JPH02106465A - Motor-driven type power steering device - Google Patents

Motor-driven type power steering device

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JPH02106465A
JPH02106465A JP63260164A JP26016488A JPH02106465A JP H02106465 A JPH02106465 A JP H02106465A JP 63260164 A JP63260164 A JP 63260164A JP 26016488 A JP26016488 A JP 26016488A JP H02106465 A JPH02106465 A JP H02106465A
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motor
circuit
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Hiroshi Matsuoka
浩史 松岡
Mitsuhiko Nishimoto
光彦 西本
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the increase of the load time rate of a FET close to 100% and prevent the generation of motor control noise by turning OFF the first FET for normal revolution or the first FET for reverse revolution during the time when PWM signal is set OFF compulsorily for a prescribed time, synchronized with the PWM frequency. CONSTITUTION:A motor-driven power steering device has a motor driving circuit 6 constituted of an electric motor 1 for assisting the steering force and a bridge circuit consisting of four FETs 2-5, and controls the FETs 2-5 by a switching circuit 8 on the basis of the PWM signal B supplied from a PWM modulation circuit 7 and the steering direction instruction signal supplied from an instruction circuit. In this case, the PWM modulation means 7 is constituted so that the PWM signal is compulsorily set off for a prescribed time, synchronized with the PMW frequency. Further, the switching circuit 8 turns OFF two FETs 4 and 5 for reverse revolution, when the steering direction instruction signal is in the normal direction, and turns ON the second FET 3 for normal revolution and controls the first FET 2 for normal revolution on the basis of the PWM signal, and when the steering direction instruction signal is in the reverse revolution direction, two FETs 2 and 3 for normal revolution are turned OFF, and the second FET 5 for reverse revolution is turned ON, and the first FET 4 for reverse revolution is controlled on the basis of the PWM signal.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車などの電動式パワーステアリング装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to an electric power steering device for automobiles and the like.

従来の技術および発明の課題 自動車などの電動式パワーステアリング装置として、4
つのFETよりなるブリッジ回路で構成されたモータ駆
動回路と、操舵方向に対応する操舵方向指令信号を出力
する手段と、操舵力に対応するモータ電流指令信号を出
力する手段と、モータ電流指令信号に対応するPWM信
号を出力するPWM変調手段と、モータ電流指令信号と
PWM信号に基いてモータ駆動回路のFETを制御する
スイッチング手段とを備えたものが知られている。
Prior Art and Problems of the Invention As an electric power steering device for automobiles, etc., 4
a motor drive circuit configured with a bridge circuit consisting of two FETs; a means for outputting a steering direction command signal corresponding to the steering direction; a means for outputting a motor current command signal corresponding to the steering force; A known motor is equipped with a PWM modulation means that outputs a corresponding PWM signal, and a switching means that controls an FET of a motor drive circuit based on a motor current command signal and the PWM signal.

モータ駆動回路は、操舵力を補助するための電動モータ
の第1端子と電源側との間に設けられた正転用第1FE
T、電動モータの第2端子と接地側との間に設けられた
正転用第2FET。
The motor drive circuit includes a first FE for normal rotation provided between the first terminal of the electric motor and the power supply side for assisting the steering force.
T, a second FET for normal rotation provided between the second terminal of the electric motor and the ground side.

電動モータの第2端子と電源側との間に設けられた逆転
用第1FET、電動モータの第1端子と接地側との間に
設けられた逆転用第2FETおよびこれら各FETに並
列に接続されたダイオードより構成されている。
A first FET for reversing provided between the second terminal of the electric motor and the power supply side, a second FET for reversing provided between the first terminal of the electric motor and the ground side, and connected in parallel to each of these FETs. It consists of a diode.

スイッチング手段は、操舵方向指令信号が正転方向の場
合は、2つの逆転用FETをオフにして、2つの正転用
FETをPWM信号に基いてオン・オフ制御し、操舵方
向指令信号が逆転方向の場合は、2つの正転用FETを
オフにして、2つの逆転用FETをPWM信号に基いて
オン・オフ制御する。
The switching means turns off the two reverse rotation FETs when the steering direction command signal is in the forward direction, controls on/off the two forward rotation FETs based on the PWM signal, and controls the two reverse rotation FETs when the steering direction command signal is in the reverse direction. In this case, the two forward rotation FETs are turned off, and the two reverse rotation FETs are controlled on/off based on the PWM signal.

ところが、このような装置の場合、モータ電流指令信号
の大きさによっては、FETのオン状態の負荷時間率(
duty factor )が100%近くになること
があり、このときには、PWM周波数が不安定となり、
モータ制御音の発生が問題になる。
However, in the case of such a device, depending on the magnitude of the motor current command signal, the load time rate of the FET on state (
duty factor) may become close to 100%, and in this case, the PWM frequency becomes unstable and
Motor control noise becomes a problem.

この発明の目的は、上記の問題を解決した電動式パワー
ステアリング装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electric power steering device that solves the above problems.

