JP2010188952A

JP2010188952A - Disconnection detector

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Publication number: JP2010188952A
Application number: JP2009037712A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Ebara; 宏和江原
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP5219044B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily detect disconnection of a steering force assist motor (including detection lines of motor current thereof, or the like) with a simple and inexpensive construction increasing neither the number of signal terminals nor the number of signals for analog-to-digital conversion. <P>SOLUTION: An input terminal section 41 is set on a terminal arrangement that a selector 42 surely selects an input terminal Im-1 of a constant voltage signal just before selecting an input terminal Im of a detection voltage signal of current of the steering force assist motor of an electric power steering device. A disconnection detector 46 detects disconnection of the motor from that a sample hold section 43 is maintained at a hold voltage being sample-and-held just before. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の電動パワーステアリング装置の操舵力アシスト用のモータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）の断線検出装置に関し、詳しくは、信号端子数やＡ／Ｄ変換する信号数の増加がない簡素かつ安価な構成により容易に断線検出が行なえる新規な断線検出構造の提供に関する。 The present invention relates to a disconnection detection device for a steering force assist motor (including a detection line for the motor current and the like) of an electric power steering device of a vehicle, and more specifically, increases in the number of signal terminals and the number of signals to be A / D converted. The present invention relates to provision of a novel disconnection detection structure that can easily detect disconnection with a simple and inexpensive configuration.

図６は車両の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略の構成を示し、該電動パワーステアリング装置は、車両のステアリング１の操舵によるトーションバー２のねじれ角をトルクセンサ３により検出し、トルクセンサ３の検出角度に応じたステアリング１の操舵力の検出電圧信号に基づき、マイクロコンピュータ構成の制御装置（ＥＳＰ用のＥＣＵ）４００によりモータ５の駆動をフィードバック制御し、モータ５の回転トルクにより、トーションバー２を介して左右の車輪６のシャフト７に伝わるステアリング１の操舵力をアシストする。なお、モータ５は例えばブラシ付の直流モータである。 FIG. 6 shows a schematic configuration of an electric power steering device (EPS) for a vehicle. The electric power steering device detects a torsion angle of a torsion bar 2 by the steering of the steering 1 of the vehicle by a torque sensor 3. On the basis of the detected voltage signal of the steering force of the steering wheel 1 corresponding to the detected angle of the motor, the control of the motor 5 is feedback-controlled by a microcomputer-configured control device (ESP ECU) 400, and the torsion bar is driven by the rotational torque of the motor 5. The steering force of the steering 1 transmitted to the shafts 7 of the left and right wheels 6 via 2 is assisted. The motor 5 is a DC motor with a brush, for example.

この種の電動パワーステアリング装置においては、とくにモータ５そのものが断線したり、その電流（モータ電流）等の検出ラインに断線が生じたりすると、誤ったフィードバック制御によりモータ５の給電が増大し、不用意にステアリングが軽くなり過ぎる事態を招来する。 In this type of electric power steering apparatus, particularly when the motor 5 itself is disconnected or when a detection line such as the current (motor current) is disconnected, the power supply to the motor 5 increases due to erroneous feedback control. The situation that the steering becomes too light in preparation is invited.

すなわち、制御装置４００によりモータ５の駆動をフィードバック制御する場合、トルクセンサ３の検出電圧信号やモータ５のモータ電流、モータ電圧の検出電圧信号等のフィードバック制御の各検出電圧を含む信号は、制御装置４００のコンピュータ構成の演算処理部（ＣＰＵ）４０１に取り込まれ、デジタルデータにＡ／Ｄ変換される。 That is, when the control of the driving of the motor 5 by the control device 400 is performed, a signal including each detection voltage of feedback control such as a detection voltage signal of the torque sensor 3, a motor current of the motor 5, and a detection voltage signal of the motor voltage The data is taken into an arithmetic processing unit (CPU) 401 having a computer configuration of the apparatus 400 and A / D converted into digital data.

図７は制御装置４００の構成を示し、１組のサンプル・ホールド部、Ａ／Ｄ変換部を用いた安価な構成で前記Ａ／Ｄ変換を行うとすれば、制御装置４００は、演算処理部４０１に入力端子部４０２、セレクタ４０３、サンプル・ホールド部４０４、Ａ／Ｄ変換部４０５を備え、入力端子部４０２の入力端子Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、…、Ｉｍ−１、Ｉｍのフィードバック制御の各電圧検出信号をセレクタ４０３により順に選択してサンプル・ホールド部４０４に送り、サンプル・ホールド部４０４の各ホールド電圧をＡ／Ｄ変換部４０５によりデジタルデータに変換する。 FIG. 7 shows the configuration of the control device 400. If the A / D conversion is performed with an inexpensive configuration using a set of sample and hold units and an A / D conversion unit, the control device 400 includes an arithmetic processing unit. 401 includes an input terminal unit 402, a selector 403, a sample / hold unit 404, and an A / D conversion unit 405, and each of feedback control of input terminals I 1, I 2, I 3,..., Im−1, Im of the input terminal unit 402. The voltage detection signals are sequentially selected by the selector 403 and sent to the sample and hold unit 404, and each hold voltage of the sample and hold unit 404 is converted into digital data by the A / D conversion unit 405.

