KR20210060185A - 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법 - Google Patents

조향 제어 장치 및 조향 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 운전자의 조향력을 조향 토크로 각각 검출하는 제1 토크 센서 및 제2 토크 센서를 포함하는 센서부, 제1 토크 센서로부터 검출된 제1 조향 토크의 값을 수신하고, 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터를 제어하는 제1 제어부 및 제1 제어부와 통신 인터페이스를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링하고, 제1 제어부에 이상이 발생된 경우 모터를 제어하는 제2 제어부를 포함하되, 제2 제어부는, 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신하고, 제2 조향 토크의 값에 기초하여 제1 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 조향 제어 장치를 제공한다. 본 개시에 의하면 별도의 하드웨어 디자인 변경 없이 리던던트 세이프티 메커니즘을 구현할 수 있다.

Description

조향 제어 장치 및 조향 제어 방법{STEERING CONTROL APPARATUS AND STEERING CONTROL METHOD}
본 개시는 조향 제어 장치의 고장 검출 시 조향 제어를 수행할 수 있는 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법에 관한 것이다.
차량의 파워 스티어링(Power Steering)은 동력에 따른 조향 장치로, 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 역할을 한다. 이러한 파워 스티어링은 유압을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있었으나, 최근에는 모터의 힘을 이용하는 방식인 전동식 파워 스티어링(Electric Power Steering; EPS) 시스템의 사용이 늘어나고 있다. 전동식 파워 스티어링 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일교환이 필요 없다는 장점이 존재하기 때문이다.
이러한 전동식 파워 스티어링 시스템은, 스티어링 휠의 회전에 의해 발생한 조향토크를 감지하여 조향토크에 비례하는 전기신호를 출력하는 토크센서, 토크센서로부터 출력된 전기신호를 입력받아 모터 구동신호를 출력하는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit; ECU), 및 ECU로부터 출력된 모터 구동신호에 기초하여 보조 토크를 발생시키는 조향 모터를 포함하여 구성된다. 조향 모터에서 발생한 보조 토크가 랙(Rack), 피니언기어(Pinion Gear) 또는 스티어링 컬럼(Steering Column)에 전달되어 운전자의 조향 토크를 보조하게 된다.
최근에는 스티어링 휠과 차륜사이의 스티어링 컬럼 또는 유니버설 조인트, 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하고, 랙에 연결된 모터의 구동을 전기적인 신호로 제어하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 SbW(Steer-by-Wire) 시스템이 개발되어 적용되고 있다. 이러한 SbW 시스템은, 운전자의 조향 조작을 위한 스티어링 휠, 스티어링 휠의 일측에 설치되어 스티어링 휠의 회전에 따른 반력 토크를 제공하는 반력 모터, 랙과 연결되어 조향 조작을 구현하는 엑츄에이터, 조향각, 차속 및 스티어링 휠의 토크를 검출하기 위한 각 센서, 및 상기 센서로부터 입력되는 전기신호에 따라 엑츄에이터와 반력 모터를 구동시키는 ECU를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 차량에 대한 보다 높은 안정성이 요구됨에 따라, 전동식 파워 스티어링 시스템에 보조 ECU를 더 구비하여, 메인 ECU에 이상 발생 시 보조 ECU를 통하여 조향 제어를 수행하도록 하는 기술이 도입되었다. 이에 따라, 메인 ECU에 이상 발생 등을 보다 정확히 검출하여 차량의 조향을 보다 안전하게 수행할 수 있는 방법 등에 대한 요구가 증대되고 있다.
이러한 배경에서, 본 개시의 목적은, 조향 제어 장치에 구비된 메인 제어부에 대한 이상 발생이 인지된 경우 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 별도의 하드웨어 디자인 변경 없이 리던던트 세이프티 메커니즘(redundant safety mechanism)을 구현할 수 있는 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 다른 목적은, 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부와의 사이에 구비된 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 추가적인 통신 인터페이스를 구비하기 위한 비용을 절감할 수 있는 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 운전자의 조향력을 조향 토크로 각각 검출하는 제1 토크 센서 및 제2 토크 센서를 포함하는 센서부, 제1 토크 센서로부터 검출된 제1 조향 토크의 값을 수신하고, 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터를 제어하는 제1 제어부 및 제1 제어부와 통신 인터페이스를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링하고, 제1 제어부에 이상이 발생된 경우 모터를 제어하는 제2 제어부를 포함하되, 제2 제어부는, 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신하고, 제2 조향 토크의 값에 기초하여 제1 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 개시는 제1 토크 센서에서 검출된 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 제1 제어부에서 모터를 제어하는 단계, 제1 제어부와 제2 제어부에서 통신 인터페이스를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링하는 단계, 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지되면 제2 제어부에서 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신하는 단계 및 제2 조향 토크의 값에 기초하여 제2 제어부에서 제1 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 개시에 의하면, 조향 제어 장치에 구비된 메인 제어부에 대한 이상 발생이 인지된 경우 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 별도의 하드웨어 디자인 변경 없이 리던던트 세이프티 메커니즘을 구현할 수 있는 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부와의 사이에 구비된 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 추가적인 통신 인터페이스를 구비하기 위한 비용을 절감할 수 있는 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 보조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 메인 제어부 또는 통신 인터페이스에 관한 이상 발생 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 대상인 모터가 조향 모터인 경우의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 대상인 모터가 반력 모터인 경우의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 컴퓨터 시스템에 대한 블록 구성도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 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.
