JPH0976928A - Power steering gear - Google Patents
Power steering gearInfo
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- JPH0976928A JPH0976928A JP7238425A JP23842595A JPH0976928A JP H0976928 A JPH0976928 A JP H0976928A JP 7238425 A JP7238425 A JP 7238425A JP 23842595 A JP23842595 A JP 23842595A JP H0976928 A JPH0976928 A JP H0976928A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータが駆動
する油圧ポンプを作動油圧の発生源とし、この作動油圧
で操舵補助を行うパワーステアリング装置の改良に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a power steering system in which a hydraulic pump driven by an electric motor is used as a source of operating hydraulic pressure and steering assist is performed by the operating hydraulic pressure.
【0002】[0002]
【従来の技術】図12は、本発明の出願人が出願した特
願平7−50072号特許願に記載されたパワーステア
リング装置の要部構成例を簡略化したブロック図であ
る。このパワーステアリング装置は、電動モータMの回
転速度の目標値に応じて、目標電圧決定回路4が目標電
圧を決定する。モータ駆動回路7は、この目標電圧に従
って、電動モータMを駆動し、電動モータMは、これに
より、油圧ポンプ10を駆動して作動油圧を発生させ
る。2. Description of the Related Art FIG. 12 is a simplified block diagram showing an example of a main configuration of a power steering device described in Japanese Patent Application No. 7-50072 filed by the applicant of the present invention. In this power steering device, the target voltage determination circuit 4 determines the target voltage according to the target value of the rotation speed of the electric motor M. The motor drive circuit 7 drives the electric motor M in accordance with this target voltage, and the electric motor M thereby drives the hydraulic pump 10 to generate operating hydraulic pressure.
【0003】モータ駆動回路7及び電動モータMの間に
は、電動モータMに流れる電流を検出するモータ電流検
出回路1aが設けられ、そのモータ電流検出信号は、平
滑回路1bにより平滑された後、無負荷電流検出回路2
へ入力される。無負荷電流検出回路2は、この入力され
た信号の最小値を検出し保持出力するが、入力信号が、
保持出力している信号より大きいときは、所定の特性に
従って、保持出力している信号を所定値へ向かって漸増
させる。無負荷電流検出回路2は、これにより、電動モ
ータMに流れる電流が最も小さくなる、電動モータMが
低速回転の状態で操舵入力がない無負荷のときのモータ
電流を検出し保持出力する。また、無負荷電流検出回路
2には、起動時の無負荷電流検出回路2の出力を所定値
にリセットするためのリセット回路9が接続されてい
る。A motor current detection circuit 1a for detecting a current flowing through the electric motor M is provided between the motor drive circuit 7 and the electric motor M, and the motor current detection signal is smoothed by a smoothing circuit 1b. No-load current detection circuit 2
Is input to. The no-load current detection circuit 2 detects and holds the minimum value of the input signal, and the input signal is
When it is larger than the signal being held and output, the signal being held and output is gradually increased toward a predetermined value according to a predetermined characteristic. As a result, the no-load current detection circuit 2 detects and holds and outputs the motor current when the electric current flowing through the electric motor M is minimized and the electric motor M is rotating at a low speed and there is no steering input and no load. Further, the no-load current detection circuit 2 is connected to a reset circuit 9 for resetting the output of the no-load current detection circuit 2 at startup to a predetermined value.
【0004】無負荷電流検出回路2が保持出力する信号
は、差動アンプ3へ入力される。差動アンプ3は、平滑
回路1bが出力する信号と、無負荷電流検出回路2が保
持出力する信号との差を検出し目標電圧決定回路4へ与
える。目標電圧決定回路4は、この差により、電動モー
タMを低電圧/低回転速度で駆動制御するスタンバイモ
ードと、高電圧/高回転速度で駆動制御するパワーモー
ドとを切り換え、各モードでの電動モータMへ印加すべ
き目標電圧を決定し指示する。The signal held and output by the no-load current detection circuit 2 is input to the differential amplifier 3. The differential amplifier 3 detects the difference between the signal output by the smoothing circuit 1b and the signal held and output by the no-load current detection circuit 2, and supplies it to the target voltage determination circuit 4. Due to this difference, the target voltage determination circuit 4 switches between a standby mode in which the electric motor M is driven and controlled at a low voltage / low rotation speed and a power mode in which the electric motor M is driven and controlled at a high voltage / high rotation speed. The target voltage to be applied to the motor M is determined and designated.
【0005】また、目標電圧決定回路4は、操舵補助の
応答性を良くするために、スタンバイモードとパワーモ
ードとで、図14に示すように、閾値を低と高とに切り
換え設定する閾値設定回路5を備えている。閾値設定回
路5は、差動アンプ3の出力信号によりスタンバイモー
ドとパワーモードとを識別している。Further, the target voltage determining circuit 4 sets a threshold value for switching the threshold value between low and high as shown in FIG. 14 in the standby mode and the power mode in order to improve the response of the steering assist. The circuit 5 is provided. The threshold setting circuit 5 distinguishes between the standby mode and the power mode based on the output signal of the differential amplifier 3.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このようなパワーステ
アリング装置では、目標電圧決定回路4が決定し指示し
た目標電圧に従って、モータ駆動回路7が、バッテリー
電圧を電動モータMに印加する時間を制御するPWM波
のデューティ比を決め、このデューティ比によりPWM
制御された印加時間、バッテリー電圧を電動モータMへ
印加し、電動モータMを駆動している。ところが、バッ
テリー電圧は、ライトの点滅、ブレーキランプの点滅等
により変動することがあり、この変動が、電動モータM
の印加電圧に影響して、図13に示すように、電動モー
タMに流れる電流を変化させていた。そのため、モータ
電流検出回路1aが出力するモータ電流検出信号は、油
圧ポンプ10の負荷を正確に表さないことがあった。In such a power steering system, the motor drive circuit 7 controls the time during which the battery voltage is applied to the electric motor M according to the target voltage determined and instructed by the target voltage determination circuit 4. Determine the duty ratio of the PWM wave, and use this duty ratio to perform PWM
The battery voltage is applied to the electric motor M for a controlled application time to drive the electric motor M. However, the battery voltage may fluctuate due to blinking of lights, blinking of a brake lamp, etc.
The current applied to the electric motor M was changed as shown in FIG. Therefore, the motor current detection signal output from the motor current detection circuit 1a may not accurately represent the load of the hydraulic pump 10.
【0007】尚、このような問題を解決するパワーステ
アリング装置として、電源電圧と目標電圧とから、記憶
しているマップにより、PWM波の基本デューティ比を
求め、この基本デューティ比の補正デューティ比を目標
電圧とモータ電流とから、記憶しているマップにより求
めて、基本デューティ比に補正デューティ比を加えるも
のが、特開平3−132470号公報に開示されてい
る。As a power steering apparatus for solving such a problem, a basic duty ratio of a PWM wave is obtained from a stored map from a power source voltage and a target voltage, and a corrected duty ratio of this basic duty ratio is calculated. Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-132470 discloses a method in which a corrected duty ratio is added to the basic duty ratio, which is obtained from a target voltage and a motor current by a stored map.
【0008】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、電源であるバッテリー電圧が変動して
も、電動モータへの印加電圧を略一定に保持し、モータ
電流を略一定に保つことができ、ハンドルの操作状態を
精度良く検出でき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。The present invention has been made in view of the above circumstances and keeps the voltage applied to the electric motor substantially constant even when the battery voltage as the power source fluctuates, thereby keeping the motor current substantially constant. It is an object of the present invention to provide a power steering device which can be kept at a high temperature and which can accurately detect the operating state of the steering wheel.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明に係る
パワーステアリング装置は、電動モータが駆動する油圧
ポンプの負荷を検出し、その負荷検出信号に基づき、印
加すべき目標電圧を決定して前記電動モータを駆動し、
前記油圧ポンプで発生する油圧により操舵補助を行うパ
ワーステアリング装置において、前記電動モータの端子
間電圧を検出する手段と、検出した端子間電圧に基づき
前記目標電圧を補正する手段とを備えることを特徴とす
る。A power steering apparatus according to a first aspect of the present invention detects a load of a hydraulic pump driven by an electric motor and determines a target voltage to be applied based on the load detection signal. Drive the electric motor,
A power steering apparatus that assists steering with hydraulic pressure generated by the hydraulic pump, comprising means for detecting a terminal voltage of the electric motor, and means for correcting the target voltage based on the detected terminal voltage. And
【0010】このパワーステアリング装置では、電動モ
ータの端子間電圧を検出し、検出した端子間電圧に基づ
き、目標電圧を補正する。そのため、電源であるバッテ
リー電圧が変動し、電動モータの端子間電圧が変動しか
けても、目標電圧を補正する手段が、その変動を打ち消
すように目標電圧を高低に補正し、電動モータへの印加
電圧を略一定に保つことができるので、電動モータに流
れる電流も略一定に保つことができる。また、上述のよ
うに、電動モータの目標電圧を電動モータの端子間電圧
でフィードバック制御することにより、車両毎のバッテ
リ電圧のバラツキを吸収することができ、作動油の最低
流量を高精度に制御することができる。In this power steering apparatus, the terminal voltage of the electric motor is detected, and the target voltage is corrected based on the detected terminal voltage. Therefore, even if the voltage of the battery, which is the power source, fluctuates, and the voltage between the terminals of the electric motor begins to fluctuate, the means for correcting the target voltage corrects the target voltage to a high or low value so as to cancel the fluctuation, and applies it to the electric motor. Since the voltage can be kept substantially constant, the current flowing through the electric motor can also be kept substantially constant. Further, as described above, by performing the feedback control of the target voltage of the electric motor with the voltage between the terminals of the electric motor, it is possible to absorb the variation in the battery voltage of each vehicle and control the minimum flow rate of the hydraulic oil with high accuracy. can do.
【0011】第2発明に係るパワーステアリング装置
は、電動モータが駆動する油圧ポンプの負荷を検出し、
その負荷検出信号に基づき、印加すべき目標電圧を決定
し、その目標電圧に応じたデューティ比により前記電動
モータをPWM駆動して、前記油圧ポンプで発生する油
圧により操舵補助を行うパワーステアリング装置におい
て、前記電動モータの端子間電圧を検出する手段と、検
出した端子間電圧に基づき前記目標電圧を補正する手段
とを備え、前記目標電圧の補正に従って、前記電動モー
タをPWM駆動するPWM波のデューティ比を補正すべ
くなしてあることを特徴とする。A power steering device according to a second aspect of the present invention detects a load of a hydraulic pump driven by an electric motor,
A power steering apparatus that determines a target voltage to be applied based on the load detection signal, PWM-drives the electric motor with a duty ratio according to the target voltage, and assists steering with hydraulic pressure generated by the hydraulic pump A means for detecting a voltage between terminals of the electric motor, and a means for correcting the target voltage based on the detected voltage between the terminals, and a duty of a PWM wave for PWM driving the electric motor according to the correction of the target voltage. It is characterized in that the ratio is corrected.
