JPH0542705Y2 - - Google Patents

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JPH0542705Y2
JPH0542705Y2 JP6188887U JP6188887U JPH0542705Y2 JP H0542705 Y2 JPH0542705 Y2 JP H0542705Y2 JP 6188887 U JP6188887 U JP 6188887U JP 6188887 U JP6188887 U JP 6188887U JP H0542705 Y2 JPH0542705 Y2 JP H0542705Y2
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relay
motor
bridge
bridge circuit
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、電動機の発生動力を補助トルクと
して用いステアリング系の操舵力を軽減するため
の電動式パワーステアリング装置に係り、特に故
障診断機能の改善に関する。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) This invention relates to an electric power steering device that uses the power generated by an electric motor as auxiliary torque to reduce the steering force of the steering system. Regarding improvement.

(従来の技術) マイクロコンピユーターなどを主制御回路とし
て用い、例えば操舵トルクや操舵回転数などステ
アリング系に対する操作量を検出し、この操作量
に基づき主制御回路が電動機に必要な補助トルク
を発生させるようにした電動式パワーステアリン
グ装置は知られている。
(Prior art) A microcomputer or the like is used as the main control circuit to detect the amount of operation for the steering system, such as steering torque and steering rotation speed, and based on this amount of operation, the main control circuit generates the auxiliary torque necessary for the electric motor. Such an electric power steering device is known.

この種の電動式パワーステアリング装置におい
て、制御を開始するに先立ち主制御回路が故障診
断を実行するようにしたものがある。例えば、電
動機と電動機駆動回路との間及び電動機駆動回路
と電源との間の少なくとも一方の常開接点を有す
るリレーを備えたリレー回路を設け、電源投入後
にこのリレー回路をオン状態として制御可能とす
る。また制御系統に異常があつた場合には、この
リレー回路のリレー接点を開き電動機と電動機駆
動回路とを切離し、又は電動機駆動回路を電源か
ら切離すリレー回路を設けるようにしている。こ
の場合、故障と判定されると、電動機の動作は停
止して手動操作に移行する。
Some electric power steering devices of this type have a main control circuit that performs failure diagnosis before starting control. For example, a relay circuit including a relay having at least one normally open contact between the motor and the motor drive circuit and between the motor drive circuit and the power supply is provided, and this relay circuit can be turned on and controlled after the power is turned on. do. In addition, if there is an abnormality in the control system, a relay circuit is provided that opens the relay contacts of this relay circuit to disconnect the motor and the motor drive circuit, or to disconnect the motor drive circuit from the power source. In this case, if a failure is determined, the operation of the electric motor is stopped and the operation shifts to manual operation.

ところで、このようなリレー回路自身の故障診
断は、電源投入後一定の時間はこのリレー回路を
オフ状態としておき、このとき例えばリレー回路
内のリレー接点の両端の電圧降下を監視する電圧
又は電流の検出回路を設け、検出する電圧又は電
流の異常から故障を判定していた。
By the way, in order to diagnose the failure of the relay circuit itself, the relay circuit is turned off for a certain period of time after the power is turned on, and at this time, for example, the voltage or current is monitored to monitor the voltage drop across the relay contacts in the relay circuit. A detection circuit was installed to determine failure based on detected voltage or current abnormalities.

(考案が解決しようとする問題点) 以上から分るように、回路保護のためのリレー
回路自身の故障診断においては、電圧検出回路な
どを別構成として設ける必要があつた。しかし、
電動式パワーステアリング装置においても、信頼
性の向上と共に回路の簡素化が要望されている。
(Problems to be solved by the invention) As can be seen from the above, in diagnosing the failure of the relay circuit itself for circuit protection, it was necessary to provide a voltage detection circuit and the like as a separate component. but,
Electric power steering devices are also required to have improved reliability and simplified circuitry.

従つて、この考案は簡単な回路構成で信頼性の
高い初期故障診断を可能とする電気系統を備えた
電動式パワーステアリング装置を提供することを
目的とする。
Therefore, it is an object of this invention to provide an electric power steering device equipped with an electrical system that enables highly reliable initial failure diagnosis with a simple circuit configuration.

(問題点を解決するための手段) この目的を達成するため、この考案によれば、
ステアリング系に作用する操作量に基づき主制御
回路が決定した補助トルクを発生させる電動機
と、前記補助トルクを発生させるべく主制御回路
の出力指令に基づき前記電動機に電力を供給する
電動機駆動回路と、前記主制御回路による異常検
出信号により電動機への電源供給を遮断するリレ
ーを有するリレー回路とを備え、 前記電動機駆動回路は、2つのスイツチング手
段を直列接続した回路を2つ並列接続したブリツ
ジ回路を有し、この2つの直列回路の接続点に前
記電源を供給し、また、各直列回路の2つのスイ
ツチング手段の接続点を前記電動機に接続し、 前記リレー回路は、前記電源と前記ブリツジ回
路との間並びに前記電動機と前記ブリツジ回路と
の間にそれぞれ介在させるようにした電動式パワ
ーステアリング装置において、 前記主制御回路は、装置の起動に先立ち前記2
つのリレー回路を開放状態にするとともに、前記
ブリツジ回路の一方の直列回路の前記各スイツチ
ング手段を所定時間オン状態に駆動した状態で前
記ブリツジ回路に流れる電流の有無を検出し、次
に前記電源と前記ブリツジ回路との間のリレー回
路を閉成状態に、さらに前記ブリツジ回路と前記
電動機の間のリレー回路を開放状態にするととも
に、前記ブリツジ回路の対角状に位置する2つの
前記スイツチング手段をオン状態に駆動した状態
で前記ブリツジ回路に流れる電流の有無を検出
し、又は逆の順序で前記ブリツジ回路の各スイツ
チング手段をオン状態として前記リレー回路の故
障診断を実行するようにしたことを特徴とする。
(Means for solving the problem) In order to achieve this purpose, according to this invention,
an electric motor that generates an auxiliary torque determined by a main control circuit based on a manipulated variable acting on a steering system; a motor drive circuit that supplies power to the electric motor based on an output command of the main control circuit to generate the auxiliary torque; and a relay circuit having a relay that cuts off power supply to the motor in response to an abnormality detection signal from the main control circuit, and the motor drive circuit includes a bridge circuit in which two circuits each having two switching means connected in series are connected in parallel. the relay circuit supplies the power to the connection point of the two series circuits, and connects the connection point of the two switching means of each series circuit to the motor, and the relay circuit connects the power supply and the bridge circuit. In the electric power steering device, the main control circuit is interposed between the electric motor and the bridge circuit, and the main control circuit is interposed between the electric motor and the bridge circuit.
The presence or absence of current flowing through the bridge circuit is detected with the two relay circuits open and each of the switching means of one series circuit of the bridge circuit turned on for a predetermined time, and then the power supply is connected to the power supply. A relay circuit between the bridge circuit is closed, a relay circuit between the bridge circuit and the motor is opened, and the two switching means located diagonally of the bridge circuit are closed. A failure diagnosis of the relay circuit is performed by detecting the presence or absence of current flowing through the bridge circuit while the relay circuit is driven to the on state, or by turning each switching means of the bridge circuit to the on state in the reverse order. shall be.

