JPH08239050A - パワーステアリング装置 - Google Patents
パワーステアリング装置Info
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- JPH08239050A JPH08239050A JP4759895A JP4759895A JPH08239050A JP H08239050 A JPH08239050 A JP H08239050A JP 4759895 A JP4759895 A JP 4759895A JP 4759895 A JP4759895 A JP 4759895A JP H08239050 A JPH08239050 A JP H08239050A
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- Japan
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- voltage
- circuit
- torque
- vehicle speed
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 操舵輪に加えられたトルクを車速に応じて検
出しアシスト力を調整するパワーステアリング装置の提
供。 【構成】 車速センサ９から与えられる車速信号の周波
数をF/V コンバータ10で電圧に変換して車速に応じた電
圧を生成し、振幅制限回路20で発振振幅を制限すべく動
作する正, 負の電圧を生成する。その生成した電圧に基
づき発振回路30の差動増幅器７の出力電圧は抵抗Ｒ10を
介して振幅制限回路20へ与えられ、その発振振幅の波形
のうち、前記正負の電圧を越える部分が両ダイオードＤ
5 ，Ｄ6 により制限される。このように車速に応じて振
幅制限された発振回路30の差動増幅器６の出力電圧をト
ルク検出のために使用してアシスト力を調整すべく構成
する。
出しアシスト力を調整するパワーステアリング装置の提
供。 【構成】 車速センサ９から与えられる車速信号の周波
数をF/V コンバータ10で電圧に変換して車速に応じた電
圧を生成し、振幅制限回路20で発振振幅を制限すべく動
作する正, 負の電圧を生成する。その生成した電圧に基
づき発振回路30の差動増幅器７の出力電圧は抵抗Ｒ10を
介して振幅制限回路20へ与えられ、その発振振幅の波形
のうち、前記正負の電圧を越える部分が両ダイオードＤ
5 ，Ｄ6 により制限される。このように車速に応じて振
幅制限された発振回路30の差動増幅器６の出力電圧をト
ルク検出のために使用してアシスト力を調整すべく構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパワーステアリング装置
に関し、特に検出したトルクと車速との処理を一元化し
たパワーステアリング装置に関する。
に関し、特に検出したトルクと車速との処理を一元化し
たパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の操舵輪の操作力を補助するパワ
ーステアリング装置として電動式のものが開発されてい
る。これは操舵輪に加えられたトルクを検出し、検出し
たトルクに応じて操舵機構に設けている電動機を駆動し
て操舵輪の操作力を補助する構造となっている。本願出
願人は特願平６−205765号において、この種のトルク検
出装置として自動車の操舵輪の操作により生ずるトルク
でインダクタンスが変化するコイルに、発振回路の発振
出力を与え、該コイルに誘起する交流電圧により前記ト
ルクを検出するトルク検出装置を提案している。
ーステアリング装置として電動式のものが開発されてい
る。これは操舵輪に加えられたトルクを検出し、検出し
たトルクに応じて操舵機構に設けている電動機を駆動し
て操舵輪の操作力を補助する構造となっている。本願出
願人は特願平６−205765号において、この種のトルク検
出装置として自動車の操舵輪の操作により生ずるトルク
でインダクタンスが変化するコイルに、発振回路の発振
出力を与え、該コイルに誘起する交流電圧により前記ト
ルクを検出するトルク検出装置を提案している。
【０００３】自動車が停車時又は低速で走行中の場合、
操舵負荷が重い故操舵輪の操作力を補助するアシスト力
を大きくさせ、自動車が高速で走行中の場合、操舵負荷
が軽い故操舵輪の操作力を補助するアシスト力をその速
度に応じて小さくさせる必要がある。このためには操舵
輪の操作により生ずるトルクを検出して得たトルク信号
及び自動車の速度を検出して得た車速信号の２信号を処
理して所要のアシスト力で操舵機構に設けている電動機
を駆動しなければならない。
操舵負荷が重い故操舵輪の操作力を補助するアシスト力
を大きくさせ、自動車が高速で走行中の場合、操舵負荷
が軽い故操舵輪の操作力を補助するアシスト力をその速
度に応じて小さくさせる必要がある。このためには操舵
輪の操作により生ずるトルクを検出して得たトルク信号
及び自動車の速度を検出して得た車速信号の２信号を処
理して所要のアシスト力で操舵機構に設けている電動機
を駆動しなければならない。
【０００４】従ってトルク信号及び車速信号のデータを
夫々マイクロコンピュータで処理してデューティ比を求
め、求めたデューティ比に基づきモータの駆動回路を制
御している。しかし２信号をマイクロコンピュータで処
理しなければならないのでその処理が複雑であった。こ
の車速信号及びトルク信号を一元化して処理すべく特開
平２−88361 号公報においてステアリングを駆動するモ
ータ、操舵トルクを変位に変換するトルク−変位変換器
と該変換器の出力を電気信号に変換するポテンショメー
タとを有するトルクセンサ、該トルクセンサの出力を受
け前記モータを駆動する手段、車速の増加と共に出力が
