JP2003209992A - パルス制御電気動力支援ステアリングシステム - Google Patents

パルス制御電気動力支援ステアリングシステム

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JP2003209992A
JP2003209992A JP2002281460A JP2002281460A JP2003209992A JP 2003209992 A JP2003209992 A JP 2003209992A JP 2002281460 A JP2002281460 A JP 2002281460A JP 2002281460 A JP2002281460 A JP 2002281460A JP 2003209992 A JP2003209992 A JP 2003209992A
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track
encoder
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sensor
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JP2002281460A
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Pascal Desbiolles
デビオル パスカル
Christophe Nicot
ニコ クリストフ
Achim Friz
フリッツ アヒム
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NTN SNR Roulements SA
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Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0235—Determination of steering angle by measuring or deriving directly at the electric power steering motor

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】コンパクトに、かつコストを最適化したス
テアリングシステム構成で、モータ制御の精度を高める
こと。 【課題】自動車の車輪の角変位に支援トルクを加えるこ
とを可能にする電気動力支援ステアリングシステム。ト
ルクはＰ位相とＮ対の極から成る電子的に整流されるモ
ータ２によって加えられる。システムはモータ２を制御
するデバイスをさらに備える。制御デバイスは、主多極
トラック１７ａと、角度的に等配分された磁気特異領域
１７ｂ１〜１７ｂ６から成る多極整流トラック１７ｂと
を備えた円形多極エンコーダ１７と、直角位相で方形デ
ジタル信号Ａ，Ｂと、回転子３の１回転当たりの２＊Ｐ
＊Ｎ個のパルスの形で信号Ｃとを供給できる固定センサ
１９と、モータ２の位相巻線で電流を整流する回路２０
と、整流回路２０用の制御回路２１とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車輪の角
変位に対し支援トルクを加えることを可能にする電気動
力支援システムステアリングシステムであって、同支援
トルクがＰ位相とＮ対の極から成る電子的に整流される
モータによって供給されるシステムに関する。
【０００２】本発明は、コラムに連結されたハンドルの
回転動作を車輪の角変位に変換するために、ラックピニ
オンとラックにより車輪に機械的に連結されたステアリ
ングコラムから成る従来のステアリングシステムに特に
適用される。
【０００３】本発明は、自動車が実物であれ、シミュレ
ーションシステムに属するものであれ、ハンドルと車輪
の間に直接機械リンクがない減結合ステアリングシステ
ムにも適用される。
【０００４】シミュレーションは、自動車教習所でのト
レーニングに関連する、または、自動車メーカの条件の
対話型運転シミュレーションに関連する、ゲームの題材
であり得る。
【０００５】
【従来の技術】電子的に整流されるモータあるいはブラ
シレスモータは、その比出力が高いため、多くの用途に
おいて機械部材の回転を制御するために使用できる。
【０００６】その用途の範囲内で、最適で、可能な限り
少ない変調で設定点に等しいトルクを得るため、かかる
モータの位相に合わせて電流の整流を正確に制御する必
要がある。
【０００７】このために、Ｎ対の極を有すると共にモー
タにより回転されるエンコーダの反対側に配置された３
個の検出素子を備えたセンサの使用が知られている。３
相モータの場合、３個の検出素子が、機械的角度の分だ
け互いに対して位相をずらし、１２０度の電気角度の分
だけ位相がずれた３個の電気信号を供給できるようにす
ることで、正しい瞬間にモータの位相間の整流を制御で
きる。
【０００８】しかし、この種の実施は、特に、 −モータのリラクタンストルク、 −モータの回転速度に基づくある位相から別の位相への
電流の整流不良、 −台形ＥＭＦの重複の不在、により、モータトルクの変
調を生じることがある。
【０００９】ある位相から別の位相への電流の整流に関
するトルク不良を部分的に回避できる、電子的に整流さ
れた電動モータを制御するデバイスが、特にフランス特
許第２７４９４５２号から知られている。
【００１０】しかし、モータの設計に関するトルク変調
（リラクタンストルクおよび台形ＥＭＦの重複の不在）
を防止するためには、回転子の位置に従った位相で電流
制御をするために、回転子の絶対位置を精密な程度にま
で知る必要がある。
【００１１】従って、かかる制御方針によれば、整流を
制御するセンサに加えて、高分解能位置を提供するさら
なるセンサが必要とされる。２個のセンサを提供すると
いうこの種の解決法は、一体化における大きな制約とコ
ストを最適にできないことにつながる。さらに、回転子
の機械的慣性という点で不利となることがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、回転
方向に固定された１個のセンサの前に回転方向に移動可
能な２トラックエンコーダを備え、該センサが、適切な
