JP3511563B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリング制御装置Info
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- JP3511563B2 JP3511563B2 JP16264097A JP16264097A JP3511563B2 JP 3511563 B2 JP3511563 B2 JP 3511563B2 JP 16264097 A JP16264097 A JP 16264097A JP 16264097 A JP16264097 A JP 16264097A JP 3511563 B2 JP3511563 B2 JP 3511563B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- microcomputer
- control device
- overheat
- switching element
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の舵取り
装置をモータの回転力で補助付勢する電動パワーステア
リング制御装置、特に過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ
ＦＥＴを用いた電動パワーステアリング制御装置に関す
るものである。
装置をモータの回転力で補助付勢する電動パワーステア
リング制御装置、特に過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ
ＦＥＴを用いた電動パワーステアリング制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は一般的な電動パワーステアリング
制御装置を一部ブロック図で示す回路図である。図３に
おいて、車両のハンドル（図示せず）に対して補助トル
クを出力するモータ４０は、バッテリ４１からモータ駆
動電流ＩＭが供給されて駆動される。
制御装置を一部ブロック図で示す回路図である。図３に
おいて、車両のハンドル（図示せず）に対して補助トル
クを出力するモータ４０は、バッテリ４１からモータ駆
動電流ＩＭが供給されて駆動される。
【０００３】モータ駆動電流ＩＭは、大容量（１０００
μＦ〜３６００μＦ程度）のコンデンサ４２により、そ
のリプル成分が吸収され、シャント抵抗器４３により検
出される。また、モータ駆動電流ＩＭは、複数の半導体
スイッチング素子（例えばＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４からなる
ブリッジ回路４４により、補助トルクの大きさおよび方
向に応じて切り換えられる。
μＦ〜３６００μＦ程度）のコンデンサ４２により、そ
のリプル成分が吸収され、シャント抵抗器４３により検
出される。また、モータ駆動電流ＩＭは、複数の半導体
スイッチング素子（例えばＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４からなる
ブリッジ回路４４により、補助トルクの大きさおよび方
向に応じて切り換えられる。
【０００４】コンデンサ４２の一端は導電線Ｌ１により
接地されている。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は
配線パターンＰ１およびＰ２によりブリッジ接続されて
ブリッジ回路４４を構成する。また、この配線パターン
Ｐ１およびＰ２は、このブリッジ回路４４をシャント抵
抗器４３に接続する。ブリッジ回路４４の出力端子は配
線パターンＰ３により構成されている。
接地されている。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は
配線パターンＰ１およびＰ２によりブリッジ接続されて
ブリッジ回路４４を構成する。また、この配線パターン
Ｐ１およびＰ２は、このブリッジ回路４４をシャント抵
抗器４３に接続する。ブリッジ回路４４の出力端子は配
線パターンＰ３により構成されている。
【０００５】モータ４０およびバッテリ４１は、複数の
接続端子からなるコネクタ４５により、ブリッジ回路４
４に接続されている。モータ４０とバッテリ４１とコネ
クタ４５とは外部配線Ｌ２により接続されている。モー
タ駆動電流ＩＭは、常開のリレー４６により必要に応じ
て通電遮断される。リレー４６とコンデンサ４２とシャ
ント抵抗器４３とは、配線パターンＰ４により接続され
ている。コネクタ４５は配線パターンＰ５により接地さ
れている。ブリッジ回路４４の出力端子となる配線パタ
ーンＰ３は、コネクタ４５に接続されている。
接続端子からなるコネクタ４５により、ブリッジ回路４
４に接続されている。モータ４０とバッテリ４１とコネ
クタ４５とは外部配線Ｌ２により接続されている。モー
タ駆動電流ＩＭは、常開のリレー４６により必要に応じ
て通電遮断される。リレー４６とコンデンサ４２とシャ
ント抵抗器４３とは、配線パターンＰ４により接続され
ている。コネクタ４５は配線パターンＰ５により接地さ
れている。ブリッジ回路４４の出力端子となる配線パタ
ーンＰ３は、コネクタ４５に接続されている。
【０００６】モータ４０は、スイッチング制御回路４７
によりスイッチング制御されるブリッジ回路４４を介し
て駆動される。また、このスイッチング制御回路４７
は、リレー４６を駆動する。スイッチング制御回路４７
は、導電線Ｌ４を介してブリッジ回路４４に制御信号が
与えられる。モータ駆動電流ＩＭは、シャント抵抗器４
３を介してモータ駆動電流検出手段４８により検出され
る。スイッチング制御回路４７およびモータ駆動電流検
出手段４８は、後述するマイクロコンピュータ５５の周
辺回路素子を構成している。
によりスイッチング制御されるブリッジ回路４４を介し
て駆動される。また、このスイッチング制御回路４７
は、リレー４６を駆動する。スイッチング制御回路４７
は、導電線Ｌ４を介してブリッジ回路４４に制御信号が
与えられる。モータ駆動電流ＩＭは、シャント抵抗器４
３を介してモータ駆動電流検出手段４８により検出され
