KR20140086069A - Method for controlling limp mode of torque sensor and electric power steer apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법 및 이를 이용하는 전동식 조향 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하나의 토크 센서의 고장 시 나머지 토크 센서와 횡 가속도(Lateral G) 정보를 이용하여 일정 시간 동안 정상 출력의 일정 비율의 출력으로 제어를 유지함으로써 차량의 안전 운행을 보조할 수 있는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법 및 이를 이용하는 전동식 조향 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control method for a limp mode when a torque sensor fails and an electric steering system using the same. More particularly, The present invention relates to a method of controlling a limp mode when a torque sensor fails and a motor-driven steering device using the same.
기존 유압식 조향 장치는 엔진에서 벨트로 구동하는 유압펌프로부터 유압을 발생하여 스티어링 휠 조작력을 보조하는데 반하여 전동식 조향 장치는 전기 모터를 이용하여 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 힘을 경감시켜주는 장치로서 각각의 운전 조건에 따른 전자 정밀제어가 가능하므로 운전자가 느끼는 스티어링 휠 조작력을 최적으로 제어하도록 할 수 있는 장점이 있다.The existing hydraulic steering system generates hydraulic pressure from a hydraulic pump driven by a belt in the engine to assist the steering wheel operation force while the electric steering system reduces the force by which the driver operates the steering wheel by using an electric motor. It is possible to control the steering wheel operating force felt by the driver optimally.
전동식 조향 장치(Electric Power Steer, EPS)는 EPS 제어기가 조향 토크 센서, 차속 센서, 조향각 센서 등으로부터 엔진 회전수, 차량의 주행속도, 스티어링 각속도에 대한 신호를 수신하고 수신한 신호를 토대로 전자제어를 통해 모터에 동력을 전달함으로써 차량의 주행 속도에 따른 속도별 조타력을 변화시켜 조향 성능을 향상시킨다. 종래의 모터 구동식 조향 시스템의 일례가 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0060644호에 개시되어 있다.Electric power steering (EPS) is a system in which the EPS controller receives signals from the steering torque sensor, the vehicle speed sensor, and the steering angle sensor for the engine speed, the vehicle speed and the steering angular speed, Thereby improving the steering performance by changing the steering force per speed according to the running speed of the vehicle. An example of a conventional motor-driven steering system is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0060644.
조향 토크 센서는 전동식 조향 장치의 여러 부품 중에서 조향각 센서, 조향 모터와 함께 핵심 부품으로 사용되는 것으로 조향축에 걸리는 토크를 측정하여 EPS 제어기에 전달하는 역할을 한다. 이러한 조향 토크 센서는 접촉식인 저항형 센서, 접촉 저항형 센서, SAW(Surface Acoustic Wave) 센서 등이 있고, 비접촉식인 자기저항 센서, Hall IC 센서, 용량형 센서, 광엔코더 센서 등이 있다.The steering torque sensor is used as a core part in various parts of the electric steering system together with the steering angle sensor and the steering motor. It measures the torque applied to the steering shaft and transmits it to the EPS controller. Such a steering torque sensor includes a contact type resistive sensor, a contact resistance type sensor, a SAW (surface acoustic wave) sensor, and a non-contact type magnetoresistive sensor, a Hall IC sensor, a capacitive sensor, and an optical encoder sensor.
한편, 전동식 조향 장치에 있어서, 조향 토크 센서에 고장이 발생하면 즉시 조향 어시스트(Assist)를 중지하게 되는데, 차량 주행 중인 경우, 조타력이 갑자기 변동하게 되어 운전자의 생명을 위협할 수 있는 상황이 발생할 가능성이 있다.On the other hand, in the electric steering system, when a failure occurs in the steering torque sensor, the steering assist is immediately stopped. In the case where the vehicle is running, sudden change of the steering force causes a situation where the driver's life may be threatened There is a possibility.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 조향 토크 센서의 고장 시 비상 프로그램 상태인 림프 모드(Limp Mode)를 효과적으로 제어할 수 있는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of controlling a limp mode when a torque sensor fails to effectively control a limp mode in an emergency program state when a steering torque sensor fails .
본 발명은 조향 토크 센서의 고장 시 효과적인 림프 모드 제어를 통해 차량 주행에 따른 조타력을 일정 시간 동안 유지할 수 있는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법 및 이를 이용하는 전동식 조향 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a method of controlling a limp mode when a torque sensor fails and a motor-driven steering device using the same, which can maintain a steering force according to a running of the vehicle for a predetermined time through effective limp mode control when the steering torque sensor fails .
