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KR100461094B1 - 스티어링 제어장치 - Google Patents

스티어링 제어장치 Download PDF

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Publication number
KR100461094B1
KR100461094B1 KR10-2002-0061537A KR20020061537A KR100461094B1 KR 100461094 B1 KR100461094 B1 KR 100461094B1 KR 20020061537 A KR20020061537 A KR 20020061537A KR 100461094 B1 KR100461094 B1 KR 100461094B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microcontroller
steering
torque
signal
steering torque
Prior art date
Application number
KR10-2002-0061537A
Other languages
English (en)
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KR20030069772A (ko
Inventor
기후쿠다카유키
오오마에가쓰히코
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20030069772A publication Critical patent/KR20030069772A/ko
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Publication of KR100461094B1 publication Critical patent/KR100461094B1/ko

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Abstract

여러 가지 토크센서에 대해 동일한 신호처리회로로 대응할 수가 있고, 코스트 업을 억제하면서 충분한 페일세이프 처치를 실행한 스티어링 제어장치를 실현시킬 수 있다.
조향계의 조향토크에 따른 신호를 검출하는 토크센서와, 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 출력하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러와, 제 2 의 마이크로 컨트롤러에 의한 제어에 따라 조향계를 제어하는 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 조향토크의 중립점 보정데이터를 미리 저장한 기억수단을 구비하고, 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 기억수단에 저장된 중립점 보정데이터에 따라 조향토크신호의 중립점을 보정한다.

Description

스티어링 제어장치{STEERING CONTROL DEVICE}
본 발명은 자동차에 탑재되는 스티어링 제어장치에 관한 것이다.
자동차의 조향계에서의 조향토크를 검출하는 토크센서에는 여러 가지의 방식이 있고, 특히, 검출한 조향토크를 전기신호로 변환하는 신호처리부에는 여러 가지 방식이 제안되고 있다.
도 11은 예를 들면 일본국 특허 제3051903호에 개시된 종래의 대표적인 토크센서에서의 신호처리회로의 블록도이다.
본 종래기술에서 토크센서는 스티어링 축에 장착되는 토크검출부로서, 조향토크를 비틀림각으로 변환하는 토션바와, 토션바에 의해 변환된 비틀림각을 인덕턴스치로 변환하는 토크검출코일과, 토크검출코일의 온도특성을 보상하는 온도보상코일을 구비하고 있다.
또, 상기 코일에 접속된 신호처리회로로서, 각 코일의 여자회로와, 코일의 온도특성을 보상하기 위한 차동증폭회로와, 조향토크신호를 검출하는 검파회로를 구비한 것이다.
이하 도 11을 사용해서 보다 상세하게 본 토크센서의 신호처리회로에 대해 설명한다. 도 11에서, 12는 토크검출코일, 13은 토크검출코일(12)의 온도특성을 보상하는 온도보상코일이다.
14는 소정 주파수의 교류전압을 발진하는 발진회로, 15는 기준전압을 생성하는 기준전압회로이고, 토크검출코일(12)과 온도보상코일(13)은 이를 발진회로(14), 기준전압회로(15)의 출력에 따라 소정의 주파수로 구동하고, 여자한다.
또, 16은 토크검출코일(12)과 온도보상코일(13)의 단자전압의 차를 판독함으로서 토크검출코일(12)의 온도특성을 보상하는 동시에 상기 단자전압의 차를 증폭하는 차동증폭회로이다.
17은 발진회로(14)에서 출력되는 소정 주파수의 교류전압에 따라 타이밍신호를 출력하는 동기타이밍회로이고, 18은 동기타이밍회로(17)에서 출력된 타이밍 신호에 따라 상기 차동증폭회로(16)의 출력신호에서 발진회로(14)가 구동하는 주파수 성분을 제거하고, 조향토크신호를 얻기 위한 검파회로이다.
