JP4032724B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4032724B2 JP4032724B2 JP2001374092A JP2001374092A JP4032724B2 JP 4032724 B2 JP4032724 B2 JP 4032724B2 JP 2001374092 A JP2001374092 A JP 2001374092A JP 2001374092 A JP2001374092 A JP 2001374092A JP 4032724 B2 JP4032724 B2 JP 4032724B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- value
- motor current
- current
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特にモータ電流検出手段の故障や経年変化等によるオフセットと外乱ノイズとの区別を確実に行うようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流制御値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
【0003】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図3に示して説明すると、操向ハンドル1の軸2はユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11及びリレー13を経て電力が供給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基いてモータ20に供給する電流を制御する。
【0004】
コントロールユニット30は主としてCPUで構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図4のようになる。例えば位相補償器31は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、CPUで実行される位相補償機能を示している。
【0005】
コントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算器32に入力される。又、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを決定する。操舵補助指令値Iは減算器30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差(I−i)は比例演算器35に入力され、その比例出力は加算器30Bに入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算器36に入力される。微分補償器34及び積分補償器36の出力も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算結果である電流制御値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出手段38で検出され、検出されたモータ電流値iは減算器30Aに入力されてフィードバックされると共に、異常検出手段33に入力される。
【0006】
異常検出手段33は、モータ電流検出手段38の故障や経年変化等によるオフセットの異常を検出すると共に、異常が検出された時にアラームを出力してステアリング制御を停止している。また、モータ駆動回路37には、ON/OFF制御されるスイッチSW1(例えばトランジスタ等で成る電子スイッチ)を介してバッテリ14から電力が供給されている。
【0007】
また、モータ駆動回路37の構成例を図5に示して説明すると、モータ駆動回路37は加算器30Bからの電流制御値Eに基いて電界効果トランジスタ(FET)FET1〜FET4の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路372、FET1〜FET4で成るHブリッジ回路、FET1及びFET2のハイサイド側を駆動する昇圧電源371等で構成されている。FET1及びFET2は、電流制御値Eに基いて決定されるデューティ比D1のPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際にモータ20に流れる電流Irの大きさが制御される。FET3及びFET4は、デューティ比D1の小さい領域では所定1次関数式(a,bを定数としてD2=a・D1+b)で定義されるデューティ比D2のPWM信号で駆動され、デューティ比D2も100%に達した以降、PWM信号の符合により決定されるモータ20の回転方向に応じてON/OFFされる。
【0008】
また、モータ20には、モータ20への電流の流入を遮断するためにON/OFF制御されるスイッチSW2(例えばトランジスタ等で成る電子スイッチ)が接続されている。Hブリッジ回路には電流検出用の極めて小抵抗値の抵抗Rが接地されており、この抵抗Rにモータ電流検出手段(例えば高ゲインの差動増幅器)38が接続されている。
【0009】
このような電動パワーステアリング装置は、モータ電流検出手段38の故障或いは経年変化等によるオフセットにより操舵フィーリングが低下する可能性がある。そのため、従来はイグニションキー11のON時の初期診断(電気系の故障チェック)において、モータ電流を0とする時のモータ電流検出手段38の出力電流を検出し、その検出値を補正値として予め記憶しておき、その補正値を実際の電流検出値に加算することで、精度の高い操舵フィーリングを実現していた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本来故障やある一定以上のオフセットが発生した場合は異常検出手段33がフェールとして検出し、システムを停止する必要がある。そのため、従来異常検出手段33はある値以上のオフセット値を検出した場合、フェールとして検出してシステムを停止している。この場合、例えばイグニションキー11のON時に、特にモータ電流検出手段38の前段に外乱ノイズが侵入すると、モータ電流検出手段38はゲインの高い増幅器(差動増幅器)を使用しているため、その出力にノイズがオフセット値として現れてしまい、故障が発生していないにも拘わらず、ノイズによる影響によりフェールとして誤判定する可能性があった。つまり、従来は外乱ノイズであってもモータ電流検出手段38の故障若しくはオフセットの異常と判定してしまい、システムを停止してしまっていた。
【0011】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、モータ電流検出手段の故障や経年変化等によるオフセットと外乱ノイズとの区別を確実に行い、外乱ノイズが侵入してもシステムを停止しないようにした電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵トルク及び車速に基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、モータ電流検出手段で検出されたモータ電流値とから演算した電流制御値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータを制御する制御手段を有し、前記電流制御値に基づき半導体素子4個で成るHブリッジ回路で前記モータを駆動すると共に、前記Hブリッジ回路に第1スイッチを介して電力を供給し、前記Hブリッジ回路に第2スイッチを介して前記モータを接続し、前記モータ電流検出手段が前記Hブリッジ回路の電流検出用素子に接続された構成となっており、前記モータ電流検出手段の出力により前記モータ電流検出手段の異常を検出する異常検出手段と、前記電流検出用素子と並列に接続された第3スイッチとを具備した電動パワーステアリング装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記電流制御値が0で、前記第3スイッチをONした状態での前記モータ電流検出手段の出力に基づき前記異常検出手段が前記出力値の異常を検出するチェック機能を設けることによって達成される。
【0013】
また、本発明の上記目的は、前記チェック機能をイグニションキーがONされる毎に動作することにより、或いは前記第3スイッチがONで、かつ前記電流制御値が0の場合の前記モータ電流検出手段の検出値を補正値として、実際の電流検出値に加算することによって、より効果的に達成される。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明では、電流検出用抵抗RにON/OFF制御されるスイッチSW3を並列に接続し、故障診断時にスイッチSW3をONする。スイッチSW3をONすることによりモータ電流検出のための電流検出用抵抗の値がほぼ0になり、外乱ノイズが侵入したとしても、その影響がモータ電流検出手段の出力に現れることがない。このように、ハード的にはスイッチSW3を接続するだけで他はソフト的に対応できるため、コストアップを少なく、しかも外乱ノイズによるフェールの誤判定を減少させることができる。
【0015】
