JP2933085B2 - Control device for electric power steering - Google Patents

Control device for electric power steering

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JP2933085B2
JP2933085B2 JP7779189A JP7779189A JP2933085B2 JP 2933085 B2 JP2933085 B2 JP 2933085B2 JP 7779189 A JP7779189 A JP 7779189A JP 7779189 A JP7779189 A JP 7779189A JP 2933085 B2 JP2933085 B2 JP 2933085B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、ハンドルの正逆回転信号及びPWM回路か
らの出力信号に応じて、電動モータを制御する電動パワ
ーステアリングの制御装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for an electric power steering that controls an electric motor according to a forward / reverse rotation signal of a steering wheel and an output signal from a PWM circuit.

(従来の技術) 第3〜7図に示したこの従来の装置は、ハンドルhに
連結した入力軸2の先端にピニオン3を連結するととも
に、このピニオン3をラック6にかみ合わせている。こ
のラック6の両側は、サイドロッド5を介してナックル
アーム4に連結している。
(Prior Art) In the conventional apparatus shown in FIGS. 3 to 7, a pinion 3 is connected to a tip of an input shaft 2 connected to a handle h, and the pinion 3 is engaged with a rack 6. Both sides of the rack 6 are connected to the knuckle arm 4 via side rods 5.

また、正逆転可能にした電動モータmには減速機7を
連結するとともに、この減速機7の出力軸8にピニオン
9に設け、このピニオン9を上記ラック6にかみ合せて
いる。
Further, a speed reducer 7 is connected to the electric motor m which can be rotated forward and backward, and a pinion 9 is provided on an output shaft 8 of the speed reducer 7, and the pinion 9 is engaged with the rack 6.

さらに、当該車両の車速を検出する車速センサー10入
力軸2に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサー
11とを設けているが、これら両センサー10、11を信号処
理装置12に接続している。この信号処理装置12は、モー
タ制御装置aに接続しているが、このモータ制御装置a
の具体的な構成は第4図のブロック図に示すとおりであ
る。
Further, a vehicle speed sensor 10 for detecting a vehicle speed of the vehicle, a torque sensor for detecting a steering torque acting on the input shaft 2.
11, both of which are connected to the signal processing device 12. This signal processing device 12 is connected to the motor control device a,
Is as shown in the block diagram of FIG.

このモータ制御装置aには、当該車両の走行条件に応
じたモータ電流制御信号VIが入力する補正手段bを設け
ているが、このモータ電流制御信号VIは、第5図に示す
ように、操舵トルクTinに対して車速vをパラメータと
して決定されるものである。そして、モータ電流は、第
6図に示すように、このモータ電流制御信号に応じて制
御されるものである。
The motor control device a, but the motor current control signal V I according to the running condition of the vehicle is provided with a correction means b for entering, the motor current control signal V I, as shown in FIG. 5 are those determined vehicle speed v as a parameter with respect to the steering torque T in. The motor current is controlled according to the motor current control signal as shown in FIG.

また、上記補正手段bは差動入力型のオペ・アンプ13
を有し、その一方の入力端子13aに上記制御信号VIが入
力し、他方の入力端子13bにはモータ電流検出手段14を
接続している。このモータ電流検出手段14は、電動モー
タmに流れる電流を検出し、それを電圧信号Viとして出
力するものである。このようにした補正手段bには3つ
の抵抗Ra、Rs、Rfを設けるとともに、抵抗Rfを抵抗Rsに
対して十分に大きくしている。
The correction means b is a differential input type operational amplifier 13.
The a, the control signal V I is input to one input terminal 13a, the other input terminal 13b is connected to the motor current detecting means 14. The motor current detecting means 14 detects a current flowing through the electric motor m and outputs it as a voltage signal Vi. The correcting means b has three resistors Ra, Rs, and Rf, and the resistor Rf is sufficiently larger than the resistor Rs.

上記のようにした補正手段bに、上記制御信号VIと電
圧信号Viとがオペ・アンプ13に入力すると、そのときの
出力電圧Voは Vo=VI+(Rf/Rs)(VI−Vi)となる。
The correction means b which as described above, when a said control signal V I and the voltage signal Vi is inputted to the operational amplifier 13, the output voltage Vo at that time Vo = V I + (Rf / Rs) (V I - Vi).

したがって、制御信号VIと電圧信号Viとが等しいとき
には、上記出力信号VoがVIと等しくなる。また、モータ
電流検出手段14からの電圧信号Viが制御信号VIよりも大
きくなれば、出力信号Voを小さくし、逆に信号Viが小さ
くなれば、出力信号Voを大きくする。
Therefore, when the control signal V I and the voltage signal Vi is equal, the output signal Vo is equal to V I. Also, if greater than the voltage signal Vi is the control signal V I from the motor current detecting means 14, to reduce the output signal Vo, contrary to the signal Vi is the smaller, to increase the output signal Vo.

上記のようにした補正手段bには、正負判定手段15と
絶対値手段16とを接続している。
The positive / negative determining means 15 and the absolute value means 16 are connected to the correcting means b as described above.