減少するF/V 変換回路及び該F/V 変換回路の出力を前記
ポテンショメータの＋側電源電圧として供給する手段を
備えた電動式パワーステアリング装置が提案されてい
る。
夫々マイクロコンピュータで処理してデューティ比を求
め、求めたデューティ比に基づきモータの駆動回路を制
御している。しかし２信号をマイクロコンピュータで処
理しなければならないのでその処理が複雑であった。こ
の車速信号及びトルク信号を一元化して処理すべく特開
平２−88361 号公報においてステアリングを駆動するモ
ータ、操舵トルクを変位に変換するトルク−変位変換器
と該変換器の出力を電気信号に変換するポテンショメー
タとを有するトルクセンサ、該トルクセンサの出力を受
け前記モータを駆動する手段、車速の増加と共に出力が
減少するF/V 変換回路及び該F/V 変換回路の出力を前記
ポテンショメータの＋側電源電圧として供給する手段を
備えた電動式パワーステアリング装置が提案されてい
る。
【０００５】この従来例においては、車速が増加した場
合F/V 変換回路の出力が減少し、トルクセンサのポテン
ショメータの電源電圧が減少する。従ってポテンショメ
ータの出力を減少し、ステアリングを駆動するモータの
回転力が小さくなる。このようにポテンショメータを有
するトルクセンサを備えた電動式パワーステアリング装
置において、トルク信号と車速信号の２信号を検出し、
マイクロコンピュータを利用せず、アシスト力を得てい
る故、検出後の処理が容易である。
合F/V 変換回路の出力が減少し、トルクセンサのポテン
ショメータの電源電圧が減少する。従ってポテンショメ
ータの出力を減少し、ステアリングを駆動するモータの
回転力が小さくなる。このようにポテンショメータを有
するトルクセンサを備えた電動式パワーステアリング装
置において、トルク信号と車速信号の２信号を検出し、
マイクロコンピュータを利用せず、アシスト力を得てい
る故、検出後の処理が容易である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来例の実施例に
よればポテンショメータはトルク−変位変換器の右方向
角度変位に応じた右方向電気信号を出力する第１のポテ
ンショメータ及びトルク変位変換器の左方向角度変位に
応じた左方向電気信号を出力する第２のポテンショメー
タにより構成され、またモータはバッテリ電源により駆
動されている。それ故、ポテンショメータの特性が同一
でない場合、操舵輪の回転角度の変化率が左と右とで同
一とならず、ポテンショメータの調整が困難である。ま
た自動車のバッテリ電源はエンジン点火・気温の激変等
のためその電圧変動率が大きく操舵トルク又は車速に応
じたアシスト力を得るためバッテリ電源を使用すること
に困難な側面があるという問題があった。
よればポテンショメータはトルク−変位変換器の右方向
角度変位に応じた右方向電気信号を出力する第１のポテ
ンショメータ及びトルク変位変換器の左方向角度変位に
応じた左方向電気信号を出力する第２のポテンショメー
タにより構成され、またモータはバッテリ電源により駆
動されている。それ故、ポテンショメータの特性が同一
でない場合、操舵輪の回転角度の変化率が左と右とで同
一とならず、ポテンショメータの調整が困難である。ま
た自動車のバッテリ電源はエンジン点火・気温の激変等
のためその電圧変動率が大きく操舵トルク又は車速に応
じたアシスト力を得るためバッテリ電源を使用すること
に困難な側面があるという問題があった。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、パワーステアリング装置で生
成した生成電圧でモータを駆動すべくトルクに基づいて
コイルに誘起した電圧値を単一のトルクセンサで検出
し、その値を車速に応じて補正することにより、トルク
信号及び車速信号を一元的に処理して得たデータに基づ
きモータの駆動回路を制御するパワーステアリング装置
を提供することを目的とする。
になされたものであって、パワーステアリング装置で生
成した生成電圧でモータを駆動すべくトルクに基づいて
コイルに誘起した電圧値を単一のトルクセンサで検出
し、その値を車速に応じて補正することにより、トルク
信号及び車速信号を一元的に処理して得たデータに基づ
きモータの駆動回路を制御するパワーステアリング装置
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るパワース
テアリング装置は、車両の操舵輪の操作により生ずるト
ルクに応じてインダクタンスが変化するコイルに、発振
回路の出力を与えて誘起させた誘起電圧により前記トル
クを検出する単一のトルクセンサを備え、検出したトル
クに応じてアシスト力を調整するパワーステアリング装
置において、前記車両の速度を検出して得たパルス信号
に基づき直流電圧を生成する直流電圧生成回路と、該直
流電圧生成回路で生成した直流電圧に基づき前記発振回
路の出力の振幅を制限する振幅制限回路とを備えたこと
を特徴とする。第２発明に係るパワーステアリング装置
は、前記振幅制限回路は前記パルス信号の周期が短い場
合、前記発振回路の出力の振幅を低下させることを特徴
とする。
テアリング装置は、車両の操舵輪の操作により生ずるト
ルクに応じてインダクタンスが変化するコイルに、発振
回路の出力を与えて誘起させた誘起電圧により前記トル
クを検出する単一のトルクセンサを備え、検出したトル
クに応じてアシスト力を調整するパワーステアリング装
置において、前記車両の速度を検出して得たパルス信号
に基づき直流電圧を生成する直流電圧生成回路と、該直
流電圧生成回路で生成した直流電圧に基づき前記発振回
路の出力の振幅を制限する振幅制限回路とを備えたこと
を特徴とする。第２発明に係るパワーステアリング装置
は、前記振幅制限回路は前記パルス信号の周期が短い場
合、前記発振回路の出力の振幅を低下させることを特徴
