JP2540171B2 - Drive unit for electric power steering - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は車両のステアリングハンドルをステアリング
モータによって駆動するパワーステアリングのモータ駆
動装置に関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a power steering motor drive device for driving a steering handle of a vehicle by a steering motor.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

（従来技術） 従来車両の電動式パワーステアリングのモータ駆動装置
は、特開昭59−156863号に示されているように、左右方
向への操舵時に夫々導通する第1,第２及び第3,第４のト
ランジスタ等の制御素子を用いてステアリングモータを
中心としてブリッジ回路として接続されている。そして
右操舵時には操舵トルクの検出に基づいて第1,第２のト
ランジスタを同時に導通させてモータに正方向の駆動電
流を流し、左操舵時には操舵トルクの検出に基づいて第
3,第４のトランジスタを同時に導通させてモータに逆方
向の駆動電流を流して制御している。(Prior Art) As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-156863, a motor drive device for an electric power steering of a conventional vehicle has a first, a second, and a third, which are electrically connected to each other when steering in the left-right direction. The steering motor is connected as a bridge circuit using a control element such as a fourth transistor. Then, at the time of right steering, the first and second transistors are simultaneously turned on based on the detection of the steering torque to allow a positive drive current to flow through the motor, and at the time of left steering, the first torque is detected based on the detection of the steering torque.
The third and fourth transistors are turned on at the same time, and a reverse drive current is passed to the motor for control.

（発明が解決しようとする問題点） しかるにこのような従来のモータ駆動装置によれば、
外部からノイズや強い電波が加わったり内部回路や出力
素子である第１〜第４のトランジスタの故障等によって
ステアリングハンドルの回転方向とは逆方向にステアリ
ングモータが駆動される可能性がある。従来のステアリ
ングモータ駆動装置ではこのようなときには何ら保護回
路が設けられておらず、安全性に難点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, according to such a conventional motor drive device,
There is a possibility that the steering motor is driven in the direction opposite to the rotation direction of the steering handle due to external noise or strong radio waves, failure of the internal circuit or the first to fourth transistors that are output elements, or the like. In the conventional steering motor drive device, no protection circuit is provided in such a case, and there is a problem in safety.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明はこのようなモータ駆動装置の問題点に鑑みて
なされたものであって、ステアリングハンドルの回転方
向にのみステアリングモータを駆動し、パワーステアリ
ング装置の安全性を向上させるようにすることを技術的
課題とする。The present invention has been made in view of the problems of such a motor drive device, and it is an object of the present invention to drive the steering motor only in the rotation direction of the steering handle to improve the safety of the power steering device. Subject.

〔発明の構成と効果〕[Constitution and effect of the invention]

（問題点を解決するための手段） 本発明はステアリングハンドルの軸に接続されその回
転トルクを検出し、検出の方向及びレベルに応じた信号
を出力するトルクセンサと、ステアリングを回転させる
ステアリングモータと、トルクセンサからの信号が入力
され、信号の極性及びレベルに応じて、ステアリングモ
ータを駆動するモータ駆動手段と、を有する車両の電動
式パワーステアリングの駆動装置であって、ステアリン
グモータのモータ電流を検出する電流検出手段と、電流
検出手段の出力に基づいてステアリングモータの回転方
向を検出する回転方向検出手段と、トルクセンサからの
信号及び回転方向検出手段からの信号が入力され、トル
クセンサから得られるステアリングハンドルの回転方向
とは逆方向へのステアリングモータの駆動及びトルクセ
ンサからの信号が得られないときにステアリングモータ
の駆動による異常を検出する論理条件判別手段と、電流
検出手段からの信号に基づいてステアリングモータに過
大電流が流れたことが検出されたとき、及び論理条件判
別手段からの異常信号に基づいてステアリングモータへ
の通電を遮断する電流遮断手段と、を具備することを特
徴とするものである。(Means for Solving Problems) The present invention relates to a torque sensor which is connected to a shaft of a steering wheel, detects a rotational torque of the steering wheel, and outputs a signal according to a direction and a level of detection, and a steering motor which rotates a steering wheel. A motor drive means for driving a steering motor in response to a signal from a torque sensor and driving a steering motor according to the polarity and level of the signal, and a drive device for an electric power steering of a vehicle, comprising: The current detection means for detecting, the rotation direction detection means for detecting the rotation direction of the steering motor based on the output of the current detection means, the signal from the torque sensor and the signal from the rotation direction detection means are input and obtained from the torque sensor. Drive of the steering motor in the direction opposite to the rotating direction of the steering wheel And when it is detected that an excessive current has flown to the steering motor based on the signal from the logic condition determination means for detecting an abnormality due to the driving of the steering motor when the signal from the torque sensor is not obtained, and the signal from the current detection means. And a current cutoff means for cutting off the power supply to the steering motor based on the abnormal signal from the logical condition determination means.

