JPH04257770A - 電気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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動モータを用いて操
舵操作を助勢する電気式パワーステアリング装置に係り
、特に電動モータとしてブラシレスモータを使用した電
気式パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動モータを用いた電気式パワー
ステアリング装置は、例えば特開昭６３−１７３７５９
号公報に示されているように、操舵軸に作用する操舵ト
ルクに応じて電動モータの回転を制御して、同モータの
回転をステアリングギヤ装置に伝達することによって操
舵操作を助勢するとともに、一方では、電動モータ及び
その制御回路の異常を検出し、同異常の検出時に電動モ
ータとステアリングギヤ装置との動力伝達を電磁クラッ
チにより切り離して、電動モータ及びその制御回路の異
常時に同モータを回転させるための負荷が操舵操作に影
響しないようにしている。

【０００３】一方、近年、ブラシの保守を必要としない
ことから、各種の回転制御にブラシレスモータが利用さ
れるようになってきており、このモータの回転制御方法
としては、例えば特開昭６４−６４５８３号公報に示さ
れているように、前記ブラシレスモータの回転方向及び
回転速度をエンコーダ及びそれに接続した電気回路で検
出して、この検出した回転方向及び回転速度により回転
磁界を形成するためのモータ電流の位相を制御するよう
にすることが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電気式パワ
ーステアリング装置の電動モータとして上述したブラシ
レスモータを使用することが考えられ、このようにすれ
ば、電動モータ内にブラシが存在しないので、モータ自
身に異常が発生することはほとんどなくなるが、ブラシ
レスモータの回転方向及び回転速度を検出するエンコー
ダの発光素子、受光素子などに異常が発生したり、同エ
ンコーダ周りの配線の断線、コネクタ外れなどの異常が
発生する場合がある。そして、このような異常時に、上
記従来の電気式パワーステアリング装置のように、電磁
クラッチを切り離してブラシレスモータと操舵軸との連
結を解除しても、運転者は正常時に比べて極端に大きな
操舵力を必要とし、運転者は操舵フィーリングの相違か
ら大きな違和感を感じる。

【０００５】本発明は上記問題に対処するためになされ
たもので、その目的は、ブラシレスモータを用いた電気
式パワーステアリング装置において、同モータの回転を
検出するためのエンコーダなどの検出手段に異常が発生
しても、操舵軸の回転に応じてブラシレスモータの回転
を制御することにより、運転者が大きな違和感を感じな
くても済むようにした電気式パワーステアリング装置を
提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の構成上の特徴は、操舵軸に動力伝達可能に接
続され回転に応じて操舵操作を助勢するブラシレスモー
タと、操舵軸に作用する操舵トルクを検出するトルクセ
ンサと、ブラシレスモータの回転方向及び回転速度を検
出するモータ回転検出手段と、前記検出された操舵トル
ク、回転方向及び回転速度に応じてブラシレスモータの
回転を制御する回転制御手段とを備えた電気式パワース
テアリング装置において、モータ回転検出手段の異常を
検出する異常検出手段と、操舵軸の回転方向及び回転速
度を検出する操舵軸回転検出手段と、前記異常が検出さ
れたときモータ回転検出手段により検出されたブラシレ
スモータの回転方向及び回転速度を表す信号に代えて操
舵軸の回転方向及び回転速度を表す信号を回転制御手段
に供給する切り換え手段とを設けたことにある。

【０００７】

【作用】上記のように構成した本発明においては、モー
タ回転検出手段が正常であれば、回転制御手段にはトル
クセンサにより検出された操舵トルクが供給されるとと
もに、モータ回転検出手段により検出されたブラシレス
モータの回転方向及び回転速度を表す信号がフィードバ
ックされ、回転制御手段は前記フィードバック制御の基
で操舵トルクに応じてブラシレスモータの回転を制御す
るので、同モータの回転が精度よく制御されて、操舵操
作が操舵軸に付与されている操舵トルクに応じて正確に
助勢される。一方、モータ回転検出手段に異常が発生す
ると、異常検出手段がこの異常を検出し、同検出に応答
した切り換え手段の作用により、回転制御手段には、モ
ータ回転検出手段により検出されたブラシレスモータの
回転方向及び回転速度を表す信号に代えて、操舵軸回転
検出手段により検出された操舵軸の回転方向及び回転速
度を表す信号が供給され、回転制御手段は前記検出操舵
トルク、前記操舵軸の回転方向及び回転速度に基づいて
ブラシレスモータの回転を制御する。この場合、操舵軸
の回転方向及び回転速度はブラシレスモータの回転方向
及び回転速度にほぼ対応するので、前記のようにフイー
ドバック制御する場合に比べて精度は悪いが、同モータ
の回転状態は前記場合とほぼ同様に制御される。

