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KR900008034B1 - 모터 구동식 동력 조향 제어장치 - Google Patents

모터 구동식 동력 조향 제어장치 Download PDF

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KR900008034B1
KR900008034B1 KR1019880000474A KR880000474A KR900008034B1 KR 900008034 B1 KR900008034 B1 KR 900008034B1 KR 1019880000474 A KR1019880000474 A KR 1019880000474A KR 880000474 A KR880000474 A KR 880000474A KR 900008034 B1 KR900008034 B1 KR 900008034B1
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electromagnetic clutch
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미쯔하루 모리시따
신이찌 고게
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미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤
시끼 모리야
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Abstract

내용 없음.

Description

모터 구동식 동력 조향 제어장치
제1도는 본 발명의 모터 구동식 동력 조향 제어 장치의 한 실시예의 구성을 도시하는 개략도.
제2도는 제1도의 한 실시예의 제어 유니트의 구성도.
제3도는 상기 실시예를 설명하기 위한 조타토크 대 모터 전류의 제어 특성도.
제4도는 차속 대 모터 전류 및 전자 클러치 인가 전압의 제어 특성도.
제5도는 상기 실시예의 제어 프로그램 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 핸들 3 토크 감지기
9 : 제어 유니트 9a : 조타 토크 측정수단
9b : 차속 측정수단 9c : 모터 전류 측정수단
9d : 모터 전류 기억수단 9e : 모터 전류 결정수단
9f : 동력 소자 개방 불량 판정수단 9g : 전자 클러치 제어수단
9h : 동력 소자부 제어수단 9i : 동력 소자부
9j : 전류 감지기 10 : 차속 감지기
12 : 밧데리 14 : 모터
15 : 전자 클러치 16 : 감속기
본 발명은 자동차의 조타 장치에 모터의 회전력으로 보조부하를 가하는 모터 구동식 동력 조향 제어장치에 관한 것이다.
종래 이러한 종류의 모터 구동식 동력 조향 제어장치는 모터의 구동력을 감속기를 거쳐서 기어 또는 벨트등의 전달기구로 조향 샤프트 또는 래크축에 보조부하를 가하는 구조로 되어있다.
그러나 종래의 이러한 모터 구동식 동력 조향 제어장치는 모터로의 통전 전류와 방향을 제어하는 동력 소자부를 구성하는 동력 소자가 파손되면 핸들이 한쪽만 가벼워지는 결점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 동력 소자의 파손시에 핸들이 한쪽만 가벼워지는 점을 방지할 수 있으면서도 상당한 원가 상승이 없어도 안전성이 높은 모터 구동식 동력 조향 제어장치를 얻는 것을 그 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관계하는 모터 구동식 동력 조향 제어장치는 모터를 구동하는 동력 소자의 개방을 검출해서 모터로의 공급 전류와 전자 클러치로의 인가 전압을 차단하는 제어 유니트를 설치한 것이다.
본 발명은, 제어 유니트로 동력 소자의 개방을 검출하여 제어 유니트로 동력 소자로부터 모터로의 공급전류를 끊음과 동시에 전자 클러치로의 인가 전압을 차단한다. 이하, 본 발명의 모터 구동식 동력 조향 제어장치의 실시예에 대해서 도면에 의거해서 설명한다.
제1도는 그 한 실시예의 구성을 도시하는 개략도이다.
제1도에 있어서, (1)은 운전자의 조타 회전력을 받는 핸들이며, (3)은 핸들(1)에 가해진 회전력에 따라서 전기 신호를 출력하는 토크 감지기이다. 핸들(1)과 토크 감지기(3)와의 사이에 있어서 핸들(1)은 제1조향 샤프트(2a)를 거쳐서 제1만능 이음부(4a)에 연결되어 있으며, 제1만능 이음부(4a)는 제2조향 샤프트(2b)를 거쳐서 제2만능 이음부(4b)에 연결되어 있다. 제2만능 이음부(4b)는 제3조항 샤프트(2c)를 거쳐서 토크 감지기(3)에 연결되어 있다.
