JP2577555B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、電動モータの出力トルクを適正に保ち、
安定したステアリング操作を可能にした電動式パワース
テアリング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention keeps the output torque of an electric motor properly,
The present invention relates to an electric power steering device that enables stable steering operation.
(従来の技術) 従来から知られているこの種の装置は、ハンドルに連
係した入力軸の先端ピニオンを設けるとともに、このピ
ニオンは、車輪に連係したラックにかみ合わせている。2. Description of the Related Art A device of this type, which is conventionally known, has a pinion at a tip end of an input shaft connected to a handle, and this pinion is engaged with a rack connected to wheels.
また、上記ラックには、電動モータに連係したピニオ
ンもかみ合わせているが、この電動モータとピニオンと
は、電磁クラッチを介して連係している。The rack is also engaged with a pinion linked to an electric motor, but the electric motor and the pinion are linked via an electromagnetic clutch.
さらに、上記入力軸のトルクを検出するトルクセンサ
と、当該車両の車速を検出する車速センサと、ラックの
軸力を検出する軸力センサとを設け、これら各センサを
制御装置に連係している。Further, a torque sensor for detecting the torque of the input shaft, a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed of the vehicle, and an axial force sensor for detecting the axial force of the rack are provided, and these sensors are linked to the control device. .
上記のようにした制御装置は、上記各センサの出力信
号に応じて、電動モータの出力を制御するとともに、電
磁クラッチをオン・オフさせる制御部を主要素にしてい
るが、この制御装置には、各センサの異常を検出する異
常検出回路も備えている。The control device as described above controls the output of the electric motor according to the output signal of each of the sensors, and has a control unit that turns on and off the electromagnetic clutch as a main element. And an abnormality detection circuit for detecting an abnormality of each sensor.
しかして、上記各センサのいずれかに異常が発生する
と、上記制御部が動作して、上記電磁クラッチをオフに
して、当該電動モータをフリーの状態にする。If an abnormality occurs in any of the sensors, the control unit operates to turn off the electromagnetic clutch and put the electric motor in a free state.
(本発明が解決しようとする問題点) 上記のようにした従来の装置では、電磁クラッチを用
いているので、装置全体が高価になるという問題の以外
に、次のような問題があった。(Problems to be Solved by the Present Invention) In the conventional device as described above, since the electromagnetic clutch is used, there are the following problems in addition to the problem that the entire device is expensive.
すなわち、車速センサに異常が発生すると、電動モー
タが即座にフリーの状態になって、マニュアルステアリ
ングに切り換わる。しかし、パワーステアリングからマ
ニュアルステアリングに急に切り換わると、その操舵感
覚を誤るという問題があった。That is, when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor, the electric motor is immediately brought into a free state, and the mode is switched to the manual steering. However, when the power steering is suddenly switched to the manual steering, there is a problem that the steering feeling is wrong.
また、この従来の装置では、高負荷運転等で電動モー
タの温度が上昇しても、それを検出する機能を備えてい
ないので、温度上昇によって、当該モータが断線したり
ロックしたりするまで、その異常をチェックできないと
いう問題があった。Further, in this conventional device, even if the temperature of the electric motor rises due to high-load operation or the like, it does not have a function of detecting the temperature.Therefore, until the motor is disconnected or locked due to the rise in temperature, There was a problem that the abnormality could not be checked.
この発明の目的は、電磁クラッチを省略してコストダ
ウンを図るとともに、電動モータの出力を徐々に減じ、
しかも、電動モータの温度上昇による問題を解消するこ
とである。It is an object of the present invention to reduce costs by omitting an electromagnetic clutch and gradually reduce the output of an electric motor,
Moreover, it is an object of the present invention to solve the problem caused by the temperature rise of the electric motor.
(問題点を解決する手段) 上記の目的を達成するために、この発明は、車輪に連
結したナックルアームを両端に連係させてなるラック
に、操舵入力軸に連結したピニオンと電動モータに連係
したピニオンとをかみ合わせてなり、しかも、上記電動
モータをモータ制御装置で制御する構成にした電動式パ
ワーステアリング装置を前提とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention relates to a rack in which knuckle arms connected to wheels are linked to both ends, and a rack connected to a steering input shaft and an electric motor. It is assumed that an electric power steering device is formed by engaging a pinion and configured to control the electric motor by a motor control device.
