JPH07115643B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

電動式パワーステアリング装置

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JPH07115643B2
JPH07115643B2 JP10813288A JP10813288A JPH07115643B2 JP H07115643 B2 JPH07115643 B2 JP H07115643B2 JP 10813288 A JP10813288 A JP 10813288A JP 10813288 A JP10813288 A JP 10813288A JP H07115643 B2 JPH07115643 B2 JP H07115643B2
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torque
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circuit
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耕作 魚田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、モータドライブ禁止時にモータドライバ地
絡検出回路の作動時、操舵トルクが所定値を越えた場
合、駆動指令信号とトルク方向判別器の出力信号の不一
致時などにおいて、ハンドル操作をマニアル状態に復元
させて、安全性の向上を図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〕
第７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、図中の１は操舵トルク検出器（以下、トル
ク検出器という）、16はモータ制御回路部、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１の
トルク信号インタフェース回路（以下、トルク信号I/F
回路という）であり、このトルク信号I/F回路２を経由
して、トルク検出器１の出力信号がCPU（マイクロコン
ピュータ）３に入力されている。このCPU3はモータ14の
制御の中心となるものである。
４はモータ14の右方向駆動インターフェース回路であ
り、これを経由してCPU3の右方向駆動信号がモータドラ
イバ10に入力されている。
同様にして、５はモータ14の左方向駆動インタフェース
回路であり、これを経由して、CPU3の左方向駆動信号が
モータドライバ10に入力されている。
13A,13Bはモータドライバ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。６はCPU3から出力され
るトルク信号をアナログ信号に変換するD/A（ディジタ
ル／アナログ）変換器である。
このモータ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、このステアリング
シャフトに操舵補助力を与えるためのものである。
７はモータ制御のための誤差増幅器で、その一方の入力
端子には、CPU3のトルク信号がD/A変換され、アナログ
信号として入力されている。
また、誤差増幅器７の他方の入力端子には、モータ電流
検出回路11の出力信号が入力されて、次段のPWM（パル
ス幅変調）変調器８を駆動して、モータ14のPWM信号を
発生させている。
９はこのPWM制御のためのPWM基準発振器である。12は電
流検出のための検出抵抗である。この検出抵抗12の両端
に発生した電圧がモータ電流検出回路11に入力されるよ
うになっている。
次に、従来におけるモータ制御の一例を述べる。第８図
はトルク検出器１の出力特性を一例を示したものであ
り、横軸に左右操舵トルクを示し、縦軸にトルク信号出
力を示したものである。T0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
を示し、左方向に左回転操舵トルクを示す。
T2の右方向の制御開始点操舵トルクを示し、T1は左方向
の制御開始点操舵トルクを示したものであり、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あり、V0
は中立点出力、V2は右方向制御開始点出力、V1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T1〜T2間は制御の不
感帯である。
第９図はモータ14の制御出力特性の一例を示したもので
あり、横軸にトルク信号出力を示し、縦軸にモータ出力
を示したものである。
この第９図において、V0はトルク検出器１の中立点出力
