JP3613601B2

JP3613601B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP3613601B2
Application number: JP2973496A
Authority: JP
Inventors: 光彦西本; 文夫久保田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JPH09221046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵力を補助するモータの電流を電圧に変換して検出し、その検出した電圧に基づいて、前記モータの電流を制御する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
操舵力を検出して、検出した操舵力に応じた電流を、操舵力を補助するモータへ供給して、そのモータの回転力により操舵力を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。
このような電動パワーステアリング装置においては、モータの電流を検出することにより、モータの電流を制御するようにしており、またモータの異常動作を検出してフェイルセーフ動作を行うようにしている。
【０００３】
図６はこのような電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。トランジスタＴ_１（ＦＥＴ）とトランジスタＴ_２（ＦＥＴ）と電流検出抵抗Ｒ_１との直列回路が、トランジスタＴ_３（ＦＥＴ）とトランジスタＴ_４（ＦＥＴ）と電流検出抵抗Ｒ_２との直列回路と並列接続されている。トランジスタＴ_１とＴ_３との接続中間点はモータ電源１と接続され、電流検出抵抗Ｒ_１とＲ_２との接続中間点は接地されている。トランジスタＴ_１とＴ_２との接続中間点と、トランジスタＴ_３とＴ_４との接続中間点との間に、操舵力を補助するモータＭが接続されている。
【０００４】
トランジスタＴ_２と電流検出抵抗Ｒ_１との接続中間点は抵抗Ｒ_３を介して増幅器２の正入力端子＋と接続され、正入力端子＋はコンデンサＣ_１を介して接地されている。増幅器２の負入力端子−は、抵抗Ｒ_４を介して接地され、抵抗Ｒ_５を介して出力端子２ａと接続されている。出力端子２ａは抵抗Ｒ_６を介して検出電圧端子３と接続されている。検出電圧端子３は、コンデンサＣ_２を介して接地され、検出電圧端子３にアノードを接続したクランプダイオードＤを介して直流電源Ｅと接続されている。なお、トランジスタＴ_４と電流検出抵抗Ｒ_２との接続中間点にも、同様の回路が接続される。
【０００５】
次にこの電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
トランジスタＴ_１とＴ_４とをオンさせるとモータＭの駆動電流が電流検出抵抗Ｒ_２に流れる。またトランジスタＴ_３とＴ_２とをオンさせるとモータＭの駆動電流が電流検出抵抗Ｒ_１に流れる。そしてモータＭはトランジスタＴ_１（Ｔ_３），Ｔ_４（Ｔ_２）がオンした場合は、正転（逆転）する。それによりモータＭが逆転している場合は、電流検出抵抗Ｒ_１に、モータＭの駆動電流に応じた電圧が発生して、増幅器２の正入力端子＋に入力されて、入力された電圧が増幅器２で増幅され検出電圧端子３へ出力される。検出電圧端子３へ出力された電流検出電圧が直流電源Ｅの電圧を超えるとクランプダイオードＤに順方向電流が流れ始めて、検出電圧端子３の電流検出電圧は電源Ｅの電圧に抑制される。このようにして、検出電圧端子３には図７に示すようにモータＭの駆動電流の変化に応じて変化する電流検出電圧が得られる。そして、この電流検出電圧によりモータＭの電流を安定させるべく制御する。
【０００６】
また、モータＭの電流が８０Ａ以上で、３０ｍｓｅｃの期間連続しているか、または、０．５ｍｓｅｃ周期でモータＭの駆動電流を５０回サンプリングしたうちで１００Ａ以上を１０回以上検出した場合には、モータの駆動電流が過電流であるとして、例えばモータの駆動電流を遮断するフェイルセーフ動作を行わせる。
なお、モータＭが正転している状態においても同様の動作を行わせる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電動パワーステアリング装置における電流検出回路は、モータの駆動電流と、それを検出した電流検出電圧との関係が図７に示すようにモータの駆動電流が変化する全域にわたって、モータの駆動電流の変化に対する電流の検出電圧の変化の割合が一定となっている。しかも、電流検出回路に用いる半導体回路の許容最大電圧が５Ｖであるから、モータの最大駆動電流に対する電流検出電圧を５Ｖにして、モータの駆動電流に対する電流検出電圧を示す直線の勾配は一義的に定まり、その勾配を大きくすることができない。