そして、操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速
を検出する車速センサと、上記電動モータの温度を検出
する温度センサとを、上記モータ制御装置に接続する一
方、モータ制御装置には、上記各センサの異常を検出す
る異常検出回路と、上記各センサから検出された信号及
び異常検出回路からの信号が入力する制御部とを備え、
この制御部は、操舵トルク及び車速に応じて電動モータ
を制御するとともに、電動モータの温度が許容温度を越
えると、一定の時間をおいてから電動モータの出力を徐
々に減ずるメインプログラムを実行し、しかも、トルク
センサに接続した異常検出回路からの異常信号が入力し
たときには、電動モータの出力をゼロとするプログラム
を実行し、また、車速センサあるいは温度センサに接続
した異常検出回路からの異常信号が入力したときには、
メインプログラムに戻って、一定の時間をおいてから電
動モータの出力を徐々に減ずる構成とした点に特徴を有
する。A torque sensor for detecting a steering torque, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and a temperature sensor for detecting a temperature of the electric motor are connected to the motor control device. An abnormality detection circuit that detects an abnormality of, and a control unit to which a signal detected from each of the sensors and a signal from the abnormality detection circuit are input,
This control unit controls the electric motor in accordance with the steering torque and the vehicle speed, and executes a main program that gradually reduces the output of the electric motor after a certain period of time when the temperature of the electric motor exceeds the allowable temperature. Moreover, when an abnormality signal from the abnormality detection circuit connected to the torque sensor is input, a program for setting the output of the electric motor to zero is executed, and an abnormality signal from the abnormality detection circuit connected to the vehicle speed sensor or the temperature sensor is executed. Is entered,
The feature is that the output of the electric motor is gradually reduced after a certain period of time after returning to the main program.
(本発明の作用) 上記のような構成としたので、モータ制御装置の制御
部がメインプログラムを実行し、操舵トルクと車速とに
応じて電動モータを制御している。ただし、このメイン
プログラムでは、電動モータの温度があらかじめ設定さ
れた許容温度を越えたときに、一定の時間をおいてから
電動モータの出力を徐々に減ずる。(Operation of the Present Invention) With the above configuration, the control unit of the motor control device executes the main program and controls the electric motor according to the steering torque and the vehicle speed. However, in this main program, when the temperature of the electric motor exceeds a preset allowable temperature, the output of the electric motor is gradually reduced after a certain period of time.
また、各センサには、センサ自体の異常を検出する異
常検出回路をそれぞれ接続している。Further, an abnormality detection circuit for detecting an abnormality of the sensor itself is connected to each sensor.
そして、トルクセンサに異常が発生したときには、制
御部が電動モータの出力を即座にゼロにするプログラム
を実行する。Then, when an abnormality occurs in the torque sensor, the control unit executes a program for immediately reducing the output of the electric motor to zero.
それに対して、車速センサあるいは温度センサに異常
が発生したときには、メインプログラムに戻って、温度
上昇時と同様、一定の時間をおいてから電動モータの出
力を徐々に減ずる。On the other hand, when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor or the temperature sensor, the process returns to the main program, and the output of the electric motor is gradually reduced after a certain period of time as in the case of the temperature rise.
(本発明の効果) この発明の電動パワーステアリング装置によれば、電
動モータの温度が許容温度を越えると、電動モータの出
力を減ずる。したがって、温度上昇のために電動モータ
が断線したり、ロックしたりするのを防止できる。しか
も、このとき電動モータの出力を徐々に減ずるので、操
舵フィーリングが急変することがない。さらに、電動モ
ータの出力を一定の時間をおいてから減ずるので、例え
ば、回路のノイズなどによって、温度センサから誤った
温度が一瞬出力されたような場合には、すぐに電動モー
タの出力をもとの出力に戻すことができる。(Effect of the Present Invention) According to the electric power steering device of the present invention, when the temperature of the electric motor exceeds the allowable temperature, the output of the electric motor is reduced. Therefore, disconnection or locking of the electric motor due to a rise in temperature can be prevented. Moreover, at this time, the output of the electric motor is gradually reduced, so that the steering feeling does not suddenly change. Furthermore, since the output of the electric motor is reduced after a certain period of time, for example, when an incorrect temperature is output from the temperature sensor for a moment due to circuit noise or the like, the output of the electric motor is also immediately reduced. Can be returned to the output.
また、この発明の電動パワーステアリング装置によれ
ば、各センサに異常検出回路を接続している。Further, according to the electric power steering device of the present invention, the abnormality detection circuit is connected to each sensor.
そして、トルクセンサに異常が発生すると、異常検出
回路がそれを検出して、電動モータの出力を即座にゼロ
にする。つまり、トルクセンサに異常が発生すると、異
常が発生する前のトルクが維持されてしまい、電動モー
タがロックすることがある。このように、トルクセンサ
の異常時には緊急性を要するので、電動モータの出力を
即座にゼロにしている。When an abnormality occurs in the torque sensor, the abnormality detection circuit detects the abnormality and immediately sets the output of the electric motor to zero. That is, when an abnormality occurs in the torque sensor, the torque before the abnormality occurs is maintained, and the electric motor may be locked. In this way, the urgency is required when the torque sensor is abnormal, so that the output of the electric motor is immediately set to zero.
それに対して、車速センサあるいは温度センサに異常
が発生したときには、一定の時間をおいてから電動モー
タの出力を徐々に減ずる。つまり、車速センサあるいは
温度センサに異常が発生して、車速や温度が維持された
としても、電動モータがロックしてしまうようなことが
ない。したがって、電動モータの出力を即座にゼロにせ
ず、出力を徐々に減ずることで、操舵フィーリングが急
変するのを防止している。また、電動モータの温度上昇
のときと同様、回路のノイズなどによって誤った信号が
一瞬出力されたような場合には、すぐに電動モータの出
力をもとの出力に戻すことができる。On the other hand, when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor or the temperature sensor, the output of the electric motor is gradually reduced after a certain period of time. That is, even if an abnormality occurs in the vehicle speed sensor or the temperature sensor and the vehicle speed or the temperature is maintained, the electric motor is not locked. Therefore, the output of the electric motor is not immediately reduced to zero, but is gradually reduced to prevent a sudden change in the steering feeling. Further, similarly to the case where the temperature of the electric motor rises, when an erroneous signal is output for a moment due to circuit noise or the like, the output of the electric motor can be immediately returned to the original output.
