KR0155430B1 - 전동파워스티어링장치 - Google Patents

전동파워스티어링장치

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KR0155430B1
KR0155430B1 KR1019950023900A KR19950023900A KR0155430B1 KR 0155430 B1 KR0155430 B1 KR 0155430B1 KR 1019950023900 A KR1019950023900 A KR 1019950023900A KR 19950023900 A KR19950023900 A KR 19950023900A KR 0155430 B1 KR0155430 B1 KR 0155430B1
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motor
voltage
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히로후미 마쯔오카
켄 후쿠다
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쭈보이 우주히코
코오요오세이코오 카부시키가이샤
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Abstract

스위칭소자를 구동하는 PWM파에 동기해서 모터전류검출용 저항의 양단전압의 극성을 전환하는 스위치회로를 설치하고, 그 스위치회로의 출력에 의거하여 모터전류의 방향과 크기를 검출해서 모터전류를 정확하게 피드백 제어하도록 한 전동파워스티어링장치.

Description

전동파워스티어링장치
제1도는 종래의 전동파워스티어링장치의 모터구동회로와, 모터전류검출회로의 개략적인 구성을 표시한 블록도.
제2도는 통상적인 2종류의 PWM파 신호의 상보관계를 표시한파형도.
제3도는 종래의 전동파워스티어링장치의 각부에 있어서의 신호파형을 표시한 파형도.
제4도는 본 발명의 전동파워스티어링장치의 실시예1의 개략적인 구성을 표시한 블록도.
제5도는 실시예1의 전동파워스티어링장치의 각부에 있어서의 신호파형을 표시한 파형도.
제6도는 실시예1의 전동파워스티어링장치의 구체적인 구성을 표시한 회로도.
제7도는 본 발명의 전동파워스티어링장치의 실시예2의 개략적인 구성을 표시한 블록도.
제8도는 실시예2의 전동파워스티어링장치의 각부에 있어서의 신호파형을 표시한 파형도.
제9도는 실시예2의 전동파워스티어링장치의 각부에 있어서의 신호파형을 표시한 파형도.
제10도는 본 발명의 전동파워스티어링장치의 실시예3의 개략적인 구성을 표시한 블록도.
제11도는 실시예3의 전동파워스티어링장치의 각부에 있어서의 신호파형을 표시한 파형도.
제12도는 실시예3의 전동파워스티어링장치의 구체적인 구성을 표시한 회로도.
제13도는 본 발명의 전동파워스티어링장치의 실시예4의 개략적인 구성을 표시한 블록도.
본 발명은, PWM(Pulse Width Modulation)파에 의하여 구동되는 모터구동회로를 구비한 전동파워스티어링장치의 개량에 관한 것이다.
제1도는 종래의 전동파워스티어링장치의 한가지 예의 모터구동회로 및 모터전류검출회로의 개략적인 구성을 표시한 블록도이다.
모터구동회로(13)는, 브리지 접속된 트랜지스터(스위칭소자)(T1~T4)와, 트랜지스터(T1, T3)의 접속점과, 트랜지스터(T2, T4)의 접속점을 연결하도록 접속된 모터(M)를 구비하고, 모터(M)를 통하여 직렬접속된 한쌍의 트랜지스터(T1:T4, T2:T3)는 PWM(펄스폭변조)파 발생회로(도면표시않음)로부터의 PWM파 신호(PWMccw, PWMcw)를 각자의 게이트에 부여되어서 구동되도록 되어 있다. PWM파 신호(PWMccw, PWMcw)는 제2도에 표시한 것처럼 펄스폭이 상호보완의 관계(제2도의 경우에는 양자 모두 동작책무비 50%, 모터전류는 흐르지 않는다.)로 되어 있다.
이 모터구동회로(13)의 전원(P)측의트랜지스터(T1, T2)의 각 소스는 전원(P)에 접속되고, 접지측의 트랜지스터(T3, T4)의 각 드레인은, 다른 쪽이 접지된 모터전류검출용 저항(Rs)에 접속되어 있다. 전류검출용 저항(Rs)의 전원접압측 단자는 증폭회로인 차동앰프(10)의 비반전 입력단자에, 접지측 단자는 반전 입력단자에 각각 접속되어서 모터전류에 의해 발생되는 전류검출용 저항(Rs)의 양단전압이 차동앰프(10)에 입력되도록 되어 있다.
이와 같은, 모터구동회로(13) 및 차동앰프(10)에 있어서는, 예를 들면, 제3도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMccw)의 동작책무비보다도 클 경우, PWM파 신호(PWMcw)가 온(on), PWM파 신호(PWMccw)가 오프(off)일 때에는 트랜지스터(T2, T3)가 온(on), 트랜지스터(T1, T4)가 오프(off)가 되어서 모터전류는 실선(제1도)과 같이 흐른다. 이때, 차동앰프(10)의 비반전 입력단자의 입력전압(V+)은 제3도에 표시한 것처럼 양의 전압이 되고(반전 입력단자는 접지), 차동앰프(10)의 출력은 제3도에 표시한 것처럼 양의 전압이 된다.
계속해서, PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off), PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)이 될때, 트랜지스터(T2, T3)가 오프(off), 트랜지스터(T1, T4)가 온(on)이 되는데, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방향으로 유도전압이 발생된다. 이 유도전압은 전원(P)의 전압보다 우세하게 되어서 모터전류는 트랜지스터(T1, T4)를 통하여 파선(제1도)과 같이 흐른다.
이 모터전류는, 모터(M)내에서는 제3도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와 동일한 방향(제1도에 있어서 우로부터 좌로)으로 흐르는데, 트랜지스터(T1, T4)를 통해서 흐르기 때문에 모터전류검출용 저항(Rs)에서는, PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일때와는 역방향(제1도에 있어서 아래에서 위로)으로 흐른다. 이때, 차동앰프(10)의 반전입력단자의 입력전압(V-)은 제3도에 표시한 것처럼 비반전 입력단자의 입력전압(V+) 보다도 높게 되고, 차동앰프(10)의 출력은 제3도에 표시한 것처럼 음의 전압이 된다.
그러므로, 실제의 모터(M)내의 모터전류와는 다른 값(극성이 역)이 검출되게 되므로, 차동앰프(10)의 출력을 그대로 모터전류의 피드백(feedback)제어에 사용해도 원활한 조타감각을 얻을 수가 없었다.
따라서, 차동앰프(10)의 출력을 모터전류의 정확한 피드백 제어에 사용하기 위해서는, 모터(M)내의 모터전류의 방향을 판단하기 위한 회로가 별도로 필요했다.