ところで、入力端子Ｉ１〜Ｉｍの端子配列は、従来、自由に設定される。そして、入力端子Ｉ１〜Ｉｍの端子配列が、入力端子Ｉｍをフィードバック制御にとくに重要なモータ電流の検出電圧信号の入力端子、その直前に選択される入力端子Ｉｍ−１をトルクセンサ３の検出電圧信号の入力端子とする端子配列に設定されていると、モータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）５が断線して入力端子Ｉｍがオーブン（解放）状態になると、サンプル・ホールド部４０４のホールドコンデンサＣは、入力端子Ｉｍの選択直前に、セレクタ４０３が選択した入力端子Ｉｍ−１の検出電圧信号の電圧、すなわち、トルクセンサ３の検出電圧信号のホールド電圧に充電されている。そのため、オープン状態の入力端子Ｉｍが選択されると、コンデンサＣは放電も充電もされず、直前のホールド電圧に維持され、このホールド電圧がモータ電流の検出電圧信号のホールド電圧であるとしてＡ／Ｄ変換され、誤ったデジタルデータが形成される。このとき、そのデジタルデータのデータ値が小さく、このデータ値に基づく誤ったフィードバック制御によりモータ５の給電が増大すると、フィードバック制御が不安定になって不用意にステアリングが軽くなり過ぎる事態等を招来する。 By the way, the terminal arrangement of the input terminals I1 to Im is conventionally set freely. The terminal arrangement of the input terminals I1 to Im is such that the input terminal Im is an input terminal for a detection voltage signal of a motor current that is particularly important for feedback control, and the input terminal Im-1 selected immediately before is the detection voltage of the torque sensor 3. When the terminal arrangement is set as the signal input terminal, when the motor (including the detection line for the motor current and the like) 5 is disconnected and the input terminal Im is in the oven (released) state, the sample and hold unit 404 The hold capacitor C is charged with the voltage of the detection voltage signal of the input terminal Im-1 selected by the selector 403, that is, the hold voltage of the detection voltage signal of the torque sensor 3 immediately before the selection of the input terminal Im. For this reason, when the input terminal Im in the open state is selected, the capacitor C is not discharged or charged, and is maintained at the previous hold voltage, and it is assumed that this hold voltage is the hold voltage of the motor current detection voltage signal. D conversion is performed and incorrect digital data is formed. At this time, if the data value of the digital data is small and the power supply to the motor 5 is increased due to erroneous feedback control based on this data value, the feedback control becomes unstable, leading to a situation where the steering becomes too light. To do.

そこで、そのような事態に対するフェールセーフ機能を備えるため、従来、モータ５のモータ電流の検出電圧信号と、別途作成した上限、下限の閾値の電圧信号とを比較し、モータ電流の検出電圧信号が上限値ないし下限値の範囲を超えることからモータ５の断線等の異常を検出することが提案されている（例えば、特許文献１（段落［０００６］、［００１２］−［００１５］、図１等）参照）。 Therefore, in order to provide a fail-safe function for such a situation, conventionally, a motor current detection voltage signal of the motor 5 is compared with separately created upper and lower threshold voltage signals, and the motor current detection voltage signal is It has been proposed to detect abnormalities such as disconnection of the motor 5 because it exceeds the range of the upper limit value or the lower limit value (for example, Patent Document 1 (paragraphs [0006], [0012]-[0015], FIG. 1 etc. )reference).

特開平８−３１０４１４号公報JP-A-8-310414

前記したように、モータ５のモータ電流の検出電圧信号と、モータ５のフィードバック制御に全く関係なく別途作成した上限、下限の閾値の電圧信号とを比較してモータの断線等の異常を検出する場合は、上限、下限の閾値の電圧信号とモータ電流の検出電圧信号とを比較する特許文献１の比較回路部が必要になる。 As described above, an abnormality such as disconnection of the motor is detected by comparing the detection voltage signal of the motor current of the motor 5 with the voltage signals of the upper and lower threshold values separately created regardless of the feedback control of the motor 5. In this case, the comparison circuit section of Patent Document 1 that compares the voltage signal of the upper and lower threshold values with the detected voltage signal of the motor current is required.

そして、構成部品を極力少なくするため、前記比較回路部を演算処理部４０１のソフトウエア処理等で実現する場合、上限値、下限値の電圧信号のデジタルデータを用意し、図７に示したように、入力端子部４０２に前記の上限値、下限値の電圧信号の入力端子Ｉｈ、Ｉｌも備え、入力端子部４０２の各入力端子Ｉ１〜Ｉｍ、Ｉｈ、Ｉｌをセレクタ４０３により順に選択してサンプル・ホールド部４０４でサンプル・ホールドし、Ａ／Ｄ変換部４０５でデジタルデータに変換する必要がある。 In order to reduce the number of components as much as possible, when the comparison circuit unit is realized by software processing or the like of the arithmetic processing unit 401, digital data of upper limit and lower limit voltage signals is prepared, as shown in FIG. In addition, the input terminal unit 402 is also provided with input terminals Ih and Il for the voltage signals of the upper limit value and the lower limit value, and the input terminals I1 to Im, Ih, and Il of the input terminal unit 402 are sequentially selected by the selector 403 and sampled. It is necessary to sample and hold by the hold unit 404 and to convert it to digital data by the A / D conversion unit 405.