이상과 같은 종래의 토크센서의 신호처리회로에서의 각 부의 파형을 표시한 것이 도 12이고, 도 12(a)는 발진회로(14)에서 출력되는 소정 주파수의 교류전압신호파형 Vο를 표시하고 있다. 도 12(b)는 교류전압신호파형 Vο가 동기타이밍회로 (17)를 경유해서 검파회로(18)에 입력되는 타이밍신호 VT이다.
여기서 도시하지 않은 조향바퀴를 예를 들면 우회전시켜 조향축에 토크를 작용시켰을 때의 각 부의 파형을 도 12(c) ~ (f)에 표시한다.
도 12(c)의 실선은 토크검출코일(12)을 포함하는 회로로부터의 출력전압 V2, 도 12(c)의 파선은 온도보상코일(13)을 포함하는 회로로부터의 출력전압 V1을 표시하고 있다. 이 출력전압 V1, V2의 차전압을 차동증폭회로(16)에 의해 증폭된 출력전압이 도 12(d)의 교류파형 V3가 된다.
또, 도 12(e)는 검파회로(18)에 의해 타이밍신호 VT가 ＋일 때에 교류파형 V3의 ＋의 기간의 전압으로부터 맥류파형의 출력전압 V4가 얻어진다.
도 12(f)에서는 출력전압 V4가 평활화되고, 출력전압 V4의 평균치와 같은 전압레벨 VH가 후술하는 비조향시의 전압 VN보다도 높은 레벨에서 검출된다.
마찬가지로 도시하지 않은 조향바퀴를 좌회전시켜서 조향축에 토크를 작용시켰을 때의 각 부의 파형이 도 12(g) ~ (j)가 되고, 도 12(j)에서는 출력전압 V4가 평활화되고, 출력전압 V4의 평균치와 같은 전압레벨 VL이 후술하는 비조향시의 전압레벨 VN보다도 낮은 레벨에서 검출된다.
다음, 조향바퀴의 비조작시에는 토크가 작용하지 않으므로 도 12(k)에 표시하는 바와 같이 출력전압 V1, V2는 모두 동일한 전압파형이 된다. 이 결과 도 12(1)과 같이 차동증폭회로(16)에서의 차전압도 생기지 않고, 검파회로(18)에서도 도 12(m)과 같이 변화는 생기지 않는다. 따라서, 도 12(n)과 같이 전술한 우회전 조향을 했을 때의 평활화 한 전압레벨 VH보다도 낮고, 좌회전 조향을 한 전압레벨 VL보다도 높은 전압레벨 VN이 된다.
이상과 같이 종래의 토크센서의 신호처리회로에서는 토크검출코일(12)의 온도특성이 보상되고, 도 12((f), (j), (n)으로 표시한 전압레벨의 조향토크신호가검출된다.
이상과 같은 종래의 스티어링 제어장치에서의 토크검출부는 토크검출코일과 온도보상코일로 된다는 구성이 같다고 해도 상기 각 코일을 여자하고, 단자전압을 검파하는 회로로서는 상술한 종래기술외에도 여러 가지 방식이 생각된다. 따라서, 토크센서의 메이커마다 여러 가지 회로가 제안되어 있다.
이 결과 토크센서 메이커 지정의 회로로 된 토크센서를 스티어링 제어장치의 토크검출부로서 조립하는 경우에는 토크검출부로부터의 출력신호를 신호처리하기 위한 기종수가 증대하고, 팽대한 개발공수와 관리공수가 필요했었다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로, 여러 가지 토크센서에 대해 동일한 신호처리회로로 대응할 수가 있고, 코스트 업을 억제하면서 충분한 페일세이프 처치를 강구한 스티어링 제어장치를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관한 스티어링 제어장치는 조향계의 조향토크에 따른 신호를 검출하는 토크센서와, 상기 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 출력하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러에 의해 출력된 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러에 의한 제어에 따라 상기 조향계를 제어하는 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 상기 조향토크의 중립점 보정데이터를 미리 저장한 기억수단을 구비하고, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 기억수단에 저장된 중립점 보정데이터에 따라 상기 조향토크신호의 중립점을 보정하는 것이다.
