JP2001088728A

JP2001088728A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2001088728A
Application number: JP27217099A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sato; 浩一佐藤; Takashi Ishikawa; 剛史石川; Toshiyuki Onizuka; 利行鬼塚
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】環境温度や装置個々のばらつきに基づく基準
電圧の変動によつても検出トルクに影響を与えず、電子
制御回路とトルク検出回路との間の接続ピン本数やワイ
ヤハーネスの本数を減らせる電動パワーステアリング装
置を提供する。【解決手段】電子制御回路２０のＭＰＵ２１はトルク
検出回路３０から出力されるトルク信号をＡ／Ｄ変換
し、所定の演算式に基いてモータ制御情報を演算し、モ
ータ２７を駆動制御する。基準電圧発生回路２３からの
基準電圧Ｖref はＭＰＵ２１とセンサ電源回路２４に供
給され、センサ電源回路２４は基準電圧Ｖref に基づい
てトルク検出回路３０を駆動する電力を供給する。ＭＰ
Ｕ２１とトルク検出回路３０が共通の基準電圧を使用す
るから、基準電圧の変動が検出トルクに影響を与えず、
また、電子制御回路２０とトルク検出回路３０との間の
コネクタ接続ピンの本数やワイヤハーネスのワイヤ本数
を減らすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動パワーステ
アリング装置に関し、特に、ステアリングシャフトに発
生するトルクを検出するトルク検出回路の電源回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は操舵補助
を行うモータを備え、トルクセンサで検出された操舵ト
ルクその他のパラメータに基いてモータを制御して操舵
力を補助するものである。このために電子制御回路が設
けられており、電子制御回路を構成するマイクロプロセ
ッサ（ＭＰＵ）には検出トルクが入力される。ＭＰＵで
は入力トルク信号をＡ／Ｄ変換し、所定の演算式に基い
て制御情報を演算し、この制御情報に基いてモータ駆動
部を作動させて検出されたトルクに応じてモータの回転
数や回転方向を制御するように構成されている。

【０００３】操舵トルクの検出にはトーションバーの捩
れを検出するものが一般的で、トーションバーの捩れを
検出するためには、接触型のトルクセンサと非接触型の
トルクセンサとがある。従来の接触型のトルクセンサは
トーションバーの捩れに応じてポテンショメータを回転
させるもので、ポテンショメータには電源から基準電圧
（例えば５Ｖ）を供給し、抵抗により分圧してセンサ電
圧としている。

【０００４】また、非接触型のトルクセンサはトーショ
ンバーの捩れを検出コイルのインダクタンスの変化に変
換し、このインダクタンスの変化を電子回路により検出
するように構成されたものがある。

【０００５】上記したインダクタンスの変化を電子回路
で検出するものでは、電子制御回路側の電源から電子回
路に対し基準電圧（例えば５Ｖ）よりも高い所定の電圧
が供給される他に、別の電源からトルクセンサ用の基準
電圧（例えば５Ｖ）が供給される。

【０００６】このように、２つの電源を必要とするの
は、電子回路の出力として所定の電圧の出力が得られる
ように高い所定の電圧が必要とされることの他、環境温
度の変動や電子回路内の３端子レギュレータ等の許容誤
差のため、電子制御回路側のＡ／Ｄ変換器の基準電圧が
個々にばらつくのを認知して相殺するためである。

【０００７】即ち、電動パワーステアリング装置を制御
する電子制御回路側のＡ／Ｄ変換器の基準電圧が個々に
ばらついていると、トルクセンサの中立出力電圧を規定
の電圧（例えば２．５Ｖ）に正確に設定しても、Ａ／Ｄ
変換器によつてはトルクセンサの出力電圧が規定の中立
出力電圧（例えば２．５Ｖ）からずれていると認識して
しまう場合がある。