(作用) 主制御回路は、電動式パワーステアリング装置
の起動に先立ち、2つのリレー回路を開放状態に
制御する。電源とブリツジ回路との間に介在させ
たりリレー回路を開放した状態であるから、この
リレー回路が正常に動作していれば、ブリツジ回
路への電源は供給されない。この状態で、ブリツ
ジ回路の一方の直列回路を構成する2つのスイツ
チング手段を共にオン状態に制御し、ブリツジ回
路に電流が流れるか否かを検出する。電流が流れ
た場合は、電源とブリツジ回路との間に介在させ
たリレー回路が故障していると判定することがで
きる。
(Function) The main control circuit controls two relay circuits to open states before starting the electric power steering device. Since the relay circuit is interposed between the power source and the bridge circuit or is in an open state, if the relay circuit is operating normally, power will not be supplied to the bridge circuit. In this state, the two switching means constituting one series circuit of the bridge circuit are both turned on, and it is detected whether or not current flows through the bridge circuit. If current flows, it can be determined that the relay circuit interposed between the power supply and the bridge circuit is malfunctioning.

次に、主制御回路は、電源とブリツジ回路との
間に介在させたリレー回路を閉成状態へ制御する
とともに、ブリツジ回路と電動機との間に介在さ
せたリレー回路を開放状態に制御する。この状態
ではブリツジ回路に電源が印加されているが、ブ
リツジ回路と電動機との間に介在させたリレー回
路が正常に動作していればブリツジ回路の出力側
と電動機との電気的接続はオフ状態となつている
ため、電動機を介しての電流は流れない。そこ
で、この状態でブリツジ回路を構成する各スイツ
チング手段の中から対角状に位置する2つのスイ
ツチング手段をオン状態へ駆動し、ブリツジ回路
に電流が流れるか否かを検出する。電流が流れた
場合は、ブリツジ回路と電動機との間に介在させ
たリレー回路が故障していると判定することがで
きる。
Next, the main control circuit controls a relay circuit interposed between the power source and the bridge circuit to a closed state, and controls a relay circuit interposed between the bridge circuit and the electric motor to an open state. In this state, power is applied to the bridge circuit, but if the relay circuit interposed between the bridge circuit and the motor is operating normally, the electrical connection between the output side of the bridge circuit and the motor is off. Therefore, no current flows through the motor. Therefore, in this state, two diagonally located switching means from among the switching means constituting the bridge circuit are driven to the on state, and it is detected whether or not current flows through the bridge circuit. If current flows, it can be determined that the relay circuit interposed between the bridge circuit and the motor is malfunctioning.

(実施例) 以下、添付図面に従つてこの考案の実施例を説
明する。なお、各図において同一の符号は同様の
対象を示すものとする。
(Example) Hereinafter, an example of this invention will be described according to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals in each figure indicate similar objects.

第1図はこの考案の実施例に係る電動式パワー
ステアリング装置を示す系統図である。図におい
て、1は検出回路、2は検出回路1の検出出力信
号に基づいて電動機制御信号を決定する電動機の
主制御回路、3は電動機を駆動する電動機駆動回
路、4はステアリング系に対して補助トルクを発
生する電動機、5は電源回路である。以下、これ
らの構成要素を詳述する。
FIG. 1 is a system diagram showing an electric power steering device according to an embodiment of this invention. In the figure, 1 is a detection circuit, 2 is a main control circuit of the motor that determines a motor control signal based on the detection output signal of detection circuit 1, 3 is a motor drive circuit that drives the motor, and 4 is an auxiliary to the steering system. An electric motor generates torque, and 5 is a power supply circuit. These components will be explained in detail below.