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 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다른 정의가 없다면, 본 개시에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시의 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 개시 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는, 첨부되는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들에 따른 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(100)는 운전자의 조향력을 조향 토크로 각각 검출하는 제1 토크 센서(130) 및 제2 토크 센서(140)를 포함하는 센서부, 제1 토크 센서로부터 검출된 제1 조향 토크의 값을 수신하고, 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터를 제어하는 제1 제어부(110) 및 제1 제어부와 통신 인터페이스(150)를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링하고, 제1 제어부에 이상이 발생된 경우 모터를 제어하는 제2 제어부(120)를 포함할 수 있다.
센서부는 제1 토크 센서(130) 및 제2 토크 센서(140)를 포함할 수 있다. 또한, 센서부는 차속 센서, 조향각 센서 등 차량에 관련된 정보를 검출하기 위한 다양한 센서를 더 포함할 수 있다.
제1 토크 센서(130)는 운전자에 의해 스티어링 휠을 통하여 인가되는 조향력을 조향 토크로 검출할 수 있다. 제1 토크 센서(130)는 검출된 제1 조향 토크의 값을 제1 제어부(110)에 입력할 수 있다. 제2 토크 센서(140)는 운전자에 의해 스티어링 휠을 통하여 인가되는 조향력을 조향 토크로 검출할 수 있다. 제2 토크 센서(140)는 검출된 제2 조향 토크의 값을 제2 제어부(120)에 입력할 수 있다.
일 예에 따라, 제1 토크 센서(130)와 제2 토크 센서(140)는 서로 독립적으로 운전자에 의한 조향 토크를 검출할 수 있다. 또한, 제1 토크 센서(130)와 제2 토크 센서(140)는 서로 구분되는 인터페이스 경로를 통하여 제1 제어부(110)와 제2 제어부(120)로 각각 조향 토크 정보를 전송할 수 있다.
제1 제어부(110)는 토크 센서와 같은 차량에 구비된 외부 장치와 정보를 주고 받는 입출력 인터페이스 회로, 입력 정보에 기초하여 모터 전류를 피드백 제어하면서 모터를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU) 및 모터에 공급되는 모터 전류를 검출하는 모터 검출회로 등을 포함하는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit; ECU)로 구현될 수 있다. 제1 제어부(110)는 메인(main) ECU로서, 도 1에 실선으로 도시된 것과 같이, 평상 시 액티브(active) 상태에서 모터(160)를 제어할 수 있다.
제1 제어부(110)는 차량에 구비된 조향 보조 시스템의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 일 예에 따라, 조향 보조 시스템은 EPS나 SbW 등을 포함할 수 있으며, 제1 제어부(110)의 제어에 따라 조향 제어가 가능한 시스템이면 그 명칭이나 종류에 한정되지 않을 수 있다.
제1 제어부(110)는 제1 토크 센서(130)에서 검출된 조향 토크 정보를 수신할 수 있다. 제1 제어부(110)는 입력된 조향 토크 정보, 차량의 차속 정보, 모터에 공급되는 모터 전류 정보 등에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터(160)를 제어할 수 있다. 일 예에 따라, 조향과 관련된 모터 토크에는 운전자의 조향 토크에 기초한 보조 토크 또는 반력 토크 등이 해당될 수 있다.
제2 제어부(120)는 토크 센서와 같은 차량에 구비된 외부 장치와 정보를 주고 받는 입출력 인터페이스 회로, 입력 정보에 기초하여 모터 전류를 피드백 제어하면서 모터를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU) 및 모터에 공급되는 모터 전류를 검출하는 모터 검출회로 등을 포함하는 ECU로 구현될 수 있다. 제2 제어부(120)는 보조 ECU로서, 도 1에 점선으로 도시된 것과 같이, 평상 시 대기(standby) 상태를 유지할 수 있다.
제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)에 이상이 발생하여 조향 보조 시스템이 정상적으로 작동하지 못하는 경우, 제1 제어부(110)를 대신하여 조향 보조 시스템을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)와의 사이에 구비된 통신 인터페이스(150)를 통하여 제1 제어부(110)의 동작 상태를 상호 모니터링할 수 있다.
통신 인터페이스(150)는 제1 제어부(110)와 제2 제어부(120) 사이에 구축되어 상호 간 신호 송수신에 이용될 수 있다. 일 예에 따라, 통신 인터페이스(150)는 CAN 인터페이스(CAN interface)로 구현될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 제어부(110)와 제2 제어부(120) 사이에서 신호를 송수신하는데 이용될 수 있는 독립적인 통신 인터페이스라면, 그 종류나 명칭에 한정되지 않는다.
일 예에 따라, 제1 제어부(110)와 제2 제어부(120)는 서로의 동작 상태 정보를 나타내는 신호를 통신 인터페이스(150)를 통하여 소정의 주기로 서로 송수신하도록 설정될 수 있다. 다른 일 예에 따라, 제1 제어부(110)와 제2 제어부(120)는 각각 상대방의 특정 단자에서 출력되는 신호의 검출 여부에 기초하여 정상 동작 여부를 모니터링하도록 설정될 수 있다. 또한, 제어부 상호 간에 동작 상태를 모니터링할 수 있다면, 모니터링 방법은 특정 방법에 한정되지 않는다.