そのため、モータの駆動電流を検出する精度が悪く、検出誤差を含んでモータの駆動電流を制御する結果、モータの電流変化が大きくなり、異常音及び振動を発生させる虞れがあるという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる問題に鑑み、モータの駆動電流の検出精度を高めて、モータの駆動電流を高精度に制御し、モータから異常音及び振動が発生することがない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するモータの電流を電圧として検出した検出電圧に基づいて、前記モータの電流を制御する電動パワーステアリング装置において、前記検出電圧が前記モータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値に達するまでは、前記モータの電流の変化に対する前記検出電圧の変化の割合を、前記検出電圧が前記上限値に対応する値以上のときの割合より大きくする手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第１発明では、モータの電流に応じて、モータの電流を電圧として検出した検出電圧が変化する。具体的には、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値に達するまでは、モータの電流変化に対し、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値以上のときより大きく変化する。従って逆に、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値以上では、モータの電流変化に対し、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値に達するまでより小さく変化する。
【００１１】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するモータの電流を電圧として出力する増幅器を有し、前記手段は、前記増幅器の出力側と電源とを接続すべき電源線との間に介装した逆直列接続の２つのダイオードと、該２つのダイオードの接続中間点と接地との間に介装した抵抗とを有することを特徴とする。
【００１２】
第２発明では、モータの電流に応じた電圧を増幅器で増幅すると、モータの電流変化に応じて増幅器の出力電圧が変化する。電源からそれに接続された電源側のダイオードと抵抗とを通って電流が流れて、２つのダイオードの接続中間点の電圧は、電源電圧から前記電流が流れる電源側のダイオードの順方向電圧降下分を差し引いた電圧Ｖ₁になる。モータの電流が変化し増幅器の出力電圧が前記接続中間点の電圧Ｖ₁に達するまで、つまり増幅器の出力電圧がモータの電流がモータを制御する範囲の上限値に対応する値に達するまでは、前記接続中間点の電圧Ｖ₁により増幅器の出力側に接続されたダイオードが非導通であるから増幅器の出力電圧は、モータの電流が変化するとそれに応じて変化する。モータの電流がモータを制御する範囲の上限値以上になると、増幅器の出力電圧が、前記接続中間点の電圧Ｖ₁以上になるので、増幅器の出力側に接続されたダイオードと抵抗とを通って電流が流れ始めて、増幅器の出力側に接続されたダイオードの順方向電圧降下と、２つのダイオードに接続された抵抗の電圧降下とが生じて、増幅器の出力側の電圧の変化は、モータの電流変化に応じた電圧変化の割合よりも小さくなる。
【００１３】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するモータの電流を電圧として検出した検出電圧に基づいて、前記モータの電流を制御する電動パワーステアリング装置において、前記検出電圧が前記モータの電流を制御する範囲の上限値よりは低い値に対応する値に達するまでは検出電圧を実質的にゼロにし、前記検出電圧が前記上限値よりは低い値に対応する値以上では、前記検出電圧を前記モータの電流に応じて変化させる手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
第３発明では、モータの電流に応じて、モータの電流を電圧として検出した検出電圧が変化する。特に、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値よりは低いある値に対応する値に達するまでは検出電圧が実質的にゼロに維持され、検出電圧がモータの電流がモータを制御する範囲の上限値よりは低いある値に対応する値以上では、検出電圧はモータの電流に応じて変化する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を発明の実施の形態を示す図面により詳述する。
〔発明の実施の形態１〕
図１は第１，第２発明に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す発明の実施の形態１の回路図である。
トランジスタＴ_１（ＦＥＴ）とトランジスタＴ_２（ＦＥＴ）と電流検出抵抗Ｒ_１との直列回路が、トランジスタＴ_３（ＦＥＴ）とトランジスタＴ_４（ＦＥＴ）と電流検出抵抗Ｒ_２との直列回路と並列接続されている。トランジスタＴ_１とＴ_３との接続中間点はモータ電源１と接続され、電流検出抵抗Ｒ_１とＲ_２との接続中間点は接地されている。トランジスタＴ_１とＴ_２との接続中間点と、トランジスタＴ_３とＴ_４との接続中間点との間に、操舵力を補助するモータＭが接続されている。
【００１６】