【０００８】このため、電子制御回路側の個々のＡ／Ｄ
変換器の基準電圧に応じてトルクセンサ用の基準電圧を
別に供給しているのである。

【０００９】図８は、上記した従来の検出コイルのイン
ダクタンスの変化を電子回路で検出する非接触型のトル
クセンサを備えた電動パワーステアリング装置の電子制
御回路の一例を示すブロツク図である。

【００１０】電子制御回路１００はＭＰＵ１０１を中心
に構成される。バッテリＢＡからイグニッションスイッ
チ１０２を経て供給された電力は、基準電圧発生回路１
０３、ＭＰＵ１０１に定電圧を供給する定電圧回路１０
４、モータ駆動回路１０６に供給される。

【００１１】基準電圧発生回路１０３では基準電圧Ｖre
f （例えば５Ｖ）が生成され、ＭＰＵ１０１とトルク検
出回路１０５に供給される。トルク検出回路１０５には
基準電圧Ｖref の他、回路要素の駆動のための電力も供
給される。

【００１２】トルク検出回路１０５からはメイン検出ト
ルク信号及びサブ検出トルク信号が出力され、ＭＰＵ１
０１のＡ／Ｄポートに入力される。ＭＰＵ１０１では入
力トルク信号をＡ／Ｄ変換し、所定の演算式に基いて制
御情報を演算する。演算された制御情報に基づいてモー
タ駆動回路１０６を駆動し、モータ１０７を駆動制御す
る。

【００１３】上記説明及び図８からも明らかなように、
電子制御回路１００とトルク検出回路１０５との間には
通常の電力線、基準電圧供給線、メイン及びサブ検出ト
ルク信号線、地線の合計５本の配線が設けられている。

【００１４】なお、トルク検出回路１０５には、２組の
独立したトルク検出回路が設けられており、それぞれメ
イン検出トルク信号及びサブ検出トルク信号が出力され
るように構成されているが、これは、電子制御回路１０
０においてメイン検出トルク信号及びサブ検出トルク信
号を比較することでトルク検出回路において発生する可
能性がある回路故障の有無を検出するためで、トルクセ
ンサの信頼性を高めるための構成である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、２つ
の電源を必要とするのは、電子回路の出力として所定の
電圧の出力が得られるように高い所定の電圧が必要とさ
れることの他、環境温度の変動や電子回路内の３端子レ
ギュレータ等の許容誤差のため、電子制御回路側のＡ／
Ｄ変換器の基準電圧が個々にばらつくのを認知して相殺
するためであるが、このため、コネクタの接続ピンの本
数やワイヤハーネスのワイヤ本数が多くなるばかりでな
く、電動パワーステアリング装置側の電子制御回路の構
成も複雑となり、製造コストを上昇させる結果となつて
いた。この発明は、上記した課題を解決することを目的
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項１の発明は、ステアリングホイー
ルに加えられた操舵トルクに基づいて制御される操舵補
助モータの回転力を操舵機構に伝達し、操舵力を補助す
る電動パワーステアリング装置において、操舵トルクを
検出するトルク検出回路と、前記トルク検出回路の出力
に基づいて操舵補助モータを駆動するための制御情報を
演算する演算回路と、基準電圧を出力する基準電圧発生
回路と、前記トルク検出回路へ電力を供給するセンサ電
源回路とを備え、前記基準電圧は前記演算回路で実行さ
れる前記制御情報の演算処理における基準電圧であると
共に前記センサ電源回路から出力されるセンサ電源電圧
決定のための基準電圧であることを特徴とする。

【００１７】そして、前記トルク検出回路は、操舵トル
クに基づいて互いに逆方向にインピーダンスが変化する
一対の検出コイルと、検出コイルのインピーダンスの変
化を示す信号にオフセットを付与するオフセット電圧を
前記基準電圧に基いて設定するオフセット電圧発生回路
とを備えている。

