JP3425806B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転範囲が設定されて
いるモータを駆動するモータ制御装置に関し、例えばス
テアリング操舵を補助付勢する電動パワーステアリング
制御装置に用いるモータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転範囲が設定されているモータを駆動
するモータ制御装置には、例えばステアリング操舵を補
助付勢する電動パワーステアリング制御装置がある。こ
の電動パワーステアリング制御装置では、モータの回転
量はステアリングの回転角によって決定する。従来、こ
のような制御装置の異常検出手段は、例えば特開平４−
３１１７１号公報等に示されるものが提案されている。
図２１は従来の電動パワーステアリング制御装置の概略
構成を示している。この電動パワーステアリング制御装
置は、操舵力を補助するためのモータ６、モータ６とス
テアリング系との間に設けられたクラッチ７、ステアリ
ングシャフトの入力トルクを検出するためのトルクセン
サ４、および、車両の速度を検出する車速センサ５に接
続した制御装置１を備えている。そして、制御装置１
は、バッテリ（主電源）２、および、キースイッチ３に
も接続されている。制御装置１は、４つのパワートラン
ジスタ３０，３１，３２，３３からなるブリッジ回路３
４と、ブリッジ回路３４の電流流出側に電流検出用抵抗
３５を有するモータ駆動回路１４を備えており、ブリッ
ジ回路３４を構成する各トランジスタ３０，３１，３
２，３３はＣＰＵ１０によって制御される。また、電流
検出用抵抗３５はモータ電流検出手段１５を介してＣＰ
Ｕ１０に接続されている。そして、クラッチ７を駆動す
るクラッチ駆動回路１６もＣＰＵ１０に接続されてい
る。また、モータ６の一方の端子は差動増幅器２２の一
方の入力端子に接続され、モータ６の他方の端子はオフ
セット回路２３を介して差動増幅器２２の他方の入力端
子に接続されている。差動増幅器２２の出力端子はＣＰ
Ｕ１０に接続され、モータ６の両端電圧がモータ６の正
逆転によりオフセット量に対して正および負の値で差動
増幅器２２からＣＰＵ１０に送られる。上記の電動パワ
ーステアリング制御装置では、差動増幅器２２からのモ
ータ両端電圧値とＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて
モータ駆動回路１４がモータ６に印加するモータ印加電
圧を比較し、これらの偏差に基づいてモータ駆動回路１
４の異常を検出している。そして、異常が検出されたと
きは、図示しないフェイルセーフリレー回路のリレー接
点をオフにするフェイルセーフ処理を行っている。この
ような構成によりモータ駆動回路１４の素子の故障およ
び配線部の異常などを検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２１
に示すモータ駆動回路１４のようにモータ電流の検出を
ブリッジ回路３４の電流流出側に設けた電流検出抵抗３
５によって行う電動パワーステアリング制御装置では、
モータ駆動回路１４のパワートランジスタ３０をＰＷＭ
駆動し、パワートランジスタ３３をオン固定、パワート
ランジスタ３１，３２をオフにしてモータ６を駆動して
いるとき、パワートランジスタ３２，３３間に接続され
ているモータ端子が地絡しても、モータ端子間電圧の検
出値は余り変化しないので異常検出が難しい。また、モ
ータ端子間電圧を検出する回路の検出精度が必要にな
り、検出精度を上げるために精密部品を使用する。その
ため、コストアップする。さらに、上記の状態のときモ
ータ端子が接触抵抗を有して地絡した場合、モータ電流
は電流検出用抵抗３５と上記接触抵抗によって分流する
ので、モータ６に流れる電流よりも少ないモータ電流を
検出する。その結果、モータ６により過剰なアシストを
行うため、ステアリング操舵が軽くなる問題点があっ
た。また、図示しないが電流検出用抵抗３５をブリッジ
回路３４の電流吸入側に設けた場合、モータ駆動回路１
４のパワートランジスタ３０をＰＷＭ駆動し、パワート
ランジスタ３３をオン固定、パワートランジスタ３１，
３２をオフにしてモータ６を駆動しているとき、パワー
トランジスタ３０，３１間に接続されているモータ端子
が＋電源側に短絡されても（以下天絡という）、上記と
同様にステアリング操舵が軽くなる問題点があった。

