KR101233872B1

KR101233872B1 - 차량 조향 장치

Info

Publication number: KR101233872B1
Application number: KR1020107023923A
Authority: KR
Inventors: 마사하루 야마시타
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2013-02-15
Also published as: KR20100125452A; CN102026863B; WO2009138830A1; US20110054742A1; CN102026863A; JP4605250B2; EP2300302A1; JP2009274547A; EP2300302B1; US8751108B2

Abstract

주 전원 (100) 이 고장나면, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다, 보조 제어부 (61) 는 조향 토크와 목표 전류가 관련되어 있는 보조 맵의 특성을 조향 토크의 증가 방향으로 한 단계씩 이동시킨다. 이리 하여, 운전자는 조향 조작을 수행할 때 마다 조향 보조력의 감소를 느낄 수 있고 따라서 이상을 인식할 수 있다. 또한, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다 보조 맵의 상한 전류가 감소될 수 있다. 또한, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다 전동 모터의 상한 전력이 감소될 수 있다.

Description

차량 조향 장치{STEERING DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 조향 핸들의 회전 조작을 위한 조향 보조력을 제공하기 위해 전동 모터를 구비하는 조향 장치 및 이 조향 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 전동 파워 조향 장치는 조향 핸들의 회전 조작을 위한 조향 보조력을 제공하기 위해 전동 모터를 구비하고 또한 전동 모터의 통전을 제어하여 조향 보조력을 조정하게 된다. 이러한 전동 파워 조향 장치는 차량 장착 전원(electric power source) 장치로부터 소스 전력(source power) 공급을 받는다. 그러나, 상기 차량 장착 전원 장치에서 이상(異常)이 생기는 경우, 전동 파워 조향 장치는 전동 모터의 제어를 적절하게 수행할 수 없게 된다. 그러므로, 예컨대, 일본 공개특허공보 제 2003-312510(JP-A-2003-312510) 에서 제안된 전동 파워 조향 장치는, 차량 장착 전력 공급 장치의 전원 전압이 저하하여 이상값(abnormal value)으로 설정된 소정의 값에 도달하면, 모터 제어 출력 게인이 1 에서 0 으로 점진적으로 감소하게 되며 또한 보조 지령값에 감소된 게인이 곱해지는 구성을 채용하고 있다.

그러나, 상기 일본 공개특허공보 제 2003-312510(JP-A-2003-312510) 에서 제안된 전동 파워 조향 장치는 차량의 운전자에 의해 수행되는 조작에 상관없이, 보조 지령값에 곱해지는 상기 게인을 점진적으로 감소시키도록 구성되어 있다. 그러므로, 운전자가 조향 조작을 수행하지 않을 때에도 게인이 감소하게 된다. 따라서, 운전자가 실제로 조향 조작을 수행할 때 게인이 바로 전의 조향 조작시에 얻어진 게인에 비해 상당히 감소되어 버리는 경우가 일어나게 된다. 그러한 경우, 조향감이 갑작스럽게 변하여 운전자에게 상당한 위화감을 유발하게 된다.

본 발명은 운전자에게 위화감을 유발하지 않으면서 조향 보조력이 감소되었음을 운전자에게 확실하게 전달하고 그리 하여 운전자가 이상을 알게 해주는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양태는 차량 조향 장치에 관한 것으로, 이 조향 장치는, 조향 핸들의 조향 조작시 차량의 휠을 조향하는 조향 기구; 전원 장치로부터 소스 전력을 공급받으며, 조향 핸들의 조향 조작을 보조하는 보조력을 발생시키는 전동 모터; 차량의 운전자가 조향 핸들에 입력하는 조향 토크를 검출하는 조향 토크 검출 수단; 적어도 상기 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 설정하는 보조 특성을 저장하며, 이 보조 특성에 기초하여 모터 제어값을 계산하는 제어값 계산 수단; 및 상기 제어값 계산 수단에 의해 계산된 모터 제어값에 기초하여, 상기 모터 제어값이 커지면 더 큰 보조력이 발생되도록 전동 모터의 구동을 제어하는 모터 제어 수단을 포함한다. 본 차량 조향 장치는 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상을 검출하는 전원 이상 검출 수단; 상기 전원 이상 검출 수단에 의해 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되면 미리 설정된 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 판정하는 이상시 조향 조작 판정 수단; 및 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 상기 이상시 조향 조작 판정 수단에 의해 판정되면 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 제어값 감소 수단을 포함한다.

상기 조향 토크 검출 수단에 의해 검출된 조향 토크가 미리 설정된 기준값 보다 크면, 상기 이상시 조향 조작 판정 수단은 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 판정할 수 있다.

또한, 상기 이상시 조향 조작 판정 수단은 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 반복적으로 판정할 수 있고, 또한 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다, 상기 제어값 감소 수단은 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 이 양태에서, 조향 토크 검출 수단은 조향 핸들에 입력되는 조향 토크를 검출하고, 제어값 계산 수단은 보조 특성에 기초하여 조향 토크 검출 수단에 의해 검출된 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 계산한다. 보조 특성은 예컨대 보조력이 조향 토크의 증가와 함께 증가하는 특성을 갖도록 조향 토크와 모터 제어값 사이의 관계를 설정할 수 있고, 기준 맵(map) 또는 함수로 저장될 수 있다. 이 모터 제어값은 적어도 조향 토크에 대응하여 설정되며, 예컨대 차속, 조향 속도, 조향각 등과 같은 다른 요인들을 가미하여 계산될 수 있다. 모터 제어 수단은, 계산된 모터 제어값에 기초하여 모터 제어값이 커질 수록 더 큰 보조력이 발생하도록 전동 모터의 구동을 제어하여 운전자의 조향 조작을 보조한다. 전동 모터는 전원 장치로부터 전력 공급을 받는다. 전원 이상 검출 수단은 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상을 검출한다. 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되면, 이상시 조향 조작 판정 수단은 미리 설정된 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 판정하게 된다. 예컨대, 조향 핸들에 입력되는 조향 토크가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정된다.

조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 이상시 조향 조작 판정 수단에 의해 판정될 때 마다, 상기 제어값 감소 수단은 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시킨다. 예컨대, 전술한 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다, 제어값 감소 수단은 보조 특성을 변경하여 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키거나 보조 특성으로부터 얻어지는 모터 제어값을 감소시키게 된다. 그러므로, 전동 모터에 의해 발생되는 보조력은 운전자가 실제로 조향 조작을 수행할 때만 감소한다. 즉, 보조력은 운전자의 조향 조작에 맞추어 감소할 수 있다. 그러므로, 운전자가 조향 조작을 수행하고 있지 않을 때 보조 특성이 급격히 변경되어 운전자에게 위화감을 유발하는 바람직하지 않은 사태가 일어나지 않게 된다. 또한, 보조력의 감소는 운전자에게 확실히 느껴질 수 있고, 그리 하여 운전자에게 이상이 알려질 수 있다.

또한, 모터 제어값은 전동 모터의 구동을 제어하기 위한 전류값이나 전압값을 의미하는 것으로, 전동 모터에 최종적으로 흐르는 전류의 값 또는 전동 모터에 최종적으로 인가되는 전압의 값만을 의미하는 것은 아니고, 최종 전류값 또는 최종 전압값을 생기게 하기 위한 기반으로서 역할하는 전류값 또는 전압값일 수도 있다. 또한, 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키려 할 때, 반드시 조향 토크의 전체 범위에 걸쳐 모터 제어값을 감소시킬 필요는 없고, 적어도 조향 토크의 부분 영역(조향 토크의 부분 범위)에서 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키면 된다.

본 발명의 전술한 구성에서, 상기 모터 제어값은 전동 모터의 목표 전류값일 수 있으며, 상기 보조 특성은 상기 목표 전류값이 조향 토크의 증가와 함께 증가하는 특성을 갖도록 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정할 수 있다. 또한, 상기 제어값 감소 수단은, 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 증가측으로 이동시켜서, 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시킬 수 있다.

이러한 구성에서, 제어값 계산 수단은 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정하는 보조 특성에 기초하여 목표 전류값을 계산한다. 이 보조 특성은 목표 전류값이 조향 토크의 증가와 함께 증가하는 특성을 갖도록 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정하고, 예컨대 기준 맵 또는 함수로 저장될 수 있다. 모터 제어 수단은 계산된 목표 전류값에 기초하여 전동 모터의 구동을 제어한다. 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출된 경우에, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행(예컨대, 기준값 보다 큰 조향 토크를 조향 핸들에 입력)할 때 마다, 상기 제어값 감소 수단은 보조 특성에서 조향 토크와 목표 전류값 사이의 대응 관계를 변경하여 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 증가측으로 이동시키게 된다. 그러므로, 이상시 동안에, 운전자가 조향 핸들에 입력하는 조향 토크에 대응하여 설정된 목표 전류값은 전원 장치가 정상일 때 보다 작게 된다. 바꾸어 말하면, 운전자가 보조력을 얻기 위해 입력하는 조향 토크는 더 크게 된다. 그러므로, 조향 핸들 조작은 더 무겁게 된다. 그리 하여, 운전자는 조향 핸들 조작을 수행할 때 마다 보조력의 감소를 적절히 느끼게 되어 이상을 인식할 수 있게 된다.

상기 제어값 감소 수단은 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 한번에 한 단계씩 증가측으로 이동시킨다.

이러한 구성에서, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행할 때 마다, 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값은 증가측으로 한 단계씩 이동하게 된다. 예컨대, 운전자가 기준값 보다 큰 조향 토크의 검출과 관련하여 일회의 완전한 조향 조작을 수행할 때 마다, 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값은 증가측으로 한 단계씩 이동하게 된다. 그러므로, 운전자는 조향 핸들 조작을 수행할 때 마다 보조력의 감소를 적절히 느끼게 되고 그리 하여 이상을 인식할 수 있게 된다.

보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값이 증가측으로 한 단계씩 이동되는 이동량은 미리 설정된 양일 수 있으며, 운전자가 보조력의 감소를 느낄 수 있게 해주는 값일 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값이 한 단계씩 이동될 때, 운전자는 보조력이 감소했음을 확실히 느낄 수 있게 된다.

본 차량 조향 장치는 조향 조작의 일회 수행이 끝났는지를 판정하는 조향 조작 종료 판정 수단을 더 포함할 수 있으며, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다, 조향 조작이 수행된 것으로 판정된 때 부터 조향 조작이 끝난 것으로 판정될 때까지의 시간 동안에 상기 제어값 감소 수단은 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 점진적으로 증가시킬 수 있다.

이러한 구성에서, 운전자가 조향 조작을 수행하고 있을 때, 예컨대 운전자가 기준값 보다 큰 조향 토크를 조향 핸들에 입력하고 있을 때, 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값은 증가한다. 그러므로, 운전자는 조향 핸들을 조작하고 있는 중에 보조력이 점진적으로 감소함을 느끼고, 따라서 이상을 인식할 수 있게 된다.

상기 모터 제어값은 전동 모터의 목표 전류값일 수 있으며, 상기 보조 특성은, 조향 토크의 증가와 함께 목표 전류값이 증가하고 또한 이 목표 전류값이 상한 전류값의 이하로 제한되도록 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정할 수 있다. 또한, 상기 제어값 감소 수단은 상한 전류값을 감소시켜서 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 제어값 감소 수단은 상한 전류값을 한번에 한 단계 감소시킬 수 있다.

이러한 구성에서, 제어값 계산 수단은 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정하는 보조 특성에 기초하여 목표 전류값을 계산한다. 이 보조 특성은 목표 전류값이 조향 토크의 증가와 함께 증가하고 또한 목표 전류값이 상한 전류값 이하로 제한되도록 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정하며, 예컨대 기준 맵 또는 함수로 저장될 수 있다. 모터 제어 수단은 계산된 목표 전류값에 기초하여 전동 모터의 구동을 제어한다. 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되는 경우, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다 제어값 감소 수단은 목표 전류값의 상한 전류값을 감소시킨다. 일반적으로, 전동 모터의 구동을 제어하는 경우, 전동 모터에 흐르게 될 전류의 상한값인 상한 전류값이 전동 모터나 모터 구동 회로를 보호하기 위해 설정된다. 그러므로, 목표 전류값이 상한 전류값에 도달한 경우, 제어값 계산 수단은 모터 제어값을 계산할 때, 조향 토크가 증가하더라도 목표 전류값이 상한 전류값을 초과하는 것을 억제한다.

운전자가 조향 조작을 강하게 수행하는 경우, 목표 전류값은 상한 전류값과 동일하게 되도록 제한된다. 그러한 경우 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되면, 조향 조작이 수행될 때 마다 상한 전류값은 감소된다. 그러므로, 고 토크 영역에 있는 조향 토크에 대응하여 설정된 목표 전류값은 감소된다. 따라서, 운전자의 조향 조작에 맞추어, 전동 모터의 상한 전류값의 제한이 점진적으로 적용되어 보조력이 감소하게 된다. 그리 하여, 운전자는 조향 핸들 조작을 수행할 때 마다 보조력의 감소를 적절히 느끼게 되고, 따라서 이상을 인식할 수 있게 된다.

본 차량 조향 장치는 조향 조작의 일회 수행이 끝났는지를 판정하는 조향 조작 종료 판정 수단을 더 포함할 수 있고, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다, 조향 조작이 수행된 것으로 판정된 때 부터 조향 조작이 끝난 것으로 판정될 때까지의 시간 동안에 상기 제어값 감소 수단은 상한 전류값을 점진적으로 감소시킬 수 있다.

이러한 구성에서, 운전자가 조향 조작을 수행하고 있을 때, 즉 운전자가 기준값 보다 더 큰 조향 토크를 조향 핸들에 입력하고 있을 때, 상기 상한 전류값은 감소된다. 그러므로, 운전자는 조향 핸들의 조작 중에 보조력이 점진적으로 감소함을 느끼고, 따라서 이상을 인식할 수 있게 된다.

상기 제어값 감소 수단은, 전동 모터의 전력 소비의 상한을 설정하는 상한 전력값을 감소시켜 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 제어값 감소 수단은 한번에 한 단계씩 상한 전력값을 감소시킬 수 있다.

