JPH01257674A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、モータのトルク検出回路部にトルク方向判
別回路部を２系統構成となし、その安全性の向上を計っ
た電動式パワーステアリング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のモータを用いた電動式パワーステアリング装置に
おいては、その操舵トルク制御のためのトルク検出器を
設け、このトルク検出器の出力に略比例した補助トルク
をモータにより発生させ、ステアリングシャフトに供給
し、その操舵力の補助を行いハンドル操舵りを軽減させ
る構成となしていた。

第３図は従来の電動式パワーステアリング装置のブロッ
ク図であり、１は操舵トルク検出器（以下、トルク検出
器という）、１６ばモータ制御回路部であり、１５Ａ、
１５Ｂはモータ制御回路部１６の入力端子、２はトルク
検出器のインターフェース回路であり、このインターフ
ェース回路２を経由してトルク検出器１の出力がＣＰＵ
　（マイクロコンピュータ、以下、マイコンという）３
に入力される。

ＣＰＵ３の出力はモータ右方向駆動インターフェース回
路４、モータ左方向駆動インターフェース回路５、Ｄ／
Ａ　（ディジタル／アナログ）変換回路６に送出するよ
うになっており、ＣＰＵ３の右方向駆動信号は右方向駆
動インターフェース回路４を経由してモータ駆動回路１
０に入力されるようになっている。

同様にして、ＣＰＵ３の左方向駆動信号は左方向駆動イ
ンターフェース回路５を経由してモータ駆動回路１０に
入力されている。

１３Ａ、１３Ｂはモータ駆動回路１０の出力端子で、こ
れを経由してモータ１４が駆動制御される。モータ１４
は結合手段（図示せず）を介してステアリングシャフト
に結合されるとともに、ステアリングシャフトに操舵補
助力を与えるためのモータである。

一方、７はモータ制御のための誤差増幅器であり、その
一方の入力端にはＣＰＵ３のトルク信号がＤ／Ａ変換回
路６でＤ／Ａ変換されたアナログ信号として人力されて
いる。

誤差増幅器７の他方の入力端には、モータ電流検出回路
１１の出力信号が入力されている。誤差増幅器７はＤ／
Ａ変換回路６の出力信号とモータ電流検出回路１１の出
力との誤差を増幅して、次段のＰＷＭ（パルス幅変ｉＪ
）変調器８の一方の入力端に出力する。

ＰＷＭ変調器８の他方の入力端には、基準発振器として
のパルス幅変ｉＰｉ　（ＰＷＭという）用発振回路９の
出力が入力されており、ＰＷＭ変調器８は誤差増幅器７
の出力とＰＷＭ用発振回路９の出力とを比較してモータ
駆動回路１０に対して、モータ１４のＰＷＭ信号を発生
させている。

また、モータ駆動回路１０とアース間には検出抵抗１２
が接続されており、この検出抵抗１２で検出された電流
に相当する電圧がモータ電流検出回路１１に加えるよう
にしている。

次に従来例におけるモータ制御の一例を述べると、第４
図はトルク検出器１の出力特性の一例を示したもので、
横軸に（左／右）操舵トルクを、縦軸にトルク信号出力
を示したもので、Ｔ、が操舵トルクの中立点（零トルク
点）を示し、この点より右方向に右回転操舵トルクを、
左方向に左回転操舵トルクを示す、Ｔｔ　は右方向の制
御開始点操舵トルクを、Ｔ、は左方向の制御開始点操舵
トルクを示したもので、縦軸が操舵トルクに対応したト
ルク出力を示したもので、■、は中立点出力、■！は右
方向制御開始点出力、■１は左方向制御開始点出力を示
しており、トルク出力特性は制御範囲内ではほぼリニア
とする。

また、操舵トルクの中立点Ｔ０の両側Ｔ、〜Ｔ２間は制
御の不感帯である。

第５図はモータの制御出力特性の一例を示したもので、
横軸にトルク信号出力を、縦軸にモータ出力を示したも
ので、■、はトルク検出器の中立点出力、ｖｔは右方向
制御開始点出力、■３は右方向飽和点トルク出力で、ト
ルク出力信号がｖ２〜Ｖ３間でモータ出力はトルク出力
に対してほぼ直線的な制御がなされる。

また、トルク出力Ｖ、〜■２間はモータ出力はゼロとさ
れるとともに、トルク出力がＶ、を越えるとモータ出力
は一定値（Ｐ　５ａｘ）に制御される。

同様に、■、は左方向制御開始点トルクで、ｖ４は左方
向飽和点トルクを示し、操舵トルクがＶ。

〜Ｖ１間ではモータ出力は右回転時とほぼ対称的に直線
的な制御がなされるとともに、■。〜■１間はモータ出
力ゼロ、ｖ４を越えると、モータ出力は一定値（Ｐ　ｗ
ａｘ）に制御が行なわれる。

