JP2000121462A - トルクセンサ及び舵取装置 - Google Patents
トルクセンサ及び舵取装置Info
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- JP2000121462A JP2000121462A JP10294154A JP29415498A JP2000121462A JP 2000121462 A JP2000121462 A JP 2000121462A JP 10294154 A JP10294154 A JP 10294154A JP 29415498 A JP29415498 A JP 29415498A JP 2000121462 A JP2000121462 A JP 2000121462A
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Abstract
及び検出信号のゲイン調整が容易であり、また、製品部
留りが良いトルクセンサの提供。 【解決手段】 検出したトルクに応じた電気信号を発生
させるトルクセンサ。電気信号及び予め設定された、検
出したトルクに応じて出力すべき電気信号を対応させて
記憶してある記憶手段22と、発生させた前記検出した
トルクに応じた電気信号及び記憶手段22が記憶してあ
る内容に基づき、前記出力すべき電気信号を出力する手
段23とを備えている。
Description
ールに加わる操舵トルク等を検出するトルクセンサ及び
該トルクセンサの検出結果に基づいて電動モータを駆動
し、操舵補助力を発生させる舵取装置に関するものであ
る。
によりステアリングホイールに加わる操舵トルクを検出
し、この検出した操舵トルクに応じて、電動モータを駆
動して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減するもの
がある。トルクセンサには、ステアリングホイールの軸
である入力軸と出力軸とを連結する連結軸に生じる捩れ
角を、磁気結合の変化に変換し、磁気結合の変化により
生じるコイルのインピーダンスの変化により、ステアリ
ングホイールに加わった操舵トルクを検出するもの、入
力軸と出力軸とを連結する連結軸に生じる捩れ角を、複
数のギアとカムとの組み合わせにより位置変化に変換
し、変換した位置変化に応じた電気信号により、ステア
リングホイールに加わった操舵トルクを検出するもの等
がある。
センサでは、製造工程において、その検出信号である電
気信号の中立点の調整及びゲインの調整が必要であり、
また、個々の電気信号の直線性のバラツキが生じること
があるので、機械部品の精度及び組み付け寸法の管理を
厳しく行う必要があった。本発明は、上述したような事
情に鑑みてなされたものであり、第1,2発明では、機
械部品の組み付け、検出信号の中立点調整及び検出信号
のゲイン調整が容易であり、また、製品部留りが良いト
ルクセンサを提供することを目的とする。第3発明で
は、第1,2発明に係るトルクセンサを使用した舵取装
置を提供することを目的とする。
ンサは、検出したトルクに応じた電気信号を発生させる
トルクセンサにおいて、前記電気信号及び予め設定され
た、検出したトルクに応じて出力すべき電気信号を対応
させて記憶してある記憶手段と、発生させた前記検出し
たトルクに応じた電気信号及び前記記憶手段が記憶して
ある内容に基づき、前記出力すべき電気信号を出力する
手段とを備えることを特徴とする。
したトルクに応じた電気信号及び予め設定された、検出
したトルクに応じて出力すべき電気信号を対応させて記
憶してある。発生させた検出したトルクに応じた電気信
号及び記憶手段が記憶してある内容に基づき、出力する
手段が、前記出力すべき電気信号を出力する。これによ
り、機械部品の組み付け、検出信号の中立点調整及び検
出信号のゲイン調整が容易となり、また、製品部留りが
良くなる。また、個々の特性のバラツキが小さくなり、
故障により交換した場合の調整が容易である。
加わるトルクを、入力軸と出力軸とを連結する連結軸に
生じる捩れ角によって検出し、検出したトルクに応じて
電気信号を出力するトルクセンサにおいて、前記入力軸
及び出力軸夫々に取付けられている第1及び第2のギヤ
と、該第1及び第2のギヤの両方と噛合する第3のギヤ
と、第3のギヤに取付けられ、第3のギヤの回転中心に
対して偏倚している偏倚部を有する偏倚体と、第3のギ
ヤの回転に伴う偏倚体の回転に連動して移動する移動体
と、該移動体の移動量に応じた電気信号を発生させる移
動量出力手段と、前記移動量に応じた電気信号及び予め
設定された、前記トルクに応じて出力すべき電気信号を
対応させて記憶してある記憶手段と、前記移動量出力手
段が発生させた電気信号及び前記記憶手段が記憶してあ
る内容に基づき、前記出力すべき電気信号を出力する手
段とを備えることを特徴とする。
ヤが入力軸及び出力軸夫々に取付けられ、第3のギヤが
第1及び第2のギヤの両方と噛合している。偏倚体は、
第3のギヤに取付けられ、第3のギヤの回転中心に対し
て偏倚している偏倚部を有し、移動体は、第3のギヤの
回転に伴う偏倚体の回転に連動して移動し、移動量出力
手段は、移動体の移動量に応じた電気信号を発生させ
る。記憶手段は、移動体の移動量に応じた電気信号及び
予め設定された、トルクに応じて出力すべき電気信号を
対応させて記憶してあり、出力する手段は、移動量出力
手段が発生させた電気信号及び記憶手段が記憶してある
内容に基づき、前記出力すべき電気信号を出力する。こ
れにより、機械部品の組み付け、検出信号の中立点調整
