JPH05185937A - 電動式パワーステアリング装置のモータ駆動装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置のモータ駆動装置Info
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- JPH05185937A JPH05185937A JP13985892A JP13985892A JPH05185937A JP H05185937 A JPH05185937 A JP H05185937A JP 13985892 A JP13985892 A JP 13985892A JP 13985892 A JP13985892 A JP 13985892A JP H05185937 A JPH05185937 A JP H05185937A
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Abstract
ジのコールド側に設けた場合でも、コールド側地絡も含
めてモータ線地絡を確実に検出する。 【構成】 アシスト電流指令値とモータ電流検出値との
偏差およびアシスト電流指令値の極性に応じて、Hブリ
ッジ型の4個のスイッチング素子SW1〜SW4をパル
ス変調方式で制御する電流駆動手段60を備えた電動式
パワーステアリング装置のモータ駆動装置において、モ
ータ6の両端電圧を検出するモータ端子電圧検出手段3
8と、モータ6の両端電圧の和と所定値とを比較し、両
端電圧の和が所定値以下にある時に地絡の検出を許容す
る地絡許容手段30とを設け、電流駆動手段60は、モ
ータ6の地絡の検出が許容されると、スイッチング素子
SW1〜SW4の全てをオフにする機能を有する。
Description
ング装置のモータ駆動装置に係わり、詳しくはモータの
回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリング
装置のモータ駆動装置に関する。
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
装置の機械系の一例を示す構成図であり、この図におい
て、操舵ハンドル1の回転力はハンドル軸を介してピニ
オンギアを含むステアリングギア2に伝達されるととも
に、上記ピニオンギアによりラック軸3に伝達され、さ
らにナックルアーム等を経て車輪4が転向される。ま
た、コントロール装置5により制御駆動される操舵アシ
スト(補助)モータ(DCモータ)6の回転力はピニオ
ンギアを含むステアリングギア7とラック軸3との噛み
合いによりラック軸3に伝達され、ハンドル1による操
舵を補助することになる。
7およびラック軸3により機械的に連結されている。操
舵トルクセンサ11により、操舵トルク(戻りトルク)
が検出され、車速センサ12により車速が検出される。
そして、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロ
ール装置5によってモータ6が制御される。コントロー
ル装置5およびモータ6には車両に搭載されたバッテリ
8から、その動作電力が供給される。
モータ電流検出回路21、モータ6を駆動するモータ駆
動回路22、モータ6の全体的な制御を統括するCPU
23(例えばマイクロプロセッサ)、メモリ24、コン
ピュータと上記入/出力機器とのインターフェース回路
等(図示略)を主に構成されている。
よって検出された操舵トルクはA/D変換回路25によ
ってデジタル信号に変換された後にCPU23に取り込
まれる。また、車速センサ12によって検出された車速
はカウンタ26によってカウントされ、車速を表すカウ
ント値はCPU23に取り込まれる。CPU23は入力
された操舵トルクおよび車速に基づいてアシスト指令を
作成し、それに基づく制御信号をモータ駆動回路22に
出力し、モータ駆動回路22によりモータ6が駆動され
る。この結果、モータ駆動回路22から出力されるアシ
ストトルク値(又はモータ電流指令値)は図19に示す
ように、検出トルクVTと検出車速VSによって定められ
た値となる。
範囲の操舵トルクVTに対してはこれにほぼ比例するモ
ータ電流が流れ(アシストトルクが発生し)、上記範囲
を超えると、ある一定のモータ電流が流れる(アシスト
トルクが発生する)ように、また車速VSに応じて、車
速VSが速いときにはモータ電流(アシストトルク)を
少なくし、車速VSが遅いときにはモータ電流(アシス
トトルク)を多くするように、モータ6を制御するため
のアシスト指令が発生することを表している。
