JP2004074962A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2004074962A
JP2004074962A JP2002239829A JP2002239829A JP2004074962A JP 2004074962 A JP2004074962 A JP 2004074962A JP 2002239829 A JP2002239829 A JP 2002239829A JP 2002239829 A JP2002239829 A JP 2002239829A JP 2004074962 A JP2004074962 A JP 2004074962A
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Japan
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distortion
transmission line
electric power
unit
control unit
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Withdrawn
Application number
JP2002239829A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Morikawa
森川  賢二
Tetsuo Imamura
今村  哲夫
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device enabling a control part to detect accurate steering torque. <P>SOLUTION: A spiral cable 9 is housed in a storage member arranged in the inner circumference of a supporting member 8 and wound spirally, and a steering shaft 51 is arranged on the inner circumference side. In the spiral cable 9, the inner circumference side end part is connected to a strain detection element 21 of a strain detection part 2 arranged in a strain causing part 51a in the steering shaft 51, while the outer circumference side end part is connected to a connection part 33b in a control board 31. In this structure, strain quantity caused in the strain detection element 21 due to torsion of the steering shaft 51 can be transmitted to a control part 3 without any overlapping noise. In this way, the control part 3 can detect accurate steering torque. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリング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。
【0002】
【従来技術】
従来、電動パワーステアリング装置は、特公平7−62639号公報に記載されているように、ステアリングシャフトと連結された連結部材に歪み検出子を設け、操舵トルクがステアリングシャフトに印加されると、連結部材が捩じることで歪み検出子の抵抗値が変化し、その歪み検出子の抵抗値を増幅回路で増幅して制御部に出力している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の電動パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトが回転することで、連結部材に設けられた歪み検出子も回転するため、歪み検出子の抵抗値を電気信号としてスリップリングを介して固定側の制御部へ出力させていることから、スリップリングの摺動によるノイズが電気信号に重畳してしまう。そして、ノイズを含んだ電気信号が制御部に伝送されてしまうため、制御部が正確な操舵トルクを検出できないという問題がある。
【0004】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、制御部が正確な操舵トルクを検出することができる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。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1では、ステアリングと連結され、ステアリングに操舵トルクが加わると回転し、自身に捩じれを生じる連結部材と、回転側の連結部材に設けられ、連結部材の捩じれによって生じる歪み量を検出する歪み検出部と、歪み検出部で検出した歪み量に基づいて、操舵トルクを補助駆動させる操舵補助力を決定し、且つ固定側に設けられた制御部とを備えた電動パワーステアリング装置において、歪み検出部と制御部との間は、渦状に巻回された伝送線を介して接続されることを特徴としている。
【0006】
この構成により、歪み検出部と制御部との間は、伝送線を介して接続されることから、連結部材の捩じれによって歪み検出部で生じる歪み量にノイズを重畳させずに制御部へ伝送させることができる。また、歪み検出部は、回転側の連結部材に設けられ、且つ制御部は、固定側に設けられており、歪み検出部と制御部とは、渦状に巻回された伝送線を介して接続されることから、連結部材の回転による伝送線の断線の発生を抑制することができる。
【0007】
また、請求項2では、歪み検出部で検出した歪み量を増幅して電気量に変換し、且つ電気量を制御部に出力する増幅部を有し、増幅部は、固定側に設けられ、伝送線の内周側に連結部材が設けられ、且つ伝送線の内周側端部が歪み検出部に接続され、且つ伝送線の外周側端部が増幅部に接続されることを特徴としている。
【0008】
この構成により、伝送線の内周側に連結部材を設けることで、電動パワーステアリング装置の径方向の大型化を招かなくすることができる。また、増幅部は、固定側に設けられることから、伝送線の内周側端部を歪み検出部に接続させ、伝送線の外周側端部を増幅部に接続させることで、連結部材の回転による伝送線の断線の発生を抑制することができる。