【００１８】さらに、前記演算回路は前記一対の検出コ
イルのインピーダンスの変化を示す信号をＡ／Ｄ変換し
て操舵補助モータを駆動するための制御情報を演算する
演算回路であり、前記基準電圧はＡ／Ｄ変換の際の基準
電圧として使用される。

【００１９】また、前記演算回路、基準電圧発生回路及
びセンサ電源回路は電動パワーステアリング装置の電子
制御回路を構成し、前記トルク検出回路は舵輪軸の回り
に装着され、前記電子制御回路にコネクタ及びワイヤハ
ーネスで接続される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の電
動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。

【００２１】図１は、トルク検出部を含む電動パワース
テアリング装置の主要部の構成を示す断面図、図２はそ
のトルク検出部の構成を示す斜視図である。

【００２２】図１及び図２において、５ａ及び５ｂはハ
ウジングであり、入力軸側５ａと出力軸側５ｂとの２分
割構造となつている。ハウジング５ａ及び５ｂの内部に
は、入力軸１、その内部に配置されたトーシヨンバー
３、及びトーシヨンバー３を介して入力軸１に連結され
た出力軸２が、軸受６ａ、６ｂ及び６ｃによつて回転自
在に支持されている。

【００２３】入力軸１、トーシヨンバー３、及び出力軸
２は同軸に配置されており、入力軸１とトーシヨンバー
３とはスプライン結合し、また、トーシヨンバー３と出
力軸２もスプライン結合している。図１において、入力
軸１の左端側には、図示されていないステアリングホイ
ールが一体的に取り付けられている。また、出力軸２に
はピニオン軸２ａが一体的に形成されており、ピニオン
軸２ａはラック４と噛合して公知のラックアンドピニオ
ン式ステアリング機構を構成している。

【００２４】また、出力軸２には、これと同軸で且つ一
体に回転するウオームホイール７が固着されており、図
示されていない電動モータで駆動されるウオーム８と噛
合している。ウオームホイール７は金属製のハブ７ａに
合成樹脂製の歯部７ｂが一体的に固定されている。電動
モータの回転力は、ウオーム８及びウオームホイール７
を介して出力軸２に伝達され、電動モータの回転方向を
適宜切り換えることにより、出力軸２に任意の方向の操
舵補助トルクが付与される。

【００２５】次に、図１及び図２を参照してトルクセン
サのトルク検出部の構成を説明する。トルク検出部は入
力軸１の、図１で右端側に形成されたセンサシャフト部
１１と、ハウジング５ａの内側に配置された検出コイル
１３と１４、及び両者の間に配置された円筒部材１２か
ら構成される。

【００２６】図２はトルク検出部の構成を示す斜視図で
ある。入力軸１の、図１で右端に近い外側には磁性材料
で構成されたセンサシャフト部１１が形成されており、
センサシャフト部１１の表面には、軸方向に延びた複数
（図示の例では９個）の凸条１１ａが円周方向に沿つて
等間隔に形成されており、凸条１１ａの間には凸条１１
ａの幅ｔ1 よりも幅広の溝部１１ｂが形成されている。

【００２７】また、センサシャフト部１１の外側には、
センサシャフト部１１に接近して導電性で且つ非磁性の
材料、例えばアルミニウムで構成された円筒部材１２が
センサシャフト部１１と同軸に配置されており、円筒部
材１２の延長部１２ｅは出力軸２の端部２ｅの外側に固
定されている。

【００２８】円筒部材１２には、前記したセンサシャフ
ト部１１の表面の凸条１１ａに対向する位置に、円周方
向に等間隔に配置された複数個（図２では９個）の長方
形の窓１２ａからなる第１の窓列と、前記第１の窓列か
ら軸方向にずれた位置に、前記窓１２ａと同一形状で、
円周方向の位相が異なる複数個（図２では９個）の長方
形の窓１２ｂからなる第２の窓列とが設けられている。

【００２９】円筒部材１２の外周は、同一規格の検出コ
イル１３及び１４が捲回されたヨーク１５で包囲されて
いる。即ち、検出コイル１３及び１４は円筒部材１２と
同軸に配置され、検出コイル１３は窓１２ａからなる第
１の窓列部分を包囲し、検出コイル１４は窓１２ｂから
なる第２の窓列部分を包囲する。ヨーク１５はハウジン
グ５ａの内部に固定され、検出コイル１３及び１４の出
力線はハウジング５ａの内部に配置された回路基板１６
に接続される。

【００３０】図３の（ａ）及び（ｂ）はセンサシャフト
部の表面の凸条と円筒部材の窓配置を説明する図で、図
３の（ａ）は、基準位置（トーシヨンバー３が捩れてい
ない状態）におけるセンサシャフト部１１の表面の凸条
１１ａと円筒部材１２の第１の窓列の窓１２ａとの位置
関係を示し、図３の（ｂ）は基準位置（トーシヨンバー
３が捩れていない状態）におけるセンサシャフト部１１
の表面の凸条１１ａと円筒部材１２の第２の窓列の窓１
２ｂとの位置関係を示す図である。

【００３１】この実施例では、窓１２ａ及び１２ｂがそ
れぞれ９個設けられているから、第１の窓列の窓１２ａ
及び第２の窓列の１２ｂは、それぞれ円周方向に角度θ
＝３６０／Ｎ度（図２、図３の例では角度θ＝３６０／
９＝４０度）づつずれていることになる。

【００３２】窓１２ａ、１２ｂの角度ａは窓１２ａ、１
２ｂのない部分の角度ｂよりも小さく設定（ａ＜ｂ）さ
れ、凸条１１ａの角度ｃは溝部１１ｂの角度ｄよりも小
さく設定（ｃ＜ｄ）される。これは、検出コイルのイン
ピーダンスの変化を急峻にするためである。

【００３３】図３の（ａ）及び（ｂ）から明らかなよう
に、トーシヨンバー３が捩れていない状態、即ち操舵ト
ルクが零（０）の状態では、窓１２ａの円周方向の幅の
中央部にセンサシャフト部１１の凸条１１ａの円周方向
の一方の端部が位置し、窓１２ｂの円周方向の幅の中央
部に凸条１１ａの円周方向の他方の端部が位置するよう
に、窓１２ａ及び１２ｂの円周方向の幅と凸条１１ａの
幅、及び窓１２ａと１２ｂとの円周方向の相対位置関係
が設定される。即ち、凸条１１ａに対する窓１２ａと窓
１２ｂとの円周方向の位置関係は互いに逆になつてい
る。

【００３４】操舵系が直進状態にあつて操舵トルクが零
である場合はトーションバー３には捩れが発生せず、入
力軸１と出力軸２とは相対回転しない。従つて入力軸１
の側にあるセンサシャフト部１１の表面の凸条１１ａ
と、出力軸２の側にある円筒部材１２との間にも相対回
転が生じない。

【００３５】一方、ステアリングホイールを操作して入
力軸１に回転力が加わると、その回転力はトーションバ
ー３を経て出力軸２に伝達される。このとき、出力軸２
には舵輪と路面との間の摩擦力や出力軸２に結合されて
いるステアリング機構のギヤの噛み合い等の摩擦力が作
用するから、入力軸１と出力軸２との間を結合するトー
ションバーに捩れが発生し、入力軸１の側にあるセンサ
シャフト部１１の表面の凸条１１ａと出力軸２の側にあ
る円筒部材１２との間に相対回転が生ずる。

【００３６】円筒部材１２に窓がない場合は、円筒部材
１２は導電性で且つ非磁性材で構成されているから、検
出コイル１３及び１４に交流電流を流して交番磁界を発
生させると、円筒部材１２の外周面にコイル電流と反対
方向の渦電流が発生する。この渦電流による磁界とコイ
ル電流による磁界とを重畳すると、円筒部材１２の内側
の磁界は相殺される。

