JP2612744B2 - ４輪操舵装置の操舵用電動機の制御方法 - Google Patents
４輪操舵装置の操舵用電動機の制御方法Info
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- JP2612744B2 JP2612744B2 JP12486488A JP12486488A JP2612744B2 JP 2612744 B2 JP2612744 B2 JP 2612744B2 JP 12486488 A JP12486488 A JP 12486488A JP 12486488 A JP12486488 A JP 12486488A JP 2612744 B2 JP2612744 B2 JP 2612744B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、４輪操舵装置の後輪転舵機構を駆動する操
舵用電動機の制御方法に関するものである。
舵用電動機の制御方法に関するものである。
電動機で後輪転舵機構を直接駆動する電気式４輪操舵
装置では、電動機ロック時、Ｈブリッジ回路ショート
時、タイヤの縁石当たり・溝落下等による電動機過負荷
時、電動機回転方向変化時などに電動機を駆動するＨブ
リッジ回路に大きな電流が流れるが、従来は過電流カッ
ト程度の対応であった。
装置では、電動機ロック時、Ｈブリッジ回路ショート
時、タイヤの縁石当たり・溝落下等による電動機過負荷
時、電動機回転方向変化時などに電動機を駆動するＨブ
リッジ回路に大きな電流が流れるが、従来は過電流カッ
ト程度の対応であった。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来のような過電流カット程度の対応
では、モータの発熱等を考えた場合、システムの保護と
しては不十分であった。
では、モータの発熱等を考えた場合、システムの保護と
しては不十分であった。
このような課題を解決するために本発明による４輪操
舵装置の操舵用電動機の制御方法は、操舵用電動機を駆
動するＨブリッジ回路に流れる電流Ｉと予め定められた
スレッショールドレベルTHとの差Ｂ（Ｂ＝Ｉ−TH）を求
め、この差Ｂが正である場合にはｎを重み係数として求
められるBnをカウンタ内容に加え、前記差Ｂが負である
場合にはｍ（ｎ＞ｍ）を重み係数として求められる|B|m
を前記Bnが加えられたカウンタ内容から差し引き、これ
によって得られるカウンタ内容に基づいて操舵用電動機
の通電率を制御するようにしたものである。
舵装置の操舵用電動機の制御方法は、操舵用電動機を駆
動するＨブリッジ回路に流れる電流Ｉと予め定められた
スレッショールドレベルTHとの差Ｂ（Ｂ＝Ｉ−TH）を求
め、この差Ｂが正である場合にはｎを重み係数として求
められるBnをカウンタ内容に加え、前記差Ｂが負である
場合にはｍ（ｎ＞ｍ）を重み係数として求められる|B|m
を前記Bnが加えられたカウンタ内容から差し引き、これ
によって得られるカウンタ内容に基づいて操舵用電動機
の通電率を制御するようにしたものである。
本発明による制御方法においては、操舵用電動機の制
御は発熱による損傷を保護しながら可能な限り持続され
る。
御は発熱による損傷を保護しながら可能な限り持続され
る。
第２図は一般的４輪操舵システムを示す構成図であ
り、同図において、１は前輪操舵機構を有する前輪操舵
装置、1aは操舵角センサ、1bはコラムセンサ、２は後輪
操舵機構を有する後輪操舵装置、2aは操舵用電動機、2b
は減速ギア、2cは操舵角センサ、2dはセンタリングスプ
リング、３は前輪転舵角又は車速に対応して舵角比を演
算する舵角比演算機構を有するコントローラ、４は電動
機2aへの電力供給用リレーとしてのセーフティリレー、
５はヒューズ、６はイグニッションスイッチ、Ｔはバッ
テリーからの電力が供給される電源端子である。
り、同図において、１は前輪操舵機構を有する前輪操舵
装置、1aは操舵角センサ、1bはコラムセンサ、２は後輪
操舵機構を有する後輪操舵装置、2aは操舵用電動機、2b
は減速ギア、2cは操舵角センサ、2dはセンタリングスプ
リング、３は前輪転舵角又は車速に対応して舵角比を演
算する舵角比演算機構を有するコントローラ、４は電動
機2aへの電力供給用リレーとしてのセーフティリレー、
５はヒューズ、６はイグニッションスイッチ、Ｔはバッ
テリーからの電力が供給される電源端子である。
第２図において、コントローラ３は操舵用電動機2aを
駆動するＨブリッジ回路を有し、Ｈブリッジ回路を流れ
る電流値を検出する。
駆動するＨブリッジ回路を有し、Ｈブリッジ回路を流れ
る電流値を検出する。
次に、コントローラ３における過電流対応の動作につ
