JP2506739B2 - 電気式動力舵取装置 - Google Patents
電気式動力舵取装置Info
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- JP2506739B2 JP2506739B2 JP7538287A JP7538287A JP2506739B2 JP 2506739 B2 JP2506739 B2 JP 2506739B2 JP 7538287 A JP7538287 A JP 7538287A JP 7538287 A JP7538287 A JP 7538287A JP 2506739 B2 JP2506739 B2 JP 2506739B2
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Description
本発明は電気式動力舵取装置において異常検出機能を
付加したものに関する。
付加したものに関する。
従来、ステアリングシャフトにかかる操舵トルクを検
出し、この検出された操舵トルクの方向と大きさに応じ
て電動機の回転を制御し、電動機の回転をステアリング
シャフトに伝達してアシストトルクを発生させるように
した電気式動力舵取装置が知られている。そして、アシ
ストトルクの大きさと向きの制御は電動機の界磁電流や
負荷電流の大きさと向きを変化させて行われている。
出し、この検出された操舵トルクの方向と大きさに応じ
て電動機の回転を制御し、電動機の回転をステアリング
シャフトに伝達してアシストトルクを発生させるように
した電気式動力舵取装置が知られている。そして、アシ
ストトルクの大きさと向きの制御は電動機の界磁電流や
負荷電流の大きさと向きを変化させて行われている。
ところで、電動機の界磁巻線や電機子巻線は、劣化、
発熱、過負荷、その他の原因により短絡、断線、温度の
異常上昇等の障害を発生する可能性があり、係る障害が
放置されると適正なアシストトルクが発生しないばかり
か、短絡や異常な温度上昇の場合には、過大電流のため
焼損するという問題がある。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたも
のであり、その目的は、電動機の異常状態をいち早く検
出して電動機の焼損を防止すると共に、動力舵取装置の
安全性を向上させることである。
発熱、過負荷、その他の原因により短絡、断線、温度の
異常上昇等の障害を発生する可能性があり、係る障害が
放置されると適正なアシストトルクが発生しないばかり
か、短絡や異常な温度上昇の場合には、過大電流のため
焼損するという問題がある。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたも
のであり、その目的は、電動機の異常状態をいち早く検
出して電動機の焼損を防止すると共に、動力舵取装置の
安全性を向上させることである。
上記問題点を解決するための発明の構成は、電動機に
よりアシストトルクをステアリングシャフトに印加する
ようにした電気式動力舵取装置において、前記電動機の
端子間電圧を測定する電圧検出器と、前記電動機に流れ
る電流を検出する電流検出器と、前記電圧検出器と前記
電流検出器との出力信号を入力して前記電動機の入力イ
ンピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、前
記インピーダンス測定手段によって測定された前記入力
インピーダンスが正常範囲にあるか否かを判定する判定
手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記電動機に
供給する電流を遮断する電流遮断手段とを有することを
特徴とする。
よりアシストトルクをステアリングシャフトに印加する
ようにした電気式動力舵取装置において、前記電動機の
端子間電圧を測定する電圧検出器と、前記電動機に流れ
る電流を検出する電流検出器と、前記電圧検出器と前記
電流検出器との出力信号を入力して前記電動機の入力イ
ンピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、前
記インピーダンス測定手段によって測定された前記入力
インピーダンスが正常範囲にあるか否かを判定する判定
手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記電動機に
供給する電流を遮断する電流遮断手段とを有することを
特徴とする。
電動機の端子間電圧が電圧検出器により検出され、電
動機に流れる負荷電流または界磁電流が電流検出器によ
って検出される。電圧検出器と電流検出器の出力信号は
インピーダンス測定手段に入力しており、その両信号か
ら電動機の入力インピーダンスが測定される。判定手段
はその測定された入力インピーダンス値が正常範囲に存
在するか否かを判定し、正常範囲に存在しない時には、
電源から電動機に電流を給電する給電回路に挿入された
電流遮断手段が作動し、電動機への給電が停止される。
この作用により、過電流、異常温度上昇、断線が生じた
時には、電動機への給電回路が遮断されることになり、
電動機の焼損等が防止されると共に異常なアシストトル