【０００８】

【発明の効果】上記作用説明からも理解できるとおり、
本発明によれば、電気式パワーステアリング装置の電動
モータとしてブラシレスモータを採用したので、モータ
自身の異常による同パワーステアリング装置の異常がほ
とんどなくなると同時に、たとえブラシレスモータの回
転方向及び回転速度を検出するためのエンコーダ及びそ
の周辺回路などのモータ回転検出手段に異常が発生した
としても、同モータの回転は前記異常が発生していない
場合とほぼ同様に制御されるので、操舵フィーリングの
相違による運転者の違和感がなくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は本発明に係る車両の電気式パワーステア
リング装置を概略的に示している。このパワーステアリ
ング装置においては、操舵ハンドル１１が操舵軸１２、
ギヤボックス１３、タイロッド１４を介して前輪ＦＷ，
ＦＷに接続されており、操舵軸１２の中間部には、ブラ
シレスモータ１５からの駆動力が減速機１６、電磁クラ
ッチ１７及びギヤ１８ａ，１８ｂを介して伝達されるよ
うになっている。ブラシレスモータ１５は三相同期式永
久磁石モータで構成され、電磁クラッチ１７は断続を制
御するソレノイド１７ａを備えている。

【００１０】操舵軸１２の中間部には、回転角センサで
構成された操舵角センサ２１と、歪ゲージで構成された
操舵トルクセンサ２２とが設けられている。操舵角セン
サ２１は操舵軸１２の基準位置からの回転角すなわち操
舵角θＨ　を検出して、同操舵角θＨ　を表す操舵角信
号を操舵トルク指令信号発生装置３０へ出力する。操舵
トルクセンサ２２は操舵軸１２に作用する操舵トルクＴ
Ｓ　を検出して、同トルクＴＳ　を表す操舵トルク信号
をトルク指令信号発生装置３０へ出力する。このトルク
指令信号発生装置３０には、車速Ｖを検出して同車速Ｖ
を表す車速信号を出力する車速センサ２３も接続されて
いる。また、ブラシレスモータ１５には、図２に示すよ
うに、エンコーダ２４及び磁極位置センサ２５が組み付
けられている。エンコーダ２４は、周方向に沿って設け
た複数のスリットを有しブラシレスモータ１５の回転子
１５ａと一体回転する回転板と、同回転板を挟んで設け
た発光素子及び受光素子とからなり、同回転子１５ａの
回転方向及び回転速度を表すπ／２ずつ位相の異なる２
相パルス列信号φＡ，φＢと、回転板の基準回転位置を
表す零相パルス信号φＺ　とを回転制御装置４０へ出力
する。また、磁極位置センサ２５も前記同種の回転板、
発光素子及び受光素子からなり、π／３の分解能で同回
転位置を表す磁極信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ　（図６参照）
を回転制御装置４０へ出力する。

【００１１】トルク指令信号発生装置３０は、図３に示
すように、操舵トルク変換テーブル３１、車速テーブル
３２、乗算器３３及び補正回路３４を備えている。操舵
トルク変換テーブル３１は操舵トルク信号を入力して、
同信号により表された操舵トルクＴＳ　を図４に示す特
性で変化するアシストトルクＴＡ　に変換して同トルク
ＴＡ　を表す信号を出力するものである。車速テーブル
３２は車速信号を入力して、同信号により表された車速
Ｖに応じて図５に示す特性で変化する係数ＫＶ　を表す
信号を出力するものである。乗算器３３は前記両テーブ
ル３１，３２からの各信号を入力して、アシストトルク
ＴＡ　に係数ＫＶ　を乗算した値ＫＶ×ＴＡを表す信号
を出力する。補正回路３４は、通常、前記値ＫＶ×ＴＡ
を表す信号をトルク指令信号ＴＣ　として出力するもの
で、操舵ハンドル１１への操舵力の解除時には同ハンド
ル１１を基準位置に戻すために前記トルク指令信号ＴＣ
　を補正して出力する。すなわち、この補正回路３４に
は前記値ＫＶ×ＴＡ及び操舵角θＨ　を表す信号が入力
されていて、値ＫＶ×ＴＡが「０」のとき、同回路３４
は、操舵角信号により表された操舵角θＨ　が「０」に
なるような値ＫＶ×ＴＡに代わるトルク指令信号ＴＣ　
を出力する。また、この補正回路３４には後述する初期
準備回路７１からの作動信号も供給されるようになって
おり、同回路３４は前記作動信号の到来時（ブラシレス
モータ１５の回転準備段階）に予め決めた所定値を表す
トルク指令信号ＴＣを出力する。

