KR20140127481A - 토크 신뢰성 제공 방법 및 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토크 신뢰성 제공 방법 및 제어장치에 관한 것으로서, 특히, 토크 출력 소자에서 출력된 신호에 대한 에러 여부를 판단하고, 에러가 있다고 판단되는 경우, 토크 출력소자로부터 출력된 정보 대신에 조향각 정보 및 모터위치 정보를 이용하여 토크를 정확하게 계산할 수 있는 토크 신뢰성 제공 방법 및 제어장치에 관한 것이다.

Description

토크 신뢰성 제공 방법 및 제어 장치{METHOD FOR PROVIDING RELIABILITY OF TORQUE AND CONTROL APPARATUS}
본 발명은 토크 신뢰성 제공 방법 및 제어장치에 관한 것이다.
조향 제어(Steering Control)는 운전자의 조향력을 보조해주기 위한 보조 조향력을 발생시키는 제어로서, 정확한 조향 제어를 위해서는 운전자의 조향 토크를 정확하게 측정하는 것이 무엇보다 중요하다.
하지만, 운전자의 조향 토크를 측정하는 토크 센서의 고장 등으로 인해서 토크 센서에서 출력되는 토크 신호에 대한 신뢰성이 보장되지 않는 상황이 발생하는 경우, 잘못된 조향 제어가 이루어지거나 조향 제어 자체가 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 이는 심각한 주행 사고를 초래시킬 수 있다.
이러한 문제점이 발생할 수 있음에도, 종래의 조향 제어 시스템에서는 토크 센서에서 출력되는 토크 신호에 대한 신뢰성을 높여주기 위한 방법을 제공해주지 못하고 있는 실정이다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 토크 신호 신뢰성 제공 방법 및 제어장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 입력축 각도 및 출력축 각도에 대한 정보 또는 입력축 각도 및 출력축 각도를 기초로 계산된 제1토크 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 제1신호를 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력받고, 조향각 출력소자로부터 조향각 정보 및 모터 위치 출력소자로부터 모터위치 정보를 포함하는 제2신호를 입력받는 신호 입력부, 입력된 제2신호에 근거하여 제2토크를 계산하는 토크 계산부, 입력된 제1신호에 근거하여 둘 이상의 토크 출력소자의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단부 및 둘 이상의 토크 출력소자에 에러 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 제2토크를 운전자의 조향 토크 정보로 결정하는 조향 토크 결정부를 포함하는 제어장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 입력축 각도 및 출력축 각도를 감지하여 출력하거나 감지된 입력축 각도 및 출력축 각도로부터 토크를 계산하여 출력하는 하나 이상의 토크 출력소자, 조향각을 감지하여 출력하는 조향각 출력소자, 모터위치 정보를 감지하여 출력하는 모터위치 출력소자 및 하나 이상의 토크 출력소자로부터 출력된 값의 에러 여부에 따라, 하나 이상의 토크 출력소자로부터 출력된 값에 근거하여 운전자의 조향 토크를 결정하거나, 조향각 출력소자 및 모터위치 출력소자로부터 출력된 값에 근거하여 운전자의 조향 토크를 결정하고, 결정된 조향 토크에 따라 조향 제어를 수행하는 제어장치를 포함하는 조향장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 제어장치가 제공하는 토크 신뢰성 제공 방법에 있어서, 입력축 각도 및 출력축 각도에 대한 정보 또는 입력축 각도 및 출력축 각도를 기초로 계산된 제1토크 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 제1신호를 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력받고, 조향각 출력소자로부터 조향각 정보 및 모터 위치 출력소자로부터 모터위치 정보를 포함하는 제2신호를 입력받는 신호 입력단계, 입력된 제2신호에 근거하여 제2토크를 계산하는 토크 계산단계, 입력된 제1신호에 근거하여 둘 이상의 토크 출력소자의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단단계 및 둘 이상의 토크 출력소자에 에러 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 제2토크를 운전자의 조향 토크 정보로 결정하는 조향 토크 결정단계를 포함하는 토크 신뢰성 제공 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토크 센서로부터 출력되는 토크 관련 신호의 신뢰성을 확인하여 문제가 있다고 판단되는 경우, 조향각 정보 및 모터위치 정보를 추가로 이용하여 토크 신호의 신뢰성을 보증해 줄 수 있는 토크 신호 신뢰성 제공 방법 및 제어장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치를 포함하는 조향장치에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치를 포함하는 조향장치에 대한 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 신뢰성 제공방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 신뢰성 제공방법에 있어서, 제1신호의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단 단계를 더 구체적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명은 토크 신뢰성 제공을 위한 제어 장치 및 토크 신뢰성 제공방법을 개시한다.