【００３７】円筒部材１２に窓が形成されている場合
は、円筒部材１２の外周面に発生した渦電流は、窓１２
ａ及び１２ｂによつて外周面を周回できないため、窓１
２ａ及び１２ｂの端面に沿つて円筒部材１２の内周面側
に回り込み、内周面をコイル電流と同方向に流れ、また
隣の窓１２ａ及び１２ｂの端面に沿つて外周面側に戻
り、ループを形成する。つまり、検出コイル内側に渦電
流のループを、円周方向に周期的に配置した状態が発生
する。

【００３８】コイル電流による磁界と渦電流による磁界
とは重畳され、円筒部材１２の内外には、円周方向に周
期的に強弱変化する磁界と、中心に向かうほど小さくな
る半径方向に勾配を持つた磁界が形成される。円周方向
の周期的な磁界の強弱は、隣り合う渦電流の影響を受け
る窓１２ａ及び１２ｂの中心で強く、そこからずれるに
従い弱くなる。

【００３９】円筒部材１２の内側には、磁性材料からな
るセンサシャフト部１１が同軸に配置されており、その
凸条１１ａは、窓１２ａ及び１２ｂと同じ周期で配置さ
れている。

【００４０】磁界中に置かれた磁性体は磁化して磁束を
生ずるが、磁束の量は飽和するまでは磁界の強さに応じ
て大きくなる。このため、円筒部材１２により円周方向
の周期的な磁界の強弱と中心に向かうほど小さくなる半
径方向に勾配を持つた磁界とにより、センサシャフト部
１１に発生する磁束は、円筒部材１２とセンサシャフト
部１１との相対的な位相により増減する。

【００４１】磁束が最大となる位相は、円筒部材１２の
窓１２ａ及び１２ｂの中心とセンサシャフト部１１の凸
条１１ａの中心とが一致した状態で、磁束の増減に応じ
て検出コイル１３及び１４のインダクタンスも増減し、
略正弦波状に変化する。

【００４２】トルクが作用しない状態では、インダクタ
ンスが最大となる位相（窓１２ａ及び１２ｂと凸条１１
ａの中心とが一致している位相）に対して、センサシャ
フト部１１の凸条１１ａの中心は凸条１１ａの中心角ｃ
の１／２だけずれた位置に設定されているから、トルク
が作用してトーションバー３が捩れ、センサシャフト部
１１と円筒部材１２との間に位相差が生じると、２つの
検出コイル１３及び１４のインダクタンスは、一方が増
加し他方が減少する。

【００４３】図４はトルクの大きさと検出コイル１３及
び１４のインダクタンスの変化を説明する図で、横軸は
トルクＴ、縦軸はインダクタンスＬを示す。右操舵トル
クが発生するときには図３の（ａ）及び（ｂ）において
円筒部材１２が時計方向に回転するものとすれば、図４
に示すように、トルクが増大するにつれて検出コイル１
３のインダクタンスＬ13は増加し、検出コイル１４のイ
ンダクタンスＬ14は減少する。

【００４４】また、左操舵トルクが発生するときには図
３の（ａ）及び（ｂ）において円筒部材１２が反時計方
向に回転するものとすれば、図４に示すようにトルクが
増大するにつれて検出コイル１３のインダクタンスＬ13
は減少し、検出コイル１４のインダクタンスＬ14は増加
する。

【００４５】図５は、上記した磁気抵抗の変化を電子回
路で検出する非接触型のトルクセンサを備えた電動パワ
ーステアリング装置の電子制御回路２０の一例を示すブ
ロツク図である。

【００４６】電子制御回路２０はマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）２１を中心に構成され、電子制御回路２０に
はトルク検出回路３０がコネクタ４０を介して接続され
る。