이러한 구성에서, 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출된 경우, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다, 제어값 감소 수단은 전동 모터의 전력 소비의 상한을 설정하는 상한 전력값을 감소시킨다. 제어 전류 계산 수단은 모터 제어값을 계산할 때, 전동 모터의 전력 소비가 상한 전력값을 초과하지 않도록 모터 제어값을 계산한다. 전동 모터의 출력은 조향 보조 토크와 조향 속도의 곱에 비례한다. 또한, 전동 모터의 출력은 그의 전력 소비를 제한하여 제한된다. 그러므로, 전동 모터의 전력 소비가 제한됨에 따라, 조향 토크에 대응하는 모터 제어값은 감소되고, 조향 핸들을 빨리 돌릴 때 느껴지는 끈기감이 증가하게 된다. 그러므로, 전원 장치의 이상시에, 조향시의 끈기감은 운전자의 조향 조작에 맞추어 점진적으로 증가하고, 그래서 운전자는 이상을 인식할 수 있게 된다.

본 차량 조향 장치는 조향 조작의 일회 수행이 끝났는지를 판정하는 조향 조작 종료 판정 수단을 더 포함할 수 있고, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다, 조향 조작이 수행된 것으로 판정된 때 부터 조향 조작이 끝난 것으로 판정될 때까지의 시간 동안에 상기 제어값 감소 수단은 상한 전력값을 점진적으로 감소시킬 수 있다.

이러한 구성에서, 운전자가 조향 조작을 수행하고 있을 때, 예컨대 운전자가 기준값 보다 큰 조향 토크를 조향 핸들에 입력하고 있을 때, 상한 전력값은 감소한다. 그러므로, 운전자는 조향 핸들의 조작중에 끈기감이 점진적으로 증가함을 느끼고, 따라서 이상을 인식할 수 있게 된다.

본 차량 조향 장치는, 조향 속도를 검출하는 조향 속도 검출 수단과, 상기 조향 속도 검출 수단에 의해 검출된 조향 속도가 미리 설정된 기준 조향 속도 보다 크면 상기 제어값 감소 수단이 모터 제어값을 감소시키는 감소량을 줄이는 감소량 제한 수단을 더 포함할 수 있다.

전술한 구성에서, 전원 장치의 소스 전력 공급 능력에 이상이 생기면, 보조력은 조향 핸들 조작에 맞추어 감소하도록 제어된다. 이러한 구성에서, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있을 때, 보조력의 감소는 제한되며, 운전자를 위한 조향 보조가 우선된다. 즉, 조향 속도가 미리 설정된 기준 조향 속도 보다 큰 경우에는, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정되며, 감소량 제한 수단은 제어값 감소 수단이 모터 제어값을 감소시키는 감소량을 줄이게 된다. 그러므로, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 경우, 적절한 조향 보조를 얻을 수 있다. 그리 하여, 이 구성은 예컨대 다른 차량과의 접촉 등을 피하기 위한 비상 조향 조작이 필요한 경우에 효과적이고 또한 안전을 개선한다. 또한, 감소량을 줄이는 것은 감소량을 제로로 만드는 것을 포함하는데, 즉 모터 제어값을 감소시키지 않는 것을 포함한다.

본 차량 조향 장치는 상기 조향 토크 검출 수단에 의해 검출된 조향 토크가 미리 설정된 감소량 제한 판정 토크 보다 크면 상기 제어값 감소 수단이 모터 제어값을 감소시키는 감소량을 줄이는 감소량 제한 수단을 더 포함할 수 있다.

이러한 구성에서도, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있을 때, 전술한 보조력의 감소는 억제되며 또한 운전자를 위한 조향 보조가 우선된다. 조향 토크 검출 수단에 의해 검출된 조향 토크가 미리 설정된 감소량 제한 판정 토크 보다 큰 경우에는 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정되며, 상기 감소량 제한 수단은 제어값 감소 수단이 모터 제어값을 감소시키는 감소량을 줄이게 된다. 예컨대, 운전자의 조향 조작에 관한 판정이 조향 토크를 사용하여 수행되는 경우, 상기 감소량 제한 판정 토크는 조향 조작에 관한 판정에 사용되는 기준값 보다 큰 토크의 값으로 설정된다. 그러므로, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 경우에, 적절한 조향 보조를 얻을 수 있고, 전술한 구성은 예컨대 다른 차량과의 접촉 등을 피하기 위한 비상 조향 조작이 필요한 경우에 효과적이고 또한 안전을 개선한다. 또한, 감소량을 줄이는 것은 감소량을 제로로 만드는 것을 포함하는데, 즉 모터 제어값을 감소시키지 않는 것을 포함한다.

상기 전원 장치는, 전동 모터를 포함하는 차량에 있는 다수의 전기 부하에 소스 전력을 공급하는 주 전원과, 이 주 전원과 전동 모터 사이에 병렬로 연결되어 있고 주 전원이 출력하는 전력을 저장하며 저장된 전력을 사용하여 전동 모터에 대한 소스 전력 공급을 보조하는 부 전원을 가질 수 있으며, 상기 전원 이상 검출 수단은 주 전원으로부터 소스 전력이 전동 모터에 공급될 수 없는 상태를 검출할 수 있다.

이러한 구성에서, 상기 주 전원과 부 전원은 전동 모터에 소스 전력을 공급하는 전원으로서 제공되며, 전동 모터에 소스 전력을 공급하는 주 전원의 능력이 단선 등으로 인해 상실되는 경우에도 상기 소스 전력은 부 전원으로부터 전동 모터에 공급될 수 있다. 그러나, 제어되는 보조의 변경 없이 부 전원을 사용해서 보조 제어(전동 모터의 제어)를 계속한다면, 운전자가 주 전원의 이상을 인식하게 하는 것이 어렵게 된다. 이 경우, 부 전원의 소스 전력 공급 능력이 상실되는 상황이 생기면 갑자기 조향 보조가 얻어지지 않게 된다. 그러한 경우 운전자에게 큰 위화감이 유발될 수 있다.

그러므로, 상기 전원 이상 검출 수단은 주 전원으로부터 전동 모터로의 소스 전력 공급이 불가능한 상태를 검출한다. 그러므로, 부 전원이 정상일 때 주 전원의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출된 시점부터 제어는 보조력이 조향 조작에 맞추어 감소하는 제어로 전환된다. 그리 하여, 운전자는 조기에 이상을 인식할 수 있게 된다. 결과적으로 수리나 고장에 유리하게 대처할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태는 차량 조향 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 상기 차량 조향 장치는, 조향 핸들의 조향 조작시 차량의 휠을 조향하는 조향 기구; 전원 장치로부터 소스 전력을 공급받으며, 조향 핸들의 조향 조작을 보조하는 보조력을 발생시키는 전동 모터; 차량의 운전자가 조향 핸들에 입력하는 조향 토크를 검출하는 조향 토크 검출 수단; 상기 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 설정하는 보조 특성을 저장하며, 이 보조 특성에 기초하여 모터 제어값을 계산하는 제어값 계산 수단; 및 상기 제어값 계산 수단에 의해 계산된 모터 제어값에 기초하여, 상기 모터 제어값이 커지면 더 큰 보조력이 발생되도록 전동 모터의 구동을 제어하는 모터 제어 수단을 포함한다. 본 조향 장치의 제어 방법은, 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상을 검출하는 단계; 상기 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되면, 미리 설정된 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 판정하는 단계; 및 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되면, 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 단계를 포함한다.

또한, 본 차량 조향 장치의 제어 방법에서, 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 반복적으로 판정할 수 있고, 또한 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되는 횟수의 증가와 함께 상기 제어값 감소 수단에 의한 모터 제어값의 감소 정도가 증가할 수 있다.

본 발명의 전술한 또한 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부 도면을 참조로 하는 이하의 실시 형태에 대한 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이며, 동일한 번호는 동일한 요소를 나타낸다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 전동 파워 조향 장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 조향 보조 제어 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 보조 맵을 나타내는 특성도이다.
도 4 는 제 1 실시 형태에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 5 는 제 1 실시 형태에 따른 보조 맵의 추이를 나타내는 특성도이다.
도 6 는 제 1 실시 형태에 따른 조향 토크의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 7 은 제 1 실시 형태의 제 1 변형예에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 8 은 제 1 실시 형태의 제 2 변형예에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 9 는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 10 은 제 2 실시 형태에 따른 보조 맵에서 상한 전류의 추이를 나타내는 특성도이다.
도 11 은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 상한 전력 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 12 는 제 3 실시 형태에 따른 상한 전력의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 13 은 제 3 실시 형태에 따른 조향 보조 제어 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 14 는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 15 는 제 4 실시 형태에 따른 보조 맵의 이동량의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 16 는 제 4 실시 형태에 따른 보조 맵의 추이를 나타내는 특성도이다.
도 17 은 제 2 실시 형태의 변형예에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 18 은 제 3 실시 형태의 변형예에 따른 상한 전력 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 차량 조향 장치를 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도 1 은 제 1 실시 형태로서 차량용 전동 파워 조향 장치의 개략적인 구성을 나타낸다.

이 전동 파워 조향 장치는 조향 핸들 (11) 의 조향 조작에 따라 조향 로드 휠을 조향하는 조향 기구 (10), 조향 보조 토크를 발생시키기 위해 상기 조향 기구 (10) 에 결합되어 있는 전동 모터 (20), 이 전동 모터 (20) 를 구동하는 모터 구동 회로 (30), 주 전원 (100) 의 출력 전압을 승압시켜 소스 전력을 모터 구동 회로 (30) 에 공급하는 승압 회로 (40), 승압 회로 (40) 와 모터 구동 회로 (30) 사이의 전원 공급 회로에 병렬로 연결된 부 전원 (50), 및 전동 모터 (20) 의 작동과 승압 회로 (40) 를 제어하는 전자 제어 유닛 (60) 을 주요부로서 포함한다. 전자 제어 유닛 (60) 은 본 발명의 제어 장치의 일예이다. 본 명세서에서, 복수의 실시 형태들을 설명할 것인데, 이들 실시 형태는 전자 제어 유닛 (60) 의 제어 처리에 있어서만 상이하고, 하드웨어 구성은 같다.

상기 조향 기구 (10) 는 조향 핸들 (11) 을 회전 조작하여 좌측 전방 휠 (FWL) 과 우측 전방 휠 (FWR)을 조향하는 기구이며 조향축 (12) 을 포함한다. 이 조향축은 그의 상단부에서 조향 핸들 (11) 에 연결되어 그 조향 핸들 (11) 과 일체적으로 회전하게 된다. 피니언 (13) 이 조향축 (12) 의 하단부에 연결되어 그 조향축과 일체적으로 회전한다. 상기 피니언 (13) 은 랙바 (14) 에 형성된 랙 치형부와 맞물리며, 따라서 랙바 (14) 와 함께 랙-피니언 기구를 형성한다. 좌우측 전방 휠 (FWL, FWR) 의 너클(미도시)이 타이 로드 (15L, 15R) 를 통해 랙바 (14) 의 두 단부에 조향가능하게 연결되어 있다. 조향축 (12) 이 그 자신의 축을 중심으로 회전함과 관련하여 랙바 (14) 가 그 자신의 축선 방향으로 변위함에 따라 상기 좌우측 전방 휠 (FWL, FWR) 은 좌우측으로 조향된다.

조향 보조를 위한 상기 전동 모터 (20) 는 랙바 (14) 에 결합되어 있다. 전동 모터 (20) 의 회전축은 볼 스크류 기구 (16) 를 통해 랙바 (14) 에 연결되어 기계적 동력을 전달할 수 있다. 상기 회전축이 회전하면 조향력이 상기 좌,우측 전방 휠 (FWL, FWR) 에 부여되어 조향 조작시 운전자를 도와 준다. 상기 볼 스크류 기구 (16) 는 감속기와 회전-선형 운동 변환기로서 기능하는데, 즉 전동 모터 (20) 의 회전 속도를 감소시켜 그 회전을 선형 운동으로 변환시키면서 전동 모터 (20) 의 운동을 랙바 (14) 에 전달하는 것이다.

상기 조향축 (12) 에는 조향 토크 센서 (21) 가 제공되어 있다. 이 조향 토크 센서 (21) 는 조향 핸들 (11) 의 회전 조작으로 인해 조향축 (12) 에 작용하는 조향 토크에 응하는 신호를 출력한다. 조향 토크 센서 (21) 에 의해 출력된 신호로 검출된 조향 토크의 값을 이하 조향 토크 Tx 라고 한다. 이 조향 토크 Tx 의 양, 음의 부호로 조향 핸들 (11) 의 조작 방향을 구별한다. 본 실시 형태에서, 조향 핸들 (11) 이 우측 방향으로 조향될 때 생기는 조향 토크 Tx 는 양의 값으로 나타나 있고, 조향 핸들 (11) 이 좌측 방향으로 조향될 때 발생되는 조향 토크 Tx 는 음의 값으로 나타나 있다. 그러므로, 아래에서 조향 토크 Tx 의 크기를 논할 때 그 절대값의 크기를 사용할 것이다.

상기 전동 모터 (20) 에는 회전각 센서 (22) 가 제공되어 있다. 이 회전각 센서 (22) 는 전동 모터 (20) 에 결합되어 있으며, 전동 모터 (20) 의 로터의 회전각 위치에 따른 검출 신호를 출력한다. 회전각 센서 (22) 에서 나온 검출 신호는 전동 모터 (20) 의 회전각과 회전 각속도를 계산하는데 사용된다. 또한, 전동 모터 (20) 의 회전각은 조향 핸들 (11) 의 조향각에 비례하며, 따라서 조향 핸들 (11) 의 조향각으로도 사용된다. 또한, 전동 모터 (20) 의 회전각의 시간 도함수인 회전 각속도는 조향 핸들 (11) 의 조향 각속도에 비례하며, 따라서 조향 핸들 (11) 의 조향 속도로서도 사용된다. 이하, 회전각 센서 (22) 의 출력 신호로부터 검출된 조향 핸들 (11) 의 조향각의 값을 조향각 θx 라고 하고, 이 조향각 θx 을 시간에 대해 미분하여 얻은 조향 각속도의 값을 조향 속도 ωx 라고 한다. 조향각 θx 값의 양, 음의 부호는 조향 핸들 (11) 의 중립 위치로부터 우측 방향 및 좌측 방향으로의 조향각을 각각 나타낸다. 본 실시 형태에서, 조향 핸들 (11) 의 중립 위치는 "0" 으로 나타나 있으며, 중립 위치로부터 우측 방향으로의 조향각은 양의 값으로 나타나 있고, 중립 위치로부터 좌측 방향으로의 조향각은 음의 값으로 나타나 있다.

