KR920007039B1

KR920007039B1 - 전동 파워스티어링장치

Info

Publication number: KR920007039B1
Application number: KR1019860000580A
Authority: KR
Inventors: 야스오 노도; 노보루 스기우라; 히데유끼 오오우찌
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1985-02-02
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1992-08-24
Also published as: US4753308A; EP0190678A1; KR860006381A; CN86101092B; EP0190678B1; DE3661250D1; CN86101092A

Abstract

내용 없음.

Description

전동 파워스티어링장치

제1도는 본원 발명에 의한 파워스티어링 제어장치의 일실시예를 나타낸 시스템구성도.

제2도는 토오크센서의 특성도.

제3도는 타각(舵角)센서의 특성도.

제4도는 전동기의 회전수토오크 특성도.

제5도는 전동기의 전기자전류와 토오크·회전수 특성도.

제6도는 본원 발명의 실시예를 나타낸 블록도.

제7도는 가속시의 보정토오크출력을 나타낸 특성도.

제8도는 제6도 도시의 전동기제어회로의 상세회로도.

제9도는 고차함수특성의 일례를 나타낸 특성도.

제10도 및 제11도는 고차함수특성에 대한 근사특성의 설명도.

제12도는 본원 발명의 일실시예에 의해 주어지는 특성의 일례를 나타낸 설명도.

제13도는 전동기의 회전수와 역제동토오크의 특성도.

제14도는 전동기의 회전수에 대한 가속토오크 특성도.

제15도는 복원력에 관한 특성도.

제16도는 어시스트토오크연산의 동작 플로우차아트.

제17도는 마이크로콤퓨터를 사용했을때의 블록도.

제18도는 처리의 타임스케쥴을 나타낸 플로우차아트.

제19도는 제6도 도시 실시예의 구체적 회로도.

제20도 내지 제23도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 제20도는 동작 블록도.

제21도는 타각에 대한 복원력전류특성도.

제22도는 전류제한치의 온도특성도.

제23도는 온도에 의한 전류제한의 플로우차아트.

본원 발명은 자동차 등에 있어서의 파워스티어링장치에 관한 것이며, 특히 조타(操舵) 피일링에 뛰어난 파워스티어링장치에 관한 것이다.

사용자 층이 다양한 자동차 등에 있어서는, 대형차에서 소형차까지 파워스티어링의 장비가 널리 행해지고 있으며, 피로의 경감과 그것에 의한 안전운전의 확보에 이바지하고 있다.

그런데, 이 파워스티어링장치로서는 종래부터 주로 액압식의 것이 사용되고 있다. 그리고 근래에 이르러 제어내용의 풍부성이나 에너지 절약면에서의 효용에 착안하여 전동식의 파워스티어링장치가 제안되게끔 되었다.

그리고, 이 전동식의 파워스티어링장치에 있어서는, 그것을 사용하는 전동식의 액츄에이터에 요구되는 큰 조작력을 얻기 위해, 이 액츄에이터로서 전동기를 사용하며, 그 출력을 감속해서 최종적인 보조조타용의 조작력을 얻는 방식의 것이 주로 채용되게끔 되어 있다.

그리고 종래의 전동식파워스티어링장치에 있어서는 보조조타력이 고속 회전하는 전동기에 의해 감속기구를 통해서 주어지는것으로 해서, 이 전동기의 관성과, 감속기구의 출력측에서 전동기를 공전(公轉)할 경우에 주어지는 큰 마찰저항에 의해 조타피일링상 매우 바람직스럽지 못한 특성이 조타핸들의 조작에 나타나 버린다고 하는 결점이 있었다.

이 가운데 전동기의 관성에 의해 조타핸들을 조작했을 때 나타나는 조타피일링상 바람직스럽지 못한 특성에 대해서는 예를들면 일본국 특개소 55-76760호 공보 등에서 제안되어 있는 바와 같이, 전동기의 제어에 미분특성을 부여하는 방법을 고려할 수 있으며, 상당한 조타피일링 개선효과가 기대된다.

