JPH06219311A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置Info
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- JPH06219311A JPH06219311A JP5011799A JP1179993A JPH06219311A JP H06219311 A JPH06219311 A JP H06219311A JP 5011799 A JP5011799 A JP 5011799A JP 1179993 A JP1179993 A JP 1179993A JP H06219311 A JPH06219311 A JP H06219311A
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- steering
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、補助トルク制御のリニアリティ
を損なうことなくハンドル戻り性能を改善した電動式パ
ワーステアリング装を得る。 【構成】 ハンドルの戻し状態を判定するハンドル戻し
判定手段７１と、モータ３の制御量Ｃに基づいて各駆動
モードに対応した制御量Ｃ１及びＣ２を生成すると共
に、戻し状態の判定結果Ｈに応答して制御量の一方を選
択する選択手段７５と、各制御量をＰＷＭデューティ比
に変換する変換手段７６とを設け、通常操舵時には第１
の駆動モードに対応したＰＷＭデューティ比Ｐ１でスイ
ッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を駆動し、ハンドル戻し時には第
２の駆動モードに対応したＰＷＭデューティ比Ｐ２でス
イッチング素子を駆動し、円滑なトルク制御を実現する
共に、モータによるブレーキ作用を抑制する。
を損なうことなくハンドル戻り性能を改善した電動式パ
ワーステアリング装を得る。 【構成】 ハンドルの戻し状態を判定するハンドル戻し
判定手段７１と、モータ３の制御量Ｃに基づいて各駆動
モードに対応した制御量Ｃ１及びＣ２を生成すると共
に、戻し状態の判定結果Ｈに応答して制御量の一方を選
択する選択手段７５と、各制御量をＰＷＭデューティ比
に変換する変換手段７６とを設け、通常操舵時には第１
の駆動モードに対応したＰＷＭデューティ比Ｐ１でスイ
ッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を駆動し、ハンドル戻し時には第
２の駆動モードに対応したＰＷＭデューティ比Ｐ２でス
イッチング素子を駆動し、円滑なトルク制御を実現する
共に、モータによるブレーキ作用を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車のハンドル操
舵補助に用いられる電動式パワーステアリング装置に関
し、特に補助トルク制御のリニアリティを損なうことな
くハンドル戻り性能を改善した電動式パワーステアリン
グ装置に関するものである。
舵補助に用いられる電動式パワーステアリング装置に関
し、特に補助トルク制御のリニアリティを損なうことな
くハンドル戻り性能を改善した電動式パワーステアリン
グ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば特開昭60-35664号公報に記
載された従来の電動式パワーステアリング装置を一部回
路図で示すブロック図である。図において、１はハンド
ル（図示せず）の操舵トルクＴを検出するトルクセン
サ、２は車速Ｖを検出する車速センサである。
載された従来の電動式パワーステアリング装置を一部回
路図で示すブロック図である。図において、１はハンド
ル（図示せず）の操舵トルクＴを検出するトルクセン
サ、２は車速Ｖを検出する車速センサである。
【０００３】３はハンドルと連動する操舵補助用のモー
タ、Ｑ1〜Ｑ4はモータ３を介してブリッジ回路を構成す
ると共にモータ３を両方向に回転させる各一対(Ｑ1及び
Ｑ4、並びに、Ｑ2及びＱ3）のスイッチング素子例えばト
ランジスタ、Ｄ1〜Ｄ4は各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4の
両端間に逆極性に接続されたフライホイールダイオー
ド、４はブリッジ回路を介してモータ３に直流電流を供
給するバッテリ、５はバッテリ４の給電経路に直列に挿
入された抵抗器、６は抵抗器５を介してモータ３に供給
される電流Ｉを検出するモータ電流検出手段である。
タ、Ｑ1〜Ｑ4はモータ３を介してブリッジ回路を構成す
ると共にモータ３を両方向に回転させる各一対(Ｑ1及び
Ｑ4、並びに、Ｑ2及びＱ3）のスイッチング素子例えばト
ランジスタ、Ｄ1〜Ｄ4は各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4の
両端間に逆極性に接続されたフライホイールダイオー
ド、４はブリッジ回路を介してモータ３に直流電流を供
給するバッテリ、５はバッテリ４の給電経路に直列に挿
入された抵抗器、６は抵抗器５を介してモータ３に供給
される電流Ｉを検出するモータ電流検出手段である。
【０００４】７は操舵トルクＴ、車速Ｖ及びモータ電流
Ｉ等に基づいて各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を駆動する
信号処理回路であり、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づい
てモータ電流の目標値Ｉｏを演算する目標値演算手段
と、目標値Ｉｏとモータ電流Ｉとの偏差に応じてモータ
３の制御量を演算する制御量演算手段、制御量をスイッ
チング素子Ｑ1〜Ｑ4に対するＰＷＭ信号（ＰＷＭデュー
ティ比）に変換する変換手段と、ＰＷＭデューティ比に
基づいてスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を駆動する駆動回路
とを有する。
Ｉ等に基づいて各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を駆動する
信号処理回路であり、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づい
てモータ電流の目標値Ｉｏを演算する目標値演算手段
と、目標値Ｉｏとモータ電流Ｉとの偏差に応じてモータ
３の制御量を演算する制御量演算手段、制御量をスイッ
チング素子Ｑ1〜Ｑ4に対するＰＷＭ信号（ＰＷＭデュー
ティ比）に変換する変換手段と、ＰＷＭデューティ比に
基づいてスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を駆動する駆動回路
とを有する。
【０００５】次に、図５に示した従来の電動式パワース
テアリング装置の動作について説明する。走行中に運転
者がハンドルを一方向に回転させようとすると、検出さ
れた操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じて、信号処理回路７
