JPS62163864A - Motor driven power steering device - Google Patents
Motor driven power steering deviceInfo
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- JPS62163864A JPS62163864A JP61006080A JP608086A JPS62163864A JP S62163864 A JPS62163864 A JP S62163864A JP 61006080 A JP61006080 A JP 61006080A JP 608086 A JP608086 A JP 608086A JP S62163864 A JPS62163864 A JP S62163864A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は電動機を用いた操舵力倍力装置により補助トル
クを発生する電動式パワーステアリング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electric power steering device that generates auxiliary torque by a steering force booster using an electric motor.
（従来の技術）
従来の電動式パワーステアリング装置は、電動機を動力
源とする操舵力倍力装置やヤイクロコンピューターユニ
ットで構成された制御装置を備え、また電動機が一般に
低出力トルクで高回転であるので、電動式パワーステア
リング装置に用いる場合に高出力トルクで低回転となる
よう減速する減速装置を備えており、操舵時にはステア
リング系に付与される操舵トルクおよび操舵回転数を検
出し、これらの検出信号に基づいて電動機を駆動制御し
、電動機動力をステアリング系に作用させて操舵力の軽
減を図り、その結果ドライバビリティを向上させ、操舵
フィーリングの向上を図ったものとして「特願昭８０−
１３５４５号」および「特願昭８０−９５４１１号」が
本出願人により出願されている。(Prior Art) Conventional electric power steering devices are equipped with a steering force booster powered by an electric motor and a control device composed of a microcomputer unit, and the electric motor generally operates at low output torque and high rotation speed. Therefore, when used in an electric power steering device, it is equipped with a deceleration device that decelerates the rotation to a low rotation speed with high output torque.During steering, it detects the steering torque and steering rotation speed applied to the steering system. The electric motor is driven and controlled based on the detection signal, and the electric motor power is applied to the steering system to reduce the steering force, thereby improving drivability and steering feeling. −
No. 13545'' and ``Japanese Patent Application No. 80-95411'' have been filed by the present applicant.
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、上記従来の電動式パワーステアリング装置は
、車両走行中にステアリングホイールを操舵すると、ス
テアリング系の戻り操作時には、キャスタ拳トレールを
含むタイヤ反力により、電動機を回転させステアリング
系が中位位置に復帰］７ようとするが、減速装置がその
出力側から回転さ七られるために電動機が増速回転させ
られる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned conventional electric power steering device, when the steering wheel is steered while the vehicle is running, when the steering system is returned, tire reaction force including the caster fist trail causes the electric motor to 7 and the steering system returns to the middle position]7, but since the reduction gear is rotated from its output side, the electric motor is rotated at an increased speed.
この場合、ステアリング系での電動機の慣性モーメント
が減速比の２乗倍と大きいため、ステアリング系の戻り
操作時には装置自らの慣性により、ステアリング系が、
中位位置を越えて反対方向へ行き過ぎたり再び戻ったり
する振動を長い周期で繰り返し、短時間に中位位置に収
束しづらいおそれがあった。つまり、マニュアル・ステ
アリング系における収束特性では、第５図（Ａ）に操舵
角の特性曲線を示すように、走行時にステアリング系を
中位位置からα度操舵して手放した場合にはステアリン
グ系の振動はＴ１時間で収束するが、電動式パワーステ
アリング装置においては第５図（Ｂ）に示すように自ら
の慣性力により振動の周期が長く振れ１［コが大きくな
るため、収束時間Ｔ２がマニュアルやステアリング系の
場合に比べて大きくなり、ステアリング系の戻り安定性
を低下させていた。In this case, the moment of inertia of the electric motor in the steering system is as large as the square of the reduction ratio, so when the steering system returns, the inertia of the device itself causes the steering system to
The oscillation of going beyond the intermediate position in the opposite direction and returning again is repeated over a long period of time, which may make it difficult to converge to the intermediate position in a short period of time. In other words, in terms of the convergence characteristics of a manual steering system, as shown in the steering angle characteristic curve shown in Figure 5 (A), when the steering system is steered by α degrees from the middle position while driving and then released, the steering system changes. The vibration converges in time T1, but in an electric power steering device, as shown in Figure 5 (B), the period of vibration is longer due to its own inertia force, and the convergence time T2 becomes larger. This was larger than in the case of a steering system, and the return stability of the steering system was reduced.
（発明の目的）
そこで１本発明では、ステアリングホイー１１／が手放
しで戻り状態で且−）ステアリング系が中位位置を横切
るときに、これを検出して電動機を上気的に制動するこ
とにより、ステアリング系の中位位置での収束時間を短
縮し、ステアリング系の安定した戻り特性が得られる電
動式パワーステアリング装置を提供することを目的とし
ている。(Objective of the Invention) Therefore, in the present invention, when the steering wheel 11/ is in the returned state without being released and the steering system crosses the middle position, this is detected and the electric motor is braked upwardly. The object of the present invention is to provide an electric power steering device that shortens the convergence time of the steering system at an intermediate position and provides stable return characteristics of the steering system.
（問題点の解決手段およびその作用） 第１図は本発明の全体構成図である。(Means for solving problems and their effects) FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention.
第１図において、イグニッションキーのキースイッチが
投入されると、操舵トルク検出手段（２１）および操舵
回転検出手段（２２）からの各検出信号が出力される。In FIG. 1, when the key switch of the ignition key is turned on, each detection signal is output from the steering torque detection means (21) and the steering rotation detection means (22).