出回路21によって検出され、A/D変換回路27によ
ってデジタル信号に変換された後にCPU23に取り込
まれる。メモリ24はCPU23の処理に必要なプログ
ラムやデータを記憶している。
のモータ駆動装置においては、モータ線地絡を検出し、
モータ駆動電流をパワーオフする手段を持たなければ、
モータ線の地絡が生じたときに素子破壊やモータ故障に
つながることになる。そのため、従来は図20に示すよ
うに、モータ電流検出用のシャント抵抗をHブリッジで
構成されるモータ駆動回路の上側すなわち電源側に設け
てモータ線地絡検出を行っている。
来の電動式パワーステアリング装置のモータ駆動装置に
あっては、シャント抵抗をモータ駆動回路の上側すなわ
ち電源側に設けてモータ線地絡の検出を行うようにして
いるが、このような方式では負荷短絡等の過電流フェー
ルモードにおいてもモータ線地絡検出が可能になるとい
う利点がある反面、モータ電流検出回路に差動増幅器が
必要になるとともに、高精度なオフセット調整を必要と
するので高価格になるという問題点があった。なお、シ
ャント抵抗をモータ駆動回路の下側すなわち接地側に設
けることによってモータ電流検出回路の価格を低く抑え
ることができるが、モータ線地絡検出が負荷短絡等の過
電流フェールモードでは不可能になるため、最悪の場合
にはモータ電流を制御するパワーMOSFETの破壊に
至るという事態が生ずる恐れがある。
置のモータ駆動装置にあっては、エンジン始動時の初期
地絡に対する処置がなされておらず、この初期地絡によ
り最悪の場合には上記同様にモータ電流を制御するパワ
ーMOSFETの破壊に至るという事態が生ずる恐れが
あった。
置のモータ駆動装置にあっては、エンジン始動時などの
パルス的な電源電圧変動(低下)によるモータ線地絡の
誤検出があった場合にはシステムがダウンする可能性が
あるという問題点もあった。
ン始動時の初期地絡を精度良く検出できるとともに負荷
短絡等の過電流フェールモードでもモータ線地絡が検出
でき、さらにパルス的な電源電圧変動によるモータ線地
絡の誤検出をなくしてシステムダウンを防ぐことができ
る電動式パワーステアリング装置のモータ駆動装置を提
供することを目的としている。
め、請求項1記載の発明による電動式パワーステアリン
グ装置のモータ駆動装置は、検出操舵トルク、検出車速
等に基づいて電動式パワーステアリング装置のモータを
アシストする電流指令値を作成するとともに、前記モー
タに対してHブリッジ型に接続された4個のスイッチン
グ素子と、前記アシスト電流指令値と検出されたモータ
電流との偏差およびアシスト電流指令値の極性に応じ
て、前記スイッチング素子をパルス幅変調方式で制御す
る電流駆動手段とを備えた電動式パワーステアリング装
置のモータ駆動装置において、前記モータの両端電圧を
検出するモータ端子電圧検出手段と、前記モータの両端
電圧の和と所定値とを比較し、前記両端電圧の和が前記
所定値以下にある時に地絡の検出を許容する地絡許容手
段とを設け、前記電流駆動手段は、前記スイッチング素
子の制御中に前記モータの地絡の検出が許容されると、
前記スイッチング素子の全てをオフにすることを特徴と
する。
ワーステアリング装置のモータ駆動装置は、検出操舵ト
ルク、検出車速等に基づいて電動式パワーステアリング
装置のモータをアシストする電流指令値を作成するとと
もに、前記モータに対してHブリッジ型に接続された4
個のスイッチング素子と、前記アシスト電流指令値と検
出されたモータ電流との偏差およびアシスト電流指令値
の極性に応じて、前記スイッチング素子をパルス幅変調
方式で制御する電流駆動手段とを備えた電動式パワース
テアリング装置のモータ駆動装置において、前記モータ
のコールド側端子電圧を検出するコールド側端子電圧検
出手段と、前記スイッチング素子をオン/オフさせるパ
ルスのデューティ比、前記モータ電流および前記コール
ド側端子電圧が少なくとも所定の検出範囲内にある時に
地絡の検出を許容する地絡許容手段とを設け、前記電流
駆動手段は、前記スイッチング素子の制御中に前記モー
タの地絡の検出が許容されると、前記スイッチング素子
の全てをオフにすることを特徴とする。
ワーステアリング装置のモータ駆動装置は、検出操舵ト
ルク、検出車速等に基づいて電動式パワーステアリング
装置のモータをアシストする電流指令値を作成するとと
もに、前記モータに対してHブリッジ型に接続された4
個のスイッチング素子と、前記アシスト電流指令値と検
出されたモータ電流との偏差およびアシスト電流指令値
の極性に応じて、前記スイッチング素子をパルス幅変調
