JPH0457543B2 - - Google Patents

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JPH0457543B2
JPH0457543B2 JP22537285A JP22537285A JPH0457543B2 JP H0457543 B2 JPH0457543 B2 JP H0457543B2 JP 22537285 A JP22537285 A JP 22537285A JP 22537285 A JP22537285 A JP 22537285A JP H0457543 B2 JPH0457543 B2 JP H0457543B2
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JP
Japan
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steering
motor
torque
rotation
duty ratio
Prior art date
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JP22537285A
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Japanese (ja)
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JPS6285763A (en
Inventor
Yasuo Shimizu
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Publication of JPS6285763A publication Critical patent/JPS6285763A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、電動機を用いた操舵力倍力装置に
より補助トルクを発生する電動式パワーステアリ
ング装置に係り、特に電動機駆動回路の特性に起
因するステアリング系の戻り特性の改善に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electric power steering device that generates auxiliary torque by a steering force booster using an electric motor, and particularly relates to an electric power steering device that generates auxiliary torque by a steering force booster using an electric motor. Related to improving the return characteristics of a steering system.

(従来の技術) 一般に、電動式パワーステアリング装置として
は、電動機を補助トルク発生源とする操舵力倍力
装置並びにマイクロコンピユータなどの演算制御
装置により制御系統を構成している。すなわち、
ステアリング系に付与される操舵トルク及び操舵
回転数を検出し、これらの検出信号に基づいて電
動機の駆動制御信号を演算制御装置で決定出力す
るようにし、これにより電動機の応答性能を高
め、操舵フイーリングの向上を図つている。この
種の従来技術は、例えば、本出願人による特願昭
60−9545(特開昭61−169367号参照)並びに特願
昭60−9546号(特開昭61−169368号参照)などが
ある。
(Prior Art) Generally, as an electric power steering device, a control system is configured by a steering force booster using an electric motor as an auxiliary torque generation source and an arithmetic control device such as a microcomputer. That is,
The steering torque and steering rotation speed applied to the steering system are detected, and a drive control signal for the electric motor is determined and outputted by an arithmetic and control unit based on these detection signals.This improves the response performance of the electric motor and improves the steering feel. We are trying to improve the quality of our products. This type of prior art is known, for example, from a patent application filed by the present applicant.
60-9545 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-169367) and Japanese Patent Application No. 60-9546 (see Japanese Patent Application Laid-open No. 61-169368).

従来、このような電動機の駆動制御は一定周波
数のPWM制御(Pulse Width Modulation)に
より行なわれており、第15図のような駆動回路
によつていた。
Conventionally, drive control of such an electric motor has been performed by constant frequency PWM control (Pulse Width Modulation), and has been based on a drive circuit as shown in FIG.

図において、1は電動機駆動回路を構成するブ
リツジ回路、2,3,4,5はブリツジ1の各ア
ームを構成するNPN型のスイツチングトランジ
スタ、6,7,8,9はそれぞれトランジスタ
2,3,5,4に逆並列に接続したダイオード、
10はブリツジ回路1の出力端子に接続した制御
対象である電動機、11はブリツジ回路1の入力
端子に接続したバツテリ電源、12はマイクロコ
ンピユータなどの演算制御信号13をその出力ポ
ートを介して各トランジスタ2〜5に配分するド
ライブユニツトである。演算制御信号13は、電
動機を正転させる場合には、トランジスタ2,5
の一組を駆動するようにドライブユニツト12を
作動させ、また電動機を逆転させる場合には、ト
ランジスタ3,4の一組を駆動するようにドライ
ブユニツト12を作動させる。ドライブユニツト
12は、演算制御信号13に従つて、例えばトラ
ンジスタ2,5のペアで説明すれば、トランジス
タ2を正転駆動の間オン状態とし、他方のトラン
ジスタ5は制御パラメータである操舵トルク並び
に操舵回転数に対応するデユーテイ比でPWM制
御する。これから分かるように、ブリツジ回路1
は、電動機10の回転方向とその駆動電力とを制
御する機能を有する。
In the figure, 1 is a bridge circuit that constitutes a motor drive circuit, 2, 3, 4, and 5 are NPN switching transistors that constitute each arm of bridge 1, and 6, 7, 8, and 9 are transistors 2, 3, and 3, respectively. , 5, 4 connected in antiparallel,
10 is a motor to be controlled connected to the output terminal of the bridge circuit 1; 11 is a battery power supply connected to the input terminal of the bridge circuit 1; 12 is an arithmetic control signal 13 from a microcomputer, etc., connected to each transistor through its output port; This is a drive unit that is distributed between 2 and 5. When the motor is rotated in the forward direction, the arithmetic control signal 13 is applied to the transistors 2 and 5.
The drive unit 12 is operated to drive one set of transistors 3 and 4, and when the motor is to be reversed, the drive unit 12 is operated to drive one set of transistors 3 and 4. In accordance with the arithmetic control signal 13, the drive unit 12 turns on the transistor 2 during normal rotation drive, for example, in terms of a pair of transistors 2 and 5, and the other transistor 5 controls the steering torque and the steering control, which are control parameters. PWM control is performed with a duty ratio corresponding to the rotation speed. As you can see, bridge circuit 1
has a function of controlling the rotation direction of the electric motor 10 and its driving power.

このようなブリツジ回路1を有する電動機駆動
回路は第16図で示すように動作する。電動機1
0を正転させるため、トランジスタ2,5を駆動
する場合を考える。トランジスタ2をオン状態で
持続させ、トランジスタ5でPWM制御する場合
に、トランジスタ5がオン状態にある瞬間は第1
6図aに示すようであり、電源11、トランジス
タ2、電動機10、トランジスタ5の閉回路によ
つて電動機に駆動電流iを供給する。トランジス
タ5がオフ状態である瞬間は、第16図bに示す
ようであり、電動機のインダクタンスにより電流
の停止を阻止しようとして阻止電流iがトランジ
スタ2、電動機10、ダイオード9から成る閉回
路に流れる。このような阻止電流iは後述するよ
うに、操舵特性を損ね有害である。
A motor drive circuit having such a bridge circuit 1 operates as shown in FIG. 16. Electric motor 1
Consider the case where transistors 2 and 5 are driven in order to rotate 0 in the normal direction. When transistor 2 is kept on and PWM control is performed using transistor 5, the moment when transistor 5 is on is the first
As shown in FIG. 6a, a driving current i is supplied to the motor through a closed circuit including a power supply 11, a transistor 2, a motor 10, and a transistor 5. At the moment when the transistor 5 is off, as shown in FIG. 16b, a blocking current i flows through the closed circuit consisting of the transistor 2, the motor 10, and the diode 9 in an attempt to prevent the current from stopping due to the inductance of the motor. As will be described later, such a blocking current i impairs the steering characteristics and is harmful.