電子処理後に、一方で特定位相の電流を整流する信号
を、他方でモータトルク変調を回避するのに十分に精密
な分解能で、そのような位相を供給する電流の制御を可
能とする高分解能位置信号を供給できる、電気動力支援
ステアリングシステムを提供することで、上記の欠点を
解決することにある。
【００１３】さらに、本発明は、大きな統合上の制限を
生じることなく、電気動力支援スタリングシステムに適
用可能である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、自動車の車輪の角変位
に支援トルクを加えることを可能にする電気動力支援ス
テアリングシステムであって、該トルクがＰ位相とＮ対
の極から成る電子的に整流されるモータによって加えら
れ、システムがモータを制御するデバイスをさらに備
え、該制御デバイスが、 モータの回転子とともに、そ
の回転軸を中心として複数回の回転を実行するよう意図
される円形多極エンコーダであって、主多極トラック
と、角度的に等配分された磁気特異領域から成る多極整
流トラックとを備え、主多極トラックと整流トラックが
エンコーダ上で同心であるエンコーダと、エンコーダの
反対側で、エンコーダから空隙距離をあけて配置され、
３個の検出素子の内の少なくとも２個が、直角位相で方
形デジタル信号Ａ、Ｂを供給するため主トラックの反対
側に配置され、３個の検出素子の内の少なくとも１個
が、回転子の１回転当たりの２＊Ｐ＊Ｎ個のパルスの形
で信号Ｃとを供給するため整流トラックの反対側に配置
された、少なくとも３個の検出素子を有する固定センサ
と、２＊Ｐ＊Ｎ個のスイッチを有するモータの位相巻線
で電流を整流する回路と、整流回路用の制御回路であっ
て、信号Ｃから、スイッチ用の整流信号を供給し、信号
Ａ，Ｂから、トルク設定点に従って、モータの位相巻線
に供給する電流を制御する電流設定点を定義すること制
御回路とから成ることを要旨とする。
【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のシステムにおいて、エンコーダが、回転子の回転を可
能にする転がり軸受の回転リングに連結され、整流トラ
ックが２＊Ｐ＊Ｎ個の磁気特異領域から成ることを要旨
とする。
【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のシステムにおいて、モータに連結され、回転子の回転
とコラムの回転の間の比Ｍを有する減速歯車をさらに備
え、エンコーダが、減速歯車の出力転がり軸受の回転リ
ングに連結され、整流トラックが２＊Ｐ＊Ｎ＊Ｍ個の磁
気特異領域から成ることを要旨とする。
【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３に記載のシステムにおいて、センサが、エンコーダを
有する転がり軸受の固定リングに連結されることを要旨
とする。
【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれか１項に記載のシステムにおいて、ステアリン
グコラムから成り、モータがコラムの伝動軸に力を加え
ることを要旨とする。
【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれか１項に記載のシステムにおいて、ラック・ピ
ニオンに連結されるステアリングコラムから成り、モー
タがラック・ピニオンに力を加えることを要旨とする。
【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれか１項に記載のシステムにおいて、ステアリン
グラックから成り、モータがラックまたはラックの同一
線上に連結された部材に力を加えることを要旨とする。
【００２１】請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７
のいずれか１項に記載のシステムにおいて、制御回路
が、電子回路から生じる電流設定点によって制御される
調整ループを有し、制御回路が、論理積関数によって、
幅と期間に関して整流信号を変調できることを要旨とす
る。
【００２２】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８
のいずれか１項に記載のシステムにおいて、制御回路
が、整流回路用の少なくとも１個の整流論理を組み込ん
だマイクロプロセッサから成ることを要旨とする。
【００２３】請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至
９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、エンコー
ダが、主トラックと整流トラックを形成するため、一定
の角度幅の複数個の対の等配分されたＮ極およびＳ極が
磁化される多極磁気リングから形成され、磁気特異領域
が、他とは異なる２対の極から形成されることを要旨と
する。
【００２４】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載のシステムにおいて、検出素子が、ホール効果セン
サと、磁気抵抗と、巨大磁気抵抗から成るグループの中
から選択されることを要旨とする。
【００２５】請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至
９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、エンコー
ダが、多極磁気パターンに類似の光学パターンを形成す
るため、基準トラックおよび整流トラックがエッチング
加工されるターゲットから形成され、検出素子が次に光
学検出器から形成されることを要旨とする。
【００２６】請求項１３に記載の発明は、請求項１１ま
たは１２に記載のシステムにおいて、センサが、主トラ
ックの反対側で、主トラックから空隙距離をあけて配置
される複数個の整列した検出素子から成ることを要旨と
する。
【００２７】請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至
１３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、センサ
が、出力信号の分解能を増加する補間回路から成ること
を要旨とする。
