KR940008678Y1 - 파워스티어링의 전자제어장치 - Google Patents

파워스티어링의 전자제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

파워스티어링의 전자제어장치
제1도는 본 고안인 파워스티어링 제어장치의 블록구성도를 나타낸 도면.
제2도의 (a) 내지 (d)는 제1도에서의 각 블록에 대한 상세회로도를 나타낸 도면.
제3도는 (a) 내지 (j)는 본 고안에서의 설명을 위한 각 특성도를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : FV(Frequency Voltage)변환부 2 : 상한설정부
3 : 하한설정부 4 : 기울기선택부
5 : 모드선택부 6 : 오차보상부
7 : 비교기 8 : 발진부
9 : 오차검출부 10 : 구동부
11 : 엔진 RPM(Revolutions Per Minute)검출부 12 : 과전류검출부
13 : 이상전류검출부 14 : 차속센서이상검출부
15 : 오동작검출부 16 : 전원부
본 고안은 자동차용 파워스티어링(Power Steering) 전자제어장치에 관한 것으로서, 특히 차량속도에 따라 핸들 조타력을 다양한 모드(Mode)에 의해 적절히 조절토록 한 파워스티어링 전자제어장치에 관한 것이다.
종래의 자동차용 파워스티어링 전자제어장치는 1개의 모드를 가지고 각 특성의 기울기를 변화시키도록한 차량용 동력장치를 가진 전기제어장치(특개소 59-186769호)가 있으나, 이는 1개의 모드를 가지고 각 특성의 기울기를 변화시켜 주기가 매우 어렵기 때문에 차량속도에 따라 운전자의 취향에 맞도록 핸들조타력을 조절하기가 매우 어려웠던 것이다.
따라서 본 고안의 목적은 운전자의 다양한 취향에 대응키 위하여 핸들 조타력을 조절할수 있는 파워스티어링 전자제어장치를 제공하는데 있으며, 상기의 목적을 실현하기 위하여 본 고안은 3개의 다양한 모드를 가지고 각 특성의 기울기를 조절하여 차량속도에 따라 운전자 취향에 맞는 핸들조타력을 적절히 조절해 줄 수 있도록 하기 위해 차속신호를 감지하여 이에 대응한 직류 전압으로 변환시키는 FV변환수단과, 변환된 직류전압의 상한치 범위를 설정하는 상한설정수단과, 변환된 직류전압의 하한치 범위를 설정하는 하한설정수단과, 출력전류의 기울기를 선택하는 기울기선택수단과, 기울기의 형상을 선택하는 모드선택수단 등으로 구성되게 된다.
이하, 첨부된 도면에 의건 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 파워스티어링 제어장치의 블록구성도로서, 차속신호를 감지하여 이에 대응한 전압을 직류전압으로 변환시키는 FV변환수단(1)과, 변환된 직류전압의 상한치 범위를 설정하는 상한설정수단(2), 변환된 직류전압의 하한치 범위를 설정하는 하한설정수단(3), 출력전류의 기울기를 선택하는 기울기 선택수단(4), 그리고 기울기의 형상을 선택하는 모드선택수단(5), 시스템 동작시 내부 노이즈에 의해 발생되는 오차를 보상하기 위한 오차보상부(6), 삼각발진 파형을 발생하는 발진부(8), 상기 오차보상부(6)와 발진부(8)로부터 출력된 신호를 비교하여 구동신호원을 검출하는 비교부(7), 시스템 동작시 내부 노이즈에 의해 발생되는 오차를 검출하는 오차검출부(9), 솔레노이드(S)를 구동시키기 위한 구동부(10), 엔진 RPM신호를 검출하는 엔진RPM검출부(11), 과전류를 검출하는 과전류검출부(12), 이상전류를 검출하는 이상전류검출부(13), 차속신호를 감지하여 이상신호를 검출하는 차속센서이상검출부(14), 오동작을 방지하기 위한 오동작방지부(15)와, 각부에 전원을 공급하기 위한 전원부(16)로 구성된다.
도면에 도시한 부호중 Ry로 릴레이, S는 릴레이(Ry)의 접점스위치, PL은 파일럿 램프를 각각 표시한다.
