KR20230108026A

KR20230108026A - 조향 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20230108026A
Application number: KR1020220003331A
Authority: KR
Inventors: 이광형
Original assignee: 에이치엘만도 주식회사
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2023-07-18
Also published as: US20230219615A1; US12128965B2

Abstract

본 개시는 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 개시에 따른 조향 제어 장치는 제1 인버터를 통해 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제1 반력 모터를 제어하는 제1 조향 제어 모듈 및 제2 인버터를 통해 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제2 반력 모터를 제어하는 제2 조향 제어 모듈을 포함하고, 제1 조향 제어 모듈 또는 제2 조향 제어 모듈은 제1 인버터 및 제2 인버터가 고장난 경우, 제1 인버터 및 제2 인버터 중 하나의 인버터를 도통하여 반력 토크를 생성한다.

Description

조향 제어 장치 및 방법{STEERING CONTROL APPARATUS AND METHOD}

본 실시예들은 조향 모터를 제어하는 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

요즘, 소비자들의 요구에 따라 차량의 안전 제어 시스템에 대한 개발이 급격히 발전하고 있다. 이러한 안전 시스템은 조향, 제동, 서스펜션 등 다양한 분야에 적용되고 있고 최근에는 전자 부품을 이용하여 다양한 방법으로 구현되고 있다.

특히, 차량의 조향을 보조하는 조향 보조 시스템에 있어서, 차량의 제어를 수행하는 하나의 컨트롤러를 이용한 종래의 시스템에서 2개 이상의 컨트롤러를 이용하는 하여 차량의 조향을 제어하는 리던던트 시스템(Redundant system)을 적용한 조향 보조 시스템으로 관심이 증대되고 있다. 이러한 리던던트 시스템은 2개 이상의 컨트롤러가 탑재되어 한 개의 컨트롤러가 고장 시에 다른 컨트롤러로 대체되어 제어 동작을 수행함으로써 보다 높은 주행 안정성을 제공할 수 있다.

한편, 차량의 중량을 경감하기 위하여, 스티어링 휠, 반력 모터 등을 포함하는 스티어링 샤프트(또는 칼럼)과 바퀴, 랙 바 등을 포함하는 액츄에이터 사이를 전자적으로 연결하여 운전자의 조향력을 전달하는 스티어 바이 와이어 시스템(SbW: Steer by Wire System)이 개발되고 있다.

여기서, 전술한 SbW 시스템에 리던던트 시스템을 적용하여 차량을 운영하는 상황에서, 복수의 컨트롤러가 모두 고장이 발생하는 경우를 배제할 수 없으므로 복수의 컨트롤러가 고장난 경우, 스티어링 휠의 반력이 사라져 주행이 불안정해질 수 있다.

따라서, 복수의 컨트롤러가 고장난 경우, 스티어링 휠의 반력을 제공할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

이러한 배경에서, 본 개시는 인버터의 일 부분이 고장난 경우, 고장난 부분을 고정한 채 인버터를 도통하여 스티어링 휠에 반력을 제공하는 조향 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 제1 인버터를 통해 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제1 반력 모터를 제어하는 제1 조향 제어 모듈 및 제2 인버터를 통해 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제2 반력 모터를 제어하는 제2 조향 제어 모듈을 포함하고, 제1 조향 제어 모듈 또는 제2 조향 제어 모듈은 제1 인버터 및 제2 인버터가 고장난 경우, 제1 인버터 및 제2 인버터 중 하나의 인버터를 도통하여 반력 토크를 생성하는 조향 제어 장치를 제공한다.

다른 측면에서, 본 개시는 제1 조향 제어 모듈 및 제2 조향 제어 모듈의 고장을 감지하는 고장 감지 단계, 제1 조향 제어 모듈 및 제2 조향 제어 모듈의 고장 원인이 제1 반력 모터 또는 제2 반력 모터를 제어하는 제1 인버터 및 제2 인버터에 발생한 경우, 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 하나의 인버터를 도통하여 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하는 반력 토크 생성 단계를 포함하는 조향 제어 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 조향 제어 장치 및 방법은 인버터 2개가 모두 고장이 발생하여 더 이상 반력 모터를 제어할 수 없는 경우, 고장나지 않은 스위칭 소자를 제어함으로써 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하고, 운전자에게 조향감을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 조향 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 조향 제어 모듈 및 제2 조향 제어 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 제1 인버터가 고장난 상황에서 제1 인버터를 도통하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 인버터를 통전하지 않고 반력 토크를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 단계 S720을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

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.

도 1은 일 실시예에 따른 조향 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 조향 제어 시스템(1)은 조향 입력 액추에이터(20), 조향 제어 장치(10) 및 조향 출력 액추에이터(30) 등을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 조향 제어 시스템(1)이 SbW 시스템인 경우, 조향 입력 액추에이터(20)와 조향 출력 액추에이터(30)는 기계적으로 분리될 수 있다.

조향 입력 액추에이터(20)는 운전자가 의도하는 조향 정보에 입력되는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 입력 액추에이터(20)는 전술한 바와 같이, 스티어링 휠(21), 조향 샤프트(22), 반력 모터(23)를 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 반력 모터(23)의 회전력을 조향 샤프트(22)로 전달하는 스티어링 기어를 더 포함할 수 있다.