【0012】このパワーステアリング装置では、電動モ
ータの端子間電圧を検出し、検出した端子間電圧に基づ
き、目標電圧を補正し、この補正に従って、電動モータ
をPWM駆動するPWM波のデューティ比を補正する。
そのため、電源であるバッテリー電圧が変動し、電動モ
ータの端子間電圧が変動しかけても、目標電圧を補正す
る手段が、その変動を打ち消すように目標電圧を高低に
補正し、これに従って、PWM波のデューティ比が大小
に補正されることにより、電動モータへの印加電圧を略
一定に保つことができるので、電動モータに流れる電流
も略一定に保つことができる。また、上述のように、電
動モータの目標電圧を電動モータの端子間電圧でフィー
ドバック制御することにより、車両毎のバッテリ電圧の
バラツキを吸収することができ、作動油の最低流量を高
精度に制御することができる。In this power steering device, the terminal voltage of the electric motor is detected, the target voltage is corrected based on the detected terminal voltage, and the duty ratio of the PWM wave for PWM driving the electric motor is corrected according to this correction. To do.
Therefore, even if the voltage of the battery, which is the power source, fluctuates and the voltage between the terminals of the electric motor fluctuates, the means for correcting the target voltage corrects the target voltage to a high or low value so as to cancel the fluctuation, and accordingly the PWM wave Since the voltage applied to the electric motor can be maintained substantially constant by correcting the duty ratio of the electric current to a large value, the current flowing through the electric motor can also be maintained substantially constant. Further, as described above, by performing the feedback control of the target voltage of the electric motor with the voltage between the terminals of the electric motor, it is possible to absorb the variation in the battery voltage of each vehicle and control the minimum flow rate of the hydraulic oil with high accuracy. can do.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に
係るパワーステアリング装置の1形態の要部構成例を示
すブロック図である。このパワーステアリング装置は、
電動モータMの回転速度の目標値に応じた、目標電圧決
定回路4が指示する目標電圧に従って、モータ駆動回路
7が、バッテリー電圧を電動モータMに印加する時間を
制御するPWM波のデューティ比を決める。そして、こ
のデューティ比によりPWM制御された印加時間、バッ
テリー電圧を電動モータMへ印加し、電動モータMを駆
動している。電動モータMは、これにより、油圧ポンプ
10を駆動して作動油圧を発生させる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing the embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a main part of one mode of a power steering device according to the present invention. This power steering device
According to the target voltage instructed by the target voltage determination circuit 4 according to the target value of the rotation speed of the electric motor M, the motor drive circuit 7 sets the duty ratio of the PWM wave for controlling the time for applying the battery voltage to the electric motor M. Decide Then, the battery voltage is applied to the electric motor M for the application time PWM-controlled by the duty ratio to drive the electric motor M. With this, the electric motor M drives the hydraulic pump 10 to generate an operating hydraulic pressure.
【0014】モータ駆動回路7には、電動モータMの端
子間電圧を検出し、そのモータ電圧検出信号を出力する
モータ電圧検出回路8が設けられている。目標電圧決定
回路4及びモータ駆動回路7の間には、目標電圧決定回
路4から目標電圧信号を与えられ、モータ電圧検出回路
8からのモータ電圧検出信号に基づき、目標電圧信号を
補正する電圧制御回路6が設けられている。電圧制御回
路6は、モータ電圧が変動するときは、その変動を打ち
消すように目標電圧を高低に補正する。モータ駆動回路
7は、この補正された目標電圧に従って、バッテリー電
圧をPWM制御するPWM波のデューティ比を大小に補
正する。モータ駆動回路7及び電動モータMの間には、
電動モータMに流れる電流を検出するモータ電流検出回
路1aが設けられ、そのモータ電流検出信号は、平滑回
路1bにより平滑された後、無負荷電流検出回路2へ入
力される。The motor drive circuit 7 is provided with a motor voltage detection circuit 8 which detects a voltage between terminals of the electric motor M and outputs a motor voltage detection signal. A voltage control for applying a target voltage signal from the target voltage determination circuit 4 between the target voltage determination circuit 4 and the motor drive circuit 7 and correcting the target voltage signal based on the motor voltage detection signal from the motor voltage detection circuit 8. A circuit 6 is provided. When the motor voltage fluctuates, the voltage control circuit 6 corrects the target voltage to high or low so as to cancel the fluctuation. The motor drive circuit 7 corrects the duty ratio of the PWM wave that PWM-controls the battery voltage according to the corrected target voltage. Between the motor drive circuit 7 and the electric motor M,
A motor current detection circuit 1a for detecting a current flowing through the electric motor M is provided, and the motor current detection signal is smoothed by the smoothing circuit 1b and then input to the no-load current detection circuit 2.
【0015】無負荷電流検出回路2は、この入力された
信号の最小値を検出し保持出力するが、入力信号が、保
持出力している信号より大きいときは、所定の特性に従
って、保持出力している信号を所定値へ向かって漸増さ
せる。無負荷電流検出回路2は、これにより、電動モー
タMに流れる電流が最小になる、電動モータMが低速回
転の状態で操舵入力がない無負荷のときのモータ電流を
検出し保持出力する。また、無負荷電流検出回路2に
は、起動時の無負荷電流検出回路2の出力を所定値にリ
セットするためのリセット回路9が接続されている。The no-load current detection circuit 2 detects the minimum value of this input signal and holds and outputs it. When the input signal is larger than the held and output signal, it holds and outputs according to a predetermined characteristic. The increasing signal is gradually increased toward a predetermined value. Accordingly, the no-load current detection circuit 2 detects and holds and outputs the motor current when the electric current flowing through the electric motor M is minimized and the electric motor M is rotating at a low speed and there is no steering input. Further, the no-load current detection circuit 2 is connected to a reset circuit 9 for resetting the output of the no-load current detection circuit 2 at startup to a predetermined value.
【0016】無負荷電流検出回路2が保持出力する信号
は、差動アンプ3へ入力される。差動アンプ3は、平滑
回路1bが出力する信号と、無負荷電流検出回路2が保
持出力する信号との差を検出し目標電圧決定回路4へ与
える。目標電圧決定回路4は、この差により、電動モー
タMを低電圧/低回転速度で駆動制御するスタンバイモ
ードと、高電圧/高回転速度で駆動制御するパワーモー
ドとを切り換え制御し、電動モータMへの印加電圧を指
示する。The signal held and output by the no-load current detection circuit 2 is input to the differential amplifier 3. The differential amplifier 3 detects the difference between the signal output by the smoothing circuit 1b and the signal held and output by the no-load current detection circuit 2, and supplies it to the target voltage determination circuit 4. Based on this difference, the target voltage determination circuit 4 switches between the standby mode in which the electric motor M is driven and controlled at a low voltage / low rotation speed and the power mode in which the electric motor M is driven and controlled at a high voltage / high rotation speed. Indicates the applied voltage to.
【0017】また、目標電圧決定回路4は、操舵補助の
応答性を良くするために、その切り換えのための閾値
を、図14に示すように、スタンバイモードとパワーモ
ードとで、低と高とに切り換える閾値設定回路5aを備
えている。閾値設定回路5aは、無負荷電流検出回路2
の出力を与えられている。これにより、閾値設定回路5
aは、スタンバイモードからパワーモードへ切り換わる
ときには、そのときのスタンバイモード時の無負荷電流
に対応するパワーモード時の無負荷電流を、図4に示す
ような、無負荷時の、モータ印加電圧に対するモータ電
流の温度特性から求め(例えば、6Vのときの無負荷電
流が分かれば、作動油の温度が特定でき、12Vのとき
の無負荷電流が分かる)、求めたパワーモード時の無負
荷電流より少し大きい電流値をパワーモード時の閾値と
する。Further, in order to improve the response of the steering assist, the target voltage determination circuit 4 sets the threshold value for the switching to low and high in the standby mode and the power mode as shown in FIG. There is provided a threshold value setting circuit 5a for switching to. The threshold setting circuit 5a includes the no-load current detection circuit 2
Given the output of. As a result, the threshold setting circuit 5
a is the no-load current in the power mode corresponding to the no-load current in the standby mode at the time of switching from the standby mode to the power mode, as shown in FIG. Obtained from the temperature characteristics of the motor current (for example, if the no-load current at 6V is known, the temperature of the hydraulic oil can be specified and the no-load current at 12V is known), and the obtained no-load current in the power mode A slightly larger current value is used as the threshold value in the power mode.
【0018】ところで、作動油の粘性が温度によって変
化するため、油圧ポンプ10の負荷は温度によって異な
り、モータ電流は、図14に示すように、作動油が常温
のときより低温のときの方が大きくなる。特に、パワー
モード時の操舵入力がない無負荷状態でのモータ電流
は、常温時と低温時とでその差が大きい。そのため、従
来のパワーステアリング装置は、図14に示すように、
作動油が低温のときには、無負荷状態でのモータ電流
が、常温時に設定された閾値を下回ることができず、ス
タンバイモードに戻らないことがあったが、上述のよう
にすることにより、確実にスタンバイモードに戻ること
ができる。By the way, since the viscosity of the hydraulic oil changes depending on the temperature, the load of the hydraulic pump 10 varies depending on the temperature, and the motor current is lower when the hydraulic oil is at a lower temperature than at room temperature, as shown in FIG. growing. In particular, the motor current in the no-load state where there is no steering input in the power mode has a large difference between normal temperature and low temperature. Therefore, as shown in FIG. 14, the conventional power steering device is
When the hydraulic oil was at a low temperature, the motor current in the no-load state could not fall below the set threshold value at room temperature, and it may not return to the standby mode. Can return to standby mode.
【0019】閾値設定回路5aは、パワーモードからス
タンバイモードへ切り換わるときには、従来通り、スタ
ンバイモード時の閾値を、スタンバイモード時の無負荷
電流との差を一定として決める。閾値設定回路5aは、
差動アンプ3の出力信号が、パワーモード時の閾値より
所定値大きい値を超えると、閾値をパワーモード時の閾
値に切り換え、スタンバイモード時の閾値より所定値小
さい値を下回ると、閾値をスタンバイモード時の閾値に
切り換えるようになっている。これにより、パワーモー
ドとスタンバイモードとの間でハンチングが生じること
を防止する。When switching from the power mode to the standby mode, the threshold value setting circuit 5a determines the threshold value in the standby mode with a constant difference from the no-load current in the standby mode as in the conventional case. The threshold setting circuit 5a is
When the output signal of the differential amplifier 3 exceeds a value larger than the threshold value in the power mode by a predetermined value, the threshold value is switched to the threshold value in the power mode. It is adapted to switch to the threshold value in the mode. This prevents hunting between the power mode and the standby mode.
【0020】以下に、このような構成のパワーステアリ
ング装置の動作を説明する。このパワーステアリング装
置は、電動モータMの回転速度の目標値に応じた、目標
電圧決定回路4が指示する目標電圧に従って、モータ駆
動回路7が電動モータMを駆動させ、電動モータMは油
圧ポンプ10を駆動して作動油圧を発生させる。モータ
電圧検出回路8は、電動モータMの端子間電圧を検出
し、そのモータ電圧検出信号を電圧制御回路6へ与え
る。電圧制御回路6は、このモータ電圧が変動するとき
は、その変動を打ち消すように目標電圧を高低に補正す
る。モータ駆動回路7は、この補正された目標電圧に従
って、バッテリー電圧を電動モータMに印加する時間を
制御するPWM波のデューティ比を決める。そして、こ
のデューティ比によりPWM制御された印加時間、バッ
テリー電圧を電動モータMへ印加し、電動モータMを駆
動する。The operation of the power steering device having such a structure will be described below. In this power steering device, the motor drive circuit 7 drives the electric motor M according to the target voltage instructed by the target voltage determination circuit 4 according to the target value of the rotation speed of the electric motor M, and the electric motor M causes the hydraulic pump 10 to operate. To generate an operating hydraulic pressure. The motor voltage detection circuit 8 detects the voltage across the terminals of the electric motor M and supplies the motor voltage detection signal to the voltage control circuit 6. When the motor voltage fluctuates, the voltage control circuit 6 corrects the target voltage to high or low so as to cancel the fluctuation. The motor drive circuit 7 determines the duty ratio of the PWM wave that controls the time for applying the battery voltage to the electric motor M according to the corrected target voltage. Then, the battery voltage is applied to the electric motor M for the application time PWM-controlled by the duty ratio to drive the electric motor M.