또, 조향계의 조향토크에 따른 신호를 검출하는 토크센서와, 상기 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 출력하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러에 의해 출력된 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러에 의한 제어에 따라 상기 조향계를 제어하는 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 상기 조향토크의 게인 보정데이터를 미리 저장한 기억수단을 구비하고, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 기억수단에 저장된 게인 보정데이터에 따라 상기 조향토크신호의 진폭을 보정하는 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서를 구동시키는 주기신호인 토크센서 구동신호를 발생시키는 타이머를 구비한 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 상기 조향토크에 상당하는 토크신호를 산출하는 다수의 신호처리 프로그램을 구비하고, 상기 토크센서에 따라 상기 신호처리 프로그램을 전환하는 것이다.
또, 상기 기억수단에 미리 저장된 데이터를 스티어링 제어장치의 외부에서 통신에 의해 설정하는 것이다.
또, 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 산출하는 신호처리 프로그램을 스티어링 제어장치의 외부에서 통신에 의해 설정하는 것이다.
또, 상기 조향토크신호는 상기 토크센서에 의한 출력신호에 포함되는 조향토크 성분에 대해 소정의 위상보상을 실시하고 있는 것이다.
또, 상기 액추에이터는 모터로 되고, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 조향토크신호의 방향을 판별하는 방향판별수단을 구비하고, 이 방향판별수단에 의해 방향이 판별된 조향토크신호에 따라 상기 모터의 통전방향을 표시하는 제 1 의 방향별 액추에이터 구동허가신호를 출력하고, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러는 상기 방향판별수단에 의해 방향을 판별한 조향토크신호에 따라 상기 모터의 통전방향을 표시하는 제 2 의 방향별 액추에이터 구동허가신호를 출력하고, 상기 액추에이터 구동수단은 상기 제 1 의 방향별 액추에이터 구동허가신호와, 상기 제 2 의 방향별 액추에이터 구동허가신호와의 통전방향이 일치하는 방향에 상기 모터를 구동시키는 통전방향지시신호를 출력하는 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러로부터의 출력이 소정시간 이상 없는 경우에 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러가 이상이라고 판단하는 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 적어도 상기 제 1 및 제 2 의 방향별 액추에이터 구동허가신호의 어느 것과, 상기 통전방향지시신호를 판독하고, 이 판독된 방향별 액추에이터 구동허가신호와, 상기 통전방향지시신호와의 비교에 의해 상기 판독된 방향별 액추에이터 구동허가신호의 이상을 판정하는 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서에서 출력된 소정의 출력신호가 소정시간 이상 계속해서 소정범위외인 경우에 상기 토크센서가 이상이라고 판단하는 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서가 이상이라고 판단된 경우에 상기 조향토크신호로서 토크중립신호를 출력하는 것이다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서가 이상이라고 판단된 경우에 상기 조향토크신호로서 소정범위외의 신호를 출력하는 것이다.
또, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러는 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러로부터의 출력이 소정시간 이상 없는 경우에 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러가 이상이라고 판단하는 것이다.
또, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러는 적어도 상기 제 1 및 제 2 의 방향별 액추에이터 구동허가신호의 어느 것과, 상기 통전방향지시신호를 판독하고, 이 판독한 방향별 액추에이터 구동허가신호와, 상기 통전방향지시신호와의 비교에 따라 상기 판독한 방향별 액추에이터 구동허가신호의 이상을 판정하는 것이다.
또, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서에서 출력된 소정의 출력신호가 소정시간 이상 계속해서 소정범위외에 있는 경우에 상기 토크센서가 이상이라고 판단하는 것이다.
또, 상기 제 1 또는 제 2 의 마이크로 컨트롤러가 판단한 이상을 검지하는 이상검지수단을 구비하고, 상기 이상검지수단은 상기 액추에이터 구동수단의 운전을 정지시키는 것이다.
