JPH0867260A - 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 - Google Patents
電動パワ−ステアリング装置の制御装置Info
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- JPH0867260A JPH0867260A JP22606594A JP22606594A JPH0867260A JP H0867260 A JPH0867260 A JP H0867260A JP 22606594 A JP22606594 A JP 22606594A JP 22606594 A JP22606594 A JP 22606594A JP H0867260 A JPH0867260 A JP H0867260A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モ−タの機械的拘束(ロツク)状態を検出す
ることができる電動パワ−ステアリング装置の制御装置
を提供する。 【構成】 イグニツシヨンスイツチをONとすると、ク
ラツチ駆動回路53はタイマにより所定時間だけクラツ
チ9をOFFに保ち、フエ−ルリレ−駆動回路54はフ
エ−ルリレ−43をONとし、接点43aが閉じてモ−
タ駆動回路41に電力が供給される。モ−タ10の回転
はパルス発生器55でパルス信号に変換され、モ−タ回
転判別器51により回転数が所定値以下か否かが判定さ
れる。所定値以下の場合はモ−タがロツクされていると
判定され、フエ−ルセ−フ処理器52が作動してクラツ
チ9をOFFに保つたまま、フエ−ルリレ−43をOF
Fとして接点43aを開いてモ−タ10への給電を断
ち、電動パワ−ステアリング装置を不作動とする。
ることができる電動パワ−ステアリング装置の制御装置
を提供する。 【構成】 イグニツシヨンスイツチをONとすると、ク
ラツチ駆動回路53はタイマにより所定時間だけクラツ
チ9をOFFに保ち、フエ−ルリレ−駆動回路54はフ
エ−ルリレ−43をONとし、接点43aが閉じてモ−
タ駆動回路41に電力が供給される。モ−タ10の回転
はパルス発生器55でパルス信号に変換され、モ−タ回
転判別器51により回転数が所定値以下か否かが判定さ
れる。所定値以下の場合はモ−タがロツクされていると
判定され、フエ−ルセ−フ処理器52が作動してクラツ
チ9をOFFに保つたまま、フエ−ルリレ−43をOF
Fとして接点43aを開いてモ−タ10への給電を断
ち、電動パワ−ステアリング装置を不作動とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電動パワ−ステアリ
ング装置の制御装置に関し、特にその操舵力を補助する
モ−タが機械的に拘束(ロツク)されたとき、これを検
出できる電動パワ−ステアリング装置の制御装置に関す
るものである。
ング装置の制御装置に関し、特にその操舵力を補助する
モ−タが機械的に拘束(ロツク)されたとき、これを検
出できる電動パワ−ステアリング装置の制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基
づいてモ−タを駆動して操向ハンドルの操舵力を補助す
るものである。このような電動式パワ−ステアリング装
置の制御は電子制御回路で実行されるが、その制御の概
要は、トルクセンサで検出された操舵トルクと車速セン
サで検出された車速に基づいてモ−タに供給する電流の
大きさを演算し、その演算結果に基づいてモ−タに供給
する電流を制御する。
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基
づいてモ−タを駆動して操向ハンドルの操舵力を補助す
るものである。このような電動式パワ−ステアリング装
置の制御は電子制御回路で実行されるが、その制御の概
要は、トルクセンサで検出された操舵トルクと車速セン
サで検出された車速に基づいてモ−タに供給する電流の
大きさを演算し、その演算結果に基づいてモ−タに供給
する電流を制御する。
【0003】即ち、電子制御回路は、操向ハンドルが操
作されて操舵トルクが発生しているときに、検出された
車速が零あるいは低速の場合は大きな操舵補助力を供給
し、検出された車速が速い場合は小さな操舵補助力を供
給するように操向ハンドルの操舵力と車速に応じてモ−
タに供給する電流を制御することで、走行状態に応じた
最適の操舵補助力を与えることができるものである。
作されて操舵トルクが発生しているときに、検出された
車速が零あるいは低速の場合は大きな操舵補助力を供給
し、検出された車速が速い場合は小さな操舵補助力を供
給するように操向ハンドルの操舵力と車速に応じてモ−
タに供給する電流を制御することで、走行状態に応じた
最適の操舵補助力を与えることができるものである。
【0004】この種の装置では、モ−タとステアリング
シヤフトの間に電磁クラツチを設け、通常はモ−タとス
テアリングシヤフトを結合してモ−タによる補助操舵力
がステアリングシヤフトに伝達されるようにし、また、
電動パワ−ステアリング装置が故障した場合には電磁ク
ラツチの結合を解除するフエ−ルセ−フ機能を備えてい
る。
シヤフトの間に電磁クラツチを設け、通常はモ−タとス
テアリングシヤフトを結合してモ−タによる補助操舵力
がステアリングシヤフトに伝達されるようにし、また、
電動パワ−ステアリング装置が故障した場合には電磁ク
ラツチの結合を解除するフエ−ルセ−フ機能を備えてい
る。
【0005】電動パワ−ステアリング装置の故障の1つ
として、モ−タが何等かの原因で故障して機械的に拘
束、即ちロツクされることがある。この場合、電磁クラ
ツチが結合したままでは操向ハンドルもロツクされて操
作できなくなる危険があるから当然に電磁クラツチの結
合を解除するのであるが、このモ−タのロツク状態の検
出にステアリングシヤフトに発生する操舵トルクを利用
し、検出された操舵トルクが異常な高トルクである場合
にはモ−タのロツク状態と判定し、電磁クラツチの結合
を解除する構成が提案されている。
