KR20180128106A - 전동식 조향장치의 조향정보 검출 장치 및 조향정보 검출방법 - Google Patents

전동식 조향장치의 조향정보 검출 장치 및 조향정보 검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토크감지센서 및 조향축의 회전각 감지센서를 다수개 구비하여 일부 센서의 장애시에도 조향토크 및 조향각 등과 같은 조향 정보를 산출할 수 있는 전동식 조향장치의 조향정보 검출장치 및 조향정보 검출방법에 관한 것으로서, 다수의 토크감지센서와 다수의 절대각 감지센서(회전각 감지센서)를 구비하고, 각 센서의 출력값 동기 여부를 확인한 후, 그에 따라 토크 및 조향각을 산출함으로써, 센서에 일부 장애가 발생되더라도 정상적인 토크 및 조향각 산출과 그에 따른 조향 제어가 가능하다.

Description

전동식 조향장치의 조향정보 검출 장치 및 조향정보 검출방법 {Apparatus and Method for Detecting Steering Information of Electric Power Steering Device}
본 발명은 전동식 조향장치의 조향정보 검출장치 및 조향정보 검출방법, 더 구체적으로는 토크감지센서 및 조향축의 회전각 감지센서를 다수개 구비하여 일부 센서의 장애시에도 조향토크 및 조향각 등과 같은 조향 정보를 산출할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 스티어링 휠(핸들)의 조향력을 경감하여 조향 상태의 안정성을 보장하기 위한 수단으로서 파워 스티어링 시스템이 적용되는 바, 이와 같은 파워 스티어링 시스템은 기존에 유압을 이용한 유압식 파워 스티어링 시스템(HPS; Hydraulic Power Steering System)이 차량에 널리 이용되었으나, 최근에는 유압을 사용하던 기존의 방식과는 달리 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 조향력을 쉽게 해주며 환경친화적인 전동식 파워 스티어링 시스템(EPS; Electric Power Steering System)이 차량에 보편적으로 설치되고 있다.
이와 같은 전동식 파워 스티어링 시스템(EPS)은, 차속 센서 및 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)에서 모터를 구동시켜 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상 상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.
종래의 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자제어유닛은 절대 조향각을 계산하는 제 1 각도 소자와, 상대 조향각을 계산하는 제 2 및 제 3 각도 소자를 이용하여 토션바에 가해지는 토크와, 조향 입력축의 회전량인 절대 조향각을 측정한다.
이러한, 종래의 토크 및 조향각 감지 방식에서는, 제1각도 소자 내지 제3각도 소자에 장애가 발생된 경우, 토크값과 조향각 산출이 불가능해지고, 결과적으로 조향 보조 제어가 이루어지지 않아서 차량의 안정성에 심각한 문제를 초래할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일부 센서의 장애가 발생된 경우에도 조향에 필요한 정보를 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 토크감지센서와 다수의 절대각 감지센서(회전각 감지센서)를 구비하고, 센서 출력값의 동기화 여부를 확인함으로써, 일부 센서에 페일 또는 장애가 발생한 경우에도 정상적인 조향 제어가 이루어질 수 있도록 하는 전동식 조향장치 및 조향정보 검출장치 등을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조향축과 센서 기구물의 장착 위치 오프셋을 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 조향입력축과, 조향출력축과, 상기 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각을 감지하기 위한 제1토크감지센서 내지 제4토크감지센서와, 상기 조향입력축 또는 조향출력축의 절대 회전각을 감지하기 위한 제1회전각 감지센서 내지 제4회전각 감지센서와, 상기 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 제1동기 확인부와, 상기 4개의 회전각 감지센서 출력값의 동기상태를 확인하는 제2동기 확인부와, 상기 제1동기확인부 및 제2동기확인부의 판단결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 토크산출부, 및 상기 제1동기확인부 및 제2동기확인부의 판단결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 상기 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 조향각 산출부를 포함하는 조향 정보 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각을 감지하기 위한 토크감지센서와, 상기 조향입력축 또는 조향출력축의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되는 간섭부재와, 상기 조향입력축 또는 조향입력축의 일단에 고정된 회전부재 상에 장착되어 상기 간섭부재와의 상대이동에 따라 출력신호를 발생하는 오프셋 센싱부를 포함하는 오프셋 감지장치와, 상기 토크감지센서로부터 출력되는 상대회전각으로부터 상기 토션바에 인가되는 토크를 산출하는 토크산출부를 포함하는 조향 정보 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 제1토크감지센서 내지 제4토크감지센서가, 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각 정보를 출력하는 단계와, 제1회전각 감지센서 내지 제4회전각 감지센서가, 상기 조향입력축 또는 조향출력축의 절대 회전각 정보를 출력하는 단계와, 상기 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 제1동기 확인 단계와, 상기 4개의 회전각 감지센서 출력값의 동기상태를 확인하는 제2동기 확인 단계와, 상기 제1동기 확인 단계의 결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 토크산출 단계, 및 상기 제1동기 확인 단계와 제2동기 확인 단계의 결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 상기 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 조향각 산출 단계를 포함하는 조향 정보 검출 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전동식 조향장치에서 사용되는 센서 중 일부 센서의 장애가 발생된 경우에도 조향에 필요한 조향토크 및 조향각 정보 등을 정상적으로 획득할 수 있는 효과가 있다.
더 구체적으로는, 다수의 토크감지센서와 다수의 절대각 감지센서(회전각 감지센서)를 구비하고, 각 센서의 출력값 동기 여부를 확인한 후, 그에 따라 토크 및 조향각을 산출함으로써, 센서에 일부 장애가 발생되더라도 정상적인 토크 및 조향각 산출과 그에 따른 조향 제어가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 센서의 부품(회전부재)과 조향축에 장착되는 오프셋 감지장치를 이용함으로써, 조향축과 회전부재의 장착 위치에 어긋남, 즉 센서 중점의 오프셋이 발생되는 것을 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명과 대비되는 일반적인 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 조향각 및 토크 검출장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 조향 정보 검출장치의 기능별 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 조향 정보 검출장치의 세부 구조를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 사용되는 오프셋 감지부의 세부 구성에 대하여 도시한다.
도 5는 본 실시예에 의한 조향 정보 검출 방법의 전체 흐름을 도시한다.
