KR20150131783A - 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법 - Google Patents

컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법에 관한 것이다.
본 발명은 컬럼 토크를 검출하는 토크 센서의 고장시에 컬럼 토크 추정기를 이용하여 컬럼 토크를 추정하고, 토크 센서에서 검출한 컬럼 토크 검출값을 컬럼 토크 추정기에서 추정한 컬럼 토크 추정값으로 대체하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법을 제공한다.

Description

컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법{ELECTRONIC CONTROL UNIT AND METHOD FOR ESTIMATING COLUMN TORQUE}
본 발명은 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법에 관한 것이다.
전동식 파워 스티어링 시스템(ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM)에서 조향 제어의 기본은 토크 센서에서 검출한 컬럼 토크에 따라 보조 조향력을 발생하는 것이다.
위와 같이 토크 센서는 전동식 파워 스티어링 시스템에서 매우 중요한 구성 요소 중 하나로써, 토크 센서가 고장날 경우에는 전동식 파워 스티어링 시스템에서 운전자의 조향 의지와 무관한 비정상적인 보조 조향력을 발생하여 운전자가 위험한 상황에 처할 수 있다.
종래의 전동식 파워 스티어링 시스템은 토크 센서의 고장을 대비하기 위해 여분의 토크 센서를 추가하거나 조향각 신호를 활용하여 조향각을 기반으로 하는 폐일 세이프 제어를 실시하였다.
여기서, 조향각을 기반으로 하는 폐일 세이프 제어 방식은 각(角)을 기반으로 하기 때문에 조향감이 좋지 않고 성능적으로도 한계가 있으며, 여분의 토크 센서를 추가하는 방식은 전동식 파워 스티어링 시스템의 제조 비용이 증가한다는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 컬럼 토크를 검출하는 토크 센서의 고장시에 컬럼 토크 추정기를 이용하여 컬럼 토크를 추정하고, 토크 센서에서 검출한 컬럼 토크 검출값을 컬럼 토크 추정기에서 추정한 컬럼 토크 추정값으로 대체하는 전자 제어 장치 및 컬럼 토크 추정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 토크 센서가 고장인 경우, 운전자 토크값, 모터 토크값 및 랙 추력값을 이용하여 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하는 상태 변수 추정부, 모터 위치 센서에서 검출한 모터 전기각을 이용하여 피니언각 검출값을 산출하는 피니언각 검출부, 상기 피니언각 검출값에서 상기 피니언각 추정값을 차감하여 피니언각 추정 오차를 산출하고, 상기 피니언각 추정 오차를 상기 상태 변수 추정부로 피드백하는 추정 오차 산출부 및 상기 조향각 추정값에서 상기 피니언각 추정값을 차감한 값에 토션바의 비틀림 강성을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출하는 컬럼 토크 추정부를 포함하는 컬럼 토크 추정기; 및 상기 토크 센서가 정상인 경우에는 상기 토크 센서로부터 토크 센서 신호를 수신하여 컬럼 토크 검출값을 생성하고, 조향각 센서로부터 조향각 센서 신호를 수신하여 조향각 검출값을 생성하며, 상기 컬럼 토크 검출값 및 상기 조향각 검출값을 이용하여 조향 보조 제어 신호를 생성하고, 상기 토크 센서가 고장인 경우에는 상기 컬럼 토크 추정기에서 산출한 상기 컬럼 토크 추정값 및 상기 조향각 검출값을 이용하여 상기 조향 보조 제어 신호를 생성하는 조향 보조 제어부를 포함하는 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 컬럼 토크 추정 장치에서 컬럼 토크를 추정하는 방법에 있어서, 토크 센서의 고장 여부를 판단하는 토크 센서 고장 여부 판단 단계; 상기 토크 센서 고장 여부 판단 단계에서 상기 토크 센서가 고장난 것으로 판단하면, 모터 위치 센서에서 검출한 모터 전기각을 이용하여 피니언각 검출값을 산출하는 피니언각 검출값 산출 단계; 댐핑 계수, 관성 및 질량을 포함하는 물성값을 이용하여 운전자 토크값, 