ステアリングホイールが操舵されると、電動機制御信号
発生手段において前記両検出信号に基づいて電動機制御
信号を決定し出力し、この制御信号に基づいて電動機駆
動手段（３４）により電動機（１１）を駆動し、これに
より電動機（１１）の動力がステアリング系に作用する
ので、操舵力が軽減される。ステアリングホイールの戻
り操作時には、零トルク回転検出手段において前記操舵
トルク検出手段（２１）および操舵回転検出手段（２２
）からの両検出信号に基づいて、タイヤの反力によりス
テアリング系が戻されている状態を検出する。When the steering wheel is steered, the motor control signal generating means determines and outputs a motor control signal based on both of the detection signals, and the motor driving means (34) drives the motor (11) based on this control signal. As a result, the power of the electric motor (11) acts on the steering system, so the steering force is reduced. When the steering wheel is returned, the zero torque rotation detection means detects the steering torque detection means (21) and the steering rotation detection means (22).
), the state in which the steering system is being returned to its original position due to the reaction force of the tires is detected.
即ち、操舵トルクが所定値以下で且つ操舵回転速度が所
定値以上であるときに手放し戻り状態の検出信号が出力
される。これとともに、中位位置検出手段（２７）にお
いては、ステアリング系が中位位置を横切る時点が検出
される。そして、零トルク回転検出手段および中位位置
検出手段（２７）からの両検出信号により電動機制動手
段において電動機の制動制御が行われる。したがって、
ステアリング系の戻し操作時には、中位位置で電動機（
１１）を確実に制動することができ、ステアリング系の
中位位１１″ｉでの収束時間を大幅に短縮でき、安定し
た戻り特性を得ることが可能となる。That is, when the steering torque is less than a predetermined value and the steering rotational speed is more than a predetermined value, a detection signal indicating the release state is output. At the same time, the intermediate position detection means (27) detects the point in time when the steering system crosses the intermediate position. Then, braking control of the electric motor is performed in the motor braking means based on both detection signals from the zero torque rotation detecting means and the intermediate position detecting means (27). therefore,
When returning the steering system, the electric motor (
11) can be reliably braked, the time for convergence at the middle position 11''i of the steering system can be significantly shortened, and stable return characteristics can be obtained.
（実施例）
以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。(Example) An example of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.
第２図（Ａ）は本実施例の電動式パワーステアリング装
置（１）の概略平面図である。同図において、（２）は
ステアリングホイール、（３）、（４）は入力軸および
出力軸であり、これら入力軸（３）と出力！ｔｂ （４
）とは互いに同軸状に配設され、これらの内端がトウジ
ョンバーにより連結されており、さらに出力軸（４）の
他端側か図示しない笠速継ｆ４、ラックアンドφビニオ
ンに連結され、ステアリングホイール（２）の回転がラ
ックの直線的変化として変換して伝達される。また、入
力軸（３）の周囲には中位位置センサ（５）および操舵
回転センサ（７）が設けられ、入出力軸（３）と（４）
の係合部には操舵トルクセンサ（１０）が設けられ、さ
らに出力軸（４）の周囲には電動機（１１）および減速
装置が設けられており、各センサ（５）、（７）、（１
０）からの検出信号に基づいて電動機（１１）を制御す
る制御装置（１２）およびその電源回路（１３）とを備
えている。FIG. 2(A) is a schematic plan view of the electric power steering device (1) of this embodiment. In the figure, (2) is a steering wheel, (3) and (4) are an input shaft and an output shaft, and these input shaft (3) and output! tb (4
) are arranged coaxially with each other, and their inner ends are connected by a torsion bar, and the other end of the output shaft (4) is connected to a Kasago joint f4 (not shown) and a rack and φ binion. , rotation of the steering wheel (2) is converted and transmitted as a linear change in the rack. In addition, a middle position sensor (5) and a steering rotation sensor (7) are provided around the input shaft (3), and the input and output shafts (3) and (4)
A steering torque sensor (10) is provided at the engagement portion of the , and an electric motor (11) and a speed reduction device are provided around the output shaft (4), and each sensor (5), (7), ( 1
The motor includes a control device (12) that controls the electric motor (11) based on a detection signal from the motor (0), and a power supply circuit (13) for the control device (12).
上記中位位置センサ（５）は、第２図（Ｂ）に示すよう
に、入力軸（３）に一体回転可能に固着されステアリン
グ系の中位位置にスリット（５ａ）を備えた円板（５ｂ
）と、中位位置でスリット（５ａ）を通過する光を検出
するフォトカブラ（５Ｃ）とにより構成されており、ス
テアリング系が中位位置となるときにパルス状の検出信
号が出力される。As shown in FIG. 2(B), the middle position sensor (5) is a disc (5) fixed to the input shaft (3) so as to be integrally rotatable and having a slit (5a) at the middle position of the steering system. 5b
) and a photocoupler (5C) that detects the light passing through the slit (5a) at the middle position, and a pulse-like detection signal is output when the steering system is at the middle position.
上記操舵回転センサ（７）は、直流発電機（８）と、こ
れに軸着された歯付きプーリおよび、入力軸（３）に一
体に軸着された歯付きプーリと、これらの間に懸は渡さ
れ入力軸（３）の回転に伴って直流発電ｍ（８）を回転
させるタイミングベルト（９）により構゛成され、タイ
ミングベルト（９）により回転が増速伝達される。尚、
上記操舵回転センサ（７）は、出力軸側（電動機）に設
けてもよい。The steering rotation sensor (7) includes a DC generator (8), a toothed pulley pivoted thereon, a toothed pulley integrally pivoted on the input shaft (3), and a toothed pulley suspended between these. It is constituted by a timing belt (9) which rotates the DC power generator m (8) as the input shaft (3) rotates, and the rotation is transmitted at an increased speed by the timing belt (9). still,
The steering rotation sensor (7) may be provided on the output shaft side (electric motor).
上記操舵トルクセンサ（１０）は、入出力軸（３）と（
４）の相対回転に伴って軸方向に変位する可動鉄心と、
この可動鉄心の外周に空隙をもって配設され一次巻線お
よび二次巻線よりなる差動変圧器とから構成され、入出
力ｉｂ （３）と（０の角度差が差動変圧器の二次コイ
ルから電気信号に変換して出力される。The steering torque sensor (10) is connected to the input/output shaft (3) and (
4) a movable iron core that is displaced in the axial direction with the relative rotation;
It consists of a differential transformer, which is arranged with an air gap around the outer circumference of this movable core and consists of a primary winding and a secondary winding. The coil converts it into an electrical signal and outputs it.
上記電動機（１１）は出力軸（４）に沿って配設され、
その回転軸には歯付きプーリが軸着され、この歯付きプ
ーリと出力軸（４）に軸着された歯付きブーりとの間に
はタイミングベル） （１４）が懸は渡されている。ま
た、出力軸（４）に軸着された歯付きブーりが大径に形
成され、電動機（１１）の回転を減速して出力軸（４）
に伝達するよう、双方の歯付きプーリおよびタイミング
ベルト（１４）により減速装ごが４Ｒ成されている。The electric motor (11) is arranged along the output shaft (4),
A toothed pulley is attached to the rotating shaft, and a timing bell (14) is suspended between this toothed pulley and a toothed bobber attached to the output shaft (4). . In addition, a toothed boob attached to the output shaft (4) is formed to have a large diameter and decelerates the rotation of the electric motor (11).
A 4R reduction gear is formed by both toothed pulleys and the timing belt (14) to transmit the signal.
尚、上記入力軸（３）、出力軸（４）、中位位置センサ
（５）のフォトカプラ（５ｃ）、操舵回転センサの直流
発電機（８）、操舵トルクセンサ（ｌＯ）の差動変圧器
および電動機（１１）は、入出力軸（３）、（４）の周
囲を覆う図示しないステアリングコラムに支持されてい
る。In addition, the input shaft (3), the output shaft (4), the photocoupler (5c) of the intermediate position sensor (5), the DC generator (8) of the steering rotation sensor, and the differential voltage transformation of the steering torque sensor (lO) The electric motor (11) is supported by a steering column (not shown) that surrounds the input/output shafts (3) and (4).
上記制御装置（１２）およびその電源回路（！３）を第
３図に基づいて説明する。同図において、（２０）はマ
イクロコンピュータ・ユニットであり、マイクロコンピ
ュータ争ユニット（２０）には、操舵トルク検出手段（
２１）、操舵回転検出手段（２２）および電流検出回路
（２３）からの各検出信号Ｓ１〜Ｓ３がＡ／Ｄコンバー
タ（２４）を通じて、また、中位位置検出手段（２７）
からの検出信号Ｓ４がマイクロコンピュータの命令に従
って入力されている。The control device (12) and its power supply circuit (!3) will be explained based on FIG. 3. In the figure, (20) is a microcomputer unit, and the microcomputer unit (20) includes a steering torque detection means (
21), each of the detection signals S1 to S3 from the steering rotation detection means (22) and the current detection circuit (23) is transmitted through the A/D converter (24) and the intermediate position detection means (27).
A detection signal S4 from the microcomputer is input according to instructions from the microcomputer.
上記操舵トルク検出手段（２１）は、操舵トルクセンナ
（１Ｇ）と、マイクロコンピュータ−ユニットの基準ク
ロックパルスＴ１を分周し交流信号に変換して差動変圧
器の一次巻線に供給するとともに差動変圧器の二次巻線
からの出力を整流平滑化する操舵トルク・インターフェ
ース回路（２５）とからなり、操舵トルクの作用方向と
その大きさを示す操舵トルク検出信号Ｓ１を出力する。The steering torque detection means (21) includes a steering torque sensor (1G) and a reference clock pulse T1 of the microcomputer unit, which is frequency-divided and converted into an alternating current signal, which is supplied to the primary winding of the differential transformer. It consists of a steering torque interface circuit (25) that rectifies and smoothes the output from the secondary winding of the transformer, and outputs a steering torque detection signal S1 indicating the direction and magnitude of the steering torque.
上記操舵回転検出手段（２２）は、操舵回転センサ（７
）と、この操舵回転センサ（７）の直流発電機（８）か
らの出力を極性に応じて夫々絶対値変換して増幅する操
舵回転会インターフェース（２Ｂ）とからなり、ステア
リング系の操舵回転方向と操舵速度を示す操舵回転検出
信号Ｓ２を出力する。The steering rotation detection means (22) includes a steering rotation sensor (7).
) and a steering rotation interface (2B) that converts and amplifies the output from the DC generator (8) of the steering rotation sensor (7) into absolute values according to the polarity, and determines the steering rotation direction of the steering system. A steering rotation detection signal S2 indicating the steering speed is output.
