KR20200107484A - Apparatus and Method for Controlling Rack Bar of Steering Apparatus for Vehicle - Google Patents

Apparatus and Method for Controlling Rack Bar of Steering Apparatus for Vehicle Download PDF

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Abstract

The present embodiments relate to a device and a method for controlling a rack bar of a vehicle steering device, and more specifically, to a device and a method for controlling a rack bar of a vehicle steering device, which can calculate the position of the rack bar precisely by installing two magnets having different lengths and a magnetic sensor facing each magnet on the rack bar of the vehicle steering device.

Description

자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치 및 방법 {Apparatus and Method for Controlling Rack Bar of Steering Apparatus for Vehicle}Apparatus and Method for Controlling Rack Bar of Steering Apparatus for Vehicle}

본 개시는 자동차 조향 장치의 랙바의 제어에 관한 것이다.The present disclosure relates to control of a rack bar of a vehicle steering apparatus.

자동차 조향 장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 차량의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.A vehicle steering device is a device for changing the driving direction of a vehicle at the will of the driver, and is a device that assists the driver to advance the vehicle in a desired direction by arbitrarily changing the center of rotation at which the front wheel of the vehicle turns.

자동차 조향 장치 중 랙 피니언 방식 조향 장치에서 랙바는 피니언 기어와 치합하여 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 자동차의 조향 방향을 변경하는 기능을 수행한다. 따라서, 안정적인 조향을 위해서는 랙바의 위치를 정밀하게 획득하고, 운전자의 조작이나 차량의 운행 상태에 따라 요구되는 위치로 랙바를 제어할 필요가 있다.Among automobile steering devices, in the rack and pinion type steering device, the rack bar engages with the pinion gear and converts rotational motion into linear motion to change the steering direction of the vehicle. Accordingly, for stable steering, it is necessary to precisely acquire the position of the rack bar and control the rack bar to a position required according to a driver's manipulation or a driving state of the vehicle.

이에 따라, 자동차의 조향에 대한 보다 정밀하고 안정적인 제어를 위하여, 랙바의 위치 정보를 더욱 정밀하게 획득할 필요 있다.Accordingly, for more precise and stable control of the steering of the vehicle, it is necessary to more accurately obtain the position information of the rack bar.

이러한 배경에서, 본 실시예들의 목적은, 자동차의 조향 장치(steering apparatus)에서 랙바(rack bar)의 위치를 보다 정밀하게 산출하여 자동차의 조향 방향을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.Against this background, it is an object of the present embodiments to provide a method capable of more precisely controlling the steering direction of a vehicle by more accurately calculating the position of a rack bar in a steering apparatus of a vehicle. have.

본 실시예들의 다른 목적은, 하나의 자기 센서가 오작동하는 경우에도 조향 장치에서 랙바의 위치를 산출할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present embodiments is to provide a method capable of calculating the position of a rack bar in a steering device even when one magnetic sensor malfunctions.

일 측면에서, 본 실시예들은, 자동차 조향 장치의 랙바에 설치된 제1 마그넷, 랙바에서 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷, 제1 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제1 신호를 출력하는 제1 자기 센서 및 제2 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제2 신호를 출력하는 제2 자기 센서를 포함하는 감지부 및 제1 신호와 제2 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출하고, 산출된 변위 값에 기초하여 랙바를 제어하는 제어부를 포함하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the present embodiments include a first magnet installed on a rack bar of a vehicle steering apparatus, a second magnet installed at a position opposite to a position where the first magnet is installed in the rack bar, and a first signal by detecting magnetism by the first magnet. A detection unit including a first magnetic sensor that outputs and a second magnetic sensor that senses magnetism by the second magnet and outputs a second signal, and a displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal , It is possible to provide a rack bar control device of a vehicle steering apparatus including a control unit for controlling the rack bar based on the calculated displacement value.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 자동차 조향 장치의 랙바에 설치된 제1 마그넷에 의한 자기를 제1 자기 센서에서 감지하여 제1 신호를 출력하는 단계, 랙바에서 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷에 의한 자기를 제2 자기 센서에서 감지하여 제2 신호를 출력하는 단계, 제1 신호와 제2 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출하는 단계 및 산출된 변위 값에 기초하여 랙바를 제어하는 단계를 포함하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법을 제공할 수 있다.In another aspect, the present embodiments are the steps of outputting a first signal by sensing magnetism by a first magnet installed on a rack bar of a vehicle steering device by a first magnetic sensor, a position opposite to a position where the first magnet is installed in the rack bar Detecting magnetism by a second magnet installed in the second magnetic sensor and outputting a second signal, calculating a displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal, and based on the calculated displacement value It is possible to provide a method for controlling a rack bar of a vehicle steering apparatus comprising the step of controlling the rack bar.

전술한 본 실시예들에 의하면, 자동차 조향 장치의 랙바에 서로 길이가 다른 두 마그넷과 각 마그넷에 대향하는 자기 센서를 설치함으로써, 랙바의 위치를 보다 정밀하게 산출하여 자동차의 조향 방향을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.According to the above-described embodiments, by installing two magnets having different lengths on the rack bar of the vehicle steering apparatus and a magnetic sensor facing each magnet, the position of the rack bar is more accurately calculated to more accurately determine the steering direction of the vehicle. There is an effect of providing an apparatus and method for controlling a rack bar of a steering apparatus for a vehicle that can be controlled.

본 실시예들에 의하면, 하나의 자기 센서가 오작동하는 경우에도 조향 장치에서 랙바의 위치를 산출할 수 있는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.According to the present embodiments, an apparatus and method for controlling a rack bar of a vehicle steering apparatus capable of calculating the position of a rack bar in the steering apparatus even when one magnetic sensor malfunctions.

도 1은 본 실시예들에 따른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 랙바에 설치된 마그넷 및 자기 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 제1 자기 센서에서 출력된 제1 신호 및 제2 자기 센서에서 출력된 제2 신호를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 버니어 알고리즘을 이용한 랙바의 변위 값 산출을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 오작동 검출부를 더 포함한 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 자기 센서의 오작동 판단에 의한 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of an apparatus for controlling a rack bar of a steering apparatus for a vehicle according to exemplary embodiments.
2 is a diagram schematically illustrating a magnet and a magnetic sensor installed in a rack bar according to the present embodiments.
3 is a diagram illustrating a first signal output from a first magnetic sensor and a second signal output from a second magnetic sensor according to the present embodiments.
4 is a diagram for explaining calculation of a displacement value of a rack bar using a vernier algorithm according to the present embodiments.
5 is a block diagram of a rack bar control apparatus of a vehicle steering apparatus further including a malfunction detection unit according to the present embodiments.
6 is a flowchart of a method for controlling a rack bar of a vehicle steering apparatus according to the present embodiments.
7 is a flowchart of a method for controlling a rack bar of a vehicle steering apparatus by determining a malfunction of a magnetic sensor according to the present embodiments.

이하, 본 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, the same elements may have the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present disclosure, a detailed description thereof may be omitted.

또한, 본 개시의 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 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 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the constituent elements of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, order, or number of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to that other component, but other components between each component It is to be understood that is "interposed", or that each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.

