JP2014019264A - Power steering device - Google Patents

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Osamu Yanai
理 谷内
Shinichi Isobe
晋一 磯部
teruyuki Onishi
輝幸 大西
Kotaro Shiino
高太郎 椎野
Yoshitaka Sugiyama
吉隆 杉山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power steering device allowing obtaining of highly accurate steering angle information of a steering wheel.SOLUTION: A power steering device includes: a torque sensor detecting steering torque generated in a steering shaft on the basis of a relative rotary angle of a first rotary angle to be a rotary angle of an input shaft and a second rotary angle to be a rotary angle of an output shaft; a number of rotation of handle arithmetic circuit calculating the number of rotation of a handle showing the number of rotation from a neutral state in which a rotation position of the steering wheel is the rotation position of the steering wheel when a turning wheel is directed in a straight-ahead direction on the basis of the combination of a third rotary angle to be a rotary angle of a first gear rotated according to rotation of the steering shaft and a fourth rotary angle to be a rotary angle of a second gear rotated by the first gear with a prescribed gear reduction ratio which is not mutually divisible with the first gear; and an absolute angle arithmetic circuit calculating an absolute angle to be rotation amount from the neutral state of the steering wheel on the basis of the first rotary angle or the second rotary angle and the number of rotation of the handle.

Description

本発明は、パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a power steering apparatus.

この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報には、磁石を装着した歯数の異なる複数の歯車の回転角を磁気検出素子によって検出し、検出した回転角を用いて制御手段によって所定の演算を行うことによりステアリングの回転角を検出するものが開示されている。   As this type of technology, the technology described in Patent Document 1 below is disclosed. In this publication, the rotation angle of a plurality of gears with different numbers of teeth equipped with a magnet is detected by a magnetic detection element, and the rotation angle of the steering is detected by performing a predetermined calculation by a control means using the detected rotation angle. What to do is disclosed.

特開2009−192456号公報JP 2009-192456 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術に開示されているものでは、互いに噛み合う複数の歯車の回転角を用いてステアリングの回転角(操舵角)を検出しているため、歯車同士の噛み合い誤差が検出精度に影響し、高精度な回転角情報を得ることができないおそれがあるといった問題があった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、高精度なステアリングホイールの操舵角情報を得ることができるパワーステアリング装置を提供することである。
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the rotation angle of the steering (steering angle) is detected using the rotation angles of a plurality of gears meshing with each other, a meshing error between the gears is detected. There is a problem in that the accuracy may be affected and high-precision rotation angle information may not be obtained.
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a power steering device capable of obtaining steering angle information of a steering wheel with high accuracy.

上記目的を達成するため本願発明では、入力軸側に設けられ、入力軸の回転角である第1回転角を検出する第1の回転角センサと、出力軸側に設けられ、出力軸の回転角である第2回転角を検出する第2の回転角センサと、から構成され、第1回転角と第2回転角の相対回転角に基づき、操舵軸に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵軸の回転に応じて回転する第1の歯車を有し、第1の歯車の回転角である第3回転角を検出する第3の回転角センサと、第1の歯車と互いに割り切れない所定の減速比をもって第1の歯車によって回転される第2の歯車を有し、第2の歯車の回転角である第4回転角を検出する第4の回転角センサと、電子制御ユニットに設けられ、第3回転角と第4回転角の組み合わせに基づき、ステアリングホイールの回転位置が、転舵輪が直進方向を向くときのステアリングホイールの回転位置である中立状態から何回転目にあるかを示すハンドル回転回数を演算するハンドル回転回数演算回路と、第1回転角または第2回転角と前記ハンドル回転回数に基づき、ステアリングホイールの中立状態からの回転量である絶対角を演算する絶対角演算回路と、を設けた。   In order to achieve the above object, in the present invention, a first rotation angle sensor that is provided on the input shaft side and detects a first rotation angle that is a rotation angle of the input shaft and a rotation shaft that is provided on the output shaft side and rotates the output shaft. A second rotation angle sensor that detects a second rotation angle that is an angle, and a torque sensor that detects a steering torque generated in the steering shaft based on a relative rotation angle between the first rotation angle and the second rotation angle And a third rotation angle sensor for detecting a third rotation angle that is a rotation angle of the first gear, and the first gear is divisible by the first gear. A fourth rotation angle sensor having a second gear rotated by the first gear with no predetermined reduction ratio and detecting a fourth rotation angle that is a rotation angle of the second gear; and an electronic control unit A steering wheel based on the combination of the third and fourth rotation angles. A rotation number calculation circuit for calculating the number of rotations of the steering wheel indicating the number of rotations from the neutral state, which is the rotation position of the steering wheel when the steered wheel is directed straight, and a first rotation angle or An absolute angle calculation circuit that calculates an absolute angle that is a rotation amount from the neutral state of the steering wheel based on the second rotation angle and the number of times of rotation of the steering wheel is provided.

本発明により、高精度なステアリングホイールの操舵角情報を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain steering angle information of a steering wheel with high accuracy.

実施例1のパワーステアリング装置の全体概要図である。1 is an overall schematic diagram of a power steering apparatus according to a first embodiment. 実施例1の操舵角センサおよび操舵トルクセンサの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the steering angle sensor and steering torque sensor of Example 1. FIG. 実施例1の操舵角センサおよび操舵トルクセンサ付近の断面図である。It is sectional drawing of the steering angle sensor of Example 1, and steering torque sensor vicinity. 実施例1の入力軸の回転角とプライマリディテクションギヤおよびセカンダリディテクションギヤの回転角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of the input shaft of Example 1, and the rotation angle of a primary detection gear and a secondary detection gear. 実施例1の入力軸の回転角プライマリレゾルバおよびセカンダリレゾルバの検出角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with the rotation angle of the input shaft of Example 1, and the detection angle of a secondary resolver. 実施例1の入力軸の回転角と、操舵角センサの絶対操舵角およびプライマリレゾルバの検出角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of the input shaft of Example 1, the absolute steering angle of a steering angle sensor, and the detection angle of a primary resolver. 実施例1のプライマリレゾルバのリセット回数を求める処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow of processing for obtaining the number of resets of the primary resolver according to the first embodiment. 他の実施例の入力軸の回転角と、操舵角センサの絶対操舵角およびプライマリレゾルバの検出角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of the input shaft of another Example, the absolute steering angle of a steering angle sensor, and the detection angle of a primary resolver. 他の実施例のシングルピニオン式のパワーステアリング装置の全体概要図である。It is a whole schematic diagram of the single pinion type power steering device of other examples.

