JPH0520976U - Electric power steering device - Google Patents
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- JPH0520976U JPH0520976U JP048666U JP4866692U JPH0520976U JP H0520976 U JPH0520976 U JP H0520976U JP 048666 U JP048666 U JP 048666U JP 4866692 U JP4866692 U JP 4866692U JP H0520976 U JPH0520976 U JP H0520976U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 操舵補助用の電動モータに地絡故障が生じた
際の故障検出時間を短くし、安全性を高くする。
【構成】 第１電流検出用抵抗３及び第１電流検出回路
30（又は第２電流検出用抵抗４及び第２電流検出回路4
0）にて直流モータ１へ流入する電流を検出し、第２電
流検出用抵抗４及び第２電流検出回路40（又は第１電流
検出用抵抗３及び第１電流検出回路30）にて直流モータ
１から流出する電流を検出し、制御部７において、検出
された流入電流と、流出電流との差を求め、求めた電流
の差に基づいて地絡故障による電動モータの異常を検出
し、電動モータの異常が検出された場合は、フェイルセ
ーフリレー回路６によって電動モータによる操舵力の補
助を禁止するようにしてある。
(57) [Summary] [Purpose] Shorten the failure detection time when a ground fault occurs in the steering assist electric motor, and improve safety. [Structure] First current detection resistor 3 and first current detection circuit
30 (or second current detection resistor 4 and second current detection circuit 4
The current flowing into the DC motor 1 is detected at 0) and the DC motor is detected at the second current detecting resistor 4 and the second current detecting circuit 40 (or the first current detecting resistor 3 and the first current detecting circuit 30). The electric current flowing out of 1 is detected, the control unit 7 obtains the difference between the detected inflow current and the outflow current, and the abnormality of the electric motor due to the ground fault is detected based on the obtained current difference. When a motor abnormality is detected, the fail-safe relay circuit 6 prohibits the electric motor from assisting the steering force.
Description
【０００１】[0001]
本考案は自動車の舵輪操作に要する力を補助する電動パワーステアリング装置 に関する。 The present invention relates to an electric power steering device that assists a force required to operate a steering wheel of an automobile.
【０００２】[0002]
舵輪に加えられた操舵トルクを検出し、この検出トルクに応じて定めた駆動電 流を操舵補助用の直流モータに通流させて該直流モータを駆動し、自動車の操舵 に要する力を直流モータの回転力により補助せしめ、運転者に快適な操舵感覚を 提供する電動パワーステアリング装置が開発されている。このような電動パワー ステアリング装置において、前記直流モータの駆動回路は、４つのパワートラン ジスタよりなるブリッジ回路で構成されている。 The steering torque applied to the steering wheel is detected, and a driving current determined according to the detected torque is passed through a DC motor for steering assistance to drive the DC motor, and the force required for steering the vehicle is controlled by the DC motor. An electric power steering system has been developed that provides a comfortable steering feeling to the driver by assisting with the rotational force of the. In such an electric power steering apparatus, the drive circuit of the DC motor is composed of a bridge circuit including four power transistors.
【０００３】 図１は従来の電動パワーステアリング装置の制御系の構成を示す模式的ブロッ ク図である。図中１は操舵補助用の直流モータであり、直流モータ１はモータ駆 動回路２によって駆動されるようになっている。モータ駆動回路２は、スイッチ ング素子である２つの正転用パワートランジスタ20a,20b と、２つの逆転用パワ ートランジスタ20c,20d とからなるブリッジ回路で構成されている。正転用パワ ートランジスタ20a と逆転用パワートランジスタ20d とは直列接続され、逆転用 パワートランジスタ20c と正転用パワートランジスタ20b とは直列接続されてお り、両直列回路が並列に接続されている。そして、正転用パワートランジスタ20 a と逆転用パワートランジスタ20d との接続点と、逆転用パワートランジスタ20 c と正転用パワートランジスタ20b との接続点との間に直流モータ１が接続され ている。FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a control system of a conventional electric power steering apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a steering assisting DC motor, and the DC motor 1 is driven by a motor drive circuit 2. The motor drive circuit 2 is composed of a bridge circuit composed of two forward rotation power transistors 20a and 20b which are switching elements and two reverse rotation power transistors 20c and 20d. The forward power transistor 20a and the reverse power transistor 20d are connected in series, the reverse power transistor 20c and the forward power transistor 20b are connected in series, and both series circuits are connected in parallel. The DC motor 1 is connected between the connection point between the forward rotation power transistor 20a and the reverse rotation power transistor 20d and the connection point between the reverse rotation power transistor 20c and the forward rotation power transistor 20b.
【０００４】 また、正転用パワートランジスタ20a のコレクタと逆転用パワートランジスタ 20c のコレクタとは、電流検出用抵抗８及びフェイルセーフリレー回路６を介し て主電源５に接続されている。一方、正転用パワートランジスタ20b のエミッタ と逆転用パワートランジスタ20d のエミッタとは、電流検出用抵抗９を介して接 地されている。そして、正転用パワートランジスタ20a,20b 及び逆転用パワート ランジスタ20c,20d の夫々のベースは、制御部７に接続されている。前記フェイ ルセーフリレー回路６は、それをオンした場合に主電源５からモータ駆動回路２ へ給電し、それをオフした場合にその給電を断つリレー接点（図示せず）を備え ており、該リレー接点の動作は制御部７によって制御されるようになっている。 また、前記電流検出用抵抗８は、過電流検出回路80に接続されモータ駆動回路２ に流入する電流を検出し、その検出結果を制御部７へ与えるようになっている。 同様に、前記電流検出用抵抗９は、電流検出回路90に接続され、直流モータ１に 流れる電流を検出し、その検出結果を制御部７へ与えるようになっている。The collector of the forward power transistor 20 a and the collector of the reverse power transistor 20 c are connected to the main power source 5 via the current detection resistor 8 and the fail safe relay circuit 6. On the other hand, the emitter of the forward power transistor 20b and the emitter of the reverse power transistor 20d are grounded via the current detecting resistor 9. The bases of the forward power transistors 20a and 20b and the reverse power transistors 20c and 20d are connected to the control unit 7. The fail-safe relay circuit 6 is equipped with a relay contact (not shown) that supplies power from the main power supply 5 to the motor drive circuit 2 when it is turned on and cuts off the power supply when it is turned off. The operation of the contacts is controlled by the controller 7. Further, the current detection resistor 8 is connected to the overcurrent detection circuit 80, detects the current flowing into the motor drive circuit 2, and gives the detection result to the control unit 7. Similarly, the current detection resistor 9 is connected to the current detection circuit 90, detects the current flowing through the DC motor 1, and gives the detection result to the control unit 7.