도 1은 본 실시예들에 따른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of an apparatus for controlling a rack bar of a steering apparatus for a vehicle according to exemplary embodiments.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치(100)는, 자동차 조향 장치의 랙바에 설치된 제1 마그넷, 랙바에서 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷, 제1 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제1 신호를 출력하는 제1 자기 센서 및 제2 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제2 신호를 출력하는 제2 자기 센서를 포함하는 감지부(110) 및 제1 신호와 제2 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출하고, 산출된 변위 값에 기초하여 랙바를 제어하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the rack bar control apparatus 100 of a vehicle steering apparatus according to the present embodiments includes a first magnet installed on a rack bar of a vehicle steering apparatus, and a first magnet installed at a position opposite to a position where the first magnet is installed in the rack bar. A detector 110 including a second magnet, a first magnetic sensor that detects magnetism by the first magnet and outputs a first signal, and a second magnetic sensor that senses magnetism by the second magnet and outputs a second signal And a controller 130 that calculates a displacement value of the rack bar by using the first signal and the second signal, and controls the rack bar based on the calculated displacement value.

본 실시예들에 따른 랙바 제어 장치(100)는 자동차 전륜의 랙바 또는 자동차 후륜의 랙바를 제어할 수 있다. 즉, 본 실시예들은, 자동차의 전륜의 랙바에만 적용되거나, 전륜 및 후륜의 랙바 모두에 적용되거나, 후륜의 랙바에만 적용될 수 있다.The rack bar control apparatus 100 according to the present embodiments may control a rack bar of a front wheel of a vehicle or a rack bar of a rear wheel of a vehicle. That is, the present embodiments may be applied only to the rack bar of the front wheel of the vehicle, the rack bar of the front wheel and the rear wheel, or may be applied only to the rack bar of the rear wheel.

감지부(100)는 자동차 조향 장치의 랙바(150)에 설치된 제1 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제1 신호를 출력하는 제1 자기 센서 및 랙바(150)에서 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제2 신호를 출력하는 제2 자기 센서를 포함할 수 있다.The detection unit 100 is a first magnetic sensor that senses magnetism by a first magnet installed in the rack bar 150 of the vehicle steering device and outputs a first signal, and a position opposite to the position where the first magnet is installed in the rack bar 150. It may include a second magnetic sensor for outputting a second signal by sensing magnetism by the second magnet installed at the location.

제1 마그넷과 제2 마그넷은 랙바(150)에서 서로 반대되는 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 마그넷이 랙바(150)의 상부에 설치되는 경우, 제2 마그넷은 랙바(150)의 하부에 설치될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 마그넷이 랙바(150)의 전면부에 설치되고, 제2 마그넷이 랙바(150)의 후면부에 설치되는 것과 같이, 서로 반대되는 위치에 설치된다면, 어떠한 위치라도 무방할 수 있다.The first magnet and the second magnet may be installed in opposite positions on the rack bar 150. For example, when the first magnet is installed above the rack bar 150, the second magnet may be installed below the rack bar 150. However, this is an example and is not limited thereto. If the first magnet is installed on the front side of the rack bar 150 and the second magnet is installed on the rear side of the rack bar 150, if they are installed in opposite positions to each other, any position may be used.

제1 자기 센서는 제1 마그넷에 의한 자기를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 자기 센서는 홀 IC(hall IC)로 구현될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 마그넷에 의한 자기를 감지할 수 있는 센서이면 족하고, 특정 센서에 한정되는 것은 아니다.The first magnetic sensor may sense magnetism by the first magnet. According to an embodiment, the first magnetic sensor may be implemented as a Hall IC. However, this is only an example, and a sensor capable of detecting magnetism by a magnet is sufficient, and is not limited to a specific sensor.

제1 자기 센서는 제1 마그넷과 대향하는 위치에서 랙 하우징의 외부에 고정될 수 있다. 일 예에 따라, 제1 자기 센서는 랙 하우징의 외면에 설치될 수 있다. 또는, 제1 자기 센서는 랙 하우징과 분리된 상태로 제1 마그넷과 대향하는 위치에 설치될 수 있다.The first magnetic sensor may be fixed to the outside of the rack housing at a position opposite to the first magnet. According to an example, the first magnetic sensor may be installed on the outer surface of the rack housing. Alternatively, the first magnetic sensor may be installed in a position facing the first magnet while being separated from the rack housing.

사용자가 자동차의 조향 방향을 변경하기 위하여 스티어링 휠을 조작하면, 랙바(150)는 변경된 조향 방향에 따라 좌우로 스트로크된다. 랙바(150)의 스트로크에 따라 랙바(150)에 설치된 제1 마그넷도 같이 좌우로 이동하게 된다.When the user manipulates the steering wheel to change the steering direction of the vehicle, the rack bar 150 is stroked left and right according to the changed steering direction. According to the stroke of the rack bar 150, the first magnet installed on the rack bar 150 is also moved left and right.

제1 마그넷의 이동에 따라, 제1 자기 센서에서 감지되는 자기장의 세기는 변화하게 된다. 제1 자기 센서는 감지된 자기장의 세기 변화에 따른 제1 신호를 제어부(130)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 센서가 홀 IC인 경우, 홀 효과에 의해, 자기장의 세기에 따라 선형적으로 전압이 출력될 수 있다.As the first magnet moves, the strength of the magnetic field detected by the first magnetic sensor changes. The first magnetic sensor may output a first signal to the controller 130 according to a change in the intensity of the sensed magnetic field. For example, when the first magnetic sensor is a Hall IC, a voltage may be linearly output according to the strength of the magnetic field due to the Hall effect.

제2 자기 센서는 제2 마그넷에 의한 자기를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 자기 센서는 홀 IC(hall IC)로 구현될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 마그넷에 의한 자기를 감지할 수 있는 센서이면 족하고, 특정 센서에 한정되는 것은 아니다.The second magnetic sensor may sense magnetism by the second magnet. According to an embodiment, the second magnetic sensor may be implemented as a Hall IC. However, this is only an example, and a sensor capable of detecting magnetism by a magnet is sufficient, and is not limited to a specific sensor.

제2 자기 센서는 제2 마그넷과 대향하는 위치에서 랙 하우징의 외부에 고정될 수 있다. 일 예에 따라, 제2 자기 센서는 랙 하우징의 외면에 설치될 수 있다. 또는, 제2 자기 센서는 랙 하우징과 분리된 상태로 제2 마그넷과 대향하는 위치에 설치될 수 있다.The second magnetic sensor may be fixed to the outside of the rack housing at a position facing the second magnet. According to an example, the second magnetic sensor may be installed on the outer surface of the rack housing. Alternatively, the second magnetic sensor may be installed in a position facing the second magnet while being separated from the rack housing.

사용자가 자동차의 조향 방향을 변경하기 위하여 스티어링 휠을 조작하면, 랙바(150)는 변경된 조향 방향에 따라 좌우로 스트로크된다. 랙바(150)의 스트로크에 따라 랙바(150)에 설치된 제2 마그넷도 같이 좌우로 이동하게 된다.When the user manipulates the steering wheel to change the steering direction of the vehicle, the rack bar 150 is stroked left and right according to the changed steering direction. According to the stroke of the rack bar 150, the second magnet installed on the rack bar 150 is also moved left and right.

