JP3525558B2 - 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 - Google Patents
電動パワ−ステアリング装置の制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電動パワ−ステアリ
ング装置の制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置に
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクその他を検出し、その検出信号に基
づいてモ−タの制御目標値である電流指令値を演算し、
電流フイ−ドバツク制御回路において、前記した制御目
標値である電流指令値と実際にモ−タに流れる電流との
差を電流制御値として求め、電流制御値によりモ−タを
駆動して操向ハンドルの操舵力を補助するものがある。 【０００３】このような電動式パワ−ステアリング装置
では、モ−タ線に故障、即ちモ−タ線がオ−プン（断
線）、地絡あるいは天絡した場合、制御系からみたモ−
タ系の動特性が制御系が許容できる変動を越えて変化す
るため、発振を起したりセルフステアを起すことがあ
る。これを防ぐため、モ−タの端子間電圧を監視して上
記故障を検出する方法が知られている。また、イグニツ
シヨンキ−をＯＮとした時に、モ−タ端子間電圧を監視
して検出精度を向上することが提案されている（特開平
２−２８０６２号公報参照）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている方法では、地絡あるいは天絡箇所のインピ
−ダンスがモ−タ系のインピ−ダンスに比べて十分に低
い場合のみ検出可能であり、地絡あるいは天絡箇所のイ
ンピ−ダンスが大きい場合は、発振、又はセルフステア
を起しているにも拘らず検出することができなかつた。
また、イグニツシヨンキ−をＯＮとした時にモ−タ端子
間電圧を監視する方法では、走行中に地絡あるいは天絡
を検出することができない。 【０００５】また、従来提案されている方法では、モ−
タ端子電圧を検出して所定値と比較する回路を設けるた
め、構成が複雑になり高価になるなどの不都合があつ
た。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルクに基づいて演算された電流指令値と検出
されたモータ電流値から演算した電流制御値に基づいて
ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を
制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置
の制御装置において、モータ系の正常時の電気的特性を
示す数学モデルにおけるパラメータを記憶する記憶手段
と、モータ角速度の周波数帯域以上で、且つモータ系の
動特性のカットオフ周波数よりも低いカットオフ周波数
のハイパスフイルタと、異常検出手段を備え、前記異常
検出手段は、前記ハイパスフイルタにより処理されたモ
ータ系の実際の動作時の電気的特性を示すパラメータと
前記記憶手段に記憶されたモータ系の正常時の電気的特
性を示す数学モデルのパラメータとを比較してモータ系
の異常を検出することを特徴とする。 【０００７】 【作用】モ−タ系の実際の動作時の電気的特性を示すパ
ラメ−タと記憶手段に記憶されたモ−タ系の正常時の電
気的特性を示す数学モデルのパラメ−タとを比較してモ
−タ系の異常を検出するから、モ−タの地絡あるいは天
絡した箇所のインピ−ダンスの大小に影響されることな
く、確実に検出することができる。 【０００８】 【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、図１乃至図３により、この発明を実施するに適し
た電動パワ−ステアリング装置の概略を説明する。図１
は電動パワ−ステアリング装置の構成の概略を説明する
図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア４、ユニバ−サ
ルジョイント５ａ、５ｂ、ピニオンラツク機構７を経て
操向車輪のタイロツド８に結合されている。軸２には操
向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３が
設けられており、また、操舵力を補助するモ−タ１０が
クラツチ９、減速ギア４を介して軸２に結合している。 【０００９】パワ−ステアリング装置を制御する電子制
御回路１３は、バツテリ１４からイグニツシヨンキ−１
１を経て電力が供給される。電子制御回路１３は、トル
クセンサ３で検出された操舵トルクと車速センサ１２で
検出された車速に基づいて電流指令演算を行い、演算さ
れた電流指令値に基づいてモ−タ１０に供給する電流を
制御する。 【００１０】クラツチ９は電子制御回路１３により制御
される。クラツチ９は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路１３によりパワ−ステアリング装置の
故障と判断された時、及び電源がＯＦＦとなつている時
に切離される。 【００１１】図２は、電子制御回路１３のブロツク図で
ある。この実施例では電子制御回路１３は主としてＣＰ
Ｕから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内部において
プログラムで実行される機能を示してある。例えば、位
相補償器２１は独立したハ−ドウエアとしての位相補償
器２１を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補
償機能を示す。 【００１２】以下、電子制御回路１３の機能と動作を説
明する。トルクセンサ３から入力された操舵トルク信号
は、位相補償器２１で操舵系の安定を高めるために位相
補償され、電流指令演算器２２に入力される。また、車
速センサ１２で検出された車速も電流指令演算器２２に
入力される。 【００１３】電流指令演算器２２は、入力され位相補償
された操舵トルク信号及び車速信号に基づいて所定の演
算式によりモ−タ１０に供給する電流の制御目標値であ
る電流指令値Ｉを演算する。 【００１４】比較器２３、微分補償器２４、比例演算器
２５、積分演算器２６、加算器２７から構成される回路
は、実際のモ−タ電流値ｉが電流指令値Ｉに一致するよ
うにフイ−ドバツク制御を行う回路である。 【００１５】比較器２３では、電流指令演算器２２で演
算された制御目標値である電流指令値Ｉと後述するモ−
タ電流検出回路４２で検出された実際のモ−タ電流値ｉ
とが比較され、その差の信号が出力される。 【００１６】比例演算器２５では、電流指令値Ｉと実際
のモ−タ電流値ｉとの差に比例した比例値が出力され
