KR20240042751A - 조향 반력장치 고장시 조향 제어가능한 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법 - Google Patents

조향 반력장치 고장시 조향 제어가능한 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스티어 바이 와이어 시스템은 조향 반력장치(SFA)와 차륜 조향장치(RWA)를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에서, 상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부를 포함하고, 상기 조향 제어부는 상기 조향 반력장치(SFA)가 고장일 경우 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

조향 반력장치 고장시 조향 제어가능한 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법{Steer-by-wire system and method for controlling steering in case of SFA breakdown}
본 발명은 스티어 바이 와이어(Steer by Wire) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향 반력장치(SFA) 고장시 조향을 제어할 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법에 관한 것이다.
조향 보조 시스템은 운전자가 쉽게 조향할 수 있도록 조향력을 보조해주는 시스템으로, 구동 방식에 따라 펌프를 돌려 유압을 발생시켜서 조향 보조력을 제공하는 유압식(Hydraulic Power Steering; HPS)과 모터를 구동시켜 조향 보조력을 제공하는 전동식(Electronic Power Steering; EPS) 등이 있다. 최근에는 모터를 구동시켜 조향 보조력을 제공하는 전동식 조향 보조 시스템이 많이 사용되고 있다.
그리고, 전동식 조향 보조 시스템은 조향 반력장치(Steering Feedback Actuator, SFA)와 차륜 조향장치(Road Wheel Actuator, RWA) 간의 기계적 연결 부재로 결합되어 있는지 여부에 따라 기계식 조향 보조 시스템, 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire; SbW) 시스템 등으로 구분될 수 있다.
기계식 조향 보조 시스템은 조향 반력장치(SFA)와 차륜 조향장치(RWA)가 기계적 연결 부재를 통해 기계적으로 연결된 조향 보조 시스템을 의미하는 것으로, 운전자가 스티어링 휠을 회전하여 발생된 회전력(토크, torque)이 기계적인 동력 전달 장치나, 기계적 연결 부재(예를 들어, 링키지, 조향축, 유니버셜 조인트 등)를 통해 차륜 조향장치에 전달되어 바퀴가 조타될 수 있다.
한편, 기계적인 동력 전달 장치 대신에 와이어, 케이블 등을 통해 조향 반력장치(SFA)와 차륜 조향장치(RWA)가 전기적으로 연결된 조향 보조 시스템으로 SbW 시스템, 4WIS 등이 있다.
SbW 시스템에 의하면, 운전자가 스티어링 휠을 회전시키면 조향 반력장치(SFA)가 조향각 센서로 스티어링 휠의 조향각을 감지하고, 조향각에 대한 조향 제어값을 계산하며, 조향 제어값에 따른 전기적 신호를 차륜 조향장치(RWA)에 출력하고, 이에 따라 차륜 조향장치(RWA)가 바퀴를 조향하게 된다.
그런데, SbW 시스템과 같이 조향 반력장치(SFA)와 차륜 조향장치(RWA)가 전기적으로 연결된 조향 보조 시스템의 경우 스티어링 휠(steering wheel)과 바퀴(tire wheel) 간의 기계적 연결이 없기 때문에 조향 반력장치(SFA)에 고장이 발생할 경우 스티어링 휠에 의해서 조향이 불가한 위험한 상황이 발생될 수 있다.
도1은 기존 SbW 시스템에서 조향 반력장치(SFA)에 고장이 발생할 경우 조향 제어로직을 도시한 흐름도이다.
도1에서와 같이 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 차륜 조향장치(RWA)가 정상적으로 차량을 조향하는 상태에서 조향 반력장치(SFA)가 고장이 발생할 경우 차륜 조향장치(RWA)가 동작 가능하면 차륜 조향장치(RWA)로 차량을 조향하고 만약 차륜 조향장치(RWA)가 동작 불능일 경우 그대로 조향 제어를 종료하게 되어 조향이 불가한 위험한 상태에 놓여지게 된다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, SbW 시스템에서 SFA에 고장이 발생할 경우에도 조향을 제어할 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템은 조향 반력장치(SFA)와 차륜 조향장치(RWA)를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에 있어서, 상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부를 포함하고, 상기 조향 제어부는 상기 조향 반력장치(SFA)가 고장일 경우 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조향 반력장치(SFA)는 스티어링 휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서; 상기 스티어링 휠의 토크를 감지하는 토크 센서; 및 상기 스티어링 휠에 반력을 부여하는 반력 모터;를 포함한다.
