JP2540153B2 - Motor drive - Google Patents

Motor drive

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JP2540153B2
JP2540153B2 JP9390687A JP9390687A JP2540153B2 JP 2540153 B2 JP2540153 B2 JP 2540153B2 JP 9390687 A JP9390687 A JP 9390687A JP 9390687 A JP9390687 A JP 9390687A JP 2540153 B2 JP2540153 B2 JP 2540153B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は車両のステアリングハンドルをステアリング
モータによって駆動するパワーステアリングのモータ駆
動装置に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a power steering motor drive device for driving a steering handle of a vehicle by a steering motor.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

(上来技術) 従来電動式パワーステアリングのモータ駆動装置は、
特開昭59−156863号に示さているように、左右方向への
操舵時に夫々導通する第1,第2及び第3,第4のトランジ
スタ等の制御素子を用いてステアリングモータを中心と
してブリッジ回路として接続されている。そして右操舵
時には操舵トルクの検出に基づいて第1,第2のトランジ
スタを同時に導通させてモータに正方向の駆動電流を流
し、左操舵時には操舵トルクの検出に基づいて第3,第4
のトランジスタを同時に導通させてモータに逆方向の駆
動電流を流して制御している。
(Kagorai technology) Conventional electric power steering motor drive devices
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 59-156863, a bridge circuit centering around a steering motor using control elements such as first, second, third, and fourth transistors which are conducted during steering in the left-right direction. Connected as. Then, at the time of right steering, the first and second transistors are made conductive at the same time based on the detection of the steering torque to allow a positive drive current to flow through the motor, and at the time of left steering, the third and fourth transistors are detected based on the detection of the steering torque.
The transistors are simultaneously turned on to supply a reverse drive current to the motor for control.

(発明が解決しようとする問題点) そしてこのようなモータの駆動では、トルクセンサか
らの出力信号にノイズが重畳された場合にはその方向に
微小な駆動電流が流れる。特にステアリングを回転させ
て駆動輪を一定方向に回動させた後、手放し状態でステ
アリングを元の位置に復帰させようとする場合にはこの
ようなノイズが重畳され易い。そしてノイズが重畳され
るとステアリングモータが駆動されるため、駆動輪の元
の位置への復帰が遅れるという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In driving such a motor, when noise is superimposed on the output signal from the torque sensor, a minute driving current flows in that direction. Particularly, when the steering wheel is rotated to rotate the drive wheels in a certain direction and then the steering wheel is returned to the original position in the released state, such noise is likely to be superimposed. When the noise is superimposed, the steering motor is driven, which delays the return of the drive wheels to their original positions.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明はこのようなモータ駆動装置の問題点に鑑みて
なされたものであって、このようなノイズの影響なくス
テアリングの復帰を速やかに行うようにすることを技術
的課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the motor drive device, and an object of the present invention is to promptly restore the steering wheel without the influence of such noise.

〔発明の構成と効果〕[Constitution and effect of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明はステアリング軸に接続されその回転トルクを
検出するトルクセンサと、ステアリングを回動させるス
テアリングモータと、を有する電動式パワーステアリン
グのモータ駆動装置であって、第1図及び第4図に示す
ように、右操舵導通保持用の第1のスイッチング素子,
右操舵高速スイッチング用の第2のスイッチング素子を
ステアリングモータに対して対称に接続し、左操舵導通
保持用の第3のスイッチング素子,左操舵高速スイッチ
ング用の第4のスイッチング素子をステアリングモータ
に対して対称に接続して構成されたブリッジ回路と、ト
ルクセンサからの絶対値出力が第1の閾値レベルを越え
る場合にその出力レベルに対応したパルス幅の信号を第
2又は第4のスイッチング素子に択一的に与える高速ス
イッチング制御部と、トルクセンサからの左右の操舵ト
ルク検出信号が夫々の正負の信号として与えられ、絶対
値が等しく正及び負に対称な第2,第3の閾値を越えたと
きに出力を反転させる極性判定信号を出力する極性判定
回路を含み、該極性判定回路の出力に基づいて第1又は
第3のスイッチング素子を択一的に導通させる導通保持
制御部と、を有することを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a motor drive device for an electric power steering having a torque sensor connected to a steering shaft to detect a rotational torque of the steering shaft, and a steering motor for rotating a steering wheel. , As shown in FIGS. 1 and 4, the first switching element for holding the right steering conduction,
The second switching element for right steering high speed switching is connected symmetrically to the steering motor, and the third switching element for maintaining left steering conduction and the fourth switching element for left steering high speed switching are connected to the steering motor. When the absolute value output from the torque sensor exceeds the first threshold level, a bridge circuit configured symmetrically connected to each other is provided with a pulse width signal corresponding to the output level to the second or fourth switching element. The left and right steering torque detection signals from the high-speed switching control section and the torque sensor, which are given alternatively, are given as positive and negative signals, respectively, and exceed the second and third threshold values which are equal in absolute value and symmetrical in positive and negative directions. A polarity determination circuit that outputs a polarity determination signal that inverts the output when the first or third switching circuit is activated based on the output of the polarity determination circuit. It is characterized in that it has a conduction holding control unit for alternatively conducting element.

