JP2548717B2 - モ−タ駆動装置 - Google Patents
モ−タ駆動装置Info
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- JP2548717B2 JP2548717B2 JP8337587A JP8337587A JP2548717B2 JP 2548717 B2 JP2548717 B2 JP 2548717B2 JP 8337587 A JP8337587 A JP 8337587A JP 8337587 A JP8337587 A JP 8337587A JP 2548717 B2 JP2548717 B2 JP 2548717B2
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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。
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。
（従来技術） 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号に示されているように、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。そしてこのようなモー
タの駆動では、ハンドルがロックした場合等に強い操舵
力が加わると、ステアリングの負荷が大きいため、ステ
アリングモータに過大電流が流れることとなるという欠
点があった。
特開昭59−156863号に示されているように、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。そしてこのようなモー
タの駆動では、ハンドルがロックした場合等に強い操舵
力が加わると、ステアリングの負荷が大きいため、ステ
アリングモータに過大電流が流れることとなるという欠
点があった。
一般的には例えば数十Ａ程度の比較的大きな電流をス
イッチング素子で制御し、その電流を検出するために第
７図に示すようにFET等のスイッチング素子に直列に電
流検出用抵抗R0を接続し、その両端の電圧に基づいて駆
動電流を検出することが広く行われている。
イッチング素子で制御し、その電流を検出するために第
７図に示すようにFET等のスイッチング素子に直列に電
流検出用抵抗R0を接続し、その両端の電圧に基づいて駆
動電流を検出することが広く行われている。
（発明が解決しようとする問題点） 従ってステアリングモータに直列に抵抗を接続し、そ
の抵抗値の変化によってモータに流れる電流を検出して
モータに過大電流が流れることを防止することが考えら
れる。しかしながら所定の過電流を越えた時点で直ちに
ステアリングモータへの通電を停止すると、急激にハン
ドルが重くなって却って不都合となる。又ステアリング
モータに流れる電流を検出するためにスイッチング素子
に直列に接続された抵抗の電圧変化に基づいて電流を検
出しようとすれば、大電流が流れると抵抗の両端に電圧
降下が生じる。車両では電源電圧が例えば12Vに限られ
ているため、ステアリングモータ等の制御に用いると負
荷に供給される電圧が低くなるという欠点がある。又抵
抗に生じる電圧降下によって発熱することとなり、電力
損失が大きくなるという問題点もあった。又モータに流
れる過大電流を放置した場合には、モータが焼損したり
スイッチング素子が破損することがあるという問題点が
あった。
の抵抗値の変化によってモータに流れる電流を検出して
モータに過大電流が流れることを防止することが考えら
れる。しかしながら所定の過電流を越えた時点で直ちに
ステアリングモータへの通電を停止すると、急激にハン
ドルが重くなって却って不都合となる。又ステアリング
モータに流れる電流を検出するためにスイッチング素子
に直列に接続された抵抗の電圧変化に基づいて電流を検
出しようとすれば、大電流が流れると抵抗の両端に電圧
降下が生じる。車両では電源電圧が例えば12Vに限られ
ているため、ステアリングモータ等の制御に用いると負
荷に供給される電圧が低くなるという欠点がある。又抵
抗に生じる電圧降下によって発熱することとなり、電力
損失が大きくなるという問題点もあった。又モータに流
れる過大電流を放置した場合には、モータが焼損したり
スイッチング素子が破損することがあるという問題点が
あった。
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、モータの駆動電流を直列抵抗を
用いず電圧降下や発熱等を生じさせることなく検出し、
所定電流が流れた場合には一定時間後に徐々にモータに
流れる電流を低下させるようにすることを技術的課題と
する。
なされたものであって、モータの駆動電流を直列抵抗を
用いず電圧降下や発熱等を生じさせることなく検出し、
所定電流が流れた場合には一定時間後に徐々にモータに
流れる電流を低下させるようにすることを技術的課題と
する。
（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，第３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制御部と、トルクセンサからの出
力に基づいてその出力レベルに対応したパルス幅のPWM