【０００４】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、信頼性及び安全性の向上を図れるモ
ータ制御装置を提供することを目的とする。本発明の他
の目的はモータ回転速度を検出するセンサ等を不要とし
て安価なシステムを提供し、さらに重大な故障のみモー
タ駆動を停止し、軽微な故障に関しては正常動作を継続
するようにして、より信頼性，安全性を向上し、また、
モータ非駆動時毎にモータの異常判定をしてモータ駆動
を停止するようにして、より信頼性，安全性を向上し、
また電源電圧が低下によるＣＰＵリセットの発生を防止
し、またモータ駆動を所定時間のみ停止するようにする
ことによりシステムの性能低下を防止、またモータ電源
電圧と制御電源電圧とを比較するようにして電源ライン
のノイズ等によるモータ駆動停止を防止し、また、モー
タ端子に付着した水滴等により制御上問題ないレベルの
リークが発生した場合のモータ回転速度は無視するよう
にしてシステムを効率良く制御できるようにして、信頼
性，安全性をさらに向上するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に係るモー
タ制御装置は、モータの非駆動時に外力等によりモータ
が回転した時に上記モータ端子電圧検出手段によって検
出したモータ端子電圧から上記モータの回転速度を推定
するモータ回転速度推定手段と、上記回転速度から上記
モータの回転量を求めるモータ回転量演算手段と、上記
回転量が所定量を超えたときに、モータ線の地絡，天
絡，断線、あるいは上記モータ駆動手段やモータ端子電
圧検出手段の不良等が原因の異常であると判定して上記
モータを駆動しないようにするモータ停止手段とを設け
たことを特徴とするものである。本願請求項２に係るモ
ータ制御装置は、請求項１の構成において、モータの非
駆動時に検出されたモータ端子電圧から推定されたモー
タの回転速度が所定値以上のときモータを駆動しないよ
うにすることを特徴とするものである。本願請求項３に
係るモータ制御装置は、電源電圧検出手段で検出した電
源電圧をフィルタ処理するフィルタ処理手段と、電源電
圧検出手段で検出した電源電圧とフィルタ処理手段でフ
ィルタ処理した電源電圧との偏差が所定値以上のとき、
モータの駆動を所定時間停止させるモータ停止手段とを
設けたことを特徴とするものである。本願請求項４に係
るモータ制御装置は、モータ電源電圧検出手段で検出し
たモータ電源電圧が制御電源電圧検出手段で検出した制
御電源電圧に対し所定値以上のとき、モータの駆動を所
定時間停止させるモータ停止手段を設けたことを特徴と
するものである。本願請求項５に係るモータ制御装置
は、請求項１項又は請求項２の構成において、回転速度
推定手段で推定したモータの回転速度が所定値以上のと
きにモータの回転量を求めることを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【作用】請求項１においては、モータの非駆動時に外力
等によりモータが回転した時にモータ端子電圧検出手段
によって検出されたモータ端子電圧からモータの回転速
度がモータ回転速度推定手段によって推定され、その回
転速度からモータの回転量がモータ回転量演算手段によ
り求められ、その回転量が所定値を越えたときモータ停
止手段によりモータ線の地絡，天絡，断線、あるいは上
記モータ駆動手段やモータ端子電圧検出手段の不良等が
原因の異常であると判定されモータを駆動しないように
する。請求項２では、モータの非駆動時に検出されたモ
ータ端子電圧から推定されたモータの回転速度が所定値
以上のときモータはモータ停止手段により駆動しないよ
うにする。請求項３では、電源電圧検出手段で検出され
た電源電圧はフィルタ処理手段によりフィルタ処理さ
れ、電源電圧検出手段で検出された電源電圧とフィルタ
処理手段でフィルタ処理された電源電圧との偏差が所定
値以上のとき、モータの駆動はモータ停止手段により所
定時間停止される。請求項４では、モータ電源電圧検出
手段で検出されたモータ電源電圧が制御電源電圧検出手
段で検出された制御電源電圧に対し所定値以上のとき、
モータの駆動はモータ停止手段によって所定時間停止さ
れる。請求項５では、モータの回転速度が所定値以上の
ときにモータの回転量が求められる。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【実施例】実施例１． 図１は本発明の実施例１に係るモータ制御装置としての
電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示すブロ
ック図である。この電動パワーステアリング制御装置
は、操舵力を補助するためのモータ６、モータ６とステ
アリング系との間に設けられたクラッチ７、モータ６の
回転速度を検出するモータ回転速度センサ８、ステアリ
ングシャフトの入力トルクを検出するためのトルクセン
サ４、車両の速度を検出する車速センサ５、及び、これ
らに接続された制御装置１を備えている。さらに、制御
装置１には、バッテリ２及びキースイッチ３が接続され
ている。制御装置１は、トルクセンサ４と車速センサ５
の検出信号を入力するインターフェース回路１１と、電
源の供給を遮断できるリレー１３と、リレー１３を駆動
しモータ電源（バッテリ２）をモータ駆動回路１４に供
給するリレー駆動回路１２と、リレー１３を介してモー
タ電源（バッテリ２）が供給されモータ６を駆動するモ
ータ駆動回路１４と、モータ６に流れるモータ電流を検
出するモータ電流検出回路１５と、クラッチ７を駆動す
るクラッチ駆動回路１６と、モータ回転速度センサ８の
信号を入力するモータ回転速度検出回路１７と、これら
の入出力信号を制御するＣＰＵ（中央処理装置）１０を
備えている。リレー駆動回路１２はＣＰＵ１０からの指
示によってリレー１３をオン（励磁）したりオフ（励磁
解除）したりし、リレー１３がオンすると、電力がバッ
テリ２からモータ駆動回路１４を介してモータ６に供給
される。リレー駆動回路１２およびリレー１３によって
モータ停止手段１２３が構成される。ＣＰＵ１０内のモ
ータ回転量演算手段１０ａはモータの回転速度からモー
タの回転量を求めるものである。一般に、電動パワース
テアリング制御装置は、トルクセンサ４で検出したトル
ク値と車速センサ５で検出した車速値からモータ６に流
す目標電流を決定し、モータ６に流れる電流が目標電流
値になるようにする定電流制御を行う。

【００２４】モータの回転速度を検出するセンサ、およ
びモータ回転速度検出回路１７の不良判定は次のように
行われる。 （１）ＣＰＵ１０からの指示によってモータ駆動回路１
４がモータ６に電力を供給しモータを駆動する。そし
て、モータ６に流れるモータ電流をモータ電流検出回路
１５によって検出し、モータ電流からモータ６の駆動ト
ルクを求め、モータ６が回転するトルクか判定する。そ
して、モータ６の駆動トルクからモータ６が回転してい
ると判定したときのモータ回転速度検出回路１７で検出
したモータ回転速度検出値がゼロの場合、モータの回転
速度を検出するセンサあるいはモータ回転速度検出回路
１７の異常、あるいはモータ６のロック異常と判断でき
る。 （２）ＣＰＵ１０からモータ駆動回路１４へ指示する指
示値からモータ６が回転するか判定し、モータ６が回転
すると判定されたときのモータ回転速度検出回路１７で
検出したモータ回転速度検出値がゼロの場合、モータの
回転速度を検出するセンサあるいはモータ回転速度検出
回路１７の異常あるいは、モータ６のロック異常と判断
できる。