は、各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4に対する開閉制御用の
駆動信号を出力する。
テアリング装置の動作について説明する。走行中に運転
者がハンドルを一方向に回転させようとすると、検出さ
れた操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じて、信号処理回路７
は、各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4に対する開閉制御用の
駆動信号を出力する。
【０００６】このとき、スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4の制
御形態として、第１及び第２の駆動モードがある。第１
の駆動モードとは、各一対のスイッチング素子のうちの
一方（Ｑ3又はＱ4）をオン状態に固定し、他方（Ｑ1又
はＱ2）をＰＷＭスイッチング駆動するものである。
又、第２の駆動モードとは、各一対のスイッチング素子
の両方をＰＷＭスイッチング駆動するものである。
御形態として、第１及び第２の駆動モードがある。第１
の駆動モードとは、各一対のスイッチング素子のうちの
一方（Ｑ3又はＱ4）をオン状態に固定し、他方（Ｑ1又
はＱ2）をＰＷＭスイッチング駆動するものである。
又、第２の駆動モードとは、各一対のスイッチング素子
の両方をＰＷＭスイッチング駆動するものである。
【０００７】ここでは、第１の駆動モードを適用した例
をとり、例えば、スイッチング素子Ｑ1及びＱ4がモータ
３の正（右）回転を制御し、スイッチング素子Ｑ2及び
Ｑ3がモータ３の逆（左）回転を制御するものとする。
をとり、例えば、スイッチング素子Ｑ1及びＱ4がモータ
３の正（右）回転を制御し、スイッチング素子Ｑ2及び
Ｑ3がモータ３の逆（左）回転を制御するものとする。
【０００８】ここで、運転者がハンドルを正回転させ、
信号処理回路７から正回転信号が出力されたとすると、
一対のスイッチング素子Ｑ1及びＱ4のうちの一方Ｑ4は、
常時オン制御されると共に、他方Ｑ1は、演算されたＰＷ
Ｍ信号に応じてオンオフ動作を繰り返す。
信号処理回路７から正回転信号が出力されたとすると、
一対のスイッチング素子Ｑ1及びＱ4のうちの一方Ｑ4は、
常時オン制御されると共に、他方Ｑ1は、演算されたＰＷ
Ｍ信号に応じてオンオフ動作を繰り返す。
【０００９】従って、スイッチング素子Ｑ1のオン時に
は、バッテリ４から、抵抗器５、スイッチング素子Ｑ1、
モータ３、スイッチング素子Ｑ4及びグランドからなる
経路を介して、モータ３に直流電流が供給され、モータ
３は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた出力トルクで
正回転し、操舵トルクＴを補助することになる。又、運
転者がハンドルに対する操舵トルクＴを解除すれば、セ
ルフアライニングトルクにより、ハンドルは自動的に中
央位置に復帰する。
は、バッテリ４から、抵抗器５、スイッチング素子Ｑ1、
モータ３、スイッチング素子Ｑ4及びグランドからなる
経路を介して、モータ３に直流電流が供給され、モータ
３は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた出力トルクで
正回転し、操舵トルクＴを補助することになる。又、運
転者がハンドルに対する操舵トルクＴを解除すれば、セ
ルフアライニングトルクにより、ハンドルは自動的に中
央位置に復帰する。
【００１０】しかし、第１の駆動モードにおいては、ス
イッチング素子Q1がオフされているときにも、スイッチ
ング素子Q4はオン状態を保持しているので、図中の矢印
で示すように、スイッチング素子Ｑ4、フライホイール
ダイオードＤ2及びモータ３を介した閉回路が構成され
る。
イッチング素子Q1がオフされているときにも、スイッチ
ング素子Q4はオン状態を保持しているので、図中の矢印
で示すように、スイッチング素子Ｑ4、フライホイール
ダイオードＤ2及びモータ３を介した閉回路が構成され
る。
【００１１】従って、このときにモータ３が外力によっ
て回転させられると、例えば矢印のように電流が流れ、
制御系とは全く無関係にモータ３にトルクが発生する。
しかも、このときにスイッチング素子Q4をオフさせる手
段がないので、モータ３に流れる電流は無制御状態とな
る。
て回転させられると、例えば矢印のように電流が流れ、
制御系とは全く無関係にモータ３にトルクが発生する。
しかも、このときにスイッチング素子Q4をオフさせる手
段がないので、モータ３に流れる電流は無制御状態とな
る。
【００１２】このように制御系と無関係に発生したモー
タ３のトルクは、例えば、セルフアライニングトルクに
よってハンドルが復帰するときにブレーキ力となるの
で、ハンドルが復帰しにくくなってしまう。
タ３のトルクは、例えば、セルフアライニングトルクに
よってハンドルが復帰するときにブレーキ力となるの
で、ハンドルが復帰しにくくなってしまう。
【００１３】そこで、第２の駆動モードを適用し、スイ
ッチング素子Q1と共にスイッチング素子Ｑ4をＰＷＭ制
御のパルス幅に応じてオンオフさせることも考えられ
る。しかし、この場合には、ＰＷＭ信号の周波数が増大
すると、モータ３内のインダクタンス成分の影響で、Ｐ
ＷＭ信号のデューティ比とモータ３の出力トルクとの関
係のリニアリティが劣化することから、パワーステアリ
ングの制御性が低下してしまう。
ッチング素子Q1と共にスイッチング素子Ｑ4をＰＷＭ制
御のパルス幅に応じてオンオフさせることも考えられ
る。しかし、この場合には、ＰＷＭ信号の周波数が増大
すると、モータ３内のインダクタンス成分の影響で、Ｐ
ＷＭ信号のデューティ比とモータ３の出力トルクとの関
係のリニアリティが劣化することから、パワーステアリ
ングの制御性が低下してしまう。
【００１４】次に、第１及び第２の駆動モードにおけ
る、モータ３の出力トルクの違いによるハンドル戻し能
力及びリニアリティの違いについて詳細に説明する。図
６は第１及び第２の駆動モードにおけるモータ３の電圧
（実線）及び電流Ｉ（破線）をそれぞれ示す波形図であ
り、(ａ)は第１の駆動モード、(ｂ)は第２の駆動モード
である。
る、モータ３の出力トルクの違いによるハンドル戻し能
力及びリニアリティの違いについて詳細に説明する。図
６は第１及び第２の駆動モードにおけるモータ３の電圧
（実線）及び電流Ｉ（破線）をそれぞれ示す波形図であ
り、(ａ)は第１の駆動モード、(ｂ)は第２の駆動モード
である。
【００１５】各駆動モードによるモータ電流Ｉの違い
は、例えばスイッチング素子Q4のオンオフ抵抗値の差に
起因する充放電時定数の違いによって生じる。即ち、抵
抗器及びインダクタンス回路の時定数は、モータ３のイ
ンダクタンスを一定とすれば、スイッチング素子Ｑ4の
抵抗値に反比例するので、スイッチング素子Ｑ4が常時
オン状態の第１の駆動モードでは大きく、第２の駆動モ
ードでは小さくなる。
は、例えばスイッチング素子Q4のオンオフ抵抗値の差に
起因する充放電時定数の違いによって生じる。即ち、抵
抗器及びインダクタンス回路の時定数は、モータ３のイ
