KR100385101B1 - 차량의 전동파워스티어링장치 - Google Patents

차량의 전동파워스티어링장치 Download PDF

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KR100385101B1
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Abstract

본 발명은 전동파워스티어링장치에 있어서, 토오크센서장치의 이상을 정확하게 검출한다.
CPU(64)는 프로그램처리에 의해 토오크센서장치(50)에 의해 검출된 조타토오크 및 차속센서에 의해 검출된 차속 등에 의거하여 전동모터(14)를 제어하여 조타핸들의 회동조작에 대하여 적당한 어시스트력을 부여한다. 또 CPU(64)는 프로그램처리에 의해 토오크센서장치(50) 및 전원회로(41)의 이상을 검출한다. 토오크센서장치(50)는 전원회로(41)로부터의 전원전압(Et)의 공급을 받아 작동하여 조타토오크를 검출한다. 전원회로(41)로부터 출력되는 전원전압(Et)이 저하하였을 때, 토오크센서장치(50)의 이상검출이 금지된다. 배터리(25)로부터 전원회로(41)에 공급되는 전원전압(Ep)이 저하하였을 때 전원회로(41)의 이상검출이 금지된다.

Description

차량의 전동파워스티어링장치{ELECTRICALLY-DRIVEN POWER STEERING APPARATUS OF VEHICLE}
본 발명은 조타핸들의 조타조작을 전동모터의 회전에 의해 어시스트하는 차량의 전동파워스티어링장치에 관한 것이다.
종래부터 예를 들어 일본국 실용신안등록공보제2524450호에 나타나 있는 바와 같이 조타토오크를 검출하는 토오크센서장치를 설치하고, 토오크센서장치에 의해 검출된 조타토오크에 따라 전동모터의 회전을 제어하여 조타핸들의 조타조작을 전동모터의 회전에 의해 어시스트하는 차량의 전동파워스티어링장치는 잘 알려져 있다. 그리고 이 전동파워스티어링장치에 있어서는, 토오크센서장치로서 메인 및서브의 2개의 센서를 설치하고, 메인센서의 출력을 검출 조타토오크로 하여 전동모터의 제어에 이용함과 동시에, 메인센서와 서브센서의 각 출력치의 편차가 클 때 토오크센서장치의 이상을 판정하여 상기 전동모터의 제어를 정지하도록 하고 있다.
그러나 상기 종래의 장치에 있어서는 전동모터의 회전 등에 의하여 배터리로부터 토오크센서장치에 공급되는 전원전압이 저하하거나 하면, 이 토오크센서장치의 주변회로 및 그 토오크센서장치 자체에도 그 영향이 나타나 불필요하게 이상판정이 되거나, 토오크센서장치의 이상을 잘못 판정한다고 하는 문제가 있다. 또 메인센서와 서브센서의 각 출력치의 편차가 큰 것이 검출되면, 즉시 토오크센서장치의 이상이 판정되므로, 노이즈, 돌발적인 이유 등에 의하여 일시적으로 상기 편차가 커진 경우에도 상기 이상으로 판정되어 버려, 이상의 오판정이 이루어지는 일이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 전동파워스티어링장치의 전체 개략도,
도 2는 도 1의 전기제어장치의 전체블록도,
도 3은 도 2의 토오크센서장치의 상세 회로도,
도 4(a)(b)는 도 3의 토오크센서유닛(SU)에 부가되는 정현파신호를 나타내는 파형도이고, (c)는 샘플링펄스를 나타내는 타임차트,
도 5는 도 2의 CPU에 의해 실행되는 프로그램의 플로우차트,
도 6은 도 5의 「전원전압저하 검출루틴」의 상세를 나타내는 플로우차트,
도 7은 도 5의 「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」의 상세를 나타내는 플로우차트,
도 8은 도 5도의「토오크센서이상 검출루틴」의 상세를 나타내는 플로우차트,
도 9는 도 5의「제어토오크 홀드루틴」의 상세를 나타내는 플로우차트,
도 10은 도 5의「어시스트제어루틴」의 상세를 나타내는 플로우차트,
도 11은 조타토오크와 기본어시스트값과의 관계를 나타내는 그래프,
도 12는 도 8의 「토오크센서이상 검출루틴」의 변형예의 일부를 나타내는플로우차트이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
FW1, FW2 : 좌우전륜 SU : 센서유닛
ECU : 제어회로유닛 11 : 조타핸들
13 : 조타축 14 : 전동모터
20 : 전기제어장치 21 : 차속센서
25 : 배터리 27 : 이그니션스위치
30 : 구동회로 41, 42 : 전원회로
50 : 토오크센서장치 64 : CPU
67 : 구동제어회로
본 발명은 상기 문제에 대처하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 토오크센서장치의 이상을 정확하게 검출할 수 있게 한 전동파워스티어링장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구성상의 특징은, 배터리로부터 전압공급되어 토오크센서장치에 정전압을 공급하여 이 토오크센서장치를 작동시키는 전원회로와, 전원회로의 이상을 검출하는 이상검출수단과, 전원회로에 공급되는 전압이 소정전압 이하일 때 이상검출수단에 의한 전원회로의 이상검출을 금지하는 이상검출 금지수단을 설치한 데 있다.
상기 구성상의 특징에 의하면 배터리로부터 전원회로에 공급되는 전압이 저하하였을 때, 이상검출 금지수단이, 이상검출수단에 의한 전원회로의 이상의 검출을 금지한다. 따라서 배터리로부터 전원회로에 공급되는 전압이 저하하여 전원회로의 적정한 동작이 확보되지 않은 경우에도 전원회로의 이상이 오검출되는 일이 없어짐과 동시에, 전원회로의 이상검출이 불필요하게 행해지는 일이 없어져, 전원회로의 이상이 정확하게 검출되게 된다.
또 본 발명의 다른 구성상의 특징은 토오크센서장치의 이상을 검출하는 이상검출수단과, 배터리로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압이 소정전압 이하일 때이상검출수단에 의한 토오크센서장치의 이상검출을 금지하는 이상검출 금지수단을 설치한 데 있다.
상기 다른 구성상의 특징에 의하면 배터리로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압이 저하하였을 때, 이상검출 금지수단이 이상검출수단에 의한 토오크센서장치의 이상검출을 금지한다. 따라서 배터리로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압이 저하하여 상기 토오크센서장치의 적정한 동작이 확보되지 않은 경우에도 토오크센서장치의 이상이 오검출되는 일이 없어짐과 동시에, 토오크센서장치의 이상검출이 불필요하게 행하여지는 일이 없어져 토오크센서장치의 이상이 정확하게 검출되게 된다.
또 본 발명의 다른 구성상의 특징은, 배터리로부터 전압공급되어 토오크센서장치에 정전압을 공급하여 상기 토오크센서장치를 작동시키는 전원회로와, 토오크센서장치의 이상을 검출하는 이상검출수단과, 전원회로로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압이 소정전압 이하일 때 상기 이상검출수단에 의한 토오크센서장치의 이상검출을 금지하는 이상검출 금지수단을 설치한 데 있다.
상기 다른 구성상의 특징에 의하면, 전원회로로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압이 저하하였을 때, 이상검출 금지수단이 이상검출수단에 의한 토오크센서장치의 이상검출을 금지한다. 따라서 전원회로로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압이 저하하여 상기 토오크센서장치의 적정한 동작이 확보되지 않은 경우에도 토오크센서장치의 이상이 오검출되는 일이 없어짐과 더불어, 토오크센서장치의 이상검출이 불필요하게 행하여지는 일이 없어져 토오크센서장치의 이상이 정확하게 검출되게 된다.
또 본 발명의 다른 구성상의 특징은, 토오크센서장치로부터의 검출신호의 이상을 검출하여 상기 검출신호의 이상검출이 소정시간 이상 계속되었을 때, 상기 토오크센서장치가 이상이라고 판정하는 이상판정수단과, 토오크센서장치로부터의 검출신호의 이상이 검출되었을 때, 상기 토오크센서장치가 정상이었을 때 검출신호에 의해 표시된 조타토오크를 적어도 이상 판정수단에 의한 이상판정까지 유지하고, 상기 검출신호에 의하여 표시된 조타토오크를 대신하여 상기 유지한 조타토오크에 따라 전동모터의 회전을 제어하도록 모터제어수단을 제어하는 조타토오크 유지수단을 설치한 데 있다.
상기 다른 구성상의 특징에 의하면, 이상판정수단은 토오크센서장치로부터의 검출신호의 이상을 검출하여 상기 이상의 검출이 소정시간 이상 계속되었을 때, 상기 토오크센서장치가 이상이라고 판정하므로, 토오크센서장치의 이상이 노이즈, 돌발적인 이유 등에 의한 일시적인 것이면, 이상판정수단은 토오크센서장치의 이상을 최종적으로 판정하는 일은 없다. 또 이상판정수단에 의한 소정시간의 이상판정 동안, 조타토오크 유지수단의 작용에 의해 토오크센서장치가 정상이었던 상태의 검출 조타토오크가 전동모터의 제어에 이용되므로, 전동모터의 제어와 토오크센서장치의 이상판정을 병행하여 행할 수 있고, 전동모터의 제어가 불필요하게 저해되는 일 없이 토오크센서장치의 이상판정이 정확하게 행하여지게 된다.