る。スイッチング制御回路４７およびモータ駆動電流検
出手段４８は、後述するマイクロコンピュータ５５の周
辺回路素子を構成している。
【０００７】ハンドルの操舵トルクＴはトルクセンサ５
０により検出され、車両の車速Ｖは車速センサ５１によ
り検出される。マイクロコンピュータ５５（ＥＣＵ：EL
ECTRONIC CONTROL UNIT ）は、操舵トルクＴおよび車速
Ｖに基づいて補助トルクを演算するとともにモータ駆動
電流ＩＭをシャント抵抗器４３からフィードバックして
補助トルクに相当する駆動信号を生成し、ブリッジ回路
４４を制御するための回転方向指令ＤO および電流制御
量ＩO を駆動信号としてスイッチング制御回路４７に出
力する。
０により検出され、車両の車速Ｖは車速センサ５１によ
り検出される。マイクロコンピュータ５５（ＥＣＵ：EL
ECTRONIC CONTROL UNIT ）は、操舵トルクＴおよび車速
Ｖに基づいて補助トルクを演算するとともにモータ駆動
電流ＩＭをシャント抵抗器４３からフィードバックして
補助トルクに相当する駆動信号を生成し、ブリッジ回路
４４を制御するための回転方向指令ＤO および電流制御
量ＩO を駆動信号としてスイッチング制御回路４７に出
力する。
【０００８】マイクロコンピュータ５５は、モータ４０
の回転方向指令ＤO および補助トルクに相当するモータ
電流指令Ｉｍを生成するモータ電流決定手段５６と、モ
ータ電流指令Ｉｍとモータ駆動電流ＩＭとの電流偏差△
Ｉを減算する減算手段５７と、電流偏差△ＩからＰ（比
例）項、Ｉ（積分）項およびＤ（微分）項の補正量を算
出してＰＷＭ（pulse-width modulation）デューティ比
に相当する電流制御量ＩO を生成するＰＩＤ演算手段５
８とを備えている。
の回転方向指令ＤO および補助トルクに相当するモータ
電流指令Ｉｍを生成するモータ電流決定手段５６と、モ
ータ電流指令Ｉｍとモータ駆動電流ＩＭとの電流偏差△
Ｉを減算する減算手段５７と、電流偏差△ＩからＰ（比
例）項、Ｉ（積分）項およびＤ（微分）項の補正量を算
出してＰＷＭ（pulse-width modulation）デューティ比
に相当する電流制御量ＩO を生成するＰＩＤ演算手段５
８とを備えている。
【０００９】また、図示しないが、マイクロコンピュー
タ５５は、ＡＤ変換器やＰＷＭタイマ回路等の他に周知
の自己診断機能を含み、システムが正常に動作している
か否かを常に自己診断し、異常が発生するとスイッチン
グ制御回路４７を介してブリッジ回路４４を構成する各
半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を全てオフするとと
もに、リレー４６を開放して、モータ駆動電流ＩＭを遮
断するようになっている。同時に、故障検出時には、故
障内容を制御装置内の図示しない記憶装置に記憶させる
ようになっている。マイクロコンピュータ５５は導電線
Ｌ５により、スイッチング制御回路４７に接続されてい
る。
タ５５は、ＡＤ変換器やＰＷＭタイマ回路等の他に周知
の自己診断機能を含み、システムが正常に動作している
か否かを常に自己診断し、異常が発生するとスイッチン
グ制御回路４７を介してブリッジ回路４４を構成する各
半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を全てオフするとと
もに、リレー４６を開放して、モータ駆動電流ＩＭを遮
断するようになっている。同時に、故障検出時には、故
障内容を制御装置内の図示しない記憶装置に記憶させる
ようになっている。マイクロコンピュータ５５は導電線
Ｌ５により、スイッチング制御回路４７に接続されてい
る。
【００１０】次に、図３を参照しながら、電動パワース
テアリング制御装置の動作について説明する。マイクロ
コンピュータ５５は、トルクセンサ５０および車速セン
サ５１から操舵トルクＴおよび車速Ｖを取り込むととも
に、シャント抵抗器４３からモータ駆動電流ＩＭをフィ
ードバック入力し、パワーステアリングの回転方向指令
ＤO と補助トルク量に相当する電流制御量ＩO とを生成
し、導電線Ｌ５を介してスイッチング制御回路４７に出
力する。
テアリング制御装置の動作について説明する。マイクロ
コンピュータ５５は、トルクセンサ５０および車速セン
サ５１から操舵トルクＴおよび車速Ｖを取り込むととも
に、シャント抵抗器４３からモータ駆動電流ＩＭをフィ
ードバック入力し、パワーステアリングの回転方向指令
ＤO と補助トルク量に相当する電流制御量ＩO とを生成
し、導電線Ｌ５を介してスイッチング制御回路４７に出
力する。
【００１１】スイッチング制御回路４７は、定常駆動状
態では導電線Ｌ３を介した指令により常開のリレー４６
を閉成しており、回転方向指令ＤO および電流制御量Ｉ
O が入力されると、ＰＷＭ駆動信号を生成し、導電線Ｌ
４を介してブリッジ回路４４の各半導体スイッチング素
子Ｑ１〜Ｑ４に印加する。
態では導電線Ｌ３を介した指令により常開のリレー４６
を閉成しており、回転方向指令ＤO および電流制御量Ｉ
O が入力されると、ＰＷＭ駆動信号を生成し、導電線Ｌ
４を介してブリッジ回路４４の各半導体スイッチング素
子Ｑ１〜Ｑ４に印加する。
【００１２】これにより、モータ駆動電流ＩＭは、バッ
テリ４１から、外部配線Ｌ２、コネクタ４５、リレー４
６、配線パターンＰ４、シャント抵抗器４３、配線パタ
ーンＰ１、ブリッジ回路４４、配線パターンＰ３、コネ
クタ４５および外部配線Ｌ２を介してモータ４０に給電
される。モータ４０はこのモータ駆動電流ＩＭにより駆
動され、所要方向に所要量の補助トルクを出力する。
テリ４１から、外部配線Ｌ２、コネクタ４５、リレー４
６、配線パターンＰ４、シャント抵抗器４３、配線パタ
ーンＰ１、ブリッジ回路４４、配線パターンＰ３、コネ
クタ４５および外部配線Ｌ２を介してモータ４０に給電
される。モータ４０はこのモータ駆動電流ＩＭにより駆
動され、所要方向に所要量の補助トルクを出力する。
【００１３】このとき、モータ駆動電流ＩＭは、シャン
ト抵抗器４３およびモータ駆動電流検出手段４８を介し
て検出され、マイクロコンピュータ５５内の減算手段５