【０００５】 制御部７は、図示しないトルクセンサ及び車速センサの検出結果に基づいてモ ータ１の操舵力補助量を演算する操舵補助量制御を行うと共に、前記トルクセン サ，車速センサ及びモータ駆動回路２等のパワーステアリング装置の故障を検出 した場合に前記フェイルセーフリレー回路６のリレー接点をオフにするフェイル セーフ制御を行うマイクロコンピュータ（図示せず）と、該マイクロコンピュー タによって求められた操舵力補助量に応じたPWM 出力（以下PWM 信号という）を 得るPWM 変調回路（図示せず）とを備えている。The control unit 7 performs steering assist amount control for calculating a steering force assist amount of the motor 1 based on detection results of a torque sensor and a vehicle speed sensor (not shown), and also controls the torque sensor, the vehicle speed sensor and the motor drive. A microcomputer (not shown) for performing fail-safe control for turning off the relay contact of the fail-safe relay circuit 6 when a failure of the power steering device such as the circuit 2 is detected, and the microcomputer. It is equipped with a PWM modulation circuit (not shown) that obtains a PWM output (hereinafter referred to as a PWM signal) according to the steering force assistance amount.
【０００６】 このように構成された電動パワーステアリング装置の動作について説明する。 直流モータ１を正転駆動する場合、前記PWM 変調回路から出力されるモータ制御 用のPWM 信号が正転用パワートランジスタ20a のベースに与えられると共に正転 用パワートランジスタ20b を連続的にオンさせるモータ制御用連続信号が正転用 パワートランジスタ20b のベースに与えられる。従ってこの場合は、正転用パワ ートランジスタ20a がPWM 信号に応じてオンされる毎に主電源５，フェイルセー フリレー回路６，電流検出用抵抗８, 正転用パワートランジスタ20a ，直流モー タ１，正転用パワートランジスタ20b ，電流検出用抵抗９の順に電流が流れ、直 流モータ１が正転駆動される。The operation of the thus configured electric power steering device will be described. When the DC motor 1 is driven in the forward direction, the motor control PWM signal output from the PWM modulation circuit is applied to the base of the forward rotation power transistor 20a, and the forward rotation power transistor 20b is continuously turned on. A continuous signal for application is given to the base of the power transistor 20b for forward rotation. Therefore, in this case, every time the forward power transistor 20a is turned on in response to the PWM signal, the main power supply 5, the fail-safe relay circuit 6, the current detection resistor 8, the forward power transistor 20a, the direct current motor 1, the normal rotation A current flows in the order of the power transistor 20b and the current detection resistor 9 to drive the direct current motor 1 in the forward direction.
【０００７】 また、直流モータ１を逆転駆動する場合、前記PWM 変調回路から出力されるPW M 信号が逆転用パワートランジスタ20c のベースに与えられると共に逆転用パワ ートランジスタ20d を連続的にオンさせるモータ制御用連続信号が逆転用パワー トランジスタ20d のベースに与えられる。従ってこの場合は、逆転用パワートラ ンジスタ20c がPWM 信号に応じてオンされる毎に主電源５，フェイルセーフリレ ー回路６，電流検出用抵抗８, 逆転用パワートランジスタ20c , 直流モータ１， 逆転用パワートランジスタ20d,電流検出用抵抗９の順に電流が流れ、直流モータ １が逆転駆動される。いずれの場合もPWM 信号のデューティ比によって駆動力が 調節される。Further, when the DC motor 1 is driven in reverse, a PW M signal output from the PWM modulation circuit is given to the base of the reverse power transistor 20c and the reverse power transistor 20d is continuously turned on. A continuous control signal is applied to the base of the reverse power transistor 20d. Therefore, in this case, every time the reverse rotation power transistor 20c is turned on in response to the PWM signal, the main power supply 5, the fail safe relay circuit 6, the current detection resistor 8, the reverse rotation power transistor 20c, the DC motor 1, the reverse rotation A current flows in the order of the power transistor 20d and the current detection resistor 9, and the DC motor 1 is driven in reverse. In either case, the driving force is adjusted by the duty ratio of the PWM signal.
【０００８】 ところが、例えば、直流モータ１に電流が流れているときに、直流モータ１に 地絡故障が発生すると、直流モータ１に大電流が流れ、運転者が意図する以上の 操舵補助力が働き、危険な操舵状態となる。However, for example, when a ground fault occurs in the DC motor 1 while current is flowing in the DC motor 1, a large current flows in the DC motor 1 and a steering assist force more than intended by the driver is generated. It will work and become in a dangerous steering state.
【０００９】 このように直流モータ１の地絡故障による大電流が流れると、モータ駆動回路 ２へ流入する電流が増大するので、制御部７では、前記大電流に起因する危険な 操舵状態を防ぐため、過電流検出回路80の検出結果が所定値を超えるか否を監視 し、前記検出結果が所定のしきい値を超え、その状態が所定時間継続した場合に 、フェイルセーフリレー回路６のリレー接点をオフさせてモータ駆動回路２への 給電を断ち、直流モータ１を強制的に停止させるフェイルセーフ制御を実行させ ていた。When a large current flows due to the ground fault of the DC motor 1 as described above, the current flowing into the motor drive circuit 2 increases, so that the control unit 7 prevents a dangerous steering state due to the large current. Therefore, it is monitored whether the detection result of the overcurrent detection circuit 80 exceeds a predetermined value, and when the detection result exceeds a predetermined threshold value and the state continues for a predetermined time, the relay of the fail-safe relay circuit 6 is detected. The contact was turned off, the power supply to the motor drive circuit 2 was cut off, and the fail-safe control for forcibly stopping the DC motor 1 was executed.
