KR100563727B1 - 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

전동 파워 스티어링 장치 Download PDF

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KR100563727B1
KR100563727B1 KR1020040086506A KR20040086506A KR100563727B1 KR 100563727 B1 KR100563727 B1 KR 100563727B1 KR 1020040086506 A KR1020040086506 A KR 1020040086506A KR 20040086506 A KR20040086506 A KR 20040086506A KR 100563727 B1 KR100563727 B1 KR 100563727B1
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후지모토치아키
키무라카즈시
나가이이사무
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미츠비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 IG(점화 스위치)(101)가 오프될 때의 배터리(4)의 부담을 경감함과 함께, 모터 시동시에 효율적으로 모터(7)를 구동할 수 있는 전동 파워 스티어링 장치를 제공하기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결 수단에 있어서, 조타 핸들 휠(1)의 토오크를 받아서, 차륜(8)을 조타하는 스티어링 기구와, 상기 기구에 조타 보조력을 부가하는 모터(7)와, 조타 상태에 따라 모터(7)에 통류하는 전류를 제어하는 컨트롤러(3)와, 컨트롤러(3)의 상태를 보존하는 기억 수단(107)과, IG(101)가 오프로 변경된 때 컨트롤러(3)의 상태를 기억 수단(107)에 기억시킴과 함께, IG(101)가 온으로 변경된 때에 기억된 컨트롤러(3)의 상태와 IG(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정하는 초기치 설정 수단(108)을 구비한다.
전동 파워 스티어링 장치

Description

전동 파워 스티어링 장치{MOTOR DRIVEN POWER STEERING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 실시예 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 컨트롤러(3)의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 실시예 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 4는 실시예 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 토오크(조타 토오크)와 모터 전류의 기본적인 관계를 도시한 도면.
도 5는 차량 내에 있어서의 컨트롤러의 배선을 도시한 블록도.
도 6은 컨덴서의 방전 전압과 오프 상태의 시간 관계를 도시한 도면.
도 7은 실시 형태 4에 있어서의 전동 파워 스티어링 장치의 온도 변화의 양상을 도시한 도면.
도 8은 실시 형태 6에 있어서의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 점화 스위치 오프 상태의 시간과 초기치와의 관계를 1차식에 의해 나타낸 경우의 도면.
도 9는 실시 형태 6에 있어서의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 점화 스위치 오프 상태의 시간과 초기치와의 관계를 지수 함수에 의해 나타낸 경우의 도 면.
<부호의 설명.
1 : 스티어링 휠(조타 핸들) 2 : 스티어링 샤프트
3 : 컨트롤러 4 : 배터리
5 : 토오크 센서 6 : 감속기
7 : 모터 8 : 차륜(전륜)
101 : 점화 스위치 102 : 토오크 입력
103 : 차량탑재 LAN 104 : CPU
105 : 5V 전원부 106 : 모터 구동 회로
107 : 기억 수단(EEPROM) 108 : 초기치 설정 수단
201 : 키레스 엔트리 시스템 컨트롤러 202, 203 : 컨트롤러
기술분야
본 발명은, 조타 핸들의 회전 조작에 대하여 어시스트 력을 부여하는 전동 모터(단지, 모터라고도 칭한다)를 구비한 차량의 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 특히, 모터에 흐르는 전류를 제한하여 모터나 상기 모터의 구동 제어를 행하는 ECU(ELECTRONIC CNTROL UNIT : 전자 제어 장치)의 과열 방지를 행하는 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
종래기술
전동 파워 스티어링 장치에 사용되는 전동기(즉, 전동 모터인 것)의 상승 온도를 감시하면서 전동기를 제어하는 종래의 전동기 제어 장치로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1(특허 제2892899호 공보)에 개시된 것이 있다.
특허 문헌 1에는, 「외부로부터의 전원 투입 동작에 따라서 전동기에 전원을 투입함과 함께 전동기에 대한 각종 제어 정보를 설정하는 제어부를 구비하고, 이 제어부에 자기에게 공급되는 전원을 자기 보존하는 전원 자기 보존 수단과, 전동기에 흐르는 전류의 값으로부터 전동기의 상승 온도를 추정하는 온도 추정 수단과, 전동기에의 전원 공급 차단 후, 추정된 상승 온도에 의거하여 자기 보존하고 있는 전원을 차단하기 까지의 시간을 연산하는 차단시간 연산 수단과, 연산된 차단시간 경과후에 전원 자기 보존 수단에 전원 차단 지령을 출력하는 전원 차단 수단을 구비한 전동기 제어 장치」가 개시되어 있다.