７にフィードバックされることにより、モータ電流指令
Ｉｍと一致するように制御される。また、モータ駆動電
流ＩＭは、ブリッジ回路４４のＰＷＭ駆動時のスイッチ
ング動作によりリプル成分を含むが、大容量のコンデン
サ４２により平滑されて抑制される。
ト抵抗器４３およびモータ駆動電流検出手段４８を介し
て検出され、マイクロコンピュータ５５内の減算手段５
７にフィードバックされることにより、モータ電流指令
Ｉｍと一致するように制御される。また、モータ駆動電
流ＩＭは、ブリッジ回路４４のＰＷＭ駆動時のスイッチ
ング動作によりリプル成分を含むが、大容量のコンデン
サ４２により平滑されて抑制される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の電
動パワーステアリング制御装置では、従来は故障検出時
に、モータ４０への通電を遮断するためにリレー４６を
使用していた。しかしながら、このリレー４６には２０
Ａ〜６０Ａの大電流が流れるため、外形的にも大きくな
り、制御装置を小型化する場合の障害になっていた。ま
た、リレー４６は機械的なオン、オフ動作を行うため、
半導体のスイッチング素子を使用した場合と比較する
と、信頼性と寿命に劣るという問題点があった。
動パワーステアリング制御装置では、従来は故障検出時
に、モータ４０への通電を遮断するためにリレー４６を
使用していた。しかしながら、このリレー４６には２０
Ａ〜６０Ａの大電流が流れるため、外形的にも大きくな
り、制御装置を小型化する場合の障害になっていた。ま
た、リレー４６は機械的なオン、オフ動作を行うため、
半導体のスイッチング素子を使用した場合と比較する
と、信頼性と寿命に劣るという問題点があった。
【００１５】制御装置が故障を検出時には、ブリッジ回
路４４を構成する各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４
を全てオフすれば、リレー４６をオフしなくてもバッテ
リ４１からの通電を遮断して、モータへの通電を停止す
ることができる。しかし、各半導体スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ４のうち、Ｑ１とＱ４またはＱ２とＱ３のいずれ
かの組み合わせのうちのひとつで、スイッチング素子が
２個とも短絡する故障が発生した場合、リレー４６をオ
フしなければ、バッテリ４１からモータ４０に電流が流
れたままとなる不具合が生じる。このため、リレー４６
を除去することができなかった。
路４４を構成する各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４
を全てオフすれば、リレー４６をオフしなくてもバッテ
リ４１からの通電を遮断して、モータへの通電を停止す
ることができる。しかし、各半導体スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ４のうち、Ｑ１とＱ４またはＱ２とＱ３のいずれ
かの組み合わせのうちのひとつで、スイッチング素子が
２個とも短絡する故障が発生した場合、リレー４６をオ
フしなければ、バッテリ４１からモータ４０に電流が流
れたままとなる不具合が生じる。このため、リレー４６
を除去することができなかった。
【００１６】また、各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ
４のうち、いずれか一個の半導体スイッチング素子で短
絡する故障が発生すると、モータ４０が抵抗（スイッチ
ング素子の短絡抵抗と寄生ダイオードの順方向抵抗の
和）で短絡された状態となり、急ハンドル操舵時には、
ブレーキがかかった状態となり、ハンドルが重くなって
操舵できないという不具合が生じる。各半導体スイッチ
ング素子Ｑ１〜Ｑ４が短絡する故障原因としては、例え
ばモータ４０への配線が途中で地絡したような場合、素
子に過電流が流れて過熱し短絡にいたるものがある。ま
た、前述したように、制御装置が故障を検出した場合に
は、故障内容を記憶させておき、修理を確実に実施でき
るようにしておく必要がある。従って、各半導体スイッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ４の過熱による短絡故障と他の原因
による故障とを識別できると故障個所を速やかに特定で
き便利である。
４のうち、いずれか一個の半導体スイッチング素子で短
絡する故障が発生すると、モータ４０が抵抗（スイッチ
ング素子の短絡抵抗と寄生ダイオードの順方向抵抗の
和）で短絡された状態となり、急ハンドル操舵時には、
ブレーキがかかった状態となり、ハンドルが重くなって
操舵できないという不具合が生じる。各半導体スイッチ
ング素子Ｑ１〜Ｑ４が短絡する故障原因としては、例え
ばモータ４０への配線が途中で地絡したような場合、素
子に過電流が流れて過熱し短絡にいたるものがある。ま
た、前述したように、制御装置が故障を検出した場合に
は、故障内容を記憶させておき、修理を確実に実施でき
るようにしておく必要がある。従って、各半導体スイッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ４の過熱による短絡故障と他の原因
による故障とを識別できると故障個所を速やかに特定で
き便利である。
【００１７】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、ブリッジ回路４４を構成する半導体
スイッチング素子として、過熱遮断機能付きパワーＭＯ
ＳＦＥＴを採用することにより、過熱状態を検出したと
きには半導体スイッチング素子自体を自己遮断させ、こ
の自己遮断の結果生じた異常を検出した故障検出機能
が、残りの全ての半導体スイッチング素子を遮断して、
各半導体スイッチング素子の短絡を防ぐ構造にすること
で、リレー４６の除去を実現して、制御装置を小型化
し、かつ信頼性が向上した電動式パワーステアリング制
御装置を提供することを目的とする。
になされたもので、ブリッジ回路４４を構成する半導体
スイッチング素子として、過熱遮断機能付きパワーＭＯ
ＳＦＥＴを採用することにより、過熱状態を検出したと