信号を第２又は第４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と、第1,第３のスイッチング
素子と、第2,第４のスイッチング素子とのいずれか一方
に択一的に並列接続され、並列接続されたスイッチング
素子と同時に駆動される第5,第６のスイッチング素子、
及び該第5,第６のスイッチング素子に夫々直列に接続さ
れ並列接続されている第1,第３又は第2,第４のスイッチ
ング素子を流れる電流を検出する電流検出用抵抗を有す
る一対の電流検出手段と、一対の電流検出手段の出力が
与えられ所定の閾値を越える過電流を検出する比較手段
と、比較手段の出力を一定時間遅延させる遅延タイマ
と、遅延タイマの出力が与えられたときに所定時間内に
徐々に低下する制御信号をトルクセンサからの信号に代
えて高速スイッチング制御部に与え、高速スイッチング
制御部から出力されるPWM信号のパルス幅を徐々に低下
させる制御信号出力部と、を有することを特徴とするも
のである。
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，第３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制御部と、トルクセンサからの出
力に基づいてその出力レベルに対応したパルス幅のPWM
信号を第２又は第４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と、第1,第３のスイッチング
素子と、第2,第４のスイッチング素子とのいずれか一方
に択一的に並列接続され、並列接続されたスイッチング
素子と同時に駆動される第5,第６のスイッチング素子、
及び該第5,第６のスイッチング素子に夫々直列に接続さ
れ並列接続されている第1,第３又は第2,第４のスイッチ
ング素子を流れる電流を検出する電流検出用抵抗を有す
る一対の電流検出手段と、一対の電流検出手段の出力が
与えられ所定の閾値を越える過電流を検出する比較手段
と、比較手段の出力を一定時間遅延させる遅延タイマ
と、遅延タイマの出力が与えられたときに所定時間内に
徐々に低下する制御信号をトルクセンサからの信号に代
えて高速スイッチング制御部に与え、高速スイッチング
制御部から出力されるPWM信号のパルス幅を徐々に低下
させる制御信号出力部と、を有することを特徴とするも
のである。
（作用） このような特徴を有する本発明によれば、ステアリン
グモータに直列に接続される電力制御用の第1,第３又は
第2,第４のスイッチング素子に夫々並列に第5,第６のス
イッチング素子と電流検出用抵抗を設け、これらのスイ
ッチング素子の駆動時に電流検出が必要となるので第5,
第６のスイッチング素子を同時に閉成するようにしてい
る。そうすれば電力制御用のスイッチング素子に流れる
電流に応じてその両端の電圧が変化する。従って負荷電
流は電流検出用抵抗の両端の電圧変化として検出される
こととなって比較手段に与えられる。そして負荷電流が
所定の閾値を越える場合には遅延タイマによって定まる
一定時間経過後にトルクセンサからの信号に代えて、徐
々に低下する制御信号を高速スイッチング制御部に与え
る。そして高速スイッチング制御部に出力されるPWM信
号のパルス幅を徐々に小さくすることによりモータの駆
動電流を徐々に低下させるようにしている。
グモータに直列に接続される電力制御用の第1,第３又は
第2,第４のスイッチング素子に夫々並列に第5,第６のス
イッチング素子と電流検出用抵抗を設け、これらのスイ
ッチング素子の駆動時に電流検出が必要となるので第5,
第６のスイッチング素子を同時に閉成するようにしてい
る。そうすれば電力制御用のスイッチング素子に流れる
電流に応じてその両端の電圧が変化する。従って負荷電
流は電流検出用抵抗の両端の電圧変化として検出される
こととなって比較手段に与えられる。そして負荷電流が
所定の閾値を越える場合には遅延タイマによって定まる
一定時間経過後にトルクセンサからの信号に代えて、徐
々に低下する制御信号を高速スイッチング制御部に与え
る。そして高速スイッチング制御部に出力されるPWM信
号のパルス幅を徐々に小さくすることによりモータの駆
動電流を徐々に低下させるようにしている。
（発明の効果） そのため本発明によれば、抵抗をステアリングモータ
及び電力制御用スイッチング素子に直列に接続する必要
はなくなる。そのためステアリングモータに印加される
電圧が低下することがなく電力ロスを改善することがで
きる。又電圧検出用抵抗にはほとんど電流が流れないの
で無駄な電力を消費することがなく、電力効率を改善す
ることができる。そしてステアリングモータに過大電流
が流れた場合には一定の遅延時間経過後に所定時間内に
ステアリングモータへの電源供給を徐々に低下させるよ
うにしているため、ハンドルがロックした場合にも運転
者に急激に負荷が増加する不自然な操作感を与えること
がなく、ステアリングモータの焼損やスイッチング素子
の焼損を未然に防止することができる。
及び電力制御用スイッチング素子に直列に接続する必要
はなくなる。そのためステアリングモータに印加される
電圧が低下することがなく電力ロスを改善することがで
きる。又電圧検出用抵抗にはほとんど電流が流れないの
で無駄な電力を消費することがなく、電力効率を改善す
ることができる。そしてステアリングモータに過大電流
