JPH0891240A - 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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- JPH0891240A JPH0891240A JP6252711A JP25271194A JPH0891240A JP H0891240 A JPH0891240 A JP H0891240A JP 6252711 A JP6252711 A JP 6252711A JP 25271194 A JP25271194 A JP 25271194A JP H0891240 A JPH0891240 A JP H0891240A
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- motor current
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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−タ電流指令値Ｉがフイ−ドバツク制御回路に
与えられ、モ−タ電流が流れる。所定時間Ｔ0 （Ｔ0 ＜
Ｔ）経過時点で、モ−タ電流検出器４２により検出され
たモ−タ電流値ｉがフイ−ドバツク制御回路の比較器２
３に入力される。故障検出器３２はモ−タ電流指令値Ｉ
に基づいて予測されるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の予測
値Ｄs と、モ−タ電流検出値ｉがフイ−ドバツクされた
フイ−ドバツク制御回路の加算器２７から出力されるＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm とを比較する。比
較の結果、差の絶対値が所定の許容値ΔＤ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−タ電流指令値Ｉがフイ−ドバツク制御回路に
与えられ、モ−タ電流が流れる。所定時間Ｔ0 （Ｔ0 ＜
Ｔ）経過時点で、モ−タ電流検出器４２により検出され
たモ−タ電流値ｉがフイ−ドバツク制御回路の比較器２
３に入力される。故障検出器３２はモ−タ電流指令値Ｉ
に基づいて予測されるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の予測
値Ｄs と、モ−タ電流検出値ｉがフイ−ドバツクされた
フイ−ドバツク制御回路の加算器２７から出力されるＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm とを比較する。比
較の結果、差の絶対値が所定の許容値ΔＤ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−タに供給すべき電流
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−タに供給すべき電流
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、電流フイ−
ドバツク回路の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所定の時間だけモ−
タ電流指令値を設定してモ−タ電流を流し、その時のバ
ツテリ電圧の変動を補正した電流制御値の予測値と、モ
−タ電流検出手段により検出した定常状態におけるモ−
タ電流値に基づくモ−タ電流制御値の実測値とを比較す
ることにより前記モ−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、電流フイ−
ドバツク回路の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所定の時間だけモ−
タ電流指令値を設定してモ−タ電流を流し、その時のバ
ツテリ電圧の変動を補正した電流制御値の予測値と、モ
−タ電流検出手段により検出した定常状態におけるモ−
タ電流値に基づくモ−タ電流制御値の実測値とを比較す
ることにより前記モ−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、前記設定される電流指令値は、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
に設定するとよい。
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
に設定するとよい。
【０００９】
【作用】電流フイ−ドバツク回路の時定数Ｔf よりも十
分に大きく、且つモ−タの機械的時定数Ｔm よりも十分
に小さい所定の時間Ｔ（Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm だけモ−タ
電流指令値を設定してモ−タ電流を流し、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、そ
の時のバツテリ電圧の変動を補正した電流制御値の予測
値と、モ−タ電流検出手段により検出した定常状態にお
けるモ−タ電流値に基づくモ−タ電流制御値の実測値と
を比較し、その差が所定値を越えているとき、モ−タ電
流検出手段の故障と判定する。このとき、設定される電
流指令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。
分に大きく、且つモ−タの機械的時定数Ｔm よりも十分
に小さい所定の時間Ｔ（Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm だけモ−タ
電流指令値を設定してモ−タ電流を流し、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、そ
