JP2009073338A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなり、異常が発生した場合に電動モータによる操舵補助を停止するフェールセーフ機能を備えた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus having a fail-safe function that uses an electric motor as a generation source of a steering assist force and stops steering assist by the electric motor when an abnormality occurs.
車両用の電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作によりステアリングシャフトに発生するトルクを検出し、この検出結果に基づいてモータを駆動して操舵を補助するものである。そして、電動パワーステアリグ装置は、例えば各部材の異常時に、操舵力の補助を停止するフェールセーフ機能を備えている。フェールセーフ機能は、異常時にバッテリとモータとの間に設けられたリレー接点(スイッチ)をオフにすることで、バッテリからモータへの電力供給を停止し、モータを動作不可状態にしている。これにより、安全性の向上が図られている。 The electric power steering device for a vehicle detects torque generated in a steering shaft by operating a steering member, and drives a motor based on the detection result to assist steering. The electric power steering device has a fail-safe function that stops assisting the steering force when, for example, each member is abnormal. The fail-safe function turns off a relay contact (switch) provided between the battery and the motor in the event of an abnormality, thereby stopping the power supply from the battery to the motor and disabling the motor. Thereby, safety is improved.
しかしながら、リレー接点が溶着する等の故障が生じた場合、フェールセーフ機能が正常に機能しなくなる。そこで、特許文献1には、リレー異常検出を可能としたパワーステアリング装置が開示されている。このパワーステアリング装置は、イグニッション・スイッチがオン又はオフされたときにリレー接点を開放状態にしてリレー接点の端子電圧を検出している。そして、電圧が一定値以下である場合は、リレー接点が開放されており、リレーに異常はないと判断し、電圧が一定値以上である場合は、接点溶着等によりリレー接点間が導通していると判断してリレーの異常検出を行っている。
ところで、リレーの異常には、異物が付着することにより、リレー接点間抵抗が大きくなり、バッテリからモータに十分な電力供給がなされなくなるという異常がある。このような場合、操舵を補助するモータが十分に駆動されず、運転者が操舵部材を操作する際に違和感が生じる。そして、このような異常の検出は、リレー接点を開放状態にしてリレー異常を検査する特許文献1のパワーステアリング装置では行うことができない。 By the way, in the relay abnormality, there is an abnormality that a foreign matter adheres to increase the resistance between the relay contacts, and sufficient electric power is not supplied from the battery to the motor. In such a case, the motor for assisting the steering is not driven sufficiently, and the driver feels uncomfortable when operating the steering member. Such an abnormality cannot be detected by the power steering apparatus disclosed in Patent Document 1 in which the relay contact is opened and the relay abnormality is inspected.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、スイッチがオンの場合にスイッチに流れる電流及び電圧に基づいてスイッチの異常を判定する構成とすることにより、スイッチに異物が付着することにより操舵を補助できなくなるといった危険を回避することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to detect a switch abnormality based on a current and a voltage flowing through the switch when the switch is on. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can avoid the danger that steering cannot be assisted due to the adhesion of water.
本発明の電動パワーステアリング装置は、電流の通電/遮断を切り替えるスイッチを備える電動パワーステアリング装置において、前記スイッチがオンの場合に、前記スイッチの両端電圧を検出する電圧検出手段と、前記スイッチを流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段が検出した電圧及び前記電流検出手段が検出した電流に基づいてスイッチの異常を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。 The electric power steering apparatus according to the present invention is an electric power steering apparatus including a switch for switching between energization / cutoff of current, and when the switch is on, voltage detection means for detecting a voltage at both ends of the switch and the switch flows. It is characterized by comprising: current detection means for detecting current; and determination means for determining an abnormality of the switch based on the voltage detected by the voltage detection means and the current detected by the current detection means.
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、前記電圧検出手段及び前記電流検出手段が電圧及び電流を複数回検出し、前記電圧検出手段が所定期間検出した電圧を平均化する電圧平均化手段と、前記電流検出手段が所定期間検出した電流を平均化する電流平均化手段とをさらに備え、前記判定手段は、前記電圧平均化手段及び前記電流平均化手段により平均化された電圧及び電流に基づいてスイッチの異常を判定する構成としてあることを特徴とする。 Further, the electric power steering apparatus of the present invention, the voltage detection means and the current detection means detect the voltage and current a plurality of times, voltage averaging means for averaging the voltage detected by the voltage detection means for a predetermined period; Current averaging means for averaging the current detected by the current detection means for a predetermined period, and the determination means is based on the voltage and current averaged by the voltage averaging means and the current averaging means. It is characterized in that it is configured to determine the abnormality of the switch.