したがって、入力端子部４０２にフィードバック制御に必要な入力端子Ｉ１〜Ｉｍに加えて断線等を検出するための信号入力端子Ｉｈ、Ｉｌを設ける必要があり、入力端子部４０２の信号端子数が多くなる問題があり、しかも、サンプル・ホールドしてＡ／Ｄ変換する信号数も増えて処理が複雑化する問題もある。 Therefore, it is necessary to provide the input terminal unit 402 with signal input terminals Ih and Il for detecting disconnection and the like in addition to the input terminals I1 to Im necessary for feedback control, and the number of signal terminals of the input terminal unit 402 increases. There is also a problem, and there is also a problem that the number of signals to be sampled and held and A / D converted increases and the processing becomes complicated.

本発明は、信号端子数やＡ／Ｄ変換する信号数の増加がない簡素かつ安価な構成により容易に操舵力アシスト用のモータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）の断線を検出することを目的とする。 The present invention easily detects disconnection of a steering force assisting motor (including a detection line for the motor current, etc.) with a simple and inexpensive configuration that does not increase the number of signal terminals or the number of signals to be A / D converted. With the goal.

上記した目的を達成するために、本発明の断線検出装置は、車両のステアリングの操舵力をトルクセンサにより検出し、前記トルクセンサの検出信号、操舵力アシスト用のモータの電流の検出信号等のパワーステアリング制御の各種検出電圧を含む信号をセレクタにより順に選択してサンプル・ホールド部により順にサンプル・ホールドし、前記サンプル・ホールド部の各ホールド電圧をＡ／Ｄ変換部によりデジタルデータに変換し、前記Ａ／Ｄ変換部の各デジタルデータに基づいて前記モータの駆動をフィードバック制御する電動パワーステアリング装置の前記モータの断線を検出する断線検出装置において、前記各検出電圧の入力端子を有し、前記モータの電流の検出電圧信号の入力端子の直前に前記セレクタが選択する入力端が一定電圧信号の端子になる端子配列の入力端子部と、前記サンプル・ホールド部の前記モータの駆動電流の検出電圧信号のホールド電圧が直前にサンプル・ホールドしたホールド電圧に維持されることから前記モータの断線を検出する検出部とを備えたことを特徴としている（請求項１）。 In order to achieve the above-described object, the disconnection detecting device of the present invention detects a steering force of a vehicle steering by a torque sensor, and detects a detection signal of the torque sensor, a detection signal of a current of a motor for steering force assist, and the like. A signal including various detection voltages for power steering control is sequentially selected by a selector, sample-and-hold is sequentially sampled and held, and each hold voltage of the sample-and-hold is converted to digital data by an A / D converter, In the disconnection detection device for detecting the disconnection of the motor of the electric power steering device that feedback-controls the driving of the motor based on each digital data of the A / D conversion unit, the disconnection detection device includes an input terminal of each detection voltage, The input terminal selected by the selector immediately before the input terminal of the detection voltage signal of the motor current is a constant voltage. Since the hold voltage of the detection voltage signal of the drive current of the motor of the sample and hold unit that is the terminal arrangement that becomes the signal terminal is maintained at the hold voltage sampled and held immediately before, the disconnection of the motor And a detecting unit for detecting the above (claim 1).

請求項１に係る本発明の断線検出装置の場合、入力端子部のモータ電流の検出電圧信号の入力端子を選択する直前に、セレクタが必ず一定電圧信号の入力端子（例えばトルクセンサの電源電圧の検出電圧信号の入力端子）を選択し、サンプル・ホールド部のホールド電圧は、直前の前記一定電圧信号の一定電圧のホールド電圧になる。この状態で、セレクタがモータ電流の検出電圧信号の入力端子を選択し、このとき、操舵力アシスト用のモータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）が断線していると、サンプル・ホールド部のホールド電圧は直前の前記一定電圧のホールド電圧に維持される。そして、モータ電流の検出電圧信号のホールド電圧が前記一定電圧のホールド電圧に維持されることから、検出部は前記モータの断線を容易に検出することができる。 In the case of the disconnection detecting device of the present invention according to claim 1, immediately before selecting the input terminal of the motor current detection voltage signal of the input terminal section, the selector must always input the constant voltage signal input terminal (for example, the power supply voltage of the torque sensor). The detection voltage signal input terminal) is selected, and the hold voltage of the sample and hold unit becomes the hold voltage of the constant voltage of the immediately preceding constant voltage signal. In this state, if the selector selects the input terminal of the motor current detection voltage signal, and the steering force assist motor (including the detection line for the motor current, etc.) is disconnected, the sample and hold unit The hold voltage is maintained at the hold voltage of the constant voltage immediately before. Since the hold voltage of the motor current detection voltage signal is maintained at the constant voltage hold voltage, the detection unit can easily detect disconnection of the motor.