として、モ−タが何等かの原因で故障して機械的に拘
束、即ちロツクされることがある。この場合、電磁クラ
ツチが結合したままでは操向ハンドルもロツクされて操
作できなくなる危険があるから当然に電磁クラツチの結
合を解除するのであるが、このモ−タのロツク状態の検
出にステアリングシヤフトに発生する操舵トルクを利用
し、検出された操舵トルクが異常な高トルクである場合
にはモ−タのロツク状態と判定し、電磁クラツチの結合
を解除する構成が提案されている。
【0006】しかし、この方法では、例えば、タイヤが
縁石に当たつたために高い操舵トルクが検出された場合
など高負荷による高トルクと、モ−タの故障によるロツ
ク状態のために検出された高トルクとを判別することが
困難で、高負荷による高いトルクにも拘らず、モ−タの
故障と判断してフエ−ルセイフ機能が作動して電磁クラ
ツチの結合が解除され、必要とする補助操舵力がステア
リングシヤフトに伝達されないという不都合がある。
縁石に当たつたために高い操舵トルクが検出された場合
など高負荷による高トルクと、モ−タの故障によるロツ
ク状態のために検出された高トルクとを判別することが
困難で、高負荷による高いトルクにも拘らず、モ−タの
故障と判断してフエ−ルセイフ機能が作動して電磁クラ
ツチの結合が解除され、必要とする補助操舵力がステア
リングシヤフトに伝達されないという不都合がある。
【0007】この対策として、モ−タの電流特性値がモ
−タがロツク状態にあるときと非ロツク状態にあるとき
とで異なることを利用し、モ−タのロツク状態を検出す
る方法が提案されている(特開昭63−215461号
公報参照)。
−タがロツク状態にあるときと非ロツク状態にあるとき
とで異なることを利用し、モ−タのロツク状態を検出す
る方法が提案されている(特開昭63−215461号
公報参照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たモ−タの電流特性値はバツテリ電圧の変動や、温度に
より変化するモ−タの端子間抵抗、逆起電力定数などの
影響を受けて変動する性質のものであるから、モ−タの
電流特性値のみによつてはモ−タがロツク状態にあるか
否かを正確に検出することができない。この発明は、上
記課題を解決することを目的とする。
たモ−タの電流特性値はバツテリ電圧の変動や、温度に
より変化するモ−タの端子間抵抗、逆起電力定数などの
影響を受けて変動する性質のものであるから、モ−タの
電流特性値のみによつてはモ−タがロツク状態にあるか
否かを正確に検出することができない。この発明は、上
記課題を解決することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、ステアリングシヤフトとモ−タ軸とを結
合又は解除する電磁クラツチを制御する制御手段を備え
た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、前
記モ−タの回転を検出するモ−タ回転検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電磁クラツチの結合を解除させた
状態において、所定値以上のモ−タ電流が流れていると
きにモ−タ回転検出手段により検出されたモ−タの回転
数が所定値以下の場合はモ−タがロツクしていると判定
し、電磁クラツチの結合を解除させた状態に保つと共に
モ−タへの給電を停止することを特徴とするものであ
る。
決するもので、ステアリングシヤフトとモ−タ軸とを結
合又は解除する電磁クラツチを制御する制御手段を備え
た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、前
記モ−タの回転を検出するモ−タ回転検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電磁クラツチの結合を解除させた
状態において、所定値以上のモ−タ電流が流れていると
きにモ−タ回転検出手段により検出されたモ−タの回転
数が所定値以下の場合はモ−タがロツクしていると判定
し、電磁クラツチの結合を解除させた状態に保つと共に
モ−タへの給電を停止することを特徴とするものであ
る。
【0010】そして、前記モ−タ回転検出手段は、モ−
タ軸に回転センサを結合して構成することができる。
タ軸に回転センサを結合して構成することができる。
【0011】また、前記モ−タ回転検出手段は、モ−タ
電流値とその微分値の比と、モ−タ端子間電圧値とその
微分値の比とに基づいてモ−タの回転を検出する手段を
使用することができる。
電流値とその微分値の比と、モ−タ端子間電圧値とその
微分値の比とに基づいてモ−タの回転を検出する手段を
使用することができる。
【0012】さらに、前記モ−タ回転検出手段は、モ−
タ電流値とその微分値の比と、操舵トルクの大きさに基
づくモ−タ駆動電流制御値とバツテリ電圧から求めたモ
−タ端子間電圧値とその微分値の比とに基づいてモ−タ
の回転を検出する手段を使用することもできる。
タ電流値とその微分値の比と、操舵トルクの大きさに基
づくモ−タ駆動電流制御値とバツテリ電圧から求めたモ
−タ端子間電圧値とその微分値の比とに基づいてモ−タ
の回転を検出する手段を使用することもできる。
【0013】
【作用】電磁クラツチの結合を解除させた状態におい
て、所定値以上のモ−タ電流が流れているときにモ−タ
の回転数が所定値以下の場合にはモ−タがロツクしてい
ると判定し、電磁クラツチの結合を解除し、モ−タへの
給電を停止する。
て、所定値以上のモ−タ電流が流れているときにモ−タ
の回転数が所定値以下の場合にはモ−タがロツクしてい
ると判定し、電磁クラツチの結合を解除し、モ−タへの
給電を停止する。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図1は、この発明を実施するに適した電動パワ−ステア
リング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル
1の軸2は減速ギア4、ユニバ−サルジョイント5a、
5b、ピニオンラツク機構7を経て操向車輪のタイロツ