きには半導体スイッチング素子自体を自己遮断させ、こ
の自己遮断の結果生じた異常を検出した故障検出機能
が、残りの全ての半導体スイッチング素子を遮断して、
各半導体スイッチング素子の短絡を防ぐ構造にすること
で、リレー４６の除去を実現して、制御装置を小型化
し、かつ信頼性が向上した電動式パワーステアリング制
御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電動パワ
ーステアリング制御装置は、トルクセンサから操舵トル
ク信号を、車速センサから車速信号を、電動機駆動電流
検出手段から電動機駆動電流を、それぞれ入力として電
動機の駆動トルクを演算するマイクロコンピュータ、前
記電動機に接続されるとともに、自身の過熱状態を検出
して自己遮断する過熱遮断機能と、前記過熱状態の検出
時に過熱状態検出信号を前記マイクロコンピュータに出
力する機能とを有した半導体スイッチング素子を含むブ
リッジ回路、前記マイクロコンピュータが出力した信号
に基づいて前記ブリッジ回路を制御することにより、前
記電動機が前記マイクロコンピュータが計算した駆動ト
ルクを出力するように、前記電動機駆動電流を制御する
とともに、前記過熱状態検出時には前記ブリッジ回路の
全ての前記スイッチング素子を遮断するスイッチング制
御回路を備えたものである。
ーステアリング制御装置は、トルクセンサから操舵トル
ク信号を、車速センサから車速信号を、電動機駆動電流
検出手段から電動機駆動電流を、それぞれ入力として電
動機の駆動トルクを演算するマイクロコンピュータ、前
記電動機に接続されるとともに、自身の過熱状態を検出
して自己遮断する過熱遮断機能と、前記過熱状態の検出
時に過熱状態検出信号を前記マイクロコンピュータに出
力する機能とを有した半導体スイッチング素子を含むブ
リッジ回路、前記マイクロコンピュータが出力した信号
に基づいて前記ブリッジ回路を制御することにより、前
記電動機が前記マイクロコンピュータが計算した駆動ト
ルクを出力するように、前記電動機駆動電流を制御する
とともに、前記過熱状態検出時には前記ブリッジ回路の
全ての前記スイッチング素子を遮断するスイッチング制
御回路を備えたものである。
【００１９】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング制御装置は、過熱遮断機能を有した半導体スイッチ
ング素子として、過熱遮断回路を有したパワーＭＯＳ
ＦＥＴを用いたものである。
ング制御装置は、過熱遮断機能を有した半導体スイッチ
ング素子として、過熱遮断回路を有したパワーＭＯＳ
ＦＥＴを用いたものである。
【００２０】
【００２１】また、前記マイクロコンピュータ、また
は、前記ブリッジ回路と前記スイッチング制御回路から
構成された電動機駆動回路のいずれかに設けられ、前記
電動機駆動回路の動作を常に監視して、異常が検出され
たときには全ての前記半導体スイッチング素子を遮断し
て前記電動機への通電を停止する故障検出手段と、前記
電動機への通電を停止した遮断状態を保持する遮断状態
保持手段とを備えたえたものである。
は、前記ブリッジ回路と前記スイッチング制御回路から
構成された電動機駆動回路のいずれかに設けられ、前記
電動機駆動回路の動作を常に監視して、異常が検出され
たときには全ての前記半導体スイッチング素子を遮断し
て前記電動機への通電を停止する故障検出手段と、前記
電動機への通電を停止した遮断状態を保持する遮断状態
保持手段とを備えたえたものである。
【００２２】また、マイクロコンピュータは、前記過熱
状態検出信号を受信したときの故障と、前記半導体スイ
ッチング素子を接続する回路の地絡による故障とを識別
して記憶する故障診断機能を備えたものである。
状態検出信号を受信したときの故障と、前記半導体スイ
ッチング素子を接続する回路の地絡による故障とを識別
して記憶する故障診断機能を備えたものである。
【００２３】
実施の形態１．以下、この電動パワーステアリング制御
装置における実施の形態を図１、図２に基づいて説明す
る。図１は、この発明の実施の形態１に係る電動パワー
ステアリング制御装置を説明する一部ブロック図を含む
回路図である。図２は、実施の形態１に係る電動パワー
ステアリング制御装置に用いる、過熱状態を検知すると
自己遮断するスイッチング素子の一例である、過熱遮断
機能付きパワーＭＯＳＦＥＴの遮断特性を示すグラフで
ある。なお、図において同一符号は従来のものと同一ま
たは相当のものを表す。実施の形態１に係るパワーステ
アリング制御装置は、図１に示すブリッジ４４Ａ以外
は、図３に示す従来のパワーステアリング制御装置と同
様の構成となっている。
装置における実施の形態を図１、図２に基づいて説明す
る。図１は、この発明の実施の形態１に係る電動パワー
ステアリング制御装置を説明する一部ブロック図を含む
回路図である。図２は、実施の形態１に係る電動パワー
ステアリング制御装置に用いる、過熱状態を検知すると
自己遮断するスイッチング素子の一例である、過熱遮断
機能付きパワーＭＯＳＦＥＴの遮断特性を示すグラフで
ある。なお、図において同一符号は従来のものと同一ま
たは相当のものを表す。実施の形態１に係るパワーステ
アリング制御装置は、図１に示すブリッジ４４Ａ以外
は、図３に示す従来のパワーステアリング制御装置と同
様の構成となっている。
【００２４】図１において、５５はマイクロコンピュー
タであり、トルクセンサ５０から操舵時にステアリング
に加えられる操舵トルクＴと操舵方向を、車速センサ５
１から車速Ｖを、モータ駆動電流検出手段４８からモー
タ駆動電流ＩＭを入力信号として処理し、モータ４０の
回転方向指令ＤO と電流制御量ＩO をスイッチング制御
回路４７に出力する。このスイッチング制御回路４７
は、過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥＴを半導体ス
イッチング素子として設けたブリッジ回路４４Ａの、各
スイッチング素子のオン・オフを制御するものであり、
ブリッジ回路４４Ａにおいてバッテリ４１から供給され
た電流は、その断続および極性を切り換えて、モータ駆