제2 마그넷의 이동에 따라, 제2 자기 센서에서 감지되는 자기장의 세기는 변화하게 된다. 제2 자기 센서는 감지된 자기장의 세기 변화에 따른 제2 신호를 제어부(130)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 자기 센서가 홀 IC인 경우, 홀 효과에 의해, 자기장의 세기에 따라 선형적으로 전압이 출력될 수 있다.As the second magnet moves, the strength of the magnetic field detected by the second magnetic sensor changes. The second magnetic sensor may output a second signal according to a change in the intensity of the sensed magnetic field to the controller 130. For example, when the second magnetic sensor is a Hall IC, a voltage may be linearly output according to the strength of the magnetic field due to the Hall effect.

제어부(130)는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제어부(130)는 조향 방향을 제어하기 위한 일련의 동작을 수행하는 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit)로 구현될 수 있다. 제어부(130)는 랙바 제어 장치(100)의 제어 뿐아니라, 차량의 조향을 제어하는 조향 장치의 제어부 역할을 수행하도록 구현될 수 있다.The controller 130 may control the overall operation of the rack bar control device 100 of the vehicle steering apparatus. According to an embodiment, the controller 130 may be implemented as an electronic control unit (ECU) that performs a series of operations for controlling a steering direction. The controller 130 may be implemented not only to control the rack bar control apparatus 100, but also to perform a role of a controller of a steering apparatus that controls steering of a vehicle.

제어부(130)는 제1 자기 센서에서 출력된 제1 신호 및 제2 자기 센서에서 출력된 제2 신호를 수신할 수 있다. 제어부(130)는 제1 신호 및 제2 신호를 이용하여, 랙바(150)의 현재 위치를 나타내는 변위 값을 산출할 수 있다.The controller 130 may receive a first signal output from the first magnetic sensor and a second signal output from the second magnetic sensor. The controller 130 may calculate a displacement value indicating the current position of the rack bar 150 by using the first signal and the second signal.

제어부(130)는 사용자의 조작이나 차량의 운행 상태에 따라 요구되는 조향 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어부(130)는 산출된 변위 값에 따른 랙바(150)의 현재 위치를 기준으로 하여, 요구되는 조향 방향으로 자동차가 조향되도록 랙바(150)의 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 랙바(150)에 치합된 피니언 기어를 회전시키는 모터(170)를 구동하여, 랙바(150)의 위치를 변경할 수 있다.The controller 130 may acquire information on a steering direction required according to a user's manipulation or a driving state of the vehicle. The controller 130 may change the position of the rack bar 150 so that the vehicle is steered in a required steering direction based on the current position of the rack bar 150 according to the calculated displacement value. For example, the controller 130 may change the position of the rack bar 150 by driving a motor 170 that rotates a pinion gear meshed with the rack bar 150.

이하에서는 이와 같이 구성된 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 개시는 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, embodiments related to a control method that can be implemented in a rack bar control device of a vehicle steering apparatus configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings. It is apparent to those skilled in the art that the present disclosure may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

도 2는 본 실시예들에 따른 랙바에 설치된 마그넷 및 자기 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 본 실시예들에 따른 제1 자기 센서에서 출력된 제1 신호 및 제2 자기 센서에서 출력된 제2 신호를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 실시예들에 따른 버니어 알고리즘을 이용한 랙바의 변위 값 산출을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a magnet and a magnetic sensor installed in a rack bar according to the present embodiments. 3 is a diagram illustrating a first signal output from a first magnetic sensor and a second signal output from a second magnetic sensor according to the present embodiments. 4 is a diagram for explaining calculation of a displacement value of a rack bar using a vernier algorithm according to the present embodiments.

도 2를 참조하면, 자동차 조향 장치의 일부로서, 랙 하우징(210) 내부에 구비된 랙바(200)가 도시되어 있다. 랙바(200)는 자동차의 조향 방향 변경 시 좌우로 스트로크될 수 있다. 본 실시예들의 설명을 명확히 하기 위하여, 공지된 자동차 조향 장치의 다른 구성에 대해서는 도면의 작성 및 설명을 생략하기로 한다.Referring to FIG. 2, a rack bar 200 provided inside the rack housing 210 is shown as a part of a steering apparatus for a vehicle. The rack bar 200 may be stroked left and right when the steering direction of the vehicle is changed. In order to clarify the description of the present embodiments, the preparation and description of the drawings will be omitted for other configurations of the known vehicle steering apparatus.

자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치(100)의 랙바(200)에는 제1 마그넷(221) 및 제2 마그넷(223)이 설치될 수 있다. 제1 마그넷(221)과 제2 마그넷(223)은 랙바(150)에서 서로 반대되는 위치에 설치될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 제1 마그넷(221)이 랙바(150)의 상부에 설치되는 경우, 제2 마그넷(223)은 랙바(150)의 하부에 설치될 수 있다.A first magnet 221 and a second magnet 223 may be installed in the rack bar 200 of the rack bar control device 100 of the vehicle steering apparatus. The first magnet 221 and the second magnet 223 may be installed at opposite positions on the rack bar 150. As shown in FIG. 2, when the first magnet 221 is installed above the rack bar 150, the second magnet 223 may be installed below the rack bar 150.

본 실시예들에 따라, 제1 마그넷(221) 및 제2 마그넷(223)은 각각 복수의 마그넷들을 포함할 수 있다. 도 2에는 제1 마그넷(221)과 제2 마그넷(223)이 각각 여섯 개로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 마그넷(221) 및 제2 마그넷(223)의 갯수는 필요에 따라 다르게 구현될 수 있다.According to the present embodiments, each of the first magnet 221 and the second magnet 223 may include a plurality of magnets. In FIG. 2, six first magnets 221 and six second magnets 223 are shown, but the present invention is not limited thereto. The number of the first magnets 221 and the second magnets 223 may be implemented differently as necessary.

제1 마그넷(221)과 제2 마그넷(223)을 각각 하나의 긴 마그넷으로 구현하는 경우, 랙바(200)의 움직임에 따라 자기 센서에서 출력되는 신호의 선형성에 문제가 생겨 출력의 왜곡이 심해질 수 있다. 이러한 왜곡을 방지하기 위하여, 제1 마그넷(221)과 제2 마그넷(223)은 복수 개의 마그넷들이 랙바(200)의 축 방향을 따라 연달아 설치되는 것으로 구현될 수 있다.When each of the first magnet 221 and the second magnet 223 is implemented as one long magnet, the linearity of the signal output from the magnetic sensor may occur due to the movement of the rack bar 200, resulting in severe output distortion. have. In order to prevent such distortion, the first magnet 221 and the second magnet 223 may be implemented as a plurality of magnets installed in succession along the axial direction of the rack bar 200.

제1 자기 센서(231)는 제1 마그넷(221)과 대향하는 위치에서 랙 하우징(210)의 외부에 고정될 수 있다. 제1 자기 센서(231)는 제1 마그넷(221)의 기준 위치에 대향되도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 자동차의 조향 방향이 직진 방향인 경우의 랙바(200)의 위치를 기준으로 하여, 가장 왼쪽의 마그넷과 대향하는 위치에 제1 자기 센서가 설치될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 제1 마그넷(221)의 기준 위치는 필요에 따라 다르게 설정될 수 있음은 당연할 것이다.The first magnetic sensor 231 may be fixed to the outside of the rack housing 210 at a position facing the first magnet 221. The first magnetic sensor 231 may be installed to face the reference position of the first magnet 221. For example, the first magnetic sensor may be installed at a position facing the leftmost magnet based on the position of the rack bar 200 when the steering direction of the vehicle is in a straight direction. However, this is an example, and it will be natural that the reference position of the first magnet 221 may be set differently as necessary.