그러나, 이 방법에서는 미분회로 등을 여분으로 필요로 하며, 미분 특성의 부여는 다시 노이즈에 대한 새로운 배려를 필요로 하게 되어 원가상승으로된다. 상기 마찰저항에 의한 조타피일링의 악화에 대해서는 아무런 개선효과를 기대할 수 없으며, 전체로서는 충분한 조타피일링의 개선을 얻을 수 없다. 그리고, 이 마찰저항에 의한 조타피일링의 악화는 타각이 제로(중립위치) 이외일 때에 본래 나타나야 할 복원력의 현저한 저하, 내지는 소멸이라고 하는 모양으로 나타나는 것이다.

또, 핸들에 조타력을 가했을 경우, 모우터에 의해 어시스트력을 부가하는 것이지만, 모우터에는 관성이 있기 때문에, 모우터의 회전수의 2승에 비례하는 모우터의 관성에너지를 부가해 주지 않으면 모우터를 가속하기 위해서는 운전자가 핸들의 조타력으로 끌어 주지 않으면 안되며, 정지할 때는 운전자가 핸들을 통해 멈추어 주지 않으면 안된다. 특히 핸들을 빨리 돌리려고 하면 모우터의 필요 회전수에 달하기 까지의 시간이 부하로 되어 손에 충격을 느낀다. 이 부하분을 보상하기 위해 상술한 바와 같이 미분을 사용한 제어회로가 있다. 그런데 이 방법에 의하면 모우터에 필요한 가속 감속의 에너지를 고려하고 있지 않기 때문에 전타(轉舵)속도에 의해 보상되는 에너지가 부족된다고 하는 결점을 지니고 있다.

한편, 근래의 유압식 파워스티어링장치에 대해서는 일본국 특개소 54-90726호 공보에 개시된 바와 같이 복원력을 갖게 하여 직진성능을 좋게 하는 것이 제안되어 있다. 그러나 전진가속시와 후진시와 통상 주행시의 복원력을 어떻게 제어하면 주행중의 안전성, 직진성능을 향상시킬 수 있는지에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않았었다.

본원 발명의 목적은 핸들의 조타스피이드에 충분히 추종할 수 있는 전동파워스티어링장치를 제공하는데 있다.

본원 발명은 모우터의 회전수에 따른 모우터감속함수를 설치하고, 핸들조타력의 증가, 감소에 대해 이 함수를 사용하여 모우터속도를 제어함으로써 핸들의 조타스피이드에 충분히 추종할 수 있게끔 하려고 하는 것이다.

게다가, 차량의 전진이나 후퇴냐를 검출하는 동시에 차량의 가속량을 검출하고, 이 검출된 가속량에 따라 전동기의 전기자에 전류를 공급하여 차륜의 타각을 제로로 하는 방향으로 차량에 복원력을 갖게 함으로써 차량의 가속시의 직진성능의 향상 및 후진시의 조타성도 향상된다.

다음에, 본원 발명에 의한 파워스티어링제어장치를, 도시한 실시예에 의해 상세히 설명한다.

제1도는 본원 발명을 자동차용 전동파워스티어링 시스템에 적용했을 경우의 일실시예이며, (1)은 조타핸들(이하 단지 핸들이라고 함), (2)는 핸들축, (3)은 피니온, (4)는 랙, (5)는 전향(轉向)용의 타이어(차륜), (6)은 토오크 센서, (7)은 파워어시스트용의 전동기, (8)은 감소기구, (9)는 피니온, (10)은 타각센서, (11)은 제어장치이다. 그리고, B는 전원용의 배터리이다.

이 실시예는 이른바 랙과 피니온방식의 것으로서, 운전자에 의해 핸들(1)에 주어진 조타력은 핸들축(2)에서 피니온(3)을 통해 랙(4)에 전달되며, 타이어(5)를 소정의 타각으로 움직인다.

토오크센서(6)는 핸들(1)을 운전자가 회동시켰을 때, 이 핸들(1)에서 핸들축(2)을 통해 피니온(3)에 주어지는 토오크를 검출하고, 그 토오크의 크기를 나타내는 신호 τ를 발생하는 작용을 하는 것으로서, 예를들면 핸들축(2)에 부착한 변경게이지 또는 핸들축(2)에 비틀림스프링기구를 설치하고, 이 비틀림량을 검출하는 가변저항기등으로 구성된 것으로서, 예를들면 제2도에 나타낸 바와 같은 특성의 것으로 되어 있다.