さらに、本発明の電動パワーステアリング装置は、電流の通電/遮断を切り替えるスイッチを備える電動パワーステアリング装置において、前記スイッチがオンの場合に、前記スイッチに定電流を供給する供給手段と、該供給手段が前記定電流の供給を開始する前の前記スイッチの両端電圧と、供給を開始した後の前記スイッチの両端電圧との電圧差を検出する電圧差検出手段と、前記電圧差検出手段が検出した電圧差に基づいてスイッチの異常を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。 Furthermore, the electric power steering apparatus according to the present invention comprises an electric power steering apparatus comprising a switch for switching between energization / cutoff of current, a supply means for supplying a constant current to the switch when the switch is on, and the supply means Detects the voltage difference between the voltage across the switch before starting the supply of the constant current and the voltage across the switch after the supply is started, and the voltage difference detection means detects And determining means for determining an abnormality of the switch based on the voltage difference.
また、本発明の電動パワーステアリング装置は、電流の通電/遮断を切り替えるスイッチを備える電動パワーステアリング装置において、前記スイッチがオンの場合に、所定時間、前記スイッチに定電流を供給する供給手段と、該供給手段が前記定電流の供給を開始する前の前記スイッチの両端電圧と、供給を開始した後の前記スイッチの両端電圧との電圧差を検出する第1電圧差検出手段と、前記供給手段が前記定電流の供給を終了する前の前記スイッチの両端電圧と、供給を終了した後の前記スイッチの両端電圧との電圧差を検出する第2電圧差検出手段と、前記第1電圧差検出手段が検出した電圧差、及び前記第2電圧差検出手段が検出した電圧差に基づいて、前記スイッチの異常を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。 Further, the electric power steering apparatus of the present invention is an electric power steering apparatus comprising a switch for switching between energization / cutoff of current, a supply means for supplying a constant current to the switch for a predetermined time when the switch is on, A first voltage difference detecting means for detecting a voltage difference between the voltage across the switch before the supply means starts supplying the constant current and the voltage across the switch after the supply starts; and the supply means A second voltage difference detecting means for detecting a voltage difference between the voltage across the switch before the supply of the constant current is terminated and the voltage across the switch after the supply is terminated, and the first voltage difference detection And determining means for determining an abnormality of the switch based on the voltage difference detected by the means and the voltage difference detected by the second voltage difference detecting means.
本発明によれば、スイッチに異物が付着した場合、スイッチの導通抵抗が変化するため、スイッチの両端電圧及びスイッチを流れる電流を検出することにより、スイッチ異常を検出できる。そして、例えば、スイッチが電動モータと電源との間に設けられた場合、スイッチ異常を検出することで、電動モータに十分に給電されなくなり操舵を補助できなくなるといった危険を回避することができる。 According to the present invention, when a foreign object adheres to the switch, the conduction resistance of the switch changes. Therefore, the switch abnormality can be detected by detecting the voltage across the switch and the current flowing through the switch. For example, when the switch is provided between the electric motor and the power source, by detecting the switch abnormality, it is possible to avoid the danger that the electric motor is not sufficiently supplied with power and cannot assist steering.
また、本発明によれば、電圧及び電流を所定時間に複数回検出し、平均化することにより、例えば電圧又は電流が突発的に変化し、検出した電圧及び電流に異常値が混入した場合であっても、スイッチの異常の誤判定を低減できる。また、ある時間に一回検出した電圧及び電流に基づいてスイッチの異常を判定する場合との対比において、判定結果の精度が高くなる。 Further, according to the present invention, the voltage and current are detected a plurality of times in a predetermined time and averaged, for example, when the voltage or current suddenly changes and an abnormal value is mixed in the detected voltage and current. Even if it exists, the erroneous determination of the abnormality of a switch can be reduced. In addition, the accuracy of the determination result is high in comparison with the case where the abnormality of the switch is determined based on the voltage and current detected once at a certain time.
さらに、本発明によれば、定電流をスイッチに供給する前と供給した後との電圧差を検出し、その検出値に基づいて、スイッチの異常を判定する。スイッチが正常である場合には、スイッチに流れる定電流値は既知であるため、定電流によるスイッチの両端電圧の電圧差も既知となる。従って、検出した両端電圧の電圧差に基づいてスイッチの異常を判定することができる。これにより、スイッチの両端電圧又はスイッチに流れる電流が小さい場合であっても、スイッチの異常を判定することができる。 Furthermore, according to the present invention, the voltage difference between before and after supplying the constant current to the switch is detected, and the abnormality of the switch is determined based on the detected value. When the switch is normal, since the constant current value flowing through the switch is known, the voltage difference between both ends of the switch due to the constant current is also known. Therefore, it is possible to determine the abnormality of the switch based on the detected voltage difference between both ends. Thereby, even when the voltage across the switch or the current flowing through the switch is small, it is possible to determine the abnormality of the switch.