【００１２】回転制御装置４０は、ブラシレスモータ１
５を回転駆動するための第１〜３系列を備えている。第
１系列は、ブラシレスモータ１５の回転準備及び同モー
タ１５の起動のために利用される方形波信号発生回路４
１を備えている。方形波信号発生回路４１は磁極位置セ
ンサ２５からの磁極信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ　を入力し、
各信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ　のハイレベル”１”及びロー
レベル”０”の６種類の組み合わせＩ〜ＶＩに応じて、
図６のＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊　に示すように、位相が
２π／３ずつずれかつ正負に変化するディジタル形式の
３相の方形波信号を出力する。この方形波信号発生回路
４１にはマルチプレクサ回路４２が接続されており、同
回路４２は前記３相の方形波信号を時分割多重して出力
する。

【００１３】第２系列は、回転検出回路４３、クロック
発生器４４、アップダウンカウンタ４５、位相制御回路
４６、マルチプレクサ回路４７及び正弦波メモリ４８を
備えている。回転検出回路４３はブラシレスモータ１５
の回転子１５ａの回転方向及び回転速度を検出するもの
で、エンコーダ２４から入力した２相パルス列信号φＡ
，φＢに基づいて前記回転方向及び回転速度をそれぞれ
表す信号を形成して、各信号をアップダウンカウンタ４
５のアップダウン制御端子Ｕ／Ｄ　及びクロック発生器
４４の制御入力にそれぞれ出力する。クロック発生器４
４は、前記回転速度を表す信号に応じて、同回転速度に
比例した周波数のクロック信号をアップダウンカウンタ
４５のクロック端子ＣＫに出力する。アップダウンカウ
ンタ４５はそのカウント値により正弦波メモリ４８のア
ドレスを繰り返し指定するもので、前記回転方向を表す
信号に応じた方向（アップ又はダウン方向）に、前記ク
ロック信号に同期してカウントアップ又はカウントダウ
ンする。また、このカウンタ４５のリセット端子Ｒには
、エンコーダ２４からの零相パルス信号φＺが供給され
ている。位相制御回路４６は、アップダウンカウンタ４
５のカウント値を増減することにより、２π／３ずつ位
相のずれた正弦波メモリ４８のための３相のアドレス信
号を形成するものである。マルチプレクサ回路４７は前
記３相のアドレス信号を時分割多重して正弦波メモリ４
８に供給するものである。正弦波メモリ４８は正弦波形
の一周期（０〜２π）を等間隔で多数に分割した各瞬時
値を表す多数のサンプリングデータを波形データとして
順に記憶するもので、この波形データの数がアップダウ
ンカウンタ４５の一周期のカウント数に対応している。

