JPH0241976A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JPH0241976A
JPH0241976A JP63191842A JP19184288A JPH0241976A JP H0241976 A JPH0241976 A JP H0241976A JP 63191842 A JP63191842 A JP 63191842A JP 19184288 A JP19184288 A JP 19184288A JP H0241976 A JPH0241976 A JP H0241976A
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Makoto Nohara
誠 野原
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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〕 本発明は電動パワーステアリング装置に関し、更に詳述
すれば、操舵力を補助する電動機を高精度に制御でき、
安全性においても優れた電動パワーステアリング装置を
提案するものである。
〔従来の技術〕
車輌の操舵に要する操作力を電動機により補助する電動
パワーステアリング装置は、操舵によってコラムシャフ
トに発生したトルクをトルクセンサが検出し、そのトル
クに応じて電動機を駆動し、その駆動力によりコラムシ
ャフトを回転させて操舵に要する操作力を補助するよう
に構成されている。そしてトルクセンサは、発振回路か
ら与えられた高周波電圧によって、トルクに相応する高
周波電圧を誘起してトルクを検出し、所定の処理回路に
よってそのトルクを電気信号に変換し、それをコントロ
ーラに与えている。またトルクセンサにはバフテリの電
圧を安定化する電源安定化部の出力電圧を与えている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の電動パワーステアリング装置は、電源安定化部が
故障して、その出力電圧が大きく変化した場合には、ト
ルクセンサがトルクを誤検出してコントローラが電動機
を誤制御する虞れがあるから、電源安定化部の出力電圧
を例えばウィンドコンパレータによって出力電圧が所定
範囲内であるか否かを監視して、電源安定化部が故障し
た場合には電動機により操舵力を補助しないようにして
いる。
ところで、製造された電源安定化部の出力電圧は個々に
僅かに差があり、また電源安定化部の出力特性も個々に
僅かに差があるから、電源安定化部によっては、トルク
が零の場合であっても、トルクセンサがトルクを検出し
た如き微小の電圧を出力することが起こり得て、トルク
センサの出力を適正な不惑帯域に設定できないという問
題がある。それ故、電源安定化部が故障して、その出力
電圧が僅かに変化した場合にはトルクセンサの出力電圧
が不感帯域から脱出して電動機が誤制御され安全性が損
なわれるという問題がある。
本発明は斯かる問題に鑑み、電源安定化部の出力電圧及
びトルクセンサの出力特性のバラツキに関係なく、トル
クを検出していない場合にはトルクセンサの出力を適正
な不感帯域に設定でき、故障により電源安定化部の出力
電圧が変化しても、操舵力を補助する電動機が誤制御さ
れることがない電動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〕
本発明に斯かる電動パワーステアリング装置は、バッテ
リの電圧を安定化する電源安定化部を有し、操舵輪の回
転により生じるトルクを検出するトルクセンサのトルク
出力に応じて電動機を駆動して操舵力を補助する電動パ
ワーステアリング装置において、前記電源安定化部の出
力電圧が与えられており、トルクを検出していないトル
クセンサの出力電圧を所定値に設定するオフセント電圧
を出力するオフセット電圧出力部を設けて、前記オフセ
ット電圧を監視して前記電源安定化部の故障を検出する
構成としてあることを特徴とする。
〔作用〕
電源安定化部の出力電圧がオフセット電圧出力部に与え
られる。オフセット電圧出力部は、トルクセンサがトル
クを検出していない場合にトルクセンサの出力が適正な
不感帯域になるように所定のオフセット電圧を出力する
。オフセット電圧は電源安定化部の出力電圧に応じて変