以下に本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【0016】
本発明では、図5に対応させて示す図1のように、ON/OFF制御されると共に、常時はOFFされているSW3(例えばトランジスタで成る電子スイッチ)を抵抗Rに並列接続する。
【0017】
このような構成において、図2を参照してその動作を説明する。
【0018】
イグニションキーがONされた時に(ステップS1)、スイッチSW3をONし(ステップS2)、この状態においてモータ電流検出手段38はモータ電流iを検出し(ステップS3)、異常検出手段33はこのモータ電流iが異常か否かを判定する(ステップS4)。異常でなければこの時のモータ電流iをメモリに記憶し(ステップS5)、実際のモータ制御時に実モータ電流に加算する(ステップS6)。この加算され補正された電流値が操舵補助指令値に加算される。また、上記ステップS4で異常と判定された場合には、システムの動作停止となる。
【0019】
上述ではイグニションキーがONされた時にチェック機能を動作させているが、他の手段で動作させるようにしても良い。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではスイッチSW3を必要に応じてON又はOFFさせ、ON時におけるモータ電流検出手段の出力で異常をチェックしている。ハード的にはスイッチSW3を接続するだけで他はソフト的に対応できるため、コストアップが少なく、しかも外乱ノイズによるフェールの誤判定が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成例を示す構成図である。
【図2】本発明の動作例を示すフローチャートである。
【図3】電動パワーステアリング装置の一例を示す図である。
【図4】コントロールユニットの一般的な内部構成を示すブロック図である。
【図5】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
【符号の説明】
1 操向ハンドル
5 ピニオンラック機構
10 トルクセンサ
12 車速センサ
20 モータ
30 コントロールユニット
31 位相補償部
32 操舵補助指令値演算器
33 異常検出手段
37 モータ駆動回路
38 モータ電流検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that applies a steering assist force by a motor to a steering system of an automobile or a vehicle, and in particular, reliably distinguishes between offset and disturbance noise due to failure of the motor current detection means or aging. The present invention relates to an electric power steering apparatus.
[0002]
[Prior art]
An electric power steering device for energizing an automobile or vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor is an auxiliary load applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. It comes to be energized. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist torque). The feedback control adjusts the motor applied voltage so that the difference between the current control value and the motor current detection value becomes small. The adjustment of the motor applied voltage is generally performed by a PWM (pulse width modulation) control duty. This is done by adjusting the tee ratio.
[0003]
Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 3. The
[0004]
The
[0005]
The function and operation of the
[0006]
The abnormality detection means 33 detects an offset abnormality due to a failure of the motor current detection means 38 or a secular change and outputs an alarm when the abnormality is detected to stop the steering control. The
[0007]
Further, the configuration example of the
[0008]
The
[0009]
In such an electric power steering apparatus, there is a possibility that the steering feeling is lowered due to an offset due to a failure of the motor current detecting means 38 or a secular change. Therefore, conventionally, in the initial diagnosis (electrical system failure check) when the ignition key 11 is ON, the output current of the motor current detecting means 38 when the motor current is set to 0 is detected, and the detected value is used as a correction value in advance. By storing the correction value and adding the correction value to the actual current detection value, a highly accurate steering feeling has been realized.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an inherent failure or a certain offset or more occurs, the abnormality detection means 33 detects it as a failure and it is necessary to stop the system. For this reason, when the conventional abnormality detection means 33 detects an offset value greater than a certain value, it detects it as a failure and stops the system. In this case, for example, when disturbance noise intrudes in front of the motor current detecting means 38 when the ignition key 11 is turned on, the motor current detecting means 38 uses an amplifier (differential amplifier) having a high gain, and therefore its output In this case, noise appears as an offset value, and there is a possibility of erroneous determination as a failure due to the influence of noise even though no failure has occurred. That is, conventionally, even disturbance noise is determined as a failure of the motor current detection means 38 or an abnormality of the offset, and the system is stopped.