본 발명은, 이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 첫번째 목적은, 모터전류의 방향을 판단하기 위한 회로를 필요로 하지 않고, 모터구동회로의 전원측에 삽입된 모터전류검출용 저항에 의하여 모터전류의 방향과 크기를 검출하여서 모터전류의 정확한 피드백 제어를 할 수 있는 전동파워스티어링장치를 제공하는 데에 있다.
또, 다른 목적은, PWM파의 앞부분을 지연시키는 지연회로와, 그지연기간중에는 상기한 스위치회로의 출력을 유지시키는 유지회로를 설치하므로서 스위칭소자의 스위칭지연, 또는, 증폭회로의 응답지연에 기인하는 검출오차가 작게 되고, 모터전류의 정확한 피드백 제어를 할 수 있는 전동파워스티어링장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 파워스티어링장치는, 브리지 접속된 스위칭소자를 보유하고, 그 스위칭소자를 연결하듯이 상기한 모터가 접속된 모터구동회로와, 상기한 모터를 통하여 직렬로 접속된 스위칭소자 중의 한쌍의 선택적으로 구동시키는 상기한 PWM파를 발생시키는 PWM파 발생회로와, 상기한 모터구동회로와 전원 사이에 장치된 모터전류검출용 저항과, 상기한 PWM파에 동기해서 상기한 모터전류검출용 저항의 양단전압의 극성을 바꾸는 스위치회로를 보유하고, 그 스위치회로의 출력에 의거하여 모터전류를 검출하는 모터전류검출회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기한 스위치회로는, 스위칭소자를 구동하는 PWM파에 동기해서 모터전류검출용 저항의 양단전압의 극성을 바꾸기 때문에 모터전류검추회로는 모터내의 모터전류와 그 방향을 함께 정확하게 검출한다.
본 발명의 전동파워스티어링장치는, 상기한 것 외에도, 모터전류검출회로는, 상기한 모터전류검출용 저항에 접속된 증폭회로를 구비하고, 상기한 스위치회로는, 상기한 증폭회로의 출력단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기한 스위치회로는, 모터전류검출용 저항에 접속된 증폭회로의 출력단자에 접속되어서 증폭후의 신호의 극성을 바꾸는 구성으로 하고 있으므로 모터전류검출회로는 스위칭회로의 입력전압에 대한 출력전압의 오차에 의한 영향을 받는 일이 적고, 모터내의 모터전류와 그 방향을 함께 정확하게 피드백한다.
본 발명의 전동파워스티어링장치는, 상기한 것 외에도, 상기한 PWM 파가 입력되어서 그 PWM파의 앞부분을 지연시키고, 상기한 스위치회로에 출력하는 지연회로를 구비하며, 상기한 스위치회로는, 상기한 지연회로의 출력신호에 동기하여 상기한 모터전류검출용 저항의 양단전압의 극성을 바꾸는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기한 지연회로는 PWM파의 앞부분을 지연시키고, 상기한 스위치회로는, 지연회로의 출력신호에 동기해서 모터전류검출용 저항의 양단전압의 극성을 전환하기 때문에 스위칭소자의 스위칭지연, 또는 증폭회로의 응답지연에 기인하는 검출오차를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 전동파워스티어링장치는, 상기한 지연회로의 지연기간중에는, 상기한 스위치회로의 출력을 유지시키는 유지회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기한 유지회로는 지연회로의 지연기간중에는, 스위치회로의 출력을 유지시키기 대문에 PWM파의 앞부분의 지연에 의해 발생되는 스위치회로출력의 공백기간(어느 스위치도 모두 오프(off)의 기간)을 그 직전의 출력치로 보충할 수 있으므로 모터전류검출회로의 검출오차를 저감시킬 수 있다.
다음에 본 발명을 그 실시예를 표시하는 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
제4도는, 본 발명의 전동파워스티어링장치의 실시예1의 개략적인 구성을 표시한 블록도이다. 이 전동파워스티어링장치에는, 토오크센서(도면표시 않음)등으로 검출된 조타토오크의 값 등에 의거하여 모터구동전류 목표치를 나타내는 신호(I0)가 차동앰프(12)의 비반전 입력단자에 입력되고, 또, 이 차동앰프(12)의 반전 입력단자에는, 후술하는 모터전류의 검출치가 입력되어 있다. 이 차동앰프(12)의 출력은, PWM파 발생회로(11)에 입력된다.
PWM파 발생회로(11)는, 모터구동회로(13)에 PWM파 신호(PWMcw)를 출력하는 동시에 그 상보신호(PWMccw)를 모터구동회로(3)에 출력한다. 이때, 차동앰프(12)의 출력이 0일 경우에 동작책무비 50%의 PWM파 신호(PWMcw)를 출력하고, 차동앰프(12)의 출력이 양수일 경우에 그 출력치에 대응하여50%보다 큰 PWM파 신호(PWMcw)를 출력하며, 차동앰프(12)의 출력이 음수일 경우에 그 출력치에 대응하여 50%보다 작은 PWM파 신호(PWMcw)를 출력한다.
모터구동회로(13)는, 브리지 접속된 트랜지스터(스위칭소자)(T1~T4)와 트랜지스터(T1, T3)의 접속점과, 트랜지스터(T2, T4)의 접속점을 연결하듯이 접속된 모터(M)를 구비하고, 모터(M)를 통하여 직렬로 접속된 한쌍의 트랜지스터(T1:T4, T2:T3)는 PWM파 발생회로(11)의 PWM파 신호(PWMccw, PWMcw)를 각자의 게이트에 부여되어서 구동되도록 되어 있다. PWM파 신호(PWMccw, PWMcw)는 제2도에 표시한 것처럼, 펄스폭이 상보관계(제2도의 경우에는, 양자가 모두 동작책무비 50%이고, 모터전류는 흐르지 않는다.)가 되어 있다.
이 모터구동회로(13)의 전원(P)측의 트랜지스터(T1, T2)의 각 소스는, 전원(P)에 접속되고, 접지측의 트랜지스터(T3, T4)의 각 드레인은, 다른 쪽이 접지된 모터전류검출용 저항(Rs)에 접속되어있다.
전류검출용 저항(Rs)의 전원전압측 단자는 PWM파 신호(PWMcw)가 부여되는 스위치회로(1)를 통하여 증폭회로인 차동앰프(10)의 비반전 입력단자에 PWM파 신호(PWMccw)가 부여되는 스위치회로(3)를 통하여 차동앰프(10)의 반전 입력단자에 각각 접속되어 있다. 또, 전류검출용 저항(Rs)의 접지측 단자는 PWM파신호(PWMcw)가 부여되는 스위치회로(2)를 통하여 차동앰프(10)의 반전 입력단자에 PWM파 신호(PWMccw)가 부여되는 스위치회로(4)를 통하여 차동앰프(10)의 비반전 입력단자에 각각 접속되어 있다.
