JPS62286874A - 電動式パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、補助操舵力の発生に電動アクチュエータを用
いたパワーステアリング装置に係り、特に乗用自動車に
好適な電動式パワーステアリング装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車などのパワーステアリング装置としては、従来か
ら主として油圧式のものが用いられていたが、近年、そ
の制御内容の豊富化が容易なことや、車両内での議装の
容易性などが注目され、電動式のものが種々提案される
ようになり、その−例を例えば特開昭５９−７０２５７
号公報に見ることができる。

この電動式パワーステアリング装置の一般的な構成は、
例えば第９図のようになっている。

この第９図において、１は操舵ハンドル（以下、単にハ
ンドルという）、２はハンドル１の回転軸に取付けたト
ルクセンサ、３はステアリングギヤ（操舵機構）、４は
転向車輪（操舵車輪）、５は補助操舵力を発生する直流
モータ、６はフェイルセーフ用のクラッチ、７は減速ギ
ヤ、８はコントローラ（制御回路）、９．１０はスイッ
チング用のトランジスタ、１１は直流モータ５に流れる
電流を検出する電流検出器、１２はバッテリ、１３はオ
ルタネータ、１４．１５はフライホイール用のダイオー
ド、５０は直流モータ５の電機子、５１．５２は界磁コ
イルである。

通常のハンドル操作時においては、ハンドル１に加えら
れた操作トルクＴをトルクセンサ２により検出し、コン
トローラ８に取り込む。コントローラ８はトルクセンナ
２の検出信号に応じてデユーティ比の異なるパルス出力
信号をトランジスタ９又は１０に供給し、モータ５をチ
ョッパ制御し、これにより、モータ５は必要に応じたト
ルクをクラッチ１４と減速ギヤ１５を介しセ転向車輪４
に伝達することによりハンドル１の操舵力をアシストす
る。

モータ５は直流直巻モータであり、右回転用界磁コイル
５１と左回転用界磁コイル５２を有する。電源は車載さ
れたバッテリ１２であり、オルタネータ１３により充電
される。

以上の構成により、ハンドルｌからステアリングギヤ３
を介して伝達された操作力と、モータ５から減速ギヤ７
を介して伝達された補助操舵力との合成による操舵力に
より転向車輪４の舵角が与えられることになり、従って
、トルクセンサ２によって検出される操作トルクＴに応
じてモータ５が補助操舵トルクを発生し、パワーステア
リング機能が得られることになる。そして、このとき、
コントローラ８は、モータ５に流れる電流■を、電流検
出器１１によって信号Ｉ８として取込み、これにより電
流■が、必要とするトルクＴに正しく対応したものとな
るようにするフィードバック制御を適用するようになっ
ている。

ところで、このような従来例では、パワーステアリング
の制御系に異常が発生したときでのバックアップについ
ては特に配慮されておらず、単にクラッチ６によりモー
タ５をステアリング系から切離し、補助操舵力が与えら
れない状態での操舵の継続を可能にするだけとなってい
た。

〔発明が解決しようとする間む点〕

上記したように、従来例では、パワーステアリングの制
御系に異常が発生すると、直ちに補助操舵力が喪失して
しまう。

このため、従来例では、車両走行中での転舵操作時など
で異常が発生すると、ハンドル操作力に変化が現われ、
ハンドルが急激に重くなって転舵操作に乱れを生じ、安
全性に影響が現われる虞れを生じるという問題点がある
。

本発明の目的は、このような従来例の問題点に対処し、
制御系の異常に際してもかなりの程度までパワーステア
リング機能の維持が可能で、充分に安全性を確保するこ
とができる電動式パワーステアリング装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、本発明によれば、ステアリング系に与え
るべき補助操舵力の制御を複数の異った態様（モード）
で行なえるようにし、制御系に発生した異常の内容に応
じて、これら複数の互にモードを異にする制御のいずれ
かが選択されるようにして解決される。

〔作　用〕

制御系に異常が発生しても、その内容によっては制御モ
ードの切換えにより補助操舵力の制御が　゛可能になり
、異常によるパワーステアリング機能喪失の確率を少く
することができ、その分、安全性を高めることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明による電動式パワーステアリング装置につ
いて、図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、第９図で説明した従来例
におけるコントローラ８による制御内容が異なる以外は
、電動式パワーステアリング装置としての構成は従来例
（第９図）とほぼ同じであるので、以下、この制御内容
を中心にして説明する。

