KR20210113758A - 조향각 센서의 고장 검출장치 및 그 제어방법 - Google Patents

조향각 센서의 고장 검출장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20210113758A
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김태균
이승철
황대훈
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주식회사 만도
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Abstract

일실시예에 따른 조향각 센서의 고장 검출장치는 스티어링 휠과 함께 회전하는 메인 기어, 메인 기어와 일정 기어비를 가지면서 메인 기어에 각각 치합되는 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어, 제1 서브 기어의 각도를 검출하는 제1 홀 IC 칩, 제2 서브 기어의 각도를 검출하는 제2 홀 IC 칩을 포함하는 조향각 센서 및 제1 홀 IC 칩에 의해 검출된 제1 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제1 각도차이와, 제2 홀 IC 칩에 의해 검출된 제2 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제2 각도차이를 근거로 조향각 센서의 고장을 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

조향각 센서의 고장 검출장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR FAILURE IN A STEERING ANGLE SENSOR}
개시된 발명은 차량에 마련된 스티어링 휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서의 고장 검출장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 적용되는 전동 조향장치는 운전자가 조작하게 되는 스티어링 휠과 연동하여 조작력을 전달하는 스티어링 축에 설치되어 스티어링 휠의 회전각도, 즉 조향각을 검출하는 조향각 센서를 포함할 수 있다.
조향각 센서는 스티어링 축에 장착된 메인 기어와, 이 메인 기어와 일정 기어비를 가지면서 메인 기어에 각각 치합되는 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어와, 이 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어에 각각 부착된 마그넷과, 각 마그넷에 방출되는 자계 변화를 검출하는 제1 홀 IC 칩 및 제2 홀 IC 칩을 포함할 수 있다.
조향각 센서의 제1 홀 IC 칩 및 제2 홀 IC 칩의 출력은 전동 조향장치의 전자제어유닛(ECU)에 출력될 수 있다. 제1 홀 IC 칩은 제1 서브 기어의 회전각도를 출력하고, 제2 홀 IC 칩은 제2 서브 기어의 회전각도를 출력할 수 있다.
제1 서브기어의 회전각도와 제2 서브기어의 회전각도로부터 스티어링 축의 회전각도를 결정할 수 있다.
2개의 서브 기어 각도 정보를 조합하여 조향각을 연산하고, 현재의 알고리즘 오류나 노이즈 등에 의한 고장 상태를 검출하는 방법은 다양하게 존재한다.
조향각의 정밀도는 메인 기어와 2개의 서브 기어의 치 맞물림에 큰 영향을 받을 수 있다. 스티어링 휠 조작 중 각 기어의 변화량에 의해 발생하는 고장을 감지하는 기술은 없다. 알고리즘 오류 및 노이즈 등에 의한 고장 외에도, 예를 들면, 기어의 치(Tooth)가 손실되거나 변형될 경우 메인 기어와 각 서브 기어의 치합이 틀어져 이 구간을 지날 때마다 잘못된 각도 정보를 출력할 수 있어 잘못된 조향각을 연산할 수 있다.
공개특허공보 제10-2009-0097378호(2009.09.16.공개)
개시된 발명의 일 측면은 조향각 센서의 기어 변형이나 손상으로 인한 고장을 보다 효과적으로 검출할 수 있는 조향각 센서의 고장 검출장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 스티어링 휠과 함께 회전하는 메인 기어; 상기 메인 기어와 일정 기어비를 가지면서 상기 메인 기어에 각각 치합되는 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어; 상기 제1 서브 기어의 각도를 검출하는 제1 홀 IC(Integrated Circuit) 칩 및 상기 제2 서브 기어의 각도를 검출하는 제2 홀 IC 칩을 포함하는 조향각 센서; 및 상기 제1 홀 IC 칩에 의해 검출된 제1 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제1 각도차이와, 상기 제2 홀 IC 칩에 의해 검출된 제2 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 고장 검출장치가 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제1 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제2 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 각도차이, 상기 제2 각도차이 및 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면은 스티어링 휠과 함께 회전하는 메인 기어와 일정 기어비를 가지면서 상기 메인 기어에 각각 치합되는 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어를 가진 조향각 센서의 고장 검출방법에 있어서, 상기 제1 서브기어의 각도를 검출하고, 상기 제2 서브기어의 각도를 검출하고, 상기 제1 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제1 각도차이를 산출하고, 상기 제2 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제2 각도차이를 산출하고, 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법이 제공될 수 있다.
