JPH0478662A - Motor-driven power steering - Google Patents
Motor-driven power steeringInfo
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- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、たとえば自動車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 the Invention The present invention relates to an electric power steering device for, for example, an automobile.
従来の技術
たとえば自動車の電動式パワーステアリング装置として
、操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセ
ンサの検出値に基づき駆動される操舵力補助用の電動モ
ータとを備えたものか知られており、この種の従来の電
動式パワーステアリング装置のトルクセンサにおいては
、検出部からの信号を同じ増幅度で増幅し、たとえば制
御用の第1出力および異常検出用の第2出力の2つの出
力として出力していた。BACKGROUND OF THE INVENTION For example, it is known that an electric power steering device for an automobile includes a torque sensor for detecting steering torque and an electric motor for assisting steering force that is driven based on the detected value of the torque sensor. In this type of conventional torque sensor for electric power steering devices, the signal from the detection section is amplified with the same amplification degree, and is output as two outputs, for example, a first output for control and a second output for abnormality detection. It was outputting.
また、コネクタの接触抵抗の影響などを受けないように
、トルクセンサの2つの出力は電流出力となっていた。Furthermore, the two outputs of the torque sensor were current outputs so as not to be affected by the contact resistance of the connector.
発明が解決しようとする課題
上記のような電動式パワーステアリング装置においては
、トルクセンサの2つの出力を比較することによってト
ルクセンサの異常を検出するようになっているか、2つ
の出力か同じ増幅度の同し大きさの信号であるため、ト
ルクセンサの電源に電圧低下などの異常か発生したよう
な場合は、2つの出力が同じように低下して、同し大き
さになるので、2つの出力を比較しただけでは異常の検
出ができない。Problems to be Solved by the Invention In the electric power steering device as described above, an abnormality in the torque sensor is detected by comparing two outputs of the torque sensor, or whether the two outputs have the same amplification degree. Since the signals are of the same magnitude, if an abnormality such as voltage drop occurs in the power supply of the torque sensor, the two outputs will decrease in the same way and become the same magnitude, so the two outputs will be the same. Abnormalities cannot be detected just by comparing the outputs.
また、2つの出力が電流出力であるため、トルクセンサ
側に2つの電圧−電流変換回路が、トルクセンサの出力
を利用する相手側に2つの電流−電圧変換回路か必要で
あり、部品点数か増す上、トルクセンサ側と相手側の双
方に高い精度の部品が要求され、コストが高くなる。In addition, since the two outputs are current outputs, two voltage-current conversion circuits are required on the torque sensor side, and two current-voltage conversion circuits are required on the other side that uses the output of the torque sensor, which reduces the number of parts. In addition, high-precision parts are required for both the torque sensor side and the other side, which increases costs.
この発明の目的は、上記の問題を解決した電動式パワー
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 power 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、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセン
サの検出値に基づき駆動される操舵力補助用の電動モー
タとを備えた電動式ツクワーステアリング装置であって
、
前記トルクセンサは、その検出部からの信号を増幅して
第1出力および第2出力として出力し、かつ第1出力と
第2出力の増幅度が異なるように設定されていることを
特徴とするものである。Means for Solving the Problems An electric power steering device according to the present invention includes: a torque sensor that detects steering torque; and an electric motor for assisting steering force that is driven based on the detected value of the torque sensor. In the torque steering device, the torque sensor amplifies the signal from the detection section and outputs the amplified signal as a first output and a second output, and the amplification degree of the first output and the second output is set to be different. It is characterized by the fact that
さらには、トルクセンサの第1出力の増幅度と第2出力
の増幅度との比に基づいて第2出力から第1出力演算値
を演算する手段、第1出力と第1出力演算値との差が所
定値以上である場合にトルクセンサの異常として検出す
る監視手段、および監視手段によって異常か検出された
ときに電動モータによる操舵力補助を楚止する手段を備
えていることを特徴とするものである。Furthermore, means for calculating the first output calculation value from the second output based on the ratio of the amplification degree of the first output and the amplification degree of the second output of the torque sensor; The present invention is characterized by comprising a monitoring means for detecting an abnormality in the torque sensor when the difference is greater than or equal to a predetermined value, and a means for stopping steering force assistance by the electric motor when an abnormality is detected by the monitoring means. It is something.
好ましくは、トルクセンサの第1出力および第2出力か
電圧出力である。Preferably, the first and second outputs of the torque sensor are voltage outputs.
作 用
トルクセンサの第1出力と第2出力の増幅度が異なるよ
うに設定されているので、異常時の2つの出力の関係が
正常時とは異なる。Since the amplification degrees of the first output and the second output of the working torque sensor are set to be different, the relationship between the two outputs in an abnormal state is different from that in a normal state.
