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JP3066616B2 - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

Info

Publication number
JP3066616B2
JP3066616B2 JP4782992A JP4782992A JP3066616B2 JP 3066616 B2 JP3066616 B2 JP 3066616B2 JP 4782992 A JP4782992 A JP 4782992A JP 4782992 A JP4782992 A JP 4782992A JP 3066616 B2 JP3066616 B2 JP 3066616B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
pwm
duty ratio
reverse
power transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4782992A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05213207A (en
Inventor
光彦 西本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP4782992A priority Critical patent/JP3066616B2/en
Publication of JPH05213207A publication Critical patent/JPH05213207A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3066616B2 publication Critical patent/JP3066616B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は操舵輪の操舵力を補助す
る電動パワーステアリング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus for assisting a steering force of a steered wheel.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、操舵輪
の操作により操舵軸に作用したトルクを検出し、検出し
たトルクに応じた駆動電流により操舵軸を回転させる直
流モータを駆動して、操舵力を補助するように構成され
ている。
2. Description of the Related Art An electric power steering apparatus detects a torque applied to a steering shaft by operating a steered wheel, and drives a DC motor that rotates the steering shaft with a drive current corresponding to the detected torque to reduce the steering force. It is configured to assist.

【0003】図1及び図3夫々は、従来の電動パワース
テアリング装置におけるモータ駆動回路の構成図であ
る。図1におけるモータ駆動回路は、1対の正転用パワ
ートランジスタT1 ,T2と、1対の逆転用パワートラ
ンジスタT3 ,T4 とによりブリッジ回路BRを構成すべ
く、正転 (逆転) 用パワートランジスタT1 (T3 )と
逆転(正転)用パワートランジスタT4 (T2 )とが直
列接続されており、正転用パワートランジスタT1 及び
逆転用パワートランジスタT4 の直列回路と、逆転用パ
ワートランジスタT3 及び正転用パワートランジスタT
2 の直列回路とが並列接続されている。各パワートラン
ジスタT1 ,T2 ,T3 ,T4 にはフライホイールダイ
オードFDが逆並列接続されている。
FIGS. 1 and 3 are block diagrams of a motor drive circuit in a conventional electric power steering apparatus. The motor drive circuit shown in FIG. 1 is for forward rotation (reverse rotation) so that a bridge circuit BR is constituted by a pair of forward rotation power transistors T 1 and T 2 and one pair of reverse rotation power transistors T 3 and T 4 . A power transistor T 1 (T 3 ) and a reverse (forward) power transistor T 4 (T 2 ) are connected in series, and a series circuit of a forward power transistor T 1 and a reverse power transistor T 4 and a reverse circuit use power transistor T 3 and the forward rotation power transistor T
Two series circuits are connected in parallel. A flywheel diode FD is connected in anti-parallel to each of the power transistors T 1 , T 2 , T 3 and T 4 .

【0004】正転用パワートランジスタT1 及び逆転用
パワートランジスタT4 の接続部と、逆転用パワートラ
ンジスタT3 及び正転用パワートランジスタT2 の接続
部との間には操舵力を補助する直流モータMが介装され
ている。正転用パワートランジスT1 と逆転用パワート
ランジスタT3 との接続部BRa はバッテリからなる直流
電源Bの正電極と接続されており、逆転用パワートラン
ジスタT4 と正転用パワートランジスタT2 との接続部
BRb は電流検出用抵抗Rを介して直流電源Bの負電極と
接続されている。前記フライホイールダイオードFDは、
パワートランジスタT1 ,T2 ,T3 ,T4 を、直流モ
ータMに誘起される逆起電力から保護する。
A direct current motor M for assisting the steering force is provided between a connection between the forward rotation power transistor T 1 and the reverse rotation power transistor T 4 and a connection between the reverse rotation power transistor T 3 and the forward rotation power transistor T 2. Is interposed. Connecting portions BRa the forward rotation power transistor T 1 and the reverse rotation power transistor T 3 is connected to the positive electrode of the DC power source B consisting of a battery, connected to the reverse rotation power transistor T 4 and the forward rotation power transistor T 2 Department
BRb is connected to the negative electrode of the DC power supply B via the current detection resistor R. The flywheel diode FD is
The power transistors T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 are protected from the back electromotive force induced in the DC motor M.

【0005】正転(逆転)用パワートランジスタT
1 (T3 )のゲートにはPWM (パルス幅変調)信号PWM
が与えられ、正転(逆転)用パワートランジスタT
2 (T4 )のゲートには直流信号DCが与えられる。
[0005] Forward (reverse) power transistor T
1 (T 3 ) gate has PWM (pulse width modulation) signal PWM
, And the forward (reverse) power transistor T
The DC signal DC is given to the gate of 2 (T 4 ).

