JPH0815864B2 - Control device for electric power steering - Google Patents
Control device for electric power steeringInfo
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- JPH0815864B2 JPH0815864B2 JP20648986A JP20648986A JPH0815864B2 JP H0815864 B2 JPH0815864 B2 JP H0815864B2 JP 20648986 A JP20648986 A JP 20648986A JP 20648986 A JP20648986 A JP 20648986A JP H0815864 B2 JPH0815864 B2 JP H0815864B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、ハンドルの正逆回転信号及びPWM回路か
らの出力信号に応じて、電動モータを制御する電動パワ
ーステアリングの制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for an electric power steering that controls an electric motor according to a forward / reverse rotation signal of a steering wheel and an output signal from a PWM circuit.
(従来の技術) この種の装置として特開昭60−35664号公報所載の発
明が従来らか知られているが、この従来の装置を簡略化
して示したのが、第6図のブロック図である。(Prior Art) The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-35664 is conventionally known as a device of this type. The block diagram of FIG. 6 is a simplified illustration of this conventional device. It is a figure.
この第6図に示した従来の装置は、信号処理回路1か
らの出力信号に応じて、トランジスタQ1〜Q4を動作させ
るようにしている。例えば、信号処理回路1から正転信
号が出力されると、トランジスタQ4が常時オンになると
ともに、トランジスタQ1がPWM信号に応じてオン、オフ
動作を繰り返し、このPWM信号のデューティ比に応じて
電動モータDMを制御する。In the conventional device shown in FIG. 6, the transistors Q 1 to Q 4 are operated according to the output signal from the signal processing circuit 1. For example, when a normal signal is output from the signal processing circuit 1, the transistor Q 4 is always turned on, the transistor Q 1 is repeatedly turned on and off according to the PWM signal, and the transistor Q 4 is turned on and off according to the duty ratio of the PWM signal. Control the electric motor DM.
(本発明が解決しようとする問題点) 上記のようにした従来の装置では、トランジスタQ1が
オフのときにも、トランジスタQ4がオンの状態を保つの
で、第6図の矢印で示すような閉回路を構成し、モータ
が外力によって回転させられると矢印のように電流が流
れ、当該電動モータDMにトルクが発生するが、それは制
御系と全く関係なく発生する。(Problems to be Solved by the Present Invention) In the conventional device as described above, the transistor Q 4 remains on even when the transistor Q 1 is off. Therefore, as shown by an arrow in FIG. When a motor is rotated by an external force, a current flows as shown by an arrow, and a torque is generated in the electric motor DM, which occurs regardless of the control system.
この制御系と関係なく発生した電動モータのトルク
は、例えば、セルフアライニングトルクによってハンド
ルが戻るときに、ブレーキ作用をするので、ハンドルが
戻りにくくなるという問題があった。The torque of the electric motor generated irrespective of this control system has a problem that the steering wheel becomes difficult to return because it acts as a brake when the steering wheel returns due to self-aligning torque.
そこで、上記トランジスタQ4をPWM制御のパルス幅に
応じて、オン・オフさせることも考えられる。しかし、
この場合には、PWM信号の周波数が増加すると、PWM信号
のデューティ比と電動モータの出力トルクとのリニアリ
ティが、第7図に示すようにくずれてしまい、当該パワ
ーステアリングの制御性が悪くなるという別の問題が発
生する。Therefore, it is possible to turn on / off the transistor Q 4 according to the pulse width of the PWM control. But,
In this case, when the frequency of the PWM signal is increased, the linearity between the duty ratio of the PWM signal and the output torque of the electric motor is lost as shown in FIG. 7, and the controllability of the power steering is deteriorated. Another problem arises.
つまり、第8図に示すように、当該PWM信号の周波数
が増加すると、1パルス当りのエネルギーが小さくな
る。そのために上記デューティ比と電動モータの出力ト
ルクとのリニアリティがくずれてしまい、上記したよう
に当該パワーステアリングの制御性が悪くなるという問
題があった。That is, as shown in FIG. 8, when the frequency of the PWM signal increases, the energy per pulse decreases. Therefore, there is a problem that the linearity between the duty ratio and the output torque of the electric motor collapses, and the controllability of the power steering deteriorates as described above.
この発明の目的は、例えば、セルフアライニングトル
クによってハンドルが戻されるときなどに、当該電動モ
ータがブレーキ作用をせず、しかも、PWM信号のデュー
ティ比と電動モータの出力トルクとのリニアリティを保
つ制御装置を提供することである。An object of the present invention is, for example, a control in which the electric motor does not act as a brake when the steering wheel is returned by self-aligning torque and the linearity between the duty ratio of the PWM signal and the output torque of the electric motor is maintained. It is to provide a device.