【0009】
また、請求項3では、歪み検出部は、歪み量を検出する複数の歪み検出子を有し、歪み検出子は、連結部材の外周面の一部分に集中して設けられ、伝送線の内周側端部が歪み検出子と接続されることを特徴としている。
【0010】
この構成により、複数の歪み検出子を連結部材の外周面の一部分に集中して設けることで、歪み検出部の連結部材への取付けを容易にすることができる。さらに、伝送線を歪み検出子に接続させ易くすることができる。
【0011】
また、請求項4では、制御部及び増幅部は、連結部材を回転自在に支持する支持部材に支持されることを特徴としている。
【0012】
この構成により、連結部材を回転自在に支持する支持部材に制御部及び増幅部を設けることで、制御部及び増幅部を固定側とすることができる。
【0013】
また、請求項5では、歪み検出部で検出した歪み量を増幅して電気量に変換し、且つ電気量を制御部に出力する増幅部を有し、増幅部は、連結部材に設けられ、伝送線の内周側に連結部材が設けられ、且つ伝送線の内周側端部が増幅部に接続され、伝送線の外周側端部が制御部に接続されることを特徴としている。
【0014】
この構成により、伝送線を連結部材の外周側に設けることで、電動パワーステアリング装置の径方向の大型化を招かなくすることができる。また、増幅部は、回転側の連結部材に設けられることから、伝送線の内周側端部を増幅部に接続させ、伝送線の外周側端部を制御部に接続させることで、連結部材の回転による伝送線の断線の発生を抑制することができる。
【0015】
また、請求項6では、伝送線を収容する収容部材を有していることを特徴としている。
【0016】
この構成により、収容部材に伝送線を収容することで、連結部材の回転により伝送線の径が増加もしくは減少した際に、伝送線が他の部材と接触しないため、信頼性の向上を図ることができる。
【0017】
また、請求項7では、連結部材は、一端がステアリングと連結され、他端が転舵輪側と連結されており、一部材で構成されていることを特徴としている。
【0018】
この構成により、連結部材を一部材で構成することで、ステアリングに加わる操舵トルクを転舵輪側へ伝達する際における応答性を向上させることができる。また、連結部材を少なくとも2つの支持部材で支持させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【0020】
図1は、電動パワーステアリング装置1の一部の軸方向断面図である。図2は、電動パワーステアリング装置1のステアリング軸51に沿った軸方向断面図である。図3は、スパイラルケーブル9を収容する収容部材の分解斜視図である。図4は、(a)は、制御部3の正面図であり、(b)は、(a)の側面図である。図5は、電動パワーステアリング装置1の一部の径方向断面図である。図6は、歪み検出子21の回路図である。
【0021】
本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、車両の車室内に設けられ、図1及び図2に示すように、歪み検出部2、増幅部10、制御部3、電動モータ4及び動力伝達部5から構成されており、歪み検出部2と制御部3と動力伝達部5とがハウジング6及びカバー7内に設けられ、電動モータ4がヨーク49内に設けられている。
【0022】
ステアリング軸51は、連結部材を成しており、一端がステアリングと連結され、他端が転舵輪側と連結されている。また、ステアリング軸51は、ステアリングに操舵力が加わると、回転する。また、ステアリング軸51は、一部材で構成され、外周面を研削及び研磨して形成された平面状の起歪部51aを有している。この起歪部51aは、制御部3の内周側の近接した位置に設けられている。
【0023】
歪み検出部2は、ステアリングに加えられる操舵トルクを検出するものであり、複数の歪み検出子21を有している。
【0024】
歪み検出子21は、箔であって、回転側であるステアリング軸51の起歪部51aの一方側の面に集中して設けられ、且つ接着され、ステアリング軸51の捩じれによって生じる歪み量を検出するものである。この歪み検出子21は、図6に示すように、R1、R2、R3及びR4から成るホイートストンブリッジ回路21aを形成するように結線され、その出力eoがスパイラルケーブル9を介して制御部3に入力される。また、スパイラルケーブル9は、図2及び図3に示すように、収容部材に収容されており、その収容部材は、支持部材8の内周に設けられ、包囲部材22及び底部材23から構成されている。
【0025】
包囲部材22は、スパイラルケーブル9の軸方向一端側と外周側とを覆っており、外周部分に引っ掛け部22a及びスパイラルケーブル9の外径側端部が挿通される取り出し部22bを有している。
【0026】
引っ掛け部22aは、周方向に3つ設けられ、軸方向の底部材23側に突出しており、底部材23の軸方向端面に引っ掛けられる。取り出し部22bには、制御基板3側の軸方向端面に第1の挿通孔22cが形成され、その第1の挿通孔22cにスパイラルケーブル9が挿通される。
【0027】
底部材23は、スパイラルケーブル9の軸方向他端側と内周側とを覆っており、スパイラルケーブル9の内径側端部が挿通される第2の挿通孔23aを有している。
【0028】
増幅部10は、上述の歪み検出部2で検出された歪み量に基づいて、その歪み量を増幅し、且つ電気量に変換するものである。この増幅部10で変換された電気量は、制御部3に出力される。また、増幅部10は、図4(a)に示すように、固定側である制御部3の制御基板31に設けられている。
【0029】
制御部3は、増幅部10で変換された歪み量に基づいて、電動モータ4へ流れる電流をデューティー制御するものである。
【0030】
制御基板31は、板状であって、図4(a)に示すように、その平面形状が長方形と半円形とを組み合わせた形状を呈しており、半円形側の中央部に入力軸51を通すための丸孔31aが設けられている。また、制御基板31には、電動モータ4のモータターミナル41が接続される貫通孔31bが設けられている。
【0031】
スイッチングトランジスタ32は、支持部材8の斜面部82に直接ネジ止め等により固定されている。このスイッチングトランジスタ32は、図2に示すように、スイッチングトランジスタ32の側方に取り出されたターミナルが軸方向のステアリング側に曲げられて制御基板31に接続されている。
【0032】
制御基板31には、図4(a)に示すように、制御素子33、リレー34、35及びコンデンサ36が直接基板上に組み付けられている。
【0033】
制御素子33は、マイクロコンピュータ33a等の素子であり、増幅部10で変換された電気量に応じて、電動モータ4に流す電流を決定し、且つスイッチングトランジスタ32をデューティー制御するための信号を生成する。
