JP2015063274A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数のスイッチング素子により構成されたブリッジ回路を介して、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータを駆動するようにした電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus configured to drive a motor that applies assisting force to a steering system of a vehicle via a bridge circuit constituted by a plurality of switching elements.
自動車等の車両の操舵系にアシストトルクを付与するモータを、複数のスイッチング素子により構成されたブリッジ回路を介して車両に搭載されたバッテリにより駆動するようにした電動パワーステアリング装置は、例えば特許文献１に示されるように周知である。特許文献１に示されたブリッジ回路は、４個のスイッチング素子を備え、それらの４個のスイッチング素子のうち、ブリッジ回路の第１の対角位置に夫々設けられた２つのスイッチング素子を通電することによりモータ８を正転駆動し、ブリッジ回路の第２の対角位置に夫々設けられた２つのスイッチング素子を通電することによりモータを逆転駆動することができる。
An electric power steering device in which a motor that applies assist torque to a steering system of a vehicle such as an automobile is driven by a battery mounted on the vehicle via a bridge circuit configured by a plurality of switching elements is disclosed in, for example, Patent Literature As shown in FIG. The bridge circuit disclosed in Patent Literature 1 includes four switching elements, and among the four switching elements, two switching elements respectively provided at first diagonal positions of the bridge circuit are energized. Thus, the
いま、前述のようなブリッジ回路の第１の対角位置にある２つのアームに夫々設けられたスイッチング素子を夫々第１及び第４のスイッチング素子とし、第２の対角位置にある２つのアームに夫々設けられたスイッチング素子を夫々第３及び第２のスイッチング素子とする。このブリッジ回路に於いて、第１及び第３のスイッチング素子の一端子同士は互いに接続され、第２及び第４のスイッチング素子の一端子同士は互いに接続される。そして、第３及び第４のスイッチング素子の他端子同士はバッテリの正極側に接続され、第１及び第２のスイッチング素子の他端子同士は車両の接地電位部に接続される。モータの入力端子は、前述のブリッジ回路の第１及び第３のスイッチング素子の一端子同士の接続部と、第２及び第４のスイッチング素子の一端子同士の接続部と、の間に接続される。 Now, the switching elements provided in the two arms at the first diagonal position of the bridge circuit as described above are respectively the first and fourth switching elements, and the two arms at the second diagonal position are The switching elements provided respectively in the above are referred to as third and second switching elements, respectively. In this bridge circuit, one terminals of the first and third switching elements are connected to each other, and one terminals of the second and fourth switching elements are connected to each other. The other terminals of the third and fourth switching elements are connected to the positive side of the battery, and the other terminals of the first and second switching elements are connected to the ground potential portion of the vehicle. An input terminal of the motor is connected between a connection portion between one terminals of the first and third switching elements of the bridge circuit and a connection portion between one terminals of the second and fourth switching elements. The
このようなブリッジ回路を備えた従来の電動パワーステアリング装置の場合、通常、バッテリからブリッジ回路への電源の供給を通電／遮断する電源リレーがバッテリとブリッジ回路との間に接続され、更に、何らかの異常発生時にモータを停止させるモータリレーがブリッジ回路とモータの間に接続される。そして、リレー駆動回路により、電源リレーとモータリレーとを夫々独立して動作するように制御する場合と、電源リレーとモータリレーとを連動して動作するように制御する場合とがある。 In the case of a conventional electric power steering apparatus having such a bridge circuit, a power relay for energizing / cutting off the supply of power from the battery to the bridge circuit is usually connected between the battery and the bridge circuit. A motor relay that stops the motor when an abnormality occurs is connected between the bridge circuit and the motor. There are a case where the relay drive circuit controls the power relay and the motor relay to operate independently, and a case where the power relay and the motor relay are controlled to operate in conjunction with each other.
電源リレーとモータリレーとが夫々独立して通電／遮断制御される構成の場合、モータリレーの通電／遮断を判定は次にようにして行なうことができる。即ち、電源リレーを通電にしてモータリレーを遮断にした状態で、ブリッジ回路の４個のスイッチング素子のうちバッテリに接続された側の第３のスイッチング素子を通電すると、モータリレーが正常に遮断していれば、第３のスイッチング素子と第１のスイッチング素子との接続部の電位のみがバッテリ電圧まで上昇する。しかし、モータリレーが通電していると、第３のスイッチング素子と第１のスイッチング素子との接続部の電位と、第４のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との接続部の電位と、の両方がバッテリ電圧まで上昇する。従って、この現象を利用してモータリレーの通電／遮断を判定することが可能である。 In the case where the power relay and the motor relay are controlled to be energized / cut off independently, the energization / cutoff of the motor relay can be determined as follows. That is, when the power relay is energized and the motor relay is shut off, if the third switching element on the side connected to the battery among the four switching elements of the bridge circuit is energized, the motor relay is shut off normally. If so, only the potential at the connection between the third switching element and the first switching element rises to the battery voltage. However, when the motor relay is energized, the potential at the connection between the third switching element and the first switching element and the potential at the connection between the fourth switching element and the second switching element are: Both rise to battery voltage. Therefore, it is possible to determine energization / cutoff of the motor relay using this phenomenon.
又、電源リレー及びモータリレーが連動して通電／遮断制御される構成の場合、モータリレーの通電／遮断の判定は、例えば特許文献２に示される技術により可能である。即ち、例えば、モータリレー及び電源リレーを遮断した状態で、接地電位部に接続されている第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子のうちの何れか一方を通電にしたときに、第３のスイッチング素子と第１のスイッチング素子との接続部の電位と、第４のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との接続部の電位とが、共に、分圧抵抗を介して印加されたバイアス電圧より低下した場合は、モータリレーが通電状態であると判定することができる。
Further, when the power relay and the motor relay are configured to be energized / interrupted in conjunction with each other, the energization / interruption of the motor relay can be determined by the technique disclosed in
しかしながら、従来の電源リレー及びモータリレーが連動して通電／遮断制御される構成でのモータリレーの通電／遮断の判定では、モータリレーが通電状態で且つモータ逆起電圧が発生している状態で、モータリレーの通電／遮断の判定を実施すると、接地電位部に接続されている第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子のうちの何れか一方を通電したときに、モータ逆起電圧の影響により、通電していない他方のスイッチング素子側の電位がバイアス電圧より高電位になる場合がある。つまり、例えば第１のスイッチング素子を通電したとき、通電していない第２のスイッチング素子と第４のスイッチング素子との接続部の電位がその接続部に印加されているバイアス電圧より高電位になる場合がある。このとき、モータリレーが通電状態であるにも関わらず、モータリレーを遮断状態であると誤判定するという課題があった。 However, in the determination of the energization / interruption of the motor relay in the configuration in which the energization / interruption control is performed in conjunction with the conventional power supply relay and motor relay, the motor relay is energized and the motor back electromotive voltage is generated. When the determination of energization / interruption of the motor relay is performed, the effect of the motor back electromotive voltage when one of the first switching element and the second switching element connected to the ground potential portion is energized. Therefore, the potential on the other switching element that is not energized may be higher than the bias voltage. That is, for example, when the first switching element is energized, the potential at the connection between the second switching element and the fourth switching element that is not energized becomes higher than the bias voltage applied to the connection. There is a case. At this time, there is a problem that the motor relay is erroneously determined to be in the cut-off state even though the motor relay is in the energized state.
この発明は、従来の電動パワーステアリング装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであって、モータ逆起電圧が生じた状態でも、正確にモータリレーの通電／遮断を判定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を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional electric power steering apparatus, and accurately determines whether the motor relay is energized or interrupted even when a motor back electromotive voltage is generated. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can be used.