上記正負判定手段15は、第1、2アンドゲート17、18
に接続するとともに、ノットゲート19を介して第3、4
アンドゲート20、21にも接続している。
The positive / negative determining means 15 includes first and second AND gates 17 and 18.
And through the knot gate 19, the third and fourth
And gates 20 and 21 are also connected.

上記第1、3アンドゲート17、20には、所定のパルス
信号を出力する発振回路22を接続しているが、第2、4
アンドゲート18、21には、上記絶対手段16に接続したPW
M回路23を接続している。
An oscillation circuit 22 for outputting a predetermined pulse signal is connected to the first and third AND gates 17 and 20.
The AND gates 18 and 21 have a PW connected to the absolute means 16.
M circuit 23 is connected.

いま、例えば、正負判定手段15から正転信号Aが出力
されると、この正転信号Aは第1、2アンドゲート17、
18に入力する。しかし、この正負判定手段15から正転信
号以外の信号すなわち逆転信号が出力されると、ノット
ゲート19が機能して逆転信号を出力するとともに、こ
の逆転信号が第3、4アンドゲート20、21に入力す
る。
Now, for example, when the positive rotation signal A is output from the positive / negative determination means 15, this normal rotation signal A is output to the first and second AND gates 17,
Enter in 18. However, when a signal other than the forward rotation signal, that is, a reverse rotation signal is output from the positive / negative determination means 15, the NOT gate 19 functions to output a reverse rotation signal, and the reverse rotation signal is output to the third and fourth AND gates 20, 21. To enter.

したがって、正負判定手段15からの正転信号Aが第1
アンドゲート17に入力すると、その正転信号Aが入力し
ている間、発振回路22のパルス信号Iと同一のパルス信
号Cが第1アンドゲート17から出力される。また、ノッ
トゲート19から出力される逆転信号が第3アンドゲー
ト20に入力すると、その逆転信号が入力している間、上
記パルス信号Iと同一のパルス信号Dがこの第3アンド
ゲート20から出力される。
Therefore, the positive rotation signal A from the positive / negative determination means 15
When input to the AND gate 17, the pulse signal C identical to the pulse signal I of the oscillation circuit 22 is output from the first AND gate 17 while the normal rotation signal A is input. When the inverted signal output from the NOT gate 19 is input to the third AND gate 20, a pulse signal D identical to the pulse signal I is output from the third AND gate 20 while the inverted signal is input. Is done.

また、正転信号Aが第2アンドゲート18に入力してい
るときには、その正転信号が入力している間、当該第2
アンドゲート18からPWM信号Eが出力される。また、ノ
ットゲート19からの逆転信号が第4アンドゲート21に
入力していると、その逆転信号が入力している間、当該
第4アンドゲート21からPWM信号Fが出力される。
Further, when the normal rotation signal A is being input to the second AND gate 18, while the normal rotation signal is being inputted,
The AND gate 18 outputs a PWM signal E. Further, when the reverse signal from the NOT gate 19 is input to the fourth AND gate 21, the PWM signal F is output from the fourth AND gate 21 while the reverse signal is input.

さらに、電動モータmを介して、第1〜4電界効果ト
ランジスタ24〜27(以下には第1〜4FETという)でブリ
ッジ回路を構成している。そして、第1、3FET24、26の
ゲート側は、電圧変換手段28、29を介して第1、3アン
ドゲート17、20に接続し、第2FET25のゲート側を前記ノ
ットゲート19に直接接続し、第4FET27のゲート側を前記
正負判定手段15に直接接続している。
Further, a bridge circuit is configured by first to fourth field effect transistors 24 to 27 (hereinafter referred to as first to fourth FETs) via the electric motor m. Then, the gate sides of the first and third FETs 24 and 26 are connected to the first and third AND gates 17 and 20 via voltage conversion means 28 and 29, and the gate side of the second FET 25 is directly connected to the knot gate 19, The gate side of the fourth FET 27 is directly connected to the positive / negative determination means 15.

上記のようにしたブリッジ回路の第1、3FET24、26間
をバッテリ30のプラス側に接続し、第2、4FET25、27間
の電圧V1、V4をアース電位にしている。さらに、上記電
動モータmの電圧V1、V3を、電圧変換手段28、29に導く
ようにしている。
In the above-described bridge circuit, the first and third FETs 24 and 26 are connected to the positive side of the battery 30, and the voltages V 1 and V 4 between the second and fourth FETs 25 and 27 are set to the ground potential. Further, the voltages V 1 and V 3 of the electric motor m are guided to voltage conversion means 28 and 29.

上記のようにした電圧変換手段28、29は、第1、3FET
24、26のゲート電圧G、Hを確保するためのものであ
る。すなわち、第2、4FET25、27のソース電圧V2、V
4は、常に、アース電位であるが、第1、3FET24、26の
ソース電圧V1、V3は、最大でバッテリ30の電圧まで変化
する。そこで、電圧変換手段28、29を機能させて、第
1、3FET24、26のゲート電圧G、Hとソース電圧V1、V3
との相対差を保つようにしている。
The voltage conversion means 28 and 29 described above are composed of first and third FETs.
This is to secure the gate voltages G and H of 24 and 26. That is, the source voltages V 2 and V 2 of the second and fourth FETs 25 and 27
Although 4 is always the ground potential, the source voltages V 1 and V 3 of the first and third FETs 24 and 26 vary up to the voltage of the battery 30 at the maximum. Then, the voltage conversion means 28 and 29 are made to function, and the gate voltages G and H of the first and third FETs 24 and 26 and the source voltages V 1 and V 3
And keep the relative difference.