【００２５】次に、図２に示すフローチャートを用いて
本実施例１の動作を説明する。トルクセンサ４で検出し
たトルクと車速センサ５で検出した車速をインターフェ
ース回路１１を介して入力する（ステップＳ１，Ｓ
２）。次に、入力したトルクと車速に応じて所定のマッ
プに基づく目標電流値を決定する（ステップＳ３）。そ
して、モータ電流検出回路１５で検出したモータ電流を
入力し（ステップＳ４）、ステップＳ３で決定した目標
電流値との偏差を求め、この偏差に基づいてモータ印加
電圧を決定する（ステップＳ５）。その後、モータ回転
速度センサ８の検出信号をモータ回転速度検出回路１７
を介して入力し（ステップＳ６）、モータ回転速度を積
分（演算）してモータ回転角を求める（ステップＳ
７）。また、ステップＳ６で入力したモータ回転速度は
回転方向に応じて正負の極性を有している。そして、ス
テップＳ８でモータ回転角の正常／異常判定を行い、モ
ータ回転角が正常範囲にあるとき（例えば、モータ６の
最大回転角（８０回転／２８８００ｄｅｇ）未満のと
き）、ステップＳ９でリレー駆動回路１２にリレーオン
信号を出力し、ステップＳ１０でクラッチ７をオンし、
ステップＳ１１でステップＳ５で決定したモータ印加電
圧をモータ駆動回路１４に出力する。また、このモータ
回転角が異常判定範囲にあるとき（例えば、モータ６の
最大回転角（８０回転／２８８００ｄｅｇ）以上のと
き）、ステップＳ１２でリレー駆動回路１２にリレーオ
フ信号を出力し、電源の供給を遮断する。また、ステッ
プＳ１３でクラッチ７をオフし、モータ６の回転力がス
テアリングシャフトに伝わらないようにする。そして、
ステップＳ１４でモータ駆動回路１４へモータ印加電圧
が０Ｖになるように出力しモータ６の駆動を停止する。
また、ステップＳ１からステップＳ１４の処理は繰り返
し行われる。尚、ステップＳ７で求めるモータ回転角を
モータ回転数の極性が変化する毎にゼロクリアしてもよ
い。

【００２６】この処理方法によると、例えば、クラッチ
７がオフ故障（クラッチ７がオンしない）していると
き、モータ６の一端がモータ電源とショートし、モータ
６の他端が地絡している状態でリレー１３がオンすれば
モータ６は自転する。しかし、モータの回転角をステッ
プＳ７で求めているので、モータ６が８０回転以上した
ときステップＳ８でモータ異常検出し、ステップＳ１２
からＳ１４でリレー１３オフ、クラッチ７オフ、モータ
駆動停止するため、システム異常時のフォローが充実
し、処理に対する信頼性が向上する。また、モータ回転
速度を検出するセンサ（例えばタコジェネレータ等）、
およびモータ回転速度検出回路１７の不良等も検出でき
る。

【００２７】実施例２． 図３は本発明の実施例２に係るモータ制御装置としての
電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示すブロ
ック図である。図３において、図１に示す構成要素と同
じものは同一の符号を付し、その説明を省略する。図３
において、１８はモータ端子間の電圧を検出しモータ６
に印加されているモータ印加電圧を検出するモータ印加
電圧検出回路であり、例えば、図示しないがオペアンプ
等で構成される。ＣＰＵ１０内の回転速度推定手段１０
ｂはモータ電流検出回路（モータ電流検出手段）１５で
検出したモータ電流とモータ駆動回路（モータ駆動手
段）１４でモータ６に印加したモータ印加電圧とに基づ
いてモータ６の回転速度を推定するものである。また、
ＣＰＵ１０内のモータ印加電圧決定手段１０ｃはモータ
６に印加する電圧を決定するものである。

【００２８】次に、図４に示すフローチャートを用いて
本実施例２の動作を説明する。図４において、図２に記
載の符号と同じものは同様の動作をするので省略する。
図４では、モータ６の回転速度をモータ６に印加したモ
ータ印加電圧とモータ６に流れる電流からモータ回転速
度を推定する（ステップａ１）。また、ここで求めたモ
ータ回転速度の推定値はモータ６の回転方向に応じて正
負の極性を有している。そして、電動パワーステアリン
グシステムでは、モータ６に流れる電流がステップＳ３
で決定した目標電流となるように制御するので、ステッ
プＳ５で求めたモータ印加電圧がモータ６に印加してい
る電圧と同じになる。

【００２９】この処理方法によると、図１６に示すモー
タ駆動回路１４のようなブリッジ回路３４の電流流出側
にモータ電流検出用抵抗３５を有するモータ電流検出回
路を備えた電動パワーステアリング制御装置において、
モータ端子が地絡等をしている場合モータ印加電圧に対
してモータ電流が少なく検出されるのでモータ回転速度
が高速であると推定される。そのため、ステップＳ７で
求めるモータ回転角がモータ６の最大回転角を越え、ス
テップＳ８で異常判定してステップＳ１２からＳ１４の
処理でリレー１３がオフ、クラッチ７がオフで、モータ
６の駆動を停止する。また、モータ電流検出用抵抗３５
がブリッジ回路３４の電流流入側に設けられていても同
様である。その上、この方法ではモータ印加電圧検出回
路１８は不要である。また、モータ端子の天絡や断線時
もモータ駆動を停止することができる。例えば、モータ
線が断線したとき、ＣＰＵ１０からのモータ駆動指示を
停止していなければ、断線したモータ線が振動等の要因
により地絡したとき、モータ６が急に駆動される危険が
ある。しかし、モータ線断線時にＣＰＵ１０からのモー
タ駆動指示を停止していれば、断線したモータ線が振動
等の要因により地絡してもモータ６が急に駆動されない
ので安全性が向上する。

【００３０】以上説明したように本実施例２ではモータ
印加電圧検出手段を削除し、ＣＰＵ１０内にモータ印加
電圧決定手段１０ｃを備えたので、トルクセンサ４、車
速センサ５以外のセンサを付加する必要がなくなり、ま
た、センサと制御装置１との間の配線及び配線作業も増
えることがなくなり、したがってコストダウンを図るこ
とができる。

