KR0155431B1

KR0155431B1 - 전동파워 스티어링 장치

Info

Publication number: KR0155431B1
Application number: KR1019950043105A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 마쯔오카
Original assignee: 이노우에 히로시; 쿄오요오세이코오 카부시키가이샤
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1998-10-15
Also published as: EP0712775B1; US5765661A; JPH08142883A; JP3521245B2; EP0712775A2; KR960017410A; DE69517920T2; EP0712775A3; DE69517920D1

Abstract

제어부를 2개로 나누고, 고속의 응답성능이 요구되는 제1모터 전류목표값을 정하는 제1제어부는 하아드웨어 만으로 이루어지고, 페일 세이프 기능을 제2제어부에 탑제한 전동파워 스티어링 장치이다. 제2제어부는, 제2모우터 전류 목표값을 정하고, 또 제1모터 전류목표값, 제2모터 전류목표값, 구동전류 및 차량의 상태를 표시하는 신호에 의거하여, 제1모터 전류목표값을 변경하기위한 신호를 제1제어부로 출력한다.

이와 같이 역할분담하므로서 조타에 응답성의 향상 및 제조 코스트의 삭감을 실현할 수 있다.

Description

전동파워 스티어링 장치

제1도는 본 발명의 실시예 1에 관한 전동 파워 스티어링 장치의 개략 구성을 표시하는 블록도.

제2도는 제1도에 표시하는 모터 전류 목표값 결정회로, 위상보상회로 및 게인가변 앰프를 표시하는 회로도.

제3도는 제1도에 표시하는 리미터, 전류 제어회로, 3각파 발생회로 및 PWM파 발생회로를 표시하는 회로도.

제4도는 제1도에 표시하는 모터 구동회로를 표시하는 회로도.

제5도는 제1도에 표시하는 모터 전류 검출회로를 표시하는 회로도.

제6도는 실시예 1에 있어서의 동작을 표시하는 플로우차아트.

제7도는 실시예 1에 있어서의 동작을 표시하는 플로우차아트.

제8도는 조타토오크에 대한 모터 전류 목표치의 관계를 표시하는 특성도.

제9도는 실시예 1에 있어서의 동작을 표시하는 플로우차아트.

제10도는 본 발명의 실시예 2에 관한 전동 파워 스티어링 장치의 개략구성을 표시하는 블록도.

제11도는 실시예 2에 있어서의 동작을 표시하는 플로우차아트.

제12도는 실시예 2에 있어서의 동작을 표시하는 플로우차아트.

제13도는 실시예 2에 있어서의 동작을 표시하는 플로우차아트.

제14도는 본 발명의 실시예 3에 관한 전동파워 스티어링 장치의 개략구성을 표시하는 블록도.

제15도는 본 발명의 실시예 4에 관한 전동파워 스티어링 장치의 개략구성을 표시하는 블록도.

본 발명은, 조타토오크에 의거하여 결정되는 조타력 보조용 모터의 모터 전류목표값을 자동제어의 목표값으로하고, 조타력 보조용 모터의 구동전류를 자동제어의 피이드백 값으로 해서, 조타력 보조용 모터를 구동제어하는 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.

조타토오크에 의거하여 결정되는 조타력 보조용 모터의 전류 목표값과, 조타력 보조용 모터의 구동전류등에 의거하여, 조타력 보조용 모터를 구동제어하는 전동파워 스티어링 장치에서는, 여러가지의 상이한 판정이 필요한 페일세이트 부분과, 고속의 응답성능이 요구되는 제어부분의 양쪽으로 마이크로 컴퓨우터로 대표 되는 단일한 요소에 의하여 구성되어 있다. 또, 마이크로 컴퓨터를 감시하는 부분은, 별도의 하드웨어(컴퓨터를 함유하지 않는 전자회로)가 사용되고 있다. 그런데, 이 마이크로 컴퓨터는, 고속의 응답성이 요구되는 제어부분의 사용에도 견디도록, 고성능(고속)의 고가인 것이 사용되어 있으므로, 제조 코스트의 상승요인으로 되고 있다.

본 발명은, 이상과 같이 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 본 발명의 하나의 목적은, 조타에 대한 응답성이 향상되고, 제조 코스트의 삭감이 가능한 전동파워 스티어링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 관한 전동파워 스티어링장치는, 제1모터 전류목표값을 결정하고, 제1제어부는, 하아드웨어 만으로 되어 있고, 고속의 응답성능이 요구되지 않는 페일 세이프 부분을 제2제어부에 탑재하고 있다. 제2제어부는, 제2모터 전류목표값을 결정하며, 또, 제1모우터 전류목표값, 제2모터 전류목표값, 구동전류 및 차량의 상태를 표시하는 신호에 의거하여 제1모터 전류목표치를 변경하기 위한 신호를 제1제어부로 출력한다.