아래에서는, 본 발명의 일 실시에에 따른 토크 신뢰성 제공방법과 제어장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)에 대한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)는, 입력축 각도 및 출력축 각도에 대한 정보 또는 입력축 각도 및 출력축 각도를 기초로 계산된 제1토크 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 제1신호를 둘 이상의 토크 출력소자(210) 각각으로부터 입력받고, 조향각 출력소자로(220)부터 조향각 정보 및 모터 위치 출력소자(230)로부터 모터에 대한 모터위치 정보를 포함하는 제2신호를 입력받는 신호 입력부(110), 입력된 제2신호에 근거하여 제2토크를 계산하는 토크 계산부(120), 입력된 제1신호에 근거하여 둘 이상의 토크 출력소자(210)의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단부(130) 및 둘 이상의 토크 출력소자(210)에 대한 에러 상황 발생 여부에 따라, 제1신호 및 제2토크 중 하나를 토대로 운전자의 조향 토크 정보를 결정하는 조향 토크 결정부(140) 등을 포함한다.
위에서 언급한, 조향각 정보는 입력축 각도에 대응되는 정보를 포함하고, 모터위치 정보는 출력축 각도에 대응되는 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1신호의 조향각 정보는 조향각 센서(Steering Angle Sensor)에 의해서 측정되는 조향각 정보로 입력축 각도에 대응되는 정보일 수 있으며, 모터위치 정보는 모터위치센서(Motor Position Sensor)에 의해서 측정되는 출력축 각도에 대응되는 정보일 수 있다.
또한, 예를 들면, 조향장치(200)는, 모터위치센서(Motor Position Sensor)에 의해서 측정되는 모터위치 정보가, 출력축 각도에 대응되는 정보를 포함할 수 있도록 출력축이 모터축을 관통하는 구조 등을 가질 수 있다.
모터 위치 센서(Motor Position Sensor)는, 공회전의 회전수 제어를 위해 ISC(Idle Speed Control) 서보(Servo)의 플런저(Plunger) 위치를 검출하는 센서로써, ISC(Idle Speed Control) 서보(Servo)에 내장될 수 있으며, 플런저(Plunger) 위치를 검출해서 신호를 ECU(300)로 보낼 수 있다.
전술한, 토크 계산부(120)는, 입력축 각도에 대응되는 조향각 정보와 출력축 각도에 대응되는 모터에 대한 모터위치 정보의 차이에 근거하여 제2토크를 계산할 수 있다.
예를 들어, 토크 계산부(120)는, 조향각 출력소자(220)로부터 측정된 조향각 정보를 입력축 각도로 하고, 모터위치 출력소자(230)로부터 측정된 모터위치 정보를 출력축 각도로 하여, 그 차이를 계산한 후 계산된 차이 값에 근거하여 제2토크를 결정할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 판단부(130)는, 둘 이상의 토크 출력소자(210)로부터 입력된 제1신호를 통해서 확인된 입력축 각도, 출력축 각도 또는 제1토크 간의 제1신호 차이 값이 제1기준값 이상인지를 확인하여, 제1신호 차이 값이 제1기준값 이상인 것으로 확인되면, 둘 이상의 토크 출력소자(210) 중 하나로부터 입력된 제1신호 정보가 에러가 있는 에러 상황이 발생한 것으로 판단하는 제1 에러 판단부(132) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제1 에러 판단부(132)는, 신호 입력부(110)를 통해 제1신호를 입력받고, 입력받은 제1신호 중 둘 이상의 토크 출력소자(210)로부터 각각 측정된 입력축 각도 또는 출력축 각도 간의 차이를 미리 설정된 제1기준값과 비교하여, 차이가 제1기준값 이상인 경우, 둘 이상의 토크 출력소자(210) 중 하나로부터 입력된 입력축 각도 또는 출력축 각도 정보가 에러가 있는 에러 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제1 에러 판단부(132)는, 신호 입력부(110)를 통해 제1신호를 입력받고, 입력받은 제1신호 중 둘 이상의 토크 출력소자(210)로부터 각각 계산된 제1토크 간의 차이를 미리 설정된 제1기준값과 비교하여, 차이가 제1기준값 이상인 경우, 둘 이상의 토크 출력소자(210) 중 하나로부터 입력된 제1토크 정보가 에러가 있는 에러 상황이 발생한 것으로 판단할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 판단부(130)는, 제1신호 차이값이 제1기준값 이상인 것으로 확인되는 상황이 일정 시간 동안 지속되거나 일정 횟수 이상 감지된 경우, 제1신호의 에러 상황이 발생한 것으로 최종 판단할 수 있다.