そして、第1出力の増幅度と第2出力の増幅度との比に
基づいて第2出力から第1出力演算値を演算し、第1出
力とこの第1出力演算値との差を調べることにより、電
源の電圧低下などによって2つの出力が同じように低下
した場合でもこれを簡単にかつ確実に検出することがで
きる。and calculating a first output calculation value from the second output based on the ratio of the amplification degree of the first output and the amplification degree of the second output, and checking the difference between the first output and this first output calculation value. Therefore, even if the two outputs fall in the same way due to a voltage drop in the power supply, this can be easily and reliably detected.
トルクセンサの第1出力および第2出力を電圧出力にす
ると、従来の電流出力の場合に必要であったトルクセン
サ側の2つの電圧−電流変換回路と相手側の2つの電流
−電圧変換回路が不要になる。When the first and second outputs of the torque sensor are made into voltage outputs, two voltage-current conversion circuits on the torque sensor side and two current-voltage conversion circuits on the other side, which were required in the case of conventional current outputs, are replaced. becomes unnecessary.
実 施 例
以下、図面を参照して、この発明を自動車の電動式パワ
ーステアリング装置に適用した実施例について説明する
。Embodiments Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to an electric power steering device for an automobile will be described with reference to the drawings.
第1図は、電動式パワーステアリング装置の概略構成を
示している。FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric power steering device.
この装置は、操舵力を補助するだめの電動モータ(1)
、モータ(1)とステアリング系との間に設けられた電
磁クラッチ(2)、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(3)、車速を検出する
ための車速センサ(4)、ならびにこれらのセンサ(3
)(4)の出力に基づいてモータ(1)およびクラッチ
(2)を制御するコントローラ(5)などを備えている
。This device uses an electric motor (1) to assist the steering force.
, an electromagnetic clutch (2) provided between the motor (1) and the steering system, a torque sensor (3) for detecting the input torque of the steering shaft, a vehicle speed sensor (4) for detecting the vehicle speed, and These sensors (3
) and a controller (5) that controls the motor (1) and the clutch (2) based on the output of (4).
コントローラ(5)は、マイクロコンピュータ(6)
、5 Vレギュレータ(7)、8vレギユレータ(8)
、モータ駆動用主回路(9)、主回路駆動回路(10)
、主回路(9)の電流検出回路(11)、クラッチ駆動
回路(12)、リレー駆動回路(151,)およびフェ
イルリレー(■5)などを備えている。The controller (5) is a microcomputer (6)
, 5V regulator (7), 8V regulator (8)
, motor drive main circuit (9), main circuit drive circuit (10)
, a current detection circuit (11) of the main circuit (9), a clutch drive circuit (12), a relay drive circuit (151,), a fail relay (5), etc.
2つのレギュレータ(7) (8)は、キースイッチ(
13)を介してバッテリ(主電源) (+4)に接続さ
れている。5Vレギユレータ(ア)の出力はコンピュー
タ(6)に接続され、8Vレギユレータ(8)の出力は
電流検出回路(11)およびトルクセンサ(3)に接続
されている。The two regulators (7) (8) are connected to the key switch (
13) is connected to the battery (main power supply) (+4). The output of the 5V regulator (A) is connected to a computer (6), and the output of the 8V regulator (8) is connected to a current detection circuit (11) and a torque sensor (3).
モータ(1)は主回路(9)に接続され、主回路(9)
は主回路駆動回路(10)および電流検出回路(+1)
を介してコンピュータ(6)に接続されている。クラッ
チ(2)は、クラッチ駆動回路(12)を介してコンピ
ュータ(6)に接続されている。主回路(9)とクラッ
チ駆動回路(12)は、フェイルリレー(15)を介し
てバッテリ(+4)に接続され、フェイルリレー(15
)はリレー駆動回路(151)を介してコンピュータ(
6)に接続されている。主回路駆動回路(10)は、バ
ッテリ(14)に接続されている。図示は省略したが、
主回路(9)は4つのパワー素子(パワートランジスタ
なと)からなるブリッジ回路を備えており、各パワー素
子が主回路駆動回路(10)を介してコンピュータ(6
)により制御される。モータ(1)は、省電力化を図る
ため、PWM制御されている。The motor (1) is connected to the main circuit (9),
are the main circuit drive circuit (10) and the current detection circuit (+1)
It is connected to the computer (6) via. The clutch (2) is connected to the computer (6) via a clutch drive circuit (12). The main circuit (9) and the clutch drive circuit (12) are connected to the battery (+4) via the fail relay (15).
) is connected to the computer (
6). The main circuit drive circuit (10) is connected to a battery (14). Although not shown,
The main circuit (9) includes a bridge circuit consisting of four power elements (power transistors), and each power element is connected to the computer (6) via the main circuit drive circuit (10).
