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KR101904712B1 - Steering sensor error detecting device for mdps and method thereof - Google Patents

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KR101904712B1
KR101904712B1 KR1020110123849A KR20110123849A KR101904712B1 KR 101904712 B1 KR101904712 B1 KR 101904712B1 KR 1020110123849 A KR1020110123849 A KR 1020110123849A KR 20110123849 A KR20110123849 A KR 20110123849A KR 101904712 B1 KR101904712 B1 KR 101904712B1
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권형주
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 조향각 센서를 통해 검출된 조향각을 통해 조향각속도를 연산하는 단계; 모터의 위치각을 통해 산출된 모터 각속도를 통해 모터의 등가조향 각속도를 연산하는 단계, 모터의 전류값을 통해 추정된 모터 토크값을 통해 비틀림값을 산출하는 단계, 모터의 등가 조향각속도에 비틀림값을 반영하여 상기 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도와 조향각속도의 차이값을 연산하는 단계 및 차이값과 문턱값을 비교하여 차이값이 문턱값 이상이면, 전원을 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method includes calculating a steering angle velocity through a steering angle detected through a steering angle sensor; Calculating an equivalent steering angular speed of the motor through a motor angular speed calculated through a position angle of the motor, calculating a torsional value through a motor torque value estimated through a current value of the motor, calculating a torsional value Calculating a difference value between the equivalent steering angle speed and the steering angle speed of the motor that reflects the torsion value and comparing the difference value and the threshold value and turning off the power source when the difference value is equal to or greater than the threshold value .

Description

조향시스템의 고장 감지장치 및 방법{STEERING SENSOR ERROR DETECTING DEVICE FOR MDPS AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a steering system failure detection apparatus and method,

본 발명은 조향시스템의 고장 감지장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터의 힘이 전달되는 각 기구부품의 비틀림값을 반영하여 정확한 등가 조향각속도를 연산하고 센서의 고장유무를 판단함으로써 진단로직의 정확성을 높여주며, 이를 통해 실질적인 문제 발생시에만 전원을 차단케하여 운행 안정성을 높인 조향시스템의 고장 감지장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for detecting a fault in a steering system, and more particularly, to an apparatus and method for detecting an abnormality in a steering system by calculating a correct equivalent steering angle velocity by reflecting a torsional value of each mechanical component to which a force of a motor is transmitted, And more particularly to an apparatus and method for detecting a fault in a steering system in which power is shut off only when a substantial problem occurs, thereby improving operational reliability.

일반적으로 차량에는 조향 상태의 안정성을 보장하기 위해 파워 스티어링(Power Steering) 장치가 적용되는바, 파워 스티어링 장치는 기존에 유압을 이용한 유압식 파워 스티어링 장치(Hydraulic Power Steering;HPS)가 차량에 널리 이용되었으나, 최근에는 유압을 사용하던 기존의 방식과는 달리 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 조향력을 도와주는 환경친화적인 전동식 파워 스티어링 장치(Motor Driven Power Steering;MDPS)의 설치가 증가되는 추세이다.Generally, a power steering device is applied to the vehicle to ensure the stability of the steering state. In the power steering device, a hydraulic power steering (HPS) using a hydraulic pressure has been widely used in vehicles In recent years, the installation of environmentally friendly motorized power steering (MDPS), which helps the driver's steering force by using the torque of the motor, has been increasing, unlike the conventional method using the hydraulic pressure.

이러한 전동식 파워 스티어링 장치는 차속센서 및 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어유닛(Electronic Control Unit;ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행시에 는 무겁고 안전한 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상 상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하도록 하고 있다.Such an electric power steering device drives a motor in an electronic control unit (ECU) according to the driving condition of the vehicle sensed by a vehicle speed sensor and a torque sensor, thereby giving a light and comfortable steering feeling at low speed operation, Provides a stable steering stability along with a heavy and safe steering feeling and provides a steerable steering in an emergency situation to provide optimum steering conditions to the driver.

도 1은 종래의 실시예에 따른 전동 조향시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing an electric power steering system according to a conventional embodiment.