(作用) このような特徴を有する本発明によれば、トルクセン
サからの出力は高速スイッチング制御部に与えられる。
高速スイッチング制御部ではトルクセンサの出力の絶対
値が第1の閾値レベルを越える場合にその出力レベルに
応じたパルス幅の信号を出力している。又極性判定回路
はトルクセンサからの左右の操舵トルク検出信号を正負
のトルク信号とし、そのレベルが正及び負に対称な第2,
第3の閾値レベルを越えて変化したときに、極性判定出
力を反転させるようにしている。そのためトルクセンサ
からの出力が第1の閾値を越え、更に第2の閾値を越え
た場合に高速スイッチングが成され、ステアリングモー
タが駆動される。又トルクセンサからの信号の絶対値が
第1の閾値を越え電流値が第3の閾値以下となったとき
に、反転した方向でステアリングモータが駆動されるこ
ととなる。トルクセンサからの信号が0付近ではその絶
対値が第1の閾値内で変動してもステアリングモータが
駆動されることはない。
(Operation) According to the present invention having such a feature, the output from the torque sensor is given to the high speed switching controller.
When the absolute value of the output of the torque sensor exceeds the first threshold level, the high speed switching controller outputs a signal having a pulse width corresponding to the output level. The polarity determination circuit uses the left and right steering torque detection signals from the torque sensor as positive and negative torque signals, and the level is positive and negative symmetrically.
When the change exceeds the third threshold level, the polarity determination output is inverted. Therefore, when the output from the torque sensor exceeds the first threshold value and further exceeds the second threshold value, high speed switching is performed and the steering motor is driven. When the absolute value of the signal from the torque sensor exceeds the first threshold value and the current value becomes less than or equal to the third threshold value, the steering motor is driven in the reversed direction. When the signal from the torque sensor is near 0, the steering motor is not driven even if its absolute value fluctuates within the first threshold value.

(発明の効果) そのため本発明によれば、運転者がステアリングハン
ドルを回転させた場合には一定以上のトルクセンサ出力
が高速スイッチング制御部と導通保持制御部に伝わるた
め、その信号に基づいてステアリングモータを駆動し操
舵輪を回転させることができる。しかし操舵した後ハン
ドルを操作しない場合等、地面の傾きや凹凸によってト
ルクセンサに微小なレベルの信号が生じても、閾値レベ
ル以下であればスイッチング素子には信号が伝えられな
いためモータ負荷トルクが生じることはなく、ステアリ
ングの戻りを速くすることができるという効果が得られ
る。
(Effect of the invention) Therefore, according to the present invention, when the driver rotates the steering wheel, the torque sensor output above a certain level is transmitted to the high-speed switching control unit and the continuity holding control unit. The motor can be driven to rotate the steered wheels. However, even if a small level signal is generated in the torque sensor due to the inclination or unevenness of the ground such as when the steering wheel is not operated after steering, if the signal is not transmitted to the switching element if it is below the threshold level, the motor load torque is reduced. It does not occur, and the effect that the steering wheel can be returned quickly can be obtained.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