【００１４】第３系列は、微分回路５１、クロック発生
器５２、正負判定回路５３及びアップダウンカウンタ５
４を備えている。微分回路５１は操舵角θＨ　を表す信
号を微分して操舵ハンドル１１及び操舵軸１２の回転速
度を表す正負に変化する信号を出力するものである。ク
ロック発生器５２は、前記回転速度を表す信号に応じて
、同信号の絶対値に比例した周波数のクロック信号をア
ップダウンカウンタ５４のクロック端子ＣＫに出力する
。正負判定回路５３は前記回転速度を表す信号の正負を
判別して操舵ハンドル１１及び操舵軸４２の回転方向を
検出するもので、同回転方向を表す信号をアップダウン
カウンタ５４のアップダウン制御端子Ｕ／Ｄ　に出力す
る。アップダウンカウンタ５４は前記アップダウンカウ
ンタ４５と同様に構成されており、同カウンタ５４には
前述のようにクロック発生器５２及び正負判定回路５３
からの各信号が入力されるとともに、リセット端子Ｒに
は零点検出回路５５が接続されている。零点検出回路５
５は、磁極位置センサ２５からの磁極信号ＰＵ，ＰＶ，
ＰＷ　の組み合わせパターンに応じて、ブラシレスモー
タ１５の回転子１５ａの基準回転位置を検出し、同検出
時にパルス信号を出力するものである。この基準回転位
置は、図６の磁極信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ　が”０，０，
１”から”１，０，１”へ、又は”１，０，１”から”
０，０，１”へ変化する位置（ＶＩ，Ｉの境）に対応し
ている。なお、この第３系列の場合、アップダウンカウ
ンタ５４以降の回路は、第２系列の位相制御回路４６、
マルチプレクサ回路４７及び正弦波メモリ４８を兼用し
ている。

【００１５】このような第１〜３系列の出力信号は乗算
器６１に供給されるようになっている。乗算器６１は、
前記出力信号の振幅をトルク指令信号発生装置３０から
のトルク指令信号ＴＣ　に応じて比例制御するもので、
前記出力信号値にトルク指令信号値ＴＣ　を乗算した値
を表すディジタル信号を出力する。なお、この場合、ト
ルク指令信号ＴＣ　の正負の符号は無視される。この乗
算器６１の出力端には、ディジタルアナログ変換器６２
、デマルチプレクサ回路６３及び電流制御回路６４が直
列に接続されている。ディジタルアナログ変換器６２は
入力したディジタル信号をアナログ信号に変換するもの
で、デマルチプレクサ回路６３は入力アナログ信号の時
分割多重を解除して３相電流指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，
ＩＷ＊　として出力するものである。電流制御回路６４
は三角波発生回路、比較回路、インバータ回路などから
なるＰＷＭインバータ回路で構成されており、前記３相
電流指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊に対応した３相の
モータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷをブラシレスモータ１５の
固定子巻線にそれぞれ流す。

【００１６】さらに、回転制御装置４０には、初期準備
回路７１、起動回路７２及びエンコーダチェック回路７
３が設けられている。初期準備回路７１は、イグニッシ
ョンスイッチ７４の閉成時にソレノイド１７ａへの通電
を一旦解除してブラシレスモータ１５を第１系列の制御
により空回りさせて、アップダウンカウンタ４５，５４
のカウント値と同モータ１５の回転子１５ａの回転位置
を対応させ、その後に両カウンタ４５，５４を含む第２
，３系列によるブラシレスモータ１５の回転制御に移行
させるためのものである。そのため、この初期準備回路
７１には、イグニッションスイッチ７４からの信号及び
エンコーダ２４からの零相パルス信号φＺ　が供給され
るとともに、同回路７１からソレノイド１７ａ、方形波
信号発生回路４１及びアップダウンカウンタ４５，５４
へ作動信号が出力されるようになっている。

【００１７】起動回路７２は、ブラシレスモータ１５が
停止状態から回転状態に移行するとき、または同モータ
１５の回転方向が切り換えられとき、同モータ１５を起
動するものである。この起動回路７２にはトルク指令信
号ＴＣ　が供給されていて、同指令信号ＴＣ　の正負の
符号が変化したとき、および同指令信号ＴＣ　が「０」
から正又は負に変化したときに、起動回路７２は方形波
信号発生回路４１を短時間作動させるとともに正弦波メ
モリ４８の出力を禁止して、トルク指令信号ＴＣ　の前
記変化に対応した第１系列の制御によりブラシレスモー
タ１５を起動する。この起動後には、起動回路７２は正
弦波メモリ４８の出力を許容して、第１系列から第２，
３系列によるブラシレスモータ１５の回転制御に切り換
える。

【００１８】エンコーダチェック回路７３はマイクロコ
ンピュータ等により構成されていて、エンコーダ２４か
らの各パルス信号列φＡ，φＢ，φＺ及びトルク指令信
号ＴＣを入力して、図８のフローチャートに対応したプ
ログラムの実行により、エンコーダ２４の異常及びエン
コーダ２４周りの配線の断線を検出するものである。こ
の検出結果は、アップダウンカウンタ４５のイネーブル
端子ＥＮに接続したアンド回路７５の一方の入力にイン
バータ回路７６を介して接続されるとともに、アップダ
ウンカウンタ５４のイネーブル端子ＥＮに接続したアン
ド回路７７の一方の入力に直接接続されている。これら
のアンド回路７５，７７の他方の入力には、初期準備回
路７１からの前記作動信号が供給されている。

