KR20190131684A - 조향 제어 장치 및 조향 장치 - Google Patents

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KR20190131684A
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이수민
제규영
이종무
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주식회사 만도
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Abstract

본 실시예들은 조향 제어 장치 및 조향 장치에 관한 것이다. 조향 제어 장치는 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 어시스트 전류를 제공하는 조향 모터 전원부, 조향 모터 전원부의 동작을 제어하고, 내부 상태를 모니터링하는 컨트롤러부 및 컨트롤러부의 모니터링 결과를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 나머지 권선 각각에 연결된 타 조향 제어 장치로 송신하고, 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과를 수신하는 내부 통신부를 포함하되, 컨트롤러부는, 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과에 따라 조향 모터 전원부의 동작을 제어하여 어시스트 전류를 조절할 수 있다.

Description

조향 제어 장치 및 조향 장치{STEERING CONTROL APPARATUS AND STEERING APPARATUS}
본 실시예들은 조향 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향 제어 장치 및 조향 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 조향 시스템은 차량의 운전자가 스티어링 휠(steering wheel)에 가한 조향력(또는 회전력)을 바탕으로 차륜의 조향각을 변화시킬 수 있는 시스템을 의미한다. 최근에는 스티어링 휠의 조향력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 EPS(Electric Power Steer) 즉, 전동식 파워 조향 시스템이 차량에 적용되고 있다.
이러한 전동식 파워 조향 시스템은 차량의 속도상태 및 토크상태에 따라 모터를 구동시켜 저속 운행시, 차량의 운전자에게 가벼우면서 편안한 조향감, 고속 운행시, 차량의 운전자에게 무거우면서 안전한 조향감, 비상 시, 차량의 운전자에게 급속한 조향이 이루어질 수 있도록 최적의 조향 상태를 제공할 수 있다.
특히, 최근에는 차량의 조향 시스템에 대해, 모터 출력 성능 향상에 대한 요구뿐만 아니라 리던던시 및 신뢰성 요구가 한층 높아지고 있는 실정이다.
본 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 실시예들의 목적은 모터 출력 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있는 조향 제어 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은, 모터 출력 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있는 조향 장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 어시스트 전류를 제공하는 조향 모터 전원부, 상기 조향 모터 전원부의 동작을 제어하고, 내부 상태를 모니터링하는 컨트롤러부 및 상기 컨트롤러부의 모니터링 결과를 상기 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 나머지 권선 각각에 연결된 타 조향 제어 장치로 송신하고, 상기 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과를 수신하는 내부 통신부를 포함하되, 상기 컨트롤러부는, 상기 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과에 따라 상기 조향 모터 전원부의 동작을 제어하여 어시스트 전류를 조절하는 조향 제어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 복수의 권선들을 포함하는 조향 모터 및 상기 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 각각에 연결되어 상기 조향 모터를 제어하는 복수의 조향 제어 모듈을 포함하되, 각 조향 제어 모듈은, 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 서로 송수신하며, 타 조향 제어 모듈로부터 수신된 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 기반하여 상기 조향 모터를 제어하는 조향 장치를 제공하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들의 조향 장치에 따르면, 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 각각에 연결되어 조향 모터를 제어하는 각 조향 제어 모듈을 통해, 타 조향 제어 모듈로부터 수신된 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 기반하여 조향 모터를 제어함으로써, 하나의 조향 제어 모듈에 페일러(failure)가 발생되더라도 페일러가 발생된 조향 제어 모듈의 상태에 따라 다른 조향 제어 모듈을 통해 조향 모터를 구동할 수 있어 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들의 조향 장치에 따르면, 두 개의 5상 인버터를 통해 하나의 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 구동함으로써, 하나의 5상 인버터에 페일러(failure)가 발생되더라도 페일러가 발생된 5상 인버터의 상태에 따라 다른 하나의 5상 인버터를 통해 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 구동할 수 있어 모터 출력 저감이 작을 뿐만 아니라 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들의 조향 장치에 따르면, 두 개의 5상 인버터를 통해 하나의 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 구동함으로써, 5상 인버터 중 2상까지 페일러가 발생되더라도 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터의 운전이 가능하여 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 원가 절감이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 실시예들의 조향 장치에 따르면, 조향 제어 모듈뿐만 아니라 전원 공급 모듈, 조향 토크 센서 모듈, 조향각 센서 모듈, 내부 통신망 및 외부 통신망이 이중화됨에 따라 상술한 구성요소 하나에 페일러(failure)가 발생되더라도 다른 하나를 통해 조향 모터를 구동할 수 있어 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 3는 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 전원 공급 모듈을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 조향각 센서 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 조향 모터를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 인버터를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치 및 조향 장치의 컴퓨터 시스템에 대한 블록 구성도이다.
이하, 본 실시예들의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 실시예들의 개시가 완전하도록 하며, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 실시예들은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 실시예들의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 실시예들의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 실시예들의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는, 첨부되는 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치 및 조향 장치를 설명한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치(10)는 통신부(12) 조향 모터 전원부(13) 및 컨트롤러부(14) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치(10)는 센서부(11), 컨트롤러 감시부(15) 및 전원 변환부(16) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 센서부(11), 통신부(12), 조향 모터 전원부(13), 컨트롤러부(14), 컨트롤러 감시부(15) 및 전원 변환부(16)는 서로 연결되어, 정보들을 서로 제공받거나, 정보들을 서로 제공할 수 있다.
조향 모터 전원부(13)는 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 어시스트 전류를 제공할 수 있다.
즉, 조향 모터 전원부(13)는 어시스트 전류를 생성할 수 있다. 조향 모터 전원부(13)는 조향 모터와 연결될 수 있다. 여기서, 조향 모터는 복수의 권선들을 포함할 수 있다. 이에, 조향 모터 전원부(13)는 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선에 연결되어, 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 어시스트 전류를 제공할 수 있다.
컨트롤러부(14)는 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어하고, 내부 상태를 모니터링할 수 있다.
즉, 컨트롤러부(14)는 조향 모터 전원부(13)와 연결될 수 있다. 컨트롤러부(14)는 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러부(14)는 조향 모터 전원부(13)가 어시스트 전류를 생성하도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 조향 제어 장치(10)의 내부 상태를 모니터링할 수 있다. 컨트롤러부(14)는 조향 제어 장치(10)의 내부 상태를 모니터링하여 모니터링 결과를 생성할 수 있다.
통신부(12)는 내부 통신부(12-1) 및 외부 통신부(12-2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 내부 통신부(12-1) 및 외부 통신부(12-2)는 유선 및 무선 통신기 중 적어도 하나의 통신기를 포함할 수 있다. 특히, 내부 통신부(12-1) 및 외부 통신부(12-2)는 CAN(control area network) 통신기를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 각각의 조향 제어 장치(10)와, 각각의 조향 제어 장치(10)와 차량을 서로 연결할 수 있다면, 어떠한 통신기라도 포함할 수 있다.
내부 통신부(12-1)는 타 조향 제어 장치와 연결될 수 있다. 내부 통신부(12-1)는 내부 통신망을 통해 타 조향 제어 장치와 연결되어, 타 조향 제어 장치와 정보를 송수신할 수 있다
예컨대, 내부 통신부(12-1)는 컨트롤러부(14)의 모니터링 결과를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 나머지 권선 각각에 연결된 타 조향 제어 장치로 송신하고, 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과를 수신할 수 있다.