【００２８】請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至
１４のいずれか１項に記載のシステムにおいて、センサ
が、ＡＳＩＣ型回路に組み込まれることを要旨とする。
本発明の他の目的と利点は、添付図面を参照して以下に
行われる説明において明らかとなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明は、自動車の車輪の角変位
に支援トルクを適用することを可能にする、特に自動車
用の電気動力支援ステアリングシステムであって、該ト
ルクがＰ位相から成る電子的に整流されるモータ２また
はブラシレスモータによって加えられるシステムに関す
る。
【００３０】モータ２は、Ｎ対のＮ／Ｓ磁極を有する回
転子３と、位相巻線からそれぞれ形成されるＰコイル５
を有する固定子４とを通常備え、回転子３は、Ｐ位相巻
線での電気供給を制御することで、既知の様態にて回転
される。
【００３１】図１，２および６は、電気動力支援ステア
リングシステムの３つの実施形態を図示している。第１
実施形態（図１）において、システムは、コラム１への
ハンドルの連結を可能にすることを意図した溝付き端部
６を設けたコラム１から成る。
【００３２】溝付き端部６の反対の端部で、回転方向停
止装置７の下に、コラム１の伝動軸の回転を支援するよ
う、電子的に整流されるモータ２が設けられている。そ
のような支援は、以下に詳述するが、トルク検出器８に
よって特に制御される。トルク検出器８は、例えば、ト
ルクロッドと付属センサから形成され、ハンドルによっ
てコラム１に加えられるトルクを測定するよう、従っ
て、所要支援レベルを定義することを目的として設けら
れる。
【００３３】溝付き端部６の反対の端部で、コラム１は
例えばユニバーサルジョイント９によりステアリングラ
ック１１に連結される。ラック・ピニオン１０は、コラ
ム１の回転をラック１１の直線移動に変換するため、ラ
ック１１に係合するよう意図される。
【００３４】ラック１１の端部は、ラック１１の移動方
向に従って、一方向または他方向への車輪の角変位を可
能にするステアリングボールジョイント１４を他端に有
するトラックロッド１３に、例えばボールジョイント１
２により各々連結される。
【００３５】第２実施形態（図２）は、モータ２がラッ
ク・ピニオン１０でコラム１に連結される点で、第１実
施形態と異なる。第３実施形態（図６）は、モータ２
が、直接モータ２を起動することで、あるいはそれに同
一線上に連結されるボールスクリュー１５などの機械部
材により、ラック１１で操縦支援を提供する点で、第１
実施形態と異なる。
【００３６】このため、回転子３は、回転子３の回転に
よって並進移動されるためにラック１１またはボールス
クリュー１５が挿入される孔１６を有する。本発明によ
ると、電気動力支援ステアリングシステムは、モータ２
の位相間の電流の整流を制御するデバイスを備えてい
る。
【００３７】図７は、３相と１対の極を備えたそのよう
なモータ２を制御するデバイスのブロック図を示す。デ
バイスは、回転子３と共に、その回転軸を中心として複
数回の回転を実行するよう意図される円形多極エンコー
ダ１７から成る。
【００３８】エンコーダ１７は、主トラック１７ａと、
角度的に等配分された磁気特異領域１７ｂ１〜１７ｂ６
から成る整流トラック１７ｂとを有し、主トラック１７
ａと整流トラック１７ｂはエンコーダ１７上で同心に配
置される。
【００３９】１特定例では、主トラック１７ａと整流ト
ラック１７ｂを形成するため、一定の角度幅で複数個の
対の等配分されたＮ極とＳ極１８が磁化される多極磁気
リングから、エンコーダ１７は形成され、整流トラック
１７ｂの磁気特異領域１７ｂ１〜１７ｂ６は、他とは異
なる２対の極から形成される。
【００４０】制御デバイスは、エンコーダ１７の反対側
で、エンコーダ１７から空隙距離をあけて配置される固
定センサ１９も備えている。センサ１９は、少なくとも
３個の検出素子から成り、３個の内少なくとも２個が主
トラック１７ａの反対側に配置され、３個の内少なくと
も１個が整流トラック１７ｂの反対側に配置される。
【００４１】１特定例において、検出素子は、ホール効
果センサと、磁気抵抗と、巨大磁気抵抗から成るグルー
プの中から選択される。使用されるセンサ１９は、主ト
ラック１７ａの反対側に配置される検出素子によって、
直角位相の２個の周期的な電気信号Ｓ１，Ｓ２を、整流
トラック１７ｂの反対側に配置される検出素子によって
１個の電気信号Ｓ３を供給できる。
【００４２】複数個の整列した検出素子から信号Ｓ１，
Ｓ２を得る原理は、例えば、本出願人のフランス特許第
２７９２４０３号に記載されている。しかし、信号Ｓ
１，Ｓ２を供給できる２個の検出素子から成るセンサ１
９も知られている。
【００４３】センサ１９はさらに、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３から、直角位相の方形デジタル信号Ａ，Ｂと、回転子
の１回転当たり６（Ｐ＝３およびＮ＝１）個の電気パル
スの形態でデジタル信号Ｃとを供給する電子回路から成
る（図９参照）。
【００４４】デジタル信号Ａ，Ｂ，Ｃを得る１つの原理
は、磁気特異領域１７ｂ１〜１７ｂ６の異なる実施形態
と共に、フランス特許第２７６９０８８号と欧州特許第
０８７１０１４号に記載されている。
【００４５】信号Ａ、ＢおよびＣの改良電子処理によ
り、センサ１９に対するエンコーダ１７の回転速度、角
位置および／または回転方向を精密な程度まで得ること
ができる。
【００４６】１実施によると、センサ１９は、例えば、
本出願人が開示するフランス特許２７５４０６３号に記
載される種類の補間回路も備え、出力信号の分解能の増
加を可能にする。
【００４７】センサ１９は、特定の用途にカスタマイズ
される集積回路、必要条件に部分的または完全に従って
設計される集積回路を表す用語「ＡＳＩＣ」と称される
回路、を形成するため、シリコンか、例えばＧａＡｓな
どの均等品の基板上に組み込むことができる。
【００４８】磁気エンコーダ／センサアセンブリに関連
して説明しているが、本発明は、光学技術を利用して同
様の様態で実施することも可能である。例えば、エンコ
ーダ１７は、前述の多極磁気パターンに類似の光学パタ
ーンを形成するために、基準および整流トラックがエッ