) is controlled by The motor (1) is PWM controlled to save power.
バッテリ(14)のキースイッチ(+3)、トルクセン
サ(3)、車速センサ(4)およびオルタネータ(+6
)か、インタフェース(17)を介してコンピュータ(
6)に接続されている。Battery (14) key switch (+3), torque sensor (3), vehicle speed sensor (4) and alternator (+6)
) or via the interface (17) to the computer (
6).
コンピュータ(6)は、トルクセンサ(3)の検出トル
ク、車速センサ(4)の検出速度などに基づいて主回路
駆動回路(10)などを制御し、これによってモータ(
1)による操舵力補助量を制御する。The computer (6) controls the main circuit drive circuit (10) etc. based on the detected torque of the torque sensor (3), the detected speed of the vehicle speed sensor (4), etc., and thereby controls the motor (
1) controls the amount of steering force assistance.
第2図は、トルクセンサ(3)の1例とコントローラ(
5)の一部を詳細に示している。Figure 2 shows an example of a torque sensor (3) and a controller (
5) is shown in detail.
このトルクセンサ(3〉は、3端子レギユレータ(18
)、発振回路(19)、検出部(20)、第1クランプ
回路(21)および第2クランプ回路(22)、第1ピ
ークホールド回路(23)および第2ピークホルト回路
(24)、ならびに第1差動増幅回路(25)および第
2差動増幅回路(26)を備えている。This torque sensor (3) is a 3-terminal regulator (18
), an oscillation circuit (19), a detection unit (20), a first clamp circuit (21) and a second clamp circuit (22), a first peak hold circuit (23) and a second peak hold circuit (24), and a first peak hold circuit (23) and a second peak hold circuit (24). 1 differential amplifier circuit (25) and a second differential amplifier circuit (26).
3端子レギユレータ(18)は、コントローラ(5)の
8Vレギユレータ(8)に接続されている。The three-terminal regulator (18) is connected to the 8V regulator (8) of the controller (5).
図示は省略したが、検出部(20)は検出用信号Saを
出力する検出用変換部と補償用信号sbを出力する補償
用変換部を備えている。検出用信号Saは、第1クラン
プ回路(21)および第1ピークホールド回路(23)
を経て2つの差動増幅回路(25)(26)の第1入力
端子に入力する。補償用信号sbは、第2クランプ回路
(22)および第2ピーク子−ルド回路(24)を経て
2つの差動増幅回路(25) (2G)の第2入力端子
に入力する。2つの差動増幅回路(25)(2B)の増
幅度は異なっており、第1差動増幅回路(25)の増幅
度はA、第2差動増幅回路(26)の増幅度はAlx(
χ≠1)である。第1差動増幅回路(25)は、2つの
ピークホールド回路(23) (24)の出力電圧の差
を増幅度Aで差動増幅し、これを第1出力V1として電
圧出力する。第2差動増幅回路(26)は、2つのピー
クホールド回路(23)(24)の出力電圧の差を増幅
度A/χで差動増幅し、これを第2出力V2として電圧
出力する。Although not shown, the detection section (20) includes a detection conversion section that outputs a detection signal Sa and a compensation conversion section that outputs a compensation signal sb. The detection signal Sa is transmitted through the first clamp circuit (21) and the first peak hold circuit (23).
The signal is then input to the first input terminals of two differential amplifier circuits (25) and (26). The compensation signal sb is input to the second input terminals of the two differential amplifier circuits (25) (2G) via the second clamp circuit (22) and the second peak clamp circuit (24). The amplification degrees of the two differential amplifier circuits (25) (2B) are different, the amplification degree of the first differential amplifier circuit (25) is A, and the amplification degree of the second differential amplifier circuit (26) is Alx (
χ≠1). The first differential amplifier circuit (25) differentially amplifies the difference between the output voltages of the two peak hold circuits (23) and (24) with an amplification degree A, and outputs this as a first output V1. The second differential amplifier circuit (26) differentially amplifies the difference between the output voltages of the two peak hold circuits (23) and (24) with an amplification degree of A/χ, and outputs this as a second output V2.
トルクセンサ(3)の第1出力v1はコントローラ(5
)の第1フィルタ回路(27)およびAD変変器器2B
)を介してコンピュータ(6〉に入力し、前述の操舵力
補助量の制御なとのために使用される。トルクセンサ(
3〉の第2出力V2はコントローラ(5)の第2フィル
タ回路(29)およびAD変換器(28)を介してコン
ピュータ(6)に入力し、トルクセンサ(3)の異常検
出なとのために使用される。The first output v1 of the torque sensor (3) is output from the controller (5
) first filter circuit (27) and AD transformer 2B
) is input to the computer (6>) and is used for controlling the aforementioned steering force assistance amount.Torque sensor (
The second output V2 of 3> is input to the computer (6) via the second filter circuit (29) of the controller (5) and the AD converter (28), and is used to detect abnormalities in the torque sensor (3). used for.
