JP3581583B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、インタロック機能の誤動作が生じにくい電動パワーステアリングに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図15は、従来の電動パワーステアリング装置の構成を概念的に示すブロック図である。
図15に示すように、従来の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ1、メイン制御装置2、サブ制御装置3、モータ駆動回路4、モータ電流検出回路5およびモータ6を備える。
【0003】
図15に示すように、操舵トルクセンサ1は、メイン制御装置2およびサブ制御装置3の入力端に接続されている。
また、メイン制御装置2およびサブ制御装置3の出力端は、モータ駆動回路4に接続されており、モータ駆動回路4にはモータ6が接続されている。さらに、モータ駆動回路4には、モータ6に供給される電流を検出するためのモータ電流検出回路5が接続されており、モータ電流検出回路5の出力端は、メイン制御装置2およびサブ制御装置3にそれぞれ接続されている。
【0004】
このような電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ1で検出された操舵トルクTがメイン制御装置2に送信され、メイン制御装置2が操舵トルクTに基づいてモータ駆動回路4を介して、モータ6を駆動することにより、運転者の操舵力をアシストする仕組みになっている。
【0005】
操舵トルクセンサ1は、図示しないステアリング装置に接続されており、ステアリングホイールに入力される運転者の操舵トルクを検出して電圧値(操舵トルク信号)として出力するセンサである。
図16は、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクと、操舵トルクセンサが出力する操舵トルク信号との関係を示す特性図である。
【0006】
操舵トルクセンサ1の中立位置が正常な場合(即ち、ずれがない場合)は、図16における実線で示すような特性が得られ、操舵トルクTが0(kgf・m)の場合において、操舵トルクセンサ1が出力する操舵トルク信号の値は2.5(V)となる。操舵トルク信号は、ステアリングホイールを右に操舵するトルクが増大すれば、その値が大きくなり(最大値5V)、ステアリングホイールを左に操舵するトルクが増大すれば、その値が小さくなる(最小値0V)ものである。
【0007】
また、サブ制御装置3は、メイン制御装置2の故障を監視するために備えられているものであり、インタロック機能を備える。
このようなインタロック機能は、メイン制御装置2によるモータ6の駆動状態に異常(ノイズによる異常、故障による異常等)が生じた場合においても、危険な状態を回避するために備えられているものであり、例えば、モータ6の駆動状態が図16に示す禁止領域内に入ると、インタロックを作動して、モータ6の駆動を禁止するものである。
このように、従来の電動パワーステアリング装置は、インタロック機能を備えており、モータ6の駆動状況が異常な状態にならないように設計されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の電動パワーステアリング装置では、モータ6の駆動状態が禁止領域に入ると、インタロックが作動してモータ電流が遮断される。モータ電流が遮断されると、モータ6の駆動状態は禁止領域から脱出するので、サブ制御装置3は、インタロックを解除する。
【0009】
しかし、インタロックが作動した原因が、メイン制御装置2の故障等である場合は、インタロックを解除しても、モータ6の駆動状態が再び禁止領域内に入ってしまい、インタロックが再び作動することにより、ハンチング現象が生じるという課題があった。
【0010】
従って、本発明の目的は、インタロックの誤動作を抑制することにより、高度の安全性を確保した電動パワーステアリング装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段により検出される操舵トルクに基づき、モータを駆動制御するメイン制御装置と、メイン制御装置を監視するサブ制御装置と、メイン制御装置およびサブ制御装置の出力に基づき、モータを駆動するモータ駆動手段とを備え、サブ制御装置は、モータの駆動状態を判定する駆動禁止判定手段と、駆動禁止判定手段の第1の判定結果を保持するラッチ手段とを有し、駆動禁止判定手段は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する禁止領域を設定すると共に、モータの駆動状態が該禁止領域にあるか否かを判定し、ラッチ手段は、駆動禁止判定手段によりモータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されると、第1の判定結果を保持すると共に、メイン制御装置がモータ駆動信号を出力しなくなるまで、第1の判定結果を保持し、モータ駆動手段は、ラッチ手段が第1の判定結果を保持しているときは、モータの駆動を禁止することを特徴とする。
【0012】