【0021】これにより、図2に示すように、電源電圧
が変動しても、モータ電圧(電動モータMの端子間電
圧)は略一定であり、これに従って、モータ電流も略一
定である。また、このパワーステアリング装置は、上述
のように、電動モータの目標電圧を電動モータの端子間
電圧でフィードバック制御しているので、図3に示すよ
うに、電源電圧が所定値(例えば12V)付近で変動し
ても、電動モータの目標電圧は、略一定に制御される。As a result, as shown in FIG. 2, even if the power supply voltage fluctuates, the motor voltage (the voltage between the terminals of the electric motor M) is substantially constant, and accordingly, the motor current is also substantially constant. Further, since the power steering apparatus feedback-controls the target voltage of the electric motor by the voltage between the terminals of the electric motor as described above, as shown in FIG. 3, the power supply voltage is near a predetermined value (for example, 12 V). The target voltage of the electric motor is controlled to be substantially constant even if it fluctuates.
【0022】モータ電流検出回路1aは、電動モータM
に流れる電流を検出し、そのモータ電流検出信号は、平
滑回路1bにより平滑された後、無負荷電流検出回路2
へ入力される。無負荷電流検出回路2は、この平滑され
たモータ電流検出信号の最小値を検出し保持出力する
が、入力信号が、保持出力している信号より大きいとき
は、所定の特性に従って、保持出力している信号を所定
値へ向かって漸増させる。このとき、入力信号が保持出
力している信号より小さくなれば、出力信号を入力信号
に追従させる。The motor current detection circuit 1a includes an electric motor M
Is detected by the smoothing circuit 1b, the motor current detection signal is smoothed by the smoothing circuit 1b, and then the no-load current detection circuit 2
Is input to. The no-load current detection circuit 2 detects the minimum value of the smoothed motor current detection signal and holds and outputs it. When the input signal is larger than the held and output signal, it holds and outputs according to a predetermined characteristic. The increasing signal is gradually increased toward a predetermined value. At this time, if the input signal becomes smaller than the held and output signal, the output signal follows the input signal.
【0023】パワーモードからスタンバイモードへ遷移
するとき、油圧ポンプ10の慣性力により、電動モータ
Mには逆起電力による電流が生じ、無負荷電流検出回路
2の入力にアンダーシュートが生じるが、無負荷電流検
出回路2は、このアンダーシュートを除去するようにな
っている。リセット回路9は、起動時に無負荷電流検出
回路2の出力を所定値(起動時の無負荷電流に相当する
値より大きい値)にリセットし、起動時に無負荷電流検
出回路2が出力を無負荷電流に相当する値へ漸増させ
て、時間を費やすことがないようにする。At the time of transition from the power mode to the standby mode, due to the inertial force of the hydraulic pump 10, a current due to a counter electromotive force is generated in the electric motor M, and an undershoot occurs at the input of the no-load current detection circuit 2, but The load current detection circuit 2 is designed to remove this undershoot. The reset circuit 9 resets the output of the no-load current detection circuit 2 to a predetermined value (a value larger than the value corresponding to the no-load current at startup) at the time of startup, and the no-load current detection circuit 2 outputs the output at no load. The time is gradually increased to a value corresponding to the current so as not to spend time.
【0024】差動アンプ3は、平滑回路1bが出力する
信号と、無負荷電流検出回路2が保持出力する信号との
差を検出し目標電圧決定回路4へ与える。目標電圧決定
回路4は、この差により、電動モータMを低電圧/低回
転速度で駆動制御するスタンバイモードと、高電圧/高
回転速度で駆動制御するパワーモードとを切り換え制御
し、電動モータMへの印加電圧を指示する。このとき、
閾値設定回路5aは、目標電圧決定回路4の、スタンバ
イモードとパワーモードとを切り換えるための閾値を、
スタンバイモードとパワーモードとで、低と高とに切り
換える。The differential amplifier 3 detects the difference between the signal output from the smoothing circuit 1b and the signal held and output by the no-load current detection circuit 2 and supplies it to the target voltage determination circuit 4. Based on this difference, the target voltage determination circuit 4 switches between the standby mode in which the electric motor M is driven and controlled at a low voltage / low rotation speed and the power mode in which the electric motor M is driven and controlled at a high voltage / high rotation speed. Indicates the applied voltage to. At this time,
The threshold value setting circuit 5a sets the threshold value of the target voltage determination circuit 4 for switching between the standby mode and the power mode,
Switch between low and high in standby mode and power mode.
【0025】閾値設定回路5aは、無負荷電流検出回路
2の出力を与えられ、スタンバイモードからパワーモー
ドへ切り換わるときには、そのときのスタンバイモード
時の無負荷電流に対応するパワーモード時の無負荷電流
を、図4に示すような、無負荷時の、モータ印加電圧に
対するモータ電流の温度特性から求め、求めたパワーモ
ード時の無負荷電流より少し大きい電流値をパワーモー
ド時の閾値とする。閾値設定回路5aは、パワーモード
からスタンバイモードへ切り換わるときには、従来通
り、スタンバイモード時の閾値を、スタンバイモード時
の無負荷電流との差を一定として決める。The threshold value setting circuit 5a is supplied with the output of the no-load current detection circuit 2, and when switching from the standby mode to the power mode, the no-load current in the power mode corresponding to the no-load current in the standby mode at that time. The current is obtained from the temperature characteristics of the motor current with respect to the voltage applied to the motor when there is no load, as shown in FIG. 4, and a current value slightly larger than the obtained no-load current in the power mode is used as the threshold in the power mode. When switching from the power mode to the standby mode, the threshold value setting circuit 5a determines the threshold value in the standby mode with a constant difference from the no-load current in the standby mode as usual.
【0026】図5及び図6は、このようなパワーステア
リング装置の回路の一例である。無負荷電流検出回路2
は、OPアンプ17の出力端子に抵抗18を介してダイ
オード20が逆接続され、ダイオード20のアノード
は、OPアンプ17の反転入力端子に接続され負帰還が
かけられる。OPアンプ17の非反転入力端子には、一
体となっているモータ電流検出回路1a及び平滑回路1
bの出力信号が、接続節点Hを介して与えられている。
ダイオード20のアノードには抵抗18aが接続され、
抵抗18aの他方には、電源電圧Vccが印加されてい
る。ダイオード20のアノード及びカソードには、他方
が接地された電解コンデンサ19,20がそれぞれ接続
されている。5 and 6 show an example of a circuit of such a power steering device. No-load current detection circuit 2
Is reversely connected to the output terminal of the OP amplifier 17 via the resistor 18, and the anode of the diode 20 is connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 17 for negative feedback. The non-inverting input terminal of the OP amplifier 17 is integrated with the motor current detection circuit 1a and the smoothing circuit 1.
The output signal of b is given via the connection node H.
A resistor 18a is connected to the anode of the diode 20,
The power supply voltage Vcc is applied to the other of the resistors 18a. The anode and cathode of the diode 20 are connected to electrolytic capacitors 19 and 20, respectively, the other of which is grounded.
【0027】ダイオード20のアノードは、OPアンプ
23の非反転入力端子に接続され、OPアンプ23の非
反転入力端子には、他方が接地された電解コンデンサ2
0が接続されている。OPアンプ23は、負帰還がかけ
られたバッファ回路である。無負荷電流検出回路2は、
抵抗18aが無ければ、通常の最小値ホールド回路であ
るが、抵抗18aが付加されているので、抵抗18aと
電解コンデンサ19,21とで定まる時定数に従って、
保持出力している信号が所定電圧値へ向かって漸増す
る。漸増する信号は、OPアンプ23のバッファ回路を
通じて、差動アンプ3と閾値設定回路5aとへ与えられ
る。The anode of the diode 20 is connected to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 23, and the non-inverting input terminal of the OP amplifier 23 has the other end grounded to the electrolytic capacitor 2.
0 is connected. The OP amplifier 23 is a buffer circuit to which negative feedback is applied. The no-load current detection circuit 2 is
If there is no resistor 18a, it is a normal minimum value hold circuit, but since the resistor 18a is added, according to the time constant determined by the resistor 18a and the electrolytic capacitors 19 and 21,
The signal being held and output gradually increases toward a predetermined voltage value. The signal that gradually increases is given to the differential amplifier 3 and the threshold setting circuit 5a through the buffer circuit of the OP amplifier 23.
【0028】差動アンプ3は、OPアンプ31に抵抗3
0とコンデンサ29との並列回路により負帰還をかけた
差動増幅器である。OPアンプ31の反転入力端子に
は、抵抗28を通じて、無負荷電流検出回路2からの保
持出力信号が入力され、非反転入力端子には、抵抗3
2,32a及びコンデンサ33からなる平滑回路及び接
続節点Hを通じて、モータ電流検出回路1a及び平滑回
路1bの出力信号が与えられている。差動アンプ3は、
OPアンプ31の差動増幅器により、無負荷電流検出回
路2からの保持出力信号とモータ電流検出回路1a及び
平滑回路1bの出力信号との差を演算し、閾値設定回路
5aと目標電圧決定回路4aとへ与える。The differential amplifier 3 has a resistance 3 in addition to the OP amplifier 31.
It is a differential amplifier in which negative feedback is applied by a parallel circuit of 0 and a capacitor 29. The holding output signal from the no-load current detection circuit 2 is input to the inverting input terminal of the OP amplifier 31 through the resistor 28, and the resistance 3 is input to the non-inverting input terminal.
The output signals of the motor current detection circuit 1a and the smoothing circuit 1b are given through the smoothing circuit composed of 2, 32a and the capacitor 33 and the connection node H. The differential amplifier 3 is
The differential amplifier of the OP amplifier 31 calculates the difference between the holding output signal from the no-load current detection circuit 2 and the output signals of the motor current detection circuit 1a and the smoothing circuit 1b, and the threshold setting circuit 5a and the target voltage determination circuit 4a. And give to.
【0029】閾値設定回路5aは、OPアンプ39に抵
抗38の正帰還をかけたコンパレータと、OPアンプ3
9aに抵抗26の負帰還をかけた差動増幅器とからなっ
ている。OPアンプ39の非反転入力端子には、電源電
圧Vccの抵抗36,37による分圧が印加され、反転入
力端子には、差動アンプ3のOPアンプ31の出力が、
抵抗34と他方が接地されたコンデンサ35とからなる
平滑回路を介して与えられている。OPアンプ39の出
力端子は、抵抗38aを通じて電源電圧Vccが印加さ
れ、また、エミッタ接地されたNPNトランジスタ40
のベースに接続されている。The threshold value setting circuit 5a includes a comparator in which the positive feedback of the resistor 38 is applied to the OP amplifier 39, and the OP amplifier 3
9a and a differential amplifier in which the negative feedback of the resistor 26 is applied. The voltage division of the power supply voltage Vcc by the resistors 36 and 37 is applied to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 39, and the output of the OP amplifier 31 of the differential amplifier 3 is applied to the inverting input terminal.