제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)로부터 동작 상태 정보를 나타내는 신호가 수신되지 않거나 이상 발생을 나타내는 신호가 수신된 경우, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지할 수 있다. 다만, 제1 제어부(110) 자체에 이상이 발생한 경우 이외에, 제1 제어부(110) 사이에 구비된 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생한 경우에도, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지될 수 있다.
예를 들어, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지되어, 제2 제어부(120)가 액티브 상태로 전환하는 경우를 가정한다. 만약, 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 경우라면, 제2 제어부(120)의 제어에 따라 모터(160)가 제어되어, 조향 보조 시스템이 정상적으로 동작할 수 있다. 다만, 이 경우 제2 제어부(120)가 바로 액티브 상태로 전환되지 않으면, 양 제어부가 모두 모터(160)를 제어하지 않게 되어 LOA(Loss Of Assist) 상태가 발생될 수 있다. 이와 달리, 제1 제어부(110)는 정상 상태로 동작하고 통신 인터페이스(150)에 이상이 있는 경우라면, 제2 제어부(120)의 액티브 상태로 전환에 따라 두 제어부가 동시에 모터(160)를 제어하게 되는 경우가 발생될 수 있다.
즉, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지된 경우에 있어서, 제1 제어부(110)와 통신 인터페이스(150) 중 어느 쪽에 이상이 발생했는지를 정확하고 신속하게 구분할 필요가 있다. 이를 위하여, 일 예에 따라, 통신 인터페이스(150)가 두 개의 경로로 구성된 듀얼 통신 인터페이스로 구현될 수 있다. 즉, 메인 통신 인터페이스를 통하여 평상 시 신호를 송수신하고, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지된 경우, 보조 통신 인터페이스를 통하여 이상 여부를 다시 판단할 수 있다. 다만, 이 경우, 별도의 통신 인터페이스를 구비하기 위한 비용이 더 추가되므로, 별도의 구성 추가 없이 제1 제어부(110)와 통신 인터페이스(150) 중 어느 쪽에 이상이 발생했는지를 판단할 수 있는 방법이 필요하다.
일 실시예에 따라, 제2 제어부(120)는, 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신할 수 있다. 제2 제어부(120)는 수신된 제2 조향 토크의 값에 기초하여 제1 제어부(110) 또는 통신 인터페이스(150)의 이상 여부를 판단할 수 있다.
EPS 등과 같은 조향 보조 시스템의 주요 기능은 운전자에 의한 조향 토크에 기초하여 적절한 보조 토크를 공급함으로써, 운전자에게 조향 편의성을 제공하는 것이다. 필요한 보조 토크의 값은 조향 토크 및 차속 등에 의해 산출되고, 이에 따른 모터 출력을 통해 랙 포스(rack force)를 발생시킴으로써 운전자가 차량을 조향하기 위한 조향력을 감소시킬 수 있다.
이러한 조향 보조 시스템에서 모터 또는 모터의 제어부에 이상이 발생된 경우, 조향 보조 시스템은 정상적인 보조 토크를 공급할 수 없게 된다. 이에 따라, 운전자가 조향을 하기 위해 더 큰 조향력을 인가해야 되며, 토크 센서에서 더 큰 조향 토크가 검출되게 된다. 따라서, 정상 범위로 정해진 구간 이외의 조향 토크 값이 검출되는 경우, ECU가 정상 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
즉, 제2 제어부(120)는 통신 인터페이스(150)를 통하여 제1 제어부(110)의 동작 상태에 대한 정보가 수신되지 않거나, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 대한 이상 발생 정보가 수신되는 경우, 제2 토크 센서(140)로 제2 조향 토크 정보를 요청하여 이를 수신할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제2 조향 토크의 값이 정상 범위 내인 경우, 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제2 조향 토크의 값이 정상 범위 내가 아닌 경우, 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이에 따르면, 조향 제어 장치에 구비된 메인 제어부에 대한 이상 발생이 인지된 경우 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 별도의 하드웨어 디자인 변경 없이 리던던트 세이프티 메커니즘을 구현할 수 있으며, 추가적인 통신 인터페이스를 더 구비하기 위한 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는, 관련 도면을 참조하여, 조향 제어 장치(100)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 보조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 메인 제어부 또는 통신 인터페이스에 관한 이상 발생 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시에 따른 실시예들이 적용될 수 있는 조향 보조 시스템은 수동 주행 모드의 경우에 운전자가 쉽게 조향할 수 있도록 조향력을 보조해주고 자율 주행 모드의 경우에 운전자가 조작하지 않고도 자차량의 조향을 수행하는 시스템을 의미한다. 조향 보조 시스템은 조향 휠에서부터 휠까지 기계적 연결 부재로 결합되어 있는지 여부에 따라 기계식 조향 보조 시스템과 스티어 바이 와이어 시스템으로 구분될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들이 적용될 수 있는 기계식 조향 보조 시스템의 구성이 간략하게 도시되어 있다. 기계식 조향 보조 시스템(200)은 랙 앤 피니언 기어(210), 토크 센서(220), 전자 제어 장치(230) 및 전동 모터(240) 등을 포함한다.
