JP2608435B2 - Fail-safe device of electric power steering device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、電動パワーステアリングのフェイルセイ
フ装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fail-safe device for an electric power steering.

（従来の技術） この種の装置として、特開昭60−18451号公報に記載
されたものが従来から知られているが、この従来の装置
は、次のことを前提にしている。(Prior Art) As this kind of apparatus, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-18451 has been known, but this conventional apparatus is based on the following premise.

（１）自動車におけるハンドルの操作においては、所定
の走行時間内で見ると、特に所定の時間を長くすればす
るほど、あるトルクとその入力時間とは統計的にある曲
線に収束する。(1) In operating a steering wheel of an automobile, a certain torque and its input time statistically converge to a certain curve as the predetermined time is lengthened when viewed within a predetermined travel time.

（２）自動車におけるハンドルの操作においては、所定
の走行時間内で見ると、右回転方向に加えるトルクと左
回転方向に加えるトルクとのそれぞれの入力トルクの積
分量は統計的に見ると等しくなる。(2) In the operation of the steering wheel in the automobile, when viewed within a predetermined traveling time, the integrated amounts of the input torques of the torque applied in the clockwise direction and the torque applied in the counterclockwise direction are statistically equal. .

このようなことを前提にしながら、この従来の装置
は、操舵トルク値が一定レベルを超えた時間を、左右で
それぞれで別々に積算するとともに、その積算した左右
の値の差が一定値以上になったときに、当該トルクセン
サのゼロ点を自動補正するようにしている。Under such a premise, this conventional device separately integrates the time during which the steering torque value exceeds a certain level for each of the left and right, and makes the difference between the integrated left and right values equal to or more than a certain value. When this happens, the zero point of the torque sensor is automatically corrected.

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の装置では、次のような問題が
あった。(Problems to be solved by the present invention) The conventional apparatus as described above has the following problems.

（１）上記のように操舵トルク値が一定レベルを超える
時間を積算しているので、その積算のための特別な回路
が必要になるという問題があった。(1) Since the time during which the steering torque value exceeds a certain level is integrated as described above, there is a problem that a special circuit for the integration is required.

（２）左右のトルクの積算値に差が生じた場合に、トル
クセンサのゼロ点を自動補正するので、当該トルクセン
サに異常が生じたときにもそのゼロ点補正で対応してし
まう。そのために、当該異常が致命的になるまでそれを
発見できないという問題があった。(2) When there is a difference between the integrated values of the left and right torques, the zero point of the torque sensor is automatically corrected. Therefore, even when an abnormality occurs in the torque sensor, the zero point correction is used. Therefore, there is a problem that the abnormality cannot be found until it becomes fatal.

この発明は、入力トルクが一定の範囲に入る回数を左
右で別々にカウントし、その左右のカウント値の差が、
一定レベルを超えたときに、異常が発生したと判断し
て、当該電動モータの出力を段階的に低減させるように
して、上記従来の欠点を解消することを目的にする。The present invention separately counts the number of times the input torque falls within a certain range on the left and right, and the difference between the left and right count values is
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional drawback by determining that an abnormality has occurred when a certain level is exceeded, and gradually reducing the output of the electric motor.

（問題点を解決する手段） この発明は、車輪に連結したナックルアームを両端に
連係させてなるラックに、操舵入力軸に連結したピニオ
ンと電磁クラッチを介して電動モータに連係したピニオ
ンとをかみ合わせてなり、しかも、上記電動モータ及び
電磁クラッチをモータ制御装置で制御する構成にした電
動式パワーステアリング装置を前提にするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention engages a pinion connected to a steering input shaft and a pinion linked to an electric motor via an electromagnetic clutch to a rack in which knuckle arms connected to wheels are linked to both ends. In addition, the present invention is based on an electric power steering device in which the electric motor and the electromagnetic clutch are controlled by a motor control device.

上記の装置を前提にしつつ、この発明の装置は、操舵
入力トルクを検出するトルクセンサを、マイクロプロセ
ッサーを主要素にしてなるモータ制御装置に接続し、し
かも、このマイクロプロセッサーは、入力トルクが一定
の範囲に入る回数を左右で別々にカウントし、その左右
のカウント値の差が、一定レベルを超えたときに、異常
が発生したと判断して、当該電動モータの出力を段階的
に低減させる制御機能を備えた点に特徴を有する。On the premise of the above-mentioned device, the device of the present invention connects a torque sensor for detecting a steering input torque to a motor control device having a microprocessor as a main element, and furthermore, the microprocessor has a constant input torque. Are counted separately on the left and right, and when the difference between the left and right count values exceeds a certain level, it is determined that an abnormality has occurred, and the output of the electric motor is stepwise reduced. It is characterized by having a control function.

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、入力トルク
が一定の範囲に入る回数を左右で別々にカウントし、そ
の左右のカウント値の差が、一定レベルを超えれば、異
常が発生したと判断して、当該電動モータの出力を段階
的に低減させる （本発明の効果） この発明の装置によれば、入力トルクが一定の範囲に
入る回数を左右で別々にカウントしているので、マイク
ロプロセッサーのプログラムだけで対応でき、従来のよ
うに積算のための特別な回路を必要としない。(Operation of the Present Invention) Since the present invention is configured as described above, the number of times that the input torque falls within a certain range is separately counted on the left and right, and if the difference between the left and right count values exceeds a certain level, It is determined that an abnormality has occurred, and the output of the electric motor is stepwise reduced. (Effect of the Present Invention) According to the device of the present invention, the number of times the input torque falls within a certain range is separately counted on the left and right. Therefore, it can be dealt with only by the program of the microprocessor, and does not require a special circuit for integration as in the conventional case.