일 예로, 에러 판단부(130)는, 제1 에러 판단부(132)의 판단결과 제1신호에 에러가 발생한 것으로 판단되면, 에러 상황의 지속적 또는 반복적 발생 여부를 확인하기 위하여, 미리 설정된 일정 시간이나 미리 설정된 일정 횟수 동안 제1신호의 에러 발생이 반복적으로 발생하는지 판단하고 위에서 언급한 일정 시간이나 일정 횟수를 초과하여 에러 상황이 반복적으로 발생하는 경우 에러 상황이 발생한 것으로 최종 판단할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 판단부(130)는, 제1 에러 판단부(132)에 의해 제1신호 차이 값이 제1기준값 미만인 것으로 확인되면, 둘 이상의 토크 출력소자(210) 각각으로부터 입력된 제1신호에 기초하여 토크의 평균값을 계산하고, 제1신호에 기초한 토크 평균값과 토크 계산부(120)로부터 계산된 제2토크 값 간의 차이 값이 제2기준값 이상인지 확인하여, 제1신호에 기초한 토크 평균값과 제2토크 값 간의 차이 값이 제2기준값 이상인 경우, 제1신호 모두 에러가 있는 에러 상황이 발생한 것으로 판단하는 제2 에러 판단부(134)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 위에서 언급한 제1신호 중 제1토크 정보를 기준으로 예를 들면, 제2 에러 판단부(134)는, 제1 에러 판단부(132)에서 둘 이상의 토크 출력소자(210) 각각으로부터 입력된 제1토크의 차이가 제1기준값 미만인 것으로 확인된 경우, 각 토크 출력소자(210)로부터 입력된 제1토크의 평균값을 계산하고, 계산된 평균값과 토크 계산부(120)에서 계산된 제2토크와의 차이 값을 미리 설정된 제2기준값과 비교하여 제2토크와의 차이 값이 제2기준값 이상인 경우에 제1토크 정보 모두 에러가 있는 에러 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제1신호 중 입력축 각도 또는 출력축 각도 정보를 기준으로 예를 들면, 제2 에러 판단부(134)는, 제1 에러 판단부(132)에서 둘 이상의 토크 출력소자(210) 각각으로부터 입력된 입력축 각도 또는 출력축 각도 간의 차이가 제1기준값 미만인 것으로 확인된 경우, 각 토크 출력소자(210)로부터 입력된 입력축 각도의 평균과 출력축 각도의 평균을 기초로 토크를 계산하고, 각 토크의 평균값과 제2토크의 차이가 미리 설정된 제2기준값 이상인 경우에 둘 이상의 토크 출력소자(210)로부터 입력된 입력축 각도 또는 출력축 각도 정보 모두 에러가 있는 에러 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
위에서 설명한, 제1신호 중 일부 정보를 기준으로 한 예시는, 본 발명의 이해를 돕고자 일 예를 든 것일 뿐, 제2 에러 판단부(134)는, 둘 이상의 토크 출력소자(210)으로부터 입력된 입력축 각도 및 출력축 각도에 근거하여 각 토크 출력소자(210) 별로 토크를 계산한 후 계산된 토크의 평균값을 구할 수도 있고, 각 토크 출력소자(210) 별로 입력된 입력축 각도의 평균과 출력축 각도의 평균을 우선 계산한 후 계산된 평균 입력축 각도와 평균 출력축 각도에 기초하여 토크의 평균값을 계산하여 제2토크와 비교하여 에러 여부를 판단할 수도 있다.
또한, 에러 판단부(130)는, 위에서 예를 들어 설명한 것과 같이 제1신호 중 입력축 각도 및 출력축 각도 정보 또는 제1토크 정보 각각을 기초로 에러 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 제1신호로 입력된 정보 모두를 기초로 에러 여부를 판단할 수도 있다.
