JP3581583B2

JP3581583B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP3581583B2
Application number: JP32966298A
Authority: JP
Inventors: 有史高塚; 忠幸佐賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2018-11-19
Also published as: JP2000153770A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インタロック機能の誤動作が生じにくい電動パワーステアリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の電動パワーステアリング装置の構成を概念的に示すブロック図である。
図１５に示すように、従来の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ１、メイン制御装置２、サブ制御装置３、モータ駆動回路４、モータ電流検出回路５およびモータ６を備える。
【０００３】
図１５に示すように、操舵トルクセンサ１は、メイン制御装置２およびサブ制御装置３の入力端に接続されている。
また、メイン制御装置２およびサブ制御装置３の出力端は、モータ駆動回路４に接続されており、モータ駆動回路４にはモータ６が接続されている。さらに、モータ駆動回路４には、モータ６に供給される電流を検出するためのモータ電流検出回路５が接続されており、モータ電流検出回路５の出力端は、メイン制御装置２およびサブ制御装置３にそれぞれ接続されている。
【０００４】
このような電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ１で検出された操舵トルクＴがメイン制御装置２に送信され、メイン制御装置２が操舵トルクＴに基づいてモータ駆動回路４を介して、モータ６を駆動することにより、運転者の操舵力をアシストする仕組みになっている。
【０００５】
操舵トルクセンサ１は、図示しないステアリング装置に接続されており、ステアリングホイールに入力される運転者の操舵トルクを検出して電圧値（操舵トルク信号）として出力するセンサである。
図１６は、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクと、操舵トルクセンサが出力する操舵トルク信号との関係を示す特性図である。
【０００６】
操舵トルクセンサ１の中立位置が正常な場合（即ち、ずれがない場合）は、図１６における実線で示すような特性が得られ、操舵トルクＴが０（ｋｇｆ・ｍ）の場合において、操舵トルクセンサ１が出力する操舵トルク信号の値は２．５（Ｖ）となる。操舵トルク信号は、ステアリングホイールを右に操舵するトルクが増大すれば、その値が大きくなり（最大値５Ｖ）、ステアリングホイールを左に操舵するトルクが増大すれば、その値が小さくなる（最小値０Ｖ）ものである。
【０００７】
また、サブ制御装置３は、メイン制御装置２の故障を監視するために備えられているものであり、インタロック機能を備える。
このようなインタロック機能は、メイン制御装置２によるモータ６の駆動状態に異常（ノイズによる異常、故障による異常等）が生じた場合においても、危険な状態を回避するために備えられているものであり、例えば、モータ６の駆動状態が図１６に示す禁止領域内に入ると、インタロックを作動して、モータ６の駆動を禁止するものである。
このように、従来の電動パワーステアリング装置は、インタロック機能を備えており、モータ６の駆動状況が異常な状態にならないように設計されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の電動パワーステアリング装置では、モータ６の駆動状態が禁止領域に入ると、インタロックが作動してモータ電流が遮断される。モータ電流が遮断されると、モータ６の駆動状態は禁止領域から脱出するので、サブ制御装置３は、インタロックを解除する。
【０００９】
しかし、インタロックが作動した原因が、メイン制御装置２の故障等である場合は、インタロックを解除しても、モータ６の駆動状態が再び禁止領域内に入ってしまい、インタロックが再び作動することにより、ハンチング現象が生じるという課題があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、インタロックの誤動作を抑制することにより、高度の安全性を確保した電動パワーステアリング装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段により検出される操舵トルクに基づき、モータを駆動制御するメイン制御装置と、メイン制御装置を監視するサブ制御装置と、メイン制御装置およびサブ制御装置の出力に基づき、モータを駆動するモータ駆動手段とを備え、サブ制御装置は、モータの駆動状態を判定する駆動禁止判定手段と、駆動禁止判定手段の第１の判定結果を保持するラッチ手段とを有し、駆動禁止判定手段は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する禁止領域を設定すると共に、モータの駆動状態が該禁止領域にあるか否かを判定し、ラッチ手段は、駆動禁止判定手段によりモータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されると、第１の判定結果を保持すると共に、メイン制御装置がモータ駆動信号を出力しなくなるまで、第１の判定結果を保持し、モータ駆動手段は、ラッチ手段が第１の判定結果を保持しているときは、モータの駆動を禁止することを特徴とする。
【００１２】
また、前記駆動禁止判定手段により、モータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間をカウントする第１カウンタをさらに備え、第１カウンタがカウントする時間が第１の時間を超えると、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達するが、第１カウンタがカウントする時間が第１の時間に満たないと、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達しないことを特徴とする。
【００１３】
また、前記モータ駆動手段への電流供給を遮断するための電流遮断手段と、ラッチ手段に第１の判定結果が保持されている時間をカウントする第２カウンタとをさらに備え、第２カウンタがカウントする時間が第２の時間を超えると、電流遮断手段を作動させることにより、モータへの電流供給を遮断するが、第２カウンタがカウントする時間が第２の時間に満たないと、電流遮断手段を作動させないことを特徴とする。
【００１４】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクのみに基づいて、禁止領域を設定することを特徴とする。
【００１５】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする。
【００１６】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよび車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする。
【００１７】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルク、モータ電流および車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
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装置の構成を概略的に示す図である。
図１において、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装置は、操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１、メイン制御装置２０、サブ制御装置３０、モータ駆動手段としてのモータ駆動回路４、モータ電流検出回路５およびモータ６を備える。
【００１９】
図１に示すように、メイン制御装置２０は、目標電流決定部２１およびモータ電流制御部２２を備える。目標電流決定部２１は、操舵トルクセンサ１から送信される操舵トルク信号の値に応じ、モータ６に供給すべき電流の目標値を決定するものである。
【００２０】
また、モータ電流制御部２２は、モータ電流演算部２２ａ、論理ゲート２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄから構成される。
モータ電流演算部２２ａは、目標電流決定部２１から送信される目標電流値ＩＭＴに基づき、左右どちらの操舵をアシストするのかを判定し、左操舵の場合は、出力ＤＬ１をＨレベルに設定し、右操舵の場合は、出力ＤＲ１をＨレベルに設定する。また、モータ電流演算部２２ａは、目標電流ＩＭＴと、モータ電流検出回路５から送信されるモータ電流ＩＭＤとの偏差に基づき、モータ６に供給するＰＷＭ信号のデューティー比を決定し、これをＰＷＭ１として出力する。
【００２１】
２入力１出力型の論理ゲート２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄは、モータ電流演算部２２ａの出力ＰＷＭ１，ＤＬ１およびＤＲ１がそれぞれ入力されるように配設されており、メイン制御装置２０が正常な場合は、ＡＮＤゲートとして機能する。また、論理ゲート２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄの他の入力端には、後述するサブ制御装置３０の出力ＩＬが入力されるようになっており、その出力端は、モータ駆動回路４に接続されている。