課題を解決するための手段 この発明による電動式パワーステアリング装置は、 操舵力を補助するための電動モータの第1端子と電源側
との間に設けられた正転用第1FET1電動モータの第
2端子と接地側との間に設けられた正転用第2FET、
電動モータの第2端子と電源側との間に設けられた逆転
用第1FET、電動モータの第1端子と接地側との間に
設けられた逆転用第2FETおよびこれら各FETに並
列に接続されたダイオードよりなるブリッジ回路で構成
されたモータ駆動回路と、操舵方向に対応する操舵方向
指令信号を出力する手段と、 操舵力に対応するモータ電流指令信号を出力する手段と
、 モータ電流指令信号に対応するPWM信号を出力するP
WM変調手段と、 モータ電流指令信号とPWM信号に基いてモータ駆動回
路のFETを制御するスイッチング手段とを備えた電動
式パワーステアリング装置において、 PWM変調手段が、PWM周波数に同期してPWM信号
を強制的に所定時間オフにする手段を備え、 スイッチング手段が、操舵方向指令信号が正転方向の場
合は、2つの逆転用FETをオフにするとともに、正転
用第2FETをオンにして、正転用第1FETをPWM
信号に基いて制御し、操舵方向指令信号が逆転方向の場
合は、2つの正転用FETをオフにするとともに、逆転
用第2FETをオンにして、逆転用第1FETをPWM
信号に基いて制御する手段を備えていることを特徴とす
るものである。
Means for Solving the Problems The electric power steering device according to the present invention includes a first FET for normal rotation provided between the first terminal of the electric motor for assisting steering force and the power supply side; and a second terminal of the electric motor. a second FET for forward rotation provided between the and the ground side;
A first FET for reversing provided between the second terminal of the electric motor and the power supply side, a second FET for reversing provided between the first terminal of the electric motor and the ground side, and connected in parallel to each of these FETs. a motor drive circuit configured with a bridge circuit including a diode; a means for outputting a steering direction command signal corresponding to the steering direction; a means for outputting a motor current command signal corresponding to the steering force; P that outputs the corresponding PWM signal
In an electric power steering device comprising a WM modulation means and a switching means for controlling an FET of a motor drive circuit based on a motor current command signal and a PWM signal, the PWM modulation means generates a PWM signal in synchronization with a PWM frequency. A means for forcibly turning off the steering wheel for a predetermined period of time is provided, and when the steering direction command signal is in the forward rotation direction, the switching means turns off the two reverse rotation FETs and turns on the second forward rotation FET to switch the steering direction to the forward rotation direction. PWM the first FET
When the steering direction command signal is in the reverse direction, the two forward rotation FETs are turned off, the second reverse rotation FET is turned on, and the first reverse rotation FET is controlled using PWM control.
It is characterized by comprising means for controlling based on a signal.

なお、この明細書において、FETという用語は電界効
果トランジスタの略号として用いられる。
Note that in this specification, the term FET is used as an abbreviation for field effect transistor.

PWM信号を強制的にオフにする時間は、FETの負荷
時間率が100%近くにならない最短の時間とするのが
望ましい。
It is desirable that the time for forcibly turning off the PWM signal is the shortest time in which the load time ratio of the FET does not approach 100%.

作   用 PWM信号がPWM周波数に同期して強制的に所定時間
オフになるので、その間は正転用第1FET(正転時)
または逆転用第1FET(逆転時)がオフになり、FE
Tの負荷時間率が100%近くになることがない。した
がって、PWM周波数が不安定になることがなく、モー
タ制御音の発生が防止される。
The working PWM signal is synchronized with the PWM frequency and is forcibly turned off for a predetermined period of time, so the first FET for forward rotation (during forward rotation) is turned off during that time.
Or the first FET for reverse rotation (at the time of reverse rotation) is turned off and the FE
The load time rate of T never approaches 100%. Therefore, the PWM frequency does not become unstable, and generation of motor control noise is prevented.

また、正転時には正転用第2FETが、逆転時には逆転
用第2FETがそれぞれ常時オンになっているので、こ
れらのうちオンになっている一方のFETとオフになっ
ている他方のFETに並列に接続されたダイオードを通
ってモータにフライホイール電流が流れ、これにより、
電流リップルが小さくなり、モータに流れる電流が増加
するため、FETの負荷時間率を強制的に100%より
小さくすることによるモータ電流の減少がある程度補わ
れる。
In addition, the second FET for forward rotation is always on during forward rotation, and the second FET for reverse rotation is always on during reverse rotation. The flywheel current flows through the motor through the connected diode, which causes
Since the current ripple becomes smaller and the current flowing through the motor increases, the decrease in motor current caused by forcing the load time factor of the FET to be smaller than 100% is compensated to some extent.

実  施  例 以下、図面を参照して、この発明の1実施例を説明する
Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、電動式パワーステアリング装置の電気回路の
主要部の概略、すなわち、操舵力を補助するための電動
モータ(1) 、4つのFET(2) (3) (4)
 (5)よりなるブリッジ回路で構成されたモータ駆動
回路(6)、図示しない指令回路からのモータ電流指令
信号Aに対応するPWM信号信号基力するPWM変調回
路(7)、上記指令回路からの操舵方向指令信号とPW
M信号信号基いてモータ駆動回路(6)のF E T 
(2)(3)(4)(5)のオン・オフを制御するスイ
ッチング回路(8)を示す。
Figure 1 shows an outline of the main parts of the electrical circuit of an electric power steering device, namely an electric motor (1) for assisting the steering force, four FETs (2) (3) (4)
(5) A motor drive circuit (6) composed of a bridge circuit consisting of a PWM modulation circuit (7) that outputs a PWM signal corresponding to a motor current command signal A from a command circuit (not shown), Steering direction command signal and PW
FET of the motor drive circuit (6) based on the M signal
A switching circuit (8) that controls on/off of (2), (3), (4), and (5) is shown.

