KR930001862B1

KR930001862B1 - 모터구동식 동력 조향장치

Info

Publication number: KR930001862B1
Application number: KR1019900005623A
Authority: KR
Inventors: 미쓰하루 모리시다
Original assignee: 미쓰비시덴키가부시키가이샤; 시끼모리야
Priority date: 1989-04-22
Filing date: 1990-04-21
Publication date: 1993-03-18
Also published as: KR900017861A; EP0395310B1; EP0395310A1; JPH0350074A; US5097420A; DE69013559T2; DE69013559D1

Abstract

내용 없음.

Description

모터구동식 동력 조향장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 모터구동식동력조향장치의 개략적인 구성도.

제2도는 같은 실시예에 있어서의 컨트롤유닛의 상세한 내부구성을 나타내는 회로도.

제3도는 같은 실시예에 있어서의 우방향용포텐쇼미터 및 좌방향용포텐쇼미터의 출력전압특성도.

제4도는 제2도의 컨트롤유닛에 있어서의 F/V 변환회로의 출력특성도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 모터구동식동력조향장치의 구성을 나타내는 개략적인 구성도.

제6도는 같은 실시예에 있어서의 컨트롤유닛의 상세한 내부구성을 나타내는 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 핸들 3 : 토크센서

3a : 토크/각도변위변환기 3d : 우방향용포텐쇼미터

3e : 좌방향용포텐쇼미터 7 : 직류모터

9 : 컨트롤유닛 950 : 제1의 F/V 변환회로

960 : 저항 961 : 릴레이

980 : 제2의 F/V 변환회로 12 : 차속센서

13 : 엔진회전속도센서

본 발명은, 자동차의 조향장치에 대해 모터의 회전력으로 조항보조력을 제공하는 모터구동식동력조향장치에 관한 것이다.

종래 모터구동식동력조향장치는, 차속의 증가에 따라 가벼워지는 조향부하에 따라 보조토크를 감소시키고, 고속주행의 경우 조향토크가 너무 가볍게 되지 않도록 제어하는 방법이 사용되고 있으나, 일반적으로 조향토크 대 모터전류특성이 구배를 차속의 증가에 따라 감소시키는 제어방법을 취하는 경우가 많다. 이 구체적 방법으로서는, 마이크로컴퓨터를 사용한 모터구동식동력조향장치에 있어서, 내부기억장치에 테이블로서 미리 저장된 조향토크 대 모터전류특성의 데이터를 마이크로컴퓨터에 입력되어 있는 차속신호에 따라 판독하여 제어하는 방법이 사용되고 있다.

한편, 아날로그제어방법에 있어서는, 연산증폭기나 비교기나 또 각종 반도체를 사용하여 조향토크센서의 출력신호와 차속신호에 따라 모터전류를 소정치로 제어하는 방법이 채용되고 있다.

그러나, 종래의 장치에 있어서는 마이크로컴퓨터를 사용한 장치에 의한 제어 및 아날로그제어에 의한 어느 경우에 있어서도 상기 마이크로컴퓨터나 연산증폭기, 비교기, 기타의 반도체 등이 어떤 원인에 의해 파괴되고, 고속주행 중에 대전류가 흘러 핸들이 운전자의 의사에 반하는 방향으로 제멋대로 돌아가기도 하고, 보조토크가 지나치게 커서 핸들이 과도하게 꺽기는 장해가 발생하는 신뢰성이 낮은 결점을 갖고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소시키기 위해 이루어진 것으로, 고속주행중에 토크 대 모터전류제한회로에 이상이 생겨도 핸들이 과도하게 너무 꺽기는 일이 생기지 않고, 운전자가 궤도수정 또는 위험회피운전을 할 수 있고, 안전성 및 신뢰성이 높은 모터구동식동력조향장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 모터구동식동력조향장치는, 조향토크의 크기와 방향에 따라 조향토크를 보조하는 전동기와, 소정의 차속에 대해 차속의 상하를 판정하는 차속판정회로와, 전동기에 직렬로 삽입된 저항과, 이 저항의 양단 간에 접속되고, 차속속도판정회로가 저속임을 판정할 경우에 저항을 단락시키고, 또 차속속도판정회로가 고속이라 판정할 경우 개방하는 개폐소자를 구비한 것이다.