이와 같이, 에러 판단부(130)가 제1 에러 판단부(132) 및 제2 에러 판단부(134)를 구비함으로써, 더욱 향상된 조향 토크 신호의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 자동차 분야의 국제 표준(예: ISO 26262) 등에서 요구하는 신뢰성을 제공할 수 있다.
또한 일 예로, 위에서 언급한 토크 출력소자(210)는 하나일 수도 있으며, 토크 출력소자(210)가 하나인 경우, 전술한 에러 판단부(130)는, 제1 에러 판단부(132)의 판단없이 제2 에러 판단부(134)에서 하나의 토크 출력소자로(210)부터 입력된 제1신호에 근거하여 토크 값을 계산하여 제2토크와의 차이 값을 계산하고 계산된 값과 미리 설정된 제2기준값을 비교하여, 최종 에러 상황 발생 여부를 판단할 수 있다. 또한, 토크 결정부(140)는 최종 에러가 아닌 것으로 판단된 경우, 제1신호에 근거한 토크를 운전자의 조향 토크로 결정할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 토크 결정부(140)는, 에러 상황 발생 여부에 따라, 입력축 각도 및 출력축 각도에 근거하여 계산된 토크의 평균값 또는 제1토크의 평균값을 운전자의 조향 토크로 결정하거나, 제2토크를 운전자의 조향토크로 결정할 수 있다.
예를 들면, 조향 토크 결정부(140)는, 제1 에러 판단부(132) 및 제2 에러 판단부(134)에서 제1신호의 에러 상황이 발생하지 않은 것으로 최종 판단되는 경우, 제2 에러 판단부(134)에서 제2토크와 차이를 비교한 제1신호에 기초한 토크 평균값을 조향 토크로 결정할 수 있다. 만약, 제1 에러 판단부(132) 또는 제2 에러 판단부(134) 중 하나에서 에러 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 토크 계산부(120)에서 계산된 제2토크를 운전자의 조향 토크로 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)를 포함하는 조향장치(200)에 대한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향장치(200)는, 입력축 각도 및 출력축 각도를 감지하여 출력하거나 감지된 입력축 각도 및 출력축 각도로부터 토크를 계산하여 출력하는 하나 이상의 토크 출력소자(210), 조향각을 감지하여 출력하는 조향각 출력소자(220), 모터에 대한 모터위치 정보를 감지하여 출력하는 모터위치 출력소자(230) 및 하나 이상의 토크 출력소자로부터 출력된 값의 에러 여부에 따라, 하나 이상의 토크 출력소자로부터 출력된 값에 근거하여 운전자의 조향 토크를 결정하거나, 조향각 출력소자 및 모터위치 출력소자로부터 출력된 값에 근거하여 운전자의 조향 토크를 결정하고, 결정된 조향 토크에 따라 조향 제어를 수행하는 제어장치(100) 등을 포함할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 , 하나 이상의 토크 출력 소자(210)와 조향각 출력소자(220) 또는 하나 이상의 토크 출력 소자(210)와 모터위치 출력소자(230)는 하나의 토크 각도 센서(Torque Angle Sensor)로 구현되거나, 하나 이상의 토크 출력소자(210)는 토크 센서(Torque Sensor)로 구현되고 조향각 출력 소자(220)는 조향각 센서(Steering Angle Sensor), 모터위치 출력소자(230)는 모터 위치 센서(Motor Position Sensor)로 구현될 수 있다.
예를 들어, 토크 출력소자(210)는 입력축 각도 및 출력축 각도를 측정하여 출력할 수 있으며, 입력축 각도 및 출력축 각도를 측정하여 제1토크를 계산한 값을 출력할 수도 있다. 또한, 입력축 각도, 출력축 각도 및 제1토크를 모두 출력할 수도 있다. 조향각 출력소자(220)는 운전자의 조향각 정보를 측정하여 출력하고, 모터위치 출력소자(230)는 모터위치 정보를 측정하여 출력할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 토크 출력소자(210)와 조향각 출력소자(220)는 하나의 토크 각도 센서(Torque Angle Sensor)로 구현될 수 있으며, 토크 출력 소자(210)와 모터위치 출력소자(230)도 하나의 토크 각도 센서(Torque Angle Sensor)로 구현되어 제1신호 및 제2신호를 인가할 수 있다. 또한, 각 토크 출력 소자(210), 조향각 출력소자(220) 및 모터위치 출력소자(230)는 별도의 토크 센서(Torque Sensor), 조향각 센서(Steering Angle Sensor) 및 모터 위치 센서(Motor Position Sensor)로 구현되어 신호 입력부(110)로 제1신호 및 제2신호를 인가할 수도 있다.