상기 모터 구동 회로 (30) 는 각기 MOSFET 로 만들어진 6개의 스위칭 요소 (31∼36) 로 구성된 3상 인버터 회로이다. 구체적으로, 제 1 스위칭 요소 (31) 와 제 2 스위칭 요소 (32) 를 직렬로 연결하여 형성된 회로, 제 3 스위칭 요소 (33) 와 제 4 스위칭 요소 (34) 를 직렬로 연결하여 형성된 회로, 제 5 스위칭 요소 (35) 와 제 6 스위칭 요소 (36) 를 직렬로 연결하여 형성된 회로가 병렬로 서로 연결되어 있고, 전원 공급 라인 (37) 이 각 직렬 회로의 두 스위칭 요소 (31-32, 33-34, 35-36) 사이의 라인에서 인출되어 있다.

상기 모터 구동 회로 (30) 에서 전동 모터 (20) 까지 이어진 전원 공급 라인 (37) 에는 전류 센서 (38) 가 있다. 이 전류 센서 (38) 는 각각의 상(phase)에 대해 개별적으로 흐르는 전류를 검출(측정)하여, 검출된 전류값에 대응하는 검출 신호를 전자 제어 유닛 (60) 에 출력하게 된다. 이하, 측정된 전류값을 모터 전류 iuvw 라고 한다. 또한, 이 전류 센서 (38) 를 모터 전류 센서 (38) 라고 할 것이다.

상기 스위칭 요소 (31∼36) 각각에 있어서 그의 게이트는 전자 제어 유닛 (60) 의 보조 제어부 (61)(후술함)에 연결되어 있고, 듀티비는 이 보조 제어부 (61) 에서 주어지는 PWM 제어 신호로 제어된다. 결과적으로, 전동 모터 (20) 의 구동 전압은 목표 전압으로 조정된다. 또한, 선도에서 회로 기호로 나타낸 바와 같이, 스위칭 요소 (31∼36) 를 구성하는 각각의 MOSFET 는 그 구조의 일부로서 기생 다이오드를 갖고 있다.

다음, 전동 파워 조향 장치의 전원 공급 시스템을 설명한다. 전동 파워 조향 장치의 전원 장치는 주 전원 (100), 주 전원 (100) 의 출력 전압을 증대시키는 승압 회로 (40), 승압 회로 (40) 와 모터 구동 회로 (30) 사이에서 이들과 병렬로 연결된 부 전원 (50), 및 전자 제어 유닛 (60) 에 제공되어 있고 승압 회로 (40) 에 의해 승압되는 전압을 제어하는 전원 제어부 (62) 를 포함한다.

상기 주 전원 (100) 은, 12V 의 정격 출력 전압을 갖는 일반적인 차량 장착 배터리인 주 배터리 (101) 와 엔진의 회전으로 전기를 발생시키며 14V 의 정격 출력 전압을 갖는 얼터네이터 (102) 를 병렬로 연결하여 구성된다. 그러므로, 주 전원 (100) 은 14V 시스템의 차량 장착 전원을 구성한다.

상기 주 전원 (100) 은 소스 전력을 전동 파워 조향 장치 뿐만 아니라 헤드라이트 등의 다른 차량 장착 전기 부하에도 공급한다. 전원 공급원 라인 (103) 이 주 배터리 (101) 의 전원 단자(양의 단자) 에 연결되어 있고, 접지 라인 (111) 이 그의 접지 단자에 연결되어 있다.

전원 공급원 라인 (103) 은 제어계 전원 라인 (104) 과 구동계 전원 라인 (105) 으로 분기되어 있다. 제어계 전원 라인 (104) 은 소스 전력을 전자 제어 유닛 (60) 에만 공급하는 전원 라인으로서 기능한다. 구동계 전원 라인 (105) 은 소스 전력을 모터 구동 회로 (30) 와 전자 제어 유닛 (60) 모두에 공급하는 전원 라인으로서 기능한다.

점화 스위치 (106) 가 제어계 전원 라인 (104) 에 연결되어 있다. 전원 릴레이 (107) 가 구동계 전원 라인 (105) 에 연결되어 있다. 이 전원 릴레이 (107) 는 전자 제어 유닛 (60) 의 보조 제어부 (61) 에서 주어지는 제어 신호에 의해 온(ON) 되어, 전동 모터 (20) 를 위한 전력 공급 회로를 형성한다. 제어계 전원 라인 (104) 은 전자 제어 유닛 (60) 의 전원 양의 단자에 연결되어 있고, 점화 스위치 (106) 의 부하측(전자 제어 유닛 (60) 측) 에 있는 중간부에서 다이오드 (108) 를 갖고 있다. 이 다이오드 (108) 는 역류 방지 요소인데, 이 요소의 캐소드는 전자 제어 유닛 (60) 측에 제공되어 있고 애노드는 주 전원 (100) 측에 제공되어 있으며, 상기 역류 방지 요소는 전류가 전원 공급 방향으로만 흐르도록 허용한다.

구동계 전원 라인 (105) 으로부터 연결 라인 (109) 이 분기되어 있는데. 이 연결 라인은 전원 릴레이 (107) 의 부하측에서 제어계 전원 라인 (104) 에 연결되어 있다. 연결 라인 (109) 은 다이오드 (108) 가 제어계 전원 라인 (104) 에 연결되는 연결 지점의 전자 제어 유닛 (60) 측에 연결되어 있다. 게다가, 다이오드 (110) 가 연결 라인 (109) 에 연결되어 있다. 이 다이오드 (110) 의 캐소드는 제어계 전원 라인 (104) 측에 연결되어 있고 그의 애노드는 구동계 전원 라인 (105) 측에 연결되어 있다. 따라서, 구동계 전원 라인 (105) 으로부터 소스 전력이 연결 라인 (109) 을 통해 제어계 전원 라인 (104) 에 공급되지만, 제어계 전원 라인 (104) 으로부터 구동계 전원 라인 (105) 으로는 공급될 수 없는 회로 구조가 형성된다. 구동계 전원 라인 (105) 과 접지 라인 (111) 은 승압 회로 (40) 에 연결되어 있다. 또한, 접지 라인 (111) 은 전자 제어 유닛 (60) 의 접지 단자에도 연결되어 있다.

전압 센서 (51) 가 승압 회로 (40) 와 전원 릴레이 (107) 사이에서 구동 계 전원 라인 (105) 에 제공되어 있다. 이 전압 센서 (51) 는 주 전원 (100) 으로부터 소스 전력을 전동 모터 (20) 에 공급할 수 없는 상황을 검출하기 위해 제공되는 것이다. 전압 센서 (51) 는 구동계 전원 라인 (105) 과 접지 라인 (111) 사이의 전압을 검출(측정)하고, 검출 신호를 전원 제어부 (62) 에 또한 이 전원 제어부 (62) 를 거쳐 보조 제어부 (61) 에 출력하게 된다. 이하, 이 전압 센서 (51) 를 제 1 전압 센서 (51) 라고 하고, 이에 의해 검출된 전압값을 주 전원 전압 v1 이라고 한다.

상기 승압 회로 (40) 는, 구동계 전원 라인 (105) 과 접지 라인 (111) 사이에 제공된 캐패시터 (41), 이 캐패시터 (41) 의 연결 지점의 부하측에서 구동계 전원 라인 (105) 에 직렬로 연결된 승압 코일 (42), 이 승압 코일 (42) 의 부하측의 구동계 전원 라인 (105) 과 접지 라인 (111) 사이에 연결된 제 1 승압 스위칭 요소 (43), 제 1 승압 스위칭 요소 (43) 의 연결 지점의 부하측의 구동계 전원 라인 (105) 에 직렬로 연결된 제 2 승압 스위칭 요소 (44), 및 제 2 승압 스위칭 요소 (44) 의 부하측의 구동계 전원 라인 (105) 과 접지 라인 (111) 사이에 연결된 캐패시터 (45) 로 구성되어 있다. 승압 전원 라인 (112) 이 승압 회로 (40) 의 이차측에 연결되어 있다.

본 실시 형태에서, 승압 스위칭 요소 (43, 44) 는 MOSFET 이다. 그러나, 다른 종류의 스위칭 요소도 승압 스위칭 요소 (43, 44) 로서 사용될 수 있다. 게다가, 선도에서 회로 기호로 나타낸 바와 같이, 승압 스위칭 요소 (43, 44) 를 구성하는 각각의 MOSFET 는 그 구조의 일부로서 기생 다이오드를 갖는다.

승압 회로 (40) 에 있어서, 승압은 전자 제어 유닛 (60) 의 전원 제어부 (62) 에 의해 제어된다. 이 전원 제어부 (62) 는 소정 주파수의 펄스 신호를 제 1, 2 승압 스위칭 요소 (43, 44) 의 게이트에 출력하여 두 스위칭 요소 (43, 44) 를 ON/OFF 하게 되며, 따라서 주 전원 (100) 에서 공급되는 소스 전력은 승압되며 또한 소정의 출력 전압이 승압 전원 라인 (112) 에서 발생된다. 이 경우, 제 1, 2 승압 스위칭 요소 (43, 44) 는 그들의 온-오프 작용이 서로 반대가 되도록 제어된다. 승압 회로 (40) 에서 작동시 제 1 승압 스위칭 요소 (43) 는 온으로 되고 제 2 승압 스위칭 요소 (44) 는 오프로 되어, 짧은 시간 동안에만 승압 코일 (42) 에 전류가 흘러 전력이 그 승압 코일 (42) 에 축적되고, 그런 다음에 즉시 제 1 승압 스위칭 요소 (43) 가 오프로 되고 제 2 승압 스위칭 요소 (44) 는 온으로 되어 승압 코일 (42) 에 축적된 전력이 출력된다.

제 2 승압 스위칭 요소 (44) 의 출력 전압은 캐패시터 (45) 에 의해 평활해진다. 그러므로, 안정된 승압 소스 전력이 승압 전원 라인 (112) 에서 출력된다. 이 경우, 다른 주파수를 갖는 복수의 캐패시터를 병렬로 연결하여 평활 특성을 개선할 수도 있다. 또한, 승압 회로 (40) 의 입력측에 제공된 캐패시터 (41) 는 노이즈를 제거하게 되는데, 그렇지 않으면 이 노이즈는 주 전원 (100) 측으로 가게 될 것이다.

상기 승압 회로 (40) 의 승압 전압 (출력 전압) 은 제 1, 2 승압 스위칭 요소 (43, 44) 의 듀티비 제어(PWM 제어)로 예컨대 20V ∼ 50V 의 범위로 조정될 수 있다. 또한, 승압 회로 (40) 로서 범용 DC-DC 변환기를 사용할 수도 있다.

승압 전원 라인 (112) 은 승압 구동 라인 (113) 과 충방전 라인 (114) 으로 분기된다. 승압 구동 라인 (113) 은 모터 구동 회로 (30) 의 전원 입력부에 연결되어 있다. 상기 충방전 라인 (114) 은 부 전원 (50) 의 양의 단자에 연결되어 있다.

상기 부 전원 (50) 은 승압 회로 (40) 에서 입력된 전력을 저장하는 전기 저장 장치로서, 이 장치는 모터 구동 회로 (30) 가 다량의 전력을 필요로 할 때 그 모터 구동 회로 (30) 에 소스 전력을 공급하여 주 전원 (100) 을 보조하게 된다. 또한, 주 전원 (100) 이 고장 났을 때(소스 전력 공급 능력을 상실했을 때), 상기 부 전원 (50) 을 사용하여 모터 구동 회로 (30) 에 소스 전력을 단독으로 공급하게 된다. 그러므로, 부 전원 (50) 은, 승압 회로 (40) 의 승압에 대응하는 전압이 유지될 수 있도록 복수의 전기 저장 셀을 직렬로 연결하여 구성된다. 부 전원 (50) 의 접지 단자는 접지 라인 (111) 에 연결되어 있다. 이 부 전원으로서 예컨대 캐패시터(전기적 이중층 캐패시터)를 사용할 수도 있다.

상기 부 전원 (50) 은 전자 제어 유닛 (60) 에도 소스 전력을 공급한다. 주 전원 (100) 에서 전자 제어 유닛 (60) 으로의 소스 전력 공급이 잘 수행되지 못할 때는 주 전원 (100) 대신에 부 전원 (50) 이 전자 제어 유닛 (60) 에 소스 전력을 공급한다. 또한, 전자 제어 유닛 (60) 은 부 전원 (50) 에서 공급되는 소스 전력의 전압을 낮추는 강압 회로(DC/DC 변환기(미도시))를 갖고 있는데, 이 회로는 전력 수용부에 내장되어 있다. 이 강압 회로를 사용하여 전자 제어 유닛 (60) 은 전압을 적절한 전압으로 조정한다.

전압 센서 (52) 가 승압 회로 (40) 의 출력측에 제공되어 있다. 이 전압 센서 (52) 는 승압 전원 라인 (112) 과 접지 라인 (111) 사이의 전압을 검출하며, 검출값에 따른 신호를 전원 제어부 (62) 에 출력한다. 이 회로 구성에서, 승압 전원 라인 (112) 과 충방전 라인 (114) 이 연결되어 있으므로, 상기 전압 센서 (52) 에 의해 측정된 측정값은 승압 회로 (40) 의 출력 전압 (승압 전압) 과 부 전원 (50) 의 출력 전압 (전원 전압) 중에서 더 높은 전압값이다. 이하, 상기 전압 센서 (52) 를 제 2 전압 센서 (52) 라 하고, 그에 의해 검출된 전압값을 출력 전원 전압 v2 라고 한다.

상기 승압 구동 라인 (113) 에는 모터 구동 회로 (30) 에 흐르는 전류를 검출하는 전류 센서 (54) 가 제공되어 있다. 이 전류 센서 (54) 는 전자 제어 유닛 (60) 의 전원 제어부 (62) 에 연결되어 있고, 측정된 값을 나타내는 신호를 전원 제어부 (62) 에 출력한다. 이하, 이 전류 센서 (54) 를 출력 전류 센서 (54) 라고 하며 그에 의해 검출된 전류값을 출력 전류 i2 라고 한다.