또 본 발명의 다른 구성상의 특징은, 배터리로부터 전압공급되어 토오크센서장치에 정전압을 공급하여 상기 토오크센서장치를 작동시키는 전원회로와, 전원회로로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압의 이상을 검출하여 상기 전압의 이상검출이 소정시간 이상 계속되었을 때 상기 전원회로가 이상이라고 판정하는 이상판정수단과, 전원회로로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압의 이상이 검출되었을 때 상기 전원회로가 정상이었던 때에 토오크센서장치에 의해 검출된 조타토오크를 적어도 이상판정수단에 의한 이상판정까지 유지하어 그 검출된 조타토오크를 대신하여 상기 유지한 조타토오크에 따라 전동모터의 회전을 제어하도록 모터제어수단을 제어하는 조타토오크 유지수단을 설치한 데 있다.
상기 다른 구성상의 특징에 의하면, 이상판정수단은 전원회로로부터 토오크센서장치에 공급되는 전압의 이상을 검출하여 상기 이상검출이 소정시간 이상 계속되었을 때 상기 전원회로가 이상이라고 판정하므로, 전원회로의 이상이 노이즈, 돌발적인 이유 등에 의한 일시적인 것이면, 이상판정수단은 최종적으로 전원회로의이상을 판정하는 일은 없다. 또 이상판정수단에 의한 소정시간의 이상판정 동안, 조타토오크 유지수단의 작용에 의하여 토오크센서장치가 정상이었던 상태의 검출조타토오크가 전동모터의 제어에 이용되므로, 전동모터의 제어와 토오크센서장치의 이상판정을 병행하여 행할 수 있어 전동모터의 제어가 불필요하게 저해되는 일 없이 전원회로의 이상판정이 정확하게 행하여지게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면을 사용하여 설명하면, 도 1은 상기 실시형태에 관한 차량의 전동파워스티어링장치를 개략적으로 나타내고 있다.
이 전동파워스티어링장치는 조타핸들(11)의 회동조작을 랙 앤드 피니언기구 (12)를 거쳐 좌우전륜(FW1, FW2)에 전달하는 조타축(13)에 조립된 전동모터(14)를 구비하고 있다. 전동모터(14)는 직류모터로 구성되어 그 회전에 따라 조타핸들 (11)의 회동조작에 대하여 어시스트력을 부여하는 것으로, 그 회전은 감소하여 감속기구(15)를 거쳐 조타축(13)에 전달되도록 되어 있다.
전동모터(14)에는 전기제어장치(20)가 전기적으로 접속되고, 전기제어장치 (20)에는 차속센서(21) 및 센서유닛(SU)이 접속되어 있다. 차속센서(21)는 차속 (V)을 검출하여 상기 차속(V)을 나타내는 검출신호를 전기제어장치(20)에 공급한다. 센서유닛(SU)은 조타축(13)에 조립되어 후기하는 센서장치(50)의 일부를 구성한다.
전기제어장치(20)는 도 2에 나타내는 바와 같이 전동모터(14)의 회전을 제어하기 위한 전자제어회로유닛(ECU)을 구비하고 있어 그 유닛(ECU)에는 배터리 (25)로부터의 배터리전압(Eb)이 릴레이 스위치(26) 및 이그니션 스위치(27)를 거쳐 공급되게 되어 있다. 릴레이 스위치(26)는 통상 온상태에 있고, 이 전동파워스티어링장치의 페일(fail)을 검출하는 페일검출부(도시 생략)에 의해 제어되어 페일검출시에 오프되는 것이다. 이그니션 스위치(27)는 엔진시동시에 운전자에 의해 온조작되는 것이다.
전자제어 회로유닛(ECU)은 구동회로(30) 및 전원회로(41, 42)를 구비하고 있다. 구동회로(30)는 전동모터(14)에 구동전류를 흘리는 것으로, FET 등의 스위칭소자(31 내지 34)를 4변으로 하는 브릿지회로로 이루어진다. 브릿지회로의 서로 대향하는 한 쌍의 대각위치의 한쪽은 션트저항(35)을 거쳐 릴레이 스위치(26)에 접속되어 있어 그 한 쌍의 대각위치의 다른쪽은 션트저항(36)을 거쳐 접지되어 있다. 또 상기 브릿지회로의 다른쪽의 대각위치에는 전동모터(14)의 양 단자가 각각 접속되어 있다.
전원회로(41, 42)에는 캐소드측을 공통접속한 다이오드(43, 44)를 거쳐 이그니션 스위치(27) 및 릴레이 스위치(26)로부터의 배터리전압(Eb)에 의거하는 전자제어회로유닛(ECU)용 전원전압(Ep)이 공급되게 되어 있다. 전원회로(41)는 전원전압 (Ep)을 강압하여 소정의 정전압(예를 들어, 8v)인 전원전압(Et)을 출력하는 것으로 상기 전압(Et)은 토오크센서장치(50)에 공급된다. 전원회로(42)도 전원전압(Ep)을 강압하여 소정의 정전압(예를 들어, 5v)인 전원전압(Ec)을 출력하는 것으로, 상기 전압(Ec)은 전류검출회로(61), 전압검출회로(62), 입력인터페이스회로(63), CPU (64), 메모리장치(65), 출력인터페이스회로(66) 및 구동제어회로(67)에 각각 공급된다.
토오크센서장치(50)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 전원전압(Et)을 강압하여 모두 소정의 정전압(예를 들어, 6v)인 전원전압(Ex, Ey)을 각각 출력하는 전원회로 (51a, 51b)를 구비하고 있다. 전원전압(Ex)은 발진회로(52), 전류증폭회로(53a), 반전전류 증폭회로(53b), 샘플링 펄스발생회로(54), 차동증폭회로(55b), 샘플홀드회로(56b) 및 출력회로(57b)에 공급된다. 전원전압(Ey)은 차동증폭회로(55a), 샘플홀드회로(56a) 및 출력회로(57a)에 공급된다.
발진회로(52)는 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 기준전위를 중심으로 소정주기 또한 소정진폭으로 상하로 진동하는 정현파 신호를 출력한다. 전류증폭회로 (53a)는 상기 정현파 신호를 전류증폭하여 출력한다. 반전전류 증폭회로(53b)는 상기 정현파 신호를 위상반전시킴과 동시에 전류증폭하여 출력한다[도 4(b)참조]. 샘플링 펄스발생회로(54)는 발진회로(52)로부터의 정현파 신호에 의거하여 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 상기 정현파 신호의 피크위치에 대략 동기한 직사각형파형상의 펄스열신호를 샘플링 펄스로서 샘플홀드회로(56a, 56b)에 각각 출력한다.
전류증폭회로(53a, 53b)의 각 출력 동안에는 센서유닛(SU)을 구성하는 직렬접속된 동일 인덕턴스의 코일(L1, L2)의 양쪽 끝이 각각 접속되어 있다. 코일(L1, L2)은 조타축(13)의 일부를 구성하는 토션바 등의 탄성리턴부재의 양쪽 끝부에 각각 조립되어 조타핸들(11) 및 조타축(13)에 작용하는 조타토오크(조타반력)에 따라, 코일(L1, L2)의 각 인덕턴스가 상반하는 방향으로 각각 변화하도록 구성되어 있다. 즉, 양 코일(L1, L2)의 접속점으로부터는 조타토오크의 방향도 포함하여 상기 토오크에 따라 진폭이 변화하는 정현파 신호가 인출되게 되어 있다. 이 직렬접속한 코일(L1, L2)의 양쪽 끝에는 저항(r1, r2, r3)으로 이루어지는 직렬회로와, 저항(r4, r5, r6)으로 이루어지는 직렬회로가 병렬로 접속되어 있다. 저항(r3, r6)은 포텐시오미터로 각각 구성되어 있어 그 저항(r3, r6)으로부터는 기준전위가 각각 인출되도록 되어 있다.
차동증폭회로(55a)는 코일(L1, L2)의 접속점으로부터 인출한 신호 및 저항 (r3)으로부터의 기준전위를 입력하여 그들의 차이신호를 출력한다. 차동증폭회로 (55b)는 코일(L1, L2)의 접속점으로부터 인출한 신호 및 저항(r6)으로부터의 기준전위를 입력하여 그들의 차이신호를 출력한다. 이들 차동증폭회로(55a, 55b)의 출력에는 샘플홀드회로(56a, 56b)가 각각 접속되어 있다.