次に、モータのトルク制御の全体的なフローを第３図に
より述べると、操舵トルクに比例したトルク信号がトル
ク検出器！より出力され、トルク信号インターフェース
回路２を経由してＣＰＵ３に入力される。

ＣＰＵ３は前記トルク信号をデジタル信号として出力し
、次段のＤ／Ａ変換器６により再びアナログ信号に変換
される。

また、トルク信号出力はＣＰ　ｔＪ　３内部でレベル判
定されて、右回転駆動信号はモータ右方向駆動インター
フェース回路４に入力されるとともに、左回転駆動信号
はモータ左方向駆動インターフェース回路５に入力され
る。

モータ駆動回路１０には（左／右）の回転駆動信号が各
々入力され、モータ１４の回転方向が指示されるととも
に、Ｄ／Ａ変換器６によりトルク信号がアナログ化され
て誤差増幅器７に入力される。この出力はさらに次段の
ＰＷＭ変調器８に入力され、ＰＷＭ用発振回路９の出力
により変調されて前記トルク検出器１の出力に比例した
パルス幅の制御信号として次段のモータ駆動回路１０に
出力され、その出力端子１３Ａ、１３Ｂに接続されたモ
ータ１４のトルク制御がなされる。

モータ電流は検出抵抗１２により検知され、モータＴ１
流検出回路１１によりそのレベル制限またはカットＯＦ
Ｆがなされる。

ところで、前記モータの回転方向はトルク検出器ｌの出
力を受けて、モータ制御回路部１６のＣＰＵ３　（マイ
コン）部内でそのレベル判定を行い、モータの回転方向
を決定する方法が用いられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、ＣＰＵが外来ノイズなどによりその回転方
向判別機能を失なった場合ｉ、：１、モータの回転方向
が定まらず、極めて危険な状態を呈することとなる。

この発明は上記問題点を解消するためになされたもので
、ＣＰＵ誤動作時における制御不能状態を回避しその安
全性を増すことができる電動式パワーステアリング装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

この発明に係る電動式パワーステアリング装置は、トル
ク検出器の出力信号に基づき、モータの右回転方向信号
および左回転駆動信号とトルク信号を出力するＣＰＵと
、トルク検出器の出力信号に基づき右方向駆動信号と左
方向駆動信号を出力するモータ回転駆動方向判別ブロッ
クとを設けたものである。

〔作　用〕

この発明におけるＣＰＵからトルク検出器の出力（８号
に基づきモータの右回転方向駆動信号と左回転方向駆動
信号を出力してモータ駆動回路を駆動する（３号ととも
に、トルク検出器の出力信号に基づきモータ回転駆動方
向判別ブロックから右方向駆動信号と左方向駆動信号と
を出力して一致したときのみモータ駆動回路の左右の駆
動信号とする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、符号１〜１６は第３図の従来例と同様であ
り、構成の説明を省略する。また、１７はこの発明によ
り新たに付加された部分で、モータ回転％ＩＫ！１１方
向判別ブロックであり、トルク信号方向判別回路１７Ａ
にトルク検出器１からの出力信号が入力され、右方向駆
動信号１７Ｂ、左方向駆動信号１７Ｃを出力するように
し２ている。

右方向駆動信号１７Ｂはアン１′回路２ＯＡの第２入力
端に入力され、このアンド回路２０Ａの第１入力端には
、モータ右方向Ｎ勧イン々−フエ・−・ス回路４の出力
信号が導入されるようになっている。アンド回路２０Ａ
の出力はモータ駆動回路１゜に送出するようになってい
る。

同様にして、左方向駆動信号１７０はアンド回路２０１
３の第２入力端に入力され、アンド回路２０Ｂの第１入
力端には、モータ左方向駆動出力インターフェース回路
５の出力が入力されるようになっている。アンド回路２
０Ｂの出力はモータ駆動回路１０に送出するようになっ
ている。（の他の構成は第３図と同様である、 次に他作について説明する。トルク検出器１の出力信号
がＣＰＵ３に入力されるとともに、モータ回転駆動方向
判別ブロック１７のトルク信号方向判別回路１７Ａに入
力されて、右方向”ＩＡ＠信号１７　Ｂおよび左方向駆
動信号１７Ｃが出力され、それぞれアンド回路２ＯＡ、
２０Ｂの第２入力端に加えられる。

また１、ＣＩ’Ｕ３から右方向駆動伝号がモ・−タ右方
向駆乃出力インターフＪ４−ス回路４を介してアンド回
路２０Ａの第１入力端に加ｉ、られるとともに、モータ
左方向駆動信号がモータ左方向駆動出力インターフェー
ス回路５を介してアンド回路２０Ｂの第１入力端に加え
られる。