【００３１】実施例３． 図５は本発明の実施例３に係るモータ制御装置としての
電動パワーステアリング制御装置の動作を示すフローチ
ャートである。なお、この実施例３の電動パワーステア
リング制御装置の構成は図３に示したものと同じであ
る。図５において、図２に記載の符号と同じものは同様
の動作をするので説明を省略する。図５において、図３
に示すモータ印加電圧検出回路１８によって検出したモ
ータ印加電圧を入力し（ステップｂ１）、このステップ
ｂ１で入力したモータ６に印加されているモータ印加電
圧とモータ６に流れる電流からモータ回転速度を推定す
る処理（ステップｂ２）を設けている。この図５に示す
処理もステップＳ１からステップＳ１４の処理を繰り返
し行う。また、モータ回転速度は、モータ印加電圧とモ
ータ電流とモータ回転速度の関係から推定している。こ
の処理方法によると、図１６に示すモータ駆動回路１４
のようなブリッジ回路３４の電流流出側にモータ電流検
出用抵抗３５を有するモータ電流検出回路１５を備えた
電動パワーステアリング制御装置において、モータ端子
が地絡等をしている場合、モータ印加電圧に対してモー
タ電流が少なく検出されるのでモータ回転速度が高速で
あると推定される。そのため、ステップＳ７で求めるモ
ータ回転角がモータ６の最大回転角を越え、ステップＳ
８で異常判定してステップＳ１２からＳ１４の処理でリ
レー１３オフ、クラッチ７がオフで、モータ６の駆動を
停止する。また、図示しないがモータ電流検出用抵抗３
５がブリッジ回路３４の電流吸入側に設けられていても
同様の動作を行う。

【００３２】以上説明したように本実施例３ではモータ
印加電圧検出回路１８によって検出したモータ印加電圧
を用いてモータ回転量の演算を行い、モータ６へ駆動電
力を供給するか、モータ６への駆動電力の供給を停止す
るかの制御を行う。また、モータ６に印加されているモ
ータ印加電圧をモータ印加電圧検出回路１８で検出して
モータ回転角の演算に使用し、モータ回転角の検出精度
の向上を図っている。

【００３３】実施例４． 図６は本発明の実施例４に係るモータ制御装置としての
電動パワーステアリング制御装置に備えられるモータ端
子電圧検出回路等を含むブロック図である。また、装置
の全体構成は図１又は図３に示す。図６に示すように、
モータ６の一方の端子を抵抗器Ｒ１で電源に接続し、他
方の端子を抵抗器Ｒ２で接地することにより、モータ６
に電源を抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２で分圧した電圧がバイ
アスされる。抵抗器Ｒ１，Ｒ２はモータバイアス手段と
して用いられている。そして、１９は、そのバイアスし
たモータ６のモータ端子電圧を検出するモータ端子電圧
検出回路である。抵抗器Ｒ３の一端は抵抗器Ｒ２の一端
に、他端はＣＰＵ１０にそれぞれ接続されている。その
モータ端子電圧検出回路１９でモータ端子電圧を検出す
ると、モータ非駆動時に外力等によりモータ６が回転し
た場合、モータ６の発電電圧によりバイアス電圧が変化
する。そして、このモータ端子電圧検出回路１９で検出
したモータ端子電圧とモータ回転速度の関係は図７に示
すようになる。つまり、モータ回転数に応じてモータ端
子電圧が抵抗器Ｒ１，Ｒ２によってバイアスされた電圧
に対し正負いずれかの方向に変動する。また、この特性
によってモータ６の非駆動時のモータ回転速度を推定す
ることができる。また、モータ端子が短絡または地絡し
ていた場合、モータ端子電圧は０Ｖまたは電源電圧とな
るので、モータ回転速度が最大回転になっていると判断
される。なお、上記外力とは、例えば電動パワーステア
リング制御装置では、セルファライニングトルクを示
す。走行中にステアリングを切った状態で手を放すと、
セルファライニングトルクにより前輪が直進位置に戻
る。そして、この間にステアリングが自転し、モータ６
は回される。また、ステアリングが手放し状態なので、
トルクセンサ４による検出トルクはゼロになり、モータ
６が非駆動状態になる。また、ステアリングを切り替え
す場合、操舵トルクが一瞬ゼロになり、モータ非駆動状
態が発生する。この時、運転者がステアリングを切るこ
とによりモータ６が回される。

【００３４】なお、図７に示す特性は、モータ回転速度
とモータ端子電圧の関係を表しており、ＣＰＵ１０は、
図７に示す特性をマップとして持っていても良い。ま
た、モータ端子電圧から図７に示す特性に沿った演算を
行いモータ回転数を求めても良い。

【００３５】次に図８に示すフローチャートを用いて本
実施例４の動作を説明する。図８において、図４に記載
の符号と同じものは同様の動作をするので省略する。図
８では、モータ６の回転速度の推定方法をモータ駆動状
態に応じて分けており（ステップｃ１）、例えば、前回
ステップＳ１〜Ｓ１４でモータ６に印加した印加電圧が
０Ｖのときモータ非駆動と判定し、ステップｃ２でモー
タ端子電圧検出回路１９で検出したモータ端子電圧を入
力し、図７に示すような特性に基づいてモータ回転速度
を求める（ステップｃ３）。また、前回ステップＳ１〜
Ｓ１４でモータ６に印加した印加電圧が０Ｖ以外のとき
モータ駆動中と判定しステップａ１でモータ回転速度を
推定する。

【００３６】この処理方法によると、モータ非駆動時に
もモータ回転量の異常を監視できるので、実施例２より
も信頼性が向上する。また、実施例３のモータ印加電圧
を検出するモータ印加電圧検出回路１８よりもシンプル
な回路でモータ回転速度を推定することができる。

【００３７】実施例３のモータ印加電圧検出回路は、モ
ータ端子間の電位差（電圧）を検出するためにオペアン
プ等のリニアＩＣを用いる必要があるが、本実施例４に
おける図６に示すモータ端子電圧検出回路１９では抵抗
のみで構成できる。