(問題点を解決する手段) 上記の目的を達成するために、この発明は、電動モー
タも流れる電流を検出する電流信号処理回路と、この電
流信号処理回路から出力されるモータ電流相当電圧と走
行条件に応じて出力される指令電圧とを比較するコンパ
レータと、このコンパレータからの出力信号に応じて、
電動モータに印加される電圧を制御するか、あるいは電
動モータに流れる電流を制御するかを選択する選択回路
とを備え、しかもこの選択回路は、指令電圧がモータ電
流相当電圧よりも大きいとき、電圧制御を実施し、指令
電圧よりもモータ電流相当電圧が大きいとき、電流制御
を実施するとともに、この電流制御を実施していると
き、指令電圧に対するモータ電流相当電圧の差を補正す
る機能を備えた構成にしている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a current signal processing circuit that detects a current that also flows in an electric motor, a motor current equivalent voltage output from the current signal processing circuit, and a running condition. Depending on the output signal from the comparator and the comparator that compares the command voltage output according to the conditions,
And a selection circuit for selecting whether to control the voltage applied to the electric motor or the current flowing through the electric motor. Moreover, when the command voltage is larger than the motor current equivalent voltage, the selection circuit When the control is carried out and the motor current equivalent voltage is larger than the command voltage, the current control is carried out, and when this current control is carried out, a function to correct the difference between the command voltage and the motor current equivalent voltage is provided. It is configured.
(本発明の作用) 上記のように構成したので、ハンドルを正逆いずれか
に回転させているとき、第3トランジスタあるいは第4
トランジスタがオンの状態を維持する。したがって、こ
れら第3、4トランジスタを介して回生電流が流れる。(Operation of the present invention) Since it is configured as described above, when the handle is rotated in either the forward or reverse direction, the third transistor or the fourth transistor
The transistor remains on. Therefore, a regenerative current flows through these third and fourth transistors.
モータに流れる電流は、電流信号処理回路によって検
出されるとともに、この処理回路からはモータ電流相当
電圧が出力される。The current flowing through the motor is detected by the current signal processing circuit, and the motor current equivalent voltage is output from this processing circuit.
このモータ電流相当電圧は、コンパレータで指令電圧
と比較され、その比較結果が選択回路に入力する。この
選択回路では、指令電圧がモータ電流相当電圧よりも大
きいとき、電圧制御を選択し、指令電圧よりもモータ電
流相当電圧が大きいとき、電流制御を選択する。This motor current equivalent voltage is compared with the command voltage by the comparator, and the comparison result is input to the selection circuit. In this selection circuit, when the command voltage is higher than the motor current equivalent voltage, voltage control is selected, and when the motor current equivalent voltage is higher than the command voltage, current control is selected.
しかも、この電流制御を実施しているとき、上記指令
電圧に対してモータ電流相当電圧が大きければ、当該モ
ータ電流相当電圧を低くする方向に補正する。Moreover, if the motor current equivalent voltage is larger than the command voltage during this current control, the motor current equivalent voltage is corrected to a lower value.
したがって、電動モータの出力トルクをゼロにするた
めの指令電圧が出力されているとき、上記回生電流が流
れれば、選択回路の電流制御機能によって、この回生電
流をゼロにする方向に補正する。Therefore, if the regenerative current flows while the command voltage for reducing the output torque of the electric motor is output, the current control function of the selection circuit corrects the regenerative current to zero.
(本発明の効果) この発明の制御装置によれば、例えば、セルフアラニ
ングトルクによってハンドルを戻すときに、電動モータ
に回生電流が流れていても、それをゼロにするように制
御機能が発揮されるので、当該回生電流の作用で、電動
モータがブレーキ作用をするようなことはなくなる。し
たがって、当該パワーステアリングの制御性も向上す
る。(Effect of the present invention) According to the control device of the present invention, for example, when the steering wheel is returned by the self-allaning torque, even if the regenerative current is flowing through the electric motor, the control function is exerted so as to make it zero Therefore, the electric motor does not act as a brake by the action of the regenerative current. Therefore, the controllability of the power steering is also improved.
また、回生電流を積極的に流すようにしているので、
PWM周波数が高くなっても電流の流れが断続的になるこ
とはない。したがって、電動モータの出力トルクとPWM
信号のデューティ比とのリニアリティが維持される。Also, since the regenerative current is actively flowed,
The current flow does not become intermittent even if the PWM frequency becomes high. Therefore, the output torque of the electric motor and the PWM
Linearity with the signal duty ratio is maintained.
さらに、ハンドルを切っているときには、電圧制御が
実施されるので、電圧の変動が少なくなる。もし、ハン
ドルを切るときも電流制御とすると、当該電流を指令値
に維持させるために指令電圧が常に変動することにな
る。このように電圧が常に変動すると、モータから音が
発生することがある。しかし、この発明のように、ハン
ドルを切るときに電圧制御を実施すれば、当該電圧は指
令値に等しくなって、その変動がなくなるから、モータ
からの音の発生という問題もなくなる。Further, when the steering wheel is turned off, the voltage control is executed, so that the fluctuation of the voltage is reduced. If current control is performed even when the steering wheel is turned, the command voltage constantly fluctuates in order to maintain the current at the command value. When the voltage constantly fluctuates in this way, noise may be generated from the motor. However, if the voltage control is performed when the steering wheel is turned as in the present invention, the voltage becomes equal to the command value and its fluctuation disappears, so that there is no problem of noise from the motor.
(本発明の実施例) 第1〜5図に示したこの発明の実施例は、ハンドルH
に連結した入力軸2の先端にピニオン3を連結するとと
もに、このピニオン3をラック6にかみ合わせている。
このラック6の両側は、サイドロッド5及びナックルア
ーム4を介して車輪1に連結している。(Embodiment of the present invention) The embodiment of the present invention shown in FIGS.