上記中位位置検出手段（２７）は、中位位置センサ（５
）と、このセンサ（５）からの検出信号を波形整形する
中位位置インターフェース回路（２８）とからなり、ス
テアリング系が中位位置にあるときに中位位置検出信号
Ｓ４を出力する。The medium position detection means (27) includes a medium position sensor (5
) and a middle position interface circuit (28) that shapes the waveform of the detection signal from this sensor (5), and outputs a middle position detection signal S4 when the steering system is in the middle position.
マイクロコンピュータ−ユニットＣ２０）ハＩ１０ポー
ト、メモリ、演算部、制御部、各レジスタ及びクロック
ジェネレータ等により構成され、クロックパルスに基づ
き作動する。マイクロコンピュータ・二二ッ） （２０
）等を駆動する電源回路（１３）は、車載のバッテリ（
２９）の子端子にヒユーズ回路（３０）、イングニショ
ンキーのキースイッチ（３１）を介して接続されるリレ
ー回路（３２）と、このリレー回路（３２）の入力側に
接続される定電圧回路（３３）とから構成され、リレー
回路（３２）の出力側のＢ端子から後述する電動機駆動
回路（電動機駆動手段）（３４）に電源を供給し、定電
圧回路（３３）の出力端子であるＡ端子からはマイクロ
コンピュータ・ユニット（２０）、各検出手段（２１）
、（２２）、（２７）およびその他のインターフェース
回路（２５，２８，２８）等に電源を供給する。従って
、キースイッチ（３１）が投入されると、マイクロコン
ピュータユニット〔２０）は命令に基づき各検出信号５
ｔ−Ｓ３を＾／Ｄコンバータ（２４）でディジタル変換
して、また検出信号Ｓ４をそのまま、メモリに書き込ま
れたプログラムに従って処理し、電動機（１１）を駆動
する制御信号Ｔ３ 、Ｔ４を電動機駆動回路（３４）に
出力し、 ７１！動ａ（１１）を駆動制御する。Microcomputer unit C20) Consists of an I10 port, memory, arithmetic unit, control unit, registers, clock generator, etc., and operates based on clock pulses. Microcomputer 22) (20
) etc., the power supply circuit (13) that drives the in-vehicle battery (
A relay circuit (32) is connected to the child terminal of 29) via a fuse circuit (30) and an ignition key key switch (31), and a constant voltage is connected to the input side of this relay circuit (32). The circuit (33) supplies power from the B terminal on the output side of the relay circuit (32) to a motor drive circuit (motor drive means) (34), which will be described later, and the output terminal of the constant voltage circuit (33). A microcomputer unit (20) and each detection means (21) are connected from a certain A terminal.
, (22), (27) and other interface circuits (25, 28, 28). Therefore, when the key switch (31) is turned on, the microcomputer unit [20] sends each detection signal 5 based on the command.
t-S3 is converted into digital by the ^/D converter (24), and the detection signal S4 is processed as it is according to the program written in the memory, and the control signals T3 and T4 that drive the motor (11) are sent to the motor drive circuit. Output to (34), 71! Drive control of the motion a(11).
電動機駆動回路（３４）は、ＦＥＴ （電界効果トラン
ジスタ）（３５，３Ｂ、３７．３８）から成るブリッジ
回路と、マイクロコンピュータ−ユニット（２０）から
の制御信号Ｔ３ 、Ｔ４によりブリッジ回路を駆動する
インターフェース回路（３３）とにより構成されている
。ブリッジ回路はＦ Ｅ Ｔ （３５）と（３８）の夫
々のドレイン端子が電源回路（１３）のＢ端子に接続さ
れる一方、これらのソース端子が他方のＦ Ｅ Ｔ （
３８）と（３７）のドレイン端子に夫々接続されている
。ＦＥ Ｔ （３Ｂ）と（３７）のソース端子は夫々抵
抗（Ｒ）を通じてコモン側に接続されバッテリ（２８）
の一端子へ接続されている。 ＦＥＴ（３５，３１３，
３７，３８）の夫々のゲート端子はインターフェース回
路（３８）の出力側に接続され、ブリッジ回路の出力側
となるＦＥＴ（３５）のソース端子とＦ Ｅ Ｔ （３
８）のソース端子が前記電動機（１１）の電機子巻線に
接続されている。前記インターフェース回路（３９）は
、マイクロコンピュータ・ユニツ１＝（２０）からの電
動ａＩｉｌ転方向制御信号Ｔ３に基づいてＦ Ｅ Ｔ
（３５）をオン駆動すると同時にＦ Ｅ Ｔ （３７）
を駆動可能状態にし、ＰＷＭ信号から成る電動機駆動信
号Ｔ４に基づいてＦＥＴ （３７）をドライブするか、
又は、制御信号Ｔ３によりＦ Ｅ Ｔ （３８）をオン
駆動すると同時にＦＥＴ（３６）を駆動可能状態にし、
ＰＷＭ信号から成る電動機駆動信号Ｔ４に基づいてＦ
Ｅ Ｔ （３８）をドライブする。従って、電動機駆動
回路（３０においては、一方のＦ Ｅ Ｔ （３５）の
オン駆動をＦ Ｅ Ｔ （３７）のＰＷＭ駆動、又は他
方のＦ Ｅ Ｔ （３８）のオン駆動とＦ Ｅ Ｔ （
３Ｂ）のＰＷＭ駆動により、電動機（１１）がＭ制御信
号Ｔ３ 、Ｔ４に応じて回転方向とその動力（回転数と
トルク）が制御される。The motor drive circuit (34) includes a bridge circuit consisting of FETs (field effect transistors) (35, 3B, 37, 38) and an interface that drives the bridge circuit with control signals T3 and T4 from the microcomputer unit (20). It is composed of a circuit (33). In the bridge circuit, the respective drain terminals of FET (35) and (38) are connected to the B terminal of the power supply circuit (13), while their source terminals are connected to the other FET (
38) and (37), respectively. The source terminals of FE T (3B) and (37) are each connected to the common side through a resistor (R) and connected to the battery (28).
is connected to one terminal of the FET (35,313,
The respective gate terminals of FET (37, 38) are connected to the output side of the interface circuit (38), and are connected to the source terminal of the FET (35) which is the output side of the bridge circuit.