上記電圧変換手段28と第1FET24間は、第5FET31及びノ
ットゲート32を介して第2アンドゲート18に接続してい
るが、この第5FET31のドレイン側をアース電位にしてい
る。
The voltage conversion means 28 and the first FET 24 are connected to the second AND gate 18 via the fifth FET 31 and the knot gate 32, and the drain side of the fifth FET 31 is set to the ground potential.

また、電圧変換手段29を第3FET26間を、第6FET33及び
ノットゲート34を介して第4アンドゲート21に接続して
いるが、この第6FET33のドレイン側もアース電位にして
いる。
The voltage conversion means 29 is connected between the third FET 26 and the fourth AND gate 21 via the sixth FET 33 and the knot gate 34. The drain side of the sixth FET 33 is also set to the ground potential.

いま例えば、正負判定手段15から正転信号Aが出力さ
れたとすると、この正転信号が出力している間、第1ア
ンドゲート17からパルス信号Cが出力されるとともに、
このパルス信号Cが電圧変換手段28に入力する。電圧変
換手段28にパルス信号Cが入力すると、この電圧変換手
段28から第1FET24に対するゲート電圧Gが出力される。
Now, for example, if the forward rotation signal A is output from the positive / negative determination means 15, while the forward rotation signal is being output, the pulse signal C is output from the first AND gate 17, and
This pulse signal C is input to the voltage conversion means 28. When the pulse signal C is input to the voltage converter 28, the gate voltage G for the first FET 24 is output from the voltage converter 28.

さらに、上記のように正転信号Aが出力されると、そ
の正転信号Aが第2アンドゲート18にも入力するので、
PWM回路23からの出力信号Bがこの第2アンドゲート18
からPWM信号Eとして出力される。このようにして第2
アンドゲート18から出力されたPWM信号Eはノットゲー
ト32に入力するが、このノットゲート32からは、PWM信
号がオフのときオンとなり、PWM信号がオンのときオフ
となるノット信号が出力され、そのノット信号が第5F
ET31のゲート側に入力する。この第5FET31のゲート側に
入力したノット信号がオンのときには、換言すればPWM
信号Eがオフのときには、第5FET31のゲート側に電圧が
印加され、当然第5FET31がオンとなる。
Further, when the normal rotation signal A is output as described above, the normal rotation signal A is also input to the second AND gate 18, so that
The output signal B from the PWM circuit 23 is supplied to the second AND gate 18.
Is output as a PWM signal E. In this way the second
The PWM signal E output from the AND gate 18 is input to a knot gate 32, which outputs a knot signal that turns on when the PWM signal is off and turns off when the PWM signal is on, The knot signal is 5F
Input to the gate side of ET31. When the knot signal input to the gate side of the fifth FET 31 is on, in other words, the PWM
When the signal E is off, a voltage is applied to the gate side of the fifth FET 31, and the fifth FET 31 is naturally turned on.

このように第5FET31がオンになれば、第1FET24のゲー
ト側がアースされるので、電圧変換手段28から出力され
ていたゲート電圧Gが、第1FET24のゲート側に供給され
なくなる。
When the fifth FET 31 is turned on in this way, the gate side of the first FET 24 is grounded, so that the gate voltage G output from the voltage converter 28 is not supplied to the gate side of the first FET 24.

反対に、このノット信号Eがオフのときには、換言す
れば、PWM信号Eがオンのときには、第5FET31のゲート
側に電圧が印加されない。そのためにPWM信号Eがオン
の間は、この第5FET31に通電されず、上記電圧変換手段
28からゲート電圧Gが第1FET24に印加され続ける。した
がって、第7図のタイムチャート図からも明らかなよう
に、第1FET24も、上記PWM信号Eのデューティ比に応じ
てオン、オフ制御されることになる。
Conversely, when the knot signal E is off, in other words, when the PWM signal E is on, no voltage is applied to the gate side of the fifth FET 31. Therefore, while the PWM signal E is on, the fifth FET 31 is not energized, and
From 28, the gate voltage G is continuously applied to the first FET 24. Therefore, as is clear from the time chart of FIG. 7, the first FET 24 is also turned on and off in accordance with the duty ratio of the PWM signal E.

また、正負判定手段15から正転信号ではない信号が入
力すると、ノットゲート19から逆転信号が出力される
とともに、この逆転信号が第3アンドゲート20に入力す
る。そしてこの逆転信号が第3アンドゲート20に入力し
ている間、第3アンドゲート20からパルス信号Dが出力
されるとともに、このパルス信号Dが電圧変換手段29に
入力する。電圧変換手段29にパルス信号Dが入力する
と、この電圧変換手段29から第3FET26に対するゲート電
圧Hを出力する。
When a signal that is not a forward rotation signal is input from the positive / negative determination means 15, a reverse rotation signal is output from the NOT gate 19, and the reverse rotation signal is input to the third AND gate 20. While the inverted signal is being input to the third AND gate 20, the pulse signal D is output from the third AND gate 20, and the pulse signal D is input to the voltage conversion means 29. When the pulse signal D is input to the voltage converter 29, the voltage converter 29 outputs a gate voltage H to the third FET 26.