であり、V2は右方向制御開始点出力、V3は右方向飽和点
トルク出力であり、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V0〜V2間はモータ出力はゼロとされる
とともに、トルク出力がV3を越えると、モータ出力は一
定値（Pmax）に制御される。
同様に、V1は左方向制御開始点トルクであり、V4は左方
向飽和点トルクを示し、操舵トルクがV1〜V4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、V0〜V1間はモータ出力ゼロ、V4を越える
と、モータ出力は一定値（Pmax）に制御が行われる。
次に、モータのトルク制御の全体的なフローを第７図に
より述べる。キースイッチ（図示せず）がONされると、
電磁クラッチ（図示せず）がONされ、モータ14の出力軸
とステアリング軸が連結される。
次に操舵トルクに比例したトルク検出器１より出力さ
れ、トルク信号I/F回路２を経由してCPU3に入力され
る。
次に、CPU3は前記トルク信号をディ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CPU3の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。
モータドライバ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に入力されて、この出力はさらに次段のPWM変
調器８に入力され、PWM基準発振器９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巾の制御信
号として次段のモータドライバ10に出力されて、その出
力回路に接続されたモータ14のトルク制御がなされる。
また、モータ電流は検出抵抗12により検知され、モータ
電流検出回路11によりそのレベル制限またはカットOFF
がなされる。
このように、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１を設け、このトルク検出器１の出力に略比例した
補助トルクをモータ14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
舵力を軽減させる構成となしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、前記モータ14の回転方向はトルク検出器の出
力を受けて、モータ制御回路部16のCPU3の内部でそのレ
ベル判定を行い、モータ14の回転方向を決定する方法が
用いられていた。
このような電動式パワーステアリング装置においては、
モータドライバ10の一部に地絡が生じた場合には、モー
タ14への駆動指令がなくなっても、モータ14はドライブ
されることになり、ドライバの意志に反してハンドル操
作が行われ、極めて危険である。
また、車速があるレベルを越え、かつ操舵トルクが所定
レベルを越えた場合には、モータアシストがかかって、
操舵の安全性を悪化させる危険性がある。
さらに、CPU3の駆動指令信号とトルク方向判別器の出力
信号の不一致時においては、モータ14のドライバは禁止
されており、もし、このとき、モータ14がドライブされ
ると、極めて危険な状況となる。
この発明の第１の発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、モータの駆動指令がない場合でモータド
ライバ地絡検出回路が作動した場合には、直ちにハンド
ル操作をマニアルに復元でき、その安全性の向上を図る
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。また、この発明の第２の発明は、内部駆
動指令信号とトルク方向判別器の出力信号の不一致時に
モータ電流検出器が作動した場合には、直ちにハンドル
操作をマニアル状態に復元でき、その安定性の向上を図
る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。
〔課題を解決するための手段〕
この発明の第１の発明に係る電動式パワーステアリング
装置は、モータドライバ地絡検出回路と、内部トルク方
向判定信号と外部トルク方向判定信号の不一致時にモー
タドライバ地絡検出回路がモータドライバの地絡検出を
行うとフェールリレー回路のしゃ断制御を行うフェール
リレーしゃ断回路とを設けたものである。また、この発
明の第２の発明に係る電動式パワーステアリング装置、
トルク方向判別器と、モータ電流を検出するモータ電流
検出回路と、内部駆動指令信号出力とトルク方向判別器
の出力信号の不一致時にモータドライバの駆動が停止し
た際に、モータ電流検出回路が作動するとフェールリレ
