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장현섭 ( Hyunseop Jang ),권도욱 ( Dowook Kwon ),한상휘 ( Sangwhi Han ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2
본 논문은 EPS(전자식 파워 스티어링)에 사용되는 Torque and Angle sensor 의 절대각 신뢰성 보증 방식에 관한 것으로, Inductive 방식의 센서에서 절대각 신호 신뢰성 보증에 대한 효과적인 방법을 제시한다. 전동식 파워 스티어링 시스템의 ECU(전자제어유닛)는 조타각도를 출력하는 2 개의 소자에서 버니어 알고리즘을 통해 360 도 이상의 멀티 조타각을 인식하게 된다. 토크&조향각 센서는 절대 조향각을 계산하는 1 개의 Hall IC 소자 신호와, 상대 조향각을 계산하는 ASIC 소자 신호를 사용하여 멀티 조타각을 인식한다. 인식된 조타각이 추가적인 검증 절차 없이 제어에 사용된다면, 센서의 이상 발생 시에 운전자의 조타감을 불편해질 수 있고, 나아가서는 차량사고의 위험을 발생시킬 수 있다. 따라서 차량 거동 시 절대 조향각의 신뢰성 검증은 제어와 동시에 항상 요구되어야 한다. 특히, 유럽/미국 업계의 ISO 26262 표준 도입에 따라 절대 조향각의 높은 신뢰성이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 요구사항을 만족하기 위해 측정된 절대각 신호를 기준으로 상대각 신호 2 개를 측정에 사용하고, Driving 시에도 절대각 기준의 신뢰도 향상을 위해 절대각 신호 1 개를 비교기로 사용한다. 최적화된 에러 기준을 근거로 절대 조향각 신호의 신뢰성을 보장하는 방법을 제안한다. 이러한 방법을 적용한다면, 정확하고 안정적으로 조타각을 결정함으로써 EPS 안전성 확보에 도움을 줄 수 있다.
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전동식 파워스티어링 용 전자기유도 방식 토크센서 개발에 관한 연구
유광호(Kwangho Yoo),서정욱(Jungwook Seo),반재원(Jaewon Ban),김완일(Wanil Kim),Manfred Bartscht,장현섭(Hyunsup Jang),권도욱(Dowook Kwon),한상휘(Sangwhi Han) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5
In this paper, we will present an inductive torque sensor development which could be preferably used in EPS systems. This torques sensor has capability of both input and output side rotary positions sensing with resolution of 0.005deg/0.01deg respectively. Differential angle between two rotating shaft linked by a torsion-bar can be calculated simply using two angle signals by the ECU. Digital output protocol “SENT” interface applied to strengthen noise performance in an automotive environment and diagnosis capability. For redundancy, the torque sensor consists of two sensors which can independently measure both input shaft and output shaft angles. The two sensors are electrically isolated from each other with their own power supply, ASIC, excitation and receiver coils. That means altogether four angles are measured whereby two angles are transmitted via each SENT signal line. This redundancy allows the ECU to crosscheck the signals to be able to detect faults inside the sensor or the wiring harness. Due to its both side angle measurement principle, the most critical performance parameter is a ripple which means output variation with 0-torque input during 360deg rotation. And the ripple parameter can be understood as superposition of offset error, low frequency ripple(LFR), high frequency ripple(HFR) and random noise. Averaged ripple measured from the developed sensors are to be 0.002deg offset, 0.032deg LFR, 0.010deg HFR, which are sufficiently acceptable for stable control of EPS system and good feeling for drivers.
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