【００１０】 図２は直流モータ１の地絡故障が生じた場合の過電流検出回路80の電流検出値 の推移を示すグラフであり、縦軸に電流検出値、横軸に経過時間を夫々とり、こ れらの関係を示してある。図２においては、時間ｔ1 に直流モータ１の地絡故障 が生じており、地絡故障が生じると、直流モータ１に通流する電流が、直流モー タ１の電気的時定数に応じて１次遅れ的に増加し、前記電流は時間ｔ4 にて所定 のしきい値Ａとなる。そして、電流がしきい値Ａ以上を所定時間継続した、時間 ｔ5 にて前記フェイルセーフ制御が実行されていた。FIG. 2 is a graph showing the transition of the current detection value of the overcurrent detection circuit 80 when the ground fault of the DC motor 1 occurs, in which the vertical axis shows the current detection value and the horizontal axis shows the elapsed time. , The relationship between them is shown. In FIG. 2, the ground fault of the DC motor 1 occurs at time t 1 , and when the ground fault occurs, the current flowing through the DC motor 1 depends on the electrical time constant of the DC motor 1. The current increases first-orderly, and the current reaches a predetermined threshold value A at time t 4 . Then, the fail-safe control was executed at time t 5 when the current continued to be equal to or higher than the threshold value A for a predetermined time.
【００１１】[0011]
しかしながら、前述の如き従来の電動パワーステアリング装置においては、地 絡故障により直流モータ１に流れる大電流は、直流モータ１の電気的時定数に応 じて１次遅れ的に増加するので、電流がしきい値Ａ以上となるまでに、ある程度 の時間が必要である。このように地絡故障の検出に必要以上の時間を要すると、 その分、運転者が意図する以上の操舵補助力が働く時間が長くなり、危険な操舵 状態が長く継続するという問題があった。 However, in the conventional electric power steering apparatus as described above, a large current flowing in the DC motor 1 due to a ground fault increases in a first-order lag according to the electrical time constant of the DC motor 1, so that the current is increased. It takes a certain amount of time to reach the threshold value A or higher. If it takes more time than necessary to detect a ground fault, there is a problem that the steering assist force works longer than the driver intends, and the dangerous steering state continues for a long time. .
【００１２】 本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用の電動モータに 地絡故障が生じた際の故障検出時間が短く、安全性が高い電動パワーステアリン グ装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an electric power steering device with high safety and short failure detection time when a ground fault occurs in an electric motor for steering assistance. The purpose is to
【００１３】[0013]
本考案に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータにより操舵力を補助 する電動パワーステアリング装置において、前記電動モータへ流入する電流を検 出する手段と、前記電動モータから流出する電流を検出する手段と、これらの手 段で検出された夫々の電流の差を求める手段と、求めた電流の差に基づいて前記 電動パワーステアリング装置の異常を検出する手段と、異常を検出したときに前 記電動モータによる操舵力の補助を禁止する手段とを具備することを特徴とする 。 The electric power steering apparatus according to the present invention is an electric power steering apparatus that assists a steering force by an electric motor, comprising means for detecting a current flowing into the electric motor, and means for detecting a current flowing out from the electric motor. A means for obtaining a difference between respective currents detected by these means, a means for detecting an abnormality of the electric power steering device based on the obtained difference in current, and an electric motor as described above when the abnormality is detected. Means for prohibiting the assistance of the steering force by the.
【００１４】[0014]
電動モータに地絡故障が発生すると、電動モータへ流入する電流は電動モータ の電気的時定数に応じて１次遅れ的に上昇し、電動モータから流出する電流は急 激に低下し、略零になる。本考案にあっては、電動モータに流入する電流の検出 結果と、電動モータから流出する電流の検出結果との差を求め、この差に基づい て地絡故障による電動モータの異常が検出されるが、この場合、具体的には、前 記差が所定値を超えた場合に、地絡故障による電動モータの異常と判断される。 このように電動モータへ流入する電流と、電動モータから流出する電流との差に 基づいて電動モータの異常を検出すると、電動モータから流出する電流は急激に 低下するので、前記差は短時間で大きくなるため、地絡故障による電動モータの 異常は短時間で検出される。 When a ground fault occurs in the electric motor, the current flowing into the electric motor rises with a first-order lag in accordance with the electric time constant of the electric motor, and the current flowing out of the electric motor drops sharply to almost zero. become. In the present invention, the difference between the detection result of the current flowing into the electric motor and the detection result of the current flowing out of the electric motor is obtained, and the abnormality of the electric motor due to the ground fault is detected based on this difference. However, in this case, specifically, when the difference exceeds the predetermined value, it is determined that the electric motor is abnormal due to a ground fault. When an abnormality of the electric motor is detected based on the difference between the current flowing into the electric motor and the current flowing out of the electric motor in this way, the current flowing out of the electric motor sharply decreases, so that the difference is short. Since it becomes large, an abnormality in the electric motor due to a ground fault can be detected in a short time.
【００１５】[0015]
以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて具体的に説明する。図３は本考 案に係る電動パワーステアリング装置の制御系の構成を示す模式的ブロック図で ある。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing an embodiment thereof. FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the control system of the electric power steering apparatus according to the present proposal.