ー回路のしゃ断制御を行うフェールリレーしゃ断回路と
を設けたものである。
〔作 用〕
この発明の第１の発明においては、内部トルク方向判定
信号と外部トルク方向判定信号の不一致時において、モ
ータドライバ地絡検出回路がモータドライバの地絡を検
出すると、この地絡検出後所定時間を経過した時点でモ
ータドライバ地絡検出回路の出力と内部トルク方向判定
信号および外部トルク方向判定信号との不一致時にフェ
ールリレーしゃ断回路をOFFして、フェールリレー回路
をしゃ断し、フェールリレーがしゃ断され、その結果ク
ラッチドライバおよびモータドライバをしゃ断させる。
また、この発明の第２の発明におけるトルク方向判別器
で判別したトルク方向と内部駆動指令信号の出力との不
一致時にモータドライバの駆動が停止した際に、モータ
電流検出回路がモータ電流を検出すると、フェールリレ
ーしゃ断回路をOFFし、フェルリレーをしゃ断し、その
結果クラッチドライバとモータドライバをしゃ断する。
〔実施例〕
以下、この発明の電動式パワーステアリング装置の実施
例について図面に基づき説明する第１図はその一実施例
の構成を示すブロック図であり、この第１図において、
第７図と同一部分には同一符号を付してその重複説明を
避け、第７図とは異なる部分を主体に述べる。
この第１図において、20は微分回路であり、第７図にお
けるトルク信号I/F回路２の位置に設けられており、こ
のトルク信号I/F回路２は省略されている。
トルク検出器１から出力される操舵トルクが微分回路20
を経てCPU3に入力され、かつ直接CPU3に入力されるよう
になっている。
また、微分回路20の出力はトルク方向判別器22にも入力
されるようになっている。トルク方向判別器22から出力
される右方向駆動信号、左方向駆動信号およびCPU3から
出力される右方向駆動信号、左方向駆動信号はそれぞれ
インバータ32,33を介して、アンドゲート30,29の各第１
入力端に入力されるようになっている。
また、CPU3からの右方向駆動信号、左方向駆動信号はそ
れぞれ、インバータドライバ10に入力されるようになっ
ている。このモータドライバ10は４個のパワーMOS FET3
7〜40によりブリッジ回路構成により構成されている。
モータドライバ10により、端子44,45を介して、モータ1
4が回転方向とモータ電流が制御されるようになってい
る。
上記端子44,45はモータドライバ地絡検出回路27の入力
端が接続され、モータドライバ10の地絡を検出するよう
になっている。モータドライバ地絡検出回路27の出力は
タイマ34,35を介して上記アンドゲート29,30の第２入力
端に加えられるようになっている。
アンドゲート29,30の出力はオアゲート31を通して自己
保持回路24に入力され、この自己保持回路24の出力によ
り、フェールリレーしゃ断回路25をしゃ断させるように
なっている。
このフェールリレーしゃ断回路25により、フェールリレ
ー回路26のしゃ断制御を行うようになっている。フェー
ルリレー回路26はコイル43のしゃ断により、可動端子42
を41a,41b間をしゃ断させるようになっている。固定端
子41aはクラッチドライバ21に接続され、固定端子41bは
キースイッチ46を介してバッテリ36の正極に接続されて
いる。バッテリ36の負極はアースされている。なお、検
出抵抗12、モータ電流検出回路11は第７図と同様であ
る。
第２図は第１図の実施例の具体的構成を示す回路図であ
る。この第２図において、トルク検出器１からのトルク
信号は抵抗R1とコンデンサC1とによる微分回路20を経て
トルク方向判別器22のコンパレータIC1,IC2の（＋）入
力端子に入力されるようになっている。。
コンパレータIC1,IC2の（＋），（−）入力端子間に
は、それぞれコンデンサC2,C3が接続されている。コン
パレータIC1,IC2の（＋）入力端子は比較入力端子であ
り、（−）入力端子は基準端子となるものである。
コンパレータIC1,IC2の（−）入力端子はそれぞれ抵抗R
2とR3、R3とR4との接続点に接続され、基準電圧V2,V1
（V2＞V1）が印加されている。これらの抵抗R2〜R4は電
源とアース間に直列に接続されている。
コンパレータIC1,IC2の出力端子からそれぞれ右方向駆
動信号（右操舵信号）、左方向駆動信号（左操舵信号）
が出力されるようになっており、この右方向駆動信号、
左方向駆動信号はそれぞれ排他論理和回路50,51の各第
１入力端子に入力されるようになっている。
この排他的論理和回路50,51の第２の入力端子には、そ
れぞれCPU3から右方向駆動信号、左方向駆動信号が入力
されるようになっている。両排他的論理和回路50,51の
出力はアンドゲート52の第1,第２の入力端子に加えられ
るようになっている。
アンドゲート52の出力は自己保持回路34内のＤフリップ