반력 모터(23)는 조향 제어 장치(10)로부터 제어 신호(또는 지령 전류라 함)를 입력받아 스티어링 휠(21)에 반력을 부여할 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(23)는 조향 제어 장치(10)로부터 지령 전류를 입력받아 지령 전류에 의해 지시되는 회전 속도로 구동하여 반력 토크를 생성하고, 스티어링 기어를 통해 스티어링 휠로 반력 토크를 전달할 수 있다. 반력 모터(23)는 후술할 리던던트(Redandent) 시스템으로 구성될 수 있고, 이에 따라, 반력 모터(23)는 제1 반력 모터(23-1) 및 제2 반력 모터(미도시됨) 등을 포함할 수 있다.

조향 제어 장치(10)는 조향 입력 액추에이터(20)로부터 조향 정보를 입력받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 출력 액추에이터(30)에 출력할 수 있다. 여기서, 조향 정보는 조향각 및 운전자 토크 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.

한편, 조향 제어 장치(10)는 조향 출력 액추에이터(30)에서 실제 출력된 동력 정보를 피드백받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 입력 액추에이터(20)에 출력하여, 운전자에게 조향감(조타감)을 제공할 수 있다.

조향 출력 액추에이터(30)는 실제 자차량이 조향하도록 구동하는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 출력 액추에이터(30)는 조향 모터(31), 랙(122), 바퀴(123), 차속 센서, 랙 위치 센서 등을 포함할 수 있다.

그리고, 조향 입력 액추에이터(20) 및 조향 출력 액추에이터(30)는 조향 모터(23) 및 조향 모터(31)의 모터 토크를 감지할 수 있는 모터 토크 센서를 더 포함할 수 있다.

조향 모터(31)는 랙(122)을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(31)는 조향 제어 장치(10)로부터 지령전류를 입력받아 구동하고, 랙(122)을 축방향으로 직선 운동하게 할 수 있다.

랙(122)은 조향 모터(31)의 구동에 의해 직선 운동을 수행할 수 있으며, 랙(122)의 직선 운동을 통해 바퀴(123)는 좌 또는 우로 조타될 수 있다.

도시하지 않았지만, 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)은 조향 입력 액추에이터(20)와 조향 출력 액추에이터(30)를 분리하거나 결합 가능한 클러치(Clutch) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 클러치는 조향 제어 장치(10)의 제어에 의해 동작할 수 있다.

한편, 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)이 SbW 시스템이고, 자차량이 자율 주행 모드로 주행하는 경우, 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)은 조향 출력 액추에이터(30)만을 제어하여 자차량의 조향 제어를 수행하거나, 조향 입력 액추에이터(20)와 조향 출력 액추에이터(30)를 모두 제어하여 자차량의 조향 제어를 수행할 수 있다.

이하에서는 첨부되는 도면들을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)를 설명하기로 한다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(10)는 제1 조향 제어 모듈(110) 및 제2 조향 제어 모듈(120)을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)는 제1 인버터를 통해 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제1 반력 모터(23-1)를 제어하는 제1 조향 제어 모듈(110) 및 제2 인버터(123-2)를 통해 상기 스티어링 휠(21)에 대한 반력 토크를 생성하도록 제2 반력 모터를 제어하는 제2 조향 제어 모듈(120)을 포함하고, 제1 조향 제어 모듈(110) 또는 제2 조향 제어 모듈(120)은 제1 인버터 및 제2 인버터가 고장난 경우, 제1 인버터(123-2) 및 제2 인버터(113-2) 중 하나의 인버터를 도통하여 반력 토크를 생성할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치는 자차량의 주행에 도움을 주는 정보를 제공하거나, 운전자의 자차량 제어에 도움을 제공하는 ADAS(Advance Driver Assistance Systems)일 수 있다.

여기서, ADAS는 다양한 종류의 첨단 운전자 보조 시스템을 의미할 수 있으며, 운전자 보조 시스템으로는 예를 들면, 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking), 스마트 주차 보조 시스템(SPAS: Smart Parking Assistance System), 사각 감지(BSD: Blind Spot Detection) 시스템, 적응형 크루즈 컨트롤(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템, 차선 이탈 경고 시스템(LDWS: Lane Departure Warning System), 차선 유지 보조 시스템(LKAS: Lane Keeping Assist System), 차선 변경 보조 시스템(LCAS: Lane Change Assist System) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서 자차량은 원동기를 장착하여 그 동력으로 바퀴를 굴려서 철길이나 가설된 선에 의하지 아니하고 땅 위를 움직이도록 만든 차를 의미할 수 있다. 또한, 자차량은 전기를 동력으로 하는 자동차로, 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 구동에너지를 얻는 전기차일 수 있다.

조향 제어 장치는 운전자가 탑승하여 자차량의 제어하는 유인 자동차 및 자율주행차량에 탑재될 수 있다.

조향 제어 장치(10)는 리던던트 시스템으로 구성되어 제1 조향 제어 모듈(110) 또는 제2 조향 제어 모듈(120)을 통해 차량의 조향을 제어하도록 할 수 있다. 조향 제어 장치(10)는 제1 조향 제어 모듈(110)이 고장이 발생하여 제 역할을 온전히 수행할 수 없다고 판단한 경우, 제2 조향 제어 모듈(120)로 제어권을 천이하여 제2 조향 제어 모듈(120)이 차량의 조향을 제어하도록 할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 제1 조향 제어 모듈(110) 및 제2 조향 제어 모듈(120)을 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 제1 조향 제어 모듈(110)은 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114), 제1 컨트롤러 감시부(115) 및 제1 전원 변환부(116) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 제2 조향 제어 모듈(120)은 제2 센서부(121), 제2 통신부(122), 제2 반력 모터 전원부(123), 제2 컨트롤러부(124), 제2 컨트롤러 감시부(125) 및 제2 전원 변환부(126) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

특히, 제1 조향 제어 모듈(110)의 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114), 제1 컨트롤러 감시부(115) 및 제1 전원 변환부(116)와, 제2 조향 제어 모듈(120)의 제2 센서부(121), 제2 통신부(122), 제2 반력 모터 전원부(123), 제2 컨트롤러부(124), 제2 컨트롤러 감시부(125) 및 제2 전원 변환부(126) 각각은 서로 동일하므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 제1 조향 제어 모듈(110)의 구성요소에 대해서만 설명하기로 한다.