そして、この発明では、センサ異常時の制御に電磁ク
ラッチを必要としないので、その分低廉化を図れる。Further, according to the present invention, the electromagnetic clutch is not required for the control when the sensor is abnormal, so that the cost can be reduced accordingly.
(本発明の実施例) 図示の実施例は、ハンドルHに連結した操舵入力軸2
の先端にピニオン3を連結するとともに、このピニオン
3をラック4にかみ合わせている。このラック4の両側
は、サイドロッド5を介して、車輪1のナックルアーム
6に連結している。(Embodiment of the Present Invention) The illustrated embodiment is a steering input shaft 2 connected to a steering wheel H.
And the pinion 3 is engaged with the rack 4. Both sides of the rack 4 are connected to knuckle arms 6 of the wheels 1 via side rods 5.
また、正逆転可能にした電動モータmには減速機7を
連結している。この減速機7の出力軸側にピニオン8を
設け、このピニオン8を上記ラック4にかみ合わせてい
る。Further, a speed reducer 7 is connected to the electric motor m which can be rotated forward and backward. A pinion 8 is provided on the output shaft side of the speed reducer 7, and the pinion 8 is engaged with the rack 4.
さらに、入力軸2に作用する操舵トルクを検出するト
ルクセンサ9と、光該車両の車速を検出する車速センサ
10と、電動モータmの温度を検出する温度センサ11とを
設けているが、これら各センサをモータ制御装置aに接
続している。Further, a torque sensor 9 for detecting a steering torque acting on the input shaft 2 and a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed of the vehicle.
10 and a temperature sensor 11 for detecting the temperature of the electric motor m. These sensors are connected to a motor control device a.
トルクセンサ9で検出されたトルク信号Tinは、上記
モータ制御装置aに設けたトルク信号処理回路12と、ト
ルクセンサ異常検出回路13とに入力される。The torque signal Tin detected by the torque sensor 9 is input to a torque signal processing circuit 12 and a torque sensor abnormality detection circuit 13 provided in the motor control device a.
上記トルク信号処理回路12には、位相補正回路14を接
続しているが、この位相補正回路14では、トルク信号処
理回路12からの出力信号V1を微分してその位相を進めた
信号V2を出力する。このように位相を進めたのは、その
応答性を向上させるためである。The aforementioned torque signal processing circuit 12, but are connected to the phase correction circuit 14, in the phase correction circuit 14, the signal V 2 has proceeded its phase by differentiating the output signal V 1 of the from the torque signal processing circuit 12 Is output. The reason why the phase is advanced in this way is to improve the response.
上記位相補正回路14からの出力信号V2は、当該トルク
の方向を判定する正逆方向判定回路15に入力するととも
に、この判定回路15から出力されたトルク正逆信号T
0が、マイクロプロセッサーPの入力ポートA1に入力す
る。The output signal V 2 from the phase correction circuit 14 is input to a forward / reverse direction determination circuit 15 for determining the direction of the torque, and a torque forward / reverse signal T output from the determination circuit 15 is output.
0, input to the input port A 1 of the microprocessor P.
また、上記位相補正回路14からの出力信号V2は、絶対
値回路16にも入力し、そこで絶対値化されるが、この絶
対値|V2|が、A/D変換回路17でディジタル値に変換され
る。このディジタル値に変換されたトルクレべル信号T1
がマイクロプロセッサーPの入力ポートA2に入力する
が、このトルクレベル信号T1は、例えば、8bitの場合、
|V2|=0がゼロ、|V2|=maxが256に対応するようにして
いる。The output signal V 2 from the phase correction circuit 14 is also input to an absolute value circuit 16 where it is converted into an absolute value. The absolute value | V 2 | Is converted to This digital value converted torque level signal T 1
Is input to the input port A 2 of the microprocessor P. When the torque level signal T 1 is, for example, 8 bits,
| V 2 | = 0 corresponds to zero, and | V 2 | = max corresponds to 256.
車速センサ10で検出された車速信号vは、モータ制御
装置aの車速信号処理回路18と車速センサ異常検出回路
19とに入力する。そして、上記車速信号処理回路18で処
理された信号は、マイクロプロセッサーの割込みポート
INT1に入力する。The vehicle speed signal v detected by the vehicle speed sensor 10 is transmitted to the vehicle speed signal processing circuit 18 of the motor control device a and the vehicle speed sensor abnormality detection circuit.
Enter 19 and so on. The signal processed by the vehicle speed signal processing circuit 18 is sent to an interrupt port of the microprocessor.
Input to INT1.