チング加工される金属またはガラスターゲットから形成
でき、検出素子は光学検出器から形成される。
【００４９】制御デバイスは、モータ２の位相巻線の電
流を整流する回路２０もさらに備えている。整流回路２
０は、例えば位相巻線を適切に供給するため、ブリッジ
として配置される２０ｋＨｚで動作するＭＯＳＦＥＴ型
の電界効果トランジスタか各々が形成される２＊Ｐ＊Ｎ
個のスイッチＴ１〜Ｔ６を有する。
【００５０】２＊Ｐ＊Ｎ個のスイッチＴ１〜Ｔ６は、２
＊Ｐ＊Ｎ個の可能な状態に従って２個ずつ起動でき、あ
る状態から別の状態への移行は、信号Ｃの２＊Ｐ＊Ｎ個
のパルス（ＴＰ１〜ＴＰ６）の１個の検出によって制御
される。
【００５１】図７に図示される実施形態において、整流
デバイス２０は、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２およびＩ３で
３つの位相巻線への供給を可能にする６個のスイッチＴ
１〜Ｔ６を有し、Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３は０に等しい。
【００５２】整流デバイス２０の制御、すなわちスイッ
チＴ１〜Ｔ６の選択的な起動は、−信号Ｃから、複数個
のスイッチＴ１〜Ｔ６に整流信号を供給し、−信号Ａ，
Ｂから、トルク設定点Γに従って、モータ２の位相巻線
に供給する電流Ｉｍを制御する電流設定点Ｉｒｅｆを定
義する、制御回路２１によって実行される。
【００５３】コラム１上に設けられたトルク検出器８に
よって測定されるトルクΓの値は、電流Ｉｒｅｆの値、
従って支援レベルを制御するため、任意選択で自動車の
速度Ｖｖおよび／または回転子３の回転速度Ｖｒと同様
に、制御回路２１の回路２２に供給される。
【００５４】電子回路２２は、トルク設定点Γから、信
号Ａ，Ｂから得られる回転子の位置に従って、設定点Ｉ
ｒｅｆの変調を導入し、該変調は、トルクΓの関数であ
る振幅を有し、変調のない、モータ２の有効トルクを得
るため、モータ２での固有トルク変調に対して位相が逆
である。
【００５５】図示した実施形態において、制御回路２１
は、例えばＰＩＤ（比例微積分）型の調整器２３と、調
整器２３によってデューティファクタが制御される２０
ｋＨｚ方形信号を供給する可変幅制御（ＰＷＭ）２４
と、電子回路２２から生じるＩｒｅｆとＩｍを比較する
コンパレータ４６とを備えた調整ループを有する。
【００５６】既知の様態において、トルク設定点Γと常
に等しいモータトルクを得るため、調整ループは、Ｉｒ
ｅｆから、回転子３の位置に従って位相巻線の電流を変
調することを可能にする。
【００５７】制御回路２１は、様々なスイッチＴ１〜Ｔ
６の開閉シーケンスを決定する整流回路２０の少なくと
も１個の整流論理を組み込む単一のマイクロプロセッサ
２５の形態で実施できる。さらに、例えばコラム１に加
えられるトルクの記号Ｓによって表される、回転子３に
望ましい回転方向は、適用できる整流論理を選択するた
めに、マイクロプロセッサ２５に導入される。
【００５８】１つの変形例において、調整ループはアナ
ログの形態で実施できる。１実施によると、制御回路２
１は、モータ２に供給される電流Ｉｍを電流設定点Ｉｒ
ｅｆと比較することで、論理積(AND logic) 関数２６に
よって幅と期間に関して、整流信号の変調を可能にす
る。
【００５９】かくして、信号Ｃの２＊Ｐ＊Ｎ個のパルス
の１つが検出されるたびに、調整された電流Ｉｍを、対
応する２個の位相巻線に供給するため、２個のスイッチ
の閉鎖を選択的に制御する。
【００６０】位相整流の瞬間は、パルスの立ち上がりま
たは立ち下がりエッジの検出時に提供される。１つの変
形例において、整流の精度を向上させるため、回転の一
方向で立ち上がりエッジが使用され、反対方向で立ち下
がりエッジが使用される準備ができる。
【００６１】次に図７の制御デバイスの操作は以下のと
おりである。−回転子３と、従って連結するエンコーダ
１７とが回転できるよう、モータ２が、電流Ｉｍを供給
され、−センサ１９が、回転子３の位置を特に表す信号
Ａ，Ｂと、回転子３の１回転あたりの６個のパルスの形
態の信号Ｃとを供給し、
【００６２】−パルス検出されるたびに、マイクロプロ
セッサ２５が、選択された整流論理に従って２個のスイ
ッチＴ１〜Ｔ６を選択的に閉じ、−回転子３の位置を特
に表す信号Ａ，Ｂが、トルク設定点Γに従い、その変調
を制限するため、モータ２に供給する電流Ｉｍを制御す
ることを可能にする。
【００６３】１特定例において、モータ２によって供給
されるトルクを最適化するため、回転子電界が、６０°
〜１２０°の間の角度分、固定子電界から位相がずらさ
れるよう、整流論理が制御される。
【００６４】図３，６に示すように、最初の実施による
と、エンコーダ１７は、回転子３の回転を可能にする、
転がり軸受の回転リング２７に連結される。このため、
エンコーダ１７は、内側リング２７上に取り付けられた
環状フレーム３７上にオーバーモールドされる。
【００６５】図３に図示される実施形態において、モー
タ２は、一方で、固定子４が固定的な様態で収容され、
他方で、回転子３が、２個の転がり軸受２９，３０によ
って回転できるよう搭載された、ケーシング２８から成
る。
【００６６】固定子４は、コイル５が、端部巻線５ａを
固定子４の各端部に巻かれるフラックスガイドプレート
３１から成る。固定子４の内部に配置される回転子３
は、Ｎ対の磁極を形成する磁石３３がその中央部に配置
されたシャフト３２から成る。
【００６７】磁石３３の両側には、転がり軸受２９，３
０の回転内側リングが、その回転を行うためにシャフト
３２に取り付けられる。このため、転がり軸受２９，３
０の外側リングは、ハウジング３４ａ，３４ｂに対して
固定されるよう、ケーシング２８に連結されるエンドシ
ールド４７ａ，４７ｂのハウジング３４ａ、３４ｂ内に
それぞれ配置される。
【００６８】センサ１９は、一方で、検出素子またはＡ
ＳＩＣが組み込まれる成型プラスチック本体１９ａと、
他方で、エンドシールド４７の支持面３５に接して、セ
ンサ１９をネジ込むことで連結可能にする金属製インサ
ート１９ｂとから成る。
【００６９】そのような実施は、センサ１９を支持面３
５，３５’上に置くことで、エンコーダ１７の反対側
で、エンコーダ１７から空隙距離をあけた検出素子の位
置決めを提供できる。
【００７０】さらに、本体１９ａがエンコーダ１７に対