일 예로, 모터 위치 센서(Motor Position Sensor)는, 회전자 또는 고정자의 위치를 통해서 모터의 각 위치를 피드백할 수 있으며, 출력축이 모터의 축을 관통하여 출력축이 모터축으로 사용되는 구조 등과 같이 출력축과 모터축이 동일한 축 상에 위치하는 경우에는 출력축 각도에 대응되는 모터 위치 정보를 측정하여 출력할 수 있다.
또한 구체적으로, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 조향장치(200)는 모터(324), 조향축(입력축(312), 토션바(318), 출력축(322) 포함), 감속기 등이 동심축상에 위치하는 동심 축 구조를 통해 조향력을 보조해주는 조향 장치(200)일 수 있다.
이러한 조향장치(200)는, 토션바(318)를 매개로 연결되는 입력축(312)과 출력축(322), 보조 조향력을 제공하는 모터(324), 모터(324)의 모터축과 출력축(322)을 연결해주고 두 축의 회전비를 조절해주는 감속기 등을 포함한다. 여기서, 모터(324)는 중공 모터축을 갖는 구조로 되어 있고, 감속기는, 일 예로, 유성기어 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 조항장치(200)에서의 동력 전달과 관련하여, 운전자 조향력이 입력되는 입력축(312), 보조 조향력을 공급하는 모터(324), 운전자 조향력과 보조 조향력이 합해진 조향력을 랙바로 전달하기 위한 출력축(322) 간의 연결 구조를 살펴보면, 입력축(312)은 모터(324)의 중공 모터축을 관통하여 토션바(318)를 통해 출력축(322)과 연결되고, 모터(324)의 중공 모터축은 유성기어를 통해 출력축(322)과 연결되는 연결 구조를 갖을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)를 포함하는 조향장치(200)에 대한 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향장치(200)는, 토크 출력소자(210), 조향각 출력소자(220), 모터위치 출력소자(230) 및 제어장치(100) 이외에도, 스티어링 휠(Steering Wheel, 310), 입력축(312), 회전 정보를 검출하는 센싱기어(Sensing Gear, 314), 입력축 로터 앵글(Input Rotor Angle, 316), 토션 바(Torsion bar, 318), 출력축 로터 앵글(Output Rotor Angle, 320), 출력축(322), 모터(324) 등을 더 포함하는 시스템적인 개념일 수도 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)가 ECU(Electronic Control Unit, 300) 내부에 포함된 것으로 예시하였으며, 이 경우, ECU(Electronic Control Unit, 300) 내부에는 각도 계산부(301)가 더 포함될 수 있다. 여기서, 각도 계산부(301)는 제어장치(100)와 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 제1 IC(Integrated Circuit) 및 제2 IC(Integrated Circuit)는 위에서 언급한 토크 출력소자(210)일 수 있으며, 제3 IC(Integrated Circuit)는 조향각 출력소자(220), 제4 IC(Integrated Circuit)는 모터위치 출력소자(230)일 수 있다.
전술한 바와 같이 토크 출력소자(210)와 조향각 출력소자(220) 또는 토크 출력소자(210)와 모터위치 출력소자(230)는 하나의 토크 각도 센서(Torque Angle Sensor)로 구현되거나 각기 다른 센서로 구현될 수 있다.