또한, 상기 조향 제어부는 상기 조향 반력장치(SFA)의 상기 조향각 센서, 상기 토크 센서 및 상기 반력 모터 중 하나에 이상이 발생되면 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 판단한다.
또한, 상기 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 수신하는 수신부를 더 포함한다.
또한, 상기 조향 제어부는 상기 수신부에서 수신된 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력한다.
또한, 상기 타 차량에 조향 반력장치(SFA)의 정보를 요청하는 송신부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법은 S10) 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 차륜 조향장치(RWA)가 차량을 조향하는 스티어 바이 와이어(SbW) 시스템에서 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장을 판단하는 단계; 및 S20) 상기 S10) 단계에서 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 판단되고, 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 상기 차륜 조향장치(RWA)가 동작 불능일 경우 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스티어 바이 와이어(SbW) 시스템은 상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부를 포함한다.
또한, 상기 S20) 단계는 S21) 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 수신하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 S20) 단계는 상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부에서 상기 S21) 단계에서 수신된 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력한다.
또한, 상기 S20) 단계는 S22) 타 차량에 조향 반력장치(SFA)의 정보를 요청하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면 SFA에 고장이 발생할 경우에도 조향을 제어할 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법이 제공된다.
도1은 종래 SbW 시스템에서 SFA 고장시 제어과정을 도시한 흐름도이고,
도2는 본 발명에서 SbW 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며,
도3은 본 발명에서 SFA 고장시 조향 제어방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도4는 본 발명에서 SFA 고장시 타 SFA 정보를 이용하여 RWA를 임시제어하는 것을 보여주는 도면이며,
도5는 본 발명에서 SFA 고장시 조향 제어과정을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 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 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SbW 시스템에서 SFA 고장시 조향 제어가능한 스티어 바이 와이어 시스템 및 그 조향 제어방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명에서 SbW 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며, 도3은 본 발명에서 SFA 고장시 조향 제어방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도4는 본 발명에서 SFA 고장시 타 SFA 정보를 이용하여 RWA를 임시제어하는 것을 보여주는 도면이며, 도5는 본 발명에서 SFA 고장시 조향 제어과정을 도시한 흐름도이다.
먼저, 본 발명에서 SbW 시스템을 도2를 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 스티어 바이 와이어(Steer by Wire, SbW) 시스템(100)은 조향 반력장치(SFA(Steering Feedback Actuator), 10)와, 차륜 조향장치(RWA(Road Wheel Actuator), 20)를 포함한다.
도시하지 않았지만, 조향 반력장치(SFA, 10)와, 차륜 조향장치(RWA, 20)는 와이어, 케이블 등과 같은 전기적 연결 부재로 연결될 수 있다.
조향 반력장치(10)는 운전자가 의도한 조향 정보(예를 들어, 스티어링 휠의 조향각)를 입력받고, 이에 대응되는 감지 신호를 생성하여 차륜 조향장치(20)에 출력하기 위한 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 반력장치(10)는 스티어링 휠(11), 조향각 센서(12), 반력 모터(13), 토크 센서(14) 및 조향 제어 부(15)를 포함할 수 있다.
조향각 센서(12)는 스티어링 휠(11)의 회전에 의해 발생하는 조향각을 감지할 수 있다. 구체적으로, 운전자가 스티어링 휠(11)을 잡고 회전시키는 경우, 조향각 센서(12)는 스티어링 휠(11)의 회전각도(조향각)을 감지하고, 감지된 조향각을 지시하는 감지 신호를 조향 제어부(15)에 출력할 수 있다.
반력 모터(13)는 조향 제어부(15)로부터 신호 정보를 입력받아 스티어링 휠(11)에 반력을 부여할 수 있다. 구체적으로, 반력 모터(13)는 조향 제어 장치15)로부터 신호 정보를 입력받고, 이에 따른 회전속도로 구동하여 반력 토크를 출력할 수 있다.
토크 센서(14)는 스티어링 휠(11)의 회전에 의해 발생하는 토크를 감지할 수 있다. 구체적으로, 운전자가 스티어링 휠(11)을 잡고 회전시키는 경우, 토크 센서(14)는 스티어링 휠(11)의 토크를 감지하고, 감지 신호를 조향 제어 부(15)에 출력할 수 있다.
조향 제어부(15)는 조향을 제어하는 장치로서, 구체적으로 조향각 센서(12), 토크 센서(14)로부터 감지된 조향각, 토크 신호를 입력받아 조향 제어값을 산출하고, 이에 따른 제어 신호를 차륜 조향장치(20)에 출력할 수 있다.