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향 장치는, 차량의 조향휠의 회전에 따른 입력축 및 출력축의 상대 회전 변위를 감지하며 제1 토크 센서 및 제2 토크 센서를 구비하는 조향 토크 센서; 차량의 횡 가속도를 감지하는 횡 가속도 센서; 및 제1 토크 센서의 고장을 인지하고, 제2 토크 센서로부터의 신호와 횡 가속도 센서로부터의 신호에 기초하여 차량의 조향 장치의 림프 모드를 제어하는 전자제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric steering system comprising: a steering wheel having a first torque sensor and a second torque sensor, Torque sensor; A lateral acceleration sensor for sensing a lateral acceleration of the vehicle; And an electronic control unit for recognizing the failure of the first torque sensor and for controlling the limp mode of the steering apparatus of the vehicle based on the signal from the second torque sensor and the signal from the lateral acceleration sensor.
일 실시예에서, 전자제어부는, 제2 토크 센서로부터의 신호를 토대로 산출한 제1 조향 방향과 횡 가속도 센서로부터의 신호를 토대로 산출한 제2 조향 방향이 동일 방향인지 반대 방향인지를 판단하여 제2 토크 센서의 상태를 정상 또는 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the electronic control unit determines whether the first steering direction calculated based on the signal from the second torque sensor and the second steering direction calculated based on the signal from the lateral acceleration sensor are the same direction or the opposite direction, 2 state of the torque sensor is determined to be normal or abnormal.
일 실시예에서, 전자제어부는, 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 동일할 때, 제2 토크 센서로부터의 신호에 따른 조타력을 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 조타력은 차량 속도를 반영하는 것을 기본으로 한다.In one embodiment, the electronic control unit is characterized by providing a steering force according to a signal from the second torque sensor when the first steering direction and the second steering direction are the same. Here, the steering force is based on reflecting the vehicle speed.
일 실시예에서, 전자제어부는 조향휠에 결합된 조향 모터의 전류량을 정상 상태의 전류량보다 작은 전류량으로 제어함으로써 조타력을 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 작은 전류량은 정상 상태의 전류량의 30% 내지 70%인 것이 바람직하다.In one embodiment, the electronic control unit is characterized by providing steering force to the steering wheel by controlling the amount of current of the steering motor coupled to the steering wheel to a current amount smaller than the steady state current amount. Here, the small current amount is preferably 30% to 70% of the steady-state amount of current.
일 실시예에서, 전자제어부는 조향휠에 결합된 조향 모터의 전류량을 일정 시간 동안 공급함으로써 조타력을 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 일정 시간은 2분 내지 3분인 것이 바람직하다.In one embodiment, the electronic control unit is characterized by supplying a steering force to the steering wheel by supplying a current amount of the steering motor coupled to the steering wheel for a predetermined time. Here, the predetermined time is preferably from 2 minutes to 3 minutes.
일 실시예에서, 전동식 조향 장치는, 조향휠의 회전 각도를 측정하고, 측정한 회전 각도에 상응하는 조향각 신호를 전자제어부에 제공하는 조향각 센서; 및 차량의 속도를 감지하고, 감지된 차량 속도에 상응하는 차속 신호를 전자제어부에 제공하는 차속 센서를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the electric steering system includes a steering angle sensor that measures the steering angle of the steering wheel and provides a steering angle signal corresponding to the measured steering angle to the electronic control unit; And a vehicle speed sensor that senses the speed of the vehicle and provides a vehicle speed signal corresponding to the sensed vehicle speed to the electronic control unit.