ド8に結合されている。軸2には操向ハンドル1の操舵
トルクを検出するトルクセンサ3が設けられており、ま
た、操舵力を補助するモ−タ10がクラツチ9、減速ギ
ア4を介して軸2に結合している。
図1は、この発明を実施するに適した電動パワ−ステア
リング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル
1の軸2は減速ギア4、ユニバ−サルジョイント5a、
5b、ピニオンラツク機構7を経て操向車輪のタイロツ
ド8に結合されている。軸2には操向ハンドル1の操舵
トルクを検出するトルクセンサ3が設けられており、ま
た、操舵力を補助するモ−タ10がクラツチ9、減速ギ
ア4を介して軸2に結合している。
【0015】パワ−ステアリング装置を制御する電子制
御回路13は、バツテリ14からイグニツシヨンスイツ
チ11を経て電力が供給される。電子制御回路13は、
トルクセンサ3で検出された操舵トルクと車速センサ1
2で検出された車速に基づいて電流指令演算を行い、演
算された電流指令値に基づいてモ−タ10に供給する電
流iを制御する。
御回路13は、バツテリ14からイグニツシヨンスイツ
チ11を経て電力が供給される。電子制御回路13は、
トルクセンサ3で検出された操舵トルクと車速センサ1
2で検出された車速に基づいて電流指令演算を行い、演
算された電流指令値に基づいてモ−タ10に供給する電
流iを制御する。
【0016】クラツチ9は電子制御回路13により制御
される。クラツチ9は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路13によりパワ−ステアリング装置の
故障(例えばモ−タのロツク)と判断された時、及び電
源がOFFとなつている時に切離される。これについて
は、後で詳細に説明する。
される。クラツチ9は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路13によりパワ−ステアリング装置の
故障(例えばモ−タのロツク)と判断された時、及び電
源がOFFとなつている時に切離される。これについて
は、後で詳細に説明する。
【0017】図2は、電子制御回路13のブロツク図で
ある。この実施例では電子制御回路13は主としてCP
Uから構成されるが、ここではそのCPU内部において
プログラムで実行される機能を示してある。例えば、位
相補償器21は独立したハ−ドウエアとしての位相補償
器21を示すものではなく、CPUで実行される位相補
償機能を示す。なお、電子制御回路13をCPUで構成
せず、これらの機能要素をそれぞれ独立したハ−ドウエ
ア(電子回路)で構成できることは言うまでもない。
ある。この実施例では電子制御回路13は主としてCP
Uから構成されるが、ここではそのCPU内部において
プログラムで実行される機能を示してある。例えば、位
相補償器21は独立したハ−ドウエアとしての位相補償
器21を示すものではなく、CPUで実行される位相補
償機能を示す。なお、電子制御回路13をCPUで構成
せず、これらの機能要素をそれぞれ独立したハ−ドウエ
ア(電子回路)で構成できることは言うまでもない。
【0018】以下、電子制御回路13の機能と動作を説
明する。トルクセンサ3から入力された操舵トルク信号
は、位相補償器21で操舵系の安定を高めるために位相
補償され、電流指令演算器22に入力される。また、車
速センサ12で検出された車速も電流指令演算器22に
入力される。
明する。トルクセンサ3から入力された操舵トルク信号
は、位相補償器21で操舵系の安定を高めるために位相
補償され、電流指令演算器22に入力される。また、車
速センサ12で検出された車速も電流指令演算器22に
入力される。
【0019】電流指令演算器22は、入力されたトルク
信号と車速信号に基づいて所定の演算式によりモ−タ1
0に供給する電流の制御目標値である電流指令値Iを決
定する。
信号と車速信号に基づいて所定の演算式によりモ−タ1
0に供給する電流の制御目標値である電流指令値Iを決
定する。
【0020】比較器23、微分補償器24、比例演算器
25及び積分演算器26から構成される回路は、実際の
モ−タ電流値iが電流指令値Iに一致するようにフイ−
ドバツク制御を行う回路である。
25及び積分演算器26から構成される回路は、実際の
モ−タ電流値iが電流指令値Iに一致するようにフイ−
ドバツク制御を行う回路である。
【0021】比例演算器25では、電流指令値Iと実際
のモ−タ電流値iとの差に比例した比例値が出力され
る。さらに比例演算器25の出力信号はフイ−ドバツク
系の特性を改善するため積分演算器26において積分さ
れ、差の積分値の比例値が出力される。
のモ−タ電流値iとの差に比例した比例値が出力され
る。さらに比例演算器25の出力信号はフイ−ドバツク
系の特性を改善するため積分演算器26において積分さ
れ、差の積分値の比例値が出力される。
【0022】微分補償器24では、電流指令演算器22
で演算された電流指令値Iに対する実際にモ−タに流れ
るモ−タ電流値iの応答速度を高めるため、電流指令値
Iの微分値が出力される。
で演算された電流指令値Iに対する実際にモ−タに流れ
るモ−タ電流値iの応答速度を高めるため、電流指令値
Iの微分値が出力される。
【0023】微分補償器24から出力された電流指令値
Iの微分値、比例演算器25から出力された電流指令値
と実際のモ−タ電流値との差に比例した比例値、及び積
分演算器26から出力された積分値は、加算器27にお
いて加算演算され、演算結果である電流制御値がモ−タ
駆動信号としてモ−タ駆動回路41に出力される。
Iの微分値、比例演算器25から出力された電流指令値
と実際のモ−タ電流値との差に比例した比例値、及び積
分演算器26から出力された積分値は、加算器27にお
いて加算演算され、演算結果である電流制御値がモ−タ
駆動信号としてモ−タ駆動回路41に出力される。
【0024】図3にモ−タ駆動回路41の構成の一例を
示す。モ−タ駆動回路41は加算器27から入力された
電流制御値をPWM信号と電流方向信号とに分離変換す
