KR0135216B1

KR0135216B1 - 전동식 파워스티어링제어장치

Info

Publication number: KR0135216B1
Application number: KR1019940027003A
Authority: KR
Inventors: 와다슌이치
Original assignee: 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키가부시키가이샤
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 1998-04-25
Also published as: DE4425095A1; KR950013884A; FR2712552B1; DE4425095C2; FR2712552A1; US5507359A; JP2891069B2; JPH07137649A

Abstract

토크검출기에 의해 검출된 조향토크치에 상응한 신호가 제어장치 및 토크신호 방향판별장치에 입력되고, 양장치의 신호방향이 일치될때만 모터를 그방향으로 구동하는 신호가 모터구동회로에서 출력한다.

이 경우, 조향토크가 불감대에 있을때에도, 소정방향의 신호가 스위칭신호에 의해 토크신호방향판단기에서 출력된다.

따라서, 파워스티어링제어장치에 있어서, 방향판단장치에서의 토크방향신호가 불감대에 있을지라도, 회전력을 보조하여 조향측을 보조하여 모터를 구동하는 신호가 소정방향으로 출력되도록 됨으로, 핸들을 돌연히 역으로할때에도 조향감각이 향상될수 있다.

Description

전동식 파워스티어링제어장치

제1도는 이 발명의 실시예 1에 관한 파워스티어링 제어장치의 구성을 나타낸도,

제2도는 파워스티어링장치의 토크신호방향 판별수단의 구체적인 회로도,

제3도는 조향토크와 토크센서신호간의 관계 및 조향토크를 바탕으로한 구동신호출력의 방법을 스위칭신호의 종류에 따라 분류한 것을 나타낸도,

제4도는 이 발명의 실시예 2에 관한 구성을 나타낸도,

제5도는 종전의 파워스티어링제어장치에 관한 구성을 나타낸도,

제6도는 상기 종전의 파워스티어링제어장치의 토크신호방향판별수단의 구체적인 회로도,

제7도는 조향토크와 토크센서신호간의 관계 및 조향토크를 바탕으로한 구동신호출력의 방법을 나타낸도,

제8도는 조향토크와 모터구동회로에서 모터에의 출력신호와의 관계를 나타낸도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1. 조향토크검출기 2. 모터제어회로

3. 모터 4. 클러치

5A,5B. 입력단자 6. 위상보상회로

7. 마이크로컴퓨터 8. 우방향이터페이스회로

9. 좌방향 10. D/A변환회로

11. 모터구동회로 12A,12B. 출력단자

13. 에러증폭기 14. 모터전류검출회로

15. 저항기 16. PWM변조기

17. PMW발반기회로 18. 클러치드라이버

19. 모터회전방향판별장치 20A,20B. AND회로

21. 입력단자 22,23. 비교기

24. 정전압축 25. 접지축

26-28. 저항기.

이 발명은 모터의 토크의 방향을 판단하는 장치를 2계통 설치함으로 제어의 안전성을 개선하는 전동식파워스티어링 제어장치에 관한 것이다.

종전, 이 종류의 장치로서 일본국특개평 1-257676호 공보에 제안되었으며, 상기 공보에 있는 종전예를 제5도에 나타낸다.

종전의 전동식파워스티어링장치는, 조향토크검출기(1)(이하 토크검출기라함), 모터제어회로(2), 모터(3) 및 클러치(4)로 구성되여있다.

토크검출기(1)는 자동차의 핸들을 동작할때 발생되는 토크를 검출하는 부분이며, 이 조향토크에 응한 보조토크가 모터제어회로(2)에서 결정되여, 이 보조토크로서 모터(3)의 회전이 보존되고, 이 모터(3)의 회전이 클러치(4) 및 감속기구(도시않됨)를 통하여 스티어링샤프트에 전달되여 스티어링조작의 파워어시스트가 행해진다.

다음에 모터제어회로(2)의 구성을 그의 구성부분의 동작을 참조하여 설명한다.

토크검출기(1)의 출력은 입력단자(5A,5B)를 경유하여 직접 또는 위상보상회로(6)를 통하여 제어수단인 마이크로컴퓨터(7)(이하 CPU라함)에 입력된다.

위상보상회로(6)는 검출기(1)에서의 조향토크에 상응하는 출력신호를 위상보상하여 CPU(7)에 송출한다.

CPU(7)에서 출력된 신호는 조향토크의 방향과 크기에 따라 모터우측방향구동인터페이스회로(8), 모터좌측방향구동인터페이스회로(9) 및 D/A(digital to analong)변환회로(10)에 송출된다.

