JP3007932B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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Description
装置に関し、特に安全性を高めた電動パワーステアリン
グ装置を提案するものである。
クを検出し、検出トルクに応じて電動機を駆動してこの
回転で操舵力を助勢するものである。図1はその構成の
概略を示すブロック図である。操舵軸(図示せず)に設
けたトルクセンサ2の出力は増幅器3を介してCPU 1へ
入力される。ここでA/D 変換される。CPU 1は検出トル
クと電動機5の駆動電流目標値との関係をテーブルにし
てメモリに格納してあり、入力トルクに応じた目標電流
を読出す。CPU 1では読出した目標電流と電動機5の駆
動電流のフィードバック値(駆動電流検出用抵抗6およ
び駆動電流検出回路9によって検出されCPU 1へ入力さ
れる)との偏差が求められ、これをPI演算して制御量を
算出し、これに応じたPWM 波信号及び電動機5の回転方
向を表す駆動制御信号を作成し、FET 駆動回路4へ与え
る。
a,8b,8c,8d とHブリッジに接続されており、左回転時
には8a,8d が、右回転時には8b,8c がオンされるように
FET 駆動回路4はゲート信号を出力する。なおトランジ
スタ8c,8d はその回転時に常時的にオンされ、トランジ
スタ8a,8b はPWM 波により駆動される。駆動禁止回路7
はCPU 1の暴走対策に設けられたものであり、増幅器3
出力が比較器71の−側入力及び比較器72の+側入力に各
入力されている。比較器71の+側入力及び比較器72の−
側入力には図2に示すR, Lに相当する閾値電圧VR,VL
が分圧器73によって与えられる。
(縦軸)と検出トルク(横軸)との関係を示し、不感帯
域を含めて検出トルクがR以下である場合に電動機5の
右方向への駆動を禁止し、L以上にある場合は同じく左
方向への駆動を禁止することを表している。比較器71,7
2 出力は夫々スイッチトランジスタ74,75 のベースに与
えられている。トランジスタ74,75 のエミッタは接地電
位とし、コレクタはトランジスタ8c,8d 夫々のゲートに
接続されている。
低くなると比較器71出力が "H" レベルとなり、トラン
ジスタ74がオンしトランジスタ8cのゲートを強制的に "
L"レベルとするのでFET 駆動回路4の出力に拘らず電
動機5の右回転が禁止される。増幅器3出力がVLより高
くなった場合は同様にトランジスタ8dのゲートを強制的
に "L" レベルとして電動機5の左回転が禁止される。
な従来の装置では、CPU 1の暴走に対する保護は駆動禁
止回路7によって行われるが、駆動禁止回路7の異常は
検出できない。したがってトランジスタ74,75 がオープ
ン故障した状態でCPU 1が暴走した場合、暴走に対する
保護は行われず、システムが異常動作となる可能性があ
る。また、駆動禁止回路7が正常に動作している場合、
CPU 1が暴走し電動機の助勢禁止となると、操舵トルク
は増大するが、CPU 1が再び正常に戻ると、操舵トルク
は減少する。したがって、CPU 1の暴走モードによって
は操舵トルクの増大減少を反復して操舵感を劣化させ、
また不安感を与えるところとなっていた。本発明は斯か
る事情に鑑みてなされたものであり、CPU に駆動禁止回
路の出力を監視させることにより駆動禁止回路の異常を
検知し、異常時には電動機駆動を停止するようにした電
動パワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。またCPU 駆動信号と、駆動禁止回路出力を比較する
ことにより、CPU 異常状態が所定時間継続した場合、電
動機駆動停止状態を保持することにより、安全な電動パ
ワーステアリング装置を提供することを目的とする。
テアリング装置は、操舵トルクの検出信号を入力とし、
検出トルクに基づいて操舵力助勢用の電動機の駆動制御
信号を出力するプロセッサと、該プロセッサによる電動
機駆動方向と検出した操舵トルクの方向とが逆方向であ
る場合に電動機の駆動を停止すべき信号を出力する駆動
禁止回路とを備える電動パワーステアリング装置におい
て、前記プロセッサは駆動禁止回路の出力に基づき、駆
動禁止回路の正常又は異常を判定する手段を備えること
を特徴とする。
は、電動機の駆動方向を表す前記駆動制御信号と前記駆