〔実施例1〕
[パワーステアリング装置の全体構成]
実施例1のパワーステアリング装置1について説明する。図1はパワーステアリング装置1の全体概要図である。パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2と、ステアリングホイール2に接続された入力軸3と、入力軸3に接続された出力軸4と、出力軸4に接続された第1ピニオン軸5と、第1ピニオン軸5と噛み合うラックバー6と、ラックバー6の端部に接続されたタイロッド7と、タイロッド7に接続された転舵輪8とを有している。第1ピニオン軸5とラックバー6とが噛み合う位置には第1ラック歯6aが形成されている。
入力軸3と出力軸4との間にはトーションバー22が設けられており、入力軸3と出力軸4とはトーションバー22の捩れの範囲内で相対回転可能に構成されている(図3参照)。なお入力軸3と出力軸4は操舵軸26を構成している。また第1ピニオン軸5とラックバー6とは出力軸4の回転動作を転舵輪8の転舵動作に変換する変換機構27を構成している。また、操舵軸26および変換機構27により操舵機構28が構成されている。
[Example 1]
[Overall configuration of power steering system]
A power steering apparatus 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is an overall schematic diagram of the power steering apparatus 1. The power steering device 1 includes a steering wheel 2, an input shaft 3 connected to the steering wheel 2, an output shaft 4 connected to the input shaft 3, a first pinion shaft 5 connected to the output shaft 4, The rack bar 6 meshes with the one pinion shaft 5, the tie rod 7 connected to the end of the rack bar 6, and the steered wheels 8 connected to the tie rod 7. First rack teeth 6a are formed at positions where the first pinion shaft 5 and the rack bar 6 mesh with each other.
A torsion bar 22 is provided between the input shaft 3 and the output shaft 4, and the input shaft 3 and the output shaft 4 are configured to be rotatable relative to each other within a torsion range of the torsion bar 22 (FIG. 3). reference). The input shaft 3 and the output shaft 4 constitute a steering shaft 26. The first pinion shaft 5 and the rack bar 6 constitute a conversion mechanism 27 that converts the rotation operation of the output shaft 4 into the turning operation of the steered wheels 8. A steering mechanism 28 is constituted by the steering shaft 26 and the conversion mechanism 27.

またステアリングホイール2の操舵力をアシストする操舵アシスト機構として、電動モータ9と、電動モータ9の出力軸に接続されたウォームシャフト10と、ウォームシャフト10と噛み合うウォームホイール11と、ウォームホイール11に接続された第2ピニオン12とを有している。第2ピニオン12は、ラックバー6に設けられた第2ラック歯6bと噛み合っている。
入力軸3の外周にはステアリングホイール2の操舵角を検出する操舵角センサ13が設けられ、入力軸3と出力軸4との間にはステアリングホイール2に入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ14が設けられている。
電動モータ9を制御する構成として電子制御ユニット15を有している。電子制御ユニット15は、モータ電子制御ユニット16とセンサ電子制御ユニット17とを有している。また、モータ電子制御ユニット16は、操舵トルクセンサ14が検出した操舵トルクに基づき電動モータ9への指令電流を演算するモータ指令値演算部18を有している。センサ電子制御ユニット17は、ステアリングホイール2の回転位置が転舵輪8が直進方向を向くときのステアリングホイールの回転位置である中立状態から何回転目にあるかを示すハンドル回転回数を演算するハンドル回転回数演算部19と、ステアリングホイール2の中立位置からの回転量である絶対角を演算する絶対角演算部20とを有している。
As a steering assist mechanism for assisting the steering force of the steering wheel 2, the electric motor 9, the worm shaft 10 connected to the output shaft of the electric motor 9, the worm wheel 11 meshing with the worm shaft 10, and the worm wheel 11 are connected. The second pinion 12 is provided. The second pinion 12 meshes with second rack teeth 6 b provided on the rack bar 6.
A steering angle sensor 13 for detecting the steering angle of the steering wheel 2 is provided on the outer periphery of the input shaft 3, and a steering torque for detecting the steering torque input to the steering wheel 2 is provided between the input shaft 3 and the output shaft 4. A sensor 14 is provided.
As a configuration for controlling the electric motor 9, an electronic control unit 15 is provided. The electronic control unit 15 includes a motor electronic control unit 16 and a sensor electronic control unit 17. The motor electronic control unit 16 has a motor command value calculation unit 18 that calculates a command current to the electric motor 9 based on the steering torque detected by the steering torque sensor 14. The sensor electronic control unit 17 calculates the number of rotations of the handle indicating the number of rotations of the steering wheel 2 indicating the number of rotations from the neutral state, which is the rotation position of the steering wheel when the steered wheels 8 are directed straight. A number calculation unit 19 and an absolute angle calculation unit 20 that calculates an absolute angle that is a rotation amount from the neutral position of the steering wheel 2 are provided.

[操舵角センサの構成]
図2は操舵角センサ13および操舵トルクセンサ14の分解斜視図、図3は操舵角センサ13および操舵トルクセンサ14付近の断面図である。ここでは操舵角センサ13の構成を中心に説明する。
操舵角センサ13は、入力軸3と一体に回転するメインギヤ13aと、メインギヤ13aと噛み合うプライマリディテクションギヤ13bと、プライマリディテクションギヤ13bと噛み合うセカンダリディテクションギヤ13cとを有している。メインギヤ13aは例えば40歯のギヤからなり、プライマリディテクションギヤ13bは20歯からのギヤからなり、セカンダリディテクションギヤ13cは19歯のギヤからなっている。つまり、プライマリディテクションギヤ13bの歯数とセカンダリディテクションギヤ13cの歯数とは互いに割り切れない歯数に設定されている。
プライマリディテクションギヤ13bとセカンダリディテクションギヤ13cにはそれぞれ周方向に所定の間隔を持ってN極およびS極が着磁された磁性部材13h,13iが装着されている。磁性部材13h,13iと対向する位置には磁性部材13h,13iのN極およびS極の間に発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出する磁気抵抗効果センサ13d,13eが設けられている。磁気抵抗効果センサ13d,13eは、基板21に装着されている。操舵角センサ13の各要素は、操舵角センサケース13fに収容されている。操舵角センサケース13fは一方が開口し、操舵角センサ13の各要素を収容した後に、操舵角センサケース13fの開口する側に基板21が収容され、操舵角センサカバー13gにより閉塞されている。
[Configuration of steering angle sensor]
2 is an exploded perspective view of the steering angle sensor 13 and the steering torque sensor 14, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of the steering angle sensor 13 and the steering torque sensor 14. Here, the configuration of the steering angle sensor 13 will be mainly described.
The steering angle sensor 13 has a main gear 13a that rotates integrally with the input shaft 3, a primary detection gear 13b that meshes with the main gear 13a, and a secondary detection gear 13c that meshes with the primary detection gear 13b. The main gear 13a is composed of, for example, 40-tooth gear, the primary detection gear 13b is composed of 20-tooth gear, and the secondary detection gear 13c is composed of 19-tooth gear. That is, the number of teeth of the primary detection gear 13b and the number of teeth of the secondary detection gear 13c are set to a number that is not divisible by each other.
The primary detection gear 13b and the secondary detection gear 13c are mounted with magnetic members 13h and 13i magnetized with N and S poles, respectively, at a predetermined interval in the circumferential direction. Magnetoresistive sensors 13d and 13e that detect changes in the magnetic field generated between the north and south poles of the magnetic members 13h and 13i as changes in the resistance value of the resistance element are provided at positions facing the magnetic members 13h and 13i. It has been. The magnetoresistive effect sensors 13d and 13e are mounted on the substrate 21. Each element of the steering angle sensor 13 is housed in a steering angle sensor case 13f. One side of the steering angle sensor case 13f is opened, and after accommodating the elements of the steering angle sensor 13, the substrate 21 is accommodated on the opening side of the steering angle sensor case 13f, and is closed by the steering angle sensor cover 13g.

