JP2010280332A - Electric power steering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載され、操舵トルクに基づいてモータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device that is mounted on a vehicle such as an automobile and generates a steering assist force by a motor based on a steering torque.
電動パワーステアリング装置においては、運転者の操舵トルクに応じて適切な操舵補助力を生じさせるべく、操舵トルクを検出する構成が必要である。例えば、永久磁石と磁気ヨークとを組み合わせた装置により、ステアリングホイールに接続されたトーションバーの捩れ角(すなわち操舵トルク)に対応した磁界を生じさせ、この磁界を、集磁リングとホールICとにより検出して操舵トルクを求める構成が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In the electric power steering apparatus, a configuration for detecting the steering torque is necessary to generate an appropriate steering assist force according to the steering torque of the driver. For example, a device combining a permanent magnet and a magnetic yoke generates a magnetic field corresponding to the torsion angle (ie, steering torque) of a torsion bar connected to a steering wheel, and this magnetic field is generated by a magnetism collecting ring and a Hall IC. A configuration is known in which the steering torque is obtained by detection (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来の電動パワーステアリング装置では、磁気ヨークが僅かに偏心回転する場合があった。この場合、磁気ヨークと集磁リングとの径方向への距離が回転角度によって変化し、トルク検出の出力に影響が出る。その結果、誤差のある出力に基づいて操舵トルクを求め、操舵補助力を決定することになるので、適切な操舵補助力を与えることができない場合がある。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、磁気ヨークが偏心回転しても正確に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。
However, in the conventional electric power steering apparatus as described above, the magnetic yoke may rotate slightly eccentrically. In this case, the radial distance between the magnetic yoke and the magnetism collecting ring varies depending on the rotation angle, which affects the output of torque detection. As a result, the steering torque is determined on the basis of the error output and the steering assist force is determined, so that there are cases where an appropriate steering assist force cannot be applied.
In view of such a conventional problem, an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of accurately detecting a steering torque even if a magnetic yoke rotates eccentrically.
(1)本発明は、操舵トルクに基づいてモータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、
操舵に基づく軸周りの回転を基本としつつ偏心回転の可能性がある回転体であり、操舵トルクに対応した磁界を生じさせる磁気ヨークと、前記磁気ヨークと径方向に対向して設けられ、磁界を検出する第1のセンサと、前記磁気ヨークと一体回転するターゲットと、前記第1のセンサと同一の又は所定の関係で対応する角度位置で、前記ターゲットに径方向に対向して設けられ、対向部位との距離に応じて変化する出力を生じる第2のセンサと、前記第2のセンサの出力に基づいて前記第1のセンサの出力を補正し、補正された出力に基づいて操舵トルクを求めることが可能な演算装置とを備えたものである。
(1) The present invention is an electric power steering device that generates a steering assist force by a motor based on a steering torque,
A rotating body having a possibility of eccentric rotation based on rotation around an axis based on steering, a magnetic yoke that generates a magnetic field corresponding to the steering torque, a magnetic yoke provided in a radial direction opposite to the magnetic yoke, A target that rotates integrally with the magnetic yoke, and an angular position that corresponds to the same or a predetermined relationship as the first sensor, and is provided to face the target in a radial direction, A second sensor that generates an output that varies depending on the distance to the facing portion, and the output of the first sensor is corrected based on the output of the second sensor, and the steering torque is calculated based on the corrected output. And a computing device that can be obtained.
上記のように構成された電動パワーステアリング装置では、磁気ヨークが偏心回転したとき、第1のセンサの出力は偏心回転の影響を受けて本来の値(偏心無しのときの値)からずれるが、第2のセンサも同様の又は相関性のある影響を受ける。従って、演算装置において、第2のセンサの出力に基づいて第1のセンサの出力を補正することにより、偏心回転の影響を排除した操舵トルクを求めることができる。 In the electric power steering apparatus configured as described above, when the magnetic yoke rotates eccentrically, the output of the first sensor is affected by the eccentric rotation and deviates from the original value (value when there is no eccentricity). The second sensor is similarly affected or correlated. Therefore, in the arithmetic device, the steering torque excluding the influence of the eccentric rotation can be obtained by correcting the output of the first sensor based on the output of the second sensor.
