JPH0457543B2

JPH0457543B2 -

Info

Publication number: JPH0457543B2
Application number: JP60225372A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1992-09-11
Also published as: JPS6285763A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、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
ング装置に係り、特に電動機駆動回路の特性に起
因するステアリング系の戻り特性の改善に関す
る。

（従来の技術）一般に、電動式パワーステアリング装置として
は、電動機を補助トルク発生源とする操舵力倍力
装置並びにマイクロコンピユータなどの演算制御
装置により制御系統を構成している。すなわち、
ステアリング系に付与される操舵トルク及び操舵
回転数を検出し、これらの検出信号に基づいて電
動機の駆動制御信号を演算制御装置で決定出力す
るようにし、これにより電動機の応答性能を高
め、操舵フイーリングの向上を図つている。この
種の従来技術は、例えば、本出願人による特願昭
60−9545（特開昭61−169367号参照）並びに特願
昭60−9546号（特開昭61−169368号参照）などが
ある。

従来、このような電動機の駆動制御は一定周波
数のPWM制御（Pulse Width Modulation）に
より行なわれており、第１５図のような駆動回路
によつていた。

図において、１は電動機駆動回路を構成するブ
リツジ回路、２，３，４，５はブリツジ１の各ア
ームを構成するNPN型のスイツチングトランジ
スタ、６，７，８，９はそれぞれトランジスタ
２，３，５，４に逆並列に接続したダイオード、
１０はブリツジ回路１の出力端子に接続した制御
対象である電動機、１１はブリツジ回路１の入力
端子に接続したバツテリ電源、１２はマイクロコ
ンピユータなどの演算制御信号１３をその出力ポ
ートを介して各トランジスタ２〜５に配分するド
ライブユニツトである。演算制御信号１３は、電
動機を正転させる場合には、トランジスタ２，５
の一組を駆動するようにドライブユニツト１２を
作動させ、また電動機を逆転させる場合には、ト
ランジスタ３，４の一組を駆動するようにドライ
ブユニツト１２を作動させる。ドライブユニツト
１２は、演算制御信号１３に従つて、例えばトラ
ンジスタ２，５のペアで説明すれば、トランジス
タ２を正転駆動の間オン状態とし、他方のトラン
ジスタ５は制御パラメータである操舵トルク並び
に操舵回転数に対応するデユーテイ比でPWM制
御する。これから分かるように、ブリツジ回路１
は、電動機１０の回転方向とその駆動電力とを制
御する機能を有する。

このようなブリツジ回路１を有する電動機駆動
回路は第１６図で示すように動作する。電動機１
０を正転させるため、トランジスタ２，５を駆動
する場合を考える。トランジスタ２をオン状態で
持続させ、トランジスタ５でPWM制御する場合
に、トランジスタ５がオン状態にある瞬間は第１
６図ａに示すようであり、電源１１、トランジス
タ２、電動機１０、トランジスタ５の閉回路によ
つて電動機に駆動電流ｉを供給する。トランジス
タ５がオフ状態である瞬間は、第１６図ｂに示す
ようであり、電動機のインダクタンスにより電流
の停止を阻止しようとして阻止電流ｉがトランジ
スタ２、電動機１０、ダイオード９から成る閉回
路に流れる。このような阻止電流ｉは後述するよ
うに、操舵特性を損ね有害である。

（発明が解決しようとする問題点）この場合、操舵輪（タイヤ）からの反力に逆つ
てステアリングホイールを切るとき（いわゆるス
テアリング系の行き操作状態）は電動機１０に加
わる負荷トルクにより、オフ時の阻止電流ｉはド
ランジスタ５のデユーテイ比を減少させることで
減少させることができる。しかし、操舵輪からの
反力によりステアリングホイールが戻されるとき
（いわゆるステアリング系の戻り操作状態）は、
阻止電流ｉを減少させることはできない。これ
は、電動機１０に作用する負荷トルクが減少する
と共に、操舵回転の方向が電動機の回転方向と逆
方向となるため、第１６図ｂで示す閉回路におけ
る電動機の逆起電力により電機子電流が増大し、
電動機１０の回転を減少させる方向に作用する。
このため、電動機１０はトランジスタ５のデユー
テイ比を制御しても、オフ電流は制御できなくな
る。第１７図により更にこれを説明する。