CPU(7)에서의 제2의 모터우측방향구동신호(8B)는 우측방향인터페이스회로(8)를 경유하여 모터구동회로(11)에 입력되며, 제1의 모터우측방향구동신호는 추후 설명한다.

같은방법으로, CPU(7)에서의 제2의 모터좌측방향구동신호(9B)는 좌측인터페이스회로(9)를 경유하여 모터구동회로(11)에 입력되며, 좌측방향구동신호는 추후 설명한다.

모터구동회로(11)는 도시는 안되였으나 다음과같이 구성되였다.

예컨데, 4개의 FET같은 전력소자가 접속되여 브리지회로를 구성하고, 2개의 전력소자는 모터를 우측으로 구동하며 나머지 2개 전력소자는 모타를 좌측으로 구동하는데 사용된다.

제2의 우측구동신호(8B)는 모터를 우측으로 구동하기 위해 2개의 전력소장중 1개에 입력되고, 추후에 설명될 제1의 우측구동신호(8A)는 다른전력소자에 입력된다.

같은방법으로, 제1및 제2의 좌측구동신호(9A,9B)는 모터를 좌측으로 구동하기 위해 2개의 전력소자에 입력된다.

그리고, 동방향의 2개의 FET에 입력이있을경우에만 모터에 그방향에의 회전력이 발생하도록 되어있다.

한편, 13은 오차증폭기이며, 그의한쪽의 입력단자에는 CPU(7)의 토그출력신호가 D/A변환회로(10)에의해 아날로그 신호를 변환되여 입력된다.

이 오차증폭기(13)의 다른입력단자에는, 검출용거항(15)에 의해 모터구동회로(11)에서 송출된 보조토크에 상당하는 전압을 취했을 때 실제의 보조토크에 상응하는 전류가 검출되는 모터전류검출회로(14)의 출력신호가 입력된다. 그리고, 오차증폭기(13)는 D/A변환회로(10)의 출력과 모터전류검출회로(14)의 출력차를 증폭하여, 다음단계의 PWM(펄스폭변조)변조기(16)의 1개의 입력단자에 출력한다.

PWM변조기(16)의 다른입력단자에는 기준발진기로서의 PWM발진회로(17)의 출력이 입력되고, PWM변조기(16)는 오차증폭기(13)의 출력과 PWM발진회로(17)의 출력을 비교하여 모터구동회로(11)에 대해서 모터(3)의 PWM신호를 발생시킨다.

18은 클러치드라이버이며, CPU(7)에서의 출력을 수신하여 출력단자(18A,18B)를 경유 클러치(14)에 모터(3) 및 조향축을 결합하기 위해 ON신호를 송출한다.

19는 모터회전방향판별장치이며 토크신호방향판별회로(19a)를 포함하고 있다.

이 토크신호방향판별회로(19a)에는 토크검출기(1)의 출력신호가 입력되며, 이 출력신호에 의해 토크신호방향판별회로(19a)로부터 우방향구동신호(19B) 및 좌방향구동신호(19c)가 출력된다. 이 우방향구도신호(19B)는 일치판별장치인 2개입력의 AND회로(20B)의 제2의 입력단자에 입력되고, 좌방향구동신호(19c)는 AND회로(20B)의 제2의 입력단자에 입력된다.

또한, 우방향인터페이스회로(8)에서 출력되는 제1의 우방향구동신호(8A)는 AND회로(20A)의 제1의 입력단자에 입력되고 좌방향구동신호(9A)는 AND회로(20B)의 제1의 입력단자에 입력된다.

2개입력이 AND조건인경우는 AND회로(20A,20B)의 출력은 모터(3)의 주동방향을 지정하며, 이 출력은 모터구동회로(11)에 송출된다.

다음, 제6도의거하여, 토크신호방향판별회로(19A)의 구체예를 설명한다.

도에서, 21은 입력단자이며, 제5도의 토크검출기(1)의 신호출력또는 위상보상회로(2)로 위상보상된 신호가 입력된다.

이 입력단자(21)은 우방향신호검출회로인 정(+)입력단자와 좌방향신호검출회로인 비교기(23)의 부(-)입력단자에 접속되여있다.

정전압측(24)과 접지측(25)가에는 기준전압을 발생하기 위한 저항(26,27,28)이 직렬로 접속되고 있으며, 저항(26)과 저항(27)간의 접속점에서 얻어진 기준전압(E₁)은 비교기(22)의 부(-)입력단자에 인가된다.