(実施例の構成) 第2図は本発明が適用されるパワーステアリング機構
の概略図であり、第1図はそのモータ駆動回路の全体構
成を示すブロック図である。第2図においてステアリン
グハンドル1にはトルクセンサ2及びステアリングハン
ドル1からの操舵力を伝える伝動機構3が接続される。
トルクセンサ2はステアリングハンドル1の左右方向の
トルクを検出するものであって、その出力はモータ駆動
回路4に与えられている。モータ駆動回路4は車両のバ
ッテリー5が接続されており、トルクセンサ2から与え
られる左右方向のトルク信号に対応して左右方向に駆動
するステアリングモータ6を制御するものであって、伝
動機構3と共に操舵輪7を左右方向に所定角度回動させ
るものである。
(Structure of Embodiment) FIG. 2 is a schematic view of a power steering mechanism to which the present invention is applied, and FIG. 1 is a block diagram showing an entire structure of a motor drive circuit thereof. In FIG. 2, a steering wheel 1 is connected with a torque sensor 2 and a transmission mechanism 3 for transmitting a steering force from the steering wheel 1.
The torque sensor 2 detects the lateral torque of the steering wheel 1, and its output is given to the motor drive circuit 4. The motor drive circuit 4 is connected to the battery 5 of the vehicle, and controls the steering motor 6 which is driven in the left-right direction in response to the torque signal in the left-right direction given from the torque sensor 2, and together with the transmission mechanism 3. The steered wheels 7 are rotated in the left-right direction by a predetermined angle.