また、左右のカウント数の差が一定レベルを超えたと
きには、トルクセンサに異常が発生したと判断して、電
動モータの出力をパワーダウンするので、運転手は、致
命的な状況になる前にその異常を感知することができ
る。Also, when the difference between the left and right counts exceeds a certain level, it is determined that an abnormality has occurred in the torque sensor, and the output of the electric motor is powered down. The abnormality can be sensed.

（本発明の実施例） 図示の実施例は、ハンドルＨに連結した操舵入力軸２
の先端にピニオン３を連結するとともに、このピニオン
３をラック６にかみ合わせている。このラック６の両側
はサイドロッド５を介して、車輪１のナックアーム４に
連結している。(Embodiment of the Present Invention) The illustrated embodiment is a steering input shaft 2 connected to a steering wheel H.
And the pinion 3 is engaged with the rack 6. Both sides of the rack 6 are connected to the knuck arm 4 of the wheel 1 via side rods 5.

また、正逆転可能にした電動モータｍには減速機７を
連係している。この減速機７の出力軸側に電磁クラッチ
８を設けるとともに、この電磁クラッチ８の出力軸側に
ピニオン９を設け、このピニオン９を上記ラック６にか
み合わせている。Further, a speed reducer 7 is linked to the electric motor m which can be rotated forward and backward. An electromagnetic clutch 8 is provided on the output shaft side of the speed reducer 7, and a pinion 9 is provided on the output shaft side of the electromagnetic clutch 8, and the pinion 9 is engaged with the rack 6.

さらに、入力軸２に作用する操舵トルクを検出するト
ルクセンサ10と、当該車両の車速を検出する車速センサ
11と、電動モータｍの温度を検出する温度センサ12とを
設けているが、これら各センサをモータ制御装置ａに接
続している。Further, a torque sensor 10 for detecting a steering torque acting on the input shaft 2 and a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed of the vehicle
11 and a temperature sensor 12 for detecting the temperature of the electric motor m, these sensors being connected to a motor control device a.

トルクセンサ10で検出されたトルク信号Tinは、上記
モータ制御装置ａに設けたトルク信号処理回路13と、ト
ルクセンサ異常検出回路14とに入力する。The torque signal Tin detected by the torque sensor 10 is input to a torque signal processing circuit 13 provided in the motor control device a and a torque sensor abnormality detection circuit 14.

上記トルク信号処理回路13には、位相補正回路15を接
続しているが、この位相補正回路15では、トルク信号処
理回路13からの出力信号V₁を微分してその位相を進めた
信号V₂を出力する。このように位相を進めたのは、その
応答性を向上させるためである。To the torque signal processing circuit 13 is connected to the phase correction circuit 15, the the phase correction circuit 15, the signal V ₂ has proceeded its phase by differentiating the output signal V ₁ of the from the torque signal processing circuit 13 Is output. The reason why the phase is advanced in this way is to improve the response.

上記位相補正回路15からの出力信号V₂は、当該トルク
の方向を判定する正逆方向判定回路16に入力するととも
に、この判定回路16から出力されたトルク正逆信号T
₀が、マイクロプロセッサーＰの入力ポートA₁に入力す
る。The output signal V ₂ from the phase correction circuit 15 is input to a forward / reverse direction determination circuit 16 for determining the direction of the torque, and the torque forward / reverse signal T output from the determination circuit 16 is output.
_0, input to the input port A ₁ of the microprocessor P.

また、上記位相補正回路15からの出力信号V₂は、絶対
値回路17にも入力し、そこで絶対値化されるが、この絶
対値|V₂|が、A/D変換回路18でディジタル値に変換され
る。このディジタル値に変換されたトルクレベル信号T₁
がマイクロプロセッサーＰの入力ポートA₂に入力する
が、このトルクレベル信号T₁は、例えば、8bitの場合、
|V₂|＝０がゼロ、|V₂|＝maxが256に対応するようにして
いる。The output signal V ₂ from the phase correction circuit 15 is also input to an absolute value circuit 17 where it is converted into an absolute value. The absolute value | V ₂ | Is converted to The torque level signal T ₁ converted to this digital value
Is input to the input port A ₂ of the microprocessor P. When the torque level signal T ₁ is, for example, 8 bits,
| V ₂ | = 0 corresponds to zero, and | V ₂ | = max corresponds to 256.

車速センサ11で検出された車速信号ｖは、モータ制御
装置ａの車速信号処理回路19と車速センサ異常検出回路
20とに入力する。そして、上記車速信号処理回路19で処
理された信号は、マイクロプロセッサーの割込みポート
INT1に入力する。The vehicle speed signal v detected by the vehicle speed sensor 11 is transmitted to the vehicle speed signal processing circuit 19 of the motor control device a and the vehicle speed sensor abnormality detection circuit.
Enter 20 and so on. The signal processed by the vehicle speed signal processing circuit 19 is transmitted to an interrupt port of the microprocessor.
Input to INT1.

