JP2881253B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は舵輪操作に要する力を補助する電動式の動力
舵取装置（パワーステアリング）に関する。

〔従来技術〕

舵輪に加えられた操舵トルクを検出し、この検出トル
クが所定の不感帯を超える場合に、前記検出トルクに応
じて定めた駆動電流を操舵補助用のモータに通流させて
該モータを駆動し、自動車の操舵に要する力を該モータ
の回転力により補助せしめ、運転者に快適な操舵感覚を
提供する電動式の動力舵取装置が開発されている。

第４図は従来の動力舵取装置の全体的な構成を示すブ
ロック図である。このような動力舵取装置は、車体への
取付けにおいて、適当な取付け空間が確保されない場
合、モータ１を駆動するモータ駆動回路21,電磁クラッ
チ２を駆動する電磁クラッチ駆動回路22及びフェイルセ
ーフリレー23等から構成されるパワーユニット20と、操
舵トルクを検出するトルクセンサ3,車速を検出する車速
センサ４等の検出器からの入力信号に応じてパワーユニ
ット20に制御のための論理信号を与える制御回路11から
構成されるコントロールユニット10とに分離して配され
る場合がある。このようなパワーユニット20とコントロ
ールユニット10とは送信線Ｌによって接続されており、
この送信線Ｌを介して、コントロールユニット10からパ
ワーユニット20に前記モータ1,電磁クラッチ２及びフェ
イルセーフリレー23等の機器を駆動する側の信号である
オン，その非駆動側の信号であるオフの２種類の論理的
制御信号が送られることによりパワーユニット20の各駆
動回路が作動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の如くパワーユニット20とコント
ロールユニット10とを分離して配してある動力舵取装置
では、送信線Ｌに断線，地絡，混触が発生すると、それ
に対応するパワーユニット20の駆動回路が誤動作を起こ
し、場合によっては危険な状態を招くという問題があ
る。例えば、モータ駆動回路21は論理的制御信号がロー
レベルのときにモータ１を駆動するが、モータ駆動回路
21に対する送信線Ｌが地絡して論理的制御信号がローレ
ベルに固定されてしまうと、舵取機構に予期しない操舵
補助力が働いて危険である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、送
信線に断線，地絡，混触が発生した場合のパワーユニッ
トの誤動作を抑止することにより安全性が高い動力舵取
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、操舵補助用の機器を駆
動するための第１ユニットと、該第１ユニットを制御す
る第２ユニットとに分離され、第２ユニットから出力さ
れた信号を送信線を介して第１ユニットに与えることに
より第１ユニットを制御する動力舵取装置において、前
記第２ユニットに設けられ、論理的制御信号を所定周波
数のパルス信号に変換して出力する変換手段と、前記第
１ユニットに設けられ、前記変換手段から入力されたパ
ルス信号の周波数が所定の範囲にあるか否かを判定する
判定手段と、該判定手段にて前記パルス信号の周波数が
所定の範囲にあると判定された場合にのみ、そのパルス
信号を前記論理的制御信号に変換する手段とを備えたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

送信線における断線，地絡，混触等、コントロールユ
ニット（第２ユニット）とパワーユニット（第１ユニッ
ト）との間に不具合が生じた場合には論理的制御信号に
類似した誤信号が発生することがあるが、パワーユニッ
ト（第１ユニット）では、コントロールユニット（第２
ユニット）から与えられたパルス信号の周波数が所定の
範囲にある場合にのみ、オンの論理的制御信号を示すパ
ルス信号を有効とし、このパルス信号をオンの論理的制
御信号に変換するようになっており、前記誤信号はオン
の論理的制御信号として処理されない。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。第１図は本発明に係る動力舵取装置の全体
的構成を示すブロック図である。

図中10は制御回路11,基準パルス発生器12,分周器13及
びパルス変換回路14,15,16よりなるコントロールユニッ
ト10である。コントロールユニット10において、前記制
御回路11は、マイクロプロセッサよりなり、トルクセン
サ３及び車速センサ４等のセンサから与えられる各種の
検出信号に基づいてモータ１及び電磁クラッチ２等の機
器の駆動と、フェイルセーフ動作の実行とを行うための
制御信号をパルス変換回路14,15,16へ与える。また、基
準パルス発生器12は所定周波数の基準パルス信号を発生
させ、分周器13へ与える。分周器13は前記基準パルス信
号を互いに異なる複数種類の周波数をパルス信号に分周
し、これらのパルス信号をパルス変換回路14,15,16に各
別に与える。パルス変換回路14,15,16は、制御回路11か
らオンの制御信号が与えられた場合にのみ、分周器13か
ら与えられたパルス信号を、送信線Ｌを介してパルス判
定回路24,25,26に各々与えるようになっている。