[操舵トルクセンサの構成]
図2、図3を用いて操舵トルクセンサ14の構成を説明する。操舵トルクセンサ14は、入力軸3の回転角を検出するプライマリレゾルバ29と、出力軸4の回転角を検出するセカンダリレゾルバ30とから構成されている。プライマリレゾルバ29は、入力軸3と一体に回転するプライマリロータ29aと、プライマリロータ29aの径方向外側に対向して配置されたプライマリステータ29bを有している。またセカンダリレゾルバ30は、出力軸4と一体に回転するセカンダリロータ30aと、セカンダリロータ30aの径方向外側に対向して配置され出力軸5の回転角を検出するセカンダリステータ30bとを有している。
プライマリロータ29aとセカンダリロータ30aは操舵トルクセンサケース14eに収容され、操舵トルクセンサケース14eの開口部は、操舵角センサケース13fの底部により閉塞されている。プライマリステータ29bとセカンダリステータ30bは操舵トルクセンサケース14eに装着されている。また基板21はハーネス23が接続されており、ハーネス23によって外部に情報を出力している。
操舵角センサ13および操舵トルクセンサ14は、第1ピニオン軸5とともにギヤハウジング24に収容され、ギヤハウジング24の開口部はギヤカバー25により閉塞されている。
[Configuration of steering torque sensor]
The configuration of the steering torque sensor 14 will be described with reference to FIGS. The steering torque sensor 14 includes a primary resolver 29 that detects the rotation angle of the input shaft 3 and a secondary resolver 30 that detects the rotation angle of the output shaft 4. The primary resolver 29 has a primary rotor 29a that rotates integrally with the input shaft 3, and a primary stator 29b that is disposed facing the radially outer side of the primary rotor 29a. The secondary resolver 30 includes a secondary rotor 30a that rotates integrally with the output shaft 4, and a secondary stator 30b that is disposed to face the radially outer side of the secondary rotor 30a and detects the rotation angle of the output shaft 5. .
The primary rotor 29a and the secondary rotor 30a are accommodated in the steering torque sensor case 14e, and the opening of the steering torque sensor case 14e is closed by the bottom of the steering angle sensor case 13f. The primary stator 29b and the secondary stator 30b are attached to the steering torque sensor case 14e. Further, a harness 23 is connected to the substrate 21 and the harness 23 outputs information to the outside.
The steering angle sensor 13 and the steering torque sensor 14 are accommodated in the gear housing 24 together with the first pinion shaft 5, and the opening of the gear housing 24 is closed by the gear cover 25.

[操舵角の求め方]
図4は入力軸3の回転角とプライマリディテクションギヤ13bおよびセカンダリディテクションギヤ13cの回転角との関係を示す図である。磁気抵抗効果センサ13d,13eからは、プライマリディテクションギヤ13bおよびセカンダリディテクションギヤ13cの回転位置に応じて変化する磁性部材13h,13iの磁界を磁気抵抗の変化が、正弦波信号または余弦波信号として出力されるが、図4ではこの正弦波信号または余弦波信号から回転角情報に変換したものを示している。
図4に示すように、20歯のプライマリディテクションギヤ13bが1回転する間に19歯のセカンダリディテクションギヤ13cは1回転以上することとなる。セカンダリディテクションギヤ13cが20回転するまでは回転数が多くなるほど、プライマリディテクションギヤ13bに対するセカンダリディテクションギヤ13cの回転数の差は大きくなる。この回転数差を用いて絶対操舵角(入力軸3の絶対回転角)を求めることができる。
[How to find the steering angle]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the input shaft 3 and the rotation angles of the primary detection gear 13b and the secondary detection gear 13c. From the magnetoresistive effect sensors 13d and 13e, magnetic field changes of the magnetic members 13h and 13i that change in accordance with the rotational positions of the primary detection gear 13b and the secondary detection gear 13c are caused by changes in magnetoresistance, sine wave signals or cosine wave signals. FIG. 4 shows a signal converted from this sine wave signal or cosine wave signal into rotation angle information.
As shown in FIG. 4, the 19-tooth secondary detection gear 13c rotates one or more times while the 20-tooth primary detection gear 13b rotates once. As the number of rotations increases until the secondary detection gear 13c rotates 20 times, the difference in the number of rotations of the secondary detection gear 13c with respect to the primary detection gear 13b increases. The absolute steering angle (the absolute rotation angle of the input shaft 3) can be obtained using this rotational speed difference.

[操舵トルクの求め方]
図5は入力軸3の回転角プライマリレゾルバ29およびセカンダリレゾルバ30の検出角との関係を示す図である。プライマリレゾルバ29およびセカンダリレゾルバ30からは、入力軸3および出力軸4の回転位置に応じて変化する磁界変化が正弦波信号または余弦波信号として出力されるが、図5ではこの正弦波信号または余弦波信号から回転角情報に変換したものを示している。
入力軸3と出力軸4との間にトーションバー22が設けられているため、ステアリングホイール2に入力された操舵トルクにより、トーションバー22に捩れが発生し、入力軸3と出力軸4の間に回転角差が生じる。この回転角差は、図5に示すようにプライマリレゾルバ29の検出角とセカンダリレゾルバ30の検出角との差として表れる。この検出角差にトーションバー22のヤング率をかければ操舵トルクを求めることができる。
[How to find steering torque]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the input shaft 3 and the detection angles of the primary resolver 29 and the secondary resolver 30. The primary resolver 29 and the secondary resolver 30 output magnetic field changes that change according to the rotational positions of the input shaft 3 and the output shaft 4 as sine wave signals or cosine wave signals. The wave signal is converted into rotation angle information.
Since the torsion bar 22 is provided between the input shaft 3 and the output shaft 4, the torsion bar 22 is twisted due to the steering torque input to the steering wheel 2, and between the input shaft 3 and the output shaft 4. Rotational angle difference occurs. This rotation angle difference appears as a difference between the detection angle of the primary resolver 29 and the detection angle of the secondary resolver 30, as shown in FIG. If this detection angle difference is multiplied by the Young's modulus of the torsion bar 22, the steering torque can be obtained.