とする。
【０００９】
【作用】第１発明に係るパワーステアリング装置では、
直流電圧生成回路が車両の速度を検出して得たパルス信
号に基づき車両の速度に応じた直流電圧を生成し、その
生成した直流電圧に基づいて操舵トルクを検出するコイ
ルに与える交流を発振する発振回路の発振電圧を制御す
ることにより車両の速度に応じてコイルの誘起電圧値を
制限する。それ故、車両の速度及び操舵トルクに応じた
アシスト力が調整される。第２発明に係るパワーステア
リング装置では、振幅制限回路は車両の速度を検出して
得たパルス信号の周期が短い場合、前記発振回路の出力
の振幅を低下させる。それ故、車両の速度が速い場合検
出したトルクは補正されて小さくなり生成されるアシス
ト力は小さい。
直流電圧生成回路が車両の速度を検出して得たパルス信
号に基づき車両の速度に応じた直流電圧を生成し、その
生成した直流電圧に基づいて操舵トルクを検出するコイ
ルに与える交流を発振する発振回路の発振電圧を制御す
ることにより車両の速度に応じてコイルの誘起電圧値を
制限する。それ故、車両の速度及び操舵トルクに応じた
アシスト力が調整される。第２発明に係るパワーステア
リング装置では、振幅制限回路は車両の速度を検出して
得たパルス信号の周期が短い場合、前記発振回路の出力
の振幅を低下させる。それ故、車両の速度が速い場合検
出したトルクは補正されて小さくなり生成されるアシス
ト力は小さい。
【００１０】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係るトルク検出装置
における要部の回路図である。図において９は車速セン
サであり、単位時間当たりのパルス数が自動車の速度に
比例するパルス信号を、車速信号としてF/V コンバータ
10へ与える。この車速信号が第１コンデンサＣ1 及び第
１ダイオードＤ1 を直列に介して差動増幅器１の一側入
力端子へ与えられ、第１コンデンサＣ1 及び第１ダイオ
ードＤ1 の接続点と接地間に第２ダイオードＤ2 が接続
され、差動増幅器１の＋側入力端子は接地され、その出
力端子と一側入力端子との間に第６抵抗Ｒ6 及び第２コ
ンデンサＣ2 が並列に接続されてF/V コンバータ10を構
成している。
具体的に説明する。図１は本発明に係るトルク検出装置
における要部の回路図である。図において９は車速セン
サであり、単位時間当たりのパルス数が自動車の速度に
比例するパルス信号を、車速信号としてF/V コンバータ
10へ与える。この車速信号が第１コンデンサＣ1 及び第
１ダイオードＤ1 を直列に介して差動増幅器１の一側入
力端子へ与えられ、第１コンデンサＣ1 及び第１ダイオ
ードＤ1 の接続点と接地間に第２ダイオードＤ2 が接続
され、差動増幅器１の＋側入力端子は接地され、その出
力端子と一側入力端子との間に第６抵抗Ｒ6 及び第２コ
ンデンサＣ2 が並列に接続されてF/V コンバータ10を構
成している。
【００１１】図２はF/V コンバータ10の特性を示す車速
及び出力電圧の関係を示すグラフである。単位時間にお
ける車速パルス数即ち周波数は車速に比例しており、こ
れがF/V コンバータ10で電圧に変換される。車速０の場
合出力電圧は０であり、最高車速の場合出力電圧はＶa
より小さく、車速と出力電圧とは比例している。
及び出力電圧の関係を示すグラフである。単位時間にお
ける車速パルス数即ち周波数は車速に比例しており、こ
れがF/V コンバータ10で電圧に変換される。車速０の場
合出力電圧は０であり、最高車速の場合出力電圧はＶa
より小さく、車速と出力電圧とは比例している。
【００１２】F/V コンバータ10における差動増幅器１の
出力端子は、差動増幅器２の＋側入力端子及び差動増幅
器３の一側入力端子に接続され、差動増幅器２の一側入
力端子に電圧＋Ｖa が与えられ、差動増幅器３の＋側入
力端子に電圧＋Ｖa が与えられ、差動増幅器２ (又は
３) の出力端子は差動増幅器４ (又は５) の＋側入力端
子に接続され、差動増幅器４の出力端子と一側入力端子
との間に第３ダイオードＤ3 が接続され、差動増幅器５
の出力端子と一側入力端子との間にダイオードＤ 4 が接
続され、両差動増幅器４, ５の出力端子は第５ダイオー
ドＤ5 ，第６ダイオードＤ6 を介して接続されて振幅制
限回路20を構成する。
出力端子は、差動増幅器２の＋側入力端子及び差動増幅
器３の一側入力端子に接続され、差動増幅器２の一側入
力端子に電圧＋Ｖa が与えられ、差動増幅器３の＋側入
力端子に電圧＋Ｖa が与えられ、差動増幅器２ (又は
３) の出力端子は差動増幅器４ (又は５) の＋側入力端
子に接続され、差動増幅器４の出力端子と一側入力端子
との間に第３ダイオードＤ3 が接続され、差動増幅器５
の出力端子と一側入力端子との間にダイオードＤ 4 が接
続され、両差動増幅器４, ５の出力端子は第５ダイオー
ドＤ5 ，第６ダイオードＤ6 を介して接続されて振幅制
限回路20を構成する。
【００１３】両差動増幅器２, ３の増幅度は１であり、
差動増幅器４ (又は５) は、その＋側入力端子の電圧が
負 (又は正) である場合にボルテージフォロアとして動
作する。そして差動増幅器４は速度の増加に比例して−
Ｖa から直線的に増加する負電圧を生成し、差動増幅器
５は、速度の増加に比例して＋Ｖa から直線的に減少す
る正電圧を生成する。
差動増幅器４ (又は５) は、その＋側入力端子の電圧が
負 (又は正) である場合にボルテージフォロアとして動
作する。そして差動増幅器４は速度の増加に比例して−
Ｖa から直線的に増加する負電圧を生成し、差動増幅器
５は、速度の増加に比例して＋Ｖa から直線的に減少す
る正電圧を生成する。
【００１４】図３は振幅制限回路20における両差動増幅
器２, ３の入出力特性を示すグラフである。図において
(a) は差動増幅器２の入出力特性を示し、車速０におい