の時のバツテリ電圧の変動を補正した電流制御値の予測
値と、モ−タ電流検出手段により検出した定常状態にお
けるモ−タ電流値に基づくモ−タ電流制御値の実測値と
を比較し、その差が所定値を越えているとき、モ−タ電
流検出手段の故障と判定する。このとき、設定される電
流指令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。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、また、
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、Ｔe ＝Ｌ／Ｒで表され
る。また、電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf はモ
−タの電気的時定数Ｔe よりも小さいから、モ−タの機
械的時定数Ｔm 、モ−タの電気的時定数Ｔe 、及び電流
フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf の間には、 Ｔf ＜Ｔe ＜＜Ｔm の関係がある。
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、また、
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、Ｔe ＝Ｌ／Ｒで表され
る。また、電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf はモ
−タの電気的時定数Ｔe よりも小さいから、モ−タの機
械的時定数Ｔm 、モ−タの電気的時定数Ｔe 、及び電流
フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf の間には、 Ｔf ＜Ｔe ＜＜Ｔm の関係がある。
【００２９】今、モ−タの機械的時定数Ｔm よりも十分
に小さく、電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf より
も十分に大きい時間Ｔを設定し（Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm
）、時間Ｔだけステツプ状のモ−タ電流指令値Ｉを与
える場合、モ−タ電流ｉの実測値とモ−タの角速度ωの
過渡特性、及びモ−タ電流を検出するサンプリング時期
を図４により説明する。
に小さく、電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf より
も十分に大きい時間Ｔを設定し（Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm
）、時間Ｔだけステツプ状のモ−タ電流指令値Ｉを与
える場合、モ−タ電流ｉの実測値とモ−タの角速度ωの
過渡特性、及びモ−タ電流を検出するサンプリング時期
を図４により説明する。
【００３０】即ち、まず、図４（ａ）はモ−タ電流指令
値Ｉを与える時間を示すもので、時間Ｔだけステツプ状
のモ−タ電流指令値Ｉを与えることを示している。
値Ｉを与える時間を示すもので、時間Ｔだけステツプ状
のモ−タ電流指令値Ｉを与えることを示している。
【００３１】また、図４（ｂ）はモ−タ電流ｉの実測値
と時間の関係を示すもので、モ−タ電流指令値Ｉが与え
られてモ−タ電流が流れ始めると、モ−タ電流は早い時
期に立上がり、定常電流ｉが流れることを示している。
と時間の関係を示すもので、モ−タ電流指令値Ｉが与え
られてモ−タ電流が流れ始めると、モ−タ電流は早い時
期に立上がり、定常電流ｉが流れることを示している。
【００３２】図４（ｃ）はモ−タの角速度ωと時間の関
係を示すもので、モ−タ電流指令値Ｉが与えられてモ−
タ電流が流れ始めても、時間Ｔの範囲ではモ−タ角速度
ωは殆ど零、即ちモ−タは殆ど回転しないことを示して
いる。更に、モ−タ電流指令値Ｉの値を、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−タが回転しないという
条件を完全に満たすことができる。
係を示すもので、モ−タ電流指令値Ｉが与えられてモ−
タ電流が流れ始めても、時間Ｔの範囲ではモ−タ角速度
ωは殆ど零、即ちモ−タは殆ど回転しないことを示して
いる。更に、モ−タ電流指令値Ｉの値を、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−タが回転しないという
条件を完全に満たすことができる。
【００３３】また、図４（ｄ）はモ−タ電流検出手段の
故障の判定のためにモ−タ電流を検出するサンプリング
時期を示すもので、モ−タ電流指令値Ｉを与えた後、モ
−タ電流が定常電流となり、且つモ−タが殆ど回転して
いない時期である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。
故障の判定のためにモ−タ電流を検出するサンプリング
時期を示すもので、モ−タ電流指令値Ｉを与えた後、モ
−タ電流が定常電流となり、且つモ−タが殆ど回転して
いない時期である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。
【００３４】モ−タの機械的時定数Ｔm は大きく、また
電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf はモ−タの電気
的時定数Ｔe よりも十分に小さいから、上記時間幅Ｔ
は、 Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm の関係にあり、電流フイ−ドバツク制御を行わない場合
の設定可能な時間幅よりも広いから、最適の時間幅Ｔを