この第１図の実施例は３種類の制御モードで動作するよ
うに構成されており、まず第１の制御モードはスイッチ
ＳＷＩ〜ＳＷ４が図示の状態に切換っているときのもの
であり、第２の制御モードはスイッチＳＷＩとＳＷ２だ
けが図示と反対に切換っているときのもの、そして、第
３の制御モードはスイッチＳＷＩ、ＳＷ２の切換位置と
無関係に、スイッチＳＷ３．ＳＷ４がオフされていると
きのものである。

まず、第１の制御モードでは、上記したように、スイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４が全て図示の状態にある。

そこで、このときには、マイコン８０がトルクセンサ２
からのトルク信号Ｔを取込み、これによりモータ５から
発生させるべき補助操舵トルクに対応した電流指令（Ｄ
）と左右判別信号（Ｄ）をソフト処理によりディジタル
的に作り出し、それを電流制御回路８１に供給してパワ
ーステアリング制御を遂行させてゆく。

また、これと並行して、マイコン８０はトルクセンサ２
からの信号により、このセンサ２の異常判定を行ない、
その結果、トルクセンサ２に異常が発生してないときに
は、オアゲート８３．８４を介してクラッチ６とリレー
８２に信号を送り、モータ５による補助操舵トルクがス
テアリング系に伝達される状態に保つと共に、リレー８
２を動作させてモータ５にバッテリ１２からの電力の供
給が可能な状態に保つ。なお、マイコン８０は車速信号
■、オルタネータの発生電圧ＡＶ、それに操舵角信号θ
などを取込み、車速補正や電圧低下補償、それに慣性補
傷などに必要な処理も行なうように構成されている。

従って、この第１の制？１１モードでは、パワーステア
リングの制御が、マイコン８０を中心とする構成によっ
て、ディジタル的なソフト処理によって遂行されて行く
ようになっている。

次に、第２の制御モードでは、上記したように、スイッ
チＳＷ１とＳＷ２とが第１図と反対側に切換えられた状
態にされ、この結果、ｉ′！流制御回路８１の入力はト
ルク信号処理回路８５の出力に接続される。そこで、こ
のときには、アナログ回路構成のトルク信号処理回路８
５によりトルク信号Ｔがハード処理され、これによって
得られた電流指令（Ａ）と左右判別信号（Ａ）に基づい
て電流制御回路８１が動作し、モータ５による補助操舵
トルクを制御する。なお、このとき、クラッチ６をトル
ク伝達状態に保ち、かつリレー８２をオン状態に保つ信
号は、オアゲー１−８３．８４を介して異常検出回路８
１ＣＭｔ述）からも供給されるようになっており、これ
により、この第２の制御モード状態のときにマイコン８
０がどのような動作状態になっていようとも、それによ
っては何の影響をも受けないようになっている。

従って、この第２の制御モードでは、パワーステアリン
グの制御が、トルク信号処理回路８５を中心とする構成
によりアナログ的にハード処理されて遂行されることに
なる。

Ｒ後に、スイッチＳＷ３とＳＷ４が上記したようにオフ
されている状態である第３の制御モードでは、クラッチ
６及びリレー８２が共にオフされてしまう。

従って、この第３の制御モードでは、モータ５による補
助操舵トルクの発生も、それのステアリング系への伝達
も不可能な状態にあり、パワーステアリングとしての機
能は喪失した状態にされる。

次に、これらの制御モードの切換えを行なうスイッチＳ
ＷＩ〜ＳＷ４の制御について説明する。

マイコン８０にはリセット回路８６による、いわゆるウ
オッチドツク機能が設けてあり、これによりマイコン８
０の処理に異常が現われると、このリセット回路８６か
らリセット信号Ｒ，１が出力され、マイコン８０にリセ
ットが掛けられるようになっている。しかして、マイコ
ン８０が正常に動作している間は、プログラム・ラン信
号が接続路Ａ６を介して周期的に出力され、この結果、
リセット回路８６からのリセット信号Ｒ，１の出力は抑
えられるようになっている。

一方、このリセット回路８６にはイグニッションスイッ
チ８８がオンされると立上る信号■門、も入力されてお
り、これによりマイコン８０の電源がオンにされたとき
には必ず一定時間だけリセットされるようにするための
、いわゆるパワーオンリセット機能をもはたすようにな
っており、この結果、リセット信号Ｒ，１はイグニッシ
ョンスイッチ８７がオンされた時点から所定の一定期間
中にも出力されるようになっている。

異常ネ食出回路８７はリセット回路８６からのリセット
信号Ｒ，１をカウント入力とし、オアゲート８９からの
リセット信号Ｒ，２をリセット入力とするカウンタで、
例えばリセット信号Ｒ，１を１０カウントすると出力ａ
を発生するように構成されている。