【0034】
マイクロコンピュータ33aは、増幅部10と接続されており、増幅部10で変化された電気量が入力され、且つその歪み量をデジタル信号に変換する。リレー34は、イグニッションスイッチ(図示しない)がオン及びオフされることで電動モータ4へ流れる電流を通電及び遮断させるものである。リレー35は、電動モータ4の駆動回路がフェ−ルした際に、ステアリングの入力に対して電動モータ4が回転されることで、電動モータ4が発電しないように電動モータ4とスイッチングトランジスタ32との間に流れる電流を遮断させるものである。コンデンサ36は、電源電圧の変動を抑制するものである。
【0035】
スパイラルケーブル9は、伝送線を成し、支持部材8の内周に設けられる上述の収容部材に収容されており、渦状で巻回され、且つ内周側にステアリング軸51が設けられている。また、スパイラルケーブル9は、内径側端部が歪み検出子21に接続され、且つ図4(a)に示すように、外径側端部が増幅器10と接続されている制御基板31の接続部33bに接続される。
【0036】
電動モータ4は、上述した制御部3で決定されたステアリングの操舵トルクを補助するための操舵補助力をステアリング軸51に付与するものであり、磁性体のヨーク49の内周にマグネット48を有する界磁、この界磁の内周に回転自在に支持されたアーマチャ47及びこのアーマチャ47に設けられたコンミテータ46に摺接するブラシ43等から構成される直流モータである。また、ブラシ43をブラシホルダ43a内に設けられたスプリング44により、内径方向に付勢することで、ブラシ43をコンミテータ46に摺接させている。さらに、電動モータ4は、図5に示すように、ヨーク49の開口端面がハウジング6の側面に当接して組み付けられ、ボルト18によりフレームエンド70に固定されている。
【0037】
また、電動モータ4は、図1に示すように、ピグテール42を介してブラシ43と電気的に接続され、ハウジング6内に設けられる金属製のモータターミナル41を具備し、このモータターミナル41が例えば樹脂製のホルダプレート19にインサート成形されたプレート19aに抵抗溶接されている。
【0038】
ホルダプレート19は、ブラシ43を摺動自在に保持するブラシホルダ43aを固定するもので、図5に示すように、ヨーク49の開口端部に組み付けられたフレームエンド70内に組み付けられる。また、電動モータ4のハウジング6への組み付けは、ハウジング6の側面に形成された開口部20よりハウジング6の内部へ挿入されて行われる。
【0039】
また、モータターミナル41は、給電のためのものであって、ほぼ直角に折り曲げられ、図1及び図6に示すように、電動モータ4をハウジング6に組み付けた後、一端が制御部3の制御基板31に半田を介して接続され、他端がエンドフレーム43dとブラシホルダ43aとの間にゴムマウント43bを介して挟持されたターミナルプレート43cに接続されている。
【0040】
エンドフレーム43dは、鉄板であって、ヨーク49に固定され、ハウジング6とヨーク49との間で挟持されている。ゴムマウント43bは、ブラシ43がコンミテータ46の外周面上を摺動する時に発生する振動を吸収するものである。ターミナルプレート43cは、樹脂製の部材の内部に金属製のターミナルが保持されており、このターミナルプレート43c内のターミナルがモータターミナル41及びピグテール42と接続されることで、バッテリからブラシ43に電流を供給している。
【0041】
そして、制御部3で決定され、スイッチングトランジスタ32によりデューティー制御された電流がモータターミナル41、プレート19a、ピグテール42及びブラシ43を介してアーマチャ47に供給される。
【0042】
動力伝達部5は、上述した電動モータ4から出力される操舵補助力を転舵輪側へ伝達するものであり、ステアリング軸51、ウォームホイール52及びウォームギヤ53から構成されている。
【0043】
ウォームギヤ53は、図1に示すように、電動モータ4のアーマチャシャフト45に伝達部材16を介して固定され、アーマチャシャフト45の回転力が伝達されることで回転する。
【0044】
ウォームホイール52は、図2に示すように、ステアリング軸51の外周に固定され、ウォームホイール52の外周がウォームギヤ53と噛み合っており、ウォームギヤ53が回転することで周方向に回転する。
【0045】
ハウジング6は、アルミニウム製であり、ハウジング6の内部に支持部材8が設けられている。このハウジング6は、ベアリング12を介してステアリング軸51を回転自在に支持している。
【0046】
カバー7は、ハウジング6と同様にアルミニウム製であり、ハウジング6内にトルクセンサ2、増幅部10、制御部3及び動力伝達部5を収容するために設けられたハウジング6の開口部分を塞ぐと共に、入力軸51を支持するベアリング13を固定するためのものである。また、カバー7は、支持部材8をハウジング6の内壁と当接するように支持部材8を押し付ける。また、カバー7は、図5に示すように、ハウジング6に設けられたカバー固定部71a、71bに固定される。このカバー固定部71aは、ハウジング6の外壁とヨーク49の外壁とが接する線に近接する位置に設けられる。カバー固定部71bは、カバー固定部71aと軸心の対称位置に設けられる。
【0047】
支持部材8は、アルミニウム製であって、図2に示すように、軸方向のステアリング側の面で制御部3を支持し、ベアリング11を介してステアリング軸51を回転自在に支持している。さらに、支持部材8は、ハウジング6の内壁と当接する当接部81を有している。また、支持部材8には、図4(b)に示すように、バッテリとの接続するための電源用ターミナルと、車速信号やエンジンの回転数信号等を入力するための信号用ターミナルとを有するコネクタ15が固定されている。
【0048】
(本実施形態の効果)
本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、歪み検出部2と制御部3とは、スパイラルケーブル9を介して接続されていることから、ステアリング軸51の捩じれによって歪み検出部2の歪み検出子21で生じる歪み量にノイズを重畳させずに制御部3へ伝送させることができる。これにより、制御部3が正確な操舵トルクを検出することができる。
【0049】
また、スパイラルケーブル9は、渦状に巻回され、且つ内周側にステアリング軸51が設けられることから、電動パワーステアリング装置1の径方向の大型化を招かなくすることができる。
【0050】
さらに、スパイラルケーブル9の内周側端部をステアリング軸51に設けられる歪み検出子21に接続させ、且つ外周側端部を支持部材8に支持される制御基板31の接続部33bに接続させることで、ステアリング軸51の回転によるスパイラルケーブル9の断線の発生を抑制することができる。
【0051】