샘플홀드회로(56a, 56b)는 차동증폭회로(55a, 55b)로부터의 전압신호를 입력하는 일 방향성 반도체 스위칭소자와, 상기 스위칭소자의 출력측에 접속되어 전압을 축적하는 콘덴서와, 상기 콘덴서에 축적된 전압을 매우 큰 시정수로 각각 방전하는 저항으로 각각 이루어지고, 샘플링 펄스발생회로(54)로부터 상기 스위칭소자의 게이트제어단자에 공급되는 샘플링 펄스에 동기하여 차동증폭회로(55a, 55b)로부터의 전압신호를 각각 샘플홀드한다. 또한 이들 샘플홀드회로(56a, 56b)는 상기콘덴서 및 저항에 의한 저대역통과필터기능도 가지고 있다.
출력회로(57a)는 코일(L1, L2), 저항(r1, r2, r3), 차동증폭회로(55a) 및 샘플홀드회로(56a)와 함께 조타토오크를 검출하기 위한 메인센서회로를 구성하는 것으로, 샘플홀드회로(56a)로부터의 전압신호를 증폭하여 조타토오크를 나타내는 메인토오크 전압신호(MTSV)를 출력한다. 출력회로(57b)는 코일(L1, L2), 저항(r4,r5, r6), 차동증폭회로(55b) 및 샘플홀드회로(56b)와 함께 조타토오크를 검출하기 위한 서브센서회로를 구성하는 것으로, 샘플홀드회로(56b)로부터의 전압신호를 증폭하여 조타토오크를 나타내는 서브토오크 전압신호(STSV)를 출력한다. 이들 메인토오크 전압신호(MTSV) 및 서브토오크 전압신호(STSV)는 기준전위(Esr)(예를 들어 2.5v)를 중심으로 하한치(Es-)(예를 들어 1.0v)와 상한치(Es+)(예를 들어 4.0v)의사이에서 변화되는 신호이다.
다시 도 2의 설명으로 되돌아가면 전류검출회로(61)는 션트저항(36)의 양쪽 끝에 접속되어 그 션트저항(36)의 양쪽 끝의 전압에 의거하여 전동모터(14)에 흐르는 구동전류(Im)를 나타내는 검출신호를 출력한다. 전압검출회로(62)는 전동모터(14)의 양쪽 끝에 접속되어 그 전동모터(14)의 단자간 전압(Vm)을 나타내는 검출신호를 출력한다. 입력인터페이스회로(63)는 토오크센서장치(50)용 전원회로(41)에 공급되는 전원전압(Ep) 및 상기 전원회로(41)로부터 출력되는 전원전압(Et), 토오크센서장치(50)로부터의 메인토오크 전압신호(MTSV) 및 서브토오크 전압신호 (STSV), 차속센서(21)로부터의 차속(V)을 나타내는 검출신호, 전류검출회로(61)로부터의 구동전류(Im)를 나타내는 검출신호, 및 전압검출회로(62)로부터의 단자간 전압(Vm)을 나타내는 검출신호를 입력한다. 이 입력인터페이스회로(63)는 A/D 변환기 등을 내장하고 있으며, 필요에 따라 상기 입력한 아날로그의 검출신호를 디지털변환하여 CPU(64)에 공급한다.
CPU(64)는 도 5 내지 도 10의 플로우차트에 나타내는 프로그램을 소정의 짧은 시간마다 반복 실행하여 전동모터(14)를 제어함과 더불어 각종 이상에 대처한다. 메모리장치(65)는 ROM 및 RAM(불휘발성 메모리영역을 포함한다)으로 이루어지어 그 프로그램을 기억함과 더불어, 상기 프로그램의 실행에 필요한 변수를 기억한다. 출력인터페이스회로(66)는 상기 프로그램의 실행에 의해 계산된 전동모터 (14)에 흘리기 위한 지령전류치(I*)에 따른 제어신호를 구동제어회로(67)에 출력한다. 구동제어회로(67)는 상기 제어신호에 따라 구동회로(30)내의 스위칭소자(31 내지 34)를 온·오프제어한다.
다음으로, 상기와 같이 구성한 실시형태의 동작을 설명한다. 이그니션(27)의 투입에 의해 각종 회로에 전원전압(Ep)이 공급되어 그 각종 회로는 작동을 개시한다. CPU(64)에 있어서는 도 5의 플로우차트가 나타내는 프로그램을 소정의 짧은 시간마다 반복 실행하기 시작한다. 또한 이 때 릴레이 스위치(26)도 온되어 있어, 상기 릴레이 스위치(26)는 배터리(25)로부터의 전원전압(Eb)을 구동회로(30) 및 기타의 회로에 공급하고 있다.
도 5의 플로우차트가 나타내는 프로그램의 실행은 프로그램개시단계(100)에서 개시되고, 전원전압저하검출단계(102)에서 전원전압 (Ep)의 저하를 검출하는 「전원전압저하 검출루틴」을 실행하고, 플래그판정단계(104) 에서 전압이상 플래그(ETF) 및 센서이상 플래그(TSF)가 모두 " 0"인 지의 여부를 판정한다. 양 플래그(ETF, TSF)가 모두 " 0"이면 플래그판정단계(104) 에서「YES」라고 판정하여 단계 (106, 108)의「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」및「토오크센서이상 검출루틴」을 실행하여 프로그램을 제어토오크홀드단계(110)로 진행한다. 양 플래그(ETF, TSF)중 어느 한쪽이 "1"이면 플래그판정단계(104) 에서 「NO」라고 판정하여 프로그램을 제어토오크홀드단계(110)로 진행시킨다. 또한 전압이상 플래그(ETF)는 "1"에 의하여 전원회로(41)의 이상을 표시하고, "0"에 의해 상기 이상이 발생하고 있지 않음을 나타내는 것으로, 초기에는 "0"으로 설정되어 있어, 상기「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」에서 변경되는 것이다. 센서이상 플래그(TSF)는 " 1"에 의해 토오크센서장치(50)의 이상을 표시하고, "0"에 의해 상기 이상이 발생하고 있지 않음을 나타내는 것으로, 초기에는 "0"으로 설정되어 있어 상기「토오크센서이상 검출루틴」에서 변경되는 것이다.
제어토오크홀드단계(110)에 있어서는 전원전압(Ep)이 저하하였을 때 전원전압(Et)이 이상일 때 또는 토오크센서장치(50)로부터의 메인토오크 전압신호(MTSV)가 이상일 때 정상적인 검출조타토오크를 전동모터(14)의 제어에 이용하기 위하여, 정상시의 검출조타토오크를 유지하여 제어토오크(TRQ)로서 이용하는「제어토오크 홀드루틴」을 실행한다. 상기 제어토오크홀드단계(110)의 처리후, 어시스트제어단계(112)에서 검출한 조타토오크에 따라 전동모터(14)의 회전을 제어하여 조타핸들(11)의 회동조작을 어시스트하고, 프로그램종료단계(114)에서 프로그램의 실행을 종료한다.
다음으로, 이와 같은 동작을 구체적으로 설명한다. 먼저, 전원전압(Ep)도 저하하고 있지 않고, 전원전압(Et)의 이상의 가능성도 없고, 또한 토오크센서장치 (50)의 이상의 가능성도 없는, 본 전동파워스티어링장치가 정상으로 작동하고 있는 경우에 대하여 설명한다.
상기와 같이 프로그램개시단계(100)에 있어서의 프로그램의 실행개시후, 전원전압저하검출단계(102)에서 「전원전압저하 검출루틴」을 실행한다. 이「전원전압저하 검출루틴」의 실행은 도 6에 상세하게 나타내고 있는 바와 같이 전원전압저하검출루틴개시단계(200)에서 개시되고, 전압저하플래그판정단계(202)에서 전압저하 플래그(EDF)가" 0"인 지의 여부를 판정한다. 이 전압저하 플래그(EDF)는 " 1"에 의해 전원전압(Ep)이 저하한 상태를 표시하고, "0"에 의하여 전원전압(Ep)이 복귀한 상태를 나타낸다. 따라서 이 경우에는 전압저하플래그판정단계(202)에서 전압저하 플래그 (EDF)가" 0"인 것에 의거하여「YES」라고 판정하고, 제 1전원전압판정단계(204)에서 전원전압(Ep)이 소정전압(Ep1) 이하인 지의 여부를 판정한다. 전원전압(Ep)은 배터리전압(Eb)과 대략 같게 12 내지 13v 정도인 데 대하여, 소정전압(Ep1)은 예를 들어 9v로 설정되어 있다. 따라서 제 1전원전압판정단계(204)에서「NO」라고 판정하고, 제 1카운트클리어단계(206)에서 전원전압(Ep)의 저하를 판정하기 위한 카운트치(EPCT)를 「0」으로 클리어하고, 전원전압저하검출루틴종료단계(230)에서 이 루틴의 실행을 종료한다.
