JPH0228062A - Electrically driven power steering device - Google Patents
Electrically driven power steering deviceInfo
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to an electric power steering device for automobiles and the like.
従来技術および発明の課題
第６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、４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）（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）の検出速度等に基づいてモータ（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。Prior Art and Problems of the Invention FIG. 6 shows a conventional electric power steering device. This device consists of an electric motor (1) to assist the steering force, and four power transistors (2a) (2
b) A motor drive circuit (3) composed of a bridge circuit consisting of (2c) and (2d), and a motor drive circuit (3)
A key switch (5) and a fail relay circuit (6) provided between the main power source (battery) (4) and a torque sensor (7) for detecting the input torque of the steering shaft and the vehicle speed. Vehicle speed sensor (8
), the detected torque of the torque sensor (7), and the vehicle speed sensor (
8), and a control device (9) that controls the motor (1) and the fail relay circuit (6) based on the detected speed and the like.
モータ（１）は、省電力化を図るため、ＰＷＭ駆動され
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）
の検出速度等に基づいてモータ（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
リング装置各部の異常を検出したときにフェイルリレー
回路（Ｂ）のリレー接点をオフにするフェイセーフ制御
を行う。The motor (1) is driven by PWM in order to save power. The control device (9) constantly monitors abnormalities in various parts of the power steering device, such as the torque sensor (7), the vehicle speed sensor (8), and the motor drive circuit (3). Then, the detected torque of the torque sensor (7) and the vehicle speed sensor (8)
Controls the steering force assist amount of the motor (1) based on the detected speed, etc., and turns off the relay contact of the fail relay circuit (B) when an abnormality in each part of the power steering device is detected. performs face-safe control.
第６図に矢印Ａで示すようにモータ（１）に電流が流れ
ている場合に、点Ｘにおいてモータ線の地絡（同図に破
線で示す）が発生すると、矢印Ｂで示すように、パワー
トランジスタ（２ａ）に大電流が流れ、パワートランジ
スタ（２ａ）が破壊したり、火災が発生したりするおそ
れがある。When current is flowing through the motor (1) as shown by arrow A in Fig. 6, if a ground fault (indicated by a broken line in the figure) occurs in the motor wire at point A large current flows through the power transistor (2a), and there is a risk that the power transistor (2a) may be destroyed or a fire may occur.
そこで、これを防止するために、従来においては、パワ
ートランジスタ（２ｃ） （２ｂ）のエミッタと接地と
の間に接続された電流検出用抵抗（１０）の端子間電圧
に基づいて電動モータ（１）に流れる電流を検出する電
流検出回路（■１）を設け、この検出電流と、制御装置
（９）で演算された電流指令値とを比較することにより
、モータ線の地絡を検出するようにしている。Therefore, in order to prevent this, conventionally, the electric motor (1 ) A current detection circuit (■1) is provided to detect the current flowing in the I have to.
しかしながら、従来の異常°検出方法では、モータ線の
地絡等のモータ駆動回路の異常を検出するのに時間がか
かるという問題がある。すなわち、急操舵時には、モー
タ（１）の回転速度が大きくなり、これに伴ってモータ
（１）に誘導される逆起電力も大きくなり、モータ（１
）に流れる電流が電流指令値より小さくなる。従来の異
常検出方法では、このような場合を異常と判定しないよ
うにするために、異常検出判定時間を長くとる必要があ
る。However, the conventional abnormality detection method has a problem in that it takes time to detect an abnormality in the motor drive circuit, such as a ground fault in a motor line. That is, during sudden steering, the rotational speed of the motor (1) increases, and the back electromotive force induced in the motor (1) also increases, causing the motor (1) to
) becomes smaller than the current command value. In conventional abnormality detection methods, in order to avoid determining such cases as abnormal, it is necessary to take a long time for abnormality detection and determination.
この発明の目的は、上記の問題を解決した電動式バヴー
ステアリング装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an electric Bavou steering device that solves the above problems.
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と、トルク
センサの検出トルク等に基づいて、パワー素子によりモ
ータの断続および極性の切替えを行ない操舵力補助量を
制御するモータ制御手段とを備えた電動式パワーステア
リング装置において、
正転用パワー素子と逆転用パワー素子の直列接続点に印
加される電圧に基づいて、モータ駆動回路の異常を検出
する異常検出手段、および異常検出手段によって異常が
検出されたときに、電動モータによる操舵力補助を禁止
する手段を備えていることを特徴とする。Means for Solving the Problems The electric power steering device according to the present invention includes an electric motor for assisting steering force, a torque sensor for detecting input torque of the steering shaft, and based on the detected torque of the torque sensor, etc. In an electric power steering device equipped with a motor control means that controls the amount of steering force assistance by intermittent operation of the motor and switching of polarity using a power element, the power element is applied to the series connection point of the power element for forward rotation and the power element for reverse rotation. The present invention is characterized by comprising an abnormality detecting means for detecting an abnormality in the motor drive circuit based on voltage, and a means for prohibiting steering force assistance by the electric motor when the abnormality is detected by the abnormality detecting means.