クの発生が防止されるので動力舵取装置の安全性が向上
する。
動機に流れる負荷電流または界磁電流が電流検出器によ
って検出される。電圧検出器と電流検出器の出力信号は
インピーダンス測定手段に入力しており、その両信号か
ら電動機の入力インピーダンスが測定される。判定手段
はその測定された入力インピーダンス値が正常範囲に存
在するか否かを判定し、正常範囲に存在しない時には、
電源から電動機に電流を給電する給電回路に挿入された
電流遮断手段が作動し、電動機への給電が停止される。
この作用により、過電流、異常温度上昇、断線が生じた
時には、電動機への給電回路が遮断されることになり、
電動機の焼損等が防止されると共に異常なアシストトル
クの発生が防止されるので動力舵取装置の安全性が向上
する。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第２図は実施例装置の電気回路図である。CPU1には入出
力インタフェース２を介して、トルク検出器８により検
出されたステアリングシャフト10にかかる操舵トルクＴ
と、図示しない車速検出器により検出された車速Ｖと図
示しない角度検出器により検出された操舵角θを入力し
ている。CPU1は検出された操舵トルクＴが所定の制御目
標値となるように電動機９の出力を制御している。ま
た、この制御目標値を車速Ｖと操舵角θに応じて変化さ
せて最適な操舵フィーリングが得られるようにしてい
る。 また、CPU1には入力インタフェース３を介して電流検
出器６と電圧検出器７の出力信号が入力している。電流
検出器６は電動機９の給電回路に直列に挿入され、電圧
検出器７は電動機９の端子間に並列に接続されている。
電動機９はトランジスタTr1〜Tr4で構成されたブリッジ
回路で駆動される。即ち、トランジスタTr1とTr4がオン
となりトランジスタTr2とトランジスタTr3がオフとなる
ことにより、Ａ矢視方向に電流が電動機９に供給され
る。また、トランジスタTr2とTr3がオンとなりトランジ
スタTr1とトランジスタTr4がオフとなることにより、Ｂ
矢視方向に電流が電動機９に供給される。このように電
流の方向が切換られることにより、電動機９の出力する
アシストトルクの方向が反転される。また、給電電流の
大きさは、トランジスタのデューティ比を変化させて電
動機９への印加電圧を調節することにより行われる。ま
た、上記のトランジスタTr1〜Tr4はドライブユット４と
５により制御される。 次に、CPU1の動作を第３図のフローチャートに基づい
て説明する。第３図のプログラムは一定の時間間隔毎の
割り込みにより実行される。ステップ100で電流検出器
６により検出された電動機９に流れる電流値Ｉが入力さ
れ、ステップ102で電圧検出器７により検出された電動
機９の端子間の電圧値Ｖが入力される。次に、ステップ
104でその検出された電圧値Ｖと電流値Ｉとから電動機
９の入力インピーダンスＺが演算される。 電動機９の入力インピーダンスＺは、電動機９の回転
速度によって変化するが、正常な運転状態の時には、そ
の入力インピーダンスＺは第４図（ａ）に示すように下
限値Zminと第１の上限値Zmax1の間の囲に存在する。し
たがって、入力インピーダンスＺが、下限値Zmin以下か
第１の上限値Zmax1以上となると電動機９の異常とみな
すことができる。 入力インピーダンスＺが下限値Zmin以下の場合には電
動機９の巻線の短絡故障と判定することができる。ま
た、入力インピーダンスＺが第１の上限値Zmax1以上と
なった場合には、巻線の異常温度上昇による巻線抵抗値
の上昇と判定することができる。更に、入力インピーダ
ンスＺが第１の上限値Zmax1以上の第２の上限値Zmax2以
上となった場合には、巻線の断線故障と判定することが
できる。 そこで、ステップ106でそのインピーダンスＺが下限
値Zmin以下か否かが判定される。第４図（ｃ）に示す様
に入力インピーダンスＺが下限値Zmin以下である場合に
は、ステップ114へ移行して、トランジスタTr1〜Trの全
てがオフに制御され電動機９へ供給される電流が遮断さ
れる。そして、ステップ116へ移行して充分に長い一定
時間T1だけ本プログラムへの割り込みが禁止された状態
で待機することにより、電流遮断状態が一定時間T1だけ
保持される。ここの一定時間T1は短絡、断線故障が一時
的に生じたもので有る場合に、その故障が回復するに必
要な時間に設定される。よって、一定時間T1が経過し
て、入力インピーダンスＺが正常範囲に存在するように
なれば、また元のようにアシストトルクを出力するため
に電流が電動機９に供給される。 また、ステップ106で入力インピーダンスＺが下限値Z
minより大きいと判定された場合には、ステップ108へ移
行して入力インピーダンスＺが上限値Zmax1以上か否か
が判定され、第４図（ｂ）に示す様に入力インピーダン
スＺが上限値Zmax1以上の場合には、ステップ118へ移行
して、入力インピーダンスＺが第２の上限値Zmax2以上
か否かが判定される。入力インピーダンスＺが第２の上
限値Zmax2以上と判定された場合は、ステップ124へ移行
してトランジスタTr1〜Tr4の全てがオフに制御され、電