一方、オアゲート８９の一方の入力には、スタータスイ
ッチ９０からの信号Ｖ！が供給され、他方の入力には、
抵抗Ｒ及びコンデンサＣからなる積分回路とインバータ
ＩＮＶを介して信号Ｖｔ９が印加されるようになってお
り、この結果、このオアゲート８９の出力であるリセッ
ト信号Ｒ，２は第２図（ｄ＞に示すように、イグニッシ
ョンスイッチ８８がオンされたときから一定期間中と、
スタータスイッチ９０がオンされている期間だけハイと
なり、その他の期間はローを保つ信号となる。

従って、異常検出回路８７の出力ａは、イグニッション
スイッチがオンされて異常検出回路８７がリセットされ
た後、スタータスイッチがオンされている期間を除いて
リセット信号Ｒ，１のカウントを行ない、このカウント
結果が、例えばｌＯカウントなどの所定カウントに達し
たときに発生されることになる。そして、この出力ａが
発生されると、スイッチＳＷＩ、ＳＷ２は第１図の状態
とは反対に切換えられると共に、オアゲート８３．８４
の出力はマイコン８０からの入力とは無関係にハイに保
たれ、これにより第１の制御モードから第２の制御モー
ドに切換えられることになる。

ところで、リセット信号Ｒ，１は、リセット回路８６に
マイコン８０からのプログラムラン信号を供給すること
により得られるウォッチドッグ機能による信号であり、
従って、この信号Ｒ，１が現われるのは、何らかの理由
により、マイコン８０の所定のプログラムが実行されな
くなったときであり、かつ、このときにはマイコン８０
にリセットが掛けられるようになっている。しかして、
この結果、このリセット信号Ｒ，１が複数回、例えば１
０回も繰り返されるということは、マイコン８０に現わ
れた異常が単なる一過性のものではなく、はぼ永久的な
ものになったときであると考えてよい。

そこで、この実施例では、イグニッションスイッチがオ
ンにされたあと、スタータが動作されている其方間を除
き、マイコン８０にリセットが掛けられる回数が所定値
、例えば１０回に満たない間は、このマイコン８０によ
る制御が正常に得られているものとして第１の制御モー
ドで動作させ、マイコン８０に対するリセット回数が１
０回に達したら、このマイコン８０による制御の継続が
望ましくなくなったものと判断し、ここで第２の制御モ
ードに切換えるのである。

なお、ここで、リセット信号Ｒ，２の発生条件を、イグ
ニッションスイッチがオンにされたときだけとせずに、
スタータ動作期間中も含めた理由は次の通りである。

すなわち、スタータ動作中は、第２図（ａ）に示すよう
に、バッテリ電圧Ｖ８が大きく変動し、マイコン８０に
誤動作が発生する確率が高い。このため、第２図中）に
示すように、このスタータ動作中でのマイコン８０の誤
動作によりリセット信号Ｒ，１が発生する。しかしなが
ら、このときのリセット信号Ｒ，１の発生は、必ずしも
マイコン８０自体の異常によるものとはなっていないの
であるから、このときでのリセット信号Ｒ，１をカウン
トしたのでは、マイコン８０に異常が発生していないの
にもかかわらず、異常発生と判断されてしまう虞れを生
じる。そこで、この期間中にもリセット信号Ｒ，２を発
生させ、異常検出回路８７をリセッＩ・するようにして
いるのである。

次に、スイッチＳＷ３．ＳＷ４の切換制御について説明
する。

この第１図の実施例では、トルクセンサ異常判定回路９
１を設け、トルクセンサ２からの信号Ｔを取込み、トル
クセンサ２に異常が発生したら異常検出信号を接続路Ａ
１２に出力させ、スイッチＳＷ３、ＳＷ４をオフさせる
ようになっている。つまり、この実施例では、トルクセ
ンサに異常ありと判断されたときには、他の条件とは無
関係に、もはやパワーステアリング機能の維持は不可能
であるとし、直ちに第３の制御モードに切換えるように
しているのである。

従って、この実施例によれば、通常はマイコン８０によ
りパワーステアリング制御が行なわれているが、このマ
イコン８０の動作に異常を生じるとトルク信号処理回路
８５によるパワーステアリング制御に移行し、そのまま
パワーステアリング機能が維持され、トルクセンサ２に
異常を生じたとき、ここでやつとパワーステアリング機
能が喪失されることになり、走行中にパワーステアリン
グ機能が失なわれて急にハンドル操作が重くなる事態の
発注を充分に少くすることができろ。