상기 도 5의 전원전압저하검출단계(102)의 처리후, 플래그판정단계(104) 에서 초기설정에 의해 모두 " 0"으로 설정되어 있는 전압이상 플래그(ETF) 및 센서이상 플래그(TSF)에 의거하여 「NO」라고 판정하고, 제어토오크홀드단계(110)에서「제어토오크 홀드루틴」의 실행을 개시한다. 이「제어토오크 홀드루틴」의 실행은 도 9의 제어토오크홀드루틴개시단계(500)에서 개시되고, 플래그판정단계(502)에서 전압이상 플래그(ETF) 및 센서이상 플래그(TSF)가 모두 " 0"인 지의 여부를 판정한다. 이 경우도 상기한 바와 같이 양 플래그(ETF, STF)는 모두 " 0"이기 때문에 플래그판정단계(502)에서 「YES」라고 판정하여 단계(504 내지 510)의 판정처리를 실행한다.
전원전압판정단계(504)에 있어서는, 전원전압(Ep)이 전압저하를 나타내는 소정전압(Ep1)보다도 큰 지의 여부를 판정한다. 토오크센서전원전압판정단계(506)에 있어서는 토오크센서장치(50)에 대한 전원전압(Et)이 상기 전원전압(Et)의 정상과 이상과의 경계를 나타내는 소정의 하한치(Et1)(예를 들어 7v)와 상한치(Et2)(예를 들어 9v)와의 사이에 있는 지의 여부를 판정한다. 메인토오크전압신호판정단계(508)에 있어서는, 메인토오크 전압신호(MTSV)가 상기 메인토오크 전압신호(MTSV)의 정상과 이상과의 경계를 나타내는 소정의 하한치(TSV1)(예를 들어 1v)와 상한치(TSV2)(예를 들어, 4v)와의 사이에 있는 지의 여부를 판정한다. 전압신호편차판정단계(510)에 있어서는, 메인토오크 전압신호(MTSV)와 서브토오크 전압신호(STSV)와의 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 양(正)의 작은 소정치(ΔTSV)보다도 작은 지의 여부를 판정한다. 상기한 바와 같이 이 전동파워스티어링장치는 정상이므로, 전원전압 (Ep, Et), 메인토오크 전압신호(MTSV) 및 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜는, Ep > Ep1, Et1 < Et < Et2, TSV1 < MTSV < TSV2, ｜MTSV-STSV｜< ΔTSV의 관계에 있으므로, 단계(504 내지 510)의 모두에 있어서「YES」라고 판정하고, 프로그램을 단계(512, 514)로 진행시킨다.
정상토오크치갱신단계(512)에 있어서는, 메모리장치(65)내에 기억되어 있는 정상토오크치를 이번에 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 대응한 토오크치로 갱신한다. 제 1제어토오크치설정단계(514)에 있어서는 메모리장치(65)내에 기억되어 있는 제어토오크치(TRQ)를 이번에 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 대응한 토오크치로 설정한다. 그리고 제어토오크홀드루틴종료단계(518)에서「제어토오크 홀드루틴」의 실행을 종료한다.
상기 도 5의 제어토오크홀드단계(110)의 처리후, 어시스트제어단계(112)에서 「어시스트제어루틴」을 실행한다. 이「어시스트제어루틴」의 실행은, 도 10의 어시스트제어루틴개시단계(600)에서 개시되고, 플래그판정단계(602)에서 전압이상 플래그(ETF) 및 센서이상 플래그(TSF)가 모두 " 0"인 지의 여부를 판정하고, 전압저하플래그판정단계(604)에서 전압저하 플래그(EDF)가 "0"인 지의 여부를 판정한다. 이 경우에는 상기한 바와 같이 이들 플래그(ETF, STF, EDF)는 모두 " 0"이기 때문에 단계(602,604)에서 각각「YES」라고 판정하고, 프로그램을 회전각속도계산단계(606)로 진행한다.
회전각속도계산단계(606)에 있어서는, 전류검출회로(61)로부터의 전동모터(14)의 구동전류 (Im) 및 전압검출회로(62)로부터의 전동모터(14)의 단자간 전압(Vm)에 의거하여 하기 수학식 1의 연산의 실행에 의하여 전동모터(14)의 회전각 속도(ω)를 계산한다.
상기 수학식 1은 인덕턴스를 고려하지 않은(인덕턴스는 작기 때문에 통상 무시할 수 있다) 직류모터의 회전각 속도를 구하는 근사식으로, K, Rm은 모터에 의해 결정되는 정수이다. 또한 전동모터(14)와 조타핸들(11)은 일체적으로 회전하는 것이기 때문에 상기 회전각 속도(ω)는 조타핸들(11)의 조타속도와 같고, 이후, 상기 회전각 속도(ω)를 조타속도로서도 사용한다.
다음으로 지령전류치계산단계(608)에서 조타핸들(11)의 조타상태에 따른 어시스트력을 전동모터(14)에 발생시키기 위하여 전동모터(14)에 대한 지령전류치(I*)를 계산한다. 이 지령전류치(I*)는 기본어시스트치에 관성보상치, 핸들복귀 보상치 및 댐핑 보상치로 이루어지는 각 보상치를 가산하여 계산된다.
기본어시스트치는 조타핸들(11)의 회동조작에 대하여 어시스트력을 주기 위한 기본적인 제어치로서, 복수의 차속영역마다 설치되어 조타토오크를 기본어시스트치로 변환하기 위한 변환테이블을 참조하여 제어토오크치(TRQ)[메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 조타토오크] 및 차속(V)에 의거하여 계산된다. 기본어시스트치는 도 11에 나타내는 바와 같이, 조타토오크의 증가에 따라 증가함과 더불어 차속(V)의 증가에 따라 감소하는 것이다.
관성보상치는 조타핸들(11)의 회동조작[특히, 회동개시시의 조타핸들(11)의 회동조작)에 대하여 전동모터(14)의 관성력을 보상하기 위한 것이다. 그리고 이 관성보상치는 제어토오크치(TRQ)를 미분한 미분치 및 차속(V)에 의거하여 상기 미분치의 증가에 따라 증가함과 더불어 상기 차속(V)의 증가에 따라 감소하는 값으로 계산된다. 핸들복귀 보상치는 조타핸들(11)을 되돌릴 때 상기 핸들(11)이 빠르게 중립위치로 되돌아가는 것을 보상하기 위한 것으로, 조타속도(ω) 및 차속(V)에 의거하여 상기 조타속도(ω)의 증가에 따라 증가함과 동시에 상기 차속(V)의 증가에 따라 감소하는 값으로 계산된다. 댐핑 보상치는 조타핸들(11)의 회동조작에 대하여 저항을 부여하는 것을 보상하기 위한 것으로, 조타속도(ω) 및 차속(V)에 의거하여 상기 조타속도(ω)와는 반대방향으로 작용하고, 그 조타속도(ω)의 절대치｜ω｜의 증가에 따라 절대치가 증가함과 더불어, 상기 차속(V)의 증가에 따라 절대치가 증가하는 값으로 계산된다.
상기 지령전류치계산단계(608)의 처리후, 제어신호출력단계(612)에서 상기 계산한 지령전류치(I*)와 구동전류(Im)와의 차이를 계산하여 상기 차이에 따른 제어신호를 출력인터페이스회로(66)를 거쳐 구동제어회로(67)에 출력한다. 구동제어회로(67)는 구동회로(30)의 스위칭소자(31 내지 34)를 제어하여 전동모터(14)의 구동전류(Im)가 상기 지령전류치(I*)와 같아지게 한다. 따라서 전동모터(14)는 회전하고, 이 회전은 감속기구(15)를 거쳐 조타축(13)에 전달되어 상기 조타축(13)을 상기 지령전류치(I*)에 대응한 어시스트력으로 회동시키기 때문에 조타핸들(11)의 회동조작은 조타토오크에 따른 어시스트력으로 어시스트된다. 또 이 경우에는 차속(V), 관성보상, 핸들복귀보상 및 댐핑보상도 고려되므로 운전자의 조타감은 양호해진다.
다음으로, 전원전압(Ep)이 저하하고 있지 않음과 동시에, 전원전압(Et)도 이상이 아니나, 토오크센서장치(50)에 이상이 발생한 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에는 도 8의 플로우차트가 나타내는 「토오크센서이상 검출루틴」[도 5의 토오크센서이상검출토오크센서이상검출단계(108)]에서 상기 이상이 판정된다. 이 루틴에 있어서는 토오크센서전원전압판정단계(402)에서「YES」, 즉 전원전압(Et)은 하한치 (Et1)보다도 크다고 판정하여 단계(404 내지 438)로 이루어지는 토오크센서장치 (50)의 이상판정처리를 실행한다.
이 이상판정처리에 있어서는 단계(404 내지 414)의 처리에 의해 메인토오크전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하인 것을 조건으로 토오크센서장치(50)의 이상이 판정되고, 단계(416 내지 426)의 처리에 의해 메인토오크 전압신호(MTSV)가 상한치(TSV2) 이상인 것을 조건으로 토오크센서장치(50)의 이상이 판정되고, 단계 (428 내지 438)의 처리에 의해 메인토오크 전압신호(MTSV)와 서브토오크 전압신호 (STSV)와의 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 소정치(ΔTSV) 이상인 것을 조건으로 토오크센서장치(50)의 이상이 판정된다.