(発明が解決しようとする問題点) この場合、操舵輪(タイヤ)からの反力に逆つ
てステアリングホイールを切るとき(いわゆるス
テアリング系の行き操作状態)は電動機10に加
わる負荷トルクにより、オフ時の阻止電流iはド
ランジスタ5のデユーテイ比を減少させることで
減少させることができる。しかし、操舵輪からの
反力によりステアリングホイールが戻されるとき
(いわゆるステアリング系の戻り操作状態)は、
阻止電流iを減少させることはできない。これ
は、電動機10に作用する負荷トルクが減少する
と共に、操舵回転の方向が電動機の回転方向と逆
方向となるため、第16図bで示す閉回路におけ
る電動機の逆起電力により電機子電流が増大し、
電動機10の回転を減少させる方向に作用する。
このため、電動機10はトランジスタ5のデユー
テイ比を制御しても、オフ電流は制御できなくな
る。第17図により更にこれを説明する。
(Problem to be solved by the invention) In this case, when turning the steering wheel against the reaction force from the steering wheels (tires) (so-called forward operation state of the steering system), the load torque applied to the electric motor 10 causes the steering wheel to turn off. The blocking current i can be reduced by reducing the duty ratio of the transistor 5. However, when the steering wheel is returned by the reaction force from the steering wheel (so-called return operation state of the steering system),
It is not possible to reduce the blocking current i. This is because the load torque acting on the electric motor 10 decreases and the direction of steering rotation becomes opposite to the rotation direction of the electric motor, so that the armature current increases due to the back electromotive force of the electric motor in the closed circuit shown in FIG. 16b. increase,
It acts in the direction of reducing the rotation of the electric motor 10.
Therefore, even if the duty ratio of the transistor 5 is controlled in the motor 10, the off-state current cannot be controlled. This will be further explained with reference to FIG.

第17図は、電動機10の電機子電流iとデユ
ーテイ比との関係を示したものであり、必要なト
ルクを得るための電機子電流i及び電動機回転数
nから、第15図の駆動回路で形成すべきデユー
テイ比Dを得るためのものである。図において、
横軸はデユーテイ比D、縦軸は電機子電流iとし
てある。また、電動機10の回転数nはパラメー
タであり、回転数nが正のときは電動機の回転方
向とトルクの作用方向とが一致していることを示
し、負のときは電動機の回転方向とトルクの作用
方向とが一致していない(戻り操作状態)ことを
示している。ここで、例えば電動機トルクに対応
する電機子電流iをi1とする場合のデユーテイ比
を図から判断する。第1に、電動機回転数が零の
とき(n=0)、電動機はデユーテイ比D1で駆動
すればよいことが分かる。第2に、電動機の回転
方向とトルクの作用方向とが一致している場合に
は、回転数nは正であり、また電動機の逆起電力
は電動機回転数nに比例して電機子電流iを減少
させる。このためその減少分D2−D1を加算した
デユーテイ比D2でトランジスタ5を駆動すれば
よい。しかし、第3に、電動機の回転方向とトル
クの作用方向とが一致していない場合には、回転
数nは負であり、また電動機の逆起電力は電動機
回転数nに比例して電機子電流iを増大させる。
この場合、その増大分D1−D0を減算したデユー
テイ比D0でトランジスタ5を駆動すればよいこ
ととなるが、実際には負の回転数が増大するに従
つて負荷トルクが減少するために電動機トルク従
つて電機子電流iを減少させなければならない。
しかし、デユーテイ比Dを負にすることはできな
いため、この場合に電機子電流iを減少させるに
は限度がある。このためステアリングの戻り操作
状態においては、電機子電流iを或る値以下にで
きない制御不能の状態が生ずる。
FIG. 17 shows the relationship between the armature current i of the motor 10 and the duty ratio. From the armature current i and the motor rotation speed n to obtain the required torque, the drive circuit shown in FIG. This is to obtain the duty ratio D to be formed. In the figure,
The horizontal axis is the duty ratio D, and the vertical axis is the armature current i. In addition, the rotation speed n of the electric motor 10 is a parameter; when the rotation speed n is positive, it indicates that the rotation direction of the electric motor and the direction of torque action match, and when it is negative, the rotation direction of the electric motor and the torque This indicates that the direction of action does not match (return operation state). Here, for example, the duty ratio when the armature current i corresponding to the motor torque is i1 is determined from the diagram. First, it can be seen that when the motor rotation speed is zero (n=0), the motor should be driven at the duty ratio D1. Second, when the rotational direction of the motor and the direction of torque action match, the rotational speed n is positive, and the back electromotive force of the motor is proportional to the motor rotational speed n, and the armature current i decrease. Therefore, it is sufficient to drive the transistor 5 with a duty ratio D2 obtained by adding the decreased amount D2-D1. However, thirdly, if the rotational direction of the electric motor and the direction of torque action do not match, the rotational speed n is negative, and the back electromotive force of the motor is proportional to the motor rotational speed n. Increase current i.
In this case, it is sufficient to drive the transistor 5 with the duty ratio D0 obtained by subtracting the increased amount D1 - D0, but in reality, as the negative rotation speed increases, the load torque decreases, so the motor torque Therefore, the armature current i must be reduced.
However, since the duty ratio D cannot be made negative, there is a limit to how much the armature current i can be reduced in this case. Therefore, when the steering wheel is in a return operation state, an uncontrollable state occurs in which the armature current i cannot be reduced below a certain value.

この制御不能状態が生じた場合には、電動機の
動作がステアリング操作に追従できなくなり、戻
り動作の不良乃至は戻りハンチングなどを引き起
こし、操舵フイーリングを劣化させていた。
When this uncontrollable state occurs, the operation of the electric motor is no longer able to follow the steering operation, causing a defective return operation or return hunting, and deteriorating the steering feel.

従つて、この発明は以上の従来技術の欠点を除
去しようとして成されたものであり、電動機駆動
回路の特性に関係無く、ステアリング系の戻り動
作特性が良好であり、操舵フイーリングを害する
ことのない電動式パワーステアリング装置を提供
することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in an attempt to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides a steering system with good return operation characteristics regardless of the characteristics of the motor drive circuit, without impairing the steering feeling. The purpose of the present invention is to provide an electric power steering device.

(問題点を解決するための手段及び作用) ステアリング系の操作に対して補助トルクを発
生する電動機49と、前記ステアリング系の操舵
トルクを検出する操舵トルク検出手段72と、前
記ステアリング系の操舵回転数を検出する操舵回
転検出手段76と、これら操舵トルク検出手段7
2及び操舵回転検出手段76からの各検出信号に
基づいて前記操舵トルク及び前記操舵回転数を制
御パラメータとして前記電動機49に所定の補助
トルクを発生させるべく電動機制御信号を形成す
る電動機制御信号発生手段70と、この電動機制
御信号発生手段70の前記電動機制御信号により
作動し前記電動機49に所定のデユーテイ比のオ
ンオフ電圧を供給してPWM制御し前記オンオフ
電圧のオフ時に前記電動機49のインダクタンス
による阻止電流が流れる閉回路を有する電動機駆
動回路82とを備えた電動式パワーステアリング
装置において、前記ステアリング系の回転方向と
操舵トルクの方向とが一致する場合(行き操作状
態)と、前記ステアリング系の回転方向と操舵ト
ルクの方向とが一致しない場合(戻り操作状態)
とに分けると共に、この戻り操作状態の時に、前
記閉回路で発生する阻止電流を別回路に流すこと
により阻止電流の増大を防止い、ステアリングを
滑らかに戻して操舵フイーリングを良くするもの
である。
(Means and effects for solving the problem) An electric motor 49 that generates auxiliary torque in response to the operation of the steering system, a steering torque detection means 72 that detects the steering torque of the steering system, and a steering rotation of the steering system. steering rotation detection means 76 for detecting the number of steering rotations, and these steering torque detection means 7
2 and the steering rotation detection means 76, a motor control signal generation means for forming a motor control signal to cause the electric motor 49 to generate a predetermined auxiliary torque using the steering torque and the steering rotation speed as control parameters. 70, which is operated by the motor control signal of the motor control signal generating means 70, supplies an on-off voltage with a predetermined duty ratio to the motor 49, performs PWM control, and generates a blocking current due to the inductance of the motor 49 when the on-off voltage is turned off. In an electric power steering device equipped with an electric motor drive circuit 82 having a closed circuit through which the steering torque flows, when the direction of rotation of the steering system and the direction of the steering torque match (forward operation state), and the direction of rotation of the steering system and the direction of the steering torque do not match (return operation state)
In addition, during this return operation state, the blocking current generated in the closed circuit is passed through a separate circuit to prevent the blocking current from increasing, allowing the steering to return smoothly and improving the steering feel.

