaviness occurs, and the direct cause of the intermittent handle heaviness is torque. Although it cannot be said that the sensor is a problem, it is necessary to improve the torque sensor in that the robustness of the torque sensor corresponding to the input of the MDPS system is intended to stabilize the overall MDPS system.
현재, 토크센서에 문제가 발생하면, 제어 중지 모드(Manual Assist) 진입하는 로직이 적용되고 있다.Currently, when a problem occurs in the torque sensor, logic for entering a control stop mode (Manual Assist) is applied.
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.In other words, most car manufacturers apply logic to enter the control stop mode (manual mode) to stop the control of the MDPS system when a problem occurs in the output of the torque sensor, and some manufacturers apply to sudden steering control stop. Fail-safe logic with a certain level of steering control is applied to minimize the effect.
여기서, 기존의 토크 센서 페일-세이프 즉, 고장 진단 예를 첨부한 도 6을 참조로 살펴보면 다음과 같다.Here, the conventional torque sensor fail-safe, that is, with reference to Figure 6 attached to the failure diagnosis example as follows.
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.As the existing method, the diagnosis of the analog torque sensor is limited to disconnection / short circuit, and the main parameters such as threshold level, counter (high, low), and counter increment are repeated. Determined through experimentation or past experience.
따라서, 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S500), 토크센서의 임계치 판단이 이루어진다(S501).Therefore, when the failure diagnosis is started, if the engine speed for driving is 330 rpm or more (S500), the threshold value of the torque sensor is determined (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).As a result of determination, if the current sensed value of the torque sensor is smaller than the threshold torque lower limit value, the torque sensor fault counter is considered to be inadequately sensed (S502), and the torque sensor fault counter exceeds the threshold counter lower limit value. If not, the number of times of execution of the counter is stored and the diagnosis is performed again (S503). When the torque sensor failure counter exceeds the threshold counter lower limit value, it is determined that the torque sensor is disconnected / shorted (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.However, the fault diagnosis of the analog torque sensor is limited to disconnection / short. Therefore, in order to secure steering stability and stability of the MDPS system, the development of a new torque sensor and the development of a new fail-safe logic are required. It is becoming.
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.
The present invention has been made in view of the above, by adopting a method in which the rotor position information of the torque sensor is transmitted to the ECU using the Cent protocol, torque based on a variety of information that the Cent Protocol (SENT Protocol) has By providing an effective fail-safe for the sensor, a method of fail-safe implementation of an electric power steering device, which is more robust against noise than the analog type, and has a control stability and a steering stability, can be obtained. The purpose is to provide.
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.The present invention for achieving the above object is the step of transmitting the sensed information of the torque sensor to the ECU in the form of Cent Protocol (SENT Protocol) through the AI chip; Performing a failure diagnosis of the torque sensor based on any one selected from among various pieces of information of the cent protocol in the ECU; It provides a fail-safe implementation method of the electric power steering device, characterized in that consisting of.
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.The step of diagnosing the failure of the torque sensor according to the first embodiment of the present invention includes: when the engine speed for driving reaches a predetermined level or more, whether the torque sensor status is invaded from the cent sensor information of the torque sensor. Judging; If the status nibble is determined to be in an error or invalid state, executing a torque sensor status invalid counter; If the torque sensor status invalid counter is less than or equal to the threshold value, the number of counter executions is stored and diagnosis is performed again; if more than the threshold maximum value, determining that the torque sensor is out of order; It characterized in that proceeds to.
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.The step of diagnosing the failure of the torque sensor according to the second embodiment of the present invention includes: determining whether the torque sensor thumb state is correct from the cent information of the torque sensor when the engine speed for driving reaches a predetermined level or more; If it is determined that the thumb nibble is incorrect, performing a torque sensor thumb counter; If the torque sensor thumb counter is less than or equal to the threshold, the number of counter executions is stored and the diagnostic is performed again; It characterized in that proceeds to.