또한, 상기 충방전 라인 (114) 에는 부 전원 (50) 에 흐르는 전류를 검출하는 전류 센서 (53) 가 제공되어 있다. 이 전류 센서 (53) 는 전자 제어 유닛 (60) 의 전원 제어부 (62) 에 연결되어 있고, 측정된 충방전 전류 isub 를 나타내는 신호를 전원 제어부 (62) 에 출력하게 된다. 전류 센서 (53) 는 전류의 방향을 구별하는데, 즉 승압 회로 (40) 에서 부 전원 (50) 으로 흐르는 충전 전류와, 부 전원 (50) 에서 모터 구동 회로 (30) 로 흐르는 방전 전류를 구별하며, 이들 전류의 크기를 측정한다. 충방전 전류 isub 는 충전 전류로 흐를 때는 양의 값으로 나타나고 방전 전류로 흐를 때는 음의 값으로 나타난다. 이하, 상기 전류 센서 (53) 를 부 전원 전류 센서 (53) 라고 하며 그에 의해 검출된 전류값을 부 전원 전류 isub 라고 한다.

상기 전자 제어 유닛 (60) 은 내장형 메모리 등을 갖는 마이크로컴퓨터를 주요부로서 갖고 있다. 전자 제어 유닛 (60) 의 기능은 대략 보조 제어부 (61) 와 전원 제어부 (62) 로 나뉜다. 보조 제어부 (61) 는 조향 토크 센서 (21), 회전각 센서 (22), 모터 전류 센서 (38) 및 차속 센서 (23) 에 연결되어 있고, 조향 토크 Tx, 조향각 θx, 모터 전류 iuvw, 및 차속 Vx 을 나타내는 센서 신호의 입력을 받는다. 상기 보조 제어부 (61) 는 이들 센서 신호에 기초하여 모터 구동 회로 (30) 에 PWM 제어 신호를 출력하여, 전동 모터 (20) 의 구동을 제어하고 따라서 조향 조작시 운전자를 보조해 준다.

전원 제어부 (62) 는 승압 회로 (40) 의 승압 제어를 수행하여 부 전원 (50) 의 충전과 방전을 제어한다. 전원 제어부 (62) 는 제 1 전압 센서 (51), 제 2 전압 센서 (52), 충방전 전류 센서 (53) 및 출력 전류 센서 (54) 에 연결되어 있고, 주 전원 전압 v1, 출력 전원 전압 v2, 실제 충방전 전류 isub 및 출력 전류 i2 를 나타내는 센서 신호의 입력을 받는다. 이들 센서 신호에 기초하여 전원 제어부 (62) 는 승압 회로 (40) 에 PWM 제어 신호를 출력하고, 따라서 부 전원 (50) 의 충전 상태가 목표 충전 상태에 이르게 된다. 승압 회로 (40) 는 입력된 PWM 제어 신호에 따라 제 1, 2 승압 스위칭 요소 (43, 44) 의 듀티비를 제어하여 상기 회로 (40) 의 승압 전압, 즉 출력 전압을 변경한다. 또한, 전원 제어부 (62) 는 주 전원 (100) 의 고장이 검출되면 승압 회로 (40) 의 승압 작동을 중단시킨다.

상기 보조 제어부 (61) 와 전원 제어부 (62) 는 서로 정보를 주고 받는다. 예컨대, 전원 제어부 (62) 가 얻는 정보(주 전원 전압 v1, 출력 전원 전압 v2, 실제 충방전 전류 isub, 및 출력 전류 i2) 가 보조 제어부 (61) 에 공급된다.

다음, 전자 제어 유닛 (60) 의 보조 제어부 (61) 가 수행하는 조향 보조 제어 처리에 대해 설명할 것이다. 도 2 는 보조 제어부 (61) 가 실행하게 되는 조향 보조 제어 루틴을 나타낸다. 이 조향 보조 제어 루틴은 전자 제어 유닛 (60) 의 ROM 내부에 제어 프로그램으로서 저장되며, 점화 스위치 (106) 가 온으로 되면 시작되고 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다.

상기 제어 루틴이 시작되면, 보조 제어부 (61) 는 먼저 단계 S11 에서, 차속 센서 (23) 가 검출한 차속 Vx 과 조향 토크 센서 (21) 가 검출한 조향 토크 Tx 를 읽는다.

다음에 단계 S12 에서, 보조 제어부 (61) 는 보조 맵을 설정하는 처리를 수행한다. 이 보조 맵은 차속 Vx 과 조향 토크 Tx 에 기초하여 전동 모터의 목표 전류값 ias^* 를 설정하기 위한 참조 맵으로, 전자 제어 유닛 (60) 의 메모리에 저장된다. 이 보조 맵에서, 도 3 에서 보는 바와 같이, 조향 토크 Tx 의 증가와 함께 보조력이 증가하도록 조향 토크 Tx 와 목표 전류값 ias^*사이의 관계가 설정된다. 이 예에서 조향 토크 Tx 와 목표 전류값 ias^*사이의 관계는 차속 Vx 에 따라서도 변하며, 목표 전류값 ias^* 은 차속 Vx 이 낮아질 수록 더 크게 되는 값으로 설정된다. 이 보조 맵에서, 조향 토크 Tx 가 제로이면, 목표 전류값 ias^* 은 제로로 설정된다. 또한, 목표 전류값 ias^*은 조향 토크 Tx 의 증가에 따라 제로에서 증가하도록 설정된다. 또한, 목표 전류값 ias^*은 조향 토크 Tx 의 증가에 상관없이 상한 전류값 이하로 제한된다. 이 보조 맵은 조향 토크와 모터 제어값(목표 전류값) 사이의 관계가 설정되는 보조 특성에 상당한다. 또한, 도 3 에 도시된 보조 맵은 우측 방향의 조향 토크 Tx 에 대한 목표 전류값 ias^*의 특성을 나타낸다. 좌측 방향의 특성에 대해서는, 방향만 반대이고, 절대값에 있어서는 도 3 에 나타난 특성과 차이가 없다. 이하, 목표 전류값 ias^* 을 목표 전류 ias^* 라고 한다.

단계 S12 에서의 보조 맵 설정 처리는, 주 전원 (100) 이 고장난 (주 전원 (100) 이 전동 모터 (20) 에 소스 전력을 공급하는 능력을 상실한) 경우에 도 3 에 나타낸 보조 맵(이하, 가끔 원래의 맵이라고도 한다)을 변경하는 처리이다. 이 보조 맵 설정 처리는 나중에 설명할 것이다.

상기 단계 S12 에서 보조 맵 설정 처리를 수행한 후, 보조 제어부 (61) 는 단계 S13 에서 보조 맵에 기초하여 차속 Vx 과 조향 토크 Tx 에 대응하는 전동 모터 (20) 의 목표 전류 ias* 를 계산한다. 이 목표 전류 ias* 는 모터 제어값 또는 목표 전류값에 상당할 수 있다. 이 경우, 조향각 θx, 조향 속도 ωx 등에 기초하여 보상 토크를 가미하기 위해, 목표 전류 ias* 를 상응하는 양으로 보정할 수 있다. 예컨대, 상기 보상 토크는 기본 위치쪽으로 향하는 조향축 (12) 의 복귀력(조향각 θx 에 비례하여 증가함) 과 조향축 (12) 의 회전에 대한 저항력에 대응하는 백(back) 토크(조향 속도 ωx 에 비례하여 증가함) 의 합일 수 있고, 목표 전류 ias* 는 보상 토크에 상응하는 양을 고려한 목표값으로 보정될 수 있다. 이 계산을 위해, 회전각 센서 (22) 가 검출한 전동 모터 (20) 의 회전각(조향 핸들 (11) 의 조향각 θx 에 상응함)이 입력된다. 또한, 조향 속도 ωx 는 조향 핸들 (11) 의 조향각 θx 를 시간으로 미분하여 구한다.

다음, 단계 S14 에서, 보조 제어부 (61) 는 전동 모터 (20) 에 흐르는 모터 전류 iuvw 를 모터 전류 센서 (38) 로부터 읽는다. 이어서, 단계 S15 에서 보조 제어부 (61) 는 계산된 목표 전류 ias* 와 이 모터 전류 iuvw 의 편차 △i 를 계산하고, 이 편차 △i 에 기초하여 PI 제어(비례 적분 제어) 로 지령 전압 v* 를 계산한다.

그리고 나서, 단계 S16 에서, 보조 제어부 (61) 는 상기 지령 전압 v* 에 응하는 PWM 제어 신호를 모터 구동 회로 (30) 에 출력하게 된다. 그 후, 보조 제어부 (61) 는 제어 루틴을 일시적으로 끝낸다. 이 제어 루틴은 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다. 그러므로, 운전자의 조향 조작에 따른 소망하는 조향 보조력이 얻어지도록 상기 제어 루틴의 실행을 통해 모터 구동 회로 (30) 의 스위칭 요소 (31∼36) 의 듀티비를 제어한다.

또한, 전동 모터 (20) 의 상기 피드백 제어는 2상 d-q 축 좌표계로 표현되는 벡터 제어로 수행되며, 이 좌표계에서 q 축은 전동 모터 (20) 의 회전 방향을 나타내고 d 축은 그 회전 방향에 직교하는 방향을 나타낸다. 그러므로, 상기 보조 제어부 (61) 에는, 모터 전류 센서 (38) 에 의해 검출된 3상 모터 전류 iuvw 를 d-q 축 좌표계의 값으로 변환시키는 3상/2상 좌표 변환부(미도시)가 구비되어 있다. 이 3상/2상 좌표 변환부를 사용해서 보조 제어부 (61) 는 모터 전류 iuvw 를 d-축 전류 id 와 q-축 전류 iq 로 변환시킨다. 또한, 상기 목표 전류 ias^*의 설정시에도, 보조 제어부 (61) 는 d-q 축 좌표계에서의 목표 전류 (Id^*,Iq^*) 를 계산한다. 이 경우, 전동 모터 (20) 가 토크를 발생시키도록 하는 q-축 전류는 보조 맵으로부터 목표 전류 ias^* 로 설정된다. 또한, 편차 (Id^*-Id, Iq^*-Iq) 에 대응하는 3상 전압 지령값(지령 전압 v^*) 을 계산하기 위해, 상기 보조 제어부 (61) 에는 2상/3상 좌표 변환부(미도시)가 구비되어 있다. 이 2상/3상 좌표 변환부를 사용해서 보조 제어부 (61) 는 3상 지령 전압 v^* 을 계산한다.

그러나, d-q 좌표계를 사용하는 상기 제어가 반드시 본 실시 형태의 특징적인 것은 아니다. 그러므로, 본 실시 형태의 다음 설명에서, 목표 전류는 간단히 ias^* 로 나타내며, 모터 전류 센서 (38) 에 의해 검출된 모터 전류는 iuvw 로 나타낸다.

또한, 이 조향 보조 제어 루틴에서, 보조 제어부 (61) 가 보조 맵에 기초하여 목표 전류 ias^*를 계산하는 처리 (S11∼S13) 는 본 발명에서 제어값 계산 수단에 상당하고, 보조 제어부 (61) 가 전동 모터 (20) 의 구동을 제어하는 처리 (S14∼S16) 와 모터 구동 회로 (30) 는 모터 제어 수단에 상당할 수 있다.

특히 전술한 조향 보조 제어를 실행하는 동안에, 전동 파워 조향 장치는 정적 조향 조작시나 느린 차속에서 조향 핸들을 조작할 때에 많은 양의 전력을 필요로 한다. 그러나, 일시적인 많은 전력 소비에 대비하여 주 전원 (100) 의 용량을 증가시키는 것은 바람직하지 않다. 그러므로, 이 실시 형태의 전동 파워 조향 장치는 주 전원 (100) 의 용량을 증가시키는 대신에, 일시적인 많은 전력 소비시에 소스 전력 공급을 보충하는 부 전원 (50) 을 갖추고 있다. 또한, 전동 모터 (20) 를 효율적으로 구동시키기 위해, 승압 회로 (40) 를 포함하고 승압 전력을 모터 구동 회로 (30) 와 부 전원 (50) 에 공급하는 시스템이 구성되어 있다.

그런데, 주 전원 (100) 으로부터의 소스 전력을 전동 모터 (20) 에 공급하지 못할 수가 있다. 이러한 사태의 원인의 예를 들면, 전원 릴레이 (107) 의 고장, 구동계 전원 라인 (105) 의 단선, 전원 라인의 불량한 커넥터 접속 등이 있다. 이러한 경우, 이 실시 형태의 전동 파워 조향 장치는 부 전원 (50) 만을 사용해서 조향 보조 제어를 계속할 수 있다. 그러나, 이는 전체적인 전원 장치 (주 전원 (100) 과 부 전원 (50) 을 포함하는 전원 장치) 의 이상(異常) 상태라 할 수 있다. 그러므로, 운전자가 전원의 이상을 인식하게 할 필요가 있다.

일반적으로, 전원 이상시에, 경보등 등과 같은 경보 장치가 작동하게 된다. 그러나, 그러한 경보만으로는 운전자가 그것을 인식하는데 가끔 충분하지 않다. 그러한 경우, 부 전원 (50) 의 충전 상태는 점차 줄어들며, 시스템이 멈추면, 조향 보조가 갑자기 되지 않게 되는데, 이는 운전자에게 상당한 위화감을 유발한다. 그러므로, 이 실시 형태의 전동 파워 조향 장치에서, 단계 S12 의 보조 맵 설정 처리는 상당한 위화감을 운전자에게 유발함이 없이 운전자가 조기에 전원 이상을 확실히 인식할 수 있게 하기 위해 수행된다.

도 4 는 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다. 이 보조 맵 설정 루틴의 흐름도는 도 2 에 나타난 단계 S12 의 처리를 구체적으로 나타내는 것이다. 보조 맵 설정 루틴이 시작될 때, 보조 제어부 (61) 는 먼저 단계 S21 에서 제 1 전압 센서 (51) 에 의해 검출된 주 전원 전압 v1 을 읽는다. 이어서 단계 S22 에서, 보조 제어부 (61) 는 상기 주 전원 전압 v1 이 주 전원 고장 판정 전압 vref1 이하인지를 판정한다. 주 전원 고장 판정 전압 vref1 은 주 전원 (100) 의 고장 상태의 존재 여부를 판정하기 위해 설정된 전압으로, 전자 제어 유닛 (60) 의 ROM 등에 미리 기억된다. 보조 제어부 (61) 가 수행하는 단계 S22 의 처리는 전원 이상 검출 수단에 상당할 수 있다.