또, 본 발명에 관한 모터구동식동력조향장치는 조향토크의 크기와 방향에 따라 조향작용을 보조하는 전동기와, 엔진회전속도를 판정하는 엔진회전속도판정회로와 전동기에 직렬로 삽입된 저항과, 이 저항의 양단간에 접속되고, 엔진회전속도판정회로가 엔진의 회전속도를 저회전속도라 판정할 경우 이 저항을 단락시키고 또 엔진회전속도판정회로가 고회전속도라 판정할 경우 개방하는 개폐소자를 구비한 것이다.

본 발명에 있어서의 차속판정회로가 차속을 저속으로 판정한 경우, 개폐소자가 저항을 단락시켜 전동기에 큰 전류를 흐르게 하여, 조향작용을 소정의 크기와 방향으로 보조하고, 차속판정회로가 차속을 고속으로 판정한 경우, 개폐소자가 개방하여 저항이 전동기에 직렬로 삽입되고, 전동기의 전류를 억제하여 조향작용에 대한 보조작용을 억제한다.

또, 본 발명에 있어서의 엔진회전속도판정회로가 엔진의 회전속도를 저회전속도로 판정한 경우, 개폐소자가 저항을 단락시키고 전동기에 큰 전류를 흐르게 하여 조향작용을 소정의 크기와 방향으로 보조하고, 엔진회전속도판정회로가 엔진의 회전속도를 고회전속도라 판정할 경우, 개폐소자가 개방되어 저항이 전동기에 직렬로 삽입되고, 전동기에 전류를 억제하여 조향작용에 대한 보조작용을 억제한다.

다음은, 본 발명의 모터구동식동력조향장치의 한 실시예에 관해 도면에 따라 설명한다.

제1도는 이 한 실시예의 구성을 나타내는 개략적인 구성도이다.

이 제1도에 있어서, 1은 운전자가 조향회전력을 가하는 핸들, 3은 상기 핸들(1)에 가해진 회전력에 따라 전기신호를 출력하는 토크센서이다.

이 토크센서(3)은 상기 핸들(1)에 가해진 회전력에 따른 비틀림 각도변위로 변환하는 토크/변위변환기(3a)와, 이 토크/변위변환기(3a)의 우방향각도변위에 따른 우방향전기신호를 출력하는 우방향용포텐쇼미터(3d)와, 토크/변위변환기(3a)의 좌방향각도변위에 따른 좌방향전기신호를 출력하는 좌방향용포텐쇼미터(3e)에 의해 구성되어 있다.

또, 2a는 핸들(1)과 토크센서(3)사이를 연결하는 제1의 조향측, 2b는 토크센서(3)과 제1의 유니버설조인트(4a)사이를 연결하는 제2의 조향축이다.

이 제1의 유니버설조인트(4a)와 제2의 유니버설조인트(4b)사이에 제3의 조향축(2c)가 연결되어 있다.

이 제2의 유니버설조인트(4b)와 피니언기어축(5)가 기계적으로 연결되어 있고 피니언기어축(5)와 랙축(6)이 맞물려 있다.

또, 분권 또는 자석계자를 갖는 직류모터(7)이 갖추어져 있다.

이 실시예에서는, 전동기로서 직류모터(7)이 사용되고 있고, 그 회전축에는 감속기어(3)이 연결되어 있다.

이 감속기어(8)은 제2의 유니버설조인트(4b)와 피니언기어축(5)사이를 구동하고, 직류모터(7)의 조향보조회전력을 연결시켜 준다.

또, 상기 우방향용포텐쇼미터(3d)와 좌방향용포텐쇼미터(3e)로부터 나오는 각각의 좌우방향전기신호, 즉 우방향토크신호, 좌방향토크신호는 컨트롤유닛(9)에 가해지도록 되어 있다.

이 컨트롤유닛(9)에는, 차속센서(12)의 출력도 입력되도록 되어 있고, 또 베터리(10)에 직접 접속되어 있음과, 동시에, 키스위치(11)을 거쳐서 베터리(10)의 플러스극에 접속되어 있다.