즉, 내부 통신부(12-1)는 조향 제어 장치(10)의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 컨트롤러부(14)로부터 제공받아 내부 통신망을 통해 타 조향 제어 장치로 송신할 수 있다.
그리고, 내부 통신부(12-1)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 타 조향 제어 장치로부터 수신하여 컨트롤러부(14)로 제공할 수 있다.
여기서, 타 조향 제어 장치는 조향 제어 장치(10)와 함께 하나의 조향 모터를 제어할 수 있으며, 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 조향 제어 장치(10)와 연결된 하나의 권선 이외의 다른 권선에 각각 연결되어 조향 모터를 제어할 수 있다.
여기서, 타 조향 제어 장치는 조향 제어 장치(10)와 다른 조향 제어 장치를 의미하나, 조향 제어 장치(10)와 같은 구성 요소를 포함할 수 있다. 즉, 타 조향 제어 장치와 조향 제어 장치(10)는 이중화되어 서로 같은 구성 요소를 포함할 수 있다.
컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과에 따라 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어하여 어시스트 전류를 조절할 수 있다.
즉, 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 제공받을 수 있다. 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 제공받은 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 따라 조향 모터 전원부(13)가 어시스트 전류를 조절할 수 있도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 모니터링 결과에는 고장 지시 정보가 포함될 수 있다. 특히, 고장 지시 정보는 전체 제어 불능 상태 정보 및 일부 제어 불능 상태 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 고장을 나타낼 수 있는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 제공받을 수 있다. 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 제공받은 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보를 인식할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태는 타 조향 제어 장치가 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선에 포함된 상(일 예로, 3상 또는 5상 등) 전체에 어시스트 전류를 제공하지 못하는 상태일 수 있다.
또한, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 어시스트 전류가 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류를 평형시키도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 제공받을 수 있다. 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 제공받은 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보를 인식할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태인 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태인 경우, 어시스트 전류가 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류(즉, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치에서 하나의 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류)를 평형시키도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태는 타 조향 제어 장치가 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선에 포함된 상(일 예로, 3상 또는 5상 등) 일부에 어시스트 전류를 제공하지 못하는 상태일 수 있다.
이에, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치가 어시스트 전류를 제공하지 못하는 상(일 예로, 3상 또는 5상 등) 일부와 자기적으로 결합된 상의 어시스트 전류를 조절하여(일 예로, 상승시켜) 하나의 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류가 평형되도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 정상 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 조향 모터 전원부(13)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치가 정상 상태인 경우, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치는 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류(즉, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치에서 하나의 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류)중50%의 어시스트 전류를 각각에 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
컨트롤러부(14)는 마이크로 컨트롤러(MCU)(14-1)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 프로그램을 처리(또는, 실행 및 연산) 할 수 있는 장치(또는, 컴퓨터)라면 어떠한 장치(또는, 컴퓨터)라도 포함할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 모터 전원부(13)는 인버터(13-2)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 본 실시예들에 따른 조향 모터 전원부(13)는 게이트 드라이버(13-1), 페이즈 차단기(13-3), 배터리 차단기(13-4) 및 필터(13-5) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 게이트 드라이버(13-1), 인버터(13-2), 페이즈 차단기(13-3), 배터리 차단기(13-4) 및 필터(13-5)는 서로 연결되어, 정보들을 서로 제공받거나, 정보들을 서로 제공할 수 있다.
인버터(13-2)는 컨트롤러부(14)의 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 제공할 수 있다.
즉, 인버터(13-2)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 인버터(13-2)는 컨트롤러부(14)로부터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 인버터(13-2)는 컨트롤러부(14)로부터 제공받은 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 전압 변환하여 교류 전압으로 생성할 수 있다. 인버터(13-2)는 교류 전압에 기반하여 어시스트 전류를 생성할 수 있다. 인버터(13-2)는 어시스트 전류를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 제공할 수 있다.
인버터(13-2)는 5상 인버터를 포함할 수 있다. 예컨대, 5상 인버터는 컨트롤러부(14)의 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 듀얼 권선 타입의 5상 모터의 제 1 권선으로 제공할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 제공받을 수 있다. 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 제공받은 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보를 인식할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 5상 인버터의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 타 조향 제어 장치의 제어 불능 상태는 타 조향 제어 장치가 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선에 포함된 상(일 예로, 3상 또는 5상 등) 전체에 어시스트 전류를 제공하지 못하는 상태일 수 있다.
또한, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 어시스트 전류가 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류를 평형시키도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 제공받을 수 있다. 컨트롤러부(14)는 내부 통신부(12-1)로부터 제공받은 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보를 인식할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태인 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치의 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 포함된 고장 지시 정보 인식 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태인 경우, 어시스트 전류가 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류(즉, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치에서 하나의 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류)를 평형시키도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 어시스트 전류가 듀얼 권선 타입의 5상 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류를 평형시키도록 5상 인버터의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태는 타 조향 제어 장치가 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선에 포함된 상(일 예로, 3상 또는 5상 등) 일부에 어시스트 전류를 제공하지 못하는 상태일 수 있다.
이에, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치가 어시스트 전류를 제공하지 못하는 상(일 예로, 3상 또는 5상 등) 일부와 자기적으로 결합된 상의 어시스트 전류를 조절하여(일 예로, 상승시켜) 하나의 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류가 평형되도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 타 조향 제어 장치의 정상 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치가 정상 상태인 경우, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치는 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류(즉, 조향 제어 장치(10)와 타 조향 제어 장치에서 하나의 조향 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류)중50%의 어시스트 전류를 각각에 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 인버터(13-2)로부터 송수신되는 정보 및 인버터(13-2) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 자신의 내부 상태 모니터링 결과가 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 5상 인버터의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 컨트롤러부(14)는 5상 인버터 중 2상까지 페일러가 발생하더러도 나머지 3상으로 어시스트 전류를 발생하도록 5상 인버터의 동작을 제어할 수 있다.
게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)의 제어 신호에 기반하여 게이트 신호를 생성하고, 게이트 신호를 인버터(13-2)로 제공할 수 있다.
즉, 게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)로부터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)로부터 제공받은 제어 신호에 기반하여 게이트 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버(13-1)는 인버터(13-2)와 연결될 수 있다. 게이트 드라이버(13-1)는 게이트 신호를 인버터(13-2)로 제공할 수 있다.
여기서, 제어 신호 또는 게이트 신호는 기 설정된 변조 방식에 의해 생성될 수 있다. 특히, 기 설정된 변조 방식은 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 방식, 최적 전압 변조(optimal voltage modulation) 방식, 삼각파 비교 전압 변조(triangular comparison voltage modulation) 방식 및 공간 벡터 전압 변조(space vector voltage modulation) 중 적어도 하나의 전압 변조 방식을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 인버터(13-2)의 동작을 제어할 수 있는 게이트 신호를 생성할 수 있는 방식이라면, 어떠한 방식이라도 포함할 수 있다.