る変換部44、FET1 〜FET4 、及びそれ等のゲ−
トを開閉駆動するFETゲ−ト駆動回路45等からな
る。なお、昇圧電源46はFET1 、FET2 のハイサ
イド側を駆動する電源である。
示す。モ−タ駆動回路41は加算器27から入力された
電流制御値をPWM信号と電流方向信号とに分離変換す
る変換部44、FET1 〜FET4 、及びそれ等のゲ−
トを開閉駆動するFETゲ−ト駆動回路45等からな
る。なお、昇圧電源46はFET1 、FET2 のハイサ
イド側を駆動する電源である。
【0025】PWM信号(パルス幅変調信号)は、Hブ
リツジ接続されたFET(電界効果トランジスタ)スイ
ツチング素子FET1 〜FET2 のゲ−トを駆動する信
号で、加算器27において演算された電流制御値の絶対
値によりPWM信号のデユ−テイ比(FETのゲ−トを
ON/OFFする時間比)が決定される。
リツジ接続されたFET(電界効果トランジスタ)スイ
ツチング素子FET1 〜FET2 のゲ−トを駆動する信
号で、加算器27において演算された電流制御値の絶対
値によりPWM信号のデユ−テイ比(FETのゲ−トを
ON/OFFする時間比)が決定される。
【0026】電流方向信号は、モ−タに供給する電流の
方向を指示する信号で、加算器27において演算された
電流制御値の符号(正負)により決定される信号であ
る。
方向を指示する信号で、加算器27において演算された
電流制御値の符号(正負)により決定される信号であ
る。
【0027】FET1 とFET2 は前記したPWM信号
のデユ−テイ比に基づいてゲ−トがON/OFFされる
スイツチング素子で、モ−タに流れる電流の大きさを制
御するためのスイツチング素子である。また、FET3
とFET4 は前記した電流方向信号に基づいてゲ−トが
ON或いはOFFされる(一方がONの時、他方はOF
Fとなる)スイツチング素子で、モ−タに流れる電流の
方向、即ちモ−タの回転方向を切り換えるスイツチング
素子である。
のデユ−テイ比に基づいてゲ−トがON/OFFされる
スイツチング素子で、モ−タに流れる電流の大きさを制
御するためのスイツチング素子である。また、FET3
とFET4 は前記した電流方向信号に基づいてゲ−トが
ON或いはOFFされる(一方がONの時、他方はOF
Fとなる)スイツチング素子で、モ−タに流れる電流の
方向、即ちモ−タの回転方向を切り換えるスイツチング
素子である。
【0028】FET3 が導通状態にあるときは、電流は
FET1 、モ−タ10、FET3 、抵抗R1 を経て流
れ、モ−タ10に正方向の電流が流れる。また、FET
4 が導通状態にあるときは、電流はFET2 、モ−タ1
0、FET4 、抵抗R2 を経て流れ、モ−タ10に負方
向の電流が流れる。
FET1 、モ−タ10、FET3 、抵抗R1 を経て流
れ、モ−タ10に正方向の電流が流れる。また、FET
4 が導通状態にあるときは、電流はFET2 、モ−タ1
0、FET4 、抵抗R2 を経て流れ、モ−タ10に負方
向の電流が流れる。
【0029】モ−タ電流検出回路42は、抵抗R1 の両
端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検
出し、また、抵抗R2 の両端における電圧降下に基づい
て負方向電流の大きさを検出する。検出された実際のモ
−タ電流値は比較器23にフイ−ドバツクして入力され
る(図2参照)。
端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検
出し、また、抵抗R2 の両端における電圧降下に基づい
て負方向電流の大きさを検出する。検出された実際のモ
−タ電流値は比較器23にフイ−ドバツクして入力され
る(図2参照)。
【0030】以上説明した電子制御回路は、操向ハンド
ルが操作されて操舵トルクが発生しているときに、検出
された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あ
るいは低速の場合は電流指令値Iを大きく設定し、検出
された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い
場合は電流指令値Iを小さく設定するから、走行状態に
応じた最適の操舵補助力を与えることができる。
ルが操作されて操舵トルクが発生しているときに、検出
された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あ
るいは低速の場合は電流指令値Iを大きく設定し、検出
された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い
場合は電流指令値Iを小さく設定するから、走行状態に
応じた最適の操舵補助力を与えることができる。
【0031】次に、この発明によるモ−タのロツク状態
を検出する検出器、及び検出結果に基づくフエ−ルセ−
フ動作について、図2を参照して説明する。
を検出する検出器、及び検出結果に基づくフエ−ルセ−
フ動作について、図2を参照して説明する。
【0032】モ−タ10の軸にはその回転状態を検出す
るためのパルス発生器55が設けられており、検出され
たパルス信号はモ−タ回転判別器51に入力される。
るためのパルス発生器55が設けられており、検出され
たパルス信号はモ−タ回転判別器51に入力される。
【0033】モ−タ回転判別器51は、パルス信号をカ
ウントして得たモ−タ回転数に基づいてモ−タ10の回
転状態を判定するもので、また、フエ−ルセ−フ処理器
52は、入力されたモ−タ10の回転状態の判定結果に
基づいてクラツチ駆動回路53及びフエ−ルリレ−駆動
回路54を作動させるものである。
ウントして得たモ−タ回転数に基づいてモ−タ10の回
転状態を判定するもので、また、フエ−ルセ−フ処理器
52は、入力されたモ−タ10の回転状態の判定結果に
基づいてクラツチ駆動回路53及びフエ−ルリレ−駆動
回路54を作動させるものである。
【0034】以下、その動作を説明する。まず、イグニ
ツシヨンスイツチをONとすると、クラツチ駆動回路5
3は図示しないタイマにより所定時間だけクラツチ9を