또, 상기 제 1 및 제 2 의 마이크로 컨트롤러를 동일한 케이스내에 실장한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 동작 플로차트,
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 토크 검출치의 보정처리 설명도,
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 위상 보상처리 설명도,
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 조향토크의 방향 판별처리 설명도,
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 조향토크와 조향토크신호의 상관도,
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 2 의 마이크로 컨트롤러의 동작 플로차트,
도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 2 의 마이크로 컨트롤러의 모터 목표전류연산 설명도,
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 스티어링 제어장치의 블록도,
도 10은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 스티어링 제어장치에서의 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 조향토크 방향 판별처리 설명도,
도 11은 종래의 스티어링 제어장치에 사용되는 토크센서의 신호처리회로 블록도,
도 12는 종래의 스티어링 제어장치에 사용되는 토크센서의 신호처리회로의 각부에서의 신호파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 스티어링 휠, 2 : 스티어링 축,
3 : 토크검출코일, 31 : 토션바,
32 : 토크검출코일, 33 : 온도보상코일,
34 : 전류증폭회로, 35 : 평활회로,
36 : 차동증폭회로, 4 : 모터,
5 : 감속기, 6 : 스티어링 제어장치,
7 : 제 1 의 마이크로 컨트롤러, 71 : CPU,
72 : 타이머, 73 : A/D 변환기,
74 : EEPROM, 75 : RAM,
76 : ROM, 77 : I/O 포트,
78 : 시리얼 통신 인터페이스, 8 : 제 2 의 마이크로 컨트롤러,
9 : 논리회로, 10 : 모터구동회로,
11 : 전류검출회로, 12 : 토크검출코일,
13 : 온도보상코일, 14 : 발진회로,
15 : 기준전압회로, 16 : 차동증폭회로,
17 : 동기타이밍회로, 18 : 검파회로.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치의 블록도이다. 이하 도 1을 사용해서 본 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치의 구성에 대해 설명한다.
도 1에서, 1은 스티어링 제어장치를 탑재한 자동차를 운전자가 조향하기 위한 스티어링 휠, 2는 스티어링 휠(1)에 연결되고, 운전자에 의한 스티어링 휠(1)의 조향력을 전달하는 스티어링 축이다.
3은 운전자가 스티어링 휠(1)을 조향했을 때의 조향력을 검출하는 토크검출부이다. 이 토크검출부(3)는 운전자의 조향력에 비례한 비틀림각이 생기는 토션바 (31), 토션바(31)에 의해 생긴 비틀림각을 인덕턴스치로 변환하는 토크검출코일 (32), 토크검출코일(32)의 온도특성을 보상하는 온도보상코일(33)로 구성된다.
또, 토크검출부(3)는 후술하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)가 출력하는 구형파를 평활화하고, 정현파상의 여자신호를 얻기 위한 평활회로(35), 평활회로(35)에 의해 출력된 여자신호를 전류 증폭해서 토크검출코일(32) 및 온도보상코일(33)을 구동하는 전류증폭회로(34), 그리고, 토크검출코일(32)과 온도보상코일(33)의 단자전압의 차전압을 증폭하고, 토크검출코일(32)의 온도특성을 보상하는 동시에 단자전압의 진폭을 증폭하는 차동증폭회로(36)를 소유하고 있다.
또, 4는 조향계를 제어하기 위한 모터, 5는 모터(4)의 출력토크를 스티어링 축(2)에 전달하기 위한 감속기, 6은 모터(4)를 구동제어하기 위한 스티어링 제어장치이다.
이 스티어링 제어장치(6)는 상기 토크검출부(3)의 전자회로부인 여자회로 (34), 평활회로(35), 차동증폭회로(36)을 소유하고, 또, CPU(71), 타이머(72), A/D 변환기(73), EEPROM(74), RAM(75), ROM(76), I/O 포트(77), 시리얼 통신 인터페이스(78)를 구성요소로 하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)를 구비하고 있다.