なお、上記車速センサ11からは、車速に応じてパルス
幅の異なるパルス信号が常時出力しているが、このパル
ス信号の立上がりもしくは立下がりのときに割り込みが
発生するようにしている。Although the vehicle speed sensor 11 constantly outputs pulse signals having different pulse widths according to the vehicle speed, an interrupt is generated when the pulse signal rises or falls.

温度センサ12で検出された温度信号ｘは、モータ制御
装置ａの温度信号処理回路21と温度センサ異常検出回路
22に入力する。そして、この温度信号処理回路21で処理
された信号V₃は、A/D変換回路23でディジタル信号に変
換されるとともに、この温度信号ｘがマイクロプロセッ
サーＰの入力ポートA₃に入力する。The temperature signal x detected by the temperature sensor 12 is output to the temperature signal processing circuit 21 of the motor control device a and the temperature sensor abnormality detection circuit.
Enter 22. Then, the signal V _3, which is processed by the temperature signal processing circuit 21, while being converted into a digital signal by the A / D converter circuit 23, and inputs the temperature signal x is the input port A ₃ of the microprocessor P.

さらに、上記したトルクセンサ異常検出回路14からの
出力信号は、ORゲート24を介してマイクロプロセッサー
Ｐの割込みポートINT2に入力し、車速センサ異常検出回
路20及び温度センサ異常検出回路22の出力信号は、割込
みポートINT3、INT4に入力するようにしている。Further, the output signal from the torque sensor abnormality detection circuit 14 is input to the interrupt port INT2 of the microprocessor P via the OR gate 24, and the output signals of the vehicle speed sensor abnormality detection circuit 20 and the temperature sensor abnormality detection circuit 22 , And input to the interrupt ports INT3 and INT4.

上記マイクロプロセッサーＰの出力ポートC₁からは、
電動モータｍの回転方向を特定する正逆信号M₀が出力
し、その正逆信号M₀をモータ駆動回路25に入力する。出
力ポートC₂からは、ディジタル値の出力レベル信号M₁が
出力されるが、この出力レベル信号M₁は、D/A変換回路2
6でアナログ化されて上記モータ駆動回路25に入力す
る。From the output port C ₁ of the microprocessor P,
Output by the forward and reverse signals M ₀ to identify the rotational direction of the electric motor m, and inputs the forward and reverse signals M ₀ to the motor driving circuit 25. From the output port C _2, the output level signal M ₁ of the digital value is output, the output level signal M ₁ is, D / A conversion circuit 2
The signal is converted into an analog signal at step 6 and input to the motor drive circuit 25.

そして、モータ駆動回路25では、上記正逆信号M₀と出
力レベル信号M₁とによって、電動モータｍを制御する。Then, in the motor driving circuit 25, the forward and reverse signal M ₀ and the output level signal M ₁ by controlling the electric motor m.

また、マイクロプロセッサーＰの出力ポートC₃から
は、クラッチON−OFF信号が出力され、このON−OFF信号
によってクラッチ駆動回路27を制御し、電磁クラッチ８
をON−OFFさせるようにしている。Further, from the output port C ₃ of the microprocessor P, the clutch ON-OFF signal is output, controls the clutch drive circuit 27 by the ON-OFF signal, the electromagnetic clutch 8
Is turned ON-OFF.

さらに、出力ポートC₄からは、当該プログラムが正常
に動いていることを知らせるパルスを出力するが、この
出力信号はウォッチドグ処理回路28を介して前記ORゲー
ト24に入力するようにしている。Furthermore, from the output port C _4, but outputs a pulse indicating that the program is running normally, the output signal is to be input to the OR gate 24 via the watchdog processor 28.

上記のようにしたマイクロプロセッサーＰは、第３〜
９図のフローチャートにしたがって動作するが、その制
御の概略は、次のとおりである。すなわち、このマイク
ロプロセッサーＰは、第10図に示すように、左右の入力
トルクが一定の範囲ａ〜ｂに入る回数を左右で別々にカ
ウントし、その左右のカウント値の差が、一定レベルを
超えたときに、異常が発生したと判断して、当該電動モ
ータの出力を段階的に低減させる。つまり、この実施例
では、当該車両が一定時間以上走行していれば、その時
間内においてハンドルを左右に切る回数がだいたい平均
化することを前提にしたものである。そして、この左右
の回数に大きな差が生じたとき、逆にトルクセンサに異
常が発生したと判断して、当該電動モータｍの出力を段
階的に低減するようにしたものである。The microprocessor P configured as described above includes the third to
The operation is performed according to the flowchart of FIG. 9, and the outline of the control is as follows. That is, as shown in FIG. 10, the microprocessor P separately counts the number of times that the left and right input torques fall within a certain range a to b, and separately counts the number of times that the left and right input torques fall within a certain range a to b. When it exceeds, it is determined that an abnormality has occurred, and the output of the electric motor is stepwise reduced. In other words, this embodiment is based on the premise that if the vehicle has traveled for a certain period of time or more, the number of times the steering wheel is turned left and right during that time is approximately averaged. When a large difference occurs between the left and right counts, it is determined that an abnormality has occurred in the torque sensor, and the output of the electric motor m is reduced stepwise.