The pinion 3 is connected to the tip of the input shaft 2 connected to the rack 6, and the pinion 3 is engaged with the rack 6.
Both sides of the rack 6 are connected to the wheels 1 via side rods 5 and knuckle arms 4.
また、正逆転可能にした電動モータmには減速機7を
連結するとともに、この減速機7の出力軸8にピニオン
9を設け、このピニオン9を上記ラック6にかみ合せて
いる。Further, a speed reducer 7 is connected to the electric motor m capable of rotating in the forward and reverse directions, a pinion 9 is provided on an output shaft 8 of the speed reducer 7, and the pinion 9 is engaged with the rack 6.
さらに、当該車両の車速を検出する車速センサー10と
入力軸2に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサ
ー11とを設けているが、これら両センサー10、11を信号
処理装置12に接続している。Further, a vehicle speed sensor 10 for detecting the vehicle speed of the vehicle and a torque sensor 11 for detecting the steering torque acting on the input shaft 2 are provided, and these sensors 10, 11 are connected to the signal processing device 12. .
上記信号処理装置12は、モータ制御装置aに接続して
いるが、このモータ制御装置aの具体的な構成は第2図
のブロック図に示すとおりである。The signal processing device 12 is connected to the motor control device a, and the specific configuration of the motor control device a is as shown in the block diagram of FIG.
上記モータ制御装置aには、当該車両の走行条件に応
じた指令電圧Vcが入力する選択回路bを設けているが、
この選択回路bは差動入力型のオペ・アンプ13を有し、
このオペ・アンプの一方の入力端子13aに上記指令電圧V
Cが入力し、他方の入力端子13bには、電動モータmに流
れる電流を検出する電流信号処理回路14を接続してい
る。このようにした選択回路bには3つの抵抗Ra、Rs、
Rfを設けるとともに、抵抗Rfを抵抗Rsに対して十分に大
きくしている。The motor control device a is provided with a selection circuit b to which a command voltage Vc according to the traveling condition of the vehicle is input.
This selection circuit b has a differential input type operational amplifier 13,
The command voltage V is applied to one input terminal 13a of this operational amplifier.
C is input, and the other input terminal 13b is connected to a current signal processing circuit 14 that detects a current flowing through the electric motor m. The selection circuit b thus configured has three resistors Ra, Rs,
Rf is provided and the resistance Rf is made sufficiently larger than the resistance Rs.
さらに、この選択回路bであって、上記オペ・アンプ
13の下流側にスイッチ15を設けている。このスイッチ15
は、接点15aと15bとを有し、接点15aが閉じているとき
には、上記オペ・アンプ13を機能させる。また、接点15
bが閉じているときには、選択回路bに入力した指令電
圧VCを、バイパス回路16から、後に述べる制御系の回路
に直接流すもので、オペ・アンプ13を実質的に機能させ
ないようにする。Further, in the selection circuit b, the operational amplifier
A switch 15 is provided on the downstream side of 13. This switch 15
Has contacts 15a and 15b, and causes the operation amplifier 13 to function when the contact 15a is closed. Also, contact 15
When b is closed, the command voltage V C input to the selection circuit b is made to flow directly from the bypass circuit 16 to the circuit of the control system described later, so that the operation amplifier 13 is not substantially functioned.
そして、上記スイッチ15は、コンパレータ17に接続
し、このコンパレータ17の出力信号に応じて開閉動作す
るものである。The switch 15 is connected to the comparator 17 and opens / closes according to the output signal of the comparator 17.
上記コンパレータ17には、電流信号処理回路14のモー
タ電流相当電圧VIを絶対値化する絶対値回路18からの出
力信号|VI|と、指令電圧Vcの絶対値をα倍する絶対値増
幅回路19からの出力信号α|VC|とが入力するようにして
いる。The comparator 17 includes an output signal | V I | from the absolute value circuit 18 for converting the motor current equivalent voltage V I of the current signal processing circuit 14 into an absolute value, and an absolute value amplification for multiplying the absolute value of the command voltage Vc by α. The output signal α | V C | from the circuit 19 is input.
そして、上記コンパレータ17は、|VI|<α|VC|のとき
にオフになって、接点15bを閉じ、反対に|VI|>α|VC|
のときには、当該コンパレータ17が機能して、接点15a
を閉じるようにしている。The comparator 17 is turned off when | V I | <α | V C | to close the contact 15b, and conversely | V I |> α | V C |
In case of, the comparator 17 is activated and the contact 15a
I'm trying to close.
そして、上記のように一方の接点15aが閉じていると
き、選択回路bに、上記指令電圧VCとモータ電流相当電
圧VIとが入力すると、そのときの出力電圧V0は V0=VC+(Rf/Rs)(VC−VI)となる。When one of the contacts 15a is closed as described above, the command voltage V C and the motor current equivalent voltage V I are input to the selection circuit b, the output voltage V 0 at that time is V 0 = V 0 C + to become (Rf / Rs) (V C -V I).