（作用） このような特徴を有する本発明によれば、トルクセン
サから得られる信号に基づいてステアリングモータを駆
動すると共に、その駆動電流を検出し、トルクセンサよ
り得られる左右の操舵トルクの検出信号と差動増幅器の
出力との論理的な一致を判別している。そしてトルクセ
ンサから得られるステアリングハンドルの回転方向とモ
ータ電流より検出されるステアリングハンドルの駆動方
向が異なったとき及びステアリングモータに過電流が流
れたことが検出されたときには、ステアリングモータに
流れる電流を遮断するようにしている。(Operation) According to the present invention having such a feature, the steering motor is driven based on the signal obtained from the torque sensor, the driving current thereof is detected, and the left and right steering torque detection signals obtained from the torque sensor are detected. And the output of the differential amplifier is logically matched. Then, when the rotation direction of the steering wheel obtained from the torque sensor is different from the driving direction of the steering wheel detected from the motor current, and when it is detected that an overcurrent has flown to the steering motor, the current flowing to the steering motor is cut off. I am trying to do it.

（発明の効果） そのため本発明によれば、トルクセンサより得られる
信号とは異なった方向にステアリングモータが付勢され
たときには、ステアリングモータに流れる電流を遮断し
ているため、外部からの強い電波等の影響による誤動作
や内部回路の故障，スイッチング素子の故障等による誤
った方向へのステアリングモータの駆動を未然に防止す
ることができる。又何らかの異常によりステアリングモ
ータに過大電流が流れたときに、ステアリングモータの
駆動を停止することができる。従ってパワーステアリン
グ装置の安全性を向上させることができる。(Effect of the invention) Therefore, according to the present invention, when the steering motor is energized in a direction different from the signal obtained from the torque sensor, the current flowing through the steering motor is cut off, so that a strong electromagnetic wave from the outside is generated. It is possible to prevent the steering motor from being driven in the wrong direction due to a malfunction due to the influence of the above, a failure of the internal circuit, a failure of the switching element, or the like. Further, when an excessive current flows through the steering motor due to some abnormality, the driving of the steering motor can be stopped. Therefore, the safety of the power steering device can be improved.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

（実施例の構成） 第２図は本発明が適用されるパワーステアリング機構
の概略図であり、第１図はそのモータ駆動回路の全体構
成を示すブロック図である。第２図においてステアリン
グハンドル１にはトルクセンサ２及びステアリングハン
ドル１からの操舵力を伝える伝動機構３が接続される。
トルクセンサ２はステアリングハンドル１の左右方向の
トルクを検出するものであって、その出力はモータ駆動
回路４に与えられている。モータ駆動回路４は車両のバ
ッテリー５が接続されており、トルクセンサ２から与え
られる左右方向のトルク信号に対応して左右方向に駆動
するステアリングモータ６を制御するものであって、伝
動機構３と共に操舵輪７を左右方向に所定角度回動させ
るものである。(Structure of Embodiment) FIG. 2 is a schematic view of a power steering mechanism to which the present invention is applied, and FIG. 1 is a block diagram showing an entire structure of a motor drive circuit thereof. In FIG. 2, a steering wheel 1 is connected with a torque sensor 2 and a transmission mechanism 3 for transmitting a steering force from the steering wheel 1.
The torque sensor 2 detects the lateral torque of the steering wheel 1, and its output is given to the motor drive circuit 4. The motor drive circuit 4 is connected to the battery 5 of the vehicle, and controls the steering motor 6 which is driven in the left-right direction in response to the torque signal in the left-right direction given from the torque sensor 2, and together with the transmission mechanism 3. The steered wheels 7 are rotated in the left-right direction by a predetermined angle.