상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제1 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단할 수 있다.
상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제2 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단할 수 있다.
상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 더 산출하고, 상기 제1 각도차이, 상기 제2 각도차이 및 상기 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단할 수 있다.
상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단할 수 있다.
상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 조향각 센서의 기어 변형이나 손상으로 인한 고장을 보다 효과적으로 검출할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치에 적용된 조향각 센서를 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어블록을 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치에서 메인 기어의 치 손상시 메인 기어와 2개의 서브 기어 간의 치합을 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어방법을 도시한다.
도 5 및 도 6은 다른 실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어방법을 도시한다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어방법을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치에 적용된 조향각 센서를 도시하고, 도 2는 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어블록을 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 조향각 센서 고장 검출장치는 조향각 센서(10)와 제어부(20) 및 경고부(30)를 포함할 수 있다.
조향각 센서(10)는 스티어링 축에 장착된 메인 기어(11)와, 이 메인 기어(11)와 일정 기어비를 가지면서 메인 기어(11)에 각각 치합되는 제1 서브 기어(12) 및 제2 서브 기어(13)와, 이 제1 서브 기어(12)에 부착된 제1 마그넷(14) 및 제2 서브 기어(13)에 부착된 제2 마그넷(15)과, 각 마그넷(14, 15)에 방출되는 자계 변화를 검출하는 제1 홀 IC 칩(16) 및 제2 홀 IC 칩(17)과, 이 제1 홀 IC 칩(16) 및 제2 홀 IC 칩(17)이 장착되는 인쇄회로기판(18)과, 이 부품들을 감싸는 상부 커버(19a) 및 하부 커버(19b)를 포함할 수 있다.
메인 기어(11)는 n개의 치가 형성되어 있을 수 있다.
2개의 서브 기어(12, 13)의 치 개수는 메인 기어(11)의 치 개수보다 적을 수 있다.
제1 서브 기어(12)와 제2 서브 기어(13)는 서로 다른 개수의 치가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 기어(12)는 m 개의 치가 형성되고, 제2 서브 기어(13)는 m+1 개의 치가 형성될 수 있다.
인쇄회로기판(18)에는 배선 패턴과 전기적으로 접속된 커넥터를 통해 전동 조향장치의 전자제어유닛(ECU)과 전기적으로 연결될 수 있다.
메인 기어(11)와 2개의 서브 기어(12, 13)는 서로 맞물려 있다.
메인 기어(11)가 회전하면, 2개의 서브 기어(12, 13)이 회전할 수 있다.
메인 기어(11)와 2개의 서브 기어(12, 13)는 치 개수가 다르기 때문에 각 기어들이 회전할 때 메인 기어(11)와 2개의 서브 기어(12, 13)의 회전각도는 다를 수 있다.
메인 기어(11)가 1회 회전할 때 2개의 서브 기어(12, 13)는 복수 회 회전할 수 있다.
제1 홀 IC 칩(16)은 제1 마그넷(14)에서 방출되는 자계에 의해 제1 서브 기어(12)의 각도 함수인 전압신호를 발생시킬 수 있다.
제2 홀 IC 칩(17)은 제2 마그넷(15)에서 방출되는 자계에 의해 제2 서브 기어(13)의 각도 함수인 전압신호를 발생시킬 수 있다.
제1 서브 기어(12)와 제2 서브 기어(13)는 1회 회전할 때마다 이러한 전압 변화가 반복될 수 있다.
제어부(20)는 전자제어유닛(Electronic Control Unit; ECU)으로 명명될 수 있다.
제어부(20)는 프로세서(21)와 메모리(22)를 포함할 수 있다.
메모리(22)는 프로세서(21)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램과, 조향각 계산과 조향각 센서(10)의 고장 판단과 관련된 각종 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(22)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(21)는 조향각 센서(10)의 고장 판단을 위한 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
상기한 구성을 가진 제어부(200)는 인쇄회로기판(18)과 전기적으로 연결되어 제1 홀 IC 칩(16) 및 제2 홀 IC 칩(17)으로부터 각 기어(12, 13)의 각도정보를 제공받을 수 있다.
