JPH0891239A - 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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- JPH0891239A JPH0891239A JP25271094A JP25271094A JPH0891239A JP H0891239 A JPH0891239 A JP H0891239A JP 25271094 A JP25271094 A JP 25271094A JP 25271094 A JP25271094 A JP 25271094A JP H0891239 A JPH0891239 A JP H0891239A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モ−タ電流検出回路の故障を検出することが
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】 イグニツシヨンキ−のＯＮにより所定時間Ｔ
だけモ−タに電圧が印加される。Ｉ．Ｇ．キ−ＯＮ検出
器３１によりＩ．Ｇ．キ−のＯＮが検出されると、バツ
テリ電圧検出器３６で検出されたバツテリ電圧、ＰＷＭ
信号のデユ−テイ比、及び予め設定された所定時間Ｔ0
（Ｔ0 ＜Ｔ）だけ経過した時点のモ−タ電流検出器４２
により検出されたモ−タ電流値ｉがサンプル値として故
障検出器３２に入力される。故障検出器３２はバツテリ
電圧とＰＷＭ信号のデユ−テイ比、及びモ−タ端子間抵
抗Ｒからモ−タ電流の予測値ｉs を演算し、サンプル値
のモ−タ電流値ｉと比較する。（ｉs −ｉ）の絶対値が
所定の許容値Δｉよりも大きい場合、モ−タ電流検出器
４２が故障であると判定する。
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】 イグニツシヨンキ−のＯＮにより所定時間Ｔ
だけモ−タに電圧が印加される。Ｉ．Ｇ．キ−ＯＮ検出
器３１によりＩ．Ｇ．キ−のＯＮが検出されると、バツ
テリ電圧検出器３６で検出されたバツテリ電圧、ＰＷＭ
信号のデユ−テイ比、及び予め設定された所定時間Ｔ0
（Ｔ0 ＜Ｔ）だけ経過した時点のモ−タ電流検出器４２
により検出されたモ−タ電流値ｉがサンプル値として故
障検出器３２に入力される。故障検出器３２はバツテリ
電圧とＰＷＭ信号のデユ−テイ比、及びモ−タ端子間抵
抗Ｒからモ−タ電流の予測値ｉs を演算し、サンプル値
のモ−タ電流値ｉと比較する。（ｉs −ｉ）の絶対値が
所定の許容値Δｉよりも大きい場合、モ−タ電流検出器
４２が故障であると判定する。
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、特にそのモ−タ電流検出手
段の故障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、特にそのモ−タ電流検出手
段の故障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、実際にモ−タに流れる
電流が、操舵トルクや車速に基づいて演算されたモ−タ
電流の制御目標値に一致するようフイ−ドバツク制御を
行なつており、このためにモ−タに流れる電流を検出す
るモ−タ電流検出手段を備えている。
電流が、操舵トルクや車速に基づいて演算されたモ−タ
電流の制御目標値に一致するようフイ−ドバツク制御を
行なつており、このためにモ−タに流れる電流を検出す
るモ−タ電流検出手段を備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たモ−タ電流検出手段が故障した場合は正確なモ−タ電
流を測定することができず、この結果、必要以上の電流
がモ−タに流れて過大な操舵補助力を供給したり、或い
はモ−タに必要なだけの電流が流れず、十分な操舵補助
力を供給できないという不都合が発生することになる。
たモ−タ電流検出手段が故障した場合は正確なモ−タ電
流を測定することができず、この結果、必要以上の電流
がモ−タに流れて過大な操舵補助力を供給したり、或い
はモ−タに必要なだけの電流が流れず、十分な操舵補助
力を供給できないという不都合が発生することになる。
【０００６】さらに、モ−タに電流を流してモ−タ電流
検出手段の動作を確認するときにモ−タが回転してしま
うと、モ−タ軸とステアリング機構が結合している状態
では操向ハンドルが回転してしまい、不測の事故が発生
するおそれがある。この発明は、上記課題を解決するこ
とを目的とする。
検出手段の動作を確認するときにモ−タが回転してしま
うと、モ−タ軸とステアリング機構が結合している状態
では操向ハンドルが回転してしまい、不測の事故が発生
するおそれがある。この発明は、上記課題を解決するこ
とを目的とする。
【０００７】
【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、少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵
補助力を与えるモ−タの出力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、モ
−タ電流検出手段を備え、前記制御手段は、モ−タの電
気的時定数よりも十分に大きく、且つモ−タの機械的時
定数よりも十分に小さい時間だけ前記モ−タに電圧を印
加したとき予測される電流値と、モ−タ電流検出手段に
より検出されたモ−タ電流値に基づいてモ−タ電流検出
手段の故障を判定することを特徴とする。
決するもので、少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵
補助力を与えるモ−タの出力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、モ
−タ電流検出手段を備え、前記制御手段は、モ−タの電
気的時定数よりも十分に大きく、且つモ−タの機械的時
定数よりも十分に小さい時間だけ前記モ−タに電圧を印
加したとき予測される電流値と、モ−タ電流検出手段に
より検出されたモ−タ電流値に基づいてモ−タ電流検出
手段の故障を判定することを特徴とする。
【０００８】そして、前記予測される電流値は、ステア
リング機構の静止摩擦トルクに対応する電流値以下にな
るようにするとよい。
リング機構の静止摩擦トルクに対応する電流値以下にな
るようにするとよい。
【０００９】
【作用】モ−タ端子電圧とモ−タの内部抵抗から求めた
モ−タ電流の予測値と、モ−タの機械的時定数Ｔm より
も十分に小さくモ−タの電気的時定数Ｔe よりも十分に
大きい時間Ｔ（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけモ−タに電圧
を印加してモ−タの角速度ωが零、即ち殆どモ−タが回
転しない状態におけるモ−タ電流の検出値とを比較し、
モ−タ電流の予測値と検出値との差が所定の許容範囲を
越えているとき、モ−タ電流検出手段の故障と判定す
る。このとき、予測される電流値をステアリング機構の
静止摩擦トルクに対応する電流値以下になるようにモ−
タ印加電圧を設定すれば、モ−タが回転しない条件を完
全に満たすことができる。
モ−タ電流の予測値と、モ−タの機械的時定数Ｔm より
も十分に小さくモ−タの電気的時定数Ｔe よりも十分に
大きい時間Ｔ（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけモ−タに電圧
を印加してモ−タの角速度ωが零、即ち殆どモ−タが回
転しない状態におけるモ−タ電流の検出値とを比較し、
モ−タ電流の予測値と検出値との差が所定の許容範囲を
越えているとき、モ−タ電流検出手段の故障と判定す
る。このとき、予測される電流値をステアリング機構の
静止摩擦トルクに対応する電流値以下になるようにモ−
タ印加電圧を設定すれば、モ−タが回転しない条件を完
全に満たすことができる。
【００１０】
【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。
【００１１】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キ−１
１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１２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キ−１
１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１２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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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）。
【００２６】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。
【００２７】次に、この発明によるモ−タ電流検出手段
の故障の判定、及び検出結果に基づくフエ−ルセ−フ処
理について説明する。
の故障の判定、及び検出結果に基づくフエ−ルセ−フ処
理について説明する。
【００２８】まず、その原理を説明する。イグニツシヨ
ンキ−１１をＯＮとし、モ−タに電圧Ｖを印加したと
き、モ−タ端子間電圧Ｖとモ−タに流れる電流ｉとの間
には、以下の式（１）の関係がある。
ンキ−１１をＯＮとし、モ−タに電圧Ｖを印加したと
き、モ−タ端子間電圧Ｖとモ−タに流れる電流ｉとの間
には、以下の式（１）の関係がある。
【００２９】
【数１】 ここで、ｋT はモ−タの逆起電力定数、ωはモ−タの角
速度、Ｌはモ−タのインダクタンス、Ｒはモ−タの端子
間抵抗である。
速度、Ｌはモ−タのインダクタンス、Ｒはモ−タの端子