【００３８】実施例５． 図１０，図１１は本発明の実施例５に係るモータ制御装
置としての電動パワーステアリング制御装置の動作を示
すフローチャートである。なお、装置構成は図１又は図
３に示す。図１０，図１１において、図８，図９に記載
の符号と同じものは同様の動作をするので説明を省略す
る。図１０，図１１において、モータ非駆動時にステッ
プｃ３で求めたモータ回転速度が所定値以上（例えば１
００ｒ／ｍｉｎ以上）であるか否かを判定し（ステップ
ｄ１）、例えば１００ｒ／ｍｉｎ以上のときステップＳ
５で決定したモータ印加電圧を０Ｖにする（ステップｄ
２）。そして、ステップｄ３でモータ印加電圧が０Ｖで
あるか否かを判定し、０ＶのときステップＳ１４でモー
タ６の駆動をモータ停止手段により停止する。一方、０
ＶでないときステップＳ１１でモータ６を駆動する。な
お、モータ６が電力供給の停止されたモータ非駆動のと
き、モータ回転速度は時間の経過とともに減速するの
で、モータ回転速度の推定値も減少する。しかし、モー
タ端子等が地絡している場合、ステップｃ２で入力した
モータ端子電圧からステップｃ３で推定したモータ回転
速度は高速であると検出する。そこで、モータ回転速度
が所定値以上あるとき、モータの回転速度が減速するま
でモータ駆動を停止することによりモータ端子等が地絡
している場合の安全を確保する。なお、モータ非駆動時
のモータ回転数は、モータ端子電圧より求めているの
で、モータ端子が接触抵抗等を有して地絡した場合、接
触抵抗に応じた一定のモータ回転数を検出する。よっ
て、上記所定値はモータ端子の地絡の度合い（接触抵抗
大小）を示し、例えば、モータ駆動回路１４等が破壊す
るレベルの接触抵抗を有した地絡の時に検出するモータ
回転数とする。

【００３９】モータ端子等が地絡している場合、ステッ
プＳ７でモータ回転角を常に求めるので、ステップＳ７
で求めるモータ回転角がモータの最大回転角を越える。
そして、ステップＳ８で異常判定してステップＳ１２か
らステップＳ１４の処理で、リレー１３をオフ、クラッ
チ７をオフして、モータ６の駆動を停止する。このよう
な処理により、モータ線地絡等によりモータ駆動回路１
４の素子が破壊する等の２次故障も防止できる。

【００４０】なお、上記説明で１００ｒ／ｍｉｎなる値
を決めた要因は、電動パワーステアリング制御装置にお
いて、モータが外力（セルファライニングトルク等）に
よって回される速度及び回された時間を実車にて確認
し、モータ線正常時に異常を誤検出せず、モータ線地絡
時に異常検出する最適値を求めた結果によるものであ
る。

【００４１】なお、図１０，図１１のステップｄ１を
「モータ回転速度が減速か否か」の判定を行うようにし
ても良く、この場合図１２に示すフローチャートのステ
ップＥ１以下のように「モータ駆動中の回転数とモータ
非駆動中のモータ回転数の偏差が所定値以内のときモー
タへの電力供給を停止する。」とする。このようにする
と、モータ非駆動時のモータ回転数がモータ駆動時のモ
ータ回転数より所定値以上減速するまでモータ駆動を停
止するので、モータ端子異常時モータ回転数から求めた
モータ回転角より異常検出し、モータ駆動、クラッチ出
力、リレー出力を停止する。また、モータ端子正常時モ
ータ回転数が所定値以上減速すればよいので、モータ駆
動停止時間が短くなりモータ駆動の再開が素早く行え
る。また、例えば、モータ非駆動時のモータ回転数が、
モータ駆動時のモータ回転数よりもモータ回転数検出誤
差以上減速しないときモータ駆動を停止する。

【００４２】実施例６． 図１３は本発明の実施例６に係るモータ制御装置として
の電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示すブ
ロック図である。図１３において、図１、図３、図６に
示す構成要素と同じものには同一の符号を付し、その説
明を省略する。図１３において、２０はモータ駆動回路
に供給されるモータ電源電圧を検出するモータ電源電圧
検出回路である。

【００４３】次に図１４，図１５に示すフローチャート
を用いて本実施例６の動作を説明する。図１４におい
て、図１０，図１１に示すステップと同じものには同一
の符号を付し、その説明を省略する。図１４，図１５に
おいて、ステップＳ５でモータ印加電圧を決定した後、
モータ電源電圧検出回路２０を介してモータ電源電圧を
入力し（ステップｅ１）、後述するタイマがセットされ
ているか否かを判定する（ステップｅ２）。タイマがク
リアされているとき、ステップｅ１で入力したモータ電
源電圧が所定値、例えばクランキング時にバッテリ電圧
が低下するレベル以下の値（６Ｖ）以下になったか否か
を判定する（ステップｅ３）。上記クランキングとはス
タータ等を用いてエンジンを始動するための出力軸を回
すことであり、スタータ等を回している間大電流がスタ
ータに流れるので、バッテリ電圧が低下する。ステップ
ｅ３処理の後、モータ電源電圧が６Ｖ以下のときタイマ
を設定する（ステップｅ４）。ここで設定されたタイマ
はステップＳ１からステップＳ１４の処理を繰り返す毎
にステップｅ２でゼロにクリアされるまでカウントダウ
ンする。そして、モータ電源電圧が６Ｖ以下のときタイ
マを設定する（ステップｅ４）。ここで設定されたタイ
マはステップ１からステップＳ１４の処理を繰り返す毎
にステップｅ２でゼロにクリアされるまでカウントダウ
ンする。そして、ステップＳ５で決定されたモータ印加
電圧を０Ｖにする（ステップｅ５）。また、ステップｅ
５は、ステップｅ２の判定処理でタイマに値がセットさ
れている間継続して実行される。また、ステップｅ３で
モータ電源電圧が６Ｖよりも大きいときモータ駆動状態
の判定処理（ステップＣ１）の処理を行う。

