KR20010029995A

KR20010029995A - 전동 파워스티어링 장치

Info

Publication number: KR20010029995A
Application number: KR1020000042338A
Authority: KR
Inventors: 카지히로아키
Original assignee: 타카미츄 무토; 고요 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2001-04-16
Also published as: US6390229B1; JP3796377B2; ES2216772T3; KR100534165B1; EP1072498A3; BR0003070A; CA2312088C; CA2312088A1; EP1072498B1; EP1072498A2; JP2001030937A; DE60008976T2; AR024938A1; DE60008976D1

Abstract

전동모터(M)를 구동원으로하고, 차량에 탑재하는 스티어링 기구(3)에 조작부재의 조작에 따른 조타보조력을 부여하는 전동 파워스티어링 장치. 이 장치는 조작부재(1)에 가해진 조타토크를 검출하고, 그 검출되는 조타토크에 대응한 토크신호를 출력하는 토크센서(5)와, 이 토크센서(5)가 출력하는 토크신호에 기초하여 전동모터(M)을 구동하기 위한 모터구동지시신호를 출력하는 모터구동제어회로(14; 70, S4, S14)를 포함한다. 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시 또는 동작정지시에는 토크센서(5)가 검출하는 조타토크의 크기에 따라서 모터구동지시신호가 제한된다(12, 21; 70, S5, S15).

Description

전동 파워스티어링 장치{ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM}

본 발명은 조타토크에 기초하여 제한되는 전동모터를 구동원으로한 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다

종래부터, 차량의 스티어링 기구에 전동모터가 발생하는 토크를 전달함으로써, 조타의 보조를 행하는 전동 파워스티어링 장치가 사용되고 있다. 전동모터는 스티어링휠에 가해진 조타토크나 차속에 따라 정해진 목표전류에 의거하여 구동제어되게 되어 있다.

그런데, 스티어링휠에 조타토크를 가하고 있는 상태에서, 차량의 점화키스위치를 온/오프하게 되면, 전동모터의 시동/정지에 따라, 핸들이 갑자기 가벼워지거나 무거워진다. 이로 인해 고급감이 손상되어, 조타필링이 악화된다. 특히, 비교적 대형 차량에 사용되는 전동 파워스티어링 장치에서는, 고출력의 전동모터가 사용된다. 그러므로, 시스템의 시동/정지에 따른 핸들의 경중의 변화는 극히 크다. 시스템의 정지시에는 전동모터의 정지에 따라, 핸들의 튕겨 되돌아옴이 생기는 경우마저 있다.

본 발명의 목적은 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시 및/또는 동작정지시에 있어서의 조타필링을 향상시킬 수 있는 전동 파워스티어링 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 전동 파워스티어링 장치는 전동모터(M)를 구동원으로 하고, 차량에 탑재된 스티어링 기구(3)에 조작부재(1)의 조작에 따른 조타보조력을 부여하는 전동 파워스티어링 장치로서, 조작부재에 가해진 조타토크를 검출하고, 그 검출된 조타토크에 대응한 토크신호를 출력하는 토크센서(5)와, 이 토크센서가 출력하는 토크신호에 의거하여 전동모터를 구동하기 위한 모터구동지시신호를 출력하는 모터구동제어회로(14; 70, S4, S14)와, 해당 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시 또는 동작정지시에 있어서, 상기토크센서가 검출하는 조타토크의 크기에 따라, 상기 모터구동지시신호를 제한하는 출력제한회로(12, 21; 70, S5, S15)를 포함한다. 또, 괄호내 숫자는 후술하는 실시형태에 있어서의 대응 구성요소들을 표시한다. 이하에 있어서 같다.

상기 출력제한회로는 소프트웨어처리에 의한 것이라도 좋고, 아날로그회로등의 하드웨어로 구성하여도 좋다.

또, 전동 파워스티어링 장치의 동작이 개시되는 경우에는 점화스위치가 온되는 경우가 있다. 그 외에도, 고장으로 판정되어 전동 파워스티어링 장치의 동작이 일단 정지된 후에, 고장상태에서 정상상태로 복귀됐다고 판정된 경우 등이 있다. 또한, 전동 파워스티어링 장치의 동작이 정지되는 경우에는 점화스위치가 오프되는 경우가 있다. 그 외에도, 어떤 고장이 생겨서 전동 파워스티어링 장치의 동작이 정지되는 경우 등이 있다.