そして、セレクタが選択する入力端子部の端子配列が、前記モータの駆動電流の検出電圧信号の入力端子の直前にセレクタが既存の一定電圧信号の入力端子を選択する配列であり、入力端子部に新たに断線検出専用の入力端子を設ける必要がない。そのため、フィードバック制御の信号端子数やＡ／Ｄ変換する信号数が増加することがない。 Then, the terminal arrangement of the input terminal section selected by the selector is an arrangement in which the selector selects an existing input terminal of the constant voltage signal immediately before the input terminal of the detection voltage signal of the driving current of the motor, and the input terminal section There is no need to newly provide an input terminal dedicated to disconnection detection. Therefore, the number of signal terminals for feedback control and the number of signals for A / D conversion do not increase.

したがって、信号端子数やＡ／Ｄ変換する信号数の増加がない簡素かつ安価な構成により容易に操舵力アシスト用のモータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）の断線を検出し、電動パワーステアリング装置にフェールセーフ機能を付加することができる。 Therefore, it is possible to easily detect a disconnection of a steering force assist motor (including a detection line for the motor current, etc.) with a simple and inexpensive configuration that does not increase the number of signal terminals and the number of signals to be A / D converted. A fail-safe function can be added to the steering device.

本発明の一実施形態の断線検出装置を含む電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control device of an electric power steering device including a disconnection detection device of one embodiment of the present invention. 図１の制御装置の演算処理部の詳細なブロック図である。It is a detailed block diagram of the arithmetic processing part of the control apparatus of FIG. 断線例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of a disconnection. 図１の制御装置のモータ駆動部の詳細な結線図である。It is a detailed connection diagram of the motor drive part of the control apparatus of FIG. 図２の断線検出説明用のフローチャートである。3 is a flowchart for explaining disconnection detection in FIG. 2. 本発明が適用される電動パワーステアリング装置の概略構成の説明図である。It is explanatory drawing of schematic structure of the electric power steering apparatus with which this invention is applied. 従来例のブロック図である。It is a block diagram of a prior art example.

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図５を参照して詳述する。 Next, in order to describe the present invention in more detail, an embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

図１は断線検出装置を含む車両の電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＰＳ用のＥＣＵ）４のブロック構成を示し、制御装置４は図６、図７の制御装置４００に置き換えて用いられる。図２は制御装置４のマイクロコンピュータ構成の演算処理部４０の詳細なブロックを示し、演算処理部４０は図７の演算処理部４０１に対応する。図３は断線例を示し、図図４は図１のモータ駆動部４３の詳細な構成の一例を示す結線図である。図５は図２の断線検出のフローチャートである。なお、それらの図面において、図６、図７と同一の符号は同一のものを示す。 FIG. 1 shows a block configuration of a control device (ECU for EPS) 4 of an electric power steering device for a vehicle including a disconnection detection device, and the control device 4 is used in place of the control device 400 of FIGS. FIG. 2 shows a detailed block of the arithmetic processing unit 40 of the microcomputer configuration of the control device 4, and the arithmetic processing unit 40 corresponds to the arithmetic processing unit 401 of FIG. FIG. 3 shows a disconnection example, and FIG. 4 is a connection diagram showing an example of a detailed configuration of the motor drive unit 43 of FIG. FIG. 5 is a flowchart of disconnection detection in FIG. In these drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 6 and 7 denote the same components.

図１に示すように、制御装置４においては、車両のバッテリ（図示せず）からの直接の電源（バッテリ電源）およびイグニッションスイッチのリレー部（図示せず）を介した直流電源（ＩＧ電源）が、ダイオードＤ１、Ｄ２のオア回路を介してレギュレータ回路部５０に入力され、レギュレータ回路部５０で安定化された直流電源が演算処理部４０の電源端子＋Ｂに給電される。また、前記ＩＧ電源がレギュレータ回路部６０に入力され、レギュレータ回路部６０で安定化された直流電源がトルクセンサ３に給電される。 As shown in FIG. 1, in the control device 4, a direct power source (IG power source) via a direct power source (battery power source) from a vehicle battery (not shown) and a relay part (not shown) of an ignition switch. Is input to the regulator circuit unit 50 through the OR circuit of the diodes D1 and D2, and the DC power source stabilized by the regulator circuit unit 50 is supplied to the power supply terminal + B of the arithmetic processing unit 40. Further, the IG power source is input to the regulator circuit unit 60, and the DC power source stabilized by the regulator circuit unit 60 is supplied to the torque sensor 3.

