JPH07264888A - 直流電動モータ式操舵装置 - Google Patents

直流電動モータ式操舵装置

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JPH07264888A
JPH07264888A JP6050682A JP5068294A JPH07264888A JP H07264888 A JPH07264888 A JP H07264888A JP 6050682 A JP6050682 A JP 6050682A JP 5068294 A JP5068294 A JP 5068294A JP H07264888 A JPH07264888 A JP H07264888A
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electric motor
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一寿 西野
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弘久 阿波
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブリッジ回路を構成する各一対のFETのう
ちの一方をPWM制御する場合に、モータ回転状態の検
出信頼性を向上させた直流電動モータ式操舵装置を得
る。 【構成】 直流電動モータ11に流れるモータ電流IM
を検出するモータ電流検出手段24と、ブリッジ回路B
Rに供給される電源電圧VBを検出する電源電圧検出手
段33と、ブリッジ回路に対する電源電圧およびPWM
信号DMに基づいて直流電動モータに対するモータ印加
電圧VMを推定するモータ印加電圧推定手段20Aと、
モータ電流およびモータ印加電圧に基づいて直流電動モ
ータの回転状態を検出する回転検出手段20Aとを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車等の舵取り装
置を直流電動モータにより補助する直流電動モータ式操
舵装置に関し、特に直流電動モータの回転検出の信頼性
を向上させた直流電動モータ式操舵装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、直流電動モータを用いた自動
車等の操舵アシスト(パワーステアリング)装置におい
ては、適正な操舵アシスト回転力を発生させたり異常発
生等を検出するために、直流電動モータの回転状態をフ
ィードバック検出する必要がある。
【0003】したがって、従来の直流電動モータ式操舵
装置においては、たとえば、直流電動モータの回転位置
制御、速度制御、加速度制御を行うために、エンコーダ
やジェネレータを用いて直流電動モータの回転角または
回転速度をモータ回転情報として検出し、検出された回
転情報を上記操舵制御に用いている。
【0004】しかしながら、モータ回転数等の回転情報
を検出するセンサ手段は高価であるため、コストダウン
を目的として、以下のように、回転検出手段を用いず
に、他のセンサ情報から回転情報を推定するようにした
装置も種々提案されている。
【0005】たとえば、特開平4−8190号公報等に
は、直流電動モータに印加されているモータ印加電圧と
直流電動モータに流れているモータ電流とをそれぞれ検
出し、検出されたモータ印加電圧およびモータ電流から
直流電動モータのモータ回転数を推定したり、または、
直流電動モータに流す電流のモータ電流指令値と直流電
動モータに流れているモータ電流とからモータ回転数を
推定し、推定されたモータ回転数を操舵制御に用いる装
置が開示されている。
【0006】しかしながら、上記公報に記載された後者
の従来装置においては、モータ印加電圧、モータ電流、
および、直流電動モータの内部パラメータ(たとえば、
電機子抵抗、自己インダクタンス、トルク定数、モータ
軸の粘性抵抗係数、ロータのイナーシャ等を用いて算出
されるパラメータ)を用いてモータ回転数を推定してい
るので、直流電動モータの駆動方法によって、モータ回
転数の推定値に誤差が大きく含まれてしまう。
【0007】以下、図8〜図11を参照しながら、従来
の直流電動モータ式操舵装置について説明する。図8は
一般的な電動パワーステアリング制御装置を概略的に示
す構成図であり、1は操舵回転力を受けるハンドル、2
a〜2dはハンドル1の回転力を伝達する第1〜第4の
ステアリングシャフトである。
【0008】3はハンドル1に加えられた回転力に応じ
て電気信号T1を出力するトルクセンサであり、ハンド
ル1とトルクセンサ3とは第1のステアリングシャフト
2aにより連結されている。また、トルクセンサ3には
第2のステアリングシャフト2bが連結されている。4
は第2のステアリングシャフト2bの他端に接続されて
減速機構を構成する第1のギヤである。
【0009】5は第1のギヤ4と噛合して第1のギヤ4
とともに減速機構を構成する第2のギヤである。6aお
よび6bは第1および第2のユニバーサルジョイントで
あり、第1のギヤ4と第1のユニバーサルジョイント6
aとは第3のステアリングシャフト2cにより連結さ
れ、第1のユニバーサルジョイント6aと第2のユニバ
ーサルジョイント6bとの間は第4のステアリングシャ
フト2dにより連結されている。
【0010】7は第2のユニバーサルジョイント6bに
連結されたピニオン軸、8はピニオン軸7と噛合したラ
ック歯部8aを有するラック軸、9aおよび9bはラッ
ク軸8の両端に設けられた第1および第2のボールジョ
イント、10aおよび10bは第1および第2のボール
ジョイント9aおよび9bを介してラック軸8の両端に
連結されたタイロッドである。
【0011】11は第2のギヤ5に結合されて補助回転
力を出力する直流電動モータ、12はトルクセンサ3か
らの電気信号T1に応じて直流電動モータ11を駆動し
て電動パワーステアリングを行う制御装置、13は制御
装置12に接続された車載のバッテリであり、
【0012】図9は図8内の制御装置12すなわち一般
的な直流電動モータ式操舵装置の機能構成を示すブロッ
ク構成図であり、3および11〜13は前述と同様のも
のである。電動パワーステアリング用の制御装置12
は、以下の要素20〜24および29〜33から構成さ
れている。
【0013】20は電動パワーステアリング制御のため
の演算処理を行う中央処理装置(以下、CPUとい
う)、21はバッテリ13に接続されて制御装置12内
の各要素に電源を供給する電源回路である。ここでは、
代表的にCPU20に給電している。
【0014】22はトルクセンサ3からの電気信号T1
を取り込む入力インターフェース回路である。操舵回転
力を示す電気信号T1は、入力インターフェース回路2
2を介してCPU20に入力され、CPU20内の処理
(後述する)によりモータ駆動信号DMとなって出力さ
れる。
【0015】23はモータ駆動信号DMに基づいてPW
M信号を含む制御信号PC1〜PC4を出力するモータ
駆動回路、24は直流電動モータ11に流れるモータ電
流IMを検出してCPU20に入力するモータ電流検出
回路である。
【0016】29〜32は直流電動モータ11とともに
H型のブリッジ回路BRを構成する4つのスイッチング
素子すなわち電解効果トランジスタ(以下、FETとい
う)である。各一対のFET29および32または30
