JPH0194064A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JPH0194064A JPH0194064A JP62249816A JP24981687A JPH0194064A JP H0194064 A JPH0194064 A JP H0194064A JP 62249816 A JP62249816 A JP 62249816A JP 24981687 A JP24981687 A JP 24981687A JP H0194064 A JPH0194064 A JP H0194064A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車の操舵系に電動機による補助操舵力を
与える電動パワーステアリング装置に関する。
与える電動パワーステアリング装置に関する。
従来の電動パワーステアリング装置としては、゛転舵時
のハンドル軸の捩りトルクを検出するトルクセンサを設
け、該トルクセンサの出力信号に応じて電動機の回転方
向、回転トルクをバッテリから電力を得て制御装置によ
り制御するようにしたものが特公昭45−41246号
に開示されている。
のハンドル軸の捩りトルクを検出するトルクセンサを設
け、該トルクセンサの出力信号に応じて電動機の回転方
向、回転トルクをバッテリから電力を得て制御装置によ
り制御するようにしたものが特公昭45−41246号
に開示されている。
上記従来技術では、電動パワーステアリング装置の駆動
モータへの電力供給をバッテリから直接行なっているた
め、バッテリ電圧が低下すると、モータの駆動トルクも
低下してしまう。特に、駆動モータが大きな電流を必要
とするのは自動車が走行していない状態でハンドル操作
を行なう据切り時であり、この時はエンジン回転数が低
く、したがって充電用発電機の発電電圧も低いため、モ
ータに流れる大電流によってバッテリ電圧が低下し、補
助操舵力としてのモータ駆動トルクが十分に得られない
という問題点があった。
モータへの電力供給をバッテリから直接行なっているた
め、バッテリ電圧が低下すると、モータの駆動トルクも
低下してしまう。特に、駆動モータが大きな電流を必要
とするのは自動車が走行していない状態でハンドル操作
を行なう据切り時であり、この時はエンジン回転数が低
く、したがって充電用発電機の発電電圧も低いため、モ
ータに流れる大電流によってバッテリ電圧が低下し、補
助操舵力としてのモータ駆動トルクが十分に得られない
という問題点があった。
本発明の目的は、据切り時でも駆動モータの所要電圧を
確保し、十分な補助操舵力を発生させることができる電
動パワーステアリング装置を提供することにある。
確保し、十分な補助操舵力を発生させることができる電
動パワーステアリング装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、バッテリと電動機
の入力を制御する制御装置との間に昇圧回路を設け、車
速に対応した電圧指令を出す電圧指令手段と、その電圧
指令に基づいて上記昇圧回路の出力電圧を制御する電圧
制御手段とにより、少なくとも据切り時には上記昇圧回
路でバッテリ電圧を昇圧して上記制御装置および電動機
に印加するようにしたことを特徴とする。
の入力を制御する制御装置との間に昇圧回路を設け、車
速に対応した電圧指令を出す電圧指令手段と、その電圧
指令に基づいて上記昇圧回路の出力電圧を制御する電圧
制御手段とにより、少なくとも据切り時には上記昇圧回
路でバッテリ電圧を昇圧して上記制御装置および電動機
に印加するようにしたことを特徴とする。
自動車が走行していない状態でハンドル操作を行なうと
き、バッテリと電動機制御装置との間に設けた昇圧回路
がすでに動作していて、バッテリ電圧より高い電圧を出
力しており、ハンドル操作によりトルクセンサに検出信
号が発生すると、それを受けて電動機制御装置が動作し
、電動機に十分大きな電圧を印加することができるので
、据切り時の補助操舵力として十分な駆動トルクを得る
ことができる。
き、バッテリと電動機制御装置との間に設けた昇圧回路
がすでに動作していて、バッテリ電圧より高い電圧を出
力しており、ハンドル操作によりトルクセンサに検出信
号が発生すると、それを受けて電動機制御装置が動作し
、電動機に十分大きな電圧を印加することができるので
、据切り時の補助操舵力として十分な駆動トルクを得る
ことができる。
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図により説