이러한 조향 제어부(15)는 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU), 마이컴 등과 같은 전자 제어 장치로 구현될 수 있다. 또한, 조향 제어부(15)는 도시된 바와 같이, 조향 반력장치(10)에 포함될 수도 있고, 별개의 장치로 분리되어 차량에 배치될 수도 있다.
차륜 조향장치(RWA, 20)는 운전자의 의도대로 실제 차량이 조향하도록 차륜을 조향하는 장치로서, 조향 모터(21), 랙(22), 랙 위치 센서(24), 바퀴(23), 차속 센서를 포함할 수 있다.
조향 모터(21)는 랙(22)을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(21)는 조향 제어부(15)로부터 조향 제어값에 따른 제어 신호를 입력받아 구동하고, 랙(22)을 축방향으로 직선 운동하게 할 수 있다. 조향 모터(21)는 일예로 랙(22)에 치합된 피니언(미도시)을 회전시키는 모터일 수 있다.
랙(22)은 조향 모터(21)의 구동에 의해, 좌우측 직선으로 이동할 수 있다. 예로서 조향 모터(21)가 랙(21)에 치합된 피니언을 회전시키고 피니언의 회전에 의해 랙(22)이 좌우로 직선 이동할 수 있다.
그리고, 랙(22)의 직선 이동으로 랙(22)과 바퀴(23)의 너클 사이를 연결하는 타이로드(25)와, 너클암(26)을 통해 양측 바퀴(23)가 좌 또는 우로 조향될 수 있다.
랙 위치센서(24)는 랙(22)의 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로, 랙(22)이 직선 운동을 수행하여 스티어링 휠(11)이 중립 위치에 있을 때에 대응되는 위치로부터 이동하는 경우, 랙 위치센서(24)는 랙(22)의 실제 위치를 감지하고, 감지된 랙(22)의 위치에 따른 감지 신호를 조향 제어부(15)에 출력할 수 있다.
여기서, 랙 위치센서(24)는 랙(22)의 실제 이동 속도를 감지할 수도 있다. 즉, 랙 위치센서(24)는 랙(22)의 위치를 감지하고, 감지된 랙(22)의 위치를 시간에 대하여 미분하여 랙(22)의 이동 속도를 계산하며, 랙(22)의 이동 속도에 따른 신호를 조향 제어부(15)에 출력할 수도 있다.
한편, 본 발명에서 차륜 조향장치(20)는 전자제어유닛(Electronic Controller Unit; ECU), 마이컴 등과 같은 전자제어장치를 더 포함할 수 있다. 전자제어장치를 포함하는 차륜 조향장치(20)는 조향 제어부(15)의 제어 신호를 입력받고, 그 제어 신호의 유효성을 검토하여 조향모터(21)에 출력할 수 있다.
도시하지 않았지만, 본 발명에서 SbW 시스템(100)은 조향 컬럼, 피니언 기어, 차량의 주행 속도를 감지하는 차속 센서, 바퀴(23)의 조타각을 감지하는 조타각 센서, 차량의 헤딩각(Heading angle)을 감지하는 요레이트 센서, 조향 입력부와 조향 출력부를 분리하거나 결합 가능한 클러치(Clutch) 등을 더 포함할 수 있다.
조향 제어부(15)와 차륜 조향장치(20) 간의 신호 송수신 관계를 설명하면, 조향 제어부(15)와 차륜 조향장치(20)는 상호 데이터, 신호 등을 송수신하기 위해 통신 버스를 통해 직접적으로 연결될 수도 있고, SbW 시스템(100)에 포함된 구성들과 상호 데이터나 신호 등을 교환하기 위해, 공용 통신 버스(Public Communication Bus)를 통해 연결될 수도 있다. 공용 통신 버스는 조향 반력장치(10), 차륜 조향장치(20) 등의 차량 통신 수단을 의미할 수 있으며, SbW 시스템(100)에 포함된 각 구성들은 공용 통신 버스를 통해 상호 데이터, 신호 등을 교환할 수 있다.
공용 통신 버스는 케이블, 와이어 등에 포함될 수 있으며, CAN(controller Area Network), Ethernet, Flexray 등의 통신 수단에서 이용되는 버스일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 SbW 시스템(100)에서는 조향 반력장치(SFA, 10)와 차륜 조향장치(RWA, 20)가 기구적으로 연결되어 있지 않기 때문에 조향 반력장치(10)에 고장이 발생할 경우 스티어링 휠(11)에 의해서 조향이 불가한 위험한 상황이 발생될 수 있다.