したがって、指令電圧VCとモータ電流相当電圧VIとが
等しいときには、上記出力電圧V0が指令電圧VCと等しく
なる。また、上記モータ電流相当電圧VIが指令電圧VCよ
りも大きくなれば、出力電圧V0を小さくし、逆に電圧VI
が小さくなれば、出力電圧V0を大きくする。Therefore, when the command voltage V C is equal to the motor current equivalent voltage V I , the output voltage V 0 is equal to the command voltage V C. If the motor current equivalent voltage V I becomes larger than the command voltage V C , the output voltage V 0 is decreased, and conversely the voltage V I
If becomes smaller, the output voltage V 0 increases.
また、接点15bが閉じていると、電動モータmに流れ
る電流すなわち上記モータ電流相当電圧VIに関係なく、
指令電圧VCと等しい出力電圧V0を出力する。When the contact 15b is closed, regardless of the current flowing through the electric motor m, that is, the motor current equivalent voltage V I ,
Outputs an output voltage V 0 equal to the command voltage V C.
上記のようにした選択回路bには、正負判定回路20と
絶対値回路21とを接続している。The positive / negative determination circuit 20 and the absolute value circuit 21 are connected to the selection circuit b as described above.
上記正負判定回路20は、第1、2アンドゲート22、23
に接続するとともに、ノットゲート24を介して第3、4
アンドゲート25、26にも接続している。The positive / negative determination circuit 20 includes first and second AND gates 22 and 23.
To the 3rd and 4th via the knot gate 24
It is also connected to AND gates 25 and 26.
上記第1、3アンドゲート22、25には、所定のパルス
信号を出力する発振回路27を接続しているが、第2、4
アンドゲート23、26には、上記絶対値回路21に接続した
PWM回路28を接続している。An oscillation circuit 27 that outputs a predetermined pulse signal is connected to the first and third AND gates 22 and 25.
The AND gates 23 and 26 are connected to the absolute value circuit 21.
The PWM circuit 28 is connected.
いま、例えば、正負判定回路20から正転信号Aが出力
されると、この正転信号Aは第1、2アンドゲート22、
23に入力する。しかし、この正負判定回路20から正転信
号以外の信号すなわち逆転信号が出力されると、ノット
ゲート24が機能して逆転信号を出力するとともに、こ
の逆転信号Aが第3、4アンドゲート25、26に入力す
る。Now, for example, when the positive / negative determination circuit 20 outputs the normal rotation signal A, the normal rotation signal A is output to the first and second AND gates 22,
Enter in 23. However, when a signal other than the normal rotation signal, that is, the reverse rotation signal is output from the positive / negative determination circuit 20, the knot gate 24 functions to output the reverse rotation signal, and the reverse rotation signal A is output to the third and fourth AND gates 25, Enter in 26.
したがって、正負判定回路20からの正転信号Aが第1
アンドゲート22に入力すると、その正転信号Aが入力し
ている間、発振回路27のパルス信号Iと同一のパルス信
号Cが第1アンドゲート22から出力される。また、ノッ
トゲート24から出力される逆転信号Aが第3アンドゲー
ト25に入力すると、その逆転信号が入力している間、上
記パルス信号Iと同一のパルス信号Dがこの第3アンド
ゲート25から出力される。Therefore, the forward rotation signal A from the positive / negative determination circuit 20 is the first
When input to the AND gate 22, the pulse signal C that is the same as the pulse signal I of the oscillation circuit 27 is output from the first AND gate 22 while the normal rotation signal A is being input. Further, when the reverse rotation signal A output from the knot gate 24 is input to the third AND gate 25, the same pulse signal D as the pulse signal I is output from the third AND gate 25 while the reverse rotation signal is input. Is output.
また、正転信号Aが第2アンドゲート23に入力してい
るときには、その正転信号が入力している間、当該第2
アンドゲート23からPWM信号Eが出力される。また、ノ
ットゲート24からの逆転信号Aが第4アンドゲート26に
入力していると、その逆転信号が入力している間、当該
第4アンドゲート26からPWM信号Fが出力される。Further, when the normal rotation signal A is being input to the second AND gate 23, while the normal rotation signal is being input, the second
The PWM signal E is output from the AND gate 23. When the reverse signal A from the knot gate 24 is input to the fourth AND gate 26, the PWM signal F is output from the fourth AND gate 26 while the reverse signal is being input.
さらに、電動モータmを介して、第1〜4電界効果ト
ランジスタ29〜32(以下には第1〜4FETという)でブリ
ッジ回路を構成している。そして、第1、2FET29、30の
ゲート側は、電圧変換回路33、34を介して第1、2アン
ドゲート22、23に接続し、第3FET31のゲート側を前記ノ
ットゲート24に直接接続し、第4FET32のゲート側を前記
正負反対回路20に直接接続している。Further, a bridge circuit is constituted by the first to fourth field effect transistors 29 to 32 (hereinafter referred to as the first to fourth FETs) via the electric motor m. The gate sides of the first and second FETs 29 and 30 are connected to the first and second AND gates 22 and 23 via the voltage conversion circuits 33 and 34, and the gate side of the third FET 31 is directly connected to the knot gate 24, The gate side of the fourth FET 32 is directly connected to the positive / negative opposite circuit 20.