본 발명에 의하면, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시 및/또는 동작정지시에는 조타토크의 크기에 따라 모터구동지시신호에 제한이 가해진다. 그에 따라, 스티어링휠 등의 조타부재에 조타토크를 가하는 상태에서 전동 파워스티어링 장치를 시동하거나 그것을 정지시킬 경우에, 조타보조력의 급변을 억제할 수 있다. 따라서, 조작자(운전자)가 조작부재로부터 받는 필링을 개선할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에는, 상기 출력제한회로(12, 21; 70, S5)는 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에 있어서, 상기 토크센서가 검출하는 조타토크가 클수록 상기 모터구동지시신호에 강한 제한을 가한다.

이로써, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에 있어서 조타토크가 큰 경우라 하더라도, 큰 조타보조력이 갑작스럽게 발생하는 일이 없다. 이에 따라, 조타보조력이 급격히 일어나는 일이 없이, 조타필링을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 출력제한회로는 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에 있어서의 모터구동지시신호의 제한의 정도를 나타내는 제한치를 시간경과에 따라 증가하는 일이 없도록(시간경과에 따라 감소하도록) 설정하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 출력제한회로(12, 21; 70, S15)는, 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서, 상기 토크센서가 검출하는 조타토크가 적을수록 상기 모터 구동지시신호에 강한 제한을 가한다.

이로써, 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서 조타토크가 큰 경우에는, 계속하여 비교적 큰 조타보조력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 조타보조력이 갑작스럽게 없어지는 일이 없다. 이것에 의해서, 조타필링을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 출력제한회로는 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서 모터구동지시신호의 제한의 정도를 나타내는 제한치를, 시간경과에 따라 감소하는 일이 없도록(시간경과에 증가해 가도록) 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 상술된, 또한 그밖의 목적, 특징 및 효과는 첨부도면을 참조하여 다음 실시형태의 설명에 의해 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 전동 파워스티어링 장치의 전기적 구성을 표시한 블록도이다.

도 2는 점화스위치가 온시에 있어서의 출력제한처리를 설명하기 위한 도이다.

도 3은 점화스위치가 오프시에 있어서의 출력제한처리를 설명하기 위한 도이다.

도 4는 리미터회로의 구성 예를 설명하기 위한 도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 전동 파워스티어링 장치의 전기적 구성을 표시한 블록도이다.

도 6은 상기 제2 실시형태에 있어서, 점화스위치가 온된 직후의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.

도 7은 상기 제2 실시형태에 있어서, 점화스위치가 오프가 된 직후의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.

도 8A 및 8B는 조타토크에 대한 제한치의 설정예를 표시한 특성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 조작부재 2 : 스티어링샤프트

3 : 스티어링 기구 5 : 토크센서

21, 70 : 마이크로프로세서 31 : 점화스위치

33 : 릴레이 51, 52 : 연산증폭기

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 전동 파워스티어링 장치의 전기적 구성을 표시한 블록도이다. 조작부재로의 스티어링휠(1)에 가해진 조타토크는 스티어링샤프트(2)를 경유해서 스티어링 기구(3)에 기계적으로 전달된다. 스티어링 기구(3)에는 전동모터(M)에서 조타보조력이 전달되어진다.

스티어링샤프트(2)는 스티어링휠(1) 측에 결합된 입력축(2A)과 스티어링 기구(3) 측에 결합된 출력축(2B)로 분할되어 있고, 이들 입력축(2A) 및 출력축(2B)은 토션바(4)에 의해 서로 연결되어 있다. 토션바(4)는 조타토크에 따라서 비틀림을 발생시키는 것이고, 이 비틀림의 방향 및 양은 토크센서(5)에 의해서 검출되도록 되어 있다.

토크센서(5)는, 예컨대, 입력축(2A)과 축력축(2)과의 회전방향의 위치관계의 변화에 따라서 변화하는 자기저항을 검출하는 자기식의 것으로 구성된다. 이 토크센서(5)의 출력신호는 컨트롤러(10)(ECU)에 입력된다.