랙 앤 피니언 기어(210)는 피니언 기어 및 랙 기어 및 피니언 기어와 랙 기어가 치합된 치합부를 포함하고, 피니언 기어의 회전 운동에 따라 랙 기어가 직선 운동을 한다. 여기서, 치합부가 랙 기어의 일단부터 타단까지 이동하는 것을 랙 스트로크라 한다.
토크 센서(220)는 조향축의 입력축에 배치되고, 운전자의 조향 휠에 대한 회전 조작에 따른 조향 토크를 검출하고, 검출한 조향 토크 정보를 생성하여 전자 제어 장치(230)로 전송한다.
전자 제어 장치(230)는 토크 센서(220)를 포함하는 다수의 센서로부터 조향 제어에 필요한 정보를 수신하고, 수신한 정보를 고려한 모터 제어 전류를 생성하여 모터(240)의 구동 방향 및 구동력을 제어한다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들이 적용될 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성이 간략하게 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들이 적용될 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템의 구성이 간략하게 도시되어 있다. 스티어 바이 와이어 시스템(300)은 조향 입력 액추에이터(310), 전자 제어 장치(320) 및 조향 출력 액추에이터(330) 등을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 스티어 바이 와이어 시스템(300)은 조향 입력 액추에이터(310)와 조향 출력 액추에이터(330)는 기계적으로 분리되어 있다.
조향 입력 액추에이터(310)는 운전자가 의도하는 조향 정보에 입력되는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 입력 액추에이터(310)는 전술한 바와 같이, 조향 휠(311), 조향 샤프트(312), 반력 모터(313)를 포함할 수 있고, 조향각 센서나 토크 센서 등을 더 포함할 수 있다.
반력 모터(313)는 전자 제어 장치(320)로부터 제어 신호를 입력받아 조향 휠(311)에 반력을 부여할 수 있다. 구체적으로, 반력 모터(313)는 전자 제어 장치(320)로부터 지령 전류를 입력받아 지령 전류에 의해 지시되는 회전 속도로 구동하여 반력 토크를 생성할 수 있다.
전자 제어 장치(320)는 조향 입력 액추에이터(310)로부터 조향 정보를 입력받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 출력 액추에이터(330)에 출력할 수 있다. 여기서, 조향 정보는 조향각 및 조향 토크 등을 포함할 수 있다.
한편, 전자 제어 장치(320)는 조향 출력 액추에이터(330)에서 실제 출력된 동력 정보를 피드백받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 입력 액추에이터(310)에 출력하여, 운전자에게 조향감(조타감)을 제공할 수 있다.
조향 출력 액추에이터(330)는 조향 모터(331), 랙(332), 휠(333) 등을 포함할 수 있고, 차속 센서, 랙 위치 센서 등을 더 포함할 수 있다.
조향 모터(331)는 랙(332)을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(331)는 전자 제어 장치(320)로부터 지령전류를 입력받아 구동하고, 랙(332)을 축방향으로 직선 운동하게 할 수 있다.
랙(332)은 조향 모터(331)의 구동에 의해 직선 운동을 수행할 수 있으며, 랙(332)의 직선 운동을 통해 휠(333)은 좌 또는 우로 조타된다.
조향 보조 시스템은 조향 입력 액추에이터(310)와 조향 출력 액추에이터(330)를 분리하거나 결합 가능한 클러치(Clutch, 미도시) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 클러치는 전자 제어 장치(320)의 제어에 의해 동작할 수 있다.
이하에서는 우선적으로 도 2에 도시된 기계식 조향 보조 시스템을 전제로 본 개시에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
조향 보조 시스템이 기계식 조향 보조 시스템인 경우, 모터(160)는 운전자의 조향 토크에 기초하여 보조 토크를 공급하는 조향 모터에 해당될 수 있다.
제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)와의 사이에 구비된 통신 인터페이스(150)를 통하여 제1 제어부(110)의 동작 상태를 모니터링할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)로부터 동작 상태 정보를 나타내는 신호가 수신되지 않거나 이상 발생을 나타내는 신호가 수신된 경우, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지할 수 있다.
제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서(140)로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값을 초과한 경우 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는, 전술한 것과 같이, 조향 모터(160)에 의한 보조 토크가 제대로 공급되고 있지 않은 경우이기 때문이다.
일 예에 따라, 제1 기준값은 모터(160)가 정상적으로 제어되어 적절한 보조 토크를 공급하는 경우에 있어서 검출될 수 있는 조향 토크의 범위를 나타내는 경계값으로 설정될 수 있다. 이 경우, 중립 위치를 기준으로 조향 방향은 양의 방향과 음의 방향을 가질 수 있으므로, 정상적인 상태에서 나타날 수 있는 조향 토크의 최댓값에 대한 절대값이 제1 기준값으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 제2 조향 토크값의 절대값이 제1 기준값과 비교될 수 있다.