また、本発明によれば、スイッチに定電流の供給を開始する際におけるスイッチの両端電圧の電圧差を検出し、また、定電流の供給を停止する際におけるスイッチの両端電圧の電圧差を検出する。そして、それらの検出値に基づいて、スイッチの異常を判定する。スイッチが正常である場合には、スイッチに定電流の供給を開始する際の両端電圧の電圧差と、供給を停止する際の両端電圧の電圧差とは同じとなる。従って、これらの両端電圧の電圧差を対比することで、スイッチの異常を判定することができる。これにより、スイッチの両端電圧又はスイッチに流れる電流が小さい場合であっても、スイッチの異常を判定することができる。また、スイッチが正常である場合には、定電流によるスイッチの両端電圧の電圧差は既知となるため、定電流の供給を開始する際と、定電流の供給を停止する際とのそれぞれにおいて、スイッチの異常を判定することができる。これにより、リレー異常の判定を2回行うことにより、判定結果の精度が高くなる。 In addition, according to the present invention, the voltage difference between both ends of the switch when the constant current supply to the switch is started is detected, and the voltage difference between both ends of the switch when the constant current supply is stopped is detected. To do. Based on the detected values, the abnormality of the switch is determined. When the switch is normal, the voltage difference between both ends when the constant current supply to the switch is started is the same as the voltage difference between both ends when the supply is stopped. Therefore, the abnormality of the switch can be determined by comparing the voltage difference between these both-end voltages. Thereby, even when the voltage across the switch or the current flowing through the switch is small, it is possible to determine the abnormality of the switch. In addition, when the switch is normal, the voltage difference between both ends of the switch due to the constant current is known, so in each of starting the constant current supply and stopping the constant current supply, Switch abnormality can be determined. Thereby, the accuracy of a determination result becomes high by performing determination of relay abnormality twice.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1にかかる電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。電動パワーステアリング装置は、ラックピニオン式の舵取機構1を備えている。舵取機構1は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング11の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸10と、ラックハウジング11の中途に交差するピニオンハウジング19の内部に回転自在に支持されたピニオン軸2とを備える公知の構成を有している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of the electric power steering apparatus according to the first embodiment. The electric power steering apparatus includes a rack and pinion type steering mechanism 1. The steering mechanism 1 includes a
ラックハウジング11の両側から外部に突出するラック軸10の両端は、各別のタイロッド12,12を介して操舵用車輪としての左右の前輪13,13に連結されている。またピニオンハウジング19から外部に突出するピニオン軸2の上端は、ステアリング軸3を介して操舵部材としてのステアリングホイール30に連結されている。ピニオンハウジング19の内部に延びるピニオン軸2の下部には、図示しないピニオンが一体形成されており、ピニオンは、ラックハウジング11との交差部において、ラック軸10の中途に適長に亘って形成されたラックに噛合させてある。
Both ends of the
ステアリング軸3は、筒形をなすハウジング31の内部に回転自在に支持され、ハウジング31を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って取付けてある。ピニオン軸2は、ハウジング31の下方に突出するステアリング軸3の下端に連結され、ステアリングホイール30は、ハウジング31の上方に突出するステアリング軸3の上端に固設されている。
The