모터 토크값 및 랙 추력값을 산출하는 입력 데이터 산출 단계; 상기 운전자 토크값, 상기 모터 토크값 및 상기 랙 추력값을 이용하여 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하되, 상기 피니언각 검출값에서 상기 피니언각 추정값을 차감한 피니언각 추정 오차가 일정 범위 내로 수렴하도록 상기 상태 변수를 추정하는 상태 변수 추정 단계; 및 상기 상태 변수 추정 단계에서 추정한 조향각 추정값에서 상기 피니언각 추정값을 차감한 값에 토션바의 비틀림 강성을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출하는 컬럼 토크 추정 단계를 포함하는 컬럼 토크 추정 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토크 센서의 고장시, 컬럼 토크 추정기에서 상태 방정식을 통해 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하고, 이를 통해 컬럼 토크 추정값을 산출하여 토크 센서의 컬럼 토크 검출값을 대체하기 때문에 조향각을 기반으로 하는 폐일 세이프 제어 방식에 비해 조향 성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬럼 토크 추정기의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 컬럼 토크를 추정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치(100), 즉 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치(100)는 조향 보조 제어부(110) 및 컬럼 토크 추정기(120)를 포함한다.
조향 보조 제어부(110)는 토크 센서(10) 및 조향각 센서(20)를 포함하는 다수의 센서로부터 조향 제어에 필요한 정보를 수신하고, 수신한 정보를 고려한 모터 제어 전류를 생성하여 전동 모터(40)에 전달한다.
본 발명에서 조향 보조 제어부(110)는 토크 센서(10)가 정상인 경우에는 토크 센서(10)로부터 컬럼 토크 검출값을 수신하고, 조향각 센서(20)로부터 조향각 검출값을 수신하며, 컬럼 토크 검출값 및 조향각 검출값을 이용하여 모터 제어 전류를 생성하고, 토크 센서(10)가 고장인 경우에는 후술할 컬럼 토크 추정기(120)에서 추정한 컬럼 토크 추정값과 조향각 센서(20)로부터 수신한 조향각 검출값을 이용하여 모터 제어 전류를 생성한다. 여기서, 조향 보조 제어부(110)는 토크 센서(10)의 고장 여부를 판단하기 위한 종래의 다양한 방법 중 어느 하나를 통해서 토크 센서(10)의 고장 여부를 판단할 수 있고, 토크 센서(10)가 고장인 경우에는 후술할 컬럼 토크 추정기(120)에 컬럼 토크의 추정을 요청할 수 있음은 물론이다.
컬럼 토크 추정기(120)는 토크 센서가 고장인 경우, 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하되, 피니언각 검출값에서 피니언각 추정값을 차감한 피니언각 추정 오차가 일정 오차 범위 내로 수렴하도록 상태변수를 추정하고, 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 이용하여 컬럼 토크 추정값을 산출한다.
구체적으로 컬럼 토크 추정기(120)는 도 2와 같이 운전자 토크값을 산출하는 운전자 토크 산출부(121), 모터 토크값을 산출하는 모터 토크 산출부(122) 및 랙 추력값을 산출하는 랙 추력 산출부(123), 모터 위치 센서(30)에서 검출한 모터 전기각을 이용하여 피니언각 검출값을 산출하는 피니언각 검출부(124), 피니언각 검출값에서 피니언각 추정값을 차감하여 피니언각 추정 오차를 산출하고, 피니언각 추정 오차를 후술할 상태 변수 추정부(126)로 피드백하는 추정 오차 산출부(125), 운전자 토크값, 모터 토크값 및 랙 추력값을 이용하여 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하는 상태 변수 추정부(126) 및 조향각 추정값에서 피니언각 추정값을 차감한 값에 토션 바의 비틀림 강성을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출하는 컬럼 토크 추정부(127)를 포함한다.
컬럼 토크 추정기(120)의 구성 요소에 대한 자세한 설명은 다음과 같다.