また、前記駆動禁止判定手段により、モータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間をカウントする第1カウンタをさらに備え、第1カウンタがカウントする時間が第1の時間を超えると、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達するが、第1カウンタがカウントする時間が第1の時間に満たないと、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達しないことを特徴とする。
【0013】
また、前記モータ駆動手段への電流供給を遮断するための電流遮断手段と、ラッチ手段に第1の判定結果が保持されている時間をカウントする第2カウンタとをさらに備え、第2カウンタがカウントする時間が第2の時間を超えると、電流遮断手段を作動させることにより、モータへの電流供給を遮断するが、第2カウンタがカウントする時間が第2の時間に満たないと、電流遮断手段を作動させないことを特徴とする。
【0014】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクのみに基づいて、禁止領域を設定することを特徴とする。
【0015】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする。
【0016】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよび車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする。
【0017】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルク、モータ電流および車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示す図である。
図1において、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ1、メイン制御装置20、サブ制御装置30、モータ駆動手段としてのモータ駆動回路4、モータ電流検出回路5およびモータ6を備える。
【0019】
図1に示すように、メイン制御装置20は、目標電流決定部21およびモータ電流制御部22を備える。目標電流決定部21は、操舵トルクセンサ1から送信される操舵トルク信号の値に応じ、モータ6に供給すべき電流の目標値を決定するものである。
【0020】
また、モータ電流制御部22は、モータ電流演算部22a、論理ゲート22b、22cおよび22dから構成される。
モータ電流演算部22aは、目標電流決定部21から送信される目標電流値IMTに基づき、左右どちらの操舵をアシストするのかを判定し、左操舵の場合は、出力DL1をHレベルに設定し、右操舵の場合は、出力DR1をHレベルに設定する。また、モータ電流演算部22aは、目標電流IMTと、モータ電流検出回路5から送信されるモータ電流IMDとの偏差に基づき、モータ6に供給するPWM信号のデューティー比を決定し、これをPWM1として出力する。
【0021】
2入力1出力型の論理ゲート22b、22cおよび22dは、モータ電流演算部22aの出力PWM1,DL1およびDR1がそれぞれ入力されるように配設されており、メイン制御装置20が正常な場合は、ANDゲートとして機能する。また、論理ゲート22b、22cおよび22dの他の入力端には、後述するサブ制御装置30の出力ILが入力されるようになっており、その出力端は、モータ駆動回路4に接続されている。
なお、論理ゲート22b、22cおよび22dは、メイン制御装置20に異常が生じると、正常に機能しなくなり(即ちANDゲートとして機能しなくなり)、例えば、ORゲートとして機能したり、DL1とDL2が短絡して接続されることがありうる。
【0022】
サブ制御装置30は、駆動禁止判定手段としてのモータ駆動禁止判定部31、ORゲート32a、ラッチ手段としてのフリップフロップ(以下FFと記す)32bおよびインバータ32cを備える。
モータ駆動禁止判定部31は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する領域(図16斜線部参照)を設定すると共に、後述するモータ電流検出回路5から送信されるモータ電流IMDと、操舵トルクセンサ1から送信される操舵トルク信号とに基づき、モータ6の駆動状態が禁止領域に入っていないかどうかを判定するものである。このようなモータ駆動禁止判定部31の出力端には、FF32bおよびインバータ32cが直列接続されている。
【0023】
論理ゲート22cおよび22dの出力端は、ORゲート32aの入力端に接続されている。また、モータ駆動禁止判定部31およびORゲート32aの出力端は、FF32bの入力端に接続されており、FF32bの出力端は、インバータ32cを介し、モータ駆動回路4に接続されている。
FF32bは、モータ駆動禁止判定部31からHレベルのFlag1を受信すると、このHレベルを保持するものであり、一旦、Hレベルの信号を保持すると、ORゲート32aからLレベルの信号を受信するまで、LレベルにクリヤされることのないFFである。