図示は省略したが、上記指令回路には、ステアリングシ
ャフトの入力トルクを検出するトルクセンサ、車速を検
出する車速センサなどが接続されている。指令回路は、
入力トルクの方向よりモータ(1)の回転方向すなわち
操舵方向を決定し、入力トルクの大きさと車速に基いて
必要な操舵補助力およびこれに対応するモータ電流値を
決定する。そして、このモータ電流値に対応するモータ
電流指令信号AをPWM変調回路(7)に、操舵方向指
令信号すなわち正転信号CIおよび逆転信号C2をスイ
ッチング回路(8)に出力する。なお、正転信号C1は
、モータ正転時にはHレベル(オン)、逆転時および停
止時にはLレベル(オフ)になり、逆転信号C2は、逆
転時にはHレベル、正転時および停止時にはLレベルに
なる。また、モータ(1)は、たとえば、ステアリング
シャフトの出力軸またはステアリングギアなどの適当箇
所に減速機、クラッチなどを介して連結されている。
Although not shown, the command circuit is connected to a torque sensor that detects the input torque of the steering shaft, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, and the like. The command circuit is
The direction of rotation of the motor (1), that is, the steering direction, is determined from the direction of the input torque, and the required steering assist force and the corresponding motor current value are determined based on the magnitude of the input torque and the vehicle speed. Then, a motor current command signal A corresponding to this motor current value is output to a PWM modulation circuit (7), and a steering direction command signal, that is, a forward rotation signal CI and a reverse rotation signal C2, is output to a switching circuit (8). Note that the forward rotation signal C1 is at H level (on) when the motor rotates forward, and at L level (off) when it is reversed and stopped, and the reverse rotation signal C2 is at H level when it is reversed, and at L level when it is rotated forward and stopped. Become. Further, the motor (1) is connected to an appropriate location such as an output shaft of a steering shaft or a steering gear via a speed reducer, a clutch, etc., for example.

モータ駆動回路(6)の4つのF E T (2)(3
)(4)(5)は、次のように接続されている。すなわ
ち、正転用第1FET(2)のソース端子(S)はモー
タ(1)の第1端子(正転用端子> (Ha)に接続さ
れ、ドレイン端子(D)は電源(BATT)に接続され
ている。正転用第2 F E T (3)のドレイン端
子(D)はモータ(1)の第2端子(逆転用端子) (
Mb)に接続され、ソース端子(S)は電流検出用抵抗
(9)を介して接地されている。逆転用第1FE T 
(4)のソース端子(S)はモータ(1)の第2端子(
Mb)に接続され、ドレイン端子(D)は電源(BAT
T)に接続されている。逆転用第2 F E T (5
)のドレイン端子(D)はモータ(1)の第1端子(M
a)に接続され、ソース端子(S)は電流検出用抵抗(
9)を介して接地されている。そして、各F E T 
(2) (3) (4) (5)にはそれぞれダイオー
ド(10) (11) (12) (13)が並列に接
続されている。
The four FETs (2) (3) of the motor drive circuit (6)
)(4)(5) are connected as follows. That is, the source terminal (S) of the first FET for forward rotation (2) is connected to the first terminal (terminal for forward rotation (Ha)) of the motor (1), and the drain terminal (D) is connected to the power supply (BATT). The drain terminal (D) of the second FET (3) for forward rotation is the second terminal (terminal for reverse rotation) of the motor (1) (
Mb), and the source terminal (S) is grounded via a current detection resistor (9). 1st FE T for reverse rotation
The source terminal (S) of (4) is the second terminal (S) of the motor (1).
Mb), and the drain terminal (D) is connected to the power supply (BAT
T). 2nd FET for reverse rotation (5
) is connected to the first terminal (M) of the motor (1).
a), and the source terminal (S) is connected to the current detection resistor (
9). And each FET
Diodes (10), (11), (12), and (13) are connected in parallel to (2), (3), (4), and (5), respectively.

PWM変調回路(7)は、発振回路(14)、比較回路
(15)およびワンショット回路(1G)より構成され
ている。発振回路(14)は第2図に示すような三角波
信号Eと台形波信号Fを出力し、三角波信号Eは比較回
路(15)の反転入力端子に、台形波信号Fはワンショ
ット回路(16)にそれぞれ人力する。比較回路(15
)の非反転入力端子にはモータ電流指令信号Aが入力し
、比較回路(15)の出力信号すなわちPWM信号信号
基通常、第2図に示すように電流指令信号Aが三角波信
号Eより大きい間だけHレベルになるパルス゛信号とな
る。そして、後述するように、このPWM信号信号基舵
方向指令信号に基いてモータ駆動回路(6)のF E 
T (2)(3)(4)(5)が制御される。
The PWM modulation circuit (7) is composed of an oscillation circuit (14), a comparison circuit (15), and a one-shot circuit (1G). The oscillation circuit (14) outputs a triangular wave signal E and a trapezoidal wave signal F as shown in FIG. ). Comparison circuit (15
), the motor current command signal A is input to the non-inverting input terminal of the comparator circuit (15), and the output signal of the comparator circuit (15), that is, the PWM signal signal base. This becomes a pulse signal that becomes H level. Then, as described later, the F E of the motor drive circuit (6) is based on this PWM signal base steering direction command signal.
T (2) (3) (4) (5) are controlled.