る。さらに比例演算器２５の出力信号はフイ−ドバツク
系の特性を改善するため積分演算器２６において積分さ
れ、差の積分値の比例値が出力される。 【００１７】微分補償器２４では、電流指令値Ｉに対す
る実際にモ−タに流れるモ−タ電流値ｉの応答速度を高
めるため、電流指令値Ｉの微分値が出力される。 【００１８】微分補償器２４から出力された電流指令値
Ｉの微分値、比例演算器２５から出力された電流指令値
Ｉと実際のモ−タ電流値ｉとの差に比例した比例値、積
分演算器２６から出力された積分値は、加算器２７にお
いて加算演算され、演算結果である電流制御値に基づく
供給電圧Ｖ1 Ｄがモ−タ駆動回路４１に出力される。実
際にモ−タに流れるモ−タ電流ｉは、モ−タ電流検出回
路４２により検出される。 【００１９】また、４３はモ−タ系の地絡あるいは天絡
などモ−タ系の異常を検出する異常検出回路、４４はモ
−タ系の正常時の電気的特性を示す数学モデルのパラメ
−タを記憶させたメモリである。これ等については、後
で詳細に説明する。 【００２０】図３にモ−タ駆動回路４１の構成の一例を
示す。モ−タ駆動回路４１は加算器２７から入力された
電流制御値をＰＷＭ信号と電流方向信号とに分離変換す
る変換部４５、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のゲ−
トを駆動するゲ−ト駆動回路４６、ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4
からなるＨブリツジ回路等からなる。なお、昇圧電源４
７はＦＥＴ1 、ＦＥＴ2 のハイサイド側を駆動する電源
である。 【００２１】ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）は、モ−
タに流れる電流の大きさを時間で決定する信号で、加算
器２７において演算された電流制御値の絶対値によりＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比（ＦＥＴのゲ−トをＯＮ／ＯＦ
Ｆする時間比）が決定される。ＦＥＴ1 とＦＥＴ2 は前
記したＰＷＭ信号のデユ−テイ比Ｄに基づいてゲ−トが
ＯＮ／ＯＦＦされ、モ−タに流れる電流の大きさが制御
される。以下の説明では、モ−タに印加される電圧Ｖ1
、デユ−テイ比Ｄの供給電圧をＶ1 Ｄと略記すること
にする。 【００２２】電流方向信号は、モ−タに供給する電流の
方向を指示する信号で、加算器２７において演算された
電流制御値の符号（正負）により決定される。また、Ｆ
ＥＴ3 とＦＥＴ4 は前記した電流方向信号に基づいてゲ
−トがＯＮ或いはＯＦＦされ（一方がＯＮの時、他方は
ＯＦＦとなる）、モ−タに流れる電流の方向、即ちモ−
タの回転方向が切り換えられる。 【００２３】ＦＥＴ3 が導通状態にあるときは、電流は
ＦＥＴ1 、モ−タ１０、ＦＥＴ3 、抵抗Ｒ1 を経て流
れ、モ−タ１０に正方向の電流が流れる。また、ＦＥＴ
4 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ2 、モ−タ１
０、ＦＥＴ4 、抵抗Ｒ2 を経てて流れ、モ−タ１０に負
方向の電流が流れる。 【００２４】モ−タ電流検出回路４２は、抵抗Ｒ1 の両
端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検
出し、また、抵抗Ｒ2 の両端における電圧降下に基づい
て負方向電流の大きさを検出する。検出された実際のモ
−タ電流値ｉは比較器２３にフイ−ドバツクして入力さ
れる（図２参照）。 【００２５】次に、この発明のモ−タ系の異常を検出す
る原理を説明する。図４はモ−タ系の異常検出を説明す
る図で、内部抵抗Ｒ、インダクタンスＬのモ−タＭはＦ
ＥＴ半導体素子４個をＨブリツジ接続して構成されたモ
−タ駆動回路に接続される。その入力側にはバツテリか
ら電圧Ｖ1 の電力が供給され、設定された動作状態に応
じて図示のようにＦＥＴの１つがデユ−テイ比Ｄで動作
し、その他のＦＥＴはＯＮ、ＯＦＦに設定されるものと
する。 【００２６】図４（ａ）はモ−タが正常な状態にあると
きを示すもので、このとき電流ｉaが流れるものとす
る。以下、電流ｉa を理論電流値と呼ぶことにする。
今、モ−タが地絡（モ−タ巻線が抵抗Ｒt でア−スされ
た状態）すると、図４（ｂ）のように地絡電流ｉe が流
れ、モ−タ駆動回路のア−ス側に接続された電流検出用
抵抗Ｒm には電流ｉm が流れる。 【００２７】そこで、モ−タが正常な状態にあるときの
理論電流値ｉa と、実際の動作状態にあるときの検出電
流ｉを比較し、検出電流ｉ＝理論電流値ｉa であれば正
常と判定し、検出電流ｉが理論電流値ｉa よりも少ない
電流ｉm であれば、モ−タが地絡したと判定することが
できる。 【００２８】以下、モ−タの地絡あるいは天絡などモ−
タ系の異常を検出する第１実施例について説明する。図
５はモ−タの正常な状態を示す数学モデルと実際のモ−
タ（右方向回転指令を受けているとき）とを比較判別
し、モ−タの異常（ここでは地絡）を検出するモ−タ系
の異常を検出する異常検出回路４３を、伝達関数で示し
たものである。 【００２９】図５において、５１はモ−タの数学モデ
ル、５２は実際のモ−タの地絡した状態を示す。５３
ａ、５３ｂは加算器で、それぞれモ−タ供給電圧Ｖ1 Ｄ
に対しＫT ω、ＫT ＊ω′がモ−タ入力側に加算される
ことを示している。５４も加算器を示し、加算器５４か
らモ−タの数学モデルに流れる理論電流値ｉa と実際の
モ−タに流れる電流ｉm との差Ｅが出力されることを示
している。 【００３０】なお、モ−タの数学モデルは制御回路を構
成するＣＰＵ５０の内部に構成されるもので、その電気
的特性を示すパラメ−タはメモリ４４に記憶されてい
る。 【００３１】図５において、Ｌ＊は数学モデルのモ−タ
のインダクタンス、Ｒ＊は数学モデルのモ−タの内部抵
抗、Ｒは実際のモ−タの内部抵抗、Ｌは実際のモ−タの
インダクタンス、Ｖ1 は供給電圧、ＤはＦＥＴを駆動す
るデユ−テイ比、ＫT は逆起電力定数、ωはモ−タ角速
度、ｓはラプラス演算子、Ｒf はＦＥＴのＯＮ抵抗、Ｒ
t は地絡箇所のインピ−ダンスを表す。 【００３２】モ−タの数学モデルではモ−タ駆動回路の
電流検出用抵抗Ｒm に流れる理論電流値はｉa は、以下
の式（１）で表される。 【００３３】 【数１】 また、モ−タが地絡した場合、例えばモ−タのコ−ルド
側が地絡した場合には、モ−タ駆動回路の電流検出用抵
抗Ｒm に流れる電流ｉm は、以下の式（２）で表され
る。 【００３４】 【数２】 モ−タが地絡した場合には、電流検出用抵抗Ｒm に流れ
る電流はｉm であり、モ−タの数学モデルにおける電流
はｉa であるから、以下の式（３）で示すように、電流