なお、論理ゲート２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄは、メイン制御装置２０に異常が生じると、正常に機能しなくなり（即ちＡＮＤゲートとして機能しなくなり）、例えば、ＯＲゲートとして機能したり、ＤＬ１とＤＬ２が短絡して接続されることがありうる。
【００２２】
サブ制御装置３０は、駆動禁止判定手段としてのモータ駆動禁止判定部３１、ＯＲゲート３２ａ、ラッチ手段としてのフリップフロップ（以下ＦＦと記す）３２ｂおよびインバータ３２ｃを備える。
モータ駆動禁止判定部３１は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する領域（図１６斜線部参照）を設定すると共に、後述するモータ電流検出回路５から送信されるモータ電流ＩＭＤと、操舵トルクセンサ１から送信される操舵トルク信号とに基づき、モータ６の駆動状態が禁止領域に入っていないかどうかを判定するものである。このようなモータ駆動禁止判定部３１の出力端には、ＦＦ３２ｂおよびインバータ３２ｃが直列接続されている。
【００２３】
論理ゲート２２ｃおよび２２ｄの出力端は、ＯＲゲート３２ａの入力端に接続されている。また、モータ駆動禁止判定部３１およびＯＲゲート３２ａの出力端は、ＦＦ３２ｂの入力端に接続されており、ＦＦ３２ｂの出力端は、インバータ３２ｃを介し、モータ駆動回路４に接続されている。
ＦＦ３２ｂは、モータ駆動禁止判定部３１からＨレベルのＦｌａｇ１を受信すると、このＨレベルを保持するものであり、一旦、Ｈレベルの信号を保持すると、ＯＲゲート３２ａからＬレベルの信号を受信するまで、ＬレベルにクリヤされることのないＦＦである。
【００２４】
また、モータ駆動回路４は、図示しない４つのＦＥＴで構成されるブリッジ回路を内蔵したモータ駆動部４ａ、ＡＮＤゲート４ｂ、４ｃおよび４ｄを備える。このような構造のモータ駆動回路４は、ＡＮＤゲート４ｃの出力（ＤＬ３）がＨレベル（同時にＤＲ３はＬレベル）になれば、ＡＮＤゲート４ａを通じて、左操舵をアシストするようにモータ６をＰＷＭ駆動し、ＡＮＤゲート４ｄの出力（ＤＲ３）がＨレベルになれば、右操舵をアシストするようにモータ６をＰＷＭ駆動するようになっている。
また、モータ電流検出回路５は、モータ６に供給されるモータ電流ＩＭＤを常時検出しており、モータ電流ＩＭＤを表す信号は、上述したように、モータ電流演算部２２ａおよびモータ駆動禁止判定部３１に送信される。
【００２５】
次に動作について説明する。
図２および図３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装置の制御内容を表すフローチャートである。
図４は、操舵トルクに対するモータ電流の特性を示す図である。
【００２６】
図２に示すように、まず、ステップ２０では、操舵トルクセンサ１から操舵トルクＴが入力される。続いてステップ２１では、操舵トルクＴに基づき、モータの駆動方向および目標電流ＩＭＴを決定する。
目標電流ＩＭＴは、具体的には、図４に示す特性に基づき、図示しない車速センサによって検出される車速に応じて決定される。
【００２７】
そして、ステップ２２において、モータ電流検出回路５で検出されたモータ電流ＩＭＤがモータ電流演算部２２ａに入力される。ステップ２３では、目標電流ＩＭＴおよびモータ電流ＩＭＤの偏差に基づき、モータ電流演算部２２ａにおいてＰＷＭ信号のデューティー比が決定される。
フローはステップ２４に進行し、モータ電流制御部２２において、サブ制御装置３０の出力ＩＬがＨレベルであるか否かが判定される。出力ＩＬがＬレベルでなければ（Ｈレベルであれば）、フローはステップ２５に進行し、モータ６の駆動方向が判定される。
【００２８】
モータ６の駆動方向が右方向の操舵をアシストする方向であれば、フローはステップ２６に進行し、ＤＲ２にＨレベル、ＤＬ２にＬレベルが設定されると共に、ＰＷＭ２がモータ電流制御部２２から出力される。
一方、モータ６の駆動方向が左方向の操舵をアシストする方向であれば、フローはステップ２６に進行し、ＤＲ２にＬレベル、ＤＬ２にＨレベルが設定され、これらの信号と共に、ＰＷＭ２がモータ電流制御部２２から出力される。
【００２９】
また、ステップ２４において、出力ＩＬがＬレベルであると判定された場合は、ＤＲ２およびＤＬ２が共にＬレベルに設定されると共に、ＰＷＭ２が０に設定され、これらがメイン制御装置２０から出力される。
異常のステップ２０ないしステップ２９から構成されるフローは、メイン制御装置２０内で繰り返し行われる。
【００３０】
一方、サブ制御装置３０では、図３に示すように、まず、ステップ３０において初期化が行われ、Ｆｌａｇ２がＬレベルに設定される。続くステップ３１では、操舵トルクセンサ１から操舵トルクＴが入力される。ステップ３２では、モータ電流検出回路５で検出されたモータ電流ＩＭＤがサブ制御装置３０内の禁止領域設定部３１に入力される。
【００３１】
さらにフローはステップ３３に進行し、操舵トルクＴおよびモータ電流ＩＭＤに基づいて、モータ６の駆動状態が禁止領域内であるか否かが判定される。
モータ６の駆動状態が禁止領域内に入っていないと判定された場合は、フローがステップ３４に進行し、ＤＲ２およびＤＬ２が共にＬレベルであるかどうかが判定される。
【００３２】
また、ステップ３４において、ＤＲ２およびＤＬ２が共にＬレベルであると判定された場合は、フローはステップ３５に進行し、モータ６の駆動を許可すべく、Ｆｌａｇ２にＬレベルを設定し、さらにフローはステップ３７に進行する。また、ステップ３４において、ＤＲ２およびＤＬ２が共にＬレベルでないと判定された場合は、フローがステップ３４からステップ３７に進行する。
【００３３】
一方、ステップ３３において、モータ６の駆動状態が禁止領域内に入っていると判定された場合は、フローがステップ３３からステップ３６に進行し、Ｆｌａｇ２にＨレベルが設定され、さらにフローはステップ３７に進行する。
ステップ３７では、Ｆｌａｇ２が反転され、さらに続くステップ３８において、判定されたＦｌａｇ２が、サブ制御装置３０の出力ＩＬとして出力される。
【００３４】
次に、図５を用いて、サブ制御装置３０側の制御内容について説明する。
図５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装置のサブ制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
図５に示すように、まず、ステップ５１において、モータ駆動禁止判定部３１では、モータ６の駆動状態が禁止領域内にあるか否かが判定される。禁止領域内でモータ６が駆動されている場合は、フローがステップ５２に進行し、モータ駆動禁止判定部３１によって、Ｆｌａｇ１にＨレベルが設定され、さらに、このＨレベルがＦＦ３２ｂに保持される。
【００３５】
フローはステップ５４に進行し、論理ゲート２２ｃおよび２２ｄの出力ＤＬ２、ＤＬ２が共にＬレベルであるかどうかが判定される。
具体的には、ＯＲゲート３２ａにより、出力ＤＬ２、ＤＬ２の論理和が演算され、ＤＬ２、ＤＬ２が共にＬレベルである場合は、Ｌレベルの出力がＯＲゲート３２ａからＦＦ３２ｂに伝達されることにより、ＦＦ３２ｂが保持するＨレベルの信号はＬレベルにリセットされるが、ＤＬ２またはＤＲ２の少なくともいずれか一方がＨレベルである場合は、ＯＲゲート３２ａからＦＦ３２ｂにＨレベルの出力が伝達されるので、ＦＦ３２ｂに保持されているＨレベルがクリヤされることはない。さらにフローはステップ５５に進行し、ＦＦ３２ｂによりＦｌａｇ２にＨレベルが設定される。
【００３６】
フローはステップ５７に進行し、インバータ３２ｃにおいて、サブ制御装置３０の出力ＩＬが、モータ６の駆動を禁止するためのＬレベルに設定される。
この結果、図１に示すように、ＬレベルのＩＬ信号がモータ駆動回路のＡＮＤゲート４ｂ、４ｃおよび４ｄに送信され、これらのＡＮＤゲートの出力は全てＬレベルになるため、モータ６の駆動が禁止される。
【００３７】
また、ステップ５１において、モータ６の駆動状態が禁止状態に入っていないと判定された場合は、フローはステップ５３に進行し、モータ駆動禁止判定部３１の出力であるＦｌａｇ１にＬレベルが設定される。なお、このときＦＦ３２ｂはＬレベルの信号を保持している。
ステップ５６では、ＦＦ３２ｂに保持されているＬレベルの信号がＦｌａｇ２に設定される。さらにフローはステップ５７に進行し、インバータ３２ｃにおいて信号レベルが反転され、サブ制御装置３０の出力ＩＬが、モータ６の駆動を許可するＨレベルとなる。
【００３８】
このようにして、ＨレベルのＩＬ信号がモータ駆動回路のＡＮＤゲート４ｂ、４ｃおよび４ｄに送信されると、メイン制御装置２０の出力に応じてモータ６が駆動される。即ち、メイン制御装置２０から送信されるＤＬ３がＨレベル（同時にＤＲ３がＬレベル）であれば、モータ６は左操舵をアシストし、その逆の場合は、モータ６は右操舵をアシストする。
【００３９】
また、ステップ５４において、論理ゲート２２ｃおよび２２ｄの出力ＤＬ２、ＤＲ２が共にＬレベルである場合は、ＯＲゲート３２ａの出力がＬレベルとなるので、ステップ５２でＦＦ３２ｂに保持されていたＨレベルがＬレベルにクリヤされる。フローはステップ５６に進行し、上述の場合と同様にＦｌａｇ２にＬレベルが設定され、さらにインバータ３２ｃで反転されることにより、サブ制御装置３０の出力がＨレベルとなるので、モータ６の駆動が許可され、メイン制御装置２０の出力に応じてモータ６が駆動される。
【００４０】
上述の制御内容に基づき、実際的な動作状態では、例えば、メイン制御装置が正常に動作している場合において、ステアリングホイールが急に逆方向に操舵される等により、モータ６の駆動状態が過渡的に禁止領域内に入った場合には、モータ駆動禁止判定部３１において、モータ６の駆動状態が禁止領域内であると判定されることにより、図５に示すフローはステップ５１から５２へと進行し、ＦＦ３２ｂはＨレベルを保持する。
【００４１】
