JP2570782B2 - 電気的駆動源の過電流制御装置 - Google Patents
電気的駆動源の過電流制御装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
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- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気モータのような電気的駆動源の制御に
関し、特にスイッチング素子を備え、駆動源の通信期間
と非通電期間とのデューティを変えることによって駆動
源の付勢レベルを制御する、いわゆるチョッパ型制御装
置において、駆動源に過電流が流れた場合の制御に関す
る。
関し、特にスイッチング素子を備え、駆動源の通信期間
と非通電期間とのデューティを変えることによって駆動
源の付勢レベルを制御する、いわゆるチョッパ型制御装
置において、駆動源に過電流が流れた場合の制御に関す
る。
［従来の技術］ 直流電気モータなどの電気的駆動源を制御する場合、
駆動源の発生トルクを調節するために、従来よりチョッ
パ制御が行なわれている。即ち、短い周期の中での通電
期間と非通電期間とのデューティを変えることによっ
て、駆動源に流れる電流の平均値を変えるようにしてい
る。
駆動源の発生トルクを調節するために、従来よりチョッ
パ制御が行なわれている。即ち、短い周期の中での通電
期間と非通電期間とのデューティを変えることによっ
て、駆動源に流れる電流の平均値を変えるようにしてい
る。
ところで、直流電気モータ等に流れる電流の大きさ
は、負荷の大きさ，温度，電源電圧等々の影響を受けて
大きく変動する。従って、場合によっては、電気モータ
にそれの定格を越える過電流が流れることがある。過電
流が長時間流れ続けると、電気モータの焼損等を生じる
ので、この種の過電流を防止する必要がある。
は、負荷の大きさ，温度，電源電圧等々の影響を受けて
大きく変動する。従って、場合によっては、電気モータ
にそれの定格を越える過電流が流れることがある。過電
流が長時間流れ続けると、電気モータの焼損等を生じる
ので、この種の過電流を防止する必要がある。
この種の過電流を制限する装置としては、例えば特開
昭60−98867号公報に開示されたものが知られている。
これにおいては、モータ電流が予め定めた過電流レベル
を越えると、通電デューティを、比較的小さな一定値に
変えて、電流を制限している。
昭60−98867号公報に開示されたものが知られている。
これにおいては、モータ電流が予め定めた過電流レベル
を越えると、通電デューティを、比較的小さな一定値に
変えて、電流を制限している。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の過電流制限制御を行なう場合、
例えば第６図に示すように、モータ電流が過電流レベル
を越えた後、モータ電流のレベルに振動が生じることが
ある。これは、電流が過電流レベルを越えて、通電デュ
ーティを小さくすると、しばらくして電流が過電流レベ
ル以下になって再び通電デューティが大きくなり、その
後再び電流が過電流レベルに達し、これら一連の動作の
繰り返しによって、電流の振動が生じる。
例えば第６図に示すように、モータ電流が過電流レベル
を越えた後、モータ電流のレベルに振動が生じることが
ある。これは、電流が過電流レベルを越えて、通電デュ
ーティを小さくすると、しばらくして電流が過電流レベ
ル以下になって再び通電デューティが大きくなり、その
後再び電流が過電流レベルに達し、これら一連の動作の
繰り返しによって、電流の振動が生じる。
過電流レベルの、電流を制限する時のレベルと制限を
解除する時のレベルとの間に比較的大きなヒステリシス
を設ければ、振動を防止可能であるが、その場合、制限
後のモータ電流は過電流制限レベルよりも遥かに小さく
制限されてしまい、駆動トルクが急激に減小するという
不都合を生じる。モータ電流の振動は、例えば自動車用
の電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられ
る電気モータの制御においては、運転者の感じる操舵助
勢トルクの振動として現われ、運転者に不快感を与える
ことになる。
解除する時のレベルとの間に比較的大きなヒステリシス
を設ければ、振動を防止可能であるが、その場合、制限
後のモータ電流は過電流制限レベルよりも遥かに小さく
制限されてしまい、駆動トルクが急激に減小するという
不都合を生じる。モータ電流の振動は、例えば自動車用
の電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられ
る電気モータの制御においては、運転者の感じる操舵助
勢トルクの振動として現われ、運転者に不快感を与える
ことになる。
また、従来の過電流制限制御においては、電流を制御
する場合のデューティは一定値であり、制限した場合の
電流値は、電源電圧などその時の条件に応じて大きく変
化しうる。自動車の場合、駆動源の電源としてバッテリ
ーを使用するが、その電圧は大きく変動するので、電圧
が高い場合には、制限を行なった場合でも、モータに過
電流が流れ続ける恐れがある。逆に、電流制限時のデュ
ーティを小さくしすぎると、電圧が低い場合に充分な駆
動トルクが得られない。
する場合のデューティは一定値であり、制限した場合の
電流値は、電源電圧などその時の条件に応じて大きく変
化しうる。自動車の場合、駆動源の電源としてバッテリ
ーを使用するが、その電圧は大きく変動するので、電圧
が高い場合には、制限を行なった場合でも、モータに過
電流が流れ続ける恐れがある。逆に、電流制限時のデュ
ーティを小さくしすぎると、電圧が低い場合に充分な駆
動トルクが得られない。
本発明は、駆動源に過電流が流れた場合に、振動を生
じることなく電流を制限するとともに、制限時の電流を
電源電圧等の条件に関わらず略一定に縦持して、確実に
過電流を回避するとともに、電流制限時でも充分な駆動