[操舵角の求め方(高精度型)]
操舵角センサ13単体での操舵角の求め方について上記で説明したが、操舵角センサ13では、メインギヤ13a、プライマリディテクションギヤ13b、セカンダリディテクションギヤ13cがそれぞれ噛み合うギヤで構成されているため、バックラッシ等による噛み合い誤差が検出角度の精度に影響し、高精度な操舵角情報を得られないおそれがある。
実施例1では、より高精度な操舵角θsp情報を得るために次に説明するような方法により操舵角を求めている。図6は入力軸3の回転角と、操舵角センサ13の絶対操舵角およびプライマリレゾルバ29の検出角との関係を示す図である。
まず、操舵角センサ13が検出した絶対操舵角θsとプライマリレゾルバ29が検出可能な最大回転角θrmaxとを用いて、プライマリレゾルバ29のリセット回数を求める。最大回転角θrmaxは、プライマリレゾルバ29の構成から予め決まる定数である。
[How to find the steering angle (high accuracy type)]
The method for obtaining the steering angle of the steering angle sensor 13 alone has been described above, but in the steering angle sensor 13, the main gear 13a, the primary detection gear 13b, and the secondary detection gear 13c are constituted by gears that mesh with each other, The meshing error due to backlash or the like affects the accuracy of the detected angle, and there is a possibility that highly accurate steering angle information cannot be obtained.
In the first embodiment, in order to obtain more accurate steering angle θsp information, the steering angle is obtained by the method described below. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the input shaft 3, the absolute steering angle of the steering angle sensor 13, and the detection angle of the primary resolver 29.
First, using the absolute steering angle θs detected by the steering angle sensor 13 and the maximum rotation angle θrmax detectable by the primary resolver 29, the number of resets of the primary resolver 29 is obtained. The maximum rotation angle θrmax is a constant determined in advance from the configuration of the primary resolver 29.

図7はプライマリレゾルバ29のリセット回数を求める処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、操舵角センサ13が検出した絶対操舵角θsを算出して、ステップS2へ移行する。
ステップS2では、プライマリレゾルバ29が検出可能な入力軸3の最大回転角θrmaxを呼び出して、ステップS3へ移行する。
ステップS3では、リセット回数nを次の式により求めて、ステップS4に移行する。
n = θs / θrmax (ただし、nは整数であり、小数点以下は切り捨て)
ステップS4では、リセット回数nを出力して、処理を終了する。
上記のリセット回数nの演算処理は、ハンドル回転回数演算部19において演算される。
次に、プライマリレゾルバ29のリセット回数nとプライマリレゾルバ29の検出角度θrとから操舵角θspを求める。操舵角θspは次の式から求めることができる。
θsp = θrmax × n + θr
上記の操舵角θspの演算処理は、絶対角演算部20において演算される。
すなわち、誤差が大きい操舵角センサ13が検出した絶対操舵角θsを用いて大まかなリセット回数nを求め、誤差が小さいプライマリレゾルバ29の検出角度θrと組み合わせることで高精度な操舵角θspを求めるようにしている。
また次のようにして操舵角θspを求めることもできる。
操舵角センサ13が検出した絶対操舵角θsを用いて、次の式によりステアリングホイール2の回転位置が、転舵輪8が直進方向を向くときのステアリングホイール2の回転位置である中立位置から何回転目にあるかを示すハンドル回転回数Nを求める
N = θs / 360° (ただし、Nは整数であり、小数点以下は切り捨て)
上記のハンドル回転回数Nの演算処理は、ハンドル回転回数演算部19において演算される。
次に、ハンドル回転回数N以降のプライマリレゾルバ29のリセット回数n1を次の式により求める。
n1 = (θs - 360° × N) / θrmax (ただし、n1は整数であり、小数点以下は切り捨て)
次に、プライマリレゾルバ29のリセット回数n1とプライマリレゾルバ29の検出角度θrとから操舵角θspを求める。操舵角θspは次の式から求めることができる。
θsp = (360° × N) + (θrmax × n1) + θr
上記の操舵角θspの演算処理は、絶対角演算部20において演算される。
すなわち、誤差が大きい操舵角センサ13が検出した絶対操舵角θsを用いて、ハンドル回転回数Nと大まかなリセット回数n1を求め、誤差が小さいプライマリレゾルバ29の検出角度θrと組み合わせることで高精度な操舵角θspを求めるようにしている。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing for obtaining the number of resets of the primary resolver 29.
In step S1, the absolute steering angle θs detected by the steering angle sensor 13 is calculated, and the process proceeds to step S2.
In step S2, the maximum rotation angle θrmax of the input shaft 3 that can be detected by the primary resolver 29 is called, and the process proceeds to step S3.
In step S3, the reset count n is obtained by the following equation, and the process proceeds to step S4.
n = θs / θrmax (where n is an integer, rounded down after the decimal point)
In step S4, the reset count n is output and the process is terminated.
The calculation process of the reset number n is calculated by the handle rotation number calculation unit 19.
Next, the steering angle θsp is obtained from the reset number n of the primary resolver 29 and the detected angle θr of the primary resolver 29. The steering angle θsp can be obtained from the following equation.
θsp = θrmax × n + θr
The calculation process of the steering angle θsp is calculated by the absolute angle calculation unit 20.
That is, the approximate number of resets n is obtained using the absolute steering angle θs detected by the steering angle sensor 13 having a large error, and a high-precision steering angle θsp is obtained by combining with the detection angle θr of the primary resolver 29 having a small error. I have to.
Further, the steering angle θsp can be obtained as follows.
Using the absolute steering angle θs detected by the steering angle sensor 13, the rotational position of the steering wheel 2 is rotated from the neutral position, which is the rotational position of the steering wheel 2 when the steered wheel 8 is directed straight, by the following formula: Find the handle rotation number N that indicates whether it is in the eyes
N = θs / 360 ° (where N is an integer, rounded down after the decimal point)
The calculation process of the handle rotation number N is calculated by the handle rotation number calculation unit 19.
Next, the number of resets n1 of the primary resolver 29 after the handle rotation number N is obtained by the following equation.
n1 = (θs-360 ° × N) / θrmax (where n1 is an integer, rounded down after the decimal point)
Next, the steering angle θsp is obtained from the reset number n1 of the primary resolver 29 and the detected angle θr of the primary resolver 29. The steering angle θsp can be obtained from the following equation.
θsp = (360 ° × N) + (θrmax × n1) + θr
The calculation process of the steering angle θsp is calculated by the absolute angle calculation unit 20.
That is, using the absolute steering angle θs detected by the steering angle sensor 13 with a large error, the steering wheel rotation number N and the rough reset number n1 are obtained, and combined with the detection angle θr of the primary resolver 29 with a small error for high accuracy. The steering angle θsp is obtained.