ｉa と電流ｉm との差の絶対値Ｅが所定値αより大きい
とき、モ−タが地絡したと判定することができる。 【００３５】 【数３】 以上の式では、モ−タ駆動回路の入力側にはモ−タ逆起
電力ＫT ωが加算されているため、モ−タの角速度を検
出する角速度センサを設け、モ−タ逆起電力ＫT ωを演
算処理する必要がある。しかし、これは構成を複雑にす
るのみならず、コストの増加になるので好ましくない。
そこで、この発明では、以下述べる方法によりモ−タ逆
起電力ＫT ωの影響を排除してモ−タの地絡を検出す
る。 【００３６】前記式（２）簡略化して書き直すと、モ−
タが地絡した場合に電流検出用抵抗Ｒm に流れる電流ｉ
m は、以下の式（４）で表すことができる。ここでＬe
は地絡したモ−タのインダクタンス、Ｒe は地絡したモ
−タの内部抵抗を表す。 【００３７】 【数４】 図６は、図５に示した判別回路を処理しやすいように書
き改め、伝達関数で示したものである。図６において、
６１はモ−タの数学モデル、６２はハイパスフイルタ、
６３は実際のモ−タ、６４は実際のモ−タが地絡した状
態を示している。６５は加算器で、モ−タ供給電圧Ｖ1
Ｄに対しモ−タ逆起電力ＫT ωが加算されることを示し
ている。６６はハイパスフイルタ、６７は加算器を示す
もので、加算器６７からはモ−タの数学モデルに流れる
電流と実際のモ−タに流れる電流との差が出力される。 【００３８】図６において、ｉ′m は実際のモ−タの検
出電流ｉm をハイパスフイルタ６６を通過させた後の値
で、ｉ′a はモ−タの数学モデルの電流ｉa をハイパス
フイルタ６２を通過させた後の値であり、実際のモ−タ
の検出電流ｉ′m と数学モデルの電流ｉ′a との差Ｅ＝
（ｉ′m −ｉ′a ）は以下の式（５）で表される。 【００３９】 【数５】 まず、実際のモ−タが正常であるときについて検討す
る。モ−タ角速度ωは操向ハンドルに同期した周波数帯
域で現れる物理量であるため、その周波数帯域はせいぜ
い５Ｈｚである。一方、モ−タ系の動特性は図６に示す
ようにハイパスフイルタとゲインの組み合わせの特性を
持ち、そのカツトオフ周波数は通常数百Ｈｚ程度であ
る。 【００４０】そこで、５Ｈｚ以上のカツトオフ周波数を
有し、且つモ−タ系の前記カツトオフ周波数（数百Ｈｚ
程度）よりも低いカツトオフ周波数であるようにハイパ
スフイルタの時定数を設定すると、前記式（５）で表さ
れるＥ＝（ｉ′m −ｉ′a ）は、供給電圧Ｖ1 Ｄの周波
数帯域に関係無く、モ−タの入力側に現われるモ−タ逆
起電力ＫT ωがハイパスフイルタにより除かれるので、
実際のモ−タの電気的特性は数学モデルとほぼ一致し、
式（５）で表されるＥ＝（ｉ′m −ｉ′a ）は零に近い
値となる。 【００４１】次に、実際のモ−タが地絡した場合ついて
検討する。実際のモ−タが地絡した場合、その伝達特性
は図６で符号６４で示すようになる。このとき、モ−タ
系の特性の変化を検出するためには、ハイパスフイルタ
のカツトオフ周波数以上の成分を含む供給電圧Ｖ1 Ｄが
必要である。なぜならばハイパスフイルタによりそのカ
ツトオフ周波数以下の成分は全てカツトされるからであ
る。 【００４２】モ−タが地絡した場合、地絡箇所のインピ
−ダンスが大きいときは、電流フイ−ドバツクル−プが
振動を起こし、地絡箇所のインピ−ダンスが小さいとき
はセルフステアを起こす。この発明ではセルフステアに
至る前に地絡箇所の検出を行う。地絡箇所のインピ−ダ
ンスが大きいときは、実際にモ−タに流れる電流ｉと検
出電流ｉm とはほぼ一致するから、セルフステアを起こ
すことはない。 【００４３】モ−タに流れる電流ｉは、モ−タ系の動特
性が変化したため電流フイ−ドバツクル−プの内部で、
フイ−ドバツクル−プの時定数に等しい周波数で振動を
起こす。図７はこの状態を示すもので、地絡時に実際に
モ−タに流れる電流ｉe 、及び検出電流ｉm が振動して
いることがわかる。 【００４４】この振動成分は供給電圧Ｖ1 Ｄにフイ−ド
バツク信号として含まれるため、図６における検出信号
Ｅ＝（ｉ′m −ｉ′a ）にも現われるから、検出信号Ｅ
に含まれる振動成分を検出することでモ−タの地絡を検
出することができる。 【００４５】図８に、前記第１実施例をＣＰＵで実行す
るときの処理の概略をフロ−チヤ−トで示しておく。即
ち、この処理では先に説明したデ−タ処理をβ回繰り返
すサンプリング処理による。そして検出信号Ｅ＝（ｉ′
m −ｉ′a ）が所定値αよりも大きい回数がβ回あつた
とき、モ−タが異常であると判断し、警報を出力するよ
うにする。ここで、(k) はその時点のサンプルを示して
いる。 【００４６】この方法によれば、故障検出から故障確定
までの時間を電動パワ−ステアリング装置の機械的時定
数に比べて十分に小さく設定することができるので、操
舵に支障を生じる前、即ち地絡により発生するセルフス
テアを起こす前に確実に検出することができる。 【００４７】次に、モ−タ系の異常を検出する第２の実
施例について説明する。前記した第１の実施例では、モ
−タ駆動回路の出力側の電流を基準にして、モ−タの正
常モデルの理論電流値ｉa と実際のモ−タの電流ｉm と
の差に基づいてモ−タ系の異常を検出しているが、以下
説明する第２の実施例では、モ−タ駆動回路の入力側の
電流を基準にしてモ−タ系の異常を検出するものであ
る。 【００４８】この構成では、電動パワ−ステアリング装
置の制御装置内に設けられているモ−タ角速度を推定す
る角速度推定器を利用してモ−タの異常を検出する。角
速度推定器はモ−タ印加電圧、モ−タ逆起電力定数ＫT
及びモ−タ電流ｉに基づいて制御装置のＣＰＵで演算に
より角速度を推定するから、特別な回路を必要とせず、
コストの増大を招くことがない。 【００４９】図９は第２の実施例のモ−タの数学モデル
と実際のモ−タの地絡状態とを比較判別して異常を検出
する異常検出回路を伝達関数で示したブロツク図で、９
１はモ−タの数学モデル、９２は実際のモ−タの正常な
状態、９３は実際のモ−タが地絡した状態を示す。９４
は加算器で、モ−タ供給電圧Ｖ1 Ｄに対しモ−タ逆起電
力ＫT ωが加算されることを示している。 【００５０】図９において、Ｌ＊は数学モデルのモ−タ
のインダクタンス、Ｒ＊は数学モデルのモ−タの内部抵
抗、Ｌは実際のモ−タの正常な状態におけるインダクタ
ンス、Ｒは実際のモ−タの正常な状態における内部抵
抗、Ｌe は地絡したモ−タのインダクタンス、Ｒe は地
絡したモ−タの内部抵抗、Ｖ1 は供給電圧、ＤはＦＥＴ
を駆動するデユ−テイ比、ＫT は逆起電力定数、ωはモ
−タ角速度、ｓはラプラス演算子を表す。 【００５１】また、９５は比較器、９６は時定数Ｔ1 の
ハイパスフイルタ、９７は逆起電力定数ＫT の逆数を乗
ずる演算器、９８は減算器を示す。 【００５２】図９から明らかなように、この方法では数