【００４４】この方法は、例えばモータ６駆動時にモー
タ端子が地絡してモータ電源電圧が低下したと想定され
た場合、タイマで設定される時間モータ６の駆動を停止
する。そして、モータ駆動停止時にモータ端子電圧検出
回路１９で検出したモータ端子電圧からモータ回転速度
を推定し、実施例４，５等の方法によりモータ異常を判
定しモータ駆動を停止する。また、モータ６等が正常な
場合、所定時間経過後正常復帰し制御を再開する。さら
に、モータ駆動停止により電源電圧が正常状態に復帰す
るので、電源電圧降下によるＣＰＵ１０のリセットの発
生を防止できる。また、この方法では、モータ線地絡等
によりモータ駆動回路１４の素子が破壊する等の２次故
障も防止できる。

【００４５】なお、モータ６の電源電圧が所定値以下の
時、モータ６への電力供給を停止することによって次の
ような効果がが得られる。即ち、モータ端子が地絡した
とき過大な電流がモータ端子を介して流れるため、バッ
テリ電圧が低下する場合がある。このとき、モータ駆動
を停止するとモータ端子を介して過大な電流が流れなく
なりバッテリ電圧が正常に復帰する。また、モータ駆動
停止時にモータ端子電圧から求めたモータ回転数が所定
値以上のときモータ駆動停止を継続して行う。そして、
モータ回転角が異常判定レベルを越えたときモータ駆
動、リレー駆動、クラッチ駆動を停止する。このよう
に、モータの電源電圧低下からモータの地絡を検出する
ことができる。

【００４６】なお、上記ＣＰＵ１０のリセットは、バッ
テリ電圧がＣＰＵ１０のリセット発生レベルまで低下し
たとき発生する。例えば、モータ端子の地絡等によりバ
ッテリ電圧が低下しＣＰＵ１０のリセットが発生する
と、ＣＰＵ１０のリセットによりリレーがオフしバッテ
リ電圧が正常に復帰する。そして、バッテリ電圧が正常
に復帰するとＣＰＵ１０がリセットスタートしリレーを
オンする。しかし、リレーオンと同時にモータ線の地絡
等によりバッテリ電圧が低下し再びリセット発生とな
る。このように、ＣＰＵ１０のリセット／リセットスタ
ートの繰り返しによりリレーハンチングが発生する不都
合がある。

【００４７】実施例７． 図１６，図１７は本発明の実施例７に係るモータ制御装
置としての電動パワーステアリング制御装置の動作を示
すフローチャートである。なお、装置構成は図１又は図
３又は図１１に示す。図１６，図１７において、図１
４，図１５に示すステップと同じものには同一の符号を
付し、その説明を省略する。図１６，図１７において、
ステップｅ１でモータ電源電圧を入力した後、モータ電
源電圧をフィルタ処理を行う（ステップｆ１）。そし
て、ステップｅ１で入力したモータ電源電圧とステップ
ｆ１で求めたフィルタ処理したモータ電源電圧の偏差を
求める（ステップｆ２）。そして、ステップｅ２でタイ
マがセットされているか判定し、タイマがクリアされて
いるとき、ステップｆ２で求めたモータ電源電圧の偏差
が所定値（例えば、３Ｖ）以下になったか判定する（ス
テップｆ３）。以下実施例６と同様の処理を行う。

【００４８】この方法では、ステップｆ１のフィルタ時
定数によって決定する所定時間内にモータ電源電圧の変
動幅が所定値（例えば３Ｖ）以上発生したとき、モータ
端子の地絡等の発生が推定できるので、モータ駆動を停
止することにより安全を確保する。また、モータ駆動停
止により電源電圧が正常状態に復帰するので、電源電圧
降下によるＣＰＵ１０リセットの発生を防止できる。ま
た、この方法では、モータ線地絡等によりモータ駆動回
路１４の素子が破壊する等の２次故障も防止できる。

【００４９】実施例８． 図１８は本発明の実施例８に係るモータ制御装置として
の電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示すブ
ロック図である。図１８において、図１３に示す構成要
素と同じものには同一の符号を付し、その説明を省略す
る。図１８において、２１は制御装置１に供給されるＩ
Ｇ電源電圧を検出するＩＧ電源電圧検出回路である。ま
た、モータ電源検出回路２０とＩＧ電源検出回路の電源
電圧検出ポイント間でインピーダンスが存在するので、
例えばモータ端子地絡等によりモータ電源電圧が低下し
ても、ＩＧ電源電圧はモータ電源電圧ほど停止しない。

【００５０】次に図１９，図２０に示すフローチャート
を用いて本実施例８の動作を説明する。図１９，図２０
において、図１４，図１５に示すステップと同じものに
は同一の符号を付し、その説明を省略する。図１９，図
２０において、ステップｅ１でモータ電源電圧を入力し
た後、ＩＧ電源電圧検出回路２１を介してＩＧ電源電圧
を入力し（ステップｇ１）、モータ電源電圧とＩＧ電源
電圧の偏差を求める（ステップｇ２）。そして、後述す
るタイマがセットされているか判定する（ステップｅ
２）。タイマがクリアされているとき、ステップｇ２で
求めた電源電圧の偏差が所定値（例えば、３Ｖ）以上に
なったか判定する（ステップｇ３）。以下実施例６と同
様の処理を行う。

【００５１】この方法では、ステップｇ２で求めた電源
電圧の偏差が所定値以上発生したとき、モータ端子の地
絡等の発生が推定できるので、モータ駆動を停止するこ
とにより安全を確保する。また、モータ駆動停止により
電源電圧が正常状態に復帰するので、電源電圧降下によ
るＣＰＵ１０のリセットの発生を防止できる。また、こ
の方法では、モータ線地絡等によりモータ駆動回路１４
の素子が破壊する等の２次故障も防止できる。

