KR20220108922A - 조향 제어 장치와, 조향 어시스트 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 조향 제어 장치와, 조향 어시스트 장치 및 방법에 관한 것이다. 조향 제어 장치는 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어할 수 있다.

Description

조향 제어 장치와, 조향 어시스트 장치 및 방법{STEERING CONTROL APPARATUS AND, STEERING ASSIST APPARATUS AND METHOD}
본 실시예들은 조향 제어 장치와, 조향 어시스트 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조향 시스템은 차량의 운전자가 조향 휠(steering wheel)에 가한 조향력(또는 회전력)을 바탕으로 바퀴의 조향각을 변화시킬 수 있는 시스템을 의미한다. 최근에는 조향 휠의 조향력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 EPS(Electric Power Steer) 즉, 전동식 파워 조향 시스템이 차량에 적용되고 있다.
최근 차량의 조향 시스템은 체계화되고 적립화된 진단이 필요한 실정이다.
본 실시예들은 체계화되고 적립화된 진단이 가능한 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들은 체계화되고 적립화된 진단이 가능한 조향 어시스트 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들은 체계화되고 적립화된 진단이 가능한 조향 어시스트 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 조향 제어 장치로서, 상기 조향 제어 장치는, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하는 결정부; 및 상기 결정부에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 진단부를 포함하는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 조향 휠과 연결된 입력측 기구를 어시스트하는 입력측 조향 액추에이터; 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구를 어시스트하는 출력측 조향 액추에이터; 상기 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하는 입력측 조향 제어 모듈; 및 상기 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 출력측 조향 제어 모듈을 포함하되, 상기 입력측 조향 제어 모듈은, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하고, 이를 기반으로 출력측 조향 모터의 입력값을 결정하며, 상기 출력측 조향 제어 모듈은, 입력측 조향 제어 모듈에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 조향 어시스트 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 조향 어시스트 방법으로서, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하는 단계; 및 상기 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 단계를 포함하는 조향 어시스트 방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 체계화되고 적립화된 진단이 가능한 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 체계화되고 적립화된 진단이 가능한 조향 어시스트 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 체계화되고 적립화된 진단이 가능한 조향 어시스트 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 조향 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 입력측 조향 어시스트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 출력측 조향 어시스트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 입력측 조향 제어 모듈 및 출력측 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 SbW(Steer by Wire) 시스템의 진단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
이하에서 기재된 위치라는 용어는 포지션, 변위, 움직임, 각도 등과 같은 동등한 의미를 갖는 다른 용어로 대치되어 사용될 수 있음을 본 실시예들에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 조향 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 시스템(1)은 조향 장치(100) 및 조향 어시스트 장치(200) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
조향 장치(100)는 조향 휠(steering wheel)(140)에 가한 조향력(또는, 회전력 등)을 바탕으로 바퀴(wheel)(150)의 조향각을 변화시킬 수 있다. 조향 장치(100)는 입력측 기구(110), 출력측 기구(120) 및 분리/연결 기구(130) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
입력측 기구(110)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)과 연결될 수 있다. 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)의 회전 방향 또는 조향 휠(140)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)과 연결되는 조향 축 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 회전 방향 또는 조향 휠의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할(또는, 움직일) 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
출력측 기구(120)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 출력측 기구(120)는 전기적 및 기계적 중 적어도 어느 하나에 의해 입력측 기구(110)와 연결될 수 있다. 출력측 기구(120)는 바퀴(150)와 연결되어, 바퀴(150)의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있다. 이러한 출력측 기구(120)는 피니언(pinion), 랙(rack), 타이 로드(tie rod) 및 너클 암(knuckle arm) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 바퀴의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
분리/연결 기구(130)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 분리/연결 기구(130)는 입력측 기구(110) 및 출력측 기구(120)와 연결될 수 있다. 분리/연결 기구(130)는 입력측 기구(110)와 출력측 기구(120)를 기계적 또는 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다. 이러한 분리/연결 기구(130)는 클러치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 입력측 기구와 출력측 기구를 기계적 또는 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 장치(100)는 입력측 기구와 출력측 기구가 기계적으로 연결된 형태의 조향 장치; 입력측 기구와 출력측 기구가 전기적으로 연결된 형태의 조향 장치(또는, Steer by wire, SbW); 및 입력측 기구와 출력측 기구가 분리/연결 기구와 연결된 형태의 조향 장치(또는, 클러치를 포함하는 SbW) 중 적어도 하나의 조향 장치를 포함할 수 있다.
한편, 조향 휠(140)과 바퀴(150)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 휠(140)과 바퀴(150)는 도면에 도시된 바와 같이 별도로 구비될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치(100)에 포함될 수 있다.
조향 어시스트 장치(200)는 조향 장치(100)와 연결될 수 있다. 조향 어시스트 장치(200)는 조향 장치(100)를 어시스트할 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 장치(100)는 조향 휠(140)과 연결된 입력측 기구(110)와, 입력측 기구(110)와 기계적으로 분리되고 바퀴(150)와 연결된 출력측 기구(120)를 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예들에 다른 조향 장치(100)는 스티어 바이 와이어(Steer by wire, SbW) 조향 장치일 수 있다.
여기서, 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)의 회전 방향 또는 조향 휠(140)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있으며, 조향 휠(140)과 연결되는 조향 축 등을 포함할 수 있다. 입력측 기구(110)와 기계적으로 분리되고 전자적으로 연결되는 출력측 기구(120)는 바퀴(150)와 연결되어, 바퀴의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있으며, 피니언(pinion), 랙(rack), 타이 로드(tie rod) 및 너클 암(knuckle arm) 중 적어도 어느 하나 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 다른 조향 어시스트 장치(200)는 입력측 조향 어시스트 장치(200-1) 및 출력측 조향 어시스트 장치(200-2) 중 적어도 하나의 어시스트 장치를 포함할 수 있다. 입력측 조향 어시스트 장치(200-1) 및 출력측 조향 어시스트 장치(200-2)는 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
입력측 조향 어시스트 장치(200-1)는 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 입력측 기구와 연결될 수 있다. 입력측 조향 어시스트 장치(200-1)는 입력측 기구를 어시스트할 수 있다.
출력측 조향 어시스트 장치(200-2)는 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 출력측 기구와 연결될 수 있다. 출력측 조향 어시스트 장치(200-2)는 입력측 기구를 어시스트할 수 있다.