It is given through a smoothing circuit including a resistor 34 and a capacitor 35 whose other end is grounded. The output terminal of the OP amplifier 39 is applied with the power supply voltage Vcc through the resistor 38a, and the emitter of the NPN transistor 40 is grounded.
Connected to the base.
【0030】OPアンプ39aの反転入力端子には、電
源電圧Vccの抵抗24,25による分圧が印加され、非
反転入力端子には、無負荷電流検出回路2のOPアンプ
23の出力が与えられている。OPアンプ39aの出力
端子には、ダイオード27のアノードが接続され、ダイ
オード27のカソードは、抵抗26を通じてOPアンプ
39aの反転入力端子に接続されている。ダイオード2
7のアノードには、NPNトランジスタ40のコレクタ
が接続され、カソードには、目標電圧決定回路4aのO
Pアンプ43の非反転入力端子が接続されている。The inverting input terminal of the OP amplifier 39a is applied with a voltage division of the resistors 24 and 25 of the power supply voltage Vcc, and the non-inverting input terminal is supplied with the output of the OP amplifier 23 of the no-load current detection circuit 2. ing. The anode of the diode 27 is connected to the output terminal of the OP amplifier 39a, and the cathode of the diode 27 is connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 39a through the resistor 26. Diode 2
The collector of the NPN transistor 40 is connected to the anode of 7, and the cathode of the target voltage determining circuit 4a is connected to the cathode of the NPN transistor 40.
The non-inverting input terminal of the P amplifier 43 is connected.
【0031】目標電圧決定回路4aは、OPアンプ43
の非反転入力端子には、電源電圧Vccの抵抗41,42
による分圧が印加され、反転入力端子には、差動アンプ
3のOPアンプ31の出力が与えられている。OPアン
プ43の出力端子には、他方が接地された電解コンデン
サ44が接続されると共に、エミッタに電源電圧Vccが
印加されたPNPトランジスタ45,46の各ベースが
接続されている。The target voltage determination circuit 4a includes an OP amplifier 43.
To the non-inverting input terminal of the resistors 41 and 42 of the power supply voltage Vcc.
Is applied, and the output of the OP amplifier 31 of the differential amplifier 3 is applied to the inverting input terminal. The output terminal of the OP amplifier 43 is connected to the electrolytic capacitor 44, the other of which is grounded, and the bases of the PNP transistors 45 and 46 to which the power supply voltage Vcc is applied to the emitter.
【0032】閾値設定回路5aは、差動アンプ3の出力
が所定値(抵抗36,37の分圧及びOPアンプ39の
出力により決まる)より小さいときは、OPアンプ39
の出力が略+Vccとなって、NPNトランジスタ40を
オンにする。そのため、ダイオード27のアノードが略
0VになってOPアンプ39aの出力は封じられるの
で、OPアンプ43の出力は、抵抗41,42による分
圧(スタンバイモード時の閾値に相当)が差動アンプ3
の出力より大又は小かによって決まり、PNPトランジ
スタ45,46をオフ又はオンにする。The threshold setting circuit 5a operates when the output of the differential amplifier 3 is smaller than a predetermined value (determined by the voltage division of the resistors 36 and 37 and the output of the OP amplifier 39).
Output becomes approximately + Vcc, and the NPN transistor 40 is turned on. Therefore, the anode of the diode 27 becomes approximately 0V and the output of the OP amplifier 39a is blocked, so that the output of the OP amplifier 43 is divided by the resistors 41 and 42 (corresponding to the threshold value in the standby mode).
PNP transistors 45 and 46 are turned off or on, depending on whether the output is larger or smaller than the output.
【0033】閾値設定回路5aは、PNPトランジスタ
45,46がオンになってパワーモードになり、差動ア
ンプ3の出力が所定値より大きくなったときは、OPア
ンプ39の出力が略−Vccとなって、NPNトランジス
タ40をオフにする。そのため、OPアンプ39aの出
力は、ダイオード27を通じて、OPアンプ43の非反
転入力端子に与えられ、抵抗41,42による分圧を強
制的に引き上げる(パワーモード時の閾値に相当)。ま
た、OPアンプ39の非反転入力端子に与えられる所定
値は、OPアンプ39の出力が略−Vccとなったことに
より、小さくなっている。In the threshold value setting circuit 5a, when the PNP transistors 45 and 46 are turned on to enter the power mode and the output of the differential amplifier 3 becomes larger than a predetermined value, the output of the OP amplifier 39 becomes approximately -Vcc. Then, the NPN transistor 40 is turned off. Therefore, the output of the OP amplifier 39a is given to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 43 through the diode 27, and the voltage division by the resistors 41 and 42 is forcibly raised (corresponding to the threshold value in the power mode). Further, the predetermined value given to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 39 is small because the output of the OP amplifier 39 is approximately -Vcc.
【0034】このとき、無負荷電流検出回路2からの保
持出力信号の大きさに従って、OPアンプ39aの出力
も大きくなり、OPアンプ43の非反転入力端子に与え
られる電圧は高くなる。この状態で、OPアンプ43の
出力は、非反転入力端子に与えられる電圧が差動アンプ
3の出力より大又は小かによって、PNPトランジスタ
45,46をオフ又はオンにする。パワーモード時には
無負荷電流検出回路2の入力は大きくなるが、無負荷電
流検出回路2の出力はその影響を受けない。また、PN
Pトランジスタ45がオンになって、接続節点Eを通じ
て、電解コンデンサ19が略+Vccで充電されるが、ダ
イオード20により、無負荷電流検出回路2の出力は、
その影響を受けない。At this time, the output of the OP amplifier 39a also increases according to the magnitude of the hold output signal from the no-load current detection circuit 2, and the voltage applied to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 43 increases. In this state, the output of the OP amplifier 43 turns off or turns on the PNP transistors 45 and 46 depending on whether the voltage applied to the non-inverting input terminal is higher or lower than the output of the differential amplifier 3. In the power mode, the input of the no-load current detection circuit 2 becomes large, but the output of the no-load current detection circuit 2 is not affected by it. Also, PN
The P-transistor 45 is turned on, and the electrolytic capacitor 19 is charged to approximately + Vcc through the connection node E, but the output of the no-load current detection circuit 2 is
Not affected by that.
【0035】閾値設定回路5aは、PNPトランジスタ
45,46がオフになってスタンバイモードになり、差
動アンプ3の出力が所定値(上述のように小さくなって
いる)より小さくなったときは、OPアンプ39の出力
が略+Vccとなって、NPNトランジスタ40をオンに
する。そのため、ダイオード27のアノードが略0Vに
なってOPアンプ39aの出力は封じられるので、OP
アンプ43の出力は、抵抗41,42による分圧(スタ
ンバイモード時の閾値に相当)が差動アンプ3の出力よ
り大又は小かによって決まり、PNPトランジスタ4
5,46をオフ又はオンにする。また、OPアンプ39
の非反転入力端子に与えられる所定値は、OPアンプ3
9の出力が略+Vccとなったことにより、大きくなって
いる。In the threshold value setting circuit 5a, when the PNP transistors 45 and 46 are turned off to enter the standby mode and the output of the differential amplifier 3 becomes smaller than a predetermined value (which is small as described above), The output of the OP amplifier 39 becomes approximately + Vcc, and the NPN transistor 40 is turned on. Therefore, the anode of the diode 27 becomes approximately 0V and the output of the OP amplifier 39a is blocked, so that the OP
The output of the amplifier 43 is determined by whether the voltage division (corresponding to the threshold value in the standby mode) by the resistors 41 and 42 is larger or smaller than the output of the differential amplifier 3, and the PNP transistor 4
Turn off and turn on 5,46. Also, the OP amplifier 39
The predetermined value given to the non-inverting input terminal of
It has become large because the output of 9 is almost + Vcc.
【0036】パワーモードからスタンバイモードへ遷移
するとき、油圧ポンプの慣性力により、電動モータMに
は逆起電力による電流が生じ、無負荷電流検出回路2の
入力にアンダーシュートが生じるが、無負荷電流検出回
路2は、電解コンデンサ19の放電により、このアンダ
ーシュートを除去する。電解コンデンサ19は、上述の
ように、パワーモード時にPNPトランジスタ45によ
って充電されている。At the time of transition from the power mode to the standby mode, a current due to a counter electromotive force is generated in the electric motor M due to the inertial force of the hydraulic pump, and an undershoot occurs at the input of the no-load current detection circuit 2, but no load occurs. The current detection circuit 2 removes this undershoot by discharging the electrolytic capacitor 19. The electrolytic capacitor 19 is charged by the PNP transistor 45 in the power mode as described above.
【0037】目標電圧決定回路4aのPNPトランジス
タ46は、オンになったとき(パワーモードになったと
き)、接続節点Bを通じて、目標電圧決定回路4bの電
源電圧Vccの抵抗75,76による分圧を、強制的に略
+Vccに引き上げる。この引き上げられた電圧は電圧制
御回路6に与えられる。電圧制御回路6は、OPアンプ
74にコンデンサ73による負帰還をかけた積分回路で
あり、OPアンプ74の非反転入力端子に目標電圧決定
回路4bの電源電圧Vccの抵抗75,76による分圧が
与えられ、反転入力端子に抵抗72を介してモータ電圧
検出回路8の出力が与えられる。OPアンプ74の非反
転入力端子は、スタンバイモードのときには、電源電圧
Vccの抵抗75,76による分圧が与えられ、OPアン
プ74の出力は小さい。パワーモードのときには、強制
的に引き上げられた略+Vccが与えられ、OPアンプ7
4の出力は大きい。When the PNP transistor 46 of the target voltage determination circuit 4a is turned on (in the power mode), the power supply voltage Vcc of the target voltage determination circuit 4b is divided by the resistors 75 and 76 through the connection node B. Is forcibly raised to approximately + Vcc. This raised voltage is applied to the voltage control circuit 6. The voltage control circuit 6 is an integrating circuit in which the OP amplifier 74 is subjected to negative feedback by the capacitor 73, and the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74 is divided by the resistors 75 and 76 of the power supply voltage Vcc of the target voltage determination circuit 4b. The output of the motor voltage detection circuit 8 is applied to the inverting input terminal via the resistor 72. In the standby mode, the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74 is divided by the resistors 75 and 76 of the power supply voltage Vcc, and the output of the OP amplifier 74 is small. In the power mode, the approximately + Vcc forcibly raised is given and the OP amplifier 7
The output of 4 is large.
【0038】電圧制御回路6の出力は、モータ駆動回路
7のOPアンプ82の非反転入力端子に与えられる。O
Pアンプ82の反転入力端子には、OPアンプ80等で
構成されたマルチバイブレータの鋸歯状波出力が与えら
れる。マルチバイブレータは、OPアンプ80の非反転
入力端子に電源電圧Vccの抵抗77,78による分圧が
印加され、反転入力端子に他方が接地されたコンデンサ
81が接続されている。OPアンプ80には、抵抗79
による正帰還と抵抗79aによる負帰還がかけられ、マ
ルチバイブレータの鋸歯状波出力はOPアンプ80の反
転入力端子から出力される。The output of the voltage control circuit 6 is given to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 82 of the motor drive circuit 7. O
To the inverting input terminal of the P amplifier 82, the sawtooth wave output of the multivibrator composed of the OP amplifier 80 and the like is given. In the multivibrator, the non-inverting input terminal of the OP amplifier 80 is applied with a voltage division of the resistors 77 and 78 of the power supply voltage Vcc, and the inverting input terminal is connected to the capacitor 81 whose other terminal is grounded. The OP amplifier 80 has a resistor 79
The positive feedback by the resistor and the negative feedback by the resistor 79a are applied, and the sawtooth wave output of the multivibrator is output from the inverting input terminal of the OP amplifier 80.