この発明による電動パワーステアリング装置は、
複数のスイッチング素子により構成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の出力端子間に接続され、操舵系にアシスト力を付与するモータと、前記ブリッジ回路と前記モータとの間に接続されたモータリレーと、前記ブリッジ回路の出力端子電圧を検出する出力端子電圧検出回路とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記ブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち、前記ブリッジ回路の低電位側に配置されるスイッチング素子のうちの１つを通電した際、前記ブリッジ回路の出力端子の電圧の変動に対応した値に基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する判定手段を備えた、
ことを特徴とする。
The electric power steering device according to the present invention is:
A bridge circuit composed of a plurality of switching elements; a motor connected between output terminals of the bridge circuit, for applying an assisting force to a steering system; and a motor relay connected between the bridge circuit and the motor; An electric power steering device comprising an output terminal voltage detection circuit for detecting an output terminal voltage of the bridge circuit,
Corresponding to fluctuations in the voltage at the output terminal of the bridge circuit when one of the switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit is energized A determination means for determining whether the motor relay is energized or shut off based on a value;
It is characterized by that.
この発明による電動パワーステアリング装置によれば、モータに逆起電圧が生じた場合でも、モータリレーの通電／遮断を正確に判定することができる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, even when a back electromotive voltage is generated in the motor, it is possible to accurately determine whether the motor relay is energized or cut off.
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置について、図に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の全体構成を示す構成図である。図１に示す電動パワーステアリング装置１００に於いて、操舵ハンドル１０１は、操舵ハンドル軸１０２と、減速ギア１０３と、ハンドル側のユニバーサルジョイント１０４と、ピニオンラック機構側のユニバーサルジョイント１０５と、ピニオンラック機構１０６とを介して、車輪タイロッド１０７に連結されている。操舵ハンドル軸１０２に設けられたトルクセンサ１１０は、運転者により操舵ハンドル１０１に加えられる操舵トルクを検出する。操舵ハンドル１０１に加えられた操舵力に対応したアシストトルクを発生するモータ１２０は、減速ギア１０３を介して操舵ハンドル軸１０２に連結されている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the electric
コントロールユニット１３０は、バッテリ１６０からイグニッションスイッチ１５０を介して電源が供給される。そして、トルクセンサ１１０が検出した操舵トルク値と、車速センサから送信される車速信号及びエンジンコントロールユニット（図示せず）から送信されるエンジン信号１４０等を入力値として、モータ１２０をコントローするモータコントロール信号を発生してモータ１２０をコントロールする。コントロールユニット１３０は、主として後述するＣＰＵで構成され、所定のプログラムによってモータ１２０の制御を実行する。
The
次に、前述のコントロールユニット１３０の構成について説明する。図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、コントロールユニットの構成を示す構成図である。図２に於いて、コントロールユニット１３０は、ＣＰＵ１０と、リレー駆動回路１１と、電源リレー１２と、モータ電流検出回路１５と、出力端子電圧検出回路１７とＦＥＴ駆動回路１Ｄと、ブリッジ回路１９と、モータリレー１Ｃとを備える。モータ駆動回路１Ａは、ブリッジ回路１９を備えており、ＣＰＵ１０からの命令でモータ１Ｂを駆動する。
Next, the configuration of the
ブリッジ回路１９は、第１の対角位置にある２つのアームに夫々設けられた第１のスイッチング素子１８ａと第４のスイッチング素子１８ｄと、第２の対角位置にある２つのアームに夫々設けられた第２のスイッチング素子１８ｂと第３のスイッチング素子１８ｃとを備えている。このブリッジ回路１９に於いて、第２及び第４のスイッチング素子１８ｂ、１８ｄの一端子同士は互いに接続されて第１の出力端子ＴＭ１を構成し、第１及び第３のスイッチング素子１８ａ、１８ｃの一端子同士は互いに接続されて第２の出力端子ＴＭ２を構成している。又、第３及び第４のスイッチング素子１８ｃ、１８ｄの他端子同士は互いに接続されて高電位端子ＴＨを構成し、第１及び第２のスイッチング素子１８ａ、１８ｂの他端子同士は互いに接続されて停電位端子ＴＬを構成している。第１乃至第４のスイッチング素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されている
The
ブリッジ回路１９の第１の出力端子ＴＭ１は、車両内電源から分圧抵抗を介してバイアス電圧が印加されており、その電位は［Ｍ−］に保たれている。又、ブリッジ回路１９の第２の出力端子ＴＭ２は、車両内電源から分圧抵抗を介してバイアス電圧が印加されており、その電位は［Ｍ＋］に保たれている。
A bias voltage is applied to the first output terminal TM1 of the
ブリッジ回路１９の高電位端子ＴＨは、チョークコイル１３、電源リレー１２及びシャント抵抗１６を介して、１２［Ｖ］の定格電圧を有するバッテリ１６０のプラス電極に接続され、低電位端子ＴＬは、車両の接地電位部に接続されている。モータ１Ｂの第１の入力端子は、モータリレー１Ｃを介してブリッジ回路１９の第１の出力端子ＴＭ１に接続され、モータ１Ｂの第２の入力端子は、ブリッジ回路１９の第２の出力端子ＴＭ２に接続されている。尚、モータリレー１Ｃは、ブリッジ回路１９の第２の出力端子ＴＭ２とモータ１Ｂの第２の入力端子との間に接続されても良い。
The high potential terminal TH of the
バッテリ１６０からブリッジ回路１９への電源の供給を通電／遮断する電源リレー１２と、異常時にモータ1Ｂを停止させるモータリレー１Ｃとは、ＣＰＵ１０により制御される共通のリレー駆動回路１１に接続されており、電源リレー１２及びモータリレー１Ｃは、リレー駆動回路により連動して通電／遮断するように制御される。
The
モータ1Ｂの第１及び第２の入力端子間の電位は、ブリッジ回路１９の第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］と第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］により定まる。そして、このモータ1Ｂの第１及び第２の入力端子間の電位は、ＣＰＵ１０に接続された出力端子電圧検出回路１７にて検出される。モータ1Ｂが作動していないときは、電位［Ｍ−］及び電位［Ｍ＋］は、夫々抵抗分圧により１［Ｖ］にバイアスされる。モータ電流検出回路１５は、電源リレー１２とブリッジ回路１９の高電位端子ＴＨとの間に接続されたシャント抵抗１６の両端間の電圧に基づいてモータ電流を検出し、ＣＰＵ１０に入力する。ブリッジ回路１９の第１乃至第４スイッチング素子１８ａ〜１８ｄは、ＣＰＵ１０に接続されたＦＥＴ駆動回路１Ｄにより後述のように制御される。
The potential between the first and second input terminals of the
次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータの動作を示す説明図であって、（Ａ）はモータ１Ｂの逆転時、（Ｂ）はモータ１Ｂの正転時を示している。
Next, the operation of the electric power steering apparatus configured as described above according to Embodiment 1 of the present invention will be described. 3A and 3B are explanatory views showing the operation of the motor in the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3A shows the reverse rotation of the
図３の（Ａ）に示すように、ブリッジ回路１９に於ける第１の対角位置にある第１のスイッチング素子１８ａと第４のスイッチング素子１８ｄが通電すると、第２の出力端子ＴＭ２は低電位端子ＴＬに接続されて０［Ｖ］となり、第１の出力端子ＴＭ１は高電位端子ＴＨに接続されてバッテリー１４の出力電圧である１２［Ｖ］になって、モータ１Ｂが逆転駆動される。このときモータ１Ｂには、バッテリー１４から、チョークコイル１３、電源リレー１２、シャント抵抗１６、第４のスイッチング素子１８ｄ、第１の出力端子ＴＭ１、モータリレー１Ｃ、モータ１Ｂ、２の出力端子ＴＭ２、及び第１のスイッチング素子１８ａを介して、接地電位部へと流れる。
As shown in FIG. 3A, when the
一方、図３の（Ｂ）に示すように、ブリッジ回路１９に於ける第２の対角位置にある第３のスイッチング素子１８ｃと第２のスイッチング素子１８ｂが通電すると、第１の出力端子ＴＭ１は低電位端子ＴＬに接続されて０［Ｖ］となり、第２の出力端子ＴＭ２は高電位端子ＴＨに接続されてバッテリー１４の出力電圧である１２［Ｖ］になって、モータ１Ｂが正転駆動される。このときモータ１Ｂには、バッテリー１４から、チョークコイル１３、電源リレー１２、シャント抵抗１６、第３のスイッチング素子１８ｃ、第２の出力端子ＴＭ２、モータ１Ｂ、モータリレー１Ｃ、第１の出力端子ＴＭ１、及び第２のスイッチング素子１８ｂを介して、接地電位部へと流れる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the