検出回路1はステアリング系に付与される操舵
トルク及び操舵回転数をそれぞれ検出する操舵ト
ルクセンサ11並びに操舵回転センサ12を備え
ている。これらのセンサ11,12にはそれぞれ
インターフエース回路13,14を介して操舵ト
ルク検出信号S1,S2及び操舵回転検出信号S3,S4
を電動機主制御回路2に入力する。操舵トルクセ
ンサ11及び操舵回転センサ12の出力S1,S2
S3,S4は、それぞれ第2図,第3図のようであ
る。主制御回路2は、A/Dコンバータ21やマ
イクロコンピユータユニツト(以下MCUとする)
22を備えており、電動機4の制御信号を決定し
て出力する。即ち、MCU22においては、操舵
トルク検出信号T(T=|S1−S2|)に基づい
て、第4図のようにメモリに格納した電動機制御
デユーテイDTを読出す。また、同様に操舵回転
数N(N=|S3−S4|)に基づいて、第5図のよ
うにメモリに格納した電動機回転数制御デユーテ
イDNを読第4図、これらデユーテイ信号DT,TN
により電動機制御信号T3,T4を決定出力す
る。
The detection circuit 1 includes a steering torque sensor 11 and a steering rotation sensor 12 that respectively detect the steering torque and the steering rotation speed applied to the steering system. These sensors 11 and 12 receive steering torque detection signals S 1 and S 2 and steering rotation detection signals S 3 and S 4 via interface circuits 13 and 14, respectively.
is input to the motor main control circuit 2. Outputs S 1 , S 2 of the steering torque sensor 11 and the steering rotation sensor 12,
S 3 and S 4 are as shown in FIG. 2 and FIG. 3, respectively. The main control circuit 2 includes an A/D converter 21 and a microcomputer unit (hereinafter referred to as MCU).
22, which determines and outputs a control signal for the electric motor 4. That is, the MCU 22 reads out the motor control duty D T stored in the memory as shown in FIG. 4 based on the steering torque detection signal T (T=|S1-S2|). Similarly, based on the steering rotation speed N (N=|S3−S4|), the motor rotation speed control duty D N stored in the memory as shown in FIG. 5 is read, and these duty signals D T , T N
The motor control signals T3 and T4 are determined and output.

電動機駆動回路3は、ドライブユニツト30
と、スイツチング手段としての電界効果トランジ
スタ(以下単にFETと記す)31,32,33,
34をそれぞれ各アームとして組合わせたブリツ
ジ回路と、電流検出回路40とを備えている。こ
のブリツジ回路においては、互いに隣合う直列に
接続した第1並びに第2のFET31,32の直
列回路及び隣合うやはり直列に接続した第3並び
に第4のFET33,34の直列回路を並列に接
続している。この2つの直列回路の接続点36
a,36bは電源端子であり、一方の接続点36
aには電源回路5のリレー回路54の常開接点5
4aを接続し、他方の接続点は抵抗38を介して
駆動電源のアース側に接続する。抵抗38の両端
の電圧は電流検出回路40に入力し、リレー回路
39,54の故障診断データとしてMCU22で
処理する。また、各直列回路の互いに隣合う第1
並びに第2のFET31,32の接続点37a及
び互いに隣合う第3並びに第4のFET33,3
4の接続点37bは出力端子であり、リレー回路
39の常開接点39aを介して電動機4を接続す
る。電流検出回路40の検出信号S5は、例えば第
6図に示すようである。
The motor drive circuit 3 includes a drive unit 30
and field effect transistors (hereinafter simply referred to as FETs) 31, 32, 33, as switching means.
34 in combination as each arm, and a current detection circuit 40. In this bridge circuit, a series circuit of first and second FETs 31 and 32 connected in series adjacent to each other and a series circuit of third and fourth FETs 33 and 34 adjacent to each other also connected in series are connected in parallel. ing. Connection point 36 of these two series circuits
a and 36b are power supply terminals, and one connection point 36
Normally open contact 5 of relay circuit 54 of power supply circuit 5 is shown at a.
4a, and the other connection point is connected to the ground side of the drive power source via a resistor 38. The voltage across the resistor 38 is input to the current detection circuit 40 and processed by the MCU 22 as failure diagnosis data for the relay circuits 39 and 54. In addition, the first circuits adjacent to each other in each series circuit
and the connection point 37a of the second FETs 31, 32 and the third and fourth FETs 33, 3 adjacent to each other.
The connection point 37b of No. 4 is an output terminal, and the motor 4 is connected through the normally open contact 39a of the relay circuit 39. The detection signal S5 of the current detection circuit 40 is as shown in FIG. 6, for example.

このような構成によれば、初期故障診断により
リレー回路39,54の動作を確認した後、リレ
ー回路39,54をオン状態とし、主制御回路2
は電動機4の制御を開始する。すなわち、各
FET31〜34のゲートをドライブユニツト3
0の所定のデユーテイ値を有する出力信号で駆動
することにより、FET31〜34をスイツチン
グ素子として作動させ、電動機4を駆動制御す
る。尚、正常時には上記リレー回路39と54に
は、MCU22からそれぞれ制御信号がOR2=1
(ハイレベル)、OR1=1として入力されて接続状
態を維持しており、OR2=(ローレベル)、OR1
0が入力されると遮断して電動機4の回路を開
く。
According to such a configuration, after confirming the operation of the relay circuits 39 and 54 through initial failure diagnosis, the relay circuits 39 and 54 are turned on, and the main control circuit 2
starts controlling the electric motor 4. That is, each
Drive unit 3 drives the gates of FETs 31 to 34.
By driving with an output signal having a predetermined duty value of 0, the FETs 31 to 34 are operated as switching elements to drive and control the electric motor 4. In addition, during normal operation, the relay circuits 39 and 54 each receive a control signal from the MCU 22 of O R2 =1.
(high level), O R1 = 1 is input to maintain the connection state, O R2 = (low level), O R1 =
When 0 is input, the circuit of the electric motor 4 is opened.

電源回路5は、車載バツテリ50の電力を、ヒ
ユーズ回路51、イグニツシヨンスイツチなどの
キースイツチ52、ヒユーズ回路53を介して、
リレー回路54及び定電圧回路55に供給する。
リレー回路54は、前述のように駆動回路3の
FET31〜34への電力を導通遮断するための
ものであり、リレー回路39と同様のMCU22
の出力OR1で制御する。定電圧回路55はMCU
22等を作動させるためのものである。
The power supply circuit 5 receives power from an on-vehicle battery 50 via a fuse circuit 51, a key switch 52 such as an ignition switch, and a fuse circuit 53.
It is supplied to a relay circuit 54 and a constant voltage circuit 55.
The relay circuit 54 is connected to the drive circuit 3 as described above.
This is to cut off the conduction of power to FETs 31 to 34, and is connected to the MCU 22 similar to the relay circuit 39.
Controlled by the output O R1 . Constant voltage circuit 55 is MCU
This is for operating the 22 etc.