次に、本発明の実施例について、さらに詳細に説明する
。

第３図（ａｌ〜ＴＯ）は第１図の実施例の各部を詳細に
示したもので、まず、第３図（ａｌにおいて、マイコン
８０は型式名がＨＤ６３７０５２などとして知ら、れて
いるＡ／Ｄ内蔵の１チツプ型のものを用いており、ディ
ジタル信号として与えられる車速信号■、スタータスイ
ッチからの信号Ｖ、などはディジタル人力ボートＰＣＩ
、ＰＪＩなどから取込まれて処理され、トルク信号Ｔ、
電流信号Ｉ１．Ｉ、パワートランジスタの温度信号ＰＴ
ＥＭＰなどのアナログ信号はアナログ入力ポートＡＮＯ
〜ＡＮ５から取込まれた上で内部のＡ／Ｄによりディジ
タル化されて処理されるようになっている。

ところで、この実施例で使用されているトルクセンサ２
はトルク変化をポテンショメータ型の可変抵抗器で検出
する方式のもので、その出力特性は第４図に示すように
、左右の操舵トルクがそれぞれＩＫｇｍまで検出でき、
このとき、その可変抵抗器の両端にそれぞれ固定抵抗器
を介して５ｖの電源に接続することにより、トルクが０
Ｋｇｍのときの出力が２．５Ｖで、右トルク最大で４Ｖ
。

左トルク最大で１■にそれぞれ変化するように構成され
ているものである。

そこで、トルクセンサ２の出力をオペアンプからなるバ
ッファ回路３０で処理した後、正方向増幅回路３１と負
方向増幅回路３２で、それぞれ２，５ｖを境にして正極
性側を右信号Ｒと、そして負極性側を左信号りとに分離
した上でアナログ入力ポートＡＮＯ，ＡＮＩからマイコ
ン８０内に取込むようになっている。また、これと並行
して、これらの信号Ｒ，Ｌは信号路Ａ４．Ａ５により第
３図（Ｃ１のトルク信号処理回路８５にも入力されるよ
うになっている。一方、バッファ回路３０の出力に得ら
れるイ言号Ｖ１は接続路■を介してトルクセンサ異常判
定回路９１にも供給されている。

リセット回路８６は型式名ＨＡ１８３５などとして知ら
れている一種のタイマ回路３３を用い、これにより第２
図（ｂｌで説明したリセット信号Ｒ，１を発生するよう
に構成されている。そして、パワーリセット期間以後は
マイコン８ｏの出カポ−）ＰＡ２から出力されるプログ
ラムラン信号が所定期間以上途切れるごとに、マイコン
８ｏにリセットを掛ける働きをする。

トルクセンサ異常判定回路９１は２個のコンパレータ３
４＋　３＝＋を用い、トルクセンサ２の出力電圧ｖ丁が
０．５■以上、４．５ｖ以下の範囲内にあるときにはト
ランジスタ３６をオンに保ち、そうでないときにはこの
トランジスタ３６がオフされるように動作する。

既に、第４図で説明したように、トルクセンサ２の可変
抵抗器はその両端にそれぞれ直列に抵抗が接続された上
で５ｖの電源に接続されており、この結果、その出力電
圧Ｖ７は、トルクセンサが正常である限りは必ず１，０
■から４．　ＯＶの範囲内に収まっているように構成さ
れており、この結果、この出力電圧Ｖ↑が０．５ｖから
４．５■の範囲を外れ第４図の斜線部に入るということ
は、トルクセンサにショートや断線などの異常が現われ
たときに限られる。

従って、このトルクセンサ異常判定回路９１によりトル
クセンサ２の異常を検出することができ、その結果は、
正常時にはオン状態に保たれているトランジスタ３６が
異常時にはオフされる動作となって得られることになる
。なお、このトランジスタ３６のコレクタは、第３図山
）に示されているように、抵抗３７を介して電源ＶＣＣ
に接続されており、このため、この接続路Ａ１２の電位
は、トルクセンサ２に異常が検出されていないとき、つ
まりトランジスタ３６がオンしているときにはローレベ
ルに、そして異常が検出されたときにはハイレベルにな
ることになる。

スイッチＳＷ３．ＳＷ４はそれぞれトランジスタ３８．
３．９で構成され、接続路Ａ１２の電位がハイレベルに
なったときオンし、これによりオアゲート８３、８４の
出力をアースすることにより第３の制御モードに切換え
る働きをするようになっている。

次に、第３図（ｂｌにおいて、電流制御回路８１は基本
的にはコンパレータ４０からなるパルス幅変調回路で構
成され、補助操舵トルクに対応した電流指令に基づいて
デユーティ比の異なるパルス信号を作り、これをアンド
ゲート４１及び４２によって左と右に振り分けた上でそ
れぞれトランジスタ９又は１０に供給するようになって
いる。