間抵抗である。
【００３０】モ−タの機械的時定数Ｔm はモ−タの慣性
モ−メントＪをモ−タの粘性抵抗Ｂで割つた値で、Ｔm
＝Ｊ／Ｂで表され、モ−タの電気的時定数Ｔe はモ−タ
のインダクタンスＬをモ−タの抵抗Ｒで割つた値で、Ｔ
e ＝Ｌ／Ｒで表される。
モ−メントＪをモ−タの粘性抵抗Ｂで割つた値で、Ｔm
＝Ｊ／Ｂで表され、モ−タの電気的時定数Ｔe はモ−タ
のインダクタンスＬをモ−タの抵抗Ｒで割つた値で、Ｔ
e ＝Ｌ／Ｒで表される。
【００３１】モ−タの機械的時定数Ｔm よりも十分に小
さく、モ−タの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい時
間Ｔを設定し（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）、初期状態から時
間Ｔだけモ−タに電圧Ｖを印加した場合の、モ−タ電流
ｉとモ−タの角速度ωの過渡特性、及びモ−タ電流をサ
ンプリングする時期を図４により説明する。
さく、モ−タの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい時
間Ｔを設定し（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）、初期状態から時
間Ｔだけモ−タに電圧Ｖを印加した場合の、モ−タ電流
ｉとモ−タの角速度ωの過渡特性、及びモ−タ電流をサ
ンプリングする時期を図４により説明する。
【００３２】即ち、図４（ａ）はモ−タに印加される電
圧と時間の関係を示すもので、モ−タに電圧Ｖが所定の
時間Ｔだけ印加されることを示している。
圧と時間の関係を示すもので、モ−タに電圧Ｖが所定の
時間Ｔだけ印加されることを示している。
【００３３】また、図４（ｂ）はモ−タ電流と時間の関
係を示すもので、モ−タに電圧Ｖが印加されるとモ−タ
電流は早い時期に立上がり（モ−タの電気的時定数Ｔe
＜＜電圧Ｖの印加時間Ｔ）、定常電流ｉが流れることを
示している。なお、ｉs は後述するモ−タ電流の予測値
を示している。
係を示すもので、モ−タに電圧Ｖが印加されるとモ−タ
電流は早い時期に立上がり（モ−タの電気的時定数Ｔe
＜＜電圧Ｖの印加時間Ｔ）、定常電流ｉが流れることを
示している。なお、ｉs は後述するモ−タ電流の予測値
を示している。
【００３４】図４（ｃ）はモ−タの角速度ωと時間の関
係を示すもので、モ−タに電圧Ｖが印加される時間Ｔの
範囲では、モ−タの機械的時定数Ｔm が大きく、モ−タ
の角速度ωは殆ど零であること、即ち回転しないことを
示している。更に、前記モ−タ電流の予測値ｉs をステ
アリング機構の静止摩擦トルクに対応した値以下になる
ようにモ−タ印加電圧を設定すれば、モ−タが回転しな
い条件を完全に達成することができる。
係を示すもので、モ−タに電圧Ｖが印加される時間Ｔの
範囲では、モ−タの機械的時定数Ｔm が大きく、モ−タ
の角速度ωは殆ど零であること、即ち回転しないことを
示している。更に、前記モ−タ電流の予測値ｉs をステ
アリング機構の静止摩擦トルクに対応した値以下になる
ようにモ−タ印加電圧を設定すれば、モ−タが回転しな
い条件を完全に達成することができる。
【００３５】また、図４（ｄ）はモ−タ電流を検出する
サンプリング時期を示すもので、モ−タに電圧Ｖを印加
後、Ｔ0 時間後からサンプリングを開始することを示し
ている。
サンプリング時期を示すもので、モ−タに電圧Ｖを印加
後、Ｔ0 時間後からサンプリングを開始することを示し
ている。
【００３６】上記したモ−タ電流ｉとモ−タの角速度ω
の過渡特性によれば、モ−タに電圧Ｖを印加した後、時
間Ｔが経過するよりもやや早い時間Ｔ0 の経過後には、
モ−タ電流は立ち上がり、モ−タには定常電流ｉが流れ
ており、且つこの時点ではモ−タは殆ど回転していない
から、角速度ω及びモ−タ電流ｉの微分値は近似的に零
である。
の過渡特性によれば、モ−タに電圧Ｖを印加した後、時
間Ｔが経過するよりもやや早い時間Ｔ0 の経過後には、
モ−タ電流は立ち上がり、モ−タには定常電流ｉが流れ
ており、且つこの時点ではモ−タは殆ど回転していない
から、角速度ω及びモ−タ電流ｉの微分値は近似的に零
である。
【００３７】従つて、前記式（１）は以下の式（２）で
表すことができる。
表すことができる。
【００３８】
【数２】 従つて、モ−タ電流の予測値ｉs は、モ−タの端子間電
圧Ｖをモ−タの内部抵抗Ｒで割つた以下の式（３）で表
すことができる。
圧Ｖをモ−タの内部抵抗Ｒで割つた以下の式（３）で表
すことができる。
【００３９】
【数３】 式（３）から明らかなとおり、モ−タ電流の予測値ｉs
にはモ−タの逆起電力ｋT ωや、回生電圧Ｌdi/dt の項
を含まないから、モ−タの逆起電力や回生電圧影響を受
けることなくモ−タ電流の予測値ｉs を推定することが
できる。
にはモ−タの逆起電力ｋT ωや、回生電圧Ｌdi/dt の項
を含まないから、モ−タの逆起電力や回生電圧影響を受