【0024】
また、モータ駆動回路4は、図示しない4つのFETで構成されるブリッジ回路を内蔵したモータ駆動部4a、ANDゲート4b、4cおよび4dを備える。このような構造のモータ駆動回路4は、ANDゲート4cの出力(DL3)がHレベル(同時にDR3はLレベル)になれば、ANDゲート4aを通じて、左操舵をアシストするようにモータ6をPWM駆動し、ANDゲート4dの出力(DR3)がHレベルになれば、右操舵をアシストするようにモータ6をPWM駆動するようになっている。
また、モータ電流検出回路5は、モータ6に供給されるモータ電流IMDを常時検出しており、モータ電流IMDを表す信号は、上述したように、モータ電流演算部22aおよびモータ駆動禁止判定部31に送信される。
【0025】
次に動作について説明する。
図2および図3は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を表すフローチャートである。
図4は、操舵トルクに対するモータ電流の特性を示す図である。
【0026】
図2に示すように、まず、ステップ20では、操舵トルクセンサ1から操舵トルクTが入力される。続いてステップ21では、操舵トルクTに基づき、モータの駆動方向および目標電流IMTを決定する。
目標電流IMTは、具体的には、図4に示す特性に基づき、図示しない車速センサによって検出される車速に応じて決定される。
【0027】
そして、ステップ22において、モータ電流検出回路5で検出されたモータ電流IMDがモータ電流演算部22aに入力される。ステップ23では、目標電流IMTおよびモータ電流IMDの偏差に基づき、モータ電流演算部22aにおいてPWM信号のデューティー比が決定される。
フローはステップ24に進行し、モータ電流制御部22において、サブ制御装置30の出力ILがHレベルであるか否かが判定される。出力ILがLレベルでなければ(Hレベルであれば)、フローはステップ25に進行し、モータ6の駆動方向が判定される。
【0028】
モータ6の駆動方向が右方向の操舵をアシストする方向であれば、フローはステップ26に進行し、DR2にHレベル、DL2にLレベルが設定されると共に、PWM2がモータ電流制御部22から出力される。
一方、モータ6の駆動方向が左方向の操舵をアシストする方向であれば、フローはステップ26に進行し、DR2にLレベル、DL2にHレベルが設定され、これらの信号と共に、PWM2がモータ電流制御部22から出力される。
【0029】
また、ステップ24において、出力ILがLレベルであると判定された場合は、DR2およびDL2が共にLレベルに設定されると共に、PWM2が0に設定され、これらがメイン制御装置20から出力される。
異常のステップ20ないしステップ29から構成されるフローは、メイン制御装置20内で繰り返し行われる。
【0030】
一方、サブ制御装置30では、図3に示すように、まず、ステップ30において初期化が行われ、Flag2がLレベルに設定される。続くステップ31では、操舵トルクセンサ1から操舵トルクTが入力される。ステップ32では、モータ電流検出回路5で検出されたモータ電流IMDがサブ制御装置30内の禁止領域設定部31に入力される。
【0031】
さらにフローはステップ33に進行し、操舵トルクTおよびモータ電流IMDに基づいて、モータ6の駆動状態が禁止領域内であるか否かが判定される。
モータ6の駆動状態が禁止領域内に入っていないと判定された場合は、フローがステップ34に進行し、DR2およびDL2が共にLレベルであるかどうかが判定される。
【0032】
また、ステップ34において、DR2およびDL2が共にLレベルであると判定された場合は、フローはステップ35に進行し、モータ6の駆動を許可すべく、Flag2にLレベルを設定し、さらにフローはステップ37に進行する。また、ステップ34において、DR2およびDL2が共にLレベルでないと判定された場合は、フローがステップ34からステップ37に進行する。
【0033】
一方、ステップ33において、モータ6の駆動状態が禁止領域内に入っていると判定された場合は、フローがステップ33からステップ36に進行し、Flag2にHレベルが設定され、さらにフローはステップ37に進行する。
ステップ37では、Flag2が反転され、さらに続くステップ38において、判定されたFlag2が、サブ制御装置30の出力ILとして出力される。
【0034】
次に、図5を用いて、サブ制御装置30側の制御内容について説明する。
図5は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置のサブ制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
図5に示すように、まず、ステップ51において、モータ駆動禁止判定部31では、モータ6の駆動状態が禁止領域内にあるか否かが判定される。禁止領域内でモータ6が駆動されている場合は、フローがステップ52に進行し、モータ駆動禁止判定部31によって、Flag1にHレベルが設定され、さらに、このHレベルがFF32bに保持される。
【0035】
フローはステップ54に進行し、論理ゲート22cおよび22dの出力DL2、DL2が共にLレベルであるかどうかが判定される。