第7図はこの考案の実施例に係る電動式パワー
ステアリング装置の主に機械的構成を示す縦断面
図である。同図によれば、この実施例の電動式パ
ワーステアリング装置は、ピニオン軸71をステ
アリングの運動を伝達する入力軸とし、また電動
機4の発生する補助トルクを所望の回転数で伝達
するラツク軸72を出力軸としたラツクアンドピ
ニオン形の構成を有する。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view mainly showing the mechanical structure of the electric power steering device according to the embodiment of the invention. According to the figure, the electric power steering device of this embodiment uses a pinion shaft 71 as an input shaft for transmitting steering motion, and a rack shaft 72 for transmitting auxiliary torque generated by the electric motor 4 at a desired rotation speed. It has a rack-and-pinion configuration with the output shaft.

入力軸71の一端にはピニオンギヤ711を形
成してあり、後述する出力軸72のラツクギヤ7
21と噛合わせる。この入力軸71は、シール部
材712,軸受け713,714、ピニオンケー
ス715、並びに軸受716,717を介して、
ラツクケース73に回動自在に支持される。ここ
で、入力軸71はピニオンギヤ711を介してラ
ツクギヤ721と噛合つており、ステアリングホ
イールの回転に伴つて回動するが、ピニオンケー
ス715もラツクケース73に対して一定範囲で
回動可能である。入力軸71には、入力軸71の
回転方向及び回転速度を検出する操舵回転センサ
12、入力軸71の回転トルクを検出する操舵ト
ルクセンサ11を設けてある。操舵回転センサ1
2は、入力軸71に軸着したプーリ121の回転
をタイミングベルト122によつてゼネレータ
(図示せず)に伝達するよう構成する。このゼネ
レータの出力電圧を検出信号S3,S4として用い
る。すなわち、この信号S3,S4の絶対値が操舵回
転速度を与え、この出力信号の極性が回転方向を
与える。この出力信号が第3図の曲線S3,S4に対
応することは前述した。操舵トルクセンサ11
は、1つの1次コイル111並びに2つの2次コ
イル112,113及び磁性材料をもつて成り入
力軸71の回転に伴つて変位する可動コア114
を備えて差動変圧器を構成する。可動コア114
は、コイルスプリング115,116で挟持され
軸方向(図面左右方向)に変位可能なピストン1
17に連結してある。このピストン117の中ほ
どには凹部117aを形成し、この凹部117a
には、ピン118を係合する。このピン118
は、入力軸71の中心軸からわずかに偏心してピ
ニオンケース715に固定してあり、その軸方向
の変位量は回転トルクに比例する。従つて、1次
コイル111に制御装置74から交番信号T1を
入力し、2次コイル112,113でこの信号を
差動的に取出すことにより可動コア114の変位
従つて操舵トルクを電気信号として検出すること
が可能となる。この出力信号が第2図のS1,S2
対応する。補助トルク発生用の電動機4は、プー
リ741及びコグベルト742を介して、出力軸
72と同軸状に配置した減速機構76のプーリ7
61にその補助トルクを伝達する。減速機構76
は、ラツク軸72の一部に形成したボールネジ7
62にボール763を介してボルトナツト764
を組合わせたいわゆるボールナツト機構を成して
いる。
A pinion gear 711 is formed at one end of the input shaft 71, and a rack gear 711 of the output shaft 72, which will be described later, is formed at one end of the input shaft 71.
Mesh with 21. This input shaft 71 is connected via a seal member 712, bearings 713, 714, pinion case 715, and bearings 716, 717.
It is rotatably supported by a rack case 73. Here, the input shaft 71 meshes with a rack gear 721 via a pinion gear 711 and rotates as the steering wheel rotates, but the pinion case 715 is also rotatable within a certain range with respect to the rack case 73. The input shaft 71 is provided with a steering rotation sensor 12 that detects the rotation direction and rotation speed of the input shaft 71, and a steering torque sensor 11 that detects the rotation torque of the input shaft 71. Steering rotation sensor 1
2 is configured to transmit the rotation of a pulley 121 pivotally attached to an input shaft 71 to a generator (not shown) via a timing belt 122. The output voltage of this generator is used as detection signals S 3 and S 4 . That is, the absolute values of these signals S 3 and S 4 give the steering rotation speed, and the polarity of this output signal gives the rotation direction. It was mentioned above that this output signal corresponds to the curves S 3 and S 4 in FIG. Steering torque sensor 11
A movable core 114 is made of one primary coil 111, two secondary coils 112, 113, and a magnetic material, and is displaced as the input shaft 71 rotates.
constitute a differential transformer. Movable core 114
is a piston 1 which is held between coil springs 115 and 116 and is movable in the axial direction (horizontal direction in the drawing).
It is connected to 17. A recess 117a is formed in the middle of this piston 117, and this recess 117a
, the pin 118 is engaged. This pin 118
is fixed to the pinion case 715 slightly eccentrically from the central axis of the input shaft 71, and the amount of displacement in the axial direction is proportional to the rotational torque. Therefore, by inputting the alternating signal T1 from the control device 74 to the primary coil 111 and differentially extracting this signal by the secondary coils 112 and 113, the displacement of the movable core 114 and hence the steering torque can be detected as an electrical signal. It becomes possible to do so. This output signal corresponds to S 1 and S 2 in FIG. The electric motor 4 for generating auxiliary torque is connected to a pulley 7 of a reduction mechanism 76 disposed coaxially with the output shaft 72 via a pulley 741 and a cog belt 742.
The auxiliary torque is transmitted to 61. Reduction mechanism 76
is a ball screw 7 formed on a part of the rack shaft 72.
Bolt nut 764 through ball 763 to 62
It forms a so-called ball nut mechanism.