トランジスタＴ_２と電流検出抵抗Ｒ_１との接続中間点は抵抗Ｒ_３を介して増幅器２の正入力端子＋と接続され、正入力端子＋はコンデンサＣ_１を介して接地されている。増幅器２の負入力端子−は、抵抗Ｒ_４を介して接地され、抵抗Ｒ_５を介して出力端子２ａと接続されている。出力端子２ａは抵抗Ｒ_６を介して検出電圧端子３と接続されている。検出電圧端子３は、コンデンサＣ_２を介して接地される。また、検出電圧端子３は、それにアノードを接続したクランプダイオードＤ_１と抵抗Ｒ_１０との直列回路を介して接地されており、クランプダイオードＤ_１のカソードと抵抗Ｒ_１０との接続中間点は、それにカソードを接続したクランプダイオードＤ_２を介して直流電源Ｅと接続されている。そしてクランプダイオードＤ_１，Ｄ_２と抵抗Ｒ_１０とによりクランプ回路１０を構成している。
なお、トランジスタＴ_４と電流検出抵抗Ｒ_２との接続中間点にも、同様の回路が接続される。
【００１７】
次にこの電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
トランジスタＴ_１とＴ_４とをオンさせるとモータＭを通って電流検出抵抗Ｒ_２に駆動電流が流れる。またトランジスタＴ_３とＴ_２とをオンさせるとモータＭを通って電流検出抵抗Ｒ_１に駆動電流が流れる。そしてモータＭはトランジスタＴ_１（Ｔ_３），Ｔ_４（Ｔ_２）がオンした場合は、正転（逆転）する。それによりモータＭが逆転している場合は、電流検出抵抗Ｒ_１に、モータＭの駆動電流に応じた電圧が発生して、増幅器２の正入力端子＋に入力されて、入力された電圧が増幅器２で増幅され検出電圧端子３へ出力される。そして検出電圧端子３へ出力された電流検出電圧が、直流電源Ｅの電圧からクランプダイオードＤ_２の順方向電圧降下分の電圧を差し引いた電圧に達するまでは、クランプダイオードＤ_１には電流が流れないためモータＭの駆動電流変化に対して検出電圧端子３の電圧が大きく変化し、モータＭの駆動電流変化に対して電流検出電圧の変化が大きくなる。
【００１８】
そして、横軸をモータＭの駆動電流とし、縦軸を電流検出電圧としている図２に示すように、モータの電流が６０Ａに達するまで、即ちモータＭの電流を制御する電流範囲では、モータＭの駆動電流変化に対し、電流検出電圧が大きく変化する。ところで、電流検出電圧が、直流電源Ｅの電圧からクランプダイオードＤ_２の電圧降下分の電圧を差し引いた電圧以上、即ちモータの駆動電流が所定値以上になると、クランプダイオードＤ_１及び抵抗Ｒ_１０を通って電流が流れ始め、電流検出電圧の上昇がクランプダイオードＤ_２の順方向電圧特性により抑制されて、モータＭの駆動電流の変化に対し電流検出電圧の変化が小さくなる。そしてモータＭの駆動電流が６０Ａから１００Ａまで変化する範囲で、電流検出電圧は４Ｖから５Ｖまでの範囲で変化することになって、モータＭの駆動電流の変化に対し、電流検出電圧が小さく変化する。
【００１９】
このようにして、モータＭの駆動電流を制御する６０Ａ未満までの駆動電流の電流範囲では、モータＭの駆動電流の変化に対して、電流検出電圧が大きく変化し、モータの駆動電流の検出精度が高くなって、モータＭの駆動電流を高精度に制御することができる。
なお、直流電源Ｅの電圧を５Ｖとして、この電圧を８ビットでアナログ／ディジタル変換した場合に、モータＭの駆動電流が６０Ａのとき、従来は０．３９Ａ／ｄｉｖであったが、本発明では０．２９Ａ／ｄｉｖとなり、モータＭの駆動電流の分解能を高くできることを確認した。
【００２０】
〔発明の実施の形態２〕
図３は第３発明に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す発明の実施の形態２の回路図である。
トランジスタＴ_２と電流検出抵抗Ｒ_１との接続中間点は、抵抗Ｒ_３を介して増幅器２Ａ及び増幅器２Ｂの各正入力端子＋と接続されている。増幅器２Ａの負入力端子−は抵抗Ｒ_４を介して接地されている。増幅器２Ａの出力端子２ａは、抵抗Ｒ_５を介して負入力端子−と接続されており、抵抗Ｒ_６を介してモータ電流制御用の検出電圧端子３Ａと接続されている。検出電圧端子３Ａと抵抗Ｒ_６との接続中間点は、それにアノードを接続しているダイオードＤ_３を介して直流電源Ｅと接続され、コンデンサＣ_２を介して接地されている。
【００２１】
増幅器２Ｂの負入力端子−は抵抗Ｒ_１１と抵抗Ｒ_１２との直列回路を介して接地されている。抵抗Ｒ_１１とＲ_１２との接続中間点は抵抗Ｒ_１３を介して直流電源Ｅと接続されている。増幅器２Ｂの出力端子２ｂは抵抗Ｒ_１４を介して、その負入力端子−と接続されており、抵抗Ｒ_１５を介して過電流検出用の検出電圧端子３Ｂと接続されている。検出電圧端子３Ｂと抵抗Ｒ_１５との接続中間点は、それにアノードを接続しているダイオードＤ_４を介して直流電源Ｅと接続され、コンデンサＣ_３を介して接地されている。
【００２２】
次にこの電動パワーステアリング装置の動作を説明する。
モータＭの駆動電流に応じて電流検出抵抗Ｒ_１に電圧が発生する動作は、図１における動作と同様である。電流検出抵抗Ｒ_１に発生した電圧は、抵抗Ｒ_３を介して増幅器２Ａの正入力端子＋へ入力されて増幅される。そして増幅器２Ａの出力端子２ａには、正入力端子＋に入力された電圧の変化に応じて変化する電圧が出力され、抵抗Ｒ_６を介して検出電圧端子３Ａへ出力される。そして、モータＭの駆動電流の変化に対し、検出電圧端子３Ａへ出力される電流検出電圧は、図４に示すように変化し、モータの駆動電流が０Ａから６０Ａまでの変化に対し、電流検出電圧は０Ｖから５Ｖまでの範囲で変化することになり、モータＭの駆動電流を高精度に検出する。
【００２３】
また電流検出抵抗Ｒ_１に発生した電圧は抵抗Ｒ_３を介して増幅器２Ｂの正入力端子＋へ入力されて増幅されるが、増幅器２Ｂの負入力端子−には、モータＭの駆動電流が例えば５０Ａであるときに抵抗Ｒ_１に生じる電圧と同電圧のオフセット電圧が入力されているため、正入力端子＋に入力された電圧が、モータＭの駆動電流が５０Ａである電流に対応する電圧に達するまで増幅器２Ｂの増幅率が極めて小さく、出力端子２ｂには電圧が出力されず、モータＭの駆動電流が５０Ａ未満では検出電圧端子３Ｂの電流検出電圧は略０Ｖとなる。
【００２４】
しかし、モータＭの駆動電流に応じて抵抗Ｒ_１に生じた電圧がオフセット電圧以上で増幅器２Ｂの正入力端子＋に入力された場合は、増幅器２Ｂの増幅率が大きくなって、モータＭの駆動電流の変化に対して電流検出電圧が図５に示すように大きく変化する。そして、図５に示すようにモータＭの駆動電流が５０Ａから１００Ａまでの変化に対し、電流検出電圧は０Ｖから５Ｖまでの範囲で変化することになり、モータＭの過電流を高精度に検出する。したがって、検出電圧端子３Ａの電流検出電圧によりモータＭの駆動電流を高精度に制御できるとともに、検出電圧端子３Ｂの電流検出電圧に基づいて、モータＭの過電流も高精度に検出してフェイルセーフを正確に行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、第１発明、第２発明によれば、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値に達するまではモータの電流に対応する検出電圧の分解能が高まるので、モータの電流を高精度に制御できるとともに、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値以上であっても、モータの電流変化に対し、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値に達するまでより小さい変化ではあるが、検出することができる。
【００２６】
第３発明によれば、検出電圧がモータの電流を制御する範囲の上限値よりは低いある値に対応する値以上になった場合の過電流検出の分解能が高まり、その検出結果に基づいてフェイルセーフを精度良く行うことができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１，第２発明に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す実施の形態１の回路図である。
【図２】モータの駆動電流と電流検出電圧との関係を示すグラフである。
【図３】第３発明に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示す実施の形態２の回路図である。
【図４】モータの駆動電流と電流検出電圧との関係を示すグラフである。
【図５】モータの駆動電流と電流検出電圧との関係を示すグラフである。
【図６】従来の電動パワーステアリング装置の要部構成を示す回路図である。
【図７】モータの駆動電流と電流検出電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２増幅器
３検出電圧端子
Ｍモータ
Ｔ_１〜Ｔ_４トランジスタ（ＦＥＴ）
Ｄ_１，Ｄ_２クランプダイオード
Ｒ_１〜Ｒ_６，Ｒ_１０抵抗
Ｃ_１，Ｃ_２コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that detects a current of a motor that assists a steering force by converting it into a voltage, and controls the current of the motor based on the detected voltage.
[0002]
[Prior art]
There is known an electric power steering device that detects a steering force, supplies a current corresponding to the detected steering force to a motor that assists the steering force, and assists the steering force by the rotational force of the motor.
In such an electric power steering apparatus, the motor current is controlled by detecting the motor current, and the fail-safe operation is performed by detecting the abnormal operation of the motor.