・フロップIC7のＴ端子に入力されるようになってい
る。このＴ端子はコンデンサC9を介してアースされてい
る。Ｄフリップ・フロップIC7のＤ端子は電源に接続さ
れ、Ｒ端子は抵抗R13を介して、コンデンサC8と抵抗R14
との接続点に接続されている。抵抗R14に並列にダイオ
ードD5が接続されている。コンデンサC8と抵抗R14は電
源とアース間に直列に挿入されている。
Ｄフリップ・フロップIC7のＱ端子から出力される出力
信号はフェールリレーしゃ断回路25の抵抗R15を介して
トランジスタTr1のベースに接続されている。トランジ
スタTr1のベース・エミッタ間に抵抗R16が接続されてい
る。
トランジスタTr1のコレクタはフェールリレー回路26の
トランジスタTr2のベースに接続されている。このトラ
ンジスタTr2のエミッタはアースされ、コレクタはコイ
ル43に接続されている。フェールリレー回路26内の内部
構成については第１図で示したとおりである。
次に、モータドライバ地絡検出回路27について説明す
る。このモータドライバ地絡検出回路27は４個のコンパ
レータIC3〜IC6を主体にして構成されている。
コンパレータIC3,IC4の（−）入力端子（比較端子）は
それぞれ抵抗R5,R6を介してモータ（＋）端子電圧（右
操舵）、モータ（−）端子電圧（左操舵）がそれぞれ入
力されるようになっている。
コンパレータIC3,IC4の（＋）入力端子（基準端子）は
互いに接続され、かつ抵抗R7とR8との接続点に接続さ
れ、たとえば、1.2Vの基準電圧が印加されている。抵抗
R7とR8は電源をアース間に直列に接続されている。
また、コンパレータIC3,IC4の（−）入力端子はそれぞ
れコンデンサC4,C5を介してアースされている。コンパ
レータIC3,IC4の出力はそれぞれコンパレータIC5,IC6の
（＋）入力端子に入力されるようになっている。
コンパレータIC5,IC6の（＋）入力端子はそれぞれコン
デンサC6,C7を介してアースされている。また、コンパ
レータIC5,IC6の（＋）入力端子同志は接続され、かつ
抵抗R9とR8との接続点に接続され、基準電圧が印加され
ている。抵抗R9とR10は電源とアース間に接続されてい
る。
コンパレータIC5,IC6の出力端子はそれぞれ抵抗R11,R12
を介して電源に接続されているとともに、ダイオードD
3,D4を介して、自己保持回路と24のＤフリップ・フロッ
プIC7のＴ端子に接続されている。
次に、第１図の動作について説明する。操舵トルクがト
ルク検出器１により検出されると、その出力が微分回路
20で微分され、CPU3およびトルク方向判別器22に入力さ
れる。
CPU3はトルク検出器１のトルク信号を受けてトルクの方
向と大きさを検出し、モータドライバ10に右方向駆動信
号または左方向駆動信号とトルクの大きさを出力する。
これにより、モータドライバ10はモータ14を右方向また
は左方向にほぼトルク信号に比例して駆動する。このモ
ータ14の駆動により、ステアリングシャフトに操舵力を
アシストする。
モータ14の電流は検出抵抗12に流れ、その電流に応じた
電圧が検出抵抗12の両端に発生する。この検出抵抗12の
電圧はモータ電流検出回路11に印加され、それによって
モータ電流を検出している。
また、トルク方向判別器22の出力信号がモータドライバ
10に入力され、CPU3の右方向駆動信号、左方向駆動信号
とアンド結合されており、両者の不一致時にはモータ14
は駆動されない。
これと同時に、CPU3から出力される右方向駆動信号、左
方向駆動信号と、トルク方向判別器22から出力される右
方向駆動信号、左方向駆動信号のアンド判定信号がイン
バータ32,33を経てアンドゲート29,30に入力される。
一方、モータドライバ地絡検出回路27により、モータド
ライバ10の地絡を検出すると、その検出出力はタイマ3
4,35で所定時間遅延された後、アンドゲート29,30に加
えられる。
これにより、アンドゲート29,30はタイマ34,35の出力と
インバータ32,33の出力との一致の判定を行い、もし一
致していれば、アンドゲート29,30からの出力がオアゲ
ーと31を通って自己保持回路24を経てフエールリレーし
ゃ断回路25を駆動する。
これにより、フェールリレー回路26のコイル43が非励磁
となり、可動端子42は固定端子41a,41bから離れ、クラ
ッチドライバ21およびモータドライバ10をしゃ断し、ハ
ンドルはマニアル操作となる。
また、キースイッチ46を入れると、フェールリレー回路
26が駆動され、その固定端子41a,41bが可動端子42によ
り閉成され、モータドライバ10とクラッチドライバ21に
バッテリ36が接続され、モータ14はクラッチ（図示せ
ず）により、ステアリングシャフトに連結されて、アシ
スト可能状態となる。