그리고, 특허 문헌 1에는, 모터(전동기)의 전원 차단 후에 모터의 상승 온도가 허용치 이하로 저하할 때까지 전동기 제어 장치의 전원을 보존하고, 장치에 설정된 제어 정보를 유지함에 의해 과열 보호·재시동성의 개선이 도모되는 것이 기재되어 있다.
또한, 특허 문헌 2(특허 제3405292호 공보)에는 「조타 핸들의 회전 조작에 대하여 어시스트 력을 부여하는 전동 모터와, 조타 핸들의 조타 상태에 따라 어시스트 전류치를 결정하는 어시스트 전류치 결정 수단과, 전동 모터의 통전 상태에 따라 갱신되어 가는 전동 모터의 가열 상태를 나타내는 값이 모터 전류 제한 판정 치보다 큰 때는 전류 제한치를 작게 하도록 동 전류 제한치를 갱신함과 함께, 어시스트 전류치를 동 전류 제한치에 의해 제한하여 최종 어시스트 전류치를 결정하는 최종 어시스트 전류치 결정 수단과, 전력 공급을 받는 일 없이 데이터를 보존하는 기억 수단과, 점화 스위치가 ON(온) 상태로부터 0FF(오프)상태로 변경된 때 전동 모터의 과열 상태를 나타내는 값과 상기 모터 전류 제한 판정치의 최대치의 비율을 전류 제한치에 관한 데이터로서 기억 수단에 기억시킴과 함께, 점화 스위치가 OFF 상태로부터 ON 상태로 변경된 때 기억된 전류 제한치에 관한 데이터에 따른 값을 전동 모터의 과열 상태를 나타내는 값의 초기치로 하는 초기치 설정 수단과, 최종 어시스트 전류치에 따른 전류를 전동 모터에 흘리는 모터 통전 수단을 구비한 차량의 전동 파워 스티어링 장치」가 개시되어 있다.
그리고, 특허 문헌 2에는 점화 스위치가 ON(온) 상태로부터 0FF(오프)상태로 되었을 때, 배터리에 부담을 주는 일 없이 전류 제한치에 관한 데이터를 보존하는 것이 가능해짐과 함께, 다음에 점화 스위치가 ON(온) 상태로 되었을 때 보존하고 있는 데이터를 판독하여 가공하고, 이것을 전동 모터의 통전 상태에 따라 갱신되어 가는 전동 모터의 과열 상태를 나타내는 값의 초기치로 하기 때문에, 점화 스위치가 0N(온)상태로부터 일단 OFF(오프) 상태로 되고, 그 후, ON(온) 상태로 단시간 내에 변경된 경우에도, 전류 제한치가 적절한 값으로 되고 구동 회로나 전동 모터의 과열을 방지할 수 있는 것이 나타나 있다.
[특허 문헌 1] 특허 제2892899호 공보(도 1, 단락 0006, 0O07)
[특허 문헌 2] 특허 제3405292호 공보(도 2, 단락 0O04, 0005)
그러나, 특허 문헌 1에 나타난 전동기 제어 장치 또는 특허 문헌 2에 나타난 차량의 전동 파워 스티어링 장치에서는 점화 스위치가 OFF(오프) 상태로 변경된 후에도, 모터(전동기)의 상승 온도가 허용치 이하로 저하될 때까지 차량의 배터리로부터 전기 제어 장치로 전원의 공급이 계속된다.
따라서 점화 스위치가 ON(온) 상태로부터 OFF(오프) 상태로 변경될 때의 배터리의 부담이 크다는 문제점이 있다.
또한, 모터(전동기)의 온도가 높은 동안 점화 스위치가 0N(온) 상태로부터 0FF(오프)상태로 변경된 때 모터의 과열 상태를 나타내는 값을 전류 제한치에 관한 데이터로서 기억 수단에 기억시킨다.
그 때문에, 모터의 온도가 허용치 이하로 충분히 내려가고 나서 재차 점화 스위치가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때라도, 모터 고온시의 기억된 전류 제한치에 관한 데이터에 의거한 값을 전류 제한치의 초기치로 하고, 이 초기치에 따른 전류를 모터에 흐르게 한다.