운전자 토크 산출부(121)는 아래 수학식 1과 같이 컬럼 샤프트의 관성 모멘트(Jc), 조향각 가속도(
Figure pat00001
)조향각 검출값(θc), 피니언각 검출값(θp), 토션바의 비틀림 강성(Kc), 컬럼 샤프트의 댐핑 계수(Bc) 및 조향각속도(
Figure pat00002
) 를 이용하여 운전자 토크값(Td)을 산출하고, 모터 토크 산출부(122)는 아래 수학식 2와 같이 모터 토크 상수(Ktrq) 및 q축 전류(iq)를 이용하여 모터 토크값(Tm)을 산출한다.
Figure pat00003
Figure pat00004
또한, 랙 추력 산출부(123)는 아래 수학식 3과 같이 피니언 기어의 기어비(Gp), 피니언 기어와 랙 바의 기계적 결합 시스템 및 전동 모터(40)와 랙 바의 기계적 결합 시스템을 등가화한 등가 시스템의 관성 모멘트(Jpeq), 피니언각 가속도(
Figure pat00005
), 등가 시스템의 댐핑 계수(Bpeq), 피니언각속도(
Figure pat00006
), 토션바의 비틀림 강성(Kc), 조향각 검출값(θc), 피니언각 검출값(θp), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터(40)간의 감속비(Gb) 및 모터 토크값(Tm)을 이용하여 랙 추력값(Ft)을 산출한다.
Figure pat00007
여기서, 등가 시스템의 관성 모멘트(Jpeq)는 아래 수학식 4와 같이 피니언 기어의 기어비(Gp), 랙 바의 질량(Mr), 피니언 기어의 관성 모멘트(Jp), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 관성 모멘트(Jbs), 의 기어비(Gb), 전동 모터(40)의 관성 모멘트(Jm)를 이용하여 산출할 수 있고, 등가 시스템의 댐핑 계수(Bpeq)는 수학식 5와 같이 피니언 기어의 기어비(Gp), 랙 바의 댐핑 계수(Br), 피니언 기어의 댐핑 계수(Bp), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 댐핑 계수(Bbs), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터(40)간의 감속비(Gb) 및 전동 모터(40)의 댐핑 계수(Bm)를 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
본 발명에서 컬럼 샤프트의 관성 모멘트(Jc), 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터(40)간의 감속비(Gb), 토션바의 비틀림 강성(Kc), 컬럼 샤프트의 댐핑 계수(Bc), 모터 토크 상수(Ktrq), 피니언 기어의 기어비(Gp), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터(40)간의 감속비(Gb), 랙 바의 질량(Mr), 피니언 기어의 관성 모멘트(Jp), 볼 스크류의 관성 모멘트(Jbs), 전동 모터(40)의 관성 모멘트(Jm), 랙 바의 댐핑 계수(Br), 피니언 기어의 댐핑 계수(Bp), 볼 스크류의 댐핑 계수(Bbs) 및 전동 모터(40)의 댐핑 계수(Bm)는 전동식 파워 스티어링 시스템의 시험 데이터를 기반으로 시스템 식별(System Identification) 기법을 통해 산출할 수 있고, 산출한 컬럼 샤프트의 관성 모멘트(Jc), 토션바의 비틀림 강성(Kc), 컬럼 샤프트의 댐핑 계수(Bc), 모터 토크 상수(Ktrq), 피니언 기어의 기어비(Gp), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터(40)간의 감속비(Gb), 랙 바의 질량(Mr), 피니언 기어의 관성 모멘트(Jp), 볼 스크류의 관성 모멘트(Jbs), 전동 모터(40)의 관성 모멘트(Jm), 랙 바의 댐핑 계수(Br), 피니언 기어의 댐핑 계수(Bp), 볼 스크류의 댐핑 계수(Bbs) 및 전동 모터(40)의 댐핑 계수(Bm)는 전자 제어 장치(100)의 데이터 저장부(미도시)에 기 저장될 수 있다.