学モデルのモ−タ９１を実際のモ−タの正常な状態の特
性とは逆の特性のものに定義し、その出力ｍ(s) を比較
器９５で供給電圧Ｖ1 Ｄと比較して差ｄa (s）を求めて
いる。差ｄa (s）は以下の式（６）で表わすことができ
る。 【００５３】 【数６】実際のモ−タが正常な状態にあるときは、モ−タの数学
モデルのインダクタンスＬ＊、内部抵抗Ｒ＊と、実際の
モ−タのインダクタンスＬ、内部抵抗Ｒとはそれぞれ一
致するから（Ｌ＊＝Ｌ、Ｒ＊＝Ｒ）、式（６）からモ−
タ逆起電力ＫTωを求めることができ、演算器９７によ
り逆起電力定数ＫT の逆数を乗ずることにより、モ−タ
角速度推定値ωを得ることができる。この場合、モ−タ
角速度推定値ωに含まれるノイズを除くため、ロ−パス
フイルタを通過させてもよい。 【００５４】次に、実際のモ−タが地絡した場合ついて
検討する。第１実施例の場合と同様に、モ−タに流れる
電流は、モ−タ系の動特性が変化したため電流フイ−ド
バツクル−プの内部で、フイ−ドバツクル−プの時定数
に等しい周波数で振動を起こす。 【００５５】式（６）で表わされる比較器９５で供給電
圧Ｖ1 Ｄと比較して得た差ｄa (s）と、前記差ｄa (s）
を時定数Ｔ1 のハイパスフイルタ９６を通過させた出力
との差を減算器９８で求めると、その検出信号Ｅは前記
したフイ−ドバツクル−プの時定数に等しい周波数で振
動する振動成分を検出することになり、モ−タの地絡を
検出することができる。減算器９８で得られた検出信号
Ｅは以下の式（７）で表わすことができる。 【００５６】 【数７】 検出信号Ｅは、正常時にはＬ＊＝Ｌ、Ｒ＊＝Ｒとなるか
らほぼ零となるが、モ−タが地絡した場合にはハイパス
フイルタ９６を通過した振動成分が現れるので零となら
ず、モ−タの地絡を検出することができる。 【００５７】図１０に、前記第２実施例をＣＰＵで実行
するときの処理の概略をフロ−チヤ−トで示しておく。
即ち、この処理では先に説明したデ−タ処理をβ回繰り
返すサンプリング処理による。そして検出信号Ｅ(k) の
絶対値｜Ｅ(k) ｜＞が所定値αよりも大きい回数がβ回
あつたとき、モ−タが異常であると判断し、警報を出力
するようにする。ここで、(k) はその時点のサンプルを
示している。なお、ここで(k) はその時点のサンプルを
示している。 【００５８】この構成では、従来の構成に減算器９８を
追加しただけで済むから、ほとんどコストの増加なし
に、確実に故障の検出が可能となる。 【００５９】図１１は、地絡発生の場合のモ−タ電流の
変化を示す一例で、地絡が発生するとモ−タ電流が激し
く変動していることがわかる。 【００６０】以上の説明では、モ−タが地絡した場合の
検出について説明したが、モ−タが天絡した場合も、全
く同様に検出できることは言うまでもない。 【００６１】 【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワーステアリング装置の制御装置によれば、予めモータ
系の正常時の電気的特性を示す数学モデルを設定し、そ
のパラメータを記憶手段に記憶させておき、モータ系の
実際の動作時に、その電気的特性を示すパラメータと記
憶手段に記憶された数学モデルのパラメータとを比較し
てモータ系の異常を検出するもので、モータ系の実際の
動作時の電気的特性を示すパラメータは、モータ角速度
の周波数帯域以上で、且つモータ系の動特性のカットオ
フ周波数よりも低いカットオフ周波数のハイパスフイル
タにより処理されてモータ逆起電力の影響が除かれる。
この構成により、モータの地絡あるい天絡した箇所のイ
ンピーダンスの大小に影響されることなく、確実にモー
タ系の異常を検出することができる。
ング装置の制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置に
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクその他を検出し、その検出信号に基
づいてモ−タの制御目標値である電流指令値を演算し、
電流フイ−ドバツク制御回路において、前記した制御目
標値である電流指令値と実際にモ−タに流れる電流との
差を電流制御値として求め、電流制御値によりモ−タを
駆動して操向ハンドルの操舵力を補助するものがある。 【０００３】このような電動式パワ−ステアリング装置
では、モ−タ線に故障、即ちモ−タ線がオ−プン（断
線）、地絡あるいは天絡した場合、制御系からみたモ−
タ系の動特性が制御系が許容できる変動を越えて変化す
るため、発振を起したりセルフステアを起すことがあ
る。これを防ぐため、モ−タの端子間電圧を監視して上
記故障を検出する方法が知られている。また、イグニツ
シヨンキ−をＯＮとした時に、モ−タ端子間電圧を監視
して検出精度を向上することが提案されている（特開平
２−２８０６２号公報参照）。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている方法では、地絡あるいは天絡箇所のインピ
−ダンスがモ−タ系のインピ−ダンスに比べて十分に低
い場合のみ検出可能であり、地絡あるいは天絡箇所のイ
ンピ−ダンスが大きい場合は、発振、又はセルフステア
を起しているにも拘らず検出することができなかつた。
また、イグニツシヨンキ−をＯＮとした時にモ−タ端子
間電圧を監視する方法では、走行中に地絡あるいは天絡
を検出することができない。 【０００５】また、従来提案されている方法では、モ−
タ端子電圧を検出して所定値と比較する回路を設けるた
め、構成が複雑になり高価になるなどの不都合があつ
た。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルクに基づいて演算された電流指令値と検出
されたモータ電流値から演算した電流制御値に基づいて
ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を
制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置
の制御装置において、モータ系の正常時の電気的特性を
示す数学モデルにおけるパラメータを記憶する記憶手段
と、モータ角速度の周波数帯域以上で、且つモータ系の
動特性のカットオフ周波数よりも低いカットオフ周波数
のハイパスフイルタと、異常検出手段を備え、前記異常
検出手段は、前記ハイパスフイルタにより処理されたモ
ータ系の実際の動作時の電気的特性を示すパラメータと
前記記憶手段に記憶されたモータ系の正常時の電気的特
性を示す数学モデルのパラメータとを比較してモータ系
の異常を検出することを特徴とする。 【０００７】 【作用】モ−タ系の実際の動作時の電気的特性を示すパ
ラメ−タと記憶手段に記憶されたモ−タ系の正常時の電
気的特性を示す数学モデルのパラメ−タとを比較してモ