次にモータ駆動回路４の構成を第１図を参照しつつ説
明する。本図において、トルクセンサ２からのトルク検
出信号は右方向への回転時に正，左方向への回転時に負
となるトルクに対応したレベルの信号であって、入力端
子11を介して出力は全波整流回路12及び極性判定回路13
に伝えられる。全波整流回路12は入力信号を全波整流し
て電圧比較回路14に与える。又このモータ駆動回路４は
一定の周波数、例えば20K Hzの方形波を発振する発振回
路15が設けられており、その出力は積分回路16及びDC−
DCコンバータ17に与えられる。積分回路16はこの方形波
の信号を積分して三角波に変換するものであって、その
出力を電圧比較回路14に基準電圧として与える。電圧比
較回路14は三角波を基準電圧として全波整流回路12の出
力を比較するため、トルクセンサ２のレベル変化をデュ
ーティが変化するパルス信号として出力するものであ
り、その出力はドライブロジック回路18に与えられる。
ドライブロジック回路18には又極性判定回路13の極性判
定出力が与えられている。ドライブロジック回路18はア
ンド回路18a,18bを有しており、正又は負の極性判定出
力に基づいて電圧比較回路14から得られるパルス幅変調
された信号を＋側アッパFETドライバ19又は−側アッパF
ETドライバ20に選択的に与えるものである。又極性判定
回路13は正又は負の極正判定によりアンド回路18a,18b
及びフォトカップラ21,22に選択的に信号を与えるもの
である。フォトカップラ21,22は駆動時には夫々＋側ロ
アFETドライバ23,−側ロアFETドライバ24に与えられて
いる。FETドライバ19,20は右側及び左側のアッパFET25,
26を夫々駆動するものであり、FET23,24はフォトカップ
ラ21又は22からの出力に基づいて左側及び右側のロアFE
T27及び28を夫々駆動するものである。ここで「アッ
パ」とはモータ駆動回路４の電源端子に近い側を、「ロ
ア」とは電源端子から遠い方のFETを示している。又FET
ドライバ19,20,23,24に示される「＋」，「−」は極性
判定回路13によって判定された正電圧又は負電圧に対応
している。そしてこれらのFETはブリッジ回路接続さ
れ、その中間に端子4a,4bを介してステアリングモータ
６が接続される。そしてロアFET27,28には導通時にその
電流を検出する電流検出回路29,30が接続されており、
その出力は電流遮断器31及び差動増幅器32に与えられ
る。電流遮断器31はステアリングモータ６に過大電流が
流れたとき及び逆方向に駆動されたときに電流を遮断す
るものであり、差動増幅器32は電流検出回路29,30の出
力差に基づいて電流方向を判別するものである。ここで
電流検出回路29,30はステアリングモータ６の電流を検
出する電流検出手段を構成しており、差動増幅器32はス
テアリングモータの回転方向を検出する回転方向検出手
段を構成している。さて入力端子11に与えられるトルク
センサ２からのトルク検出信号Vi及び差動増幅器32の出
力Voは夫々論理条件判別回路33に与えられる。論理条件
判別回路33はトルクセンサ２からのトルク検出信号Viと
差動増幅出力Voに基づいて正常な方向にステアリングモ
ータ６が駆動されているかどうかを判別し、逆方向にス
テアリングモータ６が駆動されている場合、及びトルク
センサから信号が得られない間にステアリングモータの
駆動が検出されている場合には、電流遮断信号を電流遮
断器31に与えるものである。そして電源入力端子4c,4d
には、図示しないイグニッションスイッチを介して車両
のバッテリー５の正及び負の両端が接続されている。Next, the configuration of the motor drive circuit 4 will be described with reference to FIG. In this figure, the torque detection signal from the torque sensor 2 is a signal of a level corresponding to the torque that becomes positive when rotating to the right and becomes negative when rotating to the left, and the output is entirely output via the input terminal 11. Wave rectification circuit 12 and polarity determination circuit 13
Be transmitted to. The full-wave rectifier circuit 12 full-wave rectifies the input signal and supplies it to the voltage comparison circuit 14. Further, the motor drive circuit 4 is provided with an oscillating circuit 15 which oscillates a square wave having a constant frequency, for example, 20 KHz, and its output is an integrating circuit 16 and a DC-
It is given to the DC converter 17. The integrating circuit 16 integrates this square wave signal and converts it into a triangular wave, and supplies the output to the voltage comparing circuit 14 as a reference voltage. Since the voltage comparison circuit 14 compares the output of the full-wave rectification circuit 12 with the triangular wave as a reference voltage, it outputs the level change of the torque sensor 2 as a pulse signal whose duty changes, and its output is output to the drive logic circuit 18. Given.
The drive logic circuit 18 is also supplied with the polarity determination output of the polarity determination circuit 13. The drive logic circuit 18 has AND circuits 18a and 18b, and outputs a pulse width modulated signal obtained from the voltage comparison circuit 14 based on the positive or negative polarity determination output to the + side upper FET driver 19 or − side upper F
This is selectively given to the ET driver 20. In addition, the polarity determination circuit 13 determines whether the AND circuits 18a and 18b are positive or negative.
Also, a signal is selectively applied to the photocouplers 21 and 22. The photocouplers 21 and 22 are provided to the + side lower FET driver 23 and the − side lower FET driver 24, respectively, when driven. FET drivers 19 and 20 are upper FET 25,
FETs 23 and 24 drive the lower 26 of the left and right sides based on the output from the photocoupler 21 or 22, respectively.
It drives T27 and T28, respectively. Here, “upper” indicates the side closer to the power supply terminal of the motor drive circuit 4, and “lower” indicates the FET farther from the power supply terminal. FET
“+” And “−” shown in the drivers 19, 20, 23 and 24 correspond to the positive voltage or the negative voltage determined by the polarity determination circuit 13. These FETs are connected in a bridge circuit, and the steering motor 6 is connected in the middle of the FETs via terminals 4a and 4b. Then, the lower FETs 27, 28 are connected with current detection circuits 29, 30 for detecting the current when conducting.
The output is given to the current breaker 31 and the differential amplifier 32. The current breaker 31 cuts off the current when an excessive current flows through the steering motor 6 and when it is driven in the opposite direction, and the differential amplifier 32 detects the current based on the output difference between the current detection circuits 29 and 30. The direction is determined. Here, the current detection circuits 29 and 30 constitute current detection means for detecting the current of the steering motor 6, and the differential amplifier 32 constitutes rotation direction detection means for detecting the rotation direction of the steering motor. The torque detection signal Vi from the torque sensor 2 applied to the input terminal 11 and the output Vo of the differential amplifier 32 are applied to the logic condition determination circuit 33, respectively. The logical condition determination circuit 33 determines whether or not the steering motor 6 is driven in the normal direction based on the torque detection signal Vi from the torque sensor 2 and the differential amplified output Vo, and the steering motor 6 is driven in the reverse direction. When the steering motor drive is detected while the signal is not obtained from the torque sensor, the current interruption signal is given to the current interruption circuit 31. And power input terminals 4c, 4d
The positive and negative ends of the vehicle battery 5 are connected to the vehicle via an ignition switch (not shown).