게이트 드라이버(13-1)는 적어도 한 개이상 일 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 5개의 게이트 신호를 5상 인버터로 제공할 수 있다.
일 예에서, 적어도 하나의 게이트 드라이버(13-1)는 한 개의 게이트 드라이버(13-1)를 포함할 수 있다. 이에, 한 개의 게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공할 수 있다.
다른 예에서, 적어도 하나의 게이트 드라이버(13-1)는 두 개의 게이트 드라이버(13-1)를 포함할 수 있다. 이에, 두 개의 게이트 드라이버(13-1)는 컨트롤러부(14)의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 5개의 게이트 신호를 5상 인버터로 제공할 수 있다.
즉, 두 개의 게이트 드라이버(13-1) 중 하나는 컨트롤러부(14)의 제어 신호에 기반하여 3 개의 게이트 신호를 생성하고, 3개의 게이트 신호를 5상 인버터로 제공할 수 있다. 그리고, 두 개의 게이트 드라이버(13-1) 중 다른 하나는 컨트롤러부(14)의 제어 신호에 기반하여 2 개의 게이트 신호를 생성하고, 2개의 게이트 신호를 5상 인버터로 제공할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 게이트 드라이버(13-1)로부터 송수신되는 정보 및 게이트 드라이버(13-1) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
페이즈 차단기(13-3)는 인버터(13-2)와 조향 모터 사이에 위치하고, 인버터(13-2)로부터 제공되는 어시스트 전류 상태가 비정상인 경우, 차단될 수 있다.
즉, 페이즈 차단기(13-3)는 인버터(13-2)와 조향 모터 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 인버터(13-2)로부터 제공되는 어시스트 전류는 페이즈 차단기(13-3)를 통해 조향 모터로 제공될 수 있다.
그리고, 페이즈 차단기(13-3)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 페이즈 차단기(13-3)는 컨트롤러부(14)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 즉, 컨트롤러부(14)는 인버터(13-2)로부터 제공되는 어시스트 전류가 페이즈 차단기(13-3)를 통해 조향 모터 제공될 때, 어시스트 전류 상태가 비정상인 경우, 페이즈 차단기(13-3)를 차단시킬 수 있다.
예컨대, 페이즈 차단기(13-3)는 5상 인버터와 듀얼 권선 타입의 5상 모터 사이에 위치하고, 5상 인버터로부터 제공되는 어시스트 전류 상태가 비정상인 경우, 차단될 수 있다.
페이즈 차단기(13-3)는 PCO(phase cut off)라 지칭될 수 있으며, 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있는 소자 또는 회로로서, 스위치, 차단기, 단로기 및 개폐기 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있다면 어떠한 소자 또는 회로라도 포함할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 페이즈 차단기(13-3)로부터 송수신되는 정보 및 페이즈 차단기(13-3) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
배터리 차단기(13-4)는 직류 전원과 인버터(13-2) 사이에 위치하고, 직류 전원으로부터 제공되는 직류 전압 상태가 비정상인 경우, 차단될 수 있다.
즉, 배터리 차단기(13-4)는 직류 전원과 인버터(13-2) 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 직류 전원으로부터 제공되는 직류 전압은 배터리 차단기(13-4)를 통해 인버터(13-2)로 제공될 수 있다.
그리고, 배터리 차단기(13-4)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 배터리 차단기(13-4)는 컨트롤러부(14)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 즉, 컨트롤러부(14)는 직류 전원으로부터 제공되는 직류 전압이 배터리 차단기(13-4)를 통해 인버터(13-2)로 제공될 때, 직류 전압 상태가 비정상인 경우, 배터리 차단기(13-4)를 차단시킬 수 있다.
예컨대, 배터리 차단기(13-4)는 직류 전원과 5상 인버터 사이에 위치하고, 직류 전원으로부터 제공되는 직류 전압 상태가 비정상인 경우, 차단될 수 있다.
배터리 차단기(13-4)는 BCO(battery cut off)라 지칭될 수 있으며, 배터리를 차단(cut off)할 수 있는 소자 또는 회로로서, 스위치, 차단기, 단로기 및 개폐기 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 배터리를 차단(cut off)할 수 있다면 어떠한 소자 또는 회로라도 포함할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 배터리 차단기(13-4)로부터 송수신되는 정보 및 배터리 차단기(13-4) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
필터(13-5)는 직류 전원과, 인버터(13-2) 또는 배터리 차단기(13-4) 사이에 위치할 수 있다. 필터(13-5)는 직류 전원과, 인버터(13-2) 또는 배터리 차단기(13-4) 사이에 흐르는 전류에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다. 여기서, 노이즈는 CM(공통 모드) 노이즈 및 DM(차동 모드) 노이즈 중 적어도 하나의 노이즈를 포함할 수 있다.
필터(13-5)는 EMI 필터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 노이즈를 제거할 수 있다면, 어떠한 필터라도 포함할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 필터(13-5)로부터 송수신되는 정보 및 필터(13-5) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 센서부(11)는 온도 센서(11-1), 전류 센서(11-2) 및 모터 위치 센서(11-3)등을 포함하여 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 제어 장치 또는 조향 장치에 대한 상태를 측정할 수 있다면, 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
온도 센서(11-1)는 조향 제어 장치(10)의 내부 온도를 측정하여 내부 온도 정보를 획득할 수 있다. 온도 센서(11-1)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 온도센서는 내부 온도 정보를 컨트롤러부(14)로 제공할 수 있다.
전류 센서(11-2)는 조향 모터 전원부(13)와 조향 모터 사이의 어시스트 전류를 측정하여 어시스트 전류 정보를 획득할 수 있다. 전류 센서(11-2)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 전류 센서(11-2)는 어시스트 전류 정보를 컨트롤러부(14)로 제공할 수 있다.
모터 위치 센서(11-3)는 조향 모터의 위치를 측정하여 모터 위치 정보를 획득할 수 있다. 모터 위치 센서(11-3)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 모터 위치 센서(11-3)는 모터 위치 정보를 컨트롤러부(14)로 제공할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 온도 센서(11-1)로부터 제공되는 내부 온도 정보, 전류 센서(11-2)로부터 제공되는 어시스트 전류 정보 및 모터 위치 센서(11-3)로부터 제공되는 모터 위치 정보 중 적어도 하나의 정보에 기반하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 조향 모터 전원부(13)는 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 온도 센서(11-1)로부터 제공되는 내부 온도 정보, 전류 센서(11-2)로부터 제공되는 어시스트 전류 정보, 모터 위치 센서(11-3)로부터 제공되는 모터 위치 정보, 온도 센서(11-1), 전류 센서(11-2) 및 모터 위치 센서(11-3) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 통신부(12)는 외부 통신부(12-2)를 포함할 수 있다.
외부 통신부(12-2)는 차량과 연결될 수 있다. 외부 통신부(12-2)는 외부 통신망을 통해 차량과 연결되어, 타 조향 제어 장치와 정보를 송수신할 수 있다.