OFF(クラツチの結合を解除)に保ち、フエ−ルリレ
−駆動回路54はフエ−ルリレ−43をONとして接点
43aが閉じる。
ツシヨンスイツチをONとすると、クラツチ駆動回路5
3は図示しないタイマにより所定時間だけクラツチ9を
OFF(クラツチの結合を解除)に保ち、フエ−ルリレ
−駆動回路54はフエ−ルリレ−43をONとして接点
43aが閉じる。
【0035】接点43aが閉じることにより、バツテリ
14からモ−タ駆動回路53に電力が供給され、予め設
定されている所定値の電流がモ−タ10に供給される。
このとき、モ−タ10はロツクされていなければ回転を
始める。モ−タ10の回転はパルス発生器55により検
出される。
14からモ−タ駆動回路53に電力が供給され、予め設
定されている所定値の電流がモ−タ10に供給される。
このとき、モ−タ10はロツクされていなければ回転を
始める。モ−タ10の回転はパルス発生器55により検
出される。
【0036】検出されたモ−タ回転信号は、モ−タ回転
判別器51において所定値以下か否かが判定される。モ
−タ回転信号が所定値以下の場合はモ−タがロツクされ
ていると判定され、フエ−ルセ−フ処理器52によりク
ラツチ9をOFF(クラツチの結合を解除)に保つたま
ま、フエ−ルリレ−43をOFFとして接点43aを開
いてモ−タ10への給電を断ち、電動パワ−ステアリン
グ装置を不作動とする。また、モ−タ回転信号が所定値
以上の場合はモ−タはロツクされていないと判定され、
フエ−ルセ−フ処理器52によりクラツチ9をON(ク
ラツチを結合)とし、フエ−ルリレ−43をONに保
ち、電動パワ−ステアリング装置を作動させる。
判別器51において所定値以下か否かが判定される。モ
−タ回転信号が所定値以下の場合はモ−タがロツクされ
ていると判定され、フエ−ルセ−フ処理器52によりク
ラツチ9をOFF(クラツチの結合を解除)に保つたま
ま、フエ−ルリレ−43をOFFとして接点43aを開
いてモ−タ10への給電を断ち、電動パワ−ステアリン
グ装置を不作動とする。また、モ−タ回転信号が所定値
以上の場合はモ−タはロツクされていないと判定され、
フエ−ルセ−フ処理器52によりクラツチ9をON(ク
ラツチを結合)とし、フエ−ルリレ−43をONに保
ち、電動パワ−ステアリング装置を作動させる。
【0037】以上説明した実施例では、イグニツシヨン
スイツチのON後の所定時間だけクラツチ9がOFFの
状態において、接点43aの閉じが検出されると、予め
設定された所定値の電流がモ−タ10に供給される構成
を採用している。
スイツチのON後の所定時間だけクラツチ9がOFFの
状態において、接点43aの閉じが検出されると、予め
設定された所定値の電流がモ−タ10に供給される構成
を採用している。
【0038】これに代えて、図示されていない制御手段
により、イグニツシヨンスイツチのON後の所定時間だ
けクラツチ9がOFFの状態において接点43aが閉じ
たことが検出されると電流指令演算器22の出力側に予
め設定されている所定値の電流指令値を与えるようにし
てもよく、或いは加算器27の出力側に予め設定されて
いる所定値の電流制御値を与えるようにしてもよい。い
ずれの手段によつても所定値の電流をモ−タ10に供給
することができる。
により、イグニツシヨンスイツチのON後の所定時間だ
けクラツチ9がOFFの状態において接点43aが閉じ
たことが検出されると電流指令演算器22の出力側に予
め設定されている所定値の電流指令値を与えるようにし
てもよく、或いは加算器27の出力側に予め設定されて
いる所定値の電流制御値を与えるようにしてもよい。い
ずれの手段によつても所定値の電流をモ−タ10に供給
することができる。
【0039】次に、この発明の第2実施例について説明
する。前記した第1実施例ではモ−タの回転状態をパル
ス発生器により直接検出しているが、第2実施例ではモ
−タの回転状態をモ−タの端子間電圧値と、実際のモ−
タ電流値iに基づいて検出するようにしたものである。
する。前記した第1実施例ではモ−タの回転状態をパル
ス発生器により直接検出しているが、第2実施例ではモ
−タの回転状態をモ−タの端子間電圧値と、実際のモ−
タ電流値iに基づいて検出するようにしたものである。
【0040】まず、モ−タの回転状態の検出原理を説明
する。モ−タの端子間電圧値Vと、実際のモ−タ電流値
i、及びモ−タの回転角速度ωとの間には、以下の式
(1)の関係がある。
する。モ−タの端子間電圧値Vと、実際のモ−タ電流値
i、及びモ−タの回転角速度ωとの間には、以下の式
(1)の関係がある。
【0041】
【数1】 ここで、Lはモ−タのインダクタンス、sはラプラス演
算子、Rはモ−タ端子間抵抗、KT はモ−タの逆起電力
定数である。
算子、Rはモ−タ端子間抵抗、KT はモ−タの逆起電力
定数である。
【0042】式(1)からモ−タの回転角速度ωを求め
ることができるが、モ−タ端子間抵抗Rや、モ−タの逆
起電力定数KT は温度の影響を受けて変動する。
ることができるが、モ−タ端子間抵抗Rや、モ−タの逆
起電力定数KT は温度の影響を受けて変動する。
【0043】即ち、モ−タ端子間抵抗Rは以下の式
(2)で表され、モ−タの逆起電力定数KT は、以下の
式(3)で表される。
(2)で表され、モ−タの逆起電力定数KT は、以下の
式(3)で表される。
【0044】
【数2】
【0045】
【数3】 ここで、R0 は基準温度におけるモ−タ端子間抵抗、K
T0は基準温度におけるモ−タの逆起電力定数、tは基準
温度からの温度差である。
T0は基準温度におけるモ−タの逆起電力定数、tは基準
温度からの温度差である。
【0046】式(2)(3)から明らかなように、モ−
タ端子間抵抗Rやモ−タの逆起電力定数KT は、温度の
影響を受けて変動するにしても、その変化は非常に緩や
に変動する。
タ端子間抵抗Rやモ−タの逆起電力定数KT は、温度の
影響を受けて変動するにしても、その変化は非常に緩や
に変動する。
【0047】したがつて、前記式(2)で示したモ−タ
端子間抵抗Rの時間微分値、式(3)で示したモ−タの