전동기(7)는 기어장치 등으로 이루어진 감속기구(8)와 피니온(9)를 통해 랙(4)에 보조조타력을 부여하는 전동식의 액츄에이터로서 동작한다.

타각센서(10)는 타이어(5)의 타각(전향각)을 검출하여, 자동차가 직진상태 즉 타이어(5)의 전향각이 중립의 위치에 있을 때의 타각을 제로로 해서, 예를들면 제3도에 나타낸 바와같은 특성에 따라 타각을 나타내는 신호 θ를 발생하는 작용을 하는 것으로서, 타이어(5)의 전향에 따라 회동하는 부재의 회동각을 검출하는 가변저항기 등으로 이루어진 로우터리앤코오더나, 직선운동을 하는 부재의 움직임을 검출하는 리니어엔코오더 등으로 구성된 것이다.

이 파워스티어링장치에 사용되는 전동기(7)는 제4도에 나타낸 바와같은 토오크 1회전 특성을 가지고 있다. 전동기(7)의 전기자 전류 I가 클때에는 회전수에 대해 토오크특성은 제4도 C→D→F→G로 된다. 또, 전기자전류 I가 작을 때는 회전수에 대해 토오크특성은 E→F→G로 된다.

이 전동기(7)의 전기자전류 I와 회전수, 토오크와의 특성은 제5도에 나타낸 바와 같은 것으로 되어 있다.

제6도는 제어장치(11)의 일실시예이며, 토오크함수회로(21), 복원력함수회로(22), 가속·감속판정회로(23), 가속함수회로(24), 제동함수회로(25), 전환판정회로(26), 토오크통류율변환회로(27), 초퍼제어회로(28), 전동기제어회로(29), 로크검출회로(30)로 구성되어 있다.

다음에 동작에 대해 설명한다.

운전자에 의해 핸들(1)이 조작되어, 핸들축(2)에 토오크가 주어지면, 그것이 제2도의 특성에 따라 토오크센서(6)에 의해 검출되며, 토오크 신호 τ가 출력된다.

이 토오크신호 τ는 토오크함수회로(21), 토오크통류율변환회로(27)를 통해 초퍼제어회로(28)에 입력되며, 그때의 절대치에 대응한 듀우티비율의 펄스신호(CP)로 변환되어 전동기제어회로(29)에 입력된다. 이때, 전환판정회로(26)에서는 그 곳에 입력된 신호의 정부(正負)에 따라 우회전신호(R) 또는 좌회전신호(L)의 어느 한쪽을 출력하여, 이들 신호(R), (L)를 전동기제어회로(29)에 입력한다.

그리고, 토오크센서(6)에서 발생되는 토오크신호 τ의 극성은 예를들면 핸들(1)을 우측(시계방향)으로 회동했을 때에 나타나는 토오크에 대해 정극성(正極性)으로 되며, 좌측(반시계방향)으로 회동시켰을 때에 나타나는 토오크에 대해서는 부극성으로 되게끔 해놓은 것이다. 따라서, 토오크신호 τ가 플러스로 되어 있을때는 자동차는 우측으로 전향하며, 마이너스로 되어 있을 때에는 좌측으로 전향하게 된다.

다음에, 토오크함수회로(21)에 대해 설명한다. 이 토오크함수회로(21)는 제7a도에 나타낸 바와 같은 보정토오크출력특성 a, b로 되게끔 전동기(7)의 회전수에 따라 보정분의 토오크치를 출력하는 것이다. 이 출력특성 a는 전동기(7)의 핸들조작스피이드가 클 때이며, 제7a도의 b가 핸들조작스피이드가 작을 경우이다. 그리고 제7a도의 c는 종래의 미분에 의한 보정치를 나타내고 있다. 이와 같은 보정토오크치를 가산해 주면 제7b도의 a에 나타낸 바와같이 조타력을 가했을 때에 전동기(7)의 관성을 충분히 보상할 수 있다. 제7b도의 c는 종래의 미분법에 의한 조타력 특성이며, 핸들조작스피이드에 의해 상이한 관성의 영향을 제거할 수 없다.