이와 같이 제어부를 2개로 나누고, 역할분담하므로서 조타에 대한 응답성의 향상 및 제 코스트의 삭감을 실현할 수 있다. 또, 시스템을 소형화 할 수 있다. 예컨대, 제1제어부는, 제2제어부로부터의 게인 지시신호에 의거하여, 제1모터 전류목표치의 게인을 변경하는 게인 가변회로를 갖춘다. 또, 제1제어부는 제1모터 전류목표치의 상 하한값 제한을 변경하는 제한값 가변회로를 갖추며, 판정부가 제한값 가변회로의 제한값을 지시하는 상 하한값 제한신호를 출력한다. 이 경우는, 시스템이 과도로 온도상승하는 것을 방지할 수 있다.

더우기 판정부는, 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값의 차가 소정값보다 클 때는 이상이 있다고 판정하고, 제1 및 제2 모터전류목표값을 제한한다. 이것에 의하여 제어부의 이상이 확실하게 검출된다. 또, 2개의 목표값이 완전히 동일 특성이므로, 갑자기 모터 구동이 정지되는 일이 없고 기본성능이 약화되지 않는다.

이하 본 발명을 그 실시례를 표시하는 도면에 의거하여 상술한다.

[실시예 1]

제1도는, 본 발명의 실시예1에 관한 전동파워 스티어링 장치의 개략구성을 표시하는 블록도이다. 이 전동파워 스티어링 장치에 있어서는, 조타축에 설치된 조타토오크 센서(1)로 부터의 조타토오크 신호가 모터 전류목표값 결정회로(2)에 입력되며, 조타토오크와 모터 전류목표값의 관계로부터, 모터 전류목표값이 결정된다. 한편, 조타토오크 신호는, 위상보호회로(3)에도 입력되어서 위상보상되며, 위상보상전류로서 출력된다.

모터 전류목표값은, 게인 가변앰프(4)에서 증폭된 후, 합쳐진 점(5)에서 위상보상 전류가 가해지며, 리미터(6)를 개재하여 전류 제어 회로(7)에 입력된다. 전류 제어회로(7)는, 모터 전류 목표값과, 후술하는 모터 전류 검출회로(13)로 부터의 무터 구동전류와의 차에 따른 전류를 PWM파 발생회로(9)에 출력한다. PWM파 발생회로(9)는, 3각파 발생회로(8)로부터의 3각파와, 전류제어회로(7)로 부터의 전류회로(9)는, 3각파 발생회로(8)로부터의 3각파와, 전류제어회로(8)로 부터의 전류등에 따라서 PWM파를 발생하고, 모터 구동회로(10)에 출력한다.

모터 구동회로(10)는, PWM파에 의거하여 조타력 보조용의 모터(11)에 전원(B)으로 부터의 구동전류를 흐르게 하여, 모터(11)를 구동한다.

모터 전류 검출회로(13)는, 구동전류가 흐르는 저항(RS)의 양단전압에 의하여, 구동전류를 검출하며, 그 구동전류의 검출신호를 전류제어회로(7)로 출력한다. 전원(B)과 모터 구동회로(10)의 사이에는, 페일 릴레이(12)가 접속되어 있다.

한편, 조타축에 설치한 조타토오크 센서(1)는 별도의 조타토오크 센서(1a)로 부터의 조타토오크 신호가, 모터 전류 목표값 결정회로(2)와는 별도의 모터 전류 목표값 결정회로(2a)에 입력되며, 조타토오크와 모터 전류목표값의 관계로 부터, 모터 전류목표값이 결정된다. 또 조타토오크 신호는 위상보상회로(3a)에도 입력되어서 위상보상되며, 위상보상전류로서 출력된다. 모터 전류목표값 결정회로(2a)의 상기한 관계는, 모터 전류목표값 결정회로(2)의 상기한 관계와 동일 특성이다.

모터 전류목표값과 위상보상전류는 마이크로컴퓨터(21)에 입력된다.

마이크로 컴퓨우터(21)에서는, 모터 전류 목표값이, 게인 가변부(14)에서 조절된 후, 가합부(17)에서 위상보상전류가 가해진다. 위상보상전류가 가해진 모터 전류목표값은, 공제하는 부(18)에서 리미터(6)로부터 출력된 모터 전류 목표값의 차가 산출되며, 이차는 판정부(19)에 입력된다. 또, 리미터(6)로부터 출력된 모터 전류목표값은, 공제하는 부(16)에서 모터 전류 검출회로(13)에서의 모터 구동 전류의 차가 산출되고, 이 차는 판정부(19)에 입력된다. 또, 판정부(19)에는, 차속신호를 차속연산부(15)에서 연산하여 얻어진 차속값이 부여된다.

더욱 엔진의 온(ON)/오프(OFF)상태를 판정하기 위하여, 이그니션 키이(ignition key)의 온/(오프 상태를 표시하는 ENG신호도 입력된다.)

판정부(19)는, 이들 입력으로부터 게인 가변앰프(4) 및 게인가변부(14)의 게인을 조절한다. 게인 결정부(20)는, 이 조절 결과에 의거하여 게인을 결정하고 게인지시 신호를 게인 가변앰프(4) 및 게인가변부(14)로 보낸다. 또, 판정부(19)는, 상술한 2개의 모터 전류목표값의 차가 소정치 보다 클 때는, 페일 릴레이 구동회로(22)에 릴레이 구동전류를 출력시켜, 페일릴레이(12)를 오프로 한다. 더우기 판정부(19)는, 차량의 상태를 판정하고, 그 판정결과는 다이오드 출력회로(23)를 개재하여, 운전 패널에 표시된다.