제2도의 (a) 내지 (e)는 제1도의 상세회로도로서, (a)에 도시한 바와같이 FV변환수단(1)은 차속신호를 검파하는 정류다이오드(D1), 풀업저항(R1), 그리고 검파된 차속신호를 필터링하여 통과시키는 저항(R2)과 콘덴서(C1)로된 저역통과 필터부(LPE)와 필터링된 신호를 변환시키는 인버터(INT)와 변환된 신호(차속신호)를 감지하여 이에 대응한 전압을 직류전압으로 변환시키는 FV변환부(FVC)와 콘덴서(C2)(C3)로 구성된다.
상기 상한설정수단(2)은 분압저항(R4)(R5)과, 그리고 변환된 직류전압과 기준전압(V1)을 비교하여 비교된 신호를 출력하는 비교기(OP1)와 다이오드(D2)로 구성되며, 상기 하한설정수단(3)은 분압저항(R12)(R13)과 그리고 변환된 직류전압과 기준전압(V2)과를 비교하여 비교된 신호를 출력하는 비교기(OP2) 및 저항(R14)으로 구성된다.
또한 상기 기울기 선택수단(4)은 선택스위치(SW1)와 저항(R3-A)(R3-B)(R3-C)으로 구성되고, 상기 기울기의 형상을 선택하는 모드선택수단(5)은 모드선택스위치(SW2)와 저항(R7-A)(R7-B) (R7-C)(R6)(R8-R10) 그리고 변환된 직류전압과 기준전압과를 비교하여 비교된 신호를 출력하는 비교기(OP3)와 연동스위치(SW3)(SW3'), 다이오드(D3), 노아게이트(NOR) 및 제너다이오드(ZD)로 구성되어 있다.
그리고 시스템 동작시 내부 노이즈에 의해 발생되는 오차를 보상하기 위한 오차보상부(6)는 제2도의 (b)에 도시한 바와 같이 저항(R16-R18)과 비교기(OP4)로 구성되며, 상기 삼각발진파형을 발진하는 발진부(8)는 저항(R19)(R20)과 비교기(OP5)로 구성되고, 상기 두신호를 비교하여 구동신호원을 검출하는 비교부(7)는 비교기(OP16)로 구성된다.
또한 상기 오차를 검출하는 오차검출부(9)는 분압저항(R26)(R31)과 비교기(OP7) 및 저역통과 필터부(LPE1)로 구성되며, 상기 솔레노이드(S)를 구동시키기 위한 구동부(10)는 트랜지스터(Q1) (Q2)와 바이어스저항(R24)(R25)으로 구성되고, 엔진 RPM신호를 검출하는 엔진 RPM검출부(11)는 엔진 RPM신호를 검파하는 정류다이오드(D6)와 풀업저항(R32), 그리고 검파된 엔진 RPM신호를 필터링하여 통과시키는 저항(R33), 콘덴서(C8)로된 저역통과 필터부(LPE2)와 필터링된 신호를 변환시키는 인버터(INT1)와 변환된 엔진 RPM신호를 감지하여 이에 대응한 전압을 직류 전압으로 변환시키는 FV변환부(FVC), 분압저항(R35)(R36), 비교기(OP8), 다이오드(D7) 및 저항(R37)(R38)으로 구성된다.
그리고 상기 과전류를 검출하는 과전류 검출부(12)는 분압저항(R44)(R45)과, 비교기(OP9), 노아게이트(NOR2) 및 다이오드(D9)로 구성되고, 상기 아상전류를 검출하는 이상전류검출부(13)는 저항(R40-R43)과 비교기(OP10)(OP11), 노아게이트(NOR1)와 다이오드(D8)로 구성되며, 상기 차속신호를 감지하여 이상신호를 검출하는 차속센서이상검출부(14)는 저항(R46)(R47)과 비교기(OP12), 노아게이트(NOR3)와 다이오드(D10)로 구성되고, 상기 오동작을 방지하기 위한 오동작검출부(15)는 저항(R48)(R49)과 트랜지스터(Q3) 및 다이오드(D11)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용. 효과를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전원부(16)에 의해 밧데리(BT)의 전압이 각부에 공급된 상태에서 차량속도에 따라 차속신호가 차속신호단자에 공급된 차속신호를 FV변환수단(1)내의 정류다이오드(D1)에 의해 검파되고, 검파된 차속신호는 저역통과 필터부(LPE)에 의하여 필터링되어 인버터(INT)에 의해 변환된다.
이때 선택스위치(SW1)가 저항(R3-A)으로 선택될 때는 제3도의 (a)에서와 같이 기울기를 결정하여 콘덴서(C2)와 저항(R3-A)에 의하여 FV변환부(FVC)에서는 직류전압을 발생한다.