【0039】OPアンプ82の出力端子には、抵抗82
aを介して電源電圧Vccが印加され、エミッタ同士が接
続されたNPNトランジスタ83及びPNPトランジス
タ84のそれぞれのベースが接続されている。NPNト
ランジスタ83のコレクタにはバッテリー電圧Vb が与
えられ、PNPトランジスタ84のコレクタは接地され
ている。NPNトランジスタ83及びPNPトランジス
タ84の共通接続されたエミッタは、抵抗85、86及
び87を介して、それぞれNチャネル形FET92、9
3及び94の各ベースに接続されている。Nチャネル形
FET92、93及び94の各ソースは、他方が接地さ
れた、モータ電流検出回路1aの抵抗95に共通接続さ
れている。A resistor 82 is connected to the output terminal of the OP amplifier 82.
The power supply voltage Vcc is applied via a, and the bases of the NPN transistor 83 and the PNP transistor 84 whose emitters are connected to each other are connected. The battery voltage Vb is applied to the collector of the NPN transistor 83, and the collector of the PNP transistor 84 is grounded. The commonly connected emitters of the NPN transistor 83 and the PNP transistor 84 are connected to N-channel FETs 92 and 9 via resistors 85, 86 and 87, respectively.
It is connected to each base of 3 and 94. The sources of the N-channel FETs 92, 93 and 94 are commonly connected to the resistor 95 of the motor current detection circuit 1a, the other of which is grounded.
【0040】Nチャネル形FET92、93及び94の
各ドレインは、電動モータMの−側端子に接続され、電
動モータMの+側端子は、他方が接地されたコンデンサ
90が接続されている。電動モータMの+側端子及び−
側端子間には、ダイオード91が逆接続されている。電
動モータMの−側端子には、ダイオード89のアノード
が接続され、ダイオード89のカソードには、ツェナー
ダイオード88のカソードが接続されている。ツェナー
ダイオード88のアノードは、Nチャネル形FET92
のベースに接続されている。The drains of the N-channel FETs 92, 93 and 94 are connected to the-side terminal of the electric motor M, and the + side terminal of the electric motor M is connected to the capacitor 90 whose other end is grounded. + Terminal of electric motor M and-
A diode 91 is reversely connected between the side terminals. The anode of the diode 89 is connected to the-side terminal of the electric motor M, and the cathode of the zener diode 88 is connected to the cathode of the diode 89. The anode of the Zener diode 88 is an N-channel FET 92.
Connected to the base.
【0041】モータ駆動回路7は、OPアンプ82が、
電圧制御回路6の出力とOPアンプ80からの鋸歯状波
出力とでデューティ比が定まるPWM制御信号を出力す
る。電圧制御回路6の出力が小さいとき(スタンバイモ
ードのとき)、PWM制御信号のデューティ比は小さく
(OPアンプ82が負電圧を出力する時間が長い)、N
PNトランジスタ83及びPNPトランジスタ84をオ
ン及びオフする、単位時間当たりの時間は短い。これに
応じて、Nチャネル形FET92、93及び94が、単
位時間当たりにオンする時間も短く、電動モータMに印
加される平均電圧は低い。In the motor drive circuit 7, the OP amplifier 82 is
A PWM control signal whose duty ratio is determined by the output of the voltage control circuit 6 and the sawtooth wave output from the OP amplifier 80 is output. When the output of the voltage control circuit 6 is small (in the standby mode), the duty ratio of the PWM control signal is small (the op amp 82 outputs a negative voltage for a long time), and N
The time for turning on / off the PN transistor 83 and the PNP transistor 84 is short. Accordingly, the N-channel FETs 92, 93, and 94 are turned on for a short time per unit time, and the average voltage applied to the electric motor M is low.
【0042】電圧制御回路6の出力が大きいとき(パワ
ーモードのとき)、PWM制御信号のデューティ比は大
きく、NPNトランジスタ83及びPNPトランジスタ
84をオン及びオフする、単位時間当たりの時間は長
い。これに応じて、Nチャネル形FET92、93及び
94が、単位時間当たりにオンする時間も長く、電動モ
ータMに印加される平均電圧は高い。When the output of the voltage control circuit 6 is large (in the power mode), the duty ratio of the PWM control signal is large, and the time for turning on / off the NPN transistor 83 and the PNP transistor 84 is long. Accordingly, the N-channel FETs 92, 93 and 94 are turned on for a long time per unit time, and the average voltage applied to the electric motor M is high.
【0043】モータ電流検出回路1aの抵抗95の両端
電圧は、接続節点Aを介して、モータ電流検出回路1a
及び平滑回路1bに与えられ、モータ電流が検出され
る。モータ電流検出回路1a及び平滑回路1bは、抵抗
47、コンデンサ48及び抵抗50からなる平滑回路
と、非反転入力端子に電源電圧Vccの抵抗49,50に
よる分圧が印加され、反転入力端子に他方が接地された
抵抗51が接続されたOPアンプ50aとから構成され
ている。OPアンプ50aの出力端子には、ダイオード
53が順接続され、OPアンプ50aは、抵抗52によ
り負帰還がかけられている。ダイオード53のカソード
には抵抗54aと他方が接地されたコンデンサ54が接
続され、コンデンサ54の一方は、接続節点Hを介し
て、無負荷電流検出回路2及び差動アンプ3の各入力端
子に接続されている。The voltage across the resistor 95 of the motor current detection circuit 1a is supplied to the motor current detection circuit 1a via the connection node A.
And the smoothing circuit 1b, and the motor current is detected. The motor current detection circuit 1a and the smoothing circuit 1b have a smoothing circuit including a resistor 47, a capacitor 48, and a resistor 50, a voltage division by the resistors 49 and 50 of the power supply voltage Vcc is applied to the non-inverting input terminal, and the other is applied to the inverting input terminal. Is composed of an OP amplifier 50a to which a resistor 51 grounded is connected. A diode 53 is connected in sequence to the output terminal of the OP amplifier 50a, and the OP amplifier 50a is negatively fed back by the resistor 52. A resistor 54a and a capacitor 54, the other of which is grounded, are connected to the cathode of the diode 53, and one of the capacitors 54 is connected to each input terminal of the no-load current detection circuit 2 and the differential amplifier 3 via a connection node H. Has been done.
【0044】コンデンサ54の一方(モータ電流検出回
路1a及び平滑回路1bの出力端子)は、抵抗55を介
して、OPアンプ57の反転入力端子に接続され、OP
アンプ57の非反転入力端子には、電源電圧Vccの抵抗
58,59による分圧が印加されている。OPアンプ5
7は、コンデンサ56により負帰還がかけられ、その出
力端子は、逆接続されたダイオード60を通じて、モー
タ駆動回路7のOPアンプ82の非反転入力端子に接続
されている。One of the capacitors 54 (the output terminals of the motor current detection circuit 1a and the smoothing circuit 1b) is connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 57 via the resistor 55, and the OP
To the non-inverting input terminal of the amplifier 57, the voltage division of the power supply voltage Vcc by the resistors 58 and 59 is applied. OP amplifier 5
Negative feedback of 7 is applied by the capacitor 56, and its output terminal is connected to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 82 of the motor drive circuit 7 through the diode 60 connected in reverse.
【0045】電動モータMの+側端子及び−側端子は、
それぞれ接続節点C及びDを介して、モータ電圧検出回
路8の抵抗68及び64に接続されている。モータ電圧
検出回路8は、抵抗64、コンデンサ66及び抵抗65
からなる平滑回路が反転入力端子に接続され、抵抗6
8、コンデンサ67、抵抗69、抵抗70及びコンデン
サ71からなる平滑回路及び分圧回路が接続されたOP
アンプ63を備えている。OPアンプ63は、抵抗62
とコンデンサ61との並列回路により負帰還をかけた差
動増幅器であり、電動モータMの+側端子及び−側端子
間の電圧を検出して、電圧制御回路へ出力する。The positive and negative terminals of the electric motor M are
It is connected to the resistors 68 and 64 of the motor voltage detection circuit 8 via the connection nodes C and D, respectively. The motor voltage detection circuit 8 includes a resistor 64, a capacitor 66 and a resistor 65.
A smoothing circuit consisting of is connected to the inverting input terminal
OP connected with a smoothing circuit and a voltage dividing circuit including a capacitor 8, a capacitor 67, a resistor 69, a resistor 70, and a capacitor 71.
An amplifier 63 is provided. The OP amplifier 63 has a resistor 62.
Is a differential amplifier in which a negative feedback is applied by a parallel circuit of a capacitor 61 and a capacitor 61, and detects the voltage between the + side terminal and the − side terminal of the electric motor M and outputs it to the voltage control circuit.
【0046】リセット回路9は、カソードにバッテリー
電圧Vb が印加されたツェナーダイオード11のアノー
ドに、エミッタ接地されたNPNトランジスタ12のベ
ースが接続され、NPNトランジスタ12のコレクタ
は、他方が電源Vccに接続された抵抗12aと、エミッ
タ接地されたNPNトランジスタ13,14の各ベース
とに接続されている。NPNトランジスタ14のコレク
タは、他方が接地されたコンデンサ15と、他方がPN
Pトランジスタ16のベースに接続された抵抗15aと
に接続されている。PNPトランジスタ16のエミッタ
は電源Vccに、コレクタは無負荷電流検出回路2のOP
アンプ17の反転入力端子にそれぞれ接続されている。
NPNトランジスタ13のコレクタは、接続節点Gを介
して、モータ駆動回路7のOPアンプ82の出力端子に
接続されている。In the reset circuit 9, the base of the NPN transistor 12 whose emitter is grounded is connected to the anode of the Zener diode 11 whose cathode is applied with the battery voltage Vb, and the collector of the NPN transistor 12 is connected to the power supply Vcc on the other side. The connected resistor 12a and the bases of the NPN transistors 13 and 14 whose emitters are grounded. The collector of the NPN transistor 14 has a capacitor 15 which is grounded at the other
It is connected to the resistor 15a connected to the base of the P-transistor 16. The emitter of the PNP transistor 16 is the power supply Vcc, and the collector is the OP of the no-load current detection circuit 2.
Each of them is connected to the inverting input terminal of the amplifier 17.
The collector of the NPN transistor 13 is connected to the output terminal of the OP amplifier 82 of the motor drive circuit 7 via the connection node G.
【0047】リセット回路9は、起動時に電源がオンさ
れると、NPNトランジスタ12,14がオンになり、
PNPトランジスタ16もオンになって、OPアンプ1
7の反転入力端子と抵抗18a及びコンデンサ21の接
続点とに略電源電圧Vccを与え、コンデンサ21を充電
する。しかし、抵抗15aにより制限されたPNPトラ
ンジスタ16のベース電流により、コンデンサ15が充
電され、PNPトランジスタ16のベース電位が上昇す
ると、PNPトランジスタ16はオフになり、OPアン
プ17の反転入力端子の電位は、抵抗18aとコンデン
サ21との接続点の電位となる。In the reset circuit 9, when the power is turned on at startup, the NPN transistors 12 and 14 are turned on,
The PNP transistor 16 is also turned on, and the OP amplifier 1
The power source voltage Vcc is applied to the inverting input terminal of No. 7 and the connection point of the resistor 18a and the capacitor 21 to charge the capacitor 21. However, when the capacitor 15 is charged by the base current of the PNP transistor 16 limited by the resistor 15a and the base potential of the PNP transistor 16 rises, the PNP transistor 16 turns off and the potential of the inverting input terminal of the OP amplifier 17 changes. , And the potential at the connection point between the resistor 18a and the capacitor 21.