또, 스티어링 제어장치(6)는 모터(4)의 주된 제어를 하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)와, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)과 제 2의 마이크로 컨트롤러(8)의 지시에 따라 모터(4)의 구동신호를 생성하는 논리회로(9)와, 논리회로(9)가 생성한 신호를 기초로 모터(4)를 구동하는 모터구동회로(10)와, 모터(4)의 전류를 검출하기 위한 전류검출회로(11)도 구성요소로 구비하고 있다.
이상과 같은 구성에서의 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 ROM(76)에 저장된 신호처리 프로그램에 따른 동작에 대해 상세히 설명한다.
미리, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에서는 타이머(72)에서 소정주기의 구형파를 토크검출부(3)의 평활회로(35)에 대해 출력하고, 토크검출부(3)의 차동증폭회로(36)에 의해 출력된 출력신호를 A/D 변환기(73)에 의해 소정의 주기로 변환해서 판독한다.
또, 토크검출코일(32)과 온도보상코일(33)은 동일온도 환경에 있고, 차동증폭에 의해 코일의 온도특성이 보상되어 있다.
도 2는 상기 A/D 변환 완료에 동기해서 기동되는 프로그램을 표시하는 플로차트이다. 이하, 도 2에 따라 설명한다.
차동증폭회로(36)의 출력전압신호의 A/D 변환이 완료하면, 스텝 S1에서 변환결과를 RAM(75)에 기록한다.
계속하여 스텝 S2에서, 상기 A/D 변환결과에서 타이머(72)에 따른 코일구동신호에 포함되는 주기성분을 제거하고, 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 추출하도록 검파한다.
또, 스텝 S3에서, 스티어링 제어장치(6)의 외부로부터의 통신 등을 이용한 소정의 방법으로 EEPROM(74)에 미리 기억시킨 중립점 보정치에 따라 스텝 S2에 의해 검파한 결과인 토크신호의 중립점을 보정한다.
또, 스텝 S4에서는 마찬가지로 EEPROM(74)에 기억되어 있는 게인 보정치에 따라 스텝 S3에서 중립점 보정된 토크신호의 진폭을 보정한다.
이들 스텝에 의해 토크검출부(34)의 실토크에 대한 검출토크의 중점의 빗나감이나 게인의 어긋남을 예를 들면 도 3과 같이 보정할 수가 있다.
이상과 같이 구해진 토크검출치를 스텝 S5로 위상보상한다. 이는 토크제어계의 안정성을 높이고, 조향필링을 향상시키는 것이고, 예를 들면 도 4와 같은 위상진전, 지연특성을 갖는다.
다음, 스텝 S5에서는 위상보상된 조향토크신호를 기초로, 스텝 S6에서 도 5와 같이 조향토크의 방향을 판별하고, I/O 포트(77)에 출력한다.
도 5에서, R1은 우방향 구동허가신호, L1은 제 1 의 좌방향 구동허가신호이고, I/O 포트(77)의 H레벨이 구동허가, L레벨이 구동금지를 나타낸다.
도 1에 표시한대로, 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)가 출력하는 제 2 의 우방향 액추에이터 구동허가신호 R2, 제 2 의 좌방향 구동허가신호 L2와, 상기 제 1 의 우방향 구동허가신호 R1, 제 1 의 좌방향 구동허가신호 L1과의 논리적이 논리회로 (9)에 의해 취해지고, 양자가 일치한 방향으로 모터가 구동되도록 구성되어 있다. 이로써, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)는 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 폭주에 의해 모터가 조향토크와 역방향으로 구동되는 것을 방지하는 중복계로서 작용한다.
또, 도 1에 표시한대로, 논리회로(9)의 출력신호는 I/O 포트(77)에 판독되어 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)가 지시하고 있는데도 불구하고 논리회로(9)가 구동허가하고 있는 경우에는 I/O 포트(77) 내지 논리회로(9)의 고장이라고 판정된다.