次にモータ駆動回路4の構成を第1図を参照しつつ説
明する。本図において、トルクセンサ2からのトルク検
出信号は右方向への回転時に正,左方向への回転時に負
になるトルクに対応したレベルの信号であって、入力端
子11を介して出力は全波整流回路12及び極性判定回路13
に伝えられる。全波整流回路12は入力信号を全波整流し
て電圧比較回路14に与える。極性判定回路13はトルクセ
ンサから得られる出力を一定のヒステリシスを持って正
又は負の極性を判定するものである。又このモータ駆動
回路4は一定の周波数、例えば20KHzの方形波を発振す
る発振回路15が設けられており、その出力は積分回路16
及びDC−DCコンバータ17に与えられる。積分回路16はこ
の方形波の信号を積分して三角波に変換するものであっ
て、その出力を電圧比較回路14に基準電圧として与え
る。電圧比較回路14は一定電圧の直流成分を重畳させた
三角波を基準電圧として全波整流回路12の出力を比較す
るため、トルクセンサ2のレベル変化をデューティが変
化するパルス信号として出力するものであり、その出力
はドライブロジック回路18に与えられる。ドライブロジ
ック回路18には又極性判定回路13の極性判定出力が与え
られている。ドライブロジック回路18はアンド回路18a,
18bを有しており、正又は負の極性判定出力に基づいて
電圧比較回路14から得られるパルス幅変調された信号を
+側ロアFETドライバ19又は−側ロアFETドライバ20に選
択的に与えるものである。又極性判定回路13は正又は部
の極性判定によりアンド回路18a,18b及びフォトカップ
ラ21,22に選択的に信号を与えるものである。フォトカ
ップラ21,22の出力は夫々+側アッパFETドライバ23,−
側アッパFETドライバ24に与えられている。FETドライバ
23,24はフォトカップラ21又は22からの出力に基づいて
右側及び左側のアッパFET25及び26を夫々駆動するもの
であり、FETドライバ19,20は夫々右側及び左側のロアFE
T27,28を駆動するものである。ここで「アッパ」とはモ
ータ駆動回路4の電源端子に近い側を、「ロア」とは電
源端子から遠い方のFETを示している。又FETドライバ1
9,20,23,24に示される「+」,「−」は極性判定回路13
によって判定された正電圧又は負電圧に対応している。
FET25〜28は夫々パワーMOSFETによって構成されたスイ
ッチング素子であって、FET25,27は右方向の操舵時に導
通する第1及び第2のスイッチング素子を構成してお
り、FET2及び28は左右方向への操舵時に導通する第3及
び第4のスイッチング素子を構成している。そしてこれ
らのFETはブリッジ回路接続されその中間に端子4a,4bを
介してステアリングモータ6が接続される。ここでDC−
DCコンバータ17と極性判定回路13及びフォトカップラ2
1,22,+側及び−側アッパFETドライバ23,24は、トルク
センサ2より得られる左右の操舵トルクの検出に基づい
て第1又は第3のスイッチング素子を択一的に導通させ
る導通保持部29を構成している。又全波整流回路12,電
圧比較回路14,方形波発振回路15,積分回路16とドライブ
ロジック回路18,+側及び−側ロアFETドライバ19,20
は、トルクセンサ2又は制御信号出力部33からの出力に
基づいてその出力レベルに対応したパルス幅の信号を第
1又は第3のスイッチング素子に選択的に与える高速ス
イッチング制御部30を構成している。
Next, the configuration of the motor drive circuit 4 will be described with reference to FIG. In this figure, the torque detection signal from the torque sensor 2 is a signal of a level corresponding to the torque that becomes positive when rotating to the right and becomes negative when rotating to the left, and the output is entirely output via the input terminal 11. Wave rectification circuit 12 and polarity determination circuit 13
Be transmitted to. The full-wave rectifier circuit 12 full-wave rectifies the input signal and supplies it to the voltage comparison circuit 14. The polarity determination circuit 13 determines the positive or negative polarity of the output obtained from the torque sensor with a certain hysteresis. Further, the motor drive circuit 4 is provided with an oscillating circuit 15 which oscillates a square wave having a constant frequency, for example, 20 KHz, and its output is an integrating circuit 16
And DC-DC converter 17. The integrating circuit 16 integrates this square wave signal and converts it into a triangular wave, and supplies the output to the voltage comparing circuit 14 as a reference voltage. Since the voltage comparison circuit 14 compares the output of the full-wave rectification circuit 12 with a triangular wave on which a direct current component of a constant voltage is superimposed as a reference voltage, it outputs the level change of the torque sensor 2 as a pulse signal whose duty changes. , Its output is given to the drive logic circuit 18. The drive logic circuit 18 is also supplied with the polarity determination output of the polarity determination circuit 13. The drive logic circuit 18 is an AND circuit 18a,
18b, and selectively applies a pulse width modulated signal obtained from the voltage comparison circuit 14 to the + side lower FET driver 19 or the − side lower FET driver 20 based on the positive or negative polarity determination output. Is. The polarity judgment circuit 13 selectively supplies signals to the AND circuits 18a and 18b and the photocouplers 21 and 22 based on the positive or partial polarity judgment. The outputs of the photocouplers 21 and 22 are + side upper FET drivers 23 and −, respectively.
Given to the side upper FET driver 24. FET driver
Reference numerals 23 and 24 drive the right and left upper FETs 25 and 26, respectively, based on the output from the photocoupler 21 or 22, and the FET drivers 19 and 20 respectively drive the right and left lower FEs.
It drives T27 and 28. Here, “upper” indicates the side closer to the power supply terminal of the motor drive circuit 4, and “lower” indicates the FET farther from the power supply terminal. FET driver 1
“+” And “−” shown in 9, 20, 23, and 24 are polarity determination circuits 13
It corresponds to the positive voltage or the negative voltage determined by.
The FETs 25 to 28 are switching elements each composed of a power MOSFET, the FETs 25 and 27 constitute first and second switching elements which conduct when steering in the right direction, and the FETs 2 and 28 are arranged in the left and right directions. It constitutes third and fourth switching elements that are conducted during steering. These FETs are connected in a bridge circuit, and the steering motor 6 is connected in the middle between them through terminals 4a and 4b. Where DC-
DC converter 17, polarity determination circuit 13 and photo coupler 2
The 1,22, + side and-side upper FET drivers 23,24 are conduction holding sections for selectively conducting the first or third switching element based on the detection of the left and right steering torques obtained from the torque sensor 2. Make up 29. Also, full-wave rectification circuit 12, voltage comparison circuit 14, square-wave oscillation circuit 15, integration circuit 16 and drive logic circuit 18, + side and-side lower FET drivers 19, 20
Is a high-speed switching control unit 30 that selectively supplies a signal having a pulse width corresponding to the output level of the torque sensor 2 or the control signal output unit 33 to the first or third switching element. There is.

次に4つのFETがブリッジ接続されたFETブリッジと電
流検出回路について第3図を参照しつつ説明する。ここ
でFET25,26のドレインはリレー回路を介してバッテリー
5の正極端に接続されており、そのソース端は夫々FET2
8及び27のドレインに接続される。又FET25,28の共通接
続端とFET26,27の共通接続端にはモータ接続端子4a,4b
を介してステアリングモータ6が接続され、FET27,28の
ソース端は接地されている。本図において各FET25〜28
のドレイン・ゲート間にはダイオード及びツェナダイオ
ードから成るサージ吸収回路が接続され、ドレイン・ソ
ース間にはフライホイルダイオードが接続されている。
Next, an FET bridge in which four FETs are bridge-connected and a current detection circuit will be described with reference to FIG. Here, the drains of the FETs 25 and 26 are connected to the positive terminal of the battery 5 via a relay circuit, and the source terminals thereof are FET2 respectively.
Connected to the drains of 8 and 27. Also, motor connection terminals 4a and 4b are provided at the common connection ends of FETs 25 and 28 and FETs 26 and 27, respectively.
The steering motor 6 is connected via the, and the source ends of the FETs 27 and 28 are grounded. In this figure, each FET 25-28
A surge absorbing circuit composed of a diode and a Zener diode is connected between the drain and the gate of, and a flywheel diode is connected between the drain and the source.