第１７図は、電動機１０の電機子電流ｉとデユ
ーテイ比との関係を示したものであり、必要なト
ルクを得るための電機子電流ｉ及び電動機回転数
ｎから、第１５図の駆動回路で形成すべきデユー
テイ比Ｄを得るためのものである。図において、
横軸はデユーテイ比Ｄ、縦軸は電機子電流ｉとし
てある。また、電動機１０の回転数ｎはパラメー
タであり、回転数ｎが正のときは電動機の回転方
向とトルクの作用方向とが一致していることを示
し、負のときは電動機の回転方向とトルクの作用
方向とが一致していない（戻り操作状態）ことを
示している。ここで、例えば電動機トルクに対応
する電機子電流ｉをi₁とする場合のデユーテイ比
を図から判断する。第１に、電動機回転数が零の
とき（ｎ＝０）、電動機はデユーテイ比D1で駆動
すればよいことが分かる。第２に、電動機の回転
方向とトルクの作用方向とが一致している場合に
は、回転数ｎは正であり、また電動機の逆起電力
は電動機回転数ｎに比例して電機子電流ｉを減少
させる。このためその減少分D2−D1を加算した
デユーテイ比D2でトランジスタ５を駆動すれば
よい。しかし、第３に、電動機の回転方向とトル
クの作用方向とが一致していない場合には、回転
数ｎは負であり、また電動機の逆起電力は電動機
回転数ｎに比例して電機子電流ｉを増大させる。
この場合、その増大分D1−D0を減算したデユー
テイ比D0でトランジスタ５を駆動すればよいこ
ととなるが、実際には負の回転数が増大するに従
つて負荷トルクが減少するために電動機トルク従
つて電機子電流ｉを減少させなければならない。
しかし、デユーテイ比Ｄを負にすることはできな
いため、この場合に電機子電流ｉを減少させるに
は限度がある。このためステアリングの戻り操作
状態においては、電機子電流ｉを或る値以下にで
きない制御不能の状態が生ずる。

この制御不能状態が生じた場合には、電動機の
動作がステアリング操作に追従できなくなり、戻
り動作の不良乃至は戻りハンチングなどを引き起
こし、操舵フイーリングを劣化させていた。

従つて、この発明は以上の従来技術の欠点を除
去しようとして成されたものであり、電動機駆動
回路の特性に関係無く、ステアリング系の戻り動
作特性が良好であり、操舵フイーリングを害する
ことのない電動式パワーステアリング装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段及び作用）ステアリング系の操作に対して補助トルクを発
生する電動機４９と、前記ステアリング系の操舵
トルクを検出する操舵トルク検出手段７２と、前
記ステアリング系の操舵回転数を検出する操舵回
転検出手段７６と、これら操舵トルク検出手段７
２及び操舵回転検出手段７６からの各検出信号に
基づいて前記操舵トルク及び前記操舵回転数を制
御パラメータとして前記電動機４９に所定の補助
トルクを発生させるべく電動機制御信号を形成す
る電動機制御信号発生手段７０と、この電動機制
御信号発生手段７０の前記電動機制御信号により
作動し前記電動機４９に所定のデユーテイ比のオ
ンオフ電圧を供給してPWM制御し前記オンオフ
電圧のオフ時に前記電動機４９のインダクタンス
による阻止電流が流れる閉回路を有する電動機駆
動回路８２とを備えた電動式パワーステアリング
装置において、前記ステアリング系の回転方向と
操舵トルクの方向とが一致する場合（行き操作状
態）と、前記ステアリング系の回転方向と操舵ト
ルクの方向とが一致しない場合（戻り操作状態）
とに分けると共に、この戻り操作状態の時に、前
記閉回路で発生する阻止電流を別回路に流すこと
により阻止電流の増大を防止い、ステアリングを
滑らかに戻して操舵フイーリングを良くするもの
である。

（発明の実施例）以下、添付図面に従つてこの発明の実施例を説
明する。なお、各図において同一の符号は同様の
対象を示すものとする。

第１図、第２図はこの発明の実施例に係る電動
式パワーステアリング装置を示すものであり、主
に機械的構成を示している。電気系統について
は、第３図及び第４図などによつて後に説明す
る。