랙바(200)가 왼쪽으로 스트로크된다고 가정한다. 이 경우, 제1 마그넷(221)도 같이 왼쪽으로 이동되므로, 제1 마그넷(221)을 구성하는 복수의 마그넷들은 순차적으로 제1 자기 센서(231)와 대향하게 된다. 즉, 가장 왼쪽의 마그넷이 제1 자기 센서(231)를 지나가는 동안의 자기장의 세기가 제1 자기 센서(231)에서 감지되어 제1 신호로 출력될 수 있다.It is assumed that the rack bar 200 is stroked to the left. In this case, since the first magnet 221 is also moved to the left, a plurality of magnets constituting the first magnet 221 are sequentially opposed to the first magnetic sensor 231. That is, the strength of the magnetic field while the leftmost magnet passes through the first magnetic sensor 231 may be sensed by the first magnetic sensor 231 and output as a first signal.

이후, 왼쪽에서 두번째의 마그넷이 제1 자기 센서(231)를 지나가는 동안의 자기장의 세기가 제1 자기 센서(231)에서 감지되어 제1 신호로 출력될 수 있다. 이러한 동작은 랙바(200)가 왼쪽으로 스트로크되는 동안 복수의 마그넷들에 대하여 순차적으로 수행될 수 있다.Thereafter, the strength of the magnetic field while the second magnet from the left passes through the first magnetic sensor 231 may be sensed by the first magnetic sensor 231 and output as a first signal. This operation may be sequentially performed on a plurality of magnets while the rack bar 200 is stroked to the left.

마찬가지로, 랙바(200)가 다시 오른쪽으로 스트로크되는 경우 현재 대향하고 있는 마그넷에 따른 제1 신호가 출력될 수 있다. 랙바(200)가 계속 스트로크되면 그 왼쪽에 인접한 마그넷에 따른 제1 신호가 출력될 수 있다.Likewise, when the rack bar 200 is stroked to the right again, a first signal according to a magnet currently facing may be output. When the rack bar 200 continues to stroke, a first signal according to a magnet adjacent to the left side of the rack bar 200 may be output.

도 2를 참조하면, 제1 마그넷(221)을 이루는 복수의 마그넷의 각각의 길이는 a로 구현되어 있다. 따라서, 제1 자기 센서(231)을 지나가는 각 마그넷의 길이는 a일 수 있다. 도 3을 참조하면, 랙바(200)의 스트로크에 따라 제1 자기 센서(231)에서 출력되는 제1 신호(s1)의 개략적인 형태가 실선으로 도시되어 있다. 제1 자기 센서(231)을 지나가는 각 마그넷의 길이가 a이므로, 제1 신호(s1)는 마그넷의 길이인 a마다 0으로 나타날 수 있다. Referring to FIG. 2, each length of a plurality of magnets constituting the first magnet 221 is implemented as a. Accordingly, the length of each magnet passing through the first magnetic sensor 231 may be a. Referring to FIG. 3, a schematic form of the first signal s1 output from the first magnetic sensor 231 according to the stroke of the rack bar 200 is shown by a solid line. Since the length of each magnet passing through the first magnetic sensor 231 is a, the first signal s1 may appear as 0 for each length a of the magnet.

제2 자기 센서(233)는 제2 마그넷(223)과 각각 대향하는 위치에서 랙 하우징(210)의 외부에 고정될 수 있다. 제2 자기 센서(233)는 제2 마그넷(223)의 기준 위치에 대향되도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 자동차의 조향 방향이 직진 방향인 경우의 랙바(200)의 위치를 기준으로 하여, 가장 왼쪽의 마그넷과 대향하는 위치에 제2 자기 센서가 설치될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 제2 마그넷(223)의 기준 위치는 필요에 따라 다르게 설정될 수 있음은 당연할 것이다.The second magnetic sensor 233 may be fixed to the outside of the rack housing 210 at positions respectively facing the second magnet 223. The second magnetic sensor 233 may be installed to face the reference position of the second magnet 223. For example, the second magnetic sensor may be installed at a position opposite to the leftmost magnet based on the position of the rack bar 200 when the steering direction of the vehicle is a straight direction. However, this is an example, and it will be natural that the reference position of the second magnet 223 may be set differently as necessary.

랙바(200)가 왼쪽으로 스트로크된다고 가정한다. 이 경우, 제2 마그넷(223)도 같이 왼쪽으로 이동되므로, 제2 마그넷(223)을 구성하는 복수의 마그넷들은 순차적으로 제2 자기 센서(233)와 대향하게 된다. 즉, 가장 왼쪽의 마그넷이 제2 자기 센서(233)를 지나가는 동안의 자기장의 세기가 제2 자기 센서(233)에서 감지되어 제2 신호로 출력될 수 있다.It is assumed that the rack bar 200 is stroked to the left. In this case, since the second magnet 223 is also moved to the left, a plurality of magnets constituting the second magnet 223 are sequentially opposed to the second magnetic sensor 233. That is, the strength of the magnetic field while the leftmost magnet passes through the second magnetic sensor 233 may be sensed by the second magnetic sensor 233 and output as a second signal.

이후, 왼쪽에서 두번째의 마그넷이 제2 자기 센서(233)를 지나가는 동안의 자기장의 세기가 제2 자기 센서(233)에서 감지되어 제2 신호로 출력될 수 있다. 이러한 동작은 랙바(200)가 왼쪽으로 스트로크되는 동안 복수의 마그넷들에 대하여 순차적으로 수행될 수 있다.Thereafter, the strength of the magnetic field while the second magnet from the left passes through the second magnetic sensor 233 may be sensed by the second magnetic sensor 233 and output as a second signal. This operation may be sequentially performed on a plurality of magnets while the rack bar 200 is stroked to the left.

마찬가지로, 랙바(200)가 다시 오른쪽으로 스트로크되는 경우 현재 대향하고 있는 마그넷에 따른 제2 신호가 출력될 수 있다. 랙바(200)가 계속 스트로크되면 그 왼쪽에 인접한 마그넷에 따른 제2 신호가 출력될 수 있다.Likewise, when the rack bar 200 is stroked to the right again, a second signal according to a magnet currently facing may be output. When the rack bar 200 is continuously stroked, a second signal according to a magnet adjacent to the left side thereof may be output.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따라, 제2 마그넷의 길이는 제1 마그넷과 다르게 구현될 수 있다. 즉, 마그넷 각각의 길이가 a인 제1 마그넷(221)과 달리, 제2 마그넷(223)을 이루는 복수의 마그넷 각각의 길이는 b로 구현되어 있다. 따라서, 제2 자기 센서(233)을 지나가는 각 마그넷의 길이는 b일 수 있다. 도 3을 참조하면, 랙바(200)의 스트로크에 따라 출력된 제2 신호(s2)의 개략적인 그래프가 점선으로 도시되어 있다. 제2 자기 센서(233)을 지나가는 각 마그넷의 길이가 b이므로, 제2 신호(s2)는 마그넷의 길이인 b마다 0으로 나타날 수 있다. Referring to FIG. 2, according to an embodiment, the length of the second magnet may be different from that of the first magnet. That is, unlike the first magnet 221 in which the length of each of the magnets is a, the length of each of the plurality of magnets constituting the second magnet 223 is implemented as b. Accordingly, the length of each magnet passing through the second magnetic sensor 233 may be b. Referring to FIG. 3, a schematic graph of the second signal s2 output according to the stroke of the rack bar 200 is shown by a dotted line. Since the length of each magnet passing through the second magnetic sensor 233 is b, the second signal s2 may appear as 0 for each b, which is the length of the magnet.