トルクが得られる装置を提供することを目的とする。
じることなく電流を制限するとともに、制限時の電流を
電源電圧等の条件に関わらず略一定に縦持して、確実に
過電流を回避するとともに、電流制限時でも充分な駆動
トルクが得られる装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明においては、電気モ
ータのような駆動源の電流が過電流レベルを越えた場合
に通電デューティを次のように調節する電子制御手段を
設ける。
ータのような駆動源の電流が過電流レベルを越えた場合
に通電デューティを次のように調節する電子制御手段を
設ける。
即ち、電子制御手段は、駆動源の電流を監視して該電
流を互いに異なるレベルに設定された上限レベル及び下
限レベルと比較し、該電流が過電流レベルを越えた場
合、該電流が前記上限レベル以上の時は前記通電デュー
ティを時間とともに低減し、該電流が前記下限レベル以
下の時は前記通電デューティを時間とともに増大し、該
電流が前記上限レベルと下限レベルの間にある時には前
記通電デューティの増減を停止する。
流を互いに異なるレベルに設定された上限レベル及び下
限レベルと比較し、該電流が過電流レベルを越えた場
合、該電流が前記上限レベル以上の時は前記通電デュー
ティを時間とともに低減し、該電流が前記下限レベル以
下の時は前記通電デューティを時間とともに増大し、該
電流が前記上限レベルと下限レベルの間にある時には前
記通電デューティの増減を停止する。
［作用］ これによれば、駆動源の電流が過電流の上限レベル以
上の領域にある間は、通電デューティは徐々に小さくな
り、時間の経過とともに電流（平均値）が小さくなる。
その後で、電流値が上限レベルと下限レベルとの間の領
域に入ると、通電デューティはその時の値に固定され
る。また、電流値が下限レベル以下になると、通電デュ
ーティが徐々に増大し、時間の経過とともに電流（平均
値）が大きくなる。
上の領域にある間は、通電デューティは徐々に小さくな
り、時間の経過とともに電流（平均値）が小さくなる。
その後で、電流値が上限レベルと下限レベルとの間の領
域に入ると、通電デューティはその時の値に固定され
る。また、電流値が下限レベル以下になると、通電デュ
ーティが徐々に増大し、時間の経過とともに電流（平均
値）が大きくなる。
従って、駆動源を流れる電流に過電流が生じると、そ
の後の電流の値は、上限レベルと下限レベルとの間の領
域に収束するように制限され、従って電流レベルの振動
は回避される。また、通電デューティは一定ではなく、
検出される電流が上限レベルと下限レベルとの間におち
つくように通電デューティが調節されるので、電源電圧
が大きく変動する場合でも、制御に悪影響を生じない。
の後の電流の値は、上限レベルと下限レベルとの間の領
域に収束するように制限され、従って電流レベルの振動
は回避される。また、通電デューティは一定ではなく、
検出される電流が上限レベルと下限レベルとの間におち
つくように通電デューティが調節されるので、電源電圧
が大きく変動する場合でも、制御に悪影響を生じない。
ところで、電気モータを焼損から保護するためには、
電気モータの温度上昇を抑える必要がある。つまり、電
気モータの温度が高ければ高いほど、その時に流しうる
電流は小さくなる。そこで、本発明の好ましい実施例に
おいては、温度スイッチを設けて、駆動源の近傍の温度
を検出し、温度が所定以上、即ち異常に高い場合には、
前記上限レベル及び下限レベルを、時間の経過とともに
徐々に小さいレベルに更新する。これにより、駆動源の
確実な保護が期待できる。
電気モータの温度上昇を抑える必要がある。つまり、電
気モータの温度が高ければ高いほど、その時に流しうる
電流は小さくなる。そこで、本発明の好ましい実施例に
おいては、温度スイッチを設けて、駆動源の近傍の温度
を検出し、温度が所定以上、即ち異常に高い場合には、
前記上限レベル及び下限レベルを、時間の経過とともに
徐々に小さいレベルに更新する。これにより、駆動源の
確実な保護が期待できる。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照し
た実施例説明により明らかになろう。
た実施例説明により明らかになろう。
［実施例］ 第２図に、本発明を実施する一形式の電動パワーステ
アリング装置の概略構成を示す。第２図を参照すると、
ステアリングホイール１が第１ステアリングシャフト２
に結合されており、第１ステアリングシャフト２は、ユ
ニバーサルショイント４を介して第２ステアリングシャ
フト５に結合されている。第２ステアリングシャフト５
の先端には、ユニバーサルジョイント６を介して第３ス
テアリングシャフト７が結合されている。第３ステアリ
ングシャフト７の先端に、図示しないピニオンギアが装
着されており、このピニオンギアがラック11に噛み合っ
ている。
アリング装置の概略構成を示す。第２図を参照すると、
ステアリングホイール１が第１ステアリングシャフト２
に結合されており、第１ステアリングシャフト２は、ユ
ニバーサルショイント４を介して第２ステアリングシャ
フト５に結合されている。第２ステアリングシャフト５
の先端には、ユニバーサルジョイント６を介して第３ス
テアリングシャフト７が結合されている。第３ステアリ
ングシャフト７の先端に、図示しないピニオンギアが装
着されており、このピニオンギアがラック11に噛み合っ
ている。
第１ステアリングシャフト２には、４つの歪検出素子
を含むトルクセンサ８が固着されており、この出力端が
パワーステアリング制御用の制御装置CONに接続されて
いる。また第３ステアリングシャフト７のピニオンギア
とユニバーサルジョイント６との間には減速機９が装着
されており、減速機９に直流サーボモータDMの駆動軸が
結合されている。
を含むトルクセンサ８が固着されており、この出力端が
パワーステアリング制御用の制御装置CONに接続されて
いる。また第３ステアリングシャフト７のピニオンギア