(2)また、上記電動パワーステアリング装置において、演算装置は、磁気ヨークが偏心無しで回転するときの第2のセンサの出力Cを予め記憶しており、第1のセンサの出力をA、第2のセンサの出力をBとするとき、Aに、(C/B)を乗じることによって上記補正とするようにしてもよい。
この場合、偏心回転が2つのセンサの出力に与える影響が互いに同一レベルでなくても、第2のセンサの出力のずれを元に戻すための割合(C/B)を第1のセンサの出力に乗じることによって、第1のセンサの出力を適切に補正することができる。
(2) In the electric power steering apparatus, the arithmetic unit stores in advance the output C of the second sensor when the magnetic yoke rotates without eccentricity, and outputs the output of the first sensor as A, When the output of the
In this case, even if the influences of the eccentric rotation on the outputs of the two sensors are not at the same level, the ratio (C / B) for returning the deviation of the output of the second sensor to the original output is the output of the first sensor. By multiplying by, the output of the first sensor can be appropriately corrected.
(3)また、上記(1)又は(2)の電動パワーステアリング装置において、第2のセンサは、磁気ヨークの1回転を検出するインデックスセンサであってもよい。
この場合、1回転を検出するためのインデックスセンサを補正用にも利用することができる。
(3) In the electric power steering device according to (1) or (2), the second sensor may be an index sensor that detects one rotation of the magnetic yoke.
In this case, an index sensor for detecting one rotation can also be used for correction.
(4)また、上記(3)の電動パワーステアリング装置において、ターゲットは、外周面の1箇所が凹んだ全体としてリング状の形状であってもよい。
この場合、当該1箇所はインデックスセンサとして1回転検出に利用し、それ以外の箇所は、偏心による距離の変化を検出するためのターゲット部として利用することができる。
(4) Moreover, in the electric power steering apparatus of the above (3), the target may have a ring shape as a whole in which one portion of the outer peripheral surface is recessed.
In this case, the one location can be used as an index sensor for one rotation detection, and the other locations can be used as target portions for detecting a change in distance due to eccentricity.
(5)また、上記(4)の電動パワーステアリング装置において、ターゲットはステアリングシャフトの端部に設けられ、磁気ヨークの軸端部に固定されるものであってもよい。
この場合、ステアリングシャフトの端部にターゲットを設けることができるので、別個にターゲット部材を用意しなくてよい点において、構造が簡素である。
(5) In the electric power steering apparatus according to (4), the target may be provided at the end of the steering shaft and fixed to the shaft end of the magnetic yoke.
In this case, since the target can be provided at the end of the steering shaft, the structure is simple in that it is not necessary to prepare a target member separately.
(6)また、上記(1)〜(5)のいずれかの電動パワーステアリング装置において、第1のセンサのために磁気ヨークの外周に沿って集磁体が設けられ、当該集磁体は、1周したリング形状ではなく、半周以下の形状であってもよい。
この場合、特に、第1のセンサの出力は偏心回転により大きな影響を受けやすいが、補正により影響を排除することができる。これにより、集磁体に簡易・安価な半周以下の構造を採用しても、偏心回転の影響が出力に現れないようにすることができ、全体としてのコスト低下に寄与する。
(6) In the electric power steering device according to any one of (1) to (5), a magnetic current collector is provided along the outer periphery of the magnetic yoke for the first sensor. Instead of the ring shape, the shape may be a half or less.
In this case, in particular, the output of the first sensor is easily affected by the eccentric rotation, but the influence can be eliminated by the correction. As a result, even if a simple and inexpensive structure having a half or less circumference is adopted for the magnetic current collector, the influence of the eccentric rotation can be prevented from appearing in the output, which contributes to the cost reduction as a whole.
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、第2のセンサの出力に基づいて第1のセンサの出力を補正することにより、偏心回転の影響を排除した操舵トルクを求めることができる。従って、磁気ヨークが偏心回転しても正確に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ができる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, the steering torque excluding the influence of the eccentric rotation can be obtained by correcting the output of the first sensor based on the output of the second sensor. Therefore, it is possible to provide an electric power steering apparatus that can accurately detect the steering torque even if the magnetic yoke rotates eccentrically.