けることなくモ−タ電流の予測値ｉs を推定することが
できる。
【００４０】モ−タへ印加する電圧値はモ−タの端子間
電圧Ｖを直接検出してもよいが、また以下のような手段
で求めることもできる。
電圧Ｖを直接検出してもよいが、また以下のような手段
で求めることもできる。
【００４１】即ち、モ−タの端子間電圧Ｖは、モ−タに
供給される電流制御値（ＰＷＭ信号のデユ−テイ比）と
以下の式（４）で示す関係がある。
供給される電流制御値（ＰＷＭ信号のデユ−テイ比）と
以下の式（４）で示す関係がある。
【００４２】
【数４】 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。
【００４３】したがつて、前記モ−タ電流の予測値ｉs
を示す式（３）は、以下の式（５）で表すことができ
る。
を示す式（３）は、以下の式（５）で表すことができ
る。
【００４４】
【数５】 以下、図２によつて、この発明によるモ−タ電流検出手
段の故障の判定、及び検出結果に基づくフエ−ルセ−フ
処理の構成と動作について説明する。
段の故障の判定、及び検出結果に基づくフエ−ルセ−フ
処理の構成と動作について説明する。
【００４５】イグニツシヨンキ−１１をＯＮにすると、
図示しないタイマＴＭにより予め設定された所定時間Ｔ
だけモ−タに電圧が印加される。イグニツシヨンキ−１
１のＯＮはＩ．Ｇ．キ−ＯＮ検出器３１により検出さ
れ、検出信号は故障検出器３２に入力される。また、バ
ツテリ電圧検出器３６により検出されたバツテリ電圧Ｖ
BAT 、及びモ−タ駆動回路の入力信号である電流制御値
（ＰＷＭ信号のデユ−テイ比ＤDTY ）が故障検出器３２
に入力される。さらに、図示しないタイマＴＭにより予
め設定された所定時間Ｔ0 （Ｔ0 ＜Ｔ）だけ経過した時
点において、モ−タ電流検出器４２により検出されたモ
−タ電流値ｉがサンプル値として故障検出器３２に入力
される。
図示しないタイマＴＭにより予め設定された所定時間Ｔ
だけモ−タに電圧が印加される。イグニツシヨンキ−１
１のＯＮはＩ．Ｇ．キ−ＯＮ検出器３１により検出さ
れ、検出信号は故障検出器３２に入力される。また、バ
ツテリ電圧検出器３６により検出されたバツテリ電圧Ｖ
BAT 、及びモ−タ駆動回路の入力信号である電流制御値
（ＰＷＭ信号のデユ−テイ比ＤDTY ）が故障検出器３２
に入力される。さらに、図示しないタイマＴＭにより予
め設定された所定時間Ｔ0 （Ｔ0 ＜Ｔ）だけ経過した時
点において、モ−タ電流検出器４２により検出されたモ
−タ電流値ｉがサンプル値として故障検出器３２に入力
される。
【００４６】故障検出器３２は、検出され入力されたバ
ツテリ電圧値ＶBAT とＰＷＭ信号のデユ−テイ比
ＤDTY 、並びにモ−タ端子間抵抗Ｒを前記式（５）に代
入してモ−タ電流の予測値ｉs を演算し、前記モ−タ電
流検出器４２によりサンプル値として検出されたモ−タ
電流値ｉと比較する。その結果、（ｉs −ｉ）の絶対値
が所定の許容値Δｉよりも大きい場合、モ−タ電流検出
器４２が故障であると判定する。
ツテリ電圧値ＶBAT とＰＷＭ信号のデユ−テイ比
ＤDTY 、並びにモ−タ端子間抵抗Ｒを前記式（５）に代
入してモ−タ電流の予測値ｉs を演算し、前記モ−タ電
流検出器４２によりサンプル値として検出されたモ−タ
電流値ｉと比較する。その結果、（ｉs −ｉ）の絶対値
が所定の許容値Δｉよりも大きい場合、モ−タ電流検出
器４２が故障であると判定する。
【００４７】モ−タ電流検出器４２が故障であると判定
されたときは、フエ−ルセ−フ処理器３３を作動させ、
フエ−ルリレ−３４をＯＦＦとして接点３４ａを開き、
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。
されたときは、フエ−ルセ−フ処理器３３を作動させ、
フエ−ルリレ−３４をＯＦＦとして接点３４ａを開き、
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。
【００４８】図５は故障検出器３２の制御動作を説明す
るフロ−チヤ−トである。まず初期化を行い、タイマＴ
Ｍの計時を開始する（ステツプＰ１）。ついでバツテリ
電圧値ＶBAT を検出して読み込むと共に、ＰＷＭ信号の
デユ−テイ比ＤDTY を読み込み、モ−タに電圧を印加す
る（ステツプＰ２、Ｐ３）。タイマＴＭによる所定時間
Ｔ0 の計時終了を待ち（ステツプＰ４）、モ−タ電流検
出器４２からモ−タ電流のサンプル値ｉを読み込む（ス
テツプＰ５）。前記式（５）によりモ−タ電流の予測値
ｉs を演算し（ステツプＰ６）、（ｉs −ｉ）の絶対値
が所定の許容値Δｉよりも大きいか否かを判定する（ス
テツプＰ７）。（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δ
ｉよりも大きい場合はモ−タ電流検出器４２が故障であ
ると判定し、フエ−ルセ−フ処理を実行して（ステツプ
Ｐ８）、処理を終了する。ステツプＰ７の判定で否定的
な場合は、故障なしと判定して通常の処理に移る。