본 발명의 일 측면에 따른 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법은, 차량의 조향휠의 회전에 따른 입력축 및 출력축의 상대 회전 변위를 감지하며 제1 토크 센서 및 제2 토크 센서를 구비하는 조향 토크 센서, 차량의 횡 가속도를 감지하는 횡 가속도 센서, 및 조향 토크 센서와 횡 가속도 센서에 연결되는 전자제어부를 포함하는 전동식 조향 장치에서 토크 센서 고장 시 림프 모드를 제어하는 방법에 있어서, 제1 토크 센서의 고장을 인지하는 단계; 제1 토크 센서의 고장 인지에 따라 기 설정된 림프 모드로 진입하는 단계; 림프 모드의 기 설정 프로세스에 따라 제2 토크 센서의 신호를 토대로 제1 조향 방향을 인지하는 단계; 차량의 횡 가속도를 측정하는 횡 가속도 센서나 횡 가속도 센서가 연결되는 차량의 차체 자세 제어 장치 또는 주행 안전 보조 장치로부터 횡 가속도 신호를 수신하고, 수신한 횡 가속도 신호에 기초하여 제2 조향 방향을 인지하는 단계; 제1 조향 방향과 제2 조향 방향을 비교하는 단계; 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 동일 방향이면, 제2 토크 센서로부터의 신호에 따른 조타력을 조향휠에 제공하는 단계; 및 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 반대 방향이면, 조향 어시스트를 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of controlling a limp mode at the time of a torque sensor failure according to an aspect of the present invention includes detecting a relative rotational displacement of an input shaft and an output shaft as the steering wheel of the vehicle rotates, A method of controlling a limp mode in a torque sensor failure in an electric steering system including a sensor, a lateral acceleration sensor for detecting a lateral acceleration of the vehicle, and an electronic control unit connected to a steering torque sensor and a lateral acceleration sensor, Recognizing a failure of the device; Entering a preset limp mode according to a failure of the first torque sensor; Recognizing a first steering direction based on a signal of a second torque sensor in accordance with a preset process of the lymph mode; A lateral acceleration signal from a vehicle body posture control device or a driving safety assisting device of a vehicle to which a lateral acceleration sensor or a lateral acceleration sensor for measuring a lateral acceleration of the vehicle is connected and detects a second steering direction based on the received lateral acceleration signal ; Comparing the first steering direction and the second steering direction; Providing a steering force to the steering wheel according to a signal from the second torque sensor if the first steering direction and the second steering direction are the same direction; And stopping the steering assist if the first steering direction and the second steering direction are opposite directions.
일 실시예에서, 조타력을 조향휠에 제공하는 단계는, 조향휠에 결합된 조향 모터를 정상 상태의 전류량보다 작은 전류량 예컨대, 정상 상태의 약 30% 내지 약 70%의 전류량으로 제어하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of providing the steering force to the steering wheel includes controlling the steering motor coupled to the steering wheel to a current amount smaller than the steady state current amount, for example, about 30% to about 70% of the steady state current amount .
일 실시예에서, 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 단계는, 조향휠에 결합된 조향 모터를 일정 시간, 예컨대 약 2분 내지 약 3분 동안 구동함으로써 조타력을 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, providing steering force to the steering wheel is characterized by providing steering force to the steering wheel by driving the steering motor coupled to the steering wheel for a period of time, such as about 2 minutes to about 3 minutes, do.
본 발명에 의하면, 조향 토크 센서의 고장 시 비상 프로그램 상태인 림프 모드(Limp Mode)를 효과적으로 운용할 수 있는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method of controlling a limp mode when a torque sensor fails to effectively operate a limp mode in an emergency program state when a steering torque sensor fails.
또한, 본 발명에 의하면, 조향 토크 센서의 고장 시 효과적인 림프 모드 제어를 통해 차량 주행에 따른 조타력을 일정 시간 동안 소정 세기로 유지함으로써 차량 운전자가 안전하게 대처하도록 주행 보조할 수 있는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법 및 이를 이용하는 전동식 조향 장치를 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention, a torque sensor capable of assisting the driver in a safe manner by maintaining the steering force according to the running of the vehicle at a predetermined level for a predetermined time by controlling the effective limp mode when the steering torque sensor fails, It is possible to provide a limp mode control method and an electric steering system using the same.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 전자제어부의 기능 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 토크 센서의 림프 모드 제어 방법의 순서도.1 is a block diagram of an electric steering system according to the present invention;
2 is a functional block diagram of the electronic control unit of Fig.