上記のトルクセンサては、第1出力■1と第2出力v2
の増幅度が異なるように設定されているので、電源の電
圧低下などによって2つの出力Vl、+2が同じように
低下した場合でもこれを簡単にかつ確実に検出すること
ができる。The above torque sensor has the first output ■1 and the second output v2.
Since the amplification degrees of the two outputs V1 and +2 are set to be different, even if the two outputs Vl and +2 fall in the same way due to a voltage drop in the power supply, this can be easily and reliably detected.
次に、第3図および第4図を参照して、その理由を説明
する。なお、上記のように、第1出力V1の増幅度はA
1第2出力V2の増幅度はAlxであるから、第2出力
■2の増幅度を1としたときの第1出力v1の増幅度は
χとなる。Next, the reason will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. Note that, as mentioned above, the amplification degree of the first output V1 is A
1 Since the amplification degree of the second output V2 is Alx, the amplification degree of the first output v1 is χ when the amplification degree of the second output 2 is set to 1.
第3図は正常時、第4図は異常時のトルクとトルクセン
サの2つの出力との関係を示している。これらの図面に
おいて、横軸はトルクT1縦軸は第1出力V1および第
2出力■2を表わしている。また、中立点はトルクか0
の、屯を表わし、中立点の左側か左回転方向、右側か右
回転方向のトルクの大きさをそれぞれ表わしている。FIG. 3 shows the relationship between the torque and the two outputs of the torque sensor in a normal state and FIG. 4 in an abnormal state. In these drawings, the horizontal axis represents torque T1, and the vertical axis represents first output V1 and second output (2). Also, the neutral point is torque or 0
It represents the magnitude of the torque to the left of the neutral point or in the counterclockwise rotation direction, and the magnitude of the torque to the right or clockwise rotation direction of the neutral point.
第3図に示すように、正常時には、中立点において第1
出力■15第2出力■2ともにV。As shown in Figure 3, under normal conditions, the first
Output ■15 2nd output ■2 Both are V.
となる。このVOは一定であり、これを中立点出力とい
うことにする。正常時の第1出力V1と第2出力v2と
の間には次のような関係かある。becomes. This VO is constant and will be referred to as the neutral point output. The following relationship exists between the first output V1 and the second output v2 during normal operation.
Vl −x (V2−Vo ) 十Vo 、、−=・−
m正常時の第1出力V1をV 1 o s第2出力■2
をV2oとすると、上記の式(1)は次のように書き直
される。Vl −x (V2−Vo) 10Vo,, −=・−
mThe first output V1 during normal operation is V1 o sThe second output ■2
Assuming that V2o is V2o, the above equation (1) can be rewritten as follows.
Vlo−χ (V2o−Vo )+Vo・・・・・・・
・(2)さらに、式(1)により第2出力V2を用いて
演算した第1出力V1の値(第1出力演算値)をVia
とすると、Viaは次のようになる。Vlo−χ (V2o−Vo)+Vo・・・・・・
・(2) Furthermore, the value of the first output V1 (first output calculation value) calculated using the second output V2 according to equation (1) is expressed as Via
Then, Via becomes as follows.
Vla−X (V2 − Vo ) + Vo
−・ (3)正常時には、V2−V2oであるか
ら、これを式(3)に代入してViaを演算すると、次
のようになる。Vla-X (V2-Vo) + Vo
-. (3) Under normal conditions, it is V2-V2o, so if this is substituted into equation (3) and Via is calculated, the following is obtained.
Vla=χ(V2o−Vo )→−V o −= −−
(4)式(2)と式(4)の右辺は等しいから、V l
o −Vlaとなる。また、正常時には、Vl −Vl
oであるから、Vl−vtaとなる。このように、正常
時には、第2出力を用いて演算した第1出力演算値Vi
aと第1出力V1とが常に等しく、これらの差S (=
V]、−Via、)は常にOとなる。Vla=χ(V2o−Vo)→−V o −= −−
(4) Since the right sides of equation (2) and equation (4) are equal, V l
o −Vla. Also, under normal conditions, Vl −Vl
o, so Vl-vta. In this way, under normal conditions, the first output calculation value Vi calculated using the second output
a and the first output V1 are always equal, and their difference S (=
V], -Via,) is always O.
第4図は、第1出力V1および第2出力V2に同じ量の
出力変動ΔVが生じた場合を示している。たとえば電源
の電圧低下などにより第1出力V1および第2出力V2
がへV低下したとすると、これらは次のようになる。FIG. 4 shows a case where the same amount of output fluctuation ΔV occurs in the first output V1 and the second output V2. For example, due to a voltage drop in the power supply, the first output V1 and the second output V2
Assuming that V drops to V, these become as follows.