方式で制御する電流駆動手段とを備えた電動式パワース
テアリング装置のモータ駆動装置において、前記スイッ
チング素子の全てをオフした後に、前記モータの地絡を
検出する初期地絡検出手段を設け、前記電流駆動手段
は、初期地絡の検出後にスイッチング素子をパルス幅変
調方式で制御するようにしたことを特徴とする。
ワーステアリング装置のモータ駆動装置は、検出操舵ト
ルク、検出車速等に基づいて電動式パワーステアリング
装置のモータをアシストする電流指令値を作成するとと
もに、前記モータに対してHブリッジ型に接続された4
個のスイッチング素子と、前記アシスト電流指令値と検
出されたモータ電流との偏差およびアシスト電流指令値
の極性に応じて、前記スイッチング素子をパルス幅変調
方式で制御する電流駆動手段とを備えた電動式パワース
テアリング装置のモータ駆動装置において、前記スイッ
チング素子の全てをオフした後に、前記モータの地絡を
検出する初期地絡検出手段と、該初期地絡検出後、スイ
ッチング素子の制御中に前記モータの地絡が検出される
と、該スイッチング素子の全てをオフした後に、前記モ
ータの地絡が誤判断されていないか否を判定する地絡判
定手段とを設け、前記電流駆動手段は、初期地絡の検出
後および前記モータの地絡の誤判断の判定後にスイッチ
ング素子をパルス変調方式で制御するようにしたことを
特徴とする。
の両端電圧の和が所定値以下になると、モータ線の地絡
の検出が許容される。これによりスイッチング素子の全
てがオフされる。したがって、モータ電流検出用のシャ
ント抵抗がHブリッジで構成される駆動回路の下側すな
わち接地側に設けられても、負荷短絡等の過電流フェー
ルモードにおけるモータ線地絡が検出され、パワー素子
の破壊が防止される。また、シャント抵抗がHブリッジ
で構成される駆動回路の下側に設けることから、モータ
電流検出回路を低価格にすることができ、全体の価格を
低く抑えることができる。
ング素子をオン/オフさせるパルスのデューティ比、モ
ータ電流およびコールド側端子電圧が少なくとも所定の
検出範囲内にあると、モータ線コールド側地絡の検出が
許容される。これによりスイッチング素子の全てがオフ
される。したがって、モータ線コールド側地絡が確実に
検出され、パワー素子の破壊が防止される。
ング素子の全てが一旦オフされた後に、操舵アシストモ
ータの初期地絡が検出され、初期地絡の検出後にスイッ
チング素子がパルス変調方式で制御されてモータのアシ
ストが開始される。したがって、エンジン始動時の初期
地絡が精度良く検出され、スイッチング素子の破壊が防
止される。
検出後、スイッチング素子の制御中に操舵アシストモー
タの地絡が検出されると、スイッチング素子の全てを一
旦オフした後に、該モータの地絡が誤判断されていない
か否が判定される。したがって、パルス的な電源電圧変
動によるモータ線地絡の誤検出がなくなり、システムダ
ウンが有効に防止される。
1〜図6は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
のモータ駆動装置の第1実施例を示す図である。本実施
例の説明に当たり、従来例と同一構成部分には同一番号
を付して重複説明を省略する。図1は本装置のハード構
成を示すブロック図である。
におけるCPUであり、CPU30は従来例と同様に操
舵トルクセンサ11、車速センサ12等の信号を受け入
れて、モータ6の全体的な制御を統括する。具体的に
は、検出操舵トルク、検出車速等に基づいてモータ6を
アシストする電流指令値を作成する。この電流指令値は
駆動制御回路31に入力され、駆動制御回路31はアシ
スト電流指令値とモータ電流検出回路32によって検出
されたモータ電流との偏差およびアシスト電流指令値の
極性に応じて、4個のスイッチング素子SW1〜SW4
をパルス幅変調方式(PWM方式)で制御する制御値を
演算し、この制御値をゲート駆動回路33に出力する。
ラムが書込まれた読出し専用メモリ(例えばROM)
と、その動作において使用されるワークメモリ(例えば
RAM)と、アナログ信号をデジタル信号に変換するA
/D変換器等が内蔵されている。前記ゲート駆動回路3
3は駆動制御回路31からの制御値に基づき昇圧電源回
路34によって昇圧されたバッテリ電圧を入力してPW
M方式により4個のスイッチング素子SW1〜SW4の
ゲートを駆動する。
ブリッジ型に接続された4個のスイッチング素子SW1
〜SW4および4個のダイオードD1〜D4を有し、モ
ータ6の電流をスイッチング制御する。Hブリッジ回路
35はパワーリレー36を介してバッテリ8に接続され
る。