第１図の実施例によれば、パワーステアリング
を構成する電磁型倍力装置２０は、ラツク２１側
の検出手段３５，４０及びピニオン２２、電動機
４９に分割して構成されている。すなわち、ラツ
ク２１と、このラツク２１の図面右方背面でラツ
ク２１と噛み合うピニオンギヤ２２とにより構成
されるラツクアンドピニオン機構に電磁型倍力装
置が組まれている。

ピニオンギヤ２２は、その両端をアンギユラ・
コンタクト軸受２３，２４により、回動自在に支
持されており、また軸受２４の下部に環装した皿
バネ２５により入力軸２６方向に押圧されてい
る。入力軸２６はトーシヨンバー２７を介してこ
のピニオンギヤ２２の一端のピニオン軸２２ａに
連結されている。入力軸２６の一端とピニオン軸
２２ａの間には軸受２８が配設され、また入力軸
２６の他端は軸受３４並びに断面がほぼコ字状の
フランジ４１が配設され、入力軸２６を同一の回
転軸で支持する。ピニオン軸２２ａの内側には、
断面がほぼ扇状の２つの突起２２ｂを内周面のほ
ぼ180度隔つた位置に一体的に形成してある。入
力軸２６には、この突起２２ｂに対応する位置に
突起２２ｂの断面形状と相補的な扇型断面形状を
有する溝２６ａが穿設されている。従つて、入力
軸２６とピニオン軸２２ａとは、一定程度相対的
に回転することができるが、それ以上は一体的に
回転するようになつている。

ピニオン軸２２ａの突起ｂを形成した付近の外
周には操舵トルク検出センサ３５を設ける。操舵
トルク検出センサ３５は、入力軸２６及びピニオ
ン軸２２ａの相対回転に伴つて軸方向に移動する
スライダ２９の変位を電気的に取出すようにして
いる。スライダ２９はほぼ円筒状であり、その側
面の180度隔つた対称位置に軸方向に平行なスロ
ツト２９ａ−２９ａが穿孔してある。また、この
スロツト２９ａ−２９ａからそれぞれ90度回転し
たスライダ側面には、軸方向に対し一定の角度を
有する斜めのスロツト２９ｂ−２９ｂを穿孔して
ある。このスライダ２９は入力軸２６及びピニオ
ン軸２２ａに嵌合させる。このとき、平行スロツ
ト２９ａ−２９ａがピニオン軸２２ａの突起２２
ｂに設けたピン２２ｃに係合し、また斜めスロツ
ト２９ｂ−２９ｂが入力軸２６の溝２６ａ−２６
ａの突出部分２６ｂ−２６ｂに設けたピン３０−
３０と係合するようにする。このような構成によ
れば、トーシヨンバー２７が操舵トルクに比例し
て入力軸２６及びピニオン軸２２ａを相対的に回
転させ、この操舵トルクに比例した相対回転をス
ライダ２９によつて軸方向変位に変換する。

このようなスライダ２９の変位を、スライダ２
９の外周に適当な間隙を保つて設けた差動トラン
ス３１で電気信号に変換し操舵トルク検出信号を
得る。差動トランス３１は、１次巻線３１ａと、
２次巻線３１ｂ，３１ｃとから成り、いずれもピ
ニオンケース３３に固定されている。１次巻線３
１ａには、主制御装置３２より交流パルス信号を
印加し、２次コイル３１ｂ，３１ｃからアナログ
パルス電気信号を差動的に取出す。すなわち、前
述の相対回転が無い場合、スライダ２９は初期位
置にあり、２次コイル３１ｂ，３１ｃの出力信号
は零であり、スライダ２９の移動方向及び移動量
に伴つて、２次コイル３１ｂ，３１ｃの出力信号
が変化するようになつていた。従つて、差動トラ
ンス３１の出力信号は、入力軸２６及びピニオン
軸２２ａの相対的回転、すなわち操舵トルクに比
例したものとなる。

入力軸２６を支承する軸受３４の付近には、操
舵回転検出センサ４０を配備する。操舵回転検出
センサ４０は、第２図にも示すように、入力軸操
舵回転検出センサ２６に同軸状に環装した有歯プ
ーリ３６と、直流発電機３７と、直流発電機３７
の回転軸に固定した小径有歯プーリ３８と、有歯
プーリ３６の回転を小径有歯プーリ３８を介して
直流発電機３７に伝達するためのタイミングベル
ト３９とを備えている。従つて、入力軸２６の回
転方向と回転速度とを直流発電機３７の出力信号
から検出することができる。