3 is a flowchart of a method of controlling a limp mode of a torque sensor according to the present invention.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor should appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best way The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
실시예Example
도 1은 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an electric steering system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전동식 조향 장치(10)는 센서(11), 전자제어부(Electronic Control Unit, ECU)(12) 및 조향 모터(13)를 구비한다.Referring to FIG. 1, an electric steering apparatus 10 according to the present embodiment includes a
센서(11)는 조향 토크 센서(111), 차속 센서(112), 조향각 센서(113) 및 횡 가속도 센서(114)를 구비한다. 본 발명에 있어서, 센서(11)는 조향 토크 센서(111), 차속 센서(112), 조향각 센서(113) 및 횡 가속도 센서(114)를 구비하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명의 기술 사상 내에서 센서(11)에 포함되는 구성요소를 다양하게 수정 및 변형할 수 있다.The
조향 토크 센서(이하, 간략히 토크 센서라고 함)(111)는 조향휠의 회전에 따른 입력축 및 출력축의 상대 회전 변위를 감지하여 전기적 신호를 생성하고 생성한 전기적 신호를 전자제어부(12)로 전송한다. 토크 센서(111)는 토크 센서 자체의 고장을 감지하기 위해 통상 한 쌍으로 이루어져 사용된다.A steering torque sensor (hereinafter briefly referred to as torque sensor) 111 senses the relative rotational displacement of the input shaft and the output shaft as the steering wheel rotates, generates an electrical signal, and transmits the generated electrical signal to the
본 실시예에서는 설명의 편의상 조향 토크 센서(11)에서 생성된 전기적 신호를 토크 메인(Torque Main) 신호 및 토크 서브(Torque Sub) 신호로 가정하여 설명한다. 여기서, 토크 메인 신호와 토크 서브 신호는 조향휠의 회전에 따른 입력축 및 출력축의 상대 회전 변위를 감지하는 전기적 신호를 안정성 확보 측면에서 구분한 것이다.In the present embodiment, it is assumed that the electrical signals generated by the
차속 센서(112)는 차량의 속도를 감지하고, 감지된 차량 속도에 비례하는 전기적 신호를 전자제어부(12)로 전송한다. 차량 속도에 비례하는 전기적 신호는 차속 신호로 표현될 수 있다.The
조향각 센서(113)는 운전자의 조작에 의해 회전하는 조향휠의 회전 각도를 측정하고, 측정한 회전 각도에 상응하는 전기적 신호를 전자제어부(12)로 전송한다. 조향휠의 회전 각도에 상응하는 전기적 신호는 조향각 신호로 표현될 수 있다.The
횡 가속도 센서(114)는 차량의 횡 가속도(Lateral G)를 감지하고, 감지된 차량의 횡 가속도에 비례하는 전기적 신호를 전자제어부(12)로 전송한다. 차량의 횡 가속도에 비례하는 전기적 신호는 횡 가속도 신호로 표현될 수 있다.The
전자제어부(12)는 센서(11)로부터 각종 신호를 수신하고, 수신한 신호에 기초하여 자동차의 주행 상태를 파악한 후 조향 모터(13)에 흐르는 전류량을 조절함으로써 조향 모터(13)의 구동을 제어한다.The
또한, 전자제어부(12)는 조향 토크 센서에서 하나의 토크 센서(예컨대, 제1 토크 센서)가 고장나면, 나머지 하나의 토크 센서로 전동식 조향 장치가 정상적인 동작을 수행할 수 있는지를 판단하고, 정상적인 동작을 수행할 수 없는 경우에 조향 어시스트를 즉시 중지하도록 동작하고, 정상적인 동작을 수행할 수 있는 경우에 조향 어시스트를 적어도 소정 시간 동안 유지할 수 있도록 동작한다.When one of the torque sensors (for example, the first torque sensor) fails in the steering torque sensor, the
정상적인 동작을 수행할 수 있는 경우에 대하여 좀더 구체적으로 설명하면, 전자제어부(12)는 두 개의 토크 센서 중 하나의 토크 센서(제1 토크 센서)의 고장을 인지하면, 나머지 토크 센서(제2 토크 센서)의 정보에 따른 제1 조향 방향과 ESC(Electronic Stability Control)의 횡 가속도(Lateral G) 정보에 따른 제2 조향 방향을 비교한 결과에 기초하여 기 설정된 림프 모드의 동작을 수행한다. 즉, 전자제어부(12)는 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 동일할 때, 제2 토크 센서로부터의 신호에 기초하여 일정 시간 동안 정상 상태의 전류량보다 작은 소정의 전류량으로 조향 보조를 수행할 수 있다.More specifically, when the
여기서, 일정 시간은 약 2분 내지 약 3분 정도인 것이 바람직하고, 이러한 일정 시간은 림프 모드에 대한 경보와 운전자의 대처에 소요되는 시간을 고려한 것이다. 또한, 소정의 전류량은 정상 상태의 전류량의 약 30% 내지 약 70%인 것이 바람직하고, 이러한 소정량의 전류량은 토크 센서의 고장에 의한 전동식 조향 장치의 오작동을 방지하기 위한 것이다.Here, the predetermined time is preferably about 2 minutes to about 3 minutes, and the predetermined time takes into consideration the alarm for the lymphatic mode and the time required for the driver to cope. It is preferable that the predetermined amount of current is about 30% to about 70% of the amount of the steady-state current. The amount of the predetermined amount of current is intended to prevent the malfunction of the electric power steering apparatus due to the failure of the torque sensor.