예컨대, 외부 통신부(12-2)는 차량으로부터 차량의 상태 정보를 수신할 수 있다. 외부 통신부(12-2)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 외부 통신부(12-2)는 차량의 상태 정보를 컨트롤러부(14)로 제공할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 외부 통신부(12-2)로부터 제공되는 차량의 상태 정보에 기반하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 조향 모터 전원부(13)는 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 외부 통신부(12-2)로부터 제공되는 차량의 상태 정보 및 외부 통신부(12-2) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 컨트롤러 감시부(15)는 컨트롤러부(14)와 연결될 수 있다. 컨트롤러 감시부(15)는 컨트롤러부(14)의 동작 상태를 감시할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러부(14)는 워치독 신호를 컨트롤러 감시부(15)로 제공할 수 있다. 그리고, 컨트롤러 감시부(15)는 컨트롤러부(14)로부터 제공받은 워치독 신호에 기반하여 클리어 되거나 리셋 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 컨트롤러 감시부(15)가 클리어 되는 경우, 컨트롤러부(14)는 정상적으로 동작되고 있음을 의미할 수 있다. 그리고, 컨트롤러 감시부(15)가 리셋 신호를 생성하여 컨트롤러부(14)로 제공하는 경우, 컨트롤러부(14)는 비정상으로 동작되고 있음을 의미할 수 있으며, 리셋 신호에 의해 리셋될 수 있다.
여기서, 워치독 신호는 컨트롤러 감시부(15)가 주기적으로 컨트롤러부(14)의 동작을 감시하는 신호(일 예로, 리셋시키지 못하도록 하는 신호)일 수 있다. 즉, 워치독 신호는 컨트롤러부(14)에서 현재 실행되는 프로그램이 얼라이브(alive)하고 있다는 것을 확인시킬 수 있는 신호일 수 있다.
컨트롤러 감시부(15)는 워치독(watchdog)(15-1)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 컨트롤러부(14)를 감시할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다. 특히, 워치독(15-1)은 데드라인 즉, 시작과 끝이 있는 윈도우(window) 워치독을 포함할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 컨트롤러 감시부(15)의 상태(일 예로, 클리어 되거나 리셋 신호 생성 및 제공 등)에 따라 구동되고, 이를 기반하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 조향 모터 전원부(13)는 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 컨트롤러 감시부(15)로부터 송수신되는 신호 및 컨트롤러 감시부(15) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 전원 변환부(16)는 직류 전압을 전압 변환하여 적어도 하나의 동작 전압을 생성할 수 있다.
전원 변환부(16)는 적어도 하나의 동작 전압을 센서부(11), 통신부(12), 조향 모터 전원부(13), 컨트롤러부(14) 및 컨트롤러 감시부(15) 중 적어도 하나로 제공하여, 이들을 구동시킬 수 있다. 즉, 동작 전압은 조향 제어 장치(10) 내의 구성요소들을 구동시킬 수 있는 전압일 수 있다.
전원 변환부(16)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 여기서, DC-DC 컨버터는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 동작 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 컨버터라도 포함할 수 있다.
전원 변환부(16)는 레귤레이터(regulator)(16-1)를 포함할 수 있다. 여기서, 레귤레이터(16-1)는 직류 전압을 제공받아 제공받은 직류 전압보다 낮은 동작 전압으로 변환할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(14)는 전원 변환부(16)로부터 제공되는 동작 전압에 의해 구동되고, 이를 기반하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 조향 모터 전원부(13)는 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 컨트롤러부(14)는 전원 변환부(16)로부터 제공되는 동작 전압 및 전원 변환부(16) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 장치로 제공되도록 내부 통신부(12-1)의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 장치(1000)는 조향 제어 모듈(100) 및 조향 모터(600) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 실시예들에 따른 조향 장치(1000)는 내부 통신망(200), 전원 공급 모듈(300), 조향 토크 센서 모듈(400), 조향각 센서 모듈(500) 및 외부 통신망(700) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 조향 제어 모듈(100), 내부 통신망(200), 전원 공급 모듈(300), 조향 토크 센서 모듈(400), 조향각 센서 모듈(500), 조향 모터(600) 및 외부 통신망(700)은 서로 연결되어, 정보들을 서로 제공받거나, 정보들을 서로 제공할 수 있다.
여기서, 본 실시예들에 따른 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 도 1을 참조하여 상술한 조향 제어 장치(10)와 동일한 기능을 수행하는 동일한 구성요소로 이해할 수 있으므로, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 도 1을 참조하여 상술한 조향 제어 장치(10)의 기능을 모두 수행할 수 있다.
특히, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치(10)와, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전자적으로 제어할 수 있는 장치(또는, 시스템)라면 어떠한 제어 장치(또는, 시스템)라도 포함할 수 있다.
조향 제어 모듈(100)은 조향 모터(600)와 연결될 수 있다. 또한, 조향 제어 모듈(100)은 조향 모터(600)를 제어할 수 있다. 또한, 조향 제어 모듈(100)은 복수 개일 수 있다.
이에, 복수의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 각각에 연결되어, 조향 모터(600)를 제어할 수 있다. 즉, 복수의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 각각에 연결되어, 하나의 조향 모터(600)를 제어할 수 있다.
각 조향 제어 모듈(110, 120)은 내부 상태에 대한 모니터링 결과를 서로 송수신하며, 타 조향 제어 모듈로부터 수신된 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 기반하여 조향 모터(600)를 제어할 수 있다.
각 조향 제어 모듈(110, 120)은 내부 통신망(200)을 통해 서로 연결될 수 있다. 여기서, 내부 통신망(200)은 각 조향 제어 모듈(110, 120)만을 서로 연결시킬 수 있는 조향 제어 모듈만의 전용(private) 통신망을 의미할 수 있다.
예컨대, 내부 통신망(200)은 유선 및 무선 통신망 중 적어도 하나의 통신망을 포함할 수 있다. 특히, 내부 통신망(200)은 CAN(control area network)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 각 조향 제어 모듈(110, 120)을 서로 연결할 수 있다면, 어떠한 통신망이라도 포함할 수 있다.
전원 공급 모듈(300)은 조향 제어 모듈(100)과 연결될 수 있다. 또한, 전원 공급 모듈(300)은 전기 에너지를 조향 제어 모듈(100)로 공급할 수 있다.
특히, 전원 공급 모듈(300)은 직류 전압을 조향 제어 모듈(100)로 공급할 수 있다. 전원 공급 모듈(300)은 복수개의 직류 전압을 조향 제어 모듈(100)로 공급할 수 있다. 이에, 전원 공급 모듈(300)은 각각의 직류 전압을 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)로 공급할 수 있다.
한편, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 각각의 제어 신호를 바탕으로 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 각각의 어시스트 전류를 생성하고, 각각의 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압의 상태 및 전원 공급 모듈 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
즉, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압의 상태 및 전원 공급 모듈(300) 상태 중 적어도 하나의 상태를 판단할 수 있다. 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압의 상태 및 전원 공급 모듈(300) 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 내부 통신망(200)을 통해 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
조향 토크 센서 모듈(400)은 조향 제어 모듈(100)과 연결될 수 있다. 조향 토크 센서 모듈(400)은 조향휠의 토크 정보를 조향 제어 모듈(100)로 제공할 수 있다.
특히, 조향 토크 센서 모듈(400)은 복수개의 조향휠의 토크 정보를 조향 제어 모듈(100)로 제공할 수 있다. 이에, 조향 토크 센서 모듈(400)은 각각의 조향휠의 토크 정보를 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)로 제공할 수 있다.