다만, 정상적인 상태에서 조향 토크의 양의 최댓값과 음의 최댓값의 크기가 서로 다른 경우에는, 제1 기준값은 양의 최댓값과 음의 최댓값으로 설정될 수 있다. 이 경우, 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값을 경계로 하는 조향 토크의 범위 밖의 값으로 검출되는 경우에, 제2 제어부(120)는 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 제2 제어부(120)는 대기(standby) 상태를 액티브(active) 상태로 전환할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제2 토크 센서(140)로부터 수신되는 제2 조향 토크 값 및 기타 정보 등을 이용하여, 도 4에 실선으로 도시된 것과 같이, 모터(160)에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 경우, 제2 제어부(120)는 해당 이상 발생을 정확히 검출하여 LOA의 발생 없이 신속하게 보조 토크를 공급하도록 모터(160)를 제어할 수 있다.
일 예에 따라, 제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)에 이상이 발생하였음을 나타내는 이상 발생 알림을 출력하도록 출력부를 제어할 수 있다. 출력부는 시각 정보를 제공하는 디스플레이, 청각 정보를 제공하는 음향 출력부 또는 촉각 정보를 제공하는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 출력부는 제1 제어부(110)에 대한 이상 발생 알림을 미리 정해진 설정에 따라 출력할 수 있다.
만약, 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값 이하인 경우, 제2 제어부(120)는 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는, 전술한 것과 같이, 조향 모터(160)에 의한 보조 토크가 제대로 공급되고 있어 운전자에 의한 조향 토크가 정상 범위를 넘지 않은 경우이기 때문이다. 즉, 조향 모터(160)가 정상적으로 보조 토크를 공급하고 있음에도 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우이므로, 도 5에 도시된 것과 같이, 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생된 것으로 판단될 수 있다.
이 경우, 제1 제어부(110)가 정상적으로 동작하는 경우이므로, 제2 제어부(120)는 도 5에 점선으로 도시된 것과 같이, 대기(standby) 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 통신 인터페이스(150)의 고장에도 제2 제어부(120)가 모터(160)를 제어하게 되는 상황을 방지할 수 있다.
일 예에 따라, 제2 제어부(120)는 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생하였음을 나타내는 이상 발생 알림을 출력하도록 출력부를 제어할 수 있다. 출력부는 통신 인터페이스(150)에 대한 이상 발생 알림을 미리 정해진 설정에 따라 출력할 수 있다.
일 예에 따라, 2 제어부(120)는 제1 제어부(110) 또는 통신 인터페이스(150) 중 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 차량을 림프 홈 모드(limp home mode)로 주행하도록 결정할 수 있다. 이에 따라, 제1 제어부(110) 또는 통신 인터페이스(150) 중 어느 하나에 이상이 발생한 경우에도 안전하게 주행을 수행할 수 있다.
이하에서는 도 3에 도시된 스티어 바이 와이어 시스템을 전제로 본 개시에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
조향 보조 시스템이 스티어 바이 와이어 시스템인 경우, 모터(160)는 운전자의 조향 토크에 기초하여 반력 토크를 공급하는 반력 모터에 해당될 수 있다.
제2 제어부(120)는 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서(140)로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제2 조향 토크의 값이 제2 기준값 이하인 경우 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는, 반력 모터(160)에 의한 반력 토크가 제대로 공급되고 있지 않아, 운전자에 의해 요구되는 조향 토크가 줄어들기 때문이다.
일 예에 따라, 제2 기준값은 모터(160)가 정상적으로 제어되어 적절한 반력 토크를 공급하는 경우에 있어서 검출될 수 있는 조향 토크의 범위를 나타내는 경계값으로 설정될 수 있다. 이 경우, 중립 위치를 기준으로 조향 방향은 양의 방향과 음의 방향을 가질 수 있으므로, 정상적인 상태에서 나타날 수 있는 조향 토크의 최솟값에 대한 절대값이 제2 기준값으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 제2 조향 토크값의 절대값이 제2 기준값과 비교될 수 있다.
다만, 정상적인 상태에서 조향 토크의 양의 최솟값과 음의 최솟값의 크기가 서로 다른 경우에는, 제2 기준값은 양의 최솟값과 음의 최솟값으로 설정될 수 있다. 이 경우, 제2 조향 토크의 값이 제2 기준값을 경계로 하는 조향 토크의 범위 안의 값으로 검출되는 경우에, 제2 제어부(120)는 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 제2 제어부(120)는 대기(standby) 상태를 액티브(active) 상태로 전환하고, 반력 모터(160)를 제어할 수 있다. 이후의 제2 제어부(120)의 동작은, 기술적 사상에 모순되지 않는 한, 전술한 기계식 조향 보조 시스템의 경우와 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으며, 따라서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
만약, 제2 조향 토크의 값이 제2 기준값을 초과한 경우, 제2 제어부(120)는 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는, 반력 모터(160)에 의한 반력 토크가 제대로 공급되고 있어 운전자에 의한 조향 토크가 정상 범위 내에 있는 경우이기 때문이다. 즉, 반력 모터(160)가 정상적으로 반력 토크를 공급하고 있음에도 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우이므로, 도 5에 도시된 것과 같이, 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생된 것으로 판단될 수 있다.
이 경우, 제1 제어부(110)가 정상적으로 동작하는 경우이므로, 제2 제어부(120)는 도 5에 점선으로 도시된 것과 같이, 대기(standby) 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 통신 인터페이스(150)의 고장에도 제2 제어부(120)가 모터(160)를 제어하게 되는 상황을 방지할 수 있다.