とユニバーサルジョイント６との間には減速機９が装着
されており、減速機９に直流サーボモータDMの駆動軸が
結合されている。
直流サーボモータDMは、制御装置CONに接続されてい
る。またこの例では、直流サーボモータDMのハウジング
に、温度スイッチTSWを装着してあり、TSWを制御装置CO
Nに接続してある。BTが装置の電源となる車輛のバッテ
リーである。
る。またこの例では、直流サーボモータDMのハウジング
に、温度スイッチTSWを装着してあり、TSWを制御装置CO
Nに接続してある。BTが装置の電源となる車輛のバッテ
リーである。
ラック11はタイロッド10に結合されており、タイロッ
ド10はタイヤ12の向きを制御するステアリングナックル
アーム16に結合されている。13がショックアブソーバ、
14がサスペンションアッパサポート、15がコイルスプリ
ング、18がロワーサスペンションアームである。
ド10はタイヤ12の向きを制御するステアリングナックル
アーム16に結合されている。13がショックアブソーバ、
14がサスペンションアッパサポート、15がコイルスプリ
ング、18がロワーサスペンションアームである。
第３図に、第２図の制御装置CONを主体とするシステ
ム全体の電気回路構成を示す。第３図を参照して説明す
る。100が、システム全体を制御するマイクロコンピュ
ータであって、これに各種回路要素が接続されている。
直流サーボモータDMには、モータドライバ160を介し
て、電源（車上バッテリーBT）から電流が供給される。
モータドライバ160には、４つのスイッチングトランジ
スタQ1,Q2,Q3及びQ4が備わっており、これらのオン／オ
フ制御によって、モータDMの通電のオン／オフ，通電方
向及び通電量（電流）が切換えられる。なお、これらの
トランジスタQ1,Q2,Q3及びQ4は、パワーMOSFETである。
ム全体の電気回路構成を示す。第３図を参照して説明す
る。100が、システム全体を制御するマイクロコンピュ
ータであって、これに各種回路要素が接続されている。
直流サーボモータDMには、モータドライバ160を介し
て、電源（車上バッテリーBT）から電流が供給される。
モータドライバ160には、４つのスイッチングトランジ
スタQ1,Q2,Q3及びQ4が備わっており、これらのオン／オ
フ制御によって、モータDMの通電のオン／オフ，通電方
向及び通電量（電流）が切換えられる。なお、これらの
トランジスタQ1,Q2,Q3及びQ4は、パワーMOSFETである。
４つのトランジスタQ1〜Q4の制御端子（ゲート）は、
バッファ120及び出力インターフェース回路150を介し
て、マイクロコンピュータ100と接続されている。出力
インターフェース回路150は、４つのホトカップラ151,1
52,153及び154と４つのゲートドライバ155,156,157及び
158を備えている。
バッファ120及び出力インターフェース回路150を介し
て、マイクロコンピュータ100と接続されている。出力
インターフェース回路150は、４つのホトカップラ151,1
52,153及び154と４つのゲートドライバ155,156,157及び
158を備えている。
これらのホトカップラ151〜154の出力側の回路とゲー
トドライバ155〜158の電源は、一般の電源ラインから絶
縁した電圧を出力するDC−DCコンバータ130から供給さ
れる。このDC−DCコンバータ130は、12Vの電力を各々出
力する３系統の出力端子を備えており、第１の出力端子
はホトカップラ151及びゲートドライバ155に接続され、
第２の出力端子はホトカップラ152及びゲートドライバ1
56に接続され、第３の出力端子はホトカップラ153,154
及びゲートドライバ157,158に接続されている。ホトカ
ップラ151〜154の入力側の回路には、一般の5Vの直流電
圧（Vcc）が印加される。
トドライバ155〜158の電源は、一般の電源ラインから絶
縁した電圧を出力するDC−DCコンバータ130から供給さ
れる。このDC−DCコンバータ130は、12Vの電力を各々出
力する３系統の出力端子を備えており、第１の出力端子
はホトカップラ151及びゲートドライバ155に接続され、
第２の出力端子はホトカップラ152及びゲートドライバ1
56に接続され、第３の出力端子はホトカップラ153,154
及びゲートドライバ157,158に接続されている。ホトカ
ップラ151〜154の入力側の回路には、一般の5Vの直流電
圧（Vcc）が印加される。
ゲートドライバ155,156,157及び158のオン／オフによ
って、それぞれ、トランジスタQ1,Q2,Q3及びQ4がオン／
オフする。トランジスタQ1とQ4がオンし、Q2とQ3がオフ
すれば、モータDMに順方向に電流が流れて時計方向にモ
ータが回転し、トランジスタQ1とQ4がオフし、Q2とQ3が
オンすれば、モータDMに逆方向に電流が流れて反時計方
向にモータが回転する。
って、それぞれ、トランジスタQ1,Q2,Q3及びQ4がオン／
オフする。トランジスタQ1とQ4がオンし、Q2とQ3がオフ
すれば、モータDMに順方向に電流が流れて時計方向にモ
ータが回転し、トランジスタQ1とQ4がオフし、Q2とQ3が
オンすれば、モータDMに逆方向に電流が流れて反時計方
向にモータが回転する。
トランジスタQ3及びQ4のソース端子は、それぞれ、抵
抗器161及び162を介して、接地されている。従って、ト
ランジスタQ3に流れる電流に応じた電圧が抵抗器161の
両端に現われ、トランジスタQ4に流れる電流に応じた電
圧が抵抗器162の両端に現われる。つまり、モータDMに
順方向に流れる電流が抵抗器162で検出され、逆方向に
流れる電流が抵抗器161で検出される。これらの電流に
応じた電圧は、信号処理回路170に印加される。
抗器161及び162を介して、接地されている。従って、ト
ランジスタQ3に流れる電流に応じた電圧が抵抗器161の
両端に現われ、トランジスタQ4に流れる電流に応じた電
圧が抵抗器162の両端に現われる。つまり、モータDMに