이를 참조하면, 종래의 전동 조향 장치(2)는 핸드휠(4)에 설치된 토션 바(미도시)의 회전에 따른 토크 및 조향각을 감지하는 토크 센서(10)와 조향각 센서(6), 이 토크 센서(10)와 조향각 센서(6)에 의해 감지된 감지신호에 따라 모터(14)의 구동 보조력을 산출하는 ECU(12)를 구비한다. 모터(14)는 영구 자석형 3상 모터로서, 로터의 절대각을 감지하는 3개의 홀 센서와 증분각을 감지하는 엔코더를 구비한다. 즉, 모터(14)에는 모터 위치센서(16)가 구비되어져 있다.The conventional electric steering apparatus 2 includes a torque sensor 10 and a steering angle sensor 6 for sensing a torque and a steering angle in accordance with the rotation of a torsion bar (not shown) provided on the handwheel 4, And an ECU (12) for calculating a driving assisting force of the motor (14) in accordance with the sensing signal sensed by the sensor (10) and the steering angle sensor (6). The motor 14 is a permanent magnet type three-phase motor having three Hall sensors for sensing the absolute angle of the rotor and an encoder for sensing the increment angle. That is, the motor 14 is provided with a motor position sensor 16.

특히, 조향각 센서(6)에 의해 측정되는 조향각은 자동차 중속에서 자동차의 복원 제어에 사용되어지는 것으로서, 이 각도에 오류가 발생하는 경우에는 고속에서 자동차의 쏠림 및 미복원 형상이 발생하게 되므로 조향각을 측정하는 토크 센서(10)의 고장 유무를 판별하는 방법은 매우 중요하다할 것이다.In particular, the steering angle measured by the steering angle sensor 6 is used for the restoration control of the automobile in the middle of the vehicle. If an error occurs at this angle, the steepness and unstable shape of the vehicle occurs at high speed. A method of determining whether or not the torque sensor 10 to be measured is faulty is very important.

미설명한 참조부호 4는 핸드휠, 16은 벨트이며, 18은 기어, 20은 타이로드를 나타낸 것이다.Reference numeral 4 denotes a hand wheel, reference numeral 16 denotes a belt, reference numeral 18 denotes a gear, and reference numeral 20 denotes a tie rod.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개번호 10-2002-0051359호(2002.06.29)의 '차량용 전동식 동력 조향 장치'에 개시되어 있다.
BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2002-0051359 (Jun. 29, 2002) entitled " Vehicle Electric Power Steering Device ".

종래의 전동 조향 장치는 시스템 동작도중 다수의 센서에서 문제가 발생될 수 있는 바, 센서에 문제가 발생되면 필요한 보조 조향력을 잘못 계산하여 큰 토크 발생으로 인해 운전자가 위험에 빠지는 것을 방지하기 위해, ECU는 센서 고장여부를 판단하고 고장 등의 문제가 있는 것으로 판단되면 전원을 오프시키도록 구성되어져 있다.In the conventional electric power steering apparatus, a problem may occur in a plurality of sensors during system operation. In order to prevent a driver from being in danger due to a large torque generation by mistakenly calculating a necessary auxiliary steering force when a problem occurs in a sensor, Is configured to determine whether or not the sensor is faulty, and to turn off the power supply when it is determined that there is a problem such as a failure.

그러나, 센서의 고장 유무를 판단하기 위한 기준 설정값은 각 기구부품의 비틀림값에 의해 오차가 발생되게 되므로 적절한 기준 설정값 예를 들어, 문턱값을 설정하기가 매우 어렵다는 문제가 있었다. 즉, 종래의 전동 조향 장치는 센서의 고장유무를 정확하게 판단하지 못하고 있다.However, there is a problem that it is very difficult to set an appropriate reference setting value, for example, a threshold value because an error is generated due to a twist value of each mechanical part for determining a failure of the sensor. That is, the conventional electric steering apparatus can not accurately determine whether the sensor is faulty or not.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 모터의 힘이 전달되는 각 기구부품의 비틀림값을 반영하여 정확한 등가 조향각속도를 연산하고 센서의 고장유무를 판단함으로써 진단로직의 정확성을 높여주며, 이를 통해 실질적인 문제 발생시에만 전원을 차단케하여 운행 안정성을 높인 조향시스템의 고장 감지장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to improve accuracy of a diagnostic logic by calculating an accurate equivalent steering angle speed by reflecting a twist value of each mechanical component to which a force of a motor is transmitted, And to provide a fault detection apparatus and method of a steering system which can shut off the power supply only when a substantial problem occurs, thereby improving the stability of the operation of the steering system.