컨트롤러(10)는 토크센서(5)에 의해 검출되는 조타토크에 따라서 전동모터(M)의 목표전류를 정하고, 조타토크에 따른 조타보조력이 스티어링 기구(3)에 부여되도록 전동모터(M)를 구동제어한다.

컨트롤러(10)는 토크센서(5)가 출력하는 토크신호를 받는 인터페이스회로(11)(I/F)와, 인터페이스회로(11)가 출력하는 신호의 위상을 보상하는 위상보상회로(13)와, 이 위상보상회로(13)에 의해 위상보상된 토크신호에 대응하는 목표전류신호를 발생하는 어시스트특성결정회로(14)와, 스티어링 기구(3)와 전동모터(M)의 관성에 기인한 응답지연을 보상하기 위한 관동보상회로(15)와, 이 관성보상회로(15)의 출력과 어시스트특성결정회로(14)의 출력신호를 가산하는 것에 의해서, 관성보상처리를 행한 목표전류신호인 모터구동지시신호를 발생하는 가산회로(16)와, 가산회로(16)가 출력하는 모터구동지시신호에 필요한 제한을 가하는 리미터신호(12)를 구비한다. 그리고, 모터전류검출회로(17)에 의해 검출된 모터전류와 리미터회로(12)에서의 모터구동지시신호와의 편차가 감산회로(18)에 의해 구해지고, 이 편차신호가 PWM(Pulse Width Modulation)변환회로(19)에 입력된다. 이 PWM변환신호(19)는 편차신호에 따라 펄스폭의 PWM구동신호를 발생하고, 이 PWM구동신호는 전동모터(M)에 전류를 공급하는 모터 드라이버(20)에 입력된다.

이 실시형태에서는 상기 리미터회로(12), 위상보상회로(13) 및 어시스트특성결정회로(14) 등은 각각 아날로그회로로 구성되어 있다.

컨트롤러(10)는 또한 마이크로프로세서(21)를 구비하고 있다. 이 마이크로프로세서(21)에는 차속센서(22)에서의 차속신호 및 엔진회전센서(24)에서의 엔진회전수신호가 각각 인터페이스회로(23, 25)를 거쳐서 입력된다. 이 마이크로프로세서(21)는 차속신호에 표시되는 차속에 따라, 어시스트특성결정회로(14)에서의 토크대 목표전류특성을 라인(26)를 거쳐서 변화시키고, 그에 따라, 소위 차속감응제어를 실현한다. 즉, 고속주행시에는 목표전류를 적게 설정하고, 저속주행시와 정지시에는 목표전류를 크게 설정하도록 차속에 따라 적절한 조타보조력이 스티어링 기구(3)에 부여되도록 한다. 차속센서(22)는, 예컨대, 차량의 회전속도를 검출하는 차량속센서이어도 좋다.

마이크로프로세서(21)는, 또한 리미터회로(12)를 제어하고, 해당 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시 및 동작정지시에 있어서, 토크센서(5)가 출력하는 토크신호(조타토크의 크기)에 따라서, 모터구동지시신호의 출력를 제한한다.

더 구체적으로는, 마이크로프로세서(21)는 점화스위치(31)가 온되어 차량탑재 배터리(32)에서의 배터리전압이 컨트롤러(10)에 부여되면, 그 때에 가해지는 조타토크가 클수록 모터구동지시신호에 강한 제한을 가한다. 즉, 도 2에 표시되는 것과 같이, 예컨대, 점화스위치(31)가 온되고, 시스템이 시동된 때에, 조타토크 1Nm∼3Nm에 대하여 0%에서 100%의 사이에서 선형적으로 설정되는 제한치에 따라 모터구동지시신호에 제한을 가한다. 이 경우, 제한치 100%는 모터구동지시신호를 출력하지 않는 상태(목표전류가 0인 상태)에 해당하고, 제한치 0%는 가산회로에서의 모터구동지시신호를 그대로 출력하는 상태에 해당한다.