面するよう開口部３６ａを設けられたエンドシールド３
６は、転がり軸受３０のいかなる軸方向の変位も停止す
ることができるよう、互いから１２０°に配分された３
個のネジにより外側リングの外面に対してクランプされ
る。エンコーダ１７に対するセンサ１９の移動はネジ４
８により防止される。
【００７１】１変形例において、センサ１９は、転がり
軸受３０の固定軌道に連結され、検出素子は、エンコー
ダ１７のトラックの反対側で、固定軌道から空隙距離を
あけて配置される。
【００７２】転がり軸受３０へのエンコーダ１７とセン
サ１９の連結の別の実施は、出願人のフランス特許第２
７９４５０４号および第２７００５８８号に記載された
ものが予想される。
【００７３】種々の電気信号のために入出力インターフ
ェースを提供するために、ケーシング２８には、一方で
モータ２に電流を供給し、他方で、ケーブル３９によっ
て、センサ１９の出力信号Ａ，Ｂ，Ｃを制御デバイスに
供給することができる端子ブロック３８が設けられる。
【００７４】図８は、本実施の範囲内にある、リングの
内側に向かって配置される主トラック１７ａと、リング
の外側に向かって配置される整流トラック１７ｂとが２
４対の極から成るエンコーダ１７を図示する。整流トラ
ック１７ｂの対極１８は、主トラック１７ａの対極と比
較して、値ψ、例えば１期間の８分の１に等しい値だけ
位相が進んでいる。
【００７５】Ｐ＝３で、Ｎ＝１の本例の場合、整流トラ
ック１７ｂは、２対の極だけ互いに離れて間隔があいて
いる６個の磁気特異領域１７ｂ１〜１７ｂ６から成る。
各特異領域は、２対の極１８から形成され、極の幅は、
極が、主トラック１７ａの対応する極に対してそれぞれ
ψ、０、−ψ、０と位相がずれるよう配置される。かく
して、信号Ｃの各パルスは、主トラック１７ａと整流ト
ラック１７ｂの間の位相ずれの逆転の検出に対応する。
【００７６】次の実施（図４，５）によると、システム
は、従来のように、回転子３の回転と、ステアリングコ
ラム１の回転の間の比Ｍ（すなわち回転子３のＭ回転に
よってコラム１が１回転する）を有する減速歯車４０と
を備える。エンコーダ１７が、減速歯車４０の出力転が
り軸受４２の回転リング４１に連結される。減速歯車４
０は、ギヤードモータを形成するため、モータ２に連結
される。
【００７７】そのような実施によると、信号Ｃが回転子
３の１回転当たりの２＊Ｐ＊Ｎ個のパルスから成るよ
う、エンコーダ１７は、２＊Ｐ＊Ｎ＊Ｍ個の磁気特異領
域から成らなくてはならない。
【００７８】図４の実施によると、転がり軸受４２は、
図６の実施形態に類似の様態で、エンコーダ１７とセン
サ１９を備えている。減速歯車４０は、減速ホイール４
４が回転できるよう内部に配置されたケーシング４３か
ら成り、減速ホイール４４は、出力転がり軸受４２によ
って、コラム１に力を加えることを意図するシャフト４
５に回転方向に連結される。
【００７９】車輪に機械的に連結されるステアリングコ
ラムから成る従来のステアリングシステムに関して説明
を行ってきたが、モータが自動車の車輪に接続される回
転部材に力を加えることを条件として、減結合型ステア
リングシステムで同様の様態にて実施してもよい。
【００８０】
【発明の効果】本発明によると、コンパクトに、かつコ
ストを最適化したステアリングシステム構成で、モータ
制御の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による電気動力支援ステアリング
の概略図。
【図２】第２実施形態による電気動力支援ステアリング
の概略図。
【図３】図１，２に図示される実施形態で使用できる、
電子的に整流されるモータの縦断面図。
【図４】ギヤードモータを形成するため、図１，２の実
施形態で使用できる電動モータに連結できる減速歯車を
示す部分縦断面図。
【図５】図４の部分拡大図。
【図６】第３実施形態による電気動力支援ステアリング
システムの部分縦断面図。
【図７】３相と１対の極から成る電子的に整流されるモ
ータを制御するデバイスのブロック図。
【図８】図７の制御デバイスで使用可能なエンコーダの
略正面図。
【図９】図８に図示されるエンコーダの回転中に、セン
サにより供給される信号Ａ，Ｂ，Ｃの図。
【符号の説明】
１…ステアリングコラム、２…モータ、３…回転子、４
…固定子、１０…ラック・ピニオン、１１…ラック、１
５…部材、１７…円形多極エンコーダ、１７ａ…主多極
トラック、１７ｂ…整流トラック、１７ｂ１〜１７ｂ６
…磁気特異領域、１８…Ｎ極とＳ極、１９…固定セン
サ、２０…整流回路、２１…制御回路、２２…電子回
路、２５…マイクロプロセッサ、２６…論理積回路、２
７…回転リング、３０…転がり軸受、４０…減速歯車、
４１…回転リング、４２…出力転がり軸受、Γ…トルク
設定点、Ｉｍ…モータの位相巻線に供給する電流、Ｉｒ
ｅｆ…電流設定点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ ニコ フランス国 Ｆ−74600 キンタル シュ マン ブメット 294 (72)発明者 アヒム フリッツ フランス国 Ｆ−74600 セノ シュマン クレ ペセイ 18 Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA03 CA17 CA20 CA21 CA29 5H560 AA10 BB04 BB12 DA07 DC01 DC06 EB01 SS01 UA05 XA05 XA12 5H611 AA01 BB01 BB07 QQ02 QQ03 RR02 TT01 UA04

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車の車輪の角変位に支援トルクを加え
    ることを可能にする電気動力支援ステアリングシステム
    であって、該トルクがＰ位相とＮ対の極から成る電子的
    に整流されるモータ（２）によって加えられ、システム
    がモータ（２）を制御するデバイスをさらに備え、該制
    御デバイスが、 モータ（２）の回転子（３）とともに、その回転軸を中
    心として複数回の回転を実行するよう意図される円形多
    極エンコーダ（１７）であって、主多極トラック（１７
    ａ）と、角度的に等配分された磁気特異領域（１７ｂ１
    〜１７ｂ６）から成る多極整流トラック（１７ｂ）とを