【００１９】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。図７の作動フローに示すように、イグニッ
ションスイッチ７４が閉成されると（ＳＴ１）、初期準
備回路７１はソレノイド１７ａの通電を解除することに
より電磁クラッチ１７を切り離し状態に設定し（ＳＴ２
）、方形波信号発生回路４１に作動信号を供給する（Ｓ
Ｔ３）。方形波信号発生回路４１は、磁極位置センサ２
５からの磁極信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ　に基づき、ブラシ
レスモータ１５を予め決めた所定方向に回転させるため
の３相の方形波信号を形成して、マルチプレクサ回路４
２を介して乗算器６１に供給する。この場合、トルク指
令信号発生装置４０内の補正回路３４は初期準備回路７
１から出力された前記作動信号に応答して予め決めた所
定値を出力しており、同乗算器６１にて前記３相の方形
波信号に前記所定値が乗算され、Ｄ／Ａ変換器にて同乗
算結果を表すディジタル信号がアナログ信号に変換され
て、同アナログ信号がデマルチプレクサ回路６３を介し
て３相の電流指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊　として
電流制御回路６４に供給される。電流制御回路６４はこ
れらの３相電流指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊　に対
応したモータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　をブラシレスモー
タ１５の固定子巻線に流すので、同モータ１５には回転
子１５ａの回転位置に対応した回転磁界が発生し、同回
転子１５ａが起動されて回転し始める。なお、この場合
、電磁クラッチ１７は切り離されているので、ブラシレ
スモータ１５の回転は減速機１６までしか伝達されない
。

【００２０】このようにブラシレスモータ１５が回転し
て、エンコーダ２４の回転板が少なくとも１回転すると
、エンコーダ２４が零相パルス信号φＺ　を出力する。 初期準備回路７１は前記零相パルス信号φＺ　に応答し
て（ＳＴ４）、方形波信号発生回路４１及びトルク指令
信号発生装置３０に対する作動信号の出力を停止すると
同時に、アップダウンカウンタ４５，５４に対する作動
信号を発生し始める（ＳＴ５）。これにより、操舵トル
クＴＳ　がトルク指令信号発生装置３０へ入力されない
限り（操舵トルクＴＳが正又は負の値にならない限り）
、トルク指令信号ＴＣが「０」になるので、ブラシレス
モータ１５にモータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　が流れなく
なり、同モータ１５の回転が停止する（ＳＴ６）。次に
、初期準備回路７１はソレノイド１７ａを通電し（ＳＴ
７）、電磁クラッチ１７は接続状態となる。その結果、
ブラシレスモータ１５の出力は減速機１６、電磁クラッ
チ１７及びギヤ１８ａ，１８ｂを介して操舵軸１２に連
結される。 また、エンコーダ２４からの零相パルス信号φＺ　はア
ップダウンカウンタ４５のリセット端Ｒにも供給され、
同カウンタ４５はリセットされて、そのカウント値がブ
ラシレスモータ１５の回転子１５ａの回転位置に対応し
たものとなる。その結果、ブラシレスモータ１５の回転
の準備が終了する（ＳＴ８）。

【００２１】この回転準備の終了後、操舵ハンドル１１
が回動されると、操舵軸１２に操舵トルクＴＳが発生し
、同トルクＴＳを表す操舵トルク信号がトルク指令信号
発生装置３０に供給される。トルク指令信号発生装置３
０においては、操舵トルクＴＳ　を図４に示す特性で変
換したアシストトルクＴＡ　に、車速Ｖに応じて図５に
示す特性で変化する係数ＫＶ　が乗算されて、この乗算
結果はトルク指令信号ＴＣ　として出力される。この場
合、最初、起動回路７２が前記トルク指令信号ＴＣ　に
より表された値の正負を表す作動信号を方形波信号発生
回路４１に短時間出力する。方形波信号発生回路４１は
、磁極位置センサ２５からの磁極信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ
　及び前記作動信号に応じて、図６のＩからＩＩ方向へ
又はＩＩからＩ方向へ向かって変化する３相の方形波信
号を出力し、この方形波信号にトルク指令信号ＴＣ　が
乗算されて電流制御回路６４に供給されるので、同回路
６４は図６に示すに３相電流指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，
ＩＷ＊　に対応したモータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　をブ
ラシレスモータ１５に流す。これにより、ブラシレスモ
ータ１５には操舵ハンドル１１の回動方向に対応した方
向に回転する回転磁界が発生し、ブラシレスモータ１５
が起動されて同モータ１５の回転子１５ａも同方向に回
転し始める。