고장이라고 판정한 경우에는 후술하는 스텝 S8에서 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)에 고장이라는 것을 알리거나, 또는 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)에 출력하는 조향토크신호를 토크중립신호로서 송출하고, 모터구동을 중지시키는 등 페일세이프(fail-safe) 처치를 강구한다.
여기에 도 6은 조향토크와 조향토크신호와의 일예를 표시하는 상관도이고, 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)는 도 8에 표시한 바와 같은 조향토크와 모터전류의 특성에 따라 모터전류를 결정하므로 제 1 의 마이크로 컨트롤러가 도 6의 중립점인 상기 토크중립신호를 출력함으로서, 모터구동을 중지시킬 수가 있다.
스텝 S7에서는 토크검출부(3)의 고장을 판정한다. 예를 들면 차동증폭회로 (36)의 출력전압이 소정범위외인 상태가 소정시간 이상 계속할 경우에는 고장이라고 판정한다.
고장이라고 판정된 경우에는 상술한 모터구동허가신호 R1, L1을 모두 L레벨로 하고, 모터구동을 금지하거나 후술하는 스텝 S8에서 제 2 의 마이크로 컨트롤러 (8)에 고장인 것을 알리거나, 상술한 바와 같이 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)에 토크중립신호를 출력해서 모터구동을 중지시키는 등의 페일세이프 처치를 강구한다.
최후로 스텝 S8에서, 스텝 S5에서 연산한 위상보상된 조향토크신호와, 스텝 S6, S7에서의 고장판정 결과를 시리얼 통신 인터페이스(78)를 통해서 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)에 송출한다.
또, 데이터 송출후 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)에서 소정시간이내에 소정의 신호가 돌아오지 않는 경우에는 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 고장과 판정하고, 예를 들면 상술한 모터구동허가신호 R1, L1을 모두 L레벨로 하고, 모터구동을 금지하는 등의 페일세이프 처치를 강구한다.
이상과 같이 해서 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)는 ROM(76)에 저장된 신호처리 프로그램에 따라 동작하고 있다.
계속해서 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 동작에 대해 도 6의 플로차트에 따라 설명한다.
도 7의 프로그램은 별도상위의 프로그램에서 소정주기로 호출된다. 또, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에서 송출되는 데이터는 수신될 때마다 인터럽트 (interrupt) 처리로 RAM(75)에 전송되고 있다.
우선, 스텝 S9에서, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에서 수신한 조향토크신호에 따라 예를 들면 도 8과 같은 특성의 모터 목표전류를 연산한다.
다음, 스텝 S10에서, 상술한 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)로부터의 데이터 수신 인터럽트 처리의 주기를 계측하는 수신주기감시수단을 설치해서 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 데이터 송출 수신주기를 감시한다. 상기 데이터 송출주기가 소정범위외인 경우에는 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 고장이라고 판단하고, 상술한 모터 목표전류를 0으로 하는 등의 페일세이프 처치를 강구한다.
또, 스텝 S11에서, 상술한 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)로부터 수신한 고장판정 결과에 따라 토크검출부(3)의 고장을 판정한다. 또, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에서 수신한 조향토크신호가 소정범위외인 경우에도 토크검출부(3) 내지 마이크로 컨트롤러(7)의 고장이라고 판단한다.
여기에 상기 소정범위외의 조향토크신호와는 도 6에 표시한 조향토크와 조향토크신호와의 한 예에서의 조향토크신호가 T1 이상, 또는 T2 이하인 경우를 말한다.
고장이라고 판단한 경우에는 스텝 S10과 같이 상술한 모터전류를 0으로 하는 등의 페일세이프 처치를 강구한다.