次に、第２図の動作について説明する。トルク検出器１
からのトルク信号が微分回路20に入力されて微分信号が
トルク方向判別器22のコンパレータIC1,IC2の（＋）入
力端子に加えられる。
コンパレータIC1,IC2はこの微分回路20の出力と（−）
入力端子に印加されている基準電圧と比較し、トルク信
号が基準電圧V2以上になると、右回転操舵と判定され、
トルク信号が基準電圧V1以下になると、左回転操舵と判
定する。
コンパレータIC1,IC2の出力はCPU3からの右方向駆動信
号、左方向駆動信号とともに、排他的論理和回路50,51
に入力されて、両者の不一致判定がなされるとともに、
この排他的論理和回路50,51の出力がアンドゲート52を
経て自己保持回路24のＤフリップ・フロップIC7のＴ端
子に入力される。
一方、モータドライバ地絡検出回路27のコンパレータIC
3、IC4はそれぞれモータ（＋）端子電圧、モータ（−）
端子電圧と抵抗R7,R8で決まる基準電圧と比較する。
右操舵禁止状態において、コンパレータIC3の入力が基
準電圧以下になると、モータドライバ10のパワーMOS FE
T38のショートと判定されるとともに、コンパレータIC3
の出力は「Ｈ」レベルとなり、この出力がIC5に入力さ
れる。
コンパレータIC5の（＋）入力端には、コンデンサC6が
接続されているため、この（−）入力端子が「Ｈ」レベ
ルに達するには、所定の遅延時間（0.5秒）が必要と
なる。
この入力電圧が抵抗R9,R10で決まる基準電圧を越える
と、コンパレータIC5の出力は「Ｈ」レベルとなり、ダ
イオードD3を経て、アンドゲート52の操舵方向不一致信
号出力とアンド結合されて、自己保持回路24に入力され
る。
同様に、左操舵禁止状態において、コンパレータIC4の
入力が基準電圧（1.2V）以下になると、モータドライ
バ10のパワーMOS FET40のショートの判定されるととも
に、コンパレータIC4の出力は「Ｈ」レベルとなり、こ
の出力がコンパレータIC6に入力される。コンパレータI
C6の（＋）入力端子には、コンデンサC7が接続されてお
り、このコンデンサC7により、コンパレータIC7の出力
が「Ｈ」レベルに反転され、ダイオードD4を経て、アン
ドゲート52の操舵方向不一致信号とアンド結合され、自
己保持回路24に入力される。
自己保持回路24はＤフリップ・フロップ回路IC7により
構成されており、操舵方向の不一致信号とモータドライ
バ地絡検出回路27の判定信号はアンド結合されてこのＴ
端子（クロック端子）入力となる。
このクロック入力が「Ｌ」から「Ｈ」に反転すると、Ｑ
端子（出力端子）には、「Ｌ」レベルが現れ、この出力
でフェールリレーしゃ断回路25のトランジスタTr1（ド
ライブトランジスタ）がOFFし、フェールリレー回路26
のトランジスタTr2（駆動トランジスタ）がドライブさ
れて、フェールリレーの可動端子42がOFFし、モータド
ライバ10およびクラッチドライバ21をしゃ断し、モータ
シャフトはステアリングシャフトより切り離され、マニ
アル操舵状態となる。
第３図はこの発明の第２の実施例のブロックであり、こ
の第３図において、第１図と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、第１図とは異なる部分を主体に
述べる。
この第３図においては、第１図におけるモータドライバ
地絡検出回路27、タイマ34,35、アンドゲート29,30、イ
ンバータ32,33、オアゲート31は省略されており、代わ
って、車速センサ40Aが設けられており、この車速セン
サ40Aの出力は車速レベル判定器41Aに送出するようにな
っており、また、トルク方向判定器22に代えて、トルク
レベル判定器42Aが設けられている。
このトルクレベル判定器42Aには、トルク検出器１の出
力信号が入力されるようになっており、トルクレベル判
定器42Aの出力は時限回路43Aに送出するようになってい
る。
車速レベル判定器41Aの出力と時限回路43Aの出力はアン
ドゲート44Aに送出するようになっている。アンドゲー
ト44Aの出力は自己保持回路24に送出するようにしてい
る。その他の構成は第１図と同様である。
第４図は第３図における自己保持回路24、フェールリレ
ーしゃ断回路25、車速レベル判定器41A、トルクレベル
判定器42Aの部分の具体的実施例を示す回路図である。
この第４図において、自己保持回路24、フェールリレー
しゃ断回路25は第２図と同様であり、その他の構成の説
明を省略する。
また、トルクレベル判定器42Aにおいて、トルク検出器
１からの出力信号は抵抗R42aを介してコンパレータIC8
の（＋）入力端子とIC9の（−）入力端子に入力される
ようになっており、この（＋）入力端子と（−）入力端
子コンデンサC42aを介してアースされている。