(発明の実施例) 以下、添付図面に従つてこの発明の実施例を説
明する。なお、各図において同一の符号は同様の
対象を示すものとする。
(Embodiments of the invention) Examples of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals in each figure indicate similar objects.

第1図、第2図はこの発明の実施例に係る電動
式パワーステアリング装置を示すものであり、主
に機械的構成を示している。電気系統について
は、第3図及び第4図などによつて後に説明す
る。
FIG. 1 and FIG. 2 show an electric power steering device according to an embodiment of the present invention, and mainly show the mechanical configuration. The electrical system will be explained later with reference to FIGS. 3 and 4.

第1図の実施例によれば、パワーステアリング
を構成する電磁型倍力装置20は、ラツク21側
の検出手段35,40及びピニオン22、電動機
49に分割して構成されている。すなわち、ラツ
ク21と、このラツク21の図面右方背面でラツ
ク21と噛み合うピニオンギヤ22とにより構成
されるラツクアンドピニオン機構に電磁型倍力装
置が組まれている。
According to the embodiment shown in FIG. 1, the electromagnetic booster 20 constituting the power steering is divided into detection means 35, 40 on the rack 21 side, a pinion 22, and an electric motor 49. That is, the electromagnetic booster is assembled into a rack-and-pinion mechanism constituted by a rack 21 and a pinion gear 22 that meshes with the rack 21 on the rear right side of the rack 21 in the figure.

ピニオンギヤ22は、その両端をアンギユラ・
コンタクト軸受23,24により、回動自在に支
持されており、また軸受24の下部に環装した皿
バネ25により入力軸26方向に押圧されてい
る。入力軸26はトーシヨンバー27を介してこ
のピニオンギヤ22の一端のピニオン軸22aに
連結されている。入力軸26の一端とピニオン軸
22aの間には軸受28が配設され、また入力軸
26の他端は軸受34並びに断面がほぼコ字状の
フランジ41が配設され、入力軸26を同一の回
転軸で支持する。ピニオン軸22aの内側には、
断面がほぼ扇状の2つの突起22bを内周面のほ
ぼ180度隔つた位置に一体的に形成してある。入
力軸26には、この突起22bに対応する位置に
突起22bの断面形状と相補的な扇型断面形状を
有する溝26aが穿設されている。従つて、入力
軸26とピニオン軸22aとは、一定程度相対的
に回転することができるが、それ以上は一体的に
回転するようになつている。
The pinion gear 22 has both ends
It is rotatably supported by contact bearings 23 and 24, and is pressed in the direction of the input shaft 26 by a disc spring 25 mounted around the lower part of the bearing 24. The input shaft 26 is connected to a pinion shaft 22a at one end of the pinion gear 22 via a torsion bar 27. A bearing 28 is disposed between one end of the input shaft 26 and the pinion shaft 22a, and a bearing 34 and a flange 41 having a substantially U-shaped cross section are disposed at the other end of the input shaft 26. It is supported by the rotating shaft. Inside the pinion shaft 22a,
Two protrusions 22b each having a substantially fan-shaped cross section are integrally formed at positions approximately 180 degrees apart on the inner circumferential surface. A groove 26a having a fan-shaped cross-sectional shape complementary to the cross-sectional shape of the protrusion 22b is bored in the input shaft 26 at a position corresponding to the protrusion 22b. Therefore, the input shaft 26 and the pinion shaft 22a can rotate relative to each other to a certain extent, but beyond that they rotate integrally.

ピニオン軸22aの突起bを形成した付近の外
周には操舵トルク検出センサ35を設ける。操舵
トルク検出センサ35は、入力軸26及びピニオ
ン軸22aの相対回転に伴つて軸方向に移動する
スライダ29の変位を電気的に取出すようにして
いる。スライダ29はほぼ円筒状であり、その側
面の180度隔つた対称位置に軸方向に平行なスロ
ツト29a−29aが穿孔してある。また、この
スロツト29a−29aからそれぞれ90度回転し
たスライダ側面には、軸方向に対し一定の角度を
有する斜めのスロツト29b−29bを穿孔して
ある。このスライダ29は入力軸26及びピニオ
ン軸22aに嵌合させる。このとき、平行スロツ
ト29a−29aがピニオン軸22aの突起22
bに設けたピン22cに係合し、また斜めスロツ
ト29b−29bが入力軸26の溝26a−26
aの突出部分26b−26bに設けたピン30−
30と係合するようにする。このような構成によ
れば、トーシヨンバー27が操舵トルクに比例し
て入力軸26及びピニオン軸22aを相対的に回
転させ、この操舵トルクに比例した相対回転をス
ライダ29によつて軸方向変位に変換する。
A steering torque detection sensor 35 is provided on the outer periphery of the pinion shaft 22a near where the protrusion b is formed. The steering torque detection sensor 35 electrically detects the displacement of the slider 29 that moves in the axial direction as the input shaft 26 and pinion shaft 22a rotate relative to each other. The slider 29 is generally cylindrical and has axially parallel slots 29a-29a bored in its side surfaces at symmetrical positions 180 degrees apart. Further, diagonal slots 29b-29b having a constant angle with respect to the axial direction are bored on the side surfaces of the slider rotated 90 degrees from the slots 29a-29a, respectively. This slider 29 is fitted onto the input shaft 26 and pinion shaft 22a. At this time, the parallel slots 29a-29a are connected to the protrusion 22 of the pinion shaft 22a.
The diagonal slot 29b-29b engages with the pin 22c provided in the input shaft 26, and the diagonal slot 29b-29b engages with the pin 22c provided in the
The pin 30- provided on the protruding portion 26b-26b of a
30. According to such a configuration, the torsion bar 27 relatively rotates the input shaft 26 and the pinion shaft 22a in proportion to the steering torque, and the slider 29 converts the relative rotation in proportion to the steering torque into an axial displacement. do.

このようなスライダ29の変位を、スライダ2
9の外周に適当な間隙を保つて設けた差動トラン
ス31で電気信号に変換し操舵トルク検出信号を
得る。差動トランス31は、1次巻線31aと、
2次巻線31b,31cとから成り、いずれもピ
ニオンケース33に固定されている。1次巻線3
1aには、主制御装置32より交流パルス信号を
印加し、2次コイル31b,31cからアナログ
パルス電気信号を差動的に取出す。すなわち、前
述の相対回転が無い場合、スライダ29は初期位
置にあり、2次コイル31b,31cの出力信号
は零であり、スライダ29の移動方向及び移動量
に伴つて、2次コイル31b,31cの出力信号
が変化するようになつていた。従つて、差動トラ
ンス31の出力信号は、入力軸26及びピニオン
軸22aの相対的回転、すなわち操舵トルクに比
例したものとなる。
This displacement of the slider 29 is determined by the slider 2
A differential transformer 31 provided on the outer periphery of the steering wheel 9 with an appropriate gap therebetween converts the signal into an electric signal to obtain a steering torque detection signal. The differential transformer 31 includes a primary winding 31a,
It consists of secondary windings 31b and 31c, both of which are fixed to a pinion case 33. Primary winding 3
An AC pulse signal is applied to 1a from the main controller 32, and analog pulse electric signals are differentially taken out from the secondary coils 31b and 31c. That is, when there is no relative rotation as described above, the slider 29 is at the initial position and the output signals of the secondary coils 31b, 31c are zero. The output signal was starting to change. Therefore, the output signal of the differential transformer 31 is proportional to the relative rotation of the input shaft 26 and the pinion shaft 22a, that is, the steering torque.