따라서 점화 스위치의 OFF(오프) 상태가 오래 계속되어, 모터 온도가 충분히 저하하고 있고, 점화 스위치를 ON(온)할 때의 전류 제한치의 초기치를 크게 할 수 있는 경우(즉, 점화 스위치를 온할 때의 모터 전류를 크게 할 수 있는 경우)라도, 전류 제한치의 초기치는 기억된 낮은 값 그대로이다.
그 때문에, 모터(전동기)는 그 시동 특성이 제한되고, 적절한 전류 제한치의 초기치로 효율적으로 구동되지 않는다는 문제점도 있다.
본 발명은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 점화 스위치가 OFF(오프) 상태로 변경될 때의 배터리의 부담을 경감할 수 있고, 또한, 모터의 시동 특성의 제한이 완화되어, 효율적으로 모터를 구동할 수 있는 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 전동 파워 스티어링 장치는 스티어링 휠의 조타 토오크를 받아서 차륜을 조타하는 스티어링 기구와, 상기 스티어링 기구에 조타 보조력을 부가하는 모터와, 조타 상태에 따라 상기 모터에 통류하는 전류를 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러의 상태를 보존하는 기억 수단과, 점화 스위치가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때 상기 컨트롤러의 상태를 상기 기억 수단에 기억시킴과 함께, 상기 점화 스위치가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때 상기 기억 수단에 기억된 컨트롤러의 상태와 상기 점화 스위치가 오프되어 있는 동안의 경과 상태에 의거하여, 상기 컨트롤러 또는 상기 모터의 과열 상태의 경과를 구하여 상기 모터에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정하는 초기치 설정 수단을 구비한 것이다.
본 발명에 의하면, 점화 스위치가 오프 상태로 변경될 때에, 모터의 상승 온도가 허용치 이하로 저하되어 있지 않아도, 배터리로부터 컨트롤러에의 전원의 공급을 절단하는 것이 가능하고, 점화 스위치가 오프 상태로 변경될 때의 배터리의 부담을 경감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 점화 스위치가 온 상태로부터 일단 오프 상태로 되고, 그 후 온의 상태로 단시간 내에 변경된 경우라도 또한, 모터의 온도가 허용치 이하로 충분히 내려가고 나서, 재차, 점화 스위치를 오프 상태로부터 온 상태로 라 고 변경된 경우라도, 적절한 전류 제한치의 초기 설정치로 모터를 효율적으로 구동시킬 수 있다.
이하, 도면에 의거하여 본 발명의 한 실시예에 관하여 설명한다.
또한, 각 도면 사이에 있어서 동일 부호는 동일 또는 상당하는 것을 나타낸다.
실시예 1
도 1은, 본 발명의 실시예 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도면에 있어서, 1은 스티어링 휠(조타 핸들), 2는 스티어링 샤프트, 3은 모터의 구동 제어를 행하는 ECU(ELECTRONIC CNTROL UNIT)인 컨트롤러, 4는 배터리, 5는 토오크 센서, 6은 감속 기기, 7은 모터(전동기), 8은 차륜(전륜)이다.
또한, 스티어링 휠(조타 핸들)(1), 스티어링 샤프트(2), 토오크 센서(5), 감속기(5) 등에 의해 스트어링 휠(1)의 조타 토오크를 받아서 차륜(전륜)(8)을 조타하는 스티어링 기구가 구성되어 있다.
또한, 도 2는 도 1에 도시한 실시예 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 컨트롤러(3)의 구성을 도시한 블록도이다.
도면에 있어서, 101은 점화 스위치, 102는 토오크 센서(5)에 의해 검출되는 토오크, 103은 차량탑재 LAN, 104는 CPU, 105는 CPU(104)에 5V의 전원을 공급하는 5V 전원(5V power supply), 106은 모터 구동 제어 회로이다.
107은 컨트롤러(3)의 상태를 보존하기 위한 기억 수단인 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory : 전기적으로 소거 가능한 프로그래머블 ROM)이고, 후술하는 바와 같이, 이 기억 수단(EEPROM)(107)에는 조타 상태에 따른 모터 전류에 대하여 전류 제한을 가하는 전류 제한치, 조타 상태에 따라 모터(7)에 통류한 전류의 적산치, 조타 상태에 따라 모터(7)에 통류한 전류의 평균치 등이 컨트롤러(3)의 상태로서 보존된다.