そして、サブ制御装置３０の出力ＩＬがＬレベルに設定されることにより、モータ６の駆動が禁止され、モータ電流検出回路５で検出されるモータ電流ＩＭＤは減少するため、モータ６の駆動状態は禁止領域内でなくなり、モータ駆動禁止判定部３１は、Ｆｌａｇ１をＬレベルに設定する。この結果、ＦＦ３２ｂはＬレベルを保持し、サブ制御装置３０の出力ＩＬがＨレベルに設定され、メイン制御装置２０の出力に応じてモータ６が駆動される。
【００４２】
一方、メイン制御装置２０に異常が生じている場合に、例えば、ステアリングホイールが急に逆方向に操舵される等により、モータ６の駆動状態が禁止領域内に入った場合には、モータ駆動禁止判定部３１において、モータ６の駆動状態が禁止領域内であると判定されることにより、図５に示すフローはステップ５１から５２へと進行し、ＦＦ３２ｂはＨレベルを保持する。そして、サブ制御装置３０の出力ＩＬがＬレベルに設定されることにより、モータ６の駆動が禁止される。
【００４３】
ここで、例えば、メイン制御装置２０のモータ電流制御部２２ａが故障し、かつ、論理ゲート２２ｃまたは２２ｄがＯＲゲートとして機能したり、短絡するなどして、サブ制御装置３０からＬレベルのＩＬ信号が論理ゲート２２ｃおよび２２ｄに供給されているにもかかわらず、ＤＬ２またはＤＲ２の少なくともいずれか一方がＨレベルになっていても、ＯＲゲート３２ｂの出力はＨレベルであるので、ＦＦ３２ｂに保持されたＨレベルがリセットされることはない。
【００４４】
従って、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装置では、モータ６の駆動状態が禁止領域内にあって、上述のようにメイン制御装置２０に異常が発生した場合でも、上述のＤＬ２およびＤＲ２が共にＬレベルとなるまで、即ち、メイン制御装置２０が、モータ６の駆動信号の出力を停止するまで、サブ制御装置３０によるインターロックを保持することができるので、メイン制御装置２０の異常時におけるハンチング現象の発生を防止することができ、この結果、高度の安全性を備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００４５】
なお、以上の説明においては、メイン制御装置２０に異常が発生している場合に、モータ６の駆動状態が禁止領域に入っても、ハンチング現象が発生しない場合について説明したが、メイン制御装置２０が正常に動作している場合に、モータの負荷変動により、モータ６の駆動状態が一時的に禁止領域に入った場合においても、同様にハンチング現象の発生を防止することができるものである。
また、サブ制御装置３０側の論理ゲートとして、ＯＲゲート３２ａ、ＦＦ３２ｂおよびインバータ３２ｃを用いたが、同様の動作を行うことができれば、本発明は、この形態に限定されるものではない。
【００４６】
図６ないし図９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装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
モータ駆動禁止判定部３１がモータ６の駆動状態を判定する際の禁止領域は、図６のように、操舵トルクの値のみに基づいて設定してもよく、また、図７に示すように、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて決定してもよい。なお、図６および図７には、それぞれ例示的に２種類の特性（ａ、ｂ）を示すが、このような特性であればどのような特性であってもよい。
【００４７】
また、禁止領域は、図８に示すように、操舵トルクおよび車速に基づいて決定してもよく、さらに、また、図９に示すように、操舵トルク、モータ電流および車速の全てに基づいて決定してもよい。なお、図８および図９に例示的に示す特性では、車速が高速側になるに従い、禁止領域が広くなるように設定してある。
【００４８】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図１０に示すように、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置は、サブ制御装置３０内に第１カウンタとしてのＴ１カウンタ１００と、第２カウンタとしてのＴ２カウンタ１０１とを備えている。
【００４９】
Ｔ１カウンタ１００は、モータ駆動禁止判定部３１とＦＦ３２ｂとの間に配設されており、Ｆｌａｇ１にＨレベルが設定されている時間（即ち、モータ６の駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間）をカウントするカウンタである。
また、Ｔ２カウンタ１０１は、Ｆｌａｇ２にＨレベルが設定されている時間（即ち、ＦＦ３２ｂに第１レベルとしてのＨレベルが保持されている時間）をカウントするカウンタである。
なお、Ｔ２カウンタ１０１は、モータ駆動回路４に配設された電流遮断手段としてのリレー（図示せず）に接続されている。Ｔ２カウンタ１０１の出力ＲＹ２がＬレベルとなると、モータ駆動回路４内のリレーが励磁され、モータ６への電流供給が遮断される。
【００５０】
また、Ｔ１カウンタ１００は、カウンタ部１００ａおよび比較部１００ｂから構成されており、比較部１００ｂは、カウンタ部１００ａでカウントされた時間と、予め設定された所定時間Ｔ１とを比較し、カウントした時間が第１の時間としての所定時間Ｔ１を超えれば、Ｈレベルの信号を出力し、所定時間Ｔ１に満たなければ、Ｌレベルの信号を出力する。
【００５１】
また、同様に、Ｔ２カウンタ１０１は、カウンタ部１０１ａ、比較部１０１ｂおよびインバータ１０１ｃから構成されており、比較部１０１ｂは、カウンタ部１０１ａでカウントされた時間と、第２の時間としての所定時間Ｔ２とを比較し、カウントした時間が所定時間Ｔ２を超えれば、Ｈレベルの信号を出力し、所定時間Ｔ２に満たなければ、Ｌレベルの信号を出力する。そして、比較部１００ｂの比較結果は、インバータ１０１ｃによって反転されて出力される。
【００５２】
次に、図１１のフローチャートを用いて、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の動作について説明する。
図１１は、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャートである。なお、メイン制御装置２０の動作は実施の形態１と同一のものであるため、以下では、サブ制御装置３０の動作についてのみ説明する。
図１１において、まず、ステップ１１０では、モータ駆動禁止判定部３１において、操舵トルクＴおよびモータ電流ＩＭＤに基づき、モータ６の駆動状態が禁止領域内にあるかどうかが判定される。禁止領域内である場合は、モータ駆動禁止判定部３１がＨレベルの信号を出力する。
【００５３】
フローはステップ１１１に進行し、Ｔ１カウンタ１００により、モータ駆動禁止判定部３１がＨレベルの信号を出力している時間がカウントされる。そして、カウントされた時間が所定時間Ｔ１を超えたときは、フローがステップ１１２に進行し、ＦＦ３２ｂにＨレベルが保持されることにより、Ｆｌａｇ２にＨレベルが設定され、フローはステップ１１３に進行する。
一方、ステップ１１１において、カウントされた時間が所定時間Ｔ１に満たないときは、ＦＦ３２ｂは動作しないので、Ｆｌａｇ２がＬレベルのまま、フローはステップ１１３に進行する。
【００５４】
ステップ１１３では、ＯＲゲート３２ａにおいて、論理ゲート２２ｃおよび２２ｄの出力ＤＬ２およびＤＲ２が共にＬレベルであるかどうかが判定される。
出力ＤＬ２およびＤＲ２が共にＬレベルであるときは、ＯＲゲート３２ａの出力がＬレベルになるので、ＦＦ３２ｂに保持されているＨレベルの信号がクリヤされることにより、ステップ１１４において、Ｆｌａｇ２がＬレベルに設定される。一方、出力ＤＬ２およびＤＲ２が共にＬレベルでないときは、ＦＦ３２ｂの保持内容がクリヤされることなく、フローはステップ１１５に進行する。
【００５５】
ステップ１１５では、Ｆｌａｇ２がＨレベルであるかどうかが判定される。
Ｈレベルであるときは、フローはステップ１１６に進行し、Ｆｌａｇ２がインバータ３２ｃで反転され、ＩＬにＬレベルが設定されるので、モータ６の駆動が禁止される。
また、ステップ１１７では、Ｔ２カウンタ１０１において、Ｆｌａｇ２がＨレベルである時間が所定時間Ｔ２以上継続したかどうかが判定される。即ち、カウンタ部１０１ａでＦｌａｇ２がＨレベルである時間がカウントされ、比較部１０１ｂにおいて、カウントされた時間が所定時間Ｔ２を超えたかどうかが判定される。
【００５６】
Ｆｌａｇ２がＨレベルである時間が、所定時間Ｔ２以上継続した場合は、比較部１０１ｂの出力がＨレベルとなり、フローはステップ１１８に進行し、Ｈレベルがインバータ１０１ｃで反転され、モータ駆動回路４に配設されたリレー（図示せず）を消磁すべく、ＲＹ２がＬレベルに設定され、モータ電流の供給が遮断される。
【００５７】
一方、所定時間Ｔ２に満たなかった場合は、ＲＹ２をＬレベルに設定することなく、フローはステップ１１０にリターンする。従って、モータ電流が供給可能な状態が維持される。
また、ステップ１１５でＦｌａｇ２がＬレベルであると判定された場合は、フローがステップ１１９に進行し、このＬレベルがインバータ３２ｃで反転され、ＩＬがレベルに設定され、メイン制御装置２０の制御内容に従って、モータ６が駆動されることになる。
【００５８】
次に、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作について説明する。
図１２ないし図１４は、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
図１２は、ステアリングホイールを左方向に操舵しているときに、モータ６の負荷変動などにより、モータ電流検出回路５で検出されるモータ電流ＩＭＤにノイズが生じた場合の動作状況を示している。
【００５９】
図１２において、モータ電流ＩＭＤが所定の電流値を超えて、モータ駆動禁止判定部３１により、モータ６の駆動状態が禁止領域に入ったと判定されると、Ｔ１カウンタ１００のカウント部１００ａによって、Ｆｌａｇ１がＨレベルとなっている時間がカウントされる。そして、この場合は、カウントされた時間が所定時間Ｔ１に満たないので、ＦＦ３２ｂはＨレベルに保持されることはなく、Ｌレベルのままである。従って、ＲＹ２はＨレベルのに保持され、モータ電流の供給が可能な状態が継続する。