즉, 점화스위치(31)를 온할 때에, 드라이버가 스티어링휠(1)에 큰 조타토크를 가할수록, 모터구동지시신호에 큰 제한이 가해지고, 전동모터(M)의 구동이 제한된다. 그 후에, 드라이버가 스티어링휠(1)에 가해지는 조타토크를 작게하면, 도 2의 특성에 따라서, 제한치가 줄어든다. 보다 작은 제한치가 설정되면, 그 후에는 그의 제한치보다도 큰 제한이 가해지는 일이 없고, 그러므로, 다시 조타토크를 강하게 하더라도 제한치는 증대되지 않는다. 이에 의해, 조타토크를 약하게 함에 따라, 제한치가 0%의 상태로 되고, 시스템이 서서히 시작하게 된다. 제한치가 일단 0%에 도달하면 이후에 제한치는 0%에 고정되고 고장발생과 점화스위치(31)의 오프등에 의해, 시스템이 정지하는 경우 이외는, 모터구동지시신호에 다시 제한이 가해지는 일은 없다. 그러므로, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에 있어서는, 제한치는 시간경과에 따라 증대하는 일이 없도록(시간경과에 따라 감소하도록) 설정되게 된다.

이와 같이, 시스템의 기동시에 조타토크가 클수록 모터구동지시신호에 큰 제한을 가하는 구성에 의해, 운전자가 스티어링휠(1)에 손을 대는 상태에서 점화스위치(31)를 온한 경우에 핸들이 무의식 중에 가벼워지는 느낌을 방지할 수 있다. 그에 따라, 조타필링을 향상시킬 수 있다.

또, 마이크로프로세서(21)는 점화스위치(31)가 오프가 되고, 차량탑재 배터리(32)에서의 배터리전압의 공급이 차단된 것이 검출면, 이것에 응답하여 토크센서(5)가 검출하는 토크신호(조타토크의 크기)에 따라서, 리미터회로(12)에 있어서, 모터구동지시신호를 제한시킨다.

즉, 도 3에서 보여지는 것과 같이, 점화스위치(31)가 오프되면, 그때에 스티어링휠(1)에 큰 토크가 가해질수록 모터구동지시신호에 대하여 제한이 적게 되도록 제한을 실행한다. 구체적으로는 조타토크 1Nm∼3Nm에 대하여 100%에서 0%의 사이에서 선형적으로 설정되는 제한치에 따라 모터구동지시신호에 제한을 가한다.

따라서, 점화스위치(31)가 오프될 때에는, 드라이버가 큰 조타토크를 스티어링휠(1)에 걸고있으면 전동모터(M)는 그것에 따라서 비교적 큰 어시스트력을 발생한다. 그 후에 조타토크가 적어지면, 도 3의 특성에 따라서 제한치가 커져가고 이것이 100%에 달하면 모터구동지시신호가 0의 상태(목표전류가 영의 상태)로 유도된다. 보다 큰 제한치가 설정되면, 그 후에는, 그 제한치보다도 작은 제한이 걸려지는 일은 없다. 따라서, 다시 조타토크를 강하게 해도 제한치가 감소하는 일은 없다. 이에 의해, 조타토크를 약하게 함에 따라 제한치가 100%의 상태로 유도하고, 시스템은 서서히 정지한다. 그래서, 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서, 제한치는 시간경과에 따라 감소하지 않도록(시간경과에 따라 증가하도록) 설정되게 된다.

제한치가 100%에 달하면, 마이크로프로세서(21)는 릴레이(33)(도 1참조)를 차단하고 콘트롤러(10)의 전원을 차단한다.

이와같이, 시스템의 정지시에, 조타토크가 클수록 모터구동지시신호에 작은 제한을 가하는 구성에 의해, 특히 운전자가 스티어링휠(1)에 손을 대고 있는 상태서 점화스위치(31)를 오프한 경우에, 핸들이 잡자기 무거워지는 느낌을 방지한다. 이것에 의해 조타필링을 향상시킬 수 있다.

또한, 마이크로프로세서(21)는 점화스위치(31)가 온된 것에 응답하여 릴레이(33)를 도통시키고, 점화스위치(31)가 온되고 있는 한에 있어서, 이 릴레이(33)를 도통상태로 유지한다.

또, 마이크로프로세서(21)는, 예컨대, 엔진회전수신호가 있는데도 차속신호가 0㎞/h을 표시할 때에는, 단선 등의 이상이 발생한 것으로 판단하여, 모터토크(20)의 동작을 정지시킨다. 이때의 동작은 상기 점화스위치(31)를 오프하는 때의 동작과 실질적으로 같다. 그러므로, 고장발생에 있어서도, 핸들이 급히 무거워지는 일은 없고, 조타필링을 현저히 손상할 염려가 없다.