단계 S22 에서의 판정에 대한 답이 "NO" 이면, 즉 주 전원 (100) 이 고장나지 않은 것으로 판정되면, 보조 제어부 (61) 는 단계 S23 에서 변수 n 을 0(제로)(n=0)으로 설정한다. 뒤에서 설명하는 처리에서 알 수 있듯이, 상기 변수 n 은 보조 맵의 특성이 도 3 에 나타난 원래의 보조 맵에 대해 이동되는 단계의 수를 나타내는 수치이다. 또한, 상기 보조 맵 설정 루틴이 시작되면, 변수 n 은 0 으로 설정된다.

상기 주 전원 (100) 이 고장났으면, 보조 맵을 조정하여, 조향 토크 Tx 가 도 5 에 나타낸 바와 같이 원래의 보조 맵에 대해 증가하게 되는 방향으로 이동시킨다. 즉, 보조 맵의 특성은 도 3 에 나타난 특성 파형을 조향 토크 Tx 의 증가측으로(그래프에서 우측으로) 이동시켜 얻어지는 특성으로 조정된다. 또한, 도 5 에 나타난 맵은 특정 차속 Vx 에 대한 원래의 보조 맵과 서로로부터 단계적으로 이동된 복수의 보조 맵을 중첩시켜서 나타나 있다.

단계 S23 에서 변수 n 을 0 으로 설정한 후에, 단계 24 에서 보조 제어부 (61) 는, 차속 Vx 에 대응하는 원래의 보조 맵으로부터 증가하는 측으로 조향 토크 Tx 를 n 단계로 이동시켜 얻어지는 보조 맵을 설정한다. 각 단계에서 보조 맵의 특성 변경은 조향 토크 Tx 를 일정한 단위 이동량 △T0 만큼 이동시킨 것이다. 그러므로, 단계 S24 에서, 보조 제어부 (61) 는 원래의 보조 맵으로부터 조향 토크 Tx 를 n×△T0 만큼 이동시켜서 보조 맵을 설정한다. 주 전원 (100) 이 정상이면, n=0 이고 따라서 원래의 보조 맵이 선택된다.

단계 S24 의 처리가 완료되면, 보조 맵 설정 루틴은 일시적으로 종료되고, 보조 제어부 (61) 는 조향 보조 제어 루틴 (도 2) 의 단계 S13 의 처리로 간다. 이 보조 맵 설정 루틴은 조향 보조 제어 루틴에 결합되어 있으며, 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다. 따라서, 주 전원 (100) 의 고장 상태의 존재 여부가 소정의 사이클 주기로 반복적으로 판정된다. 또한, 보조 제어부 (61) 는 보조 맵 설정 루틴에서 나갈 때 변수 n 의 값을 메모리에 기억시켜 둔다.

단계 S22 에서의 판정에 대한 답이 "YES" 이면, 즉 주 전원 (100) 이 고장난 것으로 판정되면, 보조 제어부 (61) 는 단계 S25 에서 플래그 F1 가 "0" (제로) 인지를 판정한다. 조향 보조 제어 루틴이 시작될 때 이 플래그 F1 는 "0" 이고, 뒤에서 설명하는 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다 "1" 로 설정된다.

단계 S25 에서 플래그 F1 가 "0" 인 것으로 판정되면, 보조 제어부 (61) 는 단계 S26 에서 조향 토크 센서 (21) 에 의해 검출된 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 미리 설정된 기준값 Tref1 보다 큰지를 판정한다. 이 판정은 운전자가 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 수행했는지를 판정하는 처리이다. 그러므로, 보조 제어부 (61) 가 수행하는 단계 S26 의 처리는 본 발명에서 이상시 조향 조작 판정 수단에 상당할 수 있다. 단계 S26 에서의 판정에 대한 답이 "NO" 이면, 즉 운전자가 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 수행하지 않았으면, 처리는 단계 S24 로 진행한다. 이 경우, n=0 으로 설정되었으므로, 원래의 보조 맵이 설정된다.

그래서, 상기 주 전원 (100) 이 고장난 상태이면, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 보다 큰지에 대한 판정이 소정의 사이클 주기로 반복실행된다. 그리고 나서, 상기 기준값 Tref1 을 초과하는 조향 토크 Tx 의 크기가 검출되고(S26 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 단계 S27 에서 플래그 F1 를 "1" 로 설정한다. 이어서 단계 S28 에서, 보조 제어부 (61) 는 변수 n 의 값이 상한값 nmax 에 도달했는지를 판정한다. 이 상한값 nmax 는 보조 맵의 특성을 이동시키는 단계의 수를 제한하는 값이다. 예컨대, 도 5 에 나타난 예에서, nmax=6 으로 설정되고, 따라서 보조 맵의 특성은 원래의 보조 맵에 대해 최대 6 단계 이동할 수 있게 된다.

단계 S28 에서 변수 n 의 값이 상한값 nmax 에 도달하지 않았으면(S28 에서 NO), 보조 제어부 (61) 는 단계 S29 에서 변수 n 의 값을 1 만큼 증가시킨다. 다른 한편, 상기 변수 n 의 값이 상한값 nmax 에 도달했으면 (S28 에서 YES), 단계 S29 의 처리는 건너띈다. 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출된 후에 첫번째 조향 조작시 변수 n 이 0 으로 설정되므로, 상기 변수의 값은 단계 29 에서 1 로 바뀐다. 변수 n 이 이렇게 설정된 후에, 차속 Vx 에 적합한 원래의 보조 맵으로부터 조향 토크를 n 단계로 이동시켜 얻어지는 특성을 갖는 보조 맵이 단계 S24 에서 설정된다. 이 경우, 목표 전류 ias^* 가 제로로 설정되어 있는 토크 영역이 보조 맵의 원점으로부터 조향 토크 Tx 의 이동에 대응하는 양만큼 확장된다.

운전자 조향 조작의 검출시 플래그 F1 가 "1" 로 설정되면 (S26 에서 YES), 단계 S25 에서의 판정에 대한 답은 다음 사이클(다음 제어 시기)부터는 "NO" 로 되며, 따라서 단계 S30 의 판정 처리가 반복적으로 실행된다. 단계 S30 에서 보조 제어부 (61) 는 조향 토크 Tx 의 크기(｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 이하로 저하되었는지를 판정한다. 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 이하로 저하되지 않았으면 (S30 에서 NO), 보조 제어부 (61) 는 곧 바로 단계 S24 로 진행한다. 그러므로, 변수 n 의 값이 변하지 않으므로, 이전 사이클에서와 동일한 특성의 보조 맵이 설정된다.

전술한 처리가 반복적으로 실행될 때 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 이하로 저하되었으면 (S30 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 단계 S31 에서 플래그 F1 를 "0" 으로 리셋하고, 이어서 단계 S24 의 처리로 간다. 이 경우에도 보조 맵의 특성은 변하지 않지만, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 에 관한 판정 (S26) 은 다시 시작된다.

즉, 이 실시 형태에서 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과하면, 운전자가 조향 조작을 수행한 것으로 판정하고, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 이하로 저하되었으면, 조향 조작의 일회의 완전한 수행이 끝난 것으로 판정한다. 그러므로, 처리의 반복된 수행에 의해, 운전자의 조향 조작이 검출될 때 마다, 변수 n 의 값은 1 만큼 증가하고 이에 따라 보조 맵의 특성은 한 단계씩 이동하게 된다. 즉, 보조 맵에서 목표 전류 ias^*에 대응하는 조향 토크 Tx 의 값은 한번에 한 단계씩 증가측으로 이동하게 된다. 이는 조향 토크 Tx 에 대응하는 목표 전류 ias^* 가 조향 조작시 마다 한 단계씩 감소함을 의미한다.

또한, 조향 조작의 일회 수행이 완료되었는지를 판정하는 기준값 (S30 에서 Tref1) 은, 조향 조작이 시작되었는지를 판정하는데 사용되는 기준값 Tref1 와 같은 값일 필요는 없고, Tref1 이하면 된다. 단계 S30 의 판정 처리는 본 발명에서 조향 조작 종료 판정 수단에 상당할 수 있다. 조향 조작 종료 판정 수단은 예컨대 조향 토크 검출 수단에 의해 검출된 조향 토크가 미리 설정된 기준값 이하로 되면 조향 조작이 종료된 것으로 판정하면 된다.

본 실시 형태에서, 상기 단위 이동량 △T0 은 변수 n 에 무관하게 모든 이동시에 동일하게 유지되며, 운전자가 특성의 변경으로 인한 조향 보조력의 변화를 느끼게 할 수 있는 양으로 설정된다. 이 실시 형태에서, 상기 단위 이동량 △T0 은 0.3 (N·m) 이상으로 설정된다.

도 6 은 조향 토크 Tx 의 추이를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서,변수 n 의 값은 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 작은 측에서 큰 측으로 기준값 Tref1 을 가로지를 때 마다 증가하게 된다. 이 예에서, 상기 변수 n 의 상한값 nmax 은 6 으로 설정되어 있지만, 보조 맵의 특성을 이동시키는 단계의 수가 제한되지 않도록 변수 n 의 상한값 nmax 을 제공하지 않아도 된다.

본 실시 형태의 보조 맵 설정 처리에 따르면, 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출되는 경우, 운전자의 조향 조작이 모니터링되고, 운전자가 소정의 조향 조작을 수행할 때 마다 보조 맵의 특성이 조향 토크 Tx 에 있어서 원래의 특성에 대해 증가측으로 한 단계씩 이동하게 된다. 그러므로, 조향 조작이 수행될 때 마다, 조향 토크 Tx 에 대응하여 설정된 목표 전류 ias^* (모터 제어값) 는 연속적으로 감소하게 된다. 이는 운전자가 조향 보조력을 얻는데 필요하여 조향 핸들에 입력하는 조향 토크가 점진적으로 증가함을 의미한다. 그러므로, 운전가 조향 핸들 작동을 수행할 때 마다, 조향 핸들 작동은 단계적으로 더 무겁게 된다. 이리 하여 운전자는 조향 핸들 작동을 수행할 때 마다 보조력의 저하를 적절히 느낄 수 있고 그래서 이상을 인식할 수 있게 된다. 그러므로, 주 전원 (100) 의 고장 상태의 검출 후 조기의 단계에서 운전자는 고장에 대처할 수 있는데, 예컨대 수리 등을 할 수 있다. 또한, 조향 보조력은 급격히 저하하지 않으므로, 운전자에는 상당한 위화감이 유발되지 않는다.

또한, 보조 제어부 (61) 가 수행하는 보조 맵 설정 루틴은 제어값 감소 수단에 상당할 수 있다.

다음은 제 1 실시 형태의 두 변형예를 설명한다. 이들 변형예에서, 운전자가 조향 보조를 필요로 하는 상황에 있는 것으로 판정되면, 보조 맵 특성의 이동량(목표 전류 ias^*의 감소량과 동등함)을 줄여서 조향 보조력의 저하를 억제한다.

도 7 은 제 1 실시 형태의 제 1 변형예에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다. 제 1 변형예의 보조 맵 설정 루틴에서, 단계 S41∼S44 의 처리가 제 1 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴의 단계 S25 와 단계 S27 사이에 추가되어 있고, 단계 S24 의 처리 내용은 단계 S45 의 것으로 변경되어 있다. 그러므로, 제 1 변형예에서 제 1 실시 형태의 것과 동일한 처리들은 도 7 에서 제 1 실시 형태와 동일한 단계 번호로 나타나 있고, 그에 대한 설명은 아래에서 생략한다.

주 전원 (100) 이 고장 상태에 있을 때 상기 보조 제어부 (61) 가 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과했음을 검출하면 (S26 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 단계 S41 에서 조향 속도 ωx 를 계산한다. 이 조향 속도 ωx 는 상기 회전각 센서 (22) 의 출력 신호로부터 얻은 조향각 θx 을 시간으로 미분하여 구할 수 있다. 이어서 단계 S42 에서, 조향 속도 ωx 의 크기 (｜ωx｜) 가 기준 조향 속도 ωref 보다 큰지를 판정한다.

조향 속도 ωx 의 크기가 기준 조향 속도 ωref 보다 큰 경우는(S42 에서 YES) 운전자가 빠른 조향 조작을 수행한 경우이다. 이 경우, 운전자는 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정하고, 보조 제어부 (61) 는 단계 S43 에서 감소 계수 K 를 α 로 설정한다. 감소 계수 K 는 보조 맵을 원래의 보조 맵에 대해 이동시키기 위한 단위 이동량 △T0 을 저하시키기 위한 계수이다. 또한, 상기α 는 1 보다 작은 수치로 미리 설정되며, 이 수치는 제로일 수도 있다. 즉, α 는 0≤α＜1 범위 내의 수치로 설정된다. 다른 한편, 조향 속도 ωx 의 크기가 기준 조향 속도 ωref 이하인 경우에는(S42 에서 NO), 운전자는 조향 보조를 꼭 필요로 하는 것은 아닌 상황에 있는 것으로 추정하고, 보조 제어부 (61) 는 감소 계수 K 를 1 로 설정한다.

상기한 바와 같이 감소 계수 K 를 설정한 후에 보조 제어부 (61) 는 변수 n 의 값을 제 1 실시 형태에서 처럼 설정하고(S28∼S29), 이어서 단계 S45 에서 보조 맵을 설정한다. 이 경우, 원래의 보조 맵에 대한 조향 토크 Tx 의 이동량은 n×△T0×K 로 설정된다. 그러므로, 운전자가 빠른 조향 조작(K=α)을 수행하는 경우에는, 운전자가 그러한 조향 조작을 수행하지 않는 경우(K=1)에 비해, 상기 이동량은 감소되고 그래서 목표 전류 ias^* 의 감소량이 작아지게 된다. 그 결과, 주 전원 (100) 이 고장난 때에도, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 경우에 양호한 조향 보조가 얻어질 수 있다. 그러므로, 예컨대 다른 차량과의 접촉 등을 피하기 위한 비상 조향 조작이 필요한 경우에 안전이 개선된다.