いて説明する。第３図は、パワートランジスタQ1〜Q4で
構成されるＨブリッジ回路を流れる電流値の検出システ
ムを示す回路図である。Ｈブリッジ回路を流れる電流は
電動機の正転、逆転にかかわらず抵抗R1を流れる。従っ
て、抵抗R1に生じる電圧を見れば、Ｈブリッジ回路を流
れる電流の値Ｉを知ることができる。抵抗R1に生じた電
圧は演算増幅器７により増幅され、CPU8のA/D変換器９
に入力される。ここでA/D変換された電流値ＩはCPUに取
り込まれ、プログラムによる処理を受ける。プログラム
による処理としては、許容時間算出と、デューティ比制
限率算出とがある。第３図において、4aはセーフティリ
レー４の接点である。
いて説明する。第３図は、パワートランジスタQ1〜Q4で
構成されるＨブリッジ回路を流れる電流値の検出システ
ムを示す回路図である。Ｈブリッジ回路を流れる電流は
電動機の正転、逆転にかかわらず抵抗R1を流れる。従っ
て、抵抗R1に生じる電圧を見れば、Ｈブリッジ回路を流
れる電流の値Ｉを知ることができる。抵抗R1に生じた電
圧は演算増幅器７により増幅され、CPU8のA/D変換器９
に入力される。ここでA/D変換された電流値ＩはCPUに取
り込まれ、プログラムによる処理を受ける。プログラム
による処理としては、許容時間算出と、デューティ比制
限率算出とがある。第３図において、4aはセーフティリ
レー４の接点である。
次に、デューティ比制限率算出について述べる。第４
図（ａ）はカウンタ内容（カウント値）とデューティ比
制限率との関係を示すグラフである。カウンタ内容は、
検出電流値ＩがスレッショールドレベルTHを越えた場合
の検出電流値Ｉの積分値を示すもので、トランジスタQ1
〜Q4および電動機2aに対する熱的影響を示すものであ
る。熱的影響が大きい場合はデューティ比制限率を高く
する。デューティ比制限率が高いということは、デュー
ティ比（電動機2aへの通電率）が小さいことを意味す
る。例えばデューティ比制限率100％ということはデュ
ーティ比０％ということである。第４図（ｂ）は偏差に
対するデューティ比を示すもので、同図に示す特性線は
制限率０％における特性線である。
図（ａ）はカウンタ内容（カウント値）とデューティ比
制限率との関係を示すグラフである。カウンタ内容は、
検出電流値ＩがスレッショールドレベルTHを越えた場合
の検出電流値Ｉの積分値を示すもので、トランジスタQ1
〜Q4および電動機2aに対する熱的影響を示すものであ
る。熱的影響が大きい場合はデューティ比制限率を高く
する。デューティ比制限率が高いということは、デュー
ティ比（電動機2aへの通電率）が小さいことを意味す
る。例えばデューティ比制限率100％ということはデュ
ーティ比０％ということである。第４図（ｂ）は偏差に
対するデューティ比を示すもので、同図に示す特性線は
制限率０％における特性線である。
カウント値（カウンタ内容）の例を第５図に示す。第
５図（ａ）は検出電流値Ｉを示し、Ｉ−THが超過電流Ｂ
となる。時刻taまではＩ＜THであるので、第５図（ｂ）
に示すカウント値はゼロであるが、Ｉ＞THとなるとＢ＞
０となり、カウント値はＩ−TH＝Ｂを積分した値とな
る。時刻tbで再度Ｉ＜THとなるが、カウンタは依然とし
て積分を行ない、カウンタ内容がゼロになったところで
積分の演算を停止する。第５図（ａ）および（ｂ）の破
線は超過電流Ｂの積分値がゼロの場合を示す。
５図（ａ）は検出電流値Ｉを示し、Ｉ−THが超過電流Ｂ
となる。時刻taまではＩ＜THであるので、第５図（ｂ）
に示すカウント値はゼロであるが、Ｉ＞THとなるとＢ＞
０となり、カウント値はＩ−TH＝Ｂを積分した値とな
る。時刻tbで再度Ｉ＜THとなるが、カウンタは依然とし
て積分を行ない、カウンタ内容がゼロになったところで
積分の演算を停止する。第５図（ａ）および（ｂ）の破
線は超過電流Ｂの積分値がゼロの場合を示す。
第１図は、デューティ比制限率算出方法を説明するた
めのフローチャートである。まず、カウンタ内容をゼロ
とし（ステップ11）、ステップ12の主制御Ａを行なった
後デューティ比制限率算出のフローに移行する（ステッ
プ13〜22）。デューティ比制限率算出のフローにおいて
は、まず演算増幅器７から出力される検出電流値ＩをA/
D変換し（ステップ13）、超過電流Ｂ＝Ｉ−THを算出す
る（ステップ14）。超過電流Ｂが正の場合はカウンタ内
容にBnを加える（ステップ15、16）。超過電流Ｂがゼロ
か負の場合はステップ17へ移行し、Ｂの絶対値|B|のｍ
乗とカウンタ内容との大小を比較し、|B|m＞カウンタ内
容の場合はカウンタ内容をゼロとする。これは、|B|m＞
カウンタ内容の場合にはカウンタで積分しても、その結