도 6은 본 실시예에 의한 장착 위치 어긋남 감지 방법의 전체 흐름을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명과 대비되는 일반적인 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 제 1 로터(14)와 제 2 로터(20)를 포함하는 토크 센서와, 토크 센서로부터 감지된 감지정보를 기초로 기준 조향각을 결정하고 제 2 및 제 3 각도 소자로부터 각각 수신된 상대 조향각을 검증하고 검증된 최종 절대 조향각을 계산하는 전자제어유닛(60)을 포함한다.
제 1 로터(14)는 입력축(12)과 연결되고, 제 2 로터(20)는 출력축(18)과 연결된다. 입력축(12)은 운전석에 마련되는 핸들(10)에 결합되고, 출력축(18)은 타이어에 연결되는 하부 조향기구물(예를 들면, 피니언 기어)에 결합될 수 있다. 외력에 의해 입력축(12)이 회전하면, 입력축(12)의 회전력이 토션바(16)를 통하여 출력축(18)에 전달되므로 출력축(18)도 회전한다.
제 1 로터(14)와 제 2 로터(20) 사이에는 토션 바(torsion bar)(16)가 구비되어, 입력축(12)과 출력축(18)에 발생하는 비틀림 정도를 측정할 수 있다.
제 1 각도 소자(50)는 제 1 로터(14)의 회전각인 절대 조향각을 전자제어유닛(60)에 제공한다. 제 1 각도 소자(50)는 제 1 로터(14)와 나란하게 배치될 수 있다.
제 2 및 제 3 각도 소자(30, 40)는 제 1 로터(14)의 아래쪽에 배치되어, 제1 로터(14)와 제2로터(20)의 상대 조향각을 각각 전자 제어 유닛(60)에 제공한다.
전자제어유닛(60)은 제 1 내지 제 3 각도 소자(30, 40, 50)로부터 수신된 조향각과 버어니어 알고리즘(vernier algorithm)을 통해 기준 조향각을 결정하고, 결정된 기준 조향각을 기준으로 제 1 로터(14)의 움직임을 추적한다. 이때 제 1 로터(14)의 움직임은 기준 조향각과 제 2 및 제 3 각도 소자(30, 40)으로부터 수신된 상대 조향각을 이용하여 제 1 및 제 2 절대 조향각을 각각 계산할 수 있다.
이 때, 제2각도소자(30) 및 제3각도소자(40)는 제1토크감지센서 및 제2토크감지소자로 표현될 수 있으며, 제1각도소자(50)는 조향각 감지센서 또는 회전각 감지센서로 표현될 수 있다.
한편, 도 1과 같은 구성의 전자식 파워 스티어링 장치에서는 제1각도소자 내지 제3각도소자 중 하나 이상에 장애가 발생되는 경우 토크값과 조향각 산출이 불가능해지고, 결과적으로 조향 보조 제어가 이루어지지 않아서 차량의 안정성에 심각한 문제를 초래할 수 있다.
특히, 최근 개발되고 있는 자율주행 차량 등에서는 조향시스템이 매뉴얼 조향제어를 보조하는 보조 조향 시스템으로 사용되지 않고, 운전자의 조향입력 없이 조향시스템 단독으로 차량의 조향을 자동으로 수행하도록 동작된다.
따라서, 이러한 자율주행 등에 사용되는 조향시스템에서는, 전술한 바와 같이, 각도소자에 장애가 발생되어 토크값과 조향각을 측정할 수 없게 되면 조향제어 자체가 중지되므로 안전성에 더 치명적인 문제를 발생시킬 수 있다.
또한, 조향 기구물인 입력축(Input Shaft; IS)와 출력축(Output Shaft; OS)에 각각 장착되는 각도 소자인 센서는 기구적인 장착 방식(cauking, 압착)에 의해 고정되므로, 급조타 및 강한 조타력이 인가되는 경우, 장착부의 충격에 의한 파손으로 센서 중점이 변동되는 오프셋 문제가 종종 발생한다.
이에 본 발명의 실시예에서는, 제1각도소자 내지 제3각도소자의 장애에 대비하여, 토크 감지를 위한 4개의 토크감지센서와, 절대 회전각 감지를 위한 4개의 회전각 감지센서를 구비하고, 4개의 토크센서 출력값의 동기 여부 및 4개의 회전각 출력값의 동기 여부를 모니터링 함으로써, 장애가 발생된 토크감지센서 및 회전각 감지센서를 감지하고, 장애 센서의 출력값을 토크값 산출 및 조향각 산출에서 제외하는 구성을 제시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 조향 정보 검출장치의 기능별 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 조향정보 검출장치는 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각을 감지하기 위한 4개의 토크감지센서인 제1토크감지센서(410) 내지 제4토크감지센서와(440), 조향입력축 또는 조향출력축의 절대 회전각을 감지하기 위한 4개의 회전각 감지센서인 제1회전각 감지센서(510) 내지 제4회전각 감지센서(540)와, 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 제1동기 확인부(610)와, 4개의 회전각 감지센서 출력값의 동기상태를 확인하는 제2동기 확인부(620)와, 제1동기확인부 및 제2동기확인부의 판단결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 토크산출부(700)와, 제1동기확인부 및 제2동기확인부의 판단결과에 따라 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 조향각 산출부(800)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 실시예에 의한 조향정보 검출장치는 페일-세이프 또는 리던던시(Redundancy) 확보를 위하여, 토크산출을 위한 상대회전각 감지 센서를 4개 포함하고, 조향축의 절대회전각을 측정하기 위한 회전각 감지 센서를 4개 포함하며, 각 센서들의 출력값이 동일한 지 여부를 확인하여 센서의 장애를 판단하며, 정상상태에 있는 센서의 출력값 만을 이용하여 토크값과 조향각을 산출하도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 조향 정보 검출장치의 세부 구조를 도시한다.
도3 과 같이, 조향축은 조향휠 또는 조향컬럼에 연결되는 조향 입력축(100; IS)과, 피니언 기어 등에 연결되는 조향 출력축(200; OS)을 포함하며, 조향 입력축(100)과 조향 출력축(200) 사이에는 비틀림 수단인 토션바(300)가 고정된다.
조향 입력축(100)의 일단에는 제1 입력측 회전부재(120)와 제2 입력측 회전부재(130)이 고정되어 있다.