なお、ケース３３及びフランジ４１は、以上で
説明したようなピニオン軸の各構成要素を飛石、
塵埃、水などから保護するためのものである。

補助トルクを発生させる電動機４９は、ラツク
２１の図面左側に配置してある。電動機４９は、
ステータ５８、永久磁石５９、電機子鉄心６、電
機子巻線６１、整流子６２およびフランジ６３か
らなり、各検出手段３５，４０の検出信号に基づ
いて、制御装置３２が必要な補助トルクと回転数
を決定して送出する駆動信号で制御される。電動
機４９のロータ回転軸５０は軸受５５，５６で回
転可能に支持されており、更に軸受５６は後方か
ら皿バネ５７によつて出力端方向に押圧されてい
る。電動機４９の回転トルクは、ロータ回転軸５
０の先端に設けたキー５１にナツト５２によつて
固定した第２図と同様の有歯プーリ５３と、この
プーリ５３に巻回したタイミングベルト５４とに
よつて、出力軸であるラツク２１側のボールネジ
機構に伝達される。ボールネジ機構は、ラツク２
１の左端に一体的に形成したボールネジ４２と、
このネジ４２と噛合する軸方向に分離した２つの
ボールナツト４３，４４と、ボールネジ４２及び
ボールナツト４３，４４の間に介在させるボール
４５とにより成る。ボールナツト４３の一端には
オイルシール４３ａを設け、他端にはフランジ４
３ｄと一体的に設けられる弾性部材４３ｃが一体
的に設けられ、またその外周にはプーリ５３と同
様の有歯プーリ４３ｂを一体的に形成する。この
ボールナツト４３に一体的に形成した有歯プーリ
４３ｂの直径は、プーリ５３の直径よりも大き
く、電動機４９の回転は減速して出力端に伝達さ
れる。また、ボールナツト４３はアンギユラ・コ
ンタクト軸受４６，４７によつてケース３３内で
回動自在に支持されており、また皿バネ４８によ
つて軸端方向に押圧されており、軸受の隙間をほ
ぼ零にしている。ボールナツト４４の一端には、
オイルシール４４ａを設けてあり、他端には折曲
部分４３ｅを有するフランジ４３ｄが冠装してあ
る。ボールナツト４３とフランジ４３ｄに折曲さ
れて固定されるボールナツト４４とは、ゴムなど
の弾性部材４３ｃを圧縮させて相互に連結してあ
る。この弾性部材４３ｃには、ボールナツト４４
がフランジ４３ｄを押圧する方向に回転させて、
初期荷重を与えた後、フランジ４３ｄを折曲させ
て折曲部分４３ｅをボールナツト４４に固定して
ある。すなわち、ボールナツト４４は、ボールナ
ツト４３、ボール４５、並びにボールネジ４２の
相互間の間隙を零にするために初期荷重を与える
ためのものである。

このようなパワーステアリング機構を制御する
制御装置３２は、例えば第３図に示すように構成
する。

図において、７０はマイクロコンピユータユニ
ツトであり、操舵トルク検出手段７２及び操舵回
転検出手段７６の出力する各検出信号Ｓ１〜Ｓ４
がＡ／Ｄコンバータ７１を介して、マイクロコン
ピユータユニツト自身の決定するタイミングで入
力される。マイクロコンピユータユニツト７０
は、これらの検出信号Ｓ１〜Ｓ４を演算しドライ
ブユニツト８１及び電動機駆動回路８２を介して
適当な補助トルクを発生するように電動機４９を
駆動する。なお、図において、９０はバツテリ電
源、９１はイングニツシヨンスイツチ、９２はヒ
ユーズ、９３はリレー回路、９４は定電圧回路で
ある。