図１に示す電動パワーステアリング装置は、前述のように逆転駆動若しくは正転駆動されるモータ１Ｂの出力が減速ギア１０３を介して操舵ハンドル軸１０２にアシストトルクとして加え、運転者の操舵力を補助するものである。
In the electric power steering apparatus shown in FIG. 1, the output of the motor 1 </ b> B that is driven reversely or forwardly as described above is applied as an assist torque to the
次に、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレー１Ｃの通電／遮断の判定について説明する。図４は、電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断の判定処理のフローを説明するフローチャートであって、モータの停止時で、且つモータに逆機電力が発生していない場合に於ける判定処理のフローである。
Next, determination of energization / cutoff of the
図４に於いて、最初にステップＳ１０にて運転者が操舵ハンドルに加えた操舵トルクの回転方向を判定する。このとき、トルクの回転方向が正転方向であれば（Ｙ）、ステップＳ１１にて第１のスイッチング素子１ａを通電させる。一方、運転者が操舵ハンドルに加えたトルクの回転方向が逆転方向であれば（Ｎ）、ステップＳ１２にて第２のスイッチング素子１ｂを通電させる。その後、ステップＳ１３に進んで、モータリレー１Ｃの通電／遮断判定手段によりモータリレー１Ｃの通電／遮断の判定を行う。以上が、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータの停止時でのモータリレーの通電／遮断の判定処理の基本的処理フローである。
In FIG. 4, first, in step S10, the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering wheel is determined. At this time, if the rotation direction of the torque is the normal rotation direction (Y), the first switching element 1a is energized in step S11. On the other hand, if the direction of rotation of the torque applied by the driver to the steering wheel is the reverse direction (N), the second switching element 1b is energized in step S12. Thereafter, the process proceeds to step S13, and the energization / interruption determination means of the
次に、前述の図４のフローチャートに於ける、ステップＳ１３でのモータリレーの通電／遮断判定手段による判定の内容について、図５及び図６を用いて説明する。即ち、以下の説明は、モータ１Ｂが停止状態にあるときのモータリレーの通電／遮断の判定の説明である。図５は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの遮断時の動作を示す説明図であって、（Ａ）は第１のスイッチング素子１８ａを通電した場合、（Ｂ）は第２のスイッチング素子１８ｂを通電した場合を示している。図６は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの遮断時の動作を説明するタイミングチャートであって、（Ａ）は第１のスイッチング素子１８ａを通電した場合、（Ｂ）は第２のスイッチング素子１８ｂを通電した場合を示している。
Next, the contents of the determination by the motor relay energization / interruption determination means in step S13 in the flowchart of FIG. 4 will be described with reference to FIGS. That is, the following description is a description of the determination of energization / cutoff of the motor relay when the
先ず、モータリレー１Ｃの遮断時に、ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続されている第１のスイッチング素子１８ａ及び第２のスイッチング素子１８ｂのうちの何れか一方を通電させた場合について説明する。第１の出力端子ＴＭ１及び第２の出力端子ＴＭ２は１［Ｖ］にバイアスされている。
First, a case where one of the
いま、第１及び第２のスイッチング素子１８ａ、１８ｂのうち、第１のスイッチング素子１８ａを通電させた場合、図５の（Ａ）及び図６の（Ａ）に示すように、第２の出力端子ＴＭ２が低電位端子ＴＬを介して接地され、その電位［Ｍ＋］は１［Ｖ］から０［Ｖ］に低下するが、第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］は、モータリレー１Ｃが遮断されているので、第１のスイッチング素子１８ａから第２の出力端子ＴＭ２、モータ１Ｂ、及びモータリレー１Ｃを介して第１の出力端子ＴＭ１が接地されることはなく、１［Ｖ］のままである。
Now, when the
一方、第１及び第２のスイッチング素子１８ａ、１８ｂのうち、第２のスイッチング素子１８ｂを通電させた場合、図５の（Ｂ）及び図６の（Ｂ）に示すように、第１の出力端子ＴＭ１が低電位端子ＴＬを介して接地され、その電位［Ｍ−］は１［Ｖ］から０［Ｖ］に低下するが、モータリレー１Ｃが遮断されているので、第２のスイッチング素子１８ｂからモータリレー１Ｃ、モータ１Ｂを介して第２の出力端子ＴＭ２が接地されることはなく、１［Ｖ］のままである。
On the other hand, when the
このことから、図４に示す処理フローに於けるステップＳ１３に於いて、モータリレーの通電／遮断判定手段は、ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続された２つのスイッチング素子のうちの一方を通電させたとき、通電されていない他方のスイッチング素子が接続されているブリッジ回路の出力端子の電位が変動しないことを検出することで、モータリレー１Ｃが遮断状態であると判定することが出来る。
Therefore, in step S13 in the processing flow shown in FIG. 4, the motor relay energization / interruption determining means selects one of the two switching elements connected to the low potential terminal TL of the
次に、モータリレー１Ｃが通電時に、前述の図４のフローチャートに於ける、ステップＳ１３でのモータリレーの通電／遮断判定手段による判定の内容について説明する。即ち、以下の説明は、モータ１Ｂが停止状態にあるときであって、モータリレー１Ｃが通電時に於けるモータリレーの通電／遮断の判定の説明である。ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続されている第１のスイッチング素子１８ａ及び第２のスイッチング素子１８ｂのうちの何れか一方を通電させた場合について説明する。
Next, the contents of the determination by the motor relay energization / interruption determining means in step S13 in the flowchart of FIG. 4 described above when the
即ち、図７は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電時の動作を示す説明図であって、（Ａ）は第１のスイッチング素子１８ａを通電した場合、（Ｂ）は第２のスイッチング素子１８ｂを通電した場合を示している。図８は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電時で、且つモータ逆起電圧が未発生であるときの動作を説明するタイミングチャートであって、（Ａ）は第１のスイッチング素子１８ａを通電した場合、（Ｂ）は第２のスイッチング素子１８ｂを通電した場合を示している。
That is, FIG. 7 is an explanatory view showing the operation at the time of energization of the motor relay in the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, in which (A) energizes the
いま、図７の（Ａ）及び図８の（Ａ）に示すように、第１のスイッチング素子１８ａを通電させると、第２の出力端子ＴＭ２は低電位端子ＴＬを介して接地され、その電位［Ｍ＋］は１［Ｖ］から０［Ｖ］に低下する。第１の出力端子ＴＭ１は、モータリレー１Ｃが通電しているので、第１のスイッチング素子１８ａによりモータ１Ｂとモータリレー１Ｃと低電位端子ＴＬを介して接地されて、その電位［Ｍ−］は１［Ｖ］から０［Ｖ］に低下する。
Now, as shown in FIGS. 7A and 8A, when the
一方、図７の（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すように、第２スイッチング素子１８ｂを通電させると、第１の出力端子ＴＭ１は低電位端子ＴＬを介して接地され、その電位［Ｍ−］が１［Ｖ］から０［Ｖ］に低下する。第２の出力端子ＴＭ２は、モータリレー１Ｃが通電しているので、モータ１Ｂ、モータリレー１Ｃ、第２のスイッチング素子１８ｂを介して低電位端子ＴＬにより接地され、その電位［Ｍ＋］は１［Ｖ］から０［Ｖ］に低下する。
On the other hand, as shown in FIGS. 7B and 8B, when the
このことから、図４に示す処理フローに於けるステップＳ１３に於いて、モータリレーの通電／遮断判定手段は、ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続された２つのスイッチング素子のうちの一方を通電させたとき、通電されていない他方のイッチング素子が接続されているブリッジ回路の出力端子の電位が変動したことを検出することで、モータリレー１Ｃが通電状態であると判定することが出来る。