Vl −Vlo−AV・・・・・・・・・(5)V2−
V2o−AV・・・・・・・・・(6)式(6)の■2
を式(3)に代入してViaを演算すると、次のように
なる。Vl -Vlo-AV... (5) V2-
V2o-AV・・・・・・・・・(6) ■2 of formula (6)
When Via is calculated by substituting into equation (3), the result is as follows.
V la= x f (V 2o−AV) −Vo
) +■。V la = x f (V 2o - AV) - Vo
) +■.
=x (V2o−Vo ) +Vo −1Δ■
・・ ・・・・・(7)
式(2)より、式(7)は次のようになる。=x (V2o-Vo) +Vo -1Δ■
... (7) From equation (2), equation (7) becomes as follows.
Via−Vlo−χ AV・・・・・・・・・(8)式
(5)の第1.出力■1と式(8)の第1出力演算値V
iaとの差Sを求めると、次のようになる。Via-Vlo-χ AV (8) 1st of equation (5). Output ■1 and the first output calculation value V of equation (8)
The difference S from ia is calculated as follows.
5=Vl −Vl、a
= (Vl、o −AV) −(Vlo−x Δ■)
−(χ−1)AV・・・・・・・・・(9)式(9)に
おいて、χ≠1であるから、χ−1≠0である。出力変
動ΔVがある場合、ΔV≠0であるから、S≠0である
。これに対し、出力変動Δ■がない場合、ΔV−0であ
るから、S−0である。このことは、前述のように正常
時にはVl −Viaとなることからも明らかである。5=Vl −Vl, a = (Vl, o −AV) −(Vlo−x Δ■)
-(χ-1)AV (9) In equation (9), since χ≠1, χ-1≠0. When there is an output fluctuation ΔV, ΔV≠0, so S≠0. On the other hand, if there is no output fluctuation Δ■, then ΔV-0, so S-0. This is clear from the fact that Vl -Via occurs during normal operation as described above.
したがって、第1出力V1と、第2出力V2を用いて演
算した第1出力演算値Viaとの差Sを常時調べること
により、出力変動などの異常を確実に検出することがで
きる。Therefore, by constantly checking the difference S between the first output V1 and the first output calculation value Via calculated using the second output V2, abnormalities such as output fluctuations can be reliably detected.
第5図のフローチャートは、コンピュータ(6)による
上記のトルクセンサ(3)の異常検出処理の1例を示し
ている。なお、このプログラムは、一定時間間隔て繰返
し実行される。The flowchart in FIG. 5 shows an example of abnormality detection processing of the torque sensor (3) by the computer (6). Note that this program is repeatedly executed at fixed time intervals.
第5図において、まず、タイマかタイムアツプしたかど
うかを調べる(ステップ1)。このタイマは異常検出処
理の時間間隔を定めるためのものであり、これがタイム
アツプしていなければ、異常検出処理の時間が到来して
いないことになり、そのまま処理を終了し、タイマかタ
イムアツプしていれば、ステップ2以下の異常検出処理
を行なう。In FIG. 5, first, it is checked whether the timer has timed up (step 1). This timer is used to determine the time interval for abnormality detection processing, and if this timer has not timed up, it means that the time for abnormality detection processing has not arrived, and the processing should be terminated and the timer should be set to time up. For example, the abnormality detection processing in step 2 and subsequent steps is performed.
ステップ2では、AD変換器(28)からトルクセンサ
(3)の第1出力v1を読込む。次に、AD変換器(2
8)からトルクセンサ(3)の第2出力V2を読込み(
ステップ3)、この■2を用いて前記式(3)より第1
出力演算値Viaを演算する(ステップ4)。次に、V
lとViaの差Sを演算しくステップ5)、その絶対値
1sIが所定のしきい値より小さいかどうかを調べる(
ステップ6)。In step 2, the first output v1 of the torque sensor (3) is read from the AD converter (28). Next, the AD converter (2
Read the second output V2 of the torque sensor (3) from 8) (
Step 3), using this ■2, the first
An output calculation value Via is calculated (step 4). Next, V
Calculate the difference S between l and Via (Step 5) and check whether its absolute value 1sI is smaller than a predetermined threshold (
Step 6).
ステップ6においてIsIかしきい値より小さければ、
異常ではないと判断して、NGタイマをクリアしくステ
ップ7)、処理を終了する。If IsI is less than the threshold in step 6, then
It is determined that there is no abnormality, the NG timer is cleared (step 7), and the process is terminated.