그리고 저항(27)과 저항(28)간의 접속점에 얻어진 기준전압(E₂)는 비교기(23)의 정(+)입력단자에 인가된다.

그리고 비교기(22)에서는 우방향구동신호(19B)가 출력되고 비교기(23)에서는 좌방향구동신호(19c)가 출력된다.

상기한 파워스티어링(power steering)제어장치에서는, 토크검출기(1)에 제7도에 표시된 출력특성이 얻어진다.

제7도에서, 횡축은 좌우조향토크이며 종축은 토크출력신호를 나타낸다.

여기서, T1은 좌방향조향토크제어의 시동점이고, T2는 우방향조향토크제어의 시동점이다.

T1과 T2간에는 T0를 중심으로한 조향토크의 불감대(중립영역)이다.

횡축의 조향토크에 대응한 종축과 같은 출력이 얻어진다.

이 경우, V1은 좌방향제어개시점출력, V2가 우방향제어개시점출력, V0부근(V1과 V2간)이 중립점 출력이다.

토크출력특성은 제어범위내에 거이 리니어로되어있다.

제8도는 모터의 제어출력특성의 1예를 나타낸것이며, 횡축에 토크출력신호를 종축에 모터출력을 표시하고 토크출력V₁과 V₂간의 영역은 불감대로되여 모타출력은 나오지 않는다.

좌방향토크출력이 V₁-V₂간 및 V₂-V₃간에서는 거의 직선적으로 변화된다.

이예에서는, 토크신호가 같을지라도 모타의 출력은 차속(차량속도)에따라 다르게되여 차속이 적을수록 큰모타출력으로 제어된다.

다음에, 파워스티어링제어장치의 전체적인 동작을 설명한다.

키스위치(도시않됨)가 ON되면, 전자클러치가 ON되면, 전자클러치가 ON되여 모터(3)의 출력축과 조향축이 영락된다.

다음, 조향토크에 비례하는 토크신호가 토크검출기(1)에 의해 출력되며, 직접 또는 위상보상회로(6)을 통하여 CPU (7)에 입력된다.

CPU(7)는 토크신호를 디지털신호로서 출력하여 D/A변환회로(10)에 의해 다시 아날로그신호를 변환된다.

토크신호출력은 CPU(7)에서 레벨판정되어 우방향 구동신호는 모터 우방향구동인터페이스회로(8)에 좌방향구동신호는 모터좌방향 구동인터페이스회로(9)에 입력된다.

모터구동회로(11)에는 좌우의 회전구동신호가 각각 입력되여, 모터의 회전방향이 지시됨과 동시에 D/A변환회로(10)에 의해 토크신호가 아날로그신호로 변환되여, 오차증폭기(13)에 입력되고, 그외 출력은 다시 다음단의 PWM변조기(15)에 입력되어 PWM발진회로(16)에 의해 변조되여 토크검출기(1)의 출력에 비례하는 펄스폭의 제어신호를 모터구동회로(11)에 송출한다.

모터전류는 모터전류검출회로(14)에 의해 필요에 따라 그의 레벨제한 또는 차단이 이루어진다.

모터구동회로(11)에서 모터(3)에 제8도에 표시된 제어특성에 응한 출력신호가 송출되고, 이 입력신호에 응하여 모터(3)가 회전하여 스티어링의 조향이 보조된다.

한편, 토크검출기(1)의 출력은 CPU(7)뿐만 아나라, 모터회전방향판단장치(19)의 토크신호방항판단회로(19A)에도 되고, 이 조향토크신호에 응하여 우방항구동신호(19B) 및 조방항구동신호(19C)가 출력된다.

이 토크신호방향판단회로(19A)의 동작을 설명하면은, 토크검출기(1)에서의 출력신호가 제6도에 표시된 입력단자에 입력됨과 동시에 좌우회전용의 각각의 비교기(22,23)에 입력되고, 입력신호레벨은 서로다른 기준치전압(E₁)과 기준치전압(E₂)를 비교하여, 신호레벨이 기준전압 (E₁)보다 높으면 우방향 구동신호(19B)로서, 그리고 기준전압(E₂)보다 낮을때는 좌방향구동신호(19C)로서 AND회로(20A)그리고 AND회로(20B)에 입력된다.

이 경우, E₁- E₂= E_D가 만족되여, 이 E₀의 범위내가 좌우 어느쪽이 구동신호도 출력않는 불감대 전압이다.