전술한 각 IC(Integrated Circuit)들은 입력축 각도, 출력축 각도, 조향각, 모터위치 정보 등을 감지하여 감지된 정보를 ECU(300) 내 제어장치(100) 및 각도 계산부(301)로 전달할 수 있으며, 위에서 설명한 바와 같이 제1 IC(Integrated Circuit) 및 제2 IC(Integrated Circuit)는 측정된 입력축 각도 및 출력축 각도에 근거하여 토크를 계산하여, ECU(300) 내 제어장치(100) 및 각도 계산부(301)로 전달할 수도 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 신뢰성 제공방법에 대하여 간략하게 다시 한 번 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 신뢰성 제공방법에 대한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(100)가 제공하는 토크 신뢰성 제공방법은, 입력축 각도 및 출력축 각도에 대한 정보 또는 입력축 각도 및 출력축 각도를 기초로 계산된 제1토크 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 제1신호를 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력받고, 조향각 출력소자로부터 조향각 정보 및 모터 위치 출력소자로부터 모터위치 정보를 포함하는 제2신호를 입력받는 신호 입력단계(S400), 입력된 제2신호에 근거하여 제2토크를 계산하는 토크 계산 단계(S402)와 입력된 제1신호에 근거하여 둘 이상의 토크 출력소자의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단 단계(S404) 및 둘 이상의 토크 출력소자에 에러 상황이 발생한 것으로 판단된 경우, 제2토크를 운전자의 조향 토크 정보로 결정하는 조향 토크 결정단계(S406)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 신뢰성 제공방법에 있어서, 제1신호의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단 단계(S404)를 더 구체적으로 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 판단 단계(S404)는, 둘 이상의 토크 출력소자(210) 각각으로부터 입력된 제1신호 간의 차이값이 미리 설정된 제1기준값 이상인지 판단하고(S500), 제1신호 간의 차이값이 미리 설정된 제1기준값 이상인 경우, 에러 상황이 발생한 것으로 판단하고 에러 상황의 반복여부(S502)를 확인하여 제1신호의 최종 에러 여부를 판단할 수 있다.
또한, 위에서 언급한 제1신호 간의 차이값이 미리 설정된 제1기준값 미만인 경우, 제1신호에 기초한 토크 평균값과 토크 계산부(120)에서 계산된 제2토크 차이가 미리 설정된 제2기준값 이상인지 판단(S504)하여 제1신호의 에러 상황 발생여부를 판단할 수 있다
일 예로, 전술한 토크 결정 단계(S406)는, 제1신호의 에러 상황이 발생한 경우 토크 계산단계(S402)에서 계산된 제2토크로 조향 토크를 결정하고(S506), 에러 판단 단계(S404)에서 판단된 결과 에러 상황이 발생하지 않은 경우 제1신호에 기초한 토크 평균값을 조향 토크로 결정(S508)할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토크 센서로부터 출력되는 토크 관련 신호의 신뢰성을 확인하여 문제가 있다고 판단되는 경우, 조향각 정보 및 모터위치 정보를 추가적으로 이용하여 토크 신호의 신뢰성을 보증해 줄 수 있는 토크 신호 신뢰성 제공 방법 및 제어장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 자동차 분야의 국제 표준(예: ISO 26262) 등에서 요구하는 토크 신호에 대한 신뢰성을 충족시켜줄 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면, 중첩적인 토크 센서를 이용하여 토크 신뢰성을 확보하는 구조에서, 하나의 토크 센서에서 문제가 발생하는 상황뿐만 아니라 모든 토크 출력소자에서 문제가 발생하더라도, 토크 출력소자와는 별도의 신호를 이용함으로써 정확한 조향 토크를 계산할 수 있도록 해주는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 입력축 각도 및 출력축 각도에 대한 정보 또는 상기 입력축 각도 및 출력축 각도를 기초로 계산된 제1토크 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 제1신호를 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력받고, 조향각 출력소자로부터 조향각 정보 및 모터 위치 출력소자로부터 모터에 대한 모터위치 정보를 포함하는 제2신호를 입력받는 신호 입력부;
    상기 입력된 제2신호에 근거하여 제2토크를 계산하는 토크 계산부;
    상기 입력된 제1신호에 근거하여 상기 둘 이상의 토크 출력소자의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단부; 및