次に第4図は入力端子11に接続される極性判定回路13
と電圧比較回路14の詳細な構成を示す回路示である。本
図において、電圧比較回路14は演算増幅器14aによって
構成され、全波整流回路12から与えられる整流されたト
ルクセンサの信号と積分回路16から得られる三角波を比
較している。ここで演算増幅器14aの反転入力端子には
抵抗R1と可変抵抗R2によって分圧された電圧が抵抗R3を
介して接続されている。これによって席分回路16の出力
に所定レベルの直流電圧を加算し、電圧比較の最低レベ
ルである第1の閾値Vref1を定めるようにしている。又
演算増幅器14aの非反転入力端子には全波整流回路12か
らの出力が与えられる。電圧比較回路14の出力は抵抗R
5,R6,R7の分圧回路を介してドライブロジック回路18に
伝えられる。又極性判定回路13は2つの演算増幅器13a,
13bを有しており、入力端子11から与えられるトルクセ
ンサ信号は抵抗R8,R9を介して演算増幅器13a,13bの非反
転入力端子及び反転入力端子に夫々伝えられる。そして
これらの演算増幅器13a,13bを交互に動作させると共に
ヒステリシスを付けるために、演算増幅器13aの出力端
を抵抗R10を介して演算増幅器13bの反転入力端子に接続
し、又演算増幅器13bの出力端を抵抗R11を介して演算増
幅器13aの反転入力端子に接続している。ここで抵抗R1
0,R11の値を変えることによって極性判定回路13の入力
電圧に対する絶対値が等しく正及び負に対称な第2,第3
の閾値レベルVref2,Vref3を設定することができる。演
算増幅器13a,13bの出力は夫々フォトカップラ21,22とド
ライブロジック回路18に伝えられる。
Next, FIG. 4 shows a polarity determination circuit 13 connected to the input terminal 11.
2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a voltage comparison circuit 14. In the figure, the voltage comparison circuit 14 is composed of an operational amplifier 14a and compares the rectified torque sensor signal provided from the full-wave rectification circuit 12 with the triangular wave obtained from the integration circuit 16. Here, the voltage divided by the resistor R1 and the variable resistor R2 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 14a via the resistor R3. As a result, a direct current voltage of a predetermined level is added to the output of the seat distribution circuit 16, and the first threshold Vref1 which is the lowest level of voltage comparison is determined. The output from the full-wave rectifier circuit 12 is given to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 14a. The output of the voltage comparison circuit 14 is a resistor R
It is transmitted to the drive logic circuit 18 via the voltage dividing circuit of 5, R6 and R7. Further, the polarity determination circuit 13 includes two operational amplifiers 13a,
The torque sensor signal supplied from the input terminal 11 is transmitted to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifiers 13a and 13b via the resistors R8 and R9, respectively. Then, in order to alternately operate these operational amplifiers 13a and 13b and add hysteresis, the output terminal of the operational amplifier 13a is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 13b via the resistor R10, and the output terminal of the operational amplifier 13b is also connected. Is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 13a via the resistor R11. Where resistor R1
By changing the values of 0 and R11, the absolute value with respect to the input voltage of the polarity determination circuit 13 is equal to the positive and negative symmetrical second and third values.
The threshold levels Vref2 and Vref3 can be set. The outputs of the operational amplifiers 13a and 13b are transmitted to the photocouplers 21 and 22 and the drive logic circuit 18, respectively.