そして、上記フローチャートのうち第５図は車速パル
スによる割込みルーチンを示している。つまり、車速セ
ンサ11からは、車速に応じてパルス幅の異なるパルス信
号が常時出力しているが、このパルス信号の立上がりも
しくは立ち下がりのときに割込みが発生するようにして
いる。FIG. 5 of the flowchart shows an interruption routine based on a vehicle speed pulse. That is, the vehicle speed sensor 11 constantly outputs pulse signals having different pulse widths according to the vehicle speed, and an interrupt is generated when the pulse signal rises or falls.

上記のようにして割込みポートINT1に、パルス信号が
入力すると、ステップ31でその時点のパルスカウンター
の値がレジスタＶにセットされ、ステップ32でパルスカ
ウンターをクリアしてカウントを開始する。When a pulse signal is input to the interrupt port INT1 as described above, the value of the pulse counter at that point is set in the register V in step 31, and the pulse counter is cleared in step 32 to start counting.

上記のようにすれば、例えば、パルスの立上がりから
次の立上がりまでの時間がカウントされることになる。
そして、上記パルス間隔とカウント数とは比例するとと
もに、車速ｖとカウント数とは反比例することになる。
したがって、このときのレジスタＶの値を見ればその車
速ｖを把握できる。以上の動作を完了したら、プログラ
ムは割込みが発生した時点のルーチンに戻る。In this way, for example, the time from the rising of the pulse to the next rising is counted.
The pulse interval is proportional to the count number, and the vehicle speed v is inversely proportional to the count number.
Therefore, the vehicle speed v can be grasped by looking at the value of the register V at this time. Upon completion of the above operation, the program returns to the routine at the time when the interrupt occurred.

第６図はトルクセンサ10及びマイクロプロセッサーＰ
の異常による割込み処理ルーチンを示したものである。
つまり、トルクセンサ異常検出回路14あるいはウォッチ
ドグ処理回路28からの異常信号が割込みポートINT2に入
力されると、ステップ41で電磁クラッチ８をオフにする
OFF信号を出力ポートC₃から出力して、電磁クラッチ８
をオフにする。そして、ステップ42で出力レベル信号M₁
＝０を出力ポートC₂から出力して、当該電動モータｍを
停止し、その状態を維持する。FIG. 6 shows the torque sensor 10 and the microprocessor P
3 shows an interrupt processing routine due to an abnormality in the above.
That is, when an abnormal signal from the torque sensor abnormality detecting circuit 14 or the watchdog processing circuit 28 is input to the interrupt port INT2, the electromagnetic clutch 8 is turned off in step 41.
And it outputs the OFF signal from the output port C _3, the electromagnetic clutch 8
Turn off. Then, in step 42, the output level signal M ₁
= 0 is output from the output port C _2, to stop the electric motor m, maintains its state.

このように電磁クラッチ８がオフになって、電動モー
タｍが停止すれば、操舵入力軸２の回転力がラック６に
直接伝達され、マニュアルステアリングの状態となるも
のである。When the electromagnetic clutch 8 is turned off and the electric motor m stops, the rotational force of the steering input shaft 2 is directly transmitted to the rack 6, and a manual steering state is established.

なお、この割込みポートINT2に異常信号が入力したと
きは、この発明のフェイル装着とは別に、即座に電動モ
ータｍの出力をゼロにするものである。なぜなら、この
ときにはトルクセンサ異常検出回路14が正常に機能して
いるからである。It should be noted that when an abnormal signal is input to the interrupt port INT2, the output of the electric motor m is immediately set to zero independently of the fail mounting of the present invention. This is because, at this time, the torque sensor abnormality detection circuit 14 functions normally.

第７図は車速センサに異常が発生したときのルーチン
を示すものである。つまり、車速センサに異常が発生す
ると、車速センサ異常検出回路19からの異常信号が割込
みポートINT3に入力する。このように異常信号が入力す
ると、上記車速パルスのカウントを阻止するために、ス
テップ51で割込みポートINT1をマスクするとともに、ス
テップ52でフラグＦをＦ＝１にセットする。FIG. 7 shows a routine when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor. That is, when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor, an abnormality signal from the vehicle speed sensor abnormality detection circuit 19 is input to the interrupt port INT3. When such an abnormal signal is input, the interrupt port INT1 is masked in step 51 and the flag F is set to F = 1 in step 52 in order to prevent the counting of the vehicle speed pulse.

このように車速センサ異常検出回路14から異常信号が
入力すると、その時点で車速パルスのカウントを阻止す
るために割込みポートINT1をマスクするので、当該車速
センサ11に異常が生じた場合には、その異常信号が入力
する直前の車速を維持したまま、電動モータｍのパワー
ダウンが開始されることになる。When an abnormality signal is input from the vehicle speed sensor abnormality detection circuit 14 in this way, the interrupt port INT1 is masked at that time to prevent counting of the vehicle speed pulse, so if an abnormality occurs in the vehicle speed sensor 11, The power down of the electric motor m is started while maintaining the vehicle speed immediately before the input of the abnormal signal.

第８図は温度センサ12の異常による割込み処理ルーチ
ンを示したものである。温度センサ12に異常が発生する
と、ステップ61でフラグＦをＦ＝１にセットする。FIG. 8 shows an interrupt processing routine due to an abnormality of the temperature sensor 12. If an abnormality occurs in the temperature sensor 12, the flag F is set to F = 1 in step 61.

しかして、エンジン始動用のイグニッションスイッチ
をオンにすると、それと同期してプログラムがスタート
する。When the ignition switch for starting the engine is turned on, the program starts in synchronization with the ignition switch.