および31は、制御信号PC1〜PC4によってオンオ
フがスイッチング制御され、これにより、直流電動モー
タ11を正逆のいずれか所定方向に回転駆動するように
なっている。
【0017】33はバッテリ13からブリッジ回路BR
に供給される電源電圧VBを検出する電源電圧検出回路
であり、検出された電源電圧VBは、CPU20に入力
される。また、図示しないが、直流電動モータ11に印
加されるモータ印加電圧VMを検出する手段が設けられ
ているものとする。
【0018】次に、従来の直流電動モータ式操舵装置の
概略的な動作について説明する。CPU20は、トルク
センサ3からの電気信号T1と、モータ電流検出回路2
4からのモータ電流IMと、モータ印加電圧VMとに基
づいて、モータ駆動信号DMを出力するとともに、モー
タ回転数を推定する。これにより、モータ駆動回路23
は、制御信号PC1〜PC4を生成し、ブリッジ回路B
R内のFET29〜32を介して直流電動モータ11を
回転駆動する。
【0019】直流電動モータ11から発生した回転力
は、第2のギヤ5および第1のギヤ4を介してステアリ
ングシャフト2bおよび2aに伝達され、適性なアシス
トトルクとなってハンドル1に印加される。
【0020】次に、CPU20におけるモータ回転数の
推定動作について説明する。図10および図11は無回
転時の直流電動モータ11の温度に対するモータ電流お
よびモータ印加電圧の特性を示す特性図であり、図10
はブリッジ回路BRを構成する各一対のFETのうちの
一方をオンとし且つ他方をPWMスイッチング駆動する
モータ駆動方法を適用した場合の特性図、図11は各一
対のFETの両方を同時または独立にPWMスイッチン
グ駆動するモータ駆動方法を適用した場合の特性図であ
る。
【0021】図10は、モータ駆動回路23からの制御
信号PC1〜PC4により、たとえば、FET29をP
WM駆動し、FET32をオン状態とし、FET30お
よび31をオフ状態として直流電動モータ11を駆動し
た場合の特性図である。図11は、たとえば、FET2
9および32をPWM駆動し、FET30および31を
オフ状態にして電動モータ11を駆動した場合の特性図
である。
【0022】各図において、横軸は直流電動モータ11
に流れるモータ電流IM、縦軸は無回転時の直流電動モ
ータ11に印加されているモータ印加電圧VM、Aはモ
ータ温度が常温時の特性曲線、Bはモータ温度が高温時
の特性曲線、Cはモータ温度が低温時の特性曲線、IF
1およびIF2は各特性曲線A〜Cが線形を示すモータ
電流IMの下限値である。
【0023】図示したように、モータ印加電圧VMとモ
ータ電流IMとの関係はモータ温度によって変化し、直
流電動モータ11が常温のときには特性曲線A、高温の
ときには特性曲線B、低温のときには特性曲線Cのよう
に変化する。また、モータ電流IMが線形下限値IF1
またはIF2よりも少ないときには、各特性曲線A〜C
は非線形となる。
【0024】図10において、たとえばモータ電流IM
=IDのときに直流電動モータ11が無回転状態なら
ば、モータ印加電圧VMは、VMD1≧VM≧VMD2
の範囲内の値をとる。また、図11において、たとえ
ば、モータ電流IM=IQのときに直流電動モータ11
が無回転状態ならば、モータ印加電圧VMはVMQ1≧
VM≧VMQ2の範囲内の値をとる。
【0025】一対のFETの一方のFETをPWM制御
する場合(図10)は、比較的低いモータ印加電圧VM
で特性曲線A〜Cが立ち上がり、一対のFETの両方の
FETをPWM制御する場合(図11)は、比較的高い
モータ印加電圧VMで特性曲線A〜Cが立ち上がる。
【0026】もし、直流電動モータ11が所望方向に負
荷をもって回転している場合には、各特性曲線A〜Cよ
りも低いモータ印加電圧VMが検出され、発電方向に回
転している場合には、各特性曲線A〜Cよりも高いモー
タ印加電圧VMが検出される。
【0027】したがって、モータ回転数は、或るモータ
電流IM(=ID)に対して検出されたモータ印加電圧
VMと、特性曲線上のモータ印加電圧(VMD1〜VM
D2またはVMQ1〜VMQ2)との差に基づいて演算
される。
【0028】しかし、モータ電流IMおよびモータ印加
電圧VMの特性は、図10または図11内の特性曲線A
〜Cのように、ブリッジ回路BRの駆動方法にかかわら
ず、モータ温度により異なる。また、直流電動モータ1
1の発熱等によっても特性曲線A〜Cは変化する。
【0029】さらに、図10および図11から明らかな
ように、各特性曲線A〜Cの立ち上がり電圧および傾き
や線形下限値IF1およびIF2等は互いに異なり、直
流電動モータ11の駆動方法によって特性は大きく異な
る。
【0030】たとえば、図10の場合は、高いモータ印
加電圧VMに対して検出余裕があるものの、低いモータ
印加電圧VMに対して検出余裕が少なく、逆に、図11
の場合は、低いモータ印加電圧VMに対して検出余裕が
あるものの、高いモータ印加電圧VMに対して検出余裕
が少ない。
【0031】このように、モータ印加電圧VBおよびモ
ータ電流IMならびに直流電動モータ11における内部
パラメータのみに基づいてモータ回転数を推定した場
合、上記種々の変動要因により、モータ回転数の推定誤
差は大きくなる。もし、この推定誤差を軽減しようとす
れば、直流電動モータ11の駆動モードによってモータ
回転数の推定方法を切り替える必要があるが、推定方法
を切り替えるような従来装置は提案されていない。
【0032】同様に、各一対のFETの一方をオンとし
他方をPWMスイッチング駆動する方法(図10参照)
と、各一対のFETの両方を同時ないし独立にPWMス
イッチング駆動する方法(図11参照)とに切り替え可
能な直流電動モータ式操舵装置においては、直流電動モ
ータ11の駆動方法を切り替える毎にモータ回転数の推
定値の誤差のバラツキが発生してしまう。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】従来の直流電動モータ
式操舵装置は以上のように、高価な回転検出手段を用い
ずに、モータ印加電圧VM、モータ電流IMおよび内部
パラメータからモータ回転数を推定した場合には、直流
電動モータの駆動モードにかかわらず、モータ回転数の
推定値に誤差が大きく含まれてしまい、結局、適正な操
舵制御を行うことができないという問題点があった。
【0034】また、各一対のFETの一方をオンとし他
方をPWMスイッチング駆動する方法(図10参照)
と、各一対のFETの両方を同時ないし独立にPWMス
イッチング駆動する方法(図11参照)とに切り替え可
能な直流電動モータ式操舵装置においては、直流電動モ
ータ11の駆動方法を切り替える毎にモータ回転数の推
定値の誤差にバラツキが発生し、同様にモータ回転数を
誤検出する場合が生じるという問題点があった。
【0035】この発明の請求項1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、ブリッジ回路を構成
する各一対のFETのうちの一方をPWM制御する場合
に、モータ回転状態の検出信頼性を向上させた直流電動
モータ式操舵装置を得ることを目的とする。
【0036】また、この発明の請求項2は、ブリッジ回
路を構成する各一対のFETの両方をPWM制御する場
合に、モータ回転状態の検出信頼性を向上させた直流電
動モータ式操舵装置を得ることを目的とする。