このコンパレータ４０の一人力には、オペアンプ４３か
らなる三角波発生回路からの三角波信号がキャリヤ信号
として供給され、十入力には変調信号となる電流指令が
入力されている。従って、このコンパレータ４０の出力
には、パルス周期が三角波信号の周期と同じで、パルス
幅が電流指令に比例して変化するパルス信号が得られ、
これによりモータ５の電流Ｉをチョッパ制御して所定の
補助操舵トルクが得られるようにしている。

異常検出回路８７は型式名ＨＤ１４０６６などとして知
られているカウンタＩＣ４４を含み、接続路Ａ９を介し
てリセット回路８６から供給されるリセット信号Ｒ，１
をカウント入力とし、オアゲート８９から供給されるリ
セット信号Ｒ，２をリセット入力として動作し、カウン
ト数が１０に達したとき出力ａを発生して第１の制御モ
ードから第２の制御モードに切換える働きをする。なお
、この第３図（ｂ）の実施例では、この第１の制御モー
ドと第２の制御モードの切換えのためのスイッチＳＷＩ
。

Ｓ　Ｗ　２の構成が、第１図の実施例とは異なり２回路
２接点型のものとなっており、各回路への切換えにそれ
ぞれ制御信号ａ、ｂを要するものとなっている。そこで
、これに応じて、この第３図山）の実施例では、異常検
出回路８７にインバータ４５を設け、信号ａとｂとを出
力するように樽成しである。

また、この実施例では、第１図の実施例におけるスイッ
チＳＷ２を、右信号と左信３のそれぞれに対応して分離
してあり、右信号切換用のス・イツチ　。

をＳ　Ｗ　２　ａ　、左信号切換用のスイッチは５Ｗ２
ｂとしである。

ところで、第９図の従来例でも説明したように、このよ
うなシステムでは、実際にモータ５シこ流れる電流を検
出し、この検出結果である電流信号ＩＭによるフィード
バック制御が行なわれるようになっており、このため、
この第３図（′ｂ）の実施例でも電流検出回路９２が設
けられ、電流検出器ＳＨ（これは第９図におけろ電流検
出器１１に相当）で取出した電圧をオペアンプ４５〜４
７で処理して信号■９を得、これを電流制御回路８１内
のオペアンプ６０に供給し、これにより上記したフィー
ドバック制御が与えられるようになっている。なお、こ
の実施例では、電流検出器ＳＨとして単なる分流抵抗器
（シャント）を用い、これをトランジスタ９゜１０のエ
ミッタと共通電位点ＧＮＤとの間に接続して電流■の検
出を行なうようにしている。これは電流検出器ＳＨの一
方を接地することにより、電流検出回路９２による電流
検出信号処理を容易にするために行なっていることであ
るが、しかして、この結果、この実施例で電流検出器Ｓ
Ｈによって取出されてくる電圧の中には、モータ５に流
れる電流のうち、フライホイールダイオード１４又は１
５によって還流されてしまう成分についての検出分は含
まれず、検出誤差の虞れを生じる。

そこで、この第３回出）の実施例では、電流検出回路９
２の中にコンデンサ４日と抵抗４９からなる時定数回路
を設け、その出力をバッファ回路として働くオペアンプ
４７の出力から取出すようにし、これによりダイオード
１４又は１５によって還流されてしまう電流成分による
信号成分を疑似的に作り出し、高精度のフィードバック
制御が得られるように構成しである。

又、この第３回出）の実施例では、さらに、スイッチン
グ用のパワートランジスタ９．１０の異常を検出するた
めの動作検出回路９３と、温度をＩ★出するための温度
検出回路９４とが設けられている。

まず、動作検出回路９３は２個の負論理出力の排他的オ
アーゲート６１．６２を含み、各トランジスタ９．１０
のコレクタ電圧と、電流制御回路８１のコンパレータ４
０の出力であるパルス信号との排他的オアを取り、その
結果を接続路Ａ？、Ａ８から出力するようになっている
。なお、これらの接続路Ａ７、Ａ８に得られる信号によ
るトランジスタ９゜１０の異常判定はマイコン８０によ
って行なわれるが、これについては後述する。

次に、温度検出回路９４は、２個のトランジスタ９．１
０の放熱器に取付けるなどして、これらのトランジスタ
の双方に熱的に結合させたサーミスタＴ）Ｉを含み、こ
のサーミスタＴＨの出力をオペアンプ６３で増幅処理し
、温度信号ＰＴＥＭＰとして出力するように構成されて
いる。なお、この温度信号ＰＴＥＭＰもマイコン８０に
取込まれ、これによりトランジスタ９．１０の温度が上
昇したときには、モータ５に流れる電流を減少させるよ
うにする制御が行なわれることになるが、この点につい
ても後述する。