また、歪み検出子21は、ステアリング軸51の起歪部51aの一方側に集中して設けられることから、歪み検出子21の起歪部51aへの接着を容易にすることができる。さらに、スパイラルケーブル9の内周側端部と歪み検出子21との接続を容易にすることができる。
【0052】
また、スパイラルケーブル9は、収容部材に収容されることから、ステアリング軸51の回転によりスパイラルケーブル9の径が増加もしくは減少した際に、スパイラルケーブル9が他の部材と接触しないため、信頼性の向上を図ることができる。
【0053】
さらに、ステアリング軸51は、一端がステアリングと連結され、他端が転舵輪側と連結されており、一部材で構成されることから、ステアリングに加わる操舵トルクを転舵輪側へ伝達する際における応答性を向上させることができる。また、ステアリング軸51をベアリング11、12のみで支持させることができる。
【0054】
なお、歪み検出子21は、箔であってステアリング軸51の起歪部51aに接着しているが、ステアリング軸51の起歪部51aに厚膜抵抗体を印刷もしくは金属抵抗体を蒸着させてもよい。
【0055】
なお、本実施形態の増幅部10は、固定側である制御基板31に設けられているが、回転側であるステアリング軸51の外周面に設けてもよい。この場合、増幅部10と制御基板31の接続部33bとをスパイラルケーブル9によって接続させることで、ステアリング軸51の回転によるスパイラルケーブル9の断線の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電動パワーステアリング装置の一部の軸方向断面図である。
【図2】電動パワーステアリング装置のステアリング軸に沿った軸方向断面図である。
【図3】スパイラルケーブルを収容する収容部材の分解斜視図である。
【図4】(a)は、制御部の正面図であり、(b)は、(a)の側面図である。
【図5】電動パワーステアリング装置の一部の径方向断面図である。
【図6】歪み検出子の回路図である。
【符号の説明】
1…電動パワーステアリング装置、
2…歪み検出部、
3…制御部、
4…電動モータ、
5…動力伝達部、
6…ハウジング、
7…カバー、
8…支持部材、
9…スパイラルケーブル(伝送線)、
21…歪み検出子、
31…制御基板、
51…ステアリング軸(連結部材)、
52…ウォームホイール、
53…ウォームギヤ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that assists a steering force of a vehicle steering.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as described in Japanese Patent Publication No. 7-62639, an electric power steering apparatus is provided with a strain detector on a connecting member connected to a steering shaft so that when a steering torque is applied to the steering shaft, the connecting member is connected. When the member is twisted, the resistance value of the strain detector changes, and the resistance value of the strain detector is amplified by the amplifier circuit and output to the control unit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described electric power steering apparatus, the rotation of the steering shaft causes the distortion detector provided on the connecting member to also rotate. Since the signal is output to the control unit, noise due to sliding of the slip ring is superimposed on the electric signal. Then, since the electric signal including noise is transmitted to the control unit, there is a problem that the control unit cannot detect an accurate steering torque.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an electric power steering device that allows a control unit to detect an accurate steering torque.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, according to the first aspect, a connecting member that is connected to a steering wheel, rotates when a steering torque is applied to the steering wheel, and is twisted on itself, and is provided on a rotating side connecting member, and the torsion of the connecting member. And a control unit provided on a fixed side for determining a steering assist force for assisting the steering torque based on the distortion amount detected by the distortion detection unit. The electric power steering device is characterized in that the distortion detection unit and the control unit are connected via a spirally wound transmission line.