마이크로 컴퓨터(21)로부터는, 소정의 주파수의 워치도그펄스 W.D.P가 W.D.P감시부(24)로 출력되고, W.D.P 감시부(24)는, 워치도그펄스(W.D.P)가 소정의 주파수가 아닌 때는, 마이크로 컴퓨터(21)에 리셋 신호를 출력한다.

제2도는, 모터 전류목표값 결정회로(2), 위상보상회로(3) 및 게인 가변앰프(4)의 상세를 표시하는 회로도이다.

모우터 전류 목표값 결정회로(2)는, 토오크 센서(1)로 부터의 토오크 신호가, 반전 증폭회로(34)와, 가변저항(30,32)에 각각 귀환전압이 조절되고, 오프앰프, 2개의 다이오드 및 귀환저항으로부터 이루어지고, 서로 역 특성의 2개의 이상 다이오드(31,33)에 입력된다. 반전 증폭회로(34) 및 이상 다이오드(31,33)의 각각의 출력은 반전 증폭회로(35)에 맞춰서 입력되며, 토오크 신호에 모우터 전류 목표값의 특성을 얻고 있다.

토오크 센서(1)로부터의 토오크 신호는, 위상보상회로(3)에도 입력된다.

게인 가변앰프(4)는, 반전 증폭회로(35)의 출력이 스위치회로(36,37,38,39)와 저항(40,41,42,43)에 각각의 직렬회로 및 저항(44)이 병렬접속된 아날로그 스위치 회로에 입력되며, 아날로그 스위치회로의 출력은 반전 증폭회로(45)에 부여되도록 되어 있다. 스위치 회로(36,37,38,39)에는, 마이크로 컴퓨터(21)(제1도)로 부터의 게인 지시신호(디지탈 신호)가 부여되며, 이들의 온/오프(on/off)에 의하여, 모터 전류 목표값 결정회로(2)의 게인이 조절된다.

제3도는, 리미터(6), 전류제어회로(7), 3각파 발생회로(8) 및 PWM파 발생회로(9)의 상세를 표시하는 회로도이다.

리미터(6)는, 위상보상회로(3)의 출력에 의하여 위상보상된 반전 증폭회로(45)(제2도)의 출력이, 가변저항(46,48)으로 각각 비반전 입력단자로 인가전압이 조절된 2개의 오프앰프(47,49)의 출력단자에, 각각 서로 역방향의 다이오드를 개재하여 부여됨과 아울러, 각각의 반전 입력 단자에 부여된다. 오프앰프(47,49)는, 반전 입력 단자에 부여되는 신호전압이, 각각의 비반전 입력단자의 인가전압을 초과할 때 또는 하회할 때에 각각의 다이오드의 순방향으로 출력하여, 반전입력 단자에 부여되는 신호전압이, 각각의 비반전 입력단자의 인가전압을 초과하지 않도록 또는 하회하지 않도록 한다.

위상보상회로(3)의 출력에 의하여 위상보상된 반전 증폭회로(45)(제2도)의 출력은, 마이크로 컴퓨터(21)(제1도)에 부여됨과 아울러, 저항 및 콘덴서의 직렬회로와 콘덴서와의 병렬회로로 이루어진 필터 회로를 개재하여, 오프앰프로 이루어진 차동 증폭회로(51)의 반전 입력단자에는, 모터 전류 검출하여(13)(제2도, 5도)의 출력이 부여되며, 필터회로 및 차동 증폭회로(51)는 전류 제어 회로(7)를 구성하고 있다.

3각파 발생회로(8)는, 정(+) 귀환 저항 및 부(-) 귀환 저항을 구비한 오프앰프(53)의 비반전 입력 단자에 소정전압이 인가되며, 반전입력 단자는 콘덴서를 개재 하여 접지되어 있다.

PWM파 발생회로(9)에서는, 오프앰프(53)의 출력이 인버터(54)에 의해 반전되고, 콘덴서(55)및 역방향의 다이오드(56)를 통하여 PNP 트랜지스터(57)의 베이스에 입력된다. 콘덴서(55) 및 다이오드(56)의 접속점은, 저항에 의하여 소정전압으로 풀업되어 있다. 인버터(54)의 출력은, 또, 콘덴서(58) 및 순방향의 다이오드(59)를 통하여 NPN 트랜지스터(60)의 베이스에 입력된다.

콘덴서(58) 및 다이오드(59)의 접속점은, 저항에 의하여 소정 전압으로 풀다운되어 있다.

한편, 오프앰프(53)의 반전 입력단자 전압이 차동 증폭회로(52)의 반전 입력 단자에 부여되며, 차동 증폭회로(52)의 비반전 입력단자에는 차동 증폭회로(51)의 출력이 부여된다. 차동 증폭회로(52)의 출력은, PNP 트랜지스터(57) 및 NPN 트랜지스터(60)의 컬렉터에 부여된다. 따라서, PNP 트랜지스터(57) 및 NPN 트랜지스터(60)는 오프앰프(53)로부터의 3각파에 동기하며, 차동 증폭 회로(52)의 출력에 따른 시간으로, 각각 온/오프(on/off)한다. PNP 트랜지스터(57) 및 NPN 트랜지스터(60)의 컬렉터 전압은, 인버터(61~64)에 의하여, 필요에 따라서 분기/반전/증폭 되어서, 모터구동회로(10)에 부여된다.