上記のようにしたブリッジ回路の第1、2FET29、30間
をバッテリ35のプラス側に接続し、第3、4FET31、32間
の電圧V3、V4をアース電位にしている。さらに、上記電
動モータmの電圧V1、V2を、電圧変換回路33、34に導く
ようにしている。The first and second FETs 29 and 30 of the bridge circuit as described above are connected to the positive side of the battery 35, and the voltages V3 and V4 between the third and fourth FETs 31 and 32 are set to the ground potential. Further, the voltages V 1 and V 2 of the electric motor m are guided to the voltage conversion circuits 33 and 34.
上記のようにした電圧変換回路33、34は、第1、2FET
29、30のゲート電圧G、Hを確保するためのものであ
る。すなわち、第3、4FET31、32のソース電圧V3、V
4は、常に、アース電位であるが、第1、2FET29、30の
ソース電位V1、V2は、最大でバッテリ35の電圧まで変化
する。そこで、電圧変換回路33、34を機能させて、第
1、2FET29、30のゲート電圧G、Hとソース電圧V1、V2
との相対差を保つようにしている。The voltage conversion circuits 33 and 34 as described above are the first and second FETs.
This is for securing the gate voltages G and H of 29 and 30. That is, the source voltages V 3 , V of the third and fourth FETs 31, 32
Although 4 is always the earth potential, the source potentials V 1 and V 2 of the first and second FETs 29 and 30 change up to the voltage of the battery 35. Therefore, the voltage conversion circuits 33 and 34 are made to function so that the gate voltages G and H and the source voltages V 1 and V 2 of the first and second FETs 29 and 30 are generated.
I try to keep the relative difference with.
上記電圧変換回路33と第1FET29間を、第5FET36及びノ
ットゲート37を介して第2アンドゲート23に接続してい
るが、この第5FET36のドレイン側をアース電位にしてい
る。また、電圧変換回路34と第2FET30間を、第6FET38及
びノットゲート39を介して第4アンドゲート26に接続し
ているが、この第6FET38のドレイン側もアース電位にし
ている。The voltage conversion circuit 33 and the first FET 29 are connected to the second AND gate 23 via the fifth FET 36 and the knot gate 37, and the drain side of the fifth FET 36 is set to the ground potential. Further, the voltage conversion circuit 34 and the second FET 30 are connected to the fourth AND gate 26 via the sixth FET 38 and the knot gate 39, and the drain side of the sixth FET 38 is also at the ground potential.
いま例えば、正負判定回路20から正転信号Aが出力さ
れたとすると、この正転信号が出力している間、第1ア
ンドゲート22からパルス信号Cが出力されるとともに、
このパルス信号Cが電圧変換回路33に入力する。電圧変
換回路33にパルス信号Cが入力すると、この電圧変換回
路33から第1FET29に対するゲート電圧Gを出力する。For example, assuming that the positive / negative determination circuit 20 outputs the normal rotation signal A, while the normal rotation signal is being output, the first AND gate 22 outputs the pulse signal C, and
This pulse signal C is input to the voltage conversion circuit 33. When the pulse signal C is input to the voltage conversion circuit 33, the voltage conversion circuit 33 outputs the gate voltage G to the first FET 29.
さらに、上記のように正転信号Aが出力されると、そ
の正転信号Aが第2アンドゲート23にも入力するので、
PWM回路28からの出力信号Bがこの第2アンドゲート23
からPWM信号Eとして出力される。このようにして第2
アンドゲート23から出力されたPWM信号Eはノットゲー
ト37に入力するが、このノットゲート37からは、PWM信
号がオフのときオンとなり、PWM信号がオンのときオフ
となるノット信号が出力され、そのノット信号が第5F
ET36のゲート側に入力する。この第5FET36のゲート側に
入力したノット信号がオンのときには、換言すればPWM
信号Eがオフのときには、第5FET36のゲート側に電圧が
印加され、当該第5FET36がオンとなる。Further, when the normal signal A is output as described above, the normal signal A is also input to the second AND gate 23,
The output signal B from the PWM circuit 28 is the second AND gate 23.
Is output as a PWM signal E from. In this way the second
The PWM signal E output from the AND gate 23 is input to the knot gate 37. The knot signal 37 outputs a knot signal that is on when the PWM signal is off and off when the PWM signal is on. The knot signal is the 5th floor
Input to the gate side of ET36. When the knot signal input to the gate side of the fifth FET 36 is on, in other words, the PWM
When the signal E is off, a voltage is applied to the gate side of the fifth FET 36 and the fifth FET 36 turns on.
このように第5FET36がオンになれば、第1FET29のゲー
ト側がアースされるので、電圧変換回路33から出力され
ていたゲート電圧Gが、第1FET29のゲート側に供給され
なくなる。When the fifth FET 36 is turned on in this manner, the gate side of the first FET 29 is grounded, so that the gate voltage G output from the voltage conversion circuit 33 is not supplied to the gate side of the first FET 29.
反対に、このノット信号がオフのときには、換言す
れば、PWM信号Eがオンのときには、第5FET36のゲート
側に電圧が印加されない。そのためにPWM信号Eがオン
の間は、この第5FET36に通電されず、上記電圧変換回路
33からゲート電圧Gが第1FET29に印加され続ける。On the contrary, when the knot signal is off, in other words, when the PWM signal E is on, no voltage is applied to the gate side of the fifth FET 36. Therefore, while the PWM signal E is on, the fifth FET 36 is not energized, and the voltage conversion circuit
The gate voltage G is continuously applied to the first FET 29 from 33.