Therefore, in step S13 in the processing flow shown in FIG. 4, the motor relay energization / interruption determining means selects one of the two switching elements connected to the low potential terminal TL of the
次に、モータ１Ｂが停止している状態で、運転者が操舵ハンドルに操舵トルクを加えて操舵ハンドルを回転させたとき、操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０３を介してモータ１Ｂに電力が供給されていないにもかかわらず回転子が回転し、これによりモータ１Ｂの電機子巻線に逆起電力が発生した場合の、モータリレー１Ｃの通電／遮断の判定処理について説明する。
Next, when the driver applies steering torque to the steering handle to rotate the steering handle while the
図９は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断の判定処理の別のフローを説明するフローチャートであって、モータ１Ｂの停止時に於いて、運転者が操舵ハンドルに操舵トルクを加えて操舵ハンドルを回転させたとき、操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０３を介してモータ１Ｂに電力が供給されていないにもかかわらず回転子が回転し、これによりモータ１Ｂの電機子巻線に逆起電力が発生した場合の、モータリレー１Ｃの通電／遮断の判定処理について示している。
FIG. 9 is a flowchart for explaining another flow of the determination process of energization / cutoff of the motor relay in the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, in which the operation is performed when the
図５に於いて、最初にステップＳ２０にて運転者が操舵ハンドルに加えた操舵トルクの回転方向を判定する。このとき、運転者が操舵ハンドルに加えた操舵トルクの回転方向が正転方向であれば（Ｙ）、ステップＳ２１にて、ブリッジ回路１９の第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］の変動の有無を検出し、変動があれば、モータリレー１Ｃが通電しておりモータ１Ｂに発生した逆起電力が第１の出力端子ＴＭ１に印加されたことになるので、ステップＳ２５にてモータリレー１Ｃは通電していると判定し、モータリレー通電／遮断判定処理を終了する。
In FIG. 5, first, in step S20, the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering wheel is determined. At this time, if the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering wheel is the forward rotation direction (Y), in step S21, the potential [M−] of the first output terminal TM1 of the
一方、ステップＳ２１での判定でブリッジ回路１９の第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］の変動がなければ（Ｎ）、ステップＳ２３にて第１のスイッチング素子を通電させる。その後、ステップＳ２７にてモータリレーの通電／遮断判定手段にて判定を行う。このときの判定は、図４に於けるステップＳ１３に於ける前述の判定と同様である。
On the other hand, if there is no change in the potential [M−] of the first output terminal TM1 of the
又、ステップＳ２０での判定の結果、モータ１Ｂのトルクの回転方向が逆転方向であれば（Ｎ）、ステップＳ２２にて第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］の変動の有無を検出し、変動があれば（Ｙ）、モータリレー１Ｃが通電しておりモータ１Ｂに発生した逆起電力が第１の出力端子ＴＭ１に印加されたことになるので、ステップＳ２６にてモータリレー１Ｃは通電していると判定し、モータリレー通電／遮断判定処理を終了する。ステップＳ２２での判定の結果、第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］の変動がなければ（Ｎ）、ステップＳ２４にて第２スイッチング素子１８ｂを通電させる。このときの判定は、図４に於けるステップＳ１３に於ける前述の判定と同様である。
If the result of determination in step S20 is that the rotation direction of the torque of the
次に、前述の図９のフローチャートに於ける、ステップＳ２７でのモータリレーの通電／遮断判定手段による判定の内容について、図７及び図１０を用いて説明する。即ち、以下の説明は、モータ１Ｂが停止状態にあるときのモータリレーの通電／遮断の判定の説明である。図１０は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電時で、且つモータ逆起電圧が発生しているときの動作を説明するタイミングチャートであって、（Ａ）は第１のスイッチング素子１８ａを通電した場合、（Ｂ）は第２のスイッチング素子１８ｂを通電した場合を示している。
Next, the contents of determination by the motor relay energization / interruption determination means in step S27 in the flowchart of FIG. 9 will be described with reference to FIGS. That is, the following description is a description of the determination of energization / cutoff of the motor relay when the
以下の説明は、モータ１Ｂが停止状態にあるときであって、モータリレー１Ｃが通電されており、且つモータ１Ｂに逆起電力が発生している時に於けるモータリレーの通電／遮断の判定の説明である。ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続されている第１のスイッチング素子１８ａ及び第２のスイッチング素子１８ｂのうちの何れか一方を通電させた場合について説明する。
In the following explanation, it is determined whether the motor relay is energized / interrupted when the
先ず、モータ１Ｂが停止している状態で、運転者が操舵ハンドル１０１をモータが逆転駆動する方向にハンドル操舵したとすると、モータ１Ｂの回転子が操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０２を介して逆回転させられることによって電機子巻線に逆起電圧が生じる。このとき図１０の（Ａ）に示すように第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］は１［Ｖ］より高電位の電位Ｈになり、第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］は１［Ｖ］より低電位の電位Ｌになる。このとき、電位Ｈと電位Ｌの電位差は、モータ１Ｂに発生した逆起電圧となる。
First, if the driver steers the steering handle 101 in the direction in which the motor rotates in the reverse direction while the
この状態で、第１スイッチング素子１８ａを通電させると、図７の（Ａ）に示すように、第２の出力端子ＴＭ２は低電位端子ＴＬを介して接地され、図１０の（Ａ）に示すようにその電位［Ｍ＋］が電位Ｌから０［Ｖ］に低下する。一方、第１の出力端子ＴＭ１は、モータリレー１Ｃとモータ１Ｂと低電位端子ＴＬを介して接地されて、その電位［Ｍ−］は逆起電圧により第２の出力端子ＴＭ２電位［Ｍ＋］と電位差が生じているため、図１０の（Ａ）に示すように電位Ｈから電位Ｌ分だけ低下する。
When the
次に、モータ１Ｂが停止している状態で、運転者が操舵ハンドル１０１をモータが正転駆動する方向にハンドル操舵したとすると、モータ１Ｂの回転子が操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０２を介して正回転させられることによって電機子巻線に前述の逆回転時とは逆方向の逆起電圧が生じる。このとき図１０の（Ｂ）に示すように第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］は１［Ｖ］より高電位の電位Ｈになり、第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］は１［Ｖ］より低電位の電位Ｌになる。このとき、電位Ｈと電位Ｌの電位差は、モータ１Ｂに発生した逆起電圧となる。
Next, if the driver steers the steering handle 101 in the direction in which the motor rotates forward while the
この状態で、第２スイッチング素子１８ａを通電させると、図７の（Ｂ）に示すように、第１の出力端子ＴＭ１は低電位端子ＴＬを介して接地され、図１０の（Ｂ）に示すようにその電位［Ｍ−］が電位Ｌから０［Ｖ］に低下する。一方、第２の出力端子ＴＭ２は、モータ１Ｂとモータリレー１Ｃと低電位端子ＴＬを介して接地されて、その電位［Ｍ＋］は逆起電圧により第１の出力端子ＴＭ１電位［Ｍ−］と電位差が生じているため、図１０の（Ｂ）に示すように電位Ｈから電位Ｌ分だけ低下する。
When the
このことから、図９に示す処理フローに於けるステップＳ２１、Ｓ２２に於いて、モータリレーの通電／遮断判定手段は、ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続された２つのスイッチング素子のうちの一方を通電させたとき、通電されていない他方のスイッチング素子が接続されているブリッジ回路の出力端子の電位が変動したことを検出することで、モータリレー１Ｃが通電状態であると判定することが出来る。