上記のようにしてプログラムがスタートすると、第３
図に示すように、ステップ１で出力レベル信号M₁＝０を
出力ポートC₂から出力させる。その後にステップ２で出
力ポートC₃からクラッチON信号を出力してクラッチ駆動
回路27を動作させる。そして、ステップ３では、車速の
パルスカウント用レジスタを最大値（車速≒０に相当）
にセットし、ステップ４では電動モータｍの温度をチェ
ックするためにフラグＦをＦ＝０にセットする。さら
に、ステップ５でサンプリング間隔を設定するカウンタ
ーＢと、左右の入力トルク回数をカウントするカウンタ
ーＮとをゼロにセットして準備を完了する。When the program starts as described above,
As shown, to output an output level signal M ₁ = 0 from the output port C ₂ in Step 1. Then by outputting a clutch ON signal to operate the clutch drive circuit 27 from the output port C ₃ in step 2. In step 3, the register for counting the pulse of the vehicle speed is set to the maximum value (equivalent to vehicle speed 車 0).
In step 4, the flag F is set to F = 0 to check the temperature of the electric motor m. Further, in step 5, the counter B for setting the sampling interval and the counter N for counting the number of input torques on the left and right are set to zero, and the preparation is completed.

上記のようにして準備を完了した後、ステップ６で電
動モータｍの温度信号ｘを入力ポートA₃より入力し、ス
テップ７でフラグＦ＝０すなわちモータ温度が一定値以
下の正常値に保たれているかどうかを判定する。このと
き例えば、１ルーチン前の動作でＦ＝１にセットされて
いれば、後記するステップ14以下のパワーダウンルーチ
ンに移行する。逆に、１ルーチン前の動作でＦ＝０とな
っていれば、ステップ８に移行して、当該モータ温度ｘ
が設定値x maxを超えているかどうかを判断する。この
ときモータ温度ｘが上記設定値x maxを超えていれば、
そのモータ温度は異常と考えられるから、ステップ９に
移行してフラグＦをＦ＝１にセットし、上記ステップ14
以下のパワーダウンルーチンに移行する。しかし、上記
モータ温度ｘがｘ＜x maxであれば、正常と判断される
から、ステップ10以下のモータ制御ステップに移行す
る。また、このステップ10では、後記するように、トル
ク信号と車速信号とによって出力レベルを決定する。そ
して、ステップ11で出力正逆信号M₀を出力ポートC₁から
出力し、ステップ12で上記のようにして決定された出力
レベル信号M₁を出力ポートC₂より出力する。さらにステ
ップ13ではウオッチドグ用パルスを出力ポートC₄から出
力するとともに、上記ステップ６に戻って以上のステッ
プを繰り返す。After completing the preparation as described above, the temperature signal x of the electric motor m is input from input port A ₃ in step 6, the flag F = 0 That motor temperature is kept normal value below a certain value in Step 7 Is determined. At this time, for example, if F = 1 has been set in the operation one routine before, the process proceeds to the power down routine of step 14 and subsequent steps described later. Conversely, if F = 0 in the operation one routine before, the process proceeds to step 8 and the motor temperature x
Is greater than or equal to the set value x max. At this time, if the motor temperature x exceeds the set value x max,
Since the motor temperature is considered to be abnormal, the process proceeds to step 9 and the flag F is set to F = 1.
The process proceeds to the following power down routine. However, if the motor temperature x is x <xmax, it is determined that the motor temperature is normal, so that the process proceeds to the motor control step of step 10 and subsequent steps. In step 10, as described later, the output level is determined based on the torque signal and the vehicle speed signal. Then, it outputs an output forward and reverse signals M ₀ from the output port C ₁ at step 11, and outputs from the output port C ₂ output level signal M ₁ that are determined as described above in step 12. With further outputs in step 13 the Uotchidogu pulse from the output port C _4, repeating the above steps returns to step 6.

そして、上記ステップ６→７→８→10→11→12→13→
６でメインルーチンを構成するもので、第７、８図に示
した割込みルーチンでＦ＝１にセットされたり、あるい
は電動モータｍの温度ｘが最大許容温度x max以上にな
ったりしない限り、このメインルーチンが動作し続ける
ものである。And step 6 → 7 → 8 → 10 → 11 → 12 → 13 →
6 constitutes a main routine. Unless F = 1 is set in the interrupt routine shown in FIGS. 7 and 8 or the temperature x of the electric motor m does not exceed the maximum allowable temperature xmax. The main routine continues to operate.

上記ステップ10で示した車速感応ルーチンは、第４図
に示すとおりである。すなわち、車速感応ルーチンは操
舵トルクを入力し、これを車速感応させてモータ制御信
号を出力するものであるが、この実施例では、左右トル
ク値のカウントとその差の判定も実施する。The vehicle speed response routine shown in step 10 is as shown in FIG. That is, the vehicle speed sensitive routine is to input a steering torque, output the motor torque control signal in response to the vehicle speed, and in this embodiment, also count the left and right torque values and determine the difference between them.