が流れた場合には一定の遅延時間経過後に所定時間内に
ステアリングモータへの電源供給を徐々に低下させるよ
うにしているため、ハンドルがロックした場合にも運転
者に急激に負荷が増加する不自然な操作感を与えること
がなく、ステアリングモータの焼損やスイッチング素子
の焼損を未然に防止することができる。
（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。
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。
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
と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。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は正又は負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FET27,28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19,20,23,24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。FET25〜27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
操作時に導通する第１及び第２のスイッチング素子を構
成しており、FET26及び28は左方向への操作時に導通す
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。
そしてロアFET27,28には導通時にその電流を検出する電
流検出回路29,30が接続されており、その出力は比較器3
1に与えられる。比較器31は電流検出回路29,30から得ら
れる電流値が所定値を越える場合に比較出力を遅延タイ
マ32に与えるものである。遅延タイマ32は一定時間連続
して信号が与えられた場合に制御信号出力部33に出力を
与えるものである。制御信号出力部33は遅延タイマ32か
ら信号が与えられているときに、徐々に低下する制御信
号を電圧比較回路14に与えるようにしている。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
21,22,＋側及び−側アッパFETドライバ23,24は、トルク
センサ２による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34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35を構成している。
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
と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。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は正又は負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FET27,28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19,20,23,24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。FET25〜27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
操作時に導通する第１及び第２のスイッチング素子を構
成しており、FET26及び28は左方向への操作時に導通す
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。
そしてロアFET27,28には導通時にその電流を検出する電
流検出回路29,30が接続されており、その出力は比較器3
1に与えられる。比較器31は電流検出回路29,30から得ら
れる電流値が所定値を越える場合に比較出力を遅延タイ
マ32に与えるものである。遅延タイマ32は一定時間連続
して信号が与えられた場合に制御信号出力部33に出力を
与えるものである。制御信号出力部33は遅延タイマ32か
ら信号が与えられているときに、徐々に低下する制御信
号を電圧比較回路14に与えるようにしている。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
21,22,＋側及び−側アッパFETドライバ23,24は、トルク
センサ２による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34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35を構成している。
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。
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。
FET27,28に接続される電流検出回路29,30は夫々トラ