제8도에는 전동기 제어회로(29)의 일실시예가 표시되어 있으며, 2개의 파워트랜지스터 (TR1), (TR2)(이하 단지(TR1), (TR2)라고 함)와, 프리이휘일다이오우드(D1), (D2)로 구성되어 있다. (TR1)에는 좌회전신호(L)와 펄스신호(CP)의 논리적에 의한 신호가, 그리고(TR2)에는 우회전신호(R)와 펄스신호(CP)의 논리적에 의한 신호가 각기 공급되도록 되어 있으며, 이것에 의해 우회전신호(R)가 나타나 있을 때, 즉 토오크신호 τ가 정극성으로 되어 있었을 때에는 (TR2)가 은하며, 전동기(7)에는 도면의 화살표 방향으로 전류가 공급되고, 이 전류의 크기는 펄스신호(CP)의 듀유티비율로 제어되게끔 된다. 또, 토오크신호 τ가 부극성이고 좌회전신호 I가 나타나 있을 때에는 (TR1)이 온하며, 전동기(7)에는 도면의 화살표와 반대방향으로 전류가 공급되고, 이때의 전류치는 역시 펄스신호(CP)의 듀우티비율로 제어되게 된다.

그리고 상기의 어느 경우에도 전동기(7)에 흐르고 있는 전류의 크기가 전류검출기에 의해 검출되며, 피이드백전류신호로서 초퍼제어회로(28)에 공급되게 되어 있고, 이것에 의해 토오크통류율변환회로(27)에서 주어지고 있는 신호에 대응한 전류가 전동기(7)에 정확하게 공급되게끔 하기 위한 피이드백루우프가 형성되도록 되어 있다.

그리고, 다이오우드(D1), (D2)는 (TR1) 또는 (TR2)가 펄스신호(CP)에 의해 초퍼제어되어 오프했을 때의 환류로를 부여하는 작용을 하는 것이다.

따라서, 운전자가 핸들(1)을 조작하면, 그때 가해진 조작력(조타력)의 방향과 그 크기에 따라 소정치의 전류가 소정의 방향에서 전동기(7)에 공급되며, 이것에 의해 전동기(7)가 발생하는 토오크가 피니온(9)에서 랙(4)에 주어져서, 보조조타력으로 되기 때문에, 파워스티어링장치로서의 기능이 얻어지게 된다.

그런데, 운전자가 핸들(1)을 조작했을 때에 필요한 조타력의 크기는 너무 작아도 운전하기 어렵게 되며, 이 때문에 경험 등으로 토오크센서(6)의 신호 τ에 대해 제6도와 같은 오프세트를 갖는 고차함수 특성을 가지고 보조 조타력, 즉 전동기(7)의 전류치가 정해지도록 해주는 것이 조타피일링상 바람직하다는 것이 알려져 있다.

그래서, 이 때문에 설치되어 있는 것이 토오크함수회로(21)이며, 입력신호에 대해 제9도의 특성에 따른 출력신호를 발생하도록 되어 있다. 그리고 실제로는 제9도와 같은 보드라운 특성을 주는 함수회로는 원가 상승으로 되거나, 실현이 불가능해지거나 하므로, 예를 들면 제10도와 같은 절선근사에 의한 토오크함수회로(21)를 사용하도록 해주면 된다. 또 이 절선근사 대신 제11도에 나타낸 바와 같은 계단근사에 의한 것을 사용해도 실시 가능하다.

다음에, 타이어(5)를 전향시키기 위해 필요한 힘, 이른바 조타력은 타이어와 주행노면의 사이에 있어서의 전향방향에서의 마찰저항에 의해 결정되지만, 이 마찰저항은 차속에 의해 변화하며, 고속으로 됨에 따라 감소한다. 따라서 이 조타력은 차속이 작을 때일수록 커지며, 통상 거치절단(据置切斷)이라고 불리우는 차속이 제로일때에는 매우 커져서 거의 핸들조작이 불가능할 정도로 된다.

그리고 실용상에서는 자동차를 차고에 넣거나 종렬 주차를 할 때에는 이 거치절단조작이 필요하다.

한편, 고속시에 핸들조작력이 작아지면, 오히려 위험해지므로, 고속시에는 보조 조타력을 작게 하거나 또는 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.