果がゼロ以下となるからである。|B|m＜カウンタ内容の
場合はカウンタ内容から|B|mの値を引く。ステップ16、
18又は19での処理終了後、ステップ20へ移行する。
めのフローチャートである。まず、カウンタ内容をゼロ
とし（ステップ11）、ステップ12の主制御Ａを行なった
後デューティ比制限率算出のフローに移行する（ステッ
プ13〜22）。デューティ比制限率算出のフローにおいて
は、まず演算増幅器７から出力される検出電流値ＩをA/
D変換し（ステップ13）、超過電流Ｂ＝Ｉ−THを算出す
る（ステップ14）。超過電流Ｂが正の場合はカウンタ内
容にBnを加える（ステップ15、16）。超過電流Ｂがゼロ
か負の場合はステップ17へ移行し、Ｂの絶対値|B|のｍ
乗とカウンタ内容との大小を比較し、|B|m＞カウンタ内
容の場合はカウンタ内容をゼロとする。これは、|B|m＞
カウンタ内容の場合にはカウンタで積分しても、その結
果がゼロ以下となるからである。|B|m＜カウンタ内容の
場合はカウンタ内容から|B|mの値を引く。ステップ16、
18又は19での処理終了後、ステップ20へ移行する。
上記n,mは電流の大小に対する重み係数である。例え
ば、モータの発熱、放熱時間を考えると、過負荷時の発
熱時間は軽負荷時の放熱時間に比べ非常に短い。よっ
て、ｎ＞ｍとすることにより、モータの発熱をある程度
抑えることができる。
ば、モータの発熱、放熱時間を考えると、過負荷時の発
熱時間は軽負荷時の放熱時間に比べ非常に短い。よっ
て、ｎ＞ｍとすることにより、モータの発熱をある程度
抑えることができる。
次にカウンタ内容でデューティ比制限率を第４図
（ａ）に従って検索し（ステップ20）、第４図（ｂ）に
従って偏差に対する制限率０％のデューティ比を算出す
る（ステップ21）。次いで、ステップ20で検索された制
限率からデューティ比を次に示す（１）式により算出
し、この実デューティ比のPWM信号をＨブリッジ回路に
出力する（ステップ22,23）。
（ａ）に従って検索し（ステップ20）、第４図（ｂ）に
従って偏差に対する制限率０％のデューティ比を算出す
る（ステップ21）。次いで、ステップ20で検索された制
限率からデューティ比を次に示す（１）式により算出
し、この実デューティ比のPWM信号をＨブリッジ回路に
出力する（ステップ22,23）。
実デューティ比＝制限率０％のデューティ比 ×（１−制限率/100） ・・・・（１） 次に、主制御Ｂを行ない（ステップ24）、終了後主制
御Ａに戻る。
御Ａに戻る。
CPU8はステップ11から24までの動作を繰り返す。従っ
て、超過電流Ｂが発生している限り、カウント値は増
大、つまりデューティ比制限率は増加してゆき、パワー
トランジスタQ1〜Q4,電動機2aへの通電率は減少し、や
がて通電率ゼロ、すなわち通電停止となる。
て、超過電流Ｂが発生している限り、カウント値は増
大、つまりデューティ比制限率は増加してゆき、パワー
トランジスタQ1〜Q4,電動機2aへの通電率は減少し、や
がて通電率ゼロ、すなわち通電停止となる。
以上述べたような制御を行なうことにより、でき得る
限り制御を持続するという要請に応えることができる。
すなわち、パワートランジスタQ1〜Q4,電動機2aへの一
時的過電流で制御放棄することがなくなり、パワートラ
ンジスタQ1〜Q4,電動機2aがダメージを受ける前に確実
に通電を停止でき、従って、オーバスペック的な設計が
不要で経済的設計が可能となる効果がある。また、温度
センサを用いることなく過負荷に対応できる効果があ
る。
限り制御を持続するという要請に応えることができる。
すなわち、パワートランジスタQ1〜Q4,電動機2aへの一
時的過電流で制御放棄することがなくなり、パワートラ
ンジスタQ1〜Q4,電動機2aがダメージを受ける前に確実
に通電を停止でき、従って、オーバスペック的な設計が
不要で経済的設計が可能となる効果がある。また、温度
センサを用いることなく過負荷に対応できる効果があ
る。
第６図は本発明による制御方法の第２の実施例を説明
するためのフローチャートである。ステップ31〜39は第
１図のステップ11〜19と同じであるので、その説明を省
略する。カウンタ値を算出後、カウンタ値が許容値以上
か否かが判断され、許容値より小さい場合は固定デュー
ティ比のPWM信号をＨブリッジ回路へ出力してモータを
駆動する（ステップ40,41）。カウンタ値が許容値以上
の場合はモータを停止する（ステップ42）。以後は第１
図の場合と同様にステップ43の主制御Ｂを経てステップ
32の主制御Ａへ戻る。
するためのフローチャートである。ステップ31〜39は第
１図のステップ11〜19と同じであるので、その説明を省