ワンショット回路(1B)がないと仮定した場合、モー
タ電流指令信号Aが三角波信号Eのピーク値より大きい
間はPWM信号信号基ルス信号とはならず、常時Hレベ
ルになり、FETの負荷時間率が100%になる。そし
て、モータ電流指令信号Aが三角波信号Eのピーク値に
近くなると、負荷時間率が100%近くになり、PWM
信号信号層波数(PWM周波数)が不安定となって、モ
ータ制御音が発生する。これを防止するため、ワンショ
ット回路(16)により、三角波信号Eに同期してPW
M信号信号層制的に所定時間オフにし、負荷時間率が1
00%近くにならないようにしている。
Assuming that there is no one-shot circuit (1B), while the motor current command signal A is greater than the peak value of the triangular wave signal E, it will not become a PWM signal signal base signal, but will always be at H level, and the load time of the FET will increase. The rate becomes 100%. When the motor current command signal A approaches the peak value of the triangular wave signal E, the load time rate approaches 100%, and the PWM
The signal layer wave number (PWM frequency) becomes unstable and motor control noise is generated. In order to prevent this, a one-shot circuit (16) is used to synchronize the PW signal with the triangular wave signal E.
The M signal is stratified and turned off for a predetermined time, and the load time rate is 1.
I try not to get close to 00%.

ワンショット回路(1B)において、発振回路(14)
からの台形波信号Fは増幅器(17)を通ったのち、イ
ンバータ回路(18)で反転されて、微分回路(19)
に送られる。微分回路(19)からは、入力信号の立上
りタイミングすなわち台形波信号Fの立下りタイミング
で正のトリガパルスが、入力信号の立下りタイミングす
なわち台形波信号の立上りタイミングで第2のトリガパ
ルスが出力される(第2図にIで示す)。微分回路(1
9)の出力信号Iは整流ダイオード(20)に送られ、
このダイ万一ド(20)からは信号■のうち正のトリガ
パルスのみが出力される(第2図にJで示す)。ダイオ
ード(20)の出力信号Jは2つの抵抗(21)(22
)で分圧されて、スイッチングトランジスタ(23)の
ベースに送られる。トランジスタ(23)のコレクタは
比較回路(15)の出力端子に接続され、エミッタは接
地されている。
In the one-shot circuit (1B), the oscillation circuit (14)
After passing through the amplifier (17), the trapezoidal wave signal F from
sent to. The differentiating circuit (19) outputs a positive trigger pulse at the rising timing of the input signal, that is, the falling timing of the trapezoidal wave signal F, and a second trigger pulse at the falling timing of the input signal, that is, the rising timing of the trapezoidal wave signal. (indicated by I in Figure 2). Differential circuit (1
The output signal I of 9) is sent to the rectifier diode (20),
This diode (20) outputs only the positive trigger pulse of the signal (2) (indicated by J in FIG. 2). The output signal J of the diode (20) is passed through the two resistors (21) (22
) and sent to the base of the switching transistor (23). The collector of the transistor (23) is connected to the output terminal of the comparison circuit (15), and the emitter is grounded.

ダイオード(20)からトリガパルスが出ていない間は
、トランジスタ(23)はオフになっており、PWM信
号信号層ワンショット回路(16)がない場合と同様、
三角波信号Eとモータ電流指令信号Aで決まる値をとる
。ダイオード(20)からトリガパルスが出ると、トラ
ンジスタ(23)がオンになり、トランジスタ(23)
のコレクタが接地されるため、トリガパルスが出ている
間だけPWM信号信号層レベルになる。トリガパルスは
台形波信号Fの立下りタイミングに同期しており、台形
波信号Fの立下りタイミングは三角波信号Eの立下りタ
イミングに同期している。したがって、モータ電流指令
信号Aの値にかかわらず、すなわち、第2図の前半(左
側)のようにモータ電流指令信号Aが三角波信号Eのピ
ーク値より小さい場合はもちろん、第2図の後半(右側
)のようにモータ電流指令信号Aが三角波信号Eのピー
ク値より大きい場合であっても、少なくとも三角波信号
Eの立下りタイミングに同期してトリガパルスが出てい
る時間(T)の間だけはPWM信号信号層レベルになり
、負荷時間率が100%近くになることはない。
While the trigger pulse is not output from the diode (20), the transistor (23) is off, and the PWM signal layer one-shot circuit (16) is not present.
It takes a value determined by triangular wave signal E and motor current command signal A. When the trigger pulse is output from the diode (20), the transistor (23) is turned on and the transistor (23)
Since the collector of the signal is grounded, the PWM signal layer level is reached only while the trigger pulse is being output. The trigger pulse is synchronized with the falling timing of the trapezoidal wave signal F, and the falling timing of the trapezoidal wave signal F is synchronized with the falling timing of the triangular wave signal E. Therefore, regardless of the value of the motor current command signal A, that is, when the motor current command signal A is smaller than the peak value of the triangular wave signal E as shown in the first half (left side) of FIG. Even if the motor current command signal A is larger than the peak value of the triangular wave signal E, as shown on the right, at least during the time (T) during which the trigger pulse is output in synchronization with the falling timing of the triangular wave signal E. is at the PWM signal layer level, and the load time rate never approaches 100%.

スイッチング回路(8)は、次のように構成されている
The switching circuit (8) is configured as follows.

指令回路からの正転信号Ctは第1NAND回路(24
)に入力し、逆転信号C2は第2NAND回路(25)
に入力する。また、これら2つのNAND回路(24)
 (25)にはPWM信号信号層力する。
The normal rotation signal Ct from the command circuit is sent to the first NAND circuit (24
), and the reversal signal C2 is input to the second NAND circuit (25).
Enter. Also, these two NAND circuits (24)
(25) includes a PWM signal layer.