[0006]
With this configuration, since the distortion detection unit and the control unit are connected via the transmission line, the distortion is transmitted to the control unit without superimposing noise on the amount of distortion generated in the distortion detection unit due to the torsion of the connecting member. be able to. Further, the distortion detection unit is provided on the connection member on the rotation side, and the control unit is provided on the fixed side, and the distortion detection unit and the control unit are connected via a spirally wound transmission line. Therefore, the occurrence of disconnection of the transmission line due to the rotation of the connecting member can be suppressed.
[0007]
Further, in claim 2, there is an amplification unit that amplifies the distortion amount detected by the distortion detection unit and converts it into an electric amount, and outputs the electric amount to the control unit. The amplification unit is provided on a fixed side, A connection member is provided on the inner peripheral side of the transmission line, the inner peripheral end of the transmission line is connected to the distortion detecting unit, and the outer peripheral end of the transmission line is connected to the amplifier. .
[0008]
With this configuration, by providing the connecting member on the inner peripheral side of the transmission line, it is possible to prevent the electric power steering apparatus from being enlarged in the radial direction. In addition, since the amplifying unit is provided on the fixed side, the inner end of the transmission line is connected to the distortion detecting unit, and the outer end of the transmission line is connected to the amplifying unit, thereby rotating the connecting member. Can suppress the occurrence of disconnection of the transmission line.
[0009]
In the third aspect, the distortion detecting section has a plurality of distortion detectors for detecting a distortion amount, and the distortion detectors are provided intensively on a part of the outer peripheral surface of the connecting member, and the inner peripheral portion of the transmission line is provided. The side end is connected to the strain detector.
[0010]
According to this configuration, since the plurality of strain detectors are provided concentrated on a part of the outer peripheral surface of the connecting member, it is possible to easily attach the strain detecting unit to the connecting member. Further, the transmission line can be easily connected to the distortion detector.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the control unit and the amplifying unit are supported by a support member that rotatably supports the connecting member.
[0012]
With this configuration, by providing the control unit and the amplification unit on the support member that rotatably supports the connecting member, the control unit and the amplification unit can be fixed.
[0013]
Further, in claim 5, there is provided an amplifying unit that amplifies the amount of distortion detected by the distortion detecting unit and converts it into an electric amount, and outputs the electric amount to the control unit. A connection member is provided on the inner peripheral side of the transmission line, the inner peripheral end of the transmission line is connected to the amplifier, and the outer peripheral end of the transmission line is connected to the control unit.
[0014]
With this configuration, by providing the transmission line on the outer peripheral side of the connecting member, it is possible to prevent the electric power steering device from being enlarged in the radial direction. Further, since the amplifying unit is provided on the rotation-side connecting member, the connecting member is connected by connecting the inner peripheral end of the transmission line to the amplifying unit and connecting the outer peripheral end of the transmission line to the control unit. The occurrence of disconnection of the transmission line due to rotation of the transmission line can be suppressed.
[0015]
According to a sixth aspect of the invention, there is provided a housing member for housing the transmission line.
[0016]
With this configuration, by accommodating the transmission line in the accommodation member, when the diameter of the transmission line increases or decreases due to rotation of the connecting member, the transmission line does not come into contact with other members, thereby improving reliability. Can be.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, the connecting member has one end connected to the steering wheel and the other end connected to the steered wheels, and is formed as a single member.
[0018]
According to this configuration, the responsiveness when transmitting the steering torque applied to the steering to the steered wheels can be improved by forming the connecting member as one member. Further, the connecting member can be supported by at least two supporting members.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments shown in the drawings will be described.
[0020]
FIG. 1 is an axial sectional view of a part of the electric power steering device 1. FIG. 2 is an axial sectional view along the steering shaft 51 of the electric power steering device 1. FIG. 3 is an exploded perspective view of a housing member that houses the spiral cable 9. 4A is a front view of the control unit 3, and FIG. 4B is a side view of FIG. FIG. 5 is a radial cross-sectional view of a part of the electric power steering device 1. FIG. 6 is a circuit diagram of the distortion detector 21.
[0021]
The electric power steering device 1 according to the present embodiment is provided in a vehicle cabin, and as shown in FIGS. 1 and 2, a distortion detection unit 2, an amplification unit 10, a control unit 3, an electric motor 4, and a power transmission unit 5 The distortion detection unit 2, the control unit 3, and the power transmission unit 5 are provided in the housing 6 and the cover 7, and the electric motor 4 is provided in the yoke 49.
[0022]
The steering shaft 51 forms a connecting member, one end of which is connected to the steering wheel, and the other end of which is connected to the steered wheels. The steering shaft 51 rotates when a steering force is applied to the steering. Further, the steering shaft 51 is formed of one member, and has a planar strain-generating portion 51a formed by grinding and polishing the outer peripheral surface. The strain generating portion 51a is provided at a position close to the inner peripheral side of the control unit 3.