먼저, 메인토오크 전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하인 경우에 대하여 설명하면 이 경우에는 제 1메인토오크전압신호판정단계(404)에서「YES」라고 판정하고, 제 1가산처리단계(408)에서 카운트치 (TSDCT)에 소정치α1을 가산한다. 그리고 제 1카운트판정단계(410)에서 카운트치(TSDCT)가 소정시간(예를 들어 30 ms)에 대응한 소정치γ1이상 인지의 여부를 판정한다. 또한 소정치γ1, α1은 모두 양(正)이고, 소정치γ1은 소정치α1보다도 크다.
메인토오크 전압신호(MTSV)의 저하로부터 시간이 그다지 경과하고 있지 않아 카운트치(TSDCT)가 소정치γ1에 도달하여 있지 않으면, 제 1카운트판정단계(410)에서「NO」라고 판정하고 프로그램을 제 2메인토오크전압신호판정단계(416)로 진행시킨다. 메인토오크 전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하의 상태가 상기 소정시간 이상 계속되어 카운트치(TSDCT)가 소정치γ1에 도달하면, 제 1카운트판정단계(410)에서「YES」라고 판정하고, 제 1플래그설정단계(412)에서 센서이상 플래그(TSF)가 "1"로 설정된다. 그리고 제 1기록및경보단계(414)에서 토오크센서장치(50)에 이상이 발생한 것을 발생시각과 함께 메모리장치(65)내에 설치한 불휘발성 메모리영역에 기록함과 더불어, 도시 생략한 경고램프 등을 점등시켜 운전자에게 이상의 발생을 알린다.
한편 메인토오크 전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하로 일단 내려간 후, 상기 메인토오크 신호(MTSV)가 복귀하여 하한치(TSV1)보다도 커지는 일이 있다. 이 경우에는 제 1메인토오크전압신호판정단계(404)에서 「NO」라고 판정하고, 제 1감산처리단계(406)에서 카운트치(TSDCT)로부터의 양(正)의 소정치β1을 감산하여 프로그램을 제 2메인토오크전압신호판정단계(416)로 진행한다. 또한 소정치γ1, α1, β1의 관계는 γ1 > α1 > β1 > 0이다. 또 제 1감산처리단계(406)에 있어서는 상기 소정치β1의 감산에 의해 카운트치(TSDCT)가 음(負)이 된 경우에는 상기 카운트치 (TSDCT)를 「0」으로 수정하여 상기 카운트치(TSDCT)가 음이되지 않도록 하고 있다.
이와 같이 메인토오크 전압신호(MTSV)의 복귀시에 카운트치(TSDCT)로부터 소정치β1을 감산하도록 한 것은, 메인토오크 전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하가 되는 이상은 단선에 기인하는 일이 많다. 그리고 이와 같은 단선고장의 경우에는 메인토오크 전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하가 되거나 정상치로 복귀하거나 하는 것을 반복하는 일이 많고, 이와 같은 상태에서도 단선에 의한 토오크센서장치 (50)의 이상을 판정할 수 있게 하기 위해서이다. 한편, 메인토오크 전압신호 (MTSV)가 노이즈, 돌발적인 전압저하 등의 일시적인 이유에 의해 하한치(TSV1) 이하로 되었을 경우에는 상기 제 1감산처리단계(406)의 감산처리에 의해 카운트치(TSDCT)가 감소하므로, 토오크센서장치(50)의 이상이 판정되는 일은 없다. 따라서 이와 같은 이상판정처리에 의하면, 단선고장 등에 의한 토오크센서장치(50)의 이상이 정확하게 판정되게 된다.
다음으로, 메인토오크 전압신호(MTSV)가 상한치(TSV2) 이상인 경우에 대하여 설명하면 이 경우에는 제 2메인토오크전압신호판정단계(416)에서「YES」라고 판정하고, 제 2가산처리단계(420)에서 카운트치(TSUCT)에 소정치α2를 가산한다. 그리고 상기한 경우와 마찬가지로 메인토오크 전압신호(MTSV)가 상한치(TSV2) 이상의 상태가 소정시간(예를 들어 30 ms) 이상계속되어, 카운트치(TSUCT)가 상기 소정시간에 대응한 소정치γ2에 도달한 시점에서 단계(422 내지 426)의 처리에 의해 센서이상 플래그(TSF)가 " 1"로 설정됨과 더불어, 토오크센서장치(50)에 있어서의 이상발생의 기록 및 경고가 이루어진다. 또 이 경우도 메인토오크 전압신호(MTSV)가 상한치(TSV2)이상으로 일단 올라간 후, 상기 메인토오크 전압신호(MTSV)가 복귀하여 상한치(TSV2)보다도 작아지면 제 2감산처리단계(418)의 처리에 의해 카운트치(TSUCT)로부터 소정치β2가 감산된다. 또한 소정치γ2, α2, β2의 관계는 γ2 > α2 > β2 > 0 이다. 또 이 경우도 카운트치(TSUCT)는「0」이상으로 유지된다. 이에 따라 상기 단계(404 내지 414)의 처리와 마찬가지로 단선고장 등에 의한 토오크센서장치(50)의 이상이 적확하게 판정되게 된다.
다음으로, 메인토오크 전압신호(MTSV)와 서브토오크 전압신호(STSV)와의 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 소정치(ΔTSV) 이상인 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에는 전압신호편차판정단계(428)에서「YES」라고 판정하고, 단계(432)에서 카운트치(BTSCT)에 소정치α3를 가산한다. 그리고 상기한 경우와 마찬가지로 편차의 절대치 ｜MTSV-STSV｜가 소정치(ΔTSV) 이상인 상태가 소정시간(예를 들어 30 ms) 이상 계속되어, 카운트치(BTSCT)가 상기 소정시간에 대응한 소정치γ3에 도달한 시점에서 단계(434 내지 438)의 처리에 의해 센서이상 플래그(TSF)가 " 1"로 설정됨과 함께 토오크센서장치(50)에 있어서의 이상발생의 기록 및 경고가 이루어진다. 또한 소정치γ3, α3의 관계는 γ3 > α3 > 0 이다.
또 이 메인토오크 전압신호(MTSV)와 서브토오크 전압신호(STSX)와의 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 커진다는 이상의 경우에는 상기 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 복귀하여 작아지는 일은 없다. 따라서 상기 이상이 일시적인 것으로, 상기 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 복귀하여 소정치(ΔTSV) 미만이 되면 전압신호편차판정단계(428)에서 「NO」라고 판정하여 카운트클리어단계(430)에서 카운트치(BTSCT)는「0」으로 클리어된다.
이와 같은 토오크센서장치(50)의 이상이 판정되는 과정에 있어서는, 메인토오크 전압신호(MTSV)가 하한치(TSV1) 이하, 또는 상한치(TSV2) 이상, 또는 메인토오크 전압신호(MTSV)와 서브토오크 전압신호(STSV)와의 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가 소정치(ΔTSV) 이상이다. 따라서 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」[도 5의 제어토오크홀드단계(110)]에 있어서의 메인토오크전압신호판정단계(508) 또는 전압신호편차판정단계(510)에서「NO」라고 판정하고, 제2 제어토오크치설정단계(516)에서 제어토오크치(TRQ)가 상기 정상토오크치갱신단계(512)의 처리에 의해 갱신기억한 정상토오크치, 즉 메인토오크 전압신호(MTSV)에 이상이 발생하기 전의 상기 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 검출조타토오크로 설정된다. 그리고 도 10의 플로우차트가 나타내는「어시스트제어루틴」[도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 지령전류치계산단계(608)의 처리에 의한 지령전류치(I*)의 계산에는 상기 설정된 제어토오크치(TRQ)가 이용되므로, 전동모터(14)의 회전제어에는 메인토오크 전압신호(MTSV)에 이상이 발생하기 전의 상기 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 나타낸 검출조타토오크가 이용되게 된다.
그리고 메인토오크 전압신호(MTSV)의 이상상태가 계속되어, 토오크센서장치 (50)의 이상이 판정되어 센서이상 플래그(TSF)가 " 1"로 설정되면 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」[도 5의 제어토오크홀드단계(110)]에 있어서의 플래그판정단계(502)에서「NO」라고 판정되어 그 루틴의 실행은 실질적으로 행하여지지 않게 된다. 또, 도 10의 플로우차트가 나타내는 「어시스트제어루틴」[도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 플래그판정단계(602)에 있어서도「NO」라고 판정되게 되고, 지령전류치설정단계(610)의 처리에 의해 지령전류치(I*)는「0」으로 설정된다. 그 결과 제어신호출력단계(612)의 전동모터(14)의 구동제어에 있어서도 상기 전동모터(14)의 구동전류(Im)가 「0」으로 제어되기 때문에 조타핸들(11)의 회동조작에 대한 어시스트제어도 정지하게 된다. 또한 이 경우에는 도 5의 플래그판정단계(104) 에 있어서도「NO」라고 판정되기 때문에 토오크센서전원전압이상검출단계(106)의「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」및 토오크센서이상검출단계(108)의「토오크센서이상 검출루틴」의 처리도 실행되지 않게 된다.