操舵トルク検出手段７２は、前述の操舵トルク
検出センサ３５、センサ３５の１次コイル３１ａ
に接続したドライブユニツト７３、センサ３５の
２次コイル３１ｂ，３１ｃにそれぞれ接続した整
流回路７４Ａ，７４Ｂ、及びこれらの整流回路７
４Ａ，７４Ｂにそれぞれ接続したローパスフイル
タ７５Ａ，７５Ｂを備えている。ドライブユニツ
ト７３は、マイクロコンピユータ７０の内部クロ
ツクT₁を適当に分周して矩形波又は正弦波を得、
これを電流増幅して１次コイル３１ａに供給す
る。２次コイル３１ｂ，３１ｃで得られる電気信
号は、スライダ２９の変位によつて変化し、それ
ぞれの電気信号はそれぞれ整流回路で整流され、
更に安定した直流電圧を得るため、ローパスフイ
ルタ７５Ａ，７５Ｂで高周波分を除去する。

操舵回転検出手段７６は、前述の操舵回転検出
センサ４０の直流発電機３７、及びこの発電機３
７の出力で作動し、操舵回転の方向及び大きさを
検出する２つの減算回路７７Ａ，７７Ｂを備えて
いる。

これらの検出手段７２，７６の出力信号Ｓ１〜
Ｓ４はそれぞれ第４図及び第５図に示すようであ
り、マイクロコンピユータユニツト７０は、これ
らの信号Ｓ１〜Ｓ４に基づいて、所定のタイミン
グでそれぞれの差信号Ｔ（＝Ｓ１−Ｓ２），Ｎ（＝
Ｓ３−Ｓ４）を演算する。これらの検出信号Ｓ１
〜Ｓ４及び演算信号Ｔ，Ｎは逐次マイクロコンピ
ユータユニツト７０のメモリ（図示せず）に蓄積
される。この発明の実施例に関連したマイクロコ
ンピユータユニツト７０の主要部分の構成は第６
図に示すようである。

マイクロコンピユータユニツト７０は、戻り検
出手段７０Ｂと、各種の補正信号を与える補正テ
ーブル７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ，７０Ｆと、選択
手段７０Ｇと、演算手段７０Ｈとを備えている。

戻り検出手段７０Ｂは、操舵トルク検出手段７
２及び操舵回転検出手段７６の検出信号を基に、
ステアリング操作が戻り動作すなわち操舵トルク
の方向と電動機トルクの方向とが一致しているか
どうかを検出する。テーブル７０Ｃは、操舵トル
ク検出信号Ｔ＝Ｓ１−Ｓ２に基づいて、各ギヤな
どの摩擦に応じて消費される電動機の電機子電流
に対応する電動機の駆動電圧のデユーテイ比を決
定するものであり、第７図で示すような変換特性
DFを記憶している。テーブル７０Ｄは、操舵ト
ルク検出信号Ｔ＝Ｓ１−Ｓ２に基づいて、負荷ト
ルクに応じて消費される電動機の電気子電流に対
応する電動機の駆動電圧のデユーテイ比を決定す
るものであり、第８図で示すような変換特性DT
を記憶している。テーブル７０Ｅは、操舵トルク
検出信号Ｔ＝Ｓ１−Ｓ２に基づいて、ステアリン
グ系の戻り動作時のトルクに応じて消費される電
動機の電機子電流を補正する電動機の駆動電圧の
デユーテイ比を決定するものであり、第９図で示
すような変換特性DRを記憶している。テーブル
７０Ｆは、操舵回転検出信号Ｎ＝Ｓ３−Ｓ４に基
づいて、ステアリング系の回転数に応じて要求さ
れる電動機の誘導起電圧に対応する電動機の駆動
電圧のデユーテイ比を決定するものであり、第１
０図で示すような変換特性DNを記憶している。

選択手段７０Ｇは、ステアリング操作が「行
き」か「戻り」かに応じて、テーブル７０Ｃ，７
０Ｄ，７０Ｅのいずれかを選択するかを決定する
ものであり、「行き」の場合はテーブル７０Ｃ，
７０Ｄを選択し、「戻り」の場合は全部のテーブ
ル７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅを選択する。この結
果、演算手段３０Ｈの出力、従つてマイクロコン
ピユータユニツト７０が電動機駆動回路８２に供
給する信号のうち操舵トルクに関するものは、第
１１図で示すようになる。