제1 센서부(111)는 제1 온도 센서(111-1), 제1 전류 센서(111-2) 및 제1 모터 위치 센서(111-3) 등을 포함하여 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 조향 장치에 대한 상태를 측정할 수 있다면, 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.

제1 온도 센서(111-1)는 제1 조향 제어 모듈(110)의 온도를 측정할 수 있다. 제1 온도 센서(111-1)는 측정된 제1 조향 제어 모듈(110)의 온도에 기반하여 제1 온도 정보를 획득할 수 있다. 제1 온도 센서(111-1)는 제1 컨트롤러부(114)와 연결될 수 있다. 제1 온도센서는 획득된 제1 온도 정보를 제1 컨트롤러부(114)로 제공할 수 있다.

제1 전류 센서(111-2)는 제1 반력 모터 전원부(113)와 조향 모터(31) 사이의 제1 어시스트 전류를 측정할 수 있다. 제1 전류 센서(111-2)는 측정된 제1 어시스트 전류에 기반하여 제1 어시스트 전류 정보를 획득할 수 있다. 제1 전류 센서(111-2)는 제1 컨트롤러부(114)와 연결될 수 있다. 제1 전류 센서(111-2)는 획득된 제1 어시스트 전류 정보를 제1 컨트롤러부(114)로 제공할 수 있다.

제1 모터 위치 센서(111-3)는 조향 모터(31)의 위치를 측정할 수 있다. 제1 모터 위치 센서(111-3)는 측정된 조향 모터(31)의 위치에 기반하여 제1 모터 위치 정보를 획득할 수 있다. 제1 모터 위치 센서(111-3)는 제1 컨트롤러부(114)와 연결될 수 있다. 제1 모터 위치 센서(111-3)는 획득된 제1 모터 위치 정보를 제1 컨트롤러부(114)로 제공할 수 있다.

제1 통신부(112)는 제1 내부 통신부(112-1) 및 제1 외부 통신부(112-2) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

제1 내부 통신부(112-1)는 내부 통신망(200)을 통해 제2 조향 제어 모듈(120)의 제2 내부 통신부(122-1)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 내부 통신부(112-1)와 제2 내부 통신부(122-1)는 내부 통신망(200)을 통해 서로 연결되어, 제1 조향 제어 모듈(110)과 제2 조향 제어 모듈(120)의 정보들을 서로 송수신할 수 있다.

또한, 제1 내부 통신부(112-1)는 제1 컨트롤러부(114)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 내부 통신부(112-1)는 내부 통신망(200)을 통해 제2 조향 제어 모듈(120)로부터 제공받은 정보들(일 예로, 제2 조향 제어 모듈(120)의 동작 상태 정보 등)을 제1 컨트롤러부(114)로 제공할 수 있다. 그리고, 제1 내부 통신부(112-1)는 제1 컨트롤러부(114)로부터 제공받은 정보들(일 예로, 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태 정보 등)을 내부 통신망(200)을 통해 제2 내부 통신부(122-1)로 제공할 수 있다.

제1 외부 통신부(112-2)는 제1 외부 통신망(210)을 통해 차량과 연결될 수 있다. 즉, 제1 외부 통신부(112-2)와 차량은 제1 외부 통신망(210)을 통해 서로 연결되어, 제1 조향 제어 모듈(110)과 차량의 정보들을 서로 송수신할 수 있다. 예컨대, 제1 외부 통신부(112-2)는 제1 외부 통신망(210)을 통해 차량으로부터 제공받은 정보들(일 예로, 차량의 상태 정보 등)을 제1 컨트롤러부(114)로 제공할 수 있다. 그리고, 제1 외부 통신부(112-2)는 제1 컨트롤러부(114)로부터 제공받은 정보들(일 예로, 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태 정보 등)을 제1 외부 통신망(210)을 통해 차량으로 제공할 수 있다.

여기서, 제1 내부 통신부(112-1) 및 제2 외부 통신부(112-2)는 유선 및 무선 통신기 중 적어도 하나의 통신기를 포함할 수 있다. 특히, 제1 내부 통신부(112-1) 및 제2 외부 통신부(112-2)는 CAN(control area network) 통신기를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 각 조향 제어 모듈과 차량을 서로 연결할 수 있다면, 어떠한 통신기라도 포함할 수 있다.

제1 반력 모터 전원부(113)는 제1 게이트 드라이버(113-1), 제1 인버터(113-2) 및 제1 PCO(phase disconnector, PCO)(113-3) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

제1 게이트 드라이버(113-1)는 제1 컨트롤러부(114)와 연결될 수 있다. 제1 게이트 드라이버(113-1)는 제1 컨트롤러부(114)로부터 제1 게이트 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 제1 게이트 드라이버(113-1)는 제1 인버터(113-2)와 연결될 수 있다. 제1 게이트 드라이버(113-1)는 제1 컨트롤러부(114)로부터 제공받은 제1 게이트 신호를 제1 인버터(113-2)로 제공할 수 있다.