略する。カウンタ値を算出後、カウンタ値が許容値以上
か否かが判断され、許容値より小さい場合は固定デュー
ティ比のPWM信号をＨブリッジ回路へ出力してモータを
駆動する（ステップ40,41）。カウンタ値が許容値以上
の場合はモータを停止する（ステップ42）。以後は第１
図の場合と同様にステップ43の主制御Ｂを経てステップ
32の主制御Ａへ戻る。
第７図は、本発明による４輪操舵装置の操舵用電動機
の制御方法の第３の実施例を説明するための回路図であ
る。同図において、R2およびR3は電流値検出用抵抗、7a
および7bは抵抗R2およびR3で検出された電流値を増幅す
る演算増幅器である。なお、第７図において第３図と同
一部分又は相当部分には同一符号が付してある。第７図
の回路は電流検出を２系統設けた場合であり、CPU内で
の演算の自由度が増す効果がある。すなわち、検出電流
値は正転、逆転別々に検出されるので、いずれにおいて
超過電流が発生したかを容易に発見でき、また許容時間
制御およびデューティ比制限率制御を正転、逆転毎に行
なうことができる。
の制御方法の第３の実施例を説明するための回路図であ
る。同図において、R2およびR3は電流値検出用抵抗、7a
および7bは抵抗R2およびR3で検出された電流値を増幅す
る演算増幅器である。なお、第７図において第３図と同
一部分又は相当部分には同一符号が付してある。第７図
の回路は電流検出を２系統設けた場合であり、CPU内で
の演算の自由度が増す効果がある。すなわち、検出電流
値は正転、逆転別々に検出されるので、いずれにおいて
超過電流が発生したかを容易に発見でき、また許容時間
制御およびデューティ比制限率制御を正転、逆転毎に行
なうことができる。
以上説明したように本発明による４輪操舵装置の操舵
用電動機の制御方法は、操舵用電動機を駆動するＨブリ
ッジ回路に流れる電流Ｉと予め定められたスレッショー
ルドレベルTHとの差Ｂ（Ｂ＝Ｉ−TH）を求め、この差Ｂ
が正である場合にはｎを重み係数として求められるBnを
カウンタ内容に加え、前記差Ｂが負である場合にはｍ
（ｎ＞ｍ）を重み係数として求められる|B|mを前記Bnが
加えられたカウンタ内容から差し引き、これによって得
られるカウンタ内容に基づいて操舵用電動機の通電率を
制御することにより、過電流等の場合に直ちに操舵アシ
スト用電動機の通電を停止する必要がなくなり、でき得
る限り制御を持続するという要請に応えることができる
効果がある。
用電動機の制御方法は、操舵用電動機を駆動するＨブリ
ッジ回路に流れる電流Ｉと予め定められたスレッショー
ルドレベルTHとの差Ｂ（Ｂ＝Ｉ−TH）を求め、この差Ｂ
が正である場合にはｎを重み係数として求められるBnを
カウンタ内容に加え、前記差Ｂが負である場合にはｍ
（ｎ＞ｍ）を重み係数として求められる|B|mを前記Bnが
加えられたカウンタ内容から差し引き、これによって得
られるカウンタ内容に基づいて操舵用電動機の通電率を
制御することにより、過電流等の場合に直ちに操舵アシ
スト用電動機の通電を停止する必要がなくなり、でき得
る限り制御を持続するという要請に応えることができる
効果がある。
すなわち、Ｈブリッジ回路を構成するパワートランジ
スタ，電動機への一時的過電流で制御放棄することがな
くなり、上記パワートランジスタ，電動機がダメージを
受ける前に確実に通電を停止でき、従って、オーバスペ
ック的な設計が不要で経済的設計が可能となる効果があ
る。
スタ，電動機への一時的過電流で制御放棄することがな
くなり、上記パワートランジスタ，電動機がダメージを
受ける前に確実に通電を停止でき、従って、オーバスペ
ック的な設計が不要で経済的設計が可能となる効果があ
る。
また、温度センサを用いることなく過負荷に対応でき
るという効果もある。
るという効果もある。
第１図は本発明による４輪操舵装置の操舵用電動機の制
御方法の一実施例を説明するためのフローチャート、第
２図は一般的な４輪操舵装置を示す構成図、第３図は本
発明による方法の一実施例が適用される電流値検出シス
テムを示す回路図、第４図（ａ）および（ｂ）はデュー
ティ比制限率対カウンタ内容の関係および偏差対デュー
ティ比の関係を示すグラフ、第５図は検出電流値とカウ
ント値との関係を示すタイムチャート、第６図は本発明
の第２の実施例を説明するためのフローチャート、第７
図は本発明の第３の実施例が適用される電流値検出シス
テムを示す回路図である。 １……前輪操舵装置、1a……操舵角センサ、1b……コラ
ムセンサ、２……後輪操舵装置、2a……後輪操舵用電動
機、2b……減速ギア、2c……操舵角センサ、2d……セン
タリングスプリング、３……コントローラ、４……セー