明する。
明する。
第1図は全体のシステム構成を示す。1は操舵ハンドル
(以下、単にハンドルという)、2はハンドル軸、3は
トルクセンサ、4はピニオン、5はラック、6は転向用
車軸、7はパワーステアリング用電動機、8は減速機、
9はピニオン、10は舵角センサ、11は制御装置、1
2は昇圧回路、13は電源用バッテリであり、バッテリ
13は図示しないエンジン駆動の充電用発電機により充
電されるものとする。
(以下、単にハンドルという)、2はハンドル軸、3は
トルクセンサ、4はピニオン、5はラック、6は転向用
車軸、7はパワーステアリング用電動機、8は減速機、
9はピニオン、10は舵角センサ、11は制御装置、1
2は昇圧回路、13は電源用バッテリであり、バッテリ
13は図示しないエンジン駆動の充電用発電機により充
電されるものとする。
本実施例の電動パワーステアリング装置は、いわゆるラ
ック・ピニオン方式のもので、運転者によってハンドル
1に与えられた操舵力は、ハンドル軸2からトルクセン
サ3を介してピニオン4に伝達される。トルクセンサ3
は、歪ゲージを用いて捩りトルクを検出するか、もしく
はハンドル軸2に捩れを発生させ、その捩れ量を可変抵
抗器等により電気量に変換してトルクを検出するもので
、トルクτの大きさを表わす信号を出力する。電動機7
は、歯車装置等からなる減速機8、ピニオン9を介して
タイロッド上のラック5に補助操舵力を与える電動式ア
クチュエータとして動作する。
ック・ピニオン方式のもので、運転者によってハンドル
1に与えられた操舵力は、ハンドル軸2からトルクセン
サ3を介してピニオン4に伝達される。トルクセンサ3
は、歪ゲージを用いて捩りトルクを検出するか、もしく
はハンドル軸2に捩れを発生させ、その捩れ量を可変抵
抗器等により電気量に変換してトルクを検出するもので
、トルクτの大きさを表わす信号を出力する。電動機7
は、歯車装置等からなる減速機8、ピニオン9を介して
タイロッド上のラック5に補助操舵力を与える電動式ア
クチュエータとして動作する。
舵角センサ10は、例えばラック5に取付けたリニアエ
ンコーダからなっていて、車軸6の舵角を検出し、自動
車が直進状態、つまり車!1146が中立位置にあると
きの舵角をゼロとして舵角Oの大きさと方向を表わす信
号を出力する。このパワーステアリング装置に用いられ
る電動機7は、通常の直流機もしくはブラシレス直流機
、または誘導機であって、モータ電流が大きいときは回
転数が低くても高トルクを出し、モータ電流が小さいと
きは回転数が高くても発生トルクは低い直巻特性を有し
ていることが望ましい。ここで、据切り時には負荷トル
クが大きいため、電動機7に大電流が流れて、バッテリ
13の電圧降下が大きくなり、十分な印加電圧を電動機
に与えることができないので、バッテリ電圧Vaを昇圧
する昇圧回路12を設ける。この場合、電動機7への印
加電圧は昇圧した電圧値より若干低目に設定する。昇圧
回路には、車速Vsに応じて出力電圧Vcが変化する。
ンコーダからなっていて、車軸6の舵角を検出し、自動
車が直進状態、つまり車!1146が中立位置にあると
きの舵角をゼロとして舵角Oの大きさと方向を表わす信
号を出力する。このパワーステアリング装置に用いられ
る電動機7は、通常の直流機もしくはブラシレス直流機
、または誘導機であって、モータ電流が大きいときは回
転数が低くても高トルクを出し、モータ電流が小さいと
きは回転数が高くても発生トルクは低い直巻特性を有し
ていることが望ましい。ここで、据切り時には負荷トル
クが大きいため、電動機7に大電流が流れて、バッテリ
13の電圧降下が大きくなり、十分な印加電圧を電動機
に与えることができないので、バッテリ電圧Vaを昇圧
する昇圧回路12を設ける。この場合、電動機7への印
加電圧は昇圧した電圧値より若干低目に設定する。昇圧
回路には、車速Vsに応じて出力電圧Vcが変化する。
また、制御装置11は、車速Vs、トルクτ、舵角θに
応じて電動機7への印加電圧もしくは通電電流を制御で
きる構成としている。
応じて電動機7への印加電圧もしくは通電電流を制御で
きる構成としている。
第2図はバッテリ13、昇圧回路12、制御装置11お
よび電動機7の主回路構成と制御ブロックの概略を示す
。本図には昇圧回路12の一例として昇圧チョッパ回路
を示してあり、バッテリ13のプラス側端子にリアクタ
121を接続し、リアクタ121の出力側とバッテリ1
3のマイナス側端子との間に昇圧用スイッチ素子として
のトランジスタチョッパ122とフライホイールダイオ