최후로 스텝 S12에서, 상술한 모터 목표전류에 따라 모터 구동방향지시 R2, L2를 논리회로(9)에 출력하는 동시에 모터전류검출회로(11)에 의한 모터검출전류에 따라 모터전류를 피드백 제어하고, 모터(4)를 PWM 제어하도록 모터구동회로(10)에 PWM 제어신호를 출력한다.
이상 플로에 따라 모터구동회로(10)는 모터(4)를 구동시킨다.
이상과 같이 본 실시의 형태 1에 관한 스티어링 제어장치에 의하면, 토크센서의 신호처리를 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에 의한 신호처리 프로그램에 의해 실현하였으므로 토크검출부(3)에 여러 가지 메이커 지정의 토크센서에 대해 동일한 하드웨어 구성의 스티어링 제어장치로, ROM(76)내에 저장되는 신호처리 프로그램(소프트웨어)을 변경하는 것만으로 대응할 수 있다.
또, 적은 부품으로 주된 스티어링 제어를 하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러의 중복계를 구성할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태 1에서는 위상지연을 억제할 수가 있어 유리함으로서, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에 스텝 S5의 위상보상을 실현하였으나, 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)에서 실현해도 된다. 이 경우, 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 처리를 감소할 수가 있고, 보다 값싼 마이크로 컨트롤러를 사용할 수가 있다.
또, EEPROM(74)은 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에 내장되어 있는 것으로 하였으나, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 외부에 두고, 소정의 통신수단으로 판독하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 보다 값싼 마이크로 컨트롤러를 사용할 수가 있다.
또, 여기서는 제 1 의 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)로, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 모터 구동방향허가신호를 감시하고 있었으나, 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)로 감시해도 된다. 이 경우, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 처리를 감소시킬 수가 있고, 보다 값싼 마이크로 컨트롤러를 사용할 수가 있다.
또, 여기서는 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)는 신호처리 프로그램을 1 종류만 ROM(76)에 보존하고 있었으나, 다수의 프로그램을 미리 보존해 두고 외부에서점퍼선을 사용하거나, 통신에 의해 EEPROM(74)의 설정을 변경함으로서 코일구동신호의 주기 등 신호처리방법을 변경해도 된다.
또, ROM(76) 대신에 플래시 ROM 등의 불휘발 메모리를 구비해 수시 외부로부터 프로그램할 수 있는 방식으로 해도 된다. 이 경우, 유연하게 여러 가지 토크검출부(3)에 대응할 수가 있다.
또, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)와 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)를 동일 케이스내에 실장하는 구성으로 해도 된다.
실시의 형태 2.
본 발명의 실시의 형태 2에 관한 스티어링 제어장치는 마이크로 컨트롤러(7)에 고성능의 구성을 사용해서 부품수의 삭감을 도모한 것이다.
도 9는 본 실시의 형태 2에 관한 스티어링 제어장치의 블록도이다. 이하 도 9를 사용해서 구성에 대해 설명한다.
도면에서, 79는 아날로그 신호를 출력하기 위한 D/A 컨버터이다. 또, 상기 실시의 형태 1과 같은 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
다음, 본 실시의 형태 2에 관한 스티어링 제어장치의 동작에 대해 설명한다. 상기 실시의 형태 1에서는 타이머(72)로부터 구형파를 평활회로(35)를 통해서 평활화하고, 정현파장의 코일구동신호를 얻고 있었으나, 본 실시의 형태 2에서는 D/A 컨버터(79)로부터 직접 정현파를 출력시킴으로서, 평활회로(35)를 삭제하고 있다.
또, 상기 실시의 형태 1에서는 논리회로(9)에서, 제 1 의 마이크로 컨트롤러 (7)의 구동허가신호 R1, L1과, 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 구동방향지시신호 R2, L2의 논리적을 취해 모터구동회로(10)에 부여하는 구동지시신호를 생성하고 있었으나, 본 실시의 형태 2에서는 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 구동방향지시신호 R2, L2를 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)의 I/O 포트(77)에 입력하고, 제 1 의 마이크로 컨트롤러의 소프트웨어상에서 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 구동허가신호 R1, L1과의 논리적을 취해 I/O 포트(77)로부터 모터구동회로(10)에 부여하는 구동지시신호를 출력하고, 논리회로(9)를 삭제하고 있다.
또, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에 의한 구동허가신호 R1, L1은 모터전류검출회로(11)에 의한 모터 전류검출치에 따라 결정하고 있다.
도 10은 좌방향 구동허가신호 L1을 예로 들어 설명하는 도면이다. 모터전류가 소정치 이하인 경우에는 조향토크가 우방향의 소정치까지 좌방향으로의 모터구동을 허가하고 있으나, 모터전류가 커지면 상기 실시의 형태 1과 같이 조향토크가 좌측으로 소정치 이상이 될 때까지 좌방향에의 모터구동을 허가하지 않는 특성으로 되어 있다. 여기서는 도시는 하지 않았으나, 우방향 구동허가신호 R1도 마찬가지로 생성되고 있다.
이 결과, 조향토크가 중립근방에서는 소정치 이하의 모터전류가 좌우 어디라도 모터를 구동할 수가 있고, 조향필링을 향상시킬 수가 있다.
또, 모터전류가 큰 경우에는 상기 실시의 형태 1과 같이 동작하므로 제 2 의 마이크로 컨트롤러(8)의 중복계로도 문제없이 동작한다.
이상과 같이 본 실시의 형태 2에 관한 스티어링 제어장치에 의하면, 제 1 의 마이크로 컨트롤러(7)에서 고기능의 구성을 적용하였으므로 스티어링 제어장치(6)의 부품수를 감소시키고, 조향필링을 향상시킬 수가 있다.
본 발명에 관한 스티어링 제어장치에 의하면, 토크센서에서 출력되는 신호종별에 불구하고 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 조향토크신호를 출력하고, 또, 제 2 의 마이크로 컨트롤러는 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러에 의해 출력된 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 중복계를 구성함으로서, 중복계에서의 조향토크신호의 산출에 요하는 코스트 업을 억제하는 동시에 충분한 페일세이프 처치를 한 스티어링 제어장치를 실현할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 조향계의 조향토크에 따른 신호를 검출하는 토크센서와, 상기 토크센서에 의해 출력된 신호를 따라 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 출력하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러에 의해 출력된 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러에 의한 제어에 따라 상기 조향계를 제어하는 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 상기 조향토크의 중립점 보정데이터를 미리 저장한 기억수단을 구비하고, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 기억수단에 저장된 중립점 보정데이터에 따라 상기 조향토크신호의 중립점을 보정하는 것을 특징으로 하는 스티어링 제어장치.
  2. 조향계의 조향토크에 따른 신호를 검출하는 토크센서와, 상기 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 출력하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러에 의해 출력된 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러에 의한 제어에 따라 상기 조향계를 제어하는 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 상기 조향토크의 게인 보정데이터를 미리 저장한 기억수단을 구비하고, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 기억수단에 저장된 게인 보정데이터에 따라 상기 조향토크신호의 진폭을 보정하는 것을 특징으로 하는 스티어링 제어장치.
  3. 조향계의 조향토크에 따른 신호를 검출하는 토크센서와, 상기 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 출력하는 제 1 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러에 의해 출력된 조향토크신호에 따라 액추에이터를 제어하는 제 2 의 마이크로 컨트롤러와, 상기 제 2 의 마이크로 컨트롤러에 의한 제어에 따라 상기 조향계를 제어하는 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단을 구비하고, 상기 제 1 의 마이크로 컨트롤러는 상기 토크센서에 의해 출력된 신호에 따라 상기 조향토크에 상당하는 조향토크신호를 산출하는 다수의 신호처리 프로그램을 구비하고, 상기 토크센서에 따라 상기 신호처리 프로그램을 전환하는 것을 특징으로 하는 스티어링 제어장치.
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