제1 인버터(113-2)는 전압 공급 모듈과 연결될 수 있다. 제1 인버터(113-2)는 전압 공급 모듈로부터 제1 직류 전압을 제공받을 수 있다. 또한, 제1 인버터(113-2)는 제1 게이트 드라이버(113-1)와 연결될 수 있다. 제1 인버터(113-2)는 제1 게이트 드라이버(113-1)로부터 제1 게이트 신호를 제공받을 수 있다.

제1 인버터(113-2)는 DC-AC 컨버터로서, 제1 게이트 드라이버(113-1)로부터 제공받은 제1 게이트 신호에 따라 전압 공급 모듈로부터 제공받은 제1 직류 전압을 전압 변조하여 제1 어시스트 전류를 생성할 수 있다.

제1 인버터(113-2)는 3상 인버터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 모터 및 전원에 따라 변형하여 실시될 수 있다.

제1 PCO(Phase Cut Off circuit, PCO)(113-3)는 제1 인버터(113-2)와 연결될 수 있다. 제1 PCO(113-3)는 제1 인버터(113-2)로부터 제1 어시스트 전류를 제공받을 수 있다.

제1 PCO(113-3)는 온-오프 동작을 통해 제1 인버터(113-2)로부터 제공받은 제1 어시스트 전류를 공급하거나 차단시킬 수 있다. 즉, 제1 PCO(113-3)는 조향 모터(31)와 연결될 수 있다. 제1 PCO(113-3)는 제1 인버터(113-2)로부터 제공받은 제1 어시스트 전류를 조향 모터(31)로 공급하거나 차단시킬 수 있다.

여기서, PCO는 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있는 소자 또는 회로로서, 스위치, 차단기, 단로기 및 개폐기 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.

상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 차량의 조향 장치는, 각각의 PCO를 통해 하나의 조향 모터를 공유함으로써, 각각의 PCO를 통해 각각의 인버터를 분리할 수 있어 차량의 리던던시 및 신뢰성을 높일 수 있다.

제1 컨트롤러부(114)는 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러 감시부(115) 및 제1 전원 변환부(116)와 연결될 수 있다. 제1 컨트롤러부(114)는 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러 감시부(115) 및 제1 전원 변환부(116)의 동작을 제어할 수 있다.

예컨대, 제1 컨트롤러부(114)는 적어도 하나의 제1 조향 토크 센서(410)로부터 제공받은 조향휠의 토크 정보와, 적어도 하나의 제1 조향각 센서(510)로부터 제공받은 조향휠의 조향각 정보와, 제1 센서부(111)로부터 제공받은 제1 온도 정보, 제1 어시스트 전류 정보 및 제1 모터 위치 정보와, 제1 통신부(112)로부터 제공받은 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 차속 정보)를 바탕으로 제1 게이트 신호를 생성하고, 생성된 제1 게이트 신호를 제1 게이트 드라이버(113-1)로 제공하여 제1 인버터(113-2)의 제1 어시스트 전류를 제어할 수 있다.

여기서, 제1 게이트 신호는 기 설정된 변조 방식에 의해 생성될 수 있다. 특히, 기 설정된 변조 방식은 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 방식, 최적 전압 변조(optimal voltage modulation) 방식, 삼각파 비교 전압 변조(triangular comparison voltage modulation) 방식 및 공간 벡터 전압 변조(space vector voltage modulation) 중 적어도 하나의 전압 변조 방식을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 인버터의 동작을 제어할 수 있는 게이트 신호를 생성할 수 있는 방식이라면, 어떠한 방식이라도 포함할 수 있다.

제1 컨트롤러부(114)는 제1 MCU(Micro Controller Unit)(114-1)를 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.

제1 컨트롤러 감시부(115)는 제1 컨트롤러부(114)와 연결될 수 있다. 제1 컨트롤러 감시부(115)는 제1 컨트롤러부(114)의 동작 상태를 감시할 수 있다. 예컨대, 제1 컨트롤러부(114)는 제1 워치독 신호를 제1 컨트롤러 감시부(115)로 제공할 수 있다. 그리고, 제1 컨트롤러 감시부(115)는 제1 컨트롤러부(114)로부터 제공받은 제1 워치독 신호에 기반하여 클리어 되거나 제1 리셋 신호를 생성할 수 있다.

그리고, 제1 컨트롤러 감시부(115)가 클리어 되는 경우, 제1 컨트롤러부(114)는 정상적으로 동작되고 있음을 의미할 수 있다. 그리고, 제1 컨트롤러 감시부(115)가 제1 리셋 신호를 생성하여 제1 컨트롤러부(114)로 제공하는 경우, 제1 컨트롤러부(114)는 비정상으로 동작되고 있음을 의미할 수 있으며, 제1 리셋 신호에 의해 리셋될 수 있다.

여기서, 제1 워치독 신호는 제1 컨트롤러 감시부(115)가 주기적으로 제1 컨트롤러부(114)의 동작을 감시하는 신호(일 예로, 리셋시키지 못하도록 하는 신호)일 수 있다. 즉, 제1워치독 신호는 제1 컨트롤러부(114)에서 현재 실행되는 프로그램이 얼라이브(alive)하고 있다는 것을 확인시킬 수 있는 신호일 수 있다.