コンパレータIC8の（−）入力端子は抵抗R42bとR42cと
の接続点に接続され、基準電圧V42aが印加されている。
抵抗R42bとR42cは電源とアース間に直列に接続されてい
る。
同様にして、コンパレータIC9の（−）入力端子は抵抗R
42dとR42eとの接続点に接続され、基準電圧V42bが印加
されている。
この抵抗R42dとR42eは電源とアース間に直列に接続され
ている。
コンパレータIC8の出力端子は抵抗R42fを介して電源に
接続され、かつコンデンサC42bを介してアースされてい
る。同様にして、コンパレータIC9の出力端子は抵抗R42
gを介して電源に接続され、コンデンサC42cを介してア
ースされている。
コンパレータIC8の出力端子とコンパレータIC9の出力端
子はそれぞれダイオードD42a,D42bを介してコンパレー
タIC10の（＋）入力端子に接続されているとともに、抵
抗R42hを介してアースされている。
コンパレータIC10の（−）入力端子は抵抗R101とR102と
の接続点に接続されている。コンパレータIC10の出力端
子は抵抗R103を介して電源に接続されているとともに、
ダイオードD101を経て、自己保持回路24のＤフリップ・
フロップIC7のＴ端子に接続されている。
次に、車速レベル判定器41Aについて述べる。車速セン
サ40Aからの車速入力は抵抗R41aを介してF/D（周波数／
電圧）変換器と２個のコンパレータからなるIC11に入力
するようにしている。この車速レベル判定器41Aにおけ
るR41b〜R41gに抵抗、C41a〜C41dはコンデンサであり、
IC11の出力端子θ１は上記抵抗R102,R101を介してアー
スされ、出力端子θ２は抵抗R104を介してコンパレータ
IC10の（−）入力端子に接続されている。
次に、第３図の動作について第１図とは異なる部分を主
体に述べる。車速センサ40Aの出力が車速レベル判定器4
1Aに入力され、この出力が所定のレベルを越えたとき、
トルク検出器１の出力がトルクレベル判定器42Aで判定
され、その値が所定レベルを越え、時限回路43Aの設定
レベルを越えると、アンドゲート44Aより一致判定信号
が出力される。
この一致判定信号は自己保持回路24を介してフェールリ
レーしゃ断回路25を駆動し、その結果、フェールリレー
回路26をしゃ断し、第１図の場合と同様にして、クラッ
チドライバ21とモータドライバ10をしゃ断する。なお、
キースイッチ46を押したときの動作は第１図と同様であ
る。
次に、第４図の動作について説明する。車速入力が車速
レベル判定器41Aに入力される。この車速レベル判定器4
1AはF/V変換器と２個のコンパレータからなり、まず、
車速入力はF/V変換器でアナログ電圧に変換され、次段
の２個のコンパレータからなり、まず、車速入力はF/V
変換器でアナログ電圧に変換され、次段の２個のコンパ
レータの比較端子に入力される基準電圧と比較され、こ
の基準電圧を越えると、出力端子θ1,θ２に「Ｌ」レベ
ルの出力電圧が出力される。
また、トルク検出器１からのトルク信号はトルクレベル
判定器42AのコンパレータIC8の（＋）入力端子とコンパ
レータIC9の（−）入力端子に入力され、右方向操舵ト
ルクと左方向操舵トルクのレベルが判定され、左操舵ト
ルクはコンパレータIC8でレベル判定され、抵抗R42b,R4
2cで決定される基準電圧V42aより左方向操舵トルクが小
さくなると、コンパレータIC8の出力は「Ｈ」から
「Ｌ」に反転する。
また、右方向操舵トルクはコンパレータIC9でレベル判
定され、抵抗R42dとR42eで決定される基準電圧V42dより
大となると、コンパレータIC9の出力は「Ｈ」から
「Ｌ」に反転する。
次に全体的な動作の流れについて説明する。今車速ｖが
v2＞ｖ＞v1で限定される範囲にあるときには、車速レベ
ル判定器41Aの第１のコンパレータの出力端子θ１の出
力が「Ｌ」レベルに反転するために、コンパレータIC10
基準電圧は抵抗R101,R102で決まる第１の基準電圧E1と
なる。
今、左右の操舵トルクのどちらか一方がコンパレータIC
8,IC9の設定レベルを越えたとすると、そのコンパレー
タの出力は前述のごとく、「Ｈ」から「Ｌ」レベルに反
転するため、最終のコンパレータIC10の出力も「Ｈ」か
ら「Ｌ」レベルに反転する。
この出力が自己保持回路24のＤフリップ・フロップとＴ
端子に入力され、コンパレータIC10の出力が「Ｈ」から
「Ｌ」への反転により、Ｑ端子から出力される出力信号
は「Ｌ」から「Ｈ」レベルに反転するため、フェールリ
レーしゃ断回路25のトランジスタTr1がONとなり、トラ
ンジスタTr2かOFFさせるように作用する。
この結果、モータドライバ10とクラッチドライバ21がOF
Fし、マニアル操舵状態となる。
また、コンパレータIC8,IC9の出力段のコンデンサC42b,