【0048】図7は、今回、開示されるパワーステアリ
ング装置の1形態の要部構成例を示すブロック図であ
る。このパワーステアリング装置は、電動モータMの回
転速度の目標値に応じた、目標電圧決定回路4fが指示
する目標電圧に従って、モータ駆動回路7が、バッテリ
ー電圧を電動モータMに印加する時間を制御するPWM
波のデューティ比を決める。そして、このデューティ比
によりPWM制御された印加時間、バッテリー電圧を電
動モータMへ印加し、電動モータMを駆動している。電
動モータMは、これにより、油圧ポンプ10を駆動して
作動油圧を発生させる。FIG. 7 is a block diagram showing an example of the main configuration of one mode of the power steering device disclosed this time. In this power steering device, the motor drive circuit 7 controls the time for which the battery voltage is applied to the electric motor M according to the target voltage instructed by the target voltage determination circuit 4f according to the target value of the rotation speed of the electric motor M. PWM
Determine the wave duty ratio. Then, the battery voltage is applied to the electric motor M for the application time PWM-controlled by the duty ratio to drive the electric motor M. With this, the electric motor M drives the hydraulic pump 10 to generate an operating hydraulic pressure.
【0049】目標電圧決定回路4fには、差動アンプ3
及び閾値設定回路5aからの各信号の他に、車速検出器
(図示せず)からの車速に応じた電圧信号が与えられ
る。車速検出器はパルスピックアップ式であり、車速信
号は車速の高低によって周波数が高低する交流電圧信号
である。この交流電圧信号は、波形整形回路100に入
力されて矩形波に整形された後、F/V(周波数/電
圧)変換回路101へ与えられて電圧信号に変換され、
目標電圧決定回路4fへ与えられる。その他の構成は、
上述で説明した図1のパワーステアリング装置と同様で
あるので、説明を省略する。The target voltage determination circuit 4f includes a differential amplifier 3
In addition to the signals from the threshold setting circuit 5a, a voltage signal corresponding to the vehicle speed from a vehicle speed detector (not shown) is given. The vehicle speed detector is a pulse pickup type, and the vehicle speed signal is an AC voltage signal whose frequency varies depending on the vehicle speed. This AC voltage signal is input to the waveform shaping circuit 100, shaped into a rectangular wave, and then applied to the F / V (frequency / voltage) conversion circuit 101 to be converted into a voltage signal.
It is given to the target voltage determination circuit 4f. Other configurations are
Since it is the same as the power steering device of FIG. 1 described above, description thereof will be omitted.
【0050】以下に、このような構成のパワーステアリ
ング装置の動作を説明する。目標電圧決定回路4fは、
差動アンプ3からの信号より、操舵入力の有無を判断
し、電動モータMを低電圧/低回転速度で駆動制御する
スタンバイモード(操舵入力無)と、高電圧/高回転速
度で駆動制御するパワーモード(操舵入力有)とを切り
換え制御し、電動モータMへ印加すべき目標電圧を指示
する。このとき、目標電圧決定回路4fは、スタンバイ
モード時及びパワーモード時で異なる、車速と電動モー
タMへの印加電圧との特性に従って、目標電圧を指示す
る。The operation of the power steering device having such a structure will be described below. The target voltage determination circuit 4f is
Based on the signal from the differential amplifier 3, the presence / absence of steering input is determined, and the standby mode (no steering input) in which the electric motor M is drive-controlled at a low voltage / low rotation speed, and the drive control is performed at a high voltage / high rotation speed. The power mode (with steering input) is switched and controlled to instruct the target voltage to be applied to the electric motor M. At this time, the target voltage determination circuit 4f indicates the target voltage according to the characteristics of the vehicle speed and the voltage applied to the electric motor M, which are different in the standby mode and the power mode.
【0051】本例では、目標電圧決定回路4fは、図8
に例示するような、スタンバイモード時及びパワーモー
ド時それぞれの、車速と電動モータMへの印加電圧との
特性に従う。この特性では、スタンバイモード時の、電
動モータMへ印加すべき目標電圧は、車速が5km/h
迄の徐行時には6Vであり、5〜35km/hの低速の
ときには、車速の増加に応じて高くなり、35〜50k
m/hの中速のときには、12V(最高電圧)に維持さ
れ、50〜100km/hの高速のときには、車速の増
加に応じて低くなり、100km/h以上の高速のとき
には、3V(最低電圧)に維持される。In this example, the target voltage determining circuit 4f is the same as that shown in FIG.
According to the characteristics of the vehicle speed and the voltage applied to the electric motor M in the standby mode and the power mode, as illustrated in FIG. With this characteristic, the target voltage to be applied to the electric motor M in the standby mode is that the vehicle speed is 5 km / h.
It is 6V when driving slowly, and increases at a low speed of 5 to 35km / h as the vehicle speed increases and becomes 35 to 50k.
At a medium speed of m / h, it is maintained at 12 V (maximum voltage), at a high speed of 50 to 100 km / h, it decreases as the vehicle speed increases, and at a high speed of 100 km / h or more, 3 V (minimum voltage). ) Is maintained.
【0052】パワーモード時の、電動モータMへ印加す
べき目標電圧は、35km/h迄の徐行時及び低速時に
は、12Vに維持され、35km/h以上の中速時及び
高速時には、上述のスタンバイモード時の特性と同様の
特性に従う。その他の動作は、上述で説明した図1のパ
ワーステアリング装置と同様であるので、説明を省略す
る。In the power mode, the target voltage to be applied to the electric motor M is maintained at 12 V at the time of slow speed up to 35 km / h and at the time of low speed, and at the above-mentioned standby at the time of medium speed and high speed of 35 km / h or more. It follows the same characteristics as in mode. The other operations are the same as those of the power steering device of FIG. 1 described above, and thus the description thereof will be omitted.
【0053】従来のパワーステアリング装置では、車速
によってのみ、電動モータへの印加電圧を決定している
が、消費エネルギーが大きかった。また、操舵角センサ
を用いて操舵入力の有無を判断し、操舵入力が無いとき
に、電動モータへの印加電圧を下げるものもあるが、製
造コストが増加していた。しかし、本例のパワーステア
リング装置によれば、操舵角センサのようなセンサを追
加せずに、省エネルギー性能を向上させることができる
と共に、車速による目標電圧制御を導入することによ
り、中高速時の操舵フィーリングが向上する。In the conventional power steering apparatus, the applied voltage to the electric motor is determined only by the vehicle speed, but the energy consumption is large. Further, there is a method in which the presence or absence of steering input is determined using a steering angle sensor, and the voltage applied to the electric motor is reduced when there is no steering input, but the manufacturing cost has increased. However, according to the power steering device of the present example, energy saving performance can be improved without adding a sensor such as a steering angle sensor, and by introducing target voltage control depending on the vehicle speed, The steering feeling is improved.
【0054】図9、図10及び図11は、このようなパ
ワーステアリング装置の回路の一例である。波形整形回
路100は、カソードに波形整形回路100の入力端子
が接続されたダイオード105が、アノードに抵抗10
6を介して電源電圧Vccが印加されている。ダイオード
105のアノードには、他方にコンデンサ108が接続
された抵抗107が接続され、コンデンサ108の他方
は接地されている。抵抗107の他方は、アノードが接
地されたダイオード109のカソードと、OPアンプ1
12の反転入力端子とに接続されている。OPアンプ1
12の非反転入力端子には、抵抗110,111による
電源電圧Vccの分圧が与えられ、出力端子には、抵抗1
14を介して電源電圧Vccが印加されている。OPアン
プ112には、抵抗113により正帰還がかけられてい
る。FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 are examples of circuits of such a power steering device. In the waveform shaping circuit 100, a diode 105 having an input terminal of the waveform shaping circuit 100 connected to a cathode and a resistor 10 to an anode
The power supply voltage Vcc is applied via 6. A resistor 107 having a capacitor 108 connected to the other end is connected to the anode of the diode 105, and the other end of the capacitor 108 is grounded. The other side of the resistor 107 is connected to the cathode of the diode 109 whose anode is grounded and the OP amplifier 1
It is connected to 12 inverting input terminals. OP amplifier 1
The voltage division of the power supply voltage Vcc by the resistors 110 and 111 is applied to the non-inverting input terminal 12 and the output terminal is connected to the resistor 1
The power supply voltage Vcc is applied via 14. Positive feedback is applied to the OP amplifier 112 by a resistor 113.
【0055】波形整形回路100は、入力された交流電
圧信号の車速信号を、ダイオード105で半波整流し、
半波整流された車速信号は、抵抗107及びコンデンサ
108でなるフィルタ回路で高周波成分が除去された
後、シュミット・トリガ回路であるOPアンプ112に
入力される。ダイオード109は、負電圧に振られ過ぎ
ないための保護回路である。OPアンプ112は、入力
が抵抗110,111による分圧により定まる所定値を
超えているときは、Lレベル信号を出力し、超えていな
いときは、Hレベル信号を出力し、波形整形回路100
に入力された交流電圧信号の谷の数だけの矩形波を出力
する。The waveform shaping circuit 100 half-wave rectifies the input vehicle speed signal of the AC voltage signal with the diode 105,
The half-wave rectified vehicle speed signal is input to an OP amplifier 112, which is a Schmitt trigger circuit, after a high frequency component is removed by a filter circuit including a resistor 107 and a capacitor 108. The diode 109 is a protection circuit that prevents the negative voltage from being excessively swung. The OP amplifier 112 outputs an L level signal when the input exceeds a predetermined value determined by the voltage division by the resistors 110 and 111, and outputs an H level signal when the input does not exceed the predetermined value, and the waveform shaping circuit 100.
It outputs as many rectangular waves as the number of valleys of the AC voltage signal input to.
【0056】F/V変換回路101は、F/V変換回路
101の入力端子にコンデンサ115が接続され、コン
デンサ115の他方は、他方が接地された抵抗116に
接続されている。コンデンサ115の他方には、アノー
ドが接地されたダイオード117のカソードと、カソー
ドがOPアンプ121の反転入力端子に接続されたダイ
オード118のアノードとが接続されている。OPアン
プ121の非反転入力端子には、抵抗119,120に
よる電源電圧Vccの分圧が与えられ、出力端子には、抵
抗122を介して電源電圧Vccが印加されている。OP
アンプ121の出力端子には、他方が接地された電解コ
ンデンサ123と、抵抗124、コンデンサ125、抵
抗126及びコンデンサ127で構成される平滑回路と
が接続されている。In the F / V conversion circuit 101, a capacitor 115 is connected to the input terminal of the F / V conversion circuit 101, and the other side of the capacitor 115 is connected to a resistor 116 whose other side is grounded. To the other side of the capacitor 115, the cathode of the diode 117 whose anode is grounded and the anode of the diode 118 whose cathode is connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 121 are connected. The non-inverting input terminal of the OP amplifier 121 is divided by the power source voltage Vcc by the resistors 119 and 120, and the power source voltage Vcc is applied to the output terminal via the resistor 122. OP
The output terminal of the amplifier 121 is connected to an electrolytic capacitor 123, the other of which is grounded, and a smoothing circuit including a resistor 124, a capacitor 125, a resistor 126, and a capacitor 127.