ード123を接続し、かつその出力側にダイオード12
4を介して平滑用コンデンサ125を接続した構成とし
ている。そして、上記コンデンサ125の両端に正転用
および逆転用の界磁巻線72.73を有する直流電動機
7の電機子71を接続し、各界磁巻線72.73と直列
にトランジスタチョッパ113,114を接続し、かつ
電機子71および界磁巻線72.73と並列にフライホ
イールダイオード111,112を接続して制御装置1
1の主回路部を構成している。昇圧回路のトランジスタ
チョッパ122に対しては、車速Vsを検出する図示し
ない車速センサからの信号に基づき、電圧指令回路12
6で車速Vsに対応した電圧指令Voを作り、平滑用コ
ンデンサ125の端子間電圧Vc ti−電圧制御器1
27にフィードバックさせて電圧指令Voと比較し、端
子間電圧Vcが電圧指令Voと一致するようにトランジ
スタチョッパ122のベースドライブ回路128に制御
信号を送り、チョッパ動作を行なわせる。ここで、電圧
指令回路126は第3図に示す例のように車速Vsに対
応して電圧指令Voが変化する関数発生器(または関数
発生テーブル)であり、車速ゼロ近傍、すなわちハンド
ル振切り時には電圧指令値が最高(図示例では24v)
となり、車速の増加とともに電圧指令値が低減し、通常
走行時には通常のバッテリ電圧(12V)となるように
設定されている。したがって、コンデンサ125の端子
間電圧Vcもこの電圧指令値Voとともに変化する。一
方、モータ電流を制御する制御装置11のトランジスタ
チョッパ113,114に対しては、電流指令回路11
6内に設けた関数発生器(または関数発生テーブル)で
、第4図に示す例のように車速Vsをパラメータとした
トルクセンサ出力とモータ電流指令工0の関係から、車
速Vsおよびトルクセンサ3の出力に対応したモータ電
流指令IOを求め、また舵角についても、第5図に示す
例のように舵角θの大きさと方向に対応して電動機7に
戻りトルク(復元力)を発生させるためのモータ電流指
令Ioを、同様に電流指令回路116内の関数発生器で
得る。そして、電流指令回路116からのモータ電流指
令Ioとモータ回路に設けた電流検出器115の検出値
Iとを電流制御器117で比較し、モータ電流工が指令
値Ioと一致するように電流制御器117からトランジ
スタチョッパ113,114のベースドライブ回路11
8,119に制御信号を送り、チョッパ動作を行なわせ
る。なお、ベースドライブ回路118を正転用とすると
、ベースドライブ回路119は逆転用となるが、電流制
御器117は、トルクセンサ3の検出トルクの正・負に
応じて、いずれか一方のベースドライブ回路を選択的に
動作させる構成となっている。
よび電動機7の主回路構成と制御ブロックの概略を示す
。本図には昇圧回路12の一例として昇圧チョッパ回路
を示してあり、バッテリ13のプラス側端子にリアクタ
121を接続し、リアクタ121の出力側とバッテリ1
3のマイナス側端子との間に昇圧用スイッチ素子として
のトランジスタチョッパ122とフライホイールダイオ
ード123を接続し、かつその出力側にダイオード12
4を介して平滑用コンデンサ125を接続した構成とし
ている。そして、上記コンデンサ125の両端に正転用
および逆転用の界磁巻線72.73を有する直流電動機
7の電機子71を接続し、各界磁巻線72.73と直列
にトランジスタチョッパ113,114を接続し、かつ
電機子71および界磁巻線72.73と並列にフライホ
イールダイオード111,112を接続して制御装置1
1の主回路部を構成している。昇圧回路のトランジスタ
チョッパ122に対しては、車速Vsを検出する図示し
ない車速センサからの信号に基づき、電圧指令回路12
6で車速Vsに対応した電圧指令Voを作り、平滑用コ
ンデンサ125の端子間電圧Vc ti−電圧制御器1
27にフィードバックさせて電圧指令Voと比較し、端
子間電圧Vcが電圧指令Voと一致するようにトランジ
スタチョッパ122のベースドライブ回路128に制御
信号を送り、チョッパ動作を行なわせる。ここで、電圧
指令回路126は第3図に示す例のように車速Vsに対
応して電圧指令Voが変化する関数発生器(または関数
発生テーブル)であり、車速ゼロ近傍、すなわちハンド
ル振切り時には電圧指令値が最高(図示例では24v)
となり、車速の増加とともに電圧指令値が低減し、通常
走行時には通常のバッテリ電圧(12V)となるように
設定されている。したがって、コンデンサ125の端子
間電圧Vcもこの電圧指令値Voとともに変化する。一