From this, in steps S21 and S22 in the processing flow shown in FIG. 9, the motor relay energization / interruption determining means is one of the two switching elements connected to the low potential terminal TL of the
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態２による電動パワーステアリング装置では、前述の実施の形態１に於ける図４のフローチャートのステップＳ１３、及び図９のフローチャートのステップＳ２７での、モータリレーの通電／遮断の判定処理の仕方を変更したものであって、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
Next, an electric power steering apparatus according to
図１１は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断判定手段の処理フローを説明するフローチャート図である。図１１に於いて、ステップＳ３０にて、通電させたスイッチング素子と反対側の出力端子電圧の前回値と今回値の差分値を算出する。次に、ステップＳ３１にて前記差分値を加算した差分積算値を算出する。ステップＳ３２にて前記差分積算値が所定閾値以上か判定する。所定閾値以上であればステップＳ３３にてモータリレー１Ｃは通電状態であると判定し、それ以外ではステップＳ３４にてモータリレー１Ｃは遮断状態であると判定する。
FIG. 11 is a flowchart for explaining the processing flow of the motor relay energization / interruption determining means in the electric power steering apparatus according to
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置について説明する。この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置では、モータ１Ｂが停止している状態で、運転者が操舵ハンドルに操舵トルクを加えて操舵ハンドルを回転させたとき、操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０３を介してモータ１Ｂに電力が供給されていないにもかかわらず回転子が回転した場合に、モータの角加速度が所定の閾値の範囲内にあるか否かを判定して、モータリレー１Ｃの通電／遮断の判定を行なうものである。実施の形態１に於ける図１、図２の構成は、実施の形態３の場合も同様である。
Embodiment 3 FIG.
Next, an electric power steering device according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the electric power steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, when the driver applies steering torque to the steering wheel to rotate the steering wheel while the
図１２は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断判定手段の処理フローを説明するフローチャート図である。図１２に於いて、ステップＳ４０にて、運転者が操舵ハンドルに操舵トルクを加えて操舵ハンドルを回転させたとき、操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０３を介してモータ１Ｂに電力が供給されていないにもかかわらず回転子が回転した場合のモータ角加速度が、所定閾値範囲外であるか判定する。その結果、モータ角加速度が所定閾値範囲外であれば（Ｙ）、ステップＳ４１にてモータリレー１Ｃは通電状態であると判定し、モータ角加速度が所定閾値範囲内であれば（Ｎ）、ステップＳ４２にてモータリレー１Ｃは遮断状態であると判定する。
FIG. 12 is a flowchart for explaining the processing flow of the motor relay energization / interruption determining means in the electric power steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 12, when the driver applies steering torque to the steering wheel to rotate the steering wheel in step S40, power is not supplied from the
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置について説明する。この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置では、実施の形態１に於ける図９のフローチャートでステップＳ２７でのモータリレー１Ｃの通電／遮断の判定処理の仕方を変更したものであって、それ以外は図９に示す実施の形態１の場合と同様である。
Embodiment 4 FIG.
Next, an electric power steering device according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the electric power steering device according to Embodiment 4 of the present invention, the method of determining whether to energize / cut off the
この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置では、モータ１Ｂの停止時に於いて、運転者が操舵ハンドルに操舵トルクを加えて操舵ハンドルを回転させたとき、操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０３を介してモータ１Ｂに電力が供給されていないにもかかわらず回転子が回転し、これによりモータ１Ｂの電機子巻線に逆起電力が発生した場合に於いて、モータに誘起された逆起電力の電圧が所定閾値範囲外であるか判定してモータリレー１Ｃの通電／遮断の判定を行なうものである。
In the electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, when the driver applies steering torque to the steering wheel and rotates the steering wheel when the
図１３は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断判定手段の処理フローを説明するフローチャート図である。図１３に於いて、ステップＳ５０にて、モータ１Ｂの停止時に、運転者が操舵ハンドルに操舵トルクを加えて操舵ハンドルを回転させたとき、操舵ハンドル軸１０２から減速ギア１０３を介してモータ１Ｂに電力が供給されていないにもかかわらず回転子が回転し、これによりモータ１Ｂの電機子巻線に逆起電力が誘起された場合に於いて、モータの誘起電圧が所定の閾値の範囲外であるか否かを判定する。その結果、モータの誘起電圧が所定の閾値の範囲外であれば（Ｙ）、ステップＳ５１にてモータリレー１Ｃは通電状態であると判定し、モータの誘起電圧が所定の閾値の範囲内であれば（Ｎ）、ステップＳ５２にてモータリレー１Ｃは遮断状態であると判定する。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the processing flow of the motor relay energization / interruption determining means in the electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 13, when the driver applies steering torque to the steering wheel to rotate the steering wheel when the
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置について説明する。この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置では、実施の形態１に於ける図４及び図９のフローチャートでのモータリレー１Ｃの通電／遮断の判定の仕方を変更したものであり、通電したスイッチング素子と反対側の出力端子電圧変動を表すエッジ形状の有無により、モータリレーの通電／遮断の判定を行なうものである。
Next, an electric power steering device according to
図１４は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断判定手段の処理フローを説明するフローチャート図である。図１４に於いて、ステップＳ６０にて、通電させたスイッチング素子と反対側の出力端子電圧のハイパスフィルター値を算出する。次に、ステップＳ６１にてハイパスフィルター値が所定の閾値の範囲外か判定する。その結果、通電させたスイッチング素子と反対側の出力端子電圧のハイパスフィルター値が所定の閾値の範囲外であれば（Ｙ）、ステップＳ６２にてモータリレー１Ｃは通電状態であると判定し、通電させたスイッチング素子と反対側の出力端子電圧のハイパスフィルター値が所定の閾値の範囲内であれば（Ｎ）、ステップＳ６３にてモータリレー１Ｃは遮断状態であると判定する。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the processing flow of the motor relay energization / interruption determining means in the electric power steering apparatus according to
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置について説明する。この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置では、実施の形態１に於ける図９のフローチャートのステップＳ２１、Ｓ２２での電位［Ｍ−］の変動の有無の判定の仕方を具体化したものであり、その他は図９の図フローチャートの場合と同様である。
Embodiment 6 FIG.