제1 컨트롤러 감시부(115)는 제1 워치독(watchdog)(115-1)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제1 컨트롤러부(114)를 감시할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다. 특히, 제1 워치독(watchdog)(115-1)은 데드라인 즉, 시작과 끝이 있는 제1 윈도우(window) 워치독을 포함할 수 있다.

제1 전원 변환부(116)는 전원 공급 모듈과 연결될 수 있다. 제1 전원 변환부(116)는 전원 공급 모듈로부터 제1 직류 전압을 제공받을 수 있다. 제1 전원 변환부(116)는 전원 공급 모듈로부터 제공받은 제1 직류 전압을 전압 변환하여 적어도 하나의 제1 동작 전압을 생성할 수 있다.

제1 전원 변환부(116)는 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114) 및 제1 컨트롤러 감시부(115)와 연결될 수 있다. 제1 전원 변환부(116)는 생성된 적어도 하나의 제1 동작 전압을 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114) 및 제1 컨트롤러 감시부(115)로 제공할 수 있다.

여기서, 제1 동작 전압은 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114) 및 제1 컨트롤러 감시부(115)를 동작시킬 수 있는 전압일 수 있다. 이에 따라, 이러한 제1 동작 전압은 복수 개일 수 있으며, 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114) 및 제1 컨트롤러 감시부(115)의 동작 전압에 따라 변형하여 생성될 수 있다.

또한, 제1 전원 변환부(116)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 여기서, DC-DC 컨버터는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제1 직류 전압을 제공받아 제공받은 제1 직류 전압보다 낮은 제1 동작 전압으로 변환할 수 있다면, 어떠한 컨버터라도 포함할 수 있다.

또한, 제1 전원 변환부(116)는 제1 레귤레이터(regulator)(116-1)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 레귤레이터(116-1)는 제1 직류 전압을 제공받아 제공받은 제1 직류 전압보다 낮은 제1 동작 전압으로 변환할 수 있다.

한편, 제2 조향 제어 모듈(120)은, 내부 통신망(200)을 통해 현재 조향 모터를 제어하는 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태가 비정상인 경우, 제2 센서부(121), 제2 통신부(122), 제2 반력 모터 전원부(123), 제2 컨트롤러부(124), 제2 컨트롤러 감시부(125) 및 제2 전원 변환부(126) 중 적어도 하나를 이용하여 조향 모터(31)를 제어할 수 있다.

예컨대, 제2 조향 제어 모듈(120)은, 내부 통신망(200)을 통해 현재 조향 모터를 제어하는 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태가 비정상인 경우 즉, 제1 센서부(111)의 제1 모터 위치 정보, 제1 온도 정보 및 제1 어시스트 전류 정보 중 적어도 하나의 정보와, 제1 통신부(112)의 차량의 상태 정보와, 제1 반력 모터 전원부(113)의 제1 어시스트 전류와, 제1 컨트롤러부(114)의 제1 게이트 신호와, 제1 컨트롤러 감시부(115)의 제1 워치독 신호와, 제1 전원 변환부(116)의 제1 동작 전압 중 적어도 하나가 비정상인 경우, 제1 센서부(111), 제1 통신부(112), 제1 반력 모터 전원부(113), 제1 컨트롤러부(114), 제1 컨트롤러 감시부(115) 및 제1 전원 변환부(116)와 같은 기능을 수행하는 제2 센서부(121), 제2 통신부(122), 제2 반력 모터 전원부(123), 제2 컨트롤러부(124), 제2 컨트롤러 감시부(125) 및 제2 전원 변환부(126) 중 적어도 하나를 이용하여 즉, 제2 센서부(121)의 제2 모터 위치 정보, 제2 온도 정보 및 제2 어시스트 전류 정보 중 적어도 하나의 정보와, 제2 통신부(122)의 차량의 상태 정보와, 제2 반력 모터 전원부(13)의 제2 어시스트 전류와, 제2 컨트롤러부(124)의 제2 게이트 신호와, 제2 컨트롤러 감시부(125)의 제2 워치독 신호와, 제2 전원 변환부(126)의 제2 동작 전압 중 적어도 하나를 이용하여 조향 모터(31)를 제어할 수 있다.

본 실시예들에 따른 전원 공급 모듈은 직류 전원 및 전원 경로 전환부 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

직류 전원은 직류 전압을 제공할 수 있다. 여기서, 직류 전압은 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압을 포함할 수 있다. 특히, 제1 직류 전압과 제2 직류 전압은 동일한 직류 전압을 가질 수 있다.

직류 전원은 제1 직류 전압을 제1 조향 제어 모듈(110)로 제공할 수 있다. 특히, 제1 직류 전압은 제1 전원 변환부(116)의 제1 레귤레이터(116-1) 및 제1 반력 모터 전원부(113)의 제1 인버터(113-2)로 제공될 수 있다.

그리고, 직류 전원은 제2 직류 전압을 제2 조향 제어 모듈(120)로 제공할 수 있다. 특히, 제2 직류 전압은 제2 전원 변환부(126)의 제2 레귤레이터(126-1) 및 제2 반력 모터 전원부(123)의 제2 인버터(123-2)로 제공될 수 있다.

본 실시예들에 따른 전원 공급 모듈은 전원 경로 전환부를 더 포함할 수 있다. 전원 경로 전환부는 직류 전원과 연결될 수 있다. 전원 경로 전환부는 직류 전원으로부터 직류 전압을 제공받을 수 있다. 특히, 전원 경로 전환부는 직류 전원으로부터 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압을 제공받을 수 있다.