【0006】次にこのモータ駆動回路の動作を説明す
る。操舵力を補助すべく直流モータMを正転(逆転)方
向にトルクを発生すべく駆動する場合は、正転(逆転)
用パワートランジスタT1 (T3 )をPWM 信号に応じて
オン,オフさせ、正転(逆転)用パワートランジスタT
2 (T4 )をオン状態に保持させる。そうすると、正転
(逆転)用パワートランジスタT1 (T3 )がオンする
都度、実線矢符LL (LR )で示すように直流電源Bか
ら直流モータMに駆動電流IM が流れて、直流モータが
正転(逆転)方向にトルクを発生する。
Next, the operation of the motor drive circuit will be described. When the DC motor M is driven to generate torque in the forward (reverse) direction to assist the steering force, forward (reverse)
The power transistor T 1 (T 3 ) is turned on and off according to the PWM signal, and the power transistor T
2 (T 4 ) is kept in the ON state. Then, every time the forward (reverse) power transistor T 1 (T 3 ) is turned on, the drive current I M flows from the DC power supply B to the DC motor M as shown by the solid line arrow LL ( LR ), The DC motor generates torque in the forward (reverse) direction.

【0007】図2は直流モータMを駆動するときのPWM
信号PWM と直流信号DCと直流モータMの駆動電流IM
の関係を示す波形図である。図2(a) に示す如く正転
(逆転) 用パワートランジスタT1 (T3 )のゲートに
与えられたPWM 信号PWM が立上って、正転 (逆転) 用パ
ワートランジスタT1 (T3 )がオンし、正転(逆転)
用パワートランジスタT2 (T4 )のゲートに図2(b)
に示す直流信号DCが与えられて正転(逆転)用パワート
ランジスタT2 (T4 )がオンすると、正転 (逆転) 用
パワートランジスタT1 (T3 )を介して直流モータM
に図2(a) に示す駆動電流IM が流れて直流モータMが
正転(逆転)方向にトルクを発生する。
FIG. 2 shows a PWM for driving the DC motor M.
It is a waveform diagram showing the relation between signal PWM and the direct current signal DC and the driving current I M of the DC motor M. Forward rotation as shown in Fig. 2 (a)
PWM signal supplied to the gate of the (reverse) for the power transistor T 1 (T 3) is I rise, forward (reverse) for the power transistor T 1 (T 3) is turned on, the forward (reverse)
2 (b) at the gate of the power transistor T 2 (T 4 )
When the direct current signal DC shown in (1) is given and the forward (reverse) power transistor T 2 (T 4 ) is turned on, the direct current motor M is transmitted via the forward (reverse) power transistor T 1 (T 3 ).
DC motor M driving current I M is the flow shown in FIG. 2 (a) to generate a torque in the forward (reverse) direction.

【0008】一方、PWM 信号PWM が立下って正転 (逆
転) 用パワートランジスタT1 (T3)がオフすると、
駆動電流IM が遮断されて、オンに保持されている正転
(逆転)用パワートランジスタT2 (T4 )と、逆転
(正転)用パワートランジスタT4 (T2 )に並列接続
されているフライホイールダイオードFDとを介して破線
(図1参照) で示す回生電流IR が流れる。そしてこの
回生電流IR によっても直流モータMが駆動される。
On the other hand, when the PWM signal PWM falls and the forward (reverse) power transistor T 1 (T 3 ) turns off,
The drive current I M is cut off and connected in parallel to the forward (reverse) power transistor T 2 (T 4 ) and the reverse (forward) power transistor T 4 (T 2 ) which are kept on. Dashed line through flywheel diode FD
Flowing regenerative current I R shown by (see FIG. 1). The DC motor M is also driven by the regenerative current I R.

【0009】図3におけるモータ駆動回路は、図1に示
したモータ駆動回路と同様に構成されており、正転用パ
ワートランジスタT1 ,T2 及び逆転用パワートランジ
スタT3 ,T4 夫々のゲートにはPWM 信号PWM が与えら
れるようになっている。
The motor drive circuit shown in FIG. 3 has the same configuration as the motor drive circuit shown in FIG. 1, and has the gates of the power transistors T 1 and T 2 for normal rotation and the power transistors T 3 and T 4 for reverse rotation. Is provided with a PWM signal PWM.

【0010】次にこのモータ駆動回路の動作を説明す
る。操舵力を補助すべく直流モータMを正転(逆転)さ
せる場合は、正転 (逆転) 用パワートランジスタT
1 (T3 )及び正転(逆転)用パワートランジスタT2
(T4 )をPWM 信号PWM に応じてオン,オフさせる。そ
うすると、正転 (逆転) 用パワートランジスタT1 (T
3 )及び正転(逆転)用パワートランジスタT
2 (T4 )がともにオンする都度、実線矢符L
L (LR )で示すように直流電源Bから直流モータMに
駆動電流IM が流れて、直流モータMが正転(逆転)方
向にトルクを発生する。
Next, the operation of the motor drive circuit will be described. When the DC motor M is rotated forward (reverse rotation) to assist the steering force, the power transistor T for forward rotation (reverse rotation) is used.
1 (T 3 ) and forward (reverse) power transistor T 2
(T 4 ) is turned on and off according to the PWM signal PWM. Then, the power transistor T 1 (T
3 ) and forward (reverse) power transistor T
2 Each time both (T 4 ) are turned on, the solid arrow L
As indicated by L (L R ), a drive current I M flows from the DC power supply B to the DC motor M, and the DC motor M generates a torque in the forward (reverse) direction.