토크 감지기(3)는 제4조향 사프트(2d)를 거쳐서 감속기(16)에 연결되어 있다. 토크 감지기(3)의 출력은 제어 유니트(9)내의 조타 토크 측정수단(9a)(제2도로 후술됨)에 송출토록 되어 있다.
감속기(16)는 전자 클러치(15)와 피니언 축(5)사이에 삽입되어 있다. 상기 피니언 축(5)은 래크 축(6)의 래크 치부(6a)와 맞물리고 있다.
래크 축(6)의 양단은 각각 타이로드(7a,7b)를 거쳐서 볼조인트(8a,8b)에 연결되어 있다.
한편, (12)는 차량 탑재용 밧데리이다. 밧데리(12)의 마이너스극은 접지되며 플러스극은 키 스위치(13)를 거쳐서 제어 유니트(9)에 직접 접속되어 있다. 제어 유니트(9)에는 차속 감지기(10)의 출력도 입력하도록 되어 있다. 제어 유니트(9)는 모터(14) 및 전자 클러치(15)의 구동 제어를 행하도록 되어 있다. 전자 클러치(15)는 모터(14)와 감속기(16) 사이의 기계적인 연락을 상기 제어 유니트(9)의 지시에 따라서 결합 또는 이탈 가능하게 되어 있다.
제2도는 제1도 실시예의 제어 유니트(9)의 구체적 구성을 도시하는 구성도이다. 제2도에 있어서, (9a)는 상기 토크 감지기(3)로부터의 입력으로 조타 토크를 측정하는 조타 토크 측정수단이고, (90b)는 차속을 측정하는 차속 측정수단이다.
이들 조타 토크 측정수단(9a)과 차속 측정수단(9b)은 계속 접속되어 있으며 차속 측정수단(9b)의 출력은 모터 전류 측정수단(9c)에 송출하도록 되어 있다. 전류 측정수단(9c)은 후술되는 전류 감지기(9j)로 상기 모터(14)로의 통전 전류를 측정하는 것이다.
모터 전류 기억수단(9d)은 조타 토크 및 차속 대응의 모터(14)의 전류치를 기억 유지하는 것이다.
일반적으로, 모터 전류 기억수단(9d)에 기억 유진된 값을 모터 전류 결정수단(9e)으로 판독한 값으로 결정하고, 다음 단계의 동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)의 출력이 개방 출력일 경우에는 영으로 모터 전류결정수단(9e)이 모터(14)의 전류를 결정하도록 되어 있다.
동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)은 모터(14)로의 통전 전류 지시에 대해서 상기 모터 전류 측정수단(9c)에 의한 모터 전류 측정치가 영일때, 모터(14)로의 통전 전류 및 통전 방향을 제어하는 동력 소자부(9i)를 구성하는 동력 소자(9i1내지 9i4)의 개방이라고 판정 출력하는 것이다.
전자 클러치 제어수단(9g)은 적어도 차속으로 정해지는 조건과 동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)의 출력조건으로 전자 클러치(15)를 결합, 또는 이탈하는 제어를 행하는 것이다. 동력 소자부 제어수단(9h)은 모터 전류 결정 수단(9e)의 출력에 의거하여 동력 소자부(9i)에 대해서 모터(14)로의 통전 방향 지시와 통전 전류치를 제어하기 위한 온 오프의 지시를 부여토록 되어 있다.
동력 소자부(9i)는 동력 소자부 제어수단(9h)의 출력에 의거하여 모터(14)의 전류방향 및 전류치를 제어하는 제1 내지 제4동력 소자(9i1 내지 9i4)로 구성되어 있다. 동력 소자부(9i)에 흐르는 전류치는 전류 감지기(9j)로 측정하도록 되어 있다.
전류 감지기(9j)에 흐르는 전류에 상당하는 전압이 상기 모터 전류 측정수단(9c)에 가해지도록 되어 있다.
다음으로 상기 실시예의 동작을 제3도 내지 제5도를 참조하면서 설명한다. 제3도는 조타 토크 대 모터전류의 제어 특성도, 제4도는 차속 대 모터 전류 및 전자 클러치 인가 전압의 제어 특성도, 제5도는 제어유니트(9)의 제어 프로그램을 도시하는 흐름도이다.
우선, 엔진 시동에 있어서 제5도의 스텝(S1)에서 초기화하고 키 스위치(13)를 온하면 전자 클러치(15)가 온하며, 모터(14)와 감속기(16)가 기계적으로 연결된다.
이 상태로, 핸들(1)에 운전자가 회전력을 부여하면 제어 유니트(9)는 제3도에 도시하듯이 모터(14)의 전류를 제어함과 더블어 스텝(S2)에서 조타 토크 측정수단(9a)은 토크 감지기(3)의 출력을 받아서 조타 토크를 측정한다.