るフロ−チヤ−トである。まず初期化を行い、タイマＴ
Ｍの計時を開始する（ステツプＰ１）。ついでバツテリ
電圧値ＶBAT を検出して読み込むと共に、ＰＷＭ信号の
デユ−テイ比ＤDTY を読み込み、モ−タに電圧を印加す
る（ステツプＰ２、Ｐ３）。タイマＴＭによる所定時間
Ｔ0 の計時終了を待ち（ステツプＰ４）、モ−タ電流検
出器４２からモ−タ電流のサンプル値ｉを読み込む（ス
テツプＰ５）。前記式（５）によりモ−タ電流の予測値
ｉs を演算し（ステツプＰ６）、（ｉs −ｉ）の絶対値
が所定の許容値Δｉよりも大きいか否かを判定する（ス
テツプＰ７）。（ｉs −ｉ）の絶対値が所定の許容値Δ
ｉよりも大きい場合はモ−タ電流検出器４２が故障であ
ると判定し、フエ−ルセ−フ処理を実行して（ステツプ
Ｐ８）、処理を終了する。ステツプＰ７の判定で否定的
な場合は、故障なしと判定して通常の処理に移る。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワ−ステアリング装置の制御装置は、イグニツシヨンキ
−をＯＮにした直後にモ−タ電流検出手段の故障を調べ
るものであり、モ−タの機械的時定数Ｔm よりも十分に
小さく、モ−タの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい
時間Ｔ（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけモ−タに電圧Ｖを印
加し、モ−タ端子間電圧値Ｖとモ−タ端子間抵抗Ｒから
予測したモ−タ電流の予測値ｉs と、モ−タの角速度ω
が殆ど零、即ちモ−タが殆ど回転しない状態におけるモ
−タ電流ｉとを比較してモ−タ電流検出手段が故障か否
かを判定するものであるから、特別な故障検出のための
構成部材を使用することなく故障の検出ができ、電動パ
ワ−ステアリング装置のモ−タ電流検出手段の故障によ
る操舵の支障を未然に防止することが可能となる。
ワ−ステアリング装置の制御装置は、イグニツシヨンキ
−をＯＮにした直後にモ−タ電流検出手段の故障を調べ
るものであり、モ−タの機械的時定数Ｔm よりも十分に
小さく、モ−タの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい
時間Ｔ（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけモ−タに電圧Ｖを印
加し、モ−タ端子間電圧値Ｖとモ−タ端子間抵抗Ｒから
予測したモ−タ電流の予測値ｉs と、モ−タの角速度ω
が殆ど零、即ちモ−タが殆ど回転しない状態におけるモ
−タ電流ｉとを比較してモ−タ電流検出手段が故障か否
かを判定するものであるから、特別な故障検出のための
構成部材を使用することなく故障の検出ができ、電動パ
ワ−ステアリング装置のモ−タ電流検出手段の故障によ
る操舵の支障を未然に防止することが可能となる。
【００５０】そして、モ−タに電流を流してモ−タ電流
検出手段の故障を検出するが、イグニツシヨンキ−をＯ
Ｎにした直後、モ−タの角速度ωが殆ど零、即ちモ−タ
が殆ど回転しない状態で検出することができるから、操
向ハンドルが回転してしまう危険性もない。
検出手段の故障を検出するが、イグニツシヨンキ−をＯ
Ｎにした直後、モ−タの角速度ωが殆ど零、即ちモ−タ
が殆ど回転しない状態で検出することができるから、操
向ハンドルが回転してしまう危険性もない。
【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】この発明の実施例の電子制御回路のブロツク
図。
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】モ−タ電流ｉとモ−タの角速度ωの過渡特性、
及びモ−タ電流ｉのサンプリング時期を説明する図。
及びモ−タ電流ｉのサンプリング時期を説明する図。
【図５】電子制御回路における制御動作を説明するフロ
−チヤ−ト。
−チヤ−ト。
３ トルクセンサ １０ モ−タ １１ イグニツシヨンキ− 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 ３１ Ｉ．Ｇ．キ−ＯＮ検出器 ３２ 故障検出器 ３３ フエ−ルセ−フ処理器 ３４ フエ−ルリレ− ３６ バツテリ電圧検出器 ４１ モ−タ駆動回路 ４２ モ−タ電流検出回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)
- 【請求項１】 少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵
補助力を与えるモ−タの出力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、 モ−タ電流検出手段を備え、 前記制御手段は、モ−タの電気的時定数よりも十分に大
きく、且つモ−タの機械的時定数よりも十分に小さい時
間だけ前記モ−タに電圧を印加したとき予測される電流