−タ系の異常を検出するから、モ−タの地絡あるいは天
絡した箇所のインピ−ダンスの大小に影響されることな
く、確実に検出することができる。 【０００８】 【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、図１乃至図３により、この発明を実施するに適し
た電動パワ−ステアリング装置の概略を説明する。図１
は電動パワ−ステアリング装置の構成の概略を説明する
図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア４、ユニバ−サ
ルジョイント５ａ、５ｂ、ピニオンラツク機構７を経て
操向車輪のタイロツド８に結合されている。軸２には操
向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３が
設けられており、また、操舵力を補助するモ−タ１０が
クラツチ９、減速ギア４を介して軸２に結合している。 【０００９】パワ−ステアリング装置を制御する電子制
御回路１３は、バツテリ１４からイグニツシヨンキ−１
１を経て電力が供給される。電子制御回路１３は、トル
クセンサ３で検出された操舵トルクと車速センサ１２で
検出された車速に基づいて電流指令演算を行い、演算さ
れた電流指令値に基づいてモ−タ１０に供給する電流を
制御する。 【００１０】クラツチ９は電子制御回路１３により制御
される。クラツチ９は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路１３によりパワ−ステアリング装置の
故障と判断された時、及び電源がＯＦＦとなつている時
に切離される。 【００１１】図２は、電子制御回路１３のブロツク図で
ある。この実施例では電子制御回路１３は主としてＣＰ
Ｕから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内部において
プログラムで実行される機能を示してある。例えば、位
相補償器２１は独立したハ−ドウエアとしての位相補償
器２１を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補
償機能を示す。 【００１２】以下、電子制御回路１３の機能と動作を説
明する。トルクセンサ３から入力された操舵トルク信号
は、位相補償器２１で操舵系の安定を高めるために位相
補償され、電流指令演算器２２に入力される。また、車
速センサ１２で検出された車速も電流指令演算器２２に
入力される。 【００１３】電流指令演算器２２は、入力され位相補償
された操舵トルク信号及び車速信号に基づいて所定の演
算式によりモ−タ１０に供給する電流の制御目標値であ
る電流指令値Ｉを演算する。 【００１４】比較器２３、微分補償器２４、比例演算器
２５、積分演算器２６、加算器２７から構成される回路
は、実際のモ−タ電流値ｉが電流指令値Ｉに一致するよ
うにフイ−ドバツク制御を行う回路である。 【００１５】比較器２３では、電流指令演算器２２で演
算された制御目標値である電流指令値Ｉと後述するモ−
タ電流検出回路４２で検出された実際のモ−タ電流値ｉ
とが比較され、その差の信号が出力される。 【００１６】比例演算器２５では、電流指令値Ｉと実際
のモ−タ電流値ｉとの差に比例した比例値が出力され
る。さらに比例演算器２５の出力信号はフイ−ドバツク
系の特性を改善するため積分演算器２６において積分さ
れ、差の積分値の比例値が出力される。 【００１７】微分補償器２４では、電流指令値Ｉに対す
る実際にモ−タに流れるモ−タ電流値ｉの応答速度を高
めるため、電流指令値Ｉの微分値が出力される。 【００１８】微分補償器２４から出力された電流指令値
Ｉの微分値、比例演算器２５から出力された電流指令値
Ｉと実際のモ−タ電流値ｉとの差に比例した比例値、積
分演算器２６から出力された積分値は、加算器２７にお
いて加算演算され、演算結果である電流制御値に基づく
供給電圧Ｖ1 Ｄがモ−タ駆動回路４１に出力される。実
際にモ−タに流れるモ−タ電流ｉは、モ−タ電流検出回
路４２により検出される。 【００１９】また、４３はモ−タ系の地絡あるいは天絡
などモ−タ系の異常を検出する異常検出回路、４４はモ
−タ系の正常時の電気的特性を示す数学モデルのパラメ
−タを記憶させたメモリである。これ等については、後
で詳細に説明する。 【００２０】図３にモ−タ駆動回路４１の構成の一例を
示す。モ−タ駆動回路４１は加算器２７から入力された
電流制御値をＰＷＭ信号と電流方向信号とに分離変換す
る変換部４５、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のゲ−
トを駆動するゲ−ト駆動回路４６、ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4
からなるＨブリツジ回路等からなる。なお、昇圧電源４
７はＦＥＴ1 、ＦＥＴ2 のハイサイド側を駆動する電源
である。 【００２１】ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）は、モ−
タに流れる電流の大きさを時間で決定する信号で、加算
器２７において演算された電流制御値の絶対値によりＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比（ＦＥＴのゲ−トをＯＮ／ＯＦ
Ｆする時間比）が決定される。ＦＥＴ1 とＦＥＴ2 は前
記したＰＷＭ信号のデユ−テイ比Ｄに基づいてゲ−トが
ＯＮ／ＯＦＦされ、モ−タに流れる電流の大きさが制御
される。以下の説明では、モ−タに印加される電圧Ｖ1
、デユ−テイ比Ｄの供給電圧をＶ1 Ｄと略記すること
にする。 【００２２】電流方向信号は、モ−タに供給する電流の
方向を指示する信号で、加算器２７において演算された
電流制御値の符号（正負）により決定される。また、Ｆ
ＥＴ3 とＦＥＴ4 は前記した電流方向信号に基づいてゲ
−トがＯＮ或いはＯＦＦされ（一方がＯＮの時、他方は
ＯＦＦとなる）、モ−タに流れる電流の方向、即ちモ−
タの回転方向が切り換えられる。 【００２３】ＦＥＴ3 が導通状態にあるときは、電流は
ＦＥＴ1 、モ−タ１０、ＦＥＴ3 、抵抗Ｒ1 を経て流
れ、モ−タ１０に正方向の電流が流れる。また、ＦＥＴ
4 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ2 、モ−タ１
０、ＦＥＴ4 、抵抗Ｒ2 を経てて流れ、モ−タ１０に負
方向の電流が流れる。 【００２４】モ−タ電流検出回路４２は、抵抗Ｒ1 の両
端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検
出し、また、抵抗Ｒ2 の両端における電圧降下に基づい
て負方向電流の大きさを検出する。検出された実際のモ