컨트롤유닛(9)의 출력에 의해 상기 직류모터(7)을 구동하도록 되어 있다.

제2도는 상기 제1도에 나타나 있는 컨트롤유닛(9)의 내부구성을 상세히 나타낸 블록도 및 회로도이다.

이 제2도에 있어서, 911은 상기 우방향용포텐쇼미터(3d)의 우방향토크신호를 (+)입력단자에 입력시킴과 동시에, 저항 924와 저항 925의 분압점전위를 (-)입력단자에 입력시키는 제1의 비교기이다.

제2의 비교기(912)에도 동일하게 그 (+)입력단자에 우방향용포텐쇼미터(3d)의 우방향토크신호가 입력되고 있다.

제3의 비교기(913), 제4의 비교기(914)의 각 (+)입력단자에는 각각 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 좌방향토크신호가 입력되도록 되어 있다.

제3의 비교기(913)의 (-)입력단자에는, 저항 925와 926과의 분압점전위가 입력되도록 되어 있다.

상기 저항(924), (925), 저항(926), (927)은 각각 전원과 그라운드 사이에 직렬 접속으로 삽입되어 있다.

또, 제2의 비교기(12)의 (-)입력단자는 저항(942)를 거쳐서 접지되고, 제4의 비교기(14)의 (-)입력단자는 저항(945)를 거쳐서 접지되어 있다.

이들의 저항(942), (945)에는, 각각 병렬컨덴서(943), (946)이 접속되어 있다. 컨덴서(943)의 일단은 저항(941)을 거쳐서 직류모터(7)이 우방향으로 구동될 경우, 모터인가전압이 "H"로 되는 쪽의 전극에 접속되고, 컨덴서(946)의 일단은 저항(944), (960)을 거쳐서 직류모터(7)이 좌방향으로 구동될 경우, 모터인가전압이 "H"로 되는 쪽의 전극에 접속되어 있다.

컨덴서(943)은 직류모터(7)이 우방향 구동시의 PWM(펄스폭변조)의 자동발전주파수를 결정하기 위한 컨덴서이다.

동일하게, 컨덴서(946)은 직류모터(7)이 좌방향구동시의 PWM의 자동발진을 결정하는 콘덴서이다.

제1의 비교기(911)의 출력단자는 풀업저항(928)을 거쳐서 전원에 접속되어 있음과, 동시에, 제1의 AND 회로(918)의 제1입력단자에 접속되고, 또 제1의 NOT 회로(916)을 거쳐서 제2의 AND 회로(919)의 제1입력단자에 접속되어 있다.

제2의 비교기(912)의 출력단자는 풀업저항(930)을 거쳐서 전원에 접속되어 있음과 동시에, 제1의 파워 MOS FET 소자(920)의 게이트에 접속되어 있다.

제1의 파워 MOT FET 소자(920)은 직류모터(7)을 우방향으로 PWM 구동하는 상측(上側)의 단속소자를 구성하고 있다.

또, 제3의 비교기(913)의 출력단자는 풀업저항(929)를 거쳐서 전원에 접속되어 있음과 동시에, 제2의 AND 회로(919)의 제2입력단자에 접속되고, 또 제2의 NOT 회로(917)을 거쳐서 제1의 AND 회로(918)의 제2입력단자에 접속되어 있다. 제4의 비교기(914)의 출력단자는 풀업저항(931)을 거쳐서 전원에 접속되어 있음과 동시에 제3의 파워 MOS FET 소자(922)의 게이트에 접속되어 있다.

이 제3의 파워 MOS FET 소자(922)는 직류모터(7)을 좌방향으로 PWM 구동시키는 상측소자를 구성하는 것이다.

상기 제1의 AND 회로(918)의 출력단자는 제2의 파워 MOS FET 소자(921)의 게이트에 접속되어 있다.

이 제2의 파워 MOS FET 소자(921)은 직류모터(7)을 우방향으로 구동시키는 하측의 단속소자를 구성하고 있다.

동일하게, 제2의 AND 회로(918)의 출력은 제4의 파워 MOS FET 소자(923)의 게이트에 인가되도록 되어 있다.