以上の構成により、操舵のためのステアリングホイール30の回転操作によりステアリング軸3が回転し、この回転がピニオン軸2に伝達され、ピニオン軸2の回転が、ピニオンとラックとの噛合部においてラック軸10の軸長方向の移動に変換されることとなり、このようなラック軸10の移動が、左右の前輪13,13に各別のタイロッド12,12を介して伝えられて舵取りがなされる。
With the above configuration, the
ステアリング軸3を支持するハウジング31の中途には、ステアリングホイール30の回転操作によりステアリング軸3に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ4が設けてある。トルクセンサ4よりも下位置には、操舵補助用のモータ5が取付けてある。
In the middle of the
操舵補助用のモータ5は、ハウジング31の外側に軸心を略直交させて取付けてあり、例えば、ハウジング31の内部に延びる出力端に固着されたウォームをステアリング軸3に外嵌固定されたウォームホイールに噛合させ、モータ5の回転を、ウォーム及びウォームホイールにより減速してステアリング軸3に伝えるように構成し、前述の如く行われる舵取りを補助している。
The
操舵補助用のモータ5は、リレー21のリレー接点21aを介してモータ駆動回路7に接続されている。モータ駆動回路7は、後述のアシスト制御部6により与えられたPWM信号に応じてFET(Field Effect Transistor)を開閉して、操舵補助用のモータ5を駆動する。また、リレー21は、リレー接点21a、及びリレーコイル21M等を有している。リレーコイル21Mは、アシスト制御部6に接続され、アシスト制御部6の図示しない駆動回路により電流が供給される。リレー接点21aは、リレーコイル21Mに電流が供給されることにより、接触状態となり、リレーコイル21Mへの電流の供給が停止されることにより、非接触状態となる。そして、リレー接点21aが接触状態において、モータ5とモータ駆動回路7とが電気的に接続される。
The
モータ駆動回路7は、車載バッテリ90に接続されており、モータ駆動回路7の電源は車載バッテリ90から供給される。従って、リレー接点21aが接触状態の場合、車載バッテリ90からモータ駆動回路7を介してモータ5に給電される。また、リレー接点21aが非接触状態の場合、モータ5への給電が断たれる。
The
アシスト制御部6は、内部バスにより接続されたCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備え、ROMに記憶された制御プログラムに従うCPUの動作により以下のアシスト制御を実施するように構成されている。アシスト制御部6には、トルクセンサ4により検出された操舵トルク値及び車速センサ8により検出された車速値が夫々与えられている。
The
また、アシスト制御部6は、操舵トルク値と目標駆動電流値との関係を示すアシスト制御マップを有しており、アシスト制御マップにおいて、与えられた操舵トルク値及び車速値を適用して目標駆動電流値を求める。アシスト制御部6には、操舵補助用のモータ5に流れる電流を検出するモータ電流センサ50が出力したモータ電流検出値も与えられている。そして、アシスト制御部6は、目標駆動電流値とモータ電流検出値との偏差を求める。この偏差に対してPI演算を行い、演算結果に基づいてPWM信号を生成する。アシスト制御部6には、車載バッテリ90に設けられたバッテリセンサ9が検出したバッテリ電圧値も与えられている。
The
アシスト制御部6には、電圧計22が検出する電圧値、及び電流計23が検出する電流値が与えられている。電圧計22は、リレー接点21aの両端に接続されており、リレー接点21aの両端電圧を検出する。電流計23は、リレー接点21aとモータ5との間に接続されており、リレー接点21aに流れる電流の電流値を検出する。また、アシスト制御部6は、ROM等の記憶手段に、予め設定されたリレー接点21aの接点間抵抗値の正常値範囲を記憶している。この接点間抵抗値の正常値範囲とは、接触状態のリレー接点21aを介してモータ5に給電する場合に、モータ5が正常に動作するための電流をモータ5に供給可能にする範囲値である。そして、この記憶された接点間抵抗値は、検出した両端電圧値及び電流値と共に、後述のリレー21の異常判定に利用される。
The
次に、リレー21の異常判定を行う際の処理手順について説明する。図2は、リレー21の異常判定を行う際にアシスト制御部6が実行する処理手順を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure for determining whether the
リレー21のリレー接点21aが接触状態において、アシスト制御部6は、まず、Tの所定時間、繰り返しリレー接点21aの両端電圧を検出すると共に(S1)、繰り返しリレー接点21aを流れる電流を検出する(S2)。そして、アシスト制御部6は、Tの所定時間経過したか否かを判定する(S3)。Tの所定時間経過していない場合(S3:NO)、アシスト制御部6は、S1に処理を戻す。Tの所定時間経過した場合(S3:YES)、アシスト制御部6は、検出した両端電圧値及び電流値を平均化する処理を行う(S4)。続いて、アシスト制御部6は、平均化した両端電圧値と電流値とからリレー接点21aの接点間抵抗値を求める(S5)。
When the
次に、アシスト制御部6は、求めたリレー接点21aの接点間抵抗値が、ROM等の記憶手段に記憶されている接点間抵抗値の正常値範囲内であるか否かを判定する(S6)。求めた接点間抵抗値が正常値範囲内でない場合(S6:NO)、アシスト制御部6は、リレー21が異常であると判定する(S7)。そして、アシスト制御部6は、異常判定処理を終了する。一方、求めた接点間抵抗値が正常値範囲内である場合(S6:YES)、アシスト制御部6は、リレー21に異常はないと判定し、異常判定処理を終了する。
Next, the
このように、リレー接点21aが接触状態の場合に、リレー21の異常を判定する構成としてあることにより、リレー接点21aが接触状態となる車両の走行中であってもリレー異常を判定することができる。なお、リレー21が異常と判定された場合には、図示しない車室内の警告灯を点灯して報知を行ってもよいし、メモリにリレー21の異常であることを記憶しておくだけでもよい。