ンダクタンスを一定とすれば、スイッチング素子Ｑ4の
抵抗値に反比例するので、スイッチング素子Ｑ4が常時
オン状態の第１の駆動モードでは大きく、第２の駆動モ
ードでは小さくなる。
【００１６】従って、図６(ａ)のように、第１の駆動モ
ードにおいては、ＰＷＭパルスオフ時のモータ３の回生
電流の時定数が大きく、デューティ比に対するリニアリ
ティが良い反面、モータ電流Ｉが減衰するのに長い時間
がかかる。これは、ハンドル戻りが悪くなる原因となっ
ている。
ードにおいては、ＰＷＭパルスオフ時のモータ３の回生
電流の時定数が大きく、デューティ比に対するリニアリ
ティが良い反面、モータ電流Ｉが減衰するのに長い時間
がかかる。これは、ハンドル戻りが悪くなる原因となっ
ている。
【００１７】又、図６(ｂ)の第２の駆動モードにおいて
は、時定数が小さいため、ＰＷＭパルスオフ時のモータ
電流Ｉの変化が早く、ＰＷＭオフ時のモータ電流Ｉは直
ちに零に減衰する。しかし、モータ電流Ｉ又は出力トル
クを所望の値に制御しようとすると、リニアリティが悪
いため、特に大電流での制御領域において、制御の安定
性が悪く、出力トルクのバラツキやモータ３からの制御
音が発生することになる。
は、時定数が小さいため、ＰＷＭパルスオフ時のモータ
電流Ｉの変化が早く、ＰＷＭオフ時のモータ電流Ｉは直
ちに零に減衰する。しかし、モータ電流Ｉ又は出力トル
クを所望の値に制御しようとすると、リニアリティが悪
いため、特に大電流での制御領域において、制御の安定
性が悪く、出力トルクのバラツキやモータ３からの制御
音が発生することになる。
【００１８】図７はＰＷＭ信号のデューティ比に対する
モータ出力トルク（モータ電流Ｉ）の関係を示す特性図
であり、第１象限が右回転、第３象限が左回転の出力ト
ルクを示している。又、曲線中の矢印はＰＷＭ周波数の
増大方向を示し、第１の駆動モード(ａ)から第２の駆動
モード(ｂ)に切換えたときにリニアリティが劣化する状
態を示している。
モータ出力トルク（モータ電流Ｉ）の関係を示す特性図
であり、第１象限が右回転、第３象限が左回転の出力ト
ルクを示している。又、曲線中の矢印はＰＷＭ周波数の
増大方向を示し、第１の駆動モード(ａ)から第２の駆動
モード(ｂ)に切換えたときにリニアリティが劣化する状
態を示している。
【００１９】即ち、第１の駆動モード(ａ)においては、
デューティ比に対する出力トルク特性がほぼ直線であ
り、リニアリティが高い。一方、第２の駆動モード(ｂ)
においては、出力トルク特性がくずれて曲線となり、Ｐ
ＷＭ周波数が増大するほどリニアリティの劣化が大きく
なることが分かる。
デューティ比に対する出力トルク特性がほぼ直線であ
り、リニアリティが高い。一方、第２の駆動モード(ｂ)
においては、出力トルク特性がくずれて曲線となり、Ｐ
ＷＭ周波数が増大するほどリニアリティの劣化が大きく
なることが分かる。
【００２０】更に、第２の駆動モードにおいては、ＰＷ
Ｍオンオフ時に発生するモータ電流Ｉのリップルが第１
の駆動モード時よりも大きくなるため、大きいラジオノ
イズが発生したり、リップル吸収用コンデンサやスイッ
チング素子Ｑ1〜Ｑ4の発熱が増大する等の不具合が生じ
る。
Ｍオンオフ時に発生するモータ電流Ｉのリップルが第１
の駆動モード時よりも大きくなるため、大きいラジオノ
イズが発生したり、リップル吸収用コンデンサやスイッ
チング素子Ｑ1〜Ｑ4の発熱が増大する等の不具合が生じ
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動式パワース
テアリング装置は以上のように、第１又は第２の駆動モ
ードの一方のみによりスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を制御
しているので、第１の駆動モードにおいてはハンドル戻
りが悪くなり、第２の駆動モードにおいてはＰＷＭ制御
のリニアリティが悪くなるという問題点があった。
テアリング装置は以上のように、第１又は第２の駆動モ
ードの一方のみによりスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を制御
しているので、第１の駆動モードにおいてはハンドル戻
りが悪くなり、第２の駆動モードにおいてはＰＷＭ制御
のリニアリティが悪くなるという問題点があった。
【００２２】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ＰＷＭデューティ比とモータ出
力トルクとのリニアリティを保持すると共に、ハンドル
戻り性能を改善した電動式パワーステアリング装置を得
ることを目的とする。
ためになされたもので、ＰＷＭデューティ比とモータ出
力トルクとのリニアリティを保持すると共に、ハンドル
戻り性能を改善した電動式パワーステアリング装置を得
ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電動式パワーステアリング装置は、ハンドルの操舵ト
ルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速セ
ンサと、ハンドルの操舵補助用のモータと、モータを介
してブリッジ回路を構成すると共にモータを両方向に回
転させる各一対のスイッチング素子と、モータの電流を
検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク、車速及び
モータ電流に基づいてスイッチング素子を駆動する信号
処理回路とを備え、信号処理回路は、ハンドルの戻し状
態を判定するハンドル戻し判定手段と、操舵トルク及び
車速に基づいてモータ電流の目標値を演算する目標値演
算手段と、目標値とモータ電流との偏差に応じてモータ
の制御量を演算する制御量演算手段と、制御量に基づい
て第１及び第２の駆動モードにそれぞれ対応した第１及
び第２の制御量を生成すると共に、戻し状態の判定結果
に応答して第１又は第２の制御量の一方を選択する選択
手段と、第１及び第２の制御量をそれぞれスイッチング
素子に対する第１及び第２のＰＷＭデューティ比に変換
する変換手段と、第１又は第２のＰＷＭデューティ比に
基づいてスイッチング素子を駆動する駆動回路とを有
し、選択手段は、戻し状態が判定されないときには第１
の駆動モードに対応した第１の制御量を生成し、戻し状
態が判定されたときには第２の駆動モードに対応した第
２の制御量を生成し、駆動回路は、第１のＰＷＭデュー
ティ比に応答して、各一対のスイッチング素子のうちの
一方をオンして他方をＰＷＭスイッチング駆動すると共
に、第２のＰＷＭデューティ比に応答して、各一対のス
イッチング素子の両方をＰＷＭスイッチング駆動するも
のである。
る電動式パワーステアリング装置は、ハンドルの操舵ト
ルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速セ
ンサと、ハンドルの操舵補助用のモータと、モータを介
してブリッジ回路を構成すると共にモータを両方向に回
転させる各一対のスイッチング素子と、モータの電流を
検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク、車速及び