The source terminal of 8) is connected to the armature winding of the motor (11). The interface circuit (39) performs FET on the basis of the electric aIil rotation direction control signal T3 from the microcomputer unit 1 (20).
At the same time as turning on (35), F E T (37)
drive the FET (37) based on the motor drive signal T4 consisting of a PWM signal, or
Alternatively, the control signal T3 turns on the FET (38) and at the same time turns the FET (36) into a driveable state,
F based on the motor drive signal T4 consisting of a PWM signal.
Drive E T (38). Therefore, in the motor drive circuit (30), one FET (35) is turned on by PWM driving of FET (37), or the other FET (38) is turned on and FET (
3B), the rotation direction and power (rotation speed and torque) of the electric motor (11) are controlled according to the M control signals T3 and T4.
また、本実施例においては、制御装置（１２）の異常を
検出する異常検出手段を備えている。この異常検出手段
は、抵抗（Ｒ）の通流電流を検出する電流検出回路（２
３）により構成され、その出力Ｓ３がＡ／Ｄコンバータ
（２４）を通じて入力されており、異常の場合には前記
電源回路（１３）のリレー回路（３２）にリレー制御信
号Ｔ２をマイクロコンピュータ・ユニット（２０）から
出力し、Ｍｌ電源回路１３）からの電源の供給を停止さ
せる。Further, in this embodiment, an abnormality detection means for detecting an abnormality in the control device (12) is provided. This abnormality detection means includes a current detection circuit (2) that detects the current flowing through the resistor (R).
3), whose output S3 is input through an A/D converter (24), and in case of an abnormality, a relay control signal T2 is sent to the relay circuit (32) of the power supply circuit (13) to the microcomputer unit. (20) to stop the supply of power from the Ml power supply circuit 13).
次に作用を説明する。Next, the effect will be explained.
ＥｆＧ４［ｆｆ１ｉｆマイクロコンピユータ・ユニー／
ト（２０）における電動機制御処理の概略を示すフロ
ーチャートであり、図中Ｐ１〜Ｐ２５はフローチャート
の各ステップを示す。EfG4 [ff1if Microcomputer Uni/
12 is a flowchart showing an outline of the motor control process in step (20), and P1 to P25 in the figure indicate each step of the flowchart.
イグニションキーのキースイッチ（３１）がオンに投入
されると、マイクロコンピュータ・ユニット（２０）や
他の回路に電源が供給され制御が開始される（ステップ
Ｐｏ）。まず、マイクロコンピュータ・ユニット（２０
）内部においてはＩ１０ポートのセット、各レジスタお
よびＲＡＭ内のデータをクリアして初期設定する（Ｐ＋
）、次にステップＰ２では初期故障診断を行ない、Ａ／
Ｄコンバータ（２４）からの入力信号の読込みを停止し
て内部回路のチェックを行ない、異常であれば制御装置
（１２）の作動を直ちに停止し、異常がなければリレー
回路（３２）を駆動して電動機駆動回路（３４）に電源
を供給し、さらに電流検出回路（２３）からの検出信号
Ｓ３が零であるかどうかを診断し、零でない場合には異
常としてリレー回路（３２）を駆動停止して制御を停止
し、零の場合には次のステップＰ３で操舵トルク検出信
号ＳＩを読込む、そして、この検出信号Ｓｌから操舵ト
ルクの作用方向と大きさを計算し、トルクの作用方向を
示すトルク方向フラグのモー２トとその大きさを絶対値
Ｔに変換して記憶する（Ｐ＋）、次にステップＰ５では
、故障診断を行ない、異常であれば上記同様にリレー回
路（３２）により駆動を停止し、正常であれば、ステッ
プＰ６においてトルクの絶対値Ｔが予め設定された所定
値ａより小さいかどうかを判断し、Ｔ≦ａの場合にはス
テアリングホイール（２）には操舵トルクが付与されて
いないとして、これを示す零フラグＦｌをセット （Ｐ
７）Ｌ、Ｔ＞ａの場合にはフラグのセットを行なわず、
ステップＰ８へ進む。When the key switch (31) of the ignition key is turned on, power is supplied to the microcomputer unit (20) and other circuits, and control is started (step Po). First, the microcomputer unit (20
) Internally, the I10 port is set, each register, and the data in the RAM are cleared and initialized (P+
), then in step P2, initial failure diagnosis is performed and A/
The internal circuit is checked by stopping reading of the input signal from the D converter (24), and if there is an abnormality, the operation of the control device (12) is immediately stopped, and if there is no abnormality, the relay circuit (32) is driven. supplies power to the motor drive circuit (34), further diagnoses whether the detection signal S3 from the current detection circuit (23) is zero, and if it is not zero, stops driving the relay circuit (32) as an abnormality. If it is zero, the steering torque detection signal SI is read in the next step P3.The direction and magnitude of the steering torque are calculated from this detection signal SI, and the direction of the torque is determined. The motor 2 of the torque direction flag indicated and its magnitude are converted into an absolute value T and stored (P+).Next, in step P5, a fault diagnosis is performed, and if it is abnormal, the relay circuit (32) is activated in the same manner as above. The drive is stopped, and if it is normal, it is determined in step P6 whether the absolute value T of the torque is smaller than a predetermined value a set in advance, and if T≦a, the steering torque is applied to the steering wheel (2). is not assigned, and sets a zero flag Fl indicating this (P
7) If L, T>a, do not set the flag,
Proceed to step P8.