次に４つのFETがブリッジ接続されたFETブリッジの回
路構成について第３図を参照しつつ説明する。ここでFE
T25,26のドレインはリレー回路を介してバッテリー５の
正極端に接続されており、そのソース端は夫々FET28及
び27のドレインに接続される。又FET25,28の共通接続端
とFET26,27の共通接続端にはモータ接続端子4a,4bを介
してステアリングモータ６が接続され、FET27,28のソー
ス端は接地されている。本図において各FET25〜28のド
レイン・ゲート間にはダイオード及びツェナダイオード
から成るサージ吸収回路が接続され、ドレイン・ソース
間にはフライホイルダイオードが接続されている。Next, a circuit configuration of an FET bridge in which four FETs are bridge-connected will be described with reference to FIG. Where FE
The drains of T25 and 26 are connected to the positive terminal of the battery 5 via a relay circuit, and the source terminals thereof are connected to the drains of FETs 28 and 27, respectively. The steering motor 6 is connected to the common connection ends of the FETs 25 and 28 and the common connection ends of the FETs 26 and 27 through motor connection terminals 4a and 4b, and the source ends of the FETs 27 and 28 are grounded. In this figure, a surge absorbing circuit consisting of a diode and a Zener diode is connected between the drain and gate of each FET 25 to 28, and a flywheel diode is connected between the drain and source.

FET27,28に接続される電流検出回路29,30は夫々トラ
ンジスタTr1と抵抗R1及びトランジスタTr2と抵抗R2から
構成されている。トランジスタTr1,Tr2はコレクタ端がF
ET27,28のドレインに、ベースが抵抗R3,R4を介して＋側
及び−側ロアFETドライバ24,25の制御入力端に接続され
る。そしてエミッタには同一の抵抗値を有するエミッタ
抵抗R1,R2が夫々接続されており、更にエミッタより抵
抗R5,R6を介して共通接続されて電流検出信号として電
流遮断器31に与えられる。電流遮断器31は抵抗R7,R8の
分圧によって所定レベルの閾値Vref1が設定された演算
増幅器から成る比較器36と、その入出力端間に出力をホ
ールドするためのダイオードD1及び抵抗R9が接続されて
いる。そして比較器36の出力は抵抗R10を介してトラン
ジスタTr3に与えられる。トランジスタTr3はスイッチン
グトランジスタであって、そのコレクタにはリレーコイ
ルＸを介してメインスイッチ37が接続されている。トラ
ンジスタTr3はメインスイッチ37の投入時には常に導通
しており、比較器36より所定閾値レベル以上の信号によ
って出力が反転したときにはオフとなるように制御する
ものである。リレー38はFET25〜28のブリッジ回路の電
源を制御するものであって、バッテリー５からの電源が
リレー接点Xaを介してFET25,26のドレインに接続されて
いる。The current detection circuits 29 and 30 connected to the FETs 27 and 28 are composed of a transistor Tr1 and a resistor R1, and a transistor Tr2 and a resistor R2, respectively. The collector ends of the transistors Tr1 and Tr2 are F
The bases are connected to the drains of the ETs 27 and 28 via resistors R3 and R4, and to the control input terminals of the + side and-side lower FET drivers 24 and 25. Further, emitter resistors R1 and R2 having the same resistance value are connected to the emitters, respectively, and are further commonly connected from the emitters via resistors R5 and R6 and given to the current breaker 31 as a current detection signal. The current breaker 31 is connected with a comparator 36 including an operational amplifier in which a threshold value Vref1 of a predetermined level is set by the voltage division of the resistors R7 and R8, and a diode D1 and a resistor R9 for holding an output between its input and output terminals. Has been done. The output of the comparator 36 is given to the transistor Tr3 via the resistor R10. The transistor Tr3 is a switching transistor, and the collector thereof is connected to the main switch 37 via the relay coil X. The transistor Tr3 is always conductive when the main switch 37 is turned on, and is controlled so as to be turned off when the output is inverted by the signal from the comparator 36 at a predetermined threshold level or higher. The relay 38 controls the power supply of the bridge circuit of the FETs 25 to 28, and the power supply from the battery 5 is connected to the drains of the FETs 25 and 26 via the relay contact Xa.

又差動増幅器32はトランジスタTr1,Tr2のエミッタよ
り抵抗R11,R12を介して反転入力端及び非反転入力端に
接続された演算増幅器39を有しており、その出力端と反
転入力端には帰還用抵抗R13が接続される。差動増幅器3
2はこれらの電圧差を増幅することによってモータ６の
正転及び逆転方向への駆動を検出し、右側への回転時に
は正方向，左側への負方向のステアリングモータに流れ
る電流値に対応した信号を出力するものである。差動増
幅器39の出力は論理条件判別回路33に接続される。Further, the differential amplifier 32 has an operational amplifier 39 connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal from the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 via the resistors R11 and R12, and the output terminal and the inverting input terminal thereof have an operational amplifier 39. The feedback resistor R13 is connected. Differential amplifier 3
2 detects the driving of the motor 6 in the forward and reverse directions by amplifying these voltage differences, and when rotating to the right, a signal corresponding to the current value flowing in the steering motor in the positive direction and the negative direction to the left. Is output. The output of the differential amplifier 39 is connected to the logic condition determination circuit 33.