動電流ＩＭとしてモータ４０に給電する。
タであり、トルクセンサ５０から操舵時にステアリング
に加えられる操舵トルクＴと操舵方向を、車速センサ５
１から車速Ｖを、モータ駆動電流検出手段４８からモー
タ駆動電流ＩＭを入力信号として処理し、モータ４０の
回転方向指令ＤO と電流制御量ＩO をスイッチング制御
回路４７に出力する。このスイッチング制御回路４７
は、過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥＴを半導体ス
イッチング素子として設けたブリッジ回路４４Ａの、各
スイッチング素子のオン・オフを制御するものであり、
ブリッジ回路４４Ａにおいてバッテリ４１から供給され
た電流は、その断続および極性を切り換えて、モータ駆
動電流ＩＭとしてモータ４０に給電する。
【００２５】なお、モータ駆動電流ＩＭはシャント抵抗
器４３により検出され、モータ駆動電流検出手段４８を
介してマイクロコンピュータ５５に設けられた減算手段
５７にフィードバック入力される。マイクロコンピュー
タ５５に設けられたモータ電流決定手段５６は、トルク
センサ５０から操舵トルクＴを、車速センサ５１から車
速Ｖを入力として処理し補助トルクに相当するモータ電
流Ｉｍを減算手段５７に出力する。減算手段５７はモー
タ駆動電流ＩＭとモータ電流決定手段５６から伝達され
たモータ電流Ｉｍから電流偏差△Ｉを演算し、この電流
偏差△ＩをＰＩＤ演算手段５８に出力する。ＰＩＤ演算
手段５８もマイクロコンピュータ５５に設けられてい
る。
器４３により検出され、モータ駆動電流検出手段４８を
介してマイクロコンピュータ５５に設けられた減算手段
５７にフィードバック入力される。マイクロコンピュー
タ５５に設けられたモータ電流決定手段５６は、トルク
センサ５０から操舵トルクＴを、車速センサ５１から車
速Ｖを入力として処理し補助トルクに相当するモータ電
流Ｉｍを減算手段５７に出力する。減算手段５７はモー
タ駆動電流ＩＭとモータ電流決定手段５６から伝達され
たモータ電流Ｉｍから電流偏差△Ｉを演算し、この電流
偏差△ＩをＰＩＤ演算手段５８に出力する。ＰＩＤ演算
手段５８もマイクロコンピュータ５５に設けられてい
る。
【００２６】ＰＩＤ演算手段５８は、電流偏差△Ｉから
Ｐ（比例）項、Ｉ（積分）項、Ｄ（微分）項の補正量を
算出してＰＷＭデューティ比に相当する電流制御量ＩO
を生成する。マイクロコンピュータ５５は、この電流制
御量ＩO と回転方向指令ＤOをスイッチング制御回路４
７に出力する。
Ｐ（比例）項、Ｉ（積分）項、Ｄ（微分）項の補正量を
算出してＰＷＭデューティ比に相当する電流制御量ＩO
を生成する。マイクロコンピュータ５５は、この電流制
御量ＩO と回転方向指令ＤOをスイッチング制御回路４
７に出力する。
【００２７】ブリッジ回路４４Ａは半導体スイッチング
素子として過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥＴを採
用しており、各過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥＴ
Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａのゲートにおいてスイッチング制御回路
４７と接続されている。以後、特に断らない限りスイッ
チング素子といえば、過熱遮断機能付きパワーＭＯＳＦ
ＥＴを意味するものとする。スイッチング制御回路４７
はゲートに電圧を印加することにより各スイッチング素
子のオン・オフを制御している。もし、各スイッチング
素子Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａのうち少なくともひとつのスイッチ
ング素子が過熱状態を検出したときにはスイッチング素
子内部の過熱遮断回路がスイッチング素子を自己遮断す
る。
素子として過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥＴを採
用しており、各過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥＴ
Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａのゲートにおいてスイッチング制御回路
４７と接続されている。以後、特に断らない限りスイッ
チング素子といえば、過熱遮断機能付きパワーＭＯＳＦ
ＥＴを意味するものとする。スイッチング制御回路４７
はゲートに電圧を印加することにより各スイッチング素
子のオン・オフを制御している。もし、各スイッチング
素子Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａのうち少なくともひとつのスイッチ
ング素子が過熱状態を検出したときにはスイッチング素
子内部の過熱遮断回路がスイッチング素子を自己遮断す
る。
【００２８】ブリッジ回路４４Ａを構成するスイッチン
グ素子Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａのうち、少なくともひとつが過熱
状態を検出して自己遮断するとスイッチング機能が作動
しなくなる。また、制御装置内の回路の一部が地絡した
ような状態になってもモータ４０を適切に制御できなく
なることはいうまでもない。故障検出機能はブリッジ回
路４４Ａおよびこのブリッジ回路４４Ａを制御するスイ
ッチング制御回路４７から構成された電動機駆動回路の
作動状況を常に監視し、何らかの異常を検出するとブリ
ッジ回路４４Ａを構成する全てのスイッチング素子を遮
断しモータ４０への給電を停止する。前記故障検出機能
はマイクロコンピュータ５５に設けられていても、ある
いは前記電動機駆動回路の一部に設けられていてもよ
い。
グ素子Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａのうち、少なくともひとつが過熱
状態を検出して自己遮断するとスイッチング機能が作動
しなくなる。また、制御装置内の回路の一部が地絡した
ような状態になってもモータ４０を適切に制御できなく