【0057】F/V変換回路101は、波形整形回路1
00から入力された矩形波を、コンデンサ115及び抵
抗116でなる微分回路で微分する。この微分信号は、
ダイオード117及びダイオード118でなるポンプ回
路を通じて、OPアンプ121の反転入力端子に与えら
れ、OPアンプ121は、この微分信号の、抵抗11
9,120による分圧により定まる所定値を超える部分
に応じた負電圧信号を出力する。The F / V conversion circuit 101 is the waveform shaping circuit 1
The rectangular wave input from 00 is differentiated by the differentiating circuit including the capacitor 115 and the resistor 116. This differential signal is
It is given to the inverting input terminal of the OP amplifier 121 through the pump circuit composed of the diode 117 and the diode 118, and the OP amplifier 121 receives the resistance 11 of the differential signal.
A negative voltage signal corresponding to a portion exceeding a predetermined value determined by the voltage division by 9,120 is output.
【0058】OPアンプ121がこの負電圧信号を出力
する都度、電解コンデンサ123は放電するので、微分
信号の単位時間当たりの個数が多い程、電解コンデンサ
123の端子間電圧は低下する。従って、車速が高速で
ある程、電解コンデンサ123の端子間電圧は低下す
る。電解コンデンサ123の端子間電圧は、抵抗12
4、コンデンサ125、抵抗126及びコンデンサ12
7で構成される平滑回路で平滑され、F/V変換回路1
01の出力電圧として、目標電圧決定回路4fの部分回
路4eへ与えられる。Since the electrolytic capacitor 123 is discharged each time the OP amplifier 121 outputs this negative voltage signal, the terminal voltage of the electrolytic capacitor 123 decreases as the number of differential signals per unit time increases. Therefore, the higher the vehicle speed, the lower the voltage across the terminals of the electrolytic capacitor 123. The voltage between the terminals of the electrolytic capacitor 123 is the resistance 12
4, capacitor 125, resistor 126 and capacitor 12
The F / V conversion circuit 1 is smoothed by the smoothing circuit composed of 7.
The output voltage 01 is applied to the partial circuit 4e of the target voltage determination circuit 4f.
【0059】目標電圧決定回路4fの部分回路4eは、
部分回路4eの入力端子に接続された抵抗128の他方
が、OPアンプ131の反転入力端子に接続されてい
る。OPアンプ131の非反転入力端子には、抵抗12
9,130による電源電圧Vccの分圧が与えられ、出力
端子には、他方が接地されたツェナーダイオード133
が接続されている。OPアンプ131には、抵抗132
により負帰還がかけられている。OPアンプ131の出
力端子は、接続節点Kを介して、目標電圧決定回路4f
の部分回路4dの抵抗76の一端に接続されている(こ
の一端は、図6に示す回路では接地されている)。The partial circuit 4e of the target voltage determination circuit 4f is
The other end of the resistor 128 connected to the input terminal of the partial circuit 4e is connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 131. A resistor 12 is connected to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 131.
The power supply voltage Vcc is divided by 9, 130, and the output terminal has a Zener diode 133 with the other grounded.
Is connected. The OP amplifier 131 has a resistor 132.
Negative feedback is applied by. The output terminal of the OP amplifier 131 is connected to the target voltage determination circuit 4f via the connection node K.
Is connected to one end of the resistor 76 of the partial circuit 4d (this one end is grounded in the circuit shown in FIG. 6).
【0060】目標電圧決定回路4fの部分回路4eの入
力端子は、また、OPアンプ136の反転入力端子に接
続されている。OPアンプ136の非反転入力端子に
は、抵抗134,135による電源電圧Vccの分圧が与
えられ、出力端子には、抵抗137を通じて、電源電圧
Vccが印加されている。OPアンプ136の出力端子
は、接続節点Jを介して、目標電圧決定回路4fの部分
回路4cの、エミッタ接地されたNPNトランジスタ1
47のベースに接続されている。NPNトランジスタ1
47のコレクタは、OPアンプ43の出力端子に接続さ
れている(このNPNトランジスタ147は、図5に示
す回路では存在しない)。The input terminal of the partial circuit 4e of the target voltage determination circuit 4f is also connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 136. The non-inverting input terminal of the OP amplifier 136 is divided by the power supply voltage Vcc by the resistors 134 and 135, and the power supply voltage Vcc is applied to the output terminal through the resistor 137. The output terminal of the OP amplifier 136 is connected to the emitter-grounded NPN transistor 1 of the partial circuit 4c of the target voltage determination circuit 4f via the connection node J.
It is connected to the base of 47. NPN transistor 1
The collector of 47 is connected to the output terminal of the OP amplifier 43 (this NPN transistor 147 does not exist in the circuit shown in FIG. 5).
【0061】目標電圧決定回路4fの部分回路4eの入
力端子は、また、抵抗138,139でなる分圧回路に
接続されている。抵抗138,139により分圧され
た、部分回路4eの入力は、OPアンプ140の非反転
入力端子に与えられる。OPアンプ140の反転入力端
子には、抵抗144,145による電源電圧Vccの分圧
が抵抗143を通じて与えられ、出力端子には、他方が
接地されたツェナーダイオード142が接続されてい
る。OPアンプ140には、抵抗141により負帰還が
かけられている。The input terminal of the partial circuit 4e of the target voltage determination circuit 4f is also connected to a voltage dividing circuit composed of resistors 138 and 139. The input of the partial circuit 4e divided by the resistors 138 and 139 is given to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 140. The inverting input terminal of the OP amplifier 140 is supplied with the divided voltage of the power supply voltage Vcc by the resistors 144 and 145 through the resistor 143, and the output terminal thereof is connected to the Zener diode 142 whose other terminal is grounded. A negative feedback is applied to the OP amplifier 140 by the resistor 141.
【0062】抵抗144,145の共通接続点は、コレ
クタ接地されたPNPトランジスタ146のエミッタに
接続され、PNPトランジスタ146のベースは、接続
節点Jを介して、OPアンプ136の出力端子に接続さ
れている。OPアンプ140の出力端子は、接続節点L
を介して、目標電圧決定回路4fの部分回路4dの抵抗
75の一端に接続されている(この一端は、図6に示す
回路では、電源電圧Vccが印加されている)。The common connection point of the resistors 144 and 145 is connected to the emitter of the PNP transistor 146 whose collector is grounded, and the base of the PNP transistor 146 is connected to the output terminal of the OP amplifier 136 via the connection node J. There is. The output terminal of the OP amplifier 140 has a connection node L
Is connected to one end of the resistor 75 of the partial circuit 4d of the target voltage determination circuit 4f (the power supply voltage Vcc is applied to this one end in the circuit shown in FIG. 6).
【0063】以下に、目標電圧決定回路4f(部分回路
4c,4d,4e)の動作を、図8の車速と電動モータ
Mへの印加電圧との特性を参照しながら説明する。目標
電圧決定回路4fの入力信号が5km/h迄の車速に相
当する電圧のとき、接続節点Kの電圧は、ツェナーダイ
オード133が順方向に導通して、略0Vである。接続
節点Jの電圧は、PNPトランジスタ146をオン、N
PNトランジスタ147をオフにする。接続節点Lの電
圧は、PNPトランジスタ146のエミッタが接地さ
れ、OPアンプ140の出力電圧が高になるので、ツェ
ナーダイオード142のツェナー降伏電圧である。The operation of the target voltage determination circuit 4f (partial circuits 4c, 4d, 4e) will be described below with reference to the characteristics of the vehicle speed and the voltage applied to the electric motor M in FIG. When the input signal of the target voltage determination circuit 4f is a voltage corresponding to the vehicle speed up to 5 km / h, the voltage at the connection node K is approximately 0 V due to the forward conduction of the Zener diode 133. The voltage at the connection node J turns on the PNP transistor 146,
The PN transistor 147 is turned off. The voltage of the connection node L is the Zener breakdown voltage of the Zener diode 142 because the emitter of the PNP transistor 146 is grounded and the output voltage of the OP amplifier 140 becomes high.
【0064】従って、OPアンプ74(電圧制御回路
6)の非反転入力端子に入力される、電動モータMへ印
加すべき目標電圧信号は、ツェナーダイオード142の
ツェナー降伏電圧の抵抗75,76による分圧に略等し
くなり、目標電圧は6Vになる。この状態で、パワーモ
ードに切り換わったときは、PNPトランジスタ46が
オンになって、目標電圧信号が引き上げられて略電源電
圧Vccになり、目標電圧は12Vになる。Therefore, the target voltage signal to be applied to the electric motor M, which is input to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74 (voltage control circuit 6), is divided by the resistors 75 and 76 of the Zener breakdown voltage of the Zener diode 142. The pressure becomes approximately equal to the pressure, and the target voltage becomes 6V. In this state, when the mode is switched to the power mode, the PNP transistor 46 is turned on, the target voltage signal is pulled up to become approximately the power supply voltage Vcc, and the target voltage becomes 12V.
【0065】目標電圧決定回路4fの入力信号が5〜3
5km/hの車速に相当する電圧のとき、接続節点Kの
電圧は、OPアンプ131の出力電圧が車速の上昇(入
力信号の低下)に応じて上昇するので、同様に上昇す
る。接続節点Jの電圧は、PNPトランジスタ146を
オン、NPNトランジスタ147をオフにする。接続節
点Lの電圧は、PNPトランジスタ146のエミッタが
接地され、OPアンプ140の出力電圧が高になるの
で、ツェナーダイオード142のツェナー降伏電圧であ
る。The input signal of the target voltage determination circuit 4f is 5 to 3
At a voltage corresponding to a vehicle speed of 5 km / h, the voltage at the connection node K similarly rises because the output voltage of the OP amplifier 131 rises as the vehicle speed rises (the input signal falls). The voltage at connection node J turns on PNP transistor 146 and turns off NPN transistor 147. The voltage of the connection node L is the Zener breakdown voltage of the Zener diode 142 because the emitter of the PNP transistor 146 is grounded and the output voltage of the OP amplifier 140 becomes high.
【0066】従って、OPアンプ74の非反転入力端子
に入力される、電動モータMへ印加すべき目標電圧信号
は、車速の上昇に応じて(接続節点Kの電圧上昇に応じ
て)上昇し、目標電圧は6Vから12Vに漸増する。こ
の状態で、パワーモードに切り換わったときは、PNP
トランジスタ46がオンになって、目標電圧信号が引き
上げられて略電源電圧Vccになり、目標電圧は12Vに
なる。Therefore, the target voltage signal to be applied to the electric motor M, which is input to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74, increases in accordance with the increase in vehicle speed (in accordance with the increase in voltage at the connection node K), The target voltage gradually increases from 6V to 12V. In this state, when switching to power mode, PNP
When the transistor 46 is turned on, the target voltage signal is pulled up to become approximately the power supply voltage Vcc, and the target voltage becomes 12V.
【0067】目標電圧決定回路4fの入力信号が35〜
50km/hの車速に相当する電圧のとき、接続節点K
の電圧は、OPアンプ131の出力電圧が車速の上昇
(入力信号の低下)に応じて上昇するので、同様に上昇
する。接続節点Jの電圧は、PNPトランジスタ146
をオフ、NPNトランジスタ147をオンにする。接続
節点Lの電圧は、OPアンプ140の出力電圧が車速の
上昇(入力信号の低下)に応じて低下するので、同様に
低下する。The input signal of the target voltage determination circuit 4f is 35-35.