動禁止回路の信号との合否を判定する論理回路を備え、
該論理回路の判定出力によりプロセッサの異常が所定時
間継続した場合、電動機駆動停止を保持させるべくなし
てあることを特徴とする。
を監視しているのでプロセッサの演算結果との相違によ
り駆動禁止回路の異常を知ることができ、それにより電
動機の駆動停止などの処理を行なうことができる。第2
発明では駆動禁止回路の信号とプロセッサ出力に係る電
動機の駆動方向を示す信号との不一致があり、その状態
が所定時間継続した場合には電動機の駆動停止を保持さ
せ、プロセッサの暴走,正常復帰の反復による操舵感覚
の劣化を防止できる。
て詳述する。図3はその構成の概略を示すブロック図で
ある。操舵軸(図示せず)に設けたトルクセンサ2の出
力は増幅器3を介してCPU 1へ入力される。ここでA/D
変換される。CPU 1は検出トルクと電動機5の駆動電流
目標値との関係をテーブルにしてメモリに格納してあ
り、入力トルクに応じた目標電流を読出す。CPU 1では
読出した目標電流と電動機5の駆動電流のフィードバッ
ク値(駆動電流検出用抵抗6および駆動電流検出回路9
によって検出されCPU 1へ入力される)との偏差が求め
られ、これをPI演算して制御量を算出し、これに応じた
PWM 波信号及び電動機5の回転方向を表す駆動制御信号
を作成し、FET 駆動回路4へ与える。
a,8b,8c,8d とHブリッジに接続されており、左回転時
には8a,8d が、右回転時には8b,8c がオンされるように
FET 駆動回路4はゲート信号を出力する。なおトランジ
スタ8c,8d はその回転時に常時的にオンされ、トランジ
スタ8a,8b はPWM 波により駆動される。駆動禁止回路7
はCPU 1の暴走対策に設けられたものであり、増幅器3
出力が比較器71の−側入力及び比較器72の+側入力に各
入力されている。比較器71の+側入力及び比較器72の−
側入力には図2に示すR, Lに相当する閾値電圧VR,VL
が分圧器73によって与えられる。
(縦軸)と検出トルク(横軸)との関係を示し、不感帯
域を含めて検出トルクがR以下である場合に電動機5の
右方向への駆動を禁止し、L以上である場合は同じく左
方向への駆動を禁止することを表している。比較器71,7
2 出力は夫々スイッチトランジスタ74,75 のベースに与
えられている。トランジスタ74,75 のエミッタは接地電
位とし、コレクタはダイオード11,12 を介して夫々トラ
ンジスタ8c,8d 夫々のゲートに接続されている。
低くなると比較器71出力が "H" レベルとなり、トラン
ジスタ74がオンしトランジスタ8cのゲートを強制的に "
L"レベルとするのでFET 駆動回路4の出力に拘らず電
動機5の右回転方向への駆動が禁止される。増幅器3出
力がVLより高くなった場合は同様にトランジスタ8dのゲ
ートを強制的に "L" レベルとして電動機5の左回転方
向への駆動が禁止される。
2 の各カソードとの接続点の電位はCPU 1へ読込まれる
ようにしてあり、この接続点は抵抗13,14 夫々でプルア
ップされている。即ちCPU 1は上記接続点の電位が "
L" レベルになったことで右,左の駆動禁止信号発生を
識別検知することができる。
向指示信号はトランジスタ21,22 夫々のベースに与えら
れている。トランジスタ21,22 のコレクタは抵抗、ダイ
オード23,24 を介して電源電圧に連なりエミッタは接地
電位としている。ダイオード23,24 のアノードは比較器
25,26 の各+入力端子に接続されており、比較器25,26
の−入力端子は比較器71,72 の各出力端子に接続されて
いる。
27でプルアップされ、更に抵抗28を介して比較器29の+
入力端子に連なっている。比較器29の−入力端子は抵抗
30,31 からなる分圧器の中間ノード電位が与えられてい
る。比較器29の+入力端子と接地電位との間にはコンデ
ンサ32を介装してある。33は本発明の電動パワーステア
リング装置を搭載している自動車のキースイッチであ
り、キーオン時に "H"レベルの信号を出力する。この
キー信号はコンデンサ34, 抵抗35を介してトランジスタ
36のベースに与えられる。
ており、エミッタは接地してある。またコレクタは比較
器29の−入力端子に接続してある。比較器29の出力端子
はプルアップされており、またダイオード38、抵抗39を
介して+入力端子に接続されている。比較器29の出力は
電動機5の給電回路に設けたフェイルセーフリレー37の