第３図（Ｃ）はトルク信号処理回路８５の一実施例で、
微分回路として動作するオペアンプ６４．６５と、加算
回路として動作するオペアンプ６６、６７、それにイン
バータ６８．６９とをそれぞれ接続器Ａ４．Ａ５から供
給されるトルク信号のＲ（右）とＬ（左）とに独立に設
けたもので、全てアナログ回路によりハード的に構成さ
れ、これにより右（Ａ）、左（Ａ）からなる左右判別信
号（Ａ）とｔｖＬ指令（Ａ）とをそれぞれ接続路Ａ１．
Ａ２．Ａ３に出力するようになっている。なお、ここで
、微分信号を原信号に加算しているのは、応答性を改善
するためである。

次に、これら！３図（ａ）〜（Ｃ）の実施例におけるマ
イコン８０による制御Ｉ処理について説明する。

まず第５図はリセット処理で、リセット回路８６による
リセット信号Ｒ，１がローになったとき、つまりマイコ
ン８０が正常に動作可能な状態にあるときならイグニッ
ションスイッチ８８がオンに操作されたときにだけ実行
されるもので、この処理に入ると、まずＳ（ステップの
略）５００でマイコン内のレジスタや入出力ボートをイ
ニシャライズし、Ｍ＜８５０２では、このマイコンが装
備している各種のＲＯＭやＲＡＭのチェックを行ない、
その結果を８５０４で判断し、結果がＹ　（ＹＥＳのこ
と、以下同じ）となったら３５０６でＩＲＱ用のタイマ
（後述）をセットして処理を終る。一方、Ｓ　５０４で
の結果がＮ　（Ｎｏのこと、以下同じ）になったときに
は５５００に戻る。

次に、第６図はリセット処理が終了したあと繰返し実行
されるバックグラウンド処理で、この処理に入ると、ま
ずＳ　６００では、温度検出回路９４からサーミスタＴ
Ｈで検出されている温度信号ＰＴＥＭＰの取込みを行な
い、Ｍ＜３６０２では、この温度信号ＰＴＥＭＰを所定
値、例えば８０℃と比較し、それ以上か否かを調べ、結
果がＮのときにはそのまま次の８６０６に進むが、結果
がＹとなったら８６０４を実行してからＳ　６０６に向
う。

このＳ　６０６での処理は、トランジスタ９，１０の温
度が何らかの理由で所定値以上に上昇したら、まずこれ
らトランジスタ９，１０の保護を優先させることにし、
このときでのモータ５による適正な補助操舵力の付与は
犠牲にして、トランジスタ９゜１０の温度上昇を抑える
ことができるようにするための低減電流工、の算定処理
を行なうために設けであるもので、このときの低減電流
■１の算定は、温度と無関係に一定値としたり、温度の
関数として増減する値としたりするいずれの方法によっ
てもよい。

次の５６０６と５６０８の処理は、トランジスタ９゜１
０のオープンとショートを判断する処理で、この判断は
動作検出回路９３から接続路Ａ７．Ａ８を介して取込ん
だデータによって行ない、＄６０６では接続路Ａ７とＡ
８の信号が両方共ハイレベルになったときに結果がＹに
なり、８６０８では両方共にローレベルになったら結果
がＹになるように構成しである。そして、このようにし
て５６０６又は５６０８での結果がＹになったときには
、もはやモータ５に対する電流制御は不可能であり、従
って、たとえ第２の制御モードに切換えたとしてもパワ
ーステアリング機能の維持は不可能であるから、このと
きには直ちに５６１２にジャンプし、第７図に示すフェ
イル処理を実行する。すなわち、まず５７００で出力ボ
ートＰＡＯの出力をローにしてリレー８２を開き、次の
８７０２で出力ボートＰＡ６の出力をローにしてクラッ
チ６によるトルク伝達をオフにするのである。そして、
この結果、パワーステアリング機能は停止され、手動操
作に移行されることになる。

第６図に戻り、５６０６及び５６０８での結果が共にＮ
になったら、トランジスタ９．１０は共に正常であると
判断し、次の５６１０では車速センサからのパルス信号
により車速■の検出を行ない、再び５６００からの処理
に戻る。