도 3에 도시된 그래프에서, 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)가 동시에 다시 0이 될 때까지를 한 주기로 가정한다. 제1 신호(s1)는 a마다 0이 되고, 제2 신호(s2)는 b마다 0이 되므로, a와 b의 최소공배수에 해당되는 변위까지가 한 주기로 가정될 수 있다.In the graph shown in FIG. 3, it is assumed that one cycle is until the first signal s1 and the second signal s2 become 0 again at the same time. Since the first signal s1 becomes 0 for each a and the second signal s2 becomes 0 for each b, a displacement corresponding to the LCM of a and b may be assumed to be one cycle.

가정된 한 주기 내에서 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)는 점차 간격이 벌어지게 되므로, 각 변위에 대한 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)의 출력 값의 세트는 항상 다른 값을 갖게된다. 예를 들어, 도 3에 표시된 점들을 보면, 제1 신호(s1)의 출력 값이 0이 되는 위치에서 제2 신호(s2)의 출력 값이 서로 다른 것을 알 수 있다.Since the first signal (s1) and the second signal (s2) are gradually spaced apart within one assumed period, the set of output values of the first signal (s1) and the second signal (s2) for each displacement is It will always have a different value. For example, looking at the points shown in FIG. 3, it can be seen that the output values of the second signal s2 are different from each other at the position where the output value of the first signal s1 becomes 0.

이러한 특성에 기초하여, 제어부(130)는 공지의 버니어 알고리즘(vernier algorithm)을 이용하여 랙바(200)의 변위 값을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)를 입력으로 하는 버니어 알고리즘을 이용하여, 도 4에 도시된 것과 같이, 일정 구간들을 설정하고, 각 구간들에 대한 랙바의 대략적인 위치(rough gain)를 산출하고, 각 구간들에서의 랙바의 상세한 위치(fine gain)의 절대값을 산출할 수 있다. Based on these characteristics, the controller 130 may calculate a displacement value of the rack bar 200 using a known vernier algorithm. That is, the control unit 130 uses a vernier algorithm that receives the first signal s1 and the second signal s2 as inputs, as shown in FIG. 4, and sets certain sections, and sets the rack bar for each section. It is possible to calculate the rough gain of and calculate the absolute value of the fine gain of the rack bar in each section.

이후, 제어부(130)는 사용자의 조작이나 차량의 운행 상태에 따라 요구되는 조향 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어부(130)는 산출된 변위 값에 따른 랙바(200)의 현재 위치를 기준으로 하여, 요구되는 조향 방향으로 자동차가 조향되도록 랙바(200)의 위치를 변경할 수 있다.Thereafter, the controller 130 may acquire information on a steering direction required according to a user's manipulation or a driving state of the vehicle. The controller 130 may change the position of the rack bar 200 so that the vehicle is steered in a required steering direction based on the current position of the rack bar 200 according to the calculated displacement value.

이에 따르면, 자동차 조향 장치에서 랙바의 위치를 보다 정밀하게 산출하여 자동차의 조향 방향을 더욱 정밀하게 제어할 수 있다. 특히, 자동차의 운행 상태에 따라 랙바가 좌우 방향의 스트로크 이외에 전후 방향 또는 상하 방향으로 흔들리는 경우 등에 있어서, 하나의 마그넷과 자기 센서를 이용하는 것에 비하여, 산출되는 랙바의 위치에 대한 오차를 줄일 수 있다.Accordingly, it is possible to more precisely control the steering direction of the vehicle by calculating the position of the rack bar in the vehicle steering apparatus more precisely. In particular, when the rack bar shakes in the front-rear direction or up-down direction in addition to the left-right stroke according to the driving state of the vehicle, it is possible to reduce an error in the calculated position of the rack bar compared to using one magnet and a magnetic sensor.

도 5는 본 실시예들에 따른 오작동 검출부를 더 포함한 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치의 블록도이다. 5 is a block diagram of a rack bar control apparatus of a vehicle steering apparatus further including a malfunction detection unit according to the present embodiments.

도 5를 참조하면, 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치(100)는 제1 신호 및 제2 신호에 기초하여, 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 오작동 여부를 판단하는 오작동 검출부(190)를 더 포함할 수 있다. 오작동 검출부(190) 이외의 구성은 도 1에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 5, the rack bar control apparatus 100 of the vehicle steering apparatus further includes a malfunction detection unit 190 that determines whether a first magnetic sensor and a second magnetic sensor malfunction based on a first signal and a second signal. Can include. Configurations other than the malfunction detection unit 190 are substantially the same as those described in FIG. 1, and thus a description thereof will be omitted.

오작동 검출부(190)는 감지부(110)의 제1 및 제2 자기 센서로부터 제1 및 제2 신호를 각각 수신할 수 있다. 일 예에 따라, 오작동 검출부(190)는 수신된 제1 신호 및 제2 신호의 출력 값이 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지에 따라, 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 오작동 여부를 검출할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 오작동 검출은 자기 센서의 오작동을 검출할 수 있다면 특정 방법에 한정되지 않는다.The malfunction detection unit 190 may receive first and second signals from the first and second magnetic sensors of the detection unit 110, respectively. According to an example, the malfunction detection unit 190 may detect whether the first magnetic sensor and the second magnetic sensor malfunction according to whether the received output values of the first and second signals are out of a preset reference range. . However, this is an example, and the malfunction detection is not limited to a specific method as long as the malfunction of the magnetic sensor can be detected.

오작동 검출부(190)는 제1 자기 센서나 제2 자기 센서가 오작동인 것으로 판단되면, 오작동을 알리는 신호를 제어부(130)로 전송할 수 있다. 제어부(130)는 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서 중 오작동으로 판단되지 않은 자기 센서에서 출력된 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 제1 자기 센서가 오작동이라는 신호를 수신하면, 정상 작동하는 제2 자기 센서에서 감지된 마그넷의 위치 변화에 기초하여, 랙바의 이동에 따른 변위를 산출할 수 있다.When it is determined that the first magnetic sensor or the second magnetic sensor is malfunctioning, the malfunction detection unit 190 may transmit a signal notifying the malfunction to the controller 130. The controller 130 may calculate a displacement value of the rack bar by using a signal output from a magnetic sensor that is not determined to be malfunctioning among the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. That is, when receiving a signal indicating that the first magnetic sensor is malfunctioning, the control unit 130 may calculate a displacement according to the movement of the rack bar based on a change in the position of the magnet detected by the normally operating second magnetic sensor.

또한, 제어부(130)는 오작동으로 판단된 자기 센서에 대한 경고 알람을 출력하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 자동차에 구비된 디스플레이에 경고 알람을 표시하거나, 자동차에 구비된 스피커를 통하여 경고 음성을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 센서가 오작동인 경우, 제어부(130)는 제1 자기 센서가 고장이라는 텍스트를 디스플레이에 표시할 수 있다.In addition, the controller 130 may control to output a warning alarm for the magnetic sensor determined to be a malfunction. For example, the controller 130 may display a warning alarm on a display provided in a vehicle or output a warning voice through a speaker provided in the vehicle. For example, when the first magnetic sensor malfunctions, the controller 130 may display a text indicating that the first magnetic sensor is malfunctioning on the display.