順方向に流れる電流が抵抗器162で検出され、逆方向に
流れる電流が抵抗器161で検出される。これらの電流に
応じた電圧は、信号処理回路170に印加される。
信号処理回路170には、増幅器171,172,アナログ比較
器173,174,176及びアナログ加算器175が備わっている。
アナログ比較器173及び174は、それぞれ、増幅器171及
び172が出力する電圧を、予め設定したしきい値電圧Vr1
と比較する。加算器175は、増幅器171の出力電圧と増幅
器172の出力電圧とを加算した電圧を出力する。従っ
て、加算器175の出力端子には、モータDMにいずれの方
向に電流が流れている場合でも、その電流に応じた電圧
が現われる。比較器176は、加算器175が出力する電圧
を、予め定めたしきい値Vr2と比較する。比較器173,174
及び176が出力する信号は、それぞれ、SIR,SIL及びSIO
としてマイクロコンピュータ100の入力ポートに印加さ
れる。
器173,174,176及びアナログ加算器175が備わっている。
アナログ比較器173及び174は、それぞれ、増幅器171及
び172が出力する電圧を、予め設定したしきい値電圧Vr1
と比較する。加算器175は、増幅器171の出力電圧と増幅
器172の出力電圧とを加算した電圧を出力する。従っ
て、加算器175の出力端子には、モータDMにいずれの方
向に電流が流れている場合でも、その電流に応じた電圧
が現われる。比較器176は、加算器175が出力する電圧
を、予め定めたしきい値Vr2と比較する。比較器173,174
及び176が出力する信号は、それぞれ、SIR,SIL及びSIO
としてマイクロコンピュータ100の入力ポートに印加さ
れる。
また、温度スイッチTSWが出力する信号は、マイクロ
コンピュータ100の入力ポートに、信号STPとして印加さ
れる。加算器175が出力するアナログ電圧SIM及びトルク
センサ８が出力するアナログ電圧STQは、各々、A/D（ア
ナログ／デジタル）変換器110によってデジタル信号に
変換され、マイクロコンピュータ100で読取られる。
コンピュータ100の入力ポートに、信号STPとして印加さ
れる。加算器175が出力するアナログ電圧SIM及びトルク
センサ８が出力するアナログ電圧STQは、各々、A/D（ア
ナログ／デジタル）変換器110によってデジタル信号に
変換され、マイクロコンピュータ100で読取られる。
マイクロコンピュータ100は、ドライバ140を介してリ
レー163を制御し、直流モータDMの通電の許可／禁止を
制御しうる。
レー163を制御し、直流モータDMの通電の許可／禁止を
制御しうる。
第4a図に、マイクロコンピュータ100の動作の概略を
示し、第4b図及び第4c図に、各々、第4a図の処理の一部
を詳細に示す。まず第4a図を参照して説明する。電源が
オンすると、まずステップ１の初期化を行なう。ここ
で、内部メモリをクリアし、出力ポートをリセットし、
タイマの設定を行ない、後述する各種パラメータを初期
化する。
示し、第4b図及び第4c図に、各々、第4a図の処理の一部
を詳細に示す。まず第4a図を参照して説明する。電源が
オンすると、まずステップ１の初期化を行なう。ここ
で、内部メモリをクリアし、出力ポートをリセットし、
タイマの設定を行ない、後述する各種パラメータを初期
化する。
ステップ２では、A/D変換器110を制御して、トルク信
号STQをサンプリングし、そのデジタルデータを入力す
る。ステップ３では、ステップ２で得られたトルクの値
に基づき、直流サーボモータDMの制御量である通電デュ
ーティDTYを求める。この例では、入力トルクと通電デ
ューティとの関係は第５図に示すようになっている。第
５図を参照すると、入力トルクが所定以上になると、デ
ューティは100％になることが分かる。
号STQをサンプリングし、そのデジタルデータを入力す
る。ステップ３では、ステップ２で得られたトルクの値
に基づき、直流サーボモータDMの制御量である通電デュ
ーティDTYを求める。この例では、入力トルクと通電デ
ューティとの関係は第５図に示すようになっている。第
５図を参照すると、入力トルクが所定以上になると、デ
ューティは100％になることが分かる。
ステップ４では、A/D変換器110を制御して、電流信号
SIMをサンプリングし、そのデジタルデータを入力す
る。ステップ５では、温度スイッチTSWが出力する温度
信号STPを入力する。更に、ステップ６及び７のサブル
ーチンを実行し、ステップ８に進む。
SIMをサンプリングし、そのデジタルデータを入力す
る。ステップ５では、温度スイッチTSWが出力する温度
信号STPを入力する。更に、ステップ６及び７のサブル
ーチンを実行し、ステップ８に進む。
ステップ８では、各種出力ポートに、所定の信号を出
力する。例えば、モータDMを時計方向に駆動する場合に
は次のようにする。信号SD2及びSD3は高レベルＨに設定
し、トランジスタQ2及びQ3をオフにする。信号SD1は低
レベルＬに設定してトランジスタQ1をオンする。そし
て、信号SD4に、パルス信号を出力する。パルス信号の
周期は、この例では約13KHzであり、パルス信号のデュ
ーティが、前述のDTYと一致するように信号が生成され
る。但し、このDTYは、ステップ７の処理で更新される
ことがある。パルス信号が低レベルＬの期間は、トラン
ジスタQ4がオンし、パルス信号が高レベルＨの期間はQ4
がオフする。従って、モータDMに流れる電流は、13KHz
の周期で、通電／非通電を繰り返す。なお、リレー163
は、予めオン状態に設定しておく。
力する。例えば、モータDMを時計方向に駆動する場合に
は次のようにする。信号SD2及びSD3は高レベルＨに設定
し、トランジスタQ2及びQ3をオフにする。信号SD1は低
レベルＬに設定してトランジスタQ1をオンする。そし
て、信号SD4に、パルス信号を出力する。パルス信号の
周期は、この例では約13KHzであり、パルス信号のデュ
ーティが、前述のDTYと一致するように信号が生成され