토크신호방향 판별회로(19A)로부터의 출력은 AND회로(20A,20B)에 입력되고 좌우인터페이스회로(8,9)에서의 제1의 좌우구동신호(8A,9A)와 비교된다.

그경과, AND회로(20A)에 제1의 우방향구동회로(8A)와 우방향구동신호(19B)의 양방이 입력되였을때만 AND회로(20A)에 모터구동회로(11)에서의 우방향신호가 입력되며, 같은방법으로, AND회로(20B)에 제1의 좌방향구동신호(9A)와 좌방향구동신호(19C)의 양방이 입력되였을때만 AND회로(20B)에 모터구동회로(11)에서의 좌방향신호가 출력된다.

이것에 의해, 예컨대 CPU(7)가 잡음에 의해 이상이 발생하여, 우방향신호가 토크검출기(1)에 의해 검출않되였을지라도 우방향인터페이스회로(8)을 경유 잘못된 우방향신호가 발생할때에도 토크신호방향 판단장치(19)로 우방향토크는 검출안되고, 그결과 AND회로 (20A)에서는 출력안됨으로, 모터(3)가 잘못되어 우방향에 회전되는 것을 방지할 수 있다.

좌방향에 대하여도 상황은 동일하다.

상기한 종전의 파워스티어링 제어장치에서는, 핸들토크가 중립의 불감대내에서 주행할동안에는 토크신호방향 판정장치(19)에서 구동신호가 출력안됨으로, 예컨데, CPU(7)가 고장이나서 잘못된 신호가 출력되여도, 모터(3)의 회전은 금지되고, 마음대로 핸들이 자전하는등의 위험이 방지되는 우수한것이나, 이하 설명하는 문제도있다.

종전의 파워스티어링 제어장치에있어서는, 토크검출기(1)의 불감대내에서는 모터(3)가 구동안됨으로, 예컨데 핸들이 저절로 돌연히 역으로되거나, 기사에 의한 회전없이 역으로 되면, 핸들은 일시적으로 토크검출기의 불감대역에서 회전하게 됨으로, 이 영역에서는, 모터(3)에는 보조토크가 부여안되고, 따라서 상기 상태에서는 모터를 구동하여 파워스티어링의 피링(feeling)개선이 불가능하다.

이 발명에서는 안전성을 저하시키지않고 피링개선을 할 수 있는 전동식파워스티어링제어장치를 공급하는 것을 목적으로 한다.

이발명에서는 핸들의 조향토크를 검출하는 조향토크검출기와, 조향토크에 상응하는 신호가 입력되였을 때 조향토크에 상응하는 신호를 출력하는 제어장치와, 조향토크검출기의 출력이 입력되어 조향토크가 그의 중심점부근에 설정된 불감대 이외의 경우에 조향토크의 방향에 응한 신호를 출력하는 토크신호방향판별장치와, 제어장치에서의 신호의 방향과 토크신호방향판별장치에서의 신호의 방향이 일치한 경우에 신호를 출력하는 일치한판별장치와, 제어장치 및 일치판단장치에서의 신호가 입력되어 그 신호에 의거 보존토크를 출력하는 모터구동장치와, 모터구동장치의 출력에 의해 구동되는 회전조향축을 보조하는 모터로 구성된 전동식파워스티어링 제어장치에 있어서, 상기 조향토크에 상응한 방향의 신호가 제어장치에서의 스위칭신호를 받는 불감대에서도 토크신호방향 판단장치에서 출력될수 있는 것이다.

이 발명에서는, 일반적으로 조향토크가 불감대인 경우에는, 제어장치에서의 출력신호와 토크신호방향 판단장치에서의 신호의 방향이 일치한 경우에는 소정방향에의 구동신호를 모터제어회로에 출력함으로, 제어장치가 고장시에도 임의방향으로의 모터의 회전을 방지할 수 있다.

한편, 소정조건의 경우에는, 제어장치에서의 스위칭신호에 의해 불감대에서도 토크신호방향판단장치에서 소정방향에의 신호를 출력함으로, 불감대에서도 일치판별장치로 신호방향의 일치가 판별되여 그 방향에 모터를 회전시키는 신호가 모터구동장치에 출력된다.

상기 이유 때문에, 기사가 돌연히 핸들을 역으로 할 때에도 핸들은 불감대에서도 모터의 회전으로 보조된다.