このとき第4アンドゲート21にも逆転信号が入力す
るので、PWM回路23からの出力信号Bが、この第4アン
ドゲート21からPWM信号Fとして出力される。そして、
このPWM信号Fがノットゲート34に入力し、このノット
ゲート34から出力されるノット信号Fで第6FET33を制御
すると、上記第5FET31の場合と同様である。
At this time, since the reverse signal is also input to the fourth AND gate 21, the output signal B from the PWM circuit 23 is output as the PWM signal F from the fourth AND gate 21. And
When the PWM signal F is input to the knot gate 34 and the sixth FET 33 is controlled by the knot signal F output from the knot gate 34, it is the same as the case of the fifth FET 31.

したがって、第3FET26も、上記PWM信号Fのデューテ
ィ比に応じてオン、オフ制御されることになる。
Therefore, the third FET 26 is also turned on and off in accordance with the duty ratio of the PWM signal F.

上記のことからも明らかなように、第1、3FET24、26
がPWM信号に応じてオン・オフ動作するが、第2、4FET2
5、27は、ハンドルhを左右いずれかに切り替えている
間、オンの状態を維持する。例えば、正転信号Aが出力
されている間、第4FET27はオンの状態を維持する。した
がって、PWM信号がオフのときでも、電動モータmに
は、矢印35方向の回生電流が流れる。この電動モータm
に流れる電流Iは、前記モータ電流検出手段14で検出さ
れる。そして、このモータ電流検出手段14からは、上記
電流Iに比例した電圧信号Viが出力され、当該信号Viが
補正手段bにフィードバックされる。
As is clear from the above, the first, 3FETs 24, 26
Is turned on / off in response to the PWM signal.
5, 27 maintain the ON state while the handle h is switched to the left or right. For example, while the normal rotation signal A is being output, the fourth FET 27 maintains the ON state. Therefore, even when the PWM signal is off, a regenerative current in the direction of the arrow 35 flows through the electric motor m. This electric motor m
Is detected by the motor current detecting means 14. Then, a voltage signal Vi proportional to the current I is output from the motor current detection means 14, and the signal Vi is fed back to the correction means b.

この補正手段bでは、前述したように制御信号VIと電
圧信号Viとを比較し、電圧信号Viが制御信号VIに対して
大きすぎるとき、例えば、制御信号VIの値がゼロにもか
かわらず、上記電圧信号Viがゼロ以上の値のときは、電
動モータmに供給される電流Iがゼロになるように出力
電圧Voを制御する。
In the correction unit b, compares the control signal V I and the voltage signal Vi as described above, when the voltage signal Vi is too large for the control signals V I, for example, to zero the value of the control signal V I Regardless, when the voltage signal Vi is equal to or greater than zero, the output voltage Vo is controlled so that the current I supplied to the electric motor m becomes zero.

(発明が解決しようとする課題) 上記のようにした従来の装置は、ハンドルを切り終わ
ってから、そのハンドルを放すと、モータ電流がほぼゼ
ロになり、ハンドルが中立点に戻る。そして、ハンドル
が中立点に戻るときには、電動モータのロータ慣性が作
用するが、このときにモータ電流がゼロになるので、上
記ロータ慣性がハンドルに直接作用する。しかし、電動
モータのロータ慣性がハンドルに強く作用すると、その
慣性力によって、ハンドルが中立点を通り過ぎるオーバ
ーシュートの状態になり、いわゆる手放し収れん性が悪
くなる。特に、電動モータの場合には減速機を連結して
いるので、その慣性力が一層大きくなるとともに、大型
の電動モータになればなるほど、さらにその慣性力が大
きくなる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional device as described above, when the steering wheel is turned off and then released, the motor current becomes almost zero, and the steering wheel returns to the neutral point. When the handle returns to the neutral point, the rotor inertia of the electric motor acts. At this time, the motor current becomes zero, so that the rotor inertia acts directly on the handle. However, when the rotor inertia of the electric motor strongly acts on the handle, the inertia force causes an overshoot state in which the handle passes through the neutral point, and the so-called hand-off astringency deteriorates. In particular, in the case of an electric motor, since a speed reducer is connected, the inertia force is further increased, and the inertia force is further increased as the size of the electric motor increases.

そのためにこの従来の装置では、マニュアルステアリ
ングに比べて、手放し収れん性が悪くなるとともに、大
型の電動モータを必要とする排気量の大きい車両に、電
動パワーステアリング装置を用いる際の障害にもなって
いた。
As a result, this conventional device has poor hand-holding astringency as compared to manual steering, and is a hindrance when using an electric power steering device in a vehicle with a large displacement that requires a large electric motor. Was.

この発明の目的は、ハンドルが中立点に達したとき
に、オーバーシュートせずに手放し収れん性がよい制御
装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control device having good hand-convergence without overshoot when a handle reaches a neutral point.