る。但し、このDTYは、ステップ７の処理で更新される
ことがある。パルス信号が低レベルＬの期間は、トラン
ジスタQ4がオンし、パルス信号が高レベルＨの期間はQ4
がオフする。従って、モータDMに流れる電流は、13KHz
の周期で、通電／非通電を繰り返す。なお、リレー163
は、予めオン状態に設定しておく。
上記ステップ２〜８の処理は、繰り返し実行される。
次に、第4b図を参照して、第4a図のステップ６のサブ
ルーチンの内容を説明する。この実施例においては、モ
ータDMに過電流が流れた場合の制御のために、２つのし
きい値レベルIpH及びIpLが設定される。この例では、Ip
H及びIpLは一定ではなく、サブルーチンSUB1の中で更新
される。
ルーチンの内容を説明する。この実施例においては、モ
ータDMに過電流が流れた場合の制御のために、２つのし
きい値レベルIpH及びIpLが設定される。この例では、Ip
H及びIpLは一定ではなく、サブルーチンSUB1の中で更新
される。
なお、サブルーチンSUB1は、実質的には、比較的短い
周期TM1に１回の割合いで実行される。即ち、内部タイ
マを利用して、時間Ｔを監視しており、ＴがTM1になる
毎に、次の処理を実行する。
周期TM1に１回の割合いで実行される。即ち、内部タイ
マを利用して、時間Ｔを監視しており、ＴがTM1になる
毎に、次の処理を実行する。
まず、温度スイッチTSWの状態をチェックする。TSWが
オフ、即ち定常温度以内であると、しきい値IpHを、固
定値IpH0と比較する。固定値IpH0は、ステップ１の初期
化においてIpHに設定される初期値と等しい。IpHとIpH0
とが等しくない場合には、IpHの値を＋１する。また、
しきい値IpHから固定値DIFを減算した値をしきい値IpL
として設定する。つまり、しきい値IpLは、IpHよりも常
にDIFだけ小さいレベルに設定される。
オフ、即ち定常温度以内であると、しきい値IpHを、固
定値IpH0と比較する。固定値IpH0は、ステップ１の初期
化においてIpHに設定される初期値と等しい。IpHとIpH0
とが等しくない場合には、IpHの値を＋１する。また、
しきい値IpHから固定値DIFを減算した値をしきい値IpL
として設定する。つまり、しきい値IpLは、IpHよりも常
にDIFだけ小さいレベルに設定される。
温度スイッチTSWがオン、即ち温度が異常に高いと、
しきい値IpHを、固定値IpHLと比較する。固定値IpHL
は、IpHの最小値である。しきい値IpHとIpHLとが等しく
ない場合には、IpHの値を−１する。また、しきい値IpH
から固定値DIFを減算した値をしきい値IpLとして設定す
る。
しきい値IpHを、固定値IpHLと比較する。固定値IpHL
は、IpHの最小値である。しきい値IpHとIpHLとが等しく
ない場合には、IpHの値を−１する。また、しきい値IpH
から固定値DIFを減算した値をしきい値IpLとして設定す
る。
つまり、サブルーチンSUB1を実行することにより、温
度が異常に上昇した場合に、過電流を識別するしきい値
IpH及びIpLのレベルが、時間の経過につれて小さくな
る。温度が定常状態に戻ると、しきい値IpH及びIpLのレ
ベルは、時間の経過につれて大きくなる。但し、IpHの
とりうる範囲は、最小値IpHLと初期値IpH0との範囲内に
限定される。
度が異常に上昇した場合に、過電流を識別するしきい値
IpH及びIpLのレベルが、時間の経過につれて小さくな
る。温度が定常状態に戻ると、しきい値IpH及びIpLのレ
ベルは、時間の経過につれて大きくなる。但し、IpHの
とりうる範囲は、最小値IpHLと初期値IpH0との範囲内に
限定される。
次に、第4c図を参照して、第4a図のステップ７のサブ
ルーチンSUB2の内容を説明する。なお、サブルーチンSU
B2は、実質的には、比較的短い周期TM2に１回を割合い
で実行される。即ち、内部タイマを利用して、時間Ｔを
監視しており、ＴがTM2になる毎に、次の処理を実行す
る。
ルーチンSUB2の内容を説明する。なお、サブルーチンSU
B2は、実質的には、比較的短い周期TM2に１回を割合い
で実行される。即ち、内部タイマを利用して、時間Ｔを
監視しており、ＴがTM2になる毎に、次の処理を実行す
る。
まず、フラグFpの状態をチェックする。このフラグFp
は、過電流処理中なら１、そうでなければ０になる。過
電流処理中でなければ、検出した電流Im（SIMのデジタ
ル値）を、前述のしきい値IpHと比較する。Im＞IpHな
ら、つまり、モータ電流が上側のしきい値IpHを越えた
ら、フラグFpを１にセットして過電流処理に入る。過電
流処理に入ると、フラグFpが１になるので、次のように
処理する。
は、過電流処理中なら１、そうでなければ０になる。過
電流処理中でなければ、検出した電流Im（SIMのデジタ
ル値）を、前述のしきい値IpHと比較する。Im＞IpHな
ら、つまり、モータ電流が上側のしきい値IpHを越えた
ら、フラグFpを１にセットして過電流処理に入る。過電
流処理に入ると、フラグFpが１になるので、次のように
処理する。
まず、電流Imとしきい値IpHとを比較する。Im＞IpHな
ら、デューティ低減レジスタDTDにΔｘを加算してその
内容を更新する。そして、通電デューティDTYの内容か
ら、デューティ低減レジスタDTDの内容を減算し、通電
デューティDTYを更新する。
ら、デューティ低減レジスタDTDにΔｘを加算してその
内容を更新する。そして、通電デューティDTYの内容か
ら、デューティ低減レジスタDTDの内容を減算し、通電
デューティDTYを更新する。
また、Im＞IpHでなければ、電流Imをしきい値IpLと比
較する。そして、Im＞IpLなら、つまり、Imがしきい値
の上限値IpHと下限値IpLとの範囲内にある時には、デュ
ーティ低減レジスタDTDの内容は、更新せず一定にす
る。また、電流がImが下限のしきい値IpL以下である
と、デューティ低減レジスタDTDの内容を参照する。そ