以上のような電動式パワーステアリング装置の
動作を第8図a,bのフローチヤートを参照しつ
つ説明する。なお、以下の説明でP0〜P64の符号
はフローチヤート中の各ステツプの番号に対応す
る。また、例えばP6−Y及びP6−Nなどの符号
は、判断ブロツクP6の判断がそれぞれ肯定的及
び否定的であることを示すものとする。
The operation of the electric power steering device as described above will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 8a and 8b. In the following explanation, the symbols P0 to P64 correspond to the numbers of each step in the flowchart. Further, the symbols P6-Y and P6-N, for example, indicate that the judgment of the judgment block P6 is positive and negative, respectively.

まず、電動式パワーステアリング装置がイグニ
ツシヨンキーなどの操作によつて起動P0すると、
MCU22などの初期設定を行いP1、初期故障診
断P2をサブルーチンで実行する。初期故障診断
のサブルーチンを第9図に示す。以下この初期故
障診断を説明する。初期診断ルーチンP2を開始
すると、まずリレー回路39,54並びにFET
31−34のすべてをオフ状態とする90。次
に、ブリツジ回路を構成するFET31,32を
共にオン状態とする91。このとき抵抗38に電
流が流れたか否かを電流検出回路40により監視
する92。電流が流れれば92y,リレー回路5
4はオフ状態であるべきにもかかわらず電流が流
れたのであり、リレー回路54に異常があると主
制御回路2は判断して、故障処理100を実行
し、電動機制御のための処理を終了する101。
電流が流れない場合92nは正常であり、FET
31,32をオフ状態とする93と共にリレー回
路54をオン状態とする94。このため、電動駆
動回路3は作動可能な待機状態となる。
First, when the electric power steering device is started P0 by operating the ignition key, etc.
Initial settings are made for the MCU 22, etc., and P1 and initial failure diagnosis P2 are executed as subroutines. FIG. 9 shows a subroutine for initial failure diagnosis. This initial failure diagnosis will be explained below. When starting the initial diagnosis routine P2, first the relay circuits 39, 54 and FET
90, all of 31-34 are turned off. Next, both FETs 31 and 32 forming the bridge circuit are turned on (91). At this time, the current detection circuit 40 monitors 92 whether or not current flows through the resistor 38. If current flows, 92y, relay circuit 5
The main control circuit 2 determines that there is an abnormality in the relay circuit 54, executes the failure process 100, and ends the process for controlling the motor. 101 to do.
If no current flows, 92n is normal and the FET
93 which turns 31 and 32 off, and 94 which turns the relay circuit 54 on. Therefore, the electric drive circuit 3 is in a standby state in which it can operate.

次に、主制御回路2は電動機駆動回路3のブリ
ツジ回路内で互いに対角状に位置するFET31,
34をオン状態とする95。このとき、前回の処
理と同様に抵抗38に電流が流れたか否かを電流
検出回路40により監視する96。電流が流れれ
ば96y、リレー回路39はオフ状態であるべき
にもかかわらず電流が流れたのであり、リレー回
路39に異常があると主制御回路2は判断して、
故障処理100を実効し、電動機制御のための処
理を終了する101。電流が流れない場合96n
は正常であり、FET31,34をオフ状態とす
る97と共にリレー回路39をオン状態とする9
8。このため、電動機駆動回路3と電動機4とが
電気的に接続され電動機制御が可能な待機状態と
なる。従つて、処理はメインルーチンへ戻る9
9。
Next, the main control circuit 2 includes FETs 31 and 31 disposed diagonally in the bridge circuit of the motor drive circuit 3.
95 to turn on 34; At this time, the current detection circuit 40 monitors 96 whether or not current flows through the resistor 38 as in the previous process. If the current flows, it is 96y, and the current flows even though the relay circuit 39 should be in the off state, so the main control circuit 2 determines that there is an abnormality in the relay circuit 39.
101 executes the failure process 100 and ends the process for controlling the electric motor; 96n when no current flows
is normal, and 97 turns the FETs 31 and 34 off and 9 turns the relay circuit 39 on.
8. Therefore, the motor drive circuit 3 and the motor 4 are electrically connected and enter a standby state in which the motor can be controlled. Therefore, the process returns to the main routine9.
9.

なお、以上において故障処理100は対応する
各FET31−34ならびにリレー回路39,5
4をオフ状態とすると共に、警告表示を実行する
などの処理を行なう。また、FET31,32を
オン状態とする代わりに、FET33,34をオ
ン状態としてもよく、同様にFET31,34を
オン状態とする代わりに、FET32,33をオ
ン状態としても同様の故障診断が可能であること
は容易に理解できるであろう。各FET31−3
4をオンオフさせる信号は、制御信号を用いても
よいし別途故障診断用の信号を主制御回路2から
供給するようにしてもよい。
In addition, in the above, the failure processing 100 includes each of the corresponding FETs 31-34 and relay circuits 39, 5.
4 is turned off, and processes such as displaying a warning are performed. Also, instead of turning on FETs 31 and 32, FETs 33 and 34 may be turned on, and similarly, instead of turning FETs 31 and 34 on, FETs 32 and 33 can be turned on to perform the same fault diagnosis. It is easy to understand that. Each FET31-3
A control signal may be used as the signal for turning on and off 4, or a separate signal for fault diagnosis may be supplied from the main control circuit 2.