及び検出信号のゲイン調整が容易となり、また、製品部
留りが良くなる。また、個々の特性のバラツキが小さく
なり、故障により交換した場合の調整が容易である。
2の何れかに記載されたトルクセンサを備えてなること
を特徴とする。
かに記載されたトルクセンサを備えているので、トルク
センサの検出信号の中立点調整及び検出信号のゲイン調
整が容易である。また、故障によりトルクセンサを交換
した場合の調整が容易である。
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係るトルクセンサ及び
舵取装置の実施の形態1の要部構成を示す縦断面図であ
る。この舵取装置は、上部軸2の上端部に操舵輪1が取
付けられ、上部軸2の下端部には第1ダウエルピン4を
介して筒状の入力軸5及びこれの内側に挿入される連結
軸(トーションバー)6の上端部が連結されており、連
結軸6の下端部に第2ダウエルピン7を介して筒状の出
力軸8が連結され、上部軸2、入力軸5及び出力軸8が
軸受9,10,11を介してハウジング12内に夫々回
転可能に支持されている。
して連結される入力軸5及び出力軸8の相対変位量によ
り操舵トルクを検出するトルクセンサ13と、トルクセ
ンサ13の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の
電動モータ14の回転を減速して出力軸8に伝達する減
速機構15とを備え、操舵輪1の回転に応じた舵取機構
の動作を電動モータ14の回転により補助し、舵取のた
めの運転者の労力負担を軽減するように構成されてい
る。また、出力軸8の下端部は、ユニバーサルジョイン
トを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されてい
る。
に移動可能として第1かさ歯車13aが取付けられてお
り、出力軸8に第2かさ歯車13bが固定されている。
第1及び第2かさ歯車13a,13bは、歯部側を夫々
対向させた状態で適宜距離を隔てて配置されている。3
つの第3かさ歯車13c,13c,13cが、第1及び
第2かさ歯車13a,13bの周方向に120°ずつ隔
ててこれらと噛合している。これら3つの第3かさ歯車
13c,13c,13cは、リング状の保持器13dに
よって、連結軸6の軸心回りに転動可能であり、また回
転中心回りに回転も可能であるように前記転動の半径方
向外側の回転軸を回転可能に片持ち支持された状態で保
持されている。
軸に両端部が円弧面となっている一方向に長い板状のカ
ム13e(偏倚体)が、第3かさ歯車13cの回転軸の
保持器13dによる保持部分より外側に、その一端部を
回転中心として取付けられている。カム13eの上側で
は円環状のスライダ13fが入力軸5に遊嵌されてい
る。
内部で、スライダ13fに対向して設けられたばね座と
の間に介装された第1コイルばね13gによって、その
上端面を付勢されていて、下端面がカム13eに常に押
し付けられるようになっている。スライダ13fの外周
には磁性体製の小片13j(移動体)が取り付けられて
おり、ハウジング12に固定されているトルクセンサ1
3の基板13kの、磁性体製の小片13jに対向する位
置には、磁気抵抗素子13i(MRE)(移動量出力手
段)が設けられている。
に設けられた電気回路の構成例を示すブロック図であ
る。この電気回路は、入力軸5に加わったトルクに応じ
た磁性体製の小片13jの変位により生じる磁界の変化
に応じた磁気抵抗素子13iの出力電圧をA/D変換す
るA/Dコンバータ21と、A/Dコンバータ21が変
換したデジタル信号に応じたデジタル信号を出力するよ
うに、マトリクスに構成されているEPROM22(Er
asable and Programmable ROM )(記憶手段)と、EP
ROM22が出力したデジタル信号をD/A変換するD
/Aコンバータ23(出力する手段)とを備えている。
ったトルクに対して、トルクセンサ13の検出信号(電
気信号)の特性が目標特性(実線)のようになるべき場
合に、磁気抵抗素子13iの出力電圧の特性が、例え
ば、実機特性(破線)のようになる場合、EPROM2
2は、A/D変換された磁気抵抗素子13iの出力電圧
値(実機特性)に対して、目標特性に従う電圧値を出力
するように、マトリクスに構成されている。つまり、E
PROM22は、A/D変換された磁気抵抗素子13i
の出力電圧値をアドレスとして、そのアドレスに記憶し
た目標特性に従う電圧値を出力するように、トルクセン
サ13の組立時に設定され、トルクセンサ13の、入力
軸5に加わったトルクに対する検出信号の特性として
は、図4(b)に示すように、目標特性と略等しくなる
ようになっている。
かさ歯車13a,13b,13c間のバックラッシを減
じ、またスライダ13fが常に入力軸5の中心軸と平行
に動作するように、第1かさ歯車13a及びスライダ1
3fの間に第2コイルばね13hが配置されている。ま
た、スライダ13f付近のハウジング12の一部には開
口部が設けられており、この開口部を塞ぐように矩形板
状の基板受け16がその四隅をネジ止めされることによ
ってハウジング12に固定されている。
説明する為の説明図である。連結軸6が捩れずに入力軸
5及び出力軸8が回転する場合には、第1及び第2かさ
歯車13a,13bの回転差がない為、第3かさ歯車1
3cは回転せず、入力軸5、出力軸8、及び連結軸6は
一体的に回転する。
回転する場合には、第1及び第2かさ歯車13a,13
bに回転差が生じる。この為、第3かさ歯車13cが連
結軸6の捩れ相当量だけ回転して、保持器13dと共に