[0003]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a main configuration of such an electric power steering apparatus. The series circuit of the transistor T ₁ (FET), the transistor T ₂ (FET), and the current detection resistor R ₁ is parallel to the series circuit of the transistor T ₃ (FET), the transistor T ₄ (FET), and the current detection resistor R _2. It is connected. A connection intermediate point between the transistors T ₁ and T ₃ is connected to the motor power supply 1, and a connection intermediate point between the current detection resistors R ₁ and R ₂ is grounded. A connection point between the transistors T ₁ and T _2, between a connection point between the transistors T ₃ and T _4, the motor M for assisting the steering force is connected.
[0004]
Transistor T ₂ and the current detection resistor R ₁ and the connection midpoint is connected through a resistor R ₃ and the positive input terminal + of the amplifier 2, the positive input terminal + is grounded via a capacitor C _1. The negative input terminal − of the amplifier 2 is grounded via a resistor R ₄ and connected to the output terminal 2 a via a resistor R ₅ . Output terminal 2a is connected to a detection voltage terminal 3 via a resistor R _6. Detected voltage terminal 3 is grounded via the capacitor C _2, and is connected to the DC power supply E through the clamp diode D connected to the anode in the detection voltage terminal 3. Also in connection midpoint of the transistor T ₄ and the current detection resistor R _2, the same circuit is connected.
[0005]
Next, the operation of this electric power steering apparatus will be described.
When turning on the transistors T ₁ and T ₄ the driving current of the motor M flows through the current detection resistor R _2. The driving current of the motor M when turning on the transistor T ₃ and T ₂ flows to the current detection resistor R _1. The motor M rotates forward (reversely) when the transistors T ₁ (T ₃ ) and T ₄ (T ₂ ) are turned on. As a result, when the motor M is reversely rotated, a voltage corresponding to the drive current of the motor M is generated in the current detection resistor R ₁ and is input to the positive input terminal + of the amplifier 2. Amplified by the amplifier 2 and output to the detection voltage terminal 3. When the current detection voltage output to the detection voltage terminal 3 exceeds the voltage of the DC power source E, a forward current starts to flow through the clamp diode D, and the current detection voltage at the detection voltage terminal 3 is suppressed to the voltage of the power source E. In this way, a current detection voltage that changes in accordance with a change in the drive current of the motor M is obtained at the detection voltage terminal 3 as shown in FIG. The current detection voltage is controlled to stabilize the current of the motor M.
[0006]
In addition, when the current of the motor M is 80 A or more and is continuous for a period of 30 msec, or when the driving current of the motor M is sampled 50 times at a cycle of 0.5 msec, 100 A or more is detected 10 times or more, Assuming that the motor drive current is an overcurrent, for example, a fail-safe operation for cutting off the motor drive current is performed.
The same operation is performed even when the motor M is rotating forward.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the current detection circuit in the conventional electric power steering apparatus is configured to drive the motor over the entire range in which the motor drive current changes as shown in FIG. 7 in the relationship between the motor drive current and the detected current voltage . The ratio of the change in current detection voltage to the change in current is constant. Moreover, since the allowable maximum voltage of the semiconductor circuit used for the current detection circuit is 5V, the current detection voltage with respect to the maximum drive current of the motor is set to 5V, and the slope of the straight line indicating the current detection voltage with respect to the drive current of the motor is uniquely defined. It is fixed and the gradient cannot be increased. Therefore, the accuracy of detecting the motor drive current is poor, and as a result of controlling the motor drive current including a detection error, there is a problem that the current change of the motor becomes large and abnormal noise and vibration may be generated. .
[0008]
In view of such a problem, the present invention provides an electric power steering device that improves the detection accuracy of the motor drive current, controls the motor drive current with high accuracy, and does not generate abnormal noise and vibration from the motor. For the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering device according to a first aspect of the present invention is the electric power steering device that controls the current of the motor based on the detected voltage detected as the voltage of the motor that assists the steering force . Until the value corresponding to the upper limit value of the range for controlling the current is reached , the ratio of the change in the detected voltage to the change in the current of the motor is determined from the ratio when the detected voltage is equal to or greater than the value corresponding to the upper limit value. It is characterized by having means for enlarging.
[0010]
In the first invention, the detection voltage obtained by detecting the motor current as a voltage changes according to the motor current. Specifically, in until the detected voltage reaches a value corresponding to the upper limit of the range for controlling the current of the motor, with respect to current changes in the motor, the detection voltage corresponds to the upper limit of the range for controlling the current of the motor It changes more than when it is above the value . Therefore, conversely, when the detected voltage is equal to or higher than the upper limit value of the range for controlling the motor current, the detected voltage reaches a value corresponding to the upper limit value of the range for controlling the motor current with respect to a change in the motor current. It changes smaller than before.