또한, 기억 수단(EEPROM)(107)은 전력 공급을 받는 일 없이 컨트롤러(3)의 상태를 보존한다.
기억 수단은 EEPROM뿐만 아니라, 스태틱 RAM, 플래시 메모리라도 좋고, 일시적으로 이그니션이 오프하여 기억할 수 있는 매체라면 무엇이라도 좋다.
또한, 108은 CPU(104) 내에 조립되어 있는 초기치 설정 수단이다.
후술하는 바와 같이, 이 초기치 설정 수단(108)은 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때 컨트롤러(3)의 상태를 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억시킴과 함께 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억된 컨트롤러(3)의 상태와 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태(예를 들면, 점화 스위치(103)가 오프되어 있는 동안의 경과 시간)에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정한다.
또한, Tr1 내지 Tr6은 모터 구동 제어 회로(106)에 의해 모터(5)에 통류하는 전류를 ON(온)/OFF(오프) 제어하는 스위칭 소자이다.
도 3은, 본 실시예에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 3에 따라, 본 실시예에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 동작을 설명한다.
전동 파워 스티어링 장치가 기동할 때는 우선, 처리 스텝 S1에서 점화 스위치(101)가 OFF(오프) 상태로부터 ON(온) 상태로 변경되었는지를 판단한다.
그리고, 판단 결과가 YES(즉, 점화 스위치(101)가 온 상태)라면, 처리 스텝 S2에서 기억 수단(EEPROM)(107)이 기억하고 있는 컨트롤러(3)의 상태를 처리 스텝 S2에서 판독하고, 처리 스텝 S3에서 판독한 컨트롤러(3)의 상태와 점화 스위치(101)가 OFF(오프)되어 있던 동안의 경과 상태에 의거하여, 모터(7)의 과열 상태에 따른 전류 제한치의 초기치를 설정한다.
처리 스텝 S1에서 점화 스위치(101)가 OFF(오프) 상태로부터 ON(온) 상태로 변경되었는지를 판단한 결과가, NO(즉, 점화 스위치(101)가 오프 상태)라면, 다음 처리 스텝 S4로 이행한다.
처리 스텝 S4는 전동 파워 스티어링 장치의 동작 정지시의 처리로서, 처리 스텝 S4에서 점화 스위치(101)가 ON(온) 상태로부터 OFF(오프) 상태로 변경되었는지를 판단하고, 판단 결과가 YES(즉, 점화 스위치(101)가 오프 상태)라면 전동 파워 스티어링 장치는 정지라고 판단한다.
그리고, 처리 스텝 S5에서 컨트롤러(3)의 상태를 기억 수단(EEPROM)(107)에 기록하고 전동 파워 스티어링 장치를 정지한다.
처리 스텝 S4에서, 점화 스위치(101)가 ON(온) 상태로부터 OFF(오프) 상태로 변경되었는지를 판단한 결과가, NO(즉, 점화 스위치(101)가 온 상태)라면, 처리 스텝 S6 이후의 전동 파워 스티어링 장치로서의 동작으로 이행한다.
도 4는, 전동 파워 스티어링 장치가 동작하고 있는 때의 토오크(즉, 조타 토오크)와 모터 전류의 기본적인 관계를 도시한 도면이다.
전동 파워 스티어링 장치의 토오크(조타 토오크)에 대한 모터 전류치의 기본적인 특성은 미리 도 4와 같이 결정되어 있다.
그래서, 처리 스텝 S6에서 조타 토오크에 따른 모터(7)의 기본 전류치를 취출하고, 처리 스텝 S7에서 스티어링계로의 손실등을 보충하기 위해 기본 전류치에 대하여 보정량을 가감산하고, 실제로 모터(7)에 통류하는 목표 전류치(It)를 결정한다.
여기서, 「정지중 조타」의 반복 등, 전동 파워 스티어링 장치의 사용 상황에 의해서는 컨트롤러(3) 또는 모터(7) 등의 소손(燒損)으로 이어질 가능성이 있다.
또한, 「정지중 조타」란 차량이 정지한 상태에서 핸들을 조작한 것으로, 이와 같은 핸들 조작을 행하면 모터(7)에 흐르는 전류는 가장 크게 되고, 모터(7)의 발열은 최대로 된다.