論理条件判別回路33は第４図に示すように、端子11か
ら与えられるトルクセンサ２の信号Viを弁別する２つの
比較器41,42及び差動増幅器32からの出力Voを弁別する
比較器43,44を有している。比較器41,43には零レベルよ
りわずかに高い電圧、例えば＋0.3Vの電圧が閾値Vref2
として設定され、比較器42,44には零レベルよりわずか
に低い電圧、例えば−0.3Vの電圧が閾値Vref3として設
定されており、夫々の電圧を越える場合に正又は負方向
の出力を発生させるものである。比較器41,43の出力は
排他的論理和回路（以下ENOR回路）45に与えられてお
り、又比較器42,44の出力はENOR回路46に与えられる。E
NOR回路45,46は夫々入力信号の排他的論理和信号を出力
するものであって、夫々その出力をナンド回路47に与え
る。又比較器43,44の出力はナンド回路48に与えられ
る。ナンド回路47,48はこれらの論理和信号の反転信号
を出力するものであって、その出力をナンド回路49に与
えている。ナンド回路49はその論理積出力をインバータ
接続されたナンド回路50を介して論理条件判別信号と
し、ワイアードオア接続用の抵抗R14,ダイオードD2を介
して比較器36に与えるようにしている。As shown in FIG. 4, the logical condition discrimination circuit 33 includes two comparators 41 and 42 for discriminating the signal Vi of the torque sensor 2 given from the terminal 11 and a comparator 43 for discriminating the output Vo from the differential amplifier 32. , 44. A voltage slightly higher than the zero level, for example, a voltage of + 0.3V is applied to the comparators 41 and 43 as the threshold Vref2.
And a voltage slightly lower than the zero level, for example, a voltage of −0.3 V is set as the threshold value Vref3 in the comparators 42 and 44, and a positive or negative output is generated when the respective voltages are exceeded. It is a thing. The outputs of the comparators 41 and 43 are given to the exclusive OR circuit (hereinafter referred to as ENOR circuit) 45, and the outputs of the comparators 42 and 44 are given to the ENOR circuit 46. E
The NOR circuits 45 and 46 each output an exclusive OR signal of the input signals, and the respective outputs are given to the NAND circuit 47. The outputs of the comparators 43 and 44 are given to the NAND circuit 48. The NAND circuits 47 and 48 output inverted signals of these logical sum signals, and provide the outputs to the NAND circuit 49. The NAND circuit 49 outputs the logical product output as a logical condition determination signal via the NAND circuit 50 connected to the inverter, and supplies it to the comparator 36 via the resistor R14 for wired OR connection and the diode D2.

（実施例の動作） 次に本実施例の動作について説明する。まずトランジ
スタTr3は電源が投入されるとベースに一定の電圧が与
えられるため、第３図に示すメインスイッチ37を投入す
るとトランジスタTr3がオンとなってリレーコイルＸが
励磁される。従ってリレー38の常開接点Xaが閉成され、
アッパFET25,26に電源が供給される。又方形波発振回路
15は例えば20K Hzの方形波の信号を発振している。ここ
で運転者がステアリングハンドル１を操作すると、その
トルクの変化がトルクセンサ２によって検出されてモー
タ駆動回路４に与えられる。第５図はモータ駆動回路４
の各部の波形を示す波形図である。第５図（ａ）に示す
ようなトルクセンサ２からの信号が伝えられると、全波
整流回路12によって第５図（ｂ）に示すように全波整流
されて電圧比較回路14に与えられる。又方形波発振器15
の方形波信号は積分回路16を介して三角波に変換されて
電圧比較回路14に伝えられるため、電圧比較回路14より
その電圧レベルに対応したパルス幅の信号が生じること
となってパルス幅変調される。ここで時刻t₁〜t₂に示す
ようにトルクセンサ２より＋側の入力信号が与えられた
場合には、極性判定回路13によってその極性が判定され
てドライブロジック回路18のアンド回路18aに“H"レベ
ルの信号が伝わる。従ってアンド回路18aを介して＋側
アッパFETドライバ19にこのパルス信号が伝えられる。
同様にしてフォトカップラ21を介して＋側ロアFETドラ
イバ23が連続的に駆動される。従って第５図（ｃ），
（ｄ）に示すようにFET27が連続してオン状態となり、F
ET25はパルス駆動される。従って第５図（ｇ）に示すよ
うにステアリングモータ６がパルス駆動されることとな
る。(Operation of Embodiment) Next, the operation of this embodiment will be described. First, since a constant voltage is applied to the base of the transistor Tr3 when the power is turned on, when the main switch 37 shown in FIG. 3 is turned on, the transistor Tr3 is turned on and the relay coil X is excited. Therefore, the normally open contact Xa of the relay 38 is closed,
Power is supplied to the upper FETs 25 and 26. Square wave oscillator circuit
15 oscillates a square wave signal of 20 KHz, for example. Here, when the driver operates the steering wheel 1, a change in the torque is detected by the torque sensor 2 and given to the motor drive circuit 4. FIG. 5 shows a motor drive circuit 4
3 is a waveform diagram showing the waveform of each part of FIG. When the signal from the torque sensor 2 as shown in FIG. 5 (a) is transmitted, it is full-wave rectified by the full-wave rectification circuit 12 as shown in FIG. 5 (b) and given to the voltage comparison circuit 14. Square wave oscillator 15
Since the square wave signal of is converted into a triangular wave through the integrating circuit 16 and transmitted to the voltage comparison circuit 14, a pulse width signal corresponding to the voltage level is generated from the voltage comparison circuit 14 and pulse width modulation is performed. It Here, when an input signal on the + side is given from the torque sensor 2 as shown at times t _{1 to} t ₂ , the polarity is determined by the polarity determination circuit 13 and the AND circuit 18a of the drive logic circuit 18 indicates " An H "level signal is transmitted. Therefore, this pulse signal is transmitted to the + side upper FET driver 19 via the AND circuit 18a.
Similarly, the + side lower FET driver 23 is continuously driven through the photocoupler 21. Therefore, FIG. 5 (c),
As shown in (d), the FET 27 is continuously turned on, and F
The ET25 is pulse driven. Therefore, the steering motor 6 is pulse-driven as shown in FIG. 5 (g).