이와 같이 메인토오크 전압신호(MTSV)의 이상상태가 소정시간 이상 계속되었을 때에만, 토오크센서장치(50)의 이상이 판정되기 때문에, 토오크센서장치(50)의 이상이 노이즈, 돌발적인 이유 등에 의한 일시적인 것이면 토오크센서장치(50)의 이상이 최종적으로 판정되는 일은 없어 그 이상판정이 정확하게 행하여진다. 또 이 경우 메인토오크 전압신호(MTSV)의 이상이 검출되기 전에는「제어토오크 홀드루틴」의 단계(508 내지 512)의 처리에 의해 정상적인 조타토오크치가 차례로 갱신되어 그 메인토오크전압신호(MTSV)의 이상이 검출되기 시작하면 단계(508, 510, 516)의 처리에 의해 상기 정상적인 조타토오크치가 유지되어 제어토오크치(TRQ)로서 이용되기 때문에, 전동모터(14)의 제어와 토오크센서장치(50)의 이상판정을 병행하여 행할 수 있어 전동모터(14)의 제어가 불필요하게 저해되는 일이 없어 토오크센서장치(50)의 이상판정이 정확하게 행하여지게 되다.
다음으로, 전원전압(Ep)도 저하되어 있지 않은 상태에서 토오크센서장치(50)용의 전원회로(41)에 이상이 발생한 경우에 관하여 설명한다. 이 경우에는 도 7의 플로우차트가 나타내는「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」[도 5의 토오크센서전원전압이상검출단계(106)]에서 상기 이상이 판정된다. 이 루틴에 있어서는 전원전압판정단계(302)에서「YES」, 즉 전원전압(Ep)은 소정전압(Ep1)보다도 크다고 판정하고, 단계(304 내지 326)로 이루어지는 전원회로(41)의 이상판정처리를 실행한다.
이 이상판정처리에 있어서는 단계(304 내지 314)의 처리에 의해 전원전압 (Et)이 하한치(Et1)이하인 것을 조건으로 전원회로(41)의 이상이 판정되고, 단계 (316 내지 326)의 처리에 의해 전원전압(Et)이 상한치(Et2) 이상인 것을 조건으로 전원회로(41)의 이상이 판정된다.
먼저, 전원전압(Et)이 하한치(Et1) 이하인 경우에 대하여 설명하면 이 경우에는 제 1토오크센서전원전압판정단계(304)에서「YES」라고 판정하고, 제 1카운트가산단계(308)에서 카운트치(ETDCT)에「1」을 가산한다. 그리고 제 1카운트판정단계(310)에서 카운트치(ETDCT)가 소정시간(예를 들어, 30 ms)에 대응한 소정치(ETDCT1)이상인 지의 여부를 판정한다. 전원전압(Et)의 저하로부터 시간이 그다지 경과하고 있지 않아 카운트치(ETDCT)가 소정치(ETDCT1)에 도달하지 않았으면 제 1카운트판정단계(310)에서「NO」라고 판정하여 프로그램을 제 2토오크센서전원전압판정단계(316)로 진행한다.
전원전압(Et)이 하한치(ETDCT1) 이하인 상태가 상기 소정시간 이상 계속되어 카운트치(ETDCT)가 소정치(ETDCT1)에 도달하면 제 1카운트판정단계(310)에서「YES」라고 판정하고, 제 1전압이상플래그설정단계(312)에서 전압이상 플래그(ETF)가 "1"로 설정된다. 그리고 제 1기록및경보단계(314)에서 전원회로(41)에 전압이상이 발생한 것을 발생시각과 함께 메모리장치(65)내에 설치한 불휘발성 메모리영역에 기록함과 동시에, 도시 생략한 경고램프 등을 점등시켜 운전자에게 이상의 발생을 알린다.
한편, 전원전압(Et)이 하한치(Et1) 이하로 일단 내려간 후, 상기 전원전압 (Et)이 복귀하여 하한치(Et1)보다도 큰 값이 되는 일이 있다. 이 경우에는 제 1토오크센서전원전압판정단계(304)에서「NO」라고 판정하고, 제 1카운트클리어단계(306)에서 카운트치(ETDCT)를「0」으로 클리어하여, 프로그램을 제 2토오크센서전원전압판정단계(316)로 진행한다. 또한 이들 제 1카운트클리어단계(306)의 처리는 상기 전원전압(Et)의 저하전에 있어서도 행하여지고 있기 때문에 상기 전원전압(Et)의 저하전에는 카운트치(ETDCT)는「0」으로 유지되어 있다.
다음으로 전원전압(Et)이 상한치(Et2) 이상인 경우에 대하여 설명하면, 이 경우 제 2토오크센서전원전압판정단계(316)에서「YES」라 판정하고, 제 2카운트가산단계(320)에서 카운트치(ETUCT)에「1」를 계산한다. 그리고 상기한 경우와 마찬가지로 전원전압(Et)이 상한치(Et2)이상인 상태가 소정시간(예를 들어 30 ms)이상 계속되어 카운트치(ETUCT)가 소정치 (ETUCT2)에 도달한 시점에서 단계(322 내지 326)의 처리에 의해 전압이상 플래그 (ETF)가 "1"로 설정됨과 더불어 전원회로(41)에 있어서의 이상발생의 기록 및 경보가 이루어진다. 또 이 경우도 전원전압(Et)이 상한치(Et2)이하로 일단 내려간 후, 상기 전원전압(Et)이 복귀하여 상한치(Et2)보다도 작은 값이 되거나 전원전압(Et)이 상한치(Et2)보다도 작은 값으로 유지되어 있으면 제 2카운트클리어단계(318)의 처리에 의해 카운트치(ETUCT)는「0」으로 클리어된다.
이와 같은 전원회로(41)의 이상이 판정되는 과정에 있어서는 전원전압(Et)이 하한치(Et1) 이하 또는 상한치(Et2) 이상이다. 따라서 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」[도 5의 제어토오크홀드단계(110)]에 있어서의 토오크센서전원전압판정단계(506)에서「NO」라고 판정하고, 상기한 경우와 마찬가지로, 제 2제어토오크치설정단계(516)에서 제어토오크치(TRQ)가 상기 정상토오크치갱신단계(512)의 처리에 의해 갱신기억한 정상토오크치로 설정된다. 그리고 도 10의 플로우차트가 나타내는「어시스트제어루틴」[도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 지령전류치계산단계(608)의 처리에 의한 지령전류치(I*)의 계산에 상기 설정된 제어토오크치(TRQ)가 이용되므로, 전동모터(14)의 회전제어에는 메인토오크 전압신호(MTSV)에 이상이 발생하기 전의 상기 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 검출조타토오크가 이용되게 된다.
그리고 메인토오크 전압신호(MTSV)의 이상상태가 계속되어 전원회로(41)의 이상이 판정되어 전압이상 플래그(ETF)가 "1"로 설정되면 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」[도 5의 제어토오크홀드단계(110)]에 있어서의 플래그판정단계(502)에서「NO」라고 판정되어 그 루틴의 실행은 실질적으로 행하여지지 않게 된다. 또 도 10의 플로우차트가 나타내는 「어시스트 제어루틴」[도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 플래그판정단계(602)에 있어서도「NO」라고 판정되게 되어, 지령전류치설정단계(610)의 처리에 의해 지령전류치(I*)는「0」으로 설정된다. 그 결과 제어신호출력단계(612)의 전동모터(14)의 구동제어에 있어서도 상기 전동모터(14)의 구동전류(Im)가「0」으로 제어되므로, 조타핸들(11)의 회동조작에 대한 어시스트제어도 정지하게 된다. 또한 이 경우도 도 5의 플래그판정단계(104) 에 있어서도「NO」라고 판정되므로, 토오크센서전원전압이상검출단계(106)의 「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」및 토오크센서이상검출단계(108)의「토오크센서이상검출루틴」의 처리도 실행되지 않게 된다.
이와 같이 전원전압(Et)의 이상상태가 소정시간 이상 계속되었을 때에만, 전원회로(41)의 이상이 판정되므로, 전원회로(41)의 이상이 돌발적인 이유 등에 의한 일시적인 것이면 전원회로(41)의 이상이 최종적으로 판정되는 일은 없고, 그 이상판정이 정확하게 행하여진다. 또 이 경우에는 전원전압(Et)의 이상이 검출되기 전에「제어토오크 홀드루틴」의 단계(506 내지 512)의 처리에 의하여 정상인 조타 토오크치가 차례로 갱신되어 그 전압(Et)의 이상이 검출되기 시작하면 단계(506, 516)의 처리에 의해 상기 정상적인 조타토오크치가 유지되어 제어토오크치 (TRQ)로서 이용되므로, 이 경우에도 전동모터(14)의 제어와 토오크센서장치 (50)의 이상판정을 병행하여 행할 수 있고, 전동모터(14)의 제어가 불필요하게 저해되는 일 없이 토오크센서장치(50)의 이상판정이 정확하게 행하여지게 된다.