ンジスタTr1と抵抗R1及びトランジスタTr2と抵抗R2から
構成されている。トランジスタTr1,Tr2はコレクタ端がF
ET27,28のドレインに、ベースが抵抗R3,R4を介して＋側
及び−側ロアFETドライバ19,20の制御入力端に接続され
る。そしてエミッタには同一の抵抗値を有するエミッタ
抵抗R1,R2が夫々接続されており、更にエミッタより抵
抗R5,R6を介して共通接続されて電流検出信号として比
較器31に与えられる。
ンジスタTr1と抵抗R1及びトランジスタTr2と抵抗R2から
構成されている。トランジスタTr1,Tr2はコレクタ端がF
ET27,28のドレインに、ベースが抵抗R3,R4を介して＋側
及び−側ロアFETドライバ19,20の制御入力端に接続され
る。そしてエミッタには同一の抵抗値を有するエミッタ
抵抗R1,R2が夫々接続されており、更にエミッタより抵
抗R5,R6を介して共通接続されて電流検出信号として比
較器31に与えられる。
第４図は比較器31,遅延タイマ32,制御信号出力部33と
その出力によって入力電圧を変化させる電圧比較回路14
の構成を示す回路図である。本図において比較器31は抵
抗R7,R8の分圧によって定まる閾値レベルVref1が一方の
入力端に与えられた演算増幅器31aから成り立ってお
り、その検出出力を遅延タイマ32に与える。遅延タイマ
32は抵抗R9,コンデンサC1によって時定数回路が形成さ
れ、その出力は演算増幅器32aの非反転入力端に与えら
れている。演算増幅器32aの反転入力端には電源電圧を
分圧する抵抗R10,R11によって定まる閾値レベルVref2の
電圧が与えられており、この閾値を越えるまでの時間だ
け信号を遅延させて制御信号出力部33と発光ダイオード
D1から成る警報表示器に与えるものである。制御信号出
力部33は遅延タイマ32からの出力が与えられる抵抗R12
とコンデンサC2から成る時定数回路を有しており、その
出力端は演算増幅器33aの反転入力端に接続されてい
る。演算増幅器33aの非反転入力端は抵抗R13,R14を分圧
した電圧が与えられ、入出力端間には帰還抵抗R15が接
続されている。演算増幅器33aは反転増幅器であって、
その出力は抵抗R16,R17の分圧回路に与えられる。そし
て抵抗R16,R17の中点はダイオードD2を介して全波整流
回路12の出力と共通接続され、電圧比較回路14の演算増
幅器14aの非反転入力端に接続されている。電圧比較回
路14は反転入力端子に積分回路16より三角波信号が与え
られ、全波整流回路12又は制御信号出力部33より与えら
れる出力を選択して三角波信号と比較するものである。
電圧比較回路14はこれらの信号を比較することによって
入力信号に対応したパルス幅の信号をドライブロジック
回路18に与えている。
その出力によって入力電圧を変化させる電圧比較回路14
の構成を示す回路図である。本図において比較器31は抵
抗R7,R8の分圧によって定まる閾値レベルVref1が一方の
入力端に与えられた演算増幅器31aから成り立ってお
り、その検出出力を遅延タイマ32に与える。遅延タイマ
32は抵抗R9,コンデンサC1によって時定数回路が形成さ
れ、その出力は演算増幅器32aの非反転入力端に与えら
れている。演算増幅器32aの反転入力端には電源電圧を
分圧する抵抗R10,R11によって定まる閾値レベルVref2の
電圧が与えられており、この閾値を越えるまでの時間だ
け信号を遅延させて制御信号出力部33と発光ダイオード
D1から成る警報表示器に与えるものである。制御信号出
力部33は遅延タイマ32からの出力が与えられる抵抗R12
とコンデンサC2から成る時定数回路を有しており、その
出力端は演算増幅器33aの反転入力端に接続されてい
る。演算増幅器33aの非反転入力端は抵抗R13,R14を分圧
した電圧が与えられ、入出力端間には帰還抵抗R15が接
続されている。演算増幅器33aは反転増幅器であって、
その出力は抵抗R16,R17の分圧回路に与えられる。そし
て抵抗R16,R17の中点はダイオードD2を介して全波整流
回路12の出力と共通接続され、電圧比較回路14の演算増
幅器14aの非反転入力端に接続されている。電圧比較回
路14は反転入力端子に積分回路16より三角波信号が与え
られ、全波整流回路12又は制御信号出力部33より与えら
れる出力を選択して三角波信号と比較するものである。
電圧比較回路14はこれらの信号を比較することによって
入力信号に対応したパルス幅の信号をドライブロジック
回路18に与えている。
（実施例の動作） 次に本実施例の動作について第５図及び第６図の波形
図を参照しつつ説明する。電源が投入されるとアッパFE
T25,26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を操作すると、そのトルクの
変化がトルクセンサ２によって検出されてモータ駆動回
路４に与えられる。第５図及び第６図はモータ駆動回路
４の各部の波形を示す波形図である。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。又方形波発振器
15の方形波信号は積分回路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。又制御信号出力部33の
演算増幅器33aは“H"レベルの信号が出力されているた