한편, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 토크 센서 모듈(400)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 토크 정보에 기반하여 제어 신호를 각각 생성하고, 각각의 제어 신호를 바탕으로 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 각각의 어시스트 전류를 생성하고, 각각의 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 토크 센서 모듈(400)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 토크 정보 상태 및 조향 토크 센서 모듈 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
즉, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 토크 센서 모듈(400)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 토크 정보 상태 및 조향 토크 센서 모듈(400) 상태 중 적어도 하나의 상태를 판단할 수 있다. 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 토크 센서 모듈(400)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 토크 정보 상태 및 조향 토크 센서 모듈(400) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 내부 통신망(200)을 통해 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
조향각 센서 모듈(500)은 조향 제어 모듈(100)과 연결될 수 있다. 조향각 센서 모듈(500)은 조향휠의 조향각 정보를 조향 제어 모듈(100)로 제공할 수 있다.
특히, 조향각 센서 모듈(500)은 복수개의 조향휠의 조향각 정보를 조향 제어 모듈(100)로 제공할 수 있다. 이에, 조향각 센서 모듈(500)은 각각의 조향휠의 조향각 정보를 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)로 제공할 수 있다.
한편, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향각 센서 모듈(500)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 조향각 정보에 기반하여 제어 신호를 각각 생성하고, 각각의 제어 신호를 바탕으로 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 각각의 어시스트 전류를 생성하고, 각각의 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향각 센서 모듈(500)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 조향각 정보 상태 및 조향각 센서 모듈 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
즉, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향각 센서 모듈(500)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 조향각 정보 상태 및 조향각 센서 모듈 상태 중 적어도 하나의 상태를 판단할 수 있다. 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향각 센서 모듈(500)로부터 제공되는 각각의 조향휠의 조향각 정보 상태 및 조향각 센서 모듈(500) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 내부 통신망(200)을 통해 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
조향 모터(600)는 조향 제어 모듈(100)과 연결될 수 있다. 조향 모터(600)는 조향 제어 모듈(100)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
특히, 조향 모터(600)는 복수의 권선들을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 권선들은 서로 자기적으로 결합될 수 있다. 복수의 권선들은 적어도 하나의 상을 포함할 수 있다. 이에, 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 각각에는 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)과 연결될 수 있다.
여기서, 조향 모터(600)는 제1 권선 및 제 2 권선에 5개의 상이 포함된 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 포함할 수 있다.
한편, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 각각의 제어 신호를 바탕으로 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 각각의 어시스트 전류를 생성하고, 각각의 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 모터(600)의 제어 상태(일 예로, 어시스트 전류 상태 등) 및 조향 모터(600) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
즉, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 모터(600)의 제어 상태(일 예로, 어시스트 전류 상태 등) 및 조향 모터(600) 상태 중 적어도 하나의 상태를 판단할 수 있다. 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 조향 모터(600)의 제어 상태(일 예로, 어시스트 전류 상태 등) 및 조향 모터(600) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 내부 통신망(200)을 통해 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
외부 통신망(700)은 조향 제어 모듈(100)과 차량(2000)을 연결할 수 있다. 외부 통신망(700)은 차량(2000)으로부터 차량의 상태 정보를 제공받아 조향 제어 모듈(100)로 제공할 수 있다.
여기서, 외부 통신망(700)은 유선 및 무선 통신망 중 적어도 하나의 통신망을 포함할 수 있다. 특히, 외부 통신망(700)은 CAN(control area network)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 제어 모듈(100)과 차량(2000)을 서로 연결할 수 있다면, 어떠한 통신망이라도 포함할 수 있다.
여기서, 차량의 상태 정보는 차량의 상태를 나타낼 수 있는 차량의 차속 정보, 차량의 토크 정보, 차량의 조향각 정보, 차량의 요(yaw)각 정보, 차량의 패달 정보 및 차량의 엔진 출력 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타낼 수 있는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
그리고, 차량의 상태 정보는 차량의 내외부 주변환경을 나타낼 수 있는 차량의 주변 조도 정보, 차량의 주변 강우 정보 및 차량의 주변 강설 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 내외부 주변 환경을 나타낼 수 있는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
특히, 외부 통신망(700)은 복수개일 수 있다. 각각의 외부 통신망(710, 720)은 차량(2000)으로부터 차량의 상태 정보를 각각 제공받을 수 있다. 이에, 각각의 외부 통신망(710, 720)은 차량의 상태 정보를 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)로 제공할 수 있다.
한편, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 각각의 외부 통신망(710, 720)으로부터 제공되는 각각의 차량의 상태 정보에 기반하여 제어 신호를 각각 생성하고, 각각의 제어 신호를 바탕으로 전원 공급 모듈(300)로부터 제공되는 각각의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 각각의 어시스트 전류를 생성하고, 각각의 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 각각의 외부 통신망(710, 720)로부터 제공되는 각각의 차량의 상태 정보 및 각각의 외부 통신망 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
즉, 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 각각의 외부 통신망(710, 720)로부터 제공되는 각각의 차량의 상태 정보 및 각각의 외부 통신망 상태 중 적어도 하나의 상태를 판단할 수 있다. 각각의 조향 제어 모듈(110, 120)은 각각의 외부 통신망(710, 720)로부터 제공되는 각각의 차량의 상태 정보 및 각각의 외부 통신망 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 내부 통신망(200)을 통해 타 조향 제어 모듈로 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 조향 장치는, 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 각각에 연결되어 조향 모터를 제어하는 각 조향 제어 모듈을 통해, 타 조향 제어 모듈로부터 수신된 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 기반하여 조향 모터를 제어함으로써, 하나의 조향 제어 모듈에 페일러(failure)가 발생되더라도 페일러가 발생된 조향 제어 모듈의 상태에 따라 다른 조향 제어 모듈을 통해 조향 모터를 구동할 수 있어 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있다.
도 3는 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈(100)은 제 1 조향 제어 모듈(110) 및 제 2 조향 제어 모듈(120)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 제 1 센서부(111), 제 1 통신부(112), 제1 조향 모터 전원부(113), 제 1 컨트롤러부(114), 제 1 컨트롤러 감시부(115) 및 제1 전원 변환부(116) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 제 2 센서부(121), 제 2 통신부(122), 제2 조향 모터 전원부(123), 제 2 컨트롤러부(124), 제 2 컨트롤러 감시부(125) 및 제2 전원 변환부(126) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 실시예들에 따른 제 1 조향 제어 모듈(110)과 제 2 조향 제어 모듈(120)은 도 1을 참조하여 상술한 조향 제어 장치(10)와 동일한 기능을 수행하는 동일한 구성요소로 이해할 수 있으므로, 제 1 조향 제어 모듈(110)과 제 2 조향 제어 모듈(120)은 도 1을 참조하여 상술한 조향 제어 장치(10)의 기능을 모두 수행할 수 있다.