作 用
モータ線の地絡等のモータ駆動回路の異常が発生すると
、そのことが異常検出手段によって直ちに検出され、こ
の異常検出に基づいて、電動モータによる操舵力補助が
禁止される。When an abnormality occurs in the motor drive circuit, such as a ground fault in the working motor line, it is immediately detected by the abnormality detection means, and based on this abnormality detection, steering force assistance by the electric motor is prohibited.
実 施 例
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図〜第３図は、第１実施例を示す。1 to 3 show a first embodiment.
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、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）とを
備えている。FIG. 1 shows the overall schematic configuration of an electric power steering device. This device consists of an electric motor (1) for assisting steering force, a motor drive circuit (3), and a key switch (5) installed between the motor drive circuit (3) and the main power source (4). and a fail relay circuit (6),
A torque sensor (7) that detects the input torque of the steering shaft, a vehicle speed sensor (8) that detects the vehicle speed, and a motor (1) based on the detected torque of the torque sensor (7), the detected speed of the vehicle speed sensor (8), etc. ) and a control device (9) that controls the fail relay circuit (6).
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ー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。Although not shown in the drawings, the motor (1) is connected to an appropriate location such as an output shaft of a steering shaft or a steering gear via a speed reducer, a clutch, or the like. The torque sensor (7) includes, for example, a potentiometer that detects twisting of a torsion bar provided between the input shaft and the output shaft of the steering shaft.
モータ駆動回路（３）は、２つの正転用パワートランジ
スタ（２ａ） （２ｂ）と、２つの逆転用パワートラン
ジスタ（２ｃ） （２ｄ）とからなるブリッジ回路で構
成されている。正転用パワートランジスタ（２ａ）と逆
転用パワートランジスタ（２ｄ）とは、直列に接続され
、逆転用パワートランジスタ（２ｃ）と正転用パワート
ランジスタ（２ｂ）とは直列に接続されており、両歯列
回路が並列に接続されている。そして、正転用パワート
ランジスタ（２ａ）と逆転用パワートランジスタ（２ｄ
）との接続点Ｐ１と、逆転用パワートランジスタ（２ｃ
）と正転用パワートランジスタ（２ｂ）との接続点Ｐ２
との間に電動モータ（１）が接続されている。The motor drive circuit (3) is composed of a bridge circuit consisting of two forward rotation power transistors (2a) (2b) and two reverse rotation power transistors (2c) (2d). The power transistor for forward rotation (2a) and the power transistor for reverse rotation (2d) are connected in series, and the power transistor for reverse rotation (2c) and the power transistor for forward rotation (2b) are connected in series. The circuits are connected in parallel. Then, a power transistor for forward rotation (2a) and a power transistor for reverse rotation (2d
) and the connection point P1 with the reversing power transistor (2c
) and the connection point P2 between the forward rotation power transistor (2b)
An electric motor (1) is connected between the two.
正転用パワートランジスタ（２ａ）のコレクタと逆転用
パワートランジスタ（２ｃ）のコレクタとは、フェイル
リレー回路（６）およびキースイッチ（５）を介して主
電源（４）に接続されている。正転用パワートランジス
タ（２ｂ）のエミッタと逆転用パワートランジスタ（２
ｄ）のエミッタとは、電流検出用抵抗（ｌＯ）を介して
接地されている。各パワートランジスタ（２ａ） （２
ｂ） （２ｃ） （２ｄ）のベースは、制御装置（９）
にそれぞれ接続されている。The collector of the forward power transistor (2a) and the collector of the reverse power transistor (2c) are connected to the main power source (4) via a fail relay circuit (6) and a key switch (5). The emitter of the forward power transistor (2b) and the reverse power transistor (2b)
The emitter of d) is grounded via a current detection resistor (lO). Each power transistor (2a) (2
b) The base of (2c) (2d) is the control device (9)
are connected to each.
