JPH01244974A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車等の電動式パワーステアリング装置
に関する。

従来技術および発明の課題 第４図は、従来の電動式パワーステアリング装置を示し
ている。この装置は、操舵力を補助するための電動モー
タ（１）と、四つのパワートランジスタ（２ａ）　（２
’ｂ）　（２ｃ）　（２ｄ）からなるブリッジ回路で構
成されたモータ駆動回路（３）と、モータ駆動回路（３
）と主電源（バッテリー）（４）との間に設けられたキ
ースイッチ（５）およびフェイルリレー回路（８）と、
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（７）と、車速を検出するための車速センサ
（８）と、トルクセンサ（７）の検出トルク、車速セン
サ（８）の検出速度等にもとづいてモータ（１）および
フェイルリレー回路（６）を制御する制御装置（９）と
を備えている。

制御装置（９）は、トルクセンサ（７）、車速センサ（
８）、モータ駆動回路（３）等のパワーステアリング装
置各部の異常を常時監視している。

そして、トルクセンサ（７）の検出トルクおよび車速セ
ンサ（８）の検出速度等にもとづいてモータ（１）の操
舵力補助量を制御する操舵力補助量制御を行うとともに
パワーステアリング装置名゛部の異常を検出したときに
フェイルリレー回路（６）のリレー接点をオフにするフ
ェイセーフ制御を行う。

モータ（１）は、省電力化を図るため、一般にＰＷＭ駆
動されている。このＰＷＭ信号は、アナログ回路によっ
て実現される場合、マイクロコンピュータ、によって実
現される場合、ロジックＩＣの採用によって実現される
場合がある。

第５図は、アナログ回路によるＰＷＭ変調回路の一例を
示し、第６図は、各部の波形を示している。この回路で
は、三角波発振回路（ＰＷＭ用比較波発生手段）　（２
１）から発振される三角波ｖｂと、操舵力補助量指示信
号Ｖａとが比較回路（２２）によって比較され、指示信
号Ｖａが三角波ｖｂより大きいときに比較回路（２２）
から所定レベルのモータ制御信号（ＰＷＭ信号）　Ｖｅ
が出力されている。このモータ制御信号Ｖｃは、モータ
駆動回路（３）に送られる。

このようなＰＷＭ変調回路においては、三角波発振回路
（２１）の故障等により、比較回路（２２）に三角波ｖ
ｂが入力しなくなると、第７図に示すように、比較回路
（２２）から出力されるモータ制御信号Ｖｃが直流電圧
となり、モータ（１）の操舵力補助量が異常に大きくな
ってしまう。このため、運転者が予期しない大きな操舵
力補助が発生したり、モータ駆動回路（３）のアーム短
絡が発生してパワートランジスタ（２ａ）　（２ｂ）　
（２ｃ）　（２ｄ）が破壊したりすることがあるという
ことがある。

このような問題は、アナログ回路にょるＰＷＭ変調に限
らず、マイクロコンピュータ、にょってＰＷＭ変調する
場合およびロジックＩＣの採用によってＰＷＭする場合
でも、同様に起こりつる問題である。

この発明は上記問題を解消した電動式パワーステアリン
グ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 この発明による電動式パワーステアリング装置は、操舵
力を補助するための電動モータが、ＰＷＭ駆動される電
動式パワーステアリング装置において、ＰＷＭ用比較波
発生手段からの比較波の出力が停止したことを検出する
検出手段および検出手段によって比較波の出力が停止し
たことが検出されたときに電動モータへの電力供給を停
止させる手段を備えていることを特徴とする。

発明の作用 何らかの異常によって、ＰＷＭ用比較波発生手段からの
比較波の出力が停止すると、そのことが検出手段によっ
て検出される。この検出にもとづいて、電動モータへの
電力供給が停止せしめられる。

実施例 以下、第１図〜第３図を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。

第１図は、電動式パワーステアリング装置の全体の概略
構成を示している。この装置は、操舵力を補助するため
の電動モータ（１）と、四つのパワートランジスタ（２
ａ）　（２ｂ）　（２ｃ）　（２ｄ）からなるブリッジ
回路で構成されたモータ駆動回路（３）と、モータ駆動
回路（３）と主電源（４）との間に設けられたキースイ
ッチ（５）およびフェイルリレー回路（６）と、ステア
リングシャフトの入力トルクを検出するトルクセンサ（
７）と、車速を検出する車速センサ（８）と、トルクセ
ンサ（７）の検出トルク、車速センサ（８）の検出速度
等に基づいてモータ（１）を制御するとともにフェイル
リレー回路（６）を制御する制御装置（９）と、ＰＷＭ
制御を監視して異常があればフェイルリレーを遮断する
ＰＷＭ制御監視回路（３ｏ）とを備えている。