−タ電流値ｉは比較器２３にフイ−ドバツクして入力さ
れる（図２参照）。 【００２５】次に、この発明のモ−タ系の異常を検出す
る原理を説明する。図４はモ−タ系の異常検出を説明す
る図で、内部抵抗Ｒ、インダクタンスＬのモ−タＭはＦ
ＥＴ半導体素子４個をＨブリツジ接続して構成されたモ
−タ駆動回路に接続される。その入力側にはバツテリか
ら電圧Ｖ1 の電力が供給され、設定された動作状態に応
じて図示のようにＦＥＴの１つがデユ−テイ比Ｄで動作
し、その他のＦＥＴはＯＮ、ＯＦＦに設定されるものと
する。 【００２６】図４（ａ）はモ−タが正常な状態にあると
きを示すもので、このとき電流ｉaが流れるものとす
る。以下、電流ｉa を理論電流値と呼ぶことにする。
今、モ−タが地絡（モ−タ巻線が抵抗Ｒt でア−スされ
た状態）すると、図４（ｂ）のように地絡電流ｉe が流
れ、モ−タ駆動回路のア−ス側に接続された電流検出用
抵抗Ｒm には電流ｉm が流れる。 【００２７】そこで、モ−タが正常な状態にあるときの
理論電流値ｉa と、実際の動作状態にあるときの検出電
流ｉを比較し、検出電流ｉ＝理論電流値ｉa であれば正
常と判定し、検出電流ｉが理論電流値ｉa よりも少ない
電流ｉm であれば、モ−タが地絡したと判定することが
できる。 【００２８】以下、モ−タの地絡あるいは天絡などモ−
タ系の異常を検出する第１実施例について説明する。図
５はモ−タの正常な状態を示す数学モデルと実際のモ−
タ（右方向回転指令を受けているとき）とを比較判別
し、モ−タの異常（ここでは地絡）を検出するモ−タ系
の異常を検出する異常検出回路４３を、伝達関数で示し
たものである。 【００２９】図５において、５１はモ−タの数学モデ
ル、５２は実際のモ−タの地絡した状態を示す。５３
ａ、５３ｂは加算器で、それぞれモ−タ供給電圧Ｖ1 Ｄ
に対しＫT ω、ＫT ＊ω′がモ−タ入力側に加算される
ことを示している。５４も加算器を示し、加算器５４か
らモ−タの数学モデルに流れる理論電流値ｉa と実際の
モ−タに流れる電流ｉm との差Ｅが出力されることを示
している。 【００３０】なお、モ−タの数学モデルは制御回路を構
成するＣＰＵ５０の内部に構成されるもので、その電気
的特性を示すパラメ−タはメモリ４４に記憶されてい
る。 【００３１】図５において、Ｌ＊は数学モデルのモ−タ
のインダクタンス、Ｒ＊は数学モデルのモ−タの内部抵
抗、Ｒは実際のモ−タの内部抵抗、Ｌは実際のモ−タの
インダクタンス、Ｖ1 は供給電圧、ＤはＦＥＴを駆動す
るデユ−テイ比、ＫT は逆起電力定数、ωはモ−タ角速
度、ｓはラプラス演算子、Ｒf はＦＥＴのＯＮ抵抗、Ｒ
t は地絡箇所のインピ−ダンスを表す。 【００３２】モ−タの数学モデルではモ−タ駆動回路の
電流検出用抵抗Ｒm に流れる理論電流値はｉa は、以下
の式（１）で表される。 【００３３】 【数１】 また、モ−タが地絡した場合、例えばモ−タのコ−ルド
側が地絡した場合には、モ−タ駆動回路の電流検出用抵
抗Ｒm に流れる電流ｉm は、以下の式（２）で表され
る。 【００３４】 【数２】 モ−タが地絡した場合には、電流検出用抵抗Ｒm に流れ
る電流はｉm であり、モ−タの数学モデルにおける電流
はｉa であるから、以下の式（３）で示すように、電流
ｉa と電流ｉm との差の絶対値Ｅが所定値αより大きい
とき、モ−タが地絡したと判定することができる。 【００３５】 【数３】 以上の式では、モ−タ駆動回路の入力側にはモ−タ逆起
電力ＫT ωが加算されているため、モ−タの角速度を検
出する角速度センサを設け、モ−タ逆起電力ＫT ωを演
算処理する必要がある。しかし、これは構成を複雑にす
るのみならず、コストの増加になるので好ましくない。
そこで、この発明では、以下述べる方法によりモ−タ逆
起電力ＫT ωの影響を排除してモ−タの地絡を検出す
る。 【００３６】前記式（２）簡略化して書き直すと、モ−
タが地絡した場合に電流検出用抵抗Ｒm に流れる電流ｉ
m は、以下の式（４）で表すことができる。ここでＬe
は地絡したモ−タのインダクタンス、Ｒe は地絡したモ
−タの内部抵抗を表す。 【００３７】 【数４】 図６は、図５に示した判別回路を処理しやすいように書
き改め、伝達関数で示したものである。図６において、
６１はモ−タの数学モデル、６２はハイパスフイルタ、
６３は実際のモ−タ、６４は実際のモ−タが地絡した状
態を示している。６５は加算器で、モ−タ供給電圧Ｖ1
Ｄに対しモ−タ逆起電力ＫT ωが加算されることを示し
ている。６６はハイパスフイルタ、６７は加算器を示す
もので、加算器６７からはモ−タの数学モデルに流れる
電流と実際のモ−タに流れる電流との差が出力される。 【００３８】図６において、ｉ′m は実際のモ−タの検
出電流ｉm をハイパスフイルタ６６を通過させた後の値
で、ｉ′a はモ−タの数学モデルの電流ｉa をハイパス
フイルタ６２を通過させた後の値であり、実際のモ−タ
の検出電流ｉ′m と数学モデルの電流ｉ′a との差Ｅ＝
（ｉ′m −ｉ′a ）は以下の式（５）で表される。 【００３９】 【数５】 まず、実際のモ−タが正常であるときについて検討す
る。モ−タ角速度ωは操向ハンドルに同期した周波数帯
域で現れる物理量であるため、その周波数帯域はせいぜ
い５Ｈｚである。一方、モ−タ系の動特性は図６に示す
ようにハイパスフイルタとゲインの組み合わせの特性を
持ち、そのカツトオフ周波数は通常数百Ｈｚ程度であ
る。 【００４０】そこで、５Ｈｚ以上のカツトオフ周波数を
有し、且つモ−タ系の前記カツトオフ周波数（数百Ｈｚ
程度）よりも低いカツトオフ周波数であるようにハイパ
スフイルタの時定数を設定すると、前記式（５）で表さ
れるＥ＝（ｉ′m −ｉ′a ）は、供給電圧Ｖ1 Ｄの周波
数帯域に関係無く、モ−タの入力側に現われるモ−タ逆
起電力ＫT ωがハイパスフイルタにより除かれるので、
実際のモ−タの電気的特性は数学モデルとほぼ一致し、
式（５）で表されるＥ＝（ｉ′m −ｉ′a ）は零に近い
値となる。 【００４１】次に、実際のモ−タが地絡した場合ついて
検討する。実際のモ−タが地絡した場合、その伝達特性
は図６で符号６４で示すようになる。このとき、モ−タ
系の特性の変化を検出するためには、ハイパスフイルタ
のカツトオフ周波数以上の成分を含む供給電圧Ｖ1 Ｄが
必要である。なぜならばハイパスフイルタによりそのカ
ツトオフ周波数以下の成分は全てカツトされるからであ
る。 【００４２】モ−タが地絡した場合、地絡箇所のインピ
−ダンスが大きいときは、電流フイ−ドバツクル−プが
振動を起こし、地絡箇所のインピ−ダンスが小さいとき
はセルフステアを起こす。この発明ではセルフステアに
至る前に地絡箇所の検出を行う。地絡箇所のインピ−ダ
ンスが大きいときは、実際にモ−タに流れる電流ｉと検