第1NAND回路(24)の出力端子は、第1スイツチ
ングF E T (2B)のゲート端子(G)に接続さ
れている。第1スイツチングF E T (26)のド
レイン端子(D)は抵抗(27)を介して正転用第1F
 E T (2)のゲート端子(G)に接続され、ソー
ス端子(S)は接地されている。また、第1スイツチン
グF E T (2B)のドレイン端子(D)とモータ
(1)の第1端子(Ha)の間に、昇圧回路(28)が
設けられている。昇圧回路(28)には、電源(BAT
T)側から順にダイオード(29)、コンデンサ(30
)および抵抗(31)が設けられ、この抵抗(31)が
接地されている。そして、抵抗(31)とコンデンサ(
30)の間の部分がモータ(1)の第1端子(Ha)に
接続され、コンデンサ(30)とダイオード(29)の
間の部分が抵抗(32)を介して第1スイツチングF 
E T (2B)のドレイン端子(D)に接続されてい
る。
The output terminal of the first NAND circuit (24) is connected to the gate terminal (G) of the first switching FET (2B). The drain terminal (D) of the first switching FET (26) is connected to the first FET for forward rotation via the resistor (27).
It is connected to the gate terminal (G) of E T (2), and its source terminal (S) is grounded. Further, a booster circuit (28) is provided between the drain terminal (D) of the first switching FET (2B) and the first terminal (Ha) of the motor (1). The booster circuit (28) has a power supply (BAT
Diode (29) and capacitor (30) in order from the T) side.
) and a resistor (31) are provided, and this resistor (31) is grounded. Then, resistor (31) and capacitor (
30) is connected to the first terminal (Ha) of the motor (1), and the part between the capacitor (30) and the diode (29) is connected to the first switching F via the resistor (32).
It is connected to the drain terminal (D) of E T (2B).

第2NAND回路(25)の出力端子は、第2スイツチ
ングF E T (33)のゲート端子(G)に接続さ
れている。第2スイツチングF E T (33)のド
レイン端子(D)は抵抗(34)を介して逆転用第1F
 E T (4)のゲート端子(G)に接続され、ソー
ス端子(S)は接地されている。また、第2スイツチン
グF E T (33)のドレイン端子(D)とモータ
(1)の第2端子(Mb)の間に、前記同様の昇圧回路
(35)が設けられている。
The output terminal of the second NAND circuit (25) is connected to the gate terminal (G) of the second switching FET (33). The drain terminal (D) of the second switching FET (33) is connected to the first FET for reversal through the resistor (34).
It is connected to the gate terminal (G) of E T (4), and its source terminal (S) is grounded. Further, a booster circuit (35) similar to the above is provided between the drain terminal (D) of the second switching FET (33) and the second terminal (Mb) of the motor (1).

正転信号CIはインバータ回路(36)に送られ、イン
バータ回路(36)の出力信号は2つの抵抗(37)(
38)により分圧されて、第1スイツチングトランジス
タ(39)のベースに送られる。第1スイツチングトラ
ンジスタ(39)のコレクタは抵抗(40)を介して正
転用第2 F E T (3)のゲート端子(G)に接
続され、エミッタは接地されている。
The normal rotation signal CI is sent to the inverter circuit (36), and the output signal of the inverter circuit (36) is sent to the two resistors (37) (
38) and sent to the base of the first switching transistor (39). The collector of the first switching transistor (39) is connected to the gate terminal (G) of the second FET (3) for normal rotation via the resistor (40), and the emitter is grounded.

逆転信号C2はインバータ回路(41)に送られ、イン
バータ回路(41)の出力信号は2つの抵抗(42) 
(43)により分圧されて、第2スイツチングトランジ
スタ(44)のベースに送られる。第2スイツチングト
ランジスタ(44)のコレクタは抵抗(45)を介して
逆転用筆2 F E T (5)のゲート端子(G)に
接続され、エミッタは接地されている。
The reversal signal C2 is sent to the inverter circuit (41), and the output signal of the inverter circuit (41) is sent to the two resistors (42).
(43) and sent to the base of the second switching transistor (44). The collector of the second switching transistor (44) is connected to the gate terminal (G) of the reversing brush 2 FET (5) via a resistor (45), and the emitter is grounded.

次に、モータ駆動回路(6)およびスイッチング回路(
8)の動作を説明する。
Next, the motor drive circuit (6) and the switching circuit (
The operation of 8) will be explained.

正転信号CIおよび逆転信号C2がともにLレベルの場
合(停止時)は、次のように、モータ駆動回路(6)の
4つのF E T (2)(3)(4)(5)は全てオ
フになり、モータ(1)には電流は流れない。
When both the forward rotation signal CI and the reverse rotation signal C2 are at L level (when stopped), the four FETs (2) (3) (4) (5) of the motor drive circuit (6) are as follows. Everything is turned off and no current flows through the motor (1).