動機９へ給電電流が遮断された後、ステップ116へ移行
し本プログラムへの割り込みを禁止した状態で一定時間
T1だけ待機することにより一定時間T1だけ電動機９への
給電が停止される。そして、一定時間T1が経過して、断
線故障が回復することにより入力インピーダンスＺが正
常範囲に存在するようになると、また、元のように電動
機９の電流が供給されアシストトルクの出力が可能な状
態となる。 また、ステップ118で入力インピーダンスＺが第２の
上限値Zmax2より小と判定された場合には、ステップ120
へ移行して、トランジスタTr1〜Tr4の全てがオフに制御
され、電動機９への給電電流が遮断された後、ステップ
122で本プログラムへの割り込みを禁止した状態で一定
時間T2だけ待機することにより一定時間T2だけ電動機９
への給電が停止される。この一定時間T2は加熱した電動
機９の冷却に必要な時間に設定される。この間に電動機
９が冷却されて入力インピーダンスＺが第１の上限値Zm
ax1以下の正常範囲になると、また電動機９は電流が給
電される状態となる。 また、ステップ110で今回の測定時の入力インピーダ
ンスＺと前回の測定時の入力インピーダンスOZと差の絶
対値が所定値Ｋ以上か否かが判定される。即ち、入力イ
ンピーダンスＺが急に変化した場合にも異常と判定し、
ステップ126でトランジスタTr1〜Tr4の全てがオフに制
御され、電動機９への給電電流が遮断された後、ステッ
プ128で本プログラムへの割り込みを禁止した状態で一
定時間T3だけ待機することにより一定時間T3だけ電動機
９への給電が停止される。この間、電動機９の異常が回
復すると、また電動機９は電流が給電される状態とな
る。 また、入力インピーダンスＺが正常範囲にある場合に
は、ステップ112で今回測定された入力インピーダンス
ＺがOZとして記憶される。 入力インピーダンスＺが正常範囲に存在する場合に
は、トランジスタTr1〜Tr4のデューティ比を変化させ
て、電動機への印加電圧を調節するようにしている。 このように、本実施例では電動機９の入力インピーダ
ンスＺを測定し、その入力インピーダスＺが下限値Zmin
以下の場合には短絡故障と判定し一定時間T1だけ給電を
停止し、入力インピーダンスＺが第１の上限値Zmax1以
上で第２の上限値Zmax2より小さい場合には温度の異常
上昇と判定し一定時間T2だけ給電を停止し、入力インピ
ーダンスＺが第２の上限値Zmax2以上の場合には断線故
障と判定し一定時間T3だけ給電を停止するようにしてい
る。また、各一定時間が経過した後、故障が自然回復し
て入力インピーダンスＺが正常範囲に存在するようにな
ると、アシストトルクを出力するための電動機制御が再
開される。
第２図は実施例装置の電気回路図である。CPU1には入出
力インタフェース２を介して、トルク検出器８により検
出されたステアリングシャフト10にかかる操舵トルクＴ
と、図示しない車速検出器により検出された車速Ｖと図
示しない角度検出器により検出された操舵角θを入力し
ている。CPU1は検出された操舵トルクＴが所定の制御目
標値となるように電動機９の出力を制御している。ま
た、この制御目標値を車速Ｖと操舵角θに応じて変化さ
せて最適な操舵フィーリングが得られるようにしてい
る。 また、CPU1には入力インタフェース３を介して電流検
出器６と電圧検出器７の出力信号が入力している。電流
検出器６は電動機９の給電回路に直列に挿入され、電圧
検出器７は電動機９の端子間に並列に接続されている。
電動機９はトランジスタTr1〜Tr4で構成されたブリッジ
回路で駆動される。即ち、トランジスタTr1とTr4がオン
となりトランジスタTr2とトランジスタTr3がオフとなる
ことにより、Ａ矢視方向に電流が電動機９に供給され
る。また、トランジスタTr2とTr3がオンとなりトランジ
スタTr1とトランジスタTr4がオフとなることにより、Ｂ
矢視方向に電流が電動機９に供給される。このように電
流の方向が切換られることにより、電動機９の出力する
アシストトルクの方向が反転される。また、給電電流の
大きさは、トランジスタのデューティ比を変化させて電
動機９への印加電圧を調節することにより行われる。ま
た、上記のトランジスタTr1〜Tr4はドライブユット４と
５により制御される。 次に、CPU1の動作を第３図のフローチャートに基づい
て説明する。第３図のプログラムは一定の時間間隔毎の
割り込みにより実行される。ステップ100で電流検出器
６により検出された電動機９に流れる電流値Ｉが入力さ
れ、ステップ102で電圧検出器７により検出された電動
機９の端子間の電圧値Ｖが入力される。次に、ステップ
104でその検出された電圧値Ｖと電流値Ｉとから電動機
９の入力インピーダンスＺが演算される。 電動機９の入力インピーダンスＺは、電動機９の回転
速度によって変化するが、正常な運転状態の時には、そ
の入力インピーダンスＺは第４図（ａ）に示すように下
限値Zminと第１の上限値Zmax1の間の囲に存在する。し
たがって、入力インピーダンスＺが、下限値Zmin以下か
第１の上限値Zmax1以上となると電動機９の異常とみな
すことができる。 入力インピーダンスＺが下限値Zmin以下の場合には電