めダイオードD2は導通しないものとすると、全波整流回
路12の出力がそのまま電圧比較回路14に与えられる。従
って電圧比較回路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FET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
されることとなる。
図を参照しつつ説明する。電源が投入されるとアッパFE
T25,26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を操作すると、そのトルクの
変化がトルクセンサ２によって検出されてモータ駆動回
路４に与えられる。第５図及び第６図はモータ駆動回路
４の各部の波形を示す波形図である。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。又方形波発振器
15の方形波信号は積分回路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。又制御信号出力部33の
演算増幅器33aは“H"レベルの信号が出力されているた
めダイオードD2は導通しないものとすると、全波整流回
路12の出力がそのまま電圧比較回路14に与えられる。従
って電圧比較回路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FET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
されることとなる。
時刻t3〜t4に示すようにトルクセンサ２からの出力が
負側である場合には、同様にして−側ロアFETドライバ2
0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。ここでFET27,28のパルス駆動時には同時
に＋側及び−側ロアFETドライバ19,20によってトランジ
スタTr1又はTr2が同様にパルス駆動される。そしてFET2
7又は28の両端の電圧は夫々のFETに流れる電流変化に対
応するため、抵抗R1又はR2の両端の電圧変化を読取るこ
とによってFET27,28に流れる電流を検出することができ
る。この検出された電流は比較器31に与えられている。
負側である場合には、同様にして−側ロアFETドライバ2
0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。ここでFET27,28のパルス駆動時には同時
に＋側及び−側ロアFETドライバ19,20によってトランジ
スタTr1又はTr2が同様にパルス駆動される。そしてFET2
7又は28の両端の電圧は夫々のFETに流れる電流変化に対
応するため、抵抗R1又はR2の両端の電圧変化を読取るこ
とによってFET27,28に流れる電流を検出することができ
る。この検出された電流は比較器31に与えられている。
さて第６図に示すように時刻t5以後にハンドルがロッ
クしてFET25,27に大電流、例えば数十Ａ程度の大電流が
流れる場合がある。その場合に電流値が電圧の変化とし
て検出されるため、第６図（ｄ）に示すように電流に対
応した信号が比較器31に与えられる。そして検出信号が
第６図（ｅ）に示すように所定の閾値レベルVref1を越
える時刻t6以後に比較器31は比較出力を遅延タイマ32に
与える。遅延タイマ32は抵抗R9,コンデンサC1で定まる
所定遅延時間T1経過後の時刻t7に第６図（ｆ）に示す出
力を制御信号出力部33に与える。従って警報表示器D1が
点灯してハンドルのロック状態を運転者に報知する。更
にハンドルのロック状態が継続する場合には抵抗R12を
介してコンデンサC2が徐々に充電されるため、その端子
電圧は第６図（ｇ）に示すように徐々に上昇することと
なる。そしてこの電圧変化が反転増幅器33aによって増
幅されて第６図（ｈ）に示す出力が得られる。前述した
ように制御信号出力部33の出力が高ければダイオードD2
は導通しておらず全波整流回路12の出力がそのまま電圧
比較回路14に伝えられる。しかし制御信号出力部33の出
力が第６図（ｈ）に示すように徐々に低下する場合には
ダイオードD2が導通する。従って、電圧比較回路14への
入力電圧も第６図（ａ）に実線で示すように徐々に低下
することとなる。尚第６図（ａ）において破線は全波整
流回路12の整流出力電圧を示している。そして電圧比較
回路14への入力信号が第６図（ａ）に示すように時刻t7
〜t8までの間（T2）に徐々に低下するため、FET27のパ
ルス幅は第６図（ｃ），（ｄ）に示すように徐々に短く
なり、ステアリングモータ６に供給される電流も低下す
る。そしてコンデンサC2が飽和する時刻t8には演算増幅
器33aの出力も低下するが、抵抗R16,R17の分圧した信号
が残留することになって第６図（ｈ）に示すように一定
の低いレベルの電圧がそのまま電圧比較回路14に与えら
れる。このようにステアリングモータ６のロック時に
は、徐々に駆動電流が小さくなるように制御される。そ
のため操作者に違和感を与えることなくモータやスイッ
チング素子の焼損を防止することができる。
クしてFET25,27に大電流、例えば数十Ａ程度の大電流が
流れる場合がある。その場合に電流値が電圧の変化とし
て検出されるため、第６図（ｄ）に示すように電流に対