제4도는, 모터 구동회로(10)의 상세를 표시하는 회로도이다.

모터 구동회로(10)는, 전원(65)과 접지단자와의 사이로 브리지 접속된 전계효과 트랜지스터(68,69,75,79)를 구비한다. 모터(11)는 전계효과 트랜지스터(75,79)의 접속점과 전계효과 트랜지스터(68,69)의 접속점을 교락(bridgind) 하도록 접속 되어 있다. 모터(110)를 개재하여 직렬 접속된 2쌍의 전계효과 트랜지스터(75/69, 68/79)는, 각각의 게이트에 PWM파 발생회로(9)로 부터 PWM파 신호가 부여되어서 구동된다. 전계효과 트랜지스터(75,69)와 전계효과 트랜지스터(68,79)에는, 서로 역위상의 PWM파 신호가 부여된다.

PWM파 발생회로(9)(제3도)의 인버터(61)로 부터의 PWM파 신호는, NPN 트랜지스터(66)의 베이스에 입력되며, NPN 트랜지스터(66)의 컬렉터로 부터의 반전출력은, 전계효과 트랜지스터(69)의 게이트에 입력된다.

인버터(61,62)를 경과한 PWM파 신호는, NPN 트랜지스터(81)의 베이스에 입력되고, NPN 트렌지스터(81)의 컬렉터로 부터의 반전출력은, 전계효과 트랜지스터(79)의 게이트에 입력된다. 인버터(61,63)를 경과한 PWM파 신호는, NPN 트랜지스터(67)의 베이스에 입력되며, NPN 트랜지스터(67)의 컬렉터로 부터의 반전출력은, 전계효과 트랜지스터(68)의 게이트에 입력된다. 인버터(61,62,64)를 경과한 PWM파 신호는, NPN 트랜지스터(76)의 베이스에 입력되며, NPN 트랜지스터(76)의 컬렉터로부터의 반전출력은, 전계효과 트랜지스터(75)의 게이트에 입력된다.

제5도는, 모터 전류 검출회로(13)의 상세를 표시하는 회로도이다. 모터 전류검출회로(13)는 모터 구동회로(100)와 접지 단자와의 사이에 접속된 저항(RS)의 브리지 회로측의 전압이, 차동 증폭회로(85)의 비반전 입력단자 및 차동 증폭회로(82)의 반전 입력 단자에 부여된다. 또 저항(RS)의 접지측의 전압이 차동 증폭회로(85)의 반전 입력단자 및 차동증폭회로(82)의 비반전 입력단자에 부여된다.

차동증폭회로(85)의 비반전 입력단자 및 차동증폭회로(82)의 비반전 입력단자에는, 병렬 접속된 저항 및 콘덴서로 이루어진 필터 회로(84,83)가 각각 접속되어 있다. 차동 증폭회로(85) 및 차동 증폭회로(82)의 각각의 출력단자에는, 스위치회로(87,86)가 접속되어 있다.

PWM파 발생회로(9)의 인버터(61)로 부터의 PWM파 신호가, 콘덴서(90)와, 다른쪽이 접지된 저항(91) 및, 다른 쪽이 접지된 저항(92) 및 역접속된 다이오드(93)의 직렬회로와, 순방향으로 접속된 다이오드(94)로 구성된, PWM파 신호의 에지를 두드러지게하는 에지 정형 회로를 통하여, NPN 트랜지스터(95)의 베이스에 입력된다.

PWM 발생회로(9)의 인버터(61,62)를 경과한 PWM파 신호는, 콘덴서(96)와, 다른 쪽이 접지된 저항(97)과, 다른 쪽이 접지된 저항(98) 및 역접속된 다이오드(99)의 직렬회로와, 순방향으로 접속된 다이오드(100)로 구성된 에지 정형회로를 통하여, NPN 트랜지스터(101)의 베이스에 입력된다.

차동 증폭회로(82)와 차동 증폭회로(85)와는, 저항(RS)의 양단 전압이 서로 역극성으로 입력되어 있다. 또, NPN 트랜지스터(95,101)는, 서로 역위상의 PWM파 신호에 의하여 온/오프(on/off)되고, 스위치 회로(86,87)를 각각 온/오프(on/off)한다. 이것에 의하여, 모터(11)(제4도)에 흐르는 전류의 방향에 따른 극성의 저항(RS)에 흐르는 전류에 따른 전압이, 차동 증폭회로(89)에 부여된다.

차동 증폭회로(89)에는, 저항과 콘덴서로 이루어진 적분회로가 전치되어 있다. 차동증폭회로(89)의 출력은, 전류제어회로(7)에 함유되는 차동 증폭회로(5)(제3도)의 반전 입력단자와 마이크로 컴퓨터(21)에 부여된다.