入力軸26を支承する軸受34の付近には、操
舵回転検出センサ40を配備する。操舵回転検出
センサ40は、第2図にも示すように、入力軸操
舵回転検出センサ26に同軸状に環装した有歯プ
ーリ36と、直流発電機37と、直流発電機37
の回転軸に固定した小径有歯プーリ38と、有歯
プーリ36の回転を小径有歯プーリ38を介して
直流発電機37に伝達するためのタイミングベル
ト39とを備えている。従つて、入力軸26の回
転方向と回転速度とを直流発電機37の出力信号
から検出することができる。
A steering rotation detection sensor 40 is provided near the bearing 34 that supports the input shaft 26. As shown in FIG. 2, the steering rotation detection sensor 40 includes a toothed pulley 36 coaxially mounted on the input shaft steering rotation detection sensor 26, a DC generator 37, and a DC generator 37.
A small-diameter toothed pulley 38 fixed to a rotating shaft of the motor is provided, and a timing belt 39 for transmitting the rotation of the toothed pulley 36 to a DC generator 37 via the small-diameter toothed pulley 38. Therefore, the rotational direction and rotational speed of the input shaft 26 can be detected from the output signal of the DC generator 37.

なお、ケース33及びフランジ41は、以上で
説明したようなピニオン軸の各構成要素を飛石、
塵埃、水などから保護するためのものである。
Incidentally, the case 33 and the flange 41 are designed to remove each component of the pinion shaft as described above with flying stones,
This is to protect from dust, water, etc.

補助トルクを発生させる電動機49は、ラツク
21の図面左側に配置してある。電動機49は、
ステータ58、永久磁石59、電機子鉄心6、電
機子巻線61、整流子62およびフランジ63か
らなり、各検出手段35,40の検出信号に基づ
いて、制御装置32が必要な補助トルクと回転数
を決定して送出する駆動信号で制御される。電動
機49のロータ回転軸50は軸受55,56で回
転可能に支持されており、更に軸受56は後方か
ら皿バネ57によつて出力端方向に押圧されてい
る。電動機49の回転トルクは、ロータ回転軸5
0の先端に設けたキー51にナツト52によつて
固定した第2図と同様の有歯プーリ53と、この
プーリ53に巻回したタイミングベルト54とに
よつて、出力軸であるラツク21側のボールネジ
機構に伝達される。ボールネジ機構は、ラツク2
1の左端に一体的に形成したボールネジ42と、
このネジ42と噛合する軸方向に分離した2つの
ボールナツト43,44と、ボールネジ42及び
ボールナツト43,44の間に介在させるボール
45とにより成る。ボールナツト43の一端には
オイルシール43aを設け、他端にはフランジ4
3dと一体的に設けられる弾性部材43cが一体
的に設けられ、またその外周にはプーリ53と同
様の有歯プーリ43bを一体的に形成する。この
ボールナツト43に一体的に形成した有歯プーリ
43bの直径は、プーリ53の直径よりも大き
く、電動機49の回転は減速して出力端に伝達さ
れる。また、ボールナツト43はアンギユラ・コ
ンタクト軸受46,47によつてケース33内で
回動自在に支持されており、また皿バネ48によ
つて軸端方向に押圧されており、軸受の隙間をほ
ぼ零にしている。ボールナツト44の一端には、
オイルシール44aを設けてあり、他端には折曲
部分43eを有するフランジ43dが冠装してあ
る。ボールナツト43とフランジ43dに折曲さ
れて固定されるボールナツト44とは、ゴムなど
の弾性部材43cを圧縮させて相互に連結してあ
る。この弾性部材43cには、ボールナツト44
がフランジ43dを押圧する方向に回転させて、
初期荷重を与えた後、フランジ43dを折曲させ
て折曲部分43eをボールナツト44に固定して
ある。すなわち、ボールナツト44は、ボールナ
ツト43、ボール45、並びにボールネジ42の
相互間の間隙を零にするために初期荷重を与える
ためのものである。
The electric motor 49 for generating the auxiliary torque is arranged on the left side of the rack 21 in the drawing. The electric motor 49 is
Consisting of a stator 58, a permanent magnet 59, an armature core 6, an armature winding 61, a commutator 62, and a flange 63, the control device 32 determines the necessary auxiliary torque and rotation based on the detection signals of each detection means 35 and 40. It is controlled by a drive signal that determines the number and sends it out. A rotor rotating shaft 50 of the electric motor 49 is rotatably supported by bearings 55 and 56, and the bearing 56 is further pressed toward the output end by a disc spring 57 from behind. The rotational torque of the electric motor 49 is
A toothed pulley 53 similar to that shown in FIG. is transmitted to the ball screw mechanism. Ball screw mechanism is easy 2
A ball screw 42 integrally formed on the left end of 1;
It consists of two ball nuts 43, 44 separated in the axial direction that mesh with this screw 42, and a ball 45 interposed between the ball screw 42 and the ball nuts 43, 44. An oil seal 43a is provided at one end of the ball nut 43, and a flange 4 is provided at the other end.
An elastic member 43c is provided integrally with the elastic member 3d, and a toothed pulley 43b similar to the pulley 53 is integrally formed on the outer periphery of the elastic member 43c. The diameter of the toothed pulley 43b integrally formed with the ball nut 43 is larger than the diameter of the pulley 53, and the rotation of the electric motor 49 is transmitted to the output end at a reduced speed. Further, the ball nut 43 is rotatably supported within the case 33 by angular contact bearings 46 and 47, and is pressed toward the shaft end by a disc spring 48, reducing the gap between the bearings to almost zero. I have to. At one end of the ball nut 44,
An oil seal 44a is provided, and the other end is crowned with a flange 43d having a bent portion 43e. The ball nut 43 and the ball nut 44 bent and fixed to the flange 43d are connected to each other by compressing an elastic member 43c such as rubber. A ball nut 44 is attached to this elastic member 43c.
rotates in a direction that presses the flange 43d,
After applying an initial load, the flange 43d is bent and the bent portion 43e is fixed to the ball nut 44. That is, the ball nut 44 is used to apply an initial load to zero the gap between the ball nut 43, the ball 45, and the ball screw 42.

このようなパワーステアリング機構を制御する
制御装置32は、例えば第3図に示すように構成
する。
A control device 32 that controls such a power steering mechanism is configured as shown in FIG. 3, for example.

図において、70はマイクロコンピユータユニ
ツトであり、操舵トルク検出手段72及び操舵回
転検出手段76の出力する各検出信号S1〜S4
がA/Dコンバータ71を介して、マイクロコン
ピユータユニツト自身の決定するタイミングで入
力される。マイクロコンピユータユニツト70
は、これらの検出信号S1〜S4を演算しドライ
ブユニツト81及び電動機駆動回路82を介して
適当な補助トルクを発生するように電動機49を
駆動する。なお、図において、90はバツテリ電
源、91はイングニツシヨンスイツチ、92はヒ
ユーズ、93はリレー回路、94は定電圧回路で
ある。
In the figure, 70 is a microcomputer unit, and each detection signal S1 to S4 output by the steering torque detection means 72 and the steering rotation detection means 76
is input via the A/D converter 71 at a timing determined by the microcomputer unit itself. Microcomputer unit 70
calculates these detection signals S1 to S4 and drives the electric motor 49 via the drive unit 81 and motor drive circuit 82 to generate an appropriate auxiliary torque. In the figure, 90 is a battery power supply, 91 is an ignition switch, 92 is a fuse, 93 is a relay circuit, and 94 is a constant voltage circuit.