이상발생에 의해 시스템을 정지시킨 경우에는, 마이크로프로세서(21)는 릴레이 (33)을 도통상태로 유지하는 동시에, 정상상태로 복귀하였는가를 감시하는 정상상태복귀감시처리를 행한다.

이상판정이 된 후에는 정상상태에 복귀한 경우, 예컨대, 신호계 커넥터의 접속불량이 원래대로 돌려졌을 경우에는 전동 파워스티어링 장치의 동작이 재개된다. 이 때에, 점화스위치(31)가 온된 경우와 실질적으로 같은 동작이 행해진다. 그러므로, 정상상태로의 복귀시에 스티어링휠(1)에 큰 조타토크를 가하여도, 핸들이 갑자기 가벼워지지 않고, 서서히 조타보조력이 증대하므로 조타필링을 손상하지 않는다.

도 4는, 리미터회로(12)의 구성예를 표시한 전기회로도이다. 리미터회로(12)는 가산회로(16)과 감산회로(18)의 사이의 라인(58)에 다이오드(53, 54)를 매개로 접속된 한쌍의 연산증폭기(51, 52)를 가지고 있다. 한쪽의 연산증폭기(51)는 좌토크출력모터구동지시신호(좌방향조타에 대응한 토크의 발생을 지시하는 모터구동지시신호)의 하한치설정용의 것이다. 이 연산증폭기(51)의 출력단자가 다이오드(53)를 경유해서 라인(58)에 접속되고, 또, 그 반전입력단자에는 라인(58)에서의 모터구동지시신호가 입력되고 있다. 다른 연산증폭기(52)는 우토크출력모터구동지시신호(좌방향조타에 대응한 토크의 발생을 지시하는 모터구동지시신호)의 상한치설정용의 것이다. 이 연산증폭기(52)의 출력단자가 다이오드(54)를 경유해서 라인(58)에 접속되고, 또, 그 반전입력단자에는 라인(58)에서의 모터구동지시신호가 입력되고 있다.

연산증폭기(51)의 비반전입력단자에는 저항(R1, R2) 및 콘덴서(C1, C2)로 구성된 적분회로(55)에서의 리미터지시전압(V1)이 입력되고 있다. 또한, 연산증폭기(52)의 비반전입력단자에는, 적분회로(55)에서의 리미터지시전압을, 또한, 연산증폭기(56)에서 반전하여 작성시킨 리미터지시전압(V2)이 입력되고 있다. 적분회로(55)에는 마이크로프로세서(21)에서의 리미터치지시용 PWM신호(조타토크의 크기에 대해서 펄스폭을 가지는 신호)가 부여되도록 되어 있다. 마이크로프로세서(21)는 리미터값지시용 PWM신호의 펄스폭을 변경하는 것에 의해서, 리미터지시값(제한치)를 변경한다. 즉, 적분회로(55)는 리미터값지시용 PWM신호의 펄스폭(W)에 따른 직류전압을 리미터지시전압으로 발생한다.

연산증폭기(51)는 라인(58)에서, 리미터지시전압(V1)보다 적은 신호(좌토크출력모터구동지시신호)가 입력된 경우, 리미터지시전압(V1)과의 차전압분을 다이오드(53)를 통해서 라인(58)에 보충한다. 연산증폭기(52)는 라인(58)에서, 리미터지시전압(V2)보다 높은 신호(우토크출력모터구동지시신호)가 입력된 경우, 리미터지시전압(V2)과의 차전압분을 다이오드(54)를 통해서, 라인(58)에서 그라운드로 끌어 들인다.

이와 같이하여, 연산증폭기를 사용한 간단한 회로구성에 의해 리미터회로(12)를 실현할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 전동 파워스티어링 장치의 전기적 구성을 표시하는 블록도이다. 이 도 5에 있어서, 상술한 도 1에 표시된 부분과 공통하는 부분에는 도 1의 경우와 같은 참조부호를 붙여서 표시한다.