具体的には、ORゲート32aにより、出力DL2、DL2の論理和が演算され、DL2、DL2が共にLレベルである場合は、Lレベルの出力がORゲート32aからFF32bに伝達されることにより、FF32bが保持するHレベルの信号はLレベルにリセットされるが、DL2またはDR2の少なくともいずれか一方がHレベルである場合は、ORゲート32aからFF32bにHレベルの出力が伝達されるので、FF32bに保持されているHレベルがクリヤされることはない。さらにフローはステップ55に進行し、FF32bによりFlag2にHレベルが設定される。
【0036】
フローはステップ57に進行し、インバータ32cにおいて、サブ制御装置30の出力ILが、モータ6の駆動を禁止するためのLレベルに設定される。
この結果、図1に示すように、LレベルのIL信号がモータ駆動回路のANDゲート4b、4cおよび4dに送信され、これらのANDゲートの出力は全てLレベルになるため、モータ6の駆動が禁止される。
【0037】
また、ステップ51において、モータ6の駆動状態が禁止状態に入っていないと判定された場合は、フローはステップ53に進行し、モータ駆動禁止判定部31の出力であるFlag1にLレベルが設定される。なお、このときFF32bはLレベルの信号を保持している。
ステップ56では、FF32bに保持されているLレベルの信号がFlag2に設定される。さらにフローはステップ57に進行し、インバータ32cにおいて信号レベルが反転され、サブ制御装置30の出力ILが、モータ6の駆動を許可するHレベルとなる。
【0038】
このようにして、HレベルのIL信号がモータ駆動回路のANDゲート4b、4cおよび4dに送信されると、メイン制御装置20の出力に応じてモータ6が駆動される。即ち、メイン制御装置20から送信されるDL3がHレベル(同時にDR3がLレベル)であれば、モータ6は左操舵をアシストし、その逆の場合は、モータ6は右操舵をアシストする。
【0039】
また、ステップ54において、論理ゲート22cおよび22dの出力DL2、DR2が共にLレベルである場合は、ORゲート32aの出力がLレベルとなるので、ステップ52でFF32bに保持されていたHレベルがLレベルにクリヤされる。フローはステップ56に進行し、上述の場合と同様にFlag2にLレベルが設定され、さらにインバータ32cで反転されることにより、サブ制御装置30の出力がHレベルとなるので、モータ6の駆動が許可され、メイン制御装置20の出力に応じてモータ6が駆動される。
【0040】
上述の制御内容に基づき、実際的な動作状態では、例えば、メイン制御装置が正常に動作している場合において、ステアリングホイールが急に逆方向に操舵される等により、モータ6の駆動状態が過渡的に禁止領域内に入った場合には、モータ駆動禁止判定部31において、モータ6の駆動状態が禁止領域内であると判定されることにより、図5に示すフローはステップ51から52へと進行し、FF32bはHレベルを保持する。
【0041】
そして、サブ制御装置30の出力ILがLレベルに設定されることにより、モータ6の駆動が禁止され、モータ電流検出回路5で検出されるモータ電流IMDは減少するため、モータ6の駆動状態は禁止領域内でなくなり、モータ駆動禁止判定部31は、Flag1をLレベルに設定する。この結果、FF32bはLレベルを保持し、サブ制御装置30の出力ILがHレベルに設定され、メイン制御装置20の出力に応じてモータ6が駆動される。
【0042】
一方、メイン制御装置20に異常が生じている場合に、例えば、ステアリングホイールが急に逆方向に操舵される等により、モータ6の駆動状態が禁止領域内に入った場合には、モータ駆動禁止判定部31において、モータ6の駆動状態が禁止領域内であると判定されることにより、図5に示すフローはステップ51から52へと進行し、FF32bはHレベルを保持する。そして、サブ制御装置30の出力ILがLレベルに設定されることにより、モータ6の駆動が禁止される。
【0043】
ここで、例えば、メイン制御装置20のモータ電流制御部22aが故障し、かつ、論理ゲート22cまたは22dがORゲートとして機能したり、短絡するなどして、サブ制御装置30からLレベルのIL信号が論理ゲート22cおよび22dに供給されているにもかかわらず、DL2またはDR2の少なくともいずれか一方がHレベルになっていても、ORゲート32bの出力はHレベルであるので、FF32bに保持されたHレベルがリセットされることはない。
【0044】
従って、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置では、モータ6の駆動状態が禁止領域内にあって、上述のようにメイン制御装置20に異常が発生した場合でも、上述のDL2およびDR2が共にLレベルとなるまで、即ち、メイン制御装置20が、モータ6の駆動信号の出力を停止するまで、サブ制御装置30によるインターロックを保持することができるので、メイン制御装置20の異常時におけるハンチング現象の発生を防止することができ、この結果、高度の安全性を備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0045】