逆起電力定数KT の時間微分値は、実用温度範囲内にお
いては、それぞれ0と見做すことができる。
端子間抵抗Rの時間微分値、式(3)で示したモ−タの
逆起電力定数KT の時間微分値は、実用温度範囲内にお
いては、それぞれ0と見做すことができる。
【0048】そこで、前記式(1)からモ−タの回転角
速度ωを求める式は、以下の式(4)で表わすことがで
きる。
速度ωを求める式は、以下の式(4)で表わすことがで
きる。
【0049】
【数4】 モ−タの回転角加速度は、式(4)を微分して、以下の
式(5)で表わすことができる。なお、式中の記号の上
の黒丸(・)は微分値を示す。以降の式においても同
じ。
式(5)で表わすことができる。なお、式中の記号の上
の黒丸(・)は微分値を示す。以降の式においても同
じ。
【0050】
【数5】 モ−タ端子間抵抗Rとモ−タの逆起電力定数KT との比
R/KT は、以下の式(6)で表わされるが、モ−タ端
子間抵抗Rとモ−タの逆起電力定数KT との比R/KT
をとることにより温度変化の影響を小さくすることがで
きるから、前記した比R/KT は、基準温度におけるモ
−タ端子間抵抗R0 と基準温度におけるモ−タの逆起電
力定数KT0との比R0 /KT0と見做すことができる。
R/KT は、以下の式(6)で表わされるが、モ−タ端
子間抵抗Rとモ−タの逆起電力定数KT との比R/KT
をとることにより温度変化の影響を小さくすることがで
きるから、前記した比R/KT は、基準温度におけるモ
−タ端子間抵抗R0 と基準温度におけるモ−タの逆起電
力定数KT0との比R0 /KT0と見做すことができる。
【0051】
【数6】 したがつて、モ−タ端子間抵抗Rの時間微分値及びモ−
タの逆起電力定数KTの時間微分値は、それぞれ0と見
做すことができるから、前記式(5)は以下の式(7)
で表わすことができる。
タの逆起電力定数KTの時間微分値は、それぞれ0と見
做すことができるから、前記式(5)は以下の式(7)
で表わすことができる。
【0052】
【数7】 ここで、モ−タがロツク状態にあり、通電されていなが
らモ−タが停止している状態では、モ−タの回転角速度
ω、及び回転角加速度(ωの微分値)は共に0であるか
ら、そのときの実際のモ−タ電流値iは、前記式(4)
をω=0とおいて解き、以下の式(8)で表わすことが
できる。また、実際のモ−タ電流値iの微分値は、前記
式(5)をωの微分値=0とおいて解き、以下の式
(9)で表わすことができる。
らモ−タが停止している状態では、モ−タの回転角速度
ω、及び回転角加速度(ωの微分値)は共に0であるか
ら、そのときの実際のモ−タ電流値iは、前記式(4)
をω=0とおいて解き、以下の式(8)で表わすことが
できる。また、実際のモ−タ電流値iの微分値は、前記
式(5)をωの微分値=0とおいて解き、以下の式
(9)で表わすことができる。
【0053】
【数8】
【0054】
【数9】 したがつて、前記式(8)、式(9)が同時に成立する
とき、モ−タが停止している状態と判定することができ
る。
とき、モ−タが停止している状態と判定することができ
る。
【0055】さらに、前記式(8)、式(9)から以下
の式(10)を導く時は、モ−タ端子間抵抗Rを含まな
いから、温度変化の影響を受けずに、実際のモ−タ電流
値iとその微分値の比と、実際のモ−タ端子間電圧Vと
その微分値の比からモ−タが停止している状態と判定す
ることができる。
の式(10)を導く時は、モ−タ端子間抵抗Rを含まな
いから、温度変化の影響を受けずに、実際のモ−タ電流
値iとその微分値の比と、実際のモ−タ端子間電圧Vと
その微分値の比からモ−タが停止している状態と判定す
ることができる。
【0056】
【数10】 図4は、この発明の第2実施例の電子制御回路のブロツ
ク図である。第2実施例は、モ−タ10にパルス発生器
55が無く、モ−タ10の端子電圧を検出するモ−タ端
子電圧検出器56、モ−タ端子とモ−タ電流からモ−タ
の回転状態を検出するモ−タ回転判別器57を備えてい
る点で第1実施例と相違するのみであるから、第1実施
例の電子制御回路のブロツク図(図2)と共通する要素
には同一の記号を付して説明は省略し、相違点について
のみ説明する。
ク図である。第2実施例は、モ−タ10にパルス発生器
55が無く、モ−タ10の端子電圧を検出するモ−タ端
子電圧検出器56、モ−タ端子とモ−タ電流からモ−タ
の回転状態を検出するモ−タ回転判別器57を備えてい
る点で第1実施例と相違するのみであるから、第1実施
例の電子制御回路のブロツク図(図2)と共通する要素
には同一の記号を付して説明は省略し、相違点について
のみ説明する。
【0057】モ−タ回転判別器57は、モ−タ端子電圧
検出器56で検出されたモ−タ端子間電圧値Vとモ−タ
電流検出回路42で検出されたモ−タ電流値iを入力信
号とし、前記した検出原理に基づき、モ−タ端子間電圧
値Vの微分値、及びモ−タ電流検出回路42で検出され
たモ−タ電流値iの微分値を演算し、演算したこれ等の
微分値と、モ−タ端子間電圧値V、及びモ−タ電流値i
に基づいて前記した式(10)が成立するか否かを判定
するものである。そして、モ−タ電流値iとその微分値
の比が、モ−タ端子間電圧値Vとその微分値の比と等し
いとき、モ−タが停止している状態であると判定され
る。
検出器56で検出されたモ−タ端子間電圧値Vとモ−タ
電流検出回路42で検出されたモ−タ電流値iを入力信
号とし、前記した検出原理に基づき、モ−タ端子間電圧
値Vの微分値、及びモ−タ電流検出回路42で検出され
たモ−タ電流値iの微分値を演算し、演算したこれ等の
微分値と、モ−タ端子間電圧値V、及びモ−タ電流値i
に基づいて前記した式(10)が成立するか否かを判定
するものである。そして、モ−タ電流値iとその微分値
の比が、モ−タ端子間電圧値Vとその微分値の比と等し
いとき、モ−タが停止している状態であると判定され
る。
【0058】以下、その動作を説明する。まず、イグニ
ツシヨンスイツチをONとすると、クラツチ駆動回路5
3は図示しないタイマにより所定時間だけクラツチ9を
OFF(クラツチの結合を解除)に保ち、フエ−ルリレ