リレーコイル (図示せず)へ与えられる。
CPU 1による駆動禁止回路7の動作監視について説明す
る。図4はCPU 1の駆動禁止回路7の監視についての処
理手順を示すフローチャートである。増幅器3からの入
力によりトルク信号が左駆動領域か否かを調べる(S1)。
これは図2でLより左であるか否かを調べることを意味
する。YES である場合 (左駆動の領域である場合) はタ
イマ1 をクリアし(S10) 、次にダイオード11からの入力
によって右駆動禁止出力が発せられているか否かを調べ
る(S11) 。
領域であり、右駆動禁止出力が発せられていないという
状態は図2から理解されるように異常である。従ってこ
の状態の継続時間を計時するタイマ2 をカウントする(S
12) 。そしてこの状態の継続時間を調べ(S13) 、特定時
間経過するまではこのルーチンを反復する。そしてタイ
マ2 の計時値が所定値に達することで駆動禁止回路7、
特に比較器71側の、つまり、右駆動禁止側の異常を検知
し、フェイルセーフ処理する(S5)。
り右) であった場合は左駆動禁止出力が発せられている
か否かを調べ(S2)、これが発せられていない場合(NO)は
図2から理解されるように異常であるのでその時間をタ
イマ1 で計時する(S3)。そしてこれが所定時間継続した
ことで駆動禁止回路7、特に比較器72側の、つまり左駆
動禁止側の異常を検知し、フェイルセーフ処理する(S
5)。
イマ1 をクリアし(S7)、検出トルクが不感帯域にあるか
否かを調べる(S8)。これはステップS4でNOの場合も同様
である。不感帯に無い場合はトルク信号が右駆動領域で
あるのでタイマ2 をクリアする(S9)。不感帯にある場合
はステップS11 で右駆動禁止出力が発せられているか否
かを調べ、これが発せられていない場合は図2において
L〜Rの間にあるにも拘らず右駆動禁止信号が発せられ
ていないことを意味し、その異常をタイマ2 でカウント
する(S12) 。以上要するにCPU 1はタイマ1,2 の内容を
監視することで駆動禁止回路7の異常状態の発生を知る
ことができるのである。
駆動禁止回路7出力との比較による異常検出につき説明
する。図5は図3の各部○1〜○10の電位の変化を示す
タイムチャートであり、図の左側はキースイッチ33をオ
ンとした直後の正常な状態を、また右側はCPU 1の暴走
が生じた場合を示している。キースイッチ33出力は○6
で示され、コンデンサ34出力○7はその微分信号とな
る。これに伴いトランジスタ36は時間Tの間オンとな
り、比較器29の−入力端子○8の電圧は0Vとなる。こ
れによってキースイッチオン直後の比較器29の○10出力
が仮にLOW であっても−入力端子○8の電位は+入力端
子○9の電位よりも低くなり、比較器29出力○10は "
H" レベルとなる。したがって+入力端子○9の入力は
コンデンサ32の充電により上昇し、トランジスタ36がオ
ンからオフになっても抵抗30,31 の分圧比で決まる−入
力端子電圧よりも大きくなっているので、比較器29出力
○10は "H" レベルの状態を保持し、リレー37をオンと
して、電動機5への給電が可能な状態とする。
り高い電位は右駆動領域、Lより低い電位は左駆動領域
であるとする。従って図5に示す左側部分の側の初期領
域ではCPU 1の右駆動指令の信号○2は "H" レベルと
なっている。このとき右駆動禁止信号を出力すべき比較
器71の出力○3は "L" レベルにある。左駆動禁止に係
る比較器72の出力は図示しないが、このとき "H" レベ
ルにある。
るのでトランジスタ21がオンし、従って比較器25の+入
力○4は "L" レベル(ダイオード23の順方向電圧降下
分電圧、例えば0.5 V) となっている。このとき○3は
"L" レベル(0V)であるから比較器25出力○5は "
H" レベルとなっている。なおトルク入力が図示のよう
に左駆動領域に入ると○2,○3,○4が反転すること
は勿論である。
の暴走が発生して○1のトルク入力が左駆動領域である
にも関わらず○2の右駆動信号が "H" レベルとなった
場合はトランジスタ21がオンする。一方このときは比較
器71の−入力はその+入力のVRよりも低いから比較器71
の出力○3は "H" レベルにある。従って比較器25出力
は "L" レベルとなり、比較器29の+入力端子○9電位
は抵抗28を介して放電され、比較器29の−入力端子○8
電圧(抵抗30,31 の分圧比で決まる) よりも低くなる
と、比較器29出力○10は "L" レベルとなり、フェイル