すなわち、正転信号C1がLレベルであるから、インバ
ータ回路(3B)によりこれが反転された第1スイツチ
ングトランジスタ(39)のベース電圧がHレベルにな
り、このトランジスタ(39)がオンになる。このため
、正転用第2 F E T (3)のゲート端子(G)
がLレベルになり、このFET(3)がオフになる。同
様に、逆転信号C2がLレベルであるため、逆転用筆2
 F E T (5)もオフになる。また、正転信号C
1がLレベルであるから、PWM信号信号値にかかわら
ず、第1NAND回路(24)の出力信号はHレベルに
なる。このため、第1スイツチングF E T (2B
)のゲート端子(G)がHレベルになって、このF E
 T (2B)がオンになる。そして、第1スイツチン
グFET (2G)がオンになることにより、正転用第
1FE T (2)のゲート端子(G)がLレベルにな
り、このF E T (2)がオフになる。同様に、逆
転信号C2がLレベルであるため、逆転用筆1FET(
4)もオフになる。
That is, since the normal rotation signal C1 is at L level, the base voltage of the first switching transistor (39), which is inverted by the inverter circuit (3B), becomes H level, and this transistor (39) is turned on. Therefore, the gate terminal (G) of the second FET (3) for forward rotation
becomes L level, and this FET (3) is turned off. Similarly, since the reversal signal C2 is at L level, the reversal brush 2
FET (5) is also turned off. In addition, the normal rotation signal C
1 is at L level, the output signal of the first NAND circuit (24) becomes H level regardless of the PWM signal value. Therefore, the first switching FET (2B
) gate terminal (G) becomes H level, this F E
T (2B) turns on. Then, when the first switching FET (2G) is turned on, the gate terminal (G) of the first forward rotation FET (2) becomes L level, and this FET (2) is turned off. Similarly, since the reversal signal C2 is at L level, the reversal brush 1FET (
4) is also turned off.

正転信号CIがHレベルで逆転信号C2がLレベルの場
合(正転時)は、次のように、逆転用筆1 F E T
 (4)および逆転用筆2 F E T (5)がオフ
、正転用第2 F E T (3)がオンになり、pw
M信号信号上レベルの間だけ正転用第1FET(2)が
オンになって、この間だけモータ(1)に正転方向の電
流が流れる。
When the forward rotation signal CI is at the H level and the reverse rotation signal C2 is at the L level (during forward rotation), the reverse rotation brush 1 F E T
(4) and reverse rotation brush 2 FET (5) are turned off, forward rotation brush 2 FET (3) is turned on, and pw
The first FET (2) for forward rotation is turned on only while the M signal is at the upper level, and a current in the forward rotation direction flows through the motor (1) only during this period.

すなわち、逆転信号C2がLレベルであるから、停止時
と同様に、逆転用筆1 F E T (4)および逆転
用筆2 F E T (5)はオフになる。正転信号C
IがHレベルであるから、インバータ回路(36)によ
りこれが反転された第1スイツチングトランジスタ(3
9)のベース電圧がLレベルになり、このトランジスタ
(39)がオフになる。このため、正転用第2 F E
 T (3)のゲート端子(G)がHレベルになり、こ
のF E T (3)がオンになる。また、正転信号C
IがHレベルであるから、PWM信号信号値レベルの間
は第1NAND回路(24)の出力信号はHレベルであ
るが、PWM信号信号値レベルになると第1NAND回
路(24)の出力信号はLレベルになる。PWM信号信
号値レベルで第1NAND回路(24)の出力信号すな
わち第1スイツチングF E T (2B)のゲート端
子(G)電圧がHレベルの間は、正転用第1FET(2
)のゲート端子CG)がLレベルになって、このF E
 T (2)がオフになり、モータ(1)には電流が流
れない。このため、昇圧回路(28)のに点の電圧はほ
ぼOvとなり、これに対して、N点の電圧はほぼ電源(
BATT)電圧近くなり、コンデンサ(30)が充電さ
れる。このような状態でPWM信号信号値レベルになっ
て第1NAND回路(24)の出力信号すなわち第1ス
イツチングFET(26)のゲート端子(G)電圧がL
レベルになると、このF E T (26)がオフにな
り、P点の電圧が上昇して、正転用第1 F E T 
(2)のゲート端子(G)がHレベルになる。このため
、正転用第1FE T (2)がオンになり、正転用第
1 F E T (2)、モータ(1)および正転用第
2 F E T (3)を通って正転方向の電流が流れ
る。これにより、K点の電圧は上昇し、はぼ電源(BA
TT)電圧レベルに達する。この際、前述のようにコン
デンサ(30)は充電されており、正転用筆1 F E
 T (2)のゲート電流は小さいため、P点の電圧は
、K点の電圧上昇に合わせて、電源(BATT)電圧か
ら(電源(BATT)電圧+充電電圧)へと上昇する。
That is, since the reversal signal C2 is at the L level, the reversing brush 1 F ET (4) and the reversing brush 2 F ET (5) are turned off, as in the case of stopping. Normal rotation signal C
Since I is at H level, the first switching transistor (3) is inverted by the inverter circuit (36).
The base voltage of transistor (39) becomes L level, and this transistor (39) is turned off. For this reason, the second F E for forward rotation
The gate terminal (G) of T (3) becomes H level, and this F E T (3) is turned on. In addition, the normal rotation signal C
Since I is at the H level, the output signal of the first NAND circuit (24) is at the H level during the PWM signal value level, but when the PWM signal value level is reached, the output signal of the first NAND circuit (24) is at the L level. become the level. While the output signal of the first NAND circuit (24), that is, the voltage of the gate terminal (G) of the first switching FET (2B) is at the H level at the PWM signal value level, the first FET for forward rotation (2
) gate terminal CG) becomes L level, and this F E
T (2) is turned off and no current flows through the motor (1). Therefore, the voltage at point N of the booster circuit (28) is approximately Ov, whereas the voltage at point N is approximately Ov.
BATT) voltage, and the capacitor (30) is charged. In this state, the PWM signal value level is reached, and the output signal of the first NAND circuit (24), that is, the gate terminal (G) voltage of the first switching FET (26) becomes L.
When the level is reached, this FET (26) is turned off, the voltage at point P rises, and the first FET (26) for forward rotation is turned off.
The gate terminal (G) of (2) becomes H level. Therefore, the first FET (2) for forward rotation is turned on, and the current in the forward rotation direction passes through the first FET (2) for forward rotation, the motor (1), and the second FET (3) for forward rotation. flows. As a result, the voltage at point K increases, and the power supply (BA
TT) voltage level is reached. At this time, the capacitor (30) is charged as described above, and the forward rotation brush 1 F E
Since the gate current of T (2) is small, the voltage at point P increases from the power supply (BATT) voltage to (power supply (BATT) voltage + charging voltage) in accordance with the rise in voltage at point K.