이 제4의 파워 MOS FET 소자(923)은 직류모터(7)을 좌방향으로 구동시키는 하측의 단속소자를 구성하는 것이다.

이들의 제1 내지 제4의 파워 MOS GET 소자 920-923은 브리지회로를 구성하고, 제1과 제3의 파워 MOS FET 920, 922의 드레인은 베터리(10)의 +극에 접속되고, 제2와 제4의 파워 MOS FET 소자 921과 922의 소스는 접지되어 있다. 제1의 파워 MOS FET 소자(920)의 소자와 제4의 파워 MOS FET 소자(913)의 드레인과의 접속점은 직류모터(7)의 일단에 접속되어 있다.

제3의 파워 MOS FET 소자(922)의 소스와 제2의 파워 MOS FET 소자(921)의 드레인은 저항 944와 960과의 접속점에 접속되어 있다.

상기 저항 960은 직류모터(7)의 전류제한용의 저항이고, 이 저항(960)에 병렬로 릴레이(961)이 접속되어 있다.

릴레이(961)은 상개접점(961)와 구동코일(961b)로 구성되고, 개폐소자를 구성하는 것으로, 상개접점(961a)가 저항(960)에 병렬로 접속되고, 구동코일(961b)는 제5의 비교기(953)의 출력단자와 전원 사이에 삽입되어 있다.

이 구동코일(961b)에 병렬로 다이오드(970)이 접속되어 있다.

다이오드(970)은 서지흡수용다이오드이다.

상기 키스위치(11)과 전원 사이에는 (+)26V 전원회로(901), (+)5V 전원회로(902)가 접속되어 있다.

또, 제2도의 전원의 백색의 동그라미표(○표)는 (+)26V 전원회로(901)의 출력전압이 인가되어 있는 것을 나타내고, 검은 동그라미표(●표)는 (+)5V 전원회로(902)의 출력전압이 인가되어 있음을 나타내는 것이다.

또, 차속센서(12)의 출력은 F/V 전환회로(950)에 출력하도록 되어 있다.

이 F/V 변환회로(950)은 차속센서(12)로부터의 차속신호를 입력으로 하고, 후술하는 제4도에 나타낸 바와 같은 출력특성을 갖고 있고, 우방향용포텐쇼미터(3d), 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 (+)측전원전압을 공급하도록 되어 있고, 또 저항 924, 925의 (+)측전원전압을 공급하도록 되어 있다.

상기 차속센서(12), F/V 변환회로(950), 저항(951), (952), 제5의 비교기(953)은 차속(20=50㎞/h)에 대해 상하를 판정하는 차속판정회로를 구성하고 있다.

제3도는, 상기 우방향용포텐쇼미터(3d)와 상기 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 출력전압특성도, 제4도는 F/V 변환회로(950)의 출력특성도이다.

다음은 동작을 제1도-제4도를 참조하면서 설명한다.

먼저 엔진의 시동에 있어서, 키스위치(11)을 온시키면, (+)26V 전원회로(901), (+)5V 전원회로(902)에 베터리(10)으로부터 12V 전원이 공급되고, 컨트롤유닛(9)는 작동한다.

이 경우, 차량이 정차상태이므로, 상기 차속센서(12)는, 0㎞/h 상당의 신호를 출력하고 있다.

따라서 F/V 변환회로(950)은 제4도에 나타나 있는 바와 같이 최대출력전압(약 5V)을 출력하고, 이 출력전압으로 우방향용포텐쇼미터(3d)와 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 (+)를 전원전압을 공급한다.

또, 동시에 저항(924)와 저항(926)에도 전원전압으로서 공급된다.

이 때, F/V 변환회로(950)의 출력전압은, 분압용저항(951), (952)의 분압전위보다 높으므로, 제5의 비교기(953)은, "L"신호를 출력한다.

이에 의하여, 릴레이(961)의 구동코일(961b)는 구동되고, 그 상개접점(961a)는 닫기고, 모터전류제한용저항(950)은 단락되고, 모터전류는 제한됨이 없이 흐를 수 있는 상태로 된다.

이 상태에서 핸들(1)에 운전자가 회전력을 가하면, 토크센서(3)은 이 회전력에 따라 제3도에서 보이는 바와 같이 특성으로 전압을 출력한다.