セーフリレー37がオフし、電動機への給電を断つ。比較
器29出力○10が "L" レベルとなることにより、CPU 1
が暴走から正常状態に復帰し、比較器25出力○5が "
H" レベルとなったとしても、比較器29の+入力端子○
9は−入力端子○8よりも低く保持されるので、フェイ
ルセーフリレー37はオフの状態を保持する。
セッサは駆動禁止回路の正常又は異常判定し、異常の場
合にはプロセッサによって直接に安全措置を採ることが
可能となる。また第2発明による場合はプロセッサの駆
動制御信号と駆動禁止回路の駆動禁止信号との合否判定
を行うことによって、プロセッサの異常が所定時間継続
した場合にフェイルセーフ状態を保持することによって
プロセッサが暴走,正常復帰を反復することによる操舵
異和感を防止して、安全な電動パワーステアリングを実
現できる。
ーチャートである。
Claims (2)
- 【請求項1】 操舵トルクの検出信号を入力とし、検出
トルクに基づいて操舵力助勢用の電動機の駆動制御信号
を出力するプロセッサと、該プロセッサによる電動機駆
動方向と検出した操舵トルクの方向とが逆方向である場
合に電動機の駆動を停止すべき信号を出力する駆動禁止
回路とを備える電動パワーステアリング装置において、 前記プロセッサは駆動禁止回路の出力に基づき、駆動禁
止回路の正常又は異常を判定する手段を備えることを特
徴とする電動パワーステアリング装置。 - 【請求項2】 電動機の駆動方向を表す前記駆動制御信
号と前記駆動禁止回路の信号との合否を判定する論理回
路を備え、該論理回路の判定出力によりプロセッサの異
常が所定時間継続した場合、電動機駆動停止を保持させ
るべくなした請求項1記載の電動パワーステアリング装
置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19202693A JP3007932B2 (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 電動パワーステアリング装置 |
EP94110299A EP0631922B1 (en) | 1993-07-02 | 1994-07-01 | Electric power steering apparatus |
US08/270,055 US5485067A (en) | 1993-07-02 | 1994-07-01 | Electric power steering apparatus |
DE69401858T DE69401858T2 (de) | 1993-07-02 | 1994-07-01 | Elektrische Servolenkung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19202693A JP3007932B2 (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0717424A JPH0717424A (ja) | 1995-01-20 |
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ID=16284366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19202693A Expired - Fee Related JP3007932B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-05 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3007932B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3759868B2 (ja) * | 2000-10-25 | 2006-03-29 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1993
- 1993-07-05 JP JP19202693A patent/JP3007932B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0717424A (ja) | 1995-01-20 |
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