Next, an electric power steering device according to Embodiment 6 of the present invention will be described. In the electric power steering apparatus according to Embodiment 6 of the present invention, a method for determining whether or not there is a change in potential [M−] in steps S21 and S22 in the flowchart of FIG. Others are the same as those in the flowchart of FIG.
図１５は、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断判定手段の処理フローを説明するフローチャート図である。図１５に於いて、モータリレー通電後、ステップＳ７０にてモータリレー１Ｃが接続された側の出力端子電圧（今回は電位［Ｍ−］）の前回値と今回値の差分値を算出する。次に、ステップＳ７１にて前回値と今回値の差分値を加算した差分積算値を算出する。次に、ステップＳ７２にてその差分積算値が所定の閾値範囲外か否かを判定する。その結果、差分積算値が所定の閾値の範囲外であれば（Ｙ）、ステップＳ７３にてモータリレー１Ｃは通電状態であると判定する。差分積算値が所定の閾値の範囲内であれば（Ｎ）、ステップＳ７４にて第１のスイッチング素子１８ａ及び第２のスイッチング素子１８ｂの何れか一方を駆動させ、ステップＳ７５にてモータリレー通電／遮断判定処理を実施する。このステップＳ７４、Ｓ７５での処理は、前述の図９に於けるステップＳ２３／Ｓ２４、Ｓ２７に相当する。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the processing flow of the motor relay energization / interruption determining means in the electric power steering apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 15, after energizing the motor relay, in step S70, the difference value between the previous value and the current value of the output terminal voltage on the side to which the
図１６は、この発明の前述の実施の形態２乃至５による電動パワーステアリング装置に於ける、モータリレーの通電／遮断時の出力端子電圧変動に対応した値の挙動を説明するタイミングチャートであって、（Ａ）はモータリレー１Ｃの通電時、（Ｂ）はモータリレー１Ｃの遮断時、を夫々示している。図１６に基づいて、モータリレー１Ｃが通電及び遮断であった場合にモータリレーの通電／遮断判定を行った際の出力端子電圧の変動に対応した各値の挙動について説明する。このとき、モータリレー１Ｃの通電／遮断の判定時に通電させるスイッチング素子は、第２のスイッチング素子１８ｂとする。
FIG. 16 is a timing chart for explaining the behavior of values corresponding to fluctuations in the output terminal voltage when the motor relay is energized / interrupted in the electric power steering apparatus according to the second to fifth embodiments of the present invention. (A) shows when the
モータリレー１Ｃが通電の場合は、通電した第２のスイッチング素子１８ｂとは逆側の、つまり第１のスイッチング素子１８ａ側の出力端子電圧である第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］は、モータリレー１Ｃが通電しているため０［Ｖ］となる。又、第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］及び第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］が常に同電位となり、電位［Ｍ−］と電位［Ｍ＋］間に電位差は生じない。上記の現象より、モータリレー１Ｃの通電時の出力端子電圧の変動に対応した各値の挙動と各閾値の関係は図１６の（Ａ）の通りになる。
When the
図１６の（Ａ）に於いて、「端子電圧差分積算値」は、実施の形態２に於ける図１１にて説明したモータリレー通電／遮断判定で用いる判定値である。このとき、駆動した第２のスイッチング素子１８ｂとは反対側の第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］が変動しているため、端子電圧差分積算値を検出することができる。
In FIG. 16A, “terminal voltage difference integrated value” is a determination value used in the motor relay energization / interruption determination described in FIG. 11 in the second embodiment. At this time, since the potential [M +] of the second output terminal TM2 on the side opposite to the driven second switching
又、「モータ角加速度」は、実施の形態３に於ける図１２にて説明したモータリレー通電／遮断判定で用いる判定値であり、第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］及び第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］との間の電位差を基に算出される。このとき、電位［Ｍ−］と電位［Ｍ＋］に電位差が生じないことから、モータ角加速度は検出されない。 “Motor angular acceleration” is a determination value used in the motor relay energization / interruption determination described with reference to FIG. 12 in the third embodiment, and the potential [M−] and the second of the first output terminal TM1. Is calculated on the basis of the potential difference with respect to the potential [M +] of the output terminal TM2. At this time, since there is no potential difference between the potential [M−] and the potential [M +], the motor angular acceleration is not detected.
更に、「モータ誘起電圧」は、実施の形態４に於ける図１３にて説明したモータリレー通電／遮断判定で用いる判定値であり、第１の出力端子ＴＭ１の電位［Ｍ−］及び第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］との間の電位差を基に算出される。このとき、電位［Ｍ−］と電位［Ｍ＋］に電位差が生じないことから、モータ誘起電圧は検出されない。 Further, the “motor induced voltage” is a determination value used in the motor relay energization / interruption determination described with reference to FIG. 13 in the fourth embodiment, and the potential [M−] and the second of the first output terminal TM1. Is calculated on the basis of the potential difference with respect to the potential [M +] of the output terminal TM2. At this time, since no potential difference is generated between the potential [M−] and the potential [M +], the motor induced voltage is not detected.
そして、「ハイパスフィルター値」は、実施の形態５に於ける図１４にて説明したモータリレー通電／遮断判定で用いる判定値であり、このとき、駆動した第２のスイッチング素子１８ｂと反対側の第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］が変動しているため、変動を検出するハイパスフィルター値を検出することができる。
The “high-pass filter value” is a determination value used in the motor relay energization / interruption determination described in FIG. 14 in the fifth embodiment. At this time, the “high-pass filter value” is opposite to the driven second switching
次に、モータリレー１Ｃの遮断時では、通電させた第２のスイッチング素子１８ｂと逆側の第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］は変動しない。又、第２のスイッチング素子１８ｂを通電させたタイミングから電位［Ｍ−］と電位［Ｍ＋］に電位差が生じる。これらの現象より、モータリレー１Ｃの遮断時の出力端子電圧の変動に対応した各値の挙動と各閾値の関係は図１６（Ｂ）の通りになる。
Next, when the
図１６の（Ｂ）に於いて、「端子電圧差分積算値」は、駆動した第２のスイッチング素子１８ｂと反対側の第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］が変動していないため、端子電圧差分積算値を検出されない。又、「モータ角加速度」及び「モータ誘起電圧」は電位［Ｍ−］と電位［Ｍ＋］に電位差が生じるため、モータ角加速度およびモータ誘起電圧が検出される。更に、「ハイパスフィルター値」は駆動した第２のスイッチング素子１８ｂと反対側の第２の出力端子ＴＭ２の電位［Ｍ＋］が変動していないため検出されない。
In FIG. 16B, the “terminal voltage difference integrated value” is a terminal because the potential [M +] of the second output terminal TM2 on the side opposite to the driven second switching
このように、ブリッジ回路１９の低電位ＴＬ側に配置された第１及び第２のスイッチング素子１８ａ、１８ｂのうちの何れか一方を通電させ、ブリッジ回路の出力端子の電圧変動を検出することで、従来の電源リレー及びモータリレーが連動して通電／遮断する構造でのモータリレーの通電／遮断判定手段では検出できなかった、モータ逆起電圧が発生した場合でも、正確に通電／遮断を判定することが可能となる。
In this way, by energizing either one of the first and
以上述べたこの発明の実施の形態１乃至６による電動パワーステアリング装置は、以下の発明の何れかを具体化したものである。
（１）複数のスイッチング素子により構成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の出力端子間に接続され、操舵系にアシスト力を付与するモータと、前記ブリッジ回路と前記モータとの間に接続されたモータリレーと、前記ブリッジ回路の出力端子電圧を検出する出力端子電圧検出回路とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記ブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち、前記ブリッジ回路の低電位側に配置されるスイッチング素子のうちの１つを通電した際、前記ブリッジ回路の出力端子の電圧の変動に対応した値に基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する判定手段を備えた、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to the first to sixth embodiments of the present invention described above embodies any of the following inventions.