電動機駆動回路８２は、第１５図で説明したと
同様であり、互いに直列に接続した少なくとも２
つのスイツチング素子２，３並びに４，５を含む
直列回路を２つ並列に接続した４つのアームを有
するブリツジ回路１を備え、前記２つの直列回路
を接続する節点に特定の極性の電源電圧を供給
し、また前記各直列回路の少なくとも２つのスイ
ツチング素子を互いに接続する節点をそれぞれ出
力端子として電動機４９に接続し、前記ブリツジ
回路１の前記直列回路相互に関し互いに逆位置に
ある前記スイツチング素子２と５又は３と４を一
組としてオンオフ制御する。この場合、この発明
の実施例によれば、ステアリング操作によるステ
アリング系の回転方向と操舵トルクの方向とが一
致する場合（行き操作状態）は、電動機駆動回路
８２の前記一組のスイツチング素子の一方２をオ
ン状態とし且つ前記スイツチング素子の他方５を
前記制御パラメータの双方に基づいて決定したデ
ユーテイ比（DF＋DT＋DN）で駆動し、また前
記ステアリング操作によるステアリング系の回転
方向と操舵トルクの方向とが一致しない場合（戻
り操舵状態）は，電動機駆動回路８２の前記一組
のスイツチング素子の一方２を前記操舵回転数に
対応するデユーテイ比（１−Dn）で駆動し且つ
前記スイツチング素子の他方５を前記操作トルク
に対応するデユーテイ比（DF＋DT−DR）で駆
動するようにマイクロコンピユータ７０を作動さ
せる。この「戻り操作状態」の場合の動作を第１
２図に示す。同図ａは双方の素子２，５がPWM
制御でオンである場合、同図ｂは一方２がオン他
方５がオフである場合、同図ｃは双方がオンであ
る場合を示している。

このように構成することにより、戻り操作状態
には、第１２図ｃからも分かるように、電動機４
９、ダイオード９、電源９０、ダイオード７によ
る二重の閉回路を形成し、電動機４９の電機子電
流ｉを電動機回転数ｎに応じて減少させることが
できる。この現象をグラフで示すと第１３図のよ
うである。第１３図は横軸を負の電動機回転数−
ｎとし、縦軸とトランジスタ２のデユーテイ比
Duとし、またトランジスタ５のデユーテイ比Do
をパラメータとしてある。

ここで、曲線１３０は、電動機回転数ｎが零の
ときにトランジスタ５に任意のデユーテイ比を与
えた場合に、電動機に流れる電機子電流ｉと、電
動機回転数が負の或る値であるときに流れる電機
子電流とが一致するときのトランジスタ２のデユ
ーテイ比を示す。

この曲線１３０から、トランジスタ５のデユー
テイ比に関係無く、電動機の負の回転数に対応し
てトランジスタ２のデユーテイ比を減少させるこ
とにより、電動機の電機子電流はトランジスタ５
のデユーテイ比で与えられることが分かる。

次に、以上の実施例の動作を第１４図のフロー
チヤートを参照しつつ説明する。以下の説明にお
いて、符号P₀〜P₃₇はフローチヤートの各ステツ
プの番号に対応する。また（P₅−Ｙ）又は（P₅
−Ｎ）などの符号は判断P₅がそれぞれ肯定的で
ある場合及び否定的である場合を示す。

イグニツシヨンキーのキースイツチ９１がオン
に投入されると、マイクロコンピユータユニツト
７０や他の回路に電源が供給され制御が開始され
るP₀。まず、マイクロコンピユータユニツト７
０においては、各レジスタ、RAM内のデータが
クリアされ初期状態となるP₁。

次に操舵トルク検出信号S₁とS₂を順次読み込む
P₂。ここで、操舵トルクセンサ３５が差動トラ
ンスにより構成されているために、操舵トルク検
出信号S₁，S₂との関係は前述の第４図のようであ
る。この後、読み込んだ操舵トルク検出信号S₁，
S₂が正常であるかを診断しP₃、正常であればス
テツプP₄に進む。ステツプP₄では、S₁−S₂を演
算し、これを操舵トルクＴとする。なお、操舵ト
ルクＴは第４図のようである。