2개의 입력측 회전부재(120, 130)는 조향입력축과 동시에 회전하며, 초기 장착 위치, 즉 센터위치에서 어긋남을 감지하기 위하여 도 4에서 설명할 바와 같은 오프셋 감지부를 더 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명한다.
제1 입력측 회전부재(120)와 제2 입력측 회전부재(130)는 로터(Rotor)로 표현될 수도 있으며, 각각 N개 및 M개의 기어치 또는 홀을 가지는 원형 평판 부재일 수 있으며, 그에 인접되어 설치되는 센서(토크감지센서 또는 회전각 감지센서)가 회전부재의 회전량을 측정함으로써 조향 입력축의 회전각도를 산출할 수 있도록 하는 부재이다.
이때, 제1입력측 회전부재(120)는 후술할 출력측 회전부재(220)와 함께 제1토크감지센서(410) 내지 제4토크감지센서(440)가 상대 회전각 정보를 측정하기 위한 부재로 사용된다.
한편, 조향 출력축(200)의 일단에는 출력측 회전부재(220)가 고정되어 있는 바, 출력측 로터(Rotor)로 표현될 수도 있으며, 각각 제1입력측 회전부재와 동일하게 N개 기어치 또는 홀을 가지는 원형 평판 부재일 수 있다.
토션바를 사이에 두고 대향 배치되는 제1입력측 회전부재(120)과 출력측 회전부재(220)는 조향입력축과 조향 출력축의 상대 회전 정도를 측정하기 위한 것이다.
즉, 제1입력측 회전부재(120)과 출력측 회전부재(220) 주위에 배치되는 제1토크감지센서(410) 내지 제4토크감지센서(440)가 토션바(300)의 비틀림에 의하여 일시적으로 발생되는 제1입력측 회전부재(120)과 출력측 회전부재(220)의 회전각도 차이, 즉 상대 회전각 정보를 출력한다. 이렇게 출력된 상대 회전각 정보는 후술할 바와 같이, 토크 산출부에서 토크값을 산출하기 위한 정보로 사용된다.
또한, 조향입력축에 배치되는 제2 입력측 회전부재(130)는 조향입력축의 절대 회전각을 측정하기 위한 수단으로 사용된다.
즉, 제2 입력측 회전부재(130) 부근에 배치되는 제1 회전각 감지센서(510) 내지 제4회전각 감지센서(540)는 제2입력측 회전부재(130)의 회전각도, 즉 조향 입력축의 절대 회전각 정보를 출력한다. 조향각 산출부(800)는 이렇게 출력된 절대 회전각 정보와 전술한 상대 회전각 정보를 이용하여 버니어 알고리즘에 따라 최종 조향각을 산출한다.
한편, 본 실시예에 의하면, 입력측 회전부재 및 출력측 회전부재 사이에 4개의 토크감지센서, 즉 제1토크감지센서(410), 제2토크감지센서(420), 제3토크감지센서(430) 및 제4토크감지센서(440)가 배치된다.
4개의 토크감지센서 각각은 모두 동일한 형태일 수 있으며, 제1 입력측 회전부재(120)의 회전각을 측정하는 제 A 센싱부와 출력측 회전부재(220)의 회전각을 측정하는 제 B 센싱부를 포함할 수 있다.
즉, 제1토크감지센서(410)는 제1 입력측 회전부재(120) 부근에 배치되는 제 A 센싱부(410A)와, 출력측 회전부재(220) 부근에 배치되는 제 B 센싱부(410B)를 포함한다.
제1토크감지센서(410)는 제 A 센싱부(410A) 및 제 B 센싱부(410B)의 측정량 차이를 이용하여 조향입력축과 조향출력축 사이의 상대적인 회전각도인 상대 회전각 정보를 산출할 수 있다.
즉, 제1입력측 회전부재(120)과 출력측 회전부재(220)는 동일한 형태를 가지기 때문에, 토션바에 인가되는 토크가 없는 경우에는 제 A 센싱부(410A) 및 제 B 센싱부(410B)가 동일한 출력값을 나타내게 되며, 토션바에 인가되는 토크에 의하여 일시적으로 조향입력축과 조향출력축 사이의 회전량에 차이가 발생되는 경우 제 A 센싱부와 제 B 센싱부의 출력값이 차이가 발생된다.
따라서, 각 토크감지센서는 제 A 센싱부와 제 B 센싱부의 출력값의 차이인 차동값(Diff.)을 미리 설정된 값과 비교함으로써, 상대 회전각을 결정할 수 있다.
또한, 4개의 토크감지센서는 회전부재 주위에 분산 배치될 수 있으며, 도 3b에 도시한 바와 같이, 각 토크감지센서가 90도씩 이격되도록 분산배치될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제2입력측 회전부재(130)의 부근에는 4개의 회전각 감지센서, 즉 제1회전각 감지센서(510), 제2회전각 감지센서(520), 제3회전각 감지센서(530) 및 제4 회전각 감지센서(540)가 분산 배치된다.
즉, 4개의 회전각 감지센서(510, 520, 530, 540)는 제2 입력측 회전부재(130) 주위에 분산 배치될 수 있으며, 도 3c에 도시한 바와 같이, 각 회전각 감지센서가 90도씩 이격되도록 분산배치될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
각 회전각 감지센서는 제2 입력측 회전부재(130)의 회전량, 즉 절대 회전각도를 검출한다.
이러한 회전각 감지센서는 제2 입력측 회전부재(130)의 회전량에 비례하는 펄스폭 변조 신호(Pulse Width Modulation; PWM)를 출력할 수 있다.
한편, 위의 설명에서는 조향축의 절대각을 측정하기 위한 회전부재 및 회전각 감지센서가 입력축 측에 배치되는 것으로 설명하였으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 출력측에 배치될 수도 있다.
위에서 설명한 토크감지센서 및 회전각 감지센서는 각각 토크 IC 및 홀 IC로 표현될 수도 있을 것이다.
한편, 회전각 감지센서는 조향축의 절대 회전각을 출력하는데 이때 출력되는 절대회전각은 360도 이하의 값을 가진다.
즉, 회전각 감지센서에 의하면 306도를 초과하는 멀티턴(Multi-turn)까지 반영된 최종 조향각 정보를 출력할 수는 없으며, 따라서 최종 조향각 정보 산출을 위하여 토크감지센서가 출력한 출력값을 더 이용하는 것이다.