【００２２】この起動により、エンコーダ２４の回転板
も前記ブラシレスモータ１５の起動に対応して回転し、
エンコーダ２４は２相パルス列信号φＡ，φＢを出力す
るので、回転検出回路４３はブラシレスモータ１５の回
転方向及び回転速度を検出するようになる。これにより
、アップダウンカウンタ４５のアップダウン制御端子Ｕ
／Ｄ　には前記回転方向を表す信号が供給されるととも
に、同カウンタ４５のクロック端子ＣＫにはクロック発
生器４４からの前記回転速度に対応した周波数のクロッ
ク信号が供給されるようになる。この場合、エンコーダ
２４及びその周辺に異常が発生していなければ、エンコ
ーダチェック回路７３は異常検出信号を出力しないので
、アップダウンカウンタ４５が作動可能であり、同カウ
ンタ４５は前記ブラシレスモータ１５の起動直後の回転
に対応したカウント動作をしている。

【００２３】この起動後、短時間が経過すると、起動回
路７２は方形波信号発生回路４１に対する前記作動信号
の発生を停止し、正弦波メモリ４８の出力を許可するの
で、同メモリ４８からディジタル形式の正弦波信号が読
み出される。この場合、位相制御回路４６はアップダウ
ンカウンタ４５のカウント値を３相の信号に変換すると
ともに、マルチプクサ回路４７がこの３相の信号を時分
割多重し、この時分割多重信号が正弦波メモリ４８の読
み出しアドレスとして供給される。アップダウンカウン
タ４５は前述のようにブラシレスモータ１５の回転に対
応してカウント動作をするので、同モータ１５の回転に
対応した正弦波信号が乗算器６１、Ｄ／Ａ変換器６２、
デマルチプレクサ回路６３及び電流制御回路６４にフィ
ードバックされて、同モータ１５には前記正弦波信号に
対応したモータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　が流される。そ
して、このモータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　に応じてブラ
シレスモータ１５内に回転磁界が発生するので、同モー
タ１５の回転が滑らかかつ精度良好に制御される。

【００２４】一方、前記正弦波信号の振幅は、乗算器６
１の作用により、操舵軸１２に作用して操舵トルクＴＳ
及び車速Ｖに応じて変化するトルク指令信号ＴＣに対応
して制御され、ブラシレスモータ１５の回転トルクは前
記操舵トルクＴＳ　及び車速Ｖに応じて制御される。そ
して、この回転トルクが減速機１６、電磁クラッチ１７
及びギヤ１８ａ，１８ｂを介して操舵軸１２に伝達され
る。その結果、前輪ＦＷ，ＦＷの操舵が前記操舵トルク
ＴＳ　及び車速Ｖに応じて精度よくアシストされ、良好
な操舵フィーリングを得ることができる。

【００２５】一方、このようなブラシレスモータ１５の
回転制御中、エンコーダ２４の発光素子又は受光素子に
異常が発生したり、同エンコーダ２４周りの配線が断線
したりすると、エンコーダチェック回路７３が前記異常
を検出する。

【００２６】この異常検出動作について説明すると、エ
ンコーダチェック回路７３は、前述したイグニッション
スイッチ７４の閉成時から図８に示すフローチャートに
対応したプログラムを実行している。このプログラムの
実行はステップ８０にて開始され、ステップ８１にてチ
ェックフラグＣＦが”１”に初期設定されるとともに、
エンコーダ２４からの各相パルス信号φＡ，φＢ，φＺ
　をカウントするためのカウント値ＣＡ，ＣＢ，ＣＺが
「０」に初期設定された後、ステップ８２〜９０からな
る循環処理が繰り返し実行される。この循環処理におい
ては、エンコーダチェック回路７３に内蔵されたタイマ
を利用した所定時間Ｔ０（例えば、数ミリ秒程度）が経
過したか否かのステップ８２の判定処理により、同所定
時間Ｔ０毎にステップ８７〜９０の処理が実行されると
ともに、その間にはステップ８２〜８６の処理が実行さ
れる。