제1 자기 센서 및 제2 자기 센서가 모두 오작동인 것으로 판단되면, 제어부(130)는 본 실시예들에 따른 랙바의 변위 값을 산출을 중지하고, 오작동에 대한 경고 알람을 출력할 수 있다.If it is determined that both the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are malfunctioning, the control unit 130 may stop calculating the displacement value of the rack bar according to the present embodiments and output a warning alarm for the malfunction.

이에 따르면, 하나의 자기 센서가 오작동하는 경우에도 조향 장치에서 랙바의 위치를 산출할 수 있어, 보다 안정적인 랙바의 제어가 가능할 수 있다.According to this, even when one magnetic sensor malfunctions, the position of the rack bar can be calculated by the steering device, thereby enabling more stable control of the rack bar.

도 6은 본 실시예들에 따른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a method for controlling a rack bar of a vehicle steering apparatus according to the present embodiments.

본 실시예들에 따른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법은, 도 1을 참조하여 설명한 랙바 제어 장치(100)에서 구현될 수 있다. 이하 필요한 도면들을 참조하여, 본 실시예들에 따른 랙바의 제어 방법과, 이를 구현하기 위한 랙바 제어 장치(100)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.The rack bar control method of the vehicle steering apparatus according to the present embodiments may be implemented in the rack bar control apparatus 100 described with reference to FIG. 1. Hereinafter, a method for controlling a rack bar according to the present embodiments and an operation of the rack bar control apparatus 100 for implementing the method will be described in detail with reference to the necessary drawings.

도 6을 참조하면, 자동차 조향 장치의 랙바에 설치된 제1 마그넷에 의한 자기를 제1 자기 센서에서 감지하여 제1 신호를 출력할 수 있다[S610].Referring to FIG. 6, the first magnetic sensor detects magnetism by the first magnet installed in the rack bar of the vehicle steering apparatus and outputs a first signal [S610].

자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치의 랙바에는 제1 마그넷이 설치될 수 있다. 제1 마그넷은 랙바의 축 방향을 따라 인접하여 배치된 복수의 마그넷들로 구현될 수 있다. A first magnet may be installed on the rack bar of the rack bar control device of the vehicle steering device. The first magnet may be implemented by a plurality of magnets disposed adjacently along the axial direction of the rack bar.

제1 자기 센서는 제1 마그넷과 대향하는 위치에서 랙 하우징의 외부에 고정될 수 있다. 제1 자기 센서는 제1 마그넷의 기준 위치에 대향되도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 자동차의 조향 방향이 직진 방향인 경우의 랙바의 위치를 기준으로 하여, 가장 왼쪽의 마그넷과 대향하는 위치에 제1 자기 센서가 설치될 수 있다.The first magnetic sensor may be fixed to the outside of the rack housing at a position opposite to the first magnet. The first magnetic sensor may be installed to face the reference position of the first magnet. For example, the first magnetic sensor may be installed at a position opposite to the leftmost magnet based on the position of the rack bar when the steering direction of the vehicle is a straight direction.

조향 방향의 변경에 따라 랙바가 왼쪽으로 스트로크된다고 가정하면, 제1 마그넷을 구성하는 복수의 마그넷들은 순차적으로 제1 자기 센서와 대향하게 된다. 즉, 복수의 마그넷들이 차례대로 제1 자기 센서를 지나가는 동안의 자기장의 변화가 제1 자기 센서에서 감지되어 제1 신호로 출력될 수 있다.Assuming that the rack bar is stroked to the left according to the change of the steering direction, the plurality of magnets constituting the first magnet sequentially face the first magnetic sensor. That is, a change in the magnetic field while the plurality of magnets sequentially pass through the first magnetic sensor may be detected by the first magnetic sensor and output as a first signal.

이후, 랙바(200)가 다시 오른쪽으로 스트로크되면, 제1 마그넷을 구성하는 복수의 마그넷들은 역순으로 제1 자기 센서와 다시 대향하게 된다. 즉, 복수의 마그넷들이 차례대로 제1 자기 센서를 다시 지나가는 동안의 자기장의 변화가 제1 자기 센서에서 감지되어 제1 신호로 출력될 수 있다.Thereafter, when the rack bar 200 is stroked to the right again, the plurality of magnets constituting the first magnet face the first magnetic sensor again in reverse order. That is, a change in the magnetic field while the plurality of magnets in turn passes through the first magnetic sensor again may be detected by the first magnetic sensor and output as a first signal.

제1 마그넷을 이루는 복수의 마그넷의 각각의 길이가 a인 경우, 제1 신호(s1)의 개략적인 형태는 도 3에 도시된 것과 같이 나타날 수 있다.When the length of each of the plurality of magnets constituting the first magnet is a, the schematic shape of the first signal s1 may appear as illustrated in FIG. 3.

다시 도 6을 참조하면, 랙바에서 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷에 의한 자기를 제2 자기 센서에서 감지하여 제2 신호를 출력할 수 있다[S620].Referring back to FIG. 6, the second magnetic sensor detects magnetism by the second magnet installed in a position opposite to the position where the first magnet is installed in the rack bar and outputs a second signal [S620].

제2 마그넷은 랙바에서 제1 마그넷과 서로 반대되는 위치에 설치될 수 있다. 제2 마그넷은 제1 마그넷과 평행하게 랙바의 축 방향을 따라 인접하여 배치된 복수의 마그넷들로 구현될 수 있다. The second magnet may be installed in a position opposite to the first magnet in the rack bar. The second magnet may be implemented by a plurality of magnets disposed adjacent to each other along the axial direction of the rack bar in parallel with the first magnet.

제2 자기 센서는 제2 마그넷과 대향하는 위치에서 랙 하우징의 외부에 고정될 수 있다. 제2 자기 센서는 제2 마그넷의 기준 위치에 대향되도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 자동차의 조향 방향이 직진 방향인 경우의 랙바의 위치를 기준으로 하여, 가장 왼쪽의 마그넷과 대향하는 위치에 제2 자기 센서가 설치될 수 있다.The second magnetic sensor may be fixed to the outside of the rack housing at a position facing the second magnet. The second magnetic sensor may be installed to face the reference position of the second magnet. For example, the second magnetic sensor may be installed at a position opposite to the leftmost magnet based on the position of the rack bar when the steering direction of the vehicle is a straight direction.

조향 방향의 변경에 따라 랙바가 왼쪽으로 스트로크된다고 가정하면, 제2 마그넷을 구성하는 복수의 마그넷들은 순차적으로 제2 자기 센서와 대향하게 된다. 즉, 복수의 마그넷들이 차례대로 제2 자기 센서를 지나가는 동안의 자기장의 변화가 제2 자기 센서에서 감지되어 제2 신호로 출력될 수 있다.Assuming that the rack bar is stroked to the left according to the change in the steering direction, the plurality of magnets constituting the second magnet sequentially face the second magnetic sensor. That is, a change in the magnetic field while the plurality of magnets sequentially pass through the second magnetic sensor may be detected by the second magnetic sensor and output as a second signal.