動機９の巻線の短絡故障と判定することができる。ま
た、入力インピーダンスＺが第１の上限値Zmax1以上と
なった場合には、巻線の異常温度上昇による巻線抵抗値
の上昇と判定することができる。更に、入力インピーダ
ンスＺが第１の上限値Zmax1以上の第２の上限値Zmax2以
上となった場合には、巻線の断線故障と判定することが
できる。 そこで、ステップ106でそのインピーダンスＺが下限
値Zmin以下か否かが判定される。第４図（ｃ）に示す様
に入力インピーダンスＺが下限値Zmin以下である場合に
は、ステップ114へ移行して、トランジスタTr1〜Trの全
てがオフに制御され電動機９へ供給される電流が遮断さ
れる。そして、ステップ116へ移行して充分に長い一定
時間T1だけ本プログラムへの割り込みが禁止された状態
で待機することにより、電流遮断状態が一定時間T1だけ
保持される。ここの一定時間T1は短絡、断線故障が一時
的に生じたもので有る場合に、その故障が回復するに必
要な時間に設定される。よって、一定時間T1が経過し
て、入力インピーダンスＺが正常範囲に存在するように
なれば、また元のようにアシストトルクを出力するため
に電流が電動機９に供給される。 また、ステップ106で入力インピーダンスＺが下限値Z
minより大きいと判定された場合には、ステップ108へ移
行して入力インピーダンスＺが上限値Zmax1以上か否か
が判定され、第４図（ｂ）に示す様に入力インピーダン
スＺが上限値Zmax1以上の場合には、ステップ118へ移行
して、入力インピーダンスＺが第２の上限値Zmax2以上
か否かが判定される。入力インピーダンスＺが第２の上
限値Zmax2以上と判定された場合は、ステップ124へ移行
してトランジスタTr1〜Tr4の全てがオフに制御され、電
動機９へ給電電流が遮断された後、ステップ116へ移行
し本プログラムへの割り込みを禁止した状態で一定時間
T1だけ待機することにより一定時間T1だけ電動機９への
給電が停止される。そして、一定時間T1が経過して、断
線故障が回復することにより入力インピーダンスＺが正
常範囲に存在するようになると、また、元のように電動
機９の電流が供給されアシストトルクの出力が可能な状
態となる。 また、ステップ118で入力インピーダンスＺが第２の
上限値Zmax2より小と判定された場合には、ステップ120
へ移行して、トランジスタTr1〜Tr4の全てがオフに制御
され、電動機９への給電電流が遮断された後、ステップ
122で本プログラムへの割り込みを禁止した状態で一定
時間T2だけ待機することにより一定時間T2だけ電動機９
への給電が停止される。この一定時間T2は加熱した電動
機９の冷却に必要な時間に設定される。この間に電動機
９が冷却されて入力インピーダンスＺが第１の上限値Zm
ax1以下の正常範囲になると、また電動機９は電流が給
電される状態となる。 また、ステップ110で今回の測定時の入力インピーダ
ンスＺと前回の測定時の入力インピーダンスOZと差の絶
対値が所定値Ｋ以上か否かが判定される。即ち、入力イ
ンピーダンスＺが急に変化した場合にも異常と判定し、
ステップ126でトランジスタTr1〜Tr4の全てがオフに制
御され、電動機９への給電電流が遮断された後、ステッ
プ128で本プログラムへの割り込みを禁止した状態で一
定時間T3だけ待機することにより一定時間T3だけ電動機
９への給電が停止される。この間、電動機９の異常が回
復すると、また電動機９は電流が給電される状態とな
る。 また、入力インピーダンスＺが正常範囲にある場合に
は、ステップ112で今回測定された入力インピーダンス
ＺがOZとして記憶される。 入力インピーダンスＺが正常範囲に存在する場合に
は、トランジスタTr1〜Tr4のデューティ比を変化させ
て、電動機への印加電圧を調節するようにしている。 このように、本実施例では電動機９の入力インピーダ
ンスＺを測定し、その入力インピーダスＺが下限値Zmin
以下の場合には短絡故障と判定し一定時間T1だけ給電を
停止し、入力インピーダンスＺが第１の上限値Zmax1以
上で第２の上限値Zmax2より小さい場合には温度の異常
上昇と判定し一定時間T2だけ給電を停止し、入力インピ
ーダンスＺが第２の上限値Zmax2以上の場合には断線故
障と判定し一定時間T3だけ給電を停止するようにしてい
る。また、各一定時間が経過した後、故障が自然回復し
て入力インピーダンスＺが正常範囲に存在するようにな
ると、アシストトルクを出力するための電動機制御が再
開される。
本発明は、電圧検出器と電流検出器との出力信号を入
力して電動機の入力インピーダンスを測定するインピー
ダンス測定手段と、入力インピーダンスが正常範囲にあ
るか否かを判定する判定手段を有しており、入力インピ
ーダンスの存在範囲により電動機の異常を検出するよう
にしているので、単に過電流を検出する場合のように電
動機の端子に印加される給電電圧が変化して電動機に異
常電流が流れても電動機が異常と判定してしまうが、本
発明のように入力インピーダンスによる判定によると、
電動機の端子に印加される給電電圧の大きさに関係な
く、電動機の異常検出が正確かつ早期に行われるという
効果がある。