운전자가 스티어링 휠을 회전시킴과 함께 스티어링 축과 장착된 메인 기어(11)가 연동하여 회전하고, 이 메인 기어(11)가 회전됨에 따라 2개의 서브 기어(12, 13)가 함께 회전하게 된다.
이런 상태에서 제어부(20)는 제1 서브 기어(12)가 회전할 때 제1 홀 IC 칩(16)에 의해 출력된 각도 신호와 제2 서브 기어(13)가 회전할 때 제2 홀 IC 칩(17)에 의해 출력된 각도 신호를 수신하고, 수신된 각 각도신호로부터 메인 기어(2)의 각도를 추정함으로써 조향각을 계산할 수 있다. 이때, 제어부(20)는 메인 기어(11)의 각도를 추정할 때 메인 기어(11)의 치 개수 n, 제1 서브 기어(12)의 치 개수 m 및 제2 서브 기어(13)의 치 개수 m+1가 사용될 수 있다.
또한, 제어부(20)는 제1 홀 IC 칩(16)으로부터 출력된 제1 서브 기어 각도 신호와 제2 홀 IC 칩(17)으로부터 출력된 제2 서브 기어 각도 신호를 근거로 각 기어(11, 12, 13)의 손상으로 인한 조향각 센서(10)의 고장을 판단할 수 있다.
제어부(20)는 경고부(30)를 통해 운전자에게 조향각 센서(10)의 고장을 경고할 수 있다.
경고부(30)는 제어부(20)의 제어신호에 따라 운전자에게 조향각 센서(10)의 고장을 알리는 메시지를 출력하는 스피커 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치에서 메인 기어의 치 손상시 메인 기어와 2개의 서브 기어 간의 치합을 도시한다.
도 3에는 메인 기어(11)의 치들 중 일부 치가 손상되어 없어진 상태가 나타나 있다.
이럴 경우, 2개의 서브 기어(12, 13)가 메인 기어(11)에서 치가 손상된 부분을 맞물려 회전할 때 치 점핑(tooth jumping) 현상이 발생할 수 있다. 이로 인해, 조향각의 이상적인 이동현상이 발생할 수 있다. 즉, 특정 방향으로 조타 중 조향각이 잘못된 센싱 정보 또는 기구적인 고장으로 인하여 허용범위를 초과하는 조향각의 변화량이 발생할 수 있다. 이는 전동 조향장치의 의도하지 않은 제어를 유발할 우려가 있다.
또한, 2개의 서브 기어(12, 13)의 치 손상이나 결여일 경우에도 허용범위를 초과하는 조향각의 변화량이 발생할 수 있다.
이러한 경우를 대비하여 조향각 센서의 기어 변형이나 손상으로 인한 고장을 검출할 필요가 있다.
제어부(20)는 제1 서브 기어(12)의 현재 시점의 제1 서브 기어 각도와 이전 시점의 제1 서브 기어 각도 간의 제1 서브 기어 각도 차이를 산출할 수 있다.
제어부(20)는 제2 서브 기어(13)의 현재 시점의 제2 서브 기어 각도와 이전 시점의 제2 서브 기어 각도 간의 제2 서브 기어 각도 차이를 산출할 수 있다.
제어부(20)는 제1 서브 기어 각도 차이와 제2 서브 기어 각도 차이를 근거로 조향각 센서(10)의 고장을 판단할 수 있다.