[作用]
操舵角センサ13では、メインギヤ13a、プライマリディテクションギヤ13b、セカンダリディテクションギヤ13cがそれぞれ噛み合うギヤで構成されているため、バックラッシ等による噛み合い誤差が検出角度の精度に影響し、高精度な操舵角情報を得られないおそれがある。
また、ステアリングホイール2の操舵角の全範囲を検出しようとすると、左に720°以上、右に720°以上の範囲で検出する必要があり、限られたメモリ容量で全範囲をデジタル処理により演算しようとすると十分な分解能を得られることができないおそれがあった。
そこで実施例1では、操舵角センサ13が検出した絶対操舵角θsプライマリレゾルバ29が検出可能な最大回転角θrmaxとを用いて、プライマリレゾルバ29のリセット回数を求め、プライマリレゾルバ29のリセット回数nプライマリレゾルバ29の検出角度θrとから操舵角θspを求めるようにした。
これにより、誤差は大きいが絶対操舵角を求めることができる操舵角センサ13が検出した値(絶対操舵角θs)を用いて大まかなハンドル回転回数(リセット回数n)を求め、誤差は小さいが絶対操舵角を求めることはできないプライマリレゾルバ29が検出した値(検出角度θr)と組み合わせることで高精度な操舵角θspを求めることができる。
[Action]
In the steering angle sensor 13, since the main gear 13a, the primary detection gear 13b, and the secondary detection gear 13c are configured to mesh with each other, the meshing error due to backlash or the like affects the accuracy of the detected angle, and the highly accurate steering angle Information may not be obtained.
In addition, when trying to detect the full range of steering angle of the steering wheel 2, it is necessary to detect in the range of 720 ° or more on the left and 720 ° or more on the right, and the entire range is calculated by digital processing with limited memory capacity When trying to do so, there is a possibility that sufficient resolution cannot be obtained.
Therefore, in the first embodiment, the absolute number of rotations θrmax that can be detected by the absolute steering angle θs primary resolver 29 detected by the steering angle sensor 13 is used to obtain the number of resets of the primary resolver 29, and the number of resets of the primary resolver 29 is n primary. The steering angle θsp is obtained from the detected angle θr of the resolver 29.
As a result, a rough steering wheel rotation number (reset number n) is obtained using a value (absolute steering angle θs) detected by the steering angle sensor 13 that has a large error but can obtain an absolute steering angle. A highly accurate steering angle θsp can be obtained by combining with a value (detection angle θr) detected by the primary resolver 29 that cannot obtain the steering angle.

また実施例1では、プライマリディテクションギヤ13bおよびセカンダリディテクションギヤ13cは、周方向に所定の間隔をもってN極およびS極が着磁された磁性部材13h,13iを備え、磁気抵抗効果センサ13dおよび磁気抵抗効果センサ13eは、N極およびS極の間に発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出する磁気抵抗効果センサによって構成されることとした。これにより、操舵角センサ13を高応答で環境変化に強くすることができる。
また実施例1では、電子制御ユニット15は、プライマリレゾルバ29、セカンダリレゾルバ30、磁気抵抗効果センサ13dおよび磁気抵抗効果センサ13eからの出力信号が正弦波信号および余弦波信号として入力され、これら正弦波信号および余弦波信号を用いて操舵軸26の回転角を演算するセンサ電子制御ユニット17と、モータ指令値演算部18が設けられセンサ電子制御ユニット17の演算結果に基づき電動モータ9への指令電流値を演算するモータ電子制御ユニット16と、から構成した。これにより、プライマリレゾルバ29、セカンダリレゾルバ30、磁気抵抗効果センサ13dおよび磁気抵抗効果センサ13eの信号が全てセンサ電子制御ユニット17に入力されるため、演算回路の統合、簡略化を図ることができる。
In the first embodiment, the primary detection gear 13b and the secondary detection gear 13c include magnetic members 13h and 13i magnetized with N and S poles at predetermined intervals in the circumferential direction, and the magnetoresistive effect sensor 13d and The magnetoresistive effect sensor 13e is composed of a magnetoresistive effect sensor that detects a change in the magnetic field generated between the N pole and the S pole as a change in the resistance value of the resistance element. As a result, the steering angle sensor 13 can be made highly resistant to environmental changes with high response.
In the first embodiment, the electronic control unit 15 receives the output signals from the primary resolver 29, the secondary resolver 30, the magnetoresistive effect sensor 13d, and the magnetoresistive effect sensor 13e as a sine wave signal and a cosine wave signal. A sensor electronic control unit 17 for calculating the rotation angle of the steering shaft 26 using the signal and the cosine wave signal, and a command current to the electric motor 9 based on the calculation result of the sensor electronic control unit 17 provided with the motor command value calculation unit 18 And a motor electronic control unit 16 for calculating a value. Thereby, since the signals of the primary resolver 29, the secondary resolver 30, the magnetoresistive effect sensor 13d, and the magnetoresistive effect sensor 13e are all input to the sensor electronic control unit 17, it is possible to integrate and simplify the arithmetic circuit.

また実施例1では、操舵機構28は、出力軸4に設けられた第1ピニオン軸5と、第1ピニオン軸5と噛合う第1ラック歯6aおよび第1ラック歯6aと異なるラック歯である第2ラック歯6bが形成されたラックバー6と、第2ラック歯6bと噛合う第2ピニオン軸12と、第2ピニオン軸12に設けられたウォームホイール11と、ウォームホイール11と噛合うと共に電動モータ9の回転力が付与されるウォームシャフト10と、から構成した。これにより、ステアリングホイール2からの操舵力は第1ピニオン軸5からラックバー6に伝達され、電動モータ9からの操舵アシスト力は第2ピニオン軸12からラックバー6に伝達されることとなるため、負荷を第1ピニオン軸5と第2ピニオン軸12とに分散させることができ、より出力の高いパワーステアリング装置1を提供することができる。   In the first embodiment, the steering mechanism 28 has a first pinion shaft 5 provided on the output shaft 4, first rack teeth 6 a that mesh with the first pinion shaft 5, and rack teeth that are different from the first rack teeth 6 a. The rack bar 6 formed with the second rack teeth 6b, the second pinion shaft 12 meshing with the second rack teeth 6b, the worm wheel 11 provided on the second pinion shaft 12, and the worm wheel 11 are meshed with each other. And a worm shaft 10 to which the rotational force of the electric motor 9 is applied. As a result, the steering force from the steering wheel 2 is transmitted from the first pinion shaft 5 to the rack bar 6, and the steering assist force from the electric motor 9 is transmitted from the second pinion shaft 12 to the rack bar 6. The load can be distributed to the first pinion shaft 5 and the second pinion shaft 12, and the power steering device 1 with higher output can be provided.