본 발명에 의한 조향시스템의 고장 감지방법은 조향각 센서를 통해 검출된 조향각을 통해 조향각속도를 연산하는 단계; 모터의 위치각을 통해 산출된 모터 각속도를 통해 모터의 등가조향 각속도를 연산하는 단계; 모터의 전류값을 통해 추정된 모터 토크값을 통해 비틀림값을 산출하는 단계; 상기 모터의 등가 조향각속도에 상기 비틀림값을 반영하여 상기 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도와 상기 조향각속도의 차이값을 연산하는 단계; 및 상기 차이값과 문턱값을 비교하여 상기 차이값이 상기 문턱값 이상이면, 전원을 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for detecting a failure of a steering system according to the present invention comprises the steps of: calculating a steering angle speed through a steering angle detected by a steering angle sensor; Calculating an equivalent steering angular speed of the motor through a motor angular velocity calculated through a position angle of the motor; Calculating a torsional value through the motor torque value estimated through the current value of the motor; Calculating a difference between an equivalent steering angle speed of the motor and the steering angle speed reflecting the torsion value by reflecting the torsion value to an equivalent steering angle speed of the motor; And comparing the difference value with a threshold value, and turning off the power source if the difference value is equal to or greater than the threshold value.

본 발명의 상기 등가 조향각속도 계산식은 등가 조향각속도=모터의 위치각× 전체 기어비이고, 전체 기어비=벨트 풀리 기어비× 볼너트 비× 랙 앤 피니언 기어비인 것을 특징으로 한다.The equivalent steering angle velocity calculation formula of the present invention is characterized by being equivalent steering angle velocity = position angle of the motor x overall gear ratio, total gear ratio = belt pulley gear ratio x ball nut ratio x rack and pinion gear ratio.

본 발명의 상기 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도를 산출하는 계산식은 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도= (추정된 모터 토크값에 대응되는 비틀림값)× 등가 조향각속도인 것을 특징으로 한다.The equation for calculating the equivalent steering angle speed of the motor reflecting the twist value of the present invention is characterized by being the equivalent steering angle speed of the motor reflecting the twist value = (torsion value corresponding to the estimated motor torque value) x equivalent steering angle speed.

본 발명의 상기 추정된 모터 토크값은 모터의 상전류를 검출하는 단계; 모터 상전류를 DQ축 변환하는 단계; Q축의 전류를 산출하는 단계; Q축의 전류값에 모터의 토크상수를 곱하는 단계를 통해 산출할 수 있는 것을 특징으로 한다.The estimated motor torque value of the present invention includes: detecting a phase current of the motor; Converting the motor phase current to the DQ axis; Calculating a current in the Q-axis; And multiplying the current value of the Q axis by the torque constant of the motor.

본 발명의 상기 비틀림값은 상기 모터의 상전류에 대응되어 가변되도록 테이블로 미리 설계된 것을 특징으로 한다. The twist value of the present invention is designed in advance as a table so as to be variable in accordance with the phase current of the motor.

본 발명의 일 측면에 따른 조향시스템의 고장 감지장치는 핸드휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서; 모터의 전류값을 감지하는 모터전류감지센서; 모터의 위치각을 감지하는 모터위치센서; 및 상기 조향각 센서에서 검출된 상기 조향각을 통해 조향각속도를 연산하고, 상기 모터위치센서에서 감지된 상기 모터의 위치각을 통해 모터의 등가 조향각속도를 연산하며, 상기 모터전류감지센서에서 감지된 상기 모터의 전류값으로 추정된 모터 토크값으로 비틀림값을 산출한 후, 상기 모터의 등가 조향각속도에 상기 비틀림값을 반영하여 상기 비틀림값이 반영된 상기 모터의 등가 조향각속도와 상기 조향각속도의 차이값이 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 문턱값 이상이면 전원을 오프시키는 ECU(Electronic Cintrol Unit)를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fault detection apparatus for a steering system, comprising: a steering angle sensor for detecting a steering angle of a handwheel; A motor current sensing sensor for sensing the current value of the motor; A motor position sensor for sensing a position angle of the motor; Calculating a steering angle speed through the steering angle detected by the steering angle sensor and calculating an equivalent steering angle speed of the motor through a position angle of the motor detected by the motor position sensor, The difference between the equivalent steering angle velocity of the motor and the steering angle velocity of the motor, which reflects the twist value, reflects the twist value at the equivalent steering angle velocity of the motor, And an ECU (Electronic Cintrol Unit) for turning off the power supply if the threshold value is greater than or equal to the threshold value stored in the data storage unit.