変調駆動される。例えば、図2において正転の場合はス
イッチング素子SW1,SW4がパルス幅変調駆動さ
れ、PWMオン時のときの電流はバッテリ8→スイッチ
ング素子SW1→モータ6→スイッチング素子SW4→
シャント抵抗Rs→GNDの経路で流れ、PWMオフ時
のときの電流はモータ6→ダイオードD3→バッテリ8
→GND→シャント抵抗Rs→ダイオードD2→モータ
6の経路で流れる。この場合、端子電圧M1がホット側
になり、端子電圧M2がコールド側になる。
3に示すようになり、正転の場合にはPWMデューティ
比が50%を超えると負荷電流が急激に増加し、逆転の
場合にはPWMデューティ比が50%を超えると負荷電
流が急激に減少する。この場合、PWMデューティ比が
0%のときは全ゲートオフモードとなり、PWMデュー
ティ比が50%以下のときは負荷電流断続モード(この
モードではPWMキャリア周期内で負荷電流が1度
“0”になる)となる。また、PWMデューティ比が5
0%以上のときは負荷電流連続モードとなる。
ける端子電圧M1,M2の波形は図4(a)に示すよう
になり、負荷電流断続モードにおける端子電圧M1,M
2の波形は図4(b)に示すようになる。また、負荷電
流断続モードにおける端子電圧M1,M2の波形は図4
(c)に示すようになる。
ャント抵抗RSの両端電圧からモータ電流を検出する。
この検出結果は過電流検出回路37に入力され、過電流
検出回路37によってモータの過電流が検出されてCP
U30に入力される。さらに、モータ6の地絡はモータ
線地絡検出回路38によって検出され、この地絡検出結
果は同じくCPU30に入力される。過電流検出回路3
7とモータ線地絡検出回路38の出力はオアゲート39
を介して駆動制御回路31に入力され、モータの過電流
あるいはモータ6の地絡が検出されると、モータ6の駆
動が禁止される。
示す図である。この図において、モータ6の端子電圧M
1、M2はバッテリ電圧BATをHブリッジ回路35の
4個のスイッチング素子SW1〜SW4にそれぞれ等価
的に相当する2つの抵抗R0によって1/2に分圧する
ことで表され、この分圧電圧はさらに抵抗R1、R2に
よってR1/(R1+R2)に分圧され、抵抗R3を通
してコンパレータ50の一端子に検出電圧Aとして加え
られる。この検出電圧Aは負荷電流のモードによらず、
またモータ6が回転することにより発生する誘起電圧に
も影響されず、常に(バッテリ電圧BAT)×[R1/
(R1+R2)]として求められ、一定値となる。な
お、抵抗R1、R2は分圧回路51を構成し、抵抗R3
およびコンデンサC1は加算回路52を構成する。
電圧Bが印加されており、基準電圧Bは抵抗R4〜R8
およびコンデンサC2によって5V電圧を分圧して与え
られる。これらの抵抗R4〜R8、コンデンサC2およ
びコンパレータ50はヒステリシス付コンパレータ回路
53を構成する。
りも十分に大きいが、モータ線地絡が発生すると、検出
電圧A<基準電圧Bとなってコンパレータ50の出力が
反転し、この反転出力はインバータ54を介してCPU
30の割込みポートINT1にモータ線地絡を示す負論
理の割込み信号として供給される。これにより、直ちに
パワーリレー36をオフにしてモータ駆動出力が停止さ
れる。この場合、モータ6の両端電圧の和をとることに
より、シャント抵抗RsがHブリッジ回路35の接地側
に設けられても、負荷短絡等の過電流フェールモードで
のモータ線地絡が検出できる。
タ電流検出回路32、ゲート駆動回路33、昇圧電源回
路34および過電流検出回路37は全体として電流駆動
手段60を構成する。また、モータ線地絡検出回路38
はモータ端子電圧検出手段および地絡許容手段としての
機能を有する。
御の動作について説明する。図6はパワーステアリング
制御の処理を示すメインプログラムである。この図にお
いて、エンジンが始動すると、まずステップS1でイグ
ニション電圧がオン(規定値である)しているか否かを
判別し、NOのときは、このステップに待機し、YES
になると、ステップS2でモータ6をオン/オフしてい
るパワーリレー36に対して溶着があるか否かのフェー
ルセーフを判別する。このフェールセーフがNGのとき
(パワーリレー36が溶着しているとき)には、ステッ
プS6に進んでパワーリレー36をオフにしてルーチン
を終了する。これにより、パワーリレー36が溶着して
いるときは直ちに電源供給がオフとなり、操舵系のアシ
ストが行われることなく、モータ駆動装置の素子破壊や
モータ故障が回避される。
Kのとき(パワーリレー36が溶着していないとき)に