図示は省略したが、モータ（１）は、ステアリングシャ
フトの出力軸またはステアリングギア等の適当箇所に減
速機、クラッチ等を介して連結されている。トルクセン
サ（７）は、たとえば、ステアリングシャフトの入力軸
と出力軸との間に設けられたトニションバーのねじれを
検出するポテンショメータからなる。

制御装置（９）は、トルクセンサ（７）の検出トルクお
よび車速センサ（８）の検出速度等にもとづいてモータ
（１）の操舵力補助量を演算する操舵力補助量制御を行
うとともにトルクセンサ（７）、車速センサ（８）、モ
ータ駆動回路（３）等のパワーステアリング装置各部の
異常を検出したときにフェイルリレー回路（６）のリレ
ー接点をオフにするフェイルセーフ制御を行うマイクロ
コンピュータと、マイクロコンピュータによって求めら
れた操舵力補助量に応じたＰＷＭ出力を得るＰＷＭ変調
回路（２０）　（第２図参照）とを備えている。

第２図は、ＰＷＭ変調回路（２０）と、ＰＷＭ制御監視
回路（３０）とを示し、第３図はＰＷＭ制御監視回路（
３０）の各部の波形を示している。

ＰＷＭ変調回路（２０）では、三角波発振回路（２１）
から出力される三角波（電圧Ｖｂ）と、トルクセンサ（
７）の検出トルク、車速センサ（８）の検出速度等に基
づいて求められた操舵力補助量を表す操舵力補助量指示
信号（電圧Ｖａ）が比較回路（２２）によって比較され
、指示信号Ｖａが三角波ｖｂより大きいときに比較回路
（２２）から所定レベルのモータ制御信号（ＰＷＭ信号
）　Ｖｃが出力される。このモータ制御信号Ｗｅは、モ
ータ駆動回路（３）に送られる。

ＰＷＭ制御監視回路（３０）においては、三角波発振回
路（２１）から出力される三角波ｖｂと、基準電圧設定
器（３１）に設定された基準電圧ｖＯとが比較回路（３
２）に送られる。比較回路（３２）は、両入力電圧を比
較し、三角波が基準電圧■０より大きいときに所定レベ
ルの電圧（パルス信号）　Ｖｄを出力する。

比較回路（３２）から出力されるパルス信号Ｖｄは、イ
ンバータ回路（３３）、微分回路（３４）およびダイオ
ード（３５）からなる立ち下がり検出回路（３Ｂ）に送
られる。立ち下がり検出回路（３Ｂ〉からは、パルス信
号Ｖｄのパルスの立ち下がりタイミングで正トリガパル
スＶｅが出力される。

立ち下がり検出回路（３Ｂ）から出力される正トリガパ
ルスＶｅは、抵抗（３７）および（３８）で分圧された
後、スイッチングトランジスタ（３９）のベースに送ら
れる。

スイッチングトランジスタ（３９）のコレクタは、直流
電源（４０）の電圧中■が入力する抵抗（４１）および
コンデンサ（４２）からなる積分回路（４３）の出力端
子Ｐに、抵抗（４４）を介して接続されている。

スイッチングトランジスタ（３９）のエミッタは接地さ
れている。立ち下がり検出回路（３Ｂ）から正トリガパ
ルスＶｅが出力されていないときには、スイッチングト
ランジスタ（３９）はオフであり、電源（４０）から抵
抗（４１）を介して、コンデンサ（４２）に電流が流れ
、コンデンサ（４２）が充電されていく。したがって、
この場合は、積分回路（４３）の出力電圧■ｒは徐々に
増加していく。立ち下がり検出回路（３Ｂ）から正トリ
ガパルスＶｅが出力されると、スイッチングトランジス
タ（３９）はオンとなり、コンデンサ（４２）に充電さ
れている電荷が抵抗（４４）およびスイッチングトラン
ジスタ（３９）を介して放電される。したがって、この
場合は、積分回路（４３）の出力ｖｒは低下する。

三角波発振回路（２１）から三角波ｖｂが出力されてい
るときには、立ち下がり検出回路（３６）から所定間隔
で正トリガパルスＶｅが出力されるので、所定周期でコ
ンデンサ（４２）の充電および放電が行われる。このた
め、積分回路（４３）からは、最大値が電源（４０）の
電圧＋Ｖより小さい所定周期の指数関数形パルスＶ「が
出力される。