【0037】また、この発明の請求項3および請求項7
は、4つのFETからなるブリッジ回路により直流電動
モータを駆動する場合に、コストアップを招くことな
く、直流電動モータの非駆動時のモータ回転状態の検出
信頼性を向上させた直流電動モータ式操舵装置を得るこ
とを目的とする。
【0038】また、この発明の請求項4〜請求項6は、
ブリッジ回路を構成する各一対のFETのうちの一方を
PWM制御する第1の駆動モードと、各一対のFETの
両方をPWM制御する第2の駆動モードとを有する場合
に、モータ回転状態の検出信頼性を向上させた直流電動
モータ式操舵装置を得ることを目的とする。
【0039】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る直流電動モータ式操舵装置は、直流電動モータおよび
4つのスイッチング素子でブリッジ回路を構成するとと
もに、直流電動モータを正逆のいずれか所定の方向に駆
動する各一対のスイッチング素子と、一対のスイッチン
グ素子のうちの一方のスイッチング素子をオンとし且つ
他方のスイッチング素子をPWMスイッチング駆動する
モータ駆動手段とを備えたものにおいて、直流電動モー
タに流れるモータ電流を検出するモータ電流検出手段
と、ブリッジ回路に供給される電源電圧を検出する電源
電圧検出手段と、ブリッジ回路に対する電源電圧および
PWM信号に基づいて直流電動モータに対するモータ印
加電圧を推定するモータ印加電圧推定手段と、モータ電
流およびモータ印加電圧に基づいて直流電動モータの回
転状態を検出する回転検出手段とを設けたものである。
【0040】また、この発明の請求項2に係る直流電動
モータ式操舵装置は、直流電動モータおよび4つのスイ
ッチング素子でブリッジ回路を構成するとともに、直流
電動モータを正逆のいずれか所定の方向に駆動する各一
対のスイッチング素子と、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モータ駆動手段とを備
えたものにおいて、直流電動モータに流れるモータ電流
を検出するモータ電流検出手段と、ブリッジ回路に供給
される電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電
圧およびブリッジ回路に対するPWM信号に基づいて直
流電動モータに対するモータ印加電圧を推定するモータ
印加電圧推定手段と、モータ電流およびモータ印加電圧
に基づいて直流電動モータの回転状態を検出する回転検
出手段とを設けたものである。
【0041】また、この発明の請求項3に係る直流電動
モータ式操舵装置は、直流電動モータおよび4つのスイ
ッチング素子でブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路に
より直流電動モータを駆動するものにおいて、直流電動
モータの一対の出力端子のうちの少なくとも一方のモー
タ端子をバイアスするモータ端子バイアス回路と、モー
タ端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段と、直流
電動モータの非駆動時におけるモータ端子電圧に基づい
て直流電動モータの回転状態を検出する回転検出手段と
を設けたものである。
【0042】また、この発明の請求項4に係る直流電動
モータ式操舵装置は、直流電動モータおよび4つのスイ
ッチング素子でブリッジ回路を構成するとともに、直流
電動モータを正逆のいずれか所定の方向に駆動する各一
対のスイッチング素子と、一対のスイッチング素子のう
ちの一方のスイッチング素子をオンとし且つ他方のスイ
ッチング素子をPWMスイッチング駆動する第1のモー
タ駆動モードと、一対のスイッチング素子の両方をPW
Mスイッチング駆動する第2のモータ駆動モードとを有
するモータ駆動手段とを備えたものにおいて、直流電動
モータの駆動モードに応じて直流電動モータの回転状態
を検出する回転検出手段と、直流電動モータの駆動モー
ドに応じて回転検出手段を切り替える切替手段と、回転
検出手段の検出値に整合係数を乗算する乗算手段とを設
けたものである。
【0043】また、この発明の請求項5に係る直流電動
モータ式操舵装置は、請求項4において、直流電動モー
タの駆動モードが切り替わった後にインターバルを設定
するインターバル設定手段を設け、回転検出手段は、イ
ンターバルの間は直流電動モータの回転状態を検出しな
いようにしたものである。
【0044】また、この発明の請求項6に係る直流電動
モータ式操舵装置は、請求項4において、直流電動モー
タの駆動モードが切り替わった後にインターバルを設定
するインターバル設定手段と、インターバルの間の回転
検出手段の検出値に一次遅れ要素を付加する遅延手段と
を設けたものである。
【0045】また、この発明の請求項7に係る直流電動
モータ式操舵装置は、請求項1または請求項2または請
求項4において、直流電動モータの一対の出力端子のう
ちの少なくとも一方のモータ端子をバイアスするモータ
端子バイアス回路と、モータ端子のモータ端子電圧を検
出するモータ端子電圧検出手段と、直流電動モータが駆
動中か否かを判定するモータ駆動判定手段とを設け、回
転検出手段は、直流電動モータの非駆動時にはモータ端
子電圧に基づいて直流電動モータの回転状態を検出する
ものである。
【0046】
【作用】この発明の請求項1または請求項2において
は、ブリッジ回路に対する電源電圧およびPWM制御値
からモータ印加電圧を推定し、モータ電流とモータ印加
電圧の推定値とから、直流電動モータの回転数または少
なくとも直流電動モータが回転していることを回転状態
として検出する。
【0047】また、この発明の請求項3または請求項7
においては、直流電動モータの出力端子の少なくとも一
方をバイアスしてモータ端子電圧を検出し、直流電動モ
ータの非駆動時にモータ端子電圧から、直流電動モータ
の回転数または少なくとも直流電動モータが回転してい
ることを回転状態として検出する。
【0048】また、この発明の請求項4においては、直
流電動モータの駆動モードに応じてモータ回転状態を検
出し、各検出値に整合係数を乗算することによりモータ
回転数の推定値の誤差を少なくする。
【0049】また、この発明の請求項5においては、直
流電動モータの駆動モードが切り替わったときにインタ
ーバルを設け、このインターバル間における回転検出手
段の検出値を無視することにより、直流電動モータの回
転状態を表わす値を計算する上での誤差を少なくする。
【0050】また、この発明の請求項6においては、直
流電動モータの駆動モードが切り替わったときにインタ
ーバルを設け、このインターバル間における回転検出手
段の検出値に一次遅れ要素を付加することにより、直流
電動モータの回転状態を表わす値を計算する上での誤差
を少なくする。
【0051】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1(請求項1〜請求
項4および請求項7に対応)を図について説明する。図
1はこの発明の実施例1を示すブロック構成図であり、
12Aおよび20Aは、制御装置12およびCPU20
にそれぞれ対応しており、3、11、13、21〜2
4、BRおよび29〜33は図9と同様のものである。
また、この発明が適用される電動パワーステアリング装
置は図8に示した通りである。
【0052】25は直流電動モータ11の一方の出力端
子に接続されたモータ端子電圧検出回路であり、検出さ
れたモータ端子電圧VMTをCPU20Aに入力する。
26は直流電動モータ11の出力端子の一方に対してプ
ルアップバイアスを与えるためのダイオードであり、ア
ノードが電源回路21に接続され、カソードが直流電動
モータ11の出力端子の一方に接続されている。27は
ダイオード26と直流電動モータ11の出力端子の一方
との間に挿入された抵抗器、28は直流電動モータ11
の出力端子とグランドとの間に挿入された抵抗器であ
る。
【0053】ダイオード26、抵抗器27および28か
らなる直列回路は、直流電動モータ11の一対の出力端
子のうちの少なくとも一方のモータ端子をバイアスする
モータ端子バイアス回路を構成している。すなわち、抵
抗器27および28により電源電圧VBを分圧し、直流
電動モータ11の回転による発電電圧に分圧電圧を付加
することにより、直流電動モータ11が負の発電電圧を
生成しても、モータ端子電圧VMTは、処理に適した正
の所定値として検出される。
【0054】この場合、CPU20Aは、操舵トルクを
示す電気信号T1と、モータ電流IMと、ブリッジ回路
BRに供給される電源電圧VBと、モータ端子電圧VM
Tとを取り込み、ブリッジ回路BRに対するPWM制御
のためのデューティ信号(PWM信号PC1〜PC4に
対応)からなるモータ駆動信号DMを生成する。
【0055】また、CPU20Aは、ブリッジ回路BR
に対する電源電圧VBおよびPWM信号(PC1〜PC
4に相当)に基づいて直流電動モータ11に対するモー
タ印加電圧VMSを推定するモータ印加電圧推定手段
と、モータ電流IMおよびモータ印加電圧(推定値)V
MSに基づいて直流電動モータ11の回転状態を検出す
る回転検出手段と、直流電動モータ11が駆動中か否か
を判定するモータ駆動判定手段を含んでいる。
【0056】また、モータ駆動手段23は、CPU20
Aからのモータ駆動信号DMに応答して、ブリッジ回路
BRを構成する各一対のスイッチング素子のうちの一方
のスイッチング素子をオンとし且つ他方のスイッチング
素子をPWMスイッチング駆動する第1のモータ駆動モ
ードと、各一対のスイッチング素子の両方をPWMスイ
ッチング駆動する第2のモータ駆動モードとを有するも
のとする。
【0057】CPU20A内の回転検出手段は、直流電
動モータ11の駆動中においては、モータ電流IMおよ
びモータ印加電圧VMSに基づき、駆動モードに応じて
直流電動モータ11の回転状態を検出し、直流電動モー
タ11の非駆動時においては、モータ端子電圧VMTに
基づいて直流電動モータ11の回転状態を検出するよう
になっている。
【0058】したがって、CPU20Aは、直流電動モ
ータ11の駆動モードに応じて回転検出手段を切り替え
る切替手段と、回転検出手段の検出値に整合係数を乗算
する乗算手段とを含んでいるものとする。
【0059】次に、図2〜図5ならびに図10および図
11の各特性図を参照しながら、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、モータ電流
IMを検出することにより、第1の駆動モードにおいて
は、図10の特性図に基づいて、直流電動モータ11が
無回転状態になるモータ印加電圧VMの範囲および回転
状態が判定可能であることが分かる。たとえば、モータ
電流IM=IDのときに電動モータ11が無回転状態で
あれば、モータ印加電圧VMは、上限値VMD1以下且
つ下限値VMD2以上になる。
【0060】図2は図10に対応した特性図であり、第
1の駆動モードにおいて直流電動モータ11が回転した
ときのモータ電流IMおよびモータ印加電圧VMを示し
ており、B、C、VMD1、VMD2、IF1およびI
Dは前述と同様のものである。
【0061】図2において、TD1は直流電動モータ1
1が無回転状態での特性曲線、TD2は直流電動モータ
11が回転制御方向に外力等によりさらに回転させられ
ている状態(以下、追い込み状態と記す)での特性曲
線、TD3は直流電動モータ11が回転制御方向とは反
対方向に外力等により回転させられている状態(以下、
戻し状態と記す)での特性曲線である。
【0062】VMD、VMDOおよびVMDMは、それ
ぞれ、モータ電流IM=IDにおけるモータ印加電圧で
あり、VMDは無回転状態の特性曲線TD1に対するモ
ータ印加電圧、VMDOは追い込み状態の特性曲線TD
2に対するモータ印加電圧、VMDMは戻し状態の特性
曲線TD3に対するモータ印加電圧である。
【0063】以下、図2に基づいて、モータ電流IMが
IDのときのモータ回転数MRの推定動作について説明
する。まず、温度特性で決定している範囲から、モータ
電流IM=IDのときの無回転時のモータ印加電圧VM
の上限値VMD1および下限値VMD2を求める。
【0064】続いて、このときのモータ印加電圧(推定
値)VMSが、上限値VMD1よりも大きいか、下限値
VMD2よりも小さいか、または、下限値VMD2以上
且つ上限値VMD1以下の範囲内であるかを判定する。
たとえば、モータ印加電圧VMSが特性曲線TD1上の
値VMDである場合は、下限値VMD2以上且つ上限値
VMD1以下であることから、無回転状態と判定するこ
とができる。
【0065】また、モータ印加電圧VMSが特性曲線T
D2上の値VMDOである場合は、上限値VMD1より
も大きいことから、追い込み状態と判定することができ
る。この場合、モータ印加電圧VMDOと上限値VMD
1との差は、モータ回転数MRに比例した値となるの
で、この電圧差(VMDO−VMD1)からモータ回転
数MRを推定することができる。
【0066】また、モータ印加電圧VMSが特性曲線T
D3上の値VMDMである場合は、下限値VMD2より
も小さいことから、戻し状態と判定することができる。
この場合も、モータ印加電圧VMDMと下限値VMD2
との差は、モータ回転数MRに比例した値なので、この
電圧差(VMDM−VMD2)からモータ回転数MRを
推定することができる。
【0067】なお、図2において、直流電動モータ11
が戻し状態で且つ戻し回転数が大きく、モータ端子電圧
がマイナス値になった場合には、直流電動モータ11が
回転したか否かの判定は可能であるが、モータ回転数M
Rの推定は困難となる。仮に、モータ印加電圧検出装置
またはモータ印加電圧検出回路等を用いれば、モータ回
転数MRの推定が容易に可能であることは言うまでもな
い。
【0068】また、モータ電流IMが線形下限値IF1
以下の場合には、各特性曲線が非線形となるので、直流
電動モータ11が回転したかの判定は可能であるが、モ
ータ回転数MRの推定は困難となる。
【0069】一方、第2の駆動モードにおいては、図1
1の特性図に基づいて、直流電動モータ11が無回転状
態になるモータ印加電圧VMの範囲および回転状態が判
定可能であることが分かる。たとえば、モータ電流IM
=IQのときに電動モータ11が無回転状態であれば、
モータ印加電圧VMは、上限値VMQ1以下且つ下限値
VMQ2以上になる。
【0070】図3は図11に対応した特性図であり、第
2の駆動モードにおいて直流電動モータ11が回転した
ときのモータ電流IMおよびモータ印加電圧VMを示し
ており、B、C、VMQ1、VMQ2、IF2およびI
Qは前述と同様のものである。
【0071】図3において、TQ1は直流電動モータ1
1が無回転状態での特性曲線、TQ2は追い込み状態で
の特性曲線、TQ3は戻し状態での特性曲線である。V
MQ、VMQOおよびVMQMは、それぞれ、モータ電
流IM=IQに対する、特性曲線TQ1上のモータ印加
電圧、特性曲線TQ2上のモータ印加電圧、特性曲線T
Q3上のモータ印加電圧である。
【0072】以下、図3に基づいて、モータ電流IMが
IQのときのモータ回転数MRの推定動作について説明
する。まず、温度特性で決定している範囲から、モータ
電流IM=IQのときの無回転時のモータ印加電圧VM
の上限値VMQ1および下限値VMQ2を求める。
【0073】続いて、このときのモータ印加電圧(推定
値)VMSが、上限値VMQ1よりも大きいか、下限値
VMQ2よりも小さいか、または、下限値VMQ2以上
且つ上限値VMQ1以下の範囲内であるかを判定する。
たとえば、モータ印加電圧VMSが特性曲線TQ1上の
値VMQである場合は、下限値VMQ2以上且つ上限値
VMQ1以下であることから、無回転状態と判定するこ
とができる。
【0074】また、モータ印加電圧VMSが特性曲線T
Q2上の値VMQOである場合は、上限値VMQ1より
も大きいことから、追い込み状態と判定することができ
る。この場合、モータ印加電圧VMQOと上限値VMQ
1との差は、モータ回転数MRに比例した値となるの
で、この電圧差(VMQO−VMQ1)からモータ回転
数MRを推定することができる。
【0075】また、モータ印加電圧VMSが特性曲線T
Q3上の値VMQMである場合は、下限値VMQ2より
も小さいことから、戻し状態と判定することができる。
この場合も、モータ印加電圧VMQMと下限値VMQ2
との差は、モータ回転数MRに比例した値なので、この
電圧差(VMQM−VMQ2)からモータ回転数MRを
推定することができる。
【0076】なお、図3において、直流電動モータ11
が追い込み状態で且つ追い込み回転数が大きく、モータ
端子電圧が電源電圧VB以上の値になった場合には、直
流電動モータ11が回転したか否かの判定は可能である
が、モータ回転数MRの推定は困難となる。また、モー
タ電流IMが線形下限値IF2以下の場合には、各特性
曲線が非線形となるので、直流電動モータ11が回転し
たかの判定は可能であるが、モータ回転数MRの推定は
困難となる。
【0077】図4は直流電動モータ11が非駆動時(無
回転時)でのモータ回転数MRとモータ端子電圧VMT
との関係を示す特性図であり、モータ端子バイアス回路
26〜28によりバイアス電圧VTが印加された場合を
示す。
【0078】たとえば、モータ端子電圧VMTがバイア
ス電圧VTと等しいとき、直流電動モータ11は無回転
状態(発電電圧が0)であり、モータ端子電圧VMTが
バイアス電圧VTよりも大きい値VT1(発電電圧が
正)のとき、モータ回転数MRはR1となる。このモー
タ回転数MR(=R1)は、直流電動モータ11が外力
等で回転させられることによって、正または負の発電電
圧を発生することから検出される。
【0079】図5は電気信号T1が示す操舵トルクTに
対するモータ電流IMの目標電流IMOの関係を示す特
性図である。操舵トルクTに対する目標電流IMOは、
要求されるアシストトルクに相当する。次に、CPU2
0Aの処理手順を示す図6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、さらに詳細に説明する。
【0080】まず、CPU20Aは、入力インターフェ
ース回路22を介して、トルクセンサ3からの電気信号
T1をトルクデータとして入力する(ステップS4
0)。続いて、操舵トルクTを示す電気信号T1の値に
応じて、たとえば図5に示す特性にしたがって、直流電
動モータ11に流すべき電流の目標電流IMOを決定す
る(ステップS41)。
【0081】また、モータ電流検出回路24を介して、
直流電動モータ11に実際に流れているモータ電流IM
を電流データとして入力する(ステップS42)。続い
て、実測されたモータ電流IMと目標電流IMOとの偏
差から、モータ電流IMが目標電流IMOと一致するよ
うにデューティ値DTYを決定し(ステップS43)、
モータ駆動信号DMとしてモータ駆動回路23に出力す
る(ステップS44)。以上のステップS40〜S44
は従来装置と同様である。
【0082】次に、ステップS43で決定されたデュー
ティ値DTYに応じて、直流電動モータ11の駆動状態
すなわちモータ駆動中か否かを判定し(ステップS4
5)、判定結果(駆動時または非駆動時)によって、以
下のようにモータ回転数MRの推定処理方法を切り替え
る。
【0083】もし、ステップS45においてモータ駆動
中(すなわち、YES)と判定されれば、以下のよう
に、モータ印加電圧VMの推定値VMSに基づくモータ
回転数MRの推定を行う。まず、電源電圧検出回路33
は、直流電動モータ11および4つのFET29〜32
からなるH型のブリッジ回路BRに印加される電源電圧
VBを検出し、電圧データとしてCPU20Aに入力す
る(ステップS46)。
【0084】次に、ブリッジ回路BR内の各一対のFE
Tが第1の駆動モード(一方のFETのみがPWM駆
動)または第2の駆動モード(両方のFETがPWM駆
動)のいずれによって制御されているかを判定する(ス
テップS47)。
【0085】すなわち、たとえば、FET29がPWM
駆動されFET32がオン状態に固定(第1の駆動モー
ド)されているか、FET29およびFET32の両方
がPWM駆動(第2の駆動モード)されているかを判定
する。ここでは、上下のFET(たとえば、29および
32)の両方がPWM駆動(第2の駆動モード)か否か
を判定している。
【0086】もし第2の駆動モードであって、ステップ
S47において、上下のFET29および32の両方が
PWM駆動(すなわち、YES)と判定されれば、ま
ず、CPU20Aは、ブリッジ回路BRに対する電源電
圧VBおよびデューティ値DTY(モータ駆動信号D
M)からモータ印加電圧の推定値VMSを求める(ステ
ップS48)。このとき、モータ印加電圧推定値VMS
は以下の(1)式から求められる。
【0087】 VMS=(DTY−DO)×VB×K1 …(1)
【0088】但し、(1)式において、DOはデューテ
ィ値DTY(PWM出力値)の不感帯域(PWM出力値
が0ではないにもかかわらずモータ電流IMが流れない
PWM出力領域)、K1は係数である。
【0089】また、図3の特性に基づき、モータ電流I
M(たとえば、実測値IQ)から、モータ無回転判定用
の上限値VMQ1および下限値VMQ2を求める(ステ
ップS49)。次に、ステップS48で求めたモータ印
加電圧VMの推定値VMSと、ステップS49で求めた
モータ無回転時のモータ印加電圧判定値VMQ1および
VMQ2とを比較し、この比較結果に応じてモータ回転
数MRの推定値MRQを求める(ステップS50)。
【0090】すなわち、第2の駆動モード時のモータ回
転数推定値MRQは、上記比較結果が、VMS>VMQ
1(追い込み状態)のときは、係数K2を用いて、以下
の(2)式から求められる。
【0091】 MRQ=(VMS−VMQ1)×K2 …(2)
【0092】また、VMQ1≧VMS≧VMQ2(無回
転状態)のときは、MRQ=0であり、VMS<VMQ
2(戻し状態)のときは、(2)式と同様に係数K2を
用いて、以下の(3)式から求められる。
【0093】 MRQ=(VMQ2−VMS)×K2 …(3)
【0094】最後に、直流電動モータ11の駆動モード
(ここでは、第2の駆動モード)や回転数推定方法等の
相違によるモータ回転数推定値MRQのバラツキを補正
して検出精度を向上させるために、(2)式または
(3)式から求められたモータ回転数推定値MRQに整
合係数αを乗算し、最終的なモータ回転数MR(=MR
Q×α)を求める(ステップS51)。
【0095】一方、CPU20Aがブリッジ回路BRを
介して第1の駆動モードで直流電動モータ11を制御し
ており、ステップS47において、FET29がPWM
駆動され且つFET32がオン状態に固定されている
(すなわち、NO)と判定された場合は、まず、電源電
圧VBおよびデューティ値DTYからモータ印加電圧の
推定値VMSを求める(ステップS52)。このとき、
モータ印加電圧推定値VMSは、ステップS48の場合
と同様に(1)式から求められる。
【0096】また、図2の特性に基づき、モータ電流I
M(たとえば、実測値ID)から、モータ無回転判定用
の上限値VMD1および下限値VMD2を求める(ステ
ップS53)。次に、ステップS52で求めたモータ印
加電圧VMの推定値VMSと、ステップS53で求めた
モータ無回転時のモータ印加電圧判定値VMD1および
VMD2とを比較し、この比較結果に応じてモータ回転
数MRの推定値MRDを求める(ステップS54)。
【0097】すなわち、第1の駆動モード時のモータ回
転数推定値MRDは、上記比較結果が、VMS>VMD
1(追い込み状態)のときは、係数K3を用いて、以下
の(4)式から求められる。
【0098】 MRD=(VMS−VMD1)×K3 …(4)
【0099】また、VMD1≧VMS≧VMD2(無回
転状態)のときは、MRD=0であり、VMS<VMD
2(戻し状態)のときは、(4)式と同様に係数K3を
用いて、以下の(5)式から求められる。
【0100】 MRD=(VMD2−VMS)×K2 …(5)
【0101】最後に、直流電動モータ11の駆動モード
(ここでは、第1の駆動モード)や回転数推定方法等の
相違によるモータ回転数推定値MRDのバラツキを補正
して検出精度を向上させるために、(4)式または
(5)式から求められたモータ回転数推定値MRDに整
合係数βを乗算し、最終的なモータ回転数MR(=MR
D×β)を求める(ステップS55)。
【0102】一方、CPU20Aがモータ駆動信号DM
を生成せず、ステップS45において、電動モータ11
が非駆動時(すなわち、NO)と判定された場合は、モ
ータ電流IMが検出されないため、以下のように、モー
タ端子電圧VMTに基づくモータ回転数MRの推定を行
う。
【0103】まず、CPU20Aは、モータ端子電圧検
出回路25を介して、モータ端子電圧VMTを電圧デー
タとして入力する(ステップS56)。このとき、バイ
アス回路として、直流電動モータ11の出力端子の電源
側の一端には、抵抗器27を介してダイオード26のカ
ソードが接続され、ダイオード26のアノードは電源回
路21の出力端子に接続されている。また、直流電動モ
ータ11の出力端子のグランド側の他端は、抵抗器28
を介して接地されている。
【0104】これにより、図4のように、バイアス電圧
VTが付加されたモータ端子電圧VMTが検出される。
したがって、たとえば、モータ端子電圧VT1に対する
R1のように、モータ回転数MRの推定値MRVを求め
る(ステップS57)。
【0105】最後に、直流電動モータ11の駆動モード
(ここでは、非駆動モード)やモータ回転数推定方法の
相違によるモータ回転数推定値MRDのバラツキを補正
して検出精度を向上させるために、モータ回転数推定値
MRVに整合係数γを乗算して最終的なモータ回転数M
Rを求める(ステップS58)。このようなモータ回転
数MRの推定方法は、たとえば、直流電動モータ11で
後輪を制御する四輪走舵制御システムに用いられ得る。
【0106】実施例2.ここで、図7の波形図を参照し
ながら、直流電動モータ11の制御動作について簡単に
説明する。通常、モータ目標電流IMOに応じて直流電
動モータ11に電圧VMを印加しても、直流電動モータ
11に含まれるインダクタンス成分によって、モータ電
流IMの立ち上がりは時間tだけ遅れる。
【0107】一般的に、モータ目標電流IMOが変化し
た場合、モータ電流IMを素早くモータ目標電流IMO
に近づけるため、たとえば、図7のように、時刻t0に
おいて高いモータ印加電圧VMを印加する。そして、モ
ータ電流IMが目標電流IMOに追従するにつれて、モ
ータ印加電圧VMを下げて時刻t1で目標電圧に一致さ
せる方法が採用される。
【0108】したがって、上記実施例1のように、モー
タ印加電圧の推定値VMSおよびモータ電流IMからモ
ータ回転数MRを推定する場合、時間tの間、モータ電
流IMおよびモータ印加電圧VMが安定していないの
で、ステップS50またはS54でモータ回転数推定値
MRQまたはMRDを誤推定してしまう。
【0109】そこで、この発明の実施例2(請求項5に
対応)においては、直流電動モータ11の駆動モード
(または、モータ駆動状態)が切り替わった後にインタ
ーバル(たとえば、時間tに相当)を設定するインター
バル設定手段が設けられる。
【0110】この場合、インターバル設定手段は、駆動
モードが変化して、モータ目標電流IMOまたはモータ
印加電圧推定値VMSが大きく変化した場合に、所定の
インターバルの間、モータ回転数推定値MRQまたはM
RDを無視し、回転状態検出手段による回転状態の検出
を禁止する。したがって、モータ回転数推定値MRQま
たはMRDの誤検出による影響を防止することができ
る。
【0111】実施例3.また、この発明の実施例3(請
求項6に対応)においては、インターバル設定手段に加
えて、インターバルの間の回転状態検出値に一次遅れ要
素を付加する遅延手段が設けられる。すなわち、モータ
印加電圧の推定値VMSに一時遅れ要素を付加し、モー
タ印加電圧推定値VMSがモータ電流IMの応答性に近
似した値となるようにする。これにより、モータ回転数
推定値VMSの誤検出を防止することができる。
【0112】または、直流電動モータ11の駆動モード
(または、モータ駆動状態)が変化した後、設定された
インターバルの間に、モータ回転数推定値MRQまたは
MRDに一次遅れ要素を付加し、誤検出によるモータ回
転数MRの計算への影響を少なくしてもよい。
【0113】実施例4.(請求項1および請求項2に対
応)なお、上記実施例1では、直流電動モータ11の駆
動モードを切り替える場合を例にとって、駆動モードに
応じてCPU20A内の回転検出手段を切り替えたが、
第1の駆動モードまたは第2の駆動モードのみの装置に
適用することもできる。
【0114】たとえば、第1の駆動モードのみの装置に
おいては、図2の特性図から明らかなように、直流電動
モータ11が追い込み側に回されている場合のモータ回
転数MRの検出誤差を少なくすることができる。また、
第2の駆動モードのみの装置においては、図3の特性図
から明らかなように、直流電動モータ11が戻し側に回
されている場合のモータ回転数MRの検出誤差を少なく
することができる。
【0115】実施例5.(請求項3に対応)また、モー
タ非駆動時におけるモータ回転数MRの検出処理(ステ
ップS56〜S58)をモータ駆動時の回転検出処理
(ステップS48〜S55)とともに行うようにした
が、非駆動時の回転検出処理のみを行うようにしてもよ
い。
【0116】この場合、分圧抵抗器27および28を含
むモータ端子バイアス回路と、モータ端子電圧検出回路
25とを設けるだけでよいので、特にコストアップを招
くこともない。
【0117】実施例6.また、上記実施例1では、ステ
ップS51、S55またはS58において、整合係数
α、βまたはγを乗算することにより、モータ回転数推
定値MRの誤差を少なくしたが、誤差が特に問題になら
ない程度であれば、整合係数乗算ステップを省略するこ
ともできる。
【0118】実施例7.また、上記各実施例では、最終
的に直流電動モータ11の回転数MRを求めたが、少な
くとも直流電動モータ11が回転していることを回転状
態として検出してもよい。これにより、直流電動モータ
11の異常ロック等を検出することもできる。
【0119】また、モータ端子バイアス回路をプルアッ
プバイアスとして、直流電動モータ11の電源側出力端
子に設けたが、プルダウンバイアスとして、グランド側
出力端子に設けてもよい。同様に、モータ端子電圧検出
回路25をグランド側出力端子に設けたが、電源側出力
端子に設けてもよい。
【0120】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、直流電動モータおよび4つのスイッチング素子でブ
リッジ回路を構成するとともに、直流電動モータを正逆
のいずれか所定の方向に駆動する各一対のスイッチング
素子と、一対のスイッチング素子のうちの一方のスイッ
チング素子をオンとし且つ他方のスイッチング素子をP
WMスイッチング駆動するモータ駆動手段とを備えたも
のにおいて、直流電動モータに流れるモータ電流を検出
するモータ電流検出手段と、ブリッジ回路に供給される
電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、ブリッジ回路
に対する電源電圧およびPWM信号に基づいて直流電動
モータに対するモータ印加電圧を推定するモータ印加電
圧推定手段と、モータ電流およびモータ印加電圧に基づ
いて直流電動モータの回転状態を検出する回転検出手段
とを設けたので、ブリッジ回路を構成する各一対のFE
Tのうちの一方をPWM制御する場合に、モータ回転状
態の検出信頼性を向上させた直流電動モータ式操舵装置
が得られる効果がある。
【0121】また、この発明の請求項2によれば、直流
電動モータおよび4つのスイッチング素子でブリッジ回
路を構成するとともに、直流電動モータを正逆のいずれ
か所定の方向に駆動する各一対のスイッチング素子と、
一対のスイッチング素子の両方をPWMスイッチング駆
動するモータ駆動手段とを備えたものにおいて、直流電
動モータに流れるモータ電流を検出するモータ電流検出
手段と、ブリッジ回路に供給される電源電圧を検出する
電源電圧検出手段と、電源電圧およびブリッジ回路に対
するPWM信号に基づいて直流電動モータに対するモー
タ印加電圧を推定するモータ印加電圧推定手段と、モー
タ電流およびモータ印加電圧に基づいて直流電動モータ
の回転状態を検出する回転検出手段とを設けたので、ブ
リッジ回路を構成する各一対のFETの両方をPWM制
御する場合に、モータ回転状態の検出信頼性を向上させ
た直流電動モータ式操舵装置が得られる効果がある。
【0122】また、この発明の請求項3によれば、直流
電動モータおよび4つのスイッチング素子でブリッジ回
路を構成し、ブリッジ回路により直流電動モータを駆動
するものにおいて、直流電動モータの一対の出力端子の
うちの少なくとも一方のモータ端子をバイアスするモー
タ端子バイアス回路と、モータ端子電圧を検出するモー
タ端子電圧検出手段と、直流電動モータの非駆動時にお
けるモータ端子電圧に基づいて直流電動モータの回転状
態を検出する回転検出手段とを設けたので、4つのFE
Tからなるブリッジ回路により直流電動モータを駆動す
る場合に、コストアップを招くことなく、モータ非駆動
時のモータ回転状態の検出信頼性を向上させた直流電動
モータ式操舵装置が得られる効果がある。
【0123】また、この発明の請求項4によれば、直流
電動モータおよび4つのスイッチング素子でブリッジ回
路を構成するとともに、直流電動モータを正逆のいずれ
か所定の方向に駆動する各一対のスイッチング素子と、
一対のスイッチング素子のうちの一方のスイッチング素
子をオンとし且つ他方のスイッチング素子をPWMスイ
ッチング駆動する第1のモータ駆動モードと、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第
2のモータ駆動モードとを有するモータ駆動手段とを備
えたものにおいて、直流電動モータの駆動モードに応じ
て直流電動モータの回転状態を検出する回転検出手段
と、直流電動モータの駆動モードに応じて回転検出手段
を切り替える切替手段と、回転検出手段の検出値に整合
係数を乗算する乗算手段とを設け、モータ回転数の推定
値の誤差を少なくするようにしたので、ブリッジ回路を
構成する各一対のFETのうちの一方をPWM制御する
第1の駆動モードと、各一対のFETの両方をPWM制
御する第2の駆動モードとを有する場合に、モータ回転
状態の検出信頼性を向上させた直流電動モータ式操舵装
置が得られる効果がある。
【0124】また、この発明の請求項5によれば、請求
項4において、直流電動モータの駆動モードが切り替わ
った後にインターバルを設定するインターバル設定手段
を設け、回転検出手段は、インターバルの間は直流電動
モータの回転状態を検出しないようにし、直流電動モー
タの回転状態を表わす値を計算する上での誤差を少なく
するようにしたので、ブリッジ回路を構成する各一対の
FETのうちの一方をPWM制御する第1の駆動モード
と、各一対のFETの両方をPWM制御する第2の駆動
モードとを有する場合に、モータ回転状態の検出信頼性
を向上させた直流電動モータ式操舵装置が得られる効果
がある。
【0125】また、この発明の請求項6によれば、請求
項4において、直流電動モータの駆動モードが切り替わ
った後にインターバルを設定するインターバル設定手段
と、インターバルの間の回転検出手段の検出値に一次遅
れ要素を付加する遅延手段とを設け、直流電動モータの
回転状態を表わす値を計算する上での誤差を少なくする
ようにしたので、ブリッジ回路を構成する各一対のFE
Tのうちの一方をPWM制御する第1の駆動モードと、
各一対のFETの両方をPWM制御する第2の駆動モー
ドとを有する場合に、モータ回転状態の検出信頼性を向
上させた直流電動モータ式操舵装置が得られる効果があ
る。
【0126】また、この発明の請求項7によれば、請求
項1または請求項2または請求項4において、直流電動
モータの一対の出力端子のうちの少なくとも一方のモー
タ端子をバイアスするモータ端子バイアス回路と、モー
タ端子のモータ端子電圧を検出するモータ端子電圧検出
手段と、直流電動モータが駆動中か否かを判定するモー
タ駆動判定手段とを設け、回転検出手段は、直流電動モ
ータの非駆動時にはモータ端子電圧に基づいて直流電動
モータの回転状態を検出するようにしたので、コストア
ップを招くことなく、モータ駆動時およびモータ非駆動
時のモータ回転状態の検出信頼性を向上させた直流電動
モータ式操舵装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すブロック構成図であ