なお、上記車速信号処理回路18からは車速に応じたパ
ルス列、例えば、車速0km/hのとき0パルス/秒、40km/
hのとき40パルス/秒、100km/hのとき100パルス秒のパ
ルス列が出力されるようにしている。そして、このパル
ス信号の立上がりもしくは立下がりのときに、割込みポ
ートINT1に割り込みが発生するようにしている。Note that the vehicle speed signal processing circuit 18 outputs a pulse train corresponding to the vehicle speed, for example, 0 pulses / sec when the vehicle speed is 0 km / h, 40 km / sec.
A pulse train of 40 pulse / sec at h and 100 pulse / sec at 100 km / h is output. When the pulse signal rises or falls, an interrupt is generated at the interrupt port INT1.
温度センサ11で検出された温度信号は、モータ制御装
置aの温度信号処理回路20と温度センサ異常検出回路21
に入力する。そして、この温度信号処理回路20で処理さ
れた信号V3は、A/D変換回路22でディジタル信号に変換
され、温度信号XとしてマイクロプロセッサーPの入力
ポートA3に入力する。The temperature signal detected by the temperature sensor 11 is transmitted to the temperature signal processing circuit 20 of the motor control device a and the temperature sensor abnormality detection circuit 21.
To enter. Then, the temperature signal processing circuit signal V 3 treated with 20 is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 22 is input to the input port A 3 of the microprocessor P as a temperature signal X.
さらに、上記したトルクセンサ異常検出回路13の出力
信号はORゲート23を介してマイクロプロセッサーPの割
込みポートINT2に入力し、車速センサ異常検出回路19の
出力信号は割込みポートINT3に直接入力し、温度センサ
異常検出回路21の出力信号も割込みポートINT4に直接入
力するようにしている。Further, the output signal of the above-described torque sensor abnormality detection circuit 13 is input to the interrupt port INT2 of the microprocessor P via the OR gate 23, and the output signal of the vehicle speed sensor abnormality detection circuit 19 is directly input to the interrupt port INT3, The output signal of the sensor abnormality detection circuit 21 is also directly input to the interrupt port INT4.
上記マイクロプロセッサーPの出力ポートC1からは、
電動モータmの回転方向を特定する正逆信号M0が出力
し、その正逆信号M0をモータ駆動回路24に入力する。出
力ポートC2からは、ディジタル値の出力レベル信号M1が
出力されるが、この出力レベル信号M1は、D/A変換回路2
5でアナログ化されて上記モータ駆動回路24に入力す
る。From the output port C 1 of the microprocessor P,
Output by the forward and reverse signals M 0 to identify the rotational direction of the electric motor m, and inputs the forward and reverse signals M 0 to the motor drive circuit 24. From the output port C 2, the output level signal M 1 of the digital value is output, the output level signal M 1 is, D / A conversion circuit 2
The signal is converted into an analog signal at step 5 and input to the motor drive circuit 24.
そして、モータ駆動回路24では、上記正逆信号M0と出
力レベル信号M1とによって、電動モータmを制御する。
また、マイクロプロセッサーPの出力ポートC3からは、
パワーON−OFF信号が出力され、このON−OFF信号が上記
ポート駆動回路24に入力する。Then, in the motor driving circuit 24, the forward and reverse signal M 0 and the output level signal M 1 by controlling the electric motor m.
From the output port C 3 of the microprocessor P,
A power ON-OFF signal is output, and the ON-OFF signal is input to the port drive circuit 24.
そして、モータ駆動回路24に出力レベル信号M1とパワ
ーオン信号とが入力しているときは、当該電動モータm
が出力レベル信号M1の出力信号に応じて動作する。これ
に反して、モータ駆動回路24にパワーオフ信号が入力し
ているときには、たとえ出力レベル信号が入力しても、
電動モータmは駆動せず、フリー回転の状態に維持され
る。When the output level signal M 1 and the power-on signal to the motor drive circuit 24 is inputted, the electric motor m
There operates in accordance with the output signal of the output level signal M 1. On the other hand, when the power-off signal is input to the motor drive circuit 24, even if the output level signal is input,
The electric motor m is not driven, and is maintained in a free rotation state.
上記出力ポートC4からは、当該プログラムが正常に動
いていることを知らせるパルスを出力するが、この出力
信号はウォッチドッグ処理回路26を介して前記ORゲート
23に入力するようにしている。From the output port C 4, but outputs a pulse indicating that the program is running normally, the OR gate output signal via the watchdog processor 26
23 is to be entered.
しかして、上記マイクロプロセッサーPは、第3〜8
図のフローチャートにしたがって動作する。Thus, the microprocessor P has a third to an eighth.
It operates according to the flowchart in the figure.
すなわち、エンジン始動用のイグニッションスイッチ
をオンにすると、それと同期してメインプログラムがス
タートする。That is, when the ignition switch for starting the engine is turned on, the main program starts in synchronization with the ignition switch.
上記のようにしてメインプログラムがスタートする
と、ステップ1で出力レベル信号M1=0を出力ポートC2
から出力させるとともに、ステップ2で出力ポートC3か
らパワーオン信号を出力させる。When the main program starts as described above, in step 1, the output level signal M 1 = 0 is output to the output port C 2.