그래서, 이 때문에 토오크함수회로(21)에 있어서, 차속센서(20)에서 차속신호 υ를 입력하고, 토오크신호 τ에 대해 소정의 연산처리를 해서, 제12도에 나타낸 바와 같이 토오크함수회로(21)에서 주어지는 특성의 오프세트의 폭이 차속신호 υ에 따라 넓어지도록 하고 있다.

그런데, 전동기(7)를 역방향으로 거는 브레이크토오크, 즉 역제동 토오크와 전동기(7)의 회전수와의 관계는 제13도에 나타낸 바와 같은 특성으로 되어 있다. 즉, 전동기(7)의 회전수가 클수록 역제동토오크는 커진다. 따라서, 핸들을 조작해서 어떤 위치에 멈추는 힘(전동기에 제동을 가해서 멈추게 할 때의 토오크)이 전동기(7)의 회전이 클수록 높게 필요하다. 또 전동기(7)의 회전수에 대한 가속토오크치가 제14도에 표시되어 있으며, 전동기 회전수가 작으면 가속토오크를 크게 할 필요가 있다.

다음에 제6도에 도시의 복원력함수회로(22)에 대해 설명한다. 이 복원력함수회로(22)는 타이어(5)에 대해 원상태로 되돌리는 힘(복원력)을 주기 위한 전동기(7)의 제어신호를 출력하는 회로이다. 귀환토오크와 타각(타각센서출력)과의 관계는 제15도에 나타낸 바와 같다. 즉 타각이 크면 클수록 복원하기 위한 토오크를 크게 필요로 한다. 이 복원특성은 파워스티어링을 설치한 조타시스템의 조타피일링을 결정하는 큰 포인트이다.

즉, 자동차의 조타시스템에는 전향차륜의 캐스터효과 등을 이용하여 복원특성을 주도록 하고 있는 것이 일반적이며, 이 때문에 핸들조작에 의해 소정의 타각을 준 다음은 이 복원특성에 의해 핸들에 주어지는 복원력을 이용한 운전조작이 널리 행해지며, 이것이 양호한 조타피일링을 주는 포인트로 되어 있고, 따라서 파워스티어링의 장비에 의해서도, 이 복원력을 손상시키지 않도록 하지 않으면 안되는 것이다.

또 제6도의 로크검출회로(30)는 토오크센서(6)의 출력에 대해 타각센서(10)로부터 출력이 없을 경우를 검출하는 것으로서, 이 검출이 이루어지면 클러치(8)의 전자밸브를 오프한다.

다음에 본원 발명의 실시예에 의한 어시스트토오크연산의 동작에 대해 설명한다.

제16도에는 어시스트토오크연산의 플로우차아트가 표시되어 있다. 이 플로우차아트는 10msec마다의 타이머할입에 의해 처리된다. 먼저 스텝 100에 있어서, 토오크센서(6)의 전회의 값(T_OLD)을 독출하고, 스텝 101에 있어서 현재의 토오크센서(6)로부터의 출력치(T_NEW)를 끌어 들인다. 다음에, 스텝 103에 있어서, T_OLD와 T_NEW를 비교하여, 토오크센서(6)의 출력치의 증가분 ΔT가

ΔT=T_NEW-T_OLD

일정치 이상인지 아닌지를 판정한다. 이 스텝 103에 있어서, 토오크센서의 증가분이 일정치보다 크다고 판정하면 스텝 104에 있어서 타각센서(10)에서 출력된 값의 증가분이 토오크센서(6)의 증가와 시간적으로 대응한 어떤 일정치보다 큰지 아닌지를 판정한다. 이 스텝 104에 있어서, 타각센서의 증가분이 일정치 이상이 아닐 경우는 스텝 108로 이행한다. 또, 스텝 104에 있어서, 타각센서의 증가분이 일정치 이상이라고 판정하면, 스텝 105에 있어서 모우터가속계산(제7도에 나타낸 바와 같은 특성으로 되는 가속)에 의한 가속토오크계산을 하여 스텝 108로 이행한다.