モータ電流に基づいてスイッチング素子を駆動する信号
処理回路とを備え、信号処理回路は、ハンドルの戻し状
態を判定するハンドル戻し判定手段と、操舵トルク及び
車速に基づいてモータ電流の目標値を演算する目標値演
算手段と、目標値とモータ電流との偏差に応じてモータ
の制御量を演算する制御量演算手段と、制御量に基づい
て第１及び第２の駆動モードにそれぞれ対応した第１及
び第２の制御量を生成すると共に、戻し状態の判定結果
に応答して第１又は第２の制御量の一方を選択する選択
手段と、第１及び第２の制御量をそれぞれスイッチング
素子に対する第１及び第２のＰＷＭデューティ比に変換
する変換手段と、第１又は第２のＰＷＭデューティ比に
基づいてスイッチング素子を駆動する駆動回路とを有
し、選択手段は、戻し状態が判定されないときには第１
の駆動モードに対応した第１の制御量を生成し、戻し状
態が判定されたときには第２の駆動モードに対応した第
２の制御量を生成し、駆動回路は、第１のＰＷＭデュー
ティ比に応答して、各一対のスイッチング素子のうちの
一方をオンして他方をＰＷＭスイッチング駆動すると共
に、第２のＰＷＭデューティ比に応答して、各一対のス
イッチング素子の両方をＰＷＭスイッチング駆動するも
のである。
【００２４】又、この発明の請求項２に係る電動式パワ
ーステアリング装置は、請求項１において、ハンドル戻
し判定手段が、目標値とモータ電流との偏差に基づいて
ハンドルの戻し状態を推定し、この推定結果を判定結果
とするものである。
ーステアリング装置は、請求項１において、ハンドル戻
し判定手段が、目標値とモータ電流との偏差に基づいて
ハンドルの戻し状態を推定し、この推定結果を判定結果
とするものである。
【００２５】又、この発明の請求項３に係る電動式パワ
ーステアリング装置は、請求項２において、ハンドル戻
し判定手段は、モータ電流が目標値よりも所定値以上大
きいときにハンドルの戻し状態を推定するものである。
ーステアリング装置は、請求項２において、ハンドル戻
し判定手段は、モータ電流が目標値よりも所定値以上大
きいときにハンドルの戻し状態を推定するものである。
【００２６】又、この発明の請求項４に係る電動式パワ
ーステアリング装置は、請求項１ないし請求項３のいず
れかにおいて、変換手段が、第１及び第２の駆動モード
の切換時に第１及び第２のＰＷＭデューティ比の違いを
補正するための補正手段を含むものである。
ーステアリング装置は、請求項１ないし請求項３のいず
れかにおいて、変換手段が、第１及び第２の駆動モード
の切換時に第１及び第２のＰＷＭデューティ比の違いを
補正するための補正手段を含むものである。
【００２７】
【作用】この発明の請求項１においては、通常操舵時に
は第１の駆動モードによりＰＷＭデューティ比とモータ
電流及び出力トルクとのリニアリティを保ち、不要なラ
ジオノイズや発熱等を抑制して静かで滑らかなトルク制
御を実現し、又、セルフアライニングトルク等によるハ
ンドル戻り時には第２の駆動モードによりモータによる
ブレーキ作用を抑制する。
は第１の駆動モードによりＰＷＭデューティ比とモータ
電流及び出力トルクとのリニアリティを保ち、不要なラ
ジオノイズや発熱等を抑制して静かで滑らかなトルク制
御を実現し、又、セルフアライニングトルク等によるハ
ンドル戻り時には第２の駆動モードによりモータによる
ブレーキ作用を抑制する。
【００２８】又、この発明の請求項２においては、モー
タ電流の目標値と実測値（モータ電流）との偏差に基づ
いてハンドル戻し状態を推定し、第２の駆動モードに切
換えることによりハンドル戻し性能を向上させる。
タ電流の目標値と実測値（モータ電流）との偏差に基づ
いてハンドル戻し状態を推定し、第２の駆動モードに切
換えることによりハンドル戻し性能を向上させる。
【００２９】又、この発明の請求項３においては、モー
タ電流が目標値よりも所定値以上大きいときにハンドル
戻し状態を推定し、第２の駆動モードに切換えることに
よりハンドル戻し性能を向上させる。
タ電流が目標値よりも所定値以上大きいときにハンドル
戻し状態を推定し、第２の駆動モードに切換えることに
よりハンドル戻し性能を向上させる。
【００３０】又、この発明の請求項４においては、ハン
ドル戻し状態が判定されて第２の駆動モードに切換える
ときに、リニアリティの違いにより生じるＰＷＭデュー
ティ比の違いを補正することにより、ハンドル戻し性能
を向上させると共に制御性を向上させる。
ドル戻し状態が判定されて第２の駆動モードに切換える
ときに、リニアリティの違いにより生じるＰＷＭデュー
ティ比の違いを補正することにより、ハンドル戻し性能
を向上させると共に制御性を向上させる。
【００３１】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を一部回路図で示すブ
ロック図であり、１〜６、Ｑ1〜Ｑ4、Ｄ1〜Ｄ4、Ｔ、Ｖ
及びＩは前述と同様のものである。又、70は信号処理回
路７に対応しており、以下の71〜77の要素から構成され
ている。
する。図１はこの発明の実施例１を一部回路図で示すブ
ロック図であり、１〜６、Ｑ1〜Ｑ4、Ｄ1〜Ｄ4、Ｔ、Ｖ
及びＩは前述と同様のものである。又、70は信号処理回
路７に対応しており、以下の71〜77の要素から構成され
ている。
【００３２】71はハンドルの戻し状態を判定するハンド
ル戻し判定手段であり、例えば、操舵トルクＴ及び電流
偏差（後述する）等に基づいて戻し状態を判定すると、
ハンドル戻し状態を示す判定結果Ｈを生成する。
ル戻し判定手段であり、例えば、操舵トルクＴ及び電流
偏差（後述する）等に基づいて戻し状態を判定すると、
ハンドル戻し状態を示す判定結果Ｈを生成する。
【００３３】72は操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいてモ
ータ電流の目標値Ｉｏを演算する目標値演算手段であ
り、目標値Ｉｏと共にモータ３の回転方向指令Ｒを生成
する。73は目標値Ｉｏからモータ電流Ｉの実測値を減算
して電流偏差ΔＩを算出する減算器、74は電流偏差ΔＩ
に応じてモータ３の制御量ＣをＰＩＤ演算する制御量演
算手段である。尚、電流偏差ΔＩは、操舵トルクＴと共
にハンドル戻し判定手段71に入力されている。
ータ電流の目標値Ｉｏを演算する目標値演算手段であ
り、目標値Ｉｏと共にモータ３の回転方向指令Ｒを生成
する。73は目標値Ｉｏからモータ電流Ｉの実測値を減算
して電流偏差ΔＩを算出する減算器、74は電流偏差ΔＩ
に応じてモータ３の制御量ＣをＰＩＤ演算する制御量演
算手段である。尚、電流偏差ΔＩは、操舵トルクＴと共
にハンドル戻し判定手段71に入力されている。
【００３４】75は制御量Ｃに基づいて第１及び第２の駆
動モードにそれぞれ対応した第１及び第２の制御量C2を
生成する選択手段であり、ハンドル戻し判定手段71から
の判定結果Ｈに応答して第１又は第２の制御量C2の一方
を選択的に出力する。選択手段75は、戻し状態を示す判
定結果Ｈが得られないときには第１の駆動モードに対応
した第１の制御量C1を生成し、戻し状態を示す判定結果
Ｈが得られたときには第２の駆動モードに対応した第２