[0011]
The present invention has been made under the circumstances as described above, and the object of the present invention is to reliably distinguish between offset and disturbance noise due to failure of the motor current detection means, aging, etc. It is another object of the present invention to provide an electric power steering device that does not stop the system.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a steering assist force to a steering mechanism based on a current control value calculated from a steering assist command value calculated by a calculation means based on a steering torque and a vehicle speed and a motor current value detected by a motor current detection means. Control means for controlling the motor for supplying the motor with the H bridge circuit comprising four semiconductor elements based on the current control value, and supplying power to the H bridge circuit via the first switch. The motor is connected to the H bridge circuit via a second switch, and the motor current detection means is connected to the current detection element of the H bridge circuit, and the output of the motor current detection means The electric power step comprises an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the motor current detecting means by means of a third switch connected in parallel with the current detecting element. The object of the present invention is to provide an abnormality of the output value based on the output of the motor current detection means when the current control value is 0 and the third switch is turned on. This is achieved by providing a check function for detecting.
[0013]
Further, the object of the present invention is to provide the motor current detecting means when the check function is operated every time an ignition key is turned on, or when the third switch is ON and the current control value is 0. This is achieved more effectively by adding the detected value as a correction value to the actual detected current value.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, a switch SW3 that is ON / OFF controlled is connected in parallel to the current detection resistor R, and the switch SW3 is turned ON during failure diagnosis. When the switch SW3 is turned ON, the value of the current detection resistor for detecting the motor current becomes almost zero, and even if disturbance noise enters, the influence does not appear in the output of the motor current detection means. In this way, hardware can be handled by simply connecting the switch SW3, so that the others can be handled by software, so that the cost increase can be reduced and the erroneous determination of failure due to disturbance noise can be reduced.
[0015]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
In the present invention, as shown in FIG. 1 corresponding to FIG. 5, SW3 (for example, an electronic switch made of a transistor) which is ON / OFF controlled and normally turned off is connected in parallel to the resistor R.
[0017]
In such a configuration, the operation will be described with reference to FIG.
[0018]
When the ignition key is turned on (step S1), the switch SW3 is turned on (step S2). In this state, the motor current detection means 38 detects the motor current i (step S3), and the abnormality detection means 33 detects the motor current. It is determined whether i is abnormal (step S4). If not abnormal, the motor current i at this time is stored in the memory (step S5) and added to the actual motor current during actual motor control (step S6). This added and corrected current value is added to the steering assist command value. If it is determined in step S4 that there is an abnormality, the system operation is stopped.
[0019]
In the above description, the check function is operated when the ignition key is turned on, but it may be operated by other means.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the switch SW3 is turned on or off as necessary, and the abnormality is checked by the output of the motor current detecting means at the time of turning on. In terms of hardware, only the switch SW3 is connected, and the others can be handled in software, so that the cost increase is small and the erroneous determination of failure due to disturbance noise is remarkably improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an electric power steering apparatus.
FIG. 4 is a block diagram showing a general internal configuration of a control unit.
FIG. 5 is a connection diagram illustrating an example of a motor drive circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001374092A JP4032724B2 (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001374092A JP4032724B2 (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Electric power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003170853A JP2003170853A (en) | 2003-06-17 |
JP4032724B2 true JP4032724B2 (en) | 2008-01-16 |
Family
ID=19182704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001374092A Expired - Fee Related JP4032724B2 (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Electric power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4032724B2 (en) |
-
2001
- 2001-12-07 JP JP2001374092A patent/JP4032724B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003170853A (en) | 2003-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3484968B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3991416B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
US20080004773A1 (en) | Control device for electric power steering apparatus | |
JP4241392B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3284786B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP4849065B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3663880B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3601967B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP4474662B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JPH0924846A (en) | Controller for electric power steering device | |
JP3550978B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JPH11263240A (en) | Controller for motor power steering device | |
JP4032724B2 (en) | Electric power steering device | |
JP4021186B2 (en) | Electric power steering device | |
JP3598707B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JPH10197367A (en) | Controller for motor-driven power steering apparatus | |
JP3666244B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3641921B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3666160B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP3385763B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP5266913B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
JP2957059B2 (en) | Electric power steering control device | |
JP2003081110A (en) | Control device for electric power steering device | |
JPH08150946A (en) | Control device of motor-driven power steering device | |
JP2004009929A (en) | Electric power steering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050315 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20050315 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061121 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20070116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20071002 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20071015 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |