JPH07100449B2 - 電動パワ−ステアリングの制御装置 - Google Patents

電動パワ−ステアリングの制御装置

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JPH07100449B2
JPH07100449B2 JP14182686A JP14182686A JPH07100449B2 JP H07100449 B2 JPH07100449 B2 JP H07100449B2 JP 14182686 A JP14182686 A JP 14182686A JP 14182686 A JP14182686 A JP 14182686A JP H07100449 B2 JPH07100449 B2 JP H07100449B2
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pwm signal
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清二 駒村
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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、ハンドルの正逆回転信号及びパルス幅変調
回路からの出力信号に応じて、電動モータを制御する電
動パワーステアリングの制御装置に関する。
(従来の技術) この種の装置として特開昭60−35664号公報所載の発明
が従来から知られている。この従来の装置を簡略化して
示したのが、第4図のブロック図である。なお、第5図
はこの従来の装置のタイムチャート図である。
この第4図に示した従来の装置は、信号処理回路1から
の出力信号に応じて、トランジスタQ1〜Q4を動作させる
ようにしている。例えば、信号処理回路1から正転信号
が出力されると、トランジスタQ4が常時オンになるとと
もに、トランジスタQ1がPWM信号に応じてオン、オフ動
作を繰り返し、このPWM信号のデューティ比に応じて電
動モータDMを制御する。
(本発明が解決しようとする問題点) 上記のようにした従来の装置では、トランジスタQ1がオ
フのときにも、トランジスタQ4がオンの状態を保つの
で、第4図の矢印で示すような閉回路を構成し、そこに
電流を流すことになる。
このように電流が流れてしまうと、当該電動モータDMが
発電機として機能しモータとしてはブレーキ作用をする
ことになるので、この種の従来の装置では、その作動性
が著しく損なわれるという問題があった。
また、通常のパワートランジスタを用いているが、この
パワートランジスタでは、大電流(数10A)で高周波のP
WM周波数(20KHz以上)を確保することが難しいので、P
WM周波数を可聴周波数帯まで下げなければならない。そ
のために、電磁音が発生するという問題があった。
この発明の目的は、電動モータのブレーキ作用を防止し
て、その作動性を向上させるとともに、電磁音の発生を
阻止した装置を提供することである。
(問題点を解決する手段) この発明は、4つの電界効果トランジスタ(以下FETと
いう)と電動モータとでH型のブリッジ回路を構成する
とともに、ハンドルを回転させたときの出力信号で制御
される第1FETと、ハンドルを逆転させたときの出力信号
で制御される第2FETと、パルス幅変調回路からのPWM信
号及び上記ハンドルの正転信号によって制御される第3F
ETと、上記PWM信号及び上記ハンドルの逆転信号によっ
て制御される第4FETとからなり、第1及び第2FETのドレ
ン側をバッテリー電源に接続し、第3及び第4FETのソー
ス側をアース電位にするとともに、第1FETのソース側と
第4FETのドレン側とを上記電動モータの一端に接続し、
第2FETのソース側と第3FETのドレン側とを上記電動モー
タの他端に接続する一方、第3FETに入力するPWM信号が
オフのとき、上記第1FETへのゲート信号の入力を阻止す
るための第5FETと、第4FETに入力するPWM信号がオフの
とき、上記第2FETへのゲート信号の入力を阻止するため
の第6FETとを備えた点に特徴を有する。
(本発明の作用) この発明は、上記のように構成したので、PWM信号のデ
ューティ比に応じて、電動モータが制御される。そし
て、このPWM信号がオフのときには、第3、4FETがオフ
の状態になるのはもちろん、第1、2FETもスイッチング
機構の動作でオフの状態を保つ。
(本発明の効果) この発明の制御装置によれば、PWM信号がオフのとき
に、電動モータがタイヤ側から回転させられるとき、発
電機として機能して回生電流を生じないように、即ち、
回路をオープンにしてブレーキになるような電流が流れ
ないようにしたので、その作動性が向上する。
また、FETを用いたので、例えば、20KHz以上のPWM周波
数が可能になり、したがって電磁音が発生したとして
も、それが人の耳に聞えることがない。
(本発明の実施例) 第1〜3図に示したこの発明の実施例は、ハンドルHに
連結した入力軸2の先端にピニオン3を連結するととも
に、このピニオン3をラック6にかみ合わせている。そ
して、このラック6の両側を、サイドロッド5を介して
ナックルアーム4に連結している。
また、正逆転可能にした電動モータmには減速機7を連
結するとともに、この減速機7の出力軸8にピニオン9
を設け、このピニオン9を上記ラック6にかみ合せてい
る。
さらに、当該車両の車速を検出する車速センサー10と入
力軸2に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサー
11とを設けているが、これら両センサー10、11とを信号
処理装置12に接続している。この信号処理装置12は、モ
ータ制御装置aに接続しているが、このモータ制御装置
aの具体的な構成は第2図のブロック図に示すとおりで
ある。
このモータ制御装置aには、回転信号の入力系13と出力
制御信号の入力系14とを設けている。
上記正逆信号の入力系13に回転信号が入力すると、それ
らの回転信号が第1〜4アンドゲート15〜18に入力す
る。例えば、この入力系13に正転信号Aが入力すると、
この正転信号は第1、3アンドゲート15、17に入力す
る。しかし、この入力系13に正転信号以外の信号すなわ
ち逆転信号が入力すると、ノットゲート19が機能して逆
転信号を出力するとともに、この逆転信号が第2、
4アンドゲート16、18に入力する。
そして、上記第1、2アンドゲート15、16には一定幅の
パルス信号Iを常時出力する発振回路20を接続してい
る。したがって、上記入力系13からの正転信号Aが第1
アンドゲート15に入力すると、その正転信号Aが入力し
ている間、発振回路20のパルス信号Iと同一のパルス信
号Cが第1アンドゲート15から出力される。また、ノッ
トゲート19から出力される逆転信号が入力すると、そ
の逆転信号が入力している間、上記パルス信号Iと同一
のパルス信号Dが第2アンドゲート16から出力される。
上記第3、4アンドゲート17、18には、PWM信号Bを出
力するパルス幅変調回路21を接続している。したがっ
て、正転信号Aが第3アンドゲート17に入力していると
きには、その正転信号が入力している間、当該第3アン
ドゲート17からPWM信号Eが出力される。また、ノット
ゲート19からの逆転信号が第4アンドゲート18に入力
していると、その逆転信号が入力している間、当該第4
アンドゲート18からPWM信号Fが出力される。
上記第1、2アンドゲート15、16には、電圧変換回路2
2、23を接続しているが、この電圧変換回路22、23に
は、第1、2FET24、25のゲートを接続している。さら
に、上記第3、4アンドゲート17、18は、第3、4FET2
6、27のゲート側に接続している。
上記のようにした第1〜4FET24、27と電動モータmと
で、ブリッジ回路を構成するとともに、上記第1、2FET
24、25間をバッテリ28のプラス側に接続し、第3、4FET
26、27間の電圧V3、V4をアース電位にしている。すなわ
ち、第1及び第2FET24、25のドレン側をバッテリー電源
28に接続し、第3及び第4FET26、27のソース側をアース
電位にするとともに、第1FET24のソース側と第4FET27の
ドレン側とを上記電動モータmの一端に接続し、第2FET
25のソース側と第3FET26のドレン側とを上記電動モータ
mの他端に接続している。さらに、上記電動モータmの
電圧V1、V2を、電圧変換回路22、23に導くようにしてい
る。
上記のようにした電圧変換回路22、23は、第1、2FET2
4、25のゲート電圧G、Hを確保するためのものであ
る。すなわち、第3、4FET26、27のソース電圧V3、V
4は、常に、アース電位であるが、第1、2FET24、25の
ソース電圧V1、V2は、最大でバッテリ28の電圧まで変化
する。そこで、電圧変換回路22、23を機能させて、第
1、2FET24、25のゲート電圧G、Hとソース電圧V1、V2
との相対差を保つようにしている。
上記電圧変換回路22と第1FET24間を、第5FET29及びノッ
トゲート30を介して第3アンドゲート17に接続している
が、この第5FET29のドレイン側をアース電位にしてい
る。また、電圧変換回路23と第2FET25間を、第6FET31及
びノットゲート32を介して第4アンドゲート18に接続し
ているが、この第6FET31のドレイン側もアース電位にし
ている。
いま例えば、一方の入力系13から正転信号Aが入力した
とすると、この正転信号が入力している間、第1アンド
ゲート15からパルス信号Cが出力されるとともに、この
パルス信号Cが電圧変換回路22に入力する。電圧変換回
路22にパルス信号Cが入力すると、この電圧変換回路22
から第1FET24に対するゲート電圧Gを出力する。
このとき第3アンドゲート17にも正転信号が入力するの
で、パルス変調回路21からの出力信号Bがこの第3アン
ドゲート17からPWM信号Eとして出力されるとともに、
このPWM信号Eが第3FET26に入力する。したがって、こ
の第3FET26は、PWM信号Eのデューティ比に応じてオ
ン、オフする。
また、上記PWM信号Eはノットゲート30に入力するが、
このノットゲート30からは、PWM信号がオフのときオン
となり、PWM信号がオンのときオフとなるノット信号
が出力され、そのノット信号が第5FET29のゲート側に入
力する。この第5FET29のゲート側に入力したノット信号
がオンのときには、換言すればPWM信号Eがオフのとき
には、第5FET29のゲート側に電圧が印加され、当該第5F
ET29が通電する。
このように第5FET29が通電すると、第1FET24のゲート側
がアースされるので、電圧変換回路22から出力されてい
たゲート電圧Gが、第1FET24のゲート側に供給されなく
なる。
反対に、このノット信号がオフのときには、換言すれ
ば、PWM信号Eがオンのときには、第5FET29のゲート側