したがって、第3図のタイムチャート図からも明らか
なように、第1FET29も、上記PWM信号Eのデューティ比
に応じてオン、オフ制御されることになる。Therefore, as is clear from the time chart of FIG. 3, the first FET 29 is also turned on / off according to the duty ratio of the PWM signal E.
また、正負判定回路20から正転信号ではない信号が入
力すると、ノットゲート24から逆転信号が出力される
とともに、この逆転信号が第3アンドゲート25に入力す
る。そしてこの逆転信号が第3アンドゲート25に入力し
ている間、第3アンドゲート25からパルス信号Dが出力
されるとともに、このパルス信号Dが電圧変換回路34に
入力する。電圧変換回路34にパルス信号Dが入力する
と、この電圧変換回路34から第2FET30に対するゲート電
圧Hを出力する。Further, when a signal other than the normal rotation signal is input from the positive / negative determination circuit 20, the reverse rotation signal is output from the knot gate 24, and this reverse rotation signal is input to the third AND gate 25. While the reverse signal is input to the third AND gate 25, the pulse signal D is output from the third AND gate 25 and the pulse signal D is input to the voltage conversion circuit 34. When the pulse signal D is input to the voltage conversion circuit 34, the voltage conversion circuit 34 outputs the gate voltage H to the second FET 30.
このとき第4アンドゲート26にも逆転信号Aが入力す
るので、PWM回路28からの出力信号Bが、この第4アン
ドゲート26からPWM信号Fとして出力される。そして、
このPWM信号Fがノットゲート39に入力し、このノット
ゲート39から出力されるノット信号で第6FET38を制御
すること、上記第5FET36の場合と同様である。At this time, the reverse signal A is also input to the fourth AND gate 26, so that the output signal B from the PWM circuit 28 is output as the PWM signal F from the fourth AND gate 26. And
This PWM signal F is input to the knot gate 39, and the knot signal output from the knot gate 39 is used to control the sixth FET 38, as in the case of the fifth FET 36.
したがって、第2FET30も、上記PWM信号Fのデューテ
ィ比に応じてオン、オフ制御されることになる。Therefore, the second FET 30 is also on / off controlled according to the duty ratio of the PWM signal F.
上記のことからも明らかなように、第1、2FET29、30
がPWM信号に応じてオン・オフ動作するが、第3、4FET3
1、32は、ハンドルHを左右いずれかに切り替えている
間、オンの状態を維持する。例えば、正転信号Aが出力
されている間、第4FET32はオンの状態を維持する。した
がって、PWM信号がオフのときでも、電動モータmに
は、矢印40方向の回生電流が流れる。この電動モータm
に流れる電流Iは、前記電流信号処理回路14で検出され
る。そして、この電流信号処理回路14からは、上記電流
Iに比例したモータ電流相当電圧VIが出力される。As is clear from the above, the first and second FETs 29 and 30 are
Turns on / off according to the PWM signal, but the 3rd and 4th FET3
1, 32 maintain the ON state while the steering wheel H is being switched to the left or right. For example, the fourth FET 32 maintains the ON state while the normal rotation signal A is being output. Therefore, even when the PWM signal is off, the regenerative current in the direction of arrow 40 flows through the electric motor m. This electric motor m
The current I flowing through the current signal is detected by the current signal processing circuit 14. The current signal processing circuit 14 outputs a motor current equivalent voltage V I which is proportional to the current I.
上記のように電流信号処理回路14から出力されたモー
タ電流相当電圧VIは、絶対値回路18を経由してコンパレ
ータ17に入力するとともに、オペアンプ13にも入力す
る。The motor current equivalent voltage V I output from the current signal processing circuit 14 as described above is input to the comparator 17 via the absolute value circuit 18 and also to the operational amplifier 13.
上記コンパレータ17には、指令電圧VCをα倍して絶対
値化した絶対値増幅回路19から出力信号も入力する。An output signal is also input to the comparator 17 from the absolute value amplifier circuit 19 that has multiplied the command voltage V C by α to obtain an absolute value.
そして、コンパレータ17は、前記したように上記両出
力信号を比較し、|VI|<α|VC|であれば、スイッチ15の
接点15bを閉じ、逆に|VI|>α|VC|であれば、接点15aを
閉じる。コンパレータ17に、上記のような制御をさせる
のは、ハンドルHを切るときに電圧制御とし、ハンドル
Hを戻すときに電流制御とするためであるが、この制御
形態についてさらに詳細に説明する。Then, the comparator 17 compares the two output signals as described above, and if | V I | <α | V C |, closes the contact 15b of the switch 15, and conversely | V I |> α | V If C |, the contact 15a is closed. The reason why the comparator 17 is controlled as described above is to perform voltage control when the handle H is turned off and current control when the handle H is returned. This control mode will be described in more detail.
まず、モータ電圧は上記指令電圧VCに比例するととも
に、当該モータのロック時の電圧ともほぼ比例し、結
局、指令電圧VCとモータのロック時の電流も比例するこ
とになる。そして、上記モータのロック時とは、ハンド
ルHを所定位置まで切って、その状態を保っているいわ
ゆる保舵状態に対応するものである。First, the motor voltage as well as proportional to the command voltage V C, approximately in proportion with the voltage at the time of locking of the motor, eventually, will be also proportional to current at the time lock command voltage V C and the motor. The time when the motor is locked corresponds to a so-called steering holding state in which the handle H is turned to a predetermined position and kept in that state.