전원 경로 전환부는 직류 전원으로부터 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압을 제공받아 전원 경로를 제어하여 제1 직류 전압을 제1 조향 제어 모듈(110)(즉, 제1 전원 변환부(116)의 제1 레귤레이터(116-1) 및 제1 반력 모터 전원부(113)의 제1 인버터(113-2))로, 제2 직류 전압을 제2 조향 제어 모듈(120)(즉, 제2 전원 변환부(126)의 제2 레귤레이터(126-1) 및 제2 반력 모터 전원부(123)의 제2 인버터(123-2))로 제공할 수 있다.

한편, 제2 조향 제어 모듈(120)은, 내부 통신망(200)을 통해 현재 조향 모터를 제어하는 제1 조향 제어 모듈(110)의 동작 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과 직류 전원(또는, 전원 경로 전환부)으로부터 제1 조향 제어 모듈(110)로 공급되는 제1 직류 전압이 비정상인 경우, 직류 전원(또는, 전원 경로 전환부)으로부터 제2 직류 전압을 공급받아 이를 바탕으로 조향 모터(31)를 제어할 수 있다.

이하에서는, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(10)가 전술한 바와 같이 2개의 조향 제어 모듈, 2개의 인버터, 2개의 반력 모터로 구성되는 리던던트 시스템 하에서 동작하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 제1 인버터(113-2)가 고장난 상황에서 제1 인버터(113-2)를 도통하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1 조향 제어 모듈(110)은 제1 인버터(113-2) 및 제2 인버터(123-2)가 고장난 경우, 제1 인버터(113-2) 및 상기 제2 인버터(123-2) 중 하나의 인버터를 도통하여 반력을 생성할 수 있다.

일반적인 SbW 하의 조향 시스템의 경우, 제1 인버터(113-2)가 고장나게 되면 제1 반력 모터(23-1)를 제어할 수 없게 된다. 조향 시스템이 리던던트 시스템을 갖췄다면, 제1 조향 제어 모듈(110)의 고장으로 제2 조향 제어 모듈(120)로 제어권이 천이되고, 제2 조향 제어 모듈(120)이 제2 인버터(123-2)를 통해 제2 반력 모터를 제어하여 스티어링 휠(21)이 회전과 대응되는 반력 토크를 생성할 수 있다.

여기서, 제2 인버터(123-2)도 고장이 발생하게 되면 제2 반력 모터의 기능도 정지하므로 더 이상 스티어링 휠(21)에 반력 토크를 제공할 수 없게 된다. SbW에서, 스티어링 휠에 반력 토크를 제공하지 못하는 경우, 작은 힘으로도 쉽게 회전하게 되어 차량의 사고를 유발할 가능성이 높아질 수 있다.

이러한 상황을 방지하기 위해 본 개시에서는 제1 인버터(113-2) 및 제2 인버터(123-2)가 모두 고장난 경우, 둘 중 어느 하나의 인버터를 도통시켜 반력 토크를 생성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 인버터(113-2)는 제1 반력 모터(23-1)의 U상에 연결되는 제1 하이사이드 스위칭 소자(410), 제1 로우사이드 스위칭 소자(440), 조향 모터의 V상에 연결되는 제2 하이사이드 스위칭 소자(420), 제2 로우사이드 스위칭 소자(450), 조향 모터의 W상에 연결되는 제3 하이사이드 스위칭 소자(430) 및 제3 로우사이드 스위칭 소자(460)를 포함할 수 있다. 물론, 제2 인버터(123-2)도 리던던트 시스템의 특성상 동일한 구조를 가지며 각각 제2 반력 모터의 U상에 연결되는 제4 하이사이드 스위칭 소자, 제4 로우사이드 스위칭 소자, 조향 모터의 V상에 연결되는 제5 하이사이드 스위칭 소자, 제5 로우사이드 스위칭 소자, 조향 모터의 W상에 연결되는 제6 하이사이드 스위칭 소자 및 제6 로우사이드 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

도 4에서와 같이, 제1 조향 제어 모듈(110)은 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)가 오픈된 상태로 고정되어 더 이상 제어가 되지 않아 고장으로 판단할 수 있다. 즉, 제1 조향 제어 모듈(110)은 제1 인버터(113-2)에 포함되는 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나가 고장인 경우, 상기 제1 인버터(113-2)가 고장이라고 판단할 수 있다. 여기서 스위칭 소자는 FET(Field Effect Transistor)로 구성된 스위칭 소자를 의미할 수 있다.

제1 조향 제어 모듈(110)은 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)가 고장난 경우, 상기 제2 하이사이드 스위칭 소자(420) 및 상기 제3 하이사이드 스위칭 소자(430) 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제1 인버터(113-2)를 도통할 수 있다. 즉, 제1 조향 제어 모듈(110)은 더 이상 제어가 되지 않는 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)를 그대로 둔 채 나머지 상의 스위칭 소자들을 제어함으로써 제1 반력 모터(23-1)로 하여금 반력 토크를 생성하도록 할 수 있다.