이렇게 FV변환부(FVC)에서 변환된 직류전압(차속신호)에 직류전압의 상한치 범위를 설정하는 상한설정수단(2)내의 비교기(OP1)의 입력비반전(+)단자와 기울기의 형상을 선택하는 모드선택수단(5)내의 비교기(OP3)의 입력비반전(+) 단자로 각각 입력됨으로서 상기 비교기(OP1)의 입력반전(+)단자에는 저항(R4)과 저항(R5)에 의해 제3도의 (a')와 같은 상한실정전압(V1)이 결정되어 입력된다.
그리하여 상기 비교기(OP1)에서는 비반전(+) 단자에 인가된 직류전압이 반전(-)단자에 인가된 상한 설정 전압(V1)보다 작으면 고전위(H)신호를 출력하고, 반대로 크면 저전위(L)신호를 출력하여 다이오드(D2)를 통해 직류전압의 하한지 범위를 설정하는 하한설정수단(3)내의 비교기(OP2)의 입력비반전(+) 단자로 인가된다.
한편 비교기(OP3)에서는 모드선택스위치(SW2)가 콤먼(Common)상태에서는 제3도의 (b)와 같은 특성을 그대로 출력하게 되고, 상기 모드선택스취치(SW2)가 저항(R7-8)으로 선택될때는 저항(R6)과 저항(R7-8)에 의해 제3도의 (c)와 같은 특성을 출력한다.
즉 모드선택스위치(SW20)가 저항(R7-8)으로 선택될때는 연동스위치(SW3)와 (SW3')가 각각 접점단자(a)와 (b)로 접속되게 되므로 VO의 직류전압이 V3전압보다 커지는 순간 V5의 설정전압과 VO의 전압이 가산되어 제3도의 (c)에서와 같이 V3'이후에 서서히 증가하는 특성을 보인다.
상기와 마찬가지로 비교기(OP3)에서는 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-C)으로 선택될때는 저항(R6)과 저항(R7-C)에 의해 제3도의 (d)와 같은 특성을 출력한다.
즉, 상기한 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-C)으로 선택될때는 연동스위치(SW3)와 (SW3') 각각 접점단자(a)와 (b)로 접속되게 되므로 VO의 직류전압이 V4의 전압보다 커지는 순간 V5의 설정전압과 VO의 전압이 가산되어 제3도의 (d)에서와 같이 V4'(V4=V1) 전압이 되어 상한 설정을 계속 유지한다.
이와 같이 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-A)으로 선택될때는 연동스위치(SW3)(SW3')가 오픈(Open)되어 비교기(OP3) 및 노아게이트(NOR)가 구동되지 않으므로 FV변환부(FVC)에서 변환된 직류전압(차속신호)이 비교기(OP1) 및 비교기(OP2)에 의해 제3도의 (b)와 같은 기본적이 특성을 출력한다.
또한 상기 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-B)으로 선택될때는 직류전압 VO가 저항(R6)과 저항(R7-B)에 의한 전압 V3와 같아질 때 비교기(OP3)에서는 고전위(H)신호를 출력시킴과 동시에 저항(R9)과 제너다이오드(ZD)에 의해 일정전압으로 정전압되어 V의 설정전압을 만들며, 이러한 V5의 설정전압은 VO의 직류전압과 가산된후 비교기(OP2)로 입력되어 제3도의 (c)와 같은 특성을 출력한다.
그리고 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-C)으로 선택될 때에는 저항(R7-B)으로 선택될때와 마찬가지로 같은 동작이 이루어지므로 비교기(OP2)에서는 제3도의 (D)와 같은 특성을 출력한다.
여기서 저항(R6)와 (R7)에 의한 기준전압 V3와 V4관계는 V3<V4, V3≥V2, V4≥의 관계가 성립된다.
이렇게 제3도의 (B)(C)(D)의 각 모드형 특성이 비교기(OP2)를 통해 출력되게 되는데 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-A)으로 선택될때는 비교기(OP2)를 통해 제3도의 (B)특성이 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7-B)으로 선택될때는 제3도의 (c)특성이 모드선택스위치(SW2)가 저항(R7- C)으로 선택될때는 제3도의 (d)특성이 각각 출력된다.