도 4는 본 실시예들에 따른 입력측 조향 어시스트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 입력측 조향 어시스트 장치(200-1)는 입력측 입력 전원(210-1), 입력측 조향 제어 모듈(220-1), 입력측 조향 액추에이터(230-1) 및 입력측 센서 모듈(240-1) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
입력측 입력 전원(210-1)은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 직류 전원 및 교류 전원 중 적어도 하나의 전원을 포함할 수 있다. 특히, 직류 전원은 배터리 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 직류를 제공할 수 있다면 어떠한 전원이라도 포함할 수 있다.
입력측 센서 모듈(240-1)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 센서는 입력측 조향 토크 센서(241-1), 입력측 조향각 센서(242-1) 및 입력측 위치 센서(243-1) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태 및 차량의 조향 상태를 측정할 수 있다면 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
입력측 조향 토크 센서(241-1)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 조향 토크 센서(241-1)는 조향 휠의 조향 토크를 측정하여 조향 휠의 토크 정보를 입력측 조향 제어 모듈(220-1)로 제공할 수 있다. 또한, 입력측 조향각 센서(242-1)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 조향각 센서(242-1)는 조향 휠의 조향 각을 측정하여 조향 휠의 조향 각 정보를 입력측 조향 제어 모듈(220-1)로 제공할 수 있다. 또한, 입력측 위치 센서(243-1)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 위치 센서(243-1)는 입력측 기구의 위치 및 입력측 조향 모터의 위치 중 적어도 하나의 위치를 측정하여 입력측 기구의 위치 정보 및 입력측 조향 모터의 위치 정보 중 적어도 하나의 위치 정보를 입력측 조향 제어 모듈(220-1)로 제공할 수 있다. 여기서, 입력측 위치 센서(243-1)는 입력측 기구의 위치를 측정할 수 있는 변위 센서를 포함할 수 있고, 입력측 조향 모터의 위치를 측정할 수 있는 모터 위치 센서를 포함할 수 있다.
입력측 조향 제어 모듈(220-1)은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 조향 제어 모듈(220-1)은 입력측 입력 전원(210-1)과 연결될 수 있다. 입력측 조향 제어 모듈(220-1)은 입력측 입력 전원(210-1)으로부터 전기 에너지를 제공받고, 전기 에너지의 노이즈를 필터링할 수 있다.
입력측 조향 제어 모듈(220-1)은 조향 시스템(1) 내의 각각의 구성 요소들 및/또는 차량으로부터 제공받은 정보(일 예로, 조향 토크 정보, 조향 각 정보, 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 어느 하나의 정보 등)에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
입력측 조향 제어 모듈(220-1)은 조향 모터 제어 신호에 따라 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 입력측 조향 액추에이터(230-1)(또는, 입력측 조향 모터(231-1))를 제어할 수 있다.
입력측 조향 액추에이터(230-1)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 조향 액추에이터(230-1)는 입력측 조향 제어 모듈(220-1)과 연결될 수 있다. 입력측 조향 액추에이터(230-1)는 입력측 조향 제어 모듈(220-1)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트(일 예로, 반력 등)할 수 있다.
입력측 조향 액추에이터(230-1)는 입력측 조향 모터(231-1) 및 입력측 감속기(232-1) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 입력측 조향 모터(231-1) 및 입력측 감속기(232-1)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 조향 모터(231-1) 및 입력측 감속기(232-1) 중 적어도 하나는 입력측 조향 제어 모듈(220-1)과 연결될 수 있다.
입력측 조향 액추에이터(230-1)가 입력측 조향 모터(231-1)를 포함하는 경우, 입력측 조향 모터(231-1)는 입력측 조향 제어 모듈(220-1)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
입력측 조향 액추에이터(230-1)가 입력측 조향 모터(231-1) 및 입력측 감속기(232-1)를 포함하는 경우, 입력측 조향 모터(231-1)는 입력측 조향 제어 모듈(220-1)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하고, 입력측 감속기(232-1)는 입력측 조향 모터(231-1)의 동작에 따라 동작(또는, 작동)하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 출력측 조향 어시스트 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 출력측 조향 어시스트 장치(200-2)는 출력측 입력 전원(210-2), 출력측 조향 제어 모듈(220-2), 출력측 조향 액추에이터(230-2) 및 출력측 센서 모듈(240-2) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
출력측 입력 전원(210-2)은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 직류 전원 및 교류 전원 중 적어도 하나의 전원을 포함할 수 있다. 특히, 직류 전원은 배터리 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 직류를 제공할 수 있다면 어떠한 전원이라도 포함할 수 있다.
출력측 센서 모듈(240-2)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 센서는 출력측 위치 센서(243-2)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태 및 차량의 조향 상태를 측정할 수 있다면 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
출력측 위치 센서(243-2)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 출력측 위치 센서(243-2)는 출력측 기구의 위치 및 출력측 조향 모터의 위치 중 적어도 하나의 위치를 측정하여 출력측 기구의 위치 정보 및 출력측 조향 모터의 위치 정보 중 적어도 하나의 위치 정보를 출력측 조향 제어 모듈(220-2)로 제공할 수 있다. 여기서, 출력측 위치 센서(243-2)는 출력측 기구의 위치를 측정할 수 있는 변위 센서(일 예로, 랙 변위(위치) 센서 등)를 포함할 수 있다.
출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 출력측 입력 전원(210-2)과 연결될 수 있다. 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 출력측 입력 전원(210-2)으로부터 전기 에너지를 제공받고, 전기 에너지의 노이즈를 필터링할 수 있다.
출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 조향 시스템(1) 내의 각각의 구성 요소들 및/또는 차량으로부터 제공받은 정보(일 예로, 조향 토크 정보, 조향 각 정보, 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 어느 하나의 정보 등)에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 조향 모터 제어 신호에 따라 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 출력측 조향 액추에이터(230-2)(또는, 출력측 조향 모터(231-2))를 제어할 수 있다.
출력측 조향 액추에이터(230-2)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 출력측 조향 액추에이터(230-2)는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)과 연결될 수 있다. 출력측 조향 액추에이터(230-2)는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트(일 예로, 반력 등)할 수 있다.
출력측 조향 액추에이터(230-2)는 출력측 조향 모터(231-2) 및 출력측 감속기(232-2) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 출력측 조향 모터(231-2) 및 출력측 감속기(232-2)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 출력측 조향 모터(231-2) 및 출력측 감속기(232-2) 중 적어도 하나는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)과 연결될 수 있다.
출력측 조향 액추에이터(230-2)가 출력측 조향 모터(231-2)를 포함하는 경우, 출력측 조향 모터(231-2)는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
출력측 조향 액추에이터(230-2)가 출력측 조향 모터(231-2) 및 출력측 감속기(232-2)를 포함하는 경우, 출력측 조향 모터(231-2)는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하고, 출력측 감속기(232-2)는 출력측 조향 모터(231-2)의 동작에 따라 동작(또는, 작동)하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 입력측 입력 전원(210-1)과 출력측 입력 전원(210-2)은 도면에 도시된 바와 같이 서로 다른 전원일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 서로 동일한 전원일 수 있다.