ステップ6においてIsIかしきい値より小さくなけれ
ば、異常の可能性があると判断して、NGタイマを1カ
ウントアツプする(ステップ8)。次に、NGタイマか
タイムアツプしたかどうかを調べ(ステップ9)、タイ
ムアツプしていなければ、そのまま処理を終了する。ス
テップ9においてNGタイマがタイムアツプした場合は
、IsIがしきい値以上の状態が一定時間以上継続した
ことになるので、異常であると判断し、フェイルセーフ
処理を行なう(ステップ10)。すなわち、フェイルリ
レー(15)をオフにし、モータ(1)による操舵力補
助を楚止する。If IsI is not smaller than the threshold value in step 6, it is determined that there is a possibility of an abnormality, and the NG timer is incremented by 1 (step 8). Next, it is checked whether or not the NG timer has timed up (step 9), and if the time has not expired, the process is terminated. If the NG timer times up in step 9, this means that the state in which IsI is equal to or higher than the threshold value has continued for a certain period of time or more, so it is determined that there is an abnormality and fail-safe processing is performed (step 10). That is, the fail relay (15) is turned off and steering force assistance by the motor (1) is stopped.
前述のように、トルクセンサ(3)に異常かない場合は
、S−0であるが、電源の電圧低下などによる出力変動
などの異常が生しると、S≠Oとなる。したかって、上
記のようにIsIをしきい値と比較することにより、ト
ルクセンサ(3)の異常を確実に検出することかできる
。As mentioned above, if there is no abnormality in the torque sensor (3), the result is S-0, but if an abnormality such as output fluctuation occurs due to a voltage drop in the power supply, S≠O. Therefore, by comparing IsI with the threshold value as described above, it is possible to reliably detect an abnormality in the torque sensor (3).
第5図のフローチャートにおいて第1出力演算値Via
を演算するための式(3)のχおよび中立点出力VOは
一定で、かつ予めわかるので、これらをコンピュータ(
6)に設定しておくことかできる。In the flowchart of FIG. 5, the first output calculation value Via
Since χ and neutral point output VO in equation (3) for calculating are constant and known in advance, they can be calculated by computer (
6).
中立点出力Voは、また、前記式(1)より次のように
表わされる。The neutral point output Vo is also expressed by the equation (1) as follows.
Vo −(Vl −χV2 ) / (1−χ) ・(
10)上記のように、χは一定で予めわかるので、第1
出力V】と第2出力V2を用いて式(1o)により中立
点出力Voを演算することができる。Vo −(Vl −χV2 ) / (1−χ) ・(
10) As mentioned above, since χ is constant and known in advance, the first
The neutral point output Vo can be calculated using equation (1o) using the output V] and the second output V2.
たとえば、電源投入時にVlとV2を測定し、これらを
用いてVoを演算し、これをコンピュータ(6)に設定
することもてきる。For example, it is possible to measure Vl and V2 when the power is turned on, use these to calculate Vo, and set this in the computer (6).
トルクセンサ(3)に異常が生しると、式(10)によ
り演算したVOの演算値が変化する。したがって、常に
VlとV2を測定してVOを演算し、これを監視するこ
とによって異常の検出を行なうこともできる。When an abnormality occurs in the torque sensor (3), the calculated value of VO calculated by equation (10) changes. Therefore, it is also possible to detect an abnormality by always measuring Vl and V2, calculating VO, and monitoring this.
トルクセンサ(3)の2つの出力Vl 、V2か電圧出
力であるから、従来の電流出力の場合には必要であった
トルクセンサ(3)側の2つの電圧−電流変換回路とコ
ントローラ(5)側の2つの電流−電圧変換回路が不要
になる。このため、部品点数が削減され、トルクセンサ
(3)側およびコントローラ(5)側のいずれにも高い
精度の部品が不要になる。Since the two outputs Vl and V2 of the torque sensor (3) are voltage outputs, two voltage-current conversion circuits and a controller (5) on the torque sensor (3) side, which were necessary in the case of conventional current output, are required. The two current-voltage conversion circuits on the side become unnecessary. Therefore, the number of parts is reduced, and high precision parts are not required on either the torque sensor (3) side or the controller (5) side.