連結軸6の軸心回りに転動する。このとき、第3かさ歯
車13cと共にカム13eも回転し、回転量に応じてス
ライダ13fが移動する。スライダ13fが移動する
と、磁性体製の小片13jも同様に移動し、この移動に
よる磁気抵抗素子13i周辺の磁界の変化により、磁気
抵抗素子13iの抵抗値が変化する。この抵抗値の変化
が磁気抵抗素子13iの出力電圧の変化となって出力さ
れる。
/Dコンバータ21によりA/D変換され、変換された
デジタル信号はアドレスとしてEPROM22に与えら
れる。EPROM22は与えられたアドレスに記憶して
ある値を出力する。この出力されたデジタル信号の値
は、D/Aコンバータ23によりD/A変換され、アナ
ログの電圧信号として、また、トルクセンサ13の検出
信号として出力される。
クセンサ及び舵取装置の実施の形態2における、入力軸
5に加わったトルクに対するトルクセンサ13の検出信
号の目標特性であり、トルクセンサ13のEPROM2
2に記憶してある。EPROM22は、磁気抵抗素子1
3iの出力電圧特性に対して、同一トルクのときは、例
えば、図5(a),(b)又は(c)に示すような電圧
値を出力するように、マトリクスに構成されている。
施の形態1と同様に、トルク値に対して比例関係の検出
信号を出力する。(b)の場合は、トルク値の0付近に
不感帯を有する検出信号を出力する。(c)の場合は、
トルク値に対して非直線関係の検出信号を出力する。そ
の他の構成及び動作は、実施の形態1で説明したトルク
センサ及び舵取装置の構成及び動作と同様であるので、
説明を省略する。
機械部品の組み付け、検出信号の中立点調整及び検出信
号のゲイン調整が容易となり、また、製品部留りが良く
なる。また、個々の特性のバラツキが小さくなり、故障
により交換した場合の調整が容易である。
械部品の組み付け、検出信号の中立点調整及び検出信号
のゲイン調整が容易となり、また、製品部留りが良くな
る。また、個々の特性のバラツキが小さくなり、故障に
より交換した場合の調整が容易である。
センサの検出信号の中立点調整及び検出信号のゲイン調
整が容易である。また、故障によりトルクセンサを交換
した場合の調整が容易である。
の形態1の要部構成を示す縦断面図である。
構成例を示すブロック図である。
を説明する為の説明図である。
の説明図である。
の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 検出したトルクに応じた電気信号を発生
させるトルクセンサにおいて、 前記電気信号及び予め設定された、検出したトルクに応
じて出力すべき電気信号を対応させて記憶してある記憶
手段と、発生させた前記検出したトルクに応じた電気信
号及び前記記憶手段が記憶してある内容に基づき、前記
出力すべき電気信号を出力する手段とを備えることを特
徴とするトルクセンサ。 - 【請求項2】 入力軸に加わるトルクを、入力軸と出力
軸とを連結する連結軸に生じる捩れ角によって検出し、
検出したトルクに応じて電気信号を出力するトルクセン
サにおいて、 前記入力軸及び出力軸夫々に取付けられている第1及び
第2のギヤと、該第1及び第2のギヤの両方と噛合する
第3のギヤと、第3のギヤに取付けられ、第3のギヤの
回転中心に対して偏倚している偏倚部を有する偏倚体
と、第3のギヤの回転に伴う偏倚体の回転に連動して移
動する移動体と、該移動体の移動量に応じた電気信号を
発生させる移動量出力手段と、前記移動量に応じた電気
信号及び予め設定された、前記トルクに応じて出力すべ
き電気信号を対応させて記憶してある記憶手段と、前記
移動量出力手段が発生させた電気信号及び前記記憶手段
が記憶してある内容に基づき、前記出力すべき電気信号
を出力する手段とを備えることを特徴とするトルクセン
サ。 - 【請求項3】 請求項1又は2の何れかに記載されたト
ルクセンサを備えてなることを特徴とする舵取装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29415498A JP3675651B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | トルクセンサ及び舵取装置 |
EP99117234A EP0989046A1 (en) | 1998-09-11 | 1999-09-02 | Torque sensor and steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP29415498A JP3675651B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | トルクセンサ及び舵取装置 |
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JP3675651B2 JP3675651B2 (ja) | 2005-07-27 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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- 1998-10-15 JP JP29415498A patent/JP3675651B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3675651B2 (ja) | 2005-07-27 |
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