したがって、正転用筆1 F E T (2)のソース
電圧に対してゲート電圧を十分に高いレベルに保持し、
正転用筆1 F E T (2)をオン状態に保つこと
ができる。
Therefore, the gate voltage is maintained at a sufficiently high level with respect to the source voltage of the forward rotation brush 1 FET (2),
The forward rotation brush 1 FET (2) can be kept in the on state.

ここで、正転用筆1 F E T (2)の負荷時間率
を100%と仮定すると、つまり正転用筆1FE T 
(2)を常時オン、第1スイツチングFET(26)を
常時オフの状態にすると、K点とN点の間のコンデンサ
(30)に充電された電荷が次第に放電され、K点の電
圧に対してP点の電圧を十分に高いレベルに保持できな
くなるため、正転用筆1 F E T (2)をオンの
状態に保持できなくなる。しかしながら、前述のように
、PWM変調回路(7)のワンショット回路(16)に
より、負荷時間率が100%近くになるのを禁止して、
PWM信号Bが三角波信号Eに同期して必ずLレベルに
なるようにしているので、三角波信号Eに同期して第1
スイツチングF E T (2B)が必ずオフになる。
Here, assuming that the load time rate of the forward rotation brush 1 FET (2) is 100%, that is, the forward rotation brush 1 FET
(2) is always on and the first switching FET (26) is always off, the charge stored in the capacitor (30) between the K point and the N point is gradually discharged, and the voltage at the K point is Since the voltage at point P cannot be maintained at a sufficiently high level, the forward rotation brush 1 FET (2) cannot be maintained in the on state. However, as mentioned above, the one-shot circuit (16) of the PWM modulation circuit (7) prohibits the load time rate from reaching nearly 100%.
Since the PWM signal B is always set to L level in synchronization with the triangular wave signal E, the first signal B is synchronized with the triangular wave signal E.
Switching FET (2B) is always turned off.

したがって、上記のような問題はなく、従来に比べて非
常に簡単な昇圧回路(28)で正転用筆1 F E T
 (2)を駆動することができる。
Therefore, there is no problem as mentioned above, and the forward rotation brush 1 FET is
(2) can be driven.

逆転信号C2がHレベルで正転信号CIがLレベルの場
合(逆転時)は、正転時とは逆に、正転用筆1 F E
 T (2)および正転用筆2 F E T (3)が
オフ、逆転用第2 F E T (5)がオンになり、
PWM信号BがHレベルの間だけ逆転用第1FE T 
(4)がオンになって、この間だけモータ(1)に逆転
方向の電流が流れる。
When the reverse rotation signal C2 is at H level and the forward rotation signal CI is at L level (during reverse rotation), the forward rotation brush 1 F E
T (2) and forward rotation brush 2 FET (3) are turned off, and reverse rotation brush 2 FET (5) is turned on.
The first FE T for reversing only while PWM signal B is at H level.
(4) is turned on, and a current in the reverse direction flows through the motor (1) only during this time.

上記実施例の場合、モータ駆動回路(6)にFETを使
用しているので、高速スイッチングが可能である。また
、正転時には正転用筆2FET(3)を常時オンにし、
正転用筆1 F E T (2)だけをPWM信号によ
って制御しているので、正転用筆1 F E T (2
)がオフになっている間もオンになっている正転用筆2
 F E T (3)とオフになっている逆転用第2 
F E T (5)に並列に接続されたダイオード(1
3)を通ってモータ(1)にフライホイール電流が流れ
る。逆転時にも、同様に、オンになっている逆転用第2
 F E T (5)とオフになっている正転用筆2 
F E T (3)に並列に接続されたダイオード(1
1)を通ってモータ(1)にフライホイール電流が流れ
る。このため、電流リップルが小さくなり、実車装着時
のラジオノイズやモータ制御音が軽減する。また、フラ
イホイール電流が流れることにより、モータ(1)に流
れる電流が増加し、正転用筆1FET(2)または逆転
用第1 F E T (4)に流れる電流は少なくなる
。したがって、負荷時間率を強制的に100%より小さ
くすることによるモータ電流の減少がある程度補われ、
FETに流れる電流が少なくなるため、発熱も減少する
。また、正転用筆2 F E T (3)および逆転用
第2FET(5)を常時オンにしているので、これらを
高速でスイッチングする必要はなく、これらのスイッチ
ングにトランジスタ(39) (44)が用いられてい
る。
In the case of the above embodiment, since an FET is used in the motor drive circuit (6), high-speed switching is possible. Also, during forward rotation, the forward rotation brush 2FET (3) is always on,
Since only the forward rotation brush 1 FET (2) is controlled by the PWM signal, the forward rotation brush 1 FET (2) is controlled by the PWM signal.
) is turned off, but the normal rotation brush 2 remains on.
F E T (3) and the second for reversing which is turned off.
Diode (1) connected in parallel to FET (5)
A flywheel current flows to the motor (1) through 3). Similarly, when reversing, the second reversing
FET (5) and normal rotation brush 2 which is turned off
Diode (1) connected in parallel to FET (3)
A flywheel current flows through the motor (1) through the motor (1). This reduces current ripple and reduces radio noise and motor control noise when installed in an actual vehicle. Furthermore, as the flywheel current flows, the current flowing to the motor (1) increases, and the current flowing to the forward rotation brush 1 FET (2) or the reverse rotation first FET (4) decreases. Therefore, the decrease in motor current due to forcibly reducing the load time rate to less than 100% is compensated to some extent,
Since less current flows through the FET, heat generation also decreases. In addition, since the forward rotation brush 2 FET (3) and the reverse rotation second FET (5) are always on, there is no need to switch them at high speed, and the transistors (39) (44) are used for switching these. It is used.