設定することができる。
電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf はモ−タの電気
的時定数Ｔe よりも十分に小さいから、上記時間幅Ｔ
は、 Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm の関係にあり、電流フイ−ドバツク制御を行わない場合
の設定可能な時間幅よりも広いから、最適の時間幅Ｔを
設定することができる。
【００３５】図５（ａ）はこの発明のフイ−ドバツク制
御系の構成要素を伝達関数で表したブロツク線図であ
り、Ｉは電流指令値、ｉは実際のモ−タ電流、ωはモ−
タの角速度である。また、要素ａは比例演算器、積分演
算器で構成された制御器ＰＩ、要素ｂはモ−タの電気的
特性（モ−タのインダクタンスをＬ、内部抵抗をＲとす
る）、要素ｃはモ−タのトルク定数ＫT 、要素ｄはモ−
タの機械的特性（モ−タの慣性モ−メントをＪ、粘性抵
抗をＢとする）、要素ｅはモ−タの逆起電力定数Ｋe を
表す。なお、ｓはラプラス演算子である。
御系の構成要素を伝達関数で表したブロツク線図であ
り、Ｉは電流指令値、ｉは実際のモ−タ電流、ωはモ−
タの角速度である。また、要素ａは比例演算器、積分演
算器で構成された制御器ＰＩ、要素ｂはモ−タの電気的
特性（モ−タのインダクタンスをＬ、内部抵抗をＲとす
る）、要素ｃはモ−タのトルク定数ＫT 、要素ｄはモ−
タの機械的特性（モ−タの慣性モ−メントをＪ、粘性抵
抗をＢとする）、要素ｅはモ−タの逆起電力定数Ｋe を
表す。なお、ｓはラプラス演算子である。
【００３６】前記した図５（ａ）のフイ−ドバツク制御
系のブロツク線図を等価変換し、制御器ＰＩを適宜調整
することにより、図５（ａ）のフイ−ドバツク制御系の
ブロツク線図は図５（ｂ）のブロツク線図のように近似
的な線図に書直すことができる。ここで、Ｔf は電流フ
イ−ドバツク回路の時定数である。
系のブロツク線図を等価変換し、制御器ＰＩを適宜調整
することにより、図５（ａ）のフイ−ドバツク制御系の
ブロツク線図は図５（ｂ）のブロツク線図のように近似
的な線図に書直すことができる。ここで、Ｔf は電流フ
イ−ドバツク回路の時定数である。
【００３７】図５（ｂ）のブロツク線図によれば、電流
指令値Ｉと実際のモ−タ電流ｉの関係は以下の式（１）
で表すことができる。
指令値Ｉと実際のモ−タ電流ｉの関係は以下の式（１）
で表すことができる。
【００３８】
【数１】 図４（ａ）に示すように、モ−タに対して、電流フイ−
ドバツク制御系の時定数Ｔf よりも大きく、モ−タの機
械的時定数Ｔm よりも小さい時間Ｔだけ、電流指令値Ｉ
をステツプ状に印加すると、モ−タ電流ｉの実測値とモ
−タの角速度ωの応答特性は、それぞれ図４（ｂ）及び
図４（ｃ）に示す特性を示すから、時間Ｔが経過するよ
りも早い時間Ｔ0 が経過した時点では、モ−タの角速度
ω、及びモ−タ電流ｉの実測値の微分値は、それぞれ以
下の式（２）、及び式（３）で表すことができ、その値
は近似的に零である。
ドバツク制御系の時定数Ｔf よりも大きく、モ−タの機
械的時定数Ｔm よりも小さい時間Ｔだけ、電流指令値Ｉ
をステツプ状に印加すると、モ−タ電流ｉの実測値とモ
−タの角速度ωの応答特性は、それぞれ図４（ｂ）及び
図４（ｃ）に示す特性を示すから、時間Ｔが経過するよ
りも早い時間Ｔ0 が経過した時点では、モ−タの角速度
ω、及びモ−タ電流ｉの実測値の微分値は、それぞれ以
下の式（２）、及び式（３）で表すことができ、その値
は近似的に零である。
【００３９】
【数２】
【００４０】
【数３】 したがつて、電流指令値Ｉとモ−タ電流の実測値ｉの関
係は、式（１）及び式（３）から、以下の式（４）で表
すことができる。
係は、式（１）及び式（３）から、以下の式（４）で表
すことができる。
【００４１】
【数４】 このように、時間Ｔ0 が経過した時点ではモ−タ電流ｉ
は定常値となり電流指令値Ｉと一致する。
は定常値となり電流指令値Ｉと一致する。
【００４２】このように、時間Ｔ0 が経過した時点では
モ−タ電流値ｉは定常値となるので、モ−タを駆動する
電流制御値であるＰＷＭ信号のデユ−テイ比もバツテリ
電圧の変動が補正された定常値となる。したがつて、電
流指令値Ｉに基づいて予測したモ−タを駆動する電流制
御値であるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs と、
実際にモ−タ電流ｉが流れたときのモ−タを駆動するＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm の差が、許容値範
囲ΔＤにあるか否かを判定することで、モ−タ電流検出
手段の故障を判定することができる。
モ−タ電流値ｉは定常値となるので、モ−タを駆動する
電流制御値であるＰＷＭ信号のデユ−テイ比もバツテリ
電圧の変動が補正された定常値となる。したがつて、電
流指令値Ｉに基づいて予測したモ−タを駆動する電流制
御値であるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs と、
実際にモ−タ電流ｉが流れたときのモ−タを駆動するＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm の差が、許容値範
囲ΔＤにあるか否かを判定することで、モ−タ電流検出
手段の故障を判定することができる。
【００４３】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。
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。
【００４４】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