は、ステップS3に進んでパワーリレー36をオンに
し、ステップS4でアシスト状態に入る。次いで、ステ
ップS5でモータ線地絡があるか否かを判別する。この
判別は、例えばCPU23への割込みを行って実行され
る。具体的にはモータ6の両端電圧(検出電圧A)の和
と所定値(基準電圧B)とを比較し、検出電圧Aが基準
電圧B以下にある場合に、コンパレータ出力の立ち下が
りエッジでCPU23に割込みをかける。割込みがない
ときは、モータ線の地絡がないことになる。ステップS
7の判別結果からモータ線地絡があると、ステップS6
に進んでアシスト処理を停止し、なければステップS4
に戻ってアシスト処理を続行する。したがって、モータ
線地絡が発生すると、上記コンパレータ出力の立ち下が
りエッジでCPU23に割込みがかけられ、直ちにパワ
ーリレー36をオフにする。
絡検出処理のアルゴリズムでは、モータ6の両端電圧
(検出電圧A)の和と所定値(基準電圧B)とが比較さ
れ、検出電圧Aが基準電圧B以下にある場合にモータ線
地絡があったものと判断される。これにより、直ちにパ
ワーリレー36がオフにされてモータ駆動出力が停止さ
れ、4個のスイッチング素子SW1〜SW4の全てのゲ
ートがオフとなる。
パワーステアリング装置のモータ駆動装置の第2実施例
を示す図である。本実施例のハード構成はモータ線地絡
検出回路70以外前記第1実施例と同様であり、省略す
る。CPU30とモータ線地絡検出回路70はコールド
側端子電圧検出手段80を構成する。また、CPU30
は地絡許容手段としての機能を有する。本実施例はモー
タ線のコールド側地絡検出を可能としたものである。
示す図である。この図に示すように、このモータ線地絡
検出回路70は上述したモータ線地絡検出回路38の加
算回路52およびヒステリシス付コンパレータ回路53
を有しないもので、モータ端子電圧M1、M2をCPU
30のA/D2,3ポートに入力させるようにしたもの
である。
り出力されるモータ端子電圧M1,M2を入力すること
でモータ線コールド側地絡検出を行う。図8はコールド
側地絡検出の基本を示す波形図であり、この図に示すよ
うにコールド側端子電圧が予め設定した検出閾値以下に
なると地絡が検出される。検出閾値としては具体的にバ
ッテリ電圧BATの3%程度の値とする。例えばバッテ
リ電圧BATが12Vであれば0.4V程度とする。
検出閾値を下回ったときに地絡を検出すると、例えばパ
ルス的な電源電圧変動に対しても地絡検出を行ってしま
うことになる。そこで、このような誤検出を防止するた
めに以下に示す二つの条件,を加えることとした。
これらの条件,が同時に成立した場合にのみモータ
線コールド側地絡検出を行うようにする。
こと。この理由は、PWMデューティ比が大きくなる程
コールド側端子電圧が低下するからである。例えば所定
値を94%程度に設定してチェック範囲をこの値以下に
制限すれば、コールド側端子電圧が検出閾値まで下がる
のを防ぐことができる。すなわち、所定値を94%に設
定すると、図9に示すようにバッテリ電圧BATが8V
まで下がった場合、8V×(1−0.94)=0.48
Vとなり、検出閾値(0.4V)にまで下がらないこと
になる。なお、バッテリ電圧BATに応じて検出閾値を
可変できるようにした場合には、この制限値も可変でき
るようにすれば良い。
の理由は、モータ電流が小さいときは上述したように電
流断続モードになるので、誘起電圧の発生によりコール
ド側端子電圧が低下することがあるからである。例え
ば、モータ電流を定格電流の10%程度に設定してチェ
ック範囲をこの値以上に制限することで、コールド側端
子電圧が検出閾値まで下がるのを防ぐことができる。定
格電流が30Aの場合は所定値は3Aとなる。
ド時のコールド側端子電圧波形とモータ電流波形を示
す。また、図11に電流連続モード時のコールド側端子
電圧波形とモータ電流波形を示す。なお、電流断続モー
ド時のコールド側端子電圧波形における欠けた部分は抵
抗R0の値により変化する。
地絡検出処理を図12に示すプログラムを参照しながら
説明する。このプログラムは割込みによって所定時間毎
に実行されるようになっている。また、図13に示すよ
うにCPU30に内蔵されたワークメモリには各種記憶
領域が確保されており、そのうちのラベルMTCURR
で示される領域にはモータ電流検出値が、ラベルMTV
OLTRおよびMTVOLTLで示される各領域にはモ
ータ端子電圧検出値が、ラベルCFLSHOで示される
領域にはチェックカウンタ値がそれぞれ書込まれるよう
になっている。
メモリの内容のクリア等の初期処理を行った後、ステッ