電流検出回路（１１）は、電流検出用抵抗（１０）の端
子電圧に基づいて、モータ（１）に流れる電流を検出す
る。この検出電流は、制御装置（９）に送られる。接続
点ＰＩには、第１サンプルホールド回路（２１）が接続
されており、このサンプルホールド回路（２１）の出力
ｅは制御装置（９）に送られる。接続点Ｐ２には、第２
サンプルホールド回路（２２）が接続されており、この
サンプルホールド回路（２２）の出力ｆは制御装置（９
）に送られる。The current detection circuit (11) detects the current flowing through the motor (1) based on the terminal voltage of the current detection resistor (10). This detected current is sent to the control device (9). A first sample and hold circuit (21) is connected to the connection point PI, and the output e of this sample and hold circuit (21) is sent to the control device (9). At the connection point P2, the second
A sample and hold circuit (22) is connected, and the output f of this sample and hold circuit (22) is connected to the control device (9).
) will be sent to.
各サンプルホールド回路（２１） （２２）は、例えば
制御装置（９）によって制御されるスイッチ（２３）と
、ホールド用コンデンサ（２４）と、電圧ホロア（２５
）とから構成されている。Each sample and hold circuit (21) (22) includes, for example, a switch (23) controlled by a control device (9), a hold capacitor (24), and a voltage follower (25).
).
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）の検出速度等に基づいてモータ（
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（図示路）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Ｐ
ＷＭ変調回路（図示路）とを備えている。ＰＷＭ変調回
路は、三角波発生回路と、三角波発生回路の出力と操舵
力補助量指令信号・とを比較してモータ制御用ＰＷＭ信
号を出力する比較回路とからなる。The control device (9) controls the motor (
1) Performs steering force supplement amount control that calculates the steering force supplement amount, and also fails when an abnormality is detected in each part of the power steering device such as the torque sensor (7), vehicle speed sensor (8), motor drive circuit (3), etc. A microcomputer (as shown) that performs fail-safe control to turn off the relay contact of the relay circuit (6), and P that obtains a PWM output according to the amount of steering force assistance determined by the microcomputer.
WM modulation circuit (path shown). The PWM modulation circuit includes a triangular wave generation circuit and a comparison circuit that compares the output of the triangular wave generation circuit with a steering force assist amount command signal and outputs a PWM signal for motor control.
ＰＷＭ変調回路から出力されるモータ制御用ＰＷＭ信号
は、モータ（１）を正転させる場合には、各正転用パワ
ートランジスタ（２ａ） （２ｂ）のベースに送られる
。したがって、この場合は、各正転用パワートランジス
タ（２ａ） （２ｂ）がＰＷＭ信号に応じてオンされる
ごとに、電源（４）、キースイッチ（５）、フェイルリ
レー回路（Ｂ）、正転用パワートランジスタ（２ａ）、
モータ（１）、正転用パワートランジスタ（２ｂ）、抵
抗（ｌＯ）、電源（４）の順に電流が流れ、モータ（１
）が正転駆動される。The motor control PWM signal output from the PWM modulation circuit is sent to the base of each forward rotation power transistor (2a) (2b) when the motor (1) is rotated in the forward direction. Therefore, in this case, each time the forward power transistors (2a) and (2b) are turned on in response to the PWM signal, the power source (4), key switch (5), fail relay circuit (B), and forward power transistor (2a),
Current flows through the motor (1), the forward power transistor (2b), the resistor (lO), and the power supply (4) in this order, and the motor (1)
) is driven in forward rotation.
モータ（１）を逆転させる場合には、モータ制御用ＰＷ
Ｍ信号は、各逆転用パワートランジスタ（２ｃ） （２
ｄ）のベースに送られる。したがって、この場合は、各
逆転用パワートランジスタ（２ｃ）（２ｄ）がＰＷＭ信
号に応じてオンされるごとに、電源（４）、キースイッ
チ（５）、フェイルリレー回路（０） 、ｍ転用パワー
トランジスタ（２ｃ）、モータ（１）、逆転用パワート
ランジスタ（２ｄ）、抵抗（１０）、電源（４）の順に
電流が流れ、モータ（１）が逆転駆動される。When reversing the motor (1), use the motor control PW.
The M signal is transmitted through each reversing power transistor (2c) (2
d) is sent to the base. Therefore, in this case, each time each reversing power transistor (2c) (2d) is turned on in response to a PWM signal, the power source (4), key switch (5), fail relay circuit (0), m diversion power Current flows through the transistor (2c), the motor (1), the reverse power transistor (2d), the resistor (10), and the power source (4) in this order, and the motor (1) is driven in reverse.