이와 같이 조향 반력장치(10)에 고장이 발생할 경우 본 발명에서 조향을 제어하는 방법에 대해 도3 내지 도5를 참조하여 설명한다.
전술한 바와 같이 SbW 시스템(100)에서 조향 반력장치(SFA, 10)로부터 조향 제어부(15)를 통해 제어신호가 차륜 조향장치(RWA, 20)로 전달되어 조향되고, 이와 같이 정상적으로 차륜 조향장치(RWA, 20)에 의해 차량(1)이 조향되는 상태에서 조향 반력장치(SFA, 10)에 고장이 발생하는 경우 조향 반력장치(SFA, 10)에 고장이 발생되었는지 여부를 판단한다.
이러한 고장 판단은 조향 제어부(15)에서 조향 반력장치(SFA, 10)의 반력 모터(13), 조향각 센서(12), 토크 센서(14) 등에서 적어도 하나에 이상이 발생된 것으로 확인되면, 조향 반력장치(SFA, 10)의 고장으로 판단한다.
여기서 반력 모터(13)의 이상의 일예는 와이어 하네스가 배터리나 접지에 쇼트 되고 FET가 쇼트 되면 모터 양단의 전압이 8.5V 또는 0.2V가 된다. 즉, 반력 모터 양단 전압이 8.5V 또는 0.2V가 되면 고장인 것으로 판단한다.
조향각 센서(12)의 이상의 일예는 커넥터에 접속 불량 또는 이탈이 발생되거나 와이어 하네스가 쇼트 또는 단락되면 센서에서 출력되는 전류가 80mA를 초과하거나 4mA 미만이 된다. 즉, 조향각 센서(12)에서 조향제어부(15)로 전송되는 전류가 80mA를 초과하거나 4mA 미만이 되면 고장인 것으로 판단할 수 있다.
토크 센서(14)의 이상의 일예는 커넥터에 접속 불량 또는 이탈이 발생되거나 와이어 하네스가 쇼트 또는 단락되면, 센서 출력 전류가 9.4mA를 초과하거나 0.6mA 미만이 된다. 즉, 토크 센서(14)에서 조향제어부(15)로 전송되는 전류가 9.4mA를 초과하거나 0.6mA 미만이면 고장인 것으로 판단할 수 있다.
전술한 조향각 센서(12), 반력 모터(13), 토크 센서(14) 이상 외에도 조향 반력장치(SFA, 10)의 고장의 원인은 더 많을 수 있고 전술한 예에 한정되지는 않는다.
이와 같이 조향제어부(15)가 조향각 센서(12), 반력 모터(13), 토크 센서(14) 등에서 적어도 하나에서 이상이 발생된 것으로 판단되면 조향 반력장치(SFA, 10)의 고장으로 판단한다.
조향 반력장치(SFA, 10)의 고장으로 판단될 경우라도 차륜 조향장치(RWA, 20)가 동작 가능한 경우 차륜 조향장치(RWA, 20)로 차량을 조향한다.
만약 조향 반력장치(SFA, 10)의 고장으로 판단되고 조향 반력장치(SFA, 10)의 고장으로 인해 차륜 조향장치(RWA, 20) 동작이 불가능한 경우에는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 이용하여 차륜 조향장치(RWA, 20)의 동작을 예측하고 차륜 조향장치(RWA, 20)로 차량(1) 조향을 임시 제어한다.
타 차량(2)의 스티어 바이 와이어 시스템 또한 도2에 도시된 본 차량(1)의 스티어 바이 와이어 시스템(SbW, 100)과 유사하게 조향 반력장치(SFA, 2a)와 차륜 조향장치(RWA, 2b)를 포함하여 이루어지고 조향 반력장치(SFA, 2a)로부터 제어신호를 받아 차륜 조향장치(RWA, 2b)에서 차량을 조향한다.
그리고, 차륜 조향장치(RWA, 20) 동작이 불가능한 경우 타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 이용하기 위해 조향 제어부(15)는 타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 수신하는 수신부(미도시)를 포함할 수 있다.
타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 수신하기 위해 조향 제어부(15)는 타 차량(2)에 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 요청하는 명령을 송신할 수 있고 이를 위해 타 차량(2)에 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보 요청명령을 송신하는 송신부를 구비할 수 있다.