一方時刻t₃〜t₄に示すようにトルクセンサ２からの出
力が負側である場合には、同様にして−側アッパFETド
ライバ20によってFET26がパルス駆動され、−側ロアFET
ドライバ24によってロアFET28が連続的に導通する。従
ってステアリングモータ６には第５図（ｇ）に示すよう
な電流が供給される。ここでFET25,26のパルス点灯時に
は同時に＋側及び−側ロアFETドライバ24,25によってト
ランジスタTr1及びTr2が連続して駆動される。そしてFE
T27又は28の両端の電圧は夫々のFETに流れる電流変化に
対応するため、抵抗R1又はR2の両端の電圧変化を読取る
ことによってFET27,28に流れる電流を検出することがで
きる。この検出された電流は電流遮断器31と差動増幅器
32に与えられている。On the other hand, when the output from the torque sensor 2 as shown at time t ₃ ~t ₄ is negative side, the same way - by the side upper FET driver 20 FET 26 is pulsed, - side lower FET
The driver 24 continuously connects the lower FET 28. Therefore, the steering motor 6 is supplied with a current as shown in FIG. Here, when the FETs 25 and 26 are pulsed, the transistors Tr1 and Tr2 are continuously driven by the + and − side lower FET drivers 24 and 25 at the same time. And FE
Since the voltage across T27 or 28 corresponds to the change in current flowing through the respective FETs, the current flowing through the FETs 27, 28 can be detected by reading the change in voltage across the resistor R1 or R2. This detected current is the current breaker 31 and the differential amplifier.
Has been given to 32.

さて何らかの事故で時刻t₅にFET25,27に極めて大きな
電流、例えば100A程度の大電流が流れた場合にも、その
電流値が電圧の変化として検出されこの電流に対応した
信号は電流遮断器31に与えられる。そしてその出力が比
較器36に設定されている所定の閾値レベルVref1を越え
た場合には、第５図（ｈ）に示すように比較器36の出力
によりトランジスタTr3がオフとなる。そうすればリレ
ーコイルＸの付勢が停止されるため、リレー38の常開接
点Xaが開放しFET25〜28に供給されている電源電圧が遮
断される。以後フィードバック抵抗R9によって比較器36
の閾値が低下しトランジスタTr3をオフに保つ。従って
異常な電流がステアリングモータ６に流れてモータが焼
損したり、スイッチング用のFET25〜28が破損する事故
を未然に防止することができる。Even if an extremely large current flows through the FETs ₂₅ and 27 at time t5 due to some accident, for example, a large current of about 100 A, that current value is detected as a change in voltage, and the signal corresponding to this current is the current breaker 31 Given to. When the output exceeds the predetermined threshold level Vref1 set in the comparator 36, the transistor Tr3 is turned off by the output of the comparator 36 as shown in FIG. 5 (h). Then, the energization of the relay coil X is stopped, so that the normally open contact Xa of the relay 38 is opened and the power supply voltage supplied to the FETs 25 to 28 is cut off. Thereafter, the feedback resistor R9 is used to
Keeps the transistor Tr3 off. Therefore, it is possible to prevent an accident in which an abnormal current flows to the steering motor 6 to burn the motor or damage the switching FETs 25 to 28.