【００６０】
図１３は、ステアリングホイールを左方向に操舵しているときに、モータ６の駆動状態が禁止領域に入った場合の動作状況を示している。
図１３において、モータ電流ＩＭＤが所定の電流値を超えて、モータ駆動禁止判定部３１により、モータ６の駆動状態が禁止領域に入ったと判定されると、Ｔ１カウンタ１００のカウント部１００ａによって、Ｆｌａｇ１がＨレベルとなっている時間がカウントされる。そして、カウントされた時間が所定時間Ｔ１を超えると、ＦＦ３２ｂはＨレベルに保持され、これに伴い、サブ制御装置３０の出力ＩＬはＬレベルとなる。また、Ｔ２カウンタ１０１により、ＦＦ３２ｂがＨレベルに保持されている時間がカウントされ、この場合は、カウントされる時間が所定時間Ｔ２に満たないので、ＲＹ２はＨレベルに保持され、モータ電流の供給が可能な状態が継続する。
【００６１】
図１４は、ステアリングホイールを左方向に操舵しているときに、モータ６の駆動状態が禁止領域に入った場合の動作状況を示している。
図１４において、モータ６の駆動状態が禁止領域に入って、結果的にＦＦ３２ｂがＨレベルに保持されるところまでは、図１３に示す状況と同一である。
図１４に示す状況では、ＦＦ３２ｂがＨレベルに保持される時間が所定時間Ｔ２を超えるので、所定時間Ｔ２が経過する時点で、ＲＹ２はＬレベルに保持される。この結果、モータ６への電流供給が遮断される。
【００６２】
以上、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置によれば、実施の形態１の電動パワーステアリング装置と同様に、メイン制御装置２に異常が発生した場合や、また、メイン制御装置２０が正常であるのに、モータ６の負荷変動などによってモータ６の駆動状態が禁止領域内に入ったと判定された場合においても、ハンチング現象の発生を抑制することができる。
【００６３】
また、Ｔ１カウンタ１００およびＴ２カウンタ１０１を備え、モータ駆動禁止判定部３１によりモータ６の駆動状態が禁止領域内に入ったと判定された状態が所定時間Ｔ１以上継続しないとＦＦ３２ｂをＨレベルに設定しないので、特に、メイン制御装置２０が正常であるのに、モータ６の負荷変動などによってモータ６の駆動状態が禁止領域内に入ったと判定された場合において、より高い精度で、モータ６の駆動を禁止するか否かを判定することができる。
【００６４】
さらに、ＦＦ３２ｂの出力であるＦｌａｇ２がＨレベルとなっている時間が所定時間Ｔ２以上継続した場合は、モータ駆動回路４に配設したリレーを消磁するので、インタロックによりモータ６の駆動禁止を判定した後に、モータ電流自体の供給を遮断できるので、メイン制御装置２０の誤動作や、モータ駆動回路４自体の誤動作などによりモータ６が誤って駆動されることを抑制することができ、モータ６の駆動を確実に禁止することができる。
【００６５】
【発明の効果】
この発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段により検出される操舵トルクに基づき、モータを駆動制御するメイン制御装置と、メイン制御装置を監視するサブ制御装置と、メイン制御装置およびサブ制御装置の出力に基づき、モータを駆動するモータ駆動手段とを備え、サブ制御装置は、モータの駆動状態を判定する駆動禁止判定手段と、駆動禁止判定手段の第１の判定結果を保持するラッチ手段とを有し、駆動禁止判定手段は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する禁止領域を設定すると共に、モータの駆動状態が該禁止領域にあるか否かを判定し、ラッチ手段は、駆動禁止判定手段によりモータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されると、第１の判定結果を保持すると共に、メイン制御装置がモータ駆動信号を出力しなくなるまで、第１の判定結果を保持し、モータ駆動手段は、ラッチ手段が第１の判定結果を保持しているときは、モータの駆動を禁止することを特徴とするので、メイン制御装置２０の異常時におけるハンチング現象の発生を防止することができ、この結果、高度の安全性を備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００６６】
また、前記駆動禁止判定手段により、モータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間をカウントする第１カウンタをさらに備え、第１カウンタがカウントする時間が第１の時間を超えると、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達するが、第１カウンタがカウントする時間が第１の時間に満たないと、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達しないことを特徴とするので、より高い精度で、モータの駆動を禁止するか否かを判定することができ、高度の安全性を備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００６７】
また、前記モータ駆動手段への電流供給を遮断するための電流遮断手段と、ラッチ手段に第１の判定結果が保持されている時間をカウントする第２カウンタとをさらに備え、第２カウンタがカウントする時間が第２の時間を超えると、電流遮断手段を作動させることにより、モータへの電流供給を遮断するが、第２カウンタがカウントする時間が第２の時間に満たないと、電流遮断手段を作動させないことを特徴とするので、より高い精度で、モータの駆動を禁止するか否かを判定することができると共に、モータの駆動を確実に禁止することができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００６８】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクのみに基づいて、禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００６９】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００７０】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよび車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００７１】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルク、モータ電流および車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【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装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】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装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図３】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装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図４】図４は、操舵トルクに対するモータ電流の特性を示す図である。
【図５】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装置のサブ制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】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装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図７】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装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図８】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装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図９】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装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
【図１５】従来の電動パワーステアリング装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図１６】操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクと、操舵トルクセンサが出力する操舵トルク信号との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）、４モータ駆動回路（モータ駆動手段）、６モータ、２０メイン制御装置、３０サブ制御装置、３１モータ駆動禁止判定部（モータ駆動禁止判定手段）、３２ｂＦＦ（ラッチ手段）、１００Ｔ１カウンタ（第１カウンタ）、１０１Ｔ２カウンタ（第２カウンタ）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering system in which a malfunction of an interlock function hardly occurs.