구체적으로, 서로 인접한 차량은 유사한 주행방향을 가지므로, 본 SbW 시스템(100)의 차량에 인접하게 주행하는 타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 수신하여 이용할 수 있다. 이를 위해 본 차량(1)으로부터 일정 거리 내에서 주행하는 타 차량(2)에 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 요청하는 명령을 송신할 수 있고, 이에 따라 타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 수신할 수 있다. 일예로 본 차량(1)의 전방 또는 후방에 위치하거나 좌측 또는 우측에 위치하는 타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 수신하여 이용할 수 있다.
타 차량(2)의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보 수신은 근거리 무선통신(NFC) 등을 포함하는 다양한 무선통신을 통해 이루어질 수 있고, 타 차량에는 조향 반력장치(SFA, 10)의 정보를 송신하는 송신부가 구비될 수 있다.
이를 통해 타 차량의 조향 반력장치(SFA, 2a)의 정보를 조향 제어부(15)가 수신하고 수신된 정보를 차륜 조향장치(RWA, 20)에 출력하여 차량의 조향을 임시 제어하게 된다.
한편, 다른 예로서 별도의 수신부(미도시)를 통해 타 차량의 조향 반력장치(SFA, 10)의 정보를 수신할 수 있고, 차량 조향장치(RWA, 20)에서 타 차량의 조향 반력장치(SFA, 10)의 정보를 수신하는 별도의 수신부를 구비할 수도 있다.
한편, 도3에서는 본 차량(1)과 타 차량(2) 모두 전륜 뿐만 아니라 후륜에도 차륜 조향장치(RWA, 20, 2b)가 배치된 4륜 조향 SbW시스템을 도시하였으나, 전륜 또는 후륜에만 차륜 조향장치(RWA, 2b)가 설치될 수도 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 구성을 가짐으로써 조향 반력장치(SFA, 10)에 고장이 발생하더라도 타 차량의 조향 반력장치(SFA, 10)의 정보를 이용하여 차륜 조향장치(RWA)를 임시 제어하여 안전하게 차량을 조향할 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있을 것이다.
100 : SbW 시스템 10 : 조향 반력장치
11 : 스티어링 휠 12 : 조향각 센서
13 : 반력 모터 14 : 토크 센서
15 : 조향 제어부 20 : 차륜 조향장치
21 : 조향 모터 22 : 랙
23 : 바퀴 24 : 랙 위치센서
25 : 타이로드 26 : 너클암

Claims (13)

  1. 조향 반력장치(SFA)와 차륜 조향장치(RWA)를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에 있어서,
    상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부를 포함하고,
    상기 조향 제어부는 상기 조향 반력장치(SFA)가 고장일 경우 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)를 제어하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조향 반력장치(SFA)는
    스티어링 휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서;
    상기 스티어링 휠의 토크를 감지하는 토크 센서; 및
    상기 스티어링 휠에 반력을 부여하는 반력 모터;를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조향 제어부는 상기 조향 반력장치(SFA)의 상기 조향각 센서, 상기 토크 센서 및 상기 반력 모터 중 하나에 이상이 발생되면 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 판단하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 수신하는 수신부를 더 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조향 제어부는 상기 수신부에서 수신된 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 타 차량에 조향 반력장치(SFA)의 정보를 요청하는 송신부를 더 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  7. S10) 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 차륜 조향장치(RWA)가 차량을 조향하는 스티어 바이 와이어(SbW) 시스템에서 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장을 판단하는 단계; 및
    S20) 상기 S10) 단계에서 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 판단되고, 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 상기 차륜 조향장치(RWA)가 동작 불능일 경우 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)를 제어하는 단계;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조향 반력장치(SFA)는
    스티어링 휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서;
    상기 스티어링 휠의 토크를 감지하는 토크 센서; 및
    상기 스티어링 휠에 반력을 부여하는 반력 모터;를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 S10) 단계에서 상기 조향 반력장치(SFA)의 상기 조향각 센서, 상기 토크 센서 및 상기 반력 모터 중 하나에 이상이 발생되면 상기 조향 반력장치(SFA)의 고장으로 판단하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 스티어 바이 와이어(SbW) 시스템은 상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 S20) 단계는 S21) 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 수신하는 단계;를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 S20) 단계는 상기 조향 반력장치(SFA)로부터 신호를 받아 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 조향 제어부에서 상기 S21) 단계에서 수신된 타 차량의 조향 반력장치(SFA)의 정보를 이용하여 상기 차륜 조향장치(RWA)에 제어신호를 출력하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 S20) 단계는 S22) 타 차량에 조향 반력장치(SFA)의 정보를 요청하는 단계;를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템에서 조향 반력장치 고장시 조향 제어방법.
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