As described above, when the
また、本実施の形態では、電流計23を設けてリレー接点21aに流れる電流の値を検出しているが、モータ電流センサ50が検出した電流値又はアシスト制御部6が求めた目標駆動電流値を利用して、リレー接点21aに流れる電流値を求めるようにしてもよい。さらに、本実施の形態では、Tの所定時間、繰り返し両端電圧及び電流を検出し、それぞれの平均値を算出しているが、一定間隔で両端電圧及び電流を検出していき平均化する、所謂移動平均を用いて、平均値を算出してもよい。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
次に、実施の形態2にかかる電動パワーステアリング装置について説明する。図3は、実施の形態2にかかる電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。本実施の形態の電動パワーステアリング装置は、リレー21が車載バッテリ90とモータ駆動回路7との間に配されている点で、実施の形態1と相違している。以下、相違点について説明する。なお、実施の形態1と同一の部材については同一の参照符号を用い、説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, an electric power steering apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of the electric power steering apparatus according to the second embodiment. The electric power steering apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the
本実施の形態では、車載バッテリ90とモータ駆動回路7との間に、リレー21が配されている。リレー21は、リレー接点21a、及びリレーコイル21M等を有している。リレー接点21aは、車載バッテリ90とモータ駆動回路7と間に接続され、リレーコイル21Mに電流が供給されることにより接触状態となり、リレーコイル21Mへの電流の供給が停止されることにより、非接触状態となる。そして、リレー接点21aが接触状態において、車載バッテリ90とモータ駆動回路7とが電気的に接続される。
In the present embodiment, the
また、アシスト制御部6には、電圧計22及び電流計23によりリレー接点21aの両端電圧値及び電流値が与えられている。そして、アシスト制御部6は、両端電圧値及び電流値から、リレー接点21aの接点間抵抗値を求め、接点間抵抗値に基づいてリレー21の異常を判定する。アシスト制御部6によるリレー21の異常判定を行う際の処理手順は、実施の形態1と同様であるため、説明は省略する。
Further, the voltage value and the current value at both ends of the
なお、電流計23を設けず、モータ電流センサ50が検出した操舵補助用のモータ5に流れるモータ電流検出値をアシスト制御部6に与え、アシスト制御部6が所定の導出式を用いることにより、リレー接点21aに流れる電流値を推定するようにしてもよい。
In addition, the
(実施の形態3)
次に、実施の形態3にかかる電動パワーステアリング装置について説明する。図4は、実施の形態3にかかる電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。本実施の形態の電動パワーステアリング装置は、実施の形態1において、モータ駆動回路7とモータ5とを接続するリレー接点21aに定電流を供給している。
(Embodiment 3)
Next, an electric power steering apparatus according to
リレー21のモータ駆動回路7側には、定電流源24の一端が接続されている。定電流源24は、オンされた場合、リレー21に所定時間、定電流を供給する。即ち、接触状態のリレー接点21aには、車載バッテリ90から供給される電流と、定電流源24から供給される定電流とが流れる。また、リレー21のモータ5側には、定電流源25の一端が接続されている。定電流源25は、定電流源24と同時にオンされ、定電流源24が供給する定電流と同じ大きさの電流が流れるように設定されている。従って、モータ5には、定電流源24から供給される定電流が流れず、車載バッテリ90から供給される電流のみが流れるようになり、モータ5の駆動電流を変更することなく、正常に動作する。なお、定電流源24,25は、アシスト制御部6によりオン/オフ制御される。
One end of a constant
図5は、定電流源の駆動状態と、リレー接点21aの両端電圧値との関係を示す図である。図5に示すように、定電流源24,25が駆動されることにより、リレー接点21aには、供給された電流分の電圧が生じるため、リレー接点21aの両端電圧が変化する。そして、アシスト制御部6は、変化する両端電圧を検出し、後述の異常判定処理を行う。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the driving state of the constant current source and the voltage value across the
次に、リレー21の異常判定を行う際の処理手順について説明する。図6は、リレー21の異常判定を行う際にアシスト制御部が実行する処理手順を示すフローチャートである。アシスト制御部6は、リレー接点21aが接触状態である場合に、所定のタイミングで図6に示す処理を実行する。
Next, a processing procedure for determining whether the
アシスト制御部6は、まず、所定期間、リレー接点21aの両端電圧V1を検出し、平均化する処理を行う(S10)。そして、アシスト制御部6は、定電流源24,25を駆動し、所定時間、定電流I0[A]をリレー接点21aに供給する(S11)。定電流の供給後、アシスト制御部6は、所定期間、リレー接点21aの両端電圧V2を検出し、平均化する処理を行う(S12)。そして、アシスト制御部6は、定電流の供給開始前と供給開始後とにおいて、リレー接点21aに生じる電圧の変化量ΔV1を求める(S13)。