各サンプルホールド回路（２１） （２２）のスイッチ
（２３）には、制御回路（９）からサンプル指示信号す
が送られる。このサンプル指示信号すは、第２図に示す
ように、ＰＷＭ変調回路の三角波発生回路の出力ａの各
ピーク毎に発生しかつピーク時を中心とする所定幅のパ
ルスからなるパルス信号である。このパルスｂの幅は、
ＰＷＭ変調回路から出力されるモータ制御用ＰＷＭ信号
の最小のパルス幅以下に設定されている。A sample instruction signal is sent from the control circuit (9) to the switch (23) of each sample hold circuit (21) (22). As shown in FIG. 2, this sample instruction signal is a pulse signal generated at each peak of the output a of the triangular wave generating circuit of the PWM modulation circuit and consisting of a pulse having a predetermined width centered at the peak time. The width of this pulse b is
It is set to be less than or equal to the minimum pulse width of the motor control PWM signal output from the PWM modulation circuit.
モータ（１）が正転駆動されているとすると、第２図（
ａ）に示すように、接続点Ｐ１には、モータ制御用ＰＷ
Ｍ信号に応じたパルス状電圧（信号Ｃ）が現れ、接続点
Ｐ２の電圧（信号ｄ）は、はぼ零となる。Assuming that the motor (1) is driven in the normal rotation, as shown in Fig. 2 (
As shown in a), the connection point P1 has a PW for motor control.
A pulse voltage (signal C) corresponding to the M signal appears, and the voltage at the connection point P2 (signal d) becomes almost zero.
したがって、第１サンプルホールド回路（２１）の出力
ｅはＨレベルを保持し、第２サンプルホールド回路（２
２）の出力ｆはＬレベルを保持する。Therefore, the output e of the first sample and hold circuit (21) is held at H level, and the output e of the first sample and hold circuit (21) is held at H level.
The output f of 2) maintains the L level.
この状態において、時点ＴＩで、点Ｘにおいてモータ線
の地絡が発生すると、接続点ＰＬの電圧Ｃが零になるの
で、サンプリング時に第１サンプルホールド回路（２１
）のコンデンサ（２４）の電荷が放電される。このため
、時点Ｔ１から微小時間経過後の時点Ｔ２に、第１サン
プルホールド回路（２１）の出力ｅがＬレベルになる。In this state, if a ground fault occurs in the motor line at point X at time TI, voltage C at connection point PL becomes zero, so the first sample hold circuit (2
) is discharged. Therefore, the output e of the first sample and hold circuit (21) becomes L level at time T2 after a short time has elapsed from time T1.
モータ（１）が逆転駆動されている場合には、第２図（
ｂ）に示すように、接続点Ｐ２に、モータ制御用ＰＷＭ
信号に応じたパルス状電圧（信号ｄ）が現れ、接続点Ｐ
ｉの電圧（信号Ｃ）は、はぼ零となる。When the motor (1) is driven in the reverse direction, Fig. 2 (
As shown in b), a PWM for motor control is connected to connection point P2.
A pulse voltage (signal d) corresponding to the signal appears, and the connection point P
The voltage of i (signal C) becomes almost zero.
したがって、第２サンプルホールド回路（２２）の出力
ｆはＨレベルを保持し、第１サンプルホールド回路（２
１）の出力ｅはＬレベルを保持する。Therefore, the output f of the second sample and hold circuit (22) is held at H level, and the output f of the second sample and hold circuit (22) is held at H level.
The output e of 1) maintains the L level.
この状態において、時点Ｔｌで、点Ｙにおいてモータ線
の地絡が発生すると、接続点Ｐ２の電圧ｄが零になるの
で、サンプリング時に第２サンプルホールド回路（２２
）のコンデンサ（２４）の電荷が放電される。このため
、時点Ｔ２に、第２サンプルホールド回路（２２）の出
力ｆがＬレベルになる。In this state, if a ground fault occurs in the motor line at point Y at time Tl, the voltage d at connection point P2 becomes zero, so the second sample hold circuit (22
) is discharged. Therefore, at time T2, the output f of the second sample and hold circuit (22) becomes L level.
これらより、正転駆動時には第１サンプルホールド回路
（２１）の出力ｅを、逆転駆動時には第２サンプルホー
ルド回路（２２）の出力ｆをそれぞれ調べることによっ
て、異常の検出ができる。Therefore, an abnormality can be detected by checking the output e of the first sample and hold circuit (21) during forward rotation and the output f of the second sample and hold circuit (22) during reverse rotation.
第３図、は、各サンプルホールド回路（２１） （２２
）の出力信号に基づいて行われる制御回路（９）による
モータ駆動回路異常監視処理の手順を示している。In Figure 3, each sample and hold circuit (21) (22
) shows the procedure of motor drive circuit abnormality monitoring processing performed by the control circuit (9) based on the output signal of the control circuit (9).