の制御量C2を生成する。
動モードにそれぞれ対応した第１及び第２の制御量C2を
生成する選択手段であり、ハンドル戻し判定手段71から
の判定結果Ｈに応答して第１又は第２の制御量C2の一方
を選択的に出力する。選択手段75は、戻し状態を示す判
定結果Ｈが得られないときには第１の駆動モードに対応
した第１の制御量C1を生成し、戻し状態を示す判定結果
Ｈが得られたときには第２の駆動モードに対応した第２
の制御量C2を生成する。
【００３５】76は第１及び第２の制御量C1及びC2をそれ
ぞれスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4に対する第１及び第２の
ＰＷＭデューティ比P1及びP2に変換する変換手段であ
り、第１の制御量C1を第１のＰＷＭデューティ比P1に変
換する第１の変換手段76ａと、第２の制御量C2を第２の
ＰＷＭデューティ比P1に変換する第２の変換手段76ｂと
を含む。
ぞれスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4に対する第１及び第２の
ＰＷＭデューティ比P1及びP2に変換する変換手段であ
り、第１の制御量C1を第１のＰＷＭデューティ比P1に変
換する第１の変換手段76ａと、第２の制御量C2を第２の
ＰＷＭデューティ比P1に変換する第２の変換手段76ｂと
を含む。
【００３６】変換手段76は、第１及び第２の駆動モード
の切換時に、リニアリティの違いに起因する第１及び第
２のＰＷＭデューティ比P1及びP2の違いを補正するため
の補正手段を含んでいる。補正手段は、例えば、リニア
リティが劣化する第２の駆動モードに対する第２の変換
手段76ｂに含まれていればよい。
の切換時に、リニアリティの違いに起因する第１及び第
２のＰＷＭデューティ比P1及びP2の違いを補正するため
の補正手段を含んでいる。補正手段は、例えば、リニア
リティが劣化する第２の駆動モードに対する第２の変換
手段76ｂに含まれていればよい。
【００３７】77は第１のＰＷＭデューティ比P1又は第２
のＰＷＭデューティ比P2に基づいてスイッチング素子Ｑ
1〜Ｑ4を駆動する駆動回路である。駆動回路77は、第１
のＰＷＭデューティ比P1に応答して、各一対のスイッチ
ング素子（例えば、Ｑ1及びＱ4）のうちの一方（Ｑ4）
をオンして他方（Ｑ1）をＰＷＭスイッチング駆動する
と共に、第２のＰＷＭデューティ比P2に応答して、各一
対のスイッチング素子の両方（Ｑ1及びＱ4）をＰＷＭス
イッチング駆動するようになっている。
のＰＷＭデューティ比P2に基づいてスイッチング素子Ｑ
1〜Ｑ4を駆動する駆動回路である。駆動回路77は、第１
のＰＷＭデューティ比P1に応答して、各一対のスイッチ
ング素子（例えば、Ｑ1及びＱ4）のうちの一方（Ｑ4）
をオンして他方（Ｑ1）をＰＷＭスイッチング駆動する
と共に、第２のＰＷＭデューティ比P2に応答して、各一
対のスイッチング素子の両方（Ｑ1及びＱ4）をＰＷＭス
イッチング駆動するようになっている。
【００３８】図３は第１の変換手段76ａ内の変換関数を
示す特性図であり、第１の制御量C1に応じて第１の駆動
モードのＰＷＭデューティ比P1を求めるために用いられ
る。第１の駆動モードの場合、図７内の(ａ)に参照され
るように、モータ３に対するトルク制御のリニアリティ
が良いので、変換関数は、ほぼ一次関数となる。
示す特性図であり、第１の制御量C1に応じて第１の駆動
モードのＰＷＭデューティ比P1を求めるために用いられ
る。第１の駆動モードの場合、図７内の(ａ)に参照され
るように、モータ３に対するトルク制御のリニアリティ
が良いので、変換関数は、ほぼ一次関数となる。
【００３９】図４は第２の変換手段76ｂ内の変換関数を
示す特性図であり、第２の制御量C2に応じて第２の駆動
モードのＰＷＭデューティ比P2を求めるために用いられ
る。第２の駆動モードの場合、図７内の(ｂ)に参照され
るようにリニアリティが悪いので、変換関数は、リニア
リティを劣化を相殺するような曲線となる。
示す特性図であり、第２の制御量C2に応じて第２の駆動
モードのＰＷＭデューティ比P2を求めるために用いられ
る。第２の駆動モードの場合、図７内の(ｂ)に参照され
るようにリニアリティが悪いので、変換関数は、リニア
リティを劣化を相殺するような曲線となる。
【００４０】次に、図２及び図３の特性図、並びに図４
のフローチャートを参照しながら、図１に示したこの発
明の実施例１の動作について説明する。まず、目標値演
算手段72は、トルクセンサ１から操舵トルクＴを読込み
（ステップS1）、車速センサ２から車速信号を読込んで
実際の車速Ｖを計算し（ステップS2）、車速Ｖに応じた
操舵トルクＴの位相補償演算を行い（ステップS3）、モ
ータ３の操舵補助用の回転方向Ｒを指令すると共にモー
タ電流の目標値Ｉｏを演算する（ステップS4）。
のフローチャートを参照しながら、図１に示したこの発
明の実施例１の動作について説明する。まず、目標値演
算手段72は、トルクセンサ１から操舵トルクＴを読込み
（ステップS1）、車速センサ２から車速信号を読込んで
実際の車速Ｖを計算し（ステップS2）、車速Ｖに応じた
操舵トルクＴの位相補償演算を行い（ステップS3）、モ
ータ３の操舵補助用の回転方向Ｒを指令すると共にモー
タ電流の目標値Ｉｏを演算する（ステップS4）。
【００４１】例えば、操舵トルクＴの時間変化が大きい
場合には、操舵トルクＴの位相進みを見込んで目標値Ｉ
ｏを大きめに設定し、又、車速Ｖが大きいときには、補
助トルクが小さくてよいので目標値Ｉｏを小さめに設定
する。
場合には、操舵トルクＴの位相進みを見込んで目標値Ｉ
ｏを大きめに設定し、又、車速Ｖが大きいときには、補
助トルクが小さくてよいので目標値Ｉｏを小さめに設定
する。
【００４２】続いて、減算器73は、モータ電流検出手段
６からモータ電流Ｉの実測値を読込み（ステップS5）、
目標値Ｉｏからモータ電流Ｉを減算して電流偏差ΔＩを
演算する（ステップS6）。又、制御量演算手段74は、電
流偏差ΔＩに基づいてＰ（比例）項、Ｉ（積分）項及び
Ｄ（微分）項によるＰＩＤ演算を行い(ステップS7)、モ
ータ３の制御量Ｃを演算する(ステップS8)。モータ３に
対する制御量Ｃは、モータ駆動用のスイッチング素子Ｑ
1〜Ｑ4に対するＰＷＭデューティ比に対応している。
６からモータ電流Ｉの実測値を読込み（ステップS5）、
目標値Ｉｏからモータ電流Ｉを減算して電流偏差ΔＩを
演算する（ステップS6）。又、制御量演算手段74は、電
流偏差ΔＩに基づいてＰ（比例）項、Ｉ（積分）項及び
Ｄ（微分）項によるＰＩＤ演算を行い(ステップS7)、モ
ータ３の制御量Ｃを演算する(ステップS8)。モータ３に
対する制御量Ｃは、モータ駆動用のスイッチング素子Ｑ
1〜Ｑ4に対するＰＷＭデューティ比に対応している。
【００４３】一方、ハンドル戻し判定手段71は、操舵ト
ルクＴが所定値以上か否かを判定し(ステップS9)、もし
操舵トルクＴが所定値未満(ＮＯ)と判定されれば、続い
て、電流偏差ΔＩ(＝Ｉｏ−Ｉ)が所定値以上か否かを判
定する(ステップＳ10)。
ルクＴが所定値以上か否かを判定し(ステップS9)、もし