化する。トルクセンサの出力とオフセント電圧とに関連
して操舵力を補助する電動機が制御される。
オフセット電圧によりトルクセンサの出力を適正な不感
帯域に設定でき、またオフセット電圧の変化から電源安
定化部の故障を判別できる。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面により詳述する。第
1図は本発明に係る電動パワーステアリング装置の模式
図、第2図は第1図におけるトルクセンサの要部ブロッ
ク図である。第1図において、スピードセンサSS及び
トルクセンサTSの出力はコネクタCNIを介して電動
パワーステアリング装置のコントローラCTRへ入力さ
れている。また負極を接地しているバッテリBの電圧を
、キースイッチS−及びコネクタCNIを介してコント
ローラCTRへ与えている。コントローラCTRの接地
部はコネクタCNIを介して接地Eされている。操舵力
を補助する電動機MはコネクタCN2を介してコントロ
ーラCTRと接続されている。
第2図において、電源安定化部2の出力電圧はトルクセ
ンサTSの発振回路3へ与えられており、また抵抗分圧
回路からなるオフセット電圧出力部4へ与えられている
。トルクセンサTSは発振回路3と、温度補償コイルL
、及びコンデンサC2を並列接続した温度補償回路5と
、トルク検出コイルL2及びコンデンサC2を並列接続
したトルク検出回路6と、クランプ回路7,12と、ピ
ーク検出回路8゜13と、差動増幅回路11と、基準電
圧回路9と、比較回路10と、オフセット電圧出力部4
と、電源安定化部2と、電圧−電流変換回路14.15
と、コネクタCNIとを備えている。
’に動パワーステアリング装置のコントローラCTRは
、コネクタCN2と、電流−電圧変換回路16゜17と
、マイクロコンピュータ18と、電源安定化部19とを
備えている。温度補償コイルL、は周囲温度に関連して
そのインダクタンスが変化し、トルク検出コイルL2は
図示しないコラムシャフトに作用したトルク及び周囲温
度に関連して、そのインダクタンスが変化する。そして
前記発振回路3の発振出力は、抵抗R3を介して温度補
償回路5の一側に与えられており、その他側は接地され
ている。
また発振回路3の発振出力は抵抗R2を介してトルク検
出回路6の一側に与えられており、その他側は接地され
ている。温度補償回路5の共振電圧をクランプ回路7に
与えており、クランプ回路7は与えられた電圧波形の負
側最大値をOvになすように波形を正電圧側へレベル変
更させるようになっている。このクランプ回路7の出力
電圧をピーク検出回路8に与えている。ピーク検出回路
8は与えられた電圧の正電圧のピーク値を検出しその出
力電圧を、所定の電圧を予め設定している基準電圧回路
9の基準電圧を与えている比較回路10及び差動増幅回
路11に与えている。また前記トルク検出回路6の共振
電圧をクランプ回路12に与えており、クランプ回路1
2の出力電圧をピーク検出回路13に与えている。この
クランプ回路12及びピーク検出回路13は、前記クラ
ンプ回路7及びピーク検出回路13と同様の動作をする
。そしてピーク検出回路13の出力電圧は差動増幅回路
11に与えられている。
前記オフセント電圧出力部4のオフセット電圧は電源安
定化部2の出力電圧を分圧して得ており、トルクセンサ
TSがトルクを検出していない場合に所定電圧、例えば
2.5vになるように、そのオフセット電圧を差動増幅
回路11及び電圧−電流変換回路14に与えている。差
動増幅回路11はピーク検出回路8.13の各出力電圧
の差を求めるとともに、求めた差の電圧にオフセット電
圧を加えた出力電圧を出力するようになっている。そし
てその出力電圧を電圧−電流変換回路15に与えている
。比較回路10の出力電圧はコネクタCNI、CN2を
介してコントローラCTRのマイクロコンピュータ18
へ入力されている。また電圧−電流変換回路15.14
の各出力は、コネクタCNI、CN2を介して、電流−
電圧変換部16.17へ各入力されており、その夫々の
出力をコントローラCTRのマイクロコンピュータ18
へ入力している。コントローラCTRの電源安定化部1
9には、外部に設けであるバッテリB電圧がキースイッ
チ聞及びコネクタCN2を介して与えられており、電源
安定化部19の出力電圧はコントローラCTR内の回路
及びコネクタCN2.CNIを介してトルクセンサTS