아래에, 이와 같이 구성된 전동 파워 스티어링 장치에 있어서 개인 결정시의 동작을, 제6도, 제7도, 제9도에 표시하는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

판정부(19)는, ENG 신호에 의거하여 이그니션 키이(ignition key)의 온/오프(on/off) 상태를 검출하여(스텝S10), 이그니션 키이가 오프(off) 상태일 때는, 계속 감시한다.

판정부(19)는, 이그니션 키이가 온(on) 상태일 때, 차속연산(스텝S11)을 실행한다. 차속연산(스텝S11)의 플로우차트를 제7도에 표시한다.

판정부(19)는 차속연속부(15)에서 연산된 차속값(펄스)을 판독하며(스텝S30), 이 차속값의 히스터리시스처리(스텝S31)를 실시한 후, 이 차속값에 있어서의 조타토오크 및 모터 전류목표치의 제어특성을 결정한다(스텝S32). 제어특성은, 예컨대, 제8도에 표시하듯이 차속의 증가에 따라서 게인이 작아지도록 되어 있다. 이 제어특성을 결정한 후, 제6도의 시스템 이상 검출(스텝S12)을 실행한다.

시스템 이상검출(스텝S12)의 플로우차트를 제9도의 표시한다.

판정부(19)는, 공제하는 부(18)로 부터 입력되는 값, 또는 공제하는 부(16)로 부터 입력되는 값과, 각각의 소정값을 비교하며(스텝S40), 소정값 보다 큰 경우를 이상 있다고 판단한다(스텝S41). 이상이 없을 때는, 제6도의 게인 결정 스텝(S13)으로 전진한다.

이상이 있을 때는, 페일 릴레이 구동회로(22)에 릴레이 구동전류를 출력시켜, 페일 릴레이(12)를 오프(off)하며(스텝S42). 그후 스텝(S13)으로 전진한다.

게인 결정(스텝S13)에서는, 판정부(19)가 차속 연산스텝(S11)에서 결정된 제어 특성 및 시스템 이상 검출스텝(S12)에서의 판정결과에 각각 의거하여 각각의 모터 전류 목표값의 상하한값를 결정함과 아울러, 그들의 상하한값의 내에서 최소(절대값)의 상 하한값을 선택한다. 결국 차속의 증가에 따라서 상하한값의 절대값이 작게되고, 검출에 이상이 있다고 할 때는 상하한값는 영으로 된다. 게인결정부(20)는, 이 상하한값에 의거하여 게인을 결정하고, 그 게인지시 선호를 게인 가변앰프(4) 및 게인 가변부(14)에 출력한다(스텝14).

게인 가변 앰프(4) 및 게인 가변부(14)는, 게인지시 신호를 받아서, 각각의 게인을 변경한다. 게인 지시 신호가 출력된 후, 상술한 처리를 최초로부터 반복한다.

이와 같이 하므로서, 고속의 응답성이 요구되는 제어 부분에는 하드웨어를 사용하고, 여러가지의 이상판정이 필요한 페일 세이프 부분에는 값이 싼 마이크로 컴퓨터를 각각 사용할 수 있고, 제조 코스트의 삭감이 가능하게 된다.

[실시예 2]

제10도는, 실시예 2에 관한 전동파워 스티어링 장치의 개략구성을 표시하는 블록도이다. 이 전동 파워 스티어링 장치는, 모터 전류 목표치가, 게인 가변 앰프(4)에서 증폭된 후, 리미터(6a)에 입력되어서 소정의 제한이 가해지고, 합쳐진 점(5a)에서 위상보상 전류가 가해져서, 전류제어 회로(7)에 입력된다.

공제하는 부(18)에서 산출된 차, 공제하는 부(16)에서 산출된 차, 차속 연산부(15)에서 연산된 차속값 및 이그니션 키이의 온/오프(on/off) 상태를 표시하는 신호(ENG신호)에 의하여, 판정부(19a)는, 모터 전류 목표치의 상하한값을 조절한다. 리밋 값 결정부(25)는, 이 조절 결과에 의하여 모터 전류목표값의 상하한 신호를 리미터(6a)에 보낸다. 그 외의 구성은, 실시예 1에서 설명한 전동파워 스티어링 장치의 구성과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

아래에, 이와같이 구성된 전동파워 스티어링 장치에 있어서의 게인결정시의 동작을 제11~13도에 표시하는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

판정부(19a)는, 이그니션 키이가 온(on) 상태인지의 여부를 판단하고(스텝S51), 온(on) 상태인 경우는 제1카운터가 풀카운트 하고 있는지의 여부를 판단한다(스텝S51). 제1카운터가 풀카운트하고 있지 않은 경우, 제1카운터에 1을 가산하고(스텝S52), 그것에 대응하여, 모터 전류목표값의 상하한값을 미증시킨다(스텝S53). 이것에 의하여, 리밋 값 결정부(25)는, 모터 전류목표치의 상하한 신호를 미증시켜서 리미터(6a)에 보내고, 리미터(6a)는, 이것을 받아서 게인 가변앰프(40)로부터 입력되는 모터 전류 목표값의 상하한 제한값을 미증시킨다.