力して電動機の入力インピーダンスを測定するインピー
ダンス測定手段と、入力インピーダンスが正常範囲にあ
るか否かを判定する判定手段を有しており、入力インピ
ーダンスの存在範囲により電動機の異常を検出するよう
にしているので、単に過電流を検出する場合のように電
動機の端子に印加される給電電圧が変化して電動機に異
常電流が流れても電動機が異常と判定してしまうが、本
発明のように入力インピーダンスによる判定によると、
電動機の端子に印加される給電電圧の大きさに関係な
く、電動機の異常検出が正確かつ早期に行われるという
効果がある。
第１図は本発明の概念を示したブロックダイヤグラム。
第２図は本発明の具体的な一実施例に係る電気式動力舵
取装置の構成を示したブロックダイヤグラム。第３図は
実施例装置で使用されたCPUの処理手順を示したフロー
チャート。第４図は異常検出の方法を示した説明図であ
る。 ８……トルク検出器、９……電動機、10……ステアリン
グシャフト
第２図は本発明の具体的な一実施例に係る電気式動力舵
取装置の構成を示したブロックダイヤグラム。第３図は
実施例装置で使用されたCPUの処理手順を示したフロー
チャート。第４図は異常検出の方法を示した説明図であ
る。 ８……トルク検出器、９……電動機、10……ステアリン
グシャフト
Claims (1)
- 【請求項１】電動機によりアシストトルクをステアリン
グシャフトに印加するようにした電気式動力舵取装置に
おいて、 前記電動機の端子間電圧を測定する電圧検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、 前記電圧検出器と前記電流検出器との出力信号を入力し
て前記電動機の入力インピーダンスを測定するインピー
ダンス測定手段と、 前記インピーダンス測定手段によって測定された前記入
力インピーダンスが正常範囲にあるか否かを判定する判
定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて前記電動機に供給する
電流を遮断する電流遮断手段と を有することを特徴とする電気式動力舵取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7538287A JP2506739B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 電気式動力舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7538287A JP2506739B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 電気式動力舵取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63240467A JPS63240467A (ja) | 1988-10-06 |
| JP2506739B2 true JP2506739B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=13574584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7538287A Expired - Fee Related JP2506739B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 電気式動力舵取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506739B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68922248T2 (de) * | 1988-07-11 | 1995-08-31 | Koyo Seiko Co | Motorgetriebene Servolenkung. |
| JPH0299456A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-11 | Omron Tateisi Electron Co | モータ駆動装置 |
| EP0522492B1 (en) * | 1991-07-10 | 1997-02-05 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Electric power steering apparatus |
| JP3687472B2 (ja) * | 2000-03-13 | 2005-08-24 | 豊田工機株式会社 | 温度検出装置 |
| JP2006211825A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP7538287A patent/JP2506739B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63240467A (ja) | 1988-10-06 |
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