方、モータ電流を制御する制御装置11のトランジスタ
チョッパ113,114に対しては、電流指令回路11
6内に設けた関数発生器(または関数発生テーブル)で
、第4図に示す例のように車速Vsをパラメータとした
トルクセンサ出力とモータ電流指令工0の関係から、車
速Vsおよびトルクセンサ3の出力に対応したモータ電
流指令IOを求め、また舵角についても、第5図に示す
例のように舵角θの大きさと方向に対応して電動機7に
戻りトルク(復元力)を発生させるためのモータ電流指
令Ioを、同様に電流指令回路116内の関数発生器で
得る。そして、電流指令回路116からのモータ電流指
令Ioとモータ回路に設けた電流検出器115の検出値
Iとを電流制御器117で比較し、モータ電流工が指令
値Ioと一致するように電流制御器117からトランジ
スタチョッパ113,114のベースドライブ回路11
8,119に制御信号を送り、チョッパ動作を行なわせ
る。なお、ベースドライブ回路118を正転用とすると
、ベースドライブ回路119は逆転用となるが、電流制
御器117は、トルクセンサ3の検出トルクの正・負に
応じて、いずれか一方のベースドライブ回路を選択的に
動作させる構成となっている。
第6図は、電動機7としてブラシレス直流機または誘導
機を用いた場合の回路構成を示し、制御装置11にトラ
ンジスタインバータ110を使用し、これをベースドラ
イブ回路118により駆動して、昇圧回路12の出力電
圧Vcを三相交流に変換し電動機7に供給する構成とし
ている。この場合も、第3図に示した車速Vsに対応す
る電圧指令Voに基づき、昇圧回路の出力電圧Vcを制
御する。
機を用いた場合の回路構成を示し、制御装置11にトラ
ンジスタインバータ110を使用し、これをベースドラ
イブ回路118により駆動して、昇圧回路12の出力電
圧Vcを三相交流に変換し電動機7に供給する構成とし
ている。この場合も、第3図に示した車速Vsに対応す
る電圧指令Voに基づき、昇圧回路の出力電圧Vcを制
御する。
上記各実施例のように、バッテリ電圧を昇圧する昇圧回
路を設け、その出力電圧を車速に対応して制御すること
により、モータ負荷の大きい据切り時にも電動機の所要
電圧を確保できるので、電動パワーステアリング装置の
高性能化を図ることができる。
路を設け、その出力電圧を車速に対応して制御すること
により、モータ負荷の大きい据切り時にも電動機の所要
電圧を確保できるので、電動パワーステアリング装置の
高性能化を図ることができる。
なお、実施例には、昇圧回路として昇圧チョッパ回路を
示したが、他の昇圧方式を用いてもよいことは言うまで
もない。
示したが、他の昇圧方式を用いてもよいことは言うまで
もない。
本発明によれば、モータ負荷が大きく、かつ工ンジン回
転数が低い据切り時にも、昇圧回路によりバッテリ電圧
を昇圧してパワーステアリング用電動機に十分な電圧を
印加することができるので、据切り時の操舵フィーリン
グを常に同じにできるという効果がある。
転数が低い据切り時にも、昇圧回路によりバッテリ電圧
を昇圧してパワーステアリング用電動機に十分な電圧を
印加することができるので、据切り時の操舵フィーリン
グを常に同じにできるという効果がある。
第1図は本発明による電動パワーステアリング装置の一
実施例のシステム構成図、第2図はバッテリ、昇圧回路
、制御装置および電動機の主回路構成と制御ブロックの
概略を示す回路図、第3図は実施例中の昇圧回路の昇圧
電圧値と連速の関係の一例を示す特性図、第4図は実施
例中のトルクセンサ出力とモータ電流指令の関係の一例
を示す特性図、第5図は実施例中の舵角とモータ戻りト
ルクの関係の一例を示す特性図、第6図は電動機として
ブラシレス直流機または誘導機を用いた本発明の他の実
施例の回路図である。 2・・・ハンドル軸、3・・・トルクセンサ、7・・・
電動機、11・・・制御装置、12・・・昇圧回路、1
3・・・バッテリ、122・・・昇圧用スイッチ素子、
125・・・平滑用コンデンサ、126・・・電圧指令
手段、127・・電圧制御手段。
実施例のシステム構成図、第2図はバッテリ、昇圧回路
、制御装置および電動機の主回路構成と制御ブロックの
概略を示す回路図、第3図は実施例中の昇圧回路の昇圧
電圧値と連速の関係の一例を示す特性図、第4図は実施
例中のトルクセンサ出力とモータ電流指令の関係の一例
を示す特性図、第5図は実施例中の舵角とモータ戻りト
ルクの関係の一例を示す特性図、第6図は電動機として
ブラシレス直流機または誘導機を用いた本発明の他の実
施例の回路図である。 2・・・ハンドル軸、3・・・トルクセンサ、7・・・