上記の電動式パワーステアリング装置においては、8V
レギユレータ(8)を用いてバッテリ(14)を入力と
して8v電圧を作り、これをトルクセンサ(3)や電流
検出回路(11)などのオペアンプの電源として供給し
ている。また、主回路(9)のパワー素子駆動用の電源
は、バッテリ(14)から直接供給されている。ところ
か、バッテリ(14)の電圧が低下すると、主回路(9
)のパワ素子が十分に駆動されず、損失が大きくなり、
パワー素子の破損につながるおそれがある。また、バッ
テリ(14)の電圧低下によっては、8Vレギユレータ
(8)の8V電源電圧も低下してしまい、トルクセンサ
(3)およびオペアンプの出力に悪影響を与える。In the above electric power steering device, 8V
A regulator (8) is used to generate an 8V voltage using the battery (14) as an input, and this is supplied as a power source to operational amplifiers such as a torque sensor (3) and a current detection circuit (11). Further, the power for driving the power element of the main circuit (9) is directly supplied from the battery (14). However, when the voltage of the battery (14) decreases, the main circuit (9)
) power elements are not driven sufficiently and losses increase,
This may lead to damage to the power element. Moreover, depending on the voltage drop of the battery (14), the 8V power supply voltage of the 8V regulator (8) also drops, which adversely affects the output of the torque sensor (3) and the operational amplifier.
このため、コンピュータ(6)はバッテリ(14)の電
圧を常時監視し、これか所定のしきい値以下になると、
モータ(1)による操舵力を楚止するフェイルセーフ処
理を行なうようになっている。また、このしきい値は、
8v電源電圧により動作する各部分の動作を保証するよ
うに、内部での電圧低下のばらつきなどを考慮して、8
Vより少し高い値たとえば9Vに設定されている。For this reason, the computer (6) constantly monitors the voltage of the battery (14), and when it falls below a predetermined threshold,
Fail-safe processing is performed to reduce the steering force exerted by the motor (1). Also, this threshold is
In order to guarantee the operation of each part that operates with an 8V power supply voltage, we have taken into account variations in internal voltage drop, etc.
The voltage is set to a value slightly higher than V, for example, 9V.
コンピュータ(6)でバッテリ(14)の電圧を監視す
るかわりに、第1図に破線で示すように、8Vレギユレ
ータ(8)の出力をインタフェース(17)を介してコ
ンピュータ(6)に入力し、この8Vレギユレータ(8
)の出力を監視するようにすれば、トルクセンサ(3)
やオペアンプの電源電圧を直接監視することができる。Instead of monitoring the voltage of the battery (14) with the computer (6), the output of the 8V regulator (8) is input to the computer (6) via the interface (17), as shown by the dashed line in FIG. This 8V regulator (8
), the output of the torque sensor (3) can be monitored.
It is also possible to directly monitor the power supply voltage of an operational amplifier.
第6図は、電動式パワーステアリング装置の他の1例を
示している。なお、同図において、第1図と同じ部分に
は同一の符号を付している。FIG. 6 shows another example of the electric power steering device. In addition, in this figure, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.
この装置は上記のようなバッテリ(14)の電圧低下に
よる影響を小さくしたものであり、コントローラ(5)
は8Vレギユレータ(8)のかわりに昇圧回路(30)
を備えている。二〇昇圧回路(30)は、5Vレギユレ
ータ(7)の5v電源電圧を入力として、これをたとえ
ば24Vに昇圧し、これをトルクセンサ(3)、主回路
駆動回路(10)、電流検出回路(11)などのオペア
ンプの電源として供給する。This device is designed to reduce the influence of the voltage drop of the battery (14) as described above, and the controller (5)
The booster circuit (30) is used instead of the 8V regulator (8).
It is equipped with 20 The booster circuit (30) takes as input the 5V power supply voltage of the 5V regulator (7), boosts it to, for example, 24V, and transfers it to the torque sensor (3), the main circuit drive circuit (10), the current detection circuit ( 11) and other operational amplifiers.
昇圧回路(30)の出力は5Vレギユレータ(7)の出
力が5Vより下がらないかぎり24Vに保持され、5V
レギユレータ(7)の出力はバッテリ(14)の電圧が
5Vより少し高い値たとえば6Vより下がらないかぎり
5■に保持される。すなわち、バッテリ(14)の電圧
が6Vより下がらないかぎり、昇圧回路(30)の出力
は24Vに保持され、トルクセンサク3)、パワー素子
、オペアンプなどが正常に動作する。このため、第1図
のものに比べて、動作可能なバッテリ(j4)の電圧範
囲か広げられ、装置の稼動率か向上する。The output of the booster circuit (30) is held at 24V as long as the output of the 5V regulator (7) does not fall below 5V.
The output of the regulator (7) is maintained at 5V unless the voltage of the battery (14) falls below a value slightly higher than 5V, for example 6V. That is, as long as the voltage of the battery (14) does not drop below 6V, the output of the booster circuit (30) is maintained at 24V, and the torque sensor 3), power element, operational amplifier, etc. operate normally. Therefore, compared to the one in FIG. 1, the operable voltage range of the battery (j4) is expanded, and the operating rate of the device is improved.
なお、第6図の場合も、破線で示すように、昇圧回路(
30)の出力をインタフェース(17)を介してコンピ
ュータ(6)に入力し、この昇圧回路(30)の出力を
監視するようにすることかできる。In addition, in the case of FIG. 6 as well, as shown by the broken line, the booster circuit (
30) can be input to the computer (6) via the interface (17) to monitor the output of the booster circuit (30).