【0011】図4は直流モータMの駆動時におけるPWM
信号と、直流モータMの駆動電流IM との関係を示す波
形図である。図4(a) に示す如く正転 (逆転) 用パワー
トランジスタT1 (T3 )のゲートに与えられたPWM 信
号PWM が立上り、図4(b) に示す如く正転(逆転)用パ
ワートランジスタT2 (T4 )のゲートに与えられたPW
M 信号PWM が立上ると、正転(逆転) 用パワートランジ
スタT1 (T3 ),T2 (T4 )がオンして、正転 (逆
転) 用パワートランジスタT1 ,T2 (T3 ,T4 )を
通って直流モータMに駆動電流IM が流れて直流モータ
Mが正転(逆転)方向にトルクを発生する。また図4
(a),(b) に示す如くPWM 信号PWM が立下り、正転 (逆
転) 用パワートランジスタT1 ,T2 (T3 ,T4 )が
ともにオフすると直流モータMの駆動電流IM が遮断さ
れる。そして、正転 (逆転) 用パワートランジスタ
1 ,T2 (T3,T4 )がともにオフしている場合
は、回生電流は直流モータMに流れない。
FIG. 4 is a diagram showing the PWM when the DC motor M is driven.
A signal is a waveform diagram showing the relationship between the driving current I M of the DC motor M. As shown in FIG. 4A, the PWM signal PWM applied to the gate of the forward (reverse) power transistor T 1 (T 3 ) rises, and as shown in FIG. 4B, the forward (reverse) power transistor PW given to the gate of T 2 (T 4 )
When the M signal PWM rises, the forward (reverse) power transistors T 1 (T 3 ) and T 2 (T 4 ) turn on, and the forward (reverse) power transistors T 1 , T 2 (T 3) , T 4 ), the drive current I M flows to the DC motor M, and the DC motor M generates a torque in the forward (reverse) direction. FIG. 4
(a), as shown in (b) PWM signal PWM falling, the driving current I M of the DC motor M and the forward (reverse) for power transistors T 1, T 2 (T 3 , T 4) are both turned off Will be shut off. When both the forward (reverse) power transistors T 1 and T 2 (T 3 and T 4 ) are off, the regenerative current does not flow through the DC motor M.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前者のモータ駆動回路
では、正転 (逆転) 用パワートランジスタT1 (T3
がオフした直後には直流モータMによる回生電流IR
駆動電流IM と同方向に直流モータMに流れて、回生電
流IR によっても操舵力を補助する駆動力が発生する。
そのため、PWM 信号PWM のデューティ比が小さい場合で
も、操舵力を十分に補助し得て、小さいデューティ比か
ら広範囲に調整することができる。しかし乍ら、正転
(逆転) 用パワートランジスタT1 (T3 )がオフして
いて、正転(逆転)用パワートランジスタT2 (T4
がオンしているときに、操舵輪を戻し操作をすると、そ
の戻し操作力によって直流モータMが回転させられて逆
起動力が発生し、直流モータMには発電による電流が流
れて操舵輪の戻し操作に制動力が作用し、戻し操作が妨
げられるという問題がある。
In the former motor drive circuit, a forward (reverse) power transistor T 1 (T 3 )
There immediately after turning off flow to the DC motor M regenerative current I R from the DC motor M to the driving current I M in the same direction, the driving force for assisting a steering force by the regenerative current I R is produced.
Therefore, even when the duty ratio of the PWM signal PWM is small, the steering force can be sufficiently assisted, and a wide range can be adjusted from the small duty ratio. However, normal rotation
The power transistor T 1 (T 3 ) for (reverse rotation) is off and the power transistor T 2 (T 4 ) for normal rotation (reverse rotation)
When the steering wheel is returned while the switch is turned on, the DC motor M is rotated by the return operation force to generate a reverse starting force. There is a problem that a braking force acts on the returning operation and the returning operation is hindered.

【0013】一方、後者のモータ駆動回路では、正転
(逆転) 用パワートランジスタT1 (T3 )と正転(逆
転)用パワートランジスタT2 (T4 )とが同時にオフ
するから、直流モータMによる回転電流IR が直流モー
タMには流れず、直流モータMは駆動電流IM のみによ
る駆動される。そのため、PWM 信号PWM のデューティ比
が小さい場合は、操舵力を補助する駆動力が不足し、同
一の駆動力を得るためには、前者のモータ駆動回路にお
けるデューティ比より大きくする必要がある。それによ
り操舵力を補助し得るデューティ比の最小値が大きくな
り、デューティ比を広範囲に調整できなくなって、電流
リップルが大きくなる。
On the other hand, in the latter motor drive circuit,
Since (reverse) for power transistors T 1 and (T 3) and the forward (reverse) for a power transistor T 2 (T 4) is turned off at the same time, does not flow to the rotating current I R is the DC motor M by the DC motor M , the DC motor M is driven only by the driving current I M. Therefore, when the duty ratio of the PWM signal PWM is small, the driving force for assisting the steering force is insufficient, and in order to obtain the same driving force, it is necessary to increase the duty ratio in the former motor drive circuit. As a result, the minimum value of the duty ratio that can assist the steering force increases, and the duty ratio cannot be adjusted over a wide range, and the current ripple increases.