−駆動回路54はフエ−ルリレ−43をONとして接点
43aが閉じる。
ツシヨンスイツチをONとすると、クラツチ駆動回路5
3は図示しないタイマにより所定時間だけクラツチ9を
OFF(クラツチの結合を解除)に保ち、フエ−ルリレ
−駆動回路54はフエ−ルリレ−43をONとして接点
43aが閉じる。
【0059】接点43aが閉じることにより、バツテリ
14からモ−タ駆動回路53に電力が供給され、予め設
定されている所定値の電流がモ−タ10に供給される。
このとき、モ−タ10はロツクされていなければ回転を
始める。
14からモ−タ駆動回路53に電力が供給され、予め設
定されている所定値の電流がモ−タ10に供給される。
このとき、モ−タ10はロツクされていなければ回転を
始める。
【0060】モ−タ端子電圧検出器56で検出されたモ
−タ端子間電圧とモ−タ電流検出回路42で検出された
モ−タ電流はモ−タ回転判別器57に入力され、ここで
式(10)が成立するか否かが判定される。
−タ端子間電圧とモ−タ電流検出回路42で検出された
モ−タ電流はモ−タ回転判別器57に入力され、ここで
式(10)が成立するか否かが判定される。
【0061】判定の結果、モ−タが停止している状態で
あると判定されたときは、モ−タロツクの状態か否かが
判定される。モ−タがロツクされていると判定されたと
きは、フエ−ルセ−フ処理器52によりクラツチ9をO
FF(クラツチの結合を解除)に保つたまま、フエ−ル
リレ−43をOFFとして接点43aを開いてモ−タ1
0への給電を断ち、電動パワ−ステアリング装置を不作
動とする。また、モ−タがロツクされていないと判定さ
れたときは、フエ−ルセ−フ処理器52によりクラツチ
9をON(クラツチを結合)とし、フエ−ルリレ−43
をONに保ち、電動パワ−ステアリング装置を作動させ
る。
あると判定されたときは、モ−タロツクの状態か否かが
判定される。モ−タがロツクされていると判定されたと
きは、フエ−ルセ−フ処理器52によりクラツチ9をO
FF(クラツチの結合を解除)に保つたまま、フエ−ル
リレ−43をOFFとして接点43aを開いてモ−タ1
0への給電を断ち、電動パワ−ステアリング装置を不作
動とする。また、モ−タがロツクされていないと判定さ
れたときは、フエ−ルセ−フ処理器52によりクラツチ
9をON(クラツチを結合)とし、フエ−ルリレ−43
をONに保ち、電動パワ−ステアリング装置を作動させ
る。
【0062】以上説明した第2実施例では、イグニツシ
ヨンスイツチのON後の所定時間だけクラツチ9がOF
Fの状態において、接点43aの閉じが検出されると、
予め設定された所定値の電流がモ−タ10に供給される
構成を採用している。
ヨンスイツチのON後の所定時間だけクラツチ9がOF
Fの状態において、接点43aの閉じが検出されると、
予め設定された所定値の電流がモ−タ10に供給される
構成を採用している。
【0063】これに代えて、先に第1実施例において説
明したと同様に、図示されていない制御手段により、イ
グニツシヨンスイツチのON後の所定時間だけクラツチ
9がOFFの状態において接点43aが閉じたことが検
出されたとき電流指令演算器22の出力側に予め設定さ
れている所定値の電流指令値を与えても、或いは加算器
27の出力側に予め設定されている所定値の電流制御値
を与えてもよい。いずれの手段によつても所定値の電流
をモ−タ10に供給することができる。
明したと同様に、図示されていない制御手段により、イ
グニツシヨンスイツチのON後の所定時間だけクラツチ
9がOFFの状態において接点43aが閉じたことが検
出されたとき電流指令演算器22の出力側に予め設定さ
れている所定値の電流指令値を与えても、或いは加算器
27の出力側に予め設定されている所定値の電流制御値
を与えてもよい。いずれの手段によつても所定値の電流
をモ−タ10に供給することができる。
【0064】また、モ−タ端子間電圧Vは、電流制御値
(PWM信号のデユ−テイ比)と以下の式(11)で示
す関係がある。
(PWM信号のデユ−テイ比)と以下の式(11)で示
す関係がある。
【0065】
【数11】 ここで、VBAT はバツテリ電圧、DDTY はPWM信号の
デユ−テイ比である。
デユ−テイ比である。
【0066】したがつて、前記第2実施例におけるモ−
タ端子間電圧を、バツテリ電圧と電流制御値(PWM信
号のデユ−テイ比)から求めることもできる。
タ端子間電圧を、バツテリ電圧と電流制御値(PWM信
号のデユ−テイ比)から求めることもできる。
【0067】以上詳細に説明したモ−タのロツク状態の
検出手段は、電動パワ−ステアリング装置におけるモ−
タのロツク状態の検出手段として説明したが、その他一
般のモ−タを使用する装置におけるモ−タのロツク状態
の検出手段にも適用できることは、言うまでもない。
検出手段は、電動パワ−ステアリング装置におけるモ−
タのロツク状態の検出手段として説明したが、その他一
般のモ−タを使用する装置におけるモ−タのロツク状態
の検出手段にも適用できることは、言うまでもない。
【0068】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明は、モ−
タのロツク状態の判定に際して、電磁クラツチを離脱さ
せた状態においてモ−タに通電し、モ−タ電流が流れて
いるときにモ−タ回転を検出するもので、モ−タ電流と
モ−タの回転状態からロツク状態を判定するから正確な
判定ができる。モ−タの回転検出にモ−タ軸に回転セン
サを結合して直接モ−タの回転を検出するときは、バツ
テリ電圧の変動や温度によるモ−タ端子間抵抗など各種
パラメ−タの変動の影響を受けることなしに正確な検出
ができる。
タのロツク状態の判定に際して、電磁クラツチを離脱さ
せた状態においてモ−タに通電し、モ−タ電流が流れて
いるときにモ−タ回転を検出するもので、モ−タ電流と
モ−タの回転状態からロツク状態を判定するから正確な
判定ができる。モ−タの回転検出にモ−タ軸に回転セン
サを結合して直接モ−タの回転を検出するときは、バツ
テリ電圧の変動や温度によるモ−タ端子間抵抗など各種
パラメ−タの変動の影響を受けることなしに正確な検出