When the voltage corresponds to the vehicle speed of 50 km / h, the connection node K
Since the output voltage of the OP amplifier 131 increases in accordance with the increase of the vehicle speed (the decrease of the input signal), the voltage of 2 increases similarly. The voltage at the connection node J is the PNP transistor 146
Is turned off and the NPN transistor 147 is turned on. The voltage at the connection node L similarly decreases because the output voltage of the OP amplifier 140 decreases as the vehicle speed increases (the input signal decreases).
【0068】従って、OPアンプ74の非反転入力端子
に入力される、電動モータMへ印加すべき目標電圧信号
は、接続節点Kの電圧上昇と接続節点Lの電圧低下とが
相殺しあって一定となり、目標電圧は12Vで一定であ
る。この状態では、NPNトランジスタ147がオンで
あるので、PNPトランジスタ46がオフに維持され、
パワーモードに切り換わらず、スタンバイモードとパワ
ーモードとは同じ特性を取る。Therefore, the target voltage signal to be applied to the electric motor M, which is input to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74, is constant because the voltage increase at the connection node K and the voltage decrease at the connection node L cancel each other out. And the target voltage is 12 V and is constant. In this state, since the NPN transistor 147 is on, the PNP transistor 46 is kept off,
The standby mode and the power mode have the same characteristics without switching to the power mode.
【0069】目標電圧決定回路4fの入力信号が50〜
100km/hの車速に相当する電圧のとき、接続節点
Kの電圧は、OPアンプ131の出力電圧が高になるの
で、ツェナーダイオード133のツェナー降伏電圧であ
る。接続節点Jの電圧は、PNPトランジスタ146を
オフ、NPNトランジスタ147をオンにする。接続節
点Lの電圧は、OPアンプ140の出力電圧が車速の上
昇(入力信号の低下)に応じて低下するので、同様に低
下する。The input signal of the target voltage determination circuit 4f is 50 to 50.
At a voltage corresponding to a vehicle speed of 100 km / h, the voltage at the connection node K is the Zener breakdown voltage of the Zener diode 133 because the output voltage of the OP amplifier 131 becomes high. The voltage at node J turns PNP transistor 146 off and NPN transistor 147 on. The voltage at the connection node L similarly decreases because the output voltage of the OP amplifier 140 decreases as the vehicle speed increases (the input signal decreases).
【0070】従って、OPアンプ74の非反転入力端子
に入力される、電動モータMへ印加すべき目標電圧信号
は、車速の上昇に応じて(接続節点Lの電圧低下に応じ
て)低下し、目標電圧は12Vから3Vに漸減する。こ
の状態では、NPNトランジスタ147がオンであるの
で、PNPトランジスタ46がオフに維持され、パワー
モードに切り換わらず、スタンバイモードとパワーモー
ドとは同じ特性を取る。Therefore, the target voltage signal to be applied to the electric motor M, which is input to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74, decreases in accordance with the increase in vehicle speed (in accordance with the decrease in voltage at the connection node L), The target voltage is gradually reduced from 12V to 3V. In this state, since the NPN transistor 147 is on, the PNP transistor 46 is kept off, and the standby mode and the power mode have the same characteristics without switching to the power mode.
【0071】目標電圧決定回路4fの入力信号が100
km/h以上の車速に相当する電圧のとき、接続節点K
の電圧は、OPアンプ131の出力電圧が高になるの
で、ツェナーダイオード133のツェナー降伏電圧であ
る。接続節点Jの電圧は、PNPトランジスタ146を
オフ、NPNトランジスタ147をオンにする。接続節
点Lの電圧は、ツェナーダイオード142が順方向に導
通して、略0Vである。The input signal of the target voltage determination circuit 4f is 100
When the voltage is equivalent to the vehicle speed of km / h or more, the connection node K
Is the Zener breakdown voltage of the Zener diode 133 because the output voltage of the OP amplifier 131 becomes high. The voltage at node J turns PNP transistor 146 off and NPN transistor 147 on. The voltage at the connection node L is approximately 0 V when the Zener diode 142 is conducting in the forward direction.
【0072】従って、OPアンプ74の非反転入力端子
に入力される、電動モータMへ印加すべき目標電圧信号
は、ツェナーダイオード133のツェナー降伏電圧の抵
抗76,75による分圧(上述の車速が5km/h迄の
ときとは、分圧比が逆になる)に略等しくなり、目標電
圧は3Vになる。この状態では、NPNトランジスタ1
47がオンであるので、PNPトランジスタ46がオフ
に維持され、パワーモードに切り換わらず、スタンバイ
モードとパワーモードとは同じ特性を取る。このパワー
ステアリング装置の回路のその他の構成及び動作は、上
述で説明した、図5及び図6に示す回路と同様であるの
で、説明を省略する。Therefore, the target voltage signal to be applied to the electric motor M, which is input to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 74, is divided by the resistors 76 and 75 of the Zener breakdown voltage of the Zener diode 133 (the above-mentioned vehicle speed is The voltage dividing ratio is the same as that up to 5 km / h), and the target voltage becomes 3V. In this state, the NPN transistor 1
Since 47 is on, the PNP transistor 46 is kept off, the standby mode and the power mode have the same characteristics without switching to the power mode. Other configurations and operations of the circuit of this power steering device are the same as those of the circuits shown in FIGS. 5 and 6 described above, and therefore description thereof is omitted.
【0073】[0073]
【発明の効果】本発明に係るパワーステアリング装置に
よれば、電源であるバッテリー電圧が変動しても、電動
モータへの印加電圧を略一定に保持し、モータ電流を略
一定に保つことができ、ハンドルの操作状態を精度良く
検出できる。また、個々の電動モータの抵抗値のバラツ
キと、コントローラ(特に電動モータの端子間電圧を検
出する手段)の製造過程に起因するバラツキとを吸収す
ることができ、作動油の最低流量を高精度に制御するこ
とができる。According to the power steering device of the present invention, even if the voltage of the battery, which is the power source, fluctuates, the voltage applied to the electric motor can be kept substantially constant and the motor current can be kept substantially constant. , The operating state of the handle can be detected with high accuracy. Further, it is possible to absorb variations in the resistance value of individual electric motors and variations due to the manufacturing process of the controller (particularly means for detecting the voltage across the terminals of the electric motor), so that the minimum flow rate of hydraulic oil can be controlled with high accuracy. Can be controlled.
【図1】本発明に係るパワーステアリング装置の1形態
の要部構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a main part of one mode of a power steering device according to the present invention.
【図2】本発明に係るパワーステアリング装置の電源電
圧が変動したときの動作を説明するための波形図であ
る。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation when the power supply voltage of the power steering device according to the present invention changes.
【図3】本発明に係るパワーステアリング装置の電圧制
御動作を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a voltage control operation of the power steering device according to the present invention.
【図4】無負荷時の、モータ印加電圧に対するモータ電
流の温度特性を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a temperature characteristic of a motor current with respect to a voltage applied to the motor when no load is applied.
【図5】本発明に係るパワーステアリング装置の回路の
一例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a circuit of the power steering device according to the present invention.
【図6】本発明に係るパワーステアリング装置の回路の
一例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a circuit of the power steering device according to the present invention.
【図7】開示されたパワーステアリング装置の要部構成
例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a main part of the disclosed power steering device.
【図8】開示されたパワーステアリング装置の電圧制御
動作を説明するための説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a voltage control operation of the disclosed power steering device.
【図9】開示されたパワーステアリング装置の回路の一
例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a circuit of the disclosed power steering device.
【図10】開示されたパワーステアリング装置の回路の
一例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a circuit of the disclosed power steering device.
【図11】開示されたパワーステアリング装置の回路の
一例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a circuit of the disclosed power steering device.
【図12】従来のパワーステアリング装置の1例の要部
構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a main part of an example of a conventional power steering device.
【図13】従来のパワーステアリング装置の電源電圧が
変動したときの動作を説明するための波形図である。FIG. 13 is a waveform diagram for explaining an operation when the power supply voltage of the conventional power steering device changes.
【図14】作動油が常温のとき及び低温のときにおける
モータ電流の相違を説明するための説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a difference in motor current when the hydraulic oil has a normal temperature and a low temperature.
1a モータ電流検出回路 1b 平滑回路 2 無負荷電流検出回路 3 差動アンプ 4,4f 目標電圧決定回路 5a 閾値設定回路 6 電圧制御回路(目標電圧を補正する手段) 7 モータ駆動回路 8 モータ電圧検出回路(電動モータの端子間電圧を検
出する手段) 9 リセット回路 10 油圧ポンプ M 電動モータ 100 波形整形回路 101 F/V変換回路1a Motor current detection circuit 1b Smoothing circuit 2 No-load current detection circuit 3 Differential amplifier 4,4f Target voltage determination circuit 5a Threshold setting circuit 6 Voltage control circuit (means for correcting target voltage) 7 Motor drive circuit 8 Motor voltage detection circuit (Means for detecting voltage between terminals of electric motor) 9 Reset circuit 10 Hydraulic pump M Electric motor 100 Waveform shaping circuit 101 F / V conversion circuit
フロントページの続き (72)発明者 千野 公仁 東京都小平市天神町1丁目171番地 光洋 電子工業株式会社内Continuation of the front page (72) Kojin Senno 1-171 Tenjin-cho, Kodaira-shi, Tokyo Koyo Electronic Industry Co., Ltd.
Claims (2)
を検出し、その負荷検出信号に基づき、印加すべき目標
電圧を決定して前記電動モータを駆動し、前記油圧ポン
プで発生する油圧により操舵補助を行うパワーステアリ
ング装置において、 前記電動モータの端子間電圧を検出する手段と、検出し
た端子間電圧に基づき前記目標電圧を補正する手段とを
備えることを特徴とするパワーステアリング装置。1. A load of a hydraulic pump driven by an electric motor is detected, a target voltage to be applied is determined based on the load detection signal to drive the electric motor, and steering is performed by a hydraulic pressure generated by the hydraulic pump. A power steering apparatus for assisting, comprising: a unit that detects a voltage between terminals of the electric motor; and a unit that corrects the target voltage based on the detected voltage between terminals.
を検出し、その負荷検出信号に基づき、印加すべき目標
電圧を決定し、その目標電圧に応じたデューティ比によ
り前記電動モータをPWM駆動して、前記油圧ポンプで
発生する油圧により操舵補助を行うパワーステアリング
装置において、 前記電動モータの端子間電圧を検出する手段と、検出し
た端子間電圧に基づき前記目標電圧を補正する手段とを
備え、前記目標電圧の補正に従って、前記電動モータを
PWM駆動するPWM波のデューティ比を補正すべくな
してあることを特徴とするパワーステアリング装置。2. A load of a hydraulic pump driven by an electric motor is detected, a target voltage to be applied is determined based on the load detection signal, and the electric motor is PWM-driven by a duty ratio according to the target voltage. A power steering device that assists steering with hydraulic pressure generated by the hydraulic pump, comprising means for detecting a terminal voltage of the electric motor, and means for correcting the target voltage based on the detected terminal voltage, A power steering device, wherein the duty ratio of a PWM wave for PWM driving the electric motor is corrected according to the correction of the target voltage.
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JP23842595A JP3827349B2 (en) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | Power steering device |
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