して、DTDの内容が０でなければ、デューティ低減レジ
スタDTDからΔｙを減算し、その内容を更新する。そし
て、通電デューティDTYの内容から、デューティ低減レ
ジスタDTDの内容を減算し、通電デューティDTYを更新す
る。
較する。そして、Im＞IpLなら、つまり、Imがしきい値
の上限値IpHと下限値IpLとの範囲内にある時には、デュ
ーティ低減レジスタDTDの内容は、更新せず一定にす
る。また、電流がImが下限のしきい値IpL以下である
と、デューティ低減レジスタDTDの内容を参照する。そ
して、DTDの内容が０でなければ、デューティ低減レジ
スタDTDからΔｙを減算し、その内容を更新する。そし
て、通電デューティDTYの内容から、デューティ低減レ
ジスタDTDの内容を減算し、通電デューティDTYを更新す
る。
つまり、次のような制御動作が行なわれることにな
る。
る。
第１図を参照して説明する。なお、この例では、DTY
及びDTDは８ビットの値として扱われるため、最小値が
０、最大値が255になっている。デューティ低減レジス
タDTDの内容が、最初は０であるから、この時の通電デ
ューティDTYは、第4a図のステップ３で計算される値、
即ち入力トルクに応じた値になる。
及びDTDは８ビットの値として扱われるため、最小値が
０、最大値が255になっている。デューティ低減レジス
タDTDの内容が、最初は０であるから、この時の通電デ
ューティDTYは、第4a図のステップ３で計算される値、
即ち入力トルクに応じた値になる。
入力トルクが増大して、通電デューティDTYが増大し
た後、モータDMの負荷が大きくなって、その電流Imが増
大し、Imがしきい値IpHを越えると、デューティ低減レ
ジスタDTDの内容は、時間の経過とともに徐々に増大す
る（単位時間TM2あたりΔｘ）。従って、時間Tdの領域
では、通電デューティDTYが時間の経過とともに徐々に
減小するので、モータDMの電流値Im（平均値）も徐々に
減小する。
た後、モータDMの負荷が大きくなって、その電流Imが増
大し、Imがしきい値IpHを越えると、デューティ低減レ
ジスタDTDの内容は、時間の経過とともに徐々に増大す
る（単位時間TM2あたりΔｘ）。従って、時間Tdの領域
では、通電デューティDTYが時間の経過とともに徐々に
減小するので、モータDMの電流値Im（平均値）も徐々に
減小する。
電流Imの減小によって、Imがしきい値IpHとIpLの間の
領域に入ると、即ち期間Tcの領域では、デューティ低減
レジスタDTDの内容が一定になり、通電デューティDTYも
一定になる。もちろん、その場合でも、第4a図のステッ
プ３で計算された結果に変化が生じれば、DTYは変化し
うる。
領域に入ると、即ち期間Tcの領域では、デューティ低減
レジスタDTDの内容が一定になり、通電デューティDTYも
一定になる。もちろん、その場合でも、第4a図のステッ
プ３で計算された結果に変化が生じれば、DTYは変化し
うる。
一般的には、期間Tcの間に、電流Imの変化はほぼなく
なり、入力トルクが減小するまで、Imは上限のしきい値
IpHと下限のしきい値IpLとの間に維持される。入力トル
クが減小した場合、あるいはそれに変化がないのに電流
Imの減小しすぎによって、ImがIpLを下まわった場合、
デューティ低減レジスタDTDの内容は、時間の経過とと
もに徐々に減小する（単位時間TM2あたりΔｙ）。従っ
て、期間Tiの領域では、通電デューティDTYが時間の経
過とともに徐々に増大し、電流ImがIpHとIpLとの間に戻
るように制御される。
なり、入力トルクが減小するまで、Imは上限のしきい値
IpHと下限のしきい値IpLとの間に維持される。入力トル
クが減小した場合、あるいはそれに変化がないのに電流
Imの減小しすぎによって、ImがIpLを下まわった場合、
デューティ低減レジスタDTDの内容は、時間の経過とと
もに徐々に減小する（単位時間TM2あたりΔｙ）。従っ
て、期間Tiの領域では、通電デューティDTYが時間の経
過とともに徐々に増大し、電流ImがIpHとIpLとの間に戻
るように制御される。
デューティ低減レジスタDTDの内容が０になると、過
電流処理は解除され、次に再び電流ImがIpHを越えるま
では、第4a図のステップ３で計算された通電デューティ
DTYの値が、そのまま通電のオン／オフ制御に利用され
る。
電流処理は解除され、次に再び電流ImがIpHを越えるま
では、第4a図のステップ３で計算された通電デューティ
DTYの値が、そのまま通電のオン／オフ制御に利用され
る。
［効果］ 以上の通り、本発明によれば、過電流が検出された場
合に、駆動源を流れる電流の値が所定内に抑制されるま
で、通電デューティの減小幅を時間とともに増大させる
制御を行なうので、電源電圧や負荷の変動服が非常に大
きい場合であっても、過電流を確実に防止することがで
きる。
合に、駆動源を流れる電流の値が所定内に抑制されるま
で、通電デューティの減小幅を時間とともに増大させる
制御を行なうので、電源電圧や負荷の変動服が非常に大
きい場合であっても、過電流を確実に防止することがで
きる。
また、実施例に示したように、駆動源近傍の温度に応
じて、過電流のしきい値レベルを更新すれば、駆動源の
温度が異常に上昇することによって、駆動源の焼損が生
じるのを防止しうる。
じて、過電流のしきい値レベルを更新すれば、駆動源の
温度が異常に上昇することによって、駆動源の焼損が生
じるのを防止しうる。
第１図は、第３図に示す装置のモータ過電流抑制動作を
示すタイミングチャートである。 第２図は、本発明を実施する自動車用電動パワーステア
リング装置の全体構成を示すブロック図である。 第３図は、第２図に示す装置の電気回路構成を示すブロ
ック図である。 第4a図，第4b図及び第4c図は、第３図のマイクロコンピ
ュータ100の概略動作を示すフローチャートである。 第５図は、第３図の装置の、入力トルクと通電デューテ
ィとの対応を示すグラフである。 第６図は、従来の過電流防止装置における駆動源の電流