모터(13)는 조향을 원활하게 하는 보조 동력을 생성한다. 모터(13)는 전자제어부(12)로부터 공급되는 제어신호 또는 전류량에 따라 기 설정 방향으로 기 설정 구동력을 발생시킨다.
The
도 2는 도 1의 전자제어부의 기능 블록도이다.2 is a functional block diagram of the electronic control unit of Fig.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전자제어부(12)는, 토크 센서 고장 감지부(121), 제1 조향 방향 산출부(122), 제2 조향 방향 산출부(123), 비교부(124), 저장부(125) 및 모터구동신호 출력부(126)를 구비한다.2, the
토크 센서 고장 감지부(121)는, 조향 토크 센서의 두 토크 센서 중 어느 하나(제1 토크 센서)의 고장을 인지한다. 토크 센서의 고장 인지는 제1 및 제2 토크 센서의 출력 신호를 비교하거나, 각 토크 센서의 출력 신호에서의 변화량이 소정의 임계값을 초과하는지를 검출함으로써 수행될 수 있다. 제1 토크 센서의 고장이 인지되면, 전자제어부는 미리 설정된 림프 모드(Limp Mode)로 진입한다.The torque sensor
제1 조향 방향 산출부(122)는 림프 모드의 기 설정 프로세스에 따라 제2 토크 센서의 신호를 토대로 제1 조향 방향을 인지한다.The first steering
제2 조향 방향 산출부(123)는 횡 가속도 신호에 기초하여 제2 조향 방향을 인지한다. 전자제어부는 소정의 입력단을 통해 차량의 횡 가속도를 측정하는 횡 가속도 센서나 이러한 횡 가속도 센서가 연결된 차량의 차체 자세 제어 장치 또는 주행 안전 보조 장치로부터 횡 가속도 신호를 수신하고, 수신한 횡 가속도 신호를 제2 조향 방향 산출부(123)에 제공할 수 있다.The second steering
비교부(124)는 제1 조향 방향과 제2 조향 방향을 비교한다. 비교부(124)는 제1 조향 방향과 제2 조향 방향을 비교한 후 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 서로 동일한 방향인지 또는 서로 반대 방향인지에 대한 비교결과 신호를 출력한다.The comparing
저장부(125)는 림프 모드에서 조타력을 유지하는 시간 정보와 조타력의 세기 정보를 저장한다. 예를 들어, 저장부(125)는 약 2분 내지 약 3분의 시간 동안 조타력을 유지하도록 동작하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부(타이머 등)를 구비할 수 있다. 또한, 저장부(125)는 정상 상태의 전류량의 약 30% 내지 약 70%의 전류량을 조향 모터에 공급하도록 동작하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부(배터리 등의 전원공급부에 연결된 스위치 등)를 구비할 수 있다.The
모터구동신호 출력부(126)는 비교부(124)의 비교 결과에 따라 저장부(125)로부터의 유지 시간과 조타력 세기에 따라 조향 모터를 제어하기 위한 모터구동신호를 출력한다. 예를 들어, 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 동일 방향이면, 모터구동신호 출력부(126)는 약 2분 20초 동안 그리고 정상 상태의 약 40%의 모터 구동 전류의 조건 하에서 제2 토크 센서로부터의 신호에 따른 조타력을 조향휠에 제공하도록 동작할 수 있다. 또한, 제1 조향 방향과 제2 조향 방향이 반대 방향이면, 모터구동신호 출력부(126)는 조향 어시스트를 즉시 중지함으로써, 토크 센서 고장에 의한 전동식 조향 장치의 오동작을 방지하도록 동작할 수 있다.
The motor drive
도 3은 본 발명에 따른 토크 센서의 림프 모드 제어 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a method of controlling a limp mode of a torque sensor according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 토크 센서의 림프 모드 제어 방법은, 우선 전동식 조향 장치의 제어부에서 적어도 두 개의 토크 센서 중 하나의 토크 센서(제1 토크 센서)의 고장을 인지한다(S31).Referring to FIG. 3, in the method of controlling the torque sensor of the torque sensor according to the present embodiment, first, the control unit of the electric steering system recognizes the failure of one of the at least two torque sensors (the first torque sensor) ).