본 발명의 상기 모터의 등가 조향각속도의 계산식은 모터의 등가 조향각속도=모터의 위치각× 전체 기어비이고, 전체 기어비=벨트 풀리 기어비× 볼너트 비× 랙 앤 피니언 기어비인 것을 특징으로 한다.The equation of the equivalent steering angle speed of the motor of the present invention is the equivalent steering angle speed of the motor = the position angle of the motor x overall gear ratio, and the total gear ratio = the belt pulley gear ratio x the ball nut ratio x the rack and pinion gear ratio.

본 발명의 상기 비틀림값이 반영된 상기 모터의 등가 조향각속도의 계산식은 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도= (추정된 모터 토크값에 대응되는 비틀림값)× 등가 조향각속도인 것을 특징으로 한다.The equation for calculating the equivalent steering angle speed of the motor in which the torsion value of the present invention is reflected is characterized by being equivalent steering angle speed of the motor reflecting the torsion value = (torsion value corresponding to the estimated motor torque value) x equivalent steering angle speed.

본 발명의 상기 추정된 모터 토크값은 상기 모터전류감지센서에서 감지된 상기 모터의 상전류를 DQ축 변환하여 Q축의 전류를 산출한 후, 상기 Q축의 전류값에 상기 모터의 토크상수를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 한다.The estimated motor torque value of the present invention is obtained by calculating the current of the Q-axis by DQ-axis-converting the phase current of the motor sensed by the motor current sensor, and then multiplying the current value of the Q-axis by the torque constant of the motor .

본 발명의 상기 비틀림값은 상기 모터의 상전류에 대응되어 가변되도록 테이블로 미리 설계된 것을 특징으로 한다.
The twist value of the present invention is designed in advance as a table so as to be variable in accordance with the phase current of the motor.

본 발명은 모터 토크를 전달하는 각 기구부의 비틀림값을 반영하여 센서의 고장유무를 판단하므로 조기에 정확하게 센서의 고장을 판단할 수 있어 차량 운행의 안전성이 매우 높아진다는 장점이 있다.
The present invention is advantageous in that the failure of the sensor is determined by reflecting the torsional value of each mechanism portion that transmits the motor torque, so that the failure of the sensor can be accurately determined early so that the safety of the vehicle operation is greatly improved.

도 1은 종래의 실시예에 따른 전동 조향시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치를 도시한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비틀림값과 모터 토크와의 상관관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.1 is a block diagram showing an electric power steering system according to a conventional embodiment.
2 is a block diagram showing a fault detection apparatus of a steering system according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a correlation between a torsional value and a motor torque according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a signal flow of a fault detection apparatus of a steering system according to an embodiment of the present invention.