차동앰프(10)의 출력은, 상기한 바와 같이 차동앰프(12)의 반전 입력단자에 입력되고, 차동앰프(12)에서는 모터구동전류 목표치를 표시하는 신호(I0)와 편차가 구해져서 모터전류의 피드백 제어에 사용된다.
이와 같은 구성의 전동파워스티어링장치의 동작을 다음에 설명한다.
예를 들면, 제5도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMccw)의 동작책무비보다도 클 경우, PWM파 신호(PWMcw)가 온(on), PWM파 신호(PWMccw)가 오프(off)일 때에는, 트랜지스터(T2, T3)가 온(on), 트랜지스터(T1, T4)가 오프(off)가 되고, 모터전류는 실선(제4도)과 같이 흐른다.
이때, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(1,2)는 온(on)으로, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(3,4)는 오프(off)가 된다. 그 결과, 차동앰프(10)의 비반전 입력단자의 입력전압(V+)은 제5도에 표시한 것처럼 양의 전압이 되고(반전 입력단자는 접지), 차동앰프(10)의 출력은 제5도에 표시한 것처럼 양의 전압이 된다.
계속하여 PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off), PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)이 될 때, 트랜지스터(T2, T3)가 오프(off), 트랜지스터(T1, T4)가 온(on)이 되는데, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방햐으로 유도전압이 발생한다. 이 유도전압은, 전원(P)의 전압보다 우세하게 되어서, 모터전류는, 트랜지스터(T1, T4)를 통하여 파선(제4도)과 같이 흐른다.
이때 PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(1,2)는 오프(off)로, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(3,4)는 온(on)이 된다. 그 결과, 차동앰프(10)의 비반전 입력단자는 접지되지만, 제5도에 표시한 것처럼 반전 입력단자의 입력전압(V-)은 음의 전압이 되고, 차동앰프(10)의 출력은, 제5도에 표시한 것처럼 양의 전압이 된다.
이 모터전류는, 모터(M)내에서는 제5도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와, 동일한 방향(제4도에 있어서 우로부터 좌로)으로 흐르는데, 트랜지스터(T1, T4)를 통해서 흐르기 때문에 모터전류검출용 저항(Rs)에서는 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와는 역방향(제4도에 있어서 아래에서 위로)으로 흐른다.
그러나, 이때, 스위치회로(1,2)가 오프(off)로, 스위치회로(3,4)가 온(on)으로 되어서 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압의 차동앰프(10)에 입력이 전환되어 있으므로 차동앰프(10)의 출력은 양의 전압이 되므로 PWM파 신호의 1주기내에서는 차동앰프(10)의 출력은 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와 동일한 부호인 양의 전압으로 유지된다.
PWM파 신호(PWMccw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비보다도 클 경우, PWM파 신호(PWMccw)가 온(on), PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)일 때는, 트랜지스터(T1, T4)가 온(on), 트랜지스터(T2, T3)가 오프(off)가 되어서 모터전류는 파선(제4도)의 역방향으로 흐른다.
이때, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(3,4)는 온(on)으로, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(1,2)는 오프(off)가 된다. 그 결과, 차동앰프(10)의 비반전 입력단자는 접지되고, 반전 입력단자에는 양의 전압이 입력되어서 차동앰프(10)의 출력은 음의 전압이 된다.
그 다음에 PWM파 신호(PWMccw)가 오프(off), PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)이 될때, 트랜지스터(T1, T4)가 오프(off), 트랜지스터(T2, T3)가 온(on)이 되지만, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방향으로 유도전압이 발생한다. 이 유도전압은, 전원(P)의 전압보다 우세하게 되어서 모터전류는 트랜지스터(T2, T3)를 통하여 실선(제4도)의 역방향으로 흐른다.
이때 PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(3,4)는 오프(off)이고, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(1,2)는 온(on)이 된다. 그 결과, 차동앰프(10)의 반전 입력단자와 접지되지만, 비반전 입력단자에는 음의 전압이 입력되고, 차동앰프(10)의 출력은 음의 전압이 된다.
이 모터전류는, 모터(M)내에서는 PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)일 때와, 동일한 방향(제4도에 있어서 좌로부터 우로)으로 흐르지만, 트랜지스터(T2, T3)를 통하여 흐르기 대문에 모터전류검출용 저항(Rs)은 PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)일 때에는 역방향(제4도에 있어서 아래에서 위로)으로 흐른다.
그러나, 이때, 스위치회로(3,4)가 오프(off)로 스위치회로(1,2)가 온(on)이 되어서 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압의 차동앰프(10)에 입력이 전환되어 있으므로, 차동앰프(10)의 출력은 음의 전압으로 되어서 차동앰프(10)의 출력은 PWM파 신호의 1주기내에서는 PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)일 때와 동일한 부호인 음의 전압으로 유지된다.
따라서, 실시예1의 전동파워스티어링장치에서는 실제의 모터(M)내의 모터 전류치가 방향도 포함해서 검출되게 되므로 차동앰프(10)의 출력을 그대로 모터전류의 피드백 제어에 사용할 수가 있다.
제6도는, 상기한 제4도에 표시하는 전동파워스티어링장치의 구체적인 구성예를 표시한 회로도이다(제4도에 표시한 PWM파 발생회로(11) 및 차동앰프(12)는 생략한다). 모터구동회로(13)는, 브리지접속된 전기장효과 트랜지스터(T1~T4)와, 전기장효과 트랜지스터(T1, T3)의 접속점과, 전기장효과 트랜지스터(T2, T4)의 접속점을 연결하듯이 접속된 모터(M)를 구비하고, 모터(M)를 통하여 직렬로 접속된 한쌍의 전기장효과 트랜지스터(T1:T4, T2:T3)는 PWM파 발생회로(도면표시 않음)의 PWM파 신호(PWMccw, PWMcw)를 각자의 게이트에 부여되어서 구동되도록 되어 있다. PWM발생회로의 PWM파 신호(PWMccw)는 인버터(20)에 의하여 PWM파 신호(PWMcw)에 반전되고, 이것이 인버터(21)에 의하여 다시 반전되어서 PWM파 신호(PWMccw)가 되고 있다.
인버터(20)로부터 출력된 PWM파 신호(PWMcw)는 스위치회로(1,2) 및 트랜지스터(25)의 베이스에 입력되고, NPN 트랜지스터(25)의 컬렉터의 반전출력인 PWM파 신호(PWMccw)는, 전기장효과 트랜지스터(T4)의 게이트 및 NPN트랜지스터(24)의 베이스에 입력되어 있다. NPN트랜지스터(24)의 컬렉터로부터의 반전출력인 PWM파 신호(PWMcw)는 전기장효과 트랜지스터(T2)의 게이트에 입력되어 있다.