[効果]
実施例1のパワーステアリング装置1の効果について以下に列記する。
(1)ステアリングホイール2の操舵操作に伴い回転する入力軸3および入力軸3とトーションバー22を介して接続され入力軸3の回転が伝達される出力軸4から構成される操舵軸26、並びに出力軸4の回転を転舵輪8の転舵動作に変換する変換機構27、から構成される操舵機構28と、操舵機構28に操舵力を付与する電動モータ9と、電動モータ9を駆動制御する電子制御ユニット15と、入力軸3側に設けられ、入力軸3の回転角である第1回転角を検出するプライマリレゾルバ29(第1の回転角センサ)と、出力軸4側に設けられ、出力軸4の回転角である第2回転角を検出するセカンダリレゾルバ30(第2の回転角センサ)と、から構成され、第1回転角と第2回転角の相対回転角に基づき、操舵軸26に発生する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ14と、電子制御ユニット15に設けられ、操舵トルクに基づき、電動モータ9への指令電流値を演算するモータ指令値演算部18(モータ指令値演算回路)と、操舵軸26の回転に応じて回転するプライマリディテクションギヤ13b(第1の歯車)有し、プライマリディテクションギヤ13bの回転角である第3回転角を検出する磁気抵抗効果センサ13d(第3の回転角センサ)と、プライマリディテクションギヤ13bと互いに割り切れない所定の減速比をもってプライマリディテクションギヤ13bによって回転されるセカンダリディテクションギヤ13c(第2の歯車)を有し、セカンダリディテクションギヤ13cの回転角である第4回転角を検出する磁気抵抗効果センサ13d(第4の回転角センサ)と、電子制御ユニット15に設けられ、第3回転角と第4回転角の組み合わせに基づき、ステアリングホイール2の回転位置が、転舵輪8が直進方向を向くときのステアリングホイール2の回転位置である中立状態から何回転目にあるかを示すハンドル回転回数を演算するハンドル回転回数演算部19(ハンドル回転回数演算回路)と、第1回転角または第2回転角とハンドル回転回数に基づき、ステアリングホイール2の中立状態からの回転量である絶対角を演算する絶対角演算部20(絶対角演算回路)とを有することとした。
よって、誤差は大きいが絶対操舵角を求めることができる操舵角センサ13が検出した値(絶対操舵角θs)を用いて大まかなハンドル回転回数(リセット回数n)を求め、誤差は小さいが絶対操舵角を求めることはできないプライマリレゾルバ29が検出した値(検出角度θr)と組み合わせることで高精度な操舵角θspを求めることができる。
[effect]
The effects of the power steering device 1 of the first embodiment are listed below.
(1) A steering shaft 26 composed of an input shaft 3 that rotates in response to a steering operation of the steering wheel 2 and an output shaft 4 that is connected to the input shaft 3 via a torsion bar 22 and that transmits the rotation of the input shaft 3; A steering mechanism 28 including a conversion mechanism 27 that converts the rotation of the output shaft 4 into a turning operation of the steered wheels 8, an electric motor 9 that applies a steering force to the steering mechanism 28, and drive control of the electric motor 9. An electronic control unit 15; a primary resolver 29 (first rotation angle sensor) that is provided on the input shaft 3 side and detects a first rotation angle that is a rotation angle of the input shaft 3; and an output shaft 4 side. A secondary resolver 30 (second rotation angle sensor) that detects a second rotation angle that is the rotation angle of the output shaft 4, and a steering shaft based on a relative rotation angle between the first rotation angle and the second rotation angle. Steering torque sensor 14 for detecting the steering torque generated in A motor command value calculation unit 18 (motor command value calculation circuit) that is provided in the control unit 15 and calculates a command current value to the electric motor 9 based on the steering torque, and a primary detector that rotates according to the rotation of the steering shaft 26. A magnetoresistive effect sensor 13d (third rotation angle sensor) for detecting a third rotation angle that is a rotation angle of the primary detection gear 13b, and a primary detection gear 13b. A magnet that has a secondary detection gear 13c (second gear) rotated by the primary detection gear 13b with a predetermined reduction ratio that is not divisible by each other, and that detects the fourth rotation angle that is the rotation angle of the secondary detection gear 13c. The resistance effect sensor 13d (fourth rotation angle sensor) and the electronic control unit 15 are equipped with a steering wheel based on the combination of the third rotation angle and the fourth rotation angle. The rotation number of the steering wheel 2 calculates the number of rotations of the steering wheel 19 indicating the number of rotations from the neutral state, which is the rotation position of the steering wheel 2 when the steered wheels 8 are directed straight. Steering wheel rotation number calculation circuit) and an absolute angle calculation unit 20 (absolute angle calculation) that calculates an absolute angle that is a rotation amount from the neutral state of the steering wheel 2 based on the first rotation angle or the second rotation angle and the steering wheel rotation number Circuit).
Therefore, a rough steering wheel rotation number (reset number n) is obtained using a value (absolute steering angle θs) detected by the steering angle sensor 13 that can obtain the absolute steering angle although the error is large. A highly accurate steering angle θsp can be obtained by combining with a value (detection angle θr) detected by the primary resolver 29 where the angle cannot be obtained.

(2)プライマリディテクションギヤ13bおよびセカンダリディテクションギヤ13cは、周方向に所定の間隔をもってN極およびS極が着磁された磁性部材13h,13iを備え、磁気抵抗効果センサ13dおよび磁気抵抗効果センサ13eは、N極およびS極の間に発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出する磁気抵抗効果センサによって構成されることとした。
よって、操舵角センサ13を高応答で環境変化に強くすることができる。
(2) The primary detection gear 13b and the secondary detection gear 13c include magnetic members 13h and 13i magnetized with N and S poles at a predetermined interval in the circumferential direction, and include a magnetoresistive effect sensor 13d and a magnetoresistive effect. The sensor 13e is composed of a magnetoresistive sensor that detects a change in the magnetic field generated between the N pole and the S pole as a change in the resistance value of the resistance element.
Therefore, the steering angle sensor 13 can be made highly resistant to environmental changes with high response.

(3)電子制御ユニット15は、プライマリレゾルバ29、セカンダリレゾルバ30、磁気抵抗効果センサ13dおよび磁気抵抗効果センサ13eからの出力信号が正弦波信号および余弦波信号として入力され、これら正弦波信号および余弦波信号を用いて操舵軸26の回転角を演算するセンサ電子制御ユニット17と、モータ指令値演算部18が設けられセンサ電子制御ユニット17の演算結果に基づき電動モータ9への指令電流値を演算するモータ電子制御ユニット16と、から構成した。
よって、演算回路の統合、簡略化を図ることができる。
(3) The electronic control unit 15 receives the output signals from the primary resolver 29, the secondary resolver 30, the magnetoresistive effect sensor 13d, and the magnetoresistive effect sensor 13e as a sine wave signal and a cosine wave signal. A sensor electronic control unit 17 that calculates the rotation angle of the steering shaft 26 using a wave signal and a motor command value calculation unit 18 are provided to calculate a command current value to the electric motor 9 based on the calculation result of the sensor electronic control unit 17 The motor electronic control unit 16 is configured.
Therefore, it is possible to integrate and simplify the arithmetic circuit.

(4)操舵機構28は、出力軸4に設けられた第1ピニオン軸5と、第1ピニオン軸5と噛合う第1ラック歯6aおよび第1ラック歯6aと異なるラック歯である第2ラック歯6bが形成されたラックバー6と、第1ラック歯6aと噛合う第2ピニオン軸12と、第2ピニオン軸12に設けられたウォームホイール11と、ウォームホイール11と噛合うと共に電動モータ9の回転力が付与されるウォームシャフト10と、から構成した。
よって、より出力の高いパワーステアリング装置1を提供することができる。
(4) The steering mechanism 28 includes a first pinion shaft 5 provided on the output shaft 4, a first rack tooth 6a that meshes with the first pinion shaft 5, and a second rack that is different from the first rack teeth 6a. Rack bar 6 formed with teeth 6b, second pinion shaft 12 meshing with first rack teeth 6a, worm wheel 11 provided on second pinion shaft 12, meshing with worm wheel 11 and electric motor 9 And a worm shaft 10 to which the rotational force is applied.
Therefore, the power steering device 1 with higher output can be provided.

〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例1に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
[Other Examples]
As described above, the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration of each invention is not limited to each embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the invention. Are included in the present invention.