이에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an apparatus and method for detecting a failure of a steering system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치를 도시한 블록구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비틀림값과 모터 토크와의 상관관계를 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a failure detection apparatus of a steering system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph illustrating a correlation between a torsional value and a motor torque according to an exemplary embodiment of the present invention.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치(102)는 모터의 힘이 전달되는 각 기구부품의 비틀림값을 반영하여 정확한 등가 조향각속도를 연산하고 센서의 고장유무를 판단함으로써 진단로직의 정확성을 높여주며, 이를 통해 실질적인 문제 발생시에만 전원을 차단케하여 운행 안정성을 높인 장치이다.The fault detection device 102 of the steering system according to an embodiment of the present invention calculates a correct equivalent steering angle speed by reflecting the torsional value of each mechanical component to which the force of the motor is transmitted, This improves the accuracy of the diagnostic logic and thus improves operational reliability by shutting off the power only when a problem occurs.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치(102)는 핸드휠에 설치된 토션 바의 회전에 따른 토크 및 조향각을 감지하는 토크 센서(110)와 조향각 센서(106), 이 토크 센서(110)와 조향각 센서(106)에 의해 감지된 감지신호에 따라 모터(도 1참조: 14)의 구동 보조력을 산출하는 ECU(112)를 구비한다. 모터(14)에는 모터 위치센서(116)가 구비되어져 있다.More specifically, the failure detection device 102 of the steering system according to an embodiment of the present invention includes a torque sensor 110 and a steering angle sensor 106 for sensing a torque and a steering angle in accordance with rotation of a torsion bar installed on a handwheel, And an ECU 112 for calculating a driving assisting force of the motor (see FIG. 1) according to the sensed signals sensed by the torque sensor 110 and the steering angle sensor 106. The motor 14 is provided with a motor position sensor 116.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치(102)는 모터의 전류값을 감지하기 위한 모터전류감지센서(122)가 구비됨을 도시하지만, 실제로 전류값은 분기선 감지 및 AD 변환을 통해 간단하게 ECU(112)로 인가시킬 수 있다.In particular, although the fault detection device 102 of the steering system according to the embodiment of the present invention shows that the motor current detection sensor 122 for detecting the current value of the motor is provided, It is possible to simply apply the voltage to the ECU 112 through the control unit.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치(102)에 포함된 ECU(112)는 모터의 신호를 이용하여 비틀림(Compliance)효과를 반영한 정확한 등가 조향각속도를 산출해냄으로써 비틀림 효과로 인한 오차의 발생을 보상한다.At this time, the ECU 112 included in the failure detection apparatus 102 of the steering system according to the embodiment of the present invention calculates the accurate equivalent steering angle velocity reflecting the compliance effect using the signal of the motor, Thereby compensating for the occurrence of the error due to the error.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치(102)는 기준 설정값(문턱값) 및 모터의 토크값에 대응한 조향각과 모터의 등가조향각 차이로 연산된 비틀림값이 테이블로 저장된 데이터 저장부(124)를 포함한다.In addition, the fault detection apparatus 102 of the steering system according to the embodiment of the present invention includes a tilt value calculated by a reference setting value (threshold value) and a steering angle corresponding to a torque value of the motor and a difference in equivalent steering angle of the motor, And a stored data storage unit 124.

상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. The function and operation of the fault detection device of the steering system according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조향시스템의 고장 감지장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.4 is a flowchart showing a signal flow of a fault detection apparatus of a steering system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 조향각 센서(106)를 이용하여 조향각을 검출하고, 그 조향각을 미분하여 조향각속도를 산출한다.First, the steering angle is detected using the steering angle sensor 106, and the steering angle is calculated by differentiating the steering angle.

그리고, ECU(112)는 토크 센서(110)를 이용하여 핸드휠의 토크를 계산하여 모터(14)에 인가하고, 토크가 인가된 모터(14)의 회전에 의한 모터(14)의 위치각을 모터 위치센서(116)를 통해 검출한다.The ECU 112 calculates the torque of the handwheel using the torque sensor 110 and applies the torque to the motor 14 to calculate the positional angle of the motor 14 by the rotation of the motor 14 to which the torque is applied Through the motor position sensor 116.

모터의 위치각이 산출되면, 모터의 위치각을 미분하여 모터 각속도를 산출하고, 모터의 각속도에 전체 기어비를 곱하여 등가 조향각속도를 산출한다.When the position angle of the motor is calculated, the angular position of the motor is differentiated to calculate the angular speed of the motor, and the equivalent steering angle speed is calculated by multiplying the angular speed of the motor by the overall gear ratio.

그리고, 모터(14)의 전류값을 이용한 모터 토크를 추정한다.Then, the motor torque using the current value of the motor 14 is estimated.

이때, 모터(14)의 위치각과 모터(14)의 조향각은 기본적으로 전체 기어비를 곱하므로써 이론적으로 계산되지만, 실제로 모터(14)의 힘이 전달되는 과정에서 각 기구부품의 비틀림(Compliance) 효과 등으로 오차가 발생된다.At this time, the position angle of the motor 14 and the steering angle of the motor 14 are theoretically calculated by multiplying the overall gear ratio. However, in the process of transmitting the force of the motor 14, An error occurs.