まず、操舵力補助量指定値が零でないか否か、すなわち
操舵力補助を行なっているか否かが判定される（ステッ
プ３１）。操舵力補助を行なっていない場合は、操舵力
補助が行われるまで待機する。First, it is determined whether or not the steering force assistance amount designated value is not zero, that is, whether or not steering force assistance is being performed (step 31). If steering force assistance is not being performed, the system waits until steering force assistance is performed.
操舵力補助が行なわれている場合には、モータ（１）の
回転方向が判別される（ステップ３２）。If steering force assistance is being performed, the rotational direction of the motor (1) is determined (step 32).
モータ（１）の回転方向が正転である場合には、第１サ
ンプルホールド回路（２１）の出力レベルが調べられる
（ステップ３３）。第１サンプルホールド回路（２１）
の出力ｅがＬレベルである場合には、Ｌレベルの状態が
所定時間継続しているか否かが判定され（ステップ３４
）、継続していれば、異常と判断され、フェイルリレー
回路（６）のリレー接点をオフにする等のフェイルセー
フ処理が行われる（ステップ８５）。If the rotation direction of the motor (1) is normal rotation, the output level of the first sample and hold circuit (21) is checked (step 33). First sample and hold circuit (21)
When the output e is at the L level, it is determined whether the L level state continues for a predetermined period of time (step 34).
), if it continues, it is determined that there is an abnormality, and fail-safe processing such as turning off the relay contact of the fail relay circuit (6) is performed (step 85).
上記ステップ３３において第１サンプルホールド回路（
２１）の出力ｅがＨレベルであると判定された場合およ
び上記ステップ３４において第１サンプルホールド回路
（２１）の出力ｅのＬレベル状態が所定時間継続しなか
ったと判定された場合には、上記ステップ３１に戻る。In step 33 above, the first sample and hold circuit (
21) is determined to be at the H level, and when it is determined in step 34 that the L level state of the output e of the first sample hold circuit (21) does not continue for a predetermined period of time, the above Return to step 31.
上記ステップ３２において、モータ（１）の回転方向が
逆転であると判定された場合には、第２サンプルホール
ド回路（２２）の出力レベルが調べられる（ステップ３
６）。第２サンプルホールド回路（２２）の出力ｆがＬ
レベルである場合には、Ｌレベルの状態が所定時間継続
しているか否かが判定され（ステップ３７）、継続して
いれば、異常と判断され、フェイルリレー回路（６）の
リレー接点をオフ１ごする等のフェイルセーフ処理が行
われる（ステップ３８）。If it is determined in step 32 that the rotation direction of the motor (1) is reverse, the output level of the second sample and hold circuit (22) is checked (step 3
6). The output f of the second sample hold circuit (22) is L
level, it is determined whether the L level state continues for a predetermined time (step 37), and if it continues, it is determined that there is an abnormality, and the relay contact of the fail relay circuit (6) is turned off. Fail-safe processing such as playing 1 is performed (step 38).
上記ステップ３Ｂにおいて第２サンプルホールド回路（
２２）の出力ｆがＨレベルであると判定された場合およ
び上記ステップ３７において第２サンプルホールド回路
（２２）の出力ｆのＬレベル状態が所定時間継続しなか
ったと判定された場合には、上記ステップ３１に戻る。In step 3B above, the second sample and hold circuit (
If it is determined that the output f of the second sample hold circuit (22) is at the H level, and if it is determined in step 37 that the L level state of the output f of the second sample hold circuit (22) has not continued for a predetermined period of time, the above Return to step 31.
第４図および第５図は、第２実施例を示す。4 and 5 show a second embodiment.
第２実施例のものは、接続点Ｐ１と第１サンプルホール
ド回路（２１）との間に第１プルアップ回路（２Ｂ）が
、接続点Ｐ２と第２サンプルホールド回路（２２）との
間に第２プルアップ回路（２７）がそれぞれ設けられて
いる点を除いて第１実施例のものと同じであり＼同じ部
分には同一の符号を付している。In the second embodiment, a first pull-up circuit (2B) is provided between the connection point P1 and the first sample-and-hold circuit (21), and a first pull-up circuit (2B) is provided between the connection point P2 and the second sample-and-hold circuit (22). This embodiment is the same as the first embodiment except that a second pull-up circuit (27) is provided, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
プルアップ回路（２Ｂ） （２７）は、モータ（１）の
電機子抵抗より十分に大きい抵抗値を有する抵抗（２８
）とダイオード（２９）を介して接続点ｐｔおよびＰ２
に常時電圧を印加するものであり、これにより、非通電
時にも接続点Ｐｉおよび接続点Ｐ２に電圧が加わるため
、次に説明するように、通電、非通電に関係なく、接続
点Ｐ１およびＰ２の電圧に基づいてモータ駆動回路（３
）の異常を検出することができる。The pull-up circuit (2B) (27) includes a resistor (28) having a resistance value sufficiently larger than the armature resistance of the motor (1).