なお、以上の説明においては、メイン制御装置20に異常が発生している場合に、モータ6の駆動状態が禁止領域に入っても、ハンチング現象が発生しない場合について説明したが、メイン制御装置20が正常に動作している場合に、モータの負荷変動により、モータ6の駆動状態が一時的に禁止領域に入った場合においても、同様にハンチング現象の発生を防止することができるものである。
また、サブ制御装置30側の論理ゲートとして、ORゲート32a、FF32bおよびインバータ32cを用いたが、同様の動作を行うことができれば、本発明は、この形態に限定されるものではない。
【0046】
図6ないし図9は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
モータ駆動禁止判定部31がモータ6の駆動状態を判定する際の禁止領域は、図6のように、操舵トルクの値のみに基づいて設定してもよく、また、図7に示すように、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて決定してもよい。なお、図6および図7には、それぞれ例示的に2種類の特性(a、b)を示すが、このような特性であればどのような特性であってもよい。
【0047】
また、禁止領域は、図8に示すように、操舵トルクおよび車速に基づいて決定してもよく、さらに、また、図9に示すように、操舵トルク、モータ電流および車速の全てに基づいて決定してもよい。なお、図8および図9に例示的に示す特性では、車速が高速側になるに従い、禁止領域が広くなるように設定してある。
【0048】
実施の形態2.
図10は、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図10に示すように、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置は、サブ制御装置30内に第1カウンタとしてのT1カウンタ100と、第2カウンタとしてのT2カウンタ101とを備えている。
【0049】
T1カウンタ100は、モータ駆動禁止判定部31とFF32bとの間に配設されており、Flag1にHレベルが設定されている時間(即ち、モータ6の駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間)をカウントするカウンタである。
また、T2カウンタ101は、Flag2にHレベルが設定されている時間(即ち、FF32bに第1レベルとしてのHレベルが保持されている時間)をカウントするカウンタである。
なお、T2カウンタ101は、モータ駆動回路4に配設された電流遮断手段としてのリレー(図示せず)に接続されている。T2カウンタ101の出力RY2がLレベルとなると、モータ駆動回路4内のリレーが励磁され、モータ6への電流供給が遮断される。
【0050】
また、T1カウンタ100は、カウンタ部100aおよび比較部100bから構成されており、比較部100bは、カウンタ部100aでカウントされた時間と、予め設定された所定時間T1とを比較し、カウントした時間が第1の時間としての所定時間T1を超えれば、Hレベルの信号を出力し、所定時間T1に満たなければ、Lレベルの信号を出力する。
【0051】
また、同様に、T2カウンタ101は、カウンタ部101a、比較部101bおよびインバータ101cから構成されており、比較部101bは、カウンタ部101aでカウントされた時間と、第2の時間としての所定時間T2とを比較し、カウントした時間が所定時間T2を超えれば、Hレベルの信号を出力し、所定時間T2に満たなければ、Lレベルの信号を出力する。そして、比較部100bの比較結果は、インバータ101cによって反転されて出力される。
【0052】
次に、図11のフローチャートを用いて、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の動作について説明する。
図11は、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャートである。なお、メイン制御装置20の動作は実施の形態1と同一のものであるため、以下では、サブ制御装置30の動作についてのみ説明する。
図11において、まず、ステップ110では、モータ駆動禁止判定部31において、操舵トルクTおよびモータ電流IMDに基づき、モータ6の駆動状態が禁止領域内にあるかどうかが判定される。禁止領域内である場合は、モータ駆動禁止判定部31がHレベルの信号を出力する。
【0053】
フローはステップ111に進行し、T1カウンタ100により、モータ駆動禁止判定部31がHレベルの信号を出力している時間がカウントされる。そして、カウントされた時間が所定時間T1を超えたときは、フローがステップ112に進行し、FF32bにHレベルが保持されることにより、Flag2にHレベルが設定され、フローはステップ113に進行する。
一方、ステップ111において、カウントされた時間が所定時間T1に満たないときは、FF32bは動作しないので、Flag2がLレベルのまま、フローはステップ113に進行する。
【0054】
ステップ113では、ORゲート32aにおいて、論理ゲート22cおよび22dの出力DL2およびDR2が共にLレベルであるかどうかが判定される。