値と、モ−タ電流検出手段により検出されたモ−タ電流
値に基づいてモ−タ電流検出手段の故障を判定すること
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】 前記予測される電流値は、ステアリング
機構の静止摩擦トルクに対応する電流値以下であること
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 |
|---|---|---|---|
| JP25271094A JP3284785B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP25271094A JP3284785B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0891239A true JPH0891239A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3284785B2 JP3284785B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=17241177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25271094A Expired - Lifetime JP3284785B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3284785B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5912539A (en) * | 1997-01-07 | 1999-06-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| EP1336547A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-20 | NSK Ltd., | Electric power steering device |
| WO2003084798A1 (fr) * | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Nsk Ltd. | Systeme de direction assistee, motorise |
| US7157874B2 (en) | 2005-01-28 | 2007-01-02 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
| JP2007308138A (ja) * | 2007-06-08 | 2007-11-29 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP2009243452A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-22 | Denso Corp | 車両の故障診断装置 |
| JP2011088521A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| DE102013002245A1 (de) | 2012-02-08 | 2013-08-08 | Omron Automotive Electronics Co., Ltd. | Steuervorrichtung für Gleichstrommotor |
| WO2013118339A1 (ja) | 2012-02-06 | 2013-08-15 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2015220954A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 日産自動車株式会社 | 制御装置 |
| CN111634330A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-08 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种线控转向系统、控制方法和存储介质 |
| US20220169307A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Input power health diagnostic for electric power steering |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP25271094A patent/JP3284785B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5912539A (en) * | 1997-01-07 | 1999-06-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| EP1336547A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-20 | NSK Ltd., | Electric power steering device |