또한, 불감대의 폭이 제어장치에 의해 변화됨으로, 소정조건에서는 불감대의 폭을 감소시킬수있음으로, 토크방향을 변경하기 위해 핸들을 돌연히 역으로할경우에도 모터의 회전으로 핸들을 보조할 수 있다.

또한, 신호가 불감대에서도 소정방으로 출력되는 스위칭신호의 단속시간을 신호감시장치에 의해 검출하고, 이 신호감시장치에 의해 단속시간이 소정시간이상인 것을 검출했을경우에도, 모터의 구동을 정지시킨다.

또한, 위상보상회로에 의해 조향토크검출치를 위상보상함으로 조향토크의 변화에 대해서도 빠른 응답성을 얻을수 있다.

첨부도면에 대해서, 이발명의 실시예를 다음에 설명한다.

종전예와같은 구조는 설명을 생략하고 다른것만을 주로 설명코저한다.

실시예 1은 제1-제3도에 표시되였다.

제1도에서, 29는 스위칭신호이며, 이 스위칭신호(29)는 토크검출기(1)의 검출치에 의해서 정해진 복수의 종류의 구동방향신호를 스위칭하기 위한 신호이다.

즉, 스위칭신호(29)는 기사에 의해 돌연히 핸들이 역으로 되거나 기사에 의하지않고 핸들이 역으로 되었을때 파워스티어링의 필링(feeling)개선을 시도할 때, 마이크로 컴퓨터(7)의 판단에 의해 불감대내에서 모터(3)를 구동시키기 위한 1조건인 L(low)출력을, 그이외에는 모터회전을 금지하기위한H(high)출력을 지령하는 신호이다.

제2도는 모터회전방향 판단장치(19)의 회로를 표시한도이다.

부호 21 - 28에 표시된 구성부분은 제7도에 표시된 종전예와 동일하다.

30은 3개입력의 NOR회로이며, 우방향 지령회로인 비교기(22)에서의 우방향구동신호(19B)와 좌방향지령회로인 비교기(22)에서의 좌방향구동신호(19C)와 상기 스위칭신호(19)가 입력된다.

31, 32는 버퍼회로이며, 버퍼회로(31)에는 비교기(22)에서의 우방향구동신호(19B)가 입력되고, 또한, 버퍼(32)회로에는 비교기(23)에서의 좌방향구동신호(19C)가 입력된다.

33, 34는 각각 저항기이며 버포회로(31, 32)에 전기적으로 접속되였다.

버퍼(31, 32)는 NOR회로(30)의 출력 (30A)이 NOR회로(30)의 입력측에 되돌아가지않도록 하는것이나, 저항기(33, 34)가 그 역할을 다함으로, 버퍼회로(31, 32)는 필수적인 것이 아니며, 안전성을 위한 것이다.

35, 36은 NOR회로(30)에서의 출력(30A)의 중간에 배치된 다이오드이며, 다이오드(35)는 우방향구동신호(19B)측의 배선에, 그리고 다이오드(36)는 좌방향구동신호(19C)측의 배선에 접속되여있다.

다음에, 상기 구성으로된 파워스티어링 제어장치의 모터의 회전방향을 결정하는데 있어의 동작을 설명한다.

각 경우에 대하여 설명하면, 제3도에 표시된것과같이 토크검출기(1)에서의 조향토크신호가 T₁이하의 경우에는 토크신호방향판별장치(19)의 비교기(23)에서의 좌방향구동회로(19C)가 출력되고 버퍼회로(32)등을 경유 제1도에 표시된 AND회로(20B)에 입력된다.

CPU(7)에서의 좌방향신호와 일치하면은 모터구동회로(11)를 통하여 좌방향토크가 모터(3)에 부여된다.

한편, 토크검출기(1)에서의 조향토크신호가 T₂이상이면은 비교기(22)에서의 우방향구동신호(19B)가 출력되고 버퍼회로(31)를 통하여 제1도에 표시된 AND회로(20A)에 입력된다.

CPU(7)에서의 우방향신호와 일치하면은 모터구동회로(11)를 통하여 우방향토크가 모터(3)에 부여된다.

이때에, 우방향구동신호(19B)또는 좌방향구동신호(19C)는 NOR회로(30)에 입력됨으로 스위칭신호(29)의 종류가 어떤것이든간에 NOR회로(30)에서의 출력은 L(low)로된다.