出力DL2およびDR2が共にLレベルであるときは、ORゲート32aの出力がLレベルになるので、FF32bに保持されているHレベルの信号がクリヤされることにより、ステップ114において、Flag2がLレベルに設定される。一方、出力DL2およびDR2が共にLレベルでないときは、FF32bの保持内容がクリヤされることなく、フローはステップ115に進行する。
【0055】
ステップ115では、Flag2がHレベルであるかどうかが判定される。
Hレベルであるときは、フローはステップ116に進行し、Flag2がインバータ32cで反転され、ILにLレベルが設定されるので、モータ6の駆動が禁止される。
また、ステップ117では、T2カウンタ101において、Flag2がHレベルである時間が所定時間T2以上継続したかどうかが判定される。即ち、カウンタ部101aでFlag2がHレベルである時間がカウントされ、比較部101bにおいて、カウントされた時間が所定時間T2を超えたかどうかが判定される。
【0056】
Flag2がHレベルである時間が、所定時間T2以上継続した場合は、比較部101bの出力がHレベルとなり、フローはステップ118に進行し、Hレベルがインバータ101cで反転され、モータ駆動回路4に配設されたリレー(図示せず)を消磁すべく、RY2がLレベルに設定され、モータ電流の供給が遮断される。
【0057】
一方、所定時間T2に満たなかった場合は、RY2をLレベルに設定することなく、フローはステップ110にリターンする。従って、モータ電流が供給可能な状態が維持される。
また、ステップ115でFlag2がLレベルであると判定された場合は、フローがステップ119に進行し、このLレベルがインバータ32cで反転され、ILがレベルに設定され、メイン制御装置20の制御内容に従って、モータ6が駆動されることになる。
【0058】
次に、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作について説明する。
図12ないし図14は、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
図12は、ステアリングホイールを左方向に操舵しているときに、モータ6の負荷変動などにより、モータ電流検出回路5で検出されるモータ電流IMDにノイズが生じた場合の動作状況を示している。
【0059】
図12において、モータ電流IMDが所定の電流値を超えて、モータ駆動禁止判定部31により、モータ6の駆動状態が禁止領域に入ったと判定されると、T1カウンタ100のカウント部100aによって、Flag1がHレベルとなっている時間がカウントされる。そして、この場合は、カウントされた時間が所定時間T1に満たないので、FF32bはHレベルに保持されることはなく、Lレベルのままである。従って、RY2はHレベルのに保持され、モータ電流の供給が可能な状態が継続する。
【0060】
図13は、ステアリングホイールを左方向に操舵しているときに、モータ6の駆動状態が禁止領域に入った場合の動作状況を示している。
図13において、モータ電流IMDが所定の電流値を超えて、モータ駆動禁止判定部31により、モータ6の駆動状態が禁止領域に入ったと判定されると、T1カウンタ100のカウント部100aによって、Flag1がHレベルとなっている時間がカウントされる。そして、カウントされた時間が所定時間T1を超えると、FF32bはHレベルに保持され、これに伴い、サブ制御装置30の出力ILはLレベルとなる。また、T2カウンタ101により、FF32bがHレベルに保持されている時間がカウントされ、この場合は、カウントされる時間が所定時間T2に満たないので、RY2はHレベルに保持され、モータ電流の供給が可能な状態が継続する。
【0061】
図14は、ステアリングホイールを左方向に操舵しているときに、モータ6の駆動状態が禁止領域に入った場合の動作状況を示している。
図14において、モータ6の駆動状態が禁止領域に入って、結果的にFF32bがHレベルに保持されるところまでは、図13に示す状況と同一である。
図14に示す状況では、FF32bがHレベルに保持される時間が所定時間T2を超えるので、所定時間T2が経過する時点で、RY2はLレベルに保持される。この結果、モータ6への電流供給が遮断される。
【0062】
以上、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置によれば、実施の形態1の電動パワーステアリング装置と同様に、メイン制御装置2に異常が発生した場合や、また、メイン制御装置20が正常であるのに、モータ6の負荷変動などによってモータ6の駆動状態が禁止領域内に入ったと判定された場合においても、ハンチング現象の発生を抑制することができる。
【0063】
また、T1カウンタ100およびT2カウンタ101を備え、モータ駆動禁止判定部31によりモータ6の駆動状態が禁止領域内に入ったと判定された状態が所定時間T1以上継続しないとFF32bをHレベルに設定しないので、特に、メイン制御装置20が正常であるのに、モータ6の負荷変動などによってモータ6の駆動状態が禁止領域内に入ったと判定された場合において、より高い精度で、モータ6の駆動を禁止するか否かを判定することができる。