の変化を示す波形図である。 1:ステアリングホイール 8:トルクセンサ、9:減速機 100:マイクロコンピュータ（電子制御手段） 110:A/Dコンバータ 120:バッファ 130:DC−DCコンバータ 140:ドライバ 150:出力インターフェース回路 151〜154:ホトカップラ 155〜158:ゲートドライバ 160:モータドライバ 161,162:抵抗器（電流検出手段） 163:リレー、170:信号処理回路 171,172:増幅器 173,174,176:アナログ比較器 175:アナログ加算器 DM:直流サーボモータ（電気的駆動源） CON:制御装置、TSW:温度スイッチ Q1〜Q4:トランジスタ（スイッチング手段）
示すタイミングチャートである。 第２図は、本発明を実施する自動車用電動パワーステア
リング装置の全体構成を示すブロック図である。 第３図は、第２図に示す装置の電気回路構成を示すブロ
ック図である。 第4a図，第4b図及び第4c図は、第３図のマイクロコンピ
ュータ100の概略動作を示すフローチャートである。 第５図は、第３図の装置の、入力トルクと通電デューテ
ィとの対応を示すグラフである。 第６図は、従来の過電流防止装置における駆動源の電流
の変化を示す波形図である。 1:ステアリングホイール 8:トルクセンサ、9:減速機 100:マイクロコンピュータ（電子制御手段） 110:A/Dコンバータ 120:バッファ 130:DC−DCコンバータ 140:ドライバ 150:出力インターフェース回路 151〜154:ホトカップラ 155〜158:ゲートドライバ 160:モータドライバ 161,162:抵抗器（電流検出手段） 163:リレー、170:信号処理回路 171,172:増幅器 173,174,176:アナログ比較器 175:アナログ加算器 DM:直流サーボモータ（電気的駆動源） CON:制御装置、TSW:温度スイッチ Q1〜Q4:トランジスタ（スイッチング手段）
Claims (4)
- 【請求項１】電気的駆動源； 前記電気的駆動源の通電をオン／オフ制御するスイッチ
ング手段； 前記電気的駆動源に流れる電流を検出する電流検出手
段；及び 前記スイッチング手段に制御信号として印加するパルス
信号を生成するとともに、前記電流検出手段を介して前
記電気的駆動源の電流を監視し、該電流を互いに異なる
上限レベル及び下限レベルと比較し、該電流が過電流レ
ベルを越えた場合、該電流が前記上限レベル以上の時は
前記パルス信号のデューティを時間とともに低減し、該
電流が前記下限レベル以下の時は前記パルス信号のデュ
ーティを時間とともに増大し、該電流が前記上限レベル
と下限レベルの間にある時には前記パルス信号のデュー
ティの増減を停止する、電子制御手段； を備える電気的駆動源の過電流制御装置。 - 【請求項２】前記電子制御手段は、前記電気的駆動源の
近傍の温度に応じて、前記上限レベル及び下限レベルの
少なくとも一方を更新する、前記特許請求の範囲第
（１）項記載の電気的駆動源の過電流制御装置。 - 【請求項３】前記電子制御手段は、前記電気的駆動源の
近傍の温度が設定温度以上になると、前記上限レベル及
び下限レベルを時間とともに小さくし、前記設定温度未
満になると、予め設定したレベルまで、前記上限レベル
及び下限レベルを時間とともに大きくする、前記特許請
求の範囲第（１）項記載の電気的駆動源の過電流制御装
置。 - 【請求項４】前記上限レベルと前記下限レベルとの差を
一定値に設定した、前記特許請求の範囲第（１）項，第
（２）項又は第（３）項記載の電気的駆動源の過電流制
御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328714A JP2570782B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電気的駆動源の過電流制御装置 |
| US07/288,889 US4961033A (en) | 1987-12-25 | 1988-12-23 | Current limiter for an electrical actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328714A JP2570782B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電気的駆動源の過電流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01174290A JPH01174290A (ja) | 1989-07-10 |
| JP2570782B2 true JP2570782B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=18213364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62328714A Expired - Fee Related JP2570782B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電気的駆動源の過電流制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4961033A (ja) |
| JP (1) | JP2570782B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5321635A (en) * | 1992-09-02 | 1994-06-14 | Alliedsignal Inc. | Synchro drive stabilization system |
| US5704038A (en) * | 1994-09-30 | 1997-12-30 | Itt Automotive Electrical Systems, Inc. | Power-on-reset and watchdog circuit and method |