(実施例の動作) 次に本実施例の動作について第5図〜第7図の波形図
を参照しつつ説明する。まず電源が投入されるとアッパ
FET25,26に電源が供給される。又方形波発振回路15は例
えば20KHzの方形波の信号を発振している。ここで運転
者がステアリングハンドル1を右回転させるように操作
すると、そのトルクの変化がトルクセンサ2のよって検
出されてモータ駆動回路4に与えられる。第5図(a)
に示すようなトルクセンサ2からの信号が伝えられる
と、全波整流回路12によって第5図(b)に示すように
全波整流されて電圧比較回路14に与えられる。又方形波
発振回路15の方形波信号は集積回路16を介して三角波に
変換されて電圧比較回路14に伝えられる。第6図は電圧
比較回路14の反転入力端及び非反転入力端に与えられる
三角波と全波整流回路12の出力及びそれに対応した電圧
比較回路の出力波形を示す図である。前述したように積
分回路16から与えられる三角波には一定の閾値Vref1が
直流成分として重畳されるため、第6図(a)に示すよ
うにこのレベルを越える所定範囲で信号が変化する三角
波が反転入力端に加えられ、非反転入力端子には全波整
流信号が伝わる。従って全波整流回路12の出力が閾値レ
ベルVref1を越えている場合には、電圧比較回路14より
全波整流回路12の出力であるトルクセンサ2の電圧レベ
ルに対応したパルス幅の信号が生じることとなってパル
ス幅変調される。ここで第5図の時刻t1〜t2に示すよう
にトルクセンサ2より+側の入力信号が与えられた場合
には、極性判定回路13によってその極性が判定されてド
ライブロジック回路18のアンド回路18aに“H"レベルの
信号が伝わる。従ってアンド回路18aを介して+側ロアF
ETドライバ19にこのパルス信号が伝えられる。同様にし
てフォトカップラ21を介して+側アッパFETドライバ23
が連続的に駆動される。従って第5図(c),(d)に
示すようにFET25が連続してオン状態となり、FET27はパ
ルス駆動される。従って第5図(g)に示すようにステ
アリングモータ6がパルス駆動されることになる。
(Operation of Embodiment) Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the waveform diagrams of FIGS. First, when the power is turned on, the upper
Power is supplied to the FETs 25 and 26. The square wave oscillating circuit 15 oscillates a square wave signal of 20 KHz, for example. Here, when the driver operates the steering wheel 1 so as to rotate it to the right, a change in the torque is detected by the torque sensor 2 and given to the motor drive circuit 4. Fig. 5 (a)
When the signal from the torque sensor 2 as shown in FIG. 2 is transmitted, it is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 12 as shown in FIG. Further, the square wave signal of the square wave oscillator circuit 15 is converted into a triangular wave through the integrated circuit 16 and transmitted to the voltage comparison circuit 14. FIG. 6 is a diagram showing the triangular wave applied to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the voltage comparison circuit 14, the output of the full-wave rectification circuit 12, and the output waveform of the corresponding voltage comparison circuit. As described above, since the constant threshold value Vref1 is superimposed on the triangular wave supplied from the integrating circuit 16 as a DC component, the triangular wave whose signal changes in a predetermined range exceeding this level is inverted as shown in FIG. 6 (a). A full-wave rectified signal is transmitted to the non-inverting input terminal applied to the input terminal. Therefore, when the output of the full-wave rectifier circuit 12 exceeds the threshold level Vref1, a signal having a pulse width corresponding to the voltage level of the torque sensor 2 which is the output of the full-wave rectifier circuit 12 is generated from the voltage comparison circuit 14. Becomes pulse width modulated. When a + side input signal is applied from the torque sensor 2 as shown at times t 1 to t 2 in FIG. 5, the polarity determination circuit 13 determines the polarity and the drive logic circuit 18 outputs an AND signal. The "H" level signal is transmitted to the circuit 18a. Therefore, through the AND circuit 18a, the + side lower F
This pulse signal is transmitted to the ET driver 19. Similarly, via the photo coupler 21, the + side upper FET driver 23
Are continuously driven. Therefore, as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), the FET 25 is continuously turned on, and the FET 27 is pulse-driven. Therefore, the steering motor 6 is pulse-driven as shown in FIG.

又運転者がステアリングハンドル1を左回転させるよ
うに操作すると、時刻t3〜t4に示すようにトルクセンサ
2から負側の出力が生じる。この場合には−側ロアFET
ドライバ20によってFET26が連続的に導通し、−側アッ
パFETドライバ24によってロアFET28がパルス駆動され
る。従ってステアリングモータ6には第5図(g)に示
すような電流が供給される。時刻t5以後についても同様
の動作が繰り返される。
When the driver operates the steering wheel 1 so as to rotate it to the left, the torque sensor 2 produces a negative output as shown at times t 3 to t 4 . In this case, − side lower FET
The FET 26 is continuously conducted by the driver 20, and the lower FET 28 is pulse-driven by the-side upper FET driver 24. Therefore, the steering motor 6 is supplied with a current as shown in FIG. The same operation is repeated after time t 5 .