操舵トルク検出手段72は、前述の操舵トルク
検出センサ35、センサ35の1次コイル31a
に接続したドライブユニツト73、センサ35の
2次コイル31b,31cにそれぞれ接続した整
流回路74A,74B、及びこれらの整流回路7
4A,74Bにそれぞれ接続したローパスフイル
タ75A,75Bを備えている。ドライブユニツ
ト73は、マイクロコンピユータ70の内部クロ
ツクT1を適当に分周して矩形波又は正弦波を得、
これを電流増幅して1次コイル31aに供給す
る。2次コイル31b,31cで得られる電気信
号は、スライダ29の変位によつて変化し、それ
ぞれの電気信号はそれぞれ整流回路で整流され、
更に安定した直流電圧を得るため、ローパスフイ
ルタ75A,75Bで高周波分を除去する。
The steering torque detection means 72 includes the above-mentioned steering torque detection sensor 35 and the primary coil 31a of the sensor 35.
The drive unit 73 connected to
4A and 74B, respectively, are provided with low pass filters 75A and 75B. The drive unit 73 appropriately divides the internal clock T1 of the microcomputer 70 to obtain a rectangular wave or a sine wave.
This current is amplified and supplied to the primary coil 31a. The electric signals obtained by the secondary coils 31b and 31c change depending on the displacement of the slider 29, and each electric signal is rectified by a rectifier circuit,
In order to obtain a more stable DC voltage, high frequency components are removed by low-pass filters 75A and 75B.

操舵回転検出手段76は、前述の操舵回転検出
センサ40の直流発電機37、及びこの発電機3
7の出力で作動し、操舵回転の方向及び大きさを
検出する2つの減算回路77A,77Bを備えて
いる。
The steering rotation detection means 76 includes the DC generator 37 of the above-mentioned steering rotation detection sensor 40 and this generator 3.
7, and includes two subtraction circuits 77A and 77B that detect the direction and magnitude of steering rotation.

これらの検出手段72,76の出力信号S1〜
S4はそれぞれ第4図及び第5図に示すようであ
り、マイクロコンピユータユニツト70は、これ
らの信号S1〜S4に基づいて、所定のタイミン
グでそれぞれの差信号T(=S1−S2),N(=
S3−S4)を演算する。これらの検出信号S1
〜S4及び演算信号T,Nは逐次マイクロコンピ
ユータユニツト70のメモリ(図示せず)に蓄積
される。この発明の実施例に関連したマイクロコ
ンピユータユニツト70の主要部分の構成は第6
図に示すようである。
Output signals S1~ of these detection means 72, 76
S4 are as shown in FIGS. 4 and 5, respectively, and the microcomputer unit 70 generates the respective difference signals T(=S1-S2) and N( at predetermined timings based on these signals S1 to S4. =
S3-S4) are calculated. These detection signals S1
.about.S4 and the calculation signals T and N are sequentially stored in the memory (not shown) of the microcomputer unit 70. The configuration of the main parts of the microcomputer unit 70 related to the embodiment of the present invention is as follows.
As shown in the figure.

マイクロコンピユータユニツト70は、戻り検
出手段70Bと、各種の補正信号を与える補正テ
ーブル70C,70D,70E,70Fと、選択
手段70Gと、演算手段70Hとを備えている。
The microcomputer unit 70 includes a return detection means 70B, correction tables 70C, 70D, 70E, and 70F for providing various correction signals, a selection means 70G, and an arithmetic means 70H.

戻り検出手段70Bは、操舵トルク検出手段7
2及び操舵回転検出手段76の検出信号を基に、
ステアリング操作が戻り動作すなわち操舵トルク
の方向と電動機トルクの方向とが一致しているか
どうかを検出する。テーブル70Cは、操舵トル
ク検出信号T=S1−S2に基づいて、各ギヤな
どの摩擦に応じて消費される電動機の電機子電流
に対応する電動機の駆動電圧のデユーテイ比を決
定するものであり、第7図で示すような変換特性
DFを記憶している。テーブル70Dは、操舵ト
ルク検出信号T=S1−S2に基づいて、負荷ト
ルクに応じて消費される電動機の電気子電流に対
応する電動機の駆動電圧のデユーテイ比を決定す
るものであり、第8図で示すような変換特性DT
を記憶している。テーブル70Eは、操舵トルク
検出信号T=S1−S2に基づいて、ステアリン
グ系の戻り動作時のトルクに応じて消費される電
動機の電機子電流を補正する電動機の駆動電圧の
デユーテイ比を決定するものであり、第9図で示
すような変換特性DRを記憶している。テーブル
70Fは、操舵回転検出信号N=S3−S4に基
づいて、ステアリング系の回転数に応じて要求さ
れる電動機の誘導起電圧に対応する電動機の駆動
電圧のデユーテイ比を決定するものであり、第1
0図で示すような変換特性DNを記憶している。
The return detection means 70B is the steering torque detection means 7
2 and the detection signal of the steering rotation detection means 76,
It is detected whether the steering operation is a return operation, that is, whether the direction of the steering torque and the direction of the electric motor torque match. The table 70C determines the duty ratio of the drive voltage of the motor corresponding to the armature current of the motor consumed according to the friction of each gear, etc., based on the steering torque detection signal T=S1-S2. Conversion characteristics as shown in Figure 7
I remember DF. The table 70D determines the duty ratio of the motor drive voltage corresponding to the motor armature current consumed according to the load torque, based on the steering torque detection signal T=S1-S2, and is shown in FIG. The conversion characteristic DT as shown in
I remember. The table 70E determines the duty ratio of the drive voltage of the motor that corrects the armature current of the motor consumed according to the torque during the return operation of the steering system, based on the steering torque detection signal T=S1-S2. , and stores the conversion characteristic DR as shown in FIG. The table 70F determines the duty ratio of the drive voltage of the motor corresponding to the induced electromotive voltage of the motor required according to the rotation speed of the steering system, based on the steering rotation detection signal N=S3-S4, 1st
The conversion characteristic DN as shown in Figure 0 is stored.

選択手段70Gは、ステアリング操作が「行
き」か「戻り」かに応じて、テーブル70C,7
0D,70Eのいずれかを選択するかを決定する
ものであり、「行き」の場合はテーブル70C,
70Dを選択し、「戻り」の場合は全部のテーブ
ル70C,70D,70Eを選択する。この結
果、演算手段30Hの出力、従つてマイクロコン
ピユータユニツト70が電動機駆動回路82に供
給する信号のうち操舵トルクに関するものは、第
11図で示すようになる。
The selection means 70G selects tables 70C and 7 depending on whether the steering operation is "go" or "return".
This determines whether to select either 0D or 70E, and in the case of "bound", table 70C,
70D is selected, and in the case of "return", all tables 70C, 70D, and 70E are selected. As a result, the output of the arithmetic means 30H, that is, the signal that the microcomputer unit 70 supplies to the motor drive circuit 82, relates to the steering torque as shown in FIG.