したがって、ハンドルHを切っているときに電圧制御
とし、それを戻しているときに電流制御とする場合に、
その両制御の切換点をモータのロック時の電圧に求める
ことができる。Therefore, when the voltage control is performed when the handle H is turned off and the current control is performed when the handle H is returned,
The switching point between the two controls can be obtained as the voltage when the motor is locked.
そこで、この実施例では、モータロック時の電流を理
論的に求める。そして、この理論的に求めたロック電流
の電圧換算値を、絶対値増幅回路19で指令電圧VCをα倍
してα|VC|とする。Therefore, in this embodiment, the current when the motor is locked is theoretically obtained. Then, a voltage conversion value of the theoretical obtained lock current, and multiplied alpha command voltage V C in absolute value amplifying circuit 19 alpha | V C | to.
この電圧信号α|VC|と、モータ電流相当電圧VIを絶対
値回路18で絶対値化した電圧信号|VI|とを、コンパレー
タ17に入力する。The voltage signal α | V C | and the voltage signal | V I | obtained by converting the motor current equivalent voltage V I into an absolute value by the absolute value circuit 18 are input to the comparator 17.
そして、このコンパレータ17で比較された結果が、|V
I|<α|VC|のときには、当該電動モータmがロック状態
に達していず、ハンドルHを切っているときなので、コ
ンパレータ17が動作せず、スイッチ15の接点15aを開
き、接点15bを閉じた状態に維持する。Then, the result compared by this comparator 17 is | V
When I | <α | V C |, it means that the electric motor m has not reached the lock state and the handle H has been turned off. Therefore, the comparator 17 does not operate, the contact 15a of the switch 15 is opened, and the contact 15b is opened. Keep closed.
上記のように接点15bが閉じているときには、指令電
圧VCが絶対値回路21からPWM回路28に直接伝達される。
したがって、この場合のモータ電圧は、指令電圧VCに応
じて制御される。つまり、ハンドルHを切っているとき
には、電動モータは、指令電圧VCに応じて電圧制御され
るものである(第4図参照)。このようにハンドルHを
切っているときには、指令電圧VCによる電圧制御が実施
されるので、当該モータ電圧は、上記指令電圧に等しく
なって変動しなくなるので、電圧の変化が原因で発生し
た音がなくなる。When the contact 15b is closed as described above, the command voltage V C is directly transmitted from the absolute value circuit 21 to the PWM circuit 28.
Therefore, the motor voltage in this case is controlled according to the command voltage V C. That is, when the handle H is turned off, the electric motor is voltage-controlled according to the command voltage V C (see FIG. 4). As described above, when the steering wheel H is turned off, the voltage control by the command voltage V C is performed, so that the motor voltage becomes equal to the command voltage and does not fluctuate. Therefore, the sound generated due to the voltage change is generated. Disappears.
また、上記コンパレータ17で比較された結果が、|VI|
>α|VC|のときには、モータがロックされた状態に達し
ているので、コンパレータ17が動作して、スイッチ15の
接点15aを閉じ、接点15bを開く。Also, the result compared by the comparator 17 is | V I |
When> α | V C |, the motor has reached the locked state, so the comparator 17 operates to close the contact 15a of the switch 15 and open the contact 15b.
したがって、上記選択回路bでは、前記したように指
令電圧VCとモータ電流相当電圧VIとを比較し、モータ電
流相当電圧VIが指令電圧VCに対して大きすぎるとき、例
えば、指令電圧VCの値がゼロにもかかわらず、上記モー
タ電流相当電圧VIがゼロ以上の値のときは、電動モータ
mに供給される電流Iがゼロになるように出力電圧V0を
制御する。したがって、このときには、上記電流Iを制
御する電流制御となる。Therefore, in the selection circuit b, as described above, the command voltage V C and the motor current equivalent voltage V I are compared, and when the motor current equivalent voltage V I is too large with respect to the command voltage V C , for example, the command voltage Even if the value of V C is zero, when the motor current equivalent voltage V I is equal to or greater than zero, the output voltage V 0 is controlled so that the current I supplied to the electric motor m becomes zero. Therefore, at this time, current control is performed to control the current I.
つまり、電動モータmの回転数に関係なく指令電圧VC
が一定であれば、電動モータmの回転数に関係なく、電
動モータmの出力トルクも一定になる(第4図参照)。
このことからも明らかなように、セルフアラニングトル
クによってハンドルHを戻すときに、当該電動モータm
の回転数に規制されないので、ハンドルHの戻り性能が
非常によくなる。That is, the command voltage V C regardless of the rotation speed of the electric motor m
Is constant, the output torque of the electric motor m is also constant regardless of the rotation speed of the electric motor m (see FIG. 4).
As is clear from this, when the handle H is returned by the self-aligning torque, the electric motor m
The return performance of the handle H is very good because it is not restricted by the number of rotations.