이후, 랙바(200)가 다시 오른쪽으로 스트로크되면, 제2 마그넷을 구성하는 복수의 마그넷들은 역순으로 제2 자기 센서와 다시 대향하게 된다. 즉, 복수의 마그넷들이 차례대로 제2 자기 센서를 다시 지나가는 동안의 자기장의 변화가 제2 자기 센서에서 감지되어 제2 신호로 출력될 수 있다.Thereafter, when the rack bar 200 is stroked to the right again, the plurality of magnets constituting the second magnet face the second magnetic sensor again in reverse order. That is, a change in the magnetic field while the plurality of magnets in turn passes through the second magnetic sensor again may be detected by the second magnetic sensor and output as a second signal.

제2 마그넷을 이루는 복수의 마그넷의 각각의 길이가 b인 경우, 제2 신호(s2)의 개략적인 형태는 도 3에 도시된 것과 같이 나타날 수 있다.When the length of each of the plurality of magnets constituting the second magnet is b, the schematic shape of the second signal s2 may appear as illustrated in FIG. 3.

도 6에서는 단계 S610과 단계 S620의 순서로 도시하였으나, 단계 S610과 단계 S620는 동시에 수행되거나, 또는 순서가 서로 바뀔 수 있다. 단계 S610과 단계 S620가 동시에 수행되지 않는 경우, 랙바 제어 장치(100)는 제1 신호와 제2 신호의 동기화를 위한 별도의 구성을 더 포함할 수 있다.In FIG. 6, steps S610 and S620 are shown in the order, but steps S610 and S620 may be performed simultaneously, or the order may be changed. When steps S610 and S620 are not performed at the same time, the rack bar control apparatus 100 may further include a separate configuration for synchronizing the first signal and the second signal.

다시 도 6을 참조하면, 제어부는 제1 신호와 제2 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다[S630].Referring back to FIG. 6, the controller may calculate a displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal [S630].

도 3에 도시된 그래프에서, 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)가 동시에 다시 0이 될 때까지를 한 주기로 가정한다. 가정된 한 주기 내에서 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)는 점차 간격이 벌어지게 되므로, 각 변위에 대한 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)의 출력 값의 세트는 항상 다른 값을 갖게된다.In the graph shown in FIG. 3, it is assumed that one cycle is until the first signal s1 and the second signal s2 become 0 again at the same time. Since the first signal (s1) and the second signal (s2) are gradually spaced apart within one assumed period, the set of output values of the first signal (s1) and the second signal (s2) for each displacement is It will always have a different value.

이러한 특성에 기초하여, 제어부는 공지의 버니어 알고리즘을 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다. 즉, 제어부는 제1 신호(s1)와 제2 신호(s2)를 입력으로 하는 버니어 알고리즘을 이용하여, 일정 구간들에 대한 랙바의 대략적인 위치(rough gain)를 산출하고, 각 구간들에서의 랙바의 상세한 위치(fine gain)의 절대값을 산출할 수 있다. Based on these characteristics, the control unit can calculate the displacement value of the rack bar using a known vernier algorithm. That is, the controller calculates the rough gain of the rack bar for certain sections by using a vernier algorithm that inputs the first signal s1 and the second signal s2, and The absolute value of the fine gain of the rack bar can be calculated.

다시 도 6을 참조하면, 제어부는 산출된 변위 값에 기초하여 랙바를 제어할 수 있다[S640].Referring back to FIG. 6, the controller may control the rack bar based on the calculated displacement value [S640].

제어부는 사용자의 조작이나 차량의 운행 상태에 따라 요구되는 조향 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어부는 산출된 변위 값에 따른 랙바의 현재 위치를 기준으로 하여, 요구되는 조향 방향으로 자동차가 조향되도록 랙바의 위치를 변경할 수 있다.The controller may obtain information on a steering direction required according to a user's manipulation or a driving state of the vehicle. The controller may change the position of the rack bar so that the vehicle is steered in a required steering direction based on the current position of the rack bar according to the calculated displacement value.

이에 따르면, 자동차 조향 장치에서 랙바의 위치를 보다 정밀하게 산출하여 자동차의 조향 방향을 더욱 정밀하게 제어할 수 있다.Accordingly, it is possible to more precisely control the steering direction of the vehicle by calculating the position of the rack bar in the vehicle steering apparatus more precisely.

도 7은 본 실시예들에 따른 자기 센서의 오작동 판단에 의한 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of a method for controlling a rack bar of a vehicle steering apparatus by determining a malfunction of a magnetic sensor according to the present embodiments.

도 6의 랙바의 변위 값을 산출하는 단계 S630는, 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 오작동 여부에 따라 랙바의 변위 값을 다른 방법으로 산출하도록 구현될 수 있다.Step S630 of calculating the displacement value of the rack bar of FIG. 6 may be implemented to calculate the displacement value of the rack bar in a different way according to whether the first magnetic sensor and the second magnetic sensor malfunction.

도 7을 참조하면, 오작동 검출부는 제1 신호 및 제2 신호에 기초하여 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 오작동 여부를 판단할 수 있다[S710].Referring to FIG. 7, the malfunction detection unit may determine whether the first magnetic sensor and the second magnetic sensor malfunction based on the first signal and the second signal [S710].

오작동 검출부는 감지부의 제1 및 제2 자기 센서로부터 제1 및 제2 신호를 각각 수신할 수 있다. 일 예에 따라, 오작동 검출부는 수신된 제1 신호 및 제2 신호의 출력 값이 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지에 따라, 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서의 오작동 여부를 검출할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 오작동 검출은 자기 센서의 오작동을 검출할 수 있다면 특정 방법에 한정되지 않는다.The malfunction detection unit may receive first and second signals from the first and second magnetic sensors of the detection unit, respectively. According to an example, the malfunction detection unit may detect whether the first magnetic sensor and the second magnetic sensor malfunction according to whether the received output values of the first signal and the second signal are out of a preset reference range. However, this is an example, and the malfunction detection is not limited to a specific method as long as the malfunction of the magnetic sensor can be detected.

다시 도 7을 참조하면, 자기 센서의 오작동이 없은 경우, 제어부는 제1 신호 및 제2 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다[S720].Referring back to FIG. 7, when there is no malfunction of the magnetic sensor, the controller may calculate the displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal [S720].

오작동 검출부로부터 오작동을 알리는 신호가 전송되지 않으면, 제어부는 제1 신호 및 제2 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다. 이에 대해서는 도 6의 단계 S630에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.If a signal indicating a malfunction is not transmitted from the malfunction detection unit, the controller may calculate a displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal. Since this is substantially the same as that described in step S630 of FIG. 6, further description will be omitted.

다시 도 7을 참조하면, 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서 중 어느 하나가 오작동으로 판단되는 경우, 제어부는 오작동으로 판단되지 않은 자기 센서에서 출력된 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다[S730].Referring back to FIG. 7, when any one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is determined to be malfunctioning, the control unit can calculate the displacement value of the rack bar using a signal output from the magnetic sensor that is not determined to be malfunctioning. There is [S730].

오작동 검출부는 제1 자기 센서나 제2 자기 센서가 오작동인 것으로 판단되면, 오작동을 알리는 신호를 제어부로 전송할 수 있다. 제어부는 제1 자기 센서 및 제2 자기 센서 중 오작동으로 판단되지 않은 자기 센서에서 출력된 신호를 이용하여 랙바의 변위 값을 산출할 수 있다. 즉, 제어부는 정상 작동하는 자기 센서에서 감지된 마그넷의 위치 변화에 기초하여, 랙바의 이동에 따른 변위를 산출할 수 있다.When it is determined that the first magnetic sensor or the second magnetic sensor is malfunctioning, the malfunction detection unit may transmit a signal notifying the malfunction to the controller. The controller may calculate a displacement value of the rack bar by using a signal output from a magnetic sensor that is not determined to be malfunctioning among the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. That is, the controller may calculate the displacement according to the movement of the rack bar based on the change in the position of the magnet detected by the magnetic sensor operating normally.