인버터(21)로부터 출력된 PWM파 신호(PWMccw)는, 스위치회로(3,4)의 베이스에 입력되고, NPN트랜지스터(22)의 컬렉터로부터의 반전출력인 PWM파 신호(PWMcw)는 전기장효과 트랜지스터(T3)의 게이트와 NPN트랜지스터(23)의 베이스에 입력되어 있다. NPN트랜지스터(23)의 컬렉터로부터의 반전출력인 PWM파 신호(PWMccw)는, 전기장효과 트랜지스터(T1)의 게이트에 입력되어 있다.
이 모터구동회로(13)의 전원(P)측의 전기장효과 트랜지스터(T1, T2)의 각 소스는 전원(P)에 접속되고, 접지측의 전기장효과 트랜지스터(T3, T4)의 각 드레인은, 다른 쪽이 접지된 모터전류검출용 저항(Rs)에 접속되어 있다.
전류검출용 저항(Rs)의 전원전압측 단자는, 스위치회로(1)를 통하여 차동앰프(10)의 비반전 입력단자에 스위치회로(3)를 통하여 차동앰프(10)의 반전 입력단자에 각각 접속되어 있다. 또, 전류검출용 저항(Rs)의 접지측 단자는 스위치회로(2)를 통하여 차동앰프(10)의 반전 입력단자에 스위치회로(4)를 통해서 차동앰프(10)의 비반전 입력단자에 각각 접속되어 있다.
[실시예 2]
제7도는, 본 발명의 실시예2의 전동스티어링장치의 개략적인 구성을 표시한 블록도이다. 이 전동파워스티어링장치에서는, 전류검출용 저항(Rs)의 전원전압측단자는, 증폭회로인 차동앰프(10a)의 비반전 입력단자와, 증폭회로인 차동앰프(10b)의 반전 입력단자에 접속되어 있다. 또, 전류검출용 저항(Rs)의 접지측 단자는, 차동앰프(10a)의 반전입력단자와 차동앰프(10b)의 비반전 입력단자에 접속되어 있다.
차동앰프(10a)의 출력은, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되는 스위치회로(5)를 통하여 차동앰프(12)의 반전 입력단자에 접속되고, 차동앰프(10b)의 출력은 PWM파 신호(PWMccw)가 부여되는 스위치회로(6)를 통하여 차동앰프(12)의 반전 입력단자에 접속되어 있다. 스위치회로(5,6)의 출력단자와, 차동앰프(12)의 반전 입력단자의 사이에는, 저항(R)이 접속되고, 저항(R)의 출력측과 접지 사이에 콘덴서(C)가 접속되어서 저주파통과필터(7)를 구성하고 있다. 그 외의 구성은 실시예1의 전동파워스티어링장치와 동일하기 때문에 대응하는 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.
이와 같은 구성의 전동파워스티어링장치의 동작을 다음에 설명한다.
예를 들면, PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비보다도 클 경우에는 제8도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on), PWM파 신호(PWMccw)가 오프(off)일 때에는 트랜지스터(T2, T3)가 온(on), 트랜지스터(T1, T4)가 오프(off) 되어서 전류 모터전류는 실선(제7도)과 같이 흐른다.
이때, 차동앰프(10a)의 출력전압은, 제8도에 표시한 것처럼 양의 전압이 되고, 차동앰프(10b)의 출력전압은, 제8도에 표시한 것처럼 음의 전압이 된다. 또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(5)는온(on)이 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(6)는 오프(off)가 된다. 그 결과, 스위치회로(5,6)의 출력전압은, 제8도에 표시한것처럼 양의 전압이 된다.
그 다음에 PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)가 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)이 될 때에는 트랜지스터(T2, T3)는 오프(off)가 되고, 트랜지스터(T1, T4)는 온(on)이 되지만, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방향으로 유도전압이 발생한다. 이 유도전압은, 전원(P)의 전압보다도 우세하게 되어서 모터전류는 트랜지스터(T1, T4)를 통하여 파선(제7도)과 같이 흐른다.
이때, 차동앰프(10a)의 출력전압은, 제8도에 표시한 것처럼 음의 전압이 되고, 차동앰프(10b)의 출력전압은, 제8도에 표시한 것처럼 양의 전압이 된다. 또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(5)는, 온(on)이 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(6)는 오프(off)가 된다. 그 결과, 스위치회로(5,6)의 출력전압은, 제8도에 표시한 것처럼 양의 전압이 된다.
이때의 모터전류는 모터(M)내에서는 제8도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와 동일한 방향(제7도에 있어서 우에서 좌로)으로 흐르는데, 트랜지스터(T1, T4)를 통하여 흐르기 때문에 모터전류검출용 저항(Rs)에서는 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와는 역방향(제7도에 있어서 아래에서 위로)으로 흐른다.
그러나, 이때, 스위치회로(5)가 오프(off)로, 스위치회로(6)가 온(on)으로 되어서, 스위치회로(5,6)의 출력전압은, 차동앰프(10a)의 출력전압으로부터 차동앰프(10b)의 출력전압으로 전환되어 있으므로 양의 전압이 되고, 스위치회로(5,6)의 출력전압은 PWM파 신호의 1주기내에서는 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와 동일한 부호인 양의 전압으로 유지된다.
PWM파 신호(PWMccw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비보다는 클 경우에는, PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)으로 되고, PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)일 때에는 트랜지스터(T1, T4)가 온(on)이 되고, 트랜지스터(T2, T3)는 오프(off)가 되며, 모터전류는 파선(제7도)의 역방향으로 흐른다.
이때 차동앰프(10a)의 출력전압은, 양의 전압이 되고, 차동앰프(10a)의 출력전압은 음의 전압이 된다. 또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(5)는 오프(off)가 되고, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(6)는 온(on)이 된다. 그 결과에 따라, 스위치회로(5,6)의 출력전압은 음의 전압이 된다.
계속하여 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)이 되고, PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)가 될 때에는, 트랜지스터(T1, T4)가 오프(off)가 되고, 트랜지스터(T2, T3)가 온(on)이 되는데, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방향으로 유도전압이 발생한다.
이 유도전압은 전원(P)의 전압보다도 우세하게 되어서 모터전류는 트랜지스터(T2, T3)를 통하여 실선(제7도)의 역방향으로 흐른다.