    備え、主多極トラック（１７ａ）と整流（１７ｂ）トラ
    ックがエンコーダ（１７）上で同心であるエンコーダ
    （１７）と、 エンコーダ（１７）の反対側で、エンコーダ（１７）か
    ら空隙距離をあけて配置され、３個の検出素子の内の少
    なくとも２個が、直角位相で方形デジタル信号Ａ、Ｂを
    供給するため主トラック（１７ａ）の反対側に配置さ
    れ、３個の検出素子の内の少なくとも１個が、回転子
    （３）の１回転当たりの２＊Ｐ＊Ｎ個のパルスの形で信
    号Ｃとを供給するため整流トラック（１７ｂ）の反対側
    に配置された、少なくとも３個の検出素子を有する固定
    センサ（１９）と、 ２＊Ｐ＊Ｎ個のスイッチ（Ｔ１〜Ｔ６）を有するモータ
    （２）の位相巻線で電流を整流する回路（２０）と、 整流回路（２０）用の制御回路（２１）であって、信号
    Ｃから、スイッチ（Ｔ１〜Ｔ６）用の整流信号を供給
    し、信号Ａ，Ｂから、トルク設定点（Γ）に従って、モ
    ータ（２）の位相巻線に供給する電流（Ｉｍ）を制御す
    る電流設定点（Ｉｒｅｆ）を定義する制御回路（２１）
    と、から成るシステム。
  2. 【請求項２】エンコーダ（１７）が、回転子（３）の回
    転を可能にする転がり軸受（３０）の回転リング（２
    ７）に連結され、整流トラック（１７ｂ）が２＊Ｐ＊Ｎ
    個の磁気特異領域（１７Ｂ１〜１７ｂ６）から成ること
    を特徴とする、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】モータ（２）に連結され、回転子（３）の
    回転とコラム（１）の回転の間の比Ｍを有する減速歯車
    （４０）をさらに備え、エンコーダ（１７）が、減速歯
    車（４０）の出力転がり軸受（４２）の回転リング（４
    １）に連結され、整流トラック（１７Ｂ）が２＊Ｐ＊Ｎ
    ＊Ｍ個の磁気特異領域から成ることを特徴とする、請求
    項１に記載のシステム。
  4. 【請求項４】センサ（１９）が、エンコーダ（１７）を
    有する転がり軸受（３０，４２）の固定リングに連結さ
    れることを特徴とする、請求項２または３に記載のシス
    テム。
  5. 【請求項５】ステアリングコラム（１）から成り、モー
    タ（２）がコラム（１）の伝動軸に力を加えることを特
    徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシス
    テム。
  6. 【請求項６】ラック・ピニオン（１０）に連結されるス
    テアリングコラム（１）から成り、モータ（２）がラッ
    ク・ピニオン（１０）に力を加えることを特徴とする、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
  7. 【請求項７】ステアリングラック（１１）から成り、モ
    ータ（２）がラック（１１）またはラック（１１）の同
    一線上に連結された部材（１５）に力を加えることを特
    徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシス
    テム。
  8. 【請求項８】制御回路（２１）が、電子回路（２２）か
    ら生じる電流設定点（Ｉｒｅｆ）によって制御される調
    整ループを有し、制御回路（２１）が、論理積関数（２
    ６）によって、幅と期間に関して整流信号を変調できる
    ことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記
    載のシステム。
  9. 【請求項９】制御回路（２１）が、整流回路（２０）用
    の少なくとも１個の整流論理を組み込んだマイクロプロ
    セッサ（２５）から成ることを特徴とする、請求項１乃
    至８のいずれか１項に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】エンコーダ（１７）が、主トラック（１
    ７ａ）と整流トラック（１７ｂ）を形成するため、一定
    の角度幅の複数個の対の等配分されたＮ極およびＳ極
    （１８）が磁化される多極磁気リングから形成され、磁
    気特異領域（１７ｂ１〜１７ｂ６）が、他とは異なる２
    対の極から形成されることを特徴とする、請求項１乃至
    ９のいずれか１項に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】検出素子が、ホール効果センサと、磁気
    抵抗と、巨大磁気抵抗から成るグループの中から選択さ
    れることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】エンコーダ（１７）が、多極磁気パター
    ンに類似の光学パターンを形成するため、基準トラック
    （１７ａ）および整流トラック（１７ｂ）がエッチング
    加工されるターゲットから形成され、検出素子が次に光
    学検出器から形成されることを特徴とする、請求項１乃
    至９のいずれか１項に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】センサ（１９）が、主トラック（１７
    ａ）の反対側で、主トラック（１７ａ）から空隙距離を
    あけて配置される複数個の整列した検出素子から成るこ
    とを特徴とする、請求項１１または１２に記載のシステ
    ム。
  14. 【請求項１４】センサ（１９）が、出力信号の分解能を
    増加する補間回路から成ることを特徴とする、請求項１
    乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】センサ（１９）が、ＡＳＩＣ型回路に組
    み込まれることを特徴とする、請求項１乃至１４のいず
    れか１項に記載のシステム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005049407A1 (ja) * 2003-11-18 2005-06-02 Jtekt Corporation 電動パワーステアリング装置