次に論理条件判別回路33の動作について第６図を参照
しつつ説明する。時刻t₆以後正常に動作している場合に
は、第６図（ａ），（ｂ）に示すように差動増幅器32よ
りトルクセンサ２の信号Viにほぼ比例した電流出力Voが
出力される。これに対して比較器41〜43は夫々Vref2,Vr
ef3を閾値として設定されているため、第６図（ｃ）〜
（ｆ）に示すように動作する。それに対してENOR回路4
5,46は第６図（ｇ），（ｈ）に示すように比較器41,43
の出力及び42と44の出力が夫々一致している場合に“H"
レベルの信号を出力する。そしてナンド回路47も正常時
には“L"レベルの信号を出力し、ナンド回路49は“H"レ
ベルとなりナンド回路50の出力は“L"レベルに保たれ
る。そして比較器36の反転入力端には閾値Vref1以下の
信号が加わるため、リレー38は正常時には連続的に付勢
されることとなる。Next, the operation of the logic condition determination circuit 33 will be described with reference to FIG. When operating normally after time t ₆ , the differential amplifier 32 outputs a current output Vo that is substantially proportional to the signal Vi of the torque sensor 2 as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). . On the other hand, the comparators 41 to 43 are respectively Vref2 and Vr.
Since ef3 is set as the threshold, it is shown in FIG.
It operates as shown in (f). On the other hand, ENOR circuit 4
5,46 are comparators 41,43 as shown in FIGS. 6 (g) and 6 (h).
"H" when the output of and the output of 42 and 44 match
Output level signal. Then, the NAND circuit 47 also outputs a signal of "L" level in a normal state, the NAND circuit 49 becomes "H" level, and the output of the NAND circuit 50 is maintained at "L" level. Then, since a signal equal to or lower than the threshold value Vref1 is applied to the inverting input terminal of the comparator 36, the relay 38 is continuously energized under normal conditions.

しかし時刻t₇に第６図（ａ），（ｂ）に示すように、
正方向の電圧Viが与えられているにもかかわらず何らか
の故障によってステアリングモータ６が逆方向に通電さ
れて差動増幅器32の出力Voが急激に反転した場合には、
比較器43,44の出力が夫々反転する。従ってENOR回路45,
46の出力も“L"レベルとなり、ナンド回路47は“H"レベ
ルを出力する。従ってナンド回路49は“L"レベルとな
り、ナンド回路50の出力が“H"レベルとなって抵抗R14,
ダイオードD2を介して比較器36に与えられる。従って比
較器36が反転してトランジスタTr3をオフとしリレー38
の付勢を停止する。そうすれば以後比較器36の自己保持
機能が働いてステアリングモータ６への駆動が停止され
る。このように正常な回転方向とは逆方向にモータ６が
駆動されたときには、直ちにリレー38を消勢しモータ６
への通電を停止するようにしている。又時刻t₈に示すよ
うに電圧Viが与えられないときに何らかの故障によって
モータ９が付勢され差動増幅器32より出力が得られた場
合には、同様にして比較器43,44によってその変化が検
出されてENOR回路45又は46が反転する。従ってその論理
条件が判別されてナンド回路49が“L"レベルとなり、ナ
ンド回路50の出力は“H"レベルとなって同様にしてリレ
ー38の付勢を停止することができる。However, as shown in FIGS. 6A and 6B at time t ₇ ,
If the steering motor 6 is energized in the reverse direction and the output Vo of the differential amplifier 32 suddenly reverses due to some failure even though the positive voltage Vi is applied,
The outputs of the comparators 43 and 44 are inverted. Therefore, ENOR circuit 45,
The output of 46 also becomes "L" level, and the NAND circuit 47 outputs "H" level. Therefore, the NAND circuit 49 becomes "L" level, the output of the NAND circuit 50 becomes "H" level, and the resistor R14,
It is provided to the comparator 36 via the diode D2. Therefore, the comparator 36 is inverted and the transistor Tr3 is turned off, and the relay 38
Stop energizing. Then, after that, the self-holding function of the comparator 36 operates and the drive to the steering motor 6 is stopped. Thus, when the motor 6 is driven in the direction opposite to the normal rotation direction, the relay 38 is immediately deenergized and the motor 6 is driven.
It is designed to stop the power supply to. When addition of the motor 9 is energized by some fault when the voltage Vi is not given as shown at time t ₈ the output from the differential amplifier 32 is obtained, the change by the comparator 43 in the same manner Is detected and the ENOR circuit 45 or 46 is inverted. Therefore, the logical condition is determined, the NAND circuit 49 becomes "L" level, the output of the NAND circuit 50 becomes "H" level, and the energization of the relay 38 can be similarly stopped.

次表１は論理条件判別回路33の各回路の論理出力を示
す真理値表である。The following Table 1 is a truth table showing the logic output of each circuit of the logic condition determination circuit 33.

本実施例では本表より明らかなように、正常時やトル
クセンサ２からの出力が与えられているときにモータを
駆動していなくても正常動作としてリレーコイルＸの付
勢を継続しているが、トルクセンサ２の回転方向とは逆
方向にモータ６が駆動されたときには直ちにリレーコイ
ルＸの付勢を停止している。こうすれば運転者の意志と
は異なった方向にステアリングが操作されることがな
く、パワーステアリング装置の安全性を向上させること
ができる。 In this embodiment, as is apparent from this table, the relay coil X is continuously energized as a normal operation even when the motor is not driven during normal operation or when the output from the torque sensor 2 is applied. However, when the motor 6 is driven in the direction opposite to the rotation direction of the torque sensor 2, the bias of the relay coil X is immediately stopped. In this way, the steering is not operated in a direction different from the driver's intention, and the safety of the power steering device can be improved.