【００４７】バッテリＢＡからイグニッションスイッチ
２２を経て供給された電力（例えば電圧１２Ｖの電力）
は、基準電圧発生回路２３、センサ電源回路２４、ＭＰ
Ｕ２１へ定電圧Ｖccを供給する定電圧回路２５、及びモ
ータ２７を駆動制御するモータ駆動回路２６に供給され
る。

【００４８】基準電圧発生回路２３では基準電圧Ｖref
（例えば５Ｖ）を発生し、基準電圧Ｖref はＭＰＵ２
１、センサ電源回路２４に供給される。

【００４９】センサ電源回路２４はトルク検出回路３０
を駆動する電力を供給するもので、基準電圧発生回路２
３で生成された基準電圧Ｖref に基づいて設定された所
定電圧Ｖの電力を出力する。

【００５０】トルク検出回路３０からはメイン検出トル
ク信号及びサブ検出トルク信号が出力され、ＭＰＵ２１
のＡ／Ｄポートに入力される。ＭＰＵ２１では入力され
たメイン検出トルク信号及びサブ検出トルク信号をＡ／
Ｄ変換し、所定の演算式に基いてモータ制御情報を演算
し、演算されたモータ制御情報をモータ駆動回路２６に
出力してモータ２７を駆動制御する。

【００５１】図６は、トルク検出回路３０のブロック図
である。前記したとおり、トルク検出回路３０はコネク
タ４０を介して電動パワーステアリング装置の電子制御
回路２０に接続される。電子制御回路２０からはセンサ
電源回路２４の出力がノイズフイルタ３９を経て供給さ
れ、検出されたメイン検出トルク信号及びサブ検出トル
ク信号が電子制御回路２０に出力される。

【００５２】発振部３１はセンサ電源回路２４から供給
される所定電圧Ｖの電力を受けて所定周波数の交流電流
を出力する。出力された交流電流は電流増幅部３２で増
幅され、抵抗Ｒ1 を経て検出コイル１３に供給され、ま
た、抵抗Ｒ2 を経て検出コイル１４に供給される。な
お、トルクが作用しない状態では検出コイル１３及び１
４の両端に表れる電圧が等しくなるように抵抗Ｒ1 及び
Ｒ2 を調整しておく。

【００５３】メイン増幅・全波整流部３３及びサブ増幅
・全波整流部３４は、センサ電源回路２４から供給され
る電力を受けて作動する。検出コイル１３及び検出コイ
ル１４の両端に表れるトルク信号は、メイン増幅・全波
整流部３３において両検出コイルの差分の信号に変換さ
れて増幅されると共に整流され、メイン平滑・中立調整
部３７に出力される。また、検出コイル１３及び検出コ
イル１４の両端に表れるトルク信号は、サブ増幅・全波
整流部３４において両検出コイルの差分の信号に変換さ
れて増幅されると共に整流され、サブ平滑・中立調整部
３８に出力される。

【００５４】オフセット電圧発生部３５及び３６は、セ
ンサ電源回路２４から供給される電力を受けてオフセッ
ト電圧を出力する。オフセット電圧は、検出されたトル
ク信号が電動パワーステアリング装置の電子制御回路２
０のＭＰＵ２１でＡ／Ｄ変換されるとき、検出されたト
ルク信号の中立出力電圧をＡ／Ｄ変換器の基準電圧に対
応して設定するためのものである。

【００５５】オフセット電圧は、センサ電源回路２４か
らの出力に基いて設定されるが、センサ電源回路２４も
ＭＰＵ２１も、共に基準電圧発生回路２３から出力され
る基準電圧Ｖref に基づいて動作が設定される。

【００５６】これにより、環境温度の変動や装置個々の
間のばらつき等の原因により、基準電圧発生回路２３か
ら出力される基準電圧Ｖref に変動が生じてオフセット
電圧が変動しても、その変動は電動パワーステアリング
装置側のＭＰＵ２１のＡ／Ｄ変換器の基準電圧Ｖref の
変動として現われて変動誤差が打ち消し合うように作用
するから、オフセット電圧が変動して検出されたトルク
信号の中立出力電圧の変動（ばらつき）が生じてもＭＰ
Ｕ２１のＡ／Ｄ変換器から出力される検出トルク信号に
変動誤差が生ずることがない。