C42cは時限回路42Aを形成するコンデンサであり、これ
らのコンパレータIC8,IC9の出力反転がコンデンサC42b,
C42cの放電時間以上継続することが要求される。
すなわち、操舵トルクがコンデンサC42b,C42cの放電時
間以上継続したときに、フェールリレーしゃ断回路25が
しゃ断されることになる。
今、車速ｖがv3＞ｖ＞v2で限定されている範囲になった
とすると、車速レベル判定器41A内の第１のコンパレー
タの代わりに第２のコンパレータが作動し、この以後の
作動は上記の場合と同様であるが、異なる点は第２のコ
ンパレータの出力が「Ｌ」レベルに反転したとき、抵抗
R101,R102で決まる最終コンパレータIC10の基準電圧が
低下するため、コンパレータIC8,IC9の出力段のコンデ
ンサC42b,C42cの放電時間が短くなり、したがって、操
舵トルクの継続時間も短時間でフェールリレー回路26が
OFFとなる。
ここで、フェールリレー回路26がOFFとなる条件の一例
を挙げる。
（ｉ）操舵トルク（左／右）≧290kg・cm、車速20km/H
＞ｖ＞10km/Hでフェール作動時間は約（0.4〜0.6）秒程
度となる。
（ii）操舵トルク（左／右）≧90kg・cm、車速45km/H＞
ｖ＞20km/Hでフェール作動時間は約（0.1〜0.3）秒であ
る。
第５図はこの発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図である。この第５図の場合は、第１図のモータドライ
バ地絡検出回路27とタイマ34,35を省略し、モータ電流
検出回路11の出力をアンドゲート29,30の第２入力端に
加えている。
また、第６図は第６図の実施例の具体的な構成を示す回
路図である。この第６図を第２図と比較しても明らかな
ように、第２図で示したモータドライバ地絡検出回路27
を省略し、モータ電流検出回路11を示している。
このモータ電流検出回路11のコンパレータIC12の（＋）
入力端子には、抵抗R11aを介してモータドライバ10から
のモータ実測電流が入力されるようになっている。この
（＋）入力端子はコンデンサC11aを介してアースされて
おり、コンパレータIC12の（−）入力端子は抵抗R11bと
R11cとの接続点に接続され、基準電圧が印加されてい
る。
この抵抗R11bとR11cとの直列回路は電源とアース間に接
続されている。コンパレータIC12の出力端子は自己保持
回路24のＤフリップ・フロップIC7のＴ端子に接続され
ている。その他の構成は第２図と同様である。
次に、この第３の実施例の動作について説明する。ま
ず、第５図の動作は第１図の動作のモータドライバ地絡
検出回路27、タイマ34,35の部分の動作説明を除き、ま
たトルク方向判別器22の出力とCPU3から出力される左右
方向駆動信号との不一致信号とモータ電流検出器11の出
力との一致をアンドゲート29,30でとるようにしてい
る。その他の部分の動作は第１図と同様である。
次に、第６図の回路の動作について説明するが、この第
６図においても、第２図の回路と同じ動作を行う部分は
その重複説明を避ける。
この第６図では、モータ電流検出回路11の（＋）入力端
子（比較端子）には、モータ電流に比例した検出電圧が
入力される。
この検出電圧はコンパレータIC12において、抵抗R11b,R
11cで決まる基準電圧と比較され、検出電圧が基準電圧
を越えると、コンパレータIC12の出力は「Ｌ」から
「Ｈ」レベルに反転する。
このコンパレータIC12の出力とトルク方向判別器22の出
力とCPU3の右方向駆動信号、左方向駆動信号の不一致出
力がアンドゲート52の出力端子でアンド結合されて、自
己保持回路24のＤフリップ・フロップIC7のＴ端子に入
力されている。
この駆動方向不一致信号出力時において、アンドゲート
52より「Ｈ」レベルが出力されているとき、電流検出回
路11が作動すると、その出力も「Ｈ」となり、Ｄフリッ
プ・フロップIC7のＴ端子は「Ｌ」から「Ｈ」に反転
し、そのＱ端子から「Ｌ」レベルが出力され、この出力
でフェールリレーしゃ断回路25のトランジスタTr1がOFF
し、トランジスタTr2がドライブされて、フェールリレ
ー回路26がしゃ断され、可動端子42がOFFし、モータド
ライバ10およびクラッチドライバ21がしゃ断され、ハン
ドルはマニアル状態となる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明の第１の発明によれば、CPUに
よるトルク方向判定信号とトルク方向判別器の出力信号
の不一致時において、モータドライバの地絡検出がなさ
れた場合には、フェールリレーしゃ断回路をOFFにし
て、モータドライバとクラッチドライバをしゃ断するよ
うに構成したので、モータの出力軸はステアリングシャ