(課題を解決するための手段) この発明は、4つのトランジスタと電動モータとでブ
リッジ回路を構成するとともに、上記4つのトランジス
タは、PWM回路からのPWM信号及びハンドルの正転信号が
入力したときオンになる第1トランジスタと、PWM信号
及び上記ハンドルの逆転信号が入力したときオンになる
第3トランジスタと、ハンドルを正転させたときオンに
なる第2トランジスタと、ハンドルを逆転させたときオ
ンになる第4トランジスタとからなる電動パワーステア
リングの制御装置を前提にする。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, a bridge circuit is configured by four transistors and an electric motor, and the four transistors are used when a PWM signal from a PWM circuit and a normal rotation signal of a steering wheel are input. A first transistor which is turned on, a third transistor which is turned on when a PWM signal and a reverse signal of the handle are inputted, a second transistor which is turned on when the handle is rotated forward, and which is turned on when the handle is reversed. It is assumed that the control device for electric power steering includes the fourth transistor.

上記の装置を前提にしつつ、この発明は、入力トルク
およびその方向を検出するトルクセンサーと、上記電動
モータに供給される電流を検出するモータ電流検出手段
と、電動モータの電圧の方向を検出する電圧検出手段
と、ハンドルの中立点を検出したときに中立信号を出力
する中立点センサーと、回生電流を電動モータに流すた
めの回生ブレーキ信号を出力する回生ブレーキ信号出力
手段とを備え、上記回生ブレーキ信号出力手段は、トル
クセンサー、モータ電流検出手段、電圧検出手段からの
信号によってハンドルの戻り状態を検出し、ハンドルの
戻り状態で中立点センサーから中立信号が入力すると回
生ブレーキ信号を出力する構成にしたことを特徴とす
る。
The present invention is based on the premise that the torque sensor detects an input torque and a direction thereof, a motor current detecting unit detects a current supplied to the electric motor, and a direction of a voltage of the electric motor. A voltage detection unit, a neutral point sensor that outputs a neutral signal when a neutral point of the steering wheel is detected, and a regenerative brake signal output unit that outputs a regenerative brake signal for flowing a regenerative current to the electric motor. The brake signal output means detects a return state of the steering wheel by a signal from the torque sensor, the motor current detection means, and the voltage detection means, and outputs a regenerative brake signal when a neutral signal is input from the neutral point sensor in the return state of the steering wheel. It is characterized by the following.

(本発明の作用) この発明は、上記のように構成したので、モータ電流
によってモータトルクの方向を検出するとともに、いず
れのトランジスタがオンの状態にあるかによって、モー
タの電圧の方向とを検出する。これらの信号に応じて、
ハンドルが戻り状態にあるかどうかを判定する。そし
て、ハンドルが戻り状態にあるとき、中立点センサーが
ハンドルの中立点を検出したら、回生ブレーキ信号出力
手段から回生ブレーキ信号を出力する。
(Operation of the Present Invention) Since the present invention is configured as described above, the direction of the motor torque is detected based on the motor current, and the direction of the motor voltage is detected based on which of the transistors is on. I do. Depending on these signals,
Determines if the handle is in the return state. When the neutral point sensor detects the neutral point of the steering wheel when the steering wheel is in the return state, the regenerative brake signal output means outputs a regenerative brake signal.

(本発明の効果) この発明の制御装置によれば、ハンドルが中立点に達
したら、回生電流が流れて電動モータにブレーキが作用
するので、ハンドルのオーバーシュートを防止でき、そ
れだけ手放し収れん性が良くなる。
(Effect of the Present Invention) According to the control device of the present invention, when the steering wheel reaches the neutral point, a regenerative current flows and the electric motor is braked, so that overshooting of the steering wheel can be prevented, and the hand-held astringency can be reduced accordingly. Get better.

また、ハンドルが中立点に達してから回生ブレーキを
電動モータに作用させているので、ハンドルが中立点に
戻るまでの時間は従来と変わらない。したがって、ハン
ドルの戻りが悪くなったりしない。
Further, since the regenerative brake is applied to the electric motor after the handle reaches the neutral point, the time required for the handle to return to the neutral point is not different from the conventional case. Therefore, the return of the steering wheel does not deteriorate.

さらに、回生電流によって電動モータにブレーキをか
けているので、電力を必要としない。
Further, since the electric motor is braked by the regenerative current, no electric power is required.

(本発明の実施例) 第1図に示した実施例において、モータ電流制御信号
VIの指示を受けて、モータ電流Iを制御するが、その電
流制御に関しては、前記した従来と同様なので、詳細な
説明は省略するとともに、従来と同一の構成要素につい
ては、同一符号を付して説明する。
(Embodiment of the present invention) In the embodiment shown in FIG.
In response to an instruction V I, but controls the motor current I, with respect to its current control, the same as the conventional one described above, together with the detailed description will be omitted, the same components as those of the prior art, with the same reference numerals I will explain.