【0064】
さらに、FF32bの出力であるFlag2がHレベルとなっている時間が所定時間T2以上継続した場合は、モータ駆動回路4に配設したリレーを消磁するので、インタロックによりモータ6の駆動禁止を判定した後に、モータ電流自体の供給を遮断できるので、メイン制御装置20の誤動作や、モータ駆動回路4自体の誤動作などによりモータ6が誤って駆動されることを抑制することができ、モータ6の駆動を確実に禁止することができる。
【0065】
【発明の効果】
この発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段により検出される操舵トルクに基づき、モータを駆動制御するメイン制御装置と、メイン制御装置を監視するサブ制御装置と、メイン制御装置およびサブ制御装置の出力に基づき、モータを駆動するモータ駆動手段とを備え、サブ制御装置は、モータの駆動状態を判定する駆動禁止判定手段と、駆動禁止判定手段の第1の判定結果を保持するラッチ手段とを有し、駆動禁止判定手段は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する禁止領域を設定すると共に、モータの駆動状態が該禁止領域にあるか否かを判定し、ラッチ手段は、駆動禁止判定手段によりモータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されると、第1の判定結果を保持すると共に、メイン制御装置がモータ駆動信号を出力しなくなるまで、第1の判定結果を保持し、モータ駆動手段は、ラッチ手段が第1の判定結果を保持しているときは、モータの駆動を禁止することを特徴とするので、メイン制御装置20の異常時におけるハンチング現象の発生を防止することができ、この結果、高度の安全性を備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0066】
また、前記駆動禁止判定手段により、モータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間をカウントする第1カウンタをさらに備え、第1カウンタがカウントする時間が第1の時間を超えると、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達するが、第1カウンタがカウントする時間が第1の時間に満たないと、駆動禁止判定手段の判定結果をラッチ手段に伝達しないことを特徴とするので、より高い精度で、モータの駆動を禁止するか否かを判定することができ、高度の安全性を備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0067】
また、前記モータ駆動手段への電流供給を遮断するための電流遮断手段と、ラッチ手段に第1の判定結果が保持されている時間をカウントする第2カウンタとをさらに備え、第2カウンタがカウントする時間が第2の時間を超えると、電流遮断手段を作動させることにより、モータへの電流供給を遮断するが、第2カウンタがカウントする時間が第2の時間に満たないと、電流遮断手段を作動させないことを特徴とするので、より高い精度で、モータの駆動を禁止するか否かを判定することができると共に、モータの駆動を確実に禁止することができる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0068】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクのみに基づいて、禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0069】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0070】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよび車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0071】
また、前記駆動禁止判定手段は、操舵トルク、モータ電流および車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とするので、モータの駆動を禁止するか否かの判断を高い精度で行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図3】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図4】図4は、操舵トルクに対するモータ電流の特性を示す図である。
【図5】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置のサブ制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図6】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図7】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図8】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図9】この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルクに対するモータ電流の特性における禁止領域を表す図である。