| US5525878A (en) * | 1994-09-30 | 1996-06-11 | Itt Automotive Electrical Systems, Inc. | Apparatus and method for controlling an electric motor |
| US5517415A (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-14 | Trw Inc. | Method and apparatus for detecting a motor stall condition in an electric assist steering system |
| US5685697A (en) * | 1995-08-02 | 1997-11-11 | Itt Automotive Electrical Systems, Inc. | Combined check valve and pressure sensor |
| GB9606802D0 (en) * | 1996-03-30 | 1996-06-05 | Lucas Ind Plc | Current limiter for an EPAS system |
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| US6338016B1 (en) | 1999-03-08 | 2002-01-08 | Trw Inc. | Method and apparatus for detecting a motor stall condition in an electric assist steering system |
| JP3715136B2 (ja) * | 1999-06-03 | 2005-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP3843202B2 (ja) * | 2000-06-02 | 2006-11-08 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
| JP3805657B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2006-08-02 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
| US7600913B2 (en) * | 2003-04-15 | 2009-10-13 | Tedrive Holding B.V. | Saturated transistor based temperature sensor |
| JP4046005B2 (ja) * | 2003-05-12 | 2008-02-13 | 株式会社デンソー | 電動モータ駆動装置及び電動パワーステアリング装置 |
| JP4577254B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2010-11-10 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | シフトバイワイヤ装置 |
| JP4600505B2 (ja) * | 2008-04-09 | 2010-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | 車両のステアリング装置 |
| US9634603B2 (en) * | 2015-08-24 | 2017-04-25 | Hamilton Sundstrand Corporation | Power limiting for motor current controllers |
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| US4427930A (en) * | 1981-12-23 | 1984-01-24 | General Electric Company | Electric vehicle current regulator |
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| DE3422458A1 (de) * | 1984-06-16 | 1985-12-19 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Drehzahlregeleinrichtung fuer einen wechselstrommotor |
| US4599548A (en) * | 1985-03-18 | 1986-07-08 | Motorola Inc. | PWM controller for an electrical load |
| CA1280375C (en) * | 1986-01-14 | 1991-02-19 | Yasuo Shimizu | Motor-driven power steering system for vehicles |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62328714A patent/JP2570782B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-12-23 US US07/288,889 patent/US4961033A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4961033A (en) | 1990-10-02 |
| JPH01174290A (ja) | 1989-07-10 |
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