그 때문에, 처리 스텝 S8에서 목표 전류치(It)에 대하여 파워 스티어링계의 과열 상태에 의해 결정하는 전류 제한치의 제한을 가하여 최종 모터 전류치(It)를 결정하고 CPU(104)는 모터 구동 제어 회로(106)에 지시를 낸다.
모터(7)는, 모터 구동 제어 회로(106)에 의해 구동되고, 조타 어시스트를 행한다.
또한, 처리 스텝 S10에 나타낸 바와 같이 전류 제한치는 모터(7)에의 전류의 통류 상황에 따라 갱신된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치는, 스트어링 휠(1)의 조타 토오크를 받아서 차륜(8)을 조타하는 스티어링 기구와, 이 스티어링 기구에 조타 보조력을 부가하는 모터(7)와, 조타 상태에 따라 모터(7)에 통류하는 전류를 제어하는 컨트롤러(3)와, 컨트롤러(3)의 상태를 보존하는 기억 수단(EEPROM)(107)과, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때 컨트롤러(3)의 상태를 기억 수단(107)에 기억시킴과 함께, 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억된 컨트롤러(3)의 상태와 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정하는 초기치 설정 수단(108)을 구비하고 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 경우, 컨트롤러(3)의 상태를 기억 수단(107)에 기록하고 전동 파워 스티어링 장치를 정지한다.
따라서 모터의 상승 온도가 허용치 이하로 저하되어 있지 않아도 차량의 배터리로부터 구동 제어를 행하는 ECU(즉, 컨트롤러(3))에 전원의 공급을 절단할 수 있기 때문에, 점화 스위치(101)를 오프 상태로 할 때 배터리의 부담을 경감하는 것 이 가능해진다.
또한, 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 되었을 때 기억 수단(107)이 보존하고 있는 데이터를 판독하여 가공하고, 이것을 과열 상태에 따라 갱신되는 전류 제한치의 초기치로 한다.
따라서 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 일단 오프 상태로 되고, 그 후 온 상태로 단시간 내에 변경된 경우라도 또한, 모터(7)의 온도가 허용치 이하로 충분히 내려가고 나서, 재차 점화 스위치(101)를 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 경우라도, 적절한 전류 제한치의 초기치로 모터를 동작시킬 수 있기 때문에 모터를 효율적으로 구동시키는 것이 가능해진다.
실시예 2
본 실시예에서는, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억시키는 「컨트롤러의 상태」의 구체적인 예에 관해 설명한다.
기억 수단(EEP ROM)(107)에 기억시키는 데이터(즉, 컨트롤러의 상태)로서는 예를 들면, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 된 때의 전류 제한치라도 좋다.
이 전류 제한치를 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 된 때 기억 수단(EEPROM)(107)에 기록한다.
그 후, 점화 스위치(101)가 온 상태로 변경된 때, 초기치 설정 수단(108)은 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억한 컨트롤러(3)의 상태인 전류 제한치와 점화 스위 치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태(예를 들면, 오프 시간)에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정한다.
또한, 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억시키는 데이터(즉, 컨트롤러의 상태)로서는 예를 들면 조타 상태에 따라 모터(7)에 통류한 모터 전류의 적산치라도 좋다.
실제로는 방열 작용이 있기 때문에, 모터 전류를 적산하여도 모터(7)에서의 발열량이 작으면 모터 온도는 상승하지 않고, 열 수지가 밸런스가 취하여진 상태로 된다.
그래서, 모터 전류에 어느 소정치(예를 들면, 열수지의 밸런스가 취하여지는 일정 전류치)를 설정하고, 모터 전류가 이 설정된 소정치를 초과하면 모터 전류의 가감산을 행하고, 가감산된 모터 전류의 적산치를 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 된 때 기부 수단(EEPROM)(107)에 기록한다.
그리고, 그 후, 점화 스위치(101)가 온 상태로 변경된 때, 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억한 적산치와 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태(예를 들면, 오프 시간)에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정한다.
또한, 통류한 모터 전류의 평균치를 구하고 그 전류 평균치를 「컨트롤러의 상태」로 하여도 좋다.
이 경우, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 된 때 기억 수단(EEPROM)(107)에 모터 전류의 평균치를 「컨트롤러의 상태」로서 기록한다.