つまり、ステップ10−01ではトルク正逆信号T₀を入力
ポートA₁より入力する。また、ステップ10−02でトルク
レベル信号T₁を入力ポートA₂より入力する。そして、ス
テップ10−03ではトルクレベルのディジタル値T₁に応じ
たトルク定数テーブルのアドレスを選び、そのアドレス
のトルク定数C_Tを引き出す。That is, input from the input port A ₁ a torque forward and reverse signal T ₀ at step 10-01. Further, input from the input port A ₂ a torque level signal T ₁ at step 10-02. Then, select the address of the torque constant table corresponding to the digital value T ₁ of the torque level at step 10-03, withdrawing the torque constant C _T of the address.

さらに、ステップ10−04では、電動モータのパワーダ
ウン用のフラグＦを判断する。このとき前記した理由で
当該フラグＦがＦ＝１になっていれば、前記したように
ステップ７からパワーダウンルーチンであるステップ14
に移行してパワーダウンがすでに開始されていることに
なる。したがって、ステップ10−05以下のトルク値カウ
ントルーチンは必要なく、ステップ10−14以下の出力ル
ーチンにジャンプする。Further, in step 10-04, a flag F for power down of the electric motor is determined. At this time, if the flag F is set to F = 1 for the above-mentioned reason, as described above, the power-down routine from step 7 to step 14 is executed.
And the power down has already been started. Therefore, the torque value counting routine of step 10-05 and thereafter is not necessary, and the routine jumps to the output routine of step 10-14 and thereafter.

また、上記ステップ10−04でフラグＦがＦ＝０のとき
には、まだ電動モータｍがパワーダウンしていないの
で、ステップ10−05以下のトルク値カウントルーチンに
移行する。When the flag F is 0 at step 10-04, since the electric motor m has not been powered down yet, the process proceeds to the torque value counting routine of step 10-05 and thereafter.

そして、ステップ10−05では、トルク値をカウントす
べきサンプリング間隔を決めるためにカウンターＢに１
を加えるとともに、ステップ10−06で、そのカウンター
Ｂがサンプリング間隔に対応するカウント数B maxより
も大きいかどうかを判定する。つまり、このプログラム
では、電動モータｍによるアシスト力を制御するため
に、その入力トルクをカウントするようにしているが、
その入力トルクが発生するたびに、それをカウントして
いると、カウンターＮがすぐにあふれてしまうので、当
該入力トルクをB maxに１回だけカウントするようにし
たものである。Then, in step 10-05, the counter B is set to 1 to determine the sampling interval at which the torque value should be counted.
In step 10-06, it is determined whether or not the counter B is larger than the count number Bmax corresponding to the sampling interval. That is, in this program, the input torque is counted in order to control the assist force by the electric motor m.
Each time the input torque is generated, if the input torque is counted, the counter N overflows immediately. Therefore, the input torque is counted only once to Bmax.

したがって、カウンターＢがB maxよりも大きけれ
ば、次のカウントを開始しなければならないので、ステ
ップ10−07でカウンターＢをＢ＝０とし、新たなサンプ
リング間隔をスタートさせ、ステップ10−07以下のトル
ク値カウントルーチンに移行する。Therefore, if the counter B is larger than Bmax, the next counting must be started. Therefore, the counter B is set to B = 0 in step 10-07, a new sampling interval is started, and The routine proceeds to a torque value counting routine.

逆にカウンターＢが上記カウント数B maxより小さけ
れば、トルク値カウントルーチンをスキップし、ステッ
プ10−14以下の出力ルーチンに移行する。Conversely, if the value of the counter B is smaller than the count number Bmax, the torque value counting routine is skipped, and the process proceeds to the output routine of steps 10-14 and thereafter.

そして、上記のようにカウンターＢがステップ10−07
でクリアされたら、ステップ10−08に移行し、当該トル
クの方向を判定する。例えば、上記トルク正逆信号T₀＝
１のときには右トルクと判定するとともに、そのときの
トルクレベル、信号T₁が、第10図に示すａ、ｂの値に対
して、ａ≦T₁≦ｂの範囲にあるかどうかを判定する。こ
のときトルクレベル信号T₁がａ≦T₁≦ｂであれば、ステ
ップ10−09でカウンタＮを１だけ増加させる。また、ト
ルク正逆信号T₀がゼロのとき、換言すれば、左トルクの
ときにはステップ10−09をスキップしてステップ10−10
に移行する。このステップ10−10では、T₀＝０で、かつ
ａ≦T₁≦ｂであるかどうかを判定し、yesのときにはス
テップ10−11に移行してカウンタＮを１だけ減少させ、
noのときにはステップ10−11をスキップしてステップ10
−12に移行する。Then, as described above, the counter B is set in step 10-07.
Is satisfied, the process proceeds to step 10-08, and the direction of the torque is determined. For example, the torque forward / reverse signal T ₀ =
Thereby determining the right torque when one determines the torque levels at this time, the signal T ₁ is, a shown in FIG. 10, for values of b, and whether the range of a ≦ T ₁ ≦ b . If the torque level signal T ₁ this time a ≦ T ₁ ≦ b, increases in step 10-09 the counter N by one. Further, when the torque forward and reverse signal T ₀ of zero, in other words, steps 10-10 are at the left torque skips step 10-09
Move to In this step 10-10, it is determined whether T ₀ = 0 and a ≦ T ₁ ≦ b, and if yes, the process proceeds to step 10-11 to decrease the counter N by one,
If no, skip Step 10-11 and skip to Step 10.
Move to -12.

