JP3336401B2 - 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

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JP3336401B2 JP12054893A JP12054893A JP3336401B2 JP 3336401 B2 JP3336401 B2 JP 3336401B2 JP 12054893 A JP12054893 A JP 12054893A JP 12054893 A JP12054893 A JP 12054893A JP 3336401 B2 JP3336401 B2 JP 3336401B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電動モータによって操舵
力を助勢する電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動パワーステアリング装置は操舵輪に
加わるトルクを検出し、これに見合う目標電流値を算出
し、この目標値を実現するようにモータ電流を制御する
ようにしたものである。このような電動パワーステアリ
ング装置の制御系にはマイクロプロセッサが使用される
が、マイクロプロセッサの誤演算,暴走等の異常が生じ
ると誤った操舵が行われる虞れがあるので、マイクロプ
ロセッサを(少なくともCPU を)2個設け、制御出力に
不一致が発生した場合はフェイルセーフリレーを作動さ
せる等して異常からの保護を図ってきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにマイクロプ
ロセッサを2個設けることはハードウェアのコスト面で
の負担が大きいのみならず、主系と副系とでソフトウェ
アが異なるのでソフトウェア開発での負担も大きい。
【0004】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたものであり、モータ駆動のための各種信号を
操舵トルクの次元の値に逆算し、逆算値を操舵トルクの
検出値と比較することで異常を検出するようにして、異
常監視用のマイクロプロセッサ又はCPU を別々に設ける
ことを不要と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。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1発明の電動パワース
テアリング装置は、操舵トルクの検出値に基づいて操舵
助勢用のモータの駆動電流の目標値を算出し、この算出
値に基づいてモータを駆動すべくなした電動パワーステ
アリング装置において、前記モータの駆動状態を検出す
る駆動状態検出手段と、該駆動状態検出手段の検出結果
を操舵トルクの次元の値に逆算する逆算手段と、該逆算
手段によって逆算された逆算値と操舵トルクの検出値と
の比較手段と、該比較手段による比較結果に基づき前記
モータによる助勢を禁止する禁止手段とを備えることを
特徴とする。ここにいう駆動状態としてはモータの駆動
電流又はモータの駆動制御信号を用いる。
【0006】第2発明の電動パワーステアリング装置
は、前記目標値を操舵トルクの次元の値に逆算する逆算
手段と、該逆算手段によって逆算された逆算値と操舵ト
ルクの検出値との比較手段と、該比較手段による比較結
果に基づき前記モータによる助勢を禁止する禁止手段と
を備えることを特徴とする。
【0007】
【0008】
【作用】第1発明においては正常な動作が行われている
場合は逆算値と操舵トルクの検出値とは実質的に等し
い。従って比較手段が両値の一致を判定する場合は正常
であり、不一致を判定すると異常である。この異常の場
合は禁止手段によってモータへの給電を断つか或いはモ
ータと操舵輪側との間に介装したクラッチを断とする。
【0009】第2発明では目標値算出手段にまでについ
て同様にその動作の正常,異常が検出され異常時の助勢
禁止が行える。
【0010】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図1は第1実施例のブロック図である。ト
ルクセンサ1で検出された操舵トルクは比較器2へ入力
されると共にマイクロプロセッサ3のA/D 変換器31へ入
力される。A/D 変換器はアナログの入力信号をディジタ
ル信号に変換し位相補償手段32に与え、これによる位相
補償出力が目標値算出手段33に与えられる。目標値算出
手段は検出トルクに見合うモータの駆動電流の目標値を
算出するものであり、特には詳述しないが車速等をもパ
ラメータに取込んで目標値を算出する。これによって算