だけ電流指令値Ｉがフイ−ドバツク制御回路に与えら
れ、モ−タ電流が流れ始める。このとき、イグニツシヨ
ンキ−１１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に入力されて故障
検出器３２は動作を開始する。
図示しないタイマＴＭにより予め設定された所定時間Ｔ
だけ電流指令値Ｉがフイ−ドバツク制御回路に与えら
れ、モ−タ電流が流れ始める。このとき、イグニツシヨ
ンキ−１１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に入力されて故障
検出器３２は動作を開始する。
【００４５】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）だけ経過した時点で、モ−
タ電流検出器４２により検出されたモ−タ電流値ｉがサ
ンプル値として検出され、検出されたモ−タ電流値ｉは
フイ−ドバツク制御回路の比較器２３に入力され、フイ
−ドバツク制御回路の出力の電流制御値であるＰＷＭ信
号のデユ−テイ比Ｄに反映されて、加算器２７から出力
される。
た所定時間Ｔ0 （Ｔ0 ＜Ｔ）だけ経過した時点で、モ−
タ電流検出器４２により検出されたモ−タ電流値ｉがサ
ンプル値として検出され、検出されたモ−タ電流値ｉは
フイ−ドバツク制御回路の比較器２３に入力され、フイ
−ドバツク制御回路の出力の電流制御値であるＰＷＭ信
号のデユ−テイ比Ｄに反映されて、加算器２７から出力
される。
【００４６】故障検出器３２は、モ−タ電流指令値Ｉが
入力され、モ−タ電流指令値Ｉに基づいて予測されるＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs を演算する。ま
た、故障検出器３２は、所定時間Ｔ0 が経過した時点
で、モ−タ電流の検出値ｉがフイ−ドバツクされたフイ
−ドバツク制御回路の加算器２７から出力されるＰＷＭ
信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm の差を求め、比較す
る。
入力され、モ−タ電流指令値Ｉに基づいて予測されるＰ
ＷＭ信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs を演算する。ま
た、故障検出器３２は、所定時間Ｔ0 が経過した時点
で、モ−タ電流の検出値ｉがフイ−ドバツクされたフイ
−ドバツク制御回路の加算器２７から出力されるＰＷＭ
信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm の差を求め、比較す
る。
【００４７】その結果、Ｄs とＤm 差の絶対値が所定の
許容値ΔＤ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。
許容値ΔＤ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。
【００４８】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。
【００４９】図６はイグニツシヨンキ−１１のＯＮが検
出された後の故障検出器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ＴＭの計
時を開始する（ステツプＰ１）。モ−タ電流指令値Ｉを
設定してモ−タに電流を流し、ＰＷＭ信号のデユ−テイ
比の予測値Ｄs を演算し（ステツプＰ２）、タイマＴＭ
による所定時間Ｔ0 の計時終了を待つ（ステツプＰ
３）。所定時間Ｔ0 の計時が終了したときは、モ−タ電
流ｉがフイ−ドバツクされたフイ−ドバツク制御回路か
ら出力されるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm を
読み込む（ステツプＰ４）。モ−タ電流指令値Ｉに基づ
いて予測されるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs
とＰＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm の差の絶対値
が所定の許容値ΔＤよりも大きいか否かを判定し（ステ
ツプＰ５）、差の絶対値が所定の許容値ΔＤ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Ｐ６）、
処理を終了する。ステツプＰ５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。
出された後の故障検出器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ＴＭの計
時を開始する（ステツプＰ１）。モ−タ電流指令値Ｉを
設定してモ−タに電流を流し、ＰＷＭ信号のデユ−テイ
比の予測値Ｄs を演算し（ステツプＰ２）、タイマＴＭ
による所定時間Ｔ0 の計時終了を待つ（ステツプＰ
３）。所定時間Ｔ0 の計時が終了したときは、モ−タ電
流ｉがフイ−ドバツクされたフイ−ドバツク制御回路か
ら出力されるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm を
読み込む（ステツプＰ４）。モ−タ電流指令値Ｉに基づ
いて予測されるＰＷＭ信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs
とＰＷＭ信号のデユ−テイ比の実測値Ｄm の差の絶対値
が所定の許容値ΔＤよりも大きいか否かを判定し（ステ
ツプＰ５）、差の絶対値が所定の許容値ΔＤ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Ｐ６）、
処理を終了する。ステツプＰ５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。