제3도에 있어서, 조타 토크를 우방향으로 증가하면 (a)점에서 모터(14)를 온하고 모터(14) 및 기계 계통의 관성의 영향을 경감하기 위해서 모터(14)에 모터 전류 IOF(2 내지 10A정도)전류를 보냄과 동시에 전류 감지기(9j)에 흐르는 전류로부터 모터 전류 측정수단(9C)에서 모터 전류 IMS를 측정한다(스텝 S4).
그밖에, 조타 토크를 증가하고, (b)점으로부터 모터 전류를 조타 토크에 대해서 직선적으로 증대시켜(c)점에서 100% 전류가 된다.
반대로 토크를 감소하면 조타 토크가 (c)점 보다 모터 전류는 감소되며,(b)점에서 IOF의 모터 전류치가 된다.
또한 토크가 감소되어, (a)점이 되면 모터(14)는 오프된다. 이것은 좌방향에서도 거의 똑같은 제어가 행해진다. 모터 전류에 대한 전달 토크의 관계는 비례관계이다. 따라서, 제3도에서 토크가 증가되면 (a)점에서 모터(14)가 온하며, 모터 전류 IOF가 흐른다.
또한, 토크를 증가하면 (b)점으로부터 모터(14)의 전류를 서서히 증가시키는 제어를 행하기 때문에 감속기(16)로의 출력 토크는 서서히 증가하여 되며 핸들(1)에 가하는 운전자의 힘에 따른 보조 토크를 전자 클러치(15), 감속기(16), 피니언 축(5)을 거쳐서 래크치부(6a)에 전한다.
이 때문에 핸들(1)은 가벼워진다. 이상은 본 발명의 자동차의 정지시 동작에 대한 설명도이다.
다음으로 자동차가 주행상태로 되었을 경우, 스텝(S3)에서 차속 감지기(10)의 출력으로부터 차속 측정수단(9b)으로 측정하고 스텝(S4)에서 모터 전류를 측정하고, 제4도에 도시하는 바와 같이 조타 토크 및 차속에 따라서 미리 모터 전류 기억 유지수단(9d)에서 유지된 전류 IM1를 스텝(S5)에서 모터 전류 결정 수단(9e)이 판독해서 전류 IM1로 모터 전류의 제어를 행한다.
전류 IM1의 값은 (d)점의 차속까지는 조타 토크만에 따른 값을 취하여 (d)점 이하는 조타 토크 대응값에 차속에 따른 감쇄율을 곱한 값으로 감소되며(e)점의 차속(차속 : 보조감소 차속 V2) 이후는 기계 계통의 관성의 영향을 경감하기 위해 일정값 IOF로 한다.
다음으로 차속이 (f)점 {차속=보조 차단 차속 V1(V1>V2)}의 값이되면 모터 전류 및 전자 클러치 인가전압(EV)과 함께 영이되며, 모터(14)와 감속기(16)는 이탈되므로 핸들(1)을 돌리는 운전자로선 보조 부하를 가하지 않는 조향이 이루어진다.
그런데, 종래의 장치에선 동력 소자부(9i)를 구성하는 동력 소자(9i1 내지 9i4)가 파손되면 핸들(1)의 한쪽만이 가벼워져서 위험하다는 결점이 있었다.
그래서, 본 발명에선 모터 전류의 통전 지령시에 스텝(S7)에 있어서 전류 감지기(9j)로 검출되는 모터 전류가 영일 경우엔 동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)으로 동력 소자 개방 불량으로 판정한다.
모터 전류지시치가 영일 경우에는 스텝(S6)으로부터 스텝(S8)으로 이행되며 차속(V)이 보조 차단 차속(V1)보다 크다 즉 V/V1일때, 스텝(S9)에서 동력 소자부 제어수단(9h)에 의해 모터 전류를 영이 되도록함과 동시에 스텝(S10)에서 전자 클러치 제어수단(9g)으로 전자 클러치(15)로의 인가 전압을 차단하고 보조 부하가 가해지지 않는 상태로 한다. 그리고, 스텝(S11)에서 모터 전류 지시치(IM을 IMO에 기억한다.
또 스텝(S6)에 있어서 모터 전류 지시치가 영이 아닐 경우에는 스텝(S7)으로 나아가며, 스텝(S7)에 있어서 모터 전류가 영이면 동력 소자 개방 불량으로 판정하고 스텝(S9-S11)의 처리를 행한다.
또한, 스텝(S8)에 있어서 차속 V/V1이 아니면 스텝(S12)으로 차속(V)이 보조 감소 차속 V2 보다 크다. 즉 V>V2이면 스텝(S13)에서 모터 전류 출력 IM1를 IOF에서 IM으로 해서 스텝(S14)에서 전자 클러치 제어수단(9g)으로 전자 클러치(15)의 결합 제어를 행하며, 스텝(S11)의 처리를 행한다.
또, 스텝(S12)에서 차속이 V>V2가 아니면 스텝(S15)에서 모터 전류 출력 IM의 값을 IM1로 해서 스텝(S14,S11)의 처리를 행한다.
본 발명은 이상 설명한대로 제어 유니트의 제어 프로그램 변경으로 동력 소자의 개방을 검출하고, 모터의 전류 및 전자 클러치의 인가 전압을 차단토록 했으므로 동력 소자 파손시에 핸들의 한쪽만 가볍게 되는 대책이 제어 프로그램 변경만으로되며, 상당한 원가상승을 수반하지 않고도 안전성을 높힐 수 있다.