また、図中20は、モータ駆動回路21,クラッチ駆動回
路22,フェイルセーフリレー23及びパルス判定回路24,2
5,26よりなるパワーユニットである。パワーユニット20
において、パルス判定回路24はパルス変換回路14から与
えられるパルス信号の周波数が所定範囲にあるか否かを
判定し、そのパルス信号の周波数が所定範囲にある場合
は、モータ１を駆動するモータ駆動回路21にオンの論理
的制御信号を与える。同様にパルス判定回路25は、パル
ス交換回路15から与えられるパルス信号の周波数が所定
範囲にあるか否かを判定し、そのパルス信号の周波数が
所定範囲にある場合は、モータ１の電磁クラッチ２を駆
動するクラッチ駆動回路22にオンの論理的制御信号を与
え、パルス判定回路26は、パルス変換回路16から与えら
れるパルス信号の周波数が所定範囲にあるか否かを判定
し、そのパルス信号の周波数が所定範囲にある場合は、
所定の制御系をインタロックするフェイルセーフ動作を
実行させるためのリレー動作を行うフェイルセーフリレ
ー23にオンの論理的制御信号を与える。

モータ駆動回路21では、パルス判定回路24から与えら
れたオンの論理的制御信号に基づいてモータ１の駆動を
行い、またクラッチ駆動回路22は、パルス判定回路25か
ら与えられたオンの論理的制御信号に基づいて電磁クラ
ッチ２の駆動を行う。また、フェイノルセーフリレー23
は、パルス判定回路26から与えられたオフの論理的制御
信号に基づいてフェイルセーフ動作を実行させる。

第２図はコントロールユニット10からパワーユニット
20までの制御信号の伝送回路の詳細ブロック図であり、
一例として基準パルス発生器12からパルス判定回路25ま
での制御信号の伝送回路を示す。この伝送回路について
説明する。なお、クラッチ駆動回路22はパルス判定回路
25から与えられる論理的制御信号がハイレベルの場合に
電磁クラッチ２を係合する。

コントロールユニット10において、基準パルス発生器
12から分周器13へ所定周波数の基準パルス信号が与えら
れる。分周器13はこの基準パルス信号を分周し、互いに
異なる複数の予め定められた周波数のパルス信号をパル
ス変換回路14,15,16へ与える。

パルス変換回路15では、分周器13から与えられたパル
ス信号ａはNAND回路151の一方の入力端子に入力する。N
AND回路151の他方の入力端子には制御回路11から論理的
制御信号ｂが入力している。NAND回路151の出力は、ダ
イオードクランプ回路152,抵抗153及びコントロールユ
ニット10の出力端子P0を介して送信線Ｌに送られ、送信
線Ｌを介してパワーユニット20の入力端子P1に与えられ
る。パワーユニット20に与えられた論理的制御信号はパ
ルス判定回路25の抵抗2501,ダイオードクランプ回路250
2を介して第１インバータ2503に与えられ、第１インバ
ータ2503で信号が反転される。第１インバータ2503の出
力信号ｄは単安定マルチバイブレータを２回路内蔵して
なる半導体集積回路250における第１回路251のトリガ入
力端子_１及び第２回路252のトリガ入力端子B₂に与え
られる。

前記第１回路251（又は第２回路252）は、夫々トリガ
入力端子_１（_２），トリガ入力端子B₁（B₂）の２つ
のトリガ入力端子を備え、トリガ入力端子_１（_２）
に与えられる出力信号ｄがハイレベルからローレベルに
変化するとき又はトリガ入力端子B₁（B₂）に与えられる
信号ｄがローレベルからハイレベルに変化するとき、出
力端子Q₁（Q₂）から正極性のワンショットパルスが出力
されると共に出力端子_１（_２）から負極性のワンシ
ョットパルスが出力されるようになっている。また、出
力端子Q₁（Q₂）及び出力端子_１（_２）から出力され
るワンショットパルスのパルス幅は、第１回路251（又
は第２回路252）のタイミング端子Rx₁/Cx₁（Rx₂/Cx₂）
及びタイミング端子Cx₁（CX₂）に外付けされた抵抗2511
（抵抗2521）及びコンデンサ2512（コンデンサ2512）に
よって調節することができるようになっている。このワ
ンショットパルスの幅は、、出力信号ｄが所定周波数の
場合に出力信号ｅによるワンショットパルスと出力信号
ｄによるパルスとが所定幅だけ重なり当って出力端子Q₂
の出力信号がハイレベルの連続値、一方、出力端子_２
の出力信号がローレベルの連続値となるように調整して
ある。