プS11に進み、PWMデューティ比が“0”か否かの
判定を行い、“0”の場合にはステップS12に進む。
ステップS12ではPWMデューティ比が94%以下か
否かの判断を行い、94%以下でない場合にはステップ
S13にてチェックカウンタの値を“0”に設定した
後、ステップS11に戻る。
ューティ比が94%以下であれば、ステップS14に進
み、モータ電流が3A以上であるか否かの判断を行い、
3A以下の場合はステップS13に進む。3A以上であ
ればステップS15に進み、Hブリッジ回路35のブリ
ッジ極性からモータ6のコールド側端子電圧を選択す
る。この場合、Hブリッジ回路35のブリッジ極性は、
CPU30が駆動制御回路31に供給するアシスト電流
指令値を生成した時点で決定しており、この決定値に基
づいてコールド側端子電圧を選択する。例えば、図2で
示す場合は端子電圧M2がコールド側端子電圧になる。
そして、この端子電圧M2がラベルMTVOLTRの領
域より読み出される。
ップS16にてその電圧が0.4V以下か否かの判断を
行う。0.4V以下でなければステップS13に進み、
0.4V以下であればステップS17に進む。ステップ
S17に進むと、チェックカウンタの値をインクリメン
ト(1加算される)し、その後、ステップS18にてチ
ェックカウンタの値が“2”であるか否かの判断を行
う。この場合、“2”であればステップS19にてフェ
ール処理を行い、“2”でなければステップS11に戻
る。
して直ちにパワーリレー36をオフにしてモータ駆動出
力を停止する。これにより、モータ6への電源供給がオ
フとなり、操舵系のアシストが行われず、コールド側端
子地絡によるモータ駆動装置の素子破壊やモータ故障が
回避される。
コールド側地絡検出処理のアルゴリズムでは、PWMデ
ューティ比が94%以下で、モータ電流が3A以上で、
かつコールド側端子電圧が0.4V以下の条件が揃った
場合にモータ線コールド側地絡があったものと判断され
る。これにより、直ちにパワーリレー36がオフされて
モータ駆動出力が停止され、4個のスイッチング素子S
W1〜SW4の全てのゲートがオフとなる。
ステアリング装置のモータ駆動装置の第3実施例のパワ
ーステアリング制御処理を示すメインプログラムであ
る。本実施例のハード構成は前記第1実施例と同様であ
り、省略する。本実施例においては、モータ線の初期地
絡検出を可能としたものであり、CPU30は初期地絡
検出手段としての機能を有する。このプログラムの説明
に当たり、従来例として示した図20のプログラムと同
一処理を行うステップには同じステップ番号を付して重
複説明を省略する。
ステップS1〜ステップS3で従来同様の処理をした
後、続くステップS30でHブリッジ回路35の4個の
スイッチング素子SW1〜SW4の全てのゲートをオフ
する。これにより、4個のスイッチング素子SW1〜S
W4には一切電流が流れなくなる。次いで、ステップS
31で地絡検出割込み信号のレベルを読み込み(リード
し)、“H”レベルのときは地絡が発生していないと判
断してステップS13でアシストを開始する。
U30の割込みポートINT1にモータ線の初期地絡を
示す負論理の割込み信号が供給されたときは、ステップ
S6に進んで直ちにパワーリレー36をオフにしてモー
タ駆動出力を停止する。これにより、モータ6への電源
供給がオフとなり、操舵系のアシストが行われず、初期
地絡によるモータ駆動装置の素子破壊やモータ故障が回
避される。
地絡検出処理のアルゴリズムで、イグニションスイッチ
がオンしてバッテリ電圧が供給され、パワーリレー36
がオンした直後に一旦4個のスイッチング素子SW1〜
SW4の全てのゲートがオフとなり、4個のスイッチン
グ素子SW1〜SW4に一切電流が流れない状態でモー
タ線の地絡検出が行われる。したがって、電源投入の当
初からモータ線が地絡しているような初期地絡であって
も、スイッチング素子SW1〜SW4に関係なく正確に
モータ線の初期地絡を検出することができる。その結
果、モータ電流を制御するスイッチング素子SW1〜S
W4(パワーMOSFET)の破壊を防止することがで
きる。
パワーステアリング装置のモータ駆動装置の第4実施例
を示す図である。本実施例のハード構成は前記第1実施
例と同様であり、省略する。CPU30は地絡判定手段
としての機能を有する。
電源電圧変動(低下)の波形図であり、この図に示すよ
うに、バッテリ電圧BAT=12Vが瞬間的に(例え
ば、t=1ms、あるいは10msの間)VB=0Vま
で低下したときに、これをモータ線の地絡が発生したと
誤判断する可能性がある。このとき、CPU30にリセ