尚本実施例は連続駆動及びパルス駆動される対のFET
から成るブリッジ回路によってモータを制御するように
しているが、モータの電流を制御する他の種々の制御方
式のモータ駆動装置に本発明を適用することも可能であ
る。又本実施例はFETに流れる電流を併設したスイッチ
ング素子を用いて検出するようにしているが、モータ回
路に直列に低い抵抗値を有する抵抗を設けその両端を差
動増幅器に接続することによって左右の回転方向に対応
する出力を論理条件判別回路に与えて論理条件を判別
し、異常な方向へのモータの駆動を停止するようにして
もよい。Note that this embodiment is a pair of FETs that are continuously driven and pulse-driven.
Although the motor is controlled by the bridge circuit consisting of, the present invention can be applied to motor drive devices of various other control methods for controlling the current of the motor. Further, in this embodiment, the current flowing through the FET is detected by using the switching element provided side by side. However, a resistor having a low resistance value is provided in series in the motor circuit, and both ends thereof are connected to the differential amplifier. The output corresponding to the rotation direction may be given to the logic condition determination circuit to determine the logic condition, and the driving of the motor in the abnormal direction may be stopped.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例によるモータ駆動回路の構成
を示すブロック図、第２図は本実施例によるモータ駆動
装置が適用される電動式パワーステアリング機構の概略
構成図、第３図は本発明の一実施例によるモータ駆動回
路のブリッジ回路部とその周辺の回路構成を示す回路
図、第４図は本実施例の論理条件判別回路の構成を示す
ブロック図、第５図は各部の波形を示す波形図、第６図
は論理条件判別回路の各部の波形を示すタイムチャート
である。 １……ステアリングハンドル、２……トルクセンサ、３
……伝動機構、４……モータ駆動回路、６……ステアリ
ングモータ、11……トルク入力端子、19,20,23,24……F
ETドライバ、25,26……アッパFET、27,28……ロアFET、
29,30……電流検出回路、31……電流遮断器、32……差
動増幅器、33……論理条件判別回路、38……リレー、41
〜44……比較器、45,46……ENOR回路、47〜50……ナン
ド回路Tr1〜Tr3……スイッチングトランジスタFIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an electric power steering mechanism to which a motor drive device according to the present embodiment is applied, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a bridge circuit section of a motor drive circuit and its peripherals according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a logical condition determination circuit of the present embodiment, and FIG. FIG. 6 is a waveform diagram showing waveforms, and FIG. 6 is a time chart showing waveforms of respective parts of the logical condition determination circuit. 1 ... Steering handle, 2 ... Torque sensor, 3
...... Transmission mechanism, 4 …… Motor drive circuit, 6 …… Steering motor, 11 …… Torque input terminal, 19,20,23,24 …… F
ET driver, 25,26 …… Upper FET, 27,28 …… Lower FET,
29,30 …… Current detection circuit, 31 …… Current breaker, 32 …… Differential amplifier, 33 …… Logic condition determination circuit, 38 …… Relay, 41
~ 44 …… Comparator, 45,46 …… ENOR circuit, 47 ～ 50 …… Nand circuit Tr1 ～ Tr3 …… Switching transistor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】ステアリングハンドルの軸に接続されその
回転トルクを検出し、検出の方向及びレベルに応じた信
号を出力するトルクセンサと、 ステアリングを回転させるステアリングモータと、 前記トルクセンサからの信号が入力され、信号の極性及
びレベルに応じて、前記ステアリングモータを駆動する
モータ駆動手段と、を有する車両の電動式パワーステア
リングの駆動装置において、 前記ステアリングモータのモータ電流を検出する電流検
出手段と、 前記電流検出手段の出力に基づいて前記ステアリングモ
ータの回転方向を検出する回転方向検出手段と、 前記トルクセンサからの信号及び前記回転方向検出手段
からの信号が入力され、前記トルクセンサから得られる
ステアリングハンドルの回転方向とは逆方向へのステア
リングモータの駆動及び前記トルクセンサからの信号が
得られないときに前記ステアリングモータの駆動による
異常を検出する論理条件判別手段と、 前記電流検出手段からの信号に基づいて前記ステアリン
グモータに過大電流が流れたことが検出されたとき、及
び前記論理条件判別手段からの異常信号に基づいて前記
ステアリングモータへの通電を遮断する電流遮断手段
と、を具備することを特徴とする電動式パワーステアリ
ングの駆動装置。1. A torque sensor which is connected to a shaft of a steering wheel, detects a rotational torque of the steering wheel, and outputs a signal according to a direction and a level of detection, a steering motor for rotating a steering wheel, and a signal from the torque sensor. In a drive device for an electric power steering of a vehicle, which includes a motor drive unit that drives the steering motor according to the polarity and level of an input signal, a current detection unit that detects a motor current of the steering motor, A steering obtained from the torque sensor by inputting a signal from the torque sensor and a signal from the rotation direction detecting means for detecting the rotation direction of the steering motor based on the output of the current detecting means. Steering mode in the direction opposite to the steering wheel rotation direction Driving condition of the steering motor and a signal from the torque sensor is not obtained, an excessive current flows through the steering motor based on the signal from the current condition detecting device. And a current cutoff unit that cuts off the power supply to the steering motor based on an abnormal signal from the logical condition determination unit, and a drive unit for an electric power steering system. .