스텝(S51)에 있어서 제1카운터가 풀카운트하고 있을때는, 차속 연산(스텝S58)을 실행한다.

스텝(S50)에 있어서 이그니션 키이가 오프(off) 상태인 경우, 판정부(19a)는, 제2카운터가 풀카운트하고 있는지의 여부를 판단한다(스텝S54).

제2카운터가 풀카운트하고 있지 않을때는, 제2카운터에 1을 가산하며(스텝S55), 그것에 대응하여, 모터 전류 목표값의 상하한값을 미감시킨다(스텝S56). 이것에 의하여, 리밋값 결정부(25)는, 모터 전류 목표값의 상하한 신호를 미감시켜서 리미터(6a)에 보내고, 리미터(6a)는, 이것을 받아서 게인 가변앰프(40)로 부터 입력시키는 모터 전류 목표값의 상하한 제한값을 미감시킨다. 스텝(S54)에 있어서 제2카운터가 풀카운트하고 있을 대는, 리밋값을 영으로하여(스텝S57)스텝(S58)으로 전진한다.

차속 연산(스텝S58)의 플로우차트를 제12도에 표시한다. 판정부(19a)는, 차속연산부(15)에서 연산된 차속값(펄스)을 판독하며(스텝S60), 이 차속값의 히스터리 시스 처리를 실시한(스테S61)후, 이 차속값에 있어서의 조타토오크 및 모터 전류 목표값의 제어특성을 결정한다(스텝S62). 그리고, 이 제어특성에 의거하여, 이 차속값에 있어서의 모터 전류 목표치의 상하한값을 결정한(스텝S63)후, 제11도에 표시하는 시스템 이상검출(스텝S59)을 실행한다.

시스템 이상검출(스텝S59)의 플로우차트를 제13도에 표시한다.

판정부(19a)는, 공제하는 부(18)에서 산출된 차, 또는 공제하는 부(16)에서 산출된 차와, 각각의 소정값을 비교(스텝S70)하고, 소정값 보다 큰 경우 이상있다고 판단한다(스텝S71). 이상이 없을 때는 게인을 결정한다(스텝S13). 이상이 있을 때 판정부(19a)는 모터 전류 목표값의 상하한값을 0으로 한다(스텝S72). 그렇게 하면 리밋값 결정부(25)는, 모터 전류 목표값의 상하한 신호를 0으로 하여, 리미터(6a)에 보내고, 리미터(6a)는, 이것을 받아서 게인 가변앰프(40)로부터 입력되는 모터 전류 목표값을 0으로 한다.

그것과 아울러, 페일 릴레이 구동 회로(22)에 릴레이 구동전류를 출력시켜, 페일 릴레이(12)를 오프(off)로 하여(스텝S73), 스텝(S13)으로 전진한다.

게인 결정(스텝S13)에서는 판정부(19a)는, 이그니션 키이의 온/오프(on/off) 사의 감시스텝, 차속 연산스텝 및 시스템 이상검출 스텝의 각각에서 결정된 모터 전류 목표값의 상하한값의 내에서 최소(절대값)의 상하한값을 선택한다. 게인 결정부(20)는, 이 상하한값에 의거하여 게인을 결정하며, 그 게인지시 신호를 게인가변앰프(4) 및 게인 가변부(14)에 출력한다(스텝S14).

실시예 2에서는 실시예 1에 있어서의 효과에 가하여, 전동파워 스티어링 장치가 시동할 때에, 게인 가변앰프(40) 및 개인 가변부(14)의 게인과, 리미터(6a)의 모터 전류 목표값의 상하한 제한값을 서서히 올릴 수 있고, 시동시의 쇼크를 가라앉힐 수 있다.

또, 모터(11) 및 그 제어회로에 흐르는 전류를 적절하게 제한하므로서, 모터(11) 및 그 제어회로의 가열을 방지할 수 있고, 최적한 역설계가 가능하게 되며, 전동파워 스티어링 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

[실시예 3]

제14도는, 실시예 3에 관한 전동파워 스티어링 장치의 개략 구성을 표시하는 블록도이다. 본 전동파워 스티어링 장치는, 조타축에 설치한 조타토오크센서(1)로 부터의 조타토오크 신호가, A/D 컨버어터(26)에서 디지탈 신호로 변환되어서, 모터 전류 목표값 결정회로(2d)에 입력되며, 조타토오크와 모터 전류 목표값과의 관계로부터, 모터 전류 목표치가 결정된다.한편, 디지탈 신호로 변환된 조타토오크 신호는, 위상보상회로(3d)에도 입력되어서 위상보상되어, 위상보상 전류로써 출력된다.

모터 전류 목표치의 디지탈 신호는, 게인 가변 연산부(4d)에서 연산(증폭)된 후, 합쳐진 점(5d)에서 위상보상 전류의 디지탈 신호가 가해지고, 리미터(6d)를 개재하여, 공제점(7d)에 입력된다. 공제점(7d)에서는, 모터 전류 목표값의 디지탈 신호와, 후술하는 모터 전류검출회로(13)에서의 모터 구동전류의 디지탈 신호와의 차이 따른 디지탈 신호를 P1 연산부(7e)에 입력한다. P1 연산부(7e)는, 입력된 디지탈 신호에 의거하여, 비례연산 및 적분연산을 실시하고, 그 연산결과를 PWM파 발생부(9d)에 출력한다.