또한, 제 1 변형예에서, 운전자가 빠른 조향 조작을 수행한 경우(K=α)에도, 변수 n 이 커질 수록, 얻어지는 보향 보조력은 더 작아지게 된다. 그러나, 항상 큰 보조력이 얻어질 것이 요구된다면, α 의 값은 0 으로 설정될 수 있다. 또한, 제 1 변형예에서 전체 이동량(n×△T0)에 감소 계수 K 를 곱하지만, 빠른 조향 조작이 검출될 때의 일회의 이동량에만 감소 계수 K 를 곱해도 된다.

보조 제어부 (61) 가 수행하는 단계 S41∼S45 의 처리는 감소량 제한 수단에 상당할 수 있다.

다음은 제 1 실시 형태의 제 2 변형예를 설명한다. 도 8 은 제 1 실시 형태의 제 2 변형예에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다. 제 2 변형예에서, 강한 조향 토크가 조향 핸들 (11) 에 입력되면, 운전자는 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정되고, 조향 보조력의 감소가 억제된다. 이를 위해, 제 1 실시 형태에서 사용된 기준값 Tref1 보다 큰 기준값 Tref2(＞Tref1) 이 사용된다. 조향 토크 Tx 가 기준값 Tref2 를 초과하면, 운전자는 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정된다. 이하, 상기 기준값 Tref1 를 제 1 기준값 Tref1 라 하고, 기준값 Tref2 는 제 2 기준값 Tref2 라고 한다.

제 2 변형예에서, 상기 감소 계수 K 는 조향 토크 Tx 의 크기에 관한 판정 결과에 기초하여 설정되며, 조향 토크 Tx 가 제 2 기준값 Tref2 을 초과했는지에 대한 판정은 조향 토크 Tx 가 제 1 기준값 Tref1 을 초과했음을 검출한 후에 수행된다. 그러므로, 제 2 실시 형태는 보조 맵의 특성 변경의 시기에 있어서 제 1 실시 형태와 다른 것이다. 이하, 제 2 변형예에서 제 1 실시 형태나 제 1 변형예와 동일한 처리는 도 8 에서 제 1 실시 형태나 제 1 변형예와 동일한 단계 번호로 나타나 있으며, 그에 대한 설명은 아래에서 생략한다.

제 1 실시 형태에서 처럼, 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출되어 있지 않을 때 상기 보조 제어부 (61) 는 변수 n 의 값을 0 으로 설정하여 원래의 보조 맵을 설정한다 (S22∼S23 및 S45). 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출되면, 보조 제어부 (61) 는 플래그 F1 의 상태를 확인한다 (S25). 플래그 F1=0 인 것으로 판정되면 (S25 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 보다 큰지를 판정한다 (S26). 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 보다 크지 않으면 (S26 에서 NO), 보조 제어부 (61) 는 곧 바로 원래의 보조 맵을 선택한다 (S45). 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 을 초과한 것으로 판정되면(S26 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 플래그 F1 을 "1" 로 설정한다.

플래그 F1 을 "1" 로 설정한 후에, 보조 제어부 (61) 는 단계 S30 에서 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 으로 저하했는지를 판정한다. 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 으로 저하하지 않았으면(S30 에서 NO), 보조 제어부 (61) 는 단계 S51 에서 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 상승하여 미리 설정된 제 2 기준값 Tref2 를 초과했는지를 판정한다. 즉, 단계 S51 은, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 보다 큰 제 2 기준값 Tref2 를 넘어 상승했는지를 판정하여 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는지를 추정하는 처리이다.

조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 2 기준값 Tref2 보다 크지 않는 경우에는, 보조 제어부 (61) 는 곧 바로 단계 S45 의 처리를 수행하고, 이 루틴의 현재 실행을 끝낸다. 이 루틴은 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행되므로, 단계 S30 및 단계 S51 에서의 판정 처리는 주 전원 (100) 이 고장 상태에 있는 한 다음 사이클부터 반복된다.

전술한 판정 처리가 반복적으로 수행되는 동안에 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 2 기준값 Tref2 를 초과한 것으로 발견되면, 보조 제어부 (61) 는 단계 S52 에서 플래그 F2 를 "1" 로 설정한다. 그후, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 1 기준값 Tref1 으로 저하하면 (S30 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 단계 S31 로 진행한다. 다른 한편, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 2 기준값 Tref2 를 초과하지 않으면서 제 1 기준값 Tref1 으로 저하되면, 보조 제어부 (61) 는 플래그 F2 를 "1" 로 설정하지 않고 단계 S31 로 진행한다. 루틴이 시작될 때 이 플래그 F2 는 "0" 으로 설정되고, 조향 조작의 일회 수행중에 조향 토크 Tx 가 제 2 기준값 Tref2 를 초과할 때 마다, 즉 운전자가 조향 보조를 특히 요구하는 상황에 있는 것으로 추정될 때 마다 "1" 로 설정된다.

보조 제어부 (61) 는 단계 S31 에서 플래그 F1 을 "0" 으로 리셋한다. 이어서 단계 S53 에서, 보조 제어부 (61) 는 플래그 F2 가 "1" 인지를 판정한다. 플래그 F2 = 1 인 것으로 판정되면, 보조 제어부 (61) 는 단계 S43 에서 감소 계수 K 를 α(0≤α＜1) 로 설정하고, 단계 S54 에서 플래그 F2 를 "0" 으로 리셋한다. 다른 한편, 플래그 F2 = 0 이면, 보조 제어부 (61) 는 단계 S44 에서 감소 계수 K 를 1 로 설정한다.

전술한 바와 같이 감소 계수 K 를 설정한 후에, 보조 제어부 (61) 는 제 1 실시 형태에서 처럼 변수 n 의 값을 설정하고(S28∼S29), 또한 단계 S45 에서 보조 맵을 설정한다. 이 경우, 원래의 보조 맵에 대한 조향 토크 Tx 의 이동량은 n×△T0×K 로 설정된다. 그러므로, 운전자가 조향 조작을 강하게 수행한 경우(K = α), 운전자가 이러한 조향 조작을 수행하지 않는 경우(K = 1)에 비해, 상기 이동량은 감소되고 목표 전류 ias^* 의 감소량은 작아진다. 그 결과, 주 전원 (100) 이 고장났을 때도, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 경우에 양호한 조향 보조를 얻을 수 있다. 그러므로, 예컨대 다른 차량과의 접촉 등을 피하기 위한 비상 조향 조작이 필요한 경우에 안전이 개선된다.

또한, 제 2 변형예에서, 운전자가 조향 조작을 강하게 수행한 경우(K=α)에도, 변수 n 이 커질 수록, 얻어지는 조향 보조력은 더 작아지게 된다. 그러나, 항상 큰 보조력이 요구된다면, 이는 α 의 값을 0 으로 설정하여 얻을 수 있다. 또한, 제 2 변형예에서 전체 이동량(n×△T0)에 감소 계수 K 를 곱하지만, 빠른 조향 조작이 검출될 때의 일회의 이동량에만 감소 계수 K 를 곱해도 된다.

보조 제어부 (61) 가 수행하는 단계 S51∼S53 및 단계 S43∼S45 의 처리는 감소량 억제 수단에 상당할 수 있다.

다음은 제 2 실시 형태를 설명한다. 전술한 제 1 실시 형태와 그의 변형예에서, 조향 보조를 수행하기 위해 사용되는 제어값을 감소시키기 위해 보조 맵의 특성을 조향 토크 Tx 의 증가측으로 이동시킨다. 그러나, 제 2 실시 형태에서는 보조 맵에 있는 목표 전류 ias^* 의 상한값을 단계적으로 감소시킨다.

도 9 는 제 2 실시 형태에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다. 제 2 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴에서, 제 1 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴의 단계 S24 의 처리는 단계 S61 의 처리로 변경된 것이다. 그러므로, 제 2 실시 형태에서 제 1 실시 형태와 동일한 처리는 도 9 에서 제 1 실시 형태에서와 동일한 단계 번호로 나타나 있으며, 그에 대한 설명은 아래에서 생략한다.

주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출된 경우에 (S22 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과했는지를 판정한다(S26). 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과할 때 마다(S26 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 변수 n 의 값을 1 만큼 증가시킨다. 변수 n 이 설정된 후에, 보조 제어부 (61) 는 단계 S61 에서 변수 n 에 응하는 보조 맵을 설정한다.

전술한 보조 맵에서, 목표 전류 ias^* 가 조향 토크｜Tx｜ 의 증가에 대하여 증가하지 않는 영역이 설정되는데, 즉 목표 전류 ias^*의 상한값 imax (이는 상한 전류값에 상당할 수 있다)가 설정된다. 제 2 실시 형태의 단계 S61 에서, 도 10 에서 보는 바와 같이, 변수 n 에 단위 감소량 △i0 을 곱하여 얻어지는 값 (n ×△i0) 만큼 원래 보조 맵의 상한값 imax0 를 감소시켜서 얻어지는 상한값 imax 를 설정한다 (imax = imax0 - n ×△i0). 또한, 이 실시예에서 상한값 imax 의 단위 감소량 △i0 을 일정한 값으로 설정하고 있지만, 이 단위 감소량 △i0 은 반드시 일정한 값일 필요는 없고, 변수 n 에 따라 변경될 수도 있다.

그러므로, 주 전원 (100) 의 고장 상태 동안에, 운전자가 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 수행할 때 마다 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 는 한 단계씩 감소된다. 그러므로, 고 토크 영역에서 조향 토크 Tx 에 대응하여 설정된 목표 전류 ias^*는 한번에 한 단계씩 감소된다. 또한, 한번에 한 단계씩 감소됨에 따라, 목표 전류 ias^*가 상한값 imax 에 의해 제한되는 조향 토크 Tx 의 영역 (고 토크 영역) 이 저 토크측으로 확장된다. 이에 의해, 목표 전류 ias^*가 상기 상한값 imax 에 의해 제한되는 빈도가 증가하며, 그리 하여 운전자는 보조력이 점진적으로 감소하는 것을 인식할 수 있다. 그 결과, 주 전원 (100) 의 고장 상태의 검출 후 조기의 단계에서 운전자는 그 고장에 대처할 수 있는데, 예컨대 수리 등을 할 수 있다. 또한, 보조력은 급격히 저하하지 않으므로, 운전자에게 상당한 위화감이 초래되지 않는다.

또한, 제 2 실시 형태에서, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 의 감소량은, 제 1 실시 형태의 제 1, 2 변형예에서 처럼, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정되는 경우에 감소할 수도 있다. 예컨대, 도 7 (제 1 변형예) 또는 도 8 (제 2 변형예) 에 나타난 보조 맵 설정 루틴에서, 단계 S45 의 처리는, 상한값 imax 가 원래 보조 맵의 상한값 imax0 으로부터 n ×△i0×K 의 양만큼 감소하도록 상기 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 를 설정하는 처리로 대체된다. 이러한 처리에 의해, 주 전원 (100) 의 고장 상태 동안에도, 상한 전류의 제한이 약화되어, 조향 보조가 특히 요구되는 경우에 양호한 조향 보조를 제공할 수 있다. 그러므로, 예컨대, 다른 차량과의 접촉 등을 피하기 위한 비상 조향 조작이 필요한 경우에 안전이 개선된다.

다음은 제 3 실시 형태를 설명한다. 전술한 제 1 실시 형태와 그의 변형예에서, 조향 보조를 수행하는데 사용되는 모터 제어값을 줄이기 위해 보조 맵의 특성은 조향 토크 Tx 의 증가측으로 이동된다. 그러나 제 3 실시 형태에서는 전동 모터 (20) 의 전력 소비를 제한하는 상한 전력 Pmax 는 단계적으로 저하된다.

전동 모터 (20) 의 출력은 조향 보조 토크와 조향 속도의 곱에 비례한다. 또한, 전동 모터 (20) 의 출력은 그의 전력 소비를 제한하여 제한될 수 있다. 그러므로, 전동 모터 (20) 의 전력 소비가 제한되는 경우, 조향 속도가 빠를 수록, 조향 보조 토크는 반비례하여 더 작아지게 된다. 운전자가 빠른 속도로 조향 핸들 (11) 을 돌릴 때 느끼는 끈기감이 증가한다. 제 3 실시 형태에서는 이를 이용하여 주 전원 (100) 의 고장 상태에서, 조향 조작이 수행될 때 마다 전동 모터 (20) 의 상한 전력 Pmax 를 감소시켜 끈기감을 증가시키고 그리 하여 운전자가 이상을 인식할 수 있게 한다.

도 11 은 제 3 실시 형태의 상한 전력 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다. 이 상한 전력 설정 루틴은 아래에서 설명하는 조향 보조 제어 루틴 (도 13) 에서 단계 S102 로 포함되어 있다. 먼저, 상한 전력 설정 루틴을 설명한다. 상한 전력 설정 루틴은 제 1 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴의 단계 S24 를 단계 S62 로 변경하여 얻어진다. 그러므로, 제 3 실시 형태에서 제 1 실시 형태와 동일한 처리는 도 11 에서 제 1 실시 형태에서와 동일한 단계 번호로 나타나 있고, 그에 대한 설명은 아래에서 생략한다.

상기 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출된 경우 (S22 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과했는지를 판정한다 (S26). 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과할 때 마다(S26 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 변수 n 을 1 만큼 증가시킨다 (S28∼S29). 변수 n 이 설정된 후에, 보조 제어부 (61) 는 단계 S62 에서 변수 n 에 응하는 전동 모터 (20) 의 상한 전력 Pmax 를 설정한다. 이 전동 모터 (20) 의 상한 전력 Pmax 는 전동 모터 (20) 의 전력 소비의 상한값을 나타낸다.

단계 S62 에서, 상한 전력 Pmax 는, 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출되지 않을 때 설정되는 상한 전력 Pmax0 (이하, 원래의 상한 전력 Pmax0 라고 한다)에서, 변수 n 에 단위 감소량 △P0 을 곱해 얻어지는 값 (n×△P0) 을 빼서 설정된다 (Pmax = Pmax0 - n×△P0). 그러므로, 주 전원 (100) 의 고장 상태 동안에, 상한 전력 Pmax 는 도 12 에서 보는 바와 같이 변수 n 이 증가할 때 마다 단위 감소량 △P0 만큼 감소하게 된다. 이 실시예에서, 상한 전력 Pmax 의 단위 감소량 △P0 은 일정한 값으로 설정되어 있지만, 이 단위 감소량 △P0 은 반드시 일정한 값으로 설정될 필요는 없고, 변수 n 에 따라 변경될 수 있다.