또한, 입력측 조향 모터(231-1) 및/또는 출력측 조향 모터(231-2)는 싱글 와인딩(single winding) 타입 조향 모터 및 듀얼 와인딩(dual winding) 타입 조향 모터 중 적어도 어느 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
입력측 조향 모터(231-1) 및/또는 출력측 조향 모터(231-2)는 3상 타입 모터 및 5상 타입 모터 중 적어도 어느 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
도 6은 본 실시예들에 따른 입력측 조향 제어 모듈 및 출력측 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 입력측 조향 제어 모듈(220-1) 및 출력측 조향 제어 모듈(220-2) 각각은 필터부(10), 조향 모터 전원부(20), 센서부(30), 통신부(40), 컨트롤러부(50), 컨트롤러 감시부(60), 동작 전원 변환부(70) 및 전원 경로 제어부(80) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
필터부(10)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 필터부(10)는 입력 전원과 연결될 수 있다. 필터부(10)는 입력 전원으로부터 제공받은 전기 에너지의 노이즈를 필터링하고 노이즈가 필터링된 전기 에너지를 조향 모터 전원부(20) 및 동작 전원 변환부(70)로 제공할 수 있다.
조향 모터 전원부(20)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 모터 전원부(20)는 필터부(10)와 연결되고, 필터링된 전기 에너지를 제공받을 수 있다. 조향 모터 전원부(20)는 컨트롤러부(50)와 연결되어 조향 모터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 조향 모터 전원부(20)는 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
조향 모터 전원부(20)는 스위치 소자 드라이버(21) 및 인버터(22) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 스위치 소자 드라이버(21) 및 인버터(22)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다.
스위치 소자 드라이버(21)는 컨트롤러부(50)로부터 조향 모터 제어 신호를 제공받고, 이를 기반으로 스위치 소자 제어 신호를 생성하여 인버터(22)로 제공할 수 있다. 인버터(22)는 스위치 소자 제어 신호에 따라 필터부의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다.
인버터(22)는 스위치 및/또는 트랜지스터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 스위치 소자 제어 신호에 따라 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다면 어떠한 소자(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
여기서, 인버터(22)가 FET(field effect transistor)를 포함하는 경우, 스위치 소자 드라이버(21)는 게이트 드라이버일 수 있다. 이에, 게이트 드라이버는 컨트롤러부(50)로부터 조향 모터 제어 신호를 제공받고, 이를 기반으로 게이트 제어 신호를 생성하여 인버터(22)로 제공할 수 있다. 인버터(22)는 게이트 제어 신호에 따라 필터부의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다.
전원 경로 제어부(80)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 전원 경로 제어부(80)는 조향 모터 전원부(20)(또는, 인버터(22))와 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231)) 사이에 위치하여, 조향 모터 전원부(20)(또는, 인버터(22))로부터 제공받은 어시스트 조향력을 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231))로 공급하거나 차단할 수 있다.
전원 경로 제어부(80)는 적어도 하나의 페이즈 디스커넥터(phase disconnector, PCO)를 포함할 수 있다. 페이즈 디스커넥터는 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있는 소자 또는 회로로서, 스위치, 차단기, 단로기, 개폐기 및 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있다면 어떠한 소자 또는 회로라도 포함할 수 있다.
센서부(30)는 온도 센서(31), 전류 센서(32) 및 모터 위치 센서(33) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 시스템(또는, 조향 제어 모듈)에 대한 상태를 측정할 수 있다면, 어떠한 센서라도 포함할 수 있다. 온도 센서(31), 전류 센서(32) 및 모터 위치 센서(33)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다.
온도 센서(31)는 조향 제어 모듈(220)의 온도를 측정하여 온도 정보를 컨트롤러부(50)로 제공할 수 있다. 또한, 전류 센서(32)는 조향 모터 전원부(20)에서 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231))로 제공되는 어시스트 전류(또는, 어시스트 조향력)를 측정하여 어시스트 전류 정보를 컨트롤러부(350) 제공할 수 있다. 또한, 모터 위치 센서(33)는 조향 모터의 위치를 측정하여 조향 모터의 위치 정보를 컨트롤러부(50)로 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이, 모터 위치 센서(33)는 조향 제어 모듈(220)에 포함될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 별도로 구비될 수 있다.
통신부(40)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 통신부(40)는 내부 통신부 및 외부 통신부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 내부 통신부는, 조향 제어 모듈이 복수개인 경우, 다른 조향 제어 모듈과 연결되어 정보들을 서로 제공받거나 제공할 수 있다. 외부 통신부는 차량과 연결되어, 차량으로부터 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 속도 정보 등)를 제공받거나 차량으로 조향 시스템과 관련된 정보들을 제공할 수 있다.
컨트롤러부(50)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 컨트롤러부(50)는 조향 제어 모듈(220)의 각 구성요소와 연결되어 정보를 제공하거나 정보를 제공받고, 이를 기반으로 조향 제어 모듈(220)의 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러부(50)는 조향 휠의 토크 정보, 조향 휠의 조향각 정보, 온도 정보, 어시스트 전류 정보, 위치 정보(입력측 기구의 위치 정보, 출력측 기구의 위치 정보 및 조향 모터의 위치 정보 등), 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 차속 정보), 입력 전원의 상태 정보, 단락(또는, 과전류) 상태 정보, 필터부의 전류 센싱 정보 및 조향 모터의 상태 정보 중 적어도 어느 하나의 정보에 기반하여, 조향 모터 제어 신호를 생성하여 조향 모터 전원부(20)(또는, 스위치 소자 드라이버(21))로 제공하거나, 분리/연결 제어 신호(일 예로, 클러치 제어 신호)를 생성하여 분리/연결 기구로 제공할 수 있다.
컨트롤러부(50)는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 프로그램을 처리(또는, 실행 및 연산) 할 수 있는 장치(또는, 컴퓨터)라면 어떠한 장치(또는, 컴퓨터)라도 포함할 수 있다.
컨트롤러부(50)는 하나 이상의 프로세서, 메모리, 저장부, 사용자 인터페이스 입력부 및 사용자 인터페이스 출력부 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컨트롤러부(50)는 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스를 또한 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리 및/또는 저장부에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리 및 저장부는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 적어도 하나의 코어를 포함할 수 있다. 특히, 적어도 하나의 코어가 복수개인 경우, 복수개의 코어 중 적어도 하나의 코어는 락스텝(lockstep) 코어를 포함할 수 있다.