Claims (2)

  1. 자동차 핸들(1)의 회전력을 검출하는 토크 감지기(3)와, 차량탑재용 밧데리(12)로부터 전류가 공급되는 모터와, 모터와 감속기 사이의 기계적인 연결 또는 이탈을 행하는 전자 클러치(15)를 구비하고, 상기 토크 감지기(3)와 차속 감지기(10)의 신호를 입력해서 상기 전자 클러치(15)와 모터(l4)의 제어를 행하는 모터구동식 동력 조향 제어장치에 있어서, 모터 전류의 통전 지령시에 상기 모터(14)의 통전 전류와 통전 방향을 제어하는 동력 소자부(9i)를 구성하는 동력 소자(9i1 내지 9i4)의 개방을 검출하면 상기 모터(14)의 전류의 차단 및 전자 클러치(15)의 인가 전압을 차단하는 제어 유니트(9)를 포함하는 것을 륵징으로 하는 모터 구동식 동력 조향 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 제어 유니트(9)는 상기 모터(14)로의 통전 전류치 및 통전 방향을 제어하는 동력 소자부(9i)와, 동력 소자부(9i)에 직렬로 삽입되어 상기 모터로의 통전 전류를 검출하는 전류 감지기(9j)와, 전류 감지기(9j)로 상기 모터(14)로의 통전 전류를 측정하는 모터 전류 측정수단(9c)과, 상기 모터(14)로의 통전 지령시에 상기 모터 전류 측정수단(9c)으로 측정되는 모터 전규가 영일 때 상기 동력 소자(9i1 내지 9i4)가 개방 불량으로 판정하는 동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)과, 동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)과, 동력 소자 개방 불량 판정수단(9f)의 출력 조건으로 상기 전자 클러치(15)를 결합 또는 이탈하는 제어를 행하는 전자 클러치 제어수단(9g)을 갖춘 것을 특징으로 하는 모터 구동식 동력 조향 제어장치.
KR1019880000474A 1987-01-23 1988-01-22 모터 구동식 동력 조향 제어장치 Expired KR900008034B1 (ko)

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