そして、この実施例の最大の特徴は、ハンドルから手
を放してそれを戻しているとき、当該ハンドルが中立点
に達した時点で回生ブレーキ電流を電動モータに流すよ
うにしたことである。そこで、以下にはこの点を中心に
説明する。
The greatest feature of this embodiment is that when the handle is released from the handle and returned, the regenerative brake current is supplied to the electric motor when the handle reaches the neutral point. Therefore, the following mainly describes this point.

まず、この実施例において重要なことは、ハンドルh
が戻りの状態にあるかどうかを判定することであるが、
その判定基準は次のとおりである。
First, what is important in this embodiment is that the handle h
Is to determine whether is in a return state,
The criteria are as follows.

すなわち、ハンドルhが左戻りの状態のときには、モ
ータトルクTの出力方向が右で、モータ回転数が左にな
る第2図のII′の領域になる。つまり、モータトルクT
は、右方向に出力しているが、セルフアライニング・ト
ルクの作用が打ち勝ってモータmが左に回転することに
なり、ハンドルhが左に戻る状況になる。
That is, when the steering wheel h is returning to the left, the output direction of the motor torque T is to the right and the motor speed is to the left in the region II 'in FIG. That is, the motor torque T
Is output to the right, but the action of the self-aligning torque overcomes and the motor m rotates to the left, and the steering wheel h returns to the left.

また、ハンドルが右戻りの状態のときには、モータト
ルクTの出力方向が左で、モータ回転数が右になる第2
図のIIの領域になる。つまり、モータトルクTは、左方
向に出力しているが、セルフアライニング・トルクの作
用が打ち勝ってモータmが右に回転することになり、ハ
ンドルhが右に戻る状況になる。
Further, when the steering wheel is in a right-turn state, the second direction in which the output direction of the motor torque T is left and the motor rotation speed is right.
This is the area II in the figure. That is, although the motor torque T is output in the left direction, the effect of the self-aligning torque overcomes and the motor m rotates to the right, and the steering wheel h returns to the right.

そして、上記の状況は、モータ電流VI′とモータ電圧
V1とを検出することによって把握できるが、それは次の
とおりである。
And the above situation is based on the motor current V I ′ and the motor voltage
It can be grasped by detecting V 1 , which is as follows.

左戻り 右戻り モータ電流VI′ 右 左 モータ電圧V1 逆 正 入力トルクTin 右 左 なお、上記において、モータ電流VI′はモータトルク
Tの左右に対応する。また、モータ電圧V1が逆のときは
第2FET25と第3FET26とがオンになる一方、正のときには
第1FET24と第4FET27とがオンになるものである。
Left return Right return Motor current V I ′ Right Left Motor voltage V 1 reverse positive Input torque T in right Left In the above, the motor current V I ′ corresponds to the left and right of the motor torque T. Further, when the motor voltage V 1 is the inverse while the second 2FET25 and the 3FET26 is turned on, when positive are those with first 1FET24 and the 4FET27 is turned on.

また、入力トルク信号Tinは、前記従来のトルクセン
サー11で検出するとともに、このトルク信号は、モータ
電流信号VIに含まれてオペアンプ13に入力するものであ
る。
Further, the input torque signal T in is configured to detect by the conventional torque sensor 11, the torque signal is a contained in the motor current signal V I and inputs to the operational amplifier 13.

さらに、ハンドルhが中立点に達したことを検出する
中立点センサー36に回生ブレーキ信号出力手段37を接続
するとともに、この回生ブレーキ信号出力手段37の出力
端子1は、第1、2オアゲート38、39の一方の入力端子
とノットゲート40の入力端子とに接続している。
Further, a regenerative brake signal output means 37 is connected to a neutral point sensor 36 for detecting that the handle h has reached the neutral point, and the output terminal 1 of the regenerative brake signal output means 37 has a first or second OR gate 38, 39 is connected to one input terminal of the knot gate 40.

そして、上記第1オアゲート38の他方の入力端子に
は、前記ノットゲート19の出力端子を接続するととも
に、この第1オアゲート38の出力端子を第2FET25のゲー
ト側に接続している。また、第2オアゲート39の他方の
入力端子には、正負判定手段15を接続するとともに、こ
の第2オアゲート39の出力端子を第4FET27のゲート側に
接続している。
The other input terminal of the first OR gate 38 is connected to the output terminal of the NOT gate 19, and the output terminal of the first OR gate 38 is connected to the gate side of the second FET 25. The other input terminal of the second OR gate 39 is connected to the positive / negative determining means 15, and the output terminal of the second OR gate 39 is connected to the gate side of the fourth FET 27.

さらに、上記ノットゲート40の出力端子は、第1アン
ドゲート17と第3アンドゲート20との入力端子に接続し
ている。
Further, the output terminal of the knot gate 40 is connected to the input terminals of the first AND gate 17 and the third AND gate 20.

電動モータmに供給される実際の電流を検出するモー
タ電流検出手段41を設けるとともに、このモータ電流検
出手段41を電流処理手段42に接続している。このように
した電流処理手段42からはモータ電流VI′が出力される
とともに、この出力信号がモータ電流の信号を出力する
出力手段43に入力するようにしている。このようにした
出力手段43の出力端子は、オペアンプ13に接続してい
る。
A motor current detecting means 41 for detecting an actual current supplied to the electric motor m is provided, and the motor current detecting means 41 is connected to a current processing means 42. Is outputted motor current V I 'is the current processing means 42 in this manner, the output signal is to be input to the output unit 43 for outputting a signal of the motor current. The output terminal of the output means 43 is connected to the operational amplifier 13.