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.The diagnosing the failure of the torque sensor according to the third embodiment of the present invention may include: when the engine speed for driving reaches a predetermined level or more, checking a predetermined number of falling edges from the cent information of the torque sensor. A decision step; If it is determined that the number of falling edges is not a predetermined number, executing a torque sensor timeout counter; If the torque sensor timeout counter is less than or equal to the threshold value, the number of times of execution of the counter is stored and diagnostic is performed again; It characterized in that proceeds to.
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.
The step of diagnosing the failure of the torque sensor according to the fourth embodiment of the present invention includes: checking contents errors from the cent information of the torque sensor when the engine speed for driving reaches a predetermined level or more; Comparing the torque values calculated by SENT1 and the subsequent SENT2 to each other and performing a torque sensor total fault counter if the difference is greater than the reference difference [offset (Δ)]; ; If the torque sensor total fault count threshold value is less than or equal to the counter number of executions is stored and the diagnosis is performed again; if more than the threshold maximum value, determining the failure of the torque sensor; It characterized in that proceeds to.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.
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.According to the present invention, in consideration of the fact that the sensing information of the torque sensor is transmitted to the ECU in the SENT Protocol format through the AIZ chip, any one selected from the various information possessed by the SENT Protocol. Based on this, it is possible to provide an efficient and accurate fail-safe determination method.
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.
In particular, the fail-safe implementation method of the present invention is based on a variety of information that the SENT protocol has compared to the conventional analog type, it is excellent in the robustness against noise, and thus easy to control and steering stability of MDPS Can be secured.
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.1 is a schematic diagram showing the configuration of an electric steering apparatus;
2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a torque sensor;
3 is a schematic diagram illustrating a detection and transmission method of a torque sensor;
4 and 5 are schematic diagrams illustrating cent protocol information of a torque sensor;
6 is a flowchart illustrating an example of a conventional torque sensor failure diagnosis.
7 is a flowchart illustrating a fail-safe implementation method of the electric power steering apparatus according to the first embodiment of the present invention;
8 is a flowchart illustrating a fail-safe implementation method of the electric power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention;
9 is a flow chart illustrating a fail-safe implementation method of the electric power steering apparatus according to the third embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating a fail-safe implementation method of the electric power steering apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 센트(SENT: Single Edge Nibble Transmission) 기반의 토크센서 및 그 신호 전송 방식을 살펴보면 다음과 같다.First, in order to help the understanding of the present invention, a torque sensor based on a cent (SENT: Single Edge Nibble Transmission) and its signal transmission method will be described below.
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.In the configuration of the torque sensor, as shown in FIG. 2, an
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.In particular, a transmitter coil 30 (transmitter (TX) coil) and a receiver coil 32 (receiver (RX) coil) are formed at one side of the stator corresponding to the rotor, and a pair of azig 34 : ASIC) chip is installed.
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.Therefore, as shown in FIG. 3, when the rotor rotates according to the driver's steering intention, the induction current is measured using the
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.Subsequently, the converted position information of the rotor is transmitted to the ECU in the form of SENT Protocol through the chip, and the ECU calculates the twist value based on the position information of the input rotor and the output rotor, and finally the torque value is obtained. Will be calculated.
상기 센트 프로토콜(SENT Protocol) 전송 방식은 토크센서에서 ECU로 전송되는 일방향 통신에 사용되는 통신 프로토콜로서, SAE J2716 (Jan. 2010)를 기반으로 한다.The SENT protocol transmission method is a communication protocol used for one-way communication transmitted from the torque sensor to the ECU and is based on SAE J2716 (Jan. 2010).
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.Each nibble of the SENT (Single Edge Nibble Transmission) has a low level corresponding to the first 5 clock ticks and a [7 clock ticks +] as shown in FIG. Pulse width modulation (PWM) is formed by forming a high level corresponding to n (decimal) x clock tick].