なることはいうまでもない。故障検出機能はブリッジ回
路４４Ａおよびこのブリッジ回路４４Ａを制御するスイ
ッチング制御回路４７から構成された電動機駆動回路の
作動状況を常に監視し、何らかの異常を検出するとブリ
ッジ回路４４Ａを構成する全てのスイッチング素子を遮
断しモータ４０への給電を停止する。前記故障検出機能
はマイクロコンピュータ５５に設けられていても、ある
いは前記電動機駆動回路の一部に設けられていてもよ
い。
【００２９】従来の一般的な電動パワーステアリング制
御装置においては、故障検出による回路の遮断とモータ
４０への給電の停止は、図３に示すリレー４６と、これ
を駆動するスイッチング制御回路４７およびリレー４６
とスイッチング制御回路を接続する導電線Ｌ３により行
われていた。しかし、過熱遮断機能付きパワーＭＯＳＦ
ＥＴをスイッチング素子として採用することにより、ス
イッチング素子が短絡することを防ぐことができるた
め、リレー４６を除去し、装置を小型化することができ
る。
御装置においては、故障検出による回路の遮断とモータ
４０への給電の停止は、図３に示すリレー４６と、これ
を駆動するスイッチング制御回路４７およびリレー４６
とスイッチング制御回路を接続する導電線Ｌ３により行
われていた。しかし、過熱遮断機能付きパワーＭＯＳＦ
ＥＴをスイッチング素子として採用することにより、ス
イッチング素子が短絡することを防ぐことができるた
め、リレー４６を除去し、装置を小型化することができ
る。
【００３０】ところで、本発明に係る電動パワーステア
リング制御装置の過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥ
ＴＱ１Ａ〜Ｑ４Ａは、過熱状態を検出すると自己遮断す
るとともに過熱状態検出信号をマイクロコンピュータ５
５に出力する。マイクロコンピュータ５５はこの過熱状
態検出信号をうけとり、過熱状態検出による故障とその
他の原因による故障とを識別して記憶する故障診断機能
を有している。この故障診断機能を備えることにより、
スイッチング素子の過熱による遮断故障なのか、あるい
は回路の一部が地絡した結果生じた故障など、その他の
原因による故障なのか故障原因を速やかに判定し、さら
に故障部位の特定も容易になる。なお、この故障診断機
能も前述した故障検出機能と同じく、必ずしもマイクロ
コンピュータ５５内に設けられる必要はない。
リング制御装置の過熱遮断機能付きパワーＭＯＳ ＦＥ
ＴＱ１Ａ〜Ｑ４Ａは、過熱状態を検出すると自己遮断す
るとともに過熱状態検出信号をマイクロコンピュータ５
５に出力する。マイクロコンピュータ５５はこの過熱状
態検出信号をうけとり、過熱状態検出による故障とその
他の原因による故障とを識別して記憶する故障診断機能
を有している。この故障診断機能を備えることにより、
スイッチング素子の過熱による遮断故障なのか、あるい
は回路の一部が地絡した結果生じた故障など、その他の
原因による故障なのか故障原因を速やかに判定し、さら
に故障部位の特定も容易になる。なお、この故障診断機
能も前述した故障検出機能と同じく、必ずしもマイクロ
コンピュータ５５内に設けられる必要はない。
【００３１】前述したように、本発明に係る電動パワー
ステアリング制御装置に設けられた故障検出機能が、少
なくともひとつ以上の故障を検出した場合、各スイッチ
ング素子の短絡を防ぐために、ブリッジ回路４４Ａを構
成する全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を遮断して、
モータ４０への給電を停止する。しかし、一度、故障状
態から正常に復帰してもモータ４０への通電遮断状態を
保持したい場合もある。このような場合、遮断状態保持
手段を制御装置内に設けることによって、図示していな
いキースイッチをオフして、再投入するまではモータ４
０への通電遮断状態を保持することもできる。
ステアリング制御装置に設けられた故障検出機能が、少
なくともひとつ以上の故障を検出した場合、各スイッチ
ング素子の短絡を防ぐために、ブリッジ回路４４Ａを構
成する全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を遮断して、
モータ４０への給電を停止する。しかし、一度、故障状
態から正常に復帰してもモータ４０への通電遮断状態を
保持したい場合もある。このような場合、遮断状態保持
手段を制御装置内に設けることによって、図示していな
いキースイッチをオフして、再投入するまではモータ４
０への通電遮断状態を保持することもできる。
【００３２】図２は実施の形態１に係る電動パワーステ
アリング制御装置に用いられる過熱遮断機能付き半導体
スイッチング素子の一例である、過熱遮断機能付きパワ
ーＭＯＳ ＦＥＴの遮断特性を示すグラフである。図２
の［ａ］はラッチ型電流遮断方式の遮断特性を示すグラ
フであり、縦軸はドレイン電流を、横軸はチャネル温度
を表している。ドレイン電流の大きさをＩＤとすると、
チャネル温度が１７０度に達するまではその値のまま通
電可能である。チャネル温度が１７０度に達すると過熱
状態を検出し、電流を遮断するので、ドレイン電流ＩＤ
は瞬時に０になる。これを示すのが下向きの矢印であ
る。一方チャネル温度が１７０度以下になると再び通電
し、ドレイン電流ＩＤに復帰する。これを示すのが上向
きの矢印である。一方、図２の［ｂ］はヒステリシス型
電流遮断方式の遮断特性を示すグラフである。ヒステリ
シス型電流遮断方式はラッチ型電流遮断方式にくらべ
て、遮断状態から通電状態に復帰する復帰温度に１０度
程度幅を持たせてある。この幅を持たせることにより、
スイッチング素子が遮断・復帰状態を繰り返すことを防
止している。
アリング制御装置に用いられる過熱遮断機能付き半導体
スイッチング素子の一例である、過熱遮断機能付きパワ
ーＭＯＳ ＦＥＴの遮断特性を示すグラフである。図２
の［ａ］はラッチ型電流遮断方式の遮断特性を示すグラ
フであり、縦軸はドレイン電流を、横軸はチャネル温度
を表している。ドレイン電流の大きさをＩＤとすると、
チャネル温度が１７０度に達するまではその値のまま通
電可能である。チャネル温度が１７０度に達すると過熱