즉, 조향토크가 우측으로도 좌측으로도 걸려 있지 않은 상태에 있어서는, 우방향포텐쇼미터(3d)도, 좌방향용포텐쇼미터(3e)와 함께 출력전압을 0V로 된다.

다음에 조향토크를 우방향으로 증가시켜 가면, 우방향용포텐쇼미터(3d)는, 서서히 출력전압을 증가시키고, 약 0.8Kgm를 초과하면 5V로 되어서, 포화하나, 좌방향용포텐쇼미터(3e)는 출력전압이 변화없이 0V인 그대로이다.

또, 이번에는, 반대방향으로 증가해 가면, 좌방향용포텐쇼미터(3e)는 서서히 출력전압을 증가시키고, 약 0.8Kgm 초과하면, 5V로 되어서 포화하나, 우방향용포텐쇼미터(3d)는 출력전압에 변화없고 0V인 그대로이다.

따라서, 조향토크가 우방향인 경우에는 토크센서(3)의 우방향용포텐쇼미터(3d)가 출력하는 토크신호전압이 컨트롤유닛(9)의 제1의 비교기(911)과 제2의 비교기(912)의 (+)측입력단자에 입력된다.

이 때, 상기 우방향포텐쇼미터(3d)의 출력전압이 저항(924), (926)의 분압점전위를 초과하면, 상기 제12비교기(911)은, "H"를 출력한다.

그러나, 직류모터(7)에는 전압이 인가되어 있지않으므로, 저항(941), (942)의 분압점전위는 낮고, 제2의 비교기(912)는 "H"를 출력한다.

한편, 좌방향용포텐쇼미터(3e)는 출력전압이 0V이므로, 제3의 비교기(913), 제4의 비교기(914) 공히 "L"를 출력한다.

따라서, 제1의 NOT 회로(916)은 "L"을 출력하고, 제2의 NOT 회로(917)은 "H"를 출력하므로, 제1의 AND 회로(918)은 "H", 제2의 AND 회로(919) "L"를 출력한다.

이들의 출력을 받아, 제1의 파워 MOS FET 소자(920), 제2의 파워 MOS FET 소자(921)은 구동되고 ON 된다.

이 제1의 파워 MOS FET 소자(920), 제2의 파워 MOS FET 소자(921)이 ON 되면, 베터리(10)으로부터 제1의 파워 MOS FET 소자(920), 직류모터(7), 제2의 파워 MOS FET 소자(921)을 거쳐서 직류모터(7)로 전압이 인가된다.

이에 의해서, 저항(941), (942)에는 직류모터(7)의 전압이 인가되고, 저항(941), (942)의 분압점전위는 컨덴서(941)에 의해 설정된 시정수로 지수함수적으로 상승한다.

이 전위가 제2의 비교기(912)의 (+)측전위, 즉 우방향용포텐쇼미터(3d)의 출력전압을 초과하면, 제1의 비교기(911)은 "H"그대로이고, 제2의 비교기(921)만이 "L"출력으로 되어, 제1의 파워 MOS FET 소자(920)은 OFF로 된다.

이 제1의 파워 MOS FET 소자(920)이 OFF 되면, 저항(941), (942)의 분압점전위가 이번에는 컨덴서(941)에 의해 설정된 시정수로 지수함수적으로 하강한다.

이 전위가 제2의 비교기(912)의 (+)측전위, 즉 우방향용포텐쇼미터(3d)의 출력전압이하로 되면, 제2의 비교기(912)는 재차 "H"출력으로 되는 동작을 반복하여 직류모터(7)에 인가되는 전압을 상기 우방향용포텐쇼미터(3d)의 출력전압의 분압용저항(941), (942)의 비율에 따른 값으로 제어한다.

따라서, 직류모터(7)에는, 상술한 바와 같이 제어된 전압과 직류모터(7)의 회전속도에 따른 내부기전력에 의해 결정되는 전류가 흐르고, 직류모터(7)은 우방향으로 보조토크를 발생시키는 우방향으로의 조향토크는 가벼워지게 된다. 상세한 설명은 생략하나, 좌방향에 대해서도, 상술한 설명의 반대동작으로 제어되어 좌방향에 대한 조향토크도 가벼워지게 된다.