[0002]
[Prior art]
FIG. 15 is a block diagram conceptually showing a configuration of a conventional electric power steering device.
As shown in FIG. 15, the conventional electric power steering device includes a steering torque sensor 1, a main control device 2, a sub control device 3, a motor drive circuit 4, a motor current detection circuit 5, and a motor 6.
[0003]
As shown in FIG. 15, the steering torque sensor 1 is connected to the input terminals of the main control device 2 and the sub control device 3.
The output terminals of the main control device 2 and the sub control device 3 are connected to a motor drive circuit 4, and a motor 6 is connected to the motor drive circuit 4. Further, a motor current detection circuit 5 for detecting a current supplied to the motor 6 is connected to the motor drive circuit 4, and an output terminal of the motor current detection circuit 5 is connected to the main control device 2 and the sub control device. 3 respectively.
[0004]
In such an electric power steering device, the steering torque T detected by the steering torque sensor 1 is transmitted to the main control device 2, and the main control device 2 transmits the motor 6 via the motor drive circuit 4 based on the steering torque T. Is driven to assist the steering force of the driver.
[0005]
The steering torque sensor 1 is connected to a steering device (not shown), and is a sensor that detects a driver's steering torque input to a steering wheel and outputs a voltage value (steering torque signal).
FIG. 16 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a steering torque detected by the steering torque sensor and a steering torque signal output by the steering torque sensor.
[0006]
When the neutral position of the steering torque sensor 1 is normal (that is, when there is no deviation), the characteristic as shown by the solid line in FIG. 16 is obtained, and when the steering torque T is 0 (kgfm), the steering torque is reduced. The value of the steering torque signal output by the sensor 1 is 2.5 (V). The value of the steering torque signal increases as the torque to steer the steering wheel to the right increases (maximum value 5 V), and decreases as the torque to steer the steering wheel to the left increases (minimum value). 0V).
[0007]
The sub control device 3 is provided for monitoring a failure of the main control device 2 and has an interlock function.
Such an interlock function is provided to avoid a dangerous state even when an abnormality (an abnormality due to noise, an abnormality due to a failure, or the like) occurs in the driving state of the motor 6 by the main control device 2. For example, when the driving state of the motor 6 enters the prohibited area shown in FIG. 16, an interlock is activated to prohibit the driving of the motor 6.
As described above, the conventional electric power steering apparatus has the interlock function, and is designed so that the driving state of the motor 6 does not become abnormal.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional electric power steering apparatus, when the driving state of the motor 6 enters the prohibited region, the interlock is activated and the motor current is cut off. When the motor current is cut off, the driving state of the motor 6 escapes from the prohibited area, and the sub-control device 3 releases the interlock.
[0009]
However, if the cause of the operation of the interlock is a failure of the main control device 2 or the like, the driving state of the motor 6 enters the prohibited area again even if the interlock is released, and the interlock operates again. This causes a problem that a hunting phenomenon occurs.
[0010]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electric power steering device that ensures a high degree of safety by suppressing a malfunction of an interlock.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering apparatus according to the present invention includes: a steering torque detection unit that detects a steering torque input to a steering wheel; a main control device that drives and controls a motor based on the steering torque detected by the steering torque detection unit; A sub-control device that monitors the control device; and a motor drive unit that drives the motor based on outputs of the main control device and the sub-control device. The sub-control device includes a drive inhibition determination unit that determines a drive state of the motor. Latch means for holding a first determination result of the drive inhibition determination means, wherein the drive inhibition determination means sets a prohibited area for inhibiting the passage of the motor current in the characteristics of the motor current with respect to the steering torque, It is determined whether or not the driving state of the motor is in the prohibition region. When it is determined that the moving state is within the prohibited area, the first determination result is held, and the first determination result is held until the main control device no longer outputs the motor drive signal. When the latch means holds the first determination result, the driving of the motor is prohibited.
[0012]
The apparatus further includes a first counter that counts a time during which the driving state of the motor is determined to be within the prohibited area by the drive prohibition determining unit, and when the time counted by the first counter exceeds the first time. Transmitting the determination result of the drive inhibition determination means to the latch means, but not transmitting the determination result of the drive inhibition determination means to the latch means unless the time counted by the first counter is less than the first time. I do.
[0013]
Further, the apparatus further comprises a current interrupting means for interrupting the current supply to the motor driving means, and a second counter for counting a time during which the first determination result is held in the latch means, wherein the second counter counts If the time to perform exceeds the second time, the current supply to the motor is interrupted by operating the current interrupting means, but if the time counted by the second counter is less than the second time, the current interruption means Is not operated.
[0014]
Further, the drive prohibition determining means sets the prohibition region based on only the steering torque.
[0015]
Further, the drive prohibition determining means sets a motor drive prohibition region based on a steering torque and a motor current.
[0016]
Further, the drive prohibition determining means sets a motor drive prohibition region based on a steering torque and a vehicle speed.
[0017]
Further, the drive prohibition determination means sets a motor drive prohibition region based on a steering torque, a motor current, and a vehicle speed.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
1, an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes a steering torque sensor 1 as a steering torque detecting means, a main control device 20, a sub-control device 30, a motor drive circuit 4 as a motor drive means, A motor current detection circuit 5 and a motor 6 are provided.
[0019]
As shown in FIG. 1, the main control device 20 includes a target current determination unit 21 and a motor current control unit 22. The target current determination unit 21 determines a target value of the current to be supplied to the motor 6 according to the value of the steering torque signal transmitted from the steering torque sensor 1.
[0020]
The motor current control unit 22 includes a motor current calculation unit 22a and logic gates 22b, 22c and 22d.
The motor current calculation unit 22a determines which of left and right steering is to be assisted based on the target current value IMT transmitted from the target current determination unit 21, and in the case of left steering, sets the output DL1 to the H level. In the case of right steering, the output DR1 is set to the H level. Further, the motor current calculation unit 22a determines the duty ratio of the PWM signal supplied to the motor 6 based on the deviation between the target current IMT and the motor current IMD transmitted from the motor current detection circuit 5, and sets the duty ratio as PWM1. Output.
[0021]
The two-input / one-output type logic gates 22b, 22c and 22d are arranged so that the outputs PWM1, DL1 and DR1 of the motor current calculation unit 22a are respectively input, and when the main control device 20 is normal, Functions as an AND gate. The other input terminals of the logic gates 22b, 22c and 22d are adapted to receive an output IL of the sub-control device 30 described later, and the output terminal is connected to the motor drive circuit 4. .
When an abnormality occurs in the main control device 20, the logic gates 22b, 22c and 22d do not function normally (that is, do not function as an AND gate). Connection.
[0022]
The sub-control device 30 includes a motor drive inhibition determination unit 31 as drive inhibition determination means, an OR gate 32a, a flip-flop (hereinafter referred to as FF) 32b as latch means, and an inverter 32c.
The motor drive prohibition determination unit 31 sets a region (see the hatched portion in FIG. 16) in which the passage of the motor current is prohibited in the characteristics of the motor current with respect to the steering torque, and the motor current transmitted from the motor current detection circuit 5 described later. Based on the IMD and the steering torque signal transmitted from the steering torque sensor 1, it is determined whether or not the driving state of the motor 6 is in the prohibited area. The FF 32b and the inverter 32c are connected in series to the output terminal of the motor drive inhibition determination unit 31.