그리고, 그 후, 점화 스위치(101)가 온 상태로 변경된 때, 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억한 모터 전류의 전류 평균치와 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태(예를 들면, 오프 시간)에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정한다.
또한, 컨트롤러(3)의 내부에서 특히 발열하는 부분(예를 들면, 모터 구동 부분의 스위칭 소자 Tr1 내지 Tr6의 부근)의 온도 데이터를 「컨트롤러의 상태」로 하여도 좋다.
이 경우는, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 된 때, 컨트롤러(3) 내부의 특히 발열하는 부분의 온도 데이터를 「컨트롤러의 상태」로서 기억 수단(EEPROM)(107)에 기록한다.
그리고, 기억 수단(EEPROM)(107)에 기억된 온도 데이터와 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태(예를 들면, 오프 시간)에 의거하여 컨트롤러(3) 또는 모터(7)의 과열 상태의 경과를 구하여 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정한다.
실시예 3
본 실시예에서는 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 「경과 상태」의 구체적인 검출 방법에 관하여 설명한다.
예를 들면, 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 「경과 상태」는 점화 스위치(101)가 오프 상태의 경과 시간이라도 좋다.
이 경우, 점화 스위치(101)가 오프 상태의 경과 시간은 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 된 때의 시각(T1)(제 1의 시각)을 기억 수단 (EEPROM)(107)에 기억하고, 그 후, 점화 스위치(101)가 온 상태로 변경된 때의 시각을 T2(제 2의 시각)로 한 때, 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간(ΔT3)은,
ΔT3=T2-T1로 하여 구할 수 있다.
즉, 이 경우, 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 「경과 상태」는 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경되는 때의 제 1의 시각(T1)과 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 변경되는 때의 제 2의 시각(T2)에 의해 정해지는 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간이다.
또한, 도 5는 차량 내에 있어서의 각종 컨트롤러의 배치를 도시한 배선 블록도이다.
도면에 있어서, 201은 점화 스위치(101)를 절단하여도 동작하고 있는 기기(키레스 엔트리 시스템)의 컨트롤러(키레스 엔트리 시스템 컨트롤러)이다. 또한, 202 및 203은 점화 스위치(101)를 절단하면 동작을 정지하는 컨트롤러이다.
상술한 시각(T1)(제 1의 시각) 및 시각(T2)(제 2의 시각)은 점화 스위치(101)를 절단하여도 동작하고 있는 키레스 엔트리 시스템 컨트롤러(201)로부터 얻을 수도 있다.
그리고, 그 시각 데이터를 차량탑재 LAN(103)에 의해 키레스 엔트리 시스템 컨트롤러(201)로부터 도 2에 도시한 컨트롤러(3)에 송신하여 받는 것이 가능하다.
또한, 점화 스위치(101)를 절단하여도 동작하고 있는 기기의 예로서는 오디 오, 시계, 게이트웨이 컨트롤러, 서버 컨트롤러 등을 들 수 있다.
또한, 내비게이션 시스템에서 이용하고 있는 GPS 신호로부터 이들의 시각 데이터를 얻어도 좋고, 또한, 마찬가지로 전파 시계의 신호로부터 이들의 시각 데이터를 얻어도 좋다.
GPS 신호나 전파 시계 신호로부터 시각 데이터를 얻는 경우, 수신한 이들의 신호는 차량탑재 LAN(103)을 통하여 CPU(104)에 항상 입력되고, 상기 CPU(104)에 의해 점화 스위치(101)가 온 또는 오프하는 시각을 검출하도록 구성되어 있다.
실시예 4
전술한 실시예에서는 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태로서, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경되는 때의 제 1의 시각(T1)과 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 변경되는 때의 제 2의 시각(T2)을 얻고, 제 1의 시각(T1)과 제 2의 시각(T2)에 의해 정해지는 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간을 구하였다.
그러나, 본 실시예에서는 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 되고, 그 후 온 상태로 변경된 때의 시간을 직접 계측하는 것이다.
구체적으로는, 점화 스위치(101)의 온과 함께 전하를 축적하고, 점화 스위치(101)의 오프와 함께 방전을 행하는 컨덴서를 배치하여 둔다.
즉, 점화 스위치(101)가 온 상태시에 충전하여 두고, 점화 스위치(101)가 오프 상태로 되면 방전을 시작하도록 컨덴서를 배치한다.