절대 회전각을 측정하기 위한 제2 입력측 회전부재(130)의 기어치/홀 개수인 N이 토크감지센서의 측정 대상이 되는 제1 입력측 회전부재(120) 또는 출력측 회전부재(220)의 기어치/홀 개수인 M이 상이하다.
따라서, 회전각 감지센서의 출력값인 절대회전각 정보와 토크감지센서의 출력값을 함께 사용하여 버니어 알고리즘에 적용하면, 멀티턴까지 고려된 최종 조향각 측정이 가능하다.
이를 위하여, 비록 도시하지는 않았지만, 본 실시예에 의한 조향 정보 감지장치는 복수의 각도 추적부(Angle Follower)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 먼저 회전각 감지센서에서 측정된 절대조향각과 토크감지센서에서 측정된 또다른 회전각 정보 및 버니어 알고리즘을 이용하여 멀티턴 각도 정보인 기준 조향각 정보를 산출한다.
다음으로, 토크감지센서 및 회전각 감지센서에서 출력되는 출력값을 시간별로 추적하고, 위에 산출된 기준 조향각에 반영하여 최종 조향각을 지속적으로 추적하는 기능을 포함할 수 있으며, 이를 위하여 다수의 각도 추적부를 포함하는 것이다.
한편, 본 실시예에 의한 제1동기확인부(610)는 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 기능을 한다.
즉, 제1동기 확인부(610)는 4개의 토크감지센서로부터 출력되는 출력값을 여러 채널 또는 방식으로 비교함으로써, 동기화된 토크감지센서와 비동기화된 토크감지센서를 확인하는 기능을 한다.
이 때, 동기화된 토크감지센서들은 모두 실질적으로 동일한 출력값을 제공하는 것으로서 정상상태인 토크감지센서로 인정될 수 있으며, 비동기 토크감지센서는 다른 토크감지센서의 출력값과 다른 출력값을 발생시키는 것으로서 비정상 또는 장애상태인 토크감지센서로 인정될 수 있다.
예를 들어, 제1토크감지센서(410) 내지 제3토크감지센서(430)의 출력값이 실질적으로 동일하고 제4토크감지센서(440)의 출력값만이 상이한 경우, 제1토크감지센서(410) 내지 제3토크감지센서(430)를 동기화된 정상상태의 토크감지센서로, 제4토크감지센서(440)를 비동기화된 장애상태의 토크감지센서로 판정하는 것이다.
다시 설명하면, 토크감지센서 각각은 조향입력축의 회전량을 감지하는 제 A 센싱부와, 조향출력축의 회전량을 감지하는 제 B 센싱부를 포함하며, 제1동기 확인부(610)는 제i토크감지센서(i=1,2,3,4)의 제 A 센싱부 또는 제 B 센싱부의 출력값과 제j토크감지센서(j=1,2,3,4, i≠j)의 제 A 센싱부 또는 제 B 센싱부의 출력값의 차이가 임계값 이하인 경우에 한하여, 제i토크감지센서(i=1,2,3,4)와 제j토크감지센서(j=1,2,3,4, i≠j)의 동기가 이루어진 것으로 판정하는 것이다.
더 구체적인 제1동기 확인부(610)의 동작을 예로서 설명하면 다음과 같다.
우선, 제1토크감지센서(410)의 제 A 센싱부(410A)의 출력값과 제2토크감지센서(420)의 제 A 센싱부(420A)의 출력값을 비교하거나, 제1토크감지센서(410)의 제 B 센싱부(410B)의 출력값과 제2토크감지센서(420)의 제 B 센싱부(420B)의 출력값을 비교한다. (Sync. Check (1A-2A) or Sync. Check (1B-2B))
마찬가지로, 제3토크감지센서(430)의 제 A 센싱부(430A)의 출력값과 제4토크감지센서(440)의 제 A 센싱부(440A)의 출력값을 비교하거나, 제3토크감지센서(430)의 제 B 센싱부(430B)의 출력값과 제4토크감지센서(440)의 제 B 센싱부(440B)의 출력값을 비교한다. (Sync. Check (3A-4A) or Sync. Check (3B-4B))
다음으로, 제1동기 확인부(610)는 제1/2토크감지센서의 출력값 비교결과와 제3/4토크감지센서의 출력값 비교결과를 다시 비교함으로써, 최종적으로 4개의 토크감지센서의 동기화를 확인한다. (Sync. Check ((1A-2A)-(3A-4A)) or Sync. Check ((1B-2B)-(3B-4B)))
제1동기 확인부(610)는 위와 같은 동기화 확인과 별도 또는 그에 더하여, 각 토크감지센서의 상대 회전각 정보, 즉 각 토크감지센서의 제A센싱부의 출력값과 제B센싱부의 출력값의 차동값 들이 실질적으로 동일한 값을 가지는 지 여부를 확인하는 동기 확인 과정을 더 포함할 수 있다.
즉, 제1동기 확인부(610)는 제1 토크감지센서(410)의 상대 회전각 정보, 즉 제1토크감지센서(410)의 제A센싱부(410A)의 출력값과 제B센싱부(410B)의 출력값의 차동값(Diff. Angle (1B-1A))과, 제2토크감지센서(420)의 제A센싱부(420A)의 출력값과 제B센싱부(420B)의 출력값의 차동값(Diff. Angle (2B-2A))을 비교한다.
마찬가지로, 제3토크감지센서(430)의 제A센싱부(430A)의 출력값과 제B센싱부(430B)의 출력값의 차동값(Diff. Angle (3B-3A))과, 제4토크감지센서(440)의 제A센싱부(440A)의 출력값과 제B센싱부(440B)의 출력값의 차동값(Diff. Angle (4B-4A))을 비교한다.
이러한 과정을 통해서, 제1동기 확인부(610)는 4개의 토크감지센서의 동기화 여부, 즉 정상상태인 토크감지센서와 비정상(장애)상태인 토크감지센서를 구분할 수 있다.
본 실시예에 의한 제2동기확인부(620)는 4개의 회전각 감지센서(510~540)의 출력값의 동기상태를 확인하는 기능을 한다.
즉, 제2동기 확인부(620)는 4개의 회전각 감지센서로부터 출력되는 출력값을 여러 채널 또는 방식으로 비교함으로써, 동기화된 회전각 감지센서와 비동기화된 회전각 감지센서를 확인하는 기능을 한다.