상술한 도 1의 구성에서는, 리미터회로(12) 및 어시스트특성결정회로(14) 등은 아날로그회로로 구성되고 있지만, 이 실시형태에는, 이들 기능은 마이크로프로세서(70)가 프로그램을 실행하는 것에 의해서 행한 소프트웨어처리에 의해서 실현되고 있다. 따라서, 토크센서(5)에서의 토크신호는 인터페이스회로(11)에서 마이크로프로세서(70)에 입력되고 있고, 이 마이크로프로세서(70)가 모터구동용의 PWM신호를 모터드라이버(20)에 입력한다.

도 6은 전동 파워스티어링 장치의 시동시에 있어서의 마이크로프로세서(70)의 동작을 설명하기 위한 플로챠트다. 점화스위치(31)가 온된 직후에는 마이크로프로세서(70)는 초기화처리(스텝 S1)을 행한다. 이때에 마이크로프로세서(70)는 릴레이(33)를 도통하고, 이후, 점화스위치(31)가 도통하는 한에 있어서 이 릴레이(33)를 도통상태로 유지한다.

계속해서, 토크센서(5)에서의 토크신호가 인터페이스회로(11)를 경유해서 수신된다(스텝 S2).

이 토크신호는 조타토크연산처리(스텝 S3)가 행해지고, 토크신호에 대응한 조타토크치가 구해진다. 그래서, 이 조타토크치에 기초하여 전동모터(M)에 공급해야할 목표전류치(모터구동지시신호)가 구해지고(스텝 S4), 이 목표전류치에 대해서 출력제한처리(S5)가 행해진다. 이 출력제한처리는, 예컨대, 스텝(4)에서 구해진 목표전류치에 대해서 제한계수α(=(100-제한치)/100)를 곱하는 처리이다. 제한계수α는 상기 도 2의 특성에 따라서 설정되는 제한치에 대응하고, 토크센서(5)에 의해서 검출되는 조타토크의 크기에 따라서 정해지고 있다.

이렇게 해서, 출력제한처리를 통한 목표전류에 대응한 PWM구동신호가 생성되고(스텝 S6), 모터드라이버(20)에 공급된다.

그 후에는, 스텝(S2)에서의 동작이 반복되지만, 출력제한처리(S5)에서는 조타토크의 크기에 따른 제한계수α가 수시로 설정된다. 제한계수α가 보다 큰 값으로 설정되면, 시스템이 정지할 때 이외에는 그 제한계수α가 다시 작은 값으로 복귀하는 경우는 없다. 그러므로, 제한계수α는 최종적으로 100%의 상태로 되고, 목표전류치에 대한 제한이 없는 상태로 유도된다.

도 7은 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서의 마이크로프로세서(70)의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다. 점화스위치(31)를 오프한 직후에는 종료처리(스텝S11)로 이어져서, 토크신호가 읽혀 저장된다(스텝 S12).

저장된 토크신호는 조타토크연산처리(스텝 S13)에 제공되고, 토크신호에 대응한 조타토크치가 구해진다. 이 조타토크치에 기초하여 목표전류치(모터구동지시신호)가 구해진다(스텝 S14). 이 목표전류치에는 상술한 도 3의 특성에 따른 출력제한처리(스텝 S15)가 실시되고 이 출력제한처리를 거친 목표전류치에 대응한 PWM구동신호가 모터드라이버(20)에 부여된다(스텝 S16).

제한계수α가 0이 되면(스텝 S17에서 YES), 릴레이(33)를 차단하여 콘트롤러(10)로의 전원공급을 정지한다(스텝 S18). 제한계수α가 0이 되기 이전에는 스텝 S12에서의 처리를 반복한다.

출력제한처리에는 예컨대, 스텝 S12에서 읽어 저장된 토크신호(조타토크의 크기)에 따른 제한계수α(=(100-제한치)/100)가 목표전류에 곱해진다. 그래서, 보다 작은 제한계수α가 설정된 후에는 그 후에 조타토크가 증가하더라도, 제한계수α가 다시 크게 되는 일은 없다.

어떤 이상이 발생하여 페일세이프(fail-safe)처리를 행할 때의 마이크로프로세서(70)의 동작은, 도 7의 동작과 거의 같지만, 스텝 S18의 처리 대신에, 시스템이 정상상태로 복귀했는지 여부를 감시하기 위한 정상상태복귀감시처리로 이동한다.