フティリレー、4a……接点、５……ヒューズ、６……イ
グニッションスイッチ、7,7a,7b……演算増幅器、８…
…CPU、９……A/D変換器、Q1〜Q4……パワートランジス
タ、R1〜R3……抵抗、Ｔ……電源端子。
御方法の一実施例を説明するためのフローチャート、第
２図は一般的な４輪操舵装置を示す構成図、第３図は本
発明による方法の一実施例が適用される電流値検出シス
テムを示す回路図、第４図（ａ）および（ｂ）はデュー
ティ比制限率対カウンタ内容の関係および偏差対デュー
ティ比の関係を示すグラフ、第５図は検出電流値とカウ
ント値との関係を示すタイムチャート、第６図は本発明
の第２の実施例を説明するためのフローチャート、第７
図は本発明の第３の実施例が適用される電流値検出シス
テムを示す回路図である。 １……前輪操舵装置、1a……操舵角センサ、1b……コラ
ムセンサ、２……後輪操舵装置、2a……後輪操舵用電動
機、2b……減速ギア、2c……操舵角センサ、2d……セン
タリングスプリング、３……コントローラ、４……セー
フティリレー、4a……接点、５……ヒューズ、６……イ
グニッションスイッチ、7,7a,7b……演算増幅器、８…
…CPU、９……A/D変換器、Q1〜Q4……パワートランジス
タ、R1〜R3……抵抗、Ｔ……電源端子。
Claims (1)
- 【請求項１】前輪を転舵する前輪転舵機構と、後輪を転
舵する後輪転舵機構と、前輪転舵角又は車速に対応して
舵角比を演算する舵角比演算機構とを有し、前記後輪転
舵機構を直接操舵用電動機により制御する全電気式４輪
操舵装置において、 前記操舵用電動機を駆動するＨブリッジ回路に流れる電
流Ｉと予め定められたスレッショールドレベルTHとの差
Ｂ（Ｂ＝Ｉ−TH）を求め、 この差Ｂが正である場合にはｎを重み係数として求めら
れるBnをカウンタ内容に加え、 前記差Ｂが負である場合にはｍ（ｎ＞ｍ）を重み係数と
して求められる|B|mを前記Bnが加えられたカウンタ内容
から差し引き、 これによって得られるカウンタ内容に基づいて前記操舵
用電動機の通電率を制御するようにした ことを特徴とする４輪操舵装置の操舵用電動機の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12486488A JP2612744B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | ４輪操舵装置の操舵用電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12486488A JP2612744B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | ４輪操舵装置の操舵用電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01297373A JPH01297373A (ja) | 1989-11-30 |
| JP2612744B2 true JP2612744B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=14895987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12486488A Expired - Lifetime JP2612744B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | ４輪操舵装置の操舵用電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612744B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067273A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Mazda Motor Corp | 車両の４輪操舵装置 |
| JPH069968B2 (ja) * | 1986-06-12 | 1994-02-09 | 三菱電機株式会社 | モ−タ駆動式パワ−ステアリング制御装置 |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP12486488A patent/JP2612744B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01297373A (ja) | 1989-11-30 |
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