컨트롤러 감시부(60)는 컨트롤러부(50)와 연결될 수 있다. 컨트롤러 감시부(60)는 컨트롤러부(50)의 동작 상태를 감시할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러부(50)는 워치독 신호를 컨트롤러 감시부(60)로 제공할 수 있다. 그리고, 컨트롤러 감시부(60)는 컨트롤러부(50)로부터 제공받은 워치독 신호에 기반하여 클리어 되거나, 리셋 신호를 생성하여 컨트롤러부(50)로 제공할 수 있다.
컨트롤러 감시부(60)는 워치독을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 컨트롤러부를 감시할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다. 특히, 워치독(watchdog은 데드라인 즉, 시작과 끝이 있는 윈도우(window) 워치독을 포함할 수 있다.
동작 전원 변환부(70)는 필터부(10)와 연결될 수 있다. 동작 전원 변환부(70)는 필터부(10)의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 조향 제어 모듈(220)의 각 구성요소에 대한 동작 전압을 생성할 수 있다. 이러한 동작 전원 변환부(70)는 DC-DC 컨버터 및 레귤레이터(regulator) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 필터링된 전기 에너지를 변환하여 조향 제어 모듈의 각 구성요소 및/또는 조향 제어 모듈의 외부에 대한 동작 전압을 생성할 수 있다면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다.
한편, 조향 제어 모듈(220)은 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전자적으로 제어할 수 있는 장치(또는, 시스템)라면 어떠한 제어 장치(또는, 시스템)라도 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈(220)은 입력측 조향 제어 모듈(220-1) 및 출력측 조향 제어 모듈(220-2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 입력측 조향 제어 모듈(220-1) 및 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
여기서, 입력측 조향 제어 모듈(220-1)은 입력측 컨트롤러부(50-1)를 포함할 수 있고, 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은 출력측 컨트롤러부(50-2)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 입력측 컨트롤러부(50-1) 및 출력측 컨트롤러부(50-2) 각각은 결정부(51), 진단부(52), 데이터 수집 제어부(53), 알림 제어부(54) 및 조향 모터 제어부(55) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 결정부(51), 진단부(52), 데이터 수집 제어부(53), 알림 제어부(54) 및 조향 모터 제어부(55)는 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈은 조향 제어 장치로 지칭될 수 있다.
이에, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 결정부(51), 진단부(52), 데이터 수집 제어부(53), 알림 제어부(54), 조향 모터 제어부(55) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 결정부(51), 진단부(52), 데이터 수집 제어부(53), 알림 제어부(54) 및 조향 모터 제어부(55)는 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하되, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하는 결정부(51); 및 결정부(51)에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 진단부(52)를 포함할 수 있다.
일 실시예들에 따르면, 결정부(51)는 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 차량 상태 정보는, 차량 동작 상태 정보, 차량 내부 상태 정보 및 차량 운행 상태 정보 중 적어도 하나의 상태 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
특히, 차량 동작 상태 정보는, 차량 이그니션(ignition) 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 동작 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
또한, 차량 내부 상태 정보는, 차량 내부 객체 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 내부 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
또한, 차량 운행 상태 정보는 차량 보유 시간 정보 및 차량 주행 거리 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 운행 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
예를 들어, 결정부(51)는 차량 이그니션 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 차량 내부 객체 정보에 기초하여 차량 내부의 사람 존재 상태를 판단하며, 차량 보유 시간 정보에 기초하여 차량 보유 시간의 특정 시간 초과 상태를 판단하고, 차량 주행 거리 정보에 기초하여 차량 주행 거리의 특정 거리 초과 상태를 판단하여, 그라운드 체킹 여부를 결정할 수 있다.
즉, 결정부(51)는 차량의 이그니션이 OFF 상태이고 차량 내부에 사람이 존재하지 않은 상태일 때, 차량을 보유한 시간이 특정 시간을 초과한 상태 및 차량을 주행한 거리가 특정 거리를 초과한 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 결정부(51)는 차량의 이그니션이 ON 상태, 차량 내부에 사람이 존재하는 상태, 차량을 보유한 시간이 특정 시간 이하인 상태 및 차량을 주행한 거리가 특정 거리 이하인 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 그라운드 체킹을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
진단부(52)는 결정부(51)에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단할 수 있다.
여기서, 기 설정된 정상 데이터는 조향 시스템을 진단하기 위한 기준 데이터로서, 차량 운행 중 수집 및 축적되거나, OTA(Over-the-Air)를 활용하여 동일한 차량으로부터 전송받아 수집 및 축적될 수 있다.
일 예에서, 진단부(52)는 출력측 조향 모터의 사인(sine) 입력값에 따른 출력측 조향 모터의 출력값에 기초한 전달함수를 통해 분석된 게인 마진(gain margin) 및 페이즈 마진(phase margin) 중 적어도 하나와 기 설정된 정상 데이터(normal data)를 비교하고, 비교결과에 따라 조향 시스템을 진단할 수 있다.
즉, 진단부(52)는 게인 마진과 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진과 비교하고, 페이즈 마진과 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진과 비교할 수 있다.
또한, 진단부(52)는 게인 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진을 초과 및 페이즈 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진을 초과 중 적어도 하나인 경우 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
또한, 진단부(52)는 게인 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진 이하 및 상기 페이즈 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진 이하인 경우 조향 시스템이 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
다른 예에서, 진단부(52)는 출력측 조향 모터의 사인(sine) 입력값에 기초하여 출력측 조향 액추에이터가 구동될 때, 가속도 센서 또는 진동 센서를 통해 측정된 진폭(amplitude) 및 주파수(frequency) 중 적어도 하나와 기 설정된 정상 데이터(normal data)를 비교하고, 비교결과에 따라 조향 시스템을 진단할 수 있다.
즉, 진단부(52)는, 진폭과 기 설정된 정상 데이터의 진폭과 비교하고, 주파수와 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수와 비교할 수 있다.
또한, 진단부(52)는 진폭이 기 설정된 정상 데이터의 정상 진폭을 초과 및 주파수가 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수를 초과 중 적어도 하나인 경우 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
또한, 진단부(52)는 진폭이 기 설정된 정상 데이터의 정상 진폭 이하 및 상기 주파수가 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수 이하인 경우 조향 시스템이 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 결정부(51)는 차량 상태 정보에 기초하여 시스템 개시(system initiation) 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 차량 상태 정보는, 차량 동작 상태 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
특히, 차량 동작 상태 정보는, 차량 이그니션(ignition) 정보, 차량 속도 정보 및 그라운드 체킹 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 동작 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
예를 들어, 결정부(51)는 차량 이그니션 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 차량 속도 정보에 기초하여 차량 정지 상태를 판단하며, 그라운드 체킹 정보에 기초하여 그라운드 체킹 상태를 판단하여, 시스템 개시 여부를 결정할 수 있다.