이는 각속도와 같이 미분하는 경우에는 이 오차를 더욱 크게 증폭시켜 적절한 문턱값을 설정하기가 매우 어려워진다. 따라서, 본 발명은 초기 발생 가능한 오차를 획기적으로 감소시켜 진단로직의 정확성을 높이기 위한 방법이다.In the case of differentiation such as angular velocity, it is very difficult to amplify this error to a larger extent and set an appropriate threshold value. Therefore, the present invention is a method for improving the accuracy of the diagnostic logic by drastically reducing the initial error.

도 3에 도시된 바와같이, 비틀림(Compliance) 효과는 모터(14)의 토크가 크면 클수록 증가하는 비례관계를 갖는다. 따라서, 모터(14)의 토크를 계산하면 기구부의 비틀림에 의해 모터(14)의 각과 조향각이 실제로 어느 정도의 차이를 갖는 지를 추정할 수 있게 된다.As shown in Fig. 3, the compliance effect has a proportional relationship that increases as the torque of the motor 14 increases. Therefore, by calculating the torque of the motor 14, it is possible to estimate how much the steering angle of the motor 14 actually differs due to the twist of the mechanism portion.

마찬가지로, 모터(14)의 각속도와 조향각속도 또한 모터의 토크가 클수록 차이가 커지는 현상을 보상해야만 정확한 비교가 가능해진다.Likewise, the angular velocity and the steering angle velocity of the motor 14 and the phenomenon that the difference becomes larger as the torque of the motor becomes larger can be compensated for.

모터의 토크는 모터 상전류를 DQ축 변환에 의해 Q축 전류를 연산하고, 모터의 토크상수를 곱하여 추정할 수 있다.The torque of the motor can be estimated by calculating the Q-axis current by the DQ-axis conversion of the motor phase current and multiplying it by the torque constant of the motor.

즉, 모터 위치각의 등가 조향각속도 계산식은,That is, the equations for calculating the equivalent steering angle speed of the motor position angle,

「등가 조향각속도=모터 각속도 × 전체 기어비」,&Quot; Equivalent steering angle velocity = motor angular velocity x total gear ratio ", "

「전체 기어비= 벨트 풀리 기어비× 볼너트 비× 랙 앤 피니언 기어비」이다.Quot; total gear ratio = belt pulley gear ratio x ball nut ratio x rack and pinion gear ratio ".

또한, 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도를 산출하는 계산식은, Further, the equation for calculating the equivalent steering angle speed of the motor in which the torsion value is reflected,

「비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도= (추정된 모터 토크값에 대응되는 비틀림값)× 등가 조향각속도」이다.Equivalent steering angle velocity of the motor in which the torsional value is reflected = (torsional value corresponding to the estimated motor torque value) x equivalent steering angle velocity ".

여기서, 비틀림값은 모터 토크값과 양의 상관관계를 갖는 값이므로 실험이나 튜닝을 통해 추정할 수 있다. 실제 시험은 모터 토크를 천천히 증가시키면서 각 모터 토크의 값에 따라서 조향각과 모터의 등가조향각의 차이를 구함으로써 비틀림(Compliance)값을 산출할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 비틀림(Compliance)값을 전류값에 따라 가변되도록 테이블을 설계할 수 있다.Here, since the torsional value is a value having a positive correlation with the motor torque value, it can be estimated through experimentation or tuning. The actual test can calculate the compliance value by slowly increasing the motor torque and finding the difference between the steering angle and the equivalent steering angle of the motor according to the value of each motor torque. Also, the table can be designed so that the compliance value can be varied according to the current value.

따라서, 본 발명에서 추정된 모터 토크를 통해 비틀림값을 산출하고, 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도를 산출하며, 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도와 조향각 센서에 의해 측정된 조향각속도의 차이값을 연산한다.Therefore, it is possible to calculate the torsional value through the motor torque estimated in the present invention, calculate the equivalent steering angle speed of the motor reflecting the torsion value, calculate the difference between the equivalent steering angle speed of the motor reflecting the torsion value and the steering angle speed measured by the steering angle sensor Value.