[0023]
The output terminals of the logic gates 22c and 22d are connected to the input terminal of the OR gate 32a. The output terminals of the motor drive inhibition determination unit 31 and the OR gate 32a are connected to the input terminal of the FF 32b, and the output terminal of the FF 32b is connected to the motor drive circuit 4 via the inverter 32c.
The FF 32b holds the H level when receiving the H level Flag 1 from the motor drive inhibition determination unit 31. Once the H level signal is held, the FF 32b waits until receiving the L level signal from the OR gate 32a. , FF which are not cleared to the L level.
[0024]
The motor drive circuit 4 includes a motor drive unit 4a having a built-in bridge circuit composed of four FETs (not shown), and AND gates 4b, 4c, and 4d. When the output (DL3) of the AND gate 4c goes to the H level (DR3 is at the L level at the same time), the motor drive circuit 4 having such a structure drives the motor 6 through the AND gate 4a by PWM so as to assist left steering. When the output (DR3) of the AND gate 4d becomes H level, the motor 6 is driven by PWM so as to assist right steering.
Further, the motor current detection circuit 5 constantly detects the motor current IMD supplied to the motor 6, and outputs a signal representing the motor current IMD to the motor current calculation unit 22a and the motor drive inhibition determination unit 31 as described above. Sent to.
[0025]
Next, the operation will be described.
FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the control contents of the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of the motor current with respect to the steering torque.
[0026]
As shown in FIG. 2, first, at step 20, the steering torque T is input from the steering torque sensor 1. Subsequently, in step 21, the driving direction of the motor and the target current IMT are determined based on the steering torque T.
The target current IMT is specifically determined based on the characteristics shown in FIG. 4 and according to the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (not shown).
[0027]
Then, in step 22, the motor current IMD detected by the motor current detection circuit 5 is input to the motor current calculation unit 22a. In step 23, the duty ratio of the PWM signal is determined in the motor current calculator 22a based on the difference between the target current IMT and the motor current IMD.
The flow proceeds to step 24, where the motor current control unit 22 determines whether the output IL of the sub control device 30 is at the H level. If the output IL is not at the L level (if it is at the H level), the flow proceeds to step 25, and the driving direction of the motor 6 is determined.
[0028]
If the driving direction of the motor 6 is a direction that assists the steering in the right direction, the flow proceeds to step 26, where the H level is set to DR2, the L level is set to DL2, and the PWM 2 is output from the motor current control unit 22. Is done.
On the other hand, if the driving direction of the motor 6 is a direction for assisting the steering in the left direction, the flow proceeds to step 26, in which the L level is set to DR2 and the H level is set to DL2. Output from the control unit 22.
[0029]
If it is determined in step 24 that the output IL is at the L level, both DR2 and DL2 are set to the L level, PWM2 is set to 0, and these are output from the main control device 20. .
The flow composed of the abnormal steps 20 to 29 is repeatedly performed in the main control device 20.
[0030]
On the other hand, in the sub control device 30, as shown in FIG. 3, first, in step 30, initialization is performed, and Flag2 is set to L level. In the following step 31, the steering torque T is input from the steering torque sensor 1. In step 32, the motor current IMD detected by the motor current detection circuit 5 is input to the prohibited area setting unit 31 in the sub control device 30.
[0031]
Further, the flow proceeds to step 33, where it is determined based on the steering torque T and the motor current IMD whether or not the driving state of the motor 6 is within the prohibited area.
Motor 6 The drive status is not in the prohibited area Is determined, the flow proceeds to step 34, and it is determined whether both DR2 and DL2 are at the L level.
[0032]
If it is determined in step 34 that both DR2 and DL2 are at the L level, the flow proceeds to step 35, where the driving of the motor 6 is stopped. To allow , Flag2 are set to L level, and the flow proceeds to step 37. If it is determined in step 34 that both DR2 and DL2 are not at the L level, the flow proceeds from step 34 to step 37.
[0033]
On the other hand, in step 33, the driving state of the motor 6 is set in the prohibited area. Contains When it is determined that is, the flow proceeds from step 33 to step 36, the H level is set to Flag2, and the flow further proceeds to step 37.
In step 37, Flag2 is inverted. In subsequent step 38, the determined Flag2 is output as the output IL of the sub control device 30.
[0034]
Next, control contents of the sub control device 30 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the control contents of the sub-control device of the electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 5, first, in step 51, the motor drive inhibition determination unit 31 determines whether the drive state of the motor 6 is within the inhibition area. If the motor 6 is being driven within the prohibited area, the flow proceeds to step 52, where the motor drive inhibition determination unit 31 sets the H level to Flag1, and the H level is held in the FF 32b.
[0035]
The flow proceeds to step 54, where outputs DL2, DL of logic gates 22c and 22d are output. 2 Are both at the L level.
Specifically, the outputs DL2 and DL2 are output by the OR gate 32a. 2 Is calculated, DL2, DL 2 Are both at the L level, the H level signal held by the FF 32b is reset to the L level by transmitting the L level output from the OR gate 32a to the FF 32b, but at least one of the DL2 and DR2 When one of them is at the H level, the output at the H level is transmitted from the OR gate 32a to the FF 32b, so that the H level held in the FF 32b is not cleared. Further, the flow proceeds to step 55, and the H level is set to Flag2 by the FF 32b.
[0036]
The flow proceeds to step 57, and in the inverter 32c, the output IL of the sub control device 30 is set to the L level for inhibiting the driving of the motor 6.
As a result, as shown in FIG. 1, an L-level IL signal is transmitted to AND gates 4b, 4c and 4d of the motor drive circuit, and the outputs of these AND gates are all at L level. It is forbidden.
[0037]
If it is determined in step 51 that the driving state of the motor 6 is not in the prohibition state, the flow proceeds to step 53, and the L level is set to Flag1 which is the output of the motor driving prohibition determination unit 31. You. At this time, the FF 32b holds an L level signal.
In step 56, the L-level signal held in the FF 32b is set to Flag2. Further, the flow proceeds to step 57, where the signal level is inverted by the inverter 32c, and the output IL of the sub-control device 30 becomes the H level at which the driving of the motor 6 is permitted.
[0038]
When the H level IL signal is transmitted to the AND gates 4b, 4c and 4d of the motor drive circuit in this way, the motor 6 is driven according to the output of the main control device 20. That is, if DL3 transmitted from the main controller 20 is at H level (DR3 is at L level at the same time), the motor 6 assists left steering, and vice versa, the motor 6 assists right steering.
[0039]
If the outputs DL2 and DR2 of the logic gates 22c and 22d are both at the L level in step 54, the output of the OR gate 32a is at the L level. Cleared to level. The flow proceeds to step 56, in which the L level is set to Flag2 as in the case described above, and the output of the sub-control device 30 becomes the H level by being inverted by the inverter 32c. The motor 6 is driven according to the output of the main control device 20.
[0040]
Based on the above-described control contents, in a practical operation state, for example, when the main control device is operating normally, the driving state of the motor 6 is changed due to sudden steering of the steering wheel in the reverse direction. If the motor 6 is in the prohibited area, the motor drive prohibition determining unit 31 determines that the driving state of the motor 6 is in the prohibited area, and the flow shown in FIG. 52 And the FF 32b holds the H level.
[0041]
When the output IL of the sub control device 30 is set to the L level, the driving of the motor 6 is prohibited, and the motor current IMD detected by the motor current detecting circuit 5 decreases. The motor drive prohibition determining unit 31 sets Flag1 to the L level. As a result, the FF 32b holds the L level, the output IL of the sub control device 30 is set to the H level, and the motor 6 is driven according to the output of the main control device 20.