WO2009101779A1 (ja) * 2008-02-12 2009-08-20 Jtekt Corporation 車両用操舵装置及びその製造方法
CN109345941A (zh) * 2018-08-27 2019-02-15 中职北方智扬(北京)教育科技有限公司 一种纯电动汽车动力驱动系统实训台
KR20200123037A (ko) * 2020-05-20 2020-10-28 현대모비스 주식회사 라이다 센서 안정화 장치

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2815189B1 (fr) * 2000-10-06 2003-01-03 Moving Magnet Tech Moto-reducteur electrique sans balai autocommute sur un signal de position absolu
FR2856147B1 (fr) * 2003-06-11 2005-08-05 Roulements Soc Nouvelle Determination de la position angulaire absolue d'un volant par discrimination de sequences binaires
FR2856142B1 (fr) * 2003-06-11 2005-09-30 Roulements Soc Nouvelle Determination de la position angulaire absolue d'un volant par mesure incrementale et mesure de la vitesse differentielle des roues
ATE380999T1 (de) * 2003-06-11 2007-12-15 Roulements Soc Nouvelle Bestimmung der absoluten winkelposition eines lenkrads durch binärsequenz-diskrimination
FR2862382B1 (fr) * 2003-11-18 2006-06-02 Roulements Soc Nouvelle Systeme capteur de couple absolu de torsion et module le comprenant
US8403098B2 (en) * 2005-02-28 2013-03-26 Caterpillar Inc. Work machine hydraulics control system
US7586279B2 (en) * 2006-11-09 2009-09-08 Honeywell International Inc. Actuator position switch
US7798272B2 (en) * 2006-11-30 2010-09-21 Caterpillar Inc Systems and methods for controlling slip of vehicle drive members
US8084982B2 (en) * 2008-11-18 2011-12-27 Honeywell International Inc. HVAC actuator with output torque compensation
US8084980B2 (en) * 2009-01-30 2011-12-27 Honeywell International Inc. HVAC actuator with internal heating
US8525459B2 (en) * 2010-07-15 2013-09-03 Heidenhain Corporation Code disk, optical encoder, and motor system
CN102054379B (zh) * 2010-12-31 2013-07-03 福建交通职业技术学院 环保型驾校用电动教练车
FR3016849B1 (fr) * 2014-01-30 2016-02-19 Jtekt Europe Sas Determination d'une position de reference angulaire de direction assistee a partir de fronts montants et descendants d'un signal d'index
CN104132035B (zh) * 2014-07-22 2016-05-11 长治市永华机械有限公司 带反冲洗单过滤系统的等分布角液压缸式马达
CN104132032B (zh) * 2014-07-22 2016-10-12 山西煤炭进出口集团科学技术研究院有限公司 带矿用反冲洗过滤器的等分布角液压缸式马达
CN104132030B (zh) * 2014-07-22 2016-04-06 长治市永华机械有限公司 带线性过滤器的等分布角液压缸式马达
CN104132031B (zh) * 2014-07-22 2016-08-24 长治市永华机械有限公司 带矿下乳化液过滤器的等分布角液压缸式马达
CN105679171B (zh) * 2016-04-15 2018-06-12 重庆工商职业学院 一种eps示教板
CN110955250B (zh) * 2019-12-25 2021-02-23 湖南大学 一种车辆倒车路径跟踪控制方法
CN111923996B (zh) * 2020-07-07 2022-04-26 南京天航智能装备研究院有限公司 一种线控底盘多模式电液转向系统及控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0374805B1 (de) * 1988-12-18 1994-11-02 Buck Werke GmbH & Co Elektronisch kommutierter Synchronmotorantrieb
US5103225A (en) * 1990-12-24 1992-04-07 Pitney Bowes Inc. Motor-driven positioning system with reflective optical encoder