次に、操舵トルクセンサ11の検出信号S1,S2
を読込みP3、ステツプP40以下のサブルーチンで
示すセンサの故障診断を実行する。引続いて、
S1,S2を算出して第2図の操舵トルクTを得P5、
この操舵トルクTの絶対値を得るための変換を行
いその符号のフラグFを立てるP6〜P9。こうし
て求めた操舵トルクTの絶対値をアドレスとし、
第4図に示すようなデユーテイ値特性曲線DT
記憶させたメモリのテーブル1をアクセスする
P10。次に、操舵回転センサ12の検出信号S3
S4を読込みP11、ステツプP40で示すサブルーチ
ンでセンサの故障診断を行なう。そしてS3,S4
演算してP13、第3図の操舵回転数Nの絶対値変
換およびその符号フラグGを立てるP14〜P17。
そして第5図に示すようなデユーテイ値特性曲線
DNを記憶させたメモリのテーブル2をアクセス
するP18。このようにして、電動機4に要求する
回転トルクを発生させるに必要なトルク制御信号
のデユーテイ値DT、回転速度を発生させるに必
要な回転数制御信号のデユーテイ値DNを得るこ
とができ、これらのデユーテイ値DTとDNにより
制御信号T4を構成する。
Next, the detection signals S 1 and S 2 of the steering torque sensor 11
Read P3 and execute the sensor failure diagnosis shown in the subroutine following step P40. Subsequently,
Calculate S 1 and S 2 to obtain the steering torque T shown in Figure 2, P5,
Conversion is performed to obtain the absolute value of this steering torque T, and a flag F of that sign is set in P6 to P9. The absolute value of the steering torque T obtained in this way is used as an address,
Access table 1 in the memory that stores the duty value characteristic curve D T as shown in Figure 4.
P10. Next, the detection signal S 3 of the steering rotation sensor 12,
S4 is read and sensor failure diagnosis is performed in the subroutine shown at step P11 and step P40. Then, S 3 and S 4 are calculated at P13, and the absolute value conversion of the steering rotation speed N shown in FIG. 3 is performed, and its sign flag G is set at P14 to P17.
And the duty value characteristic curve as shown in Figure 5
P18 accesses table 2 in memory where D N is stored. In this way, it is possible to obtain the duty value DT of the torque control signal necessary to generate the rotational torque required of the electric motor 4, and the duty value DN of the rotation speed control signal necessary to generate the rotational speed. These duty values DT and DN constitute the control signal T4 .

ステツプP19では、各デユーテイ値DT,DN
求めるに際して立てたフラグF,Gが一致するか
否かを判断する。一致する場合P14−Yには、ス
テアリングホイールが往き操作状態にあると判断
してデユーテイ値DD=DT+DN及びデユーテイ値
DU=1を演算するP20,21。一致しない場合P19
−Nには、ステアリングホイールが戻り操作状態
にあると判断してのデユーテイ値DD=DT及びデ
ユーテイ値DU=1−DNを演算するP22,23。こ
の後、ステアリングホイールに操舵トルクが付与
されているかどうか即ちDD=0かが判別され
P24、DD=0の場合にはR=L=0とするP26。
また、DD=0でない場合には、フラグFのチエ
ツクが行なわれるP25。F=1の場合にはR=
0、L=1としP27、F=1でない場合にはR=
1,L=0とするP28。そして、ステツプP29で
R,Lを内容とする方向制御信号T3を出力し、
ステツプP30でDD,DUからなるトルク制御信号
T4を出力し、ステツプP60で電動機系の故障診断
をP60を行つて一連の処理を繰返す。尚、上記
R,Lは回転方向信号T3の回転方向を示す符号
であり、例えばRは右回転、Lは左回転を示す。
また、上記DD,DUはトルク信号T4の内容である
デユーテイ値であり、例えば右回転の時には
FET31にDU,FET34にDDが付与され、左回
転の時にはFET33にDU,FET32にDDが付与
される。
In step P19, it is determined whether the flags F and G set when calculating the duty values DT and DN match each other. If they match, P14-Y determines that the steering wheel is in the forward operation state and outputs the duty value D D = D T + D N and the duty value.
P20, 21 to calculate D U =1. If not match P19
-N, P22 and 23 calculate the duty value D D =D T and the duty value D U =1-D N when it is determined that the steering wheel is in the return operation state. After this, it is determined whether steering torque is applied to the steering wheel, that is, whether D D =0.
P24, P26 where R=L=0 when D D =0.
If D D =0, flag F is checked in P25. If F=1 then R=
0, L=1, P27, if F=1, then R=
1, P28 with L=0. Then, in step P29, a direction control signal T3 containing R and L is output,
Torque control signal consisting of D D and D U at step P30
T4 is output, a failure diagnosis of the motor system is performed in step P60, and the series of processes is repeated. Note that R and L are codes indicating the rotation direction of the rotation direction signal T3; for example, R indicates clockwise rotation, and L indicates counterclockwise rotation.
In addition, the above D D and D U are the duty values that are the contents of the torque signal T4. For example, when rotating clockwise,
DU is applied to the FET 31, DD is applied to the FET 34, and during left rotation, DU is applied to the FET 33, and DD is applied to the FET 32.