상기 상한 전력 설정 루틴은 도 13 에 나타난 조향 보조 제어 루틴에서 단계 S102 로 포함되어 있다. 이하 제 3 실시 형태에 따른 조향 보조 제어 루틴을 설명한다. 조향 보조 제어 루틴은 전자 제어 유닛 (60) 의 ROM 에 제어 프로그램으로 저장되며, 점화 스위치 (106) 가 켜지면 시작되고, 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다.

상기 제어 루틴이 시작되면, 보조 제어부 (61) 는 먼저 단계 S101 에서 차속 센서 (23) 에 의해 검출된 차속 Vx 와 조향 토크 센서 (21) 에 의해 검출된 조향 토크 Tx 를 읽는다. 이어서 단계 S102 에서 전술한 상한 전력 설정 처리가 수행된다.

다음, 단계 S103 에서, 상기 보조 제어부 (61) 는 보조 맵에 기초하여 차속 Vx 와 조향 토크 Tx 에 대응하는 전동 모터 (20) 의 목표 전류 ias^*를 계산한다. 이 경우에 사용되는 보조 맵은 도 3 에 나타난 원래의 보조 맵이다. 또한, 조향각, 조향 속도 등에 기초하여 보상 토크를 가미하기 위해, 상기 보조 맵에서 얻어지는 상기 목표 전류 ias^* 는 상기 보상 토크에 대응하는 양으로 보정될 수 있다.

다음, 단계 S104 에서, 상기 보조 제어부 (61) 는 모터 전류 센서 (38) 로부터, 전동 모터 (20) 에 흐르는 모터 전류 iuvw 를 읽는다. 이어서 단계 S105 에서, 보조 제어부 (61) 는 상기 모터 전류 iuvw 와 계산된 목표 전류 ias^*

사이의 편차 △i 를 계산하고, 또한 이 편차 △i 에 기초하여 PI 제어 (비례 적분 제어) 로 중간 지령 전압 v^*'을 계산한다.

이어서 단계 S106 에서, 보조 제어부 (61) 는 전동 모터 (20) 가 소비하는 전력 (실제 전력 Px 라고 한다) 을 계산한다. 이 경우, 보조 제어부 (61) 는 제 2 전압 센서 (52) 에 의해 검출된 출력 전원 전압 v2 와 출력 전류 센서 (54) 에 의해 검출된 출력 전류 i2 를 읽고, 상기 출력 전원 전압 v2 와 출력 전류 i2 를 곱한 값 (v2 × i2) 으로부터 실제 전력 Px 를 계산한다.

이어서, 보조 제어부 (61) 는 단계 S107 로 진행하고, 이 단계에서 보조 제어부 (61) 는 상기 실제 전력 Px 가 상한 전력 Pmax 보다 큰지를 판정한다. 상한 전력 Pmax 로서, 단계 S102 에서 설정된 값이 사용된다. 실제 전력 Px 가 상한 전력 Pmax 보다 크지 않으면 (S107 에서 NO), 처리는 단계 S108 로 진행되고, 이 단계에서 보조 제어부 (61) 는 이전에 단계 S105 에서 계산된 중간 지령 전압 v^*'을 지령 전압 v^*으로서 설정한다. 다른 한편, 실제 전력 Px 가 상한 전력 Pmax 보다 크면 (S107 에서 YES), 처리는 단계 S109 로 진행하고, 이 단계에서 보조 제어부 (61) 는 실제 전력 Px 와 상한 전력 Pmax 사이의 편차 △P 를 계산하고, 또한 이 편차 △P 에 기초하여 PI 제어 (비례 적분 제어) 로 지령 전압 v^*을 계산한다. 즉, 이 지령 전압 v^*은 상기 편차 △P 가 제로가 되도록 피드백 제어된다. 이 경우, 지령 전압 v^*은 중간 지령 전압 v^*' 밑으로 감소하고, 실제 전력 Px 는 상한 전력 Pmax 를 초과하지 않도록 제한된다.

지령 전압 v^*이 계산된 후, 단계 S110 에서 보조 제어부 (61) 는 이 지령 전압 v^*에 응하는 PWM 제어 신호를 모터 구동 회로 (30) 에 출력하고, 제어 루틴을 일시적으로 끝낸다. 이 제어 루틴은 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다. 그러므로, 제어 루틴의 실행을 통해, 운전자의 조향 조작에 응하는 조향 보조력이 얻어지도록 모터 구동 회로 (30) 의 스위칭 요소 (31∼36) 의 듀티비가 제어된다. 또한, 전동 모터 (20) 의 전력 소비는 상한 전력 Pmax 를 초과하지 않도록 피드백 제어된다.

제 3 실시 형태에 따라, 주 전원 (100) 의 고장 상태 동안에, 운전자가 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 수행할 때 마다, 전동 모터 (20) 의 전력 소비의 상한값 Pmax 는 단위 감소량 △P0 만큼 감소하게 되고, 따라서 조향 핸들 (11) 을 돌릴 때의 끈기감이 점진적으로 증가한다. 그 결과, 운전자는 이상을 인식할 수 있다. 또한, 조향 보조력이 급격히 저하되지 않으므로, 운전자에게는 상당한 위화감이 초래되지 않는다. 제 3 실시 형태에서도, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행될 때 마다, 보조 맵에서 설정된 조향 토크 Tx 에 대응하는 목표 전류 ias^*는 감소하게 된다.

제 3 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태의 제 1, 2 변형예에서 처럼, 운전가가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 추정되는 경우에, 전동 모터 (20) 의 전력 소비의 상한값 Pmax 의 감소량이 줄어들 수 있다. 예컨대, 도 7 (제 1 변형예) 또는 도 8 (제 2 변형예) 에 나타난 보조 맵 설정 루틴에서, 단계 S45 의 처리는, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 가 원래의 상한값 imax0 으로부터 n ×△P0×K 의 양 만큼 저하되도록 상기 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 를 설정하는 처리로 대체된다. 이러한 처리에 의해, 주 전원 (100) 의 고장 상태 동안에도, 전동 모터 (20) 의 출력 제한이 약화되어, 조향 보조가 특히 요구되는 경우에 양호한 조향 보조를 제공할 수 있다. 그러므로, 예컨대, 다른 차량과의 접촉 등을 피하기 위한 비상 조향 조작이 필요한 경우에 안전이 개선된다.

다음 제 4 실시 형태를 설명한다. 제 1 ∼ 3 실시 형태에서, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 완전한 조향 조작을 운전자가 수행할 때 마다 모터 전류값은 단계적으로 감소한다. 그러나 제 4 실시 형태에서는, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하고 있을 때 보조 맵의 특성이 연속적으로 변하게 된다.

도 14 는 제 4 실시 형태에 따른 보조 맵 설정 루틴을 나타내는 흐름도이다. 이 보조 맵 설정 루틴은 제 1 실시 형태에서 처럼 도 2 에 나타난 조향 보조 제어 루틴에 있는 단계 S12 의 처리를 나타낸다. 이하, 제 4 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴에서 제 1 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴과 동일한 처리들은 도 14 에서 제 1 실시 형태와 동일한 단계 번호로 나타나 있고, 그에 대한 설명은 아래에서 간략하게만 할 것이다.

보조 맵 설정 루틴이 시작되면, 보조 제어부 (61) 는 주 전원 전압 v1 을 읽고(S21), 이 주 전원 전압 v1 이 주 전원 고장 판정 전압 vref1 이하인지를 판정한다(S22). 주 전원 전압 v1 이 주 전원 고장 판정 전압 vref1 보다 높으면(S22 에서 NO), 보조 제어부 (61) 는 단계 S71 로 진행하고, 이 단계에서는 조향 토크 Tx 가 증가 방향으로 이동하도록 보조 맵의 특성이 도 3 에 나타난 원래의 보조 맵에 대해 이동하는 이동량 Tsh 이 0(제로)으로 설정된다.

단계 S71 에서 이동량 Tsh 를 0 으로 설정한 후에, 보조 제어부 (61) 는 단계 S72 에서, 차속 Vx 에 대응하는 원래의 보조 맵으로부터 증가측으로 조향 토크 Tx 를 이동량 Tsh 만큼 이동시켜 얻어지는 보조 맵을 설정하고, 이 루틴의 현재 실행을 끝낸다. 이 경우, 상기 이동량 Tsh = 0 이므로 원래의 보조 맵이 선택된다. 즉, 주 전원 (100) 이 정상인 경우 원래의 보조 맵이 선택된다.

이 보조 맵 설정 루틴은 조향 보조 제어 루틴에 포함되어 있고, 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다. 보조 제어부 (61) 는 보조 맵 설정 루틴을 일시적으로 끝낼 때 상기 이동량 Tsh 의 값을 메모리에 저장해 둔다.

다른 한편, 주 전원 전압 v1 이 주 전원 고장 판정 전압 vref1 이하인 경우(S22 에서 YES), 즉 주 전원 (100) 이 고장난 경우, 보조 제어부 (61) 는 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 보다 큰지를 판정한다. 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 보다 크지 않은 경우, 보조 제어부 (61) 는 곧 바로 단계 S72 로 진행한다. 이 단계 S72 에서, 보조 맵은 루틴의 바로 전의 실행 사이클의 끝에서 저장된 이동량 Tsh 을 사용하여 설정된다. 그러므로, 주 전원 (100) 이 고장났고 또한 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하지 않은 상황에서는 상기 이동량 Tsh = 0 이고, 따라서 원래의 보조 맵이 선택된다.

상기 주 전원 (100) 이 고장난 상태일 때, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 보다 큰지에 대한 판정이 소정의 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행된다. 그리고, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 기준값 Tref1 을 초과한 경우(S26 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 단계 S73 에서, 상기 이동량 Tsh 이 최대 이동량 Tshmax 보다 작은지를 판정하게 된다. 이동량 Tsh 이 최대 이동량 Tshmax 보다 작으면 (S73 에서 YES), 보조 제어부 (61) 는 단계 S74 에서 이동량 Tsh 을 단위 이동량 △Tsh 만큼 증가시킨다. 다른 한편, 상기 이동량 Tsh 이 최대 이동량 Tshmax 이상이면 (S73 에서 NO), 보조 제어부 (61) 는 이동량 Tsh 을 증가시키지 않는다. 보조 맵 설정 루틴이 매우 짧은 사이클 주기로 반복적으로 실행되므로 상기 단위 이동량 △Tsh 은 매우 작은 양으로 설정된다.

그리고 나서, 보조 제어부 (61) 는 단계 S72 에서, 차속 Vx 에 대응하는 원래의 보조 맵으로부터 증가측으로 조향 토크 Tx 를 이동량 Tsh 만큼 이동시켜 얻어지는 보조 맵을 설정하고, 이 루틴의 현재 실행을 끝낸다.

따라서, 보조 맵 설정 루틴이 반복적으로 실행되므로, 주 전원 (100) 이 고장난 상태에 있는 기간 동안에 운전자가 기준값 Tref1 보다 큰 조향 토크를 조향 핸들 (11) 에 입력하고 있을 경우, 보조 맵의 특성은 연속적으로 변화되어 목표 전류 ias^*에 대한 조향 토크 Tx 가 점진적으로 증가하게 된다. 또한, 운전자가 기준값 Tref1 보다 큰 조향 토크를 조향 핸들 (11) 에 입력하고 있을 때, 보조 맵의 특성은 변하지 않는다. 또한, 제 4 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴에 있는 단계 S26 의 판정 처리는 본 발명에서 이상시 조향 조작 판정 수단과 조향 조작 종료 판정 수단에 상당할 수 있다.

도 15 는 주 전원 (100) 이 고장난 상태 동안의 조향 토크 Tx 의 추이와, 이 조향 토크 Tx 의 추이에 따라 증가하는 이동량 Tsh 의 추이를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 16 은 상기 이동량 Tsh 에 따라 특성이 변경되는 보조 맵을 나타낸다. 도 15 에서, tn (n = 1 ∼ 6) 각각은 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하는 기간을 나타내며, n 은 주 전원 (100) 이 고장난 후에 조향 조작을 수행하는 횟수를 나타낸다. 또한, 도 16 에는 조향 조작의 일회 수행이 끝났을 때 사용되는 보조 맵이 중첩되어 나타나 있다.

주 전원 (100) 이 고장난 상태에 있는 기간 동안에, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하고 있을 때, 보조 맵의 특성이 변경되어, 조향 토크 Tx 에 대해 계산된 목표 전류 ias^*가 감소하게 된다. 그러므로, 운전자가 조향 핸들 작동을 수행할 때 마다, 운전자는 조향 보조력이 감소하고 있음을 확실히 인지할 수 있고 그래서 조향 핸들 작동 중에 이상을 인식할 수 있다. 그러므로, 주 전원 (100) 의 고장 상태가 검출된 후 조기의 단계에서 운전자는 고장에 대처할 수 있는데, 예컨대 수리 등을 할 수 있다. 또한, 조향 보조력이 급격히 저하되지 않으므로, 운전자에게는 상당한 위화감이 초래되지 않는다.

본 발명의 실시 형태로서 전동 파워 조향 장치를 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적에서 벗어나지 않는 한 다양한 변형예가 가능하다.

예컨대, 제 2 실시 형태는 목표 전류 ias^*의 상한값이 단계적으로 감소하는 구성을 갖지만, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하고 있을 때 목표 전류 ias^*의 상한값을 연속적으로 감소시키는 구성도 허용된다. 여기서, 제 2 실시 형태의 변형예를 도 17 에 나타난 흐름도를 가지고 설명한다. 제 2 실시 형태의 변형예의 보조 맵 설정 루틴에서, 제 4 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴에 있는 단계 S71∼S74 는 단계 S81∼S84 로 대체되어 있으며, 다른 처리는 제 4 실시 형태와 동일하다. 그러므로, 제 4 실시 형태의 것과 동일한 처리들은 도 17 에서 제 4 실시 형태의 흐름도에서 사용되는 것과 동일한 단계 번호로 나타나 있고, 그에 대한 설명은 아래에서 생략한다.