【００１６】 図中１は操舵補助用の直流モータであり、直流モータ１はモータ駆動回路２に よって駆動されるようになっている。モータ駆動回路２は、スイッチング素子で ある２つの正転用パワートランジスタ20a,20b と、２つの逆転用パワートランジ スタ20c,20d とからなるブリッジ回路で構成されている。正転用パワートランジ スタ20a と逆転用パワートランジスタ20d とは直列接続され、逆転用パワートラ ンジスタ20c と正転用パワートランジスタ20b とは直列接続されており、両直列 回路が並列に接続されている。そして、正転用パワートランジスタ20a と逆転用 パワートランジスタ20d との接続点と、直流モータ１とが第１電流検出用抵抗３ を介して接続されており、逆転用パワートランジスタ20c と正転用パワートラン ジスタ20b との接続点と、直流モータ１とが第２電流検出用抵抗４を介して接続 されている。In the figure, reference numeral 1 denotes a steering assisting DC motor, and the DC motor 1 is driven by a motor drive circuit 2. The motor drive circuit 2 is composed of a bridge circuit composed of two forward rotation power transistors 20a and 20b, which are switching elements, and two reverse rotation power transistors 20c and 20d. The forward power transistor 20a and the reverse power transistor 20d are connected in series, the reverse power transistor 20c and the forward power transistor 20b are connected in series, and both series circuits are connected in parallel. The connection point between the forward rotation power transistor 20a and the reverse rotation power transistor 20d and the DC motor 1 are connected via the first current detecting resistor 3, and the reverse rotation power transistor 20c and the forward rotation power transistor are connected. The connection point with 20b and the DC motor 1 are connected via the second current detecting resistor 4.
【００１７】 また、正転用パワートランジスタ20a のコレクタと逆転用パワートランジスタ 20c のコレクタとは、フェイルセーフリレー回路６を介して主電源５に接続され ている。一方、正転用パワートランジスタ20b のエミッタと逆転用パワートラン ジスタ20d のエミッタとは、接地されている。そして、正転用パワートランジス タ20a,20b 及び逆転用パワートランジスタ20c,20d の夫々のベースは、制御部７ に接続されている。前記フェイルセーフリレー回路６は、それをオンした場合に 主電源５からモータ駆動回路２へ給電し、それをオフした場合にその給電を断つ リレー接点（図示せず）を備えており、該リレー接点の動作は制御部７によって 制御されるようになっている。The collector of the forward rotation power transistor 20 a and the collector of the reverse rotation power transistor 20 c are connected to the main power source 5 via the fail-safe relay circuit 6. On the other hand, the emitter of the forward power transistor 20b and the emitter of the reverse power transistor 20d are grounded. The bases of the forward power transistors 20a and 20b and the reverse power transistors 20c and 20d are connected to the control unit 7. The fail-safe relay circuit 6 is equipped with a relay contact (not shown) that supplies power from the main power supply 5 to the motor drive circuit 2 when it is turned on and cuts off the power supply when it is turned off. The operation of the contacts is controlled by the controller 7.
【００１８】 また、前記第１電流検出用抵抗３は、第１電流検出回路30に接続されており、 該第１電流検出回路30は、直流モータ１へ流入又は流出する電流を検出し、その 検出結果を制御部７へ与えるようになっている。同様に、前記第２電流検出用抵 抗４は、第２電流検出回路40に接続されており、該第２電流検出回路40は、直流 モータ１へ流入又は流出する電流を検出し、その検出結果を制御部７へ与えるよ うになっている。Further, the first current detecting resistor 3 is connected to a first current detecting circuit 30, and the first current detecting circuit 30 detects a current flowing into or out of the DC motor 1, The detection result is given to the control unit 7. Similarly, the second current detection resistor 4 is connected to the second current detection circuit 40, which detects the current flowing in or out of the DC motor 1 and detects the current. The result is given to the control unit 7.
【００１９】 制御部７は、図示しないトルクセンサ及び車速センサの検出結果に基づいてモ ータ１の操舵力補助量を演算する操舵補助量制御を行うと共に、前記トルクセン サ，車速センサ及びモータ駆動回路２等のパワーステアリング装置の故障を検出 した場合に前記フェイルセーフリレー回路６のリレー接点をオフにするフェイル セーフ制御を行うマイクロコンピュータ（図示せず）と、該マイクロコンピュー タによって求められた操舵力補助量に応じたPWM 出力（以下PWM 信号という）を 得るPWM 変調回路（図示せず）とを備えている。The control unit 7 performs a steering assist amount control for calculating a steering force assist amount of the motor 1 based on detection results of a torque sensor and a vehicle speed sensor (not shown), and also controls the torque sensor, the vehicle speed sensor and the motor drive. A microcomputer (not shown) for performing fail-safe control for turning off the relay contact of the fail-safe relay circuit 6 when a failure of the power steering device such as the circuit 2 is detected, and the microcomputer. It is equipped with a PWM modulation circuit (not shown) that obtains a PWM output (hereinafter referred to as a PWM signal) according to the steering force assistance amount.
【００２０】 このように構成された電動パワーステアリング装置の制御系の動作について説 明する。直流モータ１を正転駆動する場合、前記PWM 変調回路から出力されるモ ータ制御用のPWM 信号が正転用パワートランジスタ20a のベースに与えられると 共に正転用パワートランジスタ20b を連続的にオンさせるモータ制御用連続信号 が正転用パワートランジスタ20b のベースに与えられる。従ってこの場合は、正 転用パワートランジスタ20a がPWM 信号に応じてオンされる毎に主電源５，フェ イルセーフリレー回路６，正転用パワートランジスタ20a ，第１電流検出用抵抗 ３，直流モータ１，第２電流検出用抵抗４，正転用パワートランジスタ20b の順 に電流が流れ、直流モータ１が正転駆動される。The operation of the control system of the thus configured electric power steering apparatus will be described. When the DC motor 1 is driven in the forward direction, the PWM signal for motor control output from the PWM modulation circuit is given to the base of the forward power transistor 20a, and the forward power transistor 20b is continuously turned on. A continuous signal for motor control is given to the base of the power transistor 20b for forward rotation. Therefore, in this case, every time the forward power transistor 20a is turned on in response to the PWM signal, the main power supply 5, the fail-safe relay circuit 6, the forward power transistor 20a, the first current detection resistor 3, the DC motor 1, A current flows in the order of the second current detection resistor 4 and the forward rotation power transistor 20b, and the DC motor 1 is driven forward.