ができる。
【0069】また、モ−タ電流値とその微分値の比と、
モ−タ端子間電圧値とその微分値の比とに基づいてモ−
タの回転を検出するとき、及びモ−タ電流値とその微分
値の比と、操舵トルクの大きさに基づくモ−タ駆動電流
制御値とバツテリ電圧から求めたモ−タ端子間電圧値と
その微分値の比とに基づいてモ−タの回転を検出すると
きは、特別にモ−タ回転検出機構を設ける必要がなく、
また温度やバツテリ電圧の変動の影響を受けることなし
に正確な検出ができる。
モ−タ端子間電圧値とその微分値の比とに基づいてモ−
タの回転を検出するとき、及びモ−タ電流値とその微分
値の比と、操舵トルクの大きさに基づくモ−タ駆動電流
制御値とバツテリ電圧から求めたモ−タ端子間電圧値と
その微分値の比とに基づいてモ−タの回転を検出すると
きは、特別にモ−タ回転検出機構を設ける必要がなく、
また温度やバツテリ電圧の変動の影響を受けることなし
に正確な検出ができる。
【図1】電動式パワ−ステアリング装置の構成の概略を
説明する図。
説明する図。
【図2】この発明の第1実施例の電子制御回路のブロツ
ク図。
ク図。
【図3】モ−タ駆動回路の構成の一例を示すブロツク
図。
図。
【図4】この発明の第2実施例の電子制御回路のブロツ
ク図。
ク図。
10 モ−タ 12 車速センサ 13 電子制御回路 21 位相補償器 22 電流指令演算器 23 比較器 24 微分補償器 25 比例演算器 26 積分演算器 27 加算器 41 モ−タ駆動回路 42 モ−タ電流検出回路 43 フエ−ルリレ− 51 モ−タ回転判別器 52 フエ−ルセ−フ処理器 53 クラツチ駆動回路 54 フエ−ルリレ−駆動回路 55 パルス発生器 56 モ−タ端子電圧検出器 57 モ−タ回転判別器
フロントページの続き (72)発明者 小岩井 久賀 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 ステアリングシヤフトとモ−タ軸とを結
合又は解除する電磁クラツチを制御する制御手段を備え
た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、 前記モ−タの回転を検出するモ−タ回転検出手段を備
え、 前記制御手段は、前記電磁クラツチの結合を解除させた
状態において、所定値以上のモ−タ電流が流れていると
きにモ−タ回転検出手段により検出されたモ−タの回転
数が所定値以下の場合はモ−タがロツクしていると判定
し、電磁クラツチの結合を解除させた状態に保つと共に
モ−タへの給電を停止することを特徴とする電動パワ−
ステアリング装置の制御装置。 - 【請求項2】 前記モ−タ回転検出手段は、モ−タ軸に
結合した回転センサからなることを特徴とする請求項1
記載の電動パワ−ステアリング装置の制御装置。 - 【請求項3】 前記モ−タ回転検出手段は、モ−タ電流
値とその微分値の比と、モ−タ端子間電圧値とその微分
値の比とに基づいてモ−タの回転を検出する手段である
ことを特徴とする請求項1記載の電動パワ−ステアリン
グ装置の制御装置。 - 【請求項4】 前記モ−タ回転検出手段は、モ−タ電流
値とその微分値の比と、操舵トルクの大きさに基づくモ
−タ駆動電流制御値とバツテリ電圧から求めたモ−タ端
子間電圧値とその微分値の比とに基づいてモ−タの回転
を検出する手段であることを特徴とする請求項1記載の
電動パワ−ステアリング装置の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22606594A JPH0867260A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22606594A JPH0867260A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0867260A true JPH0867260A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16839262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22606594A Pending JPH0867260A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0867260A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8423257B2 (en) | 2010-03-17 | 2013-04-16 | Honda Motor Co., Ltd. | System for and method of maintaining a driver intended path |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP22606594A patent/JPH0867260A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8423257B2 (en) | 2010-03-17 | 2013-04-16 | Honda Motor Co., Ltd. | System for and method of maintaining a driver intended path |
US9079585B2 (en) | 2010-03-17 | 2015-07-14 | Honda Motor Co., Ltd. | System for and method of maintaining a driver intended path |
US9168923B2 (en) | 2010-03-17 | 2015-10-27 | Honda Motor Co., Ltd. | System for and method of maintaining a driver intended path |
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