【0014】また直流モータMによる回生電流が直流電
源Bに流れることがあり、その場合には直流電源Bを電
源としているカーラジオ等にノイズが生じるという問題
がある。本発明は斯かる問題に鑑み、操舵力を補助する
駆動力を広範囲に調整でき、また操舵輪の戻し操作時に
制動力が作用せず、更には直流モータによる回生電流に
よりカーラジオ等にノイズが生じ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。
Further, the regenerative current generated by the DC motor M may flow to the DC power supply B. In such a case, there is a problem that noise is generated in a car radio or the like using the DC power supply B as a power supply. In view of such a problem, the present invention can adjust the driving force for assisting the steering force in a wide range, does not act on the braking force at the time of returning the steered wheels, and further generates noise on the car radio or the like due to the regenerative current by the DC motor. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that does not occur.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動パワー
ステアリング装置は、1対の正転用スイッチング素子
と、1対の逆転用スイッチング素子とからなるブリッジ
を橋絡するように直流モータを接続し、対向位置のスイ
ッチング素子対の選択的導通により直流モータを正転又
は逆転させるモータ駆動回路を備え、該モータ駆動回路
をPWM 制御して前記直流モータを駆動し、その駆動力で
操舵力を補助するようにしている電動パワーステアリン
グ装置において、前記1対のスイッチング素子の一方の
スイッチング素子に与えられるパルスのデューティ比に
基づいて、該デューティ比と異なるように他方のスイッ
チング素子に与えられるパルスのデューティ比を定めた
ことを特徴とする。
An electric power steering apparatus according to the present invention includes a DC motor connected to bridge a bridge composed of a pair of forward switching elements and a pair of reverse switching elements. A motor driving circuit for rotating the DC motor forward or backward by selective conduction of the switching element pair at the opposing position, driving the DC motor by PWM controlling the motor driving circuit, and assisting the steering force with the driving force. In the electric power steering apparatus, the duty ratio of the pulse applied to the other switching element is different from the duty ratio based on the duty ratio of the pulse applied to one of the pair of switching elements. The ratio is determined.

【0016】[0016]

【作用】1対のスイッチング素子がともにオンすると、
直流モータに駆動電流が流れて、直流モータが駆動す
る。1対のスイッチング素子のうちの一方が先にオフす
ると駆動電流を遮断する。駆動電流を遮断したとき直流
モータに、オンしたままの他方のスイッチング素子とフ
ライホイールダイオードとを介して直流モータに駆動電
流と同方向の回生電流が流れて直流モータを駆動する。
1対のスイッチング素子の他方がオフすると、直流モー
タからフライホイールダイオードを介して直流モータに
流れる回生電流を遮断し、直流モータの駆動を停止させ
る。これにより、直流モータは駆動電流と回生電流とに
より駆動されるから、デューティ比が小さい駆動電流で
も直流モータを駆動でき、駆動電流のデューティ比を小
さい値から大きい値まで広範囲に調整できる。直流モー
タの回生電流を遮断できるから、操舵輪の戻し操作時に
制動力が作用することがない。
When the pair of switching elements are both turned on,
A drive current flows through the DC motor, and the DC motor is driven. When one of the pair of switching elements is turned off first, the drive current is cut off. When the drive current is cut off, a regenerative current in the same direction as the drive current flows through the DC motor via the other switching element and the flywheel diode, which remain on, to drive the DC motor.
When the other of the pair of switching elements is turned off, the regenerative current flowing from the DC motor to the DC motor via the flywheel diode is cut off, and the driving of the DC motor is stopped. Accordingly, the DC motor is driven by the drive current and the regenerative current, so that the DC motor can be driven even with a drive current having a small duty ratio, and the duty ratio of the drive current can be adjusted over a wide range from a small value to a large value. Since the regenerative current of the DC motor can be cut off, no braking force acts when the steered wheels are returned.

【0017】[0017]

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。図5は本発明に係る電動パワーステアリング装
置におけるモータ駆動回路の構成を示す模式的ブロック
図である。図示していないPWM 信号発生部からのPWM 信
号 PWM1 は、AND 回路A1 ,A2 夫々の一側入力端子へ
入力される。図示していない回転方向指令部からの直流
信号たる正転指令信号SL はAND 回路A2 ,A4の他側
入力端子へ入力され、同様に直流信号たる逆転指令信号
R はAND 回路A1 ,A3 夫々の他側入力端子へ入力さ
れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 5 is a schematic block diagram showing a configuration of a motor drive circuit in the electric power steering device according to the present invention. A PWM signal PWM 1 from a PWM signal generator (not shown) is input to one input terminal of each of the AND circuits A 1 and A 2 . Forward rotation command signal S L serving DC signal from the rotation direction command unit (not shown) is inputted to the other input terminal of the AND circuit A 2, A 4, serving likewise the DC signal reverse rotation command signal S R AND circuit A 1 and A 3 are input to the other input terminals.