이때 차동앰프(10a)의 출력전압은, 양의 전압이 되고, 차동앰프(10b)의 출력전압은 음의 전압이 된다. 또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(5)는 오프(off)가 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(6)는 온(on)이 된다. 그 결과에 따라, 스위치회로(5,6)의 출력전압은 음의 전압이 된다.
계속하여 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)이 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 오프(off)가 될 때에는, 트랜지스터(T1, T4)가 오프(off)가 되고, 트랜지스터(T2, T3)가 온(on)이 되는데, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방향으로 유도전압이 발생한다.
이 유도전압은 전원(P)의 전압보다도 우세하게 되어서 모터전류는 트랜지스터(T2, T3)를 통하여 실선(제7도)의 역방향으로 흐른다.
이때, 차동앰프(10a)의 출력전압은 음의 전압이 되고, 차동앰프(10b)의 출력전압은 양의 전압이 된다. 또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 스위치회로(5)는 온(on)이 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 부여되고 있는 스위치회로(6)는 오프(off)가 된다. 그 결과에 따라 스위치회로(5,6)의 출력전압은 음의 전압이 된다.
이때의 모터전류는, 모터(M)내에서는 PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)일 때와 동일한 방향(제7도에 있어서 좌에서 우로)으로 흐르게 되는데, 트랜지스터(T2, T3)를 통해서 흐르기 때문에 모터전류검출용 저항(Rs)에서는 PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)일 때와는 역방향(제7도에 있어서 아래에서 위로)으로 흐른다.
그러나, 이때 스위치회로(5)가 온(on)으로 되고, 스위치회로(6)가 오프(off)가 되어서 스위치회로(5,6)의 출력전압은, 차동앰프(10b)의 출력전압으로부터 차동앰프(10a)의 출력전압으로 전환되어 있으므로 음의 전압이 되고, 저주파통과필터(7)에 부여되는 전압은, PWM파 1주기내에서는 PWMccw가 온(on)일 때와 동일한 부호인 음의 전압으로 유지된다.
따라서 실시예2의 전동파워스티어링장치에서는, 실제의 모터(M)내의 모터 전류치가 방향도 포함해서 검출되게 되므로 스위치회로(5,6)의 출력전압을 그대로 모터전류의 피드백 제어에 사용할 수가 있다.
또, 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압의 신호는, 일반적으로 작게 설정하기 때문에 실시예1의 구성에서는, 스위치회로의 저항의 분산이 클때에는 모터전류의 측정절밀도에 영향이 크지만 실시예2에서는 차동앰프(10a,10b)에 의해 증폭된 신호를 스위치회로(5,6)에서 전환하여 출력하기 때문에 스위치회로의 입력전압에 대한 출력전압의 오차에 의한 영향을 작게할 수가 있으므로 모터전류의 측정정밀도(精度)를 향상시킬 수가 있다.
[실시예 3]
이상과 같이 스위칭소자를 구동하는 PWM파에 동기하여 모터검출용 저항의양단전압의 극성을 전환하는 스위치회로를 설치했을 경우, 스위칭소자의 스위칭지연이 발생하며, 특히 제7도에 표시한 것처럼 증폭회로의 출력단자에 스위치회로를 설치했을 경우에는 증폭회로의 응답지연도 발생하여, PWM파에 동기하는 스위치회로의 전환타이밍과, 증폭회로 출력신호의 극성반전이 맞지 않아서 검출신호의 오차의 원인이 된다.
예를 들면, 제9도에 표시한 바와 같은 PWM파(PWMcw)가 스위칭소자(FET)에 부여될 때, 모터인가전압에는 제9도에 표시한 것처럼 스위칭지연이 발생되어서 모터전류는 제9도에 표시한 것처럼 PWM파(PWMcw)에 대하여 지연히 발생한다. 이 모터전류에 의한 모터전류검출용 저항의 양단전압은, 차동앰프(증폭회로)에서 증폭되면, 제9도에 표시한 것처럼 차동앰프의 응답지연도 첨가되어서 극성반전에 의한 변화가 둔해진다.
차동앰프에서 증폭된 모터전류검출용 저항의 양단전압(제9도)은 스위치회로(동기회로)가 제9도에 표시한 것처럼 PWM파에 동기하여 전환되면, 상기한 스위칭지연과 응답지연에 의해서 제9도에 표시한 것처럼 극성반전해서는 안될 부분에서 극성반전이발생하여 모터전류와의 오차가 발생된다.
이와 같은 검출신호의 오차를 발생시키지 않는 전동파워스티어링장치에 대하여 다음에 설명한다. 제10도는, 본 발명의 실시예3의 전동파워스티어링장치의 개략적인 구성을 표시한 블록도이다. 제7도에 대하여 설명한 실시예2의 전동파워스티어링장치에 있어서는, 상보의 PWM파 신호(PWMcw, PWMccw)에 의하여 직접, 스위칭 회로(5,6)를 전환하고 있는데에 대하여, 이 전동파워스티어링장치에서는 지연회로(29)가 PWM파 신호(PWMcw)를 받아서 앞부분에 지연을 부여한 PWM파 신호(PWMcw)와 그 상보신호에의해 스위치회로(5a)와 스위치회로(6a)를 전환하고 있다.
지연회로(29)의 지연은, 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)의 스위칭지연과 차동앰프(10a, 10b)의 응답지연의 합계이상으로 결정된다.
또, 유지회로(8)는, 저주파통과필터(제7도 참조)의 콘덴서(C3)를 접속하고, 지연회로(29)의 지연기간중에는, 스위칭회로(5a, 6a)의 출력을 유지한다. 그 외의 구성은, 제7도에 표시한 전동파워스티어링장치와 동일하므로, 대응하는 부분에 대응하는 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.
이와 같은 구성의 전동파워스티어링장치의 동작에 대하여 설명한다.
예를 들면, PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMccw)의 동작책무비보다도 클 경우에는, 제11도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)이 되고, PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)일 때에는, 트랜지스터(T2, T3)는 온(on)이 되고, 트랜지스터(T1, T4)는 오프(off)가 되지만, 스위칭지연이있으므로 모터(M)에 적용되는 전압의 시동은, 제11도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)의 변화보다 지연된다. 이에 따라, 모터전류의 변화도 역시 지연되어서, 실선(제10도)과 같이 흐르기 시작한다. 이때, 차동앰프(10a)의 출력전압은, 응답지연에 따라, 제11도에 표시한 것처럼 시동에 응답시간을 요하여 양의 전압이 된다. 차동앰프(10b)의 출력전압은 차동앰프(10a)의 출력전압이 반전한 것이다.