It causes outputs from, to output the power-on signal from the output port C 3 in step 2.
そして、ステップ3で、後に説明する車速のパルス・
カウント用レジスタを最大値(車速=0に相当)にセッ
トし、ステップ4で電動モータの温度をチェックするた
めのフラグFを0にセットするとともに、ステップ5で
当該電動モータmの最大出力レベルM1maxを定数CMにセ
ットしてM1max=CMとし、動作準備を完了する。Then, in step 3, the vehicle speed pulse
The count register is set to the maximum value (corresponding to vehicle speed = 0), the flag F for checking the temperature of the electric motor is set to 0 in step 4, and the maximum output level M of the electric motor m is set in step 5 and M 1 max = C M is set to 1 max constant C M, to complete the operation preparation.
上記のようにして準備が完了したら、ステップ6から
ステップ8に順に移行する。When the preparation is completed as described above, the process shifts from step 6 to step 8 in order.
そして、ステップ6では温度信号Xを入力ポートA3に
入力させるとともに、ステップ7でフラグFが0かどう
かを判断させる。もし、フラグFが0であれば、電動モ
ータmの温度が一定値以下で正常と考えられる。Then, the is input to the input port A 3 temperature signal X In step 6, the flag F is to determine whether the zero in step 7. If the flag F is 0, the temperature of the electric motor m is considered to be normal when the temperature is equal to or lower than a certain value.
フラグFが0のときにはステップ8に移行し、上記温
度Xが最高許容温度Xmaxを超えているかどうかを判断す
る。When the flag F is 0, the process proceeds to step 8, and it is determined whether or not the temperature X exceeds the maximum allowable temperature Xmax.
もし、温度Xが最高許容温度Xmaxを超えていれば、電
動モータmに異常が発生していると判断されるので、ス
テップ9に移行し、上記フラグFを1にセットし、ステ
ップ14に移行する。If the temperature X exceeds the maximum allowable temperature Xmax, it is determined that an abnormality has occurred in the electric motor m, and the process proceeds to step 9, the flag F is set to 1, and the process proceeds to step 14. I do.
なお、上記ステップ7でフラグFがすでに1にセット
されていれば、それだけでモータ温度が異常であると判
断できるので、この場合にはステップ7からステップ14
に直接移行する。If the flag F has already been set to 1 in step 7, the motor temperature can be determined to be abnormal by itself. In this case, steps 7 to 14 are performed.
Migrate directly to.
また、上記ステップ8で電動モータmの温度が最高許
容温度以下と判断されたときには、正常運転と考えられ
るので、ステップ10以下の通常のモータ制御ステップに
移行する。If it is determined in step 8 that the temperature of the electric motor m is equal to or lower than the maximum allowable temperature, the operation is considered to be normal, and the process proceeds to a normal motor control step of step 10 and subsequent steps.
そこで、電動モータmの温度が許容温度を超えた場合
についての制御ステップを先に説明し、その後に、ステ
ップ10以下の通常の制御ステップについて説明する。Therefore, the control steps for the case where the temperature of the electric motor m exceeds the allowable temperature will be described first, and then the normal control steps after step 10 will be described.
上記のようにステップ8で電動モータmの温度がXが
最高許容温度Mmaxを超えてたときには、ステップ9に移
行して、フラグFを1にセットする。When the temperature of the electric motor m exceeds the maximum allowable temperature Mmax in step 8 as described above, the process proceeds to step 9 and the flag F is set to 1.
このようにフラグFが1にセットされると、ステップ
14でタイマAがスタートする。When the flag F is set to 1 in this manner, the step
At 14 the timer A starts.
そして、ステップ14では、上記時間が、あらかじめ定
めた一定の時間t1内であるかどうかを判断し、もしこの
一定時間t1以内であれば、ステップ18以下の通常のモー
タ制御ステップに移行する。In step 14, the time, determines whether a predetermined inside certain time t 1, if if this predetermined time t 1 within a, the process proceeds to step 18 following normal motor control step .
しかし、タイマAの時間が上記一定時間t1を超えた場
合には、ステップ16に移行し、当該モータの最大出力レ
ベルを少し落として、M1max=M1max−ΔM1とする。However, if the time of the timer A exceeds the predetermined time t 1, the process proceeds to step 16, slightly down the maximum output level of the motor, and M 1 max = M 1 max- ΔM 1.
そして、ステップ17で再びタイマAをスタートさせる
とともに、ステップ18である通常の制御ステップに移行
する。Then, in step 17, the timer A is started again, and the process proceeds to step 18, a normal control step.
ただし、この通常の制御ステップでは、電動モータm
の最大出力を、M1max=M1max−ΔM1として制御すること
になる。However, in this normal control step, the electric motor m
Is controlled as M 1 max = M 1 max−ΔM 1 .
上記のようにして通常の制御ステップ18を経過する
と、ステップ19で、そのときの電動モータmの出力レベ
ルM1が、上記M1maxより大きいかどうかを判定する。Determining the elapsed normal control step 18 as described above, at step 19, the output level M 1 of the electric motor m at that time, whether greater than the M 1 max.