이 때, 동기화된 회전각 감지센서들은 모두 실질적으로 동일한 출력값(절대 회전각 정보)을 제공하는 것으로서 정상상태인 회전각 감지센서로 인정될 수 있으며, 비동기된 회전각 감지센서는 다른 회전각 감지센서의 출력값과 다른 출력값을 발생시키는 것으로서 비정상 또는 장애상태인 회전각 감지센서로 인정될 수 있다.
예를 들어, 제1 회전각 감지센서(510) 내지 제3 회전각 감지센서(530)의 출력값이 실질적으로 동일하고 제4 회전각 감지센서(540)의 출력값만이 상이한 경우, 제1 회전각 감지센서(510) 내지 제3 회전각 감지센서(530)를 동기화된 정상상태의 회전각 감지센서로, 제4 회전각 감지센서(540)를 비동기화된 장애상태의 회전각 감지센서로 판정하는 것이다.
이러한 과정을 통해서, 제2동기 확인부(620)는 4개의 회전각 감지센서의 동기화 여부, 즉 정상상태인 회전각 감지센서와 비정상(장애)상태인 회전각 감지센서를 구분할 수 있다.
본 실시예에 의한 토크 산출부(700)는 제1동기확인부(610)의 판단결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 기능을 수행한다.
더 구체적으로, 토크산출부(700)는 제1동기확인부(610)에서 정상상태로 확인된 동기화된 토크감지센서로부터의 출력값, 즉, 상대 회전각 정보를 기초로 토션바(300)에 인가된 토크를 산출한다.
다시 설명하면, 토크산출부(700)는 제1동기확인부(610)에 의하여 확인된 2 이상의 동기된 토크감지센서 각각에 대하여 전술한 제 A 센싱부의 출력값과 제 B 센싱부의 출력값의 차동값을 해당 토크감지센서의 상대 회전각으로 결정하고, 2 이상의 토크감지센서에 대한 상대회전각 정보를 평균한 값을 기초로 토크값을 산출할 수 있다.
이 때, 토크 산출부(700)는 동기화된 토크감지센서가 2개 이상인 경우에는 데이터의 정확성을 기하기 위하여, 2개 이상의 정상상태의 토크감지 센서의 출력값을 평균하고 그 평균값을 기초로 토크를 산출할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 4개의 토크감지센서에 우선순위를 부여한 후, 그 우선순위에 따르는 토크감지센서의 출력값을 선택적으로 이용할 수도 있다.
예를 들어, 제1토크감지센서(410)부터 제4토크감지센서(440)까지 순차적으로 우선순위가 할당되고, 제1토크감지센서(410) 내지 제3토크감지센서(430)가 정상상태이고 제4토크감지센서(440)가 장애 상태인 경우, 우선순위가 앞선 2개의 토크감지센서인 제1토크감지센서(410) 및 제2토크감지센서(420)의 출력값을 평균하고 그를 기초로 토크값을 연산할 수 있다.
물론, 제1 동기 확인부(610)에 의하여 정상상태인 토크감지센서가 1개뿐으로 확인된 경우에는 그 토크감지센서의 출력값만으로 토크를 산출할 수 있다.
이 때, 토크감지센서의 출력값 또는 평균값과, 그에 대응되는 토크값이 미리 테이블 형태로 마련되어 있고, 그러한 테이블을 참조함으로써 출력값 또는 평균값에 대응되는 토크값을 산출할 수 있다.
이렇게 산출된 토크값을 기초로, 조향 보조 장치의 제어부는 조향 모터에 인가되는 보조 전류를 연산하여, 조향을 보조할 수 있는 것이다.
아래의 표 1은 본 실시예에서 발생할 수 있는 4개의 토크감지센서의 동기 여부에 따른 토크 산출 방식을 예시한 것이지만, 물론, 아래의 표 1에 한정되는 것은 아니다.
[표 1]
Figure pat00001
한편, 본 실시예에 의한 조향각 산출부(800)는 제1동기확인부(610) 및 제2동기확인부(620)의 판단결과에 따라 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 기능을 한다.
더 구체적으로, 조향각 산출부(800)는 제1동기 확인부(610)에서 정상상태로 확인된 1 또는 2개의 토크감지센서의 출력값과, 제2동기 확인부(620)에서 정상상태로 확인된 1개 이상의 회전각 감지센서의 출력값을 기초로 최종 조향각을 산출한다.
이 때, 조향각 산출부(800)가 이용하는 토크감지센서의 출력값은 정상상태인 토크감지센서 중 하나의 토크감지센서의 출력값만일 수도 있고, 정상상태인 2개의 토크감지센서의 출력의 평균값일 수 있다.
마찬가지로, 조향각 산출부(800)가 이용하는 회전각 감지센서의 출력값은 정상상태인 회전각 감지센서 중 하나의 출력값일 수도 있고, 정상상태인 2개의 회전각 감지센서의 출력의 평균값일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 회전각 감지센서는 조향축의 절대 회전각을 출력하는데 이때 출력되는 절대회전각은 360도 이하의 값을 가질 뿐, 360도를 초과하는 멀티턴(Multi-turn)까지 반영된 최종 조향각 정보를 출력할 수는 없다.
따라서, 조향각 산출부(800)는 회전각 감지센서의 출력값인 절대회전각 정보와 토크감지센서의 출력값을 함께 사용하여 버니어 알고리즘에 적용함으로써 멀티턴까지 고려된 최종 조향각 산출이 가능하다.
물론, 이 때에도 4개의 회전각 감지센서에 우선순위를 부여한 후, 그 우선순위에 따르는 회전각 감지센서의 출력값을 선택적으로 이용할 수도 있다.
예를 들어, 제1토 회전각 감지센서(510)부터 제4 회전각 감지센서(540)까지 순차적으로 우선순위가 할당되고, 제1 회전각 감지센서(510) 내지 제3 회전각 감지센서(530)가 정상상태이고 제4 회전각 감지센서(540)가 장애 상태인 경우, 우선순위가 가장 앞선 1개의 회전각 감지센서(510)의 출력값을 이용하거나, 우선순위가 앞선 2개의 회전각 감지센서인 제1 회전각 감지센서(510) 및 제2 회전각 감지센서(520)의 출력값을 평균하고 그를 기초로 조향각 값을 연산할 수 있다.