일 예에 따라, 제2 제어부(120)는 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생하였음을 나타내는 이상 발생 알림을 출력하도록 출력부를 제어할 수 있다. 이후의 제2 제어부(120)의 동작은, 기술적 사상에 모순되지 않는 한, 전술한 기계식 조향 보조 시스템의 경우와 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으며, 따라서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서는, 제1 제어부(110)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지된 경우를 설명하였으나, 이는 제2 제어부(120)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제1 제어부(110)는 제2 제어부(120)의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지된 경우, 제1 토크 센서(130)에서 검출된 조향 토크의 값에 기초하여 제2 제어부(120) 또는 통신 인터페이스(150) 중 어느 쪽에서 이상이 발생되었는지를 판단할 수 있다. 다만, 제1 제어부(110)가 메인 ECU로 모터(160)를 제어 중이므로, 제어부(110)는 제2 제어부(120) 또는 통신 인터페이스(150) 중 이상이 발생한 구성에 대한 이상 발생 알림을 출력하도록 출력부를 제어할 수 있다.
이에 따르면, 조향 제어 장치에 구비된 메인 제어부에 대한 이상 발생이 인지된 경우 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 별도의 하드웨어 디자인 변경 없이 리던던트 세이프티 메커니즘을 구현할 수 있으며, 추가적인 통신 인터페이스를 더 구비하기 위한 비용을 절감할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법에 대한 흐름도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 대상인 모터가 조향 모터인 경우의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 대상인 모터가 반력 모터인 경우의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 개시에 따른 조향 제어 방법은, 도 1을 참조하여 설명한 조향 제어 장치(100)에서 구현될 수 있다. 이하 필요한 도면들을 참조하여, 본 개시에 따른 조향 제어 방법과, 이를 구현하기 위한 조향 제어 장치(100)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 조향 제어 장치의 제1 제어부는 제1 토크 센서에서 검출된 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터를 제어할 수 있다[S110].
조향 제어 장치의 제1 제어부는 입력된 제1 조향 토크 정보, 차량의 차속 정보, 모터에 공급되는 모터 전류 정보 등에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터를 제어할 수 있다. 일 예에 따라, 조향과 관련된 모터 토크에는 운전자의 조향 토크에 기초한 보조 토크 또는 반력 토크 등이 해당될 수 있다.
다시, 도 6을 참조하면, 조향 제어 장치의 제1 제어부와 제2 제어부는 사이에 구비된 통신 인터페이스를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링할 수 있다[S120].
일 예에 따라, 조향 제어 장치의 제1 제어부와 제2 제어부는 서로의 동작 상태 정보를 나타내는 신호를 통신 인터페이스를 통하여 소정의 주기로 서로 송수신하도록 설정될 수 있다. 다른 일 예에 따라, 조향 제어 장치의 제1 제어부와 제2 제어부는 각각 상대방의 특정 단자에서 출력되는 신호의 검출 여부에 기초하여 정상 동작 여부를 모니터링하도록 설정될 수 있다.
다시, 도 6을 참조하면, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지되면 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신할 수 있다[S130].
제2 제어부는 제1 제어부로부터 신호에 기초하여 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지할 수 있다. 구체적으로, 도 7을 참조하면, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 제1 제어부의 동작 상태 정보를 나타내는 신호가 수신되는지를 확인할 수 있다[S210].
제1 제어부의 동작 상태 정보를 나타내는 신호가 수신되는 경우(S210, Yes), 조향 제어 장치의 제2 제어부는 수신된 신호가 제1 제어부의 이상 발생을 나타내는 신호인지를 확인할 수 있다[S220]. 수신된 신호가 제1 제어부의 정상 상태를 나타내는 신호인 경우(S220, No), 제2 제어부는 S120단계로 돌아가 제1 제어부의 동작 상태를 모니터링할 수 있다.
제1 제어부의 동작 상태 정보를 나타내는 신호가 수신되지 않은 경우(S210, No) 또는, 수신된 신호가 제1 제어부의 이상 발생을 나타내는 신호인 경우(S220, Yes), 제2 제어부는 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상이 발생된 것으로 인지할 수 있다. 이 경우, 제2 제어부는 제2 토크 센서로 제2 조향 토크 정보를 요청하여 이를 수신할 수 있다[S230].
다시, 도 6을 참조하면, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 수신된 제2 조향 토크의 값에 기초하여 제1 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단할 수 있다[S140].
제2 제어부(120)는 제2 조향 토크의 값이 정상 범위 내인 경우, 통신 인터페이스(150)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 제2 제어부(120)는 제2 조향 토크의 값이 정상 범위 내가 아닌 경우, 제1 제어부(110)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 조향 보조 시스템이 기계식 조향 보조 시스템인 경우, 즉, 모터가 보조 토크를 공급하는 조향 모터인 경우에 있어서의 조향 제어 장치의 동작이 도시되어 있다.
전술한 것과 같이, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신할 수 있다. 제2 제어부는 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값을 초과하는지를 확인할 수 있다[S310]. 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값을 초과한 경우(S310, Yes), 제2 제어부는 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다[S320]. 이는, 조향 모터에 의한 보조 토크가 제대로 공급되고 있지 않은 경우이기 때문이다.