〈他の実施例1〉
実施例1では、操舵角センサ13の検出した操舵角の初期値プライマリレゾルバ29が検出した検出角の初期値とが一致していることを前提として説明したが、初期値が一致していないときには次のようにして絶対操舵角θsを求めるようにすれば良い。
図8は入力軸3の回転角と、操舵角センサ13の絶対操舵角およびプライマリレゾルバ29の検出角との関係を示す図である。まず、プライマリレゾルバ29のリセット回数は、実施例1と同様にして求める。
次に、プライマリレゾルバ29のリセット回数nプライマリレゾルバ29の検出角度θrとから操舵角θspを求める。操舵角θspは次の式から求めることができる。
θsp = θrmax * r + (θr - θr1)
式のθr1は、操舵角センサ13の検出した操舵角の初期値のときのプライマリレゾルバ29の検出角度であって、キャリブレーション時に予め求めることができる。
<Other Example 1>
The first embodiment has been described on the assumption that the initial value of the steering angle detected by the steering angle sensor 13 matches the initial value of the detected angle detected by the primary resolver 29, but when the initial values do not match What is necessary is just to obtain | require absolute steering angle (theta) s as follows.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the input shaft 3, the absolute steering angle of the steering angle sensor 13, and the detection angle of the primary resolver 29. First, the number of resets of the primary resolver 29 is obtained in the same manner as in the first embodiment.
Next, the steering angle θsp is obtained from the reset number n of the primary resolver 29 and the detected angle θr of the primary resolver 29. The steering angle θsp can be obtained from the following equation.
θsp = θrmax * r + (θr-θr1)
Θr1 in the equation is a detection angle of the primary resolver 29 at the initial value of the steering angle detected by the steering angle sensor 13, and can be obtained in advance at the time of calibration.

〈他の実施例2〉
実施例1では、高精度な操舵角を求めるためにプライマリレゾルバ29の検出角を用いていた。すなわち入力軸3の回転角を用いて操舵角を求めていた。これをセカンダリレゾルバ30の検出角、すなわち出力軸の回転角を用いて操舵角を求めるようにしても良い。入力軸3の回転角を用いて操舵角を求める場合にはステアリングホイール2の操舵角に基づいて制御する場合に有効であり、出力軸4の回転角を用いて操舵角を求める場合には転舵輪8の転舵角に基づいて制御する場合に有効である。
<Other Example 2>
In the first embodiment, the detection angle of the primary resolver 29 is used to obtain a highly accurate steering angle. That is, the steering angle is obtained using the rotation angle of the input shaft 3. Alternatively, the steering angle may be obtained using the detection angle of the secondary resolver 30, that is, the rotation angle of the output shaft. When obtaining the steering angle using the rotation angle of the input shaft 3, it is effective when controlling based on the steering angle of the steering wheel 2, and when obtaining the steering angle using the rotation angle of the output shaft 4, it is effective. This is effective when the control is performed based on the turning angle of the steering wheel 8.

〈他の実施例3〉
実施例1では、ステアリングホイール2からの操舵力は第1ピニオン軸5を介してラックバー6に伝達され、電動モータ9からの操舵アシスト力は第2ピニオン軸12を介してラックバー6に伝達する、所謂ダブルピニオン式を用いていた。これに代えてシングルピニオン式としても良い。
図9はシングルピニオン式のパワーステアリング装置1の全体概要図である。図9に示すように、シングルピニオン式では第1ピニオン軸5にウォームホイール11を設け、電動モータ9はウォームホイール11に噛み合うウォームシャフト10を介して操舵アシスト力を付与するようにしている。すなわちシングルピニオン式では、ステアリングホイールからの操舵力と、電動モータ9からの操舵アシスト力とを第1ピニオン軸5を介してラックバー6に伝達するようにしている。これにより、パワーステアリング装置1の小型化を図ることができる。
<Other Example 3>
In the first embodiment, the steering force from the steering wheel 2 is transmitted to the rack bar 6 via the first pinion shaft 5, and the steering assist force from the electric motor 9 is transmitted to the rack bar 6 via the second pinion shaft 12. The so-called double pinion type was used. Instead of this, a single pinion type may be used.
FIG. 9 is an overall schematic diagram of the single-pinion type power steering apparatus 1. As shown in FIG. 9, in the single pinion type, a worm wheel 11 is provided on the first pinion shaft 5, and the electric motor 9 applies a steering assist force via a worm shaft 10 that meshes with the worm wheel 11. That is, in the single pinion type, the steering force from the steering wheel and the steering assist force from the electric motor 9 are transmitted to the rack bar 6 via the first pinion shaft 5. Thereby, the power steering device 1 can be downsized.

〈他の実施例4〉
実施例1では、操舵角センサ13をメインギヤ13aと、プライマリディテクションギヤ13bと、セカンダリディテクションギヤ13cとから構成し、プライマリディテクションギヤ13bとセカンダリディテクションギヤ13cの歯数を互いに割り切れない歯数とするようにしていた。この構成に代えて、操舵角センサ13をメインギヤ13aと、プライマリディテクションギヤ13bとから構成し、メインギヤ13aとプライマリディテクションギヤ13bの歯数を互いに割り切れない歯数とし、メインギヤ13aの回転数とプライマリディテクションギヤ13bの回転数から絶対操舵角を求めるようにしても良い。
<Other Example 4>
In the first embodiment, the steering angle sensor 13 includes a main gear 13a, a primary detection gear 13b, and a secondary detection gear 13c, and the number of teeth of the primary detection gear 13b and the secondary detection gear 13c cannot be divided from each other. I tried to be a number. Instead of this configuration, the steering angle sensor 13 is composed of a main gear 13a and a primary detection gear 13b, the number of teeth of the main gear 13a and the primary detection gear 13b is set to an indivisible number of teeth, and the number of rotations of the main gear 13a The absolute steering angle may be obtained from the rotation speed of the primary detection gear 13b.

〔請求項以外の技術的思想〕
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
[Technical thought other than claims]
Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments will be described below together with the effects thereof.

(イ)請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記電子制御ユニットは、前記第1、第2、第3および第4の回転角センサからの出力信号が正弦波信号および余弦波信号として入力され、これら正弦波信号および余弦波信号を用いて前記操舵軸の回転角を演算するセンサ電子制御ユニットと、
前記モータ指令値演算回路が設けられ前記センサ電子制御ユニットの演算結果に基づき前記電動モータへの指令電流値を演算するモータ電子制御ユニットと、
から構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
よって、演算回路の統合、簡略化を図ることができる。
(A) In the power steering device according to claim 1,
The electronic control unit receives output signals from the first, second, third and fourth rotation angle sensors as sine wave signals and cosine wave signals, and uses the sine wave signals and cosine wave signals to A sensor electronic control unit for calculating the rotation angle of the steering shaft;
A motor electronic control unit that is provided with the motor command value calculation circuit and calculates a command current value to the electric motor based on a calculation result of the sensor electronic control unit;
A power steering device comprising:
Therefore, it is possible to integrate and simplify the arithmetic circuit.