이렇게 산출된 조향각값을 기초로, 조향 보조 장치의 제어부가 조향 제어를 수행한다.
아래의 표 2는 본 실시예에서 발생할 수 있는 4개의 토크감지센서의 동기 여부 및 4개의 회전각 감지센서의 동기 여부에 따른 조향각 산출 방식의 일부를 예시한 것이지만, 물론, 아래의 표 2에 한정되는 것은 아니다. (표 2에서 TS는 토크감지센서, AS는 회전각 감지센서를 의미하며, ○는 정상상태, X는 장애 상태를 의미함)
[표 2]
Figure pat00002
한편, 에러 출력부(910)는 제1동기 확인부(610) 및 제2동기 확인부(620)의 확인결과 4개의 토크감지센서 모두에 장애가 발생했거나, 4개의 회전각 감지센서 모두에 장애가 발생한 경우에는 센서 에러 신호를 출력할 수 있다.
더 구체적으로, 제1동기 확인부(610)의 확인결과 4개의 토크감지센서 모두에 장애가 발생한 경우에는 토크감지센서 에러 신호를 출력하며, 이 경우에는 토크값 산출 및 조향각 산출 모두가 불가능하다.
한편, 제2동기 확인부(620)의 확인결과 4개의 회전각 감지센서 모두에 장애가 발생한 경우에는 회전각 감지센서 에러 신호를 출력하며, 이 경우에는 토크값 산출 은 가능하지만, 조향각 산출을 불가능하다.
이상과 같이, 4개의 토크감지센서와 4개의 회전각 감지센서를 이용하되, 각 센서의 출력값 동기 여부를 확인한 후, 그에 따라 토크 및 조향각을 산출함으로써, 센서에 일부 장애가 발생되더라도 정상적인 토크 및 조향각 산출과 그에 따른 조향 제어가 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 사용되는 오프셋 감지부의 세부 구성에 대하여 도시한다.
전술한 바와 같이, 조향입력축 및 조향출력축에는 토크감지 또는 회전각 감지를 위하여 1개 이상의 회전부재가 고정 장착된다.
이러한 회전부재는 조향 기구물인 입력축(Input Shaft; IS)와 출력축(Output Shaft; OS)에 각각 기구적인 장착 방식(cauking, 압착)에 의하여 고정되는데, 조향축에 급조타 및 강한 조타력이 인가되는 경우, 회전부재와 조향축의 장착부의 충격에 의한 파손으로 인하여 센서 중점 또는 초기 장착 위치가 변동되는 오프셋 문제가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 본 실시예에 의한 조향 정보 검출 장치는, 도 4에 도시한 바와 같은 오프셋 감지장치(1100)를 더 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 도 4의 실시예에 의한 조향 정보 검출 장치는, 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각을 감지하기 위한 토크감지센서(미도시)와, 조향입력축 또는 조향출력축의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되는 간섭부재(1110)와, 조향입력축 또는 조향입력축의 일단에 고정된 회전부재(130) 상에 장착되어 간섭부재(1110)와의 상대이동에 따라 출력신호를 발생하는 오프셋 센싱부(1120)를 포함하는 오프셋 감지장치(1100)와, 토크감지센서로부터 출력되는 상대회전각으로부터 상기 토션바에 인가되는 토크를 산출하는 토크산출부를 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 본 실시예에 의한 오프셋 감지장치(1100)는 조향입력축 또는 조향출력축의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되는 간섭부재(1110)와, 조향입력축 또는 조향입력축의 일단에 고정된 회전부재(130) 상에 장착되어 돌출부와의 상대이동에 따라 출력신호를 발생하는 오프셋 센싱부(1120)를 포함할 수 있다.
오프셋 감지센싱부(1120)는 간섭부재(1110)의 상대 이동에 따라 상이한 출력신호를 발생하는 포토 인터럽터일 수 있으며, 오프셋 감지장치(1100)는 조향입력축 및 조향출력축과 전술한 회전부재의 초기 장착 위치에 어긋남이 발생하는 것을 감지할 수 있다.
더 구체적으로 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 조향입력축(100)의 일단에 고정되는 회전부재(130) 부근에서 조향입력축의 외주면에서 방사상으로 일정 거리 돌출되는 돌출부가 간섭부재(1110)로 형성된다.
한편, 광송신소자(1122) 및 광수신소자(1124)로 구성되는 포토 인터럽트 형태의 오프셋 감지센싱부(1120)가 회전부재(130)의 표면상에 장착되며, 간섭부재(1110)는 조향입력축과 회전부재의 어긋남에 오프셋 감지센싱부(1120)의 광송신소자(1122) 및 광수신소자(1124) 사이를 통과할 수 있도록 배치된다.
예를 들면, 최초 정상 장착상태에서 간섭부재(1110)가 광송신소자(1122) 및 광수신소자(1124) 사이에 배치된다면, 급조타 또는 강한 조타력으로 인하여 조향축과 회전부재의 장착 위치에 어긋남이 발생하는 경우 간섭부재(1110)가 광송신소자(1122) 및 광수신소자(1124) 사이를 벗어나게 되고, 따라서 오프셋 감지센싱부(1120)가 초기 상태와 상이한 신호를 출력한다.
이와 같은 오프셋 감지장치(1100)를 이용하면, 조향축과 회전부재의 장착 위치에 어긋남, 즉 센서 중점의 오프셋이 발생되는 것을 감지할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 의한 조향 정보 검출 방법의 전체 흐름을 도시한다.