て出力電圧は−Ｖa であり、車速が速くなるに従い出力
電圧の絶対値は直線的に小となる。また(b) は差動増幅
器３の入出力特性を示し、車速０において出力電圧は＋
Ｖa であり、車速が速くなるに従って出力電圧は直線的
に小となる。
器２, ３の入出力特性を示すグラフである。図において
(a) は差動増幅器２の入出力特性を示し、車速０におい
て出力電圧は−Ｖa であり、車速が速くなるに従い出力
電圧の絶対値は直線的に小となる。また(b) は差動増幅
器３の入出力特性を示し、車速０において出力電圧は＋
Ｖa であり、車速が速くなるに従って出力電圧は直線的
に小となる。
【００１５】差動増幅器４ (又は５) は、その＋側入力
端子の電圧が負 (又は正) である場合にボルテージフォ
ロアとして動作する。それ故、その入出力特性は図３
(a) ｛又は図３(b) ｝に示すものとほぼ同様である。即
ち任意の車速における両差動増幅器４, ５の出力電圧
は、その極性が逆であり、その絶対値は等しい。この
正,負の両出力電圧は両ダイオードＤ5 ，Ｄ6 により短
絡しない。この両出力電圧が後述するように発振回路30
の発振振幅を制限すべく動作する。
端子の電圧が負 (又は正) である場合にボルテージフォ
ロアとして動作する。それ故、その入出力特性は図３
(a) ｛又は図３(b) ｝に示すものとほぼ同様である。即
ち任意の車速における両差動増幅器４, ５の出力電圧
は、その極性が逆であり、その絶対値は等しい。この
正,負の両出力電圧は両ダイオードＤ5 ，Ｄ6 により短
絡しない。この両出力電圧が後述するように発振回路30
の発振振幅を制限すべく動作する。
【００１６】図１に戻り説明する。振幅制限回路20にお
ける両ダイオードＤ5 , Ｄ6 の接続点は第７抵抗Ｒ7 及
び第８抵抗Ｒ8 を直列に介して差動増幅器６の＋側入力
端子に接続され、その＋側入力端子と接地間に第３コン
デンサＣ3 が接続される。差動増幅器６の出力端子は、
その一側入力端子と接続され、両抵抗Ｒ7 , Ｒ8 の接続
点と第４コンデンサＣ4 を介して接続され、差動増幅器
７の一側入力端子と第９抵抗Ｒ9 を介して接続される。
差動増幅器７の＋側入力端子は接地され、差動増幅器７
の出力端子はその一側入力端子と第５コンデンサＣ5 を
介して接続され、振幅制限回路20における両ダイオード
Ｄ5 , Ｄ6 の接続点と第10抵抗Ｒ10を介して接続され
て、発振回路30を構成している。差動増幅器６はバター
ワース型の低域炉波器を形成し、発振周波数において位
相が90°遅れ、利得が１／√２倍となる。差動増幅器７
は積分回路を形成し発振周波数において位相が 270°遅
れる。そして利得を√２倍以上とすることにより発振回
路30は発振する。この発振出力は差動増幅器７の出力端
子から第10抵抗Ｒ10を介して振幅制限回路20へ与えられ
る。同じく発振回路30が発振した発振出力は、差動増幅
器６の出力端子から図示しない回路へ直流電圧を含んで
与えられる。
ける両ダイオードＤ5 , Ｄ6 の接続点は第７抵抗Ｒ7 及
び第８抵抗Ｒ8 を直列に介して差動増幅器６の＋側入力
端子に接続され、その＋側入力端子と接地間に第３コン
デンサＣ3 が接続される。差動増幅器６の出力端子は、
その一側入力端子と接続され、両抵抗Ｒ7 , Ｒ8 の接続
点と第４コンデンサＣ4 を介して接続され、差動増幅器
７の一側入力端子と第９抵抗Ｒ9 を介して接続される。
差動増幅器７の＋側入力端子は接地され、差動増幅器７
の出力端子はその一側入力端子と第５コンデンサＣ5 を
介して接続され、振幅制限回路20における両ダイオード
Ｄ5 , Ｄ6 の接続点と第10抵抗Ｒ10を介して接続され
て、発振回路30を構成している。差動増幅器６はバター
ワース型の低域炉波器を形成し、発振周波数において位
相が90°遅れ、利得が１／√２倍となる。差動増幅器７
は積分回路を形成し発振周波数において位相が 270°遅
れる。そして利得を√２倍以上とすることにより発振回
路30は発振する。この発振出力は差動増幅器７の出力端
子から第10抵抗Ｒ10を介して振幅制限回路20へ与えられ
る。同じく発振回路30が発振した発振出力は、差動増幅
器６の出力端子から図示しない回路へ直流電圧を含んで
与えられる。
【００１７】図４は発振回路の差動増幅器７の出力端子
における出力電圧の波形を示すグラフである。図におい
て横軸は時間軸であり、縦軸は電圧軸であり、出力電圧
の振幅はＶa である。そしてＶa ＞Ｖb である。次に発
振回路30の発振振幅を制限する動作について説明する。
通常の速度において振幅制限回路20の差動増幅器４ (又
は５) の出力電圧は−Ｖb (又は＋Ｖb) である。また
発振回路30の差動増幅器７の発振振幅はＶa であり、Ｖ
a ＞Ｖbである故、差動増幅器７の発振出力の値は、＋
Ｖb を越えた場合第６ダイオードＤ6 で＋Ｖb に制限さ
れ、−Ｖb を越えた場合第５ダイオードＤ5 で−Ｖb に
制限される。
における出力電圧の波形を示すグラフである。図におい
て横軸は時間軸であり、縦軸は電圧軸であり、出力電圧
の振幅はＶa である。そしてＶa ＞Ｖb である。次に発
振回路30の発振振幅を制限する動作について説明する。
通常の速度において振幅制限回路20の差動増幅器４ (又
は５) の出力電圧は−Ｖb (又は＋Ｖb) である。また
発振回路30の差動増幅器７の発振振幅はＶa であり、Ｖ
a ＞Ｖbである故、差動増幅器７の発振出力の値は、＋
Ｖb を越えた場合第６ダイオードＤ6 で＋Ｖb に制限さ
れ、−Ｖb を越えた場合第５ダイオードＤ5 で−Ｖb に
制限される。
【００１８】図５は両ダイオードＤ5 , Ｄ6 の接続点の
電圧波形を示すグラフである。図において横軸は時間軸
であり、縦軸は電圧軸である。そして車速が大となる場
合、Ｖb の値は直線的に小となり、発振回路30の発振振