【００２１】 また、直流モータ１を逆転駆動する場合、前記PWM 変調回路から出力されるPW M 信号が逆転用パワートランジスタ20c のベースに与えられると共に逆転用パワ ートランジスタ20d を連続的にオンさせるモータ制御用連続信号が逆転用パワー トランジスタ20d のベースに与えられる。従ってこの場合は、逆転用パワートラ ンジスタ20c がPWM 信号に応じてオンされる毎に主電源５，フェイルセーフリレ ー回路６，逆転用パワートランジスタ20c , 第２電流検出用抵抗４，直流モータ １，第１電流検出用抵抗３，逆転用パワートランジスタ20d の順に電流が流れ、 直流モータ１が逆転駆動される。いずれの場合もPWM 信号のデューティ比によっ て駆動力が調節される。When the DC motor 1 is driven in reverse, the PWM signal output from the PWM modulation circuit is given to the base of the reverse power transistor 20c and the reverse power transistor 20d is continuously turned on. A continuous control signal is applied to the base of the reverse power transistor 20d. Therefore, in this case, every time the reverse power transistor 20c is turned on in response to the PWM signal, the main power supply 5, the fail safe relay circuit 6, the reverse power transistor 20c, the second current detecting resistor 4, the DC motor 1, A current flows in the order of the first current detecting resistor 3 and the reverse power transistor 20d, and the DC motor 1 is reversely driven. In either case, the driving force is adjusted by the duty ratio of the PWM signal.
【００２２】 前述の如き構成の電動パワーステアリング装置の制御系では、例えば、直流モ ータ１の正転駆動時に直流モータ１にＰ点で地絡故障が発生すると、第１電流検 出用抵抗３に流れる電流は増加し、一方、第２電流検出用抵抗４に流れる電流は 減少して略零になる。即ち、第１電流検出回路30の電流検出値が直流モータ１の 電気的時定数に応じて１次遅れ的に上昇し、第２電流検出回路40の電流検出値が 略零になる。また、例えば、直流モータ１の逆転駆動時に直流モータ１にＱ点で 地絡故障が発生すると、第２電流検出用抵抗４に流れる電流は増加し、一方、第 １電流検出用抵抗３に流れる電流は減少して略零になる。即ち、第２電流検出回 路40の電流検出値が直流モータ１の電気的時定数に応じて１次遅れ的に上昇し、 第１電流検出回路30の電流検出値が略零になる。In the control system of the electric power steering apparatus having the above-mentioned configuration, for example, when a ground fault occurs at the point P in the DC motor 1 when the DC motor 1 is driven in the forward direction, the first current detection resistor is used. The current flowing through 3 increases, while the current flowing through the second current detecting resistor 4 decreases and becomes almost zero. That is, the current detection value of the first current detection circuit 30 increases in the first-order lag according to the electrical time constant of the DC motor 1, and the current detection value of the second current detection circuit 40 becomes substantially zero. Further, for example, when a ground fault occurs in the DC motor 1 at the point Q when the DC motor 1 is driven in reverse, the current flowing through the second current detecting resistor 4 increases, while the current flowing through the first current detecting resistor 3 flows. The current decreases to almost zero. That is, the current detection value of the second current detection circuit 40 increases in the first-order lag according to the electrical time constant of the DC motor 1, and the current detection value of the first current detection circuit 30 becomes substantially zero.
【００２３】 直流モータ１に地絡故障が発生すると、前述の如く第１電流検出回路30及び第 ２電流検出回路40の電流検出値が変化するので、前述の如く制御部７では、第１ 電流検出回路30及び第２電流検出回路40の検出結果に基づいて直流モータ１を監 視し、直流モータ１に地絡故障が検出された場合は、前記フェイルセーフ制御を 行わせる。When a ground fault occurs in the DC motor 1, the current detection values of the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 change as described above. Therefore, in the control unit 7, the first current detection circuit changes as described above. The DC motor 1 is monitored based on the detection results of the detection circuit 30 and the second current detection circuit 40, and when a ground fault is detected in the DC motor 1, the fail safe control is performed.
【００２４】 次に、制御部７で行われる直流モータ１の地絡故障監視制御方法について説明 する。図４は制御部７で行われる直流モータ１の地絡故障監視制御手順を表すフ ローチャートである。Next, a method of monitoring and controlling the ground fault of the DC motor 1 performed by the control unit 7 will be described. FIG. 4 is a flow chart showing a ground fault monitoring control procedure of the DC motor 1 performed by the control unit 7.
【００２５】 まず、演算周期を定めるタイマの計時値が設定値になったか否かを判別する（ ステップS1) 。タイマの計時値が設定値になっていないと判別された場合は、リ ターンし、一方、タイマの計時値が設定値になっていると判別された場合は、第 １電流検出回路30の電流検出値Ｉ1 及び第２電流検出回路40の電流検出値Ｉ2 を 夫々読み込む（ステップS2) 。First, it is determined whether or not the measured value of the timer that determines the calculation cycle reaches the set value (step S1). If it is determined that the timed value of the timer is not the set value, it returns. On the other hand, if it is determined that the timed value of the timer is the set value, the current of the first current detection circuit 30 The detection value I 1 and the current detection value I 2 of the second current detection circuit 40 are read (step S2).
【００２６】 次に、読み込まれた電流検出値Ｉ1 と、電流検出値Ｉ2 との差の絶対値を求め 、求めた絶対値が、予め定められたしきい値ΔＩよりも小さいか否かを判定する （ステップS3) 。前記絶対値がしきい値ΔＩよりも小さいと判別された場合は、 即ち直流モータ１に地絡故障が生じていない場合は、フェイルセーフリレー回路 ６を動作させるために計数を行うＮＧカウンタの値をクリアする（ステップS4) 。Next, the absolute value of the difference between the read current detection value I 1 and the current detection value I 2 is calculated, and whether the calculated absolute value is smaller than a predetermined threshold value ΔI or not Is determined (step S3). When it is determined that the absolute value is smaller than the threshold value ΔI, that is, when the DC motor 1 has no ground fault, the value of the NG counter that counts to operate the fail-safe relay circuit 6. Is cleared (step S4).