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。図において、ステアリングホイール1は、第1ステアリングシャフト2と接続されている。第1ステアリングシャフト2は、トーションバー3を介して、第2ステアリングシャフト4と接続されている。第2ステアリングシャフト4には、モータ5の回転による操舵補助力を付与することができる。第2ステアリングシャフト4の下端にはピニオン6が形成されており、このピニオン6が、ラック7と噛み合う。ラック7がその軸方向(図の横方向)に動くことにより、操向車輪(一般には前輪)8に転舵角を付与することができる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the
トルク検出装置9は、トーションバー3の捻れ、すなわち、第1ステアリングシャフト2と第2ステアリングシャフト4との相対回転角度差を、操舵トルクとして検出し、出力を、演算装置としてのECU(電子制御ユニット)11に送る。また、トルク検出装置9の近傍には、第2ステアリングシャフト4の回転を、1回転,2回転,・・・という単位で検出する回転検出装置(インデックスセンサによる検出装置)10が設けられている。回転検出装置10の出力は、ECU11に与えられる。ECU11には、その他、ステアリングホイール1の舵角の情報や、車速センサ12からの車速信号も入力される。ECU11は、操舵トルクや車速に基づいて必要な操舵補助力を生じさせるべく、モータ5を駆動する。
The
図2は、上記各検出装置9,10のセンサ部であるトルクセンサ9S,インデックスセンサ10Sと、ECU11との間の接続を示す図である。トルクセンサ9Sは、内部に、一対のセンサ素子として、リニアタイプのホールIC91,92を備えている。トルクセンサ9SとECU11とを繋ぐ線は4本あり、電源端子TSVと接地端子TSGとの間に、例えばDC5Vの電圧がECU11から印加される。端子TS1,TS2にはそれぞれ、検出しようとする操舵トルクに応じて、ホールIC91,92のセンサ出力(電圧)が生じる。ここで、2つのホールIC91,92のうち一方を「メイン」、他方を「サブ」と考える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a connection between the
一方、インデックスセンサ10Sは、例えば 高周波磁界を発生する近接センサであり、対向する磁性体のターゲット(詳細後述)との距離に応じて、ECU11への出力が変化するものである。なお、高周波磁界を発生する近接センサというのは一例に過ぎず、他の種々のセンサが使用可能である。例えば、磁石から発生する磁力線(磁束)の分布が磁性体の接近の度合いによって変化することを磁気センサで捉えるタイプのセンサであってもよい。
On the other hand, the
図3は、一例としてのトルクセンサ9Sの出力特性すなわち、トルク(操舵トルク)と、センサ出力との関係を示すグラフである。横軸のトルクは、原点から右側がステアリングの右操舵で符号はプラス、原点から左側がステアリングの左操舵で符号はマイナスとする。この例では、図示のように、メイン及びサブの2つの出力特性には一定の相互関係があり、トルク0の中立点でクロスするX字状の特性であって、左右の対称性、センサ出力の中立点(2.5V)から見た上下の対称性を持つ特性である。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between output characteristics of the
各特性は、絶対値が所定のトルクまでは直線的にセンサ出力が変化し、当該所定のトルクを超えるとセンサ出力は飽和する。飽和点のトルクは約±10N・mである。また、飽和領域でのセンサ出力は、上限側が3.6〜4V、下限側が1〜1.4Vである。2つのセンサ出力の合計値は、グラフ上の数値から言えば(1+3.6)〜(1.4+4)の範囲となるが、実際には、ほぼ5Vであり、誤差は±0.3程度である。なお、これらの数値はいずれも一例に過ぎず、トルクセンサの種類によって異なる。例えば、メインが3Vのときサブは2Vであり、このときのトルクは右操舵(+)で4[N・m]である。すなわち、メインのセンサ出力に対してサブのセンサ出力が取る値(又はその逆)は決まっており、トルク換算値は同じである。
なお、トルクセンサの特性として図3は単なる一例に過ぎず、このような特性を有するセンサに限定されるものではない。例えば、センサ出力がクロスしない同出力タイプのトルクセンサであってもよい。
For each characteristic, the sensor output changes linearly until the absolute value reaches a predetermined torque, and the sensor output saturates when the absolute value exceeds the predetermined torque. The torque at the saturation point is about ± 10 N · m. The sensor output in the saturation region is 3.6 to 4 V on the upper limit side and 1 to 1.4 V on the lower limit side. The total value of the two sensor outputs is in the range of (1 + 3.6) to (1.4 + 4) from the numerical value on the graph, but in reality, it is almost 5V and the error is about ± 0.3. is there. These numerical values are only examples, and differ depending on the type of torque sensor. For example, when the main is 3V, the sub is 2V, and the torque at this time is 4 [N · m] by right steering (+). That is, the value (or vice versa) taken by the sub sensor output with respect to the main sensor output is determined, and the torque conversion value is the same.
Note that FIG. 3 is merely an example of the characteristics of the torque sensor, and is not limited to a sensor having such characteristics. For example, a torque sensor of the same output type that does not cross the sensor output may be used.
ECU11は、上記のようなトルクセンサ9Sの出力特性を予め記憶している。従って、トルクの絶対値が飽和点に至るまでは、直線的な変化特性に基づいて、センサ出力に一対一で対応するトルクを正確に検出することができる。
The
図4は、上記トルク検出装置9の構成例を示す分解斜視図である。図において、前述の第1ステアリングシャフト2と第2ステアリングシャフト4とは、トーションバー3を介して互いに接続されている。なお、分解図であるため、トーションバー3は、上下に分かれているように示しているが、実際には、上端が第1ステアリングシャフト2に、下端が第2ステアリングシャフト4に、それぞれ固定された1本のバーである。
第1ステアリングシャフト2の端板2aには、周方向に例えば24極(N,S極×12)の着磁が施された円筒形状の永久磁石9Mが取り付けられる。一方、第2ステアリングシャフト4の端板4aには、略円筒形状の磁気ヨーク9Yが取り付けられる。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a configuration example of the
A cylindrical
第1ステアリングシャフト2、トーションバー3、永久磁石9M、磁気ヨーク9Y、及び、第2ステアリングシャフト4は、互いに同軸に配置されている。運転者がステアリングホイール1(図1)を回転させると第1ステアリングシャフト2及び永久磁石9Mが回転し、トーションバー3は捻れる。トーションバー3の捻れ、すなわち操舵トルクに応じてモータ5(図1)による操舵補助力が発生し、第1ステアリングシャフト2の回転に追随するように第2ステアリングシャフト4及び磁気ヨーク9Yが回転する。
The
図5は、磁気ヨーク9Yのみを示す斜視図である。また、図6は、磁気ヨーク9Yの分解斜視図である。図6において、磁気ヨーク9Yは、軟磁性体からなる一対のリングヨーク93を樹脂モールドして成る。リングヨーク93には複数の爪93aが周方向へ等間隔で形成されており、一対のリングヨーク93の爪93aを噛み合わせるように近づけた状態(図5参照)で、円筒状にモールドされる。
FIG. 5 is a perspective view showing only the
モールドによって出来上がったモールド部94には、磁性体からなるターゲット13が、ねじ止め等により、取り付けられる。ターゲット13は、外周部を成すターゲット部13aと、モールド部94に内嵌され、位置決めの役目をする嵌合部13bとを有している。ターゲット13は、全体としてリング状ではあるが、外周面の1箇所で凹み、凹部13cが形成されている。なお、一般に、インデックスセンサのターゲットは、図示のものとは凹凸の関係が逆であり、外周面の1箇所にのみ検出用の凸部が形成され、その他(凸部以外)は検出の用に供されない部分である。モールド部94にターゲット13の嵌合部13bが嵌合された磁気ヨーク9Y(図5)は、円筒状の回転体を成す。
A
図4に戻り、永久磁石9Mは磁気ヨーク9Yの内側に挿入され、磁気ヨーク9Yの内周面との間に径方向への僅かな隙間を空けて互いに対向する。円筒状の磁気ヨーク9Yは、永久磁石9Mの発生する磁束に基づいて、トーションバー3を介して互いに接続された第1ステアリングシャフト2及び第2ステアリングシャフト4間の捩れ角に対応する磁界を生じさせる。なお、ターゲット13は、機能的には磁気ヨーク9Yの一部ではないが、物理的には磁気ヨーク9Yと一体を成し、一体回転する。磁気ヨーク9Yは、操舵に基づく軸A周りの回転(同軸回転)を基本とするが、実際には僅かに偏心回転する可能性がある回転体である。
Returning to FIG. 4, the