幅も小となる。図６は温度補償のためにコイルを２系統
設けてトルクを検出し、アシスト力を調整するパワース
テアリング装置の要部ブロック図である。図において10
はF/Vコンバータであって、図示しない車速センサから
与えられる車速信号のパルス周波数を電圧に変換する。
振幅制限回路20は、その変換された電圧に基づき発振回
路30の発振振幅を制限する。
電圧波形を示すグラフである。図において横軸は時間軸
であり、縦軸は電圧軸である。そして車速が大となる場
合、Ｖb の値は直線的に小となり、発振回路30の発振振
幅も小となる。図６は温度補償のためにコイルを２系統
設けてトルクを検出し、アシスト力を調整するパワース
テアリング装置の要部ブロック図である。図において10
はF/Vコンバータであって、図示しない車速センサから
与えられる車速信号のパルス周波数を電圧に変換する。
振幅制限回路20は、その変換された電圧に基づき発振回
路30の発振振幅を制限する。
【００１９】発振回路30は直流電源Ｅを供給されてお
り、発振回路30の差動増幅器６の出力端子が出力する発
振電圧は直流電圧を含んで電流増幅回路31、反転電流増
幅回路32及びサンプリングパルス発生回路27,28 へ与え
られる。電流増幅回路31の出力端子と、反転電流増幅回
路32の出力端子との間には、温度補償コイルＬ1 とトル
ク検出コイルＬ2 との直列回路が介装されている。温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との直列回路に
は、主回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との直列回
路及びフェイルセーフ用である補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ 2 ′との直列回路が夫々並列接続され
ている。温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 と
の接続部は、差動増幅回路35の一側入力端子及び差動増
幅回路36の一側入力端子と接続されている。
り、発振回路30の差動増幅器６の出力端子が出力する発
振電圧は直流電圧を含んで電流増幅回路31、反転電流増
幅回路32及びサンプリングパルス発生回路27,28 へ与え
られる。電流増幅回路31の出力端子と、反転電流増幅回
路32の出力端子との間には、温度補償コイルＬ1 とトル
ク検出コイルＬ2 との直列回路が介装されている。温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との直列回路に
は、主回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との直列回
路及びフェイルセーフ用である補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ 2 ′との直列回路が夫々並列接続され
ている。温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 と
の接続部は、差動増幅回路35の一側入力端子及び差動増
幅回路36の一側入力端子と接続されている。
【００２０】主回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 と
の接続部は、差動増幅回路35の他側入力端子と接続され
ている。補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′
との接続部は、差動増幅回路36の他側入力端子と接続さ
れている。差動増幅回路35の出力端子は同期検波回路22
の入力端子と、差動増幅回路36の出力端子は同期検波回
路25の入力端子と接続されている。サンプリングパルス
発生回路27のパルス出力端子は同期検波回路22のサンプ
リングパルス入力端子と、サンプリングパルス発生回路
28のパルス出力端子は同期検波回路25のサンプリングパ
ルス入力端子と接続されている。
の接続部は、差動増幅回路35の他側入力端子と接続され
ている。補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′
との接続部は、差動増幅回路36の他側入力端子と接続さ
れている。差動増幅回路35の出力端子は同期検波回路22
の入力端子と、差動増幅回路36の出力端子は同期検波回
路25の入力端子と接続されている。サンプリングパルス
発生回路27のパルス出力端子は同期検波回路22のサンプ
リングパルス入力端子と、サンプリングパルス発生回路
28のパルス出力端子は同期検波回路25のサンプリングパ
ルス入力端子と接続されている。
【００２１】同期検波回路22の出力端子はサンプルホー
ルド回路23の入力端子と、同期検波回路25の出力端子は
サンプルホールド回路26の入力端子と接続されている。
サンプルホールド回路23の出力端子は電圧・電流変換回
路39の入力端子と、サンプルホールド回路26の出力端子
は電圧・電流変換回路40の入力端子と接続されている。
電圧・電流変換回路39から主回路用のトルク検出信号Ｔ
S が出力され、電圧・電流変換回路40から補助回路用の
トルク検出信号ＴS ′が出力されている。
ルド回路23の入力端子と、同期検波回路25の出力端子は
サンプルホールド回路26の入力端子と接続されている。
サンプルホールド回路23の出力端子は電圧・電流変換回
路39の入力端子と、サンプルホールド回路26の出力端子
は電圧・電流変換回路40の入力端子と接続されている。
電圧・電流変換回路39から主回路用のトルク検出信号Ｔ
S が出力され、電圧・電流変換回路40から補助回路用の
トルク検出信号ＴS ′が出力されている。
【００２２】図７は、同期検波回路22(25)及びサンプル
ホールド回路23(26)の構成例を示すブロック図である。
同期検波回路22は、サンプリングパルスが与えられサン
プリングパルスに同期してスイッチング動作を行うスイ
ッチング回路24と、スイッチング回路24の入力端子に直
列接続され、スイッチング回路24のオン抵抗より大であ
る抵抗Ｒ3 とで構成されている。
ホールド回路23(26)の構成例を示すブロック図である。
同期検波回路22は、サンプリングパルスが与えられサン
プリングパルスに同期してスイッチング動作を行うスイ
ッチング回路24と、スイッチング回路24の入力端子に直
列接続され、スイッチング回路24のオン抵抗より大であ
る抵抗Ｒ3 とで構成されている。
【００２３】サンプルホールド回路23は、スイッチング
回路24の出力端子及び電圧・電流変換回路39間に接続さ
れた抵抗Ｒ4 と、抵抗Ｒ4 と電圧・電流変換回路39との
接続点及び接地端子間に接続されたコンデンサＣと、コ
ンデンサＣに並列接続されたプルダウン抵抗Ｒ5 とで構
成されている。コンデンサＣとプルダウン抵抗Ｒ5 の接
続点は、電源Ｅを介して接地されている。尚、抵抗Ｒ4
は無くてもよい。
回路24の出力端子及び電圧・電流変換回路39間に接続さ
れた抵抗Ｒ4 と、抵抗Ｒ4 と電圧・電流変換回路39との
接続点及び接地端子間に接続されたコンデンサＣと、コ
ンデンサＣに並列接続されたプルダウン抵抗Ｒ5 とで構
成されている。コンデンサＣとプルダウン抵抗Ｒ5 の接
続点は、電源Ｅを介して接地されている。尚、抵抗Ｒ4
は無くてもよい。
【００２４】以下に、このような構成のトルク検出装置
の動作を、図８〜図16に示す各部の電圧波形図を参照し
ながら説明する。発振回路30を発振動作させると、発振
回路30は、図８に示すように、直流電圧ＶD によりバイ
アスされた発振電圧ＶA を出力する。そして、この直流
電圧ＶDを含んだ発振電圧ＶA が電流増幅回路31及び反
転電流増幅回路32へ入力され、電流増幅回路31は、図９
に示すように、発振回路30の出力電圧と同位相の交流電
圧ＶB 及び正の直流電圧ＶD を出力する。
の動作を、図８〜図16に示す各部の電圧波形図を参照し
ながら説明する。発振回路30を発振動作させると、発振
回路30は、図８に示すように、直流電圧ＶD によりバイ
アスされた発振電圧ＶA を出力する。そして、この直流
電圧ＶDを含んだ発振電圧ＶA が電流増幅回路31及び反
転電流増幅回路32へ入力され、電流増幅回路31は、図９
に示すように、発振回路30の出力電圧と同位相の交流電
圧ＶB 及び正の直流電圧ＶD を出力する。
【００２５】一方、反転電流増幅回路32は、図10に示す
ように、発振回路30の発振電圧の位相を 180°ずらせた
交流電圧ＶC 及び正の直流電圧ＶD を出力する。これに
より温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との直
列回路の両端には交流電圧Ｖ B とＶC との差電圧、つま
り発振電圧ＶA の２倍の高い電圧が与えられる。
ように、発振回路30の発振電圧の位相を 180°ずらせた
交流電圧ＶC 及び正の直流電圧ＶD を出力する。これに
より温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との直
列回路の両端には交流電圧Ｖ B とＶC との差電圧、つま
り発振電圧ＶA の２倍の高い電圧が与えられる。
【００２６】また、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コ
イルＬ2 との直列回路の両端には同電位の直流電圧ＶD
が与えられている為、温度補償コイルＬ1 及びトルク検
出コイルＬ2 には、直流電流は流れない。そして、温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部の交
流電圧は、図11に示すように、トルク検出コイルＬ2の
インピーダンスが温度補償コイルＬ1 のインピーダンス
より大きい場合は、発振電圧ＶA と同位相の交流電圧Ｖ
B の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧Ｖ A と逆位
相の交流電圧ＶC の変化をする。
イルＬ2 との直列回路の両端には同電位の直流電圧ＶD
が与えられている為、温度補償コイルＬ1 及びトルク検
出コイルＬ2 には、直流電流は流れない。そして、温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部の交
流電圧は、図11に示すように、トルク検出コイルＬ2の
インピーダンスが温度補償コイルＬ1 のインピーダンス
より大きい場合は、発振電圧ＶA と同位相の交流電圧Ｖ
B の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧Ｖ A と逆位
相の交流電圧ＶC の変化をする。
【００２７】また、第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接
続部の直流電圧は、両抵抗Ｒ1 とＲ 2 とが等しい場合
は、図12に示すように、直流電圧ＶD となる。そして、
温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
の電圧及び第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接続部の電
圧が、差動増幅回路35へ入力されて差動増幅され、その
出力電圧は、図13に示すように、変化して同期検波回路
22へ入力される。ここで、発振回路30の発振電圧ＶA が
サンプリングパルス発生回路27へ入力されており、発振
電圧ＶA （の交流部分）の正電圧に同期して、図14に示
すように、サンプリングパルスSPa を発生しており、こ
のサンプリングパルスSPa が同期検波回路22へ与えられ
る。
続部の直流電圧は、両抵抗Ｒ1 とＲ 2 とが等しい場合
は、図12に示すように、直流電圧ＶD となる。そして、
温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
の電圧及び第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接続部の電
圧が、差動増幅回路35へ入力されて差動増幅され、その
出力電圧は、図13に示すように、変化して同期検波回路
22へ入力される。ここで、発振回路30の発振電圧ＶA が
サンプリングパルス発生回路27へ入力されており、発振
電圧ＶA （の交流部分）の正電圧に同期して、図14に示
すように、サンプリングパルスSPa を発生しており、こ
のサンプリングパルスSPa が同期検波回路22へ与えられ
る。
【００２８】同期検波回路22は、サンプリングパルスSP
a がＨレベルにあるときに、差動増幅回路35の出力電圧
ＶB （の交流部分）の正の期間（出力電圧ＶC のときは
負の期間）の電圧を片検波し、その検波電圧は図15に示
す脈流波形になる。この脈流波形の検波電圧は、同期検
波回路22のサンプリングパルスSPa がＨレベルでないと
きは、サンプルホールド回路23のコンデンサＣの充放電
により、サンプリングパルスSPa の後縁部の値を保持さ
れ、図16に示す保持電圧ＶSAとなってサンプルホールド
回路23に保持され、電圧・電流変換回路39へ入力され
る。
a がＨレベルにあるときに、差動増幅回路35の出力電圧
ＶB （の交流部分）の正の期間（出力電圧ＶC のときは
負の期間）の電圧を片検波し、その検波電圧は図15に示
す脈流波形になる。この脈流波形の検波電圧は、同期検
波回路22のサンプリングパルスSPa がＨレベルでないと
きは、サンプルホールド回路23のコンデンサＣの充放電
により、サンプリングパルスSPa の後縁部の値を保持さ
れ、図16に示す保持電圧ＶSAとなってサンプルホールド
回路23に保持され、電圧・電流変換回路39へ入力され
る。
【００２９】電圧・電流変換回路39へ入力された電圧信
号ＶSAは、電流信号に変換されると共に、所定のオフセ
ット値が与えられて、主回路用のトルク検出信号ＴS と
して出力される。このトルク検出信号ＴS に基づいて操
舵力を補助するモータ（図示せず）を駆動することによ
り、操舵力を適正に補助することができる。
号ＶSAは、電流信号に変換されると共に、所定のオフセ
ット値が与えられて、主回路用のトルク検出信号ＴS と
して出力される。このトルク検出信号ＴS に基づいて操
舵力を補助するモータ（図示せず）を駆動することによ
り、操舵力を適正に補助することができる。
【００３０】一方、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コ
イルＬ2 との接続部の電圧及び補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′との接続部の電圧が、差動増幅回
路36へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検出
信号ＴS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換回
路40から、主回路用のトルク検出信号ＴS と同様に変化
する補助回路用のトルク検出信号ＴS ′を出力する。こ
れにより、主回路用のトルク検出信号が消滅した場合
は、補助回路用のトルク検出信号によりフェイルセーフ
動作に移行できる。
イルＬ2 との接続部の電圧及び補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′との接続部の電圧が、差動増幅回
路36へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検出
信号ＴS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換回
路40から、主回路用のトルク検出信号ＴS と同様に変化
する補助回路用のトルク検出信号ＴS ′を出力する。こ
れにより、主回路用のトルク検出信号が消滅した場合
は、補助回路用のトルク検出信号によりフェイルセーフ
動作に移行できる。
【００３１】そして主回路用 (又は補助回路用) のトル
ク検出信号Ｔs （又はＴs ′）は発振回路30の振幅に応
じて変化し、発振回路30の振幅は車速に応じて制限され
る。従ってトルク検出信号Ｔs （又はＴs ′）は車速に
応じて変化する。図17は操舵輪に加えられたトルク及び
トルク検出信号の関係を示す特性図である。図において
(a) は車速が時速０ｋm におけるトルク対トルク検出信
号の関係を示し、(b) は時速 100ｋm におけるトルク対
トルク検出信号の関係を示し、いずれも直線形である。
そして図17(b) の傾斜は図17(a) の傾斜より緩やかであ
る。このように車速に応じて発振回路30の発振振幅を変
化させることによりトルク検出信号を車速に応じて補正
したものでモータを駆動する電力を生成しアシスト力を
調整する。
ク検出信号Ｔs （又はＴs ′）は発振回路30の振幅に応
じて変化し、発振回路30の振幅は車速に応じて制限され
る。従ってトルク検出信号Ｔs （又はＴs ′）は車速に
応じて変化する。図17は操舵輪に加えられたトルク及び
トルク検出信号の関係を示す特性図である。図において
(a) は車速が時速０ｋm におけるトルク対トルク検出信
号の関係を示し、(b) は時速 100ｋm におけるトルク対
トルク検出信号の関係を示し、いずれも直線形である。
そして図17(b) の傾斜は図17(a) の傾斜より緩やかであ