第８図はＩＲＱ用のタイマがセットされたことにより開
始されるタイマ割込処理で、第５図のリセット処理にお
ける５５０６の実行に伴って、その後、第６図のバック
グラウンド処理の合い間に、２ｍＳの周期で繰返し実行
されるもので、この処理に入ると、まず５８００でスタ
ータスイッチ９０からの電圧ｖｓを調べ、このスターク
スイッチがオン、つまりスタータモータに電流が供給さ
れていたときには、ここで直ちに割込前の処理に戻る。

これは、スタータモータ作動中はバッテリ電圧が大きく
低下方向に変動し、マイコン８０の動作に異常が現われ
易いからである。

ｓ　ｓｏｏでの結果がＮになったらｂ’ｔ＜５８ｏ２に
進み、この５８０２まで処理が進んできたｒｇＩ数が５
回になったか否かを調べ、結果がＮの間はＳ　８０６に
そのまま進むが、結果がＹになったら３８０４を実行し
てプログラムラン信号を出力したあと３８０６に進む。

既に説明したように、この第８図の割込処理は、２ｍＳ
ごとに周期的に実行されるから、５８０２と５８０４に
より１０ｍ５ごとにプログラムラン信号が出力されるよ
うになり、他方、リセット回路８６は、このプログラム
ラン信号が途切れないで毎周期ごとに人力されている限
りはリセット信号Ｒ，１を発生しないように構成されて
いるから、結局、これらの処理によりウオッヂドッグ機
能が与えられることになる。

５８０６ではトルクセンサ２からのトルクＴの取込みを
行ない、続いて８８０８でこのトルクＴの電圧ｖ７が所
定の範囲、すなわち、０．５Ｖを超えながら４．５ｖに
は達していない範囲にあるが否かを調べ、結果がＮのと
きには直ちにフェイル処理６１２に移行する。つまり、
第４図に示すように、トルクセンサの出力電圧■７は、
このセンサが正常である限りは必ず１．ＯＶから４．　
ＯＶの範囲に収まっている。従って、この５８０８での
結果がＮになったということは、トルクセンサに異常が
発生したことを表わす。一方、トルクセンサが異常にな
ったときには、たとえ第１の制御モードから第２の制御
モードに切換えても、パワーステアリング機能の維持は
不可能である。そこで、この５８０８での結果がＮにな
ったら直ちに５６１２に移行させてしまうのである。

８８０８での結果がＹになったら、このあとは５８１０
〜５８２６を実行し、トルク信号Ｔに基づいて右アシス
ト信号（右（Ｄ）信号）と左アシスト信号（左（Ｄ）信
号）、それに電流指令（Ｄ）の算出処理を行なう。

まず、５８１０と５８１２は微分補正のための電流値Δ
Ｉ０を算出する処理である。なお、この微分補正は応答
性を改善するためのものであることは、第３図（Ｃ１の
アナログ系のトルク信号処理回路８５でも説明したとお
りである。

次に、５８１４はトルクＴに対応して定まる基本アシス
ト電流■。を算出する処理である。つまり、この実施例
では、トルクＴに対応して基本となるアシスト電流Ｉ０
を求め、この電流Ｉ０に対して必要な補正電流を加減算
することにより最終的に必要とするモータ電流Ｉを求め
るようにしており、このために３８１４の処理を設けて
いるのである。

なお、この５８１４での処理と、上記した５８１２の処
理はいずれもマツプ検索を内容としており、これにより
処理の高速化を図っている。

続＜５８１６では車速補正に必要な低減電流Ｉ。

の算出処理を行なう。なお、この車速補正は高速走行時
での操舵安定性を保つためのもので、周知のとおり車通
が増加するにしたがって、その関数として補助操舵力を
少くする補正である。

その後、５８１８では基本アシスト電流Ｉ、に微分補正
電流Δ■。の加算と、車速補正用の低減電流Ｉ。、それ
にハックグラウンド処理（第６図）の５６０４で計算し
である、トランジスタ保護用の低減電流Ｉｔ　の成算を
行なってモータ電流Ｉの設定を行ない、続＜３８２０で
トルク信号電圧ＶＴの大きさにより、トルクの左右判定
を行なう。なお、この５８２０での判断はアナログ人カ
ポ−）　Ａ　Ｎ　Ｏ。

ＡＮＩからマイコン８０に取込まれている信号Ｒ（右）
、Ｌ（左）のいずれがハイレベルになっているかによっ
て行なうようにすればよい。

そして、この５８２０の後は、５８２２又は５８２４の
処理を行ない、出力ポートＰＡ３又はＰＡ４からそれぞ
れ左（Ｄ）信号、右（Ｄ）信号を出力させ、最後に８８
２６として電流Ｉを出力して処理を終る。