第１回路251のトリガ入力端子B₁は常にハイレベルに
固定されており、出力端子Q₁から出力される出力信号ｅ
は第２回路252のトリガ入力端子_２に与えられる。第
２回路252の出力端子Q₂から出力される信号は充電抵抗2
504を介し、その一端が接地されたコンデンサ2505に与
えられる。一方、出力端子_２から出力される信号は、
コレクタがコンデンサ2505の他端に放電抵抗2507を介し
て接続され且つエミッタが接地されたスイッチングトラ
ンジスタ2506に与えられる。前記コンデンサ2505の出力
は第２インバータ2508に与えられ、反転される。さらに
第２インバータ2508の出力は第３インバータ2509に与れ
られて反転され、第３インバータ2509の出力信号ｇはク
ラッチ駆動回路22に与えられる。

第３図（ａ）〜（ｇ）は第２図の各部の信号を示す波
形図であり、第３図（ａ）は分周器13の出力信号a,第３
図（ｂ）は制御回路11の出力信号である論理的制御信号
b,第３図（ｃ）はパルス変換回路15の出力信号c,第３図
（ｄ）は第１インバータ2503の出力信号d,第３図（ｅ）
は第１回路251の出力端子Q₁の出力信号e,第３図（ｆ）
はコンデンサ2505の出力電圧f,第３図（ｇ）は第３イン
バータ2509の出力信号ｇの夫々の波形を示してある。

第３図において、時間t₁〜t₄は制御回路11からオンの
論理的制御信号が出力されている状態であり、この状態
において、時間t₁〜t₂は送信線Ｌに混触がない状態、時
間t₂〜t₃は送信線Ｌの混触によって出力信号ｄの周波数
が高くなった状態、時間t₃〜t₄は送信宣Ｌの混触によっ
て出力信号ｄの周波数が低くなった状態を夫々示してい
る。

まず、時間t₁〜t₂における送信線Ｌに混触がない状態
について説明する。

パルス変換回路15の出力信号ｃは、NAND回路151に入
力される論理的制御信号ｂがハイレベルでパルス信号ａ
がハイレベルの場合にローレベルとなり、それ以外の場
合にはハイレベルとなる。従って、論理的制御信号ａが
ハイレベルとなり、且つパルス信号ｂがNAND回路151に
入力されると、出力信号ｃはパルス信号ａと反対極性の
パルス信号となる。そして、第１インバータ2503では出
力信号ｃの極性が反転されたパルス信号が出力信号ｄと
して出力される。

パルス判定回路25の第１回路251においては、トリガ
入力端子_１に分周器13で定められた周波数の出力信号
ｄが入力されると、出力信号ｄのパルスがハイレベルか
らローレベルに変化したときに、出力端子Q₁から第２回
路252のトリガ入力端子_２へ所定幅のワンショットパ
ルスを出力信号ｅとして与える。この場合、出力信号ｅ
は前記ワンショットパルスが所定間隔毎に並ぶ波形とな
る。このワンショットパルスの出力間隔は出力信号ｄの
周波数に応じて変化する。

第２回路252では、トリガ入力端子_２に入力される
出力信号ｅのハイレベルからローレベルへの変化時と、
トリガ入力端子B₂に入力される出力信号ｄのローレベル
からハイレベルへの変化時とに出力端子Q₂から正極性の
ワンショットパルス、出力端子_２から負極性のワンシ
ョットパルスが出力される。このワンショットパルスの
幅は、出力信号ｄが所定周波数の場合には、出力信号ｅ
によるワンショットパルスと出力信号ｄによるワンショ
ットパルスとが所定幅だけ重なり合って出力端子Q₂の出
力信号がハイレベルの連続値、一方、出力端子_２の出
力信号がローレベルの連続値となる。このためコンデン
サ2505は出力信号ｆに示される如く充電を行う。この充
電量である出力電圧ｆが第２インバータ2508の閾値Vs以
上となった場合、第２インバータ2508の出力信号がロー
レベルになり、第３インバータ2509の出力信号ｇがハイ
レベルとなるので、このハイレベル信号がクラッチ駆動
回路12に与えられ、電磁クラッチ２が駆動される。