즉, 제 1 센서부(111)와 제 2 센서부(121)는 도 1의 센서부(11), 제 1 통신부(112)와 제 2 통신부(122)는 도 1의 통신부(12), 제 1 조향 모터 전원부(113)와 제 2 조향 모터 전원부(123)는 도 1의 조향 모터 전원부(13), 제 1 컨트롤러부(114)와 제 2 컨트롤러부(124)는 도 1의 컨트롤러부(14), 제 1 컨트롤러 감시부(115)와 제 2 컨트롤러 감시부(125)는 도 1의 컨트롤러 감시부(15) 및 제 1 전원 변환부(116)와 제 2 전원 변환부(126)는 도 1의 전원 변환부(16)와 동일한 구성요소로 이해할 수 있으므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
또한, 제 1 온도 센서(111-1)와 제 2 온도 센서(121-1)는 도 1의 온도 센서(11-1), 제 1 전류 센서(111-2)와 제 2 전류 센서(121-2)는 도 1의 전류 센서(11-2), 제 1 모터 위치 센서(111-3)와 제 2 모터 위치 센서(121-3)는 도 1의 모터 위치 센서(11-3), 제 1 내부 통신부(112-1)와 제 2 내부 통신부(122-1)는 도 1의 내부 통신부(12-1), 제 1 외부 통신부(112-2)와 제 2 외부 통신부(122-2)는 도 1의 외부 통신부(12-2), 제 1 게이트 드라이버(113-1)와 제 2 게이트 드라이버(123-1)는 도 1의 게이트 드라이버(13-1), 제 1 인버터(113-2)와 제 2 인버터(123-2)는 도 1의 인버터(13-2), 제 1 PCO(113-3)와 제 2 PCO(123-3)는 도 1의 PCO(13-3), 제 1 BCO(113-4)와 제 2 BCO(123-4)는 도 1의 BCO(13-4), 제 1 필터(113-5)와 제 2 필터(123-5)는 도 1의 필터(13-5), 제 1 MCU(114-1)와 제 2 MCU(124-1)는 도 1의 MCU(14-1), 제 1 워치독(115-1)과 제 2 워치독(125-1)은 도 1의 워치독(5-1), 제 1 레귤레이터(116-1)와 제 2 레귤레이터(126-1)는 도 1의 레귤레이터(16-1) 동일한 구성요소로 이해할 수 있으므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 실시예들에 따른 전원 공급 모듈을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 전원 공급 모듈(300)은 복수개의 직류 전원(310, 320)을 포함할 수 있다. 예컨대, 전원 공급 모듈(300)은 도면에 도시된 바와 같이, 제 1 직류 전원(310) 및 제 2 직류 전원(320)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 직류 전원(310) 및 제 2 직류 전원(320)은 배터리 전원을 포함할 수 있다.
제 1 직류 전원(310)은 제 1 직류 전압을 제 1 조향 제어 모듈(110)로 제공할 수 있다. 즉, 제 1 직류 전원(310)은 제 1 직류 전압을 제 1 전원 변환부(116)의 제 1 레귤레이터(116-1)로 제공할 수 있다. 그리고, 제 1 직류 전원(310)은 제 1 직류 전압을 제 1 조향 모터 전원부(113)의 제 1 인버터(113-2)로 제공할 수 있다. 여기서, 제 1 직류 전원(310)과 제 1 인버터(113-2) 사이에는 제 1 필터(113-5)와 제 1 BCO(113-4)가 위치할 수 있다.
제 2 직류 전원(320)은 제 2 직류 전압을 제 2 조향 제어 모듈(120)로 제공할 수 있다. 즉, 제 2 직류 전원(320)은 제 2 직류 전압을 제 2 전원 변환부(126)의 제 2 레귤레이터(126-1)로 제공할 수 있다. 그리고, 제 2 직류 전원(320)은 제 2 직류 전압을 제 2 조향 모터 전원부(123)의 제 2 인버터(123-2)로 제공할 수 있다. 여기서, 제 2 직류 전원(320)과 제 2 인버터(123-2) 사이에는 제 2 필터(123-5)와 제 2 BCO(123-4)가 위치할 수 있다.
한편, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 제어 신호를 바탕으로 제 1 직류 전원(310)으로부터 제공되는 제 1 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 제어 신호를 바탕으로 제 2 직류 전원(320)으로부터 제공되는 제 2 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
또한, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 제 1 직류 전원(310)로부터 제공되는 제 1 직류 전압의 상태 및 제 1 직류 전원 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 제 2 조향 제어 모듈(120)로 제공할 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 제 2 직류 전원(320)로부터 제공되는 제 2 직류 전압의 상태 및 제 2 직류 전원 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 제 1 조향 제어 모듈(110)로 제공할 수 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서 모듈은 복수개의 조향 토크 센서(410, 420)를 포함할 수 있다. 예컨대, 조향 토크 센서 모듈(400)은 적어도 하나의 제 1 조향 토크 센서(410) 및 적어도 하나의 제 2 조향 토크 센서(420)를 포함할 수 있다.
또한, 조향 토크 센서 모듈(400)은 다이(die)를 포함할 수 있다. 다이(die)는 하나의 조향 토크 센서를 포함하는 싱글(single) 다이 및 두 개의 조향 토크 센서를 포함하는 듀얼(dual) 다이 중 적어도 하나의 다이를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 토크 센서의 개수에 따라 다이는 변형될 수 있다.
예컨대, 조향 토크 센서 모듈(400)은 하나의 제 1 조향 토크 센서(410)를 포함하는 제 1 싱글 다이, 두 개의 제 1 조향 토크 센서(410)를 포함하는 제 1 듀얼 다이, 하나의 제 2 조향 토크 센서(420)를 포함하는 제 2 싱글 다이 및 두 개의 제 2 조향 토크 센서(420)를 포함하는 제 2 듀얼 다이 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 제 1 조향 토크 센서(410)는 조향휠의 토크를 측정하여 조향휠의 토크 정보를 제 1 조향 제어 모듈(110)(또는, 제 1 컨트롤러부(114))로 제공할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 제 2 조향 토크 센서(420)는 조향휠의 토크를 측정하여 조향휠의 토크 정보를 제 2 조향 제어 모듈(120)(또는, 제 2 컨트롤러부(124))로 제공할 수 있다.
한편, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 적어도 하나의 제 1 조향 토크 센서(410)로부터 제공되는 조향휠의 토크 정보에 기반하여 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 바탕으로 제 1 직류 전원(310)으로부터 제공되는 제 1 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 적어도 하나의 제 2 조향 토크 센서(420)로부터 제공되는 조향휠의 토크 정보에 기반하여 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 바탕으로 제 2 직류 전원(320)으로부터 제공되는 제 2 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
또한, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 적어도 하나의 제 1 조향 토크 센서(410)로부터 제공되는 조향휠의 토크 정보 상태 및 적어도 하나의 제 1 조향 토크 센서(410) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 제 2 조향 제어 모듈(120)로 제공할 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 적어도 하나의 제 2 조향 토크 센서(420)로부터 제공되는 조향휠의 토크 정보 상태 및 적어도 하나의 제 2 조향 토크 센서(420) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 제 1 조향 제어 모듈(110)로 제공할 수 있다.
도 6은 본 실시예들에 따른 조향각 센서 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향각 센서 모듈(500)은 복수개의 조향각 센서(510, 520)를 포함할 수 있다. 예컨대, 조향각 센서 모듈(500)은 적어도 하나의 제 1 조향각 센서(510) 및 적어도 하나의 제 2 조향각 센서(520)를 포함할 수 있다.