다음에는 차속이 서서히 상술한 경우에 대해 설명한다.

상기 F/V 변환회로(950)의 출력전압은, 제4도에 나타낸 특성의 차속 0㎞/h-f점(2.5-10㎞/h)를 초과하면, F/V 변환회로(950)의 출력전압은 서서히 감소되고 또, g점(15=25㎞)를 초과하면 출력전압은 포화하는 특성을 갖고 있다.

따라서, 차속에 대한 우방향포텐쇼미터(3d) 및 좌방향포텐쇼미터(3e)의 출력특성과 상기 불감대레벨은 제3도에 나타낸 바와 같은 특성으로 된다.

먼저, 차속이 f점 이하인 경우, 우방향포텐쇼미터(3d)의 출력특성고선은 가장 구배가 큰 곡선(VSR(L)), 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 출력특성곡선도 가장 구배가 큰 곡선(VSL(L)), 불감대레벨은 가장 높은 레벨(VN(L))로 된다.

또, 차속이 상승하고 상기 f점을 초과하면, 성능상의 각 특성은 서서히 저하하여 가고, g점을 초과하면 가장 구배가 작은 곡선(VSR(H)), (VS(H))와 가장 낮은 불감대레벨(VN(H))에 이르러 포화한다.

따라서, 조향토크에 대한 모터전류는 차속의 상승과 함께 감소하고, 조향부하의 감소와 상쇄되어 너무 가볍지 않은 최적의 조향감각으로 된다.

한편, 차속이 상승하여 소정차(20-50㎞/h)를 초과하면, F/V 변환회로(950)의 출력은 분압용의 저항(951), (952)의 분압점전위를 초과하므로, F/V 변환회로(950)는 변환회로(950)는 "H"신호를 출력하게 되고, 릴레이(961)의 구동코일(961b) 차단되고, 그 상개접점(961a)는 열리고, 저항(960)이 직류모터(7)에 직렬로 삽입된다.

이와 같은 상태에서 이 장치에 이상이 발생할 경우의 동작을 아래에 설명한다.

첫째, 토크센서(3)이 이상을 일으켜 포텐쇼미터자신이 노이즈를 발생한다든가, 차체배선도중의 접촉불량, 단선자락 등의 고장이 발생할 경우에도, 종래장치에 있어서는, 운전자의 의사에 반하여 반대방향의 토크신호로 되는 경우가 있었으나, 이 발명의 장치에 있어서는 좌우전용의 조향토크센서를 각각 1개씩 구비하고 있으므로, 각각의 센서레벨의 차이는 생기더라도 반대방향으로 출력을 낼 가능성은 낮은 것이 된다.

둘째, 만약, 우방향용포텐쇼미터(3d)가 우방향용토크신호출력중에, 어떤 원인으로 좌방향용포텐쇼미터(3e)가 좌방향토크신호도 동시에 출력해버리는 일이 생기는 오동작을 발생시킬 경우라 할지라도, 컨트롤유닛(9)내부의 제1의 NOT 회로(917)도 "L"신호를 출력하므로, 제1의 AND 회로(918)과 제2의 AND 회로(919)가 공하 "L"출력으로 되고, 제2의 파워 MOS FET 소자(921), 제4의 파워 MOS FET 소자(923)은 OFF가 된다.

이 때문에, 직류모터(7)은 우로도 좌로도 구동되는 일 없고, 핸들이 무겁게는 되나, 운전자의 의지에 반하여 반대방향으로 도는 일이 없게 되고, 대단히 신뢰성 높은 장치라 말할 수 있다.

셋째, 만약 상기 소정치보다도 높은 차속으로 주행중에 어떤 원인으로 상기 차속신호가 입력되지 않는 상태라든가, 상기 컨트롤유닛(9)의 각종 내장 소자의 열화나 파괴에 의해 토크신호가 구동상태가 아닌데도 제멋대로 구동되어 버린다든가, 운전자의 의사에 반하여 반대방향으로 구동되는 상태로 되어도, 직류모터(7)에 직렬로 삽입된 모터전류제한용저항(960)에 의해 전류제한되므로, 이상대전류가 흐르는 일 없고, 큰 보조토크를 발생하는 일 없다.