ここで時刻t1からt2までの右側へのハンドル操作の
後、時刻t3までの間ステアリングを放置し自然に元の状
態に復帰するのを待つように操作する場合には、ステア
リングハンドル1を意識的に操作せず軽く手を添えてい
ても地面の凹凸や傾き等によってトルクセンサ2にわず
かに信号が生じることがある。第7図は時刻t2からt3
の範囲を拡大して示す波形図である。本図に示すように
時刻t2からt3の間にトルクセンサ2に微小なレベルの信
号が生じた場合にも、積分回路の最低レベルを定める直
流成分である第1の閾値Vref1を越える信号が生じなけ
ればパルス幅変調信号は出力されない。又極性判定回路
13も同様にして抵抗R10,R11によってヒステリシスが付
されているため、第7図(a)に示す正及び負の閾値Vr
ef2,Vref3を越える範囲でなければ極性反転信号は出力
されない。従ってこの範囲内の信号がトルクセンサ2よ
り生じても導通保持用の一方のFET、例えば図示のよう
にFET25が連続してオン状態となるが、パルス駆動用FET
27には信号が生じることがなく、又他のFET26及び28に
は電流は流れない。従ってステアリングモータ6は通電
されず、モータの負荷となることがない。それ故ハンド
ルを放置した状態で速やかに駆動輪の方向を中立位置に
戻すことができる。このようなヒステリシスでなければ
トルクセンサ2からの信号に応じてモータが左右に駆動
されることとなるため、ステアリングの戻りが悪くな
る。
Here, when the steering wheel is left to operate until time t 3 after the steering wheel is operated to the right from time t 1 to t 2 , the steering wheel 1 is operated. Even if the user does not intentionally operate and is lightly touching the ground, a slight signal may be generated in the torque sensor 2 due to unevenness or inclination of the ground. FIG. 7 is a waveform diagram showing the range between times t 2 and t 3 in an enlarged manner. As shown in this figure, even when a small level signal is generated in the torque sensor 2 from time t 2 to time t 3 , a signal exceeding the first threshold value Vref1 which is the direct current component that determines the minimum level of the integrating circuit If the pulse width modulation signal does not occur, the pulse width modulation signal is not output. Also polarity determination circuit
Similarly, since 13 has hysteresis by resistors R10 and R11, the positive and negative threshold values Vr shown in FIG.
The polarity inversion signal is not output unless the range exceeds ef2 and Vref3. Therefore, even if a signal within this range is generated from the torque sensor 2, one FET for maintaining conduction, for example, the FET 25 is continuously turned on as shown in the figure, but the pulse driving FET is used.
No signal is generated at 27 and no current flows through the other FETs 26 and 28. Therefore, the steering motor 6 is not energized and does not become a load on the motor. Therefore, the direction of the drive wheels can be promptly returned to the neutral position with the handle left. Without such hysteresis, the motor is driven to the left and right in response to the signal from the torque sensor 2, so that the steering return is deteriorated.

尚本実施例は電圧比較回路の積分回路に一定の電圧を
重畳させることによって三角波の最低レベルを規定する
ようにしているが、積分回路16に他の方法で直流成分を
重畳させるようにしてもよいとはいうまでもない。又こ
の重畳される直流電圧と極性判定回路13の上下に設定す
る閾値レベルとは夫々独立して設定することができるこ
とはいうまでもない。
In this embodiment, the minimum level of the triangular wave is defined by superimposing a constant voltage on the integrating circuit of the voltage comparing circuit, but the integrating circuit 16 may be superposed with a DC component by another method. It goes without saying that it is good. It goes without saying that the superimposed DC voltage and the threshold levels set above and below the polarity determination circuit 13 can be set independently.