제어부(20)는 제1 서브 기어 각도 차이가 미리 설정된 각도보다 높거나 제2 서브 기어 각도 차이가 미리 설정된 각도보다 높으면, 조향각 센서(10)가 고장일 가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(20)는 제1 서브 기어 각도 차이가 미리 설정된 각도보다 높으면, 고장 플래그를 증가시키고, 제2 서브 기어 각도 차이가 미리 설정된 각도보다 높으면, 고장 플래그를 증가시키며, 증가된 고장 플래그가 미리 설정된 값보다 높으면, 조향각 센서(10)가 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제어부(20)는 조향각 센서(10)의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(20)는 제1 서브 기어 각도 차이와 제2 서브 기어 각도 차이 간의 각도 차이를 산출하고, 산출된 각도 차이가 미리 설정된 각도보다 높으면, 조향각 센서(10)가 고장일 가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(20)는 제1 서브 기어 각도 차이가 미리 설정된 각도(미리 설정된 제1값)보다 높은 횟수를 카운트하고, 제2 서브 기어 각도 차이가 미리 설정된 각도(미리 설정된 제2값)보다 높은 횟수를 카운트하며, 제1 서브 기어 각도 차이와 제2 서브 기어 각도 차이 간의 각도 차이가 미리 설정된 각도(미리 설정된 제3값)보다 높은 횟수를 카운트하고, 각 카운트 된 횟수를 합산하고, 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 조향각 센서(10)가 기어 손상으로 인한 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이때, 미리 설정된 제1값, 미리 설정된 제2값 및 미리 설정된 제3값은 서로 동일하거나, 다를 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어방법을 도시한다.
도 4를 참조하면, 제어부(20)는 조향각 센서(10)의 제1 홀 IC 칩(16)으로부터 제1 서브기어(12)의 각도신호를 수신함으로써 제1 서브기어(12)의 각도를 검출할 수 있다(100).
제어부(20)는 조향각 센서(10)의 제2 홀 IC 칩(17)으로부터 제2 서브기어(13)의 각도신호를 수신함으로써 제2 서브기어(13)의 각도를 검출할 수 있다(102).
제어부(20)는 제1 서브기어(12)의 현재시점의 각도와 이전시점의 각도 간의 제1 각도차이를 산출할 수 있다(104).
제어부(20)는 제2 서브기어(13)의 현재시점의 각도와 이전시점의 각도 간의 제2 각도차이를 산출할 수 있다(106).
제어부(20)는 제1 각도차이가 미리 설정된 제1 각도(Thr1)를 초과하는지를 판단할 수 있다(108).
만약, 작동모드 108의 판단결과 제1 각도차이가 미리 설정된 제1 각도(Thr1)를 초과하면, 제어부(20)는 제1 고장 플래그를 증가시킬 수 있다(110). 제1 고장 플래그는 제1 서브기어(12)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다.
한편, 작동모드 108의 판단결과 제1 각도차이가 미리 설정된 제1 각도(Thr1)를 초과하지 않거나 제1 고장 플래그를 증가시킨 후, 제어부(20)는 제2 각도차이가 미리 설정된 제2 각도(Thr2)를 초과하는지를 판단할 수 있다(112).
만약, 작동모드 112의 판단결과 제2 각도차이가 미리 설정된 제2 각도(Thr2)를 초과하면, 제어부(20)는 제2 고장 플래그를 증가시킬 수 있다(114). 제2 고장 플래그는 제2 서브기어(13)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다.
한편, 작동모드 112의 판단결과 제2 각도차이가 미리 설정된 제2 각도(Thr2)를 초과하지 않거나 제2 고장 플래그를 증가시킨 후, 제어부(20)는 고장 플래그를 합산할 수 있다(116). 이때, 제어부(20)는 제1 고장 플래그와 제2 고장 플래그를 분리하여 합산할 수도 있고 합쳐서 합산할 수 있다.
제어부(20)는 합산된 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하는지를 판단할 수 있다(118).
만약, 작동모드 118의 판단결과 합산된 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하지 않으면, 작동모드 100으로 이동하여 이하의 작동모드를 수행할 수 있다.
한편, 작동모드 118의 판단결과 합산된 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하면, 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다(120). 이때, 제어부(20)는 제1 고장 플래그를 합산한 값이 미리 설정된 제1 값을 초과하면, 제1 서브기어(12)의 치 손상이나 결여로 인한 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(20)는 제2 고장 플래그를 합산한 값이 미리 설정된 제2 값을 초과하면, 제2 서브기어(13)의 치 손상이나 결여로 인한 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다.
제어부(20)는 경고부(30)를 통해 조향각 센서(10)가 고장임을 운전자에게 경고할 수 있다(122).
도 5 및 도 6은 다른 실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어방법을 도시한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부(20)는 조향각 센서(10)의 제1 홀 IC 칩(16)으로부터 제1 서브기어(12)의 각도신호를 수신함으로써 제1 서브기어(12)의 각도를 검출할 수 있다(200).