この操舵トルクＴに基づいて、ステアリング系
の回転方向を判別するP₅。操舵トルクＴが負で
ある場合P₅−Ｙには、このトルクの絶対値を変
換しP₇、レジスタフラグを右回転を表すＦ＝１
とするP₈。またトルクＴが負でない場合Ｐ（₅−
Ｎ）には、レジスタフラグを左回転を表すＦ＝０
とするP₆。このフラグ設定P₆，P₈の後、ステツ
プP₉，P₁₀へ移行する。ステツプP₉では、第７図
で説明したテーブル１を操舵トルクの絶対値Ｔを
アドレスとしてアクセスし、摩擦トルク分に対応
するデユーテイ比DFを表す電動機トルク制御信
号を呼出す。ステツプP₁₀では、第８図で説明し
たテーブル２を操舵トルクの絶対値Ｔをアドレス
としてアクセスし、負荷トルク分に対応するデユ
ーテイ比DTを表す電動機トルク制御信号を呼出
す。

次に、操舵トルクの変化分Ａ＝Ｔ−T₀を演算
しP₁₁、現在のトルク値を次回の基準値T₀に置換
えるP₁₂。引続いて、この変化分Ａの正負を判断
しP₁₃、操舵トルクが減少状態にあるかどうかを
判断する。変化分Ａが正である場合（P₁₃−Ｎ）
には、戻り操作状態でないと判断しそのデユーテ
イ比DRを零にするP₁₅。変化分Ａが負である場合
（P₁₃−Ｙ）には、戻り操作状態であると判断し、
第９図で説明したテーブル３を操舵トルクの絶対
値Ｔのアドレスとしてアクセスし、戻りトルク分
を補正するデユーテイ比DRを表す電動機トルク
制御信号を呼出すP₁₄。この後、マイクロコンピ
ユータユニツト７０の演算手段７０ＨでDF＋
DT−DR（＝Ｄ１）を演算P₁₆する。

次に、操舵回転検出手段７６からの操舵回転数
の検出信号S₃とS₄を順次読み込むP₁₇。ここで、
操舵回転検出手段７６からの検出信号S₃とS₄は、
前述第５図の様である。これを操舵回転数Ｎとし
てP₁₈、操舵回転数Ｎの方向を判別する為にステ
ツプP₁₉に移行する。ステツプP₁₉で回転Ｎが正で
あれば（P₁₉＝Ｎ）、操舵回転方向が左であること
を示すため操舵回転方向レジスタグラフＧ＝０と
する。操舵回転Ｎが負の場合には（P₁₉−Ｙ）、ス
テツプP₂₁でＮ＝−Ｎとして絶対値変換を行い、
操舵回転方向が右であることを示すためにレジス
タフラグをＧ＝１とするP₂₂。この後操舵回転数
の絶対値Ｎをアドレスとするテーブル４の内容が
呼び出される。テーブル４は、第１０図で説明し
たように操舵回転数の絶対値Ｎに対応する電動機
４９の回転数N_Mを決定すべく、電動機４９の誘
導起電定数ｋと回転数N_Mの積、即ち電動機回転
制御信号となるデユーテイ変換値Dnが格納され
ている。従つて、操舵回転数の絶対値Ｎによるア
ドレスに対応するメモリ内容、即ち電動機回転制
御信号Dnが呼び出され、ステツプP₂₄へ進む。

ステツプP₂₄では、操舵回転方向の符号Ｆと操
舵トルクの作用方向の符号Ｇとの判別が行なわれ
る。Ｆ＝ＧであればP₂₄，ＦとＧがともに方向が
等しいので、行き操作状態、即ち、操舵輪からの
反力に逆つてステアリングホイールを切つている
状態であると判別して、ステツプP₂₇，P₂₈へ進
む。これに対し、Ｆ≠ＧであればP₂₄，ＦとＧと
の方向が一致しないので、戻り操作状態、即ち、
操舵輪からの反力によりステアリングホイールが
戻されている状態であると判別して、ステツプ
P₂₅，P₂₆に進む。

ここで、ステツプP₂₅，P₂₇は、共に電動機駆動
回路８２のスイツチング素子５のデユーテイ比
DDの内容を決定し、またステツプP₂₆，P₂₈は、
共に電動機駆動回路８２のスイツチング素子２の
デユーテイ比DUの内容を決定するものである。
具体的には、戻り操作状態の場合には、スイツチ
ング素子５のデユーテイ比DDをＤ１とし、スイ
ツチング素子２のデユーテイ比DUを（１−DN）
とする。また行き操作状態の場合は、スイツチン
グ素子２のデユーテイ比DDをＤ１＋DNとし、
スイツチング素子５のデユーテイ比DUを１（す
なわち、オン持続）とする。