上記のようにして一定のサンプリング間隔内で、入力
トルクの左右の回数をカウントしたら、上記ステップ10
−12で、当該カウンターＮの絶対値が最大許容値N max
以上かどうかを判定する。つまり、このカウンターＮ
は、左右の回数が全く等しければプラス・マイナス・ゼ
ロになるが、そのカウント数が一方に偏ればかたよるほ
ど、その絶対値が大きくなる。したがって、ステップ10
−12での判定の結果、当該カウントＮが最大許容値N ma
xよりも大きければ、異常が発生したと判断してステッ
プ10−13に移行しフラグＦをＦ＝１にセットする。After counting the number of left and right input torques within a certain sampling interval as described above,
At −12, the absolute value of the counter N becomes the maximum allowable value N max
It is determined whether or not this is the case. That is, this counter N
Is plus / minus / zero if the left and right counts are exactly equal, but the more the count is biased toward one, the greater its absolute value. Therefore, step 10
As a result of the determination at −12, the count N is the maximum allowable value N ma
If it is larger than x, it is determined that an abnormality has occurred, and the routine proceeds to step 10-13, where the flag F is set to F = 1.

さらに、ステップ10−14では、車速パルス用レジスタ
Ｖの値に応じた車速定数テーブルのアドレスを選択し、
そのアドレスにおける車速定数C_Vを引き出す。そして、
ステップ10−15では、出力トルクを車速感応とするた
め、トルク定数C_Tと車速定数C_Vとを乗じ、ｎビットだけ
右にシフトさせる。このようにｎビットだけ右にシフト
させるためには、（1/2ⁿ）×C_V×C_Tとして、出力レベル
M₁を求める。Further, in step 10-14, the address of the vehicle speed constant table corresponding to the value of the vehicle speed pulse register V is selected,
The vehicle speed constant C _V at that address is derived. And
At step 10-15, for the output torque and vehicle speed sensitive, multiplying the torque constant C _T and the vehicle speed constant C _V, it is shifted to the right by n bits. In order to shift right by n bits in this manner, the output level is set as (1 / ²ⁿ ) × C _V × C _T
Seek M _1.

もし、上記のようにｎビット右にシフトさせなけれ
ば、例えば、C_Vが４ビット、C_Tが８ビット、D/Aコンバ
ータが８ビットとすると、それらの掛算の結果は12ビッ
トとなり、D/Aコンバータの能力を超えてしまう。そこ
で、この場合には、ｎ＝４ビット右にシフトし、最大８
ビットになるようにして、上記D/Aコンバータの能力を
超えないようにしたものである。If the bit is not shifted right by n bits as described above, for example, if C _V is 4 bits, _CT is 8 bits, and the D / A converter is 8 bits, the result of the multiplication becomes 12 bits, and D The capacity of the / A converter is exceeded. Therefore, in this case, n = 4 bits are shifted to the right, and a maximum of 8
The number of bits is set so as not to exceed the capability of the D / A converter.

そして、ステップ10−16では、出力正逆信号M₀を、ト
ルク正逆信号T₀と同じに置き、その後に上記メインルー
チンであるステップ11に戻る。Then, in step 10-16, the output forward and reverse signals M _0, the same Lay the torque forward and reverse signals T _0, the process returns to the step 11 is the main routine.

なお、上記カウントＮが最大許容値N maxを超えてい
なければ、異常とは判断できないので、ステップ10−13
をジャンプしてステップ10−14に移行するものである。If the count N does not exceed the maximum allowable value Nmax, it cannot be determined that there is an abnormality.
Is jumped to step 10-14.

一方、上記のようにした諸種の事情でフラグＦがＦ＝
１にセットされると、ステップ14以下のパワーダウンル
ーチンに移行するが、このときに当該電動モータｍの出
力を急に落すと操舵力が急変するので、かえって危険に
なる。そこで、このステップ14以下では当該電動モータ
ｍの出力を徐々に落すような処理をするが、そのルーチ
ンは第９図に示すとおりである。On the other hand, in various circumstances as described above, the flag F is changed to F =
When set to 1, the process proceeds to the power down routine of step 14 and subsequent steps. At this time, if the output of the electric motor m is suddenly dropped, the steering force suddenly changes, which is rather dangerous. Therefore, in step 14 and subsequent steps, a process for gradually decreasing the output of the electric motor m is performed. The routine is as shown in FIG.

しかして、ステップ14ではモータ出力を段階的に落と
すためにタイマＡをスタートさせ、ステップ15で当該最
大出力レベル信号M₁maxの出力時間が一定時間t₁以上経
過しているかどうかを判定する。もし、一定時間t₁以上
経過していれば、その出力を低減させるためにステップ
16に移行し、モータ出力最大レベルM₁maxをΔM₁だけ下
げ、ステップ17でタイマＡを再スタートさせる。Then, in step 14, the timer A is started in order to gradually reduce the motor output, and in step 15, it is determined whether or not the output time of the maximum output level signal M ₁ max has passed for a predetermined time t ₁ or more. If, if the predetermined time elapses t ₁ above, the step in order to reduce its output
The process proceeds to step 16, where the maximum motor output level M ₁ max is reduced by ΔM ₁ , and in step 17, the timer A is restarted.

逆に、出力レベル信号M₁maxの出力時間が上記一定時
間t₁以内であれば、特に問題がないのでモータ最大出力
レベルM₁maxを維持して、前記ステップ10以下の車速感
応ルーチンに移行する。Conversely, if the output time of the output level signal M ₁ max is within the above-mentioned predetermined time t ₁ , there is no particular problem, so that the motor maximum output level M ₁ max is maintained, and the process proceeds to the vehicle speed response routine of step 10 and below. I do.