도 5에 의하면, 본 실시예에 의한 조향 정보 검출 방법에서는, 제1토크감지센서 내지 제4토크감지센서가, 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각 정보를 출력하는 단계(S1310)와, 제1회전각 감지센서 내지 제4회전각 감지센서가, 조향입력축 또는 조향출력축의 절대 회전각 정보를 출력하는 단계(S1312)와, 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 제1동기 확인 단계(S1320)와, 4개의 회전각 감지센서 출력값의 동기상태를 확인하는 제2동기 확인 단계(S1322)와, 제1동기 확인 단계의 결과에 따라 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 토크산출 단계와, 제1동기 확인 단계와 제2동기 확인 단계의 결과에 따라 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 조향각 산출 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
토크산출 단계는 더 구체적으로, 제1동기 확인단계에서 정상상태로 확인된 토크감지센서의 개수가 1개 이상인지 확인한 후, 정상상태인 토크감지센서가 없는 경우 에러 신호를 출력(S1350)하고, 정상상태인 토크감지센서가 1개 이상인 경우에는 정상상태인 토크감지센서의 출력값, 즉 상대 회전각도 정보를 이용하여 토크값을 산출한다.(S1340, S1360)
전술한 바와 같이, 정상상태인 토크감지센서가 2 이상인 경우에는, 우선순위가 높은 2개의 토크감지센서의 출력값의 평균값을 이용하거나, 정상상태인 토크감지센서 중 하나의 출력값을 이용하여 토크를 산출할 수 있다.
또한, 조향각 산출단계는 더 구체적으로, 제2동기 확인단계에서 정상상태로 확인된 회전각 감지센서의 개수가 1개 이상인지 확인(S1332)한 후, 정상상태인 회전각 감지센서가 없는 경우 에러 신호를 출력(S1350)하고, 정상상태인 회전각 감지센서가 1개 이상인 경우에는 정상상태인 회전각 감지센서의 출력값, 즉 절대 회전각 정보와 정상상태인 토크감지센서의 출력값, 즉 상대 회전각 정보를 이용하여 조향각값을 산출한다.(S1342, S1370)
이 때, 전술한 바와 같이, 정상상태인 회전각 감지센서가 2 이상인 경우에는, 우선순위가 높은 2개의 회전각 감지센서의 출력값의 평균값을 이용하거나, 정상상태인 회전각 감지센서 중 하나의 출력값을 이용할 수 있다.
도 6은 본 실시예에 의한 장착 위치 어긋남 감지 방법의 전체 흐름을 도시한다.
도 6과 같은 센서 기구물과 조향축의 장착 위치 어긋남 감지 방법은 도 5와 같은 조향 정보 감지방법과 함께 적용될 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 단독으로 사용될 수도 있다.
즉, 도 4와 같이, 조향입력축 또는 조향출력축의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되는 간섭부재(1110)와, 조향입력축 또는 조향입력축의 일단에 고정된 회전부재(130) 상에 장착되어 간섭부재(1110)와의 상대이동에 따라 출력신호를 발생하는 오프셋 센싱부(1120)를 포함하는 오프셋 감지장치(1100)를 이용하여, 조향입력축 및 조향출력축과 회전부재(130)의 초기 장착 위치에 어긋남이 발생하는 것을 감지하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
더 구체적으로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정 주기별로 전술한 오프셋 센싱부(1120)의 출력값을 측정(S1410)한다.
다음으로, 오프셋 센싱부(1120)의 출력값이 이전 주기와 비교하여 변화하였는지 판단(S1420)하고, 변화가 있는 경우에는 장착 위치 어긋남 에러(즉, 센서 중심 오프셋 발생 에러)를 출력한다.(S1430)
즉, 도 4와 같은 구조의 오프셋 감지 장치(1100)에서는, 센서 회전부재와 조향축 사이의 초기 장착 위치에 오프셋(어긋남)이 발생되지 않는 경우 감지된 오프셋 센싱부(1120)의 출력값이 이전 주기에서의 출력값과 동일하여 변화가 없게 되며, 센서 회전부재와 조향축 사이의 초기 장착 위치에 오프셋(어긋남)이 발생되면 오프셋 센싱부(1120)의 출력값의 변동이 발생한다.
따라서, 위와 같이 일정 주기별로 오프셋 센싱부(1120)의 출력값의 변동 여부를 판정함으로써, 센서 회전부재와 조향축 사이의 초기 장착 위치에 오프셋(어긋남)이 발생하는지 여부를 감지하고, 그에 따른 경고(에러) 신호를 발생하는 것이다.
센서 회전부재와 조향축 사이의 초기 장착 위치에 오프셋(어긋남)이 발생하면 정확한 조향정보(조향토크 및 조향각)를 획득할 수 없기 때문에, S1430 단계의 에러 신호 발생에 따라 센서 회전부재와 조향축 사이의 장착 위치를 다시 조정할 필요가 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예를 이용하면, 전동식 조향장치에서 사용되는 센서 중 일부 센서의 장애가 발생된 경우에도 조향에 필요한 조향토크 및 조향각 정보 등을 정상적으로 획득할 수 있는 효과가 있다.
더 구체적으로는, 다수의 토크감지센서와 다수의 절대각 감지센서(회전각 감지센서)를 구비하고, 각 센서의 출력값 동기 여부를 확인한 후, 그에 따라 토크 및 조향각을 산출함으로써, 센서에 일부 장애가 발생되더라도 정상적인 토크 및 조향각 산출과 그에 따른 조향 제어가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 센서의 부품(회전부재)과 조향축에 장착되는 오프셋 감지장치를 이용함으로써, 조향축과 회전부재의 장착 위치에 어긋남, 즉 센서 중점의 오프셋이 발생되는 것을 감지할 수 있는 효과가 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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
410, 420, 430, 440 : 제1 내지 제4 토크감지센서
510, 520, 530, 540 : 제1 내지 제4 회전각 감지센서
610, 620 : 제1 및 제2 동기 확인부
700 : 토크 산출부 800 : 조향각 산출부
100 : 조향 입력축 200 : 조향 출력축
120, 130: 제1 및 제2 입력측 회전부재
220 : 출력측 회전부재 300 : 토션바
1100 : 오프셋 감지장치 1110 : 간섭부재
1120 : 오프셋 센싱부

Claims (15)

  1. 조향입력축과, 조향출력축과, 상기 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각을 감지하기 위한 제1토크감지센서 내지 제4토크감지센서;
    상기 조향입력축 또는 조향출력축의 절대 회전각을 감지하기 위한 제1회전각 감지센서 내지 제4회전각 감지센서;
    상기 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 제1동기 확인부;
    상기 4개의 회전각 감지센서 출력값의 동기상태를 확인하는 제2동기 확인부;
    상기 제1동기확인부 및 제2동기확인부의 판단결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 토크산출부; 및,