[0011]
An electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention includes an amplifier that outputs, as a voltage, a current of a motor that assists a steering force, and the means is provided between a power line to connect an output side of the amplifier and a power source. And two diodes connected in reverse series, and a resistor interposed between a connection midpoint of the two diodes and the ground.
[0012]
In the second invention, when the voltage corresponding to the motor current is amplified by the amplifier, the output voltage of the amplifier changes according to the change in the motor current. The current flows from the power source through the power supply side diode connected to the power source and the resistor, and the voltage at the connection middle point of the two diodes is the forward voltage drop of the power source side diode through which the current flows from the power source voltage. The subtracted voltage V ₁ is obtained. Until the output voltage of the motor current varies amplifier reaches the voltage V ₁ of the said connection midpoint, that is, until the output voltage of the amplifier reaches a value corresponding to the upper limit of the range of current of the motor to control the motor Since the diode connected to the output side of the amplifier is non-conductive due to the voltage V _{1 at the} connection midpoint, the output voltage of the amplifier changes accordingly when the motor current changes. When the motor current ing more than the upper limit of the range for controlling the motor, the output voltage of the amplifier, since the voltages V ₁ or more of the connection midpoint, and a resistor and a diode connected to the output side of the amplifier As the current begins to flow through, a forward voltage drop of the diode connected to the output side of the amplifier and a voltage drop of the resistor connected to the two diodes occur, and the change in the voltage on the output side of the amplifier It becomes smaller than the rate of voltage change according to the current change.
[0013]
An electric power steering apparatus according to a third aspect of the present invention is the electric power steering apparatus that controls the current of the motor based on the detected voltage detected as the voltage of the motor that assists the steering force . The detection voltage is substantially zero until reaching a value corresponding to a value lower than the upper limit value of the current control range, and the detection voltage is equal to or higher than the value corresponding to a value lower than the upper limit value. Means for changing the voltage according to the current of the motor is provided.
[0014]
In the third aspect of the invention, the detection voltage obtained by detecting the motor current as a voltage changes according to the motor current. In particular, until the detected voltage reaches a value corresponding to a certain value lower than the upper limit of the range for controlling the motor current , the detected voltage is maintained substantially at zero, and the detected voltage controls the motor. Above a value corresponding to a certain value lower than the upper limit value of the range, the detection voltage changes according to the motor current .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing embodiments of the invention.
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the invention showing a configuration of a main part of an electric power steering apparatus according to the first and second inventions.
The series circuit of the transistor T ₁ (FET), the transistor T ₂ (FET), and the current detection resistor R ₁ is parallel to the series circuit of the transistor T ₃ (FET), the transistor T ₄ (FET), and the current detection resistor R _2. It is connected. A connection intermediate point between the transistors T ₁ and T ₃ is connected to the motor power supply 1, and a connection intermediate point between the current detection resistors R ₁ and R ₂ is grounded. A connection point between the transistors T ₁ and T _2, between a connection point between the transistors T ₃ and T _4, the motor M for assisting the steering force is connected.
[0016]
Transistor T ₂ and the current detection resistor R ₁ and the connection midpoint is connected through a resistor R ₃ and the positive input terminal + of the amplifier 2, the positive input terminal + is grounded via a capacitor C _1. The negative input terminal − of the amplifier 2 is grounded via a resistor R ₄ and connected to the output terminal 2 a via a resistor R ₅ . Output terminal 2a is connected to a detection voltage terminal 3 via a resistor R _6. Detected voltage terminal 3 is grounded via the capacitor C _2. Further, the detection voltage terminal 3, it is grounded via a series circuit of a clamping diode D ₁ and a resistor R ₁₀ connected to the anode, the connection point between the cathode and the resistor R ₁₀ of the clamping diode D ₁ is and it is connected to the DC power source E thereto through the clamping diode D ₂ connected to the cathode. A clamp circuit 10 is constituted by the clamp diodes D ₁ and D ₂ and the resistor R ₁₀ .
Also in connection midpoint of the transistor T ₄ and the current detection resistor R _2, the same circuit is connected.
[0017]
Next, the operation of this electric power steering apparatus will be described.