【００２７】 一方、前記絶対値がしきい値ΔＩよりも小さくないと判別された場合、即ち直 流モータ１に地絡故障が生じた場合は、前記ＮＧカウンタの計数値を１カウント 増加（インクリメント）させ（ステップS5) 、ＮＧカウンタの計数値が予め定め られた設定値を超えたか否かを判別する（ステップS6) 。On the other hand, when it is determined that the absolute value is not smaller than the threshold value ΔI, that is, when the ground fault occurs in the DC motor 1, the count value of the NG counter is incremented by 1 count (increment). ) (Step S5), and it is determined whether or not the count value of the NG counter has exceeded a predetermined set value (step S6).
【００２８】 ステップS6においてＮＧカウンタの計数値が設定値を超えていないと判別され た場合は、リターンし、一方、ステップS7においてＮＧカウンタの計数値が設定 値を超えたと判別された場合は、前述の如きフェイルセーフ制御を実行させる処 理を行う。If it is determined in step S6 that the count value of the NG counter does not exceed the set value, the process returns, while if it is determined in step S7 that the count value of the NG counter has exceeded the set value, Perform the processing to execute the fail-safe control as described above.
【００２９】 図５は正転駆動時の直流モータ１に図３のＰ点で地絡故障が生じた場合の第１ 電流検出回路30の電流検出値Ｉ1 及び第２電流検出回路40の電流検出値Ｉ2 の推 移を示すグラフであり、縦軸に電流検出値、横軸に経過時間を夫々とり、これら の関係を示してある。図５においては、時間ｔ1 に直流モータ１の地絡故障が生 じており、地絡故障が生じると、電流検出値Ｉ1 は、直流モータ１の電気的時定 数に応じて１次遅れ的に増加し、電流検出値Ｉ2 は急速に零となって行く。電流 検出値Ｉ1 と、電流検出値Ｉ2 との差の絶対値は、時間ｔ2 にて、しきい値ΔＩ となり、前記絶対値が、しきい値ΔＩ以上を所定時間継続した時間ｔ3 にてフェ イルセーフ制御が実行される。FIG. 5 shows the current detection value I 1 of the first current detection circuit 30 and the current of the second current detection circuit 40 when a ground fault occurs at point P in FIG. It is a graph showing the transition of the detected value I 2 , and the vertical axis shows the detected current value and the horizontal axis shows the elapsed time, and the relationship between them is shown. In FIG. 5, the ground fault of the DC motor 1 occurs at the time t 1 , and when the ground fault occurs, the detected current value I 1 becomes the first order according to the electrical time constant of the DC motor 1. The current detection value I 2 rapidly increases to zero with a lag. The absolute value of the difference between the detected current value I 1 and the detected current value I 2 becomes a threshold value ΔI at time t 2 , and the absolute value continues for a predetermined time above the threshold value ΔI for a time t 3 Fail-safe control is executed at.
【００３０】 この図５の時間軸のスケールと、前記図２の時間軸のスケールとは略等しくな っている。このため、図５と図２とを比較すると、本考案装置は、従来装置より も早く直流モータ１に地絡故障を検出できることが明らかである。The time axis scale of FIG. 5 and the time axis scale of FIG. 2 are substantially equal to each other. Therefore, comparing FIG. 5 with FIG. 2, it is clear that the device of the present invention can detect the ground fault in the DC motor 1 earlier than the conventional device.
【００３１】 このように電動モータへ流入する電流と、電動モータから流出する電流との差 に基づいて電動モータの異常を検出すると、電動モータから流出する電流は急激 に低下するので、前記差は短時間で大きくなるため、地絡故障による電動モータ の異常は短時間で検出される。When an abnormality of the electric motor is detected based on the difference between the electric current flowing into the electric motor and the electric current flowing out of the electric motor as described above, the electric current flowing out of the electric motor sharply decreases. Since it grows in a short time, an electric motor abnormality due to a ground fault can be detected in a short time.
【００３２】 次に、本考案のその他の実施例について説明する。図６は本考案のその他の実 施例の制御系の構成を示す模式的ブロック図であり、図６において図３と一致す るものには同番号を付し、その説明を省略する。Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic block diagram showing the configuration of a control system according to another embodiment of the present invention. In FIG. 6, parts that are the same as those in FIG. 3 are given the same numbers and their explanations are omitted.
【００３３】 図６の制御系は、第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40に特徴がある。 第１電流検出回路30は、増幅器31の正側入力端子が、抵抗32を介して第１電流検 出用抵抗３の一方の端子（モータ１側の端子）に接続され、増幅器31の負側入力 端子が、抵抗33を介して第１電流検出用抵抗３の他方の端子に接続され、また、 前記正側入力端子が、抵抗34を介してオフセット電源35に接続され、前記増幅器 31の出力端子と前記負側入力端子とが抵抗36を介して接続された構成となってお り、第１電流検出用抵抗３の両端電圧を検出し、その検出結果（増幅器31の出力 電圧ＶIA）を、直流モータ１に流入電流又は流出電流を表す情報として制御部７ へ与えるようになっている。The control system of FIG. 6 is characterized by the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40. In the first current detection circuit 30, the positive side input terminal of the amplifier 31 is connected to one terminal of the first current detection resistor 3 (terminal on the motor 1 side) via the resistor 32, and the negative side of the amplifier 31 is connected. The input terminal is connected to the other terminal of the first current detection resistor 3 via the resistor 33, and the positive side input terminal is connected to the offset power source 35 via the resistor 34, and the output of the amplifier 31. The terminal and the negative side input terminal are connected via a resistor 36, the voltage across the first current detection resistor 3 is detected, and the detection result (output voltage V IA of the amplifier 31) Is supplied to the control unit 7 as information indicating the inflow current or the outflow current of the DC motor 1.