따라서, 조향토크가 너무 가벼워 지나치게 핸들이 꺽기는 상태가 되지 않고, 제멋대로 돌려고 한다든가 반대방향으로 돌려고 해도 큰 힘으로 되지는 않으므로, 운전자의 궤도수정, 또는 위험을 회피하는 운전을 할 수 있는 가능성이 높다.

다음은, 본 발명의 다른 실시예를 제5도 및 제6도에 나타낸다.

이들 도면에 있어서, 제1도 및 제2도와 같은 부분 또는 서로 상당하는 부분은 같은 부호를 붙여 설명을 생략한다.

제5도에 있어, 13은 엔진회전속도센서이고, 그 출력이 컨트롤유닛(9)에 입력되도록 되어 있다. 기타는 제1도와 같다.

제6도에 있어서, 차속센서(12)의 출력은 제1의 F/V 변환회로(950)에 출력하도록 되어 있다.

이 제1의 F/V 변환회로(950)은 차속센서(12)로부터의 차속신호를 입력해서, 상술한 제4도에 나타나 있는 바와 같은 출력특성을 갖고, 우방향용포텐쇼미터(3d), 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 (+)측전원전압을 공급하도록 되어 있고, 또 저항(924), (925)의 (+)측전원전압을 공급하도록 되어 있다.

또, 제2의 F/V 변환회로(980)은 상기 엔진회전속도센서(13)의 엔진회전속도신호를 입력으로 하고, 엔진회전속도의 상승에 따라 출력전압이 상승하는 특성을 갖는다.

이 제2의 F/V 변환회로(980)의 출력전압은 상기 제5의 비교기(953)의 (+)측입력단자에 접속되어 있다. 기타는 제2도와 같다.

다음에는 동작에 대해 제2도 및 제4도와 제5도 및 제6도를 참조하면서 설명한다.

여기서 상술한 실시예와 동일한 동작의 설명은 생략하고, 새로운 부분에 대해서만 설명한다.

먼저, 엔진의 시동에 있어서, 키스위치(11)을 ON 시키면, (+)26V 전원회로(901) (+)5V 전원회로(902)에 배터리(10)으로부터 12V 전원이 공급되고, 컨트롤유닛(9)는 작동한다.

이 때, 차량이 정차상태이므로, 상기 차속센서(12)는 0㎞/h 상당의 신호를 출력하고 있다.

따라서 제1의 F/V 변환회로(950)는 제4도에 나타나 있는 바와 같이 최대출력전압(약 5V)를 출력하고, 이 출력전압으로 우방향용포텐쇼미터(3d)와 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 (+)측전원전압을 공급한다.

이 때, 제2의 F/V 변환회로(980)의 출력전압은 분압용저항(951), (952)의 분압전압보다 낮으므로, 제5의 비교기(953)은 "L"신호를 출력하고, 릴레이(961)의 구동코일(961b)는 구동되고, 상개접점(961a)는 닫기고, 모터전류제한용저항(960)은 단락되어 모터전류는 제한됨이 없이 흐르는 상태가 된다.

이하의 동작은 상술한 실시예와 같다.

다음에, 차속이 서서히 상승할 경우에 대해 설명한다.

제1의 F/V 변환회로(950)의 출력전압은, 제4도에 보이는 특성의 차속 0㎞/h-f점(2.5-10㎞/h)를 초과하면, 제1의 F/V 변환회로(950)의 출력전압은 서서히 감소되고 또, g점(15-25㎞/h)를 초과하면, 출력전압은 포화하는 특성을 갖고 있다.

따라서, 차속에 대한 우방향용포텐쇼미터(3d)와 좌방향용포텐쇼미터(3e)의 출력특성과, 상기 불감대레벨은 제3도에 보이는 바와 같은 특성으로 된다.

한편, 엔진회전속도가 상승하고, 소정치(1,500-2,500rpm)을 초과하면 제2의 F/V 변환회로(980)의 출력은 분압용저항(961), (952)의 분압점전위를 초과하므로, 제5의 비교기(953)은 "H"신호를 출력하고, 릴레이(961)의 구동코일(961b)는 차단되므로 상개접점(961a)는 열리고 저항(960)이 직류모터(7)에 대한 직렬로 삽입된다.