즉, 결정부(51)는 차량의 이그니션이 ON 상태, 차량이 정지하고 있는 상태 및 그라운드 체킹이 완료된 상태인 경우, 시스템을 개시하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 결정부(51)는 차량의 이그니션이 OFF 상태, 차량이 정지하고 있지 않은 상태 및 그라운드 체킹이 미완료된 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 시스템을 개시하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 결정부(51)는 차량 상태 정보에 기초하여 동기화 체킹(synchronization checking) 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 차량 상태 정보는, 차량 동작 상태 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
특히, 차량 동작 상태 정보는, 차량 운전석 도어 정보 및 시스템 개시 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 동작 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
예를 들어, 결정부(51)는 차량 운전석 도어 정보에 기초하여 차량의 운전석 도어 열림 신호 발생 상태를 판단하고, 시스템 개시 정보에 기초하여 시스템 개시 상태를 판단하여, 동기화 체킹 여부를 결정할 수 있다.
즉, 결정부(51)는 차량의 운전석 도어 열림 신호가 발생된 상태이고, 시스템이 개시된 상태인 경우, 동기화를 체킹하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 결정부(51)는 차량의 운전석 도어 열림 신호가 미발생된 상태 및 시스템이 개시되지 않은 상태 중 적어도 하나인 경우, 동기화를 체킹하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
진단부(52)는 결정부(51)에서 동기화를 체킹하는 것으로 결정한 경우, 조향 휠이 움직이지 않도록 어시스트된 상태에서, 조향 휠의 조향각 정보와 출력측 기구의 변위 정보에 기초하여 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment) 상태를 진단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(52)는 조향 휠의 조향 각 정보에 기초하여 조향 휠의 위치를 판단하고, 출력측 기구의 변위 정보 정보에 기초하여 출력측 기구의 위치를 판단하여, 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment) 상태를 진단할 수 있다.
즉, 진단부(52)는 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 위치가 동일한 위치에 있는 경우, 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment)가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
또한, 진단부(52)는 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 위치가 동일한 위치에 있지 않는 경우, 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment)가 비정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 결정부(51)는 차량 상태 정보에 기초하여 조향 어시스트 개시 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 차량 상태 정보는 차량 동작 상태 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
특히, 차량 동작 상태 정보는, 차량 이그니션(ignition) 정보, 동기화 체킹 정보 및 폴트(fault) 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 동작 상태를 나타내는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
예를 들어, 결정부(51)는 차량 이그니션(ignition) 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 동기화 체킹 정보에 기초하여 동기화 체킹 상태를 판단하며, 폴트(fault) 정보에 기초하여 조향 시스템의 폴트 상태를 판단하여, 조향 어시스트 개시 여부를 결정할 수 있다.
즉, 결정부(51)는 차량 이그니션의 ON 상태이고, 동기화가 완료된 상태이며, 조향 시스템이 폴트 상태가 아닌 경우, 조향 어시스트를 개시하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 결정부(51)는 차량 이그니션의 OFF 상태, 동기화가 완료되지 않은 상태 및 조향 시스템이 폴트 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 조향 어시스트를 개시하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
데이터 수집 제어부(53)는 조향 시스템을 진단하기 위한 기준 데이터인 정상 데이터(normal data)를 차량 운행 중 수집 및 축적되도록, 또는 OTA(Over-the-Air)를 활용하여 동일한 차량으로부터 전송받아 수집 및 축적되도록 제어할 수 있다.
알림 제어부(54)는 진단부(52)에서 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단한 경우, 결정부(51)에서 시스템을 개시하지 않는 것으로 결정한 경우, 진단부(52)에서 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment)가 비정상 상태인 것으로 진단한 경우 및 결정부(51)에서 조향 어시스트를 개시하지 않는 것으로 결정한 경우 중 적어도 하나의 경우인 경우, 알림이 발생되도록 제어할 수 있다.
조향 모터 제어부(55)는 입력측 조향 모터 및 출력측 조향 모터 중 적어도 하나의 모터를 제어할 수 있다. 구체적으로, 조향 모터 제어부(55)는 조향 모터 제어 신호를 생성하고, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 조향 모터 전원부를 제어하여 입력측 조향 모터 및 출력측 조향 모터 중 적어도 하나의 모터를 제어할 수 있다.
일 예에서, 조향 모터 제어부(55)는 결정부(51)에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 기초하여 출력측 조향 모터의 동작을 제어할 수 있다.
다른 예에서, 조향 모터 제어부(55)는 결정부(51)에서 동기화를 체킹하는 것으로 결정한 경우, 조향 휠이 움직이지 않도록 입력측 조향 모터의 동작을 제어할 수 있다.
다른 예에서, 조향 모터 제어부(55)는 진단부(52)에서 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment)가 비정상 상태인 것으로 진단한 경우, 조향 휠의 위치를 기준으로 출력측 기구의 위치가 일치되도록 출력측 조향 모터의 동작 제어할 수 있다.
다른 예에서, 조향 모터 제어부(55)는 결정부(51)에서 조향 어시스트를 개시하는 것으로 결정한 경우, 입력측 기구 및 출력측 기구 중 적어도 하나가 어시스트되도록 입력측 조향 모터 및 출력측 조향 모터 중 적어도 하나의 조향 모터의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예들에 따른 입력측 조향 제어 모듈(50-1) 및 출력측 조향 제어 모듈(50-2) 각각은 조향 제어 장치의 결정부(51), 진단부(52), 데이터 수집 제어부(53), 알림 제어부(54) 및 조향 모터 제어부(55)의 기능을 모두 수행할 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 나누어 수행할 수도 있다.
예를 들어, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하는 입력측 조향 제어 모듈(220-1); 및 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)을 포함하되, 입력측 조향 제어 모듈(220-1)은, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하고, 이를 기반으로 출력측 조향 모터의 입력값을 결정하며, 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은, 입력측 조향 제어 모듈에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 장치(200)는 조향 휠과 연결된 입력측 기구를 어시스트하는 입력측 조향 액추에이터(230-1); 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구를 어시스트하는 출력측 조향 액추에이터(230-2); 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하는 입력측 조향 제어 모듈(220-1); 및 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)을 포함하되, 입력측 조향 제어 모듈(220-1)은, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하고, 이를 기반으로 출력측 조향 모터의 입력값을 결정하며, 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은, 입력측 조향 제어 모듈에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 조향 시스템은 조향 휠과 연결된 입력측 기구 및 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구를 포함하는 조향 장치(100); 및 조향 휠과 연결된 입력측 기구를 어시스트하는 입력측 조향 액추에이터(230-1); 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구를 어시스트하는 출력측 조향 액추에이터(230-2); 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하는 입력측 조향 제어 모듈(220-1); 및 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 출력측 조향 제어 모듈(220-2)을 포함하는 조향 어시스트 장치(200)를 포함하되, 입력측 조향 제어 모듈(220-1)은, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하고, 이를 기반으로 출력측 조향 모터의 입력값을 결정하며, 출력측 조향 제어 모듈(220-2)은, 입력측 조향 제어 모듈에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단할 수 있다.