제어부(20)는 조향각 센서(10)의 제2 홀 IC 칩(17)으로부터 제2 서브기어(13)의 각도신호를 수신함으로써 제2 서브기어(13)의 각도를 검출할 수 있다(202).
제어부(20)는 제1 서브기어(12)의 현재시점의 각도와 이전시점의 각도 간의 제1 각도차이를 산출할 수 있다(204).
제어부(20)는 제2 서브기어(13)의 현재시점의 각도와 이전시점의 각도 간의 제2 각도차이를 산출할 수 있다(206).
제어부(20)는 제1 각도차이와 제2 각도차이 간의 각도 차이인 제1-제2 각도차이를 산출할 수 있다(208).
제어부(20)는 제1 각도차이가 미리 설정된 제1 각도(Thr1)를 초과하는지를 판단할 수 있다(210).
만약, 작동모드 210의 판단결과 제1 각도차이가 미리 설정된 제1 각도(Thr1)를 초과하면, 제어부(20)는 제1 고장 플래그를 증가시킬 수 있다(212). 제1 고장 플래그는 제1 서브기어(12)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다.
한편, 작동모드 210의 판단결과 제1 각도차이가 미리 설정된 제1 각도(Thr1)를 초과하지 않거나 제1 고장 플래그를 증가시킨 후, 제어부(20)는 제2 각도차이가 미리 설정된 제2 각도(Thr2)를 초과하는지를 판단할 수 있다(214).
만약, 작동모드 214의 판단결과 제2 각도차이가 미리 설정된 제2 각도(Thr2)를 초과하면, 제어부(20)는 제2 고장 플래그를 증가시킬 수 있다(216). 제2 고장 플래그는 제2 서브기어(13)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다.
한편, 작동모드 214의 판단결과 제2 각도차이가 미리 설정된 제2 각도(Thr2)를 초과하지 않거나 제2 고장 플래그를 증가시킨 후, 제어부(20)는 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 제3 각도(Thr3)를 초과하는지를 판단할 수 있다(218).
만약, 작동모드 218의 판단결과 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 제3 각도(Thr3)를 초과하면, 제어부(20)는 제3 고장 플래그를 증가시킬 수 있다(220). 제3 고장 플래그는 메인 기어(11)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다. 제3 고장 플래그는 제1 보조기어(12) 또는/및 제2 보조기어(13)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수도 있다.
한편, 작동모드 218의 판단결과 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 제3 각도(Thr2)를 초과하지 않거나 제3 고장 플래그를 증가시킨 후, 제어부(20)는 고장 플래그를 합산할 수 있다(222). 이때, 제어부(20)는 제1 고장 플래그, 제2 고장 플래그 및 제3 고장 플래그를 분리하여 합산할 수도 있고 합쳐서 합산할 수 있다.
제어부(20)는 합산된 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하는지를 판단할 수 있다(224).
만약, 작동모드 224의 판단결과 합산된 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하지 않으면, 작동모드 200으로 이동하여 이하의 작동모드를 수행할 수 있다.
한편, 작동모드 224의 판단결과 합산된 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하면, 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다(226). 이때, 제어부(20)는 제1 고장 플래그를 합산한 값이 미리 설정된 제1 값을 초과하면, 제1 서브기어(12)의 치 손상이나 결여로 인한 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(20)는 제2 고장 플래그를 합산한 값이 미리 설정된 제2 값을 초과하면, 제2 서브기어(13)의 치 손상이나 결여로 인한 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(20)는 메인 기어(11)의 치 손상이나 결여로 인한 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다.
제어부(20)는 경고부(30)를 통해 조향각 센서(10)가 고장임을 운전자에게 경고할 수 있다(228).
도 7은 또 다른 실시예에 따른 조향각 센서 고장 검출장치의 제어방법을 도시한다.
도 7을 참조하면, 제어부(20)는 조향각 센서(10)의 제1 홀 IC 칩(16)으로부터 제1 서브기어(12)의 각도신호를 수신함으로써 제1 서브기어(12)의 각도를 검출할 수 있다(300).
제어부(20)는 조향각 센서(10)의 제2 홀 IC 칩(17)으로부터 제2 서브기어(13)의 각도신호를 수신함으로써 제2 서브기어(13)의 각도를 검출할 수 있다(302).