【００５７】メイン平滑・中立調整部３７及びサブ平滑
・中立調整部３８は、オフセット電圧発生部３５及び３
６から出力されたオフセット電圧に基いてトルク信号の
中立電圧を設定する。メイン増幅・全波整流部３３から
出力されたトルク信号、及びサブ増幅・全波整流部３４
から出力されたトルク信号は、それぞれメイン平滑・中
立調整部３７及びサブ平滑・中立調整部３８において出
力波形が調整された後、ノイズフイルタ３９を経てメイ
ン検出トルク信号、及びサブ検出トルク信号として電子
制御回路２０に出力される。

【００５８】トルク検出回路３０をメイン増幅・全波整
流部３３とメイン平滑・中立調整部３７、及びサブ増幅
・全波整流部３４とサブ平滑・中立調整部３８との２組
設け、２組の検出トルク信号を出力するように構成され
ているのは、電子制御回路２０においてこれ等の２組の
信号を比較することで、検出コイルの断線や短絡、回路
要素の故障等を検出するためである。

【００５９】図７は、センサ電源回路２４の回路構成の
詳細を示す図である。センサ電源回路２４は、オペアン
プＯＰ1 とトランジスタＴＲ1 、ＴＲ2 で構成される。
オペアンプＯＰ1 の（＋）端子には基準電圧Ｖref （例
えば５Ｖ）が入力され、オペアンプＯＰ1 の（−）端子
にはセンサ電源回路２４の出力が抵抗Ｒ2 を経て帰還入
力される。オペアンプＯＰ1 の出力端子はトランジスタ
ＴＲ2 のベースに接続され、コレクタは抵抗Ｒ5 、Ｒ6
を介して電源であるバッテリＢＡの正極に接続される。
エミッタは接地される。抵抗Ｒ5 、Ｒ6 の中間点はトラ
ンジスタＴＲ1のベースに接続され、エミッタは電源で
あるバッテリＢＡの正極に接続され、コレクタは出力端
子に接続される。

【００６０】以上の構成において、バッテリＢＡの電力
はトランジスタＴＲ1 を経て出力端子に出力されるが、
出力端子の電圧は抵抗Ｒ2 を経てオペアンプＯＰ1 に帰
還入力され、基準電圧Ｖref との差分電圧がトランジス
タＴＲ2 に供給される。トランジスタＴＲ2 のベースに
供給された差分電圧はコレクタ・エミッタ電流を調整す
るから、トランジスタＴＲ1 のベース電圧が制御され
る。これによりトランジスタＴＲ1 のコレクタ・エミッ
タ電流が制御され、バッテリＢＡから出力端子へ流れる
電流が制御されて出力される。

【００６１】以上の構成から明らかなように、センサ電
源回路２４の出力電圧は、基準電圧発生回路２３から出
力される基準電圧Ｖref に基いて決定される。

【００６２】以上、この発明の実施の形態の電動パワー
ステアリング装置、特にその電子制御回路について説明
したが、ここに開示された電子制御回路は、車両用の電
動パワーステアリング装置以外の各種の機械装置のトル
ク検出装置を備えた電子制御回路にも適用できることは
言うまでもない。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、電動パワーステアリング装置の電子制御回路で使用
される基準電圧をトルクセンサの検出回路にも供給し、
共通の基準電圧を使用するように構成されているから、
環境温度の変動や装置個々の間のばらつき等の原因によ
り基準電圧が変動しても、基準電圧の変動が検出トルク
に影響を与えることがない。