前記電動モータmに対する電圧の方向は、第1〜4FET
24〜27のうち、いずれのFETがオンの状態になっている
かによって判定する。すなわち、第2FET25と第3FET26と
がオンの状態にあるときは、矢印44方向に電流が流れ、
逆の状態を示す。また、第1FET24と第4FET27とがオンの
状態にあるときは、矢印45方向に電流が流れ正の状態を
示すものである。
The direction of the voltage with respect to the electric motor m is the first to fourth FETs.
The determination is made based on which of the FETs 24 to 27 is in the ON state. That is, when the second FET 25 and the third FET 26 are in an ON state, a current flows in the direction of arrow 44,
This shows the opposite situation. Further, when the first FET 24 and the fourth FET 27 are in the ON state, a current flows in the direction of the arrow 45 to indicate a positive state.

なお、以下には、上記正の方向に電流を流したときモ
ータmが右方向に回転し、逆の方向に電流を流したとき
モータmが左方向に回転するものとする。
Hereinafter, it is assumed that the motor m rotates right when the current flows in the positive direction, and the motor m rotates left when the current flows in the opposite direction.

しかして、次の状況に応じてハンドルの戻り状態を検
出する。
Thus, the return state of the steering wheel is detected according to the following situation.

左戻り 右戻り モータ電流VI′ 右 左 モータ電圧V1 逆 正 入力トルクTin 右 左 なお、上記においてモータ電圧V1の正逆は、図示して
いない電圧検出手段を用いて、次のように判定する。例
えば、モータmが車両のセルフアライニング・トルクの
作用で逆回転したとすると、このモータmに起電力が発
生する。この起電力による電圧は、パワーアシスト力を
発揮しているときの電圧の方向と反対になる。そして、
このパワーアシスト力を発揮しているときの電圧の方向
は、いずれのFETをオンにしているかによって把握でき
る。ただし、手放し状態では、その電流が非常に小さい
ので、上記モータmの起電力によって、全体的にもその
電圧の方向が逆になる。したがって、パワーアシスト力
を発揮しているときの電圧の方向を基準にして、今現在
のモータ電圧の方向を判定すれば、手放しでの中立復帰
なのか否かを判断できる。
Left return Right return Motor current V I ′ Right Left Motor voltage V 1 reverse positive Input torque T in right left In the above, the forward and reverse of the motor voltage V 1 is determined by using voltage detection means (not shown) as follows. Is determined. For example, if the motor m rotates in the reverse direction due to the self-aligning torque of the vehicle, an electromotive force is generated in the motor m. The voltage due to the electromotive force is opposite to the direction of the voltage when the power assist force is exerted. And
The direction of the voltage when the power assisting force is exerted can be grasped by which FET is turned on. However, in the released state, the current is very small, so that the voltage direction is totally reversed by the electromotive force of the motor m. Therefore, if the current direction of the motor voltage is determined based on the direction of the voltage when the power assisting force is exerted, it is possible to determine whether or not the return to the neutral state without the hand is performed.

そして、ハンドルが戻り状態にあり、かつ、中立点セ
ンサー36がハンドルの中立点を検出したら、回生ブレー
キ信号出力手段37からハイの状態のブレーキ信号Jが出
力される。このようにハイ信号Jが出力されると、その
信号が第1、2オアゲート38、39に入力するので、これ
ら第1、2オアゲートからは、他の信号に無関係にハイ
信号K、Lが出力される。このように第1、2オアゲー
ト38、39からハイ信号が出力されると、第2FET25と第4F
ET27とがオンの状態になる。
Then, when the steering wheel is in the return state and the neutral point sensor 36 detects the neutral point of the steering wheel, the regenerative brake signal output means 37 outputs a high brake signal J. When the high signal J is output in this manner, the signal is input to the first and second OR gates 38 and 39, so that the first and second OR gates output the high signals K and L regardless of other signals. Is done. When the high signals are output from the first and second OR gates 38 and 39, the second FET 25 and the fourth
ET27 is turned on.

これに対して、ノットゲート40の出力端子側の信号
はロウ信号になるので、第1アンドゲート17と第3アン
ドゲート20の入力端子にロウ信号が入力する。したがっ
て、第1、3アンドゲートからの出力信号は、他の信号
に無関係にロウ信号になるので、第1FET24と第2FET26と
がオフの状態になる。
On the other hand, the signal on the output terminal side of the knot gate 40 becomes a low signal, so that the low signal is input to the input terminals of the first and third AND gates 17 and 20. Therefore, the output signals from the first and third AND gates become low signals irrespective of other signals, so that the first FET 24 and the second FET 26 are turned off.

したがって、第2、4FET25、27間に矢印方向の方向の
回生電流が流れる。この回生電流によって電動モータm
にブレーキが作用するが、このときの回生電流は、当該
モータの回転を止める方向に流れることになる。
Therefore, a regenerative current flows between the second and fourth FETs 25 and 27 in the direction of the arrow. The electric motor m
The regenerative current at this time flows in a direction to stop the rotation of the motor.