First, the assist
変化量ΔV1は、定電流の供給開始前の両端電圧と、供給開始後の両端電圧との電圧差である。例えば、モータ5に、車載バッテリ90から電流I[A]が供給された場合、リレー接点21aに流れる電流はI+I0[A]となる。そして、リレー接点21aの接点間抵抗をr[Ω]とした場合、リレー接点21aの両端電圧の変化量ΔV1は、ΔV1=(I+I0)r−Ir=I0rとなり、モータ電流に無関係に、定電流I0及びリレー接点21aの接点間抵抗rだけで決まる。
The change amount ΔV1 is a voltage difference between the both-ends voltage before the start of constant current supply and the both-ends voltage after the start of supply. For example, when the current I [A] is supplied from the in-
次に、アシスト制御部6は、予め設定されたリレー接点21aの接点間抵抗値の正常値範囲に基づいて、変化量ΔV1が正常値範囲内であるか否かを判定する(S14)。例えば、リレー接点21aの接点間抵抗r[Ω]の正常値範囲をA〜B[Ω]とした場合、変化量ΔV1の正常値範囲は、AI0〜BI0となる。即ち、アシスト制御部6は、求めた変化量ΔV1がAI0〜BI0の範囲内であるか否かを判定する。変化量ΔV1が正常値範囲内でない場合(S14:NO)、アシスト制御部6は、リレー21が異常であると判定する(S15)。そして、アシスト制御部6は、処理をS16に移す。一方、変化量ΔV1が正常値範囲内である場合(S14:YES)、アシスト制御部6は、リレー21が異常であると判定せず、処理をS16に移す。
Next, the
S16では、アシスト制御部6は、定電流源24による定電流の供給を停止する(S16)。そして、アシスト制御部6は、所定期間、リレー接点21aの両端電圧V3を検出し、平均化する処理を行う(S17)。アシスト制御部6は、両端電圧V2及び両端電圧V3から、定電流の供給を停止する前と停止した後とで変化するリレー接点21aの両端電圧の変化量ΔV2を求める(S18)。変化量ΔV2は、両端電圧V2と両端電圧V3との電圧差である。
In S16, the
そして、アシスト制御部6は、変化量ΔV1と変化量ΔV2とが一致しているか否かを判定する(S19)。変化量ΔV1と変化量ΔV2とが一致している場合(S19:YES)、アシスト制御部6は、異常判定処理を終了する。一方、変化量ΔV1と変化量ΔV2とが一致していない場合(S19:NO)、アシスト制御部6は、リレー21が異常であると判定し(S20)、異常判定処理を終了する。
Then, the
このように、本実施の形態では、定電流を供給することにより、リレー接点21aに生じる電圧の変化量に基づいてリレー21の異常を判定している。これにより、リレー接点21aを流れる電流を検出してリレー21の異常を判定する実施の形態1,2との対比において、モータ電流が小さい場合であっても、定電流値I0を大きく設定することで、両端電圧の変化量ΔV1,ΔV2を大きくすることができ、リレー21の異常を判定し易くなる。従って、リレー21の異常判定の精度を向上させることができる。なお、定電流を供給する時間及びタイミングは適宜変更可能である。
Thus, in the present embodiment, by supplying a constant current, the abnormality of the
(実施の形態4)
次に、実施の形態4にかかる電動パワーステアリング装置について説明する。図7は、実施の形態4にかかる電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。本実施の形態の電動パワーステアリング装置は、2つのスイッチを切り替えることにより、定電流をリレー接点に供給する点で、実施の形態3と相違している。
(Embodiment 4)
Next, an electric power steering apparatus according to
モータ駆動回路7とモータ5との間には、リレー接点21a及びリレーコイル21Mを有するリレー21が配されている。そして、リレー21のリレー接点21aが接触状態の場合に、モータ駆動回路7とモータ5とが電気的に接続されている。リレー21のモータ駆動回路7側には、第1スイッチ27の一端が接続されている。第1スイッチ27の他端は、リレー21のリレーコイル21Mの一端に接続されている。さらに、リレーコイル21Mの他端は、定電流源29に接続されている。また、リレー21のモータ5側には、第2スイッチ28の一端が接続されている。第2スイッチ28の他端は、リレーコイル21Mの一端に接続されている。
A
スイッチ27,28及び定電流源29は、アシスト制御部6によりオン/オフ制御される。スイッチ27,28がオン/オフ制御されることにより、リレー接点21aに定電流が供給され、また、定電流の供給が停止される。そして、定電流の供給によりリレー接点21aに生じる電圧の変化量に基づいて、リレー21の異常を判定できる。
The
図8は、スイッチの駆動状態と、リレー接点21aを流れる電流値との関係を示す図である。例えば、車載バッテリ90からモータ5に供給される電流をI+I0[A]とし、定電流源29が供給する定電流をI0[A]とする。第1スイッチ27をオン、第2スイッチ28をオフとした場合、第1スイッチ27を通じてリレーコイル21Mには、電流I0[A]が流れる。また、リレーコイル21Mに電流が流れることにより、リレー接点21aが接触状態となり、リレー接点21a及びモータ5には、電流Iが流れる。次に、第1スイッチ27をオフ、第2スイッチ28をオンとした場合、第2スイッチ28及びリレーコイル21Mには、定電流I0[A]が流れる。また、リレーコイル21Mに電流が流れることにより、リレー接点21aが接触状態となり、リレー接点21aには、I+I0[A]、そして、モータ5には、電流I[A]が流れる。