図２に示すように、演算処理部４０は入力端子部４１のフィードバック制御に必要な検出電圧を含む各信号の入力端子Ｉ１〜Ｉｍが後述する端子配列で設けられ、各入力端子Ｉ１〜Ｉｍの電圧検出信号Ｉ１〜Ｉｍは、コンピュータのソフトウエアにより形成されるセレクタ４２、サンプル・ホールド部４３、Ａ／Ｄ変換部４４によりデジタルデータに変換され、これらのデジタルデータに基づき、制御演算部４５がモータ５のモータ電流、端子間電圧（モータ電圧）に対する周知のフィードバック制御の演算を実行してフィードバック制御出力（ＰＷＭ制御出力）を形成する。また、Ａ／Ｄ変換部４４の後段の断線検出部４６は、本発明の検出部を形成し、サンプル・ホールド部４３のモータの駆動電流の検出電圧信号のホールド電圧が、例えば数ミリ秒〜数百ミリ秒の一定期間Ｔ、サンプル・ホールド部４３が直前にサンプル・ホールドしたホールド電圧に維持されることから、モータ５（そのモータ電流等の検出ラインを含む）の断線を検出する。 As shown in FIG. 2, the arithmetic processing unit 40 is provided with input terminals I <b> 1 to Im of each signal including a detection voltage necessary for feedback control of the input terminal unit 41 in a terminal arrangement described later. The voltage detection signals I1 to Im are converted into digital data by a selector 42, a sample and hold unit 43, and an A / D conversion unit 44 formed by computer software. Based on these digital data, the control calculation unit 45 A known feedback control operation is performed on the motor current and the terminal voltage (motor voltage) of the motor 5 to form a feedback control output (PWM control output). The disconnection detection unit 46 at the subsequent stage of the A / D conversion unit 44 forms the detection unit of the present invention, and the hold voltage of the detection voltage signal of the motor drive current of the sample and hold unit 43 is, for example, several milliseconds to Since the sample and hold unit 43 is maintained at the hold voltage sampled and held immediately before for a fixed period T of several hundred milliseconds, the disconnection of the motor 5 (including the detection line of the motor current and the like) is detected.

なお、モータ電流の検出電圧信号Ｉ５の入力端子Ｉｍが抵抗等を介して接地されていない場合は、モータ５および、そのモータ電流等の検出ラインのどこで断線が発生しても、その断線を検出することができる。 If the input terminal Im of the motor current detection voltage signal I5 is not grounded via a resistor or the like, the disconnection is detected no matter where the disconnection occurs in the motor 5 or the detection line for the motor current or the like. can do.

図３は入力端子Ｉｍが抵抗ｒを介して接地されている場合の断線例を示し、この場合、抵抗ｒの接続点より入力端子Ｉｍ側の×印の断線については入力端子Ｉｍがオーブン（解放）状態になるため、その断線を検出できるが、抵抗ｒの接続点よりモータ５側の×印の断線については入力端子Ｉｍが抵抗ｒを介して接地された状態になるので、サンプル・ホールド部４３のホールドコンデンサＣのホールド電圧が抵抗ｒを介して放電し、断線の検出は行なえない。しかし、この場合はホールド電圧が最小電圧（接地電位）になるので、モータ電流は少なくなり、モータ５による操舵のアシストが小さくなるので、ステアリング操作が急に軽くなったりすることがなく、問題はない。 FIG. 3 shows an example of a disconnection when the input terminal Im is grounded via a resistor r. In this case, the input terminal Im is opened to the oven (opened) for the disconnection indicated by an X mark on the input terminal Im side from the connection point of the resistor r. ) State, the disconnection can be detected. However, since the input terminal Im is grounded via the resistor r with respect to the disconnection indicated by X on the motor 5 side from the connection point of the resistor r, the sample and hold unit The hold voltage of the hold capacitor C 43 is discharged through the resistor r, and disconnection cannot be detected. However, in this case, since the hold voltage becomes the minimum voltage (ground potential), the motor current is reduced, and the steering assist by the motor 5 is reduced, so that the steering operation is not suddenly lightened. Absent.

図４は制御装置４のモータ駆動部７０の概略の構成を示し、制御演算部４５のフィードバック制御出力（ＰＷＭ制御出力）が供給されるモータ駆動部７０は、電源端子＋ｂとアース端子ｇとの間に４個の電力用スイッチング半導体Ｑ１〜Ｑ４のブリッジ接続回路を設けて形成され、電力用スイッチング半導体Ｑ１、Ｑ２の接続点ｍ１と電力用スイッチング半導体Ｑ３、Ｑ４の接続点ｍ２にモータ５の両端が接続されれる。そして、前記フィードバック制御出力が電力用スイッチング半導体Ｑ１〜Ｑ４のベース（又はゲート）に供給され、例えば、右回転のときには対角の電力用スイッチング半導体Ｑ１、Ｑ４をＰＷＭ駆動してモータ５を右回転に通電駆動し、左回転のときには対角の電力用スイッチング半導体Ｑ３、Ｑ２をＰＷＭ駆動してモータ５を左回転に通電駆動し、ステアリング操作をアシストする。 FIG. 4 shows a schematic configuration of the motor drive unit 70 of the control device 4. The motor drive unit 70 to which the feedback control output (PWM control output) of the control calculation unit 45 is supplied includes a power supply terminal + b and a ground terminal g. It is formed by providing a bridge connection circuit of four power switching semiconductors Q1 to Q4 between them. The connection point m1 of the power switching semiconductors Q1 and Q2 and the connection point m2 of the power switching semiconductors Q3 and Q4 are connected to both ends of the motor 5. Are connected. The feedback control output is supplied to the bases (or gates) of the power switching semiconductors Q1 to Q4. For example, when rotating clockwise, the diagonal power switching semiconductors Q1 and Q4 are PWM driven to rotate the motor 5 clockwise. In the case of counterclockwise rotation, the diagonal power switching semiconductors Q3 and Q2 are PWM driven to drive the motor 5 counterclockwise and assist the steering operation.