다음, 비교기(22), 비교기(23)의 어느쪽에서도 H(high)신호가 출력되지않은 즉 우방향 또는 좌방향구동신호가 출력되지 않는 상태에서는 CPU(7)에서 NOR회로(30)에 입력된 스위칭신호(29)에 의해 NOR회로(30)의 출력이 결정된다.

이 경우, 토크검출기(1)의 조향토크신호가 제3도에 표시된 T0부근이면은 불감대에 있다고 말할수 있으며, 제 3도의 A에 표시된것같이 스위칭신호(29)는 H(high)되여있고 따라서 NOR회로(30)에서의 신호는 L(low)이다.

그러나, 기사가 핸들을 급속히 역으로하거나, 기사에 의하지 않고 저절로 커부끝에서 돌아가면은 CPU(7)는 제3도의 B에 표시된 L의 스위칭신호를 출력한다.

이것에 의해, NOR회로(30)에 의해 H출력인 출력(30A)가 발생되고, 이 출력(30A)이 다이오드(35, 36)를 통과한후 좌우방향에 구동을 허가하는 신호(19B, 19C)로 일치 판단회로인 AND회로(20A, 20B)에 입력된다.

상기와 같이 기사가 핸들을 급속히 역으로하면, 예컨데 대부분의 경우, 우방향조향토크가 가해진 상태에서 좌방항 조향토크가 가해진 위치까지 급조작된다.

조향토크의 방향이 상기와같이 변경될 때 조향토크는 제3도에 있는 T₁과 T₂간 불감대를 통과한다.

이 경우, 조향토크가 불감대(T₁에서 T₂)의 중립점(T₀)부근에서는 CPU는 1방향에의 구동신호를 출력않으나, 상기와같이 불감대를 급속히 통과할때는, 예컨데 핸들토크가 중립점부근을 통과할때에도 그때의 조향방향에 상응한 신호가 CPU(7)를 통하여 출력된다.

그경과로, 예컨데, 좌방향에서 우방향으로 핸들을 급조작할때에는 CPU(7)에서 우방향에의 조향토크에 상응한 신호가 AND회로(20A)의 한 끝에 출력되고, 이때에 AND회로(20A)의 다른끝에는 토크신호방향판별장치(19)에서의 우방향구동신호(19B)가 입력됨으로, AND회로(20A)에서 모터구동회로(11)에 모터(3)에 대해 우방향보조발생하기 위한 신호가 출력된다.

그것에 의해, 기사가 운전안을시 핸들이 역으로될 경우 조향토크가 중립점부근을 통과할때에도 조향기구에 모터(3)에 의한 보조토크가 부여되여 양호한 조향감각이 확보된다.

또한, 스위칭신호(29)가 L이 되는조건 즉, 양방향의 모터구동을 허용하는 신호를 출력하기위한 조건은, 예컨데 불감대에 있어서 토크검출기(1)로 검출된 단위시간당 조향토크의 변화율이 어느소정의 비율보다 크게한다, 라고 결정하면된다.

이 실시예에 있어서, 위상보상회로(6)는 위상을 앞스게하여 빠른 응답성을 확보하는 회로이고, 구체적 예로서는 미분회로가 사용되며, 이 미분회로는 증폭부가 미분부로 되며, CPU(7)에서의 출력은 이 증폭기와 미분기를 합한치로된다.

토크가 T₀의 상태에서는 증폭부에서는 0토크가 출력되고, T₀이외의 상태이고 조향토크에 변화가 있는때에는 증폭부와 미분부가 합해진치가 출력된다.

그리고 조향토크가 변화하지않는경우는 미분부출력은 0이됨으로 일정토크가 출력된다.

상기 실시예에있어서, 스위칭신호(29)가 불감대에서 L인경우에 토크신호방향판별장치에서 좌우방향의 신호가 출력되는 예를 표시했으나, 실제의 토크방향과같은 방향의 신호만이 출력된다고 해도된다.

제4도는 참조하여 실시예2를 설명한다.

도에서, 38은 CPU(7)로부터 스위칭신호(29)로서 L신호가 출력되는 기간을 감시하기 위한 신호감시회로이다.

39는 신호감시회로(38)에서의 신호와 CPU(7)에서의 신호가 입력되는 AND회로이다.

40은 릴렐이이고, 이 경우, 항상 페접점을 갖고있는 릴레이이며, 모터구동회로(11) 및 클러치드라이버(18)에 접속되여있다.

이 이외의 구성은 실시예 1과 동일하다.

다음, 실시예 2의 동작을 설명한다.