컨덴서의 방전 전압은, 도 6에 도시한 바와 같이 점화 스위치(101)의 오프 시간과 함께 저하되어 간다.
따라서 이 방전 전압을 측정함에 의해 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 시간을 계측하는 것이 가능하다.
또한, 컨덴서의 용량에 따라 방전 전압이 저하된 커브가 다르기 때문에, 컨덴서의 용량은 스티어링계가 냉각하는 시간을 계측할 수 있는 값으로 설정하면 좋다.
또한, 점화 스위치(101)가 오프되어 있는 동안의 경과 상태인 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간은 다음과 같이 하여 추정하여도 좋다.
우선, 전동 파워 스티어링 장치 내의 가장 발열하는 장소 예를 들면, 모터 구동 부분의 스위칭 소자(Tr1 내지 Tr6) 부근의 온도 데이터(즉, 고온 부분의 온도 데이터)(TH)와, 그다지 발열하지 않는 장소, 예를 들면 소자가 밀집하지 않은 부근의 온도(즉, 주위 온도)(TL)와의 차를 계측한다.
도 7은, 그 온도 변화를 도시한 것으로, 점화 스위치(101)가 오프 상태에 들어가면 발열 요인이 없어지기 때문에, TH는 내려가기 시작하여 TL로 근접하여 간다.
따라서 TH와 TL이 차(△Temp)를 구하고, 이 차(△Temp)에 의해 점화 스위치(101)가 오프 상태인 시간의 추정을 행할 수 있다.
여기서, 온도를 측정하는 부위는 컨트롤러(3)의 내부뿐만 아니라, 전동 파워 스티어링 장치에 관한 부분이면 좋고, 모터(7)라도 좋다.
실시예 5
점화 스위치(101)가 오프 상태중 분위기 온도에 의해, 전동 파워 스티어링 장치가 냉각되는 정도가 변화하기 때문에, 분위기 온도에 따라 초기치 설정 수단은 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치를 보정할 필요가 있다.
그래서, 본 실시예에서는 분위기 온도에 따라 변화하는 계수(Ktmp)를 마련하여 둔다.
예를 들면, 상온시를 Ktmp=100%로 하고, 저온이면 Ktmp<100%, 고온시는 Ktmp>100%로 미리 설정하여 둔다.
그리고, 점화 스위치(101)의 오프 상태 시간에 상기 계수(Ktmp)를 승산하여 오프 상태 시간을 구함에 의해, 분위기 온도의 영향을 보정하는 것이 가능해진다.
이 분위기 온도는 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때의 온도로 한 경우 또는, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때의 온도를 기억하여 두고, 이 기억하여 둔 온도로 하는 경우가 고려된다.
또한, 점화 스위치(101)가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때의 분위기 온도와, 점화 스위치(101)가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때의 분위기 온도와의 차를 사용하는 것도 고려된다.
실시예 6
초기 설정 수단의 초기치를 정하는 방법은 기억한 컨트롤러의 상태로서, 전류 평균치를 기억한 경우를 예로 하여 설명한다.
기억한 전류 평균치를 계측한 점화 스위치(101)의 오프 상태 시간과의 1차식의 관계로부터 초기치를 구하는 것이 가능하다.
도 8은, 점화 스위치(101)의 오프 상태의 시간과 초기 설정 수단이 설정하는 초기치와의 관계를 1차식에 의해 나타낸 경우를 도시하고 있다.
기억한 전류 평균치로부터 1차식의 그래프를 구하고, 횡축의 오프 상태의 시간으로부터 종축의 초기치를 구할 수 있다.
또한, 도 9는 점화 스위치(101)의 오프 상태의 시간과 초기 설정 수단이 설정하는 초기치와의 관계를 1차 지연을 갖는 그래프에 의해 나타낸 경우를 도시하고 있다.
기억한 전류 평균치로부터 1차 지연을 갖는 그래프를 구하고, 횡축의 오프 상태의 시간으로부터 종축의 초기치를 구할 수 있다.
1차 지연을 갖는 그래프를 이용하는 편이, 보다 실체에 맞춘 전류 제한치의 초기치를 설정할 수 있다.