[0023]
The distortion detector 2 detects a steering torque applied to the steering, and has a plurality of distortion detectors 21.
[0024]
The distortion detector 21 is a foil and is provided intensively on one surface of the strain generating portion 51a of the steering shaft 51, which is a rotating side, and is adhered, and detects a distortion amount caused by twisting of the steering shaft 51. To do. As shown in FIG. 6, the distortion detector 21 is connected so as to form a Wheatstone bridge circuit 21a composed of R1, R2, R3 and R4, and its output eo is input to the control unit 3 via the spiral cable 9. Is done. The spiral cable 9 is housed in a housing member, as shown in FIGS. 2 and 3, and the housing member is provided on the inner periphery of the support member 8 and includes a surrounding member 22 and a bottom member 23. ing.
[0025]
The surrounding member 22 covers one end side in the axial direction and the outer peripheral side of the spiral cable 9, and has a hook portion 22 a on the outer peripheral portion and a takeout portion 22 b through which the outer diameter side end of the spiral cable 9 is inserted. .
[0026]
Three hook portions 22 a are provided in the circumferential direction, protrude toward the bottom member 23 in the axial direction, and are hooked on the axial end surface of the bottom member 23. A first insertion hole 22c is formed in the take-out portion 22b on the axial end surface on the control board 3 side, and the spiral cable 9 is inserted into the first insertion hole 22c.
[0027]
The bottom member 23 covers the other end in the axial direction and the inner peripheral side of the spiral cable 9, and has a second insertion hole 23 a through which the inner end of the spiral cable 9 is inserted.
[0028]
The amplification unit 10 amplifies the distortion amount based on the distortion amount detected by the distortion detection unit 2 and converts the distortion amount into an electric amount. The quantity of electricity converted by the amplification unit 10 is output to the control unit 3. Further, as shown in FIG. 4A, the amplification unit 10 is provided on a control board 31 of the control unit 3 which is a fixed side.
[0029]
The control unit 3 controls the duty of the current flowing to the electric motor 4 based on the distortion amount converted by the amplification unit 10.
[0030]
The control board 31 has a plate shape, and as shown in FIG. 4A, has a planar shape in which a rectangular shape and a semicircle shape are combined, and the input shaft 51 is provided at the center of the semicircle side. A round hole 31a for passing through is provided. The control board 31 is provided with a through hole 31b to which the motor terminal 41 of the electric motor 4 is connected.
[0031]
The switching transistor 32 is directly fixed to the slope portion 82 of the support member 8 by screwing or the like. As shown in FIG. 2, the switching transistor 32 is connected to the control board 31 such that a terminal taken out to the side of the switching transistor 32 is bent toward the steering side in the axial direction.
[0032]
As shown in FIG. 4A, a control element 33, relays 34 and 35, and a capacitor 36 are directly mounted on the control board 31.
[0033]
The control element 33 is an element such as a microcomputer 33a, and determines a current to be supplied to the electric motor 4 according to the amount of electricity converted by the amplifying unit 10, and generates a signal for duty-controlling the switching transistor 32. I do.
[0034]
The microcomputer 33a is connected to the amplifying unit 10, receives the amount of electricity changed by the amplifying unit 10, and converts the amount of distortion into a digital signal. The relay 34 conducts and cuts off the current flowing to the electric motor 4 when an ignition switch (not shown) is turned on and off. The relay 35 is connected to the electric motor 4 and the switching transistor 32 to prevent the electric motor 4 from generating electric power when the electric motor 4 is rotated in response to a steering input when the drive circuit of the electric motor 4 fails. The current flowing between them is interrupted. The capacitor 36 suppresses fluctuations in the power supply voltage.
[0035]
The spiral cable 9 forms a transmission line, is housed in the above-described housing member provided on the inner circumference of the support member 8, is spirally wound, and has a steering shaft 51 provided on the inner circumference side. The spiral cable 9 has a connection portion of a control board 31 whose inner diameter end is connected to the strain detector 21 and whose outer diameter end is connected to the amplifier 10 as shown in FIG. 33b.
[0036]
The electric motor 4 applies a steering assist force for assisting the steering torque of the steering determined by the control unit 3 to the steering shaft 51, and has a magnet 48 on the inner circumference of a magnetic yoke 49. This is a DC motor including a field, an armature 47 rotatably supported on the inner periphery of the field, and a brush 43 slidingly contacting a commutator 46 provided on the armature 47. The brush 43 is urged in the inner diameter direction by a spring 44 provided in the brush holder 43a, so that the brush 43 is slidably contacted with the commutator 46. Further, as shown in FIG. 5, the electric motor 4 is assembled with the opening end surface of the yoke 49 abutting on the side surface of the housing 6 and fixed to the frame end 70 by the bolt 18.
[0037]
As shown in FIG. 1, the electric motor 4 is electrically connected to the brush 43 via a pigtail 42 and includes a metal motor terminal 41 provided in the housing 6. It is resistance-welded to a plate 19a which is insert-molded in a resin holder plate 19.