) and the connection point pt and P2 through the diode (29)
As a result, voltage is applied to the connection points Pi and P2 even when the power is not energized, so that the connection points P1 and P2 are connected regardless of whether the power is energized or not, as described below. The motor drive circuit (3
) abnormalities can be detected.
すなわち、非通電時には、第５図（ａ）に示すように、
接続点Ｐｌおよび接続点Ｐ２にはそれぞれプルアップ回
路（２０）（２７）によって電圧（信号Ｃおよびｄ）が
印加されているため、サンプルホールド回路（２１）
（２２）の出力ｅおよびｆはともにＨレベルに保持され
る。この状態において、時点ＴＩで、点Ｘにおいて地絡
が発生すると、接続点ＰＩの電圧Ｃが零になり、時点Ｔ
２に第１サンプルホールド回路（２１）の出力ｅがＬレ
ベルになる。That is, when the current is not applied, as shown in FIG. 5(a),
Since voltages (signals C and d) are applied to the connection point Pl and the connection point P2 by the pull-up circuits (20) and (27), respectively, the sample and hold circuit (21)
Both outputs e and f of (22) are held at H level. In this state, if a ground fault occurs at point X at time TI, voltage C at connection point PI becomes zero, and at time T
2, the output e of the first sample hold circuit (21) becomes L level.
時点ＴＩに点Ｘで地絡が発生したとき、接続点Ｐ２には
モータ（１）の電機子抵抗の電圧降下分の電圧が生じる
が、プルアップ回路（２７）の抵抗（２８）の抵抗値が
電機子抵抗の抵抗値より十分に大きいので、接続点Ｐ２
の電圧ｄもほぼ零になり、やはり、時点Ｔ２に第２サン
プルホールド回路（２２）の出力ｆも零になる。When a ground fault occurs at point is sufficiently larger than the resistance value of the armature resistance, so the connection point P2
The voltage d becomes almost zero, and the output f of the second sample and hold circuit (22) also becomes zero at time T2.
モータ（１）が正転駆動されている場合は、第５図（ｂ
）に示すように、接続点ＰＬにはＰＷＭ信号に応じたパ
ルス状電圧Ｃが現れ、第１サンプルホールド回路（２１
）の出力ｅはＨレベルに保持される。一方、接続点Ｐ２
の電圧ｄはほぼ零になり、第２サンプルホールド回路（
２２）の出力ｆはＬレベルに保持される。この状態にお
いて、時点ＴＩで、点Ｘにおいて地絡が発生すると、接
続点ＰＬの電圧Ｃが零になり、時点Ｔ２に第１サンプル
ホールド回路（２１）の出力ｅがＬレベルになる。When the motor (1) is driven in the normal rotation, Fig. 5(b)
), a pulsed voltage C corresponding to the PWM signal appears at the connection point PL, and the first sample and hold circuit (21
) is held at H level. On the other hand, connection point P2
The voltage d becomes almost zero, and the second sample and hold circuit (
The output f of 22) is held at L level. In this state, when a ground fault occurs at point X at time TI, voltage C at connection point PL becomes zero, and output e of the first sample and hold circuit (21) becomes L level at time T2.
また、接続点Ｐ２の電圧ｄはほぼ零のままであり、第２
サンプルホールド回路（２２）の出力ｆもＬレベルのま
まである。Moreover, the voltage d at the connection point P2 remains almost zero, and the voltage d at the second
The output f of the sample hold circuit (22) also remains at L level.
モータ（１）が逆転駆動されている場合は、第５図（Ｃ
）に示すように、接続点Ｐ２にはＰＷＭ信号に応じたパ
ルス状電圧ｄが現れ、第２サンプルホールド回路（２２
）の出力ｆはＨレベルに保持される。一方、接続点ｐｔ
の電圧Ｃはほぼ零になり、第１サンプルホールド回路（
２１）の出力ｅはＬレベルに保持される。この状態にお
いて、時点ＴＩで、°点Ｙにおいて地絡が発生すると、
接続点Ｐ２の電圧ｄが零になり、時点Ｔ２に第２サンプ
ルホールド回路（２１）の出力ｆがＬレベルになる。When the motor (1) is driven in the reverse direction, Fig. 5 (C
), a pulsed voltage d corresponding to the PWM signal appears at the connection point P2, and the second sample and hold circuit (22
) is held at H level. On the other hand, connection point pt
The voltage C becomes almost zero, and the first sample and hold circuit (
The output e of 21) is held at L level. In this state, if a ground fault occurs at point Y at point TI,
The voltage d at the connection point P2 becomes zero, and the output f of the second sample and hold circuit (21) becomes L level at time T2.