[0042]
On the other hand, when an abnormality occurs in the main control device 20, for example, when the driving state of the motor 6 enters the prohibited area due to, for example, suddenly steering the steering wheel in the reverse direction, the motor drive is prohibited. When the determination unit 31 determines that the driving state of the motor 6 is within the prohibited area, the flow illustrated in FIG. 52 And the FF 32b holds the H level. When the output IL of the sub control device 30 is set to the L level, the driving of the motor 6 is prohibited.
[0043]
Here, for example, when the motor current control unit 22a of the main control device 20 fails and the logic gate 22c or 22d functions as an OR gate or short-circuits, the L level IL signal from the sub control device 30 is output. Is supplied to the logic gates 22c and 22d, the output of the OR gate 32b is at the H level even if at least one of DL2 and DR2 is at the H level. The H level is not reset.
[0044]
Therefore, in the electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention, even if the driving state of motor 6 is in the prohibited region and abnormality occurs in main control device 20 as described above, the above-described DL2 and Until both of DR2 become L level, that is, until the main control device 20 stops outputting the drive signal of the motor 6, the interlock by the sub control device 30 can be held. It is possible to prevent the occurrence of the hunting phenomenon at the time, and as a result, it is possible to provide an electric power steering device having a high degree of safety.
[0045]
In the above description, the case where the hunting phenomenon does not occur even when the driving state of the motor 6 enters the prohibited area when the abnormality has occurred in the main control device 20 has been described. Is normally operating, the hunting phenomenon can be similarly prevented from occurring even when the driving state of the motor 6 temporarily enters the prohibited area due to the load fluctuation of the motor.
Although the OR gate 32a, the FF 32b, and the inverter 32c are used as the logic gates on the sub control device 30, the present invention is not limited to this mode as long as the same operation can be performed.
[0046]
FIG. 6 to FIG. 9 are diagrams showing a prohibited region in the characteristic of the motor current with respect to the steering torque of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
The prohibition region when the motor drive prohibition determination unit 31 determines the drive state of the motor 6 may be set based on only the value of the steering torque as shown in FIG. 6, or as shown in FIG. The determination may be made based on the steering torque and the motor current. Although FIGS. 6 and 7 show two types of characteristics (a, b) by way of example, any characteristics may be used as long as such characteristics are obtained.
[0047]
Further, the prohibition region may be determined based on the steering torque and the vehicle speed as shown in FIG. 8, and further, as shown in FIG. 9, determined based on all of the steering torque, the motor current and the vehicle speed. May be. Note that, in the characteristics exemplarily shown in FIGS. 8 and 9, the prohibited area is set to increase as the vehicle speed increases.
[0048]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 10 is a block diagram schematically showing a configuration of an electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
As shown in FIG. 10, the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention includes a T1 counter 100 as a first counter and a T2 counter 101 as a second counter in sub-controller 30. I have.
[0049]
The T1 counter 100 is disposed between the motor drive prohibition determination unit 31 and the FF 32b, and determines the time during which the H level is set to Flag1 (that is, it is determined that the drive state of the motor 6 is within the prohibited area). ).
The T2 counter 101 is a counter that counts the time during which the H level is set in Flag2 (that is, the time during which the H level as the first level is held in the FF 32b).
Note that the T2 counter 101 is connected to a relay (not shown) as a current interrupting unit provided in the motor drive circuit 4. When the output RY2 of the T2 counter 101 becomes L level, the relay in the motor drive circuit 4 is excited, and the current supply to the motor 6 is cut off.
[0050]
The T1 counter 100 includes a counter unit 100a and a comparing unit 100b. The comparing unit 100b compares the time counted by the counter unit 100a with a predetermined time T1, and counts the counted time. If the time exceeds a predetermined time T1 as the first time, an H-level signal is output, and if the time is less than the predetermined time T1, an L-level signal is output.
[0051]
Similarly, the T2 counter 101 includes a counter unit 101a, a comparison unit 101b, and an inverter 101c. The comparison unit 101b determines the time counted by the counter unit 101a and a predetermined time T2 as a second time. If the counted time exceeds the predetermined time T2, an H-level signal is output. If the counted time does not reach the predetermined time T2, an L-level signal is output. Then, the comparison result of the comparison unit 100b is inverted and output by the inverter 101c.
[0052]
Next, the operation of the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described using the flowchart of FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing the control contents of the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Since the operation of main control device 20 is the same as that of the first embodiment, only the operation of sub control device 30 will be described below.
In FIG. 11, first, in step 110, the motor drive inhibition determination unit 31 determines whether the drive state of the motor 6 is within the inhibition area based on the steering torque T and the motor current IMD. If it is within the prohibited area, the motor drive prohibition determination section 31 outputs an H level signal.
[0053]
The flow proceeds to step 111, where the T1 counter 100 counts the time during which the motor drive inhibition determination unit 31 outputs an H-level signal. When the counted time exceeds the predetermined time T1, the flow proceeds to step 112, and the H level is held in the FF 32b, whereby the H level is set in Flag2, and the flow proceeds to step 113. .
On the other hand, if the counted time is less than the predetermined time T1 in step 111, the FF 32b does not operate, so that the flow proceeds to step 113 while Flag2 remains at the L level.
[0054]
In step 113, it is determined whether or not outputs DL2 and DR2 of logic gates 22c and 22d are both at L level in OR gate 32a.
When the outputs DL2 and DR2 are both at the L level, the output of the OR gate 32a is at the L level, and the H level signal held in the FF 32b is cleared, so that in step 114, the Flag2 is set at the L level. Is set to On the other hand, when both the outputs DL2 and DR2 are not at the L level, the flow proceeds to step 115 without clearing the held content of the FF 32b.
[0055]
In step 115, it is determined whether Flag2 is at the H level.
If it is at the H level, the flow proceeds to step 116, where Flag2 is inverted by the inverter 32c and the L level is set to IL, so that driving of the motor 6 is prohibited.
In step 117, the T2 counter 101 determines whether the time during which Flag2 is at the H level has continued for a predetermined time T2 or more. That is, the time during which Flag2 is at the H level is counted by the counter unit 101a, and whether or not the counted time exceeds the predetermined time T2 is determined by the comparison unit 101b.
[0056]
If the time during which Flag2 is at the H level continues for the predetermined time T2 or more, the output of the comparison unit 101b becomes the H level, the flow proceeds to step 118, the H level is inverted by the inverter 101c, and the motor drive circuit 4 RY2 is set to the L level to demagnetize the relay (not shown) provided, and the supply of the motor current is cut off.
[0057]
On the other hand, if the predetermined time T2 is not reached, the flow returns to step 110 without setting RY2 to the L level. Therefore, the state where the motor current can be supplied is maintained.
If it is determined in step 115 that Flag2 is at the L level, the flow proceeds to step 119, the L level is inverted by the inverter 32c, IL is set to the level, and the control content of the main controller 20 is controlled. Accordingly, the motor 6 is driven.
[0058]
Next, a specific operation of the electric power steering device according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
FIGS. 12 to 14 are time charts showing specific operation states of the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 12 shows an operation state when noise occurs in the motor current IMD detected by the motor current detection circuit 5 due to a load change of the motor 6 when the steering wheel is steered to the left. .
[0059]
In FIG. 12, when the motor drive IMD exceeds a predetermined current value and the motor drive inhibition determination unit 31 determines that the drive state of the motor 6 has entered the inhibition region, the count unit 100a of the T1 counter 100 sets Flag1 to Flag1. Is kept at H level. In this case, since the counted time is less than the predetermined time T1, the FF 32b is not kept at the H level but remains at the L level. Therefore, RY2 is maintained at the H level, and the state in which the motor current can be supplied continues.
[0060]
FIG. 13 illustrates an operation state in a case where the driving state of the motor 6 enters the prohibited area when the steering wheel is steered to the left.
In FIG. 13, when the motor drive IMD exceeds a predetermined current value and the motor drive inhibition determination unit 31 determines that the driving state of the motor 6 has entered the inhibition region, the count unit 100a of the T1 counter 100 sets the flag 1 to Flag1. Is kept at H level. When the counted time exceeds the predetermined time T1, the FF 32b is held at the H level, and accordingly, the output IL of the sub-control device 30 goes to the L level. Further, the time during which the FF 32b is held at the H level is counted by the T2 counter 101. In this case, since the counted time is less than the predetermined time T2, RY2 is held at the H level and the motor current is supplied. The state where is possible continues.