以上のようなデユーテイ比決定プロセスの後、
デユーテイ比DDが零かどうかP₂₉、また前述のフ
ラグＦが１かどうかP₃₀を順次チエツクし、操舵
方向が右Ｒ又は左Ｌのいずれであるかを決定する
P₃₁，P₃₂，P₃₃。フラグＲ，Ｌのいずれか１であ
る方向が操舵方向である。この操舵方向決定の
後、その決定に従いレジスタフラグＲ，Ｌの内容
を出力しP₃₄、また前述のデユーテイ比DD，DU
に対応する電動機トルク制御信号を出力するP₃₅。
この制御の結果は、駆動回路８２からのフイード
バツク信号S₅としてマイクロコンピユータ７０に
入力されP₃₆、電動機４９が正常に作動したがど
うかを診断するP₃₇。診断結果が正常であれば、
制御プロセスは最初に戻る。

上記説明では、NPN型のバイポーラトランジ
スタを用いたが、PNP型のバイポーラトランジ
スタでも同様であることや、Ｎチヤンネルエンハ
ンスメント型MOS電界効果トランジスタを用い
れば内部逆方向ダイオードが存在する為にダイオ
ードを逆方向に夫々並列に接続する必要がないこ
とは、当業者なら容易に推察することができる。
さらにこの発明は、以上の実施例及び変形例に限
定されるものでなく、この発明の技術的範囲内に
おいて、各種の他の実施態様及び変形態様が可能
であり、また同等の構成要素の変換が可能である
ことは、当業者によつて明らかである。

（発明の効果）この発明によれば、以上のようにステアリング
操作が戻り操作状態にある場合に、閉回路で発生
する阻止電流を別回路に流すことにより、ステア
リング系の戻り特性が良好であり、操舵フイーリ
ングを害することのない電動式パワーステアリン
グ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る電動式パワー
ステアリング装置の縦断面図、第２図は直流発電
機を示す第１図中の−矢視断面図、第３図は
この発明の実施例に係る電動式パワーステアリン
グ装置のブロツク構成図、第４図及び第５図はこ
の発明の実施例に係る検出手段の出力信号の特性
図、第６図は第３図の電動式パワーステアリング
装置で用いるマイクロコンピユータユニツトの要
部構成図、第７図乃至第１１図は第６図のマイク
ロコンピユータユニツトの構成並びに動作を説明
するための特性図、第１２図はこの発明の実施例
に係る電動式パワーステアリング装置の動作を説
明するための回路図、第１３図はこの発明の実施
例に係る電動式パワーステアリング装置の動作を
説明するための特性図、第１４図はこの発明の実
施例に係る電動式パワーステアリング装置の動作
を説明するためのフローチヤート、第１５図乃至
第１７図は従来例の説明図である。図面中、１はブリツジ回路、２，３，４，５は
スイツチング手段、４９は電動機、７０は電動機
制御信号発生手段、７２は操舵トルク検出手段、
７６は操舵回転検出手段、８２は電動機駆動回
路、である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ステアリング系の操作に対して補助トルクを
発生する電動機と、前記ステアリング系の操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステ
アリング系の操舵回転数を検出する操舵回転検出
手段と、これら操舵トルク検出手段及び操舵回転
検出手段からの各検出信号に基づいて前記操舵ト
ルク及び前記操舵回転数を制御パラメータとして
前記電動機に所定の補助トルクを発生させるべく
電動機制御信号を形成する電動機制御信号発生手
段と、この電動機制御信号発生手段の前記電動機
制御信号により作動し前記電動機に所定のデユー
テイ比のオンオフ電圧を供給してPWM制御し前
記オンオフ電圧のオフ時に前記電動機のインダク
タンスによる阻止電流が流れる閉回路を有する電
動機駆動回路とを備えた電動式パワーステアリン
グ装置において、前記ステアリング系の回転方向
と操舵トルクの方向とが一致する場合（行き操作
状態）と、前記ステアリング系の回転方向と操舵
トルクの方向とが一致しない場合（戻り操作状
態）とに分けると共に、この戻り操作状態の時
に、前記閉回路で発生する阻止電流を別回路に流
すことを特徴とする電動式パワーステアリング装
置。