제어부(20)는 제1 서브기어(12)의 현재시점의 각도와 이전시점의 각도 간의 제1 각도차이를 산출할 수 있다(304).
제어부(20)는 제2 서브기어(13)의 현재시점의 각도와 이전시점의 각도 간의 제2 각도차이를 산출할 수 있다(306).
제어부(20)는 제1 각도차이와 제2 각도차이 간의 각도 차이인 제1-제2 각도차이를 산출할 수 있다(308).
제어부(20)는 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 제3 각도(Thr3)를 초과하는지를 판단할 수 있다(310).
만약, 작동모드 310의 판단결과 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 제3 각도(Thr3)를 초과하면, 제어부(20)는 고장 플래그를 증가시킬 수 있다(312). 고장 플래그는 메인 기어(11)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다. 고장 플래그는 제1 보조기어(12) 또는/및 제2 보조기어(13)의 치 손상이나 결여일 가능성이 있다는 것을 나타낼 수도 있다.
한편, 작동모드 310의 판단결과 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 제3 각도(Thr3)를 초과하지 않거나 고장 플래그를 증가시킨 후, 제어부(20)는 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하는지를 판단할 수 있다(314).
만약, 작동모드 314의 판단결과 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하지 않으면, 작동모드 300으로 이동하여 이하의 작동모드를 수행할 수 있다.
한편, 작동모드 314의 판단결과 고장 플래그가 미리 설정된 값(Nthr)을 초과하면, 조향각 센서(10)의 고장으로 판단할 수 있다(316).
제어부(20)는 경고부(30)를 통해 조향각 센서(10)가 고장임을 운전자에게 경고할 수 있다(318).
이상과 같이, 개시된 발명은 조향각 센서의 기어 변형이나 손상으로 인한 고장을 보다 효과적으로 검출할 수 있다.
10 : 조향각 센서 11 : 메인 기어
12 : 제1 서브 기어 13 : 제2 서브 기어
14 : 제1 마그넷 15 : 제2 마그넷
16 : 제1 홀 IC 칩 17 : 제2 홀 IC 칩
18 : 인쇄회로기판 19a: 상부 커버
19b: 하부 커버 20 : 제어부
21 : 프로세서 22 : 메모리

Claims (16)

  1. 스티어링 휠과 함께 회전하는 메인 기어; 상기 메인 기어와 일정 기어비를 가지면서 상기 메인 기어에 각각 치합되는 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어; 상기 제1 서브 기어의 각도를 검출하는 제1 홀 IC(Integrated Circuit) 칩 및 상기 제2 서브 기어의 각도를 검출하는 제2 홀 IC 칩을 포함하는 조향각 센서; 및
    상기 제1 홀 IC 칩에 의해 검출된 제1 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제1 각도차이와, 상기 제2 홀 IC 칩에 의해 검출된 제2 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 제어부를 포함하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제1 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제2 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 각도차이, 상기 제2 각도차이 및 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출장치.
  9. 스티어링 휠과 함께 회전하는 메인 기어와 일정 기어비를 가지면서 상기 메인 기어에 각각 치합되는 제1 서브 기어 및 제2 서브 기어를 가진 조향각 센서의 고장 검출방법에 있어서,
    상기 제1 서브기어의 각도를 검출하고,
    상기 제2 서브기어의 각도를 검출하고,
    상기 제1 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제1 각도차이를 산출하고,
    상기 제2 서브기어 각도의 현재시점과 이전시점 간의 제2 각도차이를 산출하고,
    상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제1 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면, 상기 제2 서브기어의 치 손상으로 인한 상기 조향각 센서의 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 더 산출하고,
    상기 제1 각도차이, 상기 제2 각도차이 및 상기 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 각 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1 각도차이와 상기 제2 각도차이 간의 각도차이인 제1-제2 각도차이를 근거로 상기 조향각 센서의 고장을 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 조향각 센서 고장 판단에서, 상기 제1-제2 각도차이가 미리 설정된 각도보다 높은 횟수를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수들을 합산하고, 상기 합산된 횟수가 미리 설정된 횟수보다 높으면 상기 조향각 센서의 기어 손상으로 인한 고장으로 판단하는 조향각 센서의 고장 검출방법.
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