【００５０】
【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、電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf よりも
十分に大きい時間Ｔ（Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけ、モ−
タ電流指令値Ｉを設定してモ−タに電流を流し、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
いて、モ−タ電流指令値Ｉに基づいて予測されるＰＷＭ
信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs とＰＷＭ信号のデユ−
テイ比の実測値Ｄm 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、電流フイ−ドバツク制御系の時定数Ｔf よりも
十分に大きい時間Ｔ（Ｔf ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけ、モ−
タ電流指令値Ｉを設定してモ−タに電流を流し、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
いて、モ−タ電流指令値Ｉに基づいて予測されるＰＷＭ
信号のデユ−テイ比の予測値Ｄs とＰＷＭ信号のデユ−
テイ比の実測値Ｄm 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。
【００５１】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にした直後にモ−タの角速度ωが零、即ち殆どモ−タ
が回転しない状態において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にした直後にモ−タの角速度ωが零、即ち殆どモ−タ
が回転しない状態において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】この発明のフイ−ドバツク制御系を説明するブ
ロツク線図。
ロツク線図。
【図６】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− 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 (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 119:00 (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、電流フイ−ドバツク回路の時定数より
も十分に大きく、且つモ−タの機械的時定数よりも十分
に小さい所定の時間だけモ−タ電流指令値を設定してモ
−タ電流を流し、その時のバツテリ電圧の変動を補正し
た電流制御値の予測値と、モ−タ電流検出手段により検
出した定常状態におけるモ−タ電流値に基づくモ−タ電
流制御値の実測値とを比較することにより前記モ−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】 前記設定される電流指令値は、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 |
|---|---|---|---|
| JP25271194A JP3284786B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP25271194A JP3284786B2 (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 |
|---|---|
| JPH0891240A true JPH0891240A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3284786B2 JP3284786B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=17241192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25271194A Expired - Lifetime JP3284786B2 (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) | JP3284786B2 (ja) |
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| JP2018150884A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電子制御装置 |
| 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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| JP5423098B2 (ja) * | 2008-04-21 | 2014-02-19 | パナソニック株式会社 | インバータ装置 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP25271194A patent/JP3284786B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JP3284786B2 (ja) | 2002-05-20 |
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