ステップＰ８においては、操舵回転検出信号Ｓ２を証込
み、ステップＰ９で操舵回転方向とその回転数の大きさ
を計算し、回転方向を示す回転方向フラグのセットとそ
の大きさを絶対値Ｎに変換して記憶する。そして、ステ
ップＰＩＧにおいて、上記同様に故障診断を行ない、正
常であればステップｐＨにおいて操舵回転数Ｎが予め設
定された所定値すより大きいかどうかの判別が行なわれ
、Ｎｉｂの場合にはステアリング系が過回転されている
状態として、これを示す回転フラグＦ２をセット（Ｐ＋
２）Ｌ、Ｎ≦ｂの場合には、回転フラグをセットしない
でステップＰ１３へ進む、ステップＰ１３では、零フラ
グＦｌと回転フラグＦ２の双方がセットされているかど
うかを判別する。In step P8, the steering rotation detection signal S2 is detected, and in step P9, the steering rotation direction and the magnitude of the rotation speed are calculated, and a rotation direction flag indicating the rotation direction is set and the magnitude thereof is converted into an absolute value N. and memorize it. Then, in step PIG, a failure diagnosis is performed in the same manner as above, and if normal, it is determined whether the steering rotation speed N is larger than a preset value at step pH, and in the case of Nib, the steering system is over-rotated, set rotation flag F2 to indicate this (P+
2) If L, N≦b, the rotation flag is not set and the process proceeds to step P13. In step P13, it is determined whether both the zero flag Fl and the rotation flag F2 are set.
ステップＰＩ３では、双方の７ラグＦｌ 、Ｆ２の双方
がセットされている場合以外には、ステップＰＩ４に進
み、ステップＰＩ４では、上記ステップＰ４での操舵ト
ルクのトルク方向フラグから電動機（１１）の回転制御
方向Ｔ３を決定し、ステップＰＩ５では、上記操舵トル
クの絶対値Ｔと上記ステップＰ８の操舵回転の絶対値Ｎ
とにより、電動機制御デユーティＴ４を決定し・ ステ
ップＰＩｓ・ Ｐ １７においてマイクコンピュータ・
ユニット（２０）からインターフェース回路（３９）に
電動機制御信号Ｔ３ 。In step PI3, unless both 7 lags Fl and F2 are set, the process proceeds to step PI4, and in step PI4, the rotation of the electric motor (11) is determined from the torque direction flag of the steering torque in step P4. The control direction T3 is determined, and in step PI5, the absolute value T of the steering torque and the absolute value N of the steering rotation in step P8 are determined.
In step PIs P17, the motor control duty T4 is determined.
Motor control signal T3 from the unit (20) to the interface circuit (39).
Ｔ４ （Ｔ３ ：回転方向信号、Ｔ４ ：駆動信号
）が出力され、この制御信号Ｔ３ 、Ｔ４に基づいてイ
ンターフェース回路（３９）によりブリッジ回路のＦＥ
Ｔ （３５，３Ｌ３７，３８）を駆動して電動機（１
１）の制御が行なわれる。即ち、上記操舵トルクのトル
ク方向フラグと操舵回転の回転方向フラグとにより、ス
テアリング系の行き操作時には、電動機駆動回路（３４
）のＦ Ｅ Ｔ （３５）をオンにし且つＦ Ｅ Ｔ
（３７）に電動機制御デユーティを付与するか、又はＦ
ＥＴ（３８）をオンにし且つＦ Ｅ Ｔ （３［１）に
電動機制御デユーティを付与して、電動４１（１１）を
ＰＷＭ駆動制御する。他方、ステアリング系の戻り操作
時には、Ｆ Ｅ Ｔ （３５）に電動機制御デユーティ
のうち操舵回転数に対応する成分を付与し、且つＦＥＴ
（３７）に電動機制御デユーティのうち操舵トルクの絶
対値に対応した成分を与えるか、又はＦＥＴ（３日）と
（３６）に同様の信号を付与することにより。T4 (T3: rotation direction signal, T4: drive signal) is output, and based on these control signals T3 and T4, the interface circuit (39) controls the FE of the bridge circuit.
T (35, 3L37, 38) to drive the electric motor (1
1) control is performed. That is, the torque direction flag of the steering torque and the rotation direction flag of the steering rotation are used to control the electric motor drive circuit (34) during forward operation of the steering system.
) of F E T (35) and turn on F E T
(37), or assign a motor control duty to F
The electric motor 41 (11) is controlled by PWM drive by turning on the ET (38) and giving a motor control duty to F ET (3[1). On the other hand, when the steering system returns, a component of the motor control duty corresponding to the steering rotation speed is given to FET (35), and the FET
By giving a component corresponding to the absolute value of the steering torque of the motor control duty to (37), or by giving a similar signal to FET (3rd) and (36).