【図10】この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図11】この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図12】この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
【図13】この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
【図14】この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置の具体的な動作状況を表すタイムチャートである。
【図15】従来の電動パワーステアリング装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図16】操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクと、操舵トルクセンサが出力する操舵トルク信号との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)、4 モータ駆動回路(モータ駆動手段)、6 モータ、20 メイン制御装置、30 サブ制御装置、31 モータ駆動禁止判定部(モータ駆動禁止判定手段)、32b FF(ラッチ手段)、100 T1カウンタ(第1カウンタ)、101 T2カウンタ(第2カウンタ)。
Claims (7)
- ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出される操舵トルクに基づき、モータを駆動制御するメイン制御装置と、
前記メイン制御装置を監視するサブ制御装置と、
前記メイン制御装置およびサブ制御装置の出力に基づき、モータを駆動するモータ駆動手段と
を備え、
前記サブ制御装置は、モータの駆動状態を判定する駆動禁止判定手段と、
前記駆動禁止判定手段の第1の判定結果を保持するラッチ手段と
を有し、
前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクに対するモータ電流の特性においてモータ電流の通流を禁止する禁止領域を設定すると共に、モータの駆動状態が該禁止領域にあるか否かを判定し、
前記ラッチ手段は、前記駆動禁止判定手段によりモータの駆動状態が前記禁止領域内にあると判定されると、前記第1の判定結果を保持すると共に、前記メイン制御装置がモータ駆動信号を出力しなくなるまで、該第1の判定結果を保持し、
前記メイン制御装置は、前記ラッチ手段からの前記第1の判定結果に基づいて前記モータ駆動信号を出力し、
前記モータ駆動手段は、前記ラッチ手段が前記第1の判定結果を保持しているときは、モータの駆動を禁止することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記駆動禁止判定手段により、モータの駆動状態が禁止領域内にあると判定されている時間をカウントする第1カウンタをさらに備え、該第1カウンタがカウントする時間が第1の時間を超えると、前記駆動禁止判定手段の判定結果を前記ラッチ手段に伝達するが、該第1カウンタがカウントする時間が第1の時間に満たないと、前記駆動禁止判定手段の判定結果を前記ラッチ手段に伝達しないことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記モータ駆動手段への電流供給を遮断するための電流遮断手段と、前記ラッチ手段に前記第1の判定結果が保持されている時間をカウントする第2カウンタとをさらに備え、該第2カウンタがカウントする時間が第2の時間を超えると、前記電流遮断手段を作動させることにより、モータへの電流供給を遮断するが、該第2カウンタがカウントする時間が第2の時間に満たないと、前記電流遮断手段を作動させないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクのみに基づいて、前記禁止領域を設定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよびモータ電流に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記駆動禁止判定手段は、操舵トルクおよび車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記駆動禁止判定手段は、操舵トルク、モータ電流および車速に基づいて、モータ駆動禁止領域を設定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
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