【００３４】 一方、第２電流検出回路40は、増幅器41の正側入力端子が、抵抗42を介して第 ２電流検出用抵抗４の一方の端子（モータ１側の端子）に接続され、増幅器41の 負側入力端子が、抵抗43を介して第２電流検出用抵抗４の他方の端子に接続され 、また、前記正側入力端子が、抵抗44を介してオフセット電源45に接続され、前 記増幅器41の出力端子と前記負側入力端子とが抵抗46を介して接続された構成と なっており、第２電流検出用抵抗４の両端電圧を検出し、その検出結果（増幅器 41の出力電圧ＶIB）を、直流モータ１の流入電流又は流出電流を表す情報として 制御部７へ与えるようになっている。また、第１電流検出回路30のオフセット電 源35と、第２電流検出回路40のオフセット電源45とは電源供給源を同一とするも のである。On the other hand, in the second current detection circuit 40, the positive side input terminal of the amplifier 41 is connected to one terminal of the second current detection resistor 4 (terminal on the motor 1 side) via the resistor 42, and The negative side input terminal of 41 is connected to the other terminal of the second current detection resistor 4 via the resistor 43, and the positive side input terminal is connected to the offset power source 45 via the resistor 44. The output terminal of the amplifier 41 and the negative side input terminal are connected via a resistor 46, the voltage across the second current detecting resistor 4 is detected, and the detection result (the output of the amplifier 41 is output. The voltage V IB ) is supplied to the control unit 7 as information indicating the inflow current or the outflow current of the DC motor 1. Further, the offset power supply 35 of the first current detection circuit 30 and the offset power supply 45 of the second current detection circuit 40 have the same power supply source.
【００３５】 次に、第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40の検出特性について説明す る。図７は第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40の検出特性を表すグラフ であり、縦軸に増幅器31の出力電圧ＶIA及び増幅器41の出力電圧ＶIB、横軸に直 流モータ１の駆動電流（流入電流又は流出電流）値をとり、これらの関係を示し てある。モータ１の駆動電流は、その通流方向の一方向が正の値となり、その逆 方向が負の値となっており、また、出力電圧ＶIA，ＶIBがオフセット電圧ＶOFF と等しい状態は、直流モータ１の駆動電流が流れていない状態となっている。Next, the detection characteristics of the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 will be described. FIG. 7 is a graph showing the detection characteristics of the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40, where the vertical axis represents the output voltage V IA of the amplifier 31 and the output voltage V IB of the amplifier 41, and the horizontal axis represents the direct current motor. The driving current (inflow current or outflow current) value of 1 is taken and these relationships are shown. The drive current of the motor 1 has a positive value in one direction of the flow direction and a negative value in the opposite direction, and the output voltage V IA , V IB is equal to the offset voltage V OFF. The drive current of the DC motor 1 is not flowing.
【００３６】 図７に示されるように、第１電流検出回路30の検出特性は、前述の如き回路構 成により、正の傾きの直線（図中ＶIA）となり、一方、第２電流検出回路40の検 出特性は、前述の如き回路構成により、負の傾きの直線（図中ＶIB）となる。こ のように、第１電流検出回路30の検出特性と第２電流検出回路40の検出特性とは 逆極性となっている。As shown in FIG. 7, the detection characteristic of the first current detection circuit 30 becomes a straight line having a positive slope (V IA in the figure) by the circuit configuration as described above, while the second current detection circuit 30 The detection characteristic of 40 is a straight line (V IB in the figure) having a negative slope due to the circuit configuration as described above. As described above, the detection characteristics of the first current detection circuit 30 and the detection characteristics of the second current detection circuit 40 have opposite polarities.
【００３７】 このような検出特性を有する第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40では 、電源電圧が低下した場合、第１電流検出回路30のオフセット電源35と、第２電 流検出回路40のオフセット電源45とは電源供給源を同一とするものであるため、 第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40は、共に検出特性が変化する。In the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 having such detection characteristics, when the power supply voltage drops, the offset power supply 35 of the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit Since the offset power supply 45 of 40 has the same power supply source, the detection characteristics of both the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 change.
【００３８】 図８は電源電圧が低下した場合の第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40 の検出特性を示すグラフであって、その縦軸及び横軸は前記図７と同一であり、 第１電流検出回路30の出力電圧ＶIAは破線、第２電流検出回路40の出力電圧ＶIB は一点鎖線にて示してある。出力電圧ＶIA，ＶIBのレベルは電源電圧に依存する ので、電源電圧が低下した場合、第１電流検出回路30及び第２電流検出回路40の 検出特性は、出力電圧ＶIA，ＶIBが夫々低いレベルで飽和した特性となる。FIG. 8 is a graph showing the detection characteristics of the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 when the power supply voltage drops, and the vertical and horizontal axes thereof are the same as those in FIG. The output voltage V IA of the first current detection circuit 30 is shown by a broken line, and the output voltage V IB of the second current detection circuit 40 is shown by a dashed line. Since the levels of the output voltages V IA and V IB depend on the power supply voltage, when the power supply voltage drops, the detection characteristics of the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 are that the output voltages V IA and V IB are The characteristics are saturated at low levels.
【００３９】 このように電源電圧が低下した場合は、電動パワーステアリング装置の安全性 が低下するため、前述の如きフェイルセーフ制御を実行させて安全性の低下を防 ぐ必要がある。前述の如き回路構成の第１電流検出回路30及び第２電流検出回路 40では、その検出特性の極性が異なるため、電源電圧が低下した場合は、夫々の 出力電圧ＶIA，ＶIBが表す電流検出値の差が大きくなるので、これにより、例え ば、前述した如き地絡故障監視制御において、電流検出値Ｉ1 と、電流検出値Ｉ 2 との差の絶対値がしきい値ΔＩよりも大きくなって（図４のステップS3参照） 、フェイルセーフ処理が実行され、安全性の低下を防ぐことができることになる 。When the power supply voltage is lowered in this way, the safety of the electric power steering device is lowered, so it is necessary to execute the fail-safe control as described above to prevent the safety from being lowered. Since the first current detection circuit 30 and the second current detection circuit 40 having the above-described circuit configurations have different polarities in their detection characteristics, when the power supply voltage drops, the output voltage VIA, VIBSince the difference between the current detection values represented by is large, this results in, for example, the current detection value I1And the current detection value I 2 When the absolute value of the difference between and becomes larger than the threshold value ΔI (see step S3 in FIG. 4), the fail-safe process is executed, and it is possible to prevent the decrease in safety.