の電源安定化部2及びトル°クセンサTS内の図示しな
い電子回路へ与えられている。なお、コントローラCT
R及びトルクセンサTSの接地部E及びEはコネクタC
NI、CN2を介して、共通に接続されている。また、
外部の接地点E0はコネクタCN2を介してコントロー
ラCTRの接地部Eと接続されている。コントローラC
TRのマイクロコンピュータ18には図示しないメモリ
を内蔵しており、キースイッチS−の操作によりバッテ
リBが投入された場合にその投入時点のオフセット電圧
を記憶するようになっている。またマイクロコンピュー
タ18は、電圧−電流変換回路14から与えられたオフ
セット電圧とバッテリ投入時のオフセット電圧を記憶し
たオフセット電圧とを比較して、その差が生じた場合に
は電動機Mにより操舵力を補助しないマニュアルモード
に切換えるようになっている。更に電圧−電流変換回路
14.15から与えられた両出力の差を求めて、求めた
差の出力に基づいて電動機Mを制御するようになってい
る。更にマイクロコンピュータ18は、比較回路10の
出力が与えられた場合には前記マニュアルモードに切換
えるようになっている。
次にこのように構成した電動パワーステアリング装置の
動作を説明する。
キースイッチS讐を閉路してバッテリBを投入すると、
バッテリBの電圧を安定化する電源安定化部19の出力
電圧が、トルクセンサTSの電源安定化部2に与えられ
て、その出力電圧が発振回路3及びオフセット電圧出力
部4に夫々与えられる。そしてオフセント電圧出力部4
が出力するオフセント電圧は差動増幅回路11及び電圧
−電流変換回路14に与えられる。電圧−電流変換回路
14はオフセット電圧を電流に変換してコネクタCNI
、CN2を介して電流−電圧変換部17に与え、それを
電圧変換してマイクロコンピュータ18に与え、バッテ
リ投入時のオフセット電圧を図示しないメモリに記憶す
る。一方、発振回路3は発振動作してその発振出力を、
温度補償回路5及びトルク検出回路6に与える。温度補
償回路5の共振電圧は周囲温度に関連して得られてクラ
ンプ回路7に与えられる。
またトルク検出回路6の共振電圧は操舵輪の操作により
作用したトルク及び周囲温度に関連して得られてクラン
プ回路12に与えられる。クランプ回路7,12の各出
力電圧は、ピーク検出回路8,13に各別に与えられて
、その各出力電圧がともに差動増幅回路11に与えられ
る。ここで差動増幅回路11はピーク検出回路8及び1
3の各出力電圧の差を求め、その差の出力電圧にオフセ
ント電圧を加えることになる。即ち温度補償回路5の出
力電圧をV3、トルク検出回路6の出力電圧をv2、オ
フセット電圧をV。FF 、差動増幅回路11の出力電
圧をv3とすると、 V3=A (Vz  V+)  + VoFy    
    ・−・(tl但しAは差動増幅回路の増幅率 となる。したがって、差動増幅回路11の出力電圧は温
度補償回路5及びトルク検出回路6の周囲温度に関連す
る出力電圧が相殺されて、検出したトルクに関連する出
力電圧のみが得られることになる。いまトルクセンサT
Sがトルクを検出していない場合には差動増幅回路11
の出力電圧はオフセット電圧となり、一方トルクを検出
した場合には操舵輪の回転方向により、オフセット電圧
を基準にして差動増幅回路11の出力電圧が増減するこ
とになる。この差動増幅回路11の出力電圧は電圧−電
流変換回路15に与えられて、電流に変換されコネクタ
CNI、CN2を介してコントローラCTRの電流−電
圧変換部16に与えられて電圧変換されてマイクロコン
ピュータ18に与えられる。コントローラCTRのマイ
クロコンピュータ18は電圧−電流変換回路14.15
の再出力の差の出力に基づいて電動機Mを制御するが、
トルクが検出されていない場合は電圧−電流変換回路1
4.15の各出力電圧は等しく差の出力が得られないた
め電動機Mは制御されない。しかるに、トルクを検出す
ると電圧−電流変換回路14.15の再出力に差が生じ
、その差の出力によって電動機Mが制御されて駆動して
、操舵力を補助することになる。このように電圧−電流
変換回路14.15の出力差を求めることにより、トル
クセンサTS及び電源安定化部2の周囲温度に関連する
出力電圧を更に相殺して、トルク出力をより温度補償す
ることになる。また電源安定化部2の出力電圧が変動し
てもその変動に起因して出力差が生じないから、電源安
定化部2の故障により電動機Mを誤制御することがない