状態を検出し、電流を遮断するので、ドレイン電流ＩＤ
は瞬時に０になる。これを示すのが下向きの矢印であ
る。一方チャネル温度が１７０度以下になると再び通電
し、ドレイン電流ＩＤに復帰する。これを示すのが上向
きの矢印である。一方、図２の［ｂ］はヒステリシス型
電流遮断方式の遮断特性を示すグラフである。ヒステリ
シス型電流遮断方式はラッチ型電流遮断方式にくらべ
て、遮断状態から通電状態に復帰する復帰温度に１０度
程度幅を持たせてある。この幅を持たせることにより、
スイッチング素子が遮断・復帰状態を繰り返すことを防
止している。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る電動パワ
ーステアリング制御装置によれば、過熱遮断機能付き半
導体スイッチング素子、具体的には過熱遮断機能付きパ
ワーＭＯＳ ＦＥＴを用いて、電動機の駆動を制御する
電動機駆動回路を構成することで、少なくともひとつの
半導体スイッチング素子が過熱状態を検出して自己遮断
した時点で、他の半導体スイッチング素子を遮断しモー
タへの通電を停止することができる。従って、従来の電
動パワーステアリング制御装置に設けられていたリレー
を本発明では除去することにより、電動パワーステアリ
ング制御装置を小型化でき、またスイッチング回路の信
頼性も高めることができた。また、少なくともひとつの
前記過熱遮断機能付き半導体スイッチング素子が過熱状
態を検出すると自己遮断するとともに、過熱状態検出信
号をマイクロコンピュータ等周辺機器に出力することに
より、スイッチング素子が短絡故障するのを防ぎ、か
つ、故障部位、故障原因を速やかに特定することができ
る。
ーステアリング制御装置によれば、過熱遮断機能付き半
導体スイッチング素子、具体的には過熱遮断機能付きパ
ワーＭＯＳ ＦＥＴを用いて、電動機の駆動を制御する
電動機駆動回路を構成することで、少なくともひとつの
半導体スイッチング素子が過熱状態を検出して自己遮断
した時点で、他の半導体スイッチング素子を遮断しモー
タへの通電を停止することができる。従って、従来の電
動パワーステアリング制御装置に設けられていたリレー
を本発明では除去することにより、電動パワーステアリ
ング制御装置を小型化でき、またスイッチング回路の信
頼性も高めることができた。また、少なくともひとつの
前記過熱遮断機能付き半導体スイッチング素子が過熱状
態を検出すると自己遮断するとともに、過熱状態検出信
号をマイクロコンピュータ等周辺機器に出力することに
より、スイッチング素子が短絡故障するのを防ぎ、か
つ、故障部位、故障原因を速やかに特定することができ
る。
【００３４】各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４とし
て、過熱遮断機能付きパワー ＭＯＳ ＦＥＴを用いる
ことにより、モータ４０への配線が地絡してスイッチン
グ素子に過電流が流れるような障害が発生したとして
も、素子自身が過熱状態を検知して通電を自己遮断する
ため、素子短絡には至らずにすむ。また、各スイッチン
グ素子が過熱状態を検出して自己遮断するので、スイッ
チング素子が短絡してモータへの給電を停止できないと
いった障害が発生することを防止することができる。
て、過熱遮断機能付きパワー ＭＯＳ ＦＥＴを用いる
ことにより、モータ４０への配線が地絡してスイッチン
グ素子に過電流が流れるような障害が発生したとして
も、素子自身が過熱状態を検知して通電を自己遮断する
ため、素子短絡には至らずにすむ。また、各スイッチン
グ素子が過熱状態を検出して自己遮断するので、スイッ
チング素子が短絡してモータへの給電を停止できないと
いった障害が発生することを防止することができる。
【００３５】
【００３６】また、過熱状態検出による半導体スイッチ
ング素子の遮断故障と、半導体スイッチング素子を接続
する回路の地絡による故障とを識別して記憶できるの
で、故障原因を速やかに特定できる。
ング素子の遮断故障と、半導体スイッチング素子を接続
する回路の地絡による故障とを識別して記憶できるの
で、故障原因を速やかに特定できる。
【００３７】また、過熱状態検出による半導体スイッチ
ング素子の遮断故障とその他の原因による半導体スイッ
チング素子の遮断故障とを識別して記憶できるので、故
障原因を速やかに特定できる。
ング素子の遮断故障とその他の原因による半導体スイッ
チング素子の遮断故障とを識別して記憶できるので、故
障原因を速やかに特定できる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電動パワース
テアリング制御装置を説明する、一部ブロック図を含ん
だ回路図である。
テアリング制御装置を説明する、一部ブロック図を含ん
だ回路図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るパワーステア
リング制御装置に用いられた過熱遮断機能付きパワー
ＭＯＳ ＦＥＴの遮断特性を示すグラフである。
リング制御装置に用いられた過熱遮断機能付きパワー
ＭＯＳ ＦＥＴの遮断特性を示すグラフである。
【図３】 従来の電動パワーステアリング制御装置を説
明する一部ブロック図を含んだ回路図である。
明する一部ブロック図を含んだ回路図である。
４０ モータ、 ４１ バッテリ、 ４２ コンデン
サ、４３ シャント抵抗器、 ４４・４４Ａ ブリッジ
回路、４５ コネクタ、 ４６ リレー、 ４７ スイ
ッチング制御回路、４８ モータ駆動電流検出手段、
５０ トルクセンサ、５１ 車速センサ、 ５５ マイ
クロコンピュータ、Ｑ１〜Ｑ４ 半導体スイッチング素
子、Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａ 過熱遮断機能付き半導体スイッチ
ング素子、ＩＭ モータ駆動電流、 Ｉｍ モータ電流
指令、 ＩO 電流制御量、ＤO 回転方向指令、 Ｔ
操舵トルク、 Ｖ 車速。
サ、４３ シャント抵抗器、 ４４・４４Ａ ブリッジ
回路、４５ コネクタ、 ４６ リレー、 ４７ スイ
ッチング制御回路、４８ モータ駆動電流検出手段、
５０ トルクセンサ、５１ 車速センサ、 ５５ マイ