또한, 조향각 센서 모듈(500)은 다이(die)를 포함할 수 있다. 다이(die)는 하나의 조향각 센서를 포함하는 싱글(single) 다이 및 두 개의 조향각 센서를 포함하는 듀얼(dual) 다이 중 적어도 하나의 다이를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향각 센서의 개수에 따라 다이는 변형될 수 있다.
예컨대, 조향각 센서 모듈(500)은 하나의 제 1 조향각 센서(510)를 포함하는 제 1 싱글 다이, 두 개의 제 1 조향각 센서(510)를 포함하는 제 1 듀얼 다이, 하나의 제 2 조향각 센서(520)를 포함하는 제 2 싱글 다이 및 두 개의 제 2 조향각 센서(520)를 포함하는 제 2 듀얼 다이 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 제 1 조향각 센서(510)는 조향휠의 조향각을 측정하여 조향휠의 조향각 정보를 제 1 조향 제어 모듈(110)(또는, 제 1 컨트롤러부(114))로 제공할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 제 2 조향각 센서(520)는 조향휠의 조향각을 측정하여 조향휠의 조향각 정보를 제 2 조향 제어 모듈(120)(또는, 제 2 컨트롤러부(124))로 제공할 수 있다.
한편, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 적어도 하나의 제 1 조향각 센서(510)로부터 제공되는 조향휠의 조향각 정보에 기반하여 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 바탕으로 제 1 직류 전원(310)으로부터 제공되는 제 1 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 적어도 하나의 제 2 조향각 센서(520)로부터 제공되는 조향휠의 조향각 정보에 기반하여 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 바탕으로 제 2 직류 전원(320)으로부터 제공되는 제 2 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류를 조향 모터(600)에 포함된 복수의 권선들 중 자신과 연결된 권선으로 제공할 수 있다.
또한, 제 1 조향 제어 모듈(110)은 적어도 하나의 제 1 조향각 센서(510)로부터 제공되는 조향휠의 조향각 정보 상태 및 적어도 하나의 제 1 조향각 센서(510) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 제 2 조향 제어 모듈(120)로 제공할 수 있다.
그리고, 제 2 조향 제어 모듈(120)은 적어도 하나의 제 2 조향각 센서(520)로부터 제공되는 조향휠의 조향각 정보 상태 및 적어도 하나의 제 2 조향각 센서(520) 상태 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 제 1 조향 제어 모듈(110)로 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 조향 장치는, 조향 제어 모듈뿐만 아니라 전원 공급 모듈, 조향 토크 센서 모듈, 조향각 센서 모듈, 내부 통신망 및 외부 통신망이 이중화됨에 따라 상술한 구성요소 하나에 페일러(failure)가 발생되더라도 다른 하나를 통해 조향 모터를 구동할 수 있어 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있다.
도 7은 본 실시예들에 따른 조향 모터를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 모터(600)는 제1 권선(611) 및 제 2 권선(612)에 5개의 상이 포함된 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)를 포함할 수 있다.
제 1 조향 모터 전원부(113)는 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 포함된 복수의 권선들 중 제 1 권선(611)으로 제 1 어시스트 전류를 제공할 수 있다.
제 2 조향 모터 전원부(123)는 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 포함된 복수의 권선들 중 제 2 권선(612)으로 제 2 어시스트 전류를 제공할 수 있다.
제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)의 모니터링 결과에 따라 제 1 조향 모터 전원부(113)의 동작을 제어하여 제 1 어시스트 전류를 조절할 수 있다.
예컨대, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)로부터 수신된 모니터링 결과가 제 2 조향 제어 모듈(120)의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 제 1 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 제 1 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 제 1 조향 모터 전원부(113)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)로부터 수신된 모니터링 결과가 제 2 조향 제어 모듈(120)의 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 제 1 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 제 1 어시스트 전류가 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 제공되는 전체 어시스트 전류(일 예로, 제 1 어시스트 전류와 제 2 어시스트 전류의 합)를 평형시키도록 제 1 조향 모터 전원부(113)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)로부터 수신된 모니터링 결과가 제 2 조향 제어 모듈(120)의 정상 상태를 지시하는 경우, 제 1 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 제 1 조향 모터 전원부(113)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제 1 조향 제어 모듈(110)과 제 2 조향 제어 모듈(120)이 정상 상태인 경우, 제 1 조향 모터 전원부(113)와 제 2 조향 모터 전원부(123)는 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 제공되는 전체 어시스트 전류 중50%의 어시스트 전류를 각각에 연결된 제 1 권선(611) 및 제 2 권선(612)으로 제공할 수 있다.
도 8은 본 실시예들에 따른 인버터를 설명하기 위한 구체적인 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 인버터는 5상 인버터를 포함할 수 있다.
제 1 조향 제어 모듈(110)의 제 1 인버터(113-2)는 5상 인버터(113-21)를 포함할 수 있다. 그리고, 5상 인버터(113-21)는 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 포함된 제 1 권선(611)과 연결될 수 있다.
즉, 5상 인버터(113-21)는 제 1 컨트롤러부(114)의 제어 신호를 바탕으로 제1 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 제 1 어시스트 전류를 듀얼 권선 타입의 5상 모터(610)의 제 1 권선(611)으로 제공할 수 있다.
그리고, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)의 모니터링 결과에 따라 5상 인버터(113-21)의 동작을 제어하여 제 1 어시스트 전류를 조절할 수 있다.
예컨대, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)로부터 수신된 모니터링 결과가 제 2 조향 제어 모듈(120)의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 제 1 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 제 1 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 5상 인버터(113-21)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)로부터 수신된 모니터링 결과가 제 2 조향 제어 모듈(120)의 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 제 1 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 제 1 어시스트 전류가 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 제공되는 전체 어시스트 전류(일 예로, 제 1 어시스트 전류와 제 2 어시스트 전류의 합)를 평형시키도록 5상 인버터(113-21)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제 1 컨트롤러부(114)는 제 2 조향 제어 모듈(120)로부터 수신된 모니터링 결과가 제 2 조향 제어 모듈(120)의 정상 상태를 지시하는 경우, 제 1 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 5상 인버터(113-21)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제 1 조향 제어 모듈(110)과 제 2 조향 제어 모듈(120)이 정상 상태인 경우, 제 1 조향 제어 모듈(110)과 제 2 조향 제어 모듈(120)은 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터(610)에 제공되는 전체 어시스트 전류 중50%의 어시스트 전류를 각각에 연결된 제 1 권선(611) 및 제 2 권선(612)으로 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 조향 장치는, 두 개의 5상 인버터를 통해 하나의 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 구동함으로써, 하나의 5상 인버터에 페일러(failure)가 발생되더라도 페일러가 발생된 5상 인버터의 상태에 따라 다른 하나의 5상 인버터를 통해 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 구동할 수 있어 모터 출력 저감이 작을 뿐만 아니라 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 조향 장치는, 두 개의 5상 인버터를 통해 하나의 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 구동함으로써, 5상 인버터 중 2상까지 페일러가 발생되더라도 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터의 운전이 가능하여 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 원가 절감이 가능하다.