又本実施例は連続駆動及びパルス駆動される対のFET
を用いているが、スイッチング素子としてFETに限らず
パワートランジスタ等の電力制御素子を用いてもよい。
Further, this embodiment is a pair of FETs which are continuously driven and pulse driven.
However, the switching element is not limited to the FET, and a power control element such as a power transistor may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例によるモータ駆動回路の構成
を示すブロック図、第2図は本実施例によるモータ駆動
装置が適用される電動式パワーステアリング機構の概略
構成図、第3図は本発明の一実施例によるモータ駆動回
路のブリッジ回路部の構成を示す回路図、第4図は本発
明の一実施例による極性判定回路と電圧比較回路の構成
を示す回路図、第5図は通常の動作時の各部の波形を示
す波形図、第6図は電圧比較回路に与えられる三角波と
全波整流信号及びぞれに対応したパルス変調を示す波形
図、第7図はハンドルを放置した場合の各部の波形を時
間的に拡大して示す波形図である。 1……ステアリングハンドル、2……トルクセンサ、3
……伝動機構、4……モータ駆動回路、6……ステアリ
ングモータ、11……トルク入力端子、13a,13b,14a……
演算増幅器、19,20,23,24……FETドライバ、25……アッ
パFET(第1のスイッチング素子)、26……アッパFET
(第3のスイッチング素子)、27……ロアFET(第2の
スイッチング素子)、28……ロアFET(第4のスイッチ
ング素子)、29……導通保持制御部、30……高速スイッ
チング制御部
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an electric power steering mechanism to which a motor drive device according to the present embodiment is applied, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a bridge circuit portion of a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing configurations of a polarity determination circuit and a voltage comparison circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a waveform diagram showing the waveform of each part during normal operation, FIG. 6 is a waveform diagram showing the triangular wave and the full-wave rectified signal given to the voltage comparison circuit, and pulse modulation corresponding to each, and FIG. It is a waveform diagram which expands the waveform of each part in a case in time. 1 ... Steering handle, 2 ... Torque sensor, 3
...... Transmission mechanism, 4 …… Motor drive circuit, 6 …… Steering motor, 11 …… Torque input terminal, 13a, 13b, 14a ……
Operational amplifier, 19,20,23,24 …… FET driver, 25 …… Upper FET (first switching element), 26 …… Upper FET
(Third switching element), 27 ... lower FET (second switching element), 28 ... lower FET (fourth switching element), 29 ... continuity holding control section, 30 ... high speed switching control section

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ステアリング軸に接続されその回転トルク
を検出するトルクセンサと、ステアリングを回動させる
ステアリングモータと、を有する電動式パワーステアリ
ングのモータ駆動装置であって、 右操舵導通保持用の第1のスイッチング素子,右操舵高
速スイッチング用の第2のスイッチング素子を前記ステ
アリングモータに対して対称に接続し、左操舵導通保持
用の第3のスイッチング素子,左操舵高速スイッチング
用の第4のスイッチング素子を前記ステアリングモータ
に対して対称に接続して構成されたブリッジ回路と、 前記トルクセンサからの絶対値出力が第1の閾値レベル
を越える場合にその出力レベルに対応したパルス幅の信
号を前記第2又は第4のスイッチング素子に択一的に与
える高速スイッチング制御部と、 前記トルクセンサからの左右の操舵トルク検出信号が夫
々正負のトルク信号として与えられ、絶対値が等しく正
及び負に対称な第2,第3の閾値を越えたときに出力を反
転させる極性判定信号を出力する極性判定回路を含み、
該極性判定回路の出力に基づいて前記第1又は第3のス
イッチング素子を択一的に導通させる導通保持制御部
と、を有することを特徴とするモータ駆動装置。
1. A motor drive device for an electric power steering system, comprising: a torque sensor connected to a steering shaft to detect a rotational torque of the steering shaft; and a steering motor for rotating a steering wheel. A first switching element, a second switching element for right steering high speed switching are connected symmetrically with respect to the steering motor, and a third switching element for maintaining left steering conduction and a fourth switching for left steering high speed switching. A bridge circuit configured by connecting elements symmetrically with respect to the steering motor; and when the absolute value output from the torque sensor exceeds a first threshold level, a pulse width signal corresponding to the output level is output. A high-speed switching controller for selectively providing the second or fourth switching element; The left and right steering torque detection signals from the sensor are given as positive and negative torque signals respectively, and a polarity judgment signal that inverts the output when the absolute values exceed the positive and negative symmetrical second and third threshold values is output. Including a polarity determination circuit to
And a conduction holding control section for selectively conducting the first or third switching element based on the output of the polarity determination circuit.
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