磁気ヨーク9Yの外周側には、磁気ヨーク9Yの外周側に出てくる磁束を集める集磁体9Cが、図示しないハウジングに取り付けられ、固定されている。集磁体9Cは、例えばパーマロイからなり、円弧状に磁気ヨーク9Yを取り巻く。図面は説明の便宜上、径方向に少し離して表しているが、実際にはもっと、集磁体9Cは磁気ヨーク9Yに接近している。この集磁体9Cの周方向への長さは、1/2周若しくは1/4周等の、1/2周以下である。そもそも集磁体は、磁気ヨーク9Yを一周するリング(集磁リング)である方が磁束を取り込むには都合が良いが、パーマロイの材料費や、全体をモールド等で包み込む製造費等が、比較的高いものとなる。しかし、このように短小・簡素化された集磁体9Cは、低コストに作製することができる。
On the outer peripheral side of the
集磁体9Cの周方向中央には、前述のトルクセンサ9Sが取り付けられている。なお、トルクセンサ9Sの取付位置は集磁体9Cの周方向中央以外でも可能であるが、集磁体9Cにも磁気抵抗があるので、なるべくトルクセンサ9Sに近い所から無駄なく磁束を取り込むことが好ましく、そのためには中央が好ましい。
The
一方、前述のインデックスセンサ10Sは、ターゲット部13aに対して径方向に対向するように、図示しないハウジングに取り付けられ、固定されている。インデックスセンサ10Sの周方向の角度位置は、トルクセンサ9Sの周方向の角度位置と同一である。また、このインデックスセンサ10Sは、ターゲット部13aから径方向に少し離して表しているが、実際にはもっと、ターゲット部13aに接近している。
On the other hand, the above-described
図7の(a)は、インデックスセンサ10Sの出力の一例を示すグラフである。磁気ヨーク9Yが軸A(図4)周りに偏心無しで回転するとき、インデックスセンサ10Sの出力は、基本的に、一定のレベルであるが、凹部13cと対向したときだけ、出力が激減する。従って、1回転(360度)ごとに1回出力が低下するので、操舵の中立位置から回数をカウントすれば回転数を検出することができる。検出された回転数は、操舵補助力を決定する演算に使用することができる。
(A) of FIG. 7 is a graph which shows an example of the output of the
図7の(b)は、トルクセンサ9Sの出力の一例を示すグラフである。一定の操舵トルクでステアリングホイール1の1回転の操舵が行われたとすると、トルクセンサ9Sの出力は図示のように一定レベルである。
しかしながら、磁気ヨーク9Yが偏心回転すると、操舵トルクは一定であっても回転角度によって出力は変動し、出力レベルは本来の値(偏心無しのときの値)からずれる。このようなずれが生じると、正確な操舵トルクが検出できない。すなわち、このような場合を考慮すると、操舵トルクの補正を行うことが必要である。
FIG. 7B is a graph showing an example of the output of the
However, when the
図8は、演算装置としてのECU11によって実行されるトルク(操舵トルク)の補正に関する処理のフローチャートである。この処理は、必要な操舵補助力を決定するメイン演算を行うたびに実行される。図8において、まず、ECU11は、トルクセンサ9Sの出力を測定し(ステップS1)、インデックスセンサ10Sの出力を測定する(ステップS2)。
FIG. 8 is a flowchart of processing related to correction of torque (steering torque) executed by the
次に、ECU11は、インデックスセンサ10Sがインデックス位置、すなわち、インデックスセンサ10Sに凹部13cが対向した回転角度位置かどうかを、出力が大きく低下しているかどうかによって判断する(ステップS3)。インデックス位置でない場合には、ECU11は、インデックスセンサ10Sの出力から磁界を検出する(ステップS4)。次に、ECU11は、検出した磁界が適正な範囲内にあるか否かを判断する(ステップS5)。ここで、適正な範囲は、予め設定されている。
Next, the
適正な範囲内であれば、ECU11は、トルクの補正を行う(ステップS6)。ここで、トルクセンサ9Sの出力測定値をA、インデックスセンサ10Sの出力測定値をB、偏心無しの状態において予め記憶しているインデックスセンサ10Sの出力測定値をCとすると、補正後のトルク値A’は、
A’=A×(C/B) ・・・(1)
である。
If within the appropriate range, the
A ′ = A × (C / B) (1)
It is.