US5320421A (en) * 1992-08-10 1994-06-14 General Motors Corporation Motor driven brake pressure modulator with motor position control
FR2700588B1 (fr) 1993-01-19 1995-02-17 Roulements Soc Nouvelle Dispositif de montage à joint d'étanchéité à codeur incorporé.
US5385394A (en) * 1993-05-11 1995-01-31 General Motors Corporation Antilock brake system with controlled pressure augmentation
US5392176A (en) * 1993-07-26 1995-02-21 Hewlett-Packard Company Recording/reproducing device employing device housing and printed circuit board and electronics as structural and functional part of media drive motor and the media drive motor
US5774068A (en) * 1994-03-29 1998-06-30 Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha Absolute signal detecting method and absolute encoder
US5642044A (en) * 1994-09-19 1997-06-24 Ford Motor Company Method and apparatus for exciting a three-phase variable reluctance position sensor
US5558409A (en) * 1994-12-14 1996-09-24 General Motors Corporation Electrohydraulic braking system
WO1997007220A2 (de) 1995-08-18 1997-02-27 Boehringer Mannheim Gmbh Linker-insertionsmutagenese mit hilfe des transpositionssystems der insertionssequenz is21
FR2749452B1 (fr) 1996-06-04 1998-08-07 Renault Dispositif de commande de moteur electrique pour direction assistee
FR2754063B1 (fr) 1996-09-30 1998-11-13 Roulements Soc Nouvelle Circuit de multiplication de resolution et de determination de sens de deplacement
US5898301A (en) 1997-04-10 1999-04-27 The Torrington Company Magnetic encoder for producing an index signal
FR2769088B1 (fr) 1997-09-26 1999-12-03 Roulements Soc Nouvelle Capteur digital de position relative
FR2792403B1 (fr) 1999-04-14 2001-05-25 Roulements Soc Nouvelle Capteur de position et/ou de deplacement comportant une pluralite d'elements sensibles alignes
FR2794504B1 (fr) 1999-06-04 2001-07-13 Roulements Soc Nouvelle Roulement equipe d'un dispositif capteur d'informations

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005049407A1 (ja) * 2003-11-18 2005-06-02 Jtekt Corporation 電動パワーステアリング装置
KR100814053B1 (ko) * 2003-11-18 2008-03-14 가부시키가이샤 제이텍트 전동 파워 스티어링 장치
US7475755B2 (en) 2003-11-18 2009-01-13 Jtekt Corporation Electric power steering device
WO2009101779A1 (ja) * 2008-02-12 2009-08-20 Jtekt Corporation 車両用操舵装置及びその製造方法
JP2009214860A (ja) * 2008-02-12 2009-09-24 Jtekt Corp 車両用操舵装置及びそのサブアセンブリの移送方法
US8689926B2 (en) 2008-02-12 2014-04-08 Jtekt Corporation Vehicle steering apparatus and manufacturing method of same
CN109345941A (zh) * 2018-08-27 2019-02-15 中职北方智扬(北京)教育科技有限公司 一种纯电动汽车动力驱动系统实训台
KR20200123037A (ko) * 2020-05-20 2020-10-28 현대모비스 주식회사 라이다 센서 안정화 장치
KR102252277B1 (ko) 2020-05-20 2021-05-13 현대모비스 주식회사 라이다 센서 안정화 장치

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FR2829986B1 (fr) 2003-12-26
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