그리고, 제1 조향 제어 장치(10)는 반력 모터의 모터 방식(IPM/SPM, Pol pair 등) 및 로터(Rotor) 위치에 따라 반력 토크가 생성되는 것이 다르기 때문에, 운전자에게 스티어링 휠(21)의 회전에 따른 적절한 조향감을 제공하기 위해 미리 설정된 PWM(Pulse Width Modulation)을 기초로 상기 제1 인버터(113-2)를 제어할 수 있다. 이를 위해 조향 제어 장치(10)는 모터 포지션 센서(Motor Position Sensor)를 더 포함하여 모터의 위치를 감지할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 PWM은 차량의 속도를 기초로 설정될 수 있다. 즉, 차량의 속도에 따라 반력 모터에서 반력 토크가 달리 생성될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 본 개시는 제1 인버터(113-2) 및 제2 인버터(123-2)가 고장난 상황에서도 반력 모터에서 반력 토크를 생성함으로써, 스티어링 휠에 반력 토크를 제공할 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 조향 제어 장치(10)는 FET 통전 패스(Path) 추가함으로써 보다 높은 반력 토크를 생성할 수 있다. 구체적으로, 도 5의 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)가 고장난 상황에서, 제2 하이사이드 스위칭 소자(420)를 턴온시키면 인버터가 도통되어 반력 모터에서 반력 토크가 생성될 수 있다. 여기서, 스티어링 휠에 보다 큰 반력 토크가 요구되는 경우, 제3 하이사이드 스위칭 소자(430)를 추가로 턴온시킴으로써 보다 큰 반력 토크를 생성할 수 있다. 이러한 제1 조향 제어 장치(10)의 제어는 제1 인버터(113-2)를 구성하는 복수의 스위칭 소자, 제1 반력 모터(23-1) 및 해당 소자들이 장착된 회로 기판(Printed Circuit Boards, PCB)을 손상시키지 않는 범위 내에서 수행될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 제1 인버터(113-2)를 통전하지 않고 반력 토크를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)가 오픈된 상태로 제어가 되지 않는 경우, 제1 조향 제어 모듈(110)은 제2 하이사이드 스위칭 소자(420) 및 제3 하이사이드 스위칭 소자(430)를 턴오프시킴으로써 반력 모터 자체의 역기전력을 통해 반력 토크를 생성할 수 있다.

이상에서는 2개의 조향 제어 모듈에서 2개의 인버터를 통해 2개의 반력 모터를 제어하는 것으로 설명하였지만, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(10)는 반력 모터가 고장나지 않는 한 2개의 조향 제어 모듈에서 2개의 인버터를 통해 1개의 반력 모터로 구현할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 본 개시는 보다 큰 반력 토크를 생성함으로써 스티어링 휠에 적절한 반력감을 제공할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 본 개시의 조향 제어 장치(10)는 조향 제어 장치 및 방법은 인버터 2개가 모두 고장이 발생하여 더 이상 반력 모터를 제어할 수 없는 경우, 고장나지 않은 스위칭 소자를 제어함으로써 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하고, 운전자에게 조향감을 제공할 수 있다.

이러한 조향 제어 장치(10)는 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU), 마이컴 등으로 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 조향 제어 장치(10) 등의 컴퓨터 시스템(미도시됨)은 전자 제어 유닛으로 구현될 수 있다. 전자 제어 유닛은 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, 컴퓨터 시스템은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스를 또한 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리 및/또는 저장소에 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.

이하에서는 전술한 본 개시를 모두 수행할 수 있는 조향 제어 장치(10)를 이용하는 조향 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 개시에 따른 조향 제어 방법은 제1 조향 제어 모듈(110) 및 제2 조향 제어 모듈(120)의 고장을 감지하는 고장 감지 단계(S710), 제1 조향 제어 모듈(110) 및 제2 조향 제어 모듈(120)의 고장 원인이 제1 반력 모터(23-1) 또는 제2 반력 모터를 제어하는 제1 인버터(113-2) 및 제2 인버터(123-2)에 발생한 경우, 제1 인버터(113-2) 및 상기 제2 인버터(123-2) 중 하나의 인버터를 도통하여 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하는 반력 토크 생성 단계(S720)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 인버터(113-2)는 제1 반력 모터(23-1)의 U상에 연결되는 제1 하이사이드 스위칭 소자(410), 상기 제1 로우사이드 스위칭 소자(440), 상기 조향 모터의 V상에 연결되는 제2 하이사이드 스위칭 소자(420), 제2 로우사이드 스위칭 소자(450), 상기 조향 모터의 W상에 연결되는 제3 하이사이드 스위칭 소자(430) 및 제3 로우사이드 스위칭 소자(460)를 포함할 수 있고, 리던던트 시스템의 특성 상 제2 인버터(123-2) 역시 제1 인버터(113-2)와 구조가 동일할 수 있다.

고장 감지 단계(S710)는 제1 인버터(113-2)에 포함되는 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나가 고장인 경우, 제1 인버터(113-2)가 고장이라고 판단할 수 있다.

그리고, 반력 토크는 제1 인버터(113-2)의 온 듀티(On duty)의 비율이 높게 설정될수록 높은 값으로 생성될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 단계 S720을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 조향 제어 장치(10)는 제어할 인버터를 선택할 수 있다(S810). 조향 제어 장치(10)는 제1 인버터(113-2) 및 제2 인버터(123-2)의 고장 상황에 따라 선택하는 인버터가 다를 수 있다. 조향 제어 장치(10)는 제1 인버터(113-2)에 포함되는 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나가 고장인 경우, 제1 인버터(113-2)가 고장이라고 판단할 수 있다. 이러한 방법은 제2 인버터(123-2)에도 동일하게 적용될 수 있다.