이상상태가 발생했다고 판정되어 정지상태에 있는 시스템이 정상상태로 복귀하여 동작을 재개할 때의 동작은 도 6의 동작과 거의 마찬가지다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 마이크로프로세서(70)에 의한 소프트웨어 처리에 의해서, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시 및 동작정지시에서의 출력제한처리를 행하며, 이것에 의해, 상술한 제1의 실시형태에 관련하여 설명한 효과를 달성할 수 있다.

이상, 본 발명의 제 2실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이들 이외의 형태에서도 실시할 수가 있다. 예컨대, 상술한 실시형태에는 1Nm∼3Nm의 조타토크의 범위에서 제한치를 선형적으로 설정하고 있지만(도 2 및 도 3), 이들은 한 예에 지나지 않는다. 예컨대, 도 8A(동작개시시) 및 도 8B(동작정지시)에 나타내는 바와 같이 소정의 조타토크치(예컨대 1Nm)를 경계로, 0%와 100%의 제한치를 절환하도록 하여도 좋고, 산발적으로 설정된 3계단 이상의 제한치를 조타치에 따라 절환하여 사용하여도 좋다. 또, 어떤 조타토크의 범위에서 비선형으로 변화하는 제한치가 설정되도록 하여도 좋다. 어느 것의 경우에 있어서도, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에는, 조타토크가 클수록 제한치가 크게 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 전동파워 스티어링 장치의 동작정지 시에는 조타가 클수록 제한치가 작게 설정되는 것이 좋다.

본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명하였지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 명확히 하기 위해서 사용된 구체적 예에 불과하며, 본 발명은 이들의 구체적 예에 한정하여 해석되어야하는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부한 청구범위에 의해서만 한정된다.

본 발명에 의하면, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시 및/또는 동작정지시에 조타토크의 크기에 따라 모터구동지시신호에 제한을 가함으로써, 조타보조력의 급변을 억제하여, 조타필링을 향상시킬 수 있다.

Claims

전동모터(M)를 구동원으로 하고, 차량에 탑재된 스티어링 기구(3)에 조작수단(1)의 조작에 따른 조타보조력을 부여하는 전동 파워스티어링 장치에 있어서,

조작수단(1)에 가해진 조타토크를 검출하고, 그 검출된 조타토크에 대응한 토크신호를 출력하는 토크센서(5)와,

이 토크센서(5)가 출력하는 토크신호에 기초하여 전동모터(M)를 구동하기 위한 모터구동지시신호를 출력하는 모터구동제어수단(14; 70, S4, S14)과,

해당 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시 또는 동작정지시에 있어서, 상기 토크센서(5)가 검출하는 조타토크의 크기에 따라서, 상기 모터구동지시신호를 제한하는 출력제한수단(12, 21; 70, S5, S15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워스티어링 장치.
제 1항에 있어서, 상기 출력제한수단(12, 21; 70, S5, S15)은 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에 있어서, 상기 토크센서(5)가 검출하는 조타토크가 클수록 상기 모터구동지시신호에 강한 제한을 가하는 것임을 특징으로 하는 전동 파워스티어링 장치.
제 2항에 있어서, 상기 출력제한수단(12, 21; 70, S5, S15)은, 전동 파워스티어링 장치의 동작개시시에 있어서, 모터구동지시신호의 제한 정도를 표시하는 제한치를 시간경과에 따라 증가하는 일이 없도록 설정하는 것임을 특징으로 하는 전동 파워스티어링 장치.
제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력제한수단(12, 21; 70, S5, S15)은, 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서, 상기 토크센서(5)가 검출하는 조타토크가 작을수록 상기 모터구동지시신호에 강한 제한을 가하는 것임을 특징으로 하는 전동 파워스티어링 장치.
제 4항에 있어서, 상기 출력제한수단(12, 21; 70, S5, S15)은, 전동 파워스티어링 장치의 동작정지시에 있어서, 모터구동지시신호의 제한의 정도를 표시하는 제한치를 시간경과에 따라서 감소하는 일이 없도록 설정하는 것임을 특징으로 하는 전동 파워스티어링 장치.