다시 도 7을 참조하면, 제어부는 오작동으로 판단된 자기 센서에 대한 경고 알람을 출력하도록 제어할 수 있다[S740].Referring back to FIG. 7, the controller may control to output a warning alarm for the magnetic sensor determined to be a malfunction [S740].

예를 들어, 제어부(130)는 자동차에 구비된 디스플레이에 경고 알람을 표시하거나, 자동차에 구비된 스피커를 통하여 경고 음성을 출력할 수 있다.For example, the controller 130 may display a warning alarm on a display provided in a vehicle or output a warning voice through a speaker provided in the vehicle.

이에 따르면, 하나의 자기 센서가 오작동하는 경우에도 조향 장치에서 랙바의 위치를 산출할 수 있다.According to this, even when one magnetic sensor malfunctions, the position of the rack bar can be calculated by the steering device.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The description above and the accompanying drawings are merely illustrative of the technical idea of the present disclosure, and those of ordinary skill in the technical field to which the present disclosure pertains, combinations of configurations without departing from the essential characteristics of the present disclosure Various modifications and variations, such as separation, substitution, and alteration, will be possible. Accordingly, the embodiments disclosed in the present disclosure are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to describe, and the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present disclosure should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present disclosure.

100: 랙바 제어 장치 110: 감지부
130: 제어부 150: 랙바
170: 모터 200: 랙바
210: 랙 하우징 221: 제1 마그넷
223: 제2 마그넷 231: 제1 자기 센서
233: 제2 자기 센서100: rack bar control device 110: sensing unit
130: control unit 150: rack bar
170: motor 200: rack bar
210: rack housing 221: first magnet
223: second magnet 231: first magnetic sensor
233: second magnetic sensor

Claims (8)

자동차 조향 장치의 랙바에 설치된 제1 마그넷, 상기 랙바에서 상기 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷, 상기 제1 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제1 신호를 출력하는 제1 자기 센서 및 상기 제2 마그넷에 의한 자기를 감지하여 제2 신호를 출력하는 제2 자기 센서를 포함하는 감지부; 및
상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 이용하여 상기 랙바의 변위 값을 산출하고, 상기 산출된 변위 값에 기초하여 상기 랙바를 제어하는 제어부;
를 포함하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치.A first magnet installed on a rack bar of a vehicle steering device, a second magnet installed at a position opposite to the position where the first magnet is installed in the rack bar, and a first magnet that senses magnetism by the first magnet and outputs a first signal A sensing unit including a sensor and a second magnetic sensor for outputting a second signal by sensing magnetism by the second magnet; And
A controller configured to calculate a displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal, and control the rack bar based on the calculated displacement value;
Rack bar control device of a vehicle steering device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷은 각각 복수의 마그넷들을 포함하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치.The method of claim 1,
Each of the first magnet and the second magnet includes a plurality of magnets. 제1항에 있어서,
상기 제1 마그넷의 길이는 상기 제2 마그넷의 길이와 서로 다른 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치.The method of claim 1,
The length of the first magnet is different from the length of the second magnet, the rack bar control device of the vehicle steering apparatus. 제1항에 있어서,
상기 제1 자기 센서는 상기 랙바를 둘러싼 랙 하우징 외부에 상기 제1 마그넷에 대향하여 설치되고,
상기 제2 자기 센서는 상기 랙 하우징 외부에 상기 제2 마그넷에 대향하여 설치되는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치.The method of claim 1,
The first magnetic sensor is installed outside the rack housing surrounding the rack bar to face the first magnet,
The second magnetic sensor is installed outside the rack housing to face the second magnet. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 입력으로 하는 버니어 알고리즘을 이용하여 상기 랙바의 변위 값을 산출하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치.The method of claim 1,
The control unit,
A rack bar control device for a vehicle steering apparatus that calculates a displacement value of the rack bar using a vernier algorithm that receives the first signal and the second signal as inputs. 제1항에 있어서,
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 기초하여, 상기 제1 자기 센서 및 상기 제2 자기 센서의 오작동 여부를 판단하는 오작동 검출부; 를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 자기 센서 및 상기 제2 자기 센서 중 어느 하나가 오작동으로 판단되는 경우, 오작동으로 판단되지 않은 자기 센서에서 출력된 신호를 이용하여 상기 랙바의 변위 값을 산출하고, 오작동으로 판단된 자기 센서에 대한 경고 알람을 출력하도록 제어하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 장치.The method of claim 1,
A malfunction detector configured to determine whether the first magnetic sensor and the second magnetic sensor malfunction based on the first signal and the second signal; Including more,
The control unit,
When any one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is determined to be malfunctioning, the displacement value of the rack bar is calculated using a signal output from a magnetic sensor that is not determined to be malfunctioning, and the magnetic sensor determined to be malfunctioning The rack bar control unit of the car steering unit that controls to output a warning alarm for. 자동차 조향 장치의 랙바에 설치된 제1 마그넷에 의한 자기를 제1 자기 센서에서 감지하여 제1 신호를 출력하는 단계;
상기 랙바에서 상기 제1 마그넷이 설치된 위치와 반대되는 위치에 설치된 제2 마그넷에 의한 자기를 제2 자기 센서에서 감지하여 제2 신호를 출력하는 단계;
상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 이용하여 상기 랙바의 변위 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 변위 값에 기초하여 상기 랙바를 제어하는 단계;
를 포함하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법.Outputting a first signal by sensing magnetism by a first magnet installed on a rack bar of a vehicle steering apparatus by a first magnetic sensor;
Outputting a second signal by sensing magnetism by a second magnet installed in a position opposite to a position in which the first magnet is installed in the rack bar by a second magnetic sensor;
Calculating a displacement value of the rack bar using the first signal and the second signal; And
Controlling the rack bar based on the calculated displacement value;
Rack bar control method of a vehicle steering device comprising a. 제7항에 있어서,
상기 랙바의 변위 값을 산출하는 단계는,
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 기초하여, 상기 제1 자기 센서 및 상기 제2 자기 센서의 오작동 여부를 판단하는 단계;
상기 제1 자기 센서 및 상기 제2 자기 센서 중 어느 하나가 오작동으로 판단되는 경우, 오작동으로 판단되지 않은 자기 센서에서 출력된 신호를 이용하여 상기 랙바의 변위 값을 산출하는 단계; 및
오작동으로 판단된 자기 센서에 대한 경고 알람을 출력하도록 제어하는 단계;
를 포함하는 자동차 조향 장치의 랙바 제어 방법.The method of claim 7,
The step of calculating the displacement value of the rack bar,
Determining whether the first magnetic sensor and the second magnetic sensor malfunction based on the first signal and the second signal;
If any one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is determined to be malfunctioning, calculating a displacement value of the rack bar using a signal output from a magnetic sensor that is not determined to be malfunctioning; And
Controlling to output a warning alarm for the magnetic sensor determined to be malfunctioning;
Rack bar control method of a vehicle steering device comprising a.
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