また、接続点Ｐ１の電圧Ｃはほぼ零のままであり、第１
サンプルホールド回路（２Ｉ）の出力ｆもＬレベルのま
まである。In addition, the voltage C at the connection point P1 remains almost zero, and the voltage C at the first
The output f of the sample hold circuit (2I) also remains at L level.
これをまとめると、次のようになる。This can be summarized as follows.
すなわち、非通電状態では、正常時には、２つのサンプ
ルホールド回路（２１）（２２）の出力ｅおよびｆがい
ずれもＨレベルであるが、異常発生時には、出力ｅおよ
びｆのいずれもＬレベルになる。正転駆動状態では、正
常時には、第１サンプルホールド回路（２１）の出力ｅ
はＨレベル、第２サンプルホールド回路（２２）の出力
ｆはＬレベルであるが、異常発生時には、出力ｅおよび
ｆのいずれもＬレベルになる。逆転駆動状態では、正常
時には、第１サンプルホールド回路（２Ｉ）の出力ｅ
ｉ、ｔ Ｌレベル、第２サンプルホールド回路（２，２
）の出力ｆはＨレベルであるが、異常発生時には、出力
ｅおよびｆのいずれもＬレベルになる。That is, in a non-energized state, the outputs e and f of the two sample and hold circuits (21) and (22) are both at H level during normal operation, but when an abnormality occurs, both outputs e and f go to L level. . In normal rotation drive state, the output e of the first sample and hold circuit (21) is
is at H level, and the output f of the second sample and hold circuit (22) is at L level, but when an abnormality occurs, both outputs e and f go to L level. In the reverse drive state, under normal conditions, the output e of the first sample hold circuit (2I)
i, t L level, second sample hold circuit (2, 2
) is at H level, but when an abnormality occurs, both outputs e and f go to L level.
これらより、非ａ電、正転駆動および逆転駆動のいずれ
の状態においても、正常時には、２つのサンプルホール
ド回路（２１）（２２）の出力ｅおよびｆの論理和（Ｏ
Ｒ）が１であり、異常が発生すると、これらの論理和が
０になる。したがって、制御装置（９）において、２つ
のサンプルホールド回路（２１）（２２）の出力ｅおよ
びｆの論理和が０になった状態が所定時間持続すること
を検出するだけで、非通電、通電に関係なく、異常の検
出ができる。From these, in any state of non-a current, forward rotation drive, or reverse rotation drive, in normal operation, the logical sum (O
R) is 1, and when an abnormality occurs, the logical sum of these becomes 0. Therefore, in the control device (9), by simply detecting that the state in which the logical sum of the outputs e and f of the two sample and hold circuits (21) and (22) is 0 continues for a predetermined time, Anomalies can be detected regardless of the
正転駆動状態で、点Ｙにおいて地絡が発生した場合、接
続点Ｐ１と地絡発生点Ｙとの間にモ−タ（１）があるた
め、接続点Ｐ１の電圧Ｃは零にはならず、２つのサンプ
ルホールド回路（２１）（２２）の出力ｅおよびｆの論
理和は０にならない。ところが、地絡により電流検出用
抵抗（ｌＯ）に電流が流れなくなるので、従来と同様に
電流検出回路（１１）の検出電流と制御装置（９）で演
算された電流指令値との比較により異常を検出すること
ができる。この場合、電流はパワートランジスタ（２ａ
）とモータ（１）の電機子抵抗を通って流れるので、パ
ワートランジスタ（２ａ）に流れる電流が異常に大きく
なることがなく、異常検出に時間がかかっても、過電流
によるパワートランジスタ（２ａ）の破壊の可能性は小
さい。そして、仮に電流検出用抵抗（１０）に電流が流
れなくなることによる従来同様の異常検出を行なわなか
ったとしても、次に非通電状態または逆転駆動状態にな
ったときに、第５図（ａ）および（ｂ）について説明し
たように異常が検出できる。逆転駆動状態で、点Ｘにお
いて地絡が発生した場合についても、同様である。また
、第１実施例の場合にも、同じことがいえる。If a ground fault occurs at point Y during forward rotation, the voltage C at the connection point P1 will not become zero because the motor (1) is between the connection point P1 and the ground fault point Y. First, the logical sum of the outputs e and f of the two sample and hold circuits (21) and (22) does not become zero. However, because the current no longer flows through the current detection resistor (lO) due to a ground fault, an abnormality is detected by comparing the detected current of the current detection circuit (11) with the current command value calculated by the control device (9), as in the conventional case. can be detected. In this case, the current flows through the power transistor (2a
) and the armature resistance of the motor (1), the current flowing to the power transistor (2a) will not become abnormally large, and even if it takes time to detect an abnormality, the power transistor (2a) will not be affected by overcurrent. The possibility of destruction is small. Even if the conventional abnormality detection due to the current no longer flowing through the current detection resistor (10) is not performed, the next time the current is turned off or the reverse drive state occurs, as shown in FIG. 5(a). An abnormality can be detected as described in (b). The same applies to the case where a ground fault occurs at point X in the reverse drive state. Moreover, the same can be said for the first embodiment.