応した信号が比較器31に与えられる。そして検出信号が
第６図（ｅ）に示すように所定の閾値レベルVref1を越
える時刻t6以後に比較器31は比較出力を遅延タイマ32に
与える。遅延タイマ32は抵抗R9,コンデンサC1で定まる
所定遅延時間T1経過後の時刻t7に第６図（ｆ）に示す出
力を制御信号出力部33に与える。従って警報表示器D1が
点灯してハンドルのロック状態を運転者に報知する。更
にハンドルのロック状態が継続する場合には抵抗R12を
介してコンデンサC2が徐々に充電されるため、その端子
電圧は第６図（ｇ）に示すように徐々に上昇することと
なる。そしてこの電圧変化が反転増幅器33aによって増
幅されて第６図（ｈ）に示す出力が得られる。前述した
ように制御信号出力部33の出力が高ければダイオードD2
は導通しておらず全波整流回路12の出力がそのまま電圧
比較回路14に伝えられる。しかし制御信号出力部33の出
力が第６図（ｈ）に示すように徐々に低下する場合には
ダイオードD2が導通する。従って、電圧比較回路14への
入力電圧も第６図（ａ）に実線で示すように徐々に低下
することとなる。尚第６図（ａ）において破線は全波整
流回路12の整流出力電圧を示している。そして電圧比較
回路14への入力信号が第６図（ａ）に示すように時刻t7
〜t8までの間（T2）に徐々に低下するため、FET27のパ
ルス幅は第６図（ｃ），（ｄ）に示すように徐々に短く
なり、ステアリングモータ６に供給される電流も低下す
る。そしてコンデンサC2が飽和する時刻t8には演算増幅
器33aの出力も低下するが、抵抗R16,R17の分圧した信号
が残留することになって第６図（ｈ）に示すように一定
の低いレベルの電圧がそのまま電圧比較回路14に与えら
れる。このようにステアリングモータ６のロック時に
は、徐々に駆動電流が小さくなるように制御される。そ
のため操作者に違和感を与えることなくモータやスイッ
チング素子の焼損を防止することができる。
尚本実施例は連続駆動及びパルス駆動される対のFET
から成るブリッジ回路のうちパルス駆動されるFETに並
列に電流検出回路を設け、そこを流れる電流を測定する
ようにしているが、連続的に駆動されるFET、本実施例
ではFET25,26に並列に同様の電流検出回路を接続しても
よいことはいうまでもない。又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。更に電力制御用スイッチング素子に並列に
接続される電流検出回路のスイッチング素子としても、
本実施例に示したトランジスタの他にFET等のスイッチ
ング素子を用いてもよい。この場合も併設される電力制
御用スイッチング素子と同時に開閉することによってそ
の電流を測定することが可能である。
から成るブリッジ回路のうちパルス駆動されるFETに並
列に電流検出回路を設け、そこを流れる電流を測定する
ようにしているが、連続的に駆動されるFET、本実施例
ではFET25,26に並列に同様の電流検出回路を接続しても
よいことはいうまでもない。又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。更に電力制御用スイッチング素子に並列に
接続される電流検出回路のスイッチング素子としても、
本実施例に示したトランジスタの他にFET等のスイッチ
ング素子を用いてもよい。この場合も併設される電力制
御用スイッチング素子と同時に開閉することによってそ
の電流を測定することが可能である。
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図は比較
器，遅延タイマ及び制御信号出力部の一実施例を示す回
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図はハンドルがロックした場合の各部の波形を
示す波形図、第７図は従来の電力制御用素子とその電流
を測定するために挿入される電流検出抵抗を示す回路図
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、19,20,23,24……F
ET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）、2
7……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）、29,30……電流検出回
路（電流検出手段）、31……比較器、32……遅延タイ
マ、33……制御信号出力部、34……導通保持制御部、35
……高速スイッチング制御部、Tr1……スイッチングト
ランジスタ（第５のスイッチング素子）、Tr2……スイ
ッチングトランジスタ（第６のスイッチング素子）
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図は比較
器，遅延タイマ及び制御信号出力部の一実施例を示す回
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図はハンドルがロックした場合の各部の波形を
示す波形図、第７図は従来の電力制御用素子とその電流
を測定するために挿入される電流検出抵抗を示す回路図
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、19,20,23,24……F