(1) A bridge circuit constituted by a plurality of switching elements, a motor connected between the output terminals of the bridge circuit, and applying an assisting force to a steering system, and connected between the bridge circuit and the motor An electric power steering apparatus comprising a motor relay and an output terminal voltage detection circuit for detecting an output terminal voltage of the bridge circuit,
Corresponding to fluctuations in the voltage at the output terminal of the bridge circuit when one of the switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit is energized A determination means for determining whether the motor relay is energized or shut off based on a value;
An electric power steering device.
（２）前記判定手段は、前記出力端子電圧検出回路により検出された前記出力端子電圧の変動差分の積算値が所定の閾値以上であるか否かに基づいて前記判定を行う、
ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。
(2) The determination unit performs the determination based on whether or not an integrated value of the fluctuation difference of the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit is equal to or greater than a predetermined threshold value.
The electric power steering device according to (1) above, wherein
（３）前記判定手段は、前記出力端子電圧検出回路により検出された前記出力端子電圧から求めたモータの角加速度が所定の閾値範囲外であるか否かに基づいて前記判定を行う、ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。 (3) The determination means performs the determination based on whether or not the angular acceleration of the motor obtained from the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit is outside a predetermined threshold range. The electric power steering device according to (1), characterized in that it is characterized in that
（４）前記判定手段は、前記出力端子電圧検出回路により検出された前記出力端子電圧から求めたモータの誘起電圧が所定の閾値範囲外であるか否かに基づいて前記判定を行う、ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。 (4) The determination means performs the determination based on whether or not the induced voltage of the motor obtained from the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit is outside a predetermined threshold range. The electric power steering device according to (1), characterized in that it is characterized in that
（５）前記判定手段は、前記出力端子電圧検出回路により検出された前記出力端子電圧が、所定の閾値以上の変動を表すエッジ形状を示すか否かに基づいて前記判定を行う、
ことを特徴とする上記（１）に記載の電動パワーステアリング装置。
(5) The determination unit performs the determination based on whether or not the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit exhibits an edge shape that represents a fluctuation of a predetermined threshold value or more.
The electric power steering device according to (1) above, wherein
（６）前記判定手段は、前記モータリレーを通電状態に駆動した後、前記ブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち前記ブリッジ回路の低電位側に配置されたスイッチング素子のうちの１つを通電するまでの間に、前記モータリレーが接続された側の出力端子の電圧が変動を示す場合に、前記モータリレーが通電状態であると判定する、
ことを特徴とする上記（１）乃至（５）のうちの何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
(6) The determination means is one of the switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit after the motor relay is driven in an energized state. When the voltage of the output terminal on the side to which the motor relay is connected shows fluctuations until it is energized, it is determined that the motor relay is in an energized state.
The electric power steering device according to any one of the above (1) to (5).
尚、前述の各実施の形態１乃至６では、電源リレーを備えた電動パワーステアリング装置としたが、電源リレーを備えないタイプであっても良く、更に、ブリッジ回路として４個のスイッチング素子を用いたＨブリッシ回路として説明したが、例えば３相ブラシレス回路にもこの発明は適用可能である。 In each of the first to sixth embodiments described above, the electric power steering apparatus provided with the power supply relay is used. However, a type without a power supply relay may be used, and four switching elements may be used as a bridge circuit. However, the present invention can also be applied to, for example, a three-phase brushless circuit.
尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
１００ 電動パワーステアリング装置、１０１ 操舵ハンドル、１０２ 操舵ハンドル軸、１０３ 減速ギア、１０４ ハンドル側のユニバーサルジョイント、１０５ ピニオンラック機構側のユニバーサルジョイン、１０６ ピニオンラック機構、１０７ 車輪タイロッド、１１０ トルクセンサ、１３０ コントロールユニット、１５０ イグニッションスイッチ、１６０ バッテリ、１０ ＣＰＵ、１１ リレー駆動回路、１２ 電源リレー、１５ モータ電流検出回路、１７ 出力端子電圧検出回路、１Ｄ ＦＥＴ駆動回路、１９ ブリッジ回路、１Ｃ モータリレー、１Ａ モータ駆動回路。
DESCRIPTION OF
この発明による電動パワーステアリング装置は、
複数のスイッチング素子により構成されたブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の出力端子間に接続され、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータと、
前記ブリッジ回路と前記モータとの間に接続されたモータリレーと、
前記ブリッジ回路の出力端子の電圧を検出する出力端子電圧検出回路と、
を備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記ブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち、前記ブリッジ回路の低電位側に配置された複数のスイッチング素子のうちの１つを通電した際、前記ブリッジ回路の前記出力端子の電圧の変動に対応した値に基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、
前記車両の操舵系に運転者により加えられた操舵トルクの回転方向が所定の回転方向であるときは、前記ブリッジ回路の低電位側に配置された複数のスイッチング素子のうちの所定の一つのスイッチング素子を通電し、前記車両の操舵系に運転者により加えられた操舵トルクの回転方向が前記所定の回転方向とは逆の回転方向であるときは、前記ブリッジ回路の低電位側に配置された複数のスイッチング素子のうちの前記所定の一つのスイッチング素子とは異なる一つのスイッチング素子を通電し、前記所定の一つのスイッチング素子を通電したときの前記ブリッジ回路の前記出力端子の電圧の変動状態と、前記所定の一つのスイッチング素子とは異なる一つのスイッチング素子を通電したときの前記ブリッジ回路の前記出力端子の電圧の変動状態とに基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する、
ことを特徴とする。
The electric power steering device according to the present invention is:
A bridge circuit composed of a plurality of switching elements;
A motor that is connected between the output terminals of the bridge circuit and applies assisting force to a steering system of the vehicle ;
A motor relay connected between the bridge circuit and the motor;
An output terminal voltage detection circuit for detecting the voltage of the output terminal of the bridge circuit;
An electric power steering apparatus comprising:
Among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit, when energized one of the plurality of switching elements arranged in a low-potential side of the bridge circuit, the variation of the voltage of the output terminal of the bridge circuit based on the value corresponding to comprises determining means for determining the motor relay is whether or block are energized,
The determination means includes
When the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering system of the vehicle is a predetermined rotation direction, a predetermined one of the plurality of switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit is switched. When the element is energized and the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering system of the vehicle is the rotation direction opposite to the predetermined rotation direction, the element is disposed on the low potential side of the bridge circuit. A voltage switching state of the output terminal of the bridge circuit when energizing one switching element different from the predetermined one switching element among a plurality of switching elements and energizing the predetermined one switching element; The voltage at the output terminal of the bridge circuit when a switching element different from the predetermined switching element is energized is changed. Based on the state, it determines whether the motor relay is whether or block are energized,
It is characterized by that.