に電圧が印加されない。そのためにPWM信号Eがオンの
間は、この第5FET29に通電されず、上記電圧変換回路22
からゲート電圧Gが第1FET24に印加され続ける。
したがって、第3図のタイムチャート図からも明らかな
ように、第1FET24も、上記PWM信号Eによってオン、オ
フ制御されることになる。
また、一方の入力系13から正転信号ではない信号が入力
すると、ノットゲート19から逆転信号が出力されると
ともに、この逆転信号が第2アンドゲート16に入力す
る。そしてこの逆転信号が第2アンドゲート16に入力し
ている間、第2アンドゲート16からパルス信号Dが出力
されるとともに、このパルス信号Dが電圧変換回路23に
入力する。電圧変換回路23にパルス信号Dが入力する
と、この電圧変換回路23から第2FET25に対するゲート電
圧Hを出力する。
このとき第4アンドゲート18にも逆転信号が入力するの
で、パルス幅変調回路21からの出力信号Bが、この第4
アンドゲート18からPWM信号Fとして出力されるととも
に、このPWM信号Fが第4FET27に入力する。したがっ
て、この第4FET27は、PWM信号Fのデューティ比に応じ
てオン、オフ制御される。
また、上記PWM信号Fはノットゲート32にも入力し、こ
のノットゲート32から出力されるノット信号で第6FET
31を制御すること、上記第5FET29の場合と同様である。
したがって、第2FET25も、上記PWM信号Fによってオ
ン、オフ制御されることになる。
なお、この実施例における第5、6FET29、31は、この発
明のスイッチング機構を構成するものである。
上記のように構成したので、PWM信号がオフのときに
は、ブリッジ回路が確実に開くので、従来のように、当
該電動モータmが発電機として機能できるような閉回路
が構成されない。換言すれば、電動モータmがタイヤ側
から回転させられるとき、発電機として機能して回生電
流を生じないように、即ち、回路をオープンにするよう
にしたので電動モータにブレーキがかかってその作動性
を損なうとい問題が一切発生しない。
また、FETを用いたので、20KHz以上のPWM周波数が可能
になり、したがって、電磁音が発生したとしても、人の
耳に聞えることはない。
【図面の簡単な説明】
図面第1〜3図はこの発明の実施例を示すもので、第1
図は機構図、第2図はモータ制御装置のブロック図、第
3図はモータ制御装置のタイムチャート図、第4図は従
来のブロック図、第5図はこの従来の回路のタイムチャ
ート図である。 H…ハンドル、m…電動モータ、21…パルス変調回路、
24〜27…第1〜4FET、29、31…スイッチング機構として
のFET。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−119468(JP,A) 特開 昭59−100059(JP,A) 特開 昭61−207269(JP,A) 特開 昭61−271168(JP,A) 実開 昭60−160271(JP,U) 実開 昭62−27876(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】4つの電界効果トランジスタ(以下FETと
    いう)と電動モータとでH型のブリッジ回路を構成する
    とともに、ハンドルを回転させたときの出力信号で制御
    される第1FETと、ハンドルを逆転させたときの出力信号
    で制御される第2FETと、パルス幅変調回路からのPWM信
    号及び上記ハンドルの正転信号によって制御される第3F
    ETと、上記PWM信号及び上記ハンドルの逆転信号によっ
    て制御される第4FETとからなり、第1及び第2FETのドレ
    ン側をバッテリー電源に接続し、第3及び第4FETのソー
    ス側をアース電位にするとともに、第1FETのソース側と
    第4FETのドレン側とを上記電動モータの一端に接続し、
    第2FETのソース側と第3FETのドレン側とを上記電動モー
    タの他端に接続する一方、第3FETに入力するPWM信号が
    オフのとき、上記第1FETへのゲート信号の入力を阻止す
    るための第5FETと、第4FETに入力するPWM信号がオフの
    とき、上記第2FETへのゲート信号の入力を阻止するため
    の第6FETとを備えてなる電動パワーステアリングの制御
    装置。
JP14182686A 1986-06-18 1986-06-18 電動パワ−ステアリングの制御装置 Expired - Lifetime JPH07100449B2 (ja)

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JPS62299476A JPS62299476A (ja) 1987-12-26
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JPH0288361A (ja) * 1988-09-22 1990-03-28 Mitsubishi Electric Corp モータ駆動式パワーステアリング装置
US6013994A (en) * 1996-10-01 2000-01-11 Nsk Ltd. Controller of electric power-steering system

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