이때, 최소값인 니블(nibble)값 0을 표현하기 위해 5 클럭 틱에 해당하는 로우 레벨과 7 클럭 틱에 해당되는 하이 레벨을 갖는다.At this time, in order to express the
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.In the nibble configuration of the SENT protocol, a calibration / synchronization nibble, a status nibble (Nibble # 1), and data, as shown in FIG. Nibble (Data nibble (Nibble # 2 ... # 7)), and checksum (Checksum (CRC) nibble (Nibble # 8)) and the like, and the configuration and function of each of the ribs are as follows.
ⅰ) 캘리브레이션/싱크로나이제이션 니블/) Calibration / Synchronization Nibbler
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.It is fixed to 56 clock ticks in total, and consists of a low level of 5 clock ticks and a high level of 51 clock ticks.The ECU for electric power steering uses a clock tick (pulse period calculation). The actual time for the clock tick is calculated, and the compensation for the frequency deviation and delay in the transmission line of the oscillator in the sensor is performed.
ⅱ) 스테이터스 니블Ii) status nibble
센서 내부의 고장(MCU, ASIC, Resistive Short)에 대한 상태 정보를 담고 있으며, 센서 진단을 위해 사용된다.It contains status information about faults inside the sensor (MCU, ASIC, Resistive Short) and is used for sensor diagnosis.
ⅲ) 데이터 니블Data nibble
총 6개의 니블로 구성되어 있고, 실질적인 데이터를 담고 있으며, 데이터 니블의 구성은 센서 및 제어 로직에 따라 여러 형태를 가질 수 있다.It consists of a total of six nibbles, contains substantial data, and the configuration of the data nibbles can take many forms depending on the sensor and control logic.
예를 들어, 센트 타입 토크(SENT type torque) 센서의 경우, 2가지 데이터가 니블(nibble) #2 ~ #4 및 니블(nibble) #5 ~ #7로 양분되어 전송된다.For example, in the case of a SENT type torque sensor, two pieces of data are divided into
ⅳ) 첵썸 니블첵) Thumb nibble
ECU가 CRC(Checksum) 계산을 통해 전송 중 데이터의 훼손 여부를 확인할 수 있게 해준다.The ECU can check the checksum (CRC) to determine whether data has been corrupted during transmission.
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.Here, the torque sensor fail-safe determination method according to the first embodiment of the present invention based on the SENT protocol will be described with reference to FIG. 7.
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. Torque sensor fail-safe determination method according to the first embodiment contains the status information about the failure (MCU, ASIC, Resistive Short) inside the sensor, ECU by using the status nibble used for sensor diagnostics Is characterized in that the torque sensor failure detection is performed.
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.That is, in the case of the existing analog type, the sensor status information is not known, but in the present invention, the ECU can know the status information of the torque sensor through the status snivel, and in particular, the failure of the MCU or ASIC in the sensor and the resistance on the interface. When a short (Resistive short) occurs, it takes advantage of the fact that status information is sent to the ECU via status snippet.
제1실시예에 따르면, 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S100), 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 스테이터스의 인베리드(invaid) 여부를 판단하는 단계가 이루어진다(S101).According to the first embodiment, when the diagnosis is started, if the engine speed for driving is 330 rpm or more (S100), a step of determining whether or not to invade the torque sensor status is performed from the cent sensor information of the torque sensor (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.That is, when the position information of the rotor detected by the torque sensor is transmitted to the ECU in the SENT Protocol format through the AIZ chip, the status nibble (Nibble #) during the nibble configuration of the SENT protocol is performed. 1)] error or not.
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).As a result of the determination, if the status nibble is determined to be an error or an invalid state, it is assumed that the detection of the torque sensor is not performed properly, and the torque sensor status invalid counter (Sent_Torque_Invalid_Status_counter) is executed (S102).
이에, 토크센서 스테이터스 무효 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S103), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S104).Accordingly, if the torque sensor status invalid counter is less than or equal to the threshold value, the number of counter executions is stored and diagnosis is performed again (S103).
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.Here, the torque sensor fail-safe method according to the second embodiment of the present invention based on the SENT protocol will be described with reference to FIG. 8.
제2실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 첵썸 니블(Checksum nibble)을 이용하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.The torque sensor fail-safe determination method according to the second embodiment is characterized in that the failure of the torque sensor of the ECU is detected using a checksum nibble.