제1 토크 센서의 고장은 토크 메인(Torque Main) 신호 및 토크 서브(Torque Sub) 신호에 기초하여 판별될 수 있다. 예를 들어, 제1 토크 센서의 고장은 제1 토크 센서로부터 수신된 토크 메인 신호가 기 설정된 상한값을 초과하거나 기 설정된 하한값보다 작은 경우에 토크 메인 신호에 페일(Fail)이 발생한 것으로 간주함으로써 판별될 수 있다.The failure of the first torque sensor can be determined based on the torque main signal and the torque sub signal. For example, the failure of the first torque sensor is determined by considering that a failure has occurred in the torque main signal when the torque main signal received from the first torque sensor exceeds a predetermined upper limit value or is smaller than a predetermined lower limit value .
다음, 제1 토크 센서의 고장이 인지되면, 림프 모드로 진입한다(S32).Next, when the failure of the first torque sensor is recognized, the mode enters the limp mode (S32).
림프 모드의 진입은, 예를 들어, 제1 토크 센서로부터 수신한 토크 메인 신호와 토크 서브 신호의 합에 대한 절대값의 평균을 산출한 토크 평균값을 생성하고, 생성한 토크 평균값이 기 설정된 제1 기준값을 초과하거나 제2 기준값보다 작은 경우에 수행될 수 있다.The entry of the lymph mode may be achieved by, for example, generating a torque average value that is an average of the absolute values of the sum of the torque main signal and the torque sub signal received from the first torque sensor, May be performed when the reference value is exceeded or is smaller than the second reference value.
다음, 제어부는 나머지 토크 센서(제2 토크 센서)에서 수신한 제1 신호를 토대로 제1 조향 방향을 인지한다(S33).Next, the control unit recognizes the first steering direction based on the first signal received from the remaining torque sensor (second torque sensor) (S33).
다음, 제어부는 ESC(Electronic Stability Control)의 횡 가속도(Lateral G) 정보를 이용하여 제2 조향 방향을 인지한다(S34).Next, the control unit recognizes the second steering direction using the lateral acceleration information of the electronic stability control (ESC) (S34).
여기서, 횡 가속도는 차량의 횡 가속도 센서에 의해 검출되고, 횡 가속도 센서로부터 ESC에 전달될 수 있다. ESC는 차체 자세 제어 장치 또는 주행 안전 보조 장치의 일종으로, 차량의 급제동시 브레이크가 잠기게 되는 것을 방지하는 장치인 ABS(Anti-lock Brake System)와 차량의 좌우 바퀴의 회전수에서 차이가 있을 때 타이어의 공회전을 억제하여 차량 미끄러짐을 방지하는 장치인 TCS(Traction Control System)를 통합하여 차량의 제어하는 장치를 말한다.Here, the lateral acceleration can be detected by the lateral acceleration sensor of the vehicle and transmitted to the ESC from the lateral acceleration sensor. ESC is a type of vehicle body posture control device or a driving safety assisting device. When there is a difference between the ABS (Anti-lock Brake System), which is a device for preventing the brake from being locked when the vehicle suddenly brakes, Refers to a device that controls a vehicle by integrating a Traction Control System (TCS), which is a device that prevents idling of a tire and prevents vehicle slippage.
본 단계(S34)에서, 제어부는 횡 가속도에서의 방향과 세기의 변화량에 기초하여 차량의 조향 방향을 인지할 수 있다.In this step S34, the control unit can recognize the steering direction of the vehicle based on the amount of change in direction and intensity in the lateral acceleration.
다음, 제어부는 제1 조향 방향과 제2 조향 방향을 비교하여 동일 방향인지 반대 방향인지를 판단한다(S35).Next, the control unit compares the first steering direction and the second steering direction to determine whether the same direction or the opposite direction (S35).
상기 단계(S35)에서의 판단 결과, 동일 방향이면, 제어부는 제2 토크 센서로부터의 정보에 기초하여 일정 시간 동안 일정 비율의 출력으로 조향 모터를 제어한다(S36).As a result of the determination in step S35, if the steering direction is the same direction, the control unit controls the steering motor at a constant rate of output for a predetermined time based on the information from the second torque sensor (S36).
본 단계(S36)에서는 횡 가속도 정보에 기초하여 제2 토크 센서가 정상 동작하고 있음을 확인하고 있다. 따라서, 제어부는 제2 토크 센서로부터의 정보에 기초하여 모터를 제어할 수 있다.In this step S36, it is confirmed that the second torque sensor is operating normally based on the lateral acceleration information. Therefore, the control unit can control the motor based on the information from the second torque sensor.