一方、回生ブレーキ信号出力手段37からブレーキ信号
が出力されていないときには、その信号Jがロウにな
り、ノットゲート40の出力端子側の信号がハイになる
ので、第1、2オアゲート38、39及び第1、3アンドゲ
ート17、20が、上記ブレーキ信号以外の信号によって動
作することになる。換言すれば、当該制御装置は通常の
制御を実施することになるものである。
On the other hand, when the brake signal is not output from the regenerative brake signal output means 37, the signal J becomes low and the signal on the output terminal side of the NOT gate 40 becomes high, so that the first and second OR gates 38, 39 and The first and third AND gates 17 and 20 are operated by signals other than the brake signal. In other words, the control device performs normal control.

上記のようにこの実施例の制御装置によれば、ハンド
ルhの戻り状態において、ハンドルが中立点に達したと
き、電動モータに回生ブレーキ電流を流すようにしたの
で、この電動モータのロータ慣性によるオーバーシュー
トを防止できる。そのために当該ステアリング機構の手
放し収れん性が非常によいものになる。
As described above, according to the control device of this embodiment, in the return state of the handle h, when the handle reaches the neutral point, the regenerative brake current is caused to flow to the electric motor. Overshoot can be prevented. Therefore, the hand-held convergence of the steering mechanism is very good.

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

図面第1、2図はこの発明の実施例を示すもので、第1
図は制御回路を示すブロック図、第2図はモータトルク
とモータ回転数との関係を示したグラフ、第3〜7図は
従来の装置を示すもので、第3図は機構図、第4図は制
御回路のブロック図、第5図は車速をパラメータとして
操舵トルクとモータ電流制御信号との関係を示したグラ
フ、第6図はモータ電流制御信号とモータ電流との関係
を示したグラフ、第7図はタイミングチャート図であ
る。 h……ハンドル、m……電動モータ、23……PWM回路、2
4〜27……第1〜4電界効果トランジスタ、36……中立
点センサー、37……回生ブレーキ信号出力手段、41……
モータ電流検出手段。
1 and 2 show an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a control circuit, FIG. 2 is a graph showing the relationship between motor torque and motor speed, FIGS. 3 to 7 show a conventional device, FIG. FIG. 5 is a block diagram of a control circuit, FIG. 5 is a graph showing a relationship between a steering torque and a motor current control signal using the vehicle speed as a parameter, FIG. 6 is a graph showing a relationship between the motor current control signal and the motor current, FIG. 7 is a timing chart. h: Handle, m: Electric motor, 23: PWM circuit, 2
4 to 27: first to fourth field effect transistors, 36: neutral point sensor, 37: regenerative brake signal output means, 41:
Motor current detection means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04 B62D 6/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】4つのトランジスタと電動モータとでブリ
ッジ回路を構成するとともに、上記4つのトランジスタ
は、PWM回路からのPWM信号及びハンドルの正転信号が入
力したときオンになる第1トランジスタと、PWM信号及
び上記ハンドルの逆転信号が入力したときオンになる第
3トランジスタと、ハンドルを正転させたときオンにな
る第2トランジスタと、ハンドルを逆転させたときオン
になる第4トランジスタとからなる電動パワーステアリ
ングの制御装置において、入力トルクおよびその方向を
検出するトルクセンサーと、上記電動モータに供給され
る電流を検出するモータ電流検出手段と、電動モータの
電圧の方向を検出する電圧検出手段と、ハンドルの中立
点を検出したときに中立信号を出力する中立点センサー
と、回生電流を電動モータに流すための回生ブレーキ信
号を出力する回生ブレーキ信号出力手段とを備え、上記
回生ブレーキ信号出力手段は、トルクセンサー、モータ
電流検出手段、電圧検出手段からの信号によってハンド
ルの戻り状態を検出し、ハンドルの戻り状態で中立点セ
ンサーから中立信号が入力すると回生ブレーキ信号を出
力する構成にしたことを特徴とする電動パワーステアリ
ングの制御装置。
1. A bridge circuit comprising four transistors and an electric motor, wherein the four transistors are a first transistor that is turned on when a PWM signal from a PWM circuit and a normal rotation signal of a steering wheel are input; A third transistor is turned on when the PWM signal and the reverse signal of the steering wheel are input, a second transistor is turned on when the steering wheel is rotated forward, and a fourth transistor is turned on when the steering wheel is reversed. In a control device for an electric power steering, a torque sensor for detecting an input torque and its direction, a motor current detecting means for detecting a current supplied to the electric motor, and a voltage detecting means for detecting a direction of a voltage of the electric motor, , A neutral point sensor that outputs a neutral signal when the neutral point of the steering wheel is detected, and an electric motor Regenerative brake signal output means for outputting a regenerative brake signal for flowing to the motor, wherein the regenerative brake signal output means detects a return state of the steering wheel by a signal from a torque sensor, a motor current detecting means, and a voltage detecting means. And a regenerative braking signal is output when a neutral signal is input from a neutral point sensor in a return state of the steering wheel.
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