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the driving state of the switch and the value of the current flowing through the
即ち、スイッチ27,28をオン/オフ制御することにより、リレー接点21aの接触状態を保ったまま、モータ電流とは独立して、定電流の供給及び停止を行うことができ、モータ5の駆動電流を変えることなく、実施の形態3と同様に、リレー接点21aに生じる電圧の変化量に基づいて、リレー21の異常を判定できる。
That is, by controlling on / off of the
次に、リレー21の異常判定を行う際の処理手順について説明する。図9は、リレー21の接点の異常判定を行う際にアシスト制御部26が実行する処理手順を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure for determining whether the
アシスト制御部6は、第1スイッチ27をオン、第2スイッチ28をオフとする(S21)。そして、アシスト制御部6は、所定期間、リレー接点21aの両端電圧V1を検出し、平均化する処理を行う(S22)。アシスト制御部6は、第1スイッチ27をオフ、第2スイッチ28をオンとする(S23)。次に、アシスト制御部6は、所定期間、リレー接点21aの両端電圧V2を検出し、平均化する処理を行う(S24)。
The assist
アシスト制御部6は、定電流の供給を開始する前と供給を開始した後とで変化するリレー接点21aの両端電圧の変化量ΔV1を求める(S25)。アシスト制御部6は、予め設定されたリレー21の接点間抵抗値の正常値範囲に基づいて、変化量ΔV1が正常値範囲内であるか否かを判定する(S26)。変化量ΔV1が正常値範囲内でない場合(S26:NO)、アシスト制御部6は、リレー21が異常であると判定する(S27)。そして、アシスト制御部6は、処理をS28に移す。一方、変化量ΔV1が正常値範囲内である場合(S26:YES)、アシスト制御部6は、処理をS28に移す。
The
S28では、アシスト制御部6は、第1スイッチ27をオン、第2スイッチ28をオフとする(S28)。そして、アシスト制御部6は、所定期間、リレー接点21aの両端電圧V3を検出し、平均化する処理を行う(S29)。アシスト制御部6は、両端電圧V2及び両端電圧V3から、定電流の供給を停止する前と停止した後とで変化するリレー接点21aの両端電圧の変化量ΔV2を求める(S30)。
In S28, the
そして、アシスト制御部6は、変化量ΔV1と変化量ΔV2とが一致しているか否かを判定する(S31)。変化量ΔV1と変化量ΔV2とが一致している場合(S31:YES)、アシスト制御部6は、異常判定処理を終了する。一方、変化量ΔV1と変化量ΔV2とが一致していない場合(S31:NO)、アシスト制御部6は、リレー21が異常であると判定し(S32)、異常判定処理を終了する。
Then, the
このように、本実施の形態では、スイッチ27,28のオン/オフ制御を行うことで、リレー接点21aに定電流を流している。これにより、実施の形態3との対比において、定電流源の数を減らすことができる。
Thus, in the present embodiment, a constant current is passed through the
なお、上述の実施の形態においては、電流及び電圧の検出、又は、リレー21の異常判定をアシスト制御部6で行っているが、他の機器、例えば、リレー接点部で行うようにしてもよい。また、検出する電流及び電圧の平均化処理を行わない構成としてもよい。さらに、定電流をリレーコイル21Mに流すことにより、リレーコイル21Mに流さない場合に比べ、車載バッテリ90から流れる電流を減らすことができるため、車載バッテリ90の負担を減らし、電動パワーステアリング装置の動作可能時間を延ばすことができる。
In the above-described embodiment, the current and voltage are detected or the abnormality determination of the
また、本発明は、リレー接点21aが接触状態であれば、リレー21の異常の判定が可能であるため、リレー21の異常判定を行うタイミングは適宜変更可能である。さらに、実施の形態3、4において、変化量ΔV1と変化量ΔV2との一致を判定し、リレー21の異常を判定しているが、一致を判定する際の誤差は、特に限定されることはなく、適宜変更可能である。また、実施の形態3、4において、リレー21の異常判定を定電流の供給を開始する際と、供給を停止する際との両方で行っているが、供給を開始する際にリレー21の異常が判定された場合、供給を停止する際にリレー21の異常判定を行わなくてもよい。
Further, in the present invention, if the
上述した実施の形態では、モータ駆動回路7とモータ5との間、又は、車載バッテリ90とモータ駆動回路7との間に設けられたリレーの異常を判定しているが、異常を判定するリレーは、電動パワーステアリング装置において用いられるリレーであればよい。例えば、アシスト制御部6とモータ5との間、又は、アシスト制御部6と車載バッテリ90との間に設けられたリレーに対して異常の判定を行うようにしてもよい。
In the embodiment described above, the abnormality of the relay provided between the
以上、本発明の好適な一実施の形態について、具体的に説明したが、各構成及び各処理動作等は適宜変更可能であって、上述の実施の形態に限定されることはない。 The preferred embodiment of the present invention has been specifically described above, but each configuration, each processing operation, and the like can be appropriately changed, and are not limited to the above-described embodiment.