[0038]
The holder plate 19 fixes a brush holder 43a that slidably holds the brush 43. As shown in FIG. The electric motor 4 is attached to the housing 6 by being inserted into the housing 6 through an opening 20 formed in a side surface of the housing 6.
[0039]
The motor terminal 41 is for power supply, and is bent substantially at a right angle. After the electric motor 4 is assembled to the housing 6 as shown in FIGS. The other end is connected to the substrate 31 via solder, and the other end is connected to a terminal plate 43c held between the end frame 43d and the brush holder 43a via a rubber mount 43b.
[0040]
The end frame 43d is an iron plate, is fixed to the yoke 49, and is sandwiched between the housing 6 and the yoke 49. The rubber mount 43b absorbs vibration generated when the brush 43 slides on the outer peripheral surface of the commutator 46. The terminal plate 43c holds a metal terminal inside a resin member. When the terminal in the terminal plate 43c is connected to the motor terminal 41 and the pigtail 42, a current is supplied from the battery to the brush 43. Supplying.
[0041]
The current determined by the control unit 3 and subjected to the duty control by the switching transistor 32 is supplied to the armature 47 via the motor terminal 41, the plate 19a, the pigtail 42, and the brush 43.
[0042]
The power transmission unit 5 transmits the steering assist force output from the electric motor 4 to the steered wheels, and includes a steering shaft 51, a worm wheel 52, and a worm gear 53.
[0043]
As shown in FIG. 1, the worm gear 53 is fixed to the armature shaft 45 of the electric motor 4 via the transmission member 16, and rotates by transmitting the torque of the armature shaft 45.
[0044]
As shown in FIG. 2, the worm wheel 52 is fixed to the outer periphery of the steering shaft 51, and the outer periphery of the worm wheel 52 meshes with the worm gear 53. The worm wheel 53 rotates in the circumferential direction when the worm gear 53 rotates.
[0045]
The housing 6 is made of aluminum, and a support member 8 is provided inside the housing 6. The housing 6 rotatably supports a steering shaft 51 via a bearing 12.
[0046]
The cover 7 is made of aluminum similarly to the housing 6, and covers an opening of the housing 6 provided to accommodate the torque sensor 2, the amplification unit 10, the control unit 3, and the power transmission unit 5 in the housing 6. , For fixing the bearing 13 that supports the input shaft 51. The cover 7 presses the support member 8 so that the support member 8 comes into contact with the inner wall of the housing 6. The cover 7 is fixed to cover fixing portions 71a and 71b provided on the housing 6, as shown in FIG. The cover fixing portion 71a is provided at a position close to a line where the outer wall of the housing 6 and the outer wall of the yoke 49 are in contact with each other. The cover fixing portion 71b is provided at a position symmetric with respect to the axis of the cover fixing portion 71a.
[0047]
The support member 8 is made of aluminum, and supports the control unit 3 on a surface on the steering side in the axial direction as shown in FIG. 2, and rotatably supports the steering shaft 51 via the bearing 11. Further, the support member 8 has a contact portion 81 that contacts the inner wall of the housing 6. Further, as shown in FIG. 4B, the support member 8 has a power supply terminal for connection to a battery and a signal terminal for inputting a vehicle speed signal, an engine speed signal, and the like. The connector 15 is fixed.
[0048]
(Effect of this embodiment)
In the electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment, since the distortion detection unit 2 and the control unit 3 are connected via the spiral cable 9, the distortion detector 21 of the distortion detection unit 2 is twisted by the steering shaft 51. Can be transmitted to the control unit 3 without superimposing noise on the amount of distortion generated in. Thereby, the control unit 3 can detect an accurate steering torque.
[0049]
Further, since the spiral cable 9 is spirally wound and the steering shaft 51 is provided on the inner peripheral side, it is possible to prevent the electric power steering device 1 from being enlarged in the radial direction.
[0050]
Further, the inner peripheral end of the spiral cable 9 is connected to the distortion detector 21 provided on the steering shaft 51, and the outer peripheral end is connected to the connection part 33 b of the control board 31 supported by the support member 8. Thus, the occurrence of disconnection of the spiral cable 9 due to the rotation of the steering shaft 51 can be suppressed.
[0051]
Further, since the strain detector 21 is provided to be concentrated on one side of the strain generating portion 51a of the steering shaft 51, the strain detector 21 can be easily bonded to the strain generating portion 51a. Further, connection between the inner peripheral end of the spiral cable 9 and the strain detector 21 can be facilitated.
[0052]
Further, since the spiral cable 9 is housed in the housing member, when the diameter of the spiral cable 9 increases or decreases due to the rotation of the steering shaft 51, the spiral cable 9 does not come into contact with other members. Improvement can be achieved.
[0053]
Further, the steering shaft 51 has one end connected to the steering wheel and the other end connected to the steered wheel side, and is constituted by a single member. Performance can be improved. Further, the steering shaft 51 can be supported only by the bearings 11 and 12.