전술한 일정 시간은 약 2분 내지 3분 정도의 시간(예컨대, 2분 20초)인 것이 바람직하다. 약 2분 내지 3분 정도의 시간은 차량 운전자가 전동식 조향 장치의 고장에 따른 조치(주행 중인 차량을 안전 지대로 이동 등)를 취할 수 있도록 하기 위한 시간이다.The above-mentioned predetermined time is preferably about 2 minutes to 3 minutes (e.g., 2 minutes and 20 seconds). Approximately two to three minutes is the time for the vehicle operator to take action in response to a failure of the electric steering system (such as moving a moving vehicle to a safe zone).
또한, 전술한 일정 비율의 출력은 정상 출력의 약 30% 내지 약 70%인 것이 바람직하고, 약 40%인 것이 더욱 바람직하다. 일정 비율의 출력으로 조향 모터를 제어하는 이유는 정상 상태의 어시스트 전류에서 기 설정된 전류량만큼을 감소한 감소 어시스트 전류를 조향 모터에 공급할 때 토크 센서의 고장에 따른 오동작을 최소화할 수 있기 때문이다.Further, it is preferable that the above-mentioned output of a certain ratio is about 30% to about 70% of the normal output, and more preferably about 40%. The reason why the steering motor is controlled with a certain ratio of output is that the malfunction due to the failure of the torque sensor can be minimized when supplying the reduction assist current reduced by the predetermined amount of current in the steady state assist current to the steering motor.
한편, 상기 단계(S35)에서의 판단 결과, 반대 방향이면, 제어부는 제2 토크 센서의 신뢰성이 낮은 것으로 판단하고 즉시 전동식 조향 보조를 중지한다(S37).On the other hand, if it is determined in step S35 that the direction is the opposite direction, the controller determines that the reliability of the second torque sensor is low and immediately stops the electric steering assistance (S37).
본 단계(S37)는 제1 토크 센서의 고장 인지 후에 제2 토크 센서의 고장이 인지되지 않은 상태이지만, 제2 토크 센서의 정보가 확실하지 않은 비정상 상태로 판단하고, 전동식 조향 장치의 오동작을 방지하지 위해 조향 어시스트를 즉시 중지하기 위한 것이다.
In this step S37, it is determined that the failure of the second torque sensor is not recognized after the failure of the first torque sensor, but it is determined that the information of the second torque sensor is in an unstable state and the malfunction of the electric- To stop the steering assist immediately.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경, 치환, 수정이 가능할 것이며, 이러한 변경, 치환, 수정 등은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (13)
상기 차량의 횡 가속도를 감지하는 횡 가속도 센서; 및
상기 제1 토크 센서의 고장을 인지하고, 상기 제2 토크 센서로부터의 신호와 상기 횡 가속도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 차량의 조향 장치의 림프 모드를 제어하는 전자제어부;를 포함하는 전동식 조향 장치.A steering torque sensor having a first torque sensor and a second torque sensor for detecting a relative rotational displacement of an input shaft and an output shaft as the steering wheel of the vehicle rotates;
A lateral acceleration sensor for sensing a lateral acceleration of the vehicle; And
And an electronic control unit for recognizing a failure of the first torque sensor and controlling a limp mode of the steering apparatus of the vehicle based on a signal from the second torque sensor and a signal from the lateral acceleration sensor, .
상기 전자제어부는, 상기 제2 토크 센서로부터의 신호를 토대로 산출한 제1 조향 방향과 상기 횡 가속도 센서로부터의 신호를 토대로 산출한 제2 조향 방향이 동일 방향인지 반대 방향인지를 판단하여 상기 제2 토크 센서의 상태를 정상 또는 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.The method according to claim 1,
The electronic control unit determines whether the first steering direction calculated based on the signal from the second torque sensor and the second steering direction calculated based on the signal from the lateral acceleration sensor are the same direction or the opposite direction, And determines the state of the torque sensor to be normal or abnormal.
상기 전자제어부는, 상기 제1 조향 방향과 상기 제2 조향 방향이 동일할 때, 상기 제2 토크 센서로부터의 신호에 따른 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the electronic control unit provides the steering wheel with a steering force according to a signal from the second torque sensor when the first steering direction and the second steering direction are the same.
상기 전자제어부는 상기 조향휠에 결합된 조향 모터의 전류량을 정상 상태의 전류량보다 작은 전류량으로 제어함으로써 상기 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.The method of claim 3,
Wherein the electronic control unit provides the steering force to the steering wheel by controlling the amount of current of the steering motor coupled to the steering wheel to a current amount smaller than a steady state current amount.