そして、上記出力レベルM1が、M1maxよりも小さけれ
ば問題がないので、ステップ21に移行する。反対に、出
力レベルM1が、M1maxより大きいときには、ステップ20
で上記M1がM1maxと等しいものと設定する。Then, the output level M 1 is, since if smaller is no problem than M 1 max, the process proceeds to step 21. Conversely, the output level M 1, when M 1 max greater than, Step 20
In the M 1 is set to be equal to the M 1 max.
上記のようにして当該電動モータの最大出力レベルを
設定したら、ステップ21で出力正逆信号M0を出力ポート
C1より出力させ、ステップ22で、出力レベル信号M1を出
力ポートC2より出力させ、こられ信号M0及びM1の信号に
応じてモータ駆動回路24を動作させ、当該電動モータm
の出力を制御する。After setting the maximum output level of the electric motor as described above, the output port an output forward and reverse signal M 0 in step 21
Is outputted from the C 1, at step 22, the output level signal M 1 is outputted from the output port C 2 and to operate the motor drive circuit 24 in response to Korare signal M 0 and M 1 of the signal, the electric motor m
Control the output of
上記のような各ステップを経過していれば、当該装置
が正常に動作していると考えられるので、ステップ23
で、ウォッチドッグ用パルスを出力ポートC4から出力さ
せ、その出力信号をORゲートに入力する。If the above steps have been completed, the apparatus is considered to be operating normally.
In, to output a pulse for watchdog from the output port C 4, and inputs the output signal to the OR gate.
また、ステップ24では、上記M1maxとあらかじめ定め
た最小値である定数Caとを比較する。In step 24, the above M 1 max is compared with a constant Ca which is a predetermined minimum value.
そして、M1max>Caと判断されたたら、電動モータm
をパワーダウンするために、再びステップ15に移行し、
前記したルーチンを経過する。このようにステップ24か
らステップ15に移行する過程を繰り返せば、そのルーチ
ンの過程であるステップ16で、当該電動モータmの最高
出力がΔM1ずつ減少され、その出力が上記定数Caで定め
た値以下に制御されることになる。When it is determined that M 1 max> Ca, the electric motor m
Go to step 15 again to power down
The above-mentioned routine is passed. By repeating the process of shifting from step 24 to step 15, the maximum output of the electric motor m is reduced by ΔM 1 at step 16, which is the process of the routine, and the output is set to the value determined by the constant Ca. It will be controlled as follows.
つぎに、ステップ10及び18における入力・車速感応ル
ーチンを図4に基づいて説明する。Next, the input / vehicle speed response routine in steps 10 and 18 will be described with reference to FIG.
しかして、このルーチンがスタートすると、ステップ
71でトルク正逆信号T0が入力ポートA1に入力するととも
に、ステップ72でトルクレベル信号T1が入力ポートA2に
入力する。When this routine starts,
With the torque forward and reverse signal T 0 is input to the input port A 1 at 71, a torque level signal T 1 at step 72 is input to the input port A 2.
このように両入力ポートA1とA2とに上記各信号が入力
すると、ステップ73で、トルク定数テーブルから上記ト
ルクT1に応じたトルク定数CTを選択する。また、ステッ
プ74で車速定数テーブルから車速信号Vに応じた車速定
数CVを引き出す。With such the respective signals to the two input ports A 1 and A 2 are inputted, in step 73, selects the torque constant C T according the torque constant table the torque T 1. In step 74, a vehicle speed constant CV corresponding to the vehicle speed signal V is extracted from the vehicle speed constant table.
そして、ステップ75では、出力トルクを車速感応とす
るため、トルク定数CTと車速定数CVとを乗じ、nビット
だけ右にシフトさせる。このようにnビットだけ右にシ
フトさせるためには、(1/2n)×CV×CTとして出力レベ
ルM1を求める。Then, in step 75, in order to make the output torque sensitive to the vehicle speed, the torque constant C T is multiplied by the vehicle speed constant C V and shifted right by n bits. To this manner is shifted to the right by n bits, obtaining the output level M 1 as (1/2 n) × C V × C T.
もし、上記のようにnビット右にシフトさせなけれ
ば、例えば、CVが4ビット、CTが8ビット、D/A変換回
路25が8ビットとすると、それらの掛算の結果は11ビッ
トとなり、D/A変換回路の能力を超えてしまう。そこ
で、この場合には、n=4ビット右にシフトし、最大8
ビットになるようにして、上記D/A変換回路の能力を超
えないようにしたものである。If the bit is not shifted to the right by n bits as described above, for example, if C V is 4 bits, CT is 8 bits, and the D / A conversion circuit 25 is 8 bits, the result of the multiplication becomes 11 bits. , Exceeding the capability of the D / A conversion circuit. Therefore, in this case, n = 4 bits are shifted to the right, and a maximum of 8
The number of bits is set so as not to exceed the capability of the D / A conversion circuit.