これにより、アンド回路２ＯＡ、２０Ｂはそれぞれ再入
力のアンドをとって一致判定されて、両信号が一致判定
されたときのみモータ駆動回路１０に左右の回転駆動信
号として出力されて、モータ１４の回転駆動方向が指定
される。

第２図は２個のコンパレータにより構成されるトルク信
号方向判別回路１７Ａの一実施例を示したものである。

この第２図において、正電圧３６とアース３７間に基準
電圧作成のための抵抗、３３〜３５が直列に接続されて
おり、抵抗３３と３４との接続点の電圧Ｅ、は右方向信
号検出回路３１の（ト）入力端に加えられており、抵抗
３４と３５との接続点の電圧Ｅ２は左方向信号検出回路
３２の（ハ）入力端に加えられている。

３０は第１回のトルク検出器１の出力信号が入力される
入力端であり、この入力端３０は右方向信号検出回路３
１の（ハ）入力端と左方向信号検出回路３２の（ト）入
力端に接続されている。

次に動作について説明する。まず、トルク検出器１より
の出力信号が入力端３０に入力されるとともに、右方向
信号検出回路３１と左方向信号検出回路３２の比較端子
に入力され、そのレベルが相異なる基準電圧Ｅ１．Ｅｔ
と比較されて基準電圧Ｅ１より大なるときは右方向駆動
信号ＥＸとして、また基準電圧Ｅ２より小なるときは左
方向駆動信号ＥＹとして次段のＡＮＤ回路２ＯＡ、２０
Ｂに入力されて、ＣＰＵ３よりの駆動方向信号と一致判
定される。

なお、不感帯中Ｅ０はＥ　ｏ　＝　Ｅ　＋　　Ｅ　ｔで
ある。

次にこの発明の実施例が従来例に比して長所とする点を
以下に列挙する。

（１）　　非操舵（トルク検出器１の出力ζ中立点出力
Ｖ６　）状態において、ＣＰＵ３が左右の誤駆動信号を
出力したとしても、第２の駆動方向信号は出力されず、
したがって駆動信号は（左／右）ともに出力されず、モ
ータ１４は駆動されない。

（２）右方向操舵時にＣＰＵ３が左方向の駆動信号を発
生するか、左方向操舵時にＣＰ［Ｊ３が右方向の駆動信
号を発生しても、モータ１４は左右どちらにも駆動され
ない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、トルク検出器からの
出力信号に基づきＣＰＵよりモータの左右の回転方向駆
動信号とモータ回転駆動方向判別ブロックから出力され
る左右の方向駆動信号との一致の有無をアンド回路で判
別して、両信号が一致したときのモータ駆動回路の左右
の回転駆動信号として出力するように構成したので、モ
ータの回転駆動方向が指定され、従来例に比してその安
全性が著しく向上しその実用上のメリットは大である効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における電動式パワーステ
アリング装置のブロック図、第２図は同上実施例におけ
るトルク信号方向判別回路の具体的な構成を示す回路図
、第３図は従来の電動式パワーステアリング装置のブロ
ック図、第４図は従来の電動式パワーステアリング装置
を説明するためのトルク検出器の出力特性図、第５図は
従来の電動式パワーステアリング装置の動作を説明する
ためのモータの制御出力特性図である。 ｌ・・・トルク検出器、３・・・ＣＰＵ、１０・・・モ
ータ駆動回路、１４・・・モータ、１６・・・モータ制
御回路部、１７・・・モータ回転駆動判別ブロック、１
７Ａ・・・トルク信号方向判別回路、２０Ａ、２０Ｂ・
・・アンド回路。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結合手段を介してステアリングシャフトに結合されると
   ともに、前記ステアリングシャフトに操舵補助力を与え
   るためのモータと、このモータの操舵補助力を決定する
   ための操舵トルク検出器と、この操舵トルク検出器の出
   力で前記モータのトルクの制御を行うモータ制御回路部
   とを備えてなる電動式パワーステアリング装置において
   、前記操舵トルクの出力に基づき前記モータの右方向駆
   動信号と左方向駆動信号を出力するマイクロコンピュー
   タと、前記モータ制御回路部に設けられ前記操舵トルク
   検出器の出力から右方向駆動信号および左方向駆動信号
   とを出力するモータ回転駆動方向判別ブロックと、前記
   左右両方向駆動信号が一致したときのみ前記モータの右
   方向駆動の指定を行う第１のアンド回路と、前記左右両
   方向駆動信号の一致したときのみ前記モータの左方向駆
   動の指定を行う第２のアンド回路とを備えたことを特徴
   とする電動式パワーステアリング装置。