여기서, 입력측 조향 제어 모듈(220-1)에서는 그라운드 체킹 여부 결정, 시스템 개시 여부 결정, 동기화 체킹 여부 결정, 조향 어시스트 개시 여부 결정, 데이터 수집 제어, 알림 제어 및 입력측 조향 모터 제어를 수행할 수 있고, 출력측 조향 제어 모듈(220-2)에서는 그라운드 체킹에서의 조향 시스템 진단, 동기화 체킹에서의 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트 상태 진단 및 출력측 조향 모터 제어를 수행할 수 있다. 상술한 기능들은 상술하였으므로, 설명의 간명성을 의해 아래에서는 생략하기로 한다.
도 9 내지 도 10은 SbW(Steer by Wire) 시스템의 진단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 먼저 차량의 이그니션이 OFF 상태이고 차량 내부에 사람이 존재하지 않은 상태일 때, 차량을 보유한 시간이 특정 시간을 초과한 상태 또는 차량을 주행한 거리가 특정 거리를 초과한 상태인 경우(S10), 그라운드 체킹 모드(ground checking mode)로 진입할 수 있다(S20).
여기서, 그라운드 체킹 모드에서는 차량의 보유 시간이 특정 시간 초가 또는 차량의 주행 거리가 특정 마일리지(mileage)를 초과한 경우, 조향 시스템의 상태를 점검할 수 있다.
이후, 차량의 이그니션이 ON 상태 즉, wakeup 신호가 ON 상태, 차량이 정지하고 있는 상태 즉, 차량 속도가 0kph인 상태 및 그라운드 체킹이 완료된 상태인 경우(S30), 시스템을 개시하는 것으로 결정 즉, 시스템 ON 모드로 진입할 수 있다(S40).
여기서, 시스템 ON 모드에서는 조향 시스템의 상태 점검을 완료한 이후, 조향 시스템의 초기화(initialization) 상태를 테스트하기 위해 ECU를 ON시킬 수 있다.
이후, 차량의 운전석 도어 열림 신호가 발생된 상태 즉, 운전석 도어 열림 신호가 ON 상태이고, 시스템이 개시된 상태 즉, ECU가 ON 상태인 경우(S50), 동기화 체킹 여부를 결정 즉, 동기화 체킹 모드로 진입할 수 있다(S60).
여기서, 동기화 체킹 모드에서는 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 랙(rack)의 위치를 얼라인먼트(alignment)할 수 있다.
이후, 차량 이그니션의 ON 상태 즉, wakeup 신호가 ON 상태이고, 동기화가 완료된 상태 즉, 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 랙(rack)의 위치가 일치한 상태이며, 조향 시스템이 폴트 상태가 아닌 경우 즉, 조향 시스템의 신호들이 정상인 경우(S70), 조향 어시스트를 개시하는 것을 결정 즉, 노멀 모드(normal mode)로 진입할 수 있다(S80).
여기서, 노멀 모드(normal mode)에서는 조향 시스템의 진단 및 초기화가 완료되어, 정상적으로 조향을 어시스트할 수 있다.
도 10을 참조하면, 입력측 조향 어시스트 장치는 SFA(Steering Feedback Actuator)로 지칭될 수 있으며, 출력측 조향 어시스트 장치는 RWA(Road Wheel Actuator)로 지칭될 수 있다.
동기화 체킹 모드(S60)에서는 SFA와 RWA를 진단할 수 있다.
먼저, SFA의 ECU와 RWA의 ECU는BIST(Built-in Self-test)를 수행할 수 있다(S61, S62) 여기서, SFA의 ECU는 center checking을 수행할 수 있고, RWA의 ECU는 vibration test를 수행할 수 있다.
이후, SFA의 ECU와 RWA의 ECU는 BIST가 완료되었다는 정보를 서로 주고받을 수 있다(S63, S64).
이후, SFA의 ECU는 Ingress/Egress 모드를 수행할 수 있다(S65). 즉, SFA의 ECU는 운전석 도어 열림 신호를 측정하고, 조향 휠이 움직이지 않도록 어시스트할 수 있다. 그런 다음, SFA의 ECU는RWA의 ECU로 각종 정보들을 제공할 수 있다. 여기서, 각종 정보들은 조향 휠의 조향각 정보를 포함할 수 있다.
이후, RWA의 ECU는 각종 정보들에 기반하여 Start Up Blending을 수행할 수 있다(S66). 즉, RWA의 ECU는 조향 휠의 조향각 정보와 출력측 기구의 변위 정보에 기초하여 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment) 상태를 진단하고, 이를 기반으로 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 위치를 동일한 위치에 맞추는 동기화를 수행할 수 있다.
이후, SFA의 ECU와 RWA의 ECU는 초기화 즉, 동기화가 완료되었다는 정보를 서로 주고받을 수 있다(S67, S68).
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치, 조향 어시스트 장치 및 조향 시스템은 그라운드 체킹 모드, 시스템 개시 모드, 동기화 체킹 모드 및 조향 어시스트 개시 모드별로 진입 여부를 결정하고, 이를 기반으로 조향 시스템을 진단 및 동기화하여 조향을 어시스트함으로써, 조향 시스템 동작 시 가용성이 향상될 뿐만 아니라, 체계화되고 적립화된 진단이 가능하며, 차량의 경고등, 경고음이 발생하지 않은 상태에서도 운전자가 감각으로 느끼는 차량 상태(진동, 소음)등을 정량화할 수 있고, 차량 정비 시 조향 시스템 진단에 필요한 비용 및 시간을 최소화할 수 있으며, 시동이 켜진 차량에서의 기구적 이상에 의한 진동 및 소음 측정이 가능하며, 유지 보수 비용에 대한 원가 절감와, 진동 및 소음 정량화가 가능하다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 방법에 대해 설명한다. 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 방법은 조향 장치, 조향 어시스트 장치 및 조향 시스템을 통해 수행될 수 있다. 이에, 도 1 내지 도 10을 참조하여 상술한 본 실시예들에 따른 조향 장치, 조향 어시스트 장치 및 조향 시스템과 중복되는 부분은 설명의 간명성을 위하여 이하에서 생략한다.