신호감시회로(38)는 CPU(7)에서 불감대일지라고 회전토록 조향보조를 허용하기 위한 스위칭신호(L신호)가 소정시간 이상계속하여 출력되는 경우 이외에는 AND회로(39)에 H신호를 출력한다.

CPU(7)가 정상적신호를 출력하는 경우, CPU(8)에서 AND회로(39)에 H신호가 출력된다.

따라서, CPU(7)에서 회전토록 조향보조를 허용하기 위한 스위칭신호(L신호)가 소정시간이하 출력되는 경우 및 CPU가 정상적으로 신호를 출력하는 경우에는 AND회로(39)는 H신호를 출력한다.

그결과, 릴레이(40)은 ON상태에 유지되고, 모터(3)와 클러치(4)가 동작된다.

한편, 신호감시회로(38)가 회전토록 조향보조를 허용하기위한 신호(L신호)가 소정시간이상 계속출력되는 것을 검출할경우에는, L신호가 AND회로(39)에 출력된다.

결과로, AND회로(39)에서 L출력이 송출됨으로, 릴레이(40)가 차단되여 모터(3) 및 클러치(4)는 동작이 안된다.

이 경우, 신호감시회로(38)가 상기 L신호가 소정시간 이상계속 출력되는 경우 L신호를 출력하는 이유를 다음에 설명한다.

항상, 양방향의 모터의 회전을 허용하는 신호는 조향토크가 급변시, 예컨데 기사가 핸들을 급속히 역으로할 경우 일시적으로 발생함으로 계속시간은 짧다.

그럼으로, 장기간 이 허용신호가 계속출력하면 이상 신호로 간주 안전대책을 취하기 때문이다.

또, CPU(7)자신이 이상신호를 발생할경우에도, AND회로(39)에 있어서 AND조건이 성립안되여 릴레이(40)는 차단된다.

실시예 1에서는, 조향토크검출치의 중앙부에 불감대를 구비하여, 그의 불감대내에서는 양방향이 모터회전을 허용하는 스위칭신호와, 양방향의 모터회전을 금지하는 스위칭신호가 출력된다는 것을 소정방향으로 회전기위해 조향보조하는 필요한 신호가 출력되는가 안되는가를 조건으로하는 경우에 대하여 언급했으나, 불감대의 폭을 CPU(7)의 연산결과에 따라 다단으로 절체했을때도 급조향시 양호한 조향감각이 확보될 수 있다.

예컨데, 조향방향이 소정치이상의 속도로 변화하는 경우에 불감대의 폭을 좁게해도된다.

폭을 변화시킬 때 스위칭신호를 사용해도좋고, 스위칭신호의 수를 증가해도좋다.

상기한 실시예에 있어서, 토크검출기(1)에 직렬로 위상보상회로(6)를 구비하고, 위상보상축이 조향토크치를 새로 조향토크검출치로 하는 경우에 대하여 언급했으나, 위상보상회로(6)를 구비않고 조향토크검출치를 직접 CPU(7) 및 토크신호방향 판별장치(19)에 입력하여, 위상보상의 연산의 일부 또는 전부를 직접 CPU(7)로 행하여도 좋다.

또한, 상기실시예에서는, 클러치(4)를 구비한 파워스티어링 제어장치로 하고있으나 클러치(4)는 없어도 되며, 이상시에는 모터(3)를 정치시키면 된다.

또한, CPU(7)에서의 구동신호와 토크신호검출판별장치(19)에서의 신호가 입력되는 AND회로(20A, 20B)를 제1의 좌우구동신호(8A, 9A)에만 제공되였으나, 제2의 좌우방향구동신호(8B, 9B)에 제공되여도 좋다.

이 발명에 의하면, 조향토크가 불감대의 경우는 제어수단에서의 출력신호의 방향과 토크신호방향판별장치에서의 신호방향이 일치되였을경우에만 그방향에의 구동신호를 모터제어수단에 출력함으로, 제어수단이 고장시에도 모터가 임의로 회전하는 것을 방지할수있음으로 파워스티어링의 안전성이 확보된다.

한편, 소정의 경우에서는 제어수단에서의 스위칭신호에 의하여 불감대에서도 토크신호방향판별장치에서 소정방향에의 신호를 출력함으로, 불감대에서도 핸들토크방향의 급변시에 예컨데, 핸들 조작의 급역전시 조향보조가 되어 양호한 조향감각을 확보할 수 있다.