또 상기한 바와 같이 전원회로(41)로부터 토오크센서장치(50)에 공급되는 전원전압(Et)이 하한치(t1) 이하로 저하하였을 때, 도 8의 플로우차트가 나타내는「토오크센서이상 검출루틴」[도 5의 토오크센서이상검출단계(108)]에 있어서의 토오크센서전원전압판정단계(402)에서「NO」라고 판정하여, 단계(404 내지 438)로 이루어지는 토오크센서장치(50)의 이상판정처리를 실행하지 않고, 토오크센서이상검출루틴종료단계(440)에서 상기 루틴의 실행을 종료한다. 즉, 전원전압(Et)이 하한치(Et1) 이하로 저하한 경우에는 토오크센서장치(50)의 이상판정을 금지한다.
이것은 전원회로(41)에 이상이 발생하여 토오크센서장치(50)에 공급되는 전원전압(Et)이 하한치(Et1) 이하가 되면 토오크센서장치(50)로부터의 메인토오크 전압신호(MTSV)도 이상으로 될 가능성이 매우 높고, 또 상기 전원회로(41)의 이상은 상기한 도 7의 플로우차트가 나타내는「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」에 의해 검출되기 때문이다. 이에 의하여 토오크센서장치(50)의 이상이 오판정되는 일이 없어짐과 동시에, 토오크센서장치(50)의 이상검출이 불필요하게 행하여지는 일이 없어져 토오크센서장치 (50)의 이상이 정확하게 검출되게 된다.
다음으로, 전동모터(14)의 작동 등에 의하여 전원회로(41, 42)에 공급되는 전원전압(Ep)이 정상인 전압으로부터 저하하여 각종 회로, 특히 전원회로(41) 및 토오크센서장치(50)의 작동이 불안정하게 되는 소정전압(Ep1) 이하가 된 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에는 도 6의 플로우차트가 나타내는「전원전압저하 검출루틴」[도 5의 전원전압저하검출단계(102)]에 있어서의 제 1전원전압판정단계(204)에서「YES」라고 판정한다. 그리고 제 1카운트가산단계(208)에서 카운트치 (EPCT)에「1」을 가산하고, 제 1카운트판정단계(210)에서 카운트치(EPCT)가 소정시간(예를 들어 20 ms)에 대응한 소정치(EPCT1)이상인 지의 여부를 판정한다. 전원전압(Ep)의 저하로부터 시간이 그다지 경과하지 않아 카운트치(EPCT)가 소정치(EPCT1)에 도달하고 있지 않으면 제 1카운트판정단계(210)에서「NO」라고 판정하여 전원전압저하검출루틴종료단계(230)에서 이 루틴의 실행을 종료한다.
전원전압(Ep)이 소정전압(Ep1) 이하인 상태가 상기 소정시간 이상 계속되어 카운트치(EPCT)가 소정치(EPCT1)에 도달하면 제 1카운트판정단계(210)에서「YES」라고 판정하고, 제 1플래그설정단계(212)에서 전원전압저하 플래그(EDF)가 "1"로 설정된다. 그리고 제 2카운트클리어단계(214)에서 카운트치(EPCT)를「0」으로 클리어하고, 기록단계(216)에서 전원전압(Ep)의 저하를 시간과 함께 메모리장치(65)내에 설치한 불휘발성 메모리영역에 기록한다.
이와 같은 전원전압(Ep) 저하의 판정과정에 있어서, 상기 전압(Ep)이 소정전압(Ep1)보다도 낮아진 시점에서 도 7의 플로우차트가 나타내는「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」[도 5의 토오크센서전원전압이상검출단계(106)]에 있어서는 전원전압판정단계(302)에서「NO」라고 판정하여 프로그램을 제 2토오크센서전원전압판정단계(316)이후로 진행하게 된다. 이에 의하여 단계(304 내지 314)로 이루어지는 토오크센서장치(50)에 대한 전원전압(Et)의 저하 이상의 검출처리가 실행되지 않게 된다. 그 결과, 토오크센서장치(50)용의 전원회로(41)에 공급되는 전원전압(Ep)이 저하하여 전원회로(41)의 적정한 동작이 확보되지 않는 경우에는 전원회로(41)의 이상이 오검출되는 일이 없어짐과 동시에, 전원회로(41)의 이상검출이 불필요하게 행하여지는 일이 없어져 전원회로(41)의 이상이 정확하게 검출되게 된다.
또 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」[도 5의 제어토오크홀드단계(110)]에 있어서도 전원전압 (Ep)이 소정전압(Ep1)보다도 낮아지면 전원전압판정단계(504)에서「NO」라고 판정하고, 상기한 경우와 마찬가지로 제 2제어토오크치설정단계(516)에서 제어토오크치(TRQ)가 상기 정상토오크치갱신단계(512)의 처리에 의해 갱신기억한 정상토오크치로 설정된다. 그리고 도 10의 플로우차트가 나타내는「어시스트 제어루틴」 [도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 지령전류치계산단계(608)의 처리에 의한 지령전류치(I*)의 계산에 상기 설정된 제어토오크치(TRQ)가 이용되기 때문에 전동모터(14)의 회전제어에는 메인토오크 전압신호(MTSV)에 이상이 발생하기 전의 상기 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 검출조타토오크가 이용되게 된다.
또 상기한 바와 같이 전원전압저하 플래그(EDF)가 " 1"로 설정되면 도 10의 플로우차트가 나타내는 「어시스트 제어루틴」[도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 전압저하플래그판정단계(604)에서「NO」라고 판정되어 지령전류치설정단계(610)의 처리에 의해 지정전류치(I*)가「0」으로 설정되게 된다. 따라서 이 경우에도 전동모터(14)의 회전제어는 정지되고, 조타핸들(11)의 회동조작에 대한 상기 전동모터(14)의 어시스트력의 부여가 이루어지지 않게 된다. 그 결과, 전동모터(14)에 의한 전력의 소비가 없어지고, 전력부족에 의한 다른 시스템에 대한 악영향을 회피할 수 있다.
다시 상기 도 6의 플로우차트가 나타내는「전원전압저하 검출루틴」의 설명으로 되돌아가면, 전원전압저하 플래그(EDF)가 "1"로 설정된 후에는 전압저하플래그판정단계(202)에서「NO」라고 판정하여 프로그램을 제 2전원전압판정단계(218)이후로 진행한다. 제 2전원전압판정단계(218)에 있어서는 전원전압(Ep)이 소정전압(Ep2) 이상인 지의 여부를 판정한다. 이 소정전압(Ep2)은 소정전압(Ep1)보다도 크고, 예를 들어 12v로 설정되어 있다. 전원전압(Ep)이 복귀하는 일 없이 소정전압(Ep2) 미만으로 유지되어 있으면, 제 2전원전압판정단계(218)에서「NO」라고 판정하고, 제 3카운트클리어단계(220)에서 카운트치(EPCT)를「0」으로 클리어하고 전원전압저하검출루틴종료단계(230)에서 이 루틴의 실행을 종료한다.
한편, 전원전압(Ep)이 복귀되어 소정전압(Ep2)이상으로 되면 제 2전원전압판정단계(218)에서「YES」라고 판정하고, 제 2카운트가산단계(222)에서 카운트치(EPCT)에「1」를 가산한다. 그리고 전원전압(Ep)이 소정전압(Ep2) 이상인 상태가 소정시간(예를 들어 20 ms) 이상 계속되어 카운트치(EPCT)가 상기 소정시간에 대응한 소정치(EPCT2)에 도달한 시점에서 제 2카운트판정단계(224)에서「YES」라고 판정하고, 제 2플래그설정단계(226)에서 전원전압저하 플래그(EDF)를 "0"으로 되돌림과 동시에, 제 4카운트클리어단계(228)에서 카운트치(EPCT)를「0」으로 클리어하여 둔다.
이와 같은 전원전압(Ep)의 복귀판정의 과정에 있어서, 상기 전압(Ep)이 소정전압(Ep1)이상이 되면 도 7의 플로우차트가 나타내는「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」[도 5의 토오크센서전원전압이상검출단계(106)]의 전원전압판정단계(302)에 있어서도「YES」라고 판정되게 되고, 단계(304 내지 314)로 이루어져 토오크센서장치(50)에 대한 전원전압(Et)의 저하에 관한 전원회로(41)의 이상판정처리의 실행이 부활한다. 또 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」[도 5의 제어토오크홀드단계(110)]의 전원전압판정단계(504)에 있어서도「YES」라고 판정되게 되고, 토오크센서전원전압판정단계(506) 이후의 처리가 실행되게 된다. 다시 전원전압저하 플래그(EDF)가 "0"으로 복귀하면 도 10의 플로우차트가 나타내는「어시스트 제어루틴」[도 5의 어시스트제어단계(112)]에 있어서의 전압저하플래그판정단계(604)에 있어서도「YES」라고 판정되게 되고, 단계(606 내지 612)에 의한 검출조타토오크에 따른 어시스트제어도 부활된다.