また、モータ駆動部７０の接地端子ｇと車両のボディーアース点間にシャント抵抗Ｒが挿入され、電流検出部８０はシャント抵抗Ｒの端子間電圧をモータ５の電流（モータ電流）の検出電圧信号Ｉ５として演算処理部４０の入力端子部４１に出力する。なお、演算処理部４０の入力端子部４１には、モータ５の両端間の端子電圧（モータ電圧）の検出電圧信号やフィードバック制御に用いられる後述の直流電源の電圧の検出電圧信号Ｖ５０、Ｖ６０等も入力される。 In addition, a shunt resistor R is inserted between the ground terminal g of the motor drive unit 70 and the vehicle body earth point, and the current detection unit 80 uses the voltage across the shunt resistor R as a detection voltage signal for the motor 5 current (motor current). It is output to the input terminal 41 of the arithmetic processing unit 40 as I5. The input terminal 41 of the arithmetic processing unit 40 has detection voltage signals V50 and V60 for detecting the voltage of the terminal 5 (motor voltage) between both ends of the motor 5 and the voltage of a later-described DC power source used for feedback control. Is also entered.

つぎに、入力端子部４１の入力端子Ｉ１〜Ｉｍの端子配列について、図２を参照して説明する。モータ５の駆動のフィードバック制御に最も重要なモータ電流の検出電圧信号Ｉ５の入力端子を入力端子Ｉｍとすると、入力端子Ｉｍの直前にセレクタ４２が選択する入力端子、例えば入力端子Ｉｍ−１には、一定電圧の検出電圧信号として、例えばトルクセンサ３に給電されるレギュレータ回路部６０の安定化出力電源の検出電圧信号Ｖ６０又はレギュレータ回路部５０の安定化出力電源の検出電圧信号Ｖ５０が入力されるように、セレクタ４２の選択に対して入力端子Ｉ１〜Ｉｍが端子配列される。 Next, the terminal arrangement of the input terminals I1 to Im of the input terminal unit 41 will be described with reference to FIG. Assuming that the input terminal of the detection voltage signal I5 of the motor current most important for feedback control of driving of the motor 5 is the input terminal Im, the input terminal selected by the selector 42 immediately before the input terminal Im, for example, the input terminal Im-1, For example, the detection voltage signal V60 of the stabilized output power supply of the regulator circuit unit 60 supplied to the torque sensor 3 or the detection voltage signal V50 of the stabilized output power supply of the regulator circuit unit 50 is input as the detection voltage signal of a constant voltage. As described above, the input terminals I1 to Im are arranged for the selection of the selector 42.

この場合、検出電圧信号Ｉ５の入力端子Ｉｍの直前にセレクタ４２が選択する入力端子Ｉｍ−１は、例えばステアリングの操作状態に応じて時々刻々変化するトルクセンサ３の検出電圧信号Ｓ３等の端子でなく、必ず、一定電圧（具体的には電源電圧）の検出電圧信号Ｖ５０、Ｖ６０の端子になる。そのため、モータ５の断線が発生すると、サンプル・ホールド部４３のホールド電圧も必ず前記一定電圧に維持される。 In this case, the input terminal Im-1 selected by the selector 42 immediately before the input terminal Im of the detection voltage signal I5 is, for example, a terminal such as the detection voltage signal S3 of the torque sensor 3 that changes momentarily according to the steering operation state. However, it is always a terminal for the detection voltage signals V50 and V60 having a constant voltage (specifically, the power supply voltage). Therefore, when the disconnection of the motor 5 occurs, the hold voltage of the sample and hold unit 43 is always maintained at the constant voltage.

そこで、断線検出部４６は、一定期間Ｔ、検出電圧信号Ｉ５の入力端子Ｉｍが選択される毎にサンプル・ホールド部４３が直前にサンプル・ホールドしたホールド電圧に維持されることから、モータ５（そのモータ電流等の検出ラインを含む）の断線を検出する。そして、モータ５の断線を検出すると、断線検出部４６は断線異常の報知信号Ｓ４６を発生し、また、報知信号Ｓ４６により制御演算部４５の動作を停止してモータ５の駆動を止め、ステアリング１の操舵力のアシストを禁止して不用意にステアリングが軽くなり過ぎる事態等を招来しないようにし、フェールセーフの機能を発揮して安全性を向上する。 Accordingly, the disconnection detection unit 46 maintains the hold voltage that the sample and hold unit 43 has sampled and held immediately before every time the input terminal Im of the detection voltage signal I5 is selected for a certain period T. The disconnection of the motor current and other detection lines is detected. When the disconnection of the motor 5 is detected, the disconnection detection unit 46 generates a disconnection abnormality notification signal S46. The notification signal S46 stops the operation of the control calculation unit 45 to stop the driving of the motor 5. The steering force assist is prohibited to prevent the steering from becoming too light, and the safety is improved by exhibiting a fail-safe function.