PWM파 발생부(9d)는, P1 연산부(7e)로부터의 연산결과에 따라서 PWM파를 발생하여 모터 구동회로(10)에 출력한다. 모터 구동회로(10)는 PWM파에 의하여 조타력 보조용의 모터(11)에 전원(B)으로 부터의 구동전류를 흐르게 하여, 모터(110)를 구동한다. 모터 전류 검출회로(13)는, 구동전류가 흐르는 저항(RS)의 양단전압에 의하여 구동전류를 검출하고, 그 구동전류의 검출신호를 A/D 컨버터(27)에 출력한다.

A/D 컨버터(27)는, 구동전류의 검출신호를 디지탈 신호로 변환하며, 공제점(7d) 및 마이크로 컴퓨터(21)의 공제점(16)에 출력한다.

또한, A/D 컨버터(26), 모터 전류 목표값 결정회로(2d), 위상 보상회로(3d), 게인 가변연산부(4d), 합쳐진 점(5d), 리미터(6d), 공제점(7d), P1 연산부(7e), PWM파 발생부(9d) 및 A/D 컨버터(27)는, 게이트 어레이(28)에 함유되어 있다. 그 외의 구성은, 실시예 1에서 설명한 전동파워 스티어링 장치의 구성과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이와같은 구성의 전동파워 스티어링 장치의 동작은, 게이트 어레이(28)내의 동작을, A/D 컨버어터(26,27)에 의하여 A/D 변환된 디지탈 신호에 의하여 실시하고 있는것 이외는, 실시예 1에서 설명한 전동파워 스티어링 장치의 동작과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

이와같이 하므로서 고속의 용답성이 요구되는 제어부분에는 하드웨어(게이트 어레이 : 카스텀IC)를 여러가지의 이상판정이 필요한 페일 세이프 부분에는, 값싼 마이크로 컴퓨터를 각각 사용할 수 있고, 제조 코스트의 삭감이 가능하게 된다.

[실시예 4]

제15도는, 실시예 4에 관한 전동파워 스티어링 장치의 개략 구성을 표시하는 블록도이다. 본 전동파워 스티어링 장치는 조타축에 설치한 조타토오크 센서(1a)로 부터의 조타토오크 신호가, 모터 전류 목표값 결정회로(2a)에 입력되고, 조타토오크와 모터 전류 목표값과의 관계로부터, 모터 전류목표값이 결정된다.

또, 조타토오크신호는, 위상보상회로(3a)에도 입력되어서 위상보상되며, 위상보상 전류로 출력된다.

모터 전류목표값, 위상보상 전류는 A/D 컨버터(30,31)에 의하여, 각각 디지탈 신호로 변환되어서, 게인 가변부(14) 및 합쳐진 부(17)에 각각 입력된다. 모터 전류 목표값(디지탈 신호)은, 게인 가변부(14)에서 조절된 후, 합쳐진 부(17)에서 위상 보상 전류(디지탈 신호)가 가해진다. 또 리미터(6)로부터 출력된 모터 전류 목표값은 A/D 컨버터(32)에서 A/D 변환된다. 그리고 공제부(18)는, A/D 컨버터(32)에서, A/D 변환된 모터 전류로부터, 합쳐진 부(17)에서의 모터 전류 목표값(디지탈 신호)을 공제하고, 이 차를 판정부(19)에 부여한다.

또, 모터 전류 검출회로(13)에서 출력된 모터 구동전류는, A/D 컨버터(33)에서 A/D 변환 된다. 공제부(16)는, A/D 컨버터(32)에서 A/D 변환된 모터 전류 목표치로부터, A/D 변환된 모터 구동전류의 값을 공제하고, 이 차를 판정부(19)에 부여한다.

차속 신호는, 주파수 카운터(35)에서 디지탈 신호로 변환되어 차속 연산부(15)에서 연산되어서 차속값로서 판정부(19)에 부여된다. 더우기 ENG 신호는, 주파수 카운터(36)에서 디지탈 신호로 변환되며, 엔진의 회전수를 표시하는 신호로서 판정부(19)에 입력된다.

판정부(19)는, 이들의 입력으로부터 게인 가변부(14) 및 게인 가변앰프(4)의 게인을 조절한다. 게인 결정부(20)는, 이 조절결과에 의거하여 게인을 결정하며 게인지시 신호를 게인 가변부(14)와, D/A 컨버터(34)를 개재하여 게인 가변앰프(4)에 보낸다. 또, 판정부(19)는, 상술한 2개의 모터 전류 목표값의 차가 소정값보다 클 때는, 페일 릴레이 구동회로(22)에 릴레이 구동전류를 출력시켜, 페일 릴레이(12)를 오프(off)로 한다. 더우기 판정부(19)는 차량의 상태를 판정하고, 그 판정결과는 다이어그 출력회로(23)를 개재하여, 운반 패널에 표시된다.