操舵トルクＴが所定値未満(ＮＯ)と判定されれば、続い
て、電流偏差ΔＩ(＝Ｉｏ−Ｉ)が所定値以上か否かを判
定する(ステップＳ10)。
【００４４】もし、ステップS9において操舵トルクＴが
所定値以上(ＹＥＳ)、又は、ステップＳ10において電流
偏差ΔＩが所定値以下(ＮＯ)と判定されれば、ハンドル
戻し判定手段71は、ハンドル戻し状態ではない通常操舵
状態と判定し、ハンドル戻しを示す判定結果Ｈを生成し
ない。
所定値以上(ＹＥＳ)、又は、ステップＳ10において電流
偏差ΔＩが所定値以下(ＮＯ)と判定されれば、ハンドル
戻し判定手段71は、ハンドル戻し状態ではない通常操舵
状態と判定し、ハンドル戻しを示す判定結果Ｈを生成し
ない。
【００４５】このように判定結果Ｈが生成されない場
合、選択手段75は、制御量Ｃに基づいて第１の駆動モー
ドにおける第１の制御量C1を生成する。従って、変換手
段76内の第１の変換手段76ａは、第１の駆動モードの変
換関数（図２）を用いて第１のＰＷＭデューティ比P1を
求め(ステップＳ11)、駆動回路77に入力する。
合、選択手段75は、制御量Ｃに基づいて第１の駆動モー
ドにおける第１の制御量C1を生成する。従って、変換手
段76内の第１の変換手段76ａは、第１の駆動モードの変
換関数（図２）を用いて第１のＰＷＭデューティ比P1を
求め(ステップＳ11)、駆動回路77に入力する。
【００４６】これにより、スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ
4は、第１の駆動モードのＰＷＭデューティ比P1で駆動
される。即ち、スイッチング素子対の一方（例えば、
Ｑ4）はオン状態に保持され、他方（例えば、Ｑ1）はＰ
ＷＭスイッチング駆動される。従って、通常の操舵状態
においては、モータ３による補助トルクの制御リニアリ
ティに優れたパワーステアリングが実現し、補助トルク
のバラツキ、モータ３の制御音、ラジオノイズ等の発生
や回路部品の発熱を抑制することができる。
4は、第１の駆動モードのＰＷＭデューティ比P1で駆動
される。即ち、スイッチング素子対の一方（例えば、
Ｑ4）はオン状態に保持され、他方（例えば、Ｑ1）はＰ
ＷＭスイッチング駆動される。従って、通常の操舵状態
においては、モータ３による補助トルクの制御リニアリ
ティに優れたパワーステアリングが実現し、補助トルク
のバラツキ、モータ３の制御音、ラジオノイズ等の発生
や回路部品の発熱を抑制することができる。
【００４７】一方、ステップS9において操舵トルクＴが
所定値以下(ＮＯ)、且つ、ステップＳ10において電流偏
差ΔＩが所定値以上(ＹＥＳ)と判定されれば、ハンドル
戻し判定手段71は、ハンドル戻し状態であると判定し、
ハンドル戻し状態を示す判定結果Ｈを生成する。
所定値以下(ＮＯ)、且つ、ステップＳ10において電流偏
差ΔＩが所定値以上(ＹＥＳ)と判定されれば、ハンドル
戻し判定手段71は、ハンドル戻し状態であると判定し、
ハンドル戻し状態を示す判定結果Ｈを生成する。
【００４８】一般に、運転者が操舵トルクＴを所定値以
下に低減させればハンドル戻しの可能性が高く、又、電
流偏差ΔＩが所定値以上、即ちモータ電流Ｉが目標値Ｉ
ｏよりも所定値以上大きければ、ハンドル戻しによる発
電状態である可能性が高い。従って、上記両方の条件を
満たせばハンドル戻し状態と見なすことができる。
下に低減させればハンドル戻しの可能性が高く、又、電
流偏差ΔＩが所定値以上、即ちモータ電流Ｉが目標値Ｉ
ｏよりも所定値以上大きければ、ハンドル戻しによる発
電状態である可能性が高い。従って、上記両方の条件を
満たせばハンドル戻し状態と見なすことができる。
【００４９】このように、ハンドル戻し状態の判定結果
Ｈが得られた場合、選択手段75は、戻し性能を向上させ
るために駆動モードを切換え、制御量Ｃに基づいて第２
の駆動モードにおける第２の制御量C2を生成する。従っ
て、変換手段76内の第２の変換手段76ｂは、第２の駆動
モードの変換関数（図３）を用いて第２のＰＷＭデュー
ティ比P2を求め(ステップＳ12)、駆動回路77に入力す
る。
Ｈが得られた場合、選択手段75は、戻し性能を向上させ
るために駆動モードを切換え、制御量Ｃに基づいて第２
の駆動モードにおける第２の制御量C2を生成する。従っ
て、変換手段76内の第２の変換手段76ｂは、第２の駆動
モードの変換関数（図３）を用いて第２のＰＷＭデュー
ティ比P2を求め(ステップＳ12)、駆動回路77に入力す
る。
【００５０】これにより、スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ
4は、第２の駆動モードのＰＷＭデューティ比P2で駆動
され、スイッチング素子対の両方（例えば、Ｑ1及び
Ｑ4）がＰＷＭスイッチング駆動される。従って、ハン
ドル戻し状態においては、モータ電流Ｉのフィードバッ
ク追従性が良くなり、モータ３の補助トルクが要求値に
正確に制御されるので、ハンドル戻し性能に優れたパワ
ーステアリングが実現する。
4は、第２の駆動モードのＰＷＭデューティ比P2で駆動
され、スイッチング素子対の両方（例えば、Ｑ1及び
Ｑ4）がＰＷＭスイッチング駆動される。従って、ハン
ドル戻し状態においては、モータ電流Ｉのフィードバッ
ク追従性が良くなり、モータ３の補助トルクが要求値に
正確に制御されるので、ハンドル戻し性能に優れたパワ
ーステアリングが実現する。
【００５１】一方、選択手段75は、タイマ手段を含み、
第２の駆動モードに切換えられてから所定時間が経過し
たときには、ハンドル戻しが完了したものと見なし、補
助トルク制御のリニアリティを復帰させるために、自動
的に第１の駆動モードに切換える。このときの切換条件
は、不要なハンチング等が発生しないように、実際の車
両仕様に合わせて、切換判定値やヒステリシス値等を適
宜設定することがのぞましい。
第２の駆動モードに切換えられてから所定時間が経過し
たときには、ハンドル戻しが完了したものと見なし、補
助トルク制御のリニアリティを復帰させるために、自動
的に第１の駆動モードに切換える。このときの切換条件
は、不要なハンチング等が発生しないように、実際の車
両仕様に合わせて、切換判定値やヒステリシス値等を適
宜設定することがのぞましい。
【００５２】又、第１及び第２の駆動モードの切換時に
おいて、変換手段76が適確にＰＷＭデューティ比P1及び
P2を変換するので、ハンドルに対してショック等を発生
することはない。従って、ハンドル戻し判定手段71から
の判定結果Ｈによる切換タイミングを特に気にすること
はない。
おいて、変換手段76が適確にＰＷＭデューティ比P1及び
P2を変換するので、ハンドルに対してショック等を発生
することはない。従って、ハンドル戻し判定手段71から
の判定結果Ｈによる切換タイミングを特に気にすること
はない。
【００５３】以上のように、通常操舵時には第１の駆動
モードによりＰＷＭデューティ比P1とモータ電流Ｉ（出
力トルク）とのリニアリティを保ち、不要なラジオノイ
ズや発熱等を抑制して静かで滑らかなトルク制御を実現
し、又、セルフアライニングトルク等によるハンドル戻
り時には、第２の駆動モードにより、モータ３によるブ