토크센서의 출력이 ECU로 하드-와이어(hard-wire)를 통해 전송되기 때문에 전자적인 노이즈, 기계적인 진동에 의해 센서 출력값이 왜곡되어 전송될 가능성이 있다.Since the output of the torque sensor is transmitted to the ECU through hard-wire, there is a possibility that the sensor output value is distorted and transmitted by electronic noise and mechanical vibration.
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.As the SENT Protocol includes checksum nibble, which allows you to check whether data has been damaged during transmission, the ECU determines whether the sensor value received through checksum calculation is distorted. do.
따라서, 제2실시예에 따라 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S200), 토크센서의 센트 정보로부터 토크센서 첵썸 상태가 정확한지를 판정하는 단계가 이루어진다(S201).Therefore, when the failure diagnosis is started according to the second embodiment, if the engine speed for driving is 330 rpm or more (S200), a step of determining whether the torque sensor thumb state is correct from the cent sensor information of the torque sensor is performed (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).As a result of this determination, if the shock nibble is determined to be inaccurate, it is assumed that the detection of the torque sensor is not performed properly, and the torque sensor shock counter (Sent_Torque_Sensor_CRC_counter) is performed (S202).
이에, 토크센서 첵썸 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S203), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S204).Accordingly, when the torque sensor thumb counter is less than or equal to the threshold value, the number of counter executions is stored and diagnosis is performed again (S203).
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.Here, the torque sensor fail-safe method according to the third embodiment of the present invention based on the SENT protocol will be described with reference to FIG. 9.
제3실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 폴링 에지(Falling Edge)를 체크하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.Torque sensor fail-safe determination method according to the third embodiment is characterized in that the detection of the failure of the torque sensor of the ECU by checking the falling edge (Falling Edge).
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.One cent protocol has a total of nine falling edges, which means that the ECU will count the number of falling edges if there is a physical problem such as disconnection or short-circuit on the hard-wire. There is a feature of the third embodiment in that (9 points) are identified and a fault is detected.
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).Therefore, when the diagnosis is started according to the third embodiment, if the engine speed for driving is 330 rpm or more (S300), a determination step of checking whether the number of falling edges is 9 from the cent information of the torque sensor is performed. (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).At this time, if it is determined that the number of the falling edges is not nine, the torque sensor timeout counter Sent_Torque_Sensor_Timeout_counter is considered as not being properly sensed (S302).
이에, 토크센서 타임아웃 카운터가 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S303), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S304).Accordingly, when the torque sensor timeout counter is less than or equal to the threshold value, the number of counter executions is stored and diagnosis is performed again (S303). When the torque sensor timeout counter is less than or equal to the threshold maximum value, it is determined that the torque sensor has failed (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.Here, the torque sensor fail-safe method according to the fourth embodiment of the present invention based on the SENT protocol will be described with reference to FIG. 10.
제4실시예에 따른 토크센서 페일-세이프 판정 방법은 컨텐츠 에러(Contents Error)를 체크하여 ECU의 토크센서 고장 검출이 이루어지는 점에 특징이 있다.The torque sensor fail-safe determination method according to the fourth embodiment is characterized in that a failure of the torque sensor of the ECU is detected by checking a contents error.
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.Since the position information of the rotor sensed by the torque sensor is transmitted to the ECU through
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.In this case, the contents error check is performed by comparing the torque values calculated through SENT1 and the subsequent SENT2 with each other, and when the difference occurs more than the reference difference value [offset (Δ)]. This can be determined by fault detection, which enables the ECU to ensure the reliability of the sensor output, minimizing the possibility of false control due to incorrect sensor output.