ットがかかると、再びプログラムが開始されるため、少
なくともモータ線の地絡という判断には至らない。
源電圧変動に対しては地絡検出処理を無視するのが好ま
しい。そのため、本実施例では図16に示すプログラム
でこの不具合を回避している。
1、ステップS2を経ると、次いでステップS21で初
期地絡が発生したか否を判別する。発生したときはステ
ップS6に進んで電源供給をオフする。一方、初期地絡
が発生していないときは、ステップS4に進んでアシス
ト処理を開始し、その後、ステップS5で通常の地絡検
出を行う。このステップS5で地絡検出がなければ、ス
テップS4に戻り、地絡検出があると、続くステップS
40に進んで誤判断か否かを判定を行う。
ップS40、ステップS41の処理に移ると、まず、ス
テップS40でHブリッジ回路35の4個のスイッチン
グ素子SW1〜SW4の全てのゲートをオフする。これ
により、4個のスイッチング素子SW1〜SW4には一
切電流が流れなくなる。次いで、ステップS41で地絡
検出割込み信号のレベルを読み込み(リードし)、
“H”レベルのときは地絡が発生していないと判断して
ステップS4に戻りアシストを続行する。
U30の割込みポートINT1にモータ線の地絡を示す
負論理の割込み信号が供給されたときは、ステップS6
に進んで直ちにパワーリレー36をオフにしてモータ駆
動出力を停止する。これにより、モータ6への電源供給
がオフとなり、操舵系のアシストが行われず、地絡によ
るモータ駆動装置の素子破壊やモータ故障が回避され
る。
地絡検出処理のアルゴリズムでは、初期地絡が判定さ
れ、アシスト処理が開始された後に通常の地絡検出が行
われ、地絡検出があったときは、一旦4個のスイッチン
グ素子SW1〜SW4の全てのゲートがオフとなり、4
個のスイッチング素子SW1〜SW4に一切電流が流れ
ない状態でモータ線の地絡検出割込み信号のレベルが判
定される。
時などのパルス的な電源電圧変動(低下)があった場合
でも、4個のスイッチング素子SW1〜SW4に一切電
流が流れない状態でモータ線の地絡検出割込み信号のレ
ベルが判定されるから、信号のエッジを検出するのでは
なく、CPU30をリセットするときに比べて感度が良
く、モータ線の地絡が発生したと誤判断する恐れを回避
することができる。その結果、誤判断によるシステムの
ダウンを防止することができる。
それぞれ単独でも良いし、組合せても良いことは言うま
でもない。
ワーステアリング装置のモータの両端電圧の和が所定値
以下になると、モータ線地絡の検出を許容し、スイッチ
ング素子の全てをオフにするようにしているので、モー
タ電流検出用のシャント抵抗がHブリッジで構成される
駆動回路の下側すなわち接地側に設けられても、負荷短
絡等の過電流フェールモードにおけるモータ線地絡が検
出でき、パワー素子の破壊を防止することができる。ま
た、シャント抵抗がHブリッジで構成される駆動回路の
下側に設けることから、モータ電流検出回路を低価格に
することができ、全体の価格を低く抑えることができ
る。
グ素子をオン/オフさせるパルスのデューティ比、モー
タ電流およびコールド側端子電圧が少なくとも所定の検
出範囲内にあると、モータ線地絡の検出を許容し、スイ
ッチング素子の全てをオフにするようにしているので、
モータ線コールド側の地絡が確実に検出でき、パワー素
子の破壊を防止することができる。
グ素子の全てを一旦オフした後に、モータの初期地絡を
検出し、初期地絡の検出後にスイッチング素子をパルス
変調方式で制御しモータのアシストを開始しているの
て、エンジン始動時の初期地絡を精度良く検出すること
ができ、パワー素子の破壊を防止することができる。
地絡検出後、スイッチング素子の制御中にモータの地絡
が検出されると、スイッチング素子の全てを一旦オフし
た後に、モータの地絡が誤判断されていないか否を判定
しているので、上記効果に加えて、さらにパルス的な電
源電圧変動によるモータ線地絡の誤検出をなくすことが
でき、システムダウンを有効に防止することができる。
モータ駆動装置の第1実施例のハード構成を示すブロッ
ク図である。
図である。
図である。
波形図である。
回路図である。
ログラムのフローチャートである。
モータ駆動装置の第2実施例のモータ線地絡検出回路の
一例を示す回路図である。
するための波形図である。
するための波形図である。
明するための波形図である。
明するための波形図である。
のプログラムのフローチャートである。
を説明するための図である。
のモータ駆動装置の第3実施例のパワーステアリング制