【００２７】ステップ８３〜８６の処理においては、ス
テップ８５，８６の処理により、エンコーダ２４からの
各相パルス信号φＡ，φＢ，φＺ　の入力の有無が判定
されるとともに、各相パルス信号φＡ，φＢ，φＺ　の
いずれかが入力された場合には、入力されたパルス信号
に対応したカウント値ＣＡ，ＣＢ，ＣＺのいずれかがカ
ウントアップされる。 また、前記所定時間Ｔ０中に、ブラシレスモータ１５の
回転制御が中止された場合には、ステップ８３，８４の
処理により、チェックフラグＣＦが”０”に変更される
。ステップ８７〜９０の処理においては、ステップ８７
，８８の処理により、チェックフラグＣＦが”０”であ
る、すなわち前記所定時間Ｔ０中にブラシレスモータ１
５の回転制御が中止されなかった場合にのみ、カウント
値ＣＡ，ＣＢ，ＣＺのいずれかが「０」であるか否かが
判定される。この場合、エンコーダ２４からエンコーダ
チェック回路７３に各相パルス信号φＡ，φＢ，φＺ　
が供給されていなくて、カウント値ＣＡ，ＣＢ，ＣＺの
いずれかが「０」であれば、エンコーダ２４に前述した
異常が発生しているとの判断の基に、ステップ８８にて
「ＹＥＳ」と判定され、ステップ９１にて異常信号が出
力されて、ステップ９２にてプログラムの実行が終了す
る。一方、前記異常がなくてカウント値ＣＡ，ＣＢ，Ｃ
Ｚのいずれも「０」でなければ、ステップ８８にて「Ｎ
Ｏ」と判定されて、ステップ８９にてチェックフラグＣ
Ｆが”１”に初期設定されるとともに、ステップ９０に
てカウント値ＣＡ，ＣＢ，ＣＺも「０」に初期設定され
て、プログラムはステップ８２へ戻される。また、前記
所定時間Ｔ０中に、ブラシレスモータ１５の回転制御さ
れなくてチェックフラグＣＦが”０”に変更されていれ
ば、ステップ８７にて「ＹＥＳ」と判定され、ステップ
８８の判定処理がなされないで、前記ステップ８９，９
０の処理後、プログラムはステップ８２へ戻される。

【００２８】前述のようにして、エンコーダチェック回
路７３から異常信号が出力されると、インバータ回路７
６を介してアンド回路７５にはローレベルの信号が供給
されるようになり、アップダウンカウンタ４５のカウン
ト値の出力が禁止される。一方、アンド回路７７にはハ
イレベルの信号が供給され、アップダウンカウンタ５４
のカウント値の出力が許容され、位相制御回路４６には
アップダウンカウンタ４５のカウント値に代えてアップ
ダウンカウンタ５４のカウント値が供給されるようにな
る。

【００２９】このアップダウンカウンタ５４のアップダ
ウン制御端子Ｕ／Ｄ　には正負判定回路５３からの操舵
軸１２の回転方向を表す信号が供給されているとともに
、同カウンタ５４のクロック端子ＣＫにはクロック発生
器５２から操舵軸１２の回転速度に比例した周波数のク
ロック信号が供給されているので、同カウンタ５４のカ
ウント値は操舵軸１２の回転に対応したものとなる。ま
た、このアップダウンカウンタ５４のリセット端子Ｒに
は零点検出回路５５からの零点検出信号が供給されてお
り、この零点検出信号はブラシレスモータ１５の回転子
１５ａの基準回転位置を表すものであるので、同カウン
タ５４のカウント値は同回転子１５ａの基準回転位置に
対応してリセットされる。一方、操舵軸１２の回転位置
はブラシレスモータ１５の回転子１５ａの回転位置とは
ほぼ対応しているので、前記アップダウンカウンタ５４
のカウント値はブラシレスモータ１５の回転位置にほぼ
対応したものとなる。