상기 작은 전류량은 상기 정상 상태의 전류량의 30% 내지 70%인 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.5. The method of claim 4,
And the small current amount is 30% to 70% of the steady-state current amount.
상기 전자제어부는 상기 조향휠에 결합된 조향 모터의 전류량을 일정 시간 동안 공급함으로써 상기 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.The method according to claim 3 or 4,
Wherein the electronic control unit supplies the steering force to the steering wheel by supplying a current amount of the steering motor coupled to the steering wheel for a predetermined time.
상기 일정 시간은 2분 내지 3분인 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.The method according to claim 6,
And the predetermined time is 2 minutes to 3 minutes.
상기 조향휠의 회전 각도를 측정하고, 측정한 회전 각도에 상응하는 조향각 신호를 상기 전자제어부에 제공하는 조향각 센서; 및
상기 차량의 속도를 감지하고, 감지된 차량 속도에 상응하는 차속 신호를 상기 전자제어부에 제공하는 차속 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.The method according to claim 1,
A steering angle sensor for measuring a rotational angle of the steering wheel and providing a steering angle signal corresponding to the measured rotational angle to the electronic control unit; And
Further comprising a vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle and for providing a vehicle speed signal corresponding to the sensed vehicle speed to the electronic control unit.
상기 제1 토크 센서의 고장을 인지하는 단계;
상기 제1 토크 센서의 고장 인지에 따라 기 설정된 림프 모드로 진입하는 단계;
상기 림프 모드의 기 설정 프로세스에 따라 제2 토크 센서의 신호를 토대로 제1 조향 방향을 인지하는 단계;
상기 차량의 횡 가속도를 측정하는 횡 가속도 센서나 상기 횡 가속도 센서가 연결되는 상기 차량의 차체 자세 제어 장치 또는 주행 안전 보조 장치로부터 횡 가속도 신호를 수신하고, 수신한 횡 가속도 신호에 기초하여 제2 조향 방향을 인지하는 단계;
상기 제1 조향 방향과 상기 제2 조향 방향을 비교하는 단계;
상기 제1 조향 방향과 상기 제2 조향 방향이 동일 방향이면, 상기 제2 토크 센서로부터의 신호에 따른 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 단계; 및
상기 제1 조향 방향과 상기 제2 조향 방향이 반대 방향이면, 조향 어시스트를 중지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법.A steering torque sensor having a first torque sensor and a second torque sensor for detecting a relative rotational displacement of an input shaft and an output shaft as the steering wheel of the vehicle rotates, a lateral acceleration sensor for sensing a lateral acceleration of the vehicle, A method of controlling a limp mode when a torque sensor fails in an electric steering apparatus including a sensor and an electronic control unit connected to the lateral acceleration sensor,
Recognizing a failure of the first torque sensor;
Entering a preset limp mode according to the failure of the first torque sensor;
Recognizing a first steering direction based on a signal of a second torque sensor according to a preset process of the lymphatic mode;
A lateral acceleration sensor for measuring the lateral acceleration of the vehicle or a lateral acceleration signal from the vehicle body posture control device or the driving safety assisting device of the vehicle to which the lateral acceleration sensor is connected and for receiving a lateral acceleration signal based on the received lateral acceleration signal, Recognizing a direction;
Comparing the first steering direction and the second steering direction;
Providing a steering force to the steering wheel according to a signal from the second torque sensor if the first steering direction and the second steering direction are the same direction; And
And stopping the steering assist if the first steering direction and the second steering direction are opposite to each other.
상기 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 단계는, 상기 조향휠에 결합된 조향 모터를 정상 상태의 전류량보다 작은 전류량으로 제어하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step of providing the steering force to the steering wheel comprises controlling the steering motor coupled to the steering wheel to a current amount smaller than a steady state current amount.
상기 작은 전류량은 상기 정상 상태의 전류량의 30% 내지 70%인 것을 특징으로 하는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the small current amount is 30% to 70% of the steady state current amount.
상기 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 단계는, 상기 조향휠에 결합된 조향 모터를 일정 시간 동안 구동함으로써 상기 조타력을 상기 조향휠에 제공하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법.11. The method according to claim 9 or 10,
Wherein the step of providing the steering force to the steering wheel comprises providing the steering force to the steering wheel by driving the steering motor coupled to the steering wheel for a predetermined period of time. .
상기 일정 시간은 2분 내지 3분인 것을 특징으로 하는 토크 센서 고장 시의 림프 모드 제어 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the predetermined time is from 2 minutes to 3 minutes.
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