上記実施例では、負荷時間率が100%になることがな
いため、簡単な昇圧回路(28)(35)を用いている
が、これに代えて、従来の昇圧回路を用いることも可能
である。
In the above embodiment, since the load time ratio is never 100%, simple booster circuits (28) and (35) are used, but it is also possible to use a conventional booster circuit instead. .

発明の効果 この発明の電動式パワーステアリング装置によれば、上
述のように、FETの負荷時間率が100%近くになる
ことがなく、シたがって、PWM周波数が不安定になる
ことがなく、モータ制御音の発生を防止することができ
る。
Effects of the Invention According to the electric power steering device of the present invention, as described above, the load time rate of the FET does not become close to 100%, and therefore the PWM frequency does not become unstable. Generation of motor control noise can be prevented.

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

第1図はこの発明の1実施例を示す電動式パワーステア
リング装置の主要部の電気回路図、第2図は第1図の各
部の信号を示すタイムチャートである。 (1)・・・電動モータ、(2)・・・正転用筆1FE
T。 (3)・・・正転用筆2FET、(4)・・・逆転用第
1FET、(5)・・・逆転用第2FET、(6)・・
・モータ駆動回路、(7)・・・PWM変調回路、(8
)・・・スイッチング回路、(10) (11) (1
2) (13)・・・ダイオード、(14)・・・発振
回路、(16)・・・ワンショット回路。 以  上 特許出願人  光洋精工株式会社 第2図
FIG. 1 is an electric circuit diagram of the main parts of an electric power steering device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart showing signals of each part shown in FIG. (1)...Electric motor, (2)...Forward rotation brush 1FE
T. (3)... 2nd FET for forward rotation, (4)... 1st FET for reverse rotation, (5)... 2nd FET for reverse rotation, (6)...
・Motor drive circuit, (7)...PWM modulation circuit, (8
)...Switching circuit, (10) (11) (1
2) (13)...Diode, (14)...Oscillation circuit, (16)...One-shot circuit. Patent applicant: Koyo Seiko Co., Ltd. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 操舵力を補助するための電動モータの第1端子と電源側
との間に設けられた正転用第1FET、電動モータの第
2端子と接地側との間に設けられた正転用第2FET、
電動モータの第2端子と電源側との間に設けられた逆転
用第1FET、電動モータの第1端子と接地側との間に
設けられた逆転用第2FETおよびこれら各FETに並
列に接続されたダイオードよりなるブリッジ回路で構成
されたモータ駆動回路と、操舵方向に対応する操舵方向
指令信号を出力する手段と、 操舵力に対応するモータ電流指令信号を出力する手段と
、 モータ電流指令信号に対応するPWM信号を出力するP
WM変調手段と、 モータ電流指令信号とPWM信号に基いてモータ駆動回
路のFETを制御するスイッチング手段とを備えた電動
式パワーステアリング装置において、 PWM変調手段が、PWM周波数に同期してPWM信号
を強制的に所定時間オフにする手段を備え、 スイッチング手段が、操舵方向指令信号が正転方向の場
合は、2つの逆転用FETをオフにするとともに、正転
用第2FETをオンにして、正転用第1FETをPWM
信号に基いて制御し、操舵方向指令信号が逆転方向の場
合は、2つの正転用FETをオフにするとともに、逆転
用第2FETをオンにして、逆転用第1FETをPWM
信号に基いて制御する手段を備えていることを特徴とす
る電動式パワーステアリング装置。
[Claims] A first FET for normal rotation provided between the first terminal of the electric motor and the power supply side for assisting steering force, and a first FET provided between the second terminal of the electric motor and the ground side. 2nd FET for forward rotation,
A first FET for reversing provided between the second terminal of the electric motor and the power supply side, a second FET for reversing provided between the first terminal of the electric motor and the ground side, and connected in parallel to each of these FETs. a motor drive circuit configured with a bridge circuit including a diode; a means for outputting a steering direction command signal corresponding to the steering direction; a means for outputting a motor current command signal corresponding to the steering force; P that outputs the corresponding PWM signal
In an electric power steering device comprising a WM modulation means and a switching means for controlling an FET of a motor drive circuit based on a motor current command signal and a PWM signal, the PWM modulation means generates a PWM signal in synchronization with a PWM frequency. A means for forcibly turning off the steering wheel for a predetermined period of time is provided, and when the steering direction command signal is in the forward rotation direction, the switching means turns off the two reverse rotation FETs and turns on the second forward rotation FET to switch the steering direction to the forward rotation direction. PWM the first FET
When the steering direction command signal is in the reverse direction, the two forward rotation FETs are turned off, the second reverse rotation FET is turned on, and the first reverse rotation FET is controlled using PWM control.
An electric power steering device characterized by comprising means for controlling based on a signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6024861A (en) * 1996-07-03 2000-02-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Electric anticorrosion method and apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6325174A (en) * 1986-07-16 1988-02-02 Kayaba Ind Co Ltd Control device for electric power steering

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