【0018】前記PWM 信号 PWM1 のデューティ比より大
きいPWM 信号 PWM2 はAND 回路A3, A4 夫々の一側入
力端子へ入力される。AND 回路A1 (A2 ,A3 ,
4 )の出力信号は、駆動回路D3 (D1 ,D4
2 )へ入力される。駆動回路D1 (D2 ,D3
4 )の出力信号は、ブリッジ回路BRを形成しているス
イッチング素子たるパワートランジスタT1 (T2 ,T
3 ,T4 )のゲートへ各別に入力される。
The duty ratio greater than the PWM signal PWM 2 of the PWM signal PWM 1 is inputted to the AND circuit A 3, A 4 each of one input terminal. AND circuit A 1 (A 2 , A 3 ,
The output signal of A 4 ) is a driving circuit D 3 (D 1 , D 4 ,
D 2 ). The driving circuit D 1 (D 2 , D 3 ,
The output signal of D 4 ) is a power transistor T 1 (T 2 , T 2 ) as a switching element forming a bridge circuit BR.
3 , T 4 ) are individually input to the gates.

【0019】パワートランジスタT1 ,T4 の接続部
と、パワートランジスタT3 ,T2 の接続部との間には
直流モータMが介装される。各パワートランジスタ
1 ,T2,T3 ,T4 にはフライホイールダイオードF
Dが逆並列接続される。フライホイールダイオードFD
は、直流モータMに発生する逆起電力からパワートラン
ジスタT1 ,T2 ,T3 ,T4 を保護する。ブリッジ回
路BRの一側接続部BRa はバッテリからなる直流電源Bの
正電極と、他側接続部BRb は電流検出用抵抗Rを介して
直流電源Bの負電極と接続され、これらによりモータ駆
動回路が構成されている。
A DC motor M is interposed between the connection between the power transistors T 1 and T 4 and the connection between the power transistors T 3 and T 2 . Each power transistor T 1 , T 2 , T 3 , T 4 has a flywheel diode F
D is connected in anti-parallel. Flywheel diode FD
Protects the power transistors T 1 , T 2 , T 3 , T 4 from the back electromotive force generated in the DC motor M. One side connection BRa of the bridge circuit BR is connected to the positive electrode of the DC power supply B composed of a battery, and the other side connection BRb is connected to the negative electrode of the DC power supply B via a current detection resistor R, thereby providing a motor drive circuit. Is configured.

【0020】次にこのモータ駆動回路の動作を、PWM 信
号の波形図を示す図6とともに説明する。いま、図6
(a) に示すPWM 信号 PWM1 がAND 回路A1 ,A2 夫々の
一側入力端子へ入力され、そのPWM 信号 PWM1 のデュー
ティ比より大きい図6(b) に示すPWM 信号 PWM2 がAND
回路A3 , A4 夫々の一側入力端子へ入力され、直流信
号からなる例えば正転指令信号SL がAND 回路A2 ,A
4 の他側入力端子へ入力されると、PWM 信号 PWM1 , P
WM2 が立上り、正転指令信号SL が立上った時点でAND
回路A2 ,A4 の論理が成立し、夫々の出力信号が駆動
回路D1 ,D2 へ入力される。
Next, the operation of the motor drive circuit will be described with reference to FIG. 6 showing a waveform diagram of a PWM signal. Now, FIG.
PWM signal PWM 1 shown in (a) are inputted to the AND circuit A 1, A 2 each of one input terminal, the PWM signal PWM 2 is AND shown in duty ratio is greater than 6 of the PWM signal PWM 1 (b)
Circuits A 3 , A 4 are inputted to respective one-side input terminals and, for example, normal rotation command signals S L composed of DC signals are supplied to AND circuits A 2 , A 4
4 When the signal is input to the other input terminal, the PWM signals PWM 1 and P
AND when the WM 2 rises, the normal rotation command signal S L is up standing
The logic of the circuits A 2 and A 4 is established, and the respective output signals are input to the drive circuits D 1 and D 2 .

【0021】駆動回路D1 ,D2 は入力された信号を増
幅してゲート信号を出力し、そのゲート信号はパワート
ランジスタT1 ,T2 のゲートへ入力され、パワートラ
ンジスタT1 ,T2 が同時にオンする。それにより、直
流電源BからパワートランジスタT1 、直流モータM、
パワートランジスタT2 、電流検出用抵抗Rを通り直流
電源Bに至る回路により、直流モータMに実線矢符LL
(図5参照)で示す駆動電流IM が流れ直流モータMは
正転方向にトルクを発生する。その後、デューティ比が
小さいPWM 信号 PWM1 が図6(a) に示す如く先に立下る
とAND 回路A2の論理が不成立になり、その出力信号が
消滅してパワートランジスタT1 がオフして駆動電流I
M が遮断される。
The driving circuit D 1, D 2 and outputs a gate signal by amplifying the input signal, the gate signal is input to the gate of the power transistors T 1, T 2, the power transistor T 1, T 2 Turn on at the same time. Thereby, the DC power supply B switches the power transistor T 1 , the DC motor M,
A circuit extending from the power transistor T 2 to the DC power supply B through the current detection resistor R to the DC power supply B applies a solid line arrow L L to the DC motor M.
The driving current I M shown in FIG. 5 flows, and the DC motor M generates a torque in the forward direction. Thereafter, PWM signals PWM 1 duty ratio is small becomes earlier and falls when logic unsatisfied AND circuit A 2 as shown in FIG. 6 (a), the power transistors T 1 and its output signal is extinguished is turned off Drive current I
M is shut off.