5 操舵補助用のモータ、6 アシスト制御部(判定手段、電圧検出手段、平均化手段、電圧差検出手段)、7 モータ駆動回路、21 リレー、21a リレー接点(スイッチ)、22 電圧計(電圧検出手段)、23 電流計(電流検出手段)、50 モータ電流センサ(電流検出手段)、90 車載バッテリ(電源) 5 Motor for assisting steering, 6 Assist control unit (determination means, voltage detection means, averaging means, voltage difference detection means), 7 motor drive circuit, 21 relay, 21a relay contact (switch), 22 voltmeter (voltage detection) Means), 23 ammeter (current detection means), 50 motor current sensor (current detection means), 90 vehicle-mounted battery (power supply)
Claims (4)
前記スイッチがオンの場合に、前記スイッチの両端電圧を検出する電圧検出手段と、
前記スイッチを流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段が検出した電圧及び前記電流検出手段が検出した電流に基づいてスイッチの異常を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In an electric power steering apparatus including a switch for switching between energization / cutoff of current,
Voltage detecting means for detecting a voltage across the switch when the switch is on;
Current detecting means for detecting a current flowing through the switch;
An electric power steering apparatus comprising: a determination unit that determines a switch abnormality based on the voltage detected by the voltage detection unit and the current detected by the current detection unit.
前記電圧検出手段が所定期間検出した電圧を平均化する電圧平均化手段と、
前記電流検出手段が所定期間検出した電流を平均化する電流平均化手段と
をさらに備え、
前記判定手段は、
前記電圧平均化手段及び前記電流平均化手段により平均化された電圧及び電流に基づいてスイッチの異常を判定する構成としてあることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The voltage detection means and the current detection means detect the voltage and current multiple times,
Voltage averaging means for averaging the voltage detected by the voltage detection means for a predetermined period;
Current averaging means for averaging the current detected by the current detection means for a predetermined period, and
The determination means includes
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein an abnormality of the switch is determined based on the voltage and current averaged by the voltage averaging means and the current averaging means.
前記スイッチがオンの場合に、前記スイッチに定電流を供給する供給手段と、
該供給手段が前記定電流の供給を開始する前の前記スイッチの両端電圧と、供給を開始した後の前記スイッチの両端電圧との電圧差を検出する電圧差検出手段と、
前記電圧差検出手段が検出した電圧差に基づいてスイッチの異常を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In an electric power steering apparatus including a switch for switching between energization / cutoff of current,
Supply means for supplying a constant current to the switch when the switch is on;
A voltage difference detecting means for detecting a voltage difference between the both-end voltage of the switch before the supply means starts supplying the constant current and the both-end voltage of the switch after starting the supply;
An electric power steering apparatus comprising: a determination unit that determines whether the switch is abnormal based on the voltage difference detected by the voltage difference detection unit.
前記スイッチがオンの場合に、所定時間、前記スイッチに定電流を供給する供給手段と、
該供給手段が前記定電流の供給を開始する前の前記スイッチの両端電圧と、供給を開始した後の前記スイッチの両端電圧との電圧差を検出する第1電圧差検出手段と、
前記供給手段が前記定電流の供給を終了する前の前記スイッチの両端電圧と、供給を終了した後の前記スイッチの両端電圧との電圧差を検出する第2電圧差検出手段と、
前記第1電圧差検出手段が検出した電圧差、及び前記第2電圧差検出手段が検出した電圧差に基づいて、前記スイッチの異常を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In an electric power steering apparatus including a switch for switching between energization / cutoff of current,
Supply means for supplying a constant current to the switch for a predetermined time when the switch is on;
First voltage difference detecting means for detecting a voltage difference between the both-end voltage of the switch before the supply means starts supplying the constant current and the both-end voltage of the switch after starting supply;
Second voltage difference detecting means for detecting a voltage difference between the both-end voltage of the switch before the supply means ends the supply of the constant current and the both-end voltage of the switch after the supply is ended;
Electric power steering comprising: a determination unit that determines abnormality of the switch based on the voltage difference detected by the first voltage difference detection unit and the voltage difference detected by the second voltage difference detection unit. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007244173A JP2009073338A (en) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | Electric power steering device |
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CN108448541A (en) * | 2018-05-23 | 2018-08-24 | 广东电网有限责任公司 | A kind of detecting system of the control loop of electric system disconnecting switch |
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2007
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