특히 제어가 단위시간당의 조향토크의 변화에 의거 실행될때에는 핸들토크의 방향의 급변시를 구체적으로 정확히 검출되여 불감대에 있어서의 조향보조를 확실히 행할 수 있다.

또한, 제어수단에 의하여 불감대의 폭을 가변하여도, 상기와같은 핸들토크방향 급변시에 불감대의 폭을 좋게함으로, 조향보조가 이루어지며 그의 범위를 조향토크에 따라 확대할수있어, 조향감각이 향상될 수 있다.

또한, 이 발명에 의하면, 신호감시장치에 의하여 불감대일지라도 소정방향에의 신호가 출력가능한 스위칭신호의 계속시간을 검출하고, 이 신호감시장치에 의하여 계속시간이 소정시간 이상인 것이 검출된 경우에는 모터의 구동을 정지함으로서, 제어수단의 이상으로인한 모터의 오동작이 방지되며 안전성을 높일 수 있다.

더나가서, 위상보상회로에 의해 조향토크치를 위상보상함으로, 조향토크치의 변화에 대해서, 빠른 응답성을 얻을수있어 조향토크변화에 대응한 파워스티어링제어를 실현할 수 있다.

Claims

핸들의 조향토크를 검출하는 조향토크검출기와, 조향토크에 상응하는 신호가 입력되여 그 조향토크에 상응한 신호를 출력하는 제어수단과, 조향토크검출기에서의 출력이 입력되고 조향토크가 그의 중립점부근에 설정된 불감대 이외의 경우에 조향토크의 방향에 상응한 신호를 출력하는 토크신호 검출판별수단과, 제어수단에서의 신호의 방향과 토크신호방향판별수단에서의 신호의 방향이 일치한 경우에 신호를 출력하는 일치판별수단과, 제어수단에서의 터구동수단과 일치판별수단에서의 모터구동수단에 입력된 신호에 의거 보조토크를 출력하는 모터구동수단과, 모터구동수단의 출력에 의하여 회전력이 보조되여 조향축을 조향보조하는 모터로 구성된 전동식파워스티어링 제어장치에있어서, 토크신호방향판별수단에서는 제어수단에서의 스위칭신호를 수신함으로 불감대일지라도 소정방향의 신호가 출력가능한 것을 특징으로하는 전동식파워스티어링 제어장치.
제1항에 있어서, 불감대일지라도 소정방향의 신호가 출력가능한 스위칭신호의 계속시간을 검출하는 신호감시수단과, 신호감시수단에 의해 계속시간이 소정시간이상인 것이 검출되였을 경우에도 모터의 구동을 정지시키는 수단으로 구성된 것을 특징으로하는 전동식파워 스티어링제어장치.
제1항에 있어서, 불감대에서도 조향토크의 방향에 상응하는 신호를 출력가능케하는 스위칭신호가, 제어수단에 의해 조향토크의 단위시간당의 변화량이 소정이상 검출된경우에 출력되는 것을 특징으로하는 전동식파워스티어링 제어장치.
제1항에 있어서, 조향토크검출기로 검출된 조향토크치가 입력되는 위상보상회로로 구성되고, 그 위상보상회로는 조향토크 검출치를 위상보상한 토크치를 출력하는 것을 특징으로하는 전동식파워스티어링 제어장치.
조향토크를 검출하는 조향토크검출기와, 상기 조향토크의 방향에 상응하는 신호가 입력되며 이 조향토크에 상응하는 신호를 출력하는 제어수단과, 상기 토크검출기에서의 출력이 입력되여 조향토크가 그의 중립점부근에 설정된 불감대이외의 경우에 조향토크의 방향에 상응하는 신호를 출력하는 토크신호방향 판단수단과, 상기 제어수단에서의 신호의 방향과 상기 토크신호방향 판단수단에서의 방향이 일치될경우에 신호를 출력하는 일치판단수단과, 상기 제어수단 및 상기 일치판단수단에서 모터구동수단에 입력된 신호에 의거 보조토크를 출력하는 모터구동수단과, 이 모터구동수단의 출력에의해 회전력이 보조되고 조향축을 조향보조하는 모터로 구성된 전동식파워스티어링제어장치에 있어서, 상기 제어수단에 의해 상기 불감대의 폭이 가변으로 되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 조향토크검출기에 의해 검출된 조향토크치가 입력되는 위상보상회로를 구성하며, 이 위상보상회로는 조향토크검출치가 위상보상된 토크치를 출력하는 것을 특징으로하는 전동식 파워스티어링 제어장치.