次にセンサ故障診断P40のサブルーチンについ
て第8図bに基づき説明する。すなわち、操舵ト
ルクセンサであるかの判別が行なわれP41、操舵
トルクセンサである場合には、操舵トルクセンサ
11からの検出信号S1をAに、S2をBに夫々置数
するP42,P43。操舵トルクセンサでない場合に
は操舵回転センサ12からの検出信号S3をAに、
S4をBに夫々置数するP44,P45。そして(A+
B)/2なる演算をしこれをdとしP46、このd
が予め設定した各検出信号S1〜S4の下限値aと上
限値bの間の範囲内にあるかどうかが判別される
P47,P48。この範囲内にある場合には、夫々次
の各ステツプP5又はP13に戻る。この範囲内にな
い場合には、R=L=0,DD=DU=0リレー制
御信号OR1=0、OR2=0としP50〜P52、各信号
R,L,DD,DUを電動機駆動回路3に出力し、
リレー制御信号OR1,OR2をリレー回路54と3
9に出力してP53、制御処理を停止するP54。そ
してリレー回路54の駆動によっりブリツジ回路
への電源の供給が停止されるとともに、リレー回
路39の駆動によりブリツジ回路と電動機4との
接続回路が開かれる。したがつて、電動機駆動回
路3および電動機4の駆動が停止し、マニユアル
ステアリングに移行する。
Next, the subroutine of sensor failure diagnosis P40 will be explained based on FIG. 8b. That is, it is determined whether it is a steering torque sensor or not, and if it is a steering torque sensor, the detection signal S1 from the steering torque sensor 11 is placed in A and the detection signal S2 is placed in B, respectively, in P42 and P43. . If it is not a steering torque sensor, the detection signal S3 from the steering rotation sensor 12 is set to A,
P44 and P45 respectively place S 4 in B. And (A+
B) Perform the calculation /2 and set this as d.P46, then this d
is within the range between the lower limit value a and the upper limit value b of each detection signal S 1 to S 4 set in advance.
P47, P48. If it is within this range, the process returns to the next step P5 or P13, respectively. If not within this range, R = L = 0, D D = D U = 0 relay control signal O R1 = 0, O R2 = 0, P50 to P52, each signal R, L, D D , D U is output to the motor drive circuit 3,
Relay control signals O R1 and O R2 are sent to relay circuits 54 and 3.
9 and P53, and P54 to stop the control process. Then, by driving the relay circuit 54, the supply of power to the bridge circuit is stopped, and by driving the relay circuit 39, the connection circuit between the bridge circuit and the electric motor 4 is opened. Therefore, the drive of the motor drive circuit 3 and the motor 4 is stopped, and the steering shifts to manual steering.

また、電動機系の故障診断を行なうサブルーチ
ンP60においては、電流検出回路40からの検出
信号S5を読込みP61、第4図に示すトルク制御デ
ユーテイ値DTの許容範囲Cにあるかどうかが判
別されるPP62,P63。この許容範囲Cは同図に
示すようにDTを中心に予め設定されている。そ
して、検出信号S5がこの許容範囲内にある場合
には、次のステツプP3に戻りP64、許容範囲内に
ない場合には、先のセンサ故障診断と同様にR=
L=0、DD=DU=0、OR1=0、OR2=0として
各信号を出力して制御処理を停止するP54。した
がつて、リレー制御信号OR1=0、OR2=0によ
りリレー回路54と39が遮断状態となり、上記
同様にマニユアルステアリングに移動する。
Furthermore, in the subroutine P60 for diagnosing failure of the electric motor system, the detection signal S5 from the current detection circuit 40 is read in P61, and it is determined whether the torque control duty value D T is within the allowable range C shown in FIG. PP62, P63. This allowable range C is preset around D T as shown in the figure. If the detection signal S5 is within this allowable range, the process returns to the next step P3 and P64; if it is not within the allowable range, R=
P54 outputs each signal with L=0, D D =D U =0, O R1 =0, O R2 =0 and stops the control process. Therefore, the relay control signals O R1 =0, O R2 =0 cause the relay circuits 54 and 39 to be cut off, and the steering is shifted to manual steering in the same manner as described above.

このように本実施例の電動式パワーステアリン
グ装置によれば、電動機系、即ち電動機駆動回路
のブリツジアームを構成するFET31〜34の
いずれかが破壊するなどして導通状態となつて
も、このFET破壊を電流検出回路40で検出し、
MCU22でリレー回路39を遮断状態とするこ
とにより閉回路の形成を回避することができるの
で、電動機4に制動電流が流れるようなことはな
くなり、装置の信頼性を高めることができる。
In this way, according to the electric power steering device of this embodiment, even if any of the FETs 31 to 34 that constitute the bridge arm of the motor system, that is, the motor drive circuit, breaks down and becomes conductive, this FET will not break. is detected by the current detection circuit 40,
Since the formation of a closed circuit can be avoided by cutting off the relay circuit 39 by the MCU 22, there is no possibility that a braking current will flow through the electric motor 4, and the reliability of the device can be improved.

尚、上記実施例ではブリツジ回路を構成する各
スイツチング手段にFETを用いた構成を示した
が、スイツチング手段としてはリレー接点やバイ
ポーラトランジスタを用いてもよい。更に故障診
断に基づいてリレー回路をオフ状態(非導通状
態)とする場合について説明したが、必要に応じ
て手動スイツチなどにより積極的に各リレー回路
をオフ状態としてもよい。
In the above embodiment, FETs are used for the switching means constituting the bridge circuit, but relay contacts or bipolar transistors may also be used as the switching means. Furthermore, although the case where the relay circuits are turned off (non-conducting) based on a fault diagnosis has been described, each relay circuit may be turned off actively by a manual switch or the like as necessary.