出された目標値はA/D 変換器36出力のフィードバック信
号と共に加算手段34へ入力される。
【0011】加算手段34は両者の偏差をPWM 回路35へ出
力し、PWM 回路35は偏差解消に必要なPWM 信号を出力す
る。PWM 信号はモータ4を橋絡位置に備えるブリッジ構
成とした駆動回路5へ与えられ、モータの回転方向及び
駆動デューティを制御する。PWM 信号はまたマイクロプ
ロセッサ3より一旦出力された後、マイクロプロセッサ
内のインプットキャプチャ37に与えられ、そのデューテ
ィが検出される。検出されたデューティは逆算手段38へ
与えられる。
【0012】モータ4の駆動電流は図示しない抵抗の端
子電圧として検出されA/D 変換器36でディジタル値に変
換され前述したように加算器34へフィードバック信号と
して与えられると共に逆算手段38へ与えられる。逆算手
段38はモータ4の駆動状態を表す情報であるPWM 信号及
びモータの駆動電流を操舵トルクの次元の値に逆算する
ものである。即ち操舵トルクは目標値算出手段33で電流
値に変換され、次いでPWM 信号に変換されたものである
からこれらの変換の逆を行うことで逆算が実現できる。
【0013】逆算手段38が算出した操舵トルク次元の値
はD/A 変換器6へ出力されてアナログ信号に変換されて
比較器2へ入力される。比較器2は両入力を比較し、所
定の許容範囲を超える相異が認められる場合は禁止回路
7へ信号を発し、モータ4の駆動を停止させるべき信号
を駆動回路5へ与える。なお比較器2の許容範囲はトル
ク検出から逆算値のD/A 変換出力が得られるまでの時間
遅れを考慮して決定する。
【0014】比較器2の2入力が許容範囲を超えて相違
するということはマイクロプロセッサ3の異常を意味す
るのでモータ4による助勢を禁止するのであるが、その
手段としては上述した手段による外、モータ4の給電系
に設けたフェイルセーフリレーをオフにするとか、モー
タ4と操舵輪に連なる舵取機構との間に設けたクラッチ
を断とするとかの手段が用いられる。なおマイクロプロ
セッサ3中のA/D 変換器31,36 等一部のものはハードウ
ェアにより実現される。
【0015】図2は第2実施例のブロック図である。こ
れはモータ4の駆動状態検出情報としてモータ4の駆動
電流のみを用いるものであり、検出駆動電流はマイクロ
プロセッサ内のA/D 変換器39でディジタル信号に変換さ
れて逆算手段38に与えるようにしてある。その他の構成
は第1実施例と同様であるので同符号を付して説明を省
略する。
【0016】図3は第3実施例を示すブロック図であ
る。目標値算出手段33の出力は逆算手段38及びマイクロ
プロセッサ3外のD/A 変換器8へ与えられる。逆算手段
38は目標値算出手段33の演算と逆にしてトルクを求める
ものであり、その逆算結果はD/A 変換器6へ与えられ、
アナログ値に変換されて比較器2へ与えられるのは第
1,第2実施例と同様である。
【0017】一方D/A 変換器8のアナログ出力は比較器
9へ入力される。比較器9にはA/D変換器36と同様にモ
ータ4の駆動電流が入力されている。比較器9は両入力
に所定の許容範囲を超える差がある場合は禁止回路7へ
所定の信号を発し、モータ4の駆動を停止せしめる。そ
の他第1実施例と同様の部分には同符号を付して説明を
省略する。
【0018】以上の如き第3実施例による場合は目標値
算出手段33の前後で夫々に異常の有無を調べるので、よ
りきめの細かい監視が可能になる。また比較器2,9の
出力を各別に表示するように構成する場合は異常発生部
の判別が可能である。
【0019】図4は第4実施例のブロック図である。第
4実施例は目標値算出手段33出力をD/A 変換器8へ与え
る点は第3実施例と同様であるが、そのアナログ出力は
方向禁止回路10に与える。方向禁止回路10は、目標値電
流の方向 (モータ4を回転する方向)を調べ、その方向
と反対の方向への駆動を禁止する信号を発する。他の構
成は第1,3実施例と同様であり、同符号を付して説明
を省略する。
【0020】図5は第5実施例のブロック図である。こ
の実施例ではA/D 変換器31、位相補償手段32及び目標値
算出手段33を2系統有して、その内の1系統を異常監視
に用いている。即ちトルクセンサ1出力はA/D 変換器31
a に入力され、ここでディジタル値に変換され、次いで
位相補償手段32a で位相補償され、位相補償出力に基づ
いて目標値算出手段33a で目標値が算出される。この目
標値がD/A 変換器8及び逆算手段38へ入力される。その
他の構成は第4実施例と同様であるので、同符号を付し
て説明を省略する。
【0021】このようにA/D 変換器31a 〜目標値算出手
段33a を別系統を備えることでマイクロプロセッサの暴