| US6808043B2 (en) | 2002-02-15 | 2004-10-26 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
| US6837331B2 (en) | 2002-02-15 | 2005-01-04 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
| WO2003084798A1 (fr) * | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Nsk Ltd. | Systeme de direction assistee, motorise |
| US7157874B2 (en) | 2005-01-28 | 2007-01-02 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
| JP2007308138A (ja) * | 2007-06-08 | 2007-11-29 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP4506784B2 (ja) * | 2007-06-08 | 2010-07-21 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP2009243452A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-22 | Denso Corp | 車両の故障診断装置 |
| JP2011088521A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| US9278708B2 (en) | 2012-02-06 | 2016-03-08 | Nsk Ltd. | Electric power steering apparatus |
| WO2013118339A1 (ja) | 2012-02-06 | 2013-08-15 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2014111450A (ja) * | 2012-02-06 | 2014-06-19 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP5609987B2 (ja) * | 2012-02-06 | 2014-10-22 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| DE102013002245A1 (de) | 2012-02-08 | 2013-08-08 | Omron Automotive Electronics Co., Ltd. | Steuervorrichtung für Gleichstrommotor |
| US9287821B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-03-15 | Omron Automotive Electronics Co., Ltd. | DC electric motor control device |
| DE102013002245B4 (de) | 2012-02-08 | 2021-07-29 | Omron Automotive Electronics Co., Ltd. | Steuervorrichtung für Gleichstrommotor |
| JP2015220954A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 日産自動車株式会社 | 制御装置 |
| CN111634330A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-08 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种线控转向系统、控制方法和存储介质 |
| US20220169307A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Input power health diagnostic for electric power steering |
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