電動機駆動回路82は、第15図で説明したと
同様であり、互いに直列に接続した少なくとも2
つのスイツチング素子2,3並びに4,5を含む
直列回路を2つ並列に接続した4つのアームを有
するブリツジ回路1を備え、前記2つの直列回路
を接続する節点に特定の極性の電源電圧を供給
し、また前記各直列回路の少なくとも2つのスイ
ツチング素子を互いに接続する節点をそれぞれ出
力端子として電動機49に接続し、前記ブリツジ
回路1の前記直列回路相互に関し互いに逆位置に
ある前記スイツチング素子2と5又は3と4を一
組としてオンオフ制御する。この場合、この発明
の実施例によれば、ステアリング操作によるステ
アリング系の回転方向と操舵トルクの方向とが一
致する場合(行き操作状態)は、電動機駆動回路
82の前記一組のスイツチング素子の一方2をオ
ン状態とし且つ前記スイツチング素子の他方5を
前記制御パラメータの双方に基づいて決定したデ
ユーテイ比(DF+DT+DN)で駆動し、また前
記ステアリング操作によるステアリング系の回転
方向と操舵トルクの方向とが一致しない場合(戻
り操舵状態)は,電動機駆動回路82の前記一組
のスイツチング素子の一方2を前記操舵回転数に
対応するデユーテイ比(1−Dn)で駆動し且つ
前記スイツチング素子の他方5を前記操作トルク
に対応するデユーテイ比(DF+DT−DR)で駆
動するようにマイクロコンピユータ70を作動さ
せる。この「戻り操作状態」の場合の動作を第1
2図に示す。同図aは双方の素子2,5がPWM
制御でオンである場合、同図bは一方2がオン他
方5がオフである場合、同図cは双方がオンであ
る場合を示している。
The motor drive circuit 82 is similar to that described in FIG. 15, and includes at least two motors connected in series.
A bridge circuit 1 has four arms in which two series circuits each including switching elements 2, 3 and 4, 5 are connected in parallel, and a power supply voltage of a specific polarity is supplied to a node connecting the two series circuits. Further, the nodes connecting at least two switching elements of each series circuit to each other are connected to the motor 49 as output terminals, and the switching elements 2 and 5 of the bridge circuit 1 are arranged in opposite positions with respect to the series circuit of the bridge circuit 1. Alternatively, 3 and 4 are controlled on and off as a set. In this case, according to the embodiment of the present invention, when the direction of rotation of the steering system caused by the steering operation and the direction of the steering torque match (the forward operation state), one of the switching elements of the set of the electric motor drive circuit 82 2 is turned on, and the other switching element 5 is driven at a duty ratio (DF+DT+DN) determined based on both of the control parameters, and the direction of rotation of the steering system by the steering operation and the direction of the steering torque match. If not (return steering state), one set 2 of the switching elements of the motor drive circuit 82 is driven at a duty ratio (1-Dn) corresponding to the steering rotation speed, and the other switching element 5 is driven at the duty ratio (1-Dn) corresponding to the steering rotation speed. The microcomputer 70 is operated to drive at a duty ratio (DF+DT-DR) corresponding to the operating torque. The operation in this “return operation state” is as follows.
Shown in Figure 2. In figure a, both elements 2 and 5 are PWM.
When the control is on, Figure b shows a case where one 2 is on and the other 5 is off, and Figure c shows a case where both are on.

このように構成することにより、戻り操作状態
には、第12図cからも分かるように、電動機4
9、ダイオード9、電源90、ダイオード7によ
る二重の閉回路を形成し、電動機49の電機子電
流iを電動機回転数nに応じて減少させることが
できる。この現象をグラフで示すと第13図のよ
うである。第13図は横軸を負の電動機回転数−
nとし、縦軸とトランジスタ2のデユーテイ比
Duとし、またトランジスタ5のデユーテイ比Do
をパラメータとしてある。
With this configuration, in the return operation state, as can be seen from FIG. 12c, the electric motor 4
9, the diode 9, the power supply 90, and the diode 7 form a double closed circuit, and the armature current i of the motor 49 can be reduced according to the motor rotation speed n. This phenomenon is shown graphically in FIG. 13. In Figure 13, the horizontal axis is the negative motor rotation speed -
n, the vertical axis and the duty ratio of transistor 2
Du, and the duty ratio Do of transistor 5 is
is used as a parameter.

ここで、曲線130は、電動機回転数nが零の
ときにトランジスタ5に任意のデユーテイ比を与
えた場合に、電動機に流れる電機子電流iと、電
動機回転数が負の或る値であるときに流れる電機
子電流とが一致するときのトランジスタ2のデユ
ーテイ比を示す。
Here, the curve 130 shows the armature current i flowing through the motor when an arbitrary duty ratio is given to the transistor 5 when the motor rotation speed n is zero, and when the motor rotation speed is a certain negative value. This shows the duty ratio of transistor 2 when the armature current flowing in and the armature current match.

この曲線130から、トランジスタ5のデユー
テイ比に関係無く、電動機の負の回転数に対応し
てトランジスタ2のデユーテイ比を減少させるこ
とにより、電動機の電機子電流はトランジスタ5
のデユーテイ比で与えられることが分かる。
From this curve 130, regardless of the duty ratio of transistor 5, by decreasing the duty ratio of transistor 2 in response to the negative rotational speed of the motor, the armature current of the motor is reduced by transistor 5.
It can be seen that it is given by the duty ratio of

次に、以上の実施例の動作を第14図のフロー
チヤートを参照しつつ説明する。以下の説明にお
いて、符号P0〜P37はフローチヤートの各ステツ
プの番号に対応する。また(P5−Y)又は(P5
−N)などの符号は判断P5がそれぞれ肯定的で
ある場合及び否定的である場合を示す。
Next, the operation of the above embodiment will be explained with reference to the flowchart of FIG. 14. In the following description, the symbols P 0 to P 37 correspond to the numbers of each step in the flowchart. Also (P 5 −Y) or (P 5
-N) indicate cases where the judgment P5 is positive and negative, respectively.

イグニツシヨンキーのキースイツチ91がオン
に投入されると、マイクロコンピユータユニツト
70や他の回路に電源が供給され制御が開始され
るP0。まず、マイクロコンピユータユニツト7
0においては、各レジスタ、RAM内のデータが
クリアされ初期状態となるP1
When the key switch 91 of the ignition key is turned on, power is supplied to the microcomputer unit 70 and other circuits, and control is started P 0 . First, microcomputer unit 7
At P 0 , the data in each register and RAM is cleared and becomes the initial state.

次に操舵トルク検出信号S1とS2を順次読み込む
P2。ここで、操舵トルクセンサ35が差動トラ
ンスにより構成されているために、操舵トルク検
出信号S1,S2との関係は前述の第4図のようであ
る。この後、読み込んだ操舵トルク検出信号S1
S2が正常であるかを診断しP3、正常であればス
テツプP4に進む。ステツプP4では、S1−S2を演
算し、これを操舵トルクTとする。なお、操舵ト
ルクTは第4図のようである。
Next, read the steering torque detection signals S 1 and S 2 sequentially.
P2 . Here, since the steering torque sensor 35 is constituted by a differential transformer, the relationship with the steering torque detection signals S 1 and S 2 is as shown in FIG. 4 described above. After this, the read steering torque detection signal S 1 ,
Diagnose whether S2 is normal or not (P3 ) , and if normal, proceed to step P4 . In step P4 , S 1 -S 2 is calculated, and this is set as the steering torque T. Note that the steering torque T is as shown in FIG.