つぎに、断線検出部４６の具体的な断線検出の構成を説明すると、断線検出部４６は、例えばセレクタ４２の端子選択周期からサンプル・ホールド部４３のホールド電圧が入力端子Ｉｍの検出電圧信号Ｉ５になるタイミングを検出すると、簡単には、前記一定電圧の標準値（基準電圧）Ｖｒに対する上、下限値（上下限電圧）Ｖｕ、Ｖｄの設定に基づき、そのときのサンプル・ホールド部４３のホールド電圧ＶｘがＶｕ≧Ｖｘ≧Ｖｄになるか否かを判定し、Ｖｕ≧Ｖｘ≧Ｖｄになると、それから一定期間Ｔの検出電圧信号Ｉ５のタイミングのホールド電圧Ｖｘが、連続してＶｕ≧Ｖｘ≧Ｖｄになることから、モータ５の断線を検出する。また、前記一定電圧の標準値Ｖｒの変動を考慮する場合は、直前にサンプル・ホールドした、例えば検出電圧信号Ｖ６０の電圧Ｖ６０＊と、許容誤差の半値電圧（変動量）をαとして、一定期間Ｔの検出電圧信号Ｉ５のタイミングのホールド電圧Ｖｘが、連続して（Ｖ６０＊＋α）≧Ｖｘ≧（Ｖ６０＊−α）になることから、モータ５の断線を検出する。 Next, the specific configuration of disconnection detection of the disconnection detection unit 46 will be described. The disconnection detection unit 46 detects, for example, the detected voltage signal I5 at the input terminal Im from the terminal selection cycle of the selector 42, while the hold voltage of the sample / hold unit 43 is increased. Is detected based on the settings of the upper and lower limit values (upper and lower limit voltages) Vu and Vd with respect to the standard value (reference voltage) Vr of the constant voltage. It is determined whether or not the voltage Vx becomes Vu ≧ Vx ≧ Vd. When Vu ≧ Vx ≧ Vd, the hold voltage Vx at the timing of the detection voltage signal I5 for a certain period T is continuously Vu ≧ Vx ≧ Vd. Therefore, the disconnection of the motor 5 is detected. Further, when taking into account the fluctuation of the standard value Vr of the constant voltage, for example, the voltage V60 * of the detection voltage signal V60 that has been sampled and held immediately before and the half-value voltage (fluctuation amount) of the allowable error are set to α. Since the hold voltage Vx at the timing of the T detection voltage signal I5 is continuously (V60 * + α) ≧ Vx ≧ (V60 * −α), the disconnection of the motor 5 is detected.

図５は断線検出部４６の断線検出手順の一例を示し、断線検出部４６は例えば同図のステップＳａ〜Ｓｄに示す手順でモータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）５の断線を検出する。 FIG. 5 shows an example of the disconnection detection procedure of the disconnection detection unit 46. The disconnection detection unit 46 detects the disconnection of the motor (including the detection line of the motor current, etc.) 5 by the procedure shown in steps Sa to Sd of FIG. To do.

すなわち、ステップＳａによりサンプル・ホールド部４３のホールド電圧Ｖｘが入力端子Ｉｍの検出電圧信号Ｉ５になるタイミングを検出すると、ステップＳｂによりそのときのホールド電圧Ｖｘと、上、下限値Ｖｕ、Ｖｄ又は上、下限値Ｖｒ＋α、Ｖｒ−αとを比較し、Ｖｕ≧Ｖｘ≧Ｖｄ又は（Ｖ６０＊＋α）≧Ｖｘ≧（Ｖ６０＊−α）になると、ステップＳｂからステップＳｃに移行し、この状態が一定期間Ｔ連続して検出されているか否かを判定する。そして、一定期間Ｔ連続して検出していると、ステップＳｃからステップＳｄに移行してモータ５の断線を検出し、報知信号Ｓ４６を発生する。 That is, when the timing at which the hold voltage Vx of the sample and hold unit 43 becomes the detection voltage signal I5 at the input terminal Im is detected at step Sa, the hold voltage Vx at that time and the upper, lower limit values Vu, Vd or upper The lower limit values Vr + α and Vr−α are compared, and when Vu ≧ Vx ≧ Vd or (V60 * + α) ≧ Vx ≧ (V60 * −α), the process proceeds from step Sb to step Sc, and this state is maintained for a certain period. It is determined whether T is continuously detected. And if it detects continuously for the fixed period T, it will transfer from step Sc to step Sd, the disconnection of the motor 5 will be detected, and alerting | reporting signal S46 will be generated.