    상기 제1동기확인부 및 제2동기확인부의 판단결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 상기 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 조향각 산출부;
    를 포함하는 조향 정보 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토크산출부는 상기 제1동기 확인부의 판단에 따라 동기상태가 확인된 2개 이상의 토크 감지센서의 상대 회전각 정보를 이용하여 상기 토션바에 인가되는 토크값을 산출하는 조향 정보 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조향각 산출부는 상기 제1동기 확인부의 판단에 따라 동기상태가 확인된 1개 이상의 토크 감지센서로부터 출력된 상대 회전각 정보와, 상기 제2동기 확인부의 판단에 따라 동기상태가 확인된 1개 이상의 회전각 감지센서로부터 출력된 절대 회전각 정보를 기초로 상기 조향각을 산출하는 조향 정보 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조향각 산출부는 상기 상대회전각 정보와 상기 절대 회전각 정보를 입력값으로 하여, 버니어 알고리즘에 의하여 상기 조향각을 산출하는 조향 정보 검출 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 토크감지센서 각각은 조향입력축의 회전량을 감지하는 제 A 센싱부와, 조향출력축의 회전량을 감지하는 제 B 센싱부를 포함하며, 상기 제1동기 확인부는 제i토크감지센서(i=1,2,3,4)의 제 A 센싱부 또는 제 B 센싱부의 출력값과 제j토크감지센서(j=1,2,3,4, i≠j)의 제 A 센싱부 또는 제 B 센싱부의 출력값의 차이가 임계값 이하인 경우에 한하여, 상기 제i토크감지센서(i=1,2,3,4)와 제j토크감지센서(j=1,2,3,4, i≠j)의 동기가 이루어진 것으로 판정하는 조향 정보 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 토크산출부는 상기 제1동기확인부에 의하여 확인된 2 이상의 동기된 토크감지센서 각각에 대하여 상기 제 A 센싱부의 출력값과 상기 제 B 센싱부의 출력값의 차동값을 해당 토크감지센서의 상대 회전각으로 결정하고, 상기 2 이상의 토크감지센서에 대한 상기 상대회전각 정보를 평균한 값을 기초로 상기 토크값을 산출하는 조향 정보 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1동기확인부는 상기 제1토크감지센서 내지 제4토크감지센서로부터 출력된 상대 회전각 정보를 비교하고, 상이한 상대회전각 정보를 출력하는 토크감지센서를 장애 상태로 판정하는 조향 정보 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 토크산출부는 2개 이상의 토크감지센서가 정상상태로 한정된 경우에는 정상상태의 토크감지센서 중 우선순위가 앞선 2개의 토크감지센서의 출력값을 평균한 평균값으로부터 상기 토크값을 산출하고,
    3개의 토크감지센서가 장애 상태로 한정되면, 1개의 정상상태인 토크감지센서의 출력값을 기초로 상기 토크값을 산출하는 조향 정보 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조향각 산출부는 동기화된 회전각 감지센서 중 우선순위가 높은 1개의 회전각 감지센서의 출력값과, 상기 우선순위가 앞선 2개의 정상상태 토크감지센서의 출력값의 평균값 또는 상기 1개의 정상상태 작동하는 토크감지센서의 출력값을 기초로 상기 조향각을 산출하는 조향 정보 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조향입력축 및 조향출력축의 일단에 고정되어 상기 조향입력축 및 조향출력축과 함께 회전하는 회전부재와,
    상기 조향입력축 및 조향출력축의 외주면으로부터 돌출되어 형성되는 간섭부재와,
    상기 회전부재 중 하나 이상에 장착되어 상기 간섭부재의 이동을 감지하는 오프셋 감지센싱부를 포함하는 조향 정보 검출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오프셋 감지센싱부는 상기 간섭부재의 상대 이동에 따라 상이한 출력신호를 발생하는 포토 인터럽터이며, 상기 조향입력축 및 조향출력축과 상기 회전부재의 초기 장착 위치에 어긋남이 발생하는 것을 감지하는 조향 정보 검출 장치.
  12. 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각을 감지하기 위한 토크감지센서;
    상기 조향입력축 또는 조향출력축의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되는 간섭부재와, 상기 조향입력축 또는 조향입력축의 일단에 고정된 회전부재 상에 장착되어 상기 간섭부재와의 상대이동에 따라 출력신호를 발생하는 오프셋 센싱부를 포함하는 오프셋 감지장치;
    상기 토크감지센서로부터 출력되는 상대회전각으로부터 상기 토션바에 인가되는 토크를 산출하는 토크산출부;
    를 포함하는 조향 정보 검출 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 오프셋 감지센싱부는 상기 간섭부재의 상대 이동에 따라 상이한 출력신호를 발생하는 포토 인터럽터이며, 상기 오프셋 감지장치는 상기 조향입력축 및 조향출력축과 상기 회전부재의 초기 장착 위치에 어긋남이 발생하는 것을 감지하는 조향 정보 검출 장치.
  14. 제1토크감지센서 내지 제4토크감지센서가, 조향입력축 및 조향출력축 사이에 배치되는 토션바의 비틀림에 따른 상대 회전각 정보를 출력하는 단계;
    제1회전각 감지센서 내지 제4회전각 감지센서가, 상기 조향입력축 또는 조향출력축의 절대 회전각 정보를 출력하는 단계;
    상기 4개의 토크 감지센서의 출력값의 동기상태를 확인하는 제1동기 확인 단계;
    상기 4개의 회전각 감지센서 출력값의 동기상태를 확인하는 제2동기 확인 단계;
    상기 제1동기 확인 단계의 결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상을 기초로 토크값을 산출하는 토크산출 단계;
    상기 제1동기 확인 단계와 제2동기 확인 단계의 결과에 따라 상기 4개의 토크감지센서 출력값 중 하나 이상과, 상기 4개의 회전각 감지센서의 출력값 중 하나 이상을 기초로 조향각을 산출하는 조향각 산출 단계;
    를 포함하는 조향 정보 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조향입력축 또는 조향출력축의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되는 간섭부재와, 상기 조향입력축 또는 조향입력축의 일단에 고정된 회전부재 상에 장착되어 상기 간섭부재와의 상대이동에 따라 출력신호를 발생하는 오프셋 센싱부를 포함하는 오프셋 감지장치를 이용하여, 상기 조향입력축 및 조향출력축과 상기 회전부재의 초기 장착 위치에 어긋남이 발생하는 것을 감지하는 단계를 더 포함하는 조향 정보 검출 방법.
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