る。このように車速に応じて発振回路30の発振振幅を変
化させることによりトルク検出信号を車速に応じて補正
したものでモータを駆動する電力を生成しアシスト力を
調整する。
【００３２】
【発明の効果】第１発明に係るパワーステアリング装置
は、操舵トルク信号と車速信号を一元化して処理し、車
速及び操舵トルクに応じてモータを駆動する電力を生成
する。またトルクセンサが単一である故、その調整が容
易であり、バッテリ電源の電圧変動の影響が少ない効果
を有する。第２発明に係るパワーステアリング装置は、
車速を示すパルス信号の周期が短い場合、発振回路の出
力の振幅を低下させるべくスライスし、検出したトルク
を小さく補正する。従ってアシスト力を小さく調整する
ことが容易であり、バッテリ電圧の電圧変動の影響が少
ない効果を有する。
は、操舵トルク信号と車速信号を一元化して処理し、車
速及び操舵トルクに応じてモータを駆動する電力を生成
する。またトルクセンサが単一である故、その調整が容
易であり、バッテリ電源の電圧変動の影響が少ない効果
を有する。第２発明に係るパワーステアリング装置は、
車速を示すパルス信号の周期が短い場合、発振回路の出
力の振幅を低下させるべくスライスし、検出したトルク
を小さく補正する。従ってアシスト力を小さく調整する
ことが容易であり、バッテリ電圧の電圧変動の影響が少
ない効果を有する。
【図１】本発明に係るパワーステアリング装置における
要部の回路図である。
要部の回路図である。
【図２】図１におけるF/V コンバータの特性を示すグラ
フである。
フである。
【図３】図１における振幅制限回路における両差動増幅
器２，３の入出力特性を示すグラフである。
器２，３の入出力特性を示すグラフである。
【図４】図１における発振回路の差動増幅器７の出力電
圧波形を示す波形図である。
圧波形を示す波形図である。
【図５】図１における振幅制限回路の振幅制限動作を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】本発明に係るパワーステアリング装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】同期検波回路及びサンプルホールド回路の構成
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図８】発振回路の出力電圧波形を示す波形図である。
【図９】電流増幅回路の出力電圧波形を示す波形図であ
る。
る。
【図１０】反転電流増幅回路の出力電圧波形を示す波形
図である。
図である。
【図１１】温度補償コイルとトルク検出コイルとの接続
部の交流電圧の波形を示す波形図である。
部の交流電圧の波形を示す波形図である。
【図１２】第１抵抗と第２抵抗の接続部の直流電圧の波
形を示す波形図である。
形を示す波形図である。
【図１３】差動増幅回路35の出力電圧波形を示す波形図
である。
である。
【図１４】サンプリングパルスを示す波形図である。
【図１５】同期検波回路の検波電圧の波形を示す波形図
である。
である。
【図１６】サンプルホールド回路の保持電圧の波形を示
す波形図である。
す波形図である。
【図１７】図６に示すトルク検出装置のトルク対トルク
検出信号特性図である。
検出信号特性図である。
１，２，３，４，５，６，７ 差動増幅器 ９ 車速センサ 10 F/V コンバータ 20 振幅制限回路 30 発振回路
Claims (2)
- 【請求項１】 車両の操舵輪の操作により生ずるトルク
に応じてインダクタンスが変化するコイルに、発振回路
の出力を与えて誘起させた誘起電圧により前記トルクを
検出する単一のトルクセンサを備え、検出したトルクに
応じてアシスト力を調整するパワーステアリング装置に
おいて、 前記車両の速度を検出して得たパルス信号に基づき直流
電圧を生成する直流電圧生成回路と、該直流電圧生成回
路で生成した直流電圧に基づき前記発振回路の出力の振
幅を制限する振幅制限回路とを備えたことを特徴とする
パワーステアリング装置。 - 【請求項２】 前記振幅制限回路は前記パルス信号の周
期が短い場合、前記発振回路の出力の振幅を低下させる
請求項１記載のパワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4759895A JP3557485B2 (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4759895A JP3557485B2 (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08239050A true JPH08239050A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3557485B2 JP3557485B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=12779690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4759895A Expired - Fee Related JP3557485B2 (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3557485B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP4759895A patent/JP3557485B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3557485B2 (ja) | 2004-08-25 |
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