そして、上記ステップ10では、前記したようにトルク
信号と車速信号とによってその出力レベルM₁を決定す
る。そして、ステップ19で上記出力レベルM₁がM₁maxよ
り大きいかどうかを再び判定し、その出力レベルM₁がモ
ータ最大出力レベルM₁max以下である場合は特に問題が
ないのでステップ21以下のステップに移行し、ステップ
21で出力正逆信号M₀を出力ポートC₁より出力し、ステッ
プ22で出力レベル信号M₁を出力ポートC₂から出力する。Then, in step 10, to determine the output level M ₁ by the torque signal and the vehicle speed signal as described above. Then, at step 19 the output level M ₁ is again determined whether greater than M ₁ max, the step 21 follows because the output level M ₁ is particularly no problem if it is less than the maximum motor output level M ₁ max Go to step, step
An output forward and reverse signal M ₀ is output from the output port C ₁ 21, and outputs an output level signal M ₁ from the output port C ₂ in step 22.

しかし、出力レベルM₁が最大出力レベルM₁maxより大
きいときには、ステップ20で出力レベルM₁を上記のよう
に設定した最大出力レベルM₁maxまで落し、ステップ21
以降に移行する。However, when the output level M ₁ is greater than the maximum output level M ₁ max is dropped output level M ₁ in step 20 to the maximum output level M ₁ max set as described above, steps 21
Transition to later.

そして、ステップ23ではウオッチドグ用パルスを出力
ポートC₄から出力し、ステップ24ではこの出力最大レベ
ルM₁maxが目標最小値Ca以下かどうかを判定し、出力最
大レベルM₁maxが目標最小値Caよりも大きければ、その
出力最大レベルM₁maxをさらにパワーダウンするために
ステップ15に移行する。出力最大レベルM₁maxがCaより
も小さければ、これ以上パワーダウンする必要がないの
で、ステップ10に移行し、上記出力最大レベルM₁maxを
最少値Caに維持することになる。Then, outputs a pulse for Uotchidogu step 23 from the output port C _4, determined in step 24 is the maximum output level M ₁ max whether less than the target minimum value Ca, the output maximum level M ₁ max is the target minimum Ca If it is larger, the process goes to step 15 to further power down the output maximum level M ₁ max. If the maximum output level M ₁ max is smaller than Ca, there is no need to further power down, so the process proceeds to step 10 to maintain the maximum output level M ₁ max at the minimum value Ca.

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

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は機構
図、第２図はモータ制御装置のブロック図、第３図は制
御プログラムのフローチャートの一例を示す図、第４図
は車速感応ルーチンのフローチャート図、第５〜８図は
割込み処理ルーチンを示すフローチャート図、第９図は
パワーダウンルーチのフローチャート図、第10図は入力
トルクの回数をカウントする領域を示したグラフであ
る。 １……車輪、２……操舵入力軸、３、９……ピニオン、
４……ナックルアーム、６……ラック、８……電磁クラ
ッチ、10……トルクセンサ、ａ……モータ制御装置、Ｐ
……マイクロプロセッサー。1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a mechanism diagram, FIG. 2 is a block diagram of a motor control device, FIG. 3 is an example of a flowchart of a control program, and FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an interrupt processing routine, FIG. 9 is a flowchart of a power down routine, and FIG. 10 is a graph showing an area for counting the number of times of input torque. 1 ... wheels, 2 ... steering input shaft, 3, 9 ... pinion,
4 knuckle arm, 6 rack, 8 electromagnetic clutch, 10 torque sensor, a motor control device, P
...... Microprocessor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−181958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−286714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227859（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−50076（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−103773（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-181958 (JP, A) JP-A-61-286714 (JP, A) JP-A-62-227859 (JP, A) 50076 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 62-103773 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】車輪に連結したナックルアームを両端に連
係させてなるラックに、操舵入力軸に連結したピニオン
と電磁クラッチを介して電動モータに連係したピニオン
とをかみ合わせてなり、しかも、上記電動モータ及び電
磁クラッチをモータ制御装置で制御する構成にした電動
式パワーステアリング装置において、操舵入力トルクを
検出するトルクセンサを、マイクロプロセッサーを主要
素にしてなるモータ制御装置に接続し、しかも、このマ
イクロプロセッサーは、入力トルクが一定の範囲に入る
回数を左右で別々にカウントし、その左右のカウント値
の差が、一定レベルを超えたときに、異常が発生したと
判断して、当該電動モータの出力を段階的に低減させる
制御機能を備えた電動式パワーステアリング装置のフェ
イルセイフ装置。A knuckle arm connected to wheels at both ends thereof is connected to a pinion connected to a steering input shaft and a pinion connected to an electric motor via an electromagnetic clutch on a rack. In an electric power steering device configured to control a motor and an electromagnetic clutch by a motor control device, a torque sensor for detecting a steering input torque is connected to a motor control device including a microprocessor as a main element. The processor separately counts the number of times that the input torque falls within a certain range on the left and right, and when the difference between the left and right count values exceeds a certain level, determines that an abnormality has occurred, and determines that the electric motor has failed. A fail-safe device for an electric power steering device that has a control function to gradually reduce the output.