【００３０】その結果、ブラシレスモータ１５の回転位
置にほぼ対応したカウント値に応じて、正弦波メモリ４
８から正弦波を表す３相の波形データが読み出され、こ
の波形データに応じた電流指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，Ｉ
Ｗ＊　が電流制御回路６４に供給されて、同回路６４が
同指令信号ＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊　に応じたモータ電
流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　をブラシレスモータ１５に流す。 そして、この場合も、ブラシレスモータ１５の回転が同
モータ１５の回転状態をフィードバックした状態に近い
状態で制御される。これにより、エンコーダ２４が異常
でない場合と類似したブラシレスモータ１５の作動が得
られると同時に、操舵ハンドル１１の操舵操作に対する
アシストが得られる。

【００３１】上記作動説明からも理解できるように、上
記実施例によれば、エンコーダ２４又はエンコーダ２４
周りの配線に異常が生じても、ブラシレスモータ１５の
制御が回転検出回路４３、アップダウンカウンタ４５な
どからなる第２系列による制御から、微分回路５１、正
負判定回路５３などからなる第３系列による制御へ切り
換えられて、操舵ハンドル１１の操舵操作がブラシレス
モータ１５の回転によりアシストされ、このアシストも
前記異常が生じない場合に近い状態にできるので、前記
異常に起因して操舵フィーリングが悪化することがなく
なる。

【００３２】なお、上記実施例においては、ブラシレス
モータ１５を起動する場合に、起動回路７２が方形波信
号発生回路４１を短時間作動させて同モータ１５に対す
るモータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ　を形成するようにした
が、方形波信号発生回路４１を制御する代わりに、アッ
プダウンカウンタ４５，５４をトルク指令信号ＴＣ　に
応じて短時間だけ作動させて前記モータ電流ＩＵ，ＩＶ
，ＩＷ　を形成するようにしてもよい。また、上記実施
例においては、磁極位置センサ２５を回転円板、発光素
子、受光素子などにより構成したが、同センサ２５をブ
ラシレスモータ１５の固定子巻線に対応した位置に配設
した複数のホール素子で構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例に係る電気式パワーステ
アリング装置の概略図である。

【図２】　　図１のブラシレスモータ、トルク指令信号
発生装置及び回転制御装置の配線状態を示すブロック図
である。

【図３】　　図２のトルク指令信号発生装置の詳細ブロ
ック図である。

【図４】　　図３の操舵トルク変換テーブルの変換特性
を示すグラフである。

【図５】　　図３の車速テーブルの変換特性を示すグラ
フである。

【図６】　　ブラシレスモータの初期準備に利用される
磁極信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷ　と３相電流指令信号ＩＵ＊
，ＩＶ＊，ＩＷ＊　の波形図である。

【図７】　　図２の初期準備回路の作動フロー図である
。

【図８】　　図２のエンコーダチェック回路にて実行さ
れるプログラムのフローチャートである。

【符号の説明】

ＦＷ…前輪、１１…操舵ハンドル、１２…操舵軸、１５
…ブラシレスモータ、２１…操舵角センサ、２２…操舵
トルクセンサ、２４…エンコーダ、２５…磁極位置セン
サ、３０…トルク指令信号発生装置、４０…回転制御装
置、４３…回転検出回路、４４，５２…クロック発生器
、４５，５４…アップダウンカウンタ、４８…正弦波メ
モリ、５１…微分回路、５３…正負判定回路、６１…乗
算器、６４…電流制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　操舵軸に動力伝達可能に接続され回転
   に応じて操舵操作を助勢するブラシレスモータと、操舵
   軸に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、前
   記ブラシレスモータの回転方向及び回転速度を検出する
   モータ回転検出手段と、前記検出された操舵トルク、回
   転方向及び回転速度に応じて前記ブラシレスモータの回
   転を制御する回転制御手段とを備えた電気式パワーステ
   アリング装置において、前記モータ回転検出手段の異常
   を検出する異常検出手段と、操舵軸の回転方向及び回転
   速度を検出する操舵軸回転検出手段と、前記異常が検出
   されたとき前記モータ回転検出手段により検出された前
   記ブラシレスモータの回転方向及び回転速度を表す信号
   に代えて前記操舵軸の回転方向及び回転速度を表す信号
   を前記回転制御手段に供給する切り換え手段とを設けた
   ことを特徴とする電気式パワーステアリング装置。