(考案の効果) この考案によれば、以上のように主制御回路2
及び電動機駆動回路3の電動機制御の開始に先立
つて、主制御回路2によりリレー回路39,54
の診断を実行するために既存の電動機駆動回路の
ブリツジ回路を適宜の方法で作動させ、当該ブリ
ツジ回路に電流が流れたかどうかを監視するよう
にしたことにより、特別な構成要素を別途準備す
ることなく初期故障診断を実行することのできる
簡単な構成で信頼性の高い制御系統を有する電動
式パワーステアリング装置を得ることができる。
(Effect of the invention) According to this invention, the main control circuit 2
Prior to the start of motor control by the motor drive circuit 3, the relay circuits 39 and 54 are activated by the main control circuit 2.
In order to carry out the diagnosis, the bridge circuit of the existing motor drive circuit is activated in an appropriate manner and whether or not current flows through the bridge circuit is monitored, thereby requiring the separate preparation of special components. Therefore, it is possible to obtain an electric power steering device having a simple configuration and a highly reliable control system that can perform initial failure diagnosis without any trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の実施例に係る電動式パワー
ステアリング装置の電動系統図、第2図はこの考
案の実施例に係る電動式パワーステアリング装置
の操舵トルク検出信号を示す特性図、第3図はこ
の考案の実施例に係る電動式パワーステアリング
装置の操舵回転検出信号を示す特性図、第4図は
この考案の実施例に係る電動式パワーステアリン
グ装置の主制御回路22が演算する電動機トルク
制御デユーテイ信号の特性図、第5図はこの考案
の実施例に係る電動式パワーステアリング装置の
主制御回路22が演算する電動機の回転数制御デ
ユーテイ信号の特性図、第6図はこの考案の実施
例に係る電動式パワーステアリング装置の電動機
の異常電流検出回路40の検出特性図、第7図は
この考案の実施例に係る電動式パワーステアリン
グ装置の機械構成図、第8図はこの考案の実施例
に係る電動式パワーステアリング装置の主要な動
作を説明するためのフローチヤート、第9図は第
8図のフローチヤートにおける初期故障診断のサ
ブルーチンを示すフローチヤートである。 図面において、1は検出回路、2は主制御回
路、3は電動機駆動回路、4は電動機、5は電源
回路、31〜34はブリツジ回路を構成するスイ
ツチング手段としての電界効果トランジスタ
(FET)、38は電流検出用の抵抗、39は電動
機とブリツジ回路との間に介在させたリレー回
路、40は電流検出回路、54は電源とブリツジ
回路との間に介在させたリレー回路である。
Fig. 1 is an electric system diagram of an electric power steering device according to an embodiment of this invention, Fig. 2 is a characteristic diagram showing a steering torque detection signal of the electric power steering device according to an embodiment of this invention, and Fig. 3 4 is a characteristic diagram showing the steering rotation detection signal of the electric power steering device according to the embodiment of this invention, and FIG. 4 shows the electric motor torque control calculated by the main control circuit 22 of the electric power steering device according to the embodiment of this invention. A characteristic diagram of the duty signal; FIG. 5 is a characteristic diagram of the motor rotation speed control duty signal calculated by the main control circuit 22 of the electric power steering device according to an embodiment of the invention; FIG. 6 is an embodiment of the invention. FIG. 7 is a mechanical configuration diagram of the electric power steering device according to an embodiment of the invention, and FIG. 8 is an embodiment of the invention. FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine for initial failure diagnosis in the flowchart of FIG. 8. In the drawings, 1 is a detection circuit, 2 is a main control circuit, 3 is a motor drive circuit, 4 is a motor, 5 is a power supply circuit, 31 to 34 are field effect transistors (FETs) as switching means constituting a bridge circuit, and 38 39 is a current detection resistor, 39 is a relay circuit interposed between the motor and the bridge circuit, 40 is a current detection circuit, and 54 is a relay circuit interposed between the power source and the bridge circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 ステアリング系に作用する操作量に基づき主制
御回路が決定した補助トルクを発生させる電動機
と、前記補助トルクを発生させるべく主制御回路
の出力指令に基づき前記電動機に電力を供給する
電動機駆動回路と、前記主制御回路による異常検
出信号により電動機への電源供給を遮断するリレ
ーを有するリレー回路とを備え、 前記電動機駆動回路は、2つのスイツチング手
段を直列接続した回路を2つ並列接続したブリツ
ジ回路を有し、この2つの直列回路の接続点に前
記電源を供給し、また、各直列回路の2つのスイ
ツチング手段の接続点を前記電動機に接続し、 前記リレー回路は、前記電源と前記ブリツジ回
路との間並びに前記電動機と前記ブリツジ回路と
の間にそれぞれ介在させるようにした電動式パワ
ーステアリング装置において、 前記主制御回路は、装置の起動に先立ち前記2
つのリレー回路を開放状態にするとともに、前記
ブリツジ回路の一方の直列回路の前記各スイツチ
ング手段を所定時間オン状態に駆動した状態で前
記ブリツジ回路に流れる電流の有無を検出し、次
に前記電源と前記ブリツジ回路との間のリレー回
路を閉成状態にし、さらに前記ブリツジ回路と前
記電動機の間のリレー回路を開放状態にするとと
もに、前記ブリツジ回路の対角状に位置する2つ
の前記スイツチング手段をオン状態に駆動した状
態で前記ブリツジ回路に流れる電流の有無を検出
し、又は逆の順序で前記ブリツジ回路の各スイツ
チング手段をオン状態として前記リレー回路の故
障診断を実行するようにしたことを特徴とする電
動式パワーステアリング装置。
[Claims for Utility Model Registration] An electric motor that generates an auxiliary torque determined by a main control circuit based on the amount of operation applied to the steering system; and a relay circuit having a relay that cuts off power supply to the motor in response to an abnormality detection signal from the main control circuit, and the motor drive circuit includes a circuit in which two switching means are connected in series. The relay circuit has two bridge circuits connected in parallel, supplies the power to the connection point of the two series circuits, and connects the connection point of the two switching means of each series circuit to the motor, and the relay circuit has two bridge circuits connected in parallel. , an electric power steering device interposed between the power source and the bridge circuit and between the electric motor and the bridge circuit, wherein the main control circuit controls the two
The presence or absence of current flowing through the bridge circuit is detected with the two relay circuits open and each of the switching means of one series circuit of the bridge circuit turned on for a predetermined time, and then the power supply is connected to the power supply. A relay circuit between the bridge circuit is closed, a relay circuit between the bridge circuit and the motor is opened, and the two switching means located diagonally of the bridge circuit are closed. A failure diagnosis of the relay circuit is performed by detecting the presence or absence of current flowing through the bridge circuit while the relay circuit is driven to the on state, or by turning each switching means of the bridge circuit to the on state in the reverse order. Electric power steering device.
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