御のメインプログラムのフローチャートである。
のモータ駆動装置の第4実施例の電圧変動を説明するた
めの波形図である。
プログラムのフローチャートである。
例を示す構成図である。
ル装置の詳細なブロック図である。
ルクの特性を示す図である。
明するためのブロック図である。
判定手段) 31 駆動制御回路 32 モータ電流検出回路 33 ゲート駆動回路 34 昇圧電源回路 35 Hブリッジ回路 37 過電流検出回路 38 モータ線地絡検出回路(モータ端子電圧検出回
路、地絡許容手段) 60 電流駆動手段 70 モータ線地絡検出回路 80 コールド側端子電圧検出手段
Claims (4)
- 【請求項1】 検出操舵トルク、検出車速等に基づいて
電動式パワーステアリング装置のモータをアシストする
電流指令値を作成するとともに、 前記モータに対してHブリッジ型に接続された4個のス
イッチング素子と、 前記アシスト電流指令値と検出されたモータ電流との偏
差およびアシスト電流指令値の極性に応じて、前記スイ
ッチング素子をパルス幅変調方式で制御する電流駆動手
段とを備えた電動式パワーステアリング装置のモータ駆
動装置において、 前記モータの両端電圧を検出するモ
ータ端子電圧検出手段と、 前記モータの両端電圧の和と所定値とを比較し、前記両
端電圧の和が前記所定値以下にある時に地絡の検出を許
容する地絡許容手段とを設け、 前記電流駆動手段は、前記スイッチング素子の制御中に
前記モータの地絡の検出が許容されると、前記スイッチ
ング素子の全てをオフにすることを特徴とする電動式パ
ワーステアリング装置のモータ駆動装置。 - 【請求項2】 検出操舵トルク、検出車速等に基づいて
電動式パワーステアリング装置のモータをアシストする
電流指令値を作成するとともに、 前記モータに対してHブリッジ型に接続された4個のス
イッチング素子と、 前記アシスト電流指令値と検出されたモータ電流との偏
差およびアシスト電流指令値の極性に応じて、前記スイ
ッチング素子をパルス幅変調方式で制御する電流駆動手
段とを備えた電動式パワーステアリング装置のモータ駆
動装置において、 前記モータのコールド側端子電圧を
検出するコールド側端子電圧検出手段と、 前記スイッチング素子をオン/オフさせるパルスのデュ
ーティ比、前記モータ電流および前記コールド側端子電
圧が少なくとも所定の検出範囲内にある時に地絡の検出
を許容する地絡許容手段とを設け、 前記電流駆動手段は、前記スイッチング素子の制御中に
前記モータの地絡の検出が許容されると、前記スイッチ
ング素子の全てをオフにすることを特徴とする電動式パ
ワーステアリング装置のモータ駆動装置。 - 【請求項3】 検出操舵トルク、検出車速等に基づいて
電動式パワーステアリング装置のモータをアシストする
電流指令値を作成するとともに、 前記モータに対してHブリッジ型に接続された4個のス
イッチング素子と、 前記アシスト電流指令値と検出されたモータ電流との偏
差およびアシスト電流指令値の極性に応じて、前記スイ
ッチング素子をパルス幅変調方式で制御する電流駆動手
段とを備えた電動式パワーステアリング装置のモータ駆
動装置において、 前記スイッチング素子の全てをオフ
した後に、前記モータの地絡を検出する初期地絡検出手
段を設け、 前記電流駆動手段は、初期地絡の検出後にスイッチング
素子をパルス幅変調方式で制御するようにしたことを特
徴とする電動式パワーステアリング装置のモータ駆動装
置。 - 【請求項4】 検出操舵トルク、検出車速等に基づいて
電動式パワーステアリング装置のモータをアシストする
電流指令値を作成するとともに、 前記モータに対してHブリッジ型に接続された4個のス
イッチング素子と、 前記アシスト電流指令値と検出されたモータ電流との偏
差およびアシスト電流指令値の極性に応じて、前記スイ
ッチング素子をパルス幅変調方式で制御する電流駆動手
段とを備えた電動式パワーステアリング装置のモータ駆
動装置において、 前記スイッチング素子の全てをオフ
した後に、前記モータの地絡を検出する初期地絡検出手
段と、 該初期地絡検出後、スイッチング素子の制御中に前記モ
ータの地絡が検出されると、該スイッチング素子の全て
をオフした後に、前記モータの地絡が誤判断されていな
いか否を判定する地絡判定手段とを設け、 前記電流駆動手段は、初期地絡の検出後および前記モー
タの地絡の誤判断の判定後にスイッチング素子をパルス
変調方式で制御するようにしたことを特徴とする電動式
パワーステアリング装置のモータ駆動装置。
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