When the transistors T ₁ and T ₄ are turned on, the drive current flows through the motor M to the current detection resistor R ₂ . The transistor T ₃ and T ₂ and the when turning on the drive current flows to the current detection resistor R ₁ through motor M. The motor M rotates forward (reversely) when the transistors T ₁ (T ₃ ) and T ₄ (T ₂ ) are turned on. As a result, when the motor M is reversely rotated, a voltage corresponding to the drive current of the motor M is generated in the current detection resistor R ₁ and is input to the positive input terminal + of the amplifier 2. Amplified by the amplifier 2 and output to the detection voltage terminal 3. The current detection voltage outputted to the detection voltage terminal 3, the voltage of the DC power source E to reach a voltage obtained by subtracting the forward voltage drop of the voltage of the clamp diode D ₂ is the clamping diode D ₁ current flows Therefore, the voltage at the detection voltage terminal 3 changes greatly with respect to the change in the drive current of the motor M, and the change in the current detection voltage becomes greater with respect to the change in the drive current of the motor M.
[0018]
Then, as shown in FIG. 2 in which the horizontal axis is the drive current of the motor M and the vertical axis is the current detection voltage, the motor M is until the motor current reaches 60 A, that is, in the current range for controlling the current of the motor M. The current detection voltage changes greatly with respect to the drive current change. Meanwhile, the current detection voltage, the DC power source E voltage voltage or minus the voltage drop of the voltage of the clamp diode D ₂ from, that is, the motor drive current is equal to or greater than a predetermined value, the clamping diode D ₁ and the resistor R ₁₀ through current starts to flow, the increase of the current detection voltage is suppressed by the forward voltage characteristics of the clamp diode D _2, the change of the current detection voltage decreases to changes in the drive current of the motor M. And in the range where the drive current of the motor M changes from 60A to 100A, the current detection voltage changes in the range of 4V to 5V, and the current detection voltage changes small relative to the change of the drive current of the motor M. To do.
[0019]
In this way, in the current range of the drive current up to less than 60 A that controls the drive current of the motor M, the current detection voltage changes greatly with respect to the change of the drive current of the motor M, and the detection accuracy of the drive current of the motor Thus, the drive current of the motor M can be controlled with high accuracy.
When the voltage of the DC power source E is 5 V and this voltage is converted to analog / digital by 8 bits, when the driving current of the motor M is 60 A, it was 0.39 A / div in the past. It was 0.29 A / div, and it was confirmed that the resolution of the drive current of the motor M could be increased.
[0020]
[Embodiment 2 of the Invention]
FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the invention showing the configuration of the main part of the electric power steering apparatus according to the third invention.
Transistor T ₂ and the current detection resistor R ₁ and the connection midpoint is connected to each of the positive input terminal of the amplifier 2A and the amplifier 2B + via a resistor R _3. The negative input terminal of the amplifier 2A - is grounded through a resistor R _4. Output terminal 2a of the amplifier 2A, the resistance R ₅ through a negative input terminal - is connected to the, is connected to the detection voltage terminal 3A for controlling the motor current via the resistor R _6. Connection point between the detection voltage terminals 3A and the resistor R ₆ is thereto connected to a DC power supply E via a diode D ₃ which connects the anode is grounded through a capacitor C _2.
[0021]
The negative input terminal of the amplifier 2B - is grounded via a series circuit of a resistor R ₁₁ and the resistor R _12. Connection point between the resistor _{R 11} and _{R 12} are connected to a DC power supply E via a resistor _{R 13.} An output terminal 2b of the amplifier 2B via a resistor R _14, the negative input terminal - is connected to the, is connected to the detection voltage terminal 3B for overcurrent detection via the resistor R _15. Connection point between the detection voltage terminals 3B and the resistor R ₁₅ is thereto connected to a DC power supply E via a diode D ₄ which connects the anode is grounded through a capacitor C _3.
[0022]
Next, the operation of this electric power steering apparatus will be described.
Operation voltage is generated in the current detection resistor R ₁ in response to the drive current of the motor M is similar to the operation in FIG. Voltage generated in the current detection resistor R ₁ is amplified is input to the positive input terminal of the amplifier 2A + via a resistor R _3. And the output terminal 2a of the amplifier 2A, the output voltage changes according to a change of the voltage input to the positive input terminal +, is output to the detection voltage terminal 3A through the resistor R _6. Then, the current detection voltage output to the detection voltage terminal 3A changes as shown in FIG. 4 with respect to the change in the drive current of the motor M, and the current detection with respect to the change in the motor drive current from 0A to 60A. The voltage changes in the range from 0V to 5V, and the drive current of the motor M is detected with high accuracy.