한편, 스텝 106에 있어서, 토오크센서의 증가분이 일정치 이상이 아니라고 판정하면, 스텝 106에 있어서, 토오크센서의 감속분이 일정치 이상인지 아닌지를 판정한다. 이 스텝 106에 있어서 토오크센서의 감속분이 일정치 이상이 아니라고 판정하면 스텝 108로 이행하고, 일정치 이상이라고 판정하면, 스텝 107에 있어서 모우터감속도 계산에 의한 감속토오크계산(제13도에 표시된 역제동토오크특성에 대응한)을 하지 않는 스텝108로 이행한다. 다음에, 스텝 108에 있어서, 제12도에 나타낸 바와 같은 어시스트토오크의 연산을 한다.

제17도에는 일련의 동작을 마이크로콤퓨터를 사용했을 때의 블록도가 표시되어 있다. 이때의 처리의 타스크케쥴의 할입플로우차아트가 제18도에 표시되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본원 발명에 의하면 핸들의 조타스피이드에 충분히 추종할 수 있다.

다음에 본원 발명의 다른 일실시예를 제19도 내지 제23도에 나타낸다. 도면에 있어서, 배터리(201)에는 전동기(202)가 접속되어 있으며, 이 전동기(202)는 좌우 어느 쪽으로도 회전할 수 있게끔 구성되어 있다. 이 전동기(202)의 좌회전용 전기자에는 FET(203)의 드레인이 접속되어 있다. 또, 이 FET(203)의 드레인에는 순방향으로 접속되는 프리이휘일다이오우드(205)를 통해 배터리(201)가 접속되어 있다. 또, 이 FET(203)의 소오스에는 배터리(201)가 접속되어 있으며, 게이트에는 마이크로콤퓨터(100)가 접속되어 있다. 또, 전동기(202)의 우회전용 전기자에는 FET(204)의 드레인이 접속되어 있으며, 이 FET(204)의 드레인은 순방향으로 접속되는 프리이휘일다이오우드(206)를 통해 배터리(201)가 접속되어 있다. 이 FET(204)의 소오스는 배터리(201)에 접속되어 있으며, 게이트에는 마이크로콤퓨터(100)가 접속되어 있다. 이 마이크로콤퓨터(100)에는 엔진회전수를 제출하는 센서(50)로부터의 출력과, 조타계(209)의 타각계(207)에서 타각이, 토오크센서(209)로부터 핸들의 회전토오크(조타력)가 각기 입력하도록 구성되어 있다. 또 이 마이크로콤퓨터(100)에는 차속센서로부터의 신호가 입력되어 있다.

또, 전동기(202)에는 전기자에 공급되고 있는 전류를 검출하는 전류검출기(210)가 설치되어 있으며, 이 전류검출기(210)로부터의 검출치는 마이크로콤퓨터(100)에 입력되고 있다.

제20도에는 제19도의 동작을 설명하기 위한 블록도가 표시되어 있다.

먼저, 토오크센서(208)에 의해 검출되는 토오크(조타력)는 마이크로콤퓨터(100)의 어시스트함수판정회로(110)에 입력되며, 여기서 조타력에 대응한 어시스트함수가 선택된다. 이 어시스트함수는 조타력이 일정해지도록 결정되어 있다. 이 어시스트함수판정회로(110)에서 어시스트력에 해당하는 전류지령이 출력된다. 한편, 타각계(207)에서 입력된 타각량에 의해, 복원력함수판정회로(120)에 있어서, 복원력 함수가 타각에 대응해서 선정되며, 복원력에 해당하는 전류지령이 출력된다. 이 전류지령은 어시스트함수판정회로에서 출력되는 전류지령치와 가산되며, 핸들의 회전방향이 좌우의 어느 쪽인지를 판정하는 좌우판정회로(150)에 입력된다.

또, 차속센서(30)로부터는 차속이 기어비(比)판정회로(130)와, 가속계산회로(140)에 입력된다. 또, 이 기어비판정회로(130)에는 엔진회전센서(50)에서 엔진회전수가 입력되고 있다. 이 기어비판정회로(130)로부터의 출력과, 가속계산회로(140)로부터의 출력은 복원력함수판정회로(120)에 입력되고 있다. 이와 같이, 복원력함수는 타각센서(207)로부터의 출력과 가속계산결과와 기어비율에 의해 정해진 값을 출력한다. 이 기어비율계산은

기어비율=N/V

단, N : 엔진회전수

V : 차속

에 의해 결정된다.