次に送信線Ｌに混触が生じ、出力信号ｄの周波数が高
くなった場合（時間t₂〜t₃）について説明する。

この場合は、トリガ入力端子_１に入力される出力信
号ｄの周波数が高いため、第１回路251の出力端子Q₁か
ら第２回路252のトリガ入力端子_２へ与えられる出力
信号ｅは、ワンショットパルスが重なり合ってハイレベ
ルの連続値となる。第２回路252の回路特性上、トリガ
入力端子_２の入力信号がハイレベルの連続値の場合
は、出力端子Q₂の出力信号がローレベルの連続値、一
方、出力端子_２の出力信号がハイレベルの連続値とな
って、スイッチングトランジスタ2506がオンとなる。こ
れによってコンデンサ2505の電荷が放電されるので、出
力電圧ｆは０となり、第３インバータ2509の出力信号ｇ
はローレベルの連続値となってクラッチ駆動回路は動作
しない。

次に送信線Ｌに混触が生じ、出力信号ｄの周波数が低
くなった場合（時間t₃〜t₄）について説明する。

この場合は、トリガ入力端子_１に入力される出力信
号ｄの周波数が低いため、第１回路251の出力端子Q₁か
ら第２回路252のトリガ入力端子_２へ与えられる出力
信号ｅは、ワンショットパルス間の間隔が広い。また、
トリガ入力端子B₂には周波数が低い出力信号ｄが与えら
れるので、スイッチングトランジスタ2506が短い時間間
隔でオン，オフを繰り返し、コンデンサ2505の電荷がが
第２インバータ2508の閾値Vsに達する前に定期的に放電
されるので、出力電圧ｆはその最大値が第２インバータ
2508の閾値Vsより小であるのこぎり刃状の波形となり、
第３インバータ2509の出力信号ｇはローレベルの連続値
となってクラッチ駆動回路22は動作しない。

このように本発明においては、コントロールユニット
10からオンの論理的制御信号が所定周波数のパルス信号
としてパワーユニット20に与えられ、パワーユニット20
では、パルス判定回路24,25,26で、コントロールユニッ
ト10から与えられたパルス信号の周波数が予め定められ
た範囲の周波数である場合にのみ各駆動回路へオンの論
理的制御信号を与えるようになっている。このため、送
信線Ｌに混触が生じた場合には、パワーユニット20の各
駆動回路へはオンの論理的制御信号が与えられず、パワ
ーユニット20の誤動作を抑止することができる。

なお、本実施例においては、パルス変換回路及びパル
ス判定回路を夫々３回路ずつ設け、モータ駆動回路21,
クラッチ駆動回路22,フェイルセーフリレー23に論理的
制御信号を与えたが、これに限らずパルス変換回路及び
パルス判定回路を夫々３回路より多く設け、他の機器の
駆動回路に論理的制御信号を与えるようにしても良いこ
とは言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置において
は、パワーユニット（第１ユニット）では、コントロー
ルユニット（第２ユニット）から与えられたパルス信号
の周波数が所定の範囲にある場合にのみ、そのパルス信
号をオンの論理的制御信号を示すものと判定し、このパ
ルス信号をオンの論理的制御信号に変換するようにして
おり、パワーユニット（第１ユニット）とコントロール
ユニット（第２ユニット）との間の送信線に断線，地絡
及び混触が発生した場合に生じる誤信号は無効となるた
め、パワーユニット（第１ユニット）の誤動作が抑止さ
れて安全性が向上する等本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の全体的構成を示す
ブロック図、第２図は基準パルス発生器からパルス判定
回路までの制御信号の伝送回路の詳細ブロック図、第３
図は第２図の各部の信号を示す波形図、第４図は従来の
動力舵取装置の全体的な構成を示すブロック図である。 １……モータ、２……電磁クラッチ、10……コントロー
ルユニット、14,15,16……パルス変換回路、20……パワ
ーユニット、24,25,26……パルス判定回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵補助用の機器を駆動するための第１ユ
   ニットと、該第１ユニットを制御する第２ユニットとに
   分離され、第２ユニットから出力された信号を送信線を
   介して第１ユニットに与えることにより第１ユニットを
   制御する動力舵取装置において、 前記第２ユニットに設けられ、論理的制御信号を所定周
   波数のパルス信号に変換して出力する変換手段と、 前記第１ユニットに設けられ、前記変換手段から入力さ
   れたパルス信号の周波数が所定の範囲にあるか否かを判
   定する判定手段と、 該判定手段にて前記パルス信号の周波数が所定の範囲に
   あると判定された場合にのみ、そのパルス信号を前記論
   理的制御信号に変換する手段と を備えたことを特徴とする動力舵取装置。