る。
【図2】この発明の実施例1の動作を説明するためのモ
ータ電流とモータ印加電圧との関係を示す特性図であ
る。
【図3】この発明の実施例1の動作を説明するためのモ
ータ電流とモータ印加電圧との関係を示す特性図であ
る。
【図4】この発明の実施例1の動作を説明するためのモ
ータ端子電圧とモータ回転数との関係を示す特性図であ
る。
【図5】この発明の実施例1に関連する電動パワーステ
アリング制御装置の動作を説明するための特性図であ
る。
【図6】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。
【図7】この発明の実施例1における直流電動モータの
制御動作を説明するための波形図である。
【図8】一般的な電動パワーステアリング制御装置を示
す構成図である。
【図9】一般的な直流電動モータ式操舵装置を示すブロ
ック構成図である。
【図10】一般的な直流電動モータ式操舵装置の動作を
説明するためのモータ電流とモータ印加電圧との関係を
示す特性図である。
【図11】一般的な直流電動モータ式操舵装置の動作を
説明するためのモータ電流とモータ印加電圧との関係を
示す特性図である。
【符号の説明】
11 直流電動モータ 20A CPU 23 モータ駆動回路 24 モータ電流検出回路 25 モータ端子電圧検出回路 26 ダイオード 27、28 抵抗器 26〜28 モータ端子バイアス回路 29〜32 FET(スイッチング素子) 33 電源電圧検出回路 BR ブリッジ回路 DM モータ駆動信号 IM モータ電流 MR モータ回転数(回転状態) PC1〜PC4 制御信号(PWM信号) VB 電源電圧 VM モータ印加電圧 VMS モータ印加電圧推定値 VMT モータ端子電圧 t インターバル時間 S42 モータ電流を入力するステップ S45 モータ駆動を判定するステップ S46 電源電圧を入力するステップ S47 モータ駆動モードを判定するステップ S48、S52 モータ印加電圧推定値を求めるステッ
プ S50、S54、S57 モータ回転数推定値を求める
ステップ S51、S55、S56 整合係数によりモータ回転数
を補正するステップ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電動モータおよび4つのスイッチン
    グ素子でブリッジ回路を構成するとともに、前記直流電
    動モータを正逆のいずれか所定の方向に駆動する各一対
    のスイッチング素子と、 前記一対のスイッチング素子のうちの一方のスイッチン
    グ素子をオンとし且つ他方のスイッチング素子をPWM
    スイッチング駆動するモータ駆動手段とを備えた直流電
    動モータ式操舵装置において、 前記直流電動モータに流れるモータ電流を検出するモー
    タ電流検出手段と、 前記ブリッジ回路に供給される電源電圧を検出する電源
    電圧検出手段と、 前記ブリッジ回路に対する電源電圧およびPWM信号に
    基づいて前記直流電動モータに対するモータ印加電圧を
    推定するモータ印加電圧推定手段と、 前記モータ電流および前記モータ印加電圧に基づいて前
    記直流電動モータの回転状態を検出する回転検出手段と
    を設けたことを特徴とする直流電動モータ式操舵装置。
  2. 【請求項2】 直流電動モータおよび4つのスイッチン
    グ素子でブリッジ回路を構成するとともに、前記直流電
    動モータを正逆のいずれか所定の方向に駆動する各一対
    のスイッチング素子と、 前記一対のスイッチング素子の両方をPWMスイッチン
    グ駆動するモータ駆動手段とを備えた直流電動モータ式
    操舵装置において、 前記直流電動モータに流れるモータ電流を検出するモー
    タ電流検出手段と、 前記ブリッジ回路に供給される電源電圧を検出する電源
    電圧検出手段と、 前記電源電圧および前記ブリッジ回路に対するPWM信
    号に基づいて前記直流電動モータに対するモータ印加電
    圧を推定するモータ印加電圧推定手段と、 前記モータ電流および前記モータ印加電圧に基づいて前
    記直流電動モータの回転状態を検出する回転検出手段と
    を設けたことを特徴とする直流電動モータ式操舵装置。
  3. 【請求項3】 直流電動モータおよび4つのスイッチン
    グ素子でブリッジ回路を構成し、前記ブリッジ回路によ
    り前記直流電動モータを駆動する直流電動モータ式操舵
    装置において、 前記直流電動モータの一対の出力端子のうちの少なくと
    も一方のモータ端子をバイアスするモータ端子バイアス
    回路と、 前記モータ端子のモータ端子電圧を検出するモータ端子
    電圧検出手段と、 前記直流電動モータの非駆動時における前記モータ端子
    電圧に基づいて前記直流電動モータの回転状態を検出す
    る回転検出手段とを設けたことを特徴とする直流電動モ
    ータ式操舵装置。
  4. 【請求項4】 直流電動モータおよび4つのスイッチン
    グ素子でブリッジ回路を構成するとともに、前記直流電
    動モータを正逆のいずれか所定の方向に駆動する各一対
    のスイッチング素子と、 前記一対のスイッチング素子のうちの一方のスイッチン
    グ素子をオンとし且つ他方のスイッチング素子をPWM
    スイッチング駆動する第1のモータ駆動モードと、前記
    一対のスイッチング素子の両方をPWMスイッチング駆
    動する第2のモータ駆動モードとを有するモータ駆動手
    段とを備えた直流電動モータ式操舵装置において、 前記直流電動モータの駆動モードに応じて前記直流電動
    モータの回転状態を検出する回転検出手段と、 前記直流電動モータの駆動モードに応じて前記回転検出
    手段を切り替える切替手段と、 前記回転検出手段の検出値に整合係数を乗算する乗算手
    段とを設けたことを特徴とする直流電動モータ式操舵装
    置。
  5. 【請求項5】 前記直流電動モータの駆動モードが切り
    替わった後にインターバルを設定するインターバル設定
    手段を設け、 前記回転検出手段は、前記インターバルの間は前記直流
    電動モータの回転状態を検出しないことを特徴とする請
    求項4の直流電動モータ式操舵装置。
  6. 【請求項6】 前記直流電動モータの駆動モードが切り
    替わった後にインターバルを設定するインターバル設定
    手段と、 前記インターバルの間の前記回転検出手段の検出値に一
    次遅れ要素を付加する遅延手段とを設けたことを特徴と
    する請求項4の直流電動モータ式操舵装置。
  7. 【請求項7】 前記直流電動モータの一対の出力端子の
    うちの少なくとも一方のモータ端子をバイアスするモー
    タ端子バイアス回路と、 前記モータ端子のモータ端子電圧を検出するモータ端子
    電圧検出手段と、 前記直流電動モータが駆動中か否かを判定するモータ駆
    動判定手段とを設け、 前記回転検出手段は、前記直流電動モータの非駆動時に
    は前記モータ端子電圧に基づいて前記直流電動モータの
    回転状態を検出することを特徴とする請求項1または請
    求項2または請求項4の直流電動モータ式操舵装置。
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