이 기어비율계산에 의해 백기어를 검출한다. 이 백기어의 검출은 백스위치에 의해 검출해도 된다.

또, 가속량을 검출하기 위한 가속계산은

가속량=V_n-V_n-1

단, V_n: 이번 회의 차속

V_n-1: 일정시간전의 차속

에 의해 구해진다. 이 가속계산결과가 복원력함수판정회로(120)에 입력되며, 이 가속량에 비례해서 제21도에 나타낸 바와 같은 특성으로 복원력전류를 증가한다. 이 제21도의 특성맵은 복원력함수판정회로(120)에 격납되어 있는 것이다. 그리고 제21도에 1점쇄선으로 나타낸 바와같이, 타각을 리니어하게 검출할 수 있는 타각센서를 사용함으로써 타각 제로에서 리니어하게 상승하여 일정치로 하는 특성으로 할 수도 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서는 타각검출에, 어떤 타각으로 되었을 때에 출력을 내는 스위치를 사용하고 있다.

이와 같이 해서 구해진 복원력과 조작력이 가산되어 좌우판정회로(150)에 있어서 전동기를 우회전으로 하는지, 좌회전으로 하는지를 판정하여, 우초퍼(180)나 좌초퍼(190)의 어느 하나에 출력한다. 또 좌우판정회로(150)에 입력된 합성신호는 전류지령회로에 입력되며, 절대치로 되어 전류지령치로서 출력된다. 이 전류 지령치는 전류검출치(210)에 출력되는 검출전류치와 비교되며, 검출전류치와의 차분이 초퍼회로(170)에 출력된다. 이 초퍼회로(170)에 있어서, 초핑신호로 변환하여 우초퍼회로(180)와, 좌초퍼회로(190)에 출력하여 좌우판정회로(150)로부터의 판정신호에 의해 우초퍼회로(180)나 좌초퍼회로(190)의 어느 하나가 작용하여, FET(3) 또는 FET(204)가 초핑된다.

이 FET(203), (204)는 온도가 높아지면 파괴되어 버린다. 이 때문에, FET(203), (204)에 흐르게 하는 전류량에는 제22도에 나타낸 바와같이 한계가 있다. 이것이 FET의 온도에 대한 전류 제한치이다. 이 때문에 파워회로의 온도를 검출하여 온도에 대응한 전류를 전동기에 공급하도록 구성되어 있다. 즉, 전동파워스티어링 구동회로의 파워부에 온도검출기를 설치하고, 온도에 대한 전동기에 흐르게 하는 최대전류를 마이크로 컴퓨터(100)에서 연산하고, 전동기에는 최대전류 이상은 흐르지 않게 하도록 제어한다. 이 플로우차아트가 제23도에 표시되어 있다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 핸들을 자유롭게 해서 주행할 때는, 복원력에 의해 항상 직진방향을 유지할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 주행시의 흔들림에 의해 생기는 사행(蛇行)을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면, FET, 전동기를 온도상승에 의한 파괴로부터 보호할 수 있다.

Claims

조타핸들에 가해지는 조타력을 검출하는 토오크센서와, 상기 조타핸들의 회전에 의한 타각(舵角)을 검출하는 타각센서와, 상기 토오크센서와 타각센서의 출력에 따라 핸들조타가 가속인지 감속인지를 판정하는 가감속판정기와, 상기 판정기에 따라서 가속 또는 감속의 어느 한쪽의 함수를 발생하는 가감속 함수발생기를 구비하며, 상기 함수발생기에 의해 발생하는 함수에 따라서 핸들조타의 가감속에 대응한 조타어시스트력을 조타핸들에 부여하도록 구성된 전동파워스티어링장치.
제1항에 있어서, 상기 가감속 함수발생기는 마이크로콤퓨터를 포함하는 전동파워스티어링장치.
제1항에 있어서, 상기 타각센서의 출력에 따라서 복원력 함수를 발생하는 함수발생기를 구비하며, 상기 복원력 함수발생기에 의해 발생하는 복원력 함수와 상기 가감속 함수발생기에 의해 발생하는 함수에 따라서 조타어시스트력을 조타핸들에 부여하도록 구성된 전동파워스티어링장치.