한편 시스템 동작시 내부 노이즈에 의해 발생되는 오차는 오차보상부(6)내의 비교기(OP4)에서는 비교기(OP2)에서 출력된 신호와 오차검출부(9)내의 비교기(OP7)에 의해 검출되는 오차신호를 보상하여 보상된 출력신호는 비교기(7)내의 비교기(OP6)의 입력반전(-)단자로 인가되고, 비교기(OP6)의 입력비반전(+) 단자에는 발진부(8)내의 비교기(OP5)에서 발생하는 삼각발진 파형이 인가됨으로서 상기 비교기(OP6)에서는 이 두 신호를 비교하여 PWM(Pulse Width Modulation)에 의거한 펄스를 출력한다.
따라서 이러한 PWM출력펄스는 구동부(10)내의 트랜지스터(Q1) 베이스 단자에 가해져 트랜지스터(Q1)가 도통하게 되며, 상기 트랜지스터(Q1)가 도통됨에 따라 전원(VCC)은 저항(R25)(R24)을 통해 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 에미터단자를 통해 접지되므로써, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터의 전위가 저전위(L)가 되어 트랜지스터(Q1)의 베이스단자로 저전위(L)신호가 트랜지스터(Q2)가 도통하게 되며, 이때 전원(VCC)은 저항(R25)으로 흐르지 않고 도통된 트랜지스터(Q2)의 에미터단자를 통해 솔레노이드(S)에 가해져 솔레노이드를 구동시키게 된다.
이와 같은 상태에서 과전류를 검출하는 과전류검출부(12)와 이상전류를 검출하는 이상전류검출부(13) 및 차속신호를 감지하여 이상신호를 검출하는 차속센서 이상검출부(14)가 오동작이 발생될때는 솔레노이드(S)에 연결된 릴레이(Ry)를 오프시켜 솔레노이드에 흐르는 구동전류를 오프시켜 오동작을 방지해줌과 동시에 상가 과전류검출부(12) 및 이상전류검출부(13) 그리고 차속센서이상검출부(14)가 오동작이 발생될때는 오동작검출부(15)가 구동상태가 되어 파일럿 램프(PL)를 점등시켜 주므로써, 파일럿 램프(PL)에 의해 오동작임을 확인할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 고안은 3개의 다양한 특성 모드를 가지고 각 특성의 기울기를 조절해주므로써, 차량속도에 따라 운전자의 취향에 맞는 핸들 조타력을 적절히 조절해주는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 시스템 동작시 내부 노이즈에 의해 발생되는 통상의 오차를 보상하기 위한 오차보상부(6), 삼각발전파형을 발생하는 발전부(8), 상기 오차보상부와 발진부로부터 출력된 신호를 비교하여 구동신호원을 검출하는 비교부(7), 오차를 검출하는 오차검출부(9), 솔레노이드(S)를 구동시키기 위한 구동부(10), 엔진 회전신호를 검출하는 엔진 RPM검출부(11), 과전류를 검출하는 과전류검출부(12), 이상전류를 검출하는 이상전류검출부(14), 오동작을 방지하기 위한 오동작검출부(15)로 이루어진 파워스티어링 전자제어장치에 있어서, 차속신호를 감지하여 이에 대응한 전압을 직류전압으로 변환시키는 FV변환수단(1)과, 상기 FV변환수단(1)으로 부터 변환된 직류전압의 상한치 범위를 설정하는 설정 설정수단(2)과, 상기 FV변환수단(1)으로부터 변환된 직류전압의 하한치범위를 설정하는 하한설정수단(3)과, 상기 상, 하한설정수단(2)(3)의 출력단에 접속되어 출력전류를 다수단계별로 기울기를 선택하는 기울기선택수단(4)과, 상기 상. 하한설정수단(2)(3)의 출력단에 접속되어 출력전류를 다수단계별로 기울기의 형상을 선택하는 모드선택수단(5)을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차용 파워스티어링 전자 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 FV변환수단(1)은, 차속신호를 검파하는 정류 다이오드(D1)와, 검파된 차속신호를 필터링하여 통과시키는 저역통과 필터부(LPF), 필터링된 신호를 변환시키는 인버터(INT), 변환된 신호를 감지하여 이에 대응한 전압을 직류전압으로 변환시키는 FV변환부(FVC)로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 파워스티어링 전자제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모드선택수단(5)은, 모드선택스위치(SW2)와 저항(R7-B)(R7-C)(R6)(R8- R10)에 의해 변환된 직류전압과 기준전압을 비교하여 비교된 신호를 출력하는 비교기(OP3), 연동스위치(SW3)(SW3'), 다이오드(D3), 노아게이트(NOR) 및 제너다이오드(ZD)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워스티어링 전자제어장치.
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