電動機（１１）が駆動制御される。この場合、駆動され
るＦＥＴは、上記ステップＰ１４で決定された回転制御
方向により、例えば、Ｆ Ｅ Ｔ （３５）と（３７）
。The electric motor (11) is driven and controlled. In this case, the FETs to be driven are, for example, FET (35) and (37) according to the rotation control direction determined in step P14 above.
.
Ｆ Ｅ Ｔ （３Ｂ）と（３８）に決定される。そして
、電動機（１１）により発生するトルクがタイミングベ
ルト（１４）を介して出力軸（０に伝達され、操舵力の
軽減が図られる。FET (3B) and (38) are determined. Then, the torque generated by the electric motor (11) is transmitted to the output shaft (0) via the timing belt (14), thereby reducing the steering force.
次にステップＰｕｓではブリッジのＦＥＴに出力される
信号が電流検出回路（２３）により直流電圧に変換して
読込まれ、ステップＰＩＳにおいて電機子電流が計算さ
れ、ステップＰ２０で電機子電流が上述した操舵トルク
の絶対値に対応して設定された範囲内にあるかどうかを
判別し、範囲内でない場合には異常であるとしてリレー
回路（３２）をオフにして制御を浮上し、範囲内であれ
ば、ステップＰ３に戻る故障診断が行なわれる。Next, in step Pus, the signal output to the FET of the bridge is converted into a DC voltage by the current detection circuit (23) and read, the armature current is calculated in step PIS, and the armature current is changed to the above-mentioned steering voltage in step P20. It is determined whether or not it is within a set range corresponding to the absolute value of the torque, and if it is not within the range, it is determined that there is an abnormality and the relay circuit (32) is turned off and the control is activated. , a failure diagnosis is performed which returns to step P3.
また２上記ステツプＰＬ３において、双方のフラグＦｌ
、 Ｆ２がともセットされている場合には１．ステアリ
ングホイール（２）に操舵トルクが付与されていない状
態でステアリングが回転しているので、これを手放し状
態でタイヤの反力によりステアリング系が高回転で戻さ
れている状態と判断し、ステップＰ２１に進む６つまり
、ステップＰＩ３においては、第６図（Ｂ）に示すよう
な特性に至るステアリング系の手放し戻り状態時である
ことが判別される。2 In step PL3 above, both flags Fl
, if F2 are both set, 1. Since the steering wheel (2) is rotating without any steering torque being applied to it, it is determined that the steering system is being returned to high rotation speed due to the reaction force of the tires when the steering wheel (2) is released, and step P21 is performed. In other words, in step PI3, it is determined that the steering system is in a state where the steering system returns to the state where the steering system has the characteristics shown in FIG. 6(B).
ステップＰ２＋では中位位置検出手段（２７）からの検
出信号Ｓ４が読込まれ、中位位置ＳがＳ＝０の場合には
ステップＰ２４に進み、ＳζＯの場合にはステップＰ
２３でＴ３ 、Ｔ４を零にしてステップｐｕｓに戻る。In step P2+, the detection signal S4 from the intermediate position detection means (27) is read, and if the intermediate position S is S=0, the process proceeds to step P24, and if SζO, step P
At step 23, T3 and T4 are set to zero and the process returns to step PUS.
つまり、ステップＰ２２ではステアリング系が手放しで
戻されている状態であって中位位置（第５図ＣＢ）中の
ｔ １． ｔ ２ ＊ ｔ ３ ）に達したことが判別
され、この中位位置に達した時点でステップＰ２４にお
いて電動機制動制御信号Ｔ５が出力される。この場合、
本実施例では、第５図（Ｃ）で示すように中位位１ｔ＋
、ｔ２達した時点で、電動機制動制御信号Ｔ５を出力し
、ステップＰ２Ｓで双方のフラグＦｌ、Ｆ２をリセット
してステップＰ３に戻る。That is, in step P22, the steering system is in a state where it is returned to its original position and is in the middle position (CB in FIG. 5) at t1. It is determined that t 2 * t 3 ) has been reached, and when this intermediate position is reached, the motor braking control signal T5 is output in step P24. in this case,
In this embodiment, as shown in FIG. 5(C), the middle position 1t+
, t2, the motor braking control signal T5 is output, both flags Fl and F2 are reset in step P2S, and the process returns to step P3.
そして、ステップＰ２４でマイクロコンピュータ・ユニ
ッ） （２０）から電動機制動制御信号Ｔ５が出力され
ると、インターフェース回路（３９）によりブリッジ回
路のＦ Ｅ Ｔ （３Ｇ）と（３７）とをオン駆動し、
電動機（１１）の電機子巻線を短絡する。したがって、
電動ａ（１１）は、自らの回転により発生する逆起電力
により電機子巻線には第５図（Ｄ）に示すように回転方
向に応じた向きに制動電流が流れることになり、自己制
動される。その結果、ステアリング系の戻り操作時には
、第５図（Ｅ）のＴ３で示すように、ステアリング系の
振動の最初の中位位置で電動機（１１）が自己制動され
ることになり、ステアリング系の収束時間Ｔ３をマニュ
アルステアリングに比べて大幅に短縮でき、電動機の慣
性の影響を確実に防止でき、ステアリング系の安定した
戻り特性が得られる。Then, in step P24, when the motor braking control signal T5 is output from the microcomputer unit (20), the interface circuit (39) turns on the bridge circuits FET (3G) and (37).