図9の(a)は、操舵トルク一定で、磁気ヨーク9Yが偏心回転した場合の、0〜360度の角度に対するトルクセンサ9S及びインデックスセンサ10Sの各出力の一例を示すグラフである。偏心回転により、トルクセンサ9Sと磁気ヨーク9Yとの間の距離(ギャップ)が偏心無しの正常値より小さくなったり、大きくなったりする。同様に、インデックスセンサ10Sとターゲット部13aとの間の距離(ギャップ)も、偏心無しの正常値(C)より小さくなったり、大きくなったりする。また、一般には、トルクセンサ9Sの方が高感度で、出力レベルも高い。従って、(a)に示すような出力の変化が生じる。
ここで、任意の角度θにおける上記A,B,Cの値に基づいて補正後のトルク値A’を求める処理を行えば、(b)に示すように、A’すなわち、偏心無しの場合のトルクセンサ9Sの出力が得られる。
FIG. 9A is a graph showing an example of each output of the
Here, if processing for obtaining a corrected torque value A ′ based on the values of A, B, and C at an arbitrary angle θ is performed, as shown in FIG. The output of the
上記のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、磁気ヨーク9Yが偏心回転したとき、トルクセンサ9Sの出力は偏心回転の影響を受けて本来の値(偏心無しのときの値)からずれるが、インデックスセンサ10Sも同様の又は相関性のある影響を受ける。従って、ECU11において、インデックスセンサ10Sの出力に基づいてトルクセンサ9Sの出力を補正することにより、偏心回転の影響を排除した操舵トルクを求めることができる。
また、偏心回転が2つのセンサ9S,10Sの出力に与える影響が互いに同一レベルでなくても、インデックスセンサ10Sの出力のずれを元に戻すための割合(C/B)をトルクセンサ9Sの出力に乗じることによって、トルクセンサ9Sの出力を適切に補正することができる。
As described above, in the electric power steering apparatus according to the present embodiment, when the
Further, even if the influence of the eccentric rotation on the outputs of the two
図8に戻り、ECU11は、補正後のトルクが異常な値すなわち、通常あり得ない値であるかどうかを判断し(ステップS7)、異常な値でなければ補正後のトルクに基づいて電動パワーステアリング装置(EPS)を制御すべくモータ5を駆動する(ステップS8)。
Returning to FIG. 8, the
一方、ステップS3においてインデックス位置であった場合は、本来必要とするBの値が得られないため、ECU11は、代替値を用いたトルク補正を行う(ステップS9)。代替値としては、例えば、直前のステップS6の処理で使用した(C/B)の値を用いることができ、これにより上記式(1)の演算を行う。それ以降の処理(ステップS7,S8)は同様である。
On the other hand, if it is the index position in step S3, the B value that is originally required cannot be obtained, so the
また、ステップS5において検出磁界が適正な値でなかった場合は、インデックスセンサ10Sの故障が予想されるため、ECU11は、異常のフラグをセットし(ステップS10)、所定のフェールセーフロジックへ移行する(ステップS11)。なお、このような処理の他、ステップS5において検出磁界が適正な値でなかった場合は、ステップS9の処理と同様に代替値を用いた補正を行うようにしてもよいし、また、補正を行わずに(すなわち補正を断念する。)、トルクセンサ9Sの出力に基づいて通常の制御を行うことも可能である。
Further, if the detected magnetic field is not an appropriate value in step S5, a failure of the
なお、上記実施形態では、インデックスセンサ10Sの周方向の角度位置と、トルクセンサ9Sの周方向の角度位置が互いに同一であるとしたが、これは必ずしも同一でなくてもよく、所定の関係で対応する角度位置であってもよい。例えば、互いに180度異なる位置にあれば、インデックスセンサの出力のずれの方向性を反転して補正に用いることも可能である。
In the above embodiment, the angular position in the circumferential direction of the
また、上記実施形態では補正を行うためにインデックスセンサ10Sの出力を使用したが、このようなセンサは、インデックスセンサに限定されない。例えば、径方向の距離(ギャップ)を検出する純粋な距離センサであってもよい。但し、上記実施形態は、補正専用に別途センサを設けるのではなく、1回転を検出するためのインデックスセンサを用いてターゲットの凹凸を工夫(逆転)することにより、凹んだ部分を1回転検出に利用し、それ以外の箇所は、距離の変化を検出するためのターゲット部として利用するので、構造が簡素で、製造コスト上も安価である。
In the above embodiment, the output of the
なお、上記実施形態では、集磁体9Cは、1周したリング形状ではなく、半周以下の形状であるとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、集磁体として、1周する集磁リングを用いてもよい。集磁リングの場合は、全周で磁束を取り込むため、偏心回転による影響は緩和されるが、さらに上記の補正を行うことにより、トルク検出の精度を一層高めることができる。