이 변형예에서, 주 전원 (100) 이 고장난 상태가 아닌 경우에는, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax0 이 원래의 보조 맵에 대해 감소하는 감소량 ish 가 단계 S81 에서 0 의 값으로 설정된다. 다른 한편, 주 전원 (100) 이 고장난 상태인 경우에, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하고 있다면 (S26 에서 YES), 단계 S83 에서 상기 감소량 ish 가 최대 감소량 ishmax 보다 작은 지를 판정한다. 감소량 ish 가 최대 감소량 ishmax 보다 작으면 (S83 에서 YES), 감소량 ish 는 단계 S84 에서 단위 감소량 △ish(작은 양임) 만큼 증가하게 된다. 상기 감소량 ish 가 최대 감소량 ishmax 이상이면 (S83 에서 NO), 그 감소량 ish 는 증가하지 않는다. 그런 다음, 단계 S82 에서, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax0 을 차속 Vx 에 대응하는 원래의 보조 맵으로부터 감소량 ish 만큼 감소시켜 얻어지는 보조 맵이 설정된다.

그러므로, 이 변형예에서, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을운전자가 수행하고 있을 때, 주 전원 (100) 이 고장난 상태에 있는 기간 동안에, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 는 점진적으로 감소하게 된다. 그 결과, 운전자는 조향 보조력이 점진적으로 감소하고 있음을 인식할 수 있다. 따라서, 이 변형예는 제 2 실시 형태와 유사한 효과를 얻을 수 있다.

마찬가지로, 제 3 실시 형태에서도, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을운전자가 수행하고 있을 때 전동 모터 (20) 의 상한 전력 Pmax 를 연속적으로 감소시키는 구성을 채용할 수 있다. 제 3 실시 형태의 변형예를 도 18 에 나타난 흐름도를 가지고 설명한다. 제 3 실시 형태의 변형예의 상한 전력 설정 루틴에서, 제 4 실시 형태의 보조 맵 설정 루틴에 있는 단계 S71∼S74 는 단계 S91∼S94 로 대체되어 있으며, 다른 처리는 제 4 실시 형태와 동일하다. 그러므로, 제 4 실시 형태의 것과 동일한 처리들은 도 18 에서 제 4 실시 형태의 흐름도에서 사용되는 것과 동일한 단계 번호로 나타나 있고, 그에 대한 설명은 아래에서 생략한다.

이 변형예에서, 주 전원 (100) 이 고장난 상태가 아닌 경우에는, 상한 전력 Pmax 가 원래의 상한 전력 Pmax0 에 대해 감소되는 감소량 Psh 는 단계 S91 에서 0 의 값으로 설정된다. 다른 한편, 주 전원 (100) 이 고장난 상태인 경우에, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하고 있다면 (S26 에서 YES), 단계 S93 에서 상기 감소량 Psh 가 최대 감소량 Pshmax 보다 작은 지를 판정한다. 감소량 Psh 가 최대 감소량 Pshmax 보다 작으면 (S93 에서 YES), 감소량 Psh 는 단계 S94 에서 단위 감소량 △Psh(작은 양임) 만큼 증가하게 된다. 상기 감소량 Psh 가 최대 감소량 Pshmax 이상이면 (S93 에서 NO), 그 감소량 Psh 는 증가하지 않는다. 그런 다음, 단계 S92 에서, 전동 모터 (20) 의 상한 전력 Pmax 를 원래의 상한 전력 Pmax0 로부터 감소량 Psh 만큼 감소시켜 상한값 Pmax 가 얻어진다.

그러므로, 이 변형예에서, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작을 운전자가 수행하고 있을 때, 주 전원 (100) 이 고장난 상태에 있는 기간 동안에, 전동 모터 (20) 의 상한 전력 Pmax 는 점진적으로 감소하게 된다. 그 결과, 조향 핸들 (11) 을 돌릴 때의 끈기감이 점진적으로 증가하여, 운전자는 이상을 인식할 수 있다. 그리 하여, 제 3 실시 형태와 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제 1 실시 형태와 제 4 실시 형태에서, 조향 토크 Tx 를 증가측으로 이동시켜 보조 맵의 특성을 변경시키지만, 다른 구성도 채용 가능하다. 예컨대, 원래의 보조 맵의 목표 전류 ias 에 감소 계수 A (0≤A＜1) 를 곱하여 조향 보조력의 발생을 줄일 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서 주 전원 (100) 과 부 전원 (50) 이 전원 장치로서 제공되지만, 부 전원 (50) 이 제공되지 않는 구성도 채택할 수 있다. 이 경우, 주 전원 (100) 의 이상, 예컨대 전원 전압의 저하 등을 검출하고 또한 전술한 조향 보조 제어를 수행하면 충분하다.

또한, 상기 실시 형태에서 조향 토크 Tx 와 목표 전류 ias^*사이의 관계를 설정하는 보조 맵이 보조 특성으로서 저장되지만, 조향 토크 Tx 등으로부터 목표 전류 ias^*를 구하는 함수도 보조 특성으로서 저장될 수 있다.

또한, 예컨대 제 4 실시 형태에서, 단위 이동량은 일정한 값으로 설정된다. 그러나, 이 단위 이동량은 조향 속도 ωx 에 기초하여 변할 수 있다. 즉, 조향 속도 ωx 의 크기 (｜ωx｜) 가 기준 조향 속도 ωref 보다 큰 경우에, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 판정하고 단위 이동량 △Tsh 에 감소 계수 K (0≤K＜1) 를 곱하여 보조 맵의 특성 변화량을 감소시키는 구성도 채택할 수 있다. 또한, 단위 이동량 △Tsh 대신에, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 의 단위 감소량 △ish 를 이용할 수 있다. 또한, 단위 이동량 △Tsh 대신에, 상한 전력 Pmax 의 단위 감소량 △Psh 를 이용할 수도 있다.

유사하게, 제 4 실시 형태에서, 상기 단위 이동량 △Tsh 는 조향 토크 Tx 에 기초하여 변할 수 있다. 즉, 조향 토크 Tx 의 크기 (｜Tx｜) 가 제 2 기준값 Tref2 보다 큰 경우에, 운전자가 조향 보조를 특히 필요로 하는 상황에 있는 것으로 판정하고, 크기｜Tx｜가 제 2 기준값 Tref2 를 초과하는 시점 부터 단위 이동량 △Tsh 에 감소 계수 K (0≤K＜1) 를 곱하여 보조 맵의 특성 변화량을 감소시키는 구성도 채택할 수 있다. 또한, 상기 단위 이동량 △Tsh 대신에, 목표 전류 ias^*의 상한값 imax 의 단위 감소량 △ish 를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 단위 이동량 △Tsh 대신에, 상한 전력 Pmax 의 단위 감소량 △Psh 를 이용할 수도 있다.

Claims

조향 핸들 (11) 의 조향 조작시 차량의 휠을 조향하는 조향 기구 (10),
전원 장치로부터 소스 전력을 공급받으며, 조향 핸들 (11) 의 조향 조작을 보조하는 보조력을 발생시키는 전동 모터 (20),
차량의 운전자가 조향 핸들 (11) 에 입력하는 조향 토크를 검출하는 조향 토크 검출 수단 (21),
상기 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 설정하는 보조 특성을 저장하며, 이 보조 특성에 기초하여 모터 제어값을 계산하는 제어값 계산 수단 (60), 및
상기 제어값 계산 수단 (60) 에 의해 계산된 모터 제어값에 기초하여, 상기 모터 제어값이 커지면 더 큰 보조력이 발생되도록 전동 모터의 구동을 제어하는 모터 제어 수단 (60) 을 포함하는 차량 조향 장치로서,
전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상을 검출하는 전원 이상 검출 수단 (60),
상기 전원 이상 검출 수단 (60) 에 의해 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되면 미리 설정된 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 판정하는 이상시 조향 조작 판정 수단 (60), 및
상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 상기 이상시 조향 조작 판정 수단 (60) 에 의해 판정되면 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 차례로 감소시키는 제어값 감소 수단 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 조향 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이상시 조향 조작 판정 수단 (60) 은 상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 반복적으로 판정하고, 또한 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다, 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 모터 제어값은 전동 모터의 목표 전류값이며,
상기 보조 특성은 상기 목표 전류값이 조향 토크의 증가와 함께 증가하는 특성을 갖도록 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정하며,
상기 제어값 감소 수단 (60) 은, 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 증가측으로 이동시켜서, 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 차량 조향 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어값 계산 수단 (60) 은 조향 토크의 값에 있어서 서로로부터 증가측으로 점진적으로 이동하는 보조 특성의 다수의 단계를 저장하며,
상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 상기 이상시 조향 조작 판정 수단 (60) 에 의해 판정될 때 마다, 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 증가측으로 한 단계씩 이동시키는 차량 조향 장치.
제 4 항에 있어서,
보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값이 증가측으로 한 단계씩 이동되는 이동량은 미리 설정된 양이며, 운전자가 보조력의 감소를 느낄 수 있게 해주는 값인 차량 조향 장치.
제 3 항에 있어서,
조향 조작의 일회 수행이 끝났는지를 판정하는 조향 조작 종료 판정 수단 (60) 을 더 포함하고, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되면, 조향 조작이 수행된 것으로 판정된 때 부터 조향 조작이 끝난 것으로 판정될 때까지의 시간 동안에 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 보조 특성에서의 목표 전류값에 대한 조향 토크의 값을 점진적으로 증가시키는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 모터 제어값은 전동 모터 (20) 의 목표 전류값이며,
상기 보조 특성은, 조향 토크의 증가와 함께 목표 전류값이 증가하고 또한 이 목표 전류값이 상한 전류값의 이하로 제한되도록 조향 토크와 목표 전류값 사이의 관계를 설정하며,
상기 제어값 감소 수단 (60) 은 상한 전류값을 감소시켜서 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 차량 조향 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제어값 계산 수단 (60) 은 상한 전류값에 있어서 서로로부터 낮아지는 보조 특성의 다수의 단계를 저장하며,
조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 이상시 조향 조작 판정 수단 (60) 에 의해 판정될 때 마다 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 상한 전류값을 한 단계씩 감소시키는 차량 조향 장치.
제 8 항에 있어서,
조향 조작의 일회 수행이 끝났는지를 판정하는 조향 조작 종료 판정 수단 (60) 을 더 포함하고, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되면, 조향 조작이 수행된 것으로 판정된 때 부터 조향 조작이 끝난 것으로 판정될 때까지의 시간 동안에 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 상한 전류값을 점진적으로 감소시키는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어값 감소 수단 (60) 은, 전동 모터의 전력 소비의 상한을 설정하는 상한 전력값을 감소시켜 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 차량 조향 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제어값 계산 수단 (60) 은 전동 모터의 전력 소비의 상한 전력값에 있어서 서로로부터 점진적으로 낮아지는 보조 특성의 다수의 단계를 저장하며,
조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 상기 이상시 조향 조작 판정 수단 (60) 에 의해 판정될 때 마다 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 상한 전력값을 한 단계씩 감소시키는 차량 조향 장치.
제 10 항에 있어서,
조향 조작의 일회 수행이 끝났는지를 판정하는 조향 조작 종료 판정 수단 (60) 을 더 포함하고, 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되면, 조향 조작이 수행된 것으로 판정된 때 부터 조향 조작이 끝난 것으로 판정될 때까지의 시간 동안에 상기 제어값 감소 수단 (60) 은 상한 전력값을 점진적으로 감소시키는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
조향 속도를 검출하는 조향 속도 검출 수단 (22) 과,
상기 조향 속도 검출 수단 (22) 에 의해 검출된 조향 속도가 미리 설정된 기준 조향 속도 보다 크면 상기 제어값 감소 수단 (60) 이 모터 제어값을 감소시키는 감소량을 줄이는 감소량 제한 수단 (60) 을 더 포함하는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조향 토크 검출 수단에 의해 검출된 조향 토크가 미리 설정된 감소량 제한 판정 토크 보다 크면 상기 제어값 감소 수단 (60) 이 모터 제어값을 감소시키는 감소량을 줄이는 감소량 제한 수단 (60) 을 더 포함하는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전원 장치는, 전동 모터 (20) 를 포함하는 차량에 있는 다수의 전기 부하에 소스 전력을 공급하는 주 전원 (100) 과, 이 주 전원 (100) 과 전동 모터 사이에 병렬로 연결되어 있고 주 전원 (100) 이 출력하는 전력을 저장하며 저장된 전력을 사용하여 전동 모터 (20) 에 대한 소스 전력 공급을 보조하는 부 전원 (50) 을 가지며,
상기 전원 이상 검출 수단 (60) 은 주 전원으로부터 소스 전력이 전동 모터에 공급될 수 없는 상태를 검출하는 차량 조향 장치.
제 15 항에 있어서,
주 전원 (100) 으로부터 소스 전력이 공급될 수 없는 상태인 것으로 전원 이상 검출 수단 (60) 에 의해 판정되면, 전동 모터에 대한 소스 전력 공급은 주 전원에서 부 전원 (50) 으로 전환되는 차량 조향 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조향 토크 검출 수단 (21) 에 의해 검출된 조향 토크가 미리 설정된 기준값 보다 크면, 상기 이상시 조향 조작 판정 수단 (60) 은 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정하는 차량 조향 장치.
조향 핸들 (11) 의 조향 조작시 차량의 휠을 조향하는 조향 기구 (10); 전원 장치로부터 소스 전력을 공급받으며, 조향 핸들 (11) 의 조향 조작을 보조하는 보조력을 발생시키는 전동 모터 (20); 차량의 운전자가 조향 핸들 (11) 에 입력하는 조향 토크를 검출하는 조향 토크 검출 수단 (21); 상기 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 설정하는 보조 특성을 저장하며, 이 보조 특성에 기초하여 모터 제어값을 계산하는 제어값 계산 수단; 및 상기 제어값 계산 수단에 의해 계산된 모터 제어값에 기초하여, 상기 모터 제어값이 커지면 더 큰 보조력이 발생되도록 전동 모터의 구동을 제어하는 모터 제어 수단을 포함하는 차량 조향 장치의 제어 방법으로서,
상기 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상을 검출하는 단계와,
상기 전원 장치의 소스 전력 공급 능력의 이상이 검출되면, 미리 설정된 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 판정하는 단계, 및
상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되면, 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 차례로 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 조향 장치의 제어 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행되었는지를 반복적으로 판정하고,
상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정될 때 마다 조향 토크에 대응하는 모터 제어값을 감소시키는 차량 조향 장치의 제어 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 조향 조작 판정 조건을 만족하는 조향 조작이 수행된 것으로 판정되는 횟수의 증가와 함께 상기 제어값 감소 수단에 의한 모터 제어값의 감소 정도가 증가하는 차량 조향 장치의 제어 방법.
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