피니언각 검출부(124)는 모터 위치 센서(30)로부터 모터 전기각을 수신하고, 모터 극수를 2로 나눈 값으로 모터 전기각을 나눠서 모터 기계각을 산출하고, 모터 기계각을 볼 스크류의 기어비(Gbs)로 나눠서 제 1 값을 산출하며, 제 1 값에 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터 간의 감속비(Gb)를 곱하여 제 2 값을 산출하고, 제 2 값을 피니언 기어의 기어비(Gp)로 나눠서 피니언각 검출값(θp)을 산출한다.
Figure pat00010
추정 오차 산출부(125)는 피니언각 검출부(124)에서 산출한 피니언각 검출값(θp)에서 후술할 상태 변수 추정부(126)에서 산출한 피니언각 추정값(
Figure pat00011
)을 차감하여 피니언각 추정 오차를 산출하고, 피니언각 추정 오차를 상태 변수 추정부(126)로 피드백한다.
상태 변수 추정부(126)는 아래의 수학식 6을 통해 조향각 추정값(
Figure pat00012
) 및 피니언각 추정값(
Figure pat00013
)을 포함한 상태 변수를 추정한다. 여기서, 상태 변수는 조향각 추정값(
Figure pat00014
), 피니언각 추정값(
Figure pat00015
) 이외에 조향각속도 추정값(
Figure pat00016
) 및 피니언각속도 추정값(
Figure pat00017
)을 더 포함, 즉 본 발명에서 상태 변수는 조향각 추정값(
Figure pat00018
), 피니언각 추정값(
Figure pat00019
), 조향각속도 추정값(
Figure pat00020
) 및 피니언각속도 추정값(
Figure pat00021
)이 된다.
상태 변수 추정부(126)에서 상태 변수를 추정하기 위한 상태 방정식은 아래의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00022
여기서, 상태 방정식 내의 요소들은 각각 아래와 같고,
Figure pat00023
로 표현되는 추정 오차, 다시 말해서 하기 상태 방정식의 추정 오차는 피니언각 검출부(124)에서 산출한 피니언각 검출값(θp)에서 상태 변수 추정부(126)에서 산출한 피니언각 추정값(
Figure pat00024
)을 차감한 값이고, 추정 오차를 피드백하는 게인(L)은 차속에 상관없이 일정한 값을 가질 수 있다.
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
상태 변수 추정부(126)는 추정 오차가 일정 오차 범위 내에서 수렴할 때에 수학식 6을 통해서 조향각 추정값(
Figure pat00029
)과 피니언각 추정값(
Figure pat00030
)을 포함한 상태 변수를 안정적으로 추정할 수 있다.
컬럼 토크 추정부(127)는 아래 수학식 7과 같이 상태 변수 추정부(126)에서 추정한 조향각 추정값(
Figure pat00031
)에서 피니언각 추정값(
Figure pat00032
)을 차감한 값에 토션바의 비틀림 강성(Kc)을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출한다.
Figure pat00033
다시 말해서, 컬럼 토크 추정부(127)는 토크 센서(10)의 고장시, 상태 변수 추정부(125)에서 추정한 조향각 추정값(
Figure pat00034
) 및 피니언각 추정값(
Figure pat00035
)을 이용하여 컬럼 토크 추정값을 산출하고, 산출한 컬럼 토크 추정값을 조향 보조 제어부(120)로 전달하여, 컬럼 토크 검출값이 컬럼 토크 추정값으로 대체되도록 한다.
위와 같이 본 발명에서 컬럼 토크 추정기(110)는 토크 센서(10)의 고장시, 상태 방정식을 통해 조향각 추정값(
Figure pat00036
) 및 피니언각 추정값(
Figure pat00037
)을 포함한 상태 변수를 추정하고, 이를 통해 컬럼 토크 추정값을 산출하여 토크 센서(10)의 컬럼 토크 검출값을 대체하기 때문에 조향각을 기반으로 하는 폐일 세이프 제어 방식에 비해 조향 성능이 향상될 수 있다.