Short-circuit the armature winding of the motor (11). therefore,
The electric motor a (11) is self-braking because a braking current flows in the armature winding in a direction according to the rotation direction as shown in Fig. 5 (D) due to the back electromotive force generated by its own rotation. be done. As a result, when the steering system is returned to its original position, the electric motor (11) is self-braked at the initial intermediate position of the vibration of the steering system, as shown by T3 in FIG. 5(E). The convergence time T3 can be significantly shortened compared to manual steering, the influence of inertia of the electric motor can be reliably prevented, and stable return characteristics of the steering system can be obtained.
（発明の効果）
以上、説明したように本発明によれば、ステアリングホ
イールの手放し戻り状態で、且つステアリング系の中位
位置に達した際に電動機を確実に制動できるので、ステ
アリング系の収束時間を大幅に短縮でき、安定したステ
アリング系の戻り特効手段である。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the electric motor can be reliably braked when the steering wheel is released and the steering system reaches the middle position, so that the steering system convergence time can be reduced. It is an effective means of stabilizing the return of the steering system and can significantly shorten the time.
性を得ることができる。また、中位位置の検出を演算処
理により行わないので、制御装置を簡素にすることがで
きる。You can get sex. Furthermore, since the intermediate position is not detected by arithmetic processing, the control device can be simplified.
第１図は本発明の全体構成図、第２図ないし第４図、第
５図（Ｃ） 、 （Ｄ） 、 （Ｅ）は未発ＩＪＪの一
実施例に係り、第２図（Ａ）は電動式パワーステアリン
グ装置の概略を示す平面図、第２図（Ｂ）は中位位置セ
ンサの概略斜視図、第３図は制御装置のブロック構成図
、ｆｆｌ、４図はル制御処理の概略を示すフローチャー
ト、第５図（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）は電動機制動制
御信号、ｍ動機制動電流、および収束特性をそれぞれ示
す説明図、第５図（＾）、（Ｂ）は従来例に係り、第５
［１９（Ａ）はマニュアルステアリングの収束特性を示
す図、第５図（Ｂ）は電動式パワーステアリング装置の
収束特性を示す図である。Figure 1 is an overall configuration diagram of the present invention, Figures 2 to 4, and Figures 5 (C), (D), and (E) relate to an embodiment of undeveloped IJJ, and Figure 2 (A) is a plan view schematically showing the electric power steering device, FIG. 2(B) is a schematic perspective view of the intermediate position sensor, FIG. 3 is a block diagram of the control device, and FIGS. 5(C), (D) and (E) are explanatory diagrams showing the motor braking control signal, m motor braking current, and convergence characteristics, respectively. FIG. 5(^) and (B) are conventional Regarding the example, the fifth
[19(A) is a diagram showing the convergence characteristics of manual steering, and FIG. 5(B) is a diagram showing the convergence characteristics of the electric power steering device.
Claims (1)
減を図る電動式パワーステアリング装置において、ステ
アリング系の操舵トルクが所定値以下で且つ操舵回転速
度が所定値以上であることを検出する零トルク回転検出
手段と、ステアリング系の中位位置を検出する中位位置
検出手段と、これら両検出手段からの検出信号に基づい
て前記電動機を制動する電動機制動手段とを備えたこと
を特徴とする電動式パワーステアリング装置。In an electric power steering device that applies power from an electric motor to a steering system to reduce steering force, zero torque rotation detects that the steering torque of the steering system is below a predetermined value and the steering rotation speed is above a predetermined value. An electric type comprising: a detection means; a middle position detection means for detecting a middle position of a steering system; and a motor braking means for braking the electric motor based on detection signals from both of these detection means. Power steering device.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP608086A JPH0739268B2 (en) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | Electric power steering device |
| CA000526606A CA1280375C (en) | 1986-01-14 | 1986-12-31 | Motor-driven power steering system for vehicles |
| US07/000,907 US4735271A (en) | 1986-01-14 | 1987-01-06 | Motor-driven power steering system for vehicles |
| FR8700259A FR2592850B1 (en) | 1986-01-14 | 1987-01-13 | MOTOR DRIVEN POWER STEERING, INCLUDING MOTOR DAMPING MEANS |
| GB08700764A GB2185223B (en) | 1986-01-14 | 1987-01-14 | Motor-driven power steering system for vehicles |
| DE19873700900 DE3700900A1 (en) | 1986-01-14 | 1987-01-14 | MOTOR DRIVEN STEERING FOR VEHICLES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP608086A JPH0739268B2 (en) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | Electric power steering device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163864A true JPS62163864A (en) | 1987-07-20 |
| JPH0739268B2 JPH0739268B2 (en) | 1995-05-01 |
Family
ID=11628579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP608086A Expired - Fee Related JPH0739268B2 (en) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | Electric power steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739268B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4961474A (en) * | 1988-07-11 | 1990-10-09 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Steering angle middle point detecting apparatus |
| US5072804A (en) * | 1989-09-02 | 1991-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Power-assisted steering system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6237581U (en) * | 1985-08-27 | 1987-03-05 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720049A (en) * | 1980-07-11 | 1982-02-02 | Fujitsu Ltd | Data transmission system |
-
1986
- 1986-01-14 JP JP608086A patent/JPH0739268B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6237581U (en) * | 1985-08-27 | 1987-03-05 |
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| US5072804A (en) * | 1989-09-02 | 1991-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Power-assisted steering system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0739268B2 (en) | 1995-05-01 |
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