조향 제어 장치(10)는 제2 인버터(123-2)에 고장이 발생한 위상이 2개이고 제1 인버터(113-2)에 고장이 발생한 위상이 1개인 경우, 제1 인버터(113-2)를 도통하여 반력 토크를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제2 인버터(123-2)의 U상에 해당하는 제4 하이사이드 스위칭 소자 및 V상에 해당하는 제5 로우사이드 스위칭 조자가 고장나고, 제1 인버터(113-2)의 U상에 해당하는 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)가 고장난 경우, 제1 인버터(113-2)는 1개의 상이, 제2 인버터(123-2)는 2개의 상이 고장난 것이므로 조향 제어 장치(10)는 제1 인버터(113-2)를 제어하여 도통할 수 있다.

이에 따라, 조향 제어 장치(10)는 제1 하이사이드 스위칭 소자(410)가 고장인 경우, 제2 하이사이드 스위칭 소자(420) 및 제3 하이사이드 스위칭 소자(430) 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제1 인버터(113-2)를 도통할 수 있다.

조향 제어 장치(10)는 미리 설정된 PWM(Pulse Width Modulation)을 기초로 인버터를 제어할 할 수 있다(S820).

여기서, 미리 설정된 PWM은 차량의 속도를 기초로 설정될 수 있다. 즉, PWM은 차량의 속도에 따라 상이하게 설정될 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 제어 시스템 10: 조향 제어 장치
110: 제1 조향 제어 모듈 120: 제2 조향 제어 모듈

Claims

제1 인버터를 통해 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제1 반력 모터를 제어하는 제1 조향 제어 모듈; 및
제2 인버터를 통해 상기 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하도록 제2 반력 모터를 제어하는 제2 조향 제어 모듈을 포함하고,
상기 제1 조향 제어 모듈 또는 상기 제2 조향 제어 모듈은,
상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터가 고장난 경우, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 하나의 인버터를 도통하여 상기 반력 토크를 생성하는 조향 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 인버터는,
상기 제1 반력 모터의 U상에 연결되는 제1 하이사이드 스위칭 소자, 상기 제1 로우사이드 스위칭 소자, 상기 조향 모터의 V상에 연결되는 제2 하이사이드 스위칭 소자, 제2 로우사이드 스위칭 소자, 상기 조향 모터의 W상에 연결되는 제3 하이사이드 스위칭 소자 및 제3 로우사이드 스위칭 소자를 포함하는 조향 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 조향 제어 모듈은,
상기 제1 인버터에 포함되는 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나가 고장인 경우, 상기 제1 인버터가 고장이라고 판단하는 조향 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 조향 제어 모듈은,
상기 제1 하이사이드 스위칭 소자가 고장인 경우, 상기 제2 하이사이드 스위칭 소자 및 상기 제3 하이사이드 스위칭 소자 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제1 인버터를 도통하는 조향 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 반력 토크는,
상기 제1 인버터의 온 듀티(On duty)의 비율이 높게 설정될수록 높은 값으로 생성되는 조향 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 조향 제어 모듈은,
미리 설정된 PWM(Pulse Width Modulation)을 기초로 상기 제1 인버터를 제어하는 조향 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 미리 설정된 PWM은,
차량의 속도를 기초로 설정되는 조향 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 조향 제어 모듈은,
상기 제2 인버터에 고장이 발생한 위상이 2개이고 상기 제1 인버터에 고장이 발생한 위상이 1개인 경우, 상기 제1 인버터를 도통하여 상기 반력 토크를 생성하는 조향 제어 장치.
제1 조향 제어 모듈 및 제2 조향 제어 모듈의 고장을 감지하는 고장 감지 단계; 및
상기 제1 조향 제어 모듈 및 상기 제2 조향 제어 모듈의 고장 원인이 제1 반력 모터 또는 제2 반력 모터를 제어하는 제1 인버터 및 제2 인버터에 발생한 경우, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 하나의 인버터를 도통하여 스티어링 휠에 대한 반력 토크를 생성하는 반력 토크 생성 단계를 포함하는 조향 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 인버터는,
상기 제1 반력 모터의 U상에 연결되는 제1 하이사이드 스위칭 소자, 상기 제1 로우사이드 스위칭 소자, 상기 조향 모터의 V상에 연결되는 제2 하이사이드 스위칭 소자, 제2 로우사이드 스위칭 소자, 상기 조향 모터의 W상에 연결되는 제3 하이사이드 스위칭 소자 및 제3 로우사이드 스위칭 소자를 포함하는 조향 제어 방법.
제10에 있어서,
상기 고장 감지 단계는,
상기 제1 인버터에 포함되는 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나가 고장인 경우, 상기 제1 인버터가 고장이라고 판단하는 조향 제어 방법.
제11에 있어서,
상기 반력 토크 생성 단계는,
상기 제1 하이사이드 스위칭 소자가 고장인 경우, 상기 제2 하이사이드 스위칭 소자 및 상기 제3 하이사이드 스위칭 소자 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제1 인버터를 도통하는 조향 제어 방법.
제12에 있어서,
상기 반력 토크는,
상기 제1 인버터의 온 듀티(On duty)의 비율이 높게 설정될수록 높은 값으로 생성되는 조향 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 반력 토크 생성 단계는,
미리 설정된 PWM(Pulse Width Modulation)을 기초로 상기 제1 인버터를 제어하는 조향 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 미리 설정된 PWM은,
차량의 속도를 기초로 설정되는 조향 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 반력 토크 생성 단계는,
상기 제2 인버터에 고장이 발생한 위상이 2개이고 상기 제1 인버터에 고장이 발생한 위상이 1개인 경우, 상기 제1 인버터를 도통하여 상기 반력 토크를 생성하는 조향 제어 방법.