【００６４】そして、電動パワーステアリング装置の電
子制御回路とトルクセンサの検出回路との接続に、基準
電圧に連動する電圧のみの１系統の電力供給線で間に合
い、従来の装置のように電力線と基準電圧線との２系統
の配線を設ける必要がないから、コネクタの接続ピンの
本数やワイヤハーネスのワイヤ本数を減らすことがで
き、また、電動パワーステアリング装置側の電子制御回
路の構成も簡単に纏められ、製造コストを引き下げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動パワーステアリング装置の主要部の構成を
示す断面図。

【図２】電動パワーステアリング装置のトルクセンサの
構成を示す斜視図。

【図３】センサシャフト部の表面の凸条と円筒部材の窓
配置を説明する図。

【図４】トルクの大きさと２つの検出コイルのインダク
タンスの変化を説明する図。

【図５】非接触型のトルクセンサを備えた電動パワース
テアリング装置の電子制御回路のブロツク図。

【図６】トルク検出回路のブロック図。

【図７】センサ電源回路の詳細を示す回路図。

【図８】従来の非接触型のトルクセンサを備えた電動パ
ワーステアリング装置の電子制御回路のブロツク図。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３トーシヨンバー４ラック５ａ、５ｂハウジング６ａ、６ｂ、６ｃ軸受７ウオームホイール８ウオーム１１センサシャフト部１１ａ凸条１１ｂ溝部１２円筒部材１２ａ窓（第１の窓列の）１２ｂ窓（第２の窓列の）１３、１４検出コイル１５ヨーク１６回路基板２０電子制御回路２１マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２２イグニッションスイッチ２３基準電圧発生回路２４センサ電源回路２５定電圧回路２６モータ駆動回路２７モータ３０トルク検出回路３１発振部３２電流増幅部３３メイン増幅・全波整流部３４サブ増幅・全波整流部３５、３６オフセット電圧発生部３７メイン平滑・中立調整部３８サブ平滑・中立調整部３９ノイズフイルタ４０コネクタＲ1 、Ｒ2 抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鬼塚利行群馬県前橋市鳥羽町78番地日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 3D032 CC30 CC33 CC48 DA15 DA65 DA73 DC11 EB11 EC22 GG01 3D033 CA03 CA16 CA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールに加えられた操舵
トルクに基づいて制御される操舵補助モータの回転力を
操舵機構に伝達し、操舵力を補助する電動パワーステア
リング装置において、操舵トルクを検出するトルク検出回路と、前記トルク検出回路の出力に基づいて操舵補助モータを
駆動するための制御情報を演算する演算回路と、基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、前記トルク検出回路へ電力を供給するセンサ電源回路と
を備え、前記基準電圧は前記演算回路で実行される前記制御情報
の演算処理における基準電圧であると共に前記センサ電
源回路から出力されるセンサ電源電圧決定のための基準
電圧であることを特徴とする電動パワーステアリング装
置。
【請求項２】前記トルク検出回路は、操舵トルクに基
づいて互いに逆方向にインピーダンスが変化する一対の
検出コイルと、検出コイルのインピーダンスの変化を示
す信号にオフセットを付与するオフセット電圧を前記基
準電圧に基いて設定するオフセット電圧発生回路とを備
えていることを特徴とする請求項１記載の電動パワース
テアリング装置。
【請求項３】前記演算回路は前記一対の検出コイルの
インピーダンスの変化を示す信号をＡ／Ｄ変換して操舵
補助モータを駆動するための制御情報を演算する演算回
路であり、前記基準電圧はＡ／Ｄ変換の際の基準電圧と
して使用されることを特徴とする請求項２記載の電動パ
ワーステアリング装置。
【請求項４】前記演算回路、基準電圧発生回路及びセ
ンサ電源回路は電動パワーステアリング装置の電子制御
回路を構成し、前記トルク検出回路は舵輪軸の回りに装
着され、前記電子制御回路にコネクタ及びワイヤハーネ
スで接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。