그리고, 차이값이 문턱값보다 작은 지를 판단하고, 차이값이 문턱값 이상이면 고장으로 판단하고 시스템 전원을 오프시킨다.Then, it is determined whether the difference value is smaller than the threshold value. If the difference value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the difference is a failure, and the system power is turned off.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

102: 조향시스템의 고장 감지장치 106: 조향각센서
110: 토크센서 112: ECU
116: 모터위치센서 122: 모터전류감지센서
124: 데이터저장부102: Fault detection device of the steering system 106: Steering angle sensor
110: torque sensor 112: ECU
116: motor position sensor 122: motor current sensor
124: Data storage unit

Claims (10)

조향각 센서를 통해 검출된 조향각을 통해 조향각속도를 연산하는 단계;
모터의 위치각을 통해 산출된 모터 각속도를 통해 모터의 등가조향 각속도를 연산하는 단계;
모터의 전류값을 통해 추정된 모터 토크값을 통해 비틀림값을 산출하는 단계;
상기 모터의 등가 조향각속도에 상기 비틀림값을 반영하여 상기 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도와 상기 조향각속도의 차이값을 연산하는 단계; 및
상기 차이값과 문턱값을 비교하여 상기 차이값이 상기 문턱값 이상이면, 전원을 오프시키는 단계를 포함하고,
상기 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도를 산출하는 계산식은, 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도= (추정된 모터 토크값에 대응되는 비틀림값)× 등가 조향각속도이며,
상기 비틀림값은 모터의 토크값에 대응되는 조향각과 모터의 등가조향각을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 조향시스템의 고장 감지방법.Calculating a steering angle velocity through a steering angle detected through a steering angle sensor;
Calculating an equivalent steering angular speed of the motor through a motor angular velocity calculated through a position angle of the motor;
Calculating a torsional value through the motor torque value estimated through the current value of the motor;
Calculating a difference between an equivalent steering angle speed of the motor and the steering angle speed reflecting the torsion value by reflecting the torsion value to an equivalent steering angle speed of the motor; And
Comparing the difference value with a threshold value and turning off the power supply if the difference value is equal to or greater than the threshold value,
The equation for calculating the equivalent steering angle speed of the motor in which the twist value is reflected is the equivalent steering angle speed of the motor in which the twist value is reflected = (torsion value corresponding to the estimated motor torque value) x equivalent steering angle speed,
Wherein the torsional value is calculated using a steering angle corresponding to a torque value of the motor and an equivalent steering angle of the motor. 제 1항에 있어서,
상기 등가 조향각속도 계산식은
등가 조향각속도=모터 각속도× 전체 기어비이고,
전체 기어비=벨트 풀리 기어비× 볼너트 비× 랙 앤 피니언 기어비
인 것을 특징으로 하는 조향시스템의 고장 감지방법.The method according to claim 1,
The equivalent steering angle velocity equation
Equivalent steering angle velocity = motor angular velocity x total gear ratio,
Overall Gear Ratio = Belt Pulley Gear Ratio × Ball Nut Ratio × Rack and Pinion Gear Ratio
Wherein the failure detection method comprises the steps of: 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 추정된 모터 토크값은
모터의 상전류를 검출하는 단계;
모터 상전류를 DQ축 변환하는 단계;
Q축의 전류를 산출하는 단계; 및
Q축의 전류값에 모터의 토크상수를 곱하는 단계를 통해 산출할 수 있는 것을 특징으로 하는 조향시스템의 고장 감지방법.The method according to claim 1,
The estimated motor torque value
Detecting a phase current of the motor;
Converting the motor phase current to the DQ axis;
Calculating a current in the Q-axis; And
And multiplying the current value of the Q-axis by a torque constant of the motor. 삭제delete 핸드휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서;
모터의 전류값을 감지하는 모터전류감지센서;
모터의 위치각을 감지하는 모터위치센서; 및
상기 조향각 센서에서 검출된 상기 조향각을 통해 조향각속도를 연산하고, 상기 모터위치센서에서 감지된 상기 모터의 위치각을 통해 모터의 등가 조향각속도를 연산하며, 상기 모터전류감지센서에서 감지된 상기 모터의 전류값으로 추정된 모터 토크값으로 비틀림값을 산출한 후, 상기 모터의 등가 조향각속도에 상기 비틀림값을 반영하여 상기 비틀림값이 반영된 상기 모터의 등가 조향각속도와 상기 조향각속도의 차이값이 데이터 저장부에 저장된 문턱값 이상이면 전원을 오프시키는 ECU(Electronic Cintrol Unit)를 포함하고,