(ロ)請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵機構は、前記出力軸に設けられた第1ピニオン軸と、
前記第1ピニオン軸と噛合う第1ラック歯および前記第1ラック歯と異なるラック歯である第2ラック歯が形成されたラックバーと、
前記第2ラック歯と噛合う第2ピニオン軸と、
前記第2ピニオン軸に設けられたウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛合うと共に前記電動モータの回転力が付与されるウォームシャフトと、
から構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
よって、より出力の高いパワーステアリング装置を提供することができる。
(B) In the power steering device according to claim 1,
The steering mechanism includes a first pinion shaft provided on the output shaft,
A rack bar formed with first rack teeth that mesh with the first pinion shaft and second rack teeth that are different from the first rack teeth;
A second pinion shaft that meshes with the second rack teeth;
A worm wheel provided on the second pinion shaft;
A worm shaft that meshes with the worm wheel and is provided with a rotational force of the electric motor;
A power steering device comprising:
Therefore, a power steering device with higher output can be provided.

2 ステアリングホイール
3 入力軸
4 出力軸
5 第1ピニオン軸
6 ラックバー
6a 第1ラック歯
6b 第2ラック歯
8 転舵輪
9 電動モータ
10 ウォームシャフト
11 ウォームホイール
12 第2ピニオン軸
13b プライマリディテクションギヤ(第1の歯車)
13c セカンダリティテクションギヤ(第2の歯車)
13d 磁気抵抗効果センサ(第3の回転角センサ)
13e 磁気抵抗効果センサ(第4の回転角センサ)
13h 磁性部材
13i 磁性部材
14 操舵トルクセンサ
15 電子制御ユニット
16 モータ電子制御ユニット
17 センサ電子制御ユニット
18 モータ指令値演算部(モータ指令値演算回路)
19 ハンドル回転回数演算部(ハンドル回転回数演算回路)
20 絶対角演算部(絶対角演算回路)
22 トーションバー
26 操舵軸
27 変換機構
28 操舵機構
29 プライマリレゾルバ(第1の回転角センサ)
30 セカンダリレゾルバ(第2の回転角センサ)
2 Steering wheel
3 Input shaft
4 Output shaft
5 First pinion shaft
6 Rack bar
6a First rack tooth
6b Second rack tooth
8 Steering wheel
9 Electric motor
10 Worm shaft
11 Worm wheel
12 Second pinion shaft
13b Primary detection gear (first gear)
13c Secondary protection gear (second gear)
13d Magnetoresistive sensor (third rotation angle sensor)
13e Magnetoresistive sensor (fourth rotation angle sensor)
13h Magnetic member
13i Magnetic member
14 Steering torque sensor
15 Electronic control unit
16 Motor electronic control unit
17 Sensor electronic control unit
18 Motor command value calculation unit (motor command value calculation circuit)
19 Handle rotation frequency calculator (handle rotation frequency calculation circuit)
20 Absolute angle calculation unit (absolute angle calculation circuit)
22 Torsion bar
26 Steering shaft
27 Conversion mechanism
28 Steering mechanism
29 Primary resolver (first rotation angle sensor)
30 Secondary resolver (second rotation angle sensor)

Claims (2)

ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸および前記入力軸とトーションバーを介して接続され前記入力軸の回転が伝達される出力軸から構成される操舵軸、並びに前記出力軸の回転を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構、から構成される操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御する電子制御ユニットと、
前記入力軸側に設けられ、前記入力軸の回転角である第1回転角を検出する第1の回転角センサと、前記出力軸側に設けられ、前記出力軸の回転角である第2回転角を検出する第2の回転角センサと、から構成され、前記第1回転角と前記第2回転角の相対回転角に基づき、前記操舵軸に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記電子コントロールユニットに設けられ、前記操舵トルクに基づき、前記電動モータへの指令電流値を演算するモータ指令値演算回路と、
前記操舵軸の回転に応じて回転する第1の歯車を有し、前記第1の歯車の回転角である第3回転角を検出する第3の回転角センサと、
前記第1の歯車と互いに割り切れない所定の減速比をもって前記第1の歯車によって回転される第2の歯車を有し、前記第2の歯車の回転角である第4回転角を検出する第4の回転角センサと、
前記電子制御ユニットに設けられ、前記第3回転角と前記第4回転角の組み合わせに基づき、ステアリングホイールの回転位置が、転舵輪が直進方向を向くときのステアリングホイールの回転位置である中立状態から何回転目にあるかを示すハンドル回転回数を演算するハンドル回転回数演算回路と、
前記第1回転角または前記第2回転角と前記ハンドル回転回数に基づき、ステアリングホイールの中立状態からの回転量である絶対角を演算する絶対角演算回路と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
A steering shaft composed of an input shaft that rotates in response to a steering operation of the steering wheel, an output shaft that is connected to the input shaft via a torsion bar, and that transmits the rotation of the input shaft, and the rotation of the output shaft A steering mechanism composed of a conversion mechanism for converting into a steering operation of
An electric motor for applying a steering force to the steering mechanism;
An electronic control unit for driving and controlling the electric motor;
A first rotation angle sensor that is provided on the input shaft side and detects a first rotation angle that is a rotation angle of the input shaft; and a second rotation that is provided on the output shaft side and is a rotation angle of the output shaft. A second rotation angle sensor for detecting an angle, and a torque sensor for detecting a steering torque generated in the steering shaft based on a relative rotation angle between the first rotation angle and the second rotation angle;
A motor command value calculation circuit that is provided in the electronic control unit and calculates a command current value to the electric motor based on the steering torque;
A third rotation angle sensor that has a first gear that rotates according to the rotation of the steering shaft, and that detects a third rotation angle that is a rotation angle of the first gear;
A fourth gear that has a second gear that is rotated by the first gear with a predetermined reduction ratio that is not divisible by the first gear, and that detects a fourth rotation angle that is a rotation angle of the second gear. Rotation angle sensor of
Provided in the electronic control unit, based on the combination of the third rotation angle and the fourth rotation angle, from the neutral state where the rotation position of the steering wheel is the rotation position of the steering wheel when the steered wheels are directed straight ahead A handle rotation number calculating circuit for calculating a handle rotation number indicating the number of rotations;
An absolute angle calculation circuit for calculating an absolute angle, which is a rotation amount from a neutral state of the steering wheel, based on the first rotation angle or the second rotation angle and the steering wheel rotation number;
A power steering apparatus comprising:
請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1の歯車および前記第2の歯車は、周方向に所定の間隔をもってN極およびS極が着磁された磁性部材を備え、
前記第3の回転角センサおよび前記第4の回転角センサは、前記N極およびS極の間に発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出する磁気抵抗効果センサによって構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
In the power steering device according to claim 1,
The first gear and the second gear include a magnetic member having N poles and S poles magnetized at a predetermined interval in the circumferential direction,
The third rotation angle sensor and the fourth rotation angle sensor are configured by a magnetoresistive effect sensor that detects a change in a magnetic field generated between the N pole and the S pole as a change in the resistance value of a resistance element. A power steering device characterized by that.
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