電動機、11・・・制御装置、12・・・昇圧回路、1
3・・・バッテリ、122・・・昇圧用スイッチ素子、
125・・・平滑用コンデンサ、126・・・電圧指令
手段、127・・電圧制御手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ステアリング装置の駆動を補助する電動機と、該電
動機の入力をハンドル軸に設けたトルクセンサの検出値
に応じて制御する制御装置と、該制御装置を介して電動
機へ電力を供給するバッテリとを備えた電動パワーステ
アリング装置において、バッテリと上記制御装置との間
に昇圧回路を設け、車速に対応した電圧指令を出す電圧
指令手段と、その電圧指令に基づいて上記昇圧回路の出
力電圧を制御する電圧制御手段とにより、少なくとも据
切り時には上記昇圧回路でバッテリ電圧を昇圧して上記
制御装置および電動機に印加するようにしたことを特徴
とする電動パワーステアリング装置。 2、上記電圧指令手段は、車速の増加とともに昇圧回路
の出力電圧を低減するように、車速に対応した電圧指令
を出す関数発生手段よりなることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の電動パワーステアリング装置。 3、上記電圧制御手段は、昇圧回路の出力側に設けた平
滑用コンデンサの電圧を電圧指令と比較し、電圧指令値
と一致するように昇圧用スイッチ素子をスイッチング動
作させる回路よりなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62249816A JPH0194064A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62249816A JPH0194064A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0194064A true JPH0194064A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17198622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62249816A Pending JPH0194064A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0194064A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003200838A (ja) * | 2002-01-07 | 2003-07-15 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2003267235A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Denso Corp | 電動パワーステアリング装置 |
EP1310420A3 (en) * | 2001-11-12 | 2005-12-14 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Electrically operated power steering device |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP62249816A patent/JPH0194064A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1310420A3 (en) * | 2001-11-12 | 2005-12-14 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Electrically operated power steering device |
JP2003200838A (ja) * | 2002-01-07 | 2003-07-15 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2003267235A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Denso Corp | 電動パワーステアリング装置 |
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