이하에서는 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치(100)에서 컬럼 토크를 추정하는 과정에 대하 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치(100)에서 컬럼 토크를 추정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
우선, 전자 제어 장치(100)는 차량의 시동이 켜진 상태, 즉 전동식 파워 스티어링 시스템이 동작하는 동안에는 토크 센서(10)의 고장 여부를 지속적으로 판단한다(S310).
전동식 파워 스티어링 시스템의 동작 중에 토크 센서(10)가 정상적으로 작동하면, 전자 제어 장치(100)는 컬럼 토크를 추정하는 과정을 진행하지 않고 토크 센서(10) 및 조향각 센서(20)로부터 수신한 컬럼 토크 검출값과 조향각 검출값(θc)을 이용하여 모터 제어 전류를 생성한다(S320).
상기 단계 S320에서 토크 센서(10)가 고장인 것으로 판단하면, 전자 제어 장치(100)는 컬럼 토크를 추정하기 위해 피니언각 검출값(θp), 운전자 토크값(Td), 모터 토크값(Tm) 및 랙 추력값(Ft)을 산출한다(S330, S340). 여기서, 피니언각 검출값(θp)은 모터 극수를 2로 나눈 값으로 모터 전기각을 나눠서 모터 기계각을 산출하고, 모터 기계각을 볼 스크류의 기어비(Gbs)로 나눠서 제 1 값을 산출하며, 제 1 값에 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터 간의 감속비(Gb)를 곱하여 제 2 값을 산출하고, 제 2 값을 피니언 기어의 기어비(Gp)로 나눠서 피니언각 검출값(θp)을 산출하고, 운전자 토크값(Td)은 수학식 1과 같이 컬럼 샤프트의 관성 모멘트(Jc), 조향각 검출값(θc), 피니언각 검출값(θp), 토션바의 비틀림 강성(Kc), 컬럼 샤프트의 댐핑 계수(Bc) 및 조향각속도(
Figure pat00038
) 를 이용하여 산출하고, 모터 토크값(Tm)은 수학식 2와 같이 모터 토크 상수(Ktrq) 및 q축 전류(iq)를 이용하여 산출하며, 랙 추력값(Ft)은 수학식 3과 같이 피니언 기어의 기어비(Gp), 등가 시스템의 관성 모멘트(Jpeq), 피니언각 가속도(
Figure pat00039
), 등가 시스템의 댐핑 계수(Bpeq), 피니언각속도(
Figure pat00040
), 토션바의 비틀림 강성(Kc), 조향각 검출값(θc), 피니언각 검출값(θp), 볼 스크류의 기어비(Gbs), 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터(40)간의 감속비(Gb) 및 모터 토크값(Tm)을 이용하여 산출한다.
전자 제어 장치(100)는 수학식 6을 통해 조향각 추정값(
Figure pat00041
) 및 피니언각 추정값(
Figure pat00042
)을 포함한 상태 변수를 추정하되, 피니언각 검출값(θp)에서 피니언각 추정값(
Figure pat00043
)을 차감한 피니언각 추정 오차가 일정 오차 범위 내로 수렴하도록 상태 변수를 추정한다(S350, S360).
상태 변수를 추정한 전자 제어 장치(100)는 수학식 8과 같이 조향각 추정값(
Figure pat00044
)에서 피니언각 추정값(
Figure pat00045
)을 차감한 값에 토션바의 비틀림 강성(Kc)을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출한다(S370).