도 9는 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치 및 조향 장치의 컴퓨터 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 9을 참조하면, 이상 상술한 본 실시예들은, 컴퓨터 시스템 내에, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 조향 제어 장치 및 조향 장치 등의 컴퓨터 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장부(1030), 사용자 인터페이스 입력부(1040) 및 사용자 인터페이스 출력부(1050) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(1060)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(1070)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 메모리(1020) 및/또는 저장소(1030)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(1020) 및 저장부(1030)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1021) 및 RAM(1023)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예들은 컴퓨터로 구현되는 방법 또는 컴퓨터 실행 가능 명령어들이 저장된 비휘발성 컴퓨터 기록 매체로 구현될 수 있다. 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때 본 실시예들의 적어도 일 실시 예에 따른 방법을 수행할 수 있다.
전술한 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치 및 조향 장치에 대한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 실시예들은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 실시예들에 속한다.
100: 조향 제어 모듈 200: 내부 통신망
300: 전원 공급 모듈 400: 조향 토크 센서 모듈
500: 조향각 센서 모듈 600: 조향 모터
700: 외부 통신망

Claims (20)

  1. 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 하나의 권선으로 어시스트 전류를 제공하는 조향 모터 전원부;
    상기 조향 모터 전원부의 동작을 제어하고, 내부 상태를 모니터링하는 컨트롤러부; 및
    상기 컨트롤러부의 모니터링 결과를 상기 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 나머지 권선 각각에 연결된 타 조향 제어 장치로 송신하고, 상기 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과를 수신하는 내부 통신부를 포함하되,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 타 조향 제어 장치의 모니터링 결과에 따라 상기 조향 모터 전원부의 동작을 제어하여 어시스트 전류를 조절하는 조향 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 모터 전원부는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 상기 어시스트 전류를 듀얼 권선 타입의 5상 모터의 제 1 권선으로 제공하는 5상 인버터를 포함하는 조향 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조향 모터 전원부는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 상기 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공하는 적어도 하나의 게이트 드라이버를 더 포함하는 조향 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 게이트 드라이버는 한 개의 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 한 개의 게이트 드라이버는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 상기 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공하는 조향 제어 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 게이트 드라이버는 두 개의 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 두 개의 게이트 드라이버는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 상기 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공하는 조향 제어 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 조향 모터 전원부는,
    직류 전원과 상기 5상 인버터 사이에 위치하고, 상기 직류 전원으로부터 제공되는 직류 전압 상태가 비정상인 경우, 차단되는 배터리 차단기를 더 포함하는 조향 제어 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 조향 모터 전원부는,
    상기 5상 인버터와 상기 듀얼 권선 타입의 5상 모터 사이에 위치하고, 상기 5상 인버터로부터 제공되는 어시스트 전류 상태가 비정상인 경우, 차단되는 페이즈 차단기를 더 포함하는 조향 제어 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 상기 타 조향 제어 장치의 전체 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 상기 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 상기 어시스트 전류가 최대 전류를 넘지 않는 범위 내로 상승되도록 상기 5상 인버터의 동작을 제어하는 조향 제어 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 타 조향 제어 장치로부터 수신된 모니터링 결과가 상기 타 조향 제어 장치의 일부 제어 불능 상태를 지시하는 경우, 상기 어시스트 전류가 현재 상태로 유지되도록 또는 상기 어시스트 전류가 상기 듀얼 권선 타입의 5상 모터에 제공되는 전체 어시스트 전류를 평형시키도록 상기 5상 인버터의 동작을 제어하는 조향 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 조향 모터 전원부 및 상기 내부 통신부 중 적어도 하나의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 상기 타 조향 제어 장치로 제공되도록 상기 내부 통신부의 동작을 제어하는 조향 제어 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    내부의 온도를 측정하는 온도 센서, 어시스트 전류를 측정하는 전류 센서 및 조향 모터의 위치를 측정하는 모터 위치 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 온도 센서, 전류 센서 및 모터 위치 센서 중 적어도 하나의 센서의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 상기 타 조향 제어 장치로 제공되도록 상기 내부 통신부의 동작을 제어하는 조향 제어 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    직류 전압을 전압 변환하여 상기 조향 모터 전원부 및 컨트롤러부로 적어도 하나의 동작 전압을 제공하는 전원 변환부를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 전원 변환부의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 상기 타 조향 제어 장치로 제공되도록 상기 내부 통신부의 동작을 제어하는 조향 제어 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    차량의 상태 정보를 수신하는 외부 통신부를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 외부 통신부의 상태가 비정상인 경우, 고장 지시 정보를 포함하는 모니터링 결과를 생성하여 상기 타 조향 제어 장치로 제공되도록 상기 내부 통신부의 동작을 제어하는 조향 제어 장치.
  14. 복수의 권선들을 포함하는 조향 모터; 및
    상기 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 각각에 연결되어 상기 조향 모터를 제어하는 복수의 조향 제어 모듈을 포함하되,
    각 조향 제어 모듈은,
    내부 상태에 대한 모니터링 결과를 서로 송수신하며, 타 조향 제어 모듈로부터 수신된 내부 상태에 대한 모니터링 결과에 기반하여 상기 조향 모터를 제어하는 조향 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 조향 제어 모듈은,
    제 1 조향 제어 모듈 및 제 2 조향 제어 모듈을 포함하되,
    상기 제 1 조향 제어 모듈은,
    상기 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 제 1 권선으로 어시스트 전류를 제공하는 조향 모터 전원부;
    상기 조향 모터 전원부의 동작을 제어하고, 내부 상태를 모니터링하여 제 1 모니터링 결과를 획득하는 컨트롤러부; 및
    상기 제 1 모니터링 결과를 상기 조향 모터에 포함된 복수의 권선들 중 제 2 권선에 연결된 제 2 조향 제어 모듈로 송신하고, 상기 제 2 조향 제어 모듈로부터 제 2 모니터링 결과를 수신하는 내부 통신부를 포함하고,
    상기 컨트롤러부는,
    상기 제 2 모니터링 결과에 기반하여 상기 조향 모터 전원부의 동작을 제어하여 제 1 어시스트 전류를 조절하는 조향 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 조향 모터는,
    상기 제 1 권선 및 상기 제 2 권선에 5개의 상이 포함된 듀얼 권선(dual wound) 타입의 5상 모터를 포함하는 조향 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 조향 모터 전원부는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호를 바탕으로 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 상기 제 1 어시스트 전류를 생성하고, 상기 제 1 어시스트 전류를 상기 듀얼 권선 타입의 5상 모터의 제 1 권선으로 제공하는 5상 인버터를 포함하는 조향 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조향 모터 전원부는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 상기 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공하는 적어도 하나의 게이트 드라이버를 더 포함하는 조향 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 게이트 드라이버는 한 개의 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 한 개의 게이트 드라이버는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 상기 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공하는 조향 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 게이트 드라이버는 두 개의 게이트 드라이버를 포함하고,
    상기 두 개의 게이트 드라이버는,
    상기 컨트롤러부의 제어 신호에 기반하여 5개의 게이트 신호를 생성하고, 상기 5개의 게이트 신호를 상기 5상 인버터로 제공하는 조향 장치.
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