[0054]
The strain detector 21 is a foil and is adhered to the strain-generating portion 51a of the steering shaft 51. Is also good.
[0055]
Although the amplifying unit 10 of the present embodiment is provided on the control board 31 on the fixed side, it may be provided on the outer peripheral surface of the steering shaft 51 on the rotating side. In this case, disconnection of the spiral cable 9 due to rotation of the steering shaft 51 can be suppressed by connecting the amplification unit 10 and the connection unit 33b of the control board 31 with the spiral cable 9.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial sectional view of a part of an electric power steering device.
FIG. 2 is an axial sectional view along a steering shaft of the electric power steering device.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a housing member that houses the spiral cable.
FIG. 4A is a front view of a control unit, and FIG. 4B is a side view of FIG.
FIG. 5 is a radial sectional view of a part of the electric power steering device.
FIG. 6 is a circuit diagram of a distortion detector.
[Explanation of symbols]
1. Electric power steering device,
2... Distortion detector,
3 ... Control unit,
4: Electric motor,
5. Power transmission unit,
6 ... housing,
7 ... Cover,
8. Supporting member,
9 Spiral cable (transmission line),
21: strain detector,
31 ... control board,
51 ... steering shaft (connection member),
52… worm wheel,
53 ... Worm gear.

Claims (7)

ステアリングと連結され、前記ステアリングに操舵トルクが加わると回転し、自身に捩じれを生じる連結部材と、
回転側の前記連結部材に設けられ、前記連結部材の捩じれによって生じる歪み量を検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部で検出した前記歪み量に基づいて、前記操舵トルクを補助駆動させる操舵補助力を決定し、且つ固定側に設けられた制御部とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記歪み検出部と前記制御部との間は、渦状に巻回された伝送線を介して接続されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A connecting member that is connected to a steering wheel, rotates when a steering torque is applied to the steering wheel, and generates a twist in itself;
A distortion detection unit provided on the rotation-side connection member, for detecting a distortion amount caused by torsion of the connection member,
An electric power steering apparatus comprising: a steering assisting force that assists the steering torque based on the distortion amount detected by the distortion detection unit, and a control unit provided on a fixed side.
The electric power steering device according to claim 1, wherein the distortion detection unit and the control unit are connected via a transmission line wound spirally.
前記歪み検出部で検出した前記歪み量を増幅して電気量に変換し、且つ前記電気量を前記制御部に出力する増幅部を有し、
前記増幅部は、固定側に設けられ、
前記伝送線の内周側に前記連結部材が設けられ、且つ前記伝送線の内周側端部が前記歪み検出部に接続され、且つ前記伝送線の外周側端部が前記増幅部に接続され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。
An amplification unit that amplifies the distortion amount detected by the distortion detection unit, converts the distortion amount into an electric amount, and outputs the electric amount to the control unit,
The amplification unit is provided on a fixed side,
The connection member is provided on an inner peripheral side of the transmission line, and an inner peripheral end of the transmission line is connected to the distortion detection unit, and an outer peripheral end of the transmission line is connected to the amplification unit. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
前記歪み検出部は、前記歪み量を検出する複数の歪み検出子を有し、
前記歪み検出子は、前記連結部材の外周面の一部分に集中して設けられ、
前記伝送線の内周側端部が前記歪み検出子と接続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。
The distortion detection unit has a plurality of distortion detectors for detecting the distortion amount,
The strain detector is provided concentrated on a part of the outer peripheral surface of the connecting member,
The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein an inner peripheral end of the transmission line is connected to the distortion detector.
前記制御部及び前記増幅部は、前記連結部材を回転自在に支持する支持部材に支持されることを特徴とする請求項2又は3記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the control unit and the amplification unit are supported by a support member that rotatably supports the connection member. 前記歪み検出部で検出した前記歪み量を増幅して電気量に変換し、且つ前記電気量を前記制御部に出力する増幅部を有し、
前記増幅部は、前記連結部材に設けられ、
前記伝送線の内周側に前記連結部材が設けられ、且つ前記伝送線の内周側端部が前記増幅部に接続され、前記伝送線の外周側端部が前記制御部に接続され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。
An amplification unit that amplifies the distortion amount detected by the distortion detection unit, converts the distortion amount into an electric amount, and outputs the electric amount to the control unit,
The amplifying unit is provided on the connecting member,
The connection member is provided on an inner peripheral side of the transmission line, and an inner peripheral end of the transmission line is connected to the amplification unit, and an outer peripheral end of the transmission line is connected to the control unit. The electric power steering device according to claim 1, wherein:
前記伝送線を収容する収容部材を有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a housing member that houses the transmission line. 前記連結部材は、一端が前記ステアリングと連結され、他端が転舵輪側と連結されており、一部材で構成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の電動パワーステアリング装置。7. The connecting member according to claim 1, wherein one end of the connecting member is connected to the steering wheel, and the other end is connected to a steered wheel side. Electric power steering device.
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