전자 제어 장치(100)는 상기와 같이 산출된 컬럼 토크 추정값과 조향각 센서(20)로부터 수신한 조향각 검출값을 이용하여 모터 제어 전류를 생성하고, 생성한 모터 제어 전류를 전동 모터(40)에 전달할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 토크 센서가 고장인 경우, 운전자 토크값, 모터 토크값 및 랙 추력값을 이용하여 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하는 상태 변수 추정부, 모터 위치 센서에서 검출한 모터 전기각을 이용하여 피니언각 검출값을 산출하는 피니언각 검출부, 상기 피니언각 검출값에서 상기 피니언각 추정값을 차감하여 피니언각 추정 오차를 산출하고, 상기 피니언각 추정 오차를 상기 상태 변수 추정부로 피드백하는 추정 오차 산출부 및 상기 조향각 추정값에서 상기 피니언각 추정값을 차감한 값에 토션바의 비틀림 강성을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출하는 컬럼 토크 추정부를 포함하는 컬럼 토크 추정기; 및
    상기 토크 센서가 정상인 경우에는 상기 토크 센서로부터 토크 센서 신호를 수신하여 컬럼 토크 검출값을 생성하고, 조향각 센서로부터 조향각 센서 신호를 수신하여 조향각 검출값을 생성하며, 상기 컬럼 토크 검출값 및 상기 조향각 검출값을 이용하여 조향 보조 제어 신호를 생성하고, 상기 토크 센서가 고장인 경우에는 상기 컬럼 토크 추정기에서 산출한 상기 컬럼 토크 추정값 및 상기 조향각 검출값을 이용하여 상기 조향 보조 제어 신호를 생성하는 조향 보조 제어부
    를 포함하는 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태 변수 추정부는 상기 추정 오차 산출부로부터 피드백된 상기 피니언각 추정 오차가 일정 오차 범위 내에서 수렴하도록 하는 것을 특징으로 하는 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피니언각 검출부는 모터 극수를 2로 나눈 값으로 모터 전기각을 나눠서 모터 기계각을 산출하고, 상기 모터 기계각을 볼 스크류의 기어비(Gbs)로 나눠서 제 1 값을 산출하며, 상기 제 1 값에 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터 간의 감속비(Gb)를 곱하여 제 2 값을 산출하고, 상기 제 2 값을 피니언 기어의 기어비(Gp)로 나눠서 피니언각 검출값(θp)을 산출하는 것을 특징으로 하는 컬럼 토크를 추정하는 전자 제어 장치.
  4. 컬럼 토크 추정 장치에서 컬럼 토크를 추정하는 방법에 있어서,
    토크 센서의 고장 여부를 판단하는 토크 센서 고장 여부 판단 단계;
    상기 토크 센서 고장 여부 판단 단계에서 상기 토크 센서가 고장난 것으로 판단하면, 모터 위치 센서에서 검출한 모터 전기각을 이용하여 피니언각 검출값을 산출하는 피니언각 검출값 산출 단계;
    댐핑 계수, 관성 및 질량을 포함하는 물성값을 이용하여 운전자 토크값, 모터 토크값 및 랙 추력값을 산출하는 입력 데이터 산출 단계;
    상기 운전자 토크값, 상기 모터 토크값 및 상기 랙 추력값을 이용하여 조향각 추정값 및 피니언각 추정값을 포함한 상태 변수를 추정하되, 상기 피니언각 검출값에서 상기 피니언각 추정값을 차감한 피니언각 추정 오차가 일정 범위 내로 수렴하도록 상기 상태 변수를 추정하는 상태 변수 추정 단계; 및
    상기 상태 변수 추정 단계에서 추정한 조향각 추정값에서 상기 피니언각 추정값을 차감한 값에 토션바의 비틀림 강성을 곱하여 컬럼 토크 추정값을 산출하는 컬럼 토크 추정 단계
    를 포함하는 컬럼 토크 추정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 피니언각 검출값 산출 단계에서
    상기 컬럼 토크 추정 장치는 모터 극수를 2로 나눈 값으로 모터 전기각을 나눠서 모터 기계각을 산출하고, 상기 모터 기계각을 볼 스크류의 기어비(Gbs)로 나눠서 제 1 값을 산출하며, 상기 제 1 값에 볼 스크류의 볼 너트와 전동 모터 간의 감속비(Gb)를 곱하여 제 2 값을 산출하고, 상기 제 2 값을 피니언 기어의 기어비(Gp)로 나눠서 피니언각 검출값(θp)을 산출하는 것을 특징으로 하는 컬럼 토크 추정 방법.
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