도 11 내지 도 13은 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 방법은 그라운드 체킹(ground checking) 모드 단계(S100), 시스템 개시(system initiation) 모드 단계(S200), 동기화 체킹(synchronization checking) 모드 단계(S300) 및 조향 어시스트 개시 모드 단계(S400) 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 그라운드 체킹 모드를 수행할 수 있다(S100).
즉, 본 실시예들에 따른 조향 어시스트 방법은 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 조향 어시스트 방법으로서, 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하는 단계; 및 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 먼저 차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정할 수 있다(S110).
예를 들어, 차량 이그니션 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 차량 내부 객체 정보에 기초하여 차량 내부의 사람 존재 상태를 판단하며, 차량 보유 시간 정보에 기초하여 차량 보유 시간의 특정 시간 초과 상태를 판단하고, 차량 주행 거리 정보에 기초하여 차량 주행 거리의 특정 거리 초과 상태를 판단하여, 그라운드 체킹 여부를 결정할 수 있다.
즉, 차량의 이그니션이 OFF 상태이고 차량 내부에 사람이 존재하지 않은 상태일 때, 차량을 보유한 시간이 특정 시간을 초과한 상태 및 차량을 주행한 거리가 특정 거리를 초과한 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정할 수 있다(S110 Y).
또한, 차량의 이그니션이 ON 상태, 차량 내부에 사람이 존재하는 상태, 차량을 보유한 시간이 특정 시간 이하인 상태 및 차량을 주행한 거리가 특정 거리 이하인 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 그라운드 체킹을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다(S100 N).
그런 다음, 단계 S120에서는, 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값 결정을 결정할 수 있고(S121), 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고(S122), 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교(S123)하여 조향 시스템을 진단할 수 있다.
일 예에서, 출력측 조향 모터의 사인(sine) 입력값에 따른 출력측 조향 모터의 출력값에 기초한 전달함수를 통해 분석된 게인 마진(gain margin) 및 페이즈 마진(phase margin) 중 적어도 하나와 기 설정된 정상 데이터(normal data)를 비교하고, 비교결과에 따라 조향 시스템을 진단할 수 있다.
즉, 게인 마진과 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진과 비교하고, 페이즈 마진과 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진과 비교할 수 있다.
또한, 게인 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진을 초과 및 페이즈 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진을 초과 중 적어도 하나인 경우 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S124). 그런 다음, 조향 시스템이 비정상 상태라고 알림을 제공할 수 있다(S125).
또한, 게인 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진 이하 및 상기 페이즈 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진 이하인 경우 조향 시스템이 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S126).
다른 예에서, 출력측 조향 모터의 사인(sine) 입력값에 기초하여 출력측 조향 액추에이터가 구동될 때, 가속도 센서 또는 진동 센서를 통해 측정된 진폭(amplitude) 및 주파수(frequency) 중 적어도 하나와 기 설정된 정상 데이터(normal data)를 비교하고, 비교결과에 따라 조향 시스템을 진단할 수 있다.
즉, 진폭과 기 설정된 정상 데이터의 진폭과 비교하고, 주파수와 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수와 비교할 수 있다.
또한, 진폭이 기 설정된 정상 데이터의 정상 진폭을 초과 및 주파수가 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수를 초과 중 적어도 하나인 경우 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
또한, 진폭이 기 설정된 정상 데이터의 정상 진폭 이하 및 상기 주파수가 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수 이하인 경우 조향 시스템이 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.
도 11을 참조하면, 이후, 시스템 개시 모드를 수행할 수 있다(S200).
즉, 차량 상태 정보에 기초하여 시스템 개시(system initiation) 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 차량 이그니션 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 차량 속도 정보에 기초하여 차량 정지 상태를 판단하며, 그라운드 체킹 정보에 기초하여 그라운드 체킹 상태를 판단하여, 시스템 개시 여부를 결정할 수 있다.
즉, 차량의 이그니션이 ON 상태, 차량이 정지하고 있는 상태 및 그라운드 체킹이 완료된 상태인 경우, 시스템을 개시하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 차량의 이그니션이 OFF 상태, 차량이 정지하고 있지 않은 상태 및 그라운드 체킹이 미완료된 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 시스템을 개시하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
이후, 동기화 체킹 모드를 수행할 수 있다(S300).
도 13을 참조하면, 먼저, 차량 상태 정보에 기초하여 동기화 체킹(synchronization checking) 여부를 결정할 수 있다(S310).
즉, 차량의 운전석 도어 열림 신호가 발생된 상태이고, 시스템이 개시된 상태인 경우, 동기화를 체킹하는 것으로 결정할 수 있다(S310 Y).
또한, 차량의 운전석 도어 열림 신호가 미발생된 상태 및 시스템이 개시되지 않은 상태 중 적어도 하나인 경우, 동기화를 체킹하지 않는 것으로 결정할 수 있다(S310 N).
그런 다음, 동기화를 체킹하는 것으로 결정한 경우, 조향 휠이 움직이지 않도록 어시스트하고(S320), 조향 휠이 움직이지 않도록 어시스트된 상태에서, 조향 휠의 조향각 정보를 획득(S330) 및 출력측 기구의 변위 정보를 획득(S340)하며, 조향 휠의 조향각 정보와 출력측 기구의 변위 정보에 기초하여 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment) 상태를 진단할 수 있다(S350).
예를 들어, 조향 휠의 조향 각 정보에 기초하여 조향 휠의 위치를 판단하고, 출력측 기구의 변위 정보 정보에 기초하여 출력측 기구의 위치를 판단하여, 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment) 상태를 진단할 수 있다.
즉, 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 위치가 동일한 위치에 있는 경우(S350 Y), 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment)가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S360).
또한, 조향 휠의 위치와 출력측 기구의 위치가 동일한 위치에 있지 않는 경우, 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment)가 비정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S370). 그런 다음, 조향 휠의 위치를 기준으로 출력측 기구의 위치가 일치되도록 출력측 조향 모터의 동작 제어할 수 있다(S380).
도 11을 참조하면, 이후, 조향 어시스트 개시 모드를 수행할 수 있다(S400).
즉, 차량 상태 정보에 기초하여 조향 어시스트 개시 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 차량 이그니션(ignition) 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 동기화 체킹 정보에 기초하여 동기화 체킹 상태를 판단하며, 폴트(fault) 정보에 기초하여 조향 시스템의 폴트 상태를 판단하여, 조향 어시스트 개시 여부를 결정할 수 있다.