【００５２】実施例９． 本実施例９では、モータ回転速度が所定値（例えば１０
０ｒ／ｍｉｎ）以上のとき、モータ回転量を求めるよう
にする。このようにするとモータ回転速度の推定誤差に
よるモータ回転量の検出誤差を少なくできる。モータ回
転速度が所定値以上の時、モータ回転量を演算すると誤
差が少なくなる理由は、モータ回転速度をモータ端子電
圧、モータ電流、モータ印加電圧等から推定しているの
で、モータ回転数の推定誤差が発生し、モータが回転し
ていなくてもモータが回転していると推定する場合があ
る。つまり、モータの回転速度に関係なく、モータ回転
量を求めるとモータが回転していなくてもモータ回転量
が増減する等の不具合が発生する。しかし、モータ回転
速度が所定値以上のとき、モータ回転角を求めると、少
なくとも、モータは回転しており、モータの回転に応じ
てモータ回転角が増減します。その結果、モータ回転量
の検出誤差が少なくなる。

【００５３】また、モータ電流とモータ印加電圧、ある
いは、モータ端子電圧等から推定されるモータ回転速度
が所定値未満のときはモータ回転量を求めないようにし
ているので、モータ端子に付着した水滴等により制御上
問題ないレベルのリークが発生した場合のモータ回転速
度は無視できる。モータ端子に水滴が付着し、水滴を介
してモータ端子が地絡（リーク）しても、水滴による接
触抵抗は十分大きい（数ＭΩ）ので、モータ電流検出値
に悪影響、例えばモータに流れる電流よりも少なく電流
を検出する等の悪影響を与えない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、モータの非駆動時に外力等によりモータが回転
した時にモータ端子電圧検出手段によって検出したモー
タ端子電圧からモータの回転速度を推定し、この回転速
度から求めたモータの回転量が所定値を越えたときモー
タ線の地絡，天絡，断線、あるいはモータ駆動手段やモ
ータ端子電圧検出手段の不良等が原因の異常であると判
定して異常と判断しモータを駆動しないように構成した
ので安全性が向上する。また、モータ非駆動時に、モー
タ線の地絡、断線、天絡、またはモータ駆動回路あるい
はモータ端子電圧検出回路の不良（素子破壊）等により
モータ端子電圧がハイまたはロウレベルに偏ると、モー
タが回転していると判断され回転速度を推定する。そし
て、モータ回転速度から求めたモータ回転量が所定値以
上になったとき、モータ異常を判定しモータ駆動を停止
する。したがって、請求項１の発明によれば、モータ非
駆動時にモータ等の異常判定をしてモータ等が異常時モ
ータ駆動を停止してしまうので、システムの安全性、及
び信頼性が向上する。その上モータ回転量により故障判
定しているので、重大な故障に関しては、即モータ駆動
を停止するが、軽微な故障に関しては故障確定（モータ
駆動停止）まで所定の時間が必要であり、この間に正常
状態に復帰すれば正常動作を継続するので、システムの
信頼性、および安全性が向上する。請求項２の発明によ
れば、モータの非駆動時にモータ端子電圧検出手段で検
出したモータ端子電圧からモータの回転速度を推定し、
このモータ回転速度が所定値以上のときモータを駆動し
ないように構成した。つまり、モータ線の地絡、断線、
天絡、またはモータ駆動回路あるいはモータ端子電圧検
出回路の不良（素子破壊）等によりモータ端子電圧がハ
イまたはロウレベルに偏ると、モータが回転していると
判断され回転速度を推定する。そして、推定したモータ
回転速度が所定値以上のときモータ駆動を停止する。そ
の結果、上記のようなモータ線の地絡等の異常が発生し
ていた場合はモータ回転速度から求めたモータ回転量が
所定値以上になり、モータ異常を判定しモータ駆動を停
止する。また、モータ回転速度が所定値未満のときには
モータ駆動が可能になる。したがって、請求項２の発明
によれば、モータ非駆動時毎にモータ等の異常判定をし
てモータ等が異常時モータ駆動を停止してしまうので、
システムの安全性、及び信頼性が向上する。請求項３の
発明によれば、電源電圧検出手段で検出した電源電圧を
フィルタ処理するフィルタ処理手段を設け、電源電圧検
出手段で検出した電源電圧とフィルタ処理手段でフィル
タ処理した電源電圧の偏差が所定値以上のとき、モータ
の駆動を所定時間停止するように構成した。つまり、電
源電圧の変化レベルがフィルタ処理した電源電圧値の変
化幅よりも所定値以上のときモータ駆動を所定時間停止
するので、電源に接続される負荷等の変動による緩慢な
電源変動ではモータ駆動を停止しない。また、モータ線
地絡等による急激な電源変動の場合モータ駆動を停止す
る。そして、モータ停止中に請求項１に記載の発明によ
りモータ異常を検出しモータ駆動を停止する。このよう
に、請求項３の発明は、電源ラインの急激な変化により
モータ駆動を停止するので、モータ線地絡等の異常が発
生した場合のみモータ駆動を停止する。その結果、シス
テムの安全性、および信頼性が向上する。また、電源電
圧が上記判定値以上変化したときモータ駆動を所定時間
停止するので、電源電圧低下によるＣＰＵリセットの発
生を防止できる。さらに、モータ駆動を所定時間のみ停
止しているので、モータ等が正常時のモータ駆動停止に
よるシステムの性能低下を防止できる。請求項４の発明
によれば、モータ電源電圧検出手段で検出したモータ電
源電圧を制御電源電圧検出手段で検出した制御電源電圧
に対し所定値以上のとき、モータの駆動を所定時間停止
するように構成した。つまり、電源電圧を電源供給目的
の異なる２個所でモニタしているので、電源電圧のモニ
タポイント間に存在するインピーダンスにより、一方の
モニタ電圧が地絡等により変化しても他方のモニタ電圧
に与える影響は少ない。そのため、モータ線の地絡等に
よりモータ電源電圧が低下し制御電源電圧との偏差が所
定値以上発生したとき、所定時間モータの駆動を停止す
るので、モータ駆動停止中に請求項１に記載の発明によ
りモータ異常を検出できる。また、所定値以上の電源電
圧偏差が発生したときモータ駆動を所定時間停止するの
で、電源電圧低下によるＣＰＵリセットの発生を防止で
きる。その上、モータ駆動を所定時間のみ停止している
ので、モータ等が正常時のモータ駆動停止によるシステ
ムの性能低下を防止できる。さらに、モータ電源電圧と
制御電源電圧を比較しているので、電源ラインのノイズ
等によるモータ駆動停止を防止でき、システムの信頼性
が向上する。請求項５の発明によれば、モータの回転速
度が所定値以上の時にモータの回転量を求めるように構
成したので、モータ回転量の誤検出を防止でき、システ
ムの信頼性が向上する。また、モータ電流とモータ印加
電圧、あるいは、モータ端子電圧等から推定されるモー
タ回転速度が所定値未満のときモータ回転量をもとめな
い。つまり、モータ端子に付着した水滴等により制御上
問題ないレベルのリーク電流が発生した場合のモータ回
転速度は無視するのでシステムを効率良く制御できる。