【0022】ところでPWM 信号 PWM2 のデューティ比
は、図6(b) に示す如くPWM 信号 PWM1 のデューティ比
より大きいため、PWM 信号 PWM1 が立下った時点でPWM
信号 PWM2 は立下らず、パワートランジスタT2 はオン
し続ける。そのため直流モータMには、図6(a) に示す
回生電流IR が駆動電流IM と同方向に直流モータMに
流れる。つまりデューティ比が小さいPWM 信号 PWM1
より直流モータMを駆動しても、直流モータMには回生
電流IR が流れるため大きい駆動力が得られる。その
後、PWM 信号 PWM2 が図6(b) に示す如く立下るとAND
回路A4 の論理が不成立になり、その出力信号が消滅し
てパワートランジスタT2 がオフし、図5に破線矢符で
示す回生電流IR が遮断される。
By the way the duty ratio of the PWM signal PWM 2 is larger than the duty ratio of the PWM signal PWM 1 as shown in FIG. 6 (b), PWM when the PWM signal PWM 1 fell standing
The signal PWM 2 does not fall, and the power transistor T 2 keeps on. Its for the DC motor M, the regenerative current I R shown in FIG. 6 (a) through the DC motor M in the same direction as the driving current I M. That be driven DC motor M by the PWM signal PWM 1 duty ratio is small, a large driving force is obtained for flowing regenerative current I R is the DC motor M. Then, when the PWM signal PWM 2 falls as shown in FIG.
Becomes logic does not hold circuit A 4, the power transistor T 2 is turned off by the output signal disappears, the regenerative current I R shown by the broken line arrow marks in FIG. 5 is interrupted.

【0023】即ち、直流モータMを流れる回生電流IR
の回路が遮断され、操舵輪の戻し操作時の操作力で直流
モータMが強制的に回転させられ、それにより逆起電力
が発生しても発電による電流が流れず、操舵輪の戻し操
作時に制動力が作用しない。
That is, the regenerative current I R flowing through the DC motor M
Is cut off, and the DC motor M is forcibly rotated by the operating force at the time of the returning operation of the steered wheels. As a result, even when the back electromotive force is generated, no current flows due to the power generation, and at the time of the returning operation of the steered wheels, No braking force is applied.

【0024】次にPWM 信号 PWM1 がAND 回路A1 ,A2
夫々の一側入力端子へ入力され、PWM 信号 PWM2 がAND
回路A3 , A4 夫々の一側入力端子へ入力されて、直流
信号からなる逆転指令信号SR がAND 回路A1 ,A3
々の他側入力端子へ入力されると、PWM 信号 PWM1 , P
WM2 が立上ったときにAND 回路A1 ,A3 の論理が成立
して、その出力信号によりパワートランジスタT3 , T
4 がオンし、直流モータMにはパワートランジスタ
3 、直流モータM、パワートランジスタT4 、電流検
出用抵抗Rを通る実線矢符LR で示す回路で駆動電流I
M が流れて、直流モータMが逆転方向にトルクを発生す
る。
Next, the PWM signal PWM 1 is connected to the AND circuits A 1 , A 2
PWM signal PWM 2 is ANDed
When the reverse command signal S R composed of a DC signal is inputted to one input terminal of each of the circuits A 3 and A 4 and inputted to the other input terminal of each of the AND circuits A 1 and A 3 , the PWM signal PWM 1 , P
When the WM 2 rises, the logic of the AND circuits A 1 and A 3 is established, and the output signals thereof cause the power transistors T 3 and T 3 to operate.
4 is turned on, the DC motor is the M power transistor T 3, the DC motor M, a power transistor T 4, driven by a circuit shown by the solid line arrow L R passing through the current detection resistor R current I
M flows, and the DC motor M generates torque in the reverse rotation direction.

【0025】そして、PWM 信号 PWM1 が立下るとAND 回
路A1 の論理が不成立になって、その出力信号が消滅
し、パワートランジスタT3 がオフし、駆動電流IM
遮断される。駆動電流IM が遮断されると回生電流が駆
動電流IM と同方向に直流モータMに流れて直流モータ
Mに大きい駆動力が得られる。その後PWM 信号 PWM2
立下ると、AND 回路A3 の論理が不成立になり、その出
力信号が消滅してパワートランジスタT4 はオフする。
それにより直流モータMを流れる回生電流IR が遮断さ
れ、直流モータMを流れる回生電流IR の回路が遮断さ
れ、直流モータMの逆転時においても操舵輪の戻し操作
時には制動力が作用しない。
[0025] Then, PWM signal PWM 1 becomes a logic does not hold the AND circuit A 1 when falls, the output signal disappears, the power transistor T 3 is turned off, the driving current I M is cut off. When the driving current I M is cut off, the regenerative current flows in the DC motor M in the same direction as the driving current I M, and a large driving force is obtained in the DC motor M. If then the PWM signal PWM 2 is falls, the logic of the AND circuit A 3 is not satisfied, the power transistor T 4 whose output signal is extinguished to turn off.
Thereby is interrupted regenerative current I R flowing through the DC motor M, is interrupted circuit of the regenerative current I R flowing through the DC motor M, the braking force at the time of return operation of a steering wheel even during reverse rotation of the DC motor M does not act.