즉, 차량 이그니션의 ON 상태이고, 동기화가 완료된 상태이며, 조향 시스템이 폴트 상태가 아닌 경우, 조향 어시스트를 개시하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 차량 이그니션의 OFF 상태, 동기화가 완료되지 않은 상태 및 조향 시스템이 폴트 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 조향 어시스트를 개시하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 조향 시스템
100: 조향 장치
200: 조향 어시스트 장치

Claims (14)

  1. 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 조향 제어 장치로서,
    상기 조향 제어 장치는,
    차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하는 결정부; 및
    상기 결정부에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 진단부를 포함하는 조향 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    차량 이그니션 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 차량 내부 객체 정보에 기초하여 차량 내부의 사람 존재 상태를 판단하며, 차량 보유 시간 정보에 기초하여 차량 보유 시간의 특정 시간 초과 상태를 판단하고, 차량 주행 거리 정보에 기초하여 차량 주행 거리의 특정 거리 초과 상태를 판단하여, 그라운드 체킹 여부를 결정하는 조향 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    차량의 이그니션이 OFF 상태이고 차량 내부에 사람이 존재하지 않은 상태일 때, 차량을 보유한 시간이 특정 시간을 초과한 상태 및 차량을 주행한 거리가 특정 거리를 초과한 상태 중 적어도 하나의 상태인 경우, 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정하는 조향 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진단부는,
    출력측 조향 모터의 사인(sine) 입력값에 따른 출력측 조향 모터의 출력값에 기초한 전달함수를 통해 분석된 게인 마진(gain margin) 및 페이즈 마진(phase margin) 중 적어도 하나와 기 설정된 정상 데이터(normal data)를 비교하고, 비교결과에 따라 조향 시스템을 진단하는 조향 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 진단부는,
    상기 게인 마진과 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진과 비교하고, 상기 페이즈 마진과 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진과 비교하여, 상기 게인 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진을 초과 및 상기 페이즈 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진을 초과 중 적어도 하나인 경우 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단하고, 상기 게인 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 게인 마진 이하 및 상기 페이즈 마진이 기 설정된 정상 데이터의 정상 페이즈 마진 이하인 경우 조향 시스템이 정상 상태인 것으로 진단하는 조향 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 진단부는,
    출력측 조향 모터의 사인(sine) 입력값에 기초하여 출력측 조향 액추에이터가 구동될 때, 가속도 센서 또는 진동 센서를 통해 측정된 진폭(amplitude) 및 주파수(frequency) 중 적어도 하나와 기 설정된 정상 데이터(normal data)를 비교하고, 비교결과에 따라 조향 시스템을 진단하는 조향 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 진단부는,
    상기 진폭과 기 설정된 정상 데이터의 진폭과 비교하고, 상기 주파수와 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수와 비교하여, 상기 진폭이 기 설정된 정상 데이터의 정상 진폭을 초과 및 상기 주파수가 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수를 초과 중 적어도 하나인 경우 조향 시스템이 비정상 상태인 것으로 진단하고, 상기 진폭이 기 설정된 정상 데이터의 정상 진폭 이하 및 상기 주파수가 기 설정된 정상 데이터의 정상 주파수 이하인 경우 조향 시스템이 정상 상태인 것으로 진단하는 조향 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    차량 이그니션 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 차량 속도 정보에 기초하여 차량 정지 상태를 판단하며, 그라운드 체킹 정보에 기초하여 그라운드 체킹 상태를 판단하여, 시스템 개시(system initiation) 여부를 결정하되,
    차량의 이그니션이 ON 상태, 차량이 정지하고 있는 상태 및 그라운드 체킹이 완료된 상태인 경우, 시스템을 개시하는 것으로 결정하는 조향 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    차량 운전석 도어 정보에 기초하여 차량의 운전석 도어 열림 신호 발생 상태를 판단하고, 시스템 개시 정보에 기초하여 시스템 개시 상태를 판단하여, 동기화 체킹(synchronization checking) 여부를 결정하되,
    차량의 운전석 도어 열림 신호가 발생된 상태이고, 시스템이 개시된 상태인 경우, 동기화를 체킹하는 것으로 결정하는 조향 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 진단부는,
    상기 결정부에서 동기화를 체킹하는 것으로 결정한 경우, 조향 휠이 움직이지 않도록 어시스트된 상태에서, 조향 휠의 조향각 정보와 출력측 기구의 변위 정보에 기초하여 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트(alignment) 상태를 진단하는 조향 제어 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진단부는,
    조향 휠의 위치와 출력측 기구의 위치가 동일한 위치에 있지 않는 경우, 조향 휠과 출력측 기구의 얼라인먼트가 비정상 상태인 것으로 진단하는 조향 제어 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    차량 이그니션(ignition) 정보에 기초하여 차량 이그니션의 ON 상태 또는 OFF 상태를 판단하고, 동기화 체킹 정보에 기초하여 동기화 체킹 상태를 판단하며, 폴트(fault) 정보에 기초하여 조향 시스템의 폴트 상태를 판단하여, 조향 어시스트 개시 여부를 결정하되,
    차량 이그니션의 ON 상태이고, 동기화가 완료된 상태이며, 조향 시스템이 폴트 상태가 아닌 경우, 조향 어시스트를 개시하는 것으로 결정하는 조향 제어 장치.
  13. 조향 휠과 연결된 입력측 기구를 어시스트하는 입력측 조향 액추에이터;
    상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구를 어시스트하는 출력측 조향 액추에이터;
    상기 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하는 입력측 조향 제어 모듈; 및
    상기 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 출력측 조향 제어 모듈을 포함하되,
    상기 입력측 조향 제어 모듈은,
    차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하고, 이를 기반으로 출력측 조향 모터의 입력값을 결정하며,
    상기 출력측 조향 제어 모듈은,
    입력측 조향 제어 모듈에서 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 조향 어시스트 장치.
  14. 조향 휠과 연결된 입력측 기구가 어시스트되도록 입력측 조향 액추에이터에 포함된 입력측 조향 모터를 제어하고, 상기 입력측 기구와 기계적으로 분리되고 바퀴와 연결된 출력측 기구가 어시스트되도록 출력측 조향 액추에이터에 포함된 출력측 조향 모터를 제어하는 조향 어시스트 방법으로서,
    차량 상태 정보에 기초하여 그라운드 체킹(ground checking) 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 그라운드 체킹을 하는 것으로 결정한 경우, 출력측 조향 모터의 입력값에 따른 출력측 조향 액추에이터의 응답성을 주파수 영역(frequency domain)에서 분석하고, 분석 결과와 기 설정된 정상 데이터(normal data)와 비교하여 조향 시스템을 진단하는 단계를 포함하는 조향 어시스트 방법.
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