発明の効果
この発明の電動式パワーステアリング装置によれば、上
述のように、トルクセンサの異常時の2つの出力の関係
か正常時とは異なるので、電源の電圧低下などによって
2つの出力か同しように低下した場合でもこれを簡単に
かつ確実に検出することができる。Effects of the Invention According to the electric power steering device of the present invention, as mentioned above, the relationship between the two outputs when the torque sensor is abnormal is different from that when it is normal, so the two outputs may be the same due to a voltage drop in the power supply, etc. Even if there is a significant drop, this can be easily and reliably detected.
そして、トルクセンサの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ことにより、トルクセ
ンサの異常による事故を未然に防止することかできる。By prohibiting steering force assistance by the electric motor when an abnormality in the torque sensor is detected, it is possible to prevent accidents due to abnormality in the torque sensor.
また、トルクセンサの第1出力および第2出力を電圧出
力にすることにより、従来の電流出力の場合に必要であ
ったトルクセンサ側の2っの電圧−電流変換回路と相手
側の2つの電流−電圧変換回路が不要になり、したかっ
て、部品点数か削減され、高い精度の部品か不要になる
。In addition, by making the first and second outputs of the torque sensor into voltage outputs, the two voltage-current conversion circuits on the torque sensor side and the two currents on the other side, which were required in the case of conventional current outputs, can be used. -A voltage conversion circuit is no longer required, which in turn reduces the number of parts and eliminates the need for high-precision parts.
第1図はこの発明の実施例を示す電動式パワーステアリ
ング装置のブロック図、第2図は第1図のトルクセンサ
とコントローラの一部を詳細に示すブロック図、第3図
は正常時のトルクと第1出力および第2出力との関係を
示すグラフ、第4図は異常時のトルクと第1出力および
第2出力との関係を示すグラフ、第5図はトルクセンサ
の異常検出処理の1例を示すフローチャート、第6図は
電動式パワーステアリング装置の他の1例を示すブロッ
ク図である。
(3)・・・トルクセンサ、(20)・・・検出部、(
25)(26)・・・差動増幅器。
以 上
第3図
第4図Fig. 1 is a block diagram of an electric power steering device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing a part of the torque sensor and controller in Fig. 1 in detail, and Fig. 3 shows the torque during normal operation. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the torque and the first output and the second output during an abnormality. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the torque and the first output and the second output. FIG. A flowchart showing an example, and FIG. 6 is a block diagram showing another example of an electric power steering device. (3)...torque sensor, (20)...detection section, (
25) (26)...Differential amplifier. Above Figure 3 Figure 4
Claims (3)
クセンサの検出値に基づき駆動される操舵力補助用の電
動モータとを備えた電動式パワーステアリング装置であ
って、 前記トルクセンサは、その検出部からの信号を増幅して
第1出力および第2出力として出力し、かつ第1出力と
第2出力の増幅度が異なるように設定されていることを
特徴とする電動式パワーステアリング装置。(1) An electric power steering device comprising a torque sensor that detects steering torque, and an electric motor for assisting steering force that is driven based on the detected value of the torque sensor, wherein the torque sensor detects the steering torque. What is claimed is: 1. An electric power steering device characterized in that a signal from a power steering section is amplified and outputted as a first output and a second output, and the degree of amplification of the first output and the second output is set to be different.
幅度との比に基づいて第2出力から第1出力演算値を演
算する手段、第1出力と第1出力演算値との差が所定値
以上である場合にトルクセンサの異常として検出する監
視手段、および監視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請求項(1)の電動式パワーステ
アリング装置。(2) means for calculating the first output calculation value from the second output based on the ratio of the amplification degree of the first output and the amplification degree of the second output of the torque sensor; A claim characterized by comprising a monitoring means for detecting an abnormality in the torque sensor when the difference is greater than or equal to a predetermined value, and a means for prohibiting steering force assistance by the electric motor when the abnormality is detected by the monitoring means. The electric power steering device according to item (1).
力であることを特徴とする請求項(1)の電動式パワー
ステアリング装置。(3) The electric power steering device according to claim (1), wherein the first output and the second output of the torque sensor are voltage outputs.
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---|---|---|---|
JP18863790A JP2826642B2 (en) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | Electric power steering device |
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JPH0478662A true JPH0478662A (en) | 1992-03-12 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003078237A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Nsk Ltd. | Electric power steering device control apparatus |
JP2008018761A (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Toyota Motor Corp | Electric power steering device |
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1990
- 1990-07-16 JP JP18863790A patent/JP2826642B2/en not_active Expired - Lifetime
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