クロコンピュータ、Ｑ１〜Ｑ４ 半導体スイッチング素
子、Ｑ１Ａ〜Ｑ４Ａ 過熱遮断機能付き半導体スイッチ
ング素子、ＩＭ モータ駆動電流、 Ｉｍ モータ電流
指令、 ＩO 電流制御量、ＤO 回転方向指令、 Ｔ
操舵トルク、 Ｖ 車速。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−300074（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−135156（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−2430（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−107695（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62D 5/04
B62D 6/00 - 6/06
H02P 5/04 - 5/26
H02P 7/04 - 7/34
Claims (4)
- 【請求項１】 トルクセンサから操舵トルク信号を、車
速センサから車速信号を、電動機駆動電流検出手段から
電動機駆動電流を、それぞれ入力として電動機の駆動ト
ルクを演算するマイクロコンピュータ、前記電動機に接続されるとともに、自身の過熱状態を検
出して自己遮断する過熱遮断機能と、前記過熱状態の検
出時に過熱状態検出信号を前記マイクロコンピュータに
出力する機能とを有した 半導体スイッチング素子を含む
ブリッジ回路、前記マイクロコンピュータが出力した信号に基づいて前
記ブリッジ 回路を制御することにより、前記電動機が前
記マイクロコンピュータが計算した駆動トルクを出力す
るように、前記電動機駆動電流を制御するとともに、前
記過熱状態検出時には前記ブリッジ回路の全ての前記半
導体スイッチング素子を遮断するスイッチング制御回路
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング制御
装置。 - 【請求項２】 前記半導体スイッチング素子は、過熱遮
断機能を有したパワーＭＯＳ−ＦＥＴであることを特徴
とする請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装
置。 - 【請求項３】 前記マイクロコンピュータ、または、前
記ブリッジ回路と前記スイッチング制御回路から構成さ
れた電動機駆動回路のいずれかに設けられ、前記電動機
駆動回路の動作を常に監視して、異常が検出されたとき
には全ての前記半導体スイッチング素子を遮断して前記
電動機への通電を停止する故障検出手段と、前記電動機
への通電を停止した遮断状態を保持する遮断状態保持手
段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載
の電動パワーステアリング制御装置。 - 【請求項４】 前記マイクロコンピュータは、前記過熱
状態検出信号を受信したときの故障と、前記半導体スイ
ッチング素子を接続する回路の地絡による故障とを識別
して記憶する故障診断機能を備えたことを特徴とする請
求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16264097A JP3511563B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電動パワーステアリング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16264097A JP3511563B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電動パワーステアリング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111331A JPH1111331A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3511563B2 true JP3511563B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=15758469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16264097A Expired - Lifetime JP3511563B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電動パワーステアリング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511563B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100591803B1 (ko) | 2004-09-07 | 2006-06-20 | 미츠비시덴키 가부시키가이샤 | 전동 파워 스티어링 제어 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109863684B (zh) | 2016-09-02 | 2023-06-06 | 康斯博格股份有限公司 | 用于限制提供给电动转向系统中的电动机的电流的技术 |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP16264097A patent/JP3511563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100591803B1 (ko) | 2004-09-07 | 2006-06-20 | 미츠비시덴키 가부시키가이샤 | 전동 파워 스티어링 제어 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1111331A (ja) | 1999-01-19 |
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