積分回路（４３）の出力ｖｆは、抵抗（４５）を介して
比較回路（４Ｂ）に送られる。この比較回路（４６）は
、それに入力する積分回路（４３）の出力電圧■「が所
定のしきい値Ｖｓ以下のときにはＬレベルであり、積分
回路（４３）の出力電圧ｖｆがしきい値Ｖｓを越えると
Ｈレベルのリレー停止信号を出力する。比較回路（４６
）の出力Ｖｇは、フェルリレー回路（６）にリレー制御
信号として送られる。しきい値Ｖｓは、三角波発振回路
（２１）から三角波ｖｂが出力されているときに積分回
路（４３）から出力される指数関数形パルス■ｒの最大
値より大きくかつ電源（４０）の電圧＋Ｖより小さい値
に設定されている。

三角波発振回路（２１）から三角波ｖｂが出力されてい
るときには、積分回路（４３）の出力■ｆはしきい値Ｖ
ｓ以下であるので、比較回路（４６）の出力ＶｇはＬレ
ベルである。したがって、この場合は、フェイルリレー
回路（６）に対して何ら影響を及ぼさない。

何らかの異常によって、時点Ｔ１で三角波発振回路（２
１）から三角波ｖｂが出力されなくなると、比較回路（
３２）からパルスＶｄが出力されなくなり、これに伴っ
て、立ち下がり検出回路（３６）からトリガパルスＶｅ
が出力されなくなる。このため、スイッチングトランジ
スタ（３９）が常時オフの状態となり、積分回路（４３
）の出力ｖｒが電源（４０）の電圧＋Ｖまで上昇する。

したがって、三角波ｖｂが出力されなくなった時点Ｔ１
から所要時間経過後（時点Ｔ２）に、積分回路（４３）
の出力がしきい値Ｖｓより大きくなり、比較回路からＨ
レベルのリレー停止信号Ｖｇが出力される。この信号Ｖ
ｇは、フェイルリレー回路（６）に送られ、フェイルリ
レーの接点がオフになされる。

この結果、モータ駆動回路（３）への電力供給が遮断さ
れ、モータ（１）の駆動が停止する。このため、三角波
発振回路（２１）から三角波ｖｂが出力されなくなると
いう異常が発生したとしても、従来のように運転者が予
期しない大きな操舵力補助が発生したり、モータ駆動回
路（３）のアーム短絡が発生してパワートランジスタ（
２ａ）　（２ｂ）（２ｃ）（２ｄ）が破壊したりすると
いったことがなくなる。

発明の効果 この発明による電動式パワーステアリング装置では、操
舵力を補助するための電動モータが、ＰＷＭ駆動される
電動式パワーステアリング装置において、ＰＷＭ用比較
波発生手段からの比較波の出力が停止したことを検出す
る検出手段および検出手段によって比較波の出力が停止
したことが検出されたときに電動モータへの電力供給を
停止させる手段を備えているので、ＰＷＭ用比較波発生
手段から比較波が出力されなくなるという異常が発生し
たとしても、従来のように運転者が予期しない大きな操
舵力補助が発生したり、モータ駆動回路のアーム短絡が
発生してパワートランジスタが破壊したりするといった
ことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の実施例を示し、第１図は電
動式パワーステアリング装置の全体構成を示す電気ブロ
ック図、第２図は、ＰＷＭ変調回路とＰＷＭ制御監視回
路とを示す電気回路図、第３図はＰＷＭ制御監視回路の
各部の波形を示すタイムチャート、第４図〜第７図は従
来例を示し、第４図は電動式パワーステアリング装置の
全体構成を示す電気ブロック図、第５図はＰＷＭ変調回
路を示す電気回路図、第６図はＰＷＭ変調回路の各部の
波形を示すタイムチャート、第７図は三角波発振回路か
ら三角波が出力されなくなったときのＰＷＭ変調回路の
各部の波形を示すタイムチャートである。 （１）・・・電動モータ、（３）・・・モータ駆動回路
、（４）・・・主電源、（６）・・・フェイルリレー回
路、（９）・・・制御装置、（２０〉・・・ＰＷＭ変調
回路、（２１）・・・三角波発振回路、（２２）・・・
比較回路、（３０）・・・ＰＷＭ制御監視回路。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　操舵力を補助するための電動モータが、ＰＷＭ駆動さ
   れる電動式パワーステアリング装置において、ＰＷＭ用
   比較波発生手段からの比較波の出力が停止したことを検
   出する検出手段および検出手段によって比較波の出力が
   停止したことが検出されたときに電動モータへの電力供
   給を停止させる手段を備えていることを特徴とする電動
   式パワーステアリング装置。