なお、制御装置４の演算処理部４０の入力端子部４１、セレクタ４２、サンプル・ホールド部４３、Ａ／Ｄ変換部４４、断線検出部４６により、本発明の断線検出装置が構成されている。 Note that the disconnection detection device of the present invention is configured by the input terminal unit 41, the selector 42, the sample and hold unit 43, the A / D conversion unit 44, and the disconnection detection unit 46 of the arithmetic processing unit 40 of the control device 4.

したがって、本実施形態の場合、演算処理部４０のセレクタ４２が選択する、入力端子部４１の端子配列を、モータ５の駆動電流の検出電圧信号Ｉ５の入力端子Ｉｍの直前にセレクタ４２が既存の一定電圧信号Ｖ６０（又はＶ５０）の入力端子Ｉｍ−１を選択する配列に設定して、モータ５の断線を検出することができ、新たに断線検出専用の入力端子を設ける必要がなく、信号端子数やＡ／Ｄ変換の信号数の増加がない簡素かつ安価な構成により、容易に操舵力アシスト用のモータ（そのモータ電流等の検出ラインを含む）５の断線を検出し、電動パワーステアリング装置にフェールセーフ機能を付加することができる。 Therefore, in the case of the present embodiment, the selector 42 of the input terminal unit 41 selected by the selector 42 of the arithmetic processing unit 40 is arranged immediately before the input terminal Im of the detection voltage signal I5 of the drive current of the motor 5. By setting the input terminal Im-1 for the constant voltage signal V60 (or V50) to be selected, the disconnection of the motor 5 can be detected, and it is not necessary to newly provide an input terminal dedicated to disconnection detection. The electric power steering device can easily detect the disconnection of the steering force assist motor (including the detection line for the motor current, etc.) 5 with a simple and inexpensive configuration that does not increase the number of signals and the number of A / D conversion signals. Fail-safe function can be added to

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、検出電圧信号Ｉ５の入力端子は入力端子部４１の入力端子Ｉｍ以外の入力端子であってもよい。その際、検出電圧信号Ｉ５の入力端子がセレクタ４２によって各周期の最初に選択される端子であれば、その直前にセレクタ４２によって選択される入力端子は１つ前の周期の最後に選択される入力端子になる。この場合、セレクタ４２による入力端子部４１の各入力端子Ｉａ〜Ｉｍの選択順序は、物理的な端子配列と同じ順序であっても、異なる順序であってもよいのは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, the input terminal of the detection voltage signal I5 is An input terminal other than the input terminal Im of the input terminal unit 41 may be used. At this time, if the input terminal of the detection voltage signal I5 is a terminal selected at the beginning of each cycle by the selector 42, the input terminal selected by the selector 42 immediately before that is selected at the end of the previous cycle. Becomes an input terminal. In this case, of course, the selection order of the input terminals Ia to Im of the input terminal unit 41 by the selector 42 may be the same order as the physical terminal arrangement or a different order.

また、一定電圧信号は、レギュレータ回路部５０、６０の入力の電源電圧の信号等であってもよく、入力端子部４１の端子数や、一定期間Ｔ、一定電圧信号の大きさ（電圧）等は、設計条件等に基づいて適当に設定等してよいのは勿論である。 Further, the constant voltage signal may be a signal of a power supply voltage input to the regulator circuit units 50 and 60, the number of terminals of the input terminal unit 41, a predetermined period T, the magnitude (voltage) of the constant voltage signal, and the like. Of course, it may be set appropriately based on design conditions and the like.

そして、本発明は、種々の車両の電動パワーステアリング装置のモータの断線検出に適用することができる。 The present invention can be applied to motor disconnection detection of various types of electric power steering devices for vehicles.

３トルクセンサ
４制御装置
５モータ
４０演算処理部
４１入力端子部
４２セレクタ
４３サンプル・ホールド部
４４Ａ／Ｄ変換部
４５制御演算部
４６断線検出部
Ｉ１〜Ｉｍ入力端子 3 Torque sensor 4 Control device 5 Motor 40 Operation processing unit 41 Input terminal unit 42 Selector 43 Sample hold unit 44 A / D conversion unit 45 Control operation unit 46 Disconnection detection units I1 to Im Input terminals

Claims

The steering force of a vehicle steering is detected by a torque sensor, and a signal including various detection voltages for power steering control, such as a detection signal of the torque sensor and a detection signal of a motor current for steering force assist, is sequentially selected by a selector. The sample-and-hold unit sequentially samples and holds, each hold voltage of the sample-and-hold unit is converted into digital data by an A / D converter, and the motor is driven based on each digital data of the A / D converter In the disconnection detection device for detecting disconnection of the motor of the electric power steering device for feedback control,
An input terminal portion having a terminal arrangement in which the input terminal selected by the selector immediately before the input terminal of the detection voltage signal of the current of the motor is a terminal of a constant voltage signal;
A detection unit for detecting disconnection of the motor since the hold voltage of the detection voltage signal of the motor drive current of the sample and hold unit is maintained at the hold voltage sampled and held immediately before. Disconnection detection device.