出電流ｉm とはほぼ一致するから、セルフステアを起こ
すことはない。 【００４３】モ−タに流れる電流ｉは、モ−タ系の動特
性が変化したため電流フイ−ドバツクル−プの内部で、
フイ−ドバツクル−プの時定数に等しい周波数で振動を
起こす。図７はこの状態を示すもので、地絡時に実際に
モ−タに流れる電流ｉe 、及び検出電流ｉm が振動して
いることがわかる。 【００４４】この振動成分は供給電圧Ｖ1 Ｄにフイ−ド
バツク信号として含まれるため、図６における検出信号
Ｅ＝（ｉ′m −ｉ′a ）にも現われるから、検出信号Ｅ
に含まれる振動成分を検出することでモ−タの地絡を検
出することができる。 【００４５】図８に、前記第１実施例をＣＰＵで実行す
るときの処理の概略をフロ−チヤ−トで示しておく。即
ち、この処理では先に説明したデ−タ処理をβ回繰り返
すサンプリング処理による。そして検出信号Ｅ＝（ｉ′
m −ｉ′a ）が所定値αよりも大きい回数がβ回あつた
とき、モ−タが異常であると判断し、警報を出力するよ
うにする。ここで、(k) はその時点のサンプルを示して
いる。 【００４６】この方法によれば、故障検出から故障確定
までの時間を電動パワ−ステアリング装置の機械的時定
数に比べて十分に小さく設定することができるので、操
舵に支障を生じる前、即ち地絡により発生するセルフス
テアを起こす前に確実に検出することができる。 【００４７】次に、モ−タ系の異常を検出する第２の実
施例について説明する。前記した第１の実施例では、モ
−タ駆動回路の出力側の電流を基準にして、モ−タの正
常モデルの理論電流値ｉa と実際のモ−タの電流ｉm と
の差に基づいてモ−タ系の異常を検出しているが、以下
説明する第２の実施例では、モ−タ駆動回路の入力側の
電流を基準にしてモ−タ系の異常を検出するものであ
る。 【００４８】この構成では、電動パワ−ステアリング装
置の制御装置内に設けられているモ−タ角速度を推定す
る角速度推定器を利用してモ−タの異常を検出する。角
速度推定器はモ−タ印加電圧、モ−タ逆起電力定数ＫT
及びモ−タ電流ｉに基づいて制御装置のＣＰＵで演算に
より角速度を推定するから、特別な回路を必要とせず、
コストの増大を招くことがない。 【００４９】図９は第２の実施例のモ−タの数学モデル
と実際のモ−タの地絡状態とを比較判別して異常を検出
する異常検出回路を伝達関数で示したブロツク図で、９
１はモ−タの数学モデル、９２は実際のモ−タの正常な
状態、９３は実際のモ−タが地絡した状態を示す。９４
は加算器で、モ−タ供給電圧Ｖ1 Ｄに対しモ−タ逆起電
力ＫT ωが加算されることを示している。 【００５０】図９において、Ｌ＊は数学モデルのモ−タ
のインダクタンス、Ｒ＊は数学モデルのモ−タの内部抵
抗、Ｌは実際のモ−タの正常な状態におけるインダクタ
ンス、Ｒは実際のモ−タの正常な状態における内部抵
抗、Ｌe は地絡したモ−タのインダクタンス、Ｒe は地
絡したモ−タの内部抵抗、Ｖ1 は供給電圧、ＤはＦＥＴ
を駆動するデユ−テイ比、ＫT は逆起電力定数、ωはモ
−タ角速度、ｓはラプラス演算子を表す。 【００５１】また、９５は比較器、９６は時定数Ｔ1 の
ハイパスフイルタ、９７は逆起電力定数ＫT の逆数を乗
ずる演算器、９８は減算器を示す。 【００５２】図９から明らかなように、この方法では数
学モデルのモ−タ９１を実際のモ−タの正常な状態の特
性とは逆の特性のものに定義し、その出力ｍ(s) を比較
器９５で供給電圧Ｖ1 Ｄと比較して差ｄa (s）を求めて
いる。差ｄa (s）は以下の式（６）で表わすことができ
る。 【００５３】 【数６】実際のモ−タが正常な状態にあるときは、モ−タの数学
モデルのインダクタンスＬ＊、内部抵抗Ｒ＊と、実際の
モ−タのインダクタンスＬ、内部抵抗Ｒとはそれぞれ一
致するから（Ｌ＊＝Ｌ、Ｒ＊＝Ｒ）、式（６）からモ−
タ逆起電力ＫTωを求めることができ、演算器９７によ
り逆起電力定数ＫT の逆数を乗ずることにより、モ−タ
角速度推定値ωを得ることができる。この場合、モ−タ
角速度推定値ωに含まれるノイズを除くため、ロ−パス
フイルタを通過させてもよい。 【００５４】次に、実際のモ−タが地絡した場合ついて
検討する。第１実施例の場合と同様に、モ−タに流れる
電流は、モ−タ系の動特性が変化したため電流フイ−ド
バツクル−プの内部で、フイ−ドバツクル−プの時定数
に等しい周波数で振動を起こす。 【００５５】式（６）で表わされる比較器９５で供給電
圧Ｖ1 Ｄと比較して得た差ｄa (s）と、前記差ｄa (s）
を時定数Ｔ1 のハイパスフイルタ９６を通過させた出力
との差を減算器９８で求めると、その検出信号Ｅは前記
したフイ−ドバツクル−プの時定数に等しい周波数で振
動する振動成分を検出することになり、モ−タの地絡を
検出することができる。減算器９８で得られた検出信号
Ｅは以下の式（７）で表わすことができる。 【００５６】 【数７】 検出信号Ｅは、正常時にはＬ＊＝Ｌ、Ｒ＊＝Ｒとなるか
らほぼ零となるが、モ−タが地絡した場合にはハイパス
フイルタ９６を通過した振動成分が現れるので零となら
ず、モ−タの地絡を検出することができる。 【００５７】図１０に、前記第２実施例をＣＰＵで実行
するときの処理の概略をフロ−チヤ−トで示しておく。
即ち、この処理では先に説明したデ−タ処理をβ回繰り
返すサンプリング処理による。そして検出信号Ｅ(k) の
絶対値｜Ｅ(k) ｜＞が所定値αよりも大きい回数がβ回
あつたとき、モ−タが異常であると判断し、警報を出力
するようにする。ここで、(k) はその時点のサンプルを
示している。なお、ここで(k) はその時点のサンプルを
示している。 【００５８】この構成では、従来の構成に減算器９８を
追加しただけで済むから、ほとんどコストの増加なし
に、確実に故障の検出が可能となる。 【００５９】図１１は、地絡発生の場合のモ−タ電流の
変化を示す一例で、地絡が発生するとモ−タ電流が激し
く変動していることがわかる。 【００６０】以上の説明では、モ−タが地絡した場合の
検出について説明したが、モ−タが天絡した場合も、全
く同様に検出できることは言うまでもない。 【００６１】 【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワーステアリング装置の制御装置によれば、予めモータ
系の正常時の電気的特性を示す数学モデルを設定し、そ
のパラメータを記憶手段に記憶させておき、モータ系の
実際の動作時に、その電気的特性を示すパラメータと記
憶手段に記憶された数学モデルのパラメータとを比較し
てモータ系の異常を検出するもので、モータ系の実際の
動作時の電気的特性を示すパラメータは、モータ角速度
の周波数帯域以上で、且つモータ系の動特性のカットオ
フ周波数よりも低いカットオフ周波数のハイパスフイル
タにより処理されてモータ逆起電力の影響が除かれる。