또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 지연회로(29)는, 제11도에 표시한 것처럼 스위치회로(5a)(정전측)에는 앞부분에 지연이 부여된 PWM파 신호(PWMcw)온(on)을 스위치회로(6a)(반전측)에는 PWM파 신호(PWMcw)의 상보신호(온(on):스위치회로(5a, 6a)는 저전압신호에 의해 온(on)이 되기 때문에 실제로는 지연회로(29)내에서 반전시킨다.)를 각각 출력시킨다. 그 결과, 스위치회로(5a, 6a)(동기회로)는, 제11도에표시한 것처럼 지연 동안에는아무데에서도 출력되지 않고, 제11도에 표시한 것처럼 유지회로(8)가 그 직전의 출력을 유지하여 출력시킨(이 상태를 H로 한다) 다음에 스위치회로(5a)(정전측)로부터 양의 전압을 출력시킨다.
그 다음에 PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)가 되고, PWM파 신호(PWMccw)가 온(on)이 될 때, 트랜지스터(T2, T3)는 오프(off)가 되고, 트랜지스터(T1, T4)는 온(on)이 되지만, 스위칭지연이 있기 때문에 모터(M)에 적용되는 전압의 시동은 제11도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)의 변화에 따라서 지연된다. 이때, 모터(M)의 인덕턴스에 기인하여 모터(M)내에서 모터전류의 급격한 변화를 저지시키는 방향으로 유도전압이 발생된다. 이 유도전압은, 전원(P)의 전압보다도 우세하게 되어서 모터전류는, 트랜지스터(T1, T4)를 통하여 파선(제10도)과 같이 흐른다.
이때, 차동앰프(10a)의 출력전압은, 제11도에 표시한 것처럼 음의 전압으로 된다. 차동앰프(10b)의 출력전압은, 차동앰프(10a)의 출력전압이 반전한 것이다.
또, PWM파 신호(PWMcw)가 부여되고 있는 지연회로(29)는, 제11도에 표시한 것처럼, 스위치회로(5a)에는 PWM파 신호(PWMcw)오프(off)를, 그리고 스위치회로(6a)에는 앞부분에 지연이 부여된 PWM파 신호(PWMcw)의 상보신호(on)를 각각 출력한다. 그 결과 스위칭회로(5a, 6a)(동기회로)는 제11도에 표시한 것처럼 지연되는 동안(PWM파 신호(PWMcw)의 상보신호가 시동할 때까지)에는 아무데에서도 출력하지 않고, 제11도에 표시한 것처럼 유지회로(8)가 그 직전의 출력을 유지하여 출력한(H) 다음, 스위치회로(6a)(반전측)에서 양의 전압을 출력시킨다.
이때 모터전류는, 모터(M)내에서는 제11도에 표시한 것처럼 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와 동일한 방향(제10도에 있어서 우로부터 좌로)으로 흐르는데, 트랜지스터(T1, T4)를 통하여 흐르기 때문에모터전류검출용 저항(Rs)에서는 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때에는 역방향(제10도에 있어서 아래에서 위로)으로 흐른다.
그러나, 이때, 스위치회로(5a)가 오프(off)로, 그리고 스위치회로(6a)가 온(on)으로 되어서, 스위치회로(5a, 6a)의 출력전압은, 차동앰프(10a)의 출력전압으로 전환되어 있으므로 스위치회로(5a, 6a)의 출력전압은 PWM파 신호의 1주기내에서는 PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)일 때와 동일한 부호인 양의 전압으로 유지된다.
PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비가 PWM파 신호(PWMcw)의 동작책무비보다도 클때에는 상기한 경우와는 모터전류의 방향이 역으로 되지만, 상기한 경우와 동일하게 생각해서는 스위치회로(5a, 6a)의 출력전압은 PWM파 신호의 1주기내에서는 PWM파신호(PWMccw)가 온(on)일 때와 동일한 부호인 음의전압으로 유지된다.
따라서, 실시예3의 전동파워스티어링장치에서는 실제의 모터(M)내의 모터전류치가 방향도 포함해서 검출되게 되므로, 스위치회로(5a, 6a)의 출력전압을 그대로 모터전류의 피드백 제어에 사용할 수가 있다.
또, 지연회로(29)가 PWM파 신호(PWMcw)와 그 상보신호의 앞부분을 지연시키고, 스위치회로(5a, 6a)는 지연회로(29)의 출력신호에 동기하여 전환되고, 유지회로(8)는, 지연회로(29)의 지연기간중에는 그 직전의 스위치회로(5a, 6a)의 출력을 유지하여 출력한다. 그러므로, 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)의 스위칭지연과 증폭회로(10a, 10b)의 응답지연에 기인하는 검출오차를 저감시킬 수 있는 동시에, PWM파 신호(PWMcw)와 그 상보신호의 앞부분의 지연에 의해 발생되는 스위치회로 출력의 공백기간(어느 스위치도 오프(off)기간인)을 그 직전의 출력치로 보충할 수 있으므로 모터전류검출회로의 검출오차를 저감시킬 수 있다.
제12도는, 실시예3의 전도파워스티어링장치의 구체적인 구성예를 표시한 회로도이다(제10도에 표시한 PWM파 발생회로(11)와 차동앰프(12)는 생략한다).
모터구동회로(13)는, 브리지접속된 전기장효과 트랜지스터(T1~T4)와, 전기장효과 트랜지스터(T1, T3)의 접속점과, 전기장효과 트랜지스터(T2, T4)의 접속점을 연결하듯이 접속된 모터(M)를 구비하고, 모터(M)를 통하여 직렬로 접속된 한쌍의 전기장효과 트랜지스터(T1:T4, T2:T3)는 PWM파 발생회로부터의 PWM파 신호(PWMccw, PWMcw)를 각자의 게이트에 부여되어서 구동할 수 있도록 되어있다.
모터구동회로(13)의 전원(P)측의 전기장효과 트랜지스터(T1, T2)의 각 소스는, 전원(P)에 접속되고, 접지측의 전기장효과 트랜지스터(T3, T4)의 각 드레인은, 다른쪽이 접지되 모터전류검출용 저항(Rs)에 접속되어 있다.
전류검출용 저항(Rs)의 전원전압측 단자는, 차동앰프(10a)의 비반전 입력단자와, 차동앰프(10b)의 반전 입력단자에 접속되어 있다. 또, 전류검출용 저항(Rs)의 접지측 단자는 차동앰프(10b)의 비반전 입력단자에 접속되어 있다.
차동앰프(10a, 10b)의 비반전 입력단자는, 각각 저항(R1, R2)을 통하여 2.5V의 정전압이 부여되어 있다.