走をより確実に検出できる。図6は第6実施例を示すブ
ロック図である。この実施例はA/D 変換器31,31a、位相
補償手段32,32a及び目標値算出手段33,33aに加えて更に
加算手段34,34a、PWM 回路35,35a及びA/D 変換器36,36a
までを2系統としてあり、PWM 回路35,35a出力を論理積
回路11を介して駆動回路5へ与えるようにしてある。
【0022】一方A/D 変換機31a の故障を検出するため
にA/D 変換器31a 出力をD/A 変換器6へ与えてアナログ
値に変換し、これとトルクセンサ1出力とを比較器2で
比較するようにしてある。PWM 回路35,35aが出力するモ
ータ4駆動用のパルスは2系統が正常に動作していれば
実質的に同周期、同デューティとなるが、異常が発生す
ると周期,デューティともに相違する。
【0023】しかしながら両PWM 回路35,35aの出力パル
スを論理積回路11を介して駆動回路4へ与えることとし
ているので、小デューティの方のPWM 信号以下のデュー
ティでの駆動しか行われず安全である。
【0024】
【発明の効果】以上の如き本発明による場合は1つのマ
イクロプロセッサ又はCPU でモータの駆動制御及びその
異常監視の両方が可能であり、ハードウェア,ソフトウ
ェア両方の負担軽減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のブロック図である。
【図2】第2実施例のブロック図である。
【図3】第3実施例のブロック図である。
【図4】第4実施例のブロック図である。
【図5】第5実施例のブロック図である。
【図6】第6実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1 トルクセンサ 2 比較器 3 マイクロプロセッサ 4 モータ 5 駆動回路 7 禁止回路 38 逆算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵トルクの検出値に基づいて操舵助勢
    用のモータの駆動電流の目標値を算出し、この算出値に
    基づいてモータを駆動すべくなした電動パワーステアリ
    ング装置において、前記モータの駆動状態を検出する駆
    動状態検出手段と、該駆動状態検出手段の検出結果を操
    舵トルクの次元の値に逆算する逆算手段と、該逆算手段
    によって逆算された逆算値と操舵トルクの検出値との比
    較手段と、該比較手段による比較結果に基づき前記モー
    タによる助勢を禁止する禁止手段と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。
  2. 【請求項2】 前記駆動状態検出手段はモータの駆動電
    流を検出する請求項1記載の電動パワーステアリング装
    置。
  3. 【請求項3】 前記駆動状態検出手段はモータの駆動制
    御信号である請求項1記載の電動パワーステアリング装
    置。
  4. 【請求項4】 操舵トルクの検出値に基づいて操舵助勢
    用のモータの駆動電流の目標値を算出し、この算出値に
    基づいてモータを駆動すべくなした電動パワーステアリ
    ング装置において、前記目標値を操舵トルクの次元の値
    に逆算する逆算手段と、該逆算手段によって逆算された
    逆算値と操舵トルクの検出値との比較手段と、該比較手
    段による比較結果に基づき前記モータによる助勢を禁止
    する禁止手段と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。
  5. 【請求項5】 モータの駆動電流を検出する手段と、該
    手段が検出した電流値と前記目標値とを比較する比較手
    段とを備える請求項4記載の電動パワーステアリング装
    置。
  6. 【請求項6】 前記目標値に係るモータの回転駆動方向
    に基づき前記モータによる助勢を禁止する方向禁止回路
    を備える請求項4記載の電動パワーステアリング装置。
  7. 【請求項7】 前記目標値の算出手段を2つ備え、その
    一方によりモータ駆動を行い、他方により前記逆算手段
    に目標値を与える請求項4記載の電動パワーステアリン
    グ装置。
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CN102582678B (zh) * 2011-01-11 2013-11-06 联创汽车电子有限公司 一种具有软件集成监控功能的电动助力转向系统
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