이와 같은 상태에 있어서, 이 장치에 이상이 발생할 경우의 동작을 다음에 설명한다. 첫째, 조향토크센서(3)이 이상을 일으켜 포텐쇼미터자신이 노이즈를 발생시킨다든가, 차체배선이 도중에서 접촉불량, 단선, 지락 같은 것을 일으킨 경우에도, 종래장치에 있어서는 운전자의 의지와 반하여 반대방향의 토크신호를 발생하는 경우가 있었으나, 본 발명에 있어서는, 좌우전용의 조향토크센서, 즉 좌방향용포텐쇼미터(3e), 우방향용포텐쇼미터(3d)를 각각 1개씩 구비하고 있으므로, 각각의 센서나 각종 내장소자의 열화나 파괴에 의해 토크신호가 구동상태가 아님에도 제멋대로 구동되어 버린다든가, 운전자의 의지에 반하여 반대방향으로 구동되는 상태로 되드라도 엔진회전속도를 검출하여 직류모터(7)에 직렬로 삽입된 모터전류제한용저항(960)으로 전류가 제한된다.

따라서, 이상대전류가 흐르는 일이 생기지 않았고, 큰 보조토크를 발생시키는 일이 없으므로 조향토크가 너무 가벼워서 핸들이 과도하게 꺽기는 상태는 일어나지 않고, 제멋대로 돌려고 한다든가 반대방향으로 돌려고 한다 하더라도 큰 힘으로 되지는 않으므로, 운전자가 궤도수정 또는 위험회피운전을 할 수 있는 가능성이 크다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 소정차속 이상, 이하를 판정하는 차속판정회로의 출력으로, 또는 소정엔진속도 이상여부를 판정하는 엔진회전속도판정회로의 출력으로 직류모터에 직렬로 전류제한용저항을 삽입함으로써, 고속주행중에 어떤 원인에 의해 이상이 발생하여 동일방향으로 과전류가 흐르려고 한다든가, 중립상태에 있는데도 전류가 흐르려고 한다든가, 반대방향으로 전류가 흐르려고 할 경우 일지라도, 대전류가 흐를 수 없도록 구성하였으므로, 모터가 발생하는 토크는 약하기 때문에 과도하게 핸들이 꺽기는 일이 없고, 운전자가 궤도수정 또는 위험회피운전을 할 수 있는 가능성이 크고 신뢰성이 높은 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

스티어링(1)에 가해지는 조향토크를 전기신호로 변환하는 토크센서(3)와, 이 토크센서의 조향토크의 크기와 방향에 따라 조향토크를 보조하는 방향으로 전동기(7)를 구동하도록 구성된 모터구동식 동력조향장치에 있어서, 소정의 차속에 대하여 상하를 판정하는 차속판정회로(12), (950), (951), (952), (953)와, 상기 전동기(7)에 직렬로 삽입된 저항(960)과, 이 저항의 양단을 상기 차속판정회로가 저속으로 판정한 때에는 단락시키고 상기 판정회로가 고속으로 판정한때에는 상기 저항(960)을 개방하는 개폐소자(961)을 구비한 것을 특징으로 하는 모터구동식 동력조향장치.
스티어링(1)에 가해지는 조향토크를 전기신호로 변환하는 토크센서(3)과, 이 토크센서의 조향토크의 크기와 방향에 따라 전동기(7)가 조향토크를 보조하는 방향으로 구동하도록 구성된 모터구동식 동력조향장치에 있어서, 소정의 엔진속도에 대하여 상하를 판정하는 엔진회전속도 판정회로(13), (980), (951), (952), (953)와, 상기 전동기(7)에 직렬로 삽입된 저항(960)과, 이 저항의 양단을 상기 엔진회전속도 판정회로가 저회전속도로 판정하였을때에는 단락시키고, 상기 엔진회전속도 판정회로가 고회전속도로 판정하였을때에는 개방하는 개폐소자(961)를 구비한 것을 특징으로 하는 모터구동식 동력조향장치.