また、この実施例で、ハンドルHを左右いずれかに切
り替えている最中には、第3、4FET31、32が常時オンの
状態を維持し、矢印40方向の回生電流が流れるので、第
5図に示すように、電流の流れが断絶することがない。
したがって、PWM信号の周波数が増加しても、エネルギ
ーがパルスごとに細分化されない。そのために上記デュ
ーティ比と電動モータの出力トルクとのリニアリティを
維持でき、当該パワーステアリングの制御性を良好に保
つことができる。Further, in this embodiment, while the steering wheel H is being switched to the left or right, the third and fourth FETs 31 and 32 are always kept in the on state, and the regenerative current in the direction of arrow 40 flows, so that FIG. As shown in, there is no interruption of current flow.
Therefore, even if the frequency of the PWM signal increases, the energy is not subdivided pulse by pulse. Therefore, the linearity between the duty ratio and the output torque of the electric motor can be maintained, and the controllability of the power steering can be kept good.
なお、上記実施例では、電界効果トランジスタを用い
たが、第6図に示した従来の装置にような通常のトラン
ジスタを用いてもよいこと当然である。要は、電動モー
タmに流れる電流を検出して、それを指令電圧VCに応じ
た制御ができれば、トランジスタの種類を問わない。Although the field effect transistor is used in the above embodiment, it is natural that a normal transistor such as the conventional device shown in FIG. 6 may be used. The point is that the type of transistor does not matter as long as the current flowing through the electric motor m can be detected and controlled according to the command voltage V C.
図面第1〜5図はこの発明の実施例を示すもので、第1
図は機構図、第2図はモータ制御装置のブロック図、第
3図はモータ制御装置のタイムチャート図、第4図はモ
ータの出力トルクと回転数との関係を示したグラフ、第
5図はPWM信号のパルスと回生電流との関係を示した
図、第6図は従来の装置の回路図、第7図はPWM信号の
デューティ比とモータの出力トルクとの関係を示したグ
ラフ、第8図は従来のPWM信号のパルスと回生電流との
関係を示した図である。 m……電動モータ、b……選択回路、14……電流信号処
理回路、17……コンパレータ、VC……指令電圧、VI……
モータ電流相当電圧、28……PWM回路、28〜32……第1
〜4電界効果トランジスタ。1 to 5 show an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a mechanism diagram, FIG. 2 is a block diagram of the motor control device, FIG. 3 is a time chart diagram of the motor control device, FIG. 4 is a graph showing a relationship between output torque and rotation speed of the motor, and FIG. Is a diagram showing the relationship between the pulse of the PWM signal and the regenerative current, FIG. 6 is a circuit diagram of the conventional device, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the duty ratio of the PWM signal and the output torque of the motor. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the pulse of the conventional PWM signal and the regenerative current. m: electric motor, b: selection circuit, 14: current signal processing circuit, 17: comparator, V C: command voltage, V I
Motor current equivalent voltage, 28 ... PWM circuit, 28-32 ... 1st
~ 4 field effect transistors.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−130781(JP,A) 特開 昭61−119468(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-59-130781 (JP, A) JP-A-61-119468 (JP, A)
Claims (1)
ッジ回路を構成するとともに、PWM回路からのPWM信号及
びハンドルの正転信号が入力したときオンになる第1ト
ランジスタと、PWM信号及びハンドルの逆転信号が入力
したときオンになる第2トランジスタと、ハンドルを正
転させたときオンになる第3トランジスタと、ハンドル
を逆転させたときオンになる第4トランジスタとを備え
た電動パワーステアリングの制御装置において、上記電
動モータに流れる電流を検出する電流信号処理回路と、
この電流信号処理回路から出力されるモータ電流相当電
圧と走行条件に応じて出力される指令電圧とを比較する
コンパレータと、このコンパレータからの出力信号に応
じて、電動モータに印加される電圧を制御するか、ある
いは電動モータに流れる電流を制御するかを選択する選
択回路とを備え、しかも、この選択回路は、指令電圧が
モータ電流相当電圧よりも大きいとき、電圧制御を実施
し、指令電圧よりもモータ電流相当電圧が大きいとき、
電流制御を実施するとともに、この電流制御を実施して
いるとき、指令電圧に対するモータ電流相当電圧の差を
補正する機能を備えた電動パワーステアリングの制御装
置。1. A bridge circuit composed of four transistors and an electric motor, and a first transistor which is turned on when a PWM signal from a PWM circuit and a normal rotation signal of a steering wheel are input, and a PWM signal and a reverse rotation of the steering wheel. Control device for electric power steering including a second transistor that is turned on when a signal is input, a third transistor that is turned on when the steering wheel is normally rotated, and a fourth transistor that is turned on when the steering wheel is rotated reversely In, a current signal processing circuit for detecting a current flowing through the electric motor,
A comparator that compares the motor current equivalent voltage output from this current signal processing circuit with a command voltage output according to the running condition, and controls the voltage applied to the electric motor according to the output signal from this comparator. Or a control circuit for selecting whether to control the current flowing through the electric motor. Moreover, when the command voltage is larger than the motor current equivalent voltage, the selection circuit performs voltage control and When the motor current equivalent voltage is large,
An electric power steering control device having a function of performing current control and, at the same time as performing the current control, correcting a difference between a command voltage and a motor current equivalent voltage.
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1986
- 1986-09-02 JP JP20648986A patent/JPH0815864B2/en not_active Expired - Fee Related
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