차동앰프(10a, 10b)의 각 출력단자는 스위치회로(5a, 6a)의 각 입력단자에 각각 접속되고, 스위치회로(5a, 6a)의 출력단자에 저항(R)이 접속되어 있다. 저항(R)의 출력측과, 접지의 사이에는 콘덴서(C3)가 접속되어서 유지회로(8)를 구성하고 있다.
지연회로(29)는, PWM파 신호(PWMcw)가 저항(R12)을 통하여 NPN트랜지스터(30)의 베이스에 부여되고, NPN 트랜지스터(30)의 이미터는 접지되고, 컬렉터는 비교기(32)의 반전 입력단자에 접속되어 있다.
NPN 트랜지스터(30)의 컬렉터는, 또, NPN트랜지스터(31)의 컬렉터에 접속되고, NPN트랜지스터(31)의 이미터는 저항(R11)을 통하여 6V 전원에 접속되어 있다.
비교기(32)의 반전 입력단자에는, 다른 쪽이 접지된 콘덴서(C1)와 컬렉터가 접지되어서 2.5V의 정(定) 전압이 적용된 PNP 트랜지스터(33)의 이미터가 접속되어 있다. 비교기(32)의 비반전 입력단자에는, 2.5V의 기준전압이 적용되고, 출력단자는, 저항(R10)을 통하여 6V전원에 접속되어 있다. 비교기(32)의 출력단자는, 또, 스위치회로(6a)의 제어단자에 접속되어 있다.
한편, PWM파 신호(PWMcw는, 저항(R13)을 통하여, NPN트랜지스터(34)의 베이스에도 부여되고, NPN트랜지스터(34)의 이미터는 접지되며, 컬렉터는 PNP트랜지스터(35)의 컬렉터에 접속되고, PNP트랜지스터(35)의 이미터는 저항(R9)을 통하여 6V 전원에 접석되고 있다.
NPN트랜지스터(34)의 컬렉터는, 또, NPN트랜지스터(36)의 베이스에 접속되고, NPN트랜지스터(36)의 이미터는 접지되며, 커렉터는 비교기(39)의 반전 입력단자에 접속되어 있다. NPN트랜지스터(36)의 컬렉터는 ,또 PNP트랜지스터(37)의 컬렉터에 접속되며, PNP트랜지스터(37)의 이미터는 저항(R8)을 통하여 6V전원에 접속되어 있다.
비교기(39)의 반전 입력단자에는, 다른 쪽이 접지된 콘덴서(C2)와, 컬렉터가 접지되어서 베이스에 2.5V의 정전압이 인가된 PNP트랜지스터(38)의 이미터가 접속되어 있다.
비교기(39)의 비반전 입력단자에는 2.5V의 기준 전압이 적용되고, 출력단자는, 저항(R7)을 통하여 6V 전원에 접속되어 있다. 비교기(39)의 출력단자는, 또, 스위치회로(5a)의 제어단자에 접속되어 있다.
PNP트랜지스터(31, 35, 37)의 각 베이스는, PNP트랜지스터(40)의 베이스 및 컬렉터와 접속되고, PNP트랜지스터(40)의 이미터는, 저항(R5)를 통하여 전원에 접속되어 있다. PNP트랜지스터(40)의 컬렉터는, 또, PNP트랜지스터(41)의 컬렉터에 접속되며, NPN트랜지스터(41)의 이미터는, 다른 쪽이 접지된 저항(R6)에 접속되어 있다.
NPN트랜지스터(41)의 베이스는, NPN트랜지스터(43)의 이미터와, 그 이미터가 접지된 NPN트랜지스터(44)의 컬렉터에 접속되어 있다. NPN트랜지스터(43)의 컬렉터와 베이스는 NPN트랜지스터(42)의 이미터에 접속되고, NPN트랜지스터(42)의 컬렉터와 베이스는 저항(R4)을 통하여 6V 전원에 접속되어 있다. NPN트랜지스터(43)의 베이스는, 또, NPN트랜지스터(45)의 베이스에 접촉되어 있다. NPN트랜지스터(45)의 컬렉터는 6V 전원에 접속되고, 이미터는 다른 쪽이 접지된 저항(R3)에 접속되어 있다. NPN트랜지스터(45)의 이미터는 ,또, NPN트랜지스터(44)의 베이스에 접속되어 있다. NPN트랜지스터(40)는, PNP트랜지스터(31, 35, 37)의 각 베이스에 정전압을 부여하여, PNP트랜지스터(31, 35, 37)를 정(定)전류원으로 하고 있고, NPN트랜지스터(41, 42, 43, 44, 45)는 PNP트랜지스터(40)의 컬렉터를 정전압으로 하기 위한 정전압회로를 구성하고 있다.
이와 같은 지연회로(29)는, PWM파 신호(PWMcw)가 온(on)이 될 때,NPN트랜지스터(30)는 온(on)이 되고, 비교기(32)의 반전 입력단자는 NPN트랜지스터(30)를 통하여 대략 접지전압으로 되기 때문에 비교기(32)는, 양의 전압을 출력하고, 스위치 회로(6a)는 오프(off)가 된다.(스위치회로(5a, 6a)는 저전압으로 온(on)이 된다).
한편, NPN트랜지스터(34)도 온(on)이 되어서 NPN트랜지스터(36)의 베이스전압이 대략 접지전압으로 되기 때문에 NPN트랜지스터(36)는 오프(off)가 되어서 콘덴서(C2)가 정(定)전류원인 PNP트랜지스터(37)에 의해 충전되기 시작하고, 비교기(39)의 반전 입력단자는 서서히 승압된다. 이때, 콘덴서(C2)의 충전속도는, 정전류원인 PNP트랜지스터(37)에 흐르는 전류의 크기에 따라 결정된다.
콘덴서(C2)의 충전이 진행되어서, 비교기(39)의 반전 입력단자의 전압이 2.5V를 초과하면, 비교기(39)는 음의 전압을 출력해서 스위치회로(5a)를 온(on)으로 한다. 콘덴서(C2)의 충전이 더욱 진행되어서 비교기(39)의 반전 입력단자의 전압(2.5V+PNP트랜지스터(38)의 이미터 베이스간 전압)을 초과하면, PNP트랜지스터(38)가 온(on)이 되어서 콘덴서(C2)는 방전하기 때문에 비교기(39)의 반전 입력단자의 전압은, 이 이상은 승압되지 않는다.
PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)가 될때, 콘덴서(C2)는 NPN트랜지스터(36)를 통하여 순식간에 방전한다. 그러므로 비교기(39)의 반전 입력단자는 NPN트랜지스터(36)를 통하여 대략 접지전압으로 되기 때문에 비교기(39)는 양의 전압을 출력한다. 따라서, 스위치회로(5a)는 PWM파 신호(PWMcw)가 오프(off)가 되면, 즉시 오프(off)가 된다.