그러나, 기억하고 있는 전류 평균치로부터 그래프를 구하고, 그리고 나서 제한치의 초기치를 구하는 작업은 CPU 부하가 어느 정도 필요하므로, CPU 부하를 무시할 수 없는 경우에는 점화 스위치(101)가 오프 상태의 경과 시간과 모터(7)에 대한 전류 제한치의 초기치와의 관계를 미리 테이블화 하여 두고, 초기치 설정 수단은 이 테이블을 이용하여 초기치를 설정하면 좋다.
본 발명은, 점화 스위치가 오프 상태로 변경될 때의 배터리의 부담을 경감할 수 있고, 또한, 모터의 시동 특성의 제한이 완화되고, 효율적으로 모터를 구동할 수 있는 전동 파워 스티어링 장치의 실현에 유용하다.
본 발명에 의하면, 점화 스위치가 오프 상태로 변경될 때에, 모터의 상승 온도가 허용치 이하로 저하되어 있지 않아도, 배터리로부터 컨트롤러에의 전원의 공급을 절단하는 것이 가능하고, 점화 스위치가 오프 상태로 변경될 때의 배터리의 부담을 경감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 점화 스위치가 온 상태로부터 일단 오프 상태로 되고, 그 후 온의 상태로 단시간 내에 변경된 경우라도 또한, 모터의 온도가 허용치 이하로 충분히 내려가고 나서, 재차, 점화 스위치를 오프 상태로부터 온 상태로 라고 변경된 경우라도, 적절한 전류 제한치의 초기 설정치로 모터를 효율적으로 구동시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 스티어링 휠의 조타 토오크를 받아 차륜을 조타하는 스티어링 기구와,
    상기 스티어링 기구에 조타 보조력을 부가하는 모터와,
    조타 상태에 따라 상기 모터에 통류하는 전류를 제어하는 컨트롤러와,
    상기 컨트롤러의 상태를 보존하는 기억 수단과,
    점화 스위치가 온 상태로부터 오프 상태로 변경된 때 상기 컨트롤러의 상태를 상기 기억 수단에 기억시킴과 함께, 상기 점화 스위치가 오프 상태로부터 온 상태로 변경된 때 상기 기억 수단에 기억된 컨트롤러의 상태와 상기 점화 스위치가 오프되어 있는 동안의 경과 상태에 의거하여, 상기 컨트롤러 또는 상기 모터의 과열 상태의 경과를 구하여 상기 모터에 대한 전류 제한치의 초기치를 설정하는 초기치 설정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기억 수단이 기억하는 컨트롤러의 상태는 조타 상태에 따른 모터 전류에 대하여 전류 제한을 가하는 전류 제한치인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기억 수단이 기억하는 컨트롤러의 상태는 조타 상태에 따라 상기 모터 에 통류한 전류의 적산치인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기억 수단이 기억하는 컨트롤러의 상태는 조타 상태에 따라 상기 모터에 통류한 전류의 평균치인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 경과 상태는 상기 점화 스위치가 온 상태로부터 오프 상태로 변경되는 때 제 1의 시각과 상기 점화 스위치가 오프 상태로부터 온 상태로 변경되는 때의 제 2의 시각에 의해 정해지는 상기 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1의 시각 및 상기 제 2의 시각은 상기 점화 스위치가 오프 상태에서도 동작하고 있는 기기로부터 얻는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1의 시각 및 상기 제 2의 시각은 내비게이션 시스템에서 이용하는 GPS 신호로부터 얻는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1의 시각 및 상기 제 2의 시각은 전파 시계에서 이용하는 신호로부터 얻는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 경과 상태는 상기 점화 스위치가 오프 상태인 때의 시간인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 점화 스위치가 오프 상태인 때의 시간은 상기 점화 스위치가 온 상태시에 컨덴서를 충전하여 두고, 오프 상태에서 방전시키고, 방전 전압을 측정함에 의해 계측되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 초기치 설정 수단은 오프 상태중 분위기 온도에 따라 상기 모터에 대한 전류 제한치의 초기치를 보정하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 초기치 설정 수단은 상기 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간과 상기 모터에 대한 전류 제한치의 초기치 관계를 1차식으로 구하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  13. 제 5항에 있어서,
    상기 초기치 설정 수단은 상기 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간과 상기 모터에 대한 전류 제한치의 초기치 관계를 지수 함수로 구하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 초기치 설정 수단은 상기 점화 스위치 오프 상태의 경과 시간과 상기 모터에 대한 전류 제한치의 초기치 관계를 미리 테이블화 하여 두는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
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