일 예에 따라, 제1 기준값은 조향 모터가 정상적으로 제어되어 적절한 보조 토크를 공급하는 경우에 있어서 검출될 수 있는 조향 토크의 범위를 나타내는 경계값으로 설정될 수 있다. 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단된 경우, 제2 제어부는 대기(standby) 상태를 액티브(active) 상태로 전환하고, 제1 제어부에 대한 이상 발생 알림을 출력할 수 있다[S150].
제2 제어부는 제2 토크 센서로부터 수신되는 제2 조향 토크 값 및 기타 정보 등을 이용하여, 조향 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 제어부에 이상이 발생한 경우, 제2 제어부는 해당 이상 발생을 정확히 검출하여 LOA의 발생 없이 신속하게 보조 토크를 공급하도록 조향 모터를 제어할 수 있다.
또한, 제2 제어부는 시각 정보를 제공하는 디스플레이, 청각 정보를 제공하는 음향 출력부 또는 촉각 정보를 제공하는 햅틱 모듈 등을 포함하는 출력부를 제어하여 제1 제어부에 대한 이상 발생 알림을 출력할 수 있다.
제2 조향 토크의 값이 제1 기준값 이하인 경우(S310, No), 제2 제어부는 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다[S330]. 이는, 조향 모터에 의한 보조 토크가 제대로 공급되고 있어 운전자에 의한 조향 토크가 정상 범위를 넘지 않은 경우이기 때문이다. 즉, 조향 모터가 정상적으로 보조 토크를 공급하고 있음에도 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우이므로, 통신 인터페이스에 이상이 발생된 것으로 판단될 수 있다.
이 경우, 제1 제어부가 정상적으로 동작하고 있으므로, 제2 제어부는 대기(standby) 상태를 유지하고, 통신 인터페이스에 대한 이상 발생 알림을 출력할 수 있다[S160]. 이에 따라, 통신 인터페이스의 고장에도 제2 제어부가 조향 모터를 제1 제어부와 동시에 제어하게 되는 상황을 방지할 수 있다.
제1 제어부 또는 통신 인터페이스 중 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판단 경우, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 차량을 림프 홈 모드(limp home mode)로 주행하도록 결정할 수 있다[S170]. 이에 따라, 제1 제어부 또는 통신 인터페이스 중 어느 하나에 이상이 발생한 경우에도 안전하게 주행을 수행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 조향 보조 시스템이 스티어 바이 와이어 시스템인 경우, 즉, 모터가 반력 토크를 공급하는 반력 모터인 경우에 있어서의 조향 제어 장치의 동작이 도시되어 있다.
도 6에서 전술한 것과 같이, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신할 수 있다. 제2 제어부는 제2 조향 토크의 값이 제2 기준값 이하인지를 확인할 수 있다[S410]. 제2 조향 토크의 값이 제2 기준값 이하인 경우(S410, Yes), 제2 제어부는 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다[S420]. 이는, 반력 모터에 의한 반력 토크가 제대로 공급되고 있지 않은 경우이기 때문이다.
일 예에 따라, 제2 기준값은 반력 모터가 정상적으로 제어되어 적절한 반력 토크를 공급하는 경우에 있어서 검출될 수 있는 조향 토크의 범위를 나타내는 경계값으로 설정될 수 있다. 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단된 경우, 제2 제어부는 대기(standby) 상태를 액티브(active) 상태로 전환하고, 제1 제어부에 대한 이상 발생 알림을 출력할 수 있다[S150].
제2 제어부는 제2 토크 센서로부터 수신되는 제2 조향 토크 값 및 기타 정보 등을 이용하여, 반력 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 제어부에 이상이 발생한 경우, 제2 제어부는 해당 이상 발생을 정확히 검출하여 신속하게 반력 토크를 공급하도록 반력 모터를 제어할 수 있다.
또한, 제2 제어부는 시각 정보를 제공하는 디스플레이, 청각 정보를 제공하는 음향 출력부 또는 촉각 정보를 제공하는 햅틱 모듈 등을 포함하는 출력부를 제어하여 제1 제어부에 대한 이상 발생 알림을 출력할 수 있다.
제2 조향 토크의 값이 제2 기준값을 초과한 경우(S410, No), 제2 제어부는 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다[S430]. 이는, 반력 모터에 의한 반력 토크가 제대로 공급되고 있어 운전자에 의한 조향 토크가 정상 범위내에 있는 경우이기 때문이다. 즉, 반력 모터가 정상적으로 반력 토크를 공급하고 있음에도 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우이므로, 통신 인터페이스에 이상이 발생된 것으로 판단될 수 있다.
이 경우, 제1 제어부가 정상적으로 동작하고 있으므로, 제2 제어부는 대기(standby) 상태를 유지하고, 통신 인터페이스에 대한 이상 발생 알림을 출력할 수 있다[S160]. 이에 따라, 통신 인터페이스의 고장에도 제2 제어부가 반력 모터를 제1 제어부와 동시에 제어하게 되는 상황을 방지할 수 있다.
제1 제어부 또는 통신 인터페이스 중 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판단 경우, 조향 제어 장치의 제2 제어부는 차량을 림프 홈 모드(limp home mode)로 주행하도록 결정할 수 있다[S170]. 이에 따라, 제1 제어부 또는 통신 인터페이스 중 어느 하나에 이상이 발생한 경우에도 안전하게 주행을 수행할 수 있다.