【0026】このようにしてPWM 信号 PWM1 のデューテ
ィ比が小さくても直流モータMには大きい駆動力が得ら
れるから、小さいデューティ比から広範囲にデューティ
比の調整ができることになる。また直流モータを操舵輪
の戻し操作で機械的に回転させて直流モータMに逆起電
力が発生しても直流モータには発電による電流が流れ
ず、戻し操作時に作用する制動力を解消できる。
[0026] Since a large driving force is obtained in this way, the DC motor M even with a small duty ratio of the PWM signal PWM 1 and, so that a small duty ratio can be adjusted extensively duty ratio. Further, even if a counter-electromotive force is generated in the DC motor M by mechanically rotating the DC motor by the returning operation of the steered wheels, the current generated by the power generation does not flow through the DC motor M, and the braking force acting during the returning operation can be eliminated.

【0027】図7及び図8はPWM 信号 PWM1 , PWM2
デューティ比の関係を示す波形図である。図7に示した
PWM 信号 PWM2 は、PWM 信号 PWM1 に所定のデューティ
0.5Aを加算して作成される。図7(a) はPWM 信号 PWM1
のデューティ比が小さい場合を、図7(b) はPWM 信号 P
WM1 のデューティ比を大きくした場合を、図7(c) はPW
M信号 PWM1 のデューティ比を更に大きくした場合を示
している。このデューティ比の関係では、図7(a) にお
けるPWM 信号 PWM1 のパルス幅をAにした場合、PWM 信
号 PWM2 のパルス幅を1.5Aにする。また図7(b) に示す
如くPWM 信号 PWM1のパルス幅を2Aにした場合は、PWM
信号 PWM2 のパルス幅を2.5Aにする。更に図7(c) に示
す如くPWM 信号 PWM1 のパルス幅を2.5Aにした場合、PW
M 信号 PWM2は連続した直流信号にする。
FIGS. 7 and 8 are waveform diagrams showing the relationship between the duty ratios of the PWM signals PWM 1 and PWM 2 . As shown in FIG.
PWM signal PWM 2 are predetermined duty to the PWM signal PWM 1
Created by adding 0.5A. Fig. 7 (a) shows the PWM signal PWM 1
FIG. 7B shows a case where the duty ratio of the PWM signal P is small.
FIG. 7C shows a case where the duty ratio of WM 1 is increased.
This shows a case where the duty ratio of the M signal PWM 1 is further increased. This relationship of the duty ratio, the pulse width of the PWM signal PWM 1 in FIGS. 7 (a) If you A, the pulse width of the PWM signal PWM 2 to 1.5A. When the pulse width of the PWM signal PWM 1 is set to 2A as shown in FIG.
Set the pulse width of signal PWM 2 to 2.5A. Further, when the pulse width of the PWM signal PWM 1 is set to 2.5 A as shown in FIG.
M signal PWM 2 is a continuous DC signal.

【0028】図8に示したPWM 信号 PWM2 は、PWM 信号
PWM1 のデューティ比に応じて加算するデューティを変
化させて作成される。図8(a) はPWM 信号 PWM1 のデュ
ーティ比が小さい場合を、図8(b) はPWM 信号 PWM1
デューティ比を大きくした場合を、図8(c) はPWM 信号
PWM1 のデューティ比を更に大きくした場合を示してい
る。そして図8(a) に示す如くPWM 信号 PWM1 のパルス
幅をAにした場合、PWM 信号 PWM2 のパルス幅を2Aにす
る。また図8(b) に示す如くPWM 信号 PWM1 のパルス幅
を2Aにした場合は、PWM 信号 PWM2 のパルス幅を4Aにす
る。更に図8(c) に示す如くPWM 信号 PWM1 のパルス幅
を2.5Aにした場合、PWM 信号 PWM2 を連続した直流信号
にする。
The PWM signal PWM 2 shown in FIG.
Created by varying the duty to be added in accordance with the duty ratio of the PWM 1. 8A shows a case where the duty ratio of the PWM signal PWM 1 is small, FIG. 8B shows a case where the duty ratio of the PWM signal PWM 1 is increased, and FIG.
This shows a case where the duty ratio of PWM 1 is further increased. And when the pulse width of the PWM signal PWM 1 to A as shown in FIG. 8 (a), the pulse width of the PWM signal PWM 2 to 2A. In the case that the 2A the pulse width of the PWM signal PWM 1 as shown in FIG. 8 (b), the pulse width of the PWM signal PWM 2 to 4A. Further when the pulse width of the PWM signal PWM 1 to 2.5A as shown in FIG. 8 (c), a continuous direct current signal PWM signal PWM 2.