ブリッジ回路１９は、第１の対角位置にある２つのアームに夫々設けられた第１のスイッチング素子１８ａと第４のスイッチング素子１８ｄと、第２の対角位置にある２つのアームに夫々設けられた第２のスイッチング素子１８ｂと第３のスイッチング素子１８ｃとを備えている。このブリッジ回路１９に於いて、第２及び第４のスイッチング素子１８ｂ、１８ｄの一端子同士は互いに接続されて第１の出力端子ＴＭ１を構成し、第１及び第３のスイッチング素子１８ａ、１８ｃの一端子同士は互いに接続されて第２の出力端子ＴＭ２を構成している。又、第３及び第４のスイッチング素子１８ｃ、１８ｄの他端子同士は互いに接続されて高電位端子ＴＨを構成し、第１及び第２のスイッチング素子１８ａ、１８ｂの他端子同士は互いに接続されて低電位端子ＴＬを構成している。第１乃至第４のス
イッチング素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されている。
The
図４に於いて、最初にステップＳ１０にて運転者が操舵ハンドルに加えた操舵トルクの回転方向を判定する。このとき、トルクの回転方向が正転方向であれば（Ｙ）、ステップＳ１１にて第１のスイッチング素子１ａを通電させる。一方、運転者が操舵ハンドルに加えたトルクの回転方向が逆転方向であれば（Ｎ）、ステップＳ１２にて第２のスイッチング素子１８ｂを通電させる。その後、ステップＳ１３に進んで、モータリレー１Ｃの通電／遮断判定手段によりモータリレー１Ｃの通電／遮断の判定を行う。以上が、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、モータの停止時でのモータリレーの通電／遮断の判定処理の基本的処理フローである。
In FIG. 4, first, in step S10, the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering wheel is determined. At this time, if the rotation direction of the torque is the normal rotation direction (Y), the first switching element 1a is energized in step S11. On the other hand, if the rotation direction of the torque applied by the driver to the steering wheel is the reverse direction (N), the
このことから、図４に示す処理フローに於けるステップＳ１３に於いて、モータリレーの通電／遮断判定手段は、ブリッジ回路１９の低電位端子ＴＬに接続された２つのスイッチング素子のうちの一方を通電させたとき、通電されていない他方のスイッチング素子が接続されているブリッジ回路の出力端子の電位が変動したことを検出することで、モータリレー１Ｃが通電状態であると判定することが出来る。
Therefore, in step S13 in the processing flow shown in FIG. 4, the motor relay energization / interruption determining means selects one of the two switching elements connected to the low potential terminal TL of the
この状態で、第２スイッチング素子１８ｂを通電させると、図７の（Ｂ）に示すように、第１の出力端子ＴＭ１は低電位端子ＴＬを介して接地され、図１０の（Ｂ）に示すようにその電位［Ｍ−］が電位Ｌから０［Ｖ］に低下する。一方、第２の出力端子ＴＭ２は、モータ１Ｂとモータリレー１Ｃと低電位端子ＴＬを介して接地されて、その電位［Ｍ＋］は逆起電圧により第１の出力端子ＴＭ１電位［Ｍ−］と電位差が生じているため、図１０の（Ｂ）に示すように電位Ｈから電位Ｌ分だけ低下する。
When the
以上述べたこの発明の実施の形態１乃至６による電動パワーステアリング装置は、以下の発明の何れかを具体化したものである。
（１） 複数のスイッチング素子により構成されたブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の出力端子間に接続され、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータと、
前記ブリッジ回路と前記モータとの間に接続されたモータリレーと、
前記ブリッジ回路の出力端子の電圧を検出する出力端子電圧検出回路と、
を備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記ブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち、前記ブリッジ回路の低電位側に配置された複数のスイッチング素子のうちの１つを通電した際、前記ブリッジ回路の前記出力端子の電圧の変動に対応した値に基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、
前記車両の操舵系に運転者により加えられた操舵トルクの回転方向が所定の回転方向であるときは、前記ブリッジ回路の低電位側に配置された複数のスイッチング素子のうちの所定の一つのスイッチング素子を通電し、前記車両の操舵系に運転者により加えられた操舵トルクの回転方向が前記所定の回転方向とは逆の回転方向であるときは、前記ブリッジ回路の低電位側に配置された複数のスイッチング素子のうちの前記所定の一つのスイッチング素子とは異なる一つのスイッチング素子を通電し、前記所定の一つのスイッチング素子を通電したときの前記ブリッジ回路の前記出力端子の電圧の変動状態と、前記所定の一つのスイッチング素子とは異なる一つのスイッチング素子を通電したときの前記ブリッジ回路の前記出力端子の電圧の変動状態とに基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to the first to sixth embodiments of the present invention described above embodies any of the following inventions.
(1) a bridge circuit composed of a plurality of switching elements;
A motor that is connected between the output terminals of the bridge circuit and applies assisting force to a steering system of the vehicle ;
A motor relay connected between the bridge circuit and the motor;
An output terminal voltage detection circuit for detecting the voltage of the output terminal of the bridge circuit;
An electric power steering apparatus comprising:
Among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit, when energized one of the plurality of switching elements arranged in a low-potential side of the bridge circuit, the variation of the voltage of the output terminal of the bridge circuit based on the value corresponding to comprises determining means for determining the motor relay is whether or block are energized,
The determination means includes
When the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering system of the vehicle is a predetermined rotation direction, a predetermined one of the plurality of switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit is switched. When the element is energized and the rotation direction of the steering torque applied by the driver to the steering system of the vehicle is the rotation direction opposite to the predetermined rotation direction, the element is disposed on the low potential side of the bridge circuit. A voltage switching state of the output terminal of the bridge circuit when energizing one switching element different from the predetermined one switching element among a plurality of switching elements and energizing the predetermined one switching element; The voltage at the output terminal of the bridge circuit when a switching element different from the predetermined switching element is energized is changed. Based on the state, it determines whether the motor relay is whether or block are energized,
An electric power steering device.
Claims (6)
前記ブリッジ回路を構成する前記複数のスイッチング素子のうち、前記ブリッジ回路の低電位側に配置されるスイッチング素子のうちの１つを通電した際、前記ブリッジ回路の出力端子の電圧の変動に対応した値に基づいて、前記モータリレーが通電しているか若しくは遮断しているかを判定する判定手段を備えた、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A bridge circuit composed of a plurality of switching elements; a motor connected between output terminals of the bridge circuit, for applying an assisting force to a steering system; and a motor relay connected between the bridge circuit and the motor; An electric power steering device comprising an output terminal voltage detection circuit for detecting an output terminal voltage of the bridge circuit,
Corresponding to fluctuations in the voltage at the output terminal of the bridge circuit when one of the switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit is energized A determination means for determining whether the motor relay is energized or shut off based on a value;
An electric power steering device.
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 determination means performs the determination based on whether or not an integrated value of fluctuation differences of the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit is equal to or greater than a predetermined threshold value.
The electric power steering apparatus according to claim 1.
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 determination means performs the determination based on whether or not the angular acceleration of the motor obtained from the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit is outside a predetermined threshold range.
The electric power steering apparatus according to claim 1.
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 determination means performs the determination based on whether the induced voltage of the motor obtained from the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit is outside a predetermined threshold range.
The electric power steering apparatus according to claim 1.
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 determination means performs the determination based on whether or not the output terminal voltage detected by the output terminal voltage detection circuit exhibits an edge shape that represents a variation of a predetermined threshold value or more.
The electric power steering apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。 The determination unit drives the motor relay in an energized state, and then energizes one of the switching elements arranged on the low potential side of the bridge circuit among the plurality of switching elements constituting the bridge circuit. Until, when the voltage of the output terminal on the side to which the motor relay is connected shows fluctuation, it is determined that the motor relay is in an energized state.
The electric power steering apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein
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