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１に係るモータ制御装置とし
ての電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図２】 上記実施例１の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図３】 本発明の実施例２に係るモータ制御装置とし
ての電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図４】 上記実施例２の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図５】 本発明の実施例３に係るモータ制御装置とし
ての電動パワーステアリング制御装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図６】 本発明の実施例４に係るモータ制御装置とし
ての電動パワーステアリング制御装置に備えられるモー
タ端子電圧検出回路を含む概略構成のブロック図であ
る。

【図７】 上記実施例４においてモータ端子電圧とモー
タ回転数との関係を説明するための特性を示す図であ
る。

【図８】 上記実施例４の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図９】 上記実施例４の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図１０】 本発明の実施例５に係るモータ制御装置と
しての電動パワーステアリング制御装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図１１】 本発明の実施例５に係るモータ制御装置と
しての電動パワーステアリング制御装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図１２】 上記実施例５における別のフローチャート
である。

【図１３】 本発明の実施例６に係るモータ制御装置と
しての電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図１４】 上記実施例６の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１５】 上記実施例６の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１６】 本発明の実施例７に係るモータ制御装置と
しての電動パワーステアリング制御装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図１７】 本発明の実施例７に係るモータ制御装置と
しての電動パワーステアリング制御装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図１８】 本発明の実施例８に係るモータ制御装置と
しての電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図１９】 上記実施例８の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図２０】 上記実施例８の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図２１】 従来の電動パワーステアリング制御装置の
概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 制御装置、２ バッテリ、３ キースイッチ、４
トルクセンサ、５ 車速センサ、６ モータ、７ クラ
ッチ、８ モータ回転速度センサ、１０ ＣＰＵ、１０
ａ モータ回転量演算手段、１０ｂ 回転速度推定手
段、１０ｃ モータ印加電圧決定手段、１１ インター
フェース回路、１２ リレー駆動回路、１３ リレー、
１４ モータ駆動回路（モータ駆動手段）、１５ モー
タ電流検出回路（モータ電流検出手段）、１６ クラッ
チ駆動回路、１７ モータ回転速度検出回路（モータ回
転速度検出手段）、１８ モータ印加電圧検出回路（モ
ータ印加電圧検出手段）、１９ モータ端子電圧検出回
路、２１ ＩＧ電源電圧検出回路（制御電源電圧検出手
段）、２２ 差動増幅器、２３ オフセット回路、３０
〜３３ パワートランジスタ、３４ ブリッジ回路、３
５ 電流検出用抵抗、１２３ モータ停止手段、Ｒ１，
Ｒ２ 抵抗器（モータバイアス手段）、Ｒ３ 抵抗器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿波 弘久 姫路市千代田町888番地 三菱電機コン トロールソフトウエア株式会社 姫路事 業所内 (72)発明者 和田 俊一 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式 会社 姫路製作所内 (56)参考文献 特開 平４−55166（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−7154（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−150026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132091（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112396（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36677（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 許容回転量が制限されているモータと、
   このモータを一定電圧でバイアスするモータバイアス手
   段と、このモータバイアス手段でバイアスされた上記モ
   ータの端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段と、
   上記モータを駆動するモータ駆動手段とを備えたモータ
   制御装置において、上記モータの非駆動時に外力等によ
   りモータが回転した時に上記モータ端子電圧検出手段に
   よって検出したモータ端子電圧から上記モータの回転速
   度を推定するモータ回転速度推定手段と、上記回転速度
   から上記モータの回転量を求めるモータ回転量演算手段
   と、上記回転量が所定量を超えたときに、モータ線の地
   絡，天絡，断線、あるいは上記モータ駆動手段やモータ
   端子電圧検出手段の不良等が原因の異常であると判定し
   て上記モータを駆動しないようにするモータ停止手段と
   を設けたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 【請求項２】 上記モータの非駆動時に検出されたモー
   タ端子電圧から推定されたモータ回転速度が所定値以上
   のとき上記モータを駆動しないようにすることを特徴と
   する請求項第１項記載のモータ制御装置。
3. 【請求項３】 許容回転量が制限されているモータと、
   電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記モータを
   駆動するモータ駆動手段とを備えたモータ制御装置にお
   いて、上記電源電圧検出手段で検出した電源電圧をフィ
   ルタ処理するフィルタ処理手段と、上記電源電圧検出手
   段で検出した電源電圧と上記フィルタ処理手段でフィル
   タ処理した電源電圧との偏差が所定値以上のとき、上記
   モータの駆動を所定時間停止させるモータ停止手段とを
   設けたことを特徴とするモータ制御装置。
4. 【請求項４】 許容回転量が制限されているモータと、
   このモータの電源電圧を検出するモータ電源電圧検出手
   段と、制御装置の電源電圧を検出する制御電源電圧検出
   手段と、上記モータを駆動するモータ駆動手段とを備え
   たモータ制御装置において、上記モータ電源電圧検出手
   段で検出したモータ電源電圧が上記制御電源電圧検出手
   段で検出した制御電源電圧に対し所定値以上のとき、上
   記モータの駆動を所定時間停止させるモータ停止手段を
   設けたことを特徴とするモータ制御装置。
5. 【請求項５】 上記回転速度推定手段で推定した上記モ
   ータの回転速度が所定値以上のときにモータの回転量を
   求めることを特徴とする請求項第１項又は第２項記載の
   モータ制御装置。