フトと切り離され、マニアル操舵状態となり、ハンドル
は直ちに中立位置に復元され、その安全性が保証される
という効果がある。また、この発明の第２の発明によれ
ば、CPUの駆動指令信号出力とトルク方向判別器の出力
信号の不一致時にモータドライバの駆動が停止した際
に、モータ電流検出回路が作動した場合にフェールリレ
ーしゃ断回路をOFFして、モータドライバおよびクラッ
チドライバをしゃ断するように構成したので、モータド
ライバ及びモータの保護がなされると共に、モータの出
力軸はステアリングシャフトから切り離され、ハンドル
はマニアル操舵状態となり、その安全性が保証されると
い効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例によ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
主要部の具体的構成を示す回路図、第３図はこの発明の
第２の実施例による電動式パワーステアリング装置のブ
ロック図、第４図は第３図の実施例における主要部の具
体的構成を示す回路図、第５図はこの発明の第３の実施
例による電動式パワーステアリング装置のブロック図、
第６図は第５図の実施例における主要部の具体的構成を
示す回路図、第７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８図は従来の電動式パワーステア
リング装置における操舵トルク検出器の特性図、第９図
は従来の電動式パワーステアリング装置におけるモータ
制御の出力特性図である。 １……操舵トルク検出器、３……CPU（マイクロコンピ
ュータ）、10……モータドライバ、11……モータ電流検
出回路、14……モータ、21……クラッチドライバ、22…
…トルク方向判別器、24……自己保持回路、25……フェ
ールリレーしゃ断回路、26……フェールリレー回路、2
9,30,44A……アンドゲート、40A……車速センサ、41A…
…車速レベル判定器、42A……トルクレベル判定器、43A
……時限回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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上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
    検出器の出力を微分する微分回路と、この微分回路の出
    力と上記操舵トルク検出器の出力とにより上記モータの
    回転方向とトルクの大きさを判断するマイクロコンピュ
    ータと、上記操舵トルク検出器の出力から操舵トルク方
    向を判別するトルク方向判別器と、上記マイクロコンピ
    ュータにより制御され上記モータを駆動するモータドラ
    イバと、このモータドライバの通電およびしゃ断するフ
    ェールリレー回路と、上記モータドライバの地絡を検出
    するモータドライバ地絡検出回路と、上記トルク方向判
    別器により判別した操舵トルク方向と上記マイクロコン
    ピュータによる方向判定信号との不一致時において上記
    モータドライバ地絡検出回路が上記モータドライバの地
    絡検出後所定時間経過後に上記フェールリレー回路をし
    ゃ断するフェールリレーしゃ断回路とを備えた電動式パ
    ワーステアリング装置。
  2. 【請求項２】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上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
    検出器の出力を微分する微分回路と、この微分回路の出
    力と上記操舵トルク検出器の出力とにより上記モータの
    回転方向とトルクの大きさを判断するマイクロコンピュ
    ータと、上記操舵トルク検出器の出力から操舵トルク方
    向を判別するトルク方向判別器と、上記マイクロコンピ
    ュータにより制御され上記モータを駆動するモータドラ
    イバと、このモータドライバの通電およびしゃ断するフ
    ェールリレー回路と、上記モータに流れるモータ電流を
    検出するモータ電流検出回路と、上記トルク方向判別器
    により判別した操舵トルク方向と上記マイクロコンピュ
    ータによる方向判定信号との不一致時に上記モータドラ
    イバの駆動を停止時において上記モータ電流検出回路が
    作動した場合に上記フェールリレー回路をしゃ断するフ
    ェールリレーしゃ断回路とを備えた電動式パワーステア
    リング装置。
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