상기 비틀림값이 반영된 상기 모터의 등가 조향각속도의 계산식은, 비틀림값이 반영된 모터의 등가 조향각속도= (추정된 모터 토크값에 대응되는 비틀림값)×등가 조향각속도이며,
상기 비틀림값은 모터의 토크값에 대응되는 조향각과 모터의 등가조향각을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 조향시스템의 고장 감지장치.A steering angle sensor for detecting a steering angle of the handwheel;
A motor current sensing sensor for sensing the current value of the motor;
A motor position sensor for sensing a position angle of the motor; And
Wherein the controller calculates a steering angle speed through the steering angle detected by the steering angle sensor and calculates an equivalent steering angle speed of the motor through a position angle of the motor detected by the motor position sensor, Calculating a torsion value by a motor torque value estimated by a current value and then reflecting the torsion value at an equivalent steering angle speed of the motor and storing the difference value between the equivalent steering angle speed of the motor and the steering angle speed, And an ECU (Electronic Cintrol Unit) for turning off the power supply if the threshold value is greater than the threshold value stored in the ECU,
The equation for calculating the equivalent steering angle speed of the motor in which the torsion value is reflected is the equivalent steering angle speed of the motor reflecting the torsion value = (torsion value corresponding to the estimated motor torque value) x equivalent steering angle speed,
Wherein the torsional value is calculated using a steering angle corresponding to a torque value of the motor and an equivalent steering angle of the motor. 제 6항에 있어서,
상기 모터의 등가 조향각속도의 계산식은
모터의 등가 조향각속도=모터 각속도× 전체 기어비이고,
전체 기어비=벨트 풀리 기어비× 볼너트 비× 랙 앤 피니언 기어비
인 것을 특징으로 하는 조향시스템의 고장 감지장치.The method according to claim 6,
The equation of the equivalent steering angle velocity of the motor
Equivalent steering angle speed of motor = motor angular speed x total gear ratio,
Overall Gear Ratio = Belt Pulley Gear Ratio × Ball Nut Ratio × Rack and Pinion Gear Ratio
Wherein the steering system is a steering system. 삭제delete 제 6항에 있어서,
상기 추정된 모터 토크값은
상기 모터전류감지센서에서 감지된 상기 모터의 상전류를 DQ축 변환하여 Q축의 전류를 산출한 후, 상기 Q축의 전류값에 상기 모터의 토크상수를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 조향시스템의 고장 감지장치.The method according to claim 6,
The estimated motor torque value
Wherein the controller calculates the current of the Q-axis by DQ-axis-converting the phase current of the motor sensed by the motor current sensor, and then calculates the current by multiplying the current value of the Q-axis by the torque constant of the motor. . 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742979A (en) * 2018-12-26 2019-05-10 康代影像科技(苏州)有限公司 A kind of motor controller with security module

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101383001B1 (en) * 2012-08-09 2014-04-08 현대자동차주식회사 Fail-safe control method on steering angle detection error of hybrid electric vehicle
KR102016550B1 (en) 2013-10-23 2019-08-30 한화디펜스 주식회사 Steering system
KR20150065986A (en) * 2013-12-05 2015-06-16 주식회사 만도 Electronic control unit for detecting breakdown of motor position sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009012511A (en) * 2007-07-02 2009-01-22 Nsk Ltd Electric power steering device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4675886B2 (en) * 2004-04-30 2011-04-27 日本精工株式会社 Control device for electric power steering device
KR101260552B1 (en) * 2009-03-09 2013-05-06 주식회사 만도 Method and Apparatus for Providing Interlock Function

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009012511A (en) * 2007-07-02 2009-01-22 Nsk Ltd Electric power steering device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742979A (en) * 2018-12-26 2019-05-10 康代影像科技(苏州)有限公司 A kind of motor controller with security module

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