【0029】このようなデューティ比が大きいPWM 信号
PWM2 を作成するためには、PWM 信号 PWM1 のデューテ
ィ比が大きくなるにしたがい、より大きいデューティ
を、PWM 信号 PWM1 に加算することにより作成できる。
なお、前述したPWM 信号 PWM1 のデューティ比と、PWM
信号 PWM2 のデューティ比との関係は例示であり、PWM
信号 PWM2 のデューティ比がPWM 信号 PWM1 のデューテ
ィ比より大にすれば良く、本実施例に限定されるもので
はない。
Such a PWM signal having a large duty ratio
To create the PWM 2 in accordance with the duty ratio of the PWM signal PWM 1 is increased, a larger duty, it can be created by adding the PWM signal PWM 1.
The duty ratio of the PWM signal PWM 1 and the PWM signal
The relationship with the duty ratio of signal PWM 2 is an example,
Signal the duty ratio of the PWM 2 is good if the larger than the duty ratio of the PWM signal PWM 1, is not limited to this embodiment.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば
対のスイッチング素子の一方のスイッチング素子に与え
られるパルスのデューティ比と、他方のスイッチング素
子に与えられるパルスのデューティ比とが異なるように
定めたから操舵補助力が不足し、また電動リップルが大
きくなる等の不都合を解消し得ると共に、直流モータの
駆動電流を遮断した後に発生する回生電流を直流モータ
に流すから駆動電流を制御するPWM 信号のデューティ比
が小であっても直流モータに大きい駆動力を得ることが
できて、PWM 信号のデューティ比を小さい値から大きい
値まで広範囲に調整できる。また直流モータを駆動しな
い場合は、直流モータに逆起電力による発電電流が流れ
る回路を遮断するから、操舵輪を戻し操作するときに制
動力が作用しない。更には回生電流が直流電源に流れ込
まず、カーラジオ等にノイズが発生する虞れもない電動
パワーステアリング装置を提供できる優れた効果を奏す
る。
As described above in detail, one according to the present invention
Given to one of the pair of switching elements
Pulse duty ratio and the other switching element
So that the duty ratio of the pulse given to the
The steering assist power is insufficient and the electric ripple is large
In addition to eliminating the disadvantages such as difficulty in driving, the regenerative current generated after the DC motor drive current is cut off is supplied to the DC motor, so the DC motor that controls the drive current is large even if the duty ratio of the PWM signal is small. The driving force can be obtained, and the duty ratio of the PWM signal can be adjusted in a wide range from a small value to a large value. If the DC motor is not driven, the circuit in which the current generated by the back electromotive force flows through the DC motor is cut off, so that the braking force does not act when returning the steered wheels. In addition, there is an excellent effect that an electric power steering apparatus can be provided in which a regenerative current does not flow into a DC power supply and noise does not occur in a car radio or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の電動パワーステアリング装置におけるモ
ータ駆動回路の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive circuit in a conventional electric power steering device.

【図2】図1に示したモータ駆動回路を制御するPWM 信
号、直流モータの駆動電流及び回生電流の波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform diagram of a PWM signal for controlling the motor drive circuit shown in FIG. 1, a drive current of a DC motor, and a regenerative current.

【図3】従来の他の電動パワーステアリング装置におけ
るモータ駆動回路の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a motor drive circuit in another conventional electric power steering device.

【図4】図3に示したモータ駆動回路を制御するPWM 信
号及び直流モータの駆動電流の波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram of a PWM signal for controlling the motor drive circuit shown in FIG. 3 and a drive current of a DC motor.

【図5】本発明に係る電動パワーステアリング装置にお
けるモータ駆動回路の構成を示す模式的ブロック図であ
る。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a configuration of a motor drive circuit in the electric power steering device according to the present invention.

【図6】図5に示すモータ駆動回路を制御するPWM 信
号、直流モータの駆動電流及び回生電流の波形図であ
る。
6 is a waveform diagram of a PWM signal for controlling the motor drive circuit shown in FIG. 5, a drive current of a DC motor, and a regenerative current.

【図7】2つのPWM 信号のデューティ比の関係を示す波
形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a relationship between duty ratios of two PWM signals.

【図8】2つのPWM 信号のデューティ比の他の関係を示
す波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing another relationship between the duty ratios of two PWM signals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ,A2 ,A3 ,A4 AND 回路 D1 ,D2 ,D3 ,D4 駆動回路 T1 ,T2 ,T3 ,T4 パワートランジスタ M 直流モータ FD フライホイールダイオード B 直流電源 A 1, A 2, A 3 , A 4 AND circuit D 1, D 2, D 3 , D 4 drive circuits T 1, T 2, T 3 , T 4 power transistors M DC motor FD flywheel diode B DC power supply

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1対の正転用スイッチング素子と、1対
の逆転用スイッチング素子とからなるブリッジを橋絡す
るように直流モータを接続し、対向位置のスイッチング
素子対の選択的導通により直流モータを正転又は逆転さ
せるモータ駆動回路を備え、該モータ駆動回路をPWM 制
御して前記直流モータを駆動し、その駆動力で操舵力を
補助するようにしている電動パワーステアリング装置に
おいて、 前記1対のスイッチング素子の一方のスイッチング素子
に与えられるパルスのデューティ比に基づいて、該デュ
ーティ比と異なるように他方のスイッチング素子に与え
られるパルスのデューティ比を定めたことを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
1. A DC motor is connected so as to bridge a bridge composed of a pair of switching elements for normal rotation and a pair of switching elements for reverse rotation. An electric power steering apparatus, comprising: a motor drive circuit for rotating the motor forward or backward, PWM controlling the motor drive circuit to drive the DC motor, and assisting the steering force with the driving force. based on the duty ratio of the pulse applied to one of the switching elements of the switching elements, the du
An electric power steering apparatus, wherein a duty ratio of a pulse applied to the other switching element is determined so as to be different from the duty ratio.
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