이에 따르면, 조향 제어 장치에 구비된 메인 제어부에 대한 이상 발생이 인지된 경우 보조 제어부에서 조향 토크 값에 기초하여 메인 제어부 또는 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단함으로써, 별도의 하드웨어 디자인 변경 없이 리던던트 세이프티 메커니즘을 구현할 수 있으며, 추가적인 통신 인터페이스를 더 구비하기 위한 비용을 절감할 수 있다.
도 10은 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치의 컴퓨터 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 10을 참조하면, 이상 상술한 본 실시예들은, 컴퓨터 시스템 내에, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 조향 제어 장치, 조향 모터 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 개시는, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
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. 즉, 본 개시의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 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.
100: 조향 제어 장치 110: 제1 제어부
120: 제2 제어부 130: 제1 토크 센서
140: 제2 토크 센서 150: 통신 인터페이스
160: 모터 200, 300: 조향 보조 시스템
210: 랙 앤 피니언 기어 220: 토크 센서
230, 320: 전자 제어 장치 240: 조향 모터
310: 조향 입력 액추에이터 330: 조향 출력 액추에이터

Claims (15)

  1. 운전자의 조향력을 조향 토크로 각각 검출하는 제1 토크 센서 및 제2 토크 센서를 포함하는 센서부;
    상기 제1 토크 센서로부터 검출된 제1 조향 토크의 값을 수신하고, 상기 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 모터를 제어하는 제1 제어부; 및
    상기 제1 제어부와 통신 인터페이스를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링하고, 상기 제1 제어부에 이상이 발생된 경우 상기 모터를 제어하는 제2 제어부를 포함하되,
    상기 제2 제어부는, 상기 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지된 경우, 상기 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신하고, 상기 제2 조향 토크의 값에 기초하여 상기 제1 제어부 또는 상기 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 조향 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 제어부는, 상기 통신 인터페이스를 통하여 상기 제1 제어부의 동작 상태에 대한 정보가 수신되지 않거나, 상기 제1 제어부의 동작 상태에 대한 이상 발생 정보가 수신되는 경우, 상기 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생으로 인지하는 조향 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는, 운전자의 조향 토크에 기초하여 보조 토크를 공급하는 조향 모터이고,
    상기 제2 제어부는, 상기 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값을 초과한 경우 상기 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단하는 조향 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 제어부는, 상기 제2 조향 토크의 값이 상기 제1 기준값 이하인 경우 상기 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단하는 조향 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 제어부는, 상기 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단되면 대기(standby) 상태를 유지하고, 상기 통신 인터페이스의 이상 발생 알림을 출력하도록 제어하는 조향 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 제어부는, 상기 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단되면 액티브(active) 상태로 전환하고, 상기 제1 제어부의 이상 발생 알림을 출력하도록 제어하는 조향 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 제어부는, 상기 제1 제어부 또는 상기 통신 인터페이스 중 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판단되면 차량을 림프 홈 모드(limp home mode)로 주행하도록 결정하는 조향 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는, 운전자의 조향 토크에 기초하여 반력 토크를 공급하는 반력 모터이고,
    상기 제2 제어부는, 상기 제2 조향 토크의 값이 제2 기준값 이하인 경우 상기 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단하는 조향 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 제어부는, 상기 제2 조향 토크의 값이 상기 제2 기준값을 초과한 경우 상기 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단하는 조향 제어 장치.
  10. 제1 토크 센서에서 검출된 제1 조향 토크의 값에 기초하여 조향과 관련된 모터 토크를 공급하도록 제1 제어부에서 모터를 제어하는 단계;
    상기 제1 제어부와 제2 제어부에서 통신 인터페이스를 통하여 동작 상태를 상호 모니터링하는 단계;
    상기 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생이 인지되면 제2 제어부에서 제2 토크 센서로부터 검출된 제2 조향 토크의 값을 수신하는 단계; 및
    상기 제2 조향 토크의 값에 기초하여 제2 제어부에서 상기 제1 제어부 또는 상기 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 조향 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 조향 토크의 값을 수신하는 단계는, 상기 통신 인터페이스를 통하여 상기 제1 제어부의 동작 상태에 대한 정보가 수신되지 않거나, 상기 제1 제어부의 동작 상태에 대한 이상 발생 정보가 수신되는 경우, 상기 제1 제어부의 동작 상태에 관련된 이상 발생으로 인지하는 조향 제어 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터는, 운전자의 조향 토크에 기초하여 보조 토크를 공급하는 조향 모터이고,
    상기 제1 제어부 또는 상기 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 제2 조향 토크의 값이 제1 기준값을 초과한 경우 상기 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단하는 조향 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 제어부 또는 상기 통신 인터페이스의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 제2 조향 토크의 값이 상기 제1 기준값 이하인 경우 상기 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단하는 조향 제어 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스에 이상이 발생한 것으로 판단되면 상기 제2 제어부의 대기(standby) 상태를 유지하고, 상기 통신 인터페이스의 이상 발생 알림을 출력하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 조향 제어 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단되면 상기 모터를 제어하도록상기 제2 제어부를 액티브(active) 상태로 전환하고, 상기 제1 제어부의 이상 발생 알림을 출력하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 조향 제어 방법.


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