この操舵トルクTに基づいて、ステアリング系
の回転方向を判別するP5。操舵トルクTが負で
ある場合P5−Yには、このトルクの絶対値を変
換しP7、レジスタフラグを右回転を表すF=1
とするP8。またトルクTが負でない場合P(5
N)には、レジスタフラグを左回転を表すF=0
とするP6。このフラグ設定P6,P8の後、ステツ
プP9,P10へ移行する。ステツプP9では、第7図
で説明したテーブル1を操舵トルクの絶対値Tを
アドレスとしてアクセスし、摩擦トルク分に対応
するデユーテイ比DFを表す電動機トルク制御信
号を呼出す。ステツプP10では、第8図で説明し
たテーブル2を操舵トルクの絶対値Tをアドレス
としてアクセスし、負荷トルク分に対応するデユ
ーテイ比DTを表す電動機トルク制御信号を呼出
す。
Based on this steering torque T, the rotation direction of the steering system is determined P 5 . If the steering torque T is negative, the absolute value of this torque is converted to P 5 -Y, and the register flag is set to F = 1, which indicates clockwise rotation.
and P 8 . Also, if the torque T is not negative, P( 5
N), set the register flag to F = 0, which indicates left rotation.
and P 6 . After setting the flags P 6 and P 8 , the process moves to steps P 9 and P 10 . In step P9 , the table 1 explained in FIG. 7 is accessed using the absolute value T of the steering torque as an address, and the motor torque control signal representing the duty ratio DF corresponding to the friction torque is called. In step P10 , the table 2 described in FIG. 8 is accessed using the absolute value T of the steering torque as an address, and the motor torque control signal representing the duty ratio DT corresponding to the load torque is called out.

次に、操舵トルクの変化分A=T−T0を演算
しP11、現在のトルク値を次回の基準値T0に置換
えるP12。引続いて、この変化分Aの正負を判断
しP13、操舵トルクが減少状態にあるかどうかを
判断する。変化分Aが正である場合(P13−N)
には、戻り操作状態でないと判断しそのデユーテ
イ比DRを零にするP15。変化分Aが負である場合
(P13−Y)には、戻り操作状態であると判断し、
第9図で説明したテーブル3を操舵トルクの絶対
値Tのアドレスとしてアクセスし、戻りトルク分
を補正するデユーテイ比DRを表す電動機トルク
制御信号を呼出すP14。この後、マイクロコンピ
ユータユニツト70の演算手段70HでDF+
DT−DR(=D1)を演算P16する。
Next, the amount of change in steering torque A=T-T 0 is calculated (P 11 ) , and the current torque value is replaced with the next reference value T 0 (P 12 ) . Subsequently, it is determined whether the change amount A is positive or negative (P 13 ) , and it is determined whether the steering torque is in a decreasing state. When the change amount A is positive (P 13 −N)
In this case, it is determined that there is no return operation state and the duty ratio DR is set to zero P 15 . If the change amount A is negative (P 13 -Y), it is determined that the return operation is in progress,
The table 3 explained in FIG. 9 is accessed as the address of the absolute value T of the steering torque, and the motor torque control signal representing the duty ratio DR for correcting the return torque is called P 14 . After this, the calculation means 70H of the microcomputer unit 70 calculates DF+
DT-DR (=D1) is calculated P16 .

次に、操舵回転検出手段76からの操舵回転数
の検出信号S3とS4を順次読み込むP17。ここで、
操舵回転検出手段76からの検出信号S3とS4は、
前述第5図の様である。これを操舵回転数Nとし
てP18、操舵回転数Nの方向を判別する為にステ
ツプP19に移行する。ステツプP19で回転Nが正で
あれば(P19=N)、操舵回転方向が左であること
を示すため操舵回転方向レジスタグラフG=0と
する。操舵回転Nが負の場合には(P19−Y)、ス
テツプP21でN=−Nとして絶対値変換を行い、
操舵回転方向が右であることを示すためにレジス
タフラグをG=1とするP22。この後操舵回転数
の絶対値Nをアドレスとするテーブル4の内容が
呼び出される。テーブル4は、第10図で説明し
たように操舵回転数の絶対値Nに対応する電動機
49の回転数NMを決定すべく、電動機49の誘
導起電定数kと回転数NMの積、即ち電動機回転
制御信号となるデユーテイ変換値Dnが格納され
ている。従つて、操舵回転数の絶対値Nによるア
ドレスに対応するメモリ内容、即ち電動機回転制
御信号Dnが呼び出され、ステツプP24へ進む。
Next, the steering rotation speed detection signals S 3 and S 4 from the steering rotation detection means 76 are sequentially read in P 17 . here,
The detection signals S 3 and S 4 from the steering rotation detection means 76 are as follows:
It is as shown in FIG. 5 above. This is set as the steering rotational speed N at step P18 , and the process moves to step P19 to determine the direction of the steering rotational speed N. If the rotation N is positive at step P 19 (P 19 =N), the steering rotation direction register graph G is set to 0 to indicate that the steering rotation direction is to the left. If the steering rotation N is negative ( P19 -Y), absolute value conversion is performed with N=-N in step P21 ,
P 22 where the register flag is set to G=1 to indicate that the steering rotation direction is to the right. Thereafter, the contents of table 4 whose address is the absolute value N of the steering rotation speed are called up. Table 4 shows the product of the induced electromotive constant k and the rotational speed N M of the motor 49 in order to determine the rotational speed N M of the electric motor 49 corresponding to the absolute value N of the steering rotational speed as explained in FIG. That is, a duty conversion value Dn serving as a motor rotation control signal is stored. Therefore, the memory contents corresponding to the address based on the absolute value N of the steering rotation speed, ie, the motor rotation control signal Dn, are called, and the process advances to step P24 .

ステツプP24では、操舵回転方向の符号Fと操
舵トルクの作用方向の符号Gとの判別が行なわれ
る。F=GであればP24,FとGがともに方向が
等しいので、行き操作状態、即ち、操舵輪からの
反力に逆つてステアリングホイールを切つている
状態であると判別して、ステツプP27,P28へ進
む。これに対し、F≠GであればP24,FとGと
の方向が一致しないので、戻り操作状態、即ち、
操舵輪からの反力によりステアリングホイールが
戻されている状態であると判別して、ステツプ
P25,P26に進む。
In step P24 , a determination is made between the sign F representing the direction of steering rotation and the sign G representing the direction in which the steering torque is applied. If F=G, then P 24 , since both F and G are in the same direction, it is determined that the steering wheel is being turned in the forward operation state, that is, the steering wheel is being turned against the reaction force from the steering wheel, and step P is executed. 27 , proceed to page 28 . On the other hand, if F≠G, the directions of P 24 , F and G do not match, so there is a return operation state, that is,
It is determined that the steering wheel is being returned due to the reaction force from the steering wheel, and the step
Proceed to P 25 and P 26 .

ここで、ステツプP25,P27は、共に電動機駆動
回路82のスイツチング素子5のデユーテイ比
DDの内容を決定し、またステツプP26,P28は、
共に電動機駆動回路82のスイツチング素子2の
デユーテイ比DUの内容を決定するものである。
具体的には、戻り操作状態の場合には、スイツチ
ング素子5のデユーテイ比DDをD1とし、スイ
ツチング素子2のデユーテイ比DUを(1−DN)
とする。また行き操作状態の場合は、スイツチン
グ素子2のデユーテイ比DDをD1+DNとし、
スイツチング素子5のデユーテイ比DUを1(す
なわち、オン持続)とする。
Here, steps P 25 and P 27 are both the duty ratio of the switching element 5 of the motor drive circuit 82.
Determine the contents of DD, and step P 26 and P 28 .
Both determine the duty ratio DU of the switching element 2 of the motor drive circuit 82.
Specifically, in the return operation state, the duty ratio DD of the switching element 5 is set to D1, and the duty ratio DU of the switching element 2 is set to (1-DN).
shall be. In addition, in the forward operation state, the duty ratio DD of switching element 2 is set to D1+DN,
The duty ratio DU of the switching element 5 is set to 1 (that is, it remains on).