[0061]
FIG. 14 shows an operation state in a case where the driving state of the motor 6 enters the prohibited area when the steering wheel is steered to the left.
In FIG. 14, up to the point where the driving state of the motor 6 enters the prohibited area and the FF 32b is held at the H level as a result, the situation is the same as that shown in FIG.
In the situation shown in FIG. 14, since the time during which the FF 32b is held at the H level exceeds the predetermined time T2, RY2 is held at the L level when the predetermined time T2 elapses. As a result, the current supply to the motor 6 is cut off.
[0062]
As described above, according to the electric power steering device according to the second embodiment of the present invention, similarly to the electric power steering device of the first embodiment, when an abnormality occurs in main control device 2 or when main control device 20 Is normal, it is possible to suppress the occurrence of the hunting phenomenon even when it is determined that the driving state of the motor 6 has entered the prohibited area due to a load change of the motor 6 or the like.
[0063]
The FF 32b is not set to the H level unless the state in which the driving state of the motor 6 has entered the prohibited area by the motor driving prohibition determining section 31 does not continue for a predetermined time T1 or more. Therefore, in particular, when it is determined that the driving state of the motor 6 has entered the prohibited area due to load fluctuation of the motor 6 even though the main control device 20 is normal, the driving of the motor 6 is performed with higher accuracy. It can be determined whether or not to prohibit.
[0064]
Furthermore, if the time during which the output of the FF 32b, Flag2, is at the H level has continued for a predetermined time T2 or more, the relay disposed in the motor drive circuit 4 is demagnetized. After that, the supply of the motor current itself can be cut off, so that the motor 6 can be prevented from being erroneously driven due to a malfunction of the main control device 20 or a malfunction of the motor drive circuit 4 itself. Can be reliably prohibited.
[0065]
【The invention's effect】
An electric power steering apparatus according to the present invention includes: a steering torque detection unit that detects a steering torque input to a steering wheel; a main control device that drives and controls a motor based on the steering torque detected by the steering torque detection unit; A sub-control device that monitors the control device; and a motor drive unit that drives the motor based on outputs of the main control device and the sub-control device. The sub-control device includes a drive inhibition determination unit that determines a drive state of the motor. Latch means for holding a first determination result of the drive inhibition determination means, wherein the drive inhibition determination means sets a prohibited area for inhibiting the passage of the motor current in the characteristics of the motor current with respect to the steering torque, It is determined whether or not the driving state of the motor is in the prohibition region. When it is determined that the moving state is within the prohibited area, the first determination result is held, and the first determination result is held until the main control device no longer outputs the motor drive signal. When the latch means holds the first determination result, the driving of the motor is prohibited, so that the occurrence of a hunting phenomenon when the main control device 20 is abnormal can be prevented. As a result, an electric power steering device having a high degree of safety can be provided.
[0066]
The apparatus further includes a first counter that counts a time during which the driving state of the motor is determined to be within the prohibited area by the drive prohibition determining unit, and when the time counted by the first counter exceeds the first time. Transmitting the determination result of the drive inhibition determination means to the latch means, but not transmitting the determination result of the drive inhibition determination means to the latch means unless the time counted by the first counter is less than the first time. Therefore, it is possible to determine whether or not to prohibit the driving of the motor with higher accuracy, and it is possible to provide an electric power steering apparatus having a high degree of safety.
[0067]
Further, the apparatus further comprises a current interrupting means for interrupting the current supply to the motor driving means, and a second counter for counting a time during which the first determination result is held in the latch means, wherein the second counter counts If the time to perform exceeds the second time, the current supply to the motor is interrupted by operating the current interrupting means, but if the time counted by the second counter is less than the second time, the current interruption means The present invention provides an electric power steering apparatus capable of determining whether or not to prohibit driving of a motor with higher accuracy and reliably prohibiting driving of a motor. be able to.
[0068]
Further, since the drive prohibition determining means sets the prohibition region based only on the steering torque, the electric power steering device can determine with high accuracy whether to prohibit the driving of the motor. An apparatus can be provided.
[0069]
Further, the drive prohibition determining means sets the motor drive prohibition area based on the steering torque and the motor current, so that it is possible to determine with high accuracy whether to prohibit the drive of the motor. An electric power steering device that can be provided can be provided.
[0070]
Further, the drive prohibition determining means sets the motor drive prohibition region based on the steering torque and the vehicle speed, so that it is possible to determine with high accuracy whether to prohibit the drive of the motor. An electric power steering device can be provided.
[0071]
Further, the drive prohibition determining means sets the motor drive prohibition region based on the steering torque, the motor current and the vehicle speed, so that it is possible to determine with high accuracy whether or not to prohibit the driving of the motor. And an electric power steering device capable of performing such operations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing control contents of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing control contents of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of a motor current with respect to a steering torque.
FIG. 5 is a flowchart showing control contents of a sub-control device of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a forbidden region in a characteristic of a motor current with respect to a steering torque of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a forbidden region in a characteristic of a motor current with respect to a steering torque of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a forbidden region in a characteristic of a motor current with respect to a steering torque of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a forbidden region in a characteristic of a motor current with respect to a steering torque of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram schematically showing a configuration of an electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing control contents of an electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 12 is a time chart showing a specific operation state of the electric power steering device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 13 is a time chart showing a specific operation state of the electric power steering device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 14 is a time chart showing a specific operation state of the electric power steering device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram conceptually showing a configuration of a conventional electric power steering device.
FIG. 16 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a steering torque detected by a steering torque sensor and a steering torque signal output by the steering torque sensor.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 steering torque sensor (steering torque detection means), 4 motor drive circuit (motor drive means), 6 motors, 20 main control device, 30 sub control device, 31 motor drive inhibition determination section (motor drive inhibition determination means), 32b FF (Latch means), 100 T1 counter (first counter), 101 T2 counter (second counter).

Claims

Steering torque detecting means for detecting a steering torque input to the steering wheel;
A main control device that drives and controls a motor based on a steering torque detected by the steering torque detection unit;
A sub-control device that monitors the main control device;
A motor drive unit that drives a motor based on outputs of the main control device and the sub control device,
The sub-control device, a drive prohibition determination unit that determines a drive state of the motor,
Latch means for holding a first determination result of the drive inhibition determination means,
The drive prohibition determining means sets a prohibition region that prohibits the passage of the motor current in the characteristics of the motor current with respect to the steering torque, and determines whether the driving state of the motor is in the prohibition region,
The latch unit holds the first determination result when the drive prohibition determination unit determines that the driving state of the motor is within the prohibition region, and outputs the motor drive signal by the main control device. Until the first determination result is retained,
The main control device outputs the motor drive signal based on the first determination result from the latch unit,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the motor driving unit prohibits driving of the motor when the latch unit holds the first determination result.

The driving prohibition determining unit further includes a first counter that counts a time during which the driving state of the motor is determined to be within the prohibition region, and when the time counted by the first counter exceeds the first time, The result of the determination made by the drive inhibition determining means is transmitted to the latch means. However, if the time counted by the first counter does not reach the first time, the result of the determination made by the drive inhibition determination means is not transmitted to the latch means. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein:

Current interrupting means for interrupting current supply to the motor driving means, and a second counter for counting a time during which the first determination result is held in the latch means, wherein the second counter is When the counting time exceeds the second time, the current supply to the motor is interrupted by operating the current interrupting means. However, if the time counted by the second counter is less than the second time, The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the current cutoff unit is not operated.

4. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the drive prohibition determination unit sets the prohibition region based only on a steering torque. 5.

4. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the drive prohibition determining unit sets a motor drive prohibition region based on a steering torque and a motor current. 5.

4. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the drive prohibition determining unit sets a motor drive prohibition region based on a steering torque and a vehicle speed. 5.

4. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the drive prohibition determination unit sets a motor drive prohibition region based on a steering torque, a motor current, and a vehicle speed. 5.