한편, NPN트랜지스터(30)도 오프(off)가 되고 콘덴서(C1)가 정(定)전류원인 PNP트랜지스터(31)에 의해서 충전되기 시작하여 비교기(32)의 반전 입력단자는 서서히 승압된다. 이때, 콘덴서(C1)의 충전속도는, 정전류원인 PNP트랜지스터(31)에 흐르는 전류의 크기에 따라 결정된다. 콘덴서(C1)의 충전이 진행되어서 비교기(32)의 반전 입력단자의 전압이 2.5V를 초과하면, 비교기(32)는 음의 전압을 출력해서 스위치회로(6a)를 온(on)으로 한다. 콘덴서(C1)의 충전이 더욱 진행되어서 비교기(32)의 반전 입력단자의 전압(2.5V + PNP트랜지스터(33)의 이미터 베이스간 전압)을 초과하면, PNP트랜지스터(33)가 온(on)이 되어서, 콘덴서(C1)는 방전하기 때문에 비교기(32)의 반전 입력단자의 전압은 이 이상은 승압되지 않는다.
[실시예4]
제13도는, 본 발명의 실시예4의 전동파워스티어링장치의 개략적인 구성을 표시한 블록도이다. 제10도에서 설명한 전동파워스티어링장치에 있어서는, 차동앰프의 출력은, 지연된 PWM파 신호(PWMcw) 및 그 상보신호를 받는 스위치회로를 통해서 출력되는 것에 대하여, 실시예4의 전동파워스티어링장치에서는 지연된 PWM파 신호(PWMcw) 및 그 상보신호를 받는 스위치회로의 출력이 유지회로(8)를 통하여 차동앰프에 입력되도록 되어 있다.
지연회로(29)의 지연은, 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)의 스위칭지연과 동등이상으로 정해진다. 또, 유지회로(8)는, 제10도와 동일한 구성이어서, 지연회로(29)의 지연기간중에는 스위치회로(1~4)부터의 신호를 유지한다. 그 밖의 구성은, 제4도에 표시하는 전동파워스티어링장치와 동일하므로 대응하는 부분에 대응하는 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.
실시예4의 전동파워스티어링장치에 있어서는, 실시예3과 마찬가지로, 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)의 스위칭지연에 기인하는 검출오차를 저감시킬 수 있는 동시에 PWM파 신호(PWMcw) 및 그 상보신호의 앞부분의 지연에 의해 발생되는 스위치회로 출력의 공백기간(어느 스위치도 모두 오프(off)의 기간)을 그 직전의 출력치로 보충할 수 있으므로, 모터전류검출회로의 검출오차를 저감시킬 수가 있다.
덧붙여 말하면, 이상의 실시예에 있어서는, 모터전류검출용 저항(Rs)을 모터구동회로(13)와 접지의 사이에 삽입한 경우를 설명했지만, 본 발명은 모터전류검출용 저항(RS)을 모터구동회로(13)와, 전원(P)의 정극 사이에 삽입해도 된다.
본 발명에 관한 전동파워스티어링장치에 의하면, 모터전류의 방향을 판단하기 위한 회로를 필요로 하지 않고, 모터전류의 정확한 피드백 제어가 가능하게 되므로 원활한 조타감각의 전동파워스티어링장치를 실현시킬 수가 있다. 또, 스위치회로의 입력전압에 대한 출력전압의 오차에 의한 영향을 작게할 수가 있다.
또, 본 발명에 관한 전동파워스티어링장치에 의하면, 스위칭소자의 스위칭지연에 기인하는 검출오차를 저감시킬 수가 있다. 그리고 PWM파의 앞부분의 지연에 의해 발생되는 스위치회로 출력의 공백기간을 그 직전의 출력치로 보충할 수 있으므로, 모터전류검출회로의 검출오차를 저감시킬 수가 있다.

Claims (6)

  1. 모터의 구동을 제어하기 위한 PWM파의 동작주기를, 검출된 모터전류에 대응하여 제어하므로서 조타보조력을 얻을 수 있는 전동파워스티어링장치에 있어서, 브리지 접속된 스위칭소자(T1, T2, T3, T4)를보유하고, 그 스위칭소자(T1, T2, T3, T4)를 연결하도록 상기한 모터가 접속된 모터구동회로(13)와, 상기한 스위칭소자(T1, T2, T3, T4)중에서 상기한 모터를 통해서 직렬로 접속된 한쌍의 스위칭소자(T1, T2, T3, T4)를 선택적으로 구동시키는 상기한 PWM파를 발생시키는 PWM파 발생회로(11)와, 상기한 모터구동회로(13)와, 전원 사이에 장치된 모터전류검출용 저항(Rs)과, 그 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압에 의해 모터전류를 검출하는 모터전류검출회로와, 상기한 모터전류검출회로는, 상기한 PWM파에 동기해서 상기한 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압의 극성을 전환하는 스위치회로(1, 2, 3, 4)(단)를 구비하고, 그 스위치회로(1, 2, 3, 4)로부터의 출력에 의거하여 상기한 모터전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 전동파워스티어링장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 모터전류검출회로(5, 6, 10a, 10b)는, 상기한 모터전류검출용 저항(Rs)에 접속된 증폭회로(10a, 10b)를 구비하고, 상기한 스위치회로(5, 6)는 상기한 증폭회로의 출력단자에 접속시키고 있는 것을 특징으로 하는 전동파워스티어링장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 PWM파가 입력되고, 그 PWM파의 앞부분을 지연시켜서 상기한 스위치회로(1, 2, 3, 4)에 출력하는 지연회로(29)와, 상기한 스위치회로(1, 2, 3, 4)는, 상기한 지연회로(29)로부터의 출력신호에 동기하여 상기한 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압의 극성을 전환하는 것을 특징으로 하는 전동파워스티어링장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기한 PWM파가 입력되고, 그 PWM파의 앞부분을 지연시켜서 상기한 스위치회로(5a, 6a)에 부여하는 지연회로(29)와, 상기한 스위치회로(5a, 6a)는, 상기한 지연회로(29)로부터의 출력신호에 동기해서 상기한 모터전류검출용 저항(Rs)의 양단전압의 극성을 전환하는 것을 특징으로 하는 전동파워스티어링장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기한 지연회로(29)의 지연기간에 상기한 스위치회로(1, 2, 3, 4)로부터의 출력을 유지하는 유지회로(8)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동파워스티어링 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기한 지연회로(29)의 지연기간에 상기한 스위치회로(5a, 6a)로부터의 출력을 유지하는 유지회로(8)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동파워스티어링장치.
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