レーキ作用を抑制することができる。
モードによりＰＷＭデューティ比P1とモータ電流Ｉ（出
力トルク）とのリニアリティを保ち、不要なラジオノイ
ズや発熱等を抑制して静かで滑らかなトルク制御を実現
し、又、セルフアライニングトルク等によるハンドル戻
り時には、第２の駆動モードにより、モータ３によるブ
レーキ作用を抑制することができる。
【００５４】尚、第１及び第２の駆動モードにおいて、
モータ３を右回転させる場合を例にとり、スイッチング
素子Ｑ1及びＱ4を制御する場合を示したが、左回転させ
る場合は、スイッチング素子Ｑ2及びＱ3をそれぞれ同様
に制御すればよい。
モータ３を右回転させる場合を例にとり、スイッチング
素子Ｑ1及びＱ4を制御する場合を示したが、左回転させ
る場合は、スイッチング素子Ｑ2及びＱ3をそれぞれ同様
に制御すればよい。
【００５５】実施例２．尚、上記実施例１では、ハンド
ル戻し判定手段71は、操舵トルクＴ及び電流偏差ΔＩに
基づく推定によりハンドル戻し状態を判定したが、操舵
トルクＴ又は電流偏差ΔＩの一方に基づいて、又は、オ
ブザーバ等に基づいてモータ３の回転数を推定してもよ
い。
ル戻し判定手段71は、操舵トルクＴ及び電流偏差ΔＩに
基づく推定によりハンドル戻し状態を判定したが、操舵
トルクＴ又は電流偏差ΔＩの一方に基づいて、又は、オ
ブザーバ等に基づいてモータ３の回転数を推定してもよ
い。
【００５６】実施例３．又、ハンドル角度センサやモー
タ回転数センサ等を用いて、ハンドル戻し状態を直接検
出して、判定結果Ｈを生成しても同等の作用効果を奏す
ることは言うまでもない。
タ回転数センサ等を用いて、ハンドル戻し状態を直接検
出して、判定結果Ｈを生成しても同等の作用効果を奏す
ることは言うまでもない。
【００５７】実施例４．又、駆動モード切換時にＰＷＭ
デューティ比を補正するため、変換手段76に補正手段を
設けたが、補正手段を用いずに、単に、第１及び第２の
駆動モードに切換えるようにしてもよい。この場合、第
２の駆動モードにおいてリニアリティの劣化を抑制する
ことはできないが、ハンドル戻し時に重視されるべきハ
ンドル戻し性能は向上する。
デューティ比を補正するため、変換手段76に補正手段を
設けたが、補正手段を用いずに、単に、第１及び第２の
駆動モードに切換えるようにしてもよい。この場合、第
２の駆動モードにおいてリニアリティの劣化を抑制する
ことはできないが、ハンドル戻し時に重視されるべきハ
ンドル戻し性能は向上する。
【００５８】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、
車速を検出する車速センサと、ハンドルの操舵補助用の
モータと、モータを介してブリッジ回路を構成すると共
にモータを両方向に回転させる各一対のスイッチング素
子と、モータの電流を検出するモータ電流検出手段と、
操舵トルク、車速及びモータ電流に基づいてスイッチン
グ素子を駆動する信号処理回路とを備え、信号処理回路
は、ハンドルの戻し状態を判定するハンドル戻し判定手
段と、操舵トルク及び車速に基づいてモータ電流の目標
値を演算する目標値演算手段と、目標値とモータ電流と
の偏差に応じてモータの制御量を演算する制御量演算手
段と、制御量に基づいて第１及び第２の駆動モードにそ
れぞれ対応した第１及び第２の制御量を生成すると共
に、戻し状態の判定結果に応答して第１又は第２の制御
量の一方を選択する選択手段と、第１及び第２の制御量
をそれぞれスイッチング素子に対する第１及び第２のＰ
ＷＭデューティ比に変換する変換手段と、第１又は第２
のＰＷＭデューティ比に基づいてスイッチング素子を駆
動する駆動回路とを有し、選択手段は、戻し状態が判定
されないときには第１の駆動モードに対応した第１の制
御量を生成し、戻し状態が判定されたときには第２の駆
動モードに対応した第２の制御量を生成し、駆動回路
は、第１のＰＷＭデューティ比に応答して、各一対のス
イッチング素子のうちの一方をオンして他方をＰＷＭス
イッチング駆動すると共に、第２のＰＷＭデューティ比
に応答して、各一対のスイッチング素子の両方をＰＷＭ
スイッチング駆動し、通常操舵時には第１の駆動モード
によりモータ出力トルクのリニアリティを保ち、静かで
滑らかなトルク制御を実現し、ハンドル戻り時には第２
の駆動モードによりモータによるブレーキ作用を抑制す
るようにしたので、ＰＷＭデューティ比とモータ出力ト
ルクとのリニアリティを損なうことなく、ハンドル戻り
性能を改善した電動式パワーステアリング装置が得られ
る効果がある。
ば、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、
車速を検出する車速センサと、ハンドルの操舵補助用の
モータと、モータを介してブリッジ回路を構成すると共
にモータを両方向に回転させる各一対のスイッチング素
子と、モータの電流を検出するモータ電流検出手段と、
操舵トルク、車速及びモータ電流に基づいてスイッチン
グ素子を駆動する信号処理回路とを備え、信号処理回路
は、ハンドルの戻し状態を判定するハンドル戻し判定手
段と、操舵トルク及び車速に基づいてモータ電流の目標
値を演算する目標値演算手段と、目標値とモータ電流と
の偏差に応じてモータの制御量を演算する制御量演算手
段と、制御量に基づいて第１及び第２の駆動モードにそ
れぞれ対応した第１及び第２の制御量を生成すると共
に、戻し状態の判定結果に応答して第１又は第２の制御
量の一方を選択する選択手段と、第１及び第２の制御量
をそれぞれスイッチング素子に対する第１及び第２のＰ
ＷＭデューティ比に変換する変換手段と、第１又は第２
のＰＷＭデューティ比に基づいてスイッチング素子を駆
動する駆動回路とを有し、選択手段は、戻し状態が判定
されないときには第１の駆動モードに対応した第１の制
御量を生成し、戻し状態が判定されたときには第２の駆
動モードに対応した第２の制御量を生成し、駆動回路
は、第１のＰＷＭデューティ比に応答して、各一対のス
イッチング素子のうちの一方をオンして他方をＰＷＭス
イッチング駆動すると共に、第２のＰＷＭデューティ比
に応答して、各一対のスイッチング素子の両方をＰＷＭ
スイッチング駆動し、通常操舵時には第１の駆動モード
によりモータ出力トルクのリニアリティを保ち、静かで
滑らかなトルク制御を実現し、ハンドル戻り時には第２
の駆動モードによりモータによるブレーキ作用を抑制す
るようにしたので、ＰＷＭデューティ比とモータ出力ト
ルクとのリニアリティを損なうことなく、ハンドル戻り
性能を改善した電動式パワーステアリング装置が得られ
る効果がある。
【００５９】又、この発明の請求項２によれば、請求項
１において、ハンドル戻し判定手段が、目標値とモータ
電流との偏差に基づいてハンドルの戻し状態を推定し、
この推定結果を判定結果とするようにしたので、ＰＷＭ
デューティ比とモータ出力トルクとのリニアリティを損
なうことなくハンドル戻り性能を改善すると共に、特に
回路構成を増やすことなくハンドル戻し状態を判定でき
る電動式パワーステアリング装置が得られる効果があ
る。
１において、ハンドル戻し判定手段が、目標値とモータ
電流との偏差に基づいてハンドルの戻し状態を推定し、