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は、電動
モータに印加される電圧に基づいて・モータ駆動回路の
異常が検出されているので、モータ線の地絡等のモータ
駆動回路の異常を短時間に検出することができ、このよ
うな異常発生に対して、迅速に電動モータによる操舵力
補助を禁止できる。このため、モータ線の地絡等のモー
タ駆動回路の異常が発生しても、モータ駆動素子の破壊
、火災の発生等を防止することができる。Effects of the Invention The electric power steering device according to the present invention detects abnormalities in the motor drive circuit based on the voltage applied to the electric motor. The steering force assistance by the electric motor can be promptly prohibited in response to the occurrence of such an abnormality. Therefore, even if an abnormality occurs in the motor drive circuit such as a ground fault in the motor line, destruction of the motor drive element, fire, etc. can be prevented.
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例を示す電動式パワーステ
アリング装置全体の概略電気ブロック図、第２図はサン
プルホールド回路の動作を示すタイムチャート、ｔＪ３
図はサンプルホールド回路の出力に基づく異常監視処理
の手順を示すフローチャート、第４図は第２実施例を示
す第１図相当の図面、第５図はサンプルホールド回路お
よびプルアップ回路の動作を示すタイムチャート、第６
図は従来例を示す電気ブロック図である。
（１）・・・電動モータ、（３）・・・モータ駆動回路
、（２ａ） （２ｂ） （２ｃ） （２ｄ）−パワート
ランジスタ、（６）１１．フェイルリレー回路、（７）
・・・トルクセンサ、（９）・・・制御装置、（２１）
（２２）・・・サンプルホールド回路、（２０）（２
７）・・・プルアップ回路。
以 上
特許出願人 光洋精工株式会社
」餓り
第２図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a schematic electrical block diagram of the entire electric power steering device showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart showing the operation of the sample and hold circuit, and tJ3.
The figure is a flowchart showing the procedure of abnormality monitoring processing based on the output of the sample-and-hold circuit, FIG. 4 is a drawing equivalent to FIG. 1 showing the second embodiment, and FIG. 5 shows the operation of the sample-and-hold circuit and the pull-up circuit. Time chart, 6th
The figure is an electrical block diagram showing a conventional example. (1)...Electric motor, (3)...Motor drive circuit, (2a) (2b) (2c) (2d)-power transistor, (6)11. Fail relay circuit, (7)
... Torque sensor, (9) ... Control device, (21)
(22)...sample hold circuit, (20) (2
7)...Pull-up circuit. Applicant for the above patent: Koyo Seiko Co., Ltd. Figure 2
Claims (1)
ャフトの入力トルクを検出するトルクセンサと、トルク
センサの検出トルク等に基づいて、パワー素子によりモ
ータの断続および極性の切替えを行ない操舵力補助量を
制御するモータ制御手段とを備えた電動式パワーステア
リング装置において、 正転用パワー素子と逆転用パワー素子の直列接続点に印
加される電圧に基づいて、モータ駆動回路の異常を検出
する異常検出手段、および異常検出手段によって異常が
検出されたときに、電動モータによる操舵力補助を禁止
す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。[Claims] An electric motor for assisting the steering force, a torque sensor for detecting the input torque of the steering shaft, and a power element for switching the motor on and off and polarity based on the detected torque of the torque sensor. In an electric power steering device equipped with a motor control means for controlling the amount of steering force assistance, the abnormality of the motor drive circuit is detected based on the voltage applied to the series connection point of the forward rotation power element and the reverse rotation power element. An electric power steering device comprising an abnormality detection means for detecting an abnormality, and a means for prohibiting steering force assistance by an electric motor when an abnormality is detected by the abnormality detection means.
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| JPS63240466A (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Jidosha Kiki Co Ltd | Safety device for power steering gear |
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1988
- 1988-10-14 JP JP26016588A patent/JP2678377B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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