따라서, 제4실시예에 따라 고장 진단이 시작되면 주행을 위한 엔진 속도가 330rpm 이상이면(S400), 토크센서의 센트 정보로부터 컨텐츠 에러(Contents error)를 체크한다(S401).Therefore, when the diagnosis is started according to the fourth embodiment, if the engine speed for driving is 330 rpm or more (S400), the contents error is checked from the cent information of the torque sensor (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).That is, when the torque value calculated by SENT1 and the subsequent SENT2 is compared with each other and the difference occurs more than the reference difference value [offset (Δ)], the torque sensor is not properly sensed. If not, the torque sensor sum fault counter (Torque_Sensor_Sum_fault_counter) is performed (S402).
이에, 토크센서 합계 폴트 카운 임계치 이하이면 카운터 실시횟수가 저장되는 동시에 진단을 다시 실시하고(S403), 임계 최대값 이상이면 토크센서의 고장으로 판정한다(S404).Accordingly, if the torque sensor total fault count threshold is less than or equal to the threshold count, the counter execution count is stored and the diagnosis is performed again (S403).
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.
As described above, the fail-safe implementation method of the electric power steering apparatus of the present invention has excellent robustness against noise and an effective fail-safe operation based on various information possessed by the SENT protocol. Since it can provide, the control stability and steering stability of MDPS can be ensured easily.
10 : 스티어링샤프트
12 : 감속기어박스
14 : 모터
16 : ECU
18 : 토크센서10: steering shaft
12: Reduction Gear Box
14: motor
16: ECU
18: torque sensor
Claims (5)
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 방법.
Transmitting the sensed information of the torque sensor to the ECU in the SENT Protocol format through the AIZ chip;
Performing a failure diagnosis of the torque sensor based on any one selected from among various pieces of information of the cent protocol in the ECU;
Fail-safe implementation method of the electric power steering device, characterized in that consisting of.
상기 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 하는 전동식 파워스티어링 장치의 페일-세이프 구현 방법.
The method according to claim 1,
The step of performing a failure diagnosis of the torque sensor is:
Determining whether the torque sensor status is invaded from the cent sensor information of the torque sensor when the engine speed for driving exceeds a predetermined level;
If the status nibble is determined to be in an error or invalid state, executing a torque sensor status invalid counter;
If the torque sensor status invalid counter is less than or equal to the threshold value, the number of counter executions is stored and diagnosis is performed again; if more than the threshold maximum value, determining that the torque sensor is out of order;
Fail-safe implementation method of the electric power steering device, characterized in that proceeding to.
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.
The method according to claim 1,
The step of performing a failure diagnosis of the torque sensor is:
When the engine speed for driving reaches a predetermined level or more, determining whether the torque sensor thumb state is correct from the cent information of the torque sensor;
If it is determined that the thumb nibble is incorrect, performing a torque sensor thumb counter;
If the torque sensor thumb counter is less than or equal to the threshold, the number of counter executions is stored and the diagnostic is performed again; if more than the threshold maximum, determining that the torque sensor is faulty;
Fail-safe implementation method of the electric power steering device, characterized in that proceeding to.
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.
The method according to claim 1,
The step of performing a failure diagnosis of the torque sensor is:
A determination step of confirming a predetermined number of falling edges from the cent information of the torque sensor when the engine speed for driving reaches a predetermined level or more;
If it is determined that the number of falling edges is not a predetermined number, executing a torque sensor timeout counter;
If the torque sensor timeout counter is less than or equal to the threshold value, the number of counter executions is stored and diagnostic is performed again; if more than the threshold maximum value, determining that the torque sensor is out of order;
Fail-safe implementation method of the electric power steering device, characterized in that proceeding to.
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 카운 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.The method according to claim 1,
The step of performing a failure diagnosis of the torque sensor is:
Checking the contents error from the cent information of the torque sensor when the engine speed for driving exceeds a predetermined level;
Comparing the torque values calculated by SENT1 and the subsequent SENT2 to each other and performing a torque sensor total fault counter if the difference is greater than the reference difference [offset (Δ)]; ;
If the torque sensor total fault count threshold value is less than or equal to the counter number of executions is stored and the diagnosis is performed again; if more than the threshold maximum value, determining the failure of the torque sensor;
Fail-safe implementation method of the electric power steering device, characterized in that proceeding to.
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