또한, A/D 컨버터(30~33), 게인 가변부(14), 합쳐진 부(17), 공제부(18), 판정부(19), 공제부(16), 주파수카운터(35,36), 차속연산부(15), 게인 결정부(20) 및 D/A 컨버어터(34)는 게이트어레이(21a)(카스텀 IC)에 함유되어 있다.

게이트어레이(21a)로부터는 소정의 주파수의 워치도그펄스(W.D.P)가 W.D.P 감시부(24)에 출력되며 W.D.P감시부(24)에서는, 워치도그펄스(W.D.P)가 소정의 주파수에서는 없어졌을 때에, 게이트어레이(21a)에 리셋 신호가 출력된다. 그외의 구성은, 실시예 1에서 설명한 진동파워 스티어링 장치의 구성과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

실시예 4의 전동파워 스티어링 장치에서는, 게이트 어레이(21a)내의 동작이 A/D 컨버터(30~38), 주파수 카운터(35,36)에 의하여 변환된 디지탈 신호에 의하여 실시되고, D/A 컨버터(34)에 의하여 D/A에 변환된 게인 지시신호에 의하여 게인이 지시된다. 또, 엔진의 회전수를 주파수 카운터(36)에서 변환된 디지탈 신호를 사용하고 있다. 그 외의 동작은, 실시예 1에서 설명한 전동파워 스티어링 장치의 동작과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

Claims

조타토오크에 의거하여, 조타력을 보조하기 위한 모터(11)의 구동전류의 상하한값을 모터 전류 목표값을 자동제어의 목표값으로서 정하고, 모터(11)의 구동전류를 자동제어의 피이드백 값으로서 모터 구동회로(10)를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치에 있어서, 제1모터 전류 목표값을 정하는 제1모터 전류목표값 결정부(2,4,5,6,7)와, 모터 구동회로의 구동전류 및 제1모터 전류 목표값에 의거하여 모터 구동회로를 제어하는 신호를 출력하는 회로(9)를 구비하고(include) 하아드웨어만으로 이루어지는 제1제어부와, 제1모터 전류목표값과 다른 제2모터 전류목표값을 정하는 제2모터 전류목표값 결정부(2a,21)와, 제1모터 전류목표값, 제2모터 전류목표값, 구동전류 및 차량의 상태를 표시하는 신호에 의거하여, 제1모터 전류목표값을 변경하기 위한 신호를 제1제어부로 출력하는 판정부(19)를 구비하는 제2제어부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
제1항에 있어서, 제1제어부는, 제1모터 전류목표값의 게인을 게인 가변회로(4)를 구비하며(include), 판정부(19)는, 게인가변회로(4)의 게인을 지시하는 게인지시신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
제2항에 있어서, 제2제어부는, 제2모터 전류목표값의 게인을 변경하는 게인가변부(14)를 구비하고(include), 판정부(19)는, 게인 가변부(14)의 게인을 지시하는 게인지시신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
제1항에 있어서, 제1제어부는 게인가변회로(4)의 출력을 제한하는 제한값 가변회로(6a)를 구비하며(include), 판정부(19a)는, 제한값 가변회로(6a)의 제한값을 지시한 상하한값 제한신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제2항에 있어서, 제1제어부는, 게인 가변회로(4)의 출력을 제한하는 제한값 가변회로(6a)를 구비하며(include), 판정부(19a)는, 제한값 가변회로(6a)의 제한값을 지시하는 상하한값 제한신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제3항에 있어서, 제1제어부는, 게인 가변회로(4)의 출력을 제한하는 제한값 가변회로(6a)를 구비하며(include), 제한값 가변회로(6a)의 제한값을 지시하는 상하한값 제한신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제1항에 있어서, 판정부(19)는 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값과의 차가 소정값 보다 큰 때는 이상이 있다고 판정하며, 판정부가 이상이 있다고 판정 했을 때는, 제1 및 제2모터 전류목표값을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제2항에 있어서, 판정부(19)는 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값과의 차가 소정값 보다 큰 때는 이상이 있다고 판정하며, 판정부가 이상이 있다고 판정 했을 때는, 제1 및 제2모터 전류목표값을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제3항에 있어서, 판정부(19)는 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값과의 차가 소정값 보다 큰 때는 이상이 있다고 판정하며, 판정부가 이상이 있다고 판정 했을 때는, 제1 및 제2모터 전류목표값을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제4항에 있어서, 판정부(19)는 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값과의 차가 소정값 보다 큰 때는 이상이 있다고 판정하며, 판정부가 이상이 있다고 판정 했을 때는, 제1 및 제2모터 전류목표값을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제5항에 있어서, 판정부(19)는 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값과의 차가 소정값 보다 큰 때는 이상이 있다고 판정하며, 판정부가 이상이 있다고 판정 했을 때는, 제1 및 제2모터 전류목표값을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.
제6항에 있어서, 판정부(19)는 제1모터 전류목표값과 제2모터 전류목표값과의 차가 소정값 보다 큰 때는 이상이 있다고 판정하며, 판정부가 이상이 있다고 판정 했을 때는, 제1 및 제2모터 전류목표값을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동파워 스티어링 장치.