ステップ76では、出力正逆信号M0を、トルク正逆信号
T0と同じに置き、ステップ20でその出力正逆信号M0を出
力ポートC1より出力させる。そして、ステップ21で出力
レベル信号M1を出力ポートC2より出力させ、これら出力
正逆信号M0と出力レベル信号M1とで、電動モータmを制
御する。In step 76, an output forward and reverse signals M 0, the torque forward and reverse signals
The same Lay the T 0, is outputted from the output port C 1 its output forward and reverse signal M 0 in step 20. Then, the output level signal M 1 is outputted from the output port C 2 in step 21, these output forward and reverse signal M 0 and the output level signal M 1, controls the electric motor m.
第5図は車速パルスによる割込み処理のルーチンを示
している。つまり、車速センサからは、車速に応じてパ
ルス幅の異なるバルス信号が常時出力しているが、この
パルス信号の立上がりもしくは立下がりのときに割り込
みが発生するようにしている。FIG. 5 shows a routine of an interruption process by a vehicle speed pulse. In other words, a pulse signal having a different pulse width is always output from the vehicle speed sensor according to the vehicle speed. An interrupt is generated when the pulse signal rises or falls.
上記のようにして割込みポートINT1に、パルス信号が
入力すると、ステップ31でその時点のパルスカウンタの
値がレジスタVにセットされ、ステップ32でパルスカウ
ンタをクリアして、カウントを開始する。When a pulse signal is input to the interrupt port INT1 as described above, the value of the pulse counter at that time is set in the register V in step 31, and the pulse counter is cleared in step 32 to start counting.
上記のようにすれば、例えば、パルスの立上がりから
次の立上がりまでの時間がカウントされることになる。
そして、上記パルス間隔とカウント数とは比例するとと
もに、車速vとカウント数とは反比例することになる。
したがって、この時のレジスタVの値を見ればその車速
vを把握できる。以上の動作を完了したら、プログラム
は割り込みが発生した時点のメインルーチン戻る。In this way, for example, the time from the rising of the pulse to the next rising is counted.
The pulse interval is proportional to the count number, and the vehicle speed v is inversely proportional to the count number.
Therefore, the vehicle speed v can be grasped by looking at the value of the register V at this time. Upon completion of the above operation, the program returns to the main routine at the time when the interrupt occurred.
第6図は、異常信号による割り込み処理のルーチンを
示したものである。FIG. 6 shows a routine of an interruption process by an abnormal signal.
つまり、トルクセンサ異常検出回路13あるいはウォッ
チドッグ処理回路26のいずれからかの異常信号がORゲー
ト23に入力すると、その異常信号が割込みポートINT2に
入力する。このように割込みポートINT2に異常信号が割
込むと、ステップ41でパワーオフ信号を出力ポートC3へ
出力し、ステップ42で出力レベルM1=0を出力ポートC2
から出力して、当該電動モータmを停止し、その状態を
維持する。That is, when an abnormal signal from either the torque sensor abnormality detecting circuit 13 or the watchdog processing circuit 26 is input to the OR gate 23, the abnormal signal is input to the interrupt port INT2. With such abnormality signal to interrupt port INT2 is interrupted, and outputs a power-off signal to the output port C 3 in step 41, the output port C 2 output level M 1 = 0 in step 42
To stop the electric motor m and maintain the state.
このようにパワーオフ信号が出力して、しかも出力レ
ベルM1が0になれば、操舵入力軸2の回転力がラック4
に直接伝達されることになり、マニュアルステアリング
の状態になる。Thus output the power-off signal, moreover if the output level M 1 is 0, the rotational force of the steering input shaft 2 rack 4
Is transmitted directly to the vehicle, and the vehicle enters a state of manual steering.
第7図は車速センサ10に異常が発生した場合のルーチ
ンを示したものである。FIG. 7 shows a routine when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor 10.
つまり、割込みポートINT3に異常検出回路19からの異
常信号が入力すると、車速パルスのカウントを停止させ
るために、ステップ51で割込みポートINT1をマスクする
とともに、ステップ52でフラグFを1にセットした後、
メインルーチンに戻される。That is, when an abnormality signal from the abnormality detection circuit 19 is input to the interruption port INT3, the interruption port INT1 is masked in step 51 and the flag F is set to 1 in step 52 in order to stop counting the vehicle speed pulse. ,
Return to main routine.
フラグFが1にセットされた状態で、メインルーチン
に戻されれば、前記モータ温度上昇時と同様のルーチン
で、当該電動モータmの出力が徐々にパワーダウンされ
る。If the process returns to the main routine with the flag F set to 1, the output of the electric motor m is gradually powered down in the same routine as when the motor temperature rises.
第8図は温度センサ11に異常が発生した場合のルーチ
ンを示したものである。FIG. 8 shows a routine when an abnormality occurs in the temperature sensor 11.
温度センサ11に異常が発生すると、異常検出回路21か
ら異常信号が出力され、その異常信号が割込みポートIN
T4に入力する。このように割込みポートINT4に信号が入
力すると、ステップ61でフラグFを1にセットし、その
割込みが発生した時点のメインルーチンへと戻る。この
ようにフラグFが1にセットされた状態で、メインルー
チンに戻されれば、前記モータ温度上昇時と同様のルー
チンで、当該電動モータmの出力が徐々にパワーダウン
される。When an abnormality occurs in the temperature sensor 11, an abnormality signal is output from the abnormality detection circuit 21, and the abnormality signal is output to the interrupt port IN.