    상기 둘 이상의 토크 출력소자에 에러 상황이 발생 여부에 따라, 상기 제1신호 및 제2토크 중 하나를 토대로 운전자의 조향 토크 정보를 결정하는 조향 토크 결정부를 포함하는 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조향각 정보는 상기 입력축 각도에 대응되는 정보를 포함하고, 상기 모터위치 정보는 상기 출력축 각도에 대응되는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 토크 계산부는,
    상기 입력축 각도에 대응되는 조향각 정보와 상기 출력축 각도에 대응되는 모터위치 정보의 차이에 근거하여 상기 제2토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에러 판단부는,
    상기 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력된 제1신호를 통해서 확인된 입력축 각도, 출력축 각도 또는 제1토크 간의 제1신호 차이 값이 제1기준값 이상인지를 확인하여,
    상기 제1신호 차이 값이 상기 제1기준값 이상인 것으로 확인되면, 상기 둘 이상의 토크 출력소자 중 하나로부터 입력된 상기 제1신호 정보가 에러가 있는 상기 에러 상황이 발생한 것으로 판단하는 제1 에러 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에러 판단부는,
    상기 제1신호 차이값이 상기 제1기준값 이상인 것으로 확인되는 상황이 일정 시간 동안 지속되거나 일정 횟수 이상 감지된 경우, 상기 제1신호의 에러 상황이 발생한 것으로 최종 판단하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 에러 판단부는,
    상기 제1 에러 판단부에 의해 상기 제1신호 차이 값이 상기 제1기준값 미만인 것으로 확인되면,
    상기 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력된 상기 제1신호에 기초하여 토크의 평균값을 계산하고,
    상기 제1신호에 기초한 토크 평균값과 상기 토크 계산부로부터 계산된 상기 제2토크 값 간의 차이 값이 제2기준값 이상인지 확인하여,
    상기 제1신호에 기초한 토크 평균값과 상기 제2토크 값 간의 차이 값이 제2기준값 이상인 경우, 상기 제1신호 모두 에러가 있는 상기 에러 상황이 발생한 것으로 판단하는 제2 에러 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조향 토크 결정부는,
    상기 에러 상황 발생 여부에 따라, 상기 입력축 각도 및 출력축 각도에 근거하여 계산된 토크의 평균값 또는 상기 제1토크의 평균값을 상기 운전자의 조향 토크로 결정하거나, 상기 제2토크를 상기 운전자의 조향 토크로 결정하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  8. 입력축 각도 및 출력축 각도를 감지하여 출력하거나 상기 감지된 입력축 각도 및 출력축 각도로부터 토크를 계산하여 출력하는 하나 이상의 토크 출력소자;
    조향각을 감지하여 출력하는 조향각 출력소자;
    모터에 대한 모터위치 정보를 감지하여 출력하는 모터위치 출력소자; 및
    상기 하나 이상의 토크 출력소자로부터 출력된 값의 에러 여부에 따라, 상기 하나 이상의 토크 출력소자로부터 출력된 값에 근거하여 운전자의 조향 토크를 결정하거나, 상기 조향각 출력소자 및 상기 모터위치 출력소자로부터 출력된 값에 근거하여 상기 운전자의 조향 토크를 결정하고, 상기 결정된 조향 토크에 따라 조향 제어를 수행하는 제어장치를 포함하는 조향장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 토크 출력 소자와 상기 조향각 출력소자 또는 상기 하나 이상의 토크 출력 소자와 상기 모터위치 출력소자는 하나의 토크 각도 센서(Torque Angle Sensor)로 구현되거나,
    상기 하나 이상의 토크 출력소자는 토크 센서(Torque Sensor)로 구현되고 상기 조향각 출력 소자는 조향각 센서(Steering Angle Sensor), 상기 모터위치 출력소자는 모터 위치 센서(Motor Position Sensor)로 구현되는 것을 특징으로 하는 조향장치.
  10. 제어장치가 제공하는 토크 신뢰성 제공 방법에 있어서,
    입력축 각도 및 출력축 각도에 대한 정보 또는 상기 입력축 각도 및 출력축 각도를 기초로 계산된 제1토크 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 제1신호를 둘 이상의 토크 출력소자 각각으로부터 입력받고, 조향각 출력소자로부터 조향각 정보 및 모터 위치 출력소자로부터 모터에 대한 모터위치 정보를 포함하는 제2신호를 입력받는 신호 입력단계;
    상기 입력된 제2신호에 근거하여 제2토크를 계산하는 토크 계산단계;
    상기 입력된 제1신호에 근거하여 상기 둘 이상의 토크 출력소자의 에러 상황 발생 여부를 판단하는 에러 판단단계; 및
    상기 둘 이상의 토크 출력소자에 에러 상황 발생 여부에 따라, 상기 제1신호 및 상기 제2토크 중 하나를 토대로 운전자의 조향 토크 정보를 결정하는 조향 토크 결정단계를 포함하는 토크 신뢰성 제공 방법.
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