[0023]
Although the voltage generated in the current detection resistor R ₁ is amplified is input to the positive input terminal of the amplifier 2B + via a resistor R _3, the negative input terminal of the amplifier 2B -, the driving current of the motor M, for example, since the offset voltage of the voltage and the voltage generated at the resistor R ₁ is entered when a 50A, the voltage input to the positive input terminal + is the voltage driving current of the motor M corresponding to the current is 50A The amplification factor of the amplifier 2B is extremely small until it reaches the voltage, no voltage is output to the output terminal 2b, and when the driving current of the motor M is less than 50A, the current detection voltage of the detection voltage terminal 3B is approximately 0V.
[0024]
However, if the voltage developed across the resistor R ₁ in response to the drive current of the motor M is input to the positive input terminal + of the amplifier 2B the offset voltage above, the amplification factor of the amplifier 2B is increased, the driving of the motor M The current detection voltage changes greatly as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5, the current detection voltage changes in the range from 0V to 5V with respect to the change of the drive current of the motor M from 50A to 100A, and the overcurrent of the motor M is detected with high accuracy. To do. Therefore, the drive current of the motor M can be controlled with high accuracy by the current detection voltage of the detection voltage terminal 3A, and the overcurrent of the motor M is also detected with high accuracy based on the current detection voltage of the detection voltage terminal 3B. Can be done accurately.
[0025]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first and second inventions, the resolution of the detection voltage corresponding to the motor current is reduced until the detection voltage reaches a value corresponding to the upper limit value of the range for controlling the motor current. As a result, the motor current can be controlled with high accuracy, and even if the detected voltage is equal to or higher than the upper limit of the range for controlling the motor current, the detected voltage can be controlled with respect to changes in the motor current. Although it is a smaller change until it reaches a value corresponding to the upper limit value of the range for controlling, it can be detected .
[0026]
According to the third aspect of the present invention, the resolution of overcurrent detection is increased when the detected voltage exceeds a value corresponding to a certain value lower than the upper limit value of the range for controlling the motor current. The present invention has an excellent effect such that safe can be accurately performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment showing a configuration of a main part of an electric power steering apparatus according to first and second inventions.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a motor driving current and a current detection voltage;
FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment showing a configuration of a main part of an electric power steering device according to a third invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a motor drive current and a current detection voltage.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a motor driving current and a current detection voltage;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a conventional electric power steering apparatus.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a motor drive current and a current detection voltage.
[Explanation of symbols]
2 amplifier 3 detects voltage terminal M motor _T 1 through T ₄ transistor (FET)
D _1, _{D 2} clamp diodes _{_{_R}} 1 _~R _6, _R ₁₀ resistors _C 1, _{C 2} capacitors

Claims

操舵力を補助するモータの電流を電圧として検出した検出電圧に基づいて、前記モータの電流を制御する電動パワーステアリング装置において、
前記検出電圧が前記モータの電流を制御する範囲の上限値に対応する値に達するまでは、前記モータの電流の変化に対する前記検出電圧の変化の割合を、前記検出電圧が前記上限値に対応する値以上のときの割合より大きくする手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。In the electric power steering apparatus for controlling the current of the motor based on the detected voltage detected as the voltage of the current of the motor assisting the steering force,
Until the detected voltage reaches a value corresponding to the upper limit value of the range for controlling the motor current , the detection voltage corresponds to the change rate of the detected voltage with respect to the change in the motor current, and the detected voltage corresponds to the upper limit value. An electric power steering apparatus comprising means for making the ratio greater than the ratio when the value is greater than or equal to the value .

操舵力を補助するモータの電流を電圧として出力する増幅器を有し、前記手段は、前記増幅器の出力側と電源とを接続すべき電源線との間に介装した逆直列接続の２つのダイオードと、該２つのダイオードの接続中間点と接地との間に介装した抵抗とを有する請求項１記載の電動パワーステアリング装置。An amplifier for outputting a motor current for assisting a steering force as a voltage; The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising: a resistor interposed between a connection intermediate point of the two diodes and the ground.

操舵力を補助するモータの電流を電圧として検出した検出電圧に基づいて、前記モータの電流を制御する電動パワーステアリング装置において、
前記検出電圧が前記モータの電流を制御する範囲の上限値よりは低い値に対応する値に達するまでは検出電圧を実質的にゼロにし、前記検出電圧が前記上限値よりは低い値に対応する値以上では、前記検出電圧を前記モータの電流に応じて変化させる手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。In the electric power steering device for controlling the current of the motor based on the detected voltage detected as the voltage of the current of the motor assisting the steering force,
The detection voltage is substantially zero until the detection voltage reaches a value corresponding to a value lower than the upper limit value of the range for controlling the motor current, and the detection voltage corresponds to a value lower than the upper limit value. An electric power steering apparatus comprising means for changing the detected voltage in accordance with the current of the motor at a value greater than or equal to the value to be applied .