ET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）、2
7……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）、29,30……電流検出回
路（電流検出手段）、31……比較器、32……遅延タイ
マ、33……制御信号出力部、34……導通保持制御部、35
……高速スイッチング制御部、Tr1……スイッチングト
ランジスタ（第５のスイッチング素子）、Tr2……スイ
ッチングトランジスタ（第６のスイッチング素子）
Claims (1)
- 【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、 前記トルクセンサより得られる左右の操舵トルクの検出
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、 前記トルクセンサ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PWM信号を前記第２又は第４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
部と、 前記第1,第３のスイッチング素子と、前記第2,第４のス
イッチング素子とのいずれか一方に択一的に並列接続さ
れ、前記並列接続されたスイッチング素子と同時に駆動
される第5,第６のスイッチング素子、及び該第5,第６の
スイッチング素子に夫々直列に接続され並列接続されて
いる前記第1,第３又は第2,第４のスイッチング素子を流
れる電流を検出する電流検出用抵抗を有する一対の電流
検出手段と、 前記一対の電流検出手段の出力が与えられ所定の閾値を
越える過電流を検出する比較手段と、 前記比較手段の出力を一定時間遅延させる遅延タイマ
と、 前記遅延タイマの出力が与えられたときに所定時間内に
徐々に低下する制御信号を前記トルクセンサからの信号
に代えて前記高速スイッチング制御部に与え、前記高速
スイッチング制御部から出力されるPWM信号のパルス幅
を徐々に低下させる制御信号出力部と、を有することを
特徴とするモータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337587A JP2548717B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | モ−タ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337587A JP2548717B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | モ−タ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63247165A JPS63247165A (ja) | 1988-10-13 |
| JP2548717B2 true JP2548717B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=13800672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8337587A Expired - Fee Related JP2548717B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | モ−タ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548717B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0818565B2 (ja) * | 1988-12-06 | 1996-02-28 | 株式会社日立製作所 | 電流制御装置、電流制御方法及び電動式パワーステアリング装置 |
| DE102021131083A1 (de) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Diagnose eines zustands einer eingangsenergie für eine elektrische servolenkung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035663A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-23 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動パワ−ステアリング装置 |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP8337587A patent/JP2548717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63247165A (ja) | 1988-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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