또한 상기 실시형태에서는 도 8의 플로우차트가 나타내는「토오크센서이상 검출루틴」에 있어서는 전원회로(41)로부터 토오크센서장치(50)에 대한 전원전압(Et)이 하한치(Et1)보다도 클 때에만 단계(404 내지 438)로 이루어지는 토오크센서장치(50)의 이상판정처리를 행하도록 하였다. 그러나 토오크센서장치(50)에 대한 전원전압(Et)가 저하하는 원인은 주로 또 전원회로(41)에 대한 전원전압(Ep)의 저하이고, 또 전원회로(41)의 이상은 도 7의 플로우차트가 나타내는 「토오크센서 전원전압이상 검출루틴」의 실행에 의해 판정되게 되어 있다. 따라서 도 8의 플로우차트가 나타내는「토오크센서이상 검출루틴」의 토오크센서전원전압판정단계(402)의 판정처리를 도 12에 나타내는 바와 같이 전원전압(Ep)이 소정전압(Ep1)보다도 큰 지의 여부를 판정하는 전원전압판정단계(402a)의 판정처리로 치환하도록 하여도 좋다. 즉, 전원전압(Ep)이 소정전압 (Ep1)보다도 클 때에는 전원전압판정단계(402a)에서「YES」라고 판정하여 단계(404 내지 438)로 이루어지는 토오크센서장치(50)의 이상판정처리를 행하고, 전원전압(Ep)이 소정전압(Ep1)이하일 때에는 전원전압판정단계(402a)에서「NO」라고 판정하여 상기 토오크센서장치 (50)의 이상판정처리를 행하지 않고 토오크센서이상검출루틴종료단계(440)에서 이 루틴의 실행을 종료시키도록 하면 된다.
이에 의해서도 전원전압(Ep)이 소정전압(Ep1) 이하이고 토오크센서장치(50)의 적정한 동작이 확보되지 않은 경우에는 토오크센서장치(50)의 이상이 오판정되는 일이 없어짐과 동시에, 토오크센서장치(50)의 이상검출이 불필요하게 행하여지는 일이 없어져 토오크센서장치(50)의 이상이 정확하게 검출되게 된다. 또한 상기 토오크센서전원전압판정단계(402)의 판정처리와 전원전압판정단계(402a)의 판정처리를 함께 행하도록 하여도 좋다.
또 상기 실시형태에 있어서는 전원회로(41, 42)에 공급되는 전원전압(Ep)으로서 다이오드(43, 44)의 캐소드측의 전압을 채용하도록 하였으나, 이것을 대신하여 전원전압(Ep)으로서 다이오드(43, 44)의 애노드측의 전압 또는 배터리(25)의 전압(Eb)을 채용하도록 하여도 좋다.
또 상기 실시형태의 도 9의 플로우차트가 나타내는「제어토오크 홀드루틴」에 있어서는 단계(504 내지 510)의 처리에 의해 전원전압(Ep, Et), 메인토오크 전압신호(MTSV) 및 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜가, Ep > Ep1, Et1 < Et < Et2, TSV1 < MTSV < TSV2, ｜MTSV-STSV｜< ΔTSV 의 관계를 만족시키면 정상토오크치갱신단계(512)에서 이번에 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 조타토오크를 정상토오크치으로 하여 항상 갱신설정하도록 하였다. 그러나 이 정상토오크치갱신단계(512)의 처리를 차례로 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의하여 표시된 조타토오크의 변화가 작은 상태가 소정시간 이상 계속되었을 때에만 이번에 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 조타토오크치, 또는 이번보다 복수회 전까지의 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 복수의 조타토오크치의 평균치를 정상토오크치로 하여 갱신설정하도록 하여도 좋다. 이에 의하면 전원전압(Ep, Et), 메인토오크 전압신호(MTSV) 또는 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜의 각 값이 일단 이상치가 된 후, 전원회로(41), 토오크센서장치 (50) 등이 이상임에도 불구하고 상기 각 값이 가끔 상기 관계를 만족시키는 값을 순간만 나타내었을 때 등에 있어서의 정상토오크치의 잘못된 갱신을 피할 수 있다.
또 상기 정상토오크치갱신단계(512)의 처리를 전원전압(Ep, Et), 메인토오크 전압신호(MTSV) 또는 편차의 절대치｜MTSV-STSV｜의 각 값이 상기 관계를 만족하지 않게 된 시점으로부터 소정시간 전까지 입력한 메인토오크 전압신호(MTSV)에 의해 표시된 각 조타토오크의 평균치를 정상 토오크치로서 갱신설정하도록 하여도 좋다.
이상과 같이 구성함으로써 본 발명은 토오크센서장치의 이상을 정확하게 검출할 수 있게 한 전동파워스티어링장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 조타핸들의 회전조작에 대하여 어시스트력을 부여하는 전동모터와,
    조타토오크를 검출하는 토오크센서장치와,
    상기 검출된 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하는 모터제어수단을 구비한 차량의 전동파워스티어링장치에 있어서,
    배터리로부터 전압이 공급되어 상기 토오크센서장치에 정전압을 공급하어 그 토오크센서장치를 작동시키는 전원회로와,
    상기 전원회로의 이상을 검출하는 이상검출수단과,
    상기 전원회로에 공급되는 전압이 소정전압 이하일 때 상기 이상검출수단에 의한 전원회로의 이상검출을 금지하는 이상검출 금지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 차량의 전동파워스티어링장치.
  2. 조타핸들의 회동조작에 대하여 어시스트력을 부여하는 전동모터와,
    배터리로부터 공급되는 전압에 의해 작동하여 조타토오크를 검출하는 토오크센서장치와,
    상기 검출된 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하는 모터제어수단을 구비한 차량의 전동파워스티어링장치에 있어서,
    상기 토오크센서장치의 이상을 검출하는 이상검출수단과,
    상기 배터리로부터 상기 토오크센서장치에 공급되는 전압이 소정전압 이하일때 상기 이상검출수단에 의한 토오크센서장치의 이상검출을 금지하는 이상검출 금지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 차량의 전동파워스티어링장치.
  3. 조타핸들의 회동조작에 대하여 어시스트력을 부여하는 전동모터와,
    조타토오크를 검출하는 토오크센서장치와,
    상기 검출된 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하는 모터제어수단을 구비한 차량의 전동파워스티어링장치에 있어서,
    배터리로부터 전압공급되어 상기 토오크센서장치에 정전압을 공급하어 그 토오크센서장치를 작동시키는 전원회로와,
    상기 토오크센서장치의 이상을 검출하는 이상검출수단과,
    상기 전원회로로부터 상기 토오크센서장치에 공급되는 전압이 소정전압 이하일 때 상기 이상검출수단에 의한 토오크센서장치의 이상검출을 금지하는 이상검출 금지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 차량의 전동파워스티어링장치.
  4. 조타핸들의 회동조작에 대하여 어시스트력을 부여하는 전동모터와,
    조타토오크를 검출하여 상기 조타토오크를 나타내는 검출신호를 출력하는 토오크센서장치와,
    상기 검출신호에 의하여 표시된 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하는 모터제어수단을 구비한 차량의 전동파워스터링장치에 있어서,
    상기 토오크센서장치로부터의 검출신호의 이상을 검출하여 상기 검출신호의이상검출이 소정시간 이상 계속되었을 때 상기 토오크센서장치가 이상이라고 판정하는 이상판정수단과,
    상기 토오크센서장치로부터의 검출신호의 이상이 검출되었을 때 상기 토오크센서장치가 정상이었을 때 검출신호에 의해 표시된 조타토오크를 적어도 상기 이상판정수단에 의한 이상판정까지 유지하어 그 검출신호에 의해 표시된 조타토오크를 대신하여 상기 유지한 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하도록 상기 모터제어수단을 제어하는 조타토오크 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 차량의 전동파워스티어링장치.
  5. 조타핸들의 회동조작에 대하여 어시스트력을 부여하는 전동모터와, 조타토오크를 검출하는 토오크센서장치와,
    상기 검출된 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하는 모터제어수단을 구비한 차량의 전동파워스티링장치에 있어서,
    배터리로부터 전압이 공급되어 상기 토오크센서장치에 정전압을 공급하여 상기 토오크센서장치를 작동시키는 전원회로와,
    상기 전원회로로부터 상기 토오크센서장치에 공급되는 전압의 이상을 검출하여 상기 전압의 이상검출이 소정시간 이상 계속되었을 때, 상기 전원회로가 이상이라고 판정하는 이상판정수단과,
    상기 전원회로로부터 상기 토오크센서장치에 공급되는 전압의 이상이 검출되었을 때 상기 전원회로가 정상이었을 때 상기 토오크센서장치에 의해 검출된 조타토오크를 적어도 상기 이상판정수단에 의한 이상판정까지 유지하어 그 검출된 조타토오크를 대신하여 상기 유지한 조타토오크에 따라 상기 전동모터의 회전을 제어하도록 상기 모터제어수단을 제어하는 조타토오크 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 차량의 전동파워스티어링장치.
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