Input to T4. When the signal is input to the interrupt port INT4 as described above, the flag F is set to 1 in step 61, and the process returns to the main routine at the time when the interrupt occurs. If the process returns to the main routine in a state where the flag F is set to 1, the output of the electric motor m is gradually powered down in the same routine as when the motor temperature rises.
また、この装置によれば、車速感応タイプにしたの
で、第9図に示すように、操舵トルクと出力レベルと
は、車速に応じて変化することになる。In addition, according to this device, since the vehicle is of a vehicle speed sensitive type, as shown in FIG. 9, the steering torque and the output level change according to the vehicle speed.
図面第1〜9図はこの発明の実施例を示すもので、第1
図は機構図、第2図はモータ制御装置のブロック図、第
3図は制御プログラムのフローチャートの一例を示す
図、第4図は入力・車速感応の処理ルーチンを示すフロ
ーチャート図、第5〜8図は割込み処理ルーチンを示す
フローチャート図、第9図は出力レベルと操舵トルクと
の関係を示したグラフである。 1……車輪、2……操舵入力軸、3、8……ピニオン、
4……ラック、6……ナックルアーム、m……電動モー
タ、a……モータ制御装置、9……トルクセンサ、10…
…車速センサ、11……温度センサ、13……トルクセンサ
異常検出回路、19……車速センサ異常検出回路、21……
温度センサ異常検出回路、P……制御部としてのマイク
ロプロセッサー。1 to 9 show an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a motor control device, FIG. 3 is a diagram showing an example of a flow chart of a control program, FIG. 4 is a flow chart showing an input / vehicle speed sensitive processing routine, and FIGS. FIG. 9 is a flowchart showing an interrupt processing routine, and FIG. 9 is a graph showing the relationship between the output level and the steering torque. 1 ... wheels, 2 ... steering input shaft, 3, 8 ... pinion,
4 ... rack, 6 ... knuckle arm, m ... electric motor, a ... motor control device, 9 ... torque sensor, 10 ...
... Vehicle speed sensor, 11 ... Temperature sensor, 13 ... Torque sensor abnormality detection circuit, 19 ... Vehicle speed sensor abnormality detection circuit, 21 ...
Temperature sensor abnormality detection circuit, P ... A microprocessor as a control unit.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−205556(JP,A) 特開 昭61−254829(JP,A) 特開 昭60−80967(JP,A) 実開 昭61−91465(JP,U)Continuation of the front page (56) References JP-A-61-205556 (JP, A) JP-A-61-254829 (JP, A) JP-A-60-80967 (JP, A) , U)
Claims (1)
係させてなるラックに、操舵入力軸に連結したピニオン
と電動モータに連係したピニノンとをかみ合わせてな
り、しかも、上記電動モータをモータ制御装置で制御す
る構成にした電動式パワーステアリング装置において、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する
車速センサと、上記電動モータの温度を検出する温度セ
ンサとを、上記モータ制御装置に接続する一方、モータ
制御装置には、上記各センサの異常を検出する異常検出
回路と、上記各センサから検出された信号及び異常検出
回路からの信号が入力する制御部とを備え、この制御部
は、操舵トルク及び車速に応じて電動モータを制御する
とともに、電動モータの温度が許容温度を越えると、一
定の時間をおいてから電動モータの出力を徐々に減ずる
メインプログラムを実行し、しかも、トルクセンサに接
続した異常検出回路からの異常信号が入力したときに
は、電動モータの出力をゼロとするプログラムを実行
し、また、車速センサあるいは温度センサに接続した異
常検出回路からの異常信号が入力したときには、メイン
プログラムに戻って、一定の時間をおいてから電動モー
タの出力を徐々に減ずる構成としたことを特徴とする電
動式パワーステアリング装置。A pinion connected to a steering input shaft and a pininone linked to an electric motor are engaged with a rack having knuckle arms connected to both ends of the wheel linked to both ends, and the electric motor is controlled by a motor control device. In the electric power steering device configured to be controlled by
A torque sensor for detecting a steering torque, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and a temperature sensor for detecting a temperature of the electric motor are connected to the motor control device. And a control unit to which a signal detected from each of the sensors and a signal from the abnormality detection circuit are input. The control unit controls the electric motor according to the steering torque and the vehicle speed. When the temperature of the electric motor exceeds the allowable temperature, the main program that gradually reduces the output of the electric motor after a certain period of time is executed, and an abnormality signal from the abnormality detection circuit connected to the torque sensor is input. Sometimes, a program to reduce the output of the electric motor to zero is executed, and an abnormality is detected from an abnormality detection circuit connected to the vehicle speed sensor or temperature sensor. No. When you enter is returned to the main program, an electric power steering apparatus being characterized in that the gradually reducing constitutes the output of the electric motor from at a certain time.
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JPS61205556A (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Hitachi Ltd | Protection circuit of motor-driven type power steering device |
JPH063405B2 (en) * | 1985-05-08 | 1994-01-12 | 日本精工株式会社 | Torque detector for vehicle steering device and electric power steering device with torque detector |
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1987
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