【００４０】 以上の如く説明した、その他の実施例の電動パワーステアリング装置では、先 の実施例で説明した地絡故障の早期検出に加えて、電源電圧の低下を検出するこ とも可能となっており、極めて安全性が高い電動パワーステアリング装置を実現 することができる。In the electric power steering apparatus of the other embodiments described above, in addition to the early detection of the ground fault described in the previous embodiment, it is possible to detect the decrease of the power supply voltage. Therefore, it is possible to realize an electric power steering device with extremely high safety.
【００４１】[0041]
以上詳述した如く本考案に係る電動パワーステアリング装置においては、電動 モータへ流入する電流と、電動モータから流出する電流との差に基づいて電動モ ータの異常を検出すると、電動モータから流出する電流は急激に低下するので、 前記差は短時間で大きくなり、地絡故障による電動パワーステアリング装置の異 常は短時間で検出できるため、電動パワーステアリング装置に地絡故障による異 常が生じた際の故障検出時間が短くなり、さらに電動モータ以外の故障、即ち、 電動モータへ流入する電流を検出する手段及び電動モータから流出する電流を検 出する手段として用いられる抵抗の端子の故障等のモータ駆動回路の故障、電動 モータへ流入する電流を検出する手段及び電動モータから流出する電流を検出す る手段から、異常を検出する手段までの間に用いられる信号線の故障も検出でき 、安全性が高くなる等、本考案は優れた効果を奏する。 As described in detail above, in the electric power steering device according to the present invention, when an abnormality in the electric motor is detected based on the difference between the current flowing into the electric motor and the current flowing out of the electric motor, the electric power steering device flows out of the electric motor. Since the current that flows is rapidly decreased, the difference becomes large in a short time, and the abnormality of the electric power steering device due to the ground fault can be detected in a short time.Therefore, the abnormality of the electric power steering device due to the ground fault occurs. The failure detection time is shortened, and failures other than the electric motor, that is, failure of the terminal of the resistor used as a means to detect the current flowing into the electric motor and a means to detect the current flowing out from the electric motor, etc. Of the motor drive circuit, the means for detecting the current flowing into the electric motor, and the means for detecting the current flowing out of the electric motor. Can also detect the failure of the signal lines used until means for detecting, Safety is high, the present invention is an excellent effect.
【図１】従来の電動パワーステアリング装置の制御系の
構成を示す模式的ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a control system of a conventional electric power steering device.
【図２】直流モータの地絡故障が生じた場合の過電流検
出回路の電流検出値の推移を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a transition of a current detection value of an overcurrent detection circuit when a DC motor ground fault occurs.
【図３】本考案に係る電動パワーステアリング装置の制
御系の構成を示す模式的ブロック図である。FIG. 3 is a schematic block diagram showing a configuration of a control system of the electric power steering apparatus according to the present invention.
【図４】制御部で行われる直流モータの地絡故障監視制
御手順を表すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart showing a DC fault ground fault monitoring control procedure performed by a control unit.
【図５】正転駆動時の直流モータに地絡故障が生じた場
合の第１電流検出回路の電流検出値及び第２電流検出回
路の電流検出値の推移を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the transitions of the current detection value of the first current detection circuit and the current detection value of the second current detection circuit when a ground fault occurs in the DC motor during normal rotation driving.
【図６】本考案のその他の実施例の制御系の構成を示す
模式的ブロック図である。FIG. 6 is a schematic block diagram showing the configuration of a control system of another embodiment of the present invention.
【図７】第１電流検出回路及び第２電流検出回路の検出
特性を表すグラフである。FIG. 7 is a graph showing detection characteristics of a first current detection circuit and a second current detection circuit.
【図８】電源電圧が低下した場合の第１電流検出回路及
び第２電流検出回路の検出特性を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing detection characteristics of the first current detection circuit and the second current detection circuit when the power supply voltage drops.
１ 直流モータ ２ モータ駆動回路 ３ 第１電流検出用抵抗 ４ 第２電流検出用抵抗 ６ フェイルセーフリレー回路 ７ 制御部 30 第１電流検出回路 40 第２電流検出回路 1 DC motor 2 Motor drive circuit 3 First current detection resistor 4 Second current detection resistor 6 Fail-safe relay circuit 7 Control unit 30 First current detection circuit 40 Second current detection circuit
Claims (1)
パワーステアリング装置において、 前記電動モータへ流入する電流を検出する手段と、 前記電動モータから流出する電流を検出する手段と、 これらの手段で検出された夫々の電流の差を求める手段
と、 求めた電流の差に基づいて前記電動パワーステアリング
装置の異常を検出する手段と、 異常を検出したときに前記電動モータによる操舵力の補
助を禁止する手段とを具備することを特徴とする電動パ
ワーステアリング装置。1. An electric power steering apparatus for assisting a steering force by an electric motor, means for detecting a current flowing into the electric motor, means for detecting a current flowing out of the electric motor, and these means Means for obtaining the difference between the respective currents, means for detecting an abnormality of the electric power steering device based on the obtained current difference, and prohibition of assisting the steering force by the electric motor when the abnormality is detected An electric power steering apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP048666U JPH0520976U (en) | 1991-07-10 | 1992-06-17 | Electric power steering device |
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|---|---|---|---|
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| JP6168291 | 1991-07-10 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP048666U Pending JPH0520976U (en) | 1991-07-10 | 1992-06-17 | Electric power steering device |
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| JP (1) | JPH0520976U (en) |
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