この構成により、モータの地絡あるい天絡した箇所のイ
ンピーダンスの大小に影響されることなく、確実にモー
タ系の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワ−ステアリング装置の構成の概略を
説明する図。 【図２】電動式パワ−ステアリング装置の電子制御回路
のブロツク図。 【図３】モ−タ駆動回路の構成を示す回路ブロツク図。 【図４】モ−タ系の異常検出を説明する回路ブロツク
図。 【図５】第１実施例のモ−タ系の異常を検出する回路ブ
ロツク図。 【図６】図５に示した判別回路を書き改めた回路ブロツ
ク図。 【図７】モ−タ系の異常状態における検出電流の振動を
説明する図。 【図８】第１実施例をＣＰＵで実行するときの処理の概
略を示すフロ−チヤ−ト。 【図９】第２実施例のモ−タ系の異常を検出する回路ブ
ロツク図。 【図１０】第２の実施例をＣＰＵで実行するときの処理
の概略を示すフロ−チヤ−ト。 【図１１】地絡発生の場合のモ−タ電流の変化の一例を
示す図。 【符号の説明】 ３ トルクセンサ １０ モ−タ １１ イグニツシヨンキ− １２ 車速センサ １３ 電子制御回路 １４ バツテリ ２１ 位相補償器 ２２ 電流指令演算器 ２３ 比較器 ２４ 微分補償器 ２５ 比例演算器 ２６ 積分演算器 ２７ 加算器 ４１ モ−タ駆動回路 ４２ モ−タ電流検出回路 ４３ 異常検出回路 ４４ メモリ ５１ モ−タ系の数学モデル ５２ 実際のモ−タ系（地絡状態） ５３ａ、５３ｂ 加算器 ５４ 加算器
説明する図。 【図２】電動式パワ−ステアリング装置の電子制御回路
のブロツク図。 【図３】モ−タ駆動回路の構成を示す回路ブロツク図。 【図４】モ−タ系の異常検出を説明する回路ブロツク
図。 【図５】第１実施例のモ−タ系の異常を検出する回路ブ
ロツク図。 【図６】図５に示した判別回路を書き改めた回路ブロツ
ク図。 【図７】モ−タ系の異常状態における検出電流の振動を
説明する図。 【図８】第１実施例をＣＰＵで実行するときの処理の概
略を示すフロ−チヤ−ト。 【図９】第２実施例のモ−タ系の異常を検出する回路ブ
ロツク図。 【図１０】第２の実施例をＣＰＵで実行するときの処理
の概略を示すフロ−チヤ−ト。 【図１１】地絡発生の場合のモ−タ電流の変化の一例を
示す図。 【符号の説明】 ３ トルクセンサ １０ モ−タ １１ イグニツシヨンキ− １２ 車速センサ １３ 電子制御回路 １４ バツテリ ２１ 位相補償器 ２２ 電流指令演算器 ２３ 比較器 ２４ 微分補償器 ２５ 比例演算器 ２６ 積分演算器 ２７ 加算器 ４１ モ−タ駆動回路 ４２ モ−タ電流検出回路 ４３ 異常検出回路 ４４ メモリ ５１ モ−タ系の数学モデル ５２ 実際のモ−タ系（地絡状態） ５３ａ、５３ｂ 加算器 ５４ 加算器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62D 5/00 - 5/30
B62D 6/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルクに基づいて演算された電流指令値と検出
されたモータ電流値から演算した電流制御値に基づいて
ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を
制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置
の制御装置において、 モータ系の正常時の電気的特性を示す数学モデルにおけ
るパラメータを記憶する記憶手段と、モータ角速度の周波数帯域以上で、且つモータ系の動特
性のカットオフ周波数よりも低いカットオフ周波数のハ
イパスフイルタと、 異常検出手段を備え、 前記異常検出手段は、前記ハイパスフイルタにより処理
されたモータ系の実際の動作時の電気的特性を示すパラ
メータと前記記憶手段に記憶されたモータ系の正常時の
電気的特性を示す数学モデルのパラメータとを比較して
モータ系の異常を検出することを特徴とする電動パワー
ステアリング装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13887295A JP3525558B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13887295A JP3525558B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08310418A JPH08310418A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3525558B2 true JP3525558B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=15232089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13887295A Expired - Fee Related JP3525558B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3525558B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6332506B1 (en) | 1997-06-20 | 2001-12-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motor driven power steering device |
| JP4627012B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2011-02-09 | 株式会社ショーワ | 電動パワーステアリング装置 |
| JP5644666B2 (ja) * | 2011-05-17 | 2014-12-24 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電動機の予防保全装置 |
| CN116699402B (zh) * | 2023-08-02 | 2023-12-08 | 江苏一东航空机械有限公司 | 直流无刷电机传感器数据处理方法 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP13887295A patent/JP3525558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08310418A (ja) | 1996-11-26 |
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