この推定結果を判定結果とするようにしたので、ＰＷＭ
デューティ比とモータ出力トルクとのリニアリティを損
なうことなくハンドル戻り性能を改善すると共に、特に
回路構成を増やすことなくハンドル戻し状態を判定でき
る電動式パワーステアリング装置が得られる効果があ
る。
【００６０】又、この発明の請求項３によれば、請求項
２において、ハンドル戻し判定手段は、モータ電流が目
標値よりも所定値以上大きいときにハンドルの戻し状態
を推定するようにしたので、ＰＷＭデューティ比とモー
タ出力トルクとのリニアリティを損なうことなくハンド
ル戻り性能を改善すると共に、ハンドル戻し状態を確実
に判定できる電動式パワーステアリング装置が得られる
効果がある。
２において、ハンドル戻し判定手段は、モータ電流が目
標値よりも所定値以上大きいときにハンドルの戻し状態
を推定するようにしたので、ＰＷＭデューティ比とモー
タ出力トルクとのリニアリティを損なうことなくハンド
ル戻り性能を改善すると共に、ハンドル戻し状態を確実
に判定できる電動式パワーステアリング装置が得られる
効果がある。
【００６１】又、この発明の請求項４によれば、請求項
１乃至請求項３のいずれかにおいて、変換手段が、第１
及び第２の駆動モードの切換時に第１及び第２のＰＷＭ
デューティ比の違いを補正するための補正手段を含み、
リニアリティの違いにより生じるＰＷＭデューティ比の
違いを補正するようにしたので、ＰＷＭデューティ比と
モータ出力トルクとのリニアリティを損なうことなくハ
ンドル戻り性能を改善すると共に、第２の駆動モードに
おいても制御性のリニアリティを向上させた電動式パワ
ーステアリング装置が得られる効果がある。
１乃至請求項３のいずれかにおいて、変換手段が、第１
及び第２の駆動モードの切換時に第１及び第２のＰＷＭ
デューティ比の違いを補正するための補正手段を含み、
リニアリティの違いにより生じるＰＷＭデューティ比の
違いを補正するようにしたので、ＰＷＭデューティ比と
モータ出力トルクとのリニアリティを損なうことなくハ
ンドル戻り性能を改善すると共に、第２の駆動モードに
おいても制御性のリニアリティを向上させた電動式パワ
ーステアリング装置が得られる効果がある。
【図１】この発明の実施例１を一部回路図で示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】この発明の実施例１により設定される第１のＰ
ＷＭデューティ比を示す特性図である。
ＷＭデューティ比を示す特性図である。
【図３】この発明の実施例１により設定される第２のＰ
ＷＭデューティ比を示す特性図である。
ＷＭデューティ比を示す特性図である。
【図４】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図５】従来の電動式パワーステアリング装置を一部回
路図で示すブロック図である。
路図で示すブロック図である。
【図６】一般的な電動式パワーステアリング装置の第１
及び第２の駆動モードにおけるモータ電流を示す波形図
である。
及び第２の駆動モードにおけるモータ電流を示す波形図
である。
【図７】一般的な電動式パワーステアリング装置のＰＷ
Ｍデューティ比に対するモータ出力トルクを示す特性図
である。
Ｍデューティ比に対するモータ出力トルクを示す特性図
である。
１ トルクセンサ ２ 車速センサ ３ モータ ６ モータ電流検出手段 ７０ 信号処理回路 ７１ ハンドル戻し判定手段 ７２ 目標値演算手段 ７４ 制御量演算手段 ７５ 選択手段 ７６ 変換手段 ７７ 駆動回路 Ｃ 制御量 Ｃ１ 第１の制御量 Ｃ２ 第２の制御量 Ｈ 判定結果 Ｉ モータ電流 Ｉｏ 目標値 ΔＩ 電流偏差 Ｐ１ 第１のＰＷＭデューティ比 Ｐ２ 第２のＰ２デューティ比 Ｑ1〜Ｑ4 スイッチング素子 Ｑ3、Ｑ4 一方のスイッチング素子 Ｑ1、Ｑ2 他方のスイッチング素子 Ｔ 操舵トルク Ｖ 車速 Ｓ１０ 電流偏差が所定値以上大きいか否かを判定する
ステップ Ｓ１１ 第１の駆動モードでＰＷＭデューティ比を決定
するステップ Ｓ１２ 第２の駆動モードでＰＷＭデューティ比を決定
するステップ
ステップ Ｓ１１ 第１の駆動モードでＰＷＭデューティ比を決定
するステップ Ｓ１２ 第２の駆動モードでＰＷＭデューティ比を決定
するステップ
Claims (4)
- 【請求項１】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、 車速を検出する車速センサと、 前記ハンドルの操舵補助用のモータと、 前記モータを介してブリッジ回路を構成すると共に前記
モータを両方向に回転させる各一対のスイッチング素子
と、 前記モータの電流を検出するモータ電流検出手段と、 前記操舵トルク、前記車速及び前記モータ電流に基づい
て前記スイッチング素子を駆動する信号処理回路とを備
えた電動式パワーステアリング装置において、 前記信号処理回路は、 前記ハンドルの戻し状態を判定するハンドル戻し判定手
段と、 前記操舵トルク及び前記車速に基づいて前記モータ電流
の目標値を演算する目標値演算手段と、 前記目標値と前記モータ電流との偏差に応じて前記モー
タの制御量を演算する制御量演算手段と、 前記制御量に基づいて第１及び第２の駆動モードにそれ
ぞれ対応した第１及び第２の制御量を生成すると共に、
前記戻し状態の判定結果に応答して前記第１又は第２の
制御量の一方を選択する選択手段と、 前記第１及び第２の制御量をそれぞれ前記スイッチング
素子に対する第１及び第２のＰＷＭデューティ比に変換
する変換手段と、 前記第１又は第２のＰＷＭデューティ比に基づいて前記
スイッチング素子を駆動する駆動回路とを有し、 前記選択手段は、前記戻し状態が判定されないときには
前記第１の駆動モードに対応した第１の制御量を生成
し、前記戻し状態が判定されたときには前記第２の駆動
モードに対応した第２の制御量を生成し、 前記駆動回路は、前記第１のＰＷＭデューティ比に応答
して、前記各一対のスイッチング素子のうちの一方をオ
ンして他方をＰＷＭスイッチング駆動すると共に、前記
第２のＰＷＭデューティ比に応答して、前記各一対のス
イッチング素子の両方をＰＷＭスイッチング駆動するこ
とを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 - 【請求項２】 前記ハンドル戻し判定手段は、前記目標
値と前記モータ電流との偏差に基づいて前記ハンドルの
戻し状態を推定し、この推定結果を前記判定結果とする
ことを特徴とする請求項１の電動式パワーステアリング
装置。 - 【請求項３】 前記ハンドル戻し判定手段は、前記モー
タ電流が前記目標値よりも所定値以上大きいときに前記
ハンドルの戻し状態を推定することを特徴とする請求項
２の電動式パワーステアリング装置。 - 【請求項４】 前記変換手段は、前記第１及び第２の駆
動モードの切換時に前記第１及び第２のＰＷＭデューテ
ィ比の違いを補正するための補正手段を含むことを特徴
とする請求項１乃至請求項３のいずれかの電動式パワー
ステアリング装置。
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