もっとも、上記実施形態によれば、簡易・安価な半周以下の集磁体を採用しつつも、上記の補正を行うことにより偏心回転の影響が出力に現れることを抑制するので、全体としてコスト低下に寄与する実用性に富む構造を提供することができる。
In the above-described embodiment, the magnetic
However, according to the above-described embodiment, it is possible to suppress the influence of eccentric rotation from appearing in the output by performing the above correction while adopting a simple and inexpensive magnetic current collector having a half or less circumference. It is possible to provide a practical structure that contributes.
なお、上記実施形態ではターゲット13を磁気ヨーク9Y側の部材としているが、ターゲットは磁気ヨーク9Yと一体回転するように構成されていればよいのであって、必ずしも磁気ヨーク9Y側の一部材でなくてもよい。
例えば、図10は、トルク検出装置9の別の構成例を示す分解斜視図である。この構成例では、ターゲット13が、第2ステアリングシャフト4の端部に設けられ、磁気ヨーク9Yの軸端部に固定される。この場合、第2ステアリングシャフト4の端部にターゲット13を設けることができるので、別個にターゲット部材を用意しなくてよい点において、構造が簡素であるといえる。
In the above embodiment, the
For example, FIG. 10 is an exploded perspective view showing another configuration example of the
また、上記実施形態ではインデックスセンサ10Sから高周波磁界を発生させ、ターゲット13は磁性体である構成を採用したが、逆に、ターゲット側に着磁して、インデックスセンサはホールIC等により磁界検出を行う、という構成であってもよい。
Further, in the above embodiment, the high frequency magnetic field is generated from the
4:第2ステアリングシャフト、5:モータ、9C:集磁体、9S:トルクセンサ(第1のセンサ)、9Y:磁気ヨーク、10S:インデックスセンサ(第2のセンサ)、11:ECU(演算装置)、13:ターゲット、13c:凹部 4: 2nd steering shaft, 5: motor, 9C: magnetism collector, 9S: torque sensor (first sensor), 9Y: magnetic yoke, 10S: index sensor (second sensor), 11: ECU (arithmetic unit) , 13: target, 13c: recess
Claims (6)
操舵に基づく軸周りの回転を基本としつつ偏心回転の可能性がある回転体であり、操舵トルクに対応した磁界を生じさせる磁気ヨークと、
前記磁気ヨークと径方向に対向して設けられ、磁界を検出する第1のセンサと、
前記磁気ヨークと一体回転するターゲットと、
前記第1のセンサと同一の又は所定の関係で対応する角度位置で、前記ターゲットに径方向に対向して設けられ、対向部位との距離に応じて変化する出力を生じる第2のセンサと、
前記第2のセンサの出力に基づいて前記第1のセンサの出力を補正し、補正された出力に基づいて操舵トルクを求めることが可能な演算装置と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device that generates a steering assist force by a motor based on a steering torque,
A rotating body that has a possibility of eccentric rotation while being based on rotation around an axis based on steering, and generates a magnetic field corresponding to steering torque, and
A first sensor that is provided to face the magnetic yoke in a radial direction and detects a magnetic field;
A target that rotates integrally with the magnetic yoke;
A second sensor that is provided to face the target in a radial direction at an angular position corresponding to the same or a predetermined relationship as the first sensor, and that generates an output that varies depending on a distance from the facing portion;
An electric power steering comprising: an arithmetic unit capable of correcting the output of the first sensor based on the output of the second sensor and obtaining a steering torque based on the corrected output. apparatus.
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