そして、マイクロコンピュータ18はバッテリ投入時の
オフセット電圧と、その後に電圧−電流変換回路14か
ら与えられるオフセット電圧とを比較していて、電源安
定化部2が故障してその出力電圧が変化すると、オフセ
ット電圧が変化して、バッテリ投入時のオフセント電圧
と差が生じる。それにより電源安定化部2の故障が検出
される。このように電源安定化部2の故障が検出される
と、電動機Mの制御を禁止して、電動機Mの駆動力を用
いずに操舵輪の操作のみで操向を行うマニュアルモード
に切換えることになる。したがって、電源安定化部2が
故障した場合にはオフセ・ノド電圧が変化するから、そ
れによってコントローラCTRによる電動mMの誤制御
がないままにマニュアルモードに切換って、電源安定化
部2の故障時の安全性が高められることになる。
更に、発振回路3が故障して発振出力が消滅した場合は
温度補償回路5の出力電圧が消滅してピーク検出回路8
の出力電圧が比較回路10に与えられな(なり、基準電
圧回路9から与えられる基準電圧のみが比較回路10に
与えられて、比較回路10の出力電圧がマイクロコンピ
ュータ18に与えられる。これにより、マイクロコンピ
ュータ18は発振回路3の故障を検出すると、前述した
マニュアルモードに切換えて、電動機Mの制御を禁止す
ることになる。それ故、発振回路3の不調によって電動
機Mが制御されて駆動されることがなく安全性が高めら
れることになる。
なお、本実施例では、差動増幅回路11の出力電圧及び
オフセット電圧出力部4のオフセット電圧を夫々、電圧
−電流変換回路15.14により電流に変換してコント
ローラCTRに与えたが、これはコントローラCTRに
与えるまでの回路途中における電圧降下環による電圧変
化を可及的に減少させるためであり、この構成に限定す
るものではない。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明はバッテリの電圧を安定化
させる電源安定化部の出力電圧がトルクセンサに与えら
れて、トルクセンサがトルクを検出していないときのそ
の出力電圧となるオフセント電圧を出力するオフセント
電圧出力部を設けたので、トルクセンサの出力特性及び
電源安定化部の出力電圧が個々のトルクセンサ、又は電
源安定化部で異なっていてもトルクセンサの出力電圧を
適正な不感帯域に容易に設定できる。またバッテリ投入
時のオフセット電圧と、その後のオフセット電圧とを比
較していて電源安定化部の故障を検出するから、電源安
定化部が故障しても操舵力を補助する電動機が誤制御さ
れない。したがって、検出したトルクに関連して操舵力
を補助する電動機を高精度に制御でき、電源安定化部が
故障したときは電動機の制御が禁止されて安全性に優れ
た電動パワーステアリング装置を提供できる優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電動パワーステアリング装置の模
式図、第2図はトルクセンサ要部のブロック図である。 2・・・電源安定化部  3・・・発振回路4・・・オ
フセット電圧出力部 5・・・温度補償回路6・・・ト
ルク検出回路 10・・・比較回路11・・・差動増幅
回路  18・・・マイクロコンピュータB・・・バッ
テリ M・・・電動機 TS・・・トルクセンサCTR
・・・コントローラ CN1.CN2・・・コネクタ特
 許 出願人  光洋精工株式会社 代理人 弁理士  河 野  登 夫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、バッテリの電圧を安定化する電源安定化部を有し、
    操舵輪の回転により生じるトルクを検出するトルクセン
    サのトルク出力に応じて電動機を駆動して操舵力を補助
    する電動パワーステアリング装置において、 前記電源安定化部の出力電圧が与えられて おり、トルクを検出していないトルクセンサの出力電圧
    を所定値に設定するオフセット電圧を出力するオフセッ
    ト電圧出力部を設けて、前記オフセット電圧を監視して
    前記電源安定化部の故障を検出する構成としてあること
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
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