以上のようなデユーテイ比決定プロセスの後、
デユーテイ比DDが零かどうかP29、また前述のフ
ラグFが1かどうかP30を順次チエツクし、操舵
方向が右R又は左Lのいずれであるかを決定する
P31,P32,P33。フラグR,Lのいずれか1であ
る方向が操舵方向である。この操舵方向決定の
後、その決定に従いレジスタフラグR,Lの内容
を出力しP34、また前述のデユーテイ比DD,DU
に対応する電動機トルク制御信号を出力するP35
この制御の結果は、駆動回路82からのフイード
バツク信号S5としてマイクロコンピユータ70に
入力されP36、電動機49が正常に作動したがど
うかを診断するP37。診断結果が正常であれば、
制御プロセスは最初に戻る。
After the above duty ratio determination process,
It sequentially checks P 29 whether the duty ratio DD is zero, and P 30 whether the aforementioned flag F is 1, and determines whether the steering direction is right R or left L.
P31 , P32 , P33 . The direction in which either flag R or L is 1 is the steering direction. After determining the steering direction, the contents of register flags R and L are output according to the determination, and the duty ratios DD and DU described above are output.
P 35 , which outputs a motor torque control signal corresponding to P 35 .
The result of this control is inputted to the microcomputer 70 as a feedback signal S5 from the drive circuit 82 ( P36 ), and is used to diagnose whether or not the electric motor 49 is operating normally ( P37) . If the diagnosis result is normal,
The control process returns to the beginning.

上記説明では、NPN型のバイポーラトランジ
スタを用いたが、PNP型のバイポーラトランジ
スタでも同様であることや、Nチヤンネルエンハ
ンスメント型MOS電界効果トランジスタを用い
れば内部逆方向ダイオードが存在する為にダイオ
ードを逆方向に夫々並列に接続する必要がないこ
とは、当業者なら容易に推察することができる。
さらにこの発明は、以上の実施例及び変形例に限
定されるものでなく、この発明の技術的範囲内に
おいて、各種の他の実施態様及び変形態様が可能
であり、また同等の構成要素の変換が可能である
ことは、当業者によつて明らかである。
In the above explanation, an NPN type bipolar transistor was used, but the same applies to a PNP type bipolar transistor, and if an N-channel enhancement type MOS field effect transistor is used, there is an internal reverse diode, so the diode can be reversed. Those skilled in the art can easily infer that there is no need to connect them in parallel.
Furthermore, this invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various other embodiments and modifications are possible within the technical scope of this invention, and conversions of equivalent components are possible. It is clear to those skilled in the art that this is possible.

(発明の効果) この発明によれば、以上のようにステアリング
操作が戻り操作状態にある場合に、閉回路で発生
する阻止電流を別回路に流すことにより、ステア
リング系の戻り特性が良好であり、操舵フイーリ
ングを害することのない電動式パワーステアリン
グ装置を得ることができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, when the steering operation is in the return operation state as described above, the return characteristic of the steering system is improved by flowing the blocking current generated in the closed circuit to a separate circuit. Therefore, it is possible to obtain an electric power steering device that does not impair steering feeling.

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

第1図はこの発明の実施例に係る電動式パワー
ステアリング装置の縦断面図、第2図は直流発電
機を示す第1図中の−矢視断面図、第3図は
この発明の実施例に係る電動式パワーステアリン
グ装置のブロツク構成図、第4図及び第5図はこ
の発明の実施例に係る検出手段の出力信号の特性
図、第6図は第3図の電動式パワーステアリング
装置で用いるマイクロコンピユータユニツトの要
部構成図、第7図乃至第11図は第6図のマイク
ロコンピユータユニツトの構成並びに動作を説明
するための特性図、第12図はこの発明の実施例
に係る電動式パワーステアリング装置の動作を説
明するための回路図、第13図はこの発明の実施
例に係る電動式パワーステアリング装置の動作を
説明するための特性図、第14図はこの発明の実
施例に係る電動式パワーステアリング装置の動作
を説明するためのフローチヤート、第15図乃至
第17図は従来例の説明図である。 図面中、1はブリツジ回路、2,3,4,5は
スイツチング手段、49は電動機、70は電動機
制御信号発生手段、72は操舵トルク検出手段、
76は操舵回転検出手段、82は電動機駆動回
路、である。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the - arrow in FIG. 1 showing a DC generator, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 are characteristic diagrams of the output signal of the detection means according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram of the electric power steering device according to the embodiment of the present invention. 7 to 11 are characteristic diagrams for explaining the configuration and operation of the microcomputer unit shown in FIG. 6, and FIG. 12 is an electric type according to an embodiment of the present invention. A circuit diagram for explaining the operation of the power steering device, FIG. 13 is a characteristic diagram for explaining the operation of the electric power steering device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a circuit diagram for explaining the operation of the electric power steering device according to the embodiment of the present invention. Flowcharts for explaining the operation of the electric power steering device, FIGS. 15 to 17 are explanatory diagrams of a conventional example. In the drawing, 1 is a bridge circuit, 2, 3, 4, and 5 are switching means, 49 is an electric motor, 70 is an electric motor control signal generation means, 72 is a steering torque detection means,
76 is a steering rotation detection means, and 82 is a motor drive circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ステアリング系の操作に対して補助トルクを
発生する電動機と、前記ステアリング系の操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステ
アリング系の操舵回転数を検出する操舵回転検出
手段と、これら操舵トルク検出手段及び操舵回転
検出手段からの各検出信号に基づいて前記操舵ト
ルク及び前記操舵回転数を制御パラメータとして
前記電動機に所定の補助トルクを発生させるべく
電動機制御信号を形成する電動機制御信号発生手
段と、この電動機制御信号発生手段の前記電動機
制御信号により作動し前記電動機に所定のデユー
テイ比のオンオフ電圧を供給してPWM制御し前
記オンオフ電圧のオフ時に前記電動機のインダク
タンスによる阻止電流が流れる閉回路を有する電
動機駆動回路とを備えた電動式パワーステアリン
グ装置において、前記ステアリング系の回転方向
と操舵トルクの方向とが一致する場合(行き操作
状態)と、前記ステアリング系の回転方向と操舵
トルクの方向とが一致しない場合(戻り操作状
態)とに分けると共に、この戻り操作状態の時
に、前記閉回路で発生する阻止電流を別回路に流
すことを特徴とする電動式パワーステアリング装
置。
1. An electric motor that generates an auxiliary torque in response to the operation of the steering system, a steering torque detection means that detects the steering torque of the steering system, a steering rotation detection means that detects the steering rotation speed of the steering system, and these steering torques. motor control signal generating means for generating a motor control signal to cause the motor to generate a predetermined auxiliary torque using the steering torque and the steering rotation speed as control parameters based on detection signals from the detection means and the steering rotation detection means; , a closed circuit is operated by the motor control signal of the motor control signal generating means, supplies an on-off voltage of a predetermined duty ratio to the motor, performs PWM control, and a blocking current flows due to the inductance of the motor when the on-off voltage is turned off. In an electric power steering device equipped with an electric motor drive circuit having a motor drive circuit, when the direction of rotation of the steering system and the direction of the steering torque match (a forward operation state), and the direction of rotation of the steering system and the direction of the steering torque match. An electric power steering device characterized in that the blocking current generated in the closed circuit is caused to flow in a separate circuit in the return operation state.
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