なお、この８８２６の処理は、マイコン８０の出力ボー
トＰＨ０−ＰＨ７から電流Ｉを表わす８ざットのディジ
タルデータを出力することにより実行され、この結果、
電流指令（Ｄ）は、このディジタルデータを入力とする
Ｄ／Ａ９５（第３図でｂ））のアナログ出力から得られ
、オペアンプ９６からなるバッファ回路を経てスイッチ
ＳＷＩに供給されることになる。

なお、上記実施例では、第３図（ｂ）に示すように、信
号ａによってオフされるスイッチＳＷ５を設け、このス
イッチを介して接続路ＡＩＯから供給されるリセット信
号Ｒ，１が電流制御回路８１のコンパレータ４０の出力
に与えられるようになっており、これによりマイコン８
０にリセットが掛けられたときには電流指令がゼロにさ
れるようにし、これにより、マイコン８０がリセット中
に発生する戊れのある、誤まった電流指令（Ｄ）による
影響を除くようになっている。ここで、スイッチＳＷ５
を設けているのは、第２の制御モードに切換ったとき、
リセット信号Ｒ，１による制御に影響を与えないように
するためのである。

また、この実施例では、これも第３図中）に示されてい
るように、接続路Ａ１２が、電流制御ｒＭ路８１のオペ
アンプ６０の十入力とアース間に設けられているトラン
ジスタ９７のベースにも接続されている。

そして、この結果、この実施例では、トルクセンサ異常
検出回路９１により第３の制御モードに切換えられたと
きには、クラッチ６とリレー８２が開、放されるだけで
はなく、上記したトランジスタ９７もオンにされ、これ
により電流指令もゼロにされて更に確実に補助操舵力の
喪失制御が得られるように構成されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、制御系に現われ
た異常の内容に応じて複数のバックアップ機能のうちの
一つが選択されるようにしたから、異常の発生に際して
も直ちに補助操舵力喪失の事態につながる確率を少くで
き、従来技術の問題点に充分に対処して異常時での操舵
安定性を大きく改善することができる。

特に、制御系にマイコンを用いた場合には、このマイコ
ンのプログラムＢ走による異常の確率が高いが、本発明
によれば、このような異常の発生に際してはほとんどそ
のままパワーステアリング機能の維持が可能であり、操
舵安定性を充分に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電動式パワーステアリング機能の
一実格例を示すブロック喝成図、第２図は動作説明用の
ターｆムチヤード、第３図［ａｌ〜ｆＣ）は第１図の実
施例を更に詳細に説明するための部分回路図、第４図ば
ドルクセ〉゛す・の特性図、第５図はリセット処理を説
明するフローチャート、第６図はバックグラウンド処理
を説明するフローチャート、第７図はフェイル処理を説
明するフローチャート、第８図はタイマー割込処理を説
明するフローチャート、第９図は電動式パワーステアリ
ング装置の従来例を示す説明図である。 ２・・・トルクセンサ、５・・・モータ、６・・クラッ
チ、８０・・・マイコン、８１・・・電流制御回路、８
５・・・トルク信号処理回路、８６・・・リセット処理
、８７・・・異常検出回路、９１・・・トルクセンサ異
常判定回路。 第２図 スイーＦチオソ 第４図 トルクｔンブ畠力電、纜ｖｒ　　ｔｖツム １に殉ｆトルク 第５図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、操舵ハンドルから車両の操舵機構に伝達される操舵
   力を検出し、この検出値に応じて電動アクチユエータに
   よる補助操舵力を制御する方式の電動式パワーステアリ
   ング装置において、上記補助操舵力を複数の制御態様で
   それぞれ独立して制御する手段を設け、異常発生の状態
   に応じて上記複数の制御態様のいずれかが選択されるよ
   うに構成したことを特徴とする電動式パワーステアリン
   グ装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記複数の制御態
   様が、ソフト処理によるディジタル的な制御を内容とす
   る第１の制御態様と、ハード処理によるアナログ的な制
   御を内容とする第２の制御態様と、補助操舵力の付与を
   無効とすることを内容とする第３の制御態様の少くとも
   ３種類を含むように構成されていることを特徴とする電
   動式パワーステアリング装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、上記第２の制御態
   様を選択すべき条件の１つが、上記第１の制御態様での
   制御動作を遂行するための演算機能部分における異常発
   生となるように構成したことを特徴とする電動式パワー
   ステアリング装置。 ４、特許請求の範囲